(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、この回転体を回転駆動する駆動手段と、回転体に円周方向等間隔で設けられ、容器を吊り下げた状態で保持する容器保持手段とを備え、前工程から受け取った容器を吊り下げて搬送し、搬送コンベヤ上に引き渡すロータリーホイールにおいて、
前記容器保持手段が、容器を保持する保持部とこの保持部に連結されたカムフォロアとを有するとともに、このカムフォロアが係合する環状カムが設けられ、かつ、この環状カムが、容器受け取り位置に配置された固定カム部と、容器引き渡し位置側に配置され、水平状態のまま昇降可能な水平昇降カム部と、これらを連結する中間カム部とから構成され、水平昇降カム部を昇降させることにより前記保持部の高さを変更可能にしたことを特徴とするロータリーホイール。
【請求項２】
回転体と、この回転体を回転駆動する駆動手段と、回転体に円周方向等間隔で設けられ、容器を吊り下げた状態で保持する容器保持手段とを備え、供給コンベヤからから受け取った容器を吊り下げて搬送し、容器処理装置に引き渡すロータリーホイールにおいて、
前記容器保持手段が、容器を保持する保持部とこの保持部に連結されたカムフォロアとを有するとともに、このカムフォロアが係合する環状カムが設けられ、かつ、この環状カムが、容器受け取り位置に配置された固定カム部と、容器引き渡し位置側に配置され、水平状態のまま昇降可能な水平昇降カム部と、これらを連結する中間カム部とから構成され、水平昇降カム部を昇降させることにより前記保持部の高さを変更可能にしたことを特徴とするロータリーホイール。
【請求項３】
前記容器保持手段の保持部は、開閉可能なグリッパを有し、容器受け取り位置に配置された容器受け取り用開閉カムと、容器引き渡し位置に配置された容器引き渡し用開閉カムとによって開閉されるようになっており、前記引き渡し用開閉カムは、水平昇降カム部と一体的に昇降されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のロータリーホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はロータリーホイールに係り、特に、容器の首部を吊り下げた状態で搬送し、コンベヤ等との間で容器の受け渡しを行うロータリーホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリー式フィラやロータリー式キャッパ等の回転式の容器処理機に、容器を順次受け渡して液体の充填およびキャッピングを行う容器搬送処理システムが従来から知られている。このような搬送処理システムでは、回転式の容器処理機の間に中間の搬送ホイールを配置して、容器の受け渡しを行う。さらに、前記容器処理機の上流側に入口側の搬送ホイールを配置して供給コンベヤから容器を受け取り、また、下流側には出口側の搬送ホイールを配置して、処理済みの容器を搬送コンベヤに引き渡すようにしている。
【０００３】
前記各ロータリ式の容器処理機や、入口側、出口側および中間の搬送ホイールで、ネック搬送すなわち容器の首部を保持して吊り下げた状態で搬送しつつ各処理を行うようにして、各種サイズの容器に兼用できるようにした容器搬送処理システムが既に知られている。このようにロータリー式の容器処理機や搬送ホイール間では、ネック搬送により異なるサイズの容器に兼用が可能であるが、異なるサイズの容器を、ネック搬送から通常のコンベヤ搬送に、また、コンベヤ搬送からネック搬送に受け渡しを行うためには、フィラやキャッパを昇降させるか、あるいは搬送コンベヤを昇降させて、変更した容器の高さに対応しなければならない。
【０００４】
しかしながら、フィラやキャッパを昇降するためには、これら各装置及び中間の受け渡しホイール等すべてに昇降機構が必要であり、構造が複雑でコスト高である。また、搬送コンベヤ全体を昇降させることは不可能なので、この場合は、コンベヤの容器受け取り位置付近だけを昇降させる構造にせざるを得ない。搬送コンベヤの一部だけを昇降させると、傾斜コンベヤになってしまうので、容器の搬送が不安定になり好ましくない。
