JP6826968B2 - 容器把持装置、容器搬送装置および容器搬送装置の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器の搬送に使用される容器把持装置に関する。

従来から、例えばボトル形の容器に液体を充填する設備などに適用される搬送装置において、複数のグリッパを設け、このグリッパで容器の首部や胴部を把持しながら搬送するものが種々提案されている（例えば、特許文献１−５参照）。

一例として、この種の搬送装置のグリッパにおいて、搬送装置の走行路に設けたカムレールにグリッパ側のローラカムを当接させて、ローラカムからの力でグリッパを機械的に開閉させる構成が検討されている。また、容器の首部を安定して把持するために、上記のグリッパには、一対の把持爪をコイルバネにより閉位置の方向に付勢し、閉位置において容器を把持する状態を機械的に維持するロック機構が設けられる。

特開２０１２−００６７５１号公報 特開２０１５−０５４７２４号公報 特開２００５−２５５３４２号公報 特開２００８−０８１２９３号公報 特開２００３−２８５９２６号公報

しかし、上記のグリッパの構成によると、カムレールおよびローラカムの接触により、走行路に沿ってグリッパを移動させる際の負荷が増大してしまう。特に、グリッパを開位置にするときには、ロック機構のコイルバネの反力に打ち勝つ力をカムレールからローラカムに与える必要があるので、その負荷が大きくなる。

以上より、本発明は、装置を移動させるときにかかる負荷や、装置の構造的または機械的制約を少なくすることができる容器把持装置を提供することを目的とする。

本発明の容器把持装置は、一対の把持爪と、駆動部と、電磁ブレーキと、電力制御部と、を備える。把持爪は、容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において容器を把持する。駆動部は、把持爪を通電時に閉位置に移動させる。電磁ブレーキは、非通電時に把持爪の位置を固定し、通電時に把持爪の位置固定を解除する。電力制御部は、駆動部および電磁ブレーキに電力を供給する。そして、把持爪が閉位置に移動した状態で、駆動部および電磁ブレーキが非通電状態になると、把持爪が閉位置に維持される。
本発明の電力制御部は、駆動部および電磁ブレーキに電力を供給するタイミングを制御してもよい。

本発明の容器把持装置は、容器を走行路に沿って搬送する可動体に設けられていてもよい。
本発明の電力制御部は、走行路の一部に配置される送電部から電力を受けてもよい。また、電力制御部は、送電部から無線給電で電力を受ける受電部を含んでいてもよい。また、電力制御部は、送電部から受けた電力を蓄える蓄電部を含んでいてもよい。
本発明の可動体は、リニアモータにより走行路を移動してもよい。

本発明の電力制御部は、可動体の走行路上の位置に応じて、駆動部の通電状態および非通電状態と、電磁ブレーキの通電状態および非通電状態とをそれぞれ切り替えてもよい。
本発明の容器把持装置は、電磁ブレーキに通電する走行路の第１位置を検知する第１センサと、駆動部に通電する走行路の第２位置を検知する第２センサと、をさらに備えていてもよい。そして、電力制御部は、第１センサの出力に基づいて駆動部の通電状態および非通電状態を切り替え、第２センサの出力に基づいて電磁ブレーキの通電状態および非通電状態を切り替えてもよい。

本発明の容器搬送装置は、容器把持装置で容器を把持しながら走行路に沿って容器を搬送する可動体と、走行路と、を備える。容器把持装置は、一対の把持爪と、駆動部と、電磁ブレーキと、電力制御部と、を含む。把持爪は、容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において容器を把持する。駆動部は、把持爪を通電時に閉位置に移動させる。電磁ブレーキは、非通電時に把持爪の位置を固定し、通電時に把持爪の位置固定を解除する。電力制御部は、駆動部および電磁ブレーキに電力を供給する。そして、把持爪が閉位置に移動した状態で、駆動部および電磁ブレーキが非通電状態になると、把持爪が閉位置に維持される。

本発明の容器搬送装置の制御方法は、容器把持装置で容器を把持しながら走行路に沿って容器を搬送する容器搬送装置に適用される。容器把持装置は、一対の把持爪と、駆動部と、電磁ブレーキと、を含む。把持爪は、容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において容器を把持する。駆動部は、把持爪を通電時に閉位置に移動させる。電磁ブレーキは、非通電時に把持爪の位置を固定し、通電時に把持爪の位置固定を解除する。
上記の容器搬送装置においては、走行路で容器を受ける供給位置よりも前の位置において、電磁ブレーキに通電するとともに駆動部を非通電にし、把持爪を開位置に移動させる。次に、供給位置において駆動部に通電し、把持爪を閉位置に移動させて容器を把持爪で把持する。次に、容器が把持された後、電磁ブレーキおよび駆動部を非通電にし、把持爪を閉位置に維持する。そして、電磁ブレーキに通電して把持爪の位置固定を解除し、把持爪を開位置に移動させて容器を放す。

