JP6264089B2 - 容器排斥装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送装置により搬送される容器の内、排斥対象となる容器を搬送装置から排斥する容器排斥装置に関する。

一般的に、びん、缶、箱に代表される容器の包装ラインにおいては、包装容器に充填物の容量または重量不足、包装欠陥などの不良があった場合は、不良対象容器が容器排斥装置によってライン外に排斥されるように構成されている。

従来、容器排斥装置は、搬送装置の側方に設けられたエア機器作動の容器排斥プッシャにより搬送装置上の排斥対象容器をプッシュして排斥する容器排斥装置が多く使用されている。

また、搬送装置の側方に該搬送装置と同じ速度で循環走行する循環装置を設けて、該循環装置に備えた排斥プッシャにより排斥対象容器をプッシュし、前記搬送装置の前記循環装置と反対側に設けた排斥容器受取装置へ排斥する容器排斥技術が公開されている。（特許文献１、２）

特開２００６−２５６８３８号公報（図１） 特開平１１−２２７９３６号公報（図１）

先ず、前記従来の容器排斥プッシャによる容器排斥装置について図８および図９を基に説明する。
図８は、従来の容器排斥装置の平面図である。
図９は、図８の矢視ＩＸ図である。
図８および図９において、従来の容器排斥装置４０は、容器Ｃを矢印Ｆの方向に搬送するコンベヤから成る搬送装置８と、不良品である排斥対象容器Ｃ１をプッシュして搬送装置８上から排斥する容器排斥プッシャ４１と、容器排斥プッシャ４１をロッド４２Ｓを介して矢印Ｙの方向に往復動させるエア機器４２と、上流側からの排斥対象容器Ｃ１の発生信号並びに搬送装置８の所定位置に設けた容器通過検出器１０によって検出された排斥対象容器Ｃ１の通過検出信号を入力して、前記エア機器４２へ排斥対象容器Ｃ１の排斥タイミング信号を出力する制御装置４４により構成されている。
なお、前記排斥対象容器Ｃ１の発生信号は図示しない上流側の容器検査装置から前記制御装置４４に入力される。
また、エア機器４２へは図示矢印Ａから所定のエア圧力でエアが供給される。

次に、従来の容器排斥装置４０の作用を説明する。
排斥対象容器Ｃ１は、搬送装置８の搬送速度と前記排斥対象容器Ｃ１の通過検出信号に基づいて、制御装置４４で排斥タイミングが演算され、制御装置４４からエア機器４２へ排斥タイミング信号が出力されて、エア機器４２の作動開始により容器排斥プッシャ４１が矢印Ｙ方向で図示実線の定位置から二点鎖線の作動位置へ移動することにより、容器排斥プッシャ４１に押し出されて搬送装置８上から矢印Ｅ４方向へ排斥される。
ここで、前記容器排斥プッシャ４１の移動開始タイミング（排斥タイミング）或いは移動速度（排斥動作速度）は、エア機器４２へ矢印Ａから供給されるエアの圧力に左右され、排斥対象容器Ｃ１の形状、重量等の種類により前記エア圧力が調整される。

前記説明した従来の容器排斥装置４０による容器排斥技術では、容器の形状、重量等の種類が変更となった場合に、エア機器４２への供給エア圧力を変更して排斥タイミング或いは排斥動作速度および動作量を調整する必要があり、排斥対象容器の通過を検出する容器通過検出器１０の位置調整作業、或いは、供給エア圧力の変更調整作業等が必要となって、作業性が複雑となる可能性がある。

また、前記特許文献１並びに特許文献２によれば、搬送装置上を搬送されてくる不良品の排斥対象容器の検出、或いは排斥対象容器の位置の検出をもとに、循環装置或いは排斥プッシャのサーボ制御により、排斥対象容器を排斥するとしている。
しかしながら、前記特許文献１並びに特許文献２の技術では、循環装置および排斥プッシャの設置スペースを多く取る必要があり、設置スペース効率が悪くなる可能性がある。

