JP2018131229A

JP2018131229A - 搬送容器処理装置

Info

Publication number: JP2018131229A
Application number: JP2017025287A
Authority: JP
Inventors: 宏紀尾関; Hiroki Ozeki; 聖仁権藤; Kiyohito Gondo; 修幡野; Osamu Hatano
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-08-23
Anticipated expiration: 2037-02-14
Also published as: JP6354876B1

Abstract

【課題】容器の間隔にばらつきがあっても等間隔に位置決めする手段を用いること無く、複数の容器に確実に処理ヘッドを装着する。【解決手段】搬送容器処理装置１は、直線的に搬送される容器を検出する容器センサ２と、容器センサ２で検出された複数の容器Ｗの口部にそれぞれ処理ヘッド３を装着する複数のヘッド装着部４と、ヘッド装着部４を容器Ｗの搬送経路に沿って往復移動させる複数のリニアアクチュエータ５と、複数のリニアアクチュエータ５と複数のヘッド装着部４の動作を、それぞれ個別に制御する制御部６とを備え、制御部６は、容器センサ２の検出タイミングと容器の移動距離から搬送される複数の容器Ｗの位置をそれぞれ把握し、リニアアクチュエータ５を制御することで、容器センサ２によって検出された複数の容器Ｗの上にそれぞれ処理ヘッド３を移動させ、その後ヘッド装着部４を容器Ｗの移動に追従させる。【選択図】図１

Description

本発明は、容器製造ラインの下流側で、容器に検査、清掃、充填などの処理を行う処理装置に関するものである。

合成樹脂製ボトルや缶などの容器製造ラインの下流側では、製造された容器が所定の気密性を有しているか否かを検査するリーク検査処理、容器内の塵を除去する清掃処理、容器内に内容液等を充填する充填処理などの処理が行われる。このような処理は、搬送されている容器の口部に処理ヘッド（検査ヘッドなど）を装着して、その後一定時間処理ヘッドを保持し、その間にリーク検査等の処理を行う。

下記特許文献１に記載された従来技術は、リーク検査装置であり、容器を搬送する搬送手段と、容器の口部に検査ヘッドを装着するために移動する容器に検査ヘッドを追従させる追従手段を備えており、複数の検査ヘッドを同時に複数の容器に装着するために、搬送される容器を等間隔に配置する等間隔配置手段及び容器を等間隔に位置決めする把持手段を備えている（下記特許文献１）。

特開２００４−１１７１３５号公報

前述した容器への処理では、処理能力を高めるためには、複数の容器を同時に処理することが必要になる。例えば、リーク検査装置では、微小なリーク孔による緩やかな圧力変化を検知するために検査時間を長くすることが必要になる。このため、処理能力を高めるためには、複数の処理ヘッドを同時に複数の容器の口部に装着しリーク検査をすることが求められる。

前述した従来技術は、直線的に搬送されている容器に対して、複数の検査ヘッドを同時に複数の容器の口部に装着するために、まず、容器を等間隔に配置する等間隔配置手段（スターホイール）を設け、その後、等間隔配置手段を通過した容器が検査ヘッドを装着するまでの間に振動などでばらついた容器の間隔を再度等間隔に位置決めする把持手段を設けている。このように等間隔配置手段を通過した後に、再度等間隔に位置決めする把持手段を設けるとリーク検査装置等が大型化しコスト高になると共に、容器サイズを変更する際に把持手段の型替えが必要となり、生産性が低下する問題がある。このため、容器の間隔にばらつきがあっても等間隔に位置決めする手段を用いること無く、確実に複数の容器それぞれに検査ヘッド（処理ヘッド）を装着することが求められている。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、本発明は、搬送される容器に対してリーク検査等の処理を行う処理装置において、容器の間隔にばらつきがあっても等間隔に位置決めする手段を用いること無く、確実に複数の容器それぞれに処理ヘッドを装着すること、などを課題としている。

このような課題を解決するために、本発明による搬送容器処理装置は、以下の構成を具備するものである。
直線的に搬送される容器を検出する容器センサと、前記容器センサで検出された複数の容器の口部にそれぞれ処理ヘッドを装着する複数のヘッド装着部と、前記ヘッド装着部を容器の搬送経路に沿って往復移動させる複数のリニアアクチュエータと、複数の前記リニアアクチュエータと複数の前記ヘッド装着部の動作を、それぞれ個別に制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記容器センサの検出タイミングと容器の移動距離から搬送される複数の容器の位置をそれぞれ把握し、前記リニアアクチュエータを制御することで、前記容器センサによって検出された複数の容器の上にそれぞれ前記処理ヘッドを移動させ、その後前記ヘッド装着部を容器の移動に追従させることを特徴とする搬送容器処理装置。

