(57)【要約】【解決手段】キャッピングヘッド６によりキャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させて、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’を容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下させる。この間のモータ７の出力トルクはトルク測定手段８によって検出されて、制御装置１２に認識されている。制御装置１２は、トルクのピークＰ３を認識した直後のトルク減少量が所定量Ｘよりも大きい場合には、その位置を両ねじ山５ａ、２ａの噛み合い開始位置として認識する。【効果】キャップ５のねじ山５ａと容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置を、常に均一な位置として精度良く検出できる。【選択図】　　図５
2004131132.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを保持するキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドを回転させるモータと、上記キャッピングヘッドを昇降させる昇降手段と、上記キャッピングヘッドが保持したキャップに作用するトルクの変化を測定する測定手段と、上記モータの作動を制御するとともに上記測定手段の測定結果を認識する制御装置とを備えて、上記キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向に回転させて容器に螺合するようにしたキャッピング装置において、
上記昇降手段によりキャッピングヘッドを下降させて、キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向とは逆方向に回転させつつキャップに作用するトルクの変化を上記測定手段で測定し、上記制御装置は、上記測定手段による測定結果を基に予め定めた所定量のトルクの減少を検出したら、その時のキャップの回転位置をキャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置として認識することを特徴とするキャッピング装置。
【請求項２】
上記制御装置は、上記測定手段によるトルクの測定結果を順次サンプリングし、相前後するサンプリング時のトルクの増加量が所定量以上であることを検出したら、予め定めた上記所定量以下のトルクの増加量に基づいて、後のサンプリング時のトルク値を認識することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング装置。
【請求項３】
上記キャッピングヘッドには、キャップの上方動を吸収するとともに、下方への押圧力を付与する押圧手段が設けられ、
該押圧手段の押圧力によりキャップのねじ山を容器のねじ山に圧接させた状態で、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させつつキャップに作用するトルクの変化を上記測定手段で測定することを特徴とする請求項１および請求項２に記載のキャッピング装置。
【請求項４】
キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させる時のキャッピングヘッドの高さは、保持したキャップのねじ山の下端部が容器のねじ山の上端部に圧接可能であって、該上端部に圧接した状態から締め付け方向とは逆方向に回転されて係合が外れた後、下方のねじ山を圧接しない高さであることを特徴とする請求項３に記載のキャッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャッピング装置に関し、より詳しくは、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させて、容器のねじ山とキャップのねじ山の噛み合い開始位置を認識し、その位置からキャップを巻き締め方向に回転させてキャップを容器に螺合するようにしたキャッピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させて、キャップのねじ山が容器のねじ山から落下する位置をねじ山の噛み合い開始位置として、実際にキャップの位置が下方へ変位することを検出して認識し、その位置から所定回転角度だけキャップを回転させて、容器の口部に螺合するようにしたキャッピング装置は知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
さらに、キャップのねじ山の下端部と容器のねじ山の上端部が当接可能な状態において、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させるとともに回転駆動するモータの出力トルクを測定し、これら上端部と下端部が係合して外れることで生じる、増加から減少への急激なトルクの変動点をねじ山の噛み合い開始位置として認識するキャッピング装置も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平７−８６０３４号公報（第３頁、第２図）
