特開 2024-118067 容器スタック把持装置及び容器スタック把持システム並びに容器スタック搬送方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118067

(43)【公開日】2024-08-30

(54)【発明の名称】容器スタック把持装置及び容器スタック把持システム並びに容器スタック搬送方法

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/08 20060101AFI20240823BHJP

【ＦＩ】

B25J15/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023024249

(22)【出願日】2023-02-20

(71)【出願人】

【識別番号】000223193

【氏名又は名称】東罐興業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000419

【氏名又は名称】弁理士法人太田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉冨 英嗣

(72)【発明者】

【氏名】濱野 兼伍

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707ES05

3C707ET08

3C707EV02

3C707HS14

3C707HT22

3C707KS31

(57)【要約】

【課題】互いに異なる外径を有する容器スタックを安定して把持しつつ、容器への傷や凹みも抑制しながら容器スタックから容器を個別に切り離す。
【解決手段】容器スタック把持装置は、容器スタックの一方の側面に対して当接可能な第１棒状部材と、容器スタックの他方の側面に対して少なくとも２点で当接可能な第２棒状部材と、第１棒状部材および第２棒状部材のそれぞれの下端側に設けられると共にカール部をその上面に載置可能な押出しスクリュー部材と、第１棒状部材に対して第２棒状部材よりも近傍に配置されて容器スタックの一方の側面に対して当接可能な当接バー部材と、第１棒状部材、第２棒状部材および当接バー部材をそれぞれ駆動する第１駆動手段と、押出しスクリュー部材を回転させて容器スタックの下端に位置する容器を容器スタックから切り離し可能な第２駆動手段などを含んでなる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ注出口にカール部を備える複数の容器を積み重ねた容器スタックの一方の側面に対して当接可能な第１棒状部材と、
前記第１棒状部材と協働して前記容器スタックを把持可能なように前記容器スタックの他方の側面に対して少なくとも２点で当接可能な第２棒状部材と、
前記第１棒状部材および前記第２棒状部材のそれぞれの下端側に設けられると共に、前記カール部をその上面に載置可能な押出しスクリュー部材と、
前記第１棒状部材に対して前記第２棒状部材よりも近傍に配置されて、前記容器スタックの前記一方の側面に対して当接可能な当接バー部材と、
前記第１棒状部材、前記第２棒状部材および前記当接バー部材をそれぞれ駆動する第１駆動手段と、
前記押出しスクリュー部材を回転させて前記容器スタックの下端に位置する容器を前記容器スタックから切り離し可能な第２駆動手段と、
前記第１駆動手段および前記第２駆動手段を制御する制御装置と、
を含んでなる、容器スタック把持装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記容器スタックを挟むように、前記一方の側面に対して前記第１棒状部材及び前記当接バー部材を近接させることに同期して前記他方の側面に対して前記第２棒状部材を近接させ、
前記当接バー部材と前記第２棒状部材とで前記容器スタックを把持したときに、前記一方の側面において前記第１棒状部材と前記容器スタックとの間には所定の間隙が形成されてなる、請求項１に記載の容器スタック把持装置。

【請求項3】

前記第１駆動手段は、圧縮空気を介して前記第１棒状部材、前記第２棒状部材および前記当接バー部材をそれぞれ駆動し、
前記制御装置は、
前記当接バー部材と前記第２棒状部材とで前記容器スタックを把持したときに、前記第１駆動手段への前記圧縮空気の供給を停止して前記容器スタックへの押圧を緩和する制御を実行する、請求項２に記載の容器スタック把持装置。

【請求項4】

前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記容器スタックに対する移動を固定するブレーキ機構と、
前記ブレーキ機構を駆動する第３駆動手段と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記容器スタックへの前記押圧が緩和された後で、前記ブレーキ機構を介して前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記容器スタックに対する移動を固定する、請求項３に記載の容器スタック把持装置。

【請求項5】

前記制御装置は、
前記ブレーキ機構を介して前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記移動が固定された後で、前記第１駆動手段を介して前記当接バー部材を前記容器スタックの側面から退避させることで、前記スクリュー部材の上面に前記カール部を載置させる制御を実行する、請求項４に記載の容器スタック把持装置。

【請求項6】

前記第２駆動手段は、
前記第１棒状部材および前記第２棒状部材の側面にそれぞれ設けられたピニオンと、
前記ピニオンと噛み合って進退可能なラックと、
前記ラックを進退させるラック駆動手段と、を含み、
前記ラック駆動手段を介して前記ラックが前記ピニオンを回転させることに追従して前記押出しスクリュー部材が回転することで、前記容器スタックの下端に位置する容器が前記容器スタックから離脱される、
請求項１～５のいずれか一項に記載の容器スタック把持装置。

【請求項7】

請求項１に記載の容器スタック把持装置と、
前記容器スタック把持装置と連結されるロボットハンドと、
を備えた容器スタック把持システム。

【請求項8】

前記容器スタックの積層高さを検出する検出センサをさらに含み、
前記制御装置は、
前記検出センサによって検出された前記積層高さに基づいて前記ロボットハンドを介して前記容器スタックを移送した後に、前記押出しスクリュー部材を介して前記容器スタックの下端に位置する容器を切り離す制御を実行する、請求項７に記載の容器スタック把持システム。

