JPH0551087A - 液体充填包装ラインの容器搬送方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 びんを入れたキャリアの走行速度をリニアモ
ータによって制御し、各機器とキャリアとの同期運転を
行ないながら、機器へのびん搬入時のびんの破損、びん
とびんとが当ることによって生じる騒音を減少する。 【構成】 容器充填包装ラインにおいて、キャリアのガ
イドレールとキャリアとによってリニアモータが構成さ
れている。ガイドレール間に配置された空容器供給装置
２１、液充填装置２３、キャッパ２５、ケースパッカ３
０の各入口においてキャリア４０の走行速度がリニアモ
ータによって制御される。キャリア４０の走行制御によ
って容器の速度と各機器の処理位置とが同期され、びん
同志のぶつかりを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体充填包装ラインの容
器搬送方法とびん処理の同調制御のための装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】図７に従来のびん詰ラインの例を示す。
図７において、３は箱１より例えば洗浄済の空びん２を
取り出すアンケーサ、４は取り出されたびん２を運び同
びん２を一列に整列する整列装置、５は整列されて運ば
れてきたびん２に液を充填するびん詰機、６は充填済の
びん２にキャップをするキャッパ、７はびん２を箱１に
詰めるケースパッカ、８はアンケーサ３から排出された
空箱をケースパッカ７に運ぶ箱コンベヤであり、びん詰
ラインはこれら各種機器に加え、各機器をつなぐコンベ
ヤ等の多種多様の機器及び多人数の操作人員が必要とな
っている。

【０００３】即ち、びん２の流れに沿って、ライン上に
はアンケーサ３→コンベヤ→整列装置４→コンベヤ９→
びん詰機５→キャッパ６→コンベヤ１０→ケースパッカ
７の各機器が必要であり、箱１の流れに沿ってアンケー
サ３で排出された空箱１は、ケースパッカ７で詰められ
るまで長い箱コンベヤ８をもって搬送する必要がある。
また各機器、アンケーサ３、びん詰機５、キャッパ６、
ケースパッカ７等の各機器間の距離が長いため、１人の
操作人員では監視、操作することが不可となり、それぞ
れの機器に操作人員が必ず必要とされる。これを更に具
体的に述べると、従来の方式では、各機能は夫々の専用
の機械で行なう（例えば箱よりびんを出すためのアンケ
ーサ等）と共に、その動作は他の機械と連動させずに、
夫々の機械で独立して行なっている。例えば、アンケー
サ３は連続モーション、びん詰機５は連続モーション、
ケースパッカ７は間欠モーションでその動きをカバーす
るため、各機械間にはどうしてもコンベヤが必要とな
る。

【０００４】アンケーサ３、ケースパッカ７は規定数の
複数の容器を同時に処理するが、びん詰機５は１個１個
の容器を処理するため、びん詰機５の容器を供給するに
は前工程として容器を１列にする整列装置４が必要とな
り、またケースパッカ７前ではコンベヤ１０で搬送され
る１例の容器を多列にするための整列装置が必要とな
る。

【０００５】このようにして各機械間はコンベヤにより
連結されることになり、その間の夫々に相当の距離があ
り、監視と操作をする人の配置が必要となる。また従来
の方式では取扱う容器の寸度が変更されると、その取扱
う容器に合った装置の取付けが必要であり、そのための
装置の数も多数になり、切替時間も長時間必要となる。

【０００６】更に従来容器に液体を充填処理するびん詰
ラインには、例えば複数液の混合充填に応じ得るように
充填機を複数台、王冠、ねじ栓等の打栓方法に対応でき
るようキャッパを複数台配列することが行なわれてお
り、液種や処理方法に従って必要な充填機、或いはキャ
ッパを選択して容器をコンベヤより夫々の機器に受渡し
ている。その従来例として、実公昭６２−２３７５３号
公報に示された構造のものが提案されている。

【０００７】これを図８に基づいて説明すると、コンベ
ア１上に搬送されて来た容器Ｐを、導入部タイミングス
クリュ２により容器Ｐの間隔を一定ピッチに揃えた導入
側のスターホイール３及び容器ガイド４に導いて充填機
Ａに受渡し、液充填後排出側スターホイール５及び容器
ガイド４に導いて前記導入側タイミングスクリュ２と同
期駆動される中継ぎタイミングスクリュ６により、次の
充填機Ｂに送られるようになっている。

