JP3949955B2 - ボトルハンドリング装置、ボトルハンドリング方法、パレタイズ装置、デパレタイズ装置、コンビネーションパレタイズ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一群のボトルを一括してハンドリングするためのボトルハンドリング装置、ボトルハンドリング方法、およびこのボトルハンドリング装置を用いたパレタイズ装置、デパレタイズ装置、コンビネーションパレタイズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料水などを詰めるボトルを飲料水メーカなどに搬送する際には、予めパレット上に複数段にわたってボトルを積載し、各段の間には上下段を区画するためのシートが配置される。
【０００３】
ところで、上記のように、パレット上に複数段にわたってボトルを載せるためのハンドリング装置として、従来技術では、たとえば、特開平０８−１１９４５１号公報に開示されたものがある。
このハンドリング装置は、搬送コンベアを介して搬入されるボトルをパレット上に一列分ずつ整列させた後、これらの一列分のボトルを把持機構によって把持した状態で、移載機構によって上昇、水平移動、下降の各ハンドリング動作を行うことにより移し替えるように構成されている。
【０００４】
しかし、このように、パレット上にボトルを一列分ずつ整列した後、一列分のボトルを移し替える場合、パレットの一段分がｍ列（たとえばｍ＝２０）で形成されているときには、ｍ回の繰り返し動作を行う必要がある。しかも、パレット上にボトルをｎ段数（たとえばｎ＝７）分を積み上げる必要があるときには、ｍ×ｎ回（上記の例では２０×７＝１４０回）分のハンドリングを繰り返さねばならず、ボトルをパレット上に移載する際に多大の時間を要することになる。
【０００５】
その対策として、たとえば、一列分ではなく三列以上のボトルを同時に把持機構で把持してボトルの移載時間を短縮化することが考えられる。ところが、把持機構で３列分以上のボトルを把持した状態で移載機構によってこれらのボトルを上昇させたときには、通常、ボトルの上部が底部より細い形状になっているために、ボトルが下方に凸状になってしまい、中間のボトルが容易に落下するなど、ハンドリングが困難であった。
【０００６】
そこで、このような不都合を無くして短時間の内にパレット上に複数段にわたってボトルを積み付けることができるように、従来、図１２に示すようなハンドリング装置が提供されている。
【０００７】
図１２には、従来のボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の一例を示している。
このパレタイズ装置は、搬送コンベア１によってボトル２が床面から高位置にある作業ステージ４４に設置されたボトルハンドリング装置４５まで搬送される。ボトルハンドリング装置４５は、平面視で四辺形とになるように縦横に配列された一群のボトル２の周りの各辺を、各辺ごとに配置された把持アーム４６によって把持し、この状態で水平移動機構４７によってそのまま一群のボトル２を水平にスライドして、直接にパレット４上あるいはパレット４の上に、既に積まれたボトル２の上に移し替えるように構成されている。
そして、このハンドリング装置４５によって、一段分のボトル２が積み付けられるたびに、リフタ４８がパレット４を一段分のボトル２の高さ分だけ下降させ、パット４上に所定段数のボトル２が積み付けられた時点で、パット４を搬送コンベア５で他の工程に搬送する。
【０００８】
したがって、このボトルハンドリング装置４５は、一群のボトル２を把持してからは引き上げるようなことはせず、パレット一段分の数のボトル２を単に水平にスライドさせるだけの構成であるため、ボトル２を把持しても不意に落下したりするおそれはない。しかも、パレット一段分の数のボトル２を一度に移載できるので、パレット４上に複数段にわたってボトル２を積み付ける際の移載時間を大幅に短縮化することが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示した従来のボトルハンドリング装置４５は、パレット一段分の数のボトル２が移載されるたびに、リフタ４８によってボトル２を下降させる必要がある。また、一段分のボトル２を移載するたびに各段のボトル２の間に分離用のシート２３を載せる必要がある。
【００１０】
そのためには、一群のボトル２を水平にスライドさせるボトルハンドリング装置４５、およびこのボトルハンドリング装置４５を設置するための作業ステージ４４を床面よりも所定の高さＨ（たとえば床面から３５００ｍｍの高さ）分だけ高くした位置に設ける必要が生じ、これに伴い、ボトル２やシート２３を高い位置に搬送するための構造物が必要となる。
したがって、設備全体が大型化し、実際の生産ラインとして見た場合には、視界を遮る大きな構造物となり、ラインを監視し難くする最大の弊害となっていた。
【００１１】
また、装置の調整作業やトラブル発生時の対策措置を作業者が高位置で行なう必要があるために、高所作業となり、作業ステージ４４からの落下や階段４９からの転落の危険性を有していた。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、短時間の内に所定段数のボトル群を移載することができ、しかも、床面から低い位置に設置することが可能で、設備全体の小型化を図ることができるとともに、作業の安全性を高めることができる、ボトルハンドリング装置、ボトルハンドリング方法、およびパレタイズ装置、デパレタイズ装置、コンビネーションパレタイズ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係るボトルハンドリング装置は、ハンドリング対象となるパレット一段分に相当する一群のボトルを一括して吸着して吊り上げる吸着ハンドを備え、この吸着ハンドは、前記一群のボトルを覆って収納する収納フードを有し、この収納フードには、上部に吸気口が形成されるとともに、上部内面側には前記一群のボトル吸着時の当該ボトルの上方移動を規制する位置規制板が取り付けられ、かつ、周側部には、前記一群のボトルを前記収納フードの内方側に寄せ集める押出機構が設けられる一方、前記吸気口を通じて吸着ハンドの収納フード内を減圧する吸引駆動源と、前記吸着ハンドを前後左右および上下の各方向に自在に移動させる可動装置とを備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の発明に係るボトルハンドリング装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記吸着ハンドには、パレットの最上段に配置されるシートを吸着するシート吸着機構および前記シートを位置規制板に対してセンタリングするセンタリング機構が設けられていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３記載のボトルハンドリング装置は、請求項１または請求項２に記載の発明の構成において、前記吸着ハンドには、収納フードの高さをボトルの高さに応じて変化させる高さ調整機構が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４記載のボトルハンドリング方法は、ハンドリング対象となる一群のボトルの底部にシートを敷設した状態で、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を用いて、一群のボトルを吸着ハンドの収納フード内に一括収納し、前記吸引駆動源にて収納フード内を減圧して一群のボトルとシートとを共に吸着してハンドリングすることを特徴としている。
【００２０】
請求項５記載の発明に係るパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられている。
【００２１】
請求項６記載の発明に係るデパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられている。
【００２２】
