JP7121262B2 - ラベラー - Google Patents
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Description
上記特許文献1では、上記トップロケーターがペットボトルを下方に押圧することで、トップロケーターと載置テーブルとの間で当該ペットボトルを上下から挟持し、その状態で上記載置テーブルを回転させることで、ペットボトルと載置テーブルとの間で大きな摩擦力を生じさせ、当該ペットボトルを回転させるようになっている。
ペットボトルが変形して側面が外方に膨張した状態で胴部にラベルを張り付けると、その後ペットボトルが元の形状に復帰した際にラベルにしわやめくれが発生するという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明は剛性の弱い胴部を有するペットボトルであっても適切にラベルを付すことが可能なラベラーを提供するものである。
上記容器搬送手段は、ペットボトルが載置される載置テーブルと、上記載置テーブルの上方に設けられて上記ペットボトルの首部を側方から押圧して把持する把持手段と、上記把持手段を回転させる駆動手段と、上記載置テーブルの上方に設けられて上記ペットボトルの上部に当接するトップロケーターを備え、
上記ペットボトルが上記載置テーブルに載置されると、上記トップロケーターが上記ペットボトルの上部に当接して、トップロケーターと載置テーブルとによって上下からペットボトルを支持し、その状態で上記把持手段が当該ペットボトルの首部を把持した状態で、上記駆動手段が把持手段ごと上記ペットボトルを回転させながら上記ラベルを付することを特徴としている。
その結果、上記把持手段によってペットボトルを変形させることなく保持することが可能となり、その状態で把持手段を回転させることで、当該ペットボトルを変形させずにラベルを付すことができる。
また異なるペットボトルに対してラベルを付すために型替を行う場合、従来は摩擦力を得るためにペットボトルの底面の形状に合わせて異なる形状の載置テーブルを容器搬送手段に取り付ける必要があったが、本発明ではペットボトルの首部を把持することから、容器の底部の形状に関わらず異なるペットボトルを保持することができ、型替え作業を迅速に行うことが可能となる。
本実施例においてラベルの貼付されるペットボトル1は、図3に示すように飲料等を収容する胴部1aと、胴部1aの上方に設けられた口部(図示せず)と、上記口部の下方に隣接して設けられた首部1bと、口部と首部1bとの間に形成されたフランジ部1cとを備えている。
また上記ペットボトル1には予め飲料等が充填されており、口部にはキャップ5が装着されている。さらに上記胴部1aの底面には補強等を目的とする凹部1dが形成されている。
そして本実施例のペットボトル1は、軽量化や省資源を目的として胴部1aの肉厚が薄く形成されており、これに対し上記口部およびこれに隣接する首部1bはキャップ5を装着するために肉厚が厚く形成されている。
このため、上記胴部1aは飲料等が充填された状態でも剛性が低く、容易に変形してしまう。これに対し口部や首部1bは十分な剛性を有しており、本実施例では後述するように上記首部1bを把持することでペットボトル1の変形を防止しながらラベルを付すようになっている。
一方上記容器排出スターホイール4の下流側には、該容器排出スターホイール4よりペットボトル1を受け取って一列に搬送する排出コンベヤ8が設けられている。
図2に示すように、上記回転テーブル11は、回転しないように固定された中心軸13と、該中心軸13に対して回転可能に設けられた第1~第3プレート14~16と、最下段の第1プレート14に設けられて上記ペットボトル1を載置する載置テーブル17と、上記第2、第3プレート15、16に設けられて上記ペットボトル1の首部1bを把持する把持手段18とを備えている。
上記第1~第3プレート14~16は図示しないモータの駆動力によって上記中心軸13に対して一体的に回転するように設けられ、また図示しない伝達手段によって上記容器供給スターホイール3および容器排出スターホイール4と同期して回転するようになっている。
一方、回転テーブル11と上記容器排出スターホイール4とが隣接する受渡位置Bでは、当該容器排出スターホイール4に設けられた図示しないグリッパが上記載置テーブル17上に載置されたペットボトル1の首部1bを把持して取り出すようになっている。
なお、上記容器供給スターホイール3および容器排出スターホイール4との間でペットボトル1の受け渡しを行う方式としては、上記グリッパを用いる方式の他、上記ペットボトル1を収容するポケットを用いた方式を用いても良い。
本実施例の載置テーブル17は、上記軸受22を介して上記支持部材21に軸支されているだけであり駆動手段によって駆動される構成とはなっていない。そして後述するように上記把持手段18が把持したペットボトル1が回転すると、これに伴って回転するようになっている。
