JP6933796B2 - 容器搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は容器搬送装置に関し、詳しくは複数のスターホイールによって容器を搬送する容器搬送装置に関する。

従来、ビンやペットボトルといった容器を搬送するため、複数のスターホイールによって構成された容器搬送装置が用いられており、このようなスターホイールには回転体の外周に複数のグリッパが設けられている。
そして、隣接する上流側のスターホイールと下流側のスターホイールとが接近した受渡し位置において、上流側のスターホイールのグリッパから下流側のスターホイールのグリッパへと容器を受け渡すようになっている。
またこのような容器搬送装置として、各グリッパの下方に上記容器の底部の略半分を支持する載置プレートを設けて、上記グリッパが容器を受け渡す際に、上記上流側のスターホイールの載置プレートと下流側のスターホイールの載置プレートとによって容器の底部を支持するようにしたものも知られている（特許文献１）。

特開平１１−５９８８９号公報

ここで、上記特許文献１の容器搬送装置で容器を受渡す際、上記受渡し位置の近傍において、上記上流側のスターホイールの載置プレートに載置された容器の下方に、下流側のスターホイールの載置プレートが進入することとなる。
このとき、容器の底部と上記下流側のスターホイールの載置プレートとの間に生じた摩擦力によって上記容器の下部が移動し、上記容器の姿勢が崩れて受け渡し不良等が発生するという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は容器の受渡しをより確実に行うことが可能な容器搬送手段を提供するものである。

すなわち本発明にかかる容器搬送装置は、回転可能に設けられた回転体と、当該回転体の外周に複数設けられて容器を把持するグリッパと、各グリッパの下方に設けられて、上記容器の底部の一部を支持する載置プレートとが設けられたスターホイールを複数備え、
隣接する上流側のスターホイールと下流側のスターホイールとが接近した受渡し位置において、上流側のスターホイールのグリッパから下流側のスターホイールのグリッパへと容器を受け渡す際に、上記上流側のスターホイールの載置プレートと下流側のスターホイールの載置プレートとによって容器の底部を支持するようにした容器搬送装置において、
上記上流側のスターホイールのグリッパおよび上記下流側のスターホイールのグリッパを、容器の高さに合わせて昇降可能に設けるとともに、
少なくともいずれか一方のスターホイールに、上記載置プレートを昇降させる昇降手段を設け、
上記昇降手段は、上記受渡し位置よりも回転方向上流側となる位置で、上流側のスターホイールの載置プレートの載置面を、下流側のスターホイールの載置プレートの載置面よりも上方に位置させて、上流側となる載置プレートの載置面で容器の底部を支持するとともに下流側となる載置プレートの載置面から容器の底部を上方に離隔させ、上記受渡し位置で、両載置プレートの載置面の高さを同一にさせて、両載置プレートの載置面で同時に容器の底部を支持させることを特徴としている。

上記発明によれば、上記受渡し位置よりも回転方向上流側となる位置で、上流側のスターホイールの載置プレートの載置面を、下流側のスターホイールの載置プレートの載置面よりも上方に位置させることで、容器と当該容器の底部に進入する載置プレートとの間に摩擦力が発生せず、容器の姿勢が崩れないようにすることができる。
その後、上記受渡し位置で両載置プレートの載置面の高さを同一にすることで、上流側のスターホイールの載置プレートと下流側のスターホイールの載置プレートとによって容器が同時に支持され、姿勢の崩れのない状態で容器の受渡しを行うことができる。

容器搬送装置の平面図 図１のＩＩ―ＩＩ部の断面図 載置プレートの移動を説明する平面図 載置プレートの移動を説明する側面図

以下図示実施例について説明すると、図１は容器１を搬送する容器搬送装置２を示し、容器１の搬送経路に従って設けられた第１〜第３スターホイールＨＡ〜ＨＣによって構成されている。
上記第１〜第３スターホイールＨＡ〜ＨＣは図示しない一つの駆動手段によって連動しながら駆動され、第１、第３スターホイールＨＡ、ＨＣは図１において時計回りに回転し、第２スターホイールＨＢは図１において反時計回りに回転し、隣接するスターホイールとスターホイールとが接近した受渡し位置Ｐにおいて容器１の受渡しを行うようになっている。
そして上記容器搬送装置２は、例えば容器１に液体を充填する充填装置を構成しており、具体的な説明は省略するが、第１〜第３スターホイールＨＡ〜ＨＣは例えば容器１に液体を充填するフィラや、容器１にキャップを装着するキャッパを構成している。

