(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を、互いに速度が異なる搬送コンベヤから隣接の排出コンベヤに、プッシャで排除する容器排除装置において、
前記プッシャは、前記容器を押し出すための押し出し部材と、前記容器のふらつきを防止するためのサポート部材とを備え、前記押し出し部材及び前記サポート部材は可撓性のチューブからなり、前記プッシャが前記容器を押し出す際に、前記押し出し部材が前記容器に接触した後に、前記サポート部材が前記容器に接触するように前記押し出し部材を前記サポート部材より前方に配置し、
前記押し出し部材との接触により前記容器が回転する方向は、前記容器が前記搬送コンベヤから前記排出コンベヤに乗り移るときに、前記搬送コンベヤと前記排出コンベヤとの速度差によって容器が回転する方向であることを特徴とする容器排除装置。
【請求項２】
前記搬送コンベアの速度が前記排出コンベヤの速度よりも速い場合において、前記搬送コンベヤおよび前記排出コンベヤが停止していると仮定すれば、前記プッシャによって前記容器は上流側の方向に押し出されることを特徴とする請求項１に記載の容器排除装置。
【請求項３】
前記押し出し部材と前記サポート部材は、それぞれ１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の容器排除装置。
【請求項４】
前記押し出し部材が前記容器に接触するとき、前記押し出し部材と前記容器とは偏心位置にあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器排除装置。
【請求項５】
前記容器が液体の充填していないガラス壜であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の容器排除装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンベヤ上で搬送される容器の排除装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体が充填された容器を、搬送コンベヤから隣接の排出コンベヤに、プッシャで排除する容器排除装置がある。容器として、ペットボトル、ガラス壜、缶がある。プッシャはエヤシリンダにより短いストロークで容器を加速して搬送コンベヤから押し出す。短いストロークにするのはプッシャが一往復するときに、次の容器に当たらないようにするためである。プッシャの前面はゴムや樹脂の平板が使用される。また、液体が充填されていない容器でも、ガラス壜のように比較的重量のある容器については同種の容器排除装置が用いられる。
【０００３】
コンベヤは樹脂のチェーンに樹脂の天板を一体成形したものが使用される。搬送コンベヤと排出コンベヤとは同一速度である。排出コンベヤには押し出された容器がとび出さないようにガードレールが斜めに設置されている。プッシャで押し出された容器は、慣性とコンベヤの摩擦とにより斜め方向に同一姿勢で前進し、ガードレールに斜めに当たり方向転換してから排出される。
【０００４】
上述したように、容器としてはペットボトルがあるが、ペットボトルには胴部が円形のものと角形のものとがある。ペットボトルの底面は中高になっており、底面とコンベヤとの接触部は図６に示すようになっている。即ち、図６は種々の形状のペットボトルの底面を示す図であり、ペットボトルとコンベヤとの接触部は斜線で示される。図６（ａ）は円形のペットボトル１で、リング状の接触部１ａになっている。図６（ｂ）は円形のペットボトル１で、ペタロイドと呼ばれる断続した五辺の接触部１ｂになっている。図６（ｃ）は角形のペットボトル１で、四角形の接触部１ｃになっている。角形のペットボトル１は側面が搬送コンベヤの進行方向と平行または直角な姿勢で搬送されてくる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の容器排除装置においては、待機位置にあるプッシャの前面と到着する容器の間隔をできるだけ小さくして容器にかかる衝撃を小さくしているが、容器は急激に加速されるので発進時にふらつくことがある。このため、発進時のふらつきを無くすることが要望されている。
【０００６】
