(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップの特性に応じて、キャッピングヘッドを回転させるモータの回転を制御する複数の制御パターンを備えて、これら複数の制御パターンのいずれかでモータを回転させることにより、キャップを保持したキャッピングヘッドを回転させて容器にキャップを巻き締めるようにしたキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法であって、
所定のテスト条件に従ってモータを回転させてキャップを容器に巻き締めるとともに、該巻き締めの際にキャップに作用する所定回転角度毎の作用トルクを検出して、モータの回転角度と作用トルクの変化の関係を求め、該回転角度と作用トルクの変化の関係における特徴点を予め設定した条件と照合して、複数の制御パターンの中から１つの制御パターンを選定することを特徴とするキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法。
【請求項２】
上記特徴点が、最終的なキャップの締め上げに要する回転角度であることを特徴とする請求項１に記載のキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法。
【請求項３】
上記特徴点が、最終的なキャップの締め上げに至る前の所定角度範囲における作用トルクの最大値であることを特徴とする請求項１に記載のキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法。
【請求項４】
容器を保持する保持手段と、キャップを保持して回転させるキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータと、モータの回転を制御する制御手段を備え、キャップの特性に応じた制御パターンに従ってモータの回転を制御し、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器に巻き締めるスクリューキャッパにおいて、
上記モータの回転角度を検出する角度検出手段と、キャップに作用する作用トルクを検出するトルク検出手段と、モータの複数の制御パターンを記憶した記憶部と、複数の制御パターンの中から１つの制御パターンを選定する設定部を備え、
上記制御手段に設定された所定のテスト条件に従ってモータを回転させてキャップを容器に巻き締めるとともに、その際のモータの所定回転角度毎の作用トルクを検出し、
上記設定部はモータの回転角度と作用トルクの変化の関係に基づいて、上記記憶部に記憶された複数の制御パターンから１つの制御パターンを選定することを特徴とするスクリューキャッパ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法およびスクリューキャッパに関し、より詳しくは、キャップの特性に応じて該キャップを容器に巻き締める際のモータの制御パターンを選定するようにしたキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法およびスクリューキャッパに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、様々な樹脂製のキャップを容器に巻き締めるために、サーボモータを搭載したスクリューキャッパが提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。このような従来のスクリューキャッパにおいては、サーボモータによってキャッピングヘッドを回転させることで、キャップを容器に巻き締める際のキャップの回転速度や巻き締めトルクを高精度に制御することが可能であり、それによって容器を確実に密封しながら適正な閉栓トルクによるキャッピングを行うことができる。上記サーボモータは所定の制御パターンに従って回転を制御されるようになっている。
このような従来技術においては、いずれも比較的高い回転速度と指令トルクでキャップの回転を開始することによって、キャップが容器の口部に斜めに被せられて生じるベレーキャップを防止するとともに、キャッピングの終盤にはサーボモータの回転速度および指令トルクを低下させることにより、キャップを巻き締めるキャッピングヘッドの慣性の影響による、キャップの締め過ぎを回避するようになっている。より具体的には、特許文献１の巻き締め方法においては、高い回転速度でキャップを回転させながら低い指令トルクで巻き締めを行い、回転速度が所定速度を下回ることで仮締め終了を検知した後は、低い回転速度で高い指令トルクにより最終的な本締めを行うようになっている。すなわち、キャップの巻き締めが進んでキャップの天面に容器の口部先端が当接するまでを仮締めとし、負荷の高まりにより回転速度が低下することで仮締めの終了を検出するようにしたものであり、本締めにおいては必要な閉栓トルクで巻き締めを行うようになつている。
