JP6606655B2 - 容器搬送装置、および該容器搬送装置を備えた検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペットボトルや、その予備成形品であるプリフォームなどの容器を搬送するための容器搬送装置に関するものである。また、本発明はそのような容器搬送装置を備えた検査装置に関するものである。

ペットボトルは、飲料用容器として多用されるほか、調味料や医薬品等の容器としても用いられている。ペットボトルはプリフォームと呼ばれるものに予備成形され、プリフォームが加熱されてボトルに成形される。これらペットボトルやプリフォームなどの容器の検査は、その外観を撮像装置で撮影する検査装置によって行われる。

近年、プリフォームの単位時間当たりの生産速度は増加しており、プリフォームの搬送速度も高速化しつつある。それに伴い、プリフォームの検査装置にも高速運転が求められている。一般に、プリフォームは、傾斜したシュートレールに吊り下げられた状態で該シュートレール上を滑るようにして検査装置に送られる。検査装置に到達したプリフォームは、入口ガイドによってかき込みスターホイールに案内され、かき込みスターホイールの複数の爪によって１つずつ検査装置内に取り込まれる。

特開２００９−１２１９４６号公報

高速でシュートレール上を搬送されたプリフォームは、かき込みスターホイールに到達しときに激しく揺れていることがある。これに起因して、かき込みスターホイールがプリフォームを噛み込むおそれがある。さらに、かき込みスターホイールで搬送されている間もプリフォームが揺れ、検査装置はプリフォームを精度よく検査することができないという問題がある。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、プリフォームやペットボトルなどの容器の揺れを抑えて、安定して容器を搬送することができる容器搬送装置を提供することを目的とする。また、本発明はそのような容器搬送装置を備えた検査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に、本発明の一態様は、容器のサポートリングの下面を支持する下面支持部材と、前記下面支持部材の上方に配置され、かつ上下方向に移動可能な可動部材とを有するスターホイールと、前記スターホイールを回転させる回転手段と、前記スターホイールの回転により特定区間を移動する前記容器の前記サポートリングの上面に前記可動部材を押し付ける駆動手段とを備え、前記下面支持部材は、前記サポートリングの一部に沿って延びる湾曲縁部を有していることを特徴とする容器搬送装置である。

本発明の好ましい態様は、前記駆動手段は、前記特定区間に対応付けて設置されたカムと、前記カムに接触するカムフォロアと、前記カムフォロアと前記可動部材とを連結し、前記カムフォロアの動きを前記可動部材に伝達する連結部材とを有することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記可動部材が前記下面支持部材から離れる方向に前記連結部材を付勢する付勢手段をさらに備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記駆動手段は、前記連結部材の動きを直線的な動きに制限する直動ガイドをさらに有することを特徴とする。

本発明の他の態様は、容器を導入する入口シュートと、前記入口シュートによって導入された容器を把持し、該容器を搬送する上記容器搬送装置と、前記容器搬送装置によって前記特定区間を搬送されている容器を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって生成された前記容器の画像に基づいて前記容器を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする容器検査装置である。

本発明によれば、容器のサポートリングを可動部材と下面支持部材との間に挟むことによって、容器の揺れを止めることができる。したがって、容器搬送装置は、容器の姿勢を安定させた状態で、容器を搬送することができる。その結果、スターホイールが容器を噛み込むことを防止できる。さらには、搬送される容器の姿勢を安定させることができるので、検査装置は容器の検査を精度よく行うことができる。

本発明の一実施形態に係る容器搬送装置を備えた検査装置を示す上面図である。 容器搬送装置の上面図である。 容器搬送装置の側面図である。 連結ユニットの側面図である。 連結ユニットの上面図である。 連結ユニットの正面図である。 カムフォロアがカムに接触しているときの連結ユニットの側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に記載される実施形態では、容器としてプリフォームが使用されているが、本発明は以下の実施形態に限定されず、ペットボトルなどの他の容器にも本発明を適用することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る容器搬送装置を備えた検査装置を示す上面図である。図１に示すように、検査装置は、容器の一例であるプリフォーム１を導入するための入口シュート４と、この入口シュート４によって導入されたプリフォーム１を把持し、該プリフォーム１を搬送する容器搬送装置６と、容器搬送装置６によって搬送されているプリフォーム１を撮像するカメラなどの撮像手段９と、撮像手段９によって生成されたプリフォーム１の画像に基づいてプリフォーム１を検査する画像処理手段１４と、検査が終了したプリフォーム１を容器搬送装置６から受け取ってプリフォーム１を排出する出口シュート１５とを備えている。

