JP2010076915A

JP2010076915A - 円形断面容器の搬送方法および装置

Info

Publication number: JP2010076915A
Application number: JP2008248709A
Authority: JP
Inventors: Yukio Takada; 幸雄高田; Kojiro Mori; 浩二郎森
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Food and Packaging Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems Co Ltd
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2028-09-26
Also published as: JP5208645B2

Abstract

【課題】異径缶兼用で、缶の剛性によって缶を保持する力の調整が容易な円形断面容器の搬送方法および装置を提供する。
【解決手段】ロータリー式フィラで液体が充填された缶１を次工程へ搬送するコンベヤに排出するように作用する固定加速アーム２１と、固定の軸を支点として、閉時は固定加速アーム２１側へ缶１を挟んで保持するように作動し、開時は固定加速アーム２１側から開かれて缶１の保持を開放するように作動する揺動可能な可動アーム３１とで搬送装置を構成し、固定加速アーム２１の缶１との係合面を取り扱う缶１の最小径に相当する曲面２１１にして、取り扱う缶１の直径が大きい場合は該曲面の２点で接するようにし、可動アーム３１の缶１と係合する側が湾曲状３１１で、取り扱う缶１の直径が大きい時も小さい時も係合する箇所が可動アーム３１の先端部３１２近辺になるようにして、径が異なった缶１に対しても保持が自由に対応できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、缶等の円形断面容器（以下、缶と称す。）に液体を充填する充填バルブが円周等分に配置されたロータリー式缶フィラ等の各充填バルブに対応して設けられた缶の搬送装置において、液体が充填された缶を次工程の缶シーマへ搬送するコンベヤに排出するための固定加速アームと固定の軸を支点として揺動する可動アームとで構成して、取り扱う缶の直径が異なっても缶を保持して搬送できる円形断面容器の搬送方法および装置に関する。

飲料等の液体を缶に充填するロータリー式缶フィラでは、充填された缶の次工程の缶シーマへ搬送するコンベヤへの受け渡しにおいて、一般に、所定ピッチの充填バルブを伴った同フィラ内での回転運動から、同フィラでのピッチよりも大きいピッチのフィンガーチェンによるコンベヤの直線運動に加速する方法が取られている。この加速のために、充填バルブに対応して加速アームが取り付けられており、前記回転運動から直線運動へ充填された缶を円滑に受け渡すために前記加速アームの形状についての提案がなされている。（特許文献１）

また、容器に液体等を充填するフィラ（缶フィラ等）で、容器保持具として、容器の外径が異なった２種類の容器に適用可能な兼用型の容器保持具が提案されている。（特許文献２および３）
さらに、容器口をシールしない高速ロータリー式充填機において、遠心力で容器が滑り落ちないように配慮した容器把持装置が提案されている。（特許文献４）
特許第３５２１８１６号公報（図１、図１３）実公昭６３−４０４１５号公報（第２図、第３図）特開平７−２３７７４５号公報（図３、図４、図５）特開平１０−１０１１９３号公報（図４）

前記特許文献１によれば、円軌道搬送装置から直線軌道搬送装置に変速して円形断面容器を円滑に受け渡すためとして、曲率が連続して変化し且つ円形断面容器にかかる加速度を連続で変化させる形状の曲面に形成された容器係合面を有する容器支持部材（加速アーム）を提案している。
しかしながら、該容器支持部材はその目的から缶の大きさ、フィラ半径、生産能力、充填バルブ数等によって適切な形状を選択することになっており、缶の大きさ等が変われば容器支持部材を変更しなければならず、生産管理上手間がかかるという問題がある。また、前記容器支持部材は円軌道搬送装置から直線軌道搬送装置に変速して円形断面容器を円滑に受け渡すための機能を持っているが、容器を保持する機能は持っておらず、容器保持のためには、充填バルブ等において、別途缶口を押えるセンタリングベル等の保持装置が必要となり、装置が複雑になるという問題がある。

