JP4784884B2 - 容器把持装置及びその装置を備えた容器ホルダー挿入システム - Google Patents

Description

本発明は、複数個の角型又は扁平形状の軟質容器のそれぞれへ所定内容物を逐次自動的に充填・包装できるように、予め各軟質容器を容器ホルダーに挿入するに際して、容器を破損することなく確実に挿入する容器把持装置に関する。詳しくは、上流部の容器整列装置から、容器底部を下にして、もし扁平容器の時はその扁平位相方向を合わせて整列した軟質容器に適合する把持装置を用いて自動的にその容器を、容器ホルダー整列コンベア上にある各容器ホルダーへ所定速度で連続的に確実に挿入するシステムに関する。

従来から、容器を容器ホルダーに挿入する各種容器ホルダー挿入機構が開示されていた（特許文献１）。また、その挿入前の工程である扁平容器の扁平方向（位相）を合わせて整列させて移送コンベア上に整列させる容器整列装置も提案されていた（特許文献２）。

しかしながら、その容器整列装置により整列させられた各偏平容器の偏平方向、すなわち位相を正確に揃えることは困難であるため、容器整列装置の容器ホルダーへ挿入の際に渡される偏平容器の位置には「ばらつき」により、位相がずれた偏平容器を容器ホルダーに挿入しようとした際にその「ズレ」を吸収することができず、そのズレた容器が容器ホルダーに挿入されずに空の容器ホルダーが列中に生じたり、容器を破損して工程歩留りを悪化させる問題があった。この例では軟質容器を例にとったが、底面が角形容器、円形に近い楕円形容器などにも同様の問題があった。

なお、位相を正確に揃えればよいが、一容器当たりの処理速度を早くしたロータリー式容器ホルダー挿入機では、その位相の精度を向上させることは非常に高価な精密機構を組入れることとなる。例えば、特許文献１の容器ホルダーには、対向爪調整機構、可動底面調整機構などにより容器の形状に対応して容器挿入が確実に処理できるようにしている。

そこで上流部から渡される前記軟式容器の位相がばらついている場合でも、それら容器を前述のような高度な機構を備えない通常の容器ホルダーに確実に挿入することが可能となる、位相のズレを吸収する容器把持装置と、その装置を備える容器ホルダー挿入システムが切望されていた。

特開２００４−２９９７９４号公報（第２、３頁、第１図） 特開２０００−１５９３３５号公報（第２、３頁、第２図）

本発明は、前述の問題を解決するため、上流の容器整列機から渡される容器の向き（位相）にズレがあっても、そのまま容器ホルダーの上部の入口すりばち形状部に乗り上げないように、容器が乗り上げたとき受ける力を利用して入口形状の位相に合うように容器が自在に回転できる容器把持装置を提供することが第１の課題である。

また、上記のような「位相ズレ吸収機構を有する容器把持装置」を使用し、容器ホルダーに容器が故障なく挿入され高い稼働率で動作が安定し、調整も殆ど不要で、機構がコンパクトである容器ホルダー挿入システムを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明の容器把持装置は、角形又は扁平形状底面の軟質容器（以下容器という）を、容器ホルダー移送コンベア上の容器ホルダー列へそれぞれ挿入する際の容器把持装置であって、前記容器の口部を上側からチャック板で挟むチャック開閉機構を備えた容器ホールド部と、その容器ホールド部に容器を挟んで所定のタイミングで降下し、容器を離して上昇させる上下スライド機構を備えた上部シャフト部と、それらの間を接続するチャックホルダーが設けられた接続部と、から構成され、その接続部の容器ホールド部側は、チャックホルダーにネジ留された中空円筒壁に所定の３次元形状溝を有するカム溝部を設け、該接続部の上部シャフト部側は、前記中空円筒壁内周部へすべり軸受部を介して上部シャフトの端がスライド自在に収容され、前記上部シャフトの終端にはその円筒面からカムフォロアとなるローラを前記上部シャフトの軸に軸方向に対して垂直に埋込んで設け、前記容器が容器ホルダーに乗り上げていない時または外力を受けないフリーな時に、容器ホールド部が常に一定の位置に保持されるように３次元形状の溝の頂点である安定点にローラが収まるようにカム溝部を上から押し付けるクッションスプリングを設け、前記容器が容器ホルダーに乗り上げた時には、前記スプリング長を縮めて３次元形状の溝からローラが離れ、自由に左右に回転できるようになり、容器が容器ホルダーの入口のすりばち形状に合うように自動的に回転しスムーズに容器ホルダーに挿入されることを特徴とする。