【０００５】
そこで、ネック搬送の状態からコンベヤ搬送に受け渡しを行う受け渡しホイールの各グリッパを昇降可能とし、受け渡しホイールの容器受け取り位置と、コンベヤへの容器引き渡し位置との間の高さの差を吸収するようにした構成が既に提案されている（ＤＥ１９５１２５１５Ａ１）。この公報に記載された構成では、傾斜カムによって容器受け取り位置と容器引き渡し位置との高さの差を吸収するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構成では、傾斜カムを用いているので、容器受け取り位置と引き渡し位置との間の角度が１８０度に限定される、すなわち、グリッパが最も高い位置で容器を受け取ってからホイールが１／２回転し、最も低い位置で容器を引き渡すようになっているので、レイアウト上制限が生ずるという欠点があった。また、傾斜カムは全体が傾斜しているので、容器受け取り位置すなわちカムの最高点と、容器引き渡し位置すなわちカムの最低点とがそれぞれ一点だけであるので、容器のハンドリングが不安定になってしまう。さらに、グリッパを開閉するカムを配置することができないので、ボールプランジャ等のスプリングを使用した機構によって容器を把持しなければならないため、受け渡し時に容器に無理がかかるという問題もあった。
【０００７】
また、例えば、ロータリーホイールの各グリッパを個別に昇降可能な構成とし、各グリッパが支持されている昇降軸をサーボモータによって昇降させるようにすることも考えられるが、このような構成では制御が複雑であり、極めてコスト高であるという問題があった。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、容器処理装置や搬送コンベヤなどに昇降機構を設けることなく、容器受け取り位置と容器引き渡し位置での容器保持手段の高さを任意に調整することができ、しかも、容器受け取り位置と容器引き渡し位置との相対的位置が限定されないので、自由なレイアウトが可能なロータリーホイールを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリーホイールは、回転体と、この回転体を回転駆動する駆動手段と、回転体に円周方向等間隔で設けられ、容器を吊り下げた状態で保持する容器保持手段とを備え、前工程から受け取った容器を吊り下げて搬送し、搬送コンベヤ上に引き渡すものであって、特に、前記容器保持手段が、容器を保持する保持部とこの保持部に連結されたカムフォロアとを有するとともに、このカムフォロアが係合する環状カムが設けられ、かつ、この環状カムが、容器受け取り位置に配置された固定カム部と、容器引き渡し位置側に配置され、水平状態のまま昇降可能な水平昇降カム部と、これらを連結する中間カム部とから構成され、水平昇降カム部を昇降させることにより前記保持部の高さを変更可能にしたものである。
【００１０】
また、第２の発明に係るロータリーホイールは、供給コンベヤからから受け取った容器を吊り下げて搬送し、容器処理装置に引き渡すものであって、特に、前記容器保持手段が、容器を保持する保持部とこの保持部に連結されたカムフォロアとを有するとともに、このカムフォロアが係合する環状カムが設けられ、かつ、この環状カムが、容器受け取り位置に配置された固定カム部と、容器引き渡し位置側に配置され、水平状態のまま昇降可能な水平昇降カム部と、これらを連結する中間カム部とから構成され、水平昇降カム部を昇降させることにより前記保持部の高さを変更可能にしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るロータリーホイール２を備えた充填システムの全体を簡略化して示す平面図であり、エア搬送コンベヤ（供給コンベヤ）４によって搬送されてきたペットボトル等の容器（図２参照）６は、入口側ホイール８を介してフィラ（充填機）１０内に供給され、液体が充填された後、中間の受け渡しホイール１２を介してキャッパ１４に送られ、口部にキャッピングが行われる。その後、出口側ホイール（本発明に係るロータリーホイール）２によって排出コンベヤ１６の搬送面上に載せられる。