図２は図１のＩＩ―ＩＩ部の断面図を示し、第１スターホイールＨＡと第２スターホイールＨＢとによる受渡し位置Ｐおよび、第１スターホイールＨＡと第３スターホイールＨＣとによる受渡し位置Ｐを示している
また本実施例の容器搬送装置２によって搬送される容器１はビンとなっており、円筒状を有した胴部１ａと、当該胴部１ａの上部に設けられた首部１ｂとを備えている。
上記第１〜第３スターホイールＨＡ〜ＨＣはそれぞれ、回転可能に設けられた第１〜第３回転体３Ａ〜３Ｃと、当該第１〜第３回転体３Ａ〜３Ｃの外周に設けられて容器１を把持する第１〜第３グリッパ４Ａ〜４Ｃと、各第１〜第３グリッパ４Ａ〜４Ｃの下方に設けられて、上記容器１の底部の略半分を支持する第１〜第３載置プレート５Ａ〜５Ｃとを備えている。
このような構成により、第１〜第３スターホイールＨＡ〜ＨＣでは、第１〜第３グリッパ４Ａ〜４Ｃによって把持した容器１を、上記第１〜第３載置プレート５Ａ〜５Ｃによって下方から支持しながら搬送するようになっている。

上記第１スターホイールＨＡおよび第３スターホイールＨＣは同様の構成を有しており、上記第１、第３グリッパ４Ａ、４Ｃは、上記第１、第３載置プレート５Ａ、５Ｃに立設された支持部材６に沿って昇降可能に設けられている。
このため第１、第３スターホイールＨＡ、ＨＣでは、容器１の高さに合わせて上記第１、第３グリッパ４Ａ、４Ｃを上下に移動させることで、様々な高さの容器を搬送することが可能となっている。

これに対し、上記第２スターホイールＨＢの第２回転体３Ｂは、上端部に上記第２グリッパ４Ｂの設けられた回転軸１１と、当該回転軸１１を囲繞するとともに上記第２載置プレート５Ｂの設けられた円筒状の中空軸１２とによって構成されている。
上記回転軸１１と中空軸１２とは図示しないキー溝等によって相対的に回転できないようにされており、これにより上記第２グリッパ４Ｂと第２載置プレート５Ｂとは相対的に回転しないようになっている。
一方、上記回転軸１１は上記中空軸１２に対して上下に移動可能となっており、当該回転軸１１に設けられた上記第２グリッパ４Ｂを、上記中空軸１２に設けられた第２載置プレート５Ｂに対して上下に接離させることで、第１、第３スターホイールＨＡ、ＨＣと同様、異なる高さの容器１を保持することが可能となっている。

上記第１、第３スターホイールＨＡ、ＨＣの第１、第３グリッパ４Ａ、４Ｃについて説明すると、これら第１、第３グリッパ４Ａ、４Ｃは、図示しない駆動手段によって開閉する一対の把持部材を備えており、上記把持部材の開閉によって容器１の首部１ｂを把持するようになっている。
これに対し、上記第２スターホイールＨＢの第２グリッパ４Ｂは、ばねによって閉鎖方向に付勢された一対の把持部材を備えており、上記把持部材は上記容器１の首部１ｂにおける、上記第１、第３グリッパ４Ａ、４Ｃが把持する位置よりも下側を把持するようになっている。

