(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤによって搬送されてきた容器を所定のピッチに切離すインフィードスクリューと、これら容器を容器処理装置内に供給する入口ホイールと、コンベヤの側部の前記インフィードスクリューよりも上流側に配置されたロータリホイールと、このロータリホイールを駆動する駆動手段と、ロータリホイールとインフィードスクリューとの間に配置されてコンベヤ上の容器の滞留量を検知するセンサとを備え、このセンサにより、滞留する容器の量が多くなったことを検知した際に、前記駆動手段の回転速度を減速するよう制御するコントローラとを備えたことを特徴とする容器供給量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はラベラ等の容器処理装置に容器を供給する装置に係り、特に、その供給量を制御する容器供給量制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、充填ラインでは、フィラ（充填装置）において容器内に液体を充填し、次にキャッパにおいてキャッピングをした後、コンベヤによって搬送してラベラ、ケーサ等の容器処理装置に順次送って各種の処理を行なう。このように内容物が充填された実入りの容器をコンベヤによって搬送しラベラ等の装置に供給する場合に、コンベヤによって、多数の容器を互いに接触した状態で連続的に搬送すると、前方の容器に対し後続の容器からプレッシャがかかり、先頭の容器がスクリューに噛み込んだり、変形や破損をしてしまう場合があった。特にＰＥＴ容器等のような軟質素材から成る容器の場合には、変形・破損し易いため、プレッシャを軽減する必要があった。
【０００３】
そこで、コンベヤ上を連続的に搬送されている後続の容器からのプレッシャ全体が前方の容器にかからないようにするために、搬送コンベヤの途中にロータリホイールを設け、このロータリホイールよりも後方の容器を押さえることにより、前方の容器にかかるプレッシャを低減するようにした構成が従来から知られている（例えば、特公昭４８−９６３０号公報）。この公報に記載された「回転式ストッパ」は、その第３図に示すように、びん７を連続的に搬送するコンベヤ（符号なし）の側部に、コンベヤの進行方向に向かって回転可能な星形車８と、星形車８の回転中心の軸１０と、この軸１０に固定されて星形車８と一体回転するラチェット９と、このラチェット９に噛合っている爪片１９、および爪片１９を常時引っ張ってラチェット９に噛み合わせ、星形車８が回転しないようにする引張りばね２０等から構成されている。
【０００４】
前述のようなフィラ、キャッパ、ラベラ等を備えた充填ラインでは、搬送コンベヤによって容器が供給されるラベラ等の容器処理装置の運転速度や、コンベヤの搬送速度あるいは容器の重量等の条件に応じて前記ロータリホイールのトルクを調整する必要があるが、前記公報に記載された発明のようなばねを用いた構成では、各種の条件に応じてトルクを調整することは不可能であった。
【０００５】
そこで本出願人は、コンベヤ上の容器の滞留状態や、容器処理装置の運転速度等に応じて変化する後続容器の押し圧に対応できるように、制動トルクを制御することができる「ロータリホイールの制動トルク制御装置」を発明して出願した（特願平９−３１１１９２号）。
【０００６】
前記出願に係る制動トルク制御装置の構成では、コンベヤ上の容器の数量を複数のセンサによって検出し、容器数量が増大すると、ロータリホイールに大きい制動トルクを付与し、また、ラベラの運転速度が高速になるに従ってロータリホイールの制動トルクが小さくなるように設定されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように容器の数量をセンサによって検出して制動トルクを制御する構成では、理論的には容器供給量を制御可能であるが、実際のライン制御においては計算値が多すぎて最適なトルク値を求めることが困難であった。例えば、各種容器の兼用ラインにおいて、径の大きい容器と径の小さい容器を同一の幅のガイド間を搬送すると、大きい径の容器の場合には、後続容器の押し圧のほとんどが前方の容器にかかるが、小さい容器の場合には、コンベヤ上で千鳥状の配列になってしまい、押し圧の一部がガイドにかかってしまうため、正確な制御が不可能であった。
