JP2013079149A

JP2013079149A - 容器把持装置

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Publication number: JP2013079149A
Application number: JP2012208643A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Muraoka; 英明村岡
Original assignee: Seiko Corp
Current assignee: Seiko Corp
Priority date: 2011-09-22
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: JP6028999B2

Abstract

【課題】ネック部にフランジ部のない容器であっても変形させることなく把持することのできる容器把持装置を提供すること。
【解決手段】容器２のネック部２ｂを把持する把持位置と開放する開放位置とを開閉移動自在な一対のグリッパ３ａ、３ｂを有する容器把持装置１であって、前記各グリッパ３ａ、３ｂの対向面部分に、前記把持位置に移動した際に、前記容器２のネック部２ｂの外面に当接して容器２を把持するとともに、前記容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させる把持力可変把持手段１１ａ、１１ｂを設けたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、容器把持装置に係り、特にネック部を把持して容器を搬送するのに好適な容器把持装置に関する。

充填包装業界等においては、樹脂製、ガラス製、金属製等の各種の容器を搬送しながら容器内に内容物を定量充填し、その後にキャップを取り付けることが行われている。

また、特に樹脂製の容器には、上方の開口部を有する口部と内容物を収容する下方の本体部とを接続するネック部にフランジ部が設けられているものが多く、このフランジ部を利用して容器を搬送する搬送装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ネック部にフランジ部のない容器であって容器自身が自立しにくい容器を搬送する場合には、袴と称される有底容器状の容器ホルダを多数用意して、当該容器ホルダ内に容器を載置して一緒に搬送することが行われている。具体的には、ケチャップやマヨネーズ等の粘性の高い内容物を入れる樹脂製の容器においては、内容物を押し出して使用できるように材質の軟らかい容器（いわゆるスクイズボトル）を使用している。このような容器は安定性が悪く自立状態で搬送することが困難であるために、前記容器ホルダを用いて搬送している。

特開２００８−２４７５３０号公報

従来の容器ホルダを用いて容器を搬送する場合には、次のような不都合があった。

第１に、容器１個に対して容器ホルダ１個が必要であり、少なくとも生産ライン上を流れる容器の数と同数の容器ホルダが必要となり、非常に多くの容器ホルダを用意する必要があり、当該容器ホルダを循環させるコンベアが必要であった。第２に、搬送する容器の大きさや形状が異なる容器の種類毎に合わせた大きさや形状を備えた多種類の容器ホルダを用意する必要があった。第３に、使用しない種類の容器ホルダの保管スペースも必要であった。そのために、ランニングコストが高くなるというコストパフォーマンスの悪いものであった。

この容器ホルダに代えて搬送する容器のフランジ部のないネック部をフィンガによって把持して宙釣り状態にして容器を搬送することも考えられるが、容器の肉厚が薄くて変形し易い剛性の低い軟質の容器の場合には、把持力によって容器が変形するために採用することができない。なぜならば、容器のフランジ部のないネック部とこれを把持するフィンガとの摩擦力によって容器を把持するものであるが、軟質の容器の場合には落下させないために必要な強さの摩擦力を発生させるように必要な強さの力で把持すると容器が変形して内容物が溢れ出たりするために、あまり強く把持することができず、結局内容物の充填やキャッピングのために容器を把持して搬送することができないからである。

そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ネック部にフランジ部のない容器であっても変形させることなく把持することのできる容器把持装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る容器把持装置は、容器のネック部を把持する把持位置と開放する開放位置とを開閉移動自在な一対のグリッパを有する容器把持装置であって、前記各グリッパの対向面部分に、前記把持位置に移動した際に、前記容器のネック部の外面に当接して容器を把持するとともに、前記容器および内容物の自重を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させる把持力可変把持手段を設けたことを特徴とする。

このような構成によれば、一対の把持力可変把持手段が把持位置に移動して最初に容器のネック部の外面に当接して容器を把持し、続いて容器および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させて容器を把持するので、ネック部にフランジ部のない容器であっても変形させることなく把持することができる。これにより軟質な容器も変形させることなく把持することができ、従来の容器ホルダの使用を省くことができ、コストダウンを図ることができ、容器ホルダを循環させるコンベアや保管スペースを省くことができ、省スペース化も図ることができる。

