容器搬送装置
【課題】良品の容器を吸着カップにより吸着不良を起こすことなく搬送することができ、かつ不良品の容器を吸着カップから確実に離脱させることができる容器搬送装置を提供する。
【解決手段】回転側部材２３を回転させて固定側部材２２の円弧状溝３０と回転側部材２３の第１連通孔４０とを連通させることにより真空源４５と吸着カップ９とを連通させ、吸着カップ９により容器を吸着させるようにし、固定側部材２２に圧縮空気源４６に接続される圧縮空気用の連通孔３１を形成し、回転側部材２３の第１連通孔４０の円周側又は外周側に第２連通孔４１を形成し、回転側部材２３の第２連通孔４１を吸着カップ９に接続し、回転側部材２３を回転させて固定側部材２２の圧縮空気用の連通孔３１と回転側部材２３の第２連通孔４１とを連通させることにより圧縮空気源と吸着カップ９とを連通させ、吸着カップ９から容器を離脱させるようにした。
【解決手段】回転側部材２３を回転させて固定側部材２２の円弧状溝３０と回転側部材２３の第１連通孔４０とを連通させることにより真空源４５と吸着カップ９とを連通させ、吸着カップ９により容器を吸着させるようにし、固定側部材２２に圧縮空気源４６に接続される圧縮空気用の連通孔３１を形成し、回転側部材２３の第１連通孔４０の円周側又は外周側に第２連通孔４１を形成し、回転側部材２３の第２連通孔４１を吸着カップ９に接続し、回転側部材２３を回転させて固定側部材２２の圧縮空気用の連通孔３１と回転側部材２３の第２連通孔４１とを連通させることにより圧縮空気源と吸着カップ９とを連通させ、吸着カップ９から容器を離脱させるようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を吸着する吸着カップと、互いに摺接しながら相対回転する固定側部材と回転側部材とを有したロータリ弁とを備え、固定側部材に接続された真空源からの負圧を回転側部材に接続された吸着カップに供給し、吸着カップにより容器を真空吸着して容器を搬送する容器搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス壜等の容器を撮像により検査する装置として、コンベア等の搬送装置から入口スターホイール装置に取り込んで口部等の所定箇所を撮像して良否を判定し、次にメインロータに取り込んで胴部等の所定箇所を撮像して良否を判定し、次に出口スターホイール装置に取り込んで良品、不良品ごとに排出する容器検査装置がある。
【０００３】
出口スターホイール装置の各ポケットには、容器の側面（胴部）を真空吸着する吸着カップが設けられており、出口スターホイール装置に隣接して上流側の第１搬出コンベアと下流側の第２搬出コンベアとが配設されている。出口スターホイール装置では、良品の容器を吸着カップで吸着保持して第１搬出コンベアを通過させてから第２搬出コンベアに排出し、不良品の容器を吸着カップで吸着保持して第１搬出コンベアまで搬送し、第１搬出コンベアの位置で真空を解除するとともに吸着カップに圧縮空気を供給して不良品の容器を吸着カップから離脱させて第１搬出コンベアに排出する。
【０００４】
前記各吸着カップはロータリ弁を介して真空源および圧縮空気源に接続されている。
ロータリ弁は、互いに摺接しながら相対回転する固定側部材と回転側部材とを備えており、回転側部材には複数の吸着カップが接続され、固定側部材には真空源と圧縮空気源とが個別に接続され、固定側部材側の真空源からの負圧を回転側部材側の吸着カップに供給して容器を吸着し、また固定側部材側に接続された圧縮空気源からの圧縮空気を回転側部材側の吸着カップに供給して吸着カップを正圧にして容器を離脱させるようになっている。
【０００５】
図７はロータリ弁を示す図である。図７（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII−VII線断面図である。図８は回転側部材を示す図である。図８（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線断面図である。
図７に示すように、固定側部材１００には、摺接面側に同一円周上に第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２が形成されており、これら二つの円弧状溝１０１，１０２内の所定箇所には、それぞれ貫通孔１０３，１０４が形成されている。第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２とは所定の距離だけ離間しており、この所定距離だけ離間した二つの円弧状溝１０１，１０２の間に連通孔１０５が形成されている。連通孔１０５は第１円弧状溝１０１および第２円弧状溝１０２と同一円周上に配置されている。そして、貫通孔１０３，１０４には真空源（図示せず）が接続され、連通孔１０５には圧縮空気源（図示せず）が接続されている。
【０００６】
また、図８に示すように、回転側部材１１０には、同一円周上に複数の連通孔１１１が形成されており、これら連通孔１１１の一端は、上述した２つの円弧状溝１０１，１０２に対向できるように回転側部材の摺接面で開口している。そして、各連通孔１１１には吸着カップ（図示せず）が接続されている。
【０００７】
このような構成のもとで、回転側部材１１０と固定側部材１００とが摺接しながら相対回転すると、回転側部材１１０の連通孔１１１が固定側部材１００の第１，第２円弧状溝１０１，１０２に対向する間だけ、固定側部材１００に接続された真空源と、回転側部材１１０に接続された吸着カップとの間で流体の授受が可能となり、固定側部材側の真空源からの負圧を回転側部材側の吸着カップに供給して、吸着カップにより容器を吸着する。また、連通孔１０５と圧縮空気源との間に設けられた開閉バルブを開き、回転側部材１１０の連通孔１１１が固定側部材１００の連通孔１０５に対向すると、固定側部材１００に接続された圧縮空気源と回転側部材１１０に接続された吸着カップとが連通し、吸着カップに圧縮空気が供給され、容器は吸着カップより離脱する。
【０００８】
良品の容器は、第１円弧状溝１０１及び第２円弧状溝１０２から供給される負圧で吸着カップにより吸着されて搬送され、第１搬出コンベアを通過してから第２搬出コンベアに搬出される。不良品の容器は、第１円弧状溝１０１から供給される負圧で吸着カップにより吸着されて搬送され、第１搬出コンベアに来たところで圧縮空気源から連通孔１０５に圧縮空気が供給されて吸着カップが正圧となり、不良品の容器は吸着カップから離脱して第１搬出コンベアに搬出される。不良品の容器を上流側の第１搬出コンベアに搬出して、良品の容器を第１搬出コンベアを通過させてから下流側の第２搬出コンベアまで搬送するのは、何らかのトラブルで容器を吸着できないときに良品および不良品の容器をともに上流側の第１搬出コンベアに搬出して下流側の第２搬出コンベアに不良品の容器が混入しないようにするフェールセーフの考え方に基づくものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したロータリ弁を備えた容器搬送装置においては、回転側部材１００において、真空吸着用の第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２とが離間して配置され、これら２つの円弧状溝１０１，１０２の間に連通孔１０５が配置されているため、良品の容器を吸着カップにより吸着して第１搬出コンベアを通過させて第２搬出コンベアまで搬送する際に、吸着カップに接続された回転側部材１１０の連通孔１１１が第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２の間に位置して第１円弧状溝１０１および第２円弧状溝１０２のいずれにも対向しないため、吸着カップ内を真空引きできない状態となる。このため、この真空引きできない間に、吸着カップ内の真空度が低下して容器が吸着カップから離脱する場合があるという問題がある。