JP2009280366A - 容器の間隔形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】正常な画像処理を実行するために、確実に容器の間隔を形成し安定搬送することと、容器形状変更時に簡単に段取り換えができる。
【解決手段】上流側から下流側に配置された搬送コンベアと、上流側に設置され、容器の胴部を挟持して搬送するグリップコンベアと、下流側に設置され、搬送される複数の容器に所定の間隔を形成するスクリューを備え、グリップコンベアの速度を調節することでスクリューに掛かる容器の圧力を調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は搬送コンベア上を連続して搬送される複数の液体が封入された容器に間隔を形成する方法及び装置に関する。

飲料水などを封止した容器内へ混入する異物の主たるものは、容器を成形製作する段階での容器材料の破片とか内容物の液体を充填する装置の部品や部品破片である。もともと容器内に異物が混入することは殆ど発生しないが、もし混入した場合は、人体への悪影響の可能性があることから、発生頻度に関わらず確実に発見、除去することが必要である。

従来の全数検査としては人の目視に頼ったものであるが、異物検出の見逃しが発生する可能性があり、検査の自動化が求められる。そこで人の目視に代えて、容器厚みの変化がある透明な容器に照明光を照射し、撮像手段で得た容器の映像から画像処理によって容器内に混入した異物を検出する装置が種々提案されている。

撮像手段を使って搬送路上を順次搬送されていく容器内部の異物を検出する従来技術として、下記特許文献に記載のものがある。

特開２００４−２８９３０号公報 特開２００６−２９２５９８号公報

特許文献１に示されるように、１本の容器を画像処理する場合には、露出時間、読出時間、データ転送時間、画像処理時間を加算した総和時間が必要であり、先行した容器の映像を画像処理している最中には、次に搬送される容器の画像処理に制限が発生する。

このため、隣同士の容器が接触したり、容器間隔が小さい状態での搬送では、前の映像の処理が終了する前に次の映像の露出タイミングとなる可能性があり、正常な映像処理を実行するために、スクリューや複数の容器の胴部を挟持するとともに、容器を移送する一対のベルトであるグリップコンベアなどの機器を設置して、容器間隔を一定量確保するための手段を設けている。

しかし、スクリューの場合、スクリュー入口への容器の押圧力が弱過ぎると容器の取込みに失敗し易く、容器間隔を一定量確保することが困難になり、逆に押圧力が強過ぎると特に変形しやすいプラスチック容器ではスクリューが容器に噛み込み易く、やはり容器間隔を一定量確保することが困難になる。さらに、搬送する容器の種類変更により、容器寸法が変わった場合、寸法に合わせたスクリューの交換に時間を必要とする。なお、変形しやすい容器２とは、例えばプラスチック容器で厚みが薄く凹凸が少なく平面部分が多い形状の容器である。

グリップコンベアを用いる場合は、特許文献２に示されるように、さまざまな間隔にある容器を所定の間隔にするために、容器を載せる搬送コンベアの速度よりグリップコンベアの速度を遅くして一旦グリップコンベアに容器を詰め、このグリップコンベアから離れた瞬間に搬送コンベアの搬送力により容器の速度が速まり、後続の容器と所定の間隔が開くようにしたものである。しかし、搬送コンベアと容器との間に滑りが生じると搬送が遅れて後続の容器に接触したり、所定の間隔が確保できないことがある。

また、容器１本だけの搬送では安定性が悪いため、数本溜まるまでグリップコンベアを停止させ、容器の搬送をグリップコンベア入り口でせき止め、数本溜まった時点でグリップコンベアを動かすが、１本目の容器がグリップコンベアでせき止められると、比較的細く高い形状の容器では、次の容器が来る前に搬送コンベアの搬送力（スリップ）に耐え切れず転倒または傾くことがある。

本発明の目的は、正常な画像処理を実行するために、確実に容器の間隔を形成し安定搬送することと、容器形状に合わせたスクリュー交換の容易化図ったことにある。

上記の目的を達成する本発明は、搬送コンベアによって搬送される複数の容器に間隔を形成する容器の間隔形成装置において、複数の容器を搬送する上流側から下流側に配置された搬送コンベアと、上流側に設置され、搬送される容器の胴部を挟持して容器の搬送動作を調整するグリップコンベアと、前記グリップコンベアの下流側に設置され、搬送される複数の容器に所定の間隔を形成するスクリューと、前記グリップコンベアの上流側と前記スクリューの上流側の容器をそれぞれ検出する容器センサと、前記センサの信号を受け、前記スクリューの上流側に搬送される容器数が所定範囲となるように前記グリップコンベアの搬送動作を制御する制御部を設けたことを特徴とする。

