JP2024056450A - 開閉式グリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】簡略な構成で搬送方向に対してグリッパの向きを前後させることができる開閉式のグリッパを提供する。
【解決手段】開閉式グリッパは、同じ軸心に回動可能に配置された１対のグリッパ片１８Ａ、１８Ｂと、グリッパ片１８Ａ、１８Ｂをお互いに接近する方向へ付勢する付勢部材４０と、１対のグリッパ片１８Ａ、１８Ｂのそれぞれに接続されたカムフォロア３４Ａ、３４Ｂと、カムフォロア３４Ａと係合してカムフォロア３４Ａを作動させる第１カム３８と、カムフォロア３４Ｂと係合してカムフォロア３４Ｂを作動させる第２カムとを備える。１対のグリッパ片１８Ａ、１８Ｂを開閉する際には、カムフォロア３４Ａ、３４Ｂの両方を作動させ、１対のグリッパ片１８Ａ、１８Ｂを揺動させる際には、カムフォロア３４Ａのみを作動させる。
【選択図】図４

Description

本発明は、容器を把持・搬送する開閉式のグリッパに関する。

容器を搬送しながら充填やキャッピングなどの処理を行うシステムでは、各回転ホイールに設けられたグリッパによって容器のフランジの上下を交互に把持しながら容器を搬送する容器処理システムが知られている。フランジの上方を把持する回転ホイールのグリッパには、カムとカムフォロアなどの開閉機構を用いた開閉式グリッパが採用され、フランジの下方を把持する回転ホイールのグリッパには、スプリングで常時閉じる方向に付勢されている板ばね式グリッパが採用されている。また、このような容器処理システムにおいて、搬送中の容器のピッチを変更する等の目的で、板ばね式のグリッパを回転可能とし、カムやギヤ等の機構を用いて板ばね式のグリッパを揺動する構成も提案されている（特許文献１、２参照）。

特許第４０２６８６１号公報 特許第６３０６４０９号公報

しかし、引用文献１、２等において揺動可能なグリッパは、板ばね式のグリッパに限定されているため、開閉式のグリッパを備えた回転ホイールで開閉式のグリッパを揺動させることができず、板ばね式のグリッパを備えた回転ホイールを後続に配置して板ばね式のグリッパを揺動させていた。このように、グリッパを揺動させるための回転ホイールが限定されてしまい、システム設計の自由度が制限される。

本発明は、簡略な構成で搬送方向に対してグリッパの向きを前後させることができる開閉式のグリッパを提供することを目的とする。

本発明の開閉式グリッパは、同じ軸心に回動可能に配置された１対のグリップ片と、前記グリップ片をお互いに接近する方向へ付勢する付勢手段と、前記１対のグリップ片のそれぞれに接続された第１カムフォロアおよび第２カムフォロアと、前記第１カムフォロアと係合して前記第１カムフォロアを作動させる第１カムと、前記第２カムフォロアと係合して前記第２カムフォロアを作動させる第２カムとを備え、前記１対のグリップ片を開閉する際には、前記第１カムフォロアと第２カムフォロアの両方を作動させるとともに、前記１対のグリップ片を揺動させる際には、前記第１カムフォロアと第２カムフォロアの一方のみを作動させることを特徴としている。

本発明によれば、簡略な構成で搬送方向に対してグリッパの向きを前後させることができる開閉式のグリッパを提供することができる。

本発明の一実施形態である開閉式グリッパを採用した容器処理システムの一部の構成の配置を示す平面図である。 外面殺菌領域において開閉式グリッパにより把持される容器の搬送方向からの矢視図である。 内面殺菌領域において開閉式グリッパにより把持される容器の搬送方向からの矢視図である。 容器を把持する殺菌ホイールの開閉式グリッパの構成を示す斜視図である。 容器を把持する開閉式グリッパ周辺の縦断面図である。 受渡位置において開放されるグリッパの構成を示す平面図である。 図６のグリッパの構成を便宜的に左右に分離して示す平面図である。 第１カムに沿って移動するグリッパの５カ所における姿勢を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である開閉式グリッパを採用した容器処理システムの一部の構成の配置を示す平面図である。

本実施形態の容器処理システム１０は、例えば搬送される容器Ｖに液体の充填処理やキャッピング処理を行うシステムである。容器Ｖは例えば首部にフランジＶｆを備えるボトルであり（図２参照）、回転ホイールの外周部に沿って設けられる各グリッパによりフランジＶｆの上部または下部が把持されて搬送される。容器Ｖは回転ホイール間で受け渡され、受渡においてグリッパにより把持されるフランジＶｆの上下の位置が交互に切り替えられる。なお、フランジＶｆの下側は板ばね式グリッパにより把持され、フランジＶｆの上側は開閉式グリッパ１８により把持される。

