JP2014046974A - 蓋閉め装置、および蓋閉め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外蓋を容器本体に対して適正に載置し、さらに押圧ローラで確実に蓋閉めして容器本体に的確に装着することができる蓋閉め装置、および蓋閉め方法を提供する。
【解決手段】容器本体８を上流から下流に向かって搬送する搬送手段１と、容器本体８の上方に外蓋１８を載置する蓋載置手段３と、容器本体８の上方に載置された外蓋１８に対して押圧力を付与し、外蓋１８を押し下げて容器本体８に外蓋１８を装着する押圧ローラ５とを備える。蓋載置手段３は、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、外蓋１８を容器本体８上に載置する。押圧ローラ５で位置ずれ姿勢にある外蓋１８を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、押圧ローラ５により外蓋１８の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、容器本体８に外蓋１８を装着するように構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内容物が充填された容器本体に対して外蓋を自動的に装着するための蓋閉め装置、および蓋閉め方法に関する。本発明に係る蓋閉め装置および蓋閉め方法は、例えばカップゼリーの蓋閉め装置に適用される。

本発明における蓋閉め装置は、内容物が充填された容器本体を搬送する搬送装置と、容器本体の上方に外蓋を載置する蓋載置装置と、載置された外蓋に押圧力を付与して蓋閉めする押圧ローラとを備えるが、同様の蓋閉め装置は特許文献１乃至３に開示されており公知である。特許文献１および２の蓋閉め装置は、蓋閉め用の複数個の押えローラを備えており、各ローラーの高さ位置を下流側へ向かって漸次低くすることにより、押えローラで外蓋を徐々に押し下げて、外蓋を容器本体に装着している。特許文献３の蓋閉め装置においては、外蓋供給機構の下流側に、外蓋をカップ状容器に嵌着するための１個の押えローラが設けてある。そこでは、一方向へ搬送されるカップ状容器の上面に外蓋供給機構で外蓋を載置し、載置された外蓋を押えローラで上方から加圧して、外蓋をカップ状容器に装着している。

実公昭６０−００３０４７号公報（図１） 特開平０１−１５３４０７号公報（図１） 特公平０３−０３３５７４号公報（図３）

特許文献１および２の蓋閉め装置では、複数個の押えローラでプラスチック製の外蓋を徐々に押し下げるので、外蓋上面と押えローラとが接触することに由来する擦過傷が形成されやすい。このように擦過傷が形成されると、外蓋の上面に施された印刷表示が傷付けられて不鮮明になる。また、外蓋が透明体で形成されている場合には、外蓋の透明度が低下し、外観が損なわれてしまう。さらに、押えローラが複数個であると設備が大型化するのを避けられず、設備のメンテナンスにも手間がかかる。

特許文献３の蓋閉め装置では、押えローラが１個であるので、特許文献１および２のような擦過傷が形成される可能性は低く、設備が大型化することもない。しかし、外蓋をカップ状容器に載置する過程で、外蓋を適正に載置できないことがある。外蓋は、その一部がカップ状容器のトップシールの前端部に係合する状態で供給されて、カップ状容器の搬送力を利用してガイドプレートから引き出されるが、トップシール、または外蓋が弾性を備えているため、外蓋が正規の装着位置からずれることがある。このように、外蓋が装着位置からずれると、押えローラで上方から加圧したとしても、外蓋をカップ状容器に適正に装着することができず蓋閉め不良となる。また、装着位置からずれた外蓋を押えローラで上方から加圧すると、必要以上の加圧力が外蓋に作用し、外蓋の形成素材によっては割れが発生し破損するおそれがある。さらに、破損した外蓋でトップシールが破損されるおそれもある。

加えて、押えローラで外蓋を装着するとき、外蓋の下流端が押えローラに接触した瞬間に、外蓋がカップ状容器の上で傾き、同容器上面から脱落するおそれがある。詳しくは、押えローラの下端とコンベア上面との対向距離は、外蓋をカップ状容器に装着した状態の高さとほぼ同一に設定されている。しかし、外蓋がカップ状容器の上面に載置された状態の高さは前記対向距離よりも高いため、まず外蓋の下流端が押えローラに接触することになる。このとき、外蓋の下流端のみが押えローラで加圧されるので、外蓋の上流端が、押えローラと接触した外蓋の下流端を支点にして上方に浮き上がろうとする。これにより、外蓋がカップ状容器の上で傾き、同容器の上から脱落して外蓋をカップ状容器に装着することができなくなる。

本発明の目的は、外蓋を容器本体に対して適正に載置し、さらに押圧ローラで確実に蓋閉めして容器本体に的確に装着することができる蓋閉め装置、および蓋閉め方法を提供することにある。
本発明の目的は、容器本体の搬送姿勢が一様でない場合にも、外蓋を容器本体に対して適正に載置し、押圧ローラで的確に蓋閉めし装着することができる蓋閉め装置、および蓋閉め方法を提供することにある。

本発明に係る蓋閉め装置は、内容物Ｊが充填された容器本体８を上流から下流に向かって搬送する搬送手段１と、搬送手段１により搬送される容器本体８の上方に外蓋１８を載置する蓋載置手段３とを備えている。また、搬送手段１上に回転自在に設置され、蓋載置手段３により容器本体８の上方に載置された外蓋１８に対して押圧力を付与し、外蓋１８を押し下げて容器本体８に外蓋１８を装着する押圧ローラ５を備えている。蓋載置手段３は、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、外蓋１８を容器本体８上に載置する。押圧ローラ５で前記位置ずれ姿勢にある外蓋１８を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、押圧ローラ５により外蓋１８の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、容器本体８に外蓋１８を装着するように構成する。

