JP2007145596A - キャップ整列装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成により、チューブ無しキャップとチューブ付きキャップの双方に兼用でき、キャップを切離し整列又は間隔詰め整列し得るキャップ整列装置を提供すること。
【解決手段】 キャップ整列装置１０であって、２つの円錐台形状の外表面を有する整列器１１を、それらの相対向する側部の母線同士がそれらの隙間にキャップ１を落下させないように離れ、かつ水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、それらの外表面上にキャップ１を置いて一端側から他端側へ搬送することでキャップ１の向きを揃えるもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は、キャップ整列装置に関する。

従来、容器に内容液を充填し、キャッピングする充填キャッピング設備では、多種多様な形態のキャップ、例えばチューブ無しキャップ、チューブ付きキャップ等を整列して送給するキャップ整列装置を用いている。

特許文献１に記載の物品整列装置は、２本の円柱を傾斜させて互いに平行に配置し、かつ互いに反対方向に回転させ、２本の円柱の上に長柱物品を供給して搬送するに際し、２本の円柱よりなる一対の搬送素子をそれらの軸方向に多段配置し、各搬送要素の円柱の回転数を異にすることにより、長柱物品を切り離し整列するものである。
特開昭52-29078

特許文献１に記載の物品整列装置は、チューブ付きキャップの如くの長柱物品のための整列装置であり、チューブ無しキャップの如くを取り扱うところがない。物品を切り離し整列するものではあるが、２本の円柱よりなる一対の搬送素子を多段配置し、各搬送要素の円柱の回転数を異にさせる等の複雑な構成を必要とする。

本発明の課題は、簡易な構成により、チューブ無しキャップとチューブ付きキャップの双方に兼用でき、キャップを切離し整列又は間隔詰め整列し得るキャップ整列装置を提供することにある。

請求項１の発明は、２つの円錐台形状の外表面を有する整列器を、それらの相対向する側部の母線同士がそれらの隙間にキャップを落下させないように離れ、かつ水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、それらの外表面上にキャップを置いて一端側から他端側へ搬送することでキャップの向きを揃えるキャップ整列装置である。

（実施例１）（図１〜図５）
図１のキャップ整列装置１０は、キャップ１の向きを揃える。キャップ１としては、図３、図４に示すチューブ付きキャップ１（ポンプ内蔵キャップヘッド１Ａに吸い上げチューブ１Ｂを連結したもの）と、図５に示すチューブ無しキャップ１とがある。図３のチューブ付きキャップ１は、重心位置がチューブ１Ｂ側にある。図４のチューブ付きキャップ１は、重心位置がキャップヘッド１Ａ側にある（図４（Ｄ））。整列させるチューブ１Ｂとしては、真っ直ぐなものでも、図４（Ｄ）に示されているような「く」の字状などに曲がったものや、湾曲した形状のものでも良い。図５のチューブ無しキャップ１は、有天筒状をなし、重心位置が天面側にあり、天面が下位に、開口面が上位にある姿勢を整列目標姿勢とする。整列対象となるキャップ１の上方からみた形状は任意のもので良い。例えば、円形、トラック形状、楕円、長方形、多角形又はこれらの形状の一部を変形させたものである。キャップ１の材質は任意に選択できる。例えばポリプロピレン等の樹脂材料、アルミニウムや鉄等の金属材料でも可能である。

キャップ整列装置１０は、図１、図２に示す如く、２つの円錐台形状の外表面を有する整列器１１、１１を、それらの相対向する側部の母線同士がそれらの隙間にキャップ１（チューブ付きキャップ１にあってはキャップヘッド１Ａ）を落下させないように離し、かつ水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、それらの外表面上（上向き谷間）にキャップ１を置いて重力の作用で一端側（投入口）から他端側（排出口）へキャップ１を搬送し、その搬送過程でキャップ１の向きを揃える。整列器１１の上述の傾斜角度は3度から30度が好ましく、より好ましくは8度〜20度である。傾斜角度が大きいとキャップが整列されずに転がってしまうことがある。傾斜角度が小さいとキャップの重力による移動速度が低下し、処理能力が低下する。２つの整列器１１、１１の投入口にはキャップ供給シュート２１が接続され、排出口にはキャップ排出コンベア２２が接続される。

２つの整列器１１の小径側直径ｄ１、大径側直径ｄ2、整列器長さLは、整列対象であるキャップ１の大きさによって適切に定められる。例えば20〜100ｍｍ程度の直径や幅や高さを有し、50〜300ｍｍ程度のチューブを有するキャップ１を扱う際の整列器１１の大きさとしては、小径側直径ｄ1は、30〜100ｍｍ、大径側直径ｄ2は50〜200ｍｍ、整列器長さLは500〜2,000ｍｍ程度のものとすることが設置スペースの面から好ましい。