このような特徴を有する本発明は、直線的に搬送される容器の間隔にばらつきがある場合にも、容器センサによって検出された各容器の位置に各処理ヘッドを移動させて、搬送されている複数の容器に処理ヘッドを装着することができる。これによって、複数の容器を同時処理することで処理能力を高めることができると共に、容器の間隔にばらつきがあっても等間隔に位置決めする手段を用いること無く複数の容器に確実に処理ヘッドを装着することができ、型替え時間の短縮などの生産性向上が図れる。
また、既存の搬送装置を変更すること無く本処理装置を外付けで設置できるため、低コストで配備することができる。

本発明の実施形態に係る搬送容器処理装置の全体構成を示した説明図である。本発明の実施形態に係る搬送容器処理装置の要部を示した側面図である。本発明の実施形態に係る搬送容器処理装置の要部を示した下面図である。本発明の実施形態に係る搬送容器処理装置の動作を示した説明図（（ａ）が一つの処理を終了した直後の状態、（ｂ）が次の処理を行う直前の状態、（ｃ）が処理中の状態をそれぞれ示している。）である。搬送容器処理装置を差圧式のリーク検査装置として用いる場合の構成例を示した説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１において、搬送容器処理装置（以下、処理装置）１は、搬送コンベヤなどの搬送装置１００によって、直線的に搬送される複数の容器Ｗに対して、リーク検査処理，清掃処理，充填処理などを行う装置である。以下の説明では、処理装置１は、リーク検査処理を行う装置を例に説明するが、特にこれに限定されるものではない。

処理装置１は、装置本体１０、容器センサ２、処理ヘッド３、ヘッド装着部４、リニアアクチュエータ５、制御部６などを備えており、これらの要部を図２及び図３に示している。

容器センサ２は、装置本体１０に設けられ、搬送装置１００によって間隔を空けて直線的に搬送されている容器Ｗを検出している。容器センサ２は、搬送装置１００によって搬送される容器Ｗが容器センサ２の設置箇所（原点）を通過したタイミングで検出信号を制御部６に送信する。容器センサ２としては、接触型や非接触型の各種センサを用いることができる。

処理ヘッド３は、容器Ｗの口部に装着されて各種処理を行うものであり、リーク検査を行う場合には、容器Ｗを密閉して、容器Ｗ内に検査圧を付与し、その後の容器Ｗ内の圧力変化を検知する。ヘッド装着部４は、処理ヘッド３を容器Ｗの口部に装着・離脱するものであり、エアシリンダなど昇降手段を備えて処理ヘッド３を上下に昇降動作させる。

リニアアクチュエータ５は、ヘッド装着部４を容器Ｗの搬送経路に沿って往復移動させるものであり、直線的に容器Ｗを移動させる搬送装置１００に沿って配置されるガイドレール５Ａと、ガイドレール５Ａに沿って往復移動する移動部材５Ｂと、移動部材５Ｂを所定の位置に移動させる駆動モータ（例えば、ステッピングモータ）５Ｃを備えている。

制御部６は、容器センサ２の検出信号を受けて、ヘッド装着部４とリニアアクチュエータ５を制御する。処理ヘッド３は、ヘッド装着部４の動作タイミングに合わせて独自に動作してもよいし、制御部６によって動作制御してもよい。

図４は、制御部６によって制御されるヘッド装着部４とリニアアクチュエータ５の動作を示している。制御部６は、容器センサ２の検出タイミングと搬送装置１００のモータに取り付けられたエンコーダ（不図示）の出力から、搬送される複数の容器Ｗの移動距離を計算し、それぞれの容器Ｗの位置を把握している。また、容器Ｗの移動距離は、容器センサ２の検出タイミングと搬送装置１００の搬送速度および、それぞれの容器Ｗの時間経過から計算することもできる。その場合、搬送装置１００の搬送速度は、予め設定された速度を制御部６に入力するようにしてもよいし、別途設けた速度検出手段によって検知された速度を制御部６に入力するようにしても良い。

制御部６は、直線的に搬送されている容器Ｗにうち、連続して搬送される複数の容器Ｗ（Ｗ１，Ｗ２）に対しての処理が終了すると、図４（ａ）に示すように、処理ヘッド４を容器Ｗ（Ｗ１，Ｗ２）の口部から離脱させ、次の未処理の容器への処理準備を行う。

その後、制御部６は、容器センサ２の検出によって、既に位置を把握している次の未処理の容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）の上に処理ヘッド３を移動させるべく、リニアアクチュエータ５を制御して、ヘッド装着部４を移動させる。そして、図４（ｂ）に示すように、次の未処理の容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）上に処理ヘッド３が到達すると、搬送されている容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）上を処理ヘッド３が移動するように、リニアアクチュエータ５を制御して、ヘッド装着部４を容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）の移動に追従させる。

