JP2023008296A - 巻締装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】容器の口部にキャップを巻締する巻締装置において、巻締不良をより高精度に検出する。【解決手段】口部の外周に突出部Vpが形成され、金属キャップCが口部に被せられた容器Vをびん台20に載置する。プッシャブロック30を上方から金属キャップCに当接させ、びん台20との間に容器Vを挟持する。容器Vがびん台20とプッシャブロック30で挟持された状態で、容器Vをびん台20およびプッシャブロック30と一体的に回転させる。回転する容器Vに向けてロックローラ36を前進させ、金属キャップCの裾部に当接させて裾部を突出部Vpの下側に折り曲げる。びん台20の回転速度をエンコーダ26Aで検出する。プッシャブロック30の回転速度をエンコーダ31で検出する。びん台20とプッシャブロック30の回転速度の差から巻締動作の良否を判定する。【選択図】図2
Description
本発明は、容器の口部にキャップを巻締する巻締装置に関する。
口部の外周に突出部が形成された容器の口部に、弾性シール部材を含むアルミキャップを被せ、容器とアルミキャップとを一体回転させながら、回転締付けヘッドのローラによりアルミキャップの裾部を突出部の下側に折り曲げて巻締る巻締装置が知られている(特許文献1)。同巻締装置では、アルミキャップを被せた容器を、瓶受けと上方の圧縮ブロックにより上下から挟み込み、瓶受けと圧縮ブロックとを一体的に回転させながら、ローラを裾部に押し当ててアルミキャップの巻締を行っている。また、同巻締装置では、巻締動作時に圧縮ブロックによる押圧力をモニタすることで、巻締不良を検出している。
しかし、特許文献1の構成では、瓶受けと容器との間に滑りが発生するなどして、アルミキャップが圧縮ブロックとともに一体的に回転しない場合に発生する巻締不良を検出することはできない。
本発明は、容器の口部にキャップを巻締する巻締装置において、巻締不良をより高精度に検出することを課題としている。
本発明の第1の発明である巻締装置は、口部の外周に突出部が形成され、金属キャップが前記口部に被せられた容器を載置する載置台と、上方から前記金属キャップに当接して前記載置台との間に容器を挟持する当接部材と、前記容器が前記載置台と前記当接部材で挟持された状態で、前記容器を前記載置台および前記当接部材と一体的に回転させる駆動手段と、前記駆動手段を制御する制御手段と、回転する前記容器に向けて前進し、前記金属キャップの裾部に当接して当該裾部を前記突出部の下側に折り曲げるローラとを備える巻締装置において、前記載置台の回転速度を検出する第1回転速度検出手段と、前記当接部材の回転速度を検出する第2回転速度検出手段と、前記第1回転速度検出手段によって検出される前記載置台の回転速度と前記第2回転速度検出手段によって検出される前記当接部材の回転速度から巻締動作の良否を判定する良否判定手段とを備え、前記良否判定手段は、巻締動作時に検出される前記載置台の回転速度と前記当接部材の回転速度との差が所定範囲以上離れた場合に巻締動作が不良であると判定することを特徴としている。
本発明によれば、容器の口部にキャップを巻締する巻締装置において、巻締不良をより高精度に検出することができる。
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巻締装置の配置を示す模式的な平面図である。また、図2は、巻締装置の回転軸Oを中心にその半分のみを示した図1のII-II線に沿った縦断面図である。
本実施形態の巻締装置10は、バイアルなどの口部開口の周縁に突出部Vpを備える容器Vに例えば金属キャップを巻き締めて密封するホイール型のキャッパである。本実施形態の巻締装置10は、例えば搬送ホイール上において巻き締めを行う装置であり、充填処理などの上流側の処理が終了した容器Vは、例えば供給コンベヤ12、供給ホイール14を介して巻締装置10に供給される。同装置においてキャップの巻き締め、すなわち、キャッピングが終了した容器Vは、例えば排出ホイール16、排出コンベヤ18を介して下流側の処理へと排出される。
巻締装置10の搬送ホイール11の外周部には、複数のびん台(載置台)20が、外周に沿って所定間隔で配置される。各びん台20の上面中央には、容器Vとの滑りを防止するゴム層20Cが設けられる。搬送ホイール11は、例えば円板状の上部回転体11A、中部回転体11B、下部回転体11Cと、回転体11A、11B、11C同士を連結し、これらを一体的に回転する垂直回転シャフト11Dとを備える。下部回転体11Cの外周にはギヤ11Eが設けられ、基台22に設けられたホイール回転用モータ22Aに取り付けられるギヤ22Bと係合する。垂直回転シャフト11Dの下端は、基台22に設置されたベース22Cに回転自在に保持され、搬送ホイール11は、ホイール回転用モータ22Aの回転により垂直回転シャフト11Dの中心軸Oの周りに回転される。なお、ホイール回転用モータ22Aの駆動は制御部50によって制御される。
