JP2005178936A - 容器の搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 グリッパの型替えを容易化すること。
【解決手段】 容器１００のネック部１０１をグリップするグリッパ４０をグリップベース３１に設けた容器１００の片持ちグリップユニット３０を用い、グリップユニット３０のグリップベース３１を搬送手段１０に設けたキャリヤ２０に対し着脱自在に片持ち支持可能にしたもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は容器の搬送装置に関する。

容器の充填キャッピングライン等を構成する搬送装置として、特許文献１に記載の如く、搬送手段を構成するチェーンにキャリヤを固定的に介装し、キャリヤに設けたＵ字型凹部に容器のネック部突起を載せて搬送するものがある。

他の容器の搬送装置としては、特許文献２に記載の如く、搬送手段を構成する回転ホイールに複数のグリッパを固定的に取付け、グリッパにより容器のネック部を吊下げた状態で搬送するものがある。
特開平5-278852 特開2000-289847

特許文献１の搬送装置では、キャリヤをチェーンに固定し、特許文献２の搬送装置では、グリッパを回転ホイールに固定しているために、以下の問題点がある。尚、特許文献１のキャリヤと特許文献２のグリッパは容器のネック部を保持する点で同一であり、以下両者を代表してグリッパと称する。また、チェーンと回転ホイールを搬送手段と称する。

(1)グリッパを搬送手段に固定的に取付けており、多品種少量生産ライン等で、グリッパの型替えが容易でない。

(2)グリッパを単一の搬送手段に固定化しており、グリッパを１つの搬送手段から他の搬送手段に移し替えて搬送方向を変換できない。

(3)グリッパの全数のものが単一の搬送手段に固定化されており、搬送手段の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリッパを停止したり、変速（増速又は減速）することができない。

本発明の課題は、グリッパの型替えを容易化ないしは不要にすることにある。

請求項１の発明は、容器のネック部をグリップするグリッパをグリップベースに設けた容器の片持ちグリップユニットを用い、グリップユニットのグリップベースを搬送手段に設けたキャリヤに対し着脱自在に片持ち支持可能にした容器の搬送装置である。

（実施例１）
図１の容器搬送装置１は、搬送手段１０を構成するガイドレール１１に多数のキャリヤ２０を走行可能に付帯している。本実施例のガイドレール１１は無端周回状をなし、ガイドレール１１が延在されている搬送経路に沿う複数の搬送区分Ａ、Ｂ、Ｃ…（不図示）毎に、例えば容器投入ステーション、容器クリーニングステーション、容器１００への内容物充填ステーション、キャッピングステーション、容器排出ステーション等が設けられる。

キャリヤ２０は、図２〜図４に示す如く、ガイドレール１１を挟む上下のローラ２１Ａ、２１Ｂを介してガイドレール１１に走行可能に載架される。キャリヤ２０は、ローラ２１Ｂを駆動する自走用モータ２２、歯車列２３を有する。モータ２２は、サーボモータからなり、キャリヤ２０の停止位置、走行速度、走行加速度を適宜制御できる。これにより、キャリヤ２０は、ガイドレール１１に沿う前述の搬送区分毎に、１個のキャリヤ２０ずつ、又は一団をなすようにつながる前後複数個のキャリヤ２０ずつ、格別に停止制御、走行制御せしめられる。尚、キャリヤ２０の自走用モータ２２への給電方式としては、キャリヤ２０にバッテリを搭載し、このバッテリから自走用モータ２２に給電するもの、ガイドレール１１に沿うように延在させた給電線に摺接する受電ブラシ又は受電パンタグラフをキャリヤ２０に設け、これらの受電ブラシ又は受電パンタグラフから自走用モータ２２に給電するもの等を採用できる。

キャリヤ２０は、後述するグリップユニット３０のための左右の係着ブロック２４Ａ、２４Ｂを固定的に備える。

容器搬送装置１は、ガイドレール１１に付帯させたキャリヤ２０に着脱自在に片持ち支持（グリップユニット３０の搬送方向に直交する方向の片側部を支持）されるグリップユニット３０を有する。グリップユニット３０は、図２に示す如く、グリップベース３１に２本のアーム４１Ａ、４１Ｂからなるグリッパ４０を有する。グリップユニット３０は、グリップベース３１に１個又は複数個（本実施例では２個）のグリッパ４０を有する。

