JP3685768B2 - 改良されたドラム缶蓋自動開閉装置、ドラム缶内容物処理システムおよび方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天部に蓋を有しているオープンドラム缶を用いる分野で、蓋の開閉を自動で行なうドラム缶蓋自動開閉装置に関する。また、蓋付きドラム缶を開けた後、ドラム缶への充填処理や内容物の払い出し処理等の内容物処理を行い、再度蓋を閉めるドラム缶内容物処理システムおよびドラム缶内容物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラム缶は広く産業界において使われている。ドラム缶には天部の蓋が胴体と例えば溶接などにより密に固定され閉じられた形式のもの（クローズドドラム）と、蓋が取り付け取り外し可能になっていて、取り外した場合には開放形式となるもの（オープンドラム）がある。
【０００３】
クローズドドラムは蓋自身の開閉操作を行なうことはないが、液の出し入れのための栓を開け閉めして、液の入れ替えを行なう。
【０００４】
一方、オープンドラムは栓の代わりに蓋自体を取り外して、内部へ製品を入れこんだり、または、内部の製品を払い出したりする。特殊な用途として、天部の蓋に液の出し入れのために、栓が１ないし２個設けられているものがある。
【０００５】
オープンドラムとクローズドドラムの使い分けは、種々の要因で決定される。液体で粘度の低いさらさらしたものの場合は、多くはクローズドドラムが用いられることが多く、さらに、毒性や危険物を扱うような場合には、クローズドドラムが用いられる。
【０００６】
一方、栓を用いると出し入れに時間がかかるような粘性が大きい液体もの、粉もの、ペレット状のものについては、オープンドラムが用いられることが多い。また、ドラム缶を再利用して使う場合には、その内部を完全に洗浄する必要があり、この洗浄作業を容易に行なうためにオープンドラムが用いられる。
【０００７】
さらに、製品性状によっては、プラスチックなどで出来た内袋をドラム缶の内側に用いて、該内袋に製品を移し保管するが、このような場合には、オープンドラムが用いられる。また、内容物の形状が定形ではなく、不定形のものや大小のものが混在するような場合や、液体ではない固形物など（例えば、産業廃棄物など）の場合には、オープンドラムが用いられる。
【０００８】
オープンドラムの用途はこのように多岐に渡っている。
【０００９】
以下、この種のオープンドラムの一般的な蓋の取り付け構造について図４を用いて説明する。
【００１０】
ドラム缶７０の開口部縁（起立したドラム缶の上部、折り曲げられた縁）に蓋７８の周縁部をかぶせ、同部分を締めつけバンド７６で巻き回し、開口部縁と蓋の周縁部とが重なり合った部分を挟み込んで締め付ける。このバンドはリング状で、断面はくの字状、Ｕ字状、またはＶ字状になっている。リングには切れ目があり、その両端部にはＳ字環部７７が溶接などで取りつけられている。このＳ字環部にボルト７２を差し込み、反対側でボルトにナット７４をセットし、このナットを締め込んでいくことで、バンドを締め上げる。これにより、締めつけバンドは蓋の外周に沿って円に近づき（両端部の間隔が狭まる）、くの字形状、Ｕ字状、またはＶ字状の断面は蓋の外周に沿った円の中心側へと移動して、くの字、Ｕ字、またはＶ字の形状により、蓋周縁部と容器上部縁のお互いを引き寄せ接近せしめる。蓋周縁部内側には、シール部材７９が設けられているので、この引き寄せ接近により、蓋と容器の間のシールを実現している。蓋の取り外しにおいては、逆の動作が行なわれている。
【００１１】
蓋を締め付ける際に、蓋に取り付いているシール部材７９に適切な締め付け力を均一に与えるためには、従来はプラスチックハンマーなどで蓋７８の内側周辺部を叩く必要があり、騒音などが生じ、作業環境的な問題を抱えていた。
【００１２】
これらの蓋の取りつけ取り外し作業においては、多くは人手にて作業が行なわれているのが現状である。
【００１３】
昨今の人手不足から、この種の作業を自動化しようとする試みがなされている。このため、従来より、オープンドラム缶の蓋開閉装置については各種の先行技術が提案されている。典型的な先行技術として、１）実用新案登録２５７４４４９号公報、２）特公平７−３５１９２号公報、３）特開平５−１７８３９６号公報に記載される例が知られている。
【００１４】
上記１）にはバンド締めドラム缶蓋の自動開閉装置に関する技術が記載される。この技術では、ボルト、ナットを取り除いた後、バンド押し拡げ手段によってバンドを押し拡げ、次いで周囲に配置したバンド掴み爪にて保持し、バンド掴み爪を放射状に移動させて、バンドを十分に拡げ、続いてドラム缶蓋をドラム缶蓋吸着手段に吸着させて、これを昇降装置により上昇させることで、ドラム缶と蓋を分離する。ドラム缶に蓋を装着する場合には、バンド押し拡げ動作を解除してバンド押し拡げ手段を取り除き、上記と逆の順序で動作させるとされている。
【００１５】
２）には、ドラム缶の蓋を切断することなく自動的に開封するドラム缶蓋自動開封機に関する技術が記載される。この技術では、蓋を胴部から強制的に引き離すために、ドラム缶の蓋の耳部少し下方から食い込んでいく爪を用いるもので、同爪は作動時には環状に連続して外周を囲むように配置されおり、かつ蓋板天面を押圧盤で押し付けている状態で、これらの爪が上昇させられるようになっているので、蓋の耳部は全周にわたってこじ上げられ、強制的に外される。
【００１６】
３）には、ドラム缶の蓋を切断することなく自動的に開封するドラム缶蓋自動開封機に関する技術が記載される。この技術では、ドラム缶の胴体を挟み込み、蓋板を吸着装置で吸着し、その吸着状態のままで天蓋を引き上げるようにしながら、エアーハンマでドラム缶の胴体上部および下部を連続的に叩いて衝撃を与えて、天蓋の引き上げ力と連続叩きによる衝撃で、蓋を胴部から強制的に引き離すものである。
【００１７】
しかしながら、これらの先行技術は以下のような点で、問題を有している。
【００１８】
１）については、バンドを押し広げる前に、ボルトおよびナットを取り除いておく必要がある。一般にボルトナットを取り除くと、バンドの復元性により、バンドのＳ字環部位が変形する。このために、バンド押し拡げ装置をＳ字環部位に挿入して動作しようとしても、位置決めが上手くおこなえず、確実性に欠ける問題がある。
【００１９】
また、蓋を開けた後は、押し拡げバンド掴み爪でバンドを保持し、かつ蓋吸着装置で蓋を保持したままとしておき、開封されたドラム缶に中味を充填等した後、蓋を閉める際には、蓋およびバンドを保持したその装置内へ、ドラム缶を再度搬入する必要がある。
【００２０】
２）については、蓋をこじ開けるための技術であって、再度蓋を閉めることが考慮されておらず、自動的に蓋の開閉を行う用途に適した技術ではない。また、蓋を開ける前に、バンドを事前に十分に弛めておく必要がある。確実に爪が蓋耳部の下部に食い込むためには、バンドが均等に開いている必要があり、このためにはバンドの押し広げ装置が必要となる。また、再生缶のように、ドラム缶側の寸法公差が大きくなると、蓋耳部下部とドラム缶上部縁との隙間が均一ではなくなり、爪のかかりが不均一になる可能性がある。
【００２１】
３）についても、蓋を開けるための技術であって、再度蓋を閉めることが考慮されておらず、自動的に蓋の開閉を行う用途に適した技術ではない。また、バンドを用いて蓋をドラム缶に取り付けているタイプのものについて、蓋を開ける前にバンドを事前に十分に弛めておく必要がある。さらに、連続的に、衝撃的なエアーハンマーによっているので、作業現場での騒音が問題となる。多数のドラム缶を連続的に処理するような状況では、作業者に与える負担が大きくなる。
【００２２】
上記例を含め、従来技術では次のような課題があった。
【００２３】
ａ）上記１）のように、従来のドラム缶蓋自動開閉装置においては、蓋を取り外した後、蓋は自動開閉装置に保持されたままとされ、ドラム缶は例えば内容物を充填する場所などに移動されて、充填後に缶が戻ってきた段階で、今まで保持されていた蓋が当該自動開閉装置において再度取りつけられる。このため、例えばドラム缶内部に製品を充填するような場合に用いようとすると、充填側で待ち時間が生じてしまい、全体の生産時間に影響を及ぼす。また、生産設備全体のコストに影響を及ぼす。
【００２４】
すなわち、このような状況では、充填装置側は連続的に充填作業を進めたいのであるが、ドラム缶が蓋開閉装置と充填装置の間で出入りし、開閉装置において、蓋の取り外し、取り付けバンドの締め込み作業が行なわれるために、充填設備はこの間待機の状態になってしまう。このために、充填設備が十分に使われないだけではなく、充填のしかかり時間が増えることとなる。これにより、全体として生産時間が余計にかかってしまい、生産時間の短縮は望めない。
【００２５】
このため、次から次へと製品を充填する必要があるような場合（通常はこのような場合が多い）には、蓋開閉装置から充填装置に次から次へとドラム缶を送り込んで生産時間を短縮する必要がある。このことを実現するためには、開閉装置を複数台設置して、連動してドラム缶を充填装置へ次から次へと送り込むことが必要とされ、このための開閉装置から充填装置までの搬送ラインの切り替えシステムが大掛かりとなり、複数台の開閉装置のコスト、必要設置エリアが多くなるだけではなく、缶の出入りのための切替え搬送ラインが大きくなるなど、生産システム全体への波及効果が大きい。
【００２６】
つまり、従来技術で生産時間を短縮するには、１個の充填装置に対して複数の開閉装置が必要であり、複数の開閉装置を連動して充填装置にドラム缶を次から次へ供給する場合に、開閉装置（複数個）と充填装置の間には搬送切替えの仕組みが必要となる。タクトタイムを短くするために、開閉装置の数を増して行くと、この搬送ラインの切替えの仕組みがかなりの場所を取ることとなる。
【００２７】
一方、この蓋保持の時間の間（ドラム缶に充填等を行っている間）は、開閉装置自体がアイドリング状態となるだけではなく、次の順番のドラム缶は待機状態となる。よって、工程に無駄時間が発生してしまう。
【００２８】
ｂ）ドラム缶が新しく製造された缶（新缶）に限定されることが多く、通常多く出まわっている再生ドラム缶には適さない。再生ドラム缶は、新缶に比して、コストも安いので、例えば企業間で通い箱のようにして使われることが多い。
【００２９】
新缶は寸法の精度が高く、自動化には適するが、再生ドラム缶は何回か流通されているために、凹みなどがあり、また再生工程における熱加工などにより、寸法精度が新缶ほどには高くなく、また、寸法のバラツキが大きくでやすい。例えば再生ドラム缶胴部の図面上の寸法公差は±３ｍｍとされることが多いが、実際の再生ドラム缶においては寸法のバラツキが±２０ｍｍ程度に達することもある。このために、自動化する場合にはこのバラツキを吸収する必要があり、自動化する上での課題となっていた。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、蓋付きドラム缶への充填処理や内容物の払い出し処理等の内容物処理のために要する全体の時間を短縮することを可能とするドラム缶内容物処理システムおよび方法を提供することであり、このために好適に用いることのできるドラム缶蓋自動開閉装置を提供することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、新造ドラム缶のみならず再生ドラム缶であっても使用可能なドラム缶蓋自動開閉装置を提供することであり、このドラム缶蓋自動開閉装置を用い、胴部寸法のバラツキが±２０ｍｍ程度の再生ドラム缶も使用できるドラム缶内容物処理システム及び方法を提供することである。
【００３２】
ドラム缶から蓋を取り外し、再度取りつける場合には、取り外した容器に取り外された蓋を取りつけることが行なわれている。つまり、ドラム缶と蓋の間では一対一の関係性を保持している。一対一の関係性を無視して、アトランダムに蓋を取りつけることも可能であるが、取りつけの際に再度閉まりにくい、シールしにくいなどの不確定要因が増すことになり、通常は１対１の関係性を保持するようにするのが、技術的に望ましい。さらに、ドラム缶から内容物の一部を取り出して再度蓋を取り付けるような場合、蓋とドラム缶との間で一対一の関係がないと、中身へのコンタミネーションなどが生じる可能性が高くなる。
【００３３】
本発明は、ドラム缶と蓋との間の１対１の関係性を保持しながら、上記目的を達成しようとするものである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を有し、
かつ、
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該蓋を自動的に開けてドラム缶から分離し該ハンドユニットに保持するための蓋開ステーション；
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該ハンドユニットに保持された蓋でドラム缶を自動的に閉めるための蓋閉ステーション；
該蓋が分離されたドラム缶を蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するドラム缶搬送手段；
