JP3781098B2 - 被搬送物の方向規制装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送中の被搬送物の向きを一定の方向に規制する方向規制装置に係り、特に、角型ペットボトルなどの非円形容器を高速で搬送しながら容器の外観検査を行う容器検査装置における被搬送物の方向規制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
搬送中の容器の外観検査を行う装置として、検査対象となる容器を自転可能な支持台に載せて円形軌道上を移動させ、検査時に該支持台を回転ベルト等に接触させることにより自転させ、この自転時に容器の外観を検査する装置が知られている。容器の外観の検査は、上記自転時に容器の外側部分をＣＣＤカメラ等の撮像装置により撮像し、これにより得られた画像を処理することによって行われる。
【０００３】
このような容器検査装置に検査対象である容器を搬入出する際には、容器の形状に合ったポケットを持つ入口スターホイル及び出口スターホイルを介して行われる。検査対象である容器は、入口スターホイルから支持台に受け渡され、上述した検査が行われた後に出口スターホイルに排出される。この出口スターホイルに容器を排出する場合には、上記ポケットを持つ出口スターホイルのポケットに容器を正確に嵌め込ませる必要がある。
【０００４】
容器の断面形状が円形である場合には、支持台の自転角度にかかわらず容器を出口スターホイルのポケットに嵌り込ませることができるが、非円形の断面形状を有する容器（例えば、楕円形や角形の容器）である場合には、容器の向きを出口スターホイルのポケットの形状と一致する方向に規制する必要が生じる。即ち、外観検査における支持台の自転により変化した容器の向きを出口スターホイルのポケットに納まるように修正する必要がある。特に、近年における角型ペットボトルの需要増大に伴い、角型ペットボトルの外観検査が必要性が増大しているが、このようなペットボトルに対しては上述した容器の方向規制を行う必要が生じている。
【０００５】
このような検査後の容器の向きを一定の方向に規制する方向規制装置として、特開平８−３２４７８３号に開示されているような装置が知られている。図１７は、このような従来の被搬送物の方向規制装置の構成を示す図である。図１７に示すように、従来の被搬送物の方向規制装置においては、支持台の自転軸１０１に偏心してローラ１０２を接続すると共に、円形軌道１０３の接線方向には直線ガイド１０４が設けられている。容器の外観検査を行った後、上記ローラ１０２が直線ガイド１０４に当接することとなるので、支持台の方向が一定方向に規制される。更に、ローラ１０５を円形ガイド１０６に当接させることによって上記規制された支持台の方向が維持され、これにより支持台上の容器を出口スターホイルのポケットに嵌め込むことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の生産性の向上の要請から、ペットボトルなどの容器に飲料を充填する工程においては、毎分６００〜７００本程度のいわゆる高速充填を行う能力が要求され、充填工程前の容器の検査工程においてもこれと同程度の速度で検査を行う必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の被搬送物の方向規制装置を用いて高速検査を行った場合には、高速度による支持台等の慣性の影響から、一旦、直線ガイド１０４に当接したローラ１０２がその後外れてしまう場合がある。この場合には、再び支持台が自由に回転できる状態となり、支持台を正確に一定の方向に規制することができないこととなる。また、所定の位置（図１７におけるＸの位置）にローラ１０２が到達すると、支持台と同速度で移動するローラ１０２が静止している直線ガイド１０４に急激に当接するので、支持台と容器の間にスベリが発生し、容器が支持台上で回転してしまう場合がある。この場合には、支持台は一定の方向に規制されたとしても、結果として容器の向きが一定とならない。
このような理由から、従来の被搬送物の方向規制装置を用いる場合には、最高でも毎分３５０本程度の搬送速度しか実現できず、上述した高速化の要請に応えることができなかった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができる被搬送物の方向規制装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、請求項１に記載の本発明は、被搬送物を支持する支持台を回転させる回転軸に、該回転軸と一体的に回転する位置決め部材を固着し、上記回転軸に対して固定された固定部材に、上記位置決め部材側に突出可能な係止部材を収容し、上記位置決め部材に、上記固定部材から突出した係止部材に嵌合する凹部を形成し、上記係止部材を位置決め部材側に押圧して上記位置決め部材の凹部に嵌合させる押圧部材を設け、上記回転軸に、該回転軸と一体的に回転する被制動部材を固着し、上記押圧部材に、上記固定部材側に突出可能な第１の突出部材を収容し、上記固定部材に、上記押圧部材側に突出し、上記第１の突出部材に接触可能な第２の突出部材を収容し、上記第２の突出部材に、上記被制動部材に接触し該被制動部材を制動可能な制動部材を連結したことを特徴とする。このようにすれば係止部材と位置決め部材の凹部との位置を適宜変更することで、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができる。
【００１０】
また、回転軸の回転速度を弱めた後に容器の方向を規制することができるので、支持台と容器との間にスベリが発生することがない。
【００１１】
更に、請求項２に記載の本発明は、上記押圧部材は、上記固定部材に対して相対的に移動可能であると共に、上記係止部材を支持し、上記固定部材に対する該押圧部材の相対位置によって高さが異なる接触面を有することを特徴とする。これにより簡単な構造で方向規制装置を製作することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の本発明は、上記押圧部材を上記位置決め部材側に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする。これにより上記押圧部材は常に上方に付勢される。
【００１３】
更に、請求項４に記載の本発明は、上記駆動手段を回転ベルト機構により構成すると共に、該回転ベルト機構は上記支持体の搬送方向と同方向かつ支持体の搬送速度よりもやや遅い速度で回転することを特徴とする。これにより回転ベルトと調整部材との相対速度を小さくすることができるので、支持体が高速で搬送される場合にも対応することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の本発明は、上記被制動部材と一体的に回転する調整部材と、上記調整部材を回転させる駆動手段とを設けたことを特徴とする。これにより制動部材と被制動部材との間の制動力を高めることができ、回転軸を有効に制動することができる。
【００１５】
更に、請求項６に記載の本発明は、上記係止部材が上記押圧部材によって押圧されるときに、上記第２の突出部材は上記押圧部材の接触面の凹面に接触することを特徴とする。これにより回転軸の制動と静止とをそれぞれ有効に行うことが可能となる。
【００１６】
また、請求項７に記載の本発明は、上記移動部材と固定部材との相対位置を変化させる作動手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
更に、請求項８に記載の本発明は、上記作動手段をカム機構により構成したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の本発明は、上記支持台に並設された他の１以上の支持台の回転軸を連動して回転させる連動部材を上記回転軸に設けたことを特徴とする。これにより１つの方向規制装置により複数の支持台上の容器の方向を規制することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、非円形の断面形状を有する容器として角型容器を用いる場合について説明するが、これに限られず非円形の断面形状を有するあらゆる容器に本発明を適用することができる。
【００２０】
図１は本実施形態に係る容器検査装置の全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の容器検査装置には２つのロータ８０，８１が設けられており、これらの円形軌道に隣接して３つのスターホイル８２，８３，８４が配設されている。これらのロータ８０，８１には、その円形軌道上に複数の支持台１，２がそれぞれ設置されており、ロータ８０，８１の回転によって支持台上の容器が該円形軌道上を搬送される。
【００２１】
一定方向に揃えられ、入口コンベア９１によって搬送されてきた角型容器３は、入口スターホイル８２に接続された入口スクリュー９２によって等ピッチに分離され、入口スターホイル８２に順次導入される。入口スターホイル内では、入口スターホイル８２の上下に設置された口天面検査カメラ及び底検査カメラ（図示せず）によって容器の口及び底の検査が行われ、その後、第１ロータ８０の支持台１の上に受け渡される。該支持台上に載せられた容器３は、第１ロータ８０の回転によってその円形軌道上を搬送され、第１出口スターホイル８３に導入される。
【００２２】
そして、容器３は第１出口スターホイル８３から第２ロータ８１の支持台２の上に受け渡され、第２ロータ８１の回転によってその円形軌道上を搬送される。この搬送途中において、常時駆動しているスピンベルト８５を、後述する支持台２のシャフト４の下部に取り付けられたＶベルトプーリ５に係合させることで、支持台２及びこの支持台２に載せられた容器３を回転させる。この容器３の回転中に胴検査カメラ８６によって容器３の外観を撮像し、容器３の胴部の全面外周検査が行われる。
【００２３】
