JP3605095B2 - 容器制御装置及び製造関連設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器制御装置及び製造関連設備に係り、特に、容器の搬送を制御する容器制御装置及び該容器制御装置を含む製造関連設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶にビール等の液体を充填する充填装置（フィラー）がある。充填装置には、コンベア（搬送装置）により搬送経路に沿って缶が供給される。充填装置に対する缶の供給及び供給の停止は、搬送経路上に設けられた缶制御装置によってなされる。
【０００３】
図１は、従来の充填装置及び缶制御装置を概略的に示す図である。缶１０は、ガイド部材４ａ及び４ｂによってガイドされながら、コンベア６により搬送経路に沿って連続的に搬送される。タイミングスクリュー３及びスターホイール２は、充填部１と同期しながら回転している。タイミングスクリュー３には、円筒状の缶１０の側面に係合する螺旋状の溝（他の観点で表現すると、歯部或いは凸部）が全周にわたって設けられている。缶１０がタイミングスクリュー３の先端部付近に到達すると、缶１０は螺旋状の溝に係合してタイミングスクリュー３の回転に合わせてスターホイール２の方向に搬送される。このとき、缶１０がスターホイール２の半円状に窪んだ溝内に渡されるように、タイミングスクリュー３とスターホイール２との同期が取られている。
【０００４】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を停止する必要が生じた際は、対向配置された一対のストッパ部材（缶制御装置）５ａ及び５ｂにより缶１０を挟み込むことにより、缶１０の搬送を強制的に停止させることができる。この状態において、典型的には、コンベア６は継続して稼働しており、そのため、ストッパ部材５ａ及び５ｂによって挟み込まれて停止している缶１０及びそれに続く缶１０には、コンベア６との間に摩擦力が働く。
【０００５】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を再開（開始）させる際は、対向配置された一対のストッパ部材５ａ及び５ｂによる缶１０の拘束或いは遮断を解除すればよい。これにより、缶１０は、再びコンベア６により搬送経路に沿ってその下流方向であるタイミングスクリュー３の方向に移動を開始する。
【０００６】
なお、ストッパ部材５ａ及び５ｂの双方が缶１０側に押し出されることにより缶１０を挟み込む機構の他、一方のみが缶１０側に押し出されることにより缶１０を挟み込む機構もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の缶制御装置には次の問題点がある。すなわち、従来の缶制御装置では、缶の搬送を再開（或いは開始）する際にタイミングスクリュー３の回転角度を考慮しないので、缶１０が誤ったタイミングでタイミングスクリュー３に供給されうる。この場合、例えば図２に模式的に示すように、先頭の缶１０やそれに続く缶１０がタイミングスクリュー３の螺旋状の歯部によって変形もしくは破損させられる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、例えば、搬送経路の下流の処理装置等における容器の破損もしくは変形を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の搬送を制御する容器制御装置に係り、該容器制御装置は、搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置に対する容器の供給の開始又は再開を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動して容器の供給を開始又は再開させる駆動部とを備える。このような構成によれば、取込部の状態に応じて駆動部が制御部材を駆動することにより、例えば、取込部に誤ったタイミングで容器が供給されることに起因する容器の変形或いは破損を防止することができる。
【００１０】
本発明の好適な応用例によれば、前記取込部は、例えば、容器を取り込んで移動させるために容器に係合する歯部を有する。この場合、前記駆動部は、例えば、前記歯部の位置に関する情報に応じて前記制御部材を駆動することが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な応用例によれば、前記歯部は、例えば、回転可能に支持された回転部材に対して螺旋状に設けられている。この場合、前記駆動部は、例えば、前記回転部材の回転角度に応じて前記制御部材を駆動することが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記駆動部は、前記処理装置に対して前記搬送経路に沿って搬送される容器が前記取込部によって取り込まれる際に該容器に前記歯部が食い込まないタイミングで、前記制御部材を駆動して該容器の供給を開始又は再開させることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な応用例によれば、前記回転部材は、例えばタイミングスクリューである。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記制御部材は、前記処理装置に対する容器の供給を停止させるための部材としても使用されることが好ましい。
【００１５】
例えば、前記制御部材は、その側面の一部に容器と係合する螺旋状の溝を有し、容器の搬送経路に対してほぼ平行な軸を中心として回転可能に配置されることが好ましい。この場合、前記駆動部は、前記軸を中心として前記制御部材を回転又は回動させることにより容器の搬送及び停止を制御することが好ましい。ここで、前記駆動部は、前記搬送装置による容器の搬送を許すときは、前記制御部材の側面のうち前記螺旋状の溝が設けられていない部分が前記搬送経路の側部に向くように前記制御部材を回動させ、前記搬送装置による容器の搬送を遮断するときは、前記螺旋状の溝が容器に係合するように前記制御部材を回動させその状態で前記制御部材を静止させることにより容器を停止させることが好ましい。
