JP4232311B2 - キャッピング方法とキャッピング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャッピング方法とキャッピング装置に関し、より詳しくは、容器のねじ部とキャップのねじ部との噛み合い開始位置を検出して、その位置を基準として所定回転角度だけキャップを回転させて締め付けるようにしたキャッピング方法およびキャッピング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器のねじ部とキャップのねじ部との噛み合い開始位置を検出して、その位置から所定回転角度だけキャップを回転させて締め付けを行うようにしたキャッピング方法は知られている（例えば特公平７−８６０３４号公報、特開平１１−１２４１９６号公報）。
上述した公報に開示された方法においては、容器のねじ部とキャップのねじ部との噛み合い開始位置を次のようにして検出している。すなわち、キャップを容器のねじ部に上方側から嵌合した後、キャップを締め付け方向とは逆方向に回転させる。これにより、キャップのねじ部の下方側の先端が容器のねじ部の上方側の先端との係合状態が外れて落下するので、キャップは、容器側のねじ部の上下方向の幅（１ピッチ分）だけ容器に対して下降する。従来の方法では、このように大きな下降量でキャップが下降した時点を、容器のねじ部とキャップのねじ部との噛み合い開始位置と検出していたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の方法においては、キャップの下降量をもとに両ねじ部の噛み合い開始位置を判断しているので、キャップの下降量を検出するための検出手段を必要とするという欠点があった。また、このような検出手段は、上下に摺動する部分を備えており、摺動部分が摩耗するため耐久性に問題があった。さらに、上述した従来の方法においては、キャップの落下が確実に発生するように、キャップの逆転は締め付けが開始される状態、つまりキャップのねじ部が容器のねじ部に強く付勢された状態で行われるため、キャップが落下する際にキャップおよび容器のねじ部が損傷する虞があった。
【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に記載した本発明は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータとを備え、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器にむけて付勢した状態で締め付け方向に回転させて、該キャップを予め定めた巻締め量で容器に締め付けるようにしたキャッピング方法において、
キャップのねじ部と容器のねじ部とが相対回転した際に、上記両ねじ部の先端部が接触することに伴ってキャップに作用する作用力の変化を測定する測定手段を設けて、上記キャッピングヘッドに保持したキャップを容器の口部に嵌合するように下降させるとともに、キャップを容器に付勢させる前にキャップを回転させて上記作用力の変化を測定し、上記作用力の変化をもとに上記両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置を検出するようにしたものである。
また、請求項７に記載した本発明は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータとを備え、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器にむけて付勢した状態で締め付け方向に回転させて、該キャップを予め定めた巻締め量で容器に締め付けるようにしたキャッピング装置において、
キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、キャッピングヘッドが保持するキャップに作用する作用力の変化を測定する測定手段と、キャッピングヘッドの回転角度位置を検出する角度検出手段と、上記モータの回転を制御するとともに、測定手段の測定結果および角度検出手段からの角度信号が入力される制御手段とを設け、該制御手段は、キャッピングヘッドがキャップの締め付けが開始される高さまで下降される途中において、キャップを容器に付勢させる前に該キャピングヘッドをキャップの締め付け方向に対して正転もしくは逆転させて、キャップおよび容器の両ねじ部の先端部を接触させるように設定してあり、上記測定手段で測定される上記キャップに作用する作用力の変化をもとに上記両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置を検出するようにしたものである。
【０００５】
上述した構成によれば、噛み合い開始位置を正確に検出することができる。そのため、噛み合い開始位置を基準として所定回転角度だけキャップを回転させることができ、キャッピング終了後において、全ての容器のキャップの締まり具合を均一にすることができる。
【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、キャッピング装置１は水平面で回転される図示しない回転体を備えており、この回転体における外周部の等間隔位置に容器２を載置する載置台３を備えている。また、上記回転体には、各載置台３ごとに容器２の胴部を把持するグリッパ４を設けるとともに、各載置台３の上方位置にキャップ５を保持して容器２の口部に螺合するキャッピングヘッド６を設けている。
