JP2017007046A - 軟質容器のグリッパ - Google Patents

Abstract

【課題】軟質容器が凹んでいたりしていても常に適切な状態で軟質容器を把持することができるグリッパを提供する。【解決手段】１対のグリッパ片３１、３２は軟質容器Ｐの側面に密着可能で、開閉可能である。グリッパ片３１、３２には、吸着口が形成された把持面６３を有する。吸着パッド９１は、把持面６３に設けられ、把持面６３よりも突出した初期位置と突出しない後退位置の間において伸縮可能である。吸引通路４１、４２は吸着パッド９１と吸着口を真空ポンプに接続する。グリッパ片３１、３２は吸着パッド９１を把持面６３より突出させた状態で閉鎖する。これと同時に、吸着パッド９１と吸着口に負圧を発生させることにより、軟質容器Ｐの側面を吸着パッド９１と吸着口の両方で吸引して保持する。【選択図】図７

Description

本発明は、合成樹脂製の軟質容器の側面を把持するグリッパに関する。

マヨネーズやケチャップ用の容器など合成樹脂製の軟質容器をグリッパで把持する際には、強く把持して軟質容器の側面が潰れてしまわないように、グリッパの閉鎖位置を規制しながら把持するのが一般的である。そのため、例えば軟質容器にキャップを巻き締めて取付ける場合、軟質容器の側面をグリッパで把持するだけでは、把持する力が不足して巻き締め力によって容器が回転してしまい、キャップを所定のトルクで巻き締めることができない。したがって通常、軟質容器の形状に応じた筒状のキャリアを準備し、キャリアに軟質容器を嵌め込んだ状態で搬送し、グリッパとキャリアの両方で軟質容器を把持しながらキャップを取付けている。このような構成では、形状の異なる軟質容器を処理するためには、形状の異なる軟質容器ごとにキャリアを準備する必要がある。そこでグリッパの把持力を高めるため、例えば特許文献１の図１０から図１２に開示されているように、グリッパに吸引口を設けて、軟質容器の側面に負圧を作用させて把持することが考えられる。

特開２００８−２４７４１２号公報

しかし、特許文献１の構成によると、軟質容器の側面が何らかの原因で凹んでいた場合や製造時の誤差によって若干側面の径が小さい軟質容器の場合には、グリッパの把持面が適切に軟質容器の側面に密着することができず、所望の把持力を得ることができないという問題がある。

本発明は、キャリア無しでも軟質容器に対して所定の把持力を得ることできるとともに、側面に多少の凹みや寸法の誤差があっても適切な状態で軟質容器を把持することができるグリッパを提供することを目的としている。

本発明に係る軟質容器のグリッパは、軟質容器の側面に密着可能で、かつ吸着口が形成された把持面を有する、開閉可能な１対のグリッパ片と、把持面に設けられ、把持面よりも突出した初期位置と突出しない後退位置の間において伸縮可能な吸着パッドと、吸着パッドと吸着口を負圧源に接続する吸引通路と、吸着パッドを把持面より突出させた状態でグリッパ片を閉鎖するとともに、吸着パッドと吸着口を負圧源と連通させることにより、軟質容器の側面を吸着パッドと吸着口の両方で吸引して把持することを特徴としている。

吸着口は例えば、吸着パッドを囲むようにして形成される。また、１対のグリッパ片の閉鎖位置を規制する規制手段をさらに備えていてもよい。

吸引通路を開閉する開閉バルブをさらに備えていてもよい。吸引通路が、吸着パッドと吸着口を負圧源に接続する第１および第２の吸引通路から成るように構成される場合、前記第１および第２の吸引通路にそれぞれ開閉バルブが設けられることが好ましい。

本発明によれば、キャリア無しでも軟質容器に対して所定の把持力を得ることできるとともに、軟質容器の側面に多少の凹みや寸法の誤差があっても適切な状態で把持することができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態である軟質容器のグリッパを備えたキャッパの配置を示す平面図である。 キャッパの主要な構成を示す断面図である。 グリッパの開閉機構を示す縦断面図である。 グリッパの開閉機構を示す横断面図である。 グリッパ片を示す平面図である。 グリッパを示す側面図である。 グリッパを示す断面図である。

本発明の一実施形態である軟質容器のグリッパを、図面を参照して説明する。まず、本実施形態の軟質容器は、例えばマヨネーズが充填される一般的な合成樹脂製容器であり、軟質容器の側面とは、雄ねじが形成された口部と底面との間の外周面全てある。