また、前記特許文献２によれば、大きさが異なる容器（ａ１）（特許文献２の図中の記号を括弧書きで表示する。以下本段落において同じ。）と容器（ａ２）に対応する略半円形の凹陥部（１３ｄ）、（１３ｅ）を持った容器保持具（１３）の取り付け位置を切り換えることにより、異なる種類の搬送容器に対応するとしている。
しかしながら、このような容器保持具（１３）では、各容器（ａ１）、（ａ２）に対応した２つの凹陥部（１３ｄ）、（１３ｅ）が容器移動軌跡の円周方向に並ぶような形になることから、円周方向のスペースが必要であり、大きな容器に対しては対応が困難であるばかりか、フィラボウルの径が大きくなるという不具合がある。また、全部の容器保持具の径を同時に自動で変更することは困難であり、３種類以上の径の容器への対応はスペースおよび位置決めの点で困難であるという問題がある。

また、前記特許文献３によれば、前記特許文献２の問題に対応するために、爪（２０）（特許文献３の図中の記号を括弧書きで表示する。以下本段落において同じ。）および爪（２１）を持ったリング状の保持板（１４）および（１５）をスライドさせて凹陥部（１３）を形成する容器保持具（２２）により大径容器対応、小径容器対応をさせるとしている。
しかしながら、このような容器保持具（２２）による搬送方法では、大径容器対応または小径容器対応に設定された凹陥部（１３）により缶（１１）は保持されるが、缶の直径が大径と小径との中間の径に対しては対応できないという問題がある。また、爪（２０）および爪（２１）による凹陥部（１３）では缶（１１）をしっかりと把持できない。缶（１１）を無理にしっかりと把持しようとすると、固定形状の凹陥部（１３）では缶（１１）に傷が付き、また、変形する虞があるという問題がある。

さらに、前記特許文献４によれば、容器把持装置（３）（特許文献４の図中の記号を括弧書きで表示する。以下本段落において同じ。）は、固定アーム（１２）と、固定アーム（１２）上に設けられた支点ピン（１３）により揺動自在に支持された揺動アーム（４）と、揺動アーム（４）を閉じる方向へ付勢するスプリング（１８）と、揺動アーム（４）の閉じ角を規制するストッパ（１９）と、閉じる方向へ付勢されている揺動アーム（４）を開く開放手段としてのカムフォロア（１５）と固定カム（１６）とから構成して、容器（１）を把持するとしている。
しかしながら、このような容器把持装置（３）では、固定アーム（１２）は横断面が略Ｕ字型の形状となっており、略Ｕ字型の切り欠き部に容器（１）がはまり込むようになっていることと、ストッパ（１９）により揺動アーム（４）の閉じ角が固定されていることから、取り扱う容器（１）の直径が１種類に固定されており、容器（１）の直径が異なる場合には、容器把持装置（３）を取替えなければならないという問題がある。また、スプリング（１８）の取り付け長さが固定されているため、揺動アーム（４）が閉じられる力が固定されており、剛性等の種類によって容器（１）を把持する力を変えることができないという問題がある。

本発明の目的は、加速アームの機能と缶保持の機能を併せ持って、缶の保持が缶の径が変わっても対応できるという手間がかからない異径缶兼用で、しかも、缶の剛性によって缶を保持する力の調整が容易な円形断面容器の搬送方法および装置を提供しようとすることにある。

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
（１）第１の手段の円形断面容器の搬送方法および装置は、同容器に液体を充填する充填バルブが円周等分に配置されたロータリー式フィラの各充填バルブに対応して設けられた同容器の搬送装置において、該フィラで液体が充填された同容器を次工程へ搬送するコンベヤに排出するように作用する固定加速アームと、固定の軸を支点として、閉時はばね等の付勢手段によって前記固定加速アーム側へ前記容器を挟んで保持するように作動し、開時はカム等によって前記固定加速アーム側から開かれて同容器の保持を開放するように作動する揺動可能な可動アームで構成して、前記固定加速アームの同容器との係合面を取り扱う同容器の最小径に相当する曲面にして、取り扱う同容器の直径が大きい場合は該曲面の２点で接するようにし、前記可動アームの同容器と係合する側が湾曲状で、取り扱う同容器の直径が大きい時も小さい時も係合する箇所が該可動アームの先端部近辺になるようにして、径が異なった容器に対しても保持が自由に対応できるようにしたことを特徴とする。

