容器の搬送装置及びこれを用いた充填装置
【課題】予め設定した特定のポケットから容器の供給を開始することが可能な容器の搬送装置を提供する。
【解決手段】スターホイール式搬送装置１０と、その搬送装置１０のスターホイール１１のポケット１２が所定の供給位置Ｐｓにあるときにそのポケット１２に飲料缶Ｃを供給すべくスターホイール１１と同期して動作する供給装置２０とを備えた容器の搬送装置において、供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を許可する許可状態及び供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ３０を備え、搬送装置１０への飲料缶Ｃの供給を開始する場合、予め設定した供給対象ポケットが供給位置Ｐｓに到達するポケット到達時期が推定され、その後ストッパ３０を許可状態に切り替えた後にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃが推定したポケット到達時期に供給位置Ｐｓに到達するようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期が制御される。
【解決手段】スターホイール式搬送装置１０と、その搬送装置１０のスターホイール１１のポケット１２が所定の供給位置Ｐｓにあるときにそのポケット１２に飲料缶Ｃを供給すべくスターホイール１１と同期して動作する供給装置２０とを備えた容器の搬送装置において、供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を許可する許可状態及び供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ３０を備え、搬送装置１０への飲料缶Ｃの供給を開始する場合、予め設定した供給対象ポケットが供給位置Ｐｓに到達するポケット到達時期が推定され、その後ストッパ３０を許可状態に切り替えた後にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃが推定したポケット到達時期に供給位置Ｐｓに到達するようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期が制御される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のポケットを有するスターホイールを回転させてポケット内に取り込んだ容器を搬送する搬送手段と、その搬送手段のスターホイールと同期して動作する供給手段とを備えた容器の搬送装置及びこれを用いた充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スターホイールで容器を搬送しつつ複数の充填バルブにて複数のエアゾール容器に充填を行うエアゾール製品の生産装置に設けられ、特定の充填バルブにて充填されたエアゾール容器を選択的に抽出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、スターホイールで容器を搬送しつつ複数の充填バルブで複数の容器に液体を充填するフィラで液体が充填された容器を容器処理ラインから選別して抜き出す装置において、抜き出した容器がどの充填バルブで処理されたかを認識し、印字装置により抜き出した容器にその容器を処理した充填バルブを特定する番号を印字するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−１６１２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に示されているような充填装置では、スターホイールの各ポケットに対応付けられて複数の充填バルブが設けられており、容器への充填作業を開始する場合には一般にスターホイールのポケットのうち供給機構から最初に容器が供給されたポケットから内容物の充填が開始される。そのため、予め設定した特定の充填バルブで内容物が充填された容器のみをサンプリングしたい場合でも特定の充填バルブに対応するポケットと供給機構から最初に容器が供給されたポケットとが異なる場合は容器や内容物を無駄に消費することになる。また、予め設定した特定の充填バルブで内容物が充填された容器以外にも充填装置で製品が生産されるので、それらから目的の容器を選り分ける作業が必要となるなど作業に手間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明は、予め設定した特定のポケットから容器の供給を開始することが可能な容器の搬送装置及びこれを用いた充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の容器の搬送装置は、容器（Ｃ）が取り込まれる複数のポケット（１２）が外周に設けられたスターホイール（１１）を有し、前記スターホイールをその中心軸線（ＣＬ）の回りに回転させて前記ポケット内の容器を搬送する搬送手段（１０）と、回転している前記スターホイールの各ポケットに容器を供給すべく前記ポケットが移動する移動経路上に設定された所定の供給位置（Ｐｓ）を前記ポケットが通過する時期に前記所定の供給位置に容器が送られるように前記スターホイールと同期して動作する供給手段（２０）と、を備えた容器の搬送装置において、前記供給手段への容器の搬入を許可する許可状態及び前記供給手段への容器の搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段（３０）と、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給対象ポケットが前記所定の供給位置に到達するポケット到達時期を推定するポケット到達時期推定手段（４０）と、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記供給対象ポケットへの容器の供給を開始する所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御する動作制御手段（４０）と、を備えていることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明の容器の搬送装置によれば、予め設定した供給対象ポケットが所定の供給位置に到達するポケット到達時期が推定され、動作制御手段がストッパ手段を許可状態に切り替えた後にストッパ手段を最初に通過した容器がそのポケット到達時期に所定の供給位置に到達するようにストッパ手段を許可状態に切り替える時期を制御するので、スターホイールへの容器の供給を供給対象ポケットから開始することができる。
【０００８】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記移動経路上に設定された所定の検出位置（Ｐｄ）を前記スターホイールの複数のポケットのうち基準となる基準ポケットが通過したか否か検出する基準位置検出手段（１４）と、前記スターホイールが所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段（１３）と、をさらに備え、前記スターホイールの外周には複数のポケットが等間隔に設けられており、前記ポケット到達時期推定手段は、前記基準位置検出手段の検出結果及び前記回転角検出手段の出力信号に基づいて前記ポケット到達時期を推定してもよい。この場合、基準位置検出手段が基準ポケットが通過したことを検出した以降に回転角検出手段から出力された信号の数をカウントすることにより、基準ポケットからスターホイールの回転方向に何個目のポケットが所定位置を通過しているか判断することができる。基準ポケットと供給対象ポケットとの間にあるポケットの数は、基準ポケット及び供給対象ポケットのスターホイールにおける位置がそれぞれ定まれば決まるので、供給対象ポケットが所定位置を通過する時期が推定できる。そして、所定位置と所定の供給位置との間の距離は一定であるため、この距離をスターホイールの回転速度で割ることにより、供給対象ポケットが所定の供給位置に到達する時期を推定することができる。
【０００９】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記ストッパ手段を通過した容器の個数を取得する容器数取得手段（２３、４０）をさらに備え、前記供給対象ポケットとして、所定の先頭ポケットから前記スターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数個のポケットが設定されるとともに、前記ポケット到達時期推定手段は前記先頭ポケットが前記所定の供給位置に到達する時期を前記ポケット到達時期として推定し、前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御し、その後前記容器数取得手段により取得された容器の個数が前記供給対象ポケットとして設定されたポケットの数と一致した場合に前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替えてもよい。この場合、先頭ポケットからスターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数のポケットにのみ容器を供給することができる。
【００１０】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給終了ポケットが前記所定の供給位置に到達する終了ポケット到達時期を推定する終了ポケット到達時期推定手段（４０）をさらに備え、前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記許可状態であり、かつ前記スターホイールの各ポケットへの容器の供給を停止する所定の供給停止条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記許可状態から前記禁止状態に切り替える前に前記ストッパ手段を最後に通過した容器が前記終了ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替える時期を制御してもよい。このようにストッパ手段の動作を制御することにより、スターホイールへの容器の供給を予め設定した供給終了ポケットで終了することができる。
