(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
ノズルの先端を容器の口部の上方に位置させて充填を行うロータリ式の充填装置では、充填ノズルから吐出された充填液が遠心力の影響を受けて回転体の半径方向外方側に振られてしまうので、充填開始時に容器内に吐出された充填液が容器の底部の中央に当たらずに、その周囲や、底部と周壁との境の隅部に当たる場合がある。近年広く用いられているPETボトルは、底部の形状が様々のものがあり、底面に凹凸が形成されている容器の場合には、凹部に充填液が当たると特に泡立ちが多くなってしまうという問題があった。そこで、このような課題を解決するために、充填時に容器を傾斜させて、充填液が当たる箇所を調整することにより泡立ちを防止するようにした発明が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
前記特許文献1に記載された発明のように充填時に容器を傾斜させた場合には、容器が傾斜した状態のままでは、次のロータリホイールのグリッパへの受け渡しが不安定になるおそれがあるので、充填後の容器を次のロータリホイールに受け渡す際に、容器の姿勢を傾斜した状態から直立した状態に戻す必要がある。
【0004】
ところで、ロータリホイールによって容器の首部を吊り下げた状態で搬送すると、遠心力によって底部を外方に振られた状態になる。このような状態で搬送される容器の姿勢を矯正するために、グリッパに把持された容器の首部に当接する支持部材を設けた発明がすでに知られている(例えば、特許文献2または特許文献3参照)。これら特許文献2または特許文献3に記載された発明は、樹脂製ボトルの首部を把持して吊り下げた状態で回転搬送する間に、この樹脂製ボトル内に充填を行うフィラと、このフィラから樹脂製ボトルを受け取り首部を把持して吊り下げた状態で回転搬送するホイールとを備えた樹脂製ボトルの搬送処理システムにおいて、前記フィラのグリッパの上方に、樹脂製ボトルに当接する支持体を設け、または、前記ホイールのグリッパの上方に、樹脂製ボトルに当接する支持体を設けたものである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を
図1ないし
図4に基づいて説明する。この容器搬送システムは、供給コンベヤ2によって搬送されてきた容器4を、入口ホイール6を介してフィラ8に供給し、このフィラ8内で液体等の内容物を充填した後、中間ホイール10を介してキャッパ12へ送り、このキャッパ12で充填後の容器4にキャッピングを行い、その後、充填およびキャッピングが終了した容器4を出口ホイール14を介して排出コンベヤ16上に排出し、この排出コンベヤ16によって容器4を次の工程に送るようにした充填ライン(
図1参照)に設けられている。
【0012】
この容器搬送システムで搬送される容器4は、PETボトル等の軽量な樹脂製容器であり、
図2および
図3(b)に示すように、大径の胴部4Aの上方に、小径の筒状をした首部4Bを有しており、この首部4Bには、上端の口部4Baから下方へ順にねじ部4Bb、上方側の円筒部4Bc、この上方側円筒部4Bcの下部から外方へ張り出したフランジ部4Bdおよび下方側の円筒部4Beが形成されている。この樹脂製容器4は、前記各回転搬送手段(入口ホイール6、フィラ8、中間ホイール10、キャッパ12および出口ホイール14)の外周部に円周方向等間隔で設けられたグリッパによって、ねじ部4Bbとフランジ部4Bdとの間の上方側円筒部4Bc、または、フランジ部4Bdの下側の下方側円筒部4Beを把持されて、吊り下げられた状態で搬送される。なお、この実施例では、フィラ8が請求項1に記載した第1搬送手段、中間ホイール10が第2搬送手段を構成している。
【0013】
