JP2010046790A - 把持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が単純で、容器の把持幅の変動を補正でき信頼性の高い把持装置を提供する。
【解決手段】少なくとも１本の軸線を中心に旋回自在に支持されており、一方の端部に把持構造部を有する２つの剛体把持アームＧと、把持アームの間で動作する蓄力器２０と、軸線を超えた他方の側における、把持アームの延長部分の把持アームクローズレバー３と、クローズレバーの間で回転するクローズカムＮとを備え、少なくとも１つのクローズレバー３が、弾性変形両領域Ｂを介してクローズカムによって作動可能で、弾性変形領域がアームのセクション７であり、このアームが、クローズカムに対して作用し、把持アームとは構造的に個別で、把持アームと一緒に旋回運動するように把持アームに密着し、クローズレバーにおける止め部４とセクションとの間に、このセクションが少なくとも実質的に変形していない状態において所定の変形空間Ｚが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部分による把持装置に関する。

このような把持装置は、ビンなどの容器（例えば、ＰＥＴボトル）を一時的に把持して配置できるように、数多くの容器取扱い装置あるいは容器搬送装置において使用されている。これらの装置がなめらかに動作するためには、把持装置に容器がしっかりと把持されることが重要な前提条件である。容器の把持幅は変動することがあり、各容器は、既存の把持幅とは無関係に、均等に中央に配置されるように保持しなければならないため、使用されている把持装置は、開いた挿入ポジションと閉じた把持ポジションとの間で制御され、把持幅の変動を補正するための弾性部材が含まれている。

特許文献１には、把持アームと一体に形成されているクローズレバーがクローズカムに直接的に作用する把持装置が開示されている。クローズレバーには、軸線と自由端部との間ごとに弾性変形領域が組み込まれている。蓄力器（force accumulator）は、軸線よりも把持構造側における、相互に反発する２つの永久磁石から成り、把持装置が開く方向に把持アームに作用する。クローズカムは、例えば、楕円断面を有する。クローズカムの、ある回転ポジションにおいては、クローズレバーが蓄力器の作用下において最大程度まで狭まるのに対し、別の回転ポジションにおいては、把持構造部が互いの方向に動き、把持構造の間に挿入されている容器が保持される。クローズカムの回転ポジションは、変形領域の弾性との連携において、容器に作用する閉じる力を定義する。変形領域の弾性は、把持幅の変動を補正する。変形領域は、把持幅の変動を補正するために必要な負荷を吸収しなければならないのみならず、クローズカムからのすべての負荷を把持構造に伝えなければならないため、疲労破壊が起こりうる。この理由は、例えば、把持される容器の位置がずれていたり、外部の影響のために偏心的に把持される、あるいは、一方または両方の把持アームの閉じる動きが別の障害物によって妨げられたときに、変形領域に過度な力が作用しうるためである。

特許文献２には、両方の把持アームのクローズレバーに湾曲状の板ばねが配置されており、クローズカムに当接している場合における把持装置が開示されている。板ばねは、クローズレバーの凹部の中に、クローズカムの押圧方向に遊びが存在するように配置されており、板ばねそれぞれの後ろに圧力ばねが使用されている。このばねアセンブリは、容器の把持幅の変動を補正する役割を果たす。この構造は、多数の部品から成るタイプである。さらに、複数の狭いアンダーカット凹部が存在し、したがって、把持装置を清浄にするのが困難である。ばねアセンブリのそれぞれは、把持幅の変動を補正するために変形するのみならず、クローズカムと把持アームの間ですべての力を伝えなければならないため、疲労破壊が起こることがあり、あるいは、緊急の場合、ばねアセンブリが当接するまで過度な力がこれらに作用し、このプロセスにおいて少なくとも圧力ばねが容易に損傷する。