請求項７記載の発明に係るコンビネーションパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられており、このボトルハンドリング装置でパレタイズ動作とデパレタイズ動作を行なうものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
図１は本発明の実施の形態１におけるボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図、図２はボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの概略構成を示す平面図、図３は同吸着ハンドの縦断面図である。
【００２４】
この実施の形態１におけるパレタイズ装置は、搬送コンベア１を介して送られてくるボトル２をパレット一段分に相当する数の一群のボトル２（以下、これらの一群のボトル２をボトル群２Ｇと称する）に多列化する多列ステージ３と、パレット４上に複数段にわたって積み付けられたボトル群２Ｇを搬出する搬送コンベア５との間に、ボトルハンドリング装置８が設けられている。そして、これらの各搬送コンベア１，５、多列ステージ３、ボトルハンドリング装置８は同じ床面上に設置されている。
【００２５】
上記のボトルハンドリング装置８は、ハンドリング対象となるパレット一段分に相当するボトル群２Ｇを一括して吸着して吊り上げる吸着ハンド９、この吸着ハンド９の後述する収納フード１５内を減圧する吸引駆動源１０、吸着ハンド９と吸引駆動源１０との間を連結する吸気ダクト１１、および、吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向にわたって自在に移動させる可動装置１２を主体に構成されている。
【００２６】
吸着ハンド９は、ボトル群２Ｇを覆った状態で収納する平面視で四辺形をした収納フード１５を有する。この収納フード１５は、その下方にボトル群２Ｇの挿入用の開口部１５ａが、また、その上部１５ｂには吸気ダクト１１に連通する吸気口１５ｃがそれぞれ形成されている。また、収納フード１５の上部１５ｂ外面側の中央には吸着ハンド９を可動装置１２に連結するためのシャフト１６が取り付けられている。
さらに、収納フード１５の上部１５ａ内面側には、ボトル群２Ｇの上方移動を規制するステンレス鋼等でできた位置規制板１７が複数の支柱１８によって開口部１５ａに対向した状態で取り付けられている。さらにまた、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺には、ボトル群２Ｇを収納フード１５の内方側に寄せ集める押出機構２０が設けられている。
【００２７】
ここで、位置規制板１７の各辺の寸法は、収納フード１５の周側部１５ｄ内面の各辺の寸法よりも若干小さくなるように設定されており、したがって、位置規制板１７の外周部と収納フード１５の周側部１５ｄ内面との間には僅かな隙間ができている。
【００２８】
また、上記の押出機構２０は、収納フード１５の周側部１５ｄの外面側各辺にエアシリンダ２１が取り付けられ、各エアシリンダ２１のロッドが周側部１５ｄを貫通して周方に突出し、その突出部分の先端にボトル群２Ｇに押し当てられる断面Ｌ字形の押当板２２が取り付けられて構成されている。
【００２９】
一方、吸引ダクト１１は、可動装置１２による吸着ハンド９の移動に追従できるように、その一部がフレキシブルな構成になっている。また、吸引駆動源１０としてはブロアーなどが適用される。
さらに、可動装置１２としては、自由度の高い多関節ロボットを用いるのが望ましいが、吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向に自在に移動させることが可能なものであれば、他の可動装置を用いてもよい。
【００３０】
次に、上記構成を有するボトルハンドリング装置を用いてボトルをパレタイズする場合の動作について説明する。
【００３１】
可動装置１２によって吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向に移動して、多列ステージ３に配列されているパレット一段分に相当するボトル群２Ｇを収納フード１５で覆ってその内部にボトル群２Ｇを収納する。その際、収納フード１５の側面に設けた押出機構２０の押当板２２は、予めエアシリンダ２１で後退されてボトル群２Ｇが収納し易い状態となっている。
なお、多列ステージ３においては、パレット一段分に相当するボトル群２Ｇが整列される前に予めシート（台紙）２３が供給される。したがって、シート２３上にボトル群２Ｇが整列されることになる。
【００３２】
ボトル群２Ｇが収納フード１５内に収納された時点で、押出機構２０のエアシリンダ２１を伸長して押当板２２でボトル群２Ｇの側面を押えてセンタリングするとともに、開口面積を小さくする。その際、押当板２２は、その底面が予めボトル群２Ｇの底面よりも若干（たとえば２ｍｍ程度）高くなるように取り付けられているため、エアシリンダ２１を伸長しても、押当板２２はボトル群２Ｇの底部に敷いたシート２３に邪魔されることはない。
【００３３】
続いて、吸引駆動源１０を起動して吸気ダクト１１から吸着ハンド９の収納フード１５内を吸気口１５ｃを介して減圧する。この減圧により、ボトル群２Ｇとシート２３とが共に吸引されて浮き上がる。その際、位置規制板１７にボトル群２Ｇの各口部が接触してボトル群２Ｇのそれ以上の上方移動が規制されるため、ボトル群２Ｇとシート２３とが安定して吸着される。
このように、ボトル群２Ｇとシート２３とを共に吸引するようにすれば、ボトル群２Ｇのみを吸引する場合に比べて収納フード１５内の真空度を上げなくてもボトル群２Ｇを確実に吸着することができる。たとえば、空のＰＥＴボトル３６０本と、その底部に敷いたシート２３の１枚分を吸着するには、−３０ｍｍＡｑ程度に減圧すれば十分可能である。
【００３４】
こうして吸着ハンド９によってボトル群２Ｇとシート２３とを共に吸着した状態で、可動装置１２によって吸着ハンド９がパレット４の真上、あるいは図１に示すように、パレット４の上に既に複数段にわたって載置されているボトル群２Ｇの上に位置するように移動される。
【００３５】
この状態で、次に、吸引駆動源１０による吸引を停止して吸着ハンド９の収納フード１５内の減圧を解除する。これに伴い、ボトル群２Ｇとシート２３とが共に穏やかに落下することで、一段分に相当するボトル群２Ｇのパレット４上への移し替えが行われる。
【００３６】
以上の動作を所定の段数分にわたって繰り返すことにより、各段の間にシート２３が介在されたボトル群２Ｇをパレット４の上に所定段数積み付ける動作が完了する。
【００３７】
なお、上述の動作説明は、ボトルハンドリング装置８を用いてボトル群２Ｇをパレット４上にパレタイズする場合であるが、既にパレット４上に積み付けられた複数段のボトル群２Ｇの内から一段分のボトル群２Ｇを吸着ハンド９で吸着して可動装置１２で多列ステージ３に移載してデパレタイズする場合でも、可動装置１２の動作が逆になるだけで、ボトルハンドリング装置の基本的な動作は変わらない。
【００３８】
実施の形態２.
図４は本発明の実施の形態２におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図、図５は吸着ハンドを構成する位置規制板の一部を示す平面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００３９】
この実施の形態２における特徴は、吸着ハンド９の収納フード１５内に配設されている位置規制板１７が収納フード１５の周側部１５ｄの内面と同じ寸法に設定されている。
したがって、実施の形態１のような、位置規制板１７の外周部と収納フード１５の周側部１５ｄ内面との間に隙間は無い。その代わりに、位置規制板１７には、略全面にわたって各ボトル２の口径よりも小径の多数の吸気孔１７ａが形成されている。この場合の吸気孔１７ａとしては、図５（ａ）に示すような丸孔や、あるいは図５（ｂ）に示すような細長孔を適用することができる。
【００４０】
この構成であれば、位置規制板１７の吸気孔１７ａによって均一な吸引力を得ることができるため、安定したボトル群２Ｇのハンドリングが可能になる。
【００４１】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４２】
実施の形態３.
