JP4822209B2 - 容器の水滴除去装置 - Google Patents

Description

本発明は容器の水滴除去装置に係り、特に容器のキャップ又は容器の口部等に付着した水滴を除去する容器の水滴除去装置に関するものである。

コンベヤにより搬送される容器を搬送中に撮像により検査を行なう容器検査装置が従来から知られている。この容器検査装置には、容器の口部に装着されたキャップの外観検査を撮像により行なう装置があり、この装置においては、キャップの検査は画像を走査して画素ごとの明るさ比較によりキャップの良、不良を判定する。この場合、キャップに水滴が付着していると、水滴が暗く映るので誤判定する。このため、検査装置の上流側においてコンベヤの搬送経路に沿って、容器の両側にエア（圧縮空気）を噴出する複数のエアノズルを容器搬送の邪魔にならないように固定して配置し、キャップの各部にエアがあたるようにノズルのエア吹き出し方向を様々な方向に設定し、搬送中の容器のキャップにエアをあてて水滴を除去している。

しかしながら、従来の水滴除去装置においては、容器各部の水滴を有効に除去するためには、多数のノズルを設置する必要があり、またノズルの個数が多いため、消費されるエア流量が多くなってしまい、エア供給装置の規模が大きくなる等の問題点があった。

そのため、本件出願人は、先に特許文献１において、コンベヤにより搬送される容器の側方に配置され容器のキャップに向けて空気を噴出するノズルと、容器を挟んで前記ノズルと反対方向に配置され容器のキャップ（又は容器の口部）に対向した吸引口を有し空気を吸引する吸引部とを備えた容器の水滴除去装置を提案している。

特開２００３−３４１６２９号公報

上述した特許文献１において提案された容器の水滴除去装置においては、容器から除去された水滴が飛散することを防止するために、容器を搬送するためのコンベヤ、複数のノズル、および複数の吸引部を覆うための筐体が設置されている。この場合、容器のキャップ（又は容器の口部）とノズルとの隙間調整を行なうには、筐体の外側から操作者が覗き込みながらノズルの位置調整を行なわなければならなかった。また容器のキャップ（又は容器の口部）と吸引部との隙間調整を行なう場合も、同様に筐体の外側から操作者が覗き込みながら吸引部の位置調整を行なわなければならなかった。この調整方法においては、筺体の開口部から確認したい容器までの距離があり、人によってばらつきが生じてしまうという問題点があった。また、当該装置と他の装置との据付間隔が狭い場合や、当該装置の稼働中は確認が非常に困難であるという問題点があった。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、筐体の外側で容器のキャップ（又は口部）とノズル（又は吸引部）との間の隙間調整を簡易かつ正確に行なうことができる容器の水滴除去装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するため、本発明の容器の水滴除去装置は、コンベヤにより搬送される容器に付着した水滴を除去する装置において、コンベヤにより搬送される容器の側方に配置され容器のキャップ又は口部に向けて空気を噴出する複数のノズルと、前記容器を挟んで前記複数のノズルの反対側に配置され容器のキャップ又は口部に対向した吸引口を有し空気を吸引する吸引ボックスとからなる水滴除去ユニットを、コンベヤの搬送方向に沿って間隔をおいて配置し、前記容器を挟んで対向して配置された前記複数のノズルと前記吸引ボックスとは、コンベヤの搬送方向に沿って隣接した水滴除去ユニットにおいて、前記容器に対して互いに逆の位置に配置され、前記隣接した水滴除去ユニットにおける前記複数のノズルと前記吸引ボックスとをコンベヤの搬送方向に沿って延びる一方の支持部材により支持し、前記隣接した水滴除去ユニットにおける前記吸引ボックスと前記複数のノズルとをコンベヤの搬送方向に沿って延びる他方の支持部材により支持し、前記水滴除去ユニットにおける前記複数のノズルおよび前記吸引ボックスを筐体により覆い、前記一方の支持部材および他方の支持部材の両端部を前記筐体の外側まで延長し、前記一方の支持部材における前記筐体の両端から突出した延長部にノズル用治具プレートと吸引ボックス用治具プレートとをそれぞれ設け、前記他方の支持部材における前記筐体の両端から突出した延長部に吸引ボックス用治具プレートとノズル用治具プレートとをそれぞれ設け、前記一方の支持部材または他方の支持部材に支持された前記複数のノズルと前記ノズル用治具プレートとが、それぞれ対向する容器のキャップ又は口部に対して同一距離になるように前記ノズル用治具プレートの位置が設定されており、前記ノズル用治具プレートと該ノズル用治具プレートに対向する容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことにより前記複数のノズルと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができるようにし、前記一方の支持部材または他方の支持部材に支持された前記吸引ボックスと前記吸引ボックス用治具プレートとが、それぞれ対向する容器のキャップ又は口部に対して同一距離になるように前記吸引ボックス用治具プレートの位置が設定されており、前記吸引ボックス用治具プレートと該吸引ボックス用治具プレートに対向する容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことにより前記吸引ボックスと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができるようにしたことを特徴とするものである。

