(57)【要約】【課題】キャップ装着時の安定性が良く、かつキャップチャックの一定の回転角度で所定の巻締角度を得ることができる。【解決手段】容器の口部外周にネジ部の開始位置と一定の位置関係を有する容器側巻締角度制御マーク２１を設けると共にキャップ１の外周に同様にキャップ側巻締角度制御マーク１１を設け、巻締開始時にネジキャップのネジ開始位置と容器のネジ開始位置が所定の角度関係となるように、巻締開始前にキャップチャク３１を回転駆動してネジキャップの嵌合位置合わせを行なってから、ネジキャップを容器口に嵌合して巻締を開始する。【選択図】        図２
2004244062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジ部を有する容器口にネジキャップを巻締するネジキャップの巻締方法において、巻締開始時にネジキャップのネジ開始位置と容器のネジ開始位置が所定の角度関係となるように、巻締開始前にキャップチャックで前記ネジキャップの嵌合位置合わせを行なってから、該ネジキャップを容器口に嵌合して巻締を開始することを特徴とするネジキャップの巻締方法。
【請求項２】
容器の口部外周にネジ部の開始位置と一定の位置関係を有する容器側巻締角度制御マークを設けると共にネジキャップの外周にネジ部の開始位置と一定の位置関係を有するキャップ側巻締角度制御マークを設け、前記ネジキャップが容器口に嵌合する前に容器側巻締角度制御マークとキャップ側巻締角度制御マークの位置を検出し、両マークのずれにより、現在のキャップ位置からボトル側巻締角度制御マークの位置までの回転角度を演算し、該演算値に基きキャップチャックの回転駆動モータを回転させて、該キャップのネジ開始位置と容器のネジ開始位置が所定角度関係となるようにキャップの嵌合位置合わせを行なうことを特徴とする請求項１に記載のネジキャップの巻締方法。
【請求項３】
ネジキャップがキャップチャックに装着された状態でネジキャップに形成されたキャップ側巻締角度制御マークを検出する手段、容器がキャップチャックの下方位置に到達した状態で容器口に形成されたボトル側巻締角度制御マークを検出する手段、前記検出されたキャップ側巻締角度制御マークとボトル側巻締角度制御マークとの位置情報からキャップの所定嵌合位置までの回転角度を演算する演算手段、該演算手段の演算値に基きキャップチャックを回転させるキャップチャック回転駆動モータ、キャップチャックを下降させて容器口にキャップを嵌合するキャップチャック上下駆動手段、巻締角度及び巻締トルクをプリセットするプリセット手段、該設定値に基いて前記キャップチャック回転駆動モータを駆動制御するモータ制御手段からなることを特徴とするネジキャップの巻締装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器口部にネジキャップを螺着して巻締するネジキャップの巻締方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボトル等の容器の密封手段として、容器口にネジを形成し、該容器口にネジキャップを螺着することが一般的に行なわれている。これらの容器の密封は、主として容器口頂部とキャップ天壁内面に形成されているライナーとの密着によって図られており、密着が不完全であると密封が不完全になる。したがって、キャップの巻締は、キャップ天壁内面と容器口が密着するまで巻締することが必要であるが、従来のネジキャップの巻締された状態では、キャップ天壁内面と容器口が密着しているか否かを外部から判別することはできない。そのため、従来キャップの巻締状態を外部から確認できるように、例えば容器口部に１又は複数の位置表示を形成し、且つキャップの筒部にも閉栓位置表示を設け、閉栓状態で両者の表示が直線上に並んでいるか否かを検査することによって、完全に螺着されているか否かを判別できるようにしたもの（特許文献１参照）、容器口部外周とネジキャップの外周面とに、それぞれのネジ部のネジに対して一定の位置関係を有する標識を設けて、螺着後に一対のマークの位置関係に基いて、ネジキャップの巻締状態の適否を判別するようにしたもの（特許文献２、３参照）、さらには、キャップの巻締角度制御マークが頂板部の周縁部或いは頂板部とスカート部とのコーナー部に形成し、且つボトルの巻締角度制御マークをネックリングに設け、上方より巻締状体を一目で確認できるようにしたもの（特許文献４参照）が提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−１２０４６号公報
