(57)【要約】【解決手段】  回転式キャッパ１は、支柱２２に回転自在に設けた回転体５を備えており、この回転体５に複数のキャッピングヘッド７を設けている。また、回転体５には、内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａを配置している。  さらに、発電機３６の発電機本体３６Ａを回転体５の第２支持部材１８に連結するとともに、発電機３６の回転軸３６Ｂに嵌着したギヤ４６を支柱２２側の太陽ギヤ４１に噛み合せている。  回転体５が回転される際には、両ギヤ４１，４６を介して発電機３６の回転軸３６Ｂが回転されて発電され、その電力は給電手段３７を介して内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａに給電される。【効果】  回転体５にロータリコネクタを設ける必要がないので、回転式キャッパ１の構成を簡略化することができる。【選択図】  図２
2007031143.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に設けられた回転体と、該回転体に設けられ物品を支持する支持手段と、該支持手段に支持された物品が回転体の回転方向へ移送される間に、該物品に所定の処理を施す処理手段とを備えた回転式物品処理装置において、
回転軸を備えて該回転軸が回転されることで発電する発電手段を上記回転体に設け、上記発電手段の回転軸に係合部材を設けるとともに、上記回転体の回転に伴う発電手段の回転方向への移動経路に沿って、上記係合部材と係合する回転付与部材を設け、回転体が回転されて処理手段によって物品に所定の処理が施される際に、発電手段の回転方向への移動により、係合部材を回転付与部材に対して係合させながら移動させることで、発電手段の回転軸を回転させて発電し、発電した電力を回転体に設置した電気機器に供給することを特徴とする回転式物品処理装置。
【請求項２】
上記発電手段が発電した電力を蓄える電池を上記回転体に設け、上記電池から上記電気機器に電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の回転式物品処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転式物品処理装置に関し、より詳しくは、例えば回転式の充填装置やキャッパ等、容器を回転搬送する間に所定の処理を施す回転式容器処理装置として好適な回転式物品処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から回転式のキャッパや充填装置は知られている。こうした従来の回転式物品処理装置においては、駆動源に連動して回転される回転体と、この回転体に設けた複数の処理機構とを備えており、さらに回転体にモータやセンサ、制御装置等の電気機器を設置した場合には、外部の電源から上記回転体の電気機器に給電するためのロータリコネクタを回転体に設けている。
そして、上記ロータリコネクタとしてスリップリングを用いた回転式処理装置が提案されている（例えば特許文献１〜特許文献４）。
【特許文献１】特公平３−６４３９５号公報
【特許文献２】特公平３−６４３９６号
【特許文献３】特公平６−４５３９３号公報
【特許文献４】特開平８−２９５３９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述したようなスリップリングを用いたロータリコネクタにおいては、スリップリングが摩耗するため定期的に交換する必要があり、最近ではスリップリング方式に代えて水銀接点方式のロータリコネクタが用いられるようになっている。しかしながら、これらのロータリコネクタは、何れも回転体の上部に配設されていることが多く、これよりも下方に位置する回転体の容器処理部が摩耗粉あるいは水銀で汚染されるという危険性があった。特に、飲料や食品、医薬品が充填される容器を扱う処理装置においては、このような汚染は重大な問題となるものであった。
また、これらロータリコネクタを予め備えない回転式物品処理装置の回転体に、センサ等の電気機器を新たに追加する場合には、ロータリコネクタを新たに設けるとともに、電源からロータリコネクタへ電気配線を敷設する必要があり、改造が大掛かりになるという欠点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述した事情に鑑み、本発明は、回転自在に設けられた回転体と、該回転体に設けられ物品を支持する支持手段と、該支持手段に支持された物品が回転体の回転方向へ移送される間に、該物品に所定の処理を施す処理手段とを備えた回転式物品処理装置において、