本発明の１態様によれば、前記一方の支持部材の延長部に設けられた前記ノズル用治具プレートと前記他方の支持部材の延長部に設けられた前記吸引ボックス用治具プレートとは、容器を挟んで対向した位置にあることを特徴とする。

本発明によれば、以下に列挙する効果を奏する。
（１）筐体の外側に設けられた治具プレートを用い、治具プレートと容器のキャップ又は容器の口部との間の隙間調整を行なうことにより、筐体の内側にあるノズルと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができる。従って、容器のキャップ又は口部とノズルとの間の隙間調整を正確に行なうことができる。
（２）筐体の外側から操作者が覗き込むなどの動作を行なうことなく、容器のキャップ又は口部とノズルとの間の隙間調整を操作者の目の前で行なうことができる。従って、隙間調整に人によってばらつきが生じてしまう等の問題もなく、更に当該水滴除去装置と他の装置の据え付け間隔が狭い場合や、当該装置の稼働中においても容易に容器のキャップ又は口部とノズルとの間の隙間の確認ができる。
（３）筐体の外側に設けられた治具プレートを用い、治具プレートと容器のキャップ又は容器の口部との間の隙間調整を行なうことにより、筐体の内側にある吸引ボックスと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができる。従って、容器のキャップ又は口部と吸引ボックスとの間の隙間調整を正確に行なうことができる。

以下、本発明に係る容器の水滴除去装置の実施形態を図１乃至図７を参照して説明する。図１は容器の水滴除去装置の全体構成を示す平面図であり、図２は容器の水滴除去装置の要部を示す立面図であり、図３は図２のIII−III線断面図である。本発明の容器の水滴除去装置は、撮像により容器の検査を行なう容器検査装置の上流側に設置されている。なお、本発明の容器の水滴除去装置は、容器検査装置とともに用いないで、単独で用いることもできる。本実施形態においては、容器の一種としてＰＥＴボトルを一例として説明する。図２に示すように、ＰＥＴボトルからなる容器１の口部にはプラスチック製のキャップ２が装着されている。容器１の口部には、半径方向に突出した鍔状のリング部３が形成されている。図１に示すように、容器１はコンベヤ４によって所定速度で矢印Ａ方向に搬送される。図２に示すように、容器１の搬送経路に沿って搬送経路の両側にガイドレール１３が設置されている。

容器の水滴除去装置は、図１に示すように、コンベヤ４の搬送方向に沿って設けられた２セットのブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２を備えている。各ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１（又はＵ２）はエアを容器に向かってブロー（吹き付け）するノズルユニット５と、ノズルユニット５からブロー（吹き付け）されたエアを吸い込むための吸引ボックス７とを備えている。ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２、およびコンベヤ４の所定範囲は筐体４０により覆われており、容器１から除去された水滴が飛散しないようになっている。

ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１におけるノズルユニット５，吸引ボックス７と、ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ２におけるノズルユニット５，吸引ボックス７とは、互いに反対位置に設置されている。そして、各ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１（Ｕ２）におけるノズルユニット５および吸引ボックス７は、それぞれ支持バー１０により支持されている。ノズルユニット５は、コンベヤ４により搬送される容器１のキャップ２（又は口部）にエアを吹き付ける３個の圧空ノズル６を有している。また図２および図３に示すように、吸引ボックス７は、圧空ノズル６から容器１に吹き付けられたエアを吸い込むための吸込口８を有している。従って、ノズルユニット５の圧空ノズル６と吸引ボックス７の吸込口８とはコンベヤ４の搬送経路を挟んで対向して配置されている。圧空ノズル６は図示されない圧縮空気源に接続されており、吸込口８は図示されないブロア等の吸引装置に接続されている。

また、図３に示すように、吸引ボックス７のやや上方には、吸込口８側からエアを容器１のキャップ２（又は口部）に吹き付ける細長状ノズル９が設置されている。細長状ノズル９は図示されない圧縮空気源に接続されている。

上述の構成において、キャップ２（又は口部、例えばリング部３）にもともと付着した水滴に加えて、キャップ２（又は口部）から除去された水滴がキャップ２に付着する場合があるが、圧空ノズル６からエア（圧縮空気）をキャップ２の一側面に吹き付けることにより水滴を圧空ノズル６の反対側の吸込口８側に集める。そして、吸込口８側に集められた水滴に向かって、細長状ノズル９からエアを吹き付け、吸込口８側に集められた水滴に反対方向の力を作用させて水滴を揺り動かしキャップ２から剥離しやすくした状態で吸込口８により水滴を吸い込む。

上述の動作を上流側と下流側にある２セットの容器のブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２により繰り返し行なう。この場合、２セットのブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２は、容器１の搬送経路を挟んで両側からエアの吹き付けと吸い込みを行ない、かつこれら２セットのブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２におけるエアの吹き付けと吸い込みの方向が互いに反対になっている。したがって、２セットの水滴除去ユニットにより、容器１のキャップ２（又は口部）に付着した水滴は確実に除去される。

次に、ノズルユニット５の圧空ノズル６の先端と容器１のキャップ２（又は容器１の口部、例えばリング部３）との隙間調整および吸引ボックス７の先端と容器１のキャップ２（又は容器１の口部、例えばリング部３）との隙間調整を行なう調整機構について説明する。

図１に示すように、ノズルユニット５および吸引ボックス７を支持する支持バー１０は、容器１の搬送方向に沿って伸びている。以下の説明においては、図１に示す容器１の搬送方向に向かって右側の支持バーを１０Ｒ、左側の支持バーを１０Ｌで示す。支持バー１０Ｒ，１０Ｌは圧空ノズル６および吸引ボックス７を支持する支持部材を構成している。すなわち、ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１における吸引ボックス７とブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ２におけるノズルユニット５は支持バー１０Ｒに固定されており、ブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１におけるノズルユニット５とブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ２における吸引ボックス７は支持バー１０Ｌに固定されている。２本の支持バー１０Ｒ，１０Ｌは筐体４０の外側まで延長して伸びている。すなわち、図１に示すように、支持バー１０Ｒ，１０Ｌの両端部は筐体４０の端部４０ｅから外側に突出して伸びている。そして、支持バー１０Ｒ，１０Ｌの両端部は、それぞれ棒状のサポート１４に支持されている。

前記支持バー１０Ｒの一端には吸引ボックス用治具プレート１１が固定され、他端には圧空ノズル用治具プレート１２が固定されている。また、支持バー１０Ｌの一端には圧空ノズル用治具プレート１２が固定され、他端には吸引ボックス用治具プレート１１が固定されている。これら治具プレート１１，１２は、筐体４０の外部において、容器１のキャップ２（又は容器１の口部、例えばリング部３）と、圧空ノズル６および吸引ボックス７との隙間調整を行なうことを可能とするものである。

