JP4229801B2

JP4229801B2 - 容器搬送装置

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Publication number: JP4229801B2
Application number: JP2003358602A
Authority: JP
Inventors: 全紀菱田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2023-10-20
Also published as: JP2005119840A

Description

本発明は、液充填設備に設けられる容器搬送装置に関するものである。

例えば、ガラス壜、ペットボトルなどの容器に液を充填する液充填設備は、一列で連続して搬送される容器に、順次、所定の液体を充填するように構成されたものが殆どであるが、設置スペース上の点で容器の搬送経路が短くて済むバッチ式が採用された多列ライン式のボトリングマシンがある（例えば、特許文献１参照）。この多列ライン式のボトリングマシンにおいて、並列に配置された複数個の容器群は、グリップコンベヤにより搬送されている。

このグリップコンベヤは、左右にて移動される一対のチェーン間に、等間隔で設けられたベースプレート上に、前後一対のグリッパが前後方向で互いに接近離間移動可能に設けられるとともに、これら前後のグリッパを互いに接近離間させるためのＴ字クランクが設けられたものであり、容器を移動させるチェーンとは、別個に設けられたエアシリンダにより、グリッパの把持・開放動作が行われるものであった。
特許第３３８０９１７号公報

上記従来の構成によると、容器を搬送するのに、搬送用のチェーンを駆動する搬送駆動装置とは、別個に、グリッパの把持・開放動作を行うための把持用駆動装置を必要とするため、装置の構成が複雑になるとともに、液充填設備の洗浄を行う際に、特に、グリッパ部分では、機器が複雑に配置されているため、洗浄作業が困難になるという問題があった。

そこで、本発明は、容器の搬送機能と容器の把持・開放動作を同一の駆動装置にて行い得る容器搬送装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る容器搬送装置は、並列に配置された複数個の容器を前後から一緒に把持・開放自在な前後一対のバー体が搬送方向で移動自在に設けられた容器搬送装置であって、
容器の搬送経路の前後端部で且つ当該搬送経路と直交方向で回転自在に設けられた前後一対の第１回転軸体と、これら各第１回転軸体に回転自在に外嵌された第２回転軸体と、上記各第１回転軸体の両端部に設けられた第１回転輪体と、上記各第２回転軸体の両端部に且つ左右の両第１回転輪体間位置で設けられた第２回転輪体と、互いに対応する前後位置の第１回転輪体同士間に無端状に巻回されるとともに上記一方のバー体に連結された第１無端帯状体と、互いに対応する前後位置の第２回転輪体同士間に無端状に巻回されるとともに上記他方のバー体に連結された第２無端帯状体と、回転駆動機により所定方向に回転駆動されるとともに上記第１回転軸体および第２回転軸体のいずれか一方を回転させる第１駆動用軸体と、上記第１回転軸体および第２回転軸体のいずれか他方に連動連結された第２駆動用軸体とを有し、
且つこれら両駆動用軸体同士を互いに同一方向に回転させる第１連動機構および互いに逆方向に回転させる第２連動機構を設けるとともに、これら両連動機構のいずれか一方を作動状態にさせる切換手段とを具備したものである。

また、請求項２に係る容器搬送装置は、請求項１に記載の搬送装置における第１連動機構および第２連動機構のいずれか一方を、両駆動用軸体にそれぞれ設けられたベルト車と、これら両ベルト車同士間に無端状に巻回されたベルト部材とから構成するとともに、第１連動機構および第２連動機構のいずれか他方を、各駆動用軸体に取り付けられるとともに互いに噛合された一対の歯車とから構成したものである。

上記の構成によると、搬送機を、容器を前後から把持し得る前後一対のバー体と、これら両バー体をそれぞれ前後方向で移動させる第１回転軸体および第２回転軸体と、回転駆動機により回転駆動される第１駆動用軸体と、この第１駆動用軸体に連動連結された第２駆動用軸体とから構成し、且つ上記第１駆動用軸体と一方の回転軸体と、および第２駆動用軸体と他方の回転軸体とをそれぞれ連動連結するとともに、第１駆動用軸体と第２駆動用軸体との間に、両軸体同士を同一方向に回転させる第１連動機構および両軸体同士を互いに反対方向に回転させる第２連動機構並びにこれら両連動機構を切り換える切換手段を具備したので、１つの回転駆動機により、容器の把持および開放動作と容器の搬送動作とを行うことができ、したがって、例えば容器の搬送具に、別途、容器の把持機器が設けられた装置に比べて、その構成を簡単に、すなわち製造コストの低減化を図ることができるとともに容器の把持機器の洗浄作業を容易に行うことができる。

［実施の形態］
以下、本実施の形態に係る容器搬送装置を、図面に基づき説明する。
この容器整列装置は液充填設備に設けられるもので、またこの液充填設備は、並列に配置された複数本の容器を一度に保持して所定の搬送経路に沿って搬送する途中において、容器の空気清浄、液体の充填、打栓、キャップ巻締めなどの所定動作を順次行い、連続的に搬出するものである。なお、以下の説明において、構成部材の後に括弧書きで記載した名称は、その構成部材の上位概念を示すもので、当然に、本実施の形態の説明においては、これら上位概念が含まれている。

