充填物容器反転装置
【課題】充填物が粘着性の低いバラ物であって、回転速度を上げても、充填物が容器から飛び出すことがなく、容器の損傷、騒音の問題が生じない充填物容器反転装置を提供する。
【解決手段】間欠回転する主回転軸７に、二本の支軸９、１０を自転可能に挿入支持し、一対の挟持部材１６、１７が支軸に取付けられている。支軸内を摺動軸１２が挿通され、挟持部材開閉カム２５により挟持部材を開閉する。挟持部材は挟持停止位置で容器を挟持する。主回転軸が回転し、支軸も一緒に公転する。支軸に取付けられたカムレバー３５上のカムローラ３６が溝カム３７のカム溝３８に嵌っている。反転停止位置の前後でカム溝の幅が大きくなっており、カムローラがそこに位置すると、支軸は自転する。位置調節可能なストッパ機構４５により、挟持部材は反転停止位置に停止させられる。挟持位置へ戻る途中で挟持部材は開かれ、空容器を空容器搬出装置へ引き渡す。
【解決手段】間欠回転する主回転軸７に、二本の支軸９、１０を自転可能に挿入支持し、一対の挟持部材１６、１７が支軸に取付けられている。支軸内を摺動軸１２が挿通され、挟持部材開閉カム２５により挟持部材を開閉する。挟持部材は挟持停止位置で容器を挟持する。主回転軸が回転し、支軸も一緒に公転する。支軸に取付けられたカムレバー３５上のカムローラ３６が溝カム３７のカム溝３８に嵌っている。反転停止位置の前後でカム溝の幅が大きくなっており、カムローラがそこに位置すると、支軸は自転する。位置調節可能なストッパ機構４５により、挟持部材は反転停止位置に停止させられる。挟持位置へ戻る途中で挟持部材は開かれ、空容器を空容器搬出装置へ引き渡す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は袋詰め包装機等に使用される充填物容器反転装置に関する。さらに詳細にいえば、食品などを包装袋等の包装容器に包装する際に、包装容器に充填する充填物を収納した容器を正立状態から倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等を自動包装する際に、包装容器に充填する食品等充填物を所定量収納した容器を順次供給し、この容器を正立状態で保持部材で保持し、その保持した状態で保持部材と共に容器を所定の回転中心周りに垂直面内で回転させることにより容器を倒立状態に反転させ、容器内の充填物を下方に配置した包装容器内へ落下させ、充填することが行われている。この種の充填物容器反転装置の例が、例えば特開平８−２８２６０２号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載された反転装置においては、容器を正立状態で反転装置の容器収容部に配置し、この反転装置を回転軸周りに１８０度回転させて容器を反転させ、その位置で一端反転装置を停止して容器を下方に落下させる。容器は下方に配置した容器受け止めテーブルに衝突して受止められ、中の充填物を下方へ排出するようになっている。容器を保持する手段としてはこの他に、例えば一対の接離可能な挟持部材により容器の外周面或いは上下端を挟持する方法などがあるが、いずれもその保持部材或いは挟持部材をある軸心周りに回転させることにより容器を反転させている。また、充填物の容器からの排出についても、特開平８−２８２６０２同様に、容器を放出して何らかのストッパに衝突させ、その衝撃を利用して充填物を排出するようになっているものが多い。また、反転して停止したときに容器を放出せず、停止の衝撃で充填物を容器から排出するタイプもあるが、このタイプでも排出後容器を下方へ落下させ、ストッパで受け止め、回収するようになっている。
【０００４】
ところで、この種の反転装置においては、その保持部材などの回転速度をどのように設定するかが問題となる。すなわち、回転速度が低いと、回転途中で容器の口側が下に傾いた段階で中の充填物がこぼれてしまう現象が起きる。これは特に充填物がいわゆるバラものと称する固形物の場合に生じ易く、充填物の量が多くなると顕著になる。これを防止するため、及び作業効率を高めるために回転速度を高めると、今度は、大きな遠心力の作用により容器内に収納した充填物が回転途中で容器から回転軌跡接線方向へ飛出してしまうという現象が起きる。また、高速化に伴う弊害が他にもある。すなわち、回転速度を高めればそれだけ容器がストッパに衝突する際の衝撃が大きくなり、容器が欠けるなどしてその欠けらが包装容器内に混入すると言う問題である。また、衝突による騒音の問題も大きい。
【０００５】
また、実用新案登録第２５３９２４６号では、先端に容器を保持したアームを１８０度回転させた位置で急停止し、慣性を利用して容器内から充填物を放出するようにしているが、充填物が固形物の場合、上記特開平８−２８２６０２号と同じ問題を生じる。そしてさらに、充填物が粘性を有する物の場合に高速化すると、アーム停止時に充填物が真下に落下せず、むしろアームの回転軌跡に沿った方向へ放出される傾向が見られ、その為ガイド側壁に充填物が付着するなどの問題を生じていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８２６０２号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５３９２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、容器を反転させるための保持部材の回転速度を高くしても、容器内部の充填物が途中で飛び出すことがなく、処理能力を向上できる反転装置を提供しようとするものである。また、容器を直接ストッパに衝突させずに充填物を容器から排出させる構成を併せて採用することにより、高速化に伴って従来生じていた、容器の欠損、或いは騒音発生の問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明者は、上記従来の問題点のうち、容器からの充填物の飛び出しの問題は、従来においては、保持位置に位置した容器に対し、容器保持部材の回転中心位置が容器の中心と同じ高さ位置に設定されている点に着目し、これに対して、保持位置に位置した容器に対し、容器保持部材の回転中心位置が容器の中心位置より高くなるように設定することにより解決されることを見出した。また、容器の欠損、騒音の問題は、容器を反転した位置で放出落下させず、保持部材が元の、次の容器を受入れる位置へ復帰する工程の途中で容器搬出装置へ引渡すようにすることにより解決することとした。
【０００９】
具体的には、上記課題を解決するために本発明は、充填する充填物を収納した有底円筒容器を正立状態から略倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置において、保持位置に供給された前記容器を保持し、所定の回転中心周りに垂直面内で回転する容器保持部材を備え、前記回転中心の位置を、前記保持位置に位置した前記容器の中心の高さ位置より上となるように設定した、充填物容器反転装置を提供する。
【００１０】
これにより、反転中における容器或いは容器内の充填物に作用する遠心力の作用方向が、容器の移動方向に対して斜め後方へ向く方向となり、充填物を容器の底側へ付勢する力として作用し、これにより充填物の飛び出しが防止できる。従って、充填物が粘着性の低い所謂バラ物であっても、従来なら反転途中で充填物が飛出してしまうような高速の回転速度での作業も可能となり、必要に応じてさらなる高速化も可能となる。
【００１１】
ある実施の形態においては、その保持部材は、互いに向かって接離可能で、前記容器を挟持して保持可能な一対の挟持部材からなっている。そしてその充填物容器反転装置は、反転手段と、反転停止位置調節手段と、空容器搬出手段と、挟持部材開閉手段とを備えている。
【００１２】