国際公開第２００６／１０２９８３号パンフレット 独国実用新案第２９９１５２９７（Ｕ１）号明細書

本発明の目的は、構造が単純である一方で、容器の把持幅の変動を補正することができるのみならず、機能的に信頼性の高い把持装置を提供することである。

この目的は、請求項１の特徴によって達成される。

アームが、クローズレバーを有する把持アームと構造的に分かれていることと、クローズレバーにおける止め部と弾性変形セクションとの間の変形空間が限られていることによって、弾性変形セクションは、力が増大した場合に当接している間に把持幅変動を補正するために使用されるのみであり、これらの増大した力はクローズレバーからクローズカムに、またはこの逆方向に直接伝わり、弾性変形セクションがそれ以上変形することがない。したがって、弾性変形セクションには、その弾性によって過度な力が伝わることがなく、長い年数にわたり使用して動作サイクルが多数回に及んだ場合にも、セクション自体にかかる平均負荷が低減しており、したがって、疲労破壊がほぼ排除され、緊急時あるいは誤動作状況において発生する大きな力に起因してセクションが損傷することもない。これにより、把持装置の動作の信頼性が相当に向上する。さらに、構造的に分かれていることは、把持装置の製造および取付けのコストが安価であり、さらに把持装置を容易に洗浄できるという利点を提供する。

有利な実施形態においては、アームは、把持アームと一緒に、軸線を中心に旋回自在に支持されている。このように一緒に旋回自在に支持されていることは、密着部（positive coupling）との組合せにおいて、アームが把持アームとほぼ１つのユニットとして動くという効果と、容器の把持幅変動を補正するためにクローズレバーに対して限られた範囲内で可動であるのが、クローズカムに作用するアームのセクションのみであるという効果がある。

構造的に単純な方式においては、密着部は、それぞれ、把持アームおよびクローズレバー（もしくはアーム、またはその両方）に配置されている少なくとも１つの当接領域（abutment area）を備えている。軸線の両側、軸線の近くにそれぞれ１つの当接領域が設けられていることが好ましく、この当接領域においては、アームとクローズレバー、およびアームと把持アームが隣接しており、当接領域の間の拡張領域内で軸線を中心に一緒に動く。

各当接領域はブロック形状であることが都合がよく、したがって、ブロックの両側に大きな洗浄開口が画成され、この開口において把持装置を容易に洗浄することができる。これらの洗浄開口は、何らの凹部およびアンダーカットなしに形成することができる。

好ましい実施形態においては、軸線よりもクローズカム側に配置されている当接領域と、アームの自由端部との間に、弾性変形セクションが延在している。これにより、弾性変形セクションの有効な曲がり長さが比較的大きくなり、したがって、変形空間によって与えられるリフト（lift）内の変形に対する抵抗力が比較的一定のままである。

アームの自由端部には、この部分における高い耐摩耗性を達成できるように、厚い支持体（クローズカムに接触している）が設けられていることが有利である。

把持アームのクローズレバーにおける止め部は、クローズカムに面している隆起延長部とすることができ、この隆起延長部は、旋回方向において、支持体、または支持体付近のセクションのゾーンに位置合わせされている。この方式においては、変形空間の範囲を超えると、クローズレバーの止め部が支持体または支持体付近に直接的に当接し、したがって、寄生（parasitic）レバーアームはもはや有効ではないが、さらに大きな力はこの場所において止め部からクローズカムに、またはこの逆方向に直接伝わり、弾性変形セクションがさらに変形することがない。

把持幅変動を補正するためには、アームを一方の把持アームに割り当てることで十分である。しかしながら、把持幅変動には関係なく、把持される容器を、つねに正確な所定のポジションにおける中心に配置する目的で、弾性変形セクションを有するアームを各把持アームに割り当てる、すなわち、把持装置が対称的な構造であることが都合がよい。

有利な実施形態においては、アームは、プラスチックの一体成形部品であり、把持アームは、金属の一体成形部品とすることができる。プラスチック成形部品の場合には、材料による弾性を利用して把持幅変動を補正することができ、オプションとして、セクションの対応する断面形状によって補う。

有利な実施形態においては、アームのうち、クローズレバーに密着している（positively coupled）当接領域の間は、ベアリング突起部である。同様に、把持アームにベアリング突起部を設けることもできる。この場合、両方のベアリング突起部に、同じ大きさを有し同軸に配置されている共通のベアリングブッシュを挿入する。

把持装置のコンパクトな寸法を可能にする有利な実施形態においては、アームのベアリング突起部が横スロットを有し、把持アームのベアリング突起部が横スロットの中に配置されている。