【００１１】
本発明の充填装置（１）は、上述した容器の搬送装置と、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に内容物を充填する複数の充填バルブ（２）と、を備えていることにより、上述した課題を解決する。
【００１２】
本発明の充填装置によれば、上述した容器の搬送装置を備えているので、容器への内容物の充填を供給対象ポケットに設けられた充填バルブから開始することができる。この場合、この供給対象ポケットよりも前に所定の供給位置を通過したポケットへの容器の供給を防止できるので、無駄な容器や内容物の消費を抑制することができる。また、このように容器への無駄な内容物の充填を抑制することにより、特定の充填バルブで内容物が充填された容器のみをサンプリングする際の手間を軽減できる。さらに、搬送手段の下流に設けたコンベア等にスターホイール（１１）中の全部、又は一部の充填バルブで充填された容器を貯留する場合には、先頭の充填バルブと終了の充填バルブを指定することにより、重複無く複数回に分けてサンプリングすることが可能になるため、容器を貯留するコンベア等の設備を小さくすることができる。
【００１３】
なお、以上の説明では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したが、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。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように、本発明によれば、ストッパ手段を許可状態に切り替えた後にストッパ手段を最初に通過した容器がポケット到達時期に所定の供給位置に到達するようにストッパ手段を許可状態に切り替える時期が制御されるので、スターホイールへの容器の供給を供給対象ポケットから開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一形態に係る搬送装置が組み込まれた充填装置の概略を示している。充填装置１は、容器としての飲料缶Ｃに内容物として飲料を充填するものであり、搬送手段としてスターホイール式搬送装置１０と、スターホイール式搬送装置１０に空の飲料缶Ｃを供給する供給手段としての供給装置２０と、供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を許可する許可状態及び供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段としてのストッパ３０と、スターホイール式搬送装置１０で搬送されている飲料缶Ｃに飲料を充填する複数の充填バルブ２とを備えている。図２は、充填バルブ２を拡大して示している。図２に示したように充填バルブ２は、各充填バルブ２に飲料を供給する飲料供給源としてのフィラーボール３と接続されている。また、各充填バルブ２には、充填バルブ２を上下方向に駆動するためのシリンダ装置４がそれぞれ設けられている。充填バルブ２とフィラーボール３との間にはフィラーボール３から充填バルブ２に送られた飲料の量を計測するための流量計５が設けられている。なお、これらの部分は、飲料缶Ｃに飲料を充填する充填装置に設けられる周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。
【００１６】
スターホイール式搬送装置１０は、飲料缶Ｃが取り込まれる複数のポケット１２（図２参照）が外周に設けられたスターホイール１１と、スターホイール１１をその中心軸線ＣＬの回りに回転駆動する不図示の駆動モータと、スターホイール１１が所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段としてのロータリーエンコーダ１３とを備えている。図１に示したスターホイール１１の外周には、Ｎ個のポケット１２が等間隔で設けられている。スターホイール１１は、図１に矢印Ｒで示したように右回りに回転駆動される。スターホイール式搬送装置１０は、ポケット１２が移動する移動経路上に設定された所定の供給位置Ｐｓにてポケット１２内に飲料缶Ｃを取り込み、その後図１の右回りに飲料缶Ｃを搬送する。駆動モータは、起動時や停止時を除きスターホイール１１が一定の速度で回転するようにスターホイール１１を回転駆動する。
【００１７】
複数の充填バルブ２は、スターホイール１１と一体に回転し、かつ上下方向に駆動可能に設けられている。また、充填バルブ２は、各ポケット１２の上方にそれぞれ設けられている。そのため、充填バルブ２の個数はポケット１２と同数のＮ個であり、充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応している。充填バルブ２には、１番からＮ番までのバルブ番号がスターホイール１２の回転方向に沿って付されている。そして、図１に示したようにスターホイール式搬送装置１０には、基準となるバルブ番号（例えば１番）の充填バルブ２が所定の検出位置Ｐｄに達すると検出信号を出力する定値センサ１４が設けられている。上述したように充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応しているため、この定値センサ１４が本発明の基準位置検出手段として機能する。
【００１８】
供給装置２０は、飲料缶Ｃの搬送方向上流側から順にスクリューコンベア２１、及び供給スターホイール２２を備えている。供給スターホイール２２の外周には、複数のポケット２２ａがスターホイール式搬送装置１０の複数のポケット１２と同じ間隔で設けられている。供給スターホイール２２は、供給位置Ｐｓにてスターホイール式搬送装置１０の複数のポケット１２に飲料缶Ｃが供給されるように、これらポケット１２が供給位置Ｐｓに達するタイミングでポケット２２ａが供給位置Ｐｓに移動するようにスターホイール１１と同期して回転駆動される。スクリューコンベア２１は、スクリュー２１ａによって飲料缶Ｃ同士の間隔を下流の供給スターホイール２２のポケット間のピッチに揃える周知のものである。スクリュー２１ａは、供給スターホイール２２の各ポケット２２ａに順に飲料缶Ｃが搬入されるように供給スターホイール２２と同期して駆動される。すなわち、スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２は、スターホイール式搬送装置１０のスターホイール１１と同期して動作する。スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２は、スターホイール式搬送装置１０の駆動モータで駆動してもよいし、この駆動モータとは異なる駆動手段で駆動してもよい。また、供給装置２０は、スクリューコンベア２１の入口に設けられ、この入口に飲料缶Ｃが有る場合に信号を出力する缶有センサ２３を備えている。
【００１９】
ストッパ３０は、飲料缶Ｃをスクリューコンベア２１に搬入する搬入経路の途中に設けられるロータリーホイール３１を備えている。図１に示したようにロータリーホイール３１は搬入経路を移動する飲料缶Ｃと接するようにこの搬入経路の側方に設けられている。ストッパ３０においてはロータリーホイール３１の自転の許可及び禁止を切り替えることができる。ロータリーホイール３１の自転が許可されるとスクリューコンベア２１への飲料缶Ｃの供給が許可されるので、この状態が許可状態である。一方、ロータリーホイール３１の自転が禁止されると飲料缶Ｃの流れがロータリーホイール３１で阻止されるので、スクリューコンベア２１への飲料缶Ｃの供給が禁止される。そのため、この状態が禁止状態である。
【００２０】
この充填装置１では、ストッパ３０が禁止状態から許可状態に切り替えられると空の飲料缶Ｃがスクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２を介してスターホイール１１の各ポケット１２に順次供給される。ポケット１２に空の飲料缶Ｃが取り込まれるとその飲料缶Ｃに向けて充填バルブ２が下方に駆動され、その後充填バルブ２の下端が飲料缶Ｃの口部に密着すると充填バルブ２から飲料缶Ｃに飲料が充填される。これにより、スターホイール１１で飲料缶Ｃを搬送しつつその飲料缶Ｃに飲料を充填することができる。充填バルブ２から飲料缶Ｃに所定量の飲料が充填されると、充填バルブ２は上方に駆動される。飲料充填後の飲料缶Ｃは、次工程に搬送される。次工程では、飲料缶Ｃに対する缶蓋の取り付け、巻締等が行われる。
【００２１】
ストッパ３０など充填装置１に設けられている機器の動作は、動作制御手段としての制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、コンピュータユニットとしての演算処理部４１と、その演算処理部４１の指示に従ってストッパ３０等充填装置１に設けられている機器の動作を制御する動作制御部４２と、流量計５、ロータリーエンコーダ１３、定値センサ１４、及び缶有センサ２３等充填装置１に設けられている各種センサからの出力信号に対して所定の処理を実行する信号処理部４３と、演算処理部４１に対してユーザが指示を入力するための入力部４４と、演算処理部４１が処理した検査結果等をユーザに提示するための出力部４５と、演算処理部４１にて実行すべきコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムで使用するデータ等を記憶する記憶部４６とを備えている。記憶部４６には、ハードディスク記憶装置、あるいは記憶保持が可能な半導体記憶素子等の記憶装置が用いられる。動作制御部４２及び信号処理部４３はハードウエア制御回路によって実現されてもよいし、コンピュータユニットによって実現されてもよい。入力部４４には、ユーザから充填装置１による充填作業の開始及びその充填作業の終了などが指示される。
【００２２】