その反転手段は、前記の回転中心周りに回転可能な主回転部材を備え、該主回転部材を一定の方向に間欠回転し、第１と第２の位置で停止させる回転手段と、該回転手段に取付けられた前記の挟持部材とを備え、前記挟持部材は、前記主回転部材が前記第１と第２の位置に停止したときにそれぞれ、前記正立状態で供給された容器を挟持できる挟持停止位置と、前記容器を略倒立させた状態で保持する反転停止位置とに停止するようになっている。
【００１３】
反転停止位置調節手段は、前記挟持部材の前記反転停止位置を調節する。
【００１４】
空容器搬出手段は、前記挟持部材が前記反転停止位置から前記挟持停止位置へ復帰する途中に設けられた空容器放出位置に配置され、充填物が排出された空容器を受入れ、後工程へ搬送する。
【００１５】
挟持部材開閉手段は、前記挟持停止位置において前記挟持部材を閉じて容器を挟持させ、前記空容器放出位置で前記挟持部材を開いて空容器を空容器搬出手段へ向けて放出する。
【００１６】
上記の構成を備えるので、容器を挟持部材で挟持して回転し、容器を反転させて停止する反転停止位置で慣性力を利用して容器内の充填物を排出し、反転後も空容器をそのまま挟持部材で挟持し、挟持停止位置へ復帰する途中において容器搬出手段に向けて放出するので、従来の如く容器とストッパ板との直接の衝突がなく、包装容器内への異物混入、作業環境の悪化の問題が生じない。
【００１７】
また、反転停止位置調節手段により反転停止位置を任意に調節できるので、充填物の性状、充填量、処理速度などに応じて反転停止位置を調節し、充填物が確実に真下の包装容器内へ落下するようにできる。
【００１８】
ある実施の形態では、主回転部材は１８０度ずつ一方向に間欠回転する主回転軸からなり、前記回転手段はさらに、前記主回転軸により前記主回転軸と軸方向平行に支持され、且つ自己の軸心周りで、初期位置と回動位置との間で往復回動可能とされた支軸を備えている。そして、前記充填物容器反転装置はさらに、前記支軸を回転させる支軸回転手段を備え、前記反転停止位置調節手段は、前記支軸の前記回動位置を調節し、前記一対の挟持部材は前記支軸の一端に取り付けられている。
【００１９】
上記構成においては、支軸回転手段が支軸を回転させて主回転軸との回転方向での相対位置を変更するようになっているので、挟持部材を二組設け、これを反転手段により１８０度づつ間欠回転させる場合でも、挟持停止位置を一定にしたまま、反転停止位置を変更することができる。
【００２０】
また、反転中に支軸を回転させる、その回転の態様を適宜に設定することにより、例えば反転初期には容器を余り傾けず、反転の終期に一気に反転をさせるなど、反転中の容器の傾き状態を、充填物の種類、性状、量並びに反転速度に応じて、途中で容器内から充填物が飛び出さないように設定することができる。
【００２１】
他の実施の形態では、前記支軸は中空状に形成され、前記挟持部材開閉装置は、前記支軸の中空部に軸方向移動自在に挿入され、一端において前記挟持部材に連結された摺動軸を備え、前記挟持部材は前記摺動軸の軸方向移動に連動して開閉するようになっている。 上記構成によれば、摺動軸が支軸内に配置されているので、装置の反転機構周辺のコンパクト化が図れ、清掃性も向上する。
【００２２】
さらに他の実施の形態では、前記支軸回転手段は、前記主回転軸の軸心を中心として固定配置された溝カムと、前記支軸の他端に固定されたレバーと、該レバーに装着され、前記溝カムに形成された溝内を転動するカムローラとを備え、前記溝カムの溝の幅は、前記支軸の回動位置に対応する位置の前後所定の範囲で、少なくとも内径が該溝の他の部分より小さく形成されて前記ローラの直径より幅が大きくなっており、前記反転停止位置調節手段は、前記反転停止位置において前記レバーに当接して位置決めするストッパーと、該ストッパーの位置を調節するストッパー位置調節手段とを備えている。
【００２３】
上記構成によれば、ストッパーの位置を調整するだけで反転停止位置を変更でき、反転停止位置を変更しても挟持停止位置は変わらないため、調整作業が容易に行える。
【００２４】
さらに他の実施の形態では、前記支軸は前記主回転軸の軸心を対称軸として対称に二本設けられ、それぞれに前記一対の挟持部材が設けられている。これにより、装置の処理能力を上げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記の通り本発明によれば、充填物が粘着性が低い所謂バラ物の場合に、高い回転速度で回転させても回転中の容器から充填物が飛び出すのを防止でき、処理能力の向上を図ることが可能となる。従来は、比較的に量の多いバラ物の場合、どのような回転速度でも充填物のこぼれ或いは飛び出しが生じ、充填が不可能であったが、そのように量の多いバラ物の充填も本発明によれば確実に行える。また、使用中における容器の破損を防止でき、包装容器内への異物の混入を防止できるとともに、騒音の発生も低減でき、作業環境を良好にできる。また、充填物が反転位置で確実に真下の包装容器内へ落下するようにできる。その為の調節も容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る充填物容器反転装置１（以下単に「装置１」という）を示す、一部を断面とした正面図、図２は平面断面図、図３は一部を断面とした側面図、図４は要部の背面図である。なお、本実施の形態では、後述するように、容器Ｙを挟持して反転させる機構が二組設けられている。
【００２７】
装置１は機台２を備え、機台２の上にはスタンド３が立設されて、その上に概略箱型のフレーム４が固定して取り付けられている。フレーム４には２個の垂直な壁部分が、図２においてフレーム４の下側の部分で上下に、平行に形成され、主回転軸７の支持部５、６となっている。主回転軸７は、両端に配された軸受け８、８を介して支持されている。主回転軸７には、その中心を挟んで左右対称の位置に貫通孔が形成され、それぞれに支軸９、１０が挿通され、それぞれ主回転軸７の端部に配された軸受け１１を介して回転可能に支持されている。（説明の便宜上、図２に示された状態で左側に示されたものを第１の支軸９、右側に示されたものを第２の支軸１０とするが、区別の必要がない場合、或いは明らかな場合は単に支軸９、或いは支軸１０という。）支軸９、１０とそれらに付属する部材及びその構成は同じであるので、以下主として、支軸９とそれに関連する部材についてのみ説明する。なお、図において支軸９及びそれに関連した部材は容器Ｙを挟持可能な挟持停止位置に、支軸１０とそれに関連した部材は容器Ｙを略倒立状態に反転させた位置である反転停止位置にある。容器Ｙは、本実施の形態では有底円筒形の容器であり、供給コンベア７１により順次図示の位置へ供給される。
【００２８】
支軸９には貫通孔が形成され、その貫通孔に摺動軸１２が挿通されている。摺動軸１２は軸方向移動は可能であるが、回転はできないようになっている。摺動軸１２の一端側（図２において下側）は支軸９から突出し、その突出した部分には、支軸９の端部に形成されたフランジ部９ａに固着された挟持部材支持ブロック１３の基部に形成された円筒部１４が嵌っている。支持ブロック１３は、二股部１５を備え、その先端部には、それぞれ支点軸１６ａ、１７ａと一体に回転する左挟持部材１６と右挟持部材１７とが取り付けられている。
【００２９】
摺動軸１２の挟持部材支持ブロック１３の円筒部１４から突出した端部にはリンク連結部材１８が固定して取付けられいる。そして円筒部１４の下面側においてその連結部材１８にリンク１８ａの一端が回動自在に取付けられ（図２において第２の支軸１０側参照）、リンク１８ａの他端には、右挟持部材１７の連結用アーム部１７ｂの端部が回動自在に連結されている。右挟持部材１７の連結用アーム部１７ｂに略直交する方向に伸びて形成された係合用アーム部１７ｃには係合ピン１９が植えられ、それに左挟持部材１６の係合用アーム部１６ｂに形成された長孔１６ｃが嵌り、両挟持部材１６、１７間で運動を伝達するようになっている。