この場合、容器検査装置の下流側の工程が原因で容器検査装置の稼働を停止せざるを得ない場合に容器搬送装置も停止せざるを得ない状態となり、回転側部材の連通孔１１１が第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２の間に位置している場合に、当該連通孔１１１に接続された吸着カップは極端に真空度が低下し容器を離脱させてしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、良品の容器を吸着カップにより真空吸着して吸着不良を起こすことなく所定位置まで搬送することができ、かつ不良品の容器を排出位置で吸着カップから確実に離脱させることができる容器搬送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】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明の容器搬送装置は、容器を吸着する吸着カップと、固定側部材と回転側部材とを有し固定側部材と回転側部材とが互いに摺接しながら相対回転することにより、固定側部材に形成された円弧状溝と回転側部材に形成された第１連通孔とが断続的に連通するように構成されたロータリ弁とを備え、前記固定側部材の円弧状溝を真空源に接続し、前記回転側部材の第１連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の円弧状溝と前記回転側部材の第１連通孔とを連通させることにより前記真空源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップにより前記容器を吸着させるようにし、前記固定側部材の円弧状溝の内周側又は外周側に圧縮空気源に接続される圧縮空気用の連通孔を形成し、前記回転側部材の第１連通孔の円周側又は外周側に第２連通孔を形成し、前記回転側部材の第２連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の圧縮空気用の連通孔と前記回転側部材の第２連通孔とを連通させることにより前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップから前記容器を離脱させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、ロータリ弁の回転側部材が固定側部材に摺接しながら回転すると、回転側部材に形成された第１連通孔が固定側部材に形成された真空用の円弧状溝に対向した位置にある間は、真空源からの負圧が円弧状溝および回転側部材の第１連通孔を介して吸着カップに供給され、容器が吸着カップにより真空吸着される。容器が吸着カップにより真空吸着されて搬送されている間に、圧縮空気源から圧縮空気が回転側部材の圧縮空気用の連通孔に供給されると、圧縮空気用の連通孔に対向している回転側部材の第２連通孔に圧縮空気が供給され、圧縮空気は第２連通孔から吸着カップに供給される。これにより、吸着カップが容器を真空吸着している間に吸着カップ内が正圧になり、容器は吸着カップより離脱する。
【００１３】
本発明の１態様によれば、前記真空源と前記吸着カップとを連通させている間に、前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップ内の真空を破壊するようにしたことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記回転側部材の第１連通孔と前記吸着カップとを第１配管を介して接続し、前記回転側部材の第２連通孔と前記吸着カップとを第２配管を介して接続したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の１態様によれば、前記第２配管の先端にノズルを設け、該ノズルの先端を前記吸着カップ内に開口したことを特徴とする。
本発明によれば、吸着カップへの正圧の付加を吸着カップの容器接触部直近において行うため、容器を吸着カップから確実に離脱させる動作を行うことができる。
【００１５】
本発明の１態様によれば、前記圧縮空気用の連通孔と前記圧縮空気源とを電磁弁を介して接続したことを特徴とする。
本発明によれば、吸着カップに圧縮空気を供給するための切替動作を電磁弁のみで実現することができるので、装置の耐久性の向上や信頼性の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明の１態様によれば、前記回転側部材をベアリングによって支持し、前記固定側部材をアルミナセラミックスにより形成し、前記回転側部材をカーボンセラミックスにより形成したことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記ベアリングはスラストベアリングであることを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記容器がはまり込むポケットを有するスターホイールを備え、前記吸着カップを前記スターホイールのポケットに配置して前記容器の側面を吸着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、真空源と吸着カップとを連通させて吸着カップにより容器を真空吸着している間に、圧縮空気源と吸着カップとを連通させて吸着カップ内の真空を破壊して吸着カップから容器を離脱させることができる。すなわち、従来のように真空と圧縮空気とを一系統に合流させる部分で切替を行うのではなく、真空吸引状態を維持したまま、別系統から正圧を加えることにより、容器の真空吸着を開放して吸着カップから容器を離脱させることができる。したがって、良品の容器を吸着カップにより真空吸着して吸着不良を起こすことなく良品の搬出位置まで搬送することができ、かつ容器が不良品の場合には不良品の搬出位置で不良品の容器を吸着カップから確実に離脱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る容器搬送装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る容器搬送装置を備えた容器検査装置の平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る容器搬送装置を備える容器検査装置は、検査対象となる壜などの容器１を容器検査装置に搬入する搬入コンベア２と、搬入コンベア２から容器１を受け取って容器検査部４に搬入する搬入スターホイール３と、搬入スターホイール３から受け取った容器１の検査を行う容器検査部４と、検査を終了した容器１を搬出する容器搬送装置１０と、容器１を装置外に搬出する第１搬出コンベア６ａ及び第２搬出コンベア６ｂとを備えている。
【００１９】
搬入コンベア２は搬入スターホイール３に隣接して配置され、第１搬出コンベア６ａ及び第２搬出コンベア６ｂは容器搬送装置１０に隣接して配置されている。また、搬入スターホイール３に隣接するとともに搬入コンベア２に平行して、インフィードスクリュー７が設けられている。検査対象となる容器１は、搬入コンベア２により矢印Ａ方向から容器検査装置に搬入され、インフィードスクリュー７により一定の間隔が形成されて搬入スターホイール３に順次受け渡される。その後、容器１は、ガイドレール８に案内されつつ搬入スターホイール３により容器検査部４に搬送され、容器検査部４にてＣＣＤカメラを備えた撮像装置５により順次容器１の検査が行われる。そして、検査を終了した容器１は容器搬送装置１０に受け渡され、容器検査部４により不良品と判定された容器１は容器搬送装置１０により第１搬出コンベア６ａまで搬送されて第１搬出コンベア６ａに排出され、良品と判定された容器１は第１搬出コンベア６ａを通過させて第２搬出コンベア６ｂまで搬送されて第２搬出コンベア６ｂに排出される。
【００２０】
次に、本実施形態に係る容器搬送装置１０について説明する。
図２は本実施形態に係る容器搬送装置１０の断面図である。図３（ａ）は図２のIII部拡大断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係るロータリ弁の組み立て直後を示す拡大断面図である。
図２に示すように、容器搬送装置１０は、モータ（図示せず）に連結された主軸１１と、容器１がはまり込むポケット１２ａが円周上に複数あるスターホイール本体１２と、各ポケット１２ａに設けられ容器１の側面（胴部）を吸着する吸着カップ９と、主軸１１の上端部に固定されるとともにスターホイール本体１２の下面を支持する支持部材１３と、各吸着カップ９と真空源４５とを接続するロータリ弁２０とを備えている。そして、モータ（図示せず）により主軸１１が回転駆動され、スターホイール本体１２が回転するようになっている。
【００２１】
容器１を吸着するための真空源４５として、本実施形態では真空ポンプが使用されている。この真空ポンプは固定して設置されているため、固定側（真空ポンプ側）から回転側（メインロータ側）に負圧を供給するために本実施形態に係るロータリ弁２０が用いられている。ロータリ弁２０は、図２乃至図５に示すように、固定基台２１に固定された円板状の固定側部材２２と、円筒体２４に固定された円板状の回転側部材２３とを備えている。円筒体２４と主軸１１とは、主軸１１に設けられたキー２６（図３参照）を介して連結され、円筒体２４及び回転側部材２３と主軸１１とが一体的に回転するように構成されている。固定側部材２２と回転側部材２３とは、互いに摺接しながら回転する摺接面（シール面）２５を有している。
【００２２】