また、特許文献２の巻き締め方法においては、高い回転速度でキャップを回転させながら高い指令トルクで巻き締めを行い、実トルクが所定トルクを上回ることで仮締め終了を検知した後は、低い回転速度で低い指令トルクにより最終的な本締めを行うようになっている。キャップがインナーリングを備えて仮締め中に高いトルクが必要となる場合等、上記特許文献１のように指令トルクを低く維持して仮締めの終了を検出できない場合に用いられる方法であり、負荷が高まって実トルクが上昇することで仮締め終了を検出し、本締めにおいては必要な閉栓トルクで巻き締めを行うようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３０８３８０号公報
【特許文献２】特開２００５−１９３９３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した従来技術においては、前述したようなキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法を実行するためのサーボモータの制御パターンと具体的なパラメータの決定は、スクリューキャッパとは別のテスト機械によって何度もテストを行って適正なものを求める必要があり、時間と労力および多くの資材（キャップや容器）が必要になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した本発明は、キャップの特性に応じて、キャッピングヘッドを回転させるモータの回転を制御する複数の制御パターンを備えて、これら複数の制御パターンのいずれかでモータを回転させることにより、キャップを保持したキャッピングヘッドを回転させて容器にキャップを巻き締めるようにしたキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法であって、
所定のテスト条件に従ってモータを回転させてキャップを容器に巻き締めるとともに、該巻き締めの際にキャップに作用する所定回転角度毎の作用トルクを検出して、モータの回転角度と作用トルクの変化の関係を求め、該回転角度と作用トルクの変化の関係における特徴点を予め設定した条件と照合して、複数の制御パターンの中から１つの制御パターンを選定することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載した本発明は、容器を保持する保持手段と、キャップを保持して回転させるキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータと、モータの回転を制御する制御手段を備え、キャップの特性に応じた制御パターンに従ってモータの回転を制御し、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器に巻き締めるスクリューキャッパにおいて、
上記モータの回転角度を検出する角度検出手段と、キャップに作用する作用トルクを検出するトルク検出手段と、モータの複数の制御パターンを記憶した記憶部と、複数の制御パターンの中から１つの制御パターンを選定する設定部を備え、  上記制御手段に設定された所定のテスト条件に従ってモータを回転させてキャップを容器に巻き締めるとともに、その際のモータの所定回転角度毎の作用トルクを検出し、上記設定部はモータの回転角度と作用トルクの変化の関係に基づいて、上記記憶部に記憶された複数の制御パターンから１つの制御パターンを選定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
このような構成によれば、特性の異なる新しいキャップに関して別個のテスト機械によって事前にモータの制御パターンに関するテストを行う必要がない。そのため、制御パターンの決定に要する時間を省略することができ、それによって現場のオペレータの作業を簡略化できるとともに、従来と比較して資材（キャップや容器）を大幅に節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の平面図。
【図２】図１のスクリューキャッパにおける要部の正面図。
【図３】図１のスクリューキャッパの処理対象となるキャップと容器との関係を示す断面図であり、図３（ａ）はインナーリングを備えるキャップの場合を示し、図３（ｂ）はインナーリングを備えていない場合を示している。