また、記制御部は、前記センサが前記スクリューの上流側の容器の所定本数以下を検出したとき前記グリップコンベアを動作させて、挟持している容器を下流に搬送するように制御することを特徴とする。また、前記制御部は、前記センサが前記グリップコンベアの上流側の容器の所定本数以上を検出するまで前記グリップコンベアを停止させて、容器の搬送を停止するように制御することを特徴とする。

また、前記制御部は、前記センサが前記スクリューの上流側の容器の所定本数以上を検出したとき前記スクリューを動作させて、容器に所定の間隔を形成しながら下流に搬送するように制御することを特徴とする。また、前記制御部は、前記グリップコンベアの搬送速度を前記搬送コンベアおよび前記スクリューの搬送速度より遅く制御することを特徴とする。

また、前記スクリューの軸の動力受動部にはギアを設け、スクリューを直接駆動する部分はギアによる駆動とし、スクリューの両軸の支持を複数の回転ローラーで挟み込むようにし、その内１個のローラをスプリングで軸を半径方向に押し付けてスクリューの位置を保持するように構成されたことを特徴とする。また、前記グリップコンベアは間に容器を挟持する一対のコンベアからなり、この一対のコンベア入り口が徐々に狭まるように、両コンベアにテーパを設けたことを特徴とする。

本発明によれば、上流側がグリップコンベアで下流側がスクリューのため、グリップコンベアの上流に容器が連続で密着して搬送された場合でも容器の押し付け力はグリップコンベアに掛かり、グリップコンベアの速度を調節することでスクリューに掛かる容器の圧力を調節することが出来るため、変形し易い形状の容器でもスクリューに噛みこむことが無く精度良く容器の間隔を形成することが出来る。

異なる形状の容器を搬送する場合のスクリューの交換時は、工具を必要とせず、部品の分解も必要なくスクリューの脱着が可能なため、容器形状の異なる製品を生産する場合の段取り時間を低減できる。

また、両グリップコンベアの入り口にテーパを設け徐々に両側のグリップコンベアの間隔が狭まるようにしたことから、グリップコンベアが停止した状態で容器１本がせき止められた時、コンベアの入り口のテーパで容器が挟まれた状態になり転倒や傾きを防止できる。

以下、本発明の実施例について説明する。図１において、容器２は、搬入コンベア１上を図において右側を上流側とし、右側から左方向に順次連続して搬送される。容器２の搬送方向に沿って最も上流側に容器検出センサ３を設けている。このセンサ３の下流側には、複数の容器２の胴部を挟持する対向した一対のグリップコンベア４を搬送コンベア１に沿って設けている。グリップコンベア４の下流には、二つめの容器検出センサ３ｂを設けている。さらに容器検出センサ３ｂの下流には、容器間に所定の間隔を形成するスクリュー６が配置されている。

１２はスクリュー６の駆動モータ、１１は駆動モータ１２の駆動力をスクリュー６に伝達するタイミングベルト、１０はスクリュー６に駆動力を伝達するギア、７はスクリュー６の回転軸の両端を支える軸受、８はスクリュー６の回転軸を挟み込む回転ローラである。なお、搬送される容器２は、主に透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製で、飲料、食品、薬品などの液体状の内容物が既に充填されており、容器蓋で封止されている。

容器２を下流側に安定搬送させるために、グリップコンベア４で容器２を一旦せき止め、複数本溜まったときに連続して下流に流すように構成されている。即ち、グリップコンベア４が停止状態の時に、上流側から搬送される容器２が搬送コンベア１によりグリップコンベア４の入り口まで搬送され、停止しているグリップコンベア４によりその後の流れがせき止められ、容器センサ３が容器２によって一定時間遮られたとき、制御部２０で容器２が所定本数になったことを検知する。そして、制御部２０からの検知信号に基いて駆動部２１によりグリップコンベア４を駆動するものである。

また、スクリュー６の上流にも同じように容器センサ３ｂを設置し、このセンサ３ｂである程度の本数が溜まったことを検知してからスクリュー６が動き出すように構成されている。具体的には、センサ３ｂが容器２によって所定時間遮られたとき、制御部２２で容器が所定本数になったことを検知し、制御部２２からの検知信号に基いて駆動部２３によりスクリュー６の駆動モータ１２を駆動するものである。

