(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中栓付きのキャップを保持して容器に巻き締めするキャッピングヘッドを備え、中栓を容器の口部に嵌合させつつキャップを巻き締めするスクリューキャッパにおいて、
巻き締め最中にキャップに付与されるトルクを測定するトルク測定手段と、このトルク測定手段からトルクを入力されるとともに、該巻き締め最中のトルクに基づいて中栓の有無を判定する判定手段とを設け、
上記判定手段は、中栓の嵌合に伴い増加して減少するトルクの変動の有無を認識することによって、中栓の有無を判定することを特徴とするスクリューキャッパ。
【請求項２】
中栓付きのキャップを保持して容器に巻き締めするキャッピングヘッドを備え、中栓を容器の口部に嵌合させつつキャップを巻き締めするスクリューキャッパにおいて、
巻き締め最中にキャップに付与されるトルクを測定するトルク測定手段と、このトルク測定手段からトルクを入力されるとともに、該巻き締め最中のトルクに基づいて中栓の有無を判定する判定手段とを設け、
上記判定手段は、容器に対してキャップが所定角度回転した時点のトルクを基準値と比較し、該トルクが基準値を上回っている場合には中栓有りと判定する一方、基準値を下回っている場合には中栓無しと判定することを特徴とするスクリューキャッパ。
【請求項３】
上記判定手段が中栓無しと判定したら、その中栓無しと判定された容器を正常な搬送ラインから排出する排出指令を出力する出力手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリューキャッパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は容器にキャップを巻き締めするスクリューキャッパに関し、特に、予めキャップ内部に中栓が装着された中栓付きのキャップを巻き締めするスクリューキャッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、予めキャップ内部に中栓が装着された中栓付きのキャップを、内容物が充填された容器に巻き締めするスクリューキャッパは知られている。
キャッピングされる中栓付きのキャップは、図３で示すように内周にネジ部１０Aが形成されたキャップ１０の内部に、中栓２０が嵌め込まれた状態で装着されたもので、この状態でスクリューキャッパに供給されるようになっている。上記スクリューキャッパは容器７の口部７Ａ.の上端開口に中栓２０の挿入部２０Ａを嵌合させつつ、キャップ１０を回転させて容器７の口部７Ａに巻き締めを行なう。
ところで、キャップ１０の内部に装着される中栓２０は、その周縁部２０Ｂがキャップ１０の内周面に引き掛けられて保持されているに過ぎず、スクリューキャッパに供給する過程で脱落するなど、キャッピングの際にキャップ１０内に中栓２０が無い場合があり、中栓の無いキャップをそのまま容器にキャッピングすると不良品になってしまうという問題がある。
この様な問題に対して、従来、キャッパのキャッピングヘッドに中栓付きのキャップを引き渡すピッカ上でキャップの高さを検出し、高さの違いから中栓の有無を確認する中栓確認装置が知られている（実公平５−３９１１８号公報）。
また、キャッピング後の容器を搬送するコンベヤの途中に設けられて、Ｘ線発生器、Ｘ線測定器、画像作成部および栓装着判定部を有する検査用コントローラとを備え、中栓付きのキャプが巻き締められた容器にＸ線を透過させて中栓の有無を判定する中栓取付け検査装置が知られている（特許第３０２６００３号公報）。
これらの装置によれば、キャップ内の中栓の有無を確認し、中栓無しのキャップが巻き締められた容器を排除することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記実公平５−３９１１８号公報で開示される装置では、キャッピングヘッドに中栓付きのキャップを引き渡すピッカ上で中栓の有無を確認しているために、その後にキャッピングヘッドがピッカ上のキャップを保持して容器にキャッピングするまでの間に中栓が脱落するようなことがあると、中栓有りとしたキャップであっても実際にキャッピングされた容器には中栓が無く、不良品のまま市場に流通する虞がある。そのため、キャッピング前のキャップではなく、キャッピング後の容器を対象として中栓の有無を確認する必要性がある。
一方、上記特許第３０２６００３号公報で開示される装置によれば、キャピング後の容器を対象に検査を行なっているため上述の問題は解決されるが、キャッピング後に別途検査工程および装置を設けなければならず、さらに装置自体が非常に高価であるといった問題がある、
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１の発明は、中栓付きのキャップを保持して容器に巻き締めするキャッピングヘッドを備え、中栓を容器の口部に嵌合させつつキャップを巻き締めするスクリューキャッパにおいて、