びん台20は、スプライン軸20Aの上端部に取り付けられ、スプライン軸20Aの下端部にはピストン20Bが取り付けられる。スプライン軸20Aは、ボア部材24とスプライン係合し、ボア部材24は、べリングを介して回転自在に上部回転体11Aに保持される。ボア部材24の周囲には、びん台回転用モータ26に取り付けられたギヤ26Aと係合するギヤ24Aが設けられる。びん台回転用モータ26は、中部回転体11Bに設置され、その駆動は例えば制御部50によって制御され、びん台回転用モータ(駆動手段)26の回転速度はエンコーダ(第1回転速度検出手段)26Aにより検出され制御部50へと送られる。
また、スプライン軸20Aのピストン20Bは、中部回転体11Bに設けられたシリンダボックス28に嵌装される。シリンダボックス28内には空圧源28Aから、容器Vや金属キャップC内に介装されるゴム栓(金属キャップのシール材)Sの品種に応じた所定の圧力で圧縮空気が常時供給される。すなわち、ピストン20Bは常時上方に付勢され、空気ばねとして機能する。
各びん台20には、びん台20に載せられた容器Vの金属キャップCの頭頂部に押し当てられて、びん台20との間で容器Vを挟持するプレッシャブロック(当接部材)30が配置される。プレッシャブロック30は、昇降機構32を構成する垂直方向に延在する昇降軸32Aの上端に取り付けられたブロック保持部材30Aに、回転保持部30Bを介して回転自在に取り付けられる。また、プレッシャブロック30には、その回転速度を検出するエンコーダ(第2回転速度検出手段)31が設けられ、検出された信号は制御部50へと送られる。
昇降軸32Aは、容器Vの金属キャップCの巻き締めを行うロックローラ36を容器Vに向けて揺動させる中空の揺動軸36Aの内側に昇降自在に保持され、揺動軸36Aは、昇降軸32Aに対して回転自在とされる。昇降軸32Aの下端部には、昇降カムフォロワ32Bが設けられ、回転軸Oの周りに沿って配置される昇降カム34に係合される。すなわち、プレッシャブロック30は、搬送ホイール11の回転にともない昇降カムフォロワ32Bと昇降カム34の係合により、容器Vの頭頂開口部に被せられた金属キャップCの上方に離間する退避位置と、金属キャップCに押し当てられ、びん台20との間で容器Vを挟持する保持位置との間で昇降する。
揺動軸36Aは、中部回転体11Bに設けられた穴13を通して垂直に延在し、ベアリングを介して上部回転体11Aと下部回転体11Cに回転自在に保持される。揺動軸36Aの上端部には、アーム36Bを介してロックローラ36が取り付けられ、アーム36Bは、揺動軸36Aと一体的に回転する。また、ロックローラ36はベアリングを介してアーム36Bに回転自在に取り付けられる。揺動軸36Aの下端部には、アーム36Cを介して、基台22に設けられた揺動カム22Eと係合する揺動カムフォロワ36Dが設けられる。なお、ロックローラ36の位置は、図2において容器Vの後ろ側となるが、便宜的にその位置をずらして描かれている。
下部回転部11C上には、揺動軸36Aの周囲を巻回するトーションスプリング36Eが配置され、その一端は下部回転部11Cに固定される。一方、トーションスプリング36Eの他端は、揺動軸36Aに設けられたスプリング受け36Fに係止される。これにより、揺動軸36Aは、軸周りにロックローラ36を容器Vに向けて押し当てるように回転付勢される。この付勢力により、揺動カムフォロワ36Dは、揺動カム22Eに押し当てられ、搬送ホイール11が回転すると揺動カム22Eとの係合により、ロックローラ36は、容器Vから離間した退避位置と容器Vに向けて2段階で押し出される第1、第2巻き締め位置の間で移動する(後述)。
また、本実施形態では、昇降カム34の高さを調整する高さ調整機構38が設けられる。高さ調整機構38は、例えばメーカーによるゴム栓Sの厚さの違い等を吸収するための機構である。すなわち、昇降カム34は、回転軸Oに沿って配置された台形ネジ40Aに螺合するスクリューナット40Bに取り付けられ、台形ネジ40Aは、軸受42を介して基台22に回転自在に保持される。台形ネジ40Aの下端部には、基台22に水平に配置されたシャフト44のかさ歯車44Aと係合するかさ歯車44Cが取り付けられる。シャフト44は、ギヤボックス45を介して把手46Aが設けられたハンドル46に接続される。すなわち、ハンドル46を回転することで、台形ネジ40Aが回転され、昇降カム34がスクリューナット40Bとともに昇降し、その高さを調整することができる。
図3は、びん台20に載せられた容器Vとプレッシャブロック30、ロックローラ36の配置を示す拡大断面図である。
図3に示されるように、容器Vは、びん台20のゴム層20Cの上に載せられる。容器Vの口部を形成する突出部Vpの上には、ゴム栓Sを介して金属キャップCが被せられている。金属キャップCの裾部は、突出部Vpの下にまで延出し、その側方にはアーム36Bの先端に回転自在に取り付けられたロックローラ36が配置される。金属キャップCの真上にはプレッシャブロック30が配置される。プレッシャブロック30の下端面中央には、金属キャップCの頂面に嵌合する凹部30Cが形成される。プレッシャブロック30の上端は、回転保持部30Bの下端から下方に延出するシャフトにベアリング33を介して回転自在に取り付けられる。プレッシャブロック30の周囲には、その回転速度を検出するエンコーダ31が取り付けられる。