スクリュー６の停止状態では、その入口にせき止められている容器が、搬送コンベア１とのスリップで押圧力をかけている。この押圧力はせき止められる容器の本数に比例するので、上記センサ３ｂである程度の本数を検知することにより、スクリュー６の入口の容器の押圧力を、容器の取込みに失敗しない、かつ、容器に噛み込まないような適切な圧力に保つようにしている。

上記構成では、グリップコンベア４を上流に配置して下流にスクリュー６を設け、グリップコンベア４の搬送速度を搬送コンベア１およびスクリュー６よりも遅くすることにより、グリップコンベア４の上流に容器２が連続で大量に密着して搬送され、このとき複数の容器２の押し付け力（搬送コンベア１と容器２のスリップによる）はグリップコンベア４に直接掛かるが、グリップコンベア４のスプロケット１３の軸に十分な強度を持たせているため、グリップコンベア４では容器２がスムーズに搬送される。

グリップコンベア４の速度を調節することで、スクリュー６の入り口（上流側）に溜まる容器２の本数を調節し、スクリュー６に掛かる容器２の圧力を強すぎず、かつ弱すぎないないように適切に調節することにより、容器の取込みに失敗しない、かつ、容器２へのスクリュー６の噛みこみを防止した、容器２の間隔を精度良く形成することができる。

スクリュー６の入口に溜まる容器２の本数調節は、センサ３ｂが容器２を検知しなくなったとき（容器の所定本数以下を検知したとき）制御部２０がこれを検知し、制御部２０からの検知信号により駆動部２１によりグリップコンベア４を駆動するものである。即ち、図１の状態では、センサ３ｂが容器２を検知しているときグリップコンベア４は停止しており、スクリュー６の動作によりその上流側の容器２が搬送され、図２に示すようにセンサ３ｂが容器２を検知しなくなったとき、グリップコンベア４が動作を始めて容器２を開放し、開放された容器２が搬送コンベア１に載ってスクリュー６の入口側に搬送される。

図３にスクリュー６の軸受け部分の詳細図を示す。スクリュー６の軸の動力受動部にはギア１０を設け、スクリュー６を直接駆動する部分はギアによる駆動とし、スクリュー６の両軸を支持する軸受け７は軸を各３個の回転ローラ８で挟み込むようにし、３個の回転ローラ８の内、１個をスプリング１４で軸円心方向に押し付けスクリュー６の位置を保持している。回転ローラ８は、ボールベアリング構造になっていてスクリュー６の回転抵抗は非常に少ない。スクリュー６の軸の回転ローラ８に支持される部分は段付きになっており、容器２の搬送方向へのずれを防止している。

図４にスクリュー軸受け部のスクリュー６の着脱を示す。スクリュー６を図４の右方向に強く押し付けると、スプリング１４に抗して上部の回転ローラ８が上昇し、スクリュー６が外れる。逆に、スクリュー６を左方向に強く押し付けると、上部の回転ローラが上昇し元の様にスクリュー６の軸が３個の回転ローラ８に挟み込まれ、脱着が完了する。図５はスクリュー６全体の脱着方向を示す図である。図５では矢印の下方向に動かし、脱着が簡単に行えることを示している。したがって異なる形状の容器を搬送する場合のスクリュー６の交換時は、工具を必要とせず、部品の分解も必要なくスクリュー６の脱着が可能なため、容器形状の異なる製品を生産する場合の段取り時間を低減できる。

グリップコンベア４について、この部分の拡大図を図６に示す。グリップコンベア４の容器２を挟持する面の裏面には、コンベアガイド５が設けてあり、該コンベアガイド５には上流側と下流側にテーパ５ａ、５ｂが設けてある。また、スプロケット１３よりも容器２側に飛び出して設置されているため、グリップコンベア４の容器２を挟持する面は入り口が徐々に狭まる形状となっており、容器２は両側のグリップコンベア４に徐々に挟持される。

グリップコンベア４のグリップ面の構造は、図７に示すようにチェーン４ａをベースに容器２を挟持する面には多数のグリッパ４ａ−１が設置されている。なお、チェーン４はベルトでも良い。グリッパ４ａ−１はゴム製で容器２を挟持する面がひだ状になっており、対向する隙間の管理だけで、丸型や角型といった容器形状の違い、容器表面の起伏の有無に関わらず挟み込むことができるようになっている。取り扱う容器２の種類によっては、側面起伏が大きい場合、あるいは線対象となっていない物に対しても、先端がひだ状になっているためグリッパ４ａ−１の変形で一定範囲までは対応できる。また、このような容器に対しては、図８に示す内部が中空のグリッパ４ｂ−１や、図９に示すスポンジ状のグリッパや、図１０に示すゴム板状のグリッパを用いても良い。ベースとなるベルト４ａ〜４ｄは、チェーンでも良い。

