JP2019218183A - 姿勢反転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器に傷が付くことを防ぐことができる姿勢反転装置を提供する。【解決手段】姿勢反転装置１は、容器Ｓ１を保持するチャック機構２１を有する反転ユニット４と、反転ユニット４を押出方向に移動可能に支持する搬送機構２と、ガイドレール３と、を備えている。反転ユニット４は、カム溝が形成された円筒カム部材１５と、回転支持部１６、１７と、ベース部材１２と、ユニット側カムフォロワ１４と、を有している。搬送機構２は、カム溝に摺動可能に係合する搬送側カムフォロワ９ａを有している。ガイドレール３は、搬送機構２との押出方向における間隔が一定となる定常領域３ａと、搬送機構２との押出方向における間隔が変化する反転領域３ｂと、を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、シリンジ、アンプル、バイアル等の容器の姿勢を反転させる姿勢反転装置に関するものである。

従来の姿勢反転装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、容器を保持可能な保持部を周縁に備える第１の回転体と第２の回転体を、回転軸同士を交差させて配置し、かつ、第１の回転体の回転軸と第２の回転体の回転軸を、互いに逆向きの方向に傾斜させる技術が記載されている。また、特許文献１には、第１の回転体と第２の回転体の周縁が最も近くなっている位置を、第１の回転体の保持部から第２の回転体の保持部に容器を受け渡す受渡し位置とすることが記載されている。そして、第１の回転体に、容器を供給する供給位置を設け、第２の回転体に、容器を搬出する搬出位置を設けている。

特開２００４−１８１７６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術では、容器を回転体の保持部と摺動支持部材の間で保持していた。そして、特許文献１に記載された技術では、容器を搬送させる際に、容器が摺動支持部材を摺擦しているため、容器に傷が付くおそれがあった。

上記の問題点を考慮し、容器に傷が付くことを防ぐことができる姿勢反転装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、姿勢反転装置は、容器を保持するチャック機構を有する反転ユニットと、搬送機構と、ガイドレールと、を備えている。搬送機構は、反転ユニットを搬送し、反転ユニットを搬送する搬送方向と直交する押出方向に反転ユニットを移動可能に支持する。ガイドレールは、反転ユニットを搬送方向に沿って移動可能に支持する。
反転ユニットは、円筒カム部材と、回転支持部と、ベース部材と、ユニット側カムフォロワと、を有している。円筒カム部材は、チャック機構が取り付けられ、円筒状に形成されると共に、外周面にカム溝が形成されている。回転支持部は、円筒カム部材の軸方向を押出方向と平行に支持し、かつ円筒カム部材を回転可能に支持する。ベース部材は、回転支持部が設けられ、搬送機構に摺動可能に支持されるスライド部材を有する。ユニット側カムフォロワは、ベース部材に設けられ、ガイドレールを摺動する。
搬送機構は、スライド部材を押出方向に摺動可能に支持する摺動支持部と、円筒カム部材のカム溝に摺動可能に係合する搬送側カムフォロワと、を有している。
ガイドレールは、搬送機構との押出方向における間隔が一定となる定常領域と、定常領域に連続して設けられ、搬送機構との押出方向における間隔が変化する反転領域と、を有している。

上記構成の姿勢反転装置によれば、容器を反転させる際に容器に傷が付くことを防止することができる。

第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置を示す概略構成図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置の反転ユニットを示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットの円筒カム部材を示すもので、図３Ａは側面図、図３Ｂは展開図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットの回転角度調整機構を示す斜視図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットのチャック機構を示す側面図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットのチャック機構を示す平面図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットのチャック機構の要部を示す説明図である。 第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置の反転ユニットの反転動作を示す側面図である。 第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置を示す概略構成図である。 第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置の反転ユニットを示す側面図である。 第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置における反転ユニットの円筒カム部材を示すもので、図１１Ａ及び図１１Ｂは側面図、図１１Ｃは展開図である。

以下、姿勢反転装置の実施の形態例について、図１〜図１１Ｃを参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。

１．第１の実施の形態例
１−１．姿勢反転装置の構成例
まず、図１〜図７を参照して姿勢反転装置の第１の実施の形態例（以下、「本例」という。）について説明する。
図１は、本例の姿勢反転装置を示す概略構成図である。

図１に示す装置は、例えば、シリンジ、アンプル、バイアル等の容器Ｓ１に薬液を充填する充填装置と、容器Ｓ１及び充填された薬液の状態を検査する検査装置の間に配置される姿勢反転装置である。そして、図１に示す姿勢反転装置１は、充填装置から供給された容器Ｓ１の姿勢を上下に１８０°に反転させて、検査装置に排出する。なお、また、姿勢反転装置１に容器Ｓ１が供給される際、容器Ｓ１には、薬液が充填されると共にガスケットも取り付けられている。

図１に示すように、姿勢反転装置１は、ホイール部材２と、ガイドレール３と、複数の反転ユニット４とを備えている。また、姿勢反転装置１は、第１チャック開閉部材７と、第２チャック開閉部材８とを備えている。

［ホイール部材］
ホイール部材２は、リング状に形成されている。このホイール部材２は、不図示の回転駆動機構により回転可能に支持されている。そして、ホイール部材２と回転駆動機構により搬送機構が構成される。また、ホイール部材２は、水平方向と略平行に配置される。

ホイール部材２には、複数のフォロワ支持部９と、複数の摺動支持部１０が設けられている。また、複数のフォロワ支持部９と複数の摺動支持部１０は、ホイール部材２の周方向に沿って間隔を空けて配置されている。そして、複数のフォロワ支持部９と、複数の摺動支持部１０は、姿勢反転装置１に設けられる複数の反転ユニット４と同じ数だけ設けられる。

