JP4821172B2 - 容器供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、カップ状容器内に内容物を充填しシールを行うカップ充填装置に、前記カップ状容器を供給する容器供給装置に関するものである。
カップ状の容器を多数積み重ねて成る容器群をカップ充填装置に供給するカップ状容器の供給装置は従来から知られている(例えば、特許文献1または特許文献2参照)。
特許文献1に記載された積層容器の供給装置は、多数の積層容器を収容する収容装置2と、収容装置2から積層容器を切り出すシャッタ機構と、シャッタ機構により切り出された積層容器を包装機のホッパの上まで送る移送機構とを備えている。前記収容装置2は、上面が傾斜している可動テーブル20と、可動テーブル20に斜めに取り付けられたベルト式のコンベアと、可動テーブル20の上部に設けられた複数列の容器ガイド30とを備えている。コンベア25は前方側が低くなるように傾斜されている。
上記構成の供給装置は、収容装置のコンベア25の上には、容器ガイドの間に多数の積層容器が乗せられて収容されている。次にコンベア25のベルトを移動させると、全ての容器が可動テーブル20の先端に向かって移動し、容器ガイド間にある最先端の積層容器がシャッタ機構に送られる。そして、シャッタ機構で切り出された積層容器は、移送機構6によって押し上げられて上に待機しているバケット内に入れられる。
また、特許文献2に記載されたカップ状容器の供給装置は、支持フレーム32に支持されかつ前後6列に並んだ複数の容器群Cを立てて収容しているストッカ33と、ストッカ33から、容器群Cをその最前列のものより順次前方に取り出す取り出し手段34と、取り出し手段で取り出された容器群Cを持ち上げるリフタ35と、リフタ35で持ち上げられた容器群Cを搬送する搬送手段36とから構成されている。
前記支持フレーム32は、前下がりの傾斜状底板41を備えており、ストッカ33は、その全体が底板41に沿って前下がりに傾斜させられており、底板41上に6つの並列状容器通路53を形成している7つの固定ガイドプレート54と、6つの並列状容器通路53内の下端にそれぞれ配置され、容器群Cの底を受けて搬送する間欠駆動エンドレスベルト55からなっている。
特公平7−25372号公報(第2−3頁、図1) 実用新案登録第2550527号公報(第3−4頁、図1)
前記各特許文献に記載された容器供給装置は、いずれも、ストッカ(収容装置)全体が前方側が低くなるように傾斜させており、カップ状の容器をほぼ柱状に積み重ねた容器群を、前後に密着した状態で前進させ、最前列の容器群をリフタで押し上げるようにして取り出している。このような搬送方法では、カップ状容器の断面が円形または正方形状の場合には、容器の方向が変わっても良いので問題なく供給することができるが、非円形等の変形容器の場合には、容器の向きが変わってしまい充填装置に同一方向で供給することができなかったり、両側のガイド間で容器が真っ直ぐ一列にならない場合があった。
本発明は、カップ状の容器を積み重ねた容器群を、このカップ状容器に内容物を充填するカップ充填装置に供給する容器供給装置において、前記容器群を直立状態で間欠的に搬送する供給コンベヤと、この供給コンベヤの下流端側に配置され、供給コンベヤの下流端から押し出される容器群を前傾姿勢で支持するガイド部材と、このガイド部材に沿って前記容器群を押し上げるプッシャと、プッシャによって押し上げられた容器群を保持して、前記カップ充填装置の供給位置へ移送する移送手段とを備え、前記供給コンベヤには、容器群を保持する保持部材が設けられ、この保持部材によって容器群を個々に方向を定めて保持し、位置決めした状態で搬送することを特徴とするものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記ガイド部材を直立状態と傾斜状態に揺動させる揺動手段を設け、供給コンベヤの押し出し動作に伴ってガイド部材を直立状態から傾斜状態に揺動させることを特徴とするものである。
本発明の容器供給装置は、変形容器や、方向性のある容器でも、一定の方向を向けて揃えた状態で供給することができる。
