JP2014084224A - 容器搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器を挟持して搬送する一対の搬送ベルトにタイミングベルトを使用し、搬送ベルトの容器挟持面の反対側の面をベルト支え、例えば、複数のローラで支えるようにした構造の容器搬送装置であって、搬送ベルトの振動を抑制することができる容器搬送装置を提供する。
【解決手段】容器１の胴部を対向する無端状の搬送ベルト１１で挟持して容器を搬送する容器搬送装置において、対向する無端状の搬送ベルト１１をタイミングベルト１１Ｔで構成し、対向する搬送ベルト１１における容器１を挟持する面の反対側に、ローラ１５を搬送ベルト１１に沿って配列し、搬送ベルト１１を構成するタイミングベルト１１Ｔの歯面１１ｇ側の一部を無端状の平らな面１１ｆとし、該平らな面１１ｆをローラ１５に接触させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス壜等の容器の胴部を一対の搬送ベルトにより挟持して容器を搬送する容器搬送装置に関するものである。また、本発明は上記容器搬送装置を備えた容器検査装置に関するものである。

従来から、ガラス壜等の容器に飲料等の液体を充填した後に容器の底部又は底部付近に異物が沈殿しているか否かの検査を行っている。一般に、容器底部の異物検査装置においては、容器の上方から容器内を照明し、容器の下方からＣＣＤカメラにより容器の底部を透過した透過光を撮影し、得られた画像を画像処理装置により処理して容器の底部又は底部付近に存在する異物を検出している。この場合、容器をロータリ式搬送機構によって円形軌道に沿って搬送している間に容器の下方からＣＣＤカメラにより撮影する場合と、容器を直線搬送機構によって直線搬送しながら容器の下方からＣＣＤカメラにより撮影する場合とがある。ロータリ式搬送機構を用いて容器を円形軌道に沿って搬送した場合には、容器に遠心力が加わり容器の底部に沈殿していた異物が浮遊して異物を見逃すおそれがあるため、容器底部の異物検査においては直線搬送機構を用いることが好ましい。

直線搬送機構を用いた検査装置は、容器の底部を支持して搬送する上流側コンベヤと下流側コンベヤの間に容器の胴部を挟持して搬送する一対の搬送ベルトを設け、一対の搬送ベルトによって搬送される容器の上方に照明を配置し、容器の下方にＣＣＤカメラを配置している。これにより、上流側コンベヤから供給された容器は、走行する一対の搬送ベルトにより挟持されて上流側から下流側に直線搬送され、この搬送中に照明とＣＣＤカメラにより容器の底部が撮影される。撮影後に、容器は一対の搬送ベルトから下流側コンベヤに受け渡され、下流側コンベヤにより次工程に搬送される。

特表２０００−５０８４２０号公報 特開２０１２−４６２８０号公報

上述した検査装置において、容器の胴部を一対の搬送ベルトで挟持して搬送するためには、容器と接するベルトの反対面（背面）を樹脂や金属などからなる支持板等のベルト支えで支える必要がある。しかしながら、搬送ベルトはベルト支えと摺接して所定の速度で走行し、かつ搬送ベルトが容器を挟持している部分では搬送ベルト側からベルト支え側に比較的大きな力が加わることになる。そのため、搬送ベルトとベルト支えとの間に大きな摩擦抵抗が生じ発熱するという問題がある。摩擦抵抗を低減するために、ローラをベルト支えとして用い、搬送ベルトの背面に沿って多数のローラを配置することも行われている。
また、一対の搬送ベルトの張力を高め、ベルト支えを使用せずにベルトの張力だけで容器を挟持して搬送することも行われているが、容器が軽量の場合に限られ、またベルトの長さも短い場合に限られ、汎用性が無いという問題がある。

