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JP5282239B2 - 円筒体搬送用グリッパ装置 - Google Patents

円筒体搬送用グリッパ装置 Download PDF

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JP5282239B2 JP2007243870A JP2007243870A JP5282239B2 JP 5282239 B2 JP5282239 B2 JP 5282239B2 JP 2007243870 A JP2007243870 A JP 2007243870A JP 2007243870 A JP2007243870 A JP 2007243870A JP 5282239 B2 JP5282239 B2 JP 5282239B2
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Description

この発明は、円筒体搬送用グリッパ装置に関し、ＰＥＴボトルや成形前のプリフォームのネック部の円筒部分をチェーン搬送装置に設けた一対のフォークで把持して搬送する場合に、被搬送体であるＰＥＴボトルなどを安定した状態で受け渡しできるようにしたものである。
従来、飲料などを内容物とする容器としてＰＥＴボトルなどのボトルが使用されており、ボトルの成形工程や、成形後のボトルへの内容物の充填工程では、成形前のプリフォームやボトルを搬送する必要があり、通常、プリフォームやボトルのネック部に設けられたキャップ巻き締め用のカブラ(円筒体)やサポート用のネックリング(円筒体)を把持して搬送することが行われている。
このようなプリフォームやボトルのネック部を把持して行う搬送には、開閉可能な一対のフォークを備えたグリッパが用いられており（特許文献1〜3参照）、回転する搬送ホイールの周囲の複数の各ポケットにグリッパを設けて円周上を搬送したり、スプロケット間に巻き掛けた無端の搬送用チェーンに複数のグリッパを設けて直線上を搬送することが行われており、ボトルのネック部のネックリングでの把持とカブラでの把持を繰り返すことで受け渡しが行われて各工程の搬送が行われる。
このようなグリッパを用いる搬送装置のひとつであるチェーン式搬送装置では、スプロケット間の搬送用チェーンの下側に沿ってスライド台を設け、このスライド台に沿って搬送用チェーンを滑動させることや搬送用チェーンをチェーンガイドでガイドすることでグリッパで把持したボトルなどの荷重を支持して安定した姿勢で搬送できるようにしてある。
特開平１１−１０５１１６号公報 特開２００３−１９７４４号公報 特開２００６−１９９３０９号公報
ところが、搬送用チェーンに取り付けたグリッパにボトルを受け渡す場合、開いたグリッパにボトルを押し込むようにしたり、ボトルを押し込むことでグリッパを開いて受け渡すようにすると、搬送用チェーンのたわみや伸びなどのため搬送用チェーンが押されて移動し、フォークの把持部に正確に位置決めして受け渡すことができなくなったり、ボトルなどを受け取ったグリッパが傾いてしまい、搬送中にボトルの損傷が生じたり、次工程での作業に支障をきたしてしまう。特に、成形後、充填工程に搬送する場合には、ボトルを反転させた倒立状態としてボトル内への異物の混入を防止することなども行われることがあり、重心が高くなって一層倒れ易く正確な受け渡しができなくなるという問題がある。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、搬送用チェーンに取り付けられたグリッパであっても傾くことなく安定した姿勢でボトルなどを受け渡すことができるとともに、強固に把持して搬送することができる円筒体搬送用グリッパ装置を提供しようとするものである。
