特許 7536298 容器供給装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-09

(45)【発行日】2024-08-20

(54)【発明の名称】容器供給装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 43/44 20060101AFI20240813BHJP

   B65B 43/46 20060101ALI20240813BHJP

【ＦＩ】

B65B43/44 Z

B65B43/46 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021004426

(22)【出願日】2021-01-14

(65)【公開番号】P2022109083

(43)【公開日】2022-07-27

【審査請求日】2023-12-21

(73)【特許権者】

【識別番号】591033490

【氏名又は名称】株式会社ザ鈴木

(74)【代理人】

【識別番号】110001438

【氏名又は名称】弁理士法人 丸山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 剛

(72)【発明者】

【氏名】市川 雄介

(72)【発明者】

【氏名】松橋 攝

【審査官】西塚 祐斗

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１６０９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２３０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２００８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第４５２９１０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第３３２２３０１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許第２６１８３９４（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６５Ｂ ４３／４４

Ｂ６５Ｂ ４３／４６

Ｂ６５Ｇ ５９／１０

Ｇ０７Ｆ １３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

フランジを有する複数の容器が積み重ねられた容器スタックから１つの容器を取り出すための容器取り出しヘッドを備える、容器供給装置であって、
前記容器取り出しヘッドは、位置決め部と、固定分離爪及び上下可動分離爪を含む分離爪セットとを備え、
上位置に配置された前記上下可動分離爪の上下位置は、前記固定分離爪の上下位置と同じであり、かつ下位置に配置された前記上下可動分離爪の上下位置は、前記固定分離爪の上下位置より下方であり、
前記容器取り出しヘッドを降下させて前記容器スタックにおける最上段の容器のフランジに上方から前記位置決め部を当接させた状態で、前記最上段の容器及び該最上段の容器の１つ下段の容器のそれぞれのフランジ間の間隙に、前記固定分離爪と上位置に配置された上下可動分離爪とを挿入した後、前記上下可動分離爪を下位置に配置して該間隙を拡大するように構成されている、容器供給装置。

【請求項2】

前記上下可動分離爪を下位置に配置して前記フランジ間の間隙を拡大すると同時に、前記容器取り出しヘッドを上昇するように構成されている、請求項１に記載の容器供給装置。

【請求項3】

前記容器取り出しヘッドにおいて、前記分離爪セットが、前記容器スタックに向けて前進及び後退可能に構成された分離爪ヘッドに設けられている、請求項１又は２に記載の容器供給装置。

【請求項4】

前記容器取り出しヘッドが、前記容器スタックを挟んで互いに対向するように配置された一対の前記分離爪ヘッドを備える、請求項３に記載の容器供給装置。

【請求項5】

前記容器取り出しヘッドが、前記容器スタックにおける前記最上段の容器の底部を吸引するための吸引部を備える、請求項１～４のいずれかに記載の容器供給装置。

【請求項6】

前記容器スタックを載置するための昇降ステージを備え、
前記昇降ステージは、前記容器スタックに積み重ねられた複数の容器の積載ピッチ単位で上昇可能に構成されている、請求項１～５のいずれかに記載の容器供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器スタックから容器を取り出す容器供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１，２には、容器スタックの最下段に位置する容器を取り出す容器供給装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実開平０６－０２０２０６号公報

【文献】実開平０６－０３７２３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１，２をはじめとする従来の容器供給装置には、容器スタックから容器を取り出す際に、該容器に、取り出しを意図しない容器が重なった状態で一緒に取り出されることを防止する観点で、さらなる改善の余地が見出された。