【図４】図１のスクリューキャッパにより第１制御パターンでモータを回転させる際の回転速度およびトルクの時間との関係を示す図であり、図４（ａ）は回転速度の変化を示し、図４（ｂ）はトルクの変化を示している。
【図５】図１のスクリューキャッパにより第２制御パターンでモータを回転させる際の回転速度およびトルクの時間との関係を示す図であり、図５（ａ）は回転速度の変化を示し、図５（b）はトルクの変化を示している。
【図６】図１のスクリューキャッパにより第３制御パターンでモータを回転させる際の回転速度およびトルクの時間との関係を示す図であり、図６（ａ）は回転速度の変化を示し、図６（ｂ）はトルクの変化を示している。
【図７】図１に示すスクリューキャッパによるサンプリングから制御パターンの最終決定までの処理工程を示す工程図。
【図８】図７のサンプリング工程（Ｓ１）によりモータの回転角度と作用トルクの変化の関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図３において、１は容器２の口部２Ａにキャップ３を巻き締める回転式のスクリューキャッパである。このスクリューキャッパ１は、回転体４の円周方向等間隔位置に設けられて、容器２を載置する載置台５と、各載置台５に載置された容器２の胴部を保持する保持手段６と、上記載置台５の上方位置に設けられて、キャップ３を保持して回転させて上記保持手段６に保持された容器２の口部２Ａにキャップ３を巻き締めるキャッピングヘッド７と、各キャッピングヘッド７毎に回転体４に設けられて、キャッピングヘッド７を回転させるモータ８と、各モータ８の作動を制御する制御手段としての制御装置１１と、回転体４が回転される際に各キャッピングヘッド７を所要位置で昇降させる従来周知の昇降カム機構１２とを備えている。
【０００９】
上記回転体４に隣接させて供給スターホイール１３と排出スターホイール１４が配置されており、回転体４の回転に伴って供給スターホイール１３により供給位置Ａから各載置台５に容器２が供給される一方、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール１４によって各載置台５からキャップ３の巻き締め完了後の容器２が排出されるようになっている。また、両スターホイール１３、１４の間のキャップ供給位置Ｃには、キャップ３を各キャッピングヘッド７へ受け渡すためのシュート１５が配置されており、回転体４が回転される際には各キャッピングヘッド７は上記シュート１５からキャップ３を受け取って保持するようになっている。
【００１０】
従来公知のキャッピングヘッド７は、キャップ３を保持するチャック１６と、スプライン軸１７にスプライン嵌合されるとともに上記昇降カム機構１２のカムフォロワ１２Ａが取り付けられたスプライン軸受１８と、上記チャック１６とスプライン軸受１８との間に設けられた緩衝ばね２１とを備えている。スプライン軸１７はモータ８の駆動軸に連結されており、このモータ８によりキャッピングヘッド７を所要のトルクと回転速度で回転させることができるようになっている。
従来周知の昇降カム機構１２は、各キャッピングヘッド７のスプライン軸受１８に連結された上記カムフォロワ１２Ａと、回転体４の円周方向に沿って設けられて、各カムフォロワ１２Ａと係合する昇降用のカム１２Ｂとから構成されており、回転体４が回転される際には、昇降カム機構１２によってキャッピングヘッド７が所要区間で昇降されるようになっている。
【００１１】
上記モータ８はサーボモータとして構成され、角度検出手段としてのエンコーダ２２が設けられており、該エンコーダ２２が検出したモータ８のパルス信号はサーボアンプ２３へ入力されるようになっている。制御装置１１はサーボアンプ２３を介してモータ８の回転角度を認識するようになっている。
また、モータ８は、サーボアンプ２３から電力が供給されて駆動され、エンコーダ２２から回転角度がフィードバックされるサーボアンプ２３は、モータ８のトルク検出手段および回転速度検出手段として機能する。制御装置１１はサーボコントローラ１１Ａを備えており、このサーボコントローラ１１Ａから上記サーボアンプ２３へ所要の指令トルクと指令回転速度が伝達されるようになっている。それにより、各モータ８が回転されるので、キャップ３を保持したキャッピングヘッド７が回転されて容器２へのキャップ３の巻き締めが行われるとともに、この巻き締めの際にキャップ３に作用する作用トルクとキャップ３の回転速度はサーボアンプ２３によって検出されて制御装置１１へ入力されるようになっており、それと同時にエンコーダ２２が検出したモータ８のパルス信号も制御装置１１へ入力されるようになっている。
