JP7220104B2 - 容器検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器を間欠回転搬送する容器検査装置に関する。

従来、容器検査装置として、特許文献１に開示される間欠回転するスターホイールを用いて複数の検査部に容器を搬送する装置がある。

国際公開第２００９／０２５０３８号公報

このような容器検査装置においては、処理能力の向上による効率化が求められている。特に、排出部でスターホイールから搬出用のコンベヤ上へ容器を移し替える必要があるため、排出部におけるスターホイールの停止時間の短縮が課題であった。

また、スターホイールを高速で間欠回転することによる機台の振動が検査部における撮像に影響を与えることがあった。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［１］本発明に係る容器検査装置の一態様は、
容器を収容する収容部を周縁に複数備える間欠回転するスターホイールと、
前記収容部が停止する位置に配置され、かつ、容器に対して検査を行う検査部と、
前記収容部が停止する位置に配置する排出部と、
前記排出部で前記収容部内に前記容器を保持する保持機構と、
前記排出部から前記容器を排出方向へ押し出す押出機構と、
前記スターホイールを回転可能に支持し、かつ、前記保持機構及び前記押出機構を前記排出部における所定位置に支持する機台と、
を備え、
前記検査部は、前記容器に対して光を出射する発光部と、前記発光部の光が照射された前記容器を撮像する撮像部と、を備え、
前記保持機構は、前記スターホイールの回転によって前記排出部に搬送される前記容器の側面に接触可能なアームと、前記アームを回転させて前記保持機構を閉状態と開状態とに切り替える電動モーターと、を備え、
前記閉状態は、前記側面に前記アームが接触して、前記排出方向への前記容器の移動を前記アームが制限し、
前記開状態は、前記アームが回転して前記側面との接触を解除することを特徴とする。

上記容器検査装置によれば、電動モーターによりアームの開閉を高速化できる。また、上記容器検査装置によれば、保持機構及び押出機構が機台の所定位置に支持されるので、容器検査装置を高速化しても同機構の揺れを抑えて安定的に容器を排出できる。

［２］前記容器検査装置の一態様において、
前記保持機構は、前記容器の全幅より広い第１間隔で立設する２本の回転軸と、前記回転軸のそれぞれに固定される前記アームと、前記回転軸を回転駆動する電動モーターと、を備え、
前記アームは、前記回転軸に固定された固定端と、前記固定端と反対側の自由端と、を有し、
一方の前記回転軸に固定された前記アームの前記自由端と、他方の前記回転軸に固定された前記アームの前記自由端とは、それぞれの前記固定端から互いに近づくように延在することができる。

上記容器検査装置によれば、２本の回転軸のそれぞれに固定されたアームが観音開きのように開閉することで、排出部からコンベヤ上へ搬送される容器の移動を速やかに行うことができる。その結果、上記容器検査装置によれば、排出部におけるスターホイールの停止時間を短縮することができる。また、アームが排出方向に開くので容器の移動を阻害することがなく、揺れやすい容器形状であっても高速排出時の容器の自立安定性を向上できる。

［３］前記容器検査装置の一態様において、
前記回転軸のそれぞれに上下に第２間隔をあけて２本の前記アームが配置され、
２本の前記アームは、前記容器の全高の１／２より高い位置にある第１アームと、前記全高の１／２より低い位置にある第２アームとからなり、
前記押出機構は、前記第１アームの高さと前記第２アームの高さとの間で前記容器を前記排出方向へ押すことができる。

上記容器検査装置によれば、上下に配置された２本のアームで容器の側面の上下の２か所を支持できるので、揺れやすい容器形状であってもスターホイールから排出方向にあるコンベヤ上への高速排出時に容器の自立安定性を向上できる。また、上記容器検査装置によれば、容器の全高の上半分の位置にある第１アームと同下半分の位置にある第２アームにより、容器の自立安定性を確保しつつ、押出機構が第１アームと第２アームとの間で容器を押すことで容器を確実にコンベヤ上へ移動させることができる。

［４］前記容器検査装置の一態様において、
前記アームは、前記電動モーターの回転軸に固定された固定端と、前記固定端と反対側の自由端と、を有し、
前記回転軸を中心に前記アームを上方へ揺動することにより、前記自由端が前記排出部から離れる方向へ移動しながら上方へ移動して、前記保持機構が前記閉状態から前記開状態となることができる。

上記容器検査装置によれば、構成が簡単でありながらアームの開閉を高速化できる。また、自由端を、単に上方へ移動させるのではなく、排出部から離れる方向へ移動しながら行うことで、容器を上方へ持ち上げる力を抑えることができ、容器の自立安定性を向上できる。

［５］前記容器検査装置の一態様において、
前記自由端は、前記固定端より前記排出部に停止した前記収容部側にあることができる。

上記容器検査装置によれば、アームの自由端が収容部に近い位置にあることで収容部内にある容器をより確実に保持することができる。

［６］前記容器検査装置の一態様において、
前記押出機構は、前記排出部の前記容器に接触する押出板を有し、
前記押出板は、前記排出方向に常時付勢され、
前記保持機構が前記閉状態で前記排出部に搬送された前記容器に接触して前記押出板が
後退し、前記保持機構が前記開状態となることにより、前記排出方向に前記押出板が前進して前記容器を前記収容部から押し出すことができる。

上記容器検査装置によれば、押出板が容器を排出方向に常時付勢することにより、容器を迅速に排出することができる。

［７］前記容器検査装置の一態様において、
前記スターホイールは、同一の回転中心を有し、かつ、上下に間隔をあけて配置する第１スターホイールと第２スターホイールとを含み、
前記第１スターホイールには、前記回転中心を含む上下に貫通する第１貫通孔が形成され、
前記第２スターホイールには、前記回転中心を含む上下に貫通する第２貫通孔が形成され、
前記押出機構は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を貫通して前記機台の上に立設する支持部と、前記支持部に支持されて前記排出部に停止する前記容器に対して進退移動する押出板と、を備えることができる。