また、本発明の第２の態様に係る容器把持装置は、前記把持力可変把持手段が、前記各グリッパの対向面部分に、前記容器に向けて延出されているとともに鉛直上下方向に弾性変形自在な弾性部材によって形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、弾性部材が弾性変形することによってネック部にフランジ部のない軟質の容器であっても、変形させることなく十分に把持することができる。

また、本発明の第３の態様に係る容器把持装置は、前記第２の態様に係る容器把持装置において、把持力可変把持手段は、前記容器の鉛直上下方向における複数箇所において点あるいは面で当接して前記容器を把持するとともにセルフロック機能を付加するように形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、更に確実にセルフロック機能を付与して、把持力を発揮させることができる。

また、本発明の第４の態様に係る容器把持装置は、前記把持力可変把持手段が、前記各グリッパの対向面部分に水平軸回りに偏芯回転自在に装着された偏芯ローラであって、偏芯長辺を初期位置において前記容器に向けて水平方向上向きに延出されている偏芯ローラによって形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、偏芯ローラが偏芯長辺を鉛直下向きに移動させることによってネック部にフランジ部のない軟質の容器であっても、変形させることなく十分に把持することができる。

本発明の容器把持装置によれば、ネック部にフランジ部のない容器であっても変形させることなく把持することができる。これにより軟質な容器も変形させることなく把持することができ、従来の容器ホルダの使用を省くことができ、コストダウンを図ることができ、容器ホルダを循環させるコンベアや保管スペースを省くことができ、省スペース化も図ることができる。

本発明に係る容器把持装置の第１実施形態を示す縦断側面図図１のグリッパを示す平面図第１実施形態の容器把持装置における把持状態を説明する概念図第１実施形態の容器把持装置における把持力可変把持手段を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第１実施例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第２実施例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第３実施例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第４実施例を示す要部断面説明図図８の把持力可変把持手段を有するグリッパを示す平面図図９の容器把持装置における容器の把持状態を説明する概念図図８の容器把持装置の把持力可変把持手段（第４実施例）の変形例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第５実施例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第６実施例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第７の変形例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第８変形例を示す要部断面説明図第１実施形態の容器把持装置の把持力可変把持手段の第９の変形例を示す要部断面説明図図１６の把持力可変把持手段を有するグリッパを示す平面図図１６の容器把持装置における容器の把持状態を説明する概念図第２実施形態の容器把持装置における把持力可変把持手段とその把持状態を説明する概念図図１９のXX−XX線に沿った断面図

以下、本発明に係る容器把持装置について、図１乃至図２０を参照して説明する。

第１実施形態の容器把持装置１は、図１および図２に示すように、全体が形成されており、通常の容器はいうまでもなく、例えば、いわゆるスクイズ容器のような肉厚の薄い軟質な樹脂製の容器２を把持できるものである。容器２は、図１に示すように、上方の開口部を有する口部２ａと内容物を収容する下方の本体部２ｃとを接続する両者間のネック部２ｂとによって形成されており、ネック部２ｂにはフランジ部が形成されていない。この容器２においては、ネック部２ｂが比較的剛性が高いので、本実施形態の容器把持装置１においてはネック部２ｂを把持するように形成されている。

本実施形態の容器把持装置１は、容器２のネック部２ｂを把持する一対のグリッパ３ａ、３ｂを有しており、当該グリッパ３ａ、３ｂは把持位置（図２の実線位置）と開放する開放位置（図２の鎖線位置）とを開閉移動自在に形成されている。一対のグリッパ３ａ、３ｂは、回転軸４ａ、４ｂをもって装置の回転基板５に鉛直軸回りに回動自在に支承されている。各回転軸４ａ、４ｂには互いに噛合する歯車６ａ、６ｂが固着されており、両グリッパ３ａ、３ｂが同期して把持位置と開放位置とを開閉移動するようにされている。回転基板５より下方に突出している一方の回転軸４ｂの下端部にはレバー８が固着されている。レバー８の先端部には、装置の固定側に固着されているカム１０のカム溝１０ａ内に係合するカムフォロア９が回転自在に取付られている。