【００３０】
摺動軸１２の挟持部材支持ブロック１３の円筒部１４内に位置する部分に径の大きくなったバネ受け部１２ａが形成され、この受け部１２ａと支持ブロック１３の円筒部１４端部内面との間に圧縮バネ２０が配設されている。従って、左右挟持部材１６、１７を閉じる方向に付勢している。
【００３１】
摺動軸１２の反対側の端部には、取付け軸２２を介してローラ２１が取り付けられている。そしてこのローラ２１に対して、取付用ブラケット２３を介してフレーム４に取付けられたエアーシリンダ２４のロッドの先端に固定して取付けられた挟持部材開閉カム２５が配置されている。開閉カム２５は略半円環状の部材であり（図４参照）、ローラ２１に向い合う面は、平坦部２５ａと、端部に向かってローラ２１から遠去かる方向に傾斜する傾斜部２５ｂとからなっている（図２、４参照、図示の状態で第１の支軸９側のローラ２１が平坦部２５ａに載っており、第２支軸１０側のローラ２１はカム２５から外れている）。主回転軸７が停止し、第１の支軸９及びその摺動軸１２が図２の位置にあるときに、エアシリンダ２４が作動してそのロッドが引っ込み、カム２５を後退させると、挟持部材１６、１７は閉じて容器Ｙを挟持する。そして主回転軸が回転を開始し（本実施の形態では図１において時計方向、図４において反時計方向に回転する）、第１支軸９側のローラ２１がカム２５から外れると、エアシリンダ４が逆方向に作動し、カムを元の位置に戻す。そして、後述するように、主回転軸７が容器Ｙを反転させた反転停止位置で停止（図において第２の支軸１０がその位置にある）した後、挟持停止位置へ復帰すべく同方向へ回転を再開すると、その途中でローラ２１がカム２５の傾斜部２５ｂに載り、次いで平端部２５ａに載り、挟持部材１６、１７は再度開かれる。これについては再度後述する。
【００３２】
次に、容器Ｙを反転させる機構について説明する。符号３１はフレーム４の主回転軸支持部６に取付けられたモータである（図２参照）。モータ３１の出力軸３２は支持部６を貫通して伸び、その先端には支持部５、６の間に位置する駆動ギヤ３３が固定されている。この駆動ギヤ３３は、前述の主回転軸７に固定された被動ギヤ３４に噛合っている。本実施の形態では、モータ３１は同一方向に間欠回転し、主回転軸７を１８０度づつ、図１において時計回り、図４において反時計周りに回転させる。その際、支軸９、１０も一体に主回転軸７の軸芯周りに公転することとなる。従って、支軸９、１０に取付けられた挟持部材１６、１７に挟持された容器Ｙも主回転軸７の軸芯を中心として回転する。なお、図１において明らかなように、主回転軸７の軸心すなわち挟持部材１６、１７の回転中心は、挟持停止位置に供給された正立した容器の中心の高さ位置より高い位置に位置している。これについては再度後述する。
【００３３】
図２において主回転軸７から上側に突出した支軸９、１０の端部には、それぞれカムレバー３５がその一端部において固定して取付けられている（図４参照）。そしてその他端部には、カムローラ３６が取り付けられている。そして、これらのカムローラ３６に対応して１個の溝カム３７が主回転軸支持部６に固定されている。溝カム３７にはカムローラ３６がその中に嵌って転動する溝３８が形成されている。そして、溝３８の内側壁３９、外側壁４０が、主回転軸７の軸心を中心とする同心円となっていて、その部分での溝３８の幅がカムローラ３６の直径に略対応した寸法となっている均一部３８ａと、幅が大きくなった一部の拡大部３８ｂとからなっている。すなわち、内側壁３９は、同心円部３９ａと、図４において左上側から下側の部分にかけての、反時計方向周りで径が次第に小さくなり、又次第に大きくなる変位部３９ｂとを備えている。また、外側壁４０は、同心円部４０ａと、上側で次第に径が大きくなって再び小さくなる変位部４０ｂとを備えている。従ってカムローラ３６が均一部３８ａに位置している間は支軸９、１０は自転できないこととなるが、拡大部３８ｂではそれが可能となる。
【００３４】
そして、図４において、第２の支軸１０に取付けられたカムレバー３５のカムローラ３６が取り付けられている側の端部に対応して、このカムレバー３５従って第２の支軸１０側に取り付けられている挟持部材１６、１７の停止位置すなわち反転停止位置を調節するためのストッパ機構４５が設けられている。
【００３５】
図４に加え、図５及び６をも参照しながら説明すると、図５はストッパ機構４５の詳細を示す平面図、図６はその右側面図である。符号４６はストッパ機構４５のレールであり、フレーム４の主回転軸支持部６に固定されている。レール４６にはスライド部材４７が図４、５において左右方向に移動可能に取り付けられている。スライド部材４７上にはスライドプレート４８が一体に固定され、このスライドプレート４８には、図５において左側端部に支持軸４９によりストッパローラ５０が取り付けられ、その右側には後述のショックアブソーバ５２に当接する当接部５１が立設されている。一方当接部５１に対応させて、ショックアブソーバ５２が取付けブラケット５４を介して主回転軸支持部６に取り付けられている。そして、その当接軸５３にスライドプレート４８の当接部５１が当接するようになっている。なお、このショックアブソーバ５２の位置は当接軸５３の軸方向に調節可能となっている。
【００３６】
図１等に図示の状態から主回転軸７が回転を開始すると、第１の支軸９は、最初のうちはそれに取付けられたカムレバー３５上のカムローラ３６が溝カム３７の溝３８の幅が均一な部分を転動するので、自転することはできず、主回転軸７と一体に主回転軸７の軸心の周りを回転（公転）するのみである。そして、カムローラ３６が溝３８の外側壁４０の変位部４０ｂの部分、さらに内側壁の変位部分３９ｂの部分に至ると溝３８の幅がカムローラ３６の径より大きくなるが、支軸９に係る負荷の為、カムローラ３６が内側壁３９ｂ上を転動する形で移動し、その際カムレバー３５及び支軸９はその軸周りに図４において時計方向へ自転する。すなわち、カムレバー３５とそれに取付けられた挟持部材１６、１７は主回転軸７に対して僅かに遅れたような状態で回動する。そして主回転軸７が１８０度回転して停止すると、慣性で挟持部材１６、１７が運動をそのまま続けることによりカムレバー３５と支軸９とは今度は反時計方向へ自転する。そしてカムレバー３５のカムローラ３６が取付けられている側の端部が前述のストッパローラ５０に衝突し、ショックアブソーバ５２により衝撃を吸収されながら、カムレバー３５が、従って支軸９が停止する。図１乃至４における第２の支軸１０とそれに取り付けられた部材がその状態に対応している。そしてこの時に、容器Ｙは図１に示されるように略反転した状態で急停止し、中の充填物を下方のガイド筒５６内へ放出する。この時図示の様に、容器Ｙは完全に倒立した状態とはなっていない。これは、従来技術の説明において言及した、容器Ｙ内部の充填物が容器Ｙの急停止の際に放出される方向を考慮したものである。この放出方向は、前述のストッパ機構４５のショックアブソーバ５２の位置を調節して挟持部材１６、１７の最終停止位置すなわち反転停止位置を調節することにより、最適な状態を得ることが可能である。
【００３７】
次に、所定のタイミングで主回転軸７が再度同じ方向へ回転を再開し、図中で反転停止位置にある第２の支軸１０が、第１の支軸９が位置する前述の挟持停止位置へ復帰する動作を開始する。主回転軸７が回転するにつれて、最初はカムレバー３５がストッパローラ５０を介してショックアブソーバ５２を押すような状態で支軸１０が主回転軸７と一緒に回動し、カムレバー３５がストッパローラ５０との係合を外れる。そして、溝カム３７の溝３８の内側壁３９の変位部３９ｂの径が漸次大きくなる部分をカムローラ３６が転動することにより、支軸１０は先と反対方向へ所定角度自転し、支軸１０と主回転軸７との位置関係は元の状態に戻る。
