(57)【要約】【課題】グリッパで実容器を保持していても、要求される充填能力に耐えられる搬送速度をリニアモータで実現できる物品搬送装置を提供すること。【解決手段】本発明の物品の搬送装置１は、走行路１０と、走行路１０に沿ってそれぞれが独立して走行する複数の可動体３０と、を備え、走行路１０と可動体３０の間に構成されるリニアモータにより走行する可動体３０が物品を保持しながら走行する。それぞれの可動体３０は、リニアモータの可動子をなす可動要素４０と、物品を保持する保持要素５０と、を備え、保持要素５０の鉛直方向Ｚの荷重を走行路１０が受ける、ことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行路と、前記走行路に沿ってそれぞれが独立して走行する複数の可動体と、を備え、前記可動体が物品を保持しながら走行する搬送装置であって、
それぞれの前記可動体は、
可動要素と、前記物品を保持する保持要素と、を備え、
前記保持要素の鉛直方向の荷重を前記走行路が受ける、
ことを特徴とする物品搬送装置。
【請求項２】
前記走行路は、
前記保持要素の前記鉛直方向の荷重を受けるレールを備え、
前記保持要素は、
前記レールを転動する転動体を備える、
請求項１に記載の物品搬送装置。
【請求項３】
前記可動要素の走行による力を前記保持要素が受ける、
請求項１又は請求項２に記載の物品搬送装置。
【請求項４】
前記走行路は、
平面視して楕円形の循環経路を有し、
前記可動要素と前記保持要素は、前記走行路の径方向において相対的な変位を許容される、
請求項３に記載の物品搬送装置。
【請求項５】
前記物品が首部を有するボトル形の容器であり、
前記保持要素は、
前記首部を把持するグリッパを備える、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の物品搬送装置。
【請求項６】
前記グリッパは、
前記首部を把持する状態が、機械的に維持される、
請求項５に記載の物品搬送装置。
【請求項７】
前記グリッパは、
製品液が充填されている前記容器の前記首部を把持する、
請求項５又は請求項６に記載の物品搬送装置。
【請求項８】
前記グリッパの機械的な拘束及びその解除が、前記可動要素の走行により機能する第一カム機構によりなされ、
前記グリッパの開閉動作が、前記可動要素の走行により機能する第二カム機構によりなされる、
請求項６又は請求項７に記載の物品搬送装置。
【請求項９】
前記保持要素は、
前記容器を底から支持する第一サポートを備える、
請求項５〜請求項８のいずれか一項に記載の物品搬送装置。
【請求項１０】
前記保持要素は、
前記容器を搬送方向から支持する第二サポートを備える、
請求項５〜請求項９のいずれか一項に記載の物品搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば飲料が充填された容器を搬送する装置に関し、特にリニアモータを用いた楕円形の搬送経路を有する場合に好適な物品搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器に製品液を充填するシステムは、容器に製品液を充填するフィラと、フィラによって製品液が充填された容器にキャップを被せるキャッパと、キャッパによってキャップが被せられされた容器にラベルを貼着するラベラとを備え、これらの要素を同期させて運転する。それぞれの要素及び要素間において容器は搬送されるが、この搬送の過程で容器は搬送手段が備える保持具によって保持される。
【０００３】
搬送手段としては、スターホイールと称される回転体が用いられ、スターホイールは、例えばプラスチック製の容器の首を保持するグリッパと称される器具が用いられる。スターホイールは、円弧状の搬送経路に沿って容器を搬送する。
また、他の搬送手段としては、例えばチェーン駆動によるコンベアが用いられており、コンベアは容器を載せるコンベア要素が直線状の搬送経路を移動する。
【０００４】
フィラにおいて製品液が充填される前の空の容器に比べて、製品液が充填された後の容器は重くなり、且つ、キャップが取り付けられているため把持する範囲が限定される。そのため、円弧状の搬送経路を有するスターホイールで実容器を搬送すると、実容器に加わる遠心力が極めて大きくなるので、グリッパにより安定して保持できないおそれがある。したがって、従来、実容器はコンベアによる搬送が主流である。なお、製品液が充填された後の容器を実容器ということにする。