後述するように、巻締作業では、プレッシャブロック30が下降され、凹部30Cが金属キャップCに嵌合された状態で容器Vおよび金属キャップCは、びん台20とプレッシャブロック30の間に所定の圧力で挟持される。びん台20がびん台回転用モータ26により回転されると、びん台20、容器V、プレッシャブロック30は一体的に回転される。その間にアーム36Bが昇降軸32Aの周りに回転され、ロックローラ36が金属キャップCの裾部に押し当てられる。これにより、金属キャップCの裾部は容器Vの突出部Vpの下に折り曲げられ巻き締められる。なお、図4にロックローラ36が金属キャップCの裾部に押し当てられた状態を拡大平面図で示す。
次に、図1、図2、図5、図6を参照して、2段階で行われる本実施形態の巻締装置10における巻締動作について説明する。図5は、1段目の巻締動作におけるロックローラ36と金属キャップCの裾部の関係を示す側面図であり、図6は2段目の巻締動作におけるロックローラ36と金属キャップCの裾部の関係を示す側面図である。
巻締装置10の搬送ホイール11は、一定速度で回転するホイール回転用モータ22Aにより一定の回転速度で回転される。供給ホイール14からは、プレッシャブロック30およびロックローラ36が退避位置に配置された状態で、頭頂開口部にゴム栓Sを介装して金属キャップCが被せられた容器Vが供給され、びん台20に載せられる。
その後、搬送ホイール11の回転によりびん台20が図1の位置P1に達すると、昇降軸32Aが昇降カム34により下降され、プレッシャブロック30が容器VのキャップCに押し当てられ、容器Vはびん台20との間に挟まれ挟持される。このとき、ピストン20Bとシリンダボックス28とで構成されるエアクッション機能により挟持力が調整される。容器Vがびん台20とプレッシャブロック30との間に挟持されると、びん台回転用モータ26の駆動が開始され、プレッシャブロック30とびん台20の間に挟持される容器Vは、びん台20およびプレッシャブロック30と一体的に回転される。
びん台20の回転速度が加速している変速域において、揺動カム22Eにより揺動軸36Aが所定角回転され、ロックローラ36が金属キャップCの裾部に向けて所定角度分前進され、1段目の巻締動作が開始される。これにより金属キャップCの裾部は、図5に示されるように、容器Vの突起部Vpの下縁部に沿って金属キャップCの裾部が突起部Vpの下縁部に接触しない位置まで僅かに折り曲げられ、1段目の巻締動作は、図1の位置P2において完了する。その後、びん台20の回転速度は位置P2に到達するまでに最大速度まで上昇され、同タイミグで、金属キャップCの裾部が突起部Vpの下縁部に接触する位置までロックローラ36が更に所定角度分前進され、2段目の巻締動作が位置P3において開始される。2段目の巻締動作は位置P4において完了する。
この2段階の巻締動作により、金属キャップCの裾部が回転する容器Vの頚部に巻き締められ、容器Vの開口部が金属キャップCとゴム栓Sにより密封される。びん台20が位置P4に達すると、揺動カム22Eによりロックローラ36は退避位置へと戻され、昇降カム34によりプレッシャブロック30も退避位置へと戻される。また、びん台回転用モータ26の駆動は停止される。その後、密封された容器Vは排出ホイール16へと受け渡され、巻締装置10では同様の動作が繰り返される。なお、本実施形態では、1段目の巻締動作(P2~P3の区間)でびん台20は1回転回転され、2段目の巻締動作(P3~P4の区間)でびん台20は2回転される。なお、巻締動作が行われる間、びん台20およびプレッシャブロック30の回転速度は、エンコーダ26A、31によりモニタされ、制御部50へと送られ、以下に説明するように巻締動作の良否判定がされる。
次に、図7~図10を参照して、本実施形態における巻締動作の良否判定処理について説明する。なお、良否判定処理は制御部50において行われる。
本実施形態の巻締動作の良否判定処理では、エンコーダ26A、31からの信号に用いて巻締動作中における不具合を検知し、その良否を判定する。すなわち、びん台20の回転速度S1とプレッシャブロック30の回転速度S2を比較して、その差が所定のパターンを示すとき、例えば一定期間を越えて所定範囲を超えるときに、巻締動作に不良が発生したと判定する。
図7~図10は、エンコーダ26A、31からの信号に基づき算出されるびん台20とプレッシャブロック30の回転速度S1、S2の時間変化の例示的な4つのパターンを示すグラフであり、縦軸が回転速度、横軸が時間である。図7は、正常に巻締が行われるときの回転速度S1、S2の時間変化を模式的に示し、図8~図10は、異常が発生し、巻締不良と判定される場合の代表的な3つのパターンを模式的に示す。なお、横軸のP1~P4は、図1の位置P1~P4にそれぞれ対応する。
