JP6864207B2 - 回転位置決め装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の上面開口を封止する前に、容器を回転させて蓋と容器側面に施された印刷表示の相対的な位置決めを行う回転装置に関する。

食品、医薬品などの製造ラインにおいて、内容物を充填した容器の開口をシールする前に、容器の側面と上面の印刷表示を合わせるために容器を回転させて基準位置に位置決めする工程がある。

特許文献１には、食品が充填された容器本体がホルダープレートによって移動し、容器本体の底部がスライドプレートの斜面に接触して順次持ち上げられてターンテーブル上に載り、位置合わせ後、斜面を下り再度ホルダープレートに保持されて移動する技術が開示されている。ターンテーブルの下部にはステッピングモータが縦置きされてターンテーブルを回転させている。

特許文献２に開示の装置は、食材を充填したカップをリテーナーコンベアにより間欠走行させて、コンベアの区間下でカップを浮き上げて自由にして回転させる吸着上動し回転させる手段と、コンベアを挟んだ直上にカップの食材のはね飛散を防止するはね防止板と、回転制御用のセンサーを設けている。当該装置は、リテーナーコンベアを移動中のカップを吸着上昇手段で吸着上動してリテーナーコンベアによる吊下げを解除して自由にして回転させる。そしてセンサーの制御作用によりカップの側面柄が所定方向に向いた点で回転を停止し側面柄を一方向に向け合せている。

特許第３９４２３９６号公報 特許第４８７９１３９号公報

このような装置に用いられる駆動部は、サーボモータ、ステッピングモータなどが適用されているが、これらのモータはモータ本体と回転シャフトの間のシール性能が低いという問題があった。そして駆動部は回転手段のテーブルの直下に配置されるため、回転時にテーブル上にこぼれた充填物が回転シャフトを伝わってモータ本体に侵入してしまい駆動部の不具合を生じるなどのおそれがあった。また、ターンテーブルが結露した場合にも、同様に回転シャフトを伝わってモータ本体に侵入して不具合を生じるおそれがあった。

特許文献２のサーボモータは吸着面とサーボモータを偏心させているが、装置構成が複雑化し、メンテナンス時の作業性が悪いという問題があった。

そこで上記従来技術の問題点に鑑み、本発明は回転位置決め手段の防水性能を高めた回転位置決め装置を提供することを目的としている。

また本発明は回転位置決め手段のメンテナンス性の良い回転位置決め装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための第１の手段として、本発明は、一方の主面に容器の載置面を設けた回転テーブルと、前記回転テーブルの他方の主面に接して前記容器を回転させる駆動部と、前記回転テーブル上で回転する前記容器のマーカを検出する検出部と、前記検出部による前記マーカの検出位置から前記駆動部で前記容器を所定角度回転させる制御部と、前記駆動部を収容する内部空間を備えたケーシングと、を有する回転位置決め手段を備え、前記駆動部は、前記ケーシングの上面円筒開口から前記内部空間へ収容可能とし、前記回転テーブルは、前記上面円筒開口を覆う蓋状に形成したことを特徴とする回転位置決め装置を提供することにある。
これにより、回転テーブル上にこぼれた容器の充填物がケーシング上に落ちたり、装置洗浄時の洗浄水が飛散したり、結露が生じても、上面円筒開口及び蓋状の回転テーブルによってケーシング内の駆動部へ容器の充填物、洗浄水などの水分が侵入することがなく、装置全体の防水性を高めることができる。
また、上面円筒開口から駆動部を着脱可能に挿入できるため、駆動部に不具合が生じたときでも、対象となる駆動部のみを取り出すことができるため装置全体のメンテナンス性が良い。

上記課題を解決するための第２の手段として、本発明は、前記第１の手段において、前記容器の開口側と接して保持するホルダーを備え、前記ホルダーで保持した前記容器を前記回転テーブル上に搬入又は搬出する搬送手段と、前記ケーシングを上下移動させて前記容器を前記ホルダーから開放又は前記ホルダーで前記容器を保持させる昇降手段と、を備えたことを特徴とする回転位置決め装置を提供することにある。
これにより、複数の容器を連続的に位置決め処理可能な回転位置決め装置であっても、装置全体の防水性を高め、かつメンテナンス性も向上させることができる。