【０００５】
特許文献１、特許文献２に記載されるように、容器の搬送手段としてリニアモータの利用も検討されている。特許文献１は、リニアモータの可動子を構成するキャリアに容器を載せて搬送する形態を採用し、特許文献２は、グリッパで容器の胴部を保持する形態を採用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−５１０８７号公報
【特許文献２】特開２０１４−２４６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、搬送手段としてリニアモータを採用することにより、容器と容器の接触を回避できるので、容器の倒れ、傷の発生を防ぐことができることを述べている。また、特許文献２は、搬送手段としてリニアモータを採用することにより、いわゆる歯抜けがあっても、それを解消して相互に連続して物品を保持搬送できることを述べている。
【０００８】
飲料を充填するシステムにおいては、例えば１分間当たりの充填能力が数百本以上という高い生産効率が求められているので、搬送手段における搬送速度もこの充填能力に対応する必要がある。ところが、現在のリニアモータの可動子により相当の重量を有する実容器を要求される搬送速度で搬送することは容易でない。特に、容器をグリッパで保持することにすると可動子にグリッパを設けることになり、グリッパが相当の重量を有するので、要求される搬送速度を得ることは容易でない。
【０００９】
以上より、本発明は、グリッパで実容器を保持していても、要求される充填能力に耐えられる搬送速度をリニアモータで実現できる物品搬送装置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】
【００１０】
本発明の物品搬送装置は、走行路と、走行路に沿ってそれぞれが独立して走行する複数の可動体と、を備え、可動体が物品を保持しながら走行する。
本発明におけるそれぞれの可動体は、可動要素と、物品を保持する保持要素と、を備え、保持要素の鉛直方向の荷重を走行路で受ける、ことを特徴とする。
【００１１】
本発明における走行路は、保持要素の鉛直方向の荷重を受けるレールを備え、保持要素は、レールを転動する転動体を備える、ことが好ましい。
【００１２】
本発明における可動要素と保持要素は、可動要素の走行による力を保持要素が受ける、ことが好ましい。
本発明における走行路が、平面視して楕円形の循環経路を有する場合には、可動要素と保持要素は、走行路の径方向において相対的な変位が許容される、ことが好ましい。
【００１３】
本発明における搬送装置は、物品が首部を有するボトル形の容器である場合に、保持要素は、首部を把持するグリッパを備える、ことができる。
【００１４】
本発明におけるグリッパは、首部を把持する状態が、機械的な拘束により維持される、ことが好ましい。
このグリッパは、製品液が充填されている例えばボトル形の容器の首部を把持する、ことができる。
このグリッパの機械的な拘束及びその解除を、可動要素の走行により機能する第一カム機構によりなし、グリッパの開閉動作を、可動要素の走行により機能する第二カム機構によりなすことができる。
【００１５】
また、本発明における保持要素は、容器を底から支持する第一サポートを備える、ことが好ましい。
本発明における保持要素は、容器を搬送方向から支持する第二サポートを備える、ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の物品搬送装置によれば、実容器の荷重及びグリッパの荷重を搬送経路が受けるので、可動体には実容器の荷重及びグリッパの荷重が可動要素に加わるのを避けることができる。したがって、本発明の物品搬送装置は、可動要素が保持要素から受ける荷重の負担を少なくできるので、要求される充填能力に耐えられる搬送速度を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る搬送装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１の搬送装置に用いられる可動体を示す正面図である。
【図３】図２の可動要素の径方向ガイドと保持要素の径方向カムフォロアの係合関係を示し、走行路の内側から外側に向けて見た図である。
【図４】図２の可動体に組み込まれるグリッパを示す平面図である。