【特許文献２】
特開平１０−２３５１２号公報
【特許文献３】
特開平１１−１１５０４号公報
【特許文献４】
特開２００２−１９８８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来提案されているものは、何れも巻締終了後の巻締結果を検出する方法であり、該検査の結果により巻締不良容器を排除したり、あるいはその検査の結果をキャッパーにフィードバックして、巻締設定トルク等を調整して所定の巻締状態を得ようとするものであった。そのため、巻締時から検査時までのタイムラグがあり、巻締設定トルクが正しくない場合はその間に大量の不良巻締容器が発生するという問題点があった。また、容器の口部にキャップを巻締する際、容器にネジキャップが被さる時点でのキャップのねじ開始位置と容器のネジ開始位置の角度関係は不定であるので、キャップが斜め状態で被さる場合があり、装着時の安定性が悪い。そして、キャップのねじ開始位置と容器のネジ開始位置の角度関係は不定であるため、常に一定の巻締角度で容器を巻締することは不可能であるので、密封管理はもっぱら巻締トルクに頼らざるを得ないが、上記のようにキャップ装着時の姿勢が正しくない場合は、巻締不能となったり、あるいは巻締抵抗が大きくなり所定の巻締状態が得られてなくても、正常な巻締状態として判断され、巻締不良が発生するという問題点があった。
【０００５】
本発明は、従来のネジキャップ巻締管理の上記問題点を解決しようとするものであり、キャップとボトルのネジ開始位置が常に一定状態で巻締を開始することができ、キャップ装着時の安定性が良く、かつ巻締角度と回転トルクの二重で巻締管理を行なうことができ、常に安定して確実に密封能を得ることができるネジキャップの巻締方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決する本発明のネジキャップの巻締方法は、ネジ部を有する容器口にネジキャップを巻締するネジキャップの巻締方法において、巻締開始時にネジキャップのネジ開始位置と容器のネジ開始位置が所定の角度関係となるように、巻締開始前にキャップチャックで前記ネジキャップの嵌合位置合わせを行なってから、該ネジキャップを容器口に嵌合して巻締を開始することを特徴とする。巻締開始前のネジキャップの嵌合位置合わせは、容器の口部外周にネジ部の開始位置と一定の位置関係を有する容器側巻締角度制御マークを設けると共にネジキャップの外周にネジ部の開始位置と一定の位置関係を有するキャップ側巻締角度制御マークを設け、前記ネジキャップが容器口に嵌合する前に容器側巻締角度制御マークとキャップ側巻締角度制御マークの位置を検出し、両マークのずれにより、現在のキャップ位置からボトル側巻締角度制御マークの位置までの回転角度を演算し、該演算値に基きキャップチャックの回転駆動モータを回転させて、該キャップのネジ開始位置と容器のネジ開始位置が所定角度関係となるようにすることによって、安定して確実にできる。
【０００７】
また、上記巻締方法を達成する本発明のネジキャップ巻締装置は、ネジキャップがキャップチャックに装着された状態でネジキャップに形成されたキャップ側巻締角度制御マークを検出する手段、容器がキャップチャックの下方位置に到達した状態で容器口に形成されたボトル側巻締角度制御マークを検出する手段、前記検出されたキャップ側巻締角度制御マークとボトル側巻締角度制御マークとの位置情報からキャップの所定嵌合位置までの回転角度を演算する演算手段、該演算手段の演算値に基きキャップチャックを回転させるキャップチャック回転駆動モータ、キャップチャックを下降させて容器口にキャップを嵌合するキャップチャック上下駆動手段、巻締角度及び巻締トルクをプリセットするプリセット手段、該設定値に基いて前記キャップチャック回転駆動モータを駆動制御するモータ制御手段からなることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１及び図２に示す実施形態により詳細に説明する。