（２）第２の手段の円形断面容器の搬送方法および装置は、前記第１の手段の円形断面容器の搬送方法および装置において、前記ばね等の付勢手段の取り付け長さを可変とするような構成にしたことを特徴とする。
（３）第３の手段の円形断面容器の搬送方法は、前記第１および第２の手段の円形断面容器の搬送方法において、前記充填バルブには同容器の開口を押さえるセンタリングベルを不要として、前記充填バルブの中心と前記容器の中心が同心でなくても前記容器に液体を充填できるように前記容器を保持して搬送することを特徴とする。

請求項１および３に係わる本発明は、缶に液体を充填する充填バルブが円周等分に配置されたロータリー式缶フィラの各充填バルブに対応して設けられた缶の搬送装置において、該缶フィラで液体が充填された缶を次工程の缶シーマへ搬送するコンベヤに排出するように作用する固定加速アームと、固定の軸を支点として、閉時はばね等の付勢手段によって前記固定加速アーム側へ前記缶を挟んで保持するように作動し、開時はカム等によって前記固定加速アーム側から開かれて缶の保持を開放するように作動する揺動可能な可動アームで構成して、前記固定加速アームの缶との係合面を取り扱う缶の最小径に相当する曲面にして、取り扱う缶の直径が大きい場合は該曲面の２点で接するようにし、前記可動アームの缶と係合する側が湾曲状で、取り扱う缶の直径が大きい時も小さい時も係合する箇所が該可動アームの先端部近辺になるように構成したことにより、加速アームの機能と缶保持の機能を併せ持ち、缶径が異なった缶に対しても保持が自由に対応できるという効果を有する。

請求項２および４に係わる本発明は、前記円形断面容器の搬送方法および装置において、前記ばね等の付勢手段の取り付け長さを可変とするような構成にしたことにより、前記固定加速アームと前記可動アームで缶を保持する力を可変にすることができ、缶の剛性に対応して缶を保持することができるという効果を有する。
請求項５に係わる本発明は、前記円形断面容器の搬送方法において、前記充填バルブには缶の缶口を押さえるセンタリングベルを不要として、前記充填バルブの中心と前記缶の中心が同心でなくても前記缶に液体を充填できるように前記缶を保持して搬送することにより、缶口に接するものがないため缶口が汚されないという効果を有する。

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係わるロータリー式缶フィラの全体の構成を簡略化して示す平面図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係わる円形断面容器の搬送装置の平面図で、図の右方向がロータリー式缶フィラの中心方向となっている。
図３は、図２のＡ−Ａ断面図で、一部断面図としてある。
図４は、本発明に係わる円形断面容器の搬送装置が、スターホイールから缶フィラへの缶の受け渡し時において、（ａ）缶を保持する直前の状態、（ｂ）保持した直後の状態を示す図で、要所のみを記してある。
図５は、本発明に係わる円形断面容器の搬送装置が、缶フィラで充填された缶のコンベヤへの排出時において、（ａ）缶の保持を開放する直前の状態、（ｂ）缶の保持を完全に開放し、排出している状態を示す図で、要所のみを記してある。

図において、供給コンベヤ２で搬送されてきた空の缶（容器）１は、タイミングスクリュー３により所定の間隔に空けられて、スターホイール４を介して位置５６でロータリー式缶フィラ（以下缶フィラという）５の充填バルブ６に対応した缶台２４上に送り込まれるとともに図２、図３に示す搬送装置（異径缶兼用搬送装置）２０により保持される。缶フィラ５が矢印５１の方向へ回転している間に充填バルブ６により液体を充填された缶１は、位置５８で固定加速アーム２１により缶台２４からコンベヤ８へ排出されていく。コンベヤ８に排出された缶１はコンベヤ８のフィンガーチェン８１により所定ピッチに保たれて、缶シーマ９に取り込まれ、缶蓋を巻き締めされた後、排出コンベヤ１０へ排出されて、次工程へ搬送されていく。
ここで、フィンガーチェン８１のピッチ間隔は、缶シーマ９のピッチ間隔との関係上、缶フィラ５の充填バルブ６のピッチ間隔よりも大きく設定されている。