上記容器検査装置によれば、２つのスターホイールを用いることで容器を安定して搬送することができると共に、押出機構の押出板が支持部に支持されることで押出板の進退移動が安定し、容器の自立安定性を向上できる。

［８］前記容器検査装置の一態様において、
前記撮像部は、前記機台から離間して配置されるフレームに固定されることができる。

上記容器検査装置によれば、スターホイールの回転等により振動が発生する機台からフレームが離間しているので、撮像部で精度の高い画像を撮像できる。

［９］前記容器検査装置の一態様において、
前記容器検査装置は、昇降部をさらに含み、
前記昇降部は、前記スターホイールによって搬送される前記容器の高さに合わせた検査位置と、前記検査位置よりも上方のメンテナンス位置とに前記発光部及び前記撮像部を昇降可能であることができる。

上記容器検査装置によれば、メンテナンス作業のたびに従来のように発光部と撮像部を取り外さなくてよいので、メンテナンス後に発光部と撮像部を再び所定の位置に戻すための作業時間を短縮できる。

本発明に係る容器検査装置の一態様によれば、排出部におけるスターホイールの停止時間を短縮することができる。本発明に係る容器検査装置の一態様によれば、振動が発生する機台からフレームが離間しているため撮像部で精度の高い画像を撮像できる。

本実施形態に係る容器検査装置の平面図である。 本実施形態に係る容器検査装置の第１排出部の正面図である。 本実施形態に係る容器検査装置の平面図の部分拡大図である。 変形例に係る容器検査装置の平面図の部分拡大図である。 変形例に係る容器検査装置の側面図である。 変形例に係る容器検査装置の第１排出部の背面図である。 本実施形態に係る撮像部が検査位置にある容器検査装置の正面図である。 本実施形態に係る撮像部がメンテナンス位置にある容器検査装置の正面図である。 昇降部の平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係る容器検査装置は、容器を収容する収容部を周縁に複数備える間欠回転するスターホイールと、前記収容部が停止する位置に配置する排出部と、前記排出部で前記収容部内に前記容器を保持する保持機構と、前記排出部から前記容器を排出方向へ押し出す押出機構と、前記スターホイールを回転可能に支持し、かつ、前記保持機構及び前記押出機構を所定位置に支持する機台と、を備え、前記保持機構は、前記スターホイールの回転によって前記排出部に搬送される前記容器の側面に接触可能なアームと、前記アームを回転させて前記保持機構を閉状態と開状態とに切り替える電動モーターと、を備え、前記閉状態は、前記側面に前記アームが接触して、前記排出方向への前記容器の移動を前記アームが制限し、前記開状態は、前記アームが回転して前記側面との接触を解除することを特徴とする。

本実施形態に係る容器検査装置は、容器を収容する収容部を周縁に複数備える間欠回転するスターホイールと、前記スターホイールを回転可能に支持する機台と、前記機台から離間して配置されるフレームと、前記フレームから垂下され、かつ、前記容器に対して光を出射する発光部と、前記フレームから垂下され、かつ、前記発光部の光が照射された前記容器を撮像する撮像部と、前記発光部及び前記撮像部を前記容器に対して昇降する昇降部と、を備えることを特徴とする。

１．容器検査装置の全体構成
図１～図３を用いて容器検査装置１の全体構成について説明する。図１は本実施形態に係る容器検査装置１の平面図であり、図２は本実施形態に係る容器検査装置１の第１排出部３０の正面図であり、図３は本実施形態に係る容器検査装置１の平面図の部分拡大図である。図３では第１押出機構６０及び第２押出機構６２を説明するため第１スターホイール１０を省略して示している。

図１～図３に示すように、容器検査装置１は、容器３を収容する収容部１６を周縁１４に複数備える第１スターホイール１０と、収容部１６が停止する位置に配置する検査部２０、第１排出部３０及び第２排出部３２と、を備える。第２排出部３２は、第１排出部３０に隣接するが、他の停止位置を間に挟んでもよい。容器検査装置１には、第１排出部３０に臨んで配置する第１コンベヤ４０と、第２排出部３２に臨んで配置する第２コンベヤ４２と、が備えられる。第２コンベヤ４２の代わりにシューターなどの容器３の自立を要求しない機構を備える場合には第２排出部３２に第２保持機構５２を備えなくてもよい。

また、図３に示すように、容器検査装置１は、第１スターホイール１０の下に、第１スターホイール１０と同一の回転中心５を有し、かつ、第１スターホイール１０と上下に間隔をあけて配置する第２スターホイール１２を備える。２つのスターホイールを用いることで容器３を上下で保持することができるため、安定して搬送することができる。

第１排出部３０は、検査部２０における検査で良品と判定された容器３を第１コンベヤ４０へ排出し、第２排出部３２は、検査部２０における検査で不良品と判定された容器３を第２コンベヤ４２へ排出する。容器検査装置１によれば、良品の容器３と不良品の容器３との自立安定性をそれぞれ向上できる。第１排出部３０から排出された容器３は、周縁１４の外側の第１コンベヤ４０上に自立する。第２排出部３２から排出された容器３は、周縁１４の外側の第２コンベヤ４２上に自立する。

容器３は、たとえばガラスびんである。容器３は、第１コンベヤ４０及び第２コンベヤ４２上での自立安定性に比較的劣る首部から底部に向けて胴径が細くなる逆テーパーびんや、首部から底部に向けて胴径が大きくなるテーパーびんであって容器３の重心が高い位置にあるびんでもよい。特にガラスびんは、他の材質の容器３に比べて重いものが多く、容器３のデザインによる上下の重量バランスの偏りが出やすいため、第１保持機構５０及び第２保持機構５２による自立安定性の向上が望まれる。