本発明は、上述の事情に鑑み、容器の形状、重量等の種類が変更となっても、排斥タイミング、排斥動作速度並びに動作量の調整が容易で、かつ、設置スペース効率がよい容器排斥装置を提供することを目的としている。

前記の課題に対し、本発明は以下の手段により解決を図る。
本発明の第一の態様によれば、容器排斥装置は、容器を搬送する搬送装置と、該搬送装置の側方に設けられ、該搬送装置で搬送されてくる排斥対象容器を排斥するときに該搬送装置を横切る方向に回転して、前記排斥対象容器を側方から押し出すように排斥する容器排斥カムと、該容器排斥カムを回転駆動させる駆動装置と、該駆動装置の回転制御をする制御装置とを備え、長径部と短径部から成る外カム面を有する前記容器排斥カムが、前記短径部が前記搬送装置側に最も接近する回転位置を該容器排斥カムの回転定位置として、該回転定位置では前記搬送装置上を搬送されている前記容器と干渉しないように配置され、前記制御装置からの指令で前記駆動装置によって前記回転定位置から所定の角度を回転されることにより、前記長径部の回転軌跡に伴って前記外カム面に当接した前記排斥対象容器を押し出すように排斥した後、前記所定の角度を回転されることにより前記回転定位置となるように構成し、前記容器排斥カムを、移動子を設けた外カムとし、該移動子が前記外カムの回転遠心力で外カム面から遠心方向へはみ出すように構成して、はみ出した前記移動子の先端部に当接して前記排斥対象容器を押し出すように排斥する構成とした。

本発明の第二の態様によれば、容器排斥装置は、容器を搬送する搬送装置と、該搬送装置の側方に設けられ、該搬送装置で搬送されてくる排斥対象容器を排斥するときに該搬送装置を横切る方向に回転して、前記排斥対象容器を側方から押し出すように排斥する容器排斥カムと、該容器排斥カムを回転駆動させる駆動装置と、該駆動装置の回転制御をする制御装置とを備え、長径部と短径部から成る外カム面を有する前記容器排斥カムが、前記短径部が前記搬送装置側に最も接近する回転位置を該容器排斥カムの回転定位置として、該回転定位置では前記搬送装置上を搬送されている前記容器と干渉しないように配置され、前記制御装置からの指令で前記駆動装置によって前記回転定位置から所定の角度を回転されることにより、前記長径部の回転軌跡に伴って前記外カム面に当接した前記排斥対象容器を押し出すように排斥した後、前記所定の角度を回転されることにより前記回転定位置となるように構成し、前記容器排斥カムが前記排斥対象容器を排斥するように回転するときに、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置に近づく移動をし、前記容器排斥カムが前記回転定位置へ回転する際には、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置から遠ざかって元の位置へ戻るように移動する容器排斥カム移動装置をさらに設ける構成とした。

本発明の他の態様によれば、前記容器排斥装置において、前記制御装置を、排斥対象容器発生信号の入力、前記搬送装置の所定位置における排斥対象容器通過検出信号の入力、前記搬送装置の搬送速度信号の入力に基づいて、前記駆動装置への回転開始指示、回転速度並びに回転角度指示、或いは、前記容器排斥カム移動装置への移動指示の信号を出力するように構成してもよい。

本発明の他の態様によれば、前記容器排斥装置において、前記制御装置を、前記容器の種類に応じて前記駆動装置或いは容器排斥カム移動装置への前記出力信号の内容を予め設定するように構成してもよい。

上記本発明の態様に係る容器排斥装置は、容器を搬送する搬送装置の側方に設けられ、搬送装置で搬送されてくる排斥対象容器を排斥する際に搬送装置を横切るように回転して、排斥対象容器を側方から押し出すように排斥する容器排斥カムが、制御装置により回転制御される駆動装置で回転駆動される構成としたことにより、制御装置からの指令で自動的に排斥対象容器を排斥できるとともに、制御装置に排斥対象容器の形状、重量等の種類による出力内容を設定しておくことによって、容器種類の検出器を設けることなく、容器排斥タイミング、排斥動作速度並びに動作量の変更を制御装置からの出力により自動的に変更できる。