ここで、第２ロータ８１の支持台２には本発明に係る方向規制装置が取り付けられている。上記胴検査カメラ８６による外観検査後、この方向規制装置によって支持台２が第１出口スターホイル８３から導入されたときと同じ方向に修正される。これにより、容器３を第２出口スターホイル８４のポケットに正確に嵌め込ませ、この第２出口スターホイル８４に導入することができる。以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明に係る被搬送物の方向規制装置によって方向が修正され、第２出口スターホイル８４に導入された容器３は、該第２出口スターホイル８４に接続された出口スクリュー９３によって等ピッチに分離された後、出口コンベア９４によって次工程に送られる。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る被搬送物の方向規制装置の縦断面図である。方向規制装置は、第２ロータ８１に対して固定される固定部と、容器３を回転可能に支持する回転部（図３）と、後述する可動部とから基本的に構成される。
【００２５】
固定部は、ハウジング１１，スリーブシャフト１２，上フランジ１３，下フランジ１４から構成される。図２に示すように、ハウジング１１はボルト１５によって第２ロータ８１に固定され、スリーブシャフト１２はボルト１６によってハウジング１１に固定される。また、下フランジ１４はスリーブシャフト１２の下端にボルト１７によって固定されており、この上方に上フランジ１３が配置される。これら上フランジ１３及び下フランジ１４によってスプリング支持部１８とボール支持部１９とが形成され、このスプリング支持部１８にはスプリングＳ１が設置される。このスプリングＳ１によって上フランジ１３は常に上方に付勢されることとなる。なお、ボール支持部１９にはボールＧが収容される。また、ハウジング１１及び下フランジ１４のそれぞれの内周側には、後述するシャフト４の径方向荷重を支持する上側ラジアル軸受２０及び下側ラジアル軸受２１が設けられている。
このように固定部のハウジング１１，スリーブシャフト１２，下フランジ１４は一体となって第２ロータ８１に固定されている。
【００２６】
図４（ａ）は固定部のスリーブシャフト１２の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図４（ｂ）に示すように、スリーブシャフト１２の上部１２ａはフランジ状に形成されている。このフランジ状のフランジ部１２ａには、フランジ部１２ａを上下に貫通する貫通孔１２ｂが形成されており、この貫通孔１２ｂは、図４（ａ）に示すようにフランジ部１２ａの円周を四等分する位置、即ち９０°毎の位置にそれぞれ配置されている。この貫通孔１２ｂには、図２に示すように、係止部材としてのボールＡ及びボールＢが格納され、このボールＡ及びボールＢは貫通孔１２ｂの内部を上下に移動可能とされる。また、フランジ部１２ａの下面にはボールＣ（第１の突出部材）を収容する凹部１２ｃがフランジ部１２ａの円周を四等分する位置に形成されており、この凹部１２ｃと貫通孔１２ｂとは互いに４５度の角度をなすように配置されている。
【００２７】
回転部の縦断面を図３に示す。図３に示すように、回転部は、容器３を載せる支持台２とこの支持台２に接続されるシャフト４（回転軸）とを備えている。シャフト４は、上述した上側ラジアル軸受２０及び下側ラジアル軸受２１によって支承され、回転可能とされる。図２及び図３に示すように、回転部のシャフト４の下端にはＶベルトプーリ５が取付けられており、上述したスピンベルト８５がＶベルトプーリ５に係合することにより回転トルクがシャフト４に伝達され、支持台２が回転する。
【００２８】
また、図２及び図３に示すように、回転部のシャフト４には位置決め部材としてのストップリング６が固着されており、この円盤状のストップリング６は上記シャフト４と一体的に回転する。図５（ａ）にストップリング６の底面図、図５（ｂ）に縦断面図をそれぞれ示す。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ストップリング６の底面には１個以上（本実施形態においては、円周を四等分する位置に４個）の凹部６ａが形成されており、この凹部６ａには、上記固定部のスリーブシャフト１２に収容されたボールＡを嵌合させることができる。このストップリング６の凹部６ａの機能については後述する。
【００２９】
更に、図３に示すように、上記シャフト４に取り付けられたＶベルトプーリ５の上方には、被制動部材としての第１のブレーキフランジ７が設けられている。図６（ａ）は第１のブレーキフランジ７の平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。この第１のブレーキフランジ７もシャフト４に固着され、該シャフト４と一体的に回転する。この第１のブレーキフランジ７は、シャフト４の回転に対するブレーキとしての機能があるが、この詳細については後述する。
【００３０】
可動部は、押圧部材としてのクラッチスリーブ３１、スプリングベース３２、調整部材としてのタイミングプーリ３３、制動部材としての第２のブレーキフランジ３４とから構成され、これらの部材は、固定部のスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａと回転部の第１のブレーキフランジ７との間に、上からクラッチスリーブ３１、スプリングベース３２、タイミングプーリ３３、第２のブレーキフランジ３４の順番で配置されている。
【００３１】
図７（ａ）は可動部のクラッチスリーブ３１の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図８（ａ）は可動部のスプリングベース３２の平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。クラッチスリーブ３１には、図７（ａ）に示すように、円周を四等分する位置に上下を貫通する貫通孔３１ａが形成され、更に、この貫通孔３１ａと４５度の角度をなす位置には、下方に開口するスプリング収納部３１ｂが形成されている。図２に示すように、この貫通孔３１ａには第２の突出部材としてのボールＤ，Ｅ，Ｆが収納されている。これらのボールＤ，Ｅ，Ｆは貫通孔３１ａの内部を上下に移動可能とされる。ボールＦの下部は、図８に示す円輪形状のスプリングベース３２に支持されており、スプリング収納部３１ｂには、スプリングベース３２上に配置されたスプリングＳ２が収納される。従って、この付勢部材としてのスプリングＳ２の押圧力によって、クラッチスリーブ３１は常に上方に付勢される。
【００３２】
クラッチスリーブ３１は上述したスリーブシャフト１２とは独立して回転可能かつ上下に移動可能とされている。クラッチスリーブ３１には、支持台２が所定の位置に到達したときに作動するカム機構により構成されるアーム３５が取付けられており、第２ロータ８１の回転に伴い支持台２が所定の位置に到達するとアーム３５が作動し、クラッチスリーブ３１が所定の角度だけスリーブシャフト１２に対して相対的に回転される。
また、クラッチスリーブ３１の上面には、後述する図１１に示すように、ボールＢ及びＣを支持する凹凸面（窪み）が形成されており、この窪みの深さは円周方向の位置によって異なっている。
【００３３】
図９（ａ）は可動部のタイミングプーリ３３の平面図、図９（ｂ）は縦断面図である。タイミングプーリ３３は、図２に示すように、上側スラスト軸受３６を介してスプリングベース３２の下方に配置される。このタイミングプーリ３３は、その内側下方に配置された下側スラストベアリング３７によって支持される。このタイミングプーリ３３は、スリーブシャフト１２とは独立して回転可能であり、後述する調整ベルト８７が外周部に設けられたプーリに係合することにより回転する。なお、タイミングプーリ３３は、上述したスプリング支持部１８内のスプリングＳ１によって常に下方から押圧されている。
【００３４】
図１０（ａ）は可動部の第２のブレーキフランジ３４の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。第２のブレーキフランジ３４はタイミングプーリ３３の下面に固着され、後述するように、タイミングプーリ３３が下方向に移動した際に、第２のブレーキフランジ３４が上述した回転部の第１のブレーキフランジ７と接触して、ブレーキ作用により回転部の回転を制動する。
【００３５】
以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置の動作について詳細に説明する。第２ロータ８１内で角型容器３の外観検査が行われるときの、回転部のストップリング６，固定部のスリーブシャフト１２，可動部のクラッチスリーブ３１それぞれの上下方向の相対的な位置関係を図１１に示す。図１１及び後述する図１２，図１３，図１４は、図２のＹ−Ｙ線で示される上記各部材の円周断面のうち、中心周り９０度の範囲を展開して示したものである。図１１からわかるように、この状態では、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに係合しておらず、また、後述するようなブレーキ作用も働いていないため、回転部のシャフト４及び支持台２は自由に回転できる状態にある。
【００３６】
以下に、上記状態を図１１を参照してより詳細に説明する。
クラッチスリーブ３１は、上述したように、下方からスプリングベース３２上のスプリングＳ２によって上方に押圧されており、これにより、クラッチスリーブ３１はＰ１点においてボールＣに接触する。
一方、この状態において、ボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面の窪み（Ｐ２点）と接触しており、ボールＢの上にあるボールＡはスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出しない。即ち、この状態では、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに嵌合することはなく、このストップリング６及びシャフト４と支持台２は自由に回転できる状態にある。