【００１２】
この充填システムでは、各種の容器６に兼用するために、供給コンベヤ４から出口側ホイール２までは、容器６の首部を保持して吊り下げた状態で搬送し、排出コンベヤ１６では液体が充填されてキャッピングが行われた容器６を搬送面上に載せて搬送するようになっている。
【００１３】
図２は前記出口側ホイール（本発明に係るロータリーホイール）２の縦断面図であり、このロータリホイール２は、中央の固定筒１８の外周に水平な回転テーブル２０が回転自在に支持され、この回転テーブル２０の外周部に円周方向等間隔で複数の容器保持手段２２が設けられている。これら各容器保持手段２２は、容器６の首部６ａを保持して吊り下げた状態で搬送する。前記回転テーブル２０および容器保持手段２２等を含む回転体２４は、回転テーブル２０の外周面に設けられたギア２０ａを介して、回転駆動手段（図示せず）の駆動力が伝達されて回転する。
【００１４】
各容器保持手段２２は、回転テーブル２０を上下に貫通して固定されている支持筒２６に摺動自在に挿通された昇降ロッド２８の上端に取り付けられている。この昇降ロッド２８の回転テーブル２０より下方側には、支持筒２６に形成された縦方向の長穴２６ａを貫通してカムフォロア３０が取り付けられている。昇降ロッド２８はスプリング３１によって常時上方へ付勢されており、前記カムフォロア３０は、後に説明する上方に配置された環状カム３２のカム面に弾接している。
【００１５】
前記環状カム３２の構成について図２ないし図４により説明する。この環状カム３２は、キャッパ１４から容器６を受け取る容器受け取り位置Ａ側に配置された長さの短い固定カム部３４と、容器６を排出コンベヤ１６上に引き渡す容器引き渡し位置Ｂ側に配置されたほぼ半円形の水平昇降カム部３８と、これら固定カム部３４と水平昇降カム部３８とを連結する中間カム部３６とから構成されている。
【００１６】
固定カム部３４は図３には示されていないが、容器６の受け渡しを安定して行うために必要な区間（図３のＣ参照）にわたって水平に設けられている。また、水平昇降カム部３８は、ほぼ半周にわたる円弧状をしており、回転体２４の中心部に昇降可能に配置されたナット４０に放射状に設けられた複数の取り付けバー４２に支持されて、水平な状態のまま昇降する。
【００１７】
回転体２４の中央に配置されているこのナット４０の内面には雌ねじ４０ａが形成され、中心に直立したねじ軸４４の外周面に形成された雄ねじ４４ａに螺合している。ナット４０は、固定筒１８の下部１８ａ内に昇降可能に嵌合するとともに、前記取り付けバー４２が固定筒１８に形成された縦方向の長穴１８ｃを貫通している。従って、ねじ軸４４を回転させると、ナット４０が回転を規制されるとともに昇降し、このナット４０に取り付けバー４２を介して連結されている水平昇降カム部３８が一体的に昇降する。
【００１８】
前記固定カム部３４と水平昇降カム部３８との間の区間を連結する中間カム部３６は、ほぼ１／４周にわたる長さの円弧状の二つの部材から成っている。両中間カム部３６は、水平昇降カム部３８側の端部３６ａが、それぞれピン４６を介して水平昇降カム部３８の両端部３８ａに相対回転可能に連結されている。また、両中間カム部３６の固定カム部３４側の端部３６ｂは、固定の連結部材４８を介して連結されている。固定連結部材４８は、両側面に長溝４８ａが形成されており、両中間カム部３６の端部３６ｂにそれぞれ取り付けられている連結ピン５０が、これら長溝４８ａ内に嵌合している。
【００１９】
