(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器搬送システム用のクランプチャック（Ｋ１，Ｋ２）であって、掴み位置と開放位置の間において一つまたは二つの軸（５）を中心に揺動自在であり前記開放位置に向かう方向に蓄力機構によりバネ性を有して押さえられている二つのチャックアーム（７）を備えたクランプチャックにおいて、
蓄力機構が、お互いに反発する少なくとも一対の永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）を有しており、
チャックアーム（Ｋ２）が、軸（５）を中心にキャリアプレート（４）上で、揺動自在の２つのチャックアーム（７）の延長部（７ｂ）間にある回転自在の制御カム（２１）により制御され、そして、チャックアームが、チャック範囲（９）と軸（５）の間のチャックアーム（７）に配置された永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）の間で前記開放位置に向かう方向に作用する反発力（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）により、延長部（７ｂ）で制御カム（２１）と接触して保持され、
前記永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）は、容器底（１５）とカバー（１６）とを有するカプセルケーシング（１２）に収納されており、前記カバー（１６）は前記カプセルケーシング（１２）の開口端部に設けられ、
前記永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）が円筒形状であり、前記チャックアーム（７）に固定された、非磁性材料の前記カプセルケーシング（１２）の中に収納されており、前記カプセルケーシング（１２）は、前記永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）の反発面（Ａ）に対向する肉薄の前記容器底（１５）を有する容器（１４）、および前記容器（１４）の開口端部に設けられた、前記肉薄の容器底（１５）に対して肉厚の前記カバー（１６）で出来ている、
ことを特徴とするクランプチャック。
【請求項２】
請求項１に記載のクランプチャックにおいて、それぞれの永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）が円筒状でカプセルケーシング（１２）に収納されており、そのカプセルケーシングはその足部（１８）を使って、チャックアーム（７）の対向面にある収容部（１９）の底に座していることを特徴とするクランプチャック。
【請求項３】
請求項１に記載のクランプチャックにおいて、容器掴み位置において永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）の間に、第一空隙（Ｌ１）を設けていること、そして容器（Ｂ）がなくてクランプチャック（Ｋ２）が極端に閉止位置となるときに、永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）の間に、第一空隙（Ｌ１）より小さい第二空隙（Ｌ２）を設けていることを特徴とするクランプチャック。
【請求項４】
請求項１に記載のクランプチャックにおいて、延長部（７ｂ）と制御カム（２１）の間に、板バネ（２３）および／または圧縮バネクッション（２４）を設けていることを特徴とするクランプチャック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のクランプチャックにおいて、永久磁石（Ｐ１，Ｐ２）のお互いに反発する力が、チャックアーム（７）の間で直接作用することを特徴とするクランプチャック。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のクランプチャックにおいて、チャックアーム（７）の一つが揺動自在であり、別のチャックアーム（７）がキャリア構造体（１）に固定されていることを特徴とするクランプチャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブルに記載の種類のクランプチャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
開放位置と掴み位置の間を純粋に機械的に制御するクランプチャックは、例えば、欧州特許出願第０６５９６８３Ａ公報で公知である。機械的に制御するため構造に手間がかかる。
【０００３】
