JP2000025717A - 圧力容器の検査方法及び増し締め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 市場で一度蓋が開栓された恐れのある圧力容
器を残圧検査以外の方法で発見する。 【解決手段】 増し締め装置において、ヘッドユニット
に備えられたサーボモータにより回転駆動されて圧力容
器（例えばビール樽）の蓋と係合して蓋を回転させる係
合部を、増締め工程前に、先ず蓋の緩み方向に逆転駆動
させることで緩め確認工程を実行する。緩め確認工程で
は、規定のトルクで締付けられた蓋であれば開かない弱
めのトルク（例えば0.5kgf・ｍ）が蓋に付与される。こ
のとき蓋が緩んだことによる係合部の回転が検出されれ
ば、市場で蓋が開栓された恐れのある異常判定がなされ
る。次の増締め工程では蓋に締付けトルク（例えば２kg
f・ｍ）が付与される。増締めが完了しているはずの時
点で係合部（つまり蓋）の回転が検出されれば蓋やパッ
キン等の異常の恐れがある異常判定がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビール樽などの圧
力容器の検査方法及び増し締め装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ビール樽などの圧力容器は、市場から回
収されて繰り返し使用される。これらの圧力容器は再使
用する前に容器の性能チェックのため、蓋が緩んでいな
いか、蓋のバルブのシール性は劣化していないかが検査
される。

【０００３】現在の樽ビール充填ラインでは、外洗機お
よび内洗機の前後に、圧力容器の性能チェックのため
に、残圧検査装置および蓋の増し締め装置が設置されて
いる。残圧検査装置では市場から返ってきた圧力容器の
残圧を取り出してセンサでモニタすることで残圧を検査
し、蓋のねじやパッキン等がおかしくなってシール性能
が低下しているもの、あるいは市場で蓋が一度開栓され
て圧力容器の中に異物（タバコの吸い殻等）が入ってい
る恐れがあるものを探し出す。残圧検査のときに圧力が
たたない圧力容器については、上記のうちいずれかの異
常の恐れがあるためリジェクトして再検査される。

【０００４】増し締め装置では、蓋に嵌合させた係合部
（回転体）を、ナットランナー、モータ等の回転駆動力
を用い、トルクリミッタ、パウダクラッチなど、回転ト
ルクを制御できるものを介して蓋の増し締めを行ってい
た。市場から回収されたときに緩みのある蓋は増し締め
工程で規定の強さに増し締めされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、市場に出回っ
ていたとき店のサーバで圧力容器（樽）の中のビールや
ジュースが空になっても残っていると思ってガスが抜か
れる場合があった。このような圧力容器は、開栓されて
いなくても残圧が低いため、残圧検査のときにリジェク
トされてしまう。リジェクトされた圧力容器は、作業員
が再検査する訳であるが、パッキン等の異常によって残
圧が低いのか、市場で蓋が開栓されたために残圧が低い
のか、それとも単にガスが抜かれていただけなのかな
ど、その原因までははっきりしない。そのため、再検査
の作業が手間どることになっていた。そのため、圧力容
器が異常であると判定されたときの要因を大まかにでも
把握できることが望まれていた。

【０００６】また、市場において蓋が一度開栓されて手
締めされているだけの圧力容器の中には、炭酸飲料の残
り液から発生した炭酸ガスによって残圧が高くなってい
るものがある可能性がある。この場合、残圧検査で正常
と判定されて見逃される恐れがあった。

【０００７】本発明は前記課題を解決するためになされ
たものであって、その目的は、市場で一度蓋が開栓され
た恐れのある圧力容器を残圧検査以外の方法で発見でき
る圧力容器の検査方法及び増し締め装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明では、規定の力で締め付けられ
た蓋であれば開かない弱いトルクを緩め方向に蓋に付与
し、該蓋の回転が検出されたときは異常と判定する。

【０００９】請求項２に記載の発明では、蓋と係合して
回転する係合部と、該係合部に回転力を付与する回転駆
動手段と、該回転駆動手段を回転制御する制御手段と、
前記係合部の回転の有無を検出するための検出手段とを
有し、前記制御手段は、前記蓋を増し締めする前に、前
記係合部により係合させた蓋に先ず緩み方向に増し締め
時より弱い設定トルクを付与するように前記回転駆動手
段を制御し、前記蓋に緩め方向の設定トルクを付与する
過程で、前記検出手段により、該蓋の回転が検出されな
ければ正常と判断し、該蓋の回転が検出されれば異常と
判断する判定手段を備えている。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項２に記
載の発明において、前記蓋に緩め方向の設定トルクを付
与して該蓋が回転するか否かをみる緩め確認工程の終了
後、前記制御手段が、該蓋と係合する前記係合部に増し
締め方向に締付けトルクを付与するように前記回転駆動
手段を制御する増し締め過程において、前記判定手段
は、前記蓋が増し締め完了しているはずの時点で、前記
検出手段により前記係合部の回転が検出されたときは異
常と判断することをその要旨とする。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項２又は
請求項３に記載の発明において、前記制御手段は、前記
係合部を一定回転速度で回転させるように前記回転駆動
手段のトルクを制御し、前記検出手段は該係合部の回転
トルクがその回転方向の設定トルクに達したことをもっ
て、該係合部の回転停止状態を検出することをその要旨
とする。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項２又は
請求項３に記載の発明において、前記制御手段は、前記
係合部に一定トルクを付与する前記回転駆動手段を制御
し、前記検出手段は、該係合部の回転速度を検出するも
のであって、該係合部の回転速度が零速度になったこと
をもって、該係合部の回転停止状態を検出することをそ
の要旨とする。