【００１６】
又は、前記制御部材は、容器を両側から挟み込むようにして停止させ、その挟む込みを解除することにより容器の供給を再開させる部材を含んでもよい。
【００１７】
又は、前記制御部材は、前記搬送経路を塞ぐことにより容器を停止させ、前記搬送経路を開放することにより容器の供給を再開させる部材を含んでもよい。
【００１８】
本発明の好適な応用例によれば、前記処理装置は、例えば、容器に液体を充填する充填装置を含む。
【００１９】
本発明の他の側面は、容器を取り扱う製造関連設備に係り、該製造関連設備は、搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置と、前記処理装置に対する容器の供給の開始又は再開を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動して容器の供給を開始又は再開させる駆動部とを備える。
【００２０】
ここで、製造関連設備とは、例えば、製造工程（例えば、ビールの製造工程）、処理工程、検査工程等の各種の工程において、容器を取り扱うあらゆる設備を含む用語であるものとする。前記処理装置には、例えば、容器に液体を充填する充填装置などが含まれうる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２２】
なお、以下では、本発明の容器制御装置を缶の搬送及び停止を制御する装置に適用した例を説明するが、本発明は、缶以外の容器（例えば、瓶、ペットボトル等）の搬送及び停止を制御する装置にも適用することができる。また、以下では、缶にビール等の液体を充填する充填装置に対して缶を供給するための搬送経路に容器制御装置を配置した例を説明するが、本発明は、充填装置以外の処理装置（例えば、瓶等の容器にラベルを貼るラベリング装置、缶や瓶等の容器を検査する検査装置等）に容器を供給するための搬送経路に配置して用いることもできる。
【００２３】
図３及び図４は、本発明の好適な実施の形態の容器制御装置及びその適用例（缶にビール等の液体を充填するための製造関連設備）を示す図である。図３は、充填装置に対して缶を供給している状態を示し、図４は、充填装置に対する缶の供給を容器制御装置により停止させている状態を示している。
【００２４】
この実施の形態では、容器制御装置１００は、缶１０にビール等の液体を充填する充填装置に対して缶を搬送するための搬送経路に配置されている。充填装置は、例えば、充填部１、スターホイール２及びタイミングスクリュー３等で構成されている。
【００２５】
缶１０は、ガイド部材４ａ及び４ｂ等によってガイドされながら、コンベア６により搬送経路に沿って連続的に搬送される。タイミングスクリュー３及びスターホイール２は、缶１０に液体を充填するための充填部１と同期しながら回転している。モータ１６によって回転駆動されるタイミングスクリュー３には、缶１０を取り込んで移動させるために、円筒状の缶１０の側面（胴部）に係合する螺旋状の溝（他の観点で表現すると、歯部或いは凸部）が全周にわたって設けられている。缶１０がタイミングスクリュー３の先端付近に到達すると、缶１０が螺旋状の溝に係合してタイミングスクリュー３の回転に合わせてスターホイール２の方向に搬送される。ここで、缶１０がスターホイール２の半円筒状に窪んだ溝に渡されるように、タイミングスクリュー３とスターホイール２との同期が取られている。
【００２６】
缶１０を搬送経路に沿ってタイミングスクリュー３（充填部１）に供給する際は、図３に示すように、容器制御装置１００の半スクリュー型の制御部材１１は、コンベア６による缶１０の搬送を阻害しないように、すなわち、螺旋状の溝が形成されていない面（搬送用ガイド面）１１ｐが搬送経路（或いは缶１０の胴部）に向けられた状態になるように駆動部（例えば、ステッピングモータ）１３によって回動され、その状態が維持される。この状態では、制御部材１１は、缶１０の搬送をガイドするガイド部材として機能しうる。
【００２７】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を停止する必要が生じた際は、半スクリュー型の制御部材１１は、駆動部１３により、その螺旋状の溝が缶１０の円筒面に係合するように、典型的には１８０度回動される。図４は、図３に示す状態から制御部材１１を１８０度回動させた状態を示している。
【００２８】
駆動部１３による制御部材１１の回動動作は、搬送中の缶１０と缶１０との間に制御部材１１の螺旋状の溝と溝との間の歯部或いは凸部が挿入されるように、すなわち、缶の円筒面に対して溝の面が適合するように、制御される。このとき、停止させるべき缶１０は、制御部材１１に設けられた螺旋状の歯部によって搬送方向への移動が規制されるので、駆動部１３が制御器３０から缶１０の搬送の再開（開始）の指令を受けて制御部材１１を搬送可能状態に戻さない限り、制御部材１１から抜けて下流側に移動することはない。
【００２９】
また、この回動動作に伴って、缶１０は、制御部材１１の螺旋状の溝（或いは歯部）に沿って移動しながら搬送状態（搬送速度）から停止状態に至るので、比較的に緩やかに停止される。このような効果を更に高めるために、缶１０を停止させる際、駆動部１３は、回動動作の初期においてはコンベア６による搬送速度と概ね等しい速度で缶１０が移動するような回転速度で制御部材１１を回動させ、その後、徐々に制御部材１１の回転速度を低下させながら回動動作を停止（これにより、缶１０も停止する）させることが好ましい。
【００３０】
上記のような制御部材の回動動作のタイミング制御は、例えば、１又は複数のセンサ２０により缶１０が所定位置を通過するタイミングを計測しながら、制御器３０（図３にのみ図示）がその計測結果に基づいて駆動部１３を制御することによりなされる。この際、制御器３０は、制御部材１１の回転角度を検出する検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）１２の出力に基づいて駆動部１３をフィードバック制御してもよい。
【００３１】
