物品反転装置
【課題】 物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転すること。
【解決手段】 物品１を搬送しつつ反転させる物品反転装置１０であって、上下移動床３０と出口側固定床４０を物品搬送方向に沿って配置し、上下移動床３０は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面３３と、持ち上げ床面３３に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面３２とを有し、出口側固定床４０は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床３０の垂直壁面３２に相対する垂直壁面４１を有し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３を出口側固定床４０の床面４２に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなるもの。
【解決手段】 物品１を搬送しつつ反転させる物品反転装置１０であって、上下移動床３０と出口側固定床４０を物品搬送方向に沿って配置し、上下移動床３０は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面３３と、持ち上げ床面３３に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面３２とを有し、出口側固定床４０は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床３０の垂直壁面３２に相対する垂直壁面４１を有し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３を出口側固定床４０の床面４２に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャップ等の物品を物品処理装置に供給するとき、物品を反転して供給する物品反転装置を用いることがある。例えば、整列機で整列したキャップをキャップ締め機に供給しようとするとき、整列機で整列されたキャップは重心のある側、即ちキャップの天面側が下向きに整列される。ところが、キャップ締め機では、天面を上向きにしてキャップを把持しないと、キャップを容器に締め込みできない。そこで、整列機とキャップ締め機の間に、キャップを180度上下反転する物品反転装置が必要になる。
【０００３】
従来、物品反転装置として、特許文献１〜３に記載のものがある。
特許文献１に記載の物品反転装置は、物品が重力で滑り落ちる搬送過程で該物品を反転させるものである。整列機で整列された物品を搬送する第１ベルトコンベヤに、半円状上下反転シュートの上側入口部を接続し、半円状上下反転シュートの下側出口部に第２ベルトコンベヤを接続するものである。第１ベルトコンベヤで搬入されてくる物品を半円状上下反転シュートで上下反転し、反転された物品を第２ベルトコンベヤで搬出するものである。
【０００４】
尚、他の物品反転装置として、物品を斜め下向きシュートで滑り落としながら、物品進行方向に対してスクリュー状に捻った上下反転シュートに通してその上下反転を図るものもある。
【０００５】
特許文献２に記載の物品反転装置は、一定個数の物品を反転装置内に貯めてからそれらの物品を反転させるものである。整列機で整列された一定個数の物品を物品受け部に受け入れ、旋回アクチュエータで物品受け部を180度旋回させることにより、それらの物品を上下反転して排出するものである。
【０００６】
特許文献３に記載の物品反転装置は、物品を整列機の中で反転するものである。複数の固定床と移動床を交互に配置した物品搬送装置において、最下流側に配置される床高固定床の床面を他の固定床の床面よりも高くし、該床高固定床の下流に配置される急傾斜移動床の床面を他の移動床の床面よりも急傾斜にしてなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2009-149428
【特許文献２】特開2008-230774
【特許文献３】特開2010-76922
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術において、物品を上下反転シュートによって反転するものは、反転に必要な落差と距離が必要であり、搬送方向にも制約が出ることもある。また、物品形状やサイズに対する兼用性も低い。特許文献１では、半円状上下反転シュートの設置スペースが必要である。搬送方向も入口と出口で逆になるため、装置設置の面からも制約となる。また物品形状やサイズが変更となった場合、半円状上下反転シュートの型替え部品が必要になるが、一般にこの半円状上下反転シュートは削り出し加工が必要であり高価になりがちである。進行方向に対してスクリュー状に捻る上下反転シュートにて上下反転するものも同様の課題がある。特に、スクリュー状に捻る上下反転シュートの型替え部品は形状が複雑であるため、物品がつまらないようにするための微調整に時間と労力が必要である。
【０００９】
また、一定個数の物品を物品受入れ部に貯めてからアクチュエータで反転するものも、反転に必要な落差と距離が必要であり、搬送方向に制約が出ることもある。また物品形状やサイズに対する兼用性も低い。特許文献２では複数の物品を受入れる物品受入れ部が必要なため、大きな設置スペースが必要になる。反転のためのアクチュエータの設置スペースも必要である。物品受入れ部への物品の投入方向と排出方向は逆となるため、装置設置の面からも制約となる。また、物品形状やサイズが変更となった場合、物品受入れ部は型替え部品が必要になるが、物品受入れ部は構造が複雑であるため高価になりがちである。
【００１０】
また、物品を整列機の中で反転するものは、整列機の構造や制御が複雑になりがちで、また物品形状やサイズに対する兼用性にも一定の制約がある。特許文献３は、床高固定床で物品の天面側をまずは上流向きにし、急傾斜移動床で天面側を上向きにする２工程を必要とするため、装置設計や調整に時間を要する。また、ジャーキャップのようにキャップ直径がキャップ高さより相当大きい物品に関しては、床高固定床上流の移動床でキャップ重心を押し上げることが困難であり、キャップの天面側を上流向きとすることができず、結果、上下反転で向きを揃えることが困難である。
【００１１】
本発明の課題は、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、物品を搬送しつつ反転させる物品反転装置であって、上下移動床と出口側固定床を物品搬送方向に沿って配置し、上下移動床は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面と、持ち上げ床面に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面とを有し、出口側固定床は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床の垂直壁面に相対する垂直壁面を有し、上下移動床の持ち上げ床面を出口側固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は物品反転装置を示す斜視図である。
【図２】図２は物品反転装置の投入シュートと上下移動床と出口側固定床を示す模式図である。
【図３】図３は上下移動床の変形例を示す模式図である。
【図４】図４は反転対象物品を示す模式図である。
【図５】図５は反転工程を示す模式図である。
【図６】図６は反転工程の続きを示す模式図である。
【図７】図７は反転工程の別の態様を示す模式図である。
【図８】図８は小物品の反転工程を示す模式図である。
【図９】図９は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示した物品反転装置１０は、反転対象物品１を例えばキャップとし、物品１を搬送しつつ反転し、次工程へ払い出し可能にする。
【００１６】
物品反転装置１０は、上下移動床３０と出口側固定床４０を物品搬送方向に沿って配置している。本実施例では、物品１の上下姿勢を一定に整列する整列機（不図示）の下流側に投入シュート２０を接続し、この投入シュート２０を上下移動床３０の上流側に配置している。投入シュート２０と上下移動床３０と出口側固定床４０の両側にはサイドガイド１１が立設されている。投入シュート２０と出口側固定床４０は両側のサイドガイド１１により隙間なく固定的に挟まれる。上下移動床３０は両側のサイドガイド１１により隙間なく挟まれながら、上下昇降装置３５により上下移動される。サイドガイド１１は、投入シュート２０、上下移動床３０、出口側固定床４０の上の物品１の横方向への落下を防止する。上下昇降装置３５は、回転運動を往復直進運動に変換するスライダ・リンク機構、空圧式シリンダや電動アクチュエータを採用できる。上下昇降装置３５は、停止位置の設定や速度制御の容易な点で、電動アクチュエータが好ましい。
