(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が円形状である容器が柱状に積み重ねられることにより構成された容器スタックを把持する容器把持具と、
この容器把持具を支持しかつこの容器把持具に所望の３次元運動を与える多関節の腕部材と、
この腕部材の運動を制御する制御手段とから成る容器搬送機において、
上記容器把持具は、往復回動可能に基端側がそれぞれ軸支された一対の細長片と、上記容器スタックを支えるためにこれら一対の細長片の回動中心側に突出するように上記一対の細長片の下端側にそれぞれ設けられた一対の舌状片とを備え、
上記一対の細長片は、上記容器スタックの外周面と相似な円弧状断面をそれぞれ持ち、
上記一対の細長片は、上記容器スタックの外周面に沿ってそれぞれ往復回動し、上記容器スタックを把持するときは上記容器スタックの中心線に関して線対称の位置に往回動する容器搬送機。
【請求項２】
上記容器スタックの外周面と相似な円弧状断面をそれぞれ持つ上記一対の細長片の下端部はそれぞれ丸められている請求項１に記載の容器搬送機。
【請求項３】
上記一対の細長片は、上記腕部材に取り付けられる基台の軸にそれぞれ往復回動可能に軸支され、
上記容器把持具は、往復動するように上記基台に設けられたロッドと、このロッドの往復動を上記一対の細長片にそれぞれ伝達する一対の連結棒とを備え、
上記ロッドの往復動によって、上記一対の細長片がそれぞれ往復回動する請求項１または２に記載の容器搬送機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、箱詰めされた容器を取り出して所定位置へ供給する容器搬送機、あるいは容器を箱詰めする容器搬送機に係わるものであり、特に柱状に積み重ねられた１スタックの容器を１スタックのまま取り扱う容器搬送機に用いるものである。
【０００２】
【従来の技術】
流れ作業によって食品などを容器に充填する充填機などのように、容器を大量に必要とする機械に容器を供給する場合、機械側のカップホッパと呼ばれる容器収納部に容器を柱状に積み重ねておき、ここから容器を順に取り出させるようにしている。従って、この種の機械に供給される容器は、例えば５０個を柱状に積み重ねて１スタックとして取り扱われ、このスタックは数ダース単位で箱詰めされて出荷される。
【０００３】
箱詰め状態の容器スタックは、輸送時にスタックが崩れないように、また、箱の保管場所を最小にするために、千鳥状に密接した状態で箱に詰められている。また、容器１個の高さが数センチであっても、これが５０個積み重ねられると、その高さは４０〜６０センチにもおよぶ。このような状態で箱詰めされている容器をスタック単位でカップホッパに供給する場合、箱の上から容器スタックを指でつまんだところで、せいぜい数個の容器を取り出すことしかできない。従って現場では、箱を注意深く寝かせて容器のスタックの全部をスタックが崩れないように箱から滑らせて取り出した後、手作業で１スタックづつカップホッパに供給していた。
【０００４】
しかし容器のスタックの全部を箱から取り出す場合には、容器が箱の中から雪崩のように転がり出てくる恐れがあり、注意深い作業が必要である。また１スタックの容器をカップホッパに供給している間に、残りの容器のスタックが転倒あるいは転落し崩れる恐れもあった。
【０００５】
次に容器のスタックを箱詰めする場合を考えると、容器は容器製造装置側の計数機で計数されて自動的に積み重ねられるが、箱詰め作業は自動化されておらず手作業によっていた。この作業は、箱の開口を横に傾けて容器のスタックを順に並べていくだけの単純な作業であるが、箱の内部空間に手の入る余裕が無くなると、容器スタックの両端を保持して箱に並べることができず、容器スタックを押し込むようにして箱に詰め込むことになる。特に、最後の一列の詰め込み作業は非常に困難となる。しかし、無理な詰め込みによって、商品価値を左右する容器の外観を損傷してはならないので、極めて慎重な詰め込み作業が要求され、箱詰め作業はその後段に向かうにつれて作業の能率が低下する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
僅かな隙間を利用して容器スタックを把持できれば、密に箱詰めされている容器スタックであっても、箱の中から容器スタックを順に取り出すことができ、このために、箱詰めされている容器スタックの全部を箱から取り出す必要も無くなる。また、容器スタックを箱詰めする際には、他の容器スタックを損傷することなく確実に箱詰め作業を行える。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の容器搬送機は、上述した課題を解決するために、断面が円形状である容器が柱状に積み重ねられることにより構成された容器スタックを把持する容器把持具と、この容器把持具を支持しかつこの容器把持具に所望の３次元運動を与える多関節の腕部材と、この腕部材の運動を制御する制御手段とから成る容器搬送機において、上記容器把持具は、往復回動可能に基端側がそれぞれ軸支された一対の細長片と、上記容器スタックを支えるためにこれら一対の細長片の回動中心側に突出するように上記一対の細長片の下端側にそれぞれ設けられた一対の舌状片とを備え、上記一対の細長片は、上記容器スタックの外周面と相似な円弧状断面をそれぞれ持ち、上記一対の細長片は、上記容器スタックの外周面に沿ってそれぞれ往復回動し、上記容器スタックを把持するときは上記容器スタックの中心線に関して線対称の位置に往回動するように構成したものである。
