JP2015174672A - ボトルの搬送位置決め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ボトルの自動充填装置やキャッピング装置に用いられるボトルの搬送位置決め装置に係り、ボトルの種類ごとに部品交換などをすること無く、ボトル口が偏心している偏心ボトルのボトル口を同心ボトルのボトル口と同一位置で停止させる。【解決手段】搬送路上のボトルの胴部を保持してボトル間隔を等間隔にして送る等間隔送り装置と、等間隔送り装置の送り方向上流側に設けられてボトル口をボトル中心より送り方向上流側に位置させるボトル回動装置と、ボトル口を搬送路の中央を挟んで対向する２本のガイド材で案内するボトル口ガイドと、ボトル口の偏心量が設定されたときに同心ボトルの停止位置から設定された偏心量だけ送り方向下流側の位置で等間隔送り装置を停止させる制御手段とを備える。【選択図】図２

Description

この発明は、ボトル口がボトルの胴部の中心位置にあるボトル（以下、「同心ボトル」と言う。）及びボトル口がボトルの胴部の中心から偏心した位置にあるボトル（以下、「偏心ボトル」と言う。）のいずれに対してもボトル口を所定位置にして搬送及び位置決めすることが可能なボトルの搬送位置決め装置に関するものである。

飲料などを収納するボトルは、胴部の上部中央にボトル口が設けられているのが一般的であるが、中央から偏心した位置にボトル口が設けられているボトルも使用されている。ボトルに液体を充填する自動充填機は、ボトルの上部に設けた充填ノズルからボトル口を通してボトルに液体を注入する。

従って充填位置では、ボトル口と充填ノズルの位置を合致させる必要があるが、通常はボトルの胴部を基準にしてボトルを位置決めしているので、偏心ボトルでは、位置決めしたボトルの方向（ボトル中心軸回りの方向）によってボトル口の位置が変わるので、ボトルの方向を一定に揃える必要がある。

この必要を満たす手段として、特許文献１には、偏心ボトルの方向を一定にして充填機に送り込むボトルガイド装置が提案されている。このボトルガイド装置は、滑り搬送路を傾斜と振動により送られてきたボトルの方向を、ボトル回動送り手段で揃えた後、ボトルの方向が保持されるように偏心口を案内する偏心口ガイド部を備えた一列搬送路を通して液体自動充填機へ送るというものである。

特許文献１のボトル回動送り手段は、ボトルの胴部に接触して偏心口を偏心口ガイド部側に近づくようにボトルを回動させるボトル回動ベルトと、偏心口に接触して偏心口を偏心口ガイド部に導くようにボトルを回動させて送る送りベルトとの２個のベルト装置を備えており、ボトル口を搬送路と直交する一方の側に揃えて送るというものである。

また、ボトルの自動充填機では、ボトルの中心が充填ノズルの真下に来るようにボトルの位置決めを行っているが、偏心ボトルへの充填を行う際には、充填ノズルとボトルの位置関係を調整し直す必要がある。この調整を人手で行う方法では、ボトルが変わったときの装置の段取り作業が面倒になる。従って、同心ボトルと偏心ボトルの両者を扱う装置や、ボトル口の偏心量が異なる複数種のボトルを扱う装置では、ボトル口の偏心量に応じて上記の調整を自動で行う必要がある。

この必要を満たす手段として、特許文献２には、回転テーブルの周方向に一定間隔で位置決めされたボトルにその上方で同期回転（旋回）する充填ノズルから内容物を充填する自動充填機において、偏心ボトルのボトル口の位置を機械的に充填ノズルに合わせる偏心ボトル処理装置が提案されている。この偏心ボトル処理装置は、回転テーブルに載置された偏心ボトルのボトル口が充填ノズルに適合するように、偏心ボトルの回転テーブル上での半径方向の位置を調整するというものである。