図１は本発明が適用されるボトルとネジキャップ組立体の一例を示し、（ａ）はネジキャップ（以下、単にキャップという）の一部破断側面図であり、（ｂ）はボトル口首部の側面図である。キャップ１は、頂板部２及び頂板部２の周縁から垂下するスカート部３から成っており、スカート部３の下端には、径大のタンパーエビデントバンド（以下、ＴＥバンドという）５が弱化部６を介して設けられている。スカート部３の外面には把持しやすいようにローレット溝８が設けられ、内面にはボトル口部に設けられたネジと螺合するネジ部９が形成されている。ＴＥバンド５の内面には、フラップ片１０が設けられている。一方、ボトル１５は、胴部の上方から内径を減少させた口頚部１６を有し、該口頚部の外面側には、キャップと螺合してボトルを密封するためのネジ部１７が形成されており、ネジ部１７の下方にはキャップのＴＥバンド５のフラップ片１０と係合する段差部１８が形成されている。また段差部１８の下側にはネックリング２０が形成されている。このネックリング２０は、キャップ或いはＴＥバンドの下端の最も大きい外径部分よりも大きい外径を有している。以上のネジキャップ１及びボトル１５は，従来のものと同様である。なお、本発明が適用されるキャップ及び容器は、上記構造のものに限るものでなく、任意のキャップ及び容器に適用可能である。
【０００９】
上記基本構成を有するキャップにおいて、本発明は、ＴＥバンド部５の外周面にキャップ側巻締角度制御マーク１１が設けられている。該マークは、必ずしもＴＥバンド外周面に限らないが、少なくともキャップ巻締時にキャップがキャップチャックに挿入された状態で外部から観察できる場所に設ける必要がある。該キャップ側巻締角度制御マークは、キャップ１のネジ開始位置１２を示すものであり、図示のようにネジ開始位置１２と一定の角度に対応して設けられる。一方、ボトル１５には、ネックリング２０の外周部にボトル側巻締角度制御マーク２１を設ける。このボトル側巻締角度制御マーク２１は、ボトル口首部に設けられたネジ部１７の始端位置２２、すなわちキャップとの螺合開始位置、に対応して設けられている。該容器側巻締角度制御マーク２１は、必ずしもネックリング２０の外周部に限らないが、少なくとも巻締中に巻締ヘッドに邪魔されずに外部から観察できる位置に設けなければならない。
【００１０】
図２は、本発明のネジキャップの巻締方法及び巻締装置の実施形態を示す概略図であり、キャップ１がキャッパー３０のキャップチャック３１に挿入され、且つボトル１５がキャップチャック３１の下方に搬送されてきて、巻締を開始する前の状態を示している。一方、キャッパーの装置本体の固定部には、キャップチャック３１に挿入されたキャップのキャップ側巻締角度制御マーク１１を検出する手段であるカメラ３５、及びボトルグリッパー３２に把持されたボトル１５の容器側巻締角度制御マーク２１を検出する手段であるカメラ３６が設けられ、これらのカメラはＡ／Ｄ変換器を介してマイクロコンピュータ３７に連結されている。マイクロコンピュータ３７は、前記検出されたキャップ側巻締角度制御マークとボトル側巻締角度制御マークとの位置情報からキャップの所定嵌合位置までの回転角度を演算する演算手段、巻締角度及び巻締トルクをプリセットするプリセット手段、及び該プリセット手段で設定された設定値に基いて前記キャップチャック回転駆動モータを駆動制御するモータ制御手段を構成するものであり、内部に入出力インターフェース、プログラムや設定値を格納するメモリ、及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）から構成されている。
【００１１】
マイクロコンピュータ３７のメモリ−には、所定のキャップ装着状態から密封能を得るまでのキャップの回転角（サーボモータの回転角度）を、キャップの形式毎に設定値として予め入力しておく。また、同様に、密封能を得るためのキャップ巻締トルクも必要に応じて設定値として予め入力しておくことによって、回転角度と回転トルクの両方で密封能の管理ができる。
【００１２】