該ドラム缶搬送手段の途中に設けられた、ドラム缶の内容物を処理する内容物処理手段；および
該蓋を保持したハンドユニットを蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送手段を有することを特徴とするドラム缶内容物処理システムを提供する。
【００３５】
このドラム缶内容物処理システムにおいて、
該蓋付きドラム缶が、ドラム缶の開口部縁と蓋の周縁部とを挟み込むように巻き回されてなる締め付けバンドの両端部が互いにボルトナットによって締め付けられることにより、蓋がドラム缶に固定されたバンド締めドラム缶であり、
該ハンドユニットが、
該ボルトナットを弛めおよび締め付けるナットランナー；
該締め付けバンドの両端部の間隔を拡げる開閉爪；
該締め付けバンドの一部に引っ掛かり、締め付けバンドを持ち上げるバンド昇降用フック；
該締め付けバンドおよび蓋を、該バンド昇降用フックに押し付けるバンド押し付け用板；
弛められた該締め付けバンドに当接し、締め付けバンドの変形の偏りを抑止する変形拘束板；
該蓋を閉めるために蓋をドラム缶に押し付ける蓋押し付け手段；および
該固定式ロボットと着脱可能に結合するための、かつ、固定式ロボットからハンドユニットに駆動力を供給するためのコネクター
を有し、
該固定式ロボットが、該ハンドユニットのコネクターと着脱可能に結合し、かつ、ハンドユニットに駆動力を供給するコネクターを有する
ことが好ましい。
【００３７】
本発明はまた、蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を用い、
該蓋を開けるための蓋開ステーションに蓋付きドラム缶を設置し、該固定式ロボットに結合されたハンドユニットにより蓋付きドラム缶の蓋を開け、蓋をドラム缶から分離して該ハンドユニットに保持させる蓋開工程；
該蓋開工程で蓋から分離されたドラム缶について内容物処理を行い、ドラム缶の蓋を閉めるための蓋閉ステーションに搬送する内容物処理工程；
該蓋開工程で蓋を保持したハンドユニットを、固定式ロボットから切り離し、該蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送工程；および
該蓋閉ステーションにおいて、該ハンドユニット搬送工程で搬送されたハンドユニットを固定式ロボットに結合し、該ハンドユニットにより、該ハンドユニットが保持している蓋で、該蓋閉ステーションに設置されたドラム缶を閉じ、該ハンドユニットによる該蓋の保持を解除する蓋閉工程
を有するドラム缶内容物処理方法を提供する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一形態につき、図を用いて詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本発明のドラム缶内容物処理システムの一形態につき、全体のシステムの流れを表す図である。この搬送レイアウト、装置レイアウトは一例であり、設置場所の制約などに鑑み、適宜変更することができる。
【００４０】
この形態は、ドラム缶７０の蓋開閉動作を行なうロボットブロックであるハンドユニット１００とハンドユニットをドラム缶真上に移動させたり、ドラム缶上部から持ち上げ移動させるなどの移載動作を行なう固定式ロボット５０および５１を有するドラム缶蓋自動開閉装置、ならびにハンドユニット１００を蓋開ステーション１０から蓋閉ステーション３０に搬送するためのハンドユニット搬送手段（コンベアーライン６２）を有する。
【００４１】
内容物処理は、ドラム缶内に内容物を収容すること、およびドラム缶内に収容されている内容物を取り出すことの両方が含まれる。内容物処理手段はこのような内容物処理を行うために、公知技術により適宜設計できる。ここでは、内容物処理として充填を行うために、蓋開ステーション１０と蓋閉ステーション３０との間に内容物処理手段の一例として、充填ステーション２０が設けられ、充填ステーションには充填手段が設けられる。充填手段では、図示しない計量装置と連動して充填作業が行なわれる。所定量の充填が終了してからは、ドラム缶は充填ステーションを離れて、蓋閉ステーション３０へ送られる。充填物の性状によって、必要に応じ、充填の前に内袋がドラム缶に挿入される。
【００４２】
蓋を被せて閉める前に、必要に応じて、充填された製品にゴミなどが入らないようにするために、保護シートを被せる事が行なわれることがある。ドラム缶は所望により、シート被せ手段（図示していない）に送られて、シートの被せが行なわれる。これが終了した後に、ドラム缶は蓋閉ステーション３０へ送られる。
【００４３】
蓋閉ステーションでは、蓋開ステーションから連動して送られてきている蓋および締め付けバンドが再度ドラム缶に取り付けられて、締め付けが行なわれる。
【００４４】
この後、蓋が閉じられたドラム缶は、バンドに取り付いているＳ字環の遊離を検出するためのＳ字環遊離検出ステーション（図示せず）を経由して、システム外の別の工程、例えば、ラベリングセクションへ送られる。
【００４５】
シート被せ手段、Ｓ字環遊離検出ステーションなどは充填される内容物や保護対策の要否などにより、必要に応じて設置されるものである。また、充填ではなくドラム缶から内容物をとりだす場合には、その作業に必要な設備が適宜設置される。
【００４６】
さらに、蓋開ステーションの手前に、蓋開ステーションに設置されるドラム缶の位置決めを行う位置決めステーション４０を設けることもできる。
【００４７】
上記各ステーション等の間を結び、ドラム缶を搬送するための、ドラム缶搬送手段６０を設けることもできる。ドラム缶搬送手段には、公知のコンベアーライン等を用いることができる。例えばドラム缶自動搬送に用いられる公知のローラコンベアーでよく、また、別の形態の物でもよい。
【００４８】
〔ドラム缶蓋自動開閉装置〕
ドラム缶蓋自動開閉装置は、ハンドユニットと固定式ロボットを備えるが、これらは着脱可能であり、ハンドユニットと固定式ロボットの台数を異なるものとすることができる。ハンドユニットと固定式ロボットの数は、ドラム缶（内容物処理システムの処理量など）処理量に応じて、適宜決定すれば良い。
一例としてここに示す形態では、固定式ロボットを２台、ハンドユニットを６台備えるものを図示した。内容物処理システムにおける待ち時間を削減するために、従来技術では蓋開閉装置全体を複数台設置しなければならないのに対し、本発明ではハンドユニットの台数のみを必要に応じて多くすることができ、コストの面および設置スペースの面において優れる。
【００４９】
＜ハンドユニット＞
ハンドユニット１００の全体は、図２および３に示すように、本発明で行なう蓋開閉に必要な構成要素が一つのフレーム１０１内に納められている。ハンドユニット内には、各種の空気シリンダーや空気モータ等が付属されており、各種の動作を行なわせることができる。具体的には、以下の要素が取り付けられている。
【００５０】
なお、ハンドユニット１００は、以下の各要素の各動作を行なうための空気シリンダー類などが必要に応じて設けられており、一つのロボットユニットとなっている。これらは一つのフレーム１０１に備わっている。
【００５１】
（１）ナットランナー１１０：（図３参照）
ナットランナーは、空気モータ、電動モータなどにより回転トルクを発生することができ、ナットを緩めたり、締め込んだりするための手段である。図３に示すように、ドラム缶に蓋を締結させているボルト７２およびナット７４があるが、このナットに食らいついてナット７４を回転させることにより、バンド７６を弛めて蓋７８を取り外したり、バンドを締め上げて蓋をドラム缶に密着させる作業を行なわせしめるためのナットランナー１１０が取り付けられている。ナットランナーの先端に、ナットの形状に合わせたジグを取付けることにより、いろいろな大きさのナットに対応することができる。
【００５２】
ドラム缶に蓋を取り付けているバンド７６は、一部に切り欠き部があり、バンドの両端にはボルト７２を通すためのＳ字環７７が取り付けられている。六角頭付きボルト７２は、この２つのＳ字環７７に通され、片側でナット７４がセットされる。ナットランナーによってこのナットを回すことにより、二つのＳ字環の間の距離を狭めることでバンド７６を締め上げたり、二つのＳ字環の間の距離を拡げることでバンドを緩い状態にすることができる。図示しないが、六角頭付きボルトは、共回りを防ぐための爪部を有し、Ｓ字環の一部に引っかかることができる。このためナットを回すのみで、ボルトナットを弛めたり締めたりすることができる。
【００５３】
この動作を自動で行なうためには、ナット７４にナットランナー１１０が自動的に喰い付く必要がある。ところが、再生のドラム缶であれ、新造のドラム缶であれ、ドラム缶製造工場での蓋締め動作においては、このナット締めが人手で行われており、ナットの取り付け最終位置は必ずしも一定ではない。従って、ドラム缶製造工場から内容物処理手段のある工場までドラム缶が送られてくる場合など、このナット位置の不確定な状況にナットランナーが対応できるようにすることが好ましい。このため、蓋開装置でナットランナーがナットに食らいつくときには、フレキシブルにナットランナー側が対処することが好ましい。このために、ナットランナーにはフレキシブルジョイントを用いたり、ナットランナー部分が遊動したりすることが出来るようにしておくことが好ましい。また、ナットランナーの先端にはテーパー状のガイドコーンを取り付けることも好ましい。
【００５４】
（２）開閉爪１２０：（図２および３参照）
上記のナットランナー１１０で、ナット７４を緩めたとしても、必ずしも二つのＳ字環７７の間隔が追随して拡がって行くわけではない。間隔はそのままになっている場合もあるので、強制的に間隔を広げていく必要がある。このために、図３に示すように、開閉爪１２０が設けられており、これは、図示しないが左右対称にそれぞれ動き、互いに開いたり閉じたりする二つの爪を有する。図２に示すように、開閉爪は概横Ｕ状になっている。
【００５５】
この開閉爪をＳ字環間７７の隙間部分に差込み、さらに、ナットが緩んだ後に、左右に開閉爪を均等に開くための駆動装置１２２（例えば、モータ）が付属させられている。開閉爪１２０の移動量などを確認するために、適宜センサーが取り付けられる。
【００５６】
なお、開閉爪が概横Ｕ字状であるため、Ｓ字環にボルトが通った状態でも、開閉爪は二つのＳ字環の間の隙間に差し込むことができる。また、この爪はＳ字環の間の隙間に差し込むために、その厚みは出来るだけ薄い方が好ましいが、適当な強度がないと開閉動作の際に変形してしまうので、これらを勘案して適宜設計される。
【００５７】
爪を均等に開くための駆動装置としては、代表的にはモータであるが、使われる環境（例えば、防爆構造を要するような作業環境）によっては、空気モータなどが好適である。
【００５８】
（３）バンド昇降用フック１３０：（図２参照）
バンドを緩めた後に、蓋を持ち上げるために、バンドの一部を掴んで上に持ち上げる必要がある。図２に示すように、このためのフック１３０がナットランナー１１０の対面側に設けられている。
【００５９】
このフックは、バンドに引っかかる形状であれば良く、例えば断面が略コ字または横Ｕ字状とするのが好ましい。該フックはバンドに引っかかるための円弧運動と持ち上げるための直線運動を行なうために、リンク機構に接続されている。この駆動においては、例えば空気シリンダー１３２が用いられる。
【００６０】
（４）バンド押し付け用板１４０：（図２参照）
ナットを緩めた後に、バンドおよび蓋全体をバンド昇降用フック１３０側に押し付けると、蓋７８がドラム缶７０から容易に離れる。このためにバンド押し付け板１４０が設けられる。押し付け板の駆動源としては、例えば空気シリンダー１４２が用いられる。
【００６１】
（５）バンド均等開のための変形拘束板１６０：（図３参照）
バンド７６を開閉爪１２０で強制的に開いていくときに、Ｓ字環７７側から見て左右均等に開くのが望ましい。均等に開かずに、片側に寄って開いてしまうと、バンドの縁とドラム缶開口部縁との隙間が狭くなる部位が生じ、蓋を持ち上げるときに干渉してしまうことがあり、この場合、蓋を開ける動作のスムーズさにおいて不利となるためである。これを防止するために、ハンドユニット１００にはＳ字環側から見て左右両側に変形拘束板１６０が設けられることが好ましい。これにより、一方に偏ってバンドが開いたとしても、偏った側が先に変更拘束板に当たり、それ以降はもう一方の側が開いていくことを可能ならしめる。ここでは変形拘束板として矩形状の板を用いているが、上記機能を有するものであれば、他の形状でも良い。また、変形拘束板はエアシリンダーなどの駆動手段によって前進後退可能とすることが好ましい。蓋および締め付けバンドを容易に挟み込むことができるからである。
【００６２】
（６）蓋押し付け手段１７０：（図２参照）
蓋を閉める際に、ドラム缶に蓋を密着させるために蓋押し付け手段１７０が設けられる。蓋押し付け手段としては、いろいろな機構が考えられるが、例えば、フレーム内に蓋板の内寸法より若干小さい寸法の円環状板を設けておき、一方、蓋閉ステーションの適宜な位置に空気シリンダー（図示しない）等の駆動手段を設けておき、空気シリンダーを動作させ、その押し付け力が円環状板、及び蓋を介してシール部材の全周に均等に作用するようにすることが好ましい。また、この押し付け作業が行なわれるために、蓋閉ステーションの固定式ロボットやフレームには必要に応じた剛性を持たせておく。