図7に示されるように、巻締動作が正常に行われている場合、びん台20、容器V、金属キャップC、プレッシャブロック30は滑りなく一体的に回転し、回転速度S1、S2は、略等しく推移する。そのため、回転速度S1、S2が略等しく推移した場合には、巻締動作は正常に行われたと判断される。
図8は、巻締動作中全ての期間に亘って回転速度S1、S2の間に一定の割合以上の差が発生している場合である。このような場合、びん台20と容器Vの間、容器Vと金属キャップCの間の少なくとも一方に滑りが発生しており、正常な巻締が行われていない。したがって、巻締動作に不良が発生していると判断される。
図9は、変速区間(P2~P3)における1段目の巻締動作において、一定期間に亘り回転速度S1、S2に一定割合以上の差が発生した場合を示す。このような場合も、びん台20と容器Vの間、容器Vと金属キャップCの間の少なくとも一方に滑りが発生しており、正常な巻締が行われていない。したがって、巻締動作に不良が発生していると判断される。
図10は、最大速度となった等速区間(P3~P4)における2段目の巻締動作において、一定期間に亘り回転速度S1、S2に一定割合以上の差が発生した場合を示す。このような場合も、びん台20と容器Vの間、容器Vと金属キャップCの間の少なくとも一方に滑りが発生しており、正常な巻締が行われていない。したがって、巻締動作に不良が発生していると判断される。
以上のように、本実施形態の巻締装置によれば、びん台と容器、あるいは容器と金属キャップとの間に滑りが生じる場合にも、巻締不良を検出でき、より高精度に巻締不良を検出できる。
なお、本実施形態ではプレッシャブロックを2段階に分けてびんの首部に向けて移動したが、一度に突起部の下縁部に接触させる構成とすることもでき、逆に3段階以上に分けることもできる。
10 巻締装置
20 びん台(載置台)
26 びん台回転用モータ(駆動手段)
30 プレッシャブロック(当接部材)
36 ロックローラ
50 制御部
C 金属キャップ
S1、S2 回転速度
V 容器
Vp 突出部
20 びん台(載置台)
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C 金属キャップ
S1、S2 回転速度
V 容器
Vp 突出部
Claims (1)
- 口部の外周に突出部が形成され、金属キャップが前記口部に被せられた容器を載置する載置台と、
上方から前記金属キャップに当接して前記載置台との間に容器を挟持する当接部材と、
前記容器が前記載置台と前記当接部材で挟持された状態で、前記容器を前記載置台および前記当接部材と一体的に回転させる駆動手段と、
前記駆動手段を制御する制御手段と、
回転する前記容器に向けて前進し、前記金属キャップの裾部に当接して当該裾部を前記突出部の下側に折り曲げるローラとを備える巻締装置において、
前記載置台の回転速度を検出する第1回転速度検出手段と、
前記当接部材の回転速度を検出する第2回転速度検出手段と、
前記第1回転速度検出手段によって検出される前記載置台の回転速度と前記第2回転速度検出手段によって検出される前記当接部材の回転速度から巻締動作の良否を判定する良否判定手段とを備え、
前記良否判定手段は、巻締動作時に検出される前記載置台の回転速度と前記当接部材の回転速度との差が所定範囲以上離れた場合に巻締動作が不良であると判定する
ことを特徴とする巻締装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021111732A JP2023008296A (ja) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 巻締装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2021111732A JP2023008296A (ja) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 巻締装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023008296A true JP2023008296A (ja) | 2023-01-19 |
Family
ID=85112773
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021111732A Pending JP2023008296A (ja) | 2021-07-05 | 2021-07-05 | 巻締装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023008296A (ja) |
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2021
- 2021-07-05 JP JP2021111732A patent/JP2023008296A/ja active Pending
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