この実施例では、例えば、エア搬送コンベヤ(供給コンベヤ2)の一対の支持レールによってフランジ部4Bdの下面側を支持され、後方からエアを吹き付けられて搬送されてきた樹脂製容器4の、フランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを入口ホイール6のグリッパ(図示せず)によって保持して回転搬送し、フランジ部4Bdよりも下方側の円筒部4Beを把持するフィラ8のグリッパ18に受け渡しを行う。フィラ8のグリッパ18に把持されて回転搬送された容器4は、図示しない充填ノズルから液体等が充填された後、中間ホイール10のグリッパ20に受け渡される。中間ホイール10のグリッパ20は、容器4のフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持して回転搬送し、フランジ部4Bdよりも下方側の円筒部4Beを把持するキャッパ12のグリッパ(図示せず)に受け渡す。さらに、キャッパ12でキャッピングが行われた容器4は、出口ホイール14のグリッパ(図示せず)に受け渡され、フランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持されて回転搬送され、排出コンベヤ16に引き渡される。なお、この実施例では、フィラ8のグリッパ18が請求項1の第1把持手段、中間ホイール10のグリッパ20が第2把持手段を構成している。但し、これらフィラ8および中間ホイール10のグリッパに限定されるものではなく、本発明はその他の回転搬送手段のグリッパにも適用可能である。
【0014】
この実施例のフィラ8では、容器4を傾斜させた状態で充填を行うようになっており、このフィラ8から容器4の引き渡しを受ける中間ホイール10は、先ず、容器4の姿勢を直立した状態に戻した後、前記グリッパ20によって把持するようになっている。このように傾斜した容器の姿勢を矯正するために、前記グリッパ20の上方に別のグリッパ22(この実施例では請求項1の第3把持手段を構成する)が設けられている。これらグリッパ(第2把持手段20および第3把持手段22)の構成について
図2および
図3により説明する。中間ホイール10の中心部に配置された固定支持部24に、鉛直方向に配置された回転軸26が回転自在に支持されており、この回転軸26の上端に水平な回転ホイール28が固定されている。回転ホイール28の外周部に環状の取付プレート30が固定され、この取付プレート30の外周部に、円周方向等間隔で複数のグリッパ(この実施例では複数組の第2把持手段20および第3把持手段22)が設けられている。
【0015】
取付プレート30の外周部に、直立した揺動軸32が回転自在に支持され、この揺動軸32に一対の水平なグリップ部材34、36の一方34が取り付けられている。また、同じ取付プレート30の、前記揺動軸32と同一円周上に第2の揺動軸38が回転自在に支持され、他方のグリップ部材36が取り付けられている。これら両グリップ部材34、36の、基部34a、36a側の互いに向かい合う部分に、それぞれセクタギヤ(図示を省略)が設けられて互いに噛み合っている。従って、一方のグリップ部材(この実施例では、
図3(a)の上方の搬送方向下流側のグリップ部材34)を回転させると、セクタギヤによって回転が伝達されて他方のグリップ部材36が前記グリップ部材34と逆方向に等角度回転する。
【0016】
一対のグリップ部材34、36の、回転ホイール28の半径方向外方側を向いた先端部寄りに、両グリップ部材34、36が閉じたときに容器4を把持するグリップ面34b、36bが形成されている。これらグリップ面34b、36bの最も先端部34c、36cが、回転搬送される容器4の半径方向外方側と干渉するために内側へ湾曲している。
【0017】
前記一方のグリップ部材34の揺動軸32に、ローラーアーム40の一端が固定されている。このローラーアーム40の他端(回動端)にカムフォロア42が取り付けられている。ローラーアーム40のカムフォロア42寄りの部分と前記取付プレート30の下面側とにそれぞればね取付ピン44、46が固定されており、これら両ばね取付ピン44、46間に引っ張りばね48が設けられている。この引っ張りばね48によってローラーアーム40の回動端(カムフォロア42側)を
図3の時計回り方向に引き付けることにより、前記一対のグリップ部材34、36は先端側のグリップ面34b、36bを閉じる方向に常時付勢されている。
【0018】
中間ホイール10の中心部に配置されている固定支持部24の外周に固定プレート(全体として符号50で示す)が取り付けられており、この固定プレート50の外周端にグリッパ開閉カム52が固定されている。このグリッパ開閉カム52は、半径方向外方側へ突出した大径部52a(
図3(a)参照)では、引っ張りばね48により押し付けられているカムフォロア42を半径方向外方へ押し出すことによりローラーアーム40を