【００１２】
このようなスクリューキャッパ１の動作について説明する。
すなわち、回転体４が回転されている状態において、供給スターホイール１３により供給位置Ａで各載置台５に順次容器２が供給されると、各載置台５上の容器２は保持手段６によって胴部を保持される。
この載置台５に供給された容器２の上方となるキャッピングヘッド７は、予めキャップ３をシュート１５から受取って保持しており、該容器２の上方にあるキャッピングヘッド７用のモータ８に対応して、制御装置１１のサーボコントローラ１１Ａからサーボアンプ２３に所定の指令トルクと指令回転速度が伝達される。これにより、回転体４の回転に伴ってキャッピングヘッド７が上記昇降カム機構１２によって昇降されるとともに、図１に示した巻き締め有効区間Ｄ内でモータ８によってキャッピングヘッド７が巻き締め方向に回転されるので、キャッピングヘッド７に保持されたキャップ３が容器２の口部２Ａに巻き締められるようになっている。また、このキャッピングヘッド７による容器２へのキャップ３の巻き締め中にキャップ３に作用する作用トルクと回転速度はサーボアンプ２３によって検出されて制御装置１１に記録されるようになっている。
回転体４の回転に伴ってキャップ３の巻き締めが終了したキャッピングヘッド７は、排出位置Ｂの直前の位置で上記昇降カム機構１２によってキャップ３と容器２から離隔する上方へ支持されるとともに、保持手段６による容器２の胴部の保持状態が解放されるので、キャップ３の巻き締め完了後の容器２は排出位置Ｂで排出スターホイール１４によって載置台５から排出されるようになっている。
上述したスクリューキャッパ１による容器２へのキャップ３の巻き締め動作は、従来公知のものと同じである。
【００１３】
ところで、スクリューキャッパ１の処理対象となるキャップ３は、例えば図３（ａ）に示したように内部の天面にインナーリング３Ａを有するもの、あるいは図３（ｂ）に示すようにインナーリングがなく、内部の天面に平坦なシール材３Ｂが設けられたもの等、多数の種類がある。そこで、種類が異なるキャップ３をキャッピングヘッド７によって容器２に巻き締めるために、各キャップ３の種類毎の特性に応じて、モータ８への指令トルクと指令回転速度の制御パターンと具体的なパラメータ（回転速度、トルク、時間等）を選定する必要がある。
そこで、本実施例のスクリューキャッパ１においては、特性が異なるキャップ３に応じてモータ８の制御パターンが予め３種類設定されており、それら３種類の制御パターンが予め制御装置１１の記憶部１１Ｂに保存されている。モータ８を回転させるためのこれら３種類の制御パターンは、各種のキャップ３を容器２に巻き締める際にベレーキャップが生じることを防止し、かつ巻き締め完了時においてキャップ３を強く締めすぎることがない好適な閉栓トルクが得られるように意図されている。そのために、３種類の制御パターンにおいては、キャップ３の巻き締めの開始から巻き締め終了までの過程において、モータ８に対する指令トルクと指令回転速度を設定してあり、かつ、各制御パターンによって具体的にモータ８を作動させるために必要な設定パラメータ（指令トルクや指令回転速度等）を制御装置１１の設定部１１Ｃが設定するようになっている。そして、本実施例においては、３種類の制御パターンのいずれかによってモータ８の回転を制御して、キャップ３を容器２に巻き締めるようになっている。なお、制御パターンは本実施例のように３種類に限らず、複数種類を準備していれぱ良い。
【００１４】
ここで、制御装置１１に予め記憶されているモータ８の３つの制御パターンについて説明すると、先ず、処理対象となるキャップ３が巻き締め時に巻き数が少なく、閉栓トルクへの到達が急なキャップ３である場合には第１制御パターンＣＰ１によってモータ８の回転を制御する。他方、処理対象となるキャップ３が巻き数の多いものでインナーリング３Ａがないキャップ３の場合には、第２制御パターンＣＰ２により、インナーリング３Ａを備える場合は、第３制御パターンＣＰ３でモータ８の回転を制御するようにしている。
より詳細には、図４は、第１制御パターンＣＰ１におけるモータ８への指令トルクと指令回転速度、および、モータ８を実際に第１制御パターンＣＰ１で作動させた場合に出力される回転速度と作用トルクを示したものである。
