JP5298528B2 - ロータリー式容器処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器台上に載せた容器を、容器台とその上方のトップロケータとで挟持した状態で回転させて所定の処理を行うロータリー式容器処理装置に係り、例えば、容器を回転させることにより容器内に充填された液体中に混入している異物を浮揚させて検出する異物検査装置等のようなロータリー式容器処理装置に関するものである。

容器内に充填された液体中に異物が混入している場合にこれを検出する異物検査装置が従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された発明に係る「充填液体中の異物検査装置」は、検査ロータ（回転体）の円周上に、モータの回転軸が連結された被検体載置台を設け、この載置台上に被検体（容器）を載せ、回転体の回転によって円周方向に回転搬送する。

前記容器の搬送される円周上の３箇所の固定位置に、カメラを配置し、その対向する位置に設けた照明を利用して、カメラと照明との間を通過する載置台上の被検体の異物検査のための撮影を行う。被検体内の充填液中の異物の検出のために、前記モータによって被検体を回転させ、その後回転の停止を行い、充填液中の動き回る異物を検出する。

一般に、容器を容器台上に載せて回転（自転）させ、その回転中に容器の処理を行う容器処理装置では、回転させることにより容器が倒れたり飛び出したりしてしまわないように、容器台の上方に容器の頭部を支持するトップロケータを設け、容器を載せてその底面を支持する容器台と上方のトップロケータとにより、容器を上下から挟持した状態で回転させるようにしている。通常は、下方の容器台をモータ等によって回転駆動し、一方、上方のトップロケータの、容器の頭部を直接押さえる部分（容器支持部）を回転自在にしておき、容器台および容器の回転に伴って、トップロケータの容器支持部を一体的に回転させるようにしている。
特開２００３−１０７０１１号公報（第３−４頁、図２）

前記のような従来の異物検査装置等の容器処理装置で、モータの不良やトップロケータの不具合、例えば、トップロケータの容器支持部を回転自在に支持するボールベアリングの故障によって、容器に所定の回転を付与することができない場合には、正常な検査等の処理が行えないという問題が発生する。また、容器台が正常に回転しているのに対し、トップロケータ側が正常に回転しない場合には、トップロケータと容器のキャップとの間に過負荷が発生し、キャップを傷付けたり、あるいは所定のトルクで締め付けてあるキャップが緩んでしまう等の問題が発生するおそれがあった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、トップロケータが正常に回転しない場合にこれを検出することができる容器処理装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、容器を載せてその底面を支持する容器台と、この容器台を回転させる回転手段と、前記容器台の上方に昇降可能に設けられ、回転自在な容器支持部を有するトップロケータとを備え、容器台上に供給された容器を上方のトップロケータとの間に挟持した状態で回転させて所定の処理を行う容器処理装置において、前記トップロケータの容器支持部の外周面に設けた検出片と、この検出片を検出するセンサと、このセンサからの信号を受けて、前記トップロケータが正常に回転しているか否かを判定する判定手段とを設け、前記容器台の回転動作時に、前記センサからの信号が所定時間当たりの設定回数だけ入力されない場合に、トップロケータが異常であると判定することを特徴とするものである。

本発明のロータリー式容器処理装置は、トップロケータの自由に回転する部分である容器支持部にセンサにより検出される検出片を設けるとともに、この検出片を検出するセンサを設け、所定時間におけるセンサによる検出片の検出回数によって正常な回転が行われているか否かを判定するようにしたので、容器が正常な回転をしていない場合に確実に検出することができる。従って、異物検査装置に適用した場合にも、充填液中の異物を確実に検出することができ、また、過負荷の発生によりキャップに傷が付いたり緩んでしまうことを防止できる。

回転手段によって回転される容器台とその上方に配置されたトップロケータとを備えており、容器台上に載せた容器の頭部をトップロケータに設けた回転自在の容器支持部によって上方から押さえ、容器を上下から挟持した状態で容器台を回転させると、容器とともに容器支持部が回転する。容器支持部に設けた検出片をセンサによって検出するようになっており、このセンサが所定時間内に検出片を検出した回数を判定手段に送って判定するという構成により、トップロケータが正常に回転しているか否かを正確に判定するという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るロータリー式容器処理装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。この実施例では、容器処理装置の一例として、容器内に充填された液中に異物が混入しているか否かを検査する異物検査装置１について説明する。

供給コンベヤ２は、その上流側に設置されたフィラ（図示せず）によって液体が充填され、キャッパ（図示せず）によってキャッピングが行われた容器４を連続的に搬送する。これら容器４はインフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離され、導入ホイール８に引き渡される。導入ホイール８の外周には、円周方向等間隔で複数の容器保持部が形成されており、これら各容器保持部に容器４を受け入れて回転搬送する。