図６はこの実施の形態３におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの平面断面図、図７は同吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４３】
パレット４上に複数段にわたってボトル群２Ｇが載置される場合、通常、衛生面からパレット４の最上段のボトル群２Ｇに対しては、シート２３が配置されるとともに、このシート２３が不意に外れないように、重しとしてのトップフレーム２４が配置される。
この場合のシート２３は、２ｍｍ厚程度の比較的硬質のものであり、また、トップフレーム２４は、図８に示すように、上下左右の４箇所にそれぞれ開口部２４ａが形成されて平面視で田の字状に形成されたものである。
【００４４】
そこで、この実施の形態３においては、位置規制板１７にはトップフレーム２４の形状に合わせて、上下左右の４箇所に窓部１７ｂが形成されるとともに、パレット４の最上段に配置されるシート２３およびトップフレーム２４を共に位置規制板１７に対してセンタリングするセンタリング機構２７が設けられている。また、収納フード１５の上部１５ｂには、シート２３を吸着するシート吸着機構２８が設けられている。
【００４５】
センタリング機構２７は、位置規制板１７の上面の４箇所にエアシリンダ２９が取り付けられるとともに、各エアシリンダ２９のロッドの先端に引当片３０が取り付けられて構成されている。また、シート吸着機構２８は、位置規制板１７の窓部１７ｂを通して下方に突出して設けられたシート吸着用の複数（この実施の形態３では４個）の吸着パッド３１、および各吸着パッド３１を上下駆動するエアーシリンダ３２により構成されている。
【００４６】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４７】
次に、この実施の形態３におけるボトルハンドリング装置８の動作について説明する。
ここで、シート２３とトップフレーム２４の着脱動作は、パレタイズ装置として使用する場合とデパレタイズ装置として使用する場合とで若干異なっているので、それぞれの場合の動作を区別して説明する。
【００４８】
▲１▼ パレタイズ装置として使用する場合
この場合には、ボトル積み付けの繰返し動作の前にシート２３とトップフレーム２４を共に吸着する動作を行なう。これには、可動装置１２を用いて吸着ハンド９を移動して、多列ステージ３に近接して配置されている他のステージ上に予め載置されているシート２３とトップフレーム２４とを共に吸着ハンド９の収納フード１５内に収納する。
【００４９】
次いで、センタリング機構２７のエアシリンダ２９を駆動して、シート２３とトップフレーム２４を引当片３０で挟持して、位置規制板１７に対してセンタリングを行なった後、シート吸着機構２８のエアシリンダ３２を伸長して吸着パッド３１を下降してシート２３を吸着する。次に、エアシリンダ３２を縮退させて吸着パッド３１を上死点まで上昇させる。すると、シート吸着機構２８によってシート２３がトップフレーム２４とともに引き上げられた状態でそのまま保持されることになる。
【００５０】
それ以降のボトル積み付けの繰り返し動作に関しては、実施の形態１の場合と同様に行われる。つまり、シート吸着機構２８によってシート２３とトップフレーム２４とが共に吸着保持された状態のまま、１段分のボトル群２Ｇが吸着ハンド９によって順次吸着されるとともに、可動装置１２でハンドリングされて積み付けが行われる。その場合の動作は、実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００５１】
そして、最上段のボトル群２Ｇの積み付けが終了すると、センタリング機構部２７によるシート２３とトップフレーム２４の挟持を開放するとともに、シート吸着機構２８によるシート２３の吸着も開放することにより、複数段に積み付けられたボトル群２Ｇの内の最上段のボトル群２Ｇの上面にシート２３とトップフレーム２４が共にセットされる。
【００５２】
▲２▼ デパレタイズ装置として使用する場合
この場合には、ボトル群２Ｇを一段分ずつ積み降す動作を繰り返す前に、予め吸着ハンド９に設けられているシート吸着機構２８によってパレット４の最上段に置かれているシート２３およびトップフレーム２４を吸着保持する動作を行なう。
【００５３】
すなわち、可動装置１２によって吸着ハンド９を移動して、搬送コンベア５上に載置されているパレット４の最上段に置かれたシート２３およびトップフレーム２４を収納フード１５内に収納する。
【００５４】
次いで、センタリング機構２７でシート２３とトップフレーム２４を共に挟持して、位置規制板１７に対してセンタリングを行なった後、シート吸着機構２８のエアシリンダ２９を伸長して吸着パッド３１を下降して、シート２３を吸着する。
次に、エアシリンダ２９を縮退させて、吸着パッド３１を上死点まで上昇させる。すると、シート吸着機構２８によって、シート２３がトップフレーム２４とともに、引き上げられた状態でそのまま保持されることになる。
【００５５】
しかる後、吸引駆動源１０を作動し、吸着ハンド９の収納フード１５内を減圧することで、最上段のボトル群２Ｇを吸着し、ボトルの積み下ろし動作を行なう。
それ以降のボトル積み降しの繰り返し動作に関しては、シート吸着機構２８によって、シート２３とトップフレーム２４とが共に吸着保持された状態のまま、１段分のボトル群２Ｇが吸着ハンド９によって順次吸着されるとともに、可動装置１２でハンドリングされて積み降ろしが行われる。その場合の動作は、実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００５６】
そして、最下段のボトル群２Ｇの積み降ろしが終了すると、センタリング機構部２７によるシート２３とトップフレーム２４の挟持を開放するとともに、シート吸着機構２８によるシート２３の吸着も開放することにより、シート２３とトップフレーム２４は共に多列ステージ３に近接して配置されている他のステージ上に載置される。
【００５７】
実施の形態４.
図９はこの実施の形態４におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００５８】
この実施の形態４における特徴は、収納フード１５の周側部１５ｄの内面側には、ボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の肩部を押える突起３５が形成されていることである。この場合の突起３５は、たとえば、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺の内面に沿って帯板を固定することにより構成されている。
【００５９】
この構成において、収納フード１５内を減圧すると、ボトル群２Ｇが浮き上がるが、その際、収納フード１５内のボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２の肩部が突起３５に当って押えられることにより、ボトル群２Ｇが必要以上に浮き上がるのが抑制されて、位置規制板１７にボトル群２Ｇの各口部が接触するのが阻止される。その結果、各ボトル２の口部に余分なキズが発生するのを防止することが可能になる。
【００６０】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６１】
実施の形態５.
図１０はこの実施の形態５におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの一部を示す縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００６２】
この実施の形態５における特徴は、吸着ハンド９に、吸引駆動源１０による吸引力によってボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の胴部を吸引する吸引機構３６が設けられていることである。
【００６３】
すなわち、この吸引機構３６は、収納フード１５の周側部１５ｄに設けられた押出機構２０の押当板２２にボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の胴部を吸引する複数の吸引口２２ａが形成され、これらの吸引口２２ａが吸気チューブ３７、および集結タンク３８を介して吸気ダクト１１に連通されることにより構成されている。この場合の吸引口２２ａは、押当板２２の長手方向に沿ってボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２に対して個別に接触する数だけ設けられ、また、集結タンク３８は、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺ごとに４箇所設けられている。
【００６４】
この構成において、収納フード１５内を減圧すると、これと同時に、集結タンク３８および吸気チューブ３７を介して押当板２２の吸引口２２ａからも吸気される。その結果、押当板２２に接触しているボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２の胴部が吸着される。その場合、吸気チューブ３７での配管抵抗があるため、所定の減圧値に到達するまでの時間に僅かな遅れが生じ、ボトル群２Ｇが浮き上がった後にその胴部が吸着される。
これにより、ボトル群２Ｇが必要以上に浮き上がるのが抑制されて、位置規制板１７にボトル群２Ｇの口部が接触するのが阻止される。その結果、実施の形態４の場合と同様に、各ボトル２の口部に余分なキズが発生するのを防止することが可能になる。
【００６５】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６６】
実施の形態６.