また、前記容器排斥カムが前記排斥対象容器を排斥するように回転する際に、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置に近づく移動をし、前記容器排斥カムが前記回転定位置へ回転する際には、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置から遠ざかって元の位置へ戻るように移動する構成とすることにより、或いは、前記容器排斥カムを、移動子を設けた外カムとし、該移動子が前記外カムの回転遠心力で外カム面から遠心方向へはみ出すように構成することにより、高さが低い容器、重心が低い容器への対応が容易となる。

本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置の平面図である。 図１の矢視ＩＩ図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置の制御を説明する図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる容器排斥装置の平面図である。 図４の矢視Ｖ図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる容器排斥装置の部分側面図で、図５に相当する図である。 図６の矢視ＶＩＩ図である。 従来の容器排斥装置の平面図である。 図８の矢視ＩＸ図である。

以下、この発明の実施の形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

（本発明の第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１から図３に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置の平面図である。
図２は、図１の矢視ＩＩ図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置の制御を説明する図である。
なお、図１および図２において、先に説明した図８および図９と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複する説明は省略する。

図１および図２において、本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置１は、容器Ｃを矢印Ｆの方向に搬送するコンベヤから成る搬送装置８と、該搬送装置８を横切るように回転して前記搬送装置８上の排斥対象容器Ｃ１を側方から矢印Ｅ方向へ押し出すように排斥する容器排斥カム５と、該容器排斥カム５を回転駆動させるサーボモータ（以下、駆動装置とも称する）６と、該サーボモータ６の回転制御をする制御装置４によって主に構成されている。

ここで、前記駆動装置６はベース９に載置され、前記サーボモータ６の出力軸７に取付けられた前記容器排斥カム５は、長径部と短径部から成る外カム面を有する。（図２では外カム面が楕円形の場合を示している。）

なお、前記容器排斥カム５は、通常は図２の実線で示すように短径部が前記搬送装置８側に最も接近する回転位置を該容器排斥カム５の回転定位置として、該回転定位置では搬送装置８上を搬送されている容器Ｃと干渉しないように配置されている。

搬送装置８の上流側で包装された容器Ｃが、図示しない容器検査装置によって充填物の容量或いは重量不足、包装欠陥等により不良品であると検査されると、該容器Ｃは排斥対象容器Ｃ１となり、該排斥対象容器Ｃ１の排斥対象容器発生信号が前記制御装置４に入力される。

また、搬送装置８上を搬送されている前記排斥対象容器Ｃ１の通過が搬送装置８の側方に設けられた容器通過検出器１０によって検出されると、排斥対象容器通過検出信号が前記制御装置４に入力される。

前記制御装置４は、入力された搬送装置８の搬送速度信号を基に、前記容器通過検出器１０からの排斥対象容器通過検出信号の入力を受けて容器排斥カム５が配置されている容器排斥位置での容器排斥タイミングを演算し、前記駆動装置６に出力するようになっている。

前記駆動装置６は、前記制御装置４からの指令により回転駆動制御され、前記容器排斥カム５を前記回転定位置から出力軸７を回転中心として所定角度（図２では９０°）回転させ、次いで、所定角度（図２では９０°）回転させて回転定位置となるように構成されている。

即ち、制御装置４によるサーボモータ６の回転駆動制御は、図３に示すように、前記排斥対象容器発生信号、排斥対象容器通過検出信号、搬送装置８の搬送速度信号が制御装置４に入力され、制御装置４からはサーボモータ６へ容器排斥カム５の回転開始（容器排斥タイミングおよび回転定位置への回転）、回転速度並びに回転量（回転角度）信号が出力されるようになっている。

なお、制御装置４には、予め容器の形状、重量等の種類（容器種類）が入力されて、制御装置４からサーボモータ６に予め設定された容器の種類に応じた容器排斥タイミング、容器排斥カム５の回転速度等が出力されるようになっている。