【００３８】
一方で、この復帰工程において主回転軸７が回転すると、前述の摺動軸１２に取付けたローラ２１が、これも前述した挟持部材開閉カム２５の傾斜部２５ｂに載り、次いで所定の回転位置で平坦部２５ａへ乗り上げて挟持部材１６、１７を開き、挟持していた容器Ｙを放出するようになっている。この位置が容器放出位置であり、ここには、空となった容器Ｙを受入れ、後工程へ搬送する容器搬出装置６１が配置されている（図１、３参照）。なお、この容器Ｙを放出する動作は、主回転軸７が回転を続けたまま行われる。
【００３９】
容器搬出装置６１は、空容器回収コンベア６２を備え、その受入れ側端部と、ガイド筒５６に形成された挟持部材１６、１７に挟持された容器Ｙの通過が可能な切欠き５６ａとの間に伸びる容器回収ガイド６３がブラケット６４によりスタンド３に取り付けられている。挟持部材１６、１７が開いて放出された空の容器Ｙは空容器回収ガイド６３の上に受止められ、コンベア６２の上に移動し、ガイド棒６５によりガイドされながら後工程へ搬送される。主回転軸７はそのまま回転を続け、１８０度回転して停止し、挟持部材１６、１７は、開いた状態で挟持停止位置に復帰する。
【００４０】
ここで図７を参照して、前述した主回転軸７の軸心すなわち挟持部材１６、１７の回転中心が、挟持停止位置に供給された正立した容器の中心の高さ位置より高い位置に位置している点について、図７を参照して詳述する。図は、同じ挟持停止位置に供給された容器Ｙに対して、従来の反転装置で採用されていた挟持部材の回転中心をＯ’、本発明での回転中心をＯで示し、それぞれの場合の容器Ｙの回転の状態を本発明の場合を実線で、従来の場合を二点鎖線で示している。そして、それぞれの場合に作用する遠心力を矢印Ｖ，Ｖ’でそれぞれ示している。
【００４１】
図から明らかなように、従来の場合には容器Ｙ’を回転させた際に容器Ｙ’に、従って内部の充填物に作用する遠心力Ｖ’の作用方向が容器Ｙ’の移動方向に対して直交する方向であるのに対し、本実施の形態においては容器Ｙの移動方向に対して斜め後方へ向う方向となる。すなわち、この遠心力Ｖは、容器Ｙ内の充填物を容器Ｙの回転中心より遠い側の側壁に向けて押しつけると共に、底部側へ付勢する作用をも果たしている。すなわち、容器Ｙ内で充填物は容器Ｙの移動方向と反対方向へ押しつけられるので、回転中に容器Ｙから飛び出すことがない。なお、図１、７に示す状態より主回転軸７の位置をさらに高い位置とすれば、遠心力Ｖの作用方向は図７図中でさらに左側へ傾き、充填物を容器Ｙの底部側へ押し付ける傾向はさらに強まる。
【００４２】
上記の実施の形態では容器Ｙを保持する部材は容器Ｙの外周を挟持する挟持部材１６、１７として説明したが、容器の上下端部を挟持するタイプでも良い。また、一対の挟持部材で挟持する構成に限定されるものでもなく、例えば従来例として説明した特開平８−２８２６０２号に開示されたような反転装置（保持部材）でも良い。
【００４３】
なお、本実施の形態ではモータ３１の回転速度は一動作の間にその速度が２段に変化するようになっている。すなわち、空となった容器Ｙを余りに高速状態で放出することには問題が生じるので、その放出が完了するまでの段階は比較的に低速とし、放出後に高速に変え、これにより反転停止位置での容器Ｙからの充填物の排出も確実、完全に行うようにしている。
【００４４】
上記の実施の形態では主回転軸に２本の支軸を設けて二組の挟持部材を使用したが、一組の挟持部材を使用する際には、主回転軸に直接挟持部材を取付けるようにすることができる。その際、モータとしてはサーボモータを使用し、それにより挟持停止位置から反転停止位置までの回転角度、反転停止位置から挟持停止位置までの復帰回転角度を適宜に調節するようにすれば、上記した実施の形態で使用したストッパ機構を用いる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の具体的実施の形態に係る充填物容器反転装置の一部断面とした正面図。
【図２】一部断面とした平面図。
【図３】一部断面とした右側面図。
【図４】要部の背面図。
【図５】ストッパ機構の平面図
【図６】ストッパ機構の要部右側面図。
【図７】容器の回転中心の高さ位置と容器の中心の高さ位置との関係を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１：充填容器反転装置 ７：主回転軸 ９：第１支軸 １０：第２支軸
１２：摺動軸 １６：左挟持部材 １７：右挟持部材 ２４：エアシリンダ
２５：挟持部材開閉カム ３１：モータ ３３：駆動ギヤ ３４：被動ギヤ
３５：カムレバー ３６：カムローラ ３７：溝カム ４５：ストッパ機構
５２：ショックアブソーバ ５６：ガイド筒 ６１：空容器搬出装置
６３：コンベア ６３：空容器回収ガイド
【技術分野】
【０００１】
本願発明は袋詰め包装機等に使用される充填物容器反転装置に関する。さらに詳細にいえば、食品などを包装袋等の包装容器に包装する際に、包装容器に充填する充填物を収納した容器を正立状態から倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品等を自動包装する際に、包装容器に充填する食品等充填物を所定量収納した容器を順次供給し、この容器を正立状態で保持部材で保持し、その保持した状態で保持部材と共に容器を所定の回転中心周りに垂直面内で回転させることにより容器を倒立状態に反転させ、容器内の充填物を下方に配置した包装容器内へ落下させ、充填することが行われている。この種の充填物容器反転装置の例が、例えば特開平８−２８２６０２号公報に記載されている。
【０００３】
この公報に記載された反転装置においては、容器を正立状態で反転装置の容器収容部に配置し、この反転装置を回転軸周りに１８０度回転させて容器を反転させ、その位置で一端反転装置を停止して容器を下方に落下させる。容器は下方に配置した容器受け止めテーブルに衝突して受止められ、中の充填物を下方へ排出するようになっている。容器を保持する手段としてはこの他に、例えば一対の接離可能な挟持部材により容器の外周面或いは上下端を挟持する方法などがあるが、いずれもその保持部材或いは挟持部材をある軸心周りに回転させることにより容器を反転させている。また、充填物の容器からの排出についても、特開平８−２８２６０２同様に、容器を放出して何らかのストッパに衝突させ、その衝撃を利用して充填物を排出するようになっているものが多い。また、反転して停止したときに容器を放出せず、停止の衝撃で充填物を容器から排出するタイプもあるが、このタイプでも排出後容器を下方へ落下させ、ストッパで受け止め、回収するようになっている。
【０００４】
ところで、この種の反転装置においては、その保持部材などの回転速度をどのように設定するかが問題となる。すなわち、回転速度が低いと、回転途中で容器の口側が下に傾いた段階で中の充填物がこぼれてしまう現象が起きる。これは特に充填物がいわゆるバラものと称する固形物の場合に生じ易く、充填物の量が多くなると顕著になる。これを防止するため、及び作業効率を高めるために回転速度を高めると、今度は、大きな遠心力の作用により容器内に収納した充填物が回転途中で容器から回転軌跡接線方向へ飛出してしまうという現象が起きる。また、高速化に伴う弊害が他にもある。すなわち、回転速度を高めればそれだけ容器がストッパに衝突する際の衝撃が大きくなり、容器が欠けるなどしてその欠けらが包装容器内に混入すると言う問題である。また、衝突による騒音の問題も大きい。
【０００５】