整列器１１の外表面周速度は、整列対象であるキャップ１の重量によって適切に定められる。例えば50ｇ未満程度のキャップ１の場合、大径側直径ｄ2部の周速は0.2〜1.5m/sec程度に、好ましくは0.3〜1.0m/secとなるように調整される。周速が小さいと回転の効果が現れないし、大きすぎると、整列器１１から外へキャップ１が飛び出したり、一度整列したキャップ１が再び乱れた状態となってしまうことがある。上記各々の速度で回転の際、周速は直径に比例することから、小径側直径ｄ1と大径側直径ｄ2は、周速度比率（＝大径側直径ｄ2の周速／小径側直径ｄ1の周速）が、1.1〜6.0、好ましくは、1.5〜4.0となるように定められる。この周速度比率が適切に定められることで、整列器１１を円錐台形状とした効果が得られる。

キャップ整列装置１０は、２つの整列器１１、１１の外表面の円錐台形状を進行方向下流に向けて拡径状をなすものにする。整列器１１の外表面の周速が進行方向下流に向けて大となり、外表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流に向けて高速にし、キャップ１を進行方向下流に向けて切離し整列可能にする。

キャップ整列装置１０は、整列器１１の外表面の性状をキャップの品種等に応じて調整できる。整列器１１の外表面をゴム状にして摩擦を上げたり、整列器１１の外表面をシリコン加工して摩擦を下げる等である。

２つの整列器１１、１１の駆動方式としては、各整列器１１に内蔵したモータにより当該整列器１１を回転させるものを採用できる。

キャップ整列装置１０は、２つの整列器１１、１１の水平に対する傾斜角度を調整する機能を有し、２つの整列器１１、１１の中心軸が互いに交差する角度（図１の角度θ）を調整する機構を有し、それらの角度をキャップ１の品種等に応じて調整できる。好ましくは、図１（Ｂ）に示すように、２つの整列器１１、１１の間隔は全域に渡ってほぼ一定とすることが望ましい。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)キャップ１が２つの回転する整列器１１、１１の円錐台形状の外表面に沿って搬送される過程で、キャップ１を整列器１１の外表面で転倒させる等により、キャップ１をチューブ１Ｂの有無によらず、重心が安定する姿勢に変え、１段の整列器１１によるだけの簡易な構成により、キャップ１の向きを揃えることができる。

チューブ付きキャップ１では、重心位置がチューブ１Ｂ側であれば２つの整列器１１、１１の隙間にチューブ１Ｂを挿し入れる正立姿勢で整列され（図３）、重心位置がキャップヘッド１Ａ側であれば２つの整列器１１、１１の谷間の上にキャップヘッド１Ａを挟まれる倒立姿勢で整列される（図４）。

チューブ無しキャップ１では、重心位置が天面側にあり、天面が下位に、開口面が上位になる反転姿勢で整列される（図５）。

(b)２つの整列器１１、１１の外表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状をなすものとすることにより、整列器１１の外表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流側（外表面の周速大）で高速にし、キャップ１を進行方向に向けて切り離し整列し、チューブ付きキャップ１等の相互干渉を防止する。

尚、２つの整列器１１、１１の最適な回転方向は、キャップ１に応じて定めた各整列器１１の外表面摩擦力との関係で、図３〜図５に示す如く、多様に定まる。２つの整列器１１、１１のうちの一方の整列器１１が、２つの整列器１１、１１の上向き谷間に進入する向きで回転するとき（図３（Ａ）、図４（Ａ）、図５（Ａ））、キャップ１に当該谷間への適度な巻き込み力を与え、整列効率を向上できる。更に、巻き込み力を高めたい際には、図３（Ｂ）、図４（Ｂ）、図５（Ｂ）の如き回転とすれば良い。逆に巻き込み力を弱めたい際には、図３（Ｃ）、図４（Ｃ）、図５（Ｃ）の如き回転とすれば良い。

（実施例２）（図６）
図６のキャップ整列装置１０Ａが図１のキャップ整列装置１０と異なる点は、２つの整列器１１、１１（一方の整列器１１だけでも可）の外表面に突起１２を設けたことにある。各突起１２は、整列器１１の中心軸まわりに螺旋状に配置される。突起１２は、整列器１１の排出口近傍に設けると、キャップ１の整列破壊を起こして好ましくなく、整列器１１の投入口から中間部に設けられ、キャップ１を攪拌する。

また、突起１２を設けた整列器１１の回転方向は、キャップ１への傷付き防止の面から、図４（Ａ）の左側の整列器１１や図４（Ｃ）の整列器１１のように谷間から外側に回転する向きとせねばならない。