容器群を保持する保持部材を備えた供給コンベヤが、この保持部材によって容器群を個々に位置決めし、直立した状態で間欠的に搬送するとともに、供給コンベヤの下流端にガイド部材を配置し、供給コンベヤの下流端から押し出された容器群を、前傾姿勢でこのガイド部材により支持させ、プッシャによってガイド部材に沿って押し上げて移送手段に引き渡した後、カップ充填装置の供給位置へ移送するという構成としたことにより、横断面が円形や正方形でない変形容器を積み重ねた容器群を、一定の方向にそろえた状態を維持して搬送し安定して供給することができる。
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図1は本発明の一実施例に係る容器供給装置(全体として符号1で示す)を備えたカップ充填装置の全体の構成を簡略化して示す側面図、図2は前記容器供給装置1の要部を拡大して示す側面図である。このカップ充填装置は、上部が大径で下部に向かって次第に小径になる形状の容器(カップ状容器)2を、供給ポジションAで容器搬送コンベヤ4に供給した後、この容器搬送コンベヤ4によって間欠的に搬送して、充填ポジションB、シールポジションC、トリミングポジションD等の各容器処理位置に順次停止させてそれぞれの処理を行うようになっている。なお、この実施例では、後に説明する図3に示すように、3つの大径の円弧を組み合わせて形成された概略三角形の断面形状を有する容器2の供給を行う。本実施例装置は、前記断面三角形状の容器2に限らず円形容器や断面正方形の容器にも適用可能であるが、従来の装置では容器の方向を一定に維持することが困難であった非円形容器に対し、特に効果的である。
容器搬送コンベヤ4は、上流部(図1の左側)と下流部の、搬送方向両側にそれぞれ配置されたスプロケット6、8に、両側一対のチェーン(図示を省略)が掛け回され、これら両側チェーン間に、多数のホルダプレート12が取り付けられている。各ホルダプレート12には、複数(例えば6個)の容器保持孔が等間隔で形成されており、各容器保持孔内にカップ状容器2を保持して搬送する。このカップ状容器2は、開口部の周縁にフランジ部2a(図3参照)が形成されており、このフランジ部2aが、前記ホルダプレート12の容器保持孔の周縁部に係合して保持される。
前記容器搬送コンベヤの4の上流端側に、カップ状容器2を前記ホルダプレート12に供給する容器供給装置1が設けられている。この容器供給装置1の供給ホッパ10内に収容されているカップ状容器2が、図示しない取り出し手段によって1個ずつ取り出されて前記容器搬送コンベヤ4のホルダプレート12に供給される。容器搬送コンベヤ4の、容器供給装置1から容器2が供給される位置が、前記供給ポジションAになっている。
この供給ポジションAの下流側に前記充填ポジションBがあり、この充填ポジションBには、搬送されてきたカップ状容器2内に液体等の内容物を充填する充填装置16が設けられている。
充填ポジションBのさらに下流側には、シールポジションCおよびトリミングポジションDが順に配置されており、シールポジションCにはシール装置18が、そしてトリミングポジションDにはトリミング装置20がそれぞれ設けられている。
前記容器搬送コンベヤ4によって搬送されているカップ状容器2の開口部の上方と、前記シール装置18のシールヘッド18aの下面およびトリミング装置20のトリミングヘッド20aの下面との間に、蓋材であるフィルム22が供給される。蓋材フィルム22は、この実施例に係るカップ充填装置の外部に設置されたロール状のフィルムから引き出され、図示しない導入ローラ等を介してこのカップ充填装置の内部に導入される。カップ充填装置内に導入された蓋材フィルム22は、方向変換ローラ24によって第1容器搬送コンベヤ4の搬送方向(図1中の矢印E参照)と逆方向に向けられた後、駆動ローラ26およびアイドルローラ28等を介して、容器搬送コンベヤ4の搬送面上まで引き下げられた後、前記シール装置18およびトリミング装置20の下方に供給される。この蓋材フィルム2は、容器搬送コンベヤ4と同期して間欠的に搬送される。