図４（ａ）および図４（ｂ）は固定側部材を示す図であり、図４（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV−IV線断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定側部材２２の摺接面２５には、固定側部材２２の中心（Ｏ）から略１００度の角度で伸びている真空用の円弧状溝３０と、圧縮空気用の連通孔３１と、略２５度の角度で伸びている圧縮空気用の円弧状溝３２とが形成されている。真空用の円弧状溝３０と圧縮空気用の円弧状溝３２は同一円周上に配置されているが、圧縮空気用の連通孔３１は円弧状溝３０および円弧状溝３２が配置された円周上にはなく、円弧状溝３０の外周側に配置されている。なお、圧縮空気用の連通孔３１は円弧状溝３０の円周側に設置してもよい。固定側部材２２には真空用の円弧状溝３０に連通する２つの貫通孔３３が形成されており、貫通孔３３は配管３４を介して真空ポンプからなる真空源４５に接続されている（図２参照）。圧縮空気用の連通孔３１は配管３６を介してコンプレッサ等の圧縮空気源４６に接続されている（図２参照）。圧縮空気用の連通孔３１と圧縮空気源４６を接続する配管３６には、電磁弁６０が設置されている。また固定側部材２２には圧縮空気用の円弧状溝３２に連通する貫通孔３５が形成されており、貫通３５も圧縮空気源４６に接続されている。
【００２３】
図５（ａ）および図５（ｂ）は回転側部材を示す図であり、図５（ａ）は回転側部材２３の摺接面側を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、回転側部材２３の摺接面２５には、真空用の円弧状溝３０又は圧縮空気用の円弧状溝３２に対向する位置で開口する複数の第１連通孔４０が同一円周上に形成されている。そして、回転側部材２３の各第１連通孔４０は配管４３を介して各吸着カップ９に接続されている（図２参照）。また回転側部材２３の摺接面２５には、圧縮空気用の連通孔３１に対向する位置で開口する複数の第２連通孔４１が同一円周上に形成されている。第２連通孔４１は第１連通孔４０の外周側に配置されている。なお、第２連通孔４１は第１連通孔４０の内周側に配置してもよい。そして、回転側部材２３の第２連通孔４１は配管４４を介して各吸着カップ９に接続されている（図２参照）。
【００２４】
固定側部材２２はアルミナセラミックスにより形成されており、このアルミナセラミックスは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする焼結体で、高緻密で高硬質なアルミナ質を活かし、耐熱性、絶縁抵抗特性が他のセラミックスより良好である。一方、回転側部材２３はカーボンセラミックスにより形成されており、このカーボンセラミックスは、原料のベースとなる半成コークスに、極めて微細化したＳｉＣ、Ｂ４Ｃなどのセラミックスを複合化して生成されたものであり、次のようなさまざまな優れた性質を備えている。
【００２５】
例えば、カーボンセラミックスでは、黒鉛マトリックス中に微細なＳｉＣやＢ４Ｃ等のセラミックスが粒成長して均一に分散しており、これらのセラミックスが大気中の酸素と反応してカーボンセラミックスの表面上に約７０μｍ程度のガラス層（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３）を形成している。そして、このガラス層により、カーボンセラミックスの表面上では良好な潤滑性を得ることができる。なお、ガラス層が形成される反応式は次の式で表される。
ＳｉＣ＋Ｂ４Ｃ＋Ｏ２ → ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３＋ＣＯ２
また、カーボンセラミックスは、機械加工性に優れているため、低コストで所望の形状に容易に加工することができる。その他にも、高強度、耐熱衝撃性、低吸水性などの優れた性質を有している。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係るロータリ弁２０は、回転側部材２３を支持するためのスラストベアリング５１を備えている。スラストベアリング５１は、固定側部材２２が固定される固定基台２１に設置され、回転側部材２３が固着される円筒体２４を支持している。即ち、回転側部材２３は、上述した摺接面２５で支持されるとともに、円筒体２４を介してスラストベアリング５１によっても支持されている。
【００２７】
図２乃至図５に示すように構成されたロータリ弁２０によれば、回転側部材２３が固定側部材２２に摺接しながら回転すると、回転側部材２３に形成された第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された真空用の円弧状溝３０に対向した位置にある間は、真空源４５からの負圧が円弧状溝３０および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、容器１が吸着カップ９により真空吸着される。容器１は吸着カップ９により吸着保持された状態でスターホイール本体１２により搬送される。そして、回転側部材２３の第１連通孔４０が真空用の円弧状溝３０からずれると、真空源４５からの負圧は遮断されるが、吸着カップ９内の負圧は維持され、容器１は吸着カップ９により吸着保持され続ける。その直後に、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された圧縮空気用の円弧状溝３２に対向し、コンプレッサ等の圧縮空気源４６からの圧縮空気が円弧状溝３２および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、吸着カップ９内は正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱する。
【００２８】
一方、回転側部材２３に形成された第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された真空用の円弧状溝３０に対向した位置にあって、真空源４５からの負圧が円弧状溝３０および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、容器１が吸着カップ９により真空吸着されてスターホイール本体１２により搬送されている間に、電磁弁６０を作動させて、圧縮空気源４６から圧縮空気が圧縮空気用の連通孔３１に供給されると、圧縮空気用の連通孔３１に対向している回転側部材２３の第２連通孔４１に圧縮空気が供給される。その結果、圧縮空気は、第２連通孔４１に接続された配管４４を介して吸着カップ９に供給される。これにより、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に、吸着カップ９内が正圧になり、容器１は吸着カップ９より離脱する。
【００２９】
ここで、ロータリ弁においては、固定側部材２２と回転側部材２３とを常に摺接させて気密性を確保する必要がある。このため、回転側部材２３がスラストベアリング５１により支持された場合でも、固定側部材２２と回転側部材２３との間に隙間が生じないようにしなければならない。そこで、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、組み立て直後の構成として、スラストベアリング５１と円筒体２４との間に３０μｍ程度の隙間ｄを設けて、摺接面２５のみで回転側部材２３を支持させる。この状態で回転側部材２３が回転すると、固定側部材２２と回転側部材２３とが摺動して、カーボンセラミックスからなる回転側部材２３の摺接面２５が徐々に摩耗していく。この摩耗により、まず、カーボンセラミックスにより形成された回転側部材２３の摺接面２５の面精度を出すことができる。
【００３０】
摺接面２５の摩耗がさらに進むと、やがて円筒体２４がスラストベアリング５１に接触し、徐々にスラストベアリング５１にかかる荷重が増大する。そして、最終的には、回転側部材２３及び円筒体２４はほとんどスラストベアリング５１によって支持され、摺接面２５では、単に馴染んで当接している程度になるので、それ以上は摺接面２５の摩耗は進行することがない。なお、使用するスラストベアリング５１としては、特にニードルローラベアリングが好適である。
【００３１】
次に、吸着カップについて説明する。
図６は吸着カップの一例を示す断面図である。図６に示すように、吸着カップ９はシリコンゴム等のゴム製の吸着カップ本体５２と、吸着カップ本体５２を支持する円筒状の支持筒５３と、支持筒５３内に配置されたノズル５４とからなり、支持筒５３の吸引口５３ａは管継手５５および配管４３（図２参照）を介して回転側部材２３の第１連通孔４０に接続されており、ノズル５４は管継手５６および配管４４（図２参照）を介して回転側部材２３の第２連通孔４１に接続されている。ノズル５４は支持筒５３の吸引口５３ａよりも前方（容器側）に延びて吸着カップ本体５２内まで延びている。
【００３２】