また、実用新案登録第２５３９２４６号では、先端に容器を保持したアームを１８０度回転させた位置で急停止し、慣性を利用して容器内から充填物を放出するようにしているが、充填物が固形物の場合、上記特開平８−２８２６０２号と同じ問題を生じる。そしてさらに、充填物が粘性を有する物の場合に高速化すると、アーム停止時に充填物が真下に落下せず、むしろアームの回転軌跡に沿った方向へ放出される傾向が見られ、その為ガイド側壁に充填物が付着するなどの問題を生じていた。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２８２６０２号公報
【特許文献２】実用新案登録第２５３９２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、容器を反転させるための保持部材の回転速度を高くしても、容器内部の充填物が途中で飛び出すことがなく、処理能力を向上できる反転装置を提供しようとするものである。また、容器を直接ストッパに衝突させずに充填物を容器から排出させる構成を併せて採用することにより、高速化に伴って従来生じていた、容器の欠損、或いは騒音発生の問題を解決しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明者は、上記従来の問題点のうち、容器からの充填物の飛び出しの問題は、従来においては、保持位置に位置した容器に対し、容器保持部材の回転中心位置が容器の中心と同じ高さ位置に設定されている点に着目し、これに対して、保持位置に位置した容器に対し、容器保持部材の回転中心位置が容器の中心位置より高くなるように設定することにより解決されることを見出した。また、容器の欠損、騒音の問題は、容器を反転した位置で放出落下させず、保持部材が元の、次の容器を受入れる位置へ復帰する工程の途中で容器搬出装置へ引渡すようにすることにより解決することとした。
【０００９】
具体的には、上記課題を解決するために本発明は、充填する充填物を収納した有底円筒容器を正立状態から略倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置において、保持位置に供給された前記容器を保持し、所定の回転中心周りに垂直面内で回転する容器保持部材を備え、前記回転中心の位置を、前記保持位置に位置した前記容器の中心の高さ位置より上となるように設定した、充填物容器反転装置を提供する。
【００１０】
これにより、反転中における容器或いは容器内の充填物に作用する遠心力の作用方向が、容器の移動方向に対して斜め後方へ向く方向となり、充填物を容器の底側へ付勢する力として作用し、これにより充填物の飛び出しが防止できる。従って、充填物が粘着性の低い所謂バラ物であっても、従来なら反転途中で充填物が飛出してしまうような高速の回転速度での作業も可能となり、必要に応じてさらなる高速化も可能となる。
【００１１】
ある実施の形態においては、その保持部材は、互いに向かって接離可能で、前記容器を挟持して保持可能な一対の挟持部材からなっている。そしてその充填物容器反転装置は、反転手段と、反転停止位置調節手段と、空容器搬出手段と、挟持部材開閉手段とを備えている。
【００１２】
その反転手段は、前記の回転中心周りに回転可能な主回転部材を備え、該主回転部材を一定の方向に間欠回転し、第１と第２の位置で停止させる回転手段と、該回転手段に取付けられた前記の挟持部材とを備え、前記挟持部材は、前記主回転部材が前記第１と第２の位置に停止したときにそれぞれ、前記正立状態で供給された容器を挟持できる挟持停止位置と、前記容器を略倒立させた状態で保持する反転停止位置とに停止するようになっている。
【００１３】
反転停止位置調節手段は、前記挟持部材の前記反転停止位置を調節する。
【００１４】
空容器搬出手段は、前記挟持部材が前記反転停止位置から前記挟持停止位置へ復帰する途中に設けられた空容器放出位置に配置され、充填物が排出された空容器を受入れ、後工程へ搬送する。
【００１５】
挟持部材開閉手段は、前記挟持停止位置において前記挟持部材を閉じて容器を挟持させ、前記空容器放出位置で前記挟持部材を開いて空容器を空容器搬出手段へ向けて放出する。
【００１６】
上記の構成を備えるので、容器を挟持部材で挟持して回転し、容器を反転させて停止する反転停止位置で慣性力を利用して容器内の充填物を排出し、反転後も空容器をそのまま挟持部材で挟持し、挟持停止位置へ復帰する途中において容器搬出手段に向けて放出するので、従来の如く容器とストッパ板との直接の衝突がなく、包装容器内への異物混入、作業環境の悪化の問題が生じない。
【００１７】
また、反転停止位置調節手段により反転停止位置を任意に調節できるので、充填物の性状、充填量、処理速度などに応じて反転停止位置を調節し、充填物が確実に真下の包装容器内へ落下するようにできる。
【００１８】
ある実施の形態では、主回転部材は１８０度ずつ一方向に間欠回転する主回転軸からなり、前記回転手段はさらに、前記主回転軸により前記主回転軸と軸方向平行に支持され、且つ自己の軸心周りで、初期位置と回動位置との間で往復回動可能とされた支軸を備えている。そして、前記充填物容器反転装置はさらに、前記支軸を回転させる支軸回転手段を備え、前記反転停止位置調節手段は、前記支軸の前記回動位置を調節し、前記一対の挟持部材は前記支軸の一端に取り付けられている。
【００１９】
上記構成においては、支軸回転手段が支軸を回転させて主回転軸との回転方向での相対位置を変更するようになっているので、挟持部材を二組設け、これを反転手段により１８０度づつ間欠回転させる場合でも、挟持停止位置を一定にしたまま、反転停止位置を変更することができる。
【００２０】
また、反転中に支軸を回転させる、その回転の態様を適宜に設定することにより、例えば反転初期には容器を余り傾けず、反転の終期に一気に反転をさせるなど、反転中の容器の傾き状態を、充填物の種類、性状、量並びに反転速度に応じて、途中で容器内から充填物が飛び出さないように設定することができる。
【００２１】
他の実施の形態では、前記支軸は中空状に形成され、前記挟持部材開閉装置は、前記支軸の中空部に軸方向移動自在に挿入され、一端において前記挟持部材に連結された摺動軸を備え、前記挟持部材は前記摺動軸の軸方向移動に連動して開閉するようになっている。 上記構成によれば、摺動軸が支軸内に配置されているので、装置の反転機構周辺のコンパクト化が図れ、清掃性も向上する。
【００２２】
さらに他の実施の形態では、前記支軸回転手段は、前記主回転軸の軸心を中心として固定配置された溝カムと、前記支軸の他端に固定されたレバーと、該レバーに装着され、前記溝カムに形成された溝内を転動するカムローラとを備え、前記溝カムの溝の幅は、前記支軸の回動位置に対応する位置の前後所定の範囲で、少なくとも内径が該溝の他の部分より小さく形成されて前記ローラの直径より幅が大きくなっており、前記反転停止位置調節手段は、前記反転停止位置において前記レバーに当接して位置決めするストッパーと、該ストッパーの位置を調節するストッパー位置調節手段とを備えている。
【００２３】
上記構成によれば、ストッパーの位置を調整するだけで反転停止位置を変更でき、反転停止位置を変更しても挟持停止位置は変わらないため、調整作業が容易に行える。
【００２４】
さらに他の実施の形態では、前記支軸は前記主回転軸の軸心を対称軸として対称に二本設けられ、それぞれに前記一対の挟持部材が設けられている。これにより、装置の処理能力を上げることができる。
【発明の効果】
【００２５】