まず、図１および図２に基づき、液充填設備全体の構成を概略的に説明する。
この液充填設備には、空の容器１を一列で連続して搬送経路３の搬入部３ａに搬入する搬入用コンベヤ１１と、この搬入用コンベヤ１１にて搬入された容器１を、所定個数（ここでは、７個の場合について説明する）まとめて保持するとともに搬送経路３に設けられた容器搬送装置１２上に所定間隔おきに整列させて載置するための容器整列装置１３と、この容器整列装置１３の整列・載置動作の途中で容器１内に清浄空気を噴射させて容器１内を清浄にする容器清浄装置（例えば、逆さまにされた容器１内に向けて空気を噴射するノズル部１４ａが７本配置されたノズルヘッダ１４ｂから構成されている）１４と、上記容器整列装置１３により整列されて容器搬送装置１２の搬送面上に載置された例えば７個の容器（以下、必要に応じて、７個の容器を容器群と称する）１に液体を充填する液充填装置１５と、この液充填装置１５により液体が充填された容器群１に栓用のキャップ２′を取り付ける打栓装置１６と、この栓用のキャップ２′を必要としない容器群１の口部１ａに当該キャップ２′とは別の蓋用のキャップ２を把持して締め付けるためのキャップ巻締装置１７（なお、打栓装置１６にて取り付けられたキャップ２′の上から別のキャップ２を被せて締め付ける場合もある）と、このキャップ巻締装置１７によりキャップ２が締め付けられた容器群１を搬送経路３の搬出部３ｂから搬出用コンベヤ１９上に移載する移載装置（例えば、７個の容器のネック部を保持して搬送装置側から搬出用コンベヤ上に移動させるものである）１８とが具備されており、少なくとも、上記容器清浄装置１４、容器整列装置１３、液充填装置１５、打栓装置１６、キャップ巻締装置１７、および移載装置１８が支持枠体２０の支持梁材２０ａに支持されている。

なお、以下の説明においては、搬送経路３に沿う方向を前後方向と称するとともに搬出部３ｂ側を前方と称し、搬入部３ａ側から搬出部３ｂに亘って、容器の清浄位置（イ）、容器の搬入位置（ロ）、容器の搬送面上への載置位置（ハ）、容器への液充填位置（ニ）、容器への打栓位置（ホ）、容器へのキャップ巻締位置（ヘ）、容器を搬出部３ｂへ移載するための移載位置（ト）が順番に設けられている。

また、この液充填設備においては、容器１は、搬送経路３の幅方向にて１列でもって連続して搬入部３ａに搬入されるとともに、容器整列装置１３により、液充填装置１５側に設けられた７個の液充填口に対応して所定間隔に広げられて搬送面上に載置されるものである。

次に、容器整列装置１３を、図３〜図７に基づき詳しく説明する。
この容器整列装置１３は、図３および図４に示すように、搬送経路３の搬入部３ａにおいて、搬送経路３の両側に配置されるとともにそれぞれ上下位置に搬送方向（前後方向でもある）のガイド溝２１ａを有する左右一対のガイド部材２１と、これら両ガイド部材２１のガイド溝２１ａにそれぞれ案内されて前後方向で往復移動自在に設けられた左右一対の移動体２２と、これら両移動体２２間に配置されるとともにこれら各移動体２２から左右方向で突出するように設けられた回転軸体２３に連結され且つ左右方向で長くされた正面視矩形状のボックス体（箱状体）２４と、各移動体２２に設けられて上記回転軸体２３すなわちボックス体２４を左右方向の水平軸心回りで所定角度でもって前後に揺動させる揺動手段（例えば、電動機などが用いられる）２５と、上記ボックス体２４の下縁部内に左右方向で配置された支持部材２６と、この支持部材２６に７個左右方向で移動可能に配置されるとともに下部に容器１のグリッパ（保持具の一例で、例えば互いに接近離間自在な左右一対のグリップ片２７ａからなる）２７が設けられた移動部材２８と、これら各移動部材２８を左右に且つ均等間隔でもって移動（離間）させる均等移動手段２９とから構成されている。なお、上記７個の移動部材２８の内、中央の移動部材２８Ｃについては、支持部材２６の中央位置に固定され、この中央の移動部材２８Ｃの左右に３個ずつ配置された移動部材群２８Ａ，２８Ｂについては、それぞれの側にて移動自在に設けられている。

この均等移動手段２９は、支持部材２６の中心位置から僅かに離れた左右位置で前後方向で且つ水平軸心回りで回転自在に設けられた一対の回転支持軸体３１と、基端部側がこれら各回転支持軸体３１に連結された左右一対の揺動アーム３２（３２Ａ，３２Ｂ）と、これら左右における揺動アーム３２Ａ，３２Ｂとそれぞれに対応する上記移動部材群２８Ａ，２８Ｂとに亘って３個ずつ設けられた連結用リンク３３と、例えば左端の移動部材２８に連結されて当該移動部材２８に連結された揺動アーム３２を揺動させる揺動手段３４と、上記両回転支持軸体３１，３１同士間に亘って設けられて上記揺動手段３４により揺動された一方の揺動アーム３２Ａと同一角度でもって且つ逆方向に他方の揺動アーム３２Ｂを回転させる連動手段（連動機構でもある）３５とから構成されている。

上記揺動手段３４は、上記一方の揺動アーム３２Ａ側に設けられてめねじ部（例えば、ボールねじが用いられる）を有する係合部材３６と、この係合部材３６のめねじ部に螺挿された棒状ねじ部材３７と、支持部材２６の端部ブラケット２６ａに取り付けられて上記棒状ねじ部材３７を回転させる回転駆動機（例えば、電動機が、より具体的には、サーボモータが用いられる）３８とから構成されている。

また、上記連動手段３５は、それぞれの回転支持軸体３１に固定されるとともに互いに噛合された一対の平歯車３９，３９により構成されている。
ここで、連結用リンク３３を介して揺動アーム３２に連結される移動部材２８との関係について説明しておくと、本実施の形態においては、中心位置より右側にて回転自在に支持されるとともに左側にて揺動し得るようにされた揺動アーム３２Ａは左側の移動部材群２８Ａに連結され、また中心位置より左側にて回転自在に支持されるとともに右側にて揺動し得るようにされた揺動アーム３２Ｂは右側の移動部材群２８Ｂに連結されている。このように、揺動アーム３２Ａ，３２Ｂ同士が互いに交差するように配置されているのは、中心位置に中央の移動部材２８Ｃが固定して配置されており、これと干渉しないように且つ左右の占有スペースが広がるのをできるだけ防止するためである。勿論、場合によっては、揺動アーム３２Ａ，３２Ｂ同士が交差しないようにそれぞれの側にて配置することもできる。

そして、上記両揺動アーム３２が互いに左右に揺動した際に、連結用リンク３３を介して、その揺動角に応じて両側の移動部材群２８Ａ，２８Ｂにおける移動部材２８同士が等間隔でもって広がるようにされている。

