JP2021172389A - キャッパ - Google Patents

Abstract

【課題】キャップ受け渡し時の位置ずれを修正可能であるとともに、容器受け渡し後、直ちにキャッピング動作可能なキャッパを提供する。【解決手段】キャッパホイール１２は、回転体１２Ａの周囲に複数の容器保持部１２Ｂと、その上方に各々設けられるキャッピングヘッド１２Ｃを備える。キャップＣはキャップ供給位置Ｐ１において、キャッピングヘッド１２Ｃに供給され、容器Ｖは、キャッパホイール１２のキャップ供給位置よりも下流側に位置する容器供給位置Ｐ２において容器保持部１２Ｂに供給される。キャップ供給位置Ｐ１と容器供給位置Ｐ２との間にあって、キャッピングヘッド１２Ｃよりも下方には、キャップＣの方向を検出するキャップ方向検出器１８が配置される。キャッピングを行う前に、キャップ方向検出器１８の検出結果に基づき、キャッピングヘッド１２Ｃと容器Ｃを相対回転させキャップＣと容器Ｖの向きを所定の方向に一致させる。【選択図】図１

Description

本発明は、キャップと容器を所定の向きに合せてキャッピングするキャッパに関する。

キャッピングにおいては、キャップと容器を所定の向き合わせてキャッピングする場合がある。例えば、キャップを供給する回転ディスクにキャップ供給方向を検出する検出器を設けるとともに、キャップ把持ヘッドにヘッドの向きを検出する検出器を設け、容器の向きに合わせてキャップ把持ヘッドを回転させることで、容器とキャップの向きを規定方向に合わせてキャッピングを行う構成が知られている（特許文献１）。また、雌ねじを有するキャップを雄ねじを有する容器に螺装するキャッパにおいて、キャッパホイールのタレットに保持される容器のねじ画像を側方から検出するとともに、キャップ把持部材に保持されるキャップのねじ画像を斜め下方から検出することで、両ねじの相対位置を算出し、キャップを回転して、ねじ込み開始位置を調整する構成が知られいる（特許文献２）。

特許第２８５６５３４号公報 特開２０１５−０２７８８６号公報

特許文献１の構成では、キャップの位置をキャップを供給する回転ディスク上で検出しているため、キャップ把持ヘッドがキャップを取り出す際に回転方向に位置ずれが生じると、キャッピング時にキャップの位置ずれが修正されず適正な向きでのキャッピングが行えない。一方、特許文献２の構成では、容器をキャッパホイールに受け渡してから検出を行っているため、キャッパホイールの搬送経路に検出区間を設ける必要があり、この区間においてキャッピングができない。

本発明は、キャップ受け渡し時の位置ずれを修正可能であるとともに、容器受け渡し後、直ちにキャッピング動作可能なキャッパを提供することを課題としている。

本発明の第１の発明であるキャッパは、回転体に設けられた容器保持部で容器を回転搬送するキャッパホイールと、前記容器保持部の上方に設けられ、保持したキャップを容器にキャッピングするキャッピングヘッドと、前記キャッピングヘッドと容器を相対的に回転させる回転手段と、前記キャッピングヘッドにキャップを供給するキャップ供給手段と、前記キャッピングヘッドに保持されたキャップよりも下方に配置され、キャップの方向を検出するキャップ方向検出器と、前記回転手段を制御する制御手段とを備え、前記キャップ方向検出器の検出結果に基づいて前記制御手段が前記キャッピングヘッドと容器とを相対的に回転させて前記キャップを容器にキャッピングするキャッパにおいて、前記キャップ供給手段は、前記容器供給手段が前記キャッパホイールに容器を供給する容器供給位置の前記キャッパホイールの搬送方向上流側に配置され、前記キャップ方向検出器は、前記容器供給位置と前記キャップ供給手段が前記キャッピングヘッドにキャップを供給するキャップ供給位置との間に設けられることを特徴としている。