この導入ホイール８に続いて供給ホイール１０が配置されている。この供給ホイール１０には、前記導入ホイール８と同様に外周部に円周方向等間隔で容器保持部が形成されており、前記導入ホイール８から受け渡された容器４をこれら各容器保持部に保持して回転搬送する。

供給ホイール１０によって回転搬送された容器４は、この実施例に係る異物検査装置１に供給される。この異物検査装置１は、後に説明するように、回転体に円周方向等間隔で多数の容器台が設けられており、前記供給ホイール１０によって供給された容器４は、各容器台上に１本ずつ載せられて底面を支持された状態で、回転体の回転によって回転搬送される。

異物検査装置１によって検査が行われた容器４は、前記各ホイール８、１０と同様に円周方向等間隔で容器保持部が形成された排出ホイール１２に引き渡されて回転搬送され、排出コンベヤ１４上に排出される。この異物検査装置１は、容器４内に充填された液体中に異物が混入しているか否かを検査するもので、異物が発見されなかった正常な容器だけが排出ホイール１２から排出コンベヤ１４上に排出されて次の工程に送られる。また、検査によって液中に異物が検出された容器４は、排出ホイール１２から排出コンベヤ１４上に排出されず、排出ホイール１２に保持されたままこの排出コンベヤ１４を通過してリジェクトホイール１６に引き渡される。リジェクトホイール１６にも円周方向等間隔で複数の容器保持部が設けられており、排出ホイール１２から受け取った容器４を、容器保持部に保持して回転させ、排出コンベヤ１４と平行に配置されているリジェクトコンベヤ１８上に排出する。

次に、前記図１および異物検査装置１の要部の縦断面図である図２により、異物検査装置１の構成について説明する。この異物検査装置１の回転体２０は、図示しない中央の回転軸（図２の右側に位置している）に取り付けられた上下２枚の回転円板２２、２４を備えており、これら上下２枚の回転円板２２、２４が一体として回転する。下方の回転円板２４の外周部に円周方向等間隔で円孔２４ａが形成され、これら各円孔２４ａ内に円筒状の保持筒２６が挿通されている。これら各保持筒２６は、上下方向の中央部にフランジ２６ａが形成され、このフランジ２６ａがボルト２８によって前記下方の回転円板２４の上面に固定されている。円筒状の保持筒２６内に、直立した回転軸３０が回転自在に支持されている。回転軸３０の保持筒２６の上方に突出している部分に、それぞれ容器台３２が取り付けられており、これら各容器台３２上に容器４が載せられ、その底面を支持されて回転搬送される。

回転軸３０の保持筒２６よりも下方に延びている部分に、プーリー３４が固定されている。下方の回転円板２４の下面には、ブラケット３６を介してサーボモータ３８が取り付けられ、このサーボモータ３８の駆動軸３８ａにプーリー３９が固定されている。このサーボモータ３８に固定されたプーリー３９と、前記回転軸３０の下端のプーリー３４との間にベルト４０が掛け回されており、サーボモータ３８の駆動が、これらプーリー３９、３４およびベルト４０を介して回転軸３０に伝達され、回転軸３０上に設けられた容器台３２が、正転および逆転方向に任意の回転速度で回転する。

前記各容器台３２の上方に、容器台３２上の容器４の頭部（正確にはキャップ４２の上面）を押さえるトップロケータ４４がそれぞれ設けられている。上方の回転円板２２の外周部の、前記各容器台３２と対応する位置にそれぞれ円孔２２ａが形成され、これら各円孔２２ａ内に、直立した円筒状の保持筒４６が挿通され、その外面に形成された取り付け部４６ａを介して上方の回転円板２２の上面に固定されている。この円筒状保持筒４６内に、トップロケータ４４の昇降ロッド４８が昇降可能に挿通されている。保持筒４６内面の上部と、トップロケータ４４の昇降ロッド４８の外周に形成された段部との間に、スプリング５０が挿入されて、昇降ロッド４８を常時下方へ付勢している。

昇降ロッド４８の保持筒４６から上方へ突出している部分に、取付部材５２を介してカムフォロア５４が取り付けられている。これら各カムフォロア５４は、各昇降ロッド４８の軸線に対して回転体２０の半径方向外方を向くように取り付けられている。回転体２０の回転によるこのカムフォロア５４の移動軌跡に沿って、カムフォロア５４の下方側に位置するように固定の円形カム５６が配置されている。カムフォロア５４が固定円形カム５６のカム面上を移動することにより、昇降ロッド４８が昇降する。なお、昇降ロッド４８の上端の取付部材５２には回り止めプレート５８が取り付けられており、昇降ロッド４８の保持筒４６に対する回転を規制している。

