(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを保持したキャッピングヘッドをびん台上の容器に向かって下降させ、この容器の口部に対し加圧してキャッピングを行なうキャッパにおいて、上記びん台に取付けられ、びん台上の容器に加えられる打込荷重を検出するロードセルと、このロードセルが検出した打込荷重信号を受け、キャッピング行程中の所定時間内における連続的な打込荷重の変動を打込荷重波形として検知する検知手段と、適正な打込荷重によって正常なキャッピングが行なわれた際の打込荷重波形を予め記憶する記憶手段と、上記検知手段が検知した実際のキャッピング時の打込荷重波形を、上記記憶手段が記憶している正常な打込荷重波形と比較し、検知手段が検知した打込荷重波形が、正常な打込荷重波形を基準とする所定の許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段とを備えたことを特徴とするキャッパの打込荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、キャッピングヘッドが保持するキャップを容器の口部に対して押圧することによりキャッピングを行なうキャッパに係り、特に、キャッピング行程中の荷重の変動を連続的に検出してキャッピングが正常に行なわれたか否かを判別する打込荷重検出装置を備えたキャッパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
びん台上に載せられて搬送される容器の口部に向かってキャッピングヘッドを下降させることにより、このキャッピングヘッドに保持されているキャップを、所定の加圧力によって容器の口部に押付けてキャッピングを行なうキャッパは従来から知られている。このような打込式キャッパでは、キャップを適正な荷重で容器の口部に押圧しなければ正常なキャッピングを行なうことができない。例えば、打込時の荷重が不足すると、キャップがびん口に完全に装着されず、容器内を完全に密封することができない場合があり、また、キャッピング時の荷重が過大だと、破びんを生じたり、キャップが変形してしまう等の問題があった。そこで、キャップを容器の口部に対して加圧することによりキャッピングを行なうタイプのキャッパでは、従来から、キャッピング時の荷重を検出する荷重検出装置を設けて、適正な打込荷重が得られるようにしている（特開昭６１−１８９号、特開平２−５７９３２号）。
【０００３】
上記第１の公報（特開昭６１−１８９号）に記載されている蓋締装置は、「キャップ締付用ヘッド３５を昇降させるカム溝を有する上部環状レール４の、蓋締完了位置に対応する部分を分割して上方への移動を可能にした分割レール４´と、この分割レール４´の上方への移動を規制するとともに、同規制時に分割レール４´に加わる荷重を検出する荷重計４９とを備えており、びん３６を加圧する反力が分割レール４´を経て荷重計４９の検出部にかかり、この反力が荷重計４９によって検出され、その検出信号が接続された表示装置へ送られて表示される」ようになっている。
【０００４】
また、上記第２の公報（特開平２−５７９３２号）に記載されたキャップの荷重測定装置は、「実際の容器とほぼ同様な形状のハウジング３と、このハウジング３の内部に固定された荷重検出部材４と、この荷重検出部材４の上端に設けられたねじ部４ａに、キャッピングヘッド８によってキャップ７をキャッピングする際の荷重を検出する荷重検出器１０を備えており、この荷重検出器１０からの信号を、制御装置１２に入力し、制御装置１２の演算した値を記憶手段１２に記憶させる」ようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記第１の公報（特開昭６１−１８９号）に記載された蓋締装置は、実際のキャッピング行程を行なう過程で蓋締荷重を検出するようになっているが、この装置では、キャップ締付用ヘッド３５を昇降させるカム溝を有する上部環状レール４の一部を分割した分割レール４´の部分だけで荷重を検出するもので、キャッピングの開始から完了に至る全行程にわたって荷重を検出しキャッピングの良否を判断することはできない。
【０００６】
