JP3950658B2 - 開栓システム及び開栓方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は開栓システム及び開栓方法に関し、特に容器(容器本体)からその上部に設けられた栓を取り除くシステム及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】
検体前処理装置などに設けられる開栓装置は、試験管などの容器から、そこに設けられている栓を自動的に取り外す装置である。従来においては各種の開栓装置が提案されているが、様々なタイプの容器及び栓に対応する装置は実用化されていない。すなわち、容器の種類によって、その形状(特に長さ)は異なり、同様に、栓の種類によって、そのサイズ(特に厚み)は異なる。よって、装置の動作条件が固定的あるいは画一的であると、多様な容器や栓に対応して開栓を行うのが困難である。なお、栓にはスクリュー栓や押し込み栓といった種別の違いもある。
【0003】
以上のように、従来の開栓装置は、あらかじめ設定された距離だけ容器や栓を昇降させたり、あらかじめ設定された直径に合わせて保持機構やつかみ機構を動作させたりするものでしかなかった。
【0004】
近時、多様な容器及び栓が実用化されており、そのような様々な容器及び栓が混合して開栓装置に投入された場合においても、容器や栓の形態に自動的に動作条件を適応させ、しかも比較的簡易な構成で開栓を行うことが要望される。
【0005】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、信頼性の高い開栓を行えるようにすることにある。
【0006】
本発明の他の目的は、様々なサイズの容器や栓に対応できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)本発明は、容器本体を保持して昇降させる本体ハンドリング装置と、前記本体ハンドリング装置の上方に配置され、前記容器本体が引き上げられた場合に当該容器本体に設けられた栓をつかんで開栓を実行する栓ハンドリング装置と、前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする位置決め手段と、を含むことを特徴とする開栓装置に関する。特に、本発明は、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする。
【0008】
上記構成によれば、本体ハンドリング装置によって容器本体が保持され、更にその容器本体が上方へ引き上げられる。そして、栓が栓ハンドリング装置に対して位置決めされ、その後、開栓が実行される。このように位置決め手段が設けられているので、例えば、栓の厚みが異なっても、あるいは、容器の長さが異なっても、栓ハンドリング装置に対して栓を適切に位置決めすることができる。
【0009】
望ましくは、前記位置決め手段は、前記栓の基準面を基準として、前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする。望ましくは、前記基準面は前記栓の上面である。つまり、栓の上面より下側の栓の胴部をつかむことになるので、栓の上面を基準にするのは合理的である。
【0010】
望ましくは、前記位置決め手段は、前記栓ハンドリング装置の下部に設けられ、前記栓の上面に当接する栓受け部材を含み、前記栓受け部材に対して前記栓の上面を当接することにより前記栓が位置決めされる。当接を利用した位置決めであるので簡便かつ確実である。
【0011】
望ましくは、前記栓受け部材は、その中央部に形成された窪みと、その周辺部に形成され、下方側へ突出した張出部と、を有し、前記張出部の下面に前記栓の上面が当接する。望ましくは、前記窪みは、前記栓の上面における中央部から上方に突出した突起部を収容する大きさを有する。
【0012】
望ましくは、前記本体ハンドリング装置は、前記栓受け部材に前記栓の上面が当接したことを検出する当接検出器と、前記当接検出器によって当接が検出された場合に前記容器本体の上方への引き上げを停止させる制御部と、を含む。望ましくは、前記本体ハンドリング装置は、前記栓受け部材に前記栓の上面が当接した場合にその当接時の衝撃を緩和する緩衝手段を有する。
【0013】
望ましくは、前記栓の昇降経路上に垂直光ビームを形成する第1センサと、前記栓の昇降経路における所定高さを横切る水平光ビームを形成する第2センサと、前記第1センサの出力及び前記第2センサの出力に基づいて、前記栓の有無を判定する手段と、を含む。望ましくは、前記水平光ビームが遮断された時点で前記容器本体の上昇が停止され、その状態で前記垂直光ビームを利用して一定の高さ範囲内における物体の有無が検出される。
【0014】
望ましくは、前記第1センサは、少なくとも開栓動作実行前に、前記容器本体の上方に位置決めされる。望ましくは、前記第1センサは、更に開栓動作実行後に、前記容器本体の上方に位置決めされる。
【0015】
(2)本発明は、容器本体を保持して昇降させる本体ハンドリング装置と、前記本体ハンドリング装置によって前記容器本体が上方へ引き上げられる時に、前記容器本体に設けられた栓の基準面を検出する基準面検出器と、前記容器本体に設けられた栓をつかんで開栓を実行する栓ハンドリング装置と、前記本体ハンドリング装置及び前記栓ハンドリング装置の動作を制御する手段であって、前記検出された基準面に基づいて前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする制御部と、を含むことを特徴とする開栓装置に関する。特に、本発明は、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する判定手段を有することを特徴とする。
【0016】
上記構成によれば、本体ハンドリング装置によって容器本体が保持され、更にその容器本体が上方へ引き上げられる。その際、基準面検出器によって、栓の基準面が検出される。そして、その基準面の高さに基づいて、栓ハンドリング装置に対して、栓が適切な高さに位置決めされる。このように、基準面のレベルを個別的に検出するので、例えば、栓の厚みに多様性があっても、あるいは容器本体の長さに多様性があっても、一定限度の下で、それらに対応して適切に栓の位置決めを行える。すなわち、栓ハンドリング装置によって栓をつかむ場合に、適切なつかみ位置を設定することができる。栓の位置決めは、栓自体の高さ調整によって行うようにするのが望ましいが、栓ハンドリング装置側の高さ調整を行うようにすることも考えられる。
【0017】
望ましくは、前記基準面は前記栓の上面である。この栓の上面を検出することは比較的容易であり、また、その上面より下側の栓の胴部をつかむことになるので、栓の上面を基準にするのは合理的である。
【0018】
望ましくは、前記基準面検出器は、前記栓の昇降経路の両側に配置された発光素子及び受光素子からなり、前記発光素子及び前記受光素子の間に形成される光ビームを前記栓が遮ることを利用して当該栓の上面が検出される。この構成によれば、比較的簡易かつ確実に基準面の特定を行える。
【0019】
望ましくは、前記光ビームが前記栓の上面中央部から水平方向にシフトした上面周辺部を通過するように、前記発光素子及び前記受光素子が配置され、前記栓の上面中央部の形態によらずにその上面が検出される。あるタイプの栓には、その上面中央部に突起部が形成されているが、上記構成によれば、そのような突起部を基準面として誤認してしまう問題を回避できる。
【0020】
望ましくは、前記制御部は、前記基準面が検出された高さを基準レベルとし、その基準レベルから所定距離だけ前記容器本体を上昇させ、これにより前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする。ここで、その所定距離は望ましくは固定された距離であるが、諸状況に応じて、可変するようにしてもよい。
【0021】
望ましくは、前記栓の有無を検出する有無検出器を有する。この構成によれば、基準面検出器の検出結果の信頼性を向上できる。