一方、本願出願人は、特許文献３において、縦列に搬送した複数の壜をその搬送路の所定位置で位置決めする壜の搬送位置決め装置を提案している。

特開２００１−７２１９２号公報 特開平１０−３３８２９７号公報 特開平７−３３００８６号公報

特許文献１記載の装置では、ボトル口をボトルの送り方向と直交する方向での一方の側に揃えて整列させるようにしている。これは、特許文献２に記載されているようなスターホイール型の充填装置にボトルを供給するのに適した構造であるが、同心ボトルを扱うときや偏心量の異なる偏心ボトルを扱うときは、ボトル口の偏心量に応じてボトル口を案内するガイドを搬送路の幅方向にその都度調整しなければならない上に、ボトルの方向を正確に保持することも困難である。

また、特許文献２に記載された装置は、偏心ボトルにおけるボトル口と充填ノズルの位置関係を自動で調整するようにしたものであるが、構造が複雑でかつ特許文献１に記載されているようなボトルの方向を揃える整列装置を別に設ける必要があるので、装置全体が高価になるという問題がある。

この発明は、ボトルの自動充填装置やキャッピング装置に用いられるボトルの搬送位置決め装置であって、ボトル口が偏心している偏心ボトルのボトル口と充填ノズルなどとの位置決めを、同心ボトルと偏心ボトル及び偏心量の異なる偏心ボトル相互に対し、ボトルの種類ごとに部品交換などをすること無く行うことができる装置を得ることを課題としている。

この発明のボトルの搬送位置決め装置は、搬送路１上のボトルの胴部Ｂを当該搬送路１の両側から保持してボトル間隔を等間隔にして送る等間隔送り装置２と、前記等間隔送り装置２の送り方向上流側に設けられてボトル口ｂをボトル中心ｃより送り方向上流側に位置させるボトル回動装置４と、このボトル回動装置を通過したボトルのボトル口ｂを搬送路１の中央を挟んで対向する２本のガイド材３１、３２で案内するボトル口ガイド３と、ボトル口の偏心量が設定されたときに同心ボトルの停止位置から設定された偏心量だけ送り方向下流側の位置で等間隔送り装置２を停止させる制御手段とを備えている。

等間隔送り装置２は、等間隔に把持部材２１を取り付けたチェン２ａ、２ｂを搬送路１の両側に配置して形成することができる（特許文献３）。上記チェンに替えて、スクリュを用いることもできる。

ボトル回動装置４は、前記ガイド材の一方３１を送り方向上流側に延在して形成した延在部３３と、この延在部の下方の位置においてボトルの胴部の側面を前記等間隔送り装置２側へと送る片側送り装置４１と、この片側送り装置と搬送路１を挟んで対向する摩擦壁４２とを備えたものとすることができる。

片側送り装置４１は、搬送路の片側にのみ配置したボトル送り装置である。片側送り装置４１として、スクリュや上記構造のチェンを用いて等間隔送り装置２と同期駆動すれば、等間隔送り装置２に送るボトル相互の間隔をボトルの径に関りなく一定に保持することができる。

摩擦壁４２は、ボトルの胴部Ｂとの相対接線移動により、回転を拘束されていないボトルを回動させるに足る摩擦力をボトルに付与する。回転を拘束されたボトルは、摩擦壁４２と滑り接触する。摩擦壁４２は、静止した壁面とすることができる。一方、ボトルの反送り方向に移動する摩擦ベルト４３の搬送路側を向く面を摩擦壁４２としてやれば、ボトルの回動が速やかになり、片側送り装置４１や摩擦壁４２の長さを短くできる。

上記手段を備えたボトル回動装置４は、片側送り装置４１からの送り力と摩擦壁４２から作用する反送り方向の接線力とでボトルを回動させる。偏心ボトルでは、ボトル口ｂがボトル中心ｃより後方となる方向にボトルが回動させられ、ボトル口が延在部３３に当接したとき、ボトルの回動が拘束される。