図４は治具プレート１１，１２と容器１との関係を示す側面図であり、図５は上述の隙間調整を行なうための調整機構を示す斜視図である。図４及び図５に示すように、支持バー１０Ｒ，１０Ｌを支持する棒状のサポート１４，１４は、筐体４０を貫通して外側に伸びている。サポート１４は垂直方向に伸びる縦型クランプ１５によりクランプされている。縦型クランプ１５には調整ねじ１６が螺合されており、調整ねじ１６を緩めることによりサポート１４を矢印Ｂ方向に前後進させることができるようになっている。サポート１４を矢印Ｂ方向に前後進させると、支持バー１０Ｒ（１０Ｌ）は容器１に対して前進又は後退するようになっている。

従って、棒状のサポート１４，１４を矢印Ｂ方向に動かした後に調整ねじ１６を締めることによって支持バー１０Ｒ，１０Ｌの幅方向位置の調整、すなわち圧空ノズル６および吸引ボックス７の幅方向位置の調整を行なうことができるようになっている。縦型クランプ１５は水平方向に伸びる横型クランプ１７によりクランプされている。横型クランプ１７は垂直方向に伸びる縦方向バー１９に支持されるようになっている。横型クランプ１７には調整ねじ１８が螺合されており、調整ねじ１８を緩めることにより横型クランプ１７を縦方向バー１９に沿って上下方向（矢印Ｃ方向）に動かすことができるようになっている。従って、横型クランプ１７を縦方向バー１９に沿って上下方向に動かした後に調整ねじ１８を締めることによって支持バー１０Ｒ，１０Ｌの高さ調整、すなわち圧空ノズル６および吸引ボックス７の高さ調整を行なうことができるようになっている。なお、調整ねじ１６を緩めてサポート１４を矢印Ｄ方向に回転させることもできる。さらに調整ねじ２１を緩めて縦型クランプ１５を矢印Ｅ方向に回転させることもできるようになっている。また縦方向バー１９には、上下方向にスライド可能かつ所定位置で固定可能なストッパ２２が設けられている。

図６は、治具プレート１１，１２を用いて吸引ボックス７および圧空ノズル６と、容器１のキャップ２（又は口部）との隙間を調整する方法を示す模式図である。図６（ａ）は治具プレート１１，１２と容器１との関係を示し、図６（ｂ）は圧空ノズル６および吸引ボックス７と容器１との関係を示している。支持バー１０Ｒ，１０Ｌに固定された吸引ボックス７と圧空ノズル６と、治具プレート１１，１２とは、同一の位置関係（幅方向位置および高さ位置）になるように治具プレート１１，１２の寸法が設定されている。まず、治具プレート１１，１２の間にあって、コンベヤ４の中心位置に容器１を置き、上下流２箇所ある幅方向調整用の調整ねじ１６を緩め、図６（ａ）に示すように吸引ボックス用治具プレート１１と容器１のキャップ２（又はリング部３）との間の隙間が最適な距離Ｇ１になるように、支持バー１０Ｒを容器１に対して前後進させて調整する。同様に、圧空ノズル用治具プレート１２と容器１のキャップ２（又はリング部３）との間の隙間が最適な距離Ｇ２になるように、支持バー１０Ｌを容器１に対して前後進させて調整する。上述のようにして隙間調整が完了した結果、図６（ｂ）に示すように、吸引ボックス７および圧空ノズル６と、容器１のキャップ２（又は口部のリング部３）との間の距離は、それぞれ最適な距離Ｇ１，Ｇ２に設定されることになる。

本実施形態においては、図１に示すブロー・吸引式水滴除去ユニットＵ１，Ｕ２に加えて、回転ノズル式水滴除去ユニットが設けられている。図７は回転ノズル式水滴除去ユニットの全体構成を示す正面図である。図７に示すように、回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３は、コンベヤ４の搬送経路に沿って複数個設けられている。