更に、一対のグリッパ３ａ、３ｂの先端部側の対向面部分には、把持位置に移動した際に、容器２のネック部２ｂの外面に当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させる把持力可変把持手段としての円弧状に形成された鉛直上下方向に弾性変形自在な板状の弾性部材１１ａ、１１ｂが、上に重ねた固着板１２ａ、１２ｂを固定ボルト１３の緊締によって固着されている。両弾性部材１１ａ、１１ｂは、図４に示すように、各グリッパ３ａ、３ｂの対向面部分を上に立ち上げた立ち上げ部１４ａ、１４ｂによって、容器２に向けて水平方向上向き（例えば２５度）に延出されている。これにより両弾性部材１１ａ、１１ｂは、容器２のネック部２ｂの外面に当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させることができる。なお、把持力可変把持手段の弾性部材１１ａ、１１ｂの好ましい材質としては、例えば、シリコンを例示できる。シリコンは硬度を細かく設定（40°〜100°：JIS K6253 タイプEデュロメータ準拠）することができ、成形性も良好で、複雑な形状も成形可能であり、食品衛生法（食品規格）にも適合するためである。

また、図１および図２に示す容器把持装置１は、回転基板５の周方向に所定間隔をもって複数配置されている。

次に、前記把持力可変把持部材として鉛直上下方向に弾性変形自在な板状の弾性部材１１ａ、１１ｂを用いた本願の第１実施形態の容器把持装置１の作用を説明する。

回転基板５の回転に伴ってカムフォロア９がカム１０のカム溝１０ａ内を転動すると、レバー８によって一方の回転軸４ｂが正逆回転され、互いに噛合している一対の歯車６ａ、６ｂによって両回転軸４ａ、４ｂが同期して逆方向に回転し、両グリッパ３ａ、３ｂが開閉移動する。なお、両グリッパ３ａ、３ｂを開閉させる機構としては、本実施形態の構成の他に公知の構成を利用してもよい。

両グリッパ３ａ、３ｂが容器２のネック部２ｂを挟むように把持位置に移動すると、図３に示すように水平方向上向きの両弾性部材１１ａ、１１ｂの内方端部によってネック部２ｂが把持される。この時、容器２および容器２内に充填されている内容物の自重が容器２のネック部２ｂを両弾性部材１１ａ、１１ｂの間から下方に引き抜く力Ｆとして作用する。この引き抜く力Ｆは両弾性部材１１ａ、１１ｂとネック部２ｂとの接触部に作用し、水平方向上向きの両弾性部材１１ａ、１１ｂがネック部２ｂに対して食い込む方向（内側向き）に変形しようとする。この時、前記自重は水平方向上向きの両弾性部材１１ａ、１１ｂを水平方向下向きに反転させるまで変形させるほどの大きさではないので、容器２は鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させた状態の両弾性部材１１ａ、１１ｂによってしっかりと把持して支承された状態に保持される。更に、前記自重が両弾性部材１１ａ、１１ｂを容器２に対して食い込み勝手の力として作用するので、自然と両弾性部材１１ａ、１１ｂによる容器２の保持状態が確保されることとなる。更に、図２の両弾性部材１１ａ、１１ｂ部分に破線で示すように、両弾性部材１１ａ、１１ｂの周方向の途中に１個以上（図２においては２個）の半径方向の途中までに伸びる切り欠き（スリット）２０を設けて、両弾性部材１１ａ、１１ｂを周方向に分割して、両弾性部材１１ａ、１１ｂの鉛直方向の弾性変形を円滑にするように形成してもよい。

また、図５乃至図８および図１１乃至図１６には、図４に示す第１実施形態における一対のグリッパ３ａ、３ｂの先端部側の対向面部分に配設された把持力可変把持手段と代替可能な、把持力可変把持手段を示す。

前記把持力可変把持手段の両弾性部材１１ａ、１１ｂは、図５に示すように、立ち上げ部１４ａ、１４ｂを低く形成して水平方向上向きの角度を例えば１５度に低くするように角度を種々に変更するとよい。また、図６に示すように、両弾性部材１１ａ、１１ｂを上下に離間させて複数段（本実施形態においては２段）に形成して、把持力の増大を図るとよい。また、図７に示すように、両弾性部材１１ａ、１１ｂの下位位置に水平方向下向きの弾性部材１５ａ、１５ｂを形成して、容器２の底部から鉛直上向きの荷重が作用する場合にも容器２の位置ずれを防止できるようにするとよい。更に、図６、図７に示すように、弾性部材を上下方向に離間させて複数段形成することにより、搬送時に容器２に水平方向の加速度、遠心力が作用しても容器２の姿勢を安定的に保持することができる。

