JP4531376B2 - チェーンレス容器搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、牛乳パック等の容器に内容物を充填する充填機械に装備される容器搬送装置に関する。

従来、牛乳やジュース等の液体を紙容器へ充填するための高速液体充填機械として、例えば、図９に示される充填ステーションを備えている高速液体充填機械が知られている。かかる高速液体充填機械は、充填ステーションを有する機械フレーム１と、容器を充填ステーションで順次停止させるように搬送することができる搬送コンベア２と、その搬送経路始端上方に配置された、放射状のマンドレル３を有する回転体４と、搬送経路中程の充填ステーションに配置された、充填タンク５、定量シリンダ６及び充填ノズル７を有する充填装置８、並びに容器昇降手段９と、搬送経路後半に配置されたヒートシーラー１０等を備えている。

上記高速液体充填機械による充填包装は、まず、角筒状に成形可能な容器素材を保持するマガジン１１から容器素材（カートンブランク）を角筒状に広げながら取り出してマンドレル３に順次装嵌し、底部加熱装置１２により容器底部となる端部を加熱し、容器端部折込み装置１３により加熱された容器周端部を平坦に折り込み、容器底部圧着装置１４により平坦に折り込まれた前記端部を圧着して有底角筒状容器とし、該有底角筒状容器をマンドレルからエンドレスチェーン１５に取り付けられている容器ホルダに移し換える。前記搬送コンベア２は、かかる複数の容器ホルダが連結されたエンドレスチェーン１５と、エンドレスチェーン１５が掛け渡されている搬送経路始端及び終端にそれぞれ設けられた一対のスプロケット１６，１７とから構成されている。

搬送コンベアに移載された有底角筒状容器は、その底部を受けて案内するレール１８上をエンドレスチェーン１５に取り付けられている容器ホルダにより間欠的に搬送され、有底角筒状容器の頂部を屋根型に折り込みやすくするための折り目をつける予備折込み装置１９、過酸化水素水噴霧及び／又は紫外線照射により容器内部を殺菌する殺菌装置２０を経由して充填ステーションに至る。間欠的に搬送され充填ステーションに停止した有底角筒状容器は、容器昇降手段９により押し上げられ上死点に達したとき、充填ノズル７からの液の充填が開始され、下降しながらの充填は容器の下降により充填ノズル７の先端が容器から抜けるまで行われ、充填終了とほぼ同時に容器の搬送が開始される。液体が充填された有底角筒状容器は、折り目の付けられた容器の頂部を最終的に屋根形に折り込む本折込み装置２１、折り込まれた容器頂部のシール面を加熱する容器頂部加熱装置２２を経由して、容器頂部を圧着するヒートシーラー１０により容器頂部をヒートシールし、印字装置２３により日付等が印字され、液体充填包装製品として排出されていく。

ところで、容器搬送コンベアに用いられるチェーンコンベアにおいては、一般に長期間の使用に伴ってエンドレスチェーンの構成部品が摩耗し、その結果、エンドレスチェーンに伸びが発生することが知られている。例えば、２本のピン両端にピンリンクプレートを有するピンリンクと、ローラを回転自在に嵌めた２本のブシュ両端にローラリンクプレートを有するローラリンクとを順次組み合わせてなるローラチェーンにおいては、使用中に摺動部であるピンとブシュとの当接によってピン及びブシュが摩耗して厚みが減り、エンドレスチェーンに伸びが発生することが知られている。エンドレスチェーンに伸びが発生すると、容器ホルダの中心位置が搬送方向にずれることになり、各装置群で動作する例えば充填装置等の装置と容器との芯ずれの他、搬送時におけるエンドレスチェーンのスプロケット又はコンベアレールへのかみ込み、充填後の容器からの液こぼれ等の様々な不都合が生じることになる。特に、芯ずれに対しては、充填装置等を搬送方向に移動させることで、このずれを吸収していたが、このずれの吸収にも限度があり、ずれ吸収限度とともにチェーン寿命と判断して、エンドレスチェーンを交換していた。

一方、チェーンに好ましいテンションを掛けるようにする技術として、チェーンを掛けた従動スプロケットが先端部に取り付けられかつ駆動スプロケットに対し従動スプロケットを接近・離隔させうるように配置された所定範囲で揺動自在な保持アームと、駆動スプロケットに対し従動スプロケットを離隔させる方向に保持アームを付勢している付勢手段と、保持アームの揺動を揺動範囲内の任意の位置でロック解除自在にロックするロック手段と、よりなるチェーンコンベアのテークアップが知られている（特許文献１参照）。
特開平５−３３８７５８号公報

最近のこの種充填包装機械は、その列数や送りピッチ数を変えずに、一層の高能力化（高速化）を図っているので、コンベアの間欠動作のタイムサイクルが短くなっている。この短いタイムサイクル、特に短い間欠停止時間内で所定の容器供給、充填、蓋材シール等を行うために、容器供給、充填、蓋材シール等のセクションが複数セクションに渡って設けられている。そして、充填、シール、殺菌等のセクションを複数セクションに渡って設けるということは、必然的に機長の延長につながる。機長が長くなった最近のこの種充填包装機械においては、高能力化（高速化）を図る上で、容器供給、充填、蓋材シール等の各ステーションに搬送されてくる容器ホルダの位置精度をできる限り正確なものとしなければならないが、搬送コンベアにおいて従来どおりエンドレスチェーンを使用する限り、エンドレスチェーンの使用による伸びに起因する問題、すなわち、容器供給、充填、蓋材シール等の各ステーションに搬送されてくる容器ホルダの芯の位置精度をできる限り正確なものとするための各ステーション位置の定期的な調整や、エンドレスチェーンの交換という問題を避けることがどうしてもできなかった。特に、従来の容器搬送コンベア装置においては、その駆動源（駆動スプロケット）をその搬送経路下流側端部に設ける必要があり、この場合、チェーンの伸びによる容器ホルダの位置ズレは搬送装置の駆動源から離れたところ、すなわち、その搬送経路始端側ほど顕著に現れるため、搬送経路の最も始端側に位置する処理装置である容器供給装置において容器ホルダの位置ズレが生じやすく、これが大きな問題となっていた。また、この調整作業にも限度があり、調整限度を超えて伸びたチェーンは上記のように新しいチェーンに交換せざるを得ないという問題があった。さらに、チェーンには、リンク部分に遊びが設けられているため搬送物の停止位置精度が悪いという問題があった。