【図５】図１の搬送装置のグリッパの動作を説明する図である。
【図６】容器を底から支持する第二サポートを備える可動体を示す正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態による搬送装置１は、図１に示すように、平面視して楕円形の循環経路をなす走行路１０と、この走行路１０に沿ってそれぞれが独立して走行する複数の可動体３０と、可動体３０の走行を制御するコントローラ９０と、を備える。それぞれの可動体３０に永久磁石４５Ａ，４５Ｂ（図２）が設けられるとともに、走行路１０に沿って電磁コイル１２（図２）が設けられることにより、搬送装置１はリニアモータを備える。物品としてのボトル形の容器１００は走行路１０よりも所定距離だけ外側の搬送経路３に沿って搬送される。なお、図１には、複数の可動体３０の一部のみしか示されていない。
【００１９】
それぞれの可動体３０は、図２に示すように、リニアモータの可動子をなす可動要素４０と容器１００を保持する保持要素５０とからなり、容器１００を含む保持要素５０の荷重を主に走行路１０で受けるように構成されている。これにより、可動要素４０に保持要素５０から鉛直方向Ｚに加わる荷重を最小限に抑えることで、可動要素４０の推進力を効率よく可動体３０の走行に用いることができる。
以下、走行路１０、可動体３０の構成を順に説明した後に、搬送装置１の奏する効果を説明する。
【００２０】
［走行路１０］
走行路１０は、図１に示すように、ガイドレール１１と、ガイドレール１１に併設される第一カムレール１３、第二カムレール１４と、を備えている。なお、図１は、ガイドレール１１、第一カムレール１３及び第二カムレール１４の存在を線分で示しているだけであり、その位置を反映していない。開閉カムレール１９とロックカムレール２１も同様である。なお、走行路１０は、これらのガイドレール１１、第一カムレール１３及び第二カムレール１４を含む概念を有している。
【００２１】
ガイドレール１１は、リニアモータとしての固定子をなすものであり、ガイドレール１１に沿って多数の電磁コイル１２（図２）が埋設されている。それぞれの電磁コイル１２は矩形状をなしており、その長手方向が径方向Ｘに沿って配置されている。可動要素４０の永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、電磁コイル１２に対向するように設けられる。
【００２２】
ガイドレール１１は、互いに間隔をあけて配置される直線部１１Ｃ，１１Ｄと、直線部１１Ｃと直線部１１Ｄの一端を繋ぐ曲線部１１Ｅと、直線部１１Ｃと直線部１１Ｄの他端を繋ぐ曲線部１１Ｆと、を備える。曲線部１１Ｅ，Ｆは、直線部１１Ｃ，１１Ｄとの接続部分がクロソイド曲線（Clothoid Curve）ＣＣからなる。クロソイド曲線は、曲率の変化率が一定の曲線であり、直線部分から円弧部分に移行するときの曲率の急激な変化を避けるために設けられる。つまり、曲線部１１Ｅ，１１Ｆは、曲率半径が一定ではなく、特にクロソイド曲線ＣＣの部分で変化する。搬送装置１は、この曲線部１１Ｆ，１１Ｅにおける曲率半径の変動に対応できるように、可動要素４０が構成されている。
【００２３】
第一カムレール１３及び第二カムレール１４は、図２に示すように、保持要素５０に設けられる第一カムフォロア５５Ａ、第二カムフォロア５５Ｂ及び第三カムフォロア５５Ｃが転動することで、可動要素４０及び保持要素５０の走行を案内する。
【００２４】
第一カムレール１３及び第二カムレール１４は、図２に示すように、それぞれがコ字状の第一カム溝１５，１６を有しており、第一カムレール１３の第一カム溝１５に第一カムフォロア５５Ａが転動可能に収容され、第二カムレール１４の第二カム溝１６に第二カムフォロア５５Ｂが転動可能に収容される。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４の間の間隙に第三カムフォロア５５Ｃが転動可能に収容される。
【００２５】
以上の構成を備えるので、保持要素５０の鉛直方向Ｚの荷重は、第一カムフォロア５５Ａを介して第一カムレール１３に、また、第二カムフォロア５５Ｂを介して第二カムレール１４に加えられる。
また、保持要素５０は、第一カムレール１３及び第二カムレール１４に案内されながら、走行路１０に沿って位置ずれを起こすことなく走行する。
【００２６】
