JP2020033172A - 容器受渡し装置並びに容器搬送機構 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気的な制御の必要が無く、装置の小型化・単純化を実現でき、しかも、容器の搬送を原因として製品不良を輩出することなく、確実に搬送することができ、高速動作も可能な容器受渡し装置を提供する。【解決手段】回転体１３、容器Ｂを保持・開放可能に構成された容器保持手段１６とこの容器保持手段１６を移動軌跡上に案内するカム機構の従節部２０とを有し、回転体１３に配設されてその軸回りを移動する容器搬送手段１５、容器搬送手段１５を回転体１３の回転軸に対して径方向に移動可能とするスライド機構２７、並びに、回転体１３の軸回りに設けられ、従節部２０を摺接させるカム機構の原節部３１を備え、原節部３１は、容器受渡し装置１の容器搬送ピッチが、容器Ｂの受取位置では上流の搬送手段１０２の容器搬送ピッチに対応し、容器Ｂの送出し位置では下流の搬送手段１０３の容器搬送ピッチに対応するように位置決めして形成されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、充填容器の搬送経路を構成する容器受渡し装置と、その容器受渡し装置を備える容器搬送機構に関する。

充填包装業界等においては、充填包装の複数の工程を経由させるように容器を搬送する一連の搬送経路を構成するようにして配置され、搬送経路上流側に配置された工程で処理された容器を受取り、下流側に配置された工程へ向けて送り出すように構成された、容器受渡し装置としてのホイールがその容器搬送機構に利用されている（特許文献１）。このホイールにおいては、容器を受け取る際の容器の搬送速度と搬送タイミング（以下、容器搬送ピッチという）と、容器を送出す際の容器搬送ピッチとが同一であることが条件となる。

そこで、出願人は、容器を受け取る際の容器搬送ピッチと、容器を送出す際の容器搬送ピッチとが異なる場合においても、確実に容器を搬送するべく、上流側に配置された工程に供される処理手段や搬送手段から搬送される容器搬送ピッチに同期追従して当該容器を受け取り、その後、下流側に配置された工程に供される処理手段や搬送手段の容器搬送ピッチに同期して当該容器を受け渡すように構成された、容器受渡し装置としてのピッチホイールを開発している（特許文献２）。

この特許文献２のピッチホイールは、同心軸上へ個別に回転自在に支承された複数本の把持部材（グリッパ）を備えており、各把持部材は数値制御可能なサーボモータ等の回転手段により搬送方向に任意に移動可能とされており、各把持部材は、上流側に配置された工程に供される処理手段や搬送手段から搬送される容器搬送ピッチをセンサで検出し、同期追従させながら当該容器を受け取り、その後、下流側に配置された工程に供される処理手段や搬送手段の容器搬送ピッチに同期させて当該容器を受け渡すようにタイミング調整されて構成されている。

特許第３５２２３９３号公報 特開２０１７−７１４７５号公報

しかしながら、この機構は、各把持部材が個別で移動するため各把持部材にサーボモータを搭載する必要があり、装置自体も構成が複雑で、高価となり、タイミング調整の制御もなかなか難しい。

また、把持した容器を下流側に配置された工程に供される処理手段や搬送手段の容器搬送ピッチに合わせるべく搬送する際に、その搬送スピードが極端に早くなる場合などには容器が揺れ、充填物が溢れることも危惧される。

