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発明の名称 円筒形物品の自動供給装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−233311(P2001−233311A)
公開日 平成13年8月28日(2001.8.28)
出願番号 特願2000−43916(P2000−43916)
出願日 平成12年2月22日(2000.2.22)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 (外2名)
【テーマコード(参考)】
3E058
5H011
【Fターム(参考)】
3E058 AA02 BA05 CB10 DA01 EA01 
5H011 AA09 BB04 DD26
発明者 小西 謙一 / 幸田 稔 / 川野 友敬
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 直立した姿勢で箱いっぱいに箱詰めされた複数個の略円筒形物品を、回転円盤上に直立した姿勢で一括して供給する為に、前記の箱詰めされた複数個の円筒形物品の全てを、箱詰め状態と同一の配置で、且つ直立した箱詰め時の姿勢のまま一括して受入れ可能な、底の無い保持枠を回転円盤上の所定の位置に設け、前記保持枠内に箱から取り出した複数個の前記円筒形物品を一括して挿入することにより、回転円盤上に円筒形物品を直立状態で供給載置した後、前記保持枠のうち、少なくとも回転円盤の表面が保持枠の縁の下側を、保持枠の内側から外側に向かって通過する部分については前記保持枠の縁を同時に開くことにより、回転円盤の運動に連れて、前記複数個の円筒形物品を箱詰め時と同様な、直立した姿勢と相互の位置関係を保った一塊の集団として前記保持枠外に開放し、前記の複数個の円筒形物品を一塊の集団として次工程に向けて搬送する、円筒形物品の自動供給装置。
【請求項2】 箱詰めされた複数個の円筒形物品を、箱の底に設けられた可動板を押し上げることにより箱から押し出し、上部に配置した底の無い保持枠の内部に一括して供給、または円筒形物品の上側端部を吸着保持することにより一括して取り出し、箱詰め時と同様な姿勢と配置で、回転円盤の近傍に設けられた底の無い保持枠内に供給後、回転円盤上に設けられた所定の位置まで、円筒形物品と共に保持枠を移動させることを特徴とする請求項1記載の円筒形物品の自動供給装置。
【請求項3】 蓋も底もなく、矩形をした保持枠の縁を形成する四辺の内、縁の一辺を回転円盤の軸芯を通りラジアル方向に伸びる線上、または前記の線と平行に回転円盤上の上流側に置き、この縁と前記の縁に隣接する保持枠の回転円盤の外周に近い方のもう一つの縁を同時に開き、前記保持枠内に保持していた複数個の直立した円筒形物品を、回転円盤上に一塊の集団として送り出すことを特徴とする請求項1または2に記載の円筒形物品の自動供給装置。
【請求項4】 保持枠を形成する縁の内、開閉する縁の毎開放時、面に垂直方向の移動速度は、回転円盤上を搬送される円筒形物品の移動速度の、それぞれの縁の面に垂直な成分と同等以上であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の円筒形物品の自動供給装置。
【請求項5】 矩形をした保持枠を形成する4辺は、隣接し直交する2辺からなるL字形をした部分と、前記L字形を形成する2辺のそれぞれに隣接する2辺の3つの部分に分割され、それぞれの部分は筒形物品が回転盤上を搬送することを妨げないように、相対的位置関係を変えることの可能な構造であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の円筒形物品の自動供給装置。
