JP2018002364A - 容器処理装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 容器処理装置１は、横転状態の容器２を搬送する供給コンベヤ３と、容器２を把持して揺動可能な多数の把持機構５を有する受け渡しコンベヤ６と、供給コンベヤ３上の横転状態の容器２を保持して受け渡しコンベヤ６の把持機構５へ受け渡す２台のロボット７Ａ（７Ｂ）を備えている。２台のカメラ４Ａ、４Ｂの撮影画像を基にして、各ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２は、供給コンベヤ３上で横転状態の容器２を保持してから第１受け渡し領域Ａまで移送し、移動中の把持機構５に横転状態の容器２を受け渡す。容器２を把持した把持機構５は、第１受け渡し領域Ａから姿勢変更領域Ｂに移動すると水平状態から鉛直方向に切り換えられるので、把持機構５に把持された容器２が正立されてから搬送ホイール９に受け渡される。【効果】 処理能力が高く、位置決め精度の優れた容器処理装置１を提供できる。【選択図】 図１

Description

本発明は容器処理装置に関し、より詳しくは、横転状態の容器を正立させてから下流側の装置へ受け渡すように構成された容器処理装置に関する。

従来、自立できない軟質の容器にマヨネーズやケチャップを充填する充填システムにおいては、横転状態で供給される軟質の容器をアンスクランブラ等により起立させてから充填装置へ受け渡すようにしている。
また、従来、自立できない軟質の容器をカップ状のハカマ（容器ホルダ）に挿入して正立させた状態で搬送しながら軟質の容器にマヨネーズ等を充填するようにした充填システムは周知である。しかしながら、ハカマを用いた軟質の容器の搬送方式においては、容器の形状に応じた複数の種類のハカマが必要となり、また、多数のハカマの保管スペースが必要になる等の問題が指摘されていた。そこで、従来、ハカマを用いないで軟質の容器を搬送して所要の処理を行う装置が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
特許文献１の装置においては、容器のネック部を把持する把持手段を備えており、正立状態の軟質の容器のネック部を把持手段で把持して容器を搬送するようになっている。
他方、特許文献２の装置には、アンスクランブラから回転体へ容器を受け渡す受け渡し機構が開示されており、横転状態の容器をロボットで吸着保持した後、起立させてから受け渡し機構の走行体に設けた保持手段に容器を受け渡し、その後、回転体の保持手段へ受け渡すようになっている。

特開２０１３−７９１４９号公報 特許第４８７３２８７号公報

ところで、特許文献２の装置においては次のような問題があった。すなわち、特許文献２の構成では、受け渡し機構の走行体に設けられた保持手段は容器を吸着保持する構成であるため、受け渡し時において確実に受け渡すために受け渡し機構の走行体から隣接位置の回転体への受け渡し区間を回転体の移動軌跡に倣った円弧状として時間を稼ぐ必要があり、構成部材のレイアウトに制限があった。
また、ロボット側で容器を横転状態から正立状態に起立させているため、ロボットのハンドに起立機構が必要となり、ハンドの重量が増加して処理能力アップの妨げとなっていた。さらに、走行体の保持手段は容器を吸着して保持するようになっているので、容器の位置決め精度が低いという問題があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、容器を横転状態で搬送する供給コンベヤと、容器を保持するハンドを備えて上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持して移送するロボットと、容器を把持して移送しながら姿勢変更領域において該容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態に姿勢を変更させる受け渡しコンベヤとを備え、
上記受け渡しコンベヤは、循環走行される無端状チェーンと、この無端状チェーンの走行方向の複数箇所に設けられるとともに容器を把持して回転可能な把持機構と、所定位置で上記把持機構を水平状態から鉛直状態に位置を切り換える切り換え機構とを備え、
上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持してから上記受け渡しコンベヤの第１受け渡し領域において上記把持機構に横転状態の容器を受け渡し、
横転状態の容器を把持した把持機構は、上記第１受け渡し領域よりも下流側となる上記姿勢変更領域において上記切り換え機構によって水平状態から鉛直状態に位置を切り換えられて、該把持機構に把持された容器が横転状態から正立状態もしくは倒立状態となることを特徴とするものである。

このような構成によれば、ロボットのハンドに従来のような起立機構を設ける必要がないので、ハンドを軽量化することができ、また、ロボットのハンドは、横転状態の容器を把持機構に受け渡すことができる。そして、把持機構は、姿勢変更領域において容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態に姿勢を変更させることができる。したがって、従来と比較して処理能力が高い容器処理装置を提供できる。

