(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器口部に緩着されている蓋を取り外す容器蓋取外し装置であって、容器上方から上下して容器口部に緩着されている蓋に突き刺す蓋取外し工具、該蓋取外し工具を上下駆動させる蓋取外し工具駆動装置、蓋に突き刺さった蓋取外し工具の上昇時に容器上昇を阻止する容器上昇阻止ガイド、前記蓋取外し工具の上昇経路の途中に配置され該蓋取外し工具に突き刺さっている蓋に係合して該蓋を蓋取外し工具から除去する蓋除去ガイドを備えてなり、前記蓋取外し工具は、軸部、該軸部先端から次第に逆テーパー状に拡がる逆テーパー状係合部、該逆テーパー状係合部下端の最大径部から次第に縮径して先端が先鋭となっている逆円錐状先端部から構成されていることを特徴とする容器蓋取外し装置。
【請求項２】
コンベアで正立状態で搬送されてくる容器を所定タイミングで蓋取外し工具下方に位置決め搬送するタイミングスクリュー、前記蓋除去ガイドにより蓋取外し工具から除去された蓋を容器搬送経路外へ偏向移動させる蓋偏向手段を有する請求項１に記載の容器蓋取外し装置。
【請求項３】
前記蓋偏向手段が、前記容器上昇阻止ガイドと前記蓋除去ガイドとの間に圧縮エアを吹き付けるエア吹出手段からなる請求項１又は２に記載の容器蓋取外し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、牛乳瓶等、回収再使用する容器に装着された蓋を取外す蓋取外し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
牛乳瓶等のリターナブル製品においては、回収後壜を洗浄して再使用しているが、これまで一般に、使用された蓋は、飲み終わった後は廃棄されていたため、回収壜の蓋を外す作業は発生していなかった。しかしながら、最近の牛乳用リターナブル壜等においては、壜口の保護やキャップのリサイクル等の観点から開栓した蓋を飲み終わった後、再び壜に被せて回収することが多くなり、洗浄工程前に蓋を外す作業が必要となっている。
【０００３】
従来このような目的で使用される蓋取外し装置は、蓋を外す際に、矢尻のような取外し工具を蓋に突き差した後、矢尻が開き、工具を引き上げると矢尻が蓋に係合し、蓋を取り除くことができるようなものが知られている（たとえば、特開平１１−１８０４９７号公報、特開２０００−２０３６９１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来知られている上記装置は、構造が複雑で大きな装置であり、小口のラインには過大な設備であり、また開栓工具も複雑でその強度にも問題があり、設備コストやランニグコストが嵩む等の問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、複雑な構造を必要とせずに、確実に蓋を取外すことができ、より小型化できて小口ラインにも好適に適用でき、しかも開栓工具も簡単で且つ長寿命化を図ることができ、ランニングコストも低減させることができる蓋取外し装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の容器蓋取外し装置は、容器口部に緩着されている蓋を取り外す容器蓋取外し装置であって、容器上方から上下して容器口部に緩着されている蓋に突き刺す蓋取外し工具、該蓋取外し工具を上下駆動させる蓋取外し工具駆動装置、蓋に突き刺さった蓋取外し工具の上昇時に容器上昇を阻止する容器上昇阻止ガイド、前記蓋取外し工具の上昇経路の途中に配置され該蓋取外し工具に突き刺さっている蓋に係合して該蓋を蓋取外し工具から除去する蓋除去ガイドを備えてなり、前記蓋取外し工具は、軸部、該軸部先端から次第に逆テーパー状に拡がる逆テーパー状係合部、該逆テーパー状係合部下端の最大径部から次第に縮径して先端が先鋭となっている逆円錐状先端部から構成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
