JP5851129B2 - 缶の排出装置及び缶の検査システム - Google Patents

Description

本発明は、特定の缶を搬送経路から排出する缶の排出装置及び缶の検査システムに関するものである。

近年、缶の製造速度が飛躍的に増大し、高速で大量に製造されるようになっている。飲料缶などの缶は、アルミニウム製板材や鉄板に深絞り加工を施して有底円筒状に形成され、トリマー、オーブン、ウォッシャーなどの工程を経て、最終的に飲料物を充填可能な製品とされる。この場合に、各種工程および搬送途中において、ピンホールの形成、アルミニウムの切粉・すす・虫等の各種粉塵付着、あるいは、成形不良による凹み等の表面不良が発生することがあり、かかる不良缶を製造工程から排除する必要がある。そこで、製造速度に合わせ、大量の缶を検査し、検査で不良と判定された缶を正確にかつ素早く排出する装置が必要とされている。

特定の缶を排出する方法として、例えば特許文献１に開示されているように、スターホイール（搬送機構）に備え付けられたバキュームの吸着を解除し、重力による自由落下とスターホイールの回転で生じる遠心力を利用した分離する技術が知られている。しかし、高速で搬送する場合、上述の方法ではスターホイールから分離されるまでに時間がかかり、排出すべき缶が後続の缶と衝突し、缶に傷が生じたり、所定の排出シュータへと搬送することが難しいといった問題がある。

そこで、特許文献２では、スターホイールに、バキュームによる缶吸着の解除手段と缶胴部に加圧流体を噴出するノズルとを備えた装置を提案している。特許文献２に開示されている缶の排出装置では、横置きで搬送される特定の缶がノズルの位置に来た時に、バキュームによる吸着を解除し、缶胴部に向けて加圧流体を噴出することにより缶を所定の排出シュータへ移動させる構成となっている。

特開２００９−２５１３０号公報 特開平７−２１４０１０号公報

ところで、従来、缶は横置きで検査装置に投入され、搬送されていたが、連続する缶同士が擦れて表面に傷がつくことがあり、この傷の発生をなくすために、缶を縦置きで検査する装置が実用化されつつある。しかし、缶を縦置きで搬送する場合、上述の重力を利用することができないので、不良缶を正確に排出することが困難である。
そこで、特許文献２のようなノズルを用いることも考えられるが、縦置きで搬送する場合、重力を利用できないので、缶の移動方向が不規則となりやすく、所定の排出シュータへ排出することが困難である。その上、特許文献２に記載されたように缶胴部に加圧流体を噴出する場合には、缶に丸みがあるため加圧流体の圧力が十分に作用せず、相当強い噴出力が必要となるから、加圧流体の消費量が多くなる問題がある。

この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、縦置きで搬送される缶の中から、特定の缶を正確に排出し、使用する加圧流体の消費量を少なくすることが可能な缶の排出装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決するために、本発明の缶の排出装置は、筒状をなす缶胴部と缶軸方向内方に向かう凹部を有する缶底部とを備える缶を縦置きで搬送するための、前記缶胴部を吸着して保持する吸着手段を有する搬送手段によって搬送されている缶を、前記搬送手段から排出させるために用いる缶の排出装置において、前記搬送手段が缶を搬送する搬送方向に交差する方向に加圧流体を噴出する排出ノズルを備え、前記排出ノズルは、缶底部に向けて前記加圧流体を噴出することを特徴としている。

本発明の缶の排出装置によれば、縦置きで搬送される缶の、缶軸方向内方に向かう凹部を有する缶底部に向けて、排出ノズルから加圧流体を噴出する。凹部には加圧流体が集中し、圧力が缶底部に十分に作用するため、缶を正確に排出することができる。また、加圧流体の消費量を少なくすることができ、周囲の缶へ加圧流体が及ぼす影響を抑えることが可能となる。

ここで、前記缶胴部の上部に加圧流体を噴出する補助ノズルを備えていることが好ましい。
この場合、缶底部に向けて排出ノズルから、缶胴部の上部に向けて補助ノズルから、加圧流体を噴出する。缶底部と缶胴部の上部に、加圧流体の圧力が作用するので、缶の倒れを抑制でき、缶をより正確に排出することができる。

