JP4936042B2 - 容器排除装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送される容器を搬送経路から排除する容器排除装置に係り、特に不良容器を搬送コンベヤから隣接する排出コンベヤに排除する容器排除装置に関するものである。

搬送コンベヤに載置されて搬送される容器のうち、例えば不良容器を搬送コンベヤから隣接する排出コンベヤに排除する装置として容器排除装置がある。容器として、ペットボトル、ガラス壜、缶等があり、容器排除装置として、搬送コンベヤ上にプレートやブラシを移動させ、このプレートやブラシを容器に接触させて排出するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、プレートやブラシを用いた容器排除装置の場合、プレートやブラシが容器と接触するときに大きな摩擦抵抗が発生し、排出容器を滑らかに搬送コンベヤから排出コンベヤ側に移動させることができない。また、このように容器接触時の摩擦抵抗が大きいと、搬送コンベヤの搬送速度が変動した場合に大きな影響を受ける。特に、容器の搬送が遅い場合には、容器接触時の摩擦抵抗によるブレーキ作用が大きくなり、後続の容器と接触してしまう。さらに、容器接触時の摩擦抵抗が大きいと、排出容器に対して回転モーメントが作用し、容器が回転しながら排出されることとなり、容器が不安定になり倒れてしまう。

特開２００４−１１５２０５号公報

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、排出する容器の転倒と後続の容器への接触を防止し、容器を回転させることなく安定して排出することができる容器排除装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、排出する容器の転倒と後続の容器への接触を防止し、容器を回転させることなく安定して排出することができる容器排除装置が提供される。この容器排除装置は、搬送される容器を搬送経路から排除することができる。容器排除装置は、上記搬送される容器の高さ方向に延びる回転シャフトと、上記回転シャフトに取り付けられた回転部材と、上記回転部材の一端部に取り付けられた回転ローラであって、軸を中心として軸に対し回転自在な回転ローラとを備えている。また、容器排除装置は、上記回転シャフトを中心に上記回転部材を回転させて上記回転ローラを上記搬送経路上に位置させ、上記搬送される容器を上記回転ローラに接触させて上記搬送経路の外側へ移動させる回転機構と、上記容器の搬送方向と逆の方向に上記回転ローラを付勢する付勢手段（例えばコイルばね）とを備えている。

また、上記回転ローラの位置を調整する位置調整機構や上記回転ローラの傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構をさらに設けてもよい。さらに、容器を直線方向に搬送する搬送コンベヤにより上記搬送経路を構成することができる。

本発明によれば、回転ローラを容器に接触させるようにしているので、接触時の摩擦抵抗が小さくなり、接触による搬送方向に沿った容器の速度成分の損失を小さくすることができる。このため、排出する容器が非常に倒れにくくなる。また、搬送方向に沿った容器の速度成分がほとんど失われることなく容器が排出されるので、排出される容器が後続の容器に接触する可能性を極めて低くすることができる。また、回転ローラを容器に接触させるようにしているので、容器に接触した際に容器に対して回転モーメントが作用せず、容器を回転させることなく安定して排出することが可能となる。

以下、本発明に係る容器排除装置の実施形態について図１から図５（ｂ）を参照して詳細に説明する。なお、図１から図５（ｂ）において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態における容器排除装置の基本構成を示す平面図である。図１に示すように、例えばガラス壜からなる複数の容器１が、所定の間隔をおいて直立した状態で搬送コンベヤ２上に載置されており、これらの容器１は搬送コンベヤ２の駆動によって図１の矢印の方向に搬送されている。このように、本実施形態においては、容器を直線方向に搬送する搬送コンベヤ２によって容器の搬送経路が構成されている。

搬送コンベヤ２に隣接して不良容器１ａを排出する排出コンベヤ３が配設されており、これらの搬送コンベヤ２と排出コンベヤ３と任意の搬送速度比で駆動するように設定されている。また、搬送コンベヤ２に隣接して、不良容器１ａを搬送コンベヤ２から排出コンベヤ３に排除する容器排除装置４が設置されている。

図２は、図１の縦断面図である。図２に示すように、容器排除装置４は、搬送コンベヤ２を支持する支持フレーム１０に上下動自在に取り付けられた第１フレーム１２と、水平方向に延びるロッド１４を介して第１フレーム１２に取り付けられた第２フレーム１６とを備えている。第２フレーム１６は、上フレーム１６ａと下フレーム１６ｂとから構成されており、これらの上フレーム１６ａと下フレーム１６ｂとは支軸１８により互いに連結されている。このような構成により、上フレーム１６ａは下フレーム１６ｂに対して支軸１８を中心として回転可能になっている。

図２に示すように、上フレーム１６ａの上部には交流サーボモータ２０が設置されており、このサーボモータ２０の回転軸には回転シャフト２２が連結されている。この回転シャフト２２は、搬送される容器１の高さ方向（すなわち鉛直方向）に延びている。また、上フレーム１６ａには、内部に軸受２４，２６を収容した軸受ケース２８が取り付けられており、これらの軸受２４，２６により回転シャフト２２が回転自在に支承される。

