JP6973797B2 - 容器用の蓋の搬送装置、および該搬送装置を備えた蓋の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、飲料などを内部に保持するための容器の口部を塞ぐための蓋（キャップ）を搬送するための搬送装置に関する。また、本発明は、そのような搬送装置を備えた、蓋の検査装置に関する。

飲料などを内部に保持するための容器は、通常、その口部を塞ぐための着脱可能な蓋（キャップ）を備えている。蓋には、通常、文字や模様が印刷されている。そのため、蓋の製作後に変形の有無、印刷時等に生じた汚れの有無、異物付着の有無等の外観検査を行う必要がある。

従来から、蓋の外観検査を行うために、蓋を撮像し、蓋の画像に基づいて蓋を検査する検査装置が用いられている。この検査装置においては、蓋を搬送装置で搬送しながら、撮像装置によって蓋の外観を撮像して蓋の検査を行っている。搬送装置は、バキュームコンベヤ、スターホイール型コンベヤ、またはこれらの組み合わせから構成される。蓋は、搬送装置の搬送面上に置かれ、搬送面とともに移動されるか、または搬送面上でスライドされる。

特開２０１２−７８１２０号公報

図７は、従来の搬送装置の搬送面上に置かれた蓋を示す図である。蓋１は、その天面１ａが搬送装置の搬送面２００に支持された状態で搬送される。しかしながら、蓋１の天面１ａ（搬送時の下面）は、完全に平坦ではなく、蓋１の製造に伴う微小な突起１ｂが天面１ａの中央に残っていることがある。他の例では、図８に示すように、蓋１の天面１ａの全体がやや膨らんでいるものもある。このような蓋１を搬送装置によって搬送しているとき、蓋１の全体が搬送面２００に対して傾いてしまう。結果として、蓋１の画像に基づいた検査精度が低下する。さらに、バキュームコンベヤ上で蓋１が傾くと、搬送面２００と蓋１の天面１ａとの間に隙間が生じ、蓋１を真空で搬送面２００上に固定することができない。結果として、撮像時の蓋１の位置が安定せず、検査精度の低下を招いてしまう。

そこで、本発明は、蓋の傾きを防止して安定した姿勢で蓋を搬送することができる搬送装置を提供する。また、本発明は、そのような搬送装置を備えた蓋の検査装置を提供する。

一態様では、容器の蓋をその天面が下を向いた状態で搬送するためのスターホイール型コンベヤであって、前記蓋の天面を支持する搬送面を有する蓋支持構造体と、前記搬送面上の前記蓋を移動させるスターホイールを有する駆動機構と、前記スターホイールの外周部に沿って湾曲したガイドレールを備え、前記蓋支持構造体は、前記搬送面に形成された溝を有しており、前記溝は前記蓋の搬送方向に延び、かつ前記ガイドレールに沿って湾曲しており、かつ前記蓋の天面に形成された突起を収容する形状を有している、スターホイール型コンベヤが提供される。
一態様では、上記スターホイール型コンベヤと、前記スターホイール型コンベヤによって搬送される蓋を撮像する撮像装置と、前記蓋の画像に基づいて前記蓋を検査する画像処理装置を備える、蓋の検査装置が提供される。

一態様では、容器の蓋をその天面が下を向いた状態で搬送するためのバキュームコンベヤであって、前記蓋の天面を支持する搬送面を有する搬送ベルトと、前記搬送面上の前記蓋を移動させる駆動機構を備え、前記搬送ベルトは、前記搬送面に形成された溝を有しており、前記溝は前記蓋の搬送方向に延び、かつ前記蓋の天面に形成された突起を収容する形状を有しており、前記蓋支持構造体は、前記溝に沿って配列された複数の吸着孔を有しており、前記複数の吸着孔は前記溝の両側に配列されている、バキュームコンベヤが提供される。
一態様では、上記バキュームコンベヤと、上記バキュームコンベヤによって搬送される蓋を撮像する撮像装置と、前記蓋の画像に基づいて前記蓋を検査する画像処理装置を備える、蓋の検査装置が提供される。