巻き締め最中にキャップに付与されるトルクを測定するトルク測定手段と、このトルク測定手段からトルクを入力されるとともに、該巻き締め最中のトルクに基づいて中栓の有無を判定する判定手段とを設け、
上記判定手段は、中栓の嵌合に伴い増加して減少するトルクの変動の有無を認識することによって、中栓の有無を判定することを特徴とするものである。
また請求項２の発明は、中栓付きのキャップを保持して容器に巻き締めするキャッピングヘッドを備え、中栓を容器の口部に嵌合させつつキャップを巻き締めするスクリューキャッパにおいて、
巻き締め最中にキャップに付与されるトルクを測定するトルク測定手段と、このトルク測定手段からトルクを入力されるとともに、該巻き締め最中のトルクに基づいて中栓の有無を判定する判定手段とを設け、
上記判定手段は、容器に対してキャップが所定角度回転した時点のトルクを基準値と比較し、該トルクが基準値を上回っている場合には中栓有りと判定する一方、基準値を下回っている場合には中栓無しと判定することを特徴とするものである。
【０００５】
上述した構成によれば、キャップの巻き締め最中に中栓の有無を検出しているので、万一中栓が脱落したキャップが容器に装着されても当該不良品が市場へ流出する虞がない。また、キャッピング後に別途検査工程および装置を設ける必要がなく、さらに従来からのスクリューキャッパに簡単な構成を付加しただけであり安価である。
したがって、従来に比較して簡単で安価な構成により、キャッピングされた容器を対象とした中栓の有無の確認が可能である。
【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、２は本発明に係るスクリューキャッパであり、このスクリューキャッパ２は図示しないモータによって時計方向に回転される回転体３と、その隣接位置に設けた供給スターホイール４および排出スターホイール５を備えている。
上記回転体３における円周方向等間隔位置には、図２に示すように容器７を載置する載置台８と、この載置台８毎に設けられて、載置される容器７を把持するグリッパ９と、上記各載置台８の上方位置に昇降可能に設けられて、下端に備えたチャック１１Ａで保持した中栓付きキャップ１０を上記グリッパ９によって把持された容器７の口部７Ａに巻き締めするキャッピングヘッド１１とを設けている。各キャッピングヘッド１１はそれぞれのモータ１２を備えていて、これに連動して保持したキャップ１０を回転するようになっている。
これらのモータ１２は、サーボモータ等、指令したトルクもしくは回転角度に従って回転駆動するモータであって、図示しない制御装置によって作動を制御されるようになっており、制御装置から所要値のトルクもしくは回転角度が指令されると、モータ１２は、そのトルクもしくは回転角度に従って上記キャップ１０を回転させて容器７に巻き締めするようになっている。
上述した構成は従来公知のスクリューキャッパのものと変わるところはない。
【０００７】
しかして本発明は、上述したスクリューキャッパに簡単な構成を付加してキャップ１０の巻き締め最中のトルクＴの変動を認識し、これに基づいて中栓２０（図３参照）の有無を検出できるようにしたものである。
すなわち上記スクリューキャッパ２は、キャッピングヘッド１１毎にモータ１２により出力されてキャップ１０に付与されるトルクＴを検出するトルク測定手段１３を設けるとともに、このトルク測定手段１３から入力されたトルクＴを判定条件と比較して中栓２０の有無を判定する判定手段２１とを備えている。
ここで、中栓付きのキャップ１０を容器７に巻き締めする際のモータ１２からキャプ１０に付与されるトルクＴの変動について図４を参照して説明する。Ｐ１の時点でキャップ１０のネジ部１０Ａと容器７のネジ部７Ａ´が螺合を開始し、徐々にトルクＴは増加していく。その後、螺合が進んでＰ２の時点で中栓２０の挿入部２０Ａの下端周縁が口部７Ａに当接し、トルクＴは急激に増加する。しかしながら挿入部２０Ａが口部７Ａに嵌合してしまえば、急激にトルクＴは減少し、その後、Ｐ３の時点で中栓２０の周縁部２０Ｂが口部７Ａの上端に当接してキャップ１０の天面とで挟み込まれると、トルクＴは再度急激に増加し所定の巻き締めトルクもしくは所定の回転角度に達すると巻き締めが終了する。これに対し、中栓が無いキャップの場合には、点線で示すようにＰ２の時点でトルクＴが急激に増加することがなく、その後のＰ３の時点でキャップ１０の天面が口部７Ａの上端に当接して、トルクＴが急激に増加して所定の巻き締めトルクもしくは所定の回転角度に達すると巻き締めが終了する。
なお中栓２０の周縁部２０Ｂの厚さによっては、中栓の有る無しによってＰ３の時点は若干異なるようになるが、図４および後に説明する図６、図７では理解し易くするためＰ３の時点を同一としている。