第１制御パターンＣＰ１では、キャップ３の仮締めは行わずに閉栓トルクを指令トルクとして、一定の回転速度でモータ８を回転させてキャップ３を容器２の口部２Ａに巻き締めることを意図している。図４（ａ）に破線で示しているのはモータ８に対する制御装置１１からの指令回転速度であり、実線はサーボアンプ２３で検出した実際のモータ８の回転速度（キャップ３の回転速度）である。同様に図４（ｂ）に破線で示しているのは、制御装置１１からモータ８への指令トルクであり、実線で示すのはサーボアンプ２３により検出した実際のモータ８が出力する作用トルク（キャップ３に作用する作用トルク）を示している。
この第１制御パターンＣＰ１では、キャップ３の巻き締めの際の指令回転速度は一定値に設定されている（図４（ａ）参照）。他方、指令トルクは、キャップ３のねじ山が容器２の口部２ａのねじ山と噛み合う噛合区間となる所定時間中には一定の大きな指令トルクが設定されており、その後を本締区間として噛合区間よりも小さな閉栓トルクが指令トルクとして設定されている（図４（ｂ）参照）。
【００１５】
第１制御パターンＣＰ１による指令回転速度と指令トルクでモータ８を回転させて、キャッピングヘッド７に保持したキャップ３を実際に容器２の口部２Ａに巻き締めると、図４（ａ）、図４（ｂ）に実線で示すようなモータ８の回転速度と作用トルクを得ることができる。
つまり、キャップ３が容器２の口部２Ａに被せられて回転されると、キャップ３のねじ山と容器２の口部２Ａのねじ山とが噛み合う際にトルクの急激な上昇が見られ（図４（ｂ））、その後、比較的小さなトルクで移行し、一時的にトルクが上昇した後、トルクが急激に増加して指令トルクと同じトルクとなる。トルクが急激な上昇勾配を示すのは、キャップ３の天面に容器２の口部２Ａの先端が当接した（着座した）ことを示しており、この時には回転速度は急減に減少する（図４（ａ）参照）。
そこで、この第１制御パターンＣＰ１では、回転速度が急激に減速されて所定回転速度（本締停止判定回転速度）となると、その時点から所定時間（本締トルク保持時間）だけ指令トルクを保持するように設定している。
なお、図３（ａ）に示したインナーリング３Ａを備えたキャップ３を巻き締める場合には、インナーリング３Ａが口部２Ａに当接した際に、回転速度とトルクが一時的に上昇する。
【００１６】
次に、図５により第２制御パターンＣＰ２について説明する。この第２制御パターンＣＰ２は、上記特許文献１の開示されたキャッピング方法と同じものである。すなわち、この第２制御パターンＣＰ２は、噛合区間と本締区間との間に仮締区間が設けられており、仮締区間の全域においてモータ８を小さな指令トルクで高速回転させて着座したことを検出し、その後の本締区間では大きなトルクで低速回転させるようになっている。
【００１７】
より詳細には、第２制御パターンＣＰ２では、噛合区間と仮締区間では、モータ８へ高速の指令回転速度を指令し、本締区間では低速の指令回転速度を指令するようにしている。他方、噛合区間では大きな指令トルクをモータ８に指令し、仮締区間ではそれまでと比較して半分以下の小さな指令トルクを指令する。最後の本締区間では、閉栓トルクを指令トルクとして指令するようになっている。
第２制御パターンＣＰ２による指令回転速度と指令トルクでモータ８を回転させて、キャッピングヘッド７に保持したキャップ３を実際に容器２の口部２Ａに巻き締めると、図５（ａ）、図５（ｂ）に実線で示すようなモータ８の回転速度と作用トルクを得ることができる。
つまり、始めにキャップ３のねじ山と容器２の口部２Ａのねじ山との噛み合い時にトルクの急激な上昇が見られ、その後、比較的小さなトルクで移行し、その後、トルクが急激に上昇する（図５（ｂ）参照）。このようにトルクが急激に増加する際には、回転速度が急減に減速されるようになり、所定回転速度（仮締終了判定回転速度）となった時点を仮締終了時点として、その時点から本締区間に移行して、指令トルクを閉栓トルクに増加させるとともに、回転速度を低速に切り換える。その後、トルクが上昇し続けるとともに回転速度が増速に転じるが、再び減速されて、所定の本締停止判定回転速度に達すると、所定の本締トルク保持時間の間、閉栓トルクが保持される。
このように、第２制御パターンＣＰ２は、噛合区間では大きなトルクと高い回転速度でモータ８を回転させ、仮締区間では小さなトルクとし、本締区間では再度大きなトルクで低い回転速度でモータ８を回転させるようになっている。
【００１８】
次に、図６に基づいて第３制御パターンＣＰ３について説明する。第３制御パターンＣＰ３は、特許文献２に開示された方法と同じ内容であり、噛合区間と仮締区間とにわたって一定の高い回転速度をモータ８に指令するとともに、大きなトルクをモータ８に指令するようにしている。他方、本締区間では低い回転速度と噛合区間よりも小さなトルクをモータ８に指令するようになっている。