【請求項6】 矩形をした保持枠を形成する4辺の縁の内、開閉機能を必要とする縁の内、少なくとも一辺は、その辺に平行に設けられた軸芯の回りに回転可能な構造であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の円筒形物品の自動供給装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は円筒形電池の製造設備に関するものであり、特に生産性の向上に関して有効なものである。
【0002】
【従来の技術】円筒形電池の製造ラインに於いては、電池ケース、亜鉛缶、各種の円筒形電池の仕掛り品など、種々の略円筒形をした物品が、高速でしかも連続的に各種の設備や工程間をコンベアー、シュートなどにより搬送されながら、順次さまざまな加工を付け加えられて、次第に完成品に仕上げられて行くのが一般的である。
【0003】しかし、電池製造工程の中には、その一例としてのエージング工程のように、長時間を要するために高速、且つ連続的な生産には適しない工程も含まれる。また生産設備や人的資源の有効活用などの面から、遠距離を隔てた二つ以上の工場に、上流工程と下流工程が分割された状況の下で生産されているような場合もある。
【0004】そのような場合には、多数の円筒形物品を、一旦、エージング箱、通い箱などの箱に箱詰めし、一時的に製造ライン外に保管したり、トラック、フォークリフトなどで工場間を搬送した後、再び製造ラインに戻して各種の加工を加えて完成品とすることになる。通い箱のような略直方体をした箱に、数百個程度の複数個の円筒形物品を、直立した姿勢で箱詰めした状態から一括して取り出して、一旦、電池製造ラインの先頭にある部品供給用の回転円盤上に供給し、その後下流工程の生産状況に合わせて、回転円盤上から順次下流工程に向けて送り出すことになる。
【0005】ところで、本発明は通い箱、エージング箱などの箱に、箱詰め状態にある多数の円筒形物品を、箱詰め時と同様な姿勢と配置のままで一括して取り出し(但し、箱詰めの状態が多段に積み重ねられている場合には、一段ずつに分割して取り出す)、電池製造ラインの先頭部分に設けられた、前記回転円盤上に一括して直立した姿勢で能率的に供給するための設備に関するものであり、以下では従来から一般的に用いられている、円筒形物品を回転円盤上に直立した姿勢で供給するための装置について図5、図6、図7を参照しながら説明する。
【0006】従来から一般的に用いられている装置は、実公平2−14118号公報にも開示されているように、回転円盤16の中央部に、長方形の枠の一辺を取り除いて「コ」の字形とした固定ガイド25を、供給された円筒形物品1の転倒防止用として設ける。なお、この固定ガイドは、回転盤円盤の回転とは無関係に回転円盤のフレームに支えられ、固定ガイド25の凹部Aの底面高さは、回転円盤16の表面とほぼ同一の高さに位置決めされている。
【0007】直立姿勢で箱詰めされた、複数個の略円筒形をした物品1の上部端面を、吸着板19により箱詰め時と同一の姿勢と配置のままで一括して吸着保持させて、一旦吸着板19を上昇させた後、吸着板用ガイドに沿って回転円盤16の中央部に移動させ、前記固定ガイド25の凹部Aの真上に来た時に、吸着板19を下降させることにより、固定ガイドの内部に円筒形物品1を一括して挿入し、直立した姿勢で供給する。その後、固定ガイド25の凹部の奥に配設されている押し出し板29を駆動して、供給された多数の円筒形物品1を「コ」の字形をした固定ガイドの凹部Aから、衝撃や振動の生じ無いようにゆっくりと押し出して、連続回転を続ける回転円盤16上に供給する。
【0008】回転円盤上に押し出された多数の円筒形物品1は、回転円盤16の回転に連れて下流方向に向けて、2〜4列の細長く帯状に連なった状態で搬送され、次工程に向けて送られることとなる。なお、凹部が「コ」の字形をした固定ガイド25を、回転円盤16の中央部に設けたのは、固定ガイドから押し出された円筒形物品が、固定ガイド25から回転円盤16上に乗り移る際に、転倒するトラブルを極力少なくする為であり、回転円盤16の中央部では、外周付近よりも周速が小さいので、円筒形物品の転倒が減少し安定した供給が可能になると判断したためである。また、いっそう転倒のトラブルを減少させるために、円筒形物品1が強磁性体である場合には、回転円盤16の表面には回転方向に沿って、小ピッチに極性の異なる永久磁石を交互に埋め込む場合が多い。