本発明はかかる実状に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、従前の充填包装機械の容器搬送コンベアにおけるエンドレスチェーンの伸びや構造に起因し、エンドレスチェーンを使用することにより必然的に生じる問題を根本的に回避し、かつ、充填包装機械における容器供給、充填、蓋材シール等の各ステーションに搬送されてくる容器ホルダの位置精度を正確なものとすることが可能な容器搬送装置を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究し、エンドレスチェーンの材質や構造等について、またエンドレスチェーンの伸びを吸収するテンショナー等につて各種容器搬送チェーンコンベアを作製したが、エンドレスチェーンを用いる限り根本的な解決策にはならないという結論に達し、チェーンを用いないチェーンレス容器搬送装置を開発すべく鋭意研究し、容器を保持するための容器ホルダの一部を構成する保持部を有する多数のブロックをブロック送出手段により、搬送方向に所定のピッチで順次往路ブロック支持レール上を移送させ、往路ブロック支持レール終端部に移送されてきた容器ブロックを復路ブロック支持レール始端部に受け渡し、次いで復路ブロック支持レール始端部のブロックを復路ブロック支持レール終端部に移送し、復路ブロック支持レール終端部に移送されてきたブロックを往路ブロック支持レール始端部に受け渡すことができる、ブロックの循環システムを備えたチェーンレス容器搬送装置を実際に作製したところ、エンドレスチェーンを用いなくとも正確に容器を搬送することができ、しかも経時的にも位置ずれが生じないことを確認し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、互いに対向して平行に配置された容器搬送手段（３２；３３）の間に形成される容器ホルダ（３４）に角筒状容器（３６）を保持して搬送するチェーンレス容器搬送装置（３０）であって、前記容器搬送手段（３２；３３）が、前記容器ホルダ（３４）の一部を構成する保持部を有する多数のブロック（４０）と、該多数のブロック（４０）を移送方向に沿って移動可能な状態で支持する移送方向に延設された往路ガイドレール（４２；７２）を含む往路ブロック支持部材及び復路ガイドレール（４４；７４）を含む復路ブロック支持部材と、該往路ブロック支持部材の終端と復路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、往路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次復路ブロック支持部材に受け渡すことができるＵ字状の連結ガイドレール（６０）を含む第１受渡手段と、復路ブロック支持部材の終端と往路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、復路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次往路ブロック支持部材に受け渡すことができるＵ字状の連結ガイドレール（６０）を含む第２受渡手段と、各ブロックが、往路ブロック支持部材、第１受渡手段、復路ブロック支持部材、第２受渡手段、往路ブロック支持部材…の順で循環し得るように、１又は複数のブロック（４０）を移送方向下流側に送り出し、該送り出されたブロックによって、隣接するブロックが順次移送方向下流側に移送されるように構成されている、ブロックを送出・移送することができるブロック送出手段とを備えたことを特徴とするチェーンレス容器搬送装置（請求項１）に関する。

また本発明は、ブロック送出手段が、１又は複数のブロックを移送方向下流側に所定のピッチで間欠的に送出・移送することができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項２）や、ブロック送出手段が、複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項３）や、ブロック送出手段が、ブロックと係合して移送方向下流側に送り出すことができる凹部若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体と駆動軸とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項４）や、ブロックが、円盤対又は円柱体の外周面に形成された凹部に歯合する回転自在の棒状部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項５）や、ブロック送出手段が、１又は複数のブロックと係合状態で移送方向下流側に送り出すことができる所定のストロークで進退するブロック係合押動部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項６）や、往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材が、それぞれ、ブロックの上下に配置された２本のガイドレールであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項７）や、ガイドレールが、断面円形又は多角形の棒状ガイドレールであることを特徴とする請求項７に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項８）や、ガイドレールのブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位が、断面矩形であることを特徴とする請求項７又は８に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項９）や、ガイドレールのブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位以外の部位が、断面円形であることを特徴とする請求項９に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１０）や、ガイドレールが、ブロックとの接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラを有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１１）や、ローラが、ガイドレールのブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１２）に関する。

さらに本発明は、第１受渡手段及び／又は第２受渡手段が、ブロックと係合状態でブロックを案内・受け渡しすることができる凹部若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１３）や、連結ブロック支持部材が、断面矩形の連結ガイドレールであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１４）や、連結ブロック支持部材が、ブロックとの接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラを有することを特徴とする請求項１４に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１５）や、ローラが、Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部近傍の直線部に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１６）や、Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部を挟んだ両直線部に設けられたローラが、上流側直線部に比して下流側直線部に多く設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１７）や、第１受渡手段及び／又は第２受渡手段が、ブロックの内側及び／又は外側から支持するＵ字状のガイド部材を有していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１８）や、容器ホルダが、少なくとも角筒状容器の対角２角隅部を保持する保持部から構成されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項１９）や、隣り合うブロックが、永久磁石により連結されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項２０）や、搬送される容器の下方に位置して該容器の底部を支持する容器支持部材を備えたことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項２１）や、容器支持部材の所定位置に上下方向に貫通した開口が形成されると共に、該開口に容器昇降部材を挿通して容器を底部から上方に押し上げて元の位置まで下降させることができる容器昇降手段を備えたことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項２２）や、容器に内容物を充填して包装する充填包装機械に装備されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（請求項２３）に関する。