【0022】
望ましくは、前記有無検出器は、少なくとも開栓動作実行前に、前記容器本体の上方に位置決めされる。この構成によれば、例えば、容器本体に栓が設けられていない場合において、容器本体の上縁が基準面と誤認されてしまう問題などを回避できる。
【0023】
望ましくは、前記有無検出器は、更に開栓動作実行後に、前記容器本体の上方に位置決めされる。この構成によれば、開栓の確認を行える。なお、上記基準面検出器を単独であるいは併用して、開栓の確認を行うようにしてもよい。
【0024】
望ましくは、前記有無検出器は、所定の高さ範囲内における物体の有無を検出する反射型の光センサである。この構成によれば、基準面が検出された時点で、あるいはそれに前後して、物体検出を行うことにより、栓の存在を確認できる。所定高さ範囲としては、栓の厚みや容器本体の長さの多様性を考慮し、基準面が存在する可能性のある範囲として設定されるのが望ましい。これにより、容器本体内の液面などが栓として誤認される可能性を回避できる。
【0025】
(3)望ましくは、前記本体ハンドリング装置は、互いに進退可能に対向配置され、ラックに収容された容器本体をその両側からつかむ一対の保持機構と、前記一対の保持機構を昇降させる昇降機構と、を含む。この構成によれば、一対の保持機構の間隔に自由度があり、一定限度で、様々な太さをもった容器本体をつかむことができる。つまり、基準面レベルに基づく栓の位置決めと相俟って、多様なタイプの容器本体や栓に対応することが可能である。
【0026】
望ましくは、前記栓ハンドリング装置は、前記栓をつかむクランプ機構と、前記クランプ機構を開閉駆動し、かつ、回転駆動する駆動機構と、を含む。この構成によれば、クランプ機構が各種の栓の直径に対応して栓のつかみ動作を行い、また、クランプ機構が回転駆動されるため、スクリュー栓にも対応できる。栓の回転に伴って、クランプ機構を上方へ引き上げると共に、あるいは、それに代えて、容器本体を下方に引き下げるように制御してもよい。
【0027】
望ましくは、前記栓ハンドリング装置を搭載した可動部材と、前記可動部材を駆動する手段であって、開栓時には前記栓ハンドリング装置を前記本体ハンドリング装置によって保持された容器本体の上方に位置決めし、栓廃棄時には前記栓ハンドリング装置を廃棄場所の上方に位置決めする駆動部と、を含む。
【0028】
上記構成によれば、可動部材の駆動によって、栓ハンドリング装置の開栓動作及び廃棄動作に対応でき、つまり、簡易な構成で栓ハンドリング装置の搬送を行える。
【0029】
望ましくは、前記可動部材は回転板であり、前記開栓時には前記回転板の回転角度が第1回転角度に設定され、前記栓廃棄時には前記回転板の回転角度が第2回転角度に設定される。
【0030】
望ましくは、前記回転板には更に前記栓の有無を検出する有無検出器が搭載され、前記回転板の回転角度が前記第1回転角度である場合には前記有無検出器が退避位置に位置決めされ、前記回転板の回転角度が前記第2回転角度である場合には前記有無検出器が前記本体ハンドリング装置によって保持された容器本体の上方に位置決めされる。
【0031】
(4)本発明は、各種の長さをもった容器本体及び各種の厚みをもった栓に対応して開栓を実施することが可能な方法であって、前記容器本体を引き上げてその栓の基準面を栓受け部材に当接させることによって栓を位置決めする工程と、前記位置決めされた栓を前記容器本体から取り外す工程と、を含むことを特徴とする開栓方法に関する。特に、本発明は、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する工程を含むことを特徴とする。
【0032】
また、本発明は、各種長さをもった容器本体及び各種の厚みをもった栓に対応して開栓を実施することが可能な方法であって、容器本体に設けられた栓の基準レベルを検出する工程と、前記栓の基準レベルに基づいて、栓を位置決めする工程と、前記位置決めされた栓を前記容器本体から取り外す工程と、を含むことを特徴とする開栓方法に関する。特に、本発明は、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する工程を含むことを特徴とする。
【0033】
なお、栓及容器本体の両者に多様性がなく、ほぼ同じような形状であっても本発明に係る装置を利用することが可能であり、栓及び容器本体が常に同じ形状の場合であっても本発明に係る装置を利用することが可能である。
【0034】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて説明する。
【0035】
図1には、本発明に係る開栓システムを上方から見た概略的な構成が示されている。この開栓システムは、ラック10に収容された試験管などの容器本体12から、その容器本体12の上部開口に設けられている栓を取り除き、その栓を廃棄するシステムである。図1において、ラック10はラック搬送路201上において搬送される。そのラック10の搬送はラック搬送機構(図示せず)によって行われている。開栓処理の対象となる容器本体12は、図1において符号200によって示される開栓位置に位置決めされる。
【0036】
回転板20は、ラック10の上方に設けられ、本実施形態において扇状の形態を有している。その回転板20は、回転軸22を中心として90度回転する。回転板20の回転は図示されていない回転駆動部によって行われる。ちなみに、図1において符号202は回転中心を表している。
【0037】
回転板20の一方側には、開栓ヘッド16が固定的に取付られている。この開栓ヘッド16は後に図6を用いて詳述するように、容器本体12に設けられた栓をつかんで回転させ、これによって開栓を実施する機構である。一方、回転板20の他方側には、栓の有無を検出するための第1センサ18が設けられている。この第1センサ18の具体的な構成例については後に図3等を用いて説明する。この第1センサ18と開栓ヘッド16は、図1に示されるように回転中心202から見て90度の回転角度だけシフトした位置に設けられているが、当然このような構成には限られない。
【0038】
本実施形態においては、第1センサ18がポジションAにあり、同時に、開栓ヘッド16がポジションBにある状態から、回転板20を時計回り方向に90度回転させると、廃棄ボックス24の上方に開栓ヘッド16が位置決めされ、すなわち開栓ヘッド16がポジションCの位置に到達し、その状態では、第1センサ18がポジションBに位置決めされる。その状態における回転板20が図1において符号20Aによって表されている。また、その状態における開栓ヘッドが符号16Aによって示されている。廃棄ボックス24は、開栓後における栓が廃棄される容器である。
【0039】
ちなみに、一連の開栓工程に着目すると、最初に、栓の有無検出のため、第1センサ18がポジションBに位置決めされ、その状態においては、開栓ヘッド16はポジションCに退避される。その後、回転板20が反時計回り方向に90度回転し、その状態では、第1センサ18がポジションAに退避されるとともに、開栓位置200の上方に開栓ヘッド16が位置決めされる。すなわちポジションBに開栓ヘッド16が位置決めされる。その状態で開栓が実行され、その開栓後において、再び開栓ヘッド16がポジションCまで移送され、廃棄ボックス24の上方において、取り外した栓が廃棄される。そして、このような交互の回転動作が繰り返されることになる。
【0040】
図1に示されるように、開栓位置200は、本体つかみユニット14が固定的に設けられている。この本体つかみユニット14は、後に図3を用いてその具体例を示すように、容器本体12をつかんでそれを上昇させ、これによって容器本体12に設けられた栓を開栓ヘッド16に対して位置決めする機構である。
【0041】
本実施形態においては、各種の長さ及び直径をもった容器本体12に対応し、また、各種の厚み及び直径をもった栓に対応するため、以下に詳述するように、本体つかみユニット14及び開栓ヘッド16に、いくつかの工夫が施されている。