図１に示した充填装置１においては、各充填バルブ２から目標量の飲料が飲料缶Ｃに充填されているか否か定期的に検査が行われている。この検査は、実際に検査対象の充填バルブ２に飲料の充填を行わせ、その際に製造された飲料缶Ｃの中身を計測することにより行われる。この場合、Ｎ個の充填バルブ２のうちの特定の充填バルブ、例えば１０番から３０番までの充填バルブのみについて検査を行うことがある。本発明の充填装置１では、このような場合に予め設定したバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填が開始されるように、すなわちその充填バルブ２に対応するポケット１２から飲料缶Ｃの供給が開始されるように制御装置４０がストッパ３０の動作を制御する。以下、具体的にその制御方法を説明する。なお、この制御を開始する前の状態としては、スターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０が停止し、ストッパ３０は禁止状態に切り替えられている。また、ストッパ３０より下流には飲料缶Ｃは無い、すなわちスターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０には飲料缶Ｃが無い状態とする。
【００２３】
飲料の充填が開始される充填バルブ（以下、充填開始バルブと称することがある。）２のバルブ番号は、スターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０が起動される前にユーザが入力部４４にそのバルブ番号を入力することにより設定される。以下では、１０番の充填バルブ２から充填を開始する場合について説明する。なお、充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応しているため、このバルブ番号が入力された充填バルブ２に対応するポケット１２が本発明の供給対象ポケットに相当する。充填開始バルブの設定が終了した後、ユーザが入力部４４を介して制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始を指示すると、制御装置４０は、まずスターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０を起動する。その後、制御装置４０は、ロータリーエンコーダ１３の出力信号、及び定値センサ１４の検出結果に基づいて１０番の充填バルブ２が供給位置Ｐｓに到達する到達時期Ｔａを推定する。
【００２４】
上述したように定値センサ１４からは、基準となるバルブ番号（この説明では１番とする）の充填バルブ２が所定の検出位置Ｐｄに達すると検出信号が出力される。そのため、この検出信号により１番の充填バルブ２が検出位置Ｐｄを通過した時期（以下、基準時点と称することがある。）が特定できる。そして、このように１番の充填バルブ２の位置が特定できることにより、基準時点で供給位置Ｐｓにある充填バルブ２のバルブ番号を特定することができる。検出位置Ｐｄと供給位置Ｐｓとの間の角度αは一定である。そのため、基準時点においては、１番の充填バルブ２よりもこの角度α分回転方向前方にあるバルブ番号の充填バルブ２が供給位置Ｐｓにあることが特定できる。そして、ロータリーエンコーダ１３からはスターホイール１１が所定角度回転する毎に検出信号が出力されるので、基準時点以降にロータリーエンコーダ１３から出力された信号をカウントすることにより到達時期Ｔａを推定した時点における各充填バルブ２の位置をそれぞれ特定することができる。スターホイール１１は一定の速度で回転しているため、例えば所定の位置にある充填バルブ２が次に供給位置Ｐｓに達するまでの時間を特定することができる。そのため、到達時期Ｔａを推定した時点における各充填バルブ２の位置を特定することができれば、その推定した時点から何秒後に１０番目の充填バルブ２が供給位置Ｐｓに到達するか特定することができる。このように到達時期Ｔａを推定することにより、制御装置４０が本発明のポケット到達時期推定手段として機能する。
【００２５】
到達時期Ｔａの推定後、制御装置４０はストッパ３０を禁止状態から許可状態に切り替えた場合にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃが推定した到達時期Ｔａに供給位置Ｐｓに到達するようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期Ｔｘを制御する。スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２はスターホイール１１と同期して動作するので、これらも一定の速度で動作する。そのため、スクリュー２１ａの回転速度及び供給スターホイール２２の回転速度に基づいてスクリューコンベア２１の入口から供給位置Ｐｓまで飲料缶Ｃが移動するために要する時間（以下、第１移動時間と称することがある。）Ｔｂを特定できる。ロータリーホイール３１を通過してからスクリューコンベア２１の入口に到達するまでの時間（以下、第２移動時間と称することがある。）Ｔｃは、この区間における飲料缶Ｃの搬送方法によって特定できる。この区間をコンベアなどで搬送する場合はこのコンベアの搬送速度に基づいて第２移動時間Ｔｃを特定することができる。一方、この区間が傾斜しており、この傾斜によって飲料缶Ｃを搬送する場合は、予め実験や数値計算などを行って第２移動時間Ｔｃを求めておくことができる。
【００２６】
そして、これら移動時間Ｔｂ、Ｔｃを加算することによりストッパ３０から供給位置Ｐｓまで移動するために要する移動時間Ｔｄ（＝Ｔｂ＋Ｔｃ）を特定することができる。そして、ストッパ３０を禁止状態から許可状態に切り替えた場合にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃを推定した到達時期Ｔａに供給位置Ｐｓに到達させるためには、到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前にストッパ３０を許可状態に切り替えればよい。そこで、制御装置４０は、この到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前の時期Ｔｘにストッパ３０を許可状態に切り替える。なお、このように算出した到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前の時期Ｔｘが現時点よりも前の時点である場合は、算出した時期Ｔｘにスターホイール１１が一周するために要する時間を足した時期Ｔｘ’にストッパ３０を許可状態に切り替えればよい。このような時期Ｔｘ’にストッパ３０を許可状態に切り替えることにより、１０番の充填バルブ２が設けられているポケット１２が２回目に供給位置Ｐｓに到達したときにこのポケット１２に飲料缶Ｃを供給することができる。
【００２７】
本発明の充填装置１によれば、このようにストッパ３０の動作を制御することにより、予め設定したバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填を開始することができる。そのため、検査時などに飲料や飲料缶Ｃを無駄に消費することを抑制できる。
【００２８】
上述したストッパ３０の制御方法では、ユーザから制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始が指示されると到達時期Ｔａが推定され、その後供給装置２０に飲料缶Ｃが搬入されるので、ユーザから制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始が指示された場合が本発明の所定の供給開始条件が成立した場合に相当する。
【００２９】
また、制御装置４０は、検査対象の充填バルブ２として所定の充填バルブからスターホイール１１の回転方向に沿って並ぶ複数個の充填バルブ、例えば１０番〜３０番の充填バルブ２が設定されている場合、１０番の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填を開始させた後、３０番の充填バルブ２で飲料缶Ｃへの飲料の充填が終了するようにストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。すなわち、１０番〜３０番の充填バルブ２に対応したポケット１２にのみ飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０の動作を制御する。この場合、制御装置４０には、充填開始バルブのバルブ番号及び検査対象の充填バルブの個数が入力される。充填開始バルブから充填を開始する制御方法は、上述した制御方法と同じであるため、説明を省略する。なお、このように複数個の充填バルブ２を設定する場合、これら全ての充填バルブ２に対応するポケット１２が本発明の供給対象ポケットに相当し、充填開始バルブに対応するポケット１２が本発明の先頭ポケットに相当する。
【００３０】
充填開始バルブ、例えば１０番の充填バルブ２から充填を開始すべくストッパ３０を許可状態に切り替えた後、制御装置４０は缶有センサ２３から出力された信号の数をカウントする。そして、このカウントした数に基づいてストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。図１に示したように缶有センサ２３はスクリューコンベア２１の入口に設けられている。ストッパ３０と缶有センサ２３との間にはこれらの間の長さに対応する数の飲料缶Ｃが搬入される。なお、この飲料缶Ｃの数は、飲料缶Ｃの直径でこの区間の長さを割ることにより算出できる。そのため、ストッパ３０を許可状態にしてからストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数は、缶有センサ２３から出力された信号の数とこの区間にある飲料缶Ｃの数とを足した値となる。このようにストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数を取得することにより、缶有センサ２３及び制御装置４０が本発明の容器数取得手段として機能する。
【００３１】