すなわち、図５に示すように、各移動部材群２８Ａ，２８Ｂとこれに対応する揺動アーム３２Ａ，３２Ｂとを連結する３本の連結用リンク３３の長さＬ１が、揺動アーム３２Ａ，３２Ｂにおける揺動軸心ａから上記連結用リンク３３との連結中心までの長さＬ２に比例するようにされている。言い換えれば、各連結点を、ａ〜ｇで示すと、３個の三角形Ｓ１（ａｂｅ），Ｓ２（ａｃｆ），Ｓ３（ａｄｇ）が互いに相似形状となるように、連結用リンク３３が配置されている。

上記構成において、図５および図６に示すように、揺動手段３４により、揺動アーム３２を所定角度でもって揺動させることにより、搬入用コンベヤ１１上を一列に連続して搬入されてきた容器１を保持し得る保持位置（図６に示す）と、容器を保持した後、液充填装置１５側にて所定間隔おきに配置された液体充填口に対応する整列位置（図５に示す）との間で接近離間自在にされている。

なお、図２および図６に示すように、搬入用コンベヤ１１の終端部分には、容器１を図６に示す保持位置に位置決めするためのストッパー（例えば、サーボモータにより搬入用コンベヤ１１上に出退自在にされた出退棒と、この出退棒の先端に取り付けられた当接板とから構成されている）４０が配置されている。

以下、この容器整列装置１３における動作を、図７に基づき簡単に説明する。
搬入用コンベヤ１１により一列で搬入部３ａに搬入されてきた容器１（勿論、ストッパー４０により位置決めされる）を、図７（ａ）〜（ｂ）に示すように、容器整列装置１３の各移動部材２８に設けられたグリッパ２７により保持した後、揺動手段３４により各グリッパ２７同士の間隔を広げながら揺動手段２５によりボックス体２４を１８０度後方に反転させ、清浄位置（イ）に逆さまの状態で位置させる。この状態で、容器清浄装置１４により、清浄な空気が容器１内に噴射されて清浄が行われる。

容器の清浄が済むと、図７（ｃ）〜（ｄ）に示すように、当該容器１は逆さまの状態で前方に移動されながら１８０度反転されて元の姿勢に戻されるとともに、容器搬送装置１２の搬入部３ａ側の端部（後述する案内部材の後端部）に載置される。

容器１が端部に載置されると、図７（ｅ）に示すように、グリッパ２７が元の間隔に狭くされるとともに後方に移動されて、既に搬入部３ａに搬入されている容器群１の保持位置に移動される。なお、グリッパ２７の後方への移動時には、両グリップ片２７ａ同士が開かれた状態であるため、搬入部３ａに搬入された容器１の口部１ａを外側から通過することができる。

上述した容器整列装置の構成によると、各容器を保持するグリッパ（保持具）は移動部材２８に設けるとともに、これら各移動部材２８同士の間隔を均等にし得る均等移動手段２９を設けたので、一列でもって連続して搬入される容器の大きさが変更になった場合でも、容易に且つ迅速に、液充填口の間隔に合わせて移動させることができる。

次に、容器搬送装置１２を、図８〜図１２に基づき説明する。
この容器搬送装置１２は、図８および図９に示すように、搬送経路３に沿って配置されて７列でもって並置された容器群１の幅よりも広くされた板状（またはベルト状）の案内部材４１と、この案内部材４１に載置された容器群を、前後から把持して搬入部３ａから搬出部３ｂまで強制的に移動させて搬送を行う搬送機４２とから構成されている。勿論、この案内部材４１の表面が容器１の搬送面となる。

この搬送機４２には、容器群１の前後に配置されるとともに各容器１の前後面に当接可能な当接具４３（４３Ａ，４３Ｂ）がそれぞれ所定間隔おきに配置された容器把持用の第１および第２バー体４４（４４Ａ，４４Ｂ）同士を接近離間させて容器の把持・開放を行い得る把持開放機能と、把持された容器群を各動作位置（ハ）〜（ト）に移動させる搬送機能とが具備されるとともに、これら両機能は一台の回転駆動機により実現されるものである。

以下、上記両機能を実現し得る搬送機４２について説明する。
図８および図９に示すように、この搬送機４２は、搬送経路３の両側部すなわち案内部材４１の両側に配置された側部フレーム４５の前端部同士間および後端部同士間でそれぞれ軸受５１を介して回転自在に配置された前後一対の第１回転軸体５２と、これら各第１回転軸体５２に回転自在に外嵌されるとともに当該第１回転軸体５２よりも短くされた前後一対の第２回転軸体５３と、上記各第１回転軸体５２の両端部に設けられた第１スプロケット（第１回転輪体）５４と、上記各第２回転軸体５３の両端部に且つ両第１スプロケット５４，５４間位置で設けられた第２スプロケット（第２回転輪体）５５と、互いに対応する前後位置の第１スプロケット５４，５４同士間に無端状に巻回されるとともに前方の第１バー体４４Ａに連結された第１チェーン（第１無端帯状体）５６と、互いに対応する前後位置の第２スプロケット５５同士間に無端状に巻回されるとともに後方の第２バー体４４Ｂに連結された第２チェーン（第２無端帯状体）５７と、回転駆動機である電動機５８により一対のベルト車５９，６０およびタイミングベルト６１を介して所定方向でもって回転駆動されるとともに一対のベルト車６２，６３およびタイミングベルト６４を介して上記第１回転軸体５２に連動連結された第１駆動用軸体６５と、上記第２回転軸体５３に一対のベルト車６６，６７およびタイミングベルト６８を介して連動連結された第２駆動用軸体６９とを有し、且つこれら両駆動用軸体６５，６９同士を互いに同一方向に回転させる第１連動機構７１および互いに反対方向（逆方向）に回転させる第２連動機構７２が設けられるとともに、これら両連動機構７１，７２のいずれか一方を連動状態（作動状態）にさせる切換手段７３が具備されている。