図２は、反転ユニット４を示す側面図である。
図１及び図２に示すように、フォロワ支持部９と摺動支持部１０は、ホイール部材２の上下方向の上面部に設けられている。フォロワ支持部９は、ホイール部材２の上面部から上下方向の上方に向けて立設している。また、フォロワ支持部９には、搬送側カムフォロワ９ａが設けられている。搬送側カムフォロワ９ａは、フォロワ支持部９に回転可能に支持されている。そして、搬送側カムフォロワ９ａは、後述する反転ユニット４のカム溝に摺動可能に係合する。

フォロワ支持部９の近傍には、摺動支持部１０が設けられている。摺動支持部１０には、後述する反転ユニット４のスライド部材１３が摺動可能に係合する。摺動支持部１０がスライド部材１３の摺動させる方向は、ホイール部材２の法線方向と平行である。なお、ホイール部材２の周方向が反転ユニット４を搬送する搬送方向となる。さらに、ホイール部材２の法線方向は、反転ユニット４を搬送する搬送方向と直交している。すなわち、ホイール部材２の法線方向が押出方向である。

［ガイドレール］
ガイドレール３は、ホイール部材２の法線方向の内側に配置されている。ガイドレール３は、延在する方向の一端部と他端部が連結した無端状に形成されている。また、ガイドレール３は、定常領域３ａと、反転領域３ｂとを有している。

定常領域３ａは、円弧状に形成されている。定常領域３ａは、ホイール部材２と略同心円状に配置される。そして、定常領域３ａでは、ホイール部材２における法線方向での間隔が一定である。定常領域３ａの一端部と他端部から反転領域３ｂが連続して形成されている。反転領域３ｂは、略楕円状に形成されている。反転領域３ｂでは、ホイール部材２の周方向に沿ってホイール部材２における法線方向での間隔が連続して変化する。また、反転領域３ｂでは、ホイール部材２との間隔が定常領域３ａよりも狭くなる。

ガイドレール３の上下方向の上面部には、摺動溝５が形成されている。摺動溝５は、ガイドレール３が延在する方向に沿って連続して形成されている。この摺動溝５には、後述する反転ユニット４のユニット側カムフォロワ１４が摺動可能に係合される。

［チャック開閉部材］
第１チャック開閉部材７と第２チャック開閉部材８は、ホイール部材２の外周部に配置されている。そして、第１チャック開閉部材７と第２チャック開閉部材８は、ホイール部材２の外周面から略等しい距離に配置されている。また、第１チャック開閉部材７と第２チャック開閉部材８は、ホイール部材２の周方向に間隔を空けて配置されている。

第１チャック開閉部材７は、ホイール部材２の外周部において、保持した容器Ｓ１を排出する位置（排出位置）に配置されている。第２チャック開閉部材８は、ホイール部材２の外周において、充填装置から容器Ｓ１が供給される位置（供給位置）に配置されている。また、第１チャック開閉部材７及び第２チャック開閉部材８は、ガイドレール３における定常領域３ａに配置される。そして、第１チャック開閉部材７と第２チャック開閉部材８は、後述する反転ユニット４のチャック機構２１の開閉を行う。

［反転ユニット］
複数の反転ユニット４は、ガイドレール３とホイール部材２に移動可能に支持されている。具体的には、反転ユニット４は、ガイドレール３にその延在する方向に沿って移動可能に支持されている。また、反転ユニット４は、ホイール部材２にその法線方向に沿って移動可能に支持されている。そして、ホイール部材２が回転駆動することで、反転ユニット４は、ガイドレール３の摺動溝５に沿って循環移動する。また、複数の反転ユニット４は、ホイール部材２の周方向に沿って間隔を空けて放射状に配置される。

図２に示すように、反転ユニット４は、反転移動機構１１と、チャック機構２１とを有している。反転移動機構１１は、ベース部材１２と、スライド部材１３と、ユニット側カムフォロワ１４と、円筒カム部材１５と、第１回転支持部１６と、第２回転支持部１７と、回転角度調整機構３９とを備えている。

ベース部材１２は、矩形をなす略平板状に形成されている。ベース部材１２の上下方向の上面部には、第１回転支持部１６、第２回転支持部１７及び回転角度調整機構３９が設けられている。また、ベース部材１２の上下方向の下面部には、スライド部材１３と、ユニット側カムフォロワ１４が設けられている。

スライド部材１３は、ベース部材１２の長手方向の一端部に設けられており、ユニット側カムフォロワ１４は、ベース部材１２の長手方向の他端部に設けられている。スライド部材１３は、ホイール部材２に設けた摺動支持部１０に摺動可能に係合する。そして、スライド部材１３が摺動支持部１０を摺動することで、反転ユニット４は、ホイール部材２に対してホイール部材２の法線方向に移動する。

ユニット側カムフォロワ１４は、ベース部材１２の回転可能に取り付けられている。このユニット側カムフォロワ１４は、ガイドレール３の摺動溝５に摺動可能に係合する。そして、ユニット側カムフォロワ１４が摺動溝５を摺動することで、反転ユニット４は、ガイドレール３が延在する方向に沿って移動する。

第１回転支持部１６は、ベース部材１２の長手方向の一端部に設けられている。第１回転支持部１６は、第１軸受け部１６ａを有している。第１軸受け部１６ａは、後述する円筒カム部材１５の第１回転軸１８を回転可能に支持する。

第２回転支持部１７は、ベース部材１２の長手方向の他端部に設けられている。また、第２回転支持部１７は、ユニット側カムフォロワ１４よりも第１回転支持部１６側に配置されている。第２回転支持部１７は、第２軸受け部１７ａを有している。第２軸受け部１７ａは、後述する円筒カム部材１５の第２回転軸１９を回転可能に支持する。