上記係合部材24の上部はテーパ状に加工され、上記昇降手段23によって上昇位置に位置すると、その上部が上記載置テーブル17の載置面より上方に突出して、上記ペットボトル1の胴部1aの底面に形成された凹部1dに係合するようになっている。
その結果、上記係合部材24の中心軸、すなわち載置テーブル17の中心軸がペットボトル1の中心軸と一致するようになっており、載置テーブル17が回転するとペットボトル1がその中心軸を中心に回転するようになっている。
また上記係合部材24は上記支持部材21の内部を昇降可能に設けられた昇降ロッド25の先端に軸受26を介して回転可能に設けられており、上記ペットボトル1の凹部1dと係合した状態で回転するようになっている。
上記昇降ロッド25は、上記支持部材21の内部を回転可能に設けられるとともに、上記支持部材21の内部に設けられた付勢手段としてのばね29によって常時上方に向けて付勢されており、その下端部には図示しない軸受22を介して上記カムフォロア27を保持する保持部材30が連結されている。
上記カム28は上記中心軸13を囲繞するように固定され、上記カムフォロア27がその下方から当接するようになっており、上記ばね29による上記昇降ロッド25の上昇を規制するようになっている。
このような構成により、上記カム28の下面の位置を異ならせることで、上記係合部材24を、上記上昇位置と、係合部材24の頂部が載置テーブル17の載置面より下方に退避した下降位置との間で昇降させるようになっている。
ここで、図2は上記把持手段18が下降位置に位置して上記ペットボトル1を把持している状態を、図3は上記把持手段18が上昇位置に位置して上記ペットボトル1の上方に退避した状態を示している。
また図4は上記把持手段18の断面図を示し、具体的には図5におけるIV-IV部の断面図を示しており、図4において、図示左方は把持手段18によってペットボトル1を把持していない開放状態を、図示右方はペットボトル1の首部1bを把持した閉鎖状態を示している。なお図5は上記閉鎖状態を示している。
図2に示すように、上記ハウジング33の上部には上記第3プレート16に設けられた上記モータ31によって駆動される駆動ロッド37が連結され、また図4に示すように、内部には上記開閉機構35を構成するピストン38を収容するための空間Sが形成されている。
上記駆動ロッド37は3つの第1~第3管状部材37a~37cによって構成され、このうち上方の第1管状部材37aが上記モータ31に連結され、下方の第3管状部材37cが上記ハウジング33に連結されている。
上記第1管状部材37aと第2管状部材37bとはその端部同士がスプライン結合されており、上下方向への伸縮を許容しながらモータ31の駆動力をハウジング33へと伝達させるようになっている。
上記第2管状部材37bは上記昇降手段32を構成する筒状のスリーブ39の内部に回転可能に設けられ、当該第2管状部材37bの下端部には上記第3管状部材37cが連結固定されている。
上記グリッパ34は、図5に示すように120°の間隔で等間隔に設けられており、その下端部には上記ペットボトル1の首部1bの直径に合わせて円弧状の把持部34aが形成されている。
このような構成により、グリッパ34が閉鎖状態になると、上記把持部34aが首部1bの略全周に接触し、これによりペットボトル1を側方から押圧して把持するとともに、把持手段18の回転中心を上記ペットボトル1の中心軸13に一致させるようになっている。
このとき、上記グリッパ34は板厚の厚いペットボトル1の首部1bを把持するため、ペットボトル1を変形させずに把持することが可能となっており、また側方から把持するため、ペットボトル1に対して上下方向に押圧力を作用させることがないため、胴部1aの変形も防止することもできる。
上記保持プレート40にはその側部に上記ばね43を収容するための凹状の収容部40aが形成されており、上記ばね43は上記グリッパ34を外方に向けて付勢するように設けられている。
上記構成により、通常は上記ばね43がグリッパ34における上記揺動ピン41の下方を外側に向けて押圧し、上記把持部34aが外方側に位置した開放状態となるようになっている。
これに対し、上記開閉機構35によって上記ローラ42を外方に押圧すると、グリッパ34は上記揺動ピン41を支点に回転し、上記把持部34aがハウジング33の中心に向けて移動して上記閉鎖状態となる。
上記ハウジング33に形成された空間Sは上記ピストン38によって上方の空間Sと下方の空間Sとに区画され、このうち上方の空間Sは、上記駆動ロッド37を構成する第3管状部材37cに形成されたエア通路37dと連通し、また下方の空間Sには外部に連通する連通口33aと、上記ピストン38を上方に向けて付勢するばね46とが設けられている。
