JP5196174B2 - 吸引式壜台、並びにこれを用いた容器搬送装置及び容器検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器の底部を吸引してその容器を保持する吸引式壜台、並びにこれを用いた容器搬送装置及び容器検査装置に関する。

所定の搬送経路に沿って容器を搬送しつつその容器を自転させ、自転している容器の外観を撮像して容器の外観の異常の有無を検査する検査装置が知られている。このような検査装置では、容器の外観を撮像する際に邪魔にならないように壜台の上に載置された容器の底部を保持してその容器を搬送することが望ましい。このように底部を保持して容器を搬送すべくスターホイール装置などの搬送装置に使用される壜台として、壜台の上端に吸着カップ（吸引カップや吸着パッドとも呼ばれる。）などの吸着部を設け、この吸着部に吸引力を作用させつつ吸着部を容器の底部に接触させてその底部を吸引保持する吸引式壜台が知られている。このような壜台として、容器の底面に刻印などの凸部が設けられた容器を吸引保持すべく尖端部の断面がＶ字形であり、そのＶ字形の外周部と内周部とを容器の底面に接触させる吸着カップを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開平９−２６５８号公報

従来の吸引式壜台では、吸着カップが壜台本体に対して一定の位置に固定されている。従って、容器の底部の窪み形状によっては、吸着カップと容器の底部との密着が不十分となり、容器の安定性が損なわれるおそれがある。底部外周に沿って凹凸が付されたいわゆるペタロイド形状の底部を有する容器に関しては、その凹凸部に吸着カップが接すると、凹凸部の隙間を介して吸着カップ内に空気が吸い込まれて十分な吸引力が得られず、容器の安定性が損なわれるおそれがある。

本発明は、容器の底部の窪んだ中心部に吸着カップを十分に密着させて容器を確実に保持することが可能な吸引式壜台、並びに容器搬送装置及び容器検査装置を提供することを目的とする。

本発明の吸引式壜台は、保持対象の容器（１００）の底部外周（１０１ａ）を下方から支持する支持面（２０ａ）を上端に有し、内部には、周壁（３３）、上部隔壁（３４）及び下部隔壁（３２）にて囲まれた収容室（２６ａ）を有する壜台本体（２１）と、前記収容室の前記周壁に上下動自在に嵌め合わされ、上面側には、前記上部隔壁の中心部の貫通孔（３４ｂ）に挿入されるカップ取付軸（４０）が設けられた可動体（２２）と、前記可動体の上下方向への移動に伴って、前記支持面の中心部から上方に突出した吸着位置（図５又は図６）と、前記吸着位置よりも下方に後退した待機位置（図４）との間で移動できるようにして前記カップ取付軸と連結された吸着カップ（２３）と、前記吸着カップを前記吸着位置から前記待機位置に移動させる力を発生するばね部材（２４）と、を具備し、前記可動体と前記上部隔壁との間には、前記カップ取付軸を取り囲むようにして上部減圧室（３７）が設けられ、前記可動体又は前記下部隔壁のいずれか一方には、前記カップ取付軸と同軸の案内軸（２５ｂ）が、他方には前記案内軸が嵌り合う凹部（２２ａ）がそれぞれ設けられ、前記案内軸と前記凹部との間には下部減圧室（３５）が設けられ、前記カップ取付軸の軸線（ＣＬ）上には、前記壜台本体の下面側から前記下部減圧室を経由して前記吸着カップの内部に至る吸引路（４５）が設けられ、前記吸引路と前記上部減圧室とが接続され、前記吸引路を介して前記吸着カップの内部、前記上部減圧室及び前記下部減圧室から空気を吸引したときに、前記可動体を前記ばね部材の力に抗して上方へ移動させる駆動力が当該可動体に作用するように、前記下部減圧室の軸線と直交する断面の面積が前記上部減圧室の前記軸線と直交する断面の面積よりも小さく設定されていることにより、上述した課題を解決する。

本発明の吸引式壜台においては、吸引路を介して吸着カップから空気を吸引すると、上部減圧室の圧力が低下して可動体に上向きの吸引力が作用する。吸引路が下部減圧室を経由しているため、空気の吸引に伴って下部減圧室も減圧され、それに伴って可動体には下向きの吸引力も作用する。しかしながら、可動体をばね部材の力に抗して上方へ移動させる駆動力が当該可動体に作用するように、下部減圧室の断面積が上部減圧室のそれよりも小さく設定されているため、可動体はばね部材の力に抗して上方に移動する。それにより、可動体と連結された吸着カップが待機位置から吸着位置へと移動する。吸着位置では吸着カップが支持面よりも上方に突出するため、底部の中心部が窪んでいる形状の容器であっても、その外周を支持面で下方から支持しつつ、中心部に吸着カップを十分に密着させることができる。そのため、容器を確実に保持することができる。吸引を停止した場合には、吸着カップがばね部材の力で吸着位置よりも下方に後退した待機位置へと復帰する。従って、吸着カップを吸着位置に固定した場合と比較して、容器の支持面への搬入あるいは支持面からの搬出に際し吸着カップが邪魔になり難く、搬入搬出動作の円滑化を図ることができる。