ところで、飲料等の液体が充填された容器を一対の搬送ベルトで挟持して搬送する場合には、搬送する容器の重量が重いことから、確実な駆動力が得られるタイミングベルトを使用することが好ましい。しかしながら、タイミングベルトを使用すると、凹凸のある歯面をベルト支えで支えることになるため、ベルト支えにローラを用いた場合には、タイミングベルトの走行中にタイミングベルトの凹凸の歯面がローラと摺接することになり、タイミングベルトが振動するという問題がある。そのため、一対のタイミングベルトによって挟持された容器および容器内の液体も振動し、検査に影響を及ぼすという問題がある。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、容器を挟持して搬送する一対の搬送ベルトにタイミングベルトを使用し、搬送ベルトの容器挟持面の反対側の面をベルト支え、例えば、ローラで支えるようにした構造の容器搬送装置であって、搬送ベルトの振動を抑制することができる容器搬送装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記容器搬送装置を備えることにより、搬送時の容器および容器内の液体の振動を抑制し、容器および内容液の検査を精密に行うことができる容器検査装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の容器搬送装置は、容器の胴部を対向する無端状の搬送ベルトで挟持して容器を搬送する容器搬送装置において、前記対向する無端状の搬送ベルトをタイミングベルトで構成し、前記対向する搬送ベルトにおける容器を挟持する面の反対側に、ベルト支えを前記搬送ベルトに沿って配列し、前記搬送ベルトを構成するタイミングベルトの歯面側の一部を無端状の平らな面とし、該平らな面を前記ベルト支えに接触させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、供給された容器は、駆動手段によって駆動される一対の搬送ベルトによって挟持されて上流側から下流側に搬送される。各搬送ベルトを構成しているタイミングベルトの歯面側は駆動プーリおよび従動プーリに噛み合う部分を除いて無端状の平らな面になっているため、タイミングベルトはベルト支え、例えばローラにより振動することなく滑らかに案内される。これにより、搬送ベルトは振動することなく安定して走行する。そして、一対の搬送ベルトにより容器を挟持することにより搬送ベルトに加わる力は、タイミングベルトを介してベルト支えにより支持される。したがって、容器内に液体が充填され且つ容器サイズが大きい場合のように、容器が重量物であっても、容器を高速で安定して搬送することができる。

本発明によれば、市販品又は汎用品の無端状のタイミングベルトは、内周側の略全面に歯面を有しているが、この市販品又は汎用品の無端状のタイミングベルトの歯面側の一部を切除することにより、無端状の平らな面を形成することができる。
本発明によれば、特開２０１２−４６２８０号公報（特許文献２）のように搬送ベルトを構成するタイミングベルトとベルト支えとの間に、別途タイミングベルトを設ける必要がない。また、特許文献２のように、搬送ベルトとは別途のタイミングベルトを搬送ベルトの内側の狭いスペースで引き回す必要がないので、ベルト搬送部のベース構造如何に拘わらず設置可能である。

本発明の好ましい態様は、前記タイミングベルトの平らな面に補強用シートを貼り付けたことを特徴とする。
本発明によれば、タイミングベルトの歯面の一部が切除されることにより形成された平らな面に、補強用シートが貼り付けられているため、歯面が切除されて薄くなった部分を保護することができる。
本発明の好ましい態様は、前記搬送ベルトにおける容器を挟持する面は、前記タイミングベルトに固着された、前記タイミングベルトより柔軟な柔軟部材からなることを特徴とする。
本発明によれば、搬送ベルトは容器挟持面側に柔軟部材を備えているため、容器は弾力性のある柔軟部材によって挟持されるので、容器の種類（丸形，角形）に変更があっても支障なく挟持できる。

本発明の好ましい態様は、前記タイミングベルトと前記柔軟部材との間に樹脂材を介装したことを特徴とする。
本発明によれば、樹脂材をタイミングベルトと柔軟部材との間に介在させることにより、搬送ベルトのねじれ方向などの剛性の低下を抑え、搬送ベルトにおける全体の剛性を向上させることができる。

本発明の好ましい態様は、前記ベルト支えは、回転可能なローラからなることを特徴とする。
本発明によれば、タイミングベルトの走行は回転可能なローラの転がり接触により案内されるため、タイミングベルトに加わる摩擦抵抗を減らすことができる。
本発明の好ましい態様は、前記ローラは、ラジアルベアリングからなることを特徴とする。
本発明によれば、ローラはラジアルベアリングからなるため、ローラが回転する際の摩擦抵抗を最小とすることができる。