上記構成を有する第１〜第３グリッパ４Ａ〜４Ｃによる、容器１の受渡しを説明すると、まず第１スターホイールＨＡから第２スターホイールＨＢへと容器１を受け渡す際、上記第１グリッパ４Ａは予め容器１の首部１ｂを把持しており、この状態で第１、第２グリッパ４Ａ、４Ｂが上記第１、第２回転体３Ａ、３Ｂにおける回転方向上流側から上記受渡し位置Ｐに向けて移動する。
すると、第１、第２グリッパ４Ａ、４Ｂが相互に接近し、第１グリッパ４Ａの保持した容器１が上記第２グリッパ４Ｂの把持部材の間に進入すると、当該把持部材が上記ばねの付勢力に抗して開放される。
その後、容器１が第２グリッパ４Ｂの所要の位置まで押し込まれると、第２グリッパ４Ｂの把持部材が上記ばねの付勢力によって閉鎖され、第２グリッパ４Ｂによって容器１が把持される。
そして第１、第２グリッパ４Ａ、４Ｂが上記受渡し位置Ｐを通過してさらに回転方向下流側に移動すると、第１グリッパ４Ａが開放動作を行いながら第２グリッパ４Ｂより離脱し、容器１の受渡しが完了する。

次に、第２スターホイールＨＢから第３スターホイールＨＣに容器１を受け渡す際、上記第３グリッパ４Ｃは開放状態となっており、この状態で上記第２グリッパ４Ｂおよび第３グリッパ４Ｃが回転方向上流側から上記受渡し位置Ｐに向けて移動する。
すると、第２、第３グリッパ４Ｂ、４Ｃが相互に接近して、第２グリッパ４Ｂに保持された容器１が開放された上記第３グリッパ４Ｃの把持部材の間に進入すると、第３グリッパ４Ｃが閉鎖動作を開始し、上記受渡し位置Ｐで第３グリッパ４Ｃが閉鎖状態となって容器１が把持されることとなる。
その後、第２、第３グリッパ４Ｂ、４Ｃが上記受渡し位置Ｐを通過してさらに回転方向下流側に移動すると、第３グリッパ４Ｃに把持された容器１が第２グリッパ４Ｂの把持部材を押し広げつつ離脱して、容器１の受渡しが完了する。

図３は第２スターホイールＨＢと第３スターホイールＨＣとによる受渡し位置Ｐ近傍での第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃの動作を説明する図を示し、この図３において、第２、第３グリッパ４Ｂ、４Ｃが把持する容器１の中心が通過する移動軌跡を一点鎖線によって示している。
図３（ａ）は第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが上記受渡し位置Ｐに対して第２、第３回転体３Ｂ、３Ｃの回転方向上流側に位置した状態を、図３（ｂ）は上記受渡し位置Ｐに位置した状態を、図３（ｃ）は上記受渡し位置Ｐに対して第２、第３回転体３Ｂ、３Ｃの回転方向下流側に位置した状態を示している。
第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃは、それぞれ容器１の底部における、上記第２、第３回転体３Ｂ、３Ｃの回転中心側の一部を下方から支持するようになっている。
具体的には、第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃの外周縁部は、上記受渡し位置Ｐでその端部同士が接触しないよう、円弧状に形成され、かつ第２載置プレート５Ｂの外周縁部は容器１の移動軌跡よりも第２回転体３Ｂの中心側に位置し、これに対し第３載置プレート５Ｃの外周縁部は容器１の移動軌跡よりも第３回転体３Ｃの外周側に突出するようになっている。
従って図２に示すように、上記受渡し位置Ｐでは、第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃによって容器１の底部の略全体を支持するものの、第３載置プレート５Ｃによって容器１の中心部分を支持するようになっている。
なお、第２載置プレート５Ｂの外周縁部および第３載置プレート５Ｃの外周縁部を容器１の移動軌跡に一致させて、受渡し位置Ｐにおいて容器１の底部の半分をそれぞれ支持するようにしてもよい。
また、必ずしも受渡し位置Ｐにおいて容器１の底部の略全体を支持する必要はなく、上記受渡し位置Ｐで上記第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが同時に容器１の底部を支持できるような形状を有して入ればよい。

