(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
円形の底部と該底部に向かって縮径されるようにテーパ状に形成された側壁とを有し、該側壁の上端に開口を画成し、該開口の周囲に外径方向に突出するフランジが形成された複数の容器が該容器の上下方向に積み重ねられて構成された容器スタックを、前記開口の周方向に転動させることにより搬送する容器搬送装置であって、
前記容器スタックの搬送方向における下流側に下降傾斜して設けられ、前記搬送方向に直交する幅方向に所定幅を有する搬送面上に前記幅方向において互いに異なる位置に搬送方向に沿って設けられ、前記フランジを前記幅方向に規制して且つ前記側壁に当接する複数の規制レールとを有する傾斜搬送部を備える容器搬送装置。
前記傾斜搬送部に対して前記搬送方向における上流側に設けられ、前記複数の容器を積み重ねて前記容器スタックを形成し、該容器スタックを前記傾斜搬送部へ投入するスタック形成部を更に備え、
該スタック形成部は、前記容器の上下方向に重力が作用する第1状態において、前記容器スタックを構成する容器のうち、前記傾斜搬送部による搬送において前記規制レールに規制される所定の容器を前記上下方向における所定位置に保持する複数の保持部を有することを特徴とする請求項1に記載の容器搬送装置。
前記スタック形成部は、前記容器スタックを前記傾斜搬送部へ投入する場合、前記第1状態から前記容器の上下方向と前記幅方向とが平行する第2状態へと状態が変更され、
前記複数の保持部の夫々は、前記第2状態において前記規制レールの幅方向位置に基づく位置に設けられることを特徴とする請求項2に記載の容器搬送装置。
前記複数の係止片は、前記容器の上下方向における下方の係止片が上方の係止片に対して前記保持回転軸の周方向において大きい係止領域を有するように形成されていることを特徴とする請求項4に記載の容器搬送装置。
前記複数の係止片は、前記保持回転軸の周方向において、前記下方の係止片における係止領域の範囲が前記上方の係止片における係止領域の範囲を含むように前記保持回転軸に軸支されることを特徴とする請求項5に記載の容器搬送装置。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【0012】
まず、本実施形態に係る容器搬送装置、その搬送対象である容器スタックについて説明する。
図1は、本実施の形態に係る容器搬送装置の構成を示す概略斜視図である。
図2は、中心線の左側を側面図とし、右側を断面図として容器の構成を示す図である。
図3は、容器スタックの構成を示す斜視図である。
図4は、容器搬送装置の構成を示す概略平面図である。
図5は、容器搬送装置の構成を示す概略側面図である。なお、以降の説明において、搬送方向に直交する方向を側方とする。
【0013】
図1に示すように、本実施の形態に係る容器搬送装置1は、後述する容器9aが積み重ねられて構成された容器スタック9を搬送装置であり、容器スタック9の搬送方向における下流側に下降傾斜して設けられ、天地方向に搬送方向を反転させて多段に設けられた複数の傾斜搬送部10と、最上段の傾斜搬送部10の上流側に設けられ、第1状態において容器スタック9を形成し、第2状態において形成した容器スタック9を傾斜搬送部10へ投入するスタック形成部20と、天地方向に隣接する傾斜搬送部10間、具体的には、上段の傾斜搬送部10の下流側、且つ下段の傾斜搬送部10の上流側に設けられる反転搬送部30とを備える。なお、
図1においては第1状態にあるスタック形成部20が示されており、
図4及び
図5においては第2状態にあるスタック形成部20が示されている。
【0014】
容器スタック9を構成する容器9aは、
図2に示すように、底部90とこの底部90に向かって縮径されるようにテーパ状に形成された側壁91とを有し、この側壁91の上端に開口を画成するとともに、開口の周囲にこの開口の外径方向に突出するフランジ93が形成されるものである。ここでフランジ93は、開口の周囲に形成されたカール部により構成されるものとするが、外径方向に突出する構成となっていればよく、例えば、側壁91の上端が外径方向を向くように折り曲げてフランジ93を構成しても良い。なお、底部90は円形に構成されるため開口は円形となっており、したがってフランジ93は容器9aを上から見た場合に円環状となっている。また、容器9aにより構成される容器スタック9は、