上記課題を解決するためこの発明の請求項１記載の円筒体搬送用グリッパ装置は、搬送用チェーンに固定されチェーンと一体に移動搬送される固定フレームと、この固定フレームに対して開閉可能に軸着され円筒体を把持する把持部を有する一対のフォークとを備える円筒体搬送用グリッパ装置において、前記一対のフォークの軸着部を挟んで把持部の反対側に、当該一対のフォークの把持部を閉じる方向に付勢する付勢手段を設け、前記固定フレームの前記把持部と反対側の後端面の搬送方向に沿う側面と摺接させて、前記一対のフォークの姿勢を保つガイド部材を搬送用チェーンの少なくともボトルが前記把持部に押込まれる受け渡し区間に設けたことを特徴とするものである。
この円筒体搬送用グリッパ装置によれば、一対のフォークの把持部を閉じる方向に付勢する付勢手段を設けることで、ボトルのネック部などの円筒体を強固に把持できるようになり、グリッパが取り付けられる固定フレームの把持部と反対側の後端面の搬送方向に沿う側面と摺接させるガイド部材を搬送用チェーンの少なくともボトルが把持部に押込まれる受け渡し区間に設けることで、ボトルなどの円筒体を受け渡す場合のフォークの姿勢を保って、ボトルのネック部などの所定位置を把持し正確に位置決めして受け渡すことができるようにしている。
また、この発明の請求項２記載の円筒体搬送用グリッパ装置は、請求項１に記載の構成に加え、前記ガイド部材を、前記搬送用チェーンのスプロケットに近接する直線の受け渡し区間に設けたことを特徴とするものである。
この円筒体搬送用グリッパ装置によれば、前記ガイド部材を、前記搬送用チェーンのスプロケットに近接する直線の受け渡し区間に設けるようにしており、スプロケットに近い受け渡し区間とすることで、搬送用チェーンの伸びなどの影響をできるだけ抑えて受け渡しができるようにしている。
さらに、この発明の請求項３記載の円筒体搬送用グリッパ装置は、請求項１または２に記載の構成に加え、前記一対のフォークの軸着部に、互いに噛み合い均一に開閉させる噛み合い歯を設けたことを特徴とするものである。
この円筒体搬送用グリッパ装置によれば、前記一対のフォークの軸着部に、互いに噛み合い均一に開閉させる噛み合い歯を設けるようにしており、噛み合い歯によって均一に開閉させて中央部で把持できるようにし、位置決め精度を一層向上できるようにしている。
この発明の請求項１記載の円筒体搬送用グリッパ装置によれば、搬送用チェーンに固定されチェーンと一体に移動搬送される固定フレームと、この固定フレームに対して開閉可能に軸着され円筒体を把持する把持部を有する一対のフォークとを備える円筒体搬送用グリッパ装置において、前記一対のフォークの軸着部を挟んで把持部の反対側に、当該一対のフォークの把持部を閉じる方向に付勢する付勢手段を設け、前記固定フレームの前記把持部と反対側の後端面の搬送方向に沿う側面と摺接させて、前記一対のフォークの姿勢を保つガイド部材を搬送用チェーンの少なくともボトルが前記把持部に押込まれる受け渡し区間に設けるようにしたので、一対のフォークの把持部を閉じる方向に付勢する付勢手段によってボトルネック部などの円筒体を強固に把持することができるとともに、搬送用チェーンの少なくともボトルが把持部に押込まれる受け渡し区間のガイド部材に固定フレームの把持部と反対側の後端面を面接触させることで、ボトルなどの円筒体を受け渡す場合のフォークの姿勢を安定させることができ、これによってボトルのネック部などの所定位置を把持し正確に位置決めして受け渡すことができる。
また、この発明の請求項２記載の円筒体搬送用グリッパ装置によれば、前記ガイド部材を、前記搬送用チェーンのスプロケットに近接する直線の受け渡し区間に設けるようにしたので、搬送用チェーンの伸びなどの影響をできるだけ抑えて受け渡しすることができる。
さらに、この発明の請求項３記載の円筒体搬送用グリッパ装置によれば、前記一対のフォークの軸着部に、互いに噛み合い均一に開閉させる噛み合い歯を設けるようにしたので、噛み合い歯によって均一にフォークを開閉させて中央部で把持することができ、位置決め精度を一層向上することができる。
以下、この発明の一実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図１〜図４はこの発明の円筒体搬送用グリッパ装置をＰＥＴボトルの搬送に適用した一実施の形態にかかり、図１は一部分の概略斜視図、図２は一部分の断面図、図３は一部分の平面図および部分拡大図、図４は搬送用チェーンの受け渡し区間の説明図である。