容器検査装置１は、制御装置７を備える。制御装置７は、各種演算及び制御を行う装置であり、装置構成として、演算及び制御を行うＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ，ＲＯＭ）及び外部記憶装置を含み、さらにモニタ、キーボード、マウス及びインターフェースを含むことができる。制御装置７は、機能構成として、少なくとも制御部７０、記憶部７２、演算部７４を含む。演算部７４は、記憶部７２から取り出したプログラム、データ等や検査部２０から取り込んだデータ等を用いて予め設定された演算を行う。演算部７４は、演算結果に基づいて容器検査装置１に供給される全ての容器３に対して良品または不良品の判定を行う。制御部７０は、良品と判定された容器３を第１排出部３０から第１コンベヤ４０へ排出する指示を出力し、不良品と判定された容器３を第２排出部３２から第２コンベヤ４２へ排出する指示を出力する。

また、容器検査装置１は、第１排出部３０で収容部１６内に容器３を保持する第１保持機構５０と、第２排出部３２で収容部１６内に容器３を保持する第２保持機構５２と、第１排出部３０から容器３を排出方向である第１方向Ｄ１へ押し出す第１押出機構６０と、第２排出部３２から容器３を排出方向である第２方向Ｄ２へ押し出す第２押出機構６２と、を備える。

容器検査装置１は、機台２を備える。機台２は、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２を回転可能に支持し、かつ、第１保持機構５０、第２保持機構５２、第１押出機構６０及び第２押出機構６２を所定位置に支持する。第１保持機構５０、第２保持機構５２、第１押出機構６０及び第２押出機構６２が機台２の所定位置に支持されるので、容器検査装置１を高速化しても同機構の揺れを抑えて安定的に容器３を排出できる。機台２は、第１スターホイール１０と第２スターホイール１２とを支持する部分と、第１保持機構５０及び第１押出機構６０を支持する部分と、第２保持機構５２及び第２押出機構６２を支持する部分とを分離して有してもよいし、これらを連結して一体化したものであってもよい。

第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２は、水平面内を間欠回転して収容部１６に収容された容器３を検査部２０から第１排出部３０へ搬送する。第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２の回転中心５は、機台２から鉛直方向に沿って延びる。本実施形態では、周縁１４に８か所の収容部１６を有し、収容部１６のそれぞれに容器３を保持しつつ８か所の停止位置へ搬送する。収容部１６の数と停止位置の数は８か所に限るものではなく、容器検査装置１の処理能力に応じて適宜設定することができる。第２排出部３２は第１排出部３０で第１コンベヤ４０上に排出されなかった容器３を排出するため、図１及び図３では第２排出部３２の収容部１６には容器３を収容していない。収容部１６は、円板状の第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２の周縁１４から回転中心５に向かって湾曲する切り欠きである。第１スターホイール１０の各収容部１６は、容器３の首部の回転を支えながら容器３の浮き上がりを抑える一対の支持リング１７が備えられる。

収容部１６の停止位置には、容器３を容器検査装置１へ供給する供給部１８と、容器３を検査する第１検査部２２、第２検査部２４、第３検査部２６を含む検査部２０と、第１排出部３０と、第２排出部３２とが設けられる。供給部１８には容器３を供給部１８に停止する収容部１６に順次送るスクリューコンベヤを備えていてもよい。検査部２０の各停止位置に停止した容器３は、容器３の中心軸の周りに自転しながら各種検査が実行される。

第１コンベヤ４０は、第１排出部３０で収容部１６から第１押出機構６０によって押し出された容器３を自立した状態で第１排出部３０から離れる第１方向Ｄ１へ搬送する。第１方向Ｄ１は、容器３の排出方向である。第２コンベヤ４２は、第２排出部３２で収容部１６から第２押出機構６２によって押し出された容器３を自立した状態で第２排出部３２から離れる第２方向Ｄ２へ搬送する。第２方向Ｄ２は、容器３の排出方向である。第１コンベヤ４０及び第２コンベヤ４２は、無端状のベルトを間欠または連続で循環駆動するベルトコンベヤーであることができ、本実施形態では連続で循環駆動する。第１コンベヤ４０及び第２コンベヤ４２は、その上面に容器３を自立した状態で搬送する。第１コンベヤ４０は第１排出部３０にある収容部１６の直下から周縁１４の外まで延び、第２コンベヤ４２は第２排出部３２にある収容部１６の直下から周縁１４の外まで延びる。

容器３が第１排出部３０に搬送されることで第１コンベヤ４０上に容器３が配置し、また容器３が第２排出部３２に搬送されることで第２コンベヤ４２上に容器３が配置する。本実施形態では第１排出部３０に停止する容器３の下まで第１コンベヤ４０は延在するが、第１コンベヤ４０を第１排出部３０に臨んで配置することで押し出された容器３を自立した状態で受け渡されればよく、例えば、第１コンベヤ４０が周縁１４の外側から第１方向Ｄ１に延びてもよい。第２コンベヤ４２も同様に例えば周縁１４の外側から第２方向Ｄ２に延びてもよい。

第１コンベヤ４０及び第２コンベヤ４２は、容器３を自立したまま移動させるため、第
１押出機構６０及び第２押出機構６２によって容器３が押されることで揺れて自立安定性を欠くことがある。第１コンベヤ４０上または第２コンベヤ４２上で容器３が転倒すると、容器検査装置１を緊急停止することになるため、容器検査装置１の単位時間当たりの処理能力が著しく低下する。よって、第１排出部３０（第２排出部３２）から第１コンベヤ４０（第２コンベヤ４２）への容器３の移動の安定化は重要である。

２．保持機構
図２及び図３を用いて保持機構について説明する。本実施形態に係る容器検査装置１には、保持機構として第１保持機構５０及び第２保持機構５２を備えるが、基本的な構成は両機構とも同じであるため、主に第１保持機構５０について説明する。

図２に示すように、第１保持機構５０は、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２の回転によって第１排出部３０に搬送される容器３の側面に接触可能な少なくとも１本のアームと、アームを回転させて第１保持機構５０を閉状態と開状態とに切り替える電動モーター５７と、を備える。「閉状態」は、容器３の側面にアームが接触して、第１方向Ｄ１への容器３の移動をアームが制限する。開状態は、アームが回転して容器３の側面との接触を解除する。本実施形態の第１保持機構５０では上下及び左右に合計４本のアームを備える例について説明する。

