(57)【要約】【課題】搬送装置の搬送部と駆動部とを分離することで、クリーン領域と駆動領域とを完全に区分できる搬送装置および搬送装置の駆動方法を提供すること。【解決手段】搬送装置１００は、回転されることで容器９を搬送する搬送部１０と、搬送部１０に回転駆動力を付与する駆動部２０とを備える。搬送部１０は、回転される搬送軸１３と、搬送軸１３に備えられた磁石部Ｍ１とを有する。駆動部２０は、回転駆動力を発生させるモータ２１と、回転駆動力により回転される駆動体２２と、駆動体２２に備えられた磁石部Ｍ２とを有する。搬送軸１３および駆動体２２は、分離した状態に配置されるとともに、磁石部Ｍ１および磁石部Ｍ２の間に作用する磁力によって回転駆動力を伝達可能に結合される。搬送軸１３と駆動体２２との間には、非磁性体からなるカバー３０が介在している。【選択図】図２
2016216206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転されることで対象を搬送する搬送部と、
前記搬送部に回転駆動力を付与する駆動部と、を備え、
前記搬送部は、
回転される搬送軸と、
前記搬送軸に備えられた第１磁石部と、を有し、
前記駆動部は、
前記回転駆動力を発生させるモータと、
前記回転駆動力により回転される駆動体と、
前記駆動体に備えられた第２磁石部と、を有し、
前記搬送軸および前記駆動体は、
分離した状態に配置されるとともに、
前記第１磁石部および前記第２磁石部の間に作用する磁力によって前記回転駆動力を伝達可能に結合され、
前記搬送軸と前記駆動体との間には、
非磁性体からなるカバーが介在している、
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
回転されることで対象を搬送する搬送部に備えられる搬送軸と、
前記搬送軸に備えられたロータと、
前記ロータとの間にギャップをあけて配置されるステータと、
前記ギャップに配置される非磁性体からなるカバーと、を備え、
前記ロータおよび前記ステータを含んで構成されたモータにより発生した回転駆動力によって前記搬送軸が回転される、
ことを特徴とする搬送装置。
【請求項３】
前記カバーは、
上方に向けて開放されたカップ状の部材である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記対象は、
飲料、食品、および薬品のいずれかが入れられる容器である、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の搬送装置。
【請求項５】
回転されることで対象を搬送する搬送部および前記搬送部に回転駆動力を付与する駆動部を備えた搬送装置を駆動する方法であって、
前記駆動部に含まれるモータにより回転駆動力が発生する第１ステップと、
前記搬送部に含まれ、前記駆動部とは分離されている搬送軸が前記回転駆動力により回転する第２ステップと、を備え、
前記第２ステップでは、
前記駆動部に含まれる駆動体と前記搬送軸との間に配置された非磁性体からなるカバーを介して、前記搬送軸に備えられた第１磁石部と前記駆動体に備えられた第２磁石部との間に作用する磁力により、前記駆動体と前記搬送軸とが前記回転駆動力を伝達可能に結合される、
ことを特徴とする搬送装置の駆動方法。
【請求項６】
回転されることで対象を搬送する搬送装置を駆動する方法であって、
前記搬送装置が有する搬送軸に備えられたロータと、前記ロータとの間にギャップをあけて配置されたステータとによって電磁力が発生する第１ステップと、
前記電磁力により前記ロータが回転することで発生した前記回転駆動力により前記搬送軸が回転する第２ステップと、を備え、
前記第１ステップでは、
前記ギャップに配置された非磁性体からなるカバーを介して、前記ロータおよび前記ステータから発生した磁界同士が作用し合って前記電磁力が発生する、