本発明のチェーンレス容器搬送装置によれば、ブロック支持部材に支持されたブロックの搬送にエンドレスチェーンが用いられていないので、従前の充填包装機械の容器搬送コンベアにおけるエンドレスチェーンの伸びや構造に起因し、エンドレスチェーンを使用することにより必然的に生じる問題を根本的に回避し、かつ、充填包装機械における容器供給、充填、蓋材シール等の各ステーションに搬送されてくる容器ホルダの位置精度を正確なものとすることを可能とし、効率よく安定して容器供給、充填、蓋材シール等の処理を行うことができる。

本発明のチェーンレス容器搬送装置は、例えば、容器ホルダに保持される容器に内容物を充填して包装する充填包装機械や、容器を殺菌する殺菌装置等に装備して用いることができ、かかる本発明のチェーンレス容器搬送装置としては、互いに対向して平行に配置された容器搬送手段の間に形成される容器ホルダに角筒状容器を保持して搬送するチェーンレス容器搬送装置であって、前記容器搬送手段が、前記容器ホルダの一部を構成する保持部を有する多数のブロックと、該多数のブロックを移送方向に沿って移動可能な状態で支持する移送方向に延設された往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材と、該往路ブロック支持部材の終端と復路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、往路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次復路ブロック支持部材に受け渡すことができる第１受渡手段と、復路ブロック支持部材の終端と往路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、復路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次往路ブロック支持部材に受け渡すことができる第２受渡手段と、各ブロックが、往路ブロック支持部材、第１受渡手段、復路ブロック支持部材、第２受渡手段、往路ブロック支持部材…の順で循環し得るように、ブロックを送出・移送することができるブロック送出手段とを備えたことを特徴とするチェーンレス容器搬送装置であれば特に制限されるものではなく、ここで、本発明のチェーンレス容器搬送装置における「チェーンレス」とは、ブロック支持部材に支持された多数のブロックの搬送にエンドレスチェーンが用いられていないことをいう。

本発明のチェーンレス容器搬送装置によれば、チェーンの伸びやチェーンの構造に起因する容器ホルダ停止位置のズレの発生を防止することができ、例えば容器の供給、内容物の充填、シール等を正確に効率よく安定して行うことができる。また、チェーン伸び時に要求されていたメンテナンスが不要となる。また、容器搬送手段が、チェーン伸びを想定せずに設計製作可能なため、伸び対応の構造が不要となり、構造が簡素化でき、よって低コストで清潔な（洗浄性に優れた）容器搬送手段の製作が可能となる。さらに、従来、チェーンでは必須であったチェーン潤滑剤（食品機械では主に水）を不要とすることができ、この水は、飛沫が容器内に混入して細菌汚染をもたらす危険を含んでいたため、衛生面での機能改善も可能となる。そして、従来、チェーンではスプロケット歯端（側面）とチェーンのローラリンクプレートでこすれが生じるが、この部分は面圧が高く摩耗粉の発生が必然であったが、本発明のチェーンレス容器搬送装置によると、駆動部の分散化が可能で面圧を低くすることができ、摩耗粉の発生を抑えることができる。

本発明のチェーンレス容器搬送装置におけるブロックとしては、容器ホルダの一部を構成する保持部を有していれば特に制限されるものではなく、保持部としては、例えば、容器の１角隅部又は２角隅部を支持するように形成された凹部や、容器の１角隅部又は２角隅部を支持する断面Ｌ字状又はコの字状若しくはＵ字状の板状の保持片が挙げられる。断面Ｌ字状の保持片が１つのブロックに１個設けられている場合、片方の容器搬送手段の２つのブロックと他方の容器搬送手段の２つのブロックに設けられた４個の保持片により、角筒状容器の４角隅部を保持することとなる。また、角筒状容器は、カートンブランクが角筒状に広げられ、底部がシールされてなる有底カートンであり、角筒状に広げられた有底カートンは、折り畳まれたカートンブランクの形状に復帰しようとする力（バックリング；菱形変形）により、自然状態で横断面がひし形（平行四辺形）を呈することや、バックリングが一般的に紙の硬さに比例して大きくなることが知られている。このような角筒状容器においては、容器ホルダは、角筒状容器の対角２角隅部（鋭角部）を保持する保持部（保持片）から構成することができる。

ブロックの形状や大きさは、適宜決定することができるが、例えば、移送方向の長さが３０ｍｍ〜６５ｍｍ程度のブロックを挙げることができ、また、その材質も特に制限されないが、上記往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材（双方を意味する場合はブロック支持部材ともいう。）との間のすべり摩擦係数の小さい耐摩耗性の材質が好ましく、硬質プラスチックやステンレススチール合金、アルミニウム合金を具体的に挙げることができる。また、ブロックには、ブロック支持部材との間のすべり摩擦係数を小さくするために、ブロック支持部材との接触部にローラを設けることもできる。