図２に示すように、第１保持機構５０は、第１コンベヤ４０を挟んで容器３の全幅Ｗより広い第１間隔Ｗ１で立設する２本の回転軸である第１回転軸５３及び第２回転軸５４と、第１回転軸５３及び第２回転軸５４のそれぞれに上下に第２間隔Ｗ２をあけて配置される２本のアームである第１アーム５５及び第２アーム５６と、第１回転軸５３及び第２回転軸５４を回転駆動する電動モーター５７と、を備える。電動モーター５７により第１アーム５５及び第２アーム５６の開閉を高速化できる。上下に配置された第１アーム５５と第２アーム５６で容器３の側面の上下の２か所を保持できるので、揺れやすい容器形状であっても第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２から第１コンベヤ４０上への移動時に容器３の自立安定性を向上できる。本実施形態ではアームを上下に２本配置したが、これに限らず、各回転軸に１本のアームとしてもよい。また、第１回転軸５３及び第２回転軸５４のそれぞれに固定された第１アーム５５及び第２アーム５６が観音開きのように開閉することで、第１排出部３０から第１コンベヤ４０上へ搬送される容器３の移動を速やかに行うことができる。その結果、上記容器検査装置１によれば、第１排出部３０におけるスターホイールの停止時間を短縮することができる。また、第１アーム５５及び第２アーム５６が第１方向Ｄ１に開くので容器３の移動を阻害することがなく、揺れやすい容器形状であっても高速排出時の容器３の自立安定性を向上できる。

第１方向Ｄ１は、容器３が第１押出機構６０で収容部１６から押し出される方向であり、第１コンベヤ４０の搬送方向と同じである。第１回転軸５３及び第２回転軸５４は、第１コンベヤ４０を挟んで立設する。第１回転軸５３及び第２回転軸５４は、下端がそれぞれ電動モーター５７に接続し、鉛直方向の上方に延びて容器３の首部の高さ付近でその上端が回転可能に支持される。

電動モーター５７は、第１回転軸５３及び第２回転軸５４のそれぞれに設けられているが、１つの電動モーター５７の出力を第１回転軸５３及び第２回転軸５４の回転に分けて用いてもよい。電動モーター５７は、第１回転軸５３及び第２回転軸５４を軸周りに９０度の角度で往復回転することができる。電動モーター５７は、サーボモーターであることができる。サーボモーターを採用することで第１回転軸５３及び第２回転軸５４を高速で回転することができる。

電動モーター５７は、第１回転軸５３及び第２回転軸５４を回転して、第１アーム５５
及び第２アーム５６を閉状態と開状態とに切り替え可能である。閉状態は、第１排出部３０にある容器３の側面に第１アーム５５及び第２アーム５６それぞれの接触部５５４が接触して容器３の第１方向Ｄ１への移動を制限する。開状態は、第１アーム５５及び第２アーム５６が第１コンベヤ４０側へ回動して第１排出部３０から第１方向Ｄ１への容器３の移動を許容する。第１アーム５５及び第２アーム５６は、第１回転軸５３と第２回転軸５４とを中心に旋回することで図２の正面視で観音開きに開閉する。

第１アーム５５及び第２アーム５６は、それぞれ第１回転軸５３または第２回転軸５４に固定される固定端５５０と、固定端５５０とは反対側の自由端５５２と、自由端５５２に隣接する図３に示す接触部５５４と、を有する。一方の第１回転軸５３に固定された第１アーム５５及び第２アーム５６の自由端５５２と、他方の第２回転軸５４に固定された第１アーム５５及び第２アーム５６の自由端５５２とは、閉状態でそれぞれが固定された第１回転軸５３及び第２回転軸５４（固定端５５０）から互いに近づくように延在する。第１アーム５５及び第２アーム５６は、それぞれ合成樹脂製の屈曲した板状体である。第１アーム５５及び第２アーム５６の材質としては、加工しやすい合成樹脂製が望ましいが、容器３の側面を傷つけない材質であれば合成樹脂に限るものではない。なお、容器検査装置１において容器３の表面に接触する部材には第１アーム５５等と同様に傷をつけない材質が望ましく、また、それ以外の部材には機械に用いられる金属等の材質を用いることができる。

第１アーム５５は、第１排出部３０に停止した容器３の全高Ｈの１／２より高い位置である第１高さＨ１にある。第２アームは、容器３の全高Ｈの１／２より低い位置である第２高さＨ２にある。また、第１押出機構６０は、第１アーム５５の第１高さＨ１と第２アーム５６の第２高さＨ２との間の高さで容器３を第１コンベヤ４０側へ押すことができる。容器３の全高Ｈの上半分の位置にある第１アーム５５と同下半分の位置にある第２アーム５６により、容器３の自立安定性を確保しつつ、第１押出機構６０が第１アーム５５と第２アーム５６との間で容器３を押すことで容器３を確実に周縁１４より外の第１コンベヤ４０上へ移動させることができる。第１押出機構６０の押出板６５の高さは、容器３の重心の高さに設定されることが容器３の自立安定性を高めるために好ましい。また、各回転軸に１本のアームを設ける場合には、第１押出機構６０は当該アームと略同じ高さで容器３を押すことが望ましい。

第１アーム５５及び第２アーム５６の自由端５５２は、閉状態で固定端５５０より第１排出部３０に停止した収容部１６側にある。言い換えれば、自由端５５２は、閉状態で第１回転軸５３及び第２回転軸５４を結ぶ仮想直線より第１排出部３０に停止した収容部１６側にある。自由端５５２が収容部１６に近い位置にあることで閉状態において収容部１６内に容器３をより確実に保持することができる。したがって、閉状態で固定端５５０は自由端５５２よりも収容部１６から離れた位置にある。固定端５５０が収容部１６から離れた位置にあることで、第１スターホイール１０の回転によって搬送される容器３と固定端５５０とが接触しない。

