JP6878803B2 - 容器搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、チェーン搬送機構によって、容器を所定ピッチで搬送する容器搬送装置に関するものである。

缶などの容器に内容物を充填して蓋締めする工程などでは、円弧状の搬送経路を有するターレット搬送機構と、直線状の搬送経路を有するチェーン搬送機構を組み合わせた搬送装置が一般に採用されている。

チェーン搬送機構に用いられるローラーチェーンは、外リンクと内リンクを交互に組み合わせてピン結合したものであり、外リンクと内リンクのリンクプレート間でピンの外周に設けたローラーをスプロケットの溝部に係合させて駆動している。このようなチェーン搬送機構は、ローラー間のピッチ毎（或いはローラー間のピッチの整数倍の距離毎）に容器保持部が設けられ、容器保持部の間隔が容器の搬送ピッチになっている（下記特許文献１参照）。

特開平９−１５０９４５号公報

図１に示すように、チェーン搬送機構は、スプロケットＳの溝部Ｓ１にチェーンＴのローラーＲが係合した状態では、ローラーＲはスプロケットＳの中心軸Ｓ０とローラー中心との距離ｒを半径とする円弧軌道で移動し、スプロケットＳの溝部Ｓ１に係合していない部分のローラーＲ’は直線軌道で移動する。この際、スプロケットＳの溝部Ｓ１間には、チェーンＴのリンクＴ１が直線的に配置され、スプロケットＳの回転で、角度θだけ溝部Ｓ１に係合したローラーＲが円弧軌道上を移動する間に、直線軌道上を移動するローラーＲ’は、ローラーＲ’間のピッチｐだけ移動することになる。

ここで、スプロケットＳが角度θだけ回転すると、円弧軌道上のローラーＲの移動距離はｒ・θであるが、この移動距離はピッチｐより長い距離になるので、直線軌道上を移動するローラーＲ’とスプロケットＳの円弧軌道上を移動するローラーＲとの間に速度差が生じる。この速度差は、チェーン搬送における回転むらになることが一般に知られている。

このような回転むらは、容器内に液体内容物を充填した状態で容器をチェーン搬送する際に液面が不安定になる問題を引き起こす。このため、チェーン搬送によって液体内容物が充填された広口の容器を搬送する場合には、液溢れを防止するために液面を口の上端から充分に下げる必要があり、これにより充填率（容器容量に対する充填量の割合）を高く設定できないといった問題が生じる。

また、この回転むらの抑制には、スプロケットの歯数を増加させなければならず、任意のサイズにできないため装置が大型化すると共に、チェーンの伸び、摩耗、騒音が発生するといった不具合が生じ易くなる問題があった。

さらに、フィラー（充填機）とシーマー（蓋巻締機）との間にチェーン搬送機構を介在させる場合に、フィラーにおける容器の搬送ピッチとシーマーにおける容器の搬送ピッチが異なる場合があり、従来は、その異なるピッチの中間的な搬送ピッチを直線軌道のチェーン搬送機構において設定している。

この際に、フィラーの搬送経路からチェーン搬送の搬送経路に移行する際、或いは、チェーン搬送の搬送経路からシーマーの搬送経路に移行する際に、ピッチの変化と搬送軌跡の変化により容器に加速度が加わる。フィラーにおける搬送ピッチと、シーマーにおける搬送ピッチの差がそれ程大きくない場合には、この加速度の影響は比較的小さいが、その差が大きくなると、容器に加わる加速度が大きくなって、容器内に充填されている液体内容物の液面を大きく傾斜させることになり、これによる液溢れが問題になる。