本発明は、前記した問題点を解決するためになされたもので、電気的な制御の必要が無く、装置の小型化・単純化を実現でき、しかも、容器の搬送を原因として製品不良を輩出することなく、確実に搬送することができ、高速動作も可能な容器受渡し装置と、その容器受渡し装置を備える容器搬送機構を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するため、本発明の容器受渡し装置は、
容器に対する充填物の充填作業工程を経由する搬送経路を構成し、上流に配設された搬送手段を搬送される容器を受取位置で受取り、下流に配設された搬送手段の送出し位置へ受け渡す容器受渡し装置であって、
駆動源により所望の回転速度で回転する回転体、
容器を保持・開放可能に構成された容器保持手段と、容器保持手段を移動軌跡上に案内するカム機構の従節部とを有し、前記回転体に配設されて前記回転体の軸回りを移動する容器搬送手段、
前記容器搬送手段を前記回転体の回転軸に対して径方向に移動可能とするスライド機構、
並びに、
前記回転体の軸回りに設けられ、前記従節部を摺接させる前記カム機構の原節部
を備え、
前記原節部は、当該容器受渡し装置の容器搬送ピッチが、前記受取位置においては前記上流に配設された搬送手段における容器搬送ピッチに対応し、前記送出し位置においては前記下流に配設された搬送手段における容器搬送ピッチに対応するように位置決めして形成されていることを特徴とする。

本発明の送出し装置によれば、前記グリッパに把持された容器の搬送軌跡をカム機構を利用して変更することで、回転体（ピッチホイール）の回転により、上流に配設された搬送手段から容器を受取る際の容器搬送ピッチと、直下流に配設された搬送手段へ容器を受渡す際の容器搬送ピッチとを異ならせることが可能となる。

すなわち、回転体の回転軸とカム機構の原節部との径方向における距離寸法が短ければ、回転体の回転角に対する容器の移動量は小さくなり、容器搬送ピッチは狭く、逆に、前記距離寸法が長くなれば、回転体の回転角に対する容器の移動量は大きくなり、容器搬送ピッチは広くなる。この原理に基づき、前記原節部を回転軸周りに調整して設ければよい。

そして、この構成によれば、カム機構の原節部の形状のみを変更すれば、異なる容器搬送ピッチの搬送手段間に当該容器受渡し装置を介在させることで、特別な制御を要せずに容器搬送ピッチを上流に配設された搬送手段から容器を受取る際の容器搬送ピッチと、直下流に配設された搬送手段へ容器を受渡す際の容器搬送ピッチとに合わせるように調整することが可能となる。また、容器の搬送をカム機構を用いた水平方向の移動とすることで、容器を安定して搬送することができる。

また、本発明の容器受渡し装置は、前記回転体には、周方向に等角度で複数の前記容器搬送手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の容器受渡し装置によれば、前記容器搬送手段を複数備えることで、高速な容器の搬送が可能となる。

また、本発明の容器搬送機構は、上流に配設された搬送手段と、下流に配設された搬送手段との間に請求項１又は請求項２に記載の容器受渡し装置を配設し、容器に対する充填物の充填作業工程を経由する搬送経路を構成することを特徴とし、さらには、前記回転体の回転軸の周回りには、前記カムにより形成される容器の送出し搬送ピッチ領域が複数設けられ、各送出し搬送ピッチ領域において、下流側に配置された異なる搬送先へ分別搬送可能な搬送経路が連接されていることを特徴とする。

本発明の容器搬送機構によれば、簡単な構成で、容器の搬送を確実に実行することができ、しかも、下流側への搬送を複数経路に分けて行うことも可能となる。

このように、本発明の容器受渡し装置によれば、電気的な制御の必要が無く、装置の小型化・単純化を実現できる。また、容器の搬送を原因として製品不良を輩出することなく、確実に搬送することができ、しかも、高速動作も可能である。

また、径方向における距離が短ければ、回転体の回転角に対する容器の移動量が小さくなり、受渡しのスピードを落とすことが可能なため、受渡しを安定させることができる。

本発明の容器受渡し装置の実施形態の構成を示す説明図 図１の容器受渡し装置を備えた本実施形態の容器搬送機構の受取位置並びに送出し位置における、回転体の回転軸とカム機構の原節部との径方向における距離寸法を示す説明図 本発明の容器受渡し装置におけるグリッパヘッドの構成を示す説明図 本実施形態の容器搬送機構の別の実施形態を示す説明図（Ａ：平面図、Ｂ：正面図）