キャップ整列装置１０Ａにおいて、整列器１１に設けられる突起１２の高さは、２本の整列器１１の直径や間隔、又はキャップ１の形状によって適宜調整されるが、好ましくは2mm〜10mm、より好ましくは3mm〜7mmである。突起１２の形状は特に限定されないが、上方からみて整列器１１の軸方向に長手をとる長方形、長円、楕円形等が好ましい。長手の長さは、キャップ１を上方からみたときの最も長い長さの好ましくは20〜150％、より好ましくは50〜100％である。突起１２の長手長さが短いとキャップ１との衝突確率が低下し、攪拌効率が低下するため、多数の突起１２が必要になる。突起１２の長手長さが長いと、突起１２の多数配置を行なったときに、２本の整列器１１、１１の長さが大きくなり、キャップ整列装置１０Ａが大型になってしまう。

キャップ整列装置１０Ａにおいて、２つの整列器１１、１１の、突起１２の高さ分を除く間隙は、キャップ１のサイズの最短長さの0〜99％であり、好ましくは、5〜70％である。この間隔がキャップ１のサイズの最短長さの100％では２本の整列器１１、１１の間からキャップ１が落下してしまう。この間隔が大きめだと、キャップ１を攪拌させるための突起１２の高さを大きくする必要がある。この間隔が小さめだと、キャップ１を２本の整列器１１、１１の間で安定に保てず、キャップ１が整列器１１からはじき飛ばされる現象を多発する。

キャップ整列装置１０Ａにおいて、整列器１１に設けられる突起１２は螺旋状に配置され、下流の突起１２は上流の突起１２よりも回転方向前方に進めた位置に配置される。下流の突起１２は上流の突起１２よりも回転方向前方に10°〜90°、好ましくは30〜55°進めた位置に配置される。配置角度が小さいと突起１２がほぼつながった状態となり、上流と下流の突起１２でキャップ１を完全にすくい上げるような形となり、キャップ１が整列器１１の外へはじき飛ばされる現象を多発する。配置角度が適切であれば、下流の突起１２で僅かにキャップ１の進行速度が抑制され、上流の突起１２により、適切なキャップ１の攪拌が行なわれる。配置角度が大きいと、上流と下流の２つの突起１２によるキャップ攪拌処理を行なうことができず、１つの突起１２でキャップ１の攪拌を行なわなければならないから、キャップ攪拌効率が低下し、多数の突起１２を設ける必要を生ずる。

キャップ整列装置１０Ａにおいて、整列器１１に設けられる上流と下流の突起１２の最短距離は、キャップ１を上方からみたときの最短距離に概ね等しくする。上流と下流の突起１２の最短距離は、キャップ１を上方からみたときの最短距離の好ましくは0.4〜1.5倍、より好ましくは0.6〜1.4倍である。上流と下流の突起１２の最短距離が0又は短い場合には、上流と下流の突起１２でキャップ１を完全にすくい上げるような形態となり、キャップ１が整列器１１の外へはじき飛ばされる現象を多発する。上流と下流の突起１２の最短距離が、キャップ１を上方からみたときの最短距離に概ね等しいと、下流の突起１２で僅かにキャップ１の進行速度が抑制され、上流の突起１２により、適切なキャップ1の攪拌が行なわれる。上流と下流の突起１２の最短距離が長い場合には、上流と下流の２つの突起１２によるキャップ攪拌処理を行なうことができず、１つの突起１２でキャップの攪拌を行なわなければならず、キャップ攪拌効率が低下し、多数の突起１２を設ける必要が生ずる。

キャップ整列装置１０Ａにあっては、上流側で先ず２本の整列器１１、１１のうちの１本の整列器１１にだけ突起１２を配置し、その突起配置が終了した位置から下流側で、他方の整列器１１における突起１２の配置を開始しても良い。

キャップ整列装置１０Ａによれば以下の作用効果を奏する。
(a)整列器１１の外表面に突起１２を設けることにより、キャップ１を突起１２に当てて整列器１１の外表面上で積極的に攪拌、分散させ、キャップ１の姿勢を変える効率を向上させることができる。

(b)整列器１１において突起１２を螺旋状に配置するとともに、進行方向下流の突起１２を、進行方向上流の突起１２よりも回転方向前方に適度に進めた位置に配置することにより、キャップ１の送り速度を下流の突起１２で抑制し、キャップ１の開口面のエッジを整列器１１の表面の上流の突起１２に当てて該キャップ１を確実に攪拌させ、キャップ１の姿勢を変える効率を向上させることができる。