第３制御パターンＣＰ３により実際のキャップ２の巻き締めを行うと、実線で示すように、噛み合い時とインナーリング３Ａによるトルクの上昇の後で、キャップ３の天面への容器２の口部２Ａ先端の着座によりトルクが急激に上昇する。この第３制御パターンＣＰ３では、急激に上昇するトルクが所定の仮締終了判定トルクに達すると、指令トルクを閉栓トルクまで低下させるとともに回転速度を減速させて本締区間に移行する。本締区間では作用トルクが閉栓トルクまで上昇する間に回転速度は減速された指令回転速度まで低下し、さらに低下して所定の本締停止判定回転速度となると、そこから所定の本締トルク保持時間の間、所定の閉栓トルクが保持されるようになっている。
【００１９】
以上のように、制御装置１１は、キャップ３の特性に応じてモータ８を回転させるための複数の制御パターン（ＣＰ１〜ＣＰ３）を備えており、本実施例は、上述したスクリューキャッパ１の構成を前提とした上で、処理対象となるキャップ３の種類が特性の異なる新しいキャップ３に変更される際に、該新しいキャップ３を上記３つの制御パターンＣＰ１〜ＣＰ３のいずれでモータ８を回転させて、容器２に巻き締めるかを制御装置１１によって決定するようにしたことが特徴である。
すなわち、処理対象となるキャップ３が新しいものに変更されて該キャップ３を上記制御パターンＣＰ１〜ＣＰ３のどれを適用するか不明な場合には、次のようなサンプリングによる処理工程を経た方法で新しいキャップ３を容器２に巻き締めるために好適な制御パターンを選定する。
先ず、サンプリング工程に先立ってスクリューキャッパ１の機械条件として巻き締めに費やすことができる時間（巻締有効時間）、および容器２、キャップ３の資材条件としてキャップ３の巻数（キャップ有効巻数）と要求される閉栓トルクの値を、制御装置１１に入力しておく。そして、新たな複数のキャップ３とそれを取り付けるための容器２を準備し、制御装置１１はモータ８を所定の回転速度および指令トルクからなるテスト条件に従って回転させて、キャッピングヘッド７により新たな複数のキャップ３を容器２の口部２Ａに巻き締める（サンプリング工程：図７のＳ１参照）。なお、このサンプリング工程Ｓ１の際にも、事前にモータ８を実際に回転するための設定パラメータを設定部１１Ｃによって設定しており、該事前に求めた設定パラメータからなるテスト条件でモータ８を所定の指令回転速度および指令トルクで回転させてキャップ３を容器２に巻き締める。
【００２０】
上記サンプリング工程Ｓ１でのキャップ３の巻き締めでは、例えばキャッピングヘッド７の回転速度は実際の巻き締め時よりも低速の一定速で、かつ指令トルクは、必要な閉栓トルクよりも大きな一定トルクで行う。そして、このサンプリング工程Ｓ１でのキャップ３の巻き締めの際において、キャップ３に作用する作用トルクは上記サーボアンプ２３を介して検出されている。この作用トルクの検出は、エンコーダ２２を介してキャップ３の巻き締めの際の所定回転角度毎に行われるようになっており、検出された回転角度毎の作用トルクは制御装置１１に入力され、モータ８の回転角度と作用トルクの変化の関係（図８参照）が求められるようになっている。なお、上記サンプリング工程Ｓ１は、スクリューキャッパ１のキャッピングヘッド７により複数個のキャップ３を対象として、例えば１０個のキャップ３を容器２に取り付けることで行われる。
【００２１】
上記サンプリング工程Ｓ１の後に、制御装置１１の設定部１１Ｃは、上記サンプリング工程Ｓ１で得られたモータ８の回転角度と作用トルクの変化の関係に基づいて、以下のようにして記憶部１１Ｂに記憶された複数の制御パターンから１つの制御パターンを選定するようになっている。
つまり、サンプリング工程Ｓ１において１度毎の回転角度で作用トルクを検出すると、制御装置１１の設定部１１Ｃは、単位角度である１度毎に所定角度先のトルク値との差を求め、容器２の口部２Ａの先端がキャップ３の天面に当接する（着座する）時点の回転角度（着座位置）を求める。すなわち、着座するとトルクは急上昇するため、トルク値の差が最後に所定値以上に上昇する角度の直前の角度位置を求める。なお、着座位置の求め方に関しては先行技術である特開２００１−７２１８６号公報で公知である。
【００２２】
次に、設定部１１Ｃは上述のようにして着座位置を求めたら、その角度位置以前の所定角度範囲からなる中間区間における中間抵抗トルクを求める（図７のＳ３参照）。中間抵抗トルクは、巻き締め開始直後の噛み合い開始時の急激なトルク上昇の箇所を除いた、最終的なキャップ３の締め上げが開始される着座位置に至るまでの中間区間における作用トルクの最大値である。なお、巻き締め開始直後の急激なトルク上昇は、キャップ３が一回転する間に発生するため、巻き締め開始から少なくともキャップ３が一回転する所定角度（時間）の間は、検出される作用トルクを無視することでこのトルク上昇を除くことができる。また、この巻き締め開始から噛み合い開始時を含む所定時間が、各制御パターンＣＰ１〜ＣＰ３における噛合区間となる。