容器本体８を、底壁９と、底壁９の外周から立ち上がる周側壁１０と、周側壁１０の上端外周に張り出し形成された水平状のフランジ壁１１とを備え、上面に内容物Ｊの出入口としての上方開口１２を有するカップ状に形成する。外蓋１８は、容器本体８の上方を覆う主面壁１９と、主面壁１９の外周から下方に連設されてフランジ壁１１の外周面を囲む外周壁部２０とを備えている。外周壁部２０の内面には外嵌装着状態においてフランジ壁１１の外周面に係止される突部２１を形成する。押圧ローラ５で位置ずれ姿勢にある外蓋１８を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたとき、外蓋１８の外周壁部２０が容器本体８のフランジ壁１１の外周面に当接し、且つ外蓋１８の突部２１が容器本体８のフランジ壁１１の外周面に係止されて外蓋１８の上流側への移動限界が規制される。かかる規制状態から押圧ローラ５により外蓋１８の主面壁１９に対して下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、外周壁部２０を拡開状に弾性変形して容器本体８に外蓋１８を外嵌装着する。

搬送手段１に供給される容器本体８には、その上方開口１２を覆うフィルム状の内蓋１４を設ける。内蓋１４は、フランジ壁１１の外周形状と一致する主面部１５と、主面部１５から水平外方向に突出する突出部１６とを備えている。外蓋１８の主面壁１９には、内蓋１４の突出部１６に対応する突出面２３を形成する。蓋載置手段３が、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｘよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、且つ内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致するように、外蓋１８を容器本体８上に載置する。

搬送手段１により搬送される容器本体８の内蓋１４の突出部１６の方向性を検知する検知手段４を備えている。蓋載置手段３がパラレルメカニズムであり、検知手段４により検知された容器本体８の方向性に応じて、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、且つ内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致するように、外蓋１８を容器本体８上に載置する。

検知手段４を、容器本体８の外形形状を撮影するカメラ５２と、カメラ５２により撮影された撮影画像に基づいて内蓋１４の突出部１６の位置を含む容器本体８の方向性を認識する画像認識装置５３とで構成する。

また、本発明に係る蓋閉め方法は、搬送手段１によって上流から下流に向かって搬送される容器本体８の上方に外蓋１８を載置する外蓋載置工程と、押圧ローラ５により容器本体８の上方に載置された外蓋１８に対して押圧力を付与し、外蓋１８を押し下げて容器本体８に外蓋１８を装着する外蓋装着工程とを含む。外蓋載置工程においては、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、外蓋１８を容器本体８上に載置する。押圧ローラ５で位置ずれ姿勢にある外蓋１８を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、押圧ローラ５により外蓋１８の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、容器本体８に外蓋１８を装着するようになっている。

本発明に係る蓋閉め装置においては、外蓋１８を蓋載置手段３で、容器本体８に対して搬送方向の下流側へ位置ずれする状態で載置するようにした。また、容器本体８に載置された外蓋１８を、押圧ローラ５で上流側の装着準備姿勢に移行させ、この状態の外蓋１８に下流側から上流側に向かって順に押圧力を作用させて、外蓋１８を容器本体８に装着できるようにした。これによれば、外蓋１８が容器本体８に対して相対移動し、装着準備姿勢に移行して適正な装着位置に達した状態で、押圧ローラ５の押圧力を外蓋１８に作用させるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。また、外蓋１８の下流側から上流側へ向かって押圧ローラ５の押圧力を順に作用させながら、外蓋１８を容器本体８に押し下げるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。外蓋１８を容器本体８に装着する過程で、外蓋１８が破損することもない。

底壁９、周側壁１０、および水平のフランジ壁１１を備えた容器本体８に対して、主面壁１９、外周壁部２０、および外周壁部２０の内面に形成した突部２１を備えた外蓋１８を装着する場合には、以下のようにして外蓋１８を容器本体８に装着する。まず、容器本体８の上方に外蓋１８を位置ずれした姿勢で載置する。この載置状態では、外周壁部２０の下縁がフランジ壁１１の上流部側で受止められるため、図１に示すように、外蓋１８の全体が搬送方向の下流側へ向かって前傾した姿勢になる。そのため、図７（ａ）に示すように、外蓋１８の下流端は押圧ローラ５と接触せず、同ローラ５の下側に潜り込むので、外蓋１８の主面壁１９を押圧ローラ５に最初に接触させることができる。つまり、外蓋１８の下流端ではなく、外蓋１８の中央部Ｘに近い部分に押圧ローラ５の押圧力を作用させることができる。したがって、外蓋１８が押えローラ５と接触した外蓋１８の下流端を支点にして上方に浮き上がるのを避けて、容器本体８の上方で外蓋１８が大きく傾いて脱落するのを防止でき、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。

また、押圧ローラ５で外蓋１８を上流側の装着準備姿勢に移行させた状態において、フランジ壁１１の外周面に外蓋１８の外周壁部２０が当接し、且つ突部２１がフランジ壁１１に係止されて、外蓋１８の上流側への移動を規制するようにした。このように、装着準備姿勢に移行した状態において外蓋１８の移行限界を規制すると、外蓋１８に押圧ローラ５で下流側から上流側に向かって順々に押圧力を作用させる間も、容器本体８に対して外蓋１８を適正な装着位置に保持した状態にすることができる。したがって、外蓋１８に適正な押圧力を作用させながら、外周壁部２０を順次拡開変形させて、外蓋１８を容器本体８に対して的確に外嵌装着できる。