この円筒体搬送用グリッパ装置(以下、単にグリッパ装置とする)１０は、図４に示すように、例えばボトルの成形工程などの前工程のターレット１から受け取ったボトルＢを内容物の充填工程などの後工程に搬送するチェーン式搬送装置２の、スプロケット３、３、…間に掛け渡される搬送用チェーン４に設けられて、搬送用チェーン４に沿ってボトルＢを直線上(図示例では直角の２本の直線上)を搬送するものである。
このグリッパ装置１０は、搬送用チェーン４に固定して搬送用チェーン４と一体に移動される固定フレーム１１を備えており、図１および図２に示すように、搬送用チェーン４に固定する基端固定部１１ａと前方に突き出す先端取付部１１ｂとが段差状に連結一体化されて構成され、基端固定部１１ａに形成した２つの取付穴１１ｃを介して搬送用チェーン４のリンクにボルト・ナットで固定される。
この固定フレーム１１には、一対のフォーク１２が開閉可能に取り付けられる。一対のフォーク１２には、ボトルＢのネック部に形成されたキャップ巻き締め用のカブラＢ１とサポート用のネックリングＢ２とを把持する２つの凸部１２ｂとその間の凹部で構成された略半円弧状の把持部１２ａが対向して形成され、一対のフォーク１２を閉じた状態とすることで、ボトルＢのネック部の外周の半周に２箇所の凸部１２ｂを接触させて把持できるようにしてある。これら把持部１２ａの先端部には、ボトルＢのネック部が押し当てられたときに、その押圧力をフォーク１２を押し開く方向に作用させる誘導テーパ面１２ｃが内側に対向して形成されて略半円弧状の把持部１２ａに連続するようになっている。
なお、誘導テーパ面１２ｃはフォークの１２の中心軸と一定角度を持って受け渡されてくるボトルＢの搬送軌跡を考慮し、例えば図３（ｂ）に示すように、受け渡し時の衝撃を少なくしてボトルＢの外面に傷が付くことを防止するとともに小さな力でフォーク１２が押し広げられるように、その長さｌと角度αが設定され、誘導テーパ面１２ｃの先端方向の長さｌを十分長くして先端部分にはボトルＢが接しないようにし、しかも誘導テーパ面１２ｃとはスムーズに接する角度αとし、接した後は押し広げる力を得ることができるようになっている。
このような一対のフォーク１２は、固定フレーム１１の先端取付部１１ｂにそれぞれが固定軸ピン１２ｄと押えリング１２ｅを介してナットおよびスプリングワッシャで締め付けられて、開閉可能に軸着してある。そして、これら一対のフォーク１２の内側面に、固定軸ピン１２ｄを中心とする同心円弧上に噛み合い歯１２ｆが形成されて互いに噛み合わせてあり、一対のフォーク１２が同一角度回動することで均一に開閉し、ボトルＢを両側から挟むようにして把持部１２ａの中心にボトルＢの中心軸を合わせるなど所定位置に位置決めして把持できるようにしてある。
さらに、この一対のフォーク１２には、把持部１２ａを閉じる方向に付勢する付勢手段として圧縮コイルばね１３が固定軸ピン１２ｄを挟んで把持部１２ａと反対側の基端内側で対向するばね支持突起１２ｇの間に装着してある。これにより、把持部１２ａの先端部の誘導テーパ面１２ｃに、ボトルＢのネック部が押し当てられると、その押圧力によってフォーク１２を押し開く方向に作用させてボトルＢを把持部１２ａに装着でき、圧縮コイルばね１３によって自動的に確実かつ強固に把持状態を保持することができる。
また、ボトルＢを把持した際に、ボトルＢ外面に傷が付かないようにフォーク１２の表面にメッキなどの表面処理を施したり、あるいはボトルＢとの接触面に合成樹脂や弾性体等の緩衝材を設けておくこともできる。
このような把持部１２ａを備えた一対のフォーク１２が固定フレーム１１を介して搬送用チェーン４に所定ピッチで複数取り付けられてチェーン式搬送装置２が構成され、搬送されるボトルＢの荷重を支持するとともに、安定的に搬送するため搬送用チェーン４の下側に円形のスライド板５が設けられ、架台６に取り付けた樹脂製のスライドレール７上を搬送用チェーン４が摺動しながら搬送移動するとともに、搬送用チェーン４のローラリンク４ａをガイドする逆Ｌ字状のチェーンガイド８が搬送方向の一方側ないし両側に配置されて架台６に取り付けられている。このようにスライドレール７およびチェーンガイド８で搬送用チェーン４をガイドすることにより、ボトルＢを含む固定フレーム１１、一対のフォーク１２および搬送用チェーン４自体の上下方向の荷重が支持できるとともに、搬送方向以外の移動もある程度支持できるようになっている。