【００１７】
投入シュート２０は、板状シュート等からなり、図２に示す如く、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。投入シュート２０の下り勾配の角度δについては後述する。
【００１８】
上下移動床３０は、図２に示す如く、物品搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、誘い込み床面３１、垂直壁面３２、持ち上げ床面３３を有する。持ち上げ床面３３は物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。垂直壁面３２は持ち上げ床面３３に対する物品搬送方向の上流側にて該持ち上げ床面３３の最上流部から鉛直上方に起立する。誘い込み床面３１は垂直壁面３２の最高位部に対する物品搬送方向の上流側に配置され、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。誘い込み床面３１は、図３に示す如く、上流側を緩斜面３１Ａ、下流側を急斜面３１Ｂとする２段勾配面としたり、最上流部を丸味のある凸曲面とすることにより、投入シュート２０から投入される物品１を上下移動床３０と出口側固定床４０の間に滑らかに誘い込み、該誘い込み床面３１上での物品１のつまりを回避できる。誘い込み床面３１の下り勾配の角度α、持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βについては後述する。
【００１９】
出口側固定床４０は、図２に示す如く、物品搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、垂直壁面４１、床面４２を有する。垂直壁面４１は床面４２に対する物品搬送方向の上流側にて、該床面４２の最上流部から鉛直方向に垂れ下がり、上下移動床３０の垂直壁面３２に一定の距離ｘを介して相対する。床面４２は物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。但し、床面４２は水平面をなすものでも良い（図９）。垂直壁面４１と床面４２との交差角γについては後述する。
【００２０】
ここで、物品反転装置１０の反転対象物品１は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示したように底面が穿たれた円柱形、楕円柱形、角柱形等のキャップの他、図４（Ｄ）に示した中実体等であっても良い。各物品１は天面Ａと底面Ｂを有する。そして、物品反転装置１０は、天面上向きで搬入された物品１を天面下向きに反転して払い出しても良いし、天面下向きで搬入された物品１を天面上向きに反転して払い出しても良い。物品１の天面Ａ又は底面Ｂの直径をｄ、物品１の高さをｈとする。
【００２１】
物品反転装置１０は、上下昇降装置３５により、上下移動床３０の持ち上げ床面３３を出口側固定床４０の床面４２に対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返すことにより、物品１（天面Ａ、底面Ｂ）を以下の如くに反転する（図５〜図８）。ここでは、整列機が天面下向きに整列した物品１が投入シュート２０を介して上下移動床３０に搬入され（図１（Ａ））、上下移動床３０により天面上向きに反転された物品１が出口側固定床４０から次工程へ払い出されるものとする（図１（Ｂ））。
【００２２】
(1)上下移動床３０が原位置にあるとき、上下移動床３０の誘い込み床面３１の最上流部は、投入シュート２０の最下流部より下にある。この状態で、上下移動床３０の上流の投入シュート２０に置かれた天面下向きの物品（キャップ）１が、上下移動床３０の側に向かって滑り落ちる（図５（Ａ））。
【００２３】
(2)物品１は、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び垂直壁面３２、出口側固定床４０の垂直壁面４１の３点に接触して止まる（図５（Ｂ））。
【００２４】
(3)上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する（図５（Ｃ））。このとき、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に前方へ起き上がるように回転する。
【００２５】
(4)更に上下移動床３０が上昇すると、物品１の底面の側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、物品１は天面や底面が垂直になった状態で上昇する（図５（Ｄ））。
【００２６】
(5)上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の1/2程度が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過する（図６（Ａ））。上下移動床３０はこのまま上昇を続けても良いが、ここで一時停止してから再度上昇するほうが、次工程の物品１の倒れ込みがより確実に行なわれる。上下移動床３０を停止させることで、出口側固定床４０の垂直壁面４１と物品１とが動摩擦ではなく摩擦係数の大きな静止摩擦で当接するものになるためである。
【００２７】
(6)上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の大部分が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過すると、上下移動床３０の持ち上げ床面３３が物品１に及ぼす下流側に向く上向き力によって、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上流側の頂点を回転中心として、前方に倒れ込む（図６（Ｂ））。
【００２８】
(7)物品１は出口側固定床４０（出口シュート）の床面４２の上で、天面を上向きにするように反転される（図６（Ｃ））。物品１は不図示の払い出しシュートを滑り落ちたり、出口側固定床４０が移動したり、外部からの押し出し装置等によって次工程へ移載される。上下移動床３０はその持ち上げ床面３３の最下流部が、出口側固定床４０の最上流部より高位にまで上昇する。
【００２９】
上述(1)〜(7)の如くに上下移動床３０の昇降を繰り返すことで、物品１を次々と上下反転することができる。上下移動床３０の昇降サイクル時間は、0.5〜4.0secが好ましく、特に1.0〜2.5secが好ましい。昇降サイクル時間を短くするには、高価な上下昇降装置３５が必要となり、経済的でない。昇降サイクル時間が長すぎると生産性が低下してしまう。上下移動床３０の上昇速度は、50〜300mm/secが好ましく、特に好ましくは150〜250mm/secである。
【００３０】
図７は、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、(1)〜(4)に対応し、特に(2)、(3)の動作（図５（Ｂ）、（Ｃ））が異なるものになる状態（図７（Ｂ）、（Ｃ））を示す。尚、図９（Ａ）、（Ｄ）は、図５（Ａ）、（Ｄ）と全く同じである。
【００３１】
即ち、物品反転装置１０による前述の図５（Ｂ）で示した反転動作(2)に対し、図７（Ｂ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、その勢いで、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び出口側固定床４０の垂直壁面４１の２点に接触して止まる。物品１の天面は垂直又は極僅かに下向き側に傾いた状態となっている。
【００３２】
そして、物品反転装置１０による前述の図５（Ｃ）に示した反転動作(3)に対し、図７（Ｃ）では、上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１の天面が下向きになる側に倒れることなく、そのままの状態、もしくは、物品１の底面側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、上昇する。上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力は小さいので、この動きが阻害されることはない。
【００３３】
図８は、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、物品１の最短幅ｄ（出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視における最短幅）より大きいとき（ｘ＞ｄ）、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、(2)の動作（図５（Ｂ））が異なるものになる状態（図８（Ｂ）、（Ｃ））を示す。尚、図８（Ａ）、（Ｄ）は、図５（Ａ）、（Ｃ）に比し、物品１が小さくなっている点で相違しているだけである。