搬送面上に形成された溝は、蓋の天面の中央に形成されている微小な突起を収容することができるので、蓋の傾きを防止することができる。また、蓋の天面の大部分は、搬送面に接触しているので、蓋の回転も防止される。

容器の蓋を検査する検査装置の一実施形態を示す上面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 天面の全体が外側に膨らんでいる蓋が搬送面上に載置された状態を示す図である。 図１に示す第２搬送装置の上面図である。 第２搬送装置の側面図である。 搬送ベルトの断面図である。 従来の搬送装置の搬送面上に置かれた蓋を示す図である。 従来の搬送装置の搬送面上に置かれた蓋を示す図である。

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。
図１は、飲料などを内部に保持するための容器の蓋を検査する検査装置の一実施形態を示す上面図である。本実施形態で使用される蓋は、ＰＥＴボトルなどのプラスチック容器を密閉するための樹脂製の蓋（キャップ）であるが、蓋のタイプは特に限定されない。

検査装置は、入口シュート２上を移送される複数の蓋１を受け取り、これら蓋１を搬送する第１搬送装置５と、第１搬送装置５によって搬送される蓋１を撮像する第１撮像装置７と、第１搬送装置５から蓋１を受け取って蓋１をさらに搬送する第２搬送装置８と、第２搬送装置８によって搬送される蓋１を撮像する第２撮像装置９と、第１撮像装置７および第２撮像装置９によって生成された蓋１の画像に基づいて蓋１を検査する画像処理装置１０を備えている。第１撮像装置７および第２撮像装置９は、画像処理装置１０に電気的に接続されている。

本実施形態では、第１搬送装置５は、スターホイール型コンベヤであり、第２搬送装置８はバキュームコンベヤである。蓋１は、その天面が下を向いた状態で第１搬送装置５および第２搬送装置８によって搬送される。本実施形態では、検査装置は、２つの搬送装置、すなわち第１搬送装置５および第２搬送装置８を備えているが、一実施形態では、検査装置は、第１搬送装置５および第２搬送装置８のうちのいずれか一方のみを備えてもよい。

第１搬送装置５は、入口シュート２から蓋１を受け取って蓋１を円形軌道に沿って一定間隔で搬送する入口スターホイール１２を備えている。入口スターホイール１２は回転装置１４に連結されており、この回転装置１４によって回転される。入口スターホイール１２は、その外周部に、蓋１の外周面に沿った形状の複数の凹部（ポケット）１２ａを有している。複数の蓋１は、これら凹部１２ａにそれぞれ係合した状態で、回転する入口スターホイール１２によって搬送される。

第１搬送装置５は、入口スターホイール１２から蓋１を受け取って蓋１を円形軌道に沿って一定間隔で搬送する搬送する検査スターホイール１６をさらに備えている。検査スターホイール１６は回転装置１７に連結されており、この回転装置１７によって回転される。検査スターホイール１６は、その外周部に、蓋１の外周面に沿った形状の複数の凹部（ポケット）１６ａを有している。複数の蓋１は、これら凹部１６ａにそれぞれ係合した状態で、回転する検査スターホイール１６によって搬送される。回転装置１４および回転装置１７のそれぞれは、電動機、または電動機と減速機との組み合わせによって構成されている。

第１搬送装置５は、入口スターホイール１２の外周部に沿って湾曲したガイドレール２０と、検査スターホイール１６の外周部に沿って湾曲したガイドレール２２を備えている。ガイドレール２０は入口スターホイール１２の外側に配置され、ガイドレール２２は検査スターホイール１６の外側に配置されている。

入口スターホイール１２は、ガイドレール２０によって入口シュート２に連結されている。ガイドレール２０の一端は、入口シュート２に接続されており、ガイドレール２０の他端は、検査スターホイール１６の外周部の上方に位置している。ガイドレール２２の一端は、入口スターホイール１２の外周部の上方に位置しており、ガイドレール２２の他端は、第２搬送装置８の上方に位置している。