図３Ａは、円筒カム部材１５を示す側面図、図３Ｂは、円筒カム部材１５の外周面を示す展開図である。なお、図３Ａ及び図３Ｂでは、調整カム３２を図示せずに示す。
図２及び図３Ａに示すように、円筒カム部材１５は、略円筒状に形成されている。円筒カム部材１５の軸方向の一端部には、第１回転軸１８が設けられており、円筒カム部材１５の軸方向の他端部には、第２回転軸１９が設けられている。また、図２に示すように、円筒カム部材１５の軸方向の他端部には、後述する回転角度調整機構３９の調整カム３２が設けられている。

第１回転軸１８は、第１軸受け部１６ａを貫通し、第１軸受け部１６ａに回転可能に支持されている。第１回転軸１８における第１軸受け部１６ａから貫通した部分には、チャック機構２１が取り付けられる。

第２回転軸１９は、調整カム３２を貫通し、円筒カム部材１５の軸方向の他側に向けて突出している。そして、第２回転軸１９は、第２軸受け部１７ａに回転可能に支持されている。そのため、円筒カム部材１５は、第１回転支持部１６と第２回転支持部１７によって回転可能に支持される。そして、円筒カム部材１５は、その軸方向が、スライド部材１３の摺動する方向、すなわちホイール部材２の法線方向と平行に支持される。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、円筒カム部材１５の外周面には、カム溝３１が形成されている。カム溝３１は、円筒カム部材１５の外周面から円筒カム部材１５の半径方向の中心に向けて凹んだ溝部である。図２に示すように、このカム溝３１には、搬送側カムフォロワ９ａが摺動可能に係合される。

図３Ｂに示すように、カム溝３１は、第１摺動部３１ａと、第２摺動部３１ｂと、第１合流部３１ｃと、第２合流部３１ｄとを有している。第１摺動部３１ａ、第２摺動部３１ｂ、第１合流部３１ｃ及び第２合流部３１ｄは、それぞれ２つずつ形成されている。

第１合流部３１ｃは、円筒カム部材１５の外周面において、円筒カム部材１５の軸方向の一端部に形成されている。第２合流部３１ｄは、円筒カム部材１５の外周面において、円筒カム部材１５の軸方向の他端部に形成されている。

第１摺動部３１ａと第２摺動部３１ｂは、第１合流部３１ｃと第２合流部３１ｄとを接続するように円筒カム部材１５の軸方向の一端部から他端部にかけて連続して形成されている。また、第１摺動部３１ａと第２摺動部３１ｂは、円筒カム部材１５の軸方向に対して傾斜しており、螺旋状に形成されている。

なお、第１摺動部３１ａと第２摺動部３１ｂは、第１合流部３１ｃから分岐し、異なる向きに傾斜している。２つの第１摺動部３１ａと、２つの第２摺動部３１ｂは、円筒カム部材１５の外周面において、円筒カム部材１５の周方向に沿って交互に形成されている。そして、第１摺動部３１ａと第２摺動部３１ｂは、それぞれ円筒カム部材１５の周方向に略９０°の範囲で形成されている。

第１摺動部３１ａは、第２合流部３１ｄにおいて第１合流部３１ｃから分岐した第２摺動部３１ｂとは異なる第２摺動部３１ｂと合流する。第２摺動部３１ｂは、第２合流部３１ｄにおいて第１合流部３１ｃから分岐した第１摺動部３１ａとは異なる第１摺動部３１ａと合流する。

なお、カム溝３１の形状は、上述した例に限定されるものではない。例えば、第２摺動部３１ｂを円筒カム部材１５の軸方向と平行に形成し、第１摺動部３１ａのみを円筒カム部材１５の軸方向に対して傾斜させてもよい。この場合、第１摺動部３１ａを円筒カム部材１５の周方向に略１８０°未満の範囲で形成してもよい。

カム溝３１を搬送側カムフォロワ９ａが摺動することで、円筒カム部材１５が回転する。なお、搬送側カムフォロワ９ａがカム溝３１における第１摺動部３１ａと第２摺動部３１ｂの分岐点に配置されたとき、搬送側カムフォロワ９ａがカム溝３１の分岐点に引っ掛かるおそれがある。または、搬送側カムフォロワ９ａが所望の第１摺動部３１ａ又は第２摺動部３１ｂに移動しないおそれがある。その結果、円筒カム部材１５の回転動作が安定して行われない可能性がある。そのため、本例の反転移動機構１１では、円筒カム部材１５の回転動作を安定して行うために、回転角度調整機構３９を設けている。

次に、回転角度調整機構３９について説明する。
図４は、回転角度調整機構３９を示す斜視図である。
図２及び図４に示すように、回転角度調整機構３９は、調整カム３２と、支持ブロック３４と、軸部３５と、調整カムフォロワ３６と、付勢部材３７とを備えている。調整カム３２は、円筒カム部材１５における軸方向の他端部に固定されている。調整カム３２は、略円板状に形成されている。調整カム３２における端面部３２ａには、周方向に沿って複数の凹部と凸部が形成されている。また、端面部３２ａに形成された凹部と凸部は、円筒カム部材１５の軸方向に対して傾斜している。

支持ブロック３４は、ベース部材１２の上下方向の上面部に固定されている。支持ブロック３４は、第１回転支持部１６と第２回転支持部１７の間に配置されている。また、支持ブロック３４は、ベース部材１２の長手方向の他端部において第２回転支持部１７の近傍に配置されている。

支持ブロック３４には、軸部３５が設けられている。また、軸部３５は、支持ブロック３４と第２回転支持部１７の間に配置されている。そして、軸部３５の軸方向は、円筒カム部材１５の軸方向及びスライド部材１３の摺動する方向と平行をなしている。