【特許文献２】
特開平１１−１２４１９６号公報（第４−５頁、第６図）
【特許文献３】
特開２００１−２４７１９１号公報（第５頁、第６−８図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記前者の従来技術においては、キャップが落下したことを検出する検出手段（変位計）をキャッピングヘッドのスピンドル部分に備えていたので、キャッピングヘッドの構成が複雑になるという欠点があった。
一方、上記後者の従来技術においては、モータの出力トルクが増加してから急激に減少する位置を検出するようになっているが、この時のキャップのねじ山は容器のねじ山に対して、ばねによって十分に付勢（押圧）されていない状態であるので、出力トルクの増加幅は小さくその減少幅も小さなものとなる。また、通常では各々のねじ山の先端部分はねじ山の幅および高さともになだらかな傾斜で形成されているため、押圧力が弱い場合には急激には落下せず、急激なトルクの減少としては現れにくい。そのため、出力トルクの測定値に含まれるノイズ成分の影響による増減と、実際の出力トルクの増加から減少への変化を見極めることが難しく誤認識するおそれがあり、キャップのねじ山と容器のねじ山の噛み合い開始位置を毎回均一な位置として検出することが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、本発明は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドを回転させるモータと、上記キャッピングヘッドを昇降させる昇降手段と、上記キャッピングヘッドが保持したキャップに作用するトルクの変化を測定する測定手段と、上記モータの作動を制御するとともに上記測定手段の測定結果を認識する制御装置とを備えて、上記キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向に回転させて容器に螺合するようにしたキャッピング装置において、
上記昇降手段によりキャッピングヘッドを下降させて、キャッピングヘッドに保持したキャップを締め付け方向とは逆方向に回転させつつキャップに作用するトルクの変化を上記測定手段で測定し、上記制御装置は、上記測定手段による測定結果を基に予め定めた所定量のトルクの減少を検出したら、その時のキャップの回転位置をキャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置として認識するように構成したものである。
上述した構成によれば、キャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置を、常に均一な位置として精度良く検出することができる。
これにより、この位置に基づいて締め付け方向のキャップの回転角度を把握することが可能となり、キャップの締まり具合を回転角度を用いて高精度に管理することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、キャッピング装置１は水平面で回転される図示しない回転体を備えており、また、この回転体における外周部の等間隔位置に容器２の首部を把持するネックグリッパ４を設けるとともに、各ネックグリッパ４の上方にキャップ５を保持して容器２の口部に螺合するキャッピングヘッド６を設けている。さらに、各キャッピングヘッド６には、その回転駆動源となるモータ７が備えられている。
上記モータ７には、キヤッピングヘッド６に保持されたキャップ５に作用する回転方向の負荷に対する、モータ７の出力トルクの変化を測定するトルク測定手段８、および角度検出手段としてのエンコーダ１１が備えられている。これにより、モータ７が正逆方向に回転されると、トルク測定手段８は、モータ７に供給される電圧値を基に出力トルクを測定し、測定した出力トルクの値を制御装置１２に出力するようになっている。また、エンコーダ１１は、モータ７が所定角度回転する毎にパルス信号を制御装置１２に出力するようになっている。
制御装置１２は、予め設定されたタイミングでモータ７をキャップ５の締め付け方向に対し正逆に回転させ、また停止させるよう指令出力してその作動を制御するとともに、所定のサンプリング周期でトルク測定手段８の測定結果を順次入力してモータ７の出力トルクを認識し、相前後するサンプリング時のトルクの増減量を演算して、これらを記憶するようになっている。また、エンコーダ１１から入力されるパルス信号によりモータ７の回転角度を求め、キャップ５の回転角度量を把握するようになっている。なお、上記サンプリング周期は、所定時間に基づく周期であっても良いし、エンコーダ１１から出力されるパルス信号の間隔、すなわちモータ７が所定角度回転する間隔であっても良い。
【０００７】