内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致するように外蓋１８を容器本体８上に載置すると、外蓋１８を容器本体８に対して外嵌装着した状態のとき、突出部１６を突出面２３で覆い隠して外面に露出するのを防ぐことができるので、商品の見栄えをよくすることができる。

検知手段４で容器本体８の突出部１６の方向性を検知すると、内蓋１４の外観形状が方向性を持つ場合であっても、検知手段４で検知した方向を基に、蓋載置手段３で外蓋１８を適正な姿勢で載置することができる。詳しくは、搬送時の容器本体８の突出部１６の向きが一定しない場合に、蓋載置手段３で外蓋１８の突出面２３の向きを調整して、外蓋１８の突出面２３の向きを内蓋１４の突出部１６の向きに一致させることができる。さらに、外蓋１８を搬送方向下流側へ位置ずれした、適正な姿勢で容器本体８の上方に載置できる。また、蓋載置手段３としてパラレルメカニズムを用いると、シリアルメカニズム等の他の載置手段に比べて動作が高速であるため、搬送手段１による容器本体８の搬送速度を高くすることができ、蓋閉め装置の処理能力を向上させることができる。外蓋１８を容器本体８へ向かって搬送する過程で、突出面２３の向きを調整できることも、蓋閉め装置の処理能力を向上することに役立っている。

容器本体８の外形形状を撮影するカメラ５２と、カメラ５２により撮影された撮影画像に基づいて内蓋１４の突出部１６の位置を含む容器本体８の方向性を認識する画像認識装置５３とで検知手段４を構成した。これによれば、カメラ５２で撮影した容器本体８の撮影画像を画像認識装置５３で解析することにより、容器本体８の方向性を非接触で高精度に検知することができる。したがって、内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致する向きに、外蓋１８の姿勢をパラレルメカニズム３で調整して容器本体８に載置できる。

また、本発明に係る蓋閉め方法は、搬送される容器本体８の上方に外蓋１８を載置する外蓋載置工程と、押圧ローラ５により外蓋１８を押し下げて容器本体８に外蓋１８を装着させる外蓋装着工程とを含むものとした。外蓋載置工程においては、外蓋１８を容器本体８に対して搬送方向の下流側へ位置ずれする状態で載置するようにした。外蓋装着工程においては、容器本体８に載置された外蓋１８を、押圧ローラ５で上流側の装着準備姿勢に移行させ、この状態の外蓋１８に下流側から上流側に向かって順に押圧力を作用させて、外蓋１８を容器本体８に装着できるようにした。これによれば、外蓋１８が容器本体８に対して相対移動し、装着準備姿勢に移行して適正な装着位置に達した状態で、押圧ローラ５の押圧力を外蓋１８に作用させるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。また、外蓋１８の下流側から上流側へ向かって押圧ローラ５の押圧力を順に作用させながら、外蓋１８を容器本体８に押し下げるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。外蓋１８を容器本体８に装着する過程で、外蓋１８が破損することもない。

本発明の実施例１に係る蓋閉め装置の縦断側面図である。 実施例１に係る蓋閉め装置の装置構成を示す平面図である。 実施例１に係る内蓋が取付られた容器本体の平面図である。 実施例１に係る外蓋の平面図である。 実施例１に係る外蓋を容器本体に装着した状態を示す縦断側面図である。 実施例１に係る押圧ローラの上流側に容器本体が位置している状態の平面図である。 実施例１に係る蓋閉め動作を示す縦断側面図である。 実施例１に係るパラレルメカニズムを示す側面図である。 本発明の実施例２に係る蓋閉め装置の装置構成図である。 実施例２に係る押圧ローラの上流側に容器本体が位置している状態の平面図である。

（実施例１） 図１から図８に、本発明に係る蓋閉め装置を、カップゼリーの蓋閉め装置に適用した実施例１を示す。本発明における前後、左右、上下とは、図中に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。図２において、蓋閉め装置は、第１コンベア（搬送手段）１と、同コンベア１に隣接して設置される第２コンベア２と、両コンベア１・２の上方に設置されるパラレルメカニズム（蓋載置手段）３、および検知手段４と、押圧ローラ５と、制御部６などで構成されている。押圧ローラ５は第１コンベア１上に回転自在に設置されている。両コンベア１・２の搬送方向は、図２に向かって左側が上流側、図２に向かって右側が下流側となっている。

図３および図５に示すように、容器本体８は、底壁９と、底壁９の外周から立ち上がる周側壁１０と、周側壁１０の上端外周に張り出し形成された水平状のフランジ壁１１とを備えた、カップ状のプラスチック成形品からなる。フランジ壁１１はリング状に形成されており、その内縁がゼリー（内容物）Ｊの出入口として機能する上方開口１２となっている。容器本体８には、上方開口１２を覆うようにフィルム状の内蓋１４が設けられている。内蓋１４は、優弧円状の主面部１５と、主面部１５から水平方向に突出する略三角形状の突出部１６とを備えている。主面部１５はフランジ壁１１の上面に溶着されて、容器本体８内に収容したゼリーＪを密封している。突出部１６は内蓋１４を容器本体８に溶着した状態において、容器本体８から舌辺状に突出しており、内蓋１４を取り外す際に手指で掴めるようになっている。