蓋１は、ガイドレール２０によってガイドされながら、回転する入口スターホイール１２によって搬送され、さらにガイドレール２２によってガイドされながら、回転する検査スターホイール１６によって搬送される。ガイドレール２０およびガイドレール２２は湾曲しているので、第１搬送装置５での蓋１の搬送方向も湾曲している。

第１搬送装置５は、検査スターホイール１６の外周部の下方に位置する蓋支持構造体２４を備えている。ガイドレール２２は蓋支持構造体２４に固定されている。ガイドレール２２と蓋支持構造体２４は一体的な構造体であってもよい。蓋支持構造体２４の上面は、蓋１を支持する搬送面２５を構成している。同じように、第２搬送装置８は、蓋１を支持する搬送面５１を有する搬送ベルト５０を有している。蓋支持構造体２４の端部は、搬送ベルト５０の上方に位置している。

第１撮像装置７は搬送面２５を向いて配置されている。第１撮像装置７は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを備えたカメラである。蓋１は、その天面が下を向いた状態で、回転する検査スターホイール１６によって搬送される。第１撮像装置７は、蓋支持構造体２４の搬送面２５上を搬送される蓋１を斜め上方から撮像し、蓋１の内面の画像を生成する。蓋１の画像は画像処理装置１０に送信され、画像処理装置１０は、蓋１の内面の画像に基づいて、蓋１の欠陥を検査する。

蓋支持構造体２４の搬送面２５には、検査スターホイール１６の外周部に沿って湾曲する溝３５が形成されている。溝３５は、回転する検査スターホイール１６によって搬送される蓋１の搬送方向に延びている。すなわち、溝３５は、湾曲するガイドレール２２に沿って湾曲している。回転装置１７が検査スターホイール１６を回転させると、蓋１は、搬送面２５上をスライドしながら溝３５に沿って移動する。本実施形態では、搬送面２５上の蓋１を移動させる駆動機構は、少なくとも回転装置１７および検査スターホイール１６から構成される。

図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。溝３５は、ガイドレール２２によってガイドされている蓋１の天面１ａ（搬送時の下面）の中央に位置している。溝３５は、蓋１の天面１ａの中央に形成されている微小な突起１ｂを収容することができるので、蓋１の傾きを防止することができる。特に、溝３５は、蓋１の搬送方向に延びているので、第１搬送装置５によって蓋１が搬送されているときの蓋１の傾きが防止される。また、蓋１の天面１ａの大部分は、搬送面２５に接触しているので、蓋１の回転も防止される。さらに、蓋１の突起１ｂが搬送面２５に接触しないので、搬送面２５の局所的な摩耗が防止される。

溝３５は、微小な突起１ｂを有する蓋１のみならず、図３に示すように、天面１ａの全体が外側に膨らんでいる蓋１の傾きも防止することができる。すなわち、蓋１の天面１ａは、溝３５の両縁にある２つの角部（すなわち２点）で支えられるので、蓋１の傾きおよび回転が防止できる。図３に示す溝３５の幅は、図２に示す溝３５の幅よりも大きいが、図２に示す溝３５の幅と同じでもよい。

溝３５の幅および深さは、蓋１の微小な突起１ｂを収容でき、かつ蓋１の傾きを防止できる限りにおいて、特に限定されない。一例では、溝３５の幅は、蓋１の直径の２０％〜８０％である。

図１に示す第２搬送装置８の搬送ベルト５０は、蓋１を支持する搬送面５１を有している。搬送ベルト５０は、蓋支持構造体として機能する。搬送ベルト５０は、その搬送面５１に形成された溝４０を有している。溝４０は、第２搬送装置８によって搬送される蓋１の搬送方向に延びている。本実施形態では、溝４０は直線状に延びており、上から見たときに、溝４０は第１搬送装置５の溝３５の端部につながっている。