図６に示すように構成された吸着カップ９によれば、吸着カップ本体５２と真空源４５とがロータリ弁２０を介して連通すると、真空源４５からの負圧が吸着カップ本体５２に供給され、容器１は吸着カップ本体５２により真空吸着される。吸着カップ本体５２と真空源４５とがロータリ弁２０を介して連通している間に、ノズル５４と圧縮空気源４６とがロータリ弁２０を介して連通すると、圧縮空気源４６から圧縮空気がノズル５４に供給され、ノズル５４の先端より圧縮空気が噴出する。これにより、吸着カップ本体５２内の真空が破壊されて吸着カップ本体５２内が正圧となり容器１は吸着カップ本体５２より離脱する。なお、ノズル５４の先端は吸着カップ本体５２内まで入り込んでいるため、吸着カップ本体５２から噴出した圧縮空気は、吸着カップ本体５２内を正圧にするという作用ばかりでなく、圧縮空気自体の押圧力が容器１に作用し、容器１は吸着カップ本体５２より確実に離脱する。
【００３３】
次に、上述のように構成された容器搬送装置１０の動作について説明する。
スターホイール本体１２が回転して容器検査部４から容器１が受け渡される位置に近づくと、スターホイール本体１２と一体的に回転する回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０に近づく。そして、容器１の受け渡し位置の直前に、回転側部材２３の第１連通孔４０と固定側部材２２の円弧状溝３０とが対向し、これにより、回転側部材２３の第１連通孔４０と固定側部材２２の円弧状溝３０とが連通する。即ち、真空源４５からの負圧が吸着カップ９に供給され、吸着カップ９が吸着可能な状態になる。この状態で、容器１が容器検査部４からスターホイール本体１２に受け渡され、同時に、容器１の胴部が吸着カップ９により真空吸着される。
【００３４】
吸着カップ９によって吸着保持された容器１はスターホイール本体１２により搬送される。容器１が良品の場合には、容器１は吸着カップ９によって真空吸着されて第１搬出コンベア６ａを通過して搬送される。そして、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０と対向した位置からずれると、その直後に、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３２に対向し、その結果、圧縮空気が吸着カップ９に供給され、吸着カップ９内は正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱して、第２搬出コンベア６ｂに排出される。
【００３５】
容器１が不良品の場合には、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０と対向した位置にあって容器１が吸着カップ９により真空吸着されてスターホイール本体１２により搬送されている間に、電磁弁６０を作動させて、圧縮空気源４６から圧縮空気が圧縮空気用の連通孔３１に供給され、圧縮空気用の連通孔３１に対向している回転側部材２３の第２連通孔４１に圧縮空気が供給される。その結果、圧縮空気は、第２連通孔４１に接続された配管４４を介して吸着カップ９に供給されて、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に吸着カップ９内が正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱して第１搬出コンベア６ａに排出される。
【００３６】
上記電磁弁６０は、ノーマルオープン型の電磁弁を採用しているため、良品信号で閉じて、不良品信号で開放動作となるが、信号異常が発生した際には開放動作となり、容器１は良品、不良品に拘らず第１搬出コンベア６ａに排出されるフェールセーフ機構が実現する。また、圧縮空気が配管４４を介して吸着カップ９に供給され、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に吸着カップ９内が正圧となるが、この正圧が配管４３を介して回転側部材２３の第１連通孔４０に向かって流れていくが、配管４３の長さ及び／又は配管４３の直径を十分に確保することにより、吸着カップ９内の正圧が回転側部材２３の第１連通孔４０に到達しないようにしている。したがって、固定側部材２２の真空用の円弧状溝３０の真空度は低下することがなく、容器１を真空吸着して搬送している他の吸着カップ９の真空度が低下するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る容器搬送装置を備えた容器検査装置の平面図である。
【図２】本実施形態に係る容器搬送装置の断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のIII部拡大断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係るロータリ弁の組み立て直後を示す拡大断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は固定側部材を示す図であり、図４（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV−IV線断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は回転側部材を示す図であり、図５（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は吸着カップの一例を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII−VII線断面図である。
【図８】図８（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 容器
２ 搬入コンベア
３ 搬入スターホイール
４ 容器検査部
５ 撮像装置
６ａ 第１搬出コンベア
６ｂ 第２搬出コンベア
７ インフィードスクリュー
８ ガイドレール
９ 吸着カップ
１０ 容器搬送装置
１１ 主軸
１２ スターホイール本体
１２ａ ポケット
１３ 支持部材
２０ ロータリ弁
２１ 固定基台
２２，１００ 固定側部材
２３，１１０ 回転側部材
２４ 円筒体
２５ 摺接面
３０，３２ 円弧状溝
３１ 圧縮空気用の連通孔
３３，３５，１０３，１０４ 貫通孔
３４，３６，４３，４４ 配管
４０ 第１連通孔
４１ 第２連通孔
４５ 真空源
４６ 圧縮空気源
５１ スラストベアリング
５２ 吸着カップ本体
５３ 支持筒
５３ａ 吸引口
５４ ノズル
５５，５６ 管継手
６０ 電磁弁
１０１ 第１円弧状溝
１０２ 第２円弧状溝
１０５，１１１ 連通孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器を吸着する吸着カップと、互いに摺接しながら相対回転する固定側部材と回転側部材とを有したロータリ弁とを備え、固定側部材に接続された真空源からの負圧を回転側部材に接続された吸着カップに供給し、吸着カップにより容器を真空吸着して容器を搬送する容器搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガラス壜等の容器を撮像により検査する装置として、コンベア等の搬送装置から入口スターホイール装置に取り込んで口部等の所定箇所を撮像して良否を判定し、次にメインロータに取り込んで胴部等の所定箇所を撮像して良否を判定し、次に出口スターホイール装置に取り込んで良品、不良品ごとに排出する容器検査装置がある。
【０００３】
出口スターホイール装置の各ポケットには、容器の側面（胴部）を真空吸着する吸着カップが設けられており、出口スターホイール装置に隣接して上流側の第１搬出コンベアと下流側の第２搬出コンベアとが配設されている。出口スターホイール装置では、良品の容器を吸着カップで吸着保持して第１搬出コンベアを通過させてから第２搬出コンベアに排出し、不良品の容器を吸着カップで吸着保持して第１搬出コンベアまで搬送し、第１搬出コンベアの位置で真空を解除するとともに吸着カップに圧縮空気を供給して不良品の容器を吸着カップから離脱させて第１搬出コンベアに排出する。
【０００４】
前記各吸着カップはロータリ弁を介して真空源および圧縮空気源に接続されている。
ロータリ弁は、互いに摺接しながら相対回転する固定側部材と回転側部材とを備えており、回転側部材には複数の吸着カップが接続され、固定側部材には真空源と圧縮空気源とが個別に接続され、固定側部材側の真空源からの負圧を回転側部材側の吸着カップに供給して容器を吸着し、また固定側部材側に接続された圧縮空気源からの圧縮空気を回転側部材側の吸着カップに供給して吸着カップを正圧にして容器を離脱させるようになっている。
【０００５】