また、ペットボトルにおいては、近年、ペットボトルに５００mlのものが使用され充填ラインも高速になってきた。従来の装置でも充填ラインが低速のときは問題ないが、充填ラインが高速になるとプッシャも高速になりペットボトルは前進途中にふらついてガードレールに当たって転倒することが多い。転倒は角形のものに特に多く、ペタロイドも多い。ペタロイドではない円形のものはふらつくことがあるが、転倒することは少ない。このため、高速の充填ラインでもペットボトルを転倒なしで排除できることが要望されている。
【０００７】
本発明は、前述の状況に鑑み、プッシャで容器を押し出す際に発進時における容器のふらつきのないプッシャ方式の容器排除装置を提供することを目的とする。
また本発明は、ペットボトル等の容器を高速の搬送コンベヤから転倒なしで排除できるよう改良した容器排除装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明は、容器を、互いに速度が異なる搬送コンベヤから隣接の排出コンベヤに、プッシャで排除する容器排除装置において、前記プッシャは、前記容器を押し出すための押し出し部材と、前記容器のふらつきを防止するためのサポート部材とを備え、前記押し出し部材及び前記サポート部材は可撓性のチューブからなり、前記プッシャが前記容器を押し出す際に、前記押し出し部材が前記容器に接触した後に、前記サポート部材が前記容器に接触するように前記押し出し部材を前記サポート部材より前方に配置し、前記押し出し部材との接触により前記容器が回転する方向は、前記容器が前記搬送コンベヤから前記排出コンベヤに乗り移るときに、前記搬送コンベヤと前記排出コンベヤとの速度差によって容器が回転する方向であることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、プッシャの前面のチューブは、可撓性の材質からなる中空材であるため撓みやすく反撥力が小さいので、容器に当たったとき衝撃を吸収する。このため、容器が発進する際の加速がスムーズ（滑らか）になり、容器の発進時のふらつきを軽減させることができる。また、押し出し部材に当たって容器がふらついた場合でも、サポート部材に保持されて容器のふらつきが止められるので、容器の転倒を防止することが可能となる。なお、チューブを形成する可撓性の材質としては樹脂材などが好適である。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様は、前記押し出し部材が前記容器に接触するとき、前記押し出し部材と前記容器とは偏心位置にあることを特徴とする。本発明によれば、プッシャにより押し出されたペットボトルは回転しながら前進し、搬送コンベヤから排出コンベヤにスムーズに乗り移る。ペットボトルに回転があると、前進途中でのペットボトル底面とコンベヤとの滑りがよくなり、ふらつきが少なくなる。
【００１１】
また、本発明によれば、容器が搬送コンベヤから排出コンベヤに乗り移る際に、両コンベヤ間の速度差によって容器に回転が与えられるため、プッシャによって与えられた回転を良好に維持させることができ、搬送コンベヤから排出コンベヤへの容器の乗り移りをスムーズにすることが可能となる。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記容器が液体を充填してなることを特徴とする。
また、本発明の好ましい態様は、前記容器が液体の充填していないガラス壜であることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る容器排除装置の実施形態を図１乃至図５を参照して説明する。図１乃至図５は、液体を充填したペットボトルの場合の実施形態のみを示すものであるが、これにより本願発明に係る容器排除装置の、他の容器（例えば空ガラス壜）への適用が制限されるものではない。
図１は、本実施形態である容器排除装置の基本構成を示す平面図であり、図１（ａ）はペットボトルが円形の場合であり、図１（ｂ）はペットボトルが角形の場合である。図１（ａ）および図１（ｂ）において、符号１は液体が充填されたペットボトルを示し、複数のペットボトル１は搬送コンベヤ２によって直立した状態で搬送されている。搬送コンベヤ２に隣接して排出コンベヤ３が配設されている。搬送コンベヤ２の搬送速度は排出コンベヤ３の搬送速度より速く、その速度差は２：１に設定されている。
【００１４】