そして、第２スターホイールＨＢから第３スターホイールＨＣに容器１を受け渡す際、容器１を載置した第２載置プレート５Ｂと第３載置プレート５Ｃとが上記受渡し位置Ｐに向けて移動しながら接近する（図３（ａ））。
上記受渡し位置Ｐよりも回転方向上流側となる位置において、第３載置プレート５Ｃの一部が第２載置プレート５Ｂに支持された容器１の底部の下方への入り込みを開始する。
その後、図３（ｂ）に示すように第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが受渡し位置Ｐに到達すると、第２グリッパ４Ｂから第３グリッパ４Ｃへと容器１が受け渡されることとなる。
その後、第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃはさらに回転方向下流側に移動しながら相互に離隔し、第２載置プレート５Ｂが第３載置プレート５Ｃに支持された容器１の底部から離脱するようになっている（図３（ｃ））。

ここで、図３（ａ）に示す受渡し位置Ｐの回転方向上流側となる位置で第３載置プレート５Ｃが容器１の底部に入り込む際、第２載置プレート５Ｂの載置面の高さと第３載置プレート５Ｃの載置面の高さが同一であると、容器１の底部と第３載置プレート５Ｃの載置面との間に摩擦力が発生することとなる。
このとき発生する摩擦力の方向は、それまでの第２載置プレート５Ｂによって搬送されていた容器１の移動軌跡とは異なる方向（第３載置プレートによる移動軌跡）となる。
その結果、この第３載置プレート５Ｃの進入によって、上記容器１が第２グリッパ４Ｂによって把持された首部１ｂを支点として傾いてしまい、第２載置プレート５Ｂ上の容器１の姿勢が崩れてしまう恐れがある。

これと同様、図３（ｃ）に示す受渡し位置Ｐの回転方向下流側となる位置で第２載置プレート５Ｂが容器１の底部から離脱する際、第２載置プレート５Ｂの載置面の高さと第３載置プレート５Ｃの載置面の高さが同一であると、容器１の底部と第２載置プレート５Ｂの載置面との間に摩擦力が発生することとなる。
この場合も、発生する摩擦力の方向が第３載置プレート５Ｃによって搬送される容器１の移動軌跡とは異なる方向となるため、この第３載置プレート５Ｃに載置された容器１の姿勢が崩れてしまう恐れがある。

そこで本実施例の容器搬送装置２では、本実施例の第２スターホイールＨＢの第２載置プレート５Ｂを昇降手段１３によって昇降させ、第２載置プレート５Ｂの載置面の高さと第３載置プレート５Ｃの載置面の高さとを異ならせることで、受け渡しの際における容器１の姿勢の崩れを防止するようにしている。
上記第２載置プレート５Ｂは、上記中空軸１２に設けられたステー１２ａの先端に揺動可能に設けられており、上記昇降手段１３は、上記第２載置プレート５Ｂの底部に設けられたカムフォロア１３ａと、当該カムフォロア１３ａの移動をガイドするカム１３ｂとから構成されている。
上記カム１３ｂは上記第２回転体３Ｂの下方に、第２載置プレート５Ｂの移動軌跡に沿って円周状に設けられ、その上面を上記カムフォロア１３ａが摺動もしくは回転しながら移動することで、カム１３ｂの上面の高さに従って第２載置プレート５Ｂが上下に揺動するようになっている。

図４は受取り位置Ｐ近傍における第２載置プレート５Ｂの動作を説明する図であり、図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示した位置に対応している。
まず、図３（ａ）に示す第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが上記受渡し位置Ｐよりも回転方向上流側に位置した状態では、図４（ａ）に示すように上記第２載置プレート５Ｂの載置面は上記昇降手段１３によって第３載置プレート５Ｃの載置面よりも上方に位置するようになっている。
これにより、上記第２載置プレート５Ｂによって支持された容器１は、その底部が上記第３載置プレート５Ｃの載置面よりも上方に離隔し、容器１の底部と第３載置プレート５Ｃとの間で摩擦力が発生しないようになっている。