図3に示すように、容器9aの上下方向に複数の容器9aを積み重ねて形成される。具体的には容器9aの底部90が他の容器9aの開口に挿入されて容器スタック9が形成される。この容器スタック9の形成は、第1状態にあるスタック形成部20に、容器投入装置2により容器9aが投入されることによりなされる。
【0015】
傾斜搬送部10は、
図4に示すように、搬送方向に所定の長さを有し、また、直交する幅方向に少なくとも容器スタック9の上下高さ以上の長さを有する搬送面が形成されたラック11と、このラック11の搬送面上に搬送方向に沿って幅方向において互いに異なる位置に複数設けられた規制レール12とを有する。この規制レール12により、上下に容器9aが積み重なった容器スタック9を横たえた状態、即ち、容器スタック9の上下方向と傾斜搬送部10の幅方向とが平行する状態において、
図5に示すように、傾斜によって容器9aの開口の周方向に転動させることにより、容器スタック9を搬送する。各規制レール12は、容器スタック9における所定の容器9aのフランジ93を幅方向に、即ち、容器スタック9の上下方向に規制するとともに、規制される2つのフランジ93間に露出した側壁91に当接するように構成される。具体的には、各規制レール12は、搬送面からの高さが容器9aの周方向におけるフランジ93の内径から外径までの距離(即ち、フランジ93の突出距離)より大きくなるように構成され、また、その幅が、規制レール12が当接する側壁91を容器9aの上下方向に挟むフランジ93間の距離より小さくなるように構成される。なお、容器スタック9の開口側は、ラック11の幅方向端部近傍に設けられるフランジガイドレール13によって、搬送方向全域に亘って幅方向開口側への移動が規制されているものとする。一方、容器スタック9の底側は、底側の最端の規制レール12によって、幅方向底側への移動が規制される。なお、搬送時において容器スタック9はラック11と当接せず、したがって、ラック11は必ずしも必要ではなく、規制レール12及びフランジガイドレール13はラック11に設けられなくとも、幅方向位置と傾斜を保った状態で支持されるように構成されていてもよい。
【0016】
また、最上段の傾斜搬送部10については、上流側端部において幅方向と平行する分割線に沿って規制レール12及びフランジガイドレール13が分割されるように構成された可動部11aが設けられる。この可動部11aは、
図5に示すように、その下流側端部がラック11の上流側端部と接続され、この接続部分を軸として可動となっており、状況に応じて、その搬送面がラック11の搬送面と平行する搬送状態と、搬送面側とは逆方向にラック11の搬送面と所定角を為す投入状態とに、シリンダ11bによって状態を変更される。可動部11aは、後述するようにスタック形成部20が第2状態となり、前方ハウジング21bが持ち上げられた後、投入状態から搬送状態となって分割された規制レール12及びフランジガイドレール13を接続し、スタック形成部20から投入された容器スタック9を傾斜搬送部10に搬送させる。
【0017】
このような傾斜搬送部10によれば、容器スタック9を直進して転動させることが可能となり、延いては、容器スタック9の搬送に際して複雑な構成を必要とせず、したがって、容器スタック9の搬送や蓄積において、製造やメンテナンスに掛かるコストを低減させることが可能となる。また、傾斜搬送部10を天地方向に積み重ねて構成することによって、容器スタック9の蓄積能力を高めつつ、容器スタック9の搬送及び蓄積に要する面方向の設置スペースを縮小することができる。
【0018】
次に、スタック形成部の構成について説明する。
図6は、スタック形成部により形成される容器スタックを示す概略斜視図である。
図7は、スタック形成部の内部構成を示す概略側面図である。なお、
図6においては第1状態にあるスタック形成部が示されており、
図7においては第2状態にあるスタック形成部が示されている。
【0019】
スタック形成部20は、