また、前記搬送手段は、前記吸着手段の吸着力を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記排出ノズルの位置で吸着力を弱める構成としても良い。すなわち、本発明の缶の検査システムは、筒状をなす缶胴部と缶軸方向内方に向かう凹部を有する缶底部とを備える缶を縦置きで搬送するための搬送手段と、缶の良否判定を行う検査部と、特定の缶を排出する排出装置を備えた缶の検査システムにおいて、前記搬送手段が前記缶の缶胴部を吸着して保持する吸着手段と、前記吸着手段の吸着力を制御する制御部とを備え、前記排出装置が前記搬送手段によって搬送されている缶の搬送方向に交差する方向に加圧流体を噴出する排出ノズルを備えていて、検査部にて不良と判定された缶に対して、前記制御部が前記排出ノズルの位置で吸着力を弱め、前記排出ノズルが、前記缶の底部に向けて加圧流体を噴出することよって、前記缶を搬送手段から排出させることを特徴とする。
缶の排出位置で、バキュームの吸着力を弱くすることで、さらに弱い加圧流体の噴出力で缶を排出することができ、加圧流体の消費量をさらに少なくすることができる。

さらに、隣接して設置される複数の排出シュータと、前記排出ノズルの加圧流体により排出された缶に、所定の排出シュータの方向へ加圧流体を噴出する分別ノズルを備えていることが好ましい。
排出ノズルの加圧流体により排出された缶に、分別ノズルから所定の排出シュータ方向に向けた加圧流体を噴出することにより、さらに正確に所定の方向へと缶を移動させることができる。

本発明によれば、縦置きで搬送される缶の中から、特定の缶を正確に排出し、使用する加圧流体の消費量を少なくすることが可能な缶の排出装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る缶の排出装置が対象とする缶の断面図である。 一実施形態に係る排出装置を備えた検査システムの概略平面図である。 一実施形態に係る排出装置を備えた検査システムの概略側面図である。 一実施形態に係る缶搬送手段の吸着部の説明図である。 一実施形態に係る缶排出部の拡大平面図である。 排出ノズルと補助ノズルを側面から見た概略説明図である。 分別ノズルを示す図５のＡ−Ａ断面図である。

以下に、本発明の実施の形態について添付した図面を参照して説明する。
本実施形態は、例えば、縦置きで搬送される缶の検査システムに適用され、検査で不良と判定された特定の缶を排出する排出装置（缶の排出装置）である。
まず、本発明の一実施形態の検査システムが対象とする缶Ｗの形状について説明する。本実施形態で用いられる缶Ｗは、図１で示すように、円筒状の缶胴部Ｗ１と、この缶胴部Ｗ１の缶軸Ｏ方向下端部に設けられた缶底部Ｗ２とを有している。
缶底部Ｗ２には、缶軸Ｏ方向外方（図１において下方）に向けて突出する環状突出部Ｗ２１が設けられている。また、環状突出部Ｗ２１の内周側には、缶軸Ｏ方向内方（図１において上方）に向けてドーム状に凹んだ凹部Ｗ２２が設けられている。

次に、検査システムについて説明する。
図２および図３は、一実施形態に係る缶の検査システム１００を示す図であり、例えば、飲料用のアルミニウム缶の表面の付着物・凹み等を検査対象としている。

検査システム１００は、缶Ｗを搬送する搬送手段２０と、缶Ｗの良否判定を行う検査部Ａと、特定の缶Ｗを排出する排出装置１とを備えている。
搬送手段２０は、縦置きで一列に整列された缶Ｗを検査システム１００へと投入する投入口２１と、投入された缶Ｗを一定間隔をあけて搬送するスターホイール２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、スターホイール２２ａ、２２ｂ、２２ｃを回転させるモーター２３ａ、２３ｂ、２３ｃと、良品の缶Ｗを次工程へ送る搬出口２５とを備えている。

スターホイール２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、缶Ｗを保持するために設けられた保持凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃと吸着手段５０を備えている。
吸着手段５０は、スターホイール２２ａ、２２ｂ、２２ｃのそれぞれの保持凹部２４ａ、２４ｂ、２４ｃに配置され、図４で示すように、吸着パッド５１と、バキューム部５２と、吸引配管５３と、吸着力を制御する制御部５４とを備えている。吸着パッド５１は、バキューム部５２と吸引配管５３で接続され、缶胴部Ｗ１と接した状態で、負圧により缶Ｗを保持することができるようになっている。また、吸着手段５０による負圧の強さは、制御部５４により、必要に応じて調節できるようになっている。