制御装置４０は、缶有センサ２３から出力された信号の数が、検査対象の充填バルブ２の数からストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を引いた値に達した時点でストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える。例えば、検査対象の充填バルブとして１０番〜３０番の充填バルブが設定され、ストッパ３０と缶有りセンサ２３との間には３個の飲料缶Ｃが入る場合、制御装置４０は、缶有センサ２３から出力された信号の数が検査対象の充填バルブの個数である２１から３を引いた１８に達した時点でストッパ３０を禁止状態に切り替える。ストッパ３０を禁止状態に切り替える時期をこのように制御することにより、３０番の充填バルブ２で飲料缶Ｃへの飲料の充填を終了することができる。
【００３２】
このようにストッパ３０の動作を制御することにより、検査対象の充填バルブ２に対応したポケット１２にのみ飲料缶Ｃを供給することができる。そのため、検査時などに飲料や飲料缶Ｃを無駄に消費することをさらに抑制することができる。
【００３３】
この他、制御装置４０は、予め設定されたバルブ番号の充填バルブ（以下、充填終了バルブと称することがある。）２で飲料缶Ｃへの飲料の充填が終了するようにストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。なお、充填終了バルブのバルブ番号は、充填装置１を停止させる前にユーザが入力部４４にそのバルブ番号を入力することにより設定される。充填終了バルブのバルブ番号が設定された後、ユーザから入力部４４を介して制御装置４０に充填装置１の停止が指示されるなど所定の供給停止条件が成立した場合、制御装置４０は充填終了バルブが供給位置Ｐｓに到達する時期を推定する。この推定は、上述した充填開始バルブ供給位置Ｐｓに到達する時期を推定する方法と同じ方法で推定すればよい。なお、このように充填終了バルブの到達する時期を推定することにより、制御装置４０が本発明の終了ポケット到達時期推定手段として機能する。その後、制御装置４０は、充填終了バルブが次に供給位置Ｐｓに到達するまでにスターホイール１１に供給すべき飲料缶Ｃの個数を算出する。充填終了バルブが供給位置Ｐｓに到達する時期を推定した推定時点に供給位置Ｐｓにある充填バルブ２のバルブ番号は特定できる。そこで、この推定時点に供給位置Ｐｓにある充填バルブ２と充填終了バルブとに基づいて充填終了バルブが次に供給位置Ｐｓに到達するまでにスターホイール１１に供給すべき飲料缶Ｃの個数を算出する。
【００３４】
制御装置４０は、推定時点から算出した個数の飲料缶Ｃがストッパ３０を通過した時点でストッパ３０を禁止状態に切り替える。ストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数は、缶有センサ２３の出力信号に基づいて上述した方法で特定することができる。すなわち、推定時点以降に缶有センサ２３から出力された信号の数にストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を足した値が推定時点以降にストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数である。そこで、制御装置４０は、推定時点以降に缶有センサ２３から出力された信号の数が、算出した飲料缶Ｃの個数から缶有センサ２３から出力された信号の数にストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を引いた値に達した時点でストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える。このような時期にストッパ３０を禁止状態に切り替えることにより、ストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える前にストッパ３０を最後に通過した飲料缶Ｃを推定した到達時期に供給位置Ｐｓに到達させることができる。
【００３５】
このようにストッパ３０の動作を制御することにより、予め設定した充填終了バルブで飲料缶Ｃへの充填を終了することができる。また、例えばストッパ３０の直後に缶有センサ２３を配置してストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの数と缶有センサ２３から出力される信号の数とを一致させ、充填開始バルブと充填終了バルブに同じバルブ番号を設定することにより、そのバルブ番号の充填バルブ２のみに飲料缶Ｃへの飲料の充填を行わせることができる。
【００３６】
図３は、停止しているスターホイール１１が一定の速度に達するまでのスターホイール１１の回転速度の時間変化の一例を示している。充填バルブ２から飲料缶Ｃに充填される飲料の量（以下、充填量と称することがある。）はスターホイール１１の回転速度に応じて変化し、スターホイール１１の回転速度が低いと充填量が少なくなり、回転速度が高くなると充填量も多くなる。そのため、例えばスターホイール１１の回転速度が所定の回転速度、例えば図３の速度Ｖ未満の場合には、充填バルブ２が正常に動作しても目標量の飲料が飲料缶Ｃに充填できないことがある。一方、周知のようにスターホイール１１への飲料缶Ｃの供給は、スターホイール１１の回転速度が低い時点から行う必要がある。そこで、スターホイール１１の回転速度が速度Ｖ以上に上昇した時点（図３の時刻Ｔｖ）以降に充填開始バルブに対応するポケット１２に飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御してもよい。
【００３７】
具体的には、図３に示したスターホイール１１の回転速度の時間変化をマップとして記憶部４６に記憶させておく。そして、制御装置４０は、充填開始バルブが設定されるとこのマップを基づいてスターホイール１１の回転速度が速度Ｖ以上に上昇するまでに供給位置Ｐｓを通過する充填バルブ２の個数を算出する。その後、制御装置４０は、充填開始バルブのバルブ番号よりも算出した充填バルブ２の個数分前のバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御する。
【００３８】
このようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御することにより、スターホイール１１の回転速度が所定速度以上に上昇した時点Ｔｖ以降に充填開始バルブに飲料缶Ｃを供給することができる。
【００３９】
本発明は上述した形態に限定されることなく種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明の搬送装置が組み込まれる装置は充填装置に限定されない。例えば、スターホイール式搬送装置で容器を搬送しつつその容器を検査する容器の検査装置に本発明の搬送装置を組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態に係る搬送装置が組み込まれた充填装置の概略を示す図。
【図２】充填バルブを拡大して示す図。
【図３】停止しているスターホイールが一定の速度に達するまでのスターホイールの回転速度の時間変化の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１ 充填装置
２ 充填バルブ
１０ スターホイール式搬送装置（搬送手段）
１１ スターホイール
１２ ポケット
１３ ロータリーエンコーダ（回転角検出手段）
１４ 定値センサ（基準位置検出手段）
２０ 供給装置（供給手段）
２３ 缶有センサ（容器数取得手段）
３０ ストッパ（ストッパ手段）
４０ 制御装置（ポケット到達時期推定手段、動作制御手段、容器数取得手段、終了ポケット到達時期推定手段）
Ｃ 飲料缶（容器）
Ｐｓ 供給位置
Ｐｄ 検出位置
ＣＬ 中心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のポケットを有するスターホイールを回転させてポケット内に取り込んだ容器を搬送する搬送手段と、その搬送手段のスターホイールと同期して動作する供給手段とを備えた容器の搬送装置及びこれを用いた充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スターホイールで容器を搬送しつつ複数の充填バルブにて複数のエアゾール容器に充填を行うエアゾール製品の生産装置に設けられ、特定の充填バルブにて充填されたエアゾール容器を選択的に抽出する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、スターホイールで容器を搬送しつつ複数の充填バルブで複数の容器に液体を充填するフィラで液体が充填された容器を容器処理ラインから選別して抜き出す装置において、抜き出した容器がどの充填バルブで処理されたかを認識し、印字装置により抜き出した容器にその容器を処理した充填バルブを特定する番号を印字するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６−１６１２２０号公報