センサ２０は、例えばフォトインタラプタによって構成することができる。典型的には、缶１０は、上部及び下部の径が絞られているので、図７に示すように隣り合う缶１０の間の上部には隙間１０ｇが生じる。この実施の形態では、隣り合う缶１０の間の上部及び下部に形成される隙間１０ｇが所定位置を通過するタイミングを検出するようにフォトインタラプタの光路を配置している。この検出結果に対して所定の補正演算を施すことにより、例えば缶１０の先端部分や中心部分等の缶１０の任意の部分が任意の位置（例えば、制御部材１１を基準とする所定の位置、より具体的には、制御部材１１の回動角度が所定角度であるときにおける制御部材１１の歯部の位置）を通過するタイミングを演算することができる。
【００３２】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対して缶１０を供給し続けている間は、当然に缶１０はコンベア６により搬送方向に搬送され続けるので、駆動部１３による制御部材１１の駆動は、制御系の遅れによる誤差が生じないようになされる。
【００３３】
センサ２０は、また、缶１０の搬送異常を検出するためにも利用されうる。例えば、缶１０が正常に搬送されているのであれば得られるであろうセンサ２０の出力（例えば、波形変化、或いは、隙間１０ｇの周期的な検出）が得られない場合には、缶１０の搬送異常があるものと判断することができる。このような異常が検出された場合、制御器３０は、例えば、警報を発する他、装置の全体又は一部を停止状態にすることができる。
【００３４】
更に、停止されていた缶１０の供給の再開（開始）タイミングについては、回転しているタイミングスクリュー３の回転角度、もしくは、タイミングスクリュー３の全周にわたって形成された螺旋状の歯部の位置を考慮すべきである。より具体的には、制御部材１１が缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないように、制御部材１１を駆動すべきである。
【００３５】
この実施の形態では、タイミングスクリュー３の歯部の位置に関する情報としてタイミングスクリュー３の回転角度を検出する検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）１５を備えており、検出器１５による検出結果に基づいて、タイミングスクリュー３に対して適正なタイミングで缶１０が供給されるように、制御器３０が駆動部１３を制御する。すなわち、制御部材１１は、検出器１５による検出結果に基づいて、タイミングスクリュー３に対して適正なタイミングで缶１０が供給されるように、コンベア６による缶１０の搬送を阻害しない角度（すなわち、図３に示す状態）に回動される。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材１１との距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、制御部材１１の回動速度、缶１０が制御部材１１による拘束を解除されるときの制御部材の回転角度（及びそのような回転角度まで回動するために要する時間）、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００３６】
次に、図５を参照しながら缶の搬送及び停止を制御するための制御部材１１の好ましい形状の一例を説明する。図５の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ缶１０の搬送を停止させた状態における制御部材１１の側面図、平面図である。本発明の好適な実施の形態の制御部材１１は、缶１０の搬送経路に対して平行に配置される軸１１ａを中心として回転可能に支持される。制御部材１１は、側面の一部（すなわち、全周のうち一部）に、断面において半円状に窪んだ螺旋状の溝１１ｒ（及び溝１１ｒ間の歯部１１ｔ）が形成され、該側面の他の一部には概ね円筒面状或いは直線状の搬送用ガイド面１１ｐが形成されている。
【００３７】
ここで、螺旋状の溝１０ｒを制御部材１１の全周にわたって形成することもできる。この場合は、缶１０の搬送時に缶１０の移動を阻害しないように、制御部材１１を搬送経路から遠ざけるか、制御部材１１をタイミングスクリュー３（或いは缶１０の搬送速度）に同期させて連続回転させればよい。
【００３８】
更に、螺旋状の溝１１ｒを制御部材１１の全周にわたって形成する場合には、タイミングスクリュー３の代わりに制御部材１１を設けてもよい。
【００３９】
或いは、タイミングスクリュー３が制御部材１１の機能を代用するように、スターホイール２に対して缶１０を供給する際にはタイミングスクリュー３を連続回転させ、供給を停止する際にはタイミングスクリュー３の回転を停止させてもよい。この場合は、例えば、タイミングスクリュー３、スターホイール２、充填部１の動作タイミングを考慮する必要がある。
【００４０】
図６は、制御部材１１の好ましい形状の一例を別の観点で示した図である。図６は、制御部材１１をその軸方向の無限遠から見た概念図である。この実施の形態の制御部材１１は、例えば、中心線Ｃ１を中心とする半径ｒ１の円柱状部材に深さ（ｒ１−ｒ２）の溝（好適には、中心線Ｃ１を通る平面で切断した断面図において半円状に窪んだ溝）を螺旋状に形成し、その後、その溝が形成された円柱状部材から、中心線Ｃ１からずれた中心線Ｃ２を中心とする半径ｒ３の円筒面内の部分を切り出して得られる形状（すなわち、溝が形成された円柱状部材から斜線部を削り取って得られる形状）を有する。この場合、図中右側には、概ね円筒面状、或いは直線状の搬送用ガイド面１１ｐが形成され、図中左側には、深さ（ｒ１−ｒ２）の溝が形成される。ここで、図６に示す例では、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２との距離が（ｒ３−ｒ２）で、半径ｒ１の円と半径ｒ３の円が図中左側で接している。
【００４１】
本発明の好適な実施の形態では、例えば、中心線Ｃ１（制御部材１１の中心線Ｃ２から偏心した線）を回転中心１１ａとして駆動部１３により回転又は回動駆動する。
【００４２】