図７はロータリ弁を示す図である。図７（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII−VII線断面図である。図８は回転側部材を示す図である。図８（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線断面図である。
図７に示すように、固定側部材１００には、摺接面側に同一円周上に第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２が形成されており、これら二つの円弧状溝１０１，１０２内の所定箇所には、それぞれ貫通孔１０３，１０４が形成されている。第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２とは所定の距離だけ離間しており、この所定距離だけ離間した二つの円弧状溝１０１，１０２の間に連通孔１０５が形成されている。連通孔１０５は第１円弧状溝１０１および第２円弧状溝１０２と同一円周上に配置されている。そして、貫通孔１０３，１０４には真空源（図示せず）が接続され、連通孔１０５には圧縮空気源（図示せず）が接続されている。
【０００６】
また、図８に示すように、回転側部材１１０には、同一円周上に複数の連通孔１１１が形成されており、これら連通孔１１１の一端は、上述した２つの円弧状溝１０１，１０２に対向できるように回転側部材の摺接面で開口している。そして、各連通孔１１１には吸着カップ（図示せず）が接続されている。
【０００７】
このような構成のもとで、回転側部材１１０と固定側部材１００とが摺接しながら相対回転すると、回転側部材１１０の連通孔１１１が固定側部材１００の第１，第２円弧状溝１０１，１０２に対向する間だけ、固定側部材１００に接続された真空源と、回転側部材１１０に接続された吸着カップとの間で流体の授受が可能となり、固定側部材側の真空源からの負圧を回転側部材側の吸着カップに供給して、吸着カップにより容器を吸着する。また、連通孔１０５と圧縮空気源との間に設けられた開閉バルブを開き、回転側部材１１０の連通孔１１１が固定側部材１００の連通孔１０５に対向すると、固定側部材１００に接続された圧縮空気源と回転側部材１１０に接続された吸着カップとが連通し、吸着カップに圧縮空気が供給され、容器は吸着カップより離脱する。
【０００８】
良品の容器は、第１円弧状溝１０１及び第２円弧状溝１０２から供給される負圧で吸着カップにより吸着されて搬送され、第１搬出コンベアを通過してから第２搬出コンベアに搬出される。不良品の容器は、第１円弧状溝１０１から供給される負圧で吸着カップにより吸着されて搬送され、第１搬出コンベアに来たところで圧縮空気源から連通孔１０５に圧縮空気が供給されて吸着カップが正圧となり、不良品の容器は吸着カップから離脱して第１搬出コンベアに搬出される。不良品の容器を上流側の第１搬出コンベアに搬出して、良品の容器を第１搬出コンベアを通過させてから下流側の第２搬出コンベアまで搬送するのは、何らかのトラブルで容器を吸着できないときに良品および不良品の容器をともに上流側の第１搬出コンベアに搬出して下流側の第２搬出コンベアに不良品の容器が混入しないようにするフェールセーフの考え方に基づくものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したロータリ弁を備えた容器搬送装置においては、回転側部材１００において、真空吸着用の第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２とが離間して配置され、これら２つの円弧状溝１０１，１０２の間に連通孔１０５が配置されているため、良品の容器を吸着カップにより吸着して第１搬出コンベアを通過させて第２搬出コンベアまで搬送する際に、吸着カップに接続された回転側部材１１０の連通孔１１１が第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２の間に位置して第１円弧状溝１０１および第２円弧状溝１０２のいずれにも対向しないため、吸着カップ内を真空引きできない状態となる。このため、この真空引きできない間に、吸着カップ内の真空度が低下して容器が吸着カップから離脱する場合があるという問題がある。この場合、容器検査装置の下流側の工程が原因で容器検査装置の稼働を停止せざるを得ない場合に容器搬送装置も停止せざるを得ない状態となり、回転側部材の連通孔１１１が第１円弧状溝１０１と第２円弧状溝１０２の間に位置している場合に、当該連通孔１１１に接続された吸着カップは極端に真空度が低下し容器を離脱させてしまうという問題点がある。
【００１０】
本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、良品の容器を吸着カップにより真空吸着して吸着不良を起こすことなく所定位置まで搬送することができ、かつ不良品の容器を排出位置で吸着カップから確実に離脱させることができる容器搬送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】
【００１１】
上述の目的を達成するため、本発明の容器搬送装置は、容器を吸着する吸着カップと、固定側部材と回転側部材とを有し固定側部材と回転側部材とが互いに摺接しながら相対回転することにより、固定側部材に形成された円弧状溝と回転側部材に形成された第１連通孔とが断続的に連通するように構成されたロータリ弁とを備え、前記固定側部材の円弧状溝を真空源に接続し、前記回転側部材の第１連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の円弧状溝と前記回転側部材の第１連通孔とを連通させることにより前記真空源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップにより前記容器を吸着させるようにし、前記固定側部材の円弧状溝の内周側又は外周側に圧縮空気源に接続される圧縮空気用の連通孔を形成し、前記回転側部材の第１連通孔の円周側又は外周側に第２連通孔を形成し、前記回転側部材の第２連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の圧縮空気用の連通孔と前記回転側部材の第２連通孔とを連通させることにより前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップから前記容器を離脱させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、ロータリ弁の回転側部材が固定側部材に摺接しながら回転すると、回転側部材に形成された第１連通孔が固定側部材に形成された真空用の円弧状溝に対向した位置にある間は、真空源からの負圧が円弧状溝および回転側部材の第１連通孔を介して吸着カップに供給され、容器が吸着カップにより真空吸着される。容器が吸着カップにより真空吸着されて搬送されている間に、圧縮空気源から圧縮空気が回転側部材の圧縮空気用の連通孔に供給されると、圧縮空気用の連通孔に対向している回転側部材の第２連通孔に圧縮空気が供給され、圧縮空気は第２連通孔から吸着カップに供給される。これにより、吸着カップが容器を真空吸着している間に吸着カップ内が正圧になり、容器は吸着カップより離脱する。
【００１３】
本発明の１態様によれば、前記真空源と前記吸着カップとを連通させている間に、前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップ内の真空を破壊するようにしたことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記回転側部材の第１連通孔と前記吸着カップとを第１配管を介して接続し、前記回転側部材の第２連通孔と前記吸着カップとを第２配管を介して接続したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の１態様によれば、前記第２配管の先端にノズルを設け、該ノズルの先端を前記吸着カップ内に開口したことを特徴とする。
本発明によれば、吸着カップへの正圧の付加を吸着カップの容器接触部直近において行うため、容器を吸着カップから確実に離脱させる動作を行うことができる。
【００１５】
本発明の１態様によれば、前記圧縮空気用の連通孔と前記圧縮空気源とを電磁弁を介して接続したことを特徴とする。
本発明によれば、吸着カップに圧縮空気を供給するための切替動作を電磁弁のみで実現することができるので、装置の耐久性の向上や信頼性の向上を図ることができる。
【００１６】
本発明の１態様によれば、前記回転側部材をベアリングによって支持し、前記固定側部材をアルミナセラミックスにより形成し、前記回転側部材をカーボンセラミックスにより形成したことを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記ベアリングはスラストベアリングであることを特徴とする。
