(57)【要約】【課題】  小型で簡単な構造でありながら開栓が確実に行える開栓装置、及び開栓方法を提供する。【解決手段】  開栓装置１０は、上端口部１が栓２で塞がれた複数の容器３を、上面が開放した函体４の内側に位置決めした状態で、これら複数の容器３を同時に開栓するものである。その特徴とするところは、函体４の内側に位置決めされる複数の容器３に対応して配列された複数の針５と、複数の針５をそれぞれの先端６が下方へ向く姿勢、又はそれぞれの先端６が矢印Ｃで指した時計回りに起上がった姿勢にする旋回手段７と、函体４を搬送する搬送手段８とを備える。【選択図】  図２
2006213330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上端口部が栓で塞がれ、上面が開放した函体の内側に位置決めされる容器を、開栓する開栓装置であって、
前記函体の内側に位置決めされる複数の前記容器に対応して配列され、前記栓を先端で突き刺しできる複数の針と、
複数の前記針をそれぞれの先端が下方へ向く姿勢、又はそれぞれの先端が起上がる姿勢になるよう旋回させる旋回手段と、
複数の前記容器が、複数の前記針のそれぞれ真下に位置するように、前記函体を搬送する搬送手段と、
複数の前記針を前記函体に対して昇降させる移動手段と、を備えることを特徴とする開栓装置。
【請求項２】
複数の前記針を、それぞれの先端が起上がる方向と反対方向へ水平移動させるシフト手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の開栓装置。
【請求項３】
前記旋回手段が、複数の前記針を互いに水平方向に隔てて固定した複数の回転軸と、
複数の前記回転軸を互いに平行に軸受けし、複数の前記回転軸を前記移動手段に回転自在に各々取付ける複数の軸受部材と、
複数の前記回転軸の回転を同期させる連動手段と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の開栓装置。
【請求項４】
前記連動手段が、前記回転軸に設けられたピニオンと、前記回転軸を横切る方向に延び前記ピニオンに噛み合うラックと、該ラックを前記回転軸を横切る方向に駆動する旋回駆動源とを備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の開栓装置。
【請求項５】
複数の針をそれぞれの先端が下方へ向いた姿勢にする工程と、
複数の前記針のそれぞれ先端の真下に、上端口部が栓で塞がれた複数の容器を搬送する工程と、
複数の前記針を下降させることにより、複数の容器のそれぞれの栓に、複数の前記針を各々突き刺す工程と、
複数の前記針をそれぞれの先端が起上がる方向に旋回させることにより、複数の前記栓を複数の前記容器から上方へ離脱させる工程と、
前記先端を起上がらせた複数の前記針を上昇させる工程と、を含むことを特徴とする開栓方法。
【請求項６】
前記針を旋回させる動作に同期して、前記針の先端が起上がる方向と反対方向へ、前記針を水平移動させる工程を含むことを特徴とする請求項５に記載の開栓方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、牛乳等の飲料を封入する容器を開栓するための開栓装置、及び開栓方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１乃至３には、先端に爪を設けた針で容器の栓を真上から突き刺した後、この爪を栓に引っ掛けながら針を上昇させることにより、容器から栓を離脱させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１８０４９７号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３６９１号公報
【特許文献３】特開２００３−５４６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、栓は容器に締り嵌めされているので、栓を容器から離脱させるには栓と容器の摩擦力に抗し、或いは、栓を変形させつつ針を上昇させなければならない。このときの反力によって容器が栓と共に上昇しようとするので、容器の浮き上がりを防止するためには、容器の肩又は頚部を押える部材が不可欠となる。これが装置全体の大型化を招いている。また、容器の形状が円筒に近く肩又は頚部を有さない場合は、上記のように容器を押えるのが困難である。