また、走行路１０は、図１、図２及び図３に示すように、開閉カムレール１９とロックカムレール２１を備える。
開閉カムレール１９は、グリッパ６０における開閉機構７０のローラカム７３が干渉することにより、開閉レバー７１の動作を介して把持爪６１Ａ，６１Ｂを開閉させる。開閉カムレール１９とローラカム７３により本発明の第二カム機構が構成される。
また、ロックカムレール２１は、グリッパ６０におけるロック機構８０のローラカム８５が干渉することにより、ロックレバー８１の動作を介して把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉動作をロックする。ロックカムレール２１とローラカム８５により本発明の第一カム機構が構成される。
【００２７】
［可動要素４０（可動体３０）］
次に、可動要素４０は、図２に示すように、可動要素４０をなす他の要素を保持するホルダ４１と、ホルダ４１に保持されるローラ４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄと、ホルダ４１に保持される永久磁石４５Ａ，４５Ｂと、ホルダ４１の上端及び下端のそれぞれに設けられる径方向ガイド４７Ａ、４７Ｂと、を備えている。
【００２８】
ホルダ４１は、図２に示すように、ガイドレール１１の図中の上面に対向する上部アーム４１Ａと、ガイドレール１１の図中の下面に対向する下部アーム４１Ｂと、上部アーム４１Ａと下部アーム４１Ｂを接続する接続壁４１Ｃと、を備えている。
ホルダ４１は、上部アーム４１Ａと下部アーム４１Ｂの間に走行路１０のガイドレール１１が配置され、かつ、接続壁４１Ｃが走行路１０の外側を向くように配置される。
【００２９】
ローラ４３Ａ，４３Ｂは、上部アーム４１Ａに回転可能に取り付けられ、また、ローラ４３Ｃ，４３Ｄは下部アーム４１Ｂに回転可能に取り付けられる。ローラ４３Ａとローラ４３Ｂは、互いが干渉しないように搬送方向の位置をずらして設けられている。ローラ４３Ｃとローラ４３Ｄも同様である。
可動体３０が走行路１０に沿って走行する際に、ローラ４３Ａ，４３Ｂは、ガイドレール１１の上面に設けられるガイド面１７Ａ，１７Ｂを転動し、また、ローラ４３Ｃ，４３Ｄは、ガイドレール１１の下面に設けられるガイド面１７Ｃ，１７Ｄを転動する。これにより、可動体３０は、走行路１０に沿って走行する際の、ガイドレール１１との間の抵抗を抑えることができる。
【００３０】
永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、それぞれが上部アーム４１Ａの先端、下部アーム４１Ｂの先端に保持されている。永久磁石４５Ａ，４５Ｂは、ガイドレール１１に設けられる電磁コイル１２とともにリニアモータを構成する。コントローラ９０が複数の電磁コイル１２のそれぞれに供給する電流を制御することにより、永久磁石４５Ａ，４５Ｂとの間に磁気的な吸引力及び反発力が生じ、可動要素４０が走行する。
【００３１】
径方向ガイド４７Ａ，４７Ｂは、それぞれが図２及び図３に示すように横断面がコの字状をなしており、径方向ガイド４７Ａは下方に開口する矩形のカム溝４８Ａを備え、径方向ガイド４７Ｂは上方に開口する矩形のカム溝４８Ｂを備えている。カム溝４８Ａ，４８Ｂは径方向ガイド４７Ａ，４７Ｂを径方向Ｘに貫通している。
カム溝４８Ａには径方向カムフォロア５６Ａが回転可能に収容され、また、カム溝４８Ｂには径方向カムフォロア５６Ｂが回転可能に収容される。したがって、ホルダ４１は、径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂによって搬送方向の移動は拘束されるが、保持要素５０に対して径方向Ｘの相対的な変位は許容される。
なお、この径方向の変位が許容されるのは、ガイドレール１１の曲線部１１Ｅ，１１Ｆがクロソイド曲線をなしていることに対応するためである。
また、径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂによってホルダ４１の移動が拘束されることにより、可動要素４０の走行による力を保持要素５０に伝える係合関係が成り立つ。
【００３２】
［保持要素５０（可動体３０）］
次に、保持要素５０について図２を参照して説明する。
保持要素５０は、容器１００の首部１０１を保持するグリッパ６０と、グリッパ６０を支持するフレーム５１と、を備える。