さらに、把持力可変把持手段は、図８に示すように、グリッパ３ａに配設される、円弧状に形成された鉛直上下方向に弾性変形自在な複数枚（図においては３枚）の薄板状の弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’と、グリッパ３ｂに配設される、円弧状に形成された鉛直上下方向に弾性変形自在な複数枚の薄板状の弾性部材１１ｂ’乃至１１ｂ’’’から構成してもよい。弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’および弾性部材１１ｂ’乃至１１ｂ’’’は、図９および図１０に示すように、容器２の形状に合わせて容器側先端部の延出寸法を異ならせて積層され、各グリッパ３ａ、３ｂの対向面部分を上に立ち上げた立ち上げ部１４ａ、１４ｂによって、容器２に向けて水平方向上向き（例えば２５度）に延出され、段状に配置された各弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’、１１ｂ’乃至１１ｂ’’’の先端部を容器２に当接可能な状態で、上に重ねた固着板１２ａ、１２ｂを固定ボルト１３の緊締によって固着されることにより、それぞれが容器２のネック部２ｂの外面に点または面で当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力をさらに増大させることができる。さらには、把持力可変把持手段としての弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’、１１ｂ’乃至１１ｂ’’’と容器２との接点或いは接触面が鉛直上下方向に複数在ることにより、容器２および内容物の自重更には外力などによる負荷が分散され、容器２の変形量を抑えることができるという効果をも得ることができる。

なお、この場合において、弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’および弾性部材１１ｂ’乃至１１ｂ’’’は、各グリッパ３ａ、３ｂで対応させつつ、硬度や厚さが異なる弾性部材を採用することができる。また、図８には、容器２に向けて水平方向上向きに延出された弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’および弾性部材１１ｂ’乃至１１ｂ’’’のみを積層した把持力可変把持手段を示したが、本願発明は、容器２に向けて水平方向下向きに延出した弾性部材１５を含んでいてもよいし、容器２に向けて水平方向下向きに延出した弾性部材１５のみを積層させて把持力可変把持手段としてもよい。

上述の第１実施形態の場合において、弾性部材１１ａ、１１ｂは立ち上げ部１４ａ、１４ｂによって容器２に対する水平方向の向き（角度）を調整する場合を開示したが、例えば、所定の向き（角度）で延出するように、予め、弾性部材に反り（角度）を持たせて成形してもよい。さらには、図１１に示すように、弾性部材（複数枚が積層されている場合にはグリッパ３ａ，３ｂに近い弾性部材）のグリッパ３ａ，３ｂとの対向面に所定の突出量の凸状部２０を形成し、この凸状部２０をグリッパ３ａ，３ｂに当接させることにより、弾性部材の容器２に対する水平方向の向き（角度）を調整してもよい。

またさらに、前記把持力可変把持手段を、複数枚の弾性部材１１ａ’乃至１１ａ’’’および弾性部材１１ｂ’乃至１１ｂ’’’を積層配置させた前述の把持力可変把持手段と同様に、鉛直上下方向における容器２に対する接点或いは接触面を増やすことにより把持力をさらに増大させるとともに負荷を分散して容器２の変形量を抑えるべく、一対のグリッパ３ａ、３ｂの先端部側の対向面部分に固着される１つの弾性部材１１ａ、１１ｂの先端部を、図１２に示すように、鉛直上下方向に位置する複数の段状に形成してもよい。

あるいは、一対のグリッパ３ａ、３ｂの先端部側の対向面部分に固着される１つの弾性部材１１ａ、１１ｂの先端部を、図１３乃至図１６に示すように、複数本の枝状に形成してもよい。

図１２乃至図１６に示す弾性部材１１ａ，１１ｂにおいては、各段あるいは各枝の水平方向の延出寸法、厚さ、硬度（ゴム組成）、容器２に向かう水平方向の向き等を任意に設定することができ、自由な形状の把持力可変把持手段を一体成形で得ることができる。

図１７および図１８は、図１６に示す把持力可変把持手段を有するグリッパ３ａ，３ｂを示す平面図と、その容器把持装置における容器２の把持状態を説明する概念図であるが、図１２乃至図１６の把持力可変把持手段は、例えば、図１８に示すように、段状あるいは枝状とされたそれぞれの先端が容器２のネック部２ｂの外面に鉛直上下方向において点または面で当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによって、更に確実にセルフロック機能を付加して把持力を発揮させることができる。