本発明は、このような問題を解決することを課題としている。すなわち、チェーン搬送機構における回転むらを抑制して、容器の安定的な搬送を可能にすること、搬送ピッチの異なる２つの搬送経路間をチェーン搬送機構で繋ぐ場合に、搬送される容器に加わる加速度を抑制して液溢れの発生を防ぐこと、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明による容器搬送装置は、以下の構成を具備するものである。
内部ローラーと外部ローラーをリンク軸支部に交互に設けたローラーチェーンと、該ローラーチェーンのリンク軸支部に設けられる容器保持部と、前記内部ローラーが係合する溝部を有するスプロケットとを備えたチェーン搬送機構を備え、前記チェーン搬送機構は、前記内部ローラーを案内する内部ガイドレールと、前記外部ローラーを案内する外部ガイドレールを具備し、前記内部ガイドレールと前記外部ガイドレールの各ガイド面を近接離間させることで、前記内部ローラー間のピッチを可変にするピッチ可変機構を備え、前記内部ガイドレールと前記外部ガイドレールの一方又は両方のガイド面は、前記スプロケットに係合して円弧軌跡上を移動する領域において、前記内部ローラー間のピッチを、直線軌跡上を移動する前記内部ローラー間のピッチより短く変更するピッチ調整面を有することを特徴とする容器搬送装置。

このような特徴を備える本発明によると、チェーン搬送機構における回転むらが抑制され、容器の安定的な搬送が可能となり、搬送ピッチの異なる２つの搬送経路間をチェーン搬送機構で繋ぐ場合に、搬送される容器に加わる加速度を抑制して液溢れの発生を防ぐことができる。

また、回転むらの解消により、スプロケットＳの歯数の自由度が高まり、装置のコンパクト化が可能になると共に、チェーンの伸び、摩耗、騒音の発生を低減することが可能となる。

従来技術（本発明の課題）を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置におけるチェーン搬送機構を示した平面図である。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置におけるチェーン搬送機構を示した斜視図である。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置のチェーン搬送機構におけるピッチ可変機構の動作を示した説明図である。（ａ）は内部ローラー間のピッチが最長の状態、（ｂ）は内部ローラー間のピッチを縮めた状態をそれぞれ示している。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置におけるチェーン搬送機構の回転むらを抑制するためのピッチ調整の例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置における搬送ピッチを可変調整するピッチ調整の例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る容器搬送装置におけるチェーン搬送機構の具体例を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一部位を指すものとして、重複説明を適宜省略する。本発明の実施形態に係る容器搬送装置は、図２及び図３に示すようなチェーン搬送機構１０を備えている。

チェーン搬送機構１０は、内リンク１１と外リンク１２を交互にリンク軸支部１３で軸支し、そのリンク軸支部１３に内部ローラー１４と外部ローラー１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）を交互に設けたローラーチェーンを備えている。内部ローラー１４は、内リンク１１と外リンク１２を連結するリンク軸支部１３におけるリンクプレートの内側に軸支されており、外部ローラー１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）は、内リンク１１と外リンク１２を連結するリンク軸支部１３におけるリンクプレートの外側に軸支されている。

また、チェーン搬送機構１０は、リンク支持部１３に容器保持部１６を設けている。容器保持部１６は、内リンク１１と外リンク１２を連ねたローラーチェーンの走行に伴って缶などの容器Ｗを直線的に移動させる。チェーン搬送機構１０は、図２においては図示省略したスプロケットを備えており、スプロケットの溝部に内部ローラー１４が係合して、スプロケットの回転によりリンク軸支部１３に設けた容器保持部１６を直線的に移動させる。

更に、チェーン搬送機構１０は、ピッチ可変機構を備えている。ピッチ可変機構は、内部ローラー１４間のピッチを可変にすることで、リンク軸支部１３に設けた容器保持部１６の配置間隔（搬送ピッチ）を可変にするものであり、内部ローラー１４を案内する内部ガイドレール１７と外部ローラー１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）を案内する外部ガイドレール１８を具備している。

内部ガイドレール１７は、ローラーチェーンの内部ローラー１４を案内するために、ローラーチェーンのリンクプレート間に配置されている。外部ガイドレール１８は、外部ローラー１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）を案内するために、ローラーチェーンのリンクプレートの外側に配置されている。図示の例では、外部ローラー１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）をローラーチェーンの左右両側に設けているので、それに応じて外部ガイドレール１８もローラーチェーンの左右両側に設けている。