グリッパ６０は、機械的な拘束力によりグリッパ６０が閉じて容器１００を把持する状態を維持することで、容器１００を把持する。この閉じた状態の維持のことを、ロックと称する。グリッパ６０は、容器１００を保持するのに弾性力に頼らない。
また、フレーム５１は、グリッパ６０及びグリッパ６０に保持される容器１００の鉛直方向Ｚの荷重が第一カムレール１３、第二カムレール１４に負荷されるように構成されている。
以下、フレーム５１、グリッパ６０の順にその構成を説明する。
【００３３】
フレーム５１は、上部フレーム５２と、上部フレーム５２と鉛直方向Ｚに間隔をあけて設けられる下部フレーム５３と、上部フレーム５２と下部フレーム５３を接続し鉛直方向Ｚに延びる接続フレーム５４と、を備える。接続フレーム５４は、径方向Ｘの外側（Ｏｕｔ）において上部フレーム５２と下部フレーム５３を接続することで、上部フレーム５２、下部フレーム５３及び接続フレーム５４は機械的に一体化されている。
【００３４】
上部フレーム５２は、グリッパ６０を支持する。容器１００を搬送する際にグリッパ６０が容器１００を保持するので、容器１００及びグリッパ６０の荷重は上部フレーム５２が受ける。この荷重は、接続フレーム５４を介して下部フレーム５３に伝達される。
【００３５】
次に、下部フレーム５３は、第一カムフォロア５５Ａ、第二カムフォロア５５Ｂ及び第三カムフォロア５５Ｃを回転可能に支持する。
第一カムフォロア５５Ａ及び第二カムフォロア５５Ｂは回転軸線が径方向Ｘを向き、第三カムフォロア５５Ｃは回転軸線が鉛直方向Ｚを向いている。
第一カムフォロア５５Ａは第一カムレール１３の第一カム溝１５に回転可能に収容され、第二カムフォロア５５Ｂは第二カムレール１４の第二カム溝１６に回転可能に収容される。また、第三カムフォロア５５Ｃは第一カムレール１３と第二カムレール１４の間に形成される第三カム溝１７に転動可能に収容される。
以上のとおりであり、第一カムレール１３と第二カムレール１４は、第一カムフォロア５５Ａと第二カムフォロア５５Ｂを介して、保持要素５０の鉛直方向Ｚの荷重を受ける。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４は、第三カムフォロア５５Ｃを介して、保持要素５０の径方向Ｘの荷重を受ける。
【００３６】
次に、保持要素５０は、それぞれが回転軸線の周りに回転可能な、径方向カムフォロア５６Ａと径方向カムフォロア５６Ｂを備える。径方向カムフォロア５６Ａ，５６Ｂの回転軸線は鉛直方向Ｚに沿っている。
径方向カムフォロア５６Ａは、ホルダ４１の径方向ガイド４７Ａに対応して、上部アーム４１Ａよりも上方に設けられ、径方向カムフォロア５６Ｂは、ホルダ４１の径方向ガイド４７Ｂに対応して、下部アーム４１Ｂよりも下方に設けられる。
径方向カムフォロア５６Ａは、上部フレーム５２に回転可能に取り付けられ、径方向カムフォロア５６Ｂは、下部フレーム５３に回転可能に取り付けられる。
【００３７】
径方向カムフォロア５６Ａ、径方向カムフォロア５６Ｂは、それぞれが径方向ガイド４７Ａのカム溝４８Ａ、径方向ガイド４７Ｂのカム溝４８Ｂに収容される。
こうして、径方向カムフォロア５６Ａ、径方向カムフォロア５６Ｂは、径方向ガイド４７Ａ、径方向ガイド４７Ｂを介して、ホルダ４１、つまり可動要素４０の径方向Ｘへの変位を許容するが、搬送方向への変位を拘束する。また、径方向カムフォロア５６Ａ、５６Ｂは、径方向ガイド４７Ａ、４７Ｂの鉛直方向Ｚの変位を拘束する。
このように、可動要素４０と保持要素５０は、可動要素４０の走行による力を保持要素５０が受ける係合関係にある。
【００３８】
［グリッパ６０］
次に、弾性力に頼らずに容器１００を把持するためのロック機構８０を備えたグリッパ６０について、図２及び図４を参照して説明する。
グリッパ６０は、容器１００を把持する一対の把持爪６１Ａ，６１Ｂと、把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉を司る開閉機構７０と、把持爪６１Ａ，６１Ｂの開閉をロックするロック機構８０と、を備える。
【００３９】
把持爪６１Ａ，６１Ｂは、回転軸６３Ａ，６３Ｂにより支持板６５に揺動ＳＷが可能に取り付けられている。回転軸６３Ａ，６３Ｂの外周にはそれぞれが噛み合う図示を省略する歯溝が形成されている。したがって、例えば把持爪６１Ａを時計回りに回転させると把持爪６１Ｂは反時計回りに回転させることができる。
【００４０】
[開閉機構７０]