蓄力機構を使用して機械的に制御、および容器自体により作動する非制御のクランプチャックは、ドイツ特許第２９７１３５１０Ｕ公報で公知である。蓄力機構は例えば、チャックアームの間で機能するように設けられた螺旋またはコイル圧縮バネである。ボトル用の非制御クランプチャックは、掴もうとするボトルが入口傾斜部を介してクランプチャック内に移動することにより、掴み位置に向かう方向に働く蓄力機構の力に抗して開き、その後に蓄力機構の力により掴み位置に戻される。ボトルを排出するためには閉じたクランプチャックからボトルを引き出すが、そのときにボトルが開口傾斜部を介して、チャックアームを蓄力機構の力に抗して揺動させて開く。クランプチャックは、蓄力機構の力により自動的に掴み位置に戻る。機械式制御のクランプチャックは、開放位置に向かう方向に作用する蓄力機構の力、例えばゴムバネに抗して、回転自在の制御カムにより掴み位置に、そして逆に移動される。
【０００４】
容器搬送システム、殊にボトル搬送システムは、微生物の状況および洗浄に関して高度の要求を満たさねばならず、そして長い耐用年数に亘って、そして非常に多い動作の繰り返しに対しても確実に運転できねばならない。螺旋バネまたはゴムバネまたは類似のもののような実体的なバネは、チャック範囲の近く、即ちクランプするボトルの近くに配置されることになるが、微生物および洗浄という観点で問題がある。というのは、そこには小さな汚れが容易に溜まり、そして更に腐食性があり寿命を縮める洗浄剤の当たることが多くて、常に機械的に損傷し破損する可能性があり、それによりクランプチャックの機能が損なわれ、又は失われる（危険性の大きなものは、ボトルの損傷）。その他に、バネは作動時に破片や内容物質を出すことがある。
【０００５】
ボトル搬送技術において既に、多段ジョイントの制御クランプチャックで、お互いに引き合う永久磁石を保持メカニズムに設けることが提案されている。しかし、お互いに引き合う永久磁石は問題を招くことがあり、磁石が接触または極度に近接した時切り離すために極度に大きな力を必要とし、それがクランプチャックを予期しない反動的なパチンとした急激な動き、極度に大きな機械的負荷に至ることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願第０６５９６８３Ａ号公報
【特許文献２】ドイツ特許第２９７１３５１０Ｕ号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、確実に機能し容易に洗浄でき、微生物的観点での高度な要求を満たす制御または非制御のクランプチャックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題は、請求項１に記載の発明の特徴により解決される。
蓄力機構でお互いに反発する永久磁石が、実体接続のない仮想的なバネとして機能し、そのときバネ特性を、永久磁石の設計により決めて最適化する。作用する力の変化は、目に見えるような衝撃的なものではない、すなわち永久磁石がお互いから離れ去るときに、反発力は永久磁石が最も近接しているときの最大から、バネ特性に相当して減少する。これは、クランプチャックのためには最適の力特性である。しかし、クランプチャックにおいて反発する永久磁石で形成した仮想バネの本質的な利点は、必要スペースが最小であることだけでなく、破損に対する安全性、摩耗のない作動、バイ菌や汚れが固着し易い陰の部分や隅部あるいは類似の場所をなくせる可能性、そして場合により腐食性の洗浄剤に影響されないことである。永久磁石は、種々の仕様と形態で高性能のものがコスト的に有利に入手可能であり、それがクランプチャックには重要である。なぜなら、一つの容器搬送システムでは非常に多数のクランプチャック、例えば３００以上を使用することがあるからである。
【０００９】
できるだけ小さい体積で高能力、最適化された反発力変化、そして永久磁石がお互いから離れた時でも小さくても反発力を達成するためには、永久磁石が主として希土類を含んでいる、あるいは希土類でつくられていると目的に適っている。そのためには例えば、ネオジムあるいはサマリウム、あるいはまた周期列第三グループの化学元素およびランタン化合物が目的に適っている。そのような永久磁石は、面積または体積当たりの能力密度が非常に高いことが顕著である。
【００１０】
バイ菌や汚れが蓄積する場所をなくし、場合により腐食性であり高圧を使って使用される洗浄剤の有害な影響を避けるために、それぞれの永久磁石を非磁性材料の中に封じ込めると目的に適っている。そのためには、特にステンレスが適しており、それにより容易に無菌を維持できる。
【００１１】