図２に示すように、容器２の口部の外周面に雄ねじ２ａを形成してあり、他方、キャップ５の内周面には雌ねじ５ａを形成している。
上記キャッピングヘッド６は、エア圧を利用してキャップ５を着脱自在に保持する従来公知のチャック７と、このチャック７に連結した上下一組からなるスプライン軸８ａ，８ｂとを備えている。
スプライン軸８ａ，８ｂはモータ９と連動させてあり、このモータ９の作動は制御装置１１によって制御されるようになっている。したがって、モータ９に連動してスプライン軸８ａ，８ｂおよびチャック７が締め付け方向に回転されると、チャック７に保持したキャップ５が容器２の口部に螺合されるようになっている。
上記モータ９にはキャピングヘッド６に保持されたキャップ５に作用する作用力としての回転方向の負荷を測定するトルク測定手段１２および角度検出手段としてのエンコーダ１３を接続している。これにより、上記モータ９が回転された際には、トルク測定手段１２によってモータ９の出力トルクが検出されてその測定結果が制御装置１１に入力されるようになっており、またそれと同時にエンコーダ１３によってモータ９の回転角度位置が検出されて、その角度信号が制御装置１１に入力されるようになっている。
【０００７】
上記スプライン軸８ａ，８ｂは、所定寸法だけ上下方向（軸方向）に相対移動可能に構成してあり、上記チャック７と上方側のスプライン軸８ａとにわたって緩衝用のばね１４を弾装している。これにより、キャップ５を容器２に取り付ける前の状態では、上記チャック７は上方側のスプライン軸８ａに対する最下端の位置に支持されるようになっている。
各キャッピングヘッド６およびそれに連動させたモータ９は、回転体の外周部に沿って設けた図示しない環状の昇降カムにより構成される昇降機構によって昇降されるようになっている。
キャップ５を容器２の口部に螺合する際には、上記昇降カムによってキャッピングヘッド６およびモータ９が上昇端位置から下降端位置まで下降されるので、チャック７に保持したキャップ５が容器２の上端に被せられて下方へ押圧される。この時、ばね１４が圧縮されることにより、チャック７とそれを連結した下方側のスプライン軸８ｂが上方側のスプライン軸８ａに対して相対的に上昇し、かつチャック７に保持したキャップ５を容器２にむけて付勢するようになっている。
キャップ５が付勢された状態で、制御装置１１によってモータ９が回転駆動されてチャック７が締め付け方向に回転されると、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに螺合されるようになっている。この後、チャック７によるキャップ５の保持状態が開放されるとともに、キャッピングヘッド６が昇降カムによって元の上昇位置まで上昇されるようになっている。
【０００８】
しかして、本実施例は、モータ９が回転された際のトルク測定手段１２による出力トルクの検出値の変化をもとに、容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’（ねじ部の上方側の先端部）にキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’（ねじ部の下方側の先端部）が接触する位置Ｐを検出し、その位置Ｐを噛み合い開始位置とし、これを基準としてモータ９を介してキャップ５を所定回転角度だけ締め付け方向に回転させてキャッピングを行うようにしたものである。
（第１実施例）
すなわち、本第１実施例では、図３における左方側に示すように、上記昇降カムのカム面に、キャッピングヘッド６が下降を停止する下降停止区間Ａ（同一高さで移動する区間）を形成している。下降停止区間Ａは、キャッピングヘッド６が締め付け区間Ｂの高さまで下降されていく過程の途中で、かつキャップ５が容器２に被せられてから上記ばね１４によってキャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに付勢される前の区間に設定されている。
なお、キャッピングヘッド６によるキャップ５への付勢は、昇降カムが最下点へ達する直前から開始されるため、図３では締め付け区間Ｂの始点は最下点よりも手前で示している。
この下降停止区間Ａにキャッピングヘッド６が位置した際には、キャッピングヘッド６に保持したキャップ５の高さは、そのキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’の最下端と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’の最上端が当接可能な上下方向において略同じ高さとなる様に設定している（図２に示す高さ）。この高さにおいてキャップ５が回転されると、その回転の過程で雌ねじ５ａの下端部５ａ’と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’とが必ず当接することになり、この際キャップ５には回転方向の負荷が生じる。
そして、本実施例においては、キャッピングヘッド６が下降停止区間Ａで下降を停止している間に、トルク測定手段１２によってモータ９の出力トルクを検出しながら制御装置１１によってモータ９を正転もしくは逆転方向に１回転させて、キャッピングヘッド６のチャック７に保持したキャップ５を正転もしくは逆転方向に１回転させるようにしている。