【００６３】
従来の方式では、シール部材に適切な締め付け力を均等に与えるために、締め上げながらハンマーなどで蓋７８上部の周辺部を叩く必要があった。これは、バンドと蓋周縁部／開口部縁との滑り具合が周方向で異なり、バンドが部分的には十分に食い込まずに、シール部材７９（図４参照）のつぶれ（すなわちシール力）が場所によって違っていたためである。このために、騒音の発生という問題も生じていた。本発明では、蓋押し付け手段によりシール部材７９を一旦均一につぶしてから、バンド７６を締め上げることができ、また、バンド７６を締め上げている間にも押し付け手段で押し付けたままとすることができるので、周方向にわたって均一なバンド食い込みを実現できるため、ハンマーなどで蓋を叩かずにすむ。
【００６４】
（７）コネクター１５０：（図２参照）
以上の構成要素が一つのフレーム１０１に設けられているが、これらの駆動に必要な空気、上位システムととりあうための信号などを固定式ロボットから供給するために、コネクター１５０がフレーム１０１の適当な部位、例えばフレーム上部に設けられている。
【００６５】
このコネクター１５０は、固定式ロボット５０（あるいは５１）のロボットハンド側に設けられる相手側のコネクター１５１と雌雄の関係で結合され、自動的に着脱可能とされる。必要に応じて、結合を容易にするためのガイドピンなどが設けられる。
【００６６】
ハンドユニット１００を固定式ロボット５０がつかんで、ドラム缶の上部にセットする際に、コネクター１５０および１５１に含まれる空気コネクター、信号コネクターなどが接続されて必要な空気が供給されたり、信号系がつながることとなる。
【００６７】
空気シリンダーなど空気圧を必要とするものがハンドユニットに内蔵されている場合、ロボットハンドがハンドユニットを掴んだ際に同時に空気コネクターがつながるように構成されていて、この空気コネクター１５０、１５１を通して、空気が供給される。同様に、ハンドユニット内のセンサー信号などを上位監視システムと通信する必要がある場合には、このコネクターに空気ラインと合わせて信号ラインが設けられ、空気と信号ラインが同時に接続される。
【００６８】
この種のマルチコネクターは、多く市販されているものを用いることができる。
【００６９】
＜固定式ロボット＞（図２参照）
固定式ロボットは、ハンドユニットを移動させるためのものであり、かつハンドユニットに駆動力や制御信号を供給する機能を有し、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用できる。上記ハンドユニットとの結合および駆動力の供給のためのコネクター１５１を備える。
【００７０】
ドラム缶蓋自動開閉装置の制御は、コンピュータ等の公知の制御手段で行うことができる。
【００７１】
〔ドラム缶内容物処理システム〕
ドラム缶内容物処理システムは、上記ドラム缶蓋自動開閉装置に加え、必要に応じて付加されるものも含め、次の要素を備える。また、このシステムを自動化し、また運転管理するためのコンピュータ等の制御手段を適宜設けることができる。
【００７２】
＜蓋開ステーション＞（図１参照）
蓋開ステーション１０には、固定式ロボット５０が設置される。ここでは、本発明のドラム缶蓋自動開閉装置により、供給された蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開け、ドラム缶から分離する。
【００７３】
＜蓋閉ステーション＞（図１参照）
蓋閉ステーション３０には、固定式ロボット５１が設置される。ここでは、本発明のドラム缶蓋自動開閉装置により、供給されたドラム缶に蓋を自動的に取り付ける。
【００７４】
＜ドラム缶搬送手段＞（図１参照）
ドラム缶搬送手段は、蓋開ステーションから蓋閉ステーションにドラム缶を搬送する手段であり、コンベアーライン６０など、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用することができる。
【００７５】
＜内容物処理手段＞
ドラム缶搬送手段の途中に、蓋が開けられたドラム缶に対して内容物処理を行う内容物処理手段が設けられる。内容物処理手段は、目的に応じて公知技術を利用して適宜設計すれば良いが、自動化された手段を用いることが好ましい。内容物処理システム全体を自動化できるからである。
【００７６】
＜ハンドユニット搬送手段＞（図１参照）
搬送手段は、搬送コンベアーライン６２など、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用することができる。
【００７７】
図１に示す形態では、蓋開ステ−ションと蓋閉ステ−ションをむすぶコンベアーライン６２は、平面的に循環するように構成されている。設置場所の制約などによっては、上下２段のコンベアーライン形式とし、いずれか一方を往路、他方を復路とする構成でもよい。このような上下構造とする場合には、下のコンベアーラインを経由して戻ってきたハンドユニットを再度コンベアーラインの所定の位置にセットするためのリフターなどを適宜設備する。
【００７８】
なお、有機溶剤を扱うような環境においては、コンベアーラインに用いる材料として、例えばべルトなどには、静電スパークの発生を防ぐために帯電防止材から構成されるのが好ましい。
【００７９】
＜位置決めステーション＞（図１参照）
Ｓ字環に取り付いたボルトナットにナットランナーが食らい付いたり、開閉爪をＳ字環の隙間に差し込んだりするために、バンドのＳ字環７７の位置決めを自動的に行うことが好ましい。
【００８０】
蓋開および蓋閉ステーションにおいて、ドラム缶およびハンドユニットはガイド機構、ストッパーピンなど公知の技術により、自動的に位置決めできる。したがって、蓋開ステーションにおいてＳ字環の位置が定まっていれば、その後のドラム缶およびハンドユニットの位置決めは自動的にスムーズに行うことができる。
【００８１】
このために、蓋開ステーション１０の前に、位置決めステーション４０を設置することが好ましい。位置決めステーションでは、バンドを締めつけているボルト位置がいろいろな向きになっているドラム缶がランダムに入ってくるが、同ステーションで一回転させられ、その間にストッパーがステーション側から突き出されて、ボルトが同ストッパーに突き当たることで停止される。このような方式で、ボルトの位置が特定された後に、ドラム缶は蓋開ステーションに移送される。
なお、ボルトの位置を特定する手段は限定されるものではなく、公知の技術を適用することも可能である。
【００８２】
〔ドラム缶蓋自動開閉装置の動作〕
以下、前述したドラム缶蓋自動開閉装置の動作について詳述する。
【００８３】
＜蓋開動作＞
蓋の開動作においては、蓋を取り付けているバンドを緩めるという動作と、蓋をドラム缶から引き離すという動作がある。上記のフレーム１０１に設けられた構成部品を用いた場合につき、これらの動作を説明する。
【００８４】
図４に示す通り、ドラム缶の蓋７８は、断面がくの字状、Ｕ字状またはＶ字状をしたバンド７６でもって、ドラム缶７０の開口部（上部）縁と蓋板７８をはさみ込んで取り付けられている。バンドの切れ目部分の両端には、それぞれＳ字環７７が設けられており、Ｓ字環にボルト７２を通して、ナット７４がかけられている。このナット７４を回し込むことでバンドを締め込むことになる。また、ナットを緩めることで、バンドを緩めることになる。
【００８５】
したがって、蓋７８を取り付けて閉める時には、ナット７２を回し込んでバンド７６を締め上げ、蓋板７８とドラム缶７０上部縁を密着固定することとなる。
【００８６】
蓋を取り外すときには、ナットを緩めてバンドを弛めることで、蓋板が固着しているのを解放する。なお、この場合ナットはボルト弛み端まで弛めるのみとし、ボルトから外す事はしないことが好ましい。なぜなら、ボルトおよびナットが取り付けられた締め付けバンドと蓋を一体的に、ドラム缶７０から取り外したり、また、次に取り付けたりすることを可能とし、自動化を容易にするためである。このようなナットの緩み、締めを行なうために図３で示すナットランナー１１０を用いる。
【００８７】
蓋と締め付けバンドに関し、一体的とは、締め付けバンドが蓋の周縁部に巻き回されている状態であることを意味する。蓋開ステーションにおいて締め付けバンドと蓋とを一体的にドラム缶から分離してハンドユニットに保持し、これをそのまま蓋閉ステーションに搬送し、蓋閉ステーションにおいて蓋でドラム缶を閉めるまで、蓋と締め付けバンドを一体的に扱うことで、自動化が容易となる。
【００８８】
次に、ナットそのものが緩んでもバンドがそれ自体では広がらない場合があるので、前述の二つのＳ字環部分の間隔を強制的に押し広げるために、左右に移動する開閉爪１２０をこのＳ字環７７の隙間に差し込んで移動させて、広げる。
【００８９】
バンドが十分に緩んだ後、蓋を持ち上げる必要があるが、二つのＳ字環部分の間隔が拡がっただけでは、蓋を持ち上げることができるとは限らない。蓋とドラム缶上部縁との隙間が十分でないことがあるからである。持ち上げを容易にするためにはこの隙間を作り出すことが好ましい。
【００９０】
そのために先ず、蓋をＳ字環とは反対側の方向へ押して、蓋を持ち上げるときの隙間を取りやすくするようにすることが好ましい。このために、図２に示すようなプッシャーの役割をするバンド押し付け板１４０を用いる。この板は例えば空気シリンダー１４２などの駆動手段で駆動される。
【００９１】
さらに、Ｓ字環７７とは反対側の位置で、蓋の一部を引っ掛けて持ち上げるためのバンド昇降用フック１３０が設けられている。これは例えば、空気シリンダー１３２などの駆動手段で駆動される。先のバンド押し付け板１４０で位置が横（図２中、右方向）にずれた蓋の一端を、空気シリンダーの先端に取り付いているフック１３０で引っ掛けた後に、このフックを水平方向に移動させながら上昇させ、蓋を持ち上げる。
【００９２】
これにより、十分に弛んだバンドと蓋を同時に持ち上げて、ドラム缶上部の開口巻端をかわして、蓋の開動作を実現する。開動作終了時点で、弛められたボルトナットはＳ字環に通されたままであり、締め付けバンドは弛められてはいるものの蓋から分離されてはおらず、上記開閉爪、バンド押し付け板およびフックにより蓋と共に保持されていることが、自動化のために好ましい。
【００９３】
なお、締め付けバンドは弛められ、またドラム缶との密着が解放されるにつれて変形するが、締め付けバンドは所定の位置に設けられた変形拘束板に当接し、Ｓ字環からフックに向かって左右均等になるように変形する。
これら一連の動作によりドラム缶から取り外された、ボルトおよびナットが付いたままの締め付けバンドと蓋はは、蓋を取り外したときの状態のままハンドユニットに一体的に保持され、搬送手段により蓋閉ステーションへ移送される。
【００９４】
＜蓋閉動作＞
蓋閉動作では、概ね蓋開動作と逆の動作が行なわれる。まず、蓋開動作によって前記蓋および締め付けバンドを一体的に保持したハンドユニットを、固定式ロボットによってドラム缶上部に配置し、蓋７８とバンド７６をドラム缶７０の上にセットするが、このままバンドを締めても蓋とドラム缶を密着させることは出来ない。蓋の周囲には、ドラム缶との間でのシール機能を果たすためのシール部材７９が外周部に設けられているので、これをいったんつぶす必要があるからである。
【００９５】
このために、取り付けられた蓋を蓋押し付け手段により上部から下方向に押し付けて、シール部材をつぶしつつ、バンドを締め上げることが好ましい。すなわち、蓋を押し付け手段により十分にシール部材を変形させてつぶしつつ、再度ナットにナットランナーが食らいついて、ナットを締め上げることが好ましい。蓋を押し付ける力は、一般的に用いられているシール部材の場合、実験によれば、８００ｋｇｆ（７８４０Ｎ）以上が好ましく、１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）以上がより好ましい。
【００９６】
ナット位置のバラツキに対応するために、ナットランナー１１０が再度ナットに食らいつくために、前述のフレキシブルジョイントや遊動方式、ガイドコーンなどが効果的なのは前記と同様である。
【００９７】
ナットランナーの設定トルクは、緩みが起こらないように十分に設定されることが必要である。かといって、過剰なトルクは、締め過ぎをおこし、ボルトの変形や極端にはボルトの千切れをもたらすので、実験で確認するなどしてトルクを適宜設定する。充填されたドラム缶は、多くはトラックなどで輸送されるので、輸送時点でのナットの緩みを勘案して余裕を持たせてトルクを設定するのがよい。
【００９８】
〔ドラム缶内容物処理システムの動作〕
ドラム缶内容物処理システムの、ドラム缶蓋自動開閉装置以外の要素の動作について述べる。
【００９９】
＜蓋開ステーションの動作＞
固定式ロボット５０をハンドユニット１００に結合し、このハンドユニットを蓋開ステーション１０に供給される蓋付きドラム缶上にセットする。ハンドユニットは、図１のように循環利用することができる。ここで、上記蓋開動作が行われる。