回転軸を備えて該回転軸が回転されることで発電する発電手段を上記回転体に設け、上記発電手段の回転軸に係合部材を設けるとともに、上記回転体の回転に伴う発電手段の回転方向への移動経路に沿って、上記係合部材と係合する回転付与部材を設け、回転体が回転されて処理手段によって物品に所定の処理が施される際に、発電手段の回転方向への移動により、係合部材を回転付与部材に対して係合させながら移動させることで、発電手段の回転軸を回転させて発電し、発電した電力を回転体に設置した電気機器に供給するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００５】
上述した構成によれば、回転体に設けた発電手段から電気機器に給電することができるため、ロータリコネクタを設ける必要がなく、したがって、安全性が高く構成が簡単な回転式物品処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下図示実施例について本発明を説明する。図示実施例は本発明に係る回転式物品処理装置が物品として容器にキャッピング処理を施す回転式キャッパである場合を示したもので、図１において回転式キャッパ１は回転体５を備え、供給コンベヤ９によって搬送されてきた容器２は、供給スターホイール８を介して回転式キャッパ１に搬入され、回転体５の回転に伴なって図示時計方向に回転搬送される間に、キャップ供給手段１２で供給されるキャップ３をキャッピングする。キャッピング処理された容器２は、排出スターホイール１３を介して排出コンベヤ１４に搬出される。
図２において回転体５は、駆動源であるモータ４に連動して回転され、この回転体５は下部に位置する回転テーブル部６Ａと、上部に位置して回転体５の円周方向等間隔位置に処理手段としてのキャッピングヘッド７が複数配置された回転処理部６Ｂと、これらを支持する回転軸１５とを備えている。
【０００７】
回転体５の中心に位置させて、固定ブロック２０に支柱２２を鉛直方向に立設してあり、この支柱２２の外周部の下部円筒体２２Ａに設けた上下一組のベアリング２３を介して、上記回転軸１５を回転自在に取り付けている。
この回転軸１５の外周部に回転テーブル部６Ａを水平に支持してあり、この回転テーブル部６Ａ上の円周方向等間隔位置に、容器２を支持する支持手段としての載置台１１を設けている。
なお、支持手段としては物品を載置して支持する手段に限らず、把持を行う手段等の他の手段を採用することができ、支持手段としてグリッパを回転処理部６Ｂ側に設けた場合には、回転テーブル部６Ａは省略される。
一方、回転処理部６Ｂは、回転軸１５の上端に連結した円板状の第１支持部材１６と、この第１支持部材１６を上方から覆うケーシング１７とを備えており、第１支持部材１６には、複数の支持ロッド２１によって円板状の第２支持部材１８が一体に支持されている。
そして、各載置台１１の上方に位置させて第１支持部材１６、第２支持部材１８によりキャッピングヘッド７を支持させている。
また、支柱２２の上方外周部の上部円筒体２２Ｂに設けたベアリング１９を介して、第２支持部材１８を回転自在に支持している。これにより、回転体５は、支柱２２を中心に回転できるようになっている。
回転軸１５の下端部には駆動ギヤ２４を取り付けてあり、この駆動ギヤ２４に上記モータ４のギヤ２５を噛み合せている。モータ４が回転されると回転軸１５が回転され、回転テーブル６Ａと回転処理部６Ｂが一体的に回転されるようになっている。
【０００８】
キャッピングヘッド７は、第１支持部材１６に昇降自在に設けられた昇降スリーブ２７と、この昇降スリーブ２７に回転自在に支持された回転シャフト２８と、回転シャフト２８の下端に設けられてキャップ３を保持するチャック３１とを備えている。また、昇降スリーブの下部にはチャック３１を下方へ付勢するエアシリンダ３２が設けてあり、このエアシリンダ３２はエア圧を検出して付勢力が適正であるかを確認する圧力センサ３２Ａを備えている。
【０００９】
回転シャフト２８には、遊星ギヤ３８を嵌着してあり、この遊星ギヤ３８を上記支柱２２の上部円筒体２２Ｂの外周に嵌着した太陽ギヤ４１に噛み合せている。第１支持部材１６の回転に伴なって遊星ギヤ３８が太陽ギヤ４１の周囲を自転しながら公転し、これによって回転シャフト２８が回転されることで、チャック３１がキャップ３の巻き締め方向に回転されるようになっている。上記遊星ギヤ３８と太陽ギヤ４１とによってキャッピングヘッド７の回転機構３４を構成している。
また、昇降スリーブ２７にはカムフォロワ４４を設けてあり、上部円筒体２２Ｂの外周部に環状のカム部材４３を取り付けている。このカム部材４３の外周面にカム溝４３Ａを形成しており、このカム溝４３Ａに、昇降スリーブ２７のカムフォロワ４４を係合させている。これにより、キャッピングヘッド７がカム部材４３の周囲を公転移動することにより昇降スリーブ２７および回転シャフト２８が昇降されるようになっている。カム部材４３のカム溝４３Ａとカムフォロワ４４とによってキャッピングヘッド７を昇降させる昇降機構３５を構成している。
【００１０】
