(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されてきた製品を、製品搬送軌道上の所定位置で検出する第１センサ手段と、
製品の長さよりも短い距離だけ前記第１センサ手段より上流側又は下流側に配設し、該位置で製品の姿勢を検出する第２センサ手段と、
前記第１センサ手段が製品を検出した切替り時点における、前記第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別する判別手段と、を備え、
更に、前記第１センサ手段を、前記製品搬送軌道と略直交する方向であって、少なくとも正常な姿勢で搬送されてきた製品の幅方向両端部付近を検出する二箇所に配設するとともに、
前記第２センサ手段を、製品搬送軌道に沿って前記各第１センサ手段の上流側又は下流側の二箇所に配設し、
かつ、前記第１センサ手段の一方及びこれと同一の軌道上に配設した一方の第２センサ手段が製品を検出しているとき、前記第１センサ手段の他方及びこれと同一の軌道上に配設した他方の第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別する判別適正化手段を備え、
更に、前記判別適正化手段は、前記第１及び第２センサ手段による検出結果が製品姿勢の異常を示すとき、さらに一定時間が経過する間、前記第１及び第２センサ手段による検出結果を監視し、その間に前記第１及び第２センサ手段による検出結果が製品姿勢の正常を示さなかったときに、該製品の姿勢を異常と判別することを特徴とする製品の姿勢検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の製品の姿勢検査装置において、
前記第１センサ手段を、前記二箇所の中間部にも配設するとともに、
前記判別適正化手段は、この中間部に配設した第１センサ手段が製品を検出しているとき、他の第１センサ手段及び第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別することを特徴とする製品の姿勢検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、包装装置に組み込まれる製品の姿勢検査装置に関し、特に「個包装品」と称する個別包装された製品を包装容器へ供給する前工程において、該製品の姿勢を検査するための姿勢検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、キャラメルや飴等の個別包装された製品を複数個配列して、包装容器（箱）に収納する装置として、図６に示すごときシェル・アンド・スライドカートナーと称する包装装置が知られている。
このシェル・アンド・スライドカートナーは、同図に示すように、搬送軌道１００上を連続的に搬送されてきた製品（個包装品）１を、所定の個数及び所定の配列でまとめて供給部１０２に送り、該供給部１０２にあらかじめ配置された中箱（包装容器）２の上面に供給する機能を備えている。なお、製品１が供給された中箱２は、箱入れ部１０３において外箱３に挿入されて、包装形態が完成する。
【０００３】
さて、所定個数の製品１を所定の配列で供給するためには、各製品１が適正な姿勢で搬送されてくる必要がある。搬送されてきた製品１のうち一つでも姿勢に異常があれば、中箱２への供給不良となり歩留りが低下してしまう。
そこで、製品１の搬送軌道１００上には姿勢検査部１０１が設けてあり、姿勢に異常がみられた製品１を供給対象から排除している。
【０００４】
図７は従来のこの種の姿勢検査装置を示す構成図、図８は同装置による検査フローチャートである。
図７に示すように、従来の姿勢検査装置は、製品１の搬送軌道１００上に複数（図では３個）のセンサＸ，Ｙ，Ｚを幅方向に並べて配設し、これら各センサＸ，Ｙ，Ｚからの検出信号に基づいて中央処理部１１０が、搬送軌道１００を流れてくる製品１の姿勢を判別していた。
【０００５】
３個のセンサのうち中央に配設したセンサＹは、いわゆるゲートトリガセンサであり、図８に示すように、このセンサＹが製品１を検出したとき（Ｓ１）、中央処理部１１０に内蔵されたタイマーが作動し（Ｓ２）、一定時間経過後（Ｓ３）、他の２つのセンサＸ，Ｚが製品１を検出したか否か確認している（Ｓ４、Ｓ５）。
【０００６】
すなわち、中央のセンサＹにより、まず搬送されてきた製品の存在を確認する。次いで、一定の待機時間をおき、製品（正常な姿勢の製品）１が各センサＸ，Ｙ，Ｚと確実に対向する位置まで移動するのを待つ。その後、製品１の幅方向端部に対向して配設した２つのセンサＸ，Ｚにより製品１を検出する。