キャッピングヘッド６は、エア圧により作動されてキャップ５を把持するチャック１３と、チャック１３に連結したスピンドル１４と、スピンドル１４を上下に摺動自在に案内するとともに、モータ７に接続され回転駆動力を伝達するスプライン軸１５と、スピンドル１４の外周部に摺動自在に嵌合させた環状の昇降部材１６を備えている。また、チャック１３と昇降部材１６の間には、押圧手段としてばね１７が弾装されているとともに、スピンドル１４の上端部にはフランジ部１４ａが形成されており、通常の状態では、昇降部材１６はばね１７に付勢されてフランジ部１４ａに圧接されていて、昇降部材１６の上下動が固定された状態でチャック１３に上方への押圧力が作用した時には、ばね１７が圧縮されることでチャック１３およびスピンドル１４の上方動を吸収するようになっている。
昇降部材１６には、図示しない回転体の外周側となる位置にカムフォロア２１が回転自在に取り付けられ、回転体の外周にはこれに沿って環状カム２２が配置されており、環状カム２２に所定のカム曲線で形成したカム溝２２ａにカムフォロア２１を係合させることで、昇降手段としてのカム機構１８が構成されている。
カム構２２ａのカム曲線に従って昇降部材１６が上昇されると、フランジ部１４ａが係合することでスピンドル１４およびチャック１３が上昇し、ここからカム曲線に従って昇降部材１６が下降されると、スピンドル１４およびチャック１３もこれに伴って下降する。カム溝２２ａのカム曲線に従う昇降部材１６の下降に対して、スピンドル１４およびチャック１３の下降動が阻止される場合には、昇降部材１６はばね１７を圧縮してチャック１３を下方へ押圧するよう構成されている。
【０００８】
カム溝２２ａのカム曲線は、図４において概略的に示すように、回転体の回転方向に移動されるネックグリッパ４に対して、容器２を供給および排出する位置では、容器２の移動に干渉しない高さとなる上昇端にキャッピングヘッド６を維持する上昇端区間が設定され、ここから回転体の移動方向でチャック１３にキャップ５を供給する位置までこの高さを保持し、その後、ネックグリッパ４に把持された容器２に向けて、キャップ５を保持したチャック１３を下降させる下降区間が設定されている。この下降区間の途中には、下降を停止させてキャッピングヘッド６を一定の高さに維持する一時停止区間が設けられており、この間に、チャック１３に保持したキャップ５を締め付け方向とは逆回転させて噛み合い開始位置を検出するようになっている。この区間はキャップ５を１回転以上できる長さを有している。
下降区間に続いて下降端区間が設定されており、ここではキャッピングに必要な荷重を生じさせる下降端にキャッピングヘッド６を維持するようになっていて、この間にキャッピングを完了するようになっている。この高さではキャッピングヘッド６は、昇降部材１６がスピンドル１４のフランジ部１４ａから離隔し、ばね１７を介してチャック１３を下方に押圧する図１で示す状態となっている。下降端区間に続いては、容器２に締め付けられたキャップ５の把持を解除したキャッピングヘッド６を、上昇させる上昇区間が設けられていて上昇端区間に接続されるよう構成されている。
【０００９】
ここで、本発明において、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させて噛み合い開始位置を認識することに関し、キャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに圧接可能な高さまでキャッピングヘッド６を下降させて、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させた場合（図２参照）の測定されるトルクの変化について説明する。
キャッピングヘッド６を回転させずに下降させ、保持したキャップ５を容器２の口部に被せてさらに下降を継続すると、キャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに当接する。その後、昇降部材１６がばね１７を圧縮してキャップ５を下方へ押圧した状態で下降を停止するので、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａに圧接される。この状態からキャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させると、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａを上方から押し付けながら圧接状態で回転し、また、徐々に上昇するねじ山２ａの傾斜によって上方へ押し上げられて、さらにばね１７を圧縮するので、ばね１７による上方からの押圧力が徐々に増加される。