図８は、上記の制御部材１１に代えて使用されうる他の実施の形態の制御部材の構成を示す図である。図８に示す実施の形態は、一対の制御部材４１ａ及び４１ｂを有し、これらにより缶１０を両側から挟み込むようにして缶１０を停止させ、これらによる挟み込みを解除することにより、コンベア６による缶１０の搬送を許すように構成されている。制御部材４１ａ及び４１ｂは、上記の駆動部１３に対応する駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ等）４２ａ及び４２ｂによって駆動される。
【００４３】
駆動部４２ａ及び４２ｂは、図３及び図４に示す実施の形態と同様に、制御部材４１ａ及び４１ｂが缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないようなタイミングで、制御部材４１ａ及び４１ｂを駆動してそれらによる缶１０の拘束を解除する。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材４１ａ及び４１ｂとの間の距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、駆動部４２ａ及び４２ｂの応答速度、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００４４】
図８に示す実施の形態では、一対の制御部材の双方を駆動するが、一方を固定しておき、他方のみを駆動してもよい。
【００４５】
図９は、上記の制御部材１１に代えて使用されうる更に他の実施の形態の制御部材の構成を示す図である。図９に示す実施の形態は、缶１０の搬送経路を塞ぐことにより缶１０を停止させ、搬送経路を開放することによりコンベア６による缶１０の搬送を許す制御部材５１を有する。制御部材５１は、上記の駆動部１３に対応する駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ等）５２によって駆動される。
【００４６】
駆動部５２は、図３及び図４に示す実施の形態と同様に、制御部材５１が缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないようなタイミングで、制御部材５１を駆動して制御部材５１による缶１０の拘束を解除する。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材５１との間の距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、駆動部５２の応答速度、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、例えば、搬送経路の下流の処理装置等における容器の破損もしくは変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の充填装置及び缶制御装置を概略的に示す図である。
【図２】缶の供給の再開時（或いは開始時）におけるタイミングスクリューに対する缶の供給タイミングに関する問題を模式的に示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態の製造関連設備（缶の供給時）を示す図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態の製造関連設備（缶の停止時）を示す図である。
【図５】缶の搬送及び停止を制御するための制御部材の構造を示す図である。
【図６】缶の搬送及び停止を制御するための制御部材の構造を示す図である。
【図７】缶の位置を検出するための原理を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺を示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺を示す図である。
【符号の説明】
１ 充填部
２ スターホイール
３ タイミングスクリュー
４ａ、４ｂ ガイド部材
５ａ、５ｂ ストッパ部材
６ コンベア（搬送経路）
１０、１０ａ、１０ｂ 缶
１０ｇ 缶と缶の間の隙間
１１ 制御部材
１１ａ 軸
１１ｐ 搬送用ガイド面
１１ｒ 溝
１１ｔ 歯部（凸部）
１２ 検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）
１３ 駆動器（例えば、ステッピングモータ）
１５ 検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）
１６ モータ
２０ センサ
３０ 制御器
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器制御装置及び製造関連設備に係り、特に、容器の搬送を制御する容器制御装置及び該容器制御装置を含む製造関連設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶にビール等の液体を充填する充填装置（フィラー）がある。充填装置には、コンベア（搬送装置）により搬送経路に沿って缶が供給される。充填装置に対する缶の供給及び供給の停止は、搬送経路上に設けられた缶制御装置によってなされる。
【０００３】
図１は、従来の充填装置及び缶制御装置を概略的に示す図である。缶１０は、ガイド部材４ａ及び４ｂによってガイドされながら、コンベア６により搬送経路に沿って連続的に搬送される。タイミングスクリュー３及びスターホイール２は、充填部１と同期しながら回転している。タイミングスクリュー３には、円筒状の缶１０の側面に係合する螺旋状の溝（他の観点で表現すると、歯部或いは凸部）が全周にわたって設けられている。缶１０がタイミングスクリュー３の先端部付近に到達すると、缶１０は螺旋状の溝に係合してタイミングスクリュー３の回転に合わせてスターホイール２の方向に搬送される。このとき、缶１０がスターホイール２の半円状に窪んだ溝内に渡されるように、タイミングスクリュー３とスターホイール２との同期が取られている。