本発明の一実施例を示す全体の平面図。 図１のロボットのハンドの側面図。 図２の右側面図。 図１の第１受け渡し領域における容器の受け渡し過程を示す図であり、図４（ａ）はロボットのハンドの下降前の状態を示し、図４（ｂ）はハンドが下降された状態を示し、図４（ｃ）はハンドが水平方向に移動されて容器が受け渡しコンベヤの把持機構に把持された状態を示している。 図１の要部の斜視図。 図５の要部の正面図。 図５の要部の平面図。 図１の要部の縦断面図。 図８のＩＸ―ＩＸ線に沿う要部の断面図。 図１のＸ―Ｘ線に沿う要部の断面図。 図１０のグリッパの平面図を示し、図１１（ａ）はグリッパの閉鎖状態を示し、図１１（ｂ）はグリッパの開放状態を示している。 図１０の要部の平面図。 図１０の要部の縦断面図。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は容器処理装置であり、この容器処理装置１は、横転状態の容器２を正立状態に姿勢を変更（起立）させてから下流側の装置へ受け渡すようになっている。
容器処理装置１は、横転状態の容器２を載置して矢印方向に搬送する供給コンベヤ３と、供給コンベヤ３の搬送経路の上方に順次配置されて容器２の載置状態を撮影する２台のカメラ４Ａ、４Ｂと、複数の把持機構５を備えて各把持機構５を介して容器２を姿勢変更領域Ｂで横転状態から正立状態に起立させる受け渡しコンベヤ６と、供給コンベヤ３上の容器２を保持してから第１受け渡し領域Ａまで移送して受け渡しコンベヤ６の把持機構５へ受け渡す２台のロボット７Ａ、７Ｂと、第２受け渡し領域Ｃにおいて上記各把持機構５から正立状態の容器２を取り外してから下流側の中間ホイール８へ受け渡す搬送ホイール９を備えている。また、容器処理装置１は制御装置１０を備えており、この制御装置１０によって上記供給コンベヤ３、ロボット７Ａ、７Ｂ、受け渡しコンベヤ６等の作動が制御されるようになっている。

本実施例において処理対象となる容器２は、マヨネーズが充填される軟質で透明な容器であり、それ自体では自立することはできない。図２ないし図３に示すように、容器２は、マヨネーズが充填される扁平な本体部２Ａと、本体部２Ａの上端側となる肩部２Ｂの隣接上方側に位置するネジ部２Ｃと、さらにネジ部２Ｃから連続して容器２全体の上端となる頭部２Ｄとを備えている。頭部２Ｄによって容器２内が封かんされるとともに、全体形状が維持されるようになっている。このように頭部２Ｄがついた状態の容器２が供給コンベヤ３上に供給されるようになっており、本実施例の容器処理装置１は、頭部２Ｄが付いた状態の横転状態の容器２を正立させてから下流側の装置（中間ホイール８）へ受け渡すようになっている。なお、容器２の頭部２Ｄは、図示しない下流側の装置によって切り離されるようになっており、その後、充填装置によって容器２内にマヨネーズが充填されるようになっている。

図１ないし図３に示すように、各ロボット７Ａ、７Ｂは同様の構成を有するハンド１２を備えており、各ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２の作動は制御装置１０によって制御されるようになっている。
供給コンベヤ３によって矢印方向に搬送される容器２は、搬送過程において各カメラ４Ａ、４Ｂによって撮影されるようになっており、それらによる撮影画像は制御装置１０に送信されるようになっている。
制御装置１０は、各カメラ４Ａ、４Ｂの撮影画像に基づいて各ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２を制御して、該ハンド１２を供給コンベヤ３上と受け渡しコンベヤ６側の第１受け渡し領域Ａとにわたって交互に往復移動させて容器２の受け渡しを行わせる。つまり、第１のロボット７Ａのハンド１２により供給コンベヤ３上の横転状態の３個の容器２を順次方向を揃えて吸着保持し（図２、図３）、次に第２のロボット７Ｂのハンド１２によって供給コンベヤ３上の横転状態の３個の容器２を順次、方向を揃えて吸着保持する。
その後、先ず、第１のロボット７Ａのハンド１２が第１受け渡し領域Ａまで移動されて受け渡しコンベヤ６の相前後する３個の把持機構５の移動に追従しながらそれらに横転状態の３個の容器２を同時に受け渡す。この後、空になった第１のロボット７Ａのハンド１２が供給コンベヤ３上に復帰して新たな容器２を吸着保持する間に、第２のロボット７Ｂのハンド１２が第１受け渡し領域Ａまで移動されて受け渡しコンベヤ６の相前後する３個の把持機構５の移動に追従しながらそれらに横転状態の３個の容器２を同時に受け渡す。このように、２台のロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２、１２が交互に供給コンベヤ３上と第１受け渡し領域Ａとを移動することで、各ハンド１２に横転状態で保持された３個の容器２が３台の把持機構５に同時に受け渡されるようになっている。それによって、第１受け渡し位置Ａを移動する把持機構５に漏れなく容器２が受け渡されるようになっている。
なお、２台のロボット７Ａ、７Ｂによって保持できなかった横転状態の容器２を回収するために、供給コンベヤ３の下流端の隣接位置と搬送方向の一側にわたって回収コンベヤ１１が配置されている。両方のロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２によって保持できなかった容器２は、供給コンベヤ３の下流端から排出されて回収コンベヤ１１によって回収されるようになっている。