そして、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に達して両者の係合が外れると、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’はここから急激に落下し、キャップ５はチャック１３、スピンドル１４と共に下方へ落下移動する。この時のキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’すなわち締め付け方向の先端部は、高さ方向位置において容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’とその下方に位置するねじ山２ａの間にあって、これら上下のねじ山２ａで形成されるねじの谷部の入口となるねじ山の噛み合い開始位置に位置づけられる。また、キャップ５はこの時、ばね１７による一定の押圧力で上方から押圧されるので、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’は容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に対して、常に一様な回転位置で落下されるようになり、毎回均一な位置関係で噛み合い開始位置に位置づけられる。
この時のモータ７の出力トルクの変動は、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’までは徐々にトルクが上昇し、キャップ５が落下移動するところで急激に減少するよう測定される。つまり、トルクの変化は増加のピークが測定されてから急激に減少され、キャップ５のねじ山５ａは上方から十分な押圧力で押し付けられていることから、この減少量はノイズの影響に左右されない十分な減少幅で測定される。よって、増加のピークから所定量のトルクの減少を検出することで、この時に位置するキャップ５の回転方向の位置を、両ねじ山の噛み合い開始位置として認識をすることが可能となり、精度良く噛み合い開始位置を検出することができる。
【００１０】
しかしながら、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の落下は瞬間的なものであり、また、キャップ５のねじ山５ａが落下して下方に位置する容器２のねじ山２ａに圧接することで、モータ７の出力トルクは急激に増加するよう測定される。トルクの測定は一定のサンプリング周期毎に行われるので、サンプリング周期の間にキャップ５の落下移動が発生してトルクが急激に減少した直後に急激に増加すると、制御装置１２はこの間の出力トルクの変動を認識することができず、測定結果としては何ら変動がなかったか、または少量の減少幅であったかのように認識されるおそれがある。サンプリング周期の間隔を短くすることでこれに対応することは可能であるが、その分、制御装置１２の処理量は倍増し処理に時間がかかるという問題がある。
【００１１】
そこで、トルクの急激な減少の直後に急激な増加が生じないようにするため、図３に示すようにキャップ５が落下移動した後でねじ山５ａとねじ山２ａが庄接しないように、キャッピングヘッド６を下降させる高さ位置を設定することが考えられる。このような位置関係において、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させた場合のトルクの変化を図５により説明する。
図５において、モータ７がキャップ５の締め付け方向とは逆方向となる逆回転を始めると、まず、モータ７の起動に要する出力トルクの増加が測定されＰ１をピークに急激に減少する。その後、モータ７が設定した速度で回転を始めると、すぐに容器２のねじ山２ａから浮いた状態にあったキャップ５のねじ山５ａは、容器２のねじ山２ａと当接し圧接状態となって回転される。この当接した際の衝撃は、Ｐ２をピークとする急激なトルクの増加として現れて急激に減少する。その後、キャップ５のねじ山５ａは容器２のねじ山２ａに上方から押圧され、かつ、ねじ山２ａの傾斜により回転に伴なって上方へ押し上げられるため、出力トルクは徐々に増加し容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に達してこれを越えることで急激に減少する。この時の増加のピークがＰ３である。Ｐ３の増加のピークから急激に減少したトルクは、キャップ５の落下移動可能な高さがキャッピングヘッド６の下降停止位置により規制されているので、落下したその直後に急激に増加することはなくなる。よって、サンプリング周期において十分な減少幅のトルクの減少を認識することが可能となる。
なお、本キャッピング装置１に供給されるキャップ５と容器２の回転方向の相対的な位置関係は一定ではないため、キャップ５を容器２に被せて下降を停止させた状態では、図３で示す状態となる場合ばかりではなく、図２で示すように始めからねじ山同士が圧接された状態となる場合がある。図２で示すようなキャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａに圧接した状態から逆回転を始めた場合には、Ｐ２をピークとするトルクの急激な増減は現れず、Ｐ１をピークとしたトルクの減少の後、Ｐ３に向けてトルクは徐々に増加されるようになる。この様な場合であっても、キャップ５の落下移動可能な高さは、キャッピングヘッド６の下降停止位置により規制されているので、キャップ５が落下移動した直後にトルクが急激に増加することはなくなる。
【００１２】