【特許文献２】特開２０００−２１９２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１、２に示されているような充填装置では、スターホイールの各ポケットに対応付けられて複数の充填バルブが設けられており、容器への充填作業を開始する場合には一般にスターホイールのポケットのうち供給機構から最初に容器が供給されたポケットから内容物の充填が開始される。そのため、予め設定した特定の充填バルブで内容物が充填された容器のみをサンプリングしたい場合でも特定の充填バルブに対応するポケットと供給機構から最初に容器が供給されたポケットとが異なる場合は容器や内容物を無駄に消費することになる。また、予め設定した特定の充填バルブで内容物が充填された容器以外にも充填装置で製品が生産されるので、それらから目的の容器を選り分ける作業が必要となるなど作業に手間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明は、予め設定した特定のポケットから容器の供給を開始することが可能な容器の搬送装置及びこれを用いた充填装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の容器の搬送装置は、容器（Ｃ）が取り込まれる複数のポケット（１２）が外周に設けられたスターホイール（１１）を有し、前記スターホイールをその中心軸線（ＣＬ）の回りに回転させて前記ポケット内の容器を搬送する搬送手段（１０）と、回転している前記スターホイールの各ポケットに容器を供給すべく前記ポケットが移動する移動経路上に設定された所定の供給位置（Ｐｓ）を前記ポケットが通過する時期に前記所定の供給位置に容器が送られるように前記スターホイールと同期して動作する供給手段（２０）と、を備えた容器の搬送装置において、前記供給手段への容器の搬入を許可する許可状態及び前記供給手段への容器の搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段（３０）と、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給対象ポケットが前記所定の供給位置に到達するポケット到達時期を推定するポケット到達時期推定手段（４０）と、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記供給対象ポケットへの容器の供給を開始する所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御する動作制御手段（４０）と、を備えていることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明の容器の搬送装置によれば、予め設定した供給対象ポケットが所定の供給位置に到達するポケット到達時期が推定され、動作制御手段がストッパ手段を許可状態に切り替えた後にストッパ手段を最初に通過した容器がそのポケット到達時期に所定の供給位置に到達するようにストッパ手段を許可状態に切り替える時期を制御するので、スターホイールへの容器の供給を供給対象ポケットから開始することができる。
【０００８】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記移動経路上に設定された所定の検出位置（Ｐｄ）を前記スターホイールの複数のポケットのうち基準となる基準ポケットが通過したか否か検出する基準位置検出手段（１４）と、前記スターホイールが所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段（１３）と、をさらに備え、前記スターホイールの外周には複数のポケットが等間隔に設けられており、前記ポケット到達時期推定手段は、前記基準位置検出手段の検出結果及び前記回転角検出手段の出力信号に基づいて前記ポケット到達時期を推定してもよい。この場合、基準位置検出手段が基準ポケットが通過したことを検出した以降に回転角検出手段から出力された信号の数をカウントすることにより、基準ポケットからスターホイールの回転方向に何個目のポケットが所定位置を通過しているか判断することができる。基準ポケットと供給対象ポケットとの間にあるポケットの数は、基準ポケット及び供給対象ポケットのスターホイールにおける位置がそれぞれ定まれば決まるので、供給対象ポケットが所定位置を通過する時期が推定できる。そして、所定位置と所定の供給位置との間の距離は一定であるため、この距離をスターホイールの回転速度で割ることにより、供給対象ポケットが所定の供給位置に到達する時期を推定することができる。
【０００９】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記ストッパ手段を通過した容器の個数を取得する容器数取得手段（２３、４０）をさらに備え、前記供給対象ポケットとして、所定の先頭ポケットから前記スターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数個のポケットが設定されるとともに、前記ポケット到達時期推定手段は前記先頭ポケットが前記所定の供給位置に到達する時期を前記ポケット到達時期として推定し、前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御し、その後前記容器数取得手段により取得された容器の個数が前記供給対象ポケットとして設定されたポケットの数と一致した場合に前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替えてもよい。この場合、先頭ポケットからスターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数のポケットにのみ容器を供給することができる。
【００１０】
本発明の容器の搬送装置の一形態においては、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給終了ポケットが前記所定の供給位置に到達する終了ポケット到達時期を推定する終了ポケット到達時期推定手段（４０）をさらに備え、前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記許可状態であり、かつ前記スターホイールの各ポケットへの容器の供給を停止する所定の供給停止条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記許可状態から前記禁止状態に切り替える前に前記ストッパ手段を最後に通過した容器が前記終了ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替える時期を制御してもよい。このようにストッパ手段の動作を制御することにより、スターホイールへの容器の供給を予め設定した供給終了ポケットで終了することができる。
【００１１】
本発明の充填装置（１）は、上述した容器の搬送装置と、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に内容物を充填する複数の充填バルブ（２）と、を備えていることにより、上述した課題を解決する。
【００１２】
本発明の充填装置によれば、上述した容器の搬送装置を備えているので、容器への内容物の充填を供給対象ポケットに設けられた充填バルブから開始することができる。この場合、この供給対象ポケットよりも前に所定の供給位置を通過したポケットへの容器の供給を防止できるので、無駄な容器や内容物の消費を抑制することができる。また、このように容器への無駄な内容物の充填を抑制することにより、特定の充填バルブで内容物が充填された容器のみをサンプリングする際の手間を軽減できる。さらに、搬送手段の下流に設けたコンベア等にスターホイール（１１）中の全部、又は一部の充填バルブで充填された容器を貯留する場合には、先頭の充填バルブと終了の充填バルブを指定することにより、重複無く複数回に分けてサンプリングすることが可能になるため、容器を貯留するコンベア等の設備を小さくすることができる。
【００１３】
なお、以上の説明では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したが、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。
【発明の効果】
【００１４】
以上に説明したように、本発明によれば、ストッパ手段を許可状態に切り替えた後にストッパ手段を最初に通過した容器がポケット到達時期に所定の供給位置に到達するようにストッパ手段を許可状態に切り替える時期が制御されるので、スターホイールへの容器の供給を供給対象ポケットから開始することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の一形態に係る搬送装置が組み込まれた充填装置の概略を示している。充填装置１は、容器としての飲料缶Ｃに内容物として飲料を充填するものであり、搬送手段としてスターホイール式搬送装置１０と、スターホイール式搬送装置１０に空の飲料缶Ｃを供給する供給手段としての供給装置２０と、供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を許可する許可状態及び供給装置２０への飲料缶Ｃの搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段としてのストッパ３０と、スターホイール式搬送装置１０で搬送されている飲料缶Ｃに飲料を充填する複数の充填バルブ２とを備えている。図２は、充填バルブ２を拡大して示している。図２に示したように充填バルブ２は、各充填バルブ２に飲料を供給する飲料供給源としてのフィラーボール３と接続されている。また、各充填バルブ２には、充填バルブ２を上下方向に駆動するためのシリンダ装置４がそれぞれ設けられている。充填バルブ２とフィラーボール３との間にはフィラーボール３から充填バルブ２に送られた飲料の量を計測するための流量計５が設けられている。なお、これらの部分は、飲料缶Ｃに飲料を充填する充填装置に設けられる周知のものと同じでよいため、詳細な説明は省略する。
【００１６】
スターホイール式搬送装置１０は、飲料缶Ｃが取り込まれる複数のポケット１２（図２参照）が外周に設けられたスターホイール１１と、スターホイール１１をその中心軸線ＣＬの回りに回転駆動する不図示の駆動モータと、スターホイール１１が所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段としてのロータリーエンコーダ１３とを備えている。図１に示したスターホイール１１の外周には、Ｎ個のポケット１２が等間隔で設けられている。スターホイール１１は、図１に矢印Ｒで示したように右回りに回転駆動される。スターホイール式搬送装置１０は、ポケット１２が移動する移動経路上に設定された所定の供給位置Ｐｓにてポケット１２内に飲料缶Ｃを取り込み、その後図１の右回りに飲料缶Ｃを搬送する。駆動モータは、起動時や停止時を除きスターホイール１１が一定の速度で回転するようにスターホイール１１を回転駆動する。
【００１７】
複数の充填バルブ２は、スターホイール１１と一体に回転し、かつ上下方向に駆動可能に設けられている。また、充填バルブ２は、各ポケット１２の上方にそれぞれ設けられている。そのため、充填バルブ２の個数はポケット１２と同数のＮ個であり、充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応している。充填バルブ２には、１番からＮ番までのバルブ番号がスターホイール１２の回転方向に沿って付されている。そして、図１に示したようにスターホイール式搬送装置１０には、基準となるバルブ番号（例えば１番）の充填バルブ２が所定の検出位置Ｐｄに達すると検出信号を出力する定値センサ１４が設けられている。上述したように充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応しているため、この定値センサ１４が本発明の基準位置検出手段として機能する。