【請求項9】

それぞれ注出口にカール部を備える複数の容器を積み重ねた容器スタックの一方の側面に対して当接可能な第１棒状部材と、前記第１棒状部材と協働して前記容器スタックを把持可能なように前記容器スタックの他方の側面に対して少なくとも２点で当接可能な第２棒状部材と、前記第１棒状部材および前記第２棒状部材のそれぞれの下端側に設けられると共に、前記カール部をその上面に載置可能な押出しスクリュー部材と、前記第１棒状部材に対して前記第２棒状部材よりも近傍に配置されて、前記容器スタックの前記一方の側面に対して当接可能な当接バー部材とを用いた容器スタック搬送方法であって、
前記容器スタックに対して前記一方の側面に対して前記第１棒状部材及び前記当接バー部材を近接させることに並行して、前記他方の側面に対して前記第２棒状部材を近接させて、少なくとも前記第２棒状部材および前記当接バー部材で前記容器スタックを把持する工程と、
前記当接バー部材を前記容器スタックの側面から離間させることで、前記容器スタックの下端に位置する容器のカール部を前記押出しスクリュー部材の上面に載置する工程と、
前記カール部が前記押出しスクリュー部材の上面に載置された状態で、前記押出しスクリュー部材を回転させて前記容器スタックの下端に位置する容器を前記容器スタックから切り離す工程と、
を有する容器スタック搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の紙コップなどの容器を積み重ねた容器スタックを把持する容器スタックの把持装置および把持システム並びに容器スタックの搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば注出口となる上端が外側にカールしたカール部を備えて食品を収容するカップ容器やコップ容器（以下、これらを総称して「容器」とも称する）が知られている。これらの容器は、例えば紙や樹脂などで形成されており、上下に積み重ねた状態（これを「容器スタック」とも称する）で搬送されることがある。

【0003】

例えば特許文献１～特許文献３などにおいては、容器を積み重ねて構成された容器スタックを保持し得る容器保持具を有する容器保持機構と、上記容器保持機構を移送し得る位置制御機構とを備えた容器把持および搬送装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－１３６４５８号公報

【特許文献2】特開２００６－１８７８６１号公報

【特許文献3】特開２０２１－１７１８８０号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した特許文献によれば、容器スタックの搬送を自動的に且つ繰り返して行うことができるから、容器スタックを人手によって搬送する場合に比べて大幅に作業効率の向上を図ることができる。他方で、従来の容器スタックの把持装置は、容器スタックを構成する容器の外径に合わせて設計されているため、異なる外径の容器を把持する場合にはハンド（把持部）を都度取り換えて対応しなければならない。

【0006】

仮に単一のハンド（把持部）で異なる外径の複数種類の容器を把持しようとする場合には、把持部と容器の外径とが合っていないために容器の把持自体が不安定になるだけでなく、場合によっては把持部で容器を傷付けたり凹ませたりする恐れもあり得る。
このように従来における容器スタックの把持装置および手法では、単一のハンド（把持部）で異なる外径の容器スタックの搬送に対応できておらず、更なる作業効率の向上や汎用性が希求されている。

【0007】

本発明は、上記した課題を一例に鑑みて為されたものであり、互いに異なる外径を有する容器スタックを安定して把持しつつ、容器への傷や凹みも抑制しながら容器スタックから容器を個別に切り離し可能な容器スタック把持装置および容器スタック搬送方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態における容器スタック把持装置は、（１）それぞれ注出口にカール部を備える複数の容器を積み重ねた容器スタックの一方の側面に対して当接可能な第１棒状部材と、前記第１棒状部材と協働して前記容器スタックを把持可能なように前記容器スタックの他方の側面に対して少なくとも２点で当接可能な第２棒状部材と、前記第１棒状部材および前記第２棒状部材のそれぞれの下端側に設けられると共に、前記カール部をその上面に載置可能な押出しスクリュー部材と、前記第１棒状部材に対して前記第２棒状部材よりも近傍に配置されて、前記容器スタックの前記一方の側面に対して当接可能な当接バー部材と、前記第１棒状部材、前記第２棒状部材および前記当接バー部材をそれぞれ駆動する第１駆動手段と、前記押出しスクリュー部材を回転させて前記容器スタックの下端に位置する容器を前記容器スタックから切り離し可能な第２駆動手段と、前記第１駆動手段および前記第２駆動手段を制御する制御装置と、を含んでなる。

【0009】

また、上記（１）に記載の容器スタック把持装置においては、（２）前記制御装置は、前記容器スタックを挟むように、前記一方の側面に対して前記第１棒状部材及び前記当接バー部材を近接させることに同期して前記他方の側面に対して前記第２棒状部材を近接させ、前記当接バー部材と前記第２棒状部材とで前記容器スタックを把持したときに、前記一方の側面において前記第１棒状部材と前記容器スタックとの間には所定の間隙が形成されてなることが好ましい。

【0010】

また、上記（２）に記載の容器スタック把持装置においては、（３）前記第１駆動手段は、圧縮空気を介して前記第１棒状部材、前記第２棒状部材および前記当接バー部材をそれぞれ駆動し、前記制御装置は、前記当接バー部材と前記第２棒状部材とで前記容器スタックを把持したときに、前記第１駆動手段への前記圧縮空気の供給を停止して前記容器スタックへの押圧を緩和する制御を実行することが好ましい。