以上のように構成される回転式キャッパ１において、本実施例においては、回転処理部６Ｂのケーシング１７内の第２支持部材１８に、回転力により発電する発電手段としての発電機３６と、発電機３６によって発電した電力を蓄電するとともに回転体５に設置した電気機器に給電する給電手段３７とを設けている。そして第２支持部材１８上には、さらにエアシリンダ３２の圧力センサ３２Ａが接続され、その作動を制御する内部コントローラ３３と、この内部コントローラ３３と接続された無線ユニット３３Ａとを設置してあり、外部に設けた制御装置２６が備える無線ユニット２６Ａと無線ユニット３３Ａとの間で通信して、制御装置２６と内部コントローラ３３間とで指令信号や検出信号等の信号を伝達するようになっている。そして、これらコントローラ３３および無線ユニット３３Ａに対して上記給電手段３７から電力を給電するようになっている。
【００１１】
発電機３６は、発電機本体３６Ａと、発電機本体３６Ａ内の回転子に連結された回転軸３６Ｂとを備えており、ブラケット４５によって第２支持部材１８の底面に下方を向けて取り付けられ、回転軸３６Ｂが回転されることで発電するようになっている。また、回転軸３６Ｂにギヤ４６を取り付けてあり、このギヤ４６を上記支柱２２の上部円筒体２２Ｂに固定した太陽ギヤ４１に噛み合せて係合させている。
これにより、第１支持部材１６とともに第２支持部材１８が回転されると、発電機本体３６Ａが支柱２２を中心として回転移動（公転）されるので、太陽ギヤ４１に噛み合っているギヤ４６を介して回転軸３６Ｂが回転（自転）を付与されて、これにより回転力が入力され発電機本体３６Ａで発電されるようになっている。この発電機３６によって発電された電力は、給電手段３７を介して内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａに給電される。
このように本実施例では、ギヤ４６により係合部材を、太陽ギヤ４１により回転付与手段をそれぞれ構成している。
なお、本実施例では回転式キャッパ１に予め備えられている太陽ギヤ４１を回転付与手段として利用しているが、当該太陽ギヤ４１とは別に回転付与手段を設けることも可能である。
具体的には、発電機３６の移動経路付近に、上記ギヤ４６に係合する上記太陽ギヤとは異なる太陽ギヤを、係合部材（ギヤ４６）との係合部が上記移動経路に沿うように配置して、これを回転付与手段として上記上部円筒体２２Ｂに設けたり、回転付与手段としての内歯歯車を外周側のケーシング１７等に固定し、上記ギヤ４６を係合させることが考えられる。
また、ギヤ４６の軸方向が水平を向くように発電機３６を第２支持部材１８に固定すると共に、該ギヤ４６に係合する係合部が上方または下方を向いた歯車を回転付与手段として設けることも可能である。
さらに、係合部材と回転付与手段は、係合状態を維持できるものであればギヤに限るものではなく、相対的に移動して回転力を付与することのできる他の構成を採用しても良い。
【００１２】
本実施例の給電手段３７は、コンバータ３７Ａと、電力を蓄電する二次電池３７Ｂとを内蔵しており、二次電池３７Ｂは発電された電力を蓄えるとともに、上記内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａに接続されて、これら電気機器に電力を供給するようになっている。また、ケーシング１７の外周面にはメインスイッチ４７を備えており、回転式キャッパ１の作動、停止に応じて二次電池３７Ｂから内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａへの給電をＯＮ・ＯＦＦできるようにしている。このように二次電池３７Ｂを備けることで、給電とともに充電を行うことができ、回転体５の回転が停止している間も、継続して電力を供給することができるので、例えば、外部との通信を維持したり、データを保持し解析作業を中断せずに行うことができる。
【００１３】
以上の構成において、モータ４が回転駆動されて回転式キャッパ１が作動されると、それに連動して回転テーブル部６Ａおよび回転処理部６Ｂが図１において時計方向に回転される。
また、これに伴ない発電機３６が回転方向に移動し、ギヤ４６が太陽ギヤ４１により回転されることで発電機本体３６Ａによって発電が行われ、発電された電力は給電手段３７を介して内部コントローラ３３および無線ユニット３３Ａに給電される。
そして、供給位置Ａにおいて回転テーブル６Ａの載置台１１上に供給スターホイール８から容器２が供給されて回転方向へ移送されるとともに、回転処理部６Ｂに支持され、キャップ３を保持したキャッピングヘッド７が容器２の上方に位置して共に回転方向へ移動する。そして、容器２が回転体５の回転方向に移送される間に、キャッピングヘッド７が昇降機構３５により下降され、回転機構３４により保持したキャップ３を下方に位置する容器２の口部２ａに被せて巻き締めることで、容器２に対するキャッピング処理が施される。  その後、キャッピングを終了した容器２が排出位置Ｂに至ると排出スターホイール１３によって回転テーブル６の載置台１１上から排出コンベヤ１４へ排出されるようになっている。
【００１４】