【００３４】
即ち、物品反転装置１０による前述の図５（Ｂ）に示した反転動作(2)は、物品１が小さい（ｘ＞ｄ）ことにより、図８（Ａ）から図８（Ｂ）、（Ｃ）を経て図８（Ｄ）に移行し、又は図８（Ａ）から直ちに図８（Ｃ）を経て図８（Ｄ）に移行する。
【００３５】
まず、図８（Ｂ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び出口側固定床４０の垂直壁面４１の２点に接触して止まる。上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は前方に起き上がるように回転し、図８（Ｃ）の状態に移行する。まれに、上下移動床３０が上昇を開始する際、すでに図８（Ｃ）の状態となっていることもある。
【００３６】
そして、図８（Ｄ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、物品１の天面の全面が上下移動床３０の持ち上げ床面３３に面接触し、出口側固定床４０の垂直壁面４１と接触して止まる。まれに、上下移動床３０が上昇を開始する際、すでに図８（Ｄ）の状態となっていることもある。
【００３７】
尚、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、物品１の最短幅ｄ（出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視における最短幅）より小さく設定されること（ｘ＜ｄ）が、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、特に(3)において当該物品１を上下移動床３０内でより容易に前方に傾け、その反転が容易に行なわれて好ましい。
【００３８】
以下、物品反転装置１０の具体的構成について詳述する。
(A)投入シュート２０、上下移動床３０、出口側固定床４０の各床面の角度（図２）
投入シュート２０の下り勾配の角度δは、物品１が自重で滑り落ちる角度に調整される。δは15度〜60度程度が好ましく、更に好ましくは20度〜40度である。投入シュート２０の表面の滑りやすさを調整することで、上下移動床３０に投入される物品１の数量を適切に調整することができる。投入数量を適切にすることで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込んだ物品１の後方に更に後続の物品１が送り込まれることによる、上下反転の失敗を防止できる。また、投入シュート２０に代わるベルトコンベヤ式等の物品投入装置は水平配置、又は上り配置されても良い。ベルトコンベヤ式の物品投入装置は、上下移動床３０に投入される物品１の数量をベルトコンベヤの速度によって容易に制御できるので好ましい。
【００３９】
上下移動床３０の誘い込み床面３１の下り勾配の角度αは、上下移動床３０と出口側固定床４０の間に物品１が入り込むときにつまりが生じないように、αはある程度大きくすると良い。但し、上下移動床３０の高さが大きくなり、昇降時間が長くなって生産性が低下しないように、αは大きくなり過ぎないほうが良い。αは20度〜70度程度が好ましく、更に好ましくは40度〜60度である。
【００４０】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βは、上下移動床３０が上昇中に物品１がその斜面を滑り上がれるように、好ましくは70度以下とされる。また、上下移動床３０が上昇し、物品１を前方の出口側固定床４０に倒れ込ませるように、好ましくは30度以上とされる。βは30度以上70度以下が好ましく、更に好ましくは40度以上60度以下とされる。
【００４１】
出口側固定床４０の床面４２が垂直壁面４１に対する交差角γは、90度以下にすると良い。γを図９に示した如くに90度、即ち水平とし、出口側固定床４０に物品１を受けた後は、外部からの押し出し装置で物品１を移送したり、出口側固定床４０が水平移動等して所望の位置に物品１を移送したり（図９（Ｂ））、出口側固定床４０が傾動して物品１を払い出ししても良い。γを90度未満とすれば、物品１が出口側固定床４０の床面４２を自重で滑り落ちて次工程へ移送できる。従って、γは30度〜90度が好ましく、更に好ましくは45度〜90度とされる。
【００４２】
(B)物品１のサイズとの関係（図２）
物品反転装置１０による反転対象物品１は、天面又は底面の直径ｄがその高さｈより大きいこと（ｄ＞ｈ）が好ましい。物品１の高さｈが大きい場合、物品１の形状によっては、物品１の高さ方向が、本装置内の進行方向と垂直になり、上下反転が不可能になってしまうことがある。
【００４３】
上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間の距離ｘは、物品１の最短幅ｄ、円形物品の場合は直径ｄより小さくすること（ｘ＜ｄ）で、物品１の底面側を前方に向けることができる。好ましくは、ｘはｄの30〜70％、更に好ましくは40〜60％である。
【００４４】
上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間の距離ｘは、物品１の高さｈより大きくすること（ｘ＞ｈ）で、物品１が上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込む。また、ｘの上限を規定することで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間における物品１の傾斜角θが小さくなり、上下移動床３０の上昇時に物品１の天面や底面が垂直になった状態になりにくくなってしまうことを防止できる。ｘはｈの110〜250％が好ましく、更に好ましくは130〜200％である。
【００４５】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βと距離ｘを調整し、物品１の傾斜角θを60度〜85度、更に好ましくは70度〜85度とすることで、物品１は上下移動床３０が上昇中にその持ち上げ床面３３を容易に滑り上がり、物品１の天面や底面が垂直になった状態で上昇する。そして、上下移動床３０が更に上昇し、物品１を前方の出口側固定床４０に倒れ込ませることができる。尚、実際の運用においては、物品１が上下移動床３０と出口側固定床４０の間に入る勢いで、最初から物品１の天面や底面が垂直になった状態、即ちθが90度となっていることもある。
【００４６】
物品１のサイズが変更になったときには、別途用意した距離ｘが異なる上下移動床３０に交換することで対応できる。
【００４７】
(C)上下移動床３０の持ち上げ床面３３と出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数（図２）
上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。特に、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に、前方に起き上がるように回転する。
【００４８】
このため、出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2を高くすると良い。一例として、材質をステンレス等の金属とする、表面の荒らし加工を行なう、表面に物品１の進行方向と垂直な微小深さの溝加工を行なう等の方法を用いる。出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2は、0.3以上が好ましく、更に好ましくは0.5以上である。
【００４９】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1は小さくすると良い。一例として、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂テフロン（登録商標）やＰＯＭ等の滑りの良い樹脂とする、テフロン（登録商標）コーティングされた金属とする、表面を滑らかに研磨する、表面に物品１の進行方向と平行な微小深さの溝加工を行なう等の方法を用いる。上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1は、0.3以下が好ましく、更に好ましくは0.15以下である。
【００５０】
出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2を上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1より大きくすること（μ2＞μ1）で、更に確実に物品１を前方に起き上がるように回転することができる。