次に、本発明の第１の実施の形態に係わる容器排斥装置１の作用を説明する。
排斥対象容器Ｃ１は、搬送装置８の搬送速度と容器通過検出器１０での排斥対象容器Ｃ１の排斥対象容器通過検出信号に基づいて制御装置４で容器排斥タイミングが演算され、制御装置４からサーボモータ６へ出力されて、サーボモータ６の回転制御を介して容器排斥カム５が回転定位置から図２の矢印Ｒ方向へ所定角度回転することにより、図２に一点鎖線で示す角度で前記容器排斥カム５の外カム面の排斥対象容器Ｃ１への当接を介して、二点鎖線で示す所定角度（図２では９０°）への回転により搬送装置８上から図示二点鎖線の矢印Ｅ方向へ図示二点鎖線のように押し出されて排斥される。

この場合、排斥対象容器Ｃ１の矢印Ｅ方向への容器排斥速度は、制御装置４に予め設定された容器の種類によるサーボモータ６即ち容器排斥カム５の回転速度に依存し、容器の種類に応じて適した速度が選択される。

図１並びに図２および前記説明では、容器排斥カム５の外カム面が楕円形である場合について図示および説明をしたが、前記外カム面のカム形状はこれに限定するものではなく、長径部と短径部を有する例えば三角形状のおむすび形としてもよく、その詳細説明は省略する。

（本発明の第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態を図４および図５に基づいて説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係わる容器排斥装置の平面図である。
図５は、図４の矢視Ｖ図である。
図４および図５において、先に説明した図１および図２と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複する説明は省略する。

図４および図５において、本発明の第２の実施の形態に係わる容器排斥装置２は、サーボモータ６が制御装置１４によって回転制御され、前記制御装置１４は排斥対象容器Ｃ２の排斥対象容器発生信号、容器通過検出器１０によって検出される排斥対象容器通過検出信号、搬送装置８の搬送速度信号の入力を受けて容器排斥位置での容器排斥タイミングを演算し、前記サーボモータ６に出力することにより、容器排斥カム５が図５に実線で示す回転定位置から二点鎖線で示す所定角度（図５では９０°）まで出力軸７を回転中心として回転し、次いで、所定角度（図２では９０°）回転して回転定位置となる。

さらに、駆動装置（サーボモータ）６を介して容器排斥カム５を載置したベース９が、制御装置１４からの指令により、所定のタイミングでロッド１３を介してアクチュエータ１２によって図示Ｍ方向に往復動される容器排斥カム移動装置が設けられている。即ち、ベース９が図示実線の位置から二点鎖線の位置まで移動し、その後で二点鎖線の位置から実線の位置へ戻るようになっている。

次に、本発明の第２の実施の形態に係わる容器排斥装置２の作用を説明する。
排斥対象容器Ｃ２は、制御装置１４からの指令による容器排斥タイミングと回転速度で、サーボモータ６の駆動により容器排斥カム５が図５に実線で示す回転定位置から二点鎖線で示す所定角度（図５では９０°）まで回転する間に、制御装置１４からの指令により前記容器排斥カム移動装置を介してベース９が矢印Ｍ方向に向けて移動することにより、容器排斥カム５の長径部５ａが曲線Ｒ２の回転軌跡で移動し、これに伴って容器排斥カム５の外カム面に当接されながら搬送装置８上から矢印Ｅ２方向へ押し出されるように排斥される。

このように、本発明の第２の実施の形態に係わる容器排斥装置２は、容器排斥カム５が矢印Ｍ方向の移動を伴って図示実線の状態から二点鎖線の状態へ回転するので、容器高さの比較的低い箇所に当接することになり、排斥対象容器Ｃ２が先に図２で説明した排斥対象容器Ｃ１と対比して、容器の高さが低くても或いは容器の重心位置が低くても、排斥対象容器Ｃ２を安定して排斥できる。