この発明のボトルの搬送位置決め装置は、胴の径が異なる同心ボトル並びに胴の径及びボトル口の偏心量が異なる偏心ボトルに対し、ボトル口ｂをボトル中心ｃより後方の搬送路の中央に位置させて、搬送及び停止させることができる。ボトル口ｂの間隔は、ボトル中心の間隔と等しい間隔となる。

従って、同心ボトルのボトル口の搬送位置ないし停止位置に合わせて配置した充填ノズルやキャッピング装置の位置調整をすることなく、偏心ボトルへの液の充填やボトル口への蓋の取付を行うことができる。

ガイド材の他方３２の上流側端と延在部３３の上流側端とに、当接したボトル口ｂを搬送路の中央に案内する傾斜案内部３４、３５を設けることにより、ボトル口が搬送路の中央に正確に位置させることができなかったときでも、これらの傾斜案内部によりボトル口をボトル口ガイド３に導くことができる。また、ガイド材の他方３２の傾斜案内部３４は、ボトル回動装置４を離れた偏心ボトルを更に回動させる作用を発揮するので、片側送り装置４１や摩擦壁４２の長さを短くすることができ、装置長さを短くできる。

この発明のボトルの搬送位置決め装置では、複数のボトルが搬送路上でそのボトル口を搬送路の幅中央にボトル間隔と同一間隔にして搬送されるので、偏心ボトルに対しては、そのボトル口の偏心量だけ余分にボトルを送って位置決めすることにより、複数のボトルのボトル口を常に一定の位置及び間隔で位置決めすることが可能になり、充填ノズル６等に対するボトル口の位置決めを制御手段へのボトル口の偏心量の設定のみで自動的に行うことが可能になる。

従って、ボトルの種類毎に専用の位置決め装置を必要とせずに、偏心量の異なる複数種類の偏心ボトル及び同心ボトルへの処理が停止位置の切り替えだけで可能になる。また、ボトルの種類が変わっても部品の交換を必要としないので、ボトル変更時の段取変えを短時間で行うことができる。例えば自動充填機にこの発明を適用すれば、充填ノズルとボトル停止位置との相対位置調整作業が不要になる。

実施例装置の平面図 ボトルと共に示す図１の装置の要部の平面図 制御系及び駆動系の要部と共に示す図１の装置の側面図 他の停止制御手段を示す図３と同様の図

以下、この発明の搬送位置決め装置を備えた自動充填機の要部を示す図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。ボトルの搬送路１は、直線状に配置されたベルトコンベア１１によって形成される。このコンベアのベルトが搬送路１の底面を形成する。ボトルは図１で左側から右側へと搬送される。

搬送路１の上方には、搬送されるボトルのボトル口を搬送路の幅中央に位置するように案内するボトル口ガイド３が設けられている。図のボトル口ガイド３は、ボトル口を搬送路の幅方向両側から遊隙を持った状態で挟持して案内する搬送路と平行な２本のガイド材３１、３２で形成されており、その一方のボトル送り方向上流側の端部は、他方の端部よりボトルの送り方向上流側に延在する延在部３３を備えている。

この一方のガイド材３１の延在部３３の下方の搬送されてくるボトルの胴部が通過する高さの位置に当該部分の搬送路を挟んで摩擦ベルト４３とスクリュ４１とが配置されている。

スクリュ４１は、搬送路と平行な軸回りに回転駆動されており、搬送されて来るボトルの胴部をそのらせん溝に受け入れることによって隣接するボトルの間隔を一定間隔となるように規定している。

摩擦ベルト４３は、スクリュ４１と搬送路１を挟んで対向して２個のプーリ４４、４５の間に装架されて、図の例では上方から見て右回りに回転駆動されている。スクリュ４１のらせん溝に受け入れられたボトルは、プーリ４４、４５の間の部分において、摩擦ベルト４３に押し付けられ、上方から見て左回りの摩擦力を受ける。同心ボトルやボトル口がガイド材の延在部３３に当接していない偏心ボトルは、この摩擦駆動力によって鉛直軸回りに回動するが、ボトル口がガイド材の延在部３３に当接している偏心ボトルは、当該当接によって回動が阻止されて、摩擦ベルト４３に滑り接触しながらスクリュ４１によって下流側へと搬送される。摩擦ベルト４３は、回動が阻止されているボトルの滑り移動を妨げないようなボトルとの接触面が合成樹脂製のベルトを用いる。

