JP5298832B2 - 間欠搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、スターホイールのポケットに容器を保持して間欠的に搬送している間に、充填、キャッピング等の処理を行う容器処理装置に設けられた間欠搬送装置に係り、特に、そのスターホイールの構成に特徴を有する間欠搬送装置に関するものである。

スターホイールの外周部に円周方向等間隔で形成された複数のポケットに、容器を１本ずつ受け入れて間欠的に回転搬送し、その搬送中に液体の充填およびキャッピング等の処理を行った後、機外に排出するようにした容器処理装置が従来から知られている（例えば、特許文献１または特許文献２参照）。

特許文献１に記載された容器処理装置である間欠回転式充填装置は、前部および後部支持部材を外周部に備えた前後支持用回転体と、前方および後方側部支持部材を外周部に備えた側部支持用回転体とによって容器移送用ホイールが形成され、この容器移送用ホイールに対向してガイド部材が配設されている。容器移送用ホイールは、間欠回転駆動機構によって回転駆動されるようになっており、搬送コンベヤによって供給されてきた容器を、容器移送用ホイールのポケット（前方および後方支持部材と前方および後方側部支持部材によって構成された容器保持部）内に受け入れて間欠的に回転搬送し、その停止中に充填およびキャッピング等の処理を行った後、排出用コンベヤによって排出するようにしている。

また、特許文献２に記載された容器処理装置である分注式充填装置は、外周に円周方向等間隔で容器を受け入れるポケットが形成されたインデックス・スターホイールと、このインデックス・スターホイールの外周側に配置された複数の充填ヘッドとを備えている。さらに、これら充填ヘッドの下流側に、充填ヘッドによって液体が充填された容器の口部を密封するキャッパが配置されている。

この分注式充填装置では、容器搬送コンベヤによって搬送されてきた容器が、インデックス・スターホイールの各ポケット内に一本ずつ引き渡されて保持され、インデックス・スターホイールがポケット１つ分ずつ間欠的に回転する間に、前記複数の充填ヘッドによって所定量の液体が充填される。規定の分量の液体が充填された容器は、キャッパによってキャッピングが行われた後、本装置から排出されて次の工程に送られるようになっている。
特公平７−１１０６７２号公報（第２−３頁、図１） 特開２０００−２１１６９３号公報（第２−４頁、図１）

前記各特許文献に記載された構成では、コンベヤによって供給されてきた容器を、スターホイールのポケット内に１個ずつ受け入れて、１ピッチ（ポケット１個分の距離）ずつ間欠的に回転搬送する。そして、停止中に液体の充填およびキャッピングの動作を行うようにしている。このような装置では、充填やキャッピングの動作を行うための時間が必要であり、一定の停止時間を確保しなければならない。

キャッピング等の処理に必要な停止時間を確保するために、スターホイールを２ピッチずつ回転させることが考えられる。このように２ピッチずつ回転搬送するために、供給コンベヤを２列にして、スターホイールの２つのポケットに同時に容器を供給することにより、スターホイールの２ピッチずつの送りを可能にすることができる。しかしながら、供給コンベヤおよび排出コンベヤを２列ずつ設置すると、コスト高であり、しかも、大きいスペースを必要とするという問題が発生する。また、１列の供給コンベヤから、スターホイールの２つのポケットに連続して容器を供給しようとすると、１つ目の容器は、スターホイールの停止中に、供給コンベヤによってポケットの内部まで搬送されて収容されているので問題ないが、２つ目の容器は、コンベヤの搬送面との滑り等の影響で、移動しているスターホイールのポケットに内に完全に収容できないため、噛み込み等のトラブルが発生する原因になるおそれがあった。特に大型の容器はポケットまでの移動距離が長く、また、角形の容器は、スターホイールのポケットに収容されている一つ目の容器が移動し終わるまでは前進できないので、このようなトラブルがよけいに発生しやすい。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、外周部に円周方向等間隔で複数の爪を有し、これら各爪の間に形成されたポケット内に容器を収容するスターホイールと、このスターホイールを間欠的に回転させる駆動手段と、容器を一列で搬送して前記スターホイールに供給する供給コンベヤとを備え、前記スターホイールの爪を、半径方向に長い爪と短い爪とを交互に配置し、前記スターホイールを２ピッチずつ回転させ、このスターホイールによる回転搬送時の２番目に供給される容器を、長い爪に係合させて前記供給コンベヤから受け取ることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記スターホイールの外周側の、供給コンベヤから容器を供給される位置よりも下流側に、スターホイールによって搬送される容器の外周側を支持するガイドを設け、かつ、このガイドの入口部分とスターホイールとの間隔を、スターホイールの半径方向外方側へ拡大したことを特徴とするものである。