【０００８】以上説明したライン構成部品を若干変更し
た例を図９に示す。またタイミングスクリュ２と接続ス
クリュ１４及び中継ぎタイミングスクリュ６を一体化し
て充填機Ａを使用せず、充填機Ｂのみを使用する場合を
図１０に示す。図１０では容器ガイド４とスターホール
３，５を外し、直線ガイド１５を取付けてスクリュの取
換えを不要としたものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明してきた従
来のびん詰ラインにあっては、コンベヤ上のびんはラン
ダムに位置しているため、各処理機器の入口においてび
んを整列させる必要があり、この時にびんガイドにより
びんが強制的に横方向に押され、びんとびんの接触によ
るびん倒れ、騒音、傷などが発生する、更にびんの不具
合処理のため人手を要する、びんの寸法の異なったもの
をラインに流す場合に多くの取替部品（例えばタイミン
グスクリュ、スターホイール等）と多個所の調整（例え
ばびんガイド等）が必要となる等の種々の問題点があっ
た。

【００１０】そこで本発明では、 １．びんを入れたキャリアをガイドレール上に走らせ、
レール側にステータを取付けキャリアをショートコアと
してリニアモータを構成し、キャリアの速度をリニアモ
ータによって制御する。 ２．リニアモータ部にキャリアの位置と速度を検知する
センサを設け、この信号を処理して各機器とキャリアの
同期運転をさせる。 ３．ガイドレールをエンドレスとし、このガイドレール
サークル内を走行するキャリアの数を一定に保つ。従っ
て液面レベル不良、キャッピング不良で抜取られたキャ
リアは常に同数補給する手段を設ける。 ４．走行レールのリニアモータ部は上下４本のガイドレ
ールにより上下にローラを設けたびんキャリアを確実に
案内し、リニアモータを使わぬ自由走行部は下のガイド
レールのみでキャリアを案内する。 等の技術的手段を講じ、前記種々の問題点を解決せんと
するものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このため本発明の容器搬
送方法は、ガイドレール上を搬送されるキャリアに収納
された容器に液体を充填し、同容器にキャップをかぶせ
容器の液レベルとキャップシールの良否を検査した後箱
詰をする液体充填包装ラインの容器搬送方法において、
搬送用ガイドレールの一部と容器キャリアとによって構
成したリニアモータにより、空容器供給装置、充填機、
キャッパ及びケースパッカの入口において、キャリアを
加速或いは減速し、同各機器に入る直前のキャリアの位
置と速度を検知し、同各機器の処理の位置と速度を同期
させるようにしたことを特徴としており、また本発明の
容器搬送装置はガイドレール側に設けたステータと、キ
ャリア側に設けたロータとによってリニアモータを構成
した容器搬送装置であって、同キャリア側はリニアモー
タ構成区間においては、キャリアに設けた上側１対、下
側２対の縁付きローラはガイドレールによって上下から
挾まれるべく構成されており、リニアモータ構成区間外
においては、キャリアに設けた下側のローラは下側のガ
イドレールの上だけを走行すべく構成したものであり、
これらを課題解決のための手段とするものである。

【００１２】

【作用】ガイドレール上を搬送されるキャリア４０には
単数又は複数の容器２０が収納されており、ガイドレー
ル上をキャリア４０が移動しながらキャリア内の容器に
液体が充填される。液体が充填された容器にはキャップ
が被せられ、容器の液レベルとキャップシールの良否が
検査された後、箱詰めが行なわれる。この容器充填包装
ラインにおいて前記ガイドレールと前記キャリアとによ
ってリニアモータが構成されている。そして空容器供給
装置２１、液充填装置２３、キャッパ２５、ケースパッ
カ３０の各入口において、前記リニアモータによってキ
ャリア４０の走行速度が制御される。キャリア４０の走
行制御によって容器の速度と各機器の処理位置とが同期
され、液体の充填作業の効率化及び省力化が図られる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の実施例を図面について説明する
と、図１は本発明に係る容器搬送方法をびん充填包装ラ
インに適用した場合の例としてのびん詰包装ラインの全
体図を示しており、図２は図１のびん充填包装ラインに
リニアモータを配したガイドレールのレイアウト図を示
しており、図３はガイドレールの各位置におけるびんキ
ャリアの速度とガイドレールの傾斜をびんキャリアの走
行する順にグラフ化した図を示している。また図４はび
んキャリアとガイドレールによって構成されるリニアモ
ータの断面図を、図６は図４のＡ〜Ａ断面図を、図５は
リニアモータを配設していない部分のガイドレールとび
んキャリアの断面図を示している。