また、制御部６は、処理ヘッド３が未処理の容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）の上に到達したところで、ヘッド装着部４を制御して、処理ヘッド３を複数の容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）の口部に装着し、図４（ｃ）に示すように、ヘッド装着部４を容器Ｗ（Ｗ３，Ｗ４）の移動に追従させながら、処理ヘッド３による処理（例えば、リーク検査処理）を行う。そして、処理終了後は、次の未処理の容器Ｗに対して、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示した動作を繰り返す。

制御部６が前述した制御を行うことで、様々な間隔で直線的に搬送されている容器Ｗの中で処理対象の複数の容器Ｗ（図示の例では２つの容器）に対して、個別に処理ヘッド３を装着し、同時に処理を行うことが可能になる。この際、制御部６によって制御されるヘッド装着部４とリニアアクチュエータ５は、同時処理を行う容器Ｗの数（図示の例では２個）だけ並列配置されていることが必要になり、複数のヘッド装着部４にそれぞれ設けられる処理ヘッド３は、搬送される容器Ｗの列に沿って直線的に配置されていることが必要になる。

前述した処理装置１は、図５に示すような差圧式のリーク検査装置１Ａとして用いることができる。このリーク検査装置１Ａは、前述した処理ヘッド３である検査ヘッド３Ａ，３Ｂとヘッド装着部４に対して、圧力供給部７とリーク判定部８が装備される。

図５に示したヘッド装着部４は、検査対象となる２つの容器Ｗ１，Ｗ２の口部にそれぞれ検査ヘッド３Ａ，３Ｂを装着し、検査ヘッド３Ａ，３Ｂは、容器Ｗ１，Ｗ２の口部をそれぞれ密閉すると共に、圧力供給部７に繋がる圧力供給配管３０，３１とリーク判定部８に繋がる圧力検出配管４０，４１の端部が接続されている。これにより、検査ヘッド３Ａ（３Ｂ）が容器Ｗ１（Ｗ２）の口部に装着されると、その口部が密閉されて、圧力供給配管３０（３１）と圧力検出配管４０（４１）の端部が容器Ｗ１（Ｗ２）内に連通する。

ヘッド装着部４は、検査ヘッド３Ａ，３Ｂを上昇又は下降操作するためのエアシリンダ２２，２３を備えている。エアシリンダ２２には、エアシリンダを動作するための配管２４Ａ，２４Ｂが接続され、エアシリンダ２３には、配管２４Ａ，２４Ｂからそれぞれ分岐した配管２４Ｃ，２４Ｄが接続されている。圧力供給源に圧力調整弁２６を介して接続されている配管２４Ｅと配管２４Ａ，２４Ｂとの間には、流路切り替え弁２５が接続されており、流路切り替え弁２５を切り替え操作することで、エアシリンダ２２，２３が作動して検査ヘッド３Ａ，３Ｂが上昇又は下降する。なお、検査ヘッド３Ａ，３Ｂを上昇又は下降操作するための機構は前述のエアシリンダに限定されるものでは無く、電動シリンダなどの他のアクチュエータを用いても良い。

圧力供給部７は、２つの容器Ｗ１，Ｗ２それぞれに装着された検査ヘッド３Ａ，３Ｂに供給圧を同時に送り、密閉された容器Ｗ１，Ｗ２内の圧力を検査圧に上昇させる。具体的には、圧力供給部７は、圧力供給配管３０，３１に接続される流路切り替え弁３２，３３を備え、流路切り替え弁３２，３３には、圧力調整弁３４を介して圧力供給源に接続されている配管３５と、そこから分岐した配管３６がそれぞれ接続されている。流路切り替え弁３２，３３を同時に検査ヘッド３Ａ，３Ｂ側に切り替え操作することで、検査ヘッド３Ａ，３Ｂに供給圧が同時に送られ、その後、所定の時間が経過し容器内圧が検査圧に到達した後、流路切り替え弁３２，３３が閉側に同時に切り替わり、圧力供給が停止し密閉状態となる。

圧力供給部７における供給圧の設定は、２つの容器Ｗ１，Ｗ２内に付与される検査圧に対して高めに設定することが好ましく、供給圧を検査圧より高めに設定することで、容器Ｗ１，Ｗ２内の加圧時間を短縮することができる。