本発明の間欠搬送装置は、２ピッチずつ回転して容器を搬送するスターホイールの、一つ目に供給される容器を収容するポケットの後方側の爪を短く、２つ目の容器を収容するポケットの後方側の爪を長くすることにより、１列の供給コンベヤによって容器が供給されるスターホイールを、２ピッチずつ回転させて容器を供給コンベヤから取り出し、間欠的に搬送することを可能にした。その結果、スターホイールによって容器を間欠的に搬送する間欠搬送装置において、キャッピングや充填等の処理を行う時間を十分に確保することができるという効果を奏する。

スターホイールの外周に円周方向等間隔で形成されている複数のポケット内に容器を収容して、駆動手段によりスターホイールを間欠的に回転させて容器を搬送する装置であり、各ポケットの前後に形成されている爪を、ポケットの内部まで収容されている容器に係合可能な短い爪と、ポケット内に完全に入っていない容器にも係合可能な長い爪の二種類を交互に配置し、スターホイールの停止時には、容器を一列で搬送する供給コンベヤからの容器供給位置に、後方側に短い爪が設けられているポケットを位置させ、その次の容器を収容するポケットは後方側の長い爪を容器に係合させるようにしたので、容器を一列で搬送する一本の供給コンベヤからスターホイールに容器を供給する間欠搬送装置において、スターホイールを２ピッチ分ずつ間欠的に回転させて容器を搬送することを可能にした。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る間欠搬送装置の全体の構成を示す平面図である。この間欠搬送装置は、容器処理装置（この実施例ではロータリ式の充填・キャッピング装置）に設けられているもので、ベース２上に直立して設置された中心軸（図示せず）に支持されて水平面内で回転するスターホイール４と、このスターホイール４を間欠的に回転させる駆動手段（図示せず）と、スターホイール４に容器６を供給する供給コンベヤ８と、スターホイール４から処理済みの容器６を排出する排出コンベヤ１０と、スターホイール４に保持されて搬送される容器６の搬送経路の外周側に配置されて、回転搬送される容器６の外面側を支持するガイド（円弧状の外周ガイド部材）１２とを備えている。さらに、この間欠搬送装置を備えたロータリ式充填・キャッピング装置は、この間欠搬送装置のスターホイール４によって間欠的に回転搬送される容器６に液体の充填を行う充填ノズル１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ）、および液体が充填された容器６の口部にキャップ６ａを装着するキャッピングヘッド１６（１６Ａ、１６Ｂ）が設けられている。

前記スターホイール４は、外周部に円周方向等間隔で複数のポケット４ａが形成されている。各ポケット４ａは半円弧状に切り欠かれた形状をしており、これらポケット４ａの前後に形成された半径方向外方へ突出している爪４ｂ、４ｃによってそれぞれ区画されている。これらの爪４ｂ、４ｃは、半径方向外方に大きく突出している長い爪４ｂと、小さく突出している短い爪４ｃとが交互に配置されている。長い爪４ｂは、ポケット４ａ内に収容されている容器６の外周を囲む円（前記外周ガイド部材１２の内面側）よりもやや短く、短い爪４ｃは、ポケット４ａ内に収容されている容器６の中心を結ぶ円周の付近まで延びている。従って、短い爪４ｃは、ポケット４ａ内に収容されている容器６は確実に支持することができるが、完全にポケット４ａ内に入りきっていない容器６には、係合できない場合がある。また、長い爪４ｂは、容器６がある程度ポケット４ａ内に入り込んでいれば、ポケット４ａの奥まで完全に入りきっていない場合でも、後方から容器６に係合して搬送することができるようになっている。なお、スターホイール４に形成されたポケット４ａの数は図示のものに限定されるものではなく、適宜設定することができるが、この発明では容器６を２個ずつ搬送して処理を行うので複数である。また、前記長い爪４ｂの容器６に係合する側の面が、この実施例では、ポケット４ａの円弧に連続する形状を有しているが、この長い爪４ｂの容器６に係合する面を容器６の搬送方向と直角な方向に、またはポケット４ａの内部側に向けてやや傾斜させるようにしてもよい。