【０００４】
本発明は、上記の実情に鑑みて成されたものであり、小型で簡単な構造でありながら開栓が確実に行える開栓装置、及び開栓方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明置は、上端口部が栓で塞がれ、上面が開放した函体の内側に位置決めされる容器を、開栓する開栓装置に係るものであって、前記函体の内側に位置決めされる複数の前記容器に対応して配列され、前記栓を先端で突き刺しできる複数の針と、複数の前記針をそれぞれの先端が下方へ向く姿勢、又はそれぞれの先端が起上がる姿勢になるよう旋回させる旋回手段と、複数の前記容器が、複数の前記針のそれぞれ真下に位置するように、前記函体を搬送する搬送手段と、複数の前記針を前記函体に対して昇降させる移動手段とを備える。
【０００６】
更に、本発明に係る開栓装置は、複数の前記針を、それぞれの先端が起上がる方向と反対方向へ水平移動させるシフト手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
更に、本発明に係る開栓装置は、  前記旋回手段が、複数の前記針を互いに水平方向に隔てて固定した複数の回転軸と、複数の前記回転軸を互いに平行に軸受けし、複数の前記回転軸を前記移動手段に回転自在に各々取付ける複数の軸受部材と、複数の前記回転軸の回転を同期させる連動手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
更に、本発明に係る開栓装置は、前記連動手段が、個々の前記回転軸に設けられたピニオンと、前記回転軸を横切る方向に延び前記ピニオンに噛み合うラックと、該ラックを前記回転軸を横切る方向に駆動する旋回駆動源とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る開栓方法は、複数の針をそれぞれの先端が下方へ向いた姿勢にする工程と、複数の前記針のそれぞれ先端の真下に、上端口部が栓で塞がれた複数の容器を搬送する工程と、複数の前記針を下降させることにより、複数の容器のそれぞれの栓に、複数の前記針を各々突き刺す工程と、複数の前記針をそれぞれの先端が起上がる方向に旋回させることにより、複数の前記栓を複数の前記容器から上方へ離脱させる工程と、前記先端を起上がらせた複数の前記針を上昇させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
更に、本発明に係る開栓方法は、前記針を旋回させる動作に同期して、前記針の先端が起上がる方向と反対方向へ、前記針を水平移動させる工程を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複数の針がそれぞれの先端を下方へ向けた姿勢で、これら複数の針を下降させることにより、複数の容器のそれぞれの上端口部を塞ぐ栓に、複数の針を各々突き刺すことができる。そして、複数の針を旋回させ、それぞれ先端を起上がらせると、個々の針は、個々の栓を変形させながら傾き、個々の栓を容器に対して傾斜させるので、個々の栓が容器から離脱する。この反力は、個々の容器に加わることになるが、個々の容器は、函体の内側に位置決めされているので傾くことがない。
【００１２】
上記の「位置決め」とは、例えば、函体の内側に個々の容器を囲繞する升状の仕切材を設けることにより、個々の容器の傾きを規制することを意味する。或いは、函体の内側に複数の容器を互いに隙間なく詰め込むことにより、個々の容器が傾く余地を排除することを意味する。
【００１３】
更に、先端を起上がらせた複数の針を函体から上昇させると、個々の栓は針から抜けることなく、個々の針と共に函体から上昇する。この後、例えばストリッパ等によって個々の針から栓を除去すれば、以上の工程を繰り返すことができる。
【００１４】
また、本発明によれば、上記のように、個々の針が個々の栓を変形させながら傾く過程で、複数の針を、それぞれの先端が起上がる方向と反対方向へ水平移動させられる。これにより、容器の上端口部の口径が比較的小さい場合に、個々の針の先端が容器の上端口部の縁に衝突するのを避けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施形態に係る開栓装置、及び開栓方法について説明する。以下に記す駆動源、案内手段、駆動手段、又は移動手段には、それぞれ周知の技術を適用できるので、その図示又は説明は省略する。