また、排斥対象容器Ｃ２の矢印Ｅ２方向への容器排斥速度は、制御装置１４に予め設定された容器の種類によるサーボモータ６即ち容器排斥カム５の回転速度に依存するので、容器の適性に応じて適した速度が選択されるのはもちろんである。

なお、前記説明では、ベース９の矢印Ｍ方向の移動をアクチュエータ１２の前後進作動により行う場合を説明したが、アクチュエータ１２に限定するものではなく、例えば、サーボモータによって回転制御されるスクリュー軸がベース９に対応して設けられたねじ穴と係合して、スクリュー軸の回転によりベース９が矢印Ｍ方向に移動する場合としてもよく、その図示および詳細説明は省略する。

（本発明の第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態を図６および図７に基づいて説明する。
図６は、本発明の第３の実施の形態に係わる容器排斥装置の部分側面図で、図５に相当する図である。
図７は、図６の矢視ＶＩＩ図である。
図６および図７において、先に説明した図１、図２、図４および図５と同じ構造のものは同じ記号を付してあり、重複する図示および説明は省略する。

図６および図７において、本発明の第３の実施の形態に係わる容器排斥装置３は、先端部５２が一体に取付けられた容器排斥カム５１が出力軸７を回転中心として回転する時には回転の遠心力で外カム面５１Ｃから遠心方向にはみ出し、回転しない時には元の位置へ引っ込むように出没する移動子３０を備えて、排斥対象容器Ｃ３がはみ出す前記移動子３０との当接により押し出されるように二点鎖線の矢印Ｅ３方向へ排斥される構成となっている。

前記移動子３０は、容器排斥カム５１内に設けられた溝５１Ｇ並びに先端部５２内に設けられた溝５２Ｇに摺動可能で、該移動子３０の段差面３０Ｓと先端部５２の面５２Ｓの間に設けられた圧縮ばね３１に付勢されて、該移動子３０の端面３０Ｂが溝５１Ｇの底に当接して該移動子３０の外カム面３０Ｃが前記外カム面５１Ｃの一部となるように引っ込まれ、前記容器排斥カム５１が回転すると、回転の遠心力によって圧縮ばね３１のばね力に抗して図示のように外カム面３０Ｃが外カム面５１Ｃから矢印Ｔ方向にはみ出すように出没する構成となっている。

次に、本発明の第３の実施の形態に係わる容器排斥装置３の作用を説明する。
排斥対象容器Ｃ３は、制御装置４からの指令による容器排斥タイミングで、サーボモータ６の駆動により容器排斥カム５１が図６に実線で示す回転定位置から一点鎖線で示す回転角度を経て、二点鎖線で示す所定角度（図５では９０°）まで回転する間に、即ち容器排斥カム５１の先端箇所５１ａが矢印Ｒ３の回転軌跡で示すように移動する間に、前記移動子３０が回転の遠心力により図６に示す経緯のような状態で出没する。

ここで、容器排斥カム５１が回転定位置から回転を始めると、回転開始直後は回転速度が比較的小さいので、外カム面３０Ｃが外カム面５１Ｃから図示移動子３０ａで示すように少しはみ出して、排斥対象容器Ｃ３が移動子３０ａで示す状態の外カム面３０Ｃとの当接を始め、それ以降排斥対象容器Ｃ３が、外カム面３０Ｃに押されて矢印Ｅ３の方向へ押し出されるように排斥される。

このように、本発明の第３の実施の形態に係わる容器排斥装置３は、容器排斥カム５１の回転に伴う遠心力により移動子３０がはみ出して、外カム面３０Ｃに当接した排斥対象容器Ｃ３が押し出されて排斥されることになり、排斥対象容器Ｃ３が先に図２で説明した排斥対象容器Ｃ１と対比して、容器の高さが低くても或いは容器の重心位置が低くても、排斥対象容器Ｃ３を安定して排斥できる。