また、第２の公報（特開平２−５７９３２号）に記載された荷重測定装置は、容器の形状と同様の形状を有するハウジング３を備えており、この荷重測定装置を容器の代りにキャッパ内に供給し、キャッパに実際のキャップ打込行程と同様の行程を行なわせて打込荷重を測定するものであり、実際の生産運転中における打込荷重を測定して、キャッピングの良否を判定することはできない。
【０００７】
本発明は上記欠点を除くためになされたもので、実際の生産運転中に、しかも、容器の口部に対するキャップの打込の開始から完了に至る全キャッピング行程に渡って、または、その行程の一部において打込荷重を連続的に検出することができ、しかもこの検出された荷重から得られた打込荷重波形に基づいてキャップの打込の良否を判断することができる打込荷重検出装置を備えたキャッパを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る打込荷重検出装置は、キャップを保持したキャッピングヘッドをびん台上の容器に向かって下降させ、この容器の口部に対し加圧してキャッピングを行なうキャッパに設けられたもので、上記びん台に取付けられ、びん台上に載せられた容器に加えられる打込荷重を連続的に検出するロードセルと、このロードセルが検出して出力した打込荷重信号を受け取り、キャッピング行程中の所定時間内における連続的な打込荷重の変動を打込荷重波形として検知する検知手段と、適正な打込荷重によって正常なキャッピングが行なわれた際の打込荷重波形を予め記憶する記憶手段と、上記検知手段が検知した実際のキャッピング時の打込荷重波形を、上記記憶手段が記憶している正常な打込荷重波形と比較し、検知手段が検知した打込荷重波形が、正常な打込荷重波形を基準とする所定の許容範囲内にあるか否かを判別する判別手段とを備えている。
【０００９】
【作用】
本発明に係る打込荷重検出装置では、ロードセルがびん台に取付けられており、キャッピング行程が行なわれている間、キャッピングヘッドの下降により容器に加えられている打込荷重を連続的に検出することができるので、キャッピングの良否を確実に判別することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、図示実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る打込荷重検出装置を備えたキャッパの要部の断面図、図２は上記キャッパの全体を簡略化して示す平面図である。本実施例はロータリ式のキャッパ（全体として符号１で示す）であり、中央に配置された図示しない支持軸の周囲に回転テーブル２が支持されて回転するようになっており、この回転テーブル２の外周寄りに、円周方向等間隔で複数のびん台４が取付けられている。これら各びん台４の上方には、それぞれ、キャップ６を保持して昇降するキャッピングヘッド（図示せず）が設けられており、びん台４と一体的に回転しつつ下降し、びん台４上に載って回転搬送されている容器８の口部８ａに対し、そのキャップ６を所定の加圧力で押圧して打込むようになっている。
【００１１】
上記キャッパ１内には、容器搬送コンベア１０によって連続的に搬送されてきた容器８が、入口スターホイール１２を介して供給され、各びん台４上に１本ずつ載せられる。びん台４とその上方に設けられたキャッピングヘッドとは、上下の位置を一致させた状態で一体的に回転し、その回転中にキャッピングヘッドが下降して、保持しているキャップ６をびん台４上の容器８の口部８ａに対して、所定の加圧力で押圧し、キャッピングを行なう。キャッパ１が１回転弱の回転移動をする間にキャッピングが行なわれた容器８は、排出スターホイール１４を介して再び容器搬送コンベア１０上に排出され、この容器搬送コンベア１０によって次の工程に送られる。
【００１２】
各びん台４の下方には、上記キャッピングヘッドの下降によるキャップ６の打込時に容器８に加えられる荷重を検出するロードセル１６が設けられている。本実施例装置では、各びん台４毎にロードセル１６が設けられているので、入口スターホイール１２からびん台４上に容器８が供給された時点から、キャッピングが行なわれ、排出スタホイール１４によって容器８が排出されるまでの間、びん台４上の容器８に加えられる荷重を連続的に検出することができる。なお、この実施例では、各びん台４は、溶接されたベローズ１８によって回転テーブル２に連結されている。これは、このキャッパ１を洗浄する際にロードセル１６に洗浄水がかからないようにするためである。