容器処理システム１０は、例えば容器Ｖの殺菌を行うための殺菌ホイール１４を備える。図１に示されるように、殺菌ホイール１４には供給ホイール１２から容器Ｖが受け渡され、外周に沿って移動される間に容器Ｖの殺菌処理が施された後、排出ホイール１６へと受け渡される。本実施形態の殺菌ホイール１４では、外面殺菌領域Ａ１において容器外側の殺菌（外面殺菌）が行われるとともに、内面殺菌領域Ａ２において容器内側の殺菌（内面殺菌）が行われる。外面殺菌、内面殺菌の順序や回数は任意であるが、本実施形態の殺菌ホイール１４では、外面殺菌を１回行った後、内面殺菌を２回行っている。

図２は、開閉式グリッパ１８により把持される容器Ｖの外面殺菌領域Ａ１における搬送方向からの矢視図である。図２には、容器Ｖを把持する開閉式グリッパ１８と、フード２０（断面図）と、過酸化水素ガスなどの殺菌ガスを噴射する殺菌ガス供給パイプ２２の配置が示される。なお、フード２０は、外面殺菌領域Ａ１から２ヶ所の内面殺菌領域Ａ２に亘って殺菌ホイール１４の外周に配置される。

外面殺菌領域Ａ１において、開閉式グリッパ１８は殺菌ホイール１４の径方向外側に向けて配置され、容器ＶはフランジＶｆ上部を開閉式グリッパ１８によって把持されて殺菌ホイール１４の外周に沿って搬送される。外面殺菌領域Ａ１には、略Ｃ字型に屈曲された殺菌ガス供給パイプ２２が配置され、開閉グリッパ１８に把持される容器Ｖは、Ｃ字型の殺菌ガス供給パイプ２２内を搬送される。殺菌ガス供給パイプ２２の内側には、搬送される容器Ｖに向けて殺菌ガスを噴射する複数の外面殺菌ノズル２２Ａ～２２Ｅが設けられる。なお、外面殺菌ノズル２２Ａ～２２Ｅは、殺菌供給パイプ２２内を搬送される容器Ｖの外面全体が殺菌ガスに曝されるように配置される。

また、外面殺菌領域Ａ１において殺菌ガス供給パイプ２２の外側には、殺菌ガス供給パイプ２２を外側、下側、内側の３方から取り囲むように略Ｊ字型の断面形状を有するフード２０が搬送経路に沿って配置される。これにより外面殺菌ノズル２２Ａ～２２Ｅから容器Ｖに向けて噴射された殺菌ガスは周囲に拡散することが防止される。

図３は、内面殺菌領域Ａ２において開閉式グリッパ１８に把持される容器Ｖの搬送方向からの矢視図であり、容器Ｖを把持する開閉式グリッパ１８と、フード２０（断面図）と、過酸化水素ガスなどの殺菌ガスを容器Ｖの口部Ｖｍから容器内へと噴射する内面殺菌ノズル２４の配置が示される。

内面殺菌ノズル２４は、搬送される容器Ｖの口部Ｖｍの略中央真上に来るように配置され、内面殺菌領域Ａ２を正立状態で搬送される容器Ｖの内部には、口部Ｖｍを通して上方から殺菌ガスが噴射される。なお、搬送される容器Ｖは、フード２０により外側、下側、内側の３方が取り囲まれる。

図４は、容器Ｖを把持する殺菌ホイール１４の開閉式グリッパ１８の構成を示す斜視図であり、図５は、容器Ｖを把持する開閉式グリッパ１８周辺の縦断面図である。

内面殺菌領域Ａ２における内面殺菌ノズル２４による容器Ｖ内への殺菌ガスの注入は、容器Ｖの口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下に位置する間のみ行える。そのため殺菌ホイール１４の回転速度を上げ、容器Ｖの処理速度を高めると、容器Ｖの口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下を通過する時間が短くなり、十分な殺菌ガスを容器Ｖ内に供給することができない。本実施形態では、容器Ｖを把持する開閉式グリッパ１８を揺動させることで、搬送される容器Ｖの口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下に位置する時間を延ばし、容器Ｖに十分な殺菌ガスが供給されるようにする。すなわち、内面殺菌ノズル２４の上流側では開閉式グリッパ１８を前進させ、内面殺菌ノズル２４の下流側では開閉式グリッパ１８を後退させる。