図４は、チェーン搬送機構１０におけるピッチ可変機構の動作を示している。チェーン搬送機構１０の内部ローラー１４間のピッチは、図４（ａ）に示すように、内部ローラー１４と外部ローラー１５が直線的に並んだ状態（内リンク１１と外リンク１２が直線的に並んだ状態）で最大ピッチｐ０となる。これに対して、図４（ｂ）に示すように、内部ローラー１４を案内する内部ガイドレール１７のガイド面１７Ａと外部ローラー１５を案内する外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａを近接離間させて、内部ローラー１４と外部ローラー１５の高さを異ならせて内リンク１１と外リンク１２に角度を持たせることで、内部ローラー１４間のピッチｐは最大ピッチｐ０に対して小さくなる。

図５は、チェーン搬送機構１０の回転むらを抑制するためのピッチ調整の例を示している。この例では、スプロケットＳの溝部Ｓ１に内部ローラー１４が係合する前（直前）の内部ローラー１４間のピッチｐ１に対して、スプロケットＳの溝部Ｓ１に係合した後の内部ローラー１４間のピッチｐ２を短く変更することで、チェーン搬送機構１０の回転むらを抑制している。

ここでは、スプロケットＳの周囲に配置される外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａにピッチ調整面を設けて、外部ローラー１５をスプロケットＳの径方向外側にシフトさせることで、図４（ｂ）に示したピッチ調整状態をスプロケットＳの周囲で実現している。この際、内部ガイドレール１７は、スプロケットＳの周囲では、スプロケットＳのピッチ円と一定の距離にあるガイド面１７Ａを有しており、ガイド面１７Ａによって案内される内部ローラー１４は確実にスプロケットＳの溝部Ｓ１に係合する。

この例によると、スプロケットＳの溝部Ｓ１に内部ローラー１４が係合する前（直前）の内部ローラー１４間のピッチｐ１に対して、スプロケットＳの溝部Ｓ１に係合した後の内部ローラー１４間のピッチｐ２を短く調整することで、スプロケットＳの溝部Ｓ１に係合した状態で円弧軌道する内部ローラー１４の１ピッチ分の移動距離が、スプロケットＳの溝部Ｓ１に内部ローラー１４が係合する前（直前）の内部ローラー１４間のピッチｐ１と等しくなり、回転むらを抑制したチェーン搬送機構１０の走行が可能になる。

これによると、液体内容物が充填された容器（缶など）Ｗを容器保持部１６で保持して移動させる場合に、内容物の液面を安定に保った状態で移動することができる。これよって、液体内容物の液面を容器の口端近くまで高めた状態で液溢れなく移動することが可能になり、充填率を高めることが可能になる。また、回転むらの解消により、スプロケットＳの歯数の自由度が高まり、装置のコンパクト化が可能になると共に、チェーンの伸び、摩耗、騒音の発生を低減することが可能となる。

図６は、本発明の他の実施形態を示している。この例では、内部ガイドレール１７と外部ガイドレール１８を、チェーン搬送機構１０における搬送経路の一端側から他端側に至る間に配置して、チェーン搬送機構１０における搬送ピッチＬを可変に調整している。

この例では、円弧軌道に沿って容器Ｗを搬送する第１の搬送経路Ｍ１と第２の搬送経路Ｍ２の間にチェーン搬送機構１０を配置して、２つの円弧軌道の搬送経路間を、直線軌道の搬送経路を有するチェーン搬送機構１０で繋いでいる。第１の搬送経路Ｍ１は、例えばフィラー（充填機）の搬送経路であり、第１の搬送ピッチＬ１で次々と容器Ｗをターレット２０の係止部２０Ａに係止して搬送しながら、その搬送の間に各容器内に液体内容物を充填している。第２の搬送経路Ｍ２は、例えばシーマー（蓋巻締機）の搬送経路であり、第２の搬送ピッチＬ２で次々と容器Ｗを搬送しながら、液体内容物が充填された容器Ｗ（缶）のフランジ部に蓋を巻き締めて容器Ｗを密封している。

第１の搬送ピッチＬ１と第２の搬送ピッチＬ２は異なる長さになることがあり、図示の例では、第１の搬送ピッチＬ１の距離に対して第２の搬送ピッチＬ２の距離が大きくなっている。この差が大きくなると、第１の搬送ピッチＬ１と第２の搬送ピッチＬ２の中間距離に、チェーン搬送機構１０の搬送ピッチを設定したとしても、第１の搬送経路Ｍ１からチェーン搬送機構１０の搬送経路への移行時や、チェーン搬送機構１０の搬送経路から第２の搬送経路Ｍ２への移行時に容器Ｗに比較的大きな加速度が加わることになり、容器Ｗ内に充填された液体内容物の液面が傾斜して液溢れが生じ易くなる。