このブロックには、ブロック送出手段と係合する送出し係合部が設けられていることが好ましく、送出し係合部としては、例えば、ブロック送出手段の凸部に係合する１又は２以上の凹部又は開口や、ブロック送出手段の凹部又は開口に係合する１又は２以上の凸部又は棒状部材が挙げられ、これにより簡便かつ確実にブロックを送り出すことができる。特に、ブロック送出手段として、ブロックと係合して移送方向下流側に送り出すことができる凹部を外周面に有する円盤対又は円柱体を用いる場合、送出し係合部は固定された棒状部材や凸部でもよいが、円盤対又は円柱体の外周面に形成された凹部に歯合する回転自在の棒状部材であることが好ましい。これにより、円盤対又は円柱体、及び棒状部材にかかる負担を軽減すると共に、スムーズにブロックの移送を行うことができる。また、ブロック送出手段として上記のような円盤対又は円柱体を用いる場合、送出し係合部は、送り出し安定性が向上し、円盤対又は円柱体の半径を小さくすることが可能となることから、ブロックに２以上設けることが好ましく、部品の設計、加工上、２ヶ所に設けることが最も好ましい。また、ブロックは、ブロック支持部材と係合する支持部材係合部を有することが好ましく、支持部材係合部としては、例えば、棒状の支持部材を内部に収容して支持するＵ字状又はコの字状係合部が挙げられる。この多数のブロックは、隣り合うブロックが永久磁石により連結されていることが好ましく、これにより、ブロックを安定して移送することができる。

上記往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材としては、多数のブロックを移送方向に沿って移動可能な状態で支持する移送方向に延設された支持部材であれば特に制限されるものではなく、少なくとも往路ブロック支持部材は、容器搬送方向に沿って延設される。このブロック支持部材は、ブロックの上下に配置された２本のガイドレールで構成されていることが好ましく、かかるガイドレールとしては、具体的に、断面が円形（楕円形を含む。以下同様。）、多角形の棒状ガイドレールや、断面がＵ字状又はコの字状の部材からなる溝式ガイドレールを挙げることができる。棒状ガイドレールの場合、ブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位が断面矩形であることが好ましく、さらに、ブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位以外の部位が断面円形であることが好ましい。ブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位には大きな力がかかってブロックが不安定となるが、かかる部分を断面矩形とすることにより、より安定してブロックを移送することができる。また、ブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位以外の部位を断面円形とすることにより、コの字状又はＵ字状の支持部材係合部と線接触となり、接触摩擦の低減が図れ、また、洗浄空間が広くなりかかる部分の洗浄性を向上させることができる。

ガイドレールのブロックとの接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラを設け、ブロックの送出・移送をスムーズにすることもできる。このローラは、ガイドレールのブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位に特に設けられていることが好ましい。ブロック送出手段によって送り出されるブロック及びガイドレールには大きな負担がかかると共にブロックの移送が他の部分に比べてスムーズに行われないが、ローラを設けることによりこの問題を解消することができる。

ブロック支持部材の長さは適宜選定することができるが、往路ブロック支持部材と復路ブロック支持部材共、移送方向始端部（上流端）から移送方向終端部（下流端）までの間や、第１受渡手段と第２受渡手段の間、容器ホルダを支持することができる長さが好ましい。また、ブロック支持部材の材質は特に制限されないが、ブロックとの間のすべり摩擦係数の小さい耐摩耗性の材質が好ましく、硬質プラスチックやステンレススチール合金や、硬質プラスチック被覆ステンレススチールを具体的に挙げることができ、中でも、ステンレス鋼材に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）をコーティングしたものを用いるのが好ましい。

前記ブロック送出手段としては、各ブロックを往路ブロック支持部材、第１受渡手段、復路ブロック支持部材、第２受渡手段、往路ブロック支持部材…の順で循環させ得るように、多数のブロックを間欠的及び／又は連続的に送出・移送することができるものであれば、その動作・機構、設置位置など特に制限されるものではなく、１又は複数のブロックを移送方向下流側に送り出し、該送り出されたブロックによって、隣接するブロックが順次移送方向下流側に移送されるように構成されているブロック送出手段や、１又は複数のブロックを移送方向下流側に所定のピッチで間欠的に送出・移送することができるように構成されているブロック送出手段を好適に例示することができる。このブロック送出手段は、往路ブロック支持部材及び／又は復路ブロック支持部材で支持されるブロック（直線部のブロック）を送り出すことができるように構成されることが好ましく、この場合、ブロック送出手段を複数設けることが可能となって、コンベア長に制限がなく、コンベアチェーンの伸びに悩まされることのない長大なコンベアの製作が可能となる。また、直線部のブロックを送り出すことにより、摩耗を決定する、いわゆるＰＶ値（Ｐ：面圧，Ｖ：すべり速度）のＶがほぼ０となって、ブロック同士のこすれがほとんどないため、ブロックの摩耗が発生せず、ブロック寸法の変化を確実に防止することができる。

上記ブロック送出手段として、具体的には、ブロックと係合して移送方向下流側に送り出すことができる凹部若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体と駆動軸とを備えたブロック送出手段（スプロケット方式送出手段）や、１又は複数のブロックと係合状態で移送方向下流側に送り出すことができる所定のストロークで進退するブロック係合押動部材を備えたブロック送出手段を例示することができる。

