JP2022115431A - 袋状容器処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排出位置において袋状容器を傷つけるおそれがなく、かつ取出しコンベヤ等の搬送設備を設けることなく袋状容器をケーシング位置へ取出すことができる袋状容器処理装置を提供する。
【解決手段】一対のグリッパ２０は、搬送経路に沿って移動可能に設けられ、袋状容器Ｐの両側部を把持する。移載機構は、排出位置に設けられ、袋状容器Ｐの把持する把持部６１を有する。排出位置において、一対のグリッパ２０が袋状容器Ｐの両側部を把持している状態で把持部６１が袋状容器Ｐを把持した後、一対のグリッパ２０が袋状容器Ｐの両側部を解放するとともに袋状容器Ｐの幅以上に離間するように移動し、移載機構が袋状容器Ｐを排出コンベヤへ移載する。
【選択図】図７

Description

本発明は、一対のグリッパにより把持された状態で搬送される袋状容器に対して種々の処理を施し、搬送ラインから取出して排出コンベヤへ移載する袋状容器処理装置に関する。

従来袋状容器処理装置として、一対のグリッパが袋状容器の両側部を把持した状態で、リニアモータにより駆動されて袋状容器を搬送ラインに沿って搬送するように構成されたものが知られている（特許文献１）。この袋状容器処理装置では、搬送ラインから排出コンベヤへ袋状容器を移載する排出位置において、袋状容器をグリッパから取出す際、一対のグリッパを大きく開放しないと、袋状容器とグリップ片が干渉して袋状容器が傷つくという問題があった。

また従来の袋状容器処理装置として、排出位置において一対のグリッパが開放して袋状容器を取出しコンベヤ上に落下させ、取出しコンベヤにより袋状容器を下流のケーシング位置まで搬送する構成も知られている（特許文献２）。この構成では、一対のグリッパは袋状容器が落下するのに十分なだけ開放すればよく、グリップ片が袋状容器を傷つけるおそれはない。

特開２０１８－１７２１４０号公報 特許第４２９０２９０号

特許文献２の装置によれば、排出位置において袋状容器とグリップ片が干渉するおそれはないが、袋状容器処理装置から、下流に設けられるケーシング位置まで搬送するための取出しコンベヤ等の搬送設備が必要となり、袋状容器処理システムの設置スペースが大きくなり、コストがかかるという問題がある。

本発明は、排出位置において袋状容器を傷つけるおそれがなく、かつ取出しコンベヤ等の搬送設備を設けることなく袋状容器をケーシング位置へ取出すことができる袋状容器処理装置を提供することを目的としている。

本発明に係る袋状容器処理装置は、搬送経路に沿って移動可能に設けられ、袋状容器の両側部を把持する一対の開閉可能なグリッパと、搬送経路における排出位置の近傍に設けられ、袋状容器を下流へと搬送する排出コンベヤと、排出位置に設けられ、袋状容器を把持する把持部を有する移載手段とを備え、排出位置において、一対のグリッパが袋状容器の両側部を把持している状態で把持部が袋状容器を把持した後、一対のグリッパが両側部を解放するとともに袋状容器の幅以上に離間するように移動し、移載手段が袋状容器を排出コンベヤへ移載することを特徴としている。

袋状容器処理装置はさらに、一対のグリッパのそれぞれにリニアモータの可動子を設けるとともに、搬送経路にリニアモータの固定子を複数設けてもよい。

本発明によれば、排出位置において袋状容器を傷つけるおそれがなく、かつ取出しコンベヤ等の搬送設備を設けることなく袋状容器をケーシング位置へ取出すことができる袋状容器処理装置を得ることができる。