図１に示すように、本実施形態のグリッパ３０（図２）を備えたキャッパ１１は時計方向に回転する間に、第１接点Ｓにおいて供給ホイール１２から樹脂製の軟質容器を受け渡され、軟質容器の口部にキャップを巻き締めて取付ける。キャップを取付けられた軟質容器は第２接点Ｅにおいて排出ホイール１３に受け渡され、次の工程へ送られる。第１接点Ｓから第２接点Ｅの間におけるキャッパ１１の作用については後に詳述する。

図２はキャッパ１１の主要な構成を示す断面図である。回転軸２１は支持本体２２に設けられた軸受２３により回転自在に支持される。回転軸２１の上端部は支持本体２２から突出し、上端部には回転円板２４が取付けられる。回転円板２４の外縁には回転ドラム２５が固定される。回転ドラム２５は回転軸２１を中心とする円筒形状を有し、回転ドラム２５の外周面には、上側環状板２６と下側環状板２７が設けられる。上側環状板２６は回転ドラム２５の中央高さ位置に固定され、下側環状板２７は回転ドラム２５の下端位置に固定される。

複数のグリッパ３０が回転ドラム２５の周方向に沿って等間隔毎に設けられる。各グリッパ３０は一対のグリッパ片３１、３２を有し、これらのグリッパ片３１、３２は支持軸３３、３４の上部に固定される。支持軸３３、３４は上側環状板２６と下側環状板２７によって軸心周りに回転自在に支持される。下側環状板２７には、軟質容器Ｐが載置される支持板３５が設けられ、支持板３５には軟質容器Ｐの下部側面を支持するガイド３６が設けられる。支持軸３３、３４の上端部には、軟質容器Ｐの中心をグリッパ片３１、３２に位置合わせするためのセンタリンググリッパ３７、３７が設けられる。センタリンググリッパ３７、３７の上方には、軟質容器Ｐの口部にキャップを取付けるためのキャッピングヘッド３８が設けられ、キャッピングヘッド３８は図示しない連結部材によって回転円板２４に連結される。

グリッパ片３１、３２には、負圧を導くための第１および第２の吸引通路４１、４２が接続される。第１および第２の吸引通路４１、４２はロータリージョイント４３を介して真空ポンプ（負圧源）４４、４５に接続される。真空ポンプ４４、４５は図示しない固定枠に取付けられるが、吸引通路４１、４２は回転円板２４とともに回転軸２１の周りに回転し、ロータリージョイント４３によって、吸引通路４１、４２は常時、真空ポンプ４４、４５に接続される。第１および第２の吸引通路４１、４２にはそれぞれ、これらを開閉するための開閉バルブ４６、４７が設けられる。

図２〜４を参照して、グリッパ片３１、３２およびセンタリンググリッパ３７、３７を開閉するための機構を説明する。支持軸３３、３４の下端部にはギヤ５１、５２が噛み合った状態で取付けられている。これにより支持軸３３、３４は連動して軸心周りに回転し、グリッパ片３１、３２およびセンタリンググリッパ３７、３７が開閉する。支持軸３３のギヤ５１よりも下方にはアーム５３が固定され、アーム５３の先端にはカムフォロア５４が取付けられる。カムフォロア５４は支持本体２２に設けられたカム５５に係合する。支持軸３４と、下側環状板２７に固定されたピン５６とはスプリング５７によって連結され、このスプリング５７により、カムフォロア５４は常時カム５５に係合する。

カム５５は支持本体２２の外側において、全周にわたって設けられ、グリッパ片３１、３２およびセンタリンググリッパ３７、３７が供給ホイール１２と排出ホイール１３の近傍において開閉するように構成されている。すなわちグリッパ片３１、３２およびセンタリンググリッパ３７、３７は、第１接点Ｓよりも前では開放しているが、第１接点Ｓから第１位置Ａへ移動する間に閉塞し、第１位置Ａから後は閉塞状態を維持し、第４位置Ｄを過ぎた後、第２接点Ｅの直前で開放する（図１参照）。