【0005】

本発明の目的の１つは、容器スタックから容器を取り出す際に、取り出しを意図しない容器が一緒に取り出されることを防ぐことができる容器供給装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、以下の容器供給装置を提供できる。
１．フランジを有する複数の容器が積み重ねられた容器スタックから１つの容器を取り出すための容器取り出しヘッドを備える、容器供給装置であって、
前記容器取り出しヘッドは、位置決め部と、固定分離爪及び上下可動分離爪を含む分離爪セットとを備え、
上位置に配置された前記上下可動分離爪の上下位置は、前記固定分離爪の上下位置と同じであり、かつ下位置に配置された前記上下可動分離爪の上下位置は、前記固定分離爪の上下位置より下方であり、
前記容器取り出しヘッドを降下させて前記容器スタックにおける最上段の容器のフランジに上方から前記位置決め部を当接させた状態で、前記最上段の容器及び該最上段の容器の１つ下段の容器のそれぞれのフランジ間の間隙に、前記固定分離爪と上位置に配置された上下可動分離爪とを挿入した後、前記上下可動分離爪を下位置に配置して該間隙を拡大するように構成されている、容器供給装置。
２．前記上下可動分離爪を下位置に配置して前記フランジ間の間隙を拡大すると同時に、前記容器取り出しヘッドを上昇するように構成されている、１に記載の容器供給装置。
３．前記容器取り出しヘッドにおいて、前記分離爪セットが、前記容器スタックに向けて前進及び後退可能に構成された分離爪ヘッドに設けられている、１又は２に記載の容器供給装置。
４．前記容器取り出しヘッドが、前記容器スタックを挟んで互いに対向するように配置された一対の前記分離爪ヘッドを備える、３に記載の容器供給装置。
５．前記容器取り出しヘッドが、前記容器スタックにおける前記最上段の容器の底部を吸引するための吸引部を備える、１～４のいずれかに記載の容器供給装置。
６．前記容器スタックを載置するための昇降ステージを備え、
前記昇降ステージは、前記容器スタックに積み重ねられた複数の容器の積載ピッチ単位で上昇可能に構成されている、１～５のいずれかに記載の容器供給装置。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、容器スタックから容器を取り出す際に、取り出しを意図しない容器が一緒に取り出されることを防ぐことができる容器供給装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態に係る容器供給装置を示す概略正面図である。

【図2】容器スタックを示す概略正面図である。

【図3】容器を示す斜視図である。

【図4】容器スタック昇降装置を示す概略平面図である。

【図5】分離爪セットと上下位置切り換え装置を説明する図であり、（ａ）は図１と同じ視点から見た概略図、（ｂ）は分離爪セットの先端側から見た概略図である。

【図6】容器取り出しヘッドと容器スタックとの位置関係を説明する図であり、（ａ）は図１と同じ視点から見た概略図、（ｂ）は概略平面図である。

【図7】容器取り出しヘッドと容器スタックとの位置関係を説明する図であり、（ａ）は図１と同じ視点から見た概略図、（ｂ）は概略平面図である。

【図8】容器取り出しヘッドと容器スタックとの位置関係を説明する図であり、図１と同じ視点から見た概略図である。

【図9】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【図10】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【図11】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【図12】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【図13】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【図14】容器供給装置による容器の取り出し動作について説明する概略正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の容器供給装置について詳述する。

【0010】

図１は、本発明の一実施形態に係る容器供給装置を示す概略正面図である。

【0011】

容器供給装置は、容器取り出しヘッド１と、容器スタック昇降装置２とを備えている。

【0012】

容器供給装置は、容器スタック昇降装置２上に載置された容器スタック３の最上段の容器４を、容器取り出しヘッド１によって取り出すように構成されている。

【0013】

容器取り出しヘッド１は、機枠（図示省略）に上下駆動装置５を介して接続されている。容器取り出しヘッド１は、上下駆動装置５の上下駆動によって上下方向に移動可能に構成されている。上下駆動装置５は格別限定されず、例えばエアシリンダー等が挙げられる。

【0014】

容器スタック昇降装置２は、容器スタック３が載置される昇降ステージ６と、機枠に固定された昇降ステージ支持部７とを備えている。昇降ステージ６における容器スタック３の載置面は水平に形成されている。

【0015】

図２～図４に示すように、容器スタック３は、複数の容器４を、該容器４の上下方向に積み重ねて構成されている。容器４の内部には、該容器４の上段に積み重ねられた容器４が嵌入されている。容器スタック３において、複数の容器４は上下方向に所定のピッチ（以下、「積載ピッチ」ともいう）で積み重ねられている。

【0016】

容器スタック３に含まれる容器４のそれぞれは、底部８と、該底部８から拡開するようにテーパ状に形成された側壁９と、該側壁９の上端に画成される開口の周縁から外方に張り出すフランジ１０と、を有している。本実施形態において、容器の底部８、側壁９及びフランジ１０は、その外周が全体として長方形状を成している。尚、この長方形状の角部は丸みを帯びている。