本発明の容器把持装置は、把持爪が開方向に付勢され、駆動部により電気的に把持爪を閉状態に移動させる。また、本発明の容器把持装置は、把持爪が閉位置に移動した状態で、駆動部および電磁ブレーキが非通電状態になると、把持爪が閉位置に維持される。そのため、本発明の容器把持装置は、走行路のカムとの接触等による機械的な力を加えなくとも把持爪の開閉を行うことができるので、容器把持装置を移動させるときにかかる負荷や容器把持装置の構造的または機械的制約を少なくすることができる。

一実施形態の容器搬送装置の概略構成を示す平面図である。 図１の容器搬送装置の可動体を示す正面図である。 図２の可動要素および保持要素を示す正面図である。 図３の可動要素の径方向ガイドと保持要素の径方向カムフォロアの係合関係を示す図である。 図２の容器把持装置を示す正面図である。 容器把持装置の把持爪を示す平面図である。 送電部および制御装置の構成例を示す図である。 容器搬送装置の動作例を示す平面図である。 図８の位置(I)-位置(VI)における容器把持装置の動作状態を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。
一実施形態による容器搬送装置１は、図１に示すように、平面視で長円形の循環経路をなす走行路１０と、走行路１０に沿ってそれぞれが独立して走行する複数の可動体３０と、可動体３０の走行を制御するシステムコントローラ９０と、を有する。それぞれの可動体３０に永久磁石４５Ａ，４５Ｂ（図２、図３）が設けられるとともに、走行路１０に沿って電磁コイル１２（図２、図３）が設けられることにより、容器搬送装置１はリニアモータを有する。搬送対象となるボトル形の容器１００は、走行路１０よりも所定距離だけ外側の搬送経路３に沿って搬送される。可動体３０は、走行路１０を時計回りに周回走行する。なお、図１には、複数の可動体３０の一部のみを示す。

それぞれの可動体３０は、図２、図３に示すように、リニアモータの可動子をなす可動要素４０と、容器１００を保持する保持要素５０とを有する。可動体３０は、容器１００を含む保持要素５０の荷重を主に走行路１０で受けるように構成されている。これにより、可動要素４０に保持要素５０から鉛直方向Ｚに加わる荷重を最小限に抑えることができ、可動要素４０の推進力を効率よく可動体３０の走行に用いることができる。
以下、走行路１０、可動体３０の構成を順に説明した後に、容器搬送装置１の効果を説明する。

［走行路１０］
走行路１０は、図１に示すように、ガイドレール１１、第一カムレール１３および第二カムレール１４を有している。なお、図１は、ガイドレール１１、第一カムレール１３および第二カムレール１４の存在を線分で示すにすぎず、その位置を反映していない。

ガイドレール１１は、リニアモータの固定子であり、ガイドレール１１に沿って多数の電磁コイル１２（図２、図３）が埋設されている。それぞれの電磁コイル１２は横断面が矩形状に形成され、電磁コイル１２の長手方向が径方向Ｘに沿って配置されている。なお、可動要素４０の永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、電磁コイル１２に対向するように設けられる。

ガイドレール１１は、互いに間隔をあけて配置される直線部１１Ｃ，１１Ｄと、直線部１１Ｃと直線部１１Ｄの一端を繋ぐ曲線部１１Ｅと、直線部１１Ｃと直線部１１Ｄの他端を繋ぐ曲線部１１Ｆと、を含む。ここで、曲線部１１Ｅ，１１Ｆと直線部１１Ｃ，１１Ｄとの接続部分は、曲率の変化率が一定であるクロソイド曲線（Clothoid Curve）ＣＣである。クロソイド曲線による接続部分は、直線部分から円弧部分に移行するときの曲率の急激な変化を避けるために設けられる。つまり、曲線部１１Ｅ，１１Ｆは、曲率半径が一定ではなく、特にクロソイド曲線ＣＣの接続部分で曲率半径が変化する。容器搬送装置１は、曲線部１１Ｅ，１１Ｆにおける曲率半径の変動に対応できるように、可動要素４０が構成されている。

第一カムレール１３および第二カムレール１４は、図３に示すように、保持要素５０に設けられる第一カムフォロア５５Ａ、第二カムフォロア５５Ｂおよび第三カムフォロア５５Ｃを転動させることで、可動要素４０および保持要素５０の走行を案内する。

第一カムレール１３および第二カムレール１４は、図３に示すように、それぞれがコ字状の第一カム溝１５，第二カム溝１６を有している。第一カムレール１３の第一カム溝１５に第一カムフォロア５５Ａが転動可能に収容される。第二カムレール１４の第二カム溝１６に第二カムフォロア５５Ｂが転動可能に収容される。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４との間隙に第三カムフォロア５５Ｃが転動可能に収容される。

以上の構成により、保持要素５０の鉛直方向Ｚの荷重は、第一カムフォロア５５Ａを介して第一カムレール１３に、また、第二カムフォロア５５Ｂを介して第二カムレール１４に加えられる。
また、保持要素５０は、第一カムレール１３および第二カムレール１４に案内されながら、走行路１０に沿って位置ずれを起こすことなく走行する。