図４および図５に示すように、外蓋１８は、容器本体８の上方を覆う主面壁１９を備えた全体が透明なプラスチック成形品である。主面壁１９は、優弧円状のカバー面２２と、カバー面２２から水平方向に突出する略三角形状の突出面２３とで構成されており、平面視において液滴状に形成されている。主面壁１９には、同壁１９の周囲から下方に向かって連接される外周壁部２０が設けられている。外周壁部２０は、カバー面２２から連接される３／４円弧状の円弧壁２０ａと、突出面２３から連接されるＶ字状のＶ字壁２０ｂとで構成されている。円弧壁２０ａの内面の６個所には、突部２１が内向きに突出する状態で断続的に形成してあり、外蓋１８を容器本体８に外嵌装着した状態における各突部２１は、フランジ壁１１の外周面と係止して外蓋１８の装着状態を維持している。突部２１は、カバー面２２の下面からフランジ壁１１、内蓋１４、および後述する表示体２４の厚み分だけ下方の位置に形成されている。

主面壁１９の内面には、商品名等が印刷された主面壁１９と同形状の表示体２４が配置されている。カバー面２２の中央部分は円形に膨出形成されて、その周縁部が表示体２４の上面に当接しており、全体の断面が横長のハット形に形成されている。図５に示すように、外蓋１８を容器本体８に外嵌装着した状態では、外周壁部２０がフランジ壁１１の外周面に当接して、突部２１がフランジ壁１１の外周面の下端に係止している。

第１コンベア１では容器本体８にゼリーＪが充填され、上方開口１２を内蓋１４で密閉した状態の容器本体８が、搬送端へ向かって搬送される。図２に示すように、第１コンベア１は、上流端および下流端のコンベアローラに巻き掛けられた第１コンベアベルト２６と、下流側のコンベアローラを回転駆動する第１モーター２７とで構成されている。第１モーター２７には第１エンコーダ２８が設けられており、第１モーター２７の駆動状態は、第１エンコーダ２８を介して制御部６へフィードバックされている。容器本体８は、第１コンベア１の最上流側に設置された容器供給装置１Ａで第１コンベアベルト２６上に等間隔毎に載置される。容器供給装置１Ａは、容器本体８の突出部１６の方向を揃えることなく、ランダムな向きで各容器本体８を第１コンベアベルト２６上に供給する。

図２に示すように、外蓋１８を搬送する第２コンベア２は、上流端および下流端のコンベアローラに巻き掛けられた第２コンベアベルト３０と、下流側のコンベアローラを回転駆動する第２モーター３１とで構成されている。第２モーター３１には第２エンコーダ３２が設けられており、第２モーター３１の駆動状態は、第２エンコーダ３２を介して制御部６へフィードバックされている。外蓋１８は、第２コンベア２の最上流側に設置された蓋供給装置２Ａで、第２コンベアベルト３０上に等間隔毎に載置される。蓋供給装置２Ａは、外蓋１８の突出面２３の方向を揃えることなく、ランダムな向きで各外蓋１８を第２コンベアベルト３０上に供給する。

図２に示すように、第１コンベア１上の下流側には、押圧ローラ５が設置されている。押圧ローラ５は、円管状のローラ本体３５と、ローラ本体３５の両端に配置される軸部３６とからなる。押圧ローラ５は、軸部３６がローラ支持台３７にベアリングを介して回転自在に軸支されており、ローラ本体３５が第１コンベアベルト２６の上面と対向するように設置されている。押圧ローラ５は、モーター等を含む回転駆動構造は備えず、第１コンベア１で搬送される容器本体８に載置された外蓋１８との接触摩擦によってのみ回転する。ローラ本体３５の下端と、第１コンベアベルト２６の上面との対向距離は、外蓋１８が容器本体８に外嵌装着された状態の全高と同じか、先の全高より僅かに小さく設定されている。

図２に示すように、押圧ローラ５の上流側には、第２コンベア２で搬送される外蓋１８を、第１コンベア１で搬送される容器本体８の上方に載置するパラレルメカニズム３が設置されている。図２および図８に示すように、パラレルメカニズム３は、架台３９に固定されるベース４０と、ベース４０の下面に配置される３個の駆動モーター４１と、各モーター４１で駆動される３組のアームユニット４２と、各アームユニット４２で支持されるハンド部４３などで構成する。ハンド部４３の下面側にはチャック体４４が設けられており、チャック体４４はハンド部４３に対して旋回できるように設けられている。

図８に示すように、駆動モーター４１はサーボモーターと減速機とを一体に備え、モーターブラケットを介してベース４０に組み付けられており、その出力軸にアームユニット４２の上端が連結されている。アームユニット４２は、駆動アーム４５と、駆動アーム４５の旋回運動をハンド部４３に伝動する一対の平行なロッド４６とで構成する。ロッド４６の上端および下端は、それぞれボール継手を介して駆動アーム４５およびハンド部４３に連結されている。両ロッド４６は、不図示のばねで互いに接近する向きに付勢されている。各アームユニット４２を駆動モーター４１で駆動することにより、ハンド部４３を所定の３次元空間内で自由に変位操作することができる。

