JP4341955B2 - 容器のホイール式搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ホイールの外周のポケットに容器を取り込んで搬送するホイール式の搬送装置に関する。

ビール壜等の容器を搬送する装置として、搬送ホイールの外周に設けられた複数のポケットに容器を取り込んだ状態で、その搬送ホイールを中心軸線の回りに回転させてポケット内の容器を搬送する、いわゆるスターホイール式の搬送装置が使用されている。この種の搬送装置では、一般に、ポケットに取り込まれた容器を吸着カップにてポケット内に保持している（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−９５４３０号公報

吸着カップによる保持は容器に対して搬送ホイールの内周側から行われるため、容器に加わる遠心力で吸着力が低下する欠点がある。吸着カップに代わる容器の保持手段としてポケットの外側からベルトで容器を押さえ付ける方式も存在するが、その方式ではペットボトルのような比較的剛性の低い容器の場合に過剰な押し付け力が作用して容器が変形するおそれがある。容器が変形すると容器がベルトをすり抜けて落下し、あるいは搬送装置が検査装置と組み合わされている場合には正しく検査ができないこともある。

そこで、本発明は容器をポケットの外側から押し付けつつその押し付け力による容器の変形を防止することが可能なホイール式搬送装置を提供することを目的とする。

本発明は、以下の手段により上述した課題を解決する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の搬送装置は、搬送ホイール（３４）の外周に設けられた複数のポケット（３５）に容器（２）を取り込んだ状態で、前記搬送ホイールをその中心軸線の回りに回転させて前記ポケット内の容器を搬送する容器のホイール式搬送装置（２３）であって、前記ポケットとの間で前記容器を挟み込んで保持できるように、前記搬送ホイールの外周上の容器取込位置（Ｐａ）と取出位置（Ｐｂ）との間に沿って張り巡らされたベルト（４１）と、前記搬送ホイールの前記複数のポケットのそれぞれの間に前記搬送ホイールの外周側へ突出するように前記ベルトに沿って設けられて前記ベルトの前記ポケット側への変位を規制するベルト受け（３６）と、を備えるものである。

本発明の搬送装置によれば、ポケット間のベルト受けがベルトを受けることによりポケット側へのベルトの必要以上の変位が規制される。より具体的にはベルトはベルト受け同士を結ぶ直線よりも内側まで弾性的に変位することができない。このため、ポケット内の容器をベルトが押し付ける力の最大値をベルト受けにて制限し、容器が変形するような過剰な押し付け力の作用を確実に防止することができる。

本発明の搬送装置において、前記ベルト受けの前記ベルトに対する接触位置には前記ベルトの走行方向に沿って回転するローラ（３７）が設けられてもよい。このようなローラを設けることにより、ベルト受けに対するベルトの滑りが容易に生じるようになり、各ポケットの間でベルトによる押し付け力が確実に均一化される。

さらに、本発明の搬送装置においては、前記ベルト受けの前記ベルトに対する接触位置には前記ベルトの走行方向と直交する幅方向へのベルトのずれを規制するフランジ（３８）が設けられてもよい。フランジを設けることにより容器の中心線の方向に関するベルトのずり落ちやせり上がりを防止できる。従って、内容物が充填済で重量の嵩む容器であってもベルトにより複数のポケットのそれぞれに確実に拘束することができる。

本発明の搬送装置によれば、ポケット内の容器をベルトが押し付ける力の最大値をベルト受けにて制限することができるので、容器が変形するような過剰な押し付け力の作用を確実に防止することができ、それにより容器の落下や検査エラーの発生といった容器の変形に伴う各種の問題を解消することができる。

以下、本発明の一実施形態を説明する。なお、本実施形態は本発明を容器の検査装置に適用した例であり、まず検査装置の検査に拘わる部分の構成について図５を参照して説明する。

図５に示すように、検査装置１は、容器としてのペットボトル（以下、ボトルと略称する。）２よりも中心線ＣＬの上方に離して設けられてボトル２を外周斜め上方から照明する上部照明装置３と、ボトル２の底面側を外周斜め下方から照明する下部照明装置７とを備えている。上部照明装置３はリング状の発光器４とその発光器４の中心部を塞ぐ蓋体５とを備えている。また、発光器４の下方にはボトル２の外周を取り囲む筒状体６が設けられている。このように上部照明装置３に加えて筒状体６を設けることにより、発光器４から照射される赤外域の照明光を蓋体５及び筒状体６にて反射させてボトル２を広範囲に亘って照明することができる。