開閉機構７０は、図４に示すように、回転軸６３Ａを中心に揺動が可能に把持爪６１Ａに固定された開閉レバー７１と、開閉レバー７１の先端に設けられたローラカム７３と、把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂのそれぞれ閉位置に向けた弾性力を付与するねじりコイルばね７５Ａ，７５Ｂと、を備えている。
【００４１】
開閉レバー７１は、回転軸６３Ａを境に把持爪６１Ａの反対側に設けられており、図２及び図５に示すようにローラカム７３が開閉カムレール１９と干渉すると、ねじりコイルばね７５Ａの弾性力に対抗する外力が加えられることで、時計回りに回転する。これに伴って把持爪６１Ａが時計回りに回転する。これと同時に把持爪６１Ｂは反時計回りに回転するので、把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂは開く。この把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂの開位置において、把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂの間に容器１００を出し入れができる。
開閉カムレール１９との干渉が解けると、開くときとは逆の動作を行って把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂは閉じる。この閉状態において把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂで容器１００が把持される。
【００４２】
把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂが閉じる動作は、ねじりコイルばね７５Ａ，７５Ｂにより把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂが閉じる向きに弾性力が付与されていることに基づいている。つまり、回転軸６３Ａの周囲に配置されたねじりコイルばね７５Ａの一端側が支持板６５に設けられた係止ピン７７Ａに係止され、コイルばね７５Ａの他端側が把持爪６１Ａに設けられた係止ピン７７Ｂに係止されることで、把持爪６１Ａには閉じる向きに弾性力が加えられている。また、回転軸６３Ｂの周囲に配置されたねじりコイルばね７５Ｂの一端側が支持板６５に設けられた係止ピン７７Ｃに係止され、コイルばね７５Ｂの他端側が把持爪６１Ｂに設けられた係止ピン７７Ｄに係止されることで、把持爪６１Ｂには閉じる向きに弾性力が加えられている。つまり、開く方向に外力が加わらない限り、グリッパ６０は閉じている。
【００４３】
[ロック機構８０]
ロック機構８０は、図４に示すように、ロックレバー８１と、把持爪６１Ａに固定されるロックピン８３と、ロックレバー８１の先端に設けられるローラカム８５と、ロックレバー８１をロック位置に向けた弾性力（第一弾性力）を付与するコイルばね８７と、を備える。
【００４４】
ロックレバー８１は、Ｌ字状の平面形状を有しており、回転軸８１Ｃを中心にして正転及び逆転が可能に支持板６５に固定されており、回転軸８１Ｃを境に作用部８１Ａと動作部８１Ｂを備えている。
作用部８１Ａは、ロックレバー８１がロック状態にあるときにその先端がロックピン８３と突き当たる係合関係にあることで、閉位置にある把持爪６１Ａと把持爪６１が開くのを阻止、つまりロックする。
【００４５】
動作部８１Ｂは、その先端に設けられたローラカム８５がロックカムレール２１と干渉するとコイルばね８７の弾性力に対抗する外力が加えられることで、図中で時計回りに回転し、ロック位置からロック解除位置に移行する。これに伴って作用部８１Ａのロックピン８３との係合が解かれる。そうすると、把持爪６１Ａ，６１Ｂはロックが解かれ開位置に移行するのが可能になる。
開閉カムレール１９との干渉が解けると、作用部８１Ａのロックピン８３との係合が復帰する。復帰動作は、作用部８１Ａと支持板６５に取り付けられたばね支持片８９との間に設けられたコイルばね８７の弾性力に基づいている。
【００４６】
［搬送装置１の動作］
次に、搬送装置１の動作、特に開閉機構７０とロック機構８０の動作について図５を参照して説明する。ここでは、容器１００が循環経路をなす搬送経路３を搬送され、走行路１０の曲線部１１Ｅから直線部１１Ｄにかけてロック機構８０のロックが解除されるとともに開閉機構７０がグリッパ６０を開き、さらに、直線部１１Ｄにおいて開閉機構７０がグリッパ６０を閉じるとともに、ロック機構８０がロックされる動作を例に説明する。