前記容器蓋取外し装置は、コンベアで正立状態で搬送されてくる容器を所定タイミングで蓋取外し工具下方に位置決め搬送するタイミングスクリュー、さらに前記蓋除去ガイドにより蓋取外し工具から除去された蓋を容器搬送経路外へ偏向移動させる蓋偏向手段を有することによって、コンベアで連続的に搬送されてくる容器から蓋を自動的に取り除き、空容器を次工程に送る空容器処理ラインに好適に適用できる。前記蓋偏向手段としては、前記容器上昇阻止ガイドと前記蓋除去ガイドとの間に圧縮エアを吹き付けるエア吹出手段が望ましい。また、蓋取外し工具は、軸部、該軸部先端から次第にテーパー状に拡がる逆テーパー状係合部、該逆テーパー状係合部下端の最大径部から次第に縮径して先端が先鋭となっている逆円錐状先端部から構成され、蓋取外し工具上昇時に前記逆テーパー状係合部が蓋と摩擦係合して蓋を容器から取外すことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図面は本発明の実施形態に係る容器蓋取外し装置を示している。本実施形態の容器蓋取外し装置１は、回収された壜を洗浄工程等の処理工程に正立状態で搬送する搬送コンベア２に沿って配置され、主な構成として、壜搬送コンベア２によって搬送される壜を所定間隔に整列させて搬送タイミングを規制するタイミングスクリュー５と、該タイミングスクリューによって規制されて定位置に搬送された壜の上方から上下駆動されて蓋に突き刺す蓋取外し工具６と、該蓋取外し工具を上下駆動させる蓋取外し工具駆動装置１７、蓋に突き刺さった蓋取外し工具の上昇時に容器上昇を阻止する容器上昇阻止ガイドプレート２２、２３、前記蓋取外し工具の上昇経路の途中に配置され該蓋取外し工具に突き刺さっている蓋に係合して該蓋を蓋取外し工具から除去する蓋除去ガイド７、蓋取外し工具６から取外された蓋をシュートに吹き飛ばす蓋偏向手段としてのエア吹出手段８、及び吹き飛ばされた蓋を所定位置に回収する蓋回収手段９とから構成されている。
【０００９】
前記蓋取外し工具６は、図５に示すように、軸部１４、該軸部先端から逆テーパー状に次第に拡がる逆テーパー状係合部１３、該逆テーパー状係合部下端の最大径部１２から次第に縮径して先端が先鋭となっている逆円錐状先端部１１とから構成されている。従って、この蓋取外し工具６は、蓋に突き刺す際に先端が先鋭であるため、容易に壜に被せてあるプラスチック製、紙製又は金属製の蓋に容易に突き刺すことができ、さらに蓋取外し工具を押し下げることによってその逆円錐状先端部１１の周面によって孔が次第に開拡されて貫通し、最大径部１２が蓋を貫通すると、今度は逆に漸次縮径となるので、蓋の弾性により貫通孔外周部が復帰して逆テーパー状係合部１３の外周面と全周又は部分的に接触を保ち、蓋の貫通孔はそれに応じて縮径した状態となる。従って、この状態で蓋取外し工具６を上昇させると、逆テーパー状係合部１３が蓋の裏面から縮径した貫通孔に押し入ろうとして蓋に摩擦抵抗を与えて蓋と係合し、蓋を持ち上げようとする。
【００１０】
その際、該摩擦抵抗が蓋を壜から除去する力よりも大きいと、蓋取外し工具の上昇に伴って蓋は自然に壜から除去されることになる。強く装着してある蓋でも確実に壜口から除去するには、蓋取外し工具の形状を矢尻あるいは銛状にすればよいが、そのような形状にすると蓋を壜口から除去した後、蓋取外し工具に突き刺さった蓋を蓋取外し工具から除去するのが困難となる。使用済みの容器に被せられた蓋は、開栓前の蓋と相違して緩着されている状態にあるので、本発明者の実験によれば蓋取外し工具を矢尻状や銛状にしなくても上記方法によって十分除去することができることが確認できた。そして、蓋取外し工具を上記形状にすることによって、後述するように蓋取外し工具から蓋を除去することも容易となり、簡単な装置で確実に容器から蓋を除去することができる。
【００１１】
蓋取外し工具６の前記機能は、逆円錐状先端部１１のテーパー角度、最大径部１２の直径、逆テーパー状係合部１３の大きさに影響され、前記機能を効果的に果たすには、取り外す蓋の材質及び大きさによって実験的に最適値を求めて採用すればよく、所定値に限定されるものでないが、本発明者の実験によれば、プラスチック製蓋で直径が４０ｍｍの場合は、逆テーパー状係合部のテーパー角度αは６５°〜８７°好ましくは８０°〜８７°、逆円錐状先端部のテーパー角度βは７０°〜８２°好ましくは７２°〜７７°の範囲、最大径部の直径は８ｍｍ〜１５ｍｍの範囲が好ましいことが確認された。図５において、（ａ）、（ｂ）は上記寸法がそれぞれ異なる２種類の蓋取外し工具を示し、（ｂ）は（ａ）よりも各寸法が小さいものを示している。
【００１２】
逆円錐状先端部のテーパー角度βは、蓋取外し工具の蓋への突き刺し性能に影響を与え、テーパー角度が大き過ぎると突き刺す際の抵抗が大きくなり、小さ過ぎると最大径部の直径を確保するのに逆円錐状先端部を長くしなければならず、蓋取外し工具のストロークが長くしなければならない不都合が生じるので、上記範囲が好ましい。また、最大径部の直径が大きいと必然的に逆テーパー状係合部の断面も大きくなり、蓋取外し工具を上昇させて壜から蓋を取外す際に、逆テーパー状係合部と蓋との係合面積が大きくなるので、蓋を除去する力が大きくなり、蓋の取外しが容易となる。しかしながら、最大径部の直径が大き過ぎると、蓋に大きな孔を空けることになり、開口抵抗が大きくなると共に、開口部の蓋の弾性の復元力にも影響を与え逆テーパー状係合部と蓋との係合力を阻害する要因ともなるので、上記範囲が好ましい。