【００１３】（作用）従って、請求項１に記載の発明に
よれば、規定の力で締め付けられた蓋であれば開かない
弱いトルクが緩め方向に蓋に付与される。市場で一度開
栓された圧力容器の蓋は手締めされているだけなどその
締付力が相対的に弱いので、このとき蓋が緩む。蓋の回
転が検出されれば異常と判定される。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、蓋を増し
締めする前に、蓋に係合した係合部に蓋の緩み方向に増
し締め時より弱い設定トルクが付与される。この過程で
蓋が緩まず、検出手段により蓋の回転が検出されなけれ
ば、判定手段により正常な圧力容器であると判断され
る。また、この過程で蓋が緩み、検出手段により蓋の回
転が検出されれば、判定手段により異常な圧力容器であ
ると判定される。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、蓋に緩め
方向の設定トルクを付与して蓋の緩みの有無を確認する
緩め確認工程の終了後、蓋と係合する係合部に増し締め
方向に締付けトルクが付与される。この増し締め過程に
おいて、蓋の増し締めが完了しているはずの時点で、検
出手段により係合部の回転が検出されたときは、判定手
段によりその圧力容器が異常であると判定される。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、一定回転
速度で係合部を回転させるべく回転駆動手段のトルクが
制御される。蓋が緩まないときは、係合部に付与された
トルクが設定トルクに達するので、検出手段によりトル
クが設定トルクに達したことが検出されないときは異常
な圧力容器であると判定される。

【００１７】また、増締め工程では、蓋に係合した係合
部に締付けトルクが付与されたとき、蓋のねじやパッキ
ン等に異常のある圧力容器であれば、蓋の増締めが完了
しているはずの時点になっても、検出手段によりトルク
が締付けトルクに達したことが検出されない。このとき
は異常な圧力容器であると判定される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、一定トル
クで係合部を回転させるように回転駆動手段が制御され
る。手締めされただけの蓋は一定トルクが付与されると
緩んでしまうので、検出手段により検出された係合部の
回転速度が零速度で無いものは、市場で蓋が開栓された
恐れのある異常な圧力容器であると判定される。

【００１９】また、増締め工程では、蓋やパッキン等に
異常のない圧力容器であれば、蓋に一定トルクが付与さ
れて蓋が増締め方向に回転されることで蓋は増締めされ
る。蓋の増締めが終わると係合部の回転速度が零速度に
なる。増締めが完了しているはずの時点になっても、係
合部の回転速度が零速度でないと検出手段により検出さ
れたときは、異常な圧力容器であると判定される。

【００２０】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
を具体化した第１の実施形態を図１〜図７を用いて説明
する。図６，図７は、増し締め装置のそれぞれ平面断面
図、側断面図である。増し締め装置１は、ヘッドユニッ
ト２、搬入コンベア３，検査ライン４，搬出コンベア
５、不良品排出ライン６とを備える。から構成される。

【００２１】搬入コンベア３の出口には切出装置７が配
設されている。切出装置７は２本のアーム８の先端を開
閉することで、搬入コンベア３上に一列に縦列する圧力
容器（本例ではビール樽）９を１個ずつ切り出し、４個
の圧力容器９を所定の間隔を開けながら搬入させる。検
査ライン４のコンベア４ａ上にはその長手方向に４つの
検査ポジションが設定されており、４つの検査ポジショ
ンには圧力容器９を把持するための４つの把持装置１０
が配設されている。把持装置１０は、圧力容器９を両側
から把持する上下４本ずつ（計８本）のアーム１１を備
える。

【００２２】図７に示すように、切出装置７のアーム８
は、それぞれの回転軸１２がリンク機構を介して連結さ
れ、エアシリンダ（いずれも図示せず）の駆動によって
開閉駆動される。把持装置１０のアーム１１は、４本の
回転軸１３の下端に取り付けられたギヤ１４が左右（図
６における上下方向）ごとに噛合し、左右の回転軸１３
の１つずつがリンク機構（図示せず）を介して連結さ
れ、エアシリンダ１５の駆動によって８本のアーム１１
が同期して開閉するようになっている。なお、図７にお
いてはエアシリンダ１５は４本のうち２本のみ図示して
いる。また、図６では、説明の便宜上、アーム１１が圧
力容器９を把持する状態と、圧力容器９を把持しない開
放状態とを１つの図面上に描いている。実際には４つの
把持装置１０のアーム１１は同期して駆動される。

【００２３】検査ライン４を囲う門型のフレーム１６に
は、支持バー１７が２本のリニアガイド１８に案内され
て昇降可能に設けられている。支持バー１７は、２つの
ナット体１９に螺着された２本のスクリュー軸２０，２
１がモータ２２の駆動に基づいて正逆回転することによ
り、リニアガイド１８に沿って昇降する。２本のスクリ
ュー軸２０，２１はチェーン２３によって作動連結さ
れ、駆動側のスクリュー軸２０の回転力が被動側のスク
リュー軸２１にチェーン２３を介して伝達される。

【００２４】支持バー１７には各検査ポジションの真上
に相当する位置に４つのヘッドユニット２が配設されて
いる。検査の対象となる圧力容器９はその容量に応じた
複数種のサイズがあり、４つのヘッドユニット２は支持
バー１７の昇降によって圧力容器の高さに応じて高さ調
節される。

【００２５】図６に示すように、搬出コンベア５の入口
部分には不良品排出コンベア６が直交するように接続さ
れている。搬出コンベア５を挟んで不良品排出コンベア
６と対向する位置には押出装置２４が配設されている。
押出装置２４はエアシリンダ２５により進退駆動される
押出バー２６を備え、検査ライン４において不良と判断
された圧力容器９は押出バー２６により不良品排出コン
ベア６に押し出されてリジェクトされる。検査ライン４
において良品と判断された圧力容器９は、検査ライン４
から搬出コンベア５をそのまま真っ直ぐ流れて次の工程
に送られる。