また、本発明の把持装置を備えた容器ホルダー挿入システムは、角形又は扁平形状底面の軟質容器（以下容器という）を、容器ホルダー移送コンベア上で移動する容器ホルダーにそれぞれ挿入するシステムであって、上流部の容器整列装置により、容器底部を下側にして、さらに進行方向に容器の向きを揃えて、容器移送コンベア上に整列した軟質容器列に所定の第１の接触位置で外接する回転自在な円板部材の周縁部に、チャック板で容器口部を挟む複数Ｍ組の第１のチャック機構が少なくとも配設され、第１の接触位置から順次第１のチャック機構で容器の軸に垂直方向に口部を挟まれた容器列を形成する中間ホイールと、所定の第２の接触位置で外接する回転自在の円板部材の周縁部に容器ネック部を挟むチャック板を有する複数Ｎ組の第２のチャック機構が少なくとも配設された本体ホイールと、いずれもが前記本体ホイールの上側で同軸・同角速度で回転する降下制御ホイール並びに上部円板と、容器ホルダー挿入位置で降下した容器を受け入れる容器ホルダーの列を移動させる容器ホルダー移送コンベアホイールを備え、前記中間ホイールは、配設される各第１のチャック機構の開閉制御のため、その円板周縁部に設けられ、互いに噛合う２枚の対歯車と、それらの歯車にそれぞれ設けられた並行するチャック用板と、中間ホイールと同軸に設けられ、前記第１の接触位置で開いているチャック用板を閉め、前記第２の接触位置で閉じているチャック用板を開く開閉カム曲面を有する第１のチャック機構用開閉カムと、そのカム曲面をトレースし、対歯車に接続したトレース板とからなる第１のカム機構を備え、前記本体ホイールは、配設された各第２のチャック機構の開閉制御のため、前記降下制御ホイールの周縁部との間にＮ組設けられ、互いに噛合う対歯車を上端に有してそれぞれの対歯車に接続されるチャック用板を有する回転自在のペア軸と、前記第２の接触位置で開いているチャック用板を閉め、前記容器ホルダー挿入位置で閉じているチャック用板を開く開閉カム曲線を有する第２のチャック機構用開閉カムと、そのカム曲面をトレースして歯車に接続したトレース板となる第２のカム機構を備え、前記降下制御ホイールに配設された容器把持装置は、各口部チャック・容器ホルダー挿入機構の２段階の降下と１段階の上昇制御のため、前記降下制御ホイールと前記上部円板の周縁部間に形成する円筒外壁部の外側周辺に沿ってＮ組の２本の対スピンドルガイドを配設し、対スピンドルガイドに沿ってそれぞれ上下自在に移動するリニアベアリングの間にスピンドルホルダーを設けて、降下または上昇制御用のスピンドルの上端側に該スピンドルホルダーを接続し、そのスピンドルの下端側にチャックホルダーを接続し、さらに、そのチャックホルダーにエアチャックを接続し、そのエアチャックの先端には２枚のチャック板を備え、そのエアチャックへのエアのＯＮ・ＯＦＦにより、２枚のチャック板が開閉するエアチャック開閉機構を備え、各第２のチャック機構において、容器のネック部が挟まれた状態で容器口部チャック位置に回転したとき、前記スピンドルを口部の上側の位置から、容器のネック部より上の部分である口部の長さだけ降下させ、前記口部チャック・容器ホルダー挿入機構によりエアにより口部を挟み、さらに回転して前記容器ホルダー挿入位置で第２のカム機構によりチャック用板が開き、次に前記スピンドルを降下させ、容器を容器ホルダーの中に挿入すると共にエアにより口部のチャック板を開き、前記スピンドルを上昇させることを特徴とする。

また、前記降下制御ホイールに配設された容器把持装置の前記Ｎ個のスピンドルホルダーは、それぞれローラフォロアに接続され、前記降下制御ホイールと前記上部円板の２枚の円板周縁部間に形成した円筒外壁部に設けたスピンドル上下用カムにより、そのローラフォロアはトレースされ上下することを特徴とする。

