(57)【要約】【課題】把持アームを開閉作動させるカム機構を一つとして構造を簡素化すると共に、把持状態にある容器の位置ずれを防止して、後続の充填等の処理工程において容器に対する処理を確実にする容器把持装置を提供する。【解決手段】カム機構２のカム３に追従するカムフォロア４の動きはリンク機構５を介して支持軸２１，２２の各回動に変換され、把持アーム２５，２６によって容器Ｂが把持される。把持アーム２５，２６は同じ回動量とタイミングで動作するので把持力は均等であり、把持された容器は予定位置に位置決めされ、その後の容器Ｂへの処理に支障がない。支持軸２１，２２を連動ギヤ２９，３０で連動させることで、把持アーム２５，２６の把持が更に均等化される。リンク機構５は、容器Ｂの把持状態を自己保持するトグルレバー構造に構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムと前記カムに追従するカムフォロアとから成るカム機構、前記カムフォロアにそれぞれの一端が共通して連結されたリンクを有するリンク機構、前記リンク機構の他端にそれぞれ個別に連結され前記リンク機構の作動によって回動が与えられる支持軸、及び前記各支持軸にそれぞれ取り付けられており前記両支持軸の回動によって開閉作動をして容器を間に挟んだ状態で把持可能な二つの把持アームを備える容器把持装置。
【請求項２】
前記各支持軸には、互いに噛み合う連動ギヤのそれぞれが取り付けられていることから成る請求項１に記載の容器把持装置。
【請求項３】
前記リンク機構は、前記カムフォロアに一端が共通して枢着された二つの第１リンクと前記両第１リンクの他端にそれぞれ枢着され且つ対応する前記支持軸に固定された二つの第２リンクとから成り、前記両第１リンクは、前記把持アームが前記容器を把持したときに一つの直線上に並び、前記カムフォロアが前記直線を越えるときに前記把持アームからの反作用力が極大となるトグルレバー構造に構成されていることから成る請求項１に記載の容器把持装置。
【請求項４】
前記カムは、前記把持アームによる前記容器の把持と把持解除とが求められる領域にのみ配置された部分カムであることから成る請求項３に記載の容器把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、容器を搬送しつつ内容物を充填する場合のように、容器の位置決めと支持のために容器を把持するグリッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ターレットのような回転体と、この回転体の円周方向に隔置して配設されており容器を載置した状態で昇降可能な複数のびん台と、回転体における各びん台毎に設けられて各びん台上の容器を把持するグリッパと、回転体におけるびん台の上方位置にそれぞれ配設されて、回転体の回転中にびん台上の容器内に内容物を充填する充填バルブを備えた回転式充填装置が知られている（特許文献１参照）。この回転式充填装置においては、回転体に順次送り込まれてくる容器をびん台上に載置し、載置された容器をグリッパーによって把持し、容器の中心を充填バルブの中心に一致させることが図られている。回転体の回転中に、グリッパーによって把持されている容器内に充填バルブが挿入されて内容物が容器内に充填され、充填済みの容器が搬送装置へ送り出される。
【０００３】
この回転式充填装置においては、グリッパーは、例えば、図３又は図４に示す構造を有している。図３は、従来のグリッパーの一例を示す斜視図である。グリッパー２０は、図示しないターレットに回転自在に保持された支持軸２１，２２と、その上端部２３，２４にそれぞれ基端側が取り付けられている把持アーム２５，２６を備えている。把持アーム２５，２６の先端内側には係合凹部２５ａ，２６ａが形成されており、把持アーム２５，２６が閉じたとき係合凹部２５ａ，２６ａによって容器Ｂのネック部ｎを把持可能である。グリッパー２０は、また、支持軸２１，２２の下端部２７，２８に取り付けられ互いに噛み合う連動ギヤ２９，３０を備え、支持軸２１の下端部２７には先端にカムフォロワ３１が設けられたカムレバー３２が取り付けられている。一方、回転式充填装置の固定部には、カムフォロワ３１が係合する溝状のカム３３が形成されている。
【０００４】
ターレットが回転するとき、グリッパー２０も一体的に回転する。このとき、カム３３とカム３３に沿って走行するカムフォロワ３１とのカム作用によって、カムレバー３２が支持軸２１と共に回動する。支持軸２１の回動は、把持アーム２５に直に伝わり、把持アーム２５を回動する。支持軸２１の回動は、また、連動ギヤ２９，３０を介して支持軸２２に伝達され、把持アーム２６を回動する。支持軸２１と支持軸２２との回転方向は、連動ギヤ２９，３０の作用によって互いに反対方向であるので、把持アーム２５，２６は開閉動作をする。把持アーム２５，２６は、例えば、充填前に閉じることで容器Ｂのネック部ｎを挟み込むことで容器Ｂを把持し、充填後に開くことで容器Ｂの把持を解除する。
【０００５】