このようにキャップ５を１回転させると、その回転過程において、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’が一度当接し、この当接時には、キャップ５を１回転させる過程において最も大きな出力トルク（回転方向の負荷）が測定されることになり、その測定結果が制御装置１１に入力されると制御装置１１はその時の回転角度位置をエンコーダ１３によって認識するようになっている。図４は、モータ９をキャップ５の締め付け方向に１回転させた際にエンコーダ１３によって検出したモータ９の回転角度位置（キャップ５およびキャッピングヘッド６の回転角度位置）とトルク測定手段１２によって検出した出力トルクとの関係を示したものである。キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’が当接した時には、図４に山形で示すように、出力トルクが急激に増加する。つまり、この位置が噛み合い開始位置Ｐとなる。なお、トルク測定手段１２は、モータ９に供給される電流値を測定するようになっている。つまり、回転方向に負荷がある場合、モータ９へ供給する電流値は増加される。これを出力トルクの変化として間接的に測定するようにしており、この値が所定以上となった時の回転角度位置を噛み合い開始位置Ｐとして検出している。
また、モータ９をキャップ５の締め付け方向と逆方向に１回転させた際には、供給される電流値は負の値で表現され、出力トルクの変化は図５に示すように、マイナス側に表れることになる。
また、上記実施例では、トルク測定手段１２はモータ９の電流値を出力トルクとして検出するようにしているが、電圧値でも良く、また実際に出力されるトルクを直接検出するようにしても良い。
【０００９】
上記のようにして噛み合い開始位置Ｐを検出することができるが、本実施例においてキャップ５を１回転させているので、噛み合い開始位置Ｐを越えてキャップ５は停止しており、また、停止位置はその都度異なるため、制御装置１１は、キャップ５を正転させた場合は上記エンコーダ１３からの入力信号をもとに、モータ９の回り始め（チャック７の回り始め）の位置、（つまり現在停止状態のチャック７（キャップ５）の停止位置）から噛み合い開始位置Ｐまでの締め付け方向の回転角度をずれθ１として演算する（図４）。
一方、キャップ５を逆転させた場合は、噛み合い開始位置Ｐから停止位置までの締め付け方向とは逆方向の回転角度をずれθ１として演算する。
ここで本実施例の制御装置１１は、上記噛み合い開始位置Ｐから所定角度θ２だけキャップ５を回転させるように予め設定されているので、制御装置１１は、所定回転角度θ２に上記回転角度のずれθ１を加算して、モータ９を締め付け方向に回転させる回転角度θ３を演算する。
そして、キャッピングヘッド６が下降停止区間Ａを通過して、再度下降区間を下降されて、キャップ５の雌ねじ５が容器２側の雄ねじ２ａに付勢される状態となって、キャッピングヘッド６が締め付け区間Ｂに位置したら、制御装置１１は上記演算した回転角度θ３だけ再度モータ９を締め付け方向に回転させ、それによってチャック７を締め付け方向に回転角度θ３だけ回転させる。これにより、チャック７に保持されたキャップ５は、先の停止状態から回転角度θ３だけ回転され、それによってキャップ５は噛み合い開始位置Ｐから所定回転角度θ２だけ締め付け方向に回転されて、予め定めた巻き締め量でキャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに締め付けられる。
本実施例のキャッピング装置１は、上述のようにしてキャップ５を容器２の口部に螺合するようにしている。
なお、上記噛み合い開始位置Ｐはあくまでも基準となる位置なので、容器やキャップのねじ部の形状が変更された場合には、その位置は前後する。つまり、必要な巻き締め量を得るには、これからキャッピングを行う容器およびキャップによって検出される噛み合い開始位置Ｐを基準とした最適な巻き締め角度を実験などにより予め求めておき、これを所定角度θ２として設定しておく。
【００１０】
このように本実施例では、トルク測定手段１２によって検出した出力トルクの変化によって噛み合い開始位置Ｐを検出し、その噛み合い開始位置Ｐを基準として所定回転角度θ２だけキャップ５を回転させて容器２に螺合するようにしている。
したがって、本実施例によれば、噛み合い開始位置Ｐを正確に検出することにより、その後のキャッピング終了時のキャップ５の締まり具合を常に均一にして精度の高いキャピングを行うことができる。
なお、上記第１実施例における噛み合い開始位置Ｐの検出の方法として、次のような方法であっても良い。すなわち、モータ９が１度回転される毎に制御装置１１が出力トルクのサンプリングを行い、今回のサンプリングの結果とそれ以前のサンプリングの結果とを比較して出力トルクの急増が見られたら、そこを噛み合い開始位置Ｐとして検出するようにしても良い。
また、上記第１実施例においては、下降停止区間Ａにおいてモータ９を１回転させて停止させているが、出力トルクが急増する噛み合い開始位置Ｐが検出された時点でモータ９の回転を停止させても良い。この場合、ずれθ１を加算することを省略することは言うまでもない。
【００１１】
（第２実施例）