上記の通り本発明によれば、充填物が粘着性が低い所謂バラ物の場合に、高い回転速度で回転させても回転中の容器から充填物が飛び出すのを防止でき、処理能力の向上を図ることが可能となる。従来は、比較的に量の多いバラ物の場合、どのような回転速度でも充填物のこぼれ或いは飛び出しが生じ、充填が不可能であったが、そのように量の多いバラ物の充填も本発明によれば確実に行える。また、使用中における容器の破損を防止でき、包装容器内への異物の混入を防止できるとともに、騒音の発生も低減でき、作業環境を良好にできる。また、充填物が反転位置で確実に真下の包装容器内へ落下するようにできる。その為の調節も容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る充填物容器反転装置１（以下単に「装置１」という）を示す、一部を断面とした正面図、図２は平面断面図、図３は一部を断面とした側面図、図４は要部の背面図である。なお、本実施の形態では、後述するように、容器Ｙを挟持して反転させる機構が二組設けられている。
【００２７】
装置１は機台２を備え、機台２の上にはスタンド３が立設されて、その上に概略箱型のフレーム４が固定して取り付けられている。フレーム４には２個の垂直な壁部分が、図２においてフレーム４の下側の部分で上下に、平行に形成され、主回転軸７の支持部５、６となっている。主回転軸７は、両端に配された軸受け８、８を介して支持されている。主回転軸７には、その中心を挟んで左右対称の位置に貫通孔が形成され、それぞれに支軸９、１０が挿通され、それぞれ主回転軸７の端部に配された軸受け１１を介して回転可能に支持されている。（説明の便宜上、図２に示された状態で左側に示されたものを第１の支軸９、右側に示されたものを第２の支軸１０とするが、区別の必要がない場合、或いは明らかな場合は単に支軸９、或いは支軸１０という。）支軸９、１０とそれらに付属する部材及びその構成は同じであるので、以下主として、支軸９とそれに関連する部材についてのみ説明する。なお、図において支軸９及びそれに関連した部材は容器Ｙを挟持可能な挟持停止位置に、支軸１０とそれに関連した部材は容器Ｙを略倒立状態に反転させた位置である反転停止位置にある。容器Ｙは、本実施の形態では有底円筒形の容器であり、供給コンベア７１により順次図示の位置へ供給される。
【００２８】
支軸９には貫通孔が形成され、その貫通孔に摺動軸１２が挿通されている。摺動軸１２は軸方向移動は可能であるが、回転はできないようになっている。摺動軸１２の一端側（図２において下側）は支軸９から突出し、その突出した部分には、支軸９の端部に形成されたフランジ部９ａに固着された挟持部材支持ブロック１３の基部に形成された円筒部１４が嵌っている。支持ブロック１３は、二股部１５を備え、その先端部には、それぞれ支点軸１６ａ、１７ａと一体に回転する左挟持部材１６と右挟持部材１７とが取り付けられている。
【００２９】
摺動軸１２の挟持部材支持ブロック１３の円筒部１４から突出した端部にはリンク連結部材１８が固定して取付けられいる。そして円筒部１４の下面側においてその連結部材１８にリンク１８ａの一端が回動自在に取付けられ（図２において第２の支軸１０側参照）、リンク１８ａの他端には、右挟持部材１７の連結用アーム部１７ｂの端部が回動自在に連結されている。右挟持部材１７の連結用アーム部１７ｂに略直交する方向に伸びて形成された係合用アーム部１７ｃには係合ピン１９が植えられ、それに左挟持部材１６の係合用アーム部１６ｂに形成された長孔１６ｃが嵌り、両挟持部材１６、１７間で運動を伝達するようになっている。
【００３０】
摺動軸１２の挟持部材支持ブロック１３の円筒部１４内に位置する部分に径の大きくなったバネ受け部１２ａが形成され、この受け部１２ａと支持ブロック１３の円筒部１４端部内面との間に圧縮バネ２０が配設されている。従って、左右挟持部材１６、１７を閉じる方向に付勢している。
【００３１】
摺動軸１２の反対側の端部には、取付け軸２２を介してローラ２１が取り付けられている。そしてこのローラ２１に対して、取付用ブラケット２３を介してフレーム４に取付けられたエアーシリンダ２４のロッドの先端に固定して取付けられた挟持部材開閉カム２５が配置されている。開閉カム２５は略半円環状の部材であり（図４参照）、ローラ２１に向い合う面は、平坦部２５ａと、端部に向かってローラ２１から遠去かる方向に傾斜する傾斜部２５ｂとからなっている（図２、４参照、図示の状態で第１の支軸９側のローラ２１が平坦部２５ａに載っており、第２支軸１０側のローラ２１はカム２５から外れている）。主回転軸７が停止し、第１の支軸９及びその摺動軸１２が図２の位置にあるときに、エアシリンダ２４が作動してそのロッドが引っ込み、カム２５を後退させると、挟持部材１６、１７は閉じて容器Ｙを挟持する。そして主回転軸が回転を開始し（本実施の形態では図１において時計方向、図４において反時計方向に回転する）、第１支軸９側のローラ２１がカム２５から外れると、エアシリンダ４が逆方向に作動し、カムを元の位置に戻す。そして、後述するように、主回転軸７が容器Ｙを反転させた反転停止位置で停止（図において第２の支軸１０がその位置にある）した後、挟持停止位置へ復帰すべく同方向へ回転を再開すると、その途中でローラ２１がカム２５の傾斜部２５ｂに載り、次いで平端部２５ａに載り、挟持部材１６、１７は再度開かれる。これについては再度後述する。
【００３２】
次に、容器Ｙを反転させる機構について説明する。符号３１はフレーム４の主回転軸支持部６に取付けられたモータである（図２参照）。モータ３１の出力軸３２は支持部６を貫通して伸び、その先端には支持部５、６の間に位置する駆動ギヤ３３が固定されている。この駆動ギヤ３３は、前述の主回転軸７に固定された被動ギヤ３４に噛合っている。本実施の形態では、モータ３１は同一方向に間欠回転し、主回転軸７を１８０度づつ、図１において時計回り、図４において反時計周りに回転させる。その際、支軸９、１０も一体に主回転軸７の軸芯周りに公転することとなる。従って、支軸９、１０に取付けられた挟持部材１６、１７に挟持された容器Ｙも主回転軸７の軸芯を中心として回転する。なお、図１において明らかなように、主回転軸７の軸心すなわち挟持部材１６、１７の回転中心は、挟持停止位置に供給された正立した容器の中心の高さ位置より高い位置に位置している。これについては再度後述する。
【００３３】
図２において主回転軸７から上側に突出した支軸９、１０の端部には、それぞれカムレバー３５がその一端部において固定して取付けられている（図４参照）。そしてその他端部には、カムローラ３６が取り付けられている。そして、これらのカムローラ３６に対応して１個の溝カム３７が主回転軸支持部６に固定されている。溝カム３７にはカムローラ３６がその中に嵌って転動する溝３８が形成されている。そして、溝３８の内側壁３９、外側壁４０が、主回転軸７の軸心を中心とする同心円となっていて、その部分での溝３８の幅がカムローラ３６の直径に略対応した寸法となっている均一部３８ａと、幅が大きくなった一部の拡大部３８ｂとからなっている。すなわち、内側壁３９は、同心円部３９ａと、図４において左上側から下側の部分にかけての、反時計方向周りで径が次第に小さくなり、又次第に大きくなる変位部３９ｂとを備えている。また、外側壁４０は、同心円部４０ａと、上側で次第に径が大きくなって再び小さくなる変位部４０ｂとを備えている。従ってカムローラ３６が均一部３８ａに位置している間は支軸９、１０は自転できないこととなるが、拡大部３８ｂではそれが可能となる。
【００３４】
そして、図４において、第２の支軸１０に取付けられたカムレバー３５のカムローラ３６が取り付けられている側の端部に対応して、このカムレバー３５従って第２の支軸１０側に取り付けられている挟持部材１６、１７の停止位置すなわち反転停止位置を調節するためのストッパ機構４５が設けられている。
【００３５】