【００１３】
上記回転テーブル２に取付けられている各びん台４にそれぞれ設けられて一体的に回転するこれらロードセル１６は、スリップリングまたはトランス方式のコネクタ等の信号伝達手段２０を介して、外部に設けられた固定側の演算・制御処理装置２２（図３参照）に接続されており、ロードセル１６が検出し出力した荷重信号は、上記信号伝達手段２０によって伝えられてこの演算・制御処理装置２２に入力される。
【００１４】
演算・制御処理装置２２は、検知部、記憶部および判別部を備えている。検知部では、キャッパ１によって実際のキャッピングを行なう際に、上記ロードセル１６がキャッピングヘッドの下降による打込開始時から打込完了時までの間連続的に検出して出力した打込荷重信号を受け取り、その間の検出荷重の変動を打込荷重波形として検知する。記憶部は、適正な荷重によって正常にキャッピングが行なわれた際の、キャッピング行程の開始時から完了時までの連続的な荷重の変動を、正常な打込荷重波形（図４の実線参照）として予め記憶している。また、判別部は、実際にキャッピングが行なわれた際の打込荷重波形を、上記記憶部が記憶している正常な打込荷重波形と比較し、その結果を判定信号として出力する。この時、正常な打込荷重波形を基準として、キャッピングの良否に影響しない範囲の荷重の誤差は許容範囲（図４の破線の間の範囲）として容認し、正常なキャッピングが行なわれたものと判断する。
【００１５】
上記構成に係る打込荷重検出装置を備えたキャッパ１の作動について説明する。上記容器搬送コンベア１０によって搬送されてきた容器８が、入口スターホイール１２を介して、キャッパ１内の各びん台４上に１本ずつ供給される。これら各びん台４は上方のキャッピングヘッドとともに、図２の矢印Ｒ方向へ回転している。各びん台４の下面にそれぞれ取付けられているロードセル１６は、図１のＡ区間を回転移動する間に０点の補正が行なわれる。なお、このロードセル１６の０点補正は、必ずしも１回転毎に行なう必要はなく、数サイクル毎にあるいは機械停止時にのみ行なうようにしても良い。ロードセル１６の０点補正区間Ａが終了した時点で、上記のようにびん台４上に容器８が供給される。さらに回転してその下流側のＢ区間を通過する間に、ロードセル１６によってびん台４上の容器８の重量の測定が行なわれる。この容器８の重量の測定は、その後のキャッピング行程を行なう際に検出する打込荷重を補正するために行なわれる。
【００１６】
容器８の重量の測定を行なうＢ区間を通過した後の、Ｃ区間では、上記キャッピングヘッド（図示せず）を下降させ、このキャッピングヘッドが保持しているキャップ６を容器８の口部８ａに押圧してキャッピングを行なった後、その容器８を排出スターホイール１４を介して容器搬送コンベア１０上に排出する。このＣ区間において、ロードセル１６によって、びん台４上の容器８に加えられる荷重を連続的に検出する。上記キャッピングヘッドの下降はカム（図示せず）によって行なわれるようになっており、この実施例では図５に示すカム曲線に従ってキャッピングヘッドを昇降させる。このカム曲線に応じて、キャッピングヘッドは図５の（イ）点から下降を開始し、（ロ）点でキャッピングヘッドが保持しているキャップ６がびん台４上の容器８の口部８ａに接触し、さらに、キャッピングヘッドが（ハ）点まで下降を続けることにより、保持しているキャップ６を容器８の口部８ａに打込む。（ハ）点から（ニ）点までの間、キャッピングヘッドは最も下降した高さのまま回転移動を続けて荷重を付加する。その後、（ニ）点からキャッピングヘッドは上昇を開始し、（ホ）点でキャップ６から離れた後更に上昇してもとの高さに戻る。
【００１７】