図３に示すグリッパー２０においては、カム形状が定まったカム３３によるカム作用と連動ギヤ２９，３０による伝達機構とによって、左右の把持アーム２５，２６が同時タイミングにて作動する。カム３３とカムフォロワ３１とのカム作用のタイミングは変更できず、カム３３は固定部の全周に必要であるので、カムの製作コストが上昇する。また、把持アーム２５，２６による容器Ｂのグリップ力については、上記カム作用による力が直接に入力される把持アーム２５側の方が、連動ギヤ２９，３０介して間接的に伝達される把持アーム２６よりも大きくなる。従って、グリッパー２０で把持されたときに容器Ｂが占める位置は、本来意図していた充填ノズルの中心位置等から把持アーム２６側に外れる可能性がある。上記特許文献１に記載のものにも記載されているように、把持アームが容器を把持するときに容器が占める位置を、両把持アームを閉じる方向に付勢するばねによって定める構造も提案されている。この場合、カムとカムフォロワとのカム作用は、ばねに抗して把持アームを開くときにのみ生じる構成とされる。
【０００６】
図４は、従来の別のグリッパーの例を示す斜視図である。グリッパー４０は、図示しないターレットに回転自在に保持された長さの異なる支持軸４１，４２と、その上端部４３，４４にそれぞれ基端側が取り付けられている把持アーム２５，２６を備えている。把持アーム２５，２６の構造は、図３に示すグリッパー２０の場合と同様である。グリッパー４０は、また、支持軸４１，４２の下端部４７，４８にそれぞれ、先端にカムフォロワ５１，５２が設けられたカムレバー５３，５４が取り付けられており、回転式充填装置の固定部には、カムフォロワ５１，５２がそれぞれ個別に係合するカム５５，５６が形成されている。
【０００７】
グリッパー４０では、カム５５，５６の形状を変更することにより、把持アーム２５，２６の作動タイミングを変更することは可能である。しかしながら、固定部には二つの全周カムを形成しなくてはならず、カムフォロワ５１，５２についてもそれぞれ製作する必要がある。従って、カムやカムフォロワの製作コスト、ひいては、充填装置の製造コストが上昇するという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】
特開平６−１４４４９０号公報（第３欄〜第５欄、図２及び図３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、二つの把持アームを開閉作動させるために採用されるカムとカムフォロワとから成るカム機構が一つであるにもかかわらず、二つの把持アームを容器に対して均等に押圧させて、グリッパーで把持されたときに容器が占める位置を正確に所定の位置とする点で解決すべき課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、二つの把持アームを開閉作動させるために採用されるカムとカムフォロワとから成るカム機構を一つのみとして、構造を簡素化して製造コストを低減すると共に、グリッパーで把持されたときに容器が占める位置のずれを防止して、把持状態で容器が占める位置を正確に所定の位置として、後続の充填等の処理工程において容器に対する処理を確実にする容器把持装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明による容器把持装置は、カムと前記カムに追従するカムフォロアとから成るカム機構、前記カムフォロアにそれぞれの一端が共通して連結されたリンクを有するリンク機構、前記リンク機構の他端にそれぞれ個別に連結され前記リンク機構の作動によって回動が与えられる支持軸、及び前記各支持軸にそれぞれ取り付けられており前記両支持軸の回動によって開閉作動をして容器を間に挟んだ状態で把持可能な二つの把持アームを備えている。
【００１２】
この容器把持装置によれば、カム機構においてカムフォロアがカムに追従することで得られる動作は、カムフォロアにそれぞれの一端が共通して連結されたリンクを有するリンク機構を介して、リンク機構の他端にそれぞれ個別に連結されている支持軸に伝達され、各支持軸にはそれぞれ回動が与えられる。各支持軸にそれぞれ取り付けられている二つの把持アームは、両支持軸の回動によって開閉作動をするので、容器を間に挟んだ状態で把持し、或いは把持した容器を解放可能である。各支持軸にはカム動作による開閉力が同等の経路を経て与えられるので、各把持アームに生じる回動量とタイミングは同じであって把持力には強弱の差が実質的に生じない。把持装置で把持された容器は、予定位置からずれることなく所定の位置に正確に位置決めされるので、例えば、把持後において、充填ノズルを通じての内容物の充填工程や、噴射ノズルを通じての不活性ガスの吹き付け工程や、キャップの容器口部への巻締め工程等において、充填ノズル、噴射ノズル又はキャップの容器の口部への正確な導入、位置決め等が可能である。
【００１３】