従って、前記水平昇降カム部３８が最も上昇した状態の時には、両中間カム部３６も水平状態であり、前記連結ピン５０は半径方向の最も外方に位置している（図４の実線参照）。また、水平昇降カム部３８を下降させると、中間カム部３６の水平昇降カム部３８側端部３６ａがピン４６によって連結されているので、水平昇降カム部３８と同じ高さまで下降する。
【００２０】
一方、中間カム部３６の固定カム部３４側端部３６ｂは、連結ピン５０によって固定連結部材４８に連結されているので、水平な状態の時と同じ高さに位置している。従って、この中間カム部３６は傾斜するとともに、前記連結ピン５０が、固定連結部材４８の長溝４８ａ内の半径方向内方側（図４の右方）へ移動する。このように中間カム部３６の固定カム部３４側端部３６ｂが半径方向に移動できるようになっているので、水平昇降カム部３８は、半径方向に移動することなく、全く同じ位置で上下動する。
【００２１】
前記容器保持手段２２の保持部５２には、開閉して容器６の首部６ａを把持するグリッパ５４（図２および図５参照）が設けられている。このグリッパ５４は、軸５６、５７を中心に回転する一対のアーム５８、５９と、これらアーム５８，５９を互いに接近する方向に引きつけるスプリング６０と、互いに噛み合って両アーム５８，５９を逆方向に回転させる小ギア６２，６３と、一方の中心軸５６に固定されて一体的に回転するレバー６４と、このレバー６４の揺動端に取り付けられたカムフォロア６６とを有している。
【００２２】
ロータリーホイール２が前記キャッパ１４から容器６を受け取る容器受け取り位置Ａ付近には、容器受け取り用開閉カム６８が固定されており、回転体２４の回転に伴って前記カムフォロア６６がこの受け取り用開閉カム６８に係合するようになっている。このカム６８により、グリッパ５４は容器受け取り位置Ａのやや手前でいったん開放され、その後、容器６を受け取ると再び閉じてこの容器６を把持する。
【００２３】
一方、前記ナット４０の上部には、円筒部材７０が固定され固定筒１８の上部１８ｂ内に昇降可能に嵌合している。この円筒部材７０の上端には、容器引き渡し位置Ｂの方向を向けて、容器引き渡し用開閉カム７２が取り付けられている。この容器引き渡し用開閉カム７２は、前述のように、水平昇降カム部３８と一体的に昇降するナット４０に固定されているので、この水平昇降カム部３８と一体的に昇降する。なお、前記容器受け取り用開閉カム６８および容器引き渡し用開閉カム７２は、容器６の受け渡しを行うために必要な区間だけ設ければよいことはいうまでもない。
【００２４】
前記構成のロータリーホイール（出口側ホイール）２を備えた充填システムの作動について説明する。容器６は供給コンベヤ（エア搬送コンベヤ）４によって首部６ａを保持されて吊り下げられた状態で搬送され、入口側ホイール８に引き渡される。入口側ホイール８でも、容器６は首部６ａを保持されて吊り下げられた状態で搬送され、フィラ１０内に供給される。フィラ１０では、同様に容器６を吊り下げた状態で搬送しつつ容器６内に液体を充填する。内部に液体が充填された後の容器６は、吊り下げ搬送されつつ中間の受け渡しホイール１２を介してキャッパ１４に導入されキャッピングが行われた後、前記出口側ホイール２に引き渡される。
【００２５】
出口側ホイール（ロータリーホイール）２の容器受け取り位置Ａでは、環状カム３２の固定カム部３４によって設定される容器保持手段２２の保持部５２の高さが、前記キャッパ１４の容器保持部（図示せず）の高さに一致している。この保持部５２の高さは、この充填システムによって処理可能な最も大きい容器６のサイズに対応している。
【００２６】
また、容器引き渡し位置Ｂでの保持部５２の高さを設定する水平昇降カム部３８は、容器６のサイズに応じて高さが変更される。この充填システムによって処理可能な最も大きいサイズの容器６の場合には、水平昇降カム部３８を固定カム部３４と同じ高さに上昇させておく。この状態では、容器引き渡し位置Ｂでグリッパ５４に保持されている容器６の底面が、排出コンベヤ１６の搬送面の高さとほぼ一致するようになっている。なお、この実施の形態では、水平昇降カム部３８が固定カム部３４の高さと同じ高さから下降できるようになっているが、水平昇降カム部３８を、固定カム部３４よりも上方へ上昇できるように構成することも可能である。