下部照明装置７はボトル２よりも下方に離して配置されたリング状の発光器７ａから照射される可視光によりボトル２を照明する。下部照明装置７の下方には撮影装置８が設けられている。撮影装置８は下部照明装置７の下方に配置されたフレネルレンズ９と、そのフレネルレンズ９を通過した光束のうち赤外域の光束を透過し、可視域の光束を反射するコールドミラー１０と、赤外域の光束に基づく画像を撮影する第１カメラ１１と、可視域の光束に基づく像を撮影する第２カメラ１２とを備えている。従って、第１カメラ１１では上部照明装置３の照明光による透過光画像が撮像され、第２カメラ１２では下部照明装置７の照明光による反射光画像が撮像される。これらの画像は不図示の画像処理装置に導かれ、そこでは透過光画像と反射光画像とに基づいてボトル２の底に沈んでいる異物の有無が判定される。判定方法は本発明の要旨ではないので詳細を省略する。

以上の検査装置１においては、ボトル２の外周を筒状体６にて覆っているので、筒状体６をその周方向に一体に形成した場合には筒状体６又はボトル２を中心線ＣＬの方向に往復させない限りは筒状体６をボトル２の外周に被せることができない。本実施形態の検査装置はこのような不都合を解消することも意図している。

図１〜図４は本発明の搬送装置が組み込まれた検査装置の全体構成を示し、図１は正面図、図２は平面図、図３は図１のIII−III線よりも下方に関する平面図、図４は一方のホイール装置の斜視図である。これらの図に示すように、検査装置１はボトル２のハンドリング装置２０を含み、そのハンドリング装置２０は、左右一対のホイール装置２１、２１と、各ホイール装置２１を駆動する駆動装置２２とを備えている。各ホイール装置２１は、下部ホイール２５及び上部ホイール２６を備えている。これらのホイール２５、２６は鉛直方向に延びる回転軸２７を中心として互いに同軸に配置されている。回転軸２７には軸受部２８が一体回転可能かつ軸方向には移動不能に取り付けられ、下部ホイール２５はその軸受部２８に連結されることにより回転軸２７と一体に回転可能な状態で軸受部２８に支持されている。

下部ホイール２５には３本のロッド２９…２９が回転軸２７と同軸に取り付けられ、上部ホイール２６はそれらの３本のロッド２９上の適宜の位置で固定されている。従って、ロッド２９を介して下部ホイール２５と上部ホイール２６とが一体回転可能に連結され、それにより上部ホイール２６も回転軸２７と一体に回転する。なお、ロッド２９に対する上部ホイール２６の固定位置はロッド２９の軸方向、すなわち鉛直方向に調整可能である。

駆動装置２２は左右のホイール装置２１を回転軸２７の回りに回転駆動するためのものであり、駆動源としての電動モータ３０と、その電動モータ３０の回転を減速して左側の回転軸２７に伝達する減速機構３１と、左側の回転軸２７の回転を右側の回転軸２７に伝達する一対のギア３２、３２とを備えている。ギア３２間のギア比は１：１であり、従って、電動モータ３０の回転により左右の回転軸２７は互いに等しい速度で逆方向に回転駆動される。これにより回転軸２７と連結された下部ホイール２５及び上部ホイール２６も電動モータ３０にて互いに等しい速度で逆方向（図２の矢印Ｒ方向）に回転駆動される。

図１に示すように、左側の下部ホイール２５の上面には上下一対のボトル搬送ホイール３４、３４がその外周を下部ホイール２５よりも外側に突出させて取り付けられている。図３に示すように、各ボトル搬送ホイール３４（図３では下側のホイールが隠れて見えていない。）の外周には周方向に一定のピッチで複数（図では１２個）のポケット３５…３５が設けられている。これらのポケット３５はボトル２をボトル搬送ホイール３４の外周上に保持するためのものであり、ボトル搬送ホイール３４の外周を概略半円状に凹ませることによって形成されている。各ポケット３５にボトル２を押し付けるため、ボトル搬送ホイール３４の周囲にはボトル押え機構（容器押え機構）４０が設けられている。

