JP4307978B2 - 容器の搬送装置 - Google Patents

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Description

本発明は容器の搬送装置に関する。
容器の充填キャッピングライン等を構成する搬送装置として、特許文献1に記載の如く、搬送手段を構成するチェーンにキャリヤを固定的に介装し、キャリヤに設けたU字型凹部に容器のネック部突起を載せて搬送するものがある。
他の容器の搬送装置としては、特許文献2に記載の如く、搬送手段を構成する回転ホイールに複数のグリッパを固定的に取付け、グリッパにより容器のネック部を吊下げた状態で搬送するものがある。
特開平5-278852 特開2000-289847
特許文献1の搬送装置では、キャリヤをチェーンに固定し、特許文献2の搬送装置では、グリッパを回転ホイールに固定しているために、以下の問題点がある。尚、特許文献1のキャリヤと特許文献2のグリッパは容器のネック部を保持する点で同一であり、以下両者を代表してグリッパと称する。また、チェーンと回転ホイールを搬送手段と称する。
(1)グリッパを搬送手段に固定的に取付けており、多品種少量生産ライン等で、グリッパの型替えが容易でない。
(2)グリッパを単一の搬送手段に固定化しており、グリッパを1つの搬送手段から他の搬送手段に移し替えて搬送方向を変換できない。
(3)グリッパの全数のものが単一の搬送手段に固定化されており、搬送手段の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリッパを停止したり、変速(増速又は減速)することができない。
本発明の課題は、グリッパの型替えを容易化ないしは不要にすることにある。
請求項1の発明は、容器のネック部をグリップするグリッパをグリップベースに設けた容器の片持ちグリップユニットを用い、グリップユニットのグリップベースを搬送手段に設けたキャリヤに対し着脱自在に片持ち支持可能にした容器の搬送装置であって、前記グリッパが2本の互いに相対して開閉するアームの間に容器のネック部をグリップ可能にし、グリッパの2本のアームが、それら2本のアームにかけたばねにより閉じ状態に設定されるとともに、搬送手段の搬送経路に沿う必要位置に配置した開閉手段により開き状態に設定されるようにしたものである。
(実施例1)
図1の容器搬送装置1は、搬送手段10を構成するガイドレール11に多数のキャリヤ20を走行可能に付帯している。本実施例のガイドレール11は無端周回状をなし、ガイドレール11が延在されている搬送経路に沿う複数の搬送区分A、B、C…(不図示)毎に、例えば容器投入ステーション、容器クリーニングステーション、容器100への内容物充填ステーション、キャッピングステーション、容器排出ステーション等が設けられる。
キャリヤ20は、図2〜図4に示す如く、ガイドレール11を挟む上下のローラ21A、21Bを介してガイドレール11に走行可能に載架される。キャリヤ20は、ローラ21Bを駆動する自走用モータ22、歯車列23を有する。モータ22は、サーボモータからなり、キャリヤ20の停止位置、走行速度、走行加速度を適宜制御できる。これにより、キャリヤ20は、ガイドレール11に沿う前述の搬送区分毎に、1個のキャリヤ20ずつ、又は一団をなすようにつながる前後複数個のキャリヤ20ずつ、格別に停止制御、走行制御せしめられる。尚、キャリヤ20の自走用モータ22への給電方式としては、キャリヤ20にバッテリを搭載し、このバッテリから自走用モータ22に給電するもの、ガイドレール11に沿うように延在させた給電線に摺接する受電ブラシ又は受電パンタグラフをキャリヤ20に設け、これらの受電ブラシ又は受電パンタグラフから自走用モータ22に給電するもの等を採用できる。
キャリヤ20は、後述するグリップユニット30のための左右の係着ブロック24A、24Bを固定的に備える。