走行路１０の内周側には、図１に示すように、可動体３０の後述の容器把持装置６０に電力を供給する送電部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃが、それぞれ走行路１０の周方向に間隔をおいて設けられている。送電部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃの構成は同様であるので、これらを区別する必要がないときには送電部１１０として説明する。送電部１１０は、無線給電用の送信アンテナ１１３を有しており、送信アンテナ１１３を介して容器把持装置６０に無線で電力を供給する。図７に示すように、送電部１１０は、直流電源１１１からインバータ１１２を介して送信アンテナ１１３に電力を供給する。

また、図１、図８に示すように、送電部１１０Ａは、走行路１０において容器把持装置６０による容器１００の受け取り位置（図８に示す位置(II)から位置(III)）を含む区間に配置される。送電部１１０Ｂは、走行路１０において容器把持装置６０による容器１００の受け渡し位置（図８に示す位置(IV)から位置(V)）を含む区間に配置される。送電部１１０Ｃは、走行路１０において送電部１１０Ａ，１１０Ｂとは反対側の直線部分のほぼ全域に延在するように配置される。

また、走行路１０の内周側には、図１および図８に示すように、後述の電磁ブレーキ６３に通電する走行路１０の第１位置を示す第１センサプレート１２１と、後述の駆動部６２に通電する走行路１０の第２位置を示す第２センサプレート１２２とが、それぞれ走行路１０と並行するように設けられている。第１センサプレート１２１は、容器１００の受け取り位置の近傍と、容器１００の受け渡し位置の近傍とに配置される。第２センサプレート１２２は、容器１００の受け取り位置の近傍に配置される。なお、第１センサプレート１２１および第２センサプレート１２２の位置関係は後で詳述する。

［可動要素４０（可動体３０）］
可動要素４０は、図３に示すように、可動要素４０をなす他の要素を保持するホルダ４１と、ホルダ４１に保持されるローラ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄと、ホルダ４１に保持される永久磁石４５Ａ，４５Ｂと、ホルダ４１の上端および下端のそれぞれに設けられる径方向ガイド４７Ａ，４７Ｂと、を備えている。

ホルダ４１は、図３に示すように、ガイドレール１１の図中の上面に対向する上部レバー４１Ａと、ガイドレール１１の図中の下面に対向する下部レバー４１Ｂと、上部レバー４１Ａと下部レバー４１Ｂを接続する接続壁４１Ｃと、を有している。
ホルダ４１は、上部レバー４１Ａと下部レバー４１Ｂの間に走行路１０のガイドレール１１が配置され、かつ、接続壁４１Ｃが走行路１０の外側を向くように配置される。

ローラ４３Ａ，４３Ｂは、上部レバー４１Ａに回転可能に取り付けられ、また、ローラ４３Ｃ，４３Ｄは下部レバー４１Ｂに回転可能に取り付けられる。ローラ４３Ａとローラ４３Ｂは、互いが干渉しないように搬送方向の位置をずらして設けられている。ローラ４３Ｃとローラ４３Ｄも、ローラ４３Ａとローラ４３Ｂと同様である。
可動体３０が走行路１０に沿って走行する際に、ローラ４３Ａ，４３Ｂは、ガイドレール１１の上面に設けられるガイド面１７Ａ，１７Ｂを転動し、また、ローラ４３Ｃ，４３Ｄは、ガイドレール１１の下面に設けられるガイド面１７Ｃ，１７Ｄを転動する。これにより、可動体３０は、走行路１０に沿って走行する際の、ガイドレール１１との間の抵抗を抑えることができる。

永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、それぞれが上部レバー４１Ａの先端、下部レバー４１Ｂの先端に保持されている。永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、ガイドレール１１に設けられる電磁コイル１２とともにリニアモータを構成する。システムコントローラ９０が複数の電磁コイル１２のそれぞれに供給する電流を制御することにより、永久磁石４５Ａ，４５Ｂとの間に磁気的な吸引力および反発力が生じ、可動要素４０が走行する。

径方向ガイド４７Ａ，４７Ｂは、それぞれが図３および図４に示すように横断面がコの字状をなしている。径方向ガイド４７Ａは下方に開口する矩形のカム溝４８Ａを有している。径方向ガイド４７Ｂは上方に開口する矩形のカム溝４８Ｂを有している。カム溝４８Ａ，４８Ｂは径方向ガイド４７Ａ，４７Ｂを径方向Ｘに貫通している。
カム溝４８Ａには径方向カムフォロア５６Ａが回転可能に収容され、また、カム溝４８Ｂには径方向カムフォロア５６Ｂが回転可能に収容される。したがって、ホルダ４１は、径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂによって搬送方向の移動は拘束される。一方、ホルダ４１は、ガイドレール１１のクロソイド曲線をなす部分に対応するために、保持要素５０に対して径方向Ｘの相対的な移動を許容する。
また、径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂによってホルダ４１の移動が拘束されることにより、可動要素４０の走行による力を保持要素５０に伝える係合関係が成り立つ。

［保持要素５０（可動体３０）］
次に、保持要素５０について図２、図３を参照して説明する。
保持要素５０は、容器１００の首部１０１を保持する容器把持装置６０と、容器把持装置６０を支持するフレーム５１と、を有する。
また、フレーム５１は、容器把持装置６０および容器把持装置６０に保持される容器１００の鉛直方向Ｚの荷重が第一カムレール１３、第二カムレール１４に負荷されるように構成されている。
以下、フレーム５１、容器把持装置６０の順に構成を説明する。