上記第１連動機構７１は、上記両駆動用軸体６５，６９にそれぞれ設けられたベルト車７４，７５と、これら両ベルト車７４，７５同士間に無端状に巻回されたタイミングベルト（ベルト部材）７６とから構成され、上記第２連動機構７２は、上記各駆動用軸体６５，６９にそれぞれ設けられるとともに互いに噛合された一対の平歯車（平歯車に限定されるものでもない）７７，７８とから構成されている。

そして、上記第２駆動用軸体６９と、その両端部に設けられたベルト車７５および平歯車７８との間には、それぞれ電磁クラッチ７９，８０が設けられるとともに、これら両電磁クラッチ７９，８０は制御器（図示しないが、制御手段の一例で、例えば液充填設備全体を制御する制御装置の機能の一部を構成するものである）によりオン・オフが行われる。例えば、第１連動機構７１側の電磁クラッチ７９がオンにされると（このとき、第２連動機構７２側の電磁クラッチ８０がオフにされる）、第１駆動用軸体６５と第２駆動用軸体６９とが同一方向に回転するとともに、ベルト車６６，６７およびタイミングベルト６８を介して第２回転軸体５３は第２駆動用軸体６９と同一方向に、すなわち第１駆動用軸体６５と同一方向に回転される。なお、上記各電磁クラッチ７９，８０および制御器により、切換手段７３が構成されている。

このように、第１回転軸体５２と第２回転軸体５３とが同一方向に回転されると、第１バー体４４Ａと第２バー体４４Ｂとは同期して前方に移動し、容器群１を搬送することができる。

また、図１０および図１１に示すように、第２連動機構７２側の電磁クラッチ８０がオンにされると（このとき、第１連動機構７１側の電磁クラッチ７９がオフにされる）、第１駆動用軸体６５と第２駆動用軸体６９とが反対方向に回転するとともに、ベルト車６６，６７およびタイミングベルト６８を介して第２回転軸体５３は第２駆動用軸体６９と反対方向に、すなわち第１駆動用軸体６５と反対方向に回転される。

このように、第１回転軸体５２と第２回転軸体５３とが反対方向に回転されると、第１バー体４４Ａと第２バー体４４Ｂとは互いに接近離間するように移動し、容器群の把持および開放動作を行うことができる（勿論、把持・開放動作の際には、電動機５８は正逆回転される）。この動作機構により、充填する容器の大きさが変更になった場合でも、両バー体４４Ａ，４４Ｂの接近量を調整することにより容易に対応することができる。

図１２に示すように、第１バー体４４Ａに設けられる当接具４３Ａは、鋭角状に折り曲げられてなる左右一対の傾斜押さえ片４６が、その押さえ部４６ａが容器１の前面両側に当接し得るように配置されたものであり、また容器１の後面に当接する第２バー体４４Ｂに設けられる当接具４３Ｂは、Ｃ字形状（溝型の断面形状）に形成されるとともに両先端部に円形の当接部４７ａが形成された押さえ材４７が用いられており、これら傾斜押さえ片４６および押さえ材４７の構成材料としては、例えばばね材が使用されている。なお、図１２の実線で示したのは、大径の容器１に対応する場合を示しており、仮想線で示したものは、小径の容器に対応する場合を示している。

ところで、上記案内部材４１の途中の液充填位置（ニ）には、容器１を載置してその充填された液体の量を計測する液充填量計測器８１が配置されており、勿論、この部分における案内部材４１には、その配置用溝部が設けられている。

上述した容器搬送装置１２の構成によると、搬送機４２を、容器１を前後から把持し得る第１バー体４４Ａおよび第２バー体４４ＡＢと、これら両バー体４４をそれぞれチェーン５６，５７を介して前後方向で移動させる第１回転軸体５２および第２回転軸体５３と、電動機（回転駆動機）５８により回転駆動される第１駆動用軸体６５と、この第１駆動用軸体６５に連動連結された第２駆動用軸体６９とから構成し、且つこの第２駆動用軸体６９と第２回転軸体５３とを連動連結するとともに、第１駆動用軸体６５と第２駆動用軸体６９との間に、両軸体６５，６９同士を同一方向に回転させる第１連動機構７１および両軸体６５，６９同士を互いに反対方向に回転させる第２連動機構７２並びにこれら両連動機構７１，７２を切り換えるための電磁クラッチ７９，８０および制御器（切換手段）を具備したので、１台の電動機（回転駆動機）５８により、容器１の把持および開放動作と容器１の搬送動作とを行うことができ、したがって、例えば容器の搬送具に、別途、容器の把持機器が設けられた装置に比べて、その構成を簡単に、すなわち製造コストの低減化を図ることができる。また、搬送機に設けられる容器の把持機器は、通常、Ｖ字型に配置された一対の把持片を揺動させることにより、容器の把持・開放動作を行うようにされており、したがってこのような構成を採用したものにおいては装置が複雑化するとともに、本実施の形態にて説明した搬送機４２のように、接近離間自在な一対のバー体４４を用いたものに比べて、その構成が非常に簡単であるため、例えば搬送装置における容器の把持機器すなわち当接具が設けられたバー体の洗浄作業を非常に容易に行うことができる。

ところで、上記説明においては、第１回転軸体５２と第１駆動用軸体６５とを、第２回転軸体５３と第２駆動用軸体６９とをそれぞれ連動連結したが、例えば第１回転軸体５２と第２駆動用軸体６９とを、第２回転軸体５３と第１駆動用軸体６５とをそれぞれ連動連結することもできる。さらに、第１連動機構７１を一対のベルト車７４，７５およびタイミングベルト７６により、第２連動機構７２を一対の平歯車７７，７８によりそれぞれ構成したが、例えば第１連動機構７１を一対の平歯車により、第２連動機構７２を一対のベルト車およびタイミングベルトによりそれぞれ構成することもできる。