【０００８】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、ロータリホイールを介して容器処理装置に供給する容器の量を正確に制御することができる容器供給量制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る容器供給量制御装置は、容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤによって搬送されてきた容器を所定のピッチに切離すインフィードスクリューと、これらの容器をインフィードスクリューから受取って容器処理装置内に供給する入口ホイールと、コンベヤの側部の前記インフィードスクリューよりも上流側に配置されたロータリホイールと、このロータリホイールを駆動する駆動手段と、ロータリホイールとインフィードスクリューとの間に配置されてコンベヤ上の容器の滞留量を検知するセンサとを備え、このセンサにより、滞留する容器の量が多くなったことを検知した際に、前記駆動手段の回転速度を減速するよう制御するコントローラとを備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る容器供給量制御装置の構成を簡略化して示す平面図である。この例では、上流側（図１の左側）に配置された充填装置（図示せず）において内部に液体が充填された容器２を、搬送コンベヤ４によって連続的に搬送し、ラベラ６内に供給する。搬送コンベヤ４は、上流部４Ａと下流部４Ｂとから構成されており、上流部４Ａによって外部から搬入されてきた容器２は、両部分４Ａ，４Ｂの接続部で下流部４Ｂ側に乗り移ってラベラ６へ搬送される。
【００１１】
搬送コンベヤ４の下流端には、搬送コンベヤ４上を連続して搬送されてきた容器２を、所定の間隔に切離して入口スターホイール８に引渡すインフィードスクリュー１０が設けられている。入口スターホイール８は、このインフィードスクリュー１０から受取った容器２を、前記ラベラ６内に順次搬入する。ラベラ６でラベリングが行なわれた容器２は、出口スターホイール１２を介して搬出コンベヤ１４上に排出される。なお、インフィードスクリュー１０，入口スターホイール８および出口スターホイール１２は、ラベラ６と同一駆動により同期運転されるようになっている。
【００１２】
前記搬送コンベヤ４の搬送経路の両側に、一対のロータリホイール１６，１８が配置されている。これら各ロータリホイール１６，１８の構成について、図２および図３により説明する。なお、図３はその右側の部分を省略して図示してあるが、左側の一方のロータリホイール１６と対称の位置に同一の構成のロータリホイール１８が配置されている。これら両ロータリホイール１６，１８は同一の構成であるので、その一方１６についてだけ説明する。支持プレート２０上に直立した回転軸２２が回転自在に支持され、この直立した回転軸２２の上部と下部にそれぞれ円板２４，２６が取付けられている。これら円板２４，２６の外周には、上下に対応する位置に、一定の間隔で複数の保持爪２８，３０が取付けられている。
【００１３】
支持プレート２０の搬送コンベヤ４寄りの下方側に筒体３２が固定され、前記直立した回転軸２２と平行な中間軸３４が、この筒体３２内に回転可能に支持されている。直立した回転軸２２には大径のギア３６が、中間軸３４には小径のギア３８がそれぞれ固定され互いに噛合っている。また、中間軸３４の下端にはかさ歯車４０が固定され、下方に配置された水平軸４２の両端に固定された一対のかさ歯車４４，４５の一方４４と噛合っている。
【００１４】
この水平軸４２の一端（図３の右端）がモータ４８に接続されて回転駆動される。モータ４８の運転によって水平軸４２が回転すると、その回転がかさ歯車４４，４０を介して中間軸３４に伝達され、さらに、小径のギア３８および大径のギア３６を介して回転軸２２が回転し、前記保持爪２８，３０を備えたロータリホイール１６が回転する。また、前記水平軸４２の回転は、他方のかさ歯車４５に噛合うかさ歯車４１を介して、前記中間軸３４と同様の中間軸３５に伝えられ、同様にして図示しない小径ギア、大径ギアおよび回転軸を介して、他方のロータリホイール１８を、前記ロータリホイール１６と等速で逆方向に回転させる。なお、前記水平軸４２の他端（図３の左端）側にはブレーキ４６が設けられており、このブレーキ４６により両ロータリホイール１６，１８の回転を停止させることができるようになっている。
【００１５】
前記搬送コンベヤ４の下流端に設けられているインフィードスクリュー１０の直前に、コンベヤ４上に出没可能なストッパ５０が設けられており（図１参照）、搬送コンベヤ４に搬送されてインフィードスクリュー１０内に導入される容器２を、その直前で強制的に停止させることができる。また、前記ロータリホイール１６，１８とこのストッパ５０との間に、下流側（図１の右側）から順に、第１センサ５２、第２センサ５４および第３センサ５６が設けられており、搬送コンベヤ４上のそれぞれの位置を通過する容器２を検出するようになっている。これら各センサ５２，５４，５６からの信号はコントローラ５８に入力され、この信号に応じて前記モータ４８の駆動を制御する。
【００１６】