フレーム５１は、上部フレーム５２と、上部フレーム５２と鉛直方向Ｚに間隔をあけて設けられる下部フレーム５３と、上部フレーム５２と下部フレーム５３を接続し鉛直方向Ｚに延びる接続フレーム５４と、を有する。接続フレーム５４は、径方向Ｘの外側（Ｏｕｔ）において上部フレーム５２と下部フレーム５３を接続する。これにより、上部フレーム５２、下部フレーム５３および接続フレーム５４は機械的に一体化されている。

上部フレーム５２は、容器把持装置６０を支持する。容器１００を搬送する際に容器把持装置６０が容器１００を保持するので、容器１００および容器把持装置６０の荷重は上部フレーム５２が受ける。この荷重は、接続フレーム５４を介して下部フレーム５３に伝達される。

次に、下部フレーム５３は、第一カムフォロア５５Ａ、第二カムフォロア５５Ｂおよび第三カムフォロア５５Ｃを回転可能に支持する。
第一カムフォロア５５Ａおよび第二カムフォロア５５Ｂは回転軸線が径方向Ｘを向き、第三カムフォロア５５Ｃは回転軸線が鉛直方向Ｚを向いている。
第一カムフォロア５５Ａは第一カムレール１３の第一カム溝１５に回転可能に収容され、第二カムフォロア５５Ｂは第二カムレール１４の第二カム溝１６に回転可能に収容される。また、第三カムフォロア５５Ｃは第一カムレール１３と第二カムレール１４の間に形成される第三カム溝１７に転動可能に収容される。
以上の構成により、第一カムレール１３と第二カムレール１４は、第一カムフォロア５５Ａと第二カムフォロア５５Ｂを介して、保持要素５０の鉛直方向Ｚの荷重を受ける。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４は、第三カムフォロア５５Ｃを介して、保持要素５０の径方向Ｘの荷重を受ける。

また、保持要素５０は、それぞれが回転軸線の周りに回転可能な、径方向カムフォロア５６Ａと径方向カムフォロア５６Ｂを有している。径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂの回転軸線は鉛直方向Ｚに沿っている。
径方向カムフォロア５６Ａは、ホルダ４１の径方向ガイド４７Ａに対応して、上部レバー４１Ａよりも上方に設けられる。径方向カムフォロア５６Ｂは、ホルダ４１の径方向ガイド４７Ｂに対応して、下部レバー４１Ｂよりも下方に設けられる。
径方向カムフォロア５６Ａは、上部フレーム５２に回転可能に取り付けられる。径方向カムフォロア５６Ｂは、下部フレーム５３に回転可能に取り付けられる。

径方向カムフォロア５６Ａ、径方向カムフォロア５６Ｂは、それぞれが径方向ガイド４７Ａのカム溝４８Ａ、径方向ガイド４７Ｂのカム溝４８Ｂに収容される。
こうして、径方向カムフォロア５６Ａ、径方向カムフォロア５６Ｂは、径方向ガイド４７Ａ、径方向ガイド４７Ｂを介して、ホルダ４１、つまり可動要素４０の径方向Ｘへの変位を許容するが、搬送方向への変位を拘束する。また、径方向カムフォロア５６Ａ、５６Ｂは、径方向ガイド４７Ａ、４７Ｂの鉛直方向Ｚの変位を拘束する。
このように、可動要素４０と保持要素５０は、可動要素４０の走行による力を保持要素５０が受ける係合関係にある。

［容器把持装置６０］
次に、容器把持装置６０について、図２、図５、図６を参照して説明する。
容器把持装置６０は、容器１００を把持する一対の把持爪６１Ａ，６１Ｂと、駆動部６２と、電磁ブレーキ６３と、第１センサ６５および第２センサ６６と、制御装置７０とを有する。

把持爪６１Ａ，６１Ｂは、回転軸６４Ａ，６４Ｂにより揺動可能に軸支されている。図６において、把持爪６１Ａ，６１Ｂの揺動方向をＳＷで示す。また、回転軸６４Ａ，６４Ｂの外周にはそれぞれが噛み合う歯溝（不図示）が形成されている。したがって、例えば把持爪６１Ａを時計回りに回転させると把持爪６１Ｂは反時計回りに回転させることができる。
把持爪６１Ａ，６１Ｂは、互いの間隔が閉じた閉位置において容器１００を把持し、互いの間隔が開いた開位置において容器１００の把持を解除するようになっている。把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂの開位置において、把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂの間に容器１００を出し入れできる。
また、把持爪６１Ａ，６１Ｂは、不図示のコイルバネにより、開位置の方向に付勢されている。そのため、駆動部６２または電磁ブレーキ６３の作用がない限り、把持爪６１Ａ，６１Ｂは開位置をとるようになっている。

駆動部６２は、電気的に回転軸６４Ａを回転させて把持爪６１Ａ，６１Ｂを移動させるアクチュエータである。駆動部６２は、例えばロータリーソレノイドであり、通電時に把持爪６１Ａ，６１Ｂを閉位置に移動させる。なお、駆動部６２はモータであってもよい。