【００１４】図１、図２において、びん２０を載置して
走行するキャリア４０は図４〜図６に示したガイドレー
ル４８及び５１にガイドされて走行できるように構成さ
れている。ガイドレール４８，５１はガイドレールレイ
アウト図（図２）に示すようにエンドレスにレイアウト
されており、びん充填包装ラインの各機器はこのガイド
レール４８，５１に沿って図１に示す如く順番にレイア
ウトされている。即ち図１中、２１は空びん供給装置、
２２は中間レールＩ、２３は充填機、２４は中間レール
ＩＩ、２５はキャッパ、２６は中間レールＩＩＩ、２７
は液面レベル及びキャッピング不良検査機、２８はキャ
リア抜取機、２９は中間レールＩＶ、３０はケースパッ
カ、３１は中間レールＶ、３２はキャリア補給機、３３
は中間レールＶＩを示している。また３４は不良検査工
程で抜取ったキャリア４０を運ぶコンベヤ、３５はキャ
リア４０より不具合びん２０を抜取るびん除去装置であ
る。図２中、各中間レールの横に示してある４６はびん
を搬送するキャリア４０を駆動するためのリニアモー
タ、また５０は後述する構成を有するキャリア４０の位
置と速度を検知するセンサ（例えば近接スイッチ、光電
スイッチ）である。センサ５０はガイドレールの側面に
一定間隔で２個同レベルに取付けられており、キャリア
４０のローラ４５が２個センサ５０の間を通過する時間
により、びんキャリア４０の速度が計測できるようにな
っている。リニアモータはセンサ５０によって計測され
たびんキャリア４０の速度を制御するものであり、セン
サ５０の検知信号に基づいてびんキャリア４０の速度を
加減速できる機能を有している。また図２中に示した符
号は中間レールの傾斜及びリニアモータによるキャリア
の増速、減速の位置を現わしており、これらレールの傾
斜とキャリアの増速、減速によるキャリア速度は、各機
器及び中間レールの順序により図３のグラフに示すよう
に設定されている。

【００１５】びんを搬送するびんキャリア４０は図４、
図６に示す如く組立てられており、図中のびん受箱４１
はリニアモータのショートコアを兼用するローラ台４２
に固定して取付けられている。ローラ台４２にはリニア
モータ（リニア誘導モータ）の２次導体（ロータ）４３
が取付けられており、また同ローラ台には２対の縁付ロ
ーラ４４と１対のローラ４５が取付けられている。ロー
ラ４４はガイドレール４８の下部レール４８ａ上を走行
し、上部にあるローラ４５は上部レール４８ｂにガイド
される。リニアモータの台板４７にはステータ４６′及
びガイドレール４８が固定して取付けられており、前記
ガイドレール及びリニアモータはカバー４９によってカ
バーされている。リニアモータのステータ４６′が配置
されていない自由走行部は図５に示す如く構成されてお
り、前記下部レール４８ａはガイドレール５１とつなが
っている。また台板５３も前述した台板４７とつながっ
ており、びんキャリア４０に対して同じ関係位置を占め
るよう構成されている。また前記レール５１とローラ台
４２もカバー５２によってカバーされている。カバー５
２はキャリア４０を抜取るキャリア抜取機２８の位置及
びキャリア補給機３２のキャリア補給位置では、キャリ
ア４０の抜取りと補給を容易にするために、図５のＢで
示した２重鎖線部で切り取られて構成されている。びん
キャリア４０を駆動するリニアモータステータ４６′及
び各機器の駆動モータは図示していない電気制御盤にお
いて各センサ５０よりの信号を受け、制御器において計
算、比較されながらライン全体を円滑に運転すべく制御
される。