【００２６】この増し締め装置１が対象とする圧力容器
（本例ではビール樽）９は、本実施形態では図４に示す
ような蓋２７を備える。蓋２７はバルブ構造を有し、圧
力容器９の口部９ａに対し、その上面が口部９ａの上面
にほぼ面一となる状態に螺着されている。蓋２７の中央
に凹みがありその上端内周面側には１８０°の位置に二
つの爪部２８が形成されている。凹みの底部中央にある
環状の突起２９を上から押すと、圧力容器９の内圧が抜
ける構造になっている。

【００２７】図１はヘッドユニット２の側断面図を示
す。ヘッドユニット２は、支持バー１７から下方に延出
する支持板３０に固定されたリニアレール３１に対し、
その側部に設けられた可動ブロック３２を係合させるこ
とにより、リニアレール３１に沿って昇降可能に配設さ
れている。支持板３０にはエアシリンダ３３が配設さ
れ、そのロッド３３ａの先端部は可動ブロック３２から
延出する支持部３２ａに連結されている。

【００２８】可動ブロック３２に支持された円筒状のハ
ウジング３４の内側には上下一対のベアリング３５を介
して筒体３６が回転可能に支持されている。回転駆動手
段としてのサーボモータ３７の駆動軸３７ａは減速機３
８に連結され、減速機３８の出力軸と一体回転可能に固
定されたリング３６ａに筒体３６は一体回転可能に固定
されている。筒体３６には回転軸３９がスプライン結合
されて挿通されており、筒体３６に対して回転軸３９は
軸方向にスライド可能かつ一体回転可能となっている。

【００２９】回転軸３９の下端にはカップリング４０を
介してヘッド４１のハウジング４２が連結されている。
カップリング４０は十字継手であり、固定片４３、中間
連結材４４および可動片４５の３部品からなる。

【００３０】固定片４３の側部両端（同図において紙面
直交方向両端）から下方へ延出する２つの延出部と、可
動片４５の側部両端（同図において左右両端）から上方
へ延出する２つの延出部との各孔に、中間連結材４４か
ら十字状に突出するピン４６が挿通されることで、３つ
の部品４３〜４５は連結されている。可動片４３は固定
片４５に対してピン４６の軸方向に沿ってＸ・Ｙ水平面
内の変位、およびピン４６を中心とするＸ・Ｙ軸回りの
相対回動が可能になっている。

【００３１】筒体３６の下端に固定されたリング４７の
下面には略円筒状のスカート部４８が回転軸３９と一体
回転可能な状態に固定されている。スカート部４８の下
部はラッパ状に拡開し、その斜状の上面にハウジング４
２の上部部材４２ａの開口に斜状に形成された内周面を
当接させた状態で、ヘッド４１はスカート部４８に対し
て相対変位可能な状態で係合している。

【００３２】カップリング４０の固定片４３は回転軸３
９に対して一体回転可能に連結されている。ヘッド４１
はリング４７と固定片４３との間に配設されたバネ（コ
イルバネ）４９の付勢力によって下方に付勢されてい
る。よって、ヘッドユニット２が下降するときにヘッド
４１が下方から力を受けると、バネ４９の付勢力に抗し
て回転軸３９が筒体３６内を上方へスライドすることに
より、ヘッド４１が上方へ退避できるようになってい
る。

【００３３】ハウジング４２の下面には環状の押圧部５
０が固定されており、樹脂からなるその下部には圧力容
器９の蓋２７を案内できるテーパ面５０ａがその内周面
に形成されている。ハウジング４２の下面には係合部５
１が回転軸３９と同一軸心上に位置するように下方へ突
出して形成されている。係合部５１の下端面には蓋２７
の２つの爪部２８と係合可能な４つの位置に凹部５１ａ
が形成されている。

【００３４】サーボモータ（以下、単にモータという）
３７は、図３に示すように検出手段としてのサーボドラ
イバ５２を介して、判定手段としてのコントローラ５３
（例えばプログラマブルコントローラ）に接続されてい
る。サーボドライバ５２は、蓋２７に一定の回転トルク
を付与する方法として、トルク制限制御またはトルク制
御の設定を選択できる。サーボドライバはモータを制御
しているときの電圧、電流値、回転数などの制御情報を
モータ３７から信号として入力し、フィードバックされ
たこれらの信号情報に基づいて予め設定された制御方法
でモータ３７を回転制御する。回転数はモータ３７に組
付けられたロータリエンコーダにより検出される。モー
タ３７は一定電圧の下で電流にほぼ比例したトルクを発
生する。なお、サーボドライバ５２およびコントローラ
５３により制御手段が構成される。

【００３５】図１に示すように、本実施形態では、増締
め工程の前に、緩め方向（開栓方向）に蓋を回転させる
緩め確認工程が追加される。緩め確認工程では、手締め
されているだけの蓋２７は開栓され、規定のトルクで締
め付けられた正常な蓋２７は開栓されないトルクで、蓋
２７を緩め方向に回転する。本例では図１に示すよう
に、増締め工程でのトルクが２kgf ・ｍに設定されてい
るのに対し、緩め確認工程でのトルクは０．５kgf ・ｍ
に設定されている。緩め確認工程で蓋２７が開栓される
圧力容器９は、市場で開栓された恐れがあるものとして
リジェクトされる。

【００３６】本実施形態では蓋２７に規定のトルク
（０．５または２kgf ・ｍ）を付与するためのモータ３
７の制御方法として、トルク制限制御を採用している。
トルク制限制御とは、モータ３７を一定の回転速度に維
持できるように電流値を補償する電流値制御を行い、電
流値が予め設定されたトルク制限値に達すると、それ以
上の電流はカットする制御方法である。サーボドライバ
５２はコントローラ５３から逆転指令を入力したときは
モータ３７を逆転駆動させ、正転指令を入力したときは
モータを正転駆動させる。電流値がトルク制限値に達し
て電流をカットしたときにはサーボドライバ５２からコ
ントローラ５３にカット信号が入力される。コントロー
ラ５３はカット信号を入力するとモータ３７の駆動を停
止させる停止指令をする。このため、規定トルクが蓋２
７に付与されたところでモータ３７を止めることができ
る。