図４に加え、図５及び６をも参照しながら説明すると、図５はストッパ機構４５の詳細を示す平面図、図６はその右側面図である。符号４６はストッパ機構４５のレールであり、フレーム４の主回転軸支持部６に固定されている。レール４６にはスライド部材４７が図４、５において左右方向に移動可能に取り付けられている。スライド部材４７上にはスライドプレート４８が一体に固定され、このスライドプレート４８には、図５において左側端部に支持軸４９によりストッパローラ５０が取り付けられ、その右側には後述のショックアブソーバ５２に当接する当接部５１が立設されている。一方当接部５１に対応させて、ショックアブソーバ５２が取付けブラケット５４を介して主回転軸支持部６に取り付けられている。そして、その当接軸５３にスライドプレート４８の当接部５１が当接するようになっている。なお、このショックアブソーバ５２の位置は当接軸５３の軸方向に調節可能となっている。
【００３６】
図１等に図示の状態から主回転軸７が回転を開始すると、第１の支軸９は、最初のうちはそれに取付けられたカムレバー３５上のカムローラ３６が溝カム３７の溝３８の幅が均一な部分を転動するので、自転することはできず、主回転軸７と一体に主回転軸７の軸心の周りを回転（公転）するのみである。そして、カムローラ３６が溝３８の外側壁４０の変位部４０ｂの部分、さらに内側壁の変位部分３９ｂの部分に至ると溝３８の幅がカムローラ３６の径より大きくなるが、支軸９に係る負荷の為、カムローラ３６が内側壁３９ｂ上を転動する形で移動し、その際カムレバー３５及び支軸９はその軸周りに図４において時計方向へ自転する。すなわち、カムレバー３５とそれに取付けられた挟持部材１６、１７は主回転軸７に対して僅かに遅れたような状態で回動する。そして主回転軸７が１８０度回転して停止すると、慣性で挟持部材１６、１７が運動をそのまま続けることによりカムレバー３５と支軸９とは今度は反時計方向へ自転する。そしてカムレバー３５のカムローラ３６が取付けられている側の端部が前述のストッパローラ５０に衝突し、ショックアブソーバ５２により衝撃を吸収されながら、カムレバー３５が、従って支軸９が停止する。図１乃至４における第２の支軸１０とそれに取り付けられた部材がその状態に対応している。そしてこの時に、容器Ｙは図１に示されるように略反転した状態で急停止し、中の充填物を下方のガイド筒５６内へ放出する。この時図示の様に、容器Ｙは完全に倒立した状態とはなっていない。これは、従来技術の説明において言及した、容器Ｙ内部の充填物が容器Ｙの急停止の際に放出される方向を考慮したものである。この放出方向は、前述のストッパ機構４５のショックアブソーバ５２の位置を調節して挟持部材１６、１７の最終停止位置すなわち反転停止位置を調節することにより、最適な状態を得ることが可能である。
【００３７】
次に、所定のタイミングで主回転軸７が再度同じ方向へ回転を再開し、図中で反転停止位置にある第２の支軸１０が、第１の支軸９が位置する前述の挟持停止位置へ復帰する動作を開始する。主回転軸７が回転するにつれて、最初はカムレバー３５がストッパローラ５０を介してショックアブソーバ５２を押すような状態で支軸１０が主回転軸７と一緒に回動し、カムレバー３５がストッパローラ５０との係合を外れる。そして、溝カム３７の溝３８の内側壁３９の変位部３９ｂの径が漸次大きくなる部分をカムローラ３６が転動することにより、支軸１０は先と反対方向へ所定角度自転し、支軸１０と主回転軸７との位置関係は元の状態に戻る。
【００３８】
一方で、この復帰工程において主回転軸７が回転すると、前述の摺動軸１２に取付けたローラ２１が、これも前述した挟持部材開閉カム２５の傾斜部２５ｂに載り、次いで所定の回転位置で平坦部２５ａへ乗り上げて挟持部材１６、１７を開き、挟持していた容器Ｙを放出するようになっている。この位置が容器放出位置であり、ここには、空となった容器Ｙを受入れ、後工程へ搬送する容器搬出装置６１が配置されている（図１、３参照）。なお、この容器Ｙを放出する動作は、主回転軸７が回転を続けたまま行われる。
【００３９】
容器搬出装置６１は、空容器回収コンベア６２を備え、その受入れ側端部と、ガイド筒５６に形成された挟持部材１６、１７に挟持された容器Ｙの通過が可能な切欠き５６ａとの間に伸びる容器回収ガイド６３がブラケット６４によりスタンド３に取り付けられている。挟持部材１６、１７が開いて放出された空の容器Ｙは空容器回収ガイド６３の上に受止められ、コンベア６２の上に移動し、ガイド棒６５によりガイドされながら後工程へ搬送される。主回転軸７はそのまま回転を続け、１８０度回転して停止し、挟持部材１６、１７は、開いた状態で挟持停止位置に復帰する。
【００４０】
ここで図７を参照して、前述した主回転軸７の軸心すなわち挟持部材１６、１７の回転中心が、挟持停止位置に供給された正立した容器の中心の高さ位置より高い位置に位置している点について、図７を参照して詳述する。図は、同じ挟持停止位置に供給された容器Ｙに対して、従来の反転装置で採用されていた挟持部材の回転中心をＯ’、本発明での回転中心をＯで示し、それぞれの場合の容器Ｙの回転の状態を本発明の場合を実線で、従来の場合を二点鎖線で示している。そして、それぞれの場合に作用する遠心力を矢印Ｖ，Ｖ’でそれぞれ示している。
【００４１】
図から明らかなように、従来の場合には容器Ｙ’を回転させた際に容器Ｙ’に、従って内部の充填物に作用する遠心力Ｖ’の作用方向が容器Ｙ’の移動方向に対して直交する方向であるのに対し、本実施の形態においては容器Ｙの移動方向に対して斜め後方へ向う方向となる。すなわち、この遠心力Ｖは、容器Ｙ内の充填物を容器Ｙの回転中心より遠い側の側壁に向けて押しつけると共に、底部側へ付勢する作用をも果たしている。すなわち、容器Ｙ内で充填物は容器Ｙの移動方向と反対方向へ押しつけられるので、回転中に容器Ｙから飛び出すことがない。なお、図１、７に示す状態より主回転軸７の位置をさらに高い位置とすれば、遠心力Ｖの作用方向は図７図中でさらに左側へ傾き、充填物を容器Ｙの底部側へ押し付ける傾向はさらに強まる。
【００４２】
上記の実施の形態では容器Ｙを保持する部材は容器Ｙの外周を挟持する挟持部材１６、１７として説明したが、容器の上下端部を挟持するタイプでも良い。また、一対の挟持部材で挟持する構成に限定されるものでもなく、例えば従来例として説明した特開平８−２８２６０２号に開示されたような反転装置（保持部材）でも良い。
【００４３】
なお、本実施の形態ではモータ３１の回転速度は一動作の間にその速度が２段に変化するようになっている。すなわち、空となった容器Ｙを余りに高速状態で放出することには問題が生じるので、その放出が完了するまでの段階は比較的に低速とし、放出後に高速に変え、これにより反転停止位置での容器Ｙからの充填物の排出も確実、完全に行うようにしている。
【００４４】
上記の実施の形態では主回転軸に２本の支軸を設けて二組の挟持部材を使用したが、一組の挟持部材を使用する際には、主回転軸に直接挟持部材を取付けるようにすることができる。その際、モータとしてはサーボモータを使用し、それにより挟持停止位置から反転停止位置までの回転角度、反転停止位置から挟持停止位置までの復帰回転角度を適宜に調節するようにすれば、上記した実施の形態で使用したストッパ機構を用いる必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の具体的実施の形態に係る充填物容器反転装置の一部断面とした正面図。
【図２】一部断面とした平面図。
【図３】一部断面とした右側面図。
【図４】要部の背面図。
【図５】ストッパ機構の平面図
【図６】ストッパ機構の要部右側面図。
【図７】容器の回転中心の高さ位置と容器の中心の高さ位置との関係を示す図。
【符号の説明】
【００４６】
１：充填容器反転装置 ７：主回転軸 ９：第１支軸 １０：第２支軸
１２：摺動軸 １６：左挟持部材 １７：右挟持部材 ２４：エアシリンダ
２５：挟持部材開閉カム ３１：モータ ３３：駆動ギヤ ３４：被動ギヤ
３５：カムレバー ３６：カムローラ ３７：溝カム ４５：ストッパ機構
５２：ショックアブソーバ ５６：ガイド筒 ６１：空容器搬出装置