グリッパ４０は、図５に示す如く、２本のアーム４１Ａ、４１Ｂにかけたばね４２により閉じ状態に設定されるとともに、ガイドレール１１の搬送経路に沿う必要位置に開閉手段５０を配置し、開閉手段５０の例えばソレノイド５１により駆動される押動子５２によって２本のアーム４１Ａ、４１Ｂに設けたカムフォロワ４３、４３を押し開いて開き状態に設定される。グリッパ４０は、開き状態で、容器１００のネック部１０１（容器口部のキャッピング用雄ねじ部１０１Ａと容器肩部１０１Ｂとの間）を両アーム４１Ａ、４１Ｂの互いに相対するＶ字凹部間に上下方向（両Ｖ字凹部が囲む空間に直交する方向）又は横方向（両Ｖ字凹部が囲む空間の横向き開口が臨む方向）から受け入れ、閉じ状態で、容器１００のネック部突起（例えば正立容器１００におけるネック部１０１上の環状突部）を両アーム４１Ａ、４１ＢのＶ字凹部縁上に載せて該ネック部１０１をグリップする。

グリップユニット３０は、グリップベース３１をガイドレール１１に付帯のキャリヤ２０に設けてある係着ブロック２４Ａ、２４Ｂの係着凹部２５に着脱される。グリップベース３１は係着凹部２５の奥行面に突き当てられて奥行方向に位置決めされ、グリップベース３１に設けてある位置決めピン３２を左右の係着ブロック２４Ａ、２４Ｂの間隔内に密に差込まれて奥行直角方向に位置決めされる。グリップベース３１はキャリヤ２０の係着ブロック２４Ａ、２４Ｂへの上述の位置決め状態で、係着ブロック２４Ａ、２４Ｂに組込んである機械式チャックによりグリップベース３１をチャックし、又は係着ブロック２４Ａ、２４Ｂに組込んである弾発プランジャをグリップベース３１の凹所に係着し、又は係着ブロック２４Ａ、２４Ｂに組込んであるマグネットによりグリップベース３１を磁着する等により、その位置決め状態を固定化されてキャリヤ２０に取着される。

図１は、ガイドレール１１のキャリヤ２０にグリップベース３１が取着されたグリップユニット３０と、キャリヤ２０から離脱されたグリップユニット３０とを示す。

容器搬送装置１にあっては、容器１００に対応するグリッパ４０を持つグリップユニット３０をガイドレール１１に付帯のキャリヤ２０に取着する。キャリヤ２０は自走用モータ２２によりガイドレール１１上を走行し、ガイドレール１１に沿う容器投入ステーション、内容物充填ステーション、キャッピングステーション、容器排出ステーション等の各搬送区分を順に移動する。容器投入ステーションでは開閉手段５０により開閉されるグリップユニット３０のグリッパ４０にて容器１００のネック部１０１をグリップする。内容物充填ステーションでは充填機から容器１００に内容物が充填される。キャッピングステーションでは容器１００にキャップが締結される。容器排出ステーションでは、開閉手段５０により開かれたグリップユニット３０のグリッパ４０から解放される容器１００が排出される。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット３０を構成するグリップベース３１を搬送手段１０のガイドレール１１に設けたキャリヤ２０に対し着脱自在に片持ち支持可能にした。従って、多品種少量生産ライン等における、取扱い容器１００の変更等によるグリッパ４０の型替えを、グリッパ４０が設けられているグリップベース３１をキャリヤ２０に着脱することにて容易化できる。また、グリッパ４０は容器１００のネック部１０１の形状、寸法の変更がある程度の範囲内にある限り、変更容器１００のネック部１０１もグリップできるから、取扱い容器１００の変更等によるグリッパ４０の型替えをなしにすることもできる。

(2)搬送手段１０をガイドレール１１とし、このガイドレール１１に走行可能にキャリヤ２０を付帯するものとすることにより、ガイドレール１１によって搬送経路を規定し、かつグリップユニット３０のグリップベース３１をキャリヤ２０に対し安定的に着脱できる。