この様な事情を鑑みた上で本発明では、先に述べた十分な減少幅となるトルクの減少量（Ｘ）を予め設定して制御装置１２に記憶しておき、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶するとともに、同時にこの最高値に対する減少量を求め、記憶しているトルクの減少量（Ｘ）と比較するようになっている。比較結果から、記憶しているトルクの減少量（Ｘ）を越える所定量のトルクの減少が検出されたら、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したものとして認識する。つまり、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’との係合が外れる位置に達した時が、互いの圧接力が最も高くなって出力トルクも増加のピークとなることから、ピークＰ３となる測定結果が記憶される最高値となり、その後の減少されていく測定結果から最高値からの減少量を求めて所定量のトルクの減少を検出するようにしている。
しかしながら、この様に構成した場合であっても、図５から明らかなように、Ｐ３からのトルクの減少量（Ｘ）と同程度の減少はピークＰ１，Ｐ２の後においても現れており、これらを誤認識するおそれがある。Ｐ１をピークとする減少については、モータ７の特性によるものであり、測定されるタイミングは常に一定であるので、サンプリングの開始をモータ７の起動から所定時間（Ｚ）経過後とすることで、認識しないようにすることは可能である。これに対してピークＰ２については、現れるか否かまたいつ現れるのかは、その時のキャップ５と容器２の相対位置により異なるものである。
【００１３】
そこで本発明においては、さらに、ピークＰ３が徐々にトルクが増加してピークに達するのに対し、Ｐ２は急激にトルクが増加することに着目し、サンプリング周期におけるトルクの増加量が急激な場合は、この時のトルク測定手段８の測定結果を、予め設定したなだらかな増加量に基づくトルク値に置き換えて認識することで、Ｐ２をピークとするトルクの増加を認識しないようにしている。より詳細には、制御装置１２は、サンプリング周期毎に演算される相前後する前回と今回のトルクの増減量を、予め記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較し、サンプリングした測定結果による増加量が所定増加量以上となる場合は、所定増加量（Ｒ）であったものとして、この増加量（Ｒ）に基づいて今回のサンプリング値とするトルク値を求め、実際の測定結果と置き換えて認識し記憶するようにしている。この後は置き換えたトルク値により次回の増加量を求めるようにする。
予め記憶している所定の増加量（Ｒ）としては、ピーク値からの減少量が所定量Ｘを下回わる増加量であれば良く、例えば、ピークＰ３に至る増加量の平均値を求め、これを所定の増加量（Ｒ）とすることができる。これによれば、Ｐ２をピークとするトルクの増加は、Ｐ３へ至る増加に比べてはるかに急激であるので、これに基づいて置き換えたトルク値による増加のピークがＰ３を越えることはなく、その後の減少幅も検出すべきＰ３をピークとする減少幅に対して十分に小さなものとなる。なお、実際の測定結果と置き換えて認識するトルク値を求めるために基づく増加量としては、必ずしも比較に用いる所定の増加量（Ｒ）と同一である必要はなくこれ以下であればよい。
【００１４】
以下において、本発明における容器２に対するキャップ５の締め付け開始位置を認識する動作について説明する。
キャップ５を保持して回転体の回転方向へ移動されるキャッピングヘッド６は、環状カム２２のカム溝２２ａに設定した下降区間に入ると、すでにネックグリッパ４に保持された容器２の口部に向けて下降される。下降区間の途中にはキャッピングヘッド６の下降を停止させる一時停止区間が設けられているので、キャッピングヘッド６は下降を停止する。この時のキャッピングヘッド６の下降する高さ、すなわちカム溝２２ａのカム曲線に従って下降を停止される昇降部材１６の停止高さは、保持したキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に圧接可能となるように、キャップ５の下端部５ａ’と容器２の上端部２ａ’の回転方向の位置が揃った状態の時に、キャップ５が下降されてそのねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’に当接した状態から、なおも昇降部材１６が下降してばね１７を圧縮し下端部５ａ’が上端部２ａ’に圧接する（図２で示す状態）高さであって、さらに、この図２で示す状態から締め付け方向とは逆方向にキャップ５を回転させて、両ねじ山５ａ、２ａの係合を外し、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下した時、落下により圧縮されているばね１７が伸長されても、落下したキャップ５のねじ山５ａが容器２のねじ山２ａと圧接しない図３で示す状態となるように、キャップ５と共に落下移動するスピンドル１４に形成したフランジ部１４ａの下降動を、昇降部材１６が規制する高さとしている。
【００１５】