図6に示すように、その内部に容器スタック9を収容可能な長尺な箱状に形成されたハウジング21を有し、このハウジング21の長尺方向における一端、具体的には、スタック形成部20が第1状態にある場合に上方に位置する端部に、容器9aが通過可能な開口21cが設けられる。この開口21cによれば、第1状態にあるスタック形成部20の上方に設けられた容器投入装置2により、スタック形成部20のハウジング21内部へ容器9aが投入され、開口21c近傍にはハウジング21へ投入される容器9を検出する近接センサ20bが設けられる。また、ハウジング21は、傾斜搬送部10の幅方向に平行する分割線に沿って前後方向に分割された、後方ハウジング21a及び前方ハウジング21bにより構成され、後方ハウジング21aと前方ハウジング21bは、接続部22によって前方ハウジング21bを可動に接続される。この接続部22は、例えば蝶番であり、スタック形成部20が第2状態にある場合のハウジング21の上面に位置する。また、スタック形成部20は、ハウジング21内部に容器スタック9の下端を載置する載置台200を有し、この載置台200は、ハウジング21と同様の分割線により前後に分割された後方載置台200a及び前方載置台200bにより構成され、後方載置台200aは後方ハウジング21aに前方載置台200bは前方ハウジング21bにそれぞれ配される。
【0020】
このようなスタック形成部20において、第1状態とは、容器9aの上下方向に重量が作用する状態、本実施の形態においては搬送傾斜部10の幅方向と容器スタック9の上下方向が直交する状態であり、第2状態とは、容器スタック9の上下方向と搬送傾斜部10の幅方向とが平行する状態を示す。スタック形成部20は、
図1、
図4、
図5に示すように、後方からハウジング21を軸支する駆動部20aによって90°回転または反転するように駆動されることによって第1状態または第2状態となる。
【0021】
スタック形成部20は、
図7に示すように、容器スタック9の上下方向と平行する、即ち、スタック形成部20が第2状態にある場合に傾斜搬送部10の幅方向と平行するように設けられた回転軸210と、この回転軸210に一体回転するように軸支される係止片211と、ハウジング21の開口から投入された容器9aを載置台200までガイドする容器ガイド212と、スタック形成部20が第2状態にある場合に容器スタック9を下から支持するとともに傾斜搬送部10へ投入する投入レール213とを、ハウジング21内部に有する。ここで、係止片211はフランジ93を容器9aの上下方向に係止する。容器ガイド212は、容器スタック9の周方向の異なる位置に複数設けられており、第1状態において開口から載置台200へと落下する容器9aをガイドし、第2状態において容器スタック9の径方向への移動を規制する。また、回転軸210及び係止片211は、後方ハウジング21aに設けられる回転軸210aとこれに軸支される後方係止片211aと、前方ハウジング21bに設けられる回転軸210bとこれに軸支される前方係止片211bとから構成される。同様に、容器ガイド212は、後方ハウジング21aに設けられる複数の後方容器ガイド212aと、前方ハウジング21bに設けられる複数の前方容器ガイド212bとから構成される。
【0022】
更に、スタック形成部20は、後方ハウジング21aに対して前方ハウジング21bを相対移動させるシリンダ23と、投入レール213の一端を押し上げるプッシャ214とをハウジング21外部に有する。シリンダ23は、後方ハウジング21aと前方ハウジング21bとに接続され、容器スタック9が搬送方向における下流側に移動可能となるように前方ハウジング21bを持ち上げる。この動作により、前方ハウジング21bに設けられている前方容器ガイド212bによる規制が解除され、容器スタック9は、搬送方向における下流側へ移動可能となる。プッシャ214は、投入レール213の後方側端部を押し上げ可能に投入レール213に接続されている。投入レール213は、前方ハウジング21bの下方から挿通された部材に接続され、回転軸210の軸方向と平行する軸214aに前方側一端を支点として回動可能に軸方向に固定して軸支されており、スタック形成部20が第2状態である場合に、プッシャ214により後方側端部を押し上げられることにより、容器スタック9に対する前方容器ガイド212bによる規制が解除された状態において、容器スタック9を搬送方向における下流側へ押し出して傾斜搬送部10へ投入することができる。なお、投入レール213は、スタック形成部20が第1状態である場合にはフランジ93を係止しない位置にあるものとする。
【0023】
次に、スタック形成部における係止片の構成について、
図8〜
図10を参照して説明する。