また、軸部３５には、調整カムフォロワ３６を支持するフォロワブロック３６ａが摺動可能に取り付けられている。フォロワブロック３６ａには、調整カムフォロワ３６が回転可能に支持されている。そして、調整カムフォロワ３６は、調整カム３２の端面部３２ａに接触している。

さらに、軸部３５には、付勢部材３７が取り付けられている。付勢部材３７は、第２回転支持部１７とフォロワブロック３６ａの間に介在される。そして、付勢部材３７は、フォロワブロック３６ａを第２回転支持部１７から離反する方向に付勢している。そして、フォロワブロック３６ａに設けられた調整カムフォロワ３６は、調整カム３２の端面部３２ａを押圧する。

上述したように、端面部３２ａに形成された凹部と凸部は、円筒カム部材１５の軸方向に対して傾斜している。そのため、調整カムフォロワ３６が調整カム３２の端面部３２ａを軸方向に沿って押圧することにより、調整カム３２及び円筒カム部材１５には、回転する力が発生する。これにより、円筒カム部材１５の回転角度を回転角度調整機構３９で調整することができる。

また、調整カムフォロワ３６が端面部３２ａの凹部から凸部に移動すると、搬送側カムフォロワ９ａは、カム溝３１における互いに対向する２つの壁面部のうち一方の壁面部から他方の壁面部に移動する。これにより、搬送側カムフォロワ９ａをカム溝３１における所望の壁面に当接させることができる。

その結果、搬送側カムフォロワ９ａがカム溝３１の分岐点に引っ掛かったり、搬送側カムフォロワ９ａが所望の第１摺動部３１ａ又は第２摺動部３１ｂに移動しなかったりすることを防ぐことができる。そして、円筒カム部材１５の回転動作を安定して行うことができる。

また、付勢部材３７としては、例えば圧縮コイルばねが適用される。なお、付勢部材３７としては、圧縮コイルばねに限定されるものではなく、例えば、板ばねやゴム等その他各種の弾性部材を用いてもよい。

［チャック機構］
次に、図５〜図７を参照してチャック機構２１について説明する。
図５は、チャック機構２１を示す側面図、図６は、チャック機構２１を示す平面図である。また、図７は、チャック機構２１の要部を示す図である。

図５及び図６に示すように、チャック機構２１は、保持ユニット２２と、２つの開閉ローラ２３、２３と、本体部２４と、２つの回動軸２５、２５と、開閉用付勢部材２６とを有している。

２つの開閉ローラ２３、２３は、接続軸部２３ａを介して連結される。すなわち、開閉ローラ２３は、接続軸部２３ａの軸方向の両端部に取り付けられている。また、接続軸部２３ａにおける軸方向の中間部には、係合支持部２３ｂが形成されている。そして、２つの開閉ローラ２３、２３は、本体部２４を間に挟んで上下方向で対向する。また、接続軸部２３ａは、後述する保持ユニット２２の第２保持部２２Ｂに取り付けられている。

本体部２４には、第１回転軸１８と嵌合する嵌合穴２４ｃが形成されている。また、本体部２４における嵌合穴２４ｃとは反対側の端部には、挿通凹部２４ａが形成されている。挿通凹部２４ａは、本体部２４における端部から嵌合穴２４ｃ側の端部に向けて凹んだ凹部である。この挿通凹部２４ａには、２つの開閉ローラ２３、２３を接続する接続軸部２３ａが挿通する。

また、本体部２４の内部には、第１ばね受け片２４ｂが設けられている。ばね受け片２４ｂには、開閉用付勢部材２６の一端部が取り付けられる。さらに、本体部２４には、保持ユニット２２が回動軸２５を介して回動可能に取り付けられている。

図６に示すように、保持ユニット２２は、第１保持部２２Ａと、第２保持部２２Ｂとを有している。また、第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂは、略Ｌ字状に形成されている。第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂは、それぞれ回動軸２５を介して本体部２４に回動可能に取り付けられている。回動軸２５は、第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂにおける屈曲部に配置されている。

第１保持部２２Ａと第２保持部２２Ｂは、挿通凹部２４ａ及び接続軸部２３ａを間に挟んで対向する。また、第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂは、それぞれ容器Ｓ１を保持する保持爪２２ｅを有している。

第１保持部２２Ａにおける回動軸２５を間に挟んで保持爪２２ｅとは反対側の端部には、係合受部２２ａが形成されている。係合受部２２ａは、接続軸部２３ａに設けた係合支持部２３ｂに回動可能に係合される。

第２保持部２２Ｂにおける回動軸２５を間に挟んで保持爪２２ｅとは反対側の端部には、接続軸部２３ａを支持する軸支持部２２ｂが形成されている。そして、接続軸部２３ａは、軸支持部２２ｂを上下方向に貫通している。

また、第２保持部２２Ｂにおける軸支持部２２ｂの近傍には、第２ばね受け片２２ｃが設けられている。第２ばね受け片２２ｃには、開閉用付勢部材２６の他端部が取り付けられている。開閉用付勢部材２６は、例えば、引っ張りコイルばねにより構成されている。開閉用付勢部材２６は、第２ばね受け片２２ｃを第１ばね受け片２４ｂに向けて付勢している。そのため、第２保持部２２Ｂの軸支持部２２ｂ及び接続軸部２３ａは、本体部２４における嵌合穴２４ｃ側に引き付けられる。

また、第１保持部２２Ａの係合受部２２ａも、係合支持部２３ｂを介して本体部２４における嵌合穴２４ｃ側に引き付けられる。その結果、第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂは、回動軸２５を中心に回動し、互いに保持爪２２ｅが接近する。

なお、開閉ローラ２３、２３が第１チャック開閉部材７又は第２チャック開閉部材８に当接すると、開閉ローラ２３、２３は、開閉用付勢部材２６の付勢力に抗して、本体部２４における嵌合穴２４ｃから離反する向きに移動する。開閉ローラ２３、２３が移動することで、接続軸部２３ａも挿通凹部２４ａに沿って本体部２４における嵌合穴２４ｃから離反する向きに移動する。