図3の反時計回り方向へ回動させ、ローラーアーム40が連結されている一方のグリップ部材34を他方のグリップ部材36から離れる方向へ回動させる。この一方のグリップ部材34の回動が、互いに噛み合うセクタギヤを介して他方のグリップ部材36に伝達されて両グリップ部材34、36の先端側のグリップ面34b、36bが開放した状態になる(
図3(a)の中央および下方に位置するグリッパ20参照)。また、グリッパ開閉カム52が半径方向内方側へ後退している小径部52bでは、ローラーアーム40が引っ張りばね48によって引き付けられることにより、両グリップ部材34、36の先端部側が互いに接近する方向へ揺動して、グリッパ20が閉じた状態になる(
図3(a)の上方に位置するグリッパ参照)。
【0019】
この実施例では、中間ホイール10のグリッパ20(第2把持部材)が容器4のフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持するとともに、この円筒部4Bcよりもさらに上方のねじ部4Bbを把持する別のグリッパ22(第3把持部材)が設けられている。このグリッパ22は、中間ホイール10の回転に伴って前記グリッパ20よりも早いタイミングで、容器4のねじ部4Bbと干渉しグリップすることにより傾斜した状態の容器4の姿勢を直立またはほぼ直立した状態に矯正する。前記グリッパ20(第2把持部材)の一方のグリップ部材34が取り付けられている揺動軸32の内部を貫通して長い揺動軸54が回転可能に支持されている。この長い揺動軸54の上端に、このグリッパ22の一方のグリップ部材56が取り付けられている。また、取付プレート30の長い揺動軸54と同じ半径の同一円周上に位置する、揺動軸38の内部を貫通したもう一本の揺動軸58に、他方のグリップ部材60が取り付けられている。
【0020】
前記回転プレート28の外周側に固定されている環状の取付プレート30の下面に、ステー62を介して環状の第2取付プレート64が固定されており、前記回転プレート28および取付プレート30(以下、第1取付プレートと呼ぶ)と一体的に回転する。前記長い揺動軸54、58が貫通している前記揺動軸32、38(第2把持手段であるグリッパ20の揺動軸)は、上方の第1取付プレート30と下方の第2取付プレート64を貫通して回転自在に支持されている。
【0021】
グリッパ22の両グリップ部材56、60は、基部56a、60a側の互いに向かい合う部分に、三角形状の連結部56b、60bが形成され、その先端部同士が上下に重なり合っている。この連結部56b、60bの重なり合った部分に連結ピン66が挿通されている。連結部56b、60bのこの連結ピン66が挿通されている部分は、両揺動軸54、58間を結ぶ方向の長孔または溝が形成されており、両グリップ部材56、60の回転時に連結ピン66が回転を伝達するとともに、回転時の連結ピン66の移動を許容するようになっている。一対の揺動軸54、58にそれぞれ連結されている一対のグリップ部材56、60のうち、一方のグリップ部材(この実施例では、
図3(b)の上方の搬送方向下流側のグリップ部材56)を揺動させると、連結ピン66を介して他方のグリップ部材60が前記グリップ部材56と逆方向に等角度揺動する。また、前記他方のグリップ部材60の内面側に、両グリップ部材56、60が閉じたときにその間隔を規制するストッパ68が設けられている。
【0022】
前記両グリップ部材56、60の先端部側の内面には、容器4の首部4Bのねじ部4Bbに両側から当接するグリップ面56c、60cが形成されている。この第3把持部材としてのグリッパ22は、円弧状のグリップ面56c、60cから、各グリップ部材56、60の内面側のほぼ直線状の部分56d、60dに向かってなだらかに連続している(円弧状グリップ面56C、60cと直線上の部分56d、60dとの接続部を符号56e、60eで示す)。また、両グリップ部材56、60の先端部56f、60fは、グリップ面56c、60cの円弧形状に従って互いに閉動作される内方側に湾曲している。
【0023】