【００５１】
(D)上下移動床３０の床幅Ｌ（図１）
上下移動床３０の床幅Ｌ（物品搬送方向に直交する長さ）は、物品１の最大幅の1.5倍以上とすれば良い。この床幅Ｌを調整することで必要な反転能力を得ることができる。一例として、物品１の最大幅の５倍の床幅Ｌを持つ上下移動床３０を昇降サイクル時間2.0secで運転すると、上下移動床３０は、１サイクル毎に平均的には3個程度の物品１の上下反転を行ない、約90個/minの反転能力になる。
【００５２】
従って、物品反転装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
(a)上下移動床３０の上流の投入シュート２０から天面が下向きとなった物品１が、上下移動床３０の側に滑り落ちて投入されると、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び垂直壁面３２、出口側固定床４０の垂直壁面４１の３点に接触して止まる。上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。更に上下移動床３０が上昇すると、物品１の底面側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、物品１は天面や底面が垂直になった状態で上昇する。上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の大部分が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過すると、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１に対する下流側に向く上向き力によって、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上流側の頂点を回転中心として、前方に倒れ込む。これにより、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上で、天面を上向きとし、反転される。
【００５３】
(b)出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2が、上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1より大きく設定されることにより、上述(a)の物品１を上下移動床３０の持ち上げ床面３３上で確実に前方に起き上がるように回転できる。即ち、上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。特に上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に、前方に起き上がるように回転する。
【００５４】
(c)上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視による最短幅ｄより小さく設定されてなるものとすることにより、上述(a)の物品１を上下移動床３０の持ち上げ床面３３上で確実に前方に向け、ひいては確実に前方に起き上がるように回転できる。
【００５５】
(d)上下移動床３０が、その垂直壁面３２に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす誘い込み床面３１を有してなるものとすることにより、上述(a)の上下移動床３０の上流の投入シュート２０から投入される物品１を上下移動床３０と出口側固定床４０の間に滑らかに供給し、物品１のつまりを抑制できる。
【００５６】
(e)出口側固定床４０が、その床面４２と垂直壁面４１との交差角γを90度以下に設定されてなるものとすることにより、上述(a)の出口側固定床４０の床面４２の上に反転された物品１を滑らかに払い出しできる。
【００５７】
図１０は、図１の投入シュート２０をベルトコンベヤ式の投入コンベヤ１００に代えた例を示す。サイドガイド１１は出口側固定床４０と連接され、投入コンベヤ１００は不図示の支持手段により支持されている。投入コンベヤ１００は、前工程の整列機で例えば天面下向きに整列された物品１を上下移動床３０に投入する。投入コンベヤ１００は、物品搬送方向に向けて下り勾配をなす他、水平、又は上り勾配をなすように配置することができ、投入シュートを用いる場合に比べ、前工程の配置の自由度が増す。投入コンベヤ１００は連続運転でも間欠運転でもよいが、物品１を上下移動床３０に投入された量をセンサ等にてカウントして制御した運転が特に好ましい。
【００５８】
図１１は、図１の投入シュート２０をリフトフィーダ２００に代えた例を示す。リフトフィーダ２００は、複数の上流側固定床２０１と上流側移動床２０２を物品搬送方向に沿って交互に配置するとともに、各上流側固定床２０１と各上流側移動床２０２が物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜した下り勾配床面２０１Ａ、２０２Ａを備え、各上流側移動床２０２を同時にそれらの床面２０２Ａが隣接する上流側固定床２０１の床面２０１Ａに対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返す。サイドガイド１１は出口側固定床４０と上流側固定床２０１に連接され、上流側移動床２０２は不図示の上下昇降装置により上下移動される。尚、上流側移動床２０２の上下昇降装置は、上下移動床３０の上下昇降装置３５と独立又は兼用のいずれも可能である。独立させることで、確実な上下反転と適切な移動速度の選択を独立して行うことができ、装置の調整が容易となる。
【００５９】
リフトフィーダ２００の上流側移動床２０２が上述の昇降動作の繰り返しにより、物品１を下流側の固定床２０１に向けて搬送すると、物品１は重心のある側、換言すればキャップの天面側が下向きになって整列され、上下移動床３０の側に投入される。
【００６０】
リフトフィーダ２００にあっては、上流側移動床２０２の昇降タイミングを、上下移動床３０の昇降タイミングと同様にする、いわゆる同期させることで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込んだ物品１の後方に更に後続の物品１が送り込まれることによる、上下反転の失敗を防止できる。この場合、上流側移動床２０２の上下昇降装置を、上下移動床３０の上下昇降装置３５と兼用とすることにより、上流側移動床２０２と上下移動床３０を確実に同期させることができ、好ましい。
【００６１】
尚、リフトフィーダ２００は、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置している。但し、リフトフィーダ２００にあっては、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置しても良いし、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置しても良い。リフトフィーダ２００の物品投入装置は、上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａと上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａに物品１が一定量並ぶため、上下移動床３０に投入される物品１の数量を容易に一定量に制御できるので最も好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 物品
１０ 物品反転装置
２０ 投入シュート
３０ 上下移動床
３１ 誘い込み床面
３２ 垂直壁面
３３ 持ち上げ床面
３５ 上下昇降装置
４０ 出口側固定床
４１ 垂直壁面
４２ 床面
【技術分野】
【０００１】
本発明は物品反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャップ等の物品を物品処理装置に供給するとき、物品を反転して供給する物品反転装置を用いることがある。例えば、整列機で整列したキャップをキャップ締め機に供給しようとするとき、整列機で整列されたキャップは重心のある側、即ちキャップの天面側が下向きに整列される。ところが、キャップ締め機では、天面を上向きにしてキャップを把持しないと、キャップを容器に締め込みできない。そこで、整列機とキャップ締め機の間に、キャップを180度上下反転する物品反転装置が必要になる。
【０００３】
従来、物品反転装置として、特許文献１〜３に記載のものがある。
特許文献１に記載の物品反転装置は、物品が重力で滑り落ちる搬送過程で該物品を反転させるものである。整列機で整列された物品を搬送する第１ベルトコンベヤに、半円状上下反転シュートの上側入口部を接続し、半円状上下反転シュートの下側出口部に第２ベルトコンベヤを接続するものである。第１ベルトコンベヤで搬入されてくる物品を半円状上下反転シュートで上下反転し、反転された物品を第２ベルトコンベヤで搬出するものである。