また、前記チャックホルダーは、下方側に前記スピンドルの下端側にネジ留したストッパー板にスピンドル軸に対して垂直方向からネジ留したカムフォロアを通常時は所定の位置に保持するためのカム溝部を少なくとも備え、一方、上方側に前記スピンドルの下端側を内側に収容してスライドさせるスライド部を備えたスピンドル接続部と、そのスピンドル接続部の外側に設けられ前記カムフォロアが収まるように前記溝カム部を上から押し付けるクッションスプリングとを少なくとも備え、容器を前記容器ホルダーに挿入する際に、容器底面の向きのばらつきがあって、容器の底面が容器ホルダーの上部に衝突しても、その圧力がクッションスプリングに抗して、カムフォロアがカム溝部から離れて、回転の自由度を得て、底面の向きが容器ホルダーの上部に合うように回転して挿入されることを特徴とする。

本発明の容器把持装置は以下に述べる効果を奏する。すなわち本発明の容器把持装置を使用すれば、容器を容器ホルダーに挿入する際に、上流側の容器整列装置から出力される容器列の各容器の配列方向の位相にズレがあっても、その位相ズレを自動的に吸収するので、容器整列装置から出力される容器の配列機構に高い精度を要求しなくてもよく、且つ調整も簡単なものとすることができる効果を呈する。

また、容器ホルダーに、容器の位置ズレを吸収させる高度な各種機構を設ける必要もなく、そのため装置がコンパクトとなり、安定に動作させることができる。さらに、この位相ズレ吸収機構を備える容器把持装置を用いた容器ホルダー挿入システムは、全体としての機構も小型化することができ、しかもトラブルが非常に小さく、稼働率を高めることができる効果を呈する。

またさらに、本システムは、調整が楽であり、設置稼動までの期間を短縮することができる。

本発明の容器把持装置及びその装置を用いた容器ホルダー挿入システムについて、図に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の装置で扱う軟質容器の形状を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図或いは底面に平行する容器断面図である。

この図において１は、角形状軟質容器を示す。角形は比較的正方形に近い形状であり、又比較的円形に近い楕円形状も含む。２は、扁平形状軟質容器を示す。底面断面は、長径と短径の比が大きい扁平に近い楕円形状である。

なお、これらの軟質容器で、１ａ、２ａは口部を、１ｂ、２ｂはネック部を、１ｃ、２ｃは底部を示す。

図２は、本発明の容器把持装置の構造を示す正面図で、図３は、図２の側面図である。

図において、４４は、容器ホールド部を示し、４４ｂはチャック板、４４ａは２枚のチャック板４４ｂのエアチャック開閉機構を示す。この実施例ではチャック開閉機構４４ａはエアチャックを示す。

４２は、容器ホールド部４４に容器１、２を挟んで所定のタイミングで降下させ、容器を離して上昇させる上下スライド機構を備えた上部シャフトであるスピンドルである。

上部シャフトであるスピンドル４２には、その上端にスピンドルホルダー４１ｃが以下のように設けられている。

スピンドルホルダー４１ｃは、円板周縁部２０ｃ、４０ａ（図５参照）間に形成する円筒外壁部４１の外側周辺に沿ってＮ組設けられる対スピンドルガイド４１ａを、それぞれスライド自在に移動できる２個のリニアベアリング４１ｂを連結するように設けられている。

このスピンドルホルダー４１ｃは、図３に示すように円筒外壁部４１にあるローラフォロア４１ｄに接続され、スピンドル上下用カム４１ｅによりスピンドル４２を上下させる上下スライド機構を構成する。なお、スピンドル上下用カム４１ｅについての詳細は後述する。

次に、前記容器ホールド部４４とスピンドル４２との接続部を説明する。その接続部の容器ホールド部４４側は、チャックホルダー４３にネジ留された中空円筒壁に所定の３次元形状溝を有するカム溝部４３ｄが設けられている。

一方、その接続部の上部シャフト部のスピンドル４２側は、前記中空円筒壁内周部へすべり軸受部４３ａを介して前記スピンドル４２端がスライド自在に収容され、そのスピンドル４２終端の先端部には、その円筒面から内側へカムフォラオア４３ｃとなるローラを、スピンドル軸に垂直方向に埋込んで固定（例えばネジ留め）して設ける。