図1において、上記第3管状部材37cの上端部は上記スリーブ39の下端部に設けられたエア継手47の内部に収容されており、上記エア継手47に上記エア供給手段45が接続されている。
上記エア供給手段45からエアが供給されると、上記空間Sの内部において上記ピストン38が上記ばね46の付勢力に抗して下降し、これにより上記プッシュピン44が下降するようになっている。
一方、上記エア供給手段45からのエアの供給が停止すると、ピストン38は上記ばね46の付勢力によって上昇し、これにより上記プッシュピン44が上昇するようになっている。
上述したように、上記グリッパ34は上記ばね43によって常時開放する方向に付勢されており、このため上記グリッパ34のローラ42は常時上記プッシュピン44の第1テーパ形状44aまたは第2テーパ形状44bに当接するようになっている。
そして、上記プッシュピン44が上昇位置に位置すると、グリッパ34に設けられたローラ42は上記第1テーパ形状44aに当接するようになっており、その結果ローラ42が中心側に位置して、グリッパ34が開放状態となる。
これに対し、上記プッシュピン44を下降位置に位置すると、上記ローラ42は第2テーパ形状44bに当接するようになっており、その結果ローラ42が外方に位置して、グリッパ34が閉鎖状態となる。
上記凹部36cのさらに下方には、下方に向けて拡径するテーパ形状36dが形成されており、上記トップロケーター36を下降させた際にテーパ形状36dが先に上記キャップ5に接触し、その後当該キャップ5を上記凹部36cへと誘導するようになっている。
上記ロッド36bは上記ハウジング33に設けられた保持プレート40の中央に穿設された保持孔40bに挿入されており、また円盤状部材36aと保持プレート40との間には付勢手段としてのばね48が弾装されている。
上記ばね48はトップロケーター36を下方に向けて付勢するが、当該ばね48の付勢力は弱く設定されており、具体的にはトップロケーター36がペットボトル1の上方に当接してばね48の付勢力によって下方に押圧しても、ペットボトル1が変形しない程度に設定されている。
上記スリーブ39は上記スライド部材52に固定されており、上記スライド部材52がスライドレール51に沿って上下に移動すると、その内部の上記駆動ロッド37を構成する第2管状部材37bを昇降させ、これにより上記把持手段18を昇降させるようになっている。
上記カムフォロア53は上記スライド部材52の内周に設けられており、これに対し、上記カム54は上記中心軸13を囲繞するように固定されている。
上記カム54は断面略コ字形に形成され、上記カムフォロア53の上方および下方より接触して、当該カムフォロア53を上下に移動させるようになっている。
上記構成を有する昇降手段32によれば、上記把持手段18を、上記把持手段18のグリッパ34が上記ペットボトル1の首部1bを把持する下降位置と、上記受取位置Aや受渡位置Bにおいて把持手段18がペットボトル1と干渉しない上昇位置とに位置させるようになっている。
図1におけるラベル供給手段12と回転テーブル11とが接近したラベル貼付位置Cでは、上記把持手段18によって回転する上記ペットボトル1に同期して貼付ドラム12aが回転し、貼付ドラム12aの外周面をペットボトル1の側面に接触させることで、ペットボトル1の側面にラベルを貼付するようになっている。
また本実施例の回転テーブル11における上記ラベル貼付位置Cには、上記載置テーブル17に載置されたペットボトル1のさらに内側に、円筒状の逃げ防止ローラ61を備えている。
当該逃げ防止ローラ61は、上記貼付ドラム12aがラベルを付すために上記ペットボトル1に接触する際、ペットボトル1が回転テーブル11の内側に移動してしまうのを、当該ペットボトル1の内側より支持することで阻止するものとなっている。
まず図1における上記容器供給スターホイール3と回転テーブル11とが隣接した受取位置Aでは、図6(a)に示すように容器供給スターホイール3から回転テーブル11の載置テーブル17上にペットボトル1が載置される。
この際、上記把持手段18は昇降手段32によって上昇位置に位置して、ペットボトル1に干渉しないようになっており、また載置テーブル17では上記係合部材24が昇降手段23によって載置テーブル17の載置面の下方に退避している。
このときトップロケーター36の下面に形成されたテーパ形状36dがペットボトル1のキャップ5に接触し、その後さらにトップロケーター36が下降することでキャップ5が上記凹部36cへと誘導されるようになっている。
そして把持手段18が下降位置に位置すると、上記トップロケーター36は上記ばね48の付勢力によってペットボトル1を上記載置テーブル17に向けて付勢するが、このときのばね48の付勢力はペットボトル1を変形させない程度に設定されていることから、胴部1aが上下に圧縮変形しないようになっている。