本発明の好ましい態様は、前記タイミングベルトの平らな面は、歯面の一部を切除することにより形成したことを特徴とする。

本発明の容器検査装置は、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の容器搬送装置と、前記容器搬送装置により搬送される容器に投光する照明と、容器からの光を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、上記容器搬送装置を備えることにより、搬送時の容器の振動および容器内の液体の振動を抑制することができるため、容器の検査、特に容器内の液体中に存在する異物の検査を精密に行うことができる。なお、容器検査装置は容器自体の欠陥を検査する検査装置であってもよい。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）本発明の容器搬送装置によれば、容器の胴部を挟持する一対の搬送ベルトにタイミングベルトを用い、このタイミングベルトの歯面側に形成された平らな面をベルト支え、例えば、ローラで支えるようにしているため、搬送ベルトの振動を抑制することが可能である。したがって、容器の振動がない容器搬送が可能となる。
（２）本発明の容器搬送装置によれば、容器の胴部を挟持する一対の搬送ベルトにタイミングベルトを用い、このタイミングベルトの歯面側に形成された平らな面をベルト支え、例えば、ローラで支えるようにしているため、容器内に液体が充填され且つ容器サイズが大きい場合のように、容器が重量物であっても、容器を高速で安定して搬送することができる。
（３）搬送時の振動は、搬送途中のみならず、搬送直後のベルトからの容器離れ時の容器ふらつきにも影響を与えており、本発明によって、乗り移り部の容器安定性、容器の流れに対する左右方向の位置精度が向上したため、不良容器の排出部にて安定した排出が出来るようになった。
（４）本発明の容器検査装置によれば、容器搬送装置を備えることにより、搬送時の容器の振動および容器内の液体の振動を抑制することができるため、液面揺れや炭酸性内容液の発泡が無く、容器の検査、特に容器内の液体中に存在する異物の検査を精密に行うことができる。なお、容器検査装置は容器自体の欠陥を検査する検査装置であってもよい。

図１は、本発明の容器搬送装置を示す模式的平面図である。 図２は、本発明の容器搬送装置を示す模式的斜視図である。 図３は、図１のIII-III線断面図である。 図４（ａ），（ｂ）は搬送ベルトの詳細構造を示す図であり、図４（ａ）は搬送ベルトの縦断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV矢視図である。 図５（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルトの変形例を示す図であり、図５（ａ）は搬送ベルトの縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ矢視図である。 図６（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルトの変形例を示す図であり、図６（ａ）は搬送ベルトの縦断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のVI矢視図である。 図７は、図１乃至図６に示す容器搬送装置を備え、容器の底部又は底部付近に異物が沈殿しているか否かを光学的に検査する容器検査装置を示す模式的斜視図である。

以下、本発明に係る容器搬送装置の実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。図１乃至図６において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１および図２は、本発明の容器搬送装置の基本構成を示す図である。図１は容器搬送装置を示す模式的平面図であり、図２は容器搬送装置を示す模式的斜視図である。図１および図２に示すように、ガラス壜やペットボトル等の容器１の底部を支持して搬送する上流側コンベヤ２と下流側コンベヤ３とが設置されている。容器１には飲料等の液体が充填されている。上流側コンベヤ２と下流側コンベヤ３とは、所定距離だけ離間して設置されている。

本発明の容器搬送装置は、上流側コンベヤ２と下流側コンベヤ３間で容器１を上流側から下流側に搬送するために設置されている。図１および図２に示すように、本発明の容器搬送装置１０は、直立状態の容器１の胴部を挟持して容器１を搬送する一対の無端状の搬送ベルト１１，１１と、一対の搬送ベルト１１，１１の前方端に配置され搬送ベルト１１，１１を駆動する駆動プーリ１２，１２と、一対の搬送ベルト１１，１１の後方端に配置された従動プーリ１３，１３とを備えている。２つの駆動プーリ１２，１２は、モータ等の駆動手段に連結されており、同一速度で回転駆動されるようになっている。

前記各搬送ベルト１１は、歯付ベルトであるタイミングベルト１１Ｔと、タイミングベルト１１Ｔに接着等によって固着されたスポンジ１１Ｓとから構成されており、タイミングベルト１１Ｔがプーリ１２，１３と凹凸のある歯面で噛み合うようになっている。タイミングベルト１１Ｔは、搬送する容器１の重量が重い場合でもプーリ１２，１３との間でスリップがなく、プーリの駆動力を確実にベルトに伝達できる。また、搬送ベルト１１は容器挟持面側にタイミングベルト１１Ｔより柔軟な柔軟部材の一例であるスポンジ１１Ｓを備えている。容器１は柔軟性のあるスポンジ１１Ｓによって挟持されるので、容器の種類（丸形，角形）に変更があっても支障なく挟持できる。なお、柔軟部材はスポンジ以外の樹脂部材であってもよい。

図１に示すように、各搬送ベルト１１の容器挟持面の背面側には、ベルト支え用の複数のローラ１５が搬送ベルト１１と並列して配置されている。各ローラ１５は、フリーローラであって垂直方向の軸心の回りに回転可能な回転体である。