【００１６】続いて前記構成を有するびん充填包装ライ
ンによるびんキャリア搬送方法の説明をする。先ず空び
ん供給機２１において、キャリア４０は互いに接した状
態で連続状態で空びん供給機２１内に入って来る。この
時空びん供給機入口側の中間レールＶＩ３３に配置され
たリニアモータ４６は空びん供給機２１の直前において
はびんキャリア４０を低速に走行すべく駆動される。リ
ニアモータ４６の配置されたガイドレールの側面にはキ
ャリア４０の位置と速度を検知するためのセンサ５０が
取付けてあり、同センサ５０はびんキャリア４０のロー
ラ４５を感知して作動する。またこのセンサ５０は一定
間隔で２個同レベルにガイドレールに取付けられてお
り、ローラ４５が２個のセンサ５０の間を通過する時間
によりびんキャリア４０の速度ｖｍｍ／ｓｅｃを計測す
る。今空びん供給機においてセンサ５０から空びんが最
初にキャリア４０のびん受穴に供給される距離をｌｍｍ
とすれば、センサ５０によって供給機の位置を検出した
後ｌ／ｖ秒後にびんがびん受穴に入り、続いて連続して
びんをびん受穴に供給するように空びん供給機の速度と
タイミングを決めてやれば、びん２０を確実にキャリア
４０に入れることができる。また空びん供給機の駆動部
には図示していないエンコーダが備えられており、供給
側のびん送り速度を常時計測し、キャリア４０の速度と
同期すべく制御している。即ち、びん２０とキャリア４
０のびん孔位置とが常に一致するよう計算し、結果をイ
ンバータの周波数にフィードバックし供給機駆動モータ
を制御している。

【００１７】充填機２３は充填バルブが円周上に置かれ
バルブのピッチがキャリア４０の長さより大きくなるの
で、このバルブのピッチに合わせて中間レールＩ２２の
下流のリニアモータ４６によってキャリア４０を増速す
る。この場合も前段の空びん供給機２１と同様に２個の
センサ５０によりキャリア４０の位置と速度を検出し、
リニアモータ４６によって早い速度を保ったまま充填機
のキャリア保持金具（図示せず）の決まった位置に渡
し、充填機内ではキャリア４０は機械的に保持されてキ
ャリア４０内のびん２０に液の充填がためされる。充填
の終わったびん２０とキャリア４０は充填機２３の機械
的拘束から放れ、下り傾斜の中間レールＩＩ２４を自由
滑走し、下流のリニアモータ４６において減速し、キャ
リア４０が接触して送られる速度（空びん供給機内の速
度と同速）となってキャッパ２５に入る。この中間レー
ルＩＩ２４のリニアモータ４６の側面にもセンサ５０が
２個取付けられており、キャリア４０の位置と速度を検
出し、キャッパ２５のキャッピングヘッドの位置と移動
速度を同期制御する。その方式機構は先に述べた空びん
供給機の駆動部制御と同様である。キャッパ２５におい
てキャリア４０と同期して移動するキャッピングヘッド
によりキャップを被された実入りびんの入ったキャリア
４０は、中間レールＩＩＩ２６により次の工程液面レベ
ル・キャップ検査機２７を通る。中間レールＩＩＩ２６
には若干の上り傾斜が設けられており、この上り傾斜は
キャッパ２５内を通過するキャリア列に隙間が出来ない
ようにするためのブレーキの役割を持つ。

【００１８】また液面レベル・キャップ検査機２７にお
いて不良と判定されたびん２０は、キャリア抜取機２８
によりキャリア４０ごと抜取られてコンベヤ３４に移さ
れる。コンベヤ３４の上においてびん２０はびん除去装
置３５により抜取られ、円テーブルに置かれてまとめて
処理される。空になったキャリア４０はキャリア補給機
前まで送られて待機する。液面レベル・キャップ検査機
２７を無事通過したキャリア４０は、中間レールＩＶ２
９に移り、先ずリニアモータ４６により傾斜レールを登
り、その頂上において加速され、下り傾斜レールを自由
走行してケースパッカ３０に向かう。中間レールＩＶ２
９は長く構成してあり、各機器の運転中の不具合や調整
のときのキャリアの溜り場とする。ケースパッカ３０の
手前に置かれたリニアモータ４６によりキャリア４０は
減速し、再びキャリア４０の接触状態（押せ押せ状態）
の速度となってケースパッカ３０を通過し、多数のびん
グリップがキャリア４０と同期して移動しながらびん２
０を把持し、上昇してびん２０をキャリア４０から抜取
る。びんグリップはびん２０を把持したままＵターン
し、別のコンベヤ上に待機する段ボールケースにびん２
０を収納する。ケースパッカ３０の手前の減速用リニア
モータの側面にもセンサ５０が２個取付けられ、キャリ
ア４０の位置と速度を検出し、先に述べた空びん供給機
２１におけると同様のケースパッカ３０と同期運転制御
を行なう。若しキャリア抜取機２８によってキャリア４
０が抜取られたときには、ケースパッカ３０前のセンサ
５０は遅い速度を指示し、ケースパッカは遅い速度か、
時には一時停止を指示されその通りに動作をする。