【００１３】
さらに、逆テーパー状係合部のテーパー角度αは、蓋を壜から取り外す際の係合力、及び蓋取外し工具から蓋を除去する際の除去のし易さに影響を与える重要な要素であり、テーパー角度αが小さいと蓋との係合力が増し、強く装着してある蓋も壜から取り外すことが可能となるが、逆に蓋取外し工具から蓋を除去するのが困難となる。逆テーパー状係合部のテーパー角度αを前記範囲に形成することによって、壜に緩着した蓋を確実に取り外すことができ、且つ蓋取外し工具からも容易に除去することができた。
【００１４】
蓋取外し工具６は、本体フレーム１６に取り付けられた蓋取外し工具駆動装置１７（本実施形態ではシリンダ装置）のシリンダロッドに固定されたチャックプレート１８に、壜の搬送方向に所定間隔をおいて３本の蓋取外し工具６が取り付けられ、３本の蓋取外し工具が同時に同ストロークで上下駆動されるようになっている。これらの蓋取外し工具６は、搬送コンベア２で搬送される壜の上方に位置して配置され、その下方位置に壜が到達すると、蓋取外し工具駆動装置１７が作動することによって下動して蓋を突き刺すようになっている。蓋取外し工具６による蓋の突き差し位置は必ずしも限定されるものでなく任意の位置でよいが、蓋に確実に突き差し、且つ比較的容易に蓋を除去できるようにするために、さらに蓋がプラスチック製の場合は通常中心部にゲート溜りができるので、それを避けるために、図４に示すように、蓋中心から若干ずれているのが望ましい。なお、蓋取外し工具駆動装置は、本実施形態ではシリンダ装置を採用したが、カム機構やモータ伝動機構等任意の手段が採用できる。
【００１５】
蓋取外し工具の上下動する経路の中間部には、該蓋取外し工具の最大径部１２が通過できる蓋取外し工具通過孔１９が形成された蓋除去ガイド７が本体フレーム１６に設けられている。該蓋除去ガイド７は、その下面が平板となっており、該下面とその下方に位置する壜の天面との間隔が、少なくとも蓋の高さ以上を有し、且つ蓋取外し工具のストローク上端位置が該離脱ガイド下面よりも上方となる位置に設置されている。
【００１６】
一方、壜を確実に３本の蓋取外し工具の下部に搬送し、蓋取外し工具の駆動とのタイミングをとるために配置されたタイミングスクリュー５は、搬送コンベアの上方側方に沿って本体フレーム１６に回転自在に配置され、モータ２０によって間欠駆動される。また、タイミングスクリュー５の壜を挾んで反対側に壜を案内する一対の丸ベルト２１が設けられ、タイミングスクリュー５と丸ベルト２１とで確実に壜を位置決め搬送できるようにしてある。また、タイミング５と丸ベルト２１の上方には、ちょうど壜口部が通過する間隔をおいてボトル口の外側側方に位置して、壜が上昇する際に、壜の肩部が当たって壜の上昇を阻止すように、一対の容器上昇阻止ガイドプレート２２、２３が設けられている。
【００１７】
片方の容器上昇阻止ガイドプレート２２は、エア吹出手段を兼用するもので、図４に示すように、プレート内部に図示しない圧縮エア供給源に連結された圧縮エア路２４が設けられ、かつ該圧縮エア路２４から壜口上方に向けて圧縮エアを吹き出す圧縮エア吹出ノズル２５が設けられている。一方、他方の容器上昇阻止ガイドプレート２３は、蓋回収手段を兼ねており、後述するように蓋取外し工具から外されて落下する蓋を前記圧縮エア吹出ノズル２５から吹き出す圧縮エアにより壜側方に吹き飛ばされた蓋を受けて、シュートに案内して蓋回収箱に回収する機能を果たす。本実施形態では容器上昇阻止ガイドプレート２３の上面に一対のロープコンベア案内溝２６を形成し、該ロープコンベア案内溝２６に上部がプレート面より突出するように配置され、モータ２７により駆動される一対の無端状のロープコンベア２８が設けられている。なお、図中３０は、吹き飛ばされた蓋が外部に飛ばされないでロープコンベア２８上に載るように案内するガイドフードである。
【００１８】
本実施形態の蓋取外し装置は、以上のように構成され、搬送コンベア２で搬送されてくる容器３は、モータ２０により間欠駆動されるタイミングスクリュー５に拘束されて高速搬送により所定間隔に拡げられ、３本の容器（ボトル）がセットになって３本の蓋取外し工具６の下方位置に到達すると一時停止する。その間に、蓋取外し工具駆動装置１７の駆動により蓋取外し工具６が下降し、蓋４を突き刺し、蓋取外し工具６の最大径部１２が蓋を貫通して所定位置まで下降した時点で、蓋取外し工具が上昇することにより逆テーパー状係合部１３が蓋と係合し、蓋を持ち上げる作用をする。その際、蓋と容器の装着力が容器の重量より強ければ容器が持ち上がるが、容器の肩部が容器上昇阻止ガイドプレート２２、２３に上昇を阻止されるので、蓋４のみが持ち上がり、容器から蓋が取り外される。
