JP3795840B2 - 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、容器の搬送及び停止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。充填装置の運転時は、該充填装置に対してコンベアにより缶が連続的に供給される。一方、充填作業を停止する時は、コンベアの搬送経路上を搬送されている缶をストッパにより停止させる。
【０００３】
図１は、従来の充填装置及び缶停止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（缶停止装置）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】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の缶停止装置には種々の問題点がある。以下、これらのうち代表的な問題点を説明する。
【０００７】
まず、従来は、缶１０の位置を考慮することなくストッパ部材５ａ及び５ｂを駆動して、これらで缶１０を挟み込むことにより缶１０を停止させる。したがって、例えば図２に示すように、ストッパ部材５ａ及び５ｂを動作させるタイミングが好ましくなく先頭の缶１０ａの挟み込みが不十分であると、先頭の缶１０ａがコンベア６の動きにより下流側、すなわち、タイミングスクリュー３側に抜けることがある。
【０００８】
このような先頭の缶１０ａは、その前の缶１０ｂとの間に距離が形成された状態でタイミングスクリュー３に向かって搬送されることになる。なお、この距離は、ストッパ５ａ及び５ｂを動作させた時のそれらと缶１０ａとの位置関係、コンベア６の搬送速度、コンベア６と缶１０ａとの摩擦力等の種々のパラメータに依存するので、予測のできない値であり、また、毎回異なる値になる。
【０００９】
また、ストッパ部材５ａ及び５ｂの間から缶１０ａが抜ける際に、例えば図３に示すように、缶１０ａが斜めになると、缶１０ａが揺れた状態でタイミングスクリュー３に供給されることもある。
【００１０】
上記のように、ストッパ部材５ａ及び５ｂの間から抜けた缶１０ａは、その前の缶１０ｂとの間の距離が所定の距離（例えば、缶１０の直径の整数倍）に維持されないので、タイミングスクリュー３に対して誤ったタイミングで供給されうる。これにより、例えば図４に模式的に示すように、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１０ａの胴部に食い込み缶１０ａが変形もしくは破損する可能性がある。缶１０ａの破損によって破片が発生しそれが搬送経路に残ると、後続の缶に傷や凹みを与える原因となりうる他、タイミングスクリュー３やその下流側の機構に入り込んで動作不良を起こす原因となりうる。
【００１１】
同様に、缶１０ａが揺れた状態でタイミングスクリュー３に供給される場合においても、缶１０ａが変形もしくは破損する可能性がある。更に、缶１０ａの揺れが大きい場合には、缶１０ａが倒れる可能性もある。缶１０ａが倒れると、倒れた状態のままタイミングスクリュー３に供給されタイミングスクリュー３の動作不良を起こす可能性もある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、例えば、搬送中の缶等の容器を確実に停止させることにある。そして、本発明は、好ましくは、更に、搬送中の容器を比較的緩やかに停止させることを意図している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置に係り、該容器制御装置は、搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、前記搬送経路に沿って搬送先に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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る。前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再び前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記搬送先に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動することにより該容器を停止させる。この構成によれば、移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出部で検出し、駆動部が検出部の出力に基づいて制御部材を駆動することにより容器を停止させるので、例えば、停止させるべき容器に対して不適正なタイミングで制御部材が駆動されることがなく、容器を確実に停止させることができる。すなわち、この構成によれば、停止させた容器が誤って下流方向に搬送されることを防止することができる。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記検出部は、例えば、複数の容器が連なって前記搬送経路に沿って移動している状態における容器間の位置を検出するセンサを有することが好ましい。ここで、典型的には、各容器は、上部及び／又は下部の径が小さくなっており、これにより、連なって搬送されている容器間の上部及び／又は下部に隙間が形成される。前記センサは、この隙間が所定位置を通過するタイミングを検出することができる。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記制御部材は、その側面の少なくとも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、容器の移動の停止及び移動の再開を制御すべく前記駆動部により回転又は回動されることが好ましい。ここで、前記駆動部は、容器の移動を停止させる際に、例えば、前記検出部の出力に基づいて前記溝間の歯部が容器間に挿入されるタイミングで前記制御部材を回転又は回動させることが好ましい。
【００１６】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、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るためのストッパ部材を含んでもよい。
【００１７】
本発明の更に他の好適な実施の形態によれば、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るためのストッパ部材を含んでもよい。
【００１８】
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、容器を対象として所定の処理をする処理装置と、前記処理装置に容器を搬送する搬送経路と、前記搬送経路上で容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置とを備える。そして、前記容器処理装置は、搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、前記搬送経路に沿って搬送先に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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、前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再度前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記搬送先に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動する。
【００１９】
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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
図５及び図６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５は、充填装置に対して缶を供給している状態を示し、図６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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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５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。
【００２６】