本発明の一実施形態である袋状容器処理装置を示す平面図である。 一対のグリッパが袋状容器を把持した状態を示す斜視図である。 搬送レールに支持されたグリッパを示す側面図である。 供給ステーションの概略的な構成を示す側面図である。 移載機構を示す斜視図である。 移載機構が６個の袋状容器を集合させた状態を示す斜視図である。 移載機構が排出コンベヤ上のケースに袋状容器を収納する処理を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態である袋状容器処理装置を説明する。図１に示されるように、搬送レール１０は上方から見て細長い長円形を呈し、相互に平行に延びる２本の直線区間と、各直線区間の近接する端部同士を連結する２本の湾曲区間とを有する。直線区間には種々の処理ステーションＳ１～Ｓ８が配置され、袋状容器Ｐは、搬送レール１０に沿って搬送される間に、各処理ステーションＳ１～Ｓ８において所定の処理を施される。

搬送レール１０の直線区間の近傍には供給コンベヤ１１が設けられる。供給コンベヤ１１の上面には、多数の袋状容器Ｐが２列に整列されて載置され、各列の袋状容器Ｐは供給ステーションＳ１において一対のグリッパ２０に受け渡される。搬送レール１０には、袋状容器Ｐを把持する多数のグリッパ２０が設けられており、これらはリニアモータによって駆動される。すなわちグリッパ２０は搬送レール（搬送経路）１０に移動可能に設けられ、リニアモータの固定子は搬送レール１０に設けられ、リニアモータの可動子はグリッパ２０に設けられている。

各グリッパ２０はリニアモータにより相互に独立に駆動されるが、同期して間欠的に駆動され、ステーションＳ１～Ｓ７には４つのグリッパ２０が位置するように、図示しない制御手段によって制御される。４つのグリッパ２０は二対のグリッパ２０を構成し、一対のグリッパ２０が１つの袋状容器Ｐを把持する。グリッパ２０に把持された袋状容器Ｐは搬送レール１０に沿って搬送され、ステーションＳ１～Ｓ７に設けられた処理手段によって所定の処理を施され、排出位置にあるケーシングステーションＳ８まで搬送される。ケーシングステーションＳ８では、６個の袋状容器Ｐが等間隔に整列され、後述するように、排出コンベヤ１２上のケースＣへの収納処理すなわちケーシングが行われる。

供給ステーションＳ１では、図４を参照して後述するように、一対のグリッパ２０が開閉して袋状容器Ｐの両端部を把持し、印字ステーションＳ２まで袋状容器Ｐを搬送する。印字ステーションＳ２では、インクジェット（図示せず）によって袋状容器Ｐの外面に対し、印字が行われる。印字ステーションＳ２と開口ステーションＳ３の間には印字検査用カメラ（図示せず）が配置されており、このカメラにより得られた画像に基づいて、印字が正常であるか否かが判定される。印字不良が判定された袋状容器Ｐは、後述するリーク検査・リジェクトステーションＳ７において搬送経路からリジェクトされる。

開口ステーションＳ３には一対の吸盤（図示せず）が設けられており、これは第１および第２充填ステーションＳ４、Ｓ５において袋状容器Ｐに充填液を充填するための開口を形成するためである。具体的には、一対の吸盤は袋状容器Ｐに接近し、その上部に吸着して離間し、このとき一対のグリッパ２０の間隔が狭められ、これにより袋状容器Ｐの上部が開口する。

次いで袋状容器Ｐは搬送レール１０の湾曲区間を経由して他方の直線区間へ移動する。第１および第２充填ステーションＳ４、Ｓ５にはそれぞれ充填ノズル（図示せず）が設けられており、上部が開口された袋状容器Ｐは各充填ステーションＳ４、Ｓ５において所定量の充填液を充填される。充填処理を２回に分けて行うのは、グリッパ２０が各充填ステーションＳ４、Ｓ５において停止する時間を短くするためである。

充填処理が終了した袋状容器ＰはシールステーションＳ６に送られる。シールステーションＳ６では、各袋状容器Ｐを把持する一対のグリッパ２０の間隔が供給ステーションＳ１において把持したときとほぼ同じ間隔に戻される。これにより袋状容器Ｐの上部は閉鎖状態に定められ、シール手段（図示せず）によってシールが行われる。