【0017】

昇降ステージ６は、昇降ステージ支持部７に設けられた制御モータ（図示省略）によって、上述した積載ピッチ単位で昇降可能（少なくとも積載ピッチ単位で上昇可能）に構成されている。

【0018】

昇降ステージ支持部７には、容器スタック３を四方（側方）から支持する支持部材１１が立設されている。支持部材１１は、昇降ステージ６上における容器スタック３の水平方向の位置及び配向を規定している。

【0019】

図１に示したように、容器取り出しヘッド１は、一対の分離爪ヘッド１２，１２と、位置決め部１３と、吸引部１４とを備えている。

【0020】

一対の分離爪ヘッド１２，１２は、昇降ステージ６上に載置された容器スタック３を挟んで、互いに対向するように配置されている。本実施形態では、一対の分離爪ヘッド１２，１２は、容器スタック３の容器４が成す長方形状の互いに対向する辺（ここでは短辺）側に、互いに対向するように配置されている。

【0021】

一対の分離爪ヘッド１２，１２のそれぞれは、容器取り出しヘッド１に前後駆動装置１５を介して接続されている。一対の分離爪ヘッド１２，１２のそれぞれは、前後駆動装置１５の前後駆動によって水平方向に前進及び後退可能に構成されている。ここで、分離爪ヘッド１２が「前進」するというのは、容器スタック３が配置される中央側に向けて移動することである。また、分離爪ヘッド１２が「後退」するというのは、容器スタック３が配置される中央側から離れるように移動することである。

【0022】

特に図５に示すように、一対の分離爪ヘッド１２，１２のそれぞれは分離爪セット１６を備えている。分離爪セット１６は、容器スタック３が配置される中央側に向けて水平に突設されたへら状の３つの分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃを含む。これら３つの分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、先端に向けて厚みが減少するようにテーパを有している。これら３つの分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃは互いに隣接するように設けられている。これら３つの分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃのうち、中央の分離爪１６ｂは上下位置切り換え機構１７によって上下位置（高さ位置）を切り換え可能に構成された上下可動分離爪１６ｂであり、該上下可動分離爪１６ｂの両側の分離爪１６ａ、１６ｃは固定分離爪１６ａ、１６ｃである。

【0023】

固定分離爪１６ａ、１６ｃの上下位置は、上下位置切り換え機構１７によって上位置に配置された上下可動分離爪１６ｂの上下位置と同じである。上下位置切り換え機構１７によって下位置に配置された上下可動分離爪１６ｂは、固定分離爪１６ａ、１６ｃよりも所定量だけ下方に配置される。

【0024】

上下位置切り換え機構１７は、上下可動分離爪１６ｂを挟んで上下に対向するように配置されたバネ１８と偏心ローラ１９とによって構成されている。偏心ローラ１９は、パルス制御モータ２０によって１８０°ごと回転可能に構成されている。上下可動分離爪１６ｂは、該上下可動分離爪１６ｂの上方に配置されたバネ１８によって、該上下可動分離爪１６ｂの下方に配置された偏心ローラ１９の外周上端に向けて付勢されている。偏心ローラ１９を１８０°回転させることで、該偏心ローラ１９の外周上端の上下移動に対応するように、上下可動分離爪１６ｂの上下位置が切り換えられる。

【0025】

尚、上下位置切り換え機構１７は上記の例に限定されず、上下可動分離爪１６ｂの上下位置を切り換え可能なものであればよく、例えばエアシリンダー等であってもよい。

【0026】

図１に示したように、位置決め部１３は、容器取り出しヘッド１に対して相対位置を固定されている。

【0027】

図６に示すように、位置決め部１３は、容器取り出しヘッド１を下方に移動させたときに、昇降ステージ６上に載置された容器スタック３の最上段の容器４のフランジ１０に上方から当接可能に配置されている。位置決め部１３は、最上段の容器４のフランジ１０における分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃが配置される側に上方から当接可能に配置されることが好ましい。本実施形態では、位置決め部１３は、最上段の容器４のフランジ１０における該フランジ１０が成す長方形状の互いに対向する辺（ここでは短辺）に対応する部分のそれぞれに上方から当接可能に配置されている。