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６は、図５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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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を含んで構成される検出部により缶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。
【００３０】
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９に示すように隣り合う缶１０の間の上部及び下部には隙間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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
更に、停止されていた缶１０の供給の再開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。
【００３４】
この実施の形態では、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５に示す状態）に回動される。このような制御は、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、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００３５】
次に、図７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７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。
【００３６】
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ればよい。
【００３７】
図８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８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８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。
【００３８】
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。
【００３９】
図１０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１０に示す制御部材は、缶１０を両側から挟み込むようにして停止させるための一対のストッパ部材４１ａ及び４１ｂで構成されている。ストッパ部材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。駆動部４２ａ及び４２ｂは、従来技術の問題点として説明した缶抜けの問題が生じないように、制御器３０により適正なタイミングで制御される。すなわち、制御器３０は、搬送の再開（開始）を駆動部４２ａ及び４２ｂに指令しない限りストッパ部材４１ａ及び４１ｂにより停止させられている缶１０が抜けて下流側に移動することがないように（停止させるべき缶１０が確実に停止されそれが維持されるように）、センサ２０（図５、図６参照）の出力に基づいて、適正なタイミングで駆動部４２ａ及び４２ｂを制御する。
【００４０】
ここで、停止させるべき缶１０を停止させその状態をより確実に維持するために、ストッパ部材４１ａ及び４１ｂには、缶１０の抜けを防止するための抜け防止部（例えば、爪状部材）４１ｃ及び４１ｄを設けることが好ましい。なお、抜け防止部は、ストッパ部材４１ａ及び４１ｂの一方のみに設けられてもよい。
【００４１】
図１０に示す実施の形態では、一対のストッパ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。
【００４２】
図１１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１１に示す制御部材は、缶１０の搬送経路を塞ぐことにより缶１０を停止させるストッパ部材５１で構成されている。ストッパ部材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。駆動部５２は、従来技術の問題点として説明した缶抜けに相当する問題が生じないように、制御器３０により適正なタイミングで制御される。すなわち、この実施の形態においても、制御器３０は、搬送の再開（開始）を駆動部５２に指令しない限りストッパ部材５１により停止させられている缶１０が下流側に移動することがないように（停止させるべき缶１０が確実に停止されそれが維持されるように）、適正なタイミングで駆動部５２を制御する。ここで、図１１に示すようなストッパ部材５１を採用した場合においては、上記の缶抜けに相当する現象は、例えば、ストッパ部材５１が缶１０の胴部に当たった状態で缶１０が停止させられている場合に起こりうる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、搬送中の容器を確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の充填装置及び缶停止装置を概略的に示す図である。
【図２】ストッパ部材からの缶抜けの様子を模式的に示す図である。
【図３】ストッパ部材からの缶抜けの様子を模式的に示す図である。
【図４】ストッパ部材から抜けた缶がタイミングスクリューに供給されたときに起こりうる問題を模式的に示す図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺の構成を示す図である。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態の制御部材及びその周辺の構成を示す図である。
【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
４１ａ、４１ｂ ストッパ部材
４１ｃ、４１ｄ 抜け防止部
４２ａ、４２ｂ 駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ）
５１ ストッパ部材
５２ 駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ）
【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、容器の搬送及び停止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。充填装置の運転時は、該充填装置に対してコンベアにより缶が連続的に供給される。一方、充填作業を停止する時は、コンベアの搬送経路上を搬送されている缶をストッパにより停止させる。
【０００３】
図１は、従来の充填装置及び缶停止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（缶停止装置）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】
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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の缶停止装置には種々の問題点がある。以下、これらのうち代表的な問題点を説明する。
【０００７】
まず、従来は、缶１０の位置を考慮することなくストッパ部材５ａ及び５ｂを駆動して、これらで缶１０を挟み込むことにより缶１０を停止させる。したがって、例えば図２に示すように、ストッパ部材５ａ及び５ｂを動作させるタイミングが好ましくなく先頭の缶１０ａの挟み込みが不十分であると、先頭の缶１０ａがコンベア６の動きにより下流側、すなわち、タイミングスクリュー３側に抜けることがある。
【０００８】
このような先頭の缶１０ａは、その前の缶１０ｂとの間に距離が形成された状態でタイミングスクリュー３に向かって搬送されることになる。なお、この距離は、ストッパ５ａ及び５ｂを動作させた時のそれらと缶１０ａとの位置関係、コンベア６の搬送速度、コンベア６と缶１０ａとの摩擦力等の種々のパラメータに依存するので、予測のできない値であり、また、毎回異なる値になる。
【０００９】
また、ストッパ部材５ａ及び５ｂの間から缶１０ａが抜ける際に、例えば図３に示すように、缶１０ａが斜めになると、缶１０ａが揺れた状態でタイミングスクリュー３に供給されることもある。
【００１０】