【０００８】
本発明においては、上記容器スタックの外周面と相似な円弧状断面をそれぞれ持つ上記一対の細長片の下端部はそれぞれ丸められているのが好ましい。また、本発明においては、上記一対の細長片は、上記腕部材に取り付けられる基台の軸にそれぞれ往復回動可能に軸支され、上記容器把持具は、往復動するように上記基台に設けられたロッドと、このロッドの往復動を上記一対の細長片にそれぞれ伝達する一対の連結棒とを備え、上記ロッドの往復動によって、上記一対の細長片がそれぞれ往復回動するのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による容器搬送機の一実施例を図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１は、この実施例による容器搬送機１の使用状態を示す斜視図である。この図の中央部分に配置されているのが容器搬送機１であり、この容器搬送機１は容器把持具２と、この容器把持具２を先端に支持する多関節の腕部材３と、図示を省略したがこの腕部材の運動を制御する制御手段とで構成されている。この容器搬送機１が取り扱う容器４は、断面が円形状であり、外周面に環状の段部４ａ（図３）が形成されて柱状に積み重ねることができるものである。
【００１１】
容器把持具２は、図２に示すごとく、側部材として容器４の外周面と相似な円弧状断面を持つ２枚の細長片７、８を備えている。これらの細長片７、８は、容器４の外周面に沿って回動できるように軸支され、容器４の中心線に関して線対称の位置に移動することによりこの容器４を把持する。なお、これらの細長片７、８の下端には、横部材である舌状片９、１０が、これらの回動の中心側に突出するように形成されて、それぞれ容器４の環状の段部と係合する。
【００１２】
腕部材３は、床に固定される基盤１１と、垂直方向の第１の軸Ｌ１を中心としてこの基盤１１上で左右に回動できる回転台１２と、水平方向の第２の軸Ｌ２を中心としてこの回転台１２にその下端が軸支され上下に回動できる第１の腕１３と、この第１の腕１３の上端にその一端が軸支され水平方向の第３の軸Ｌ３を中心として上下に回動できる第２の腕１４と、その基端が第２の腕１４の他端で軸支され、この第２の腕１４の軸方向に延びる第４の軸Ｌ４を中心として回動可能な第３の腕１５と、この第３の腕１５の先端に配され、第４の軸Ｌ４と直交する方向に延びる第５の軸Ｌ５を中心として回動可能な第４の腕１６と、この第４の腕１６の軸方向に延びる第６の軸Ｌ６を中心として、その基端が第４の腕１６に回動可能に軸支される第５の腕１７とを備え、この第５の腕１７に容器把持具２が着脱可能に取り付けられている。従って、容器把持具２は、６軸の制御により、腕部材３のリーチの範囲で所望の３次元運動が可能であり、また、容器４の種類などに応じてこの容器把持具２の交換も可能である。
【００１３】
容器搬送機１は、容器４を収納している箱２１の大きさ、容器４の大きさ、容器４のスタックの本数および容器４のスタックの配列の仕方など、箱２１に詰められている容器４のスタックを取り出す際に必要な情報および容器４のスタックの搬送についての位置情報が予め入力された制御手段（図示せず）によって制御される。なお、箱２１の位置情報は、位置決め手段２２によって規定されており、箱２１を位置決め手段２２に当接させるだけでよい。従って、容器搬送機１は、容器把持具２と容器４のスタックとの位置を合わせるための目印となる手段が無くても、箱２１の中から順に容器４のスタックを取り出すことができる。
【００１４】
容器搬送機１は、箱２１から容器４のスタックを取り出した後、充填機などの装置２５のカップホッパ２６にこの容器４のスタックを供給する。なお、この箱２１は、容器４のスタックが転倒しないように、容器搬送機１の方に傾けられている。また、容器搬送機１の容器把持具２は、一対の細長片７、８であるため、僅かな隙間にでも挿入することができるが、箱２１から容器４のスタックを取り出す順番として、例えば図示のように容器４のスタックをこの箱２１に千鳥状に詰め込むと、箱２１の左上の隅に比較的大きな隙間が形成され、一対の細長片７、８の挿入が容易であるので、まず箱２１の左上の容器４のスタックから順番に取り出す。
【００１５】
図１では、箱２１から容器４のスタックを取り出して、充填機などの装置２５に供給する容器搬送機１の動作を示したが、図示の装置２５を容器の製造装置とし、ここから容器４のスタックを取り出して順に箱詰めすることも可能である。また、１つの容器搬送機１で複数種類の容器を、複数種類の充填機などの装置に対応させてそれぞれ搬送することもできる。例えば、苺ジャム用の容器が収められている箱とマーマレード用の容器が収められている箱とを別々に位置決めしておき、それぞれの箱から各容器を苺ジャム用の充填機とマーマレード用の充填機とに選別的に供給することができる。
【００１６】
図２は、この実施例の容器搬送機１の容器把持具２の斜視図である。一対の細長片７、８は、第５の腕１７に取り付けられる基台３１の軸に基端側がそれぞれ回動可能に軸支され、回動中心に向かって突出する舌状片９、１０を下端側にそれぞれ備えている。また下側端は、隙間への挿入を容易にできるように、スコップの先端部に似せてそれぞれ丸められている。
【００１７】