スターホイール２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、モーター２３ａ、２３ｂ、２３ｃによって回転し、スターホイール２２ａとスターホイール２２ｃは図２の矢印Ｒの方向に、スターホイール２２ｂは矢印Ｌの方向に回転するようになっている。投入口２１から投入された缶Ｗは、スターホイール２２ａの保持凹部２４ａに吸着手段５０によって保持され、スターホイール２２ａの周縁上を移動され、スターホイール２２ａとスターホイール２２ｂの最近接部２６で缶Ｗの受け渡しを行われ、スターホイール２２ｂへ移動される。さらに缶Ｗは、スターホイール２２ｂの周縁上を移動され、スターホイール２２ｂとスターホイール２２ｃの最近接部２７で缶の受け渡しを行われ、スターホイール２２ｃの周縁上を移動し、搬出口２５へと搬送される。

検査部Ａは、スターホイール２２ｂの搬送経路の途中に配置され、缶胴部の表面検査手段および缶底部の表面検査手段を備えている。
缶胴部の表面検査手段は、缶胴部Ｗ１の内外面の表面状態を検査するＣＣＤカメラを有し、ＣＣＤカメラで撮影した画像を解析し、缶胴部Ｗ１の内面または外面に付着している切粉、すす等の塵埃や缶の表面に形成された凹み等の表面不良を検出するようになっている。
缶底部の表面検査手段は、缶底部Ｗ２の内外面の表面状態を検査するＣＣＤカメラを有し、ＣＣＤカメラで撮影した画像を解析し、缶底部Ｗ２の内面または外面に付着している切粉、すす等の塵埃や缶の表面に形成された凹み等の表面不良を検出するようになっている。

排出装置１は、図５で示すように、缶Ｗの検査後に搬送されるスターホイール２２ｃの搬送経路の途中に配置され、缶の排出部１０と、搬送中の缶胴部Ｗ１の上部近傍に配置される補助ノズル１３と、缶を排出口へと案内する排出シュータ１４とを備えている。
本実施形態では、隣接する２つの排出部１０ａ、１０ｂが設けられている。それぞれの排出部１０ａ、１０ｂに対応するように、補助ノズル１３ａ、１３ｂ、排出シュータ１４ａ、１４ｂが設けられている。

排出部１０ａ、１０ｂ（１０）は、図６で示すように、缶底部Ｗ２の下方に配置される下部プレート１１ａ、１１ｂ（１１）と、下部プレート１１ａ、１１ｂ（１１）の厚さ方向に貫通した排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）とを備えている。
下部プレート１１ａ、１１ｂ（１１）は、スターホイール２２ｃで搬送される缶Ｗの凹部Ｗ２２との間が、ほぼ閉じた空間となるように構成されている。
排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）は、図５および図６で示すように、缶底部Ｗ２に向けて、スターホイール２２ｃの搬送方向に交差する方向に、加圧エアを噴出し、缶Ｗをスターホイール２２ｃの凹部２４ｃから分離させ、排出できるようになっている。ここで、スターホイール２２ｃの搬送方向に交差する方向とは、スターホイール２２ｃで搬送される際の缶Ｗの搬送経路で描かれる円弧の排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）の位置における接線と交差する方向を意味している。

補助ノズル１３ａ、１３ｂ（１３）は、図５および図６で示すように、缶胴部Ｗ１の上部に向けて、水平方向かつ搬送方向に交差する方向（排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）と平面視同方向）に向けて、加圧エアを噴出するようになっている。

排出シュータ１４ａ、１４ｂ（１４）は、排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）で排出された缶Ｗを排出口へ案内するガイド１５ａ、１５ｂ（１５）と缶Ｗを載置するプレート１６ａ、１６ｂ（１６）を備えている。プレート１６ａ、１６ｂ（１６）は、図７で示すように、厚さ方向に貫通した分別ノズル１７ａ、１７ｂ（１７）を有している。分別ノズル１７ａ、１７ｂ（１７）は、図５および図７で示したように、プレート１６ａ、１６ｂ（１６）に載置させた缶Ｗに、それぞれ対応する方向に向けて加圧エアを噴出し、缶Ｗを所定の排出シュータ１４ａ、１４ｂ（１４）に移動させるようになっている。