前記形状のスターホイール４を回転駆動する駆動手段は、スターホイール４を間欠的に回転および停止をさせるようになっており、１回の駆動により２ピッチ（ポケット４ａの数２個分）ずつ回転させる。このスターホイール４には、容器６を供給する供給コンベヤ８と、前記充填ノズル１４による充填およびキャッピングヘッド１６によるキャッピング等の処理が終わった容器６を排出する排出コンベヤ１０が設置されている。これら両コンベヤ８、１０は、スターホイール４の回転中心の方向を向けて平行に配置されており、容器６を載せる搬送面８ａ、１０ａがスターホイール４よりも下方に位置している。従って、底面を供給コンベヤ８の搬送面８ａ上に載せて供給されてきた容器６は、上方の胴部をスターホイール４のポケット４ａに保持されて回転搬送される。

供給コンベヤ８は、容器６を一列で連続的に搬送し、スターホイール４の各ポケット４ａに１個ずつ供給する。また、排出コンベヤ１０は、スターホイール４によって保持されて回転搬送される間に、後に説明する処理が行われた容器６を各ポケット４ａから取り出して１列で搬送する。この排出コンベヤ１０の搬送面１０ａは、前記供給コンベヤ８の搬送面８ａと同じ高さに位置している。これら供給コンベヤ８と排出コンベヤ１０は、この実施例では常時駆動されている。なお、この実施例では、供給コンベヤ８と排出コンベヤ１０が、ポケット４ａの１ピッチ分の間隔で隣接して配置されているが、必ずしも隣接して配置する必要はない。但し、供給コンベヤ８と排出コンベヤ１０は、奇数ピッチの間隔で配置することが必要である。

スターホイール４に形成されているポケット４ａは、容器６を保持する半円弧状の凹部の回転方向前方側に長い爪４ｂが位置するとともに、後方側に短い爪４ｃが位置するポケット（以下、このポケットを第１ポケット４ａａと呼ぶ）と、回転方向前方側に短い爪４ｃが位置するとともに、後方側に長い爪４ｂが位置するポケット（以下、このポケットを第２ポケット４ａｂと呼ぶ）とが交互に配置されている。このスターホイール４は前述のように、２ピッチずつ回転し、停止するようになっており、スターホイール４が停止した状態から回転する際に、供給コンベヤ８から容器６を供給される箇所に第１ポケット４ａａが位置し、排出コンベヤ１０に容器６を排出する箇所に第２ポケット４ａｂが位置するようになっている。

スターホイール４の外周側には、ポケット４ａ（４ａａ、４ａｂ）内に収容されて回転搬送される容器６の、搬送方向の外周側を支持するガイド（円弧状の外周ガイド部材）１２が設けられている。この外周ガイド部材１２は、スターホイール４が供給コンベヤ８から容器６を受け取る位置Ａの下流側から、排出コンベヤ１０に容器６を引き渡す位置Ｂの上流側までの間に亘って配置されている。外周ガイド部材１２は、全体としては、スターホイール４のポケット４ａ内に収容されている容器６の外周側を囲む円弧上に位置しており、その上流端（入口部分）１２ａが、やや外方に開いた形状をしている。つまり、外側ガイド部材１２の上流端１２ａは、スターホイール４の回転中心からの距離が、最も遠くなっており、徐々に中心側に接近してスターホイール４との間隔が絞られ、最終的には、その他の部分と同じ円弧に連続する。

供給コンベヤ８および排出コンベヤ１０は、それぞれ容器６の直径（角形の容器の場合にはその幅）よりもやや広い間隔で配置された両側ガイド部材８ｂ、８ｃ、１０ｂ、１０ｃを備えている。供給コンベヤ８の両側ガイド部材８ｂ、８ｃのうち、スターホイール４の搬送方向後方側（図１の下方）に位置しているガイド部材８ｃは、スターホイール４の下方を内部側へ延びている。一方、スターホイール４の搬送方向前方側（図１の上方）に位置しているガイド部材８ｂは、供給コンベヤ８上の容器６を取り出す際に容器６に干渉しないように、他方８ｃよりも短くなっている。このスターホイール４の搬送方向前方側に位置するガイド部材８ｂの先端８ｂａは、前記外周ガイド部材１２の上流端１２ａとほぼ同じ位置で対向している。また、排出コンベヤ１０の両側ガイド部材１０ｂ、１０ｃのうち、スターホイール４の搬送方向後方側のガイド部材１０ｃは、先端１０ｃａが前記外側ガイド部材１２の下流端１２ｂとほぼ同じ位置で対向している。一方、スターホイール４の搬送方向前方側に位置するガイド部材１０ｂは、スターホイール４によって回転搬送されてきた容器４を受け止めてスムーズに排出コンベヤ１０に引き渡すために、スターホイール４側の先端部１０ｂａが排出コンベヤ１０の搬送面１０ａ上に向けて湾曲している（以下この部分を湾曲部１０ａと呼ぶ）。