上記カム曲線に応じて、キャップ６を保持したキャッピングヘッドを昇降させてびん台４上の容器８にキャッピングを行なうが、このキャッピング行程中に容器８に対して加えられる荷重は、びん台４の下面に取付けられたロードセル１６によって連続的に検出されており、このロードセル１６によって検出された荷重信号が、上記スリップリング等の伝達手段２０を介して伝えられ、キャッパ１の外部に設けられた演算・制御処理装置２２に入力される。演算・制御処理装置２２内では、検知部によって所定時間（または、この実施例はロータリ式キャッパであるから所定の回転角度）に渡る連続的な検出信号を実際の打込荷重波形として検知する。さらに、判別部が、この実際のキャッピングが行なわれた際の打込荷重波形と、記憶部が予め記憶している正常な打込荷重波形とを比較してキャッピングの良否を判別する。なお、この演算・制御処理装置による正常な打込荷重波形と実際の打込荷重波形との比較および判別は、１本の容器の打栓が完了する毎に行なうようにしても良く、また、すべてのデータを取った後に行なうようにしても良い。
【００１８】
上記演算・制御処理装置２２の検知部が検知した実際のキャッピング時の打込荷重波形が、上記記憶部が予め記憶している正常な打込荷重波形に対し所定の幅を有する許容範囲（図４参照）内に収まっていれば、正常なキャッピングが行なわれたものと判断する。
【００１９】
また、検知部が検知した実際のキャッピング時の打込荷重波形が、上記記憶部が予め記憶している正常な打込荷重波形に対し所定の幅を有する許容範囲（図４参照）から外れている場合には、キャッピングが正常に行なわれなかったと判断して、上記判別部がＮＧ信号を出力する。このように正常なキャッピングが行なわれなかった場合には、その打込荷重波形から、異常の原因を確認することができる。例えば、図６に示すように、図５のカムの（ロ）点でキャッピングヘッドに保持されたキャップ６が容器８の口部８ａに当接を開始し、荷重が付加され始めたが、正常な打込荷重波形のように急激に荷重が上昇せず、また、キャッピングヘッドが最も下降した位置に到達するカムの（ハ）点を通過しても、荷重が最大値に達せず、その後、逆に低下してしまったような場合には、破びんが原因であることがわかる。なお、破びんの発生は図６の例のようにキャッピングの初期に限られるものではないので、キャッピングの開始から完了までの打込荷重の変動を連続的に検出することにより、確実に破びんの発生を発見することができる。
【００２０】
さらに、ロードセル１６の検出した荷重信号から演算・制御処理装置２２の検知部が得た実際のキャッピング時の打込荷重波形が、図７に示すように、図５のカムの（ロ）点で、キャップ６が容器８の口部８ａに当接して容器８に加えられる荷重が一時僅かに上昇するが、極めて短時間ですぐに低下し、その後、急激に上昇して、カムの（ハ）点で、ほぼ荷重の最大値に達し、以後の波形が、正常な打込荷重波形の許容範囲内にあった場合には、キャッピングの開始時点で、キャップ６が斜めに入ったため、一時的に荷重がかかり、その後、キャップ６が入り込んで荷重が低下したことが明らかであり、キャップが斜めに打込まれたというキャップミスであることがわかる。
【００２１】
また、図８に示すように、打込が開始するカムの（ロ）点から急激に荷重が上昇し、カムの（ハ）点で正常な打込荷重波形のほぼ最大値に一致する高さまで到達した後、短時間の僅かな荷重の低下があり（この例では２回）、その後、正常な打込荷重波形の最大値を上まわる高荷重を示すような波形が得られた場合には、キャップ６の一部がつぶれたため、一時的に荷重が低下したものであると考えられる。
【００２２】
このように、適正な荷重により正常にキャッピングが行なわれた場合の容器８に加わる荷重を、キャッピング開始時から完了時に渡って連続的に検出し、この荷重の変動を正常な打込荷重波形として記憶部に予め記憶しておき、一方、実際にキャッパ１による生産運転を行なう際に、個々のびん台４上の容器８に加えられる荷重をキャッピングの開始から完了に至る全行程に亘って検出し、連続的な荷重変化を実際の打込荷重波形として検知部が検知し、この検知部によって得られた実際の打込荷重波形と上記正常な打込荷重波形とを比較し、実際の打込荷重波形が、正常な打込荷重波形に対する所定の許容範囲内に収まっているか否かを判別することにより、キャッピングの良否を判定することができ、また、破びん等の検出も可能になるので、製品に対する高度な品質管理が可能になる。
【００２３】