図４に示されるように、開閉式グリッパ１８は、一対のグリッパ片１８Ａ、１８Ｂを備える。グリッパ片１８Ａ、１８Ｂの基部は、上下に重ねられて同一の回転軸２６周りに同軸的に回転可能とされる。なお、容器Ｖの首部を把持するためのグリッパ片１８Ａ、１８Ｂの先端側は、同じ高さで互い違いに配置される。

回転軸２６は、円筒軸２６Ａと、円筒軸２６Ａ内に回転自在に嵌装される中心軸２６Ｂとの二重構造とされる。円筒軸２６Ａは、上下に配置された支持部材２８Ａ、２８Ｂにより上下２カ所で軸支される。支持部材２８Ａ、２８Ｂは連結部材３０により連結され、殺菌ホイール１４の回転体とともに一体的に回転される。

中心軸２６Ｂの上端部および下端部は、円筒軸２６Ａの上端部および下端部から突出し、中心軸２６Ｂの下端部にはレバー３２Ｂが取り付けられ、上端部にはグリッパ片１８Ｂの基端部が取り付けられる。一方、円筒軸２６Ａの中央部にはレバー３２Ａが取り付けられ、上端部にはグリッパ片１８Ａの基端部が取り付けられる。すなわち、グリッパ片１８Ｂはグリッパ片１８Ａの上に配置される。

レバー３２Ａの先端にはカムフォロワ３４Ａとコイルスプリングなどの付勢部材３６の一端が取り付けられる。付勢部材３６の他端は支持部材２８Ａに取り付けられ、レバー３２Ａ、すなわちカムフォロワ３４Ａを殺菌ホイール１４の径方向内側へ向けて付勢する。カムフォロワ３４Ａの内側には、付勢部材３６の付勢力によりカムフォロワ３４Ａが押し当てられる第１カム３８が殺菌ホイール１４の全周に亘って環状に配置される。これにより殺菌ホイール１４が回転するにしたがって、カムフォロワ３４Ａは第１カム３８に沿って移動し、カムフォロワ３４Ａに連動するグリッパ片１８Ａは回転軸２６を中心に揺動する。

また、グリッパ片１８Ａ、１８Ｂは、回転軸２６よりも先端側で、コイルバネなどの付勢部材（付勢手段）４０により連結され、付勢部材４０は、グリッパ片１８Ａ、１８Ｂ同士を閉じる方向に付勢する。

一方、グリッパ片１８Ｂと連動するカムフォロワ３４Ｂは、供給ホイール１２、排出ホイール１６との間で容器Ｖの受け渡しを行う位置のみ設けられた第２カム４２と係合し、その他の区間ではフリーな状態にある。そのためグリッパ片１８Ｂは、カムフォロワ３４Ｂが第２カム４２と係合する受渡位置以外では、付勢部材４０の付勢力により回転軸２６を中心にグリッパ片１８Ａと一体的に揺動する。

図６には、受渡位置において開放される開閉式グリッパ１８の様子と、カムフォロワ３４Ａと第１カム３８の係合状態、およびカムフォロワ３４Ｂと第２カム４２の係合状態が示される。また、図７には、図６の平面図では上下に重なって部分的にしか見えないカムフォロワ３４Ｂと第２カム４２の係合状態を示すために、グリッパ片１８Ａ、カムフォロワ３４Ａ、第１カム３８の構成とグリッパ片１８Ｂ、カムフォロワ３４Ｂ、第２カム４２の構成が便宜的に左右に分離して示される。

図６、図７に示されるように、受渡位置では、カムフォロワ３４Ａが第１カム３８により第１カム３８の基準位置（基準半径）よりも径方向外側へと押し出され、グリッパ片１８Ａは容器搬送方向前方へと回動される。一方、カムフォロワ３４Ｂは第２カム４２により第２カム４２により径方向内側へと押し遣られ、グリッパ片１８Ｂは付勢部材４０の付勢力に抗して容器搬送方向後方へと回動される。これにより開閉式グリッパ１８は、受渡位置において開放され、供給ホイール１２または排出ホイール１６との間で容器Ｖの受け渡しが可能となる。

次に内面殺菌領域Ａ２における拡大平面図である図８を参照して、本実施形態における開閉式のグリッパ１８の容器搬送方向に沿った揺動動作について説明する。

受渡位置および内面殺菌領域Ａ２以外では、カムフォロワ３４Ａは第１カム３８により基準位置に維持され、グリッパ片１８Ａは径方向に沿った向きに維持される。これらの区間においてカムフォロワ３４Ｂはフリーな状態にあるため、グリッパ片１８Ｂは付勢部材４０の付勢力によりグリッパ片１８Ａに押し当てられる。これによりグリッパ片１８Ｂはグリッパ片１８Ａと同様に殺菌ホイール１４の径方向に沿った向きに維持され、開閉式グリッパ１８は閉じられた状態に維持される。すなわち、第１カム３８とカムフォロワ３４Ａによって開閉式グリッパ１８の向きが決められている。