スプロケット方式送出手段は、外周面に凹部若しくは凸部を有する円盤対又は円柱体と駆動軸とを備え、前記凹部又は凸部がブロックに形成された凸部若しくは棒状部材又は凹部若しくは開口に歯合した状態で前記駆動軸を回転させることによりブロックを送り出すように構成されており、このスプロケット方式送出手段によると、前記円盤対又は円柱体の駆動軸を連続回転させることにより容器ホルダを連続的に送出・移送することができ、前記円盤対又は円柱体の駆動軸を間欠的に回転させることにより容器ホルダを所定のピッチで間欠的に送出・移送することができる。なお、ブロック支持部材の始端や終端に設けられたスプロケット方式送出手段は、後述する第１及び／又は第２受渡手段と兼用することもできる。

ブロック係合押動部材は、例えば、ブロックに形成された凹部又は開口に係合する凸部（係合押動凸部）を有する１又は２本以上の断面円形、矩形等の棒状押動部材や、ブロックの凸部又は棒状部材に係合する凹部又は開口（係合押動凹部又は係合押動開口）を有する１又は２本以上の断面円形、矩形等の棒状押動部材が挙げられ、ブロック係合押動部材の移送方向の進退にはエアシリンダ等の流体シリンダやサーボモータ等を用いることができる。上記所定のストロークとしては、ブロックの移送方向の長さを１ピッチとして、１、２又は３ピッチ等とすることができ、好ましくは１又は２ピッチとすることができる。このブロック係合押動部材を所定のストロークで進退させるタイプのブロック送出手段によれば、１又は複数のブロックを移送方向下流側に送り出し、該送り出された容器ホルダによって、互いに隣接して位置する複数のブロックを順次移送方向下流側に所定のピッチで間欠的に送出・移送することができ、停止時に充填等が行われる。また、ブロック支持部材のほぼ全長にわたり移送方向に延設したホルダ係合押動部材に、ブロック支持部材で支持された略すべてのブロックの凹部若しくは開口又は凸部又は棒状部材に対応する凸部又は凹部若しくは開口を設けておくこともでき、その場合、ブロック支持部材で支持された略すべてのブロックを一斉に移送方向下流側に所定のピッチで間欠的にかつ容器ホルダ同士を密接させることなく送出・移送することができる。

ブロック係合押動部材に設けられた係合押動凸部をブロックの凹部又は開口に係合させた状態でブロックを移送方向下流側に所定のピッチで間欠的に送出・移送するタイプのブロック送出手段の具体的な態様としては、ブロックに形成されている凹部又は開口とラチェット爪等の係合押動凸部とを係合状態で所定のストローク前進させてブロックを所定のピッチ送り出した後、ブロック係合押動部材が所定のストロークで後退しはじめると、ブロック係合押動部材に設けられたラチェット爪等の係合押動凸部とブロックに形成されている凹部又は開口との係合が解除され、結果的にブロックが所定のピッチ前進することになる単純往復動を繰り返すことによりブロックを送り出すラチェット爪方式や、ブロックに形成されている凹部又は開口と係合押動凸部とを係合状態で所定のストローク前進させてブロックを所定のピッチ送り出した後、ブロック係合押動部材を軸回動させて非係合状態とし、この非係合状態で所定のストローク後退させた後、逆回動させて再び係合状態とする往復正逆回動運動を繰り返すことによりブロックを送り出す回動爪方式や、ブロックに形成されている凹部又は開口と係合押動凸部とを係合状態で所定のストローク前進させてブロックを所定のピッチ送り出した後、ブロック係合押動部材をブロックと垂直方向に移動させて非係合状態とし、この非係合状態で所定のストローク後退させた後、ブロック係合押動部材を元の位置に戻して再び係合状態とするボックス運動を繰り返すことによりブロックを送り出すボックスモーション爪方式を具体的に例示することができる。

本発明のチェーンレス容器搬送装置における第１受渡手段及び／又は第２受渡手段としては、ブロック支持部材に支持され移送されてきたブロックを他方のブロック支持部材に案内することができる受渡手段であれば特に制限されるものではなく、必要に応じて（往復・回転）駆動源を備えていることが好ましい。

具体的に第１受渡手段及び／又は第２受渡手段としては、ブロックと係合状態でブロックを案内・受け渡しすることができる凹部若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体を備えたスプロケット方式の受渡手段を挙げることができる。このスプロケット方式の受渡手段は駆動源を備えていてもよい。この円盤対又は円柱体は、その凹部又は凸部がブロックに設けられた凸部又は凹部と歯合した状態で回転することにより容器ホルダを移送・受け渡しすることになる。

また、第１受渡手段及び／又は第２受渡手段として、往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材に連設されたＵ字状の連結ブロック支持部材を備えたガイド方式の受渡し手段を挙げることができる。このガイド方式の受渡し手段は単独で用いることも可能であるが、上記スプロケット方式の受渡し手段と組合せて用いることにより、より安定してブロックを他方のブロック支持部材に受け渡すことができる。

前記Ｕ字状の連結ブロック支持部材としては、断面円形や多角形の連結ガイドレールが挙げられ、かかる部分は大きな力が支持部材に作用することから、面接触となるような断面が矩形の連結ガイドレールが好ましく、面接触とした場合は特に、ブロックの移送をスムーズにするため、ブロックとの接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラを設けることが好ましい。このローラは連結ブロック支持部材の全体又は一部に設けてもよく、Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部近傍の直線部はブロックの移送が特にスムーズに行われないことから、かかる部分に特にローラを設けることが好ましい。Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部を挟んだ両直線部にローラを設ける場合、ローラが上流側直線部に比して下流側直線部に多く設けることが好ましい。下流側直線部はブロックが押し状態となり、上流側直線部に比してブロック及び連結支持ブロックに大きな負担がかかりブロックの移送がスムーズに行われないがこの問題を解消することができ、さらに、隣接するブロックを押し出すための当接部（エッジ部）の摩耗を抑制することができる。