以上のように構成された装置において、図２に示すようにキャップチャック３０にネジキャップ１が挿入されるとカメラ３５で、キャップ側巻締角度制御マーク１１の位置を検出する。同様に、ボトルグリッパー３２に保持されたボトルがキャップ巻締位置に到着すると、カメラ３６で容器側巻締角度制御マーク２１、即ちネジの開始位置を検出する。カメラ３５、３６での検出画像は、マイクロコンピュータに送られ、中央演算装置で画像処理されキャップのネジ開始位置とボトルのネジ開始位置のずれ角度を演算する。その演算値により、キャップチャックに装着された現在状態でのキャップのネジ開始位置が、ボトルのネジ開始位置と所定位置関係になるまでのキャップの回転角度に対応する指令をキャッパーのキャップチャック回転駆動モータ３８に出し、キャップチャックを回転させてキャップのネジ開始位置を所定位置に合わせる。この状態で、キャッパーヘッドが公転することによりカムでキャップチャックが下降し、キャップがボトル口に装着されるとキャップチャック回転駆動モータが駆動して巻締を開始する。キャッパーがロータリー式でなく固定式の場合は、前記検出後にキャップチャック上下駆動モータを駆動させ、キャップチャックを下降させる。
【００１３】
したがって、本実施形態によれば、巻締開始時には、常にキャップとボトルのネジ開始位置が所定の位置関係にある状態でボトルにキャップを装着し、その状態から巻締を開始することができる。そのため、ボトルへのキャップの装着は、常に安定性の良い状態で装着することができ、従来のような斜め状態でキャップが装着されるのを防止できる。そして、予めプリセット手段で設定された一定の回転角度だけモータを駆動すれば、密封能を確保できる所定のキャップ巻締角度が得られ、巻締角度による密封能管理ができる。また、同時にキャップチャックの回転トルクを公知の方法で検出しながら予め設定された巻締トルクに達するまで巻締することによって、巻締角度と巻締トルクの両方で適切な密封能の管理ができるから、巻締トルクだけでの管理の場合に発生する不具合を防止することができる。なお、上記実施形態では、キャップ側巻締角度制御マークと容器側巻締角度制御マークを別々のカメラで撮影している例を示しているが、１台のカメラで兼用することも可能である。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明の巻締方法及び装置によれば、従来のような巻締結果の不良検査でなく、巻締前からの管理であるため、フィードバックによるタイムラグがなくリアルタイムで巻締制御ができる。そのため、巻締不良による大量な不良品の発生を効果的に防止でき、常に良好な密封能を有する巻締状態を得ることができる。また、容器口へのキャップ装着は常にネジ開始位置が一定の角度で装着されるので、キャップ装着時の安定性がよく、斜めキャップが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるボトルとネジキャップ組立体の一例を示し、（ａ）はネジキャップの一部破断正面図、（ｂ）は容器の口部正面図である。
【図２】本発明のネジキャップの巻締方法及び巻締装置の実施形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  ネジキャップ                    ２  頂板部
３  スカート部                      ５  ＴＥバンド部
６  弱化部                          ９  ネジ部
１０  フラップ片                    １１  キャップ側巻締角度制御マーク
１２  ネジ開始位置                  １５  ボトル
１６  口頚部                        １７  ネジ部
１８  段差部                        ２０  ネックリング
２１  ボトル側巻締角度制御マーク    ２２  ネジ開始位置
３０  キャッパー                    ３１  キャップチャック
３２  ボトルグリッパー              ３５、３６  カメラ
３７  マイクロコンピュータ          ３８  キャップチャック回転駆動モータ
３９  キャップチャック上下駆動手段
【図１】
2004244062.tif 000003
【図２】
2004244062.tif 000004