リーク判定部８は、検査ヘッド３Ａ，３Ｂによって密閉された容器Ｗ１，Ｗ２内の経時的な圧力変化を検出して、容器Ｗ１，Ｗ２のリーク判定を行う。ここでは、リーク判定部８は、２つの容器Ｗ１，Ｗ２内の差圧を検出する差圧センサ４２を備えている。差圧センサ４２には、一端が検査ヘッド３Ａ，３Ｂに接続されている圧力検出配管４０，４１の他端が接続されている。

図示の例では、リーク判定部８は、圧力検出配管４０，４１の他端が更に分岐して直圧センサ４３，４４に接続されており、差圧センサ４２と直圧センサ４３，４４とで圧力検出部４５が構成されている。直圧センサ４３，４４は、容器Ｗ１，Ｗ２それぞれの内圧を直接検出するものであり、圧力検出配管４０，４４の他端を分岐して直圧センサ４３，４４に接続することで、差圧センサ４２によって検出される容器Ｗ１，Ｗ２内の差圧と、直圧センサ４３，４４によって検出される容器Ｗ１，Ｗ２それぞれの内圧とを同時に検出することができる。

また、リーク判定部８は、演算処理部４６を備えており、差圧センサ４２と直圧センサ４３，４４の出力が演算処理部４６に入力される。演算処理部４６は、差圧センサ４２と直圧センサ４３，４４の出力に基づいて、容器Ｗ１，Ｗ２にリークが有るか否かの判定を行う。

リーク判定部８に繋がる圧力検出配管４０，４１は、圧力供給部７に繋がる圧力供給配管３０，３１とは分離した状態で、検査ヘッド３Ａ，３Ｂに接続されている。このように圧力供給配管３０，３１と圧力検出配管４０，４１とを分離した状態で検査ヘッド３Ａ，３Ｂに接続することで流路切り替え弁３２，３３の動作時に生じるハンチング時間を短縮することができる。

このようなリーク検査装置１Ａは、容器製造ラインから直線的に搬送されてきた容器温度がほぼ等しい複数の容器Ｗ１，Ｗ２を対象として、それら容器内の差圧によってリーク判定を行うので、容器温度の変化を考慮することなくリーク判定を行うことができる。これにより、容器温度の変化を考慮した閾値の調整などが不要になり、生産性の高いリーク判定が可能になる。

また、複数の容器Ｗ１，Ｗ２内の差圧は、経時的な圧力変化量の絶対値が小さいので、この小さい変化を差圧センサ４２のフルレンジに対応させて、高いセンサ感度で圧力変化を検出することができる。これによって、精度の高いリーク判定を実現することができ、極小ピンホールによるリークを見逃さずに検知することが可能になる。

本発明の実施形態に係る処理装置１は、前述した差圧式のリーク検査装置１Ａとして用いることができるだけで無く、直圧式のリーク検査装置や、清掃，充填などの他の処理装置として用いることができる。この際、搬送間隔にばらつきがある任意の搬送装置に対して、搬送装置には等間隔に位置決めする手段を用いること無く、外付けで処理装置１を配備することができ、搬送されている複数の容器Ｗに処理ヘッド１を確実に装着することができる。そして、複数の容器Ｗを同時処理することで、処理能力を高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：搬送容器処理装置（処理装置），
１Ａ：リーク検査装置，２：容器センサ，
３：処理ヘッド（３Ａ，３Ｂ：検査ヘッド），４：ヘッド装着部，
５：リニアアクチュエータ，５Ａ：ガイドレール，５Ｂ：移動部材，
５Ｃ：駆動モータ（ステッピングモータ），６：制御部，
７：圧力供給部，８：リーク判定部，１０：装置本体，１００：搬送装置

Claims

直線的に搬送される容器を検出する容器センサと、
前記容器センサで検出された複数の容器の口部にそれぞれ処理ヘッドを装着する複数のヘッド装着部と、
前記ヘッド装着部を容器の搬送経路に沿って往復移動させる複数のリニアアクチュエータと、
複数の前記リニアアクチュエータと複数の前記ヘッド装着部の動作を、それぞれ個別に制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記容器センサの検出タイミングと容器の移動距離から搬送される複数の容器の位置をそれぞれ把握し、前記リニアアクチュエータを制御することで、前記容器センサによって検出された複数の容器の上にそれぞれ前記処理ヘッドを移動させ、その後前記ヘッド装着部を容器の移動に追従させることを特徴とする搬送容器処理装置。
前記制御部は、
前記ヘッド装着部を制御することで、容器に上に移動させた前記処理ヘッドを容器に装着し、処理後に前記処理ヘッドを容器から離脱することを特徴とする請求項１記載の搬送容器処理装置。
前記処理ヘッドは、容器内に検査圧を付与してその後の圧力変化を検出するリーク検査ヘッドであることを特徴とする請求項１又は２記載の搬送容器処理装置。