しかも、移動子３０の出没作動が、動力を使うことなく、容器排斥カム５１の回転に伴った遠心力で行われるので、省エネルギーとなる。
なお、排斥対象容器Ｃ３の矢印Ｅ３方向への容器排斥速度および移動子３０の前記はみ出し状態は、制御装置４に予め設定された容器の種類によるサーボモータ６即ち容器排斥カム５の回転速度に依存するので、容器の適性に応じて適した速度が選択されるのはもちろんである。

１、２、３ 容器排斥装置
４、１４ 制御装置
５、５１ 容器排斥カム
６ サーボモータ（駆動装置）
８ コンベヤ（搬送装置）
１０ 容器通過検出器
１２ アクチュエータ
３０ 移動子
３１ 圧縮ばね
Ｃ 容器
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 排斥対象容器

Claims (4)

1. 容器を搬送する搬送装置と、
   該搬送装置の側方に設けられ、該搬送装置で搬送されてくる排斥対象容器を排斥するときに該搬送装置を横切る方向に回転して、前記排斥対象容器を側方から押し出すように排斥する容器排斥カムと、
   該容器排斥カムを回転駆動させる駆動装置と、
   該駆動装置の回転制御をする制御装置とを備え、
   長径部と短径部から成る外カム面を有する前記容器排斥カムが、前記短径部が前記搬送装置側に最も接近する回転位置を該容器排斥カムの回転定位置として、該回転定位置では前記搬送装置上を搬送されている前記容器と干渉しないように配置され、前記制御装置からの指令で前記駆動装置によって前記回転定位置から所定の角度を回転されることにより、前記長径部の回転軌跡に伴って前記外カム面に当接した前記排斥対象容器を押し出すように排斥した後、前記所定の角度を回転されることにより前記回転定位置となるように構成し、
   前記容器排斥カムを、移動子を設けた外カムとし、該移動子が前記外カムの回転遠心力で外カム面から遠心方向へはみ出すように構成して、はみ出した前記移動子の先端部に当接して前記排斥対象容器を押し出すように排斥する構成とした容器排斥装置。
2. 容器を搬送する搬送装置と、
   該搬送装置の側方に設けられ、該搬送装置で搬送されてくる排斥対象容器を排斥するときに該搬送装置を横切る方向に回転して、前記排斥対象容器を側方から押し出すように排斥する容器排斥カムと、
   該容器排斥カムを回転駆動させる駆動装置と、
   該駆動装置の回転制御をする制御装置とを備え、
   長径部と短径部から成る外カム面を有する前記容器排斥カムが、前記短径部が前記搬送装置側に最も接近する回転位置を該容器排斥カムの回転定位置として、該回転定位置では前記搬送装置上を搬送されている前記容器と干渉しないように配置され、前記制御装置からの指令で前記駆動装置によって前記回転定位置から所定の角度を回転されることにより、前記長径部の回転軌跡に伴って前記外カム面に当接した前記排斥対象容器を押し出すように排斥した後、前記所定の角度を回転されることにより前記回転定位置となるように構成し、
   前記容器排斥カムが前記排斥対象容器を排斥するように回転するときに、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置に近づく移動をし、前記容器排斥カムが前記回転定位置へ回転する際には、該容器排斥カムの回転中心が前記搬送装置から遠ざかって元の位置へ戻るように移動する容器排斥カム移動装置をさらに設ける構成とした容器排斥装置。
3. 請求項２に記載する前記容器排斥装置において、
   前記制御装置を、前記搬送装置の所定位置における排斥対象容器通過検出信号の入力、前記搬送装置の搬送速度信号の入力に基づいて、前記駆動装置への回転開始指示、回転速度並びに回転角度指示、或いは、前記容器排斥カム移動装置への移動指示の信号を出力するように構成する容器排斥装置。
4. 請求項３に記載する前記容器排斥装置において、
   前記制御装置を、前記容器の種類に応じて前記駆動装置或いは前記容器排斥カム移動装置への信号の内容を予め設定するように構成する容器排斥装置。

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