目的に適った実施形態では永久磁石を直接チャックアームに、好ましくはチャックアームのチャック範囲と軸の間でほぼ中央部に配置している。永久磁石がチャックアームをお互いに離れるように押し、例えばクランプチャックを最初は強い反発力で、そして徐々に緩くなる反発力で開く。この反発力はチャックアームの掴み範囲の近く、すなわち掴む容器の近くで作用するので好都合である。しかし、永久磁石の位置だけでなくその数も、状況に合わせて、例えばチャックアームの相対的な可動範囲および類似の状況により変えることもできる。
【００１２】
目的に適った別の実施形態では、永久磁石がチャックアームの剛体延長部に、好ましくは軸が掴み範囲と永久磁石間のほぼ中央にくるように設けられている。このときは、例えばチャックアームが反発力により掴み位置に向かう方向に押さえられ、クランプチャックが開いた時に最大の力の作用する。もちろん永久磁石の位置を、単数または複数の軸との関係において、そして運転状況に合わせて別に選ぶこともできる。
【００１３】
非制御クランプチャックにおける目的に適った実施形態では、永久磁石をチャックアームの固定延長部に配置しており、例えば容器自体によりチャックを開き、そのチャックアームは永久磁石により掴み位置の方向に押さえられる。
【００１４】
この場合、一つの考え方が目的に適い得る。それによれば、永久磁石の平坦に形成した反発面が掴み位置において基本的にお互いに平行である、即ち最も弱い反発力が作用するときであり、他方では掴み位置においてお互いに最も近接している又は更に反対側で接触している、即ち最大の反発力が作用すべきときである。最小の反発力を有する位置で、また反発面がお互いで小さい鋭角を形成することがあり、他方では逆方向の鋭角が目的に適っていることがあり、その時に最大の反発力のための位置となることがある。この考え方により、容器例えばボトルの首部が掴み範囲に来る又はここから排出されると直ぐに、チャックアームは可能な限り迅速に掴み位置に戻ることが確実になる。
【００１５】
基本的にいずれの永久磁石も、円筒形状でカプセルケーシング内に収納されていると目的に適っている。カプセルケーシングは、薄肉の底がついた例えばステンレス製の容器であり、永久磁石の反発面がその底に対向し、そして容器の開口した側はカバーで塞がれており、カバーが溶接されていると目的に適っている。
【００１６】
カバーと永久磁石の間に詰め物ディスクを挿入することがあるが、それにより例えば、カプセルケーシングの一サイズで異なった大きさの永久磁石を使用することができ、あるいはカバーを溶接するときに溶接熱の影響から永久磁石を保護する。
【００１７】
カプセルケーシングがチャックアーム下側の下方、またはキャリアプレート上側の下方に位置するように、そしてクランプチャックの稼働時に邪魔になることが非常に少ないように、カプセルケーシングを配置している延長部がチャックアームに対して斜めに折り曲げられていると目的に適っている。
【００１８】
機械式制御のクランプチャックにおいて利点ある別の実施形態では、チャックアームの延長部の間で回転自在の制御カムが機能しており、それによりチャックアームを掴み位置と開放位置の間で往復運動させる。永久磁石の反発力が開放位置に向かう方向に作用し、制御カムと接触した状態で延長部を保持する。この実施形態では、円筒形状を有する永久磁石をカプセルケーシングに収納し、カプセルケーシングは固定用足部を使ってチャックアームに固定している。カプセルケーシング用に充分な取り付けスペースを確保するために、チャックアームの内側に凹みを設けていると目的に適っている。
【００１９】
この実施形態では、永久磁石がほぼ最大の反発力で反発するように、掴み位置で永久磁石間に第一空隙を設けていると目的に適っている。それに対して容器がない時には、クランプチャックが極端な閉止位置にくることとなり、その位置では第一空隙より小さい第二空隙が永久磁石の間またはそのカプセルケーシングの間にでき、それにより最大の反発力が現れる。
【００２０】
永久磁石の力の作用を使用条件に良好に適合できるようにするために、チャックアームの収容部の中で固定用足部を調整自在で配置していると目的に適っている。
容器間で寸法バラツキのある容器を、クランプチャックを使って確実に掴むようにするために、延長部と制御カムとの間に調整用圧縮バネクッション、および／または調整用板バネ要素を設けていると目的に適っている。それにより、実際においてチャックアームのいずれの相対位置においても、ガタツキなしでバネ性を有して予圧されたシステムを形成するという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】掴み位置にある非制御クランプチャックの概略図である。
【図２】開放位置にある図１のクランプチャックである。