前記シールポジションCに設けられているシール装置18は、図示しないエアシリンダの作動によりシールヘッド18aを昇降させるようになっており、容器搬送コンベヤ4によって間欠的に搬送されてくる容器2が、このシールヘッド18aの下方に停止したときに、前記エアシリンダを作動させてシールヘッド18aを下降させ、蓋材フィルム22をカップ状容器2の開口部上に押し付けて、前記フィルム22をカップ状容器2のフランジ部2aの上面に溶着する。また、トリミング装置20も、エアシリンダ(図示せず)の作動によりトリミングヘッド20aを昇降させるようになっており、容器搬送コンベヤ4によって搬送されているカップ状容器2が、このトリミングヘッド20aの下方に停止したときに、前記エアシリンダを作動させてトリミングヘッド20aを下降させ、カップ状容器2のフランジ部2aに溶着されているフィルム22の周辺を切断してシート状フィルム22の本体部から切り離す。シート状フィルム22の蓋の部分が切り離された残部22aは、排出ローラ30等を介してロール32に巻き取られる。
次に、容器供給装置1の構成について、前記図1および図2と、供給コンベヤ34の平面図である図3により説明する。前記カップ充填装置の容器搬送コンベヤ4の上流側に配置されたベース36上に供給コンベヤ34が設けられている。この供給コンベヤ34は、前記カップ状容器2を多数積み重ねてほぼ柱状にした容器群2Aを直立した状態で搬送する。この実施例では、前述のように容器搬送コンベヤ4の各ホルダプレート12に6個の容器保持孔が形成され、カップ状容器2を6列で搬送しつつ前記処理を行うようにしているので、この供給コンベヤ34でも、前記容器群2Aを6列で搬送するようになっている(図3参照)。
供給コンベヤ34は、前後の回転軸38、40の両端に取り付けたスプロケット42、44に掛け回されたエンドレスチェーン46を備えている。この実施例では、前後の回転軸38、40の両端にそれぞれ2個のスプロケット42、44が取り付けられ、各スプロケット42、44にそれぞれエンドレスチェーン46が掛け回されている。つまり、両側2本ずつ4本のエンドレスチェーン46(46A、46A、46B、46B)を備えている。外側の一対のチェーン46A(図3参照)が前方用チェーンであり、この前方用チェーン46Aに、取付板48aを介して、搬送される容器群2Aの前面側を個々に保持する前方保持部材48が取り付けられている。また、内側の一対のチェーン46Bが後方用チェーンであり、この後方用チェーン46Bに、取付板50aを介して、搬送される容器群2Aの後方側を個々に保持する後方保持部材50が取り付けられている。この実施例では、横断面がほぼ三角形状のカップ状容器2の一辺を前方保持部材48が保持し、この前方保持部材48に保持される一辺と逆側に位置する頂点を後方保持部材50が保持するようになっている。従って、前方保持部材48には、前記カップ状容器2の一辺よりも僅かに大きい幅の凹部が形成され、後方保持部材50には、カップ状容器2の頂点を受け入れるほぼ三角形状の凹部が形成されている。
前記前方保持部材48と後方保持部材50との距離は、前方用チェーン46Aと後方用チェーン46Bの位相をずらすことにより調整できるようになっており、カップ状容器2のサイズおよび形状等に応じて前後の間隔を調整する。また、前方保持部材48と後方保持部材50の一方または双方を交換することにより、異なる形状の容器2を保持することが可能である。
前記チェーン46A、46Bに取り付けられている前方保持部材48と後方保持部材50が容器群2Aを保持して走行する高さよりもやや下方に、水平な底プレート52が配置されており、この供給コンベヤ34によって搬送される容器群2Aの底面を支持する。この水平な底プレート52の先端部52aは、下流側スプロケット44の上方まで延びており、この先端部52aが僅かに下方へ向けて傾斜している。
供給コンベヤ34の下流端部寄りには、第1センサ54が設けられており、後方保持部材50を取り付けた取付板50aの端部側(図3の左端側)に設けた検知部材56Aを検知する。また、前記第1センサ54よりも僅かに下流寄りに、第2センサ58が設けられており、前記後方保持部材50を取り付けた取付板50aの逆の端部側(図3の右端側)に取り付けた検知部材56Bを検知する。この供給コンベヤ34は間欠的に運転されるようになっており、第1センサ54が検知部材56Aを検知すると所定時間停止し、その後、再作動した後、第2センサ58が検知部材56Bを検知すると再び所定時間停止するようになっている。