このように構成された本実施形態の検査システム１００について、以下に説明する。
複数の缶Ｗが、縦置きで整列された状態で投入口２１から投入されると、缶Ｗはスターホイール２２ａの保持凹部２４ａに配置され、吸着手段５０によって保持される。スターホイール２２ａは、矢印Ｒの方向に回転し、缶Ｗをスターホイール２２ａの周縁に沿って搬送する。

次に缶Ｗは、スターホイール２２ａとスターホイール２２ｂの最近接部２６で受け渡され、スターホイール２２ｂへと移動される。缶Ｗは、矢印Ｌ方向に回転するスターホイール２２ｂの周縁上を移動され、検査部Ａを通過する。検査部Ａでは、缶胴部の表面検査手段と缶底部の表面検査手段により、表面検査が行われる。検査が終了した缶Ｗは、スターホイール２２ｂとスターホイール２２ｃの最近接部２７で缶Ｗの受け渡しが行われ、スターホイール２２ｃに移動される。缶Ｗはさらに、矢印Ｒ方向に回転するスターホイール２２ｃの周縁上を移動させられる。

そして、検査に合格した缶Ｗは、スターホイール２２ｃの周縁上を、矢印Ｒの方向に移動され、搬出口２５に搬出され、次工程に送られる。

一方、缶胴部の表面検査手段で不良と判定された缶Ｗは、排出部１０ａにより排出される。缶胴部Ｗ１を表面不良と判定された缶Ｗは、排出ノズル１２ａの上方に移動されると、制御部５４により吸着力が弱められ、排出ノズル１２ａから缶底部Ｗ２に向けて加圧エアが噴出されるのと同期して、補助ノズル１３ａから缶胴部Ｗ１の上部に向けて加圧エアが噴出される。そして、缶Ｗは、スターホイール２２ｃの保持凹部２４ｃから離脱され、排出される。

排出ノズル１２ａからの加圧エアによって排出された缶Ｗは、さらに排出シュータ１４ａへと移動される。排出された缶Ｗは、プレート１６ａに載置され、分別ノズル１７ａから、プレート１６ａの延在する方向に対応する向きに加圧エアが噴出され、缶Ｗは所定のプレート１６ａへと移動される。さらにプレート１６ａを移動する缶は、ガイド１５ａに案内されて排出口へと移動される。

また、缶底部の表面検査手段で不良と判定された缶Ｗは、排出ノズル１０ｂにより排出される。缶底部Ｗ２を表面不良と判定された缶Ｗは、排出ノズル１２ｂの上方に移動されると、制御部５４により吸着力が弱められ、排出ノズル１２ｂから缶底部Ｗ２に向けて加圧エアが噴出されるのと同期して、補助ノズル１３ｂから缶胴部Ｗ１の上部に向けて加圧エアが噴出される。そして、缶Ｗは、スターホイール２２ｃの保持凹部２４ｃから離脱され、排出される。

排出ノズル１２ｂからの加圧エアによって排出された缶Ｗは、さらに排出シュータ１４ｂへと移動される。排出された缶Ｗは、プレート１６ｂに載置され、分別ノズル１７ｂから、プレート１６ｂの延在する方向に対応する向きに加圧エアが噴出され、缶Ｗは所定のプレート１６ｂへと移動される。さらにプレート１６ｂを移動する缶は、ガイド１５ｂに案内されて排出口へと移動される。
なお、１つの缶Ｗにおいて、缶胴部Ｗ１と缶底部Ｗ２の両方の表面不良が発見された場合には、例えば、排出部１０ａにより排出されることとすればよい。

本実施形態に係る排出装置１によれば、排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）からの加圧エアが、缶底部Ｗ２の凹部Ｗ２２に噴出され、加圧エアの圧力が十分に作用されるので、缶Ｗをスターホイール２２ｃの保持凹部２４ｃから正確に離脱させ、排出することができる。また、加圧エアの消費量を少なくすることができ、周囲の缶Ｗへ加圧エアが及ぼす影響を抑えることができる。さらに本実施形態では、下部プレート１１ａ、１１ｂ（１１）と缶底部Ｗ２の凹部Ｗ２２でほぼ閉じた空間が形成されるので、加圧エアの圧力がさらに作用されやすくなり、加圧エアの消費量をさらに抑えることができる。

また、前述のように排出ノズル１２ａ、１２ｂ（１２）と同期して補助ノズル１３ａ、１３ｂ（１３）から加圧エアを噴出するので、缶底部Ｗ２と缶胴部Ｗ１に加圧エアの圧力が作用し、缶Ｗの倒れを抑制でき、缶Ｗをより正確に排出することができる。また、缶Ｗの倒れを抑制できるので、缶Ｗを傷つけることなく排出することができる。