【０００４】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を停止する必要が生じた際は、対向配置された一対のストッパ部材（缶制御装置）５ａ及び５ｂにより缶１０を挟み込むことにより、缶１０の搬送を強制的に停止させることができる。この状態において、典型的には、コンベア６は継続して稼働しており、そのため、ストッパ部材５ａ及び５ｂによって挟み込まれて停止している缶１０及びそれに続く缶１０には、コンベア６との間に摩擦力が働く。
【０００５】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を再開（開始）させる際は、対向配置された一対のストッパ部材５ａ及び５ｂによる缶１０の拘束或いは遮断を解除すればよい。これにより、缶１０は、再びコンベア６により搬送経路に沿ってその下流方向であるタイミングスクリュー３の方向に移動を開始する。
【０００６】
なお、ストッパ部材５ａ及び５ｂの双方が缶１０側に押し出されることにより缶１０を挟み込む機構の他、一方のみが缶１０側に押し出されることにより缶１０を挟み込む機構もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の缶制御装置には次の問題点がある。すなわち、従来の缶制御装置では、缶の搬送を再開（或いは開始）する際にタイミングスクリュー３の回転角度を考慮しないので、缶１０が誤ったタイミングでタイミングスクリュー３に供給されうる。この場合、例えば図２に模式的に示すように、先頭の缶１０やそれに続く缶１０がタイミングスクリュー３の螺旋状の歯部によって変形もしくは破損させられる可能性がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、例えば、搬送経路の下流の処理装置等における容器の破損もしくは変形を防止することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の搬送を制御する容器制御装置に係り、該容器制御装置は、搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置に対する容器の供給の開始又は再開を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動して容器の供給を開始又は再開させる駆動部とを備える。このような構成によれば、取込部の状態に応じて駆動部が制御部材を駆動することにより、例えば、取込部に誤ったタイミングで容器が供給されることに起因する容器の変形或いは破損を防止することができる。
【００１０】
本発明の好適な応用例によれば、前記取込部は、例えば、容器を取り込んで移動させるために容器に係合する歯部を有する。この場合、前記駆動部は、例えば、前記歯部の位置に関する情報に応じて前記制御部材を駆動することが好ましい。
【００１１】
本発明の好適な応用例によれば、前記歯部は、例えば、回転可能に支持された回転部材に対して螺旋状に設けられている。この場合、前記駆動部は、例えば、前記回転部材の回転角度に応じて前記制御部材を駆動することが好ましい。
【００１２】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記駆動部は、前記処理装置に対して前記搬送経路に沿って搬送される容器が前記取込部によって取り込まれる際に該容器に前記歯部が食い込まないタイミングで、前記制御部材を駆動して該容器の供給を開始又は再開させることが好ましい。
【００１３】
本発明の好適な応用例によれば、前記回転部材は、例えばタイミングスクリューである。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記制御部材は、前記処理装置に対する容器の供給を停止させるための部材としても使用されることが好ましい。
【００１５】
例えば、前記制御部材は、その側面の一部に容器と係合する螺旋状の溝を有し、容器の搬送経路に対してほぼ平行な軸を中心として回転可能に配置されることが好ましい。この場合、前記駆動部は、前記軸を中心として前記制御部材を回転又は回動させることにより容器の搬送及び停止を制御することが好ましい。ここで、前記駆動部は、前記搬送装置による容器の搬送を許すときは、前記制御部材の側面のうち前記螺旋状の溝が設けられていない部分が前記搬送経路の側部に向くように前記制御部材を回動させ、前記搬送装置による容器の搬送を遮断するときは、前記螺旋状の溝が容器に係合するように前記制御部材を回動させその状態で前記制御部材を静止させることにより容器を停止させることが好ましい。
【００１６】
又は、前記制御部材は、容器を両側から挟み込むようにして停止させ、その挟む込みを解除することにより容器の供給を再開させる部材を含んでもよい。
【００１７】
又は、前記制御部材は、前記搬送経路を塞ぐことにより容器を停止させ、前記搬送経路を開放することにより容器の供給を再開させる部材を含んでもよい。
【００１８】
本発明の好適な応用例によれば、前記処理装置は、例えば、容器に液体を充填する充填装置を含む。
【００１９】
本発明の他の側面は、容器を取り扱う製造関連設備に係り、該製造関連設備は、搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置と、前記処理装置に対する容器の供給の開始又は再開を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動して容器の供給を開始又は再開させる駆動部とを備える。
【００２０】
ここで、製造関連設備とは、例えば、製造工程（例えば、ビールの製造工程）、処理工程、検査工程等の各種の工程において、容器を取り扱うあらゆる設備を含む用語であるものとする。前記処理装置には、例えば、容器に液体を充填する充填装置などが含まれうる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００２２】
なお、以下では、本発明の容器制御装置を缶の搬送及び停止を制御する装置に適用した例を説明するが、本発明は、缶以外の容器（例えば、瓶、ペットボトル等）の搬送及び停止を制御する装置にも適用することができる。また、以下では、缶にビール等の液体を充填する充填装置に対して缶を供給するための搬送経路に容器制御装置を配置した例を説明するが、本発明は、充填装置以外の処理装置（例えば、瓶等の容器にラベルを貼るラベリング装置、缶や瓶等の容器を検査する検査装置等）に容器を供給するための搬送経路に配置して用いることもできる。