さらに容器１、２が容器ホルダー３に乗り上げていない時、外力を受けないでフリーな時は、いずれの場合も、容器ホールド部４４は常に同じ一定の位置に保持されるように３次元形状の溝の頂点である安定点にカムフォロア４３ｃが収まるように溝カム部４３ｄを上から押し付けるクッションスプリング４３ｂを設ける。

なお、このときの最適な押し圧は以下のように設定する。すなわち、容器１、２が容器ホルダー３に乗り上げていない時（フリーな時）に容器ホールド部４４は常に一定の位置に保持されなければならないので、３次元形状のカム溝４３ｄの頂点にローラのカムフォロア４３ｃがくる様にカム溝部４３ｄを上から押すスプリング４３ｂを設けるが、そのスプリング４３ｂの押し圧は強すぎると容器１、２が容器ホルダーに乗り上げた時に容器が自由に回転しなくなってしまい、一方弱すぎるとカム溝部４３ｄにローラを押し付けることができなくなり安定しなくなるで、これらを考慮した最適な押し圧となるように設定する。

以上により、容器１、２が容器ホルダー３に乗り上げたときには、スプリング４３ｂ長を縮めて３次元形状の溝からローラ４３ｃが離れ、自由に左右に回転できる自由度を得るので、挿入しようとする容器ホルダー３の入口すりばち形状にその位相を自動的に合わせるように回転して、スムーズに挿入される。

なお、ここで３次元形状溝のカム溝部４３ｄは、材料に特殊鋼（Ｓ４３Ｃ）を使用し、高周波焼入れ処理を行った部材であれば前述の回転動作の信頼度を上げることができる。

また、スピンドル４２に対して容器ホールド部４４が上下スライドに加え、左右回転もスムーズに動作できるように、スライド部のすべり軸受部４３ａに４フッ化エチレン樹脂層を使用する。

図４は容器把持装置の動作を説明する図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は乗り上げ時を示す正面図である。図４（ｂ）に示すように、容器１、２が容器ホルダー３（図示せず）に乗り上げ時には、ｄだけスプリング４３ｂが圧縮されて、ローラ４１ｄがｄだけ下に離れて、左右に回転できるようになる状態を示している。

次に、図５から図８を用いて本発明の容器把持装置を備える容器ホルダー挿入システムの構成を詳細に説明する。図５は、容器ホルダー挿入システムの正面図、図６は平面図、図７は側面図である。

これらの容器ホルダー挿入システムの図中において、１０は中間ホイールであり、前記軟質容器１、２を上流部にある容器整列装置１００により、その容器底部１ｃ、２ｃを下側にして、さらに角形或いは扁平の位相方向を合わせて容器移送コンベア１００ａ上に整列した（図６右側参照）軟質容器列と所定の第１の接触位置Ｘ点で外接する。

その中間ホイール１０は、回転自在の円板部材であり、その周縁部に複数Ｍ組の第１のチャック機構１１が少なくとも配設されている。その第１のチャック機構は第１の接触位置Ｘ点から順次、容器移送コンベア１００ａ上の容器１、２の口部１ａ、２ａを挟み、円周に沿って容器列を形成し、矢印の方向に回転させていく。

前記第１のチャック機構１１は、中間ホイール１０にＭ組配設されており、開閉制御のため、中間ホイール１０の円板周縁部にＭ組設けられ、互いに噛合う２枚の対歯車１２ａと、それらの歯車１２ａにそれぞれ設けられた並行するチャック用板１１ａと、中間ホイール１０と同軸に設けられた第１のチャック機構用開閉カム１２ｃと、そのカム曲面をトレースし、対歯車１２ａに接続したトレース板１２ｄとからなる。

そのカム曲面により、第１の接触位置Ｘ点で開いているチャック用板１１ａを閉め、第２の接触位置Ｙ点で閉じているチャック用板１１ａを開く。

図において、２０はシステム本体ホイールであり、中間ホイール１０の円周に沿った容器列と所定の第２の接触位置Ｙ点で外接する。その外接する本体ホイール２０は回転自在の円板部材であり、その周縁部に複数Ｎ組の第２のチャック機構２１が配設され、それぞれの第２のチャック機構２１は容器ネック部１ｂ、２ｂを挟むチャック板２１ａを有する。