(3)グリップユニット３０が取着されたキャリヤ２０がガイドレール１１に載架されるローラ２１Ａ、２１Ｂを有し、ローラ２１Ｂを駆動する自走用モータ２２をキャリヤ２０に有した。従って、グリップユニット３０及びキャリヤ２０の各個結合体をガイドレール１１上で独立的に走行制御できる。これにより、ガイドレール１１の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリップユニット３０を停止したり、変速（増速又は減速）することができる。

尚、容器搬送装置１において、図１に示す如く、搬送区分Ａに後続する搬送区分Ｂに容器投入ステーションＢ1と容器クリーニングステーションＢ2を並列配置し、搬送区分Ｂに後続する搬送区分Ｃに容器１００への内容物充填ステーションＣ1、キャッピングステーションＣ2、容器排出ステーションＣ3を直列配置することができる。

このとき、容器搬送装置１の全長設置スペースを小型化するため、搬送区分Ｂと搬送区分Ｃを並置することとし、搬送区分Ｂと搬送区分Ｃの各ステーション間でキャリヤ２０及びグリップユニット３０を移載するものとする。尚、ステーション間におけるキャリヤ２０及びグリップユニット３０の具体的移載方式は、例えば後述する実施例３の如くに実現できる。

また、搬送区分Ｂの容器投入ステーションＢ1、容器クリーニングステーションＢ2では2個のキャリヤ２０をつなげた一団として搬送制御し、搬送区分Ｃの内容物充填ステーションＣ1、キャッピングステーションＣ2、容器排出ステーションＣ3では4個のキャリヤ２０をつなげた一団として搬送制御する。そして、搬送区分Ｃから搬送区分Ａへの戻り行程ではそれらのキャリヤ２０を急速走行させた後、搬送区分ＡのアキュムステーションＡ1にそれらのキャリヤ２０を一時貯留可能にする。キャリヤ２０は、アキュムステーションＡ1から、搬送区分Ｂの容器投入ステーションＢ1が必要とする送給速度で容器投入ステーションＢ1に供給され得るものになる。

また、容器搬送装置１にあっては、容器投入ステーション〜容器排出ステーションまでの全行程に渡り、単一のグリップユニット３０のグリッパ４０で、容器１００のネック部１０１をグリップし続けるから、容器１００のつかみ替えがなく、つかみ替えに伴う内容物の飛び跳ね等を生じない。

（実施例２）
図６の容器搬送装置１Ａは、実施例１のキャリヤ２０及びグリップユニット３０の駆動源として、実施例１の自走用モータ２２を用いず、無端周回状の歯付送りベルト６０を用いたものである。

送りベルト６０は、ガイドレール１１に沿う複数の搬送区分Ａ、Ｂ、Ｃ…毎に互いに独立的に設けられる複数の送りベルト６０からなり、各送りベルト６０毎に駆動モータ（不図示）を備えるものとした。この駆動モータとしては、実施例１と同様のサーボモータを採用する。

キャリヤ２０に取着されたグリップユニット３０のグリップベース３１の下面（グリッパ４０の取付面の反対面）に、一定間隔をなす突条係合子６１を設け、この係合子６１を送りベルト６０の表面の歯６２の谷部に係脱可能にした。グリップユニット３０のグリップベース３１は、係合子６１を送りベルト６０の歯６２に係合する状態下で、送りベルト６０の回転力を付与され、ガイドレール１１にガイドされて送りベルト６０とともに移動する。

グリップユニット３０のグリップベース３１をキャリヤ２０の係着ブロック２４Ａ、２４Ｂに着脱するとき、キャリヤ２０に対するグリップベース３１の着脱方向において、グリップベース３１の係合子６１を送りベルト６０の歯６２に対して係脱可能にする。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット３０のグリップベース３１に設けた係合子６１を、ガイドレール１１に沿う複数の搬送区分毎に独立に設けた送りベルト６０に係脱可能にした。従って、グリップユニット３０及びキャリヤ２０の各個結合体を、各搬送区分毎に独立的に走行制御できる。これにより、ガイドレール１１の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリップユニット３０を停止したり、変速（増速又は減速）することができる。