上記課題を解決するための第３の手段として、本発明は、前記第１又は第２の手段において、前記ケーシングは、前記内部空間にドライエアを供給して前記上面円筒開口と前記回転テーブルの隙間から前記ドライエアを外部へ排出するエア供給手段と接続していることを特徴とする回転位置決め装置を提供することにある。
これにより、ケーシング内をドライエア環境下に保つことができ、製造工場内の水分又は湿気、装置の蒸気殺菌による湿度の上昇や結露の発生による駆動部の劣化をさらに効果的に防止でき、不具合の発生率が低下して装置全体のメンテナンス性を高めることができる。

上記課題を解決するための第４の手段として、本発明は、前記第１ないし第３のいずれか１の手段において、前記回転テーブルは、前記他方の主面に前記駆動部のフランジシャフトの挿入孔と着脱可能な差込ピンを備えたことを特徴とする回転位置決め装置を提供することにある。
これにより、不具合を発生した駆動部をケーシングから容易に取り出すことができる。またメンテナンス後には駆動部をケーシングに上面円筒開口から容易に取り付けることができる。

上記構成による本発明によれば、主構成部品のうちで水分などの影響により不具合を受け易い駆動部をケーシングの上面円筒開口及び蓋状の回転テーブルによって水分、湿気から保護して装置全体の防水性を高めることができる。

また駆動部は、ケーシングの上部円筒開口から個別に着脱することができる。このため、駆動部の不具合時に、対象となる駆動部のみケーシングから取り出して修理又は交換作業を行うことができる。従って、トラブルを短時間で解消できると共に、装置全体の停止時間が短縮されて稼働効率を高めることができる。

本発明の回転位置決め装置の説明図であり、（１）平面図、（２）正面図、（３）側面図である。 回転位置決め手段のケーシングの説明図であり、（１）平面図、（２）正面図、（３）正面図のＡ−Ａ断面図である。 回転位置決め手段の分解図及び正面の断面図である。 回転テーブルの平面図、正面の断面図、底面図である。 回転位置決めのフロー図である。 昇降手段の動作説明図である。 回転位置決め手段の動作説明図である。

本発明の回転位置決め装置の実施形態を添付の図面を参照しながら、以下詳細に説明する。

本実施形態の回転対象物となる容器１１は、上面に開口を有する容器１１である。容器１１は側面視で底面から上面開口に向かってテーパ状に拡径した形状、又は上面開口の周囲に沿ってツバを設けた形状などを採用している。このような容器１１は開口付きホルダーの上方から開口に挿入したとき、容器１１は上面側がホルダーに保持されて、開口から脱落することがない構造であればよい。

［回転位置決め装置１０］
図１は本発明の回転位置決め装置の説明図であり、（１）平面図、（２）正面図、（３）側面図である。図２は回転位置決め手段のケーシングの説明図であり、（１）平面図、（２）正面図、（３）正面図のＡ−Ａ断面図である。
図示のように本発明の回転位置決め装置１０は、装置本体１２上に回転位置決め手段２０と、昇降手段５０と、搬送手段６０（図２の正面図及び正面図のＡ−Ａ断面図のみに表示）、エア供給手段７０を有している。

［回転位置決め手段２０］
図３は回転位置決め手段の分解図及び正面の断面図である。図示のように回転位置決め手段２０は、回転テーブル２２と、駆動部２４と、検出部２６（図２参照）と、制御部２８（図１参照）と、ケーシング３０を主な基本構成としている。

図４は、回転テーブルの説明図であり、（１）平面図、（２）正面の断面図、（３）底面図である。図示のように回転テーブル２２は、一方の主面（表面）２２ａを容器１１が載る載置面とし、他方の主面（裏面）２２ｂの中心に駆動部２４のフランジシャフトの先端が嵌る凹部を設けている。また他方の主面２２ｂには、直径方向に沿って中心を間に挟むように２つの差込ピン２３を取り付けている。このような回転テーブル２２は、後述するケーシング３０の上面円筒開口３２を覆うように蓋状に形成している。

駆動部２４は、シャフト２４ａをフランジシャフト２４ｂのセンター孔２４ｄに固定させて、このフランジシャフト２４ｂが回転テーブル２２の他方の主面２２ｂに接して回転テーブル２２を軸回りに回転させるモータである。駆動部２４は、一例としてサーボモータ、ステッピングモータなどを適用することができる。フランジシャフト２４ｂは平面視で差込ピン２３と重なる位置に差込ピン２３が嵌る一対の挿入孔２４ｃを設けている。