【０００７】
製品１が正常な姿勢で搬送されてきていれば、例えば、図９（ａ）に示すように、各センサＸ，Ｚが製品１を検出するため、中央処理部１１０がそれらセンサＸ，Ｚからの検出信号に基づいて、姿勢が「正常」であると判別する。一方、搬送されてきた製品１の姿勢に異常があれば、例えば、図９（ｂ）に示すように、各センサＸ，Ｚのいずれか又は双方が該異常姿勢の製品１ａを検出しない。このとき、中央処理部１１０は姿勢が「異常」であると判別する（図８のＳ６）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の姿勢検査装置は、搬送されてくる製品１の幅方向に複数のセンサＸ，Ｙ，Ｚを一列に並べた構成となっており、そのうち１つのセンサ（ゲートトリガセンサ）Ｙにより製品１を確認し、その後、一定の待機時間をおいて他のセンサＸ，Ｚにより製品１を検出していた。
【０００９】
一定の待機時間をおくのは、既述したとおり製品（正常な姿勢の製品）１が各センサＸ，Ｚと確実に対向する位置まで移動したときに、検出動作を実行するためである。なお、センサＹが製品１を確認した後、連続して他のセンサＸ，Ｚからの検出信号を中央処理部１１０に入力させる方法も考えられるが、この方法では、図９（ｃ）に示すごとく製品１ｂが僅かに傾いて搬送されてきたとき、正常姿勢の範疇にあるにもかかわらず、異常と判別してしまう可能性がある。
【００１０】
さて、シェル・アンド・スライドカートナー等の包装装置においては、製品１の搬送速度を必要に応じて加速又は減速することがある。また、図６に示したように、搬送されてきた製品１を所定の個数及び所定の配列でまとめて供給部１０２に送る間、搬送軌道１００の出口近くにある製品１は一時せき止められ、供給部１０２への移送動作が終了した後、再び搬送が開始される。
【００１１】
姿勢検査部１０１を移動する製品が、このように加速又は減速したり、間欠的に移動した場合、上記センサＹによる製品検出後の待機時間が経過したとき、検査対象となる製品１がセンサＸ，Ｚと対向する適正位置からずれてしまい、誤検出を誘発するおそれがあった。
【００１２】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、製品搬送速度の加減速、あるいは製品の間欠移動にかかわらず、正確に製品の姿勢を検査することのできる信頼性の高い姿勢検査装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明の姿勢検査装置は、搬送されてきた製品を、製品搬送軌道上の所定位置で検出する第１センサ手段と、製品の長さよりも短い距離だけ第１センサ手段より上流側又は下流側に配設し、該位置で製品の姿勢を検出する第２センサ手段と、第１センサ手段が製品を検出した切替り時点における第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
すなわち、この発明では第１センサ手段をいわゆるゲートトリガセンサとしてあり、第１センサ手段が製品を検出すると同時に、第２センサ手段によって製品の姿勢を検出するようにしている。したがって、第２センサ手段による製品の姿勢検出が、製品搬送速度の加減速あるいは製品の間欠移動に影響されることはない。
【００１５】
第２センサ手段は、製品の長さよりも短い距離だけ第１センサ手段より上流側又は下流側に配設してあるので、第１センサ手段が製品を検出した時、正常な姿勢の製品であれば、第２センサ手段が該製品の姿勢を的確に検出することができる。
【００１６】
ここで、第１センサ手段を、製品搬送軌道と直交する方向に、製品の幅よりも短い範囲で、複数個配設すれば、搬送されてきた製品の検出精度を向上させることができる。
【００１７】
第２センサ手段は、搬送されてくる製品の形状に応じて、その姿勢が「正常」であるか「異常」であるかを的確に検出できる適所に、好ましくは複数個配設する。
例えば、幅に対して長さ（奥行き）の短い製品については、第２センサ手段を、少なくとも正常な姿勢で搬送されてきた製品の幅方向両端部付近を検出する位置に配設することで、製品の姿勢を的確に検出することができる。
【００１８】
すなわち、正常な姿勢で搬送されてきた製品は、その幅方向両端部を第２センサ手段が検出し、一方、異常姿勢（例えば、９０゜回転した姿勢）で搬送されてきた製品は、その幅方向の少なくとも一端部を第２センサ手段が検出することができないため、この検出結果の相違により、製品の姿勢を判別することができる。
【００１９】