【0009】しかしながら、従来の方法によると、取り扱う円筒形物品1が、図4に示す単三型アルカリマンガン乾電池のように、細長く高さの大きい割に底面の小さな円筒形物品の場合には(重心の位置も背丈の中央部よりも高いと推定される)、固定ガイド25から回転円盤16上に乗り移る場合や、回転円盤上の下流部で滞留している電池に、新たに固定ガイド25から押し出された円筒形物品1が合流する場合などに幾分転倒し易いという傾向があり、製造ラインに於ける主要なトラブルの一つとなっていた。
【0010】従って、従来のアルカリマンガン乾電池用生産ラインでは、生産設備の稼働安定化の為に、円筒形物品の回転円盤上での転倒回数を1〜2回/50000個以下とすることが必要な条件として定め、回転円盤の最外周部の周速を3〜6m/分程度に押さえていた。このようなことから、回転円盤の周速をさらに高めて、電池製造ラインに対する円筒形物品の供給能力を高め、アルカリマンガン乾電池製造ラインの生産性を一層高めることは困難な状況にあった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、上記のような問題点を解決するために、直立した姿勢で箱いっぱいに、箱詰めされた複数個の略円筒形物品を、回転円盤上に直立した姿勢で一括して能率的、且つ確実に供給し、従来の装置と比べて簡便で格段に優れた装置について開示する。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を解決するために、通い箱、またはエージング箱のような箱に、外径を相互に密着させた状態で箱詰めされた多数の円筒形物品を、箱詰め状態と同一の配置で、且つ直立した箱詰め時の姿勢のまま一括して受入れ可能な保持枠を回転円盤上の所定の位置に設け、前記保持枠内に、上部端面を吸着保持して箱から取り出した多数の前記円筒形物品を一括して挿入する。
【0013】また、円盤上の所定の位置にある保持枠内に、箱詰めされた多数の円筒形物品を一括して挿入する為の別な方法として、保持枠を回転円盤の近くで保持枠の下端が回転円盤の上面よりも僅かに高い位置になるように位置決めする。また、底部に可動板を備え、円筒形物品を一杯に詰めこんだ箱を、前記の位置決めした保持枠の真下に置く。この状態で箱の底にある可動板を、水平を保ちつつ均等に押し上げると、箱詰めされた円筒形物品は一括して箱から押し出されて、保持枠内に移替えられる。その後に、円筒形物品の落下を防止しながら、保持枠を円筒形物品と共に、回転円盤上の所定の位置まで移動させる方法もある。
【0014】保持枠には、円筒形物品に対して転倒防止のために設けた、適当な背丈の枠が四辺にあるのみで、上蓋も底もないので、保持枠内に供給された円筒形物品は一群となって、周囲を枠に支持されて直立状態を保ち、倒れることなく、連続的に回転している回転円盤上で、底部端面では回転円盤の表面に接触した状態で摺動を続ける状態となる。
【0015】前記保持枠のうち、回転円盤の表面が保持枠の縁の下側を、保持枠の内側から外側に向かって通過する部分については、枠の縁を同時に開く。枠の縁を開くと、枠縁に拘束された状態で回転円盤上にて摺動を続けていた複数個の円筒形物品は、箱詰め時と同様な直立した姿勢と相互の外径が密着した位置関係を保った状態で保持枠外に開放されることになり、多数の円筒形物品が一塊の集団となった状態で、回転円盤の回転運動に連れて、次工程に向けて搬送されることになる。