なお、上記状態において、ボールＤは、図１１に示すようにクラッチスリーブ３１の上面から少し突出するが、この突出した部分の高さは、ボールＣがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出する高さよりも小さいため、ボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面と接触することはない。
【００３７】
このように、図１１に示す状態においては、シャフト４及び支持台２は自由に回転できる状態にあり、シャフト４の下端のＶベルトプーリー５が図１に示すスピンベルト８５に接触することで、シャフト４及び支持台２を回転させることができ、これにより容器３の外観検査が可能となる。
【００３８】
上記容器３の外観検査が終了した後、第２ロータ８１の回転に伴って上述のアーム３５が作動し、クラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態においては１１°）だけ回転させる。なお、この場合において、カム機構を構成するアーム３５も第２ロータ８１とともに回転移動しているので、クラッチスリーブ３１を回転するときにアーム３５とスリーブシャフト１２との間に大きな力が作用することはなく、極めてスムーズにスリーブシャフト１２を回転させることができる。
【００３９】
このときの各部材の上下方向の相対的な位置関係を図１２に示す。この図１２は、図１１に示すクラッチスリーブ３１を１１°に相当する分だけ右側に移動させた図に対応する。
図１２に示す状態においては、クラッチスリーブ３１の上面から突出したボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出したボールＣと接触することとなる（Ｐ３点）。この結果、ボールＤ，Ｅ，Ｆ及びスプリングベース３２が下方に押し下げされる。クラッチスリーブ３１は、スプリングベース３２上のスプリングＳ２によって上方に付勢されており、ボールＣはこのスプリングＳ２による押圧力に抗してボールＤ，Ｅ，Ｆを押し下げていることとなる。
【００４０】
スプリングベース３２は、上側スラスト軸受３６、タイミングプーリ３３を介して第２のブレーキフランジ３４に連結されているので、スプリングベース３２が下方に押し下げられると、この移動量と同じだけ第２のブレーキフランジ３４が下方に移動することとなる。
ここで、図１１における制動部材は、シャフト４に固着された第１のブレーキフランジ７との間隔が上記スプリングベース３２の移動量よりも小さくなるように配置されており、上述のようにスプリングベース３２の移動に伴い第２のブレーキフランジ３４が下方に移動すると、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７に接触することとなる。即ち、容器３及び支持台２と共に回転している第１のブレーキフランジ７に、円周方向に静止している第２のブレーキフランジ３４が接触することで、第１のブレーキフランジ７及び支持台２の回転が制動され、ブレーキ作用が生じる。
一方、図１２に示す状態では、図１１に示す状態と同様に、ボールＢはクラッチスリーブ３１の上面の窪み（Ｐ４点）と接触しているので、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに嵌合することはなく、ブレーキだけが有効に作用する。
【００４１】
なお、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４は、下側スラスト軸受３７によって支持されており、円周方向に回転することができるが、回転している第１のブレーキフランジ７に第２のブレーキフランジ３４（タイミングプーリ３３）を接触させた場合に、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４の慣性力だけによって第１のブレーキフランジ７の回転を止めることも可能である。このように、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４の慣性力だけでは、第１のブレーキフランジ７の回転を止めることができない場合も考えられるが、かかる場合には、図１２に示す状態になると、一定の力で駆動する駆動手段としてのベルト（図示せず）をタイミングプーリ３３に係合させ、このベルトの力によって第２のブレーキフランジ３４の制動力を高めればよい。本実施形態では、このようなベルトを設けていない。
【００４２】
上述のようにして、第１のブレーキフランジ７及び支持台２の回転が制動された後、支持台２が所定の位置に搬送されると、再度アーム３５が作動してクラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態においては１９°）だけ回転させる。図１３は、このときの各部材の上下方向の相対的な位置関係を示す。この図１３は、図１２に示すクラッチスリーブ３１を１９°に相当する分だけ右側に移動させた図に対応する。
【００４３】
図１２に示す状態から図１３に示す状態に遷移するに従って、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出したボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面に形成された傾斜面と接触し、この傾斜面に沿って徐々に上方に押し上げられる（Ｐ５点）。これに伴い、ボールＢの上にあるボールＡがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出することとなる。
この状態では、上述したブレーキ作用によりシャフト及びストップリングの回転は弱められているが、これらの回転はまだ続いている。このとき、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出したボールＡが、回転しているストップリング６の凹部６ａに嵌合し、ストップリング６と固定部及び可動部が一体となり、シャフト４がこの位置で静止する。
一方、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出しているボールＣはクラッチスリーブ３１の上面とＰ６点において接触し、クラッチスリーブ３１を下方に押圧する。なお、この状態においてもクラッチスリーブ３１はスプリングＳ２によって上方に付勢されている。
【００４４】
ここで、上述したように、ストップリング６の凹部６ａ及びボールＡを収容するスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂは、円周を四等分する位置に設けられている。これは、本実施形態では四角形の容器を対象としており、９０°毎に容器の向きが規制されればよく、３６０°／９０°、即ち、４箇所に上記凹部６ａ及び貫通孔１２ｂを設ければよいためである。このように、凹部６ａ及び貫通孔１２ｂが円周を四等分する位置に設けられているので、静止した容器の方向は４方向のいずれかになる。これにより四角形状の容器３を同じ方向に静止することが可能となり、容器の向きを第２出口スターホイル８４のポケットに適合させることができる。なお、本実施形態では、上述したように四角形状の容器を対象としているため円周を四等分する位置にストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを設けたが、これに限られず、例えば、特定した１の方向にのみ規制する場合は、ストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを一箇所ずつ設ければよい。
【００４５】
上述したように、９０°ごとに方向規制する場合は、本実施形態のように９０°ごとにストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを中心軸対称位置に４ヶ所設ければよい。したがって、理論上は、１８０°ごとの方向規制をするためには、中心軸対称の位置にストップリング６の凹部及びスリーブシャフト１２の貫通孔を２ヶ所設ければよい。
しかし、確実に方向規制をするためには、ボールとストップリング６の摩擦力がある程度強いことが好ましく、２個のボールで規制すると、回転の慣性によってボールがストップリング６の凹部に嵌まらず、後述する図１４に記載された状態になる可能性がある。
【００４６】
そこで、ボールの数を増やすために、以下の構造を採用することが好ましい。
（１）径の寸法を変える方法
図１６（ａ）に示すように、中心軸に対称な位置にある２つのストップリング６の凹部６ａを、直径を変えて２組設ける。即ち、直径ｄ１の位置に２個、直径ｄ２の位置に２個設ける。このように構成することにより、ボールをストップリング方向に押し上げた場合でも、直径の異なる一方の凹部には直径の異なる他方のボールは嵌まらず、結果として１８０°ごとに４個のボールが確実に嵌まり、該角度で方向規制することが出来る。
（２）角度を変える方法
また、図１６（ｂ）に示すように、中心軸に対称な位置にある２つのストップリング６の凹部６ａを、同じ直径で組み合わせたものを２組設ける。但し、それぞれの配置を４等分とならない位置とする。このように配置することにより、両組のボールが４個全てが嵌まる位置になるように規制されるため、結果として１８０°ごとに方向を規制することができる。
【００４７】
ここで、図１３に示す状態においても、ボールＤは、クラッチスリーブ３１の上面から少し突出するが、この突出した部分の高さは、ボールＣがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出する高さよりも小さいため、ボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面と接触することはない。