さて、製品が互いに接触した状態で連続して搬送されてきた場合、製品の境目で第１センサ手段が切り替わらずそのまま製品の検出状態を持続する可能性がある。この場合、第１センサ手段がゲートトリガセンサとして機能しない結果、製品の姿勢を誤って判別してしまう可能性もある。
【００２０】
そこで、第１センサ手段を、製品搬送軌道と略直交する方向であって、少なくとも正常な姿勢で搬送されてきた製品の幅方向両端部付近を検出する二箇所に配設するとともに、第２センサ手段を、製品搬送軌道に沿って各第１センサ手段の上流側又は下流側の二箇所に配設する。
そして、第１センサ手段の一方及びこれと同一の軌道上に配設した一方の第２センサ手段が製品を検出しているとき、第１センサ手段の他方及びこれと同一の軌道上に配設した他方の第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別する判別適正化手段を備えることが好ましい。
【００２１】
第１及び第２センサ手段を上記のごとく配設すると、互いに接触した状態で連続して搬送されてきた製品の中に、例えば９０゜回転した異常姿勢の製品が存在した場合、第１センサ手段の一方及びこれと同一の軌道上に配設した一方の第２センサ手段が該製品を検出するとき、第１センサ手段の他方及びこれと同一の軌道上に配設した他方の第２センサ手段は該製品を検出しない。したがって、この検出結果に基づいて、判別適正化手段が製品の異常姿勢を的確に判別することができる。
【００２２】
さらに、第１センサ手段を、二箇所の中間部にも配設するとともに、この中間部に配設した第１センサ手段が製品を検出しているとき、他の第１センサ手段及び第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別するように判別適正化手段を構成することで、例えば９０゜回転した異常姿勢でかつ製品搬送軌道の中央部分を流れてきた製品についても、判別適正化手段が該製品の異常姿勢を的確に判別することができる。
【００２３】
判別適正化手段は、第１及び第２センサ手段による検出結果が製品姿勢の異常を示すとき、さらに一定時間が経過する間、第１及び第２センサ手段による検出結果を監視し、その間に第１及び第２センサ手段による検出結果が製品姿勢の正常を示さなかったときに、該製品の姿勢を異常と判別するように構成することが好ましい。
このような判別のための時間を設けることにより、連続して搬送されてくる製品の僅かな傾き（正常姿勢）と例えば９０゜回転した異常姿勢とを区別することが可能となり、一層高精度な検査を実現することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１はこの実施形態の係る製品の姿勢検査装置を示す斜視図、図２は同装置による製品の検出位置を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。
図１に示すように、この実施形態に係る製品の姿勢検査装置は、３個の第１センサＡ，Ｂ，Ｃ、２個の第２センサＤ，Ｅ、及び中央処理部１０を備えている。各センサＡ〜Ｅは、包装装置における製品１の搬送軌道１００上に設定した姿勢検査部１０１に配設してある（図６参照）。
【００２５】
この実施形態では、図１に示すように、製品の幅Ｗが長さ（奥行き）Ｌよりも長い直方体形状の製品１を検査対象としている。製品１は、図２に示すように、ガイド１１，１２に案内されて幅方向が製品搬送軌道と略直交する姿勢（正常な姿勢）で搬送されてくる。
ここで、製品１の側面を案内するガイド１１，１１間の幅Ｄｇは、正常な姿勢で搬送されてくる製品１が回転することなく、しかも製品１の搬送を阻害しない寸法に調整してある。しかしながら、図２（ａ）に示すように回転した異常な姿勢で搬送軌道１００に製品１ａが供給されることがある。この実施形態に係る姿勢検査装置は、この種の異常な姿勢で搬送されてきた製品１ａを確実に検出する目的を有している。
【００２６】
各第１センサＡ，Ｂ，Ｃは、図２に示すように、製品１の搬送軌道１００と直交する方向に並べて設けてあり、そのうち２つの第１センサＡ，Ｃは、搬送軌道１００上を正常な姿勢で搬送されてきた製品１の幅方向両端部付近を検出する位置に配設してある。また、第１センサＢは、これらセンサＡ，Ｃの中央部に設置してある。
【００２７】
また、各第２センサＤ，Ｅは、製品１の長さより適宜短い距離だけ、搬送軌道１００に沿って第１センサＡ，Ｃの配設位置よりも上流側に配設してある。したがって、第１センサＡ，Ｃと第２センサＤ，Ｅとの間隔は、製品１の長さＬよりも短い。
【００２８】