搬送装置２０は、缶フィラ５の回転円板７に組み付けられた支持部材２５に軸２２およびスペーサ２３、２３を介して取り付けられた２枚の固定加速アーム２１と、支持部材２５の孔２６に回転摺動自在の軸３２の上部に固定された可動アーム３１とによって主に構成されている。
軸３２の下部にはレバー３３が固定され、レバー３３にはピン３９が取り付けられている。一方、支持部材２５にはピン４１が取り付けられていて、引張ばね４０がピン３９とピン４１に懸架されており、缶１は固定加速アーム２１と引張ばね４０により固定加速アーム２１側に閉じるように作動する可動アーム３１によって挟まれて保持されるようになっている。レバー３３の他端に固定された軸３５に回転可能に軸支されたローラ３４が設けられており、ローラ３４が缶フィラ５の図示しない固定フレームに取り付けられたカム３６の軌道３６１に係合すると、可動アーム３１が固定加速アーム２１の反対側に開くように作動して、保持されていた缶１が開放されるようになっている。
なお、固定加速アーム２１の曲線部２１１は取り扱う缶１の直径が最小の場合の曲率半径となっており、これより直径が大きい場合には、缶１は図２のように２点で係合されるようになっている。

一方、可動アーム３１は湾曲部３１１を持った形状となっており、缶１のように、直径が大きい場合でも、小径缶１０１のような場合でも、図示のように、先端部３１２の近辺で、缶１，１０１と係合されるようになっている。
また、レバー３３の上面にはストッパピン３７が取り付けられており、支持部材２５の下面に固定されたストッパ受け３８にスットパピン３７が当接することによりレバー３３の揺動が規定以上に閉の状態にならないように規制されている。
ここで、カム３６の軌道は、位置５５（図１）では、可動アーム３１が固定加速アーム２１側へ閉じるように作動し始め、位置５６にくると、可動アーム３１が固定加速アーム２１との間で缶１を挟んで保持ように設定されており、また、位置５７では、可動アーム３１が固定加速アーム２１側から開かれる方へ作動し始め、位置５８にくると、缶１が可動アーム３１の挟みから開放されるように設定されている。
なお、図２および図３において二点鎖線で示した小径缶１０１は、固定加速アーム２１と二点鎖線で示した可動アーム３１との間に挟まれて保持される状態を示している。

次に、本実施の形態に係わる円形断面容器の搬送装置２０の作用を説明する。
図４（ａ）は、位置５５において、スターホイール４で搬送されてきた缶１が搬送装置２０で保持される前の状態を示し、図４（ｂ）は、位置５６において、スターホイール４で搬送されてきた缶１が搬送装置２０により保持された直後の状態を示すが、缶フィラ５がスターホイール４との同期回転により位置５５から位置５６へ回転する間に、スターホイール４で搬送されてきた缶１と搬送装置２０とが係合するように作動する。即ち、可動アーム３１が、引張ばね４０の作用により開から閉の方向へ揺動して、位置５６において缶１を挟んで保持する。なお、二点鎖線５２および４２は、それぞれ缶フィラ５における缶台２４の搬送軌道およびスターホイール４における缶１の搬送軌道を示している。
缶フィラ５の位置５６から位置５７までの回転の間に、缶１は搬送装置２０によって保持された状態で充填バルブ６によって液体が充填される。この場合、缶１の中心と充填バルブ６の中心とは必ずしも同心ではないが、搬送装置２０によって缶１が保持されているので、充填バルブ６には缶１の缶口１１を押さえる図示しないセンタリングベル等が不要となる。このため、缶口１１に接するものがないことにより缶口１１が汚されることはない。