本発明の１態様によれば、前記容器がはまり込むポケットを有するスターホイールを備え、前記吸着カップを前記スターホイールのポケットに配置して前記容器の側面を吸着することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、真空源と吸着カップとを連通させて吸着カップにより容器を真空吸着している間に、圧縮空気源と吸着カップとを連通させて吸着カップ内の真空を破壊して吸着カップから容器を離脱させることができる。すなわち、従来のように真空と圧縮空気とを一系統に合流させる部分で切替を行うのではなく、真空吸引状態を維持したまま、別系統から正圧を加えることにより、容器の真空吸着を開放して吸着カップから容器を離脱させることができる。したがって、良品の容器を吸着カップにより真空吸着して吸着不良を起こすことなく良品の搬出位置まで搬送することができ、かつ容器が不良品の場合には不良品の搬出位置で不良品の容器を吸着カップから確実に離脱させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る容器搬送装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る容器搬送装置を備えた容器検査装置の平面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る容器搬送装置を備える容器検査装置は、検査対象となる壜などの容器１を容器検査装置に搬入する搬入コンベア２と、搬入コンベア２から容器１を受け取って容器検査部４に搬入する搬入スターホイール３と、搬入スターホイール３から受け取った容器１の検査を行う容器検査部４と、検査を終了した容器１を搬出する容器搬送装置１０と、容器１を装置外に搬出する第１搬出コンベア６ａ及び第２搬出コンベア６ｂとを備えている。
【００１９】
搬入コンベア２は搬入スターホイール３に隣接して配置され、第１搬出コンベア６ａ及び第２搬出コンベア６ｂは容器搬送装置１０に隣接して配置されている。また、搬入スターホイール３に隣接するとともに搬入コンベア２に平行して、インフィードスクリュー７が設けられている。検査対象となる容器１は、搬入コンベア２により矢印Ａ方向から容器検査装置に搬入され、インフィードスクリュー７により一定の間隔が形成されて搬入スターホイール３に順次受け渡される。その後、容器１は、ガイドレール８に案内されつつ搬入スターホイール３により容器検査部４に搬送され、容器検査部４にてＣＣＤカメラを備えた撮像装置５により順次容器１の検査が行われる。そして、検査を終了した容器１は容器搬送装置１０に受け渡され、容器検査部４により不良品と判定された容器１は容器搬送装置１０により第１搬出コンベア６ａまで搬送されて第１搬出コンベア６ａに排出され、良品と判定された容器１は第１搬出コンベア６ａを通過させて第２搬出コンベア６ｂまで搬送されて第２搬出コンベア６ｂに排出される。
【００２０】
次に、本実施形態に係る容器搬送装置１０について説明する。
図２は本実施形態に係る容器搬送装置１０の断面図である。図３（ａ）は図２のIII部拡大断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係るロータリ弁の組み立て直後を示す拡大断面図である。
図２に示すように、容器搬送装置１０は、モータ（図示せず）に連結された主軸１１と、容器１がはまり込むポケット１２ａが円周上に複数あるスターホイール本体１２と、各ポケット１２ａに設けられ容器１の側面（胴部）を吸着する吸着カップ９と、主軸１１の上端部に固定されるとともにスターホイール本体１２の下面を支持する支持部材１３と、各吸着カップ９と真空源４５とを接続するロータリ弁２０とを備えている。そして、モータ（図示せず）により主軸１１が回転駆動され、スターホイール本体１２が回転するようになっている。
【００２１】
容器１を吸着するための真空源４５として、本実施形態では真空ポンプが使用されている。この真空ポンプは固定して設置されているため、固定側（真空ポンプ側）から回転側（メインロータ側）に負圧を供給するために本実施形態に係るロータリ弁２０が用いられている。ロータリ弁２０は、図２乃至図５に示すように、固定基台２１に固定された円板状の固定側部材２２と、円筒体２４に固定された円板状の回転側部材２３とを備えている。円筒体２４と主軸１１とは、主軸１１に設けられたキー２６（図３参照）を介して連結され、円筒体２４及び回転側部材２３と主軸１１とが一体的に回転するように構成されている。固定側部材２２と回転側部材２３とは、互いに摺接しながら回転する摺接面（シール面）２５を有している。
【００２２】
図４（ａ）および図４（ｂ）は固定側部材を示す図であり、図４（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV−IV線断面図である。図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、固定側部材２２の摺接面２５には、固定側部材２２の中心（Ｏ）から略１００度の角度で伸びている真空用の円弧状溝３０と、圧縮空気用の連通孔３１と、略２５度の角度で伸びている圧縮空気用の円弧状溝３２とが形成されている。真空用の円弧状溝３０と圧縮空気用の円弧状溝３２は同一円周上に配置されているが、圧縮空気用の連通孔３１は円弧状溝３０および円弧状溝３２が配置された円周上にはなく、円弧状溝３０の外周側に配置されている。なお、圧縮空気用の連通孔３１は円弧状溝３０の円周側に設置してもよい。固定側部材２２には真空用の円弧状溝３０に連通する２つの貫通孔３３が形成されており、貫通孔３３は配管３４を介して真空ポンプからなる真空源４５に接続されている（図２参照）。圧縮空気用の連通孔３１は配管３６を介してコンプレッサ等の圧縮空気源４６に接続されている（図２参照）。圧縮空気用の連通孔３１と圧縮空気源４６を接続する配管３６には、電磁弁６０が設置されている。また固定側部材２２には圧縮空気用の円弧状溝３２に連通する貫通孔３５が形成されており、貫通３５も圧縮空気源４６に接続されている。
【００２３】
図５（ａ）および図５（ｂ）は回転側部材を示す図であり、図５（ａ）は回転側部材２３の摺接面側を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、回転側部材２３の摺接面２５には、真空用の円弧状溝３０又は圧縮空気用の円弧状溝３２に対向する位置で開口する複数の第１連通孔４０が同一円周上に形成されている。そして、回転側部材２３の各第１連通孔４０は配管４３を介して各吸着カップ９に接続されている（図２参照）。また回転側部材２３の摺接面２５には、圧縮空気用の連通孔３１に対向する位置で開口する複数の第２連通孔４１が同一円周上に形成されている。第２連通孔４１は第１連通孔４０の外周側に配置されている。なお、第２連通孔４１は第１連通孔４０の内周側に配置してもよい。そして、回転側部材２３の第２連通孔４１は配管４４を介して各吸着カップ９に接続されている（図２参照）。
【００２４】
固定側部材２２はアルミナセラミックスにより形成されており、このアルミナセラミックスは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とする焼結体で、高緻密で高硬質なアルミナ質を活かし、耐熱性、絶縁抵抗特性が他のセラミックスより良好である。一方、回転側部材２３はカーボンセラミックスにより形成されており、このカーボンセラミックスは、原料のベースとなる半成コークスに、極めて微細化したＳｉＣ、Ｂ４Ｃなどのセラミックスを複合化して生成されたものであり、次のようなさまざまな優れた性質を備えている。
【００２５】
例えば、カーボンセラミックスでは、黒鉛マトリックス中に微細なＳｉＣやＢ４Ｃ等のセラミックスが粒成長して均一に分散しており、これらのセラミックスが大気中の酸素と反応してカーボンセラミックスの表面上に約７０μｍ程度のガラス層（ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３）を形成している。そして、このガラス層により、カーボンセラミックスの表面上では良好な潤滑性を得ることができる。なお、ガラス層が形成される反応式は次の式で表される。
ＳｉＣ＋Ｂ４Ｃ＋Ｏ２ → ＳｉＯ２・Ｂ２Ｏ３＋ＣＯ２
また、カーボンセラミックスは、機械加工性に優れているため、低コストで所望の形状に容易に加工することができる。その他にも、高強度、耐熱衝撃性、低吸水性などの優れた性質を有している。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、本実施形態に係るロータリ弁２０は、回転側部材２３を支持するためのスラストベアリング５１を備えている。スラストベアリング５１は、固定側部材２２が固定される固定基台２１に設置され、回転側部材２３が固着される円筒体２４を支持している。即ち、回転側部材２３は、上述した摺接面２５で支持されるとともに、円筒体２４を介してスラストベアリング５１によっても支持されている。