蓄力器（例えば、把持構造部を互いに離すために使用される）は、把持アームに取り付けることができる。しかしながら、有利な実施形態においては、アームはベアリング突起部を超えて延在しており、この延長部分に、蓄力器の１つまたは複数のコンポーネントの受け入れ手段が設けられている。この受け入れ手段は、円盤形状の永久磁石のためのカップ形状の受け入れ手段であることが好ましい。

有利な実施形態においては、蓄力器の開放力を把持アームに直接伝えるため、把持アームと、アームの受け入れ手段との間に、把持構造部に面している当接領域が配置されている。

有利な実施形態においては、変形領域として意図されているアームのセクションは、曲がりロッドとして構成されており、このロッドは、軸線を中心とする旋回方向に測定したとき、アームのさらなる延長部における厚さよりも薄い厚さとして設けられている。

以下では、本発明の主題の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

開いたポジションにおける、容器を保持するための把持装置の斜視図である。 図１の把持装置の片側を示している分解斜視図である。

容器（図示していない）、例えば、ＰＥＴボトルを好ましくは一時的に保持および配置するための、図１に示した把持装置Ｋは、搬送装置（図示していない）における容器取扱い装置あるいは容器搬送装置に配置されている。把持装置Ｋは２つの把持アームＧを備えており、これらの把持アームは、例えば、金属成形部品として構成されており、図示した実施形態においては、２本の個別の軸線２を中心に反対方向に旋回可能であるように配置されている。代替形態（図示していない）においては、２つの把持アームＧに共通の軸線２を使用することもできる。各把持アームには、一方の端部に、容器を保持するための内側把持構造部１が設けられており、軸線２を超えた他方の側にはクローズレバー３が延びており、クローズレバー３の自由端部には、クローズカムＮから隔置されている止め部４が設けられている。把持アームＧの拡張部には、ブッシュ６が中に配置されているベアリング突起部（bearing lug）５が形成されており、このベアリング突起部は、把持アームＧを軸線２を中心に旋回自在に支持している。

さらに、把持装置Ｋの少なくとも一方の把持アームＧ（好ましくは各把持アームＧ）には、プラスチック成形部品として構成されているアームＡが内側に割り当てられており、このアームＡは、弾性変形領域Ｂとして、曲がりロッドの形式において構成されているセクション７を含んでいる。セクション７の自由端部には、支持体８（クローズカムＮに接触している）として、クローズカムＮの側面に平行に配置されている、例えば厚いピン状部が設けられている。セクション７と軸線２との間には、アームＡの幅広セクション９が存在しており、このセクション９は、ブッシュ６によって軸線２を中心に旋回自在に支持されているベアリング突起部１０を含んでいる。ベアリング突起部１０に隣接して、アームＡは、受け入れ手段１２を有する延長部１１を有し、この受け入れ手段１２は、蓋１９によって閉じられており、蓄力器２０（例えば、永久磁石）を含んでいる。蓄力器２０は、他方のアームＡの受け入れ手段１２に含まれている永久磁石と協働して反発力を提供する。

図１に示した、把持装置Ｋの開いたポジションにおいては、場合によってはクローズカムＮ（または、例えばキャリアの止め部（図示していない））に接触しているセクション７は、蓄力器２０の開放力によって付勢されている。支持体８と止め部４の間には、所定の変形空間Ｚが設けられている。

把持アームＧとは構造的に個別であり、旋回自在に支持されているアームＡ（これ自体は自身の動きを有する）は、把持アームＧおよびクローズレバー３にそれぞれ密着しており、したがって、これら２つのコンポーネントは軸線２を中心に一緒に動く。図示した実施形態においては、軸線の両側、ベアリング突起部５，１０の近くに当接領域１３，１４がそれぞれ設けられている。当接領域１３は、この場所における蓄力器２０による力の作用を把持アームＧに直接伝えることができるように、受け入れ手段１２と直接係合していることが都合がよい。アームＡは、軸線２の方向において把持アームＧより高い。アームＡのベアリング突起部１０は横スロットを有し、このスロットには、把持アームＧの、より小さいベアリング突起部５が挿入されている。ブッシュ６は、ベアリング突起部１０の上側から下側まで延在している。