図５（ａ）は、位置５７において、充填バルブ６によって液体が充填された缶１を搬送装置２０による保持状態から開放状態に移行する直前の状態を示し、図５（ｂ）は、位置５８において、充填バルブ６によって液体が充填された缶１を搬送装置２０の固定加速アーム２１によってコンベヤ８に排出している状態を示すが、缶フィラ５が位置５７から位置５８へ回転する間に、搬送装置２０の可動アーム３１が引張ばね４０の作用に抗してローラ３４とカム３６の作用により閉から開の方向へ揺動して、缶１を保持状態から開放状態にするように作用し、位置５８において固定加速アーム２１の容器係合面により缶１をコンベヤ８の搬送方向へ加速排出する。なお、二点鎖線５２および８２は、それぞれ缶フィラ５における缶台２４の搬送軌道およびコンベヤ８における缶１の搬送軌道を示しており、二点鎖線８２が二点鎖線５２よりオフセットされた状態を示している。
なお、フィンガーチェン８１のピッチ間隔が缶フィラ５の充填バルブ６のピッチ間隔よりも大きく設定されているため、缶シーマ９において缶フィラ５とのピッチの相関関係を調整する回転位相調整装置、例えば、図示しないインモーションタイマ（特開２００６−３６２６６号公報の段落［０００６］に開示されている。）による調整を行う。
図２から図５においては、実線で示す大径缶１を保持および開放する状態を説明したが、図２および図３において二点鎖線で示す小径缶１０１の場合も同様の作用となる。また、大径缶１から小径缶１０１の中間の径の場合も同様に作用し、本発明の実施の形態の搬送装置によれば、大径缶１から小径缶１０１までどのような径の缶にも対応して缶１を保持して搬送することができるとともに、固定加速アーム２１によりコンベヤ８へ加速して排出することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態を図６および図７によって説明する。
図６は、第２の実施の形態の円形断面容器の搬送装置の平面図で、図２に相当するものである。
図７は、図６のＢ−Ｂ断面図で、一部断面図としてあり、図３に相当するものである。

図において、第２の実施の形態の搬送装置（異径缶兼用搬送装置）２００の構造が図２および図３と同じ構造のものは同じ記号が記してあり、重複する説明は省略する。ピン４１を取り付けたスライド４８は、支持部材２５に図示しない締結部品により締結されたスライド受け４３の段差部の溝を摺動するようになっている。スライド４８には、ねじ穴等の係合部４７が設けられていて、スライド受け４３に明けられたねじ孔４６を貫通しているボルト４４と係合して、ボルト４４を廻すことによりスライド４８が前後進するようになっている。なお、４５はボルト４４の位置決め用のナットであり、スライド受け４３の端面に密着して位置決めするようになっている。

第２の実施の形態の作用を説明すると、ねじ４４によってスライド４８を前進または後進させることによりピン４１が前進または後進して、ピン４１とピン３９に懸架してある引張ばね４０の取り付け長さが変化することにより引張ばね４０の引張り力が変化し、固定加速アーム２１と可動アーム３１により保持される缶１の挟まれる力が変化する。これにより、缶１を挟む力は、缶１の剛性、缶１への傷つき防止等を考慮して適宜選択することができる。

本発明に係わるロータリー式缶フィラの全体の構成を簡略化して示す平面図である。本発明の第１の実施の形態に係わる円形断面容器の搬送装置の平面図で、図の右方向がロータリー式缶フィラの中心方向となっている。図２のＡ−Ａ断面図で、一部断面図としてある。本発明に係わる円形断面容器の搬送装置が、スターホイールから缶フィラへの缶の受け渡し時において、（ａ）缶を保持する直前の状態、（ｂ）保持した直後の状態を示す図で、要所のみを記してある。本発明に係わる円形断面容器の搬送装置が、缶フィラで充填された缶のコンベヤへの排出時において、（ａ）缶の保持を開放する直前の状態、（ｂ）缶の保持を完全に開放し、排出している状態を示す図で、要所のみを記してある。本発明の第２の実施の形態に係わる円形断面容器の搬送装置の平面図で、図２に相当するものである。図６のＢ−Ｂ断面図で、一部断面図としてあり、図３に相当するものである。