ことを特徴とする搬送装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器等を搬送する装置およびその装置を駆動する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の洗浄殺菌機や、当該容器に飲料、食品、薬品等を充填する充填機等には、容器を搬送する回転式の搬送装置が備えられている（例えば、特許文献１）。
かかる搬送装置は、保持した容器を搬送する搬送部（スターホイール等）と、搬送部から延びた軸に連結されていて搬送部を回転駆動する駆動部とを備えている。
製品が搬送される環境の衛生を保持し、かつ、搬送部より軸を伝う洗浄水や製品液が浸入することで駆動部に腐食等のダメージが及ぶことを避ける必要がある。
【０００３】
そのため、搬送装置には図４に示すような水封構造３が備えられており、水封構造３により、スターホイール１Ａを備えた搬送部１が位置するクリーン領域Ｒ１と、モータ２Ａを備えた駆動部２が位置する駆動領域Ｒ２とが区分されている。
水封構造３は、スターホイール１Ａの軸１Ｂの周りに設けられた円板３Ａと、円板３Ａの外周部に円環状に設けられた水溜め３Ｂとを有する。水溜め３Ｂには常時水が貯留されており、円板３Ａの外周縁が水溜め３Ｂ内で水中に浸かっている。円板３Ａの軸１Ｂが貫通する部分はシールされている。
【０００４】
搬送部１にて飛散した洗浄水や製品液が軸１Ｂに付着すると、軸１Ｂを伝って円板３Ａへと滴下し、円板３Ａから水溜め３Ｂへと流入する。
水溜め３Ｂに水が貯留されていれば、洗浄水や製品液が軸１Ｂを介して駆動部２へと移動する経路が封じられるとともに、駆動部２で発生した塵埃等の異物が軸１Ｂを介して搬送部１へと移動する経路が封じられる。これをもって、領域Ｒ１，Ｒ２が区分されている。
なお、容器９の噛み込み等によって搬送部１に過大な力が掛かった際の破損を防止するため、駆動部２は、モータ２Ａのトルクを制限するトルクリミッタ等の保護機構２Ｂを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１３７８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の水封構造３により、クリーン領域Ｒ１と駆動領域Ｒ２とが区分されているが、搬送部１と駆動部２とは軸１Ｂにより結ばれており、両者は一体に組み付けられているので、クリーン領域Ｒ１と駆動領域Ｒ２とが完全には区分されていない。
したがって、軸１Ｂの周りのシール部分を通過した水や製品液が、軸１Ｂを伝って駆動部２に到達したり、軸１Ｂを介して駆動部２から搬送部１へと異物が入り込む可能性を排除できない。
【０００７】
以上で述べた課題に基づいて、本発明は、搬送部と駆動部とを分離することで、クリーン領域と駆動領域とを完全に区分できる搬送装置および搬送装置の駆動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】
【０００８】
本発明の第１の搬送装置は、回転されることで対象を搬送する搬送部と、搬送部に回転駆動力を付与する駆動部と、を備え、搬送部は、回転される搬送軸と、搬送軸に備えられた第１磁石部と、を有し、駆動部は、回転駆動力を発生させるモータと、回転駆動力により回転される駆動体と、駆動体に備えられた第２磁石部と、を有し、搬送軸および駆動体は、分離した状態に配置されるとともに、第１磁石部および第２磁石部の間に作用する磁力によって回転駆動力を伝達可能に結合され、搬送軸と駆動体との間には、非磁性体からなるカバーが介在していることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の第２の搬送装置は、回転されることで対象を搬送する搬送部に備えられる搬送軸と、搬送軸に備えられたロータと、ロータとの間にギャップをあけて配置されるステータと、ギャップに配置される非磁性体からなるカバーと、を備え、ロータおよびステータを含んで構成されたモータにより発生した回転駆動力によって搬送軸が回転されることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第１および第２の搬送装置において、カバーは、上方に向けて開放されたカップ状の部材であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第１および第２の搬送装置は、飲料、食品、および薬品のいずれかが入れられる容器を搬送するために好適である。