また、接続軸部２３ａが移動することで、第１保持部２２Ａ及び第２保持部２２Ｂは、回動軸２５を中心に、互いの保持爪２２ｅが離反する方向に回動する。これにより、チャック機構２１の保持ユニット２２が開く。

なお、開閉用付勢部材２６としては、引っ張りコイルばねに限定されるものではなく、例えば、板ばねやゴム等その他各種の弾性部材を適用できるものである。さらに、チャック機構２１としては、上述した構成に限定されるものではなく、第１チャック開閉部材７及び第２チャック開閉部材８によって開閉可能な構成であれば、その他各種の構成を適用できるものである。

１−２．姿勢反転装置の動作例
次に、上述した構成を有する姿勢反転装置１の動作例について、図１、図２及び図８を参照して説明する。
図８Ａ〜図８Ｄは、反転ユニット４の反転動作を示す側面図である。

図１に示すように、不図示の回転駆動機構が駆動すると、ホイール部材２が周方向に沿って回転する。なお、図１に示す例では、ホイール部材２は、時計回りに回転する。ホイール部材２が回転することで、反転ユニット４のユニット側カムフォロワ１４がガイドレール３の摺動溝５を摺動し、ホイール部材２により反転ユニット４は、ガイドレール３に沿って搬送される。

また、ユニット側カムフォロワ１４がガイドレール３の定常領域３ａを移動するとき、図８Ａに示すように、搬送側カムフォロワ９ａは、円筒カム部材１５のカム溝３１における第１合流部３１ｃに配置される。上述したように、定常領域３ａでは、ガイドレール３とホイール部材２との間隔は、一定であるため、スライド部材１３は、摺動支持部１０を摺動しない。そして、搬送側カムフォロワ９ａは、第１合流部３１ｃに留まる。そのため、反転ユニット４は、回転することなく、ガイドレール３に沿って移動する。

反転ユニット４が供給位置まで移動すると、チャック機構２１の開閉ローラ２３が第２チャック開閉部材８によって反転移動機構１１から離反する方向に押圧される。これにより、チャック機構２１の保持ユニット２２が開く。そして、不図示の充填装置から容器Ｓ１が反転ユニット４に供給される。また、反転ユニット４が第２チャック開閉部材８を通過すると、開閉ローラ２３は、開閉用付勢部材２６（図６参照）により反転移動機構１１に接近する方向に付勢される。そのため、チャック機構２１の保持ユニット２２が閉じられて、容器Ｓ１が保持ユニット２２によって保持される。

さらに、ホイール部材２が回転し、反転ユニット４がガイドレール３の反転領域３ｂまで移動すると、ガイドレール３とホイール部材２の間隔が狭まる。そのため、図８Ｂに示すように、スライド部材１３が摺動支持部１０を摺動し、反転ユニット４は、ホイール部材２の法線方向の外側に向けて押し出される。

また、反転ユニット４がホイール部材２の法線方向の外側に向けて移動することで、搬送側カムフォロワ９ａは、円筒カム部材１５のカム溝３１を摺動する。具体的には、搬送側カムフォロワ９ａは、第１合流部３１ｃから第１摺動部３１ａに移動する。

搬送側カムフォロワ９ａが第１摺動部３１ａを摺動することで、円筒カム部材１５及びチャック機構２１は、第１回転支持部１６及び第２回転支持部１７に支持されて、回転する。また、ガイドレール３とホイール部材２の間隔が最も狭まるとき、搬送側カムフォロワ９ａが第１摺動部３１ａを通過して第２合流部３１ｄまで到達する。そして、円筒カム部材１５及びチャック機構２１は、略９０°回転する。

さらに、ホイール部材２が回転し、反転ユニット４がガイドレール３に沿って移動すると、ガイドレール３とホイール部材２の間隔が徐々に広がる。そのため、図８Ｃに示すように、スライド部材１３が摺動支持部１０を摺動し、反転ユニット４は、ホイール部材２の法線方向の内側に向けて引き寄せられる。

また、搬送側カムフォロワ９ａは、第２合流部３１ｄから第２摺動部３１ｂに移動する。搬送側カムフォロワ９ａが第２摺動部３１ｂを摺動することで、円筒カム部材１５及びチャック機構２１は、第１回転支持部１６及び第２回転支持部１７に支持されて、回転する。そのため、円筒カム部材１５及びチャック機構２１は、ホイール部材２の法線方向の内側に向けて引き寄せられながら、略９０°回転する。

図８Ｄに示すように、搬送側カムフォロワ９ａが第２摺動部３１ｂを通過して第１合流部３１ｃまで到達すると、円筒カム部材１５及びチャック機構２１は、図８Ａに示す初期状態から１８０°回転する。そのため、チャック機構２１に保持された容器Ｓ１の姿勢は、上下に１８０°反転する。

さらに、ホイール部材２が回転すると、ユニット側カムフォロワ１４は、ガイドレール３の反転領域３ｂから定常領域３ａに移動する。また、反転ユニット４が排出位置まで移動すると、チャック機構２１の開閉ローラ２３が第１チャック開閉部材７によって押圧される。これにより、チャック機構２１の保持ユニット２２が開き、不図示の検出装置に容器Ｓ１を排出する。また、反転ユニット４が第１チャック開閉部材７を通過すると、チャック機構２１の保持ユニット２２が閉じられる。これにより、姿勢反転装置１における容器Ｓ１の搬送動作が完了する。