容器搬送装置６は、入口シュート４に接続されている。この入口シュート４の上流部は傾斜しており、プリフォーム１は、その首部に形成されたサポートリングが入口シュート４に支持された状態で、入口シュート４上を滑るようにして検査装置内に搬送される。入口シュート４の下流部は水平であり、下流部でのプリフォーム１はエアブロワ（図示せず）からの気流を受けて入口シュート４上を進む。

容器搬送装置６は、入口シュート４に接続された容器ガイド２０と、容器ガイド２０に進入したプリフォーム１を所定間隔で１つずつ送るスターホイール２１とを備えている。容器ガイド２０の大部分は、スターホイール２１の周縁部の約半分に沿って延びている。プリフォーム１は、入口シュート４を通って容器ガイド２０に導入される。容器ガイド２０に進入したプリフォーム１は、スターホイール２１によって所定の間隔に整列され、容器ガイド２０に沿ってスターホイール２１により移動される。プリフォーム１は、スターホイール２１から出口シュート１５に送られ、出口シュート１５を通って排出される。

本実施形態では、３台の撮像手段９がスターホイール２１の外側に設置されている。ただし、本発明はこの実施形態に限定されず、１台、または２台以上の撮像手段が設置される。撮像手段９は、スターホイール２１によって搬送されているプリフォーム１の胴部を向いて配置されており、プリフォーム１の胴部を撮像するように構成されている。スターホイール２１の下方には照明器１０が配置されている。この照明器１０は、スターホイール２１によって搬送されるプリフォーム１の胴部を撮像手段９の反対側から照明する。したがって、撮像手段９は、照明器１０によって照明されたプリフォーム１の胴部を撮像することができる。

撮像手段９によって生成されたプリフォーム１の画像は、画像処理手段１４に送られる。画像処理手段１４は、プリフォーム１の画像に基づいてプリフォーム１を検査する。検査後のプリフォーム１はスターホイール２１によって出口シュート１５に移送される。正常なプリフォームは出口シュート１５に移送されるが、不良なプリフォームは不良品排出シュート２４を通じて排出される。

図２は容器搬送装置６の上面図であり、図３は容器搬送装置６の側面図である。容器搬送装置６は、プリフォーム１を把持しながら該プリフォーム１を搬送する上述したスターホイール２１と、スターホイール２１の上方に配置されたカム３０と、スターホイール２１を回転させる回転手段３２とを備えている。回転手段３２は、スターホイール２１の回転軸３７に連結されたギヤボックス３３と、このギヤボックス３３に連結された電動機３４とを備えている。電動機３４はギヤボックス３３に固定されており、ギヤボックス３３は架台３５に固定されている。電動機３４の回転は、ギヤボックス３３によってスターホイール２１の回転軸３７に伝達され、これによりスターホイール２１が回転軸３７を中心に回転する。

スターホイール２１は、その回転中心の周りに等間隔に配置された複数対の下面支持部材４５および可動部材４７と、これら下面支持部材４５および可動部材４７が設置される回転体４１とを備えている。下面支持部材４５は、プリフォーム１のサポートリング１ａの下面を支持するための部材である。可動部材４７は、下面支持部材４５の上方に配置されており、上下方向に移動可能である。

複数のプリフォーム１は、複数対の下面支持部材４５および可動部材４７にそれぞれ独立に把持される。より具体的には、各プリフォーム１のサポートリング１ａは、各対の下面支持部材４５および可動部材４７によって把持される。図３に示すように、照明器１０は、下面支持部材４５および可動部材４７に把持されたプリフォーム１の胴部１ｂを向いて配置されている。