【００３７】図２に示すように、サーボドライバ５２の
設定データは、緩め確認工程においては、一定回転速度
Ｎ１，トルク制限値It１に設定され、増締め工程におい
ては、一定回転速度Ｎ２，トルク制限値It２に設定され
ている。トルク制限値It１は０．５kgf ・ｍのトルクを
発生できる電流値であり、トルク制限値It２は２kgf・
ｍのトルクを発生できる電流値である（図１を参照）。

【００３８】コントローラ５３は、図３に示すように、
メモリ５４とタイマ５５を備える。メモリ５４には、緩
め確認工程と増締め工程の制御のためのプログラムデー
タが記憶されている。プログラムデータでは、先ず逆転
指令をして緩め確認工程を実行させ、次いで正転指令を
して増締め工程を実行させる設定がなされている。緩め
確認工程では、カット信号を入力するか、カット信号の
入力がないまま逆転指令から所定時間ｔ１が経過する
と、サーボドライバ５２に停止指令をする。また、増締
め工程では、カット信号を入力するか、カット信号の入
力がないまま正転指令から所定時間ｔ２が経過すると、
サーボドライバ５２に停止指令をする。所定時間ｔ１，
ｔ２は、タイマ５５により計時される。

【００３９】係合部５１の先端には凹部５１ａが９０゜
の位置に４つ形成されているので、仮にヘッドユニット
２を下降したときに蓋２７の爪部２８と凹部５１ａの位
置関係が合わず係合部５１の凹部５１ａが爪部２８に嵌
まらなくても、係合部５１は９０゜回転するまでに蓋２
７に係合する。このように係合部５１が蓋２７に嵌まる
までに最大必要となる時間に少し余裕を見込んだ時間に
設定時間ｔ１は決められている。設定時間ｔ１は例えば
１〜２秒あれば十分で、本例では約１秒に設定されてい
る。

【００４０】また、ビール樽には略三角形状の蓋を備え
るものもあり、このような圧力容器を対象とする場合、
ヘッドユニット２の係合部には蓋のカット面と係合でき
る１２０゜の三位置に爪が形成されている。この場合
も、１２０゜回れば蓋に係合部の爪が嵌まるので、設定
時間ｔ１は例えば１〜２秒あれば十分である。どちらの
場合も例えば係合部が１８０゜回転するのに要する時間
を設定時間ｔ１に設定すればよい。

【００４１】また、設定時間ｔ２は、係合部５１が蓋２
７と係合するまで回転するのに要する時間と、仮に蓋２
７が緩んでいても蓋２７が増締めされるだけの回転に要
する時間との合計時間に、少し余裕を見込んだ時間に設
定されている。設定時間ｔ２は例えば１．５〜３秒あれ
ば十分で、本例では約１．５秒に設定されている。

【００４２】コントローラ５３は、緩め確認工程でカッ
ト信号を入力したときは正常判定をだし、カット信号の
入力がないまま所定時間ｔ１を経過したときは異常判定
をだす。緩め確認工程での判定結果が異常である場合は
次の増し締めは行わない。また、増締め工程でカット信
号を入力したときは正常判定をだし、カット信号の入力
がないまま所定時間ｔ２を経過したときは異常判定をだ
す。緩め確認工程または増締め工程で異常判定がなされ
た圧力容器９は、リジェクトの対象としてコントローラ
５３に記憶される。緩め確認工程と増締め工程共に正常
と判断された圧力容器９は、次の工程に送られる。

【００４３】次に増し締め装置１の動作を説明する。切
出装置７によって一個ずつ切り出された４つの圧力容器
９は各検査ポジションにおいて各把持装置１０のアーム
１１によって把持されて位置決めされる。次にエアシリ
ンダ３３が駆動されてヘッドユニット２が下降し、圧力
容器９の上端部に押圧部５０が押しつけられる。このと
き大抵の場合は、ヘッドユニット２が下降しただけで
は、係合部５１の凹部５１ａが一度では蓋２７の爪部２
８に嵌まらない。

【００４４】コントローラ５３はメモリ５４に記憶され
たプログラムデータを実行する。先ずサーボドライバ５
２に逆転指令を出す。その結果、モータ３７が逆転駆動
され、モータ３７を一定回転速度Ｎ１で回転させるよう
に電流値制御が行われる。市場で開栓されておらず蓋２
７が規定のトルクで締められた圧力容器９であれば、係
合部５１が回転し始めて蓋２７に係合した時点で、直ぐ
に電流値がトルク制限値It１に達して直ちにカット信号
が出力される（図２を参照）。カット信号が出力された
時点でサーボドライバ５２に停止指令が出され、モータ
３７の駆動が停止される。この場合、コントローラ５３
は蓋２７が規定のトルクで締まっていて市場で開栓され
た恐れのない正常な圧力容器９であると判定する。

【００４５】一方、市場において蓋２７が一度でも開栓
された圧力容器９は、係合部５１が回転して蓋２７に係
合してから、電流値がトルク制限値It１に達する前に、
０．５kgf・ｍ未満のトルクで蓋２７が緩んでしまう。
このため、図２に示すように小さいトルクのまま係合部
５１が回転し続け、カット信号が入力されないまま所定
時間ｔ１が経過する。所定時間ｔ１の経過時点で、コン
トローラ５３からサーボドライバ５２に停止指令が出さ
れ、モータ３７の駆動が停止される。この場合、コント
ローラ５３は蓋２７が市場で開栓された恐れのある異常
な圧力容器９であると判定する。異常判定がなされた場
合、次の増締め工程に進まない。