電磁ブレーキ６３は、回転軸６４Ａに取り付けられた無励磁作動型のブレーキである。電磁ブレーキ６３は、非通電時に回転軸６４Ａの回転を拘束し、通電時に回転軸６４Ａを解放して把持爪６１Ａ，６１Ｂの位置固定を解除する。したがって、電磁ブレーキ６３の非通電時において、把持爪６１Ａ，６１Ｂが開位置または閉位置に維持される。

第１センサ６５は、第１センサプレート１２１の有無を非接触で検知する光電センサであり、第２センサ６６は、第２センサプレート１２２の有無を非接触で検知する光電センサである。
第１センサ６５および第２センサ６６は、フレーム５１の上部から走行路１０の内周方向に突き出すプレート６７に、それぞれセンサの検出方向が下向きとなるように配置される。第１センサ６５は、第１センサプレート１２１が配置される軌道の上側を通過するように可動体３０に取り付けられる。第２センサ６６は、第２センサプレート１２２が配置される軌道の上側を通過するように可動体３０に取り付けられる。

第１センサ６５は、可動体３０の周回走行時に、走行路１０の各位置で第１センサプレート１２１の有無を検知する。そして、第１センサ６５は、第１センサプレート１２１を検知したときに、走行路１０の第１位置を検知したことを示す第１検知信号を制御装置７０に出力する。同様に、第２センサ６６は、可動体３０の周回走行時に、走行路１０の各位置で第２センサプレート１２２の有無を検知する。そして、第２センサ６６は、第２センサプレート１２２を検知したときに、走行路１０の第２位置を検知したことを示す第２検知信号を制御装置７０に出力する。

制御装置７０は、電力制御部の一例であって、図２および図５に示すように、電磁ブレーキ６３および駆動部６２の上方に設けられる。制御装置７０は、容器把持装置６０の開閉動作を制御するとともに、送電部１１０から容器把持装置６０を動作させる電力を無線給電で受ける。

制御装置７０は、図７に示すように、受信アンテナ７１と、整流回路７２と、キャパシタ７３と、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４と、制御回路７５とを有している。
受信アンテナ７１は、図５に破線で示すように、制御装置７０における走行路１０の内周方向の面に配置される。受信アンテナ７１は、送電部１１０の送信アンテナ１１３と対向する位置に配置されている。そして、受信アンテナ７１は、可動体３０が送電部と対向する位置にあるときに、送信アンテナ１１３から無線給電で電力を受ける。受信アンテナ７１は、受電部の一例である。
受信アンテナ７１が受けた電力は、整流回路７２により交流から直流に変換された後、キャパシタ７３に蓄積される。キャパシタ７３は、送電部１１０から受けた電力を蓄える蓄電部の一例である。キャパシタ７３の電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４で電圧値が変換された後、制御回路７５を介して負荷となる駆動部６２および電磁ブレーキ６３にそれぞれ供給される。

制御回路７５は、第１センサ６５および第２センサ６６の出力に基づいて、駆動部６２および電磁ブレーキ６３に電力を供給するタイミングを制御する。制御回路７５は、第１センサ６５から第１検知信号を受けたときに駆動部６２を通電状態（ＯＮ）とし、第１センサ６５から第１検知信号を受けていないときに駆動部６２を非通電状態（ＯＦＦ）とする。また、制御回路７５は、第２センサ６６から第２検知信号を受けたときに電磁ブレーキ６３を通電状態（ＯＮ）とし、第２センサ６６から第２検知信号を受けていないときに電磁ブレーキ６３を非通電状態（ＯＦＦ）とする。
なお、図９において、第１センサ６５が第１検知信号を出力している状態をＨで示し、第１センサ６５が第１検知信号を出力していない状態をＬで示す。同様に、図９において、第２センサ６６が第２検知信号を出力している状態をＨで示し、第２センサ６６が第２検知信号を出力していない状態をＬで示す。

［容器搬送装置１の動作］
次に、容器搬送装置１の動作として、走行路１０の各位置における容器把持装置６０の開閉動作について図８、図９を参照しつつ説明する。

この例では、図８の右側から左側に向けて容器１００が搬送経路３で搬送される。図８に示す位置(II)から位置(III)は、容器把持装置６０による容器１００の受け取り位置である。図８に示す位置(IV)から位置(V)は、容器把持装置６０による容器１００の受け渡し位置である。可動体３０に設けられた容器把持装置６０は、図８に示す位置(III)で容器１００を把持し、少なくとも図８に示す位置(IV)まで容器１００を搬送する。
ここで、可動体３０は、電磁コイル１２と永久磁石４５Ａ，４５Ｂとの間に生じる磁気的な作用により推進力を得て走行路１０を移動する。リニアモータを駆動させるための磁気的な作用はシステムコントローラ９０の指示により生じる。

第１センサプレート１２１は、走行路１０に沿って、図８に示す位置(I)から位置(III)の手前までの区間と、位置(IV)から位置(V)を越えた位置までの区間にそれぞれ配置されている。また、第２センサプレート１２２は、走行路１０に沿って、図８に示す位置(II)から位置(III)までの区間に配置されている。