【００１２】
また、本発明は、搬送装置を駆動する方法にも展開することができる。
すなわち、本発明の第１の搬送装置の駆動方法は、回転されることで対象を搬送する搬送部および搬送部に回転駆動力を付与する駆動部を備えた搬送装置を駆動する方法であって、駆動部に含まれるモータにより回転駆動力が発生する第１ステップと、搬送部に含まれ、駆動部とは分離されている搬送軸が回転駆動力により回転する第２ステップと、を備え、第２ステップでは、駆動部に含まれる駆動体と搬送軸との間に配置された非磁性体からなるカバーを介して、搬送軸に備えられた第１磁石部と駆動体に備えられた第２磁石部との間に作用する磁力により、駆動体と搬送軸とが回転駆動力を伝達可能に結合されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第２の搬送装置の駆動方法は、回転されることで対象を搬送する搬送装置を駆動する方法であって、搬送装置が有する搬送軸に備えられたロータと、ロータとの間にギャップをあけて配置されたステータとによって電磁力が発生する第１ステップと、電磁力によりロータが回転することで発生した回転駆動力により搬送軸が回転する第２ステップと、を備え、第１ステップでは、ギャップに配置された非磁性体からなるカバーを介して、ロータおよびステータから発生した磁界同士が作用し合って電磁力が発生することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、搬送軸および駆動体にそれぞれ備えられた磁石部間で作用する磁力により搬送軸と駆動体とを結合することでモータの回転駆動力を搬送軸に伝達する（上記第１の搬送装置および搬送装置の駆動方法）。あるいは、搬送軸に備えられた要素を含んでモータを構成することで搬送軸を回転させる（上記第２の搬送装置および搬送装置の駆動方法）。
本発明によれば、磁気的な作用を介して搬送軸を回転させる回転駆動力を得ることができるので、搬送軸と、その他の要素とを機械的に分離しつつ、搬送軸とその他の要素との間の全体に亘りカバーを介在させることができる。そのカバーにより、液や塵埃の移動経路を断ってクリーン領域と駆動領域とを完全に区分できるので、搬送部の環境衛生と駆動部の信頼性とを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る搬送装置を示す平面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す搬送装置を示す側面図である。（ｂ）は、（ａ）の部分拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る搬送装置を示す図である。
【図４】従来の搬送装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
〔第１実施形態〕
図１に示す回転式の搬送装置１００は、容器９に入れられた飲料製品を得る製造ラインを構成している。この製造ラインは、容器９の洗浄、殺菌を行う洗浄殺菌機と、容器９内に飲料を充填する充填機とを備えており、搬送装置１００により搬送される容器９に対して、洗浄殺菌、充填等の所定の処理が行われる。
【００１７】
搬送装置１００は、図１および図２に示すように、容器９を搬送する搬送部１０と、搬送部１０を回転駆動する駆動部２０と、搬送部１０および駆動部２０の間に介在するカバー３０とを備えている。