【0016】回転円盤上に設けられた保持枠の形状を、通い箱などの形状に合わせて長方形とする場合には縁を形成する4辺の内、隣接する2辺を同時に開き、保持枠内に直立状態で拘束保持されていた複数個の円筒形物品を一塊の集団として保持枠外に開放する。なお、開閉する縁の毎開放時において、面に垂直方向の移動速度は、回転円盤上を搬送される円筒形物品の移動速度の、それぞれの縁の面に垂直な成分と同等以上とし、一旦枠開放を始めた後には、枠が円筒形物品と接触し干渉することのないようにする。
【0017】なお、請求項3に記載の、回転円盤上に設ける保持枠の位置は、機能上は必ずしも必要な条件では無いが、保持枠を形成する4辺の内2辺を開放することにより、多数の円筒形物品を箱詰め時と同様な配置と姿勢で回転円盤上に開放することが可能となる条件であり(保持枠を配設する回転円盤上の位置によっては、保持枠の縁の3辺を開く必要がある)、装置のシンプル化、設計製作の容易化、価格の低減などの面では非常に大きな効果がある。請求項6に記載の内容も上記と類似の効果を期待するものである。
【0018】このような手段により、枠外の回転円盤上に多数の円筒形物品を一塊の集団として開放する場合には、枠内に拘束されていた時から、直立状態で回転円盤上に乗り、既に底面で摺動状態にあった円筒形物品には振動も衝撃もほとんど加わらないので、さらに枠外に開放後も、一塊の円筒形物品が相互に支えあっているので、回転円盤上の下流部で滞留している円筒形物品と合流する際にも、転倒するというトラブルが大幅に減少する。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の実施の形態の一例について説明する。図1、図2、図3はそれぞれ本発明の装置の主要部の概略を示す図であり、図4は本発明の装置で取り扱う円筒形物品の一例としての、単三型アルカリマンガン乾電池を示す。図5は直立状態で箱詰めされた円筒形物品を一括して取り出す際に、非常に便利な可動板を備えた箱の概略形状とその使用法を示すための、部分的に破断面を含む斜視図である。
【0020】図1は本発明の装置の主要部をしめす平面図である。略正方形をしたエージング箱5に直立した姿勢で、しかも箱一杯に詰められた状態で、コンベアー4により、回転円盤16の近くに搬送されてきた円筒形物品の一例としての単三型乾電池1を、回転円盤16上に直立した姿勢で能率的に供給する装置を示しているが、以下各部の構造と動作について簡単に説明するものである。
【0021】一時的に多数の単三型電池1を集団として拘束し、転倒から防止する為に用いられる保持枠2の内側寸法は、箱5とほぼ同一の形状と大きさであるが、幾分大きめに製作され、回転円盤上の所定の位置と、回転円盤16の近くに設けられた、箱搬送用のコンベアー4上を往復可能な構造となっている。なお、保持枠2が移動する時のガイド部、駆動部、位置決め部、各種の支持部などは、従来から一般的に用いられている技術を用いており、本発明とは関係が希薄なので、図示の簡略化と理解の容易化の為に省略して示している。
【0022】回転円盤16上から僅かにはずれた、回転円盤の横に保持枠2の待機する位置7を設け、その真下にエージング箱5をコンベアー4により搬送して位置決めする。エージング箱5は、図5に示すように、2重の底を持つ構造であり、外側の底には4箇所に孔12が設けられている。また内側の底は、箱の内側を上下にスライド可能な可動板9からなる構造で、この可動板9の上に円筒形物品1を直立した姿勢で箱いっぱいに詰め込む。
【0023】多数の箱詰めされた円筒形物品1を、エージング箱5から一括して取り出す際には、箱の底に設けられた4箇所の前記孔12のそれぞれに、4本の押し上げ棒13を差し込み、可動板9を均等に押し上げると、箱詰めされた円筒形物品1も、可動板の上昇と共に一括して箱5から押し出されて、箱5に詰められていた時と同様な姿勢と配置のまま、保持枠2の内部に挿入される。
【0024】保持枠2に挿入された円筒形物品1の底面は、可動板9やその他の補助的な支え板によって、箱5の縁よりも高く、回転円盤16の上面と同一高さ、または僅かに高く押し上げられているので、引き続いて、保持枠2を回転円盤上の所定の位置8まで、図示しないガイドに沿ってスライドさせると、円筒形物品の底面は、一定速度で連続的に回転している回転円盤の表面を滑りながら、円筒形物品1も保持枠2と共に回転円盤16上に設けられた、保持枠開放位置8まで移送されることになる。