しかも、本発明の吸引式壜台においては、下部隔壁又は可動体のいずれか一方に案内軸を、他方に凹部を設けてそれらを嵌め合わせることにより、可動体と下部隔壁との間に下部減圧室を形成し、その下部減圧室を経由して吸引路を設けている。従って、壜台本体の下面側から吸着カップの取付軸の軸線に沿って直線的に吸引路を延ばすことができる。それにより、吸引路のレイアウトを簡素化し、それにより壜台内部の構成の簡素化を図ることができる。

本発明の吸引式壜台の一形態において、前記可動体の下面側には、前記壜台本体の連絡孔（２６ｂ）を介して該壜台本体の外部に通じる大気開放室（３２ｃ）が前記案内軸を取り囲むように設けられてもよい。この場合には、上部減圧室から空気を吸引すると、上部減圧室と大気開放室との間の圧力差に応じた比較的大きな上向きの駆動力が可動体に作用する。従って、下部減圧室の減圧に伴って発生する下向きの吸引力の影響を小さく抑えて可動体を確実に上昇させることができる。

前記連絡孔は前記収容室から前記周壁の外周に通じるように設けられ、前記可動体には、前記連絡孔に対して上下動自在に挿入され、かつ外周側の端部が前記周壁よりも外側に突出する突起部（２２ｅ）が設けられ、前記周壁の外周には、前記突起部の上面側との接触部（３８ａ、３８ｂ）を有する調整部材（３８）が、前記接触部の上下方向の位置を変更できるように設けられ、前記接触部を最も下方に位置させたときに該接触部が前記連絡孔の上端よりも下方に位置していてもよい。この形態によれば、調整部材の接触部の位置を上下に変更することにより、可動体が上昇したときの停止位置を変化させることができる。これにより、保持対象の容器の底部中心部における窪み量の大小に対応させて吸着カップの吸着位置を上下方向に変化させることが可能である。

本発明の吸引式壜台の一形態において、前記下部隔壁の下端側には、前記案内軸と同軸でかつ前記下部隔壁の下方に突出する支持軸（２５）が設けられ、前記案内軸は前記支持軸の一部として前記下部隔壁側に設けられ、前記吸引路は前記支持軸の内部を経由して前記壜台本体の下面側から前記下部減圧室に通じていてもよい。この形態によれば、壜台本体の下部隔壁を貫くようにして支持軸を収容室の内外に延ばし、その支持軸を軸線方向に貫く孔を形成しつつ、支持軸の収容室内への突出部分に可動体の凹部を嵌め合わせることにより、下部減圧室と、壜台本体の下面側からその下部減圧室に通じる吸引路の一部を設けることができる。支持軸の下方への突出部分は、壜台を支持するための手段として利用することができる。

さらに、前記支持軸には、前記壜台本体を該支持軸の軸線の回りに回転させる回転駆動力を伝達するための回転伝達部材（３１）が設けられてもよい。これにより、支持軸を中心として壜台を外部からの回転駆動力で回転させることが可能である。

本発明の吸引式壜台の一形態においては、前記吸引路と前記上部減圧室とが前記カップ取付軸に設けられた接続路（４８）を介して接続されてもよい。下部減圧室から可動体を貫いて吸着カップ内まで吸引路が延ばされているため、カップ取付軸の内部からそのカップ取付軸の外周まで接続路を設けることにより、上部減圧室を吸引路に接続することができる。

さらに、前記ばね部材が上下方向に圧縮された状態で前記上部減圧室内に配置されてもよい。上部減圧室は可動体と周壁と上部隔壁とに囲まれるため、その内部にばね部材を圧縮状態で配置すれば、圧縮に対する復元力で可動体に下方へのばね力を与えることができる。

上述した形態においては、案内軸が凹部に挿入されてそれらの間に下部減圧室が設けられる一方で、可動体の上面側の中心部にて吸着カップと可動体とが連結されるので、上部減圧室はそれらの連結部分の外周側に位置することになる。従って、可動体に作用する上向きの吸引力が下向きの吸引力とばね部材の力との合力よりも大きくなるように、上部減圧室側の吸引力作用面の面積を下部減圧室側の吸引力作用面の面積よりも容易に大きく設定することができる。しかも、可動体の上下に減圧室が存在しているので、下部減圧室を経由しつつ案内軸の軸線に沿って可動体を貫くように吸引路を設けることにより、ケース外から吸着カップに至るまでの吸引路のレイアウトが容易である。そのため、壜台の内部構造を簡素化することができる。

本発明の一形態において、前記壜台本体には、前記上部隔壁を上方から覆うキャップ（２７）が設けられ、前記キャップの上面には前記支持面（２０ａ）が設けられ、前記キャップの中心部には前記吸着カップが通過するカップ孔（２７ａ）が設けられ、前記キャップの下面と前記上部隔壁との間には、前記カップ孔よりも外側の領域を一周するようにしてシールリング（５０）が設けられてもよい。この形態によれば、可動体のカップ取付軸と上部隔壁の貫通孔との摺動部分に、空気が通過可能な隙間が存在する場合でも、上部隔壁とキャップとの間をシールリングで閉じることにより、カップ孔以外からの空気の侵入経路を閉じて上部減圧室への空気の吸い込みを抑え、それにより容器の吸引力を高めることができる。