図５〜７を参照して、グリッパ片３１、３２の構成を説明する。グリッパ片３１、３２はそれぞれ、支持軸３３、３４が軸心周りに回転することによって開閉し、閉鎖位置はストッパ（規制手段）６１によって規制される。ストッパ６１はグリッパ片３１に固着されたボルトであり、ストッパ６１の先端に形成されたボルトヘッド６２がグリッパ片３２の内面に当接することにより、グリッパ片３１、３２の閉鎖位置が規制される。ストッパ６１以外の構成はグリッパ片３１、３２において共通であるので、一方のグリッパ片３１に関して説明する。

グリッパ片３１の先端部、すなわちストッパ６１を挟んで支持軸３３とは反対側には、軟質容器Ｐの側面に密着可能な曲面形状を有する把持面６３が形成される。グリッパ片３１は金属製であるが、把持面６３の部分はゴム製のシートである。把持面６３には、第１〜第８の吸着口７１〜７８が形成される。これらの吸着口７１〜７８は、後述する吸着パッド９１を囲むようにして形成される。

吸着口７１〜７８はグリッパ片３１に形成された第１の吸引通路４１に連通する。第１〜第３の吸着口７１〜７３は垂直方向に整列し、グリッパ片３１に形成されて垂直方向に延びる第１の縦通路８１を介して第１の吸引通路４１に連通する。第４の吸着口７４は相対的に下方に位置し、グリッパ片３１に形成されて水平方向に延びる第１の横通路８２を介して第１の吸引通路４１に連通する。第５〜第７の吸着口７５〜７７は垂直方向に整列し、グリッパ片３１に形成されて垂直方向に延びる第２の縦通路８３と第１の横通路８２を介して第１の吸引通路４１に連通する。第８の吸着口７８は相対的に上方に位置し、グリッパ片３１に形成されて水平方向に延びる第２の横通路８４と第２の縦通路８３と第１の横通路８２を介して第１の吸引通路４１に連通する。

把持面６３には吸着パッド９１が設けられる。吸着パッド９１は第１〜第８の吸着口７１〜７８に囲まれ、吸着パッド９１の先端部分９２は、把持面６３よりも突出した初期位置と把持面６３から少し内側に入り込んだ後退位置との間において伸縮可能なジャバラであり、先端部分９２の表面には第９の吸着口（図示せず）が形成される。第９の吸着口はグリッパ片３１に形成された第２の吸引通路４２に連通する。図７から理解されるように、把持面６３は軟質容器Ｐの上部側面に合わせて、斜め下方を向くように傾斜しており、吸着パッド９１の先端部分９２の表面は軟質容器Ｐの側面に密着するよう、斜め下方を向いている。

このように第１の吸引通路４１は吸着口７１〜７８を真空ポンプ４４に接続し、第２の吸引通路４２は吸着パッド９１を真空ポンプ４５に接続する。第１および第２の吸引通路４１、４２を開閉する開閉バルブ４６、４７は、グリッパ片３１、３２の外側であってロータリージョイント４３に近接した部分に設けられる（図２参照）。

次に本実施形態の作用を説明する。
グリッパ片３１、３２とセンタリンググリッパ３７、３７は、第２接点Ｅから第１接点Ｓへ回転するまで開放しており、吸着パッド９１の先端部分９２はグリッパ片３１、３２の把持面６３よりも突出している。第１接点Ｓにおいて軟質容器Ｐが供給ホイール１２からキャッパ１１に受け渡され、ガイド３６により案内されて支持板３５の上に載置される。これと同時に、グリッパ片３１、３２とセンタリンググリッパ３７、３７が閉鎖し始め、第１接点Ｓから所定角度だけ回転した第１位置Ａにおいて各グリッパ片３１、３２はストッパ６１に当接する位置まで閉鎖する。そのとき、各グリッパ片３１、３２に設けられた吸着パッド９１の先端部分９２はそれぞれ把持面６３よりも突出しており、先端部分９２は軟質容器Ｐの側面と密着するとともに、側面に押されて後退する。また第１位置Ａでは、開閉バルブ４７が開放されて吸着パッド９１の表面に負圧が導かれ、これにより吸着パッド９１は軟質容器Ｐの側面を吸着し、先端部分９２の表面は把持面６３へ向けて後退する。