(2)キャリヤ２０に対するグリップベース３１の着脱方向に沿って、グリップベース３１の係合子６１を送りベルト６０に対して係脱可能にした。従って、グリップベース３１をキャリヤ２０に対して着脱可能にしながら、グリップベース３１の係合子６１を送りベルト６０に係脱できる。

ガイドレール１１に沿う複数の搬送区分毎に独立の送りベルト６０を設けるに際し、各送りベルト６０毎に駆動モータを備えず、全送りベルト６０に対し１個の駆動モータを設け、この駆動モータの出力を各送りベルト６０に分配するものとしても良い。このとき、駆動モータの出力が各送りベルト６０に分配される分配路にクラッチを設ければ、各送りベルト６０を互いに独立に駆動／停止でき、グリップユニット３０及びキャリヤ２０を各搬送区分毎に独立的に走行制御できる。

（実施例３）
図７の容器搬送装置１Ｂは、第１搬送手段１０Ａ、第２搬送手段１０Ｂ、容器投入装置７０、容器クリーニング装置８０、反転装置９０、第３搬送手段１０Ｃを有する。

第１搬送手段１０Ａは、第１ガイドレール１１Ａにて構成される。
第２搬送手段１０Ｂは、複数本の無端周回状の循環ベルト１２の循環方向の複数位置のそれぞれに第２ガイドレール１１Ｂを固定的に有し、第２ガイドレール１１Ｂは、第１ガイドレール１１Ａの出口に直列的に接続する位置と、容器投入装置７０に対応する容器投入位置と、容器クリーニング装置８０に対応するクリーニング位置と、反転装置９０が備えるガイドレール９１の入口に直列的に接続する位置のそれぞれに間欠的に位置付けるように、該ガイドレール１１Ｂの長手方向に直交する方向に間欠循環移動する。

反転装置９０はガイドレール９１を旋回板９２に有し、ガイドレール９１を第２ガイドレール１１Ｂの出口に直列的に接続する位置に位置付けるとともに、ガイドレール９１を180度回転し、かつ第３搬送手段１０Ｃが備える第３ガイドレール１１Ｃの入口に直列的に接続する位置に位置付けるように、旋回及び該ガイドレール１１Ｃの長手方向に直交する方向（上下方向）に間欠往復移動する。

第３搬送手段１０Ｃは、第３ガイドレール１１Ｃにて構成される。
ガイドレール１１Ａ〜１１Ｃ、９１は、実施例１のガイドレール１１と同様をなし、グリップユニット３０が着脱し得るキャルヤ２０を付帯する。キャリヤ２０及びグリップユニット３０は実施例１のキャリヤ２０及びグリップユニット３０と同様をなす。キャリヤ２０は、第１ガイドレール１１Ａと第２ガイドレール１１Ｂ、第２ガイドレール１１Ｂとガイドレール９１、ガイドレール９１と第３ガイドレール１１Ｃの接続点で、それらのガイドレール１１Ａ〜１１Ｃ、９１の一方から退出して他方に進入するように、係脱する。

容器投入装置７０は、容器１００を倒立状態で搬入する搬入コンベア７１と、搬入コンベア７１から複数の容器１００を一定の間隔を介して切出す送給コンベア７２を有する。送給コンベア７２は、第２搬送手段１０Ｂの容器投入ステーションに位置付けられた第２ガイドレール１１Ｂの直上に配置され、相対するコンベアベルトの離隔により開放される容器１００を第２ガイドレール１１Ｂに付帯のキャリヤ２０に取着されているグリップユニット３０のグリッパ４０に受け渡す。グリッパ４０と容器１００のネック部１０１をグリップする位置合わせは、例えば、容器口部を位置決めストッパに当接することによって行なう。

容器クリーニング装置８０は、第２搬送手段１０Ｂのクリーニングステーションに位置付けられた第２ガイドレール１１Ｂの直下に配置され、第２ガイドレール１１Ｂに付帯のキャリヤ２０に取着されているグリップユニット３０のグリッパ４０がグリップしている倒立容器１００の口中にクリーニングヘッドを挿入し、容器１００の内部をクリーニングする。

