JP5118925B2 - 異形容器の方向修正装置 - Google Patents
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また、充填物の品質の面では、充填機に装着される異形空容器の短辺或いは短径が、搬入コンベアの進行方向に平行に近くなればなるほど、充填ノズルの特性により液体充填物に相応量の空気が混入し、発泡による入味の不足や、酸化による賞味期限短縮を起こす不具合を持っていた。
前記対策の一例としての公知技術は、特許文献1に開示されているように、生産ラインの特定の場所における変形容器の方向を検出する検出器と、前記変形容器に係合して一体的に移送される係合部材と、当該係合部材を回転させて前記変形容器を回転させる回転駆動機構を備え、前記検出器からの検出信号に基づき、前記回転駆動機構を異なった位置に停止させる複数の位置決めピンを制御して、前記回転駆動機構による変形容器の回転角度位置を制御し、当該変形容器の方向を一回の制御で、所定の方向に揃える方向規制装置である。
これに対して、本発明の目的は、異形容器の搬送時の動力を利用して、全ての異形容器の長手方向が、当該容器の進行方向に向くように規制するだけであるから、複雑高価な専用装置や制御システムを使用せず、異形容器の搬送方向を規制することが可能な簡単な手段を提供することである。
前記特許文献2においては、方形の物品(空容器)が、タイミングスクリュー並びに供給側スターホイールで方向を定められて充填機に供給され、必要あれば充填機内で方向修正と内容物の充填を行ない、出口側スターホイールで整列されて排出コンベアに移載する構成が開示されており、特許文献1のような複雑な専用機は不必要となっている
しかしながら、搬出入のコンベア並びにスターホイール、場合によってはタイミングスクリューが必要であり、尚且つ複雑な構造の充填機に適用が限られると言う技術上の問題点がある。
詳しくは、充填の前工程は、空容器の洗浄・殺菌であり、当該容器は、首下をグリッパによって把持された状態で、倒立或いは吊り下げられて洗浄・殺菌・抜液処理を受け、スターホイール並びに付属するグリッパの間の受け渡しによって、充填機に吊り下げられたまま搬入される。
したがって、異形空容器は、その長辺或いは長径が搬送される方向に平行な、正しい角度方向のままグリッパ間の受け渡しを通るものもあるが、その角度方向が狂って受け渡されるものもあり、これら様々な方向性の異形容器を、その長手方向が一定範囲内で搬送方向に平行に近くなるように規制することが必要である。
方向の狂いが後退角或いは比較的小さな前進角の異形容器は、前記付加的搬送物ガイドにより、容易に方向性の狂いを縮小され所定範囲内に修正される。
また、グリッパが前記異形空容器のネック部を把持しているために、前記容器の方向修正には相当のトルクを必要とすることを勘案し、前記空容器の方向を修正させる前記付加的搬送物ガイドの容器と接触する部分は、柔らかな材質を選定して接触応力を緩和しながら適当な押し圧を与え得る機構にすると同時に、前記異形容器を損傷せずに方向修正に必要なトルクを与えることが必要である。その材質の適当な物性と関係寸法の妥当な範囲を決定することを目的とする。
前記実入り異形容器の場合には、実液圧による容器弾性増加ために相当程度の外力が作用しても、挫屈変形が発生し難く、且つまた、前記容器の保持方法も、前記キャッパー本体を構成するスターホイールとネックガイドによる支持が主体で、把持力が不要な構造のため、前記方向規制装置は前記実入り異形容器に比較的小さなトルクを一時的に与えるだけで、当該異形容器の角度方向は容易に転化する。なお、実入り異形容器は比較的大きな回転質量と小さな抵抗トルクを持っているので過回転し易く、転化角度の行き過ぎに歯止めをかけながら(詳しくは図13参照)、小さな角度方向に転化・修正させることが必要である。
この点に関しては、従来技術として広く用いられてきた、スターホイールとその外周をカバーするアウターガイドとの間隔を漸近的に縮小して、全ての異形容器の長辺或いは長径を、進行方向に平行に揃えるように規制するアイデアが、実施可能で堅実な手段として考えられる。
(1)第1の手段の異形容器の方向修正装置は、ロータリ充填機充填ラインの異形容器の方向修正装置において、充填機入り口スターホイールの外周に、異形容器の代表寸法(長方形容器の長軸と短軸の算術平均長、楕円形或いは長円形容器に対しては長径と短径の算術平均径を代表寸法とする。)