【００４６】緩め確認工程において正常と判定された圧
力容器９については、引き続き次の増締め工程に移る。
増締め工程では、コントローラ５３はモータ３７の駆動
停止を確認すると、サーボドライバ５２に正転指令を出
力する。その結果、モータ３７が正転駆動され、モータ
３７は一定回転速度Ｎ２で回転するように電流値制御さ
れる。

【００４７】係合部５１が回転し始めて蓋２７に係合す
ると、蓋２７に回転トルクが付与されて蓋２７が増締め
される。蓋２７のねじやパッキン等に損傷のない圧力容
器９であれば、蓋２７が増締めされるに連れて負荷が大
きくなるので回転速度が落ち、これを補償するように電
流値が上昇する。そして、規定のトルク（例えば２kgf
・ｍ）で蓋２７が締め付けられたところで電流値がトル
ク制限値It２に達してカット信号が出力される（図２を
参照）。カット信号が出力された時点でコントローラ５
３からサーボドライバ５２に停止指令が出される。この
場合、コントローラ５３は蓋２７が規定のトルクで締付
けられた正常な圧力容器９であると判定する。

【００４８】一方、蓋のねじやパッキン等に異常がある
圧力容器９であれば、図２に示すように、電流値がトル
ク制限値It２に達する前の小さなトルクで係合部５１が
回転し続ける。つまり、係合部５１が回転し始めてから
所定時間ｔ２が経過してもカット信号が入力されない。
所定時間ｔ２の経過時点で、コントローラ５３からサー
ボドライバ５２に停止指令が出され、モータ３７の駆動
が停止される。この場合、コントローラ５３は蓋２７や
パッキン等に異常がある圧力容器９であると判定する。
判定結果はコントローラ５３に保存される。

【００４９】ヘッドユニット２による緩め確認工程と増
締め工程が終了すると、ヘッドユニット２が上昇して待
機位置に戻るとともに、把持装置１０のアーム１１が開
かれる。そして、検査ライン４のコンベア４ａが駆動さ
れて４つの圧力容器９が検査ライン４から搬出される。
この搬出過程においてリジェクトの対象と判定された異
常判定の圧力容器９は、押出装置２４の押出バー２６に
よって不良品排出コンベア６に押し出される。一方、正
常判定された圧力容器９は、検査ライン４から搬出コン
ベア５をそのまま真っ直ぐ次の工程に送られる。

【００５０】以上詳述したように本実施形態によれば、
以下の効果が得られる。 （１）増締め段階で蓋２７に一度緩め方向の回転トルク
を付与し、そのとき蓋２７が緩むか否かを検出するよう
にしたので、市場で蓋２７が開栓された恐れがある圧力
容器９を、残圧検査以外の方法で発見することができ
る。例えば蓋２７を手締めした後、炭酸飲料の残り液か
ら発生した炭酸ガスによって残圧が高くなって残圧検査
で見逃される恐れのある圧力容器９でも、確実に発見で
きる。また、増し締め装置１でリジェクトされた圧力容
器９は、市場で蓋２７が開栓された恐れのある圧力容器
９であると大まかにでも分かるので、作業員による再検
査の作業が手間どらない。

【００５１】（２）増し締め装置１が残圧検査装置の上
流側に設置されたラインにおいては、市場で蓋２７が開
栓された圧力容器９を増締め段階でリジェクトできるこ
とから、残圧検査装置に送られる圧力容器９の個数を減
らして、残圧検査装置の作業負担を減らすことができ
る。また残圧検査装置でリジェクトされた圧力容器９
は、蓋２７のねじやパッキン等の異常が原因である可能
性が高いと大まかに分かるので、再検査作業がし易い。

【００５２】（３）増し締め装置１を利用し、増締め工
程前に緩み確認工程を追加する方法を採ったので、ヘッ
ドユニット２の昇降時間が増える訳ではなく、多くても
１〜２秒程度の極く短時間の緩め確認工程が増えるだけ
なので、増し締め装置１の作業効率をさほど落とさずに
済む。

【００５３】（４）トルク制限制御を採用し、一定回転
数で回転させるようにモータ３７を制御するので、緩め
確認工程において蓋２７が緩んでいたり、増締め工程に
おいて蓋２７のねじが損傷しているなどの異常の圧力容
器９のときでも、蓋２７が勢いよく（高速回転で）空回
りしてしまうことを回避できる。

【００５４】（５）トルク制限制御であって、係合部５
１の回転トルクが緩め用の設定トルクに達した時点で直
ぐに正常であることが分かってその時点で緩め確認工程
を終了し、次の増締め工程に移るので、正常な圧力容器
９の検査時に余分に増える検査時間は所定時間ｔ１より
さらに少なく、例えばその数分の１で済む。

【００５５】（第２の実施形態）次に本発明を具体化し
た第２の実施形態を図１，図８，図９等に基づいて説明
する。この実施形態では、モータの制御方法が前記第１
の実施形態と異なる。なお、増し締め装置１およびヘッ
ドユニット２の構造については、前記第１の実施形態と
同様であるので、同様の部分については同じ符号を使用
して説明を省略し、特に異なる制御方法についてのみ説
明をする。

【００５６】市場で一度開栓された恐れのある圧力容器
９を発見するための考え方そのものは、図１に示す考え
方によるものであり、同様に先ず緩め確認工程を行って
から増締め工程を行う。増締め工程でのトルクが２kgf
・ｍに設定され、緩め確認工程でのトルクは、増締め工
程でのトルクよりかなり小さな０．５kgf・ｍに設定さ
れている。