【００２７】
出口側ホイール２の容器保持手段２２の保持部５２が、容器受け取り位置Ａでキャッパ１４の容器保持部から容器６を受け取る。このときには、容器受け取り位置Ａの手前で、容器受け取り用開閉カム６８の作用によりグリッパ５４が一度開き、キャッパ１４の容器保持部からグリッパ５４間に容器６が挿入された後、このカム６８の作用によってグリッパ５４が再び閉じて容器６の首部６ａを把持する。保持部５２は、容器６を保持して吊り下げた状態で回転搬送し、容器引き渡し位置Ｂに到達すると、容器引き渡し用開閉カム７２の作用によってグリッパ５４が開いて容器６を排出コンベヤ１６に引き渡す。保持部５２に保持されていた容器６は、底面の高さが、排出コンベヤ１６の搬送面の高さに対応しており、容器保持手段２２の保持部５２から排出コンベヤ１６の搬送面上に安定した姿勢で引き渡される。
【００２８】
前記容器６よりも小型の容器６の場合には、排出コンベヤ１６への引き渡し時に容器６の底面の高さが搬送面の高さに一致するように保持部５２の高さを下げる。この場合には、中心の直立したねじ軸４４を回転させ、このねじ軸４４に螺合しているナット４０を下降させる。環状カム３２の水平昇降カム部３８は、支持ロッド４２を介してナット４０に固定されており、水平な状態を維持したまま下降する。水平昇降カム部３８が下降すると、このカム部３８の両端３８ａにピン４６を介して連結されている中間カム部３６の端部３６ａが下降し、一方、これら中間カム部３６の他方の端部３６ｂは連結ピン５０を介して固定連結部材４８に移動可能に連結されているので、図４に二点鎖線で示すように傾斜した状態になる。
【００２９】
環状カム３２がこのような形状になった状態で、キャッパ１４により搬送されてきた容器６を、容器受け取り位置Ａで保持部５２が受け取るときには、固定カム部３４が最も高い位置にあるので、保持部５２が、図２に示すように前記大型の容器６の場合と同じ高さで容器６を受け取る。この高さはいうまでもなくキャッパ１６の容器保持部の高さと一致しており、容器６の安定した受け渡しが行われる。
【００３０】
容器６を受け取った保持部５２は回転体２４の回転に伴って回転移動する。保持部５２が取り付けられている昇降ロッド２８は、その下部に固定されたカムフォロア３０が固定カム部３４から中間カム部３６に移動するにつれて次第に下降する。さらに回転移動し、水平昇降カム部３８に移ると、カムフォロア３０が水平移動するので、昇降ロッド２８および保持部５２は前記容器受け取り部Ａよりも下降した位置を一定の高さで移動し、容器引き渡し位置Ｂで排出コンベヤ１６に容器６を引き渡す。
【００３１】
前記実施の形態では、ロータリーホイール（出口側ホイール）２内で容器保持手段２２の保持部５２の高さを自由に調整することができるので、各種サイズの容器６を吊り下げ搬送している状態から搬送コンベヤ１６の搬送面上に引き渡すことができる。また、水平昇降カム部３８がほぼ半周にわたる円弧状をしており、その範囲内では同一の高さにあるので、この水平昇降カム部３８の範囲内で自由に容器引き渡し位置Ｂを設定することができる。さらに、容器受け取り位置Ａと容器引き渡し位置Ｂに、それぞれ水平搬送区間があるので、安定したハンドリングが可能である。
【００３２】
なお、前記実施の形態では、容器６を吊り下げて搬送するロータリーホイール２から排出コンベヤ１６に引き渡す構成について説明したが、逆に供給側の搬送コンベヤから容器を吊り下げて搬送するロータリーホイールに容器を引き渡す場合にも前記発明を適用することができる。また、前記環状カム３２を構成する固定カム部３４、中間カム部３６および水平昇降カム部３８の長さは、前記図３に示すものに限定されるものではなく、固定カム部３４および水平昇降カム部３８の長さが、キャッパ１４からの容器６の受け取りおよび排出コンベヤ１６への容器６の引き渡しが安定して行える長さを有するものであれば、任意の長さに設定することができる。さらに、中間カム部３６の数は、両側一対に限らず、短く分割したものを組み合わせる等も可能である。