さらに、ロータリホイール１６，１８の上流側には、搬送コンベヤ４の上流部４Ａの走行速度を制御するための第４センサ６０および第５センサ６２が設けられており、これらセンサ６０，６２からの信号も前記コントローラ５８に入力される。コントローラ５８は、この信号に応じて搬送コンベヤ４のモータ（図示せず）を制御して搬送コンベヤ上流部４Ａの走行速度を増減する。
【００１７】
以上の構成に係る容器供給量制御装置の作用について説明する。前提条件として、ラベラ６、入口スターホイール８およびインフィードスクリュー１０は、前述のように同一駆動により同期運転され、また、搬送コンベヤ４はインフィードスクリュー１０および入口スターホイール８による搬送速度よりも速い速度で走行するようになっている。
【００１８】
先ず、生産運転の開始時点では、ラベラ６の運転は停止しておき、さらに、ストッパ５０を閉にして容器２がインフィードスクリュー１０側に流れないようにするとともに、ロータリホイール１６，１８も停止させておく。この状態から、搬送コンベヤ４によって容器２の供給を開始するとともに、ラベラ６の運転を開始する。なお、この時点では、ストッパ５０は閉、ロータリホイール１６，１８も停止状態のままなので容器２は供給されず、ラベラ６、入口スターホイール８およびインフィードスクリュー１０が空運転している。
【００１９】
容器２が搬送コンベヤ４の上流部４Ａから搬入され、下流部４Ｂに乗り移って搬送され、先頭の容器２がロータリホイール１６，１８に到達すると、停止状態であるロータリホイール１６，１８の保持爪２８，３０に当たって停止する。後続の容器２はその前方の容器２に当たって停止し、ロータリホイール１６，１８の上流側に次第に容器２が溜まる。第４センサ６０の位置まで容器２が貯留されると、この第４センサ６０からの信号がコントローラ５８に入力される。このコントローラ５８の指令によってモータ４８が駆動され、ロータリホイール１６，１８はラベラ６と同速で回転を開始する。すなわち、ラベラ６による処理速度と一致する速度で容器２を送り出す。このようにラベラ６の処理速度に対応するようにロータリホイール１６，１８が容器２を送り出す速度が、この装置におけるロータリホイール１６，１８の基準となる回転速度であり、後に説明するように、この速度を基準としてロータリホイール１６，１８の回転を加速しまたは減速するようになっている。
【００２０】
ロータリホイール１６，１８が回転して容器２を下流側へ送り出すと、その容器２は搬送コンベヤ４によって搬送されて前進し、先頭の容器２はストッパ５０に到達して停止する。後続の容器２も前方の容器２に当たって停止し、これら容器２が次第に滞留して第１センサ５２の位置まで到達すると、この第１センサ５２が連続的に容器２を検知した状態（例えば、センサが光電スイッチの場合であれば一定時間以上連続して遮光されている状態）になる。この状態からさらに、第２センサ５４が容器２を検知すると、ストッパ５０が開放されて容器２がインフィードスクリュー１０内に送り込まれる。前後に接触した状態で停止していた容器２は、インフィードスクリュー１０に送り込まれて所定の間隔に切離され、順次入口スターホイール８に引渡される。この入口スターホイール８からラベラ６内に導入された容器２は、ラベルが貼り付けられた後、出口スターホイール１２を介して搬出コンベヤ１４上に排出される。
【００２１】
前記のようにロータリホイール１６，１８をラベラ６の処理速度と一致する基準速度で回転させている間に、容器２が次第に溜まって第２センサ５４が常時容器２を検知した状態、すなわち第２センサ５４の位置まで容器が２滞留して連続した状態になると、この第２センサ５４からの信号を受けたコントローラ５８が、モータ４８に指令を送り、ロータリホイール１６，１８の回転を所定速度減速する。例えば、前記基準速度に対して数％速度を低下させる。このようにロータリホイール１６，１８の回転速度を遅くすることにより、このロータリホイール１６，１８から下流側に送り出される容器２の数が減少し、インフィードスクリュー１０の前に溜まる容器２の数が少なくなり、前方の容器２に過大な押し圧が作用することを防止することができる。
【００２２】
また、第２センサ５４が、その前方を通過している容器２を一定の間隔で順次検知している場合、すなわち、第２センサ５４の位置まで容器２が連続して溜まることなく所定の間隔で搬送されている場合には、ロータリホイール１６，１８を前記基準速度に対して所定速度（例えば数％）加速する。ロータリホイール１６，１８の速度を速くして下流側へ送り込む容器２の量を増加することにより、インフィードスクリュー１０側に連続した状態で滞留する容器２の数が増えて、その容器２が常時第２センサ５４に検知されるようになると、再度、前記のようにロータリホイール１６，１８の回転速度を減速する。このようにロータリホイール１６，１８の回転の加速および減速を繰り返すことにより、搬送コンベヤ４上に滞留する容器２の数が多すぎて前方の容器２に過大な押し圧が作用したり、ラベラ６内に供給する容器２の数が不足したりすることなく、常に必要量の容器２をラベラ６等の容器処理装置に供給することができる。