カム３０は、スターホイール２１の周方向に沿って延びる円弧形状している。スターホイール２１には、カム３０と複数の可動部材４７とを連結する複数の連結ユニット４０が配置されている。連結ユニット４０は、可動部材４７の数と同じ数だけ設けられており、各可動部材４７は、対応する連結ユニット４０に固定されている。連結ユニット４０は、スターホイール２１の回転体４１に固定されており、スターホイール２１と一体に回転する。一方、カム３０の位置は固定されている。スターホイール２１が回転するにつれて、連結ユニット４０は、カム３０に順次接触する。

カム３０は、撮像手段９によってプリフォーム１が撮像される特定区間、すなわち検査区間に対応付けて配置されている。本実施形態では、カム３０が配置される位置は、照明器１０が配置されている位置であり、カム３０は照明器１０の上方に位置している。連結ユニット４０はスターホイール２１の回転中心の周りに配列されている。したがって、スターホイール２１が回転しているとき、連結ユニット４０のうちの少なくとも１つ（本実施形態では３つ）は、常に特定区間内にあり、カム３０に接触する。

図４は連結ユニット４０の側面図であり、図５は連結ユニット４０の上面図であり、図６は連結ユニット４０の正面図である。各連結ユニット４０は、カム３０に接触するカムフォロア５０と、カムフォロア５０と可動部材４７とを連結し、カムフォロア５０の動きを可動部材４７に伝達する連結部材５３とを備えている。下面支持部材４５は、回転体４１の周縁部に固定された固定部材５５の下部に固定されている。

図５に示すように、可動部材４７は、プリフォーム１のサポートリング１ａの一部に沿って延びる湾曲縁部４８を有している。図示しないが、下面支持部材４５も、可動部材４７と同じように、プリフォーム１のサポートリング１ａの一部に沿って延びる湾曲縁部を有している。可動部材４７および下面支持部材４５は、互いに平行に配置される。プリフォーム１のサポートリング１ａは、後述するように、可動部材４７と下面支持部材４５との間に挟まれる。

カムフォロア５０は、回転可能なローラーから構成されている。カムフォロア５０は連結部材５３の一端に固定され、可動部材４７は連結部材５３の他端に固定されている。連結部材５３は、カムフォロア５０を回転可能に保持する第１部材５３Ａと、可動部材４７が固定された第２部材５３Ｂと、第１部材５３Ａおよび第２部材５３Ｂが固定された第３部材５３Ｃとを備えている。連結部材５３は、直動ガイド６１に支持されている。この直動ガイド６１は、連結部材５３の動きを直線的な動きに制限するように構成されている。より具体的には、直動ガイド６１は、鉛直方向に延びる２つのガイドシャフト６２と、これらガイドシャフト６２の軸方向に移動可能に該ガイドシャフト６２にそれぞれ支持された２つのガイドブッシュ６３とを備えている。

ガイドシャフト６２の下端は回転体４１に固定され、ガイドシャフト６２の上端はブリッジ６４に固定されている。ガイドブッシュ６３は、連結部材５３の第３部材５３Ｃに固定されている。ガイドシャフト６２は、回転体４１から上方に延びており、ガイドブッシュ６３を貫通している。ガイドブッシュ６３はガイドシャフト６２の外面に摺動可能に支持されている。したがって、ガイドブッシュ６３に固定された連結部材５３は、ガイドシャフト６２の軸方向、すなわち鉛直方向に移動可能となっている。ガイドシャフト６２およびガイドブッシュ６３の数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

図５に示すように、ブリッジ６４には開口６４ａが形成されており、連結部材５３の第１部材５３Ａは、ブリッジ６４の開口６４ａを通って延びている。図４に示すように、連結部材５３は、付勢手段としてのばね６６によって上方に付勢されている。ばね６６の下端は回転体４１に接触しており、ばね６６の上端は連結部材５３の第３部材５３Ｃに接触している。ばね６６によって連結部材５３が付勢される方向は、可動部材４７が下面支持部材４５から離れる方向である。可動部材４７と下面支持部材４５との間には隙間が形成されており、この隙間にプリフォーム１のサポートリング１ａが挿入される。

スターホイール２１の回転中心からカムフォロア５０までの距離は、スターホイール２１の回転中心からカム３０までの距離と同じである。したがって、スターホイール２１が回転するたびに、カムフォロア５０はカム３０の下面に転がり接触する。