リーク検査・リジェクトステーションＳ７では、シールステーションＳ６において袋状容器Ｐの上部が正常にシールされたか否かがシール検査装置（図示せず）によって検査される。またリーク検査・リジェクトステーションＳ７では、シールが異常であると判定された袋状容器Ｐと、印字ステーションＳ２における印字が不良であったと判定された袋状容器Ｐとが搬送経路から排出除去される。

リーク検査・リジェクトステーションＳ７における処理が完了した袋状容器Ｐは、湾曲区間を通って元の直線区間に搬送され、ケーシングステーションＳ８に到達する。ケーシングステーションＳ８は、搬送経路の最下流にある排出位置に設けられ、ここでは、６対のグリッパ２０すなわち６個の袋状容器Ｐが到達したとき、これらの袋状容器Ｐに対して排出コンベヤ１２への移載処理が行われる。排出コンベヤ１２は排出位置の近傍に設けられ、後述するように、６個の袋状容器Ｐが収納されたケースＣを下流へと搬送する。

図２、３を参照してグリッパ２０の構成を説明する。図２は、既に液体が充填された袋状容器Ｐの両側部Ｐ１、Ｐ２を一対のグリッパ２０によって把持した状態を示している。袋状容器Ｐが供給コンベヤ１１によって供給ステーションＳ１まで搬送されてきたとき、両側部Ｐ１、Ｐ２と底部はシールされているが、上部Ｐ３はシールされておらず、全体的に薄いシート状を呈する。図２は袋状容器Ｐの中に液体が充填され、シールステーションＳ６において上部Ｐ３がシールされた後の状態を示し、中央部は充填液により膨張している。

グリッパ２０は、扁平な両側部Ｐ１、Ｐ２を把持するための固定グリップ片２１と可動グリップ片２２を有する。固定グリップ片２１は、図３においてＬ字状を呈するベース３０の水平板部３１の上面に固定される。ベース３０の垂直板部３２は、後述するように搬送レール１０に移動自在に支持される。固定グリップ片２１はベース３０の水平板部３１にボルトによって固定され、水平板部３１から垂直上方に延びる。固定グリップ片２１には、水平方向に延びる２本のロッド２３、２４が摺動自在に貫通する。ロッド２３、２４は上下に配置され、固定グリップ片２１から突出する部分には可動グリップ片２２が固定される。可動グリップ片２２は固定グリップ片２１に対して、ベース３０および搬送レール１０とは反対方向に位置する。

ロッド２３、２４の可動グリップ片２２とは反対側の突出端にはブラケット２５が固定され、ブラケット２５にはカムフォロア２６が取付けられる。ロッド２３、２４において、固定グリップ片２１とブラケット２５の間にはスプリング２７、２８が設けられる。スプリング２７、２８は、可動グリップ片２２が固定グリップ片２１に当接する方向にロッド２３、２４を付勢する。

カムフォロア２６は供給ステーションＳ１とケーシングステーションＳ８に設けられたカム５０、５１に係合可能である。カム５０、５１はそれぞれ、シリンダ装置５２、５３によって進退動し、カムフォロア２６がカム５０、５１に押圧されることにより、可動グリップ片２２は、スプリング２７、２８に抗して固定グリップ片２１から離間する方向に変位する。すなわちグリッパ２０は、カム５０、５１が設けられない位置では常に、スプリング２７、２８によって閉鎖状態にあり、カム５０、５１が設けられた供給ステーションＳ１とケーシングステーションＳ８において、カム５０、５１が前進してカムフォロア２６を押圧したとき開放する。

図３に明示されるように、ベース３０の垂直板部３２には、コ字状断面を有する取付け部材３３が設けられる。取付け部材３３は垂直板部３２に密着する第１支持部３４と、第１支持部３４の上端から水平方向に延びる第２支持部３５と、第１支持部３４の下端から水平方向に延びる第３支持部３６とを有する。第１支持部３４にはリニアモータの可動子（マグネット）３７が取付けられ、可動子３７は搬送レール１０に沿って設けられたリニアモータの固定子（コイル）３８に対向する。固定子３８はベース４０の外周縁に沿って一定間隔毎に設けられ、ベース４０の外周縁の上面には上方案内板４１、またベース４０の外周縁の下面には下方案内板４２がそれぞれ設けられる。上方案内板４１と下方案内板４２は搬送経路に沿って延びる無端状の板部材であり、搬送レール１０は上方案内板４１の上面と下方案内板４２の下面にそれぞれ設けられる。