【００２３】
図３及び図４は、本発明の好適な実施の形態の容器制御装置及びその適用例（缶にビール等の液体を充填するための製造関連設備）を示す図である。図３は、充填装置に対して缶を供給している状態を示し、図４は、充填装置に対する缶の供給を容器制御装置により停止させている状態を示している。
【００２４】
この実施の形態では、容器制御装置１００は、缶１０にビール等の液体を充填する充填装置に対して缶を搬送するための搬送経路に配置されている。充填装置は、例えば、充填部１、スターホイール２及びタイミングスクリュー３等で構成されている。
【００２５】
缶１０は、ガイド部材４ａ及び４ｂ等によってガイドされながら、コンベア６により搬送経路に沿って連続的に搬送される。タイミングスクリュー３及びスターホイール２は、缶１０に液体を充填するための充填部１と同期しながら回転している。モータ１６によって回転駆動されるタイミングスクリュー３には、缶１０を取り込んで移動させるために、円筒状の缶１０の側面（胴部）に係合する螺旋状の溝（他の観点で表現すると、歯部或いは凸部）が全周にわたって設けられている。缶１０がタイミングスクリュー３の先端付近に到達すると、缶１０が螺旋状の溝に係合してタイミングスクリュー３の回転に合わせてスターホイール２の方向に搬送される。ここで、缶１０がスターホイール２の半円筒状に窪んだ溝に渡されるように、タイミングスクリュー３とスターホイール２との同期が取られている。
【００２６】
缶１０を搬送経路に沿ってタイミングスクリュー３（充填部１）に供給する際は、図３に示すように、容器制御装置１００の半スクリュー型の制御部材１１は、コンベア６による缶１０の搬送を阻害しないように、すなわち、螺旋状の溝が形成されていない面（搬送用ガイド面）１１ｐが搬送経路（或いは缶１０の胴部）に向けられた状態になるように駆動部（例えば、ステッピングモータ）１３によって回動され、その状態が維持される。この状態では、制御部材１１は、缶１０の搬送をガイドするガイド部材として機能しうる。
【００２７】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対する缶１０の供給を停止する必要が生じた際は、半スクリュー型の制御部材１１は、駆動部１３により、その螺旋状の溝が缶１０の円筒面に係合するように、典型的には１８０度回動される。図４は、図３に示す状態から制御部材１１を１８０度回動させた状態を示している。
【００２８】
駆動部１３による制御部材１１の回動動作は、搬送中の缶１０と缶１０との間に制御部材１１の螺旋状の溝と溝との間の歯部或いは凸部が挿入されるように、すなわち、缶の円筒面に対して溝の面が適合するように、制御される。このとき、停止させるべき缶１０は、制御部材１１に設けられた螺旋状の歯部によって搬送方向への移動が規制されるので、駆動部１３が制御器３０から缶１０の搬送の再開（開始）の指令を受けて制御部材１１を搬送可能状態に戻さない限り、制御部材１１から抜けて下流側に移動することはない。
【００２９】
また、この回動動作に伴って、缶１０は、制御部材１１の螺旋状の溝（或いは歯部）に沿って移動しながら搬送状態（搬送速度）から停止状態に至るので、比較的に緩やかに停止される。このような効果を更に高めるために、缶１０を停止させる際、駆動部１３は、回動動作の初期においてはコンベア６による搬送速度と概ね等しい速度で缶１０が移動するような回転速度で制御部材１１を回動させ、その後、徐々に制御部材１１の回転速度を低下させながら回動動作を停止（これにより、缶１０も停止する）させることが好ましい。
【００３０】
上記のような制御部材の回動動作のタイミング制御は、例えば、１又は複数のセンサ２０により缶１０が所定位置を通過するタイミングを計測しながら、制御器３０（図３にのみ図示）がその計測結果に基づいて駆動部１３を制御することによりなされる。この際、制御器３０は、制御部材１１の回転角度を検出する検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）１２の出力に基づいて駆動部１３をフィードバック制御してもよい。
【００３１】
センサ２０は、例えばフォトインタラプタによって構成することができる。典型的には、缶１０は、上部及び下部の径が絞られているので、図７に示すように隣り合う缶１０の間の上部には隙間１０ｇが生じる。この実施の形態では、隣り合う缶１０の間の上部及び下部に形成される隙間１０ｇが所定位置を通過するタイミングを検出するようにフォトインタラプタの光路を配置している。この検出結果に対して所定の補正演算を施すことにより、例えば缶１０の先端部分や中心部分等の缶１０の任意の部分が任意の位置（例えば、制御部材１１を基準とする所定の位置、より具体的には、制御部材１１の回動角度が所定角度であるときにおける制御部材１１の歯部の位置）を通過するタイミングを演算することができる。
【００３２】
タイミングスクリュー３（充填部１）に対して缶１０を供給し続けている間は、当然に缶１０はコンベア６により搬送方向に搬送され続けるので、駆動部１３による制御部材１１の駆動は、制御系の遅れによる誤差が生じないようになされる。
【００３３】
センサ２０は、また、缶１０の搬送異常を検出するためにも利用されうる。例えば、缶１０が正常に搬送されているのであれば得られるであろうセンサ２０の出力（例えば、波形変化、或いは、隙間１０ｇの周期的な検出）が得られない場合には、缶１０の搬送異常があるものと判断することができる。このような異常が検出された場合、制御器３０は、例えば、警報を発する他、装置の全体又は一部を停止状態にすることができる。
【００３４】
更に、停止されていた缶１０の供給の再開（開始）タイミングについては、回転しているタイミングスクリュー３の回転角度、もしくは、タイミングスクリュー３の全周にわたって形成された螺旋状の歯部の位置を考慮すべきである。より具体的には、制御部材１１が缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないように、制御部材１１を駆動すべきである。