容器搬送装置1は、ガイドレール11に付帯させたキャリヤ20に着脱自在に片持ち支持(グリップユニット30の搬送方向に直交する方向の片側部を支持)されるグリップユニット30を有する。グリップユニット30は、図2に示す如く、グリップベース31に2本のアーム41A、41Bからなるグリッパ40を有する。グリップユニット30は、グリップベース31に1個又は複数個(本実施例では2個)のグリッパ40を有する。
グリッパ40は、図5に示す如く、2本のアーム41A、41Bにかけたばね42により閉じ状態に設定されるとともに、ガイドレール11の搬送経路に沿う必要位置に開閉手段50を配置し、開閉手段50の例えばソレノイド51により駆動される押動子52によって2本のアーム41A、41Bに設けたカムフォロワ43、43を押し開いて開き状態に設定される。グリッパ40は、開き状態で、容器100のネック部101(容器口部のキャッピング用雄ねじ部101Aと容器肩部101Bとの間)を両アーム41A、41Bの互いに相対するV字凹部間に上下方向(両V字凹部が囲む空間に直交する方向)又は横方向(両V字凹部が囲む空間の横向き開口が臨む方向)から受け入れ、閉じ状態で、容器100のネック部突起(例えば正立容器100におけるネック部101上の環状突部)を両アーム41A、41BのV字凹部縁上に載せて該ネック部101をグリップする。
グリップユニット30は、グリップベース31をガイドレール11に付帯のキャリヤ20に設けてある係着ブロック24A、24Bの係着凹部25に着脱される。グリップベース31は係着凹部25の奥行面に突き当てられて奥行方向に位置決めされ、グリップベース31に設けてある位置決めピン32を左右の係着ブロック24A、24Bの間隔内に密に差込まれて奥行直角方向に位置決めされる。グリップベース31はキャリヤ20の係着ブロック24A、24Bへの上述の位置決め状態で、係着ブロック24A、24Bに組込んである機械式チャックによりグリップベース31をチャックし、又は係着ブロック24A、24Bに組込んである弾発プランジャをグリップベース31の凹所に係着し、又は係着ブロック24A、24Bに組込んであるマグネットによりグリップベース31を磁着する等により、その位置決め状態を固定化されてキャリヤ20に取着される。
図1は、ガイドレール11のキャリヤ20にグリップベース31が取着されたグリップユニット30と、キャリヤ20から離脱されたグリップユニット30とを示す。
容器搬送装置1にあっては、容器100に対応するグリッパ40を持つグリップユニット30をガイドレール11に付帯のキャリヤ20に取着する。キャリヤ20は自走用モータ22によりガイドレール11上を走行し、ガイドレール11に沿う容器投入ステーション、内容物充填ステーション、キャッピングステーション、容器排出ステーション等の各搬送区分を順に移動する。容器投入ステーションでは開閉手段50により開閉されるグリップユニット30のグリッパ40にて容器100のネック部101をグリップする。内容物充填ステーションでは充填機から容器100に内容物が充填される。キャッピングステーションでは容器100にキャップが締結される。容器排出ステーションでは、開閉手段50により開かれたグリップユニット30のグリッパ40から解放される容器100が排出される。
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット30を構成するグリップベース31を搬送手段10のガイドレール11に設けたキャリヤ20に対し着脱自在に片持ち支持可能にした。従って、多品種少量生産ライン等における、取扱い容器100の変更等によるグリッパ40の型替えを、グリッパ40が設けられているグリップベース31をキャリヤ20に着脱することにて容易化できる。また、グリッパ40は容器100のネック部101の形状、寸法の変更がある程度の範囲内にある限り、変更容器100のネック部101もグリップできるから、取扱い容器100の変更等によるグリッパ40の型替えをなしにすることもできる。
(2)搬送手段10をガイドレール11とし、このガイドレール11に走行可能にキャリヤ20を付帯するものとすることにより、ガイドレール11によって搬送経路を規定し、かつグリップユニット30のグリップベース31をキャリヤ20に対し安定的に着脱できる。