当接領域１３，１４は、それぞれ、把持アームＧおよびクローズレバー３（もしくはアームＡ、またはその両方）に配置されているブロック形状の構造によって形成されており、その両側における、広めの寸法を有する洗浄開口１６によって画成されていることが都合がよい。

クローズカムＮは、図示したポジションからクローズカムＮが一方もしくは反対、またはその両方の回転方向に回転するように、機構（図示していない）によって作動する制御リンケージ１７に結合されている。このプロセスにおいて、クローズカムＮは各支持体８に作用し、これによって各アームＡが軸線２を中心に旋回する。当接領域１３，１４における密着部によって、把持アームＧが同期して一緒に回転し、したがって、把持構造部１の間に導入される容器が最終的に把持されて保持される。容器が把持されている状態においてクローズカムＮがさらに回転すると、把持幅の最大変動に一致する変形空間Ｚの内側でセクション７が弾性変形し、したがって、容器の把持幅変動には関係なく、各容器が実質的に同じ把持力によって同じポジションに保持される。クローズカムＮがさらに回転する、または他の理由によって大きな外力が例えば把持アームＧの一方または両方に作用した場合、クローズレバー３の止め部４が支持体８またはその近傍に当たり、したがって、曲がりロッドを画成しているセクション７が当接する。これにより、作用している力は、止め部４からセクション７を介してクローズカムＮに、またはこの逆方向に直接伝わり、セクション７がさらに曲がることはない。

クローズカムＮがさらに回転する、または図１に示したポジションに逆方向に戻る場合、容器に対する把持構造部１の把持力が最初にゆるんだ後、蓄力器２０、アームＡ、およびこれらの作用によって最終的に把持アームＧが広がる。これより前、セクション７または支持体８に止め部４が当たっている場合、止め部４が離れ、把持装置Ｋが図１のポジションになるまでセクション７の曲がりがほぼ戻る。この時点で、アームＡによってクローズカムＮにかかる接触圧力は、無視できる程度であり、なぜなら、蓄力器によって発生する開放力（支持体８をクローズカムＮ上に保持している）が、作用している力であるためである。

図２は、図１の把持装置Ｋの片側を構成している個々のコンポーネントを示している。蓄力器２０としての役割を果たす永久磁石は、例えば、受け入れ手段１０の中に、カバー１９によって密封することにより衛生的に完全に隔離された状態で配置されている。ブッシュ６は、ベアリング突起部５，１０の中に、対応する寸法による張力下で配置する、または固定要素（図示していない）によって固定することができる。アームＡのセクション７は、旋回方向において見たとき、実質的に均一の厚さを有し、この厚さは、アームＡのさらなる拡張部分における厚さより薄い。クローズレバー３に形成されている止め部４の代わりに、セクション７または支持体８に止め部を設ける、あるいは、支持体８を止め部として使用することも考えられ、画成されている変形空間Ｚの範囲を超えた時点でこれらの止め部がクローズレバー３に当たる（図１）。

Claims (15)