ところが、一対のフォーク１２の把持部１２ａにボトルＢを受け渡す場合には、フォーク１２を介して固定フレーム１１が押され、これによって搬送用チェーン４も押されてスプロケット３,３間でたわむことやチェーンガイド８の隙間などで搬送直角方向に水平移動されるとともに、フォーク１２や固定フレーム１１が上下方向に傾く水平軸回りの回動が生じてしまう。
そこで、このグリッパ装置１０では、固定フレーム１１の搬送方向に沿う側面であるフォーク１２の把持部１２ａと反対側の後端面１１ｄを接触させながら移動する摺動ガイド面１４ａを備えたガイド部材１４が搬送用チェーン４の受け渡し区間Ｌに固定設置してある。
このガイド部材１４には、搬送方向上流側に、移動して来る固定フレーム１１が円滑に接触するように斜めに切り欠かれた誘導傾斜面１４ｂが形成してある。
また、このグリッパ装置１０では、ガイド部材１４が設置される受け渡し区間Ｌを搬送用チェーン４のスプロケット３にできるだけ近く近接させて設けるようにしてあり、搬送用チェーン４に生じる延びによる影響（影響＝チェーン伸び×チェーンのリンク数）ができるだけ及ばないようにしてある。
また、固定フレーム１１の後端面１１ｄには、摺動抵抗を小さくするため摩擦係数の小さい金属製あるいは合成樹脂製などのライナ１１ｅがボルトで取り付けてある。
なお、固定フレーム１１の後端面１１ｄを切削加工などして摩擦係数を小さくすることで、ライナ１１ｅを固定フレーム１１と一体化することもできる。
このように構成したグリッパ装置１０では、一対のフォーク１２が取り付けられた固定フレーム１１の後端面１１ｄに取り付けたライナ１１ｅの鉛直面をガイド部材１４の鉛直な摺動ガイド面１４ａと接触させながら搬送するので、フォーク１２の把持部１２ａに加わる搬送直角方向の水平力(押付力)や水平軸回りのモーメント(傾き)に対してこれらを支持することができ、搬送用チェーン４に取り付けられたフォーク１２であっても姿勢を保ってボトルＢを受け渡すことができ、高精度に位置決めすることができる。
また、このグリッパ装置１０によれば、一対のフォーク１２の固定軸ピン１２ｄを挟んで把持部１２ａの反対側に、一対のフォーク１２の把持部１２ａを閉じる方向に付勢する付勢手段として圧縮コイルばね１３を設けたので、ボトルＢのネック部などの円筒体を押し込むだけで自動的に強固に把持することができる。これによってフォーク１２にボトルなどの円筒体を把持して安定した姿勢で搬送することができる。
なお、このグリッパ装置１０の一対のフォーク１２は、付勢手段１３によって閉じる方向に付勢され、ボトルＢなどの円筒体の受け渡し時に搬送上流側の搬送装置によって付勢方向に抗してフォーク１２が押し広げられる構造としたが、押し広げる構造に替え、カムなどを用いて機械的にフォーク１２を開閉する機構を設けても良い。特に、この場合、ガイド部材に一体にカムを設けておき、グリッパ装置１０の受け渡し区間Ｌ、すなわちガイド部材１４の摺動ガイド面１４ａと摺接している間にフォーク１２が開閉して受け渡しが行われるようにすると良い。
さらに、このグリッパ装置１０によれば、ガイド部材１４を、搬送用チェーン４のスプロケット３に近接する直線の受け渡し区間Ｌに設けるようにしたので、搬送用チェーン４の伸びなどの影響をできるだけ抑えて受け渡しすることができる。
また、このグリッパ装置１０によれば、一対のフォーク１２の固定軸ピン１２ｄに、互いに噛み合い均一に開閉させる噛み合い歯１２ｆを設けるようにしたので、均一にフォーク１２を開閉させて中央部で把持することができ、位置決め精度を向上することができる。
このようなグリッパ装置１０では、搬送用チェーン４のスライド板５がスライドレール７上を摺動することにより、摩耗粉が発生することがまれにある。通常、ボトルＢなどを倒立状態で搬送することにより、この摩耗粉がボトルＢ内部に混入することが抑止される。