上記のように、ストッパ部材５ａ及び５ｂの間から抜けた缶１０ａは、その前の缶１０ｂとの間の距離が所定の距離（例えば、缶１０の直径の整数倍）に維持されないので、タイミングスクリュー３に対して誤ったタイミングで供給されうる。これにより、例えば図４に模式的に示すように、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１０ａの胴部に食い込み缶１０ａが変形もしくは破損する可能性がある。缶１０ａの破損によって破片が発生しそれが搬送経路に残ると、後続の缶に傷や凹みを与える原因となりうる他、タイミングスクリュー３やその下流側の機構に入り込んで動作不良を起こす原因となりうる。
【００１１】
同様に、缶１０ａが揺れた状態でタイミングスクリュー３に供給される場合においても、缶１０ａが変形もしくは破損する可能性がある。更に、缶１０ａの揺れが大きい場合には、缶１０ａが倒れる可能性もある。缶１０ａが倒れると、倒れた状態のままタイミングスクリュー３に供給されタイミングスクリュー３の動作不良を起こす可能性もある。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、例えば、搬送中の缶等の容器を確実に停止させることにある。そして、本発明は、好ましくは、更に、搬送中の容器を比較的緩やかに停止させることを意図している。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの側面は、容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置に係り、該容器制御装置は、搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、前記搬送経路に沿って搬送先に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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る。前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再び前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記搬送先に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動することにより該容器を停止させる。この構成によれば、移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出部で検出し、駆動部が検出部の出力に基づいて制御部材を駆動することにより容器を停止させるので、例えば、停止させるべき容器に対して不適正なタイミングで制御部材が駆動されることがなく、容器を確実に停止させることができる。すなわち、この構成によれば、停止させた容器が誤って下流方向に搬送されることを防止することができる。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記検出部は、例えば、複数の容器が連なって前記搬送経路に沿って移動している状態における容器間の位置を検出するセンサを有することが好ましい。ここで、典型的には、各容器は、上部及び／又は下部の径が小さくなっており、これにより、連なって搬送されている容器間の上部及び／又は下部に隙間が形成される。前記センサは、この隙間が所定位置を通過するタイミングを検出することができる。
【００１５】
本発明の好適な実施の形態によれば、前記制御部材は、その側面の少なくとも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、容器の移動の停止及び移動の再開を制御すべく前記駆動部により回転又は回動されることが好ましい。ここで、前記駆動部は、容器の移動を停止させる際に、例えば、前記検出部の出力に基づいて前記溝間の歯部が容器間に挿入されるタイミングで前記制御部材を回転又は回動させることが好ましい。
【００１６】
本発明の他の好適な実施の形態によれば、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るためのストッパ部材を含んでもよい。
【００１７】
本発明の更に他の好適な実施の形態によれば、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るためのストッパ部材を含んでもよい。
【００１８】
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、容器を対象として所定の処理をする処理装置と、前記処理装置に容器を搬送する搬送経路と、前記搬送経路上で容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置とを備える。そして、前記容器処理装置は、搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、前記搬送経路に沿って搬送先に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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、前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再度前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記搬送先に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動する。
【００１９】
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。
【００２０】
【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。
【００２１】
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。
【００２２】
図５及び図６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５は、充填装置に対して缶を供給している状態を示し、図６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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、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。
【００２５】
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５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。
【００２６】
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６は、図５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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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を含んで構成される検出部により缶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。
【００３０】
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９に示すように隣り合う缶１０の間の上部及び下部には隙間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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
更に、停止されていた缶１０の供給の再開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。
【００３４】
この実施の形態では、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５に示す状態）に回動される。このような制御は、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、制御系の遅れ等のパラメータを考慮してなされうる。
【００３５】
次に、図７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７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。
【００３６】