【0025】この際、保持枠2の背丈の高さが適切であり、保持枠内部に挿入された円筒形物品1の個数が所定の個数であり、これら全てが、相互に外径を密着させる状態で一杯に詰められている場合には、転倒は絶対に起こらない。
【0026】引き続いて、保持枠2を形成する4辺の縁の内で、縁の下を回転円盤が枠の内側から外側に横切る部分の縁、2−a、2−bを開放すると、円筒形物品1−cは回転円盤の表面との間に働く摩擦力により、何物にも妨げられることなく、回転円盤の回転と共に下流に向かって搬送されることとなる。この際、図1に示すように、保持枠2の縁を形成する1辺2−aを、回転円盤の軸芯を通る線上に置き、保持枠2を前記の線よりも回転円盤16の上流側に配設する場合には、枠の縁の2辺を開放することにより、いずれの縁も円筒形物品の搬送に干渉することなく、枠外に開放することが出来る。
【0027】この際、回転円盤16上を搬送される円筒形物品の運動を妨げることのないように、枠縁2−aと2−bの開放速度を十分に大きくすることが大切である。この条件が満たされる場合には、保持枠2から開放された円筒形物品1−cは、箱詰め時とほぼ同一の配置のままで、略正方形にまとまった一集団となって、回転円盤により下流に向けて搬送され、回転円盤上の下流部で滞留中の円筒形物品1−bと合流する場合にも、一団となって合流し、相互に支え合うので転倒するというトラブルは、従来の装置と比べて激減する。
【0028】その際、図2および図3に示すように、軸10を保持枠の上部に設け、その軸10の回りに回転可能なボス15を設ける。ボス15の外径部には2本のレバー14、17を設け、一方のレバー14の先端部に保持枠の開閉する縁2−aを取りつけ、エアーシリンダー11を、他方のレバー17の先端部に連結し、エアーシリンダー11を作動させると、円筒形物品の進行方向斜め上に保持枠の縁2−aを逃がし、保持枠2から円筒形物品を開放することが、比較的シンプルな構成で可能となる。また、保持枠のもう一つの開閉する縁2−bについては、単純に保持枠の縁2−bの面に垂直方向に僅かに移動させるのみで、円筒形物品1−cの搬送を妨害することはない。
【0029】上記の装置により、単三型アルカリマンガン乾電池を、数100個単位で箱詰めしたエージング箱5から回転円盤上に供給する場合には、図6,図7などに示される従来の装置を使用する場合と比較して、回転円盤の周速度を、従来の約2倍の10m/分まで高めて、電池の供給個数も約2倍まで高めることが出来た。また回転円盤上での電池の転倒回数も、従来と比べて半減の1回/10万個程度にまで引き下げることが出来るようになった。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、円筒形物品を回転円盤上に直立した姿勢で供給した後、保持枠から開放する際に、保持枠の4辺の内2辺の縁を、円筒形物品と干渉しないように高速で開放する場合には、既に回転円盤の表面に乗り、底面で回転円盤の表面上をスリップしている円筒形物品には、ほとんど振動も衝撃も働かないので転倒するトラブルを激減させることが出来る。
【0031】また、保持枠から開放された円筒形物品は、回転円盤上を保持枠内と同様の配置のまま、一群の集団となって下流に向けて搬送されるので、お互いに支え合い、回転円盤上の下流部で滞留中の円筒形物品と合流する際にも、転倒するトラブルは大幅に減少した。
【0032】このようにして、本発明の装置を用いることにより、製造ラインにおける生産性の向上、稼働率の向上、信頼性の向上などが容易に達成可能となる。




 

 


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