なお、容器９は、正立した姿勢で搬送されるばかりでなく、倒立した姿勢で搬送される場合もある。
【００１８】
搬送部１０は、図１に示すように、複数のスターホイール１１，１２と、それらのスターホイール１１，１２にそれぞれ設けられる回転軸１３，１４とを備えている。図１には、搬送装置１００に備えられたスターホイールのうちの一部のスターホイールのみが示されている。
複数のスターホイールのうちの一部のスターホイール１１に設けられた回転軸１３に対して、図２に示すように駆動部２０から回転駆動力が付与される。以下、この回転軸１３のことを搬送軸１３と称する。
搬送軸１３に伝達された回転駆動力は、歯車列やベルト等の適宜な伝達機構を介して回転軸１４にも伝達される。
【００１９】
図２に示すように、搬送軸１３は、スターホイール１１の中心部に設けられて下方へと鉛直方向に延びている。
搬送軸１３の下端部１３Ａには、永久磁石Ｍ１（以下、単に磁石）が備えられている。
磁石Ｍ１は、搬送軸１３の外周部に保持されている（図２）。なお、磁石Ｍ１が搬送軸１３に埋め込まれていてもよい。
【００２０】
磁石Ｍ１は、分割された任意の数のセグメントからなる。磁石Ｍ１として、着磁された円筒状の磁石を用いることもできる。
【００２１】
搬送部１０よりも下方に配置される駆動部２０は、図２に示すように、回転駆動力を発生させるモータ２１と、モータ２１により発生した回転駆動力により回転される駆動体２２と、駆動体２２に備えられた永久磁石Ｍ２（以下、単に磁石）とを備えている。
【００２２】
モータ２１は、図示しないロータおよびステータを有しており、ステータに対してロータが回転されることで得られた回転駆動力（トルク）を出力する。モータ２１は、図示しない電源に接続されている。
モータ２１として、容器９の供給、排出等の搬送タイミングとの同期が可能なモータ（電動機）を採用することが好ましい。
なお、容器９の搬送タイミングとの同期をとる装置が別途備えられていれば、必ずしも同期可能なモータを用いる必要はない。
【００２３】
駆動体２２は、モータ２１から回転駆動力を受け取り回転する。本実施形態の駆動体２２はモータ２１の出力軸２１Ａに設けられているが、歯車列やベルト等の適宜な伝達機構を介して出力軸２１Ａに連結されていてもよい。
駆動体２２は、略円筒状に形成され、搬送軸１３の下端部１３Ａを包囲している。
駆動体２２の軸心は、搬送軸１３の軸線の延長線上に位置している。つまり、駆動体２２は、搬送軸１３と同心に配置されている。
駆動体２２は、円筒状の壁体２２１と、壁体２２１をモータ軸２１Ａに接続する円板２２２とを有している。
【００２４】
駆動体２２の壁体２２１には、永久磁石Ｍ２（以下、単に磁石）が備えられている。
磁石Ｍ２は、壁体２２１に埋め込まれている。なお、磁石Ｍ２が壁体２２１の内周部に保持されていてもよい。磁石Ｍ２は、搬送軸１３の磁石Ｍ１に対して磁気的なギャップＧを挟んで対向している。
磁石Ｍ２は、上述の磁石Ｍ１と同様に、分割された任意の数のセグメントからなる。磁石Ｍ２として、着磁された円筒状の磁石を用いることもできる。
【００２５】
磁石Ｍ１，Ｍ２のいずれか一方あるいは両方として、電磁石を用いることもできる。
【００２６】
磁石Ｍ１および磁石Ｍ２は、異なる磁極同士が対向するように配置されており、互いに吸引し合う。これら磁石Ｍ１と磁石Ｍ２との間に作用する磁力により、磁石Ｍ１が備えられた搬送軸１３と、磁石Ｍ２が備えられた駆動体２２とが回転駆動力を伝達可能に結合されている。
【００２７】
回転駆動力を伝達可能に搬送軸１３と駆動体２２とを結合するために、磁石Ｍ１と磁石Ｍ２との間に作用する反発力を利用することもできる。
【００２８】
搬送軸１３の下端部１３Ａは、駆動部２０の上端部である駆動体２２の内側に収容されている。
搬送軸１３と駆動体２２とは、上述したように磁石Ｍ１，Ｍ２の間に作用する磁力により結合されているものの、機械的には分離している。