このようにして中間抵抗トルクを求めたら、次に設定部１１Ｃは、予め記憶した必要とする閉栓トルクから上記求めた中間抵抗トルクを減算する（図７のＳ４参照）。
次に、設定部１１Ｃは最終的なキャップ３の締め上げに要する回転角度である最大本締回転角度を求める。より具体的には、上記着座位置で着座した後のトルク上昇中に中間抵抗トルクと同じ値が発生した角度位置から閉栓トルクに達した角度位置までの回転角度を、最大本締回転角度として求める（図７のＳ５参照）。
【００２３】
次に、制御装置１１の設定部１１Ｃは、上述のようにして求めた最大本締回転角度を予め設定した条件と照合して、当該キャップ３に対して上記各制御パターンＣＰ１〜ＣＰ３のいずれを適用するのかを次のようにして決定する。
最初に、最大本締回転角度を予め設定した条件としての設定値と比較し、ここで最大本締回転角度が設定値以下であれば、直ちに第１制御パターンＣＰ１として分類する（図７のＳ６参照）。
すなわち、制御パターンＣＰ２は仮締終了判定回転速度を、制御パターンＣＰ３では仮締終了判定トルクを検出する必要があり、これらを確実に検出できる回転角度（時間）が最大本締回転角度間に必要となるためであり、これが回転角度と作用トルクの変化の関係における第１の特徴点となる。
他方、比較の結果、最大本締回転角度が設定値以上であれば、次に、中間抵抗トルクの値を予め設定した条件としての設定値と比較する。ここで、中間抵抗トルクが設定値以下であれば、制御パターンＣＰ２と分類し、設定値を超えていれば制御パターンＣＰ３と分類する。
すなわち、中間抵抗トルクが設定値以上である場合には、インナーリング３Ａを備えているものと判断され、制御パターンＣＰ２を用いることができないため、制御パターンＣＰ３を選択することになり、これが回転角度と作用トルクの変化の関係における第２の特徴点となる。
【００２４】
制御装置１１の設定部１１Ｃは、上述した処理工程（図７のＳ２〜Ｓ６）を経ることで、複数の制御パターンＣＰ１〜ＣＰ３から１つの制御パターンを選定し、次に試運転を行う（図７のＳ７参照）。
この試運転を行うにあたって、選択した第１制御パターンＣＰ１〜第３制御パターンＣＰ３毎に仮のパラメータを設定する。この仮のパラメータは制御装置１１の設定部１１Ｃが、予め入力された機械条件、資材条件とサンプリングにより得られた検出値に従って設定するようにしている。
【００２５】
まず、第１制御パターンＣＰ１においては、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間、指令回転速度、本締停止判定回転速度、噛合区間における指令トルク、本締区間の指令トルク(閉栓トルク)の値を設定する必要があり、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間、指令回転速度は、サンプリング工程に先立って入力した機械条件としての巻締有効時間と資材条件としてのキャップ有効巻数に基づいて選定するようにしており、噛合区間の設定時間はキャップ３の１回転に要する時間を、本締トルク保持時間は最終的に閉栓トルクが得られる十分な時間を、指令回転速度はキャッピングヘッド７の慣性の影響が及ばない範囲の速度をそれぞれ選定するようになっている。また、本締停止判定回転速度はキャッピングヘッド７が停止されることが判断できる程度に低い速度を予め選定して登録することができるものであり、噛合区間における指令トルクについては、サンプリング工程により得られた噛み合い開始時の急激なトルクの上昇値から求めることができる。さらに、本締区間の指令トルク (閉栓トルク)はサンプリング工程に先立って入力した閉栓トルクから設定することができる。
【００２６】
次に、第２制御パターンＣＰ２においては、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間、噛合区間、仮締区間における指令回転速度、本締区間における指令回転速度、仮締終了判定回転速度、本締停止判定回転速度、噛合区間における指令トルク、仮締区間における指令トルク、本締区間の指令トルク(閉栓トルク)の値を設定する必要があり、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間は第１制御パターンＣＰ１と同様に設定することができ、噛合区間、仮締区間における指令回転速度、本締区間における指令回転速度は、サンプリング工程に先立って入力した機械条作としての巻締有効時間と資材条件としてのキャップ有効巻数に基づいて選定するようにしており、本締区間における指令回転連度はキャッピングヘッド７の慣性の影響が及ぱない範囲の速度を選定するようになっている。