に近い直径の軟質材からなる円板状方向規制ガイドを距離を隔てて二箇所に配設しておき、前記スターホイールによって移送されてきた異形容器が当該異形容器の胴部の短辺から角部にかけて前記円板状方向規制ガイドに接触する際に、前記方向規制ガイドの押し圧力と摩擦力によって当該接触部分が挫屈変形することなく、単に当該異形容器が前記円板状方向規制ガイドと接触して当該異形容器の方向を修正するように、当該円板状方向規制ガイドの配置寸法並びに厚さが調整され、前記方向規制ガイドは、主ガイドと副ガイドの二種類が前記異形容器の外接円直径以上の距離を置いて配設され、主ガイドは当該異形容器の方向転換を行い、副ガイドは、前記異形容器を把持するネックグリッパの把持トルクによる抵抗で主ガイドによる転換角度が不十分な場合に備えて更に角度修正を行い、規定値以下の後退角度に収める機能を持たせ、前記ネックグリッパの把持トルクのバラツキに備えたことを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は充填ラインの装置レイアウトの中に本発明の方向修正装置と異形容器の向きを記入した模式レイアウト図である。図2は、第1の実施の形態に係る充填機入り口スターホイールの搬送路に付加的に設置される円板状方向規制ガイドに、比較的大きな前進角を持った異形空容器が接触する様子を表した模式平面図である。図3は図2の異形空容器が、前記円板上を転がり超えて後退角を持つに至った様子を表した模式平面図である。図4は図3の後退角を持った異形空容器が第二の円板状方向規制ガイドに接触する様子を表した模式平面図である。図5は図4の異形空容器の後退角が、第二の円板状方向規制ガイドによって更に修正されて、充填機に適合する角度方向になった様子を表した模式平面図である。図6は充填機入り口スターホイールと、異形空容器及び本発明の円板状方向規制ガイドの支持方法並びに上下方向の位置関係を示す側面図である。
なお、軟質円板状方向規制主ガイド11及び軟質円板状方向規制副ガイド12は、異形容器の代表寸法(長方形容器の長軸と短軸の算術平均長、楕円形或いは長円形容器に対しては長径と短径の算術平均径を代表寸法とする。)に近い直径を有するとともに、両ガイド11,12は異形空容器16の外接円直径以上の距離を隔てて配置されている。
前記主ガイド11は当該異形空容器16の方向転換を行い、前記副ガイド12は、前記ネックグリッパ2gの把持トルクによる抵抗で同主ガイド11による転換角度が不十分な場合に備えて更に角度修正を行い、規定値以下の後退角度に収める機能を持たせ、ネックグリッパ2gの把持トルクのバラツキに備えた付加的な方向規制ガイドである。
また、前記主ガイド11、副ガイド12ともに前記異形空容器16の中央胴部に接触する高さに設置し、且つ当該ガイド11,12の厚さは前記接触力によって前記異形空容器16の中央胴部が挫屈変形を生じない程度の接触圧力に収まるような寸法となっている。
また、前記スターホイール2により搬送されてくる異形空容器16の中には、更に小さな前進角或いは後退角のものもあり、初めから前記方向規制主ガイド11に接触せずに素通りして行く。
図4は、図3の異形空容器16が更に搬送されて軟質円板状方向規制副ガイド12に接触する時を表している。同方向規制副ガイド12は、前記方向規制主ガイド11より若干後退した位置であって、且つまた、修正後の異形空容器16の後退角が、充填機3の充填品質基準に合致するような範囲内に収まる位置に調整されている。即ち、前記主ガイド11に対する同副ガイド12の相対位置関係は、同副ガイド12の接触面が同主ガイド11の異形空容器16との接触面よりは前に出ることはなく、逆に、同主ガイド11が規制すべき角度より跳ね戻って、大きな角度のまま搬送される一部の容器の異常後退角度を、同副ガイド12が前記規定値以下の後退角度に修正し得る位置に後退配置されている。
図6は、充填機入り口スターホイール2に備えられたネックグリッパ2gによって首下を把持された異形空容器16とガイド取り付け台13に付設された軟質円板状方向規制主ガイド11及び副ガイド12の高さ方向の位置関係を示す断面図であるが、前記主・副両ガイドともに挫屈変形の起こり難い異形空容器胴部に当たるように設置される。
図10は、第2の実施の形態に係るキャッパー出口スターホイール、実入り異形容器、本発明のステンレス鋼製板状ガイド及びアウターガイド等の支持方法並びに上下方向の位置関係を示す側面図である。
図11はキャッパー出口スターホイールの搬送路に付加的に設置されたステンレス鋼製板状ガイドとアウターガイドに、比較的大きな前進角を持った実入り異形容器が接触する様子を表した模式平面図である。図12は図11の実入り異形容器が前記ステンレス鋼製板状ガイドの円弧部を転がり超えて後退角を持つに至った様子を表した模式平面図である。図13は図11の実入り異形容器が、前記ステンレス鋼製板状ガイドの円弧部を転がり越える際に、転がり抵抗が小さく相対的に異形容器の慣性モーメントが大きい場合に、前進角になった様子を表した模式平面図である。なお、ステンレス鋼製板状ガイドの腕部は、容器の前進角が大きくならないように規制している。第1の実施の形態と特に異なる部分について説明する。
また、前記スターホイール6の外周に付設されるアウターガイド21は、前記ステンレス鋼製板状ガイド20部から前記搬出コンベア7への引渡し部に至るまで同スターホイール6の外周との間隔を漸近的に縮小して実入り異形容器25を搬送中に同スターホイール6のポケット6aに押し込めて、その小さな前進角或いは後退角度方向を修正して、搬出コンベア7へ引き渡される時には実入り異形容器25の長辺或いは長径は搬出コンベア7の搬送方向に殆ど平行になるように構成されている。