【0042】
図2には、本実施形態に係る開栓システムの全体構成が機能ブロック図として示されている。制御部15は本システムにおける各構成の動作制御を実行するものであり、この制御部15は例えばマイクロコンピュータなどによって構成される。第1センサ18は、図1に示したように、開栓位置200において容器本体12が上方に引き上げられた際に、容器本体12に対して実際に栓が設けられているか否かを検出するものである。また、本実施形態においては、開栓後において実際に栓が取り外されたか否かを確認する場合においても、この第1センサ18が利用されている。第1センサ18は例えば後に説明するように反射型の光センサであって、所定距離範囲内における物体の有無を検出し、その検出結果を制御部15に出力する。
【0043】
第2センサ83は、後に図3を用いて説明するように、容器本体を保持して上方に引き上げる際に栓の上面を基準面として検出するセンサである。本実施形態においては、この第2センサ83は、所定高さ(制御原点高さ)に配置され、水平方向に光ビームを形成する発光素子及び受光素子からなるものであり、それらの発光素子及び受光素子は、容器本体の上方への搬送経路の両側に配置されている。このように、栓の上面すなわち基準面を検知することによって、容器本体の長さに多様性があっても、また、栓の厚みに多様性があっても、常に栓の基準高さを認識することができ、よって、その栓の上面から下方に所定距離だけ下がった位置として、適切なつかみ位置を設定することが可能である。すなわち、図1に示した開栓ヘッド16に対して栓を適切に位置決めすることが可能である。この第2センサ83の出力信号は制御部15に出力されている。制御部15は、第1センサ18の出力センサ及び第2センサ83の出力信号に基づいて開栓動作の制御を実行している。
【0044】
また、図2に示されるように、制御部15は、ラック搬送機構21、本体つかみユニット14、開栓ヘッド16及び回転駆動部19の動作制御を行っている。ここで、ラック搬送機構21は、図1に示したようにラック10をラック搬送路201上において搬送するための機構であり、本体つかみユニット14は、本体ハンドリング装置として機能するものである。また、開栓ヘッド16は、上述したように栓ハンドリング装置として機能するものであり、回転駆動部19は、図1に示した回転板20を駆動するモータなどによって構成される。もちろん、本実施形態に係る開栓システムは、図2に示した構成以外にも、各種の構成を有しているが、図2あるいは他の図においてはそれが図示省略されている。この開栓システムは、例えば検体前処理装置の構成の一部として組み込むこともできる。
【0045】
図3には、上述した本体つかみユニット14の具体的な構成例が示されている。この本体つかみユニット14は、ラック10の両側、すなわち開栓対象となった容器の両側に配置された一対のステージ30R,30Lを有している。また、本体つかみユニット14は、一対のステージ30R、30Lを水平方向に運動させる手段として、ステージ30R,30Lを互いに近づけたり、遠ざけたりする水平駆動部32を有している。さらに、本体つかみユニット14は、一対のステージ30R,30Lにおける保持機構64,66を上下方向に駆動する垂直駆動部34を有している。以下に、それらの構成について詳述する。
【0046】
まず、水平駆動部32について説明すると、モータ36の回転軸には、カップリング38を介して送りネジ40が連結されている。この送りネジ40はラック搬送路と直交する方向に伸長しており、その送りネジ40にはナットブロック42,44が螺合している。送りネジ40の右側と左側はそれぞれ逆向きのネジ部を構成しており、送りネジ40を一方方向に回転させるとナットブロック42,44が互いに近づく方向に運動し、送りネジ40を反対方向に回転させると、2つのナットブロック42,44が互いに離れる方向に運動する。ここで、各ナットブロック42,44は、それぞれステージ30R,30Lの台座として機能するものである。
【0047】
次に、垂直駆動部34について説明すると、モータ50の回転軸は、カップリング52を介してスプライン軸54に連結されている。このスプライン軸54は各ステージ30R,30Lの水平方向の運動を許容しつつも、2つの保持機構64,66を上下方向に運動させるために回転力を伝達するものである。図3に示す例では、ステージ30R,30Lにおけるフレーム46,48は、上記のナットブロック42,44に固定連結されており、それらのフレーム46,48はナットブロック42,44から上方へ伸長した形態を有する。
【0048】
各フレーム46,48の下側には、軸受け46A(ステージ30Lについては符号を省略)が形成され、そこには上記のスプライン軸54が挿通している。各ステージ30R,30Lには回転自在な駆動ローラ56(ステージ30Rについては符号が省略)が設けられ、スプライン軸54が回転すると、その駆動ローラ56が回転する。また、ステージ30R,30Lにはその上部に回転自在に従動ローラ58(ステージ30Rについては符号が省略)が設けられ、駆動ローラ56と従動ローラ58との間にはベルト60,62が掛けわたされている。よって、モータ50が回転すると、その回転向きに応じてベルト60,62が運動することになる。
【0049】
ステージ30R,30Lには、それぞれ上記の保持機構64,66が搭載されており、各保持機構64,66はそれぞれスライドブロック68,70と、チャッキング用のV溝を有する保持部材76,78とを有している。スライドブロック68,70はフレーム46,68に形成されたレール46B(ステージ30Lについては符号が省略)上を上下方向にスライド運動するものである。また、それらのスライドブロック68,72は連結部68A,70Aを有し、連結部68A,70Aがベルト60,62に固定されている。すなわち、ベルト60,62が運動すると、保持機構64,66が上下方向に運動する。
【0050】
保持部材76,78は、スライドブロック68,70に対して軸部材によって支持されており、具体的には、スプリング72,74によってつかみ方向に一定の付勢力が与えられた状態で、スライドブロック68,70に取付けられている。すなわち、このスプリング72,74は、容器本体12の両側を一対の保持部材76,78で挟んでつかむ際におけるつかみ力を規定するものである。もちろん、その場合においては、上述した水平駆動部32が動作し、2つのステージ30R,30Lがそれぞれ互いに近接する方向に運動することによって、容器本体12のクランプがなされる。ちなみに、そのような容器本体12のクランプは、保持機構64,66が下方位置に位置決めされた状態において行われ、そのクランプ後に垂直駆動部34の作用によって一対の保持機構64,66が容器本体12を保持した状態のまま上方に引き上げられる。
【0051】
図3に示す構成によれば、ステージ30R,30Lを一定範囲内において対向運動させることができるので、容器本体12が各種の直径を有していても、一定限度で、そのような直径の多様性に対応して確実に容器本体12をつかみ保持することが可能である。ちなみに、そのつかみ保持する高さは、ラック10の上面を基準とした所定高さに設定されるのが望ましい。
【0052】
図3に示す構成において、容器本体12の昇降経路の両側には、図2に示した第2センサ83を構成する発光素子86及び受光素子84が所定高さにおいて固定的に設けられている。図3に示す構成例では、ステージ30R,30Lに対してアーム80,82を介して発光素子86及び受光素子84が取付けられているが、当然このような構成には限られない。発光素子86と受光素子84との間には光ビーム203が形成され、一対の保持機構64,66によって容器本体12をつかんでその容器本体12を上方に引き上げると、容器本体12の上部に取付けられた栓13が光ビーム203を横切る。よって、受光素子84における出力信号のレベルが変化し、これをもって栓13の存在、より詳しくは栓13における基準面としての上面の高さを検知することが可能となる。これについては、後に図4及び図5を用いて詳述することにする。