第１間隔Ｗ１は、容器３の全幅Ｗに合わせて第１間隔調整機構５８により調整することができる。第１間隔調整機構５８は、ハンドル５８０と、２組のボールねじ機構５８２とを備える。ボールねじ機構５８２は、ねじ軸を共通とし、ハンドル５８０を回してねじ軸を回転することでナットに固定された２つの電動モーター５７が互いに近接移動または離間移動する。したがって、第１間隔調整機構５８によれば、電動モーター５７に固定された第１回転軸５３及び第２回転軸５４の第１間隔Ｗ１を変更することができる。

第２間隔Ｗ２は、容器３の全高Ｈや容器３の上下の重量配分に合わせて変更することができる。第１回転軸５３及び第２回転軸５４には鉛直方向に延びる長孔５９が形成される
。長孔５９には固定端５５０が取付ボルトで固定される。固定端５５０の取付ボルトを緩めて、取付ボルトを長孔５９に沿って移動させることで、第１アーム５５及び第２アーム５６を長孔５９に沿って移動することができる。例えば、容器３の全高Ｈが高くなれば第１アーム５５及び第２アーム５６を上方へ移動し、容器３の全高Ｈが低くなれば第１アーム５５及び第２アーム５６を下方へ移動する。

また、図１及び図３に示す第２排出部３２における第２保持機構５２は、第１保持機構５０と基本的に同じ構成であり、閉状態と開状態とに切り替わる。開状態においては、第２排出部３２にある容器３に対して第２押出機構６２を作用させることにより、容器３を第２方向Ｄ２に押して第２コンベヤ４２上へ移動する。第２保持機構５２の第１回転軸５３、第２回転軸５４、第１アーム５５、第２アーム５６、及び電動モーター５７は、第１保持機構５０の各部材と同じ構成及び機能を有するため、重複する説明は省略する。

３．押出機構
図１～図３を用いて押出機構について説明する。本実施形態に係る容器検査装置１には、押出機構として第１押出機構６０及び第２押出機構６２を備えるが、基本的な構成は同じであるため、主に第１押出機構６０について説明する。

図１～図３に示すように、第１押出機構６０は、機台２上に立設する支持部６４と、支持部６４に支持される押出板６５と、を備える。押出板６５は、第１排出部３０に停止する容器３に対して進退移動する。第２押出機構６２は、支持部６４に支持される押出板６５を備える。押出板６５は、第２排出部３２に停止する容器３に対して進退移動する。押出板６５が支持部６４に支持されることで押出板６５の進退移動が安定し、容器３の自立安定性を向上できる。

第１押出機構６０の押出板６５は、第１排出部３０の容器３に接触する。第１押出機構６０の押出板６５は、第１方向Ｄ１に常時付勢される。第１押出機構６０は、第１保持機構５０が閉状態で第１排出部３０に搬送された容器３に接触して押出板６５が後退し、第１保持機構５０が開状態となることにより、第１方向Ｄ１に押出板６５が前進して容器３を収容部１６から押し出す。押出板６５が容器３を排出方向（第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２）に常時付勢することにより、容器３を迅速に排出することができる。

図１に示すように、第１スターホイール１０には、回転中心５を含む上下に貫通する第１貫通孔１１が形成される。図３に示すように、第２スターホイール１２には、回転中心５を含む上下に貫通する第２貫通孔１３が形成される。支持部６４は、第１貫通孔１１と第２貫通孔１３を貫通して機台２上に立設する円柱状のロッドである。支持部６４の下端は機台２に固定される。第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２は、支持部６４の周囲を回転し、支持部６４は回転しない。

支持部６４には水平方向に延びる取付板６９ａが固定される。取付板６９ａは支持部６４に沿って鉛直方向に移動可能であり、取付板６９ａの高さを変更することで押出板６５の高さを調整する。取付板６９ａには２枚のスライド板６９ｂが固定される。スライド板６９ｂは、ノブ６９ｃを回して固定ボルトを緩めることでスライド板６９ｂに設けられる長孔に沿って取付板６９ａの上を前後に移動可能である。スライド板６９ｂを前後に移動することで、収容部１６に押出板６５をどの程度突出した位置にするかを調整できる。押出板６５は、スライド板６９ｂの先端部から収容部１６（容器３）側に交差して延びる２本の押出アーム６８ａ、６８ｂを介して収容部１６に突出するように配置される。

押出板６５は、収容部１６内に突出する方向に常時付勢される。押出アーム６８ａ及び押出アーム６８ｂは、スライド板６９ｂに付勢部材６６ａ及び付勢部材６６ｂを介して取
り付けられる。付勢部材６６ａは押出アーム６８ａをスライド板６９ｂに対して図３における右回転する方向に付勢し、付勢部材６６ｂは押出アーム６８ｂをスライド板６９ｂに対して図３における左回転する方向に付勢する。したがって、押出アーム６８ａと押出アーム６８ｂの先端は互いに近づく方向に常時付勢される。押出アーム６８ａの先端は押出板６５に回転自在に固定される。押出板６５には長孔６５ａが開口し、長孔６５ａは押出アーム６８ｂの先端に設けられたカムフォロア６７を受け入れ、カムフォロア６７は長孔６５ａに沿って移動可能である。

収容部１６に容器３が収容されていない状態では、図３の第２排出部３２で示すように、押出アーム６８ａの先端にカムフォロア６７が近づくように移動して、押出板６５の先端が収容部１６内に押し出される。

押出板６５は、押出板６５に対して第２スターホイール１２によって容器３が搬送されてくる側に面取り部６５ｂを有する。面取り部６５ｂは、搬送されてきた容器３の胴部に接触して押出板６５をスライド板６９ｂ側に押し戻す機能を有する。押し戻された押出板６５は、付勢部材６６ａ，６６ｂによって容器３を第１方向Ｄ１に押し出すように常時付勢する。また、容器３は第１方向Ｄ１に向かって常時駆動している第１コンベヤ４０上にあり、容器３の底部が第１コンベヤ４０に摺接している。

図３における第１排出部３０では第１保持機構５０の第１アーム５５（及び第２アーム５６）が閉状態にあり、第１アーム５５の接触部５５４が容器３に接触して、押出板６５の押出力に抗して容器３を収容部１６内に保持する。