前記カップ充填装置の容器搬送コンベヤ4と、容器供給装置1の供給コンベヤ34との間の上方に、移送機構60が設けられており、前記供給コンベヤ34によって搬送されてきた容器群2Aを受け取って、容器搬送コンベヤ4の供給ポジションAの上方に設けられている供給ホッパ10に引き渡すようになっている。そして、前記供給コンベヤ34の前方側に、供給コンベヤ34によって搬送されてきた容器群2Aを、その移送機構60に受け渡す受け渡し機構62が設けられている。この受け渡し機構62は、容器群2Aの前面側を支持するガイド部材(ガイドプレート)64、およびこのガイドプレート64に支持されている容器群2Aを押し上げるプッシャー66とを有している。
受け渡し機構62のプッシャー66は、前記容器群2Aの各列ごとに設けられており、傾斜して配置されたガイドロッド68に沿って昇降する。上部をカップ充填装置側(図1および図2の右側)に向けて傾斜して配置されたフレーム70の両側(搬送方向の両側)にそれぞれガイドロッド68が取り付けられており、これらガイドロッド68に沿って昇降する両側一対のロッドレスシリンダ72間に渡って、幅方向に延びる取り付けプレート74が固定されており、この取り付けプレート74に、前記6個のプッシャー66が等間隔で取り付けられている。両側のガイドロッド68の中間に、同一の傾斜を有するスライドレール76が平行して配置されており、前記取り付けプレート74の中間部に取り付けられたスライド部材78が係合している。前記両側のロッドレスシリンダ72の作動により取り付けプレート74に取り付けられたプッシャー66が昇降する際に、中間のスライド部材78がスライドレール76に案内されて昇降する。
また、前記受け渡し機構62のガイドプレート64は、容器供給装置1の機枠80に両端部が回転自在に支持されている回動軸82に連結された揺動部材84に取り付けられており、揺動部材84の揺動に伴って前記供給コンベヤ34の方向に向けて揺動するようになっている。揺動部材84は、前記回動軸82の両端部寄りに取り付けられており、その下端部が回動軸82に連結されるとともに、上端部間に幅方向に渡る取付プレート86が固定されている。この取付プレート86上に、ブラケット88を介して縦方向のガイドプレート64が取り付けられている。ブラケット88およびガイドプレート64は、前記供給コンベヤ34によって搬送される6列の容器群2Aの各列に対応して設けられている。各ガイドフレーム64の前面(供給コンベヤ34側の面)には、容器群2Aを安定して支持するための凹部64aが形成されている(図3参照)。
前記揺動部材84が連結されている回動軸82の一方の端部の下方には、レバー92の上端部が連結され、このレバー92の下端部に、供給コンベヤ34側を向けて配置されたほぼ水平なエアシリンダ(以下、揺動用エアシリンダと呼ぶ)90のピストンロッド90aが連結されている。この揺動用エアシリンダ90の作動によって前記ガイドプレート64が揺動するようになっており、図2に示すように、エアシリンダ90のピストンロッド90aが伸張すると、ガイドプレート64は前記プッシャ66の傾斜とほぼ同一の傾斜を有する状態まで傾き(図2に実線で示す位置)、ピストンロッド90aが収縮すると、ガイドプレート64は、上端部が供給コンベヤ34側へ揺動してほぼ直立した状態になる(図2に破線で示す位置)。この状態の時には、前記供給コンベヤ34によって搬送されて下流端に到達した容器群2Aをほぼ直立した状態のまま支持できるようになっている。
移送機構60は、各組が6本ずつの2組の筒状供給ガイド94を備えている。これら筒状供給ガイド94は、モーター96によって回転する垂直な回転軸98の下端に固定した水平な取付部材100の両端部に取り付けられており、モーター96の駆動により180度ずつ回転する。各組の供給ガイド94は、一方が前記ガイドプレート64およびプッシャ66の設けられている位置の上方に、そして、他方が供給ホッパ10の上方に、交互に位置するようになっている。これら筒状供給ガイド94は、前記水平取付部材100に対して傾斜できるようになっており、ガイドプレート64側に位置しているときには、傾斜した状態のガイドプレート64とほぼ同じ傾きを有するように傾斜され、供給ホッパ10上に位置したときには、直立した供給ホッパ10の真上に直立した状態で位置するようになっている。