図１１はこの実施の形態６におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００６７】
この実施の形態６における特徴は、吸着ハンド９の収納フード１５の高さをボトル２の高さに応じて変化させるための高さ調整機構３９が設けられいることである。
【００６８】
この場合の高さ調整機構３９は、収納フード１５の周側部１５ｄの外側に、周側部１５ｄの外形に合致した四辺形の高さ調整フレーム４０が嵌め込まれ、この高さ調整フレーム４０の各辺の所定の箇所に上下に長い長孔（図示せず）が形成され、これらの各長孔を通じてハンドル付の高さ調整ボルト４１が挿入されて収納フード１５の周側部１５ｄに螺合することにより構成されている。そして、高さ調整フレーム４０にボトル群２Ｇを収納フード１５の内方側に寄せ集める前述の押出機構２０が取り付けられている。
【００６９】
これにより、高さ調整ボルト４１を緩めて収納フード１５に対して高さ調整フレーム４０を長孔に沿って上下動して高さ位置を調整することができ、これによって、高さが異なる各品種のボトル群に対して簡単に段取り替を行なうことができる。
【００７０】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００７１】
なお、本発明は、上記の実施の形態１〜６に示した構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することができることは言うまでもない。
たとえば、上記の実施の形態１〜６では、本発明のボトルハンドリング装置８を設けたパレタイズ装置あるいはデパレタイズ装置について言及したが、パレタイズ動作とデパレタイズ動作を共に行なうコンビネーションパレタイズ装置に対しても本発明を適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
（１） 請求項１記載の発明によれば、パレット一段分に相当するボトル群を吸着ハンドの収納フード内に収納し、続いて押出機構によってこのボトル群を収納フードの内方側に寄せ集めた後、吸引駆動源にて収納フード内を減圧して複数ボトルとそれらの底部に敷いたシートを共に吸着することにより、パレット一段分のボトル群を一括して、簡単に、かつ短時間の内に移載することが可能になる。
【００７３】
また、収納フード内の上部に設けた位置規制板によって、吸着状態にあるボトル群の上方移動が規制されるため、パレット一段分に相当する複数ボトルを安定してハンドリングすることができる。
【００７４】
さらに、ボトル移載動作を多関節ロボットのような可動装置で行なうことにより、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。これにより、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落などの危険性を排除することができるとともに、視界を遮る大きな構造物が不要となるため、設備の小型化が図れ、かつ、ライン全体が監視し易くなるといった利点が得られる。
【００７５】
（２） 請求項２記載の発明によれば、位置規制板として収納フードの内寸法と同一の位置規制板を用い、その位置規制板にボトル口部の口径より小さな複数個の吸気孔を設けているので、より均一に吸引力を得ることができ、安定したボトルのハンドリングが可能となる。
【００７６】
（３） 請求項３記載の発明によれば、吸着ハンドには、シート吸着機構およびセンタリング機構を設けたので、ボトルハンドリング装置を使用してパレタイズ装置やデパレタイズ装置として構成した場合には、１パレット分のボトルのパレタイズ動作あるいはデパレタイズ動作が終了するまでは、各段のボトル群の口部はパレットの最上段に載置された同じシートにのみ接触するため、余分な汚染原因が除かれて衛生面で良好な状態に保たれる。
【００７７】
また、パレタイズ動作とデパレタイズ動作を共に行なうコンビネーションパレタイズ装置に適用した場合にも、各段のボトル群の口部はパレットの最上段に載置された同じシートにのみ接触するため、衛生面で優れるとともに、パレットの最上段に配置するシートとトップフレームを効率的に再使用することが可能になる。
【００７８】
（４） 請求項４および請求項５記載の発明によれば、吸着ハンドを構成する収納フードの周側部に、ボトルの肩部を押えるための突起を設けたり、あるいはボトル胴部を吸着するための吸引機構を設けたので、ボトル口部が位置規制板に接触するのが制止されるため、ボトル口部への傷の発生を防止することが可能となる。
【００７９】
（５） 請求項６記載の発明によれば、吸着ハンドには、収納フードの高さをボトルの高さに応じて調整するための高さ調整機構を設けたので、各種サイズのボトルに対する段取り替作業を簡単に行なうことが可能になる。
【００８０】
（６） 請求項７記載の発明によれば、パレット一段分のボトル群を一括して簡単に、かつ短時間の内に移載することが可能になり、ボトル群の移載時の作業効率が高まる。
【００８１】
（７） 請求項８記載の発明によれば、パレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えるので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【００８２】
（８） 請求項９記載の発明によれば、デパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えるので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【００８３】
（９） 請求項１０記載の発明によれば、コンビネーションパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えてパレタイズ動作とデパレタイズ動作を行なうようにしているので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】 図１のボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの概略構成を示す平面図である。
【図３】 同吸着ハンドの縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図５】 図４に示した吸着ハンドを構成する位置規制板の一部を示す平面図である。
【図６】 本発明の実施の形態３におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの平面断面図である。
【図７】 図６に示した吸着ハンドの縦断面図である。
【図８】 図６の吸着ハンドで吊り下げられるトップフレームの平面図である。
【図９】 本発明の実施の形態４におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態５におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの一部を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態６におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図１２】 従来のボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図である。
【符号の説明】
２Ｇ ボトル群、２ ボトル、８ ボトルハンドリング装置、９ 吸着ハンド、１０ 吸引駆動源、１２ 可動装置、１５ 収納フード、１５ａ 開口部、１５ｂ 上部、１５ｃ 吸気口、１５ｄ 周側部、１７ 位置規制板、１７ａ 吸気孔、２３ シート、２７ センタリング機構、２８ シート吸着機構、３５ 突起、３６ 吸引機構、３９ 高さ調整機構。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一群のボトルを一括してハンドリングするためのボトルハンドリング装置、ボトルハンドリング方法、およびこのボトルハンドリング装置を用いたパレタイズ装置、デパレタイズ装置、コンビネーションパレタイズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料水などを詰めるボトルを飲料水メーカなどに搬送する際には、予めパレット上に複数段にわたってボトルを積載し、各段の間には上下段を区画するためのシートが配置される。