第１アーム５５が図３に破線で示す位置に移動して開状態になると、容器３は、押出板６５によって第１方向Ｄ１に押し出され、かつ、第１コンベヤ４０に乗って第１方向Ｄ１に移動する。第１アーム５５の下に配置された図２に示す第２アーム５６も第１アーム５５と同様に動作するため、容器３の自立状態をより安定的に維持したまま容器３が第１コンベヤ４０に乗って移動できる。

４．変形例
変形例に係る容器検査装置１ａについて説明する。図４は変形例に係る容器検査装置１ａの平面図の部分拡大図であり、図５は変形例に係る容器検査装置１ａの側面図であり、図６は変形例に係る容器検査装置１ａの第１排出部３０の背面図である。ここでは、上記実施形態に係る容器検査装置１と同一の構成については同一の符号を用い、重複する説明を省略する。また、第２排出部３２は、第１排出部３０と同様の構成であるため、ここでは第１排出部３０についてのみ説明する。図６は第１方向Ｄ１に沿って収容部側から容器３を見ているため、第１押出機構６００等を省略して示す。

４．１．保持機構
図４～図６に示すように、変形例に係る容器検査装置１ａは、第１排出部３０に臨んで機台２に支持される第１保持機構５００を有する。

第１保持機構５００は、１本のアーム５６０と、アーム５６０を揺動する電動モーター５７０と、を備える。電動モーター５７０は、例えばサーボモーターである。電動モーター５７０は、機台２に固定される。

アーム５６０は、電動モーター５７０の回転軸５３０に固定された固定端５６１と、固定端５６１と反対側の自由端５６２と、を有する。固定端５６１と自由端５６２との間には、第１排出部３０に停止する容器３の側面に接触する接触部５６４を有する。自由端５６２は、閉状態で固定端５６１より第１排出部３０に停止した収容部１６側にある。

電動モーター５７０の回転軸５３０は、図４の平面視で第１方向Ｄ１と平行であり、図５の側面視で第１排出部３０に向かって上方に傾いている。上方への傾きは、例えば水平面に対して１０度～２０度程度である。電動モーター５７０を駆動すると、回転軸５３０が回転し、固定端５６１を中心に自由端５６２が弧を描くように移動して、アーム５６０が揺動する。図６に示すように、閉状態でアーム５６０は水平であり、開状態でアーム５６０は背面視で垂直であるので、揺動角は９０度である。揺動角は、閉状態で容器３を確実に保持可能であり、かつ、開状態で排出される容器３と干渉しない範囲で変更可能である。

図４～図６において破線の矢印でアーム５６０の開動作を示す。電動モーター５７０を駆動して、回転軸５３０を中心にアーム５６０を上方へ揺動することにより、自由端５６２が第１排出部３０から離れる方向へ移動しながら上方へ移動する。これにより、第１保持機構５００が閉状態から開状態となる。第１保持機構５００は、構成が簡単でありながらアーム５６０の開閉を高速化できる。また、このように少なくとも回転軸５３０を上方へ傾けることにより、自由端５６２を、単に上方へ移動させるのではなく、第１排出部３０から離れる方向へ移動しながら開動作することで、容器３に対し上方へ持ち上げる力を低減することができ、容器３の自立安定性を向上できる。

４．２．押出機構
図４及び図５に示すように、第１押出機構６００は、支持部６４に水平に固定された取付板６９０と、長孔６９１に沿って取付板６９０上を前後に移動可能なスライド板６９２と、スライド板６９２から収容部１６（容器３）側に延びる押出板６５０と、を備える。

スライド板６９２は、第１方向Ｄ１に直交する方向に延びるレール６９３と、第１方向Ｄ１に沿って延びるガイド６９４と、を備える。レール６９３は、凹溝に形成される。ガイド６９４は、スライド板６９２の上面から突出し、第１方向Ｄ１に沿って延びる板状である。

押出板６５０は、第１方向Ｄ１に沿って延びる板状であり、先端に接触板６５１と、後端に摺動溝６５３と、上面に付勢部材６６０と、を備える。

接触板６５１は、容器に接触しても傷がつかない材質、例えば合成樹脂製であり、容器３の搬入側に面取り部６５２を有する。

摺動溝６５３は、押出板６５０の後端に開口する切り欠き溝であり、第１方向Ｄ１に沿って延びて形成される。摺動溝６５３内にガイド６９４が挿入され、ガイド６９４の側面に摺動溝６５３が摺接することで第１方向Ｄ１に沿って押出板６５０が進退移動する。押出板６５０は、スライド板６９２の上面と、ガイド６９４の上に固定された押さえ板６９５との間に挟持される。よって、押出板６５０は、上下をスライド板６９２と押さえ板６９５によって案内され、第１方向Ｄ１に直交する方向をガイド６９４によって案内されて進退移動可能である。

付勢部材６６０は、スライド板６９２に対して図３における左回転する方向に付勢された押出アーム６８０と、押出アーム６８０の先端に取り付けられたカムフォロア６７０と、を備える。カムフォロア６７０は、レール６９３に沿って第１方向Ｄ１に直交する方向に転がり移動可能である。したがって、付勢部材６６０は、押出アーム６８０をカムフォロア６７０が図４の上方へ向かって移動するように常時付勢し、その結果、付勢部材６６０が固定された押出板６５０をスライド板６９２に対して第１方向Ｄ１に押し出すように常時付勢する。

収容部１６に容器３が収容されていない状態では、押出板６５０の接触板６５１が収容部１６内まで押し出される。第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２が回転して、第１排出部３０に容器３が搬入されると、容器３の側面に面取り部６５２が最初に接触する。容器３が第１排出部３０に近づくにつれて、容器３が面取り部６５２を摺動しながら押出板６５０を後退させる。このとき、カムフォロア６７０はレール６９３内を転動し、摺動溝６５３はガイド６９４に案内されて図４に示す状態となる。