【0011】

また、上記（３）に記載の容器スタック把持装置においては、（４）前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記容器スタックに対する移動を固定するブレーキ機構と、前記ブレーキ機構を駆動する第３駆動手段と、をさらに備え、前記制御装置は、前記容器スタックへの前記押圧が緩和された後で、前記ブレーキ機構を介して前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記容器スタックに対する移動を固定することが好ましい。

【0012】

また、上記（４）に記載の容器スタック把持装置においては、（５）前記制御装置は、前記ブレーキ機構を介して前記第１棒状部材と前記第２棒状部材の前記移動が固定された後で、前記第１駆動手段を介して前記当接バー部材を前記容器スタックの側面から退避させることで、前記スクリュー部材の上面に前記カール部を載置させる制御を実行することが好ましい。

【0013】

また、上記（１）～（５）のいずれかに記載の容器スタック把持装置においては、（６）前記第２駆動手段は、前記第１棒状部材および前記第２棒状部材の側面にそれぞれ設けられたピニオンと、前記ピニオンと噛み合って進退可能なラックと、前記ラックを進退させるラック駆動手段と、を含み、前記ラック駆動手段を介して前記ラックが前記ピニオンを回転させることに追従して前記押出しスクリュー部材が回転することで、前記容器スタックの下端に位置する容器が前記容器スタックから離脱されることが好ましい。

【0014】

さらに、上記した課題を解決するため本発明の一実施形態における容器スタック把持システムは、（７）上記した（１）に記載の容器スタック把持装置と、前記容器スタック把持装置と連結されるロボットハンドと、を備えたことを特徴とする。
なお上記した（７）に記載の容器スタック把持システムにおいては、（８）前記容器スタックの積層高さを検出する検出センサをさらに含み、前記制御装置は、前記検出センサによって検出された前記積層高さに基づいて前記ロボットハンドを介して前記容器スタックを移送した後に、前記押出しスクリュー部材を介して前記容器スタックの下端に位置する容器を切り離す制御を実行することが好ましい。

【0015】

さらに、上記した課題を解決するため、本発明の一実施形態における容器スタック搬送方法は、（９）それぞれ注出口にカール部を備える複数の容器を積み重ねた容器スタックの一方の側面に対して当接可能な第１棒状部材と、前記第１棒状部材と協働して前記容器スタックを把持可能なように前記容器スタックの他方の側面に対して少なくとも２点で当接可能な第２棒状部材と、前記第１棒状部材および前記第２棒状部材のそれぞれの下端側に設けられると共に、前記カール部をその上面に載置可能な押出しスクリュー部材と、前記第１棒状部材に対して前記第２棒状部材よりも近傍に配置されて、前記容器スタックの前記一方の側面に対して当接可能な当接バー部材とを用いた容器スタック搬送方法であって、前記容器スタックに対して前記一方の側面に対して前記第１棒状部材及び前記当接バー部材を近接させることに並行して、前記他方の側面に対して前記第２棒状部材を近接させて、少なくとも前記第２棒状部材および前記当接バー部材で前記容器スタックを把持する工程と、前記当接バー部材を前記容器スタックの側面から離間させることで、前記容器スタックの下端に位置する容器のカール部を前記押出しスクリュー部材の上面に載置する工程と、前記カール部が前記押出しスクリュー部材の上面に載置された状態で、前記押出しスクリュー部材を回転させて前記容器スタックの下端に位置する容器を前記容器スタックから切り離す工程と、を有する。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、容器へ傷や凹みがついてしまうことを抑制しつつ、異なる複数の外径規格に対応した容器スタックを安定して把持すると共に、把持した容器スタックから容器を個別に離脱させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施形態における容器スタック把持装置を含む容器スタック把持システムを示した模式図である。

【図2】実施形態における容器スタック把持装置の一部を模式的に見た上面図である。

【図3】実施形態における容器スタック把持装置の一部を模式的に見た正面図である。

【図4】実施形態における容器スタック把持装置の一部を模式的に見た側面図である。

【図5】実施形態における容器スタック把持装置の他の一部を模式的に見た側面図と斜視図である。

【図6】実施形態における容器スタック把持装置が容器スタックを把持する動作を示す状態遷移図（その１）である。

【図7】図６のβ部分を拡大した部分拡大図である。

【図8】実施形態における容器スタック把持装置が容器スタックを把持する動作を示す状態遷移図（その２）である。

【図9】実施形態における容器スタック把持装置が容器スタックを把持する動作を示す状態遷移図（その３）である。

【図10】実施形態における容器スタック把持装置が容器スタックを把持する動作を示す状態遷移図（その４）である。

【図11】実施形態における容器スタック把持装置が容器スタックを把持する動作を示す状態遷移図（その５）である。

【図12】実施形態における容器スタック搬送方法を示すフローチャートである。

【図13】容器スタック把持方法のうちスタック把持処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の容器スタック把持装置、容器スタック把持システム及び容器スタック搬送方法について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を説明するものであり、本発明を意図せず限定するものではなく、他の公知の構成を適宜補完してもよい。また、以下で詳述する構成以外の構成については、上記した特許文献を含む公知の搬送機構を適宜援用してもよい。
また、以下の実施形態では、容器スタックＣＳを載置した際の積層方向（把持する際に棒状部材が伸びる方向）である鉛直方向をＺ軸として例示するが、この軸設定は説明の便宜上のためであり、本発明を意図せず限定するものではない。