筒状供給ガイド94の下端の開口部94aに、プッシャ66によって押し上げられて挿入された容器群2Aを保持するためのシャッター102が設けられている。このシャッター102は、供給ガイド94の側面に配置した取付壁94bに下向きに固定された開閉用エアシリンダ104によって開閉作動されるようになっている。開閉用エアシリンダ104のピストンロッド104aに小リンク106の一端が連結され、この小リンク106の他端が前記供給ガイド94の取付壁94bに回転自在に支持された支点ピン108に連結され、さらに、この支点ピン108に、シャッター102が固定されたアーム110の一端が連結されている。この構成では、開閉用エアシリンダ104のピストンロッド104aが伸張すると、小リンク106および支点ピン108を介して、アーム110およびシャッター102が図2の時計回り方向に回転し、供給ガイド94の下端開口部94aを閉鎖する。また、ピストンロッド104aが収縮すると、図2に示すように、シャッター102が反時計回り方向に回転して供給ガイド94の開口部94aを開放する。
以上の構成に係る容器供給装置1の作動について説明する。供給コンベヤ34は間欠的に走行するようになっており、停止しているときに、前方用チェーン46Aに取付板48aを介して取り付けられている前方保持部材48と、後方用チェーン46Bに取付板50aを介して取り付けられている後方保持部材50との間に、容器群2Aの方向を定めて挿入し保持させる。この実施例では、ほぼ三角形状の容器2の一辺を搬送方向前方に向け、逆側の頂点を搬送方向後方に向け、前方保持部材48の凹部と後方保持部材50の凹部内に挿入する。このように容器2の形状に応じて、前後の保持部材48、50に形成されている凹部に挿入して保持することにより、個々の容器群2Aを確実に位置決めして搬送することができる。
供給コンベヤ34が間欠的に移動する間に、後続の前方保持部材48と後方保持部材50との間に順次容器群2Aを挿入し、この供給コンベヤ34の走行により、容器群2Aを底プレート52上を滑らせながら搬送する。供給コンベヤ34は、第1センサ54が検知部材56Aを検知すると所定時間停止する。再動作を開始した後第2センサ58が検知部材56Bを検知すると所定時間停止する。第1センサ54が検知部材56Aを検知して停止する時点では、供給コンベヤ34の下流端の前方側に配置されている受け渡し機構62のガイドプレート64が、揺動用エアシリンダ90の作動により、直立した状態になっており、供給コンベヤ34によって搬送されている先頭の容器群2Aは、前面側が直立したガイドプレート64に支持される(図4A参照)。このときには、容器群2Aの前面側を保持していた前方保持部材48がスプロケット44の周囲を回転し始めてその前面から外れるが、ガイドプレート64の供給コンベヤ34側の面には容器群2Aを保持する凹部64aが形成されており、容器群2Aは安定した姿勢で保持される。また、容器群2Aの底面は、下方の底プレート52の水平部からほぼ外れる位置まで移動する。
供給コンベヤ34は、第1センサ54が検知部材56Aを検知して停止した後、所定時間経過すると、再動作し、この供給コンベヤ34の再動作と同時に、ガイドプレート64が揺動用エアシリンダ90の作動によって傾斜する。再動作した供給コンベヤ34は、第2センサ58が検知部材56Bを検知することにより再び停止する。この時点で、ガイドプレート64はフレーム70と同じ傾斜位置まで傾き、前記直立位置から僅かに前進してきた先頭の容器群2Aを前傾した状態で支持する。このときには、容器群2Aの底面は、底プレート52の傾斜した先端部52aに僅かに引っ掛かった状態となり、前面側がガイドプレート64に寄りかかった姿勢で支持される(図4B参照)。前記のように第1センサ54が検知部材56Aを検知して停止した時点で、先頭の容器群2Aを供給コンベヤ34の下流端からほぼ押し出し、直立状態のガイドプレート64で支えることによって、直立状態を維持したまま一旦停止させることができる。また、この状態からガイドプレート64を傾斜させるとともに、供給コンベヤ34を僅かに前進させて後方保持部材50で押すことにより、容器群2Aを安定的に前傾姿勢とすることができる。