なお、円筒カム部材１５及びチャック機構２１が１８０°回転するため、チャック機構２１の本体部２４の向きを上下に１８０°反転する。そのため、本例では、開閉ローラ２３を本体部２４の上下にそれぞれ設けている。これにより、チャック機構２１の向きが上下に反転しても、開閉ローラ２３を確実に第１チャック開閉部材７及び第２チャック開閉部材８に押し当てることができる。

本例の姿勢反転装置１によれば、容器Ｓ１をチャック機構２１で保持した状態で、他の部材に摺擦することなく、反転させることができる。これにより、反転動作時に容器Ｓ１に傷が付くことを防止することができる。

さらに、円筒カム部材１５に形成したカム溝３１の形状を変更することで、円筒カム部材１５及びチャック機構２１が反転する速度を調整することができる。これにより、チャック機構２１によって保持された容器Ｓ１を反転させるための時間を比較的長く確保することができる。その結果、容器Ｓ１に充填された薬液が反転動作時に泡立つことを防止することができる。

また、ホイール部材２及びガイドレール３は、水平方向と略平行に配置されている。そのため、反転ユニット４を搬送する方向は、水平方向と平行になる。そして、反転ユニット４が水平方向と略平行に移動した状態で、円筒カム部材１５及びチャック機構２１が反転する。そのため、反転動作する際に、チャック機構２１及びチャック機構２１に保持された容器Ｓ１が水平方向と直交する上下方向に揺動することがない。これにより、容器Ｓ１を上下方向に揺れ動かすことなく反転させることができ、容器Ｓ１に充填された薬液が泡立つことを防ぐことができる。

また、本例の姿勢反転装置１では、円筒カム部材１５及びチャック機構２１を反転させる際に、反転ユニット４をホイール部材２の法線方向に沿って移動させている。これにより、反転動作時に、隣り合う２つの反転ユニット４、４のチャック機構２１に保持された容器Ｓ１が互いに干渉することを防ぐことができる。その結果、容器Ｓ１同士が干渉することで、容器Ｓ１に傷が付くことを防ぐことができる。

また、円筒カム部材１５及びチャック機構２１が１８０°回転すると、反転ユニット４におけるホイール部材２に対する位置が元に戻る。すなわち、容器Ｓ１を受け取る供給位置と容器Ｓ１を排出する排出位置におけるチャック機構２１とホイール部材２との間隔は、同じになる。そのため、供給位置で隣り合う２つの反転ユニット４、４のチャック機構２１の間隔ｔ１と、排出位置で隣り合う２つの反転ユニット４、４のチャック機構２１の間隔ｔ２は、同じ長さになる。すなわち、供給位置と排出位置でのチャック機構２１の移動速度は、変化しない。

これにより、供給位置と排出位置におけるチャック機構２１の状態を同じ状態にすることができる。その結果、容器Ｓ１が供給される充填装置の供給部及び容器Ｓ１を排出する検出装置に受け取り部の構造を同様な構造にすることができる。

なお、本例の姿勢反転装置１では、複数の反転ユニット４における反転移動機構１１の構造を全て同じ構造にした例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、隣り合う反転ユニット４のカム溝３１の形状を変更することで、円筒カム部材１５及びチャック機構２１が回転するタイミングをずらすことができる。

２．第２の実施の形態例
次に、姿勢反転装置の第２の実施の形態例について図９〜図１１Ｃを参照して説明する。
図９は、第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置の概略構成図、図１０は、第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置の反転ユニットを示す側面図である。図１１Ａ〜図１１Ｃは、反転ユニットの円筒カム部材を示すもので、図１１Ａ及び図１１Ｂは、側面図、図１１Ｃは、展開図である。

この第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置が、第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置１と異なる点は、ガイドレール及び反転ユニットの構成である。そのため、ここでは、ガイドレール及び反転ユニットについて説明し、第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置１と共通する部分には同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図９及び図１０に示すように、姿勢反転装置４１は、ホイール部材２と、ガイドレール４３と、複数の反転ユニット４４とを備えている。また、姿勢反転装置４１は、第１チャック開閉部材４７と、第２チャック開閉部材４８とを備えている。ホイール部材２には、複数のフォロワ支持部４９と、複数の摺動支持部５０が設けられている。フォロワ支持部４９には、搬送側カムフォロワ４９ａが設けられている。

ガイドレール４３は、ホイール部材２の法線方向の内側に配置されている。ガイドレール４３は、定常領域４３ａと、反転領域３ｂとを有している。定常領域４３ａは、円弧状に形成されており、ホイール部材２と略同心円状に配置される。反転領域４３ｂも円弧状に形成されており、ホイール部材２と略同心円状に配置される。なお、反転領域４３ｂは、定常領域４３ａよりもホイール部材２との間隔が狭くなっている。また、定常領域４３ａから反転領域４３ｂに向かうにつれてホイール部材２との間隔が連続して狭くなっている。

なお、ガイドレール４３の上下方向の上面部には、摺動溝４５が形成されている。摺動溝４５には、後述する反転ユニット４４のユニット側カムフォロワ５４が摺動可能に係合される。

第１チャック開閉部材７と第２チャック開閉部材８は、ホイール部材２の外周部に配置されている。第１チャック開閉部材７は、ガイドレール４３における反転領域４３ｂに配置されており、第２チャック開閉部材８は、ガイドレール４３における定常領域４３ａに配置されている。第１チャック開閉部材７からホイール部材２の外周面までの距離は、第２チャック開閉部材８からホイール部材２の外周面までの距離よりも長く設定されている。

複数の反転ユニット４４は、ガイドレール４３とホイール部材２に移動可能に支持されている。反転ユニット４４は、反転移動機構５１と、チャック機構２１とを有している。チャック機構２１の構成は、第１の実施の形態例にかかる反転ユニット４のチャック機構２１と同一であるため、その説明は省略する。