【0028】

位置決め部１３を最上段の容器４に上方から当接させることによって、容器取り出しヘッド１（特に分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）と該最上段の容器４（特にフランジ１０）との相対的な上下位置を決定（固定）することができる。

【0029】

即ち、位置決め部１３を最上段の容器４に当接させた状態において、固定分離爪１６ａ，１６ｃ及び上位置に配置された上下可動分離爪１６ｂの上下位置は、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間に配置されるように設定されている。

【0030】

前後駆動装置１５（図６中、図示省略）によって後退されている分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間の間隙の外側に配置されるように構成されている。

【0031】

図７に示すように、前後駆動装置１５（図７中、図示省略）によって前進された固定分離爪１６ａ，１６ｃ及び上位置に配置された上下可動分離爪１６ｂは、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間に挿入されるように構成されている。本実施形態において、一対の分離爪ヘッド１２，１２がそれぞれ備える分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃが、フランジ１０が成す長方形状の互いに対向する辺（ここでは短辺）に対応する部分のそれぞれにおいて、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間の間隙に挿入される。このとき、位置決め部１３によって容器取り出しヘッド１（特に分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）と該最上段の容器４（特にフランジ１０）との相対的な上下位置が固定されていることによって、分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの挿入位置の精度が正確になる。上下方向に見たときに、位置決め部１３のフランジ１０への当接位置と、フランジ１０，１０間への分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの挿入位置とは互いに少なくとも一部で重畳することが好ましく、これにより分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの挿入位置の精度がより正確になる。

【0032】

分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの挿入位置よりも上方にフランジ１０が配置されている容器４（即ち最上段の容器４）が、容器取り出しヘッド１による取り出しの対象となる。従って、分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの挿入位置の精度が正確であることによって、容器スタック３から最上段の容器４のみを取り出す際に、取り出しを意図しない容器４（最上段の容器４より下段の容器４）が一緒に取り出されることを防ぐことができる。

【0033】

図８に示すように、固定分離爪１６ａ，１６ｃの上下位置と、下位置に配置された上下可動分離爪１６ｂの上下位置との差は、容器スタック３における最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のフランジ１０，１０間の上下方向の離間距離よりも大きく設定されている。

【0034】

従って、固定分離爪１６ａ，１６ｃ及び上位置に配置された上下可動分離爪１６ｂが挿入された状態で、上下位置切り換え機構１７によって上下可動分離爪１６ｂを下位置に配置することで、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のフランジ１０，１０間の間隙が上下方向に拡大され、最上段の容器４と、該最上段の容器４の１つ下段の容器４とが互いに分離され易い状態になる。これにより、最上段の容器４に、該最上段の容器４の１つ下段の容器４が追随して一緒に取り出されることを防ぐことができる。

【0035】

図１に示したように、吸引部１４は、吸引装置（図示省略）に接続されており、下方に向けて開口された吸引口を備えている。

【0036】

吸引部１４は、最上段の容器４を吸引して該吸引部１４に吸着可能に構成されている。本実施形態では、吸引部１４は、最上段の容器４の底部８（内底の上面）に上方から当接して、該底部８を吸引して該吸引部１４に吸着可能に構成されている。容器取り出しヘッド１によって取り出される最上段の容器４を吸引部１４に吸着させることで、該容器４を安定に取り出すことができる。

【0037】

後に図１０を参照して説明するように、容器取り出しヘッド１が位置決め部１３を最上段の容器４のフランジ１０の上端に当接させた状態において、吸引部１４は最上段の容器４の底部８に当接するように配置されている。

【0038】

図１に示したように、吸引部１４は、バネ２１を介して容器取り出しヘッド１に接続されている。これにより、吸引部１４を最上段の容器４の底部８に当接させても、その応力がバネ２１に吸収されるため、位置決め部１３による位置決めが影響を受けにくくなり、位置決めの精度が向上する。

【0039】

次に、図９～図１４を参照して、容器供給装置による容器４の取り出し動作について説明する。尚、図９～図１４（及び上述した図１及び図２）において、容器４内に配置された要素は、容器４外に配置された要素と同様に実線で示されている。