【図３】非制御クランプチャックの側面外観図である。
【図４】図１〜３におけるクランプチャックのチャックアームに関する具体的実施形態の遠視図である。
【図５】揺動軸方向で見たチャックアームの外観図である。
【図６】図５における切断面VI−VIの部分断面外観図である。
【図７】開放位置にある機械式制御クランプチャックの上部外観図である。
【図８】容器掴み位置にある図７のクランプチャックである。
【図９】極端な閉止位置にある図７と図８のクランプチャックである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図面を使って、本発明対象の実施形態を説明する。
図１〜３で示したクランプチャックＫ１は、非制御のクランプチャックであり、図示していない容器が入り込む又は排出される時の動作により開くもので、そのチャック位置は外部から制御する必要なしで自動的に決まる。
【００２３】
クランプチャックＫ１は、キャリア構造体１および、傾斜アーム３を有し場合により揺動する支持部材２で支持されており、その傾斜アームにはキャリアプレート４が座している。クランプチャックＫ１は、基本的に対称的な２つのチャックアーム７を有しており、この実施例ではチャックアームが、例えばネジ６により固定され、分かれている２つの軸５を中心に反対方向に揺動自在であり、そしてキャリアプレート４の上側面に基本的に平行である。
【００２４】
各チャックアームの前側アーム部分７ａは、チャック切り取り部９、前側に導入用傾斜部８、排出用傾斜部１０を有している。チャックアーム７には、軸５を越えて剛体の延長部７ｂが形成されている。それぞれの延長部７ｂには端部範囲に、少なくとも一つの永久磁石Ｐ１，Ｐ２が設けられており、そこでお互いで一緒に機能する二つの永久磁石Ｐ１，Ｐ２が、お互いに反対向きで極性を有しており、お互いに反発するようになっている。すなわち、永久磁石Ｐ１，Ｐ２が例えばＳ極でお互いに対向している、あるいはＮ極で対向している。永久磁石は主として希土類を使用してつくられており、非常に性能のよいものである。永久磁石が基本的に平坦な反発面Ａを有していると目的に適っており、反発面Ａ間の間隔により変化する反発力Ｆ１ないしＦ２が、その反発面の間で発生する。図示している実施形態では、反発力が図１の掴み位置の方向にチャックアーム７を押さえており、クランプチャックＫ１がその開放位置にあるときに（図２）、反発力Ｆ２が最大値となる。永久磁石Ｐ１，Ｐ２は、軸５を中心にした揺動方向でお互いに向き合っており、場合により延長部７ｂに沿って調整自在に配置されていることがある。
【００２５】
図１で示している掴み位置においては、反発面Ａは基本的にお互いに平行である。図２で示している開放位置においては、反発面Ａがお互いで軸５に向かって開いた鋭角を形成しており、場合によっては図示のように接触する。
【００２６】
代替の実施形態では、それぞれの延長部７ｂに沿って一つだけでなく複数の永久磁石Ｐ１またはＰ２を設けて、図１の掴み位置でも大きな力が作用するように反発力を形成することがある。
【００２７】
図４〜６は、図１で概略的に図示した上部チャックアーム７の具体的な実施形態を示している。チャックアーム７は軸５用の貫通穴１１を有しており、そして貫通穴１１に接する所で一部が切り取られている。この切り取り部には延長部７ｂが、例えば折り曲げた平板形状材１３の形態で１４の所に溶接されている。永久磁石Ｐ１はカプセルケーシング１２の中に密封密着して収納されており、延長部７ｂが折り曲げられて形成されていることにより、カプセルケーシングをチャックアーム７の下側の下方、ないしキャリアプレート４（図３）の上側の下方に配置できるので、クランプチャックの後方範囲には障害となる又は突出する部分ができない（図３を参照）。
【００２８】
カプセルケーシング１２は例えば、薄肉の容器底１５および開口した上側を有するステンレス容器１４である。永久磁石Ｐ１は例えば、平坦な反発面Ａのある円筒体の形状を有しており、完全にカプセルケーシング１２の中に収納されている。容器１４の開口した側は肉厚のステンレスカバー１６により閉止されており、例えば溶接されている。カバー１６と永久磁石Ｐ１の間には、詰め物ディスク１７を備えていることがある。
【００２９】
図５は、永久磁石Ｐ１の平坦な反発側が僅かに上方に傾斜して設けられていることを示しており、それにより図１で示す閉じた位置においては、両方の反発面Ａがお互いで小さな鋭角、例えば２０°未満で軸５から離れる方向に開く鋭角を形成する。
【００３０】
図７，８，９は、開放位置（図７）、容器掴み位置（図８）、そして容器Ｂなしで極端に閉じた位置（図９）にある機械的に制御するクランプチャックＫ２の上部外観図を示している。