また、このときのボールＣは、ボールＤと接触しておらず、クラッチスリーブ３１の上面（Ｐ６点）と接触しているため、クラッチスリーブ３１は、スプリングＳ２の付勢力によって図１２に示す位置よりも上方に移動している。従って、上述した第２のブレーキフランジ３４と第１のブレーキフランジ７との接触が解消され、ブレーキ作用が解除される。
【００４８】
このようにして、支持台２は所定の方向に規制されて静止することとなるが、場合によっては、例えば、容器３及び支持台２の慣性力によって、一旦、図１３に示す状態になった後、ストップリング６の凹部６ａに嵌合したボールＡがこの凹部６ａから外れてしまうことが稀に生じる。このようにボールＡがストップリング６の凹部６ａから外れた状態における各部材の上下方向の相対的な位置関係を図１４に示す。この状態においては、スリーブシャフト１２とクラッチスリーブ３１との相対的な位置関係は、図１３に示す正常に静止した場合と同様であるが、ストップリング６が右側にずれており、その凹部６ａがボールＡと嵌合していない。
【００４９】
この場合において、ボールＡは、ストップリング６の凹部６ａに嵌合せず、ストップリング６の下面（Ｐ７点）と接触しているため、ボールＡの下にあるボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面頂部（Ｐ８点）と接触することとなる。従って、ボールＢがクラッチスリーブ３１を下方に押し下げることになり、上述したように、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７と接触することとなる。
【００５０】
ここで、図１に示すように、第２ロータ８１の搬送経路の終点付近には、調整ベルト８７が設置されており、この調整ベルト８７がタイミングプーリ３３に接触するようになっている。従って、図１４に示す状態でシャフトが静止した場合には、静止したタイミングプーリ３３に調整ベルト８７が係合し、タイミングプーリ３３は調整ベルト８７からトルクを受け回転することとなる。
上述したように、この状態においては、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７と接触しており、可動部と回転部は一体となっているので、上記タイミングプーリ３３の回転によって、シャフト４も回転されることとなる。これに伴いストップリング６も回転し、その結果、ストップリング６の凹部６ａがボールＡの上までくるとボールＡがこの凹部６ａに嵌合し、図１３に示す正常に静止した状態に至る。この場合において、調整ベルトを支持体の搬送方向と同一の方向に回転させ、搬送速度よりもやや遅い速度とすれば、調整ベルトとタイミングプーリ３３との相対速度を小さくすることができ、高速の搬送時にも対応することができる。
なお、図１３に示す状態になると、上述したように、ブレーキ作用は解除されるので、もはやタイミングプーリ３３による回転に影響されることなく静止状態が維持される。
【００５１】
このようにして支持台２が一定の位置に停止した後は、第２ロータ８１によって容器３は第２出口スターホイル８４まで搬送され、容器３は第２出口スターホイル８４に排出される。なお、容器３を第２出口スターホイル８４に排出した後に、上述のアーム３５が作動してクラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態では３０°）だけ移動させ、図１１に示す状態に復帰される。
【００５２】
なお、支持台２の下部には、図２に示すように連動部材としての連動プーリ８が設けられており、連動プーリ８は、図１５に示すようにタイミングベルト９を介して他の支持台２’の連動プーリ（図示せず）に連結されている。従って、支持台２のトルクは他の支持台２’に伝達され、他の支持台２’は支持台２と同位相の回転を行うこととなる。このようにすれば、他の支持台２’に被搬送物の方向規制装置を取り付ける必要がなくなる。連動される支持台の数はいくつであってもよいが、本実施形態においては駆動動力等の制限から１つの支持台２’を連結している。
【００５３】
これまで本発明の一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、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいものである。
上述の実施形態においては、シャフト４が自由に回転できる状態から（図１１）、ブレーキを作動させて回転速度を落とし（図１２）、その後、静止状態（図１３）の状態に移行する場合を説明したが、ブレーキ作動状態（図１２）を経ることなく、自由に回転可能な状態（図１１）から直接静止状態（図１３）に移行させることとしてもよい。クラッチスリーブ３１の上面に形成した窪みの形状及び深さを任意に設計変更すれば、クラッチスリーブ３１に加わる下方向の力を調整することができるので、上述のような制御も可能である。
また、本実施形態では、カム機構（アーム３５）により、クラッチスリーブ３１を回転移動させることとしたが、他のあらゆる機構又は手段を用いてクラッチスリーブ３１を回転させることができる。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができ、また支持台と容器との間にスベリが発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における容器検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態における被搬送物の方向規制装置の縦断面図である。
【図３】図２に示す回転部の縦断面図である。
【図４】図４（ａ）は図２に示す固定部のスリーブシャフトの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は図２に示す回転部のストップリングの底面図、図５（ｂ）は縦断面図である。
【図６】図６（ａ）は図２に示す回転部の第１のブレーキフランジの平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。
【図７】図７（ａ）は図２に示す可動部のクラッチスリーブの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】図８（ａ）は図２に示す可動部のスプリングベースの平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。
【図９】図９（ａ）は図２に示す可動部のタイミングプーリの平面図、図９（ｂ）は縦断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は図２に示す可動部の第２のブレーキフランジの平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１１】容器の外観検査が行われるときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１２】図１１に示す状態から、クラッチスリーブをスリーブシャフトに対して相対的に１１°だけ回転させたときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１３】図１２に示す状態からクラッチスリーブをスリーブシャフトに対して相対的に１９°だけ回転させたときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１４】ストップリングの凹部に嵌合したボールＡが凹部から外れてしまったときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１５】図２に示す連動プーリの連結状態を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）および図１６（ｂ）はストップリングの平面図である。
【図１７】従来の被搬送物の方向規制装置を示す図である。
【符号の説明】
１，２，２’ 支持台
３ 容器
４ シャフト
５ Ｖベルトプーリ
６ ストップリング（位置決め部材）
６ａ 凹部
７ 第１のブレーキフランジ
８ 連動プーリ
９ タイミングベルト
１１ ハウジング
１２ スリーブシャフト
１２ａ フランジ部
１２ｂ 貫通孔
１２ｃ 凹部
１３ 上フランジ
１４ 下フランジ
１５，１６，１７ ボルト
１８ スプリング支持部
１９ ボール支持部
２０ 上側ラジアル軸受
２１ 下側ラジアル軸受
３１ クラッチスリーブ
３１ａ 貫通孔
３１ｂ スプリング収納部
３２ スプリングベース
３３ タイミングプーリ
３４ 第２のブレーキフランジ
３５ アーム
３６ 上側スラスト軸受
３７ 下側スラスト軸受
８０ 第１ロータ
８１ 第２ロータ
８２ 入口スターホイル
８３ 第１出口スターホイル
８４ 第２出口スターホイル
８５ スピンベルト
８６ 胴検査カメラ
８７ 調整ベルト
９１ 入口コンベア
９２ 入口スクリュー
９３ 出口スクリュー
９４ 出口コンベア
【発明の属する技術分野】
本発明は、搬送中の被搬送物の向きを一定の方向に規制する方向規制装置に係り、特に、角型ペットボトルなどの非円形容器を高速で搬送しながら容器の外観検査を行う容器検査装置における被搬送物の方向規制装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
搬送中の容器の外観検査を行う装置として、検査対象となる容器を自転可能な支持台に載せて円形軌道上を移動させ、検査時に該支持台を回転ベルト等に接触させることにより自転させ、この自転時に容器の外観を検査する装置が知られている。容器の外観の検査は、上記自転時に容器の外側部分をＣＣＤカメラ等の撮像装置により撮像し、これにより得られた画像を処理することによって行われる。
【０００３】