【0040】

まず、図９に示すように、昇降ステージ６上に、所定数の容器４を積み重ねてなる容器スタック３を配置する。容器スタック３の上方には、容器取り出しヘッド１が配置されている。このとき、一対の分離爪ヘッド１２，１２は後退した位置に配置されている。また、上下可動分離爪１６ｂは上位置（固定分離爪１６ａ，１６ｃと同じ上下位置）に配置されている。

【0041】

次いで、図１０に示すように、容器取り出しヘッド１を所定の位置（位置決め部１３が容器スタック３の最上段の容器４のフランジ１０に当接する位置）まで降下させる。この状態で、吸引部１４が、最上段の容器４の底部８に上方から当接し、該底部８を吸着する。また、分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間の間隙の外側（側方）に配置される。

【0042】

次いで、図１１に示すように、一対の分離爪ヘッド１２，１２のそれぞれを前後駆動装置１５，１５によって前進させ、固定分離爪１６ａ，１６ｃ及び上位置に配置された上下可動分離爪１６ｂを、最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間の間隙に挿入する。

【0043】

次いで、図１２に示すように、容器取り出しヘッド１を上昇させると同時に、上下位置切り換え機構１７によって上下可動分離爪１６ｂを下位置に配置する。これにより、容器取り出しヘッド１によって最上段の容器４が取り出されると同時に、最上段の容器４と、該最上段の容器４の１つ下段の容器４とが互いに分離される。最上段の容器４の１つ下段の容器４は、容器スタック３にとどまる。最上段の容器４は、その底部８が吸引部１４に吸着されているため、安定に上方に取り出される。

【0044】

次いで、図１３に示すように、容器取り出しヘッド１をさらに上昇させる。特に図示しないが、容器取り出しヘッド１によって取り出された容器４は、任意の容器供給対象に移載（供給）される。移載に際しては、容器取り出しヘッド１を容器供給対象の上方まで水平方向に移動させてもよいし、容器取り出しヘッド１の下方まで容器供給対象を移動させてきてもよい。一対の分離爪ヘッド１２，１２を後退させ、かつ吸引部１４による吸引を停止することで、容器取り出しヘッド１から容器４を脱離することができる。

【0045】

次いで、図１４に示すように、容器４が脱離された容器取り出しヘッド１は、図９に示した元の位置及び状態に戻る。また、昇降ステージ６は、容器スタック３から１つの容器４が取り出されたことに対応して１積載ピッチ分だけ上昇する。これにより、容器スタック３の最上段の容器４の位置は、図９に示した最上段の容器４の位置と同じになる。

【0046】

次いで、図１０～図１４の動作を繰り返すことによって、容器スタック３から容器４を順次取り出すことができる。

【0047】

昇降ステージ６上への容器スタック３の供給（あるいは昇降ステージ６上の容器スタック３への容器４の追加供給）は、装置により自動で行ってもよいし、作業者により手動で行ってもよい。容器４の供給に際しては、供給する容器４の個数に対応する積載ピッチで昇降ステージ６を降下させることで、容器スタック３の最上段の容器４の位置を、一定の位置に保持できる。

【0048】

以上の説明では、分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの形状がへら状である場合について主に説明したがこれに限定されない。これら分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃの形状は、容器スタック３の最上段の容器４及び該最上段の容器４の１つ下段の容器４のそれぞれのフランジ１０，１０間の間隙に挿入可能であればいずれの形状でもよい。

【0049】

以上の説明では、容器取り出しヘッド１が吸引部１４を備える場合について主に説明したが、これに限定されない。例えば分離爪１６ａ，１６ｂ，１６ｃによって容器４を安定に支持できる場合は、吸引部１４を適宜省略してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１：容器取り出しヘッド
２：容器スタック昇降装置
３：容器スタック
４：容器
５：上下駆動装置
６：昇降ステージ
７：昇降ステージ支持部
８：底部
９：側壁
１０：フランジ
１１：支持部材
１２：分離爪ヘッド
１３：位置決め部
１４：吸引部
１５：前後駆動装置
１６：分離爪セット
１６ａ：（固定）分離爪
１６ｂ：（上下可動）分離爪
１６ｃ；（固定）分離爪
１７：上下位置切り換え機構
１８：バネ
１９：偏心ローラ
２０：パルス制御モータ
２１：バネ

【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】

【図14】