【００１６】
例えば、駆動源としてサーボモータ等の回転機、エアシリンダ、又は油圧シリンダを適用できる。案内手段としては、スライドレールに滑子を滑動自在に係合させて成る滑り対遇を適用できる。駆動手段としては、送りねじにボールナット等を螺合させて成る回り対遇の一方を滑子に接続し、駆動源を用いて相対的に回り対遇を回転させ、これらの変位に従わせて滑子を所望の位置に移動又は停止できるよう構成しても良い。
【実施例１】
【００１７】
図１乃至図３に示す開栓装置１０は、上端口部１が栓２で塞がれた複数の容器３を、上面が開放した函体４の内側に位置決めした状態で、これら複数の容器３を同時に開栓するものである。その特徴とするところは、函体４の内側に位置決めされる複数の容器３に対応して配列された複数の針５と、複数の針５をそれぞれの先端６が下方へ向く姿勢、又はそれぞれの先端６が矢印Ｃで指した時計回りに起上がった姿勢にする旋回手段７と、函体４を搬送する搬送手段８と、旋回手段７と共に複数の針５を函体４に対して昇降させる移動手段９とを備えることにある。
【００１８】
容器３は、牛乳瓶のように上端口部１を有するものであれば、その形状、用途、又は材質等については、何ら限定されることはない。函体４は、通函と称されるものを適用しても良い。これは、飲料物を流通させる過程で、飲料物が詰められた容器３が倒れたり、又は複数の容器３同士が衝突して破損するのを防止するのに、函体４の内側に個々の容器３を囲繞する升状の仕切材４１を設けたものであり、仕切材４１によって個々の容器３を位置決めできる。或いは、函体４に仕切材４１が無くても、函体４の内側に複数の容器３を互いに隙間なく詰め込めば、複数の容器３を相互に位置決めできる。
【００１９】
搬送手段８は、水平方向に隔てて配置した２つのスプロケット８１，８２に無端状のチェーン８４を巻掛し、一方のスプロケット８１を減速機付きモータ８３で駆動して、チェーン８４の上弦を矢印Ｔで指した方向へ走行させるチェーンコンベヤである。矢印Ｔで指した方向を以下で「搬送方向Ｔ」と記す。チェーン８４の上弦に函体４を載せると、函体４は搬送方向Ｔへ搬送される。また、１本のチェーン８４だけが図に表れているが、このチェーン８４に対して搬送方向Ｔに直交する水平方向に隔たる位置にも、上記と同様の２つのスプロケットに巻掛した別のチェーン８４が設けられ、これら２本のチェーン８４に函体４が支持される。搬送方向Ｔに直交する水平方向は図中に矢印Ｗで指している。この方向を以下で「幅方向Ｗ」と記す。
【００２０】
移動手段９は、可動ヘッド部９０を鉛直方向に案内する第１の案内手段９１と、可動ヘッド部９０を第１の案内手段９１に従わせて昇降させる第１の駆動手段９２と、可動ヘッド部９０を幅方向Ｗに案内する第２の案内手段９３と、可動ヘッド部９０を第２の案内手段９３に従わせて移動させ搬送手段８の真上又は搬送手段８の側方へ逸れるよう移動させる第２の駆動手段（図示せず）とを備える。
【００２１】
図４は、１本の回転軸１１、及びこれに固定された１本の針５だけを表している。他の回転軸１１、及び針５についても図示と同様である。旋回手段７は、幅方向Ｗに延びる複数本の回転軸１１と、回転軸１１を回転自在に支持し且つ図５に表したシフト手段１２を介して可動ヘッド部９０に接続された軸受部材１３と、複数の針５を回転軸１１を支点に旋回させる連動手段１４とを備える。
【００２２】
回転軸１１は、複数のホルダブロック１５がその軸方向に隔てて固定され、個々のホルダブロック１５に針５が１本ずつ、その先端６を回転軸１１の径方向へ突出する向きで固定されている。また、総ての針５は互いに平行であり、回転軸１１と共に回転できる。軸受部材１３は、その下端付近に回転軸１１を貫通させており、ブッシュ１６を介して回転軸１１を支持するブラケットの役割を果たしている。また、回転軸１１は１本毎に２個以上の軸受部材１３で支持することが望ましく、個々の回転軸１１を支持する軸受部材１３は、総て図５に示すようなシフトフレーム１７に固定されている。
【００２３】
連動手段１４は、回転軸１１の適所に固定されたセクタギアから成るピニオン１８と、回転軸１１を横切る方向に延びピニオン１８にその上側から噛み合うラック１９とを備える。ラック１９が回転軸１１を横切る方向は、搬送方向Ｔに一致する。ラック１９は、シフトフレーム１７の下側に第３の案内手段（図示せず）を介して、搬送方向Ｔに沿う向きに滑動自在に取付けられている。