【００５７】蓋２７に一定の回転トルクを付与する方法
として、本実施形態ではサーボドライバ５２に設定する
制御方法としてトルク制御を採用している。トルク制御
とは、一定の回転トルクでモータ３７を回転させる電流
値制御である。サーボドライバ５２はモータ３７に組付
けられたロータリエンコーダから入力する回転信号から
モータの回転速度を検出しており、図８に示すようにそ
の回転速度が零速度になったときに零速度信号をコント
ローラ５３に対して出力する。

【００５８】図９に示すようにトルク制御のためのデー
タ設定は、緩め確認工程におけるモータ３７の電流値が
０．５kgf・ｍのトルクに相当する一定電流値It１、増
締め工程におけるモータ３７の電流値が２kgf・ｍのト
ルクに相当する一定電流値It２に設定されている。

【００５９】コントローラ５３は、メモリ５４に緩め確
認工程と増締め工程における制御のためのプログラムデ
ータが記憶されている。プログラムデータでは、先ず逆
転指令をして緩め確認工程を実行し、モータ３７の駆動
停止を確認後、次に正転指令をして増締め工程を実行す
る設定がなされている。緩め確認工程では、零速度信号
を入力するか、零速度信号の入力がないまま逆転指令か
ら所定時間ｔ１が経過すると、サーボドライバ５２に停
止指令をする。また、増締め工程では、零速度信号を入
力するか、零速度信号の入力がないまま正転指令から所
定時間ｔ２が経過すると、サーボドライバ５２に停止指
令をする。所定時間ｔ１，ｔ２は、タイマ５５により計
時される。

【００６０】緩め確認工程で零速度信号を入力したとき
は正常判定をだし、零速度信号を入力しないまま所定時
間ｔ１が経過したときは異常判定をだす。異常判定した
場合は次の増締め工程に進まない。また、増締め工程で
零速度信号を入力したときは正常判定をだし、零速度信
号を入力しないまま所定時間ｔ２が経過したときは異常
判定をだす。緩め確認工程または増締め工程で異常判定
がなされた圧力容器９は、リジェクトの対象とされる。
緩め確認工程と増締め工程共に正常と判断された圧力容
器９は、次の工程に送られる。

【００６１】設定時間ｔ１，ｔ２は、前記第１の実施形
態と同じ考え方に基づき設定されている。例えば係合部
５１が１８０゜回転するのに要する時間に少し余裕を見
込んで設定時間ｔ１を設定すればよい。例えば設定時間
ｔ１は１〜２秒の範囲内であり、本例では約１秒に設定
されている。また、設定時間ｔ２についても、係合部５
１が蓋２７と係合するまで回転するのに要する時間と、
仮に蓋２７が緩んでいても蓋２７が増締めされるだけの
回転に要する時間との合計時間に、少し余裕を見込んだ
時間に設定されている。本例では設定時間ｔ２は、例え
ば１．５〜３秒の範囲内であり、特に約１．５秒に設定
されている。

【００６２】この増し締め装置１によれば、モータ３７
は一定の回転トルクで電流値制御される。先ず緩め確認
工程では、モータ３７が逆転駆動され、図９に示すよう
に一定電流値It１、つまり一定トルク０．５kgf・ｍで
回転制御される。蓋２７が規定のトルクで締められた圧
力容器９であれば、係合部が回転し始めて蓋２７に係合
した時点でその回転が停止し、直ちに零速度信号が出力
され、モータ３７の駆動が停止される。この場合、コン
トローラ５３は蓋２７が規定のトルクで締まっている正
常な圧力容器９であると判定する。

【００６３】一方、市場において蓋２７が一度開栓され
た圧力容器９は、係合部５１が蓋２７に係合したときに
付加される一定トルク０．５kgf・ｍで緩んでしまうた
め、そのまま回転し続ける。そして、零速度信号の出力
がないまま所定時間ｔ１が経過し、所定時間ｔ１が経過
した時点で、コントローラ５３からサーボドライバ５２
に停止指令が出され、モータ３７の駆動が停止される。
この場合、コントローラ５３は蓋２７が市場で開栓され
た恐れがある異常な圧力容器９であると判定する。異常
判定がなされた場合、次の増締め工程に進まない。

【００６４】緩め確認工程において正常と判定された圧
力容器９については、モータ３７が停止後、引き続き増
締め工程に移ることになる。増締め工程では、モータ３
７が正転駆動され、図９に示すように一定電流値It２、
つまり一定トルク２kgf・ｍで回転制御される。係合部
５１が回転し始めて蓋２７に係合すると、蓋２７に回転
トルク２kgf・ｍが付与される。

【００６５】蓋２７のねじやパッキン等に異常がない圧
力容器９であれば、蓋２７が増締めされるに連れて大き
くなる負荷によって回転速度が落ち、２kgf・ｍのトル
クで増締めされたところで係合部５１の回転が停止し、
零速度信号が出力される。零速度信号が出力された時点
でコントローラ５３からサーボドライバ５２に停止指令
が出され、モータ３７の駆動が停止される。この場合、
コントローラ５３は蓋２７が規定のトルクで締付けら
れ、蓋２７のねじやパッキン等に異常がない正常な圧力
容器９であると判定する。

【００６６】一方、蓋２７のねじやパッキン等に異常が
ある圧力容器９であれば、図９に示すように、係合部５
１が蓋２７に係合したときに蓋２７に付加された２kgf
・ｍのトルクによって、蓋２７は回転し続けるだけでい
つまで経っても締め付けが終わることがなく、蓋２７は
回転し続ける。その結果、零速度信号が入力されないま
ま所定時間ｔ２が経過し、モータ３７の駆動が停止され
る。この場合、コントローラ５３は蓋２７のねじやパッ
キン等に異常がある異常な圧力容器９であると判定す
る。判定結果はコントローラ５３に保存される。