図３は回転シャフト２２の下端部を示す拡大断面図、図４は平面図である。図３および図４に示すように、回転シャフト２２の下端には板状の回転部材３０が固定されており、この回転部材３０の先端には軸３２を中心として回転自在の回転ローラ３４が取り付けられている。このような構成において、サーボモータ２０が駆動されると、回転シャフト２２が回転し、回転部材３０が回転シャフト２２を中心として回転するようになっている。すなわち、サーボモータ２０は、回転シャフト２２を中心に回転部材３０を回転させて回転ローラ３４を搬送コンベヤ２上に位置させ、搬送される容器１を回転ローラ３４に接触させて搬送コンベヤ２の外側へ移動させる回転機構として機能する。なお、サーボモータ２０のパルス間隔を調整することで、回転部材３０の回転速度を調整することができるようになっており、パルス量を調整することで回転角度を調整することができる。

図３に示すように、回転部材３０の上方には、回転シャフト２２が内部に挿通された状態でコイルばね３６が配置されている。回転部材３０の回転ローラ３４とは反対側の端部には、上下に延びるピン３８が設けられており、このピン３８にはコイルばね３６の一端が固定されている。コイルばね３６の他端は、コイルばね３６の上方に配置されたばね固定部４０のピン４２に固定されている。このコイルばね３６により、回転ローラ３４は容器１の搬送方向とは逆の方向に付勢される。このように、コイルばね３６は、容器１の搬送方向と逆の方向に回転ローラ３４を付勢する付勢手段として機能する。

第１フレーム１２の下端部には、第２フレーム１６の上下方向位置を調整する位置調整機構としての位置調整ハンドル４４が設けられている。この位置調整ハンドル４４を回転させることにより、第２フレーム１６を支持フレーム１０に対して上下動させ、回転部材３０および回転ローラ３４の上下方向の位置を調整することができるようになっている。また、第１フレーム１２と第２フレーム１６とを接続するロッド１４の端部には、第２フレーム１６の水平方向位置を調整する位置調整機構としての位置調整ハンドル４６が設けられている。この位置調整ハンドル４６を回転させることにより、第２フレーム１６を第１フレーム１２に対して水平方向に移動させ、回転部材３０および回転ローラ３４の水平方向の位置を調整することができるようになっている。

また、下フレーム１６ｂには、上フレーム１６ａのロッド挿通部４８に挿通されたロッド５０の一端が回転自在に取り付けられている。このロッド５０の他端部には、回転部材３０の傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構としての傾斜角度調整ハンドル５２が設けられている。この傾斜角度調整ハンドル５２を回転させることにより、支軸１８を中心として上フレーム１６ａを回転させて、回転部材３０および回転ローラ３４の傾斜角度を調整することができるようになっている。

図１に示すように、容器排除装置４の上流側には搬送コンベヤ２を挟んで１対の容器検知センサ５，５が配置されており、この容器検知センサ５，５により搬送される容器の位置が検出される。また、この容器検知センサ５，５の上流側には図示しない容器検査装置が設置されており、この容器検査装置において、搬送される容器が良品か不良品かの検査が行われる。

次に、上述のように構成された容器排除装置４の動作を説明する。搬送コンベヤ２の上流側に設置された容器検査装置から不良容器を排除する容器排除信号が容器排除装置４に入力されると、容器検知センサ５，５によりその不良容器の位置を検出し、サーボモータ２０を駆動する。サーボモータ２０の駆動により回転シャフト２２に取り付けられた回転部材３０が回転し、回転部材３０の回転ローラ３４を搬送コンベヤ２上の接触位置（図１に示す位置）に移動させる。回転ローラ３４はこの接触位置で静止させておく。そして、搬送コンベヤ２により搬送されてきた不良容器１ａは、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、回転部材３０の回転ローラ３４に接触して進行方向が変更され、搬送コンベヤ２に隣接して配置された排出コンベヤ３に移送される。

上述したように、本実施形態では、軸３２を中心として回転自在な回転ローラ３４を不良容器１ａに接触させているため、接触時の摩擦抵抗が小さくなるので、接触による搬送方向に沿った容器の速度成分の損失を小さくすることができる。このため、排出する不良容器１ａが非常に倒れにくくなる。また、図５（ｂ）に示すように、不良容器１ａとの接触時の衝撃がコイルばね３６に吸収されるので、上述した容器の転倒防止効果が向上する。また、搬送方向に沿った容器の速度成分がほとんど失われることなく不良容器１ａが排出されるので、排出される不良容器１ａが後続の容器に接触する可能性を極めて低くすることができる。また、軸３２を中心として回転自在な回転ローラ３４を用いているので、不良容器１ａに接触した際に不良容器１ａに対して回転モーメントが作用せず、不良容器１ａを回転させることなく安定して排出することが可能となる。