上方案内板４１に設けられた搬送レール１０には、第２支持部３５の下面に枢支された一対の水平ローラ４３が係合し、下方案内板４２に設けられた搬送レール１０には、第３支持部３６の上面に枢支された一対の水平ローラ４４が係合する。また上方案内板４１の下面には、第１支持部３４において可動子３７の上側に設けられた垂直ローラ４５が係合し、下方案内板４２の上面には、第１支持部３４において可動子３７の下側に設けられた垂直ローラ４６が係合する。したがってグリッパ２０の搬送経路に沿う移動は、水平ローラ４３、４４によって案内され、グリッパ２０の上下方向の変動は、上方案内板４１と下方案内板４２と垂直ローラ４５、４６によって抑制される。

図４を参照して、供給ステーションＳ１の構成と作用を説明する。袋状容器Ｐは供給コンベヤ１１の上面において、隣り合うもの同士が部分的に重合した状態で、供給ステーションＳ１まで搬送されてくる。供給ステーションＳ１には供給コンベヤ１１上の袋状容器Ｐを１つずつ取り上げてグリッパ２０へ受け渡す供給機構が設けられる。供給機構は袋状容器Ｐを吸着する吸盤５４を有し、吸盤５４は回動自在に設けられた供給アーム５５の先端に設けられる。

供給アーム５５は吸盤５４が供給コンベヤ１１上の袋状容器Ｐに当接する垂直位置から、吸盤５４がグリッパ２０に近接する水平位置まで、約９０度回動する。吸盤５４が垂直下方を向いた状態では、吸盤５４には負圧が供給され、袋状容器Ｐは吸盤５４に吸着される。供給アーム５５が水平状態まで回転変位して袋状容器Ｐが持ち上げられるとき、シリンダ装置５２が駆動されてグリッパ２０が開放し、袋状容器Ｐは固定グリップ片２１と可動グリップ片２２の間に挿入される。次いでグリッパ２０が閉鎖して袋状容器Ｐの両側部Ｐ１、Ｐ２を把持すると、吸盤５４の負圧が解放され、供給アーム５５は再び垂直下方へ回動し、吸盤５４は供給コンベヤ１１上の次の袋状容器Ｐに当接する。

図５を参照して、排出位置に設けられる移載機構（移載手段）６０の構成を説明する。移載機構６０は６個の袋状容器Ｐを同時に把持できるよう、６個の把持部６１を有している。把持部６１は、袋状容器Ｐの一対のグリッパ２０の間を把持することができる。６個の把持部６１は、第１支持部材６２に設けられる３個の把持部６１からなる第１のグループと、第２支持部材６３に設けられる３個の把持部６１からなる第２のグループとに分かれ、各グループは相互に独立に制御される。

以下の説明において、搬送レール１０の直線区間に垂直な方向をＸ方向、直線区間に平行な方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向と呼ぶ。第１および第２支持部材６２、６３はＹ方向に平行な状態を保ちつつ、Ｘ、ＹおよびＺ方向に移動するように制御される。次に、第１および第２支持部材６２、６３をＸ、ＹおよびＺ方向に移動させるための構成を説明する。

フレーム７０は排出位置に設置された固定枠（図示せず）に取付けられ、フレーム７０の上面には、Ｘ方向に延びる一対のＸレール７１、７２が設けられる。各Ｘレール７１、７２にはＸ方向可動部材７３、７４が掛け渡される。Ｘ方向可動部材７３、７４はＹ方向に延び、相互に一定間隔を保ってＸレール７１、７２に沿って移動可能である。フレーム７０において、各Ｘレール７１、７２の近傍にはそれぞれ、Ｘ方向可動部材７３、７４を移動させるためのＸ方向駆動機構７５とサーボモータ７６が設けられる。