【０１００】
＜蓋閉ステーションの動作＞
蓋開ステーションで蓋が開けられ、内容物処理が行われたドラム缶が蓋閉ステーション３０に供給される。一方、蓋を保持したハンドユニットも蓋閉ステーションに供給される。固定式ロボット５１をこのハンドユニットに結合し、供給されたドラム缶上にハンドユニットをセットする。ここで、上記蓋閉動作が行われる。
【０１０１】
＜ドラム缶搬送手段および内容物処理手段の動作＞
蓋が開けられたドラム缶はコンベアーライン６０等のドラム缶搬送手段によって蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送される。その途中に、内容物処理のためにここでは充填ステーションが設けられる。蓋開ステーションから搬送されたドラム缶は、内容物処理（充填）が行われた後、蓋閉ステーションに搬送される。
【０１０２】
＜ハンドユニット搬送手段の動作＞
ハンドユニット１００が搬送システムで運ばれる（図１）。搬送されてきたドラム缶と蓋との間で一対一の関係を維持するためには、蓋を開けられたドラム缶は例えば充填が行なわれた後に、蓋閉めステーション３０に移送され、蓋開ステーション１０で開けられた蓋を再度用いて、閉め動作が行なわれる。
【０１０３】
このために、ハンドユニットは蓋開ステーションと蓋閉ステーションを結ぶ搬送コンベアーライン６２などの搬送手段にて運ばれる。このコンベアーラインでは、ハンドユニット内に蓋およびバンドが取り付いたままの状態で運ばれる。
【０１０４】
例えば、蓋開ステーション１０で取り外された蓋およびバンドは、ハンドユニットごと固定式ロボット５０によりコンベアーライン６２上に移載され、同コンベアーにより、蓋閉ステーション３０に運ばれる。蓋閉ステーションでは、再度ロボット５１が送られてきたハンドユニットをつかみなおし、ハンドユニットを充填し終わったドラム缶の上部にセットする。その後前記のように蓋閉動作が行なわれる。
【０１０５】
ドラム缶の移送と、ハンドユニットの移送のタイミングを調整することで、ドラム缶と蓋の間での一対一の関係を維持することが可能である。もちろん、ハンドユニットに個別認識装置（ＩＤ装置）をとり付けて、そのデータを読み込んで、取付けに間違いがないようにすることができる。
【０１０６】
本発明では、蓋を開けるのは蓋開ステーションで、充填は充填ステーションで、蓋を閉めるのは蓋閉ステーションでという具合に分割されており、言わばそれぞれ専用化されているため、タクトタイムを短くすることができ、加えて、ラインの構成として開、充填、閉という具合に流れに順じた配置となるので、搬送ラインの切替えを必要とせず、切り替え装置の設置による設備の大型化や設置面積の増大を防止することができる。
【０１０７】
〔ドラム缶内容物処理方法〕（図１）
次に、本発明のドラム缶内容物処理方法の一形態について説明する。ここでは、内容物処理として充填を行う。
【０１０８】
（１）ドラム缶７０は待機場所から、コンベアーライン６０などに積載されて、搬入されてくる。
【０１０９】
（２）ドラム缶は位置決めステーション４０で、一回転させられ、この間にストッパーが固定ステーション側から突き出て、ボルトと突き当たり停止させられる。これで、Ｓ環の位置、ボルトおよびナットの位置が特定されることとなる。
【０１１０】
（３）次いで、蓋付きドラム缶がコンベアーラインで送られ、蓋開ステーション１０に設置される。この時に、ボルト及びナットの位置がずれる（回転する）こともあり得る。このような場合に備えて、蓋開ステーションでは再度、ボルトの位置出し機構を設けて、ボルトの位置出しを行なうことが好ましい。
【０１１１】
（４）蓋開ステーション１０では、固定式ロボット５０が別に待機するハンドユニット１００をつかんで結合し、持ち上げ、ドラム缶の上にセットする。ハンドユニットを掴む際に、同時に空気、信号ライン等の必要なコネクター類との接続が行なわれる。
【０１１２】
（５）ハンドユニット１００は固定式ロボット５０により、ドラム缶の上にセットされた後に、下に降ろされる。蓋の上にハンドユニットが載る形となる。
【０１１３】
（６）次いで、開閉爪１２０がＳ字環７７の間のスペースに差し込まれる。さらに、ナットランナー１１０がナットに食らいつく。
【０１１４】
（７）ナットランナー１１０を用いてナット７４を緩める。
【０１１５】
（８）モーターなどの駆動装置１２２を用いて開閉爪１２０を左右に広げて、締め付けバンドを広げる。このとき、変形拘束板を駆動手段により前進させて締め付けバンドに当てる。開閉用の爪を広げ過ぎて、ナットを落としてしまうことのないように、センサーなどを用いて、動作の終点を設定することが好ましい。
【０１１６】
（９）締め付けバンドを十分に広げた後に、バンド押し付け板１４０にて蓋自体をＳ字環とは反対方向に押す。このことにより、蓋を容易に開けることができるようになる。
【０１１７】
（１０）次いで、バンド昇降用フック１３０を作動させて、フックを蓋に引っ掛けると同時に、空気シリンダーでフックを上昇させて蓋の一端側を持ち上げる。
【０１１８】
（１１）バンドが十分に広がっていること、フック側で十分に持ち上げることで、締め付けバンドとドラム缶上部巻き端との間で隙間が生じて、スムーズに蓋があけられ、蓋がドラム缶から分離されることとなる。
【０１１９】
（１２）持ちあがった蓋はそのままの状態でハンドユニット１００に保持される。このとき蓋には締め付けバンドが付いたままであり、また締め付けバンドのＳ字環にはボルトナットが付いたままである。
【０１２０】
（１３）蓋を保持したハンドユニット１００はロボット５０により、ドラム缶の真上から取り外され、搬送コンベアーライン６２に移載される。そして、コネクター類の切り離しが行なわれ、ハンドユニットは固定ロボットから切り離される。
【０１２１】
（１４）ハンドユニットは、搬送コンベアーにて、蓋閉ステーション３０まで運ばれる。
【０１２２】
（１５）一方、蓋を取り外されたドラム缶は、別のコンベアーラインなどにより、充填ステーション２０まで運ばれて中身の充填作業などが行なわれる。充填などの後には、必要に応じて、ゴミ除けのシートなどが被せられてもよい。
【０１２３】
（１６）充填の作業および充填量のチェックなどの内容物処理が行なわれたドラム缶は、コンベアーなどにより、蓋閉ステーション３０に運ばれる。
【０１２４】
（１７）搬送コンベアーライン６２によって運ばれてきたハンドユニットが、蓋閉ステーション側の固定式ロボット５１により掴みなおされて結合され、また、空気等の必要なコネクター類の接続が行なわれる。
【０１２５】
（１８）固定式ロボットにより、蓋を保持したハンドユニットを、中身が充填されるなど内容物処理を終えたドラム缶の上にセットする。
【０１２６】
（１９）蓋閉ステーション３０では、空気シリンダー（図示しない）と蓋押し付け手段１７０により、蓋を真下に押し付けながら、ナットランナー１１０が締め付けバンド７６に取り付いたナット７４を締め上げる。
【０１２７】
（２０）これにより、蓋とドラム缶の密着固定が行なわれる。
【０１２８】
（２１）必要により、蓋がきちんと取り付いたかどうかの確認を行って、ドラム缶は別のコンベアーラインへ移動するなどして搬出される。
【０１２９】
（２２）蓋とバンドを取りつけ終わったハンドユニットは、再度、ロボット５１により、搬送コンベアーライン６２に移載される。そして、コネクター類の切り離しが行なわれ、ハンドユニットは固定式ロボットから切り離される。
【０１３０】
（２３）ハンドユニットは蓋開ステーション１０側へ搬送され、循環利用される。
【０１３１】
〔他の形態〕
固定式ロボットの構造を変えて、たとえば双腕タイプとして、それぞれがハンドユニットのコネクターと自動脱着が可能にして、その腕は蓋開および蓋閉ステーションに届きうる長さを持っているものとすることにより、一方の腕は蓋開ステーションにあって、蓋開動作を行なっており、他方の腕は蓋閉ステーションにあって蓋閉動作を行なっており、両方が終了してから、これらの腕の配置をたとえば回動して、腕の配置位置を変えることができる。これにより、１台の固定式ロボットで蓋の開閉を行うことができるが、この場合、回動動作は蓋開および蓋閉動作が終了後に同時に行なわせる必要があるので、片方に作業時間のズレが大きくある場合には若干の待機時間が生じる。また、１台のロボットの腕の届く範囲に蓋開、蓋閉ステーションを配置し、蓋開、蓋閉ステーションの間に充填ステーションを配するなどのレイアウトをとることとなる。
【０１３２】
【実施例】
図１〜３に示した装置により、開口径５７０ｍｍのバンド締めドラム缶の新缶１０個および再生缶（開口部径のバラツキ±２０ｍｍ）１０個の合計２０個を用い、上記ドラム缶内容物処理方法に示した（１）〜（２３）の手順に従い、粘性の高い液体の充填処理を行った。新缶の開口部径のバラツキは±３ｍｍであった。
蓋をした状態の新缶と再生缶をランダムにドラム缶内容物処理システムに導入し、ドラム缶の蓋を取り外し、粘性の高い液体を充填後、ドラム缶の蓋を閉める作業を行なった結果、いずれの場合においても、供給された蓋付きドラム缶の蓋開、充填、蓋閉の一連の動作をスムーズに行うことができた。つまり、充填と蓋開閉とのタイミングを合わせ、一方が他方に待たされることなく、蓋とドラム缶の一対一の対応を保ちつつ、一連の動作を行うことができた。
また蓋を閉めた状態を目視で確認したところ、それぞれのドラム缶に最初についていた蓋が取りつけられていることが確認された。また、ドラム缶の締め付けバンドを締め付けているボルトナットの締め付けトルクを確認したところ設定した締め付けトルクであり、蓋がドラム缶に十分に固定されていることが確認され、本発明の有効性が確認された。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ドラム缶の蓋開閉を伴う充填等の内容物処理において、ドラム缶と蓋との間の１対１の関係性を保持しながら、蓋開閉動作と内容物処理動作の待ち時間を抑え、全体の処理時間を短縮することを可能とするドラム缶内容物処理システムおよび方法が提供される。また、このような内容物処理に好適に用いることができるドラム缶蓋開閉装置が提供される。さらに、再生缶等の寸法のバラツキが大きいドラム缶であっても自動的に蓋の開閉を行うことのできるドラム缶蓋自動開閉装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドラム缶内容物処理システムの一形態につき、その概要を示す図である。
【図２】本発明のドラム缶蓋開閉装置の一形態につき、ハンドユニット要部を示す側面図である。
【図３】本発明のドラム缶蓋開閉装置の一形態につき、ハンドユニット要部を示す上面図である。
【図４】ドラム缶の蓋締め付け部の形態を示すための断面図（ａ）とその矢視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０ 蓋開ステーション
２０ 充填ステーション
３０ 蓋閉ステーション
４０ 位置決めステーション
５０、５１ 固定式ロボット
６０ コンベアーライン（ドラム缶搬送手段）
６２ コンベアーライン（ハンドユニット搬送手段）
７０ ドラム缶
７２ ボルト
７４ ナット
７６ 締め付けバンド
７７ Ｓ字環
７８ 蓋
７９ シール部材
１００ ハンドユニット
１０１ フレーム
１１０ ナットランナー
１２０ 開閉爪
１２２ 開閉爪用駆動装置
１３０ バンド昇降用フック
１３２ 空気シリンダー（フック用）
１４２ 空気シリンダー（バンド押付け用板用）
１４０ バンド押付け用板
１５０、１５１ コネクター
１６０ 変形拘束板
１７０ 蓋押付け手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、天部に蓋を有しているオープンドラム缶を用いる分野で、蓋の開閉を自動で行なうドラム缶蓋自動開閉装置に関する。また、蓋付きドラム缶を開けた後、ドラム缶への充填処理や内容物の払い出し処理等の内容物処理を行い、再度蓋を閉めるドラム缶内容物処理システムおよびドラム缶内容物処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラム缶は広く産業界において使われている。ドラム缶には天部の蓋が胴体と例えば溶接などにより密に固定され閉じられた形式のもの（クローズドドラム）と、蓋が取り付け取り外し可能になっていて、取り外した場合には開放形式となるもの（オープンドラム）がある。
【０００３】
クローズドドラムは蓋自身の開閉操作を行なうことはないが、液の出し入れのための栓を開け閉めして、液の入れ替えを行なう。
【０００４】
一方、オープンドラムは栓の代わりに蓋自体を取り外して、内部へ製品を入れこんだり、または、内部の製品を払い出したりする。特殊な用途として、天部の蓋に液の出し入れのために、栓が１ないし２個設けられているものがある。
【０００５】
オープンドラムとクローズドドラムの使い分けは、種々の要因で決定される。液体で粘度の低いさらさらしたものの場合は、多くはクローズドドラムが用いられることが多く、さらに、毒性や危険物を扱うような場合には、クローズドドラムが用いられる。
【０００６】