図２ないし図３に示すように、ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２は、鉛直方向に維持された状態で回動する鉛直方向軸１３と、この鉛直方向軸１３の下端部に水平に連結された支持部材１４と、この支持部材１４に設けられた一組の吸着部１５とチャック１６とを備えている。本実施例では、ハンド１２によって同時に３個の容器２を保持するために、吸着部１５とチャック１６は支持部材１４の長手方向に等間隔位置で３組配置されている。
吸着部１５は、支持部材１４の長手方向と直交する方向に配置された２つの吸着パッド１５Ａ、１５Ｂからなり、それらは支持部材１４に取り付けたエアシリンダ１７によって上昇端と下降端との間で昇降されるようになっている。吸着パッド１５Ａ、１５Ｂには導管１８を介して所要時に負圧源から負圧を供給できるようになっている。
ハンド１２によって供給コンベヤ３上の容器２を保持する際には、供給コンベヤ３上の容器２の移動にハンド１２全体が追従させながらエアシリンダ１７によって吸着パッド１５Ａ、１５Ｂが下降されるとともに、両吸着パッド１５Ａ、１５Ｂに負圧が供給されるので、それらによって容器２の本体部２Ａが上方側から吸着保持される。本実施例では、容器２の軸心２ａが支持部材１４の長手方向と直交方向となり、かつ容器２の頭部２Ｄが同じ側となるように、各吸着パッド１５Ａ、１５Ｂで容器２を保持するようにしている。つまり、横転状態の３個の容器２が同じ向きに揃えられてハンド１２に保持されるようになっている。他方、その保持状態から吸着パッド１５Ａ、１５Ｂへの負圧の供給を停止すると、容器２の保持状態が解放されるようになっている。なお、図３では省略しているが、各吸着部１５毎にエアシリンダ１７が配置されており、エアシリンダ１７によって各吸着部１５毎に昇降されるようになっている。

また、支持部材１４の長手方向の等間隔位置の３箇所には、ブラケット２１を介して鉛直下方に向けてチャック１６が取り付けられている。チャック１６は、板状をした左右一対の把持部材１６Ａ、１６Ｂと、図示しない駆動機構を介して把持部材１６Ａ，１６Ｂを同期して開閉させるエアシリンダ２２を備えている。把持部材１６Ａ、１６Ｂは所定距離を隔てて相互に対向しており、それらの下部は対向位置の把持部材に向けてＶ字形に折り曲げられている。そのＶ字形となった箇所が容器２の肩部２Ｂを挟むための把持部１６ａ、１６ａとなっている。エアシリンダ２２によってこれら一対の把持部材１６Ａ、１６Ｂが開閉されるようになっており、エアシリンダ２２は所要時に制御装置１０によって作動されるようになっている。
図３に示すように、エアシリンダ２２が作動されていない状態では、チャック１６の把持部材１６Ａ、１６Ｂは最も離隔した開放位置に位置しており、エアシリンダ２２が作動されると両把持部材１６Ａ、１６Ｂは同期して近接方向に移動されて閉鎖されるようになっている。
また、ハンド１２には、チャック１６の裏面の位置にブラケットを介して係合ブロック２３が固定されている。係合ブロック２３は横長のブロック状となっており、水平な底面２３Ａ及び鉛直方向となる左右の側面２３Ｂ、２３Ｂを備えている。係合ブロック２３の高さと幅（両側面２３Ｂの間の距離）及び厚さは、後述する把持機構５側の一対の板バネ２４、２４を押し広げることができる寸法に設定されている（図４、図５）。
また、係合ブロック２３の長手方向は支持部材１４の長手方向と平行になっており、係合ブロック２３の底面２３Ａの高さは、チャック１６の把持部１６ａ、１６ａよりも高く、かつ、上昇端に位置した吸着パッド１５Ａ、１５Ｂの下端部よりも低い高さに維持されている。また、係合ブロック２３の両側面２３Ｂ、２３Ｂは、開放状態のチャック１６の把持部材１６Ａ、１６Ｂよりも外方側へ張り出した状態となっている（図３参照）。