【０００４】
尚、他の物品反転装置として、物品を斜め下向きシュートで滑り落としながら、物品進行方向に対してスクリュー状に捻った上下反転シュートに通してその上下反転を図るものもある。
【０００５】
特許文献２に記載の物品反転装置は、一定個数の物品を反転装置内に貯めてからそれらの物品を反転させるものである。整列機で整列された一定個数の物品を物品受け部に受け入れ、旋回アクチュエータで物品受け部を180度旋回させることにより、それらの物品を上下反転して排出するものである。
【０００６】
特許文献３に記載の物品反転装置は、物品を整列機の中で反転するものである。複数の固定床と移動床を交互に配置した物品搬送装置において、最下流側に配置される床高固定床の床面を他の固定床の床面よりも高くし、該床高固定床の下流に配置される急傾斜移動床の床面を他の移動床の床面よりも急傾斜にしてなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2009-149428
【特許文献２】特開2008-230774
【特許文献３】特開2010-76922
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術において、物品を上下反転シュートによって反転するものは、反転に必要な落差と距離が必要であり、搬送方向にも制約が出ることもある。また、物品形状やサイズに対する兼用性も低い。特許文献１では、半円状上下反転シュートの設置スペースが必要である。搬送方向も入口と出口で逆になるため、装置設置の面からも制約となる。また物品形状やサイズが変更となった場合、半円状上下反転シュートの型替え部品が必要になるが、一般にこの半円状上下反転シュートは削り出し加工が必要であり高価になりがちである。進行方向に対してスクリュー状に捻る上下反転シュートにて上下反転するものも同様の課題がある。特に、スクリュー状に捻る上下反転シュートの型替え部品は形状が複雑であるため、物品がつまらないようにするための微調整に時間と労力が必要である。
【０００９】
また、一定個数の物品を物品受入れ部に貯めてからアクチュエータで反転するものも、反転に必要な落差と距離が必要であり、搬送方向に制約が出ることもある。また物品形状やサイズに対する兼用性も低い。特許文献２では複数の物品を受入れる物品受入れ部が必要なため、大きな設置スペースが必要になる。反転のためのアクチュエータの設置スペースも必要である。物品受入れ部への物品の投入方向と排出方向は逆となるため、装置設置の面からも制約となる。また、物品形状やサイズが変更となった場合、物品受入れ部は型替え部品が必要になるが、物品受入れ部は構造が複雑であるため高価になりがちである。
【００１０】
また、物品を整列機の中で反転するものは、整列機の構造や制御が複雑になりがちで、また物品形状やサイズに対する兼用性にも一定の制約がある。特許文献３は、床高固定床で物品の天面側をまずは上流向きにし、急傾斜移動床で天面側を上向きにする２工程を必要とするため、装置設計や調整に時間を要する。また、ジャーキャップのようにキャップ直径がキャップ高さより相当大きい物品に関しては、床高固定床上流の移動床でキャップ重心を押し上げることが困難であり、キャップの天面側を上流向きとすることができず、結果、上下反転で向きを揃えることが困難である。
【００１１】
本発明の課題は、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に係る発明は、物品を搬送しつつ反転させる物品反転装置であって、上下移動床と出口側固定床を物品搬送方向に沿って配置し、上下移動床は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面と、持ち上げ床面に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面とを有し、出口側固定床は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床の垂直壁面に相対する垂直壁面を有し、上下移動床の持ち上げ床面を出口側固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は物品反転装置を示す斜視図である。
【図２】図２は物品反転装置の投入シュートと上下移動床と出口側固定床を示す模式図である。
【図３】図３は上下移動床の変形例を示す模式図である。
【図４】図４は反転対象物品を示す模式図である。
【図５】図５は反転工程を示す模式図である。
【図６】図６は反転工程の続きを示す模式図である。
【図７】図７は反転工程の別の態様を示す模式図である。
【図８】図８は小物品の反転工程を示す模式図である。
【図９】図９は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【図１０】図１０は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１１は物品反転装置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示した物品反転装置１０は、反転対象物品１を例えばキャップとし、物品１を搬送しつつ反転し、次工程へ払い出し可能にする。
【００１６】
物品反転装置１０は、上下移動床３０と出口側固定床４０を物品搬送方向に沿って配置している。本実施例では、物品１の上下姿勢を一定に整列する整列機（不図示）の下流側に投入シュート２０を接続し、この投入シュート２０を上下移動床３０の上流側に配置している。投入シュート２０と上下移動床３０と出口側固定床４０の両側にはサイドガイド１１が立設されている。投入シュート２０と出口側固定床４０は両側のサイドガイド１１により隙間なく固定的に挟まれる。上下移動床３０は両側のサイドガイド１１により隙間なく挟まれながら、上下昇降装置３５により上下移動される。サイドガイド１１は、投入シュート２０、上下移動床３０、出口側固定床４０の上の物品１の横方向への落下を防止する。上下昇降装置３５は、回転運動を往復直進運動に変換するスライダ・リンク機構、空圧式シリンダや電動アクチュエータを採用できる。上下昇降装置３５は、停止位置の設定や速度制御の容易な点で、電動アクチュエータが好ましい。
【００１７】
投入シュート２０は、板状シュート等からなり、図２に示す如く、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。投入シュート２０の下り勾配の角度δについては後述する。
【００１８】
上下移動床３０は、図２に示す如く、物品搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、誘い込み床面３１、垂直壁面３２、持ち上げ床面３３を有する。持ち上げ床面３３は物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。垂直壁面３２は持ち上げ床面３３に対する物品搬送方向の上流側にて該持ち上げ床面３３の最上流部から鉛直上方に起立する。誘い込み床面３１は垂直壁面３２の最高位部に対する物品搬送方向の上流側に配置され、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。誘い込み床面３１は、図３に示す如く、上流側を緩斜面３１Ａ、下流側を急斜面３１Ｂとする２段勾配面としたり、最上流部を丸味のある凸曲面とすることにより、投入シュート２０から投入される物品１を上下移動床３０と出口側固定床４０の間に滑らかに誘い込み、該誘い込み床面３１上での物品１のつまりを回避できる。誘い込み床面３１の下り勾配の角度α、持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βについては後述する。
【００１９】
出口側固定床４０は、図２に示す如く、物品搬送方向の上流側から下流側に向けて順に、垂直壁面４１、床面４２を有する。垂直壁面４１は床面４２に対する物品搬送方向の上流側にて、該床面４２の最上流部から鉛直方向に垂れ下がり、上下移動床３０の垂直壁面３２に一定の距離ｘを介して相対する。床面４２は物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす。但し、床面４２は水平面をなすものでも良い（図９）。垂直壁面４１と床面４２との交差角γについては後述する。
【００２０】