また、上記判別部によるＮＧ信号を受けて作動する自動排出装置を設ければ、キャッピング不良の容器を自動的に排除することも可能である。さらに、上記図１のＢ区間において、打込荷重を補正するために容器の重量を測定しているが、この測定結果によって、容器内の入味量の確認を行なうこともできる。なお、上記実施例では、ロータリ式のキャッパ１について説明したが、ロータリ式に限るものではなく、ライン式のキャッパ等にも適用できることはいうまでもない。また、本発明は、いわゆる打込式キャッパに限られるものではなく、キャッピングヘッドに保持させたキャップを加圧して容器のびん口にキャッピングする構成のキャッパであれば良く、王冠のキャッピングを行なう王冠打栓機あるいは、キャップを容器の口部に押圧した状態でキャップの周囲にねじ切りを行なうＰＰキャッパ等にも適用することができる。
【００２４】
なお、上記実施例では、キャッピングの開始から完了に至る全行程に亘って打込荷重の変化を検出してキャッピングの良否を判別するようにしているが、必ずしも、常にキャッピングの全行程に亘って荷重を検出する必要があるわけではなく、キャッピング行程中の必要な一部分についてだけ連続的に打込荷重を検出し、キャッピングの良否を判定するようにしても良い。例えば、ＰＰキャッパの場合には、図９に示すように、キャッピングヘッドを下降させて、カムの（ハ）点においてキャップを容器の口部に押付け、その後、ねじ切りを開始するカムの（ヘ）点を通過した後は、荷重の変動を監視する必要はないので、その時点までの打込荷重の検出を行なえば良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、びん台上の容器に加えられる打込荷重を検出するロードセルと、このロードセルが検出した打込荷重信号を受け、キャッピング行程中の所定時間内における連続的な打込荷重の変動を打込荷重波形として検知する検知手段と、適正な打込荷重によって正常なキャッピングが行なわれた際の打込荷重波形を予め記憶する記憶手段と、上記検知手段が検知した実際のキャッピング時の打込荷重波形を、上記記憶手段が記憶している正常な打込荷重波形と比較し、キャッピングの良否を判別する判別手段とを備えたことにより、キャッピング行程の所要区間に亘って打込荷重の変動を連続的に検出してキャッピングの良否を判定することができ、製品に対する高度な品質管理をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る荷重検出装置を備えたキャッパの要部を示す図である。
【図２】上記キャッパの全体の配置を示す平面図である。
【図３】上記荷重検出装置の一例を示すシステムブロック図である。
【図４】上記キャッパによって正常なキャッピングが行なわれた場合の打込荷重波形を示す波形図である。
【図５】上記キャッパのキャッピングヘッドを昇降させるカムのカム曲線を示す図である。
【図６】実際のキャッピング行程において正常なキャッピングが行なわれなかった場合の打込荷重波形の一例を示すもので、破びんの場合を示す。
【図７】実際のキャッピング行程において正常なキャッピングが行なわれなかった場合の打込荷重波形の一例を示すもので、キャップが斜めに打込まれた場合を示す。
【図８】実際のキャッピング行程において正常なキャッピングが行なわれなかった場合の打込荷重波形の一例を示すもので、キャップの一部がつぶれた場合を示す。
【図９】ＰＰキャッパの場合に荷重の検出が必要な範囲をカム曲線上で示す図である。
【符号の説明】
４    びん台
６    キャップ
８    容器
８ａ  容器の口部
１６    ロードセル
２２    演算・制御処理装置（検知手段、記憶手段、判別手段）
【図１】
0003546480.tif 000002
【図２】
0003546480.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003546480.tif 000005
【図５】
0003546480.tif 000006
【図９】
0003546480.tif 000007
【図６】
0003546480.tif 000008
【図７】
0003546480.tif 000009
【図８】
0003546480.tif 000010