中央処理部１０は、第１センサＡ，Ｂ，Ｃ及び第２センサＤ，Ｅからの検出信号に基づき、検査対象となった製品１の姿勢を判別する判別手段及び判別適正化手段の機能を有している。
【００２９】
図３は中央処理部１０による製品の姿勢判別方法を示すフローチャートである。
中央処理部１０は、まず第１センサＡ，Ｂ，Ｃからの検出信号を確認し、いずれかの第１センサＡ，Ｂ，Ｃから製品１を検出した旨の検出信号を入力すると（Ｓ１０）、該検出信号の入力をゲートトリガとして、各第２センサＤ，Ｅからの検出信号を確認する（Ｓ１１，Ｓ１２）。
【００３０】
製品１が正常な姿勢で搬送されてきていれば、例えば、図５（ａ）に示すように、各第２センサＤ，Ｅが製品１を検出するため、中央処理部１０がそれら第２センサＤ，Ｅからの検出信号に基づいて、姿勢が「正常」であると判別する。
【００３１】
一方、搬送されてきた製品１の姿勢に異常があれば、例えば、図５（ｂ）に示すように、各第２センサＤ，Ｅのいずれか又は双方が異常のある製品１ａを検出しない。このとき、中央処理部１０は姿勢が「異常」であると判別する（Ｓ１３）。
このように、第１センサＡ，Ｂ，Ｃをゲートトリガセンサとして用いるとともに、同センサＡ，Ｂ，Ｃより上流側に配設した第２センサＥ，Ｄの検出信号に応じて製品の姿勢を判別することにより、製品の加減速あるいは製品の間欠移動に影響されることなく、正確な判別結果を得ることができる。
【００３２】
図４は中央処理部１０による製品の姿勢判別適正化方法を示すフローチャートである。
図５（ｃ）に示すように、正常姿勢の製品１と異常姿勢の製品１ａ（例えば、９０゜回転した姿勢の製品）とが、互いに接触した状態で連続して搬送されてきた場合、それら製品１，１ａの境目を第１センサＡ，Ｂ，Ｃが検出できず、ゲートトリガセンサとして機能しないことがある。
そこで、中央処理部１０は、このように製品１が互いに接触した状態で連続して搬送されてきた場合にも、図４のフローチャートにしたがった判別適正化処理を実行し、確実に製品１の姿勢を判別できるように構成されている。
【００３３】
例えば、図５（ｃ）に示すように、正常姿勢の製品１に連続して、異常姿勢の製品１ａが第１センサＡ及び第２センサＤと対向する軌道上を搬送されてきた場合は、これら各センサＡ，Ｄがともに製品１ａを検出する状態が継続する（Ｓ２０）。一方、第１センサＣ及び第２センサＥは、正常姿勢の製品１が通過した後、ともにＯＦＦの状態が継続する（Ｓ２１、Ｓ２２）。
【００３４】
このとき、中央処理部１０に設けた安定化タイマーが作動し（Ｓ２３）、一定時間の間、第１センサＡ，Ｃ及び第２センサＤ，Ｅからの検出信号の変化を監視する（例えば、Ｓ２４、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ２２）。そして、各センサからの検出信号に変化がみられなかったとき（Ｓ２４）、中央処理部１０は製品１ａの姿勢が「異常」であると判別する（Ｓ２５）。
【００３５】
また例えば、正常姿勢の製品１に連続して、異常姿勢の製品１ａが第１センサＣ及び第２センサＥと対向する軌道上を搬送されてきた場合は、第１センサＡ及び第２センサＤは、正常姿勢の製品１が通過した後、ともにＯＦＦの状態が継続する（Ｓ２０、Ｓ２６）。一方、第１センサＣ及び第２センサＥは、ともに製品１ａを検出する状態が継続する（Ｓ２７）。
【００３６】
このとき、中央処理部１０に設けた安定化タイマーが作動し（Ｓ２３）、一定時間の間、第１センサＡ，Ｃ及び第２センサＤ，Ｅからの検出信号の変化を監視する（例えば、Ｓ２４、Ｓ２０、Ｓ２６、Ｓ２７）。そして、各センサからの検出信号に変化がみられなかったとき（Ｓ２４）、中央処理部１０は製品１ａの姿勢が「異常」であると判別する（Ｓ２５）。
【００３７】
次に、図５（ｄ）に示すように、正常姿勢の製品１に連続して、異常姿勢の製品１ａが第１センサＡ及びＣの中間軌道上を搬送されてきた場合は、第１センサＡ，Ｃ及び第２センサＤ，Ｅは、正常姿勢の製品１が通過した後、ともにＯＦＦの状態が継続する（Ｓ２０、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８）。一方、この場合は第１センサＢが製品１ａを検出する状態を継続する（Ｓ２９）。
【００３８】
このとき、中央処理部１０に設けた安定化タイマーが作動し（Ｓ２３）、一定時間の間、第１センサＡ，Ｃ及び第２センサＤ，Ｅからの検出信号の変化を監視する（例えば、Ｓ２４、Ｓ２０、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９）。そして、各センサからの検出信号に変化がみられなかったとき（Ｓ２４）、中央処理部１０は製品１ａの姿勢が「異常」であると判別する（Ｓ２５）。