Ｘ方向可動部材７３、７４には、Ｙ方向可動部材７７、７８がそれぞれ設けられ、Ｙ方向可動部材７７、７８はＸ方向可動部材７３、７４に沿ってＹ方向に移動可能である。またＸ方向可動部材７３、７４にはそれぞれ、Ｙ方向可動部材７７、７８をＹ方向に移動させるためのＹ方向移動用リニアモータ７９が設けられる。Ｙ方向可動部材７７、７８には昇降用リニアモータ８０、８１が設けられ、昇降用リニアモータ８０、８１の下端に取付けられた連結部材８２、８３には第１および第２支持部材６２、６３がそれぞれ連結される。

Ｘ方向駆動機構７５、Ｙ方向移動用リニアモータ７９、昇降用リニアモータ８０、８１は相互に独立に制御され、第１のグループの３個の把持部６１と、第２のグループの３個の把持部６１は相互に独立に、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向に移動可能である。

第１のグループにおいて、中央の把持部６１は常に第１支持部材６２の中央に固定されているが、左右の２つの把持部６１、６１は変位可能である。このため第１支持部材６２の上側の両端にはプーリ８５、８６が設けられるとともに、プーリ８５、８６には無端状ベルト８７が掛け回され、左側の把持部６１は無端状ベルト８７の例えば上側に連結され、右側の把持部６１は無端状ベルト８７の例えば下側に連結される。無端状ベルト８７は拡縮用サーボモータ８８により駆動されて回動し、無端状ベルト８７が回動することにより、左右の把持部６１、６１は第１支持部材６２に沿って、相互に反対方向に変位し、中央の把持部６１に対して接離する。

第２のグループも第１のグループと同じ構成を有し、中央の把持部６１は常に第２支持部材６３の中央に位置しており、左右の２つの把持部６１、６１は、無端状ベルト８９（図６）が拡縮用サーボモータ９０により駆動されて回動し、中央の把持部６１に対して接近する方向または離間する方向に変位可能である。

第１のグループにおいて、各把持部６１は開閉用シリンダ９１によって開閉駆動される。開閉用シリンダ９１は連結部材９２に設けられた回転用サーボモータ９３の出力軸に取付けられ、連結部材９２は第１支持部材６２または無端状ベルト８７に連結される。すなわち中央の把持部６１は連結部材９２を介して第１支持部材６２に連結され、左右の把持部６１は連結部材９２を介して無端状ベルト８７に連結される。

第２のグループも第１のグループと同じ構成を有し、中央の把持部６１は連結部材９２を介して第２支持部材６３に連結され、左右の把持部６１は連結部材９２を介して無端状ベルト８９に連結される。各把持部６１は、連結部材９２に設けられた開閉用シリンダ９１によって開閉駆動され、開閉用シリンダ９１は連結部材９２に設けられた回転用サーボモータ９３の出力軸に取付けられる。

各把持部６１において、開閉用シリンダ９１は相互に独立に制御可能であるが、本実施形態では同時に駆動され、各把持部６１は同期して開閉する。また各回転用サーボモータ９３は相互に独立に制御可能であるが、本実施形態では同時に駆動され、各把持部６１は回転用サーボモータ９３の出力軸周りに、相互に同じ角度だけ回転変位する。

図６は、袋状容器Ｐを排出コンベヤ１２上のケースＣに収納するために、６個の袋状容器Ｐを集合させた状態を示している。この図に示すように、第１支持部材６２において、３つの袋状容器Ｐは上方から見て反時計方向に約３０度回転し、両側に位置する２つの袋状容器Ｐが中央の袋状容器Ｐに当接している。第２支持部材６３の袋状容器Ｐも同様に、反時計方向に回転した状態で中央に集合している。第１および第２支持部材６２、６３は並列して近接しており、６個の袋状容器Ｐは、３個の袋状容器Ｐから成る２つの列が相互に密着し、集合している。

図７を参照して、排出位置において、移載機構６０が搬送レール１０に支持されたグリッパ２０から袋状容器Ｐを受取り、ケーシング位置すなわち排出コンベヤ１２（図１）上のケースＣに収納する処理を説明する。