次に、キャップ巻締装置１７を、図１３〜図２３に基づき説明する。
このキャップ巻締装置１７は、図１に示すように、キャップ２を供給するキャップ供給機１０１と、キャップ巻締位置（ヘ）に移動された容器１の口部１ａを把持するネックグリップ機１０２と、上記キャップ供給機１０１にて供給されたキャップ２を保持してキャップ巻締位置で固定された容器１の口部１ａにキャップ２を被せるとともに所定方向に回転させてキャップ２を締め付けるキャップ巻締機１０３とから構成されている。なお、キャップ巻締機１０３は、キャップ供給位置（チ）とキャップ巻締位置（ヘ）との間で往復移動されるように構成されている。

まず、キャップ供給機１０１について説明する。
なお、ここでは、搬送経路３の幅方向でもってキャップ２が供給されるため、当該キャップ２の搬送方向（搬送経路の幅方向）を前後方向と称する。

このキャップ供給機１０１は、図１３〜図１６に示すように、所定間隔おきに７個並列に配置されたキャップ巻締機１０３におけるチャック本体（液充填装置における７個の液充填口に対応して配置されたもので、後述する）に対応してこれらチャック本体と平行に配置されるとともにパーツフィーダ１１１、移送用コンベヤ（例えば、ベルトコンベヤが用いられる）１１２および案内シュート１１３を介して１個ずつ順次供給されたキャップ２を両側から支持する左右一対の支持用受板１１４と、これら両支持用受板１１４間に配置されて前後端に配置された前部および後部回転ローラ（回転輪体）１１５（１１５Ａ，１１５Ｂ）と、これら両回転ローラ１１５のいずれか一方、例えば前部回転ローラ１１５Ａを一対のベルト車１１６およびタイミングベルト１１７を介して回転させる電動機（回転駆動機）１１８と、これら両回転ローラ１１５同士間に亘って無端状に巻回された搬送用ベルト部材１１９と、この搬送用ベルト部材１１９の表面に所定間隔おきに設けられてキャップ２の側面に係合して両支持用受板１１４上に載置されたキャップ２を移動（摺動）させるためのキャップ移動具（左右一対の突起からなるアタッチメントである）１２０と、上記前部回転ローラ１１５Ａの回転量を検出する回転量検出器（例えば、エンコーダが用いられる）１２１と、この回転量検出器１２１からの検出量を入力してキャップ２の中心位置がチャック本体の中心位置に一致するように上記電動機１１８を制御する制御器（図示しないが、制御手段の一例で、例えば液充填設備全体を制御する制御装置の機能の一部を構成するものである）とから構成されている。

また、上記案内シュート１１２は、図１７に示すように、シュート本体１２２と、このシュート本体１２２の先端部に設けられてシリンダ装置１２３によりシュート本体１２２内に出退自在にされたシャッター板１２４と、シュート本体１２２の側部に設けられたシリンダ装置１２５によりシュート本体１２２内に出退自在にされて先端から２個目以降（上手側）のキャップ２を複数個保持するための押さえ板１２６とから構成されている。

上記構成において、両シリンダ装置１２３，１２５を連動させることにより、案内シュート１１３からキャップ２を両支持用受板１１４上に且つ搬送用ベルト部材１１９に設けられた前後のキャップ移動具１２０間に１個ずつ案内することができる。

このキャップ移動具１２０間に供給されたキャップ２は当該キャップ移動具１２０により案内されて、チャック本体に対応する位置に移動される。
ところで、図１８の（ａ）および（ｂ）に示すように、キャップ２の大きさが変更（例えば、大径→小径）になった場合には、制御器により、搬送用ベルト１１９に設けられたキャップ移動具１２０の停止位置が前方に移動されて（両半径の差分Ｓだけ調整されて）、常に、キャップ２の中心位置がチャック本体の中心位置に一致するようにされる。

次に、ネックグリップ機１０２を、図１３および図１９に基づき説明する。
このネックグリップ機１０２は、キャップ巻締位置（ヘ）に対応する位置で且つ左右の各支持梁材２０ａにそれぞれ前後一対のガイド手段１３１を介して昇降可能に案内されるとともに支持梁材２０ａ側に支持された昇降用シリンダ装置１３２により昇降自在にされた左右位置の昇降部材（図１９では片方だけを示す）１３３と、これら昇降部材１３３に前後方向で設けられたガイド棒１３４と、上記各昇降部材１３３のガイド棒１３４に左右の各端部が前後方向で移動可能に案内されるとともに容器１の口部１ａに両側から係合し得る半円状の係合凹部１３５ａがチャック本体に対応する位置で７箇所に形成された前後一対の把持用板材１３５と、これら両把持用板材１３５間に亘って設けられて互いに接近離間させる把持用シリンダ装置１３６と、例えば上記両把持用板材１３５同士の端部に配置されて上記把持用シリンダ装置１３６により接近離間される際に、互いに逆方向に同調して移動させるための連動機構（図示しないが、例えばラック・ピニオン機構が用いられる）とから構成されている。

上記ガイド手段１３１は、支持梁材２０ａ側に上下方向で設けられた前後一対のガイド筒１３７と、昇降部材１３３の前後位置で立設されるとともに上端側が上記各ガイド筒１３７に上下方向で移動自在に案内されるガイド棒１３８とから構成されており、またこれら昇降部材１３３は、昇降用シリンダ装置１３２により、容器１の口部１ａを把持し得る下位の把持位置と、容器搬送装置１２による容器１の搬送時に容器１と干渉しないような上位の退避位置との間で昇降される。

上記構成において、昇降部材１３３が退避位置に上昇されるとともに両把持用板材１３５同士が離間した開放位置にされている状態で、容器搬送装置１２により容器１がキャップ巻締位置（ヘ）に移動されると、昇降用シリンダ装置１３２により両把持用板材１３５が把持位置まで下降され、次に把持用シリンダ装置１３６により両把持用板材１３５同士が接近されて容器１の口部１ａが把持される。すなわち、７個の容器１が同時に位置固定されたことになる。勿論、容器１の口部１ａを開放する場合は、上述した動作と逆の動作を行えばよい。