また、第１受渡手段及び／又は第２受渡手段は、上述した円盤対若しくは円柱体やＵ字状の連結ガイドレール等と共にブロックの内側及び／又は外側（側面）から支持するＵ字状のガイド部材を有していることが好ましい。これにより、ブロックのぐらつきをより防止して、ブロックをよりスムーズに移送することができる。また、底部を有したブロックの内側及び／又は外側から支持するＵ字状のガイド部材であってもよく、この場合、単独で用いることも可能である。

本発明のチェーンレス容器搬送装置は、ブロックの保持部で容器の底部を支える構成であってもよいが、搬送される容器の下方に位置して該容器の底部を支持する容器支持部材を備えることが、ブロックやブロック支持部材等にかかる負担を軽減させることができるので好ましい。この容器支持部材としては、形状等特に制限されるものではないが、容器の搬送方向に延設された上面が平滑な棒状部材が好ましく、例えば、断面矩形や断面逆三角形の棒状支持部材が挙げられ、断面矩形の棒状部材が好ましい。かかる容器支持部材の所定位置には上下方向に貫通した開口が形成されると共に、該開口に容器昇降部材を挿通して容器を底部から上方に押し上げて、元の位置まで下降させることができる容器昇降手段を備えていることが好ましい。所定位置とは、例えば、本発明のチェーンレス容器搬送装置が充填包装機械に装備される場合、充填装置が設置される位置が挙げられ、容器昇降手段により容器が押し上げられ上死点に達したとき、充填ノズルからの液の充填が開始され、下降しながらの充填が容器の下降により充填ノズルの先端が容器から抜けるまで行われ、充填終了とほぼ同時に容器の搬送が開始される。このように、容器支持部材の所定位置に形成された上下方向に貫通した開口に容器昇降部材を挿通して容器を底部から上方に押し上げて元の位置まで下降させる容器昇降手段を用いることにより、容器搬送手段における各部材（例えば、ブロック）に負担をかけることなく、容器の昇降をスムーズに行うことができる。また、容器搬送手段における各部材（例えば、ブロック）等は容器の昇降に応じて昇降する必要がなく、より簡単な構造の容器搬送手段となり、この結果、容器搬送手段の不具合の発生を抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明のチェーンレス容器搬送装置について詳しく説明する。図１は本発明の一実施形態に係るチェーンレス容器搬送装置の概略平面図であり、図２は図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の斜視図であり、図３は図１のチェーンレス容器搬送装置のブロックの斜視図であり、図４は図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の横断面図であり、図５は図１のチェーンレス容器搬送装置の第１受渡手段周辺の平面図であり、図６は図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の横断面図であり、図７は図１のチェーンレス容器搬送装置の変形例に係るブロック送出手段周辺の縦断面図であり、図８は図１のチェーンレス容器搬送装置の他の変形例に係るブロック送出手段周辺の斜視図である。

図１〜図６に示すように、本発明の一実施形態に係るチェーンレス容器搬送装置３０は、互いに対向して平行に配置された容器搬送手段３２，３３の間に形成される容器ホルダ３４に角筒状容器３６を保持して搬送する容器搬送装置であり、容器搬送手段３２，３３が、容器ホルダ３４の一部を構成する保持部の一例である保持片３８を有する多数のブロック４０と、多数のブロック４０を移送方向に沿って移動可能な状態で支持する移送方向に延設された往路ガイドレール４２及び復路ガイドレール４４と、往路ガイドレール４２の終端と復路ガイドレール４４の始端との間に設けられ、往路ガイドレール４２によって支持され移送されてきたブロック４０を順次復路ガイドレール４４に受け渡すことができる第１受渡手段を構成する第１スプロケット４６と、復路ガイドレール４４の終端と往路ガイドレール４２の始端との間に設けられ、復路ガイドレール４４によって支持され移送されてきたブロック４０を順次往路ガイドレール４２に受け渡すことができる第２受渡手段を構成する第２スプロケット４８と、各ブロック４０が、往路ガイドレール４２、第１受渡手段４６、復路ガイドレール４４、第２受渡手段４８、往路ガイドレール４２…の順で循環し得るように、ブロック４０を送出・移送することができるブロック送出手段の一例であるブロック送出スプロケット５０と、容器ホルダ３４に保持された角筒状容器３６の下方に位置して搬送可能な状態で角筒状容器３６の底部を支持する容器支持部材の一例である容器搬送方向に延設された断面矩形の棒状支持部材５１（図４参照。）を備えている。

図３に示すように、ブロック４０は、横断面Ｌ字状の板状の保持片３８と、該保持片３８の外側面５２の上部及び下部に固定され、縦断面コの字状の開放部をそれぞれ上下に向けたガイドレール係合部材５４，５６と、ガイドレール係合部材５４，５６を連結するように取り付けられた２本の棒状部材５８とを備えている。ガイドレール係合部材５４，５６の側面には、ブロック４０同士が当接する当接部５７，５９が設けられており、当接部５７，５９は、棒状部材５８の中心を結んだ直線より外側（保持片３８側）に設けられ、図５に示すように、受渡手段４６（４８）の直線部から曲部への移行の際に、隣合う当接部５７，５８同士が干渉しないようになっている。また、ガイドレール係合部材５４，５６の側面の当接部５７，５９が設けられていない内側部分５４ａ，５６ａは面取りされており、受渡手段４６（４８）を通過する際に、隣接するブロック４０と干渉しないようになっている。また、棒状部材５８は、ガイドレール４２，４４で支持されブロック４０同士が当接している状態（直線状に並んだ状態）で、すべての棒状部材５８の間隔が同一になるよう配設されている。すなわち、図６に示すように、一つのブロック４０に配設された棒状部材５８間の間隔ａと、隣合うブロック４０の棒状部材５８の間隔ｂが同一になるように配設されており、ブロック４０は、その幅が棒状部材５８の間隔の２倍の長さになるように構成されている。本実施の形態においては、４つの保持片３８により容器ホルダ３４を構成している。