次に、第２搬送装置８について詳細に説明する。図４は、図１に示す第２搬送装置８の上面図であり、図５は第２搬送装置８の側面図である。第２搬送装置８は、蓋１を真空吸着して搬送するバキュームコンベヤである。第２搬送装置８は、内部に空間４５が形成された筐体４７と、溝４０および複数の吸着孔４８を有する搬送ベルト５０と、この搬送ベルト５０をその長手方向に送るベルト送り機構５２と、吸着孔４８に負圧を形成する真空源５３を備えている。第２搬送装置８は、搬送ベルト５０上の蓋１を吸着孔４８を介して真空吸着して蓋１を搬送するように構成されている。搬送ベルト５０は、無端ベルトであり、筐体４７の全周を囲むように配置されている。筐体４７には、搬送ベルト５０を支持する複数のローラー６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７が回転可能に取り付けられている。

筐体４７の下方に配置されたローラー６５は、プーリー７０に連結されている。このプーリー７０に隣接してプーリー７１が配置されている。このプーリー７１は、電動機７５の駆動軸に固定されており、電動機７５によってプーリー７１が回転されるようになっている。電動機７５は、筐体４７に固定されたブラケット７７に固定されている。プーリー７０とプーリー７１は、駆動ベルト７９によって連結されている。

電動機７５を駆動すると、電動機７５の回転がプーリー７１および駆動ベルト７９を介してプーリー７０に伝達され、プーリー７０に連結されたローラー６５が回転する。したがって、このローラー６５に支持された搬送ベルト５０がその長手方向に移動する。本実施形態では、ベルト送り機構５２は、電動機７５、プーリー７０，７１、駆動ベルト７９から構成される。

筐体４７の上面は、ベルト支持面４７ａを構成している。このベルト支持面４７ａには、該ベルト支持面４７ａの長手方向に延びるスリット４７ｂが形成されている。搬送ベルト５０は、スリット４７ｂを覆うようにベルト支持面４７ａ上に支持されている。図４に示すように、スリット４７ｂは、搬送ベルト５０の長手方向に延びる細長い切り欠きである。本実施形態では、１つの細長いスリット４７ｂがベルト支持面４７ａに形成されているが、搬送ベルト５０の長手方向に延びる複数のスリットがベルト支持面４７ａに形成されていてもよい。

スリット４７ｂは、筐体４７内に形成されている空間４５に連通している。筐体４７は、空間４５に連通する開口部８０を有しており、この開口部８０は真空源５３に接続されている。真空源５３は、開口部８０を通じて筐体４７の空間４５に連通している。したがって、真空源５３によって空間４５およびスリット４７ｂには負圧が形成される。一例では、真空源５３には、真空ポンプが使用される。

搬送ベルト５０の上面は、蓋１を支持する搬送面５１を構成し、搬送ベルト５０は、蓋１を支持する蓋支持構造体を構成する。搬送ベルト５０は、搬送面５１に形成された溝４０を有している。溝４０は、搬送面５１の長手方向に延び、かつ蓋１の搬送方向に延びている。複数の吸着孔４８は、溝４０に沿って配列されている。本実施形態では、溝４０の両側に複数の吸着孔４８が一定の間隔で配列されている。溝４０および吸着孔４８は搬送ベルト５０の全周に形成されている。

ベルト支持面４７ａに支持されている搬送ベルト５０の吸着孔４８は、スリット４７ｂに連通している。したがって、真空源５３によって空間４５およびスリット４７ｂに負圧が形成されると、吸着孔４８内にも負圧が形成される。蓋１は、ベルト支持面４７ａに支持されている搬送ベルト５０の搬送面５１上に載置され、吸着孔４８に形成されている負圧によって搬送ベルト５０に保持される。ベルト送り機構５２が搬送ベルト５０をその長手方向に移動させる（すなわち、搬送ベルト５０を循環させる）と、搬送面５１上の蓋１が移動される。本実施形態によれば、蓋１は真空吸着によって搬送面５１上に保持されているので、風圧で蓋１が飛ばされることなく、第２搬送装置８は、複数の蓋１を図４および図５の矢印で示す方向に高速で搬送することができる。本実施形態では、ベルト送り機構５２は、搬送面５１上の蓋１を移動させる駆動機構を構成する。