第２の接触位置Ｙ点で容器を本体ホイール２０側へ確実に移動させるために容器の把持位置を口部１ａ、２ａからネック部１ｂ、２ｂに変えている。

４０は、降下制御ホイールであり、４０ａはその上部円板である。本体ホイール２０で、第２の接触位置Ｙ点から順次第２のチャック機構２１でネック部１ｂ、２ｂを容器１、２の軸に対して垂直方向に挟まれて形成する円周に沿う容器列に対して、所定の容器口部チャック位置Ｗで口部をチャックし、さらに回転して所定の容器ホルダー挿入位置Ｚで降下させて、前記容器ホルダー３に容器１、２を挿入する複数Ｎ組の口部チャック・容器ホルダー挿入機構を、本体ホイール２０の上側に同軸、同角速度で回転する２枚の降下制御ホイール４０及び上部円板４０ａの周縁部間に形成する円筒外壁部４１の外側周辺に沿って容器把持装置４がＮ組が配設されている。

ここで、Ｎ組の容器把持装置４はその実施例を図２から図４に示したものである。

図５の５０は、容器ホルダー移送コンベアホイールであり、容器ホルダー移送コンベアホイール５０は、本体ホイール２０と同軸、同角速度で回転する。容器ホルダー移送コンベアホイール５０の周縁部上には容器ホルダー３の列を載せる容器ホルダー移送コンベア５０ａを形成する。図５、図６に示すように前記容器ホルダー挿入位置Ｚ点で丁度その点に来た容器把持装置４から前記口部チャック・容器ホルダー挿入機構により容器ホルダー３へ容器が挿入される。それを受入れた容器ホルダー列は、容器ホルダー移送コンベア５０ａに乗って回転し、所定の位置から次の下流側のベルトコンベアへ移ることとなる。なお、充填処理され空となった容器ホルダー３は再びベルトコンベアに乗って容器ホルダー移送コンベア５０ａに所定の位置で移り、これを繰り返す。

なお、円筒外壁部４１は、基板部９０にその基底から起立された中心固定円筒部９１に図示するように固定され、当然回転はしない。

後述するが容器ホルダー移送コンベアホイール５０と、システム本体ホイール２０、降下制御ホイール４０、その上部円板４０ａ、それらのホイールの重力を支える本体側駆動歯車２９は、回転自在であり、その駆動歯車２９は本体ホイール動力伝達部２３を介して駆動され、その回転駆動によりホイール５０、２０、４０、４０ａが回転することとなる。

一方、駆動歯車２９により噛合っている中間駆動歯車１９は反対方向に回転し、その回転駆動により中間ホイール１０が回転する。一方その上側にある第１のカム機構１２はその支持部材１２ｂにより支持されているので当然回転はしない。（図７の支持部材１２ｂの構造図参照）

以下に、さらに詳しくそれら各ホイールの動作について説明する。

中間ホイール１０に配設されたＭ組の第１のチャック機構１１は、その開閉制御のため、その円板部材周縁部１０ａに設けられ互いに噛合う２枚の対歯車１２ａと、それらの歯車１２ａにそれぞれ設けられた並行チャック用板１１ａと、中間ホイール１０と同軸に設けられた第１のチャック機構開閉カム１２ｃと、そのチャック機構開閉カム１２ｃの曲面をトレースし、対歯車１２ａに接続したトレース板１２ｄとから構成されている。この構成は図５および図６の右側に図示されている。

システム本体ホイール２０に配設されたＮ組の第２のチャック機構２１は、その開閉制御のために互いに噛合う２枚の対歯車２２ａを上端に設け、それぞれ対歯車に接続するチャック用板２１ａを有する回転自在のペア軸２２ｂが本体ホイール２０とその上側の所定の高さに設けられている降下制御ホイール４０との間にＮ組設ける。（このホイール４０とは別に上部補助円板２０ｂとして設けてもよい）

また、その第２のカム機構２２は、前記本体ホイール２０と同軸に設けられた第２のチャック機構２１と、開閉カム２２ｃと、そのカム曲面或いは曲線をトレースして歯車に接続したトレース板２２ｄとからなる。

第２の接触位置Ｙ点で開いているチャック用板２１ａを閉め、容器ホルダー挿入位置Ｚで閉じているチャック用板２１ａを開く開閉カム曲線とする。図８はその実施例を示す。

次に、降下制御ホイール４０に配設された容器把持装置４について述べる。それぞれの容器把持装置４の各口部チャック・容器ホルダー挿入機構の２段降下／上昇制御のため、以下のような構造とされている。