図３は、容器把持具２による容器４のスタックの把持状態を示す概略断面図である。図示のように、一対の細長片７、８は、その長さが容器４のスタックの高さに対応するように構成され、容器４のスタックを一対の細長片７、８の間に把持し、スタックの最下段の容器４の段部４ａに一対の細長片７、８の舌状片９、１０を係合させる。
【００１８】
図４は、一対の細長片の駆動機構の概略図である。基台に取り付けられているエアシリンダ３２（図２参照）のロッド３３の往復動は、一対の連結棒３４、３５によりそれぞれの細長片７、８に伝達される。図４（Ａ）はロッド３３の縮み動作により、一対の細長片７、８がこの図で回転中心の左側に寄せられている状態を示す。これらの細長片７、８は上述したように断面が円弧状であり、この実施例ではその円弧角が８０°に形成されおり、片側に寄せられたときに反対側の円弧角が１８０°以上になるので、容器を横方向からでも容易に把持することができる。図４（Ｂ）はロッド３３の伸び動作により、一対の細長片７、８が回動中心に対して線対称の位置に回動された状態を示す。この状態で容器が一対の細長片７、８の間に把持される。
【００１９】
図５は、一対の細長片７、８による容器４の把持動作を説明する概略図である。一対の細長片７、８による容器４の把持動作は、一対の細長片７、８の回動中心Ｃ１と容器４の中心Ｃ２とが一致した位置で行われるのが理想的であるが、図５（Ａ）に示すように、一対の細長片７、８の回動中心Ｃ１と容器４の中心Ｃ２とがずれることがある。しかしながら、一対の細長片７、８の寸法や円弧角を適宜設定することにより、以下に述べるように、一対の細長片７、８の回動中心Ｃ１と容器４の中心Ｃ２とがずれたままでも一対の細長片７、８による容器４の把持動作を確実に行うことができる。
【００２０】
図５（Ｂ）に示すように、一対の細長片７、８が回動されると、これらの細長片７、８の側端が容器４の外周に接触する。このとき、これらの細長片７、８の側端が容器４の半分を越えた位置で容器４の外周に接触するように構成すると、この後のこれらの細長片７、８の回動により容器４がこれらの細長片７、８の内側に滑り込む。図５（Ｃ）は一対の細長片７、８の回動完了状態を示す。この図から明らかなように、一対の細長片７、８の側端の間隔が容器４の直径よりも小さいので、容器４は一対の細長片７、８の内側に確実に保持される。
【００２１】
以上、本発明の一実施例について述べたが、本発明は、記載および図示されたこの実施例に限らず、さまざまな実施の態様を取り得る。例えば、この実施例では６軸制御される多関節型の腕部材を用いているが、さらに複雑な３次元運動が要求される場合、７軸あるいはそれ以上の制御が可能な腕部材を用いてもよい。逆に、もっと簡素化された３次元運動で要求が満たされる場合には、５軸あるいはそれ以下の制御で動作する腕部材を用いてもよい。
【００２２】
また、容器把持具の駆動にエアシリンダを用いているが、ソレノイドプランジャやモータを用いることも可能である。さらに、容器把持具の長さを調節できるようすれば、積み重ねられる容器の数を変更する場合に、容器把持具を交換しないで済む。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、容器把持具が制御手段によって運動を制御される多関節の腕部材により所望の３次元運動を与えられるので、容器スタックの搬送を自動的に正確に繰り返して行うことができる。従って、作業人員の削減および衛生的な製品管理が可能である。
【００２４】
また、容器把持具が容器スタックの外周面に沿ってそれぞれ往復回動する一対の細長片を備えているので、箱詰めされている容器スタックや、狭い場所にある容器スタックであっても、容器を傷付けることなく確実に把持することができ、このために、箱からの容器スタックの取り出し、容器スタックの箱詰めあるいは各種の装置や場所への容器スタックの搬送が極めて容易に行える。
【００２５】
しかも、１つのスタックとして容器が数十個積み重ねられていても、一対の細長片によって容器スタックの上方あるいは側方からこの容器スタックをそのまま把持できるので、搬送能率が高い。
【００２６】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、隙間への一対の細長片の挿入を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例による容器搬送機の使用状態を示す斜視図である。
【図２】  図１に示した容器搬送機の容器把持具の斜視図である。
【図３】  図２に示した容器把持具による容器の把持状態を示す概略断面図である。
【図４】  図２に示した容器把持具の一対の細長片の駆動機構の概略図である。
【図５】  図２に示した容器把持具の一対の細長片による容器の把持動作を説明する概略図である。
【符号の説明】
１            容器搬送機
２            容器把持具
３            腕部材
４            容器
７            細長片
８            細長片
９            舌状片
１０          舌状片
３１          基台
３３          ロッド
３４          連結棒
３５          連結棒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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