【００２９】
さて、搬送装置１００が扱う飲料製品の性質上、容器９を搬送する搬送部１０の環境衛生を保持しなくてはならない。そのために、駆動部２０から生じた塵埃等の異物が搬送部１０へと入り込むことを防ぐ必要がある。
【００３０】
そこで、搬送軸１３と駆動体２２との間にカバー３０を配置している。
カバー３０は、搬送軸１３と駆動体２２との間に介在することで、搬送部１０が位置するクリーン領域Ｒ１と、駆動部２０が位置する駆動領域Ｒ２とを区分する。領域Ｒ１，Ｒ２の境界を図２（ａ）に二点鎖線で示している。
このカバー３０は、従来の水封構造３（図４）と同様に、搬送部１０と駆動部２０との間で液や異物が移動する経路を封じる機能がありながら、水封構造３と比べて構造が簡素であり、しかも、水封構造３とは異なり、カバー３０内に液が貯留されている必要がないので液位の管理が必要ない。
カバー３０内に流入した液がカバー３０から溢れ出ないように、図示しないドレンによりカバー３０内の液を速やかに排出させるとよい。
【００３１】
カバー３０は、非磁性の材料を用いて形成された非磁性体からなり、磁束を透過させるので、磁石Ｍ１，Ｍ２間にカバー３０が介在していても、磁力により搬送軸１３と駆動体２２とが結合されている。
【００３２】
カバー３０は、図２（ｂ）に示すように、上方に向けて開放したカップ状に形成されており、駆動体２２の壁体２２１の内側に収容されるとともに、搬送軸１３の下端部１３Ａを収容している。
カバー３０は、搬送軸１３の下端部１３Ａの外周部と駆動体２２の壁体２２１との間に配置される円筒状の筒部３１と、筒部３１の下方の開口を塞ぐ底部３２とを備えている。
カバー３０内に搬送軸１３の下端部１３Ａが収容された状態で、カバー３０の内周部と下端部１３Ａの外周部との間に間隙Ｓが残されている。
したがって、搬送軸１３を伝って滴下した液を、開口３０Ａよりカバー３０内に受け入れることができる。カバー３０内に溜まった液は、図示しないドレンを介して廃却、回収するとよい。
【００３３】
カバー３０は、駆動体２２および搬送軸１３の一方に組み付けることができる。例えば、図２（ｂ）に示すように、カバー３０を駆動体２２の内周部に組み付けてもよいし、あるいは、搬送軸１３の下端に組み付けてもよい。
【００３４】
搬送軸１３の回転により従動するスターホイール１２の回転軸１４については、その下方にモータ２１が配置されていないので、付着した液が回転軸１４を下方へと伝っても問題は少ないが、カバー３０と同様の形態の液捕集容器３５（図２（ａ））を回転軸１４の下端部に設けると、回転軸１４から床へと液が滴下するのを避けることができる。液捕集容器３５内に溜まった液も、図示しないドレンを介して廃却、回収するとよい。
【００３５】
本実施形態の搬送装置１００は、駆動体２２が回転するステップと、搬送軸１３が駆動体２２の回転に追従して回転するステップとを経て駆動される。
モータ２１に通電し、ステータに対してロータが回転することで、回転駆動力が得られる。その回転駆動力によって駆動体２２が回転すると、磁石Ｍ１，Ｍ２の間でカバー３０を介して作用する磁力により駆動体２２と結合された搬送軸１３も、駆動体２２に追従して回転する。
本実施形態では、モータ２１が発生した回転駆動力により搬送軸１３を直接的に駆動するのではなく、磁石Ｍ１，Ｍ２間の磁力を介して間接的に駆動するので、例えば容器９がスターホイール１１，１２間に噛み込むことによって磁力を超える大きな力が搬送軸１３に加えられたとしても、搬送軸１３と駆動体２２との間のすべりにより、搬送軸１３から駆動体２２へと伝達される力が軽減される。
したがって、トルクリミッタ等の保護機構２Ｂ（図４）を駆動部２０に設ける必要がない。
【００３６】
上述のように、本実施形態では、回転駆動力の伝達に磁力を用いており、搬送軸１３と駆動体２２とが機械的には分離している。そのため、水封構造３を設けることなく、搬送軸１３と駆動体２２との間の全体に亘りカバー３０を配置することで、クリーン領域Ｒ１と駆動領域Ｒ２とを完全に区分することができる。