電動モーター５７０を駆動して第１保持機構５００が閉状態から開状態へ移ると、付勢部材６６０は押出アーム６８０を左回転させてカムフォロア６７０がレール６９３内を図４の上方へ転動する。これにより、押出板６５０は、ガイド６９４に沿って第１方向Ｄ１に押し出され、接触板６５１が容器３の側面を押すことで第１コンベヤ４０上へ容器３を迅速に排出する。

５．昇降部
図１及び図７～図９を用いて昇降部１００について説明する。図７は本実施形態に係る撮像部２８が検査位置にある容器検査装置１の正面図であり、図８は本実施形態に係る撮像部２８がメンテナンス位置にある容器検査装置１の正面図であり、図９は昇降部１００の平面図である。図７及び図８では第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２等の機台２の上にある機構を省略して示す。

図１に示すように、検査部２０は、第１スターホイール１０の周縁１４に沿って配置される。フレーム１１０は、機台２の周囲を囲むように配置される。フレーム１１０は、角型鋼管を溶接して枠体に形成される。フレーム１１０は、機台２から離間して配置される。

図７に示すように、フレーム１１０は、機台２と同じ設置面上に設置され、容器３が搬送される高さより高い位置まで上方に延びる。フレーム１１０の上端には昇降部１００が設けられる。

検査部２０は、フレーム１１０から垂下され、かつ、容器３に対して光を出射する発光部２７と、フレーム１１０から垂下され、かつ、発光部２７の光が照射された容器３を撮像する撮像部２８と、を含む。撮像部２８は、容器３を挟んで発光部２７と対向して配置される。撮像部２８が容器３からの反射光で撮像する場合には発光部２７側に撮像部２８が設けられてもよい。

発光部２７及び撮像部２８は、フレーム１１０に固定される。発光部２７は、フレーム１１０から垂下され、かつ、容器３に対して光を出射する。撮像部２８は、フレーム１１０から垂下され、かつ、発光部２７の光が照射された容器３を撮像する。

このように、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２の回転等により振動が発生する機台２からフレーム１１０が離間しているので、撮像部２８の振動が抑制され、撮像部２８で精度の高い画像を撮像できる。

図７～図９に示すように、容器検査装置１は、容器３の搬送路の上方に昇降部１００を有する。昇降部１００は、発光部２７及び撮像部２８を容器３に対して昇降する。昇降部１００は、フレーム１１０の上に、昇降モーター１２０と、ボールねじ機構１２４と、昇降モーター１２０の駆動力をボールねじ機構１２４に伝達するベルト１２１及びギヤボックス１２２と、ボールねじ機構１２４のねじ軸１２５と平行にフレーム１１０から垂下された３本のガイド１２６と、を備える。昇降モーター１２０は、電動モーターである。

昇降部１００は、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２によって搬送される容器３の高さに合わせた図７に示す検査位置と、検査位置よりも上方の図８に示すメンテナンス位置とに発光部２７及び撮像部２８を昇降可能である。発光部２７及び撮像部２８は一体化されており、昇降モーター１２０の駆動によりねじ軸１２５を回転させると発光部２７及び撮像部２８はガイド１２６に案内されて昇降する。図７に示す検査位置に発光部２７及び撮像部２８がある状態でメンテナンスを行うと、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２や支持部６４に固定された第１押出機構６０及び第２押出機構６２のメンテナンス作業がやりにくい。これに対して、図８に示すメンテナンス位置に発光部２７及び撮像部２８があると、装置内部の作業性が格段に向上する。

従来であれば、メンテナンス作業のたびに発光部２７と撮像部２８を容器検査装置１から取り外すことも多かったが、メンテナンス位置に発光部２７及び撮像部２８を上昇させてしまえばこれらを取り外さなくて済む。そのため、メンテナンス後に発光部２７と撮像部２８を再び検査位置に戻すための作業時間を短縮できる。また、昇降部１００により発光部２７等を上昇させることで、容器検査装置１内に、作業者がアクセスしやすくなり、かつ、作業者が部品等を出し入れしやすくなる。このようにメンテナンスに要する時間を短縮することにより、生産ラインを停止する時間も短縮できるため、結果的に容器３の生産性を向上できる。メンテナンスとしては、例えば第１押出機構６０等の各動作部の調整の他、容器３のデザインが変更された際の型替え作業等がある。型替え作業は、容器３のハンドリングに関わる部品の交換作業になるため、特に作業に時間を要する。型替え作業では、昇降部１００により発光部２７等を上昇させた状態で、例えば、支持部６４を機台２から取り外した後、第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２をまとめて取り外し、変更後の容器３のデザインに合わせた新たな第１スターホイール１０及び第２スターホイール１２のセットを取り付ける。この取り付け後、再び昇降部１００により発光部２７等を検査位置に戻せば型替え作業が完了する。なお、昇降部１００を採用することにより、従来の昇降部１００が無かった装置に比べて、型替え作業に要する時間が半分以下に短縮できることも発明者等の実験により確認された。

昇降部１００は、昇降用ハンドル１３０をさらに備えてもよい。昇降用ハンドル１３０は、フレーム１１０から垂下され、容器３の上方に配置される。昇降用ハンドル１３０は、ベルト１２１にプーリーを介して連結される。昇降用ハンドル１３０を回すことで、ベルト１２１及びギヤボックス１２２を介してボールねじ機構１２４を駆動して発光部２７及び撮像部２８を昇降できる。昇降用ハンドル１３０を有することで、昇降モーター１２０が故障した場合や昇降モーター１２０に電力が供給されていない場合でも、発光部２７及び撮像部２８を昇降できる。