本発明の第２の発明であるキャッパは、第１の発明において、前記キャップ方向検出手段は、前記キャッピングヘッドに保持されたキャップを鉛直下方から撮像するカメラを有し、前記回転手段は、前記カメラで撮影された画像に基づいて、容器に対してキャップが予め定められた方向を向くように前記キャッピングヘッドを回転させることを特徴としている。

本発明によれば、キャップ受け渡し時の位置ずれを修正可能であるとともに、容器受け渡し後、直ちにキャッピング動作可能なキャッパを提供することができる。

本発明の一実施形態であるキャッパの配置を示す平面図である。 本実施形態のキャッピングヘッド周辺の構成を示す側面図である。 本実施形態でキャッピングされるキャップの側面図および底面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるキャッパの配置を示すブロック図である。

本実施形態のキャッパ１０は、キャップＣと容器Ｖの向きを所定の方向に合わせてキャッピングを行う。キャッピングは、キャッパホイール１２において行われ、キャッパホイール１２は、回転体１２Ａ（図２参照）の外周部に所定間隔で設けられる容器保持部（容器保持手段）１２Ｂ（図２参照）と、その上方に設けられるキャッピングヘッド１２Ｃとを備える。キャッピングヘッド１２ＣはキャップＣを保持し、容器保持部１２Ｂにより保持された容器Ｖへの打栓を行う。

キャップＣは、キャップ供給位置Ｐ１においてキャップディスク（キャップ供給手段）１４からキャッピングヘッド１２Ｃに受け渡され、容器Ｖは、キャッパホイール１２のキャップ供給位置Ｐ１よりも下流側に位置する容器供給位置Ｐ２において、入口ホイール（容器供給手段）１６から容器保持部１２Ｂへと所定の向きで受け渡される。なお、キャップディスク１４にはキャップ供給コンベヤ１４ＡからキャップＣが供給される。

キャップ供給位置と容器供給位置との間にあって、キャッピングヘッド１２Ｃに保持されるキャップＣよりも下方には、キャップの向きを検出するためのキャップ方向検出器（キャップ方向検出手段）１８が配置される。キャップ方向検出器１８は例えばカメラであり、キャップＣの画像を鉛直下方から撮影する。撮影画像は、制御部（制御手段）２０へと送られ、画像処理によりキャップＣの向きが検出される。

キャップＣと容器Ｖは、後述するように、検出されたキャップＣの方向に基づきその向きが予め定められた方向を向くように相対回転された後、キャッピングヘッド１２Ｃによりキャッピングされる。キャッピングが行われた容器Ｖは、下流側に配置された出口ホイール２２へと受け渡され排出される。なお、キャッパホイール１２、キャップディスク１４、入口ホイール１６、出口ホイール２２は、キャップＣおよび容器Ｖの受け渡しが適正に行われるように同期回転される。

図２は、キャップ方向検出器１８が設けられた位置での容器保持部１２Ｂとキャッピングヘッド１２Ｃの配置および構成を示す側面図（図１のＡ−Ａ方向矢視図）である。なお、図２では、容器Ｖが便宜的に描かれているが、実際には同位置において容器Ｖは、今だ容器保持部１２Ｂに受け渡されていない。

本実施形態において、容器保持部１２Ｂはネックグリッパであり、容器Ｖのネック部を把持することで容器Ｖを保持する。ネックグリッパ１２Ｂは、回転自在にキャッパホイール１２の回転体１２Ａに鉛直に支持されるグリッパ揺動軸２４の下端に保持され、グリッパ揺動軸２４の上方には、カム機構などからなるグリッパ開閉機構２６が接続される。すなわち、ネックグリッパ１２Ｂの開閉動作は、グリッパ揺動軸２４を介してグリッパ開閉機構２６により制御される。

ネックグリッパ１２Ｂの上方には、ネックグリッパ１２Ｂに保持される容器Ｖの真上に位置するように、キャッピングヘッド１２Ｃが配置される。キャッピングヘッド１２Ｃは、垂直に配置されるヘッド回転軸２８の下端に取り付けられ、ヘッド回転軸２８は、キャッパホイール１２に保持される。また、ヘッド回転軸２８は、カム機構などを用いた昇降機構３０により昇降可能である。本実施形態において、キャッピングヘッド１２Ｃは例えば吸着保持式であり、キャップＣをその下端部に吸着保持する。