【００２７】
図２乃至図５に示すように構成されたロータリ弁２０によれば、回転側部材２３が固定側部材２２に摺接しながら回転すると、回転側部材２３に形成された第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された真空用の円弧状溝３０に対向した位置にある間は、真空源４５からの負圧が円弧状溝３０および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、容器１が吸着カップ９により真空吸着される。容器１は吸着カップ９により吸着保持された状態でスターホイール本体１２により搬送される。そして、回転側部材２３の第１連通孔４０が真空用の円弧状溝３０からずれると、真空源４５からの負圧は遮断されるが、吸着カップ９内の負圧は維持され、容器１は吸着カップ９により吸着保持され続ける。その直後に、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された圧縮空気用の円弧状溝３２に対向し、コンプレッサ等の圧縮空気源４６からの圧縮空気が円弧状溝３２および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、吸着カップ９内は正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱する。
【００２８】
一方、回転側部材２３に形成された第１連通孔４０が固定側部材２２に形成された真空用の円弧状溝３０に対向した位置にあって、真空源４５からの負圧が円弧状溝３０および回転側部材２３の第１連通孔４０を介して吸着カップ９に供給され、容器１が吸着カップ９により真空吸着されてスターホイール本体１２により搬送されている間に、電磁弁６０を作動させて、圧縮空気源４６から圧縮空気が圧縮空気用の連通孔３１に供給されると、圧縮空気用の連通孔３１に対向している回転側部材２３の第２連通孔４１に圧縮空気が供給される。その結果、圧縮空気は、第２連通孔４１に接続された配管４４を介して吸着カップ９に供給される。これにより、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に、吸着カップ９内が正圧になり、容器１は吸着カップ９より離脱する。
【００２９】
ここで、ロータリ弁においては、固定側部材２２と回転側部材２３とを常に摺接させて気密性を確保する必要がある。このため、回転側部材２３がスラストベアリング５１により支持された場合でも、固定側部材２２と回転側部材２３との間に隙間が生じないようにしなければならない。そこで、本実施形態では、図３（ｂ）に示すように、組み立て直後の構成として、スラストベアリング５１と円筒体２４との間に３０μｍ程度の隙間ｄを設けて、摺接面２５のみで回転側部材２３を支持させる。この状態で回転側部材２３が回転すると、固定側部材２２と回転側部材２３とが摺動して、カーボンセラミックスからなる回転側部材２３の摺接面２５が徐々に摩耗していく。この摩耗により、まず、カーボンセラミックスにより形成された回転側部材２３の摺接面２５の面精度を出すことができる。
【００３０】
摺接面２５の摩耗がさらに進むと、やがて円筒体２４がスラストベアリング５１に接触し、徐々にスラストベアリング５１にかかる荷重が増大する。そして、最終的には、回転側部材２３及び円筒体２４はほとんどスラストベアリング５１によって支持され、摺接面２５では、単に馴染んで当接している程度になるので、それ以上は摺接面２５の摩耗は進行することがない。なお、使用するスラストベアリング５１としては、特にニードルローラベアリングが好適である。
【００３１】
次に、吸着カップについて説明する。
図６は吸着カップの一例を示す断面図である。図６に示すように、吸着カップ９はシリコンゴム等のゴム製の吸着カップ本体５２と、吸着カップ本体５２を支持する円筒状の支持筒５３と、支持筒５３内に配置されたノズル５４とからなり、支持筒５３の吸引口５３ａは管継手５５および配管４３（図２参照）を介して回転側部材２３の第１連通孔４０に接続されており、ノズル５４は管継手５６および配管４４（図２参照）を介して回転側部材２３の第２連通孔４１に接続されている。ノズル５４は支持筒５３の吸引口５３ａよりも前方（容器側）に延びて吸着カップ本体５２内まで延びている。
【００３２】
図６に示すように構成された吸着カップ９によれば、吸着カップ本体５２と真空源４５とがロータリ弁２０を介して連通すると、真空源４５からの負圧が吸着カップ本体５２に供給され、容器１は吸着カップ本体５２により真空吸着される。吸着カップ本体５２と真空源４５とがロータリ弁２０を介して連通している間に、ノズル５４と圧縮空気源４６とがロータリ弁２０を介して連通すると、圧縮空気源４６から圧縮空気がノズル５４に供給され、ノズル５４の先端より圧縮空気が噴出する。これにより、吸着カップ本体５２内の真空が破壊されて吸着カップ本体５２内が正圧となり容器１は吸着カップ本体５２より離脱する。なお、ノズル５４の先端は吸着カップ本体５２内まで入り込んでいるため、吸着カップ本体５２から噴出した圧縮空気は、吸着カップ本体５２内を正圧にするという作用ばかりでなく、圧縮空気自体の押圧力が容器１に作用し、容器１は吸着カップ本体５２より確実に離脱する。
【００３３】
次に、上述のように構成された容器搬送装置１０の動作について説明する。
スターホイール本体１２が回転して容器検査部４から容器１が受け渡される位置に近づくと、スターホイール本体１２と一体的に回転する回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０に近づく。そして、容器１の受け渡し位置の直前に、回転側部材２３の第１連通孔４０と固定側部材２２の円弧状溝３０とが対向し、これにより、回転側部材２３の第１連通孔４０と固定側部材２２の円弧状溝３０とが連通する。即ち、真空源４５からの負圧が吸着カップ９に供給され、吸着カップ９が吸着可能な状態になる。この状態で、容器１が容器検査部４からスターホイール本体１２に受け渡され、同時に、容器１の胴部が吸着カップ９により真空吸着される。
【００３４】
吸着カップ９によって吸着保持された容器１はスターホイール本体１２により搬送される。容器１が良品の場合には、容器１は吸着カップ９によって真空吸着されて第１搬出コンベア６ａを通過して搬送される。そして、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０と対向した位置からずれると、その直後に、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３２に対向し、その結果、圧縮空気が吸着カップ９に供給され、吸着カップ９内は正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱して、第２搬出コンベア６ｂに排出される。
【００３５】
容器１が不良品の場合には、回転側部材２３の第１連通孔４０が固定側部材２２の円弧状溝３０と対向した位置にあって容器１が吸着カップ９により真空吸着されてスターホイール本体１２により搬送されている間に、電磁弁６０を作動させて、圧縮空気源４６から圧縮空気が圧縮空気用の連通孔３１に供給され、圧縮空気用の連通孔３１に対向している回転側部材２３の第２連通孔４１に圧縮空気が供給される。その結果、圧縮空気は、第２連通孔４１に接続された配管４４を介して吸着カップ９に供給されて、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に吸着カップ９内が正圧となり、容器１は吸着カップ９より完全に離脱して第１搬出コンベア６ａに排出される。
【００３６】
上記電磁弁６０は、ノーマルオープン型の電磁弁を採用しているため、良品信号で閉じて、不良品信号で開放動作となるが、信号異常が発生した際には開放動作となり、容器１は良品、不良品に拘らず第１搬出コンベア６ａに排出されるフェールセーフ機構が実現する。また、圧縮空気が配管４４を介して吸着カップ９に供給され、吸着カップ９が容器１を真空吸着している間に吸着カップ９内が正圧となるが、この正圧が配管４３を介して回転側部材２３の第１連通孔４０に向かって流れていくが、配管４３の長さ及び／又は配管４３の直径を十分に確保することにより、吸着カップ９内の正圧が回転側部材２３の第１連通孔４０に到達しないようにしている。したがって、固定側部材２２の真空用の円弧状溝３０の真空度は低下することがなく、容器１を真空吸着して搬送している他の吸着カップ９の真空度が低下するおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る容器搬送装置を備えた容器検査装置の平面図である。