搬送コンベヤ２の直近には、ペットボトル１を搬送コンベヤ２から隣接の排出コンベヤ３に排除するプッシャ４が配置されている。プッシャ４はエヤシリンダ１０により短いストロークで往復動可能になっている。また排出コンベヤ３上には、ガードレール２０が配設されている。
【００１５】
図２は図１（ａ）のII−II線矢視図である。図２ではペットボトル１として、５００mlペットボトルが図示されている。図２に示すように、プッシャ４の支持部５の先端部にはシリコンチューブ６が固定されている。シリコンチューブ６は縦方向に配列されている。プッシャ４のエヤシリンダ１０（図１参照）の中心ＡＣ は、ペットボトル１の重心Ｇよりやや下方に設定されている。また、ガードレール２０は支持部２１上に所定厚（１０mm）の独立発泡スポンジ２２を固定し、このスポンジ２２上にフッ素樹脂シート２３を貼付して形成されている。なお、独立発泡スポンジの代りに衝撃吸収ゴムを用いてもよい。
【００１６】
図３（ａ）はプッシャの先端部を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のIII矢視図を示す図である。
プッシャ４は２本のシリコンチューブ６ａ，６ｂを備え、それぞれのシリコンチューブ６ａ，６ｂは、ペットボトル１を押し出すための押し出し用チューブ６ａと、ペットボトル１のふらつきを防止するためのサポート用チューブ６ｂを構成している。押し出し用チューブ６ａはプッシャ４の最先端部に位置するように配置され、サポート用チューブ６ｂは押し出し用チューブ６ａよりプッシャ４の往復動方向においてδだけ後方に配置されている。これら２本のシリコンチューブ６ａ，６ｂは接着剤（図示せず）により支持部５に固着され、支持部５は、対をなす互いに着脱可能なテープ状ファスナ８Ａ，８Ｂによってエヤシリンダ１０に保持されている。
【００１７】
シリコンチューブ６ａ，６ｂは、ガラス編組シリコンゴムのチューブからなり、内径が８mm、長さが１００mm程度のものが使用されている。そして、隣接するシリコンチューブ６ａ，６ｂ間には、所定の間隙が形成されており、個々のシリコンチューブ６ａ，６ｂの変形が妨げられないようになっている。また接着剤も軟らかいものが使用されており、シリコンチューブ６ａ，６ｂの変形を妨げないように工夫されている。
【００１８】
図４（ａ）は押し出し用チューブがペットボトルに接触した瞬間を示す図であり、図４（ｂ）は押し出し用チューブが変形してサポート用チューブがペットボトルに接触した瞬間を示す図である。
図４（ａ）に示すように、プッシャ４が前進して先端がペットボトル１に接触するとき、ペットボトル１の中心ＰＣと押し出し用チューブの中心ＡＣとはｄだけ偏心位置にある。即ち、押し出し用チューブ６ａがペットボトル１に接触する位置は、ペットボトル１の中心ＰＣからペットボトル１の進行方向Ｂに対してｄだけ前方の位置である。このように、ペットボトル１は押し出し用チューブ６ａにより偏心位置において押し出され、ペットボトル１には矢印Ａに示すように時計方向の回転が与えられる。また、ペットボトル１は押し出し用チューブ６ａによって中心ＰＣより進行方向Ｂに対して前方の位置で押し出されるので、コンベヤが停止していると仮定すれば、ペットボトル１は上流側の方向に押し出されることになる。
【００１９】
図４（ｂ）に示すように、押し出し用チューブ６ａはペットボトル１に接触すると扁平形状に変形する。この状態でプッシャ４はさらに押し出されるので、後方に設置されているサポート用チューブ６ｂがペットボトル１に接触する。押し出し用チューブ６ａは、図２に示すように、ペットボトル１の重心位置よりもやや下側に接してペットボトル１を押し出すので、ペットボトル１を転倒させる方向の力も同時に作用してペットボトル１の移動を不安定にさせるが、上述したように、サポート用チューブ６ｂがふらついたペットボトル１に接触してふらつきを止めるので、安定してペットボトル１を移動させることが可能となる。
【００２０】
なお、サポート用チューブ６ｂがペットボトル１に接触するとペットボトル１の回転に対してブレーキ作用が働くことになるが、ペットボトル１はすぐに押し出し用チューブ６ａおよびサポート用チューブ６ｂから離れるので回転が停止するには至らず、ペットボトル１は回転した状態で排出コンベヤ３に乗り移る。
【００２１】