(3)グリップユニット30が取着されたキャリヤ20がガイドレール11に載架されるローラ21A、21Bを有し、ローラ21Bを駆動する自走用モータ22をキャリヤ20に有した。従って、グリップユニット30及びキャリヤ20の各個結合体をガイドレール11上で独立的に走行制御できる。これにより、ガイドレール11の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリップユニット30を停止したり、変速(増速又は減速)することができる。
尚、容器搬送装置1において、図1に示す如く、搬送区分Aに後続する搬送区分Bに容器投入ステーションB1と容器クリーニングステーションB2を並列配置し、搬送区分Bに後続する搬送区分Cに容器100への内容物充填ステーションC1、キャッピングステーションC2、容器排出ステーションC3を直列配置することができる。
このとき、容器搬送装置1の全長設置スペースを小型化するため、搬送区分Bと搬送区分Cを並置することとし、搬送区分Bと搬送区分Cの各ステーション間でキャリヤ20及びグリップユニット30を移載するものとする。尚、ステーション間におけるキャリヤ20及びグリップユニット30の具体的移載方式は、例えば後述する実施例3の如くに実現できる。
また、搬送区分Bの容器投入ステーションB1、容器クリーニングステーションB2では2個のキャリヤ20をつなげた一団として搬送制御し、搬送区分Cの内容物充填ステーションC1、キャッピングステーションC2、容器排出ステーションC3では4個のキャリヤ20をつなげた一団として搬送制御する。そして、搬送区分Cから搬送区分Aへの戻り行程ではそれらのキャリヤ20を急速走行させた後、搬送区分AのアキュムステーションA1にそれらのキャリヤ20を一時貯留可能にする。キャリヤ20は、アキュムステーションA1から、搬送区分Bの容器投入ステーションB1が必要とする送給速度で容器投入ステーションB1に供給され得るものになる。
また、容器搬送装置1にあっては、容器投入ステーション〜容器排出ステーションまでの全行程に渡り、単一のグリップユニット30のグリッパ40で、容器100のネック部101をグリップし続けるから、容器100のつかみ替えがなく、つかみ替えに伴う内容物の飛び跳ね等を生じない。
(実施例2)
図6の容器搬送装置1Aは、実施例1のキャリヤ20及びグリップユニット30の駆動源として、実施例1の自走用モータ22を用いず、無端周回状の歯付送りベルト60を用いたものである。
送りベルト60は、ガイドレール11に沿う複数の搬送区分A、B、C…毎に互いに独立的に設けられる複数の送りベルト60からなり、各送りベルト60毎に駆動モータ(不図示)を備えるものとした。この駆動モータとしては、実施例1と同様のサーボモータを採用する。
キャリヤ20に取着されたグリップユニット30のグリップベース31の下面(グリッパ40の取付面の反対面)に、一定間隔をなす突条係合子61を設け、この係合子61を送りベルト60の表面の歯62の谷部に係脱可能にした。グリップユニット30のグリップベース31は、係合子61を送りベルト60の歯62に係合する状態下で、送りベルト60の回転力を付与され、ガイドレール11にガイドされて送りベルト60とともに移動する。
グリップユニット30のグリップベース31をキャリヤ20の係着ブロック24A、24Bに着脱するとき、キャリヤ20に対するグリップベース31の着脱方向において、グリップベース31の係合子61を送りベルト60の歯62に対して係脱可能にする。
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット30のグリップベース31に設けた係合子61を、ガイドレール11に沿う複数の搬送区分毎に独立に設けた送りベルト60に係脱可能にした。従って、グリップユニット30及びキャリヤ20の各個結合体を、各搬送区分毎に独立的に走行制御できる。これにより、ガイドレール11の搬送経路に沿う一部の範囲で一部のグリップユニット30を停止したり、変速(増速又は減速)することができる。