チャック体４４は、不図示のエアホースで負圧源と接続されており、チャック体４４に負圧源から負圧を供給することにより外蓋１８を吸引保持できるようになっている。ハンド部４３の３次元変位に追随しながら、チャック体４４に旋回動力を伝動するために、伸縮自在なボールスプライン軸と、その上下端に連結したユニバーサルジョイントとで旋回駆動軸４７が構成されている。上側のユニバーサルジョイントは旋回モーター４８の出力軸に、下側のユニバーサルジョイントはチャック体４４の旋回軸にそれぞれ連結されている。旋回駆動軸４７を駆動する旋回モーター４８はベース４０の上面に配置されており、先の駆動モーター４１と同様にサーボモーターと減速機とで構成されている。これにより、チャック体４４はハンド部４３に対して旋回できるように構成されている。パラレルメカニズム３の動作は制御部６により制御されている。

図２に示すように、パラレルメカニズム３の上流側に隣接するように、検知手段４が設けられている。具体的には、第１コンベア１で搬送される容器本体８の内蓋１４の突出部１６の方向を検知する検知手段４Ａ（４）と、第２コンベア２で搬送される外蓋１８の突出面２３の方向を検知する検知手段４Ｂ（４）とが設けらている。検知手段４Ａは、第１コンベア１の上方に設置されて容器本体８の外形形状を撮影するカメラ５２と、カメラ５２により撮影された撮影画像に基づいて内蓋１４の突出部１６の方向を検知する画像認識装置５３とで構成されている。容器本体８が第１コンベア１で搬送されてカメラ５２の下方を通過するとき、カメラ５２は容器本体８を撮影し、その撮影画像を画像認識装置５３へと送出する。画像認識装置５３は撮影画像を受け取ると、容器本体８の中央部Ｙを中心として、コンベアの搬送方向である基準線に対して、突出部１６の先端位置と中央部Ｙとを結ぶ仮想線の角度が、プラス方向あるいはマイナス方向にどれだけ変位しているかを算出し、算出した変位角度を制御部６へと送出する。

検知手段４Ｂは、第２コンベア２の上方に設置されて外蓋１８の外形形状を撮影するカメラ５６と、カメラ５６により撮影された撮影画像に基づいて外蓋１８の突出面２３の方向を検知する画像認識装置５７とで構成されている。検知手段４Ｂは、外蓋１８が第２コンベア２で搬送されてカメラ５６の下方を通過するとき、カメラ５６で外蓋１８を撮影し、その撮影画像を画像認識装置５７へと送出する。画像認識装置５７は撮影画像を受け取ると、外蓋１８の中央部Ｘを中心として、コンベアの搬送方向である基準線に対して、突出面２３の先端位置と中央部Ｘとを結ぶ仮想線の角度が、プラス方向あるいはマイナス方向にどれだけ変位しているかを算出し、算出した変位角度を制御部６へと送出する。

両検知手段４Ａ・４Ｂは算出した変位角度に加えて、容器本体８および外蓋１８の搬送位置と両コンベア１・２上の前後方向の載置位置の情報も制御部６に送出する。制御部６は、受け取った搬送位置と、第１エンコーダ２８および第２エンコーダ３２のフィードバック信号から算出した各コンベア１・２の送り量とを関連付けることにより、各コンベア１・２で搬送される容器本体８および外蓋１８の搬送位置を特定している。これにより、制御部６は、パラレルメカニズム３による外蓋１８のピックアップ、旋回、および載置などの各動作を制御することができる。

次に蓋閉め装置の動作について説明する。容器本体８と外蓋１８とは、それぞれ容器供給装置１Ａおよび蓋供給装置２Ａで各コンベア１・２上に載置され下流へ向かって搬送される。まず、容器本体８および外蓋１８の方向性とコンベア上の搬送位置などを特定する検知工程を行なう。検知工程では、検知手段４Ａ・４Ｂで容器本体８の内蓋１４の突出部１６、および外蓋１８の突出面２３の変位角度を算出し制御部６へと送出する。同時に、両者８・１８の搬送方向に対する搬送位置、および両コンベアベルト２６・３０の前後方向の載置位置を制御部６へと送出する。制御部６は、受け取った変位角度、搬送位置および載置位置を、検知手段４Ａ・４Ｂで検知した容器本体８および外蓋１８に関連付けて記憶する。搬送位置に関しては、第１および第２エンコーダ２８・３２からのフィードバック信号に基づいてリアルタイムで位置情報を更新しながら両者８・１８の搬送位置を特定する。

検知工程が終了して、容器本体８および外蓋１８が所定の蓋載置位置に達すると外蓋載置工程を行なう。外蓋載置工程では、制御部６は、内蓋１４の突出部１６および外蓋１８の突出面２３の変位角度が一致した状態で、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体１８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるようにパラレルメカニズム３を制御して、外蓋１８を容器本体８上に載置する。具体的には、パラレルメカニズム３の各駆動モーター４１を制御して、蓋載置位置に達した外蓋１８をチャック体４４で吸引保持してピックアップする。このとき、外蓋１８の搬送位置と、第２コンベアベルト３０に対する前後方向の載置位置とは、前段の検知工程で特定されているので、チャック体４４の中心と外蓋１８の中央部Ｘとが一致するように、チャック体４４で外蓋１８をピックアップすることができる。