一方、栓を用いると出し入れに時間がかかるような粘性が大きい液体もの、粉もの、ペレット状のものについては、オープンドラムが用いられることが多い。また、ドラム缶を再利用して使う場合には、その内部を完全に洗浄する必要があり、この洗浄作業を容易に行なうためにオープンドラムが用いられる。
【０００７】
さらに、製品性状によっては、プラスチックなどで出来た内袋をドラム缶の内側に用いて、該内袋に製品を移し保管するが、このような場合には、オープンドラムが用いられる。また、内容物の形状が定形ではなく、不定形のものや大小のものが混在するような場合や、液体ではない固形物など（例えば、産業廃棄物など）の場合には、オープンドラムが用いられる。
【０００８】
オープンドラムの用途はこのように多岐に渡っている。
【０００９】
以下、この種のオープンドラムの一般的な蓋の取り付け構造について図４を用いて説明する。
【００１０】
ドラム缶７０の開口部縁（起立したドラム缶の上部、折り曲げられた縁）に蓋７８の周縁部をかぶせ、同部分を締めつけバンド７６で巻き回し、開口部縁と蓋の周縁部とが重なり合った部分を挟み込んで締め付ける。このバンドはリング状で、断面はくの字状、Ｕ字状、またはＶ字状になっている。リングには切れ目があり、その両端部にはＳ字環部７７が溶接などで取りつけられている。このＳ字環部にボルト７２を差し込み、反対側でボルトにナット７４をセットし、このナットを締め込んでいくことで、バンドを締め上げる。これにより、締めつけバンドは蓋の外周に沿って円に近づき（両端部の間隔が狭まる）、くの字形状、Ｕ字状、またはＶ字状の断面は蓋の外周に沿った円の中心側へと移動して、くの字、Ｕ字、またはＶ字の形状により、蓋周縁部と容器上部縁のお互いを引き寄せ接近せしめる。蓋周縁部内側には、シール部材７９が設けられているので、この引き寄せ接近により、蓋と容器の間のシールを実現している。蓋の取り外しにおいては、逆の動作が行なわれている。
【００１１】
蓋を締め付ける際に、蓋に取り付いているシール部材７９に適切な締め付け力を均一に与えるためには、従来はプラスチックハンマーなどで蓋７８の内側周辺部を叩く必要があり、騒音などが生じ、作業環境的な問題を抱えていた。
【００１２】
これらの蓋の取りつけ取り外し作業においては、多くは人手にて作業が行なわれているのが現状である。
【００１３】
昨今の人手不足から、この種の作業を自動化しようとする試みがなされている。このため、従来より、オープンドラム缶の蓋開閉装置については各種の先行技術が提案されている。典型的な先行技術として、１）実用新案登録２５７４４４９号公報、２）特公平７−３５１９２号公報、３）特開平５−１７８３９６号公報に記載される例が知られている。
【００１４】
上記１）にはバンド締めドラム缶蓋の自動開閉装置に関する技術が記載される。この技術では、ボルト、ナットを取り除いた後、バンド押し拡げ手段によってバンドを押し拡げ、次いで周囲に配置したバンド掴み爪にて保持し、バンド掴み爪を放射状に移動させて、バンドを十分に拡げ、続いてドラム缶蓋をドラム缶蓋吸着手段に吸着させて、これを昇降装置により上昇させることで、ドラム缶と蓋を分離する。ドラム缶に蓋を装着する場合には、バンド押し拡げ動作を解除してバンド押し拡げ手段を取り除き、上記と逆の順序で動作させるとされている。
【００１５】
２）には、ドラム缶の蓋を切断することなく自動的に開封するドラム缶蓋自動開封機に関する技術が記載される。この技術では、蓋を胴部から強制的に引き離すために、ドラム缶の蓋の耳部少し下方から食い込んでいく爪を用いるもので、同爪は作動時には環状に連続して外周を囲むように配置されおり、かつ蓋板天面を押圧盤で押し付けている状態で、これらの爪が上昇させられるようになっているので、蓋の耳部は全周にわたってこじ上げられ、強制的に外される。
【００１６】
３）には、ドラム缶の蓋を切断することなく自動的に開封するドラム缶蓋自動開封機に関する技術が記載される。この技術では、ドラム缶の胴体を挟み込み、蓋板を吸着装置で吸着し、その吸着状態のままで天蓋を引き上げるようにしながら、エアーハンマでドラム缶の胴体上部および下部を連続的に叩いて衝撃を与えて、天蓋の引き上げ力と連続叩きによる衝撃で、蓋を胴部から強制的に引き離すものである。
【００１７】
しかしながら、これらの先行技術は以下のような点で、問題を有している。
【００１８】
１）については、バンドを押し広げる前に、ボルトおよびナットを取り除いておく必要がある。一般にボルトナットを取り除くと、バンドの復元性により、バンドのＳ字環部位が変形する。このために、バンド押し拡げ装置をＳ字環部位に挿入して動作しようとしても、位置決めが上手くおこなえず、確実性に欠ける問題がある。
【００１９】
また、蓋を開けた後は、押し拡げバンド掴み爪でバンドを保持し、かつ蓋吸着装置で蓋を保持したままとしておき、開封されたドラム缶に中味を充填等した後、蓋を閉める際には、蓋およびバンドを保持したその装置内へ、ドラム缶を再度搬入する必要がある。
【００２０】
２）については、蓋をこじ開けるための技術であって、再度蓋を閉めることが考慮されておらず、自動的に蓋の開閉を行う用途に適した技術ではない。また、蓋を開ける前に、バンドを事前に十分に弛めておく必要がある。確実に爪が蓋耳部の下部に食い込むためには、バンドが均等に開いている必要があり、このためにはバンドの押し広げ装置が必要となる。また、再生缶のように、ドラム缶側の寸法公差が大きくなると、蓋耳部下部とドラム缶上部縁との隙間が均一ではなくなり、爪のかかりが不均一になる可能性がある。
【００２１】
３）についても、蓋を開けるための技術であって、再度蓋を閉めることが考慮されておらず、自動的に蓋の開閉を行う用途に適した技術ではない。また、バンドを用いて蓋をドラム缶に取り付けているタイプのものについて、蓋を開ける前にバンドを事前に十分に弛めておく必要がある。さらに、連続的に、衝撃的なエアーハンマーによっているので、作業現場での騒音が問題となる。多数のドラム缶を連続的に処理するような状況では、作業者に与える負担が大きくなる。
【００２２】
上記例を含め、従来技術では次のような課題があった。
【００２３】
ａ）上記１）のように、従来のドラム缶蓋自動開閉装置においては、蓋を取り外した後、蓋は自動開閉装置に保持されたままとされ、ドラム缶は例えば内容物を充填する場所などに移動されて、充填後に缶が戻ってきた段階で、今まで保持されていた蓋が当該自動開閉装置において再度取りつけられる。このため、例えばドラム缶内部に製品を充填するような場合に用いようとすると、充填側で待ち時間が生じてしまい、全体の生産時間に影響を及ぼす。また、生産設備全体のコストに影響を及ぼす。
【００２４】
すなわち、このような状況では、充填装置側は連続的に充填作業を進めたいのであるが、ドラム缶が蓋開閉装置と充填装置の間で出入りし、開閉装置において、蓋の取り外し、取り付けバンドの締め込み作業が行なわれるために、充填設備はこの間待機の状態になってしまう。このために、充填設備が十分に使われないだけではなく、充填のしかかり時間が増えることとなる。これにより、全体として生産時間が余計にかかってしまい、生産時間の短縮は望めない。
【００２５】
このため、次から次へと製品を充填する必要があるような場合（通常はこのような場合が多い）には、蓋開閉装置から充填装置に次から次へとドラム缶を送り込んで生産時間を短縮する必要がある。このことを実現するためには、開閉装置を複数台設置して、連動してドラム缶を充填装置へ次から次へと送り込むことが必要とされ、このための開閉装置から充填装置までの搬送ラインの切り替えシステムが大掛かりとなり、複数台の開閉装置のコスト、必要設置エリアが多くなるだけではなく、缶の出入りのための切替え搬送ラインが大きくなるなど、生産システム全体への波及効果が大きい。
【００２６】
つまり、従来技術で生産時間を短縮するには、１個の充填装置に対して複数の開閉装置が必要であり、複数の開閉装置を連動して充填装置にドラム缶を次から次へ供給する場合に、開閉装置（複数個）と充填装置の間には搬送切替えの仕組みが必要となる。タクトタイムを短くするために、開閉装置の数を増して行くと、この搬送ラインの切替えの仕組みがかなりの場所を取ることとなる。
【００２７】
一方、この蓋保持の時間の間（ドラム缶に充填等を行っている間）は、開閉装置自体がアイドリング状態となるだけではなく、次の順番のドラム缶は待機状態となる。よって、工程に無駄時間が発生してしまう。
【００２８】
ｂ）ドラム缶が新しく製造された缶（新缶）に限定されることが多く、通常多く出まわっている再生ドラム缶には適さない。再生ドラム缶は、新缶に比して、コストも安いので、例えば企業間で通い箱のようにして使われることが多い。
【００２９】
新缶は寸法の精度が高く、自動化には適するが、再生ドラム缶は何回か流通されているために、凹みなどがあり、また再生工程における熱加工などにより、寸法精度が新缶ほどには高くなく、また、寸法のバラツキが大きくでやすい。例えば再生ドラム缶胴部の図面上の寸法公差は±３ｍｍとされることが多いが、実際の再生ドラム缶においては寸法のバラツキが±２０ｍｍ程度に達することもある。このために、自動化する場合にはこのバラツキを吸収する必要があり、自動化する上での課題となっていた。
【００３０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、蓋付きドラム缶への充填処理や内容物の払い出し処理等の内容物処理のために要する全体の時間を短縮することを可能とするドラム缶内容物処理システムおよび方法を提供することであり、このために好適に用いることのできるドラム缶蓋自動開閉装置を提供することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、新造ドラム缶のみならず再生ドラム缶であっても使用可能なドラム缶蓋自動開閉装置を提供することであり、このドラム缶蓋自動開閉装置を用い、胴部寸法のバラツキが±２０ｍｍ程度の再生ドラム缶も使用できるドラム缶内容物処理システム及び方法を提供することである。
【００３２】
ドラム缶から蓋を取り外し、再度取りつける場合には、取り外した容器に取り外された蓋を取りつけることが行なわれている。つまり、ドラム缶と蓋の間では一対一の関係性を保持している。一対一の関係性を無視して、アトランダムに蓋を取りつけることも可能であるが、取りつけの際に再度閉まりにくい、シールしにくいなどの不確定要因が増すことになり、通常は１対１の関係性を保持するようにするのが、技術的に望ましい。さらに、ドラム缶から内容物の一部を取り出して再度蓋を取り付けるような場合、蓋とドラム缶との間で一対一の関係がないと、中身へのコンタミネーションなどが生じる可能性が高くなる。
【００３３】
本発明は、ドラム缶と蓋との間の１対１の関係性を保持しながら、上記目的を達成しようとするものである。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を有し、
かつ、
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該蓋を自動的に開けてドラム缶から分離し該ハンドユニットに保持するための蓋開ステーション；
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該ハンドユニットに保持された蓋でドラム缶を自動的に閉めるための蓋閉ステーション；
該蓋が分離されたドラム缶を蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するドラム缶搬送手段；
該ドラム缶搬送手段の途中に設けられた、ドラム缶の内容物を処理する内容物処理手段；および
該蓋を保持したハンドユニットを蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送手段を有することを特徴とするドラム缶内容物処理システムを提供する。
【００３５】
このドラム缶内容物処理システムにおいて、
該蓋付きドラム缶が、ドラム缶の開口部縁と蓋の周縁部とを挟み込むように巻き回されてなる締め付けバンドの両端部が互いにボルトナットによって締め付けられることにより、蓋がドラム缶に固定されたバンド締めドラム缶であり、
該ハンドユニットが、
該ボルトナットを弛めおよび締め付けるナットランナー；
該締め付けバンドの両端部の間隔を拡げる開閉爪；
該締め付けバンドの一部に引っ掛かり、締め付けバンドを持ち上げるバンド昇降用フック；
該締め付けバンドおよび蓋を、該バンド昇降用フックに押し付けるバンド押し付け用板；
弛められた該締め付けバンドに当接し、締め付けバンドの変形の偏りを抑止する変形拘束板；
該蓋を閉めるために蓋をドラム缶に押し付ける蓋押し付け手段；および
該固定式ロボットと着脱可能に結合するための、かつ、固定式ロボットからハンドユニットに駆動力を供給するためのコネクター
を有し、
該固定式ロボットが、該ハンドユニットのコネクターと着脱可能に結合し、かつ、ハンドユニットに駆動力を供給するコネクターを有する
ことが好ましい。
【００３７】
本発明はまた、蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を用い、