本発明は、上述した吸引式壜台と、前記吸引式壜台を所定の搬送経路に沿って移動させる移動手段（１４）と、を備えた容器搬送装置（１０）として構成されてもよい。あるいは、その容器搬送装置と、該容器搬送装置の前記吸引式壜台に保持された容器を撮像する撮像手段（５）とを具備し、前記撮像手段が撮像した容器の画像に基づいて所定の検査を実施する容器検査装置（１）として構成されてもよい。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明においては、吸着カップ内から吸引路を介して空気を吸引することにより、可動体が上方へ駆動されて吸着カップが支持面よりも上方に突出した吸着位置へと移動する。従って、底部の中心部が窪んでいる形状の容器であっても、その外周を支持面で下方から支持しつつ、中心部に吸着カップを十分に密着させることができる。そのため、容器を確実に保持することができる。吸引を停止した場合には、吸着カップがばね部材の力で吸着位置よりも下方に後退した待機位置へと復帰する。従って、吸着カップを吸着位置に固定した場合と比較して、容器の支持面への搬入あるいは支持面からの搬出に際し吸着カップが邪魔になり難く、搬入搬出動作の円滑化を図ることができる。しかも、壜台本体の下面側から吸着カップの取付軸の軸線に沿って直線的に吸引路を延ばすことができるので、吸引路のレイアウトを簡素化し、それにより壜台内部の構成の簡素化を図ることができる。

図１は、本発明の一形態に係る容器検査装置を示している。この容器検査装置１は、図２に一例を示した容器１００に対して検査を行うものである。容器１００は、ＰＥＴ製の容器いわゆるペットボトルであり、飲料などの内容物が充填されて密閉される周知のものである。図２に示したように容器１００の底部１０１の外周部１０１ａには、下方に突出する複数（例えば５個）の凸部１０２が設けられている。凸部１０２は、周方向に所定の間隔で設けられている。そのため、容器１００の底部１０１は、外周部１０１ａに対して中心部１０１ｂが凹み、かつ外周部１０１ａに周方向に凹凸が交互に設けられた形状、いわゆるペタロイド形状に形成されている。

容器検査装置１は、この容器１００を所定経路に沿って搬送しつつその搬送中の容器１００に対して種々の検査を行うものである。検査としては、例えば容器１００の外観の異常の有無を検査する外観検査が行われる。図１に示したように、容器検査装置１は、容器１００を所定経路に沿って搬送させるために搬送方向上流側から順に、スクリュー式搬送装置２、第１スターホイール式搬送装置３、容器搬送装置としてのホイール式搬送装置１０、及び第２スターホイール式搬送装置４を備えている。また、容器検査装置１は、搬送されている容器１００の外観を撮像する撮像手段としての複数のカメラ５を備えている。第２スターホイール式搬送装置４から排出された容器１００は、排出コンベア６にて下流の工程に搬送される。第１スターホイール式搬送装置３及び第２スターホイール式搬送装置４は、スターホイール３ａ、４ａの外周に等間隔で設けられた複数のポケット（不図示）に容器１００を取り込んで搬送する周知のものである。また、スクリュー式搬送装置２は、スクリュー２ａによって容器１００の間隔を下流の第１スターホイール式搬送装置３のポケット間のピッチに揃える周知のものである。そのため、これらの搬送装置２、３、４についての詳細な説明は省略する。また、容器検査装置１による検査は、複数のカメラ５で容器１００を撮像し、得られた画像に基づいて容器１００の外観の異常の有無といった所定の検査を実施する周知の検査でよい。従って、検査のための機構の詳細は説明を省略する。

図３は、ホイール式搬送装置１０の断面を示した図である。ホイール式搬送装置１０は、壜台２０の上端の支持面２０ａ上に載置された容器１００を壜台２０に保持させ、この壜台２０に保持させた容器１００を自転させつつ所定の搬送経路に沿って搬送するものである。ホイール式搬送装置１０は、架台１１に複数の軸受１２を介して回転自在に支持される回転軸１３と、回転軸１３の上端に取り付けられて回転軸１３と一体回転する移動手段としての円盤状のホイール１４と、ホイール１４の外周に周方向に等間隔で設けられる複数の壜台２０とを備えている。回転軸１３の下端にはギア１５が一体回転するように設けられており、このギア１５に不図示の駆動モータの回転が伝達されることにより回転軸１３及びホイール１４が回転駆動される。また、ホイール式搬送装置１０は、壜台２０による容器１００の保持及びその保持の解除を切り替えるための切替弁１６を備えている。切替弁１６は、吸引手段としての吸引ポンプ１７と壜台２０との間の空気吸引経路の途中に設けられ、ホイール式搬送装置１０で容器１００を搬送すべき区間において壜台２０に吸引力が作用するように吸引ポンプ１７と壜台２０との接続及び遮断を切り替える周知のものである。そのため、詳細な説明は省略する。