【０００３】
ところで、上記のように、パレット上に複数段にわたってボトルを載せるためのハンドリング装置として、従来技術では、たとえば、特開平０８−１１９４５１号公報に開示されたものがある。
このハンドリング装置は、搬送コンベアを介して搬入されるボトルをパレット上に一列分ずつ整列させた後、これらの一列分のボトルを把持機構によって把持した状態で、移載機構によって上昇、水平移動、下降の各ハンドリング動作を行うことにより移し替えるように構成されている。
【０００４】
しかし、このように、パレット上にボトルを一列分ずつ整列した後、一列分のボトルを移し替える場合、パレットの一段分がｍ列（たとえばｍ＝２０）で形成されているときには、ｍ回の繰り返し動作を行う必要がある。しかも、パレット上にボトルをｎ段数（たとえばｎ＝７）分を積み上げる必要があるときには、ｍ×ｎ回（上記の例では２０×７＝１４０回）分のハンドリングを繰り返さねばならず、ボトルをパレット上に移載する際に多大の時間を要することになる。
【０００５】
その対策として、たとえば、一列分ではなく三列以上のボトルを同時に把持機構で把持してボトルの移載時間を短縮化することが考えられる。ところが、把持機構で３列分以上のボトルを把持した状態で移載機構によってこれらのボトルを上昇させたときには、通常、ボトルの上部が底部より細い形状になっているために、ボトルが下方に凸状になってしまい、中間のボトルが容易に落下するなど、ハンドリングが困難であった。
【０００６】
そこで、このような不都合を無くして短時間の内にパレット上に複数段にわたってボトルを積み付けることができるように、従来、図１２に示すようなハンドリング装置が提供されている。
【０００７】
図１２には、従来のボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の一例を示している。
このパレタイズ装置は、搬送コンベア１によってボトル２が床面から高位置にある作業ステージ４４に設置されたボトルハンドリング装置４５まで搬送される。ボトルハンドリング装置４５は、平面視で四辺形とになるように縦横に配列された一群のボトル２の周りの各辺を、各辺ごとに配置された把持アーム４６によって把持し、この状態で水平移動機構４７によってそのまま一群のボトル２を水平にスライドして、直接にパレット４上あるいはパレット４の上に、既に積まれたボトル２の上に移し替えるように構成されている。
そして、このハンドリング装置４５によって、一段分のボトル２が積み付けられるたびに、リフタ４８がパレット４を一段分のボトル２の高さ分だけ下降させ、パット４上に所定段数のボトル２が積み付けられた時点で、パット４を搬送コンベア５で他の工程に搬送する。
【０００８】
したがって、このボトルハンドリング装置４５は、一群のボトル２を把持してからは引き上げるようなことはせず、パレット一段分の数のボトル２を単に水平にスライドさせるだけの構成であるため、ボトル２を把持しても不意に落下したりするおそれはない。しかも、パレット一段分の数のボトル２を一度に移載できるので、パレット４上に複数段にわたってボトル２を積み付ける際の移載時間を大幅に短縮化することが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１２に示した従来のボトルハンドリング装置４５は、パレット一段分の数のボトル２が移載されるたびに、リフタ４８によってボトル２を下降させる必要がある。また、一段分のボトル２を移載するたびに各段のボトル２の間に分離用のシート２３を載せる必要がある。
【００１０】
そのためには、一群のボトル２を水平にスライドさせるボトルハンドリング装置４５、およびこのボトルハンドリング装置４５を設置するための作業ステージ４４を床面よりも所定の高さＨ（たとえば床面から３５００ｍｍの高さ）分だけ高くした位置に設ける必要が生じ、これに伴い、ボトル２やシート２３を高い位置に搬送するための構造物が必要となる。
したがって、設備全体が大型化し、実際の生産ラインとして見た場合には、視界を遮る大きな構造物となり、ラインを監視し難くする最大の弊害となっていた。
【００１１】
また、装置の調整作業やトラブル発生時の対策措置を作業者が高位置で行なう必要があるために、高所作業となり、作業ステージ４４からの落下や階段４９からの転落の危険性を有していた。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、短時間の内に所定段数のボトル群を移載することができ、しかも、床面から低い位置に設置することが可能で、設備全体の小型化を図ることができるとともに、作業の安全性を高めることができる、ボトルハンドリング装置、ボトルハンドリング方法、およびパレタイズ装置、デパレタイズ装置、コンビネーションパレタイズ装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明に係るボトルハンドリング装置は、ハンドリング対象となるパレット一段分に相当する一群のボトルを一括して吸着して吊り上げる吸着ハンドを備え、この吸着ハンドは、前記一群のボトルを覆って収納する収納フードを有し、この収納フードには、上部に吸気口が形成されるとともに、上部内面側には前記一群のボトル吸着時の当該ボトルの上方移動を規制する位置規制板が取り付けられ、かつ、周側部には、前記一群のボトルを前記収納フードの内方側に寄せ集める押出機構が設けられる一方、前記吸気口を通じて吸着ハンドの収納フード内を減圧する吸引駆動源と、前記吸着ハンドを前後左右および上下の各方向に自在に移動させる可動装置とを備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項２記載の発明に係るボトルハンドリング装置は、請求項１記載の発明の構成において、前記吸着ハンドには、パレットの最上段に配置されるシートを吸着するシート吸着機構および前記シートを位置規制板に対してセンタリングするセンタリング機構が設けられていることを特徴としている。
【００１８】
請求項３記載のボトルハンドリング装置は、請求項１または請求項２に記載の発明の構成において、前記吸着ハンドには、収納フードの高さをボトルの高さに応じて変化させる高さ調整機構が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項４記載のボトルハンドリング方法は、ハンドリング対象となる一群のボトルの底部にシートを敷設した状態で、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を用いて、一群のボトルを吸着ハンドの収納フード内に一括収納し、前記吸引駆動源にて収納フード内を減圧して一群のボトルとシートとを共に吸着してハンドリングすることを特徴としている。
【００２０】
請求項５記載の発明に係るパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられている。
【００２１】
請求項６記載の発明に係るデパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられている。
【００２２】
請求項７記載の発明に係るコンビネーションパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置が備えられており、このボトルハンドリング装置でパレタイズ動作とデパレタイズ動作を行なうものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１.