前記一方のグリップ部材56が取り付けられている長い揺動軸54の下端に、ローラーアーム70が固定されている。このローラーアーム70の回動端にカムフォロア72が取り付けられている。ローラーアーム70の回動端の近くの位置と、前記第2取付プレート64の下面側とにそれぞればね取付ピン74、76が固定され、これら両ばね取付ピン74、76の間に引っ張りばね78が設けられている。この引っ張りばね78によって、ローラーアーム70が前記第2把持部材20のローラーアーム40と同一の方向に常時引き付けられている。
【0024】
前記固定プレート50の下面側に、中間ホイール10の半径方向外方側を向けてエアシリンダ80が固定されている。このエアシリンダ80のピストンロッド82にグリッパ開閉カム84が取り付けられている。前記引っ張りばね78によって引き付けられたカムフォロア72が、このカム84のカム面に沿って移動し、カム面の形状に応じてローラーアーム70を回動させる。このローラーアーム70の回動によって、両グリップ部材56、60を接近離隔させて、グリッパ22を開閉させる。カム面の形状は、前記第2把持部材20のカム52と同様に、半径方向外方側へ突出した大径部84aと、半径方向内方へ凹陥した小径部84bとを有しており、大径部84aでは、カムフォロア72を押し出してグリッパ22を開放し、小径部84bでは、引っ張りばね78によってローラーアーム70のカムフォロア72側が引き付けられ、グリッパ22を閉じるようになっている。
【0025】
また、このグリッパ22(第3把持手段)のグリッパ開閉カム84は、
図3(a)と(b)の比較から明らかなように、前記グリッパ20(第2把持手段)のグリッパ開閉カム52よりも回転方向の早い段階で、大径部84aから小径部84bに移行するようになっており、第3把持手段22のグリップ部材56、60は、第2把持手段20のグリップ部材34、36よりも早い時期に開放した状態から閉鎖するようになっている(
図3(a)の最も上方のグリッパ20と同図(b)の上方のグリッパ22が閉鎖した時点を示している)。なお、前記第3把持手段22のグリッパ開閉カム84を進退動させるエアシリンダ80は、通常の運転時には作動させず、フィラ8の洗浄時等に干渉を避けるためにグリッパ22を開放した状態のままにしておく場合に使用される。
【0026】
前記構成の容器搬送システムを備えた充填ラインの作動について説明する。供給コンベヤ2によって搬送されてきた容器4(樹脂製ボトル)は、入口ホイール6のグリッパ(図示せず)によって首部4Bのフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持され、入口ホイール6の回転によって回転搬送される。入口ホイール6からフィラ8への受け渡し位置Aで、フィラ8のグリッパ18(第1把持手段)にフランジ部4Bdよりも下方側の円筒部4Beを把持されるとともに、入口ホイール6のグリッパが開放して受け渡しが行われる。グリッパ18に把持されて、フィラ8の回転体の回転により回転搬送される間に、図示しない充填手段によって液体等の内容物の充填が行われる。液体等が充填された容器4は、フィラ8のグリッパ18に把持されて中間ホイール10への受け渡し位置Bに到達する。
【0027】
図2はフィラ8(第1搬送手段)から中間ホイール10(第2搬送手段)への受け渡し位置Bを示す図であり、この位置Bでフィラ8のグリッパ18(第1把持手段)から中間ホイール10のグリッパ20(第2把持手段)に受け渡しが行われる。フィラ8のグリッパ18が受け渡し位置Bに接近すると、中間ホイール10のグリッパ20、22(第2把持手段およびその上方の第3把持手段)も受け渡し位置に接近する。フィラ8のグリッパ18に把持された容器4は、充填のために傾斜され、または、遠心力によって底部側が半径方向外方側へ振られている。つまり、
図3(b)に示すように、容器4の上端側がフィラ8の半径方向内方側へ振られて、底部側が中間ホイール10の半径方向内方側へ振られている。
【0028】