【００３９】
また例えば、図５（ｅ）に示すように、正常姿勢の製品１に連続して、僅かに傾いた姿勢（正常姿勢の範疇に含まれる）の製品１ｂが搬送されてきた場合に、各製品１及び１ｂの境目において、第１センサＡ，Ｂ，Ｃが製品１を検出するとともに、一方の第２センサＤが製品１ｂを検出し、他方の第２センサＥが製品を検出しない状態のときがある。
【００４０】
このときの各センサからの検出信号は、瞬間的には図５（ｃ）に示した異常姿勢を検出したときと同じになる。そこで、この種の僅かに傾いた姿勢の製品が連続して搬送されてきた場合にも、適正な判別結果を得るために、安定化タイマーが挿入されている（Ｓ２３、Ｓ２４）。
【００４１】
すなわち、図５（ｄ）のごとき姿勢の場合は、安定化タイマーにより設定された一定時間の間に、製品１ｂが各センサＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅと対向する位置に移動する。したがって、安定化タイマーがタイムアップする前に（Ｓ２４）、正常な姿勢が検出され（Ｓ２０、Ｓ２１）、製品１ｂを異常姿勢と判別することを回避することができる。
【００４２】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では、第１センサを３個配設したが、必要に応じて単一の第１センサをもって製品を確認する構成、又は２個あるいは４個以上の第１センサをもって製品を確認する構成とすることもできる。
【００４３】
また、第２センサは、製品の形状に応じて適宜必要な個数を、姿勢の「正常」「異常」を判別できる位置に配設すればよい。
さらに、第２センサは、第１センサの下流側に配設してもよい。この場合には、第１センサが製品を検出しなくなった時点（ＯＮからＯＦＦに切替わった時点）に、第２センサをもって製品の姿勢を検査すればよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の姿勢検査装置によれば、第２センサ手段を製品の長さよりも短い距離だけ前記第１センサ手段より上流側又は下流側に配設し、第１センサ手段により製品を確認するとほぼ同時に、第２センサ手段をもって製品の姿勢を検査するようにしたので、製品搬送速度の加減速、あるいは製品の間欠移動にかかわらず、正確に製品の姿勢を検査することができ、高い信頼性を獲得することができる。
【００４５】
また、第１センサ手段の一方及びこれと同一の軌道上に配設した一方の第２センサ手段が製品を検出しているとき、第１センサ手段の他方及びこれと同一の軌道上に配設した他方の第２センサ手段による検出結果に基づき製品の姿勢を判別することにより、製品が接触した状態で連続して搬送されてくる場合にも、正確に製品の姿勢を検査することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の係る製品の姿勢検査装置を示す斜視図である。
【図２】同装置による製品の検出位置を示す図であり、同図（ａ）は上面図、同図（ｂ）は側面図である。
【図３】中央処理部による製品の姿勢判別方法を示すフローチャートである。
【図４】中央処理部による製品の姿勢判別適正化方法を示すフローチャートである。
【図５】各種姿勢の製品と第１，第２センサとの位置関係を示す図である。
【図６】製品の姿勢検査装置が組み込まれる包装装置（シェル・アンド・スライドカートナー）の概要を示す斜視図である。
【図７】従来の姿勢検査装置を示す斜視図である。
【図８】図６に示した中央処理部による従来の姿勢検査の手順を示すフローチャートである。
【図９】従来の姿勢検査装置における各種姿勢の製品とセンサとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１：製品              １０：中央処理部
１１，１２：ガイド    １００：搬送軌道
Ａ，Ｂ，Ｃ：第１センサ
Ｄ，Ｅ：第２センサ
【図１】
0003755791.tif 000002
【図２】
0003755791.tif 000003
【図３】
0003755791.tif 000004
【図４】
0003755791.tif 000005
【図５】
0003755791.tif 000006
【図６】
0003755791.tif 000007
【図７】
0003755791.tif 000008
【図８】
0003755791.tif 000009
【図９】
0003755791.tif 000010