容器搬送装置１Ｂは、第２搬送手段１０Ｂの第２ガイドレール１１Ｂの容器投入位置に容器投入装置７０を有する容器投入ステーションを設け、第２ガイドレール１１Ｂのクリーニング位置にクリーニング装置８０を有するクリーニングステーションを設け、第３搬送手段１０Ｃの第３ガイドレール１１Ｃが延在される搬送経路に沿う複数の搬送区分毎に、容器１００への内容物充填ステーション、容器１００のキャッピングステーション、容器１００の排出ステーション等を設け、以下の如く動作する。

(1)第１搬送手段１０Ａの第１ガイドレール１１Ａに付帯する１個又は複数個つながって一団をなすキャリヤ２０（本実施例では、一団をなす前後２個のキャリヤ２０）のそれぞれに取着された空のグリップユニット３０が、キャリヤ２０の自走用モータ２２により第１ガイドレール１１Ａ上を走行してくる。キャリヤ２０は第１ガイドレール１１Ａの出口で第２搬送手段１０Ｂの第２ガイドレール１１Ｂに乗り移って該ガイドレール１１Ｂに付帯するものとなり、キャリヤ２０及びグリップユニット３０は第２ガイドレール１１Ｂの側に移載されて停止する。

(2)第２搬送手段１０Ｂの循環ベルト１２の間欠回転により、上述(1)の第２ガイドレール１１Ｂを容器投入ステーションの容器投入位置に位置付ける。容器投入装置７０の送給コンベア７２が倒立容器１００を上述(1)のグリップユニット３０のグリッパ４０に受け渡す。グリッパ４０は、開閉手段５０により開かれて容器１００を受け入れ、開閉手段５０により再び閉じられて容器１００のネック部１０１をグリップする。

(3)上述(2)の第２ガイドレール１１Ｂを循環ベルト１２の更なる間欠回転により、容器クリーニングステーションのクリーニング位置に位置付ける。容器クリーニング装置８０のクリーニングヘッドが上述(2)のグリップユニット３０のグリッパ４０にグリップされている倒立容器１００の口部に挿入され、容器１００をクリーニングする。

(4)上述(3)の第２ガイドレール１１Ｂに付帯するキャリヤ２０及びグリップユニット３０は、キャリヤ２０の自走用モータ２２により第２ガイドレール１１Ｂの出口から反転装置９０のガイドレール９１に乗り移るように走行して当該ガイドレール９１に付帯するものとなり、一旦停止する。反転装置９０によりガイドレール９１を180度回転して容器１００を正立させ、かつ反転装置９０の移動によってガイドレール９１の出口を第３搬送手段１０Ｃの第３ガイドレール１１Ｃに直列接続させる。

(5)上述(4)のガイドレール９１に付帯するキャリヤ２０及びグリップユニット３０は、キャリヤ２０の自走用モータ２２によりガイドレール９１の出口から第３搬送手段１０Ｃの第３ガイドレール１１Ｃに乗り移るように走行し、第３ガイドレール１１Ｃに付帯するものとなる。キャリヤ２０は、自走用モータ２２により第３ガイドレール１１Ｃ上を走行し、第３ガイドレール１１Ｃに沿う前述の内容物充填ステーションに一端停止し、キャリヤ２０に付着されているグリップユニット３０のグリッパ４０にグリップされている正立の容器１００に内容物を充填する。キャリヤ２０は、自走用モータ２２により第３ガイドレール１１Ｃ上を更に走行し、ガイドレール１１Ｃに沿う前述のキャッピングステーションに一旦停止し、グリップユニット３０のグリッパ４０にグリップされている容器１００にキャップを締結され、その後、容器排出ステーションに搬送され、開閉手段５０により開かれたグリッパ４０から容器１００が開放されて排出される。

本実施例によれば、実施例１の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット３０が取着されたキャリヤ２０をガイドレール１１Ａ〜１１Ｃ、９１に対し係脱することにより、グリップユニット３０及びキャリヤ２０を１つのガイドレール（例えば１１Ａ）から他のガイドレール（例えばガイドレール１１Ｂ）に移し替えることができ、結果としてグリッパ４０の搬送方向を変換できる。