【0019】

＜容器スタック把持システム２００＞
図１に、実施形態における容器スタック把持システム２００を示す。同図に示すとおり本実施形態の容器スタック把持システム２００は、容器スタックＣＳを把持可能な容器スタック把持装置１００と、この容器スタック把持装置１００を例えば６自由度で操作して任意の位置に搬送可能な公知のロボットハンドＲＨと、を含んで構成されている。

【0020】

ここで「容器スタック」とは、上記した特許文献３や図１１などに例示されるとおり、例えば紙コップ等の公知の容器を積み重ねて構成されたものを言う。より具体的には、本実施形態の容器スタックＣＳは、積み重ねる上側の容器の上端部（カール部付近）以外の胴部と底部のほぼ容器全体を下側の容器内に順次収納する形で例えば数個～数十個だけ柱状に積み重ねた形態を有する。

【0021】

個々の容器の材質としては、公知の材料が適用でき、例えば紙や樹脂あるいは紙に樹脂のコーティングを施したものなどが例示できる。容器の外観形状としても、公知の形状を適用でき、例えば食品用途に適した浅底のカップ形状や飲料用途に適したコップ形状が適用できる。

【0022】

また、容器における開口の形状についても、例えば円形や四角形などの任意の公知の形状を採用してもよい。かような容器に収容する被収容物としては、例えば納豆やヨーグルトなどの食品や薬効成分を含有する薬剤などの固形物の他に、例えば飲料などの液状物など公知の種々の物質が例示できる。

【0023】

＜容器スタック把持装置１００＞
次に図１～図５を参照しつつ、本実施形態における容器スタック把持装置１００の詳細な構成について説明する。
これらの図から理解されるとおり、本実施形態の容器スタック把持装置１００は、本体フレーム１０、棒状部材２０、押出しスクリュー部材３０、当接バー部材４０、第１駆動手段５０、第２駆動手段６０及び制御装置９０などを含んで構成されている。さらに後述するとおり、容器スタック把持装置１００は、ブレーキ機構７０及び第３駆動手段８０をさらに含んで構成されていることが好ましい。

【0024】

本体フレーム１０は、それぞれ後述する棒状部材２０や押出しスクリュー部材３０などを搭載する基台である。
具体的に本実施形態の本体フレーム１０は、図１～図５などに示すように、第１駆動手段５０をスライド移動可能に支持するベース部材１１と、この第１駆動手段５０にそれぞれ固定された一対のウイング部材１２（右ウイング１２Ａ及び左ウイング１２Ｂ）と、このウイング部材１２に対して棒状部材２０をそれぞれ固定するロッド固定部材１３（右ロッド固定部１３Ａおよび左ロッド固定部１３Ｂ）と、ベース部材１１に対して第３駆動手段８０を固定する下側固定部材１４と、後述するラック６２や当接バーシリンダ５０Ｃをウイング部材１２に対して固定するサイド固定部材１５（右サイド固定部１５Ａおよび左サイド固定部１５Ｂ）と、後述するラック駆動手段６５をベース部材１１に対して固定する上側支持部材１６と、上記したロボットハンドＲＨと接続される接続面１７ａを有するアーム接続部１７と、などを含んで構成されている。

【0025】

なお本体フレーム１０を構成する各部材の材質については、本実施形態の効果を奏する限りにおいて特に制限はなく、例えばアルミニウムや鋼材など公知の種々の金属やテフロン（登録商標）など公知の樹脂部材を、必要とされる強度に応じて適宜適用できる。また、ロボットハンドＲＨと接続面１７ａとの接続形態についても、特に制限はなく、例えばボルト締結など公知の締結手段および締結構造を適用してもよい。

【0026】

棒状部材２０は、図１及び図２などに示すように、把持予定となる容器スタックＣＳの一方の側面に位置付けられる第１棒状部材２０Ａと、この容器スタックＣＳの他方の側面に位置付けられる第２棒状部材２０Ｂと、を含んで構成されている。
図１や図５を参照して理解されるとおり、本実施形態の棒状部材２０においては、外周側となる筒状体２１の内部に棒状のピニオン６１が挿入されると共に、このピニオン６１の下端は押出しスクリュー部材３０と連結されてなる（第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂで共通）。

【0027】

ここで「一方の側面」および「他方の側面」とは、鉛直方向に沿って載置された状態の容器スタックＣＳを挟み込むことが可能なように対となって位置付けられる容器スタックの側面と定義され、本実施形態では一例として容器スタックＣＳのプラスＹ方向側とマイナスＹ方向側の側面を言う（図１など参照）。

【0028】

第１棒状部材２０Ａは、それぞれ注出口にカール部を備える複数の容器を積み重ねた容器スタックＣＳの一方の側面に対して少なくとも２点で当接する機能を有して構成されている。図１などから理解されるとおり、本実施形態の第１棒状部材２０Ａは、それぞれ独立した２本の棒状の部材となっている。これら棒状の部材は、それぞれ容器スタックＣＳの側面に当接可能なように、それぞれ右ロッド固定部１３Ａを介して右ウイング１２Ａに取り付けられてなる。なお図５から明らかなように、第１棒状部材２０Ａを構成する筒状体２１Ａの長手方向における長さは、容器スタックＣＳの下端と上端にそれぞれ位置するカール部と接触可能な程度に設定されていてもよい（後述する第２棒状部材２０Ｂでも同様）。