(2)キャリヤ20に対するグリップベース31の着脱方向に沿って、グリップベース31の係合子61を送りベルト60に対して係脱可能にした。従って、グリップベース31をキャリヤ20に対して着脱可能にしながら、グリップベース31の係合子61を送りベルト60に係脱できる。
ガイドレール11に沿う複数の搬送区分毎に独立の送りベルト60を設けるに際し、各送りベルト60毎に駆動モータを備えず、全送りベルト60に対し1個の駆動モータを設け、この駆動モータの出力を各送りベルト60に分配するものとしても良い。このとき、駆動モータの出力が各送りベルト60に分配される分配路にクラッチを設ければ、各送りベルト60を互いに独立に駆動/停止でき、グリップユニット30及びキャリヤ20を各搬送区分毎に独立的に走行制御できる。
(実施例3)
図7の容器搬送装置1Bは、第1搬送手段10A、第2搬送手段10B、容器投入装置70、容器クリーニング装置80、反転装置90、第3搬送手段10Cを有する。
第1搬送手段10Aは、第1ガイドレール11Aにて構成される。
第2搬送手段10Bは、複数本の無端周回状の循環ベルト12の循環方向の複数位置のそれぞれに第2ガイドレール11Bを固定的に有し、第2ガイドレール11Bは、第1ガイドレール11Aの出口に直列的に接続する位置と、容器投入装置70に対応する容器投入位置と、容器クリーニング装置80に対応するクリーニング位置と、反転装置90が備えるガイドレール91の入口に直列的に接続する位置のそれぞれに間欠的に位置付けるように、該ガイドレール11Bの長手方向に直交する方向に間欠循環移動する。
反転装置90はガイドレール91を旋回板92に有し、ガイドレール91を第2ガイドレール11Bの出口に直列的に接続する位置に位置付けるとともに、ガイドレール91を180度回転し、かつ第3搬送手段10Cが備える第3ガイドレール11Cの入口に直列的に接続する位置に位置付けるように、旋回及び該ガイドレール11Cの長手方向に直交する方向(上下方向)に間欠往復移動する。
第3搬送手段10Cは、第3ガイドレール11Cにて構成される。
ガイドレール11A〜11C、91は、実施例1のガイドレール11と同様をなし、グリップユニット30が着脱し得るキャルヤ20を付帯する。キャリヤ20及びグリップユニット30は実施例1のキャリヤ20及びグリップユニット30と同様をなす。キャリヤ20は、第1ガイドレール11Aと第2ガイドレール11B、第2ガイドレール11Bとガイドレール91、ガイドレール91と第3ガイドレール11Cの接続点で、それらのガイドレール11A〜11C、91の一方から退出して他方に進入するように、係脱する。
容器投入装置70は、容器100を倒立状態で搬入する搬入コンベア71と、搬入コンベア71から複数の容器100を一定の間隔を介して切出す送給コンベア72を有する。送給コンベア72は、第2搬送手段10Bの容器投入ステーションに位置付けられた第2ガイドレール11Bの直上に配置され、相対するコンベアベルトの離隔により開放される容器100を第2ガイドレール11Bに付帯のキャリヤ20に取着されているグリップユニット30のグリッパ40に受け渡す。グリッパ40と容器100のネック部101をグリップする位置合わせは、例えば、容器口部を位置決めストッパに当接することによって行なう。
容器クリーニング装置80は、第2搬送手段10Bのクリーニングステーションに位置付けられた第2ガイドレール11Bの直下に配置され、第2ガイドレール11Bに付帯のキャリヤ20に取着されているグリップユニット30のグリッパ40がグリップしている倒立容器100の口中にクリーニングヘッドを挿入し、容器100の内部をクリーニングする。
容器搬送装置1Bは、第2搬送手段10Bの第2ガイドレール11Bの容器投入位置に容器投入装置70を有する容器投入ステーションを設け、第2ガイドレール11Bのクリーニング位置にクリーニング装置80を有するクリーニングステーションを設け、第3搬送手段10Cの第3ガイドレール11Cが延在される搬送経路に沿う複数の搬送区分毎に、容器100への内容物充填ステーション、容器100のキャッピングステーション、容器100の排出ステーション等を設け、以下の如く動作する。