搬送軸１３がカバー３０を貫通していないので、貫通部をシールする必要がなく、勿論、シール部分が液や異物の移動経路となることもない。
【００３７】
以上で説明した本実施形態によれば、搬送部１０を回転駆動させるために磁力を利用し、磁力の利用により分離された搬送部１０と駆動部２０との間にカバー３０を介在させることにより、構造が複雑な水封構造３を設けることなく、クリーン領域Ｒ１と駆動領域Ｒ２とを完全に区分することができる。それによって、搬送部１０の環境衛生と駆動部２０の信頼性とを確保できる。
その上、磁力を超える大きな負荷が加えられたときの搬送軸１３と駆動体２２との間のすべりによりモータ２１の保護機構２Ｂが不要となる。
水封構造３および保護機構２Ｂが必要ないことで、搬送装置１００の構造の簡素化および小型化を実現することができる。
【００３８】
〔第２実施形態〕
次に、図３を参照し、本発明の第２実施形態に係る搬送装置２００および搬送装置２００の駆動方法について説明する。
第１実施形態の構成と同様の構成には同じ符号を付している。
第２実施形態では、図３に示すように、搬送軸１３に備えられた磁石Ｍ１と、駆動体２２に備えられた磁石Ｍ２とを用いてモータ４０を構成している。
第１実施形態の磁石Ｍ１とそれを保持する部分とがモータ４０のロータ４１として機能し、第１実施形態の磁石Ｍ２とそれを保持する駆動体２２とがモータ４０のステータ４２として機能する。
そして、第１実施形態と同様に、カバー３０が、ロータ４１とステータ４２との間のギャップＧに配置されている。
【００３９】
搬送装置２００は、ロータ４１とステータ４２とによって電磁力が発生するステップと、電磁力によりロータ４１が回転することで発生した回転駆動力により搬送軸１３が回転するステップとを経て駆動される。
モータ２１のコイルに通電すると、ギャップＧに配置されたカバー３０を介してロータ４１およびステータ４２から発生した磁界同士が作用し合い電磁力が発生する。その電磁力により、ロータ４１が備えられた搬送軸１３が回転する。
【００４０】
本実施形態においても、機械的には分離したロータ４１とステータ４２との間の全体に亘りカバー３０が配置されているので、水封構造３を設けることなく、クリーン領域Ｒ１と駆動領域Ｒ２とを完全に区分することができる。それによって搬送部１０の環境衛生と駆動部２０の信頼性とを確保できる。
そして、水封構造３が必要ないことで、搬送装置２００の構造の簡素化および小型化を実現することができる。
【００４１】
上記以外にも、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することが可能である。
【００４２】
本発明の搬送装置は、洗浄殺菌機や充填機の他にも、容器の口部に蓋をするキャッパや、食品を包装する機械等に備えられる搬送装置としても用いることができる。
本発明の搬送装置は、容器や包装を搬送する他、容器に充填されたり包装されたりする内容物を搬送することもできる。
【符号の説明】
【００４３】
９     容器（対象）
１００ 搬送装置
１０   搬送部
１１，１２    スターホイール
１３   搬送軸
１４   回転軸
１３Ａ 下端部
２０   駆動部
２１，４０    モータ
２１Ａ モータ軸
２２   駆動体
３０   カバー
３０Ａ 開口
３１   筒部
３２   底部
３５   液捕集容器
４１   ロータ
４２   ステータ
２２１ 壁体
２２２ 円板
Ｇ     ギャップ
Ｍ１   磁石（第１磁石部）、ロータ
Ｍ２   磁石（第２磁石部）、ステータ
Ｒ１   クリーン領域
Ｒ２   駆動領域
Ｓ     間隙
【図１】
2016216206.tif 000003
【図２】
2016216206.tif 000004
【図３】
2016216206.tif 000005
【図４】
2016216206.tif 000006