本実施形態の容器受渡し装置は、図１に示すように全体が構成されており、図２に示すように、上流に配設された搬送手段１０２を搬送される容器Ｂを受取位置ＩＰで受取り、下流に配設された搬送手段１０３の送出し位置ＯＰへ受け渡す容器搬送手段１５を備えた可変ホイールであり、容器Ｂに対する充填物の充填作業工程を経由する搬送経路を構成している。

具体的には、本実施形態の容器受渡し装置１は、ステージ１１から立設させた円筒状の支持部材１２内へ軸状の回転体１３が遊挿されており、回転体１３は支持部材１２に支承されつつ、ステージ１１内に配設された駆動源としてのサーボモータ１４により任意の回転速度で回転自在に配設されている。

回転体１３には、容器Ｂの受取位置ＩＰ及び送出し位置ＯＰにて１対のグリッパ１７を開閉して容器Ｂを把持可能に構成された容器保持手段としてのグリッパヘッド１６を備えた容器搬送手段１５が、ステー２６を介して固定されている。本実施形態においては、２つの容器搬送手段１５が回転体１３の軸回り（周回り）に等角度（１８０°）で設けられている。容器搬送手段１５並びにグリッパヘッド１６については後に詳述する。

各ステー２６は、下端を回転体１３の上端に設けられた天板１３ａに連接させて回転軸の軸方向へ垂直に延出する立上り部２６ａと、立上り部２６ａの上端に連接させて回転体１３の回転軸の径方向へ水平に延出する板状の水平部２６ｂとを有している。

水平部２６ａの下面にはレール部２８とライナー部２９とからなるスライド機構２７が設けられており、回転体１３の回転軸の径方向に延在させて配設させたレール部２８に沿って、ライナー部２９が移動自在とされており、このライナー部２９に容器搬送手段１５が、各グリッパヘッド１６の一対のグリッパ１７の先端開口部を回転体１３の回転軸の径方向に向けた状態でスライド移動するように接続されている。

容器搬送手段１５は、一対のグリッパ１７を開閉させる開閉機構を備えたグリッパヘッド１６を搭載する板状のヘッドベース１８と、ヘッドベース１８をステー２６から吊下げ保持する吊下部１９とから構成されている。そして、ヘッドベース１８には、容器保持手段１６を移動軌跡上に案内するカム機構の従節部を構成する従動ローラ２０の支持軸２１が下方へ延出させて配設されており、従動ローラ２０はこの支持軸２１により回転自在に軸支されている。

また、図３に示す様に、一対のグリッパ１７はそれぞれ回転軸２２をもってヘッドベース１８に鉛直軸回りに回動自在に支承されており、各回転軸２２には互いに噛合する歯車２３が固着され、一対のグリッパ１７が同期して容器Ｂを把持する把持位置と、容器Ｂを開放する開放位置とを開閉移動自在に形成されている。

ヘッドベースより１８下方に突出している一方の回転軸２２の下端部にはレバー（不図示）が固着されており、レバーの先端部には、容器受渡し装置１の固定側に形成されているカム（不図示）と係合するカムフォロア２４が回転自在に取付られており、本実施形態においては、カムフォロア２４をカムと係合・係合解除させることにより、容器Ｂの受取位置ＩＰおよび送出し位置ＯＰにおいて開閉動作するように構成されている。

そして、本実施形態の容器受渡し装置１は、ステージ１１には、回転体１３の回転軸の周りに設けられ、従動ローラ２０を摺接させて容器搬送手段１５を移動軌跡上に案内するカム機構の原節部としての溝カム３１が形成された溝カムベース３２と、その溝カムベース３２を支承するテーブル３３が配設されている。