図8は、容器スタックを係止する複数の係止片を示す図である。
図9は、係止片における係止領域及び非係止領域を示す図である。
図10は、隣接する係止片を重ねて示す概略平面図である。なお、
図8において、スタック形成部は第1状態であるものとする。
【0024】
図8に示すように、係止片211は、前方、後方それぞれにおいて、容器スタック9の上下方向に平行する回転軸210の軸方向に異なる位置に複数設けられる。複数の係止片211がそれぞれ設けられる軸方向位置は、スタック形成部20が第2状態である場合において、複数の規制レール12がそれぞれ設けられる幅方向の位置に対応している。各係止片211は、各規制レール12に規制されるフランジ93、即ち規制レール12が当接する側壁91を挟む2つのフランジ93のうち、第1状態にあるスタック形成部20において上方に位置するフランジ93を係止することによって、容器スタック9の形成において、所定の高さ位置に容器スタック9を構成する容器9aを保持できるようにしたものである。ここで、容器9aの保持位置は、各規制レール12の幅と幅方向位置とに基づいて、各規制レール12に当接される側壁を挟むフランジ93間の距離が各規制レール12の幅より大きくなるように調節される。このようにすることによって、規制レール12間の容器9aの数を意図した個数とし、搬送時に規制レール12間に存する容器9aの個数を適切なものとすることができる。ここで適切な個数とは、容器スタック9を規制レール12上でスムーズに転動することができ、且つ規制レール12間に位置して規制レール12に当接されない容器9aがだれない程度の個数を示す。規制レール12間の容器9aの個数が多すぎるとフランジ93と規制レール12との摩擦によって容器スタック9のスムーズな転動が阻害され、個数が少なすぎると隣接する容器9aの重なりにおいて、開口92がより縮径された側壁91に位置することとなって容器9a同士の結合が弱くなり、重力によって容器9aのだれが起きる。
【0025】
また、後方回転軸210aは、接続された回転駆動部215aにより回転されることによって後方係止片211aを回転させ、前方回転軸210bは、接続された回転駆動部215bにより回転されることによって前方係止片211bを回転させる。ここで、回転駆動部215aと回転駆動部215bは同期して回転軸210を回転するように制御され、したがって、後方係止片211aと前方係止片211bは同期して回転する。
【0026】
係止片211は、
図9に示すように、回転軸210の軸方向から見た場合、フランジ93を係止可能に形成された係止領域と、フランジ93を係止不能に形成された非係止領域とを有する。具体的には、係止領域は回転軸210からの径方向距離が大きく形成されており、非係止領域は径方向距離が小さく形成されている。この係止領域と非係止領域の範囲については、回転軸210の軸方向に異なる位置に設けられた係止片211間で互いに異なっており、容器スタック9を挟んで対向する後方係止片211aと前方係止片211bとの間では同様となっている。係止片211は、回転軸210により回転されることにより、係止領域の範囲を周方向に変化させて、フランジ93を係止可能な状態と係止不能な状態に切り替えられる。
【0027】
複数の係止片211のそれぞれは、第1状態であるスタック形成部20において、容器スタック9の上下方向における下方の係止片211が上方の係止片211に対して、回転軸210の周方向において係止領域の占める範囲が大きくなっており、また、下方の係止片211における係止領域の範囲が上方の係止片211における係止領域の範囲を含むように回転軸210に軸支される。隣接する2つの係止片211を例として説明すると、
図10に示すように、実線により示される最下段に設けられた係止片211は、点線により示される直上に設けられた係止片211に対して、係止領域の占める範囲が大きく、且つ直上に設けられた係止片211の係止領域の範囲が最下段に設けられた係止片211の係止領域の範囲内に含まれるように構成される。
【0028】
次に、スタック形成部における係止片の動作について
図11を参照して説明する。
図11は、各回転角度における複数の係止片による係止状態を示す図である。この
図11は、横方向に並んだ各回転角度における係止片の係止状態を示しており、各回転角度において、第1状態にあるスタック形成部の上方から下方に位置する係止片とその係止状態を上から順に示す。なお、