延在部を有しない他方のガイド材３２は、摩擦ベルト４３から離脱したボトルのボトル口を受け入れるように、その上流側端部に傾斜案内部３４が設けられている。なお、図の例では、延在部３３を有するガイド材の当該延在部の上流側端にも傾斜案内部３５を設けてボトル口を搬送路の中央へと導くようにしているが、例えばボトルが図１の紙面上における左斜め上方よりガイド材の延在部３３に斜めに衝突するように供給されるときには、この傾斜案内部３５は不要である。

摩擦ベルト４３及びスクリュ４１の後流側には、搬送路１の両側にチェン２ａ、２ｂが装架されている。このチェン２ａ、２ｂは搬送路１の両側の上流側と下流側に配置したスプロケット２２ａと２２ｂとの間に巻架されている。スプロケット２２ａ、２２ｂの回転軸は鉛直方向であり、搬送路の一方の側のスプロケット２２ａ、２２ｂはその側に配置したテーブル２３ａに、他方の側のスプロケット２２ａ、２２ｂはその側に配置したテーブル２３ｂに軸支されている。

テーブル２３ａと２３ｂとは搬送路１と直交する水平方向に装架された２本のガイドロッド２４、２４にそれぞれ摺動自在に装着されており、かつガイドロッド２４、２４の中間部分において、ガイドロッド２４と平行に装架したネジ杆２５に螺合している。ネジ杆２５の一方のテーブル２３ａと螺合するネジは右ネジであり、他方のテーブル２３ｂと螺合するネジは左ネジである。このネジ杆２５は搬送路を形成するコンベア１１のフレームに軸方向移動不能にかつ回転自在に軸支されており、ネジ杆２５の一端にはこれを回動させるサーボモータ２６が装着されている。テーブル２３ａと２３ｂとは、チェン２ａと２ｂとが搬送路１の中央に対称に位置するようにネジ杆２５に螺合されている。

チェン２ａ、２ｂにはそれらのリンクを繋ぐピンに把持部材２１となる円板が固定されている。把持部材２１は、チェン２ａ、２ｂの互いに対向する位置に一定間隔で設けられている。把持部材２１は、搬送路１に向いて突出するように設けられて、搬送路１上の前後に隣接するボトルの間に入り込むことにより、ボトルの間隔と位置を規定する。

搬送路１のチェン２ａ、２ｂを設けた区間の上方には、図３、４に示すように、複数の充填ノズル６がチェン２ａ、２ｂ上における把持部材２１の配設間隔と等しい間隔で配置されている。

チェンのスプロケット２２ａ、２２ｂはその下流側のもの２２ａが駆動スプロケットとされており、搬送路の両側の駆動スプロケット２２ａ、２２ａは、駆動モータ４６に連結されて同期駆動されている。駆動スプロケットの一方の駆動軸には歯車対４８、４９を介してスクリュ駆動軸４７が連結されている。スクリュ駆動軸４７とスクリュ４１とは、１：１の回転比で連結されている。チェン２ａ、２ｂとスクリュ駆動軸４７とは、駆動スプロケット２２ａを把持部材２１の１ピッチ分だけ回転させたときに、スクリュ４１が１回転するように、歯車対４８、４９により同期駆動される。

スクリュ駆動軸４７の１箇所には、軸直角方向に突出するアーム５１が設けられており、かつこのアームの旋回位置に検出センサ５２が設けられている。この検出センサ５２の出力はカウンタ５３に与えられている。カウンタ５３のカウントアップ信号が出力された後、偏心量設定器５４に設定された距離だけチェン２ａ、２ｂが移動するまで遅延手段５５が信号を遅延させて、停止指令手段５６から駆動スプロケット２２ａの駆動モータ４６及びコンベアモータ１２に停止指令が与えられ、かつカウンタ５３がリセットされる。カウンタ５３のカウントアップ値は、充填ノズル６の個数である。