また、ガイドレール係合部材５４，５６は、ガイドレール４２，４４を凹部に収容して摺動を可能としている。棒状部材５８は、回転自在の状態でガイドレール係合部材５４，５６に取り付けられており、かかる部分とブロック送出スプロケット５０が係合してブロック４０が送り出される。このとき、棒状部材５８が回転自在に取り付けられているので、かかる棒状部材５８及びブロック送出スプロケット５０にかかる負担を軽減させると共にスムーズに安定してブロック４０を送出させることができる。

図２及び図４に示すように、往路ガイドレール４２及び復路ガイドレール４４は、それぞれブロック４０の上下に配置された２本の断面円形の棒状部材である。往路ガイドレール４２及び復路ガイドレール４４が断面が円形であることにより、上記ガイドレール係合部材５４，５６と線接触となって、かかる部分の洗浄性を向上させることができる。

また、図５に示すように、第１受渡手段は、第１スプロケット４６とＵ字状の連結ガイドレール６０とを備えている。第１スプロケットは、ブロック４０の棒状部材５８と歯合する凹部６２を外周面に有した上下に二段の歯車からなって、駆動軸６４を備えている。連結ガイドレール６０は、断面矩形のＵ字状棒状部材であって、往路ガイドレール４２及び復路ガイドレール４４と連結するものであり、上下に２本配置されている。Ｕ字状の連結ガイドレール６０の曲部近傍の直線部には、ブロック４０のガイドレール係合部材５４，５６との摩擦を軽減させるべくローラ６６が設けられている。このローラ６６は、上流側に１つ、下流側に３つ設けられており、上流側に比して下流側に多く設けられる構成となっている。なお、第２受渡手段は第１受渡し手段と同一の構成である。

図４及び図６に示すように、ブロック送出スプロケット５０は、ブロック４０の棒状部材５８と歯合する凹部６８を外周面に有した上下に二段の歯車と、図示しない駆動源に接続された駆動軸７０を備えている。かかるブロック送出スプロケット５０は、往路ガイドレール４２に支持された２つのブロック４０と復路ガイドレール４４に支持された２つのブロック４０の棒状部材５８と歯合して、計４つのブロック４０を移送方向下流側に送り出す。かかる４つのブロック４０が送り出されることにより、隣接するブロック４０を順次移送方向下流側に移送して、全体としてブロック４０が移送され循環する。なお、本実施形態においては、効率的でコストダウンが可能なことから往路及び復路のブロックを同時に送り出す構成としているが、往路又は復路をそれぞれ単独で送り出すようにしてもよく、この場合、例えば、復路側のブロックは、直進フィーダ等を用いて始端側から終端側に一気に早送りする構成とすることができる。

また、チェーンレス容器搬送装置３０において、断面円形の往路ガイドレール４２及び復路ガイドレール４４の変形例として、図７に示すように、ブロック送出スプロケット５０によって送り出されるブロック４０を支持する部位が断面矩形の往路ガイドレール７２及び復路ガイドレール７４が挙げられる。この往路ガイドレール７２及び復路ガイドレール７４には、ブロック４０のガイドレール係合部材５４，５６との摩擦を軽減させるべくローラ７５が設けられている。ブロック送出スプロケット５０によって送り出されるブロック４０及びガイドレール７２，７４に大きな負担がかかると共にブロック４０の移送がスムーズに行われないが、ローラ７５を設けることによりこの問題を解消することができる。なお、往路ガイドレール７２及び復路ガイドレール７４のブロック送出スプロケット５０によって送り出されるブロック４０を支持する部位以外の部位は、図示されていないが、断面円形となっており、かかる部分については洗浄性の向上を図っている。

また、チェーンレス容器搬送装置３０において、ブロック４０とブロック送出スプロケット５０の変形例として、図８に示すように、中央部の上下に凹部７８が形成されたブロック７６と、上下に平行に位置し、それぞれブロック７６の凹部７８に係合するラチェット爪（係合押動凸部）を有した２本の断面矩形の棒状押動部材８０との組合せを挙げることができる。棒状押動部材８０は、ブロック７６と係合状態で所定ストローク前進してブロックを所定ピッチ送り出した後、所定のストロークで後退しはじめると、棒状押動部材８０に設けられたラチェット爪とブロック７６に形成されている凹部７８との係合が解除され、結果的にブロック７６が所定のピッチ前進することになる。

本発明の一実施形態に係るチェーンレス容器搬送装置の概略平面図 図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の斜視図 図１のチェーンレス容器搬送装置のブロックの斜視図 図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の横断面図 図１のチェーンレス容器搬送装置の第１受渡手段周辺の平面図 図１のチェーンレス容器搬送装置のブロック送出手段周辺の横断面図 図１のチェーンレス容器搬送装置の変形例に係るブロック送出手段周辺の縦断面図 図１のチェーンレス容器搬送装置の他の変形例に係るブロック送出手段周辺の斜視図 従来のチェーン式容器搬送装置を装備した充填包装機械の概略説明図である。