【図２】本実施形態に係る容器搬送装置の断面図である。
【図３】図３（ａ）は図２のIII部拡大断面図であり、図３（ｂ）は本実施形態に係るロータリ弁の組み立て直後を示す拡大断面図である。
【図４】図４（ａ）および図４（ｂ）は固定側部材を示す図であり、図４（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のIV−IV線断面図である。
【図５】図５（ａ）および図５（ｂ）は回転側部材を示す図であり、図５（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は吸着カップの一例を示す断面図である。
【図７】図７（ａ）は固定側部材の摺接面側を示す平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII−VII線断面図である。
【図８】図８（ａ）は回転側部材の摺接面側を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 容器
２ 搬入コンベア
３ 搬入スターホイール
４ 容器検査部
５ 撮像装置
６ａ 第１搬出コンベア
６ｂ 第２搬出コンベア
７ インフィードスクリュー
８ ガイドレール
９ 吸着カップ
１０ 容器搬送装置
１１ 主軸
１２ スターホイール本体
１２ａ ポケット
１３ 支持部材
２０ ロータリ弁
２１ 固定基台
２２，１００ 固定側部材
２３，１１０ 回転側部材
２４ 円筒体
２５ 摺接面
３０，３２ 円弧状溝
３１ 圧縮空気用の連通孔
３３，３５，１０３，１０４ 貫通孔
３４，３６，４３，４４ 配管
４０ 第１連通孔
４１ 第２連通孔
４５ 真空源
４６ 圧縮空気源
５１ スラストベアリング
５２ 吸着カップ本体
５３ 支持筒
５３ａ 吸引口
５４ ノズル
５５，５６ 管継手
６０ 電磁弁
１０１ 第１円弧状溝
１０２ 第２円弧状溝
１０５，１１１ 連通孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器を吸着する吸着カップと、
固定側部材と回転側部材とを有し固定側部材と回転側部材とが互いに摺接しながら相対回転することにより、固定側部材に形成された円弧状溝と回転側部材に形成された第１連通孔とが断続的に連通するように構成されたロータリ弁とを備え、
前記固定側部材の円弧状溝を真空源に接続し、前記回転側部材の第１連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の円弧状溝と前記回転側部材の第１連通孔とを連通させることにより前記真空源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップにより前記容器を吸着させるようにし、
前記固定側部材の円弧状溝の内周側又は外周側に圧縮空気源に接続される圧縮空気用の連通孔を形成し、前記回転側部材の第１連通孔の円周側又は外周側に第２連通孔を形成し、前記回転側部材の第２連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の圧縮空気用の連通孔と前記回転側部材の第２連通孔とを連通させることにより前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップから前記容器を離脱させるようにしたことを特徴とする容器搬送装置。
【請求項２】
前記真空源と前記吸着カップとを連通させている間に、前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップ内の真空を破壊するようにしたことを特徴とする請求項１記載の容器搬送装置。
【請求項３】
前記回転側部材の第１連通孔と前記吸着カップとを第１配管を介して接続し、前記回転側部材の第２連通孔と前記吸着カップとを第２配管を介して接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の容器搬送装置。
【請求項４】
前記第２配管の先端にノズルを設け、該ノズルの先端を前記吸着カップ内に開口したことを特徴とする請求項３記載の容器搬送装置。
【請求項５】
前記圧縮空気用の連通孔と前記圧縮空気源とを電磁弁を介して接続したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【請求項６】
前記回転側部材をベアリングによって支持し、
前記固定側部材をアルミナセラミックスにより形成し、前記回転側部材をカーボンセラミックスにより形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【請求項７】
前記ベアリングはスラストベアリングであることを特徴とする請求項６記載の容器搬送装置。
【請求項８】
前記容器がはまり込むポケットを有するスターホイールを備え、前記吸着カップを前記スターホイールのポケットに配置して前記容器の側面を吸着することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【請求項１】
容器を吸着する吸着カップと、
固定側部材と回転側部材とを有し固定側部材と回転側部材とが互いに摺接しながら相対回転することにより、固定側部材に形成された円弧状溝と回転側部材に形成された第１連通孔とが断続的に連通するように構成されたロータリ弁とを備え、
前記固定側部材の円弧状溝を真空源に接続し、前記回転側部材の第１連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の円弧状溝と前記回転側部材の第１連通孔とを連通させることにより前記真空源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップにより前記容器を吸着させるようにし、
前記固定側部材の円弧状溝の内周側又は外周側に圧縮空気源に接続される圧縮空気用の連通孔を形成し、前記回転側部材の第１連通孔の円周側又は外周側に第２連通孔を形成し、前記回転側部材の第２連通孔を前記吸着カップに接続し、前記回転側部材を回転させて前記固定側部材の圧縮空気用の連通孔と前記回転側部材の第２連通孔とを連通させることにより前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップから前記容器を離脱させるようにしたことを特徴とする容器搬送装置。
【請求項２】
前記真空源と前記吸着カップとを連通させている間に、前記圧縮空気源と前記吸着カップとを連通させ、前記吸着カップ内の真空を破壊するようにしたことを特徴とする請求項１記載の容器搬送装置。
【請求項３】
前記回転側部材の第１連通孔と前記吸着カップとを第１配管を介して接続し、前記回転側部材の第２連通孔と前記吸着カップとを第２配管を介して接続したことを特徴とする請求項１または２に記載の容器搬送装置。
【請求項４】
前記第２配管の先端にノズルを設け、該ノズルの先端を前記吸着カップ内に開口したことを特徴とする請求項３記載の容器搬送装置。
【請求項５】
前記圧縮空気用の連通孔と前記圧縮空気源とを電磁弁を介して接続したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【請求項６】
前記回転側部材をベアリングによって支持し、
前記固定側部材をアルミナセラミックスにより形成し、前記回転側部材をカーボンセラミックスにより形成したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【請求項７】
前記ベアリングはスラストベアリングであることを特徴とする請求項６記載の容器搬送装置。
【請求項８】
前記容器がはまり込むポケットを有するスターホイールを備え、前記吸着カップを前記スターホイールのポケットに配置して前記容器の側面を吸着することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の容器搬送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１２０４６５（Ｐ２００８−１２０４６５Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０２７９９（Ｐ２００６−３０２７９９）
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（３９００１４６６１）キリンテクノシステム株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月８日（２００６．１１．８）
【出願人】（３９００１４６６１）キリンテクノシステム株式会社 (126)
【Ｆターム（参考）】
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