図７（ａ）の状態は、６個の袋状容器ＰがケーシングステーションＳ８すなわち排出位置に到達したときを示し、各対のグリッパ２０は袋状容器Ｐの両側部を把持し、また各袋状容器Ｐは搬送レール１０に沿って等間隔に配置されている。図７（ｂ）の状態では、移載機構６０（図５）の第１および第２支持部材６２、６３がグリッパ２０側に接近し、６個の把持部６１が対応する袋状容器Ｐの上縁部を把持している。図７（ｃ）の状態では、シリンダ装置５３が駆動されることにより各グリッパ２０が開放して、各袋状容器Ｐは把持部６１のみにより把持されることとなる。

このように把持部６１が袋状容器Ｐを把持した後、図７（ｄ）の状態では、全てのグリッパ２０が袋状容器Ｐの両側部を解放するとともに、１つの袋状容器Ｐを把持していた一対のグリッパ２０が袋状容器Ｐの幅以上に離間するように移動する。図７（ｅ）の状態では、第１および第２支持部材６２、６３が搬送レール１０から離間して排出コンベヤ１２側へ移動する。このとき第１支持部材６２は第２支持部材６３よりも大きく移動し、各支持部材６２、６３において、両側の把持部６１が中央の把持部６１に接近し、また全ての把持部６１が鉛直軸周りに回転変位する。

図７（ｆ）の状態では、第１および第２支持部材６２、６３が搬送レール１０に沿って移動するとともに、相互に接近する。また、第１および第２支持部材６２、６３において、両側の把持部６１が中央の把持部６１に接近する。これにより、６個の袋状容器Ｐは隣り合うもの同士が互いに密着してコンパクトに集合し、この状態で排出コンベヤ１２へ移載され、ケースＣ内に収納される。一方、搬送レール１０の排出位置には、次にケーシングが行われる６個の袋状容器Ｐが搬送されてきている。

以上のように本実施形態では、排出位置において、袋状容器Ｐを排出コンベヤ１２側に移送する前に、一対のグリッパ２０が袋状容器Ｐの両側部を解放するとともに、袋状容器Ｐの幅以上に間隔を空けるので、グリッパ２０が袋状容器Ｐに干渉するおそれがなく、袋状容器Ｐを傷つけるおそれがない。グリッパ２０が袋状容器Ｐの両端部を解放するときの固定グリップ片２１と可動グリップ片２２の開度は、各グリップ片２１、２２が袋状容器Ｐに接触しない程度でよい。したがってグリッパ２０を開放させるためのシリンダ装置５２、５３を極力小型化することができる。

また移載機構６０の把持部６１が複数の袋状容器Ｐをコンパクトに纏めて、直接排出コンベヤ１２側に移載するので、取出しコンベヤ等の搬送設備を設けることなく袋状容器ＰをケースＣ内に収納することができ、袋状容器処理装置の全体構成を簡単にすることができる。

１０ 搬送レール（搬送経路）
１２ 排出コンベヤ
２０ グリッパ
６０ 移載機構（移載手段）
６１ 把持部
Ｐ 袋状容器

Claims (2)

1. 搬送経路に沿って移動可能に設けられ、袋状容器の両側部を把持する一対の開閉可能なグリッパと、
   前記搬送経路における排出位置の近傍に設けられ、袋状容器を下流へと搬送する排出コンベヤと、
   前記排出位置に設けられ、袋状容器を把持する把持部を有する移載手段とを備え、
   前記排出位置において、前記一対のグリッパが袋状容器の両側部を把持している状態で前記把持部が袋状容器を把持した後、前記一対のグリッパが前記両側部を解放するとともに袋状容器の幅以上に離間するように移動し、前記移載手段が袋状容器を排出コンベヤへ移載することを特徴とする袋状容器処理装置。
2. 前記一対のグリッパのそれぞれにリニアモータの可動子を設けるとともに、前記搬送経路にリニアモータの固定子を複数設けたことを特徴とする請求項１に記載の袋状容器処理装置。

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