【0029】

第２棒状部材２０Ｂは、前記した第１棒状部材２０Ａと協働して容器スタックＣＳを把持可能なように当該容器スタックＣＳの他方の側面に対して当接する機能を有して構成されている。図１に示すように、本実施形態の第２棒状部材２０Ｂは、第１棒状部材２０Ａと同様に、それぞれ独立した２本の棒状の部材となっている。これら棒状の部材は、それぞれ容器スタックＣＳの側面に当接可能なように、それぞれ左ロッド固定部１３Ｂを介して左ウイング１２Ｂに取り付けられてなる。

【0030】

なお第１棒状部材２０Ａや第２棒状部材２０Ｂの材質としては、特に制限はなく、例えばアルミニウムなど公知の金属材料やアクリルなど公知の樹脂材料を適用してもよい。
また、本実施形態では合計２本の棒状の部材によって第１棒状部材２０Ａや第２棒状部材２０Ｂを構成しているが、この形態に限られず、３本以上の棒状の部材でこれらを構成してもよいし、複数本の棒状の部材が互いに連結されて一体化した形態の棒状部材としてもよいし、単数の棒状の部材で第１棒状部材２０Ａや第２棒状部材２０Ｂを構成してもよい。

【0031】

押出しスクリュー部材３０は、前記した第１棒状部材２０Ａおよび第２棒状部材２０Ｂのそれぞれの下端側に設けられると共に、容器スタックＣＳを構成する容器Ｃｐのカール部をその上面に載置可能に構成されている。より具体的に本実施形態の押出しスクリュー部材３０は、図１などから理解されるとおり、第１棒状部材２０Ａの下端側に設けられる第１押出しスクリュー部材３０Ａと、第２棒状部材２０Ｂの下端側に設けられる第２押出しスクリュー部材３０Ｂと、を含んで構成されている。

【0032】

押出しスクリュー部材３０は、最下部に位置する容器Ｃｐのカール部が単独で通過可能な溝幅を備えた螺旋溝が側面に形成されている。具体的に本実施形態では、押出しスクリュー部材３０が約２８８度回転することで、上面に載置されたカール部が３０ｍｍ程度ストロークして底面側に移動するように上記螺旋溝が設けられている。
従って後述するとおり、容器スタックＣＳの最下部に位置する容器（下端の容器Ｃｐ１）のカール部が押出しスクリュー部材３０の上面にそれぞれ載置された後に、これら合計４つの押出しスクリュー部材３０が同期して回転することで、この容器ＣＰ１のカール部がそれぞれの螺旋溝を通過して容器スタックＣＳから容器ＣＰ１だけが切り離される。

【0033】

なお押出しスクリュー部材３０の具体的な材料例としては、容器Ｃｐのカール部を傷つけない程度の柔らかい樹脂が好適であり、例えばテフロン（登録商標）など公知の樹脂材料が好適であるが、例えばアルミニウムなど公知の金属材料を適用してもよい。また、本実施形態では、押出しスクリュー部材３０が３６０度回転せずに１周未満の回転角で容器Ｃｐを切り離すように構成されている。これにより、容器スタックＣＳの最下部の容器だけを安定して１つずつ切り離すことが可能となっている。

【0034】

当接バー部材４０は、前記した第１棒状部材２０Ａに対して第２棒状部材２０Ｂよりも近傍に配置される。より具体的に当接バー部材４０は、図１及び図２に示すように、一対の第１棒状部材２０Ａの間に設置されてなる。当接バー部材４０は、容器スタックＣＳのうち上記した一方の側面に対して当接可能なようにサイド固定部材１５（右サイド固定部１５Ａ）に取り付けられている。また、同図から理解されるとおり、当接バー部材４０は、後述する制御装置９０による制御の下で、後述する当接バーシリンダ５０Ｃによって容器スタックＣＳのうち一方の側面に対して進退可能に構成されている。

【0035】

このように本実施形態の当接バー部材４０は、２本の第１棒状部材２０Ａの間に配置可能な幅を有すると共に、容器スタックＣＳの高さＨ２（図１１参照）に対応した高さＨ１を有する板状部材が適用できる。なお、「高さＨ２に対応した高さＨ１」とは、容器スタックＣＳを第２棒状部材２０Ｂと協働して把持したときに容器スタックＣＳが意図せず傾倒しない程度の高さを言う。かような当接バー部材４０の材質としては、特に制限はないが、例えばアルミニウムなど公知の金属材料やアクリルなど公知の樹脂材料を適用してもよい。

【0036】

第１駆動手段５０は、例えば工場などの建屋内に配備された公知の駆動源ＤＳから駆動力の供給を受けて、それぞれ前記した第１棒状部材２０Ａ、第２棒状部材２０Ｂおよび当接バー部材４０をそれぞれ駆動する機能を有して構成されている。より具体的に第１駆動手段５０は、第１棒状部材２０Ａを容器スタックＣＳの一方の側面に対して近接または離間させる第１エアチャックシリンダ５０Ａと、第２棒状部材２０Ｂを容器スタックＣＳの他方の側面に対して近接または離間させる第２エアチャックシリンダ５０Ｂと、当接バー部材４０を容器スタックＣＳの一方の側面に対して近接または離間させる当接バーシリンダ５０Ｃと、を含んで構成されている。この場合、駆動源ＤＳから供給される駆動力は、安価で取り扱いが容易な圧縮空気とされる。