グリッパ片３１、３２がさらに所定角度回転して第２位置Ｂに達するまで、吸着パッド９１は軟質容器Ｐの側面を吸着しながら把持面６３から少し内側まで後退する。これにより、軟質容器Ｐが先端部分９２の表面に吸着されている部分の周辺は確実に把持面６３の吸着口７１〜７８に密着されることになる。したがって軟質容器Ｐの側面が、キャッパ１１に供給されたときに凹んでいたり、あるいは寸法誤差によって側面が把持面６３に接触しない場合であっても、軟質容器Ｐの側面は、把持面６３から突出している吸着パッド９１によって吸着され、負圧を導入することによって吸着パッド９１が縮んで先端部分９２の表面が後退することにより、強制的に把持面６３に密着する。第２位置Ｂでは、開閉バルブ４６が開放されて、グリッパ片３１、３２の把持面６３に負圧が発生し、軟質容器Ｐの側面は、吸着パッド９１を含め、把持面６３の全体によって把持される。

第２位置Ｂから所定角度だけ回転した第３位置Ｃにおいてキャッピング動作が開始される。キャッピング動作は第４位置Ｄまでに完了し、第４位置Ｄでは、把持面６３における吸着口７１〜７８と吸着パッド９１の吸着口の負圧が解除される。そしてグリッパ片３１、３２が開放し、軟質容器Ｐは排出ホイール１３に受け渡される。

以上のように本実施形態は、吸着パッド９１と吸着口７１〜７８を真空ポンプ４４、４５と連通させることにより、吸着パッド９１と吸着口７１〜７８の両方で吸引して保持するように構成されている。すなわち、第１位置Ａにおいて吸着パッド９１の吸着口に負圧を発生させて、軟質容器Ｐの側面を外方へ吸引し、第２位置Ｂにおいてグリッパ片３１、３２の吸着口７１〜７８に負圧を発生させて、吸着パッド９１と共に、軟質容器Ｐの側面を把持する。したがって、本実施形態によれば、軟質容器Ｐの側面が多少凹んでいたり、寸法誤差によって細かったりしても、軟質容器Ｐを強制的に変形させて把持面６３に密着させることにより、適切な状態で把持することができ、第３位置Ｃから第４位置Ｄにおいて行われるキャッピング動作において、軟質容器Ｐの口部にキャップを安定的かつ確実に取付けることができる。

なお、グリッパ片３１、３２の吸着口７１〜７８と吸着パッド９１の吸着口とに対し、共通の吸引通路を接続するとともに、この吸引通路の開閉バルブを設け、全ての吸着口に対して同時に負圧を発生させるように構成してもよい。

また本発明は、上述のようなスクリューキャッパだけでなく、打栓キャッパのグリッパにも適用可能である。さらに本発明はキャッパ以外の処理装置、例えば軟質容器の口部を切断する装置や、軟質容器の外観を検査する装置などのグリッパにも適用可能である。また軟質容器の形状については、本実施形態のものに限るものではなく、側面の断面が円形である円柱形状や、側面の断面が矩形である直方体形状など、他の形状であってもよい。

３０ グリッパ
３１、３２ グリッパ片
４１、４２ 吸引通路
４４、４５ 真空ポンプ（負圧源）
６３ 把持面
７１〜７８ 吸着口
９１ 吸着パッド
Ｐ 軟質容器

Claims (5)

1. 樹脂製の軟質容器を把持するグリッパであって、
   前記軟質容器の側面に密着可能で、かつ吸着口が形成された把持面を有する、開閉可能な１対のグリッパ片と、
   前記把持面に設けられ、前記把持面よりも突出した初期位置と突出しない後退位置の間において伸縮可能な吸着パッドと、
   前記吸着パッドと吸着口を負圧源に接続する吸引通路と、
   前記吸着パッドを前記把持面より突出させた状態で前記グリッパ片を閉鎖するとともに、前記吸着パッドと吸着口を前記負圧源と連通させることにより、前記軟質容器の側面を前記吸着パッドと吸着口の両方で吸引して把持することを特徴とする軟質容器のグリッパ。
2. 前記吸着口が前記吸着パッドを囲むようにして形成されることを特徴とする請求項１に記載の軟質容器のグリッパ。
3. 前記１対のグリッパ片の閉鎖位置を規制する規制手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の軟質容器のグリッパ。
4. 前記吸引通路を開閉する開閉バルブをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の軟質容器のグリッパ。
5. 前記吸引通路が、前記吸着パッドと吸着口を負圧源に接続する第１および第２の吸引通路から成り、前記第１および第２の吸引通路にそれぞれ開閉バルブが設けられることを特徴とする請求項４に記載の軟質容器のグリッパ。

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