ボトル押え機構４０はベルト４１と、それらのベルト４１が巻き掛けられる複数のプーリ４２…４２と、ベルト４１の張力を調整するテンションアジャスタ４３とを備えている。ベルト４１は回転軸２７の方向に関しては上下のボトル搬送ホイール３４、３４のほぼ中間位置に配置され、ホイール３４の周方向に関してはホイール３４の外周のほぼ半周程度に沿って延びるように張り巡らされている。さらに、ボトル搬送ホイール３４、３４にはベルト４１のポケット３５側への変位を規制するベルト受け３６が各ポケット３５の中間位置からホイール３４の半径方向外側へ突出するよう設けられている。ベルト受け３６は、その先端（ベルト４１に対する接触位置）にベルト受け３６とベルト４１との間の摩擦抵抗を減らすためのローラ３７を備えている。ローラ３７はベルト４１の走行方向に沿って回転可能である。つまり、各ローラ３７は回転軸２７と平行な回転軸線の回りに回転可能である。但し、ローラ３７は省略してもよい。図４ではローラ３７の図示が省略されている。図１に示したように、ローラ３７の上下にはベルト４１の幅方向（鉛直方向）へのずれを規制するためのフランジ３８、３８が設けられている。テンションアジャスタ４３は例えばエアシリンダ等のアクチュエータを内蔵し、ロッド４３ａと連結された一つのプーリ４２の位置をロッド４３ａの軸線方向に変化させてベルト４１の張力を調整する。

従って、左側の下部ホイール２５が図３の矢印Ｒ方向に回転すると仮定すれば、その回転方向後方にてベルト４１を折り返すプーリ４２の付近がポケット３５に対するボトル取込位置Ｐａとなり、不図示の搬送ラインにより前工程からボトル取込位置Ｐａまで搬送されたボトル２がポケット３５に取り込まれてベルト４１でポケット３５に押さえ込まれる。ポケット３５に保持されたボトル２は左右のホイール２５、２５が最も接近する対向位置Ｐｂ（図１も参照）を経由し、回転方向前方にてベルト４１を折り返すプーリ４２の付近まで搬送される。この折り返し位置の付近がポケット３５からのボトル取出位置Ｐｃとなり、ボトル取出位置Ｐｃにてボトル２からベルト４１が離間してボトル２がポケット３５から解放される。ポケット３５から解放されたボトル２は不図示の搬送ラインにより後工程へ送られる。

このように、本実施形態では、駆動装置２１、左側の下部ホイール２５、回転軸２７、ボトル搬送ホイール３４、ベルト受け３６（ローラ３７を含む）、及びボトル押え機構４０の組み合わせによってボトル２の搬送装置（搬送手段）２３が構成されている。なお、ベルト４１がボトル２をポケット３５に押さえ付ける力は、ボトル２の底面側を支えることなくポケット３５にボトル２を確実に保持でき、かつベルト４１の押し付け力でボトル２が変形しない範囲に定めるとよい。ベルト４１による押し付け力の最小値はベルト４１に加える張力にて調整でき、最大値はベルト受け３６のポケット３５に対する突出量にて調整できる。

図１及び図２に示すように、左右の上部ホイール２６のそれぞれには複数の覆い部材４５…４５が連結板４６を介して周方向に一定のピッチで取り付けられている。各ホイール２６に対する覆い部材４５の取り付け個数はポケット３５の個数に等しい。覆い部材４５はボトル２の中心線ＣＬの方向に延びる円筒型を半割した半円筒形状に形成されており、その円筒型の中心線が対応するポケット３５の中心線と略一致するようにして上部ホイール２６の外周に取り付けられている。覆い部材４５の内周面４５ａはボトル２を取り囲むに適した曲率で湾曲しているが、その曲率半径は右側のホイール２６の覆い部材４５の方が、左側のホイール２６の覆い部材４５のそれよりも僅かに大きく形成されている。そして、各覆い部材４５の周方向の長さは対向位置Ｐｂにて互いの端部が幾らか重複するように定められている。以上のように覆い部材４５が設けられることにより、対向位置Ｐｂに繰り出される一対の覆い部材４５、４５にて対向位置Ｐｂのボトル２の周囲を取り囲む筒状体６が形成される。なお、各覆い部材４５の内周面４５ａは図５の発光器４の照明光を効率よく反射できるように白色に形成されて反射面として構成されている。

さらに、対向位置Ｐｂの上方にはホイール装置２１に保持された覆い部材４５やボトル２と干渉しないように上部照明装置３が配置されている。また、対向位置Ｐｂの下方にはホイール装置２１に保持されたボトル２と干渉しないようにして下部照明装置７が設けられ、その下部照明装置７の下方にはさらに撮影装置８が設けられている。これらの照明装置３及び７はボトル２の中心線ＣＬの方向（鉛直方向）に関して定位置に取り付けておけばよく、昇降させる必要はない。