符号の説明

３０…チェーンレス容器搬送装置
３２…容器搬送手段
３３…容器搬送手段
３４…容器ホルダ
３６…角筒状容器
３８…保持片
４０…ブロック
４２…往路ガイドレール
４４…復路ガイドレール
４６…第１スプロケット
４８…第２スプロケット
５０…ブロック送出スプロケット
５１…棒状支持部材
５２…外側面
５４…ガイドレール係合部材
５４ａ…内側部分
５６…ガイドレール係合部材
５６ａ…内側部分
５７…当接部
５８…棒状部材
５９…当接部
６０…連結ガイドレール
６２…凹部
６４…従動軸
６６…ローラ
６８…凹部
７０…駆動軸
７２…往路ガイドレール
７４…復路ガイドレール
７６…ブロック
７８…凹部
８０…棒状押動部材

Claims (23)

1. 互いに対向して平行に配置された容器搬送手段（３２；３３）の間に形成される容器ホルダ（３４）に角筒状容器（３６）を保持して搬送するチェーンレス容器搬送装置（３０）であって、
   前記容器搬送手段（３２；３３）が、
   前記容器ホルダ（３４）の一部を構成する保持部を有する多数のブロック（４０）と、
   該多数のブロック（４０）を移送方向に沿って移動可能な状態で支持する移送方向に延設された往路ガイドレール（４２；７２）を含む往路ブロック支持部材及び復路ガイドレール（４４；７４）を含む復路ブロック支持部材と、
   該往路ブロック支持部材の終端と復路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、往路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次復路ブロック支持部材に受け渡すことができるＵ字状の連結ガイドレール（６０）を含む第１受渡手段と、
   復路ブロック支持部材の終端と往路ブロック支持部材の始端との間に設けられ、復路ブロック支持部材によって支持され移送されてきたブロックを順次往路ブロック支持部材に受け渡すことができるＵ字状の連結ガイドレール（６０）を含む第２受渡手段と、
   各ブロックが、往路ブロック支持部材、第１受渡手段、復路ブロック支持部材、第２受渡手段、往路ブロック支持部材…の順で循環し得るように、１又は複数のブロック（４０）を移送方向下流側に送り出し、該送り出されたブロック（４０）によって、隣接するブロック（４０）が順次移送方向下流側に移送されるように構成されている、ブロックを送出・移送することができるブロック送出手段とを備えたことを特徴とするチェーンレス容器搬送装置。
2. ブロック送出手段が、１又は複数のブロック（４０）を移送方向下流側に所定のピッチで間欠的に送出・移送することができるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
3. ブロック送出手段が、複数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
4. ブロック送出手段が、ブロック（４０）と係合して移送方向下流側に送り出すことができる凹部（６８）若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体（５０）と駆動軸とを備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
5. ブロック（４０）が、円盤対又は円柱体（５０）の外周面に形成された凹部（６８）に歯合する回転自在の棒状部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
6. ブロック送出手段が、１又は複数のブロック（４０）と係合状態で移送方向下流側に送り出すことができる所定のストロークで進退するブロック係合押動部材（８０）を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
7. 往路ブロック支持部材及び復路ブロック支持部材が、それぞれ、ブロック（４０）の上下に配置された２本のガイドレール（４２／７２；４４／７４）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
8. ガイドレール（４２／７２；４４／７４）が、断面円形又は多角形の棒状ガイドレールであることを特徴とする請求項７に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
9. ガイドレール（４２／７２；４４／７４）のブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位が、断面矩形であることを特徴とする請求項７又は８に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
10. ガイドレール（４２／７２；４４／７４）のブロック送出手段によって送り出されるブロックを支持する部位以外の部位が、断面円形であることを特徴とする請求項９に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
11. ガイドレール（４２／７２；４４／７４）が、ブロック（４０）との接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラ（７５）を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
12. ローラ（７５）が、ガイドレール（４２／７２；４４／７４）のブロック送出手段によって送り出されるブロック（４０）を支持する部位に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
13. 第１受渡手段及び／又は第２受渡手段が、ブロック（４０）と係合状態でブロックを案内・受け渡しすることができる凹部（６２）若しくは凸部を外周面に有する円盤対又は円柱体（４６；４８）を備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
14. 連結ブロック支持部材が、断面矩形の連結ガイドレール（６０）であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
15. 連結ブロック支持部材が、ブロック（４０）との接触部にすべり摩擦係数を軽減するためのローラ（６６）を有することを特徴とする請求項１４に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
16. ローラ（６６）が、Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部近傍の直線部に設けられていることを特徴とする請求項１５に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
17. Ｕ字状の連結ブロック支持部材の曲部を挟んだ両直線部に設けられたローラ（６６）が、上流側直線部に比して下流側直線部に多く設けられていることを特徴とする請求項１６に記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
18. 第１受渡手段及び／又は第２受渡手段が、ブロック（４０）の内側及び／又は外側から支持するＵ字状のガイド部材を有していることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
19. 容器ホルダ（３４）が、少なくとも角筒状容器の対角２角隅部を保持する保持部から構成されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
20. 隣り合うブロック（４０）が、永久磁石により連結されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
21. 搬送される容器の下方に位置して該容器の底部を支持する容器支持部材（５１）を備えたことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
22. 容器支持部材（５１）の所定位置に上下方向に貫通した開口が形成されると共に、該開口に容器昇降部材を挿通して容器を底部から上方に押し上げて元の位置まで下降させることができる容器昇降手段を備えたことを特徴とする請求項１〜２１のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
23. 容器に内容物を充填して包装する充填包装機械に装備されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか記載のチェーンレス容器搬送装置（３０）。
    

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