【００１９】一方ケースパッカ３０を通過して空となっ
たキャリアは、中間レールＶ３１の増速リニアモータ４
６により間隔を広げて移動する。中間レールＶ３１に設
けられた傾斜レールはブレーキの役目をしている。また
キャリア補給機３２はキャリア抜取機２８よりのキャリ
ア抜取の信号を受け、キャリア４０を補給すべく待機中
であり、ケースパッカの減速又は一時停止の信号を受
け、キャリア４０をガイドレールのあいた所に補給す
る。キャリア補給機３２を通るガイドレール及び中間レ
ールＶＩ３３には全長にわたってリニアモータ４６が設
けてあり、リニアモータ４６を制御することでキャリア
４０の間隔は維持される。中間レールＶＩ３３の下流に
減速リニアモータが設けられ、キャリア４０が押せ押せ
で空びん供給機２１に入って行き、はじめに説明した状
態となり以上の状況を繰り返す。

【００２０】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、びんとびんが直接突当る機会が無くなり、びんキャ
リアも速度が柔軟に制御できるので、びんの傷つき、破
壊が無くなり騒音が減少する。またびんの寸法を換える
時はキャリア又はキャリア付属品を替えるだけでよい。
従ってタイミングスクリュやスターホイールの交換不
要、びんガイドの調整も不要となる。また自動運転がで
き、人手が殆ど要らなくなる。びんキャリアの走行する
ガイドレールは、一部にリニアモータのステータを設け
るだけで構成されるリニアモータにより、キャリアは増
速、減速、一定速維持、上昇を行なうことができる等の
優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るびん詰包装ラインの全体
図である。

【図２】本発明の実施例に係るびん詰包装ラインガイド
レールのレイアウト図である。

【図３】本発明の実施例に係る各機器を通るキャリアの
速度比較のグラフである。

【図４】本発明の実施例に係るびんキャリアとガイドレ
ール（リニアモータ）の断面図である。

【図５】本発明の実施例に係るびんキャリアとガイドレ
ール（自然走行）の断面図である。

【図６】本発明の実施例に係るびんキャリアとガイドレ
ールの図４におけるＡ〜Ａ縦断面図である。

【図７】従来のびん詰ラインを示すレイアウト図であ
る。

【図８】従来のびん割出し装置の平面図である。

【図９】従来のびん割出し装置の平面図である。

【図１０】従来のびん割出し装置の平面図である。

【符号の説明】

２０ びん ２１ 空びん供給機 ２２，２４，２６，２９，３１，３３ 中間レール ２３ 充填機 ２５ キャッパ ２７ 液面レベル・キャッパ不良検査機 ２８ キャリア抜取機 ３０ ケースパッカ ３２ キャリア補給機 ４０ キャリア ４２ ローラ台 ４４ 縁付ローラ ４５ ローラ ４６ リニアモータステータ ４８，５１ ガイドレール ５０ センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガイドレール上を搬送されるキャリアに
   収納された容器に液体を充填し、同容器にキャップをか
   ぶせ容器の液レベルとキャップシールの良否を検査した
   後箱詰をする液体充填包装ラインの容器搬送方法におい
   て、搬送用ガイドレールの一部と容器キャリアとによっ
   て構成したリニアモータにより、空容器供給装置、充填
   機、キャッパ及びケースパッカの入口において、キャリ
   アを加速或いは減速し、同各機器に入る直前のキャリア
   の位置と速度を検知し、同各機器の処理の位置と速度を
   同期させるようにしたことを特徴とする容器搬送方法。
2. 【請求項２】 ガイドレール側に設けたステータと、キ
   ャリア側に設けたロータとによってリニアモータを構成
   した容器搬送装置であって、同キャリア側はリニアモー
   タ構成区間においては、キャリアに設けた上側１対、下
   側２対の縁付きローラはガイドレールによって上下から
   挾まれるべく構成されており、リニアモータ構成区間外
   においては、キャリアに設けた下側のローラは下側のガ
   イドレールの上だけを走行すべく構成したことを特徴と
   する容器搬送装置。