【0053】
また、開栓対象となった容器本体12の上方には、図1に示したように、回転板20の下面に取付けられた第1センサ18が位置決めされ、その第1センサ18によって光ビーム204が形成され、その光ビーム204の軸上における所定範囲において物体検出がなされる。このように2つの光ビーム203,204を直交させて形成することにより、例えば容器本体12に栓13が設けられていない場合において、容器本体12の上縁を栓13の上面として誤認してしまう場合などを回避できるという利点がある。もちろん、栓の有無を検出するセンサ、あるいは栓の上面を検出するセンサとしては、他の各種の構成を採用することができる。
【0054】
図4及び図5には、上述した光ビーム203,204が示され、(A)は水平方向から見た様子が示されており、(B)には上方向から見た様子が示されている。図4においては容器本体12に対して上面が平坦な形態をもった栓13が取付られている。図4に示されるように、光ビーム203は、栓13の上面中央部から水平方向に若干シフトした位置を通過するように設定されており、また光ビーム204は栓13の中心に設定されている。容器本体12を上方に引き上げると、栓13によって光ビーム203が遮られ、そのタイミングにおいて栓13の上面レベルが検知される。その時点において光ビーム204によって物体検出を行えば栓13の存在を確認することができる。仮に、そのときに物体検出が行えない場合には、容器本体12に栓13が取付けられておらず、したがって容器本体12の上縁が光ビーム203を遮った可能性があり、その場合においてはエラー処理が実行される。上記から明らかなように光ビーム204は容器本体12の上縁を避けてその内部を通過するように設定される。
【0055】
図5に示されるように、栓300の上面中央部に上方に突出した突起部302が設けられている場合、本実施形態においては、図5(B)に示すように、光ビーム203が栓300の上面中央部から水平方向にシフトした位置に設定されているため、上記の突起部302に影響されずに栓300の上面を正確に検知することが可能である。この場合において、図4に示した構成と同様に、光ビーム204を栓300の中心に位置決めするようにしてもよいが、より栓の有無を正確に判定するために、光ビーム204の位置を若干シフトし、つまり、符号204Aで示されるように、栓300の中央部からややシフトした位置に光ビーム204が設定されるようにしてもよい。
【0056】
いずれにしても、上述したように、本実施形態によれば、栓13の上面の高さを各栓ごとに検知し、その上面の高さを基準レベルとして栓の位置決めを行えるため、上述したように容器本体12の長さや栓13の厚みにある程度の幅があったとしても、そのような多様性を許容し信頼性のある開栓処理を実行できるという利点がある。
【0057】
次に図6を用いて、図1に示した開栓ヘッドの具体的な構成例について説明する。
【0058】
開栓ヘッド16は、上述したように栓ハンドリング装置として機能するものであり、その開栓ヘッド16は回転板20の下側に取付けられている。
【0059】
外フレーム100は、中空の円筒形状をもったケース部材であり、その外フレーム100の内部には、ベアリング機構101によって回転自在に保持された内部ユニット102が収容されている。内部ユニット102は回転ユニットとして機能するものである。
【0060】
内部ユニット102において、中空の円筒形状をもった内フレーム108は、内部ユニット102の筐体を構成するものであり、その内フレーム108の中心軸上には回転自在に回転軸110が設けられている。回転軸の上端110Bは駆動端であって、その上端110Bにはプーリー113が連結されている。プーリー113にはベルト115が巻回されており、図示されていない単一の駆動モータからの回転力がベルト115及びプーリー113を介して回転軸110に伝達される。内フレーム108の下部には軸受け108Cが形成されている。そして、その軸受108Cは回転軸の下端110Cを進退可能すなわち上下動可能に回転自在に保持している。回転軸110には台形ネジとしてネジ部110Aが形成されており、そのネジ部110Aには、カム部材として機能するナット部材112が内フレーム108に対して回転規制された状態で螺合している。ナット部材112の前後運動すなわち上下運動が許容されている状態では、回転軸110が正回転すると、ナット部材112が前進方向すなわち下方向に運動する。一方、回転軸110が逆回転すると、ナット部材112が後退方向すなわち上方向に運動する。ちなみに内フレーム108の上部には開口108Aが形成され、その開口108A内を回転軸110が挿通している。
【0061】
ナット部材112には、図示されるように斜面114が形成されている。この斜面114は、以下に説明する複数のアーム120を開閉運動させるために機能する。
【0062】
ちなみに、図6において、ナット部材112は、内フレーム108に対して、昇降自在に設けられているが、その回転については規制されている(換言すれば、内部ユニット102が回転すると、ナット部材112も一緒に回転するように構成されている)。その手段としては、ナット部材112に設けられたピン及び内フレーム108に形成された上下方向の溝を挙げることができる(図示省略)。すなわち、溝にピンを係合させ、ピンの上下動を許容しつつも、ナット部材112の回転をピンを介して内フレーム108に伝達するものである。他の手段としては、ナット部材112を角錐形状とし、各斜面114と各駆動端128との当接関係によって、ナット部材112を昇降可能にしつつ、かつ、内フレーム108と一体回転させるようにしてもよい。
【0063】
図6に示す実施形態においては、一例として2つのアーム120が示されている。もちろん3つあるいはそれ以上のアーム120を設けるようにしてもよい。
【0064】
各アーム120は図示されるように「く」の字の固定形状をもっており、その屈曲部が回転軸126を構成している。その回転軸126の上側部分が第1部分122であり、その回転軸126の下側部分が第2部分124である。アーム120はその回転軸126を回転中心として回動する。第1部分122の先端は、駆動端128であり、その駆動端128は上記の斜面114に当接している。ナット部材112が進退運動すると、それに伴って駆動端128が斜面114上をスライド運動する。すると、そのスライド運動に伴って、駆動端128が水平方向に離れたり近接したりすることになり、その結果、アーム120における第2部材124が開閉運動することになる。アーム120の下端には爪130が形成されており、各アーム120が閉じ運動すると、各爪130によって栓13の側面が狭持され、すなわち栓13がクランプされる。すなわち、これらの複数のアーム120によってクランプ機構106が構成されている。
【0065】
ちなみに、各アーム120に対しては、弱い付勢力を発揮する解放バネなどによって常につかみ解放方向に弱い勢力が及ぼされている。そのようなバネは、斜面114と駆動端128との間に設けるようにしてもよいし、回転軸126に設けるようにしてもよく、それ以外にも各種の構成例を採用できる。
【0066】