昇降ロッド４８の保持筒４６の下端から突出している部分に、容器４の頭部に直接接触してこの容器４を押さえる容器支持部６０が設けられている。この容器支持部６０は、図３に拡大して示すように、ほぼカップ状の形状をしており、昇降ロッド４８の下端に形成された小径部４８ａに下方から嵌合し、ボールベアリング６２およびブッシュ６４、６６を介して回転自在に装着されている。また、昇降ロッド４８の下端に設けられた前記小径部４８ａの中間に環状の溝４８ｂが形成されており、容器支持部６０の外面から挿入された抜け止めピン６８がこの環状溝４８ｂ内に係合している（図３では抜け止めピン６８の図示を省略している）。

上方の回転円板２２の下面側に、ブラケット７０を介して、各トップロケータ４４に対応する近接センサ７２が水平に取り付けられている。これらの近接センサ７２は、各トップロケータ４４の容器支持部６０の方向を向いている。一方、各トップロケータ４４の容器支持部６０の外周面には、前記各近接センサ７２によって検出される検出片７４が設けられている。トップロケータ４４は昇降可能になっており、昇降ロッド４８が下降して、容器支持部６０が容器台３２上の容器４を上方から押さえた状態の時に、検出片７４が近接センサ７２と同じ高さになるように検出片７４の取り付け位置および近接センサ７２の取付高さが設定されている。

前記近接センサ７２は、トップロケータ４４の容器支持部６０の回転によって前記検出片７４を検出し、その信号を、トップロケータ４４の回転が正常であるか異常であるかを判定する判定手段としての制御装置７６に送る。制御装置７６は、近接センサ７２が検出片７４を所定時間内に検出した回数によって、トップロケータ４４が正常な回転を行っているか否かを判定する。例えば、近接センサ７２が１秒間に検出片７４を５回以上検出した場合は正常と判定し、４回以下の場合には不良と判定する。

この実施例の異物検出装置１では、前記回転体２０の回転による容器４の搬送経路中に、容器台３２の回転による容器４の回転（自転）、回転の停止および逆転を行う区間が順次設定されている。図１中のＡで示す範囲が、容器台３２の回転により容器４を一定方向に回転させる正転区間、Ｂで示す範囲が、前記正転区間Ａで回転させた容器４を一時停止させる停止区間、そして、Ｃで示す範囲が、前記正転区間Ａの回転と逆方向に容器４を回転させる逆転区間である。このように容器４を回転停止させることにより、容器４内に充填された液体中に異物が混入していた場合に、この異物を踊らせて浮き上がらせることができ、異物の検出を可能にする。

前記逆転区間Ｃの下流側に検査区間Ｄが設定されており、この検査区間Ｄの容器４の方向を向けて、回転体２０の外部側に３台のカメラ７８、８０、８２が設置されている。また、これら３台のカメラ７８、８０、８２によって容器４を撮影する領域の下方には照明８４が設置されている。なお、この検査区間Ｄも前記逆転区間Ｃと同一の方向に回転を継続するようにしている。前述のように正転、停止および逆転させた後の容器４を、逆転区間Ｃと同様の回転（逆転）を継続させたまま、下方から照明を当てた状態でカメラ７８、８０、８２によって撮影することにより、容器４内の液中に異物があった場合にこれを検出することができる。

前記構成に係る異物検査装置１の作動について説明する。図示しないフィラにおいて液体が充填され、キャッパでキャップ４２が装着されて密封された容器４が、供給コンベヤ２によって連続的に搬送される。連続的に搬送されてきた容器４は、供給コンベヤ２上でインフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されて、導入ホイール８に順次搬入される。導入ホイール８の容器保持部によって保持されて回転搬送された容器４は、次の供給ホイール１０に受け渡されて回転搬送され、ロータリー式の異物検査装置１内に供給される。異物検査装置１の容器台３２上に容器４を供給する時点では、上方のトップロケータ４４は円形カム５６によって上昇されており、トップロケータ４４の容器支持部６０が容器４の頭部（キャップ４２）に干渉しないようになっている。

供給ホイール１０から各容器台３２上に１本ずつ容器４が載せられて、回転体２０の回転により回転搬送（公転）される。これら容器４が、容器台３２を一方向に回転させる正転区間Ａに到達する前に、前記円形カム５６のカム形状によってトップロケータ４４を下降させる。トップロケータ４４が最も下降した状態では、円筒状の保持筒４６の内部に挿入されたスプリング５０によって、容器支持部６０の下面が容器４のキャップ４２の上面に衝突する衝撃を干渉する。このときには、トップロケータ４４の容器支持部６０に取り付けられている検出片７４は、上方の回転円板２２の下面に固定されている近接センサ７２と同じ高さに位置している。