次に、図６から図８によって本発明の第２実施例について説明する。すなわち、第２実施例においては、図７に示すように、上記昇降カムにおけるキャピングヘッド６が下降される区間内に、制御装置１１によってモータ９を１回転だけ締め付け方向とは逆方向に１回転させて停止させる逆転区間Ａを設けている。この逆転区間Ａにおいては、少なくともキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接可能な状態となるようにしている（図６左方）。
つまり、キャッピングヘッド６が下降される過程でキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’の最下端が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’の最上部よりも低くなった時点でキャップ５を逆方向に１回転させるように、モータ９を制御している。
図６に示すように、キャップ５が逆方向に１回転されると、その間に図６の左方に示すように先ずキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａにおける上端部２ａ’の手前の箇所と摺動することに伴って出力トルクが徐々に増大する（図８参照）。そして、図６の右方に示すようにキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’との係合が外れると、出力トルクは急激に減少して０となる（図８のＰ参照）。つまり、出力トルクが徐々に増大してから急激に減少する位置が噛み合い開始位置Ｐとなる。
このとき、制御装置１１はエンコーダ１３からの角度信号によって噛み合い開始位置Ｐからキャップ５が停止する位置までの逆転方向における回転角度のずれθ１を演算するとともに、予め設定された所定回転角度θ２にこのずれθ１を加えて現在の停止位置からキャップ５を回転させるべき回転角度θ３を求める。
その後もキャッピングヘッド６は継続して下降するので、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに付勢される状態となり締め付け区間Ｂに達したら、制御装置１１は、モータ９を締め付け方向に上記回転角度θ３だけ回転させるので、チャック７に保持されたキャップ５も回転角度θ３だけ回転される。これにより、キャップ５は噛み合い開始位置Ｐから所定回転角度θ２だけ締め付け方向に回転されて、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに螺合されるようになっている。
このような第２実施例の構成であっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができるとともに、この第２実施例によれば、逆転区間Ａにおいてキャップ５を逆転させる際には、キャップ５はこの時点ではまだばね１４によって下方に向けて付勢されていないので、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’との係合が外れて、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの上下方向の幅の分だけ落下した際に、キャップ５の雌ねじ５ａおよび容器２の雄ねじ２が損傷することがない。
なお、上記第２実施例において、キャッピングヘッド６の下降中に逆転させるようにしたが、上記逆転区間Ａ内で一旦下降を停止させるようにしても良い。
また、出力トルクの変化を検出した位置Ｐでキャップ５の逆転を停止させるようにしても良い。
【００１２】
（第３実施例）
次に、図９から図１１によって本発明の第３実施例について説明する。この第３実施例においては、昇降カムにおけるキャッピングヘッド６の下降区間の途中で、かつキャッピングヘッド６が締め付け区間Ｂまで下降される前の区間にキャップ５を高速で締め付け方向に回転させる高速回転区間Ａを設けている。高速回転区間Ａにおいては、少なくともキャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接しない時点から制御装置１１がモータ９によってキャップ５を締め付け方向に回転させるようにしている。
この時、昇降カムによって容器２の雄ねじ２ａの上下方向の幅だけキャップ５が下降する間に少なくともキャップ５が１回転するような速度関係となる回転速度にモータ９の回転速度を設定している。このような、高速回転区間Ａにおけるモータ９の回転速度は、キャッピングの際に設定される回転速度（回転されながらキャップ５が下降していく速度よりも、昇降カムによってキャッピングヘッド６が下降していく速度のほうが速くなるように設定されている。これにより締め付け開始時に容器２が吊り上げられることを防止している）よりも速いものである。
これにより、図９に示すように、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’は、１回転する間に容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に必ず当接することになり、トルク測定手段１２によって出力トルクの増加が検出される（図１１参照のＰ）。このＰで示す位置が噛み合い開始位置となる。
この実施例では、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が、容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接したことが検出されたら、つまり、噛み合い開始位置Ｐを検出したら制御装置１１はキャップ５の回転を停止させる。