このような容器検査装置に検査対象である容器を搬入出する際には、容器の形状に合ったポケットを持つ入口スターホイル及び出口スターホイルを介して行われる。検査対象である容器は、入口スターホイルから支持台に受け渡され、上述した検査が行われた後に出口スターホイルに排出される。この出口スターホイルに容器を排出する場合には、上記ポケットを持つ出口スターホイルのポケットに容器を正確に嵌め込ませる必要がある。
【０００４】
容器の断面形状が円形である場合には、支持台の自転角度にかかわらず容器を出口スターホイルのポケットに嵌り込ませることができるが、非円形の断面形状を有する容器（例えば、楕円形や角形の容器）である場合には、容器の向きを出口スターホイルのポケットの形状と一致する方向に規制する必要が生じる。即ち、外観検査における支持台の自転により変化した容器の向きを出口スターホイルのポケットに納まるように修正する必要がある。特に、近年における角型ペットボトルの需要増大に伴い、角型ペットボトルの外観検査が必要性が増大しているが、このようなペットボトルに対しては上述した容器の方向規制を行う必要が生じている。
【０００５】
このような検査後の容器の向きを一定の方向に規制する方向規制装置として、特開平８−３２４７８３号に開示されているような装置が知られている。図１７は、このような従来の被搬送物の方向規制装置の構成を示す図である。図１７に示すように、従来の被搬送物の方向規制装置においては、支持台の自転軸１０１に偏心してローラ１０２を接続すると共に、円形軌道１０３の接線方向には直線ガイド１０４が設けられている。容器の外観検査を行った後、上記ローラ１０２が直線ガイド１０４に当接することとなるので、支持台の方向が一定方向に規制される。更に、ローラ１０５を円形ガイド１０６に当接させることによって上記規制された支持台の方向が維持され、これにより支持台上の容器を出口スターホイルのポケットに嵌め込むことができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年の生産性の向上の要請から、ペットボトルなどの容器に飲料を充填する工程においては、毎分６００〜７００本程度のいわゆる高速充填を行う能力が要求され、充填工程前の容器の検査工程においてもこれと同程度の速度で検査を行う必要がある。
【０００７】
しかしながら、上述した従来の被搬送物の方向規制装置を用いて高速検査を行った場合には、高速度による支持台等の慣性の影響から、一旦、直線ガイド１０４に当接したローラ１０２がその後外れてしまう場合がある。この場合には、再び支持台が自由に回転できる状態となり、支持台を正確に一定の方向に規制することができないこととなる。また、所定の位置（図１７におけるＸの位置）にローラ１０２が到達すると、支持台と同速度で移動するローラ１０２が静止している直線ガイド１０４に急激に当接するので、支持台と容器の間にスベリが発生し、容器が支持台上で回転してしまう場合がある。この場合には、支持台は一定の方向に規制されたとしても、結果として容器の向きが一定とならない。
このような理由から、従来の被搬送物の方向規制装置を用いる場合には、最高でも毎分３５０本程度の搬送速度しか実現できず、上述した高速化の要請に応えることができなかった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができる被搬送物の方向規制装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術における問題点を解決するために、請求項１に記載の本発明は、被搬送物を支持する支持台を回転させる回転軸に、該回転軸と一体的に回転する位置決め部材を固着し、上記回転軸に対して固定された固定部材に、上記位置決め部材側に突出可能な係止部材を収容し、上記位置決め部材に、上記固定部材から突出した係止部材に嵌合する凹部を形成し、上記係止部材を位置決め部材側に押圧して上記位置決め部材の凹部に嵌合させる押圧部材を設け、上記回転軸に、該回転軸と一体的に回転する被制動部材を固着し、上記押圧部材に、上記固定部材側に突出可能な第１の突出部材を収容し、上記固定部材に、上記押圧部材側に突出し、上記第１の突出部材に接触可能な第２の突出部材を収容し、上記第２の突出部材に、上記被制動部材に接触し該被制動部材を制動可能な制動部材を連結したことを特徴とする。このようにすれば係止部材と位置決め部材の凹部との位置を適宜変更することで、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができる。
【００１０】
また、回転軸の回転速度を弱めた後に容器の方向を規制することができるので、支持台と容器との間にスベリが発生することがない。
【００１１】
更に、請求項２に記載の本発明は、上記押圧部材は、上記固定部材に対して相対的に移動可能であると共に、上記係止部材を支持し、上記固定部材に対する該押圧部材の相対位置によって高さが異なる接触面を有することを特徴とする。これにより簡単な構造で方向規制装置を製作することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の本発明は、上記押圧部材を上記位置決め部材側に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする。これにより上記押圧部材は常に上方に付勢される。
【００１３】
更に、請求項４に記載の本発明は、上記駆動手段を回転ベルト機構により構成すると共に、該回転ベルト機構は上記支持体の搬送方向と同方向かつ支持体の搬送速度よりもやや遅い速度で回転することを特徴とする。これにより回転ベルトと調整部材との相対速度を小さくすることができるので、支持体が高速で搬送される場合にも対応することができる。
【００１４】
また、請求項５に記載の本発明は、上記被制動部材と一体的に回転する調整部材と、上記調整部材を回転させる駆動手段とを設けたことを特徴とする。これにより制動部材と被制動部材との間の制動力を高めることができ、回転軸を有効に制動することができる。
【００１５】
更に、請求項６に記載の本発明は、上記係止部材が上記押圧部材によって押圧されるときに、上記第２の突出部材は上記押圧部材の接触面の凹面に接触することを特徴とする。これにより回転軸の制動と静止とをそれぞれ有効に行うことが可能となる。
【００１６】
また、請求項７に記載の本発明は、上記移動部材と固定部材との相対位置を変化させる作動手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
更に、請求項８に記載の本発明は、上記作動手段をカム機構により構成したことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の本発明は、上記支持台に並設された他の１以上の支持台の回転軸を連動して回転させる連動部材を上記回転軸に設けたことを特徴とする。これにより１つの方向規制装置により複数の支持台上の容器の方向を規制することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては、非円形の断面形状を有する容器として角型容器を用いる場合について説明するが、これに限られず非円形の断面形状を有するあらゆる容器に本発明を適用することができる。
【００２０】
図１は本実施形態に係る容器検査装置の全体構成図である。図１に示すように、本実施形態の容器検査装置には２つのロータ８０，８１が設けられており、これらの円形軌道に隣接して３つのスターホイル８２，８３，８４が配設されている。これらのロータ８０，８１には、その円形軌道上に複数の支持台１，２がそれぞれ設置されており、ロータ８０，８１の回転によって支持台上の容器が該円形軌道上を搬送される。
【００２１】
一定方向に揃えられ、入口コンベア９１によって搬送されてきた角型容器３は、入口スターホイル８２に接続された入口スクリュー９２によって等ピッチに分離され、入口スターホイル８２に順次導入される。入口スターホイル内では、入口スターホイル８２の上下に設置された口天面検査カメラ及び底検査カメラ（図示せず）によって容器の口及び底の検査が行われ、その後、第１ロータ８０の支持台１の上に受け渡される。該支持台上に載せられた容器３は、第１ロータ８０の回転によってその円形軌道上を搬送され、第１出口スターホイル８３に導入される。
【００２２】
そして、容器３は第１出口スターホイル８３から第２ロータ８１の支持台２の上に受け渡され、第２ロータ８１の回転によってその円形軌道上を搬送される。この搬送途中において、常時駆動しているスピンベルト８５を、後述する支持台２のシャフト４の下部に取り付けられたＶベルトプーリ５に係合させることで、支持台２及びこの支持台２に載せられた容器３を回転させる。この容器３の回転中に胴検査カメラ８６によって容器３の外観を撮像し、容器３の胴部の全面外周検査が行われる。
【００２３】
ここで、第２ロータ８１の支持台２には本発明に係る方向規制装置が取り付けられている。上記胴検査カメラ８６による外観検査後、この方向規制装置によって支持台２が第１出口スターホイル８３から導入されたときと同じ方向に修正される。これにより、容器３を第２出口スターホイル８４のポケットに正確に嵌め込ませ、この第２出口スターホイル８４に導入することができる。以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、本発明に係る被搬送物の方向規制装置によって方向が修正され、第２出口スターホイル８４に導入された容器３は、該第２出口スターホイル８４に接続された出口スクリュー９３によって等ピッチに分離された後、出口コンベア９４によって次工程に送られる。
【００２４】
図２は、本実施形態に係る被搬送物の方向規制装置の縦断面図である。方向規制装置は、第２ロータ８１に対して固定される固定部と、容器３を回転可能に支持する回転部（図３）と、後述する可動部とから基本的に構成される。
【００２５】