図７は、カムフォロア５０がカム３０に接触しているときの連結ユニット４０の側面図である。図７に示すように、カムフォロア５０がカム３０の下面に接触しているとき、カムフォロア５０はカム３０に押されて下方に変位する。このカムフォロア５０の動きは、連結部材５３によって可動部材４７に伝達され、可動部材４７が下方に移動される。連結部材５３は可動部材４７を、下面支持部材４５に支持されているプリフォーム１のサポートリング１ａの上面に押し付け、これによってサポートリング１ａは可動部材４７と下面支持部材４５との間に挟まれる。

このように、本実施形態によれば、プリフォーム１のサポートリング１ａを可動部材４７と下面支持部材４５との間に挟むことによって、プリフォーム１の揺れを止めることができる。したがって、容器搬送装置６は、プリフォーム１の姿勢を安定させた状態で、プリフォーム１を搬送することができる。その結果、スターホイール２１がプリフォーム１を噛み込むことを防止できる。さらには、撮像手段９によって撮像される特定区間を搬送されるプリフォーム１の姿勢を安定させることができるので、プリフォーム１の検査を精度よく行うことができる。

本実施形態では、カム３０および複数の連結ユニット４０は、スターホイール２１の回転により特定区間を移動するプリフォーム１のサポートリング１ａの上面に可動部材４７を押し付ける駆動手段を構成する。しかしながら、本発明は上記実施形態には限定されない。一実施形態では、駆動手段は、スターホイール２１の上方に配置された第１の磁石と、第１の磁石に対向する位置に配置された第２の磁石と、第２の磁石と可動部材４７とを連結する連結部材とを備えてもよい。第１の磁石はカム３０に相当し、第２の磁石はカムフォロア５０に相当する。第１の磁石と第２の磁石との間に作用する反力によって、可動部材４７をプリフォーム１のサポートリング１ａの上面に押し付けることができる。さらに、他の実施形態では、駆動手段は、上記特定区間内にあるときだけ作動する電動式アクチュエータを備え、この電動式アクチュエータによって可動部材４７をプリフォーム１のサポートリング１ａの上面に押し付けるようにしてもよい。

これまで本発明の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、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ プリフォーム
４ 入口シュート
６ 容器搬送装置
９ 撮像手段
１０ 照明器
１４ 画像処理手段
１５ 出口シュート
２０ 容器ガイド
２１ スターホイール
２４ 不良品排出シュート
３０ カム
３２ 回転手段
３３ ギヤボックス
３４ 電動機
３５ 架台
３７ 回転軸
４０ 連結ユニット
４１ 回転体
４５ 下面支持部材
４７ 可動部材
４８ 湾曲縁部
５０ カムフォロア
５３ 連結部材
５５ 固定部材
６１ 直動ガイド
６２ ガイドシャフト
６３ ガイドブッシュ
６４ ブリッジ
６６ ばね

Claims (5)

1. 容器のサポートリングの下面を支持する下面支持部材と、前記下面支持部材の上方に配置され、かつ上下方向に移動可能な可動部材とを有するスターホイールと、
   前記スターホイールを回転させる回転手段と、
   前記スターホイールの回転により特定区間を移動する前記容器の前記サポートリングの上面に前記可動部材を押し付ける駆動手段とを備え、
   前記下面支持部材は、前記サポートリングの一部に沿って延びる湾曲縁部を有していることを特徴とする容器搬送装置。
2. 前記駆動手段は、
   前記特定区間に対応付けて設置されたカムと、
   前記カムに接触するカムフォロアと、
   前記カムフォロアと前記可動部材とを連結し、前記カムフォロアの動きを前記可動部材に伝達する連結部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の容器搬送装置。
3. 前記可動部材が前記下面支持部材から離れる方向に前記連結部材を付勢する付勢手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の容器搬送装置。
4. 前記駆動手段は、前記連結部材の動きを直線的な動きに制限する直動ガイドをさらに有することを特徴とする請求項２または３に記載の容器搬送装置。
5. 容器を導入する入口シュートと、
   前記入口シュートによって導入された容器を把持し、該容器を搬送する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の容器搬送装置と、
   前記容器搬送装置によって前記特定区間を搬送されている容器を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段によって生成された前記容器の画像に基づいて前記容器を検査する画像処理手段とを備えたことを特徴とする容器検査装置。

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