(1)第1搬送手段10Aの第1ガイドレール11Aに付帯する1個又は複数個つながって一団をなすキャリヤ20(本実施例では、一団をなす前後2個のキャリヤ20)のそれぞれに取着された空のグリップユニット30が、キャリヤ20の自走用モータ22により第1ガイドレール11A上を走行してくる。キャリヤ20は第1ガイドレール11Aの出口で第2搬送手段10Bの第2ガイドレール11Bに乗り移って該ガイドレール11Bに付帯するものとなり、キャリヤ20及びグリップユニット30は第2ガイドレール11Bの側に移載されて停止する。
(2)第2搬送手段10Bの循環ベルト12の間欠回転により、上述(1)の第2ガイドレール11Bを容器投入ステーションの容器投入位置に位置付ける。容器投入装置70の送給コンベア72が倒立容器100を上述(1)のグリップユニット30のグリッパ40に受け渡す。グリッパ40は、開閉手段50により開かれて容器100を受け入れ、開閉手段50により再び閉じられて容器100のネック部101をグリップする。
(3)上述(2)の第2ガイドレール11Bを循環ベルト12の更なる間欠回転により、容器クリーニングステーションのクリーニング位置に位置付ける。容器クリーニング装置80のクリーニングヘッドが上述(2)のグリップユニット30のグリッパ40にグリップされている倒立容器100の口部に挿入され、容器100をクリーニングする。
(4)上述(3)の第2ガイドレール11Bに付帯するキャリヤ20及びグリップユニット30は、キャリヤ20の自走用モータ22により第2ガイドレール11Bの出口から反転装置90のガイドレール91に乗り移るように走行して当該ガイドレール91に付帯するものとなり、一旦停止する。反転装置90によりガイドレール91を180度回転して容器100を正立させ、かつ反転装置90の移動によってガイドレール91の出口を第3搬送手段10Cの第3ガイドレール11Cに直列接続させる。
(5)上述(4)のガイドレール91に付帯するキャリヤ20及びグリップユニット30は、キャリヤ20の自走用モータ22によりガイドレール91の出口から第3搬送手段10Cの第3ガイドレール11Cに乗り移るように走行し、第3ガイドレール11Cに付帯するものとなる。キャリヤ20は、自走用モータ22により第3ガイドレール11C上を走行し、第3ガイドレール11Cに沿う前述の内容物充填ステーションに一端停止し、キャリヤ20に付着されているグリップユニット30のグリッパ40にグリップされている正立の容器100に内容物を充填する。キャリヤ20は、自走用モータ22により第3ガイドレール11C上を更に走行し、ガイドレール11Cに沿う前述のキャッピングステーションに一旦停止し、グリップユニット30のグリッパ40にグリップされている容器100にキャップを締結され、その後、容器排出ステーションに搬送され、開閉手段50により開かれたグリッパ40から容器100が開放されて排出される。
本実施例によれば、実施例1の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
(1)グリップユニット30が取着されたキャリヤ20をガイドレール11A〜11C、91に対し係脱することにより、グリップユニット30及びキャリヤ20を1つのガイドレール(例えば11A)から他のガイドレール(例えばガイドレール11B)に移し替えることができ、結果としてグリッパ40の搬送方向を変換できる。
(2)反転装置90によりキャリヤ20が架設されたガイドレール91を180度回転することにより、キャリヤ20に取着されたグリップユニット30を180度反転できる。
容器搬送装置1Bにあっては、搬送手段10A、10B、10Cの上下方向配置レベルを互いに異なるものにし、それらに付帯する各作業ステーションを3次元的に配置することにより、作業性の向上、占有スペース上のメリットを得ることができる。