図４は、壜台２０の軸線方向断面図である。壜台２０は、壜台本体２１と、可動体２２と、吸着カップ２３と、ばね部材としての複数のコイルばね２４とを備えている。壜台本体２１は、支持軸としての回転軸２５と、その回転軸２５に取り付けられるケース２６と、ケース２６の上方に配置されるキャップ２７とを備えている。回転軸２５はベアリング２９を介してホルダ３０に回転自在に支持されている。図３に示すように、ホルダ３０は、ホイール１４の壜台取付孔１４ａに嵌め合わされた状態でボルト等の固定部材（不図示）を用いてホイール１４に固定されている。これにより、回転軸２５はその軸線ＣＬを上下方向に向けた状態でホイール１４の外周に回転自在に支持されている。回転軸２５の下端には、回転伝達部材としてのプーリ３１が一体回転可能に取り付けられている。プーリ３１には不図示のベルトが巻き掛けられている。そのベルトが走行することにより、プーリ３１を介して回転軸２５が軸線ＣＬを中心として回転駆動される。

図４に戻って、回転軸２５には、ベアリング２９よりも上方に位置するようにしてフランジ２５ａが設けられている。フランジ２５ａの上方には案内軸２５ｂが設けられている。ケース２６は、カップ型のベース３２と、そのベース３２の上面３２ａに重ね合わされる円筒形状のケース本体３３と、ケース本体３３の上面３３ａに重ね合わされる概略円盤状のヘッド３４とを備えている。ベース３２、ケース本体３３及びヘッド３４は互いに同軸的に配置されてボルト等の固定部材（不図示）により一体的に接合されている。ベース３２は、その下面側が回転軸２５のフランジ２５ａに嵌め合わされた状態で回転軸２５に同軸的に固定されている。これにより、ケース２６は回転軸２５の軸線ＣＬを中心に回転軸２５と一体回転可能である。

ケース本体３３の内部には収容室２６ａが設けられている。収容室２６ａの下端はベース３２で、上端はヘッド３４でそれぞれ覆われている。これにより、ベース３２は下部隔壁として、ケース本体３３は周壁として、ヘッド３４は上部隔壁としてそれぞれ機能する。回転軸２５の案内軸２５ｂは、ベース３２の中心部を貫いて収容室２６ａ内に突出する。可動体２２は、収容室２６ａ内に上下方向へ移動可能な状態で収容されている。可動体２２には、その下面側に開口する凹部２２ａが設けられている。その凹部２２ａ内に案内軸２５ｂが挿入されている。それにより、案内軸２５ｂの上端部と凹部２２ａの天井面２２ｂとの間には下部減圧室３５が形成されている。案内軸２５ｂの外周面と凹部２２ａの内周面との間にはスリーブ３６が設けられている。スリーブ３６は凹部２２ａの内周面に圧入等の嵌め合い手段を用いて固定されている。スリーブ３６が案内軸２５ｂに沿って円滑に摺動できるように、スリーブ３６と案内軸２５ｂとの間には微小な隙間が存在する。その隙間を介してベース３２の凹部３２ｂと可動体２２の下面との間に囲まれた空間３２ｃから下部減圧室３５に空気が漏れるが、その漏れ流量は下部減圧室３５の減圧に支障のない程度に制限される。

一方、収容室２６ａの可動体２２よりも上方のスペースがヘッド３４で閉じられることにより、可動体２２の上面２２ｃとヘッド３４の下面３４ａとの間には上部減圧室３７が設けられている。その上部減圧室３７にコイルばね２４が収容されている。各コイルばね２４の下端部は、可動体２２の上面側に開口するばね受け穴２２ｄに嵌め合わされている。各コイルばね２４は、ヘッド３４によって上下方向に圧縮された状態で上部減圧室３７内に保持されている。各コイルばね２４の圧縮に対する復元力により、可動体２２には下方への押し込み力が作用している。可動体２２の下端部には、外周に向かって複数の突起部２２ｅが設けられている。ケース２６のケース本体３３の下端部には、突起部２２ｅと同数の溝部３３ｂが設けられている。それらの溝部３３ｂとベース３２の上面３２ａとによって収容室２６ａからケース本体３３の外周に通じる連絡孔２６ｂが形成されている。突起部２２ｅは、連絡孔２６ｂのそれぞれに対して上下方向に摺動自在に嵌め合わされている。突起部２２ｅの外周側の端部はケース本体３３の外周よりも突出する。可動体２２は、コイルばね２４の復元力によって突起部２２ｅがベース３２の上面３２ａ（つまり、連絡孔２６ｂの下端）に突き当たった位置（図４に示す位置）に押し付けられる。なお、可動体２２の外周面とケース本体３３の内周面との間にも、可動体２２を円滑に摺動させるための微小な隙間が存在する。その隙間を介して連絡孔２６ｂから上部減圧室３７に空気が漏れるが、その漏れ流量は上部減圧室３７の減圧に支障のない程度に制限される。