ボトルが同心ボトルであるときは、偏心量設定器５４が空であるか０が設定され、ボトルの中心がノズル６の真下に来たときに、チェン２ａ、２ｂ及びコンベア１１が停止する。一方、ボトルが偏心ボトルであるときは、偏心量設定器５４に当該ボトルのボトル口の偏心量、すなわちボトル口ｂの中心のボトル胴部Ｂの中心からの偏心量を設定する。この場合には、その設定量だけチェン２ａ、２ｂ及びコンベア１１が更に駆動された後、停止する。

偏心ボトルのボトル口は、搬送路１の幅中央に位置しておりかつボトル中心から設定された偏心量だけ後方に位置しているので、上記の制御により、ボトル口が充填ノズルの直下になった位置でボトルが停止する。

上記の例では、偏心ボトルのボトル口の偏心量を制御手段の偏心量設定器５４に設定するようにしているが、例えば図４に示すように、スクリュ駆動軸４７に第２のアーム５７を設け、この第２のアーム５７を検出する第２の検出センサ５８を位置調整自在に設けて、カウンタ５３のカウントアップ信号と第２の検出センサ５８の検出信号とのアンド信号でチェン２ａ、２ｂ及びコンベア１１を停止させるようにしてもよい。

次に上記実施例装置の動作について説明する。まず、処理するボトルの胴の寸法に合わせて対向するチェン２ａ、２ｂの間隔及び摩擦ベルト４３とスクリュ４１との間隔を設定する。チェン２ａ、２ｂの間隔は、把持部材２１が隣接するボトルの間に挿入されて４個の把持部材でボトル中心が搬送路１の中央及び隣接する把持部材の中間の位置に位置決めされる距離である。摩擦ベルト４３とスクリュ４１の間隔は、スクリュ４１で送られるボトルの反対側の周面が摩擦ベルト４３に接触する間隔である。

偏心ボトルを処理するときは、ボトル口の偏心量を偏心量設定器５４に設定する。この設定は、前述した第２のアームの位置を調整するなどの機械的手段により設定することもできる。充填量の設定などは、従来装置と同様に行う。

この状態で装置を運転すると、搬送路の上流から送られてきたボトルは、スクリュ４１で充填ノズル６の配設ピッチに相当するおおよその間隔にされた後、ボトル口がボトル口ガイド３に導かれてチェン２ａ、２ｂにより充填領域へと送り込まれる。

処理されるボトルが偏心ボトルの場合には、ボトルがスクリュ４１へと供給されるときにボトル口がスクリュ側に向いているボトルは、ボトル口が一方のガイド材の傾斜案内部３５に当接してボトル口が搬送路の中央に位置するようにボトルが回動させられる。

この回動後のボトル口の位置は、ボトル中心の前方又は後方の搬送路の中央である。一方、ボトル口が摩擦ベルト４３側を向いた状態で供給されたボトルは、傾斜案内部３５にボトル口が当接しないので、そのままの状態でスクリュ４１と摩擦ベルト４３との間に進入してくる。

スクリュ４１と摩擦ベルト４３との間に進入したボトルは、摩擦ベルト４３の回転により図１、２で左回りに回転させられる。摩擦ベルト４３の長さ及び回転速度は、ここを通過する間にボトルが９０度以上回動する長さ及び回転速度とするのが良い。そうすることによって、ここを通過するボトルは、そのボトル口がボトル中心より後方でかつ摩擦ベルト側ないし搬送路の中央の位置となる。