スターホイール４による容器６の搬送経路上に、容器６内に液体を充填する充填ノズル１４と、充填後の容器６の口部にキャップ６ａを装着するキャッピングヘッド１６が配置されている。この実施例では４本の充填ノズル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄが配置されており、間欠的に搬送される容器６に追従して回転移動しつつ充填を行う。４本の充填ノズル１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄのうち先頭（スターホイール４の回転方向前方側）の充填ノズル１４Ａは、スターホイール４の第１ポケット４ａａに対応し、第２番目の充填ノズル１４Ｂは第２ポケット４ａｂに対応している。さらに、第３番目の充填ノズル１４Ｃは第１ポケット４ａａに、第４番目の充填ノズル１４Ｄは第２ポケット４ａｂに対応している。また、キャッピングヘッド１６は固定位置に配置されており、２個のキャッピングヘッド１６Ａ、１６Ｂのうち、スターホイール４の回転方向前方側のキャッピングヘッド１６Ａは、スターホイール４が停止したときの第１ポケット４ａａの上方位置に、また、スターホイール４の回転方向後方側のキャッピングヘッド１６Ｂは第２ポケット４ａｂの位置に対応している。

以上の構成に係る間欠搬送装置を備えたロータリ式充填・キャッピング装置の作動について、前記図１および動作説明図である図２により説明する。この装置で液体が充填される容器６は、供給コンベヤ８によって一列の状態で、図１の矢印方向に連続的に搬送される。スターホイール４が停止している状態で、供給コンベヤ８により搬送されてきた容器６がポケット４ａ内に収容される。スターホイール４が停止したときには、搬送方向の前方側に長い爪４ｂが、そして後方側に短い爪４ｃが設けられている第１ポケット４ａａが、前記供給コンベヤ８に対応する位置にあり、供給コンベヤ８の先頭の容器６がこの第１ポケット４ａａ内に収容されるとともに、後続の容器６が順次前方の容器６に接触した状態で停止する（図１および図２（ａ）に示す状態）。

停止しているスターホイール４の第１ポケット４ａａに容器６が収容された後、駆動手段（図示せず）によってスターホイール４が回転される。第１ポケット４ａａが供給コンベヤ８上から移動するのに伴って、第１ポケット４ａａの搬送方向後方側に位置している短い爪４ｃが容器６に係合して搬送する。第１ポケット４ａａ内に収容された容器６は、スターホイール４の停止中に供給されるので、第１ポケット４ａａの最も内部まで入り込んでおり、短い爪４ｃでも容器６に確実に係合して搬送することができる。

スターホイール４の回転に伴って、第１ポケット４ａａが供給コンベヤ８の位置から外れるとともに、第２ポケット４ａｂが供給コンベヤ８の搬送面８ａと重なり合う位置まで移動してくる。この時点で供給コンベヤ８によって搬送されてくる容器６は、ポケット４ａｂの内部まで充分に入り込むことができない。この状態のようにポケット４ａ内に充分に容器６が入り込んでいないと、ポケット４ａの後方側の爪が短い場合（短い爪４ｃの場合）には、爪４ｃが容器６に係合せず、容器６をスターホイール４の外方側へ押し出してしまうおそれがあるが、この実施例では、容器６がポケット４ａ内に完全に奥まで入りきらないおそれがある第２ポケット４ａｂは、後方側に長い爪４ｂが設けられているので、確実に容器６に係合して回転搬送することができる（図２（ｂ）に符号６Ａで示す容器参照）。しかも、容器６が第２ポケット４ａｂの内部に完全に収容されず、外方側に飛び出している場合でも、外側ガイド部材１２の上流端１２ａが、スターホイール４の外方側へ離れているので、容器６が外側ガイド部材１２の内側に入ることができる（図２（ｃ）に符号６Ａで示す容器参照）。一旦外側ガイド部材１２の内側に入った容器６は、この外側ガイド部材１２に案内されて次第にスターホイール４の半径方向内方側へ誘導されて、第２ポケット４ａｂ内に完全に収容される。

スターホイール４は２ピッチ（ポケット２個分）回転した後再び停止する。このときも、第１ポケット４ａａが供給コンベヤ８の搬送面８ａの上方に位置し、第２ポケット４ａｂは排出コンベヤ１０の搬送面１０ａの上方に位置している。その後、スターホイール４が回転して、前述の動作と同様に第１ポケット４ａａと第２ポケット４ａｂにそれぞれ容器６を収容して回転搬送する。このようにスターホイール４が２ピッチずつの回転と停止を繰り返して容器６を搬送する。