【００２４】
更に、ラック１９には、旋回駆動源２０の作動ロッド２１が接続される一方、旋回駆動源２０のシリンダ本体２２は、シフトフレーム１７に固定されている。従って、旋回駆動源２０の作動ロッド２１が搬送方向Ｔと反対方向へ前進すると、回転軸１１が図中を時計回りに回転し、総ての針５がそれぞれの先端６を起上らせた姿勢となる。旋回駆動源２０の作動ロッド２１が搬送方向Ｔへ後退すると、回転軸１１が図中を反時計回りに回転し、総ての針５がそれぞれの先端６を下方へ向けた姿勢となる。
【００２５】
また、シフトフレーム１７は、可動ヘッド部９０と別体であり、可動ヘッド部９０の下側に第４の案内手段（図示せず）を介して、水平方向へ滑動自在に取付けられている。更に、シフトフレーム１７には、シフト駆動源２３の作動ロッド２４が接続される一方、シフト駆動源２３のシリンダ本体２５は、可動ヘッド部９０に固定されている。シフト手段１２は、シフト駆動源２３とシフトフレーム１７とから構成される。このようなシフト手段１２によれば、シフト駆動源２３の作動ロッド２４が進退すると、これに従ってシフトフレーム１７と共に総ての針５が、搬送方向Ｔ又はその反対方向へ移動する。
【００２６】
旋回駆動源２０又はシフト駆動源２３は、それぞれの作動ロッド２１，２４を進退動するものであれば、何ら限定されないが、サーボモータの回転又は停止に従わせて作動ロッド２１，２４の正確な位置決めと動作速度の設定ができるように、周知の電動シリンダを適用するのが望ましい。例えば、シリンダ本体２２，２５にサーボモータと回り対遇を内装し、回り対遇の一方を作動ロッド２１，２４に接続し、回り対遇の他方をサーボモータで回転させることにより、作動ロッド２１，２４をシリンダ本体２２，２５に対して進退動させる。
【００２７】
次に、開栓装置１０を用いた開栓方法について説明する。以下の動作は、既述の構成要素がオペレータの指令、センサ類からの電気信号、又は開栓装置１０の制御を担うＣＰＵがアクセスできる記憶媒体に書き込まれたプログラムに基づいて成されるものとする。
【００２８】
最初に、移動手段９が可動ヘッド部９０と共に総ての針５を上昇させ、連動手段１４が総ての針５がそれぞれの先端６を下方へ向けた姿勢とする。これが待機の状態である。そして、搬送手段８の上に、複数の容器３を詰め込んだ函体４が載せられ、この函体４が図１に示すように可動ヘッド部９０の真下に達したところで、搬送手段８は停止する。これにより、個々の針５のそれぞれの先端６の真下に、複数の容器３が各々位置決めされることになる。
【００２９】
符号３０で指した容器は、函体４に収納する際に誤って上端口部１を下向きにしたものである。このような容器３０が、搬送手段８にて針５の真下まで搬送されないように、上端口部１を検出できるセンサ等を用いて容器３，３０の向きを予め確認し、警報ブザーを鳴らすと同時に搬送手段８を停止させても良い。
【００３０】
続いて、移動手段９が、先端６を真下に向けた総ての針５を可動ヘッド部９０と共に下降させることにより、図６（ａ），（ｂ）に示すように、複数の容器３のそれぞれの上端口部１を塞ぐ栓２に、総ての針５を各々突き刺すことができる。そして、旋回手段７が総ての針５を回転軸１１を支点に旋回させ、同図（ｃ），（ｄ）に示すように、それぞれの先端６を起上がらせると、個々の針５は、同図（ｅ）に示すように、栓２を変形させながら傾き、遂には栓２を容器３に対して傾斜させるので、個々の栓２が容器３から離脱する。この反力は、個々の容器３に加わるが、個々の容器３は、函体４の内側に位置決めされているので傾くことがない。
【００３１】
上記の「位置決め」とは、既述の通り、函体４の内側に設けた仕切材４１の作用であり、或いは、函体４の内側に複数の容器３を互いに隙間なく詰め込むことである。従って、針５の旋回に伴って容器３が少しぐらい函体４から浮き上がっても、容器３が函体４から飛び出すには至らない。
【００３２】
以上のように、開栓装置１０によれば、針５を旋回させることによって栓２を容器３から離脱させられるので、栓２を真上から突き刺した針５を、そのまま鉛直方向に上昇させる従来の技術に比較して、容器３の函体４からの浮上りを防止するための押さえ部材を省略できる。その分、開栓装置１０を小型化し、しかも開栓装置１０の構造を簡単にすることができる。