ケース本体３３の外周には、調整部材としての調整リング３８が取り付けられている。調整リング３８は、ケース本体３３に対して軸線ＣＬの回りに回転可能かつ軸線方向には移動不能な状態でケース本体３３に取り付けられている。調整リング３８の下面３８ａ側には、突起部２２ｅを受け入れ可能な溝部３８ｂが設けられている。調整リング３８の下面３８ａは連絡孔２６ｂの上端よりも下方に位置している。溝部３８ｂの底（下方から見上げたときの上端面）は、ケース本体３３の連絡孔２６ｂの上端と上下方向に同一高さである。調整リング３８をその下面３８ａが突起部２２ｅと対向するように周方向に位置決めした状態で可動体２２をコイルばね２４の力に抗して上方へ移動させた場合には、突起部２２ｅが調整リング３８の下面３８ａと突き当たってそれ以上の可動体２２の上昇が阻止される（図５参照）。一方、調整リング３８をその溝部３８ｂが突起部２２ｅと対向するように周方向に位置決めした状態で可動体２２をコイルばね２４の力に抗して上方へ移動させた場合には、突起部２２ｅがケース本体３３の溝部３３ｂ及び調整リング３８の溝部３８ｂのそれぞれの底と突き当たってそれ以上の可動体２２の上昇が阻止される（図６参照）。つまり、可動体２２が上昇したときの停止位置は、調整リング３８の周方向の位置に応じて二段階に変化する。従って、本形態では調整リング３８の下面３８ａ又は溝部３８ｂの底が突起部２２ｅに対する接触部として選択的に機能する。

図４に示すように、ヘッド３４の外周はケース本体３３よりも突出し、その突出部分にキャップ２７が取り付けられている。キャップ２７はヘッド３４を上方から覆っている。キャップ２７の上面は、軸線ＣＬと直交する平坦面に形成されており、その上面が壜台２０の支持面２０ａとして機能する。キャップ２７の中心部にはカップ孔２７ａが貫通している。可動体２２の上面２２ｃ側の中心部には、カップ取付軸４０が一体に形成されている。カップ取付軸４０と案内軸２５ｂとは同軸である。ヘッド３４の中心部には、そのヘッド３４を軸線ＣＬに沿って上下に貫く貫通孔３４ｂが形成されている。カップ取付軸４０は、その貫通孔３４ｂにブッシュ４１を介して摺動自在に嵌め合わされている。可動体２２がその移動範囲の下端に位置するとき（図４の状態）、カップ取付軸４０の上端部はブッシュ４１の上面と略面一の位置にある。従って、上部減圧室３７は、カップ取付軸４０を取り囲むようにして、可動体２２とヘッド３４との間に形成される。吸着カップ２３は、カップ孔２７ａに通されてカップ取付軸４０の上端部に同軸的かつ着脱自在に取り付けられている。吸着カップ２３は、内部の空気を吸引することにより吸着作用を生じる弾性体（一例としてゴム、エラストマー）製の部品である。吸着カップ２３の上端の直径は、図２に示した容器１００の底部１０１の窪み部分（中心部１０１ｂに相当する。）の直径ＲＢよりも小さい。

可動体２２が、ベース３２に突き当たるまで下降している場合、吸着カップ２３はその上端がキャップ２７の支持面２０ａと同一高さ、又は支持面２０ａよりも下方に後退した位置にある。このときの吸着カップ２３の位置が待機位置である。一方、可動体２２がベース３２から離れて上昇すると、吸着カップ２３は支持面２０ａよりも上方に突出する。その突出したときの吸着カップ２３の位置が吸着位置である。但し、可動体２２が上昇したときの停止位置は図５及び図６に示すように二位置存在する。よって、吸着カップ２３の吸着位置も二段階に変化する。言い換えれば、支持面２０ａからの吸着カップ２３の突出量は、図５に示す小突出量Ａと、図６に示す大突出量Ｂとの間で切り替え可能である。

吸着カップ２３の内部から空気を吸引するため、壜台２０には吸引路４５が設けられている。吸引路４５は、回転軸２５の内部をその軸線ＣＬに沿って貫通する第１通路４６と、可動体２２のカップ取付軸４０の内部を軸線ＣＬに沿って貫通する第２通路４７とを備えている。第１通路４６と第２通路４７との間には下部減圧室３５が位置する。それにより、下部減圧室３５も吸引路４５の一部として利用されている。これにより、吸引路４５は、壜台本体２１の下面側から下部減圧室３５を経由して吸着カップ２３の内部に至るようにカップ取付軸４０の軸線ＣＬに沿って延びている。可動体２２には、カップ取付軸４０を軸線ＣＬと直交する方向に貫通する複数の接続路４８が設けられている。それらの接続路４８を介して第２通路４７と上部減圧室３７とが接続されている。従って、吸着カップ２３の内部、下部減圧室３５及び上部減圧室３７は共通の吸引路４５と接続されている。図３に示すように、第１通路４６の下端には継手１８が取り付けられている。継手１８と切替弁１６とはチューブ１９を介して接続されている。切替弁１６を介して吸引ポンプ１７と吸引路４５とを接続することにより、吸着カップ２３の内部、下部減圧室３５及び上部減圧室３７のそれぞれから空気が吸引されてそれらの内圧が低下する。