以上のように構成されたロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２は、カメラ４Ａ、４Ｂの画像を基にして制御装置１０によって以下のように作動を制御されて供給コンベヤ３上の容器２を保持するようになっている。
すなわち、図２に示すように吸着部１５である吸着パッド１５Ａ、１５Ｂが上昇端位置にある状態で、かつ、チャック１６が開放された状態においてハンド１２が供給コンベヤ３上に位置している。そして、第１のロボット７Ａのハンド１２は供給コンベヤ３によって移動する最初の容器２に追従しながら鉛直方向軸１３を中心に所要量回動し、かつエアシリンダ１７により第１の吸着部１５を下降させるとともに吸着パッド１５Ａ、１５Ｂに負圧を供給する。これにより、横転状態の最初の容器２の本体部２Ａが吸着パッド１５Ａ、１５Ｂによって吸着保持される（図２の破線参照）。その直後にエアシリンダ１７が上昇端まで復帰されるので、吸着パッド１５Ａ、１５Ｂとそれに保持された容器２が上昇されて、容器２の肩部２Ｂが開放状態のチャック１６の把持部１６ａ、１６ａの間に下方から入り込む（図２の実線の状態、図３参照）。その直後にエアシリンダ２２が作動されるので、チャック１６の把持部材１６Ａ、１６Ｂが閉鎖される。これにより、把持部材１６ａ、１６ｂによって容器２の肩部２Ｄが両側から把持される。これにより、吸着部１５に保持された容器２の軸心２ａが正確に水平となり、かつ支持部材１４の長手方向と直交方向となるように正確にセンタリングされる。
このようにして、最初の容器２が第１の吸着部１５とチャック１６によって横転状態で吸着保持されるようになっており、これと同様にしてハンド１２における残り２組の吸着部１５、１６によって順次横転状態の容器２が向きを揃えて保持され、かつ対応するチャック１６によって把持される（図２、図３）。このようにして、ハンド１２に合計３個の容器２が横転状態で頭部２Ｄが同じ側となるように向きを揃えて保持され、３つの容器２の軸心２ａは相互に平行となっており、かつ水平に維持される。
そして、このように３個の容器２を保持したハンド１２が供給コンベヤ３上から第１受け渡し領域Ａまで移動し、該第１受け渡し領域Ａにおいて、ハンド１２は受け渡しコンベヤ６側の相前後する３台の把持機構５の移動に追従しながら、それらに横転状態の３個の容器２を同時に受け渡すようになっている。

次に、図１、図４〜図９により、受け渡しコンベヤ６とその把持機構５の構成について説明する。
受け渡しコンベヤ６は、搬送端となる上流端と下流端の位置にそれぞれ配置された一対のスプロケット２６、２６と、これらにわたって掛け渡されて循環走行される無端状チェーン２７と、この無端状チェーン２７の走行方向の等間隔位置に取り付けられた走行体２８と、各走行体２８に揺動可能に設けられて容器２を保持して移動する把持機構５と、各把持機構５を姿勢変更領域Ｂで水平状態から鉛直状態に切り換える切り換え機構２９とを備えている。

無端状チェーン２７には、走行方向の等間隔位置に上下一組のローラ３１が多数取り付けられるとともに、無端状チェーン２７の内方側の側面（裏面）には走行方向等間隔位置に支持ローラ３２が回転自在に設けられている。無端状チェーン２７に沿って帯状のレール３３が配置されており、各支持ローラ３２はレール３３に転動自在に載置されている。
上下一組のローラ３１，３１は、スプロケット２６の係合凹部２６Ａと係合するようになっている。また、無端状チェーン２７に沿って、その上下位置には２対のガイド部材３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂが水平に配置されている。上方側のガイド部材３５Ａ、３５Ｂは、上方側のローラ３１を内外位置から挟むように配置されており、下方側のガイド部材３６Ａ、３６Ｂは、下方側のローラ３１を内外位置から挟むように配置されている。これにより、無端状チェーン２７が内外方向に位置ずれすることなく、走行されるようになっている。なお、姿勢変更領域Ｂを含めた各スプロケット２６の外周に沿った領域には、上下位置のガイド部材３５Ａ，３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂは設けていない。

制御装置１０によって図示しない駆動モータを介してスプロケット２６が所定方向に回転されると、無端状チェーン２７が矢印方向に循環走行される。それにともなって、各支持ローラ３２はレール３３上を転動し、かつ上下位置のローラ３１、３１が上下位置のガイド部材３５Ａ，３５Ｂ、３６Ａ、３６Ｂの側面を転動しながら循環走行されるので、無端状チェーン２７に連結された走行体２８及びそれに設けられた把持機構５が無端状チェーン２７の移動軌跡に沿って循環走行されるようになっている。
供給コンベヤ３に隣接する無端状チェーン２７の直線状の移動軌跡となる領域が第１受け渡し領域Ａとなっており、その下流端から連続する円弧状の移動軌跡となる領域が容器２を起立させる姿勢変更領域Ｂとなっており、その下流端が第２受け渡し領域Ｃとなっている（図１参照）。第１受け渡し領域Ａにおいて上記ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２から横転状態の容器２が移動中の把持機構５に受け渡されるようになっており、姿勢変更領域Ｂにおいては、移動中の把持機構５が水平状態から鉛直状態に切り換わるので、容器２が横転状態から正立状態に起立され、第２受け渡し領域Ｃにおいて搬送ホイール９へ容器２が受け渡されるようになっている（図１、図８参照）。