当該実入り異形容器25は、前記ポケット6aを有するキャッパー出口スターホイール6のネックガイド6bとポケット6aにより保持されているのみで、前記転がりに対する抵抗トルクは比較的小さく、充填物が入っている実入り異形容器25の慣性モーメントとの兼ね合いで、前記ステンレス鋼製板状ガイド20の凸部を転がり超えた実入り異形容器25は、一定限度内の後退角β(図12参照)或いは前記ステンレス鋼製板状ガイド20のガイド腕部20aで規制された比較的小さな前進角αとなる。(図13参照)
なお、前記ステンレス鋼製板状ガイド20とアウターガイド21は別体の装置であるが、これらを一体として実入り異形容器方向規制ガイド(図示せず)とし、組み付け・調整の容易化を図ることも可能である。
結局、実入り異形容器25が、前記キャッパー出口(ポケット式)スターホイール6によって整列搬送され搬出コンベア7に引き渡される時には、その角度方向は搬出コンベア7の進行方向にほぼ平行になっており、当該実入り異形容器25は同コンベア7の駆動力や搬送速度の多少の変動に対しても、列を乱したり転倒する等の障害を起こすことなく、安定して次の工程へ移送される。キャッパーから排出され搬出コンベアまで移送される充実異形容器の方向規制ガイドにも、異形空容器の方向規制ガイドに適用する軟質円板状方向規制ガイドを使用することにより、充填物の品質の保持並びに方向規制ガイド部品・取り付け冶具等の標準化によって、当該充填ラインの運転管理に寄与することができる。
なお、キャッパー5から排出され排出コンベア7まで移送される実入り異形容器25の方向規制ガイドに対しても、第1の実施の形態のような異形空容器6の方向規制ガイド装置10に適用する軟質円板状方向規制ガイド11,12を使用することにより、充填物の品質の保持並びに方向規制ガイド部品、取り付け治具等の標準化によって、当該充填ラインの運転管理に更に寄与することが可能となる。
2…充填機入り口スターホイール、
2a…ポケット、
2g…ネックグリッパ、
3…充填機、
4…充填機出口スターホイール、
5…キャッパー、
6…キャッパー出口スターホイール、
6a…ポケット、
6b…ネックガイド、
7…搬出コンベア、
10…異形空容器用方向規制ガイド装置、
11…軟質円板状方向規制主ガイド、
12…軟質円板状方向規制副ガイド、
13…ガイド取り付け台、
16…異形空容器、
20…ステンレス鋼製板状ガイド、
20aガイド腕部、
21…アウターガイド、
22…ガイド取り付け台、
25…実入り異形容器、
α…前進角、
α’…小さい前進角、
β…後退角、
C…異形容器の回転中心、
f…異形容器に作用する摩擦力、
p…異形容器に作用する合成力、
r…ガイド表面から異形容器に作用する反発力、
T…異形容器の搬送方向(矢印)
Claims (3)
- ロータリ充填機充填ラインの異形容器の方向修正装置において、
充填機入り口スターホイールの外周に、異形容器の代表寸法(長方形容器の長軸と短軸の算術平均長、楕円形或いは長円形容器に対しては長径と短径の算術平均径を代表寸法とする。)に近い直径の軟質材からなる円板状方向規制ガイドを距離を隔てて二箇所に配設しておき、前記スターホイールによって移送されてきた異形容器が当該異形容器の胴部の短辺から角部にかけて前記円板状方向規制ガイドに接触する際に、前記方向規制ガイドの押し圧力と摩擦力によって当該接触部分が挫屈変形することなく、単に当該異形容器が前記円板状方向規制ガイドと接触して当該異形容器の方向を修正するように、当該円板状方向規制ガイドの配置寸法並びに厚さが調整され、
前記方向規制ガイドは、主ガイドと副ガイドの二種類が前記異形容器の外接円直径以上の距離を置いて配設され、主ガイドは当該異形容器の方向転換を行い、副ガイドは、前記異形容器を把持するネックグリッパの把持トルクによる抵抗で主ガイドによる転換角度が不十分な場合に備えて更に角度修正を行い、規定値以下の後退角度に収める機能を持たせ、前記ネックグリッパの把持トルクのバラツキに備えたことを特徴とする異形容器の方向修正装置。 - 請求項1の異形容器の方向修正装置において、
前記主ガイド、副ガイドともに前記異形容器の中央胴部に接触する高さに設置し、且つ当該ガイドの厚さは前記接触力によって前記異形容器の中央胴部が挫屈変形を生じない程度の接触圧力に収まるような寸法であることを特徴とする異形容器の方向修正装置。 - 請求項1の異形容器の方向修正装置において、
前記主ガイドに対する副ガイドの相対位置関係は、副ガイドの接触面が主ガイドの異形容器との接触面よりは前に出ることはなく、逆に、主ガイドが規制すべき後退角度より跳ね戻って、大きな後退角度のまま搬送される一部の容器の異常後退角度を、副ガイドが前記規定値以下の後退角度に修正し得る位置に後退配置しておくことを特徴とする異形容器の方向修正装置。
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