図6において、外フレーム100内の上部にはブレーキ機構104が設けられている。このブレーキ機構104は本実施形態においてブレーキ板131及び複数のスプリング136によって構成される。複数のスプリング136はブレーキ板131を常に下側方向に付勢する手段である。ここで、ブレーキ板131はベース部材132及びその表面に設けられたブレーキシュー部材134によって構成される。ベース部材132の中央部分には貫通孔が形成されており、その貫通孔には回転軸110の上端110Bが回転自在に挿通している。図6においては、栓13がクランプ機構106によってつかまれ、しかも回転軸110が後退方向すなわち上方に引き上げられて回転軸110に形成された、肩部110Dによってブレーキ板131が押し上げられた状態が示されている。しかし、そのようなつかみ状態以外においては、ブレーキ板131は内フレーム108の上面108Bに押圧当接しており、すなわちブレーキ板131によって内部ユニット102の回転が規制される。すなわち、初期状態においては、ナット部材112が後退位置にあり、同時に、回転軸110は上記のスプリング136の作用によって前進方向すなわち下方向に押し出された状態にあり、同時に、ブレーキ機構104によって内部ユニット102の回転が規制された状態にある。その状態から、回転軸110を正回転させると、ネジ部110Aとナット部材112の螺合関係により、ナット部材112が回転軸110に対して相対的に前進運動すなわち下方への運動を開始し、それに伴って各アーム120の駆動端128が斜面114を駆け上がることになる。すなわち各駆動端が互いに離れる方向に運動する。すると、アーム120における作用端(すなわち爪130)がそれぞれ互いに近接する方向に運動し、その結果、栓13の側面がつかまれる。そのつかみ力が一定値に到達すると、具体的にはそのつかみ力が複数のスプリング136の総和力を上回ると、ナット112の前進運動が停止し、それと同時に回転軸110の正回転運動がそれ自身を後退運動に転換される。すなわち回転軸110が上方に運動し始め、それに伴って肩部110Dの作用によりブレーキ板131が上方に若干持ち上げられ、その時点において内部ユニット102の回転が許容されることになる。すなわち、回転軸110の正回転運動がそのまま内部ユニット120の正回転運動として伝達される。その状態では、内部ユニット120が一体的に回転し、同様にクランプ機構106によって保持された栓13も回転する。
【0067】
以上のように、図6に示す構成によれば、回転軸110に対して回転力を伝達するだけで、栓13に対する一定のつかみ力を自動的に形成することができ、その一定のつかみ力が得られた時点から自動的に栓13の回転を行わせることができる。特に、栓13の直径によらずに一定のつかみ力を発揮することができるので信頼性あるクランプを実現でき、しかもそのような直径にあわせて回転運動の動作タイミング(条件)を適応的に設定できるという利点がある。ちなみに、クランプ機構106によるつかみ力の調整は上述した複数のスプリング136の付勢力を調整することによって容易に可変することができる。なお、この動作に関して、上記の各アーム120を付勢する弱いバネの作用は事実上無視できる。
【0068】
なお、後に説明するように、開栓ヘッド16の動作に連動して、本体つかみユニット14が容器本体12を下方に一定距離引き下げる動作を実行しており、これによって上述した栓13の回転運動と相俟って、栓13を容器本体12から取り外すことが可能となっている。
【0069】
なお、上記構成によれば、いわゆる押込栓及びスクリュー栓の両者に対応できるという利点もある。
【0070】
栓13の廃棄時の動作について説明すると、図1に示した廃棄ボックス24の上方には、当接部材(図示せず)が設けられており、栓13の廃棄時には、図6に示されるように内フレーム108の下段に設けられた回転止め部材111の側面が上記の複数の当接部材に当接し、その当接によって回転止め部材111の回転が阻止される。よって、その状態において回転軸110を逆回転させると、ネジ部110Aとナット部材112の螺合関係によってナット部材112が後退運動し、それに伴って回転軸110自体も前進方向に運動して元の位置に戻る。このナット部材112の後退運動により複数のアーム120が開くことになり、その結果、栓13が爪130から解放されて下方に落下し、具体的には図1に示した廃棄ボックス24内に落とし込まれることになる。
【0071】
図7及び図8には回転止め部材111についてのいくつかの例が示されている。図7に示す例では、回転止め部材111が円形板として構成されている。その回転止め部材111には例えば2つのアームを通過させる開口142,144が形成されている。廃棄ボックス24の上方に開栓ヘッドが位置決めされた状態においては、符号111’で示されるように回転止め部材111がまさつ板140に当接し、これによって回転止め部材111の回転すなわち図6に示した内部ユニット102の回転が阻止される。
【0072】
図8に示す構成例においては、回転止め部材111が三角板として構成されている。図6に示したクランプ機構106が3つのアームを有する場合には、このような三角板を利用するのが望ましく、各アームを三角板の各辺における中央部付近に回り込ませることができる。
【0073】
図8(A)及び(B)に2つの動作例が示されるように、廃棄ボックス24の上方には2つのアーム136A,138Aによって支持された2つの回転ローラ136,138が設けられている。それらの2つの回転ローラ136,138の間の距離は三角板の一辺の長さよりもやや短く設定されている。よって、(A)に示すように、開栓ヘッド16を回転中心202を中心として回転させて廃棄ボックス24の上方に位置決めすると、回転止め部材111の回転角に応じて当該回転止め部材111が回転し、その回転が2つの回転ローラ136,138の当接によって最終的に規制される。(A)にはそれが符号111A,111Bによって示されている。これと同様に、(B)に示すように、回転止め部材111が他の回転角度にある場合においても、符号111Cで示されるように、その頂点部分がいずれかの回転ローラ136,138に当たると、回転止め部材111が自然に回転し、最終的に符号111Dで示されるように2つの回転ローラ136,138の間に三角形状の回転止め部材111が落とし込まれた状態でその回転が阻止されることになる。よって、そのような回転が阻止された状態で、図6に示した回転軸110を逆回転させれば、アーム120を開き動作させて栓13を円滑に解放することが可能になり、回転軸110やナット部材112を原点位置に復帰させることが可能となる。
【0074】
次に、図9を用いて本実施形態に係る開栓システムの動作例を説明する。
【0075】
まず、S101においては、図1に示したように、開栓対象となる容器本体12が開栓位置にセットされるように、ラック10が位置決めされる。S102では、本体つかみユニット14によって容器本体12が保持される。そして、S103では、本体つかみユニット14によって、保持されている容器本体12が上方に引き上げられる。
【0076】
S104では、その引き上げ過程において、図3に示した第2センサ(発光素子86,受光素子84)によって栓の上面が検知された否か、すなわち光ビーム203が遮られたか否かが判断され、第2センサの出力信号がONすなわち上面検知を表した場合には、S105において本体つかみユニット14による容器本体12の上昇が停止される。その停止位置が原点高さとして利用されることになる。
【0077】
S106では、図1に示した第1センサ18によって、容器本体12の上方において物体検知が遂行され、この場合において栓13の存在が確認できなければ、S107においてエラー処理が実行される。一方、栓の存在が確認できれば、S108において、図1に示したように、回転板20が反時計回り方向に90度回転され、これによって開栓位置200の上方に開栓ヘッド16が位置決めされる。
【0078】
そして、S109では、原点高さにある容器本体が所定距離(例えば2cm)だけ上方に引き上げられ、これによって開栓ヘッド16に対して栓の高さが適正に位置決めされる。
【0079】
S110においては、開栓ヘッド16による開栓が実行される。この場合においては、その開栓の動作に連動して、本体つかみユニット14によって容器本体12が下方に所定距離だけ引き下げられる。そして、最終的には上述したS105における停止位置と同じ高さまで容器本体が引き下げられる。
【0080】
S111においては、第2センサの出力信号がモニタリングされ、この場合において第2センサの出力信号がONすなわち光ビームが遮られている状態になっている場合には、開栓が適正になされなかった可能性があるため、処理がS107に移行する。