ヘッド回転軸２８の上端は、制御部２０により制御されるサーボモータなどの回転駆動装置（回転手段）２９に接続され、ヘッド回転軸２８は、カメラ（キャップ方向検出器）１８の画像（検出結果）に基づき、キャップＣが容器Ｖに対して予め定められた方向を向くように回転される。

カメラ１８は、キャッピングヘッド１２Ｃに保持されるキャップＣよりも下方にあって、ネックグリッパ１２Ｂよりも上方に配置され、ブラケット３２等を介して装置フレーム（固定部）に設置される。なお、カメラ自体は水平方向を向くように設置されているが、その光軸は、図２に１点鎖線で示すように、プリズム等の光学装置によって水平な光軸を鉛直上方に曲げることで、キャップＣの下面画像を撮影可能に構成されている。また、カメラ１８のレンズの周囲にはリング照明３４が配置され、キャップＣがカメラ１８の真上にくると発光し、キャップＣの下面画像がカメラ１８により撮影される。

図３（ａ）は、本実施形態において一例として容器Ｖに打栓されるキャップＣの側面図であり、図３（ｂ）は、その底面図である。図３を参照して、本実施形態の制御部２０における、キャップＣの方向検出処理と回転処理の原理について説明する。

本実施形態のキャップＣは、容器Ｖに打ち込みにより装着され、図３に示されるように、キャップＣは、容器Ｖの口部に嵌着される本体Ｃ１と蓋部Ｃ２を備える。蓋部Ｃ２は、外側に突出するヒンジ３６を介して本体Ｃ１に取り付けられ、蓋部Ｃ２のヒンジ３６とは反対側には、指掛けタブ３８が突設される。蓋部Ｃ２は、指掛けタブ３８に指を引っ掛けて、ヒンジ３６回りに回転させることで開閉可能である。

本体Ｃ１の内側は、薄い円板状部材４０で密閉されており、その中央部には製品使用時に除去される内蓋４０Ａが設けられる。内蓋４０Ａの輪郭は、切断予定線４０Ｂが予め円板状部材４０上に溝として形成されており、使用時には、内蓋４０Ａの上面に設けられた輪っか状のタグを引っ張ることで内蓋４０Ａが円板状部材４０から取り除かれる。内蓋４０Ａは、一般的に指掛けタブ３８、ヒンジ３６方向（前後方向）に左右対称な特徴的な形状を有する。

すなわち、キャップＣは、外径方向に互いに反対向きに突出するヒンジ３６および指掛けタブ３８を特徴的な形状として備えるとともに、内蓋４０Ａの輪郭線形状がヒンジ３６と指掛けタブ３８とを結ぶ同方向に特徴的な形状を備える。制御部２０では、指掛けタブ３８の先端の直線部Ｌ１の中点Ｑ１、ヒンジ３６の軸線Ｌ２の中点Ｑ２、内蓋４０Ａの前方（指掛けタブ３８側）の特徴点Ｑ３、後方（ヒンジ３６側）の特徴点Ｑ４を画像解析により検出し、特徴点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が並ぶ方向ＡをキャップＣの向きとして検出する。その後、方向Ａと予め定められた方向Ｂとの間の角度θを算出し（方向検出処理）、角度θ分、回転駆動装置２９によりキャッピングヘッド１２Ｃを回転させることで、キャップＣを予め定められた方向Ｂを向くように回転する（回転処理）。

位置合わせ終了後、昇降機構３０によりキャッピングヘッド１２Ｃが下降され、キャッピングヘッド１２Ｃに保持されるキャップＣが容器Ｖの口部に押し当てられ打栓される。方向検出処理および回転処理は、キャップＣがカメラ１８の上を通過した後、直ちに開始され、容器供給位置Ｐ２前後までの間に終了することが望ましい。