【００１８】
供給装置２０は、飲料缶Ｃの搬送方向上流側から順にスクリューコンベア２１、及び供給スターホイール２２を備えている。供給スターホイール２２の外周には、複数のポケット２２ａがスターホイール式搬送装置１０の複数のポケット１２と同じ間隔で設けられている。供給スターホイール２２は、供給位置Ｐｓにてスターホイール式搬送装置１０の複数のポケット１２に飲料缶Ｃが供給されるように、これらポケット１２が供給位置Ｐｓに達するタイミングでポケット２２ａが供給位置Ｐｓに移動するようにスターホイール１１と同期して回転駆動される。スクリューコンベア２１は、スクリュー２１ａによって飲料缶Ｃ同士の間隔を下流の供給スターホイール２２のポケット間のピッチに揃える周知のものである。スクリュー２１ａは、供給スターホイール２２の各ポケット２２ａに順に飲料缶Ｃが搬入されるように供給スターホイール２２と同期して駆動される。すなわち、スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２は、スターホイール式搬送装置１０のスターホイール１１と同期して動作する。スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２は、スターホイール式搬送装置１０の駆動モータで駆動してもよいし、この駆動モータとは異なる駆動手段で駆動してもよい。また、供給装置２０は、スクリューコンベア２１の入口に設けられ、この入口に飲料缶Ｃが有る場合に信号を出力する缶有センサ２３を備えている。
【００１９】
ストッパ３０は、飲料缶Ｃをスクリューコンベア２１に搬入する搬入経路の途中に設けられるロータリーホイール３１を備えている。図１に示したようにロータリーホイール３１は搬入経路を移動する飲料缶Ｃと接するようにこの搬入経路の側方に設けられている。ストッパ３０においてはロータリーホイール３１の自転の許可及び禁止を切り替えることができる。ロータリーホイール３１の自転が許可されるとスクリューコンベア２１への飲料缶Ｃの供給が許可されるので、この状態が許可状態である。一方、ロータリーホイール３１の自転が禁止されると飲料缶Ｃの流れがロータリーホイール３１で阻止されるので、スクリューコンベア２１への飲料缶Ｃの供給が禁止される。そのため、この状態が禁止状態である。
【００２０】
この充填装置１では、ストッパ３０が禁止状態から許可状態に切り替えられると空の飲料缶Ｃがスクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２を介してスターホイール１１の各ポケット１２に順次供給される。ポケット１２に空の飲料缶Ｃが取り込まれるとその飲料缶Ｃに向けて充填バルブ２が下方に駆動され、その後充填バルブ２の下端が飲料缶Ｃの口部に密着すると充填バルブ２から飲料缶Ｃに飲料が充填される。これにより、スターホイール１１で飲料缶Ｃを搬送しつつその飲料缶Ｃに飲料を充填することができる。充填バルブ２から飲料缶Ｃに所定量の飲料が充填されると、充填バルブ２は上方に駆動される。飲料充填後の飲料缶Ｃは、次工程に搬送される。次工程では、飲料缶Ｃに対する缶蓋の取り付け、巻締等が行われる。
【００２１】
ストッパ３０など充填装置１に設けられている機器の動作は、動作制御手段としての制御装置４０にて制御される。制御装置４０は、コンピュータユニットとしての演算処理部４１と、その演算処理部４１の指示に従ってストッパ３０等充填装置１に設けられている機器の動作を制御する動作制御部４２と、流量計５、ロータリーエンコーダ１３、定値センサ１４、及び缶有センサ２３等充填装置１に設けられている各種センサからの出力信号に対して所定の処理を実行する信号処理部４３と、演算処理部４１に対してユーザが指示を入力するための入力部４４と、演算処理部４１が処理した検査結果等をユーザに提示するための出力部４５と、演算処理部４１にて実行すべきコンピュータプログラム及びそのコンピュータプログラムで使用するデータ等を記憶する記憶部４６とを備えている。記憶部４６には、ハードディスク記憶装置、あるいは記憶保持が可能な半導体記憶素子等の記憶装置が用いられる。動作制御部４２及び信号処理部４３はハードウエア制御回路によって実現されてもよいし、コンピュータユニットによって実現されてもよい。入力部４４には、ユーザから充填装置１による充填作業の開始及びその充填作業の終了などが指示される。
【００２２】
図１に示した充填装置１においては、各充填バルブ２から目標量の飲料が飲料缶Ｃに充填されているか否か定期的に検査が行われている。この検査は、実際に検査対象の充填バルブ２に飲料の充填を行わせ、その際に製造された飲料缶Ｃの中身を計測することにより行われる。この場合、Ｎ個の充填バルブ２のうちの特定の充填バルブ、例えば１０番から３０番までの充填バルブのみについて検査を行うことがある。本発明の充填装置１では、このような場合に予め設定したバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填が開始されるように、すなわちその充填バルブ２に対応するポケット１２から飲料缶Ｃの供給が開始されるように制御装置４０がストッパ３０の動作を制御する。以下、具体的にその制御方法を説明する。なお、この制御を開始する前の状態としては、スターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０が停止し、ストッパ３０は禁止状態に切り替えられている。また、ストッパ３０より下流には飲料缶Ｃは無い、すなわちスターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０には飲料缶Ｃが無い状態とする。
【００２３】
飲料の充填が開始される充填バルブ（以下、充填開始バルブと称することがある。）２のバルブ番号は、スターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０が起動される前にユーザが入力部４４にそのバルブ番号を入力することにより設定される。以下では、１０番の充填バルブ２から充填を開始する場合について説明する。なお、充填バルブ２とポケット１２とは一対一で対応しているため、このバルブ番号が入力された充填バルブ２に対応するポケット１２が本発明の供給対象ポケットに相当する。充填開始バルブの設定が終了した後、ユーザが入力部４４を介して制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始を指示すると、制御装置４０は、まずスターホイール式搬送装置１０及び供給装置２０を起動する。その後、制御装置４０は、ロータリーエンコーダ１３の出力信号、及び定値センサ１４の検出結果に基づいて１０番の充填バルブ２が供給位置Ｐｓに到達する到達時期Ｔａを推定する。
【００２４】
上述したように定値センサ１４からは、基準となるバルブ番号（この説明では１番とする）の充填バルブ２が所定の検出位置Ｐｄに達すると検出信号が出力される。そのため、この検出信号により１番の充填バルブ２が検出位置Ｐｄを通過した時期（以下、基準時点と称することがある。）が特定できる。そして、このように１番の充填バルブ２の位置が特定できることにより、基準時点で供給位置Ｐｓにある充填バルブ２のバルブ番号を特定することができる。検出位置Ｐｄと供給位置Ｐｓとの間の角度αは一定である。そのため、基準時点においては、１番の充填バルブ２よりもこの角度α分回転方向前方にあるバルブ番号の充填バルブ２が供給位置Ｐｓにあることが特定できる。そして、ロータリーエンコーダ１３からはスターホイール１１が所定角度回転する毎に検出信号が出力されるので、基準時点以降にロータリーエンコーダ１３から出力された信号をカウントすることにより到達時期Ｔａを推定した時点における各充填バルブ２の位置をそれぞれ特定することができる。スターホイール１１は一定の速度で回転しているため、例えば所定の位置にある充填バルブ２が次に供給位置Ｐｓに達するまでの時間を特定することができる。そのため、到達時期Ｔａを推定した時点における各充填バルブ２の位置を特定することができれば、その推定した時点から何秒後に１０番目の充填バルブ２が供給位置Ｐｓに到達するか特定することができる。このように到達時期Ｔａを推定することにより、制御装置４０が本発明のポケット到達時期推定手段として機能する。
【００２５】
到達時期Ｔａの推定後、制御装置４０はストッパ３０を禁止状態から許可状態に切り替えた場合にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃが推定した到達時期Ｔａに供給位置Ｐｓに到達するようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期Ｔｘを制御する。スクリューコンベア２１及び供給スターホイール２２はスターホイール１１と同期して動作するので、これらも一定の速度で動作する。そのため、スクリュー２１ａの回転速度及び供給スターホイール２２の回転速度に基づいてスクリューコンベア２１の入口から供給位置Ｐｓまで飲料缶Ｃが移動するために要する時間（以下、第１移動時間と称することがある。）Ｔｂを特定できる。ロータリーホイール３１を通過してからスクリューコンベア２１の入口に到達するまでの時間（以下、第２移動時間と称することがある。）Ｔｃは、この区間における飲料缶Ｃの搬送方法によって特定できる。この区間をコンベアなどで搬送する場合はこのコンベアの搬送速度に基づいて第２移動時間Ｔｃを特定することができる。一方、この区間が傾斜しており、この傾斜によって飲料缶Ｃを搬送する場合は、予め実験や数値計算などを行って第２移動時間Ｔｃを求めておくことができる。
【００２６】