固定部は、ハウジング１１，スリーブシャフト１２，上フランジ１３，下フランジ１４から構成される。図２に示すように、ハウジング１１はボルト１５によって第２ロータ８１に固定され、スリーブシャフト１２はボルト１６によってハウジング１１に固定される。また、下フランジ１４はスリーブシャフト１２の下端にボルト１７によって固定されており、この上方に上フランジ１３が配置される。これら上フランジ１３及び下フランジ１４によってスプリング支持部１８とボール支持部１９とが形成され、このスプリング支持部１８にはスプリングＳ１が設置される。このスプリングＳ１によって上フランジ１３は常に上方に付勢されることとなる。なお、ボール支持部１９にはボールＧが収容される。また、ハウジング１１及び下フランジ１４のそれぞれの内周側には、後述するシャフト４の径方向荷重を支持する上側ラジアル軸受２０及び下側ラジアル軸受２１が設けられている。
このように固定部のハウジング１１，スリーブシャフト１２，下フランジ１４は一体となって第２ロータ８１に固定されている。
【００２６】
図４（ａ）は固定部のスリーブシャフト１２の平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。図４（ｂ）に示すように、スリーブシャフト１２の上部１２ａはフランジ状に形成されている。このフランジ状のフランジ部１２ａには、フランジ部１２ａを上下に貫通する貫通孔１２ｂが形成されており、この貫通孔１２ｂは、図４（ａ）に示すようにフランジ部１２ａの円周を四等分する位置、即ち９０°毎の位置にそれぞれ配置されている。この貫通孔１２ｂには、図２に示すように、係止部材としてのボールＡ及びボールＢが格納され、このボールＡ及びボールＢは貫通孔１２ｂの内部を上下に移動可能とされる。また、フランジ部１２ａの下面にはボールＣ（第１の突出部材）を収容する凹部１２ｃがフランジ部１２ａの円周を四等分する位置に形成されており、この凹部１２ｃと貫通孔１２ｂとは互いに４５度の角度をなすように配置されている。
【００２７】
回転部の縦断面を図３に示す。図３に示すように、回転部は、容器３を載せる支持台２とこの支持台２に接続されるシャフト４（回転軸）とを備えている。シャフト４は、上述した上側ラジアル軸受２０及び下側ラジアル軸受２１によって支承され、回転可能とされる。図２及び図３に示すように、回転部のシャフト４の下端にはＶベルトプーリ５が取付けられており、上述したスピンベルト８５がＶベルトプーリ５に係合することにより回転トルクがシャフト４に伝達され、支持台２が回転する。
【００２８】
また、図２及び図３に示すように、回転部のシャフト４には位置決め部材としてのストップリング６が固着されており、この円盤状のストップリング６は上記シャフト４と一体的に回転する。図５（ａ）にストップリング６の底面図、図５（ｂ）に縦断面図をそれぞれ示す。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、ストップリング６の底面には１個以上（本実施形態においては、円周を四等分する位置に４個）の凹部６ａが形成されており、この凹部６ａには、上記固定部のスリーブシャフト１２に収容されたボールＡを嵌合させることができる。このストップリング６の凹部６ａの機能については後述する。
【００２９】
更に、図３に示すように、上記シャフト４に取り付けられたＶベルトプーリ５の上方には、被制動部材としての第１のブレーキフランジ７が設けられている。図６（ａ）は第１のブレーキフランジ７の平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。この第１のブレーキフランジ７もシャフト４に固着され、該シャフト４と一体的に回転する。この第１のブレーキフランジ７は、シャフト４の回転に対するブレーキとしての機能があるが、この詳細については後述する。
【００３０】
可動部は、押圧部材としてのクラッチスリーブ３１、スプリングベース３２、調整部材としてのタイミングプーリ３３、制動部材としての第２のブレーキフランジ３４とから構成され、これらの部材は、固定部のスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａと回転部の第１のブレーキフランジ７との間に、上からクラッチスリーブ３１、スプリングベース３２、タイミングプーリ３３、第２のブレーキフランジ３４の順番で配置されている。
【００３１】
図７（ａ）は可動部のクラッチスリーブ３１の平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図８（ａ）は可動部のスプリングベース３２の平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。クラッチスリーブ３１には、図７（ａ）に示すように、円周を四等分する位置に上下を貫通する貫通孔３１ａが形成され、更に、この貫通孔３１ａと４５度の角度をなす位置には、下方に開口するスプリング収納部３１ｂが形成されている。図２に示すように、この貫通孔３１ａには第２の突出部材としてのボールＤ，Ｅ，Ｆが収納されている。これらのボールＤ，Ｅ，Ｆは貫通孔３１ａの内部を上下に移動可能とされる。ボールＦの下部は、図８に示す円輪形状のスプリングベース３２に支持されており、スプリング収納部３１ｂには、スプリングベース３２上に配置されたスプリングＳ２が収納される。従って、この付勢部材としてのスプリングＳ２の押圧力によって、クラッチスリーブ３１は常に上方に付勢される。
【００３２】
クラッチスリーブ３１は上述したスリーブシャフト１２とは独立して回転可能かつ上下に移動可能とされている。クラッチスリーブ３１には、支持台２が所定の位置に到達したときに作動するカム機構により構成されるアーム３５が取付けられており、第２ロータ８１の回転に伴い支持台２が所定の位置に到達するとアーム３５が作動し、クラッチスリーブ３１が所定の角度だけスリーブシャフト１２に対して相対的に回転される。
また、クラッチスリーブ３１の上面には、後述する図１１に示すように、ボールＢ及びＣを支持する凹凸面（窪み）が形成されており、この窪みの深さは円周方向の位置によって異なっている。
【００３３】
図９（ａ）は可動部のタイミングプーリ３３の平面図、図９（ｂ）は縦断面図である。タイミングプーリ３３は、図２に示すように、上側スラスト軸受３６を介してスプリングベース３２の下方に配置される。このタイミングプーリ３３は、その内側下方に配置された下側スラストベアリング３７によって支持される。このタイミングプーリ３３は、スリーブシャフト１２とは独立して回転可能であり、後述する調整ベルト８７が外周部に設けられたプーリに係合することにより回転する。なお、タイミングプーリ３３は、上述したスプリング支持部１８内のスプリングＳ１によって常に下方から押圧されている。
【００３４】
図１０（ａ）は可動部の第２のブレーキフランジ３４の平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。第２のブレーキフランジ３４はタイミングプーリ３３の下面に固着され、後述するように、タイミングプーリ３３が下方向に移動した際に、第２のブレーキフランジ３４が上述した回転部の第１のブレーキフランジ７と接触して、ブレーキ作用により回転部の回転を制動する。
【００３５】
以下、本発明に係る被搬送物の方向規制装置の動作について詳細に説明する。第２ロータ８１内で角型容器３の外観検査が行われるときの、回転部のストップリング６，固定部のスリーブシャフト１２，可動部のクラッチスリーブ３１それぞれの上下方向の相対的な位置関係を図１１に示す。図１１及び後述する図１２，図１３，図１４は、図２のＹ−Ｙ線で示される上記各部材の円周断面のうち、中心周り９０度の範囲を展開して示したものである。図１１からわかるように、この状態では、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに係合しておらず、また、後述するようなブレーキ作用も働いていないため、回転部のシャフト４及び支持台２は自由に回転できる状態にある。
【００３６】
以下に、上記状態を図１１を参照してより詳細に説明する。
クラッチスリーブ３１は、上述したように、下方からスプリングベース３２上のスプリングＳ２によって上方に押圧されており、これにより、クラッチスリーブ３１はＰ１点においてボールＣに接触する。
一方、この状態において、ボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面の窪み（Ｐ２点）と接触しており、ボールＢの上にあるボールＡはスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出しない。即ち、この状態では、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに嵌合することはなく、このストップリング６及びシャフト４と支持台２は自由に回転できる状態にある。
なお、上記状態において、ボールＤは、図１１に示すようにクラッチスリーブ３１の上面から少し突出するが、この突出した部分の高さは、ボールＣがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出する高さよりも小さいため、ボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面と接触することはない。
【００３７】
このように、図１１に示す状態においては、シャフト４及び支持台２は自由に回転できる状態にあり、シャフト４の下端のＶベルトプーリー５が図１に示すスピンベルト８５に接触することで、シャフト４及び支持台２を回転させることができ、これにより容器３の外観検査が可能となる。
【００３８】
上記容器３の外観検査が終了した後、第２ロータ８１の回転に伴って上述のアーム３５が作動し、クラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態においては１１°）だけ回転させる。なお、この場合において、カム機構を構成するアーム３５も第２ロータ８１とともに回転移動しているので、クラッチスリーブ３１を回転するときにアーム３５とスリーブシャフト１２との間に大きな力が作用することはなく、極めてスムーズにスリーブシャフト１２を回転させることができる。