【００２３】
前記のようにロータリホイール１６，１８の回転速度を、搬送コンベヤ４上の容器２の滞留具合に応じて増減することにより、第２センサ５４の位置を基準として最適な量の容器２を貯留しつつ、ラベラ（容器処理装置）に供給することができるが、何らかの事情により搬送コンベヤ４上に滞留する容器２の量が増加して、第３センサ５６が常時容器２を検知する状態、すなわち第３センサ５６の位置まで連続的に容器２が滞留した状態になった場合には、前記ロータリホイール１６，１８を停止させ、ロータリホイール１６，１８の下流側への容器２の供給を一時中断する。その後、第３センサ５６が容器２を検知しなくなると、再びモータ４８を駆動してロータリホイール１６，１８を回転させ、容器２の供給を再開する。
【００２４】
一方、ロータリホイール１６，１８の上流側では、搬送コンベヤ４による容器２の搬送量が、ロータリホイール１６，１８による下流側への送り出し量よりも多いと、次第に容器２が溜まっていく。この容器２が第５センサ６２の位置まで滞留した場合には、搬送コンベヤ４の上流部４Ａの走行速度を減速し、ロータリホイール１６，１８への搬送量を少なくする。また、搬送コンベヤ４の搬送量がロータリホイール１６，１８による送り出し量よりも少なく、第４センサ６０の位置まで容器２が貯留されていない状態になると、逆に、搬送コンベヤ４の上流部４Ａの走行速度を速くして容器２の搬送量を多くして、供給する容器２の量が不足しないようにする。
【００２５】
前述のように、ロータリホイール１６，１８をモータ４８により駆動し、その回転速度を第１ないし第３センサ５２，５４，５６からの信号に応じて制御するようにしたので、ラベラ（容器処理装置）６への容器２の供給数量を正確に管理することができ、搬送コンベヤ４上で滞留している容器２に過大な押し圧が作用したり、供給数量が不足して、容器処理装置６への容器２の供給がとぎれる等のトラブルを防止することができる。また、ロータリホイール１６，１８をモータ４８により駆動するようにしたので、前記出願の装置のようにパウダーブレーキによってロータリホイールの回転トルクを制御する場合よりも、停止時および送り出し時ともレスポンスが速く、より正確に容器２の供給量を制御することができる。
【００２６】
なお、前記容器供給量制御装置は、ＰＥＴ容器等の軟質容器に限らず、変形容器等のように多数本溜めることができないものや、倒れやすい容器、傷つきやすいためにできるだけ押し圧をかけたくない容器等に適用しても効果的である。
【００２７】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、容器を搬送するコンベヤと、このコンベヤによって搬送されてきた容器を所定のピッチに切離すインフィードスクリューと、これら容器を容器処理装置内に供給する入口ホイールと、コンベヤの側部の前記インフィードスクリューよりも上流側に配置されたロータリホイールと、このロータリホイールを駆動する駆動手段と、ロータリホイールとインフィードスクリューとの間に配置されてコンベヤ上の容器の滞留量を検知するセンサとを備え、このセンサにより、滞留する容器の量が多くなったことを検知した際に、前記駆動手段の回転速度を減速するよう制御するコントローラとを備えたことにより、容器処理装置に供給する容器量を正確に制御することができる。従って、インフィードスクリューの上流側に多数の容器が滞留したために、後方の容器の押し圧が前方の容器に作用しこれらの容器を傷付けたりインフィードスクリューに噛み込んだりしてしまうおそれがなく、また、容器処理装置に供給する容器が不足するおそれもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る容器供給量制御装置の全体を簡略化して示す平面図である。
【図２】前記容器供給量制御装置に用いられるロータリホイールの平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
２    容器
４    コンベヤ
８    入口ホイール（入口スターホイール）
１０    インフィードスクリュー
１６    ロータリホイール
１８    ロータリホイール
４８    駆動手段（モータ）
５２    センサ（第１センサ）
５４    センサ（第２センサ）
５６    センサ（第３センサ）
５８    コントローラ
【図１】
0004147626.tif 000002
【図２】
0004147626.tif 000003
【図３】
0004147626.tif 000004