本実施例においては、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下する時のキャップ５の回転位置において、ばね１７が圧縮されていない状態でキャップ５のねじ山５ａと容器２のねじ山２ａの上下方向の間隔が０．５ｍｍとなるように、昇降部材１６の下降停止高さ、すなわちキャッピングヘッド１６の下降する高さを設定している。なお、この間隔は両ねじ山５ａ、２ａが当接しないものであればよいが、両ねじ山５ａ、２ａの係合が外れる際に、ばね１７により十分な押圧力が得られるよう、極力接近させて設定する必要がある。
キャッピングヘッド６の下降が、設定した下降高さで停止されたことは、カムフォロア２１がカム溝２２ａの一時停止区間に到達したことを検出する、図示しないセンサの信号により検出される。制御装置１２はこの信号が入力されると、モータ７に逆回転するよう指令する。この起動時にはモータ７の出力トルクはＰ１をピークとして急激に増加するが、この増減にかかる時間はほぼ一定であるため、図５にＺで示す間はサンプリングを行わないことでこれを認識しないようにしている。
モータ７の作動指令からＺ時間経過後、制御装置１２はトルク測定手段８から出力トルクの測定結果を入力してサンプリングを開始する。本実施例ではサンプリング周期を２．５ｍｓｅｃ間隔に設定しており、２．５ｍｓｅｃ毎に出力トルクの測定結果を入力して、前回との差を求めることでサンプリング周期当たりの増減量を演算するとともに、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶する。また、演算されたサンプリング周期当たりのトルクの増加量を、予め設定して記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較し、比較結果が所定量（Ｒ）以上であることを検出したら、予め定めた増加量に基づいて前回の測定結果の値にこの増加量を加え、今回のトルク値として認識する。この様な操作により、今回キャッピング装置１に供給された容器２とキャップ５の回転方向の相対的な位置関係が、図３で示すような状態であっても、図５においてＰ２で示すトルクの増加ピークは制御装置１２には認識されない。
なお、Ｐ１で示すトルクの増加ピークについても、同様の操作により認識しないようにすることも可能であり、また、Ｐ１のピークについては、必ず始めに測定されることから、１回目に検出される所定量（Ｘ）のトルクの減少は無視することにして、２回目以降の所定量（Ｘ）のトルクの減少を検出して認識するようにすることも可能である。
【００１６】
キャップ５の回転が進行してＰ３となるトルク値が認識されると、その後、急激な出力トルクの減少が測定されて制御装置１２に認識されるようになる。制御装置１２は、認識されるトルク値で最も高い値を更新しながら記憶するとともに、同時にこの最高値に対する減少量を求め、記憶している所定量のトルクの減少量（Ｘ）と比較するようになっているので、測定される減少量が所定量（Ｘ）を超えることで所定量のトルクの減少を検出したら、その時のキャップ５の回転位置を、キャップ５のねじ山５ａの容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置として認識し、つまり、キャップ５のねじ山５ａの締め付け方向の先端となる下端部５ａ’が、容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したことを認識して、モータ７の逆回転を停止させてキャップ５の締め付け方向とは逆方向への回転を停止させる。
その後、キャッピングヘッド６はカム溝２２ａの一時停止区間から下降区間へ移動されるのでキャッピングヘッド６は下降を再開し、下降端に達すると、キャップ５のねじ山５ａはその下方の容器２のねじ山２ａに、螺合時に必要な押圧力で圧接された状態となる。カムフォロア２１が下降端区間に到達したことは、図示しないセンサの信号により制御装置１２で認識されるので、これにより制御装置１２は、モータ７に対して必要な締め付けトルクとなる出力トルクにより締め付け方向となる正回転を指令しキャップ５の螺合を開始する。所定の締め付けトルクに達したら、キャップ５の回転は停止され螺合が終了する。
【００１７】
螺合に際して、制御装置１２は、キャップ５が噛み合い開始位置から正回転方向に回転して停止するまでの回転角度量を、エンコーダ１１から入力されるパルス信号を基に検出するようにしている。制御装置１２は、これにより求めたキャップ５の回転角度量を表示装置に表示すると同時に、予め設定した管理回転角度範囲から逸脱する場合は、今回のキャッピングでのキャップ５の締まり具合いに過不足があったものとして、その旨を表示するとともに、次工程に設けたリジェクト装置に不良信号を出力するようになっている。