図１は本発明の実施の形態１におけるボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図、図２はボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの概略構成を示す平面図、図３は同吸着ハンドの縦断面図である。
【００２４】
この実施の形態１におけるパレタイズ装置は、搬送コンベア１を介して送られてくるボトル２をパレット一段分に相当する数の一群のボトル２（以下、これらの一群のボトル２をボトル群２Ｇと称する）に多列化する多列ステージ３と、パレット４上に複数段にわたって積み付けられたボトル群２Ｇを搬出する搬送コンベア５との間に、ボトルハンドリング装置８が設けられている。そして、これらの各搬送コンベア１，５、多列ステージ３、ボトルハンドリング装置８は同じ床面上に設置されている。
【００２５】
上記のボトルハンドリング装置８は、ハンドリング対象となるパレット一段分に相当するボトル群２Ｇを一括して吸着して吊り上げる吸着ハンド９、この吸着ハンド９の後述する収納フード１５内を減圧する吸引駆動源１０、吸着ハンド９と吸引駆動源１０との間を連結する吸気ダクト１１、および、吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向にわたって自在に移動させる可動装置１２を主体に構成されている。
【００２６】
吸着ハンド９は、ボトル群２Ｇを覆った状態で収納する平面視で四辺形をした収納フード１５を有する。この収納フード１５は、その下方にボトル群２Ｇの挿入用の開口部１５ａが、また、その上部１５ｂには吸気ダクト１１に連通する吸気口１５ｃがそれぞれ形成されている。また、収納フード１５の上部１５ｂ外面側の中央には吸着ハンド９を可動装置１２に連結するためのシャフト１６が取り付けられている。
さらに、収納フード１５の上部１５ａ内面側には、ボトル群２Ｇの上方移動を規制するステンレス鋼等でできた位置規制板１７が複数の支柱１８によって開口部１５ａに対向した状態で取り付けられている。さらにまた、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺には、ボトル群２Ｇを収納フード１５の内方側に寄せ集める押出機構２０が設けられている。
【００２７】
ここで、位置規制板１７の各辺の寸法は、収納フード１５の周側部１５ｄ内面の各辺の寸法よりも若干小さくなるように設定されており、したがって、位置規制板１７の外周部と収納フード１５の周側部１５ｄ内面との間には僅かな隙間ができている。
【００２８】
また、上記の押出機構２０は、収納フード１５の周側部１５ｄの外面側各辺にエアシリンダ２１が取り付けられ、各エアシリンダ２１のロッドが周側部１５ｄを貫通して周方に突出し、その突出部分の先端にボトル群２Ｇに押し当てられる断面Ｌ字形の押当板２２が取り付けられて構成されている。
【００２９】
一方、吸引ダクト１１は、可動装置１２による吸着ハンド９の移動に追従できるように、その一部がフレキシブルな構成になっている。また、吸引駆動源１０としてはブロアーなどが適用される。
さらに、可動装置１２としては、自由度の高い多関節ロボットを用いるのが望ましいが、吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向に自在に移動させることが可能なものであれば、他の可動装置を用いてもよい。
【００３０】
次に、上記構成を有するボトルハンドリング装置を用いてボトルをパレタイズする場合の動作について説明する。
【００３１】
可動装置１２によって吸着ハンド９を前後左右および上下の各方向に移動して、多列ステージ３に配列されているパレット一段分に相当するボトル群２Ｇを収納フード１５で覆ってその内部にボトル群２Ｇを収納する。その際、収納フード１５の側面に設けた押出機構２０の押当板２２は、予めエアシリンダ２１で後退されてボトル群２Ｇが収納し易い状態となっている。
なお、多列ステージ３においては、パレット一段分に相当するボトル群２Ｇが整列される前に予めシート（台紙）２３が供給される。したがって、シート２３上にボトル群２Ｇが整列されることになる。
【００３２】
ボトル群２Ｇが収納フード１５内に収納された時点で、押出機構２０のエアシリンダ２１を伸長して押当板２２でボトル群２Ｇの側面を押えてセンタリングするとともに、開口面積を小さくする。その際、押当板２２は、その底面が予めボトル群２Ｇの底面よりも若干（たとえば２ｍｍ程度）高くなるように取り付けられているため、エアシリンダ２１を伸長しても、押当板２２はボトル群２Ｇの底部に敷いたシート２３に邪魔されることはない。
【００３３】
続いて、吸引駆動源１０を起動して吸気ダクト１１から吸着ハンド９の収納フード１５内を吸気口１５ｃを介して減圧する。この減圧により、ボトル群２Ｇとシート２３とが共に吸引されて浮き上がる。その際、位置規制板１７にボトル群２Ｇの各口部が接触してボトル群２Ｇのそれ以上の上方移動が規制されるため、ボトル群２Ｇとシート２３とが安定して吸着される。
このように、ボトル群２Ｇとシート２３とを共に吸引するようにすれば、ボトル群２Ｇのみを吸引する場合に比べて収納フード１５内の真空度を上げなくてもボトル群２Ｇを確実に吸着することができる。たとえば、空のＰＥＴボトル３６０本と、その底部に敷いたシート２３の１枚分を吸着するには、−３０ｍｍＡｑ程度に減圧すれば十分可能である。
【００３４】
こうして吸着ハンド９によってボトル群２Ｇとシート２３とを共に吸着した状態で、可動装置１２によって吸着ハンド９がパレット４の真上、あるいは図１に示すように、パレット４の上に既に複数段にわたって載置されているボトル群２Ｇの上に位置するように移動される。
【００３５】
この状態で、次に、吸引駆動源１０による吸引を停止して吸着ハンド９の収納フード１５内の減圧を解除する。これに伴い、ボトル群２Ｇとシート２３とが共に穏やかに落下することで、一段分に相当するボトル群２Ｇのパレット４上への移し替えが行われる。
【００３６】
以上の動作を所定の段数分にわたって繰り返すことにより、各段の間にシート２３が介在されたボトル群２Ｇをパレット４の上に所定段数積み付ける動作が完了する。
【００３７】
なお、上述の動作説明は、ボトルハンドリング装置８を用いてボトル群２Ｇをパレット４上にパレタイズする場合であるが、既にパレット４上に積み付けられた複数段のボトル群２Ｇの内から一段分のボトル群２Ｇを吸着ハンド９で吸着して可動装置１２で多列ステージ３に移載してデパレタイズする場合でも、可動装置１２の動作が逆になるだけで、ボトルハンドリング装置の基本的な動作は変わらない。
【００３８】
実施の形態２.
図４は本発明の実施の形態２におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図、図５は吸着ハンドを構成する位置規制板の一部を示す平面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００３９】
この実施の形態２における特徴は、吸着ハンド９の収納フード１５内に配設されている位置規制板１７が収納フード１５の周側部１５ｄの内面と同じ寸法に設定されている。
したがって、実施の形態１のような、位置規制板１７の外周部と収納フード１５の周側部１５ｄ内面との間に隙間は無い。その代わりに、位置規制板１７には、略全面にわたって各ボトル２の口径よりも小径の多数の吸気孔１７ａが形成されている。この場合の吸気孔１７ａとしては、図５（ａ）に示すような丸孔や、あるいは図５（ｂ）に示すような細長孔を適用することができる。
【００４０】
この構成であれば、位置規制板１７の吸気孔１７ａによって均一な吸引力を得ることができるため、安定したボトル群２Ｇのハンドリングが可能になる。
【００４１】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４２】
実施の形態３.