外蓋１８をピックアップしたのち、パラレルメカニズム３を駆動して、吸着保持した外蓋１８を容器本体８の上方に移送する。この移送中に、検知手段４Ａで検知した突出部１６の変位角度と、検知手段４Ｂで検知した突出面２３の変位角度とが一致するように、旋回モーター４８を駆動してチャック体４４でピックアップした外蓋１８を回転させる。次に、両者１６・２３の変位角度が一致した状態で、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体８の中央部Ｙよりも下流側に位置した状態で、外蓋１８を容器本体８の上方に僅かな隙間を介して位置させる。このとき、前段の検知工程で容器本体８の前後方向の載置位置は特定されているので、両中央部Ｘ・Ｙの載置位置を搬送方向に対して一致させることができる。この状態で、チャック体４４での吸着保持を解除することにより、外蓋１８は位置ずれ姿勢となるように容器本体８の上方に載置される。

位置ずれ姿勢に載置された外蓋１８は、図１に示すように、上流側よりも下流側が低い前傾姿勢となっている。具体的には、外蓋１８の中央部Ｘが容器本体１８の中央部Ｙよりも下流側に位置する位置ずれ姿勢のとき、外蓋１８の外周壁部２０の上流端が容器本体８の上方開口１２の上方に位置し、外蓋１８の主面壁１９が容器本体８の下流端の上方に位置する。したがって、外蓋１８は、容器本体８に主面壁１９の下面に装着された表示体２４と、上流端あるいはその近傍の外周壁部２０で接触した状態で載置されて前傾姿勢となる。外蓋１８が載置された容器本体８は、後段の外蓋装着工程へと送られる。

外蓋装着工程では、容器本体８に載置された外蓋１８を、押圧ローラ５で受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させ、その状態で外蓋１８の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、外蓋１８を容器本体８に外嵌装着する。詳しくは、外蓋１８および容器本体８が、第１コンベア１で搬送されると、図７（ａ）に示すように、外蓋１８の下流端は押圧ローラ５の下側に潜り込み、主面壁１９が押圧ローラ５と接触して、同ローラ５で受止められる。そのため、外蓋１８の下流側への移動が制限され、容器本体８だけが下流側へと搬送されて、図７（ｂ）に示すように、外蓋１８の外周壁部２０と容器本体８のフランジ壁１１の外周面とが当接する。同時に突部２１がフランジ壁１１の外周面に係合して、外蓋１８の全体を適正な装着位置で装着準備姿勢に保持する。以後、外蓋１８と容器本体８は一体的に下流側に搬送され、図７（ｃ）および（ｄ）に示すように、押圧ローラ５により下流側から上流側に向かって順次押圧力が加えられる。押圧ローラ５の押圧力が加わるのに伴って、外蓋１８の外周壁部２０が順次拡開変形されて、突部２１がフランジ壁１１の外周を乗り越えて同壁１１の下面側に係止する。全ての突起２１がフランジ壁１１の下端に係止された状態では、外蓋１８は確りと容器本体８に装着された状態となる。

以上のように、本発明に係る蓋閉め装置は、外蓋１８をパラレルメカニズム３で、容器本体８に対して搬送方向の下流側へ位置ずれする状態で載置するようにした。また、容器本体８に載置された外蓋１８を、押圧ローラ５で上流側の装着準備姿勢に移行させ、この状態の外蓋１８に下流側から上流側に向かって順に押圧力を作用させて、外蓋１８を容器本体８に装着できるようにした。これによれば、外蓋１８が容器本体８に対して相対移動して装着準備姿勢に移行して適正な装着位置に達した状態で、押圧ローラ５の押圧力を外蓋１８に作用させるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。また、外蓋１８の下流側から上流側へ向かって押圧ローラ５の押圧力を順に作用させながら、外蓋１８を容器本体８に押し下げるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。外蓋１８を容器本体８に装着する過程で、外蓋１８が破損することもない。

底壁９、周側壁１０、および水平のフランジ壁１１を備えた容器本体８に対して、主面壁１９、外周壁部２０、および外周壁部２０の内面に形成した突部２１を備えた外蓋１８を装着する場合には、以下のようにして外蓋１８を容器本体８に装着する。まず、容器本体８の上方に外蓋１８を位置ずれした姿勢で載置する。この載置状態では、外周壁部２０の下縁がフランジ壁１１の上流部側で受止められるため、外蓋１８の全体が搬送方向の下流側へ向かって前傾した姿勢になる。そのため、外蓋１８の下流端は押圧ローラ５と接触せず、同ローラ５の下側に潜り込むので、外蓋１８の主面壁１９を押圧ローラ５に最初に接触させることができる。つまり、外蓋１８の下流端ではなく、外蓋１８の中央部Ｘに近い部分に押圧ローラ５の押圧力を作用させることができる。したがって、外蓋１８が押圧ローラ５と接触した外蓋１８の下流端を支点にして上方に浮き上がるのを避けて、容器本体８の上方で外蓋１８が大きく傾いて脱落するのを防止でき、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。

押圧ローラ５で外蓋１８を上流側の装着位置に移行させた状態において、フランジ壁１１の外周面に外蓋１８の外周壁部２０が当接し、且つ突部２１がフランジ壁１１に係止されて、外蓋１８の上流側への移動を規制するようにした。このように、装着位置において外蓋１８の移行限界を規制すると、外蓋１８に押圧ローラ５で下流側から上流側に向かって順々に押圧力を作用させる間も、容器本体８に対して外蓋１８を装着位置に保持した状態にすることができる。したがって、外蓋１８に適正な押圧力を作用させながら、外周壁部２０を順次拡開変形させて、外蓋１８を容器本体８に対して的確に外嵌装着できる。