【0081】
一方、S111において開栓が適正になされたと判断された場合には、S112において、図1に示した回転板20が時計回り方向に90度回転され、これによって開栓位置200の上方に第1センサ18が位置決めされ、それと同時に、廃棄ボックス24の上方に、取り外した栓を保持した開栓ヘッド16が位置決めされる。そして、その状態では、S113に示されるように、つかんだ栓を解放することによって廃棄ボックス24内に栓が落とし込まれる。これと並行して、S114において、第1センサ18によって物体検知が行われ、すなわち開栓が適正になされたことが再度確認される。ここで、第1センサによって物体検知がなされた場合には開栓処理が適正になされなかったものと判断し、処理がS107に移行する。
【0082】
一方、S114において開栓処理が適正になされたと判断された場合には、本体つかみユニット14が開栓後の容器本体12を図1に示したラック10へ戻す下降搬送を遂行する。そして、S116において、さらにこの処理を続行する場合には上記のS101からの各工程が繰り返し実行される。
【0083】
図10には、図9に示した主要な工程における動作内容が概念的に示されている。上述したように、S103においては本体12が上方に引き上げられ、S104においては栓13の上面が検知された時点をもって容器本体12の上昇が停止される。その状態において、S106では光ビーム204によって物体検知がなされ、この場合においては、例えば、光ビーム203のレベルを基準とした上下の一定範囲G内における物体検知がなされる。
【0084】
S109では、容器本体12が所定距離H1だけ上方に引き上げられ、栓13が開栓ヘッドに対して適正に位置決めされる。
【0085】
S110においては、開栓ヘッドによる栓のつかみ後の栓の回転に伴って容器本体12が所定距離H2だけ下方に引き下げられる。
【0086】
S114においては、開栓後において、容器本体12がS104と同様の高さに位置決めされ、その状態において光ビーム204を利用して物体検知がなされる。この場合において所定の範囲G内に物体が存在しなければ、開栓が適正であったと判定される。S115においては開栓後の容器本体12が下方に引き下げられ、ラック上に戻される。
【0087】
もちろん、図9及び図10に示した動作例は一例であって、これ以外にも各種の動作例を採用することが可能である。
【0088】
図11には、図9に示したS110における開栓ヘッドの動作がフローチャートとして示されており、図12は、図9に示したS113における栓廃棄時の開栓ヘッドの動作がフローチャートとして示されている。
【0089】
図11において、S201では、図6に示した開栓ヘッド16において、回転軸110に対する回転が開始される。これにより、S202に示されるように、ナット部材112が前進運動を開始し、これに伴ってクランプ機構106がつかみ運動する。すなわち各爪130が互いに近接する方向に運動する。そして、栓13のつかみが完了すると、すなわちナット部材112の前進運動が停止すると、この状態では、S203に示されるように、複数のスプリング136による付勢力F1と、駆動端128がナット部材112に及ぼす上方への突き上げ力F2とが釣り合った状態となり、それに引き続いて回転軸110を回転させると、S204に示されるように、F1よりもF2が上回ることになり、その結果、回転軸110の肩部110Dがブレーキ板131を上に押し上げる。すると、S205で示されるように、内部ユニット102の回転規制状態が解消されて、回転軸110の回転に伴って内部ユニット102が回転運動する。そして、所定数の回転を行わせた後、S206に示されるように、駆動モータの動作が停止され、これによって内部ユニット102の回転も停止する。
【0090】
次に、図12に示すように、栓の廃棄時においては、図1に示したように、廃棄ボックス24の上方に開栓ヘッド16が位置決めされ、その状態では図7及び8を用いて説明したように、回転止め部材111の回転が阻止される。すなわち内部ユニット102の回転が阻止される。
【0091】
図12におけるS302では、駆動モータによって回転軸に対して逆方向の回転力が伝達され、すると、S303に示されるように、回転軸110が元の位置に復帰するとともに、それに伴ってナット部材112が後方に後退し、元の位置に復帰する。すると、そのような過程において、S304で示すように、今までつかまれていた栓がクランプ機構106から解放され、その栓が廃棄ボックス24内に落下する。その後、駆動モータの逆回転動作が停止し、それがS305に示されている。
【0092】
次に、実用性の高い他の実施形態に係る開栓システムについて説明する。
【0093】
この実施形態に係るシステムは、上記図1乃至図8などに示した構成との対比において、主に、栓の位置決めに係る手段と、本体つかみユニットにおけるステージの構成と、が異なっている。図1乃至図8に示した構成と同様の構成には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0094】
図13には、本体つかみユニット14の部分的構成(特に、図3に示した実施形態と異なる構成)が示されている。本体つかみユニット14は、2つのステージを有しているが、図13においては一方のステージ30Lのみが示されており、他のステージはステージ30Lと同様の構成を有する。
【0095】
ステージ30Lは起立したフレーム48を有し、そのレール48B上には上スライドブロック401及び下スライドブロック402が上下動可能に取り付けられている。上スライドブロック401と下スライドブロック402の間には、圧縮バネとしてのスプリング404が設けられ、下スライドブロック402に対して上スライドブロック401は一定距離を限度として上方へ弾性付勢されている。下スライドブロック402は連結部402Aを有し、その連結部402Aを介して、下スライドブロック402がベルト60に連結されている。つまり、下スライドブロック402は駆動側スライドブロックであり、上スライドブロック401は従動側スライドブロックであり、両者は通常、一体的に上下運動する。
【0096】
図13に示されるように、上スライドブロック401には当接センサ406が設けられている。開栓に先だって、後述のように、栓13の位置決め(当接状態の形成)がなされるが、その場合に、上スライドブロック401の上方への運動が強制停止すると、下スライドブロック402の上方への運動により、下スライドブロック402に形成された接触子402Bが当接センサ406に接触する。すると、図示されていない制御部が、当接センサ406の出力信号に基づいて栓13の当接を判定し、同時に、ベルト60の駆動を停止する。このような当接状態の形成及び上昇制御によって、栓13が開栓ヘッドに対して適正に位置決めされることになる。
【0097】
図13には、第1センサ18が図1に示したポジションBの回転位置にある状態が示されている。既に説明したように、容器本体12(栓13)の昇降経路の両側には、所定高さに、第2センサを構成する発光素子86及び受光素子84が配置されている。この第2センサは水平の光ビーム203を形成する。容器本体12を保持して上昇させる過程において、栓13が光ビーム203にかかると、その栓13によって光ビーム203が遮断され、その遮断をもって栓13の基準面(栓13の主たる上面あるいは突起部の上面)が検知される。この実施形態では、その時点において、容器本体12の上昇が停止され、その停止状態で、第1センサ18による物体の有無の検出がなされる。第1センサ18は、栓13の中心に一致した垂直の光ビーム204を形成し、その光ビーム204上における、前記光ビーム203の高さを基準とした一定の高さ範囲において、物体の有無を検出する。ここで、栓13が存在していれば、光反射によって当該栓13が検出され、一方、栓13が存在していなければ、つまり、容器本体12に栓が装着されていなければ、物体は検出されない。これによって、開栓動作に先だって、栓13の存在を確認することができ、信頼性の高い動作を行える。これに関しては、上記図1乃至図8などに示した実施形態と同様である。