前述した２枚の円板周縁部間、すなわち降下制御ホイール４０とその上部円板４０ａの間に形成する円筒外壁部４１の外側周辺に沿ってＮ組の２本の対スピンドルガイド４１ａが配設されている。

その、対スピンドルガイド４１ａに沿って、それぞれ上下自在に移動するリニアベアリング４１ｂ、４１ｂの間にスピンドルホルダー４１ｃを設ける。

そのＮ個のスピンドルホルダー４１ｃは、それぞれ前記２段降下／上昇制御用に使用されるスピンドル４２の上端側に接続される。

また、そのスピンドル４２の下端側にはチャックホルダー４３が接続され、さらにそのチャックホルダー４３にエアチャック４４ａと２枚のチャック板４４ｂを備える。

そのエアチャック４４ａへのエアのＯＮ・ＯＦＦにより２枚のチャック板４４ｂが開閉するエアチャック開閉機構を備える。

次に、第２のチャック機構２１と、降下制御ホイール４０の口部チャック・容器ホルダー挿入機構４０ｂとの動作のタイミングについて以下に説明する。

本体ホイール２０の周縁にある各第２のチャック機構２１は、第２の接触位置Ｙ点において中間ホイール１０より、容器１、２のネック部１ｂ、２ｂが挟まれた閉状態で図６及びそのタイミング状態を示した図９に示される容器口部チャック位置Ｗ点に回転したとき、前記スピンドル４２を容器口部１ａ、２ａの長さｄだけ降下させ、エアにより（エアチャックによりチャック板を閉とする）口部１ａ、２ａをチャック板４ａｂで上側から挟む。

さらに、その状態（容器が口部とネック部を同時に挟まれた状態）のまま、所定回転速度で回転して、容器ホルダー挿入位置Ｚ点を中心とする容器挿入区間（図９参照）に入る直前で容器チャック機構２１を（閉→開）に移行させる。

この第２のチャック機構２１の（閉→開）の移行は、前述した第２のカム機構によりチャック用板２１ａを開く。

次に、容器挿入区間に回転して入ると、スピンドル４２が、後述するスピンドル上下用カム４１ｅにより降下し、丁度、容器ホルダー挿入位置Ｚ点までにＤの長さだけ降下して、容器底部が容器ホルダー３の中に挿入される。丁度、位置Ｚ点で同時にエアチャック４４ａは開区間になるようにエアが制御された後にＤ＋ｄの長さだけ上昇し、容器挿入区間を終了する。容器は口部とネック部が同時に解除されているので容器ホルダー３の中に残ることとなる。

次に、スピンドル上下用カム４１ｅについて説明する。降下制御ホイール４０に配設された容器把持装置４のＮ個のスピンドルホルダー４１ｃは、それぞれローラフォロア４１ｄを接続し、前記降下制御ホイール４０と上部円板４０ａの２枚の円板周縁部間に形成した円筒外壁部４１に設けたスピンドル上下用カム４１ｅにより前記ローラフォロア４１ｄはトレースして上下する。

降下制御ホイール４０の各容器把持装置４の上下の２段降下（１段目ｄ長降下、２段目Ｄ長降下）／上昇（ｄ＋Ｄ長上昇）のタイミングと、口元部、エアチャック開閉区間と容器ネック部チャック開閉区間の切替タイミングの関係は図９に示されている。

軟質容器の構造を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は底面図である。 本発明の容器把持装置の構造を示す正面図である。 本発明の容器把持装置の構造を示す側面図である。 本発明の容器把持装置の動作説明図で、（ａ）は通常時、（ｂ）は容器の乗り上げ時を示す図である。 本発明の容器ホルダー挿入システムの正面図である。 本発明の容器ホルダー挿入システムの平面図である。 本発明の容器ホルダー挿入システムの側面図である。 第２のチャック機構及び第２のカム機構の構造を示す図である。 本発明の容器ホルダー挿入システムにおける容器挿入、第２のチャック機構開閉、エアチャック開閉のタイミング関係を示す図である。