次に、図３（ｂ）に示す第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが上記受渡し位置Ｐに位置した状態では、図４（ｂ）に示すように第２載置プレート５Ｂの載置面は第３載置プレート５Ｃの載置面と同じ高さに位置するようになっており、その間、第２載置プレート５Ｂは上記カム１３ｂによって図４（ａ）の状態から徐々に下降するようになっている。
これにより、それまで第２載置プレート５Ｂによって支持されていた容器１の底部に、上記第３載置プレート５Ｃの載置面が接触することとなり、容器１が上記第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃによって同時に支持され、容器１の受渡しが行われるようになっている。

そして、図３（ｃ）に示す第２、第３載置プレート５Ｂ、５Ｃが上記受渡し位置Ｐよりも回転方向下流側に位置した状態では、図４（ｃ）に示すように第２載置プレート５Ｂの載置面は上記昇降手段１３によって第３載置プレート５Ｃの載置面よりも下方に位置するようになっており、その間、第２載置プレート５Ｂは上記カム１３ｂによって図４（ｂ）の状態から徐々に下降するようになっている。
これにより、第２載置プレート５Ｂは第３載置プレート５Ｃによって支持された容器１の底部から下方に退避することとなり、容器１の底部と第２載置プレート５Ｂとの間で摩擦力が発生しないようになっている。

上記構成によれば、上記昇降手段１３によって第２載置プレート５Ｂを昇降させることで、第２スターホイールＨＢから第３スターホイールＨＣへと容器１を受け渡す際に、第２、第３グリッパ４Ｂ，４Ｃによって把持される容器１の姿勢が崩れないようにすることができる。
すなわち、本実施例のように図３（ａ）に示す上記受渡し位置Ｐよりも回転方向上流側に位置した状態において、第２載置プレート５Ｂの載置面を第３載置プレート５Ｃの載置面よりも上方に位置させることで、当該位置から受渡し位置Ｐに移動するまでの間、第２載置プレート５Ｂに載置されていた容器１と第３載置プレート５Ｃとの間に摩擦力が生じないようにすることができ、容器１の姿勢の崩れを防止することができる。
これと同様、上記受渡し位置Ｐから回転方向下流側へと移動する際にも、第２載置プレート５Ｂの載置面を第３載置プレート５Ｃの載置面よりも下方に位置させることで、それまで容器１を支持していた第２載置プレート５Ｂと第３載置プレート５Ｃによって搬送される容器１との間で摩擦力が生じないようにすることができ、容器１の姿勢の崩れを防止することができる。

また図示しないが、上記第１スターホイールＨＡから第２スターホイールＨＢに容器１を受け渡す際にも、上記昇降手段１３によって上記第２載置プレート５Ｂを昇降させることにより、容器１の姿勢が崩れないようにしている。
まず第１、第２載置プレート５Ａ、５Ｂが上記受渡し位置Ｐよりも回転方向上流側に位置した状態では、第２載置プレート５Ｂの載置面を第１載置プレート４Ａの載置面よりも下方に位置させる。
これにより、当該回転方向上流側の位置から受渡し位置Ｐに移動するまでの間、第１載置プレート４Ａに載置されていた容器１と第２載置プレート５Ｂとの間に摩擦力が生じないことから、容器１の姿勢が崩れないようにすることができる。
そして上記受渡し位置Ｐにおいて第２載置プレート５Ｂの載置面の高さを第１載置プレート４Ａの載置面の高さに一致させたら、その後回転方向下流側へと移動しながら、第２載置プレート５Ｂの載置面を第１載置プレート４Ａの載置面よりも上方に位置させる。
これにより、それまで容器１を支持していた第１載置プレート４Ａが容器１から離隔するため、その後当該第１載置プレート４Ａと第２載置プレート５Ｂに支持された容器１との間に摩擦力が発生せず、容器１の姿勢が崩れないようにすることができる。