なお、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’および容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’の先端は、緩やかな傾斜により立ち上がって所定高さのねじ山が形成されており、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’から落下する時には、この傾斜部分が若干重なるキャップ５の回転位置で落下されるので、実際的なねじ山の噛み合い開始位置として、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’の最先端の直下に、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の最先端を位置させた状態とする場合や、容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’のねじ山としての高さまで立ち上がった位置の直下に、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’のねじ山としての高さまで立ち上がった位置を位置させた状態とする場合は、本発明により認識した噛み合い開始位置を基準位置として、さらに必要なキャップ５の回転角度を加減して認識するようにする。
【００１８】
キャッピングヘッド６は継続的に回転体の回転方向へ移動されているので、螺合を終えてカム溝２２ａの下降端区間から上昇区間に達すると上昇動を開始するが、その直前に配置した図示しないセンサがカムフォロア２１を検出すると、その出力信号により制御装置１２は、チャック１３の作動エアを排出してキャッピングされたキャップ５の把持を解除させる。キャップ５の保持を解除したキャッピングヘッド６は、上昇端に位置されて次のキャッピング動作に移行される。
なお、本実施例においては、キャップ５が噛み合い開始位置に位置してから締め付け方向へ回転させて、所定の締め付けトルクまで螺合するようにしているが、モータ７の正回転を開始したら噛み合い開始位置を基準としてエンコーダ１１によってその後の回転角度量を認識し、所定回転角度量だけキャップ５が回転されたらモータ７を停止させ螺合を終了することも可能である。
【００１９】
なお、図５のピークＰ３の後で、落下したキャップ５のねじ山５ａが下方に位置する容器２のねじ山２ａに圧接して、測定される出力トルクの変化が急激に減少した直後に急激に増加される場合であっても、急激なトルクの減少の間に所定量（Ｘ）のトルクの減少を認識できる程度に、制御装置１２の処理能力が高く高速にサンプリング処理が可能である場合には、必ずしも、図３に示すように、キャップ５の落下移動可能な高さをキャッピングヘッド６の下降停止位置により規制する必要はなく、環状カム２２のカム溝２２ａの一時停止区間を省略し、キャッピングヘッド６を下降端まで下降させて、キャップ５のねじ山５ａを容器２のねじ山２ａに螺合時に必要な押圧力で圧接させた状態で、キャップ５を締め付け方向とは逆方向に回転させてトルクの変化を測定するよう構成することも可能である。これによれば、図５におけるＰ２をピークとする出力トルクの増加が測定されることはないので、制御装置１２は、相前後するサンプリング時のトルクの増加量を演算し、これを予め設定して記憶している所定の増加量（Ｒ）と比較する操作を省くことができる。この様な実施例であっても、先に示した実施例と同様に、所定量（Ｘ）のトルクの減少を検出することで、キャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’が容器２のねじ山２ａとの噛み合い開始位置に位置したものとして認識することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、キャップのねじ山と容器のねじ山との噛み合い開始位置を、常に均一な位置として精度良く検出することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す要部の正面図。
【図２】容器２のねじ山２ａの上端部２ａ’とキャップ５のねじ山５ａの下端部５ａ’の位置関係を示す説明図。
【図３】容器２のねじ山２ａとキャップ５のねじ山５ａの間隔を示す説明図。
【図４】図１のカム機構１８におけるカム溝２２ａの高低を示す概略説明図。
【図５】図３で示す状態からキャップ５を締め付け方向とは逆方向へ回転させた時のモータ７の出力トルクと経過時間との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１　キャッピング装置　　　　　　　２　容器
２ａ　ねじ山　　　　　　　　　　　２ａ’　ねじ山の上端部
５　キャップ　　　　　　　　　　　５ａ　ねじ山
５ａ’　ねじ山の下端部　　　　　　６　キャッピングヘッド
７　モータ　　　　　　　　　　　　８　トルク測定手段
１１　エンコーダ　　　　　　　　　１２　制御装置
１８　カム機構
【図１】
2004131132.tif 000003
【図２】
2004131132.tif 000004
【図３】
2004131132.tif 000005
【図４】
2004131132.tif 000006
【図５】
2004131132.tif 000007