該蓋を開けるための蓋開ステーションに蓋付きドラム缶を設置し、該固定式ロボットに結合されたハンドユニットにより蓋付きドラム缶の蓋を開け、蓋をドラム缶から分離して該ハンドユニットに保持させる蓋開工程；
該蓋開工程で蓋から分離されたドラム缶について内容物処理を行い、ドラム缶の蓋を閉めるための蓋閉ステーションに搬送する内容物処理工程；
該蓋開工程で蓋を保持したハンドユニットを、固定式ロボットから切り離し、該蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送工程；および
該蓋閉ステーションにおいて、該ハンドユニット搬送工程で搬送されたハンドユニットを固定式ロボットに結合し、該ハンドユニットにより、該ハンドユニットが保持している蓋で、該蓋閉ステーションに設置されたドラム缶を閉じ、該ハンドユニットによる該蓋の保持を解除する蓋閉工程
を有するドラム缶内容物処理方法を提供する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一形態につき、図を用いて詳細に説明する。
【００３９】
図１は、本発明のドラム缶内容物処理システムの一形態につき、全体のシステムの流れを表す図である。この搬送レイアウト、装置レイアウトは一例であり、設置場所の制約などに鑑み、適宜変更することができる。
【００４０】
この形態は、ドラム缶７０の蓋開閉動作を行なうロボットブロックであるハンドユニット１００とハンドユニットをドラム缶真上に移動させたり、ドラム缶上部から持ち上げ移動させるなどの移載動作を行なう固定式ロボット５０および５１を有するドラム缶蓋自動開閉装置、ならびにハンドユニット１００を蓋開ステーション１０から蓋閉ステーション３０に搬送するためのハンドユニット搬送手段（コンベアーライン６２）を有する。
【００４１】
内容物処理は、ドラム缶内に内容物を収容すること、およびドラム缶内に収容されている内容物を取り出すことの両方が含まれる。内容物処理手段はこのような内容物処理を行うために、公知技術により適宜設計できる。ここでは、内容物処理として充填を行うために、蓋開ステーション１０と蓋閉ステーション３０との間に内容物処理手段の一例として、充填ステーション２０が設けられ、充填ステーションには充填手段が設けられる。充填手段では、図示しない計量装置と連動して充填作業が行なわれる。所定量の充填が終了してからは、ドラム缶は充填ステーションを離れて、蓋閉ステーション３０へ送られる。充填物の性状によって、必要に応じ、充填の前に内袋がドラム缶に挿入される。
【００４２】
蓋を被せて閉める前に、必要に応じて、充填された製品にゴミなどが入らないようにするために、保護シートを被せる事が行なわれることがある。ドラム缶は所望により、シート被せ手段（図示していない）に送られて、シートの被せが行なわれる。これが終了した後に、ドラム缶は蓋閉ステーション３０へ送られる。
【００４３】
蓋閉ステーションでは、蓋開ステーションから連動して送られてきている蓋および締め付けバンドが再度ドラム缶に取り付けられて、締め付けが行なわれる。
【００４４】
この後、蓋が閉じられたドラム缶は、バンドに取り付いているＳ字環の遊離を検出するためのＳ字環遊離検出ステーション（図示せず）を経由して、システム外の別の工程、例えば、ラベリングセクションへ送られる。
【００４５】
シート被せ手段、Ｓ字環遊離検出ステーションなどは充填される内容物や保護対策の要否などにより、必要に応じて設置されるものである。また、充填ではなくドラム缶から内容物をとりだす場合には、その作業に必要な設備が適宜設置される。
【００４６】
さらに、蓋開ステーションの手前に、蓋開ステーションに設置されるドラム缶の位置決めを行う位置決めステーション４０を設けることもできる。
【００４７】
上記各ステーション等の間を結び、ドラム缶を搬送するための、ドラム缶搬送手段６０を設けることもできる。ドラム缶搬送手段には、公知のコンベアーライン等を用いることができる。例えばドラム缶自動搬送に用いられる公知のローラコンベアーでよく、また、別の形態の物でもよい。
【００４８】
〔ドラム缶蓋自動開閉装置〕
ドラム缶蓋自動開閉装置は、ハンドユニットと固定式ロボットを備えるが、これらは着脱可能であり、ハンドユニットと固定式ロボットの台数を異なるものとすることができる。ハンドユニットと固定式ロボットの数は、ドラム缶（内容物処理システムの処理量など）処理量に応じて、適宜決定すれば良い。
一例としてここに示す形態では、固定式ロボットを２台、ハンドユニットを６台備えるものを図示した。内容物処理システムにおける待ち時間を削減するために、従来技術では蓋開閉装置全体を複数台設置しなければならないのに対し、本発明ではハンドユニットの台数のみを必要に応じて多くすることができ、コストの面および設置スペースの面において優れる。
【００４９】
＜ハンドユニット＞
ハンドユニット１００の全体は、図２および３に示すように、本発明で行なう蓋開閉に必要な構成要素が一つのフレーム１０１内に納められている。ハンドユニット内には、各種の空気シリンダーや空気モータ等が付属されており、各種の動作を行なわせることができる。具体的には、以下の要素が取り付けられている。
【００５０】
なお、ハンドユニット１００は、以下の各要素の各動作を行なうための空気シリンダー類などが必要に応じて設けられており、一つのロボットユニットとなっている。これらは一つのフレーム１０１に備わっている。
【００５１】
（１）ナットランナー１１０：（図３参照）
ナットランナーは、空気モータ、電動モータなどにより回転トルクを発生することができ、ナットを緩めたり、締め込んだりするための手段である。図３に示すように、ドラム缶に蓋を締結させているボルト７２およびナット７４があるが、このナットに食らいついてナット７４を回転させることにより、バンド７６を弛めて蓋７８を取り外したり、バンドを締め上げて蓋をドラム缶に密着させる作業を行なわせしめるためのナットランナー１１０が取り付けられている。ナットランナーの先端に、ナットの形状に合わせたジグを取付けることにより、いろいろな大きさのナットに対応することができる。
【００５２】
ドラム缶に蓋を取り付けているバンド７６は、一部に切り欠き部があり、バンドの両端にはボルト７２を通すためのＳ字環７７が取り付けられている。六角頭付きボルト７２は、この２つのＳ字環７７に通され、片側でナット７４がセットされる。ナットランナーによってこのナットを回すことにより、二つのＳ字環の間の距離を狭めることでバンド７６を締め上げたり、二つのＳ字環の間の距離を拡げることでバンドを緩い状態にすることができる。図示しないが、六角頭付きボルトは、共回りを防ぐための爪部を有し、Ｓ字環の一部に引っかかることができる。このためナットを回すのみで、ボルトナットを弛めたり締めたりすることができる。
【００５３】
この動作を自動で行なうためには、ナット７４にナットランナー１１０が自動的に喰い付く必要がある。ところが、再生のドラム缶であれ、新造のドラム缶であれ、ドラム缶製造工場での蓋締め動作においては、このナット締めが人手で行われており、ナットの取り付け最終位置は必ずしも一定ではない。従って、ドラム缶製造工場から内容物処理手段のある工場までドラム缶が送られてくる場合など、このナット位置の不確定な状況にナットランナーが対応できるようにすることが好ましい。このため、蓋開装置でナットランナーがナットに食らいつくときには、フレキシブルにナットランナー側が対処することが好ましい。このために、ナットランナーにはフレキシブルジョイントを用いたり、ナットランナー部分が遊動したりすることが出来るようにしておくことが好ましい。また、ナットランナーの先端にはテーパー状のガイドコーンを取り付けることも好ましい。
【００５４】
（２）開閉爪１２０：（図２および３参照）
上記のナットランナー１１０で、ナット７４を緩めたとしても、必ずしも二つのＳ字環７７の間隔が追随して拡がって行くわけではない。間隔はそのままになっている場合もあるので、強制的に間隔を広げていく必要がある。このために、図３に示すように、開閉爪１２０が設けられており、これは、図示しないが左右対称にそれぞれ動き、互いに開いたり閉じたりする二つの爪を有する。図２に示すように、開閉爪は概横Ｕ状になっている。
【００５５】
この開閉爪をＳ字環間７７の隙間部分に差込み、さらに、ナットが緩んだ後に、左右に開閉爪を均等に開くための駆動装置１２２（例えば、モータ）が付属させられている。開閉爪１２０の移動量などを確認するために、適宜センサーが取り付けられる。
【００５６】
なお、開閉爪が概横Ｕ字状であるため、Ｓ字環にボルトが通った状態でも、開閉爪は二つのＳ字環の間の隙間に差し込むことができる。また、この爪はＳ字環の間の隙間に差し込むために、その厚みは出来るだけ薄い方が好ましいが、適当な強度がないと開閉動作の際に変形してしまうので、これらを勘案して適宜設計される。
【００５７】
爪を均等に開くための駆動装置としては、代表的にはモータであるが、使われる環境（例えば、防爆構造を要するような作業環境）によっては、空気モータなどが好適である。
【００５８】
（３）バンド昇降用フック１３０：（図２参照）
バンドを緩めた後に、蓋を持ち上げるために、バンドの一部を掴んで上に持ち上げる必要がある。図２に示すように、このためのフック１３０がナットランナー１１０の対面側に設けられている。
【００５９】
このフックは、バンドに引っかかる形状であれば良く、例えば断面が略コ字または横Ｕ字状とするのが好ましい。該フックはバンドに引っかかるための円弧運動と持ち上げるための直線運動を行なうために、リンク機構に接続されている。この駆動においては、例えば空気シリンダー１３２が用いられる。
【００６０】
（４）バンド押し付け用板１４０：（図２参照）
ナットを緩めた後に、バンドおよび蓋全体をバンド昇降用フック１３０側に押し付けると、蓋７８がドラム缶７０から容易に離れる。このためにバンド押し付け板１４０が設けられる。押し付け板の駆動源としては、例えば空気シリンダー１４２が用いられる。
【００６１】
（５）バンド均等開のための変形拘束板１６０：（図３参照）
バンド７６を開閉爪１２０で強制的に開いていくときに、Ｓ字環７７側から見て左右均等に開くのが望ましい。均等に開かずに、片側に寄って開いてしまうと、バンドの縁とドラム缶開口部縁との隙間が狭くなる部位が生じ、蓋を持ち上げるときに干渉してしまうことがあり、この場合、蓋を開ける動作のスムーズさにおいて不利となるためである。これを防止するために、ハンドユニット１００にはＳ字環側から見て左右両側に変形拘束板１６０が設けられることが好ましい。これにより、一方に偏ってバンドが開いたとしても、偏った側が先に変更拘束板に当たり、それ以降はもう一方の側が開いていくことを可能ならしめる。ここでは変形拘束板として矩形状の板を用いているが、上記機能を有するものであれば、他の形状でも良い。また、変形拘束板はエアシリンダーなどの駆動手段によって前進後退可能とすることが好ましい。蓋および締め付けバンドを容易に挟み込むことができるからである。
【００６２】
（６）蓋押し付け手段１７０：（図２参照）
蓋を閉める際に、ドラム缶に蓋を密着させるために蓋押し付け手段１７０が設けられる。蓋押し付け手段としては、いろいろな機構が考えられるが、例えば、フレーム内に蓋板の内寸法より若干小さい寸法の円環状板を設けておき、一方、蓋閉ステーションの適宜な位置に空気シリンダー（図示しない）等の駆動手段を設けておき、空気シリンダーを動作させ、その押し付け力が円環状板、及び蓋を介してシール部材の全周に均等に作用するようにすることが好ましい。また、この押し付け作業が行なわれるために、蓋閉ステーションの固定式ロボットやフレームには必要に応じた剛性を持たせておく。
【００６３】
従来の方式では、シール部材に適切な締め付け力を均等に与えるために、締め上げながらハンマーなどで蓋７８上部の周辺部を叩く必要があった。これは、バンドと蓋周縁部／開口部縁との滑り具合が周方向で異なり、バンドが部分的には十分に食い込まずに、シール部材７９（図４参照）のつぶれ（すなわちシール力）が場所によって違っていたためである。このために、騒音の発生という問題も生じていた。本発明では、蓋押し付け手段によりシール部材７９を一旦均一につぶしてから、バンド７６を締め上げることができ、また、バンド７６を締め上げている間にも押し付け手段で押し付けたままとすることができるので、周方向にわたって均一なバンド食い込みを実現できるため、ハンマーなどで蓋を叩かずにすむ。
【００６４】
（７）コネクター１５０：（図２参照）
以上の構成要素が一つのフレーム１０１に設けられているが、これらの駆動に必要な空気、上位システムととりあうための信号などを固定式ロボットから供給するために、コネクター１５０がフレーム１０１の適当な部位、例えばフレーム上部に設けられている。
【００６５】
このコネクター１５０は、固定式ロボット５０（あるいは５１）のロボットハンド側に設けられる相手側のコネクター１５１と雌雄の関係で結合され、自動的に着脱可能とされる。必要に応じて、結合を容易にするためのガイドピンなどが設けられる。
【００６６】