符号の説明

１…缶（容器）、
５…ロータリー式缶フィラ、
６…充填バルブ、
８…コンベヤ、
２０，２００…（異径缶兼用）搬送装置、
２１…固定加速アーム、
２５…支持部材、
３１…可動アーム、
３３…レバー、
３４…ローラ、
３６…カム、
３７…ストッパピン、
３８…ストッパ受け、
３９…ピン、
４０…引張ばね、
４１…ピン、
４８…スライド、
４３…スライド受け、
４４…ボルト、
８１…フィンガーチェン、
１０１…（小径）缶

Claims

円形断面容器に液体を充填する充填バルブが円周等分に配置されたロータリー式フィラの各充填バルブに対応して設けられた円形断面容器の搬送装置において、該フィラで液体が充填された同容器を次工程へ搬送するコンベヤに排出するように作用する固定加速アームと、固定の軸を支点として、閉時はばね等の付勢手段によって前記固定加速アーム側へ前記容器を挟んで保持するように作動し、開時はカム等によって前記固定加速アーム側から開かれて同容器の保持を開放するように作動する揺動可能な可動アームで構成して、前記固定加速アームの同容器との係合面を取り扱う同容器の最小径に相当する曲面にして、取り扱う同容器の直径が大きい場合は該曲面の２点で接するようにし、前記可動アームの同容器と係合する側が湾曲状で、取り扱う同容器の直径が大きい時も小さい時も係合する箇所が該可動アームの先端部近辺になるようにして、径が異なった容器に対しても保持が自由に対応できるようにしたことを特徴とする円形断面容器の搬送装置。
請求項１に記載するに円形断面容器の搬送装置おいて、前記ばね等の付勢手段の取り付け長さを可変とするような構成にしたことを特徴とする円形断面容器の搬送装置。
円形断面容器に液体を充填する充填バルブが円周等分に配置されたロータリー式フィラの各充填バルブに対応して円形断面容器を搬送する搬送方法において、該フィラで液体が充填された同容器を次工程へ搬送するコンベヤに排出するように作用する固定加速アームと、固定の軸を支点として、閉時はばね等の付勢手段によって前記固定加速アーム側へ前記容器を挟んで保持するように作動し、開時はカム等によって前記固定加速アーム側から開かれて同容器の保持を開放するように作動する揺動可能な可動アームで構成して、前記固定加速アームの同容器との係合面を取り扱う同容器の最小径に相当する曲面にして、取り扱う同容器の直径が大きい場合は該曲面の２点で接するようにし、前記可動アームの同容器と係合する側が湾曲状で、取り扱う同容器の直径が大きい時も小さい時も係合する箇所が該可動アームの先端部近辺になるようにして、充填時は前記固定加速アームと前記可動アームにより前記容器を挟んで保持して前記容器に液体を充填し、充填後は前記可動アームをカム等の作用で開いて前記容器の保持を開放し、前記容器を前記固定加速アームにより前記コンベヤに加速して排出するように同容器を搬送する方法として、径が異なった容器に対しても保持が自由に対応できるようにしたことを特徴とする円形断面容器の搬送方法。
請求項３に記載する円形断面容器の搬送方法において、前記ばね等の付勢手段の取り付け長さを可変とし、前記容器を挟む力を可変とすることにより同容器の剛性に対応した保持をすることができるようにしたことを特徴とする円形断面容器の搬送方法。
請求項３および４に記載する円形断面容器の搬送方法において、前記充填バルブには前記容器の開口を押さえるセンタリングベルを不要として、前記充填バルブの中心と前記容器の中心が同心でなくても前記容器に液体を充填できるように前記容器を保持して搬送することを特徴とする円形断面容器の搬送方法。