なお、ここで、キャップ５の回転を停止させるのは次のような理由からである。この実施例においては、当接時のキャップ５の高さ位置によってキャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの上方側に係合して螺合されるかあるいは下方側に係合して螺合されるか不明である。そのため、仮にキャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの下方側に係合して螺合が進むと、この時点では十分にキャッピングヘッド６が下降していないので容器２を吊り上げてしまうおそれがあるからである。
その後、キャッピングヘッド６は継続して下降されて締め付け区間Ｂに位置するので、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに付勢される状態となる。
本実施例では、キャップ５は噛み合い開始位置Ｐが検出された時点でモータ９の回転を停止させキャップ５を停止させるので、制御装置１１はキャッピングヘッド６が締め付け区間Ｂに達したら、停止しているキャップ５を所定角度θ２だけ回転させて締め付けを終了するようになっている。ただしこの場合、噛み合い開始位置Ｐを検出した後、キャップ５は若干回転が進行してから停止するので、この分を鑑みて所定角度θ２を設定するようにしている。
なお、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接した後、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの上方側に位置する場合には、下方側に位置する場合に比べ１回転分の締め付け角度が足りなくなるので、制御装置１１は毎回締め付け終了時のトルクを検出するようになっており、この値が必要トルク量以下の場合には１回転足りないものと判断し、さらにキャップ５を回転させて締め付けに必要な予め定めた回転角度となるように修正するようにしている。なお、所定角度θ２は下方側に位置した場合で設定されている。
【００１３】
（第４実施例）
次に図１２から図１４により本発明の第４実施例について説明する。上記第３実施例が昇降カムによってキャッピングヘッド６を昇降させていたのに対して、この第４実施例では、第３実施例の昇降カムに代えて各キャッピングヘッド６をサーボモータで駆動される昇降機構によって昇降させるように構成したものであり、それによって、各キャッピングヘッド６ごとに昇降量を自由に変更できるようにしている。
そして、キャッピングヘッド６の下降区間の途中に、下降減速区間Ａを設けている。下降減速区間Ａにおいては、容器２の雄ねじ２ａの上下方向の幅だけキャッピングヘッド６が下降する間に、少なくともキャップ５が１回転するような速度関係でキャッピングヘッド６の下降速度を設定している。そして、この下降減速区間Ａにおいて、モータ９によってキャップ５を締め付け方向に回転させるようにしている。
このように下降減速区間Ａにおいてキャップ５が回転されると、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’は、容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に必ず当接することになり、それらが当接した際には出力トルクの増加が検出される（図１４のＰ参照）。そこが、噛み合い開始位置Ｐとなる。
制御装置１１は、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接したことを出力トルクの増加によって検出すると、キャッピングヘッド６の下降速度を増速させて締め付け区間Ｂまで下降させ、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａに付勢される状態とする。このようにキャッピングヘッド６の下降速度を増速させるのは、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの下側に係合して螺合が進んだ時に容器２の吊り上げを防止するためである。
キャップ５は継続して回転しているので、そのまま締め付けが開始される。その際、制御装置１１は、上記噛み合い開始位置Ｐからキャップ５を回転させるべき所定回転角度θ２だけモータ９が回転したらモータ９を停止させる。これによりキャップ５は、噛み合い開始位置Ｐから所定回転角度θ２だけ回転されてキャッピングが終了する。
なお、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接した後、キャップ５の雌ねじ５ａが容器２の雄ねじ２ａの上方側に位置する場合には、約１回転分だけキャップ５の必要締め付け角度が足りないので、締め付け終了時のトルクを検出して必要トルク量以下の場合には１回転足りないと制御装置１１が判断し、さらにキャップ５を回転させて締め付けに必要な予め定められた回転角度とすることは前記第３実施例と同様である。
【００１４】
（他の実施例）
上述した第１実施例から第４実施例においては、トルク測定手段１２によって出力トルクを検出し、その検出値に基づいて噛み合い開始位置Ｐを検出するようにしていたが、本実施例では上記各実施例における回転方向の負荷を測定するトルク測定手段１２に代えて、上下方向の荷重を測定する荷重検出手段としてのロードセル２１を用いたものである。