ハンドユニット１００を固定式ロボット５０がつかんで、ドラム缶の上部にセットする際に、コネクター１５０および１５１に含まれる空気コネクター、信号コネクターなどが接続されて必要な空気が供給されたり、信号系がつながることとなる。
【００６７】
空気シリンダーなど空気圧を必要とするものがハンドユニットに内蔵されている場合、ロボットハンドがハンドユニットを掴んだ際に同時に空気コネクターがつながるように構成されていて、この空気コネクター１５０、１５１を通して、空気が供給される。同様に、ハンドユニット内のセンサー信号などを上位監視システムと通信する必要がある場合には、このコネクターに空気ラインと合わせて信号ラインが設けられ、空気と信号ラインが同時に接続される。
【００６８】
この種のマルチコネクターは、多く市販されているものを用いることができる。
【００６９】
＜固定式ロボット＞（図２参照）
固定式ロボットは、ハンドユニットを移動させるためのものであり、かつハンドユニットに駆動力や制御信号を供給する機能を有し、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用できる。上記ハンドユニットとの結合および駆動力の供給のためのコネクター１５１を備える。
【００７０】
ドラム缶蓋自動開閉装置の制御は、コンピュータ等の公知の制御手段で行うことができる。
【００７１】
〔ドラム缶内容物処理システム〕
ドラム缶内容物処理システムは、上記ドラム缶蓋自動開閉装置に加え、必要に応じて付加されるものも含め、次の要素を備える。また、このシステムを自動化し、また運転管理するためのコンピュータ等の制御手段を適宜設けることができる。
【００７２】
＜蓋開ステーション＞（図１参照）
蓋開ステーション１０には、固定式ロボット５０が設置される。ここでは、本発明のドラム缶蓋自動開閉装置により、供給された蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開け、ドラム缶から分離する。
【００７３】
＜蓋閉ステーション＞（図１参照）
蓋閉ステーション３０には、固定式ロボット５１が設置される。ここでは、本発明のドラム缶蓋自動開閉装置により、供給されたドラム缶に蓋を自動的に取り付ける。
【００７４】
＜ドラム缶搬送手段＞（図１参照）
ドラム缶搬送手段は、蓋開ステーションから蓋閉ステーションにドラム缶を搬送する手段であり、コンベアーライン６０など、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用することができる。
【００７５】
＜内容物処理手段＞
ドラム缶搬送手段の途中に、蓋が開けられたドラム缶に対して内容物処理を行う内容物処理手段が設けられる。内容物処理手段は、目的に応じて公知技術を利用して適宜設計すれば良いが、自動化された手段を用いることが好ましい。内容物処理システム全体を自動化できるからである。
【００７６】
＜ハンドユニット搬送手段＞（図１参照）
搬送手段は、搬送コンベアーライン６２など、機械加工組みたて工場などの自動化に広く用いられている汎用のタイプのものでよく、公知の技術を適宜採用することができる。
【００７７】
図１に示す形態では、蓋開ステ−ションと蓋閉ステ−ションをむすぶコンベアーライン６２は、平面的に循環するように構成されている。設置場所の制約などによっては、上下２段のコンベアーライン形式とし、いずれか一方を往路、他方を復路とする構成でもよい。このような上下構造とする場合には、下のコンベアーラインを経由して戻ってきたハンドユニットを再度コンベアーラインの所定の位置にセットするためのリフターなどを適宜設備する。
【００７８】
なお、有機溶剤を扱うような環境においては、コンベアーラインに用いる材料として、例えばべルトなどには、静電スパークの発生を防ぐために帯電防止材から構成されるのが好ましい。
【００７９】
＜位置決めステーション＞（図１参照）
Ｓ字環に取り付いたボルトナットにナットランナーが食らい付いたり、開閉爪をＳ字環の隙間に差し込んだりするために、バンドのＳ字環７７の位置決めを自動的に行うことが好ましい。
【００８０】
蓋開および蓋閉ステーションにおいて、ドラム缶およびハンドユニットはガイド機構、ストッパーピンなど公知の技術により、自動的に位置決めできる。したがって、蓋開ステーションにおいてＳ字環の位置が定まっていれば、その後のドラム缶およびハンドユニットの位置決めは自動的にスムーズに行うことができる。
【００８１】
このために、蓋開ステーション１０の前に、位置決めステーション４０を設置することが好ましい。位置決めステーションでは、バンドを締めつけているボルト位置がいろいろな向きになっているドラム缶がランダムに入ってくるが、同ステーションで一回転させられ、その間にストッパーがステーション側から突き出されて、ボルトが同ストッパーに突き当たることで停止される。このような方式で、ボルトの位置が特定された後に、ドラム缶は蓋開ステーションに移送される。
なお、ボルトの位置を特定する手段は限定されるものではなく、公知の技術を適用することも可能である。
【００８２】
〔ドラム缶蓋自動開閉装置の動作〕
以下、前述したドラム缶蓋自動開閉装置の動作について詳述する。
【００８３】
＜蓋開動作＞
蓋の開動作においては、蓋を取り付けているバンドを緩めるという動作と、蓋をドラム缶から引き離すという動作がある。上記のフレーム１０１に設けられた構成部品を用いた場合につき、これらの動作を説明する。
【００８４】
図４に示す通り、ドラム缶の蓋７８は、断面がくの字状、Ｕ字状またはＶ字状をしたバンド７６でもって、ドラム缶７０の開口部（上部）縁と蓋板７８をはさみ込んで取り付けられている。バンドの切れ目部分の両端には、それぞれＳ字環７７が設けられており、Ｓ字環にボルト７２を通して、ナット７４がかけられている。このナット７４を回し込むことでバンドを締め込むことになる。また、ナットを緩めることで、バンドを緩めることになる。
【００８５】
したがって、蓋７８を取り付けて閉める時には、ナット７２を回し込んでバンド７６を締め上げ、蓋板７８とドラム缶７０上部縁を密着固定することとなる。
【００８６】
蓋を取り外すときには、ナットを緩めてバンドを弛めることで、蓋板が固着しているのを解放する。なお、この場合ナットはボルト弛み端まで弛めるのみとし、ボルトから外す事はしないことが好ましい。なぜなら、ボルトおよびナットが取り付けられた締め付けバンドと蓋を一体的に、ドラム缶７０から取り外したり、また、次に取り付けたりすることを可能とし、自動化を容易にするためである。このようなナットの緩み、締めを行なうために図３で示すナットランナー１１０を用いる。
【００８７】
蓋と締め付けバンドに関し、一体的とは、締め付けバンドが蓋の周縁部に巻き回されている状態であることを意味する。蓋開ステーションにおいて締め付けバンドと蓋とを一体的にドラム缶から分離してハンドユニットに保持し、これをそのまま蓋閉ステーションに搬送し、蓋閉ステーションにおいて蓋でドラム缶を閉めるまで、蓋と締め付けバンドを一体的に扱うことで、自動化が容易となる。
【００８８】
次に、ナットそのものが緩んでもバンドがそれ自体では広がらない場合があるので、前述の二つのＳ字環部分の間隔を強制的に押し広げるために、左右に移動する開閉爪１２０をこのＳ字環７７の隙間に差し込んで移動させて、広げる。
【００８９】
バンドが十分に緩んだ後、蓋を持ち上げる必要があるが、二つのＳ字環部分の間隔が拡がっただけでは、蓋を持ち上げることができるとは限らない。蓋とドラム缶上部縁との隙間が十分でないことがあるからである。持ち上げを容易にするためにはこの隙間を作り出すことが好ましい。
【００９０】
そのために先ず、蓋をＳ字環とは反対側の方向へ押して、蓋を持ち上げるときの隙間を取りやすくするようにすることが好ましい。このために、図２に示すようなプッシャーの役割をするバンド押し付け板１４０を用いる。この板は例えば空気シリンダー１４２などの駆動手段で駆動される。
【００９１】
さらに、Ｓ字環７７とは反対側の位置で、蓋の一部を引っ掛けて持ち上げるためのバンド昇降用フック１３０が設けられている。これは例えば、空気シリンダー１３２などの駆動手段で駆動される。先のバンド押し付け板１４０で位置が横（図２中、右方向）にずれた蓋の一端を、空気シリンダーの先端に取り付いているフック１３０で引っ掛けた後に、このフックを水平方向に移動させながら上昇させ、蓋を持ち上げる。
【００９２】
これにより、十分に弛んだバンドと蓋を同時に持ち上げて、ドラム缶上部の開口巻端をかわして、蓋の開動作を実現する。開動作終了時点で、弛められたボルトナットはＳ字環に通されたままであり、締め付けバンドは弛められてはいるものの蓋から分離されてはおらず、上記開閉爪、バンド押し付け板およびフックにより蓋と共に保持されていることが、自動化のために好ましい。
【００９３】
なお、締め付けバンドは弛められ、またドラム缶との密着が解放されるにつれて変形するが、締め付けバンドは所定の位置に設けられた変形拘束板に当接し、Ｓ字環からフックに向かって左右均等になるように変形する。
これら一連の動作によりドラム缶から取り外された、ボルトおよびナットが付いたままの締め付けバンドと蓋はは、蓋を取り外したときの状態のままハンドユニットに一体的に保持され、搬送手段により蓋閉ステーションへ移送される。
【００９４】
＜蓋閉動作＞
蓋閉動作では、概ね蓋開動作と逆の動作が行なわれる。まず、蓋開動作によって前記蓋および締め付けバンドを一体的に保持したハンドユニットを、固定式ロボットによってドラム缶上部に配置し、蓋７８とバンド７６をドラム缶７０の上にセットするが、このままバンドを締めても蓋とドラム缶を密着させることは出来ない。蓋の周囲には、ドラム缶との間でのシール機能を果たすためのシール部材７９が外周部に設けられているので、これをいったんつぶす必要があるからである。
【００９５】
このために、取り付けられた蓋を蓋押し付け手段により上部から下方向に押し付けて、シール部材をつぶしつつ、バンドを締め上げることが好ましい。すなわち、蓋を押し付け手段により十分にシール部材を変形させてつぶしつつ、再度ナットにナットランナーが食らいついて、ナットを締め上げることが好ましい。蓋を押し付ける力は、一般的に用いられているシール部材の場合、実験によれば、８００ｋｇｆ（７８４０Ｎ）以上が好ましく、１０００ｋｇｆ（９８００Ｎ）以上がより好ましい。
【００９６】
ナット位置のバラツキに対応するために、ナットランナー１１０が再度ナットに食らいつくために、前述のフレキシブルジョイントや遊動方式、ガイドコーンなどが効果的なのは前記と同様である。
【００９７】
ナットランナーの設定トルクは、緩みが起こらないように十分に設定されることが必要である。かといって、過剰なトルクは、締め過ぎをおこし、ボルトの変形や極端にはボルトの千切れをもたらすので、実験で確認するなどしてトルクを適宜設定する。充填されたドラム缶は、多くはトラックなどで輸送されるので、輸送時点でのナットの緩みを勘案して余裕を持たせてトルクを設定するのがよい。
【００９８】
〔ドラム缶内容物処理システムの動作〕
ドラム缶内容物処理システムの、ドラム缶蓋自動開閉装置以外の要素の動作について述べる。
【００９９】
＜蓋開ステーションの動作＞
固定式ロボット５０をハンドユニット１００に結合し、このハンドユニットを蓋開ステーション１０に供給される蓋付きドラム缶上にセットする。ハンドユニットは、図１のように循環利用することができる。ここで、上記蓋開動作が行われる。
【０１００】
＜蓋閉ステーションの動作＞
蓋開ステーションで蓋が開けられ、内容物処理が行われたドラム缶が蓋閉ステーション３０に供給される。一方、蓋を保持したハンドユニットも蓋閉ステーションに供給される。固定式ロボット５１をこのハンドユニットに結合し、供給されたドラム缶上にハンドユニットをセットする。ここで、上記蓋閉動作が行われる。
【０１０１】
＜ドラム缶搬送手段および内容物処理手段の動作＞
蓋が開けられたドラム缶はコンベアーライン６０等のドラム缶搬送手段によって蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送される。その途中に、内容物処理のためにここでは充填ステーションが設けられる。蓋開ステーションから搬送されたドラム缶は、内容物処理（充填）が行われた後、蓋閉ステーションに搬送される。
【０１０２】
＜ハンドユニット搬送手段の動作＞
ハンドユニット１００が搬送システムで運ばれる（図１）。搬送されてきたドラム缶と蓋との間で一対一の関係を維持するためには、蓋を開けられたドラム缶は例えば充填が行なわれた後に、蓋閉めステーション３０に移送され、蓋開ステーション１０で開けられた蓋を再度用いて、閉め動作が行なわれる。
【０１０３】
このために、ハンドユニットは蓋開ステーションと蓋閉ステーションを結ぶ搬送コンベアーライン６２などの搬送手段にて運ばれる。このコンベアーラインでは、ハンドユニット内に蓋およびバンドが取り付いたままの状態で運ばれる。
【０１０４】
例えば、蓋開ステーション１０で取り外された蓋およびバンドは、ハンドユニットごと固定式ロボット５０によりコンベアーライン６２上に移載され、同コンベアーにより、蓋閉ステーション３０に運ばれる。蓋閉ステーションでは、再度ロボット５１が送られてきたハンドユニットをつかみなおし、ハンドユニットを充填し終わったドラム缶の上部にセットする。その後前記のように蓋閉動作が行なわれる。