しかし、搬送チェーン４の移動を高速とした場合やチェーン式搬送装置２の設置される環境によっては、摩耗粉の発生が多くなることも想定される。
この場合は、搬送用チェーン４をガイドするチェーンガイド８を搬送用チェーン４のほぼ全長に渡って両側に設けて摩耗粉が外部に飛散しないようにしたり、あるいはボトルＢのノズル開口部をフォークに隣接して設ける蓋板などで擬似的に覆うようにしてボトルＢ内部に摩耗粉が混入しないようにすると良い。
さらに、バキューム式の集塵装置を設置して摩耗粉を集塵しても良く、この場合は、チェーンガイド８によるカバーと組合わせるとより集塵効果が高まる。
また、チェーン式搬送装置２の下床面に散水受（パン）を設け、上方よりシャワーなどで散水し、チェーン搬送装置２自体を洗浄することで、摩耗粉を除去することも可能である。なお、この場合、搬送用チェーン４にさびなどが発生しないようにステンレス材などを用いることが好ましい。
なお、上記実施の形態では、ガイド部材と固定フレームの側面を摺接させてガイドするようにしたが、ガイド部材で固定フレームの側面に連続する上下面などを含む複数面をガイドするようにしても良く、少なくとも側面をガイドするものであれば良い。
また、ガイド部材は、合成樹脂製や金属製などで構成するほか、ライナなどをボルトで固定し、簡単に交換できるようにしても良い。
さらに、チェーン搬送装置としては、例えばスプロケットの一部を移動可能にし、チェーン全体の長さを変えることなく、装置上で保持するボトルの数量に応じて次工程までの搬送距離を変更可能とする機構を有するなど種々の形態にすることもできる。
この発明の円筒体搬送用グリッパ装置をＰＥＴボトルの搬送に適用した一実施の形態にかかる一部分の概略斜視図である。 この発明の円筒体搬送用グリッパ装置をＰＥＴボトルの搬送に適用した一実施の形態にかかる一部分の断面図である。 この発明の円筒体搬送用グリッパ装置をＰＥＴボトルの搬送に適用した一実施の形態にかかる一部分の平面図および部分拡大図である。 この発明の円筒体搬送用グリッパ装置をＰＥＴボトルの搬送に適用した一実施の形態にかかる搬送用チェーンの受け渡し区間の説明図である。
符号の説明
１０ 円筒体搬送用グリッパ装置（グリッパ装置）
１１ 固定フレーム
１１ａ 基端固定部
１１ｂ 先端取付部
１１ｃ 取付穴
１１ｄ 後端面
１１ｅ ライナ
１２ 一対のフォーク
１２ａ 把持部
１２ｂ 凸部
１２ｃ 誘導テーパ面
１２ｄ 固定軸ピン
１２ｅ 押えリング
１２ｆ 噛み合い歯
１２ｇ ばね支持突起
１３ 圧縮コイルばね（付勢手段）
１４ ガイド部材
１４ａ 摺動ガイド面
１４ｂ 誘導傾斜面
Ｂ ボトル
Ｂ１ カブラ（円筒体）
Ｂ２ ネックリング（円筒体）
Ｌ 受け渡し区間
ｌ 誘導テーパ面の長さ
α 誘導テーパ面の角度
１ ターレット
２ チェーン式搬送装置
３ スプロケット
４ 搬送用チェーン
４ａ ローラリンク
５ スライド板
６ 架台
７ スライドレール
８ チェーンガイド

Claims (3)

  1. 搬送用チェーンに固定されチェーンと一体に移動搬送される固定フレームと、この固定フレームに対して開閉可能に軸着され円筒体を把持する把持部を有する一対のフォークとを備える円筒体搬送用グリッパ装置において、
    前記一対のフォークの軸着部を挟んで把持部の反対側に、当該一対のフォークの把持部を閉じる方向に付勢する付勢手段を設け、
    前記固定フレームの前記把持部と反対側の後端面の搬送方向に沿う側面と摺接させて、前記一対のフォークの姿勢を保つガイド部材を搬送用チェーンの少なくともボトルが前記把持部に押込まれる受け渡し区間に設けたことを特徴とする円筒体搬送用グリッパ装置。
  2. 前記ガイド部材を、前記搬送用チェーンのスプロケットに近接する直線の受け渡し区間に設けたことを特徴とする請求項１に記載の円筒体搬送用グリッパ装置。
  3. 前記一対のフォークの軸着部に、互いに噛み合い均一に開閉させる噛み合い歯を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の円筒体搬送用グリッパ装置。
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