可動体３０が位置(I)に到達する前には、電磁ブレーキ６３および駆動部６２はいずれも非通電状態（ＯＦＦ）にある。このとき、容器把持装置６０の把持爪６１Ａ，６１Ｂは開位置にあり、さらに電磁ブレーキ６３によって把持爪６１Ａ，６１Ｂが開位置に固定された状態にある。

可動体３０が位置(I)に到達すると、１つ目の第１センサプレート１２１Ａの一端に第１センサ６５が重なるため、第１センサ６５が第１検知信号を出力する。以後、第１センサ６５は、位置(III)の手前に位置する第１センサプレート１２１Ａの他端を通過するまで第１検知信号を継続して出力する。
以上のようにして、位置(I)において、制御回路７５により電磁ブレーキ６３が通電状態（ＯＮ）となる。したがって、位置(I)において、電磁ブレーキ６３による把持爪６１Ａ，６１Ｂの位置固定が解除される。このとき、把持爪６１Ａ，６１Ｂは揺動可能な状態となるが、開位置に向けて付勢されている把持爪６１Ａ，６１Ｂは開位置をそのまま維持する。

可動体３０が位置(II)に到達すると、第２センサプレート１２２の一端に第２センサ６６が重なるため、第２センサ６６が第２検知信号を出力する。以後、第２センサ６６は、位置(III)の第２センサプレート１２２の他端を通過するまで第２検知信号を継続して出力する。
これにより、位置(II)において、制御回路７５により駆動部６２が通電状態（ＯＮ）となる。したがって、位置(II)において、把持爪６１Ａ，６１Ｂが閉位置に移動する。
このとき、容器把持装置６０は容器１００の受け取り位置にあるため、図示しない一方のコンベアを流れて搬送経路３を移動する容器１００の首部１０１を把持爪６１Ａ，６１Ｂが把持した状態となる。

その後、可動体３０が１つ目の第１センサプレート１２１Ａの他端を通過すると、第１センサ６５が第１検知信号の出力を停止する。以上のようにして、位置(III)の手前において、制御回路７５により電磁ブレーキ６３が非通電状態（ＯＦＦ）となる。したがって、位置(III)の手前において、電磁ブレーキ６３により把持爪６１Ａ，６１Ｂが閉位置のまま固定される。

そして、可動体３０が位置(III)の第２センサプレート１２２の他端を通過すると、第２センサ６６が第２検知信号の出力を停止する。これにより、位置(III)において、制御回路７５により駆動部６２が非通電状態（ＯＦＦ）となる。したがって、位置(III)において、把持爪６１Ａ，６１Ｂに対して駆動部６２による負荷がかからなくなる。しかし、上記のように、位置(III)の手前で電磁ブレーキ６３により把持爪６１Ａ，６１Ｂが閉位置のまま固定されるので、把持爪６１Ａ，６１Ｂは容器１００の首部を把持した状態を維持できる。つまり、位置(III)から位置(IV)の区間では、駆動部６２および電磁ブレーキ６３に電力を供給しなくとも、容器把持装置６０で容器１００を把持し続けることが可能である。位置(III)から位置(IV)の区間では、可動体３０により容器１００が搬送される。

可動体３０が位置(IV)に到達すると、２つ目の第１センサプレート１２１Ｂの一端に第１センサ６５が重なるため、第１センサ６５が第１検知信号を出力する。以後、第１センサ６５は、位置(V)を越えた位置にある第１センサプレート１２１Ｂの他端を通過するまで第１検知信号を継続して出力する。
以上のようにして、位置(IV)において、制御回路７５により電磁ブレーキ６３が通電状態（ＯＮ）となる。したがって、位置(IV)において、電磁ブレーキ６３による把持爪６１Ａ，６１Ｂの位置固定が解除される。把持爪６１Ａ，６１Ｂは開位置に向けて付勢されているため、ばねの復元力で閉位置から開位置に向けて緩やかに移動する。そして、位置(V)において、把持爪６１Ａ，６１Ｂは開位置に至る。
このとき、容器把持装置６０は容器１００の受け渡し位置にあるため、把持爪６１Ａ，６１Ｂが開位置に移動することで、容器１００が容器把持装置６０から図示しない他方のコンベアに受け渡しされる。

そして、可動体３０が位置(VI)に示した２つ目の第１センサプレート１２１Ｂの他端を通過すると、第１センサ６５が第１検知信号の出力を停止する。以上のようにして、制御回路７５により電磁ブレーキ６３が非通電状態（ＯＦＦ）となり、電磁ブレーキ６３により把持爪６１Ａ，６１Ｂが開位置のまま固定される。その後、可動体３０は、走行路１０を走行して位置(I)に至るまで上記の状態を維持する。

容器把持装置６０は、可動体３０が位置(VI)から位置(I)に移動する間に、走行路１０の直線部分に配置された送電部１１０Ｃから無線給電で電力を受ける。容器把持装置６０が電力を消費しない区間において送電部１１０Ｃから電力が供給されることにより、可動体３０が位置(I)を通過する前にはキャパシタ７３に電力が十分に蓄積された状態となる。