【００３１】
ここでもクランプチャックＫ２は、基本的に対称的な２つのチャックアーム７を有しており、この実施例でもアームは別になった軸５を中心にして反対方向に揺動自在であり、軸５を越えて延伸する延長部７ｂを有している。クランプチャックＫ２は回転自在の制御カム２１により制御されるが、そのカムは駆動カム２２を使うことにより往復回転または通し回転できるようになっており、延長部７ｂの内側で作動する。制御カム２１と延長部７ｂの内側の間には更に、制御カム２１に当接する板バネ２３が設けられており、そして場合により圧縮バネクッション２４が設けられている。板バネ２３および／または圧縮バネクッション２４は、クランプチャックＫ２の作動システムにバネ作用を独自に与えて、力を伝達するための持続した制御カム２１と接触するようにし、場合により掴むべき容器Ｂにある寸法バラツキに対応する。
【００３２】
チャックアーム７の内側には、お互いに反発する永久磁石Ｐ１，Ｐ２がチャック範囲９と軸５の間に対で設けられている。場合により一対でなく複数の永久磁石Ｐ１，Ｐ２を設けていることもある。
【００３３】
それぞれの永久磁石Ｐ１，Ｐ２が、カプセルケーシング１２の中に収納されていると目的に適っており、そのときカプセルケーシングはその足部１８を使って収容部１９内で固定されている。利用可能である大きな磁石体積を収容するために、チャックアーム７の内側に凹み２０を形成していると目的に適っている。場合によっては、足部１８を収容部１９内で調整可能である。
【００３４】
図７で示している開放位置においては、卵形または楕円形の制御カム２１は延長部７ｂが互いに最も近接する回転位置にある。両方の永久磁石Ｐ１，Ｐ２はお互いから離れており、反発力Ｆ１がお互いに働いている。そのとき永久磁石Ｐ１，Ｐ２の平坦な反発面はお互いで、軸５から離れる方向で開く鋭角を形成している。
【００３５】
図８で示しているクランプチャックＫ２が容器を掴んだ位置では、制御カム２１が回転し、基本的にその最大寸法が延長部７ｂの間で作用しており、板バネ２３および圧縮バネクッション２４が僅かに変形して規定の掴み力で容器Ｂを保持する。永久磁石Ｐ１，Ｐ２がお互いに近接しているので、その間に例えば寸法ｙ１の空隙Ｌ１ができ、比較的大きな反発力Ｆ２が作用する。両方のチャックアーム７は、スキマ寸法ｘ１になるまで互いに近接する。
【００３６】
図９で示しているクランプチャックＫ２が極端に閉じた位置では容器Ｂがないので、チャックアーム７は互いにスキマ寸法ｘ１より小さいスキマ寸法ｘ２になるまで近接し、そして両方の永久磁石も空隙ｙ１より小さい空隙ｙ２になるまで近接する。最大の反発力Ｆ３が作用する。
【００３７】
示した実施形態おいては、チャックアーム７を一つの共通な軸に揺動自在で支持することもできる。さらに場合によっては、各ペアの永久磁石Ｐ１，Ｐ２の反発面Ａを凸面に丸めて、反発力の別の特性を狙うこともできる。図７〜９で示した実施形態では、永久磁石Ｐ１を直接チャックアームに埋め込むこともできるが、そのときの前提条件はチャックアーム７の材料が磁性を有しない、例えばステンレスであることである。さらに、チャックアーム７の一つだけを揺動自在で支承し、別のアームはキャリア構造に固定することも可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  キャリア構造体
２  支持部材
３  傾斜アーム
４  キャリアプレート
５  軸
６  ネジ
７  チャックアーム
８  導入用傾斜部
９  チャック切り取り部
１０  排出用傾斜部
１１  貫通穴
１２  カプセルケーシング
１３  平板形状材
１４  カプセルケーシング
１５  ケーシング底
１６  ステンレスカバー
１７  詰め物ディスク
１８  足部
１９  収容部
２０  凹み
２１  制御カム
２２  駆動カム
２３  板バネ
２４  圧縮バネクッション
Ａ  反発面
Ｂ  容器
Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３  反発力
Ｋ１，Ｋ２  クランプチャック
Ｌ１，Ｌ２  空隙
Ｐ１，Ｐ２  永久磁石
ｘ１，ｘ２  スキマ寸法
ｙ１，ｙ２  空隙寸法
【図１】
0005579889.tif 000002
【図２】
0005579889.tif 000003
【図３】
0005579889.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005579889.tif 000008
【図８】
0005579889.tif 000009
【図９】
0005579889.tif 000010