【００４７】
以上の動作の過程において、電磁コイル１２と永久磁石４５Ａ，４５Ｂとの間に生じる磁気的な作用により可動要素４０は推進力を得て保持要素５０を搬送する。磁気的な作用はコントローラ９０の指示により生じる。保持要素５０が容器１００を把持しているときには、走行する可動要素４０は容器１００の重量を含む保持要素５０を搬送する。
【００４８】
図５に示すように、開閉機構７０の開閉動作には開閉カムレール１９が関与し、ロック機構８０のロック及びロックの解除にはロックカムレール２１が関与する。
はじめに、ロックレバー８１のローラカム８５がロックカムレール２１と干渉して、ロックレバー８１の作用部８１Ａとロックピン８３の係合関係が解かれる（図５（Ｉ））。次に、開閉レバー７１のローラカム７３が開閉カムレール１９と干渉することにより、開閉レバー７１の傾転を通じて把持爪６１Ａと把持爪６１Ｂが開く（図５（II））。把持爪６１Ａ，６１Ｂが開いている間に、グリッパ６０は容器１００を受け取るか、または、容器１００を受け渡すことができる。図５は容器１００を受け取ることを前提としている。
【００４９】
グリッパ６０は把持爪６１Ａ，６１Ｂが開いたままで直線部１１Ｃを走行するが、開閉レバー７１のローラカム７３と開閉カムレール１９の干渉が解かれる（図５（III））。そうすると、把持爪６１Ａ，６１Ｂはねじりコイルばね７５Ａ，７５Ｂの弾性力により閉じられる。これと同時に、ロックレバー８１のローラカム８５とロックカムレール２１の干渉が解かれるので、作用部８１Ａとロックピン８３との係合が復帰する。その後は、把持爪６１Ａ，６１Ｂの閉じた状態が作用部８１Ａとロックピン８３の係合関係により機械的に拘束されるので、グリッパ６０は受け取った容器１００を把持できる。
【００５０】
［効  果］
以下、本実施形態の搬送装置１による効果を説明する。
搬送装置１は、容器１００を把持する保持要素５０の荷重を、第一カムレール１３及び第二カムレール１４で受けるので、可動要素４０が受ける鉛直方向Ｚの荷重が軽減される。したがって、製品液が充填されたために空容器に比べて相当程度に重くなった容器１００を把持する保持要素５０であっても、可動要素４０が高速で搬送することができる。この搬送装置１を飲料充填システムに適用すれば、要求される充填能力に耐えられる搬送速度を実現できる。
【００５１】
しかも、第一カムレール１３に第一カムフォロア５５Ａが係合され、第二カムレール１４に第二カムフォロア５５Ｂが係合されることにより、保持要素５０の鉛直方向Ｚの位置決めがなされる。また、第一カムレール１３と第二カムレール１４の間に第三カムフォロア５５Ｃが係合されることにより、保持要素５０の径方向Ｘの位置決めがなされる。したがって、搬送装置１によれば、保持要素５０の安定した走行が確保される。
【００５２】
前述したように、本実施形態のガイドレール１１は、曲線部１１Ｅ，１１Ｆの一部は曲率半径が変化するクロソイド曲線ＣＣをからなるが、本実施形態の可動体３０は、可動要素４０が保持要素５０に対して径方向Ｘに変位できるように構成されている。したがって、可動体３０がクロソイド曲線ＣＣの部分を走行することにより可動要素４０と保持要素５０の間の径方向Ｘの位置関係が変動したとしても、可動要素４０が径方向Ｘに変位することにより、位置関係の変動に追従できるので、可動要素４０と保持要素５０の安定した走行を確保できる。
【００５３】
次に、本実施形態のグリッパ６０は、ロック機構８０のロックレバー８１により把持爪６１Ａ，６１Ｂを閉じるロックの状態を機械的に拘束することにより、容器１００の首部１０１を把持する。つまり、グリッパ６０は、外力として弾性力の助けを要することなく、容器１００の首部１０１を把持できる。特に、製品液が充填された容器１００であっても、大きな弾性力を加えるということがなく、首部１０１を安定して把持できる。また、ロック位置に向けた弾性力が加わっているが、これは比較的に軽微な力でたりるので、ロックレバー８１をロック位置からロック解除位置に移行するのに必要な力は弱くて足りる。
一方で、グリッパ６０を開いた状態から閉じた状態にするのは、開閉機構７０のねじりコイルばね７５Ａ，７５Ｂの弾性力であるが、製品液が充填された容器１００を把持する力はロック機構８０が担うので、この弾性力は軽微で足りる。