次に、キャップ巻締機１０３を、図１３および図２０〜図２３に基づき説明する。
このキャップ巻締機１０３は、左右の支持梁材２０ａ上に配置されたガイド部材１４１上を前後方向で移動自在に設けられた左右一対の移動手段１４２と、これら両移動手段１４２に設けられた左右の昇降手段１４３を介して昇降自在に且つ搬送経路３を跨ぐようにして左右方向で設けられた板状の水平支持部材１４４と、この水平支持部材１４４に所定間隔おきで下方に垂設された７個（７列）の容器１に対応して７個配置された筒状支持部材１４５と、この筒状支持部材１４５にその上方軸体部１４７が鉛直軸心回りで回転自在に支持されるとともに下方部が下端が開放され且つキャップ押さえ用の棒状押さえ部１４９が中心部上面から垂下して設けられた筒状のチャック部１４８を有するチャック本体１４６と、上記水平支持部材１４４側に設けられて上記各チャック本体１４６のチャック部１４８を一緒に回転させるチャック回転手段１５０と、上記チャック部１４８内に、それぞれ一端側が鉛直支持ピン（支持軸材）１５１を介して水平面内で揺動自在に設けられた３個のキャップ押さえ片１５２と、同じくチャック部１４８内に配置されて上記キャップ押さえ片１５２を外方に付勢するための付勢部材（例えば、円弧状に配置された板ばねが用いられる）１５３と、これら各キャップ押さえ片１５２の上部にその接線方向（チャック部の回転半径上での接線方向）で設けられた水平支持ピン１５４を介して回転自在に設けられたローラ（回転部材）１５５と、上記チャック部１４８内の棒状押さえ部１４９に外嵌して昇降自在に設けられて上記各ローラ１５５の上側で且つ外側寄り部分に当接して当該各ローラ１５５に内方（回転軸心方向）への付勢力を付与し得る筒状の昇降部材１５６と、この昇降部材１５６と棒状押さえ部１４９の下部との間に挿入されて当該昇降部材１５６を上方に付勢する付勢部材（例えば、圧縮コイルばねが用いられる）１５７と、この昇降部材１５６とチャック部１４８の内面との間に形成された密閉空間部１５８に圧縮空気（空気圧）を供給して当該昇降部材１５６を付勢部材１５７の付勢力に抗して下降させる空気供給手段１５９とが具備されている。なお、上記各キャップ押さえ片１５２は、等間隔（１２０度間隔）でもって配置されている。図２０に示す昇降部材１５６については、左側断面図は上昇状態を示し、右側断面図は下降状態を示している。

上記移動手段１４２は、図示しないが、例えばガイドレール上を前後方向で移動自在にされた移動部材と、この移動部材を前後方向で所定距離だけ移動させるシリンダ装置（回転駆動機構を用いたものでもよい）とから構成されている。

また、上記昇降手段１４３は、図１３に示すように、移動手段１４２側と水平支持部材１４４とに亘って設けられたガイド部材１６１と、同じく移動手段１４２側と水平支持部材１４４とに亘って配置された昇降用シリンダ装置１６２とから構成され、さらに上記ガイド部材１６１は、移動手段１４２側の移動部材に上下方向で設けられたガイド筒１６３と、水平支持部材１４４側に上端部が固定されるとともに下部が上記ガイド筒１６３に上下方向で移動自在に案内されるガイド棒１６４とから構成されている。

また、上記空気供給手段１５９は、図２０に示すように、上方軸体部１４７の下部に回転自在に外嵌されるとともに、当該上方軸体部１４７内に形成され且つ上記密閉空間部１５８に一端部が開口された連通穴１６５の他端部に連通する流体供給穴部１６６ａが形成された流体回転継手１６６と、この流体回転継手１６６の流体供給穴部１６６ａに接続された空気供給管１６７と、この空気供給管１６７に圧縮空気を供給する空気圧縮機（図示せず）とから構成されている。

なお、上記昇降部材１５６は、棒状押さえ部１４９に外嵌する筒状部１５６ａと、この筒状部１５６ａの上縁外周に突設された環状フランジ部１５６ｂと、この環状フランジ部１５６ｂから下方に末広がり状に突設されたローラ１５５への当接円錐部１５６ｃとから構成されており、環状フランジ部１５６ｂとチャック部１４８との間が密閉空間部１５８にされている。

また、上記チャック回転手段１５０は、図２２に示すように、水平支持部材１４４の上面に突出されたチャック本体１４６の上方軸体部（回転支持軸部）１４７の上端部に取り付けられた従動用ローラ部材（従動用輪体）１７１と、同じく水平支持部材１４４上に取付台１７２を介して設けられた電動機（回転駆動機）１７３と、この電動機１７３の出力軸に取り付けられた駆動用ローラ部材（駆動用輪体）１７４と、これら各ローラ部材１７１，１７４同士に架け渡された（巻装された）無端状のベルト部材１７５と、各ローラ部材１７１，１７４同士間に配置されたベルト部材１７５の各ローラ部材１７１，１７４への押し付け用の案内ローラ部材１７６とから構成されている。

このチャック回転手段１５０において、電動機１７３を駆動して、駆動用ローラ部材１７１を回転させると、ベルト部材１７５を介して従動用ローラ部材１７４が回転し、チャック本体１４６が所定方向に回転される。なお、図示していないが、筒状支持部材１４５内には、上方軸体部１４７に付加される回転トルクを規制するためにトルク規制機構が設けられている。

また、キャップ押さえ片１５２の内周面１５２ａの形状については、図２１に示すように、外径が異なるキャップ２を保持し得るように、曲率が小さい円弧面（例えば、曲率が順次変化する例えば２種類の円弧面が連続するように形状にされている）が形成されている。

ここで、キャップ巻締装置１７におけるキャップの巻き締め動作を、図２３に基づき説明する。
密閉空間部１５８に圧縮空気が供給されていない状態では、付勢部材１５７により昇降部材１５６が上方に移動されて付勢部材１５３により各キャップ押さえ片１５２が開放状態にされている（図２０のチャック部１４８内の左側断面図参照）。

この状態で、図２３（ａ）に示すように、移動手段１４２により、キャップ巻締機１０３は、キャップ供給機１０１にて供給されたキャップ２の上方に移動された後、昇降手段１４３によりチャック本体１４６が下降されてチャック部１４８内にキャップ２を収納する。