第２撮像装置９は、搬送ベルト５０の搬送面５１の両側に配置されている。第２撮像装置９は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサを備えたカメラである。第２撮像装置９は、搬送ベルト５０の搬送面５１上の蓋１の外周面を向いて配置されている。本実施形態では、４つの第２撮像装置９が配置されているが、第２撮像装置９の数は本実施形態に限定されない。

搬送ベルト５０の循環に伴い、搬送ベルト５０の搬送面５１上の蓋１は、図４に示す撮像位置に到達する。第２撮像装置９は蓋１を側方から撮像し、蓋１の外周面の画像を生成する。蓋１の画像は画像処理装置１０に送信され、画像処理装置１０は、蓋１の外周面の画像に基づいて、蓋１の欠陥を検査する。

図６は、搬送ベルト５０の断面図である。蓋１は、その天面１ａ（搬送時の下面）が下を向いた状態で、第２搬送装置８によって搬送される。溝４０は、搬送ベルト５０の搬送面５１の中央に位置している。溝４０は、蓋１の天面１ａの中央に形成されている微小な突起１ｂを収容することができるので、蓋１の傾きを防止することができる。さらに、吸着孔４８は蓋１の天面１ａによって閉じられるので、吸着孔４８内の負圧の破壊が防止される。溝４０の幅および深さは、蓋１の微小な突起１ｂを収容できる限りにおいて、特に限定されない。一例では、溝４０の幅は、蓋１の直径の２０％〜８０％である。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 蓋
２ 入口シュート
５ 第１搬送装置
７ 第１撮像装置
８ 第２搬送装置
９ 第２撮像装置
１０ 画像処理装置
１２ 入口スターホイール
１４ 回転装置
１６ 検査スターホイール
１７ 回転装置
２０ ガイドレール
２２ ガイドレール
２４ 蓋支持構造体
２５ 搬送面
３５，４０ 溝
４５ 空間
４７ 筐体
４７ａ ベルト支持面
４７ｂ スリット
４８ 吸着孔
５０ 搬送ベルト
５１ 搬送面
５２ ベルト送り機構
５３ 真空源
６１，６２，６３，６４，６５，６６，６７ ローラー
７０，７１ プーリー
７５ 電動機
７９ 駆動ベルト
８０ 開口部

Claims (4)

1. 容器の蓋をその天面が下を向いた状態で搬送するためのスターホイール型コンベヤであって、
   前記蓋の天面を支持する搬送面を有する蓋支持構造体と、
   前記搬送面上の前記蓋を移動させるスターホイールを有する駆動機構と、
   前記スターホイールの外周部に沿って湾曲したガイドレールを備え、
   前記蓋支持構造体は、前記搬送面に形成された溝を有しており、前記溝は前記蓋の搬送方向に延び、かつ前記ガイドレールに沿って湾曲しており、かつ前記蓋の天面に形成された突起を収容する形状を有している、スターホイール型コンベヤ。
2. 請求項１に記載のスターホイール型コンベヤと、
   前記スターホイール型コンベヤによって搬送される蓋を撮像する撮像装置と、
   前記蓋の画像に基づいて前記蓋を検査する画像処理装置を備える、蓋の検査装置。
3. 容器の蓋をその天面が下を向いた状態で搬送するためのバキュームコンベヤであって、
   前記蓋の天面を支持する搬送面を有する搬送ベルトと、
   前記搬送面上の前記蓋を移動させる駆動機構を備え、
   前記搬送ベルトは、前記搬送面に形成された溝を有しており、前記溝は前記蓋の搬送方向に延び、かつ前記蓋の天面に形成された突起を収容する形状を有しており、
   前記蓋支持構造体は、前記溝に沿って配列された複数の吸着孔を有しており、前記複数の吸着孔は前記溝の両側に配列されている、バキュームコンベヤ。
4. 請求項３に記載のバキュームコンベヤと、
   前記バキュームコンベヤによって搬送される蓋を撮像する撮像装置と、
   前記蓋の画像に基づいて前記蓋を検査する画像処理装置を備える、蓋の検査装置。

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