【００５４】
以上の通りであり、グリッパ６０及びロックレバー８１は、いずれも可動体３０が走行することに伴うカムの作用に基づいて動作するが、この動作に必要な力も小さくても足りる。したがって、グリッパ６０による容器１００の把持について可動体３０が負担する力が少なくて済むので、本実施形態は高速走行が可能なリニアモータを適用できる。
【００５５】
以上、本発明の好ましい搬送装置を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
【００５６】
例えば、搬送中に容器１００が触れ回るのを防止するために、図６に示すように、第一サポート５７や第二サポート５９を設けることができる。
第一サポート５７は、容器１００を底１０５から支持するものである。第一サポート５７は、昇降可能に設けられており、容器１００の底１０５に突き当たることで、搬送中に容器１００が触れ回るのを防止する。
【００５７】
また、第二サポート５９は、容器１００を搬送方向から支持するものである。第二サポート５９は、容器１００の胴部１０７に搬送方向の前方から突き当たる板状の部材である。第二サポート５９は、その上端が把持爪６１Ａに固定される。
【００５８】
また、以上の実施形態では、グリッパ６０の開閉をカム機構で行うが、本発明はこれに限定されず、電磁ソレノイド、電動モータなどの電力を動力源とする電気機器を用いて行うこともできる。
電磁ソレノイドでグリッパ６０の開閉を行う場合、グリッパ６０が閉じているときに電力を供給しないで、グリッパ６０を開くときに電力を供給すればよい。電力を供給しない間には、電磁ソレノイドはグリッパ６０が容器１００を把持する状態を機械的に拘束することになる。
【００５９】
また、以上の実施形態では、ボトル形の容器を例にして説明したが、本発明の搬送の対象はこれに限るものではなく、可動体に保持されながら搬送される物品に広く適用できる。
さらに、以上の実施形態では、最も典型的な例としてリニアモータについて説明したが、本発明はグリッパにより容器を把持しながら軌道上を走行する可動体を備える搬送装置に広く適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１      搬送装置
３      搬送経路
１０    走行路
１１    ガイドレール１１Ｃ，１１Ｄ  直線部１１Ｃ
１１Ｅ，１１Ｆ  曲線部
１２    電磁コイル
１３    第一カムレール
１４    第二カムレール
１５    第一カム溝
１６    第二カム溝
１７    第三カム溝
１７Ａ，１７Ｂ  ガイド面
１７Ｃ，１７Ｄ  ガイド面
１９    開閉カムレール
２１    ロックカムレール
３０    可動体
４０    可動要素
４１    ホルダ
４１Ａ  上部アーム
４１Ｂ  下部アーム
４１Ｃ  接続壁
４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ  ローラ
４５Ａ，４５Ｂ  永久磁石
４７Ａ，４７Ｂ  径方向ガイド
４８Ａ，４８Ｂ  カム溝
５０    保持要素
５１    フレーム
５２    上部フレーム
５３    下部フレーム
５４    接続フレーム
５５Ａ  第一カムフォロア
５５Ｂ  第二カムフォロア
５５Ｃ  第三カムフォロア
５６Ａ，５６Ｂ  径方向カムフォロア
５７  第一サポート
５９  第二サポート
６０    グリッパ
６１Ａ，６１Ｂ    把持爪
６３Ａ，６３Ｂ    回転軸
６５      支持板
７０    開閉機構
７１    開閉レバー
７３    ローラカム
７５Ａ，７５Ｂ  ねじりコイルばね
７７Ａ，７７Ｂ，７７Ｃ，７７Ｄ  係止ピン
８０    ロック機構
８１    ロックレバー
８１Ａ  作用部
８１Ｂ  動作部
８１Ｃ  回転軸
８３    ロックピン
８５    ローラカム
８９    支持片
９０    コントローラ
１００  容器
１０１  首部
１０５  底
１０７  胴部
【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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【図６】
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