【００３３】
図６は他の実施の形態に係るロータリーホイールに用いられる環状カム１３２の側面図であり、その他の部分の構成は前記図２に示すものと同様なので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。この環状カム１３２は、容器受け取り位置Ａに配置された固定カム部１３４と、この固定カム部１３４の両側に、支点ピン１５０を介して相対回動可能に連結された中間カム部１３６と、両中間カム部１３６の他端にピン１４６を介して連結された水平昇降カム部１３８とを備えている。この実施の形態では、水平昇降カム部１３８の両端に長溝１３８ａが形成されて、これら長溝１３８ａ内に前記中間カム部１３６のピン１４６が係合している。この構成でも、水平昇降カム部１３８を下降させると、中間カム部１３６が傾斜するが、その端部に取り付けられたピン１４６が長溝１３８ａ内で移動できるため、水平昇降カム部１３８は同じ位置で昇降する。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、回転体と、この回転体を回転駆動する駆動手段と、回転体に円周方向等間隔で設けられて、容器を吊り下げた状態で保持する容器保持手段とを備え、前工程から受け取った容器を吊り下げて搬送し、搬送コンベヤ上に引き渡すロータリーホイールにおいて、  前記容器保持手段が、容器を保持する保持部とこの保持部に連結されたカムフォロアとを有するとともに、このカムフォロアが係合する環状カムが設けられ、かつ、この環状カムが、容器受け取り位置に配置された固定カム部と、容器引き渡し位置側に配置され、水平状態のまま昇降可能な水平昇降カム部と、これらを連結する中間カム部とから構成され、水平昇降カム部を昇降させることにより前記保持部の高さを変更可能にしたことにより、容器受け取り位置と容器引き渡し位置とが互いに１８０度離れた位置に限定されないので、装置のレイアウトの幅が広がる。また、容器処理装置や搬送コンベヤに昇降機構を設けることなく、容器受け取り位置と容器引き渡し位置とで保持部の高さを任意に調整することができるので、構造が簡単で低コストである。さらに、容器受け取り位置と容器引き渡し位置とに、容器を水平搬送する区間があるので、容器の安定したハンドリングが可能である。
【００３５】
また、供給コンベヤからから受け取った容器を吊り下げて搬送し、容器処理装置に引き渡すロータリーホイールにおいても同様の構成にしたことにより、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリーホイールを備えた容器処理システムの全体の構成を簡略化して示す平面図である。
【図２】前記ロータリーホイールの縦断面図である。
【図３】前記ロータリーホイールの容器保持手段を昇降させる環状カムの平面図である。
【図４】前記環状カムの側面図である。
【図５】前記ロータリーホイールの容器保持手段に設けられたグリッパを示す平面図である。
【図６】他の構成に係る環状カムの側面図である。
【符号の説明】
Ａ    容器受け取り位置
Ｂ    容器引き渡し位置
６    容器
１６    排出コンベヤ
２２    容器保持手段
２４    回転体
３０    カムフォロア
３２    環状カム
３４    固定カム部
３６    中間カム部
３８    水平昇降カム部
５２    保持部
５４    グリッパ
６８    容器受け取り用開閉カム
７２    容器引き渡し用開閉カム
【図１】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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