図６はこの実施の形態３におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの平面断面図、図７は同吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００４３】
パレット４上に複数段にわたってボトル群２Ｇが載置される場合、通常、衛生面からパレット４の最上段のボトル群２Ｇに対しては、シート２３が配置されるとともに、このシート２３が不意に外れないように、重しとしてのトップフレーム２４が配置される。
この場合のシート２３は、２ｍｍ厚程度の比較的硬質のものであり、また、トップフレーム２４は、図８に示すように、上下左右の４箇所にそれぞれ開口部２４ａが形成されて平面視で田の字状に形成されたものである。
【００４４】
そこで、この実施の形態３においては、位置規制板１７にはトップフレーム２４の形状に合わせて、上下左右の４箇所に窓部１７ｂが形成されるとともに、パレット４の最上段に配置されるシート２３およびトップフレーム２４を共に位置規制板１７に対してセンタリングするセンタリング機構２７が設けられている。また、収納フード１５の上部１５ｂには、シート２３を吸着するシート吸着機構２８が設けられている。
【００４５】
センタリング機構２７は、位置規制板１７の上面の４箇所にエアシリンダ２９が取り付けられるとともに、各エアシリンダ２９のロッドの先端に引当片３０が取り付けられて構成されている。また、シート吸着機構２８は、位置規制板１７の窓部１７ｂを通して下方に突出して設けられたシート吸着用の複数（この実施の形態３では４個）の吸着パッド３１、および各吸着パッド３１を上下駆動するエアーシリンダ３２により構成されている。
【００４６】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００４７】
次に、この実施の形態３におけるボトルハンドリング装置８の動作について説明する。
ここで、シート２３とトップフレーム２４の着脱動作は、パレタイズ装置として使用する場合とデパレタイズ装置として使用する場合とで若干異なっているので、それぞれの場合の動作を区別して説明する。
【００４８】
▲１▼ パレタイズ装置として使用する場合
この場合には、ボトル積み付けの繰返し動作の前にシート２３とトップフレーム２４を共に吸着する動作を行なう。これには、可動装置１２を用いて吸着ハンド９を移動して、多列ステージ３に近接して配置されている他のステージ上に予め載置されているシート２３とトップフレーム２４とを共に吸着ハンド９の収納フード１５内に収納する。
【００４９】
次いで、センタリング機構２７のエアシリンダ２９を駆動して、シート２３とトップフレーム２４を引当片３０で挟持して、位置規制板１７に対してセンタリングを行なった後、シート吸着機構２８のエアシリンダ３２を伸長して吸着パッド３１を下降してシート２３を吸着する。次に、エアシリンダ３２を縮退させて吸着パッド３１を上死点まで上昇させる。すると、シート吸着機構２８によってシート２３がトップフレーム２４とともに引き上げられた状態でそのまま保持されることになる。
【００５０】
それ以降のボトル積み付けの繰り返し動作に関しては、実施の形態１の場合と同様に行われる。つまり、シート吸着機構２８によってシート２３とトップフレーム２４とが共に吸着保持された状態のまま、１段分のボトル群２Ｇが吸着ハンド９によって順次吸着されるとともに、可動装置１２でハンドリングされて積み付けが行われる。その場合の動作は、実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００５１】
そして、最上段のボトル群２Ｇの積み付けが終了すると、センタリング機構部２７によるシート２３とトップフレーム２４の挟持を開放するとともに、シート吸着機構２８によるシート２３の吸着も開放することにより、複数段に積み付けられたボトル群２Ｇの内の最上段のボトル群２Ｇの上面にシート２３とトップフレーム２４が共にセットされる。
【００５２】
▲２▼ デパレタイズ装置として使用する場合
この場合には、ボトル群２Ｇを一段分ずつ積み降す動作を繰り返す前に、予め吸着ハンド９に設けられているシート吸着機構２８によってパレット４の最上段に置かれているシート２３およびトップフレーム２４を吸着保持する動作を行なう。
【００５３】
すなわち、可動装置１２によって吸着ハンド９を移動して、搬送コンベア５上に載置されているパレット４の最上段に置かれたシート２３およびトップフレーム２４を収納フード１５内に収納する。
【００５４】
次いで、センタリング機構２７でシート２３とトップフレーム２４を共に挟持して、位置規制板１７に対してセンタリングを行なった後、シート吸着機構２８のエアシリンダ２９を伸長して吸着パッド３１を下降して、シート２３を吸着する。
次に、エアシリンダ２９を縮退させて、吸着パッド３１を上死点まで上昇させる。すると、シート吸着機構２８によって、シート２３がトップフレーム２４とともに、引き上げられた状態でそのまま保持されることになる。
【００５５】
しかる後、吸引駆動源１０を作動し、吸着ハンド９の収納フード１５内を減圧することで、最上段のボトル群２Ｇを吸着し、ボトルの積み下ろし動作を行なう。
それ以降のボトル積み降しの繰り返し動作に関しては、シート吸着機構２８によって、シート２３とトップフレーム２４とが共に吸着保持された状態のまま、１段分のボトル群２Ｇが吸着ハンド９によって順次吸着されるとともに、可動装置１２でハンドリングされて積み降ろしが行われる。その場合の動作は、実施の形態１で説明したのと同様であるので、ここでは、詳しい説明は省略する。
【００５６】
そして、最下段のボトル群２Ｇの積み降ろしが終了すると、センタリング機構部２７によるシート２３とトップフレーム２４の挟持を開放するとともに、シート吸着機構２８によるシート２３の吸着も開放することにより、シート２３とトップフレーム２４は共に多列ステージ３に近接して配置されている他のステージ上に載置される。
【００５７】
実施の形態４.
図９はこの実施の形態４におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００５８】
この実施の形態４における特徴は、収納フード１５の周側部１５ｄの内面側には、ボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の肩部を押える突起３５が形成されていることである。この場合の突起３５は、たとえば、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺の内面に沿って帯板を固定することにより構成されている。
【００５９】
この構成において、収納フード１５内を減圧すると、ボトル群２Ｇが浮き上がるが、その際、収納フード１５内のボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２の肩部が突起３５に当って押えられることにより、ボトル群２Ｇが必要以上に浮き上がるのが抑制されて、位置規制板１７にボトル群２Ｇの各口部が接触するのが阻止される。その結果、各ボトル２の口部に余分なキズが発生するのを防止することが可能になる。
【００６０】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６１】
実施の形態５.
図１０はこの実施の形態５におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの一部を示す縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００６２】
この実施の形態５における特徴は、吸着ハンド９に、吸引駆動源１０による吸引力によってボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の胴部を吸引する吸引機構３６が設けられていることである。
【００６３】
すなわち、この吸引機構３６は、収納フード１５の周側部１５ｄに設けられた押出機構２０の押当板２２にボトル群２Ｇの内で最も外側に位置する各ボトル２の胴部を吸引する複数の吸引口２２ａが形成され、これらの吸引口２２ａが吸気チューブ３７、および集結タンク３８を介して吸気ダクト１１に連通されることにより構成されている。この場合の吸引口２２ａは、押当板２２の長手方向に沿ってボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２に対して個別に接触する数だけ設けられ、また、集結タンク３８は、収納フード１５の周側部１５ｄの各辺ごとに４箇所設けられている。
【００６４】
この構成において、収納フード１５内を減圧すると、これと同時に、集結タンク３８および吸気チューブ３７を介して押当板２２の吸引口２２ａからも吸気される。その結果、押当板２２に接触しているボトル群２Ｇの内の最も外側に位置する各ボトル２の胴部が吸着される。その場合、吸気チューブ３７での配管抵抗があるため、所定の減圧値に到達するまでの時間に僅かな遅れが生じ、ボトル群２Ｇが浮き上がった後にその胴部が吸着される。
これにより、ボトル群２Ｇが必要以上に浮き上がるのが抑制されて、位置規制板１７にボトル群２Ｇの口部が接触するのが阻止される。その結果、実施の形態４の場合と同様に、各ボトル２の口部に余分なキズが発生するのを防止することが可能になる。
【００６５】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００６６】
実施の形態６.