図７に示すように、各回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３は、搬送経路の上方に設けられた筐体４０に固定されている。各回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３は、内部に軸受２７を収容した軸受ハウジング２８により回転自在に支持された回転軸２９と、回転軸２９の下端に固定されたノズルホルダ３０と、ノズルホルダ３０の中心、即ち、回転軸２９の軸心から半径方向に離間した所定円周上に設けられた複数のノズル３１とを備えている。複数のノズル３１から噴出されたビーム状又は線状のエア（圧縮空気）が回転軸２９の軸心を下方に延長した点Ｏで交わるように、複数のノズル３１は半径方向内方に傾斜している。回転軸２９の上端にはカップリング３２を介してロータリジョイント３３が接続されている。ロータリジョイント３３は、図示されない圧縮空気源に接続されている。また、各回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３における回転軸２９にはプーリ３４が固定されている。

図１に示すように、４つの回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３の側方には２つの駆動装置３５が設置されている。２つの回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３の回転軸２９に固定されたプーリ３４と、駆動装置３５のモータ３６の回転軸に固定されたプーリ３７にはベルト３８が巻回されている。したがって、駆動装置３５のモータ３６を駆動することにより、２つの回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３における回転軸２９が回転され、回転軸２９に固定された複数のノズル３１が一体に回転するようになっている。コンベヤ４の搬送速度が６３ｍ／ｍｉｎ（このときの処理能力は６００ｂｐｍ（１分間当たりの容器処理本数））の場合、ノズル３１の回転速度は１２００〜１３００ｒｐｍとするのが好ましい。容器処理能力を上げる場合に必ずしも回転速度を上げる必要はなく、例えば９００ｂｐｍの処理でも、同一のノズル回転速度で水滴を除去することができる。

一方、圧縮空気源からのエア（空気）はロータリジョイント３３、回転軸２９およびノズルホルダ３０内の連通路２９ａ，３０ａを介して各ノズル３１に供給される。容器１のキャップ２に吹き付けられる空気量は、ノズル３１の個数が３０〜３５個の場合、０．５ＭＰａの圧縮空気で、３０００ｌ（リットル）である。

単位面積あたりの吹き付けられる空気の圧力が高いと水滴が除去されやすい。したがって、キャップの全面にわたって高圧空気を吹き付けることにより水滴を除去することもできる。しかしながら、キャップの全面にわたって空気を吹き付けると、吹き付けられる空気量が多くなって経済的でなく、また容器１をコンベヤ４により搬送する際の搬送抵抗にもなる。したがって、ノズルから噴出されてキャップに吹き付けられる空気は、拡散しないようにビーム状又は線状にしてキャップに吹き付けるのがよい。

上述の構成において、コンベヤ４による容器１の搬送中に、容器１は各回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３の下方を通過していく。この通過する際に、図７に示すように、キャップ２の外周には回転軸２９の軸心を中心として回転する複数のノズル３１から噴出されるエアが吹き付けられる。すなわち、各ノズル３１がキャップ２の周囲を回転しつつエアをキャップ２に吹き付けるので、各ノズル３１がエアをキャップ２に吹き付ける面積は、固定式ノズルと比較すると、飛躍的に増加する。したがって、固定式ノズルよりノズルの個数を減らすことができる。

各容器１にはコンベヤ４により搬送される過程で４個の回転ノズル式水滴除去ユニットＵ３から噴出されるエアが順次吹き付けられる。すなわち、容器１のキャップ２の搬送方向の前方および後方部分を含めて特定部分に何度もエアを吹き付けるので、キャップ２から水滴を確実に除去することができる。

本実施形態においては、容器１にキャップ２を装着した状態で水滴を除去する場合を説明したが、容器１にキャップ２を装着せずに、容器１の口部（例えば、ねじ口部）から水滴を同様に除去することができる。