図５は、プッシャ４とペットボトル１とを偏心して接触させるための偏心量調整機構を示す模式図である。図５に示すように、プッシャ４のエヤシリンダ１０は、一方が空気圧Ｐ１を有した圧力源に接続され、他方が電磁弁１１を介して空気圧Ｐ２を有した圧力源に接続されており、この場合、Ｐ２＞Ｐ１に設定されている。
【００２２】
プッシャ４の上流側には、投受光器１２と、投受光器１２に対向して反射板１３とが配設されている。投受光器１２の検知信号は、タイマ１４に入力され、タイマ１４からの信号によって電磁弁１１が作動されるようになっている。即ち、ペットボトル１が到着して投受光器１２が遮光されると、投受光器１２より検知信号がタイマ１４に送られる。そして、タイマ１４で設定された遅延時間が経過すると、電磁弁１１が駆動され、プッシャ４が作動してペットボトル１を搬送コンベヤ２から押し出す。タイマ１４の遅延時間は、ペットボトル１とプッシャ４とが望ましい偏心位置となるように設定される。なお、プッシャ４はまわり止め１５によって回転しないようになっている。
【００２３】
このように、プッシャ４が前進して先端がペットボトル１に接触するとき、プッシャ４とペットボトル１とは偏心位置にあるように設定されている。偏心により押し出されたペットボトル１は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、時計回りに回転しながら前進しガードレール２０に当たり方向転換する。
【００２４】
ペットボトル１が搬送コンベヤ２から排出コンベヤ３に乗り移る際、搬送コンベヤ２の速度は排出コンベヤ３の速度より速いため、両コンベヤ間の速度差によってペットボトル１に時計周り方向の回転が与えられる。この回転方向はプッシャ４によって与えられる回転の方向と一致しているため、ペットボトル１の回転を良好に維持させることになり、搬送コンベヤ２から排出コンベヤ３へのスムーズな移動を可能としている。
【００２５】
回転方向は角形、円形のペットボトルともに時計方向または反時計方向のどちらでもよい。本実施形態では、ペットボトル１の回転が時計方向になるように設定されているが、搬送コンベヤ２の速度が排出コンベヤ３の速度より遅い場合は、ファスナ８Ａ，８Ｂによってプッシャ４を反転して取り付け、プッシャ４が与えるペットボトル１の回転方向を変えればよい。
【００２６】
回転量は、角形のときは１／４回転程度がよく、ペタロイドのときは１／２回転程度がよい。ペタロイドのとき回転量が１回転くらいになると、ガードレール２０に当たる前に転倒し、１／４回転程度だと従来の回転なしのときのようにガードレール２０に当たって転倒する。
【００２７】
ペットボトル１の回転量は、図５に示す機構を用いてプッシャ４とペットボトル１との偏心位置で調整する。偏心位置は、上述したようにペットボトル到着検知から電磁弁１１の駆動までの設定時間で調整する。ペタロイドではない円形のときも、現場での調整をなくするため、偏心位置はペタロイドと同じにする。図１（ａ）に示すように、ペットボトル１が搬送コンベヤ２から排出されるときの角度βは、コンベヤスピード、プッシャスピードにより変化するが、ガードレール２０の角度αは、角度βに基づいて最適となるように調整する。
【００２８】
従来の技術の項で述べたように、ペットボトルが高速で回転がないと、角形の転倒が特に多く、ペタロイドの転倒も多く、ペタロイドではない円形の転倒は少ない。しかるに、ペットボトルが高速で回転があると、角形の転倒は激減し、ペタロイドの転倒も少なくなり、ペタロイドではない円形のものはふらつきが少なくなる。
【００２９】
前述のことから、回転があると前進途中でのペットボトル底面とコンベヤとの滑りがよくなり、ふらつきが少なくなるものと推定する。また、回転があると、角形のペットボトルでは、図１（ｂ）に示すように底面の四辺１ｃがコンベヤの進行方向に対して傾斜した状態となり、即ち、ペタロイドではない円形のものに近い状態となるので、転倒が激減するものと推定する。ペタロイドのときも、底面は断続した五辺のため、角形のような作用があるものと推定する。
【００３０】
ペットボトルの回転方向が時計方向または反時計方向のどちらでもよいのは、単に回転があればよいことによる。角形のときの回転量が１／４回転程度がよいのは、四角形のため１／４回転で元の姿勢になることによる。実験結果でも１／４回転程度がよい。ペタロイドの回転量が１／２回転程度がよいのは、実験結果によって確かめられたものである。
【００３１】