【００１９】
蓋が突き刺さっている状態で蓋取外し工具６が上昇する途中で、蓋が蓋除去ガイド７の下面に当たり上昇を阻止され、蓋取外し工具のみが上昇し、蓋は蓋取外し工具から抜けて落下する。そのとき、容器上昇阻止ガイドに設けられている圧縮エア吹出ノズル２５より圧縮エアが吹き付けられ、蓋は反対側の容器上昇阻止ガイドプレート２３上に吹き飛ばされる。吹き飛ばされた蓋は、例えばガイドフード３０に案内されて、該レート上に設けられているロープコンベア２８上に載る。ロープコンベア２６は、モータにより循環駆動され、その先端部に設けられている回収箱にシュートを介して又は直接に蓋を落下させて回収される。蓋が外された容器は、再びタイミングスクリュー５及び搬送コンベアにより装置出口方向に運ばれ、次工程に備えられる。
【００２０】
以上のように、本実施形態の容器蓋取外し装置によれば、蓋取外し工具を単に上下動させるのみで、容器からの蓋の取外し、及び蓋取外し工具からの蓋の除去が容易にできるので、装置が非常にシンプルで小型化できて安価であり、小口のラインにも容易に適用できる。また、蓋取外し工具の構成も単純であり、可動部分がないので、損耗が少なく耐久性がよい。以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限るものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施形態の場合は、搬送コンベアで搬送される容器から自動的に蓋を除去しているが、手動で１本づつ容器を供給して蓋を取り外すように構成することもできる。その場合は、蓋取外し装置の構成としては、前記構成のうち、蓋取外し工具、該蓋取外し工具を上下駆動させる蓋取外し工具駆動装置、容器上昇阻止ガイド、蓋除去ガイドがあれば良く、タイミングスクリュー及び蓋偏向手段はなくてもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の容器蓋取外し装置によれば、複雑な構造を必要とせずに、確実に容器から蓋を取外すことができ、より小型化できて小口ラインにも好適に適用でき、しかも開栓工具も簡単で且つ長寿命化を図ることができ、ランニングコストも低減させることができる。そして、請求項２及び３に記載の発明によれば、さらに容器を確実に蓋取外し工具の下方に位置決め搬送することができ、且陽気から除去された蓋を簡単な構成により容器の搬送に邪魔にならないよう容器搬送路外へ確実に除去することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、壜に緩着した蓋を確実に取り外すことができ、且つ蓋取外し工具からも容易に除去する。しかも、蓋取外し工具の構成も単純であり、可動部分がないので、損耗が少なく耐久性がよく、ランニングコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る容器蓋取外し装置の、タイミングスクリューを除去した状態での正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る容器蓋取外し装置の側面図である。
【図３】その平面概略図である。
【図４】その側面の要部拡大図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、本発明の実施形態に係る蓋取外し工具の正面図である。
【符号の説明】
１  蓋取外し装置                        ２  搬送コンベア
３  容器                                ４  蓋
５  タイミングスクリュー                ６  蓋取外し工具
７  蓋除去ガイド                        ８  エア噴出手段
９  蓋回収手段                        １１  逆円錐状先端部
１２  最大径部                          １３  逆テーパー状係合部
１４  軸部                              １６  本体フレーム
１７  蓋取外し工具駆動装置              １９  蓋取外し工具通過孔
２０、２７  モータ
２２、２３  容器上昇阻止ガイドプレート
２５  圧縮エア噴出ノズル                ２８  ロープコンベア
【図１】
0004746213.tif 000002
【図２】
0004746213.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004746213.tif 000005
【図５】
0004746213.tif 000006