次に、走行体２８及びそれに設けた把持機構５について説明する。図４〜図８に示すように、無端状チェーン２７における外面の走行方向等間隔位置にブラケット３７を介して走行体２８を連結してあり、この走行体２８の上部に把持機構５を揺動可能に取り付けている（図５、図８）。
走行体２８は、上記ブラケット３７によって鉛直方向に支持された平板状の本体部２８Ａと、本体部２８Ａの裏面の位置に上下方向に昇降可能に設けた昇降部材３８と、本体部２８Ａの上端に取り付けられてラック３９とピニオン４０を収容したケーシング４１とを備えている。
ケーシング４１の上部に水平な支持軸４２を介して把持機構５が鉛直方向に揺動可能に取り付けられている。ケーシング４１内に位置する昇降部材３８の上端にラック３９が鉛直方向に取り付けられており、このラック３９は、上記支持軸４２に固定されたピニオン４０に噛合させている。
本体部２８Ａの裏面と昇降部材３８とにわたってスプリング４５を設けてあり、このスプリング４５の弾発力によって昇降部材３８及びラック３９は、本体部２８Ａに対して常時鉛直下方に押し下げられている。
昇降部材３８の下端部には、カムフォロア４３を取り付けてあり、このカムフォロア４３は、無端状チェーン２７に沿って配置されたレール状のカム４４に載置されている。このカム４４は、無端状チェーン２７が直線状の移動規軌跡となる領域、つまり、第１受け渡し領域Ａ及びそれに平行な領域及びそれらを接続する一方のスプロケット２６の領域では高さが低く設定されており、他方、姿勢変更領域Ｂ、第２受け渡し領域Ｃでは高さが高くなっている。また、姿勢変更領域Ｂと第１受け渡し領域Ａとの境界部分ではカム４４の高さは徐々に高くなっており、そこと対応する第２受け渡し領域Ｃの隣接下流側の箇所ではカム４４は徐々に高さが低くなっている（図８参照）

無端状チェーン２７が所定速度で循環走行されると、各走行体２８のカムフォロワ４３はカム４４の載置面を転動するようになっており、カム４４の高さの低い領域、つまり、第１受け渡し領域Ａ及びそれよりも上流側となる非受け渡し領域Ｄでは、スプリング４５の弾発力によって昇降部材３８が下降端に位置するので、昇降部材３８に設けたラック３９とそれに噛合したピンオン４０、支持軸４２を介して把持機構５が水平状態に維持される（図４、図５参照）。
これに対して、姿勢変更領域Ｂにおいては、カム４４の高さが最大高さまで高くなるので、カムフォロア４３を介して昇降部材３８とラック３９が下降端から上昇端まで上昇される。これにより、支持軸４２を揺動中心として把持機構５が水平状態から鉛直方向となる鉛直状態まで９０°揺動されるようになっている（図８、図１０参照）。
このようにして姿勢変更領域Ｂにおいて、水平状態から鉛直状態まで把持機構５を揺動させることで、把持機構５に把持された容器２が水平状態から正立状態に起立するようになっている。後に詳述するが、把持機構５を介して正立状態に起立された容器２は、第２受け渡し領域Ｃにおいて搬送ホイール９が備えるグリッパ５１によって強制的に把持機構５から取り外されるようになっている。
なお、走行体２８とともに把持機構５が受け渡し領域Ｃを通過すると、カム４４の高さに沿って昇降部材３８、ラック３９が下降されるので、ピニオン４０、支持軸４２を介して把持機構５が鉛直状態から水平状態まで９０°揺動されて戻るので、その水平状態において把持機構５が第１受け渡し領域Ａに移動するようになっている。
このように、第１受け渡し領域Ａを移動する水平状態の把持機構５に対して、ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２によって横転状態の容器２が受け渡されるようになっている。
なお、第１受け渡し領域Ａにおいては、ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２によって把持機構５に容器２を受け渡す際に、把持機構５とラック３９、ピニオン４０を介して昇降部材３８を浮き上がらせるような負荷が掛かる。そのため、第１受け渡し領域Ａには、上記カム４４と対向する上方側位置に抑え用のカム４６を配置している（図８参照）。これにより、第１受け渡し領域Ａにおいては、ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２によって把持機構５に容器２を受け渡す際に、把持機構５等が浮き上がるのを防止している。
各把持機構５を水平状態と鉛直状態とに切り換える切り換え機構２９は、カム４４、カムフォロワ４３、昇降部材３８、ラック３９、ピニオン４０、スプリング４５等から構成されている。

次に、図４ないし図７に示すように、本実施例の把持機構５は、相互に対向させて平行に配置された一対の板バネ２４と、これら板バネ２４の基部が連結されるとともに上記支持軸４２の両端部に連結された連結部材４８と、両板バネ２４の中央部に近接させて設けられた把持部５Ａ、５Ａと、そこよりも先端側となる各板バネ２４に対向させて取り付けられた載置部５Ｂ、５Ｂとを備えている。また、把持機構５は、両板バネ２４の先端部に前方側（先端側）が拡開するように傾斜させた第１ガイド部２４Ａと、その隣接位置に上方側が拡開するように突出させた第２ガイド部２４Ｂとを備えている。
板バネ２４、２４の長手方向と連結部材４８は９０°の角度をなしており、連結部材４８の下部の両側部は上記支持軸４２の両端に嵌着されている。そのため、前述したように、把持機構５は、切り換え機構２９によって第１受け渡し領域Ａ及びそれよりも上流側の非受け渡し領域Ｄでは水平状態に維持される。他方、姿勢変更領域Ｂ、第２受け渡し領域Ｃにおいては、把持機構５は切り換え機構２９によって水平状態から鉛直状態に切り換えられるようになっている（図８〜図１０参照）。