一方、内面殺菌領域Ａ２では、グリッパ片１８Ａはカムフォロワ３４Ａと第１カム３８の係合により、容器搬送方向前後に揺動される。このとき、カムフォロワ３４Ｂはフリー状態にあるため、グリッパ片１８Ｂは付勢部材４０によりグリッパ片１８Ａに押し当てられた状態（開閉式グリッパ１８が閉じられた状態）を維持したまま、グリッパ片１８Ａと一体的に揺動される。

図８には、第１カム３８に沿って移動する開閉式グリッパ１８の５カ所における姿勢が示される。第１の内面殺菌領域Ａ２の上流側では、第１カム３８は基準位置にあり、開閉式グリッパ１８は殺菌ホイール１４の径方向に向けられている。開閉式グリッパ１８が第１の内面殺菌領域Ａ２に達するとカムフォロワ３４Ａが第１カム３８により基準位置よりも径方向外側へと押し出される。これにより開閉式グリッパ１８は搬送方向前側へと回動され、容器Ｖの口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下方へと前進される。その後、殺菌ホイール１４の回転に合わせてカムフォロワ３４Ａは基準位置まで径方向内側へ押し戻され、開閉式グリッパ１８は、その向きが径方向を向くまで後方へと回動される。これにより、開閉式グリッパ１８が把持する容器Ｖの口部Ｖｍの位置は、内面殺菌ノズル２４の下方に維持される。更に殺菌ホイール１４が回転されると、カムフォロワ３４Ａは基準位置よりも径方向内側へと押し遣られ、開閉式グリッパ１８は搬送方向後方に向けて回動され、開閉式グリッパ１８が把持する容器Ｖの口部Ｖｍは、通り過ぎた内面殺菌ノズル２４の下に維持される。

開閉式グリッパ１８が第１の内面殺菌領域Ａ２を抜けると、開閉式グリッパ１８は再び前進され径方向外側に向けられる。開閉式グリッパ１８が第２の内面殺菌領域Ａ２に達すると、第１の内面殺菌領域Ａ２のときと同様に、開閉式グリッパ１８が前方に向けて回動されて容器Ｖの口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下へと前進され、その後、開閉式グリッパ１８が後方に向けて回動され口部Ｖｍが内面殺菌ノズル２４の下に一定期間に亘り維持される。

以上のように本実施形態によれば、開閉式のグリッパにおいても簡略な構成で搬送方向に対してグリッパの向きを前後させることができる。これにより、開閉式のグリッパと板バネ式のグリッパで交互に容器を受け渡す搬送システムにおいても設計の自由度が拡大する。

本実施形態では、殺菌ホイールを例に説明を行ったが、搬送速度を変更することなく特定位置における容器の滞留時間を確保する目的においては、殺菌ホイールに限らず、その他の搬送ホイールや、ホイール形式以外の搬送装置（例えばリニア型の搬送装置）にも本実施形態は適用できる。また、本実施形態では内側に第１カムを配置し、外側に第２カムを配置したが、外側に第１カムとして作用するカムを配置し、内側に第２カムとして作用するカムを配置する構成とすることもできる。その場合、グリッパ片１８Ａがグリッパ片１８Ｂの揺動に追従して回動することとなる。

１８ 開閉式グリッパ
１８Ａ、１８Ｂ グリッパ片
３４Ａ、３４Ｂ カムフォロワ（第１、第２カムフォロワ）
３８ 第１カム
４０ 付勢部材（付勢手段）
４２ 第２カム

Claims (1)

1. 同じ軸心に回動可能に配置された１対のグリップ片と、
   前記グリップ片をお互いに接近する方向へ付勢する付勢手段と、
   前記１対のグリップ片のそれぞれに接続された第１カムフォロアおよび第２カムフォロアと、
   前記第１カムフォロアと係合して前記第１カムフォロアを作動させる第１カムと、
   前記第２カムフォロアと係合して前記第２カムフォロアを作動させる第２カムとを備え、
   前記１対のグリップ片を開閉する際には、前記第１カムフォロアと第２カムフォロアの両方を作動させるとともに、
   前記１対のグリップ片を揺動させる際には、前記第１カムフォロアと第２カムフォロアの一方のみを作動させる
   ことを特徴とする開閉式グリッパ。

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