図11において、フランジを係止可能な状態はONとして示され、係止不能な状態はOFFとして示される。
【0029】
回転駆動部215は、ハウジング21の開口近傍に設けられた近接センサ20bによる容器9aの検出結果に基づいて回転を行い、容器スタック9を構成する容器9aが投入されない時点においては、回転軸210は回転されずに0°となっており、全ての係止片はOFFとなっている(S101)。容器9aが13個検出されると、回転駆動部215は回転軸210を60°回転させて最下段の係止片211がONとなる(S102)。最下段の係止片211がONとなった後に容器9aが13個検出されると、回転駆動部215は回転軸210を60°回転させて120°にして更に下から2段目の係止片211がONとなる(S103)。2段目の係止片211がONとなった後に容器9aが13個検出されると、回転駆動部215は回転軸210を60°回転させて180°にして更に最上段の係止片211がONとなる(S104)。このように全ての係止片211がONとなり、更に11個の容器9aが検出されると、容器スタック9が形成されたものとみなされ、スタック形成部20は第1状態から第2状態へと変更され、軸方向に異なる係止片211間に存する容器の数が保たれたまま、容器スタック9が傾斜搬送部10へ投入される。これらの制御は、容器搬送装置1に対して制御可能に接続された図示しない制御装置によってなされるものとする。なお、スタック形成部20が容器スタック9を傾斜搬送部10へ投入し、再度、第1状態へ変更されると、回転駆動部215は回転軸210を180°回転させて、全ての係止片211をステップS101と同様の状態にする。
【0030】
このように、係止領域の範囲が異なる係止片を容器の保持位置に配し、同一の回転軸により回転させることにより、例えばシリンダに容器を保持させる場合に比べて、より簡易な構造により容器を異なる位置で保持することができる。また、容器を所定の位置で保持しつつ容器スタックを形成することにより、規制レールを有する傾斜搬送部を直進して転動させるのに適した容器スタックを形成することができる。なお、本実施の形態においては、13個毎に容器を保持させてスタックを形成させたが、この個数は規制レールの幅方向の間隔に合わせたものであり、軸方向における係止片の間隔や数は、容器の大きさや規格に応じた規制レールの構成に合わせたものとなっていれば良い。また、容器スタックを構成する容器の個数も50個に限定する必要はない。
【0031】
次に、スタック形成部における投入レールの構成について、
図12を参照して説明する。
図12は、投入レールの構成を示す概略背面図である。なお、
図12において、スタック形成部は第2状態であるものとする。
【0032】
図12に示すように、投入レール213は、スタック形成部20が第2状態にある場合において、ハウジング21内に設けられ、傾斜搬送部10の幅方向に平行して延びるレールシャフト213aに、幅方向に異なる位置に複数設けられる。レールシャフト213aにはプッシャ214の先端が接続され、レールシャフト213aが押し上げられることにより、レールシャフト213aに設けられた全ての投入レール213の後端が同時に押し上げられる。複数の投入レール213には、係止片211に対応する位置に設けられる投入レール213と、レールシャフト213aの軸方向両端に設けられる2つの投入レール213が含まれる。両端に設けられる一方の投入レール213は、容器スタック9の端部にある容器9aが外側に離脱することを防ぐため、そのフランジ93を外側から係止するように容器スタック9の底部90側一端、即ち、載置台200の反対側に設けられる。また、他方の投入レール213は、容器スタック9の開口92側端部の容器9aがだれるのを防ぐため、その側壁91を支持するように容器スタック9の開口92側一端、即ち、載置台200側に設けられる。
【0033】
このように、投入レールを係止片に対応する位置、即ち、傾斜搬送部の規制レールに対応する位置に設けることによって、規制レールを有する傾斜搬送部を直進して転動させるのに適した状態を保ったまま、容器スタックを傾斜搬送部へ投入することができる。
【0034】
次に、反転搬送部の構成について、
図1,4,5を参照して説明し、続いて、反転搬送部における支持部の構成について、