以上のように構成された検査装置１においては、ホイール装置２１の回転軸２７が駆動装置２２にて一定速度で回転駆動されることにより、左側のホイール装置２１のポケット３５にボトル２が１本ずつ順次取り込まれ、そのボトル２がポケット３５とベルト４１との間で挟み込まれて支持されつつ対向位置Ｐｂまで搬送される。対向位置Ｐｂにおいては左右のホイール装置２１に支持された一対の覆い部材４５、４５が組み合わされてボトル２の外周を取り囲む筒状体６が形成される。そして、対向位置Ｐｂのボトル２は上部照明装置３及び下部照明装置７によって上下から照明され、その際に上部照明装置３の照明光が覆い部材４５の内周面４５ａで反射されることによりボトル２が周方向に関してほぼ均等に上部照明装置３からの照明光で照明される。これらの照明光によるボトル底面の透過光画像及び反射光画像が撮影装置８にて撮影され、得られた画像に基づいてボトル２の底面に沈殿した異物の有無が判定される。検査終了後のボトル２は対向位置Ｐｂから搬出され、その際に筒状体６を形成していた一対の覆い部材４５が互いに離間して筒状体６が分割される。従って、検査終了後のボトル２は筒状体６に邪魔されることなく対向位置Ｐｂから離れてボトル取出位置Ｐｃまで搬出され、さらには検査装置１から後工程へ送られる。

このように、本実施形態では、ベルト４１からボトル２に加わる押し付け力をベルト受け３６にて制限しているので、ボトル２に意図せぬ過剰な力が加わるおそれがなく、ボトル２の変形を確実に防止できる。特にベルト受け３６の先端にローラ３７が設けられているので、ベルト受け３６に対するベルト４１の滑りが容易に生じるようになり、各ポケット３５の間でベルト４１による押し付け力が確実に均一化される利点がある。さらに、ローラ３７にはフランジ３８が設けられているので、ベルト４１のずり落ちやせり上がりを防止できる。従って、ボトル２に内容物が充填されている状態でもベルト４１により複数のポケット３５のそれぞれにボトル２を確実に拘束することができる。なお、ローラ３７が省略されてベルト受け３６が図４に示したような単純なブロック形状に形成される場合にはベルト受け３６の先端にフランジ３７を一体に設けてもよい。

また、本実施形態では一対の上部ホイール２６、２６に取り付けられた一対の覆い部材４５をホイール２６、２６が最も接近する対向位置Ｐｂにて組み合わせて筒状体６を形成し、しかも、一方の上部ホイール２６と同軸上を一体回転する下部ホイール２５を利用してボトル２を覆い部材４５と同軸の位置関係を保ちながら対向位置Ｐｂに対して搬入及び搬出しているので、覆い部材４５やボトル２を昇降させることなく筒状体６にてボトル２を取り囲み、また筒状体６と干渉することなくボトル２を筒状体６から取り出すことができる。従って、筒状体６やボトル２の昇降機構が不要で装置を簡素化でき、かつ動作がシンプルであることからボトル２の搬送速度の高速化にも容易に対応することができる。

本発明が適用される搬送装置は検査装置に組み込まれるものに限らず、容器の搬送が必要な各種の装置に適用できる。容器はペットボトルに限らず、ガラスビンその他各種の容器を対象としてよい。

本発明が適用された検査装置の正面図。 図１の検査装置の平面図。 図１の検査装置のIII−III線よりも下方における平面図。 一方のホイール装置の斜視図。 検査装置の検査部分に拘わる構成を示す図。

符号の説明

１ 検査装置
２ ボトル（容器）
２１ ホイール装置
２２ 駆動装置
２３ 搬送装置
２５ 下部ホイール
２７ 回転軸
３４ ボトル搬送ホイール（搬送ホイール）
３５ ポケット
３６ ベルト受け
３７ ローラ
４０ ボトル押え機構
４１ ベルト
４２ プーリ
４３ テンションアジャスタ
ＣＬ ボトルの中心線
Ｐａ ボトル取込位置
Ｐｃ ボトル取出位置

Claims (3)

1. 搬送ホイールの外周に設けられた複数のポケットに容器を取り込んだ状態で、前記搬送ホイールをその中心軸線の回りに回転させて前記ポケット内の容器を搬送する容器のホイール式搬送装置において、
   前記ポケットとの間で前記容器を挟み込んで保持できるように、前記搬送ホイールの外周上の容器取込位置と取出位置との間に沿って張り巡らされたベルトと、
   前記搬送ホイールの前記複数のポケットのそれぞれの間に前記搬送ホイールの外周側へ突出するように前記ベルトに沿って設けられて前記ベルトの前記ポケット側への変位を規制するベルト受けと、
   を備えたことを特徴とする容器のホイール式搬送装置。
2. 前記ベルト受けの前記ベルトに対する接触位置には前記ベルトの走行方向に沿って回転可能なローラが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のホイール式搬送装置。
3. 前記ベルト受けの前記ベルトに対する接触位置には前記ベルトの走行方向と直交する幅方向へのベルトのずれを規制するフランジが設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のホイール式搬送装置。

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