溝カム３１は、容器受渡し装置１の容器搬送ピッチが、容器Ｂの受取位置ＩＰにおいては上流に配設された搬送手段１０２の容器搬送ピッチに対応し、送出し位置ＯＰにおいては下流に配設された搬送手段１０３の容器搬送ピッチに対応するように、溝カムベース３２に位置決めして形成される。

ここで、図２に示すように、本実施形態の容器受渡し装置１は、容器Ｂに対する充填物の充填作業工程における上流に配設された搬送手段１０２と、下流に配設された搬送手段１０３との間に介在させて配設されている。そして、この容器受渡し装置１を配設した本実施形態の容器搬送機構においては、上流に配設された搬送手段１０２の容器搬送ピッチは、下流側に配設された搬送手段１０３の容器搬送ピッチよりも長いものと仮定し、以下、説明する。

前述の様に、上流に配設された搬送手段１０２の容器搬送ピッチが、下流側に配設された搬送手段１０３の容器搬送ピッチよりも短い、本実施形態の容器搬送機構においては、容器受渡し装置１は自らの容器搬送ピッチも、受取位置においては上流に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて長くし、送出し位置においては下流に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて短くする必要がある。

よって、本実施形態において、容器受渡し装置１の溝カム３１の形状を、図２に示すように、容器Ｂの受取位置ＩＰに一対のグリッパを位置させる際の回転体１３の回転軸との間の距離寸法Ａを長く形成し、回転体１３の１回転角度に対する容器搬送手段の移動距離を長く設定して、上流側に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて容器搬送ピッチを広く（長く）するとともに、送出し位置に一対のグリッパを位置させる際の回転体１３の回転軸との間の距離寸法Ｂを短く形成し、回転体１３の１回転角度に対する容器搬送手段の移動距離を短く設定して、下流側に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて容器搬送ピッチを狭く（短く）する。

容器受渡し装置１の回転体１３は、サーボモータ１４を駆動させることにより、設定速度で一定方向へ回転するが、その際、回転体１３に設けられた容器搬送手段１５も一緒に回転する。容器搬送手段１５は回転体１３の回転軸の軸回りを回転するとともに、カム機構を構成する従動ローラ２０が溝カム３１内を摺動することで、スライド機構２７により回転体１３の回転軸から径方向へもスライド移動する。これにより、容器搬送手段１５は、受取位置ＩＰにおいては、上流側に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて容器搬送ピッチを広く（長く）する距離寸法Ａの位置に位置し、送出し位置においては、回転体１３の１回転角度に対する容器搬送手段の移動距離を短く設定して、下流側に配設された搬送手段の容器搬送ピッチに対応させて容器搬送ピッチを狭く（短く）する距離寸法Ｂの位置に位置することとなる。また、容器Ｂの受取位置ＩＰ並びに送出し位置ＯＰにおいては、容器受渡し装置１の固定側に形成されているカム（不図示）と、カムフォロア２３とを係合・係合解除させることにより、一対のグリッパ１７を開閉動作させ、容器Ｂの受渡しを行う。

このように構成された本実施形態の容器受渡し装置１並びに容器搬送機構１０１によれば、電気的な制御の必要が無く、小型化・単純化が叶い、また、複数の容器搬送手段１５を備えることで容器Ｂの高速搬送も可能となる。

さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できる。

例えば、本実施形態の容器受渡し装置１は２基の容器搬送手段１５を設けたが、容器搬送手段１５の配設数は２基に限らないし、その容器保持手段１６も、本実施形態のように、一対のグリッパ１７を有するグリッパヘッド１６に限らず、要は、容器Ｂを保持搬送可能な構成であればよい。

また、容器搬送手段１５は容器保持手段１６を吊下する構成に限ること無く、スライド機構２７も、容器搬送手段１５を吊下させた状態でスライド移動する構成に限らない。

また、容器搬送機構１０１においては、容器受渡し装置１から容器Ｂを送出す搬送経路は１経路のみに限らず、複数の搬送経路に振り分け搬送する構成とすることも可能である。すなわち、回転体１３の回転軸の周方向（軸回り）には、カム機構により形成される容器Ｂの送出し搬送ピッチ領域を複数設け、各送出し搬送ピッチ領域において、下流側に配置された異なる搬送先へ分別搬送可能に搬送経路を連接する。