昇降部１００は、ボールねじ機構１２４に限らず、ボールねじ機構１２４の代わりに発光部２７及び撮像部２８を昇降させる公知の直動機構を採用してもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能であり、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。ここで、「同一の構成」とは、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１，１ａ…容器検査装置、２…機台、３…容器、５…回転中心、７…制御装置、１０…
第１スターホイール、１１…第１貫通孔、１２…第２スターホイール、１３…第２貫通孔、１４…周縁、１６…収容部、１７…支持リング、１８…供給部、２０…検査部、２２…第１検査部、２４…第２検査部、２６…第３検査部、２７…発光部、２８…撮像部、３０…第１排出部、３２…第２排出部、４０…第１コンベヤ、４２…第２コンベヤ、５０，５００…第１保持機構、５２…第２保持機構、５３…第１回転軸、５３０…回転軸、５４…第２回転軸、５５…第１アーム、５５０…固定端、５５２…自由端、５５４…接触部、５６…第２アーム、５６０…アーム、５６１…固定端、５６２…自由端、５６４…接触部、５７，５７０…電動モーター、５８…第１間隔調整機構、５８０…ハンドル、５８２…ボールねじ機構、５９…長孔、６０，６００…第１押出機構、６２…第２押出機構、６４…支持部、６５，６５０…押出板、６５ａ…長孔、６５ｂ…面取り部、６５１…接触板、６５２…面取り部、６５３…摺動溝、６６ａ，６６ｂ，６６０…付勢部材、６７，６７０…カムフォロア、６８ａ，６８ｂ，６８０…押出アーム、６９ａ…取付板、６９ｂ…スライド板、６９ｃ…ノブ、６９０…取付板、６９１…長孔、６９２…スライド板、６９３…レール、６９４…ガイド、６９５…押さえ板、７０…制御部、７２…記憶部、７４…演算部、１００…昇降部、１１０…フレーム、１２０…昇降モーター、１２１…ベルト、１２２…ギヤボックス、１２４…ボールねじ機構、１２５…ねじ軸、１２６…ガイド、１３０…昇降用ハンドル、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｈ…全高、Ｈ１…第１高さ、Ｈ２…第２高さ、Ｗ…全幅、Ｗ１…第１間隔、Ｗ２…第２間隔

Claims (9)

1. 容器を収容する収容部を周縁に複数備える間欠回転するスターホイールと、
   前記収容部が停止する位置に配置され、かつ、容器に対して検査を行う検査部と、
   前記収容部が停止する位置に配置する排出部と、
   前記排出部で前記収容部内に前記容器を保持する保持機構と、
   前記排出部から前記容器を排出方向へ押し出す押出機構と、
   前記スターホイールを回転可能に支持し、かつ、前記保持機構及び前記押出機構を前記排出部における所定位置に支持する機台と、
   を備え、
   前記検査部は、前記容器に対して光を出射する発光部と、前記発光部の光が照射された前記容器を撮像する撮像部と、を備え、
   前記保持機構は、前記スターホイールの回転によって前記排出部に搬送される前記容器の側面に接触可能なアームと、前記アームを回転させて前記保持機構を閉状態と開状態とに切り替える電動モーターと、を備え、
   前記閉状態は、前記側面に前記アームが接触して、前記排出方向への前記容器の移動を前記アームが制限し、
   前記開状態は、前記アームが回転して前記側面との接触を解除することを特徴とする、容器検査装置。
2. 請求項１において、
   前記保持機構は、前記容器の全幅より広い第１間隔で立設する２本の回転軸と、前記回転軸のそれぞれに固定される前記アームと、前記回転軸を回転駆動する電動モーターと、を備え、
   前記アームは、前記回転軸に固定された固定端と、前記固定端と反対側の自由端と、を有し、
   一方の前記回転軸に固定された前記アームの前記自由端と、他方の前記回転軸に固定された前記アームの前記自由端とは、それぞれの前記固定端から互いに近づくように延在することを特徴とする、容器検査装置。
3. 請求項２において、
   前記回転軸のそれぞれに上下に第２間隔をあけて２本の前記アームが配置され、
   ２本の前記アームは、前記容器の全高の１／２より高い位置にある第１アームと、前記全高の１／２より低い位置にある第２アームとからなり、
   前記押出機構は、前記第１アームの高さと前記第２アームの高さとの間で前記容器を前記排出方向へ押すことを特徴とする、容器検査装置。
4. 請求項１において、
   前記アームは、前記電動モーターの回転軸に固定された固定端と、前記固定端と反対側の自由端と、を有し、
   前記回転軸を中心に前記アームを上方へ揺動することにより、前記自由端が前記排出部から離れる方向へ移動しながら上方へ移動して、前記保持機構が前記閉状態から前記開状態となることを特徴とする、容器検査装置。
5. 請求項２～請求項４のいずれか一項において、
   前記自由端は、前記固定端より前記排出部に停止した前記収容部側にあることを特徴とする、容器検査装置。
6. 請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の前記容器検査装置において、
   前記押出機構は、前記排出部の前記容器に接触する押出板を有し、
   前記押出板は、前記排出方向に常時付勢され、
   前記保持機構が前記閉状態で前記排出部に搬送された前記容器に接触して前記押出板が後退し、前記保持機構が前記開状態となることにより、前記排出方向に前記押出板が前進して前記容器を前記収容部から押し出すことを特徴とする、容器検査装置。
7. 請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の前記容器検査装置において、
   前記スターホイールは、同一の回転中心を有し、かつ、上下に間隔をあけて配置する第１スターホイールと第２スターホイールとを含み、
   前記第１スターホイールには、前記回転中心を含む上下に貫通する第１貫通孔が形成され、
   前記第２スターホイールには、前記回転中心を含む上下に貫通する第２貫通孔が形成され、
   前記押出機構は、前記第１貫通孔と前記第２貫通孔を貫通して前記機台の上に立設する支持部と、前記支持部に支持されて前記排出部に停止する前記容器に対して進退移動する押出板と、を備えることを特徴とする、容器検査装置。
8. 請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の前記容器検査装置において、
   前記撮像部は、前記機台から離間して配置されるフレームに固定されることを特徴とする、容器検査装置。
9. 請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の前記容器検査装置において、
   前記容器検査装置は、
   昇降部をさらに含み、
   前記昇降部は、前記スターホイールによって搬送される前記容器の高さに合わせた検査位置と、前記検査位置よりも上方のメンテナンス位置とに前記発光部及び前記撮像部を昇降可能であることを特徴とする、容器検査装置。

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