ケーシング３０は、上面に円筒状の開口（上面円筒開口３２）を有し、上面円筒開口３２と、接続する配管（後述するエア供給手段７０、電源ケーブルを含む）以外は外部と遮断された内部空間を備えている。ケーシング３０は、材質に所定の硬度、耐水性能を備えたステンレスなどの鋼材を用いることができる。上面円筒開口３２は、駆動部２４を出し入れできる大きさに設定し、搬送手段の平面視でホルダーに設けた開口と重なる位置に形成している。また上面円筒開口３２は、ケーシングの主面（上面）から凸状に形成している。

ケーシング３０の内部空間への駆動部２４の取り付けは、押えプレート２５と、支柱２５ａと、ボルト２７を用いている。押えプレート２５は、駆動部２４の上面を覆い、ボルトを用いて駆動部２４を下面に固定する円形プレートである。支柱２５ａは、押えプレート２５をボルトによりケーシング３０の底面に固定する柱である。

このような構成の回転位置決め手段２０は、駆動部２４をケーシング３０の上面円筒開口３２から内部空間へ挿入し、押えプレート２５，支柱２５ａを用いてケーシング３０に固定した後、フランジシャフト２４ｂの挿入孔２４ｃに回転テーブル２２の差込ピン２３を挿入して取り付けることができる。
また回転テーブル２２と上面円筒開口３２は、側面どうしが一部重なり合うように取り付けられている。そして側面どうしが所定の隙間を有するように取り付けている。

検出部２６は、回転テーブル２２の側方のケーシング３０の上面に取り付けている。検出部２６は、容器１１の側面に印刷されたマーカ（Ｉマーク）を検出するセンサーである。

制御部２８は、検出部２６と駆動部２４と電気的に接続している。制御部２８は、検出部２６が検出するマーカの検出値に基づいて、検出位置から所定角度容器１１を回転させる制御信号を駆動部２４へ送信可能に構成されている。

［昇降手段５０］
昇降手段５０は、ケーシング３０全体を所定距離上下方向に移動させて、容器をホルダーに保持又はホルダーとの接触を解除する手段である。本実施形態の昇降手段５０は、装置本体１２上に設けたシリンダ本体５２と、シリンダ本体５２から延出して先端がケーシング３０の底面に接続させたロッド５４と、装置本体１２とケーシング３０に接続して、シリンダロッドの進退移動を補助するガイド部５６からなる。

［搬送手段６０］
搬送手段６０は、ホルダー６２と、搬送コンベア（不図示）を主な基本構成としている。ホルダー６２は長手方向に沿って複数の開口を設けることができ、複数の開口のホルダーの場合、複数の容器を連続的に位置決め処理することができる。ホルダー６２は、開口周縁が容器１１の上面側と接して支持する長尺の平板である。搬送手段６０は、ホルダー６２の両端を搬送コンベアの一対の無端チェーンに跨るように取り付けて周回移動可能な構成を採用している。搬送手段６０の容器充填工程と容器シール工程の間に回転位置決め手段２０を取り付けている。

［エア供給手段７０］
エア供給手段７０は、外部のドライエア供給手段とケーシング３０を配管で接続し、ドライエアをケーシング３０内に供給する手段である。なお図１に示すエア供給手段７０は、駆動部２４などの電源ケーブルと一緒の配管中に取り付けている。

このような構成のエア供給手段７０は、上面円筒開口３２と、接続する配管以外は外部と遮断された内部空間を有するケーシング３０に供給されたドライエアが、上面円筒開口３２と回転テーブル２２の間の隙間のみから外部へと排出される。

［作用］
上記構成による回転位置決め装置の作用について以下説明する。
図５は回転位置決めのフロー図である。図６は昇降手段の動作説明図である。図７は回転位置決め手段の動作説明図である。容器１１の回転位置決めは次のように行う。まず容器１１を搬入する（ステップ１）。搬送手段６０のホルダー６２に保持された容器１１を回転テーブル２２上へ間欠搬送して一時的に停止させる。このとき、図６（１）に示すように、容器１１の底面と回転テーブル２２の載置面との間には所定の隙間が生じている。

容器を上昇させる（ステップ２）。図６（２）に示すように、昇降手段５０により、ケーシング３０全体を上方へ所定距離移動させる。回転テーブル２２の載置面上に容器１１が載って所定高さまで上昇させると、ホルダー６２から容器１１が離れて接触が解除される。