具体的には、図４に示す様に、上流に配設された搬送手段１０４から受取った検査済みの容器Ｂを、その検査結果に応じて下流の２経路（良品の次工程への送出し経路１０６と、不良品の回収経路１０５）へ振り分け、かつ、その各々の搬送手段１０５，１０６へ容器を受渡す際の容器搬送ピッチに合わせて送出すように調整することも可能である。その場合、一対のグリッパ１７の開閉手段としては開閉アクチュエータを採用し、その駆動を制御する構成とすることで実現可能となる。

さらに、容器受渡し装置１の上流や下流に配設された搬送経路は、搬送装置として独立したものである必要はなく、例えば、充填工程、施蓋工程、シール工程、検査工程等をその円周上に配設したロータリー式充填装置の搬送経路等であってもよい。また、搬送経路は図４に示す様に、ライン状のベルトコンベア（符号１０５の搬送手段参照）であってもよい。

回転体１３を駆動しているサーボモータ１４は隣接する搬送手段とギヤにて連結させてもよい。

１ 容器受渡し装置
１１ ステージ
１２ 支持部材
１３ 回転体
１３ａ 天板
１４ 駆動源（サーボモータ）
１５ 容器搬送手段
１６ グリッパヘッド
１７ グリッパ
１８ ヘッドベース
１９ 吊下部
２０ 従動ローラ
２１ 支持軸
２２ 回転軸
２３ 歯車
２４ カムフォロア
２６ ステー
２６ａ 立上り部
２６ｂ 水平部
２７ スライド機構
２８ レール部
２９ ライナー部
３１ 溝カム
３２ 溝カムベース
３３ テーブル
３５ 従動ローラ
３６ 案内溝板
３７ 案内溝
１０１ 容器搬送機構
１０２，１０４ （上流側）搬送手段
１０３，１０５，１０６ （下流側）搬送手段
Ｂ 容器
ＩＰ 受取位置
ＯＰ 送出位置

Claims (4)

1. 上流に配設された搬送手段を搬送される容器を受取位置で受取り、下流に配設された搬送手段の送出し位置へ受け渡す容器受渡し装置であって、
   駆動源により所望の回転速度で回転する回転体、
   容器を保持・開放可能に構成された容器保持手段と、容器保持手段を移動軌跡上に案内するカム機構の従節部とを有し、前記回転体に配設されて前記回転体の軸回りを移動する容器搬送手段、
   前記容器搬送手段を前記回転体の回転軸に対して径方向に移動可能とするスライド機構、
   並びに、
   前記回転体の軸回りに設けられ、前記従節部を摺接させる前記カム機構の原節部
   を備え、
   前記原節部は、当該容器受渡し装置の容器搬送ピッチが、前記受取位置においては前記上流に配設された搬送手段における容器搬送ピッチに対応し、前記送出し位置においては前記下流に配設された搬送手段における容器搬送ピッチに対応するように位置決めして形成されていることを特徴とする容器受渡し装置。
2. 前記回転体には、周方向に等角度で複数の前記容器搬送手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の容器受渡し装置。
3. 上流に配設された搬送手段と、下流に配設された搬送手段との間に請求項１又は請求項２に記載の容器受渡し装置を配設し、容器に対する充填物の充填作業工程を経由する搬送経路を構成することを特徴とする容器搬送機構。
4. 前記回転体の回転軸の周回りには、前記カム機構により形成される容器の送出し搬送ピッチ領域が複数設けられ、各送出し搬送ピッチ領域において、下流側に配置された異なる搬送先へ分別搬送可能な搬送経路が連接されていることを特徴とする請求項３に記載の容器搬送機構。

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