また、本実施形態では、排出シュータ１４ａ、１４ｂ（１４）のプレート１６ａ、１６ｂ（１６）に分別ノズル１７ａ、１７ｂ（１７）を備えているので、排出部１０ａ、１０ｂ（１０）から排出された缶Ｗを正確に所定のシュータに移動、分別することができ、その結果、それぞれの排出口へ移動させることができる。

以上、本発明の一実施形態である検査システム１００について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

上記実施の形態では、スターホイールによる搬送手段について説明したが、コンベアによる搬送手段でも良い。

上記実施の形態では、検査システムにおいて不良缶を排出する場合を説明したが、良品の缶を排出する場合に用いても良い。また、検査システム以外で、特定の缶を次工程へ排出する装置として用いても良い。

上記実施の形態では、排出部は、隣接して２つ配置される場合を説明したが、隣接していなくても良いし、排出部は、一つでも三つ以上でも良い。

また、上記実施の形態では、補助ノズル１３ａ、１３ｂ（１３）が配置された場合を説明したが、補助ノズル１３ａ、１３ｂ（１３）を配置しなくても良い。

また、上記実施の形態では、分別ノズル１７ａ、１７ｂ（１７）が配置された場合を説明したが、分別ノズル１７ａ、１７ｂ（１７）を配置しなくても良い。

また、上記実施の形態では、吸着手段５０で缶Ｗを保持して搬送する場合について説明したが、例えば、スターホイールに設けられた載置台の上に載置して搬送する等、吸着手段を用いないように構成しても良い。

また、上記実施の形態では、吸着手段５０が吸着力を制御部する制御部５４を備えた場合を説明したが、制御部５４を備えていなくても良い。

また、上記実施の形態では、有底円筒状の缶Ｗの排出について説明したが、多角形状などの他の形状の缶やボトル缶に適用しても良い。

また、上記実施の形態では、検査部Ａは、缶胴部の表面検査手段と缶底部の表面検査手段を備えるものとしたが、必要に応じて検査手段を変更しても良い。

Ｏ 缶軸
Ｗ 缶
Ｗ１ 缶胴部
Ｗ２ 缶底部
Ｗ２２ 凹部
１ 排出装置
１２ａ、１２ｂ（１２） 排出ノズル
１３ａ、１３ｂ（１３） 補助ノズル
１４ａ、１４ｂ（１４） 排出シュータ
２０ 搬送手段
５０ 吸着手段
５４ 制御部

Claims (4)

1. 筒状をなす缶胴部と缶軸方向内方に向かう凹部を有する缶底部とを備える缶を縦置きで搬送するための、前記缶胴部を吸着して保持する吸着手段を有する搬送手段によって搬送されている缶を、前記搬送手段から排出させるために用いる缶の排出装置において、前記搬送手段が缶を搬送する搬送方向に交差する方向に加圧流体を噴出する排出ノズルを備え、前記排出ノズルは、缶底部に向けて前記加圧流体を噴出することを特徴とする缶の排出装置。
2. 前記缶胴部の上部に加圧流体を噴出する補助ノズルを備えていることを特徴とする請求項１記載の缶の排出装置。
3. 隣接して設置される複数の排出シュータを備え、前記排出ノズルからの加圧流体により排出された缶に対して、前記複数の排出シュータのうちから選ばれる所定の排出シュータの方向へ加圧流体を噴出する分別ノズルを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の缶の排出装置。
4. 筒状をなす缶胴部と缶軸方向内方に向かう凹部を有する缶底部とを備える缶を縦置きで搬送するための搬送手段と、缶の良否判定を行う検査部と、特定の缶を排出する排出装置を備えた缶の検査システムにおいて、前記搬送手段が前記缶の缶胴部を吸着して保持する吸着手段と、前記吸着手段の吸着力を制御する制御部とを備え、前記排出装置が前記搬送手段によって搬送されている缶の搬送方向に交差する方向に加圧流体を噴出する排出ノズルを備えていて、検査部にて不良と判定された缶に対して、前記制御部が前記排出ノズルの位置で吸着力を弱め、前記排出ノズルが、前記缶の底部に向けて加圧流体を噴出することよって、前記缶を搬送手段から排出させることを特徴とする缶の検査システム。

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