このようなキャッピング処理中において、キャッピングヘッド７に設けたエアシリンダ３２にはエアが供給されて、巻き締められるキャップ３を容器２の口部２ａに押圧させるよう付勢力が付与される。その際のエアシリンダ３２のエア圧は、圧力センサ３２によって常時監視されており、内部コントローラ３３に検出信号が取り込まれると、各キャッピングヘッド７毎に記憶されるとともに、無線ユニット３３Ａと無線ユニット２６Ａとを介して外部の制御装置２６に伝達されるようになっている。
これにより、制御装置２６では、エアシリンダ３２のエア圧が予め設定した所定のエア圧となっているか否かを認識することで、キャッピング荷重を監視することができる。そして、必要に応じて制御装置２６は、無線ユニット２６Ａ、３３Ａを介して内部コントローラ３３に、圧力センサ３２が検出する圧力レベルを変更する等、指令信号を出力することができるようになっている。
【００１５】
このような回転式キャッパ１の動作中においては、ギヤ４６を太陽ギヤ４１に係合させながら移動させることで、発電機３６によって継続して発電されており、発電された電力は上記給電手段３７の二次電池に蓄電されるとともに内部コントローラ３３、無線ユニット３３Ａ等の回転体５に配置した電気機器に供給され、圧力センサ３２Ａによる圧力の監視および内部コントローラ３３での検出結果の集計、無線ユニット３３Ａ、２６Ａによる内部コントローラ３３と制御装置２６間での信号の送受信等の動作が実行されるようになっている。
【００１６】
以上のように、本実施例の回転式キャッパ１においては、回転体５に設けた電気機器の消費電力は、回転体５に設けた発電機３６が発電した電力によって賄うようにしている。そのため、回転体５にロータリコネクタを設けたり、電気配線を敷設して外部より電力を供給する必要がない。
さらに、回転式キャッパ１を設置した後で、回転体５の内部にセンサ等の電気機器を新たに追加する必要が生じた場合であっても、電気配線を敷設しロータリコネクタを設けるような大規模な改修を行う必要がない。
【００１７】
図２において、回転テーブル部６Ａに想像線で図示した構成は、他の実施例を示しており、１３６は発電機であり発電機本体１３６Ａを回転軸１５の下端に設けた駆動ギヤ２４の下面に固定して回転体５に設けている。また、支柱２２の下部円筒体２２Ａの外周に太陽ギヤ１４１が固定され、この太陽ギヤ１４１に発電機１３６の回転軸１３６Ｂに設けたギヤ１４６を噛み合せてあり、駆動ギヤ２４の上面にコンバータ１３７Ａと二次電池１３７Ｂを内蔵した給電手段１３７を設けている。そして、発電機１３６で発電した電力は、給電手段１３７を介して、駆動ギヤ２４の上面に設けた内部コントローラ１３３に給電されるとともに、二次電池１３７Ｂに蓄電されるようになっており、内部コントローラ１３３には回転テーブル部６Ａの下面側に設けられ、載置台１１に掛かる荷重を検出する荷重センサ５１が接続されている。
本実施例では、容器２へのキャッピング時に容器２に掛かる荷重量を検出できるようになっている。このように発電機１３６、給電手段１３７を回転体５の回転テーブル部６Ａ側に配置した場合であっても、回転処理部６Ｂ側に設けた前記実施例と同様に、回転体５の回転に伴い発電機１３６が太陽ギヤ１４１の周囲を公転することで、回転軸１３６Ｂが自転して発電され、給電手段１３７を介して電気機器である内部コントローラ１３３に給電することができる。
【００１８】
なお、上記実施例は、回転式キャッパ１に本発明を適用した場合について説明したが、回転体を備えた処理装置であれば、容器に充填液を充填する回転式フィラや容器にラベルを貼り付ける回転式ラベラ等、容器に所定の処理を施す他の回転式容器処理装置や、容器以外のカートン、ケース、箱および部品やワークといった物品を扱う回転式処理装置にも本発明を適用することができる。
また、上記回転体５に設置する電気機器としては、上記実施例の圧力センサ３２、荷重センサ５１に加え、キャッピングヘッド７の下降量やキャップの高さを確認するポテンショメータや、回転式フィラに設けられる流量計や重量計等の各種センサ機器、計測機器及びそれらの制御機器、さらにサーボキャッパにおけるキャッピングヘッド回転用のモータ及びコントローラやエアの給排等を制御する各種電磁弁等の動作機器等、電力を供給することで作動する様々な電気機器が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例を示す回転式キャッパの概略の平面図。
【図２】図１のＩＩ―ＩＩ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００２０】
１…回転式キャッパ（回転式物品処理装置）
２…容器（物品）
５…回転体
７…キャッピングヘッド（処理手段）
１１…載置台（支持手段）
３３、１３３…内部コントローラ（電気機器）
３３Ａ…無線ユニット（電気機器）
３６、１３６…発電機（発電手段）
３６Ｂ、１３６Ｂ…回転軸
４１、１４１…太陽ギヤ（回転付与部材）
４６、１４６…ギヤ（係合部材）
【図１】
2007031143.tif 000003
【図２】
2007031143.tif 000004