1. 特に、容器取扱い装置または容器搬送装置における、容器を保持する把持装置（Ｋ）であって、
   共通する、または２本の個別の軸線（２）を中心に反対方向に旋回自在に支持されており、かつ一方の端部に把持構造部（１）を備えている２つの把持アーム（Ｇ）と、前記把持アーム（Ｇ）の間で機能的に動作し、オプションとして、前記軸線よりも前記把持構造部（１）に面している側に配置されている蓄力器（２０）と、前記軸線を超えた他方の側の方への、前記把持アーム（Ｇ）の延長部分として構成されているクローズレバー（３）と、前記クローズレバー（３）の間に回転自在に配置されており、前記把持アーム（Ｇ）に作用するクローズカム（Ｎ）と、を備えており、少なくとも１つのクローズレバー（３）が、弾性変形両領域（Ｂ）を介して前記クローズカム（Ｎ）によって作動可能である、把持装置（Ｋ）において、
   前記弾性変形領域（Ｂ）がアーム（Ａ）のセクション（７）であり、前記アーム（Ａ）が、前記クローズカム（Ｎ）に対して作用し、前記把持アーム（Ｇ）およびその前記クローズレバー（３）とは構造的に個別であり、前記把持アーム（Ｇ）および前記クローズレバー（３）と一緒に旋回運動するように密着しており、前記クローズレバー（３）における止め部（４）と前記セクション（７）との間に、前記セクション（７）が少なくとも実質的に変形していない状態において所定の変形空間（Ｚ）が設けられている、
   ことを特徴とする、把持装置。
2. 前記変形空間（Ｚ）が、前記容器の間で予測される最大把持幅変動に制限されていることを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
3. 前記アーム（Ａ）が、前記軸線（２）を中心に前記把持アーム（Ｇ）と一緒に旋回自在に支持されていることを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
4. 前記密着部が、それぞれ、前記把持アーム（Ｇ）および前記クローズレバー（３）、もしくは前記アーム（Ａ）、またはその両方、に配置されている少なくとも１つの相互当接領域（１３，１４）を備えており、好ましくは軸線の各側、前記軸線（２）付近に、それぞれ１つの当接領域（１３，１４）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
5. 前記当接領域（１３，１４）がブロック形状であり、前記アーム（Ａ）と前記把持アーム（Ｇ）の間と、前記アーム（Ａ）と前記クローズレバー（３）との間の洗浄開口（１６）によって、両側に画成されていることを特徴とする、請求項４に記載の把持装置。
6. 前記セクション（７）が、前記軸線よりも前記クローズカム（Ｎ）側に配置されている前記当接領域（１４）と、前記アーム（Ａ）の自由端部との間に延在していることを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
7. 厚い支持体（８）が前記アーム（Ａ）の前記自由端部に設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の把持装置。
8. 前記止め部（４）が、前記クローズカム（Ｎ）に面している隆起延長部であり、前記クローズレバー（３）の前記自由端部に設けられており、前記隆起延長部が、旋回方向において、前記支持体（８）に直接位置合わせされている、または前記支持体（８）付近の前記セクション（７）のゾーンに位置合わせされていることを特徴とする、請求項７に記載の把持装置。
9. １つのアーム（Ａ）が前記把持アーム（Ｇ）のそれぞれに割り当てられていることを特徴とする、請求項１から請求項８の少なくとも１項に記載の把持装置。
10. 前記アーム（Ａ）が、プラスチックの一体成形部品であり、前記把持アーム（Ｇ）が、金属の一体成形部品であることを特徴とする、請求項１から請求項９の少なくとも１項に記載の把持装置。
11. 前記アーム（Ａ）が、前記当接領域（１３，１４）の間にベアリング突起部（１０）を備えており、前記把持アーム（Ｇ）が、前記把持構造部（１）と前記クローズレバー（３）との間にベアリング突起部（５）を備えており、共通のベアリングブッシュ（６）が、両方のベアリング突起部（１０，５）に挿入されている、ことを特徴とする、請求項１に記載の把持装置。
12. 前記アーム（Ａ）の前記ベアリング突起部（１０）が横スロット（１５）を備えており、前記把持アーム（Ｇ）の前記ベアリング突起部（５）が前記横スロット（１５）の中に配置されていることを特徴とする、請求項１１に記載の把持装置。
13. 前記アーム（Ａ）が前記ベアリング突起部（１０）を超えて延在しており、前記延長部分（１１）に、前記蓄力器（２０）または前記蓄力器（２０）のコンポーネントの受け入れ手段（１２）、好ましくは、永久磁石のためのカップ形状の受け入れ手段、を備えていることを特徴とする、請求項１から請求項１２の少なくとも１項に記載の把持装置。
14. 前記把持アーム（Ｇ）と、前記受け入れ手段（１２）との間に、前記把持構造部（１）に面している前記当接領域（１３）が配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の把持装置。
15. 前記セクション（７）が、少なくともほぼ一定の厚さの曲がりロッドとして構成されており、前記曲がりロッドが、前記軸線（２）を中心とする旋回方向に測定したとき、前記アーム（Ａ）のさらなる延長部と比較してサイズが減少していることを特徴とする、請求項１から請求項１４の少なくとも１項に記載の把持装置。

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