但し、丸型以外の容器の場合はグリップコンベアで急に挟み込むと、グリップコンベア４と容器側面との接触タイミングと位置により容器に回転が生じることがある。回転した状態で下流の異物検査や外観検査へ送られた場合、画像処理できない場合がある。図示していないが、グリップコンベアより上流で搬送コンベアの搬送方向に容器２の両側面をガイドするための棒状あるいは板状のガイド板が設置され、角型容器などの方向性のある容器は徐々に一定方向に整列される。前記のグリップコンベア４の入り口が徐々に狭まる構造は、徐々に挟み込むため整列された容器の回転を抑えることが出来る。

また、容器２の形状が細く高い場合グリップコンベア４が容器２をせき止める場合に転倒しやすいが、徐々に挟み込む構造が転倒防止の作用を果たす。

本発明実施例の全体概略構成図である。 同じく容器が移動したときの全体概略構成図である。 本発明実施例のスクリュー軸受け部詳細図である。 本発明実施例のスクリュー着脱を示す側面図である。 本発明実施例のスクリュー着脱を示す平面図である。 本発明実施例のグリップコンベアの平面図である。 本発明実施例のグリッパの概略図である。 グリッパの他の実施例の概略図である。 グリッパの更に他の実施例の概略図である。 グリッパの更に他の実施例の概略図である。

符号の説明

１…搬送コンベア、２…容器、３、３ｂ…容器センサ、４…グリップコンベア、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｂ…チェーン（ベルト）、４ａ−１、４ｂ−１、４ｄ−１…グリッパ、５…グリップコンベアガイド、６…スクリュー、７…軸受け、８…回転ローラ、９…スクリューガイド、１０…ギア、１１…タイミングベルト、１２…モータ、１３…スプロケット、１４…スプリング、２０、２２…制御部、２１、２３…駆動部。

Claims (7)

1. 搬送コンベアによって搬送される複数の容器に間隔を形成する容器の間隔形成装置において、
   複数の容器を搬送する上流側から下流側に配置された搬送コンベアと、
   上流側に設置され、搬送される容器の胴部を挟持して容器の搬送動作を調整するグリップコンベアと、
   前記グリップコンベアの下流側に設置され、搬送される複数の容器に所定の間隔を形成するスクリューと、
   前記グリップコンベアの上流側と前記スクリューの上流側の容器をそれぞれ検出する容器センサと、
   前記センサの信号を受け、前記スクリューの上流側に搬送される容器数が所定範囲となるように前記グリップコンベアの搬送動作を制御する制御部を設けたことを特徴とする容器の間隔形成装置。
2. 前記制御部は、前記センサが前記スクリューの上流側の容器の所定本数以下を検出したとき前記グリップコンベアを動作させて、挟持している容器を下流に搬送するように制御することを特徴とする請求項１記載の容器の間隔形成装置。
3. 前記制御部は、前記センサが前記グリップコンベアの上流側の容器の所定本数以上を検出するまで前記グリップコンベアを停止させて、容器の搬送を停止するように制御することを特徴とする請求項１または２記載の容器の間隔形成装置。
4. 前記制御部は、前記センサが前記スクリューの上流側の容器が所定本数以上を検出したとき前記スクリューを動作させて、容器に所定の間隔を形成しながら下流に搬送するように制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の容器の間隔形成装置。
5. 前記制御部は、前記グリップコンベアの搬送速度を前記搬送コンベアおよび前記スクリューの搬送速度より遅く制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の容器の間隔形成装置。
6. 前記スクリューの軸の動力受動部にはギアを設け、スクリューを直接駆動する部分はギアによる駆動とし、スクリューの両軸の支持を複数の回転ローラーで挟み込むようにし、その内１個のローラをスプリングで軸を半径方向に押し付けてスクリューの位置を保持するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の容器の間隔形成装置。
7. 前記グリップコンベアは間に容器を挟持する一対のコンベアからなり、この一対のコンベア入り口が徐々に狭まるように、コンベアにテーパを設けたことを特徴とする請求項１記載の容器の間隔形成装置。

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