図３は、図１のIII-III線断面図である。図３に示すように、容器１の胴部は一対の搬送ベルト１１，１１のスポンジ１１Ｓ，１１Ｓによって挟持されている。各搬送ベルト１１の容器挟持面の背面側には、ベルト支え用の２つのローラ１５，１５が上下に配置されている。
図３に示すように、各搬送ベルト１１のタイミングベルト１１Ｔは、上下のローラ１５，１５が接触する部分が平らな面１１ｆ，１１ｆになっており、中央部のみに凹凸の歯面１１ｇが形成されている。上下のローラ１５，１５はラジアルベアリングから構成されており、これらラジアルベアリングは、円筒状の支持部材１６と、支持部材１６に挿入された両ねじボルト１７と、両ねじボルト１７の上下に螺合されたナット１８，１８とにより支持されている。円筒状の支持部材１６はベルト搬送部のベース構造（図示せず）によって支持されている。

図４（ａ），（ｂ）は搬送ベルト１１の詳細構造を示す図であり、図４（ａ）は搬送ベルト１１の縦断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV矢視図である。図４（ａ），（ｂ）に示すように、搬送ベルト１１のタイミングベルト１１Ｔは、上下部の歯面が切除されて平らな面１１ｆ，１１ｆになっており、中央部のみに歯面１１ｇが形成されている。タイミングベルト１１Ｔの容器挟持面側には、スポンジ１１Ｓが接着等により固着されている。

次に、図１乃至図４に示すように構成された容器搬送装置の作用を説明する。
図１に示すように、駆動手段を駆動して駆動プーリ１２，１２を回転駆動すると、一対の搬送ベルト１１，１１は矢印Ａ方向に同一速度で走行する。このとき、各タイミングベルト１１Ｔの中央部の歯面１１ｇが駆動プーリ１２に噛み合っているため、タイミングベルト１１Ｔと駆動プーリ１２との間にはタイミングずれやスリップなどが生ずることはない。上流側コンベヤ２から供給された容器１は、走行する一対の搬送ベルト１１，１１によって挟持されて上流側から下流側に搬送される。各搬送ベルト１１のタイミングベルト１１Ｔの歯面側は、駆動プーリ１２，従動プーリ１３に噛み合う部分を除いて平らな面１１ｆになっており（図３参照）、タイミングベルト１１Ｔの上下の平らな面１１ｆ，１１ｆには、列状に配置された複数のローラ１５が接するようになっている。したがって、タイミングベルト１１Ｔはローラ１５により振動することなく滑らかに案内され、これにより、搬送ベルト１１は振動することなく安定して走行する。そして、一対の搬送ベルト１１，１１により容器１を挟持することにより搬送ベルト１１に加わる力は、タイミングベルト１６を介してローラ１５により受けることができる。したがって、容器１内に液体が充填され且つ容器サイズが大きい場合のように、容器１が重量物であっても、容器１を高速で安定して搬送することができる。

図５（ａ），（ｂ）および図６（ａ），（ｂ）は、図４（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルト１１の変形例を示す図である。
図５（ａ），（ｂ）は、変形例における搬送ベルト１１の詳細構造を示す図であり、図５（ａ）は搬送ベルト１１の縦断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ矢視図である。図５（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルト１１においては、タイミングベルト１１Ｔの上下部の歯面が切除されることにより形成された平らな面１１ｆ，１１ｆに、ゴムシート１９が貼り付けられている。このゴムシート１９は、歯面が切除されて薄くなった部分を保護するための補強用シートである。この補強用シートはゴムシート以外の樹脂シートであってもよい。その他の構成は、図４（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルト１１と同様である。

図６（ａ），（ｂ）は、変形例における搬送ベルト１１の詳細構造を示す図であり、図６（ａ）は搬送ベルトの縦断面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のVI矢視図である。図６（ａ），（ｂ）に示す搬送ベルト１１においては、タイミングベルト１１Ｔの上下部の歯面が切除されることにより形成された平らな面１１ｆ，１１ｆに、ゴムシート１９が貼り付けられており、さらにタイミングベルト１１Ｔの容器保持面側に樹脂材の一例であるゴム材２０が貼り付けられている。そして、スポンジ１１Ｓはゴム材２０に接着等により固着されている。すなわち、ゴム材２０をタイミングベルト１１Ｔとスポンジ１１Ｓとの間に介在させることにより、搬送ベルト１１のねじれ方向などの剛性の低下を抑え、搬送ベルト１１における全体の剛性を向上させている。