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ればよい。
【００３７】
図８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８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８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。
【００３８】
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。
【００３９】
図１０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１０に示す制御部材は、缶１０を両側から挟み込むようにして停止させるための一対のストッパ部材４１ａ及び４１ｂで構成されている。ストッパ部材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。駆動部４２ａ及び４２ｂは、従来技術の問題点として説明した缶抜けの問題が生じないように、制御器３０により適正なタイミングで制御される。すなわち、制御器３０は、搬送の再開（開始）を駆動部４２ａ及び４２ｂに指令しない限りストッパ部材４１ａ及び４１ｂにより停止させられている缶１０が抜けて下流側に移動することがないように（停止させるべき缶１０が確実に停止されそれが維持されるように）、センサ２０（図５、図６参照）の出力に基づいて、適正なタイミングで駆動部４２ａ及び４２ｂを制御する。
【００４０】
ここで、停止させるべき缶１０を停止させその状態をより確実に維持するために、ストッパ部材４１ａ及び４１ｂには、缶１０の抜けを防止するための抜け防止部（例えば、爪状部材）４１ｃ及び４１ｄを設けることが好ましい。なお、抜け防止部は、ストッパ部材４１ａ及び４１ｂの一方のみに設けられてもよい。
【００４１】
図１０に示す実施の形態では、一対のストッパ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。
【００４２】
図１１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１１に示す制御部材は、缶１０の搬送経路を塞ぐことにより缶１０を停止させるストッパ部材５１で構成されている。ストッパ部材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。駆動部５２は、従来技術の問題点として説明した缶抜けに相当する問題が生じないように、制御器３０により適正なタイミングで制御される。すなわち、この実施の形態においても、制御器３０は、搬送の再開（開始）を駆動部５２に指令しない限りストッパ部材５１により停止させられている缶１０が下流側に移動することがないように（停止させるべき缶１０が確実に停止されそれが維持されるように）、適正なタイミングで駆動部５２を制御する。ここで、図１１に示すようなストッパ部材５１を採用した場合においては、上記の缶抜けに相当する現象は、例えば、ストッパ部材５１が缶１０の胴部に当たった状態で缶１０が停止させられている場合に起こりうる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明によれば、例えば、搬送中の容器を確実に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の充填装置及び缶停止装置を概略的に示す図である。
【図２】ストッパ部材からの缶抜けの様子を模式的に示す図である。
【図３】ストッパ部材からの缶抜けの様子を模式的に示す図である。
【図４】ストッパ部材から抜けた缶がタイミングスクリューに供給されたときに起こりうる問題を模式的に示す図である。
【図５】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６】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７】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８】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９】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１０】本発明の他の実施の形態の制御部材及びその周辺の構成を示す図である。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態の制御部材及びその周辺の構成を示す図である。
【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
４１ａ、４１ｂ ストッパ部材
４１ｃ、４１ｄ 抜け防止部
４２ａ、４２ｂ 駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ）
５１ ストッパ部材
５２ 駆動部（例えば、エアシリンダ、リニアモータ）
Claims (6)
- 容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置であって、
搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、
前記搬送経路に沿って搬送先に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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、前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再び前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記搬送先に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動することにより該容器を停止させ、
前記制御部材は、その全周の一部には容器の移動を停止させるために容器と係合する螺旋状の溝を有し、その全周の他の一部には容器の移動をガイドするガイド面を有し、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、容器の移動の停止及び移動の再開を制御すべく前記駆動部により回転又は回動されることを特徴とする容器制御装置。 - 前記検出部は、複数の容器が連なって前記搬送経路に沿って移動している状態における容器間の位置を検出するセンサを有することを特徴とする請求項１に記載の容器制御装置。
- 各容器は、径が絞られた部分を有し、これにより、連なって搬送されている容器間に隙間が形成され、前記センサは、該隙間が所定位置を通過するタイミングを検出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、容器の移動を停止させる際に、前記検出部の出力に基づいて前記溝間の歯部が容器間に挿入されるタイミングで前記制御部材を回転又は回動させることを特徴とする請求項１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、
容器を対象として所定の処理をする処理装置と、
前記処理装置に容器を搬送する搬送経路と、
前記搬送経路上で容器の搬送及び停止を制御する容器制御装置とを備え、
前記容器処理装置は、
搬送経路に沿って移動中の容器が所定位置を通過するタイミングを検出する検出部と、
前記搬送経路に沿って前記容器処理装置に向かって移動している容器を停止させること及び停止させた容器の移動を再開させることを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、
前記駆動部は、前記制御部材を駆動することによって容器を停止させた後に再び前記制御部材を駆動することによって該容器の移動を再開させない限り該容器が前記容器処理装置に向かって移動することがないように、前記検出部の出力に基づいて前記制御部材を駆動することにより該容器を停止させ、
前記制御部材は、その全周の一部には容器の移動を停止させるために容器と係合する螺旋状の溝を有し、その全周の他の一部には容器の移動をガイドするガイド面を有し、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、容器の移動の停止及び移動の再開を制御すべく前記駆動部により回転又は回動され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５に記載の製造関連設備。
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