図13を参照して説明し、反転搬送部におけるサイドプレートの構成について、
図14を参照して説明する。
図13は、支持部の構成を示す概略側面図である。
図14は、サイドプレートの構成を示す概略側面図である。
【0035】
図1に示すように、反転搬送部30は、傾斜搬送部10の幅方向に延び、回転駆動部30a(
図4参照)によって回転される回転軸31と、この回転軸31と一体回転するように複数設けられた支持部32とを有する。更に、反転搬送部30は、
図4に示すように、各支持部32に対応して設けられたカバーレール33と、複数の支持部32を挟むように回転軸31の軸方向外側に一体回転可能に設けられたエンドプレート34、傾斜搬送部10を転動される容器スタック9の底部側において支持部32とエンドプレート34との間に回転軸31に一体回転可能に設けられたサイドプレート35とを有する。複数の支持部32のそれぞれは、回転軸31の軸方向、即ち傾斜搬送部10の幅方向に、容器スタック9において規制レール12に当接される側壁を挟むフランジ93間の距離より小さな幅を有し、傾斜搬送部10における規制レール12の幅方向位置に対応した位置に設けられる。容器スタック9における開口92側に設けられたエンドプレート34によれば開口92側方向への容器スタック9のずれが規制され、サイドプレート35によれば容器スタック9において最も底部側に位置する容器9aの側壁91が支持され、自重による容器スタック9のだれが防止される。また、
図5に示すように、カバーレール33は対応する支持部32に対して、回転軸31を中心とする円周方向における所定範囲を覆うように設けられる。ここで所定範囲は、反転搬送部30により搬送される容器スタック9に対して径方向への移動を制限する必要がある範囲であり、傾斜搬送部10の近傍はこの範囲には含まれない。
【0036】
支持部32は、
図13に示すように、回転軸31が挿通される挿通孔が設けられた本体プレート320と、この本体プレート320に円周方向において異なる位置に複数設けられた支持レール321と、円周方向に隣り合う支持レール321間の間隙を補装する補装部322とを有する。支持部32は、支持レール321により容器スタック9を構成する容器9aの側壁91を支持するとともにこの側壁91を挟むフランジ93を回転軸31の軸方向に係止する。これにより、容器スタック9における規制レール12により当接される側壁91を挟むフランジ93の幅方向の位置を維持しつつ、言い換えれば、規制レール間に存する容器の数を保ったまま、容器スタック9を他の傾斜搬送部10へ搬送することができ、延いては、他の傾斜搬送部10においても、容器スタック9を直進して転動させることができる。
【0037】
サイドプレート35は、
図14に示すように、支持部32と略同様の構成を有し、具体的には、回転軸31が挿通される挿通孔が設けられた本体プレート350と、この本体プレート350に円周方向において異なる位置に複数設けられた支持レール351と、円周方向に隣り合う支持レール351間の間隙を補装する補装部352とを有する。サイドプレート35は、支持レール351により容器スタック9において最も底部側に位置する容器9aの側壁91を支持する。容器9aの側壁91は、上述したように底部90に向かって縮径されるようにテーパ状に形成されているため、支持レール351は、支持レール321と比較して、より小さい径を支持するように構成され、この差異に伴って、本体プレート350及び補装部352は、本体プレート320及び補装部322とはその形状が異なる。
【0038】
以上説明したように、本実施の形態に係る容器搬送装置によれば、フランジを幅方向に規制する規制レールを用いて容器スタックを搬送方向に直進するように転動させて搬送することができるため、簡易な構成によって容器スタックの搬送を行うことができる。また、容器スタックの形成において、容器を所定位置に保持することによって、規制レールを用いた搬送に適した容器スタックを形成することができる。また、傾斜搬送部から他の傾斜搬送部への容器スタックの搬送において、規制レールに対応する位置に設けた支持レールを用いることにより、規制レールを用いた搬送に適した状態を維持しながら他の傾斜搬送部へ容器スタックを搬送することができる。
【0039】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。