つまり、キャッピング装置１の構成としては、図１５に示すように、チャック７を連結したスプライン軸８ａに荷重検出手段としてのロードセル２１を設けている。このロードセル２１とチャック７との間にばね１４を介在させて、このばね１４を介してチャック７（キャップ５）からロードセル２１に作用する作用力としての上下方向の荷重を検出して制御装置１１に入力するようにしている。
【００１５】
（第５実施例）
すなわち、図１５で示す装置に上記第１実施例の技術的思想を適用すると、図１６に示すように、図３で示す下降停止区間Ａでキャップ５が締め付け方向もしくは逆方向に１回転されると、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接し、キャップ５に対して上方への荷重が急増する。つまり、この時には、図１６に示すようにロードセル２１によって検出した上方への荷重値が測定されるので、そこを噛み合い開始位置Ｐとして検出することができる。
このような実施例であっても、上記第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１６】
（第６実施例）
次に、図１５で示す装置に上記第２実施例の技術的思想を適用すると、上方への荷重値が徐々に増加して急激に減少することが測定されることにより、噛み合い開始位置Ｐを検出することができる。
つまり、図７で示す逆転区間Ａでキャップ５を締め付け方向と逆方向に１回転させると、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａにおける上端部２ａ’の手前の箇所を摺動し、それに伴ってキャップ５に対して上方に作用する荷重が徐々に増加する。そして、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’と容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’との係合状態が外れるとキャップ５に対する上方に作用する荷重が急激に減少する。したがって、この位置を噛み合い開始位置Ｐとして検出することができる。このような実施例においても、上述した第２実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００１７】
（第７実施例）
次に、図１５で示す装置に上記第３実施例の技術的思想を適用すると次のようになる。すなわち、図１０で示す高速回転区間Ａでキャップ５を締め付け方向に高速回転させると、キャップ５の雌ねじ５ａの下端部５ａ’が容器２の雄ねじ２ａの上端部２ａ’に当接し、その直後に雌ねじ５ａの下端部５ａ’が雄ねじ２ａによって押し上げもしくは押し下げられることになる。これに伴って、キャップ５に対する上方側あるいは下方側への荷重が急増して、その荷重はロードセル２１によって測定することができる。したがって、この上方側（もしくは下方側）への荷重値が急激に増加する位置を噛み合い開始位置Ｐとして検出することができる。
このような実施例においても、上述した第３実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、上述した第７実施例と同様にして図１５で示す装置に上記第４実施例の技術的思想を適用した場合であっても、上記第７実施例と同様の作用効果を得ることができることは明らかである。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、噛み合い開始位置を正確に検出して、キャッピング終了後においてキャップの締まり具合を均一に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】本発明の第１実施例を示す要部の正面図
【図２】上記第１実施例におけるキャップ５を容器２に螺合する前の状態を示す図
【図３】上記第１実施例におけるキャッピングヘッドの昇降と移動との関係を示す図
【図４】上記第１実施例のトルクセンサによる出力トルクの検出値とエンコーダの回転角度との関係を示す図
【図５】上記第１実施例のトルクセンサによる出力トルクの検出値とエンコーダの回転角度との関係を示す図
【図６】本発明の第２実施例におけるキャップ５を容器２に螺合する前の状態を示す図
【図７】上記第２実施例におけるキャッピングヘッドの昇降と移動との関係を示す図
【図８】上記第２実施例のトルクセンサによる出力トルクの検出値とエンコーダの回転角度とのの関係を示す図
【図９】本発明の第３実施例におけるキャップ５を容器２に螺合する前の状態を示す図
【図１０】上記第３実施例におけるキャッピングヘッドの昇降と移動との関係を示す図
【図１１】上記第３実施例のトルクセンサによる出力トルクの検出値とエンコーダの回転角度とのの関係を示す図
【図１２】本発明の第４実施例におけるキャップ５を容器２に螺合する前の状態を示す図
【図１３】上記第４実施例におけるキャッピングヘッドの昇降と移動との関係を示す図
【図１４】上記第４実施例のトルクセンサによる出力トルクの検出値とエンコーダの回転角度とのの関係を示す図
【図１５】本発明の他の実施例を示す要部の正面図
【図１６】本発明の第５実施例におけるロードセルによる測定荷重とエンコーダの回転角度の関係を示す図
【符号の説明】
１ キャッピング装置 ２ 容器