【0037】

このように本実施形態の第１駆動手段５０（第１エアチャックシリンダ５０Ａ、第２エアチャックシリンダ５０Ｂおよび当接バーシリンダ５０Ｃ）は、それぞれが圧縮空気で駆動する公知のエアシリンダで構成されている。従って本実施形態の第１駆動手段５０は、容易に利用可能な圧縮空気を分配して利用することで、簡易でメンテナンス性にも優れた構成が実現されている。なお本実施形態では第１駆動手段５０として、公知のエアシリンダを採用しているがこの形態に限られず、例えば電動モータや油圧シリンダなど公知の種々の駆動機構を適用してもよい。

【0038】

第２駆動手段６０は、上述したとおり、押出しスクリュー部材３０を回転させて容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１を容器スタックＣＳから切り離し可能に構成されている。より具体的に本実施形態の第２駆動手段６０は、図１、図４及び図５などを参照して理解されるとおり、第１棒状部材２０Ａおよび第２棒状部材２０Ｂの側面にそれぞれ設けられた上記したピニオン６１（右サイドピニオン６１Ａおよび左サイドピニオン６１Ｂ）と、このピニオン６１と噛み合って進退可能なラック６２（右サイドラック６２Ａおよび左サイドラック６２Ｂ）と、第１連結部材６３および第２連結部材６４を介してこのラック６２と連結されて当該ラック６２を進退させるラック駆動手段６５（例えば圧縮空気で駆動可能なラックシリンダ）と、を含んで構成されている。

【0039】

なお図１などから理解されるとおり、ピニオン６１は、上述した棒状部材２０の上端部において歯車が露出すると共に下端部では上記した押出しスクリュー部材３０と連結されている。従ってピニオン６１が回転すれば、このピニオン６１の回転に追従して押出しスクリュー部材３０も回転することが可能となっている。

【0040】

また、図１や図１１から理解されるとおり、本実施形態の第２駆動手段６０は、容器スタックＣＳの一方の側と他方の側にそれぞれ配置される一対のラック６２（右サイドラック６２Ａおよび左サイドラック６２Ｂ）を備えている。従って、図示されるとおり、第２駆動手段６０は、これら右サイドラック６２Ａと左サイドラック６２Ｂとが同期して前進または後進することが可能なように、これらを連結してラック駆動手段６５と接続するための第１連結部材６３および第２連結部材６４を具備してなることが望ましい。

【0041】

これにより本実施形態の容器スタック把持装置１００では、ラック駆動手段６５を介してラック６２がピニオン６１を回転させることに追従して押出しスクリュー部材３０が回転することで、容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１が容器スタックＣＳから単独で離脱することが実現されている。

【0042】

ブレーキ機構７０は、図３及び図４などに示すように、前記した第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂの容器スタックＣＳに対する移動を固定する機能を有して構成されている。より具体的に本実施形態のブレーキ機構７０は、第１エアチャックシリンダ５０Ａに接触してベース部材１１に対して当該第１エアチャックシリンダ５０Ａを固定する第１ブレーキ７０Ａと、第２エアチャックシリンダ５０Ｂに接触してベース部材１１に対して当該第２エアチャックシリンダ５０Ｂを固定する第２ブレーキ７０Ｂと、を含んで構成されている。

【0043】

図３などに示すように、ブレーキ機構７０は、第３駆動手段８０によって第１エアチャックシリンダ５０Ａ及び第２エアチャックシリンダ５０Ｂに対して当接または離間するように移動される。すなわち本実施形態の第３駆動手段８０は、第１エアチャックシリンダ５０Ａを駆動する第１ブレーキシリンダ８０Ａと、第２エアチャックシリンダ５０Ｂを駆動する第２ブレーキシリンダ８０Ｂと、で構成されていてもよい。このように第３駆動手段８０は、例えば上記した駆動源ＤＳから駆動力（本例では圧縮空気）の供給を受けて駆動する公知のエアシリンダが適用できる。なお本実施形態では第３駆動手段８０として、公知のエアシリンダを採用しているがこの形態に限られず、例えば電動モータや油圧シリンダなど公知の種々の駆動機構を適用してもよい。

【0044】

制御装置９０は、一つ又は複数のプロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit））と、前記一つ又は複数のプロセッサに通信可能に接続される一つ又は複数の記憶装置（メモリ）と、を備えて構成されている。制御装置９０は、前記した第１駆動手段５０及び第２駆動手段６０並びに第３駆動手段８０を制御する機能を有して構成されている。制御装置９０は、上記したロボットハンドＲＨを制御する機能をさらに有して構成されていてもよい。制御装置９０は、一例としてスマートフォンを利用する形態など公知の通信装置を介してインターネットなどの外部ネットワークと接続可能に構成されていてもよい。

【0045】

＜容器スタック搬送方法＞
次に図６～１３もさらに参照しつつ上記した容器スタック把持システム２００を用いた容器スタック搬送方法について詳述する。この容器スタック搬送方法は、例えば容器スタック把持装置１００を制御する制御装置９０に、プログラムとして格納されてＣＰＵで実行可能な搬送方法である。なおこの容器スタック搬送方法のプログラムは、上記した統括制御装置のメモリに格納される他、クラウドなどのネットワークを介してＰＣへダウンロードされる形態であってもよい。