なお、図１６に示す弾性部材１１ａ，１１ｂのように、弾性部材１１ａ，１１ｂの各枝の水平方向の延出寸法と容器２に向かう水平方向の向き等を予め設定して形成した場合には、第１実施形態の各グリッパ３ａ、３ｂの対向面部分を上に立ち上げた立ち上げ部１４ａ、１４ｂのような、弾性部材１１ａ、１１ｂの先端部の容器２に対する水平方向の向きを調整するための機構は不要となる。

そして、図１９および図２０は、前記把持力可変把持手段として偏芯ローラ１６ａ、１６ｂを用いた本願の第２実施形態の容器把持装置を示す。以下では、第１実施形態と共通する構成部分については、その説明を省略する。

本実施形態において、一対のグリッパ３ａ、３ｂの先端部側の対向面部分には、把持位置に移動した際に、容器２のネック部２ｂの外面に当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させる把持力可変把持手段として、水平軸１７ａ、１７ｂ回りに偏芯回転自在に偏芯ローラ１６ａ、１６ｂを装着している。両偏芯ローラ１６ａ、１６ｂは、両水平軸１７ａ、１７ｂから外周面までの長さの長い偏芯長辺１８ａ、１８ｂを初期位置（図１９に示す容器２を最初に把持した状態の位置）において容器２に向けて水平方向上向きに延出されている。両偏芯ローラ１６ａ、１６ｂの外周面は容器２の外周面に合わせて円弧状に凹入した逆クラウン形状に形成されているとともに、外周部分にはシリコーンゴム等のラバーやその他の弾性体１９ａ、１９ｂが被覆されている。

両偏芯ローラ１６ａ、１６ｂは、容器２のネック部２ｂの外面に当接して容器２を把持するとともに、容器２および内容物の自重更には外力を受けて両水平軸１７ａ、１７ｂを中心として両偏芯長辺１８ａ、１８ｂを鉛直下方に向かうように回動することによって、前記第１実施形態の両弾性部材１１ａ、１１ｂと同様の原理によって把持力を増大させて、容器２を確実に把持することができる。

このように、本発明の各実施形態によれば、ネック部２ｂにフランジ部のない容器２であっても変形させることなく把持することができる。これにより軟質な容器２も変形させることなく把持することができ、しかも容器２のネック部２ｂの外径の差を吸収することができ、型替え部品を減少させることができる利点があり、従来の容器ホルダの使用を省くことができ、コストダウンを図ることができ、容器ホルダを循環させるコンベアや保管スペースを省くことができ、省スペース化も図ることができる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の特徴を損なわない限度において種々変更することができる。例えば、容器に関しても、軟質な樹脂製の容器に限定されず、硬質な樹脂製容器、ガラス製容器、金属製容器に対しても本発明を良好に適用することができる。

１容器把持装置
２容器
２ｂネック部
３ａ、３ｂグリッパ
１１ａ、１１ｂ、１５ａ、１５ｂ弾性部材
１６ａ、１６ｂ偏芯ローラ
１８ａ、１８ｂ偏芯長辺

Claims

容器のネック部を把持する把持位置と開放する開放位置とを開閉移動自在な一対のグリッパを有する容器把持装置であって、
前記各グリッパの対向面部分に、前記把持位置に移動した際に、前記容器のネック部の外面に当接して容器を把持するとともに、前記容器および内容物の自重を受けて鉛直下向きに変位することによってセルフロック機能を付加して把持力を増大させる把持力可変把持手段を設けた
ことを特徴とする容器把持装置。
前記把持力可変把持手段は、前記各グリッパの対向面部分に、前記容器に向けて延出されているとともに鉛直上下方向に弾性変形自在な弾性部材によって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の容器把持装置。
前記把持力可変把持手段は、前記容器の鉛直上下方向における複数箇所において点あるいは面で当接して前記容器を把持するとともにセルフロック機能を付加するように形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の容器把持装置。
前記把持力可変把持手段は、前記各グリッパの対向面部分に水平軸回りに偏芯回転自在に装着された偏芯ローラであって、偏芯長辺を初期位置において前記容器に向けて水平方向上向きに延出されている偏芯ローラによって形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の容器把持装置。