この容器把持装置において、前記各支持軸には、互いに噛み合う連動ギヤのそれぞれを取り付けることができる。各支持軸に互いに噛み合う連動ギヤを設けることで、両支持軸の回動については直接に同期させることができるのは勿論のこと、二つのリンク機構や把持アームの動作についても互いに同期させることができ、把持アームの把持力を一層均等化することができる。
【００１４】
この容器把持装置において、前記リンク機構を、前記カムフォロアに一端が共通して枢着された二つの第１リンクと前記両第１リンクの他端にそれぞれ枢着され且つ対応する前記支持軸に固定された二つの第２リンクとから構成し、前記両第１リンクを、前記把持アームが前記容器を把持したときに一つの直線上に並び、前記カムフォロアが前記直線を越えるときに前記把持アームからの反作用力が極大となるトグルレバー構造に構成することができる。両把持アームが容器を把持した状態に維持可能とするため、従来、把持アームに至る一連の経路のどこかに容器把持方向に付勢するスプリングが配置されることがある。しかしながら、スプリングを設けると、ばね受けを初め部品点数が増加し製造コストを上昇させるとともに、スプリングの動的作用によって振動等が誘発される場合もある。リンク機構をトグルレバー構造に構成することにより、カムフォロアを一つの直線上に並んだ両第１リンクよりも内側に押し込んだときに、リンク機構及び把持アームは、両第１リンクが一つの直線上に並んだ位置から離れようとする力と、容器から把持アームに働く反作用によって戻ろうとする力とが釣り合って自己保持状態となり、その位置でロックされる。従って、スプリングを用いなくても、また、カムによってカムフォロワを付勢しなくても、トグルレバー構造に構成されたリンク機構のみで、把持アームによる容器把持状態がロックされ、容器を確実に把持することができる。
【００１５】
このリンク機構をトグルレバー構造に構成した容器把持装置において、前記カムを、前記把持アームによる前記容器の把持と把持解除とが求められる領域にのみ配置した部分カムとすることができる。トグルレバー構造に構成されたリンク機構は、容器把持状態では、容器把持を強める方向に把持アームを付勢するので、スプリング等の付勢手段やカムフォロワを常時付勢させる形状を有するカムは必要ではない。把持アームによる容器の把持と把持解除とが求められる領域でのみ、カムフォロワをカム作用で動作させればよい。従って、カムは全周カムではなく、そうした領域にのみ配置された部分カムとすることができる。その結果、カム機構の構造が簡素化し装置の製作コストを低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による容器把持装置の実施例を説明する。図１はこの発明による容器把持装置の一例を示す斜視図、図２は図１に示す容器把持装置の要部を示す図であり、（ａ）はリンク機構の、（ｂ）は把持アームの平面図である。図１及び図２に示す容器把持装置において、図３に示した容器把持装置と共通する構成には同じ符号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００１７】
図１に示す容器把持装置１によれば、カム機構２は、カム３と、カム３に係合するカムフォロワ４とから成る単一の機構である。カムフォロワ４には、リンク機構５を構成する第１リンク６，７の各一端が共通の軸８によって枢着されている。第１リンク６，７の他端には、それぞれ、軸９，１０によって第２リンク１１，１２が枢着されており、第２リンク１１，１２の他端部が支持軸２１，２２の他端部２７，２８に取り付けられている。なお、カム３は、両サイドから規制する溝状のカムとすることもできる。
【００１８】
容器把持装置１がターレットと共に回転してカムフォロワ４がカム３に追従するカム作用を行うと、カムフォロワ４の動作はリンク機構５に伝達され、第１リンク６及び第２リンク１１を介して支持軸２１に回動運動を与え、第１リンク７及び第２リンク１２を介して支持軸２２に回動運動を与える。支持軸２１と支持軸２２との回動方向は互いに逆であるので、把持アーム２５，２６は互いに開閉動作をする。支持軸２１と支持軸２２とにそれぞれ取り付けられた連動ギヤ２９，３０は互いに噛み合っているので、支持軸２１と支持軸２２とは同期して回動し、把持アーム２５，２６の回動量は同量となる。従って、容器Ｂのネック部ｎは把持アーム２５，２６から均等な押圧力で把持され、把持状態にある容器Ｂがターレットにおいて占める位置は、予定位置からずれることがない。
【００１９】
リンク機構５は、図２に示すようにトグル構造に構成されている。即ち、リンク機構５は、カムフォロワ４がカム３（図１）に追従して動くとき、第１リンク６，７が直線状に並ぶ直前（例えば、図２（ａ）の想像線で示すカムフォロワ４参照）で、把持アーム２５，２６が容器Ｂを把持する配置に構成されている。従って、リンク機構５は、第１リンク６，７がＬ−Ｌで示す直線状に並ぶときに、既に、把持アーム２５，２６が容器Ｂを把持することに起因した反作用で戻される方向の力を受けている。カムフォロワ４が、カム３３との引き続くカム作用によって上記反作用に抗して更に僅かにリンク機構５の内部寄りに動こうとするとき、主として把持アーム２５，２６が容器Ｂのネック部ｎを強く挟持することでこの動きを許容する（図２（ａ）実線で示す）。