ボトル口がボトル中心より後方の搬送路中央ないしこれに近い位置にあったボトルは、摩擦ベルト４３に接触して左回動させられたときにボトル口がガイド材の延在部３３に当接して、その回動が阻止されるので、摩擦ベルト４３との間を滑ってそれ以上回動することなく、ボトル口ガイド３へと案内される。一方、摩擦ベルト４３で回動させられた後においても、ボトル口が搬送路の中央に達していないボトルは、他方のガイド材の傾斜案内部３４にボトル口が当接することによって、ボトル口がボトル中心の後方の搬送路の中央に来る位置まで回動させられてボトル口ガイド３へと送り込まれる。

カウンタ５３に設定された数だけボトルが充填領域に送り込まれると、偏心量設定器５４に設定された偏心量だけボトルが余分に送られて停止する。この余分な送りによって偏心ボトルのボトル口は、充填ノズル６の真下の位置に位置決めされるから、この状態で充填動作が行われ、充填が完了するとチェンとスクリュ、コンベア及び摩擦ベルト４３が再び駆動されて、充填済みボトルは、充填領域の前方へと送り出され、空のボトルが引き続き充填領域へと搬入される。

処理するボトルが同心ボトルであるときは、ボトルの向きがどの方向であってもボトル口は搬送路の中央に位置するから、充填領域に導入する前にボトルを回動させても回動させなくてもよいので、摩擦ベルト４３は停止させておけばよい。

また、摩擦ベルト４３の代わりに十分な長さの摩擦壁、すなわちボトルがこの摩擦壁に当接して送られる間にボトルを９０度以上回動させることができる長さの摩擦壁を設けてやれば、偏心ボトルに対して上記と同様な偏心ボトルの角度決めを行うことができる。

１ 搬送路
２ 等間隔送り装置
２ａ、２ｂ チェン
３ ボトル口ガイド
４ ボトル回動装置
２１ 把持部材
３１、３２ ガイド材
３３ 延在部
３４、３５ 傾斜案内部
４１ 片側送り装置
４２ 摩擦壁
４３ 摩擦ベルト
４６ 同期駆動装置
Ｂ ボトル胴部
ｂ ボトル口
ｃ ボトル中心

Claims (5)

1. 搬送路上のボトルの胴部を当該搬送路の両側から保持してボトル間隔を等間隔にして送る等間隔送り装置と、
   前記等間隔送り装置の送り方向上流側に設けられてボトル口をボトル中心より送り方向上流側に位置させるボトル回動装置と、
   このボトル回動装置を通過したボトルのボトル口を搬送路の中央を挟んで対向する２本のガイド材で案内するボトル口ガイドと、
   前記等間隔送り装置の回転停止を制御する制御手段とを備え、
   当該制御手段は、ボトル口の偏心量が設定されたときに同心ボトルの停止位置から設定された偏心量だけ送り方向下流側の位置で前記等間隔送り装置を停止させる、ボトルの搬送位置決め装置。
2. 前記ボトル回動装置が、前記ガイド材の一方を送り方向上流側に延在して形成した延在部と、この延在部の下方の位置においてボトルの胴の側面を前記等間隔送り装置側へと送る片側送り装置と、この片側送り装置と搬送路を挟んで対向する摩擦壁とを備えている、請求項１記載のボトルの搬送位置決め装置。
3. 前記摩擦壁が、ボトルの反送り方向に移動する摩擦ベルトの搬送路側を向く面で形成されている、請求項２記載のボトルの搬送位置決め装置。
4. 前記片側送り装置を駆動する同期駆動装置を備え、当該同期駆動装置は、前記片側送り装置で送られるボトル間隔を前記等間隔送り装置で送られるボトル間隔と同一間隔にして、前記等間隔送り装置と片側送り装置とを同期駆動する、請求項２又は３記載のボトルの搬送位置決め装置。
5. 前記ガイド材の他方の上流側端と前記延在部の上流側端とに当接したボトル口を搬送路の中央に案内する傾斜案内部を備えている、請求項２、３又は４記載のボトルの搬送位置決め装置。

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