Ｘ 第１の接触位置
Ｙ 第２の接触位置
Ｚ 容器ホルダー挿入位置
Ｗ 容器口部チャック位置
１、２ 軟質容器
１ａ、２ａ 口部
１ｂ、２ｂ ネック部
１ｃ、２ｃ 底部
３ 容器ホルダー
４ 容器把持装置
１０ 中間ホイール
１０ａ 円板部材周縁部
１１ 第１のチャック機構
１１ａ チャック用板
１２ 第１のカム機構
１２ａ 対歯車
１２ｂ カム支持部材
１２ｃ 開閉カム
１２ｄ トレース板
１９ 中間駆動歯車
２０ システム本体ホイール
２０ａ 円板部材周縁部
２０ｃ 円板周縁部
２１ 第２のチャック機構
２１ａ チャック用板
２２ 第２のカム機構
２２ａ 対歯車
２２ｂ ペア軸
２２ｃ 開閉カム
２２ｄ トレース板
２３ 本体ホイール動力伝達部
２９ 本体側駆動歯車
４０ 降下制御ホイール
４０ａ 上部円板
４０ｂ 口部チャック・容器ホルダー挿入機構
４１ 円筒外壁部（円板４０，４０ａ周縁部間に形成する）
４１ａ 対スピンドルガイド
４１ｂ リニアベアリング
４１ｃ スピンドルホルダー
４１ｄ ローラフォロア
４１ｅ スピンドル上下用カム
４２ スピンドル
４３ チャックホルダー
４３ａ すべり軸受部
４３ｂ クッションスプリング
４３ｃ カムフォロア
４３ｄ カム溝部
４４ 容器ホールド部、エアチャック開閉機構
４４ａ エアチャック
４４ｂ チャック板
５０ 容器ホルダー移送コンベアホイール
５０ａ 容器ホルダー移送コンベア
９０ 基板部
９１ 中心固定円筒部
１００ 容器整列装置
１００ａ 容器移送コンベア

Claims (4)

1. 角形又は扁平形状底面の軟質容器（以下容器という）を、容器ホルダー移送コンベア上の容器ホルダー列へそれぞれ挿入する際の容器把持装置であって、
   前記容器の口部を上側からチャック板で挟むチャック開閉機構を備えた容器ホールド部と、
   その容器ホールド部に容器を挟んで所定のタイミングで降下し、容器を離して上昇させる上下スライド機構を備えた上部シャフト部と、
   それらの間を接続するチャックホルダーが設けられた接続部と、から構成され、
   その接続部の容器ホールド部側は、チャックホルダーにネジ留された中空円筒壁に所定の３次元形状溝を有するカム溝部を設け、
   該接続部の上部シャフト部側は、前記中空円筒壁内周部へすべり軸受部を介して上部シャフトの端がスライド自在に収容され、前記上部シャフトの終端にはその円筒面からカムフォロアとなるローラを前記上部シャフトの軸に軸方向に対して垂直に埋込んで設け、
   前記容器が容器ホルダーに乗り上げていない時または外力を受けないフリーな時に、容器ホールド部が常に一定の位置に保持されるように３次元形状の溝の頂点である安定点にローラが収まるようにカム溝部を上から押し付けるクッションスプリングを設け、
   前記容器が容器ホルダーに乗り上げた時には、前記スプリング長を縮めて３次元形状の溝からローラが離れ、自由に左右に回転できるようになり、容器が容器ホルダーの入口のすりばち形状に合うように自動的に回転しスムーズに容器ホルダーに挿入されることを特徴とする容器把持装置。
   