この様に、中栓付きキャップ１０の巻き締め最中のトルクＴによれば、中栓２０が容器７の口部７Ａに嵌合されるのに伴い、トルクＴが急激に増加して減少するトルクＴの山が測定され、中栓が無い場合にはこれが測定されないことが分かる。
つまり本実施例では、この中栓２０の嵌合に伴って、実質的に増加して減少するトルクＴの変動の有無を認識することにより中栓２０の有無を判定するようにしている。
【０００８】
（第１実施例）
先ず第１実施例について図４に基づいて説明する。上記判定手段２１には、中栓の有無を判定する判定条件として、複数の容器からサンプリングして求めた基準値Ｋが付与される一方、この基準値ＫをトルクＴが２回上回った場合には中栓有りと判定し、１回しか上回らなかった場合には中栓無しと判定することが付与されている。
上記基準値Ｋは、巻き締め開始時点Ｐ１のトルクＴよりも大きく、また中栓２０が容器７の口部７Ａに挿入される時点Ｐ２の山の頂上のトルクＴよりも小さく、さらにこの山を越えた時点Ｐ３の谷の底のトルクＴよりも大きいものである。
以上の判定条件に基づく判定手段２１の判定処理について説明する。
中栓付きのキャップ１０を保持するキャッピングヘッド１１が下降し、制御装置の指令によりモータ１２が作動してキャッピングヘッド１１に保持されたキャップ１０を回転させて容器７に対して巻き締めが開始される。これによりトルク測定手段１３がトルクＴの測定を開始する一方、判定手段２１がトルク測定手段１３から入力されるトルクＴの監視を開始する。
上記トルク測定手段１３により検出されるトルクＴは、キャップ１０のネジ部１０Ａが口部７Ａのネジ部７Ａ´に螺合を開始する時点Ｐ１より緩やかに増加を開始し、やがて中栓２０の挿入部２０Ａの下端周縁が口部７Ａに当接すると、その時点Ｐ２よりトルクＴが急激に増加するようになっており、このときにトルクＴが基準値Ｋよりも大きくなるので、判定手段２１はトルクＴが基準値Ｋを上回ったことを認識するとともにこれが１回目であること記憶する。
そしてトルクＴの急激な増加は挿入部２０Ａが口部７Ａに対して嵌合を開始すると、このときより急激に減少するようになり、このときにトルクＴが基準値Ｋよりも小さくなるので、それにより判定手段２１はトルクＴが基準値Ｋを下回ったことを認識する。
そして、次に中栓２０の周縁部２０Ｂが容器７の口部７Ａに当接すると、その時点Ｐ３より急激にトルクＴが増加し、この増加時にもトルクＴが基準値Ｋを上回るので、それにより判定手段２１は巻き締めの最中にトルクＴが基準値Ｋを上回ったことを認識するとともにこれが２回目であることから中栓有りと判定する。
これに対し、中栓２０が無い場合では、トルクＴがキャップ１０のネジ部１０Ａと容器７のネジ部７Ａ´が螺合を開始した時点Ｐ１より緩やかに増加するようになるが、この緩やかな増加は上述したＰ１を通過しても一点鎖線で示すようにＰ２を越えたＰ３まで継続し、このＰ３において、キャップの内面が容器の口部に当接した時点より急激にトルクＴが増加するので、それにより判定手段２１はトルクＴが基準値Ｋを１回上回ったことを認識する。
そして判定手段２１は、その後も引き続きトルクＴの変動を監視するが、制御装置により巻き締めが終了と判定されると、判定手段２１は巻き締め開始から巻き締め終了までにトルクＴが基準値Ｋを１回しか上回らなかったことから中栓無しと判定する。すると判定手段２１は、出力手段２２に中栓無しと出力し、これを入力された出力手段２２は排出スターホイール５に対して当該中栓無しの容器について排出指令を出力する。
これにより中栓の無いキャップを巻き締めされた容器は、リジェクト装置を構成する排出スターホイール５により正常な製造ラインＬ１に排出されることなく別の排出ラインＬ２へと排出されるようになっている。
したがって、本実施例では従来に比較して簡単で安価な構成により、キャッピングされた容器７を対象とした中栓２０の有無を確認することができる。
【０００９】
なお上記実施例では、中栓２０が有る場合の判定条件として基準値Ｋを２回上回ったことを条件としていたがこれに限定されるものでなく、基準値Ｋを一回上回ってから基準値Ｋを下回ったことを判定条件としてもよいし、又は基準値Ｋを一回下回ってから再び基準値Ｋを上回ることを判定条件としてもよい。
【００１０】
（第２実施例）
次に、図５、図６に基づいて本発明の第２実施例を説明する。上記第１実施例では、判定条件として、トルクＴが基準値Ｋを上回った回数で中栓２０の有無を判定するようにしていたが、本実施例では巻き締め最中における一定の基準角度ＫＡ毎又は一定の基準時間ＫＴ毎にトルクＴを測定し、そして同一の容器について今回測定されたトルクＴと前回測定されたトルクＴの値を比較（今回の値から前回の値を差し引く）して今回測定された値が減少（差し引いた値が負の値となる）した場合には中栓有りと判定する一方、巻き締め終了までに減少しなかった場合には中栓無しと判定するものである。