【００６７】ヘッドユニット２による緩め確認工程と増
締め工程が終了した後、異常判定がなされた圧力容器９
は、検査ライン４から搬出される際に、押出装置２４の
押出バー２６によって不良品排出コンベア６に押し出さ
れる。一方、正常判定がなされた圧力容器９は、検査ラ
イン４から搬出コンベア５をそのまま真っ直ぐ次の工程
に送られる。

【００６８】以上詳述したように本実施形態によれば、
前記第１の実施形態で述べた効果（１）〜（３）が同様
に得られる。その他、次の効果が得られる。 （６）トルク制御であって、モータ３７の駆動が開始さ
れた後に係合部５１の回転速度が零速度であることが検
出された時点で直ぐに正常であることが分かるので、正
常な圧力容器９の検査時に余分に増える検査時間は所定
時間ｔ１よりさらに少なく、例えばその数分の１で済
む。

【００６９】なお、実施形態は上記に限定されず、以下
のように変更してもよい。 ○ タイマ５５により所定時間ｔ１，ｔ２の経過で見る
代わりに、ロータリエンコーダからの信号に基づいて係
合部５１（つまりヘッド４１）の回転量を検出し、緩め
確認工程であれば蓋２７に係合部５１が嵌まった以後の
所定時期に達したこと、増締め工程であれば蓋２７の増
締めが完了するはずの所定時期に達したことを検出する
ようにしてもよい。例えば所定時期に達する前に、カッ
ト信号または零速度信号の入力がない場合に、異常な圧
力容器９であると判定するようにしてもよい。要する
に、緩め確認工程であれば蓋２７に係合部５１が嵌まっ
た以後の所定時期に達したこと、増締め工程であれば蓋
２７の増締めが完了するはずの所定時期に達したことを
検出できれば、その他の方法に代替できる。例えば緩め
確認工程において、係合部５１が１８０゜回転する前に
カット信号または零速度信号の入力がないときに異常判
定をする方法を採用することができる。

【００７０】○ 緩め確認工程および増締め工程におい
て、係合部５１（ヘッド４１）の回転の有無を判断する
方法は、ロータリエンコーダからの信号に基づいて回転
の有無を判断してもよい。この構成によれば、カット信
号あるいは零速度信号を出力できる構成でないドライバ
を使用する場合でも、ロータエンコーダからの信号に基
づいて係合部５１の回転の有無を検出できる。

【００７１】○ 係合部５１（あるいはモータ）の回転
角度から異常であるか否かを判定することもできる。サ
ーボドライバ５２に係合部５１が設定回転角だけ回転し
たときに信号を出力させるような設定をし、係合部５１
が設定回転角の回転をした信号を入力したら異常である
というプログラムを組んでおく。緩め確認工程のときは
例えば設定回転角として１８０゜を設定すればよい。

【００７２】○ 回転駆動手段は、モータ（電動機）に
限定されない。例えばエア圧により回転力を発生させる
ナットランナー等の流体式の回転駆動機器を使用しても
よい。ナットランナー等の流体式の回転駆動機器を使用
する場合は、トルクセンサからの信号や、エア圧をフィ
ードバックして得られた信号に基づいて電空比例弁を制
御することにより、発生トルクを制御することができ
る。例えば一定回転数を維持できるようにエア圧を補償
する制御を採用し、所定時間ｔ１，ｔ２が経過する前に
エア圧が設定圧に達しない場合に異常判定をするように
してもよい。また、一定トルクが得られるエア圧でナッ
トランナーを駆動し、所定時間ｔ１，ｔ２が経過する前
にナットランナーの回転速度が零速度に達しない場合に
異常判定をするようにしてもよい。また、モータを使用
する場合もサーボモータに限定されず、電流のフィード
バックをとって汎用のモータを使って、トルク制限制御
またはトルク制御を行うようにしてもよい。

【００７３】○ 増し締め装置は、充填ラインにおいて
残圧検査装置の上流側でも下流側でもどちらに設置して
もよい。 ○ 増し締め装置以外の装置において、緩め確認工程の
検査を取り入れてもよい。また、緩め確認工程の検査の
みを実施する検査装置とすることもできる。

【００７４】○ 対象となる圧力容器は、ビールやジュ
ースなどが充填される樽容器に限定されず、その他の液
体、さらには気体を充填するためのものであっても構わ
ない。ねじで螺着する方式の蓋（バルブ）を有する圧力
容器であればよい。

【００７５】次に、前記各実施形態及び別例から把握で
きる請求項に記載した発明以外の技術的思想について、
それらの効果と共に以下に記載する。 （１）圧力容器の検査方法において、規定の力で締め付
けられた蓋であれば開かない弱いトルクを一度にまたは
徐々に蓋に付与し、そのときの回転速度またはトルクな
どの情報を取り込んで、蓋の異常を検出すること。この
方法によれば、市場において蓋が開栓された恐れのある
圧力容器を残圧検査以外の方法で発見できる。

【００７６】（２）請求項１又は前記（１）において、
増し締め装置を使って、増し締め前に蓋を緩め方向に回
転させる。この方法によれば、増し締め装置を利用して
残圧検査以外の方法で、市場で開栓された圧力容器を発
見できる。

【００７７】（３）請求項１及び前記（１），（２）の
いずれかにおいて、蓋に緩み方向に前記トルクを付与
し、設定時間（ｔ１）内に蓋の回転が検出されなければ
正常と判断し、該設定時間が経過しても蓋の回転が検出
されなければ異常と判断する。この方法または装置によ
れば、設定時間が経過するまでに正常か異常かの判定が
できる。