このような不具合を解消するために、図６に示した例では、チェーン搬送機構１０の搬送ピッチＬを、第１の搬送ピッチＬ１から第２の搬送ピッチＬ２に向けて徐々に変更するピッチ調整を行っている。このようなピッチ調整は、チェーン搬送機構１０における搬送経路の一端側から他端側に至る間に配置された内部ガイドレール１７と外部ガイドレール１８のガイド面高さを徐々に近接させることで行われる。

図６において、第１の搬送経路Ｍ１に近接する部分では、チェーン搬送機構１０は、隣接する容器保持部１６間の距離（搬送ピッチＬ）が第１の搬送ピッチＬ１に近づくように、内部ローラー１４間のピッチｐａが設定されている。このような比較的短いピッチｐａを得るためには、内部ローラー１４を案内する内部ガイドレール１７のガイド面１７Ａと外部ローラー１５を案内する外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａとが互いに離間するように、ガイド面１７Ａ，１８Ａの一方又は両方にピッチ調整面が設定される。

また、第２の搬送経路Ｍ２に近接する部分では、チェーン搬送機構１０は、隣接する容器保持部１６間の距離（搬送ピッチＬ）が第２の搬送ピッチＬ２に近づくように、内部ローラー１４間のピッチｐｃが設定されている。このような比較的長いピッチｐｃを得るためには、内部ローラー１４を案内する内部ガイドレール１７のガイド面１７Ａと外部ローラー１５を案内する外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａとが互いに近接するように、ガイド面１７Ａ，１８Ａの一方又は両方にピッチ調整面が設定される。

そして、チェーン搬送機構１０の搬送経路の中間部では、内部ローラー１４間のピッチｐｂは、前述したピッチｐａとピッチｐｃの中間的な長さに設定される。ガイド面１７Ａとガイド面１８Ａの間隔を、チェーン搬送機構１０の搬送経路に沿って徐々に近づけるようにピッチ調整面を設定することで、容器Ｗの移動速度の変化を抑えて、搬送ピッチＬを徐々に変更することができる。

図６に示した例は、外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａを基準面にして、内部ガイドレール１７のガイド面１７Ａを基準面に近づけるようにピッチ調整面を設定しているが、これに限らず、内部ガイドレール１７のガイド面１７Ａを基準面にして、これに外部ガイドレール１８のガイド面１８Ａを近づけるようにピッチ調整面を設定しても良い。また、ガイド面１７Ａ，１８Ａが徐々に近づくように、仮想の基準面に対してガイド面１７Ａとガイド面１８Ａの両方にピッチ調整面を設定しても良い。

このような例によると、第１の搬送経路Ｍ１（フィラーの搬送経路）と第２の搬送経路Ｍ２（シーマーの搬送経路）の搬送ピッチＬ１，Ｌ２間に大きな差がある場合であっても、第１の搬送経路Ｍ１からチェーン搬送経路１０への移行時、チェーン搬送経路１０から第２の搬送経路Ｍ２への移行時に、容器Ｗに加わる加速度を極力小さくすることができ、容器Ｗ内の液体内容物の液面が加速度によって傾くことで生じる液溢れを抑止することができる。

なお、図５に示すように、スプロケットＳの周囲に内部ガイドレール１７と外部ガイドレール１８を配置して、チェーン搬送機構１０の回転むらを抑制する例と、図６に示すように、搬送経路の一端側から他端側に至る間に内部ガイドレール１７と外部ガイドレール１８を配置して、チェーン搬送機構１０の搬送ピッチＬを可変に調整する例は、両者単独で実施しても良いし、両者を組み合わせて実施しても良い。