図１１はこの実施の形態６におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図であり、図１ないし図３に示した実施の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。
【００６７】
この実施の形態６における特徴は、吸着ハンド９の収納フード１５の高さをボトル２の高さに応じて変化させるための高さ調整機構３９が設けられいることである。
【００６８】
この場合の高さ調整機構３９は、収納フード１５の周側部１５ｄの外側に、周側部１５ｄの外形に合致した四辺形の高さ調整フレーム４０が嵌め込まれ、この高さ調整フレーム４０の各辺の所定の箇所に上下に長い長孔（図示せず）が形成され、これらの各長孔を通じてハンドル付の高さ調整ボルト４１が挿入されて収納フード１５の周側部１５ｄに螺合することにより構成されている。そして、高さ調整フレーム４０にボトル群２Ｇを収納フード１５の内方側に寄せ集める前述の押出機構２０が取り付けられている。
【００６９】
これにより、高さ調整ボルト４１を緩めて収納フード１５に対して高さ調整フレーム４０を長孔に沿って上下動して高さ位置を調整することができ、これによって、高さが異なる各品種のボトル群に対して簡単に段取り替を行なうことができる。
【００７０】
その他の構成は、図１ないし図３に示した実施の形態１の場合と同様であり、また、ボトル群２Ｇの積み付け、あるいは積み降ろしのための繰り返し動作に関しても実施の形態１の場合と基本的に変わらないので、ここでは詳しい説明は省略する。
【００７１】
なお、本発明は、上記の実施の形態１〜６に示した構成のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更して実施することができることは言うまでもない。
たとえば、上記の実施の形態１〜６では、本発明のボトルハンドリング装置８を設けたパレタイズ装置あるいはデパレタイズ装置について言及したが、パレタイズ動作とデパレタイズ動作を共に行なうコンビネーションパレタイズ装置に対しても本発明を適用することができる。
【００７２】
【発明の効果】
（１） 請求項１記載の発明によれば、パレット一段分に相当するボトル群を吸着ハンドの収納フード内に収納し、続いて押出機構によってこのボトル群を収納フードの内方側に寄せ集めた後、吸引駆動源にて収納フード内を減圧して複数ボトルとそれらの底部に敷いたシートを共に吸着することにより、パレット一段分のボトル群を一括して、簡単に、かつ短時間の内に移載することが可能になる。
【００７３】
また、収納フード内の上部に設けた位置規制板によって、吸着状態にあるボトル群の上方移動が規制されるため、パレット一段分に相当する複数ボトルを安定してハンドリングすることができる。
【００７４】
さらに、ボトル移載動作を多関節ロボットのような可動装置で行なうことにより、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。これにより、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落などの危険性を排除することができるとともに、視界を遮る大きな構造物が不要となるため、設備の小型化が図れ、かつ、ライン全体が監視し易くなるといった利点が得られる。
【００７５】
（２） 請求項２記載の発明によれば、位置規制板として収納フードの内寸法と同一の位置規制板を用い、その位置規制板にボトル口部の口径より小さな複数個の吸気孔を設けているので、より均一に吸引力を得ることができ、安定したボトルのハンドリングが可能となる。
【００７６】
（３） 請求項３記載の発明によれば、吸着ハンドには、シート吸着機構およびセンタリング機構を設けたので、ボトルハンドリング装置を使用してパレタイズ装置やデパレタイズ装置として構成した場合には、１パレット分のボトルのパレタイズ動作あるいはデパレタイズ動作が終了するまでは、各段のボトル群の口部はパレットの最上段に載置された同じシートにのみ接触するため、余分な汚染原因が除かれて衛生面で良好な状態に保たれる。
【００７７】
また、パレタイズ動作とデパレタイズ動作を共に行なうコンビネーションパレタイズ装置に適用した場合にも、各段のボトル群の口部はパレットの最上段に載置された同じシートにのみ接触するため、衛生面で優れるとともに、パレットの最上段に配置するシートとトップフレームを効率的に再使用することが可能になる。
【００７８】
（４） 請求項４および請求項５記載の発明によれば、吸着ハンドを構成する収納フードの周側部に、ボトルの肩部を押えるための突起を設けたり、あるいはボトル胴部を吸着するための吸引機構を設けたので、ボトル口部が位置規制板に接触するのが制止されるため、ボトル口部への傷の発生を防止することが可能となる。
【００７９】
（５） 請求項６記載の発明によれば、吸着ハンドには、収納フードの高さをボトルの高さに応じて調整するための高さ調整機構を設けたので、各種サイズのボトルに対する段取り替作業を簡単に行なうことが可能になる。
【００８０】
（６） 請求項７記載の発明によれば、パレット一段分のボトル群を一括して簡単に、かつ短時間の内に移載することが可能になり、ボトル群の移載時の作業効率が高まる。
【００８１】
（７） 請求項８記載の発明によれば、パレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えるので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【００８２】
（８） 請求項９記載の発明によれば、デパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えるので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【００８３】
（９） 請求項１０記載の発明によれば、コンビネーションパレタイズ装置は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えてパレタイズ動作とデパレタイズ動作を行なうようにしているので、設備の調整作業やトラブル発生時の対策措置を床面で行なうことが可能になる。このため、高所作業が必要でなくなり、高い作業ステージからの落下や階段からの転落の危険性を排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１におけるボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】 図１のボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの概略構成を示す平面図である。
【図３】 同吸着ハンドの縦断面図である。
【図４】 本発明の実施の形態２におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図５】 図４に示した吸着ハンドを構成する位置規制板の一部を示す平面図である。
【図６】 本発明の実施の形態３におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの平面断面図である。
【図７】 図６に示した吸着ハンドの縦断面図である。
【図８】 図６の吸着ハンドで吊り下げられるトップフレームの平面図である。
【図９】 本発明の実施の形態４におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図１０】 本発明の実施の形態５におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの一部を示す縦断面図である。
【図１１】 本発明の実施の形態６におけるボトルハンドリング装置を構成する吸着ハンドの縦断面図である。
【図１２】 従来のボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置の全体構成を示す正面図である。
【符号の説明】
２Ｇ ボトル群、２ ボトル、８ ボトルハンドリング装置、９ 吸着ハンド、１０ 吸引駆動源、１２ 可動装置、１５ 収納フード、１５ａ 開口部、１５ｂ 上部、１５ｃ 吸気口、１５ｄ 周側部、１７ 位置規制板、１７ａ 吸気孔、２３ シート、２７ センタリング機構、２８ シート吸着機構、３５ 突起、３６ 吸引機構、３９ 高さ調整機構。
Claims (7)
- ハンドリング対象となるパレット一段分に相当する一群のボトルを一括して吸着して吊り上げる吸着ハンドを備え、この吸着ハンドは、前記一群のボトルを覆って収納する収納フードを有し、この収納フードには、上部に吸気口が形成されるとともに、上部内面側には前記一群のボトル吸着時の当該ボトルの上方移動を規制する位置規制板が取り付けられ、かつ、周側部には、前記一群のボトルを前記収納フードの内方側に寄せ集める押出機構が設けられる一方、前記吸気口を通じて吸着ハンドの収納フード内を減圧する吸引駆動源と、前記吸着ハンドを前後左右および上下の各方向に自在に移動させる可動装置とを備えることを特徴とするボトルハンドリング装置。
- 前記吸着ハンドには、パレットの最上段に配置されるシートを吸着するシート吸着機構および前記シートを位置規制板に対してセンタリングするセンタリング機構が設けられていることを特徴とする請求項１記載のボトルハンドリング装置。
- 前記吸着ハンドには、収納フードの高さをボトルの高さに応じて変化させる高さ調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボトルハンドリング装置。
- ハンドリング対象となる一群のボトルの底部にシートを敷設した状態で、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を用いて、一群のボトルを吸着ハンドの収納フード内に一括収納し、前記吸引駆動源にて収納フード内を減圧して一群のボトルとシートとを共に吸着してハンドリングすることを特徴とするボトルハンドリング方法。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えたパレタイズ装置。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えたデパレタイズ装置。
- 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のボトルハンドリング装置を備えており、このボトルハンドリング装置でパレタイズ動作とデパレタイズ動作を行なうコンビネーションパレタイズ装置。
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