【0046】

まず図１２に示すステップ１において、上記したロボットハンドＲＨを介して容器スタック把持装置１００が把持すべき容器スタックＣＳに移動されて、容器スタック把持装置１００が容器スタックＣＳに到達したかが判定される。そしてステップ１０で容器スタック把持装置１００が容器スタックＣＳに到達したと判定された場合（ステップ１０でＹｅｓ）には、次いでステップ１１ではスタック把持処理が実行される。

【0047】

図１３に、ステップ１１で実行されるスタック把持処理を示す。
まずステップ１１ａでは、図６に例示するように、棒状部材２０を容器スタックＣＳに近接させる。より具体的に、制御装置９０は、この容器スタックＣＳを挟むように、一方の側面に対して第１棒状部材２０Ａ及び当接バー部材４０を共に近接させることに同期して、他方の側面に対して第２棒状部材２０Ｂを近接させる制御を実行する。このとき、図７に示すように、制御装置９０は、当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとで容器スタックＣＳを把持させると共に、一方の側面において第１棒状部材２０Ａと容器スタックＣＳとの間に所定の間隙ＧＰ（一例として１ｍｍ程度）が形成されるように第１棒状部材２０Ａ及び当接バー部材４０をそれぞれ移動させる。
なお本実施形態では所定の間隙ＧＰとして１ｍｍ程度を設定したが、当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとで容器スタックＣＳを挟持する際にどの程度だけ第１棒状部材２０Ａと容器スタックＣＳとの間にクリアランス（間隙ＧＰ）を設けるかは、容器の形状や積層される容器の数などに応じて適宜調整してもよい。

【0048】

続くステップ１１ｂにおいて、制御装置９０は、当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとが容器スタックＣＳに接触したかを判定する。具体的に制御装置９０は、予め定めた所定時間が経過したか否かを計測しており、この所定の時間が経過したことを以って当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとが容器スタックＣＳに接触したと判定することができる。なお本実施形態では、上記した時間管理によって当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとの容器スタックＣＳに対する接触を判定しているが、公知の測距センサ（不図示）を当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとに搭載して容器スタックＣＳとの距離を計測してもよいし、第１エアチャックシリンダ５０Ａや第２エアチャックシリンダ５０Ｂにおける空気圧の変動に基づいて上記接触を判定してもよい。

【0049】

ステップ１１ｂにおいて当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとが容器スタックＣＳに接触したと判定された後は、続くステップ１１ｃにおいて制御装置９０は、エアー開放処理を実行する。すなわち、制御装置９０は、当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとで容器スタックＣＳを把持したときに、第１駆動手段５０への駆動源ＤＳからの圧縮空気の供給を停止して容器スタックＣＳへの押圧を緩和する制御を実行する。これにより、本実施形態では、容器スタックＣＳを当接バー部材４０と第２棒状部材２０Ｂとが過度に挟持してしまうことを抑制でき、その結果として容器スタックＣＳの意図しない変形も防止できる。

【0050】

ステップ１１ｃにおいてエアー開放処理を行った後は、続くステップ１１ｄにおいて制御装置９０は、ブレーキ処理を実行する。より具体的には、図８に例示するように、制御装置９０は、エアー開放処理によって容器スタックＣＳへの前記した押圧が緩和された後で、上記したブレーキ機構７０を介して第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂの容器スタックＣＳに対する移動を固定する。これにより、第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂの意図しない移動が規制されることで、容器スタックＣＳが意図せず落下してしまうことを抑制し、さらには後述するように容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１のカール部が押出しスクリュー部材３０の上面に安定して載置されることが可能となる。

【0051】

なお図８に示すように、制御装置９０は、第１ブレーキ７０Ａと第２ブレーキ７０Ｂを同期してそれぞれ第１エアチャックシリンダ５０Ａと第２エアチャックシリンダ５０Ｂとに押し付ける制御を行うことが好ましい。しかしながら本開示はこの形態に限定されず、制御装置９０は、例えば第１ブレーキ７０Ａが先行して第１エアチャックシリンダ５０Ａを押し付けた後で第２ブレーキ７０Ｂが非同期で第２エアチャックシリンダ５０Ｂを押し付けるように制御してもよい。

【0052】

ステップ１１ｄでブレーキ処理を行った後は、続くステップ１１ｅにおいて制御装置９０は、当接バー部材４０を容器スタックＣＳから離間して退避させる制御を実行する。より具体的には、図９に例示するように、制御装置９０は、前記したブレーキ機構７０を介して第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂの移動が固定された後で、第１駆動手段５０を介して当接バー部材４０を容器スタックＣＳの側面から退避させる。これにより、退避前は第１棒状部材２０Ａと容器スタックＣＳの間には所定の間隙ＧＰが形成していたところ、当接バー部材４０の上記退避動作によって容器スタックＣＳがその自重により若干落下することで、押出しスクリュー部材３０の上面に容器Ｃｐ１のカール部を載置させることが可能となる。

【0053】

このようにしてステップ１１ｅまで経た後で、図１２におけるステップ１２へ移行する。すなわち、ステップ１２において、例えば作業者は、容器スタック把持装置１００によって容器スタックＣＳが把持されたかを目視で判定することができる。なお本実施形態では、容器スタック把持装置１００による容器スタックＣＳの把持完了を作業者が判定しているが、例えば図示しないセンサーなどを利用して制御装置９０側で自動的に上記把持完了を判定してもよい。