検知手段４Ａ（４）で容器本体８の突出部１６の方向性を検知すると、内蓋１４の外観形状が方向性を持つ場合であっても、検知手段４Ａで検知した方向を基に、パラレルメカニズム３で外蓋１８を適正な姿勢で載置することができる。詳しくは、搬送時の容器本体８の突出部１６の向きが一定しない場合に、パラレルメカニズム３で外蓋１８の突出面２３の向きを調整して、外蓋１８の突出面２３の向きを内蓋１４の突出部１６の向きに一致させることができる。さらに、外蓋１８を搬送方向下流側へ位置ずれした、適正な姿勢で容器本体８の上方に載置できる。また、内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致するように外蓋１８を容器本体８上に載置すると、外蓋１８を容器本体８に対して外嵌装着した状態のとき、突出部１６を突出面２３で覆い隠して外面に露出するのを防ぐことができるので、商品の見栄えをよくすることができる。加えて、パラレルメカニズム３は、シリアルメカニズム等の他の載置手段に比べて動作が高速であるため、搬送手段１による容器本体８の搬送速度を高くすることができ、蓋閉め装置の処理能力を向上させることができる。

容器本体８の外形形状を撮影するカメラ５２と、カメラ５２により撮影された撮影画像に基づいて内蓋１４の突出部１６の位置を含む容器本体８の方向性を認識する画像認識装置５３とで検知手段４Ａ（４）を構成した。これによれば、カメラ５２で撮影した容器本体８の撮影画像を画像認識装置５３で解析することにより、容器本体８の方向性を非接触で高精度に検知することができる。したがって、内蓋１４の突出部１６と外蓋１８の突出面２３とが装着状態において一致する向きに、外蓋１８の姿勢をパラレルメカニズム３で調整して容器本体８に載置できる。

本発明に係る蓋閉め方法は、搬送される容器本体８の上方に外蓋１８を載置する外蓋載置工程と、押圧ローラ５により外蓋１８を押し下げて容器本体８に外蓋１８を装着させる外蓋装着工程とを含むものとした。外蓋載置工程においては、外蓋１８を位置ずれ姿勢となるように容器本体８上に載置した。さらに、外蓋装着工程においては、押圧ローラ５により、位置ずれ姿勢にある外蓋１８を上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、押圧ローラ５により外蓋１８の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与して、容器本体８に外蓋１８を装着した。これによれば、外蓋１８が容器本体８に対して相対移動して装着準備姿勢に移行して適正な装着位置に達した状態で、押圧ローラ５の押圧力を外蓋１８に作用させるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。また、外蓋１８の下流側から上流側へ向かって押圧ローラ５の押圧力を順に作用させながら、外蓋１８を容器本体８に押し下げるので、外蓋１８を容器本体８に的確に装着することができる。外蓋１８を容器本体８に装着する過程で、外蓋１８が破損することもない。

（実施例２） 図９および図１０に、本発明に係る蓋閉め装置を、カップゼリーの蓋閉め装置に適用した実施例２を示す。本実施例では、外蓋載置工程の前段に、容器本体８を回転させて、外蓋装着工程へ搬送される容器本体８の向きを同じにする容器整列工程を追加した点が先の実施例１と異なる。容器整列工程では、前段の検知工程で算出された容器本体８の変位角度に基づいて、内蓋１４の突出部１６の向きを、例えば、図１０に示すように、搬送方向下流側に一致するようにパラレルメカニズム３のチャック体４４で吸着保持して容器本体８を回転させる。容器整列工程を行なったのち、外蓋載置工程で外蓋１８を位置ずれ姿勢に載置したのち、後段の外蓋装着工程へと搬送する。これら以外の点は、先の実施例１と同様であるので、同一部材には同一符号を付して、その説明を省略する。

このように、容器整列工程を行なうと、外蓋装着工程を容器本体８および外蓋１８の姿勢が常に同じ状態で行なうことができるので、外蓋装着工程を安定して行なうことができる。したがって、外蓋１８の外嵌装着状態をばらつくことなく一定に揃えることができ、例えば、カップゼリーの箱詰め作業をより少ない手間で簡便に行える。加えて、内蓋１４の突出部１６の向きを、図１０に示すように、搬送方向下流側に一致するように整列すると、最も安定した状態で外蓋装着工程を行なうことができる。
詳しくは、突出部１６と突出面２３の向きを搬送方向下流側に指向させると、外蓋１８が容器本体８の装着位置に位置したとき、円弧壁２０ａとＶ字壁２０ｂとの接続部の２点で外周壁部２０をフランジ壁１１の外周面と当接させることができる。また、円弧壁２０ａの両端部に位置する突起２１の端部２１ａがフランジ壁１１の外周面の下端に係止されて、外蓋１８の移動限界を規制することができる。これにより、確りと容器本体８の装着位置に保持した状態で、押圧ローラ５により下流側から上流側に向かって順次押圧力を加えることができるので、確実に外蓋１８を容器本体８に装着することができる。