これにより、ペットボトル1は上記トップロケーター36および係合部材24とによって上下から支持され、ペットボトル1の中心軸13が把持手段18の回転中心および載置テーブル17の回転中心と一致する。
なお、上記係合部材24も上記ばね29の付勢力によってペットボトル1を上方に向けて付勢するが、当該係合部材24による上方への付勢力と、上記トップロケーター36による下方への付勢力とでは、ペットボトル1の胴部1aが上下方向に変形しないようになっている。
このとき、把持手段18のグリッパ34は上記ペットボトル1の首部1bを水平方向に3方向から囲繞するように把持するため、首部1bの変形を防止することができ、また把持手段18を回転させた際に確実にペットボトル1を回転させることが可能となっている。
またこのとき把持手段18は上記ペットボトル1の胴部1aに対して押圧力を作用させないことから、胴部1aが変形しないようになっている。
このとき、上記ペットボトル1を載置する載置テーブル17および、ペットボトル1の底部に係合する係合部材24もペットボトル1の回転に伴って回転するようになっている。
そしてペットボトル1がラベル貼付位置Cを通過する際、ペットボトル1の側面と上記貼付ドラム12aとが回転しながら接触し、貼付ドラム12aに保持されたラベルがペットボトル1の側面に貼付される。
このとき、ペットボトル1は上記把持手段18によって把持された状態で回転しており、胴部1aの変形が防止されていることから、ラベルを適切に貼付することができる。
また載置テーブル17とトップロケーター36との間では容器が変形しない程度の付勢力によって支持されているため、上記貼付ドラム12aの接触によりペットボトル1が回転テーブル11の内周側に移動する可能性があるが、これを上記逃げ防止ローラ61によって阻止することにより、ペットボトル1の位置ずれを防止するようになっている。
すなわち、上記把持手段18によって比較的肉厚の厚く剛性の高い首部1bを側方から押圧して把持することから、当該ペットボトル1を上下方向から挟持して保持する場合に比べて上記胴部1aの変形を抑えることができる。
このような剛性の弱い胴部1aを有したペットボトル1を上下から押圧すると、当該胴部1aが変形してその側面が外側に膨張し、当該変形した胴部1aにラベルを貼付すると、その後胴部1aが元の形状に復帰した際にラベルにしわやめくれが生じる恐れがあった。
また、従来は上記載置テーブルを駆動手段により回転させ、その際ペットボトル1と載置テーブルとの間の摩擦力によりペットボトル1を回転させることが行われていたが、その場合摩擦力を確保するためにペットボトル1の底面の形状に合わせて形状が異なる載置面を有する載置テーブルを用意する必要があった。
このため、ペットボトル1を変更する際には、回転テーブル11上のすべての載置テーブル17を交換する必要が生じ、型替えに時間がかかるという問題があった。これに対し本実施例のラベラー2はペットボトル1の底部の形状に関わらず当該ペットボトル1を回転させることが可能であるため、型替えを効率的に行うことが可能となっている。
また上記実施例の容器搬送手段は回転テーブル11を回転させてペットボトル1を搬送するものであるが、載置テーブル17および把持手段18を搬送方向に整列させた状態で移動させる構成であってもよい。
1b 首部 1d 凹部
2 ラベラー 17 載置テーブル
18 把持手段 24 係合部材
31 モータ(駆動手段) 34 グリッパ
36 トップロケーター
Claims (2)
- 容器搬送手段によって搬送されるペットボトルの側面にラベルを付すラベラーであって、
上記容器搬送手段は、ペットボトルが載置される載置テーブルと、上記載置テーブルの上方に設けられて上記ペットボトルの首部を側方から押圧して把持する把持手段と、上記把持手段を回転させる駆動手段 と、上記載置テーブルの上方に設けられて上記ペットボトルの上部に当接するトップロケーターを備え、
上記ペットボトルが上記載置テーブルに載置されると、上記トップロケーターが上記ペットボトルの上部に当接して、トップロケーターと載置テーブルとによって上下からペットボトルを支持し、その状態で上記把持手段が当該ペットボトルの首部を把持 した状態で、上記駆動手段が把持手段ごと上記ペットボトルを回転させながら上記ラベルを付することを特徴とするラベラー。 - 載置テーブルの中央に貫通孔を設けるとともに、当該載置テーブルの載置面の上方に出没可能に設けた係合部材と、当該係合部材を昇降させる昇降手段とを備え、
上記ペットボトルが上記載置テーブルに載置されると、上記昇降手段が上記係合部材を上記載置テーブルの上方に突出させて、上記ペットボトルの底部に係合させることを特徴とする請求項1に記載のラベラー。
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