６３：コンベア ６３：空容器回収ガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填する充填物を収納した有底円筒容器を正立状態から略倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置において、
保持位置に供給された前記容器を保持し、所定の回転中心周りに垂直面内で回転する容器保持部材を備え、前記回転中心の位置を、前記保持位置に位置した前記容器の中心の高さ位置より上となるように設定した、充填物容器反転装置。
【請求項２】
請求項１記載の充填物容器反転装置において、前記保持部材は、互いに向かって接離可能で、前記容器を挟持して保持可能な一対の挟持部材からなり、
前記装置は、前記回転中心周りに回転可能な主回転部材を備え、該主回転部材を一定の方向に間欠回転し、第１と第２の位置で停止させる回転手段と、該回転手段に取付けられた前記挟持部材とを備え、前記挟持部材は、前記主回転部材が前記第１と第２の位置に停止したときにそれぞれ、前記正立状態で供給された容器を挟持できる挟持停止位置と、前記容器を略倒立させた状態で保持する反転停止位置とに停止する、反転手段と、
前記挟持部材の前記反転停止位置を調節する反転停止位置調節手段と、
前記挟持部材が前記反転停止位置から前記挟持停止位置へ復帰する途中に設けられた空容器放出位置に配置され、充填物が排出された空容器を受入れ、後工程へ搬送する空容器搬出手段と、
前記挟持停止位置において前記挟持部材を閉じて容器を挟持させ、前記空容器放出位置で前記挟持部材を開いて空容器を空容器搬出手段へ向けて放出する挟持部材開閉装置とを備えてなる、充填物容器反転装置。
【請求項３】
請求項２記載の充填物容器反転装置において、前記主回転部材は１８０度ずつ一方向に間欠回転する主回転軸からなり、前記回転手段はさらに、前記主回転軸により前記主回転軸と軸方向平行に支持され、且つ自己の軸心周りで、初期位置と回動位置との間で往復回動可能とされた支軸を備え、前記充填物容器反転装置はさらに、前記支軸を回転させる支軸回転手段を備え、前記反転停止位置調節手段は、前記支軸の前記回動位置を調節し、前記一対の挟持部材は前記支軸の一端に取り付けられている、充填物容器反転装置。
【請求項４】
請求項３記載の充填物容器反転装置において、前記支軸は中空状に形成され、前記挟持部材開閉装置は、前記支軸の中空部に軸方向移動自在に挿入され、一端において前記挟持部材に連結された摺動軸を備え、前記挟持部材は前記摺動軸の軸方向移動に連動して開閉する、充填物容器反転装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の充填物容器反転装置において、前記支軸回転手段は、前記主回転軸の軸心を中心として固定配置された溝カムと、前記支軸の他端に固定されたレバーと、該レバーに装着され、前記溝カムに形成された溝内を転動するカムローラとを備え、前記溝カムの溝の幅は、前記支軸の回動位置に対応する位置の前後所定の範囲で、少なくとも内径が該溝の他の部分より小さく形成されて前記ローラの直径より幅が大きくなっており、前記反転停止位置調節手段は、前記反転停止位置において前記レバーに当接して位置決めするストッパーと、該ストッパーの位置を調節するストッパー位置調節手段とを備えている、充填物容器反転装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１に記載の充填物容器反転装置において、前記支軸は前記主回転軸の軸心を対称軸として対称に二本設けられ、それぞれに前記一対の挟持部材が設けられている、充填物容器反転装置。
【請求項１】
充填する充填物を収納した有底円筒容器を正立状態から略倒立状態に反転し、容器内の充填物を下方に配置した包装容器に向けて落下させて充填する充填物容器反転装置において、
保持位置に供給された前記容器を保持し、所定の回転中心周りに垂直面内で回転する容器保持部材を備え、前記回転中心の位置を、前記保持位置に位置した前記容器の中心の高さ位置より上となるように設定した、充填物容器反転装置。
【請求項２】
請求項１記載の充填物容器反転装置において、前記保持部材は、互いに向かって接離可能で、前記容器を挟持して保持可能な一対の挟持部材からなり、
前記装置は、前記回転中心周りに回転可能な主回転部材を備え、該主回転部材を一定の方向に間欠回転し、第１と第２の位置で停止させる回転手段と、該回転手段に取付けられた前記挟持部材とを備え、前記挟持部材は、前記主回転部材が前記第１と第２の位置に停止したときにそれぞれ、前記正立状態で供給された容器を挟持できる挟持停止位置と、前記容器を略倒立させた状態で保持する反転停止位置とに停止する、反転手段と、
前記挟持部材の前記反転停止位置を調節する反転停止位置調節手段と、
前記挟持部材が前記反転停止位置から前記挟持停止位置へ復帰する途中に設けられた空容器放出位置に配置され、充填物が排出された空容器を受入れ、後工程へ搬送する空容器搬出手段と、
前記挟持停止位置において前記挟持部材を閉じて容器を挟持させ、前記空容器放出位置で前記挟持部材を開いて空容器を空容器搬出手段へ向けて放出する挟持部材開閉装置とを備えてなる、充填物容器反転装置。
【請求項３】
請求項２記載の充填物容器反転装置において、前記主回転部材は１８０度ずつ一方向に間欠回転する主回転軸からなり、前記回転手段はさらに、前記主回転軸により前記主回転軸と軸方向平行に支持され、且つ自己の軸心周りで、初期位置と回動位置との間で往復回動可能とされた支軸を備え、前記充填物容器反転装置はさらに、前記支軸を回転させる支軸回転手段を備え、前記反転停止位置調節手段は、前記支軸の前記回動位置を調節し、前記一対の挟持部材は前記支軸の一端に取り付けられている、充填物容器反転装置。
【請求項４】
請求項３記載の充填物容器反転装置において、前記支軸は中空状に形成され、前記挟持部材開閉装置は、前記支軸の中空部に軸方向移動自在に挿入され、一端において前記挟持部材に連結された摺動軸を備え、前記挟持部材は前記摺動軸の軸方向移動に連動して開閉する、充填物容器反転装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の充填物容器反転装置において、前記支軸回転手段は、前記主回転軸の軸心を中心として固定配置された溝カムと、前記支軸の他端に固定されたレバーと、該レバーに装着され、前記溝カムに形成された溝内を転動するカムローラとを備え、前記溝カムの溝の幅は、前記支軸の回動位置に対応する位置の前後所定の範囲で、少なくとも内径が該溝の他の部分より小さく形成されて前記ローラの直径より幅が大きくなっており、前記反転停止位置調節手段は、前記反転停止位置において前記レバーに当接して位置決めするストッパーと、該ストッパーの位置を調節するストッパー位置調節手段とを備えている、充填物容器反転装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１に記載の充填物容器反転装置において、前記支軸は前記主回転軸の軸心を対称軸として対称に二本設けられ、それぞれに前記一対の挟持部材が設けられている、充填物容器反転装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２７６５６（Ｐ２００６−２７６５６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０８３６１（Ｐ２００４−２０８３６１）
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月１５日（２００４．７．１５）
【出願人】（０００２２２７２７）東洋自動機株式会社 (91)
【Ｆターム（参考）】
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