(c)整列器１１の突起１２が相隣る他の突起１２となす最短距離をキャップ１の最小幅に概ね等しくすることにより、キャップ１の送り速度を下流の突起１２で抑制し、キャップ１の開口面のエッジを整列器１１の表面の上流の突起１２に当てて該キャップ１を確実に攪拌させ、キャップ１の姿勢を変える効率を向上させることができる。最短距離が大きいと整列器１１に配置可能な突起数が少なくなり、キャップ１に与える突起１２の影響が小さくなり、攪拌、分散作用の効果が低下する。最短距離が小さいと整列器１１に配置可能な突起数が多くなり、キャップ１に与える突起１２の影響が大きくなるが、キャップ姿勢が不安定となることがある。

（実施例３）（図７）
図７のキャップ整列装置１０Ｂが図１のキャップ整列装置１０と異なる点は、２つ整列器１１、１１の外表面の円錐台形状を進行方向下流に向けて縮径状をなすようにしたことにある。整列器１１の外表面の周速が進行方向下流に向けて小となり、外表面がキャップ１に与える送り速度を進行方向下流に向けて低速にし、キャップ１を進行方向に向けて間隔詰め整列可能にする。キャップ１の歯抜け搬送を防止できる。

キャップ整列装置１０、１０Ａ、１０Ｂを用いて、実際にキャップ１を整列した実施例１〜３の結果を表１に示す。

（実施例１−１）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０によりチューブ付円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ａ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しかつ整列することができた。

（実施例１−２）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０によりチューブ付円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ｂ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しかつ整列することができた。

（実施例１−３）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０によりチューブ付円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しつつ整列することができた。

（実施例１−４）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０によりチューブ付円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ｃ）に示す通りにした。整列器１１の小径側直径ｄ1をより小さく、大径側直径ｄ2をより大きくすることにより、整列成功率を向上することができた。キャップ整列装置１０出口のキャップ間隔も広がり、切り離し性も向上した。

（実施例１−５）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０によりチューブ付長方形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はキャップヘッド側にあり、整列器１１の回転方向は図４（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しつつ整列することができた。

（実施例１−６）
図１、図２に示す構成において、キャップ整列装置１０により「く」の字状チューブ付長方形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はキャップヘッド側にあり、整列器１１の回転方向は図４（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しつつ整列することができた。

（実施例２−１）
図６に示す構成において、キャップ整列装置１０Ａによりチューブ付長方形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図４（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しつつ整列することができた。

（実施例２−２）
図６に示す構成において、キャップ整列装置１０Ａによりチューブ無円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心は天面側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を切り離しつつ整列することができた。

（実施例３）
図７に示す構成において、キャップ整列装置１０Ｂによりチューブ付円形キャップ１の整列を行なった。キャップ１の重心はチューブ側にあり、整列器１１の回転方向は図３（Ｃ）に示す通りにした。大部分のキャップ１を間隔詰めしつつ整列することができた。

図１は実施例１のキャップ整列装置を示す模式図である。 図２は実施例１のキャップ整列装置によるチューブ付きキャップの整列過程を示す模式図である。 図３はチューブ付きキャップの整列状態の一例を示す模式図である。 図４はチューブ付きキャップの整列状態の他の例を示す模式図である。 図５はチューブ無しキャップの整列状態を示す模式図である。 図６は実施例２のキャップ整列装置によるチューブ無しキャップの整列過程を示す模式図である。 図７は実施例３のキャップ整列装置を示す模式図である。

符号の説明

１ キャップ
１０、１０Ａ、１０Ｂ キャップ整列装置
１１ 整列器
１２ 突起

Claims (6)

1. ２つの円錐台形状の外表面を有する整列器を、それらの相対向する側部の母線同士がそれらの隙間にキャップを落下させないように離れ、かつ水平に対し所定の傾斜角度を維持したままで回転させ、それらの外表面上にキャップを置いて一端側から他端側へ搬送することでキャップの向きを揃えるキャップ整列装置。
2. 前記２つの整列器の外表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて拡径状をなす請求項１に記載のキャップ整列装置。
3. 前記２つの整列器の外表面の円錐台形状が進行方向下流に向けて縮径状をなす請求項１に記載のキャップ整列装置。
4. 前記整列器の外表面に突起を設ける請求項１〜３のいずれかに記載のキャップ整列装置。
5. 前記突起が螺旋状に配置されるとともに、進行方向下流の突起は、進行方向上流の突起よりも回転方向前方に進めた位置に配置する請求項４に記載のキャップ整列装置。
6. 前記突起が相隣る他の突起となす最短距離をキャップの最小幅に概ね等しくする請求項１〜５のいずれかに記載のキャップ整列装置。

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