図１乃至図５に示す本発明の実施形態は、５００ml程度の小型ペットボトルに好適なものである。即ち、５００mlのような小型ペットボトルでは、プッシャの先端がペットボトルに接触するとき、プッシャとペットボトルとは偏心位置にあるようにした。偏心位置にしたのは、ペットボトルが前進するとき回転させてペットボトル底面とコンベヤとの滑りをよくして、前進途中でのふらつきを少なくするためであった。
【００３２】
本件発明者は、小型ペットボトル以外に大型ペットボトル、ガラス壜、缶等の各種容器についても実験した結果、プッシャと容器との偏心位置が必要なのは小型ペットボトルだけであることが判明した。大型ペットボトルは、コンベヤとの滑りはよくないが、ラインスピードが遅い。ガラス壜や缶は、ラインスピードは速いが、コンベヤとの滑りがよい。このため、これらの容器では、前進途中でのふらつきは少ないので、容器を回転させる必要がないことが判明した。
【００３３】
前述のように、ガラス壜や缶、および大型ペットボトル等の容器は前進途中でのふらつきは少ないが、発進時でのふらつきが課題となった。本件発明者は容器の発進時のふらつきを最小にするために、プッシャの構造について研究および実験を重ねた結果、図３および図４に示すような前面にチューブを用いた構造のプッシャは、容器の発進時のふらつきを抑えるためにも極めて有効であることが判明した。
【００３４】
また容器によっては、小型のペットボトルのように胴部に横方向に凹部のあるものがあるが、本実施形態ではシリコンチューブは縦方向に配列してあるので、チューブ全体が押し出し時に荷重を受けることになり、容器に当たったときの衝撃を吸収しやすい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プッシャの前面のチューブは、撓みやすく反撥力が小さいので、容器に当たったとき衝撃を吸収する。このため、加速がスムーズになり発進時でのふらつきがない。また、仮に容器がふらついた場合でもサポート部材によってふらつきが抑えられるので、安定した容器の移送が可能となる。
【００３６】
また本発明によれば、ペットボトルは、前進するときに回転するのでペットボトル底面とコンベヤとの滑りがよくなり、前進途中でのふらつきが少なくなる。また、ペットボトルがガードレールに当たったとき、衝撃がスポンジで緩和され、樹脂シートによる滑りの良さで方向転換がスムーズになる。さらに、本発明に係るプッシャによれば、円形のペットボトルに限らず、例えば角形のペットボトルの場合にも同様の作用効果を奏することができるため、ペットボトルの形状によってプッシャを取り替える必要がなく、同一のプッシャで種々の形状のペットボトルに対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る容器排除装置の基本構成を示す平面図であり、図１（ａ）はペットボトルが円形の場合であり、図１（ｂ）はペットボトルが角形の場合を示す。
【図２】図１（ａ）のII−II線矢視図である。
【図３】図３（ａ）はプッシャの先端部を示す平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のIII矢視図である。
【図４】図４（ａ）は押し出し用チューブがペットボトルに接触した瞬間を示す図であり、図４（ｂ）は押し出し用チューブが変形してサポート用チューブがペットボトルに接触した瞬間を示す図である。
【図５】プッシャとペットボトルの偏心量調整機構を示す概略図である。
【図６】ペットボトルの底面を示す底面図である。
【符号の説明】
１    ペットボトル
２    搬送コンベヤ
３    排出コンベヤ
４    プッシャ
５    支持部
６ａ，６ｂ    シリコンチューブ
７    接着剤
８Ａ，８Ｂ    テープ状ファスナ
１０    エヤシリンダ
１１    電磁弁
１２    投受光器
１３    反射板
１４    タイマ
２０    ガードレール
２２    独立発泡スポンジ
２３    フッ素樹脂シート
【図１】
0003986004.tif 000002
【図２】
0003986004.tif 000003
【図３】
0003986004.tif 000004
【図４】
0003986004.tif 000005
【図５】
0003986004.tif 000006
【図６】
0003986004.tif 000007