前記のように容器4が傾斜していると、中間ホイール10のグリッパ20が、容器4のフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcとともにフランジ部4Bdを把持してしまうおそれがある。そこで、先ず、中間ホイール10の上方のグリッパ22(第3把持手段)を閉じて容器4のねじ部4Bbを把持する。前述のように、第3把持手段22のグリッパ開閉カム84は、第2把持手段22のグリッパ開閉カム52よりも、回転方向の上流側で大径部84aから小径部84bへと移行しているので第3把持手段22が第2把持手段20よりも先に閉じる。この第3把持手段22は、容器4を把持する位置がフランジ部4Bdの上下の円筒部4Bc、4Beではなく、上方のねじ部4Bbを把持するようになっているので、容器4が傾斜していても掴み損なうことがなく確実に把持することができ、また、両グリップ部材56、60の閉動作に従って湾曲した先端部56f、60fが上方のねじ部4Bbに干渉して、容器4の上部を中間ホイール10の半径方向内側へ引き込むように作用し、傾斜した容器4を直立した姿勢に矯正することができる。
【0029】
前記のように中間ホイール10の上方側に設けられている第3把持手段としてのグリッパ22が、フィラ8において傾斜されていた容器4を先に把持して直立した姿勢に矯正した後、その下方のグリッパ20(第2把持手段)が閉じてフランジ部4Bdの上方側の円筒部4Bcを把持する。第2把持手段20が閉じる時点では、容器4は直立しているので、グリッパ20のグリップ面34b、36bがフランジ部4Bd側にかかってしまうことがなく、確実に直立した姿勢でグリップすることができる。
【0030】
中間ホイール10の上下二つのグリッパ(第2把持手段20と第3把持手段22)によって把持され、回転ホイール28の回転によって回転搬送された容器4は、次の受け渡し位置Cでキャッパ12のグリッパ(図示せず)に受け渡される。キャッパ12のグリッパは容器4のフランジ部4Bdの下方側の円筒部4Beを把持するようになっており、受け渡し位置Cで中間ホイール10のグリッパ20、22からキャッパ12のグリッパに引き渡される。なお、図示はしないが、この受け渡し位置Cにもグリッパ20、22を開動作させるためのカムが配置されている。キャッパ12のグリッパに把持されて回転搬送される間に、キャッピングが行われる。キャッピングが行われた容器4は、受け渡し位置Dで出口ホイール14のグリッパ(図示せず)に引き渡されて排出コンベヤ16上に排出され、この排出コンベヤ16によって次の工程へ送られる。なお、前記実施例では、第1把持手段18が容器4のフランジ部4Bdよりも下方側の円筒部4Beを把持し、第2把持手段20がフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持するようにしているが、逆に第1把持手段18が容器4のフランジ部4Bdよりも上方側の円筒部4Bcを把持し、第2把持手段20がフランジ部4Bdよりも下方側の円筒部4Beを把持するようにしても良い。また、第3把持手段22は、容器4のねじ部4Bbを把持するようにしているが、必ずしも容器4を保持できるように把持する必要はなく、容器4のねじ部4Bbに干渉して傾斜した容器4の姿勢をほぼ直立した姿勢に矯正できるものであればよい。
【0031】
図4は第2の実施例に係る容器搬送システムの、中間ホイール110に設けられている上方側のグリッパ122(第3把持手段)の要部を示す平面図である。なお、その他の部分の構成は前記第1実施例と同様であるので図示および説明を省略する。この実施例では、両グリップ部材156、160の互いに対向する面の先端部側に形成されているグリップ面156c、160cの形状が前記実施例とは異なっている。前記第1実施例では、グリップ面56c、60cと基部側に向かう直線部56d、60dがなだらかに接続されていたが、この実施例では、円弧状のグリップ面156c、160cと直線部156d、160dとの接続部156e、160eが突起状に突出している。
【0032】
グリップ部材156、160の互いに向かい合う面に形成されている、円弧状のグリップ面156c、160cと直線部156d、160dとの接続部156e、160eが突起状になっているので、先端部156f、160fが容器4の中間ホイール110の半径方向外方側の面に干渉して半径方向内方側へ引き込むだけでなく、突起状の接続部156e、160eが半径方向内方側の面に干渉して半径方向外方側へ押し出すことができるので、前記実施例のように、容器4の底部側がこの中間ホイール110の半径方向内方側に振られている場合(
図4に符号4Mで示す容器参照)だけでなく、半径方向外方側に振られている場合(
図4に符号4Nで示す容器参照)にも、このグリッパ122によって把持することにより姿勢を矯正して直立した状態にすることができる。