把持部５Ａ、５Ａは左右対称となる２部材を近接させて構成されており、それら一対の把持部５Ａ、５Ａは一対の板バネ２４、２４によって常時近接する方向に付勢されている。そして、上記把持部材５Ａ、５Ｂにわたって容器２の頭部２Ｄを把持する係合凹部５ａが形成されている。
載置部５Ｂは、容器２の首部２Ｄが係合凹部５ａに把持された際に、容器２の本体部２Ａを下方側から支持するようになっている。第１ガイド部２４Ａは、容器２を保持したヘッド１２が上方側から下降された際に、ヘッド１２側の係合ブロック２３の側面２３Ｂと係合するようになっており、その際に板バネ２４が押し開かれて一対の把持部５Ａ、５Ａが板バネ２４の弾性に抗して拡開されるので、拡開された係合凹部５ａに容器２の頭部２Ｄを挿入できるようになっている。第２ガイド部２４Ｂは、容器２の本体部２Ａが載置部５Ｂに支持された際に本体部２Ａを左右両側から案内した後に挟持するようになっている。

第１受け渡し領域Ａを把持機構５が移動される際には、把持機構５は水平状態に維持されるようになっており、その把持機構５の移動に追従しながら上記ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２によって容器２が次のようにして受け渡される。
つまり、図４に示すように、前述したように横転状態の３個の容器２を把持したハンド１２が把持機構５の上方位置から所要量下降されると、先ず係合ブロック２３の側面２３Ｂが把持機構５の第２ガイド部２４Ｂに上方側から係合することで左右の板バネ２４が押し広げられる。すると、把持部５Ａ、５Ａが拡開されて係合凹部５ａが容器２の頭部２Ｄを挿入できるように拡開される（図４（ａ）、図４（ｂ）、図５参照）。
その状態から容器２を保持したヘッド１２が、さらに把持部５Ａ、５Ａに向けて水平に移動されると、拡開された係合凹部５ａ内に容器２の頭部２Ｄが挿入されるとともに、頭部２Ｄとネジ部２Ｃと間の段部端面が把持部５Ａの端面に当接して停止される。それまでの間に、係合ブロック２３の側面２３Ｂと第２ガイド部２４Ｂとの係合が外れるので、板バネ２４の弾性によって係合凹部５ａが縮径して容器２の頭部２Ｄが係合凹部５ａによって把持される（図４（ａ）〜図４（ｃ）参照）。この時には載置部５Ａによって容器２の本体部２Ａが下方から支持される（図４（Ｃ）、図６、図７参照）。
この後、ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２による容器２の保持状態が解除される。このようにして、ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２から第１受け渡し領域Ａを移動している把持機構５に横転状態の容器２が受け渡されるようになっている。前述したように、本実施例では、ハンド１２によって３個の容器２を同じ向きで相前後する３つの把持機構５に同時に受け渡すようになっている。そのため、相前後する３個の把持機構５に把持された容器２は、それらの軸心２ａが相互に平行になり、かつ水平となっている。
第１受け渡し領域Ａにおいて、上述したようにして各把持機構５に横転状態の容器２がハンド１２から受け渡されてから各把持機構５が姿勢変更領域Ｂに移動すると、上記切り換え機構２９によって把持機構５が水平状態から鉛直状態に切り換えられるので、把持機構５に把持された容器２は水平状態から正立状態に起立されるようになっている（図１、図８、図１０参照）。
この後、正立状態の容器２を把持した把持機構５が第２受け渡し領域Ｃを移動する際に、搬送ホイール９側のグリッパ５１によって容器２のネジ部２Ｃと肩部２Ｂが把持されてから強制的に把持機構５の把持部５Ａ及び板バネ２４から取り外される。つまり、第２受け渡し領域Ｃにおいて、各把持機構５から搬送ホイール９の各グリッパ５１に正立状態の容器２が順次受け渡されるようになっている。