【００３５】
この実施の形態では、タイミングスクリュー３の歯部の位置に関する情報としてタイミングスクリュー３の回転角度を検出する検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）１５を備えており、検出器１５による検出結果に基づいて、タイミングスクリュー３に対して適正なタイミングで缶１０が供給されるように、制御器３０が駆動部１３を制御する。すなわち、制御部材１１は、検出器１５による検出結果に基づいて、タイミングスクリュー３に対して適正なタイミングで缶１０が供給されるように、コンベア６による缶１０の搬送を阻害しない角度（すなわち、図３に示す状態）に回動される。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材１１との距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、制御部材１１の回動速度、缶１０が制御部材１１による拘束を解除されるときの制御部材の回転角度（及びそのような回転角度まで回動するために要する時間）、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００３６】
次に、図５を参照しながら缶の搬送及び停止を制御するための制御部材１１の好ましい形状の一例を説明する。図５の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ缶１０の搬送を停止させた状態における制御部材１１の側面図、平面図である。本発明の好適な実施の形態の制御部材１１は、缶１０の搬送経路に対して平行に配置される軸１１ａを中心として回転可能に支持される。制御部材１１は、側面の一部（すなわち、全周のうち一部）に、断面において半円状に窪んだ螺旋状の溝１１ｒ（及び溝１１ｒ間の歯部１１ｔ）が形成され、該側面の他の一部には概ね円筒面状或いは直線状の搬送用ガイド面１１ｐが形成されている。
【００３７】
ここで、螺旋状の溝１０ｒを制御部材１１の全周にわたって形成することもできる。この場合は、缶１０の搬送時に缶１０の移動を阻害しないように、制御部材１１を搬送経路から遠ざけるか、制御部材１１をタイミングスクリュー３（或いは缶１０の搬送速度）に同期させて連続回転させればよい。
【００３８】
更に、螺旋状の溝１１ｒを制御部材１１の全周にわたって形成する場合には、タイミングスクリュー３の代わりに制御部材１１を設けてもよい。
【００３９】
或いは、タイミングスクリュー３が制御部材１１の機能を代用するように、スターホイール２に対して缶１０を供給する際にはタイミングスクリュー３を連続回転させ、供給を停止する際にはタイミングスクリュー３の回転を停止させてもよい。この場合は、例えば、タイミングスクリュー３、スターホイール２、充填部１の動作タイミングを考慮する必要がある。
【００４０】
図６は、制御部材１１の好ましい形状の一例を別の観点で示した図である。図６は、制御部材１１をその軸方向の無限遠から見た概念図である。この実施の形態の制御部材１１は、例えば、中心線Ｃ１を中心とする半径ｒ１の円柱状部材に深さ（ｒ１−ｒ２）の溝（好適には、中心線Ｃ１を通る平面で切断した断面図において半円状に窪んだ溝）を螺旋状に形成し、その後、その溝が形成された円柱状部材から、中心線Ｃ１からずれた中心線Ｃ２を中心とする半径ｒ３の円筒面内の部分を切り出して得られる形状（すなわち、溝が形成された円柱状部材から斜線部を削り取って得られる形状）を有する。この場合、図中右側には、概ね円筒面状、或いは直線状の搬送用ガイド面１１ｐが形成され、図中左側には、深さ（ｒ１−ｒ２）の溝が形成される。ここで、図６に示す例では、中心線Ｃ１と中心線Ｃ２との距離が（ｒ３−ｒ２）で、半径ｒ１の円と半径ｒ３の円が図中左側で接している。
【００４１】
本発明の好適な実施の形態では、例えば、中心線Ｃ１（制御部材１１の中心線Ｃ２から偏心した線）を回転中心１１ａとして駆動部１３により回転又は回動駆動する。
【００４２】
図８は、上記の制御部材１１に代えて使用されうる他の実施の形態の制御部材の構成を示す図である。図８に示す実施の形態は、一対の制御部材４１ａ及び４１ｂを有し、これらにより缶１０を両側から挟み込むようにして缶１０を停止させ、これらによる挟み込みを解除することにより、コンベア６による缶１０の搬送を許すように構成されている。制御部材４１ａ及び４１ｂは、上記の駆動部１３に対応する駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ等）４２ａ及び４２ｂによって駆動される。
【００４３】
駆動部４２ａ及び４２ｂは、図３及び図４に示す実施の形態と同様に、制御部材４１ａ及び４１ｂが缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないようなタイミングで、制御部材４１ａ及び４１ｂを駆動してそれらによる缶１０の拘束を解除する。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材４１ａ及び４１ｂとの間の距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、駆動部４２ａ及び４２ｂの応答速度、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００４４】
図８に示す実施の形態では、一対の制御部材の双方を駆動するが、一方を固定しておき、他方のみを駆動してもよい。
【００４５】
図９は、上記の制御部材１１に代えて使用されうる更に他の実施の形態の制御部材の構成を示す図である。図９に示す実施の形態は、缶１０の搬送経路を塞ぐことにより缶１０を停止させ、搬送経路を開放することによりコンベア６による缶１０の搬送を許す制御部材５１を有する。制御部材５１は、上記の駆動部１３に対応する駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ等）５２によって駆動される。