反転移動機構５１は、ベース部材５２と、スライド部材５３と、ユニット側カムフォロワ５４と、円筒カム部材５５と、第１回転支持部５６と、第２回転支持部５７とを備えている。スライド部材５３、ユニット側カムフォロワ５４、第１回転支持部５６及び第２回転支持部５７は、ベース部材５２に設けられている。

スライド部材５３は、ホイール部材２の摺動支持部５０に摺動可能に支持されている。ユニット側カムフォロワ５４は、ガイドレール４３の摺動溝４５に摺動可能に係合する。円筒カム部材５５は、略円筒状に形成されている。円筒カム部材５５は、第１回転軸５８と、第２回転軸５９とを有している。

第１回転軸５８は、第１回転支持部５６に設けた第１軸受け部５６ａに回転可能に支持されている。第１回転軸５８には、チャック機構２１が取り付けられている。第２回転軸５９は、第２回転支持部５７に設けた第２軸受け部５７ａに回転可能に支持されている。そのため、円筒カム部材５５は、第１回転支持部５６と第２回転支持部５７によって回転可能に支持されている。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、円筒カム部材５５を示す側面図、図１１Ｃは、円筒カム部材５５の外周面を示す展開図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、円筒カム部材５５の外周面には、カム溝６１が形成されている。図１０に示すように、カム溝６１には、搬送側カムフォロワ４９ａが摺動可能に係合される。図１１Ｃに示すように、カム溝６１は、円筒カム部材５５の軸方向の一端部から他端部にかけて連続して形成されている。また、カム溝６１は、円筒カム部材５５の軸方向に対して傾斜しており、螺旋状に形成されている。そして、カム溝６１は、円筒カム部材５５の周方向に略１８０°の範囲で形成されている。

次に、上述した構成を有する第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置４１の動作例について説明する。
図９に示すように、不図示の回転駆動機構が駆動すると、ホイール部材２が回転する。そして、ホイール部材２により反転ユニット４４は、ガイドレール４３に沿って搬送される。ユニット側カムフォロワ５４がガイドレール４３の定常領域４３ａを移動するとき、搬送側カムフォロワ４９ａは、図１０に示すように、カム溝６１における円筒カム部材５５の軸方向の一端部に配置される。

図９に示すように、反転ユニット４４が供給位置まで移動すると、第２チャック開閉部材８によりチャック機構２１の保持ユニット２２が開き、不図示の充填装置から容器Ｓ１が供給される。そして、反転ユニット４４が第２チャック開閉部材８を通過すると、チャック機構２１の保持ユニット２２が閉じられ、容器Ｓ１が保持ユニット２２によって保持される。

さらに、ホイール部材２が回転し、反転ユニット４４がガイドレール４３の反転領域４３ｂまで移動すると、ガイドレール４３とホイール部材２の間隔が狭まる。そして、スライド部材５３が摺動支持部１０を摺動し、反転ユニット４４は、ホイール部材２の法線方向の外側に移動する。また、反転ユニット４４がホイール部材２の法線方向の外側に向けて移動することで、搬送側カムフォロワ９ａは、円筒カム部材５５のカム溝６１を摺動する。そのため、円筒カム部材５５及びチャック機構２１は、第１回転支持部５６及び第２回転支持部５７に支持されて、回転する。

反転領域４３ｂの中間部においてガイドレール４３とホイール部材２の間隔が最も狭くなる。このとき、搬送側カムフォロワ９ａは、カム溝６１における円筒カム部材５５の軸方向の他端部に移動する。そのため、円筒カム部材５５及びチャック機構２１は、初期状態から１８０°回転し、チャック機構２１に保持された容器Ｓ１の姿勢は、上下に１８０°反転する。

さらに、ホイール部材２が回転すると、反転ユニット４４は、排出位置まで移動する。そして、チャック機構２１のチャック機構２１の開閉ローラ２３が第１チャック開閉部材７によって押圧され、チャック機構２１の保持ユニット２２が開く。これにより、不図示の検出装置に容器Ｓ１が排出される。また、反転ユニット４が第１チャック開閉部材７を通過すると、チャック機構２１の保持ユニット２２が閉じられる。

このように、第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置１では、反転ユニット４４がガイドレール４３の反転領域４３ｂに移動した状態で、容器Ｓ１を排出している。すなわち、反転ユニット４４がホイール部材２の法線方向の外側に押し出された状態で、容器Ｓ１を排出している。そのため、第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置４１では、供給位置で隣り合う２つの反転ユニット４４、４４のチャック機構２１の間隔ｔ３と、排出位置で隣り合う２つの反転ユニット４４、４４のチャック機構２１の間隔ｔ４は、異なる長さになる。

さらに、ホイール部材２が回転すると、反転ユニット４４は、ガイドレール４３の反転領域４３ｂから再び定常領域４３ａに移動する。そのため、ガイドレール３とホイール部材２の間隔が徐々に広がる。そして、スライド部材５３が摺動支持部１０を摺動し、反転ユニット４４は、ホイール部材２の法線方向の内側に向けて引き寄せられる。

また、搬送側カムフォロワ９ａは、再びカム溝６１を摺動し、カム溝６１における円筒カム部材５５の軸方向の他端部から一端部に向けて移動する。これにより、円筒カム部材５５及びチャック機構２１は、容器Ｓ１を反転させる際に回転した向きとは反対向きに１８０°回転する。その結果、反転ユニット４４は、ホイール部材２に対する位置が図１０に示す初期位置に戻る。

この第２の実施の形態例にかかる姿勢反転装置４１では、カム溝６１が分岐を有していない棒線状に形成されており、搬送側カムフォロワ９ａは、カム溝６１を往復移動している。そのため、搬送側カムフォロワ９ａが分岐点で引っ掛かるおそれがないため第１の実施の形態例にかかる反転移動機構１１のように、反転移動機構５１に回転角度調整機構３９を設ける必要がない。その結果、反転ユニット４４の部品点数を削減することができ、反転ユニット４４の構造の簡略化を図ることができる。