【００３９】
このときの各部材の上下方向の相対的な位置関係を図１２に示す。この図１２は、図１１に示すクラッチスリーブ３１を１１°に相当する分だけ右側に移動させた図に対応する。
図１２に示す状態においては、クラッチスリーブ３１の上面から突出したボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出したボールＣと接触することとなる（Ｐ３点）。この結果、ボールＤ，Ｅ，Ｆ及びスプリングベース３２が下方に押し下げされる。クラッチスリーブ３１は、スプリングベース３２上のスプリングＳ２によって上方に付勢されており、ボールＣはこのスプリングＳ２による押圧力に抗してボールＤ，Ｅ，Ｆを押し下げていることとなる。
【００４０】
スプリングベース３２は、上側スラスト軸受３６、タイミングプーリ３３を介して第２のブレーキフランジ３４に連結されているので、スプリングベース３２が下方に押し下げられると、この移動量と同じだけ第２のブレーキフランジ３４が下方に移動することとなる。
ここで、図１１における制動部材は、シャフト４に固着された第１のブレーキフランジ７との間隔が上記スプリングベース３２の移動量よりも小さくなるように配置されており、上述のようにスプリングベース３２の移動に伴い第２のブレーキフランジ３４が下方に移動すると、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７に接触することとなる。即ち、容器３及び支持台２と共に回転している第１のブレーキフランジ７に、円周方向に静止している第２のブレーキフランジ３４が接触することで、第１のブレーキフランジ７及び支持台２の回転が制動され、ブレーキ作用が生じる。
一方、図１２に示す状態では、図１１に示す状態と同様に、ボールＢはクラッチスリーブ３１の上面の窪み（Ｐ４点）と接触しているので、ボールＡが回転部のストップリング６の凹部６ａに嵌合することはなく、ブレーキだけが有効に作用する。
【００４１】
なお、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４は、下側スラスト軸受３７によって支持されており、円周方向に回転することができるが、回転している第１のブレーキフランジ７に第２のブレーキフランジ３４（タイミングプーリ３３）を接触させた場合に、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４の慣性力だけによって第１のブレーキフランジ７の回転を止めることも可能である。このように、タイミングプーリ３３及び第２のブレーキフランジ３４の慣性力だけでは、第１のブレーキフランジ７の回転を止めることができない場合も考えられるが、かかる場合には、図１２に示す状態になると、一定の力で駆動する駆動手段としてのベルト（図示せず）をタイミングプーリ３３に係合させ、このベルトの力によって第２のブレーキフランジ３４の制動力を高めればよい。本実施形態では、このようなベルトを設けていない。
【００４２】
上述のようにして、第１のブレーキフランジ７及び支持台２の回転が制動された後、支持台２が所定の位置に搬送されると、再度アーム３５が作動してクラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態においては１９°）だけ回転させる。図１３は、このときの各部材の上下方向の相対的な位置関係を示す。この図１３は、図１２に示すクラッチスリーブ３１を１９°に相当する分だけ右側に移動させた図に対応する。
【００４３】
図１２に示す状態から図１３に示す状態に遷移するに従って、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出したボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面に形成された傾斜面と接触し、この傾斜面に沿って徐々に上方に押し上げられる（Ｐ５点）。これに伴い、ボールＢの上にあるボールＡがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出することとなる。
この状態では、上述したブレーキ作用によりシャフト及びストップリングの回転は弱められているが、これらの回転はまだ続いている。このとき、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの上面から突出したボールＡが、回転しているストップリング６の凹部６ａに嵌合し、ストップリング６と固定部及び可動部が一体となり、シャフト４がこの位置で静止する。
一方、スリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出しているボールＣはクラッチスリーブ３１の上面とＰ６点において接触し、クラッチスリーブ３１を下方に押圧する。なお、この状態においてもクラッチスリーブ３１はスプリングＳ２によって上方に付勢されている。
【００４４】
ここで、上述したように、ストップリング６の凹部６ａ及びボールＡを収容するスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂは、円周を四等分する位置に設けられている。これは、本実施形態では四角形の容器を対象としており、９０°毎に容器の向きが規制されればよく、３６０°／９０°、即ち、４箇所に上記凹部６ａ及び貫通孔１２ｂを設ければよいためである。このように、凹部６ａ及び貫通孔１２ｂが円周を四等分する位置に設けられているので、静止した容器の方向は４方向のいずれかになる。これにより四角形状の容器３を同じ方向に静止することが可能となり、容器の向きを第２出口スターホイル８４のポケットに適合させることができる。なお、本実施形態では、上述したように四角形状の容器を対象としているため円周を四等分する位置にストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを設けたが、これに限られず、例えば、特定した１の方向にのみ規制する場合は、ストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを一箇所ずつ設ければよい。
【００４５】
上述したように、９０°ごとに方向規制する場合は、本実施形態のように９０°ごとにストップリング６の凹部６ａ及びスリーブシャフト１２の貫通孔１２ｂを中心軸対称位置に４ヶ所設ければよい。したがって、理論上は、１８０°ごとの方向規制をするためには、中心軸対称の位置にストップリング６の凹部及びスリーブシャフト１２の貫通孔を２ヶ所設ければよい。
しかし、確実に方向規制をするためには、ボールとストップリング６の摩擦力がある程度強いことが好ましく、２個のボールで規制すると、回転の慣性によってボールがストップリング６の凹部に嵌まらず、後述する図１４に記載された状態になる可能性がある。
【００４６】
そこで、ボールの数を増やすために、以下の構造を採用することが好ましい。
（１）径の寸法を変える方法
図１６（ａ）に示すように、中心軸に対称な位置にある２つのストップリング６の凹部６ａを、直径を変えて２組設ける。即ち、直径ｄ１の位置に２個、直径ｄ２の位置に２個設ける。このように構成することにより、ボールをストップリング方向に押し上げた場合でも、直径の異なる一方の凹部には直径の異なる他方のボールは嵌まらず、結果として１８０°ごとに４個のボールが確実に嵌まり、該角度で方向規制することが出来る。
（２）角度を変える方法
また、図１６（ｂ）に示すように、中心軸に対称な位置にある２つのストップリング６の凹部６ａを、同じ直径で組み合わせたものを２組設ける。但し、それぞれの配置を４等分とならない位置とする。このように配置することにより、両組のボールが４個全てが嵌まる位置になるように規制されるため、結果として１８０°ごとに方向を規制することができる。
【００４７】
ここで、図１３に示す状態においても、ボールＤは、クラッチスリーブ３１の上面から少し突出するが、この突出した部分の高さは、ボールＣがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面から突出する高さよりも小さいため、ボールＤがスリーブシャフト１２のフランジ部１２ａの下面と接触することはない。
また、このときのボールＣは、ボールＤと接触しておらず、クラッチスリーブ３１の上面（Ｐ６点）と接触しているため、クラッチスリーブ３１は、スプリングＳ２の付勢力によって図１２に示す位置よりも上方に移動している。従って、上述した第２のブレーキフランジ３４と第１のブレーキフランジ７との接触が解消され、ブレーキ作用が解除される。
【００４８】
このようにして、支持台２は所定の方向に規制されて静止することとなるが、場合によっては、例えば、容器３及び支持台２の慣性力によって、一旦、図１３に示す状態になった後、ストップリング６の凹部６ａに嵌合したボールＡがこの凹部６ａから外れてしまうことが稀に生じる。このようにボールＡがストップリング６の凹部６ａから外れた状態における各部材の上下方向の相対的な位置関係を図１４に示す。この状態においては、スリーブシャフト１２とクラッチスリーブ３１との相対的な位置関係は、図１３に示す正常に静止した場合と同様であるが、ストップリング６が右側にずれており、その凹部６ａがボールＡと嵌合していない。
【００４９】
この場合において、ボールＡは、ストップリング６の凹部６ａに嵌合せず、ストップリング６の下面（Ｐ７点）と接触しているため、ボールＡの下にあるボールＢは、クラッチスリーブ３１の上面頂部（Ｐ８点）と接触することとなる。従って、ボールＢがクラッチスリーブ３１を下方に押し下げることになり、上述したように、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７と接触することとなる。
【００５０】