スターホイール４の間欠的な回転によって容器６が回転搬送され、上方に充填ノズル１４が設けられている位置に到達すると、これらの容器６内に液体が充填される。充填ノズル１４とポケット４ａとは対応関係にあり、第１番目の充填ノズル１４Ａと第３番目の充填ノズル１４Ｃが第１ポケット４ａａに、第２番目の充填ノズル１４Ｂと第４番目の充填ノズル１４Ｄが第２ポケット４ａｂに対応する。ポケット４内に保持された容器６が充填ノズル１４の下方に停止すると充填を開始し、その後、スターホイール４が回転すると、容器６の移動に追従して充填ノズル１４（１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ）も回転移動しつつ充填を行う。充填が終了した容器６は、さらに間欠的に搬送され、キャッピングヘッド１６（１６Ａ、１６Ｂ）が設けられている位置に到達して、停止している間にキャッピングが行われる。二つのキャッピングヘッド１６Ａ、１６Ｂは位置が固定されており、容器６の搬送方向前方側のキャッピングヘッド１６Ａの下方に第１ポケット４ａａに保持された容器６が停止し、容器６の搬送方向後方側のキャッピングヘッド１６Ｂの下方に第２ポケット１６ａｂに保持された容器６が停止してキャッピングが行われる。このように容器を２本ずつ間欠的に搬送してキャッピング、あるいは充填を行うので、充分な停止時間を確保することが可能である。

充填およびキャッピングが行われた容器６は、同様にして間欠的に搬送され、第１ポケット４ａａに保持されている容器６が排出コンベヤ１０の位置に到達する。この容器６は、スターホイール４の回転中に、排出コンベヤ１０のスターホイール４の搬送方向前方側に位置しているガイド部材１０ｂの湾曲部１０ｂａに係合するとともに、排出コンベヤ１０の走行によってポケット４ａａから取り出されて排出される。このように第１ポケット４ａａに収容されている容器６は、スターホイール４の回転中に排出コンベヤ１０に取り出されるが、この第１ポケット４ａａは後方側の爪が短い爪４ｃなので、排出容器６に干渉することが無く、スムーズに容器６が排出される。続いて第２ポケット４ａｂの容器６が排出コンベヤ１０の位置に到達すると、スターホイール４が停止する。第２ポケット４ａｂは後方側の爪が長い爪４ｂなので、スターホイール４が回転していると、前記ガイド部材１０ｂと長い爪４ｂとに干渉してしまうが、スターホイール４が停止しているので、スムーズに排出することができる。

前記実施例では、外周ガイド部材１２の上流端（入口部分）１２ａをやや外方に開いた形状にして、容器６をこの外周ガイド部材１２の内側に入りやすくしているが、下流端１２ｂは、その他の部分と同じ円弧上に位置させている。この第２実施例では、図３に示すように、入口部分１２ａと同様に下流端（出口部分）１２ｂも、やや外方に開いた形状にしている。このような形状にしたことにより、排出時に容器６がポケット４ａａ、４ａｂから出やすくなり、爪４ｂ、４ｃとの干渉を避けてスムーズに排出させることができる。

本発明の一実施例に係る間欠搬送装置を備えたロータリ式充填・キャッピング装置の平面図である。（実施例１） 図（ａ）〜（ｃ）は前記間欠搬送装置の作動を順次説明する図である。 第２の実施例に係る間欠搬送装置の要部の平面図である。（実施例１）

符号の説明

４ スターホイール
４ａ ポケット
４ｂ 長い爪
４ｃ 短い爪
６ 容器
８ 供給コンベヤ
１２ ガイド（外周ガイド部材）
１２ａ ガイドの入口部分

Claims (2)

1. 外周部に円周方向等間隔で複数の爪を有し、これら各爪の間に形成されたポケット内に容器を収容するスターホイールと、このスターホイールを間欠的に回転させる駆動手段と、容器を一列で搬送して前記スターホイールに供給する供給コンベヤとを備え、
   前記スターホイールの爪を、半径方向に長い爪と短い爪とを交互に配置し、前記スターホイールを２ピッチずつ回転させ、このスターホイールによる回転搬送時の２番目に供給される容器を、長い爪に係合させて前記供給コンベヤから受け取ることを特徴とする間欠搬送装置。
2. 前記スターホイールの外周側の、供給コンベヤから容器を供給される位置よりも下流側に、スターホイールによって搬送される容器の外面を支持するガイドを設け、かつ、このガイドの入口部分とスターホイールとの間隔を、スターホイールの半径方向外方側へ拡大したことを特徴とする請求項１に記載の間欠搬送装置。

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