そして、これら移動時間Ｔｂ、Ｔｃを加算することによりストッパ３０から供給位置Ｐｓまで移動するために要する移動時間Ｔｄ（＝Ｔｂ＋Ｔｃ）を特定することができる。そして、ストッパ３０を禁止状態から許可状態に切り替えた場合にストッパ３０を最初に通過した飲料缶Ｃを推定した到達時期Ｔａに供給位置Ｐｓに到達させるためには、到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前にストッパ３０を許可状態に切り替えればよい。そこで、制御装置４０は、この到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前の時期Ｔｘにストッパ３０を許可状態に切り替える。なお、このように算出した到達時間Ｔａよりも移動時間Ｔｄ前の時期Ｔｘが現時点よりも前の時点である場合は、算出した時期Ｔｘにスターホイール１１が一周するために要する時間を足した時期Ｔｘ’にストッパ３０を許可状態に切り替えればよい。このような時期Ｔｘ’にストッパ３０を許可状態に切り替えることにより、１０番の充填バルブ２が設けられているポケット１２が２回目に供給位置Ｐｓに到達したときにこのポケット１２に飲料缶Ｃを供給することができる。
【００２７】
本発明の充填装置１によれば、このようにストッパ３０の動作を制御することにより、予め設定したバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填を開始することができる。そのため、検査時などに飲料や飲料缶Ｃを無駄に消費することを抑制できる。
【００２８】
上述したストッパ３０の制御方法では、ユーザから制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始が指示されると到達時期Ｔａが推定され、その後供給装置２０に飲料缶Ｃが搬入されるので、ユーザから制御装置４０に充填装置１による充填作業の開始が指示された場合が本発明の所定の供給開始条件が成立した場合に相当する。
【００２９】
また、制御装置４０は、検査対象の充填バルブ２として所定の充填バルブからスターホイール１１の回転方向に沿って並ぶ複数個の充填バルブ、例えば１０番〜３０番の充填バルブ２が設定されている場合、１０番の充填バルブ２から飲料缶Ｃへの飲料の充填を開始させた後、３０番の充填バルブ２で飲料缶Ｃへの飲料の充填が終了するようにストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。すなわち、１０番〜３０番の充填バルブ２に対応したポケット１２にのみ飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０の動作を制御する。この場合、制御装置４０には、充填開始バルブのバルブ番号及び検査対象の充填バルブの個数が入力される。充填開始バルブから充填を開始する制御方法は、上述した制御方法と同じであるため、説明を省略する。なお、このように複数個の充填バルブ２を設定する場合、これら全ての充填バルブ２に対応するポケット１２が本発明の供給対象ポケットに相当し、充填開始バルブに対応するポケット１２が本発明の先頭ポケットに相当する。
【００３０】
充填開始バルブ、例えば１０番の充填バルブ２から充填を開始すべくストッパ３０を許可状態に切り替えた後、制御装置４０は缶有センサ２３から出力された信号の数をカウントする。そして、このカウントした数に基づいてストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。図１に示したように缶有センサ２３はスクリューコンベア２１の入口に設けられている。ストッパ３０と缶有センサ２３との間にはこれらの間の長さに対応する数の飲料缶Ｃが搬入される。なお、この飲料缶Ｃの数は、飲料缶Ｃの直径でこの区間の長さを割ることにより算出できる。そのため、ストッパ３０を許可状態にしてからストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数は、缶有センサ２３から出力された信号の数とこの区間にある飲料缶Ｃの数とを足した値となる。このようにストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数を取得することにより、缶有センサ２３及び制御装置４０が本発明の容器数取得手段として機能する。
【００３１】
制御装置４０は、缶有センサ２３から出力された信号の数が、検査対象の充填バルブ２の数からストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を引いた値に達した時点でストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える。例えば、検査対象の充填バルブとして１０番〜３０番の充填バルブが設定され、ストッパ３０と缶有りセンサ２３との間には３個の飲料缶Ｃが入る場合、制御装置４０は、缶有センサ２３から出力された信号の数が検査対象の充填バルブの個数である２１から３を引いた１８に達した時点でストッパ３０を禁止状態に切り替える。ストッパ３０を禁止状態に切り替える時期をこのように制御することにより、３０番の充填バルブ２で飲料缶Ｃへの飲料の充填を終了することができる。
【００３２】
このようにストッパ３０の動作を制御することにより、検査対象の充填バルブ２に対応したポケット１２にのみ飲料缶Ｃを供給することができる。そのため、検査時などに飲料や飲料缶Ｃを無駄に消費することをさらに抑制することができる。
【００３３】
この他、制御装置４０は、予め設定されたバルブ番号の充填バルブ（以下、充填終了バルブと称することがある。）２で飲料缶Ｃへの飲料の充填が終了するようにストッパ３０を禁止状態に切り替える時期を制御する。なお、充填終了バルブのバルブ番号は、充填装置１を停止させる前にユーザが入力部４４にそのバルブ番号を入力することにより設定される。充填終了バルブのバルブ番号が設定された後、ユーザから入力部４４を介して制御装置４０に充填装置１の停止が指示されるなど所定の供給停止条件が成立した場合、制御装置４０は充填終了バルブが供給位置Ｐｓに到達する時期を推定する。この推定は、上述した充填開始バルブ供給位置Ｐｓに到達する時期を推定する方法と同じ方法で推定すればよい。なお、このように充填終了バルブの到達する時期を推定することにより、制御装置４０が本発明の終了ポケット到達時期推定手段として機能する。その後、制御装置４０は、充填終了バルブが次に供給位置Ｐｓに到達するまでにスターホイール１１に供給すべき飲料缶Ｃの個数を算出する。充填終了バルブが供給位置Ｐｓに到達する時期を推定した推定時点に供給位置Ｐｓにある充填バルブ２のバルブ番号は特定できる。そこで、この推定時点に供給位置Ｐｓにある充填バルブ２と充填終了バルブとに基づいて充填終了バルブが次に供給位置Ｐｓに到達するまでにスターホイール１１に供給すべき飲料缶Ｃの個数を算出する。
【００３４】
制御装置４０は、推定時点から算出した個数の飲料缶Ｃがストッパ３０を通過した時点でストッパ３０を禁止状態に切り替える。ストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数は、缶有センサ２３の出力信号に基づいて上述した方法で特定することができる。すなわち、推定時点以降に缶有センサ２３から出力された信号の数にストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を足した値が推定時点以降にストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの個数である。そこで、制御装置４０は、推定時点以降に缶有センサ２３から出力された信号の数が、算出した飲料缶Ｃの個数から缶有センサ２３から出力された信号の数にストッパ３０と缶有センサ２３との間にある飲料缶Ｃの数を引いた値に達した時点でストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える。このような時期にストッパ３０を禁止状態に切り替えることにより、ストッパ３０を許可状態から禁止状態に切り替える前にストッパ３０を最後に通過した飲料缶Ｃを推定した到達時期に供給位置Ｐｓに到達させることができる。
【００３５】
このようにストッパ３０の動作を制御することにより、予め設定した充填終了バルブで飲料缶Ｃへの充填を終了することができる。また、例えばストッパ３０の直後に缶有センサ２３を配置してストッパ３０を通過した飲料缶Ｃの数と缶有センサ２３から出力される信号の数とを一致させ、充填開始バルブと充填終了バルブに同じバルブ番号を設定することにより、そのバルブ番号の充填バルブ２のみに飲料缶Ｃへの飲料の充填を行わせることができる。
【００３６】
図３は、停止しているスターホイール１１が一定の速度に達するまでのスターホイール１１の回転速度の時間変化の一例を示している。充填バルブ２から飲料缶Ｃに充填される飲料の量（以下、充填量と称することがある。）はスターホイール１１の回転速度に応じて変化し、スターホイール１１の回転速度が低いと充填量が少なくなり、回転速度が高くなると充填量も多くなる。そのため、例えばスターホイール１１の回転速度が所定の回転速度、例えば図３の速度Ｖ未満の場合には、充填バルブ２が正常に動作しても目標量の飲料が飲料缶Ｃに充填できないことがある。一方、周知のようにスターホイール１１への飲料缶Ｃの供給は、スターホイール１１の回転速度が低い時点から行う必要がある。そこで、スターホイール１１の回転速度が速度Ｖ以上に上昇した時点（図３の時刻Ｔｖ）以降に充填開始バルブに対応するポケット１２に飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御してもよい。
【００３７】
具体的には、図３に示したスターホイール１１の回転速度の時間変化をマップとして記憶部４６に記憶させておく。そして、制御装置４０は、充填開始バルブが設定されるとこのマップを基づいてスターホイール１１の回転速度が速度Ｖ以上に上昇するまでに供給位置Ｐｓを通過する充填バルブ２の個数を算出する。その後、制御装置４０は、充填開始バルブのバルブ番号よりも算出した充填バルブ２の個数分前のバルブ番号の充填バルブ２から飲料缶Ｃが供給されるようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御する。
【００３８】
このようにストッパ３０を許可状態に切り替える時期を制御することにより、スターホイール１１の回転速度が所定速度以上に上昇した時点Ｔｖ以降に充填開始バルブに飲料缶Ｃを供給することができる。