また、容器把持装置６０は、位置(I)から位置(III)を含む区間では送電部１１０Ａから無線給電で電力を受け、位置(IV)から位置(V)を含む区間では送電部１１０Ｂから無線給電で電力を受ける。このように、駆動部６２や電磁ブレーキ６３に電力を供給する区間において、送電部１１０Ａ，１１０Ｂから補助的に電力を受けることで、容器把持装置６０の動作時に電力不足となることを抑止できる。

［効果］
以下、本実施形態の容器搬送装置１による効果を説明する。
容器搬送装置１の容器把持装置６０は、把持爪６１Ａ，６１Ｂが開方向に付勢され、駆動部６２により電気的に把持爪６１Ａ，６１Ｂを閉状態に移動させる。そのため、本実施形態の容器搬送装置１は、走行路１０のカムとの接触による機械的な力を加えなくとも把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉を行うことができる。したがって、本実施形態の容器搬送装置１は、把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉のためにカムとの接触が不要になるため、カム軌跡で開閉タイミングを規定する場合と比べて装置を移動させるときに生じる負荷を抑制できる。特に、本実施形態の容器搬送装置１によれば、上記のように容器把持装置６０による容器１００の把持で可動体３０が負担する力がより少なくなるので、高速走行が可能なリニアモータで可動体３０を走行させる場合に有利である。

また、本実施形態の容器把持装置６０は、把持爪６１Ａ，６１Ｂが閉位置に移動した状態で、駆動部６２および電磁ブレーキ６３が非通電状態になると、把持爪６１Ａ，６１Ｂが閉位置に維持される。把持爪６１Ａ，６１Ｂを開位置から閉位置にする力は駆動部６２が担うが、製品液が充填された容器１００を把持する状態を維持する力は電磁ブレーキ６３が担う。そのため、容器把持装置６０は、製品液が充填された容器１００を安定して把持できる。また、容器１００を把持する状態を電磁ブレーキ６３で維持させることで、駆動部６２に要求される力が軽微で足りる。しかも、容器１００を把持する状態を維持しているときに駆動部６２への通電は不要となるので、容器把持装置６０の消費電力を抑制できる。

また、本実施形態の容器把持装置６０において、駆動部６２および電磁ブレーキ６３に電力を供給するタイミングは制御装置７０で制御される。また、把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉タイミングを変更するときには、第２センサプレート１２２の位置を移動させるだけで足りる。一方、カム軌跡で開閉タイミングを規定する場合にはカム軌跡を修正する必要がある。そのため、本実施形態の容器搬送装置１によれば、カム軌跡で開閉タイミングを規定する場合と比べて把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉タイミングを柔軟に設定できる。

また、容器搬送装置１は、容器１００を把持する保持要素５０の荷重を、第一カムレール１３および第二カムレール１４で受けるので、可動要素４０が受ける鉛直方向Ｚの荷重が軽減される。したがって、製品液が充填されたために空容器に比べて相当程度に重くなった容器１００を把持する保持要素５０であっても、可動要素４０が高速で搬送できる。この容器搬送装置１を飲料充填システムに適用すれば、要求される充填能力に耐えられる搬送速度を実現できる。

しかも、第一カムレール１３に第一カムフォロア５５Ａが係合され、第二カムレール１４に第二カムフォロア５５Ｂが係合されることにより、保持要素５０の鉛直方向Ｚの位置決めがなされる。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４の間に第三カムフォロア５５Ｃが係合されることにより、保持要素５０の径方向Ｘの位置決めがなされる。したがって、容器搬送装置１によれば、保持要素５０の安定した走行が確保される。

また、一実施形態のガイドレール１１は、曲線部１１Ｅ，１１Ｆの一部は曲率半径が変化するクロソイド曲線ＣＣであり、一実施形態の可動体３０は、可動要素４０が保持要素５０に対して径方向Ｘに変位できるように構成されている。したがって、可動体３０がクロソイド曲線ＣＣの部分を走行することにより可動要素４０と保持要素５０の間の径方向Ｘの位置関係が変動したとしても、可動要素４０が径方向Ｘに変位することで、位置関係の変動に追従できる。したがって、可動要素４０と保持要素５０の安定した走行を確保できる。

上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択することや、他の構成に適宜変更することが可能である。

例えば、上記実施形態において、容器把持装置６０が送電部１１０から無線給電で電力を受ける例を説明したが、容器把持装置６０が接点を介して送電部１１０から有線で電力を受けてもよい。
また、容器把持装置６０を動作させるために十分な電力をキャパシタ７３に蓄積できる場合には、送電部１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃの一部または全部を省略してもよい。