2. 角形又は扁平形状底面の軟質容器（以下容器という）を、容器ホルダー移送コンベア上で移動する容器ホルダーにそれぞれ挿入するシステムであって、
   上流部の容器整列装置により、容器底部を下側にして、さらに進行方向に容器の向きを揃えて、容器移送コンベア上に整列した軟質容器列に所定の第１の接触位置で外接する回転自在な円板部材の周縁部に、チャック板で容器口部を挟む複数Ｍ組の第１のチャック機構が少なくとも配設され、第１の接触位置から順次第１のチャック機構で容器の軸に垂直方向に口部を挟まれた容器列を形成する中間ホイールと、
   所定の第２の接触位置で外接する回転自在の円板部材の周縁部に容器ネック部を挟むチャック板を有する複数Ｎ組の第２のチャック機構が少なくとも配設された本体ホイールと、
   いずれもが前記本体ホイールの上側で同軸・同角速度で回転する降下制御ホイール及び上部円板と、
   容器ホルダー挿入位置で降下した容器を受け入れる容器ホルダーの列を移動させる容器ホルダー移送コンベアホイールを備え、
   前記中間ホイールは、配設される各第１のチャック機構の開閉制御のため、その円板周縁部に設けられ、互いに噛合う２枚の対歯車と、
   それらの歯車にそれぞれ設けられた並行するチャック用板と、
   中間ホイールと同軸に設けられ、前記第１の接触位置で開いているチャック用板を閉め、前記第２の接触位置で閉じているチャック用板を開く開閉カム曲面を有する第１のチャック機構用開閉カムと、
   そのカム曲面をトレースし、対歯車に接続したトレース板とからなる第１のカム機構を備え、
   前記本体ホイールは、配設された各第２のチャック機構の開閉制御のため、前記降下制御ホイールの周縁部との間にＮ組設けられ、互いに噛合う対歯車を上端に有してそれぞれの対歯車に接続されるチャック用板を有する回転自在のペア軸と、
   前記第２の接触位置で開いているチャック用板を閉め、前記容器ホルダー挿入位置で閉じているチャック用板を開く開閉カム曲線を有する第２のチャック機構用開閉カムと、
   そのカム曲面をトレースして歯車に接続したトレース板となる第２のカム機構を備え、
   前記降下制御ホイールに配設された容器把持装置は、各口部チャック・容器ホルダー挿入機構の２段階の降下と１段階の上昇制御のため、前記降下制御ホイールと前記上部円板の周縁部間に形成する円筒外壁部の外側周辺に沿ってＮ組の２本の対スピンドルガイドを配設し、対スピンドルガイドに沿ってそれぞれ上下自在に移動するリニアベアリングの間にスピンドルホルダーを設けて、降下または上昇制御用のスピンドルの上端側に該スピンドルホルダーを接続し、そのスピンドルの下端側にチャックホルダーを接続し、さらに、そのチャックホルダーにエアチャックを接続し、そのエアチャックの先端には２枚のチャック板を備え、そのエアチャックへのエアのＯＮ・ＯＦＦにより、２枚のチャック板が開閉するエアチャック開閉機構を備え、
   各第２のチャック機構において、容器のネック部が挟まれた状態で容器口部チャック位置に回転したとき、前記スピンドルを口部の上側の位置から、容器のネック部より上の部分である口部の長さだけ降下させ、前記口部チャック・容器ホルダー挿入機構によりエアにより口部を挟み、さらに回転して前記容器ホルダー挿入位置で第２のカム機構によりチャック用板が開き、次に前記スピンドルを降下させ、容器を容器ホルダーの中に挿入すると共にエアにより口部のチャック板を開き、前記スピンドルを上昇させることを特徴とする把持装置を備えた容器ホルダー挿入システム。
   
3. 前記降下制御ホイールに配設された容器把持装置の前記Ｎ個のスピンドルホルダーは、それぞれローラフォロアに接続され、前記降下制御ホイールと前記上部円板の２枚の円板周縁部間に形成した円筒外壁部に設けたスピンドル上下用カムにより、そのローラフォロアはトレースされ上下することを特徴とする請求項２記載の把持装置を備えた容器ホルダー挿入システム。
   
4. 前記チャックホルダーは、下方側には前記スピンドルの下端側にネジ留したストッパー板にスピンドル軸に対して垂直方向からネジ留したカムフォロアを通常時は所定の位置に保持するためのカム溝部を少なくとも備え、
   一方、上方側には前記スピンドルの下端側を内側に収容してスライドさせるスライド部を備えたスピンドル接続部と、そのスピンドル接続部の外側に設けられ、前記カムフォロアが収まるように前記溝カム部を上から押し付けるクッションスプリングとを少なくとも備え、
   容器を前記容器ホルダーに挿入する際に、容器底面の向きのばらつきがあって、容器の底面が容器ホルダーの上部に衝突しても、その圧力がクッションスプリングに抗して、カムフォロアがカム溝部から離れて、回転の自由度を得て、底面の向きが容器ホルダーの上部に合うように回転して挿入されることを特徴とする請求項２又は３記載の把持装置を備えた容器ホルダー挿入システム。
   

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