ここで、物品反転装置１０の反転対象物品１は、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示したように底面が穿たれた円柱形、楕円柱形、角柱形等のキャップの他、図４（Ｄ）に示した中実体等であっても良い。各物品１は天面Ａと底面Ｂを有する。そして、物品反転装置１０は、天面上向きで搬入された物品１を天面下向きに反転して払い出しても良いし、天面下向きで搬入された物品１を天面上向きに反転して払い出しても良い。物品１の天面Ａ又は底面Ｂの直径をｄ、物品１の高さをｈとする。
【００２１】
物品反転装置１０は、上下昇降装置３５により、上下移動床３０の持ち上げ床面３３を出口側固定床４０の床面４２に対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返すことにより、物品１（天面Ａ、底面Ｂ）を以下の如くに反転する（図５〜図８）。ここでは、整列機が天面下向きに整列した物品１が投入シュート２０を介して上下移動床３０に搬入され（図１（Ａ））、上下移動床３０により天面上向きに反転された物品１が出口側固定床４０から次工程へ払い出されるものとする（図１（Ｂ））。
【００２２】
(1)上下移動床３０が原位置にあるとき、上下移動床３０の誘い込み床面３１の最上流部は、投入シュート２０の最下流部より下にある。この状態で、上下移動床３０の上流の投入シュート２０に置かれた天面下向きの物品（キャップ）１が、上下移動床３０の側に向かって滑り落ちる（図５（Ａ））。
【００２３】
(2)物品１は、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び垂直壁面３２、出口側固定床４０の垂直壁面４１の３点に接触して止まる（図５（Ｂ））。
【００２４】
(3)上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する（図５（Ｃ））。このとき、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に前方へ起き上がるように回転する。
【００２５】
(4)更に上下移動床３０が上昇すると、物品１の底面の側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、物品１は天面や底面が垂直になった状態で上昇する（図５（Ｄ））。
【００２６】
(5)上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の1/2程度が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過する（図６（Ａ））。上下移動床３０はこのまま上昇を続けても良いが、ここで一時停止してから再度上昇するほうが、次工程の物品１の倒れ込みがより確実に行なわれる。上下移動床３０を停止させることで、出口側固定床４０の垂直壁面４１と物品１とが動摩擦ではなく摩擦係数の大きな静止摩擦で当接するものになるためである。
【００２７】
(6)上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の大部分が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過すると、上下移動床３０の持ち上げ床面３３が物品１に及ぼす下流側に向く上向き力によって、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上流側の頂点を回転中心として、前方に倒れ込む（図６（Ｂ））。
【００２８】
(7)物品１は出口側固定床４０（出口シュート）の床面４２の上で、天面を上向きにするように反転される（図６（Ｃ））。物品１は不図示の払い出しシュートを滑り落ちたり、出口側固定床４０が移動したり、外部からの押し出し装置等によって次工程へ移載される。上下移動床３０はその持ち上げ床面３３の最下流部が、出口側固定床４０の最上流部より高位にまで上昇する。
【００２９】
上述(1)〜(7)の如くに上下移動床３０の昇降を繰り返すことで、物品１を次々と上下反転することができる。上下移動床３０の昇降サイクル時間は、0.5〜4.0secが好ましく、特に1.0〜2.5secが好ましい。昇降サイクル時間を短くするには、高価な上下昇降装置３５が必要となり、経済的でない。昇降サイクル時間が長すぎると生産性が低下してしまう。上下移動床３０の上昇速度は、50〜300mm/secが好ましく、特に好ましくは150〜250mm/secである。
【００３０】
図７は、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、(1)〜(4)に対応し、特に(2)、(3)の動作（図５（Ｂ）、（Ｃ））が異なるものになる状態（図７（Ｂ）、（Ｃ））を示す。尚、図９（Ａ）、（Ｄ）は、図５（Ａ）、（Ｄ）と全く同じである。
【００３１】
即ち、物品反転装置１０による前述の図５（Ｂ）で示した反転動作(2)に対し、図７（Ｂ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、その勢いで、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び出口側固定床４０の垂直壁面４１の２点に接触して止まる。物品１の天面は垂直又は極僅かに下向き側に傾いた状態となっている。
【００３２】
そして、物品反転装置１０による前述の図５（Ｃ）に示した反転動作(3)に対し、図７（Ｃ）では、上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１の天面が下向きになる側に倒れることなく、そのままの状態、もしくは、物品１の底面側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、上昇する。上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力は小さいので、この動きが阻害されることはない。
【００３３】
図８は、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、物品１の最短幅ｄ（出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視における最短幅）より大きいとき（ｘ＞ｄ）、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、(2)の動作（図５（Ｂ））が異なるものになる状態（図８（Ｂ）、（Ｃ））を示す。尚、図８（Ａ）、（Ｄ）は、図５（Ａ）、（Ｃ）に比し、物品１が小さくなっている点で相違しているだけである。
【００３４】
即ち、物品反転装置１０による前述の図５（Ｂ）に示した反転動作(2)は、物品１が小さい（ｘ＞ｄ）ことにより、図８（Ａ）から図８（Ｂ）、（Ｃ）を経て図８（Ｄ）に移行し、又は図８（Ａ）から直ちに図８（Ｃ）を経て図８（Ｄ）に移行する。
【００３５】
まず、図８（Ｂ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び出口側固定床４０の垂直壁面４１の２点に接触して止まる。上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は前方に起き上がるように回転し、図８（Ｃ）の状態に移行する。まれに、上下移動床３０が上昇を開始する際、すでに図８（Ｃ）の状態となっていることもある。
【００３６】
そして、図８（Ｄ）では、物品１が、上下移動床３０の誘い込み床面３１を通過し、物品１の天面の全面が上下移動床３０の持ち上げ床面３３に面接触し、出口側固定床４０の垂直壁面４１と接触して止まる。まれに、上下移動床３０が上昇を開始する際、すでに図８（Ｄ）の状態となっていることもある。
【００３７】
尚、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、物品１の最短幅ｄ（出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視における最短幅）より小さく設定されること（ｘ＜ｄ）が、物品反転装置１０による前述の図５、図６に示した反転動作(1)〜(7)のうち、特に(3)において当該物品１を上下移動床３０内でより容易に前方に傾け、その反転が容易に行なわれて好ましい。
【００３８】
以下、物品反転装置１０の具体的構成について詳述する。
(A)投入シュート２０、上下移動床３０、出口側固定床４０の各床面の角度（図２）
投入シュート２０の下り勾配の角度δは、物品１が自重で滑り落ちる角度に調整される。δは15度〜60度程度が好ましく、更に好ましくは20度〜40度である。投入シュート２０の表面の滑りやすさを調整することで、上下移動床３０に投入される物品１の数量を適切に調整することができる。投入数量を適切にすることで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込んだ物品１の後方に更に後続の物品１が送り込まれることによる、上下反転の失敗を防止できる。また、投入シュート２０に代わるベルトコンベヤ式等の物品投入装置は水平配置、又は上り配置されても良い。ベルトコンベヤ式の物品投入装置は、上下移動床３０に投入される物品１の数量をベルトコンベヤの速度によって容易に制御できるので好ましい。