【００２０】
カムフォロワ４のこの動きが大きいほど把持アーム２５，２６側の抵抗も大きくなるが、リンク機構５の第１リンク６，７は直線Ｌ−Ｌ上に並ぶときの不安定点Ｐを越えているので、把持アーム２５，２６側の反作用力は第１リンク６，７を更に内側に変形屈折させる方向に作用する。第１リンク６，７のこの動きは、支持軸２１，２２を回動させて把持アーム２５，２６を更に容器Ｂを強く把持させる方向に作用するので、結局、第１リンク６，７を屈折させようとする力と、容器Ｂ側からの反作用力とが釣り合うところで、リンク機構５は、その動きが止まってロック状態となる。
【００２１】
リンク機構５のロック状態は、カム３３が存在していなくても維持される。即ち、カム３３は、カムフォロワ４を不安定点Ｐを越える位置まで移動させる範囲で存在していればよい。従って、カム３３については、ターレットの全周に配置される全周カムとする必要はなく、容器Ｂを把持する動作及び容器Ｂの把持を解除する動作が必要な場所にのみ設けられる部分カムとすることができる。部分カムとすることで、カムの構造を簡素化し製造コストを低減することができる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明による容器把持装置は、上記のようにカムとカムフォロアとから成るカム機構、カムフォロアに連結されたリンク機構、リンク機構の作動によって回動が与えられる支持軸、及び各支持軸の回動によって開閉作動をして容器を間に挟んだ状態で把持可能な二つの把持アームを備えているので、把持アームを開閉作動させるためのカムとカムフォロワとから成るカム機構が一つであるにもかかわらず、両把持アームの回動量とタイミングとが同じであって容器に対して及ぼす作用は均等となり、把持アームで把持されたときの容器をターレット等において所定位置に位置決めすることができる。その結果、単一のカム機構であるにもかかわらず、両把持アームが容器に対して及ぼす作用は均等であり、構造を簡素化して製造コストを低減することができる。更に、把持装置で把持されたときに容器が占める位置が所定位置からずれるのを防止することができ、後続の充填等の処理工程において容器に対する処理を確実に行うことができる。
【００２３】
この容器把持装置において、各支持軸に互いに噛み合う連動ギヤのそれぞれを取り付ける場合には、両支持軸の回動や、二つのリンク機構及び把持アームの動作を互いに同期させることができ、把持アームの把持力を一層均等化することができる。また、この容器把持装置において、リンク機構をカムフォロアが不安定点を通過するトグルレバー構造に構成する場合には、リンク機構及び把持アームは、カムフォロアを更に押し込もうとする力と、把持アームが容器を把持することの反作用による力とが釣り合う位置で自己保持状態にロックされる。従って、スプリング等の付勢手段を用いることなく、またカムフォロワを付勢することなしに、リンク機構のみで把持アームを容器把持するロック状態に維持し、容器を安定して確実に把持することができる。更に、この場合、カムを把持アームによる容器の把持と把持解除とが求められる領域にのみ配置した部分カムとすることができ、カムフォロワと常時当接する全周カムは必要でなく、カム機構の構造を簡素化し装置の製作コストを低減することができる。また、部分カムであれば、容器の形状変更時に必要なカム交換についてもその作業が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による容器把持装置の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す容器把持装置の要部を示す平面図である。
【図３】従来のグリッパーの一例を示す斜視図である。
【図４】従来の別のグリッパーの例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  容器把持装置                    ２  カム機構
３  カム                            ４  カムフォロワ
５  リンク機構                      ６，７  第１リンク
８  共通の軸                        ９，１０  軸
１１，１２  第２リンク              ２１，２２  支持軸
２３，２４  一端部                  ２５，２６  把持アーム
２７，２８  他端部                  ２９，３０  連動ギヤ
Ｂ    容器      ｎ  ネック部        Ｐ  不安定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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