第2センサ58が検知部材56Bを検知したことによる供給コンベヤ34の停止中に、プッシャ66が作動する。プッシャ66は、ロッドレスシリンダ72の作動によりガイドロッド68に沿って斜め方向に上昇する。この受け渡し機構62の上方には、移送機構60の供給ガイド94が、前記ガイドプレート64の傾きとほぼ同じ傾斜で停止しており、その下端部に設けられているシャッター102が、開閉用エアシリンダ104の作動によって開放している。プッシャ66が上昇すると、図4Bに示すように傾斜した状態でガイドプレート64に支持されている先頭の容器群2Aの底面に当たって、この容器群2Aを押し上げる。容器群2Aは、傾斜したガイドプレート64の凹部64aに保持されて安定した姿勢で上昇する。プッシャ66が最も上昇した位置は、図2中に破線で示すように、供給ガイド94の下端の開口部94aまで達し、容器群2A全体を供給ガイド94の内部に挿入する。すると、開閉用エアシリンダ104の作動によりシャッタ102が閉じて容器群2Aを供給ガイド94内に保持する。
供給ガイド94は傾斜した状態と直立した状態とに揺動できるようになっており、傾斜した状態でプッシャ66によって容器群2Aを挿入された後、直立した状態になって180度回転される。容器群2Aを保持している供給ガイド94は、直立した状態で供給ホッパ10の上方に移動する。この位置でシャッタ102を開放すると、容器群2Aが落下して供給ホッパ10内に投入される。容器群2Aを保持した一方の供給ガイド94が供給ホッパ10の上方に移動すると、他方の供給ガイド94が前記受け渡し機構62の上方に移動し、ガイドプレート64の傾きとほぼ同じ傾斜となるように傾けられて、次の容器群2Aを受け入れるために待機する。
また、供給コンベヤ34は、第2センサ58が検知部材56Bを検知すると、所定時間停止して再動作するようになっており、その停止中にプッシャ66の作動によって容器群2Aが押し上げられた後、プッシャ66が下降してから再び前進して、後続の容器群2Aを搬送する。供給コンベヤ34が第1センサ54の検知により停止する時点では、前記ガイドプレート64が傾斜した状態から、供給コンベヤ34方向に揺動して直立した状態になっており、容器群2Aは直立した状態でガイドプレート64に支持される。その後、前記と同様の作動を繰り返してカップ充填装置へ容器を供給する。
本発明の一実施例に係る容器供給装置を備えたカップ充填装置の全体の構成を簡略化して示す側面図である。(実施例1) 前記容器供給装置の要部を拡大して示す側面図である。 前記容器供給装置の供給コンベヤの平面図である。 (A)図および(B)図は、前記供給コンベヤによって搬送されてきた容器の受け渡し動作を順次示す側面図である。
符号の説明
2 容器
2A 容器群
34 供給コンベヤ
48 保持部材(前方保持部材)
50 保持部材(後方保持部材)
60 移送手段(移送機構)
64 ガイド部材(ガイドプレート)
66 プッシャ
90 揺動手段(エアシリンダ)

Claims (2)

  1. カップ状の容器を積み重ねた容器群を、このカップ状容器に内容物を充填するカップ充填装置に供給する容器供給装置において、
    前記容器群を直立状態で間欠的に搬送する供給コンベヤと、この供給コンベヤの下流端側に配置され、供給コンベヤの下流端から押し出される容器群を前傾姿勢で支持するガイド部材と、このガイド部材に沿って前記容器群を押し上げるプッシャと、プッシャによって押し上げられた容器群を保持して、前記カップ充填装置の供給位置へ移送する移送手段とを備え、
    前記供給コンベヤには、容器群を保持する保持部材が設けられ、この保持部材によって容器群を個々に方向を定めて保持し、位置決めした状態で搬送することを特徴とする容器供給装置。
  2. 前記ガイド部材を直立状態と傾斜状態に揺動させる揺動手段を設け、供給コンベヤの押し出し動作に伴ってガイド部材を直立状態から傾斜状態に揺動させることを特徴とする請求項1に記載の容器供給装置。
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