図５に示したように、吸着カップ２３等の内部から空気を吸引したとき、下部減圧室３５の圧力低下に伴って可動体２２には下向きの吸引力Ｆ１が作用する。一方、上部減圧室３７の圧力低下に伴って可動体２２には上向きの吸引力Ｆ２が作用する。減圧室３５、３７は共通の吸引路４５に接続されているため、両室３５、３７の圧力は互いに等しい。そのため、可動体２２に作用する吸引力の大小関係は、上部減圧室３７の軸線ＣＬと直交する断面の面積積と、下部減圧室３５の軸線ＣＬと直交する断面の面積との大小関係によって定まる。また、可動体２２には、コイルばね２４の押し込み力Ｆ３が下方に作用している。さらに、ベース３２と可動体２２との間の空間３２ｃは連絡孔２６ｂを介して壜台本体２１の外部、より詳しくはケース本体３３の外周に通じている。このため、空間３２ｃは大気圧に保持されて大気開放室として機能する。それにより、可動体２２には大気圧による押し上げ力Ｆ４が作用する。従って、下向きの力の合力（Ｆ１＋Ｆ３）よりも上向きの合力（Ｆ２＋Ｆ４）が大きくなるように下部減圧室３５の断面積を上部減圧室３７の断面積よりも小さく制限すれば、減圧に伴って可動体２２には上向きの駆動力が作用することになる。このように断面積を設定することで、吸引路４５からの空気の吸引に伴って可動体２２を上昇させ、それにより吸着カップ２３を待機位置から吸着位置へと移動させることができる。

吸着カップ２３を支持面２０ａよりも突出した吸着位置へと移動させることにより、壜台２０の支持面２０ａにて容器１００の底部１０１の外周部１０１ａを支持しつつ、その中心部１０１ｂに吸着カップ２３を十分に密着させて容器１００を確実に保持することができる。一方、容器１００の吸着を必要としない場合には、切替弁１６を介して吸引路４５を大気中に開放することにより、減圧室３５、３７を大気圧まで昇圧させ、コイルばね２４の力で吸着カップ２３を待機位置へと戻せばよい。待機位置では吸着カップ２３が支持面２０ａから突出しないので、壜台２０に対して容器１００を搬入し又は搬出する際に吸着カップ２３が邪魔にならない利点がある。なお、厳密には吸着カップ２３が容器１００を吸着した場合、容器１００が下方に引き寄せられ、その反力で吸着カップ２３から可動体２２のカップ取付軸４０に上向きに引き込まれる。可動体２２に作用する上向きの駆動力にはその反力も加味される。

本形態の壜台２０においては、可動体２２を挟んで上下に減圧室３５、３７を形成し、可動体２２の両室３５、３７の断面積を差別化することにより、可動体２２に上向きの駆動力を作用させて吸着カップ２３を待機位置から吸着位置へと上昇させている。下部減圧室３５を廃止して可動体２２の下面側をその全面に亘って大気開放室とした場合には、その大気開放室を迂回するようにして吸着カップ２３及び上部減圧室３７に通じる吸引路を形成する必要があり、吸引路のレイアウトが複雑化する。例えば、ベース３２からケース本体３３を経由して上部減圧室３７に至るように吸引路をレイアウトする必要が生じ、そのレイアウトが複雑化して壜台２０の内部構造も複雑化する。これに対して、本形態の壜台２０では、回転軸２５から可動体２２を経て吸着カップ２３に至るまで、それらの軸線ＣＬに沿って吸引路４５を設けつつ、その吸引路４５から上部減圧室３７に向かって接続路４８を設けるだけで足りる。従って、ケース本体３３側に吸引路を引き回すといった迂回手段を講じる必要がない。よって、吸引路４５のレイアウトが簡素化され、ひいては壜台２０の内部構造が簡素化される。

本形態の壜台２０によれば、調整リング３８を周方向に操作することにより、吸着カップ２３の支持面２０ａからの突出量を変化させることができる。そのため、容器１００の底部１０１の中心部１０１ｂの窪み量に応じて吸着カップ２３の上昇時の停止位置、すなわち吸着位置を切り替えて、底部１０１をより確実かつ安定して保持することができる。なお、上記では吸着位置を二段階に切り替え可能としたが、深さが異なる複数種類の溝部３３ｂを設けることにより、吸着位置を三段階又はそれ以上に変化させることができる。あるいは、ケース本体３３の外周に雄ねじ部を形成し、調整リング３８の内周に雌ねじ部を形成してそれらを噛み合わせるようにすれば、調整リング３８の下面３８ａの高さを連続的変化させて吸着位置を無段階に変化させることができる。