このように容器４の底面を支持している容器台３２と、上方から容器４のキャップ４２の上面を押さえているトップロケータ４４とによって上下から容器４を挟持した状態で、容器４は回転搬送される。回転搬送された容器４が正転区間Ａに入ると、サーボモータ３８の駆動によって容器台３２が所定の回転速度で回転され、容器４を一定の方向に回転（自転）させる。サーボモータ３８によって容器台３２が回転し、この容器台３２の回転によって容器４が回転することにより、この容器４に圧接されているトップロケータ４４の容器支持部６０が一体的に従動回転する。

容器台３２とトップロケータ４４とに挟持された容器４が正転区間Ａから停止区間Ｂに入ると、サーボモータ３８が容器台３２の回転を停止させる。さらに、次の逆転区間Ｃに来ると、サーボモータ３８の駆動により容器台３２を前記正転区間Ａと逆の方向に回転させる。このように容器４を一方向に回転させると容器４内の液体も同方向に回転を始め、その後、容器４の回転を停止させても容器４内の液体が慣性により回転を続ける。この状態から容器４を逆方向に回転させると、容器４内の液体が回転していた方向と逆方向に回転する力が加えられ、攪拌された状態になる。液体がこのような状態になると、液中に異物が混入していた場合には、この異物が踊らされて浮き上がる。その後、容器４の逆転状態を継続させたまま、カメラ７８、８０、８２の設置されている検査区間Ｄに容器４が入ると、３台のカメラ７８、８０、８２によって連続的に複数回の撮影が行われる。この撮影を行う検査区間Ｄでは、容器の搬送経路の下方に設置した照明８４によって容器４を下方側から照らしており、液中に異物があった場合には、カメラ７８、８０、８２によって確実に検出することが可能である。

３台のカメラ７８、８０、８２によって撮影されて検査が行われた容器４は、排出ホイール１２によって排出される。液中に異物の存在が認められない正常な容器４は、排出ホイール１２から排出コンベヤ１４上に排出されて次の工程に送られる。また、液中に異物が検出された場合には、この容器４は排出コンベヤ１４上に排出されず、排出ホイール１２に保持されたまま回転搬送されてリジェクトホイール１６に引き渡され、さらにこのリジェクトホイール１６からリジェクトコンベヤ１８上に排出される。

前記のように、正転区間Ａおよび逆転区間Ｃにおいて、容器台３２を回転させると、容器台３２とともに容器４を挟持している上方のトップロケータ４４の容器支持部６０が、容器４とともに回転する。このように容器支持部６０が回転すると、近接センサ７２がこの容器支持部６０の外面に固定されている検出片７４を検出する。近接センサ７２の検出信号は制御装置７６に送られ、正常な回転が行われているか否かが制御装置７６によって判定される。この実施例では、近接センサ７２による検出信号が１秒間に５回以上の場合には、トップロケータ４４が正常な回転を行っていると制御装置７６が判定する。また、１秒間に検出する信号が４回以下の時には、正常な回転が行われず回転不良であると判定する。必要な回転が得られない場合には、容器４内の液中に異物が混入していても十分に踊らせることができず検出できなかったり、キャップ４２を傷付けてしまうおそれがあるが、この実施例に係る異物検査装置では、回転が不足した場合には確実に検出することができるので、前記不具合の発生を防止することができる。

ロータリー式容器処理装置の一例である異物検査装置の全体の構成を簡略化して示す平面図である。（実施例１） 前記異物検査装置の要部の縦断面図である。 図２の要部の拡大図である。

符号の説明

４ 容器
３２ 容器台
３８ 回転手段（サーボモータ）
４４ トップロケータ
６０ 容器支持部
７２ センサ（近接センサ）
７４ 検出片
７６ 判定手段（制御装置）

Claims (1)

1. 容器を載せてその底面を支持する容器台と、この容器台を回転させる回転手段と、前記容器台の上方に昇降可能に設けられ、回転自在な容器支持部を有するトップロケータとを備え、容器台上に供給された容器を上方のトップロケータとの間に挟持した状態で回転させて所定の処理を行う容器処理装置において、
   前記トップロケータの容器支持部の外周面に設けた検出片と、この検出片を検出するセンサと、このセンサからの信号を受けて、前記トップロケータが正常に回転しているか否かを判定する判定手段とを設け、
   前記容器台の回転動作時に、前記センサからの信号が所定時間当たりの設定回数だけ入力されない場合に、トップロケータが異常であると判定することを特徴とするロータリー式容器処理装置。

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