なお、上記実施例では容器１としてガラス製や陶製のビンとなっているが、ペットボトルのような樹脂製の容器であってもよい。
また、上記実施例では第１〜第３スターホイールＨＣＨ１〜Ｈ３において容器１の首部１ｂを把持しながら搬送しているが、例えば容器１の胴部１ａを把持するようにしてもよい。
ただし、容器１の姿勢が崩れやすいのは、当該容器１がグリッパによって把持された位置と、上記載置プレートとの距離が離れている場合となるため、本実施例のように受け渡しの際に首部１ｂを把持する構成のほうが、上記構成による良好な効果を得ることができる。
さらに、上記第２載置プレート５Ｂおよび上記昇降手段１３については、上記実施例に記載した構成に限らず、第２載置プレート５Ｂをエアシリンダ等の手段を用いて昇降させる構成としてもよく、その際上記第２載置プレート５Ｂを揺動ではなく、スライドレール等によって上下に直動するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では第２スターホイールＨＢの第２載置プレート５Ｂを上記昇降手段１３によって昇降可能としているが、第１、第３スターホイールＨＡ、ＨＣの第１、第３載置プレート５Ｃを昇降手段１３によって昇降させるようにしてもよい。
この構成において、上記第２スターホイールＨＢから第３スターホイールＨＣに容器１を受け渡す際には、上記受渡し位置Ｐよりも回転方向上流側に位置した状態で、第２載置プレート５Ｂを上昇させて第３載置プレート５Ｃを下降させることで、第２載置プレート５Ｂの載置面を第３載置プレート５Ｃの載置面よりも上方に位置させればよい。
そして受渡し位置Ｐでは、両載置面の高さが一致するよう、第２載置プレート５Ｂを下降させるとともに第３載置プレート５Ｃを上昇させ、さらに受渡し位置Ｐよりも回転方向下流側に位置した状態では、第２載置プレート５Ｂをさらに下降させるとともに第３載置プレート５Ｃを上昇させて、第２載置プレート５Ｂの載置面を第３載置プレート５Ｃの載置面よりも下方に位置させればよい。

１ 容器 ２ 容器搬送装置
３Ａ〜３Ｃ 第１〜第３回転体 ４Ａ〜４Ｃ 第１〜第３グリッパ
５Ａ〜５Ｃ 第１〜第３載置プレート １３昇降手段
ＨＡ〜ＨＣ 第１〜第３スターホイール Ｐ 受渡し位置

Claims (3)

1. 回転可能に設けられた回転体と、当該回転体の外周に複数設けられて容器を把持するグリッパと、各グリッパの下方に設けられて、上記容器の底部の一部を支持する載置プレートとが設けられたスターホイールを複数備え、
   隣接する上流側のスターホイールと下流側のスターホイールとが接近した受渡し位置において、上流側のスターホイールのグリッパから下流側のスターホイールのグリッパへと容器を受け渡す際に、上記上流側のスターホイールの載置プレートと下流側のスターホイールの載置プレートとによって容器の底部を支持するようにした容器搬送装置において、
   上記上流側のスターホイールのグリッパおよび上記下流側のスターホイールのグリッパを、容器の高さに合わせて昇降可能に設けるとともに、
   少なくともいずれか一方のスターホイールに、上記載置プレートを昇降させる昇降手段を設け、
   上記昇降手段は、上記受渡し位置よりも回転方向上流側となる位置で、上流側のスターホイールの載置プレートの載置面を、下流側のスターホイールの載置プレートの載置面よりも上方に位置させて、上流側となる載置プレートの載置面で容器の底部を支持するとともに下流側となる載置プレートの載置面から容器の底部を上方に離隔させ、上記受渡し位置で、両載置プレートの載置面の高さを同一にさせて、両載置プレートの載置面で同時に容器の底部を支持させることを特徴とする容器搬送装置。
2. 上記昇降手段は、上記受渡し位置よりも回転方向下流側となる位置で、上流側のスターホイールの載置プレートの載置面を、下流側のスターホイールの載置プレートの載置面よりも下方に位置させることを特徴とする請求項１に記載の容器搬送装置。
3. 上記上流側のスターホイールのグリッパと上記下流側のスターホイールのグリッパのうち、少なくともいずれか一方が容器の首部を把持することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の容器搬送装置。

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