次に、図２３（ｂ）〜（ｃ）に示すように、空気供給手段１５９により、密閉空間部１５８に圧縮空気を供給して昇降部材１５６を下降させる。すると、ローラ１５５が内方に押されて、各キャップ押さえ片１５２の先端部分が内方に押されてキャップ２を保持する。次に、昇降手段１４３により所定高さまで持ち上げ、移動手段１４２により、チャック本体１４６をキャップ巻締位置（ヘ）に移動（後方へ移動）させた後、昇降手段１４３によりチャック本体１４６を下降させながら、電動機１７３によりチャック部１４８を所定方向に回転させる。

これらの動作により、キャップ巻締位置（ヘ）に移動された各容器１の口部１ａにキャップ２が一度に巻き締めされる。勿論、キャップ巻締位置（ヘ）に移動された容器１は、ネックグリッパ機１０２により、その口部１ａが把持されて固定されている。

そして、キャップ２の巻き締めが済むと、空気供給手段１５９にて圧縮空気が抜かれるため、付勢部材１５３の付勢力によりキャップ押さえ片１５３が外側に拡がり、キャップ２を開放した後、図２３（ｄ）に示すように、再び、キャップ２の保持動作に移り、上記と同様の動作が繰り返される。

このように、キャップ巻締機１０３において、３個のキャップ押さえ片１５２の先端側を内方に押し付けるのに、当該キャップ押さえ片１５２の上面に設けられたローラ１５５を、その上方に昇降自在に設けられた昇降部材１５６の当接円錐部１５６ｃにより、内方に押し付けるようにしているので、例えば摺動部材にて押し付けるものに比べて、各キャップ押さえ片１５２がスムースに内方に移動されるため、キャップの保持動作をスムースに行うことができ、したがって容器１に対するキャップ２の締め付け作業を確実に行うことができる。

なお、上記打栓装置１６は、キャップ巻締装置１７と類似の構成を有しており、図１に示すように、キャップ締付装置１７におけるキャップ供給機１０１と同じ構成のキャップ供給機１８１と、このキャップ供給機１８１により供給されたキャップ３を保持して打栓位置（ホ）に搬送された容器１の口部１ａに移動させた後、当該キャップ３を口部１ａ内に押し込むキャップ押込機１８２とから構成されている。このキャップ押込機１８２には、キャップ３を保持するチャック本体と、このチャック本体側に揺動自在に設けられて容器１の口部１ａを把持・開放自在にされた左右一対のフック部材（爪部材）と、このフック部材により容器１を把持した状態で上記チャック本体を下降させてキャップ３を口部１ａ内に押込むための昇降手段とが具備されている。このチャック本体については、必ずしも、キャップを回転させる必要はなく、またチャック本体の昇降手段については、キャップを容器に対して相対的に移動させてその口部１ａに押し込むような機能があればよい。

次に、この液充填設備全体における容器への液充填動作について概略的に説明する。
まず、搬入用コンベヤ１１により、搬入部３ａに一列で搬入された容器１は、容器整列装置１３の各移動部材２８に設けられたグリッパ２７により、７個同時に保持された後、揺動手段３４により各グリッパ２７同士の間隔が拡くされながら揺動手段２５により１８０度後方に反転させられて、容器清浄位置（イ）に逆さまの状態で保持される。この状態で、容器清浄装置１４からの清浄空気により各容器１内の清浄が行われる。

清浄が済むと、逆さまの状態で前方に移動されながら元の姿勢に戻されるとともに移動体２２が前方に移動され、そして容器群１は容器搬送装置１２の案内部材４１の搬入部３ａ側の端部に載置される。なお、この載置時においては、搬送機４２側における前後一対のバー体４４同士間の案内部材４１上に載置される。

容器群１が案内部材４１上に載置されると、グリッパ２７が開かれて、元の開放間隔にされるとともに後方に移動されて、既に搬入部３ａに搬入された次の容器群１の保持位置に戻る。

案内部材４１上に容器群１が載置されると、容器搬送装置１２における電動機５８および第２連動機構７２の動作により、一対のバー体４４が互いに接近されて当接具４３にて容器群１を保持した後、第１連動機構７１側に切り換えられて前方に搬送が行われる。

容器群１が載置位置（ハ）から液充填位置（ニ）に搬送されると、第２連動機構７２により両バー体４４同士が離間されて容器群１が開放される。なお、容器群１を開放するのは、当該液充填位置（ニ）において、案内部材４１の途中に配置された液充填量計測器８１により、充填液量を計測するためである。

そして、この液充填位置（ニ）において、液充填装置１５により所定量の液体が充填される。
液体の充填が済むと、両バー体４４により保持されて打栓位置（ホ）に搬送されて停止される。なお、本実施の形態では、打栓を行わずに、キャップ巻締装置１７にてキャップを被せて巻き締める場合について説明するため、当該打栓位置（ホ）では動作は行われない。このように、打栓位置（ホ）で、一旦、搬送が停止されるのは、各容器群１が間欠的に搬送されて各動作位置（イ）〜（ト）を順次移動していくためである。

次に、容器群１がキャップ巻締位置（ヘ）に搬送されると、まずネックグリップ機１０２の前後一対の把持用板材１３５により各容器１の口部１ａが把持されて固定が行われる。そして、これと同時に、予め、キャップ供給機１０１により各容器１に対応する位置に供給されたキャップ２を保持したチャック本体１４６が、移動手段１４２および昇降手段１４３により、キャップ巻締位置（ヘ）で停止された各容器１の口部１ａ上に移動されるとともに、電動機１７３によりチャック本体１４６のチャック部１４８が所定方向に回転されて、口部１ａにキャップ２を締め付ける。

キャップ２の締め付けが終了すると、移載位置（ト）に搬送され、移載装置１８により案内部材４１上の容器群１を保持するとともに、搬出部３ｂ側に設けられた搬出用コンベヤ１９上に載置する。