【００４６】
駆動部５２は、図３及び図４に示す実施の形態と同様に、制御部材５１が缶１０の搬送を再開（開始）させ、その停止されていた先頭の缶１０が搬送経路を通ってタイミングスクリュー３に至った時に、タイミングスクリュー３に形成された螺旋状の歯部が缶１０に食い込まないようなタイミングで、制御部材５１を駆動して制御部材５１による缶１０の拘束を解除する。このような制御は、例えば、タイミングスクリュー３と制御部材５１との間の距離、コンベア６による搬送速度、タイミングスクリュー３の回転速度、駆動部５２の応答速度、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、例えば、搬送経路の下流の処理装置等における容器の破損もしくは変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の充填装置及び缶制御装置を概略的に示す図である。
【図２】缶の供給の再開時（或いは開始時）におけるタイミングスクリューに対する缶の供給タイミングに関する問題を模式的に示す図である。
【図３】本発明の好適な実施の形態の製造関連設備（缶の供給時）を示す図である。
【図４】本発明の好適な実施の形態の製造関連設備（缶の停止時）を示す図である。
【図５】缶の搬送及び停止を制御するための制御部材の構造を示す図である。
【図６】缶の搬送及び停止を制御するための制御部材の構造を示す図である。
【図７】缶の位置を検出するための原理を説明するための図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺を示す図である。
【図９】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺を示す図である。
【符号の説明】
１ 充填部
２ スターホイール
３ タイミングスクリュー
４ａ、４ｂ ガイド部材
５ａ、５ｂ ストッパ部材
６ コンベア（搬送経路）
１０、１０ａ、１０ｂ 缶
１０ｇ 缶と缶の間の隙間
１１ 制御部材
１１ａ 軸
１１ｐ 搬送用ガイド面
１１ｒ 溝
１１ｔ 歯部（凸部）
１２ 検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）
１３ 駆動器（例えば、ステッピングモータ）
１５ 検出器（例えば、ロータリーエンコーダ）
１６ モータ
２０ センサ
３０ 制御器
Claims (9)
- 容器の搬送を制御する容器制御装置であって、
搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置に対する容器の供給及び停止を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、
前記制御部材を駆動する駆動部とを備え、
前記制御部材は、その側面の一部に容器と係合する螺旋状の溝を有し、前記搬送経路に対してほぼ平行な軸を中心として回転可能に配置されており、
前記駆動部は、前記軸を中心として前記制御部材を回転又は回動させることにより前記処理装置に対する容器の供給及び停止を制御し、前記処理装置に対する容器の供給を開始又は再開する際は、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動する、
ことを特徴とする容器制御装置。 - 前記取込部は、容器を取り込んで移動させるために容器に係合する歯部を有し、前記駆動部は、前記歯部の位置に関する情報に応じて前記制御部材を駆動することを特徴とする請求項１に記載の容器制御装置。
- 前記歯部は、回転可能に支持された回転部材に対して螺旋状に設けられており、前記処理装置に対する容器の供給を開始又は再開する際は、前記駆動部は、前記回転部材の回転角度に応じて前記制御部材を駆動することを特徴とする請求項２に記載の容器制御装置。
- 前記駆動部は、前記処理装置に対して前記搬送経路に沿って搬送される容器が前記取込部によって取り込まれる際に該容器に前記歯部が食い込まないタイミングで、前記制御部材を駆動して該容器の供給を開始又は再開させることを特徴とする請求項３に記載の容器制御装置。
- 前記回転部材は、タイミングスクリューであることを特徴とする請求項４に記載の容器制御装置。
- 前記駆動部は、前記搬送装置による容器の搬送を許すときは、前記制御部材の側面のうち前記螺旋状の溝が設けられていない部分が前記搬送経路の側部に向くように前記制御部材を回動させ、前記搬送装置による容器の搬送を遮断するときは、前記螺旋状の溝が容器に係合するように前記制御部材を回動させその状態で前記制御部材を静止させることにより容器を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の容器制御装置。
- 前記処理装置は、容器に液体を充填する充填装置を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の容器制御装置。
- 容器を取り扱う製造関連設備であって、
搬送装置により搬送経路に沿って搬送されてくる容器を取り込む取込部を有する処理装置と、
前記処理装置に対する容器の供給及び停止を前記搬送経路上で制御するための制御部材と、
前記制御部材を駆動する駆動部とを備え、
前記制御部材は、その側面の一部に容器と係合する螺旋状の溝を有し、前記搬送経路に対してほぼ平行な軸を中心として回転可能に配置されており、
前記駆動部は、前記軸を中心として前記制御部材を回転又は回動させることにより前記処理装置に対する容器の供給及び停止を制御し、前記処理装置に対する容器の供給を開始又は再開する際は、前記取込部に対して適正なタイミングで容器が供給されるように、前記取込部の状態に応じて前記制御部材を駆動する、
ことを特徴とする製造関連設備。 - 前記処理装置は、容器に液体を充填する充填装置を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造関連設備。
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