図１は容器の水滴除去装置の全体構成を示す平面図である。 図２は容器の水滴除去装置の要部を示す立面図である。 図３は図２のIII−III線断面図である。 図４は治具プレートと容器との関係を示す側面図である。 図５は隙間調整を行なうための調整機構を示す斜視図である。 図６は、治具プレートを用いて吸引ボックスおよび圧空ノズルと、容器のキャップ（又は口部）との隙間を調整する方法を示す模式図である。 図７は回転ノズル式水滴除去装置の全体構成を示す正面図である。

符号の説明

１ 容器
２ キャップ
３ リング部
４ コンベヤ
５ ノズルユニット
６ 圧空ノズル
７ 吸引ボックス
８ 吸込口
９ 細長状ノズル
１０，１０Ｒ，１０Ｌ 支持バー
１１ 吸引ボックス用治具プレート
１２ 圧空ノズル用治具プレート
１３ ガイドレール
１４ サポート
１５ 縦型クランプ
１６，１８，２１ 調整ねじ
１７ 横型クランプ
１９ 縦方向バー
２２ ストッパ
２７ 軸受
２８ 軸受ハウジング
２９ 回転軸
３０ ノズルホルダ
３１ ノズル
３２ カップリング
３３ ロータリジョイント
３４，３７ プーリ
３５ 駆動装置
３６ モータ
３８ ベルト
４０ 筐体
４０ｅ 端部

Claims (2)

1. コンベヤにより搬送される容器に付着した水滴を除去する装置において、
   コンベヤにより搬送される容器の側方に配置され容器のキャップ又は口部に向けて空気を噴出する複数のノズルと、前記容器を挟んで前記複数のノズルの反対側に配置され容器のキャップ又は口部に対向した吸引口を有し空気を吸引する吸引ボックスとからなる水滴除去ユニットを、コンベヤの搬送方向に沿って間隔をおいて配置し、
   前記容器を挟んで対向して配置された前記複数のノズルと前記吸引ボックスとは、コンベヤの搬送方向に沿って隣接した水滴除去ユニットにおいて、前記容器に対して互いに逆の位置に配置され、
   前記隣接した水滴除去ユニットにおける前記複数のノズルと前記吸引ボックスとをコンベヤの搬送方向に沿って延びる一方の支持部材により支持し、
   前記隣接した水滴除去ユニットにおける前記吸引ボックスと前記複数のノズルとをコンベヤの搬送方向に沿って延びる他方の支持部材により支持し、
   前記水滴除去ユニットにおける前記複数のノズルおよび前記吸引ボックスを筐体により覆い、
   前記一方の支持部材および他方の支持部材の両端部を前記筐体の外側まで延長し、
   前記一方の支持部材における前記筐体の両端から突出した延長部にノズル用治具プレートと吸引ボックス用治具プレートとをそれぞれ設け、
   前記他方の支持部材における前記筐体の両端から突出した延長部に吸引ボックス用治具プレートとノズル用治具プレートとをそれぞれ設け、
   前記一方の支持部材または他方の支持部材に支持された前記複数のノズルと前記ノズル用治具プレートとが、それぞれ対向する容器のキャップ又は口部に対して同一距離になるように前記ノズル用治具プレートの位置が設定されており、前記ノズル用治具プレートと該ノズル用治具プレートに対向する容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことにより前記複数のノズルと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができるようにし、
   前記一方の支持部材または他方の支持部材に支持された前記吸引ボックスと前記吸引ボックス用治具プレートとが、それぞれ対向する容器のキャップ又は口部に対して同一距離になるように前記吸引ボックス用治具プレートの位置が設定されており、前記吸引ボックス用治具プレートと該吸引ボックス用治具プレートに対向する容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことにより前記吸引ボックスと容器のキャップ又は口部との間の隙間調整を行なうことができるようにしたことを特徴とする容器の水滴除去装置。
2. 前記一方の支持部材の延長部に設けられた前記ノズル用治具プレートと前記他方の支持部材の延長部に設けられた前記吸引ボックス用治具プレートとは、容器を挟んで対向した位置にあることを特徴とする請求項１記載の容器の水滴除去装置。

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