本発明において、グリップユニットのグリッパは容器100のネック部101をグリップするものであれば良く、容器100のネック部突起を載せてグリップするものに限らない。
また、本発明の自走用モータ、駆動モータは、サーボモータに限らず、ステッピングモータ、インバータモータ等であっても良い。
また、本発明の容器搬送装置は、搬送手段を直線ガイドレール等の直線経路方式によるものに限らず、曲線ガイドレール等の曲線経路方式、ロータリーテーブル等の旋回経路方式によるものにて構成しても良い。
また、本発明の容器搬送装置に投入される容器100としては、ボトルに限らず、ネック部を備えた可撓袋であっても良い。
また、本発明の容器搬送装置において、多品種少量生産ライン等における取扱い容器100の変更等により、キャリヤ20に設けたグリップユニット30の相隣るグリッパによりグリップされるべき容器間隔が変化せざるを得ないときには、(a)グリップユニットの相隣るグリッパ間隔を調整し、又はグリップユニットをグリッパ間隔の異なるものに交換し、(b)充填機200(図8)(キャッピング機も同じ)の相隣る充填ヘッド201、201の間隔をヘッドピッチ調整装置202により変更して対処可能にする。図8のヘッドピッチ調整装置202は、モータ202Aの出力軸に結合した送りねじ202Bに、各充填ヘッド201に一体の伝動子201Aを螺着させてあり、モータ202Aの回転制御により相隣る充填ヘッド201の間隔を自在に広狭調整できる。
図1はキャリヤを備えたガイドレールとグリップユニットを示す斜視図である。 図2はキャリヤとグリップユニットの着脱構造を示す斜視図である。 図3は自走用モータを備えたキャリヤを示す斜視図である。 図4は自走用モータを備えたキャリヤにグリップユニットを取着した状態を示す斜視図である。 図5はグリッパの開閉手段を示す斜視図である。 図6は送りベルトとグリップベースの係合子との係合状態を示す斜視図である。 図7は容器搬送装置を示す斜視図である。 図8は充填機のヘッド間隔調整装置を示す斜視図である。
符号の説明
1、1A、1B 容器搬送装置
10、10A、10B、10C 搬送手段
11、11A、11B、11C ガイドレール
20 キャリヤ
21A、21B ローラ
22 自走用モータ
30 グリップユニット
31 グリップベース
40 グリッパ
41A、41B アーム
42 ばね
50 開閉手段
60 送りベルト
61 係合子
90 反転装置
91 ガイドレール
100 容器
101 ネック部

Claims (5)

  1. 容器のネック部をグリップするグリッパをグリップベースに設けた容器の片持ちグリップユニットを用い、
    グリップユニットのグリップベースを搬送手段に設けたキャリヤに対し着脱自在に片持ち支持可能にした容器の搬送装置であって、
    前記グリッパが2本の互いに相対して開閉するアームの間に容器のネック部をグリップ可能にし、
    グリッパの2本のアームが、それら2本のアームにかけたばねにより閉じ状態に設定されるとともに、搬送手段の搬送経路に沿う必要位置に配置した開閉手段により開き状態に設定される、容器の搬送装置
  2. 前記グリップユニットのグリップベースを、搬送手段たるガイドレールに走行可能に付帯されるキャリヤに、着脱自在に片持ち支持した請求項1に記載の容器の搬送装置。
  3. 前記キャリヤがガイドレールに係脱可能にされる請求項2に記載の容器の搬送装置。
  4. 前記キャリヤがガイドレールに載架されるローラを有し、該ローラを駆動する自走用モータを該キャリヤに有してなる請求項2又は3に記載の容器の搬送装置。
  5. 前記キャリヤがガイドレールに載架されるローラを有し、
    ガイドレールに沿う複数の搬送区分毎に独立の送りベルトを設け、
    キャリヤに結合されたグリップユニットのグリップベースに設けた係合子を上記送りベルトに係脱可能にし、キャリヤに対するグリップベースの着脱方向に沿って、グリップベースの係合子を送りベルトに対して係脱可能にする請求項2又は3に記載の容器の搬送装置。
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