【００３９】
本発明は上述した形態に限定されることなく種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明の搬送装置が組み込まれる装置は充填装置に限定されない。例えば、スターホイール式搬送装置で容器を搬送しつつその容器を検査する容器の検査装置に本発明の搬送装置を組み込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一形態に係る搬送装置が組み込まれた充填装置の概略を示す図。
【図２】充填バルブを拡大して示す図。
【図３】停止しているスターホイールが一定の速度に達するまでのスターホイールの回転速度の時間変化の一例を示す図。
【符号の説明】
【００４１】
１ 充填装置
２ 充填バルブ
１０ スターホイール式搬送装置（搬送手段）
１１ スターホイール
１２ ポケット
１３ ロータリーエンコーダ（回転角検出手段）
１４ 定値センサ（基準位置検出手段）
２０ 供給装置（供給手段）
２３ 缶有センサ（容器数取得手段）
３０ ストッパ（ストッパ手段）
４０ 制御装置（ポケット到達時期推定手段、動作制御手段、容器数取得手段、終了ポケット到達時期推定手段）
Ｃ 飲料缶（容器）
Ｐｓ 供給位置
Ｐｄ 検出位置
ＣＬ 中心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器が取り込まれる複数のポケットが外周に設けられたスターホイールを有し、前記スター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搬送手段と、回転している前記スターホイールの各ポケットに容器を供給すべく前記ポケットが移動する移動経路上に設定された所定の供給位置を前記ポケットが通過する時期に前記所定の供給位置に容器が送られるように前記スターホイールと同期して動作する供給手段と、を備えた容器の搬送装置において、
前記供給手段への容器の搬入を許可する許可状態及び前記供給手段への容器の搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段と、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給対象ポケットが前記所定の供給位置に到達するポケット到達時期を推定するポケット到達時期推定手段と、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記供給対象ポケットへの容器の供給を開始する所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御する動作制御手段と、を備えていることを特徴とする容器の搬送装置。
【請求項２】
前記移動経路上に設定された所定の検出位置を前記スターホイールの複数のポケットのうち基準となる基準ポケットが通過したか否か検出する基準位置検出手段と、前記スターホイールが所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段と、をさらに備え、
前記スターホイールの外周には複数のポケットが等間隔に設けられており、
前記ポケット到達時期推定手段は、前記基準位置検出手段の検出結果及び前記回転角検出手段の出力信号に基づいて前記ポケット到達時期を推定することを特徴とする請求項１に記載の容器の搬送装置。
【請求項３】
前記ストッパ手段を通過した容器の個数を取得する容器数取得手段をさらに備え、
前記供給対象ポケットとして、所定の先頭ポケットから前記スターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数個のポケットが設定されるとともに、前記ポケット到達時期推定手段は前記先頭ポケットが前記所定の供給位置に到達する時期を前記ポケット到達時期として推定し、
前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御し、その後前記容器数取得手段により取得された容器の個数が前記供給対象ポケットとして設定されたポケットの数と一致した場合に前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の搬送装置。
【請求項４】
前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給終了ポケットが前記所定の供給位置に到達する終了ポケット到達時期を推定する終了ポケット到達時期推定手段をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記許可状態であり、かつ前記スターホイールの各ポケットへの容器の供給を停止する所定の供給停止条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記許可状態から前記禁止状態に切り替える前に前記ストッパ手段を最後に通過した容器が前記終了ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替える時期を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器の搬送装置と、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に内容物を充填する複数の充填バルブと、を備えていることを特徴とする充填装置。
【請求項１】
容器が取り込まれる複数のポケットが外周に設けられたスターホイールを有し、前記スター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搬送手段と、回転している前記スターホイールの各ポケットに容器を供給すべく前記ポケットが移動する移動経路上に設定された所定の供給位置を前記ポケットが通過する時期に前記所定の供給位置に容器が送られるように前記スターホイールと同期して動作する供給手段と、を備えた容器の搬送装置において、
前記供給手段への容器の搬入を許可する許可状態及び前記供給手段への容器の搬入を禁止する禁止状態に切り替え可能なストッパ手段と、前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給対象ポケットが前記所定の供給位置に到達するポケット到達時期を推定するポケット到達時期推定手段と、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記供給対象ポケットへの容器の供給を開始する所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御する動作制御手段と、を備えていることを特徴とする容器の搬送装置。
【請求項２】
前記移動経路上に設定された所定の検出位置を前記スターホイールの複数のポケットのうち基準となる基準ポケットが通過したか否か検出する基準位置検出手段と、前記スターホイールが所定角度回転する毎に信号を出力する回転角検出手段と、をさらに備え、
前記スターホイールの外周には複数のポケットが等間隔に設けられており、
前記ポケット到達時期推定手段は、前記基準位置検出手段の検出結果及び前記回転角検出手段の出力信号に基づいて前記ポケット到達時期を推定することを特徴とする請求項１に記載の容器の搬送装置。
【請求項３】
前記ストッパ手段を通過した容器の個数を取得する容器数取得手段をさらに備え、
前記供給対象ポケットとして、所定の先頭ポケットから前記スターホイールの回転方向に沿って並ぶ複数個のポケットが設定されるとともに、前記ポケット到達時期推定手段は前記先頭ポケットが前記所定の供給位置に到達する時期を前記ポケット到達時期として推定し、
前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記禁止状態であり、かつ前記所定の供給開始条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記禁止状態から前記許可状態に切り替えた後に前記ストッパ手段を最初に通過した容器が前記ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記許可状態に切り替える時期を制御し、その後前記容器数取得手段により取得された容器の個数が前記供給対象ポケットとして設定されたポケットの数と一致した場合に前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の搬送装置。
【請求項４】
前記スターホイールの複数のポケットのうち予め設定した供給終了ポケットが前記所定の供給位置に到達する終了ポケット到達時期を推定する終了ポケット到達時期推定手段をさらに備え、
前記動作制御手段は、前記ストッパ手段が前記許可状態であり、かつ前記スターホイールの各ポケットへの容器の供給を停止する所定の供給停止条件が成立した場合、前記ストッパ手段を前記許可状態から前記禁止状態に切り替える前に前記ストッパ手段を最後に通過した容器が前記終了ポケット到達時期に前記所定の供給位置に到達するように前記ストッパ手段を前記禁止状態に切り替える時期を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の容器の搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器の搬送装置と、前記スターホイールの各ポケットにそれぞれ設けられて前記ポケットに取り込まれている容器に内容物を充填する複数の充填バルブと、を備えていることを特徴とする充填装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−３６９０４（Ｐ２０１０−３６９０４Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９８００８（Ｐ２００８−１９８００８）
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
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