その他の構成は、上述した第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置１と同様であるため、それらの説明は省略する。このような構成を有する姿勢反転装置４１においても、上述した第１の実施の形態例にかかる姿勢反転装置１と同様の作用及び効果を得ることができる。

なお、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上述した実施の形態例では、搬送機構としてリング状のホイール部材を適用し、ガイドレールを無端状に形成し、反転ユニットを循環移動させる例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ガイドレールにおける一端部と他端部とを連結させずに、搬送機構によって反転ユニットを直線状に搬送させてもよい。

なお、本明細書において、「平行」及び「直交」等の単語を使用したが、これらは厳密な「平行」及び「直交」のみを意味するものではなく、「平行」及び「直交」を含み、さらにその機能を発揮し得る範囲にある、「略平行」や「略直交」の状態であってもよい。

１…姿勢反転装置、 ２…ホイール部材、 ３…ガイドレール、 ３ａ…定常領域、 ３ｂ…反転領域、 ４…反転ユニット、 ５…摺動溝、 ７…第１チャック開閉部材、 ８…第２チャック開閉部材、 ９…フォロワ支持部、 ９ａ…搬送側カムフォロワ、 １０…摺動支持部、 １１…反転移動機構、 １２…ベース部材、 １３…スライド部材、 １４…ユニット側カムフォロワ、 １５…円筒カム部材、 １６…第１回転支持部（回転支持部）、 １６ａ…第１軸受け部、 １７…第２回転支持部（回転支持部）、 １７ａ…第２軸受け部、 １８…第１回転軸、 １９…第２回転軸、 ２１…チャック機構、 ２２…保持ユニット、 ２２ａ…係合受部、 ２２Ａ…第１保持部、 ２２ｂ…軸支持部、 ２２Ｂ…第２保持部、 ２２ｅ…保持爪、 ２３…開閉ローラ、 ２３ａ…接続軸部、 ２３ｂ…係合支持部、 ２４…本体部、 ２４ａ…挿通凹部、 ２４ｃ…嵌合穴、 ２５…回動軸、 ２６…開閉用付勢部材、 ３１…カム溝、 ３１ａ…第１摺動部、 ３１ｂ…第２摺動部、 ３１ｃ、３１ｄ…合流部、 ３２…調整カム、 ３２ａ…端面部、 ３４…支持ブロック、 ３５…軸部、 ３６…調整カムフォロワ、 ３６ａ…フォロワブロック、 ３７…付勢部材、 ３９…回転角度調整機構、 Ｓ１…容器

Claims (7)

1. 容器を保持するチャック機構を有する反転ユニットと、
   前記反転ユニットを搬送し、前記反転ユニットを搬送する搬送方向と直交する押出方向に前記反転ユニットを移動可能に支持する搬送機構と、
   前記反転ユニットを前記搬送方向に沿って移動可能に支持するガイドレールと、を備え、
   前記反転ユニットは、
   前記チャック機構が取り付けられ、円筒状に形成されると共に、外周面にカム溝が形成された円筒カム部材と、
   前記円筒カム部材の軸方向を前記押出方向と平行に支持し、かつ前記円筒カム部材を回転可能に支持する回転支持部と、
   前記回転支持部が設けられ、前記搬送機構に摺動可能に支持されるスライド部材を有するベース部材と、
   前記ベース部材に設けられ、前記ガイドレールを摺動するユニット側カムフォロワと、を有し、
   前記搬送機構は、
   前記スライド部材を前記押出方向に摺動可能に支持する摺動支持部と、
   前記円筒カム部材の前記カム溝に摺動可能に係合する搬送側カムフォロワと、を有し、
   前記ガイドレールは、
   前記搬送機構との前記押出方向における間隔が一定となる定常領域と、
   前記定常領域に連続して設けられ、前記搬送機構との前記押出方向における間隔が変化する反転領域と、を有する
   姿勢反転装置。
2. 前記搬送機構は、
   リング状に形成され、前記摺動支持部及び前記搬送側カムフォロワが設けられたホイール部材と、
   前記ホイール部材を回転可能に支持する回転駆動機構と、を有し、
   前記ガイドレールは、
   延在する方向の一端部と他端部が連結された無端状に形成される
   請求項１に記載の姿勢反転装置。
3. 前記反転領域では、前記搬送機構との前記押出方向における間隔が、前記定常領域での前記搬送機構との前記押出方向における間隔よりも狭く設定される
   請求項１に記載の姿勢反転装置。
4. 前記カム溝は、
   第１摺動部と、
   前記第１摺動部から分岐する第２摺動部と、
   前記円筒カム部材の軸方向の一端部と他端部に形成され、前記第１摺動部と前記第２摺動部が合流する合流部と、を有し、
   前記反転ユニットは、
   前記円筒カム部材の回転角度を調整する回転角度調整機構を有する
   請求項１に記載の姿勢反転装置。
5. 前記容器を排出する排出位置には、前記チャック機構の開閉を行う第１チャック開閉部材が設け、
   前記容器が供給される供給位置には、前記チャック機構の開閉を行う第２チャック開閉部材が設けられる
   請求項１に記載の姿勢反転装置。
6. 前記排出位置における前記搬送機構に対する前記反転ユニットの前記押出方向での位置と、前記供給位置における前記搬送機構に対する前記反転ユニットの前記押出方向での位置が同じ位置である
   請求項５に記載の姿勢反転装置。
7. 前記ガイドレールは、水平方向と平行に配置され、
   前記搬送方向及び前記押出方向は、前記水平方向と平行であり、
   前記反転ユニットは、水平方向と平行に移動する
   請求項１に記載の姿勢反転装置。

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