ここで、図１に示すように、第２ロータ８１の搬送経路の終点付近には、調整ベルト８７が設置されており、この調整ベルト８７がタイミングプーリ３３に接触するようになっている。従って、図１４に示す状態でシャフトが静止した場合には、静止したタイミングプーリ３３に調整ベルト８７が係合し、タイミングプーリ３３は調整ベルト８７からトルクを受け回転することとなる。
上述したように、この状態においては、第２のブレーキフランジ３４が第１のブレーキフランジ７と接触しており、可動部と回転部は一体となっているので、上記タイミングプーリ３３の回転によって、シャフト４も回転されることとなる。これに伴いストップリング６も回転し、その結果、ストップリング６の凹部６ａがボールＡの上までくるとボールＡがこの凹部６ａに嵌合し、図１３に示す正常に静止した状態に至る。この場合において、調整ベルトを支持体の搬送方向と同一の方向に回転させ、搬送速度よりもやや遅い速度とすれば、調整ベルトとタイミングプーリ３３との相対速度を小さくすることができ、高速の搬送時にも対応することができる。
なお、図１３に示す状態になると、上述したように、ブレーキ作用は解除されるので、もはやタイミングプーリ３３による回転に影響されることなく静止状態が維持される。
【００５１】
このようにして支持台２が一定の位置に停止した後は、第２ロータ８１によって容器３は第２出口スターホイル８４まで搬送され、容器３は第２出口スターホイル８４に排出される。なお、容器３を第２出口スターホイル８４に排出した後に、上述のアーム３５が作動してクラッチスリーブ３１をスリーブシャフト１２に対して相対的に所定の角度（本実施形態では３０°）だけ移動させ、図１１に示す状態に復帰される。
【００５２】
なお、支持台２の下部には、図２に示すように連動部材としての連動プーリ８が設けられており、連動プーリ８は、図１５に示すようにタイミングベルト９を介して他の支持台２’の連動プーリ（図示せず）に連結されている。従って、支持台２のトルクは他の支持台２’に伝達され、他の支持台２’は支持台２と同位相の回転を行うこととなる。このようにすれば、他の支持台２’に被搬送物の方向規制装置を取り付ける必要がなくなる。連動される支持台の数はいくつであってもよいが、本実施形態においては駆動動力等の制限から１つの支持台２’を連結している。
【００５３】
これまで本発明の一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、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいものである。
上述の実施形態においては、シャフト４が自由に回転できる状態から（図１１）、ブレーキを作動させて回転速度を落とし（図１２）、その後、静止状態（図１３）の状態に移行する場合を説明したが、ブレーキ作動状態（図１２）を経ることなく、自由に回転可能な状態（図１１）から直接静止状態（図１３）に移行させることとしてもよい。クラッチスリーブ３１の上面に形成した窪みの形状及び深さを任意に設計変更すれば、クラッチスリーブ３１に加わる下方向の力を調整することができるので、上述のような制御も可能である。
また、本実施形態では、カム機構（アーム３５）により、クラッチスリーブ３１を回転移動させることとしたが、他のあらゆる機構又は手段を用いてクラッチスリーブ３１を回転させることができる。
【００５４】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、容器を高速度で検査する場合においても正確に一定の方向に容器の向きを規制（修正）することができ、また支持台と容器との間にスベリが発生することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における容器検査装置の全体構成を示す平面図である。
【図２】本発明の一実施形態における被搬送物の方向規制装置の縦断面図である。
【図３】図２に示す回転部の縦断面図である。
【図４】図４（ａ）は図２に示す固定部のスリーブシャフトの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】図５（ａ）は図２に示す回転部のストップリングの底面図、図５（ｂ）は縦断面図である。
【図６】図６（ａ）は図２に示す回転部の第１のブレーキフランジの平面図、図６（ｂ）は縦断面図である。
【図７】図７（ａ）は図２に示す可動部のクラッチスリーブの平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図８】図８（ａ）は図２に示す可動部のスプリングベースの平面図、図８（ｂ）は縦断面図である。
【図９】図９（ａ）は図２に示す可動部のタイミングプーリの平面図、図９（ｂ）は縦断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は図２に示す可動部の第２のブレーキフランジの平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１１】容器の外観検査が行われるときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１２】図１１に示す状態から、クラッチスリーブをスリーブシャフトに対して相対的に１１°だけ回転させたときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１３】図１２に示す状態からクラッチスリーブをスリーブシャフトに対して相対的に１９°だけ回転させたときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１４】ストップリングの凹部に嵌合したボールＡが凹部から外れてしまったときの、回転部のストップリング，固定部のスリーブシャフト，可動部のクラッチスリーブそれぞれの上下方向の相対的な位置関係を示す図である。
【図１５】図２に示す連動プーリの連結状態を示す図である。
【図１６】図１６（ａ）および図１６（ｂ）はストップリングの平面図である。
【図１７】従来の被搬送物の方向規制装置を示す図である。
【符号の説明】
１，２，２’ 支持台
３ 容器
４ シャフト
５ Ｖベルトプーリ
６ ストップリング（位置決め部材）
６ａ 凹部
７ 第１のブレーキフランジ
８ 連動プーリ
９ タイミングベルト
１１ ハウジング
１２ スリーブシャフト
１２ａ フランジ部
１２ｂ 貫通孔
１２ｃ 凹部
１３ 上フランジ
１４ 下フランジ
１５，１６，１７ ボルト
１８ スプリング支持部
１９ ボール支持部
２０ 上側ラジアル軸受
２１ 下側ラジアル軸受
３１ クラッチスリーブ
３１ａ 貫通孔
３１ｂ スプリング収納部
３２ スプリングベース
３３ タイミングプーリ
３４ 第２のブレーキフランジ
３５ アーム
３６ 上側スラスト軸受
３７ 下側スラスト軸受
８０ 第１ロータ
８１ 第２ロータ
８２ 入口スターホイル
８３ 第１出口スターホイル
８４ 第２出口スターホイル
８５ スピンベルト
８６ 胴検査カメラ
８７ 調整ベルト
９１ 入口コンベア
９２ 入口スクリュー
９３ 出口スクリュー
９４ 出口コンベア
Claims (9)
- 被搬送物を支持する支持台を回転させる回転軸に、該回転軸と一体的に回転する位置決め部材を固着し、
上記回転軸に対して固定された固定部材に、上記位置決め部材側に突出可能な係止部材を収容し、
上記位置決め部材に、上記固定部材から突出した係止部材に嵌合する凹部を形成し、
上記係止部材を位置決め部材側に押圧して上記位置決め部材の凹部に嵌合させる押圧部材を設け、
上記回転軸に、該回転軸と一体的に回転する被制動部材を固着し、
上記押圧部材に、上記固定部材側に突出可能な第１の突出部材を収容し、
上記固定部材に、上記押圧部材側に突出し、上記第１の突出部材に接触可能な第２の突出部材を収容し、
上記第２の突出部材に、上記被制動部材に接触し該被制動部材を制動可能な制動部材を連結したことを特徴とする被搬送物の方向規制装置。 - 上記押圧部材は、上記固定部材に対して相対的に移動可能であると共に、上記係止部材を支持し、上記固定部材に対する該押圧部材の相対位置によって高さが異なる接触面を有することを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の方向規制装置。
- 上記押圧部材を上記位置決め部材側に付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の方向規制装置。
- 上記被制動部材と一体的に回転可能な調整部材と、
上記調整部材を回転させる駆動手段とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の方向規制装置。 - 上記駆動手段を回転ベルト機構により構成すると共に、該回転ベルト機構は上記支持台の搬送方向と同方向かつ支持台の搬送速度よりもやや遅い速度で回転することを特徴とする請求項４に記載の被搬送物の方向規制装置。
- 上記押圧部材は、上記固定部材に対して相対的に移動可能であると共に、上記係止部材を支持し、上記固定部材に対する該押圧部材の相対位置によって高さが異なる接触面を有し、
上記係止部材が上記押圧部材によって押圧されるときに、上記第２の突出部材は上記押圧部材の接触面の凹面に接触することを特徴とする請求項１に記載の被搬送物の方向規制装置。 - 上記押圧部材と固定部材との相対位置を変化させる作動手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の被搬送物の方向規制装置。
- 上記作動手段はカム機構により構成されることを特徴とする請求項７に記載の被搬送物の方向規制装置。
- 上記支持台に並設された他の１以上の支持台の回転軸を連動して回転させる連動部材を上記回転軸に設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の被搬送物の方向規制装置。
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