また、仮締終了判定回転速度、本締停止判定回転速度はキャッピングヘッド７が停止されることが判断できる程度に低い速度を予め選定して登録することができるものであり、噛合区間における指令トルクについては第１制御パターンＣＰ１と同様に設定することができる。さらに、仮締区間における指令トルクは、サンプリング工程により得られた中間区間のトルク値から求めることができ、本締区間の指令トルク(閉栓トルク)はサンプリング工程に先立って入力した閉栓トルクから設定することができる。
【００２７】
第３制御パターンＣＰ３においては、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間、噛合区間、仮締区間における指令回転速度、本締区間における指令回転速度、本締停止判定回転速度、噛合区間、仮締区間における指令トルク、本締区間の指令トルク(閉栓トルク)、仮締終了判定トルクの値を設定する必要があり、噛合区間の設定時間、本締トルク保持時間は第１制御パターンＣＰ１と同様に設定することができ、噛合区間、仮締区間における指令回転速度、本締区間における指令回転速度は、サンプリング工程に先立って入力した機械条件としての巻締有効時間と資材条件としてのキャップ有効巻数に基づいて選定するようにしており、本締区間における指令回転速度はキャッピングヘッド７の慣性の影響が及ぱない範囲の速度を選定するようになっている。
また、本締停止判定回転速度はキャッピングヘッド７が停止されることが判断できる程度に低い速度を予め選定して登録することができるものであり、噛合区間における指令トルクについては第1制御パターンＣＰ１と同様に設定することができる。さらに、仮締区間における指令トルクは、サンプリング工程により得られた回転角度と作用トルクの変化の関係における中間区間の作用トルクの最大値から求めることができ、本締区間の指令トルク(閉栓トルク)はサンプリングに先立って入力した閉栓トルクから設定することができる。そして、仮締終了判定トルクは、サンプリングにより得られた中間抵抗トルクと入力された閉栓トルクに基づいて設定するようにしている。
この仮のパラメータによる試運転において不具合がある場合には、制御装置１１はパラメータの微調整を行う（図７のＳ７’参照）。
このパラメータの調整後に、再度キャップ３を容器２に巻き締める試運転を行って、不具合がなければ、制御装置１１の設定部１１Ｃは制御パターンを最終的に決定し、かつ、最後の試運転の際の設定パラメータでモータ８を回転させることを決定する。
【００２８】
以上のように、本実施例のスクリューキャッパ１とそれによるキャップ３の巻き締め方法においては、特性の異なる新しいキャップ３を容器２に巻き締めようとする場合に、該キャップ３に適用すべき１つの制御パターンを決定するに際して、別個のテスト機械によって事前にテストを行う必要がない。そのため、本発明のキャップの巻き締めにおける制御パターン選定方法およびスクリューキャッパによれば、複数の制御パターンの中から好適なモータ８の制御パターンの選定と具体的な設定パラメータの決定を容易に行うことができる。したがって、処理対象となるキャップ３を特性の異なるものと変更する場合において、現場のオペレータの作業負担を大幅に軽減させることができ、しかも、従来と比較して資材や試験時間などを大幅に省略することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１‥スクリューキャッパ                  ２‥容器
３‥キャップ                            ６‥保持手段
７‥キャッピングヘッド                  ８‥モータ
１１‥制御装置                          １１Ｂ‥記憶部
１１Ｃ‥設定部                          ２２‥エンコーダ
２３‥サーボアンプ                      ＣＰ１‥第１制御パターン
ＣＰ２‥第２制御パターン                ＣＰ３‥第３制御パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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