以上のように、本実施形態のキャッパによれば、キャップをキャッピングヘッドに受け渡した後、かつ容器受け渡し前にキャップの向きが検出されるので、キャップ受け渡し時に発生するキャップの位置ずれも修正されるとともに、容器受け渡し後、直ちにキャッピング動作を開始できる。

また、真下（鉛直直下）からキャップを撮影しているため、斜め下方から撮影する場合のように、キャップを回転させながら複数の画像を撮影する必要がなく検出時間および距離を短くすることができる。また、キャップ方向検出器をキャップ受渡位置の下流側かつ容器供給位置よりも上流側に配置することで、キャッピングヘッド（キャップ）と容器保持部の間にキャップ方向検出器を配置しても、キャップ方向検出器が容器と干渉することがないので、容器供給位置よりも下流側にキャップ方向検出器を配置する場合に比べ、キャッピングヘッドを高い位置に配置する必要がなく、キャッピングヘッドのストロークを短くできる。これによりキャッピング（キャッピングヘッド下降）に掛かる時間および距離を短くすることができ、結果としてキャッパホイールを小径化できる。

なお、本実施形態では容器保持部にネックグリッパを用いたが、容器保持部にびん台を用いてもよい。その場合、検出結果に基づきびん台を、あるいはびん台およびキャッピングヘッドを回転させる構成でもよい。また、本実施形態では、キャップディスクを用いてキャップをキャッピングヘッドに供給したが、キャップの供給方式はこれに限定されるものではなく、例えばシュートからの直接供給方式であってもよい。

本実施形態では、打栓する形式のキャップを例に説明を行ったが、本発明は、キャップ内側に雌ねじが形成されたキャップのねじ開始位置を検出し、キャップを容器口部の雄ねじに螺着するスクリューキャッパにも適用できる。また、容器は把手付きでもよい。その場合、予め方向規制を行って容器はキャッパホイールに供給されるか、容器の方向も検出し、これに合わせてキャップと容器の間の相対的な回転量が算出され、算出された回転量に合わせてキャップまたは容器、あるいはその両方が回転される。

１０ キャッパ
１２ キャッパホイール
１２Ａ 回転体
１２Ｂ 容器保持部（容器保持手段）
１２Ｃ キャッピングヘッド
１４ キャップディスク（キャップ供給手段）
１６ 入口ホイール（容器供給手段）
１８ キャップ方向検出器（キャップ方向検出手段）
２０ 制御部（制御手段）
２２ 出口ホイール
２９ 回転駆動装置（回転手段）
Ｃ キャップ
Ｐ１ キャップ供給位置
Ｐ２ 容器供給位置
Ｖ 容器

Claims (2)

1. 回転体に設けられた容器保持部で容器を回転搬送するキャッパホイールと、
   前記容器保持部の上方に設けられ、保持したキャップを容器にキャッピングするキャッピングヘッドと、
   前記キャッピングヘッドと容器を相対的に回転させる回転手段と、
   前記キャッピングヘッドにキャップを供給するキャップ供給手段と、
   前記キャッピングヘッドに保持されたキャップよりも下方に配置され、キャップの方向を検出するキャップ方向検出器と、
   前記回転手段を制御する制御手段とを備え、
   前記キャップ方向検出器の検出結果に基づいて前記制御手段が前記キャッピングヘッドと容器とを相対的に回転させて前記キャップを容器にキャッピングするキャッパにおいて、
   前記キャップ供給手段は、前記容器供給手段が前記キャッパホイールに容器を供給する容器供給位置の前記キャッパホイールの搬送方向上流側に配置され、
   前記キャップ方向検出器は、前記容器供給位置と前記キャップ供給手段が前記キャッピングヘッドにキャップを供給するキャップ供給位置との間に設けられる
   ことを特徴とするキャッパ。
2. 前記キャップ方向検出手段は、前記キャッピングヘッドに保持されたキャップを鉛直下方から撮像するカメラを有し、前記回転手段は、前記カメラで撮影された画像に基づいて、容器に対してキャップが予め定められた方向を向くように前記キャッピングヘッドを回転させることを特徴とする請求項１に記載のキャッパ。

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