【００３３】
更に、個々の針５が個々の栓２を変形させながら傾く過程で、シフト手段１２は、針５が旋回する動作に同期させて、シフトフレーム１７と共に総ての針５を、それぞれの先端６が起上がる方向と反対方向、言い換えれば搬送方向Ｔと反対方向へ移動させる。これにより、容器３の上端口部１の口径が比較的小さい場合でも、針５の先端６を、上端口部１の縁から離れるように逃がせるので、針５の先端６が容器３の上端口部１の縁に衝突するのを避けられる。
【００３４】
続いて、先端６を起上がらせた総ての針５を函体４から上昇させると、図６（ｆ）に示すように、個々の栓２は針５から抜けることなく、個々の針５と共に函体４から上昇する。この後、ストリッパによって個々の針５から栓２を除去すれば、以上の工程を繰り返すことができる。
【００３５】
上記のストリッパは、例えば次のように構成しても良い。即ち、可動ヘッド部９０と共に総ての針５を、上記第２の駆動手段によって搬送手段８の側方まで移動させながら、図７（ａ）に示すように、総ての針５をそれぞれの先端６が下方へ向く姿勢に戻す。一方、複数の切込部２６を形成した櫛歯プレート２７を搬送装置の側方に配置する。そして、先端６が下方へ向いた個々の針５に栓２を突き刺したまま、これらの針５を図示の状態から更に搬送手段８の側方へ移動させると、図７（ｂ）に示すように、個々の針５の回転軸１１寄りの部位が櫛歯プレート２７の切込部２６を通過する。この状態で、栓２は櫛歯プレート２７の下方に位置するので、総ての針５を上昇させれば、栓２だけが櫛歯プレート２７に引っ掛かり、総ての針５から略同時に栓２が落下する。更に、落下した栓２をシュート等で回収しても良い。
【００３６】
尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様で実施できる。例えば、図８に示すように、連動手段１４は、個々の回転軸１１の適所に基端を固定したクランク１１１と、個々のクランク１１１の先端１１２を長手方向の途中に等間隔でピン接合した連結ロッド１１３とを備えるものであっても良い。この場合、何れか１本の回転軸１１に回転機にてトルクを入力すれば、これに総ての回転軸１１を連動させられる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ガラス、ＰＥＴ、又は軽合金等から成るあらゆる容器を開栓するのに利用できる。また、栓は、針の突き刺しが可能なものであれば、厚紙、合成樹脂、又は金属薄板等、その形状や材質は何でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１に係る開栓装置の正面図。
【図２】本発明の実施例１に係る開栓装置の要部を一部破断した正面図。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】本発明の実施例１に係る開栓装置に適用した旋回手段の要部の斜視図。
【図５】本発明の実施例１に係る開栓装置に適用した旋回手段、及びシフト手段の概略を示す側面図。
【図６】（ａ）乃至（ｆ）は本発明の実施例１に係る開栓装置による開栓の工程を順に示す説明図。
【図７】（ａ）は本発明の実施例１に係る開栓装置に適用したストリッパーの要部を示す斜視図、（ｂ）はその使用例を示す正面図。
【図８】本発明の実施例１に係る開栓装置に適用した旋回手段の変形例の要部を示す側面図。
【符号の説明】
【００３９】
１：上端口部
２：栓
３：容器
４：函体
５：針
６：先端
７：旋回手段
８：搬送手段
９：移動手段
１０：開栓装置
１１：回転軸
１２：シフト手段
１３：軸受部材
１４：連動手段
１８：ピニオン
１９：ラック
２０：旋回駆動源
【図１】
2006213330.tif 000003
【図２】
2006213330.tif 000004
【図３】
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【図４】
2006213330.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006213330.tif 000008
【図７】
2006213330.tif 000009
【図８】
2006213330.tif 000010