不良容器１ａが回転部材３０の回転ローラ３４に接触してから一定時間が経過した後、サーボモータ２０を駆動し、回転部材３０を回転させて回転ローラ３４を搬送コンベヤ２の外方の待避位置に移動する。通常の状態では、回転ローラ３４はこの待避位置に位置しているため、不良でない容器は、回転ローラ３４に接触することなく、容器排除装置４を通過してそのまま搬送コンベヤ２により搬送される。

上述したように、位置調整ハンドル４４を回転させることにより、回転部材３０および回転ローラ３４の上下方向の位置を調整することができるため、容器の高さ方向に沿ったいずれの位置にも回転ローラ３４を配置することができる。このように、本実施形態における容器排除装置４によれば、容器の高さが変化した場合にも柔軟に対応することができる。

また、サーボモータ２０の回転角度を変えることにより、回転部材３０の搬送経路上の接触位置を変更することができるので、搬送速度に応じて接触位置を適切に設定することができ、容器の搬送速度の変化に柔軟に対応することができる。さらに、コイルばね３６のばね定数を適切に設定することにより、搬送方向に垂直な方向における容器の移動量を変更することができるので、容器検査装置における検査の判定に応じて容器の排出先を変えることも可能である。

また、本実施形態では、搬送される容器に対して静止した回転ローラ３４により容器の進行方向を変えているので、容器を安定的に搬送経路の外側に移動させることができる。すなわち、回転ローラ３４を静止させているため、接触時に容器に作用する力が一定となるので、容器が移動される距離および速度を一定にすることができ、容器を安定的に搬送経路の外側に移動させることができる。したがって、小容量の空壜などのように小型で軽量の容器であっても転倒させることなく、容器を安定的に搬送経路の外側に移動させることができる。また、回転ローラ３４を静止させているため、容器が高速で搬送される場合であっても容器を安定して搬送経路の外側に移動させることができる。

本実施形態の容器排除装置によれば、容器の搬送速度や質量、形状、材質等の変化に柔軟に対応することができる。すなわち、容器の搬送速度の変化に対しては、回転ローラ３４を容器に接触させる位置（接触位置）をサーボモータ２０により制御し、回転ローラ３４と容器との接触角度を調整することで対応することができる。また、これにより容器の移動距離も調整することができる。また、回転ローラ３４は交換可能となっており、容器の質量や材質の変化に対しては、回転ローラ３４の材質や形状を変えることにより対応することができる。

さらに、容器の形状の変化に対しては、上述した位置調整ハンドル４４，４６や傾斜角度調整ハンドル５２を用いて、回転ローラ３４の上下方向位置、水平方向位置、および傾斜角度を調整することにより対応することができる。このように、上下の回転ローラ３４の容器への接触の度合（容器を押し出す押圧力に相当）および位置を最適な状態に調整することができるので、容器押し出し時の容器の転倒を防止することができる。

これまで本発明の好ましい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ことは言うまでもない。

本発明の一実施形態における容器排除装置の基本構成を示す平面図である。 図１に示す容器排除装置の縦断面図である。 図１の容器排除装置における回転シャフトの下端部を示す拡大断面図である。 図３の平面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、図１に示す容器排除装置の回転部材を回転させて容器を排出する工程を示す平面図である。

符号の説明

１ 容器
１ａ 不良容器
２ 搬送コンベヤ
３ 排出コンベヤ
４ 容器排除装置
５ 容器検知センサ
１０ 支持フレーム
１２ 第１フレーム
１４，５０ ロッド
１６ 第２フレーム
１８ 支軸
２０ サーボモータ
２２ 回転シャフト
２４，２６ 軸受
２８ 軸受ケース
３０ 回転部材
３２ 軸
３４ 回転ローラ
３６ コイルばね
３８，４２ ピン
４０ ばね固定部
４４，４６，５２ ハンドル
４８ ロッド挿通部

Claims (4)

1. 搬送される容器を搬送経路から排除する容器排除装置であって、
   前記搬送される容器の高さ方向に延びる回転シャフトと、
   前記回転シャフトに取り付けられた回転部材と、
   前記回転部材の一端部に取り付けられた回転ローラであって、軸を中心として軸に対し回転自在な回転ローラと、
   前記回転シャフトを中心に前記回転部材を回転させて前記回転ローラを前記搬送経路上に位置させ、前記搬送される容器を前記回転ローラに接触させて前記搬送経路の外側へ移動させる回転機構と、
   前記容器の搬送方向と逆の方向に前記回転ローラを付勢する付勢手段と、
   を備えたことを特徴とする容器排除装置。
2. 前記回転ローラの位置を調整する位置調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の容器排除装置。
3. 前記回転ローラの傾斜角度を調整する傾斜角度調整機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の容器排除装置。
4. 前記搬送経路は、容器を直線方向に搬送する搬送コンベヤにより構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の容器排除装置。

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