【００７８】（４）請求項２〜５において、前記緩め方
向の設定トルクは、規定の力で締め付けられた蓋であれ
ば開かないトルクである。この構成によれば、請求項２
〜５と同様の効果が得られる。

【００７９】（５）請求項２〜５及び前記（４）のいず
れかにおいて、蓋に緩み方向に前記トルクを付与したと
き、前記検出手段により設定時間（ｔ１）内に蓋の回転
が検出されなければ正常と判断し、該設定時間が経過し
ても蓋の回転が検出されなければ異常と判断する。この
構成によれば、設定時間が経過するまでに正常か異常か
の判定ができる。

【００８０】（６）前記（５）において、緩め方向のト
ルクを付与したときの設定時間は、前記蓋に前記係合部
が嵌まるのに最大必要な所定回転量だけ前記係合部が回
転するのに必要な時間より長く、かつ２秒以内である。
この構成によれば、短時間で検査が終了するので、増し
締め作業能力をさほど低下させずに済む。

【００８１】（７）請求項２〜５及び前記（４）〜
（６）のいずれかにおいて、前記係合部と、前記回転駆
動手段と、前記制御手段と、前記検出手段とを備えてい
る増し締め用のヘッドユニット。このヘッドユニットに
よれば、請求項２〜５及び前記（４）〜（６）のいずれ
かと同様の効果が得られる。

【００８２】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、規定の力で締め付けられた蓋であれば開か
ない弱い緩め方向のトルクを蓋に付与し、蓋が回転した
ときは異常と判断するので、市場で蓋が開栓された恐れ
のある圧力容器を発見できる。

【００８３】請求項２に記載の発明によれば、蓋を増し
締めする前に、増し締め時より弱い設定トルクを蓋に緩
み方向に付与し、蓋が緩んで回転が検出されたことをも
って異常と判定するので、市場で蓋が開栓された恐れの
ある圧力容器を発見できる。

【００８４】請求項３に記載の発明によれば、緩め確認
工程が終了した後、増し締めを行って、蓋の増し締めが
完了しているはずの時点で係合部の回転が検出されたこ
とをもって、蓋のねじやパッキン等の異常を発見でき
る。

【００８５】請求項４に記載の発明によれば、一定回転
速度で係合部を回転させ、係合部の回転トルクがその回
転方向の設定トルクに達したことをもって正常な圧力容
器と判定することで、市場で蓋が開栓された恐れのある
異常な圧力容器の発見や、増締めされなかった異常な圧
力容器の発見を可能にする。

【００８６】請求項５に記載の発明によれば、一定トル
クで係合部を回転させ、係合部の回転速度が零速度にな
ったことをもって正常な圧力容器と判定することで、市
場にで蓋が開栓された恐れのある異常な圧力容器の発見
や、増締めされなかった異常な圧力容器の発見を可能に
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態において検査方法を示すグラ
フ。

【図２】トルク制限制御による異常判定方法を説明する
グラフ。

【図３】増し締め装置の電気的構成を示すブロック図。

【図４】圧力容器の蓋部分を示す平面図。

【図５】ヘッドユニットの側断面図。

【図６】増し締め装置の平断面図。

【図７】増し締め装置の側断面図。

【図８】第２の実施形態の増し締め装置の電気的構成を
示すブロック図。

【図９】トルク制御による異常判定方法を説明するグラ
フ。

【符号の説明】

１…増し締め装置、２…ヘッドユニット、９…圧力容
器、２７…蓋、３７…回転駆動手段としてのサーボモー
タ、５１…係合部、５２…制御手段を構成するとともに
検出手段としてのサーボドライバ、５３…制御手段を構
成するとともに判定手段としてのコントローラ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 規定の力で締め付けられた蓋であれば開
   かない弱いトルクを緩め方向に蓋に付与し、該蓋の回転
   が検出されたときは異常と判定する圧力容器の検査方
   法。
2. 【請求項２】 蓋と係合して回転する係合部と、該係合
   部に回転力を付与する回転駆動手段と、該回転駆動手段
   を回転制御する制御手段と、前記係合部の回転の有無を
   検出するための検出手段とを有し、 前記制御手段は、前記蓋を増し締めする前に、前記係合
   部により係合させた蓋に先ず緩み方向に増し締め時より
   弱い設定トルクを付与するように前記回転駆動手段を制
   御し、 前記蓋に緩め方向の設定トルクを付与する過程で、前記
   検出手段により、該蓋の回転が検出されなければ正常と
   判断し、該蓋の回転が検出されれば異常と判断する判定
   手段を備えていることを特徴とする圧力容器の増し締め
   装置。
3. 【請求項３】 前記蓋に緩め方向の設定トルクを付与し
   て該蓋が回転するか否かをみる緩め確認工程の終了後、
   前記制御手段が、該蓋と係合する前記係合部に増し締め
   方向に締付けトルクを付与するように前記回転駆動手段
   を制御する増し締め過程において、前記判定手段は、前
   記蓋が増し締め完了しているはずの時点で、前記検出手
   段により前記係合部の回転が検出されたときは異常と判
   断することを特徴とする請求項２に記載の圧力容器の増
   し締め装置。
4. 【請求項４】 前記制御手段は、前記係合部を一定回転
   速度で回転させるように前記回転駆動手段のトルクを制
   御し、前記検出手段は該係合部の回転トルクがその回転
   方向の設定トルクに達したことをもって、該係合部の回
   転停止状態を検出することを特徴とする請求項２又は請
   求項３に記載の圧力容器の増し締め装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は、前記係合部に一定トル
   クを付与する前記回転駆動手段を制御し、前記検出手段
   は、該係合部の回転速度を検出するものであって、該係
   合部の回転速度が零速度になったことをもって、該係合
   部の回転停止状態を検出することを特徴とする請求項２
   又は請求項３に記載の圧力容器の増し締め装置。