容器１１の回転位置決めを行う（ステップ３）。制御部２８から駆動部２４へ回転テーブル２２を回転させる制御信号が送られて、容器が回転する。このとき、回転テーブル２２上に容器１１の充填物がこぼれてケーシング３０上に落ちても、上面円筒開口３２及び蓋状の回転テーブル２２の側面どうしの重なりによってケーシング３０内の駆動部２４へ容器１１の充填物が侵入することがなく、装置全体の防水性を高めることができる。

また、製造工場内の水分又は湿気の発生する際には、エア供給手段７０によりケーシング３０の内部へドライエアを供給するとよい。ケーシング３０内のドライエアは、上面円筒開口３２と回転テーブル２２の隙間から外部へ排出され続けることにより、ケーシング３０の内部空間は乾燥状態に保たれて、湿気、水分等による駆動部２４の不具合を効果的に防止できる。

そして、検出部２６により容器１１の側面に印刷されているマーカを検出する。図７（１）に示すように、マーカが検出されると検出値が制御部２８に送信され、制御部２８は検出位置から所定角度回転させる制御信号を駆動部２４に送信する。これにより蓋と容器１１側面の印刷表示を合わせる位置決めが完了する。

容器１１を下降させる（ステップ４）。昇降手段５０により、ケーシング３０全体を下方へ所定距離移動させる。容器１１の上方側がホルダー６２の開口周縁に保持されて、回転テーブル２２の載置面と容器１１の底面の接触が解除される。

容器１１を搬出させる（ステップ５）。搬送手段６０のホルダー６２に保持された容器１１を回転テーブル２２上から後段のシール処理手段へ向けて移動させる。
この他、装置の洗浄時において洗浄水が飛散しても、上面円筒開口３２及び蓋状の回転テーブル２２の側面どうしの重なりによってケーシング３０内の駆動部２４へ容器１１の充填物が侵入することがなく、装置全体の防水性を高めることができる。
また、装置の蒸気殺菌を行うと湿度の上昇や結露が発生することがある。このような場合、エア供給手段７０によりケーシング３０の内部へドライエアを供給して、ケーシング３０の内部空間を乾燥状態に保ち湿気、水分等による駆動部の不具合を効果的に防止できる。

このような本発明の回転位置決め装置によれば、上面円筒開口及び蓋状の回転テーブルの側面どうしの重なりによってケーシング内の駆動部へ容器の充填物や、装置洗浄時の洗浄水などの水分が侵入することがなく、装置全体の防水性を高めることができる。
またケーシングの上面円筒開口から回転位置決め手段の駆動部を容易に着脱することができる。このため、不具合の駆動部のみを交換又は修理することにより、メンテナンス性を良くして、装置全体の稼働効率を高めることができる。

本発明は、食品、薬品などの製造分野において、特に産業上の利用可能性を有する。

１０………回転位置決め装置、１１………容器、１２………装置本体、２０………回転位置決め手段、２２………回転テーブル、２４………駆動部、２４ａ………シャフト、２４ｂ………フランジシャフト、２４ｃ………挿入孔、２６………検出部、２８………制御部、３０………ケーシング、３２………上面円筒開口、５０………昇降手段、６０………搬送手段、６２………ホルダー、７０………エア供給手段。

Claims (4)

1. 一方の主面に容器の載置面を設けた回転テーブルと、
   前記回転テーブルの他方の主面に接して前記容器を回転させる駆動部と、
   前記回転テーブル上で回転する前記容器のマーカを検出する検出部と、
   前記検出部による前記マーカの検出位置から前記駆動部で前記容器を所定角度回転させる制御部と、
   前記駆動部を収容する内部空間を備えたケーシングと、
   を有する回転位置決め手段を備え、
   前記駆動部は、前記ケーシングの上面円筒開口から前記内部空間へ収容可能とし、
   前記回転テーブルは、前記上面円筒開口を覆う蓋状に形成したことを特徴とする回転位置決め装置。
2. 前記容器の開口側と接して保持するホルダーを備え、前記ホルダーで保持した前記容器を前記回転テーブル上に搬入又は搬出する搬送手段と、
   前記ケーシングを上下移動させて前記容器を前記ホルダーから開放又は前記ホルダーで前記容器を保持させる昇降手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の回転位置決め装置。
3. 前記ケーシングは、前記内部空間にドライエアを供給して前記上面円筒開口と前記回転テーブルの隙間から前記ドライエアを外部へ排出するエア供給手段と接続していることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転位置決め装置。
4. 前記回転テーブルは、前記他方の主面に前記駆動部のフランジシャフトの挿入孔と着脱可能な差込ピンを備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転位置決め装置。

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