【0054】

ステップ１２において容器スタックＣＳの把持が完了した後は、ステップ１３に移行して容器スタックＣＳの搬送処理が実行される。一例として、制御装置９０は、容器スタック把持装置１００で把持した容器スタックＣＳを、例えば検査装置が配置された検査スペース内や容器スタックＣＳの保管場所内などの目的地へ搬送してもよい。

【0055】

そしてステップ１４において容器スタックＣＳが搬送先へ到達したか否かが判定され、目的の搬送先に到達した場合（ステップ１４でＹｅｓ）にはステップ１５において容器の個別開放処理が実行される。すなわち図１０及び図１１に例示するように、制御装置９０は、第２駆動手段６０を介して容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１を切り離す処理を実行する。より具体的に制御装置９０は、ラック駆動手段６５（ラックシリンダ）を介してラック６２を前進（図１におけるプラスＸ方向）させる動作を実行する。

【0056】

なお本実施形態の第２駆動手段６０は第１連結部材６３および第２連結部材６４を備えているため、ラック駆動手段６５（ラックシリンダ）を介して右サイドラック６２Ａと左サイドラック６２Ｂとが同期して前進または後進できる。
このラック６２の前進に伴って、当該ラック６２と噛み合うピニオン６１が回転する。そしてピニオン６１と押出しスクリュー部材３０とは一体化されて同期回転することから、ピニオン６１の回転動作に追従して押出しスクリュー部材３０が回転する。これにより、押出しスクリュー部材３０の上面に載置された容器スタックＣＳの最下部に位置する容器が容器スタックから離脱されることになる。

【0057】

次いでステップ１６において、制御装置９０は、目標数だけ容器を開放したか否かを判定し、目標数を開放していない場合には上記したステップ１５の処理を繰り返す。すなわち、容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１が離脱した後は、図１１に示すように、容器Ｃｐ２が新たに容器スタックＣＳの下端に位置することになる。従って制御装置９０は、例えば容器スタックＣＳを上昇させて水平方向に移動した後に、ラック駆動手段６５を介してラック６２を後進（図１におけるマイナスＸ方向）させた後で再びラック駆動手段６５を前進させて上記した容器スタックＣＳの下端に位置する容器の切り離し処理を繰り返してもよい。

【0058】

一方でステップ１６において目標数の容器を開放した場合には、ステップ１７に移行する。すなわちステップ１７においては、容器スタックの搬送処理が完了したか否かが判定されて、例えば未搬送の容器スタックがあるときなど未だ搬送処理が完了していない場合にはステップ１０に戻って上記した処理を繰り返す。他方で、目的の容器スタックの搬送処理が完了した場合には、制御装置９０は、一連の搬送処理を終了する。

【0059】

このように本実施形態の容器スタック搬送方法は、（ａ）容器スタックＣＳに対して一方の側面に対して第１棒状部材２０Ａ及び当接バー部材４０を近接させることに並行して、他方の側面に対して第２棒状部材２０Ｂを近接させて、少なくとも第２棒状部材２０Ｂおよび当接バー部材４０で容器スタックＣＳを把持する工程と、（ｂ）当接バー部材４０を容器スタックＣＳの側面から離間させることで、容器スタックＣＳの下端に位置する容器ＣＰ１のカール部を押出しスクリュー部材３０の上面に載置する工程と、（ｃ）このカール部が押出しスクリュー部材３０の上面に載置された状態で、押出しスクリュー部材３０を回転させて容器スタックＣＳの下端に位置する容器Ｃｐ１を容器スタックＣＳから切り離す工程と、を有する。
これにより本実施形態によれば、容器Ｃｐへ傷や凹みがついてしまうことを抑制しつつ、異なる複数の外径規格に対応した容器スタックＣＳを安定して把持しながら当該容器スタックＣＳから個別に容器を分離することができる。

【0060】

以上説明した実施形態は本発明の趣旨を具現化した一例であり、本発明の上記趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えてもよい。さらには本発明の上記趣旨を逸脱しない範囲で公知の構造や手法を適宜追加して変形してもよい。

【0061】

例えば制御装置９０は、図１１に示すように、容器スタックＣＳの高さＨ２に基づいて容器スタックＣＳの下端に位置する容器の切り離し処理を実行してもよい。すなわち、容器スタック把持装置１００は、第１棒状部材２０Ａと第２棒状部材２０Ｂとで把持した容器スタックＣＳの積層高さを検出する検出センサＳＲをさらに含んでいてもよい。

【0062】

そして制御装置９０は、同図に示すように、この検出センサＳＲによって検出された容器スタックＣＳの積層高さに基づいて、ロボットハンドＲＨを介して容器スタックＣＳを移送した後に押出しスクリュー部材３０を介して容器スタックＣＳの下端に位置する容器を切り離す制御を実行してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0063】

本発明は、異なる外径を有する複数種類の容器を把持可能な汎用性の高い容器スタックの把持装置を実現するのに適している。

【符号の説明】

【0064】

１００ 容器スタック把持装置
１０ 本体フレーム
２０ 棒状部材
３０ 押出しスクリュー部材
４０ 当接バー部材
５０ 第１駆動手段
６０ 第２駆動手段
７０ ブレーキ機構
８０ 第３駆動手段
ＲＨ ロボットハンド
２００ 把持システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】