吸着カップ２３を待機位置から吸着位置へと移動させる場合、吸着位置に近付くほどコイルばね２４の圧縮量が増加してそれらの復元力が大きくなる。そのため、吸着カップ２３が容器１００の中心部１０１ｂに接近するに連れて吸着カップ２３の上昇の勢いが弱められ、吸着カップ２３が容器中心部１０１ｂに接する際の衝撃が緩和される。一方、吸着カップ２３を吸着位置から待機位置に戻す際には、コイルばね２４の復元力が最大の状態から吸着カップ２３の下降が開始されるので、吸着カップ２３の初期加速度が大きく、吸着カップ２３による容器１００の保持を迅速に解除することができる。

本発明は、上述した形態に限ることなく種々の形態にて実施することができる。例えば、上記の形態では、案内軸２５ｂを下部隔壁としてのベース３２側に、凹部２２ａを可動体２２に設けているが、これらと逆に、可動体２２の下面側から下方に向かって案内軸を突出させ、その案内軸が挿入される凹部をベース３２に設けてそれらの間に下部減圧室を設けてもよい。カップ取付軸を可動体とは別部品として形成し、可動体の上面にカップ取付軸及び吸着カップを取り付けてもよい。ばね部材は上部減圧室内に限らず、可動体に下向きの力を付与できる限りにおいて適宜の位置に設けてよい。コイルばねに限らず、他の形態のばね、あるいは、ゴム、エラストマーといった弾性体をばね部材として利用してもよい。

上記の形態では、カップ取付軸４０とブッシュ４１との摺動部分に隙間が存在するため、その隙間から上部減圧室３７に空気が吸い込まれる可能性がある。しかし、隙間量が微小であれば、上部減圧室３７の減圧には支障がない。もっとも、容器１００の吸引力を高めるためには、例えば図７に示したように、キャップ２７の下面とヘッド３４の上面との間に、カップ孔２７ａよりも外側の領域を一周するようにシールリング５０を設けてキャップ２７とヘッド３４との間をシールしてもよい。そのシールリング５０により、キャップ２７とヘッド３４との間の隙間から上部減圧室３７に至る空気の侵入経路Ｃを閉じて上部減圧室３７への空気の吸い込みを抑え、それにより、容器１００の吸引力を高めることができる。なお、図７の形態では、ヘッド３４の上面側に、カップ孔２７ａの内周と嵌合する円筒部３４ｃが設けられ、その円筒部３４ｃの外側にシールリング５０が嵌め合わされている。また、ケース２６には複数のプランジャ５２と、それらのプランジャ５２を上方に押し出すばね５３とが設けられている。プランジャ５２はヘッド３４を貫いてキャップ２７に押し付けられている。その押し付け力により、キャップ２７の下部フランジ２７ｂがヘッド３４の外周に下方から押し付けられてキャップ２７がヘッド３４に拘束される。

待機位置における吸着カップの上端は、容器の円滑な搬入搬出動作の実現に支障がない限りにおいて、支持面よりも幾らか突出していてもよい。吸着位置における吸着カップの支持面からの突出量が一定で足りる場合、調整部材を利用した吸着位置の切り替え構造は省略可能である。可動体の下面側の大気開放室は、上部減圧室からの空気の吸引に伴って可動体を上昇させ得る限りにおいて、これを省略してもよい。すなわち、可動体の下面側において案内軸の周囲を外部に対して閉じた空間とした場合であっても、上部減圧室を減圧することによって可動体の上下の圧力に差を生じさせ、その圧力差を利用して可動体を上昇させ得る。本形態では、壜台を回転させるために壜台本体の下面側に支持軸としての回転軸を突出させているが、下部隔壁それ自体を支持できる限りにおいて、支持軸を壜台本体の下面側に突出させる構造を省略してもよい。さらに、本発明は壜台を回転させる構成に限定されることなく、壜台を回転させない場合でも適用可能である。本発明の吸引式壜台は、容器検査装置に組み込まれる容器搬送装置の一部として利用される形態に限らず、各種の装置において容器の底部を保持するための壜台として利用可能である。本発明において、保持対象の容器はペタロイド形状の底部を有するＰＥＴボトルに限らない。また、本発明において、「壜台」の概念は、「壜」と称呼される容器の保持に限定して使用される例に限らない。底部の中心部が窪んでいる容器であれば、ペタロイド形状の有無に関わりなく本発明の吸引式壜台にて保持することが可能である。

本発明の一形態に係る容器搬送装置が組み込まれた容器検査装置を示す図。 図１の容器検査装置で検査される容器の一例を示す図。 図１のホイール式搬送装置の断面を示す図。 本発明の一形態に係る壜台の軸線方向断面図。 吸引路から空気を吸引したときの状態を示す図。 図５よりも吸着カップの突出量を大きく設定して吸引路から空気を吸引したときの状態を示す図。 上部隔壁としてのヘッドとキャップとの間にシールリングを設けた形態を示す図。