次に、図１乃至図６に示す容器搬送装置１０を備え、容器の底部又は底部付近に異物が沈殿しているか否かを光学的に検査する容器検査装置について図７を参照して説明する。
図７に示すように、容器搬送装置１０により搬送される容器１の上方には、容器１の上方から容器１内を照明する照明２１が配置されている。照明２１は多数のＬＥＤを配列することにより構成されている。容器１の下方には、容器１の底部を透過した透過光を撮影するＣＣＤカメラからなる撮像手段２２が配置されている。

図７に示すように構成された容器検査装置において、容器１は一対の搬送ベルト１１，１１により挟持されて搬送される。この搬送中に、容器１は照明２１と撮像手段２２の間を通過する。このとき、照明２１からの光は容器１の肩部１ｓを透過して容器１内に入射し、容器１の内側から容器底部１ａを透過する。そして、容器底部１ａを透過した透過光は撮像手段２２により撮影される。容器底部１ａに異物が存在する場合には、容器底部１ａを透過した光の一部は、異物により遮光されるので、この異物に対応した位置から撮像手段２２に入射する光は存在しない。そのため、撮像手段２２で得られた画像中では所定の明るさの背景の中に暗い点（または領域）となって映る。この暗い点（または領域）を画像処理によって判別することにより異物を検出することができる。
なお、図７においては、照明２１を搬送される容器１の上方に配置し、撮像手段２２を搬送される容器１の下方に配置したが、照明２１を搬送される容器１の下方に配置し、撮像手段２２を搬送される容器１の上方に配置し、容器１の検査方法および検査部位を適宜変えてもよい。

本発明の容器検査装置によれば、容器搬送装置１０を備えることにより、搬送時の容器１の振動および容器１内の液体の振動を抑制することができるため、液面揺れや炭酸性内容液の発泡が無く、容器１の検査、特に容器１内の液体中に存在する異物の検査を精密に行うことができる。なお、容器検査装置は容器自体の欠陥を検査する検査装置であってもよい。

実施形態の説明においては、タイミングベルト１１Ｔの平らな面１１ｆを幅方向の両端（上下部）としたが、平らな面１１ｆは、両端（上下部）以外の箇所に形成してもよい。また、平らな面１１ｆと歯面１１ｇとを一体に成形してもよい。
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ 容器
１ａ 容器底部
１ｓ 肩部
２ 上流側コンベヤ
３ 下流側コンベヤ
１０ 容器搬送装置
１１ 搬送ベルト
１１ｆ 平らな面
１１ｇ 歯面
１１Ｓ スポンジ
１１Ｔ タイミングベルト
１２ 駆動プーリ
１３ 従動プーリ
１５ ローラ
１６ 支持部材
１７ 両ねじボルト
１８ ナット
１９ ゴムシート
２１ 照明
２２ 撮像手段

Claims (8)

1. 容器の胴部を対向する無端状の搬送ベルトで挟持して容器を搬送する容器搬送装置において、
   前記対向する無端状の搬送ベルトをタイミングベルトで構成し、
   前記対向する搬送ベルトにおける容器を挟持する面の反対側に、ベルト支えを前記搬送ベルトに沿って配列し、
   前記搬送ベルトを構成するタイミングベルトの歯面側の一部を無端状の平らな面とし、該平らな面を前記ベルト支えに接触させるようにしたことを特徴とする容器搬送装置。
2. 前記タイミングベルトの平らな面に補強用シートを貼り付けたことを特徴とする請求項１に記載の容器搬送装置。
3. 前記搬送ベルトにおける容器を挟持する面は、前記タイミングベルトに固着された、前記タイミングベルトより柔軟な柔軟部材からなることを特徴とする請求項１または２に記載の容器搬送装置。
4. 前記タイミングベルトと前記柔軟部材との間に樹脂材を介装したことを特徴とする請求項３に記載の容器搬送装置。
5. 前記ベルト支えは、回転可能なローラからなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の容器搬送装置。
6. 前記ローラは、ラジアルベアリングからなることを特徴とする請求項５に記載の容器搬送装置。
7. 前記タイミングベルトの平らな面は、歯面の一部を切除することにより形成したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の容器搬送装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の容器搬送装置と、前記容器搬送装置により搬送される容器に投光する照明と、容器からの光を撮像する撮像手段とを備えたことを特徴とする容器検査装置。

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