【００３９】
上下移動床３０の誘い込み床面３１の下り勾配の角度αは、上下移動床３０と出口側固定床４０の間に物品１が入り込むときにつまりが生じないように、αはある程度大きくすると良い。但し、上下移動床３０の高さが大きくなり、昇降時間が長くなって生産性が低下しないように、αは大きくなり過ぎないほうが良い。αは20度〜70度程度が好ましく、更に好ましくは40度〜60度である。
【００４０】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βは、上下移動床３０が上昇中に物品１がその斜面を滑り上がれるように、好ましくは70度以下とされる。また、上下移動床３０が上昇し、物品１を前方の出口側固定床４０に倒れ込ませるように、好ましくは30度以上とされる。βは30度以上70度以下が好ましく、更に好ましくは40度以上60度以下とされる。
【００４１】
出口側固定床４０の床面４２が垂直壁面４１に対する交差角γは、90度以下にすると良い。γを図９に示した如くに90度、即ち水平とし、出口側固定床４０に物品１を受けた後は、外部からの押し出し装置で物品１を移送したり、出口側固定床４０が水平移動等して所望の位置に物品１を移送したり（図９（Ｂ））、出口側固定床４０が傾動して物品１を払い出ししても良い。γを90度未満とすれば、物品１が出口側固定床４０の床面４２を自重で滑り落ちて次工程へ移送できる。従って、γは30度〜90度が好ましく、更に好ましくは45度〜90度とされる。
【００４２】
(B)物品１のサイズとの関係（図２）
物品反転装置１０による反転対象物品１は、天面又は底面の直径ｄがその高さｈより大きいこと（ｄ＞ｈ）が好ましい。物品１の高さｈが大きい場合、物品１の形状によっては、物品１の高さ方向が、本装置内の進行方向と垂直になり、上下反転が不可能になってしまうことがある。
【００４３】
上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間の距離ｘは、物品１の最短幅ｄ、円形物品の場合は直径ｄより小さくすること（ｘ＜ｄ）で、物品１の底面側を前方に向けることができる。好ましくは、ｘはｄの30〜70％、更に好ましくは40〜60％である。
【００４４】
上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間の距離ｘは、物品１の高さｈより大きくすること（ｘ＞ｈ）で、物品１が上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込む。また、ｘの上限を規定することで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間における物品１の傾斜角θが小さくなり、上下移動床３０の上昇時に物品１の天面や底面が垂直になった状態になりにくくなってしまうことを防止できる。ｘはｈの110〜250％が好ましく、更に好ましくは130〜200％である。
【００４５】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の下り勾配の角度βと距離ｘを調整し、物品１の傾斜角θを60度〜85度、更に好ましくは70度〜85度とすることで、物品１は上下移動床３０が上昇中にその持ち上げ床面３３を容易に滑り上がり、物品１の天面や底面が垂直になった状態で上昇する。そして、上下移動床３０が更に上昇し、物品１を前方の出口側固定床４０に倒れ込ませることができる。尚、実際の運用においては、物品１が上下移動床３０と出口側固定床４０の間に入る勢いで、最初から物品１の天面や底面が垂直になった状態、即ちθが90度となっていることもある。
【００４６】
物品１のサイズが変更になったときには、別途用意した距離ｘが異なる上下移動床３０に交換することで対応できる。
【００４７】
(C)上下移動床３０の持ち上げ床面３３と出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数（図２）
上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。特に、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に、前方に起き上がるように回転する。
【００４８】
このため、出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2を高くすると良い。一例として、材質をステンレス等の金属とする、表面の荒らし加工を行なう、表面に物品１の進行方向と垂直な微小深さの溝加工を行なう等の方法を用いる。出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2は、0.3以上が好ましく、更に好ましくは0.5以上である。
【００４９】
上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1は小さくすると良い。一例として、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂テフロン（登録商標）やＰＯＭ等の滑りの良い樹脂とする、テフロン（登録商標）コーティングされた金属とする、表面を滑らかに研磨する、表面に物品１の進行方向と平行な微小深さの溝加工を行なう等の方法を用いる。上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1は、0.3以下が好ましく、更に好ましくは0.15以下である。
【００５０】
出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2を上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1より大きくすること（μ2＞μ1）で、更に確実に物品１を前方に起き上がるように回転することができる。
【００５１】
(D)上下移動床３０の床幅Ｌ（図１）
上下移動床３０の床幅Ｌ（物品搬送方向に直交する長さ）は、物品１の最大幅の1.5倍以上とすれば良い。この床幅Ｌを調整することで必要な反転能力を得ることができる。一例として、物品１の最大幅の５倍の床幅Ｌを持つ上下移動床３０を昇降サイクル時間2.0secで運転すると、上下移動床３０は、１サイクル毎に平均的には3個程度の物品１の上下反転を行ない、約90個/minの反転能力になる。
【００５２】
従って、物品反転装置１０によれば以下の作用効果を奏する。
(a)上下移動床３０の上流の投入シュート２０から天面が下向きとなった物品１が、上下移動床３０の側に滑り落ちて投入されると、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３及び垂直壁面３２、出口側固定床４０の垂直壁面４１の３点に接触して止まる。上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。更に上下移動床３０が上昇すると、物品１の底面側が、出口側固定床４０の垂直壁面４１に接するところまで起き上がり、物品１は天面や底面が垂直になった状態で上昇する。上下移動床３０が上昇し、物品１の底面の大部分が出口側固定床４０の垂直壁面４１を通過すると、上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１に対する下流側に向く上向き力によって、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上流側の頂点を回転中心として、前方に倒れ込む。これにより、物品１は出口側固定床４０の床面４２の上で、天面を上向きとし、反転される。
【００５３】
(b)出口側固定床４０の垂直壁面４１の摩擦係数μ2が、上下移動床３０の持ち上げ床面３３の摩擦係数μ1より大きく設定されることにより、上述(a)の物品１を上下移動床３０の持ち上げ床面３３上で確実に前方に起き上がるように回転できる。即ち、上下移動床３０が上昇を開始すると、出口側固定床４０の垂直壁面４１から物品１が受ける摩擦力によって、物品１は上下移動床３０の持ち上げ床面３３を滑り上がりながら、前方に起き上がるように回転する。特に上下移動床３０の持ち上げ床面３３から物品１が受ける摩擦力が小さいと、物品１はより容易に、前方に起き上がるように回転する。
【００５４】
(c)上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１との相対する距離ｘが、出口側固定床４０の床面４２上に搬送された物品１の上面視による最短幅ｄより小さく設定されてなるものとすることにより、上述(a)の物品１を上下移動床３０の持ち上げ床面３３上で確実に前方に向け、ひいては確実に前方に起き上がるように回転できる。