次に、図１０〜図１３により搬送ホイール９とそのグリッパ５１について説明する。搬送ホイール９は、上記スプロケット２６と同期して回転される回転体５２と、この回転体５２の円周方向所定位置毎に設けられた一対の回転軸５３と、これら回転軸５３の上部に連結された左右一対の把持部材５１Ａ、５１Ｂからなるグリッパ５１を備えている。
各回転軸５３の下方外周部にはギヤ５４を嵌着させてあり、隣り合う回転軸５３のギヤ５４を相互に噛合させている。一方の回転軸５３の下端部に嵌着したアーム５５と回転体５２の底部とにわたってスプリング５６が設けられており、引っ張りばねからなるこのスプリング５５によって両回転軸５３に設けた把持部材５１Ａ、５１Ｂは常時閉鎖状態となるように付勢されている。
一方の回転軸５３には支持アーム５７を介してカムフォロア５８を回転自在に取り付けている。回転体５２の上方となる第２受け渡し位置Ｃと対応する箇所には、カムフォロア５８と係合するカム５９が配置されている。
カム５９が配置されていない回転体５２の回転領域においては、カムフォロア５８はカム５９と係合しないので、スプリング５６の引っ張り力によってグリッパ５１の把持部材５１Ａ、５１Ｂが閉鎖するようになっている（図１１（ａ）参照）。他方、回転体５２が回転する際の上記第２受け渡し領域Ｃの直前の回転領域では、カムフォロア５８がカム５９と係合するので、グリッパ５１の把持部材５１Ａ、５１Ｂが開放される。そのため、その開放状態の把持部材５１Ａ、５１Ｂが上記把持機構５側の容器２のネジ部２Ｃ、肩部２Ｂの前後に位置し、その直後に、カムフォロワ５８がカム５９から離隔することで正立状態の容器２のネジ部２Ｃ、肩部２Ｂがグリッパ５１によって把持され、その後、回転体５２の回転に伴って把持機構５からグリッパ５１によって強制的に取り外されるようになっている。
その際、把持機構５の両板バネ２４が弾性変形して把持部５Ａ、５Ａ、板バネ２４が少し拡開されるので、第２受け渡し領域Ｃにおいて各把持機構５から搬送ホイール９の各グリッパ５１へ円滑に正立状態の容器２が受け渡されるようになっている。第２受け渡し領域Ｃで把持機構５から順次搬送ホイール９のグリッパ５１に受け渡された正立状態の容器２は、正立状態を保って隣接位置の中間ホイール８へ受け渡されるようになっている。

以上の構成において、供給コンベヤ３、受け渡しコンベヤ６が作動されるとともに受け渡しコンベヤ６が矢印方向に循環走行され、かつ搬送ホイール９が矢印方向に回転されている状態において、供給コンベヤ３に載置された横転状態の容器２が搬送されてくると、それらの横転状態の容器２は各カメラ４Ａ、４Ｂによって撮影される。
すると、カメラ４Ａ、４Ｂの撮影画像に基づいて各ロボット７Ａ、７Ｂのハンド１２が供給コンベヤ３上と第１受け渡し領域Ａとを交互に移動させて容器２を受け渡す。つまり、先ずハンド１２は、供給コンベヤ３上の横転状態の３個の容器２を追従して移動しながら順次方向を揃えて横転状態のままで吸着保持する（図１〜図３）。
その後、第１受け渡し領域Ａにおける把持機構５の上方側までハンド１２が移動して、第１受け渡し領域Ａを移動する把持機構５に追従して移動しながらハンド１２が下降されると、ハンド１２側の係合ブロック２３により把持機構５の板バネ２４を介して把持部５Ａ（係合凹部５ａ）が拡開されるとともに、容器２の頭部２Ｄの高さが把持機構５の係合凹部５ａと同じ高さに支持される（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。
この後、容器２を保持したハンド１２が把持機構５の把持部５Ａに向けて水平に移動されるので、容器２の頭部２Ｄが係合凹部５ａ内に挿入されるとともに、頭部２Ｄとネジ部２Ｃの境界となる段部端面が把持部５Ａの端面に当接する。また、この過程において係合ブロック２３と第２ガイド部２４Ｂとの係合が外れる（図４（ｃ）参照）。そのため、容器２の頭部２Ｄが係合凹部５ａ（把持部５Ａ）により把持されるとともに、本体部２Ａは把持機構５の載置部５Ｂに支持され、本体部２Ａの両側は第１ガイド部２Ａによって左右両側から挟持される。
この直後に、ハンド１２側の吸着部１５による保持状態が解放されるとともに、チャック１６による容器２の肩部２Ｂの把持が解放される。
このようにして、第１受け渡し領域Ａにおいて、ハンド１２に保持した横転状態の３個の容器２が、移動している相前後する３つの把持機構５に受け渡されるようになっている。このように、水平状態の把持機構５によって保持された横転状態の容器２は、その軸心２ａが水平となり、かつ相前後する容器２の軸心２ａは平行となっている。また、２台のロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２が交互に３個の容器２を把持機構５に受け渡すことにより、第１受け渡し位置Ａを移動していく各把持機構５に漏れなく容器２が受け渡されるようになっている（図１参照）。

第１受け渡し領域Ａにおいて水平状態で横転状態の容器２を受け渡された把持機構５は、第１受け渡し領域Ａから姿勢変更領域Ｂに移動するので、切り換え機構２９によって水平状態から鉛直状態へ９０°揺動されるようになっている。このように姿勢変更領域Ｂにおいて把持機構５が鉛直状態となることで、把持機構５に保持された容器２が水平状態から鉛直上方を向けた正立状態に起立されるようになっている（図１、図８、図１０）。
この後、正立状態となった容器２を保持した把持機構５が第２受け渡し領域Ｃに移動すると、搬送ホイール９のグリッパ５１によって容器２の肩部２Ｂとネジ部２Ｃが把持された後に把持機構５から強制的に取り外される（図１０）。このようにして第２受け渡し領域Ｃにおいて、搬送ホイール９のグリッパ５１によって受け渡しコンベヤ６の各把持機構５から正立状態の容器２が順次受け渡されるようになっている。
搬送ホイール９のグリッパ５１に把持された正立状態の容器２は、搬送ホイール９の回転に伴って隣接位置の中間ホイール８に正立状態の容器２を順次受け渡すようになっている。中間ホイール８は、搬送ホイール９から受けった容器２を隣接下流側に配置された図示しない装置へ正立状態で受け渡すようになっている。