図５に示した例は、前述したようにチェーン搬送機構１０の回転むらが解消されることで、容器Ｗの搬送を安定化させるだけでなく、スプロケットＳの歯数の自由度が高まり、装置のコンパクト化が可能になると共に、回転むらの解消で、チェーンの伸びや摩耗、騒音を低減する効果が期待できる。また、図６に示した例は、液溢れを気にすることなく、シーマー（第２の搬送経路Ｍ２）のヘッド間距離を任意に設定することができるので、シーマー選択の自由度が高まる効果が得られる。そして、図５に示した例と図６に示した例を組み合わせることで、より安定した容器Ｗの搬送が可能になり、内容物充填率の向上や製品歩留まり向上の実現が可能になる。

図７は、チェーン搬送機構１０の具体例を示している。この例では、容器保持部１６側の１つの外部ローラー１５Ｂと容器保持部１６を設けない側の外部ローラー１５Ａを同軸上に配置して、外部ローラー１５Ａの回転軸となるリンク支持部１３と外部ローラー１５Ｂの回転軸となるリンク支持部１３とを保持リンク３０で連結している。

保持リンク３０は、外部ローラー１５Ａ，１５Ｂの同軸状態がずれないように、保持するための機構であり、外部ローラー１５Ａと外部ローラー１５Ｂの回転軸となる同軸の各リンク支持部１３にそれぞれ軸支されるリンクプレート３１，３２と、各リンク支持部１３とは偏芯した位置で、リンクプレート３１，３２を連結する連結リンク３３とを備え、連結リンク３３の外周には中央ローラー３４が回転自在に軸支されている。この中央ローラー３４は、内リンク１１と外リンク１２が水平状態になったときに内部ガイドレール１７に接触するようになっている。

また、この例は、容器保持部１６側のもう一つの外部ローラ１５Ｃに対して、スペーサ部材３５を設けている。スペーサ部材３５は、容器保持部１６側に固着され、外リンク１２の外周面に摺動自在に設けられ、ＳＵＳ等の耐摩耗性材料によって構成される。このようなスペーサ部材３５を設けることで、容器保持部材１６の揺動（倒れ）を抑止することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、本発明の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１０：チェーン搬送機構，
１１：内リンク，１２：外リンク，１３：リンク支持部，
１４：内部，１５（１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ）：外部ローラー，
１６：容器保持部，１７：内部ガイドレール，１８：外部ガイドレール，
１７Ａ，１８Ａ：ガイド面，２０：ターレット，２０Ａ：係合部，
３０：保持リンク，３１，３２：リンクプレート，３３：連結リンク，
３４：中央ローラー，３５：スペーサ部材，
Ｗ：容器（缶），Ｓ：スプロケット，Ｓ１：溝部

Claims (3)

1. 内部ローラーと外部ローラーをリンク軸支部に交互に設けたローラーチェーンと、該ローラーチェーンのリンク軸支部に設けられる容器保持部と、前記内部ローラーが係合する溝部を有するスプロケットとを備えたチェーン搬送機構を備え、
   前記チェーン搬送機構は、
   前記内部ローラーを案内する内部ガイドレールと、前記外部ローラーを案内する外部ガイドレールを具備し、前記内部ガイドレールと前記外部ガイドレールの各ガイド面を近接離間させることで、前記内部ローラー間のピッチを可変にするピッチ可変機構を備え、
   前記内部ガイドレールと前記外部ガイドレールの一方又は両方のガイド面は、前記スプロケットに係合して円弧軌跡上を移動する領域において、前記内部ローラー間のピッチを、直線軌跡上を移動する前記内部ローラー間のピッチより短く変更するピッチ調整面を有することを特徴とする容器搬送装置。
   
2. 第１の搬送ピッチを有する第１の搬送経路と、前記第１の搬送ピッチとは異なる第２の搬送ピッチを有する第２の搬送経路を備え、
   前記チェーン搬送機構は、前記第１の搬送経路と前記第２の搬送経路の間に設けられ、
   前記内部ガイドレールと、前記外部ガイドレールの一方又は両方のガイド面は、前記チェーン搬送機構における搬送経路の一端側から他端側に至る間に、前記容器保持部の配置間隔を、前記第１の搬送ピッチから前記第２の搬送ピッチに向けて徐々に変更するピッチ調整面を有することを特徴とする請求項１記載の容器搬送装置。
3. 前記第１の搬送経路がフィラーの搬送経路であり、前記第２の搬送経路がシーマーの搬送経路であることを特徴とする請求項２記載の容器搬送装置。

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