符号の説明

１ 容器検査装置
５ カメラ（撮像手段）
１０ ホイール式搬送装置（容器搬送装置）
２０ 壜台
２０ａ 支持面
２１ 壜台本体
２２ 可動体
２２ａ 可動体の凹部
２２ｃ 可動体の上面
２２ｅ 可動体の突起部
２３ 吸着カップ
２４ コイルばね（ばね部材）
２５ 回転軸（支持軸）
２５ｂ 案内軸
２６ ケース
２６ａ 収容室
２６ｂ 連絡孔
２７ キャップ
２７ａ カップ孔
３１ プーリ（回転伝達部材）
３２ ベース（下部隔壁）
３２ｂ ベースの凹部（大気開放室）
３３ ケース本体（周壁）
３４ ヘッド（上部隔壁）
３４ｂ ヘッドの貫通孔
３５ 下部減圧室
３７ 上部減圧室
３８ 調整リング（調整部材）
３８ａ 調整リングの下面（接触部）
３８ｂ 溝部（接触部）
４０ カップ取付軸
４５ 吸引路
４８ 接続路
５０ シールリング
１００ 容器
１０１ 容器の底部
１０１ａ 底部の外周部
１０１ｂ 底部の中心部
ＣＬ 軸線

Claims (10)

1. 保持対象の容器の底部外周を下方から支持する支持面を上端に有し、内部には、周壁、上部隔壁及び下部隔壁にて囲まれた収容室を有する壜台本体と、
   前記収容室の前記周壁に上下動自在に嵌め合わされ、上面側には、前記上部隔壁の中心部の貫通孔に挿入されるカップ取付軸が設けられた可動体と、
   前記可動体の上下方向への移動に伴って、前記支持面の中心部から上方に突出した吸着位置と、前記吸着位置よりも下方に後退した待機位置との間で移動できるようにして前記カップ取付軸と連結された吸着カップと、
   前記吸着カップを前記吸着位置から前記待機位置に移動させる力を発生するばね部材と、を具備し、
   前記可動体と前記上部隔壁との間には、前記カップ取付軸を取り囲むようにして上部減圧室が設けられ、
   前記可動体又は前記下部隔壁のいずれか一方には、前記カップ取付軸と同軸の案内軸が、他方には前記案内軸が嵌り合う凹部がそれぞれ設けられ、
   前記案内軸と前記凹部との間には下部減圧室が設けられ、
   前記カップ取付軸の軸線上には、前記壜台本体の下面側から前記下部減圧室を経由して前記吸着カップの内部に至る吸引路が設けられ、
   前記吸引路と前記上部減圧室とが接続され、
   前記吸引路を介して前記吸着カップの内部、前記上部減圧室及び前記下部減圧室から空気を吸引したときに、前記可動体を前記ばね部材の力に抗して上方へ移動させる駆動力が当該可動体に作用するように、前記下部減圧室の軸線と直交する断面の面積が前記上部減圧室の前記軸線と直交する断面の面積よりも小さく設定されている、ことを特徴とする吸引式壜台。
2. 前記可動体の下面側には、前記壜台本体の連絡孔を介して該壜台本体の外部に通じる大気開放室が前記案内軸を取り囲むように設けられている請求項１に記載の吸引式壜台。
3. 前記連絡孔は前記収容室から前記周壁の外周に通じるように設けられ、
   前記可動体には、前記連絡孔に対して上下動自在に挿入され、かつ外周側の端部が前記周壁よりも外側に突出する突起部が設けられ、
   前記周壁の外周には、前記突起部の上面側との接触部を有する調整部材が、前記接触部の上下方向の位置を変更できるように設けられ、
   前記接触部を最も下方に位置させたときに該接触部が前記連絡孔の上端よりも下方に位置している、ことを特徴とする請求項２に記載の吸引式壜台。
4. 前記下部隔壁の下端側には、前記案内軸と同軸でかつ前記下部隔壁の下方に突出する支持軸が設けられ、前記案内軸は前記支持軸の一部として前記下部隔壁側に設けられ、前記吸引路は前記支持軸の内部を経由して前記壜台本体の下面側から前記下部減圧室に通じていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の吸引式壜台。
5. 前記支持軸には、前記壜台本体を該支持軸の軸線の回りに回転させる回転駆動力を伝達するための回転伝達部材が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の吸引式壜台。
6. 前記吸引路と前記上部減圧室とが前記カップ取付軸に設けられた接続路を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の吸引式壜台。
7. 前記ばね部材が上下方向に圧縮された状態で前記上部減圧室内に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の吸引式壜台。
8. 前記壜台本体には、前記上部隔壁を上方から覆うキャップが設けられ、前記キャップの上面には前記支持面が設けられ、前記キャップの中心部には前記吸着カップが通過するカップ孔が設けられ、前記キャップの下面と前記上部隔壁との間には、前記カップ孔よりも外側の領域を一周するようにしてシールリングが設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の吸引式壜台。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸引式壜台と、前記吸引式壜台を所定の搬送経路に沿って移動させる移動手段と、を備えたことを特徴とする容器搬送装置。
10. 請求項９に記載の容器搬送装置と、該容器搬送装置の前記吸引式壜台に保持された容器を撮像する撮像手段とを具備し、前記撮像手段が撮像した容器の画像に基づいて所定の検査を実施することを特徴とする容器検査装置。

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