以上のように、本実施例においては、ロボット７Ａ（７Ｂ）のハンド１２によって横転状態の容器２を吸着保持してから横転状態のまま第１受け渡し領域Ａにおいて受け渡しコンベヤ６の把持機構５に受け渡すことができる。ハンド１２自体は、容器２を正立させる起立機構を備えていないので、前述した従来のロボットのハンドと比較して構成が簡略化されており、重量も軽くなっている。そのため、供給コンベヤ３上と第１受け渡し領域Ａとの間を従来品よりも高速で往復移動することができる。
また、第１受け渡し領域Ａにおいて、水平状態の各把持機構５にハンド１２から横転状態のまま容器２を受け渡すようになっている。そして、横転状態の容器２を把持機構５によって横転状態から正立状態に起立させてから第２受け渡し領域Ｃで搬送ホイール９に受け渡すことができる。その受け渡しの際に、搬送ホイール９のグリッパ５１は、把持機構５が保持した容器２を把持して強制的に取り外すようになっている。
このような特徴を備える本実施例によれば、横転状態の容器２を正立させてから下流側の装置への受け渡しを従来の装置よりも高速で処理することができる。また、把持機構５に把持された容器２は頭部２Ｄを把持されており、頭部２Ｄの把持位置は把持機構５の把持部５Ａで把持する際に正確に位置決めされるので、容器２を正確に位置決めした状態で把持機構５から搬送ホイール９に受け渡すことができる。したがって、本実施例によれば、処理能力が高く、しかも容器２の受け渡し時の位置決め精度に優れた容器処理装置１を提供することができる。また、装置を設置する際のレイアウトの制限も緩和される。

なお、上記実施例においては、横転状態から正立状態に容器２の姿勢を変更させるように構成しているが、横転状態から倒立状態に容器２の姿勢を変更させるように構成してもよい。

１‥容器処理装置 ２‥容器
３‥供給コンベヤ ５‥把持機構
５Ａ‥把持部 ６‥受け渡しコンベヤ
７Ａ、７Ｂ‥ロボット ９‥搬送ホイール
１２‥ハンド ２３‥係合ブロック（係合部）
２４Ａ‥第１ガイド部 ２４Ｂ‥第２ガイド部
２７‥無端状チェーン ２９‥切り換え機構
５１‥グリッパ Ａ‥第１受け渡し領域
Ｂ‥姿勢変更領域 Ｃ‥第２受け渡し領域

Claims (3)

1. 容器を横転状態で搬送する供給コンベヤと、容器を保持するハンドを備えて上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持して移送するロボットと、容器を把持して移送しながら姿勢変更領域において該容器を横転状態から正立状態もしくは倒立状態に姿勢を変更させる受け渡しコンベヤとを備え、
   上記受け渡しコンベヤは、循環走行される無端状チェーンと、この無端状チェーンの走行方向の複数箇所に設けられるとともに容器を把持して回転可能な把持機構と、所定位置で上記把持機構を水平状態から鉛直状態に位置を切り換える切り換え機構とを備え、
   上記ロボットは、上記供給コンベヤ上の横転状態の容器を保持してから上記受け渡しコンベヤの第１受け渡し領域において上記把持機構に横転状態の容器を受け渡し、
   横転状態の容器を把持した把持機構は、上記第１受け渡し領域よりも下流側となる上記姿勢変更領域において上記切り換え機構によって水平状態から鉛直状態に位置を切り換えられて、該把持機構に把持された容器が横転状態から正立状態もしくは倒立状態となることを特徴とする容器処理装置。
2. 上記受け渡しコンベヤの姿勢変更領域の隣接位置に、回転体からなる搬送ホイールが配置されており、この搬送ホイールは円周方向複数箇所に容器を把持するグリッパを備えており、
   上記姿勢変更領域の端部となる第２受け渡し領域において、上記把持機構が保持する容器を搬送ホイールのグリッパによって把持して取り外すことを特徴とする請求項１に記載の容器処理装置。
3. 上記受け渡しコンベヤの把持機構は、常時閉鎖方向に付勢された一対の把持部と、これら把持部と連動するガイド部とを備えており、
   上記ロボットのハンドは、容器を吸着保持する吸着部と、上記把持機構のガイド部と係合して上記把持部を拡開させる係合部とを備えており、
   上記把持機構の上方から横転状態の容器を保持したハンドが下降することで、上記ガイド部に上記係合部を係合して上記把持部が拡開し、次にハンドが水平方向に移動されることで、上記容器がガイド部に案内されながら該容器の上部が把持部内に位置してから上記ガイド部と係合部との係合が解除されると、容器の上部が上記把持部によって把持されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の容器処理装置。

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