【０１０５】
ドラム缶の移送と、ハンドユニットの移送のタイミングを調整することで、ドラム缶と蓋の間での一対一の関係を維持することが可能である。もちろん、ハンドユニットに個別認識装置（ＩＤ装置）をとり付けて、そのデータを読み込んで、取付けに間違いがないようにすることができる。
【０１０６】
本発明では、蓋を開けるのは蓋開ステーションで、充填は充填ステーションで、蓋を閉めるのは蓋閉ステーションでという具合に分割されており、言わばそれぞれ専用化されているため、タクトタイムを短くすることができ、加えて、ラインの構成として開、充填、閉という具合に流れに順じた配置となるので、搬送ラインの切替えを必要とせず、切り替え装置の設置による設備の大型化や設置面積の増大を防止することができる。
【０１０７】
〔ドラム缶内容物処理方法〕（図１）
次に、本発明のドラム缶内容物処理方法の一形態について説明する。ここでは、内容物処理として充填を行う。
【０１０８】
（１）ドラム缶７０は待機場所から、コンベアーライン６０などに積載されて、搬入されてくる。
【０１０９】
（２）ドラム缶は位置決めステーション４０で、一回転させられ、この間にストッパーが固定ステーション側から突き出て、ボルトと突き当たり停止させられる。これで、Ｓ環の位置、ボルトおよびナットの位置が特定されることとなる。
【０１１０】
（３）次いで、蓋付きドラム缶がコンベアーラインで送られ、蓋開ステーション１０に設置される。この時に、ボルト及びナットの位置がずれる（回転する）こともあり得る。このような場合に備えて、蓋開ステーションでは再度、ボルトの位置出し機構を設けて、ボルトの位置出しを行なうことが好ましい。
【０１１１】
（４）蓋開ステーション１０では、固定式ロボット５０が別に待機するハンドユニット１００をつかんで結合し、持ち上げ、ドラム缶の上にセットする。ハンドユニットを掴む際に、同時に空気、信号ライン等の必要なコネクター類との接続が行なわれる。
【０１１２】
（５）ハンドユニット１００は固定式ロボット５０により、ドラム缶の上にセットされた後に、下に降ろされる。蓋の上にハンドユニットが載る形となる。
【０１１３】
（６）次いで、開閉爪１２０がＳ字環７７の間のスペースに差し込まれる。さらに、ナットランナー１１０がナットに食らいつく。
【０１１４】
（７）ナットランナー１１０を用いてナット７４を緩める。
【０１１５】
（８）モーターなどの駆動装置１２２を用いて開閉爪１２０を左右に広げて、締め付けバンドを広げる。このとき、変形拘束板を駆動手段により前進させて締め付けバンドに当てる。開閉用の爪を広げ過ぎて、ナットを落としてしまうことのないように、センサーなどを用いて、動作の終点を設定することが好ましい。
【０１１６】
（９）締め付けバンドを十分に広げた後に、バンド押し付け板１４０にて蓋自体をＳ字環とは反対方向に押す。このことにより、蓋を容易に開けることができるようになる。
【０１１７】
（１０）次いで、バンド昇降用フック１３０を作動させて、フックを蓋に引っ掛けると同時に、空気シリンダーでフックを上昇させて蓋の一端側を持ち上げる。
【０１１８】
（１１）バンドが十分に広がっていること、フック側で十分に持ち上げることで、締め付けバンドとドラム缶上部巻き端との間で隙間が生じて、スムーズに蓋があけられ、蓋がドラム缶から分離されることとなる。
【０１１９】
（１２）持ちあがった蓋はそのままの状態でハンドユニット１００に保持される。このとき蓋には締め付けバンドが付いたままであり、また締め付けバンドのＳ字環にはボルトナットが付いたままである。
【０１２０】
（１３）蓋を保持したハンドユニット１００はロボット５０により、ドラム缶の真上から取り外され、搬送コンベアーライン６２に移載される。そして、コネクター類の切り離しが行なわれ、ハンドユニットは固定ロボットから切り離される。
【０１２１】
（１４）ハンドユニットは、搬送コンベアーにて、蓋閉ステーション３０まで運ばれる。
【０１２２】
（１５）一方、蓋を取り外されたドラム缶は、別のコンベアーラインなどにより、充填ステーション２０まで運ばれて中身の充填作業などが行なわれる。充填などの後には、必要に応じて、ゴミ除けのシートなどが被せられてもよい。
【０１２３】
（１６）充填の作業および充填量のチェックなどの内容物処理が行なわれたドラム缶は、コンベアーなどにより、蓋閉ステーション３０に運ばれる。
【０１２４】
（１７）搬送コンベアーライン６２によって運ばれてきたハンドユニットが、蓋閉ステーション側の固定式ロボット５１により掴みなおされて結合され、また、空気等の必要なコネクター類の接続が行なわれる。
【０１２５】
（１８）固定式ロボットにより、蓋を保持したハンドユニットを、中身が充填されるなど内容物処理を終えたドラム缶の上にセットする。
【０１２６】
（１９）蓋閉ステーション３０では、空気シリンダー（図示しない）と蓋押し付け手段１７０により、蓋を真下に押し付けながら、ナットランナー１１０が締め付けバンド７６に取り付いたナット７４を締め上げる。
【０１２７】
（２０）これにより、蓋とドラム缶の密着固定が行なわれる。
【０１２８】
（２１）必要により、蓋がきちんと取り付いたかどうかの確認を行って、ドラム缶は別のコンベアーラインへ移動するなどして搬出される。
【０１２９】
（２２）蓋とバンドを取りつけ終わったハンドユニットは、再度、ロボット５１により、搬送コンベアーライン６２に移載される。そして、コネクター類の切り離しが行なわれ、ハンドユニットは固定式ロボットから切り離される。
【０１３０】
（２３）ハンドユニットは蓋開ステーション１０側へ搬送され、循環利用される。
【０１３１】
〔他の形態〕
固定式ロボットの構造を変えて、たとえば双腕タイプとして、それぞれがハンドユニットのコネクターと自動脱着が可能にして、その腕は蓋開および蓋閉ステーションに届きうる長さを持っているものとすることにより、一方の腕は蓋開ステーションにあって、蓋開動作を行なっており、他方の腕は蓋閉ステーションにあって蓋閉動作を行なっており、両方が終了してから、これらの腕の配置をたとえば回動して、腕の配置位置を変えることができる。これにより、１台の固定式ロボットで蓋の開閉を行うことができるが、この場合、回動動作は蓋開および蓋閉動作が終了後に同時に行なわせる必要があるので、片方に作業時間のズレが大きくある場合には若干の待機時間が生じる。また、１台のロボットの腕の届く範囲に蓋開、蓋閉ステーションを配置し、蓋開、蓋閉ステーションの間に充填ステーションを配するなどのレイアウトをとることとなる。
【０１３２】
【実施例】
図１〜３に示した装置により、開口径５７０ｍｍのバンド締めドラム缶の新缶１０個および再生缶（開口部径のバラツキ±２０ｍｍ）１０個の合計２０個を用い、上記ドラム缶内容物処理方法に示した（１）〜（２３）の手順に従い、粘性の高い液体の充填処理を行った。新缶の開口部径のバラツキは±３ｍｍであった。
蓋をした状態の新缶と再生缶をランダムにドラム缶内容物処理システムに導入し、ドラム缶の蓋を取り外し、粘性の高い液体を充填後、ドラム缶の蓋を閉める作業を行なった結果、いずれの場合においても、供給された蓋付きドラム缶の蓋開、充填、蓋閉の一連の動作をスムーズに行うことができた。つまり、充填と蓋開閉とのタイミングを合わせ、一方が他方に待たされることなく、蓋とドラム缶の一対一の対応を保ちつつ、一連の動作を行うことができた。
また蓋を閉めた状態を目視で確認したところ、それぞれのドラム缶に最初についていた蓋が取りつけられていることが確認された。また、ドラム缶の締め付けバンドを締め付けているボルトナットの締め付けトルクを確認したところ設定した締め付けトルクであり、蓋がドラム缶に十分に固定されていることが確認され、本発明の有効性が確認された。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ドラム缶の蓋開閉を伴う充填等の内容物処理において、ドラム缶と蓋との間の１対１の関係性を保持しながら、蓋開閉動作と内容物処理動作の待ち時間を抑え、全体の処理時間を短縮することを可能とするドラム缶内容物処理システムおよび方法が提供される。また、このような内容物処理に好適に用いることができるドラム缶蓋開閉装置が提供される。さらに、再生缶等の寸法のバラツキが大きいドラム缶であっても自動的に蓋の開閉を行うことのできるドラム缶蓋自動開閉装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドラム缶内容物処理システムの一形態につき、その概要を示す図である。
【図２】本発明のドラム缶蓋開閉装置の一形態につき、ハンドユニット要部を示す側面図である。
【図３】本発明のドラム缶蓋開閉装置の一形態につき、ハンドユニット要部を示す上面図である。
【図４】ドラム缶の蓋締め付け部の形態を示すための断面図（ａ）とその矢視図（ｂ）である。
【符号の説明】
１０ 蓋開ステーション
２０ 充填ステーション
３０ 蓋閉ステーション
４０ 位置決めステーション
５０、５１ 固定式ロボット
６０ コンベアーライン（ドラム缶搬送手段）
６２ コンベアーライン（ハンドユニット搬送手段）
７０ ドラム缶
７２ ボルト
７４ ナット
７６ 締め付けバンド
７７ Ｓ字環
７８ 蓋
７９ シール部材
１００ ハンドユニット
１０１ フレーム
１１０ ナットランナー
１２０ 開閉爪
１２２ 開閉爪用駆動装置
１３０ バンド昇降用フック
１３２ 空気シリンダー（フック用）
１４２ 空気シリンダー（バンド押付け用板用）
１４０ バンド押付け用板
１５０、１５１ コネクター
１６０ 変形拘束板
１７０ 蓋押付け手段
Claims (3)
- 蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を有し、
かつ、
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該蓋を自動的に開けてドラム缶から分離し該ハンドユニットに保持するための蓋開ステーション；
該ドラム缶蓋自動開閉装置の固定式ロボットが設置された、該ハンドユニットに保持された蓋でドラム缶を自動的に閉めるための蓋閉ステーション；
該蓋が分離されたドラム缶を蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するドラム缶搬送手段；
該ドラム缶搬送手段の途中に設けられた、ドラム缶の内容物を処理する内容物処理手段；および
該蓋を保持したハンドユニットを蓋開ステーションから蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送手段を有することを特徴とするドラム缶内容物処理システム。 - 該蓋付きドラム缶が、ドラム缶の開口部縁と蓋の周縁部とを挟み込むように巻き回されてなる締め付けバンドの両端部が互いにボルトナットによって締め付けられることにより、蓋がドラム缶に固定されたバンド締めドラム缶であり、
該ハンドユニットが、
該ボルトナットを弛めおよび締め付けるナットランナー；
該締め付けバンドの両端部の間隔を拡げる開閉爪；
該締め付けバンドの一部に引っ掛かり、締め付けバンドを持ち上げるバンド昇降用フック；
該締め付けバンドおよび蓋を、該バンド昇降用フックに押し付けるバンド押し付け用板；
弛められた該締め付けバンドに当接し、締め付けバンドの変形の偏りを抑止する変形拘束板；
該蓋を閉めるために蓋をドラム缶に押し付ける蓋押し付け手段；および
該固定式ロボットと着脱可能に結合するための、かつ、固定式ロボットからハンドユニットに駆動力を供給するためのコネクター
を有し、
該固定式ロボットが、該ハンドユニットのコネクターと着脱可能に結合し、かつ、ハンドユニットに駆動力を供給するコネクターを有する
請求項１記載のドラム缶内容物処理システム。 - 蓋付きドラム缶の蓋を自動的に開閉および保持するためのハンドユニットと、該ハンドユニットを自動的に移動させる固定式ロボットとを有し、かつ、該ハンドユニットと固定式ロボットは自動的に着脱可能であるドラム缶蓋自動開閉装置を用い、
該蓋を開けるための蓋開ステーションに蓋付きドラム缶を設置し、該固定式ロボットに結合されたハンドユニットにより蓋付きドラム缶の蓋を開け、蓋をドラム缶から分離して該ハンドユニットに保持させる蓋開工程；
該蓋開工程で蓋から分離されたドラム缶について内容物処理を行い、ドラム缶の蓋を閉めるための蓋閉ステーションに搬送する内容物処理工程；
該蓋開工程で蓋を保持したハンドユニットを、固定式ロボットから切り離し、該蓋閉ステーションに搬送するハンドユニット搬送工程；および
該蓋閉ステーションにおいて、該ハンドユニット搬送工程で搬送されたハンドユニットを固定式ロボットに結合し、該ハンドユニットにより、該ハンドユニットが保持している蓋で、該蓋閉ステーションに設置されたドラム缶を閉じ、該ハンドユニットによる該蓋の保持を解除する蓋閉工程
を有するドラム缶内容物処理方法。
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