(2)反転装置９０によりキャリヤ２０が架設されたガイドレール９１を180度回転することにより、キャリヤ２０に取着されたグリップユニット３０を180度反転できる。

容器搬送装置１Ｂにあっては、搬送手段１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの上下方向配置レベルを互いに異なるものにし、それらに付帯する各作業ステーションを３次元的に配置することにより、作業性の向上、占有スペース上のメリットを得ることができる。

本発明において、グリップユニットのグリッパは容器１００のネック部１０１をグリップするものであれば良く、容器１００のネック部突起を載せてグリップするものに限らない。

また、本発明の自走用モータ、駆動モータは、サーボモータに限らず、ステッピングモータ、インバータモータ等であっても良い。

また、本発明の容器搬送装置は、搬送手段を直線ガイドレール等の直線経路方式によるものに限らず、曲線ガイドレール等の曲線経路方式、ロータリーテーブル等の旋回経路方式によるものにて構成しても良い。

また、本発明の容器搬送装置に投入される容器１００としては、ボトルに限らず、ネック部を備えた可撓袋であっても良い。

また、本発明の容器搬送装置において、多品種少量生産ライン等における取扱い容器１００の変更等により、キャリヤ２０に設けたグリップユニット３０の相隣るグリッパによりグリップされるべき容器間隔が変化せざるを得ないときには、(a)グリップユニットの相隣るグリッパ間隔を調整し、又はグリップユニットをグリッパ間隔の異なるものに交換し、(b)充填機２００（図８）（キャッピング機も同じ）の相隣る充填ヘッド２０１、２０１の間隔をヘッドピッチ調整装置２０２により変更して対処可能にする。図８のヘッドピッチ調整装置２０２は、モータ２０２Ａの出力軸に結合した送りねじ２０２Ｂに、各充填ヘッド２０１に一体の伝動子２０１Ａを螺着させてあり、モータ２０２Ａの回転制御により相隣る充填ヘッド２０１の間隔を自在に広狭調整できる。

図１はキャリヤを備えたガイドレールとグリップユニットを示す斜視図である。 図２はキャリヤとグリップユニットの着脱構造を示す斜視図である。 図３は自走用モータを備えたキャリヤを示す斜視図である。 図４は自走用モータを備えたキャリヤにグリップユニットを取着した状態を示す斜視図である。 図５はグリッパの開閉手段を示す斜視図である。 図６は送りベルトとグリップベースの係合子との係合状態を示す斜視図である。 図７は容器搬送装置を示す斜視図である。 図８は充填機のヘッド間隔調整装置を示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ 容器搬送装置
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 搬送手段
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ ガイドレール
２０ キャリヤ
２１Ａ、２１Ｂ ローラ
２２ 自走用モータ
３０ グリップユニット
３１ グリップベース
４０ グリッパ
５０ 開閉手段
６０ 送りベルト
６１ 係合子
９０ 反転装置
９１ ガイドレール
１００ 容器
１０１ ネック部

Claims (5)

1. 容器のネック部をグリップするグリッパをグリップベースに設けた容器の片持ちグリップユニットを用い、
   グリップユニットのグリップベースを搬送手段に設けたキャリヤに対し着脱自在に片持ち支持可能にした容器の搬送装置。
2. 前記グリップユニットのグリップベースを、搬送手段たるガイドレールに走行可能に付帯されるキャリヤに、着脱自在に片持ち支持した請求項１に記載の容器の搬送装置。
3. 前記キャリヤがガイドレールに係脱可能にされる請求項２に記載の容器の搬送装置。
4. 前記キャリヤがガイドレールに載架されるローラを有し、該ローラを駆動する自走用モータを該キャリヤに有してなる請求項２又は３に記載の容器の搬送装置。
5. 前記キャリヤがガイドレールに載架されるローラを有し、
   ガイドレールに沿う複数の搬送区分毎に独立の送りベルトを設け、
   キャリヤに結合されたグリップユニットのグリップベースに設けた係合子を上記送りベルトに係脱可能にし、キャリヤに対するグリップベースの着脱方向に沿って、グリップベースの係合子を送りベルトに対して係脱可能にする請求項２又は３に記載の容器の搬送装置。

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