そして本実施例では、キャッピングヘッド２０の回転角度を測定するエンコーダ１４（基準時間ＫＴの場合にはタイマー）を設けた以外は第１実施例と同一に構成されており、第１実施例と同一の部材には第１実施例と同一の番号を付している。
このような判定手段２１によれば、中栓が有る場合には、測定角度ＫＡ毎又は所定時間ＫＴ毎に前回測定されたトルクＴＢと今回測定されたトルクＴＲを比較していれば、やがて中栓の容器の口部に対する当接に伴うトルクＴの山の頂上を越えた付近においてトルクＴの減少を検出することができるが、これに対して中栓２０が無い場合には、巻き締め開始から巻き締めが終了するまで１回も減少を検出することは無い。
したがって、本実施例でも第１実施例と同様の効果を得ることができるものである。
【００１１】
ところで、実際のトルクＴにはノイズによる微小な増減があるが、このノイズを拾わないように可能な限り基準時間ＫＴおよび基準時間ＫＡを長く設定したり、或いは相前後する複数回の測定値の平均をとったり、また或いはノイズカットフィルタを用いてノイズによる増減を認識しないようにすればよい。
【００１２】
（第３実施例）
図７は本発明の第３実施例を示すものであり、上記第１実施例および第２実施例では中栓２０の嵌合に伴うトルクＴの変動を認識していたが、本第３実施例では、判定手段２１は巻き締め開始から巻き締め終了までのトルクＴの値を容器７に対するキャップ１０の回転角度と関連付けして逐一記憶しており、そして判定手段２１は、所定角度回転したときのトルクＴの値が基準値Ｋを上回っていた場合には中栓有りと判定する一方、基準値Ｋを下回っていた場合には中栓無しと判定するものである。
つまり、中栓２０が容器７の口部７Ａに当接してから嵌合されるまでのトルクＴの山は、同じ種類のキャップ、中栓、容器であれば、キャップ１０のネジ部１０Ａと容器７のネジ部７Ａ´が螺合を開始する時点Ｐ１から巻き締めが完了する時点Ｐ４までの間で概ね同じ回転角度位置で発生するものである。
そして、本実施例では上記Ｐ４に対して所定角度を減算したときのトルクＴ又は上記Ｐ１に対して所定角度を加算したときのトルクＴを基準値Ｋと比較し、中栓の有無を判定するようにしている。
なおそれ以外の構成はエンコーダ１４を備える第２実施例と同一に構成されているのでここでの説明は省略する。
このような構成によれば、中栓が有る状態でその巻き締め終了時の角度Ｐ４から所定角度だけ戻った時点でのトルクＴ１は山の頂上付近の値となり基準値Ｋを上回るし、また中栓が無い状態で巻き締めが終了した時の角度Ｐ４から所定角度だけ戻った時点でのトルクＴ２は基準値Ｋを下回るようになる。
他方、中栓が有る状態でその螺合開始時の角度Ｐ１から所定角度だけ巻き締めした時点でのトルクＴ１は山の頂上付近の値となり基準値Ｋを上回るし、また中栓が無い状態で螺合を開始した時点Ｐ１から所定角度だけ巻き締めした時点でのトルクＴ２は基準値Ｋを下回るようになる。
したがって、本実施例でも第１実施例と同様の効果を得ることができる。
なお、キャップのネジ部と容器のネジ部が螺合を開始する位置を検出する方法は従来周知なのでここでの説明は省略する（例えば特公平７−８６０３４号公報）。
【００１３】
なお上記第１実施例ないし第３実施例では、キャップ１０に付与されるトルクTを測定する手段として実際にモータ１２が出力するトルクTを測定するトルク測定手段１３を採用しているが、モータ１２に供給する電流・電圧の変化から認識するようにしてもよい。
またモータ１２がサーボモータである場合には、エンコーダ１４を省略することもできる。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して簡単で安価な構成により、キャッピングされた容器を対象とした中栓の有無の確認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概略平面図。
【図２】トルク測定手段１３と判定手段２１の構成図。
【図３】中栓付きキャップ１０と容器７の口部７Ａの拡大断面図。
【図４】本発明の判定条件と巻き締めに伴うトルクＴの変動を示す線図。
【図５】本発明の第２実施例を示すトルク測定手段１３と判定手段２１の構成図。
【図６】本発明の第２実施例の判定条件と巻き締めに伴うトルクＴの変動を示す線図。
【図７】本発明の第３実施例の判定条件と巻き締めに伴うトルクＴの変動を示す線図。
【符号の説明】
２…スクリューキャッパ          ７…容器
１０…キャップ                  １１…キャッピングヘッド
１３…トルク測定手段            ２０…中栓
２１…判定手段
【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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