【００５５】
(d)上下移動床３０が、その垂直壁面３２に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす誘い込み床面３１を有してなるものとすることにより、上述(a)の上下移動床３０の上流の投入シュート２０から投入される物品１を上下移動床３０と出口側固定床４０の間に滑らかに供給し、物品１のつまりを抑制できる。
【００５６】
(e)出口側固定床４０が、その床面４２と垂直壁面４１との交差角γを90度以下に設定されてなるものとすることにより、上述(a)の出口側固定床４０の床面４２の上に反転された物品１を滑らかに払い出しできる。
【００５７】
図１０は、図１の投入シュート２０をベルトコンベヤ式の投入コンベヤ１００に代えた例を示す。サイドガイド１１は出口側固定床４０と連接され、投入コンベヤ１００は不図示の支持手段により支持されている。投入コンベヤ１００は、前工程の整列機で例えば天面下向きに整列された物品１を上下移動床３０に投入する。投入コンベヤ１００は、物品搬送方向に向けて下り勾配をなす他、水平、又は上り勾配をなすように配置することができ、投入シュートを用いる場合に比べ、前工程の配置の自由度が増す。投入コンベヤ１００は連続運転でも間欠運転でもよいが、物品１を上下移動床３０に投入された量をセンサ等にてカウントして制御した運転が特に好ましい。
【００５８】
図１１は、図１の投入シュート２０をリフトフィーダ２００に代えた例を示す。リフトフィーダ２００は、複数の上流側固定床２０１と上流側移動床２０２を物品搬送方向に沿って交互に配置するとともに、各上流側固定床２０１と各上流側移動床２０２が物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように傾斜した下り勾配床面２０１Ａ、２０２Ａを備え、各上流側移動床２０２を同時にそれらの床面２０２Ａが隣接する上流側固定床２０１の床面２０１Ａに対する上位と下位に位置付ける昇降動作を繰り返す。サイドガイド１１は出口側固定床４０と上流側固定床２０１に連接され、上流側移動床２０２は不図示の上下昇降装置により上下移動される。尚、上流側移動床２０２の上下昇降装置は、上下移動床３０の上下昇降装置３５と独立又は兼用のいずれも可能である。独立させることで、確実な上下反転と適切な移動速度の選択を独立して行うことができ、装置の調整が容易となる。
【００５９】
リフトフィーダ２００の上流側移動床２０２が上述の昇降動作の繰り返しにより、物品１を下流側の固定床２０１に向けて搬送すると、物品１は重心のある側、換言すればキャップの天面側が下向きになって整列され、上下移動床３０の側に投入される。
【００６０】
リフトフィーダ２００にあっては、上流側移動床２０２の昇降タイミングを、上下移動床３０の昇降タイミングと同様にする、いわゆる同期させることで、上下移動床３０の垂直壁面３２と出口側固定床４０の垂直壁面４１の間に入り込んだ物品１の後方に更に後続の物品１が送り込まれることによる、上下反転の失敗を防止できる。この場合、上流側移動床２０２の上下昇降装置を、上下移動床３０の上下昇降装置３５と兼用とすることにより、上流側移動床２０２と上下移動床３０を確実に同期させることができ、好ましい。
【００６１】
尚、リフトフィーダ２００は、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて水平をなすように配置している。但し、リフトフィーダ２００にあっては、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて上り勾配をなすように配置しても良いし、複数の上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置するとともに、複数の上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａを互いに搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなすように配置しても良い。リフトフィーダ２００の物品投入装置は、上流側固定床２０１の各個の床面２０１Ａと上流側移動床２０２の各個の床面２０２Ａに物品１が一定量並ぶため、上下移動床３０に投入される物品１の数量を容易に一定量に制御できるので最も好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、物品の上下反転に必要な設備の設置スペースが極小で、物品の反転前後の搬送方向を逆方向にせず、各種の物品を簡易な構成で上下反転することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 物品
１０ 物品反転装置
２０ 投入シュート
３０ 上下移動床
３１ 誘い込み床面
３２ 垂直壁面
３３ 持ち上げ床面
３５ 上下昇降装置
４０ 出口側固定床
４１ 垂直壁面
４２ 床面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を搬送しつつ反転させる物品反転装置であって、
上下移動床と出口側固定床を物品搬送方向に沿って配置し、
上下移動床は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面と、持ち上げ床面に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面とを有し、
出口側固定床は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床の垂直壁面に相対する垂直壁面を有し、
上下移動床の持ち上げ床面を出口側固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなる物品反転装置。
【請求項２】
前記出口側固定床の垂直壁面の摩擦係数が、上下移動床の持ち上げ床面の摩擦係数より大きく設定されなる請求項１に記載の物品反転装置。
【請求項３】
前記上下移動床の垂直壁面と出口側固定床の垂直壁面との相対する距離が、出口側固定床の床面上に搬送された物品の上面視による最短幅より小さく設定されてなる請求項１又は２に記載の物品反転装置。
【請求項４】
前記上下移動床が、その垂直壁面に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす誘い込み床面を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の物品反転装置。
【請求項５】
前記出口側固定床が、その床面と垂直壁面との交差角を90度以下に設定されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の物品反転装置。
【請求項１】
物品を搬送しつつ反転させる物品反転装置であって、
上下移動床と出口側固定床を物品搬送方向に沿って配置し、
上下移動床は、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす持ち上げ床面と、持ち上げ床面に対する物品搬送方向の上流側にて起立する垂直壁面とを有し、
出口側固定床は、その床面に対する物品搬送方向の上流側にて垂れ下がり、上下移動床の垂直壁面に相対する垂直壁面を有し、
上下移動床の持ち上げ床面を出口側固定床の床面に対する上位と下位に位置付ける昇降動作が繰り返し可能にされてなる物品反転装置。
【請求項２】
前記出口側固定床の垂直壁面の摩擦係数が、上下移動床の持ち上げ床面の摩擦係数より大きく設定されなる請求項１に記載の物品反転装置。
【請求項３】
前記上下移動床の垂直壁面と出口側固定床の垂直壁面との相対する距離が、出口側固定床の床面上に搬送された物品の上面視による最短幅より小さく設定されてなる請求項１又は２に記載の物品反転装置。
【請求項４】
前記上下移動床が、その垂直壁面に対する物品搬送方向の上流側に、物品搬送方向の下流側に向けて下り勾配をなす誘い込み床面を有してなる請求項１〜３のいずれかに記載の物品反転装置。
【請求項５】
前記出口側固定床が、その床面と垂直壁面との交差角を90度以下に設定されてなる請求項１〜４のいずれかに記載の物品反転装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−８６８８４（Ｐ２０１３−８６８８４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２６１９２（Ｐ２０１１−２２６１９２）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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