１ 容器搬送装置
３ 搬送経路
１０ 走行路
１１ ガイドレール
１１Ｃ，１１Ｄ 直線部
１１Ｅ，１１Ｆ 曲線部
１２ 電磁コイル
１３ 第一カムレール
１４ 第二カムレール
１５ 第一カム溝
１６ 第二カム溝
１７ 第三カム溝
１７Ａ，１７Ｂ ガイド面
１７Ｃ，１７Ｄ ガイド面
３０ 可動体
４０ 可動要素
４１ ホルダ
４１Ａ 上部レバー
４１Ｂ 下部レバー
４１Ｃ 接続壁
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ ローラ
４５Ａ，４５Ｂ 永久磁石
４７Ａ，４７Ｂ 径方向ガイド
４８Ａ，４８Ｂ カム溝
５０ 保持要素
５１ フレーム
５２ 上部フレーム
５３ 下部フレーム
５４ 接続フレーム
５５Ａ 第一カムフォロア
５５Ｂ 第二カムフォロア
５５Ｃ 第三カムフォロア
５６Ａ，５６Ｂ 径方向カムフォロア
６０ 容器把持装置
６１Ａ，６１Ｂ 把持爪
６２ 駆動部
６３ 電磁ブレーキ
６４Ａ，６４Ｂ 回転軸
６５ 第１センサ
６６ 第２センサ
７０ 制御装置
７１ 受信アンテナ
７２ 整流回路
７３ キャパシタ
７４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７５ 制御回路
９０ システムコントローラ
１００ 容器
１０１ 首部
１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ 送電部
１１１ 直流電源
１１２ インバータ
１１３ 送信アンテナ
１２１ 第１センサプレート
１２２ 第２センサプレート

Claims (11)

1. 容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において前記容器を把持する一対の把持爪と、
   前記把持爪を通電時に前記閉位置に移動させる駆動部と、
   非通電時に前記把持爪の位置を固定し、通電時に前記把持爪の位置固定を解除する電磁ブレーキと、
   前記駆動部および前記電磁ブレーキに電力を供給する電力制御部と、を備え、
   前記把持爪が前記閉位置に移動した状態で、前記駆動部および前記電磁ブレーキが非通電状態になると、前記把持爪が前記閉位置に維持されることを特徴とする容器把持装置。
2. 前記電力制御部は、前記駆動部および前記電磁ブレーキに電力を供給するタイミングを制御する、請求項１に記載の容器把持装置。
3. 前記容器把持装置は、前記容器を走行路に沿って搬送する可動体に設けられる、請求項１または請求項２に記載の容器把持装置。
4. 前記電力制御部は、前記走行路の一部に配置される送電部から前記電力を受ける、請求項３に記載の容器把持装置。
5. 前記電力制御部は、前記送電部から無線給電で前記電力を受ける受電部を含む、請求項４に記載の容器把持装置。
6. 前記電力制御部は、前記送電部から受けた前記電力を蓄える蓄電部を含む、請求項４または請求項５に記載の容器把持装置。
7. 前記可動体は、リニアモータにより前記走行路に沿って移動する、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の容器把持装置。
8. 前記電力制御部は、前記可動体の前記走行路上の位置に応じて、前記駆動部の通電状態および非通電状態と、前記電磁ブレーキの通電状態および非通電状態とをそれぞれ切り替える、請求項３から請求項７のいずれか一項に記載の容器把持装置。
9. 前記電磁ブレーキに通電する前記走行路の第１位置を検知する第１センサと、
   前記駆動部に通電する前記走行路の第２位置を検知する第２センサと、をさらに備え、
   前記電力制御部は、前記第１センサの出力に基づいて前記駆動部の通電状態および非通電状態を切り替え、前記第２センサの出力に基づいて前記電磁ブレーキの通電状態および非通電状態を切り替える、請求項８に記載の容器把持装置。
10. 容器把持装置で容器を把持しながら走行路に沿って容器を搬送する可動体と、
    前記走行路と、を備えた容器搬送装置であって、
    前記容器搬送装置は、
    容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において前記容器を把持する一対の把持爪と、
    前記把持爪を通電時に前記閉位置に移動させる駆動部と、
    非通電時に前記把持爪の位置を固定し、通電時に前記把持爪の位置固定を解除する電磁ブレーキと、
    前記駆動部および前記電磁ブレーキに電力を供給する電力制御部と、を含み、
    前記把持爪が前記閉位置に移動した状態で、前記駆動部および前記電磁ブレーキが非通電状態になると、前記把持爪が前記閉位置に維持されることを特徴とする容器搬送装置。
11. 容器把持装置で容器を把持しながら走行路に沿って容器を搬送する容器搬送装置の制御方法であって、
    前記容器把持装置は、
    容器の把持を解除する開位置に向けて付勢され、閉位置において前記容器を把持する一対の把持爪と、
    前記把持爪を通電時に前記閉位置に移動させる駆動部と、
    非通電時に前記把持爪の位置を固定し、通電時に前記把持爪の位置固定を解除する電磁ブレーキと、を含み、
    前記走行路で前記容器を受ける供給位置よりも前の位置において、前記電磁ブレーキに通電するとともに前記駆動部を非通電にし、前記把持爪を前記開位置に移動させる手順と、
    前記供給位置において前記駆動部に通電し、前記把持爪を前記閉位置に移動させて前記容器を前記把持爪で把持する手順と、
    前記容器が把持された後、前記電磁ブレーキおよび前記駆動部を非通電にし、前記把持爪を前記閉位置に維持して前記容器を搬送する手順と、
    前記電磁ブレーキに通電して前記把持爪の位置固定を解除し、前記把持爪を前記開位置に移動させて前記容器を放す手順と、
    を有することを特徴とする容器搬送装置の制御方法。

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