【0098】
図14には、この実施形態における光ビーム203及び204の交差関係が示されている。光ビーム203は栓13の中心を通過するように設定されており、また、光ビーム204も栓13の中心に一致して設定されている。よって、図14に示されるような突起部を有する栓13に対しては、突起部の上面が各光ビーム203及び204にて検出されることになる。この実施形態では、栓13の有無が問題となるだけであり、栓13の開栓ヘッドへの位置決めは、別の手段にてなされるため、この図14に示すような各光ビーム203及び204の形成でも問題は生じない。但し、図4及び図5に示したような手法を採用するようにしてもよい。
【0099】
図15には、この実施形態における開栓ヘッド16の部分的構成(特に、図6に示した実施形態と異なる構成)が示されている。クランプ機構106は複数のアーム120によって構成されるが、それらによって囲まれる空間(開栓ヘッドの下部)には栓受け部材410が固定配置されている。この栓受け部材410は例えば金属材料あるいは樹脂材料などによって構成され、図示の例では、回転止め部材111に取り付けられている。栓受け部材410は、具体的には、栓13の中央部に対応した窪み414と、その周囲に形成された下方側へ突出した筒状の張出部412と、を有する。
【0100】
本体ハンドリング装置によって、容器本体12を上方に引き上げると、栓13の上面(特に周辺部)13Aが、栓受け部材410の張出部412の下面(当接面)に当接し、これによって容器本体12の上昇は強制的に停止される。同時に、栓13が開栓ヘッド16に対して適正な高さで位置決めされることになり、つまり、位置決めされた栓13の胴部(側面)13Bを適正にクランプすることが可能となる。この構成から明らかなように、栓13の厚みが異なっても、また容器本体12の長さが異なっても、栓13の上面を基準面とし、その基準面を基準としてクランプ位置(高さ)を決定できるという利点がある。しかも、図示の例では、栓受け部材410に、窪み414が形成されているため、上面に突起部13Cが形成されているような特殊タイプの栓13であっても、突起部13Cを窪み414内に収納して、栓13を適正に位置決めできるという利点がある。これ以外の構成及び動作は基本的に図6に示した構成と同様である。
【0101】
次に、図13及び図15を参照しながら、図16を用いて、この実施形態の動作について説明する。図16において、S401〜S408の工程は、基本的に、図9のS101〜108の工程と同一であり、また、図16において、S412〜S418の工程は、基本的に、図9のS110〜S116の工程と同一であり、以下においては、特に図16におけるS409〜S411の工程について説明する。
【0102】
S409では、容器本体12が上昇途中でいったん停止している状態から、再び上方へ引き上げられる。S410では、図13の当接センサ406がONになったか否かが判定されている。
【0103】
ここで、図15に示したように、栓13の上面が栓受け部材410の下面(すなわち当接面)に当たると、図13に示した上スライドブロック401の上昇が阻止され、一方、下スライドブロック402はそのまま上昇を続けるため、スプリング404が更に圧縮する。ここで、スプリング404が弾性力を発揮するため、栓13に対する当接時の衝撃力は緩和される。つまり、スプリング404は緩衝手段として機能する。スプリング404が一定量圧縮されると、つまり、停止した上スライドブロック401に対して、下スライドブロック402が近づくと、接触子402Bが当接センサ406に当たって、それがONとなる。
【0104】
この時点で、S211において、本体つかみユニット14による容器本体12の上方への引き上げが停止される。つまり、栓が適正に位置決めされた状態が維持される。これ以降は図9に示した動作例と同一でであり、例えばS216では第1センサ18を利用し、栓が取り外されたことが確認されている。
【0105】
なお、図13乃至図16に示した構成はもちろん一例であって、同じ目的を達成できる限りにおいて多様な構成を採用できる。
【0106】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、信頼性の高い開栓を行える。また、本発明によれば、様々なサイズの容器や栓に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態に係る開栓システムを上面から見た概略的な構成を示す図である。
【図2】 本実施形態に係る開栓システムの機能を説明するためのブロック図である。
【図3】 本体つかみユニットの構成例を示す斜視図である。
【図4】 2つの光ビームの作用を説明するための図である。
【図5】 2つの光ビームの作用を説明するための図である。
【図6】 開栓ヘッドの構成例を示す断面図である。
【図7】 栓廃棄時における回転止め部材の作用を説明するための図である。
【図8】 栓廃棄時における回転止め部材の作用を説明するための図である。
【図9】 本実施形態に係る開栓システムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図10】 図9に示すフローチャートにおける主要な動作内容を概念的に説明するための図である。
【図11】 開栓ヘッドの開栓時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図12】 開栓ヘッドの栓廃棄時の動作を説明するためのフローチャートである。
【図13】 他の実施形態に係る本体つかみユニットの部分的構成を示す図である。
【図14】 他の実施形態に係る2つの光ビームの関係を示す図である。
【図15】 他の実施形態に係る開栓ヘッドの部分的構成を示す図である。
【図16】 他の実施形態に係る動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10 ラック、12 容器本体、13 栓、14 本体つかみユニット、16開栓ヘッド、18 第1センサ、20 回転板、24 廃棄ボックス、30R,30L ステージ、32 水平駆動部、34 垂直駆動部、44,46 保持機構、104 ブレーキ機構、106 クランプ機構。
Claims (28)
- 容器本体を保持して昇降させる本体ハンドリング装置と、
前記栓の昇降経路上に垂直光ビームを形成する第1センサと、
前記栓の昇降経路を横切る水平光ビームを形成する第2センサと、
前記第1センサの出力及び前記第2センサの出力に基づいて、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する判定手段と、
前記本体ハンドリング装置の上方に配置され、前記容器本体が引き上げられた場合に当該容器本体に設けられた栓をつかんで開栓を実行する栓ハンドリング装置と、
前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする位置決め手段と、
を含み、
前記栓の存在が確認された場合に開栓が実行されることを特徴とする開栓システム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記位置決め手段は、前記栓の基準面を基準として、前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めすることを特徴とする開栓システム。 - 請求項2記載のシステムにおいて、
前記基準面は前記栓の上面であることを特徴とする開栓システム。 - 請求項3記載のシステムにおいて、
前記位置決め手段は、前記栓ハンドリング装置の下部に設けられ、前記栓の上面に当接する栓受け部材を含み、
前記栓受け部材に対して前記栓の上面を当接することにより前記栓が位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 請求項4記載のシステムにおいて、