上述した一連の動作により、一列でもって連続して搬入される容器群１を、７個ずつ保持するとともに液充填装置１５側の液充填口の配置間隔に合わせて、所定間隔でもって並置し、この状態で、液充填装置１５、打栓装置１６、キャップ巻締装置１７および移載装置１８に、順番に移動させて、容器１への液充填およびキャップ巻締を、比較的短い搬送経路３でもって効率良く行うことができる。しかも、上記の容器搬送装置１２の構成においては、一台の電動機５８にて駆動される前後一対のバー体４４に、搬送機能と把持開放機能とを具備させたので、別個の駆動機構にて両機能を実現しているものに比べて、安価な構成にすることができる。

なお、本実施の形態では説明しなかったが、通常、キャップ巻締位置（ヘ）と移載位置（ト）の間に、不良品を取り出す不良品取出装置が配置されている。
ところで、上記実施の形態においては、７個の容器１を一度に保持して並列に搬送するように説明したが、勿論、７個に限定されるものでもない。また、一度に保持する容器１の個数が８個などの偶数である場合には、搬送経路３の幅方向で左右に半分ずつ容器が保持されるとともに、全てのグリッパが設けられた移動部材は、左右の揺動アームに連結されて左右に移動される。

ところで、上記実施の形態において説明したシリンダ装置については、例えば空気圧シリンダまたは電動機（サーボモータなどを用いてもよい）により駆動されるシリンダが用いられる。

本発明の実施の形態に係る液充填設備の概略構成を示す側面図である。同液充填設備の概略構成を示す平面図である。同液充填設備における容器整列装置の概略構成を示す斜視図である。同容器整列装置の要部構成を示す斜視図である。同容器整列装置における容器の保持位置を示す概略正面図である。同容器整列装置における容器の整列位置を示す概略正面図である。同容器整列装置における容器の整列動作を説明する概略側面図である。同液充填設備における容器搬送装置の容器把持状態を示す概略平面図である。図８のＡ−Ａ断面図である。同容器搬送装置の容器開放状態を示す概略平面図である。図１０のＢ−Ｂ断面図である。同容器搬送装置における容器把持状態を示す要部平面図である。同液充填設備におけるキャップ巻締装置の概略側面図である。同キャップ巻締装置におけるキャップ供給機の概略構成を示す側面図である。同キャップ供給機の要部平面図である。図１５のＣ−Ｃ矢視図である。図１４のＤ−Ｄ矢視図である。同キャップ供給機におけるキャップ停止位置の変更動作を説明する平面図で、（ａ）は大きいキャップの場合を示し、（ｂ）は小さいキャップの場合を示す。同キャップ巻締装置におけるネックグリップ機の要部構成を示す斜視図である。同キャップ巻締装置におけるキャップ巻締機の要部断面図である。図２０のＥ−Ｅ矢視図である。同キャップ巻締機の要部構成を示す斜視図である。同キャップ巻締装置における巻締動作の説明図である。

符号の説明

１容器
１ａ口部
２キャップ
３搬送経路
３ａ搬入部
３ｂ搬出部
１１搬入用コンベヤ
１２容器搬送装置
１３容器整列装置
１４容器清浄装置
１５液充填装置
１６打栓装置
１７キャップ巻締装置
１８移載装置
１９搬出用コンベヤ
２１ガイド部材
２２移動体
２５揺動手段
２６支持部材
２７グリッパ
２８移動部材
２９均等移動手段
３２揺動アーム
３３連結用リンク
３４揺動手段
３５連動手段
３６係合部材
３７棒状ねじ部材
３８回転駆動機
４１案内部材
４２搬送機
４４バー体
５２第１回転軸体
５３第２回転軸体
５４第１スプロケット
５５第２スプロケット
５６第１チェーン
５７第２チェーン
５８電動機
６５第１駆動用軸体
６９第２駆動用軸体
７１第１連動機構
７２第２連動機構
７３切換手段
１０１キャップ供給機
１０２ネックグリップ機
１０３キャップ巻締機
１１３案内シュート
１１４支持用受板
１１５回転ローラ
１１８電動機
１１９搬送用ベルト
１２０キャップ移送具
１２１回転量検出器
１４２移動手段
１４３昇降手段
１４４水平支持部材
１４６チャック本体
１４７上方軸体部
１４８チャック部
１５０チャック回転手段
１５２キャップ押さえ片
１５５ローラ
１５６昇降部材
１５８密閉空間部
１５９空気供給手段

Claims

並列に配置された複数個の容器を前後から一緒に把持・開放自在な前後一対のバー体が搬送方向で移動自在に設けられた容器搬送装置であって、
容器の搬送経路の前後端部で且つ当該搬送経路と直交方向で回転自在に設けられた前後一対の第１回転軸体と、これら各第１回転軸体に回転自在に外嵌された第２回転軸体と、上記各第１回転軸体の両端部に設けられた第１回転輪体と、上記各第２回転軸体の両端部に且つ左右の両第１回転輪体間位置で設けられた第２回転輪体と、互いに対応する前後位置の第１回転輪体同士間に無端状に巻回されるとともに上記一方のバー体に連結された第１無端帯状体と、互いに対応する前後位置の第２回転輪体同士間に無端状に巻回されるとともに上記他方のバー体に連結された第２無端帯状体と、回転駆動機により所定方向に回転駆動されるとともに上記第１回転軸体および第２回転軸体のいずれか一方を回転させる第１駆動用軸体と、上記第１回転軸体および第２回転軸体のいずれか他方に連動連結された第２駆動用軸体とを有し、
且つこれら両駆動用軸体同士を互いに同一方向に回転させる第１連動機構および互いに逆方向に回転させる第２連動機構を設けるとともに、これら両連動機構のいずれか一方を作動状態にさせる切換手段とを具備したことを特徴とする容器搬送装置。
第１連動機構および第２連動機構のいずれか一方を、両駆動用軸体にそれぞれ設けられたベルト車と、これら両ベルト車同士間に無端状に巻回されたベルト部材とから構成するとともに、第１連動機構および第２連動機構のいずれか他方を、各駆動用軸体に取り付けられるとともに互いに噛合された一対の歯車とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の容器搬送装置。