上記の各実施例では、検知手段４を各コンベア１・２に設けたが、検知手段４Ａまたは検知手段４Ｂのいずれか一方だけを設けることができる。例えば、第１コンベア１に検知手段４Ａを設ける場合には、突出面２３の向き、および前後方向の載置位置を一致させた状態で、外蓋１８を蓋供給装置２Ａで第２コンベアベルト３０上に載置する。さらに、蓋供給装置２Ａから制御部６に対して載置した位置情報を送出することにより、パラレルメカニズム３での外蓋載置工程を実行することができる。逆に、第２コンベア２に検知手段４Ｂを設ける場合には、突出部１６の向き、および前後方向の載置位置を一致させた状態で、容器本体８を容器供給装置１Ａで第１コンベアベルト２６上に載置する。さらに、容器供給装置１Ａから制御部６に対して載置した位置情報を送出することにより、パラレルメカニズム３での外蓋載置工程を実行することができる。容器整列工程での、容器本体８の向きは、任意の方向とすることができる。

１ 搬送手段（第１コンベア）
３ 蓋載置手段（パラレルメカニズム）
４ 検知手段
５ 押圧ローラ
８ 容器本体
９ 底壁
１０ 周側壁
１１ フランジ壁
１２ 上方開口
１４ 内蓋
１５ 主面部
１６ 突出部
１８ 外蓋
１９ 主面壁
２０ 外周壁部
２１ 突部
２３ 突出面
５２ カメラ
５３ 画像認識装置
Ｊ 内容物（ゼリー）
Ｘ 中央部
Ｙ 中央部

Claims (6)

1. 内容物が充填された容器本体を上流から下流に向かって搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送される前記容器本体の上方に外蓋を載置する蓋載置手段と、
   前記搬送手段上に回転自在に設置され、前記蓋載置手段により前記容器本体の上方に載置された前記外蓋に対して押圧力を付与し、該外蓋を押し下げて前記容器本体に前記外蓋を装着させる押圧ローラと、
   を備える蓋閉め装置であって、
   前記蓋載置手段は、前記外蓋の中央部が前記容器本体の中央部よりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、前記外蓋を前記容器本体上に載置しており、
   前記押圧ローラで前記位置ずれ姿勢にある前記外蓋を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、該押圧ローラにより前記外蓋の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与することで、前記容器本体に前記外蓋が装着されるように構成されていることを特徴とする蓋閉め装置。
2. 前記容器本体が、底壁と、該底壁の外周から立ち上がる周側壁と、該周側壁の上端外周に張り出し形成された水平状のフランジ壁とを備え、上面に前記内容物の出入口としての上方開口を有するカップ状に形成されており、
   前記外蓋は、前記容器本体の上方を覆う主面壁と、該主面壁の外周から下方に連設されて前記フランジ壁の外周面を囲む外周壁部とを備えており、
   前記外周壁部の内面には外嵌装着状態において前記フランジ壁の外周面に係止される突部が形成されており、
   前記押圧ローラで前記位置ずれ姿勢にある前記外蓋を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたとき、該外蓋の前記外周壁部が前記容器本体の前記フランジ壁の外周面に当接し、且つ前記外蓋の前記突部が前記容器本体の前記フランジ壁の外周面に係止されて前記外蓋の上流側への移動限界が規制され、かかる規制状態から前記押圧ローラにより前記外蓋の前記主面壁に対して下流側から上流側に向かって順々に押圧力が付与されることにより、前記外周壁部が拡開状に弾性変形されて前記容器本体に前記外蓋が外嵌装着されるようになっている、請求項１記載の蓋閉め装置。
3. 前記搬送手段に供給される前記容器本体には、その前記上方開口を覆うフィルム状の内蓋が設けられており、
   前記内蓋は、前記フランジ壁の外周形状と一致する主面部と、主面部から水平外方向に突出する突出部とを備えており、
   前記外蓋の主面壁には、前記内蓋の突出部に対応する突出面が形成されており、
   前記蓋載置手段が、外蓋の中央部が容器本体の中央部よりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、且つ前記内蓋の突出部と前記外蓋の突出面とが装着状態において一致するように、前記外蓋を前記容器本体上に載置するようになっている、請求項２記載の蓋閉め装置。
4. 前記搬送手段により搬送される前記容器本体の前記内蓋の前記突出部の方向性を検知する検知手段を備え、
   前記蓋載置手段がパラレルメカニズムであり、前記検知手段により検知された前記容器本体の方向性に応じて、前記外蓋の中央部が前記容器本体の中央部よりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、且つ前記内蓋の突出部と前記外蓋の突出面とが装着状態において一致するように、前記外蓋を前記容器本体上に載置するようになっている、請求項３記載の蓋閉め装置。
5. 前記検知手段が、前記容器本体の外形形状を撮影するカメラと、該カメラにより撮影された撮影画像に基づいて前記内蓋の突出部の位置を含む前記容器本体の方向性を認識する画像認識装置とで構成されている、請求項４記載の蓋閉め装置。
6. 搬送手段によって上流から下流に向かって搬送される容器本体の上方に、外蓋を載置する外蓋載置工程と、
   押圧ローラにより前記容器本体の上方に載置された前記外蓋に対して押圧力を付与し、該外蓋を押し下げて前記容器本体に前記外蓋を装着させる外蓋装着工程と、
   を含み、
   前記外蓋載置工程においては、前記外蓋の中央部が前記容器本体の中央部よりも下流側に位置する位置ずれ姿勢となるように、前記外蓋を前記容器本体上に載置しており、
   前記押圧ローラで前記位置ずれ姿勢にある前記外蓋を受止めて上流側の装着準備姿勢に移行させたのち、該押圧ローラにより前記外蓋の下流側から上流側に向かって順々に押圧力を付与することで、前記容器本体に前記外蓋が装着されるようになっていることを特徴とする蓋閉め方法。

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