２ａ 雄ねじ（ねじ部）
２ａ’ 雄ねじの上端部（ねじ部の先端部）
５ キャップ ５ａ 雌ねじ（ねじ部）
５ａ’ 雌ねじの下端部（ねじ部の先端部）
６ キャッピングヘッド ７ チャック
９ モータ １１ 制御装置（制御手段）
１２ トルク測定手段（測定手段） １３ エンコーダ（角度検出手段）
２１ ロードセル（測定手段）

Claims (9)

1. キャップを保持するキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータとを備え、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器にむけて付勢した状態で締め付け方向に回転させて、該キャップを予め定めた巻締め量で容器に締め付けるようにしたキャッピング方法において、
   キャップのねじ部と容器のねじ部とが相対回転した際に、上記両ねじ部の先端部が接触することに伴ってキャップに作用する作用力の変化を測定する測定手段を設けて、上記キャッピングヘッドに保持したキャップを容器の口部に嵌合するように下降させるとともに、キャップを容器に付勢させる前にキャップを回転させて上記作用力の変化を測定し、上記作用力の変化をもとに上記両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置を検出することを特徴とするキャッピング方法。
2. 上記キャッピングヘッドに保持したキャップを容器の口部に嵌合するように下降させるとともに、キャップのねじ部の先端部が容器のねじ部の先端部に当接可能な高さ位置で下降を停止させ、下降を停止した状態で上記測定手段によってキャップに作用する作用力の変化を測定しつつ、少なくともキャップと容器の両ねじ部の先端部が当接する位置までキャップを回転させ、上記作用力が増加した位置を上記両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング方法。
3. キャッピングヘッドに保持したキャップを容器の口部に嵌合させるように下降させるとともに、上記測定手段によってキャップに作用する作用力の変化を測定しつつ、少なくともキャップのねじ部の先端部と容器のねじ部との係合が外れる回転位置までキャップを締め付け方向とは逆方向に回転させ、上記作用力が増加から減少へ変化した位置を両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング方法。
4. キャッピングヘッドに保持したキャップを容器の口部に嵌合させるように下降させるとともに、上記測定手段によってキャップに作用する作用力の変化を測定しつつ、容器のねじ部の上下方向の幅だけキャップが下降する間に少なくとも１回転する速度関係で、少なくともキャップと容器の両ねじ部の先端部が当接する回転位置までキャップを締め付け方向に回転させ、上記作用力が変化した位置を両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置として検出することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング方法。
5. 上記測定手段は、キャップに作用する回転方向の負荷を上記作用力として測定することを特徴とする請求項１から請求項４に記載のキャッピング方法。
6. 上記測定手段は、キャップに作用する上下方向の荷重を上記作用力として測定することを特徴とする請求項１から請求項４に記載のキャッピング方法。
7. キャップを保持するキャッピングヘッドと、キャッピングヘッドを回転させるモータとを備え、キャッピングヘッドに保持したキャップを容器にむけて付勢した状態で締め付け方向に回転させて、該キャップを予め定めた巻締め量で容器に締め付けるようにしたキャッピング装置において、
   キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、キャッピングヘッドが保持するキャップに作用する作用力の変化を測定する測定手段と、キャッピングヘッドの回転角度位置を検出する角度検出手段と、上記モータの回転を制御するとともに、測定手段の測定結果および角度検出手段からの角度信号が入力される制御手段とを設け、該制御手段は、キャッピングヘッドがキャップの締め付けが開始される高さまで下降される途中において、キャップを容器に付勢させる前に該キャピングヘッドをキャップの締め付け方向に対して正転もしくは逆転させて、キャップおよび容器の両ねじ部の先端部を接触させるように設定してあり、上記測定手段で測定される上記キャップに作用する作用力の変化をもとに上記両ねじ部の先端部が接触する噛み合い開始位置を検出することを特徴とするキャッピング装置。
8. 上記昇降機構は、キャッピングヘッドをキャップの締め付けが開始される高さまで下降させる途中の所定高さで、一旦下降を停止するように設定されていることを特徴とする請求項７に記載のキャッピング装置。
9. 上記昇降機構および制御手段は、キャッピングヘッドをキャップの締め付けが開始される高さまで下降させる途中において、容器のねじ部の上下方向の幅だけキャップが下降する間に少なくともキャップが１回転する速度関係でキャップを正転させるように設定されていることを特徴とする請求項７に記載のキャッピング装置。

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