前記栓受け部材は、
その中央部に形成された窪みと、
その周辺部に形成され、下方側へ突出した張出部と、
を有し、
前記張出部の下面に前記栓の上面が当接することを特徴とする開栓システム。 - 請求項5記載のシステムにおいて、
前記窪みは、前記栓の上面における中央部から上方に突出した突起部を収容する大きさを有することを特徴とする開栓システム。 - 請求項4記載のシステムにおいて、
前記本体ハンドリング装置は、
前記栓受け部材に前記栓の上面が当接したことを検出する当接検出器と、
前記当接検出器によって当接が検出された場合に前記容器本体の上方への引き上げを停止させる制御部と、
を含むことを特徴とする開栓システム。 - 請求項4記載のシステムにおいて、
前記本体ハンドリング装置は、前記栓受け部材に前記栓の上面が当接した場合にその当接時の衝撃を緩和する緩衝手段を有することを特徴とする開栓システム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記水平光ビームは前記栓の昇降経路における所定高さを横切るものである、ことを特徴とする開栓システム。 - 請求項9記載のシステムにおいて、
前記水平光ビームが遮断された時点で前記容器本体の上昇が停止され、その状態で前記垂直光ビームを利用して一定の高さ範囲内における物体の有無が検出されることを特徴とする開栓システム。 - 請求項9記載のシステムにおいて、
前記第1センサは、少なくとも開栓動作実行前に、前記容器本体の上方に位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 請求項11記載のシステムにおいて、
前記第1センサは、更に開栓動作実行後に、前記容器本体の上方に位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 容器本体を保持して昇降させる本体ハンドリング装置と、
前記栓の昇降経路上に垂直光ビームを形成する第1センサと、
前記栓の昇降経路を横切る水平光ビームを形成する第2センサを備え、前記本体ハンドリング装置によって前記容器本体が上方へ引き上げられる時に、前記容器本体に設けられた栓の基準面を検出する基準面検出器と、
前記第1センサの出力及び前記第2センサの出力に基づいて、前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する判定手段と、
前記容器本体に設けられた栓をつかんで開栓を実行する栓ハンドリング装置と、
前記本体ハンドリング装置及び前記栓ハンドリング装置の動作を制御する手段であって、前記栓の存在が確認された場合に前記検出された基準面に基づいて前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めする制御部と、
を含むことを特徴とする開栓システム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記基準面は前記栓の上面であることを特徴とする開栓システム。 - 請求項14記載のシステムにおいて、
前記基準面検出器は、前記栓の昇降経路の両側に配置された発光素子及び受光素子からなる前記第2センサであり、前記発光素子及び前記受光素子の間に形成される水平光ビームを前記栓が遮ることを利用して当該栓の上面が検出されることを特徴とする開栓システム。 - 請求項15記載のシステムにおいて、
前記水平光ビームが前記栓の上面中央部から水平方向にシフトした上面周辺部を通過するように、前記発光素子及び前記受光素子が配置され、
前記栓の上面中央部の形態によらずにその上面が検出されることを特徴とする開栓システム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記制御部は、前記基準面が検出された高さを基準レベルとし、その基準レベルから所定距離だけ前記容器本体を上昇させ、これにより前記栓ハンドリング装置に対して前記栓を位置決めすることを特徴とする開栓システム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記第1センサは、上方から前記上縁の内部位置に対して物体の有無を検出する有無検出器である、ことを特徴とする開栓システム。 - 請求項18記載のシステムにおいて、
前記有無検出器としての第1センサは、少なくとも開栓動作実行前に、前記容器本体の上方に位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 請求項19記載のシステムにおいて、
前記有無検出器としての第1センサは、更に開栓動作実行後に、前記容器本体の上方に位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 請求項19又は20記載のシステムにおいて、
前記有無検出器としての第1センサは、所定の高さ範囲内における物体の有無を検出する反射型の光センサであることを特徴とする開栓システム。 - 請求項1又は13記載のシステムにおいて、
前記本体ハンドリング装置は、
互いに進退可能に対向配置され、ラックに収容された容器本体をその両側からつかむ一対の保持機構と、
前記一対の保持機構を昇降させる昇降機構と、
を含むことを特徴とする開栓システム。 - 請求項1又は13記載のシステムにおいて、
前記栓ハンドリング装置は、
前記栓をつかむクランプ機構と、
前記クランプ機構を開閉駆動し、かつ、回転駆動する駆動機構と、
を含むことを特徴とする開栓システム。 - 請求項1又は13記載のシステムにおいて、
前記栓ハンドリング装置を搭載した可動部材と、
前記可動部材を駆動する手段であって、開栓時には前記栓ハンドリング装置を前記本体ハンドリング装置によって保持された容器本体の上方に位置決めし、栓廃棄時には前記栓ハンドリング装置を廃棄場所の上方に位置決めする駆動部と、
を含むことを特徴とする開栓システム。 - 請求項24記載のシステムにおいて、
前記可動部材は回転板であり、
前記開栓時には前記回転板の回転角度が第1回転角度に設定され、
前記栓廃棄時には前記回転板の回転角度が第2回転角度に設定されることを特徴とする開栓システム。 - 請求項25記載のシステムにおいて、
前記回転板には更に前記栓の有無を検出する有無検出器としての前記第1センサが搭載され、
前記回転板の回転角度が前記第1回転角度である場合には前記有無検出器としての前記第1センサが退避位置に位置決めされ、
前記回転板の回転角度が前記第2回転角度である場合には前記有無検出器としての前記第1センサが前記本体ハンドリング装置によって保持された容器本体の上方に位置決めされることを特徴とする開栓システム。 - 各種の長さをもった容器本体及び各種の厚みをもった栓に対応して開栓を実施することが可能な方法であって、
前記栓の昇降経路上に形成される垂直光ビーム及び前記栓の昇降経路を横切って形成される水平光ビームを用いて前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する工程と、
前記容器本体を引き上げてその栓の基準面を栓受け部材に当接させることによって栓を位置決めする工程と、
前記位置決めされた栓を前記容器本体から取り外す工程と、
を含むことを特徴とする開栓方法。 - 各種長さをもった容器本体及び各種の厚みをもった栓に対応して開栓を実施することが可能な方法であって、
前記栓の昇降経路上に形成される垂直光ビーム及び前記栓の昇降経路を横切って形成される水平光ビームを用いて前記容器本体の上縁を前記栓の上面として誤認することを回避しつつ前記栓の有無を判定する工程と、
容器本体に設けられた栓の基準レベルを検出する工程と、
前記栓の基準レベルに基づいて、栓を位置決めする工程と、
前記位置決めされた栓を前記容器本体から取り外す工程と、
を含むことを特徴とする開栓方法。
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