JP4770301B2 - キャッピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、バキュームの作用によってキャッピングヘッドにキャップを吸着保持させ、供給された容器にキャッピングを行うキャッピング装置に関するものである。

内部にバキューム通路を形成したキャッピングヘッドによってキャップを吸着保持し、供給された容器にキャッピングを行うキャッピング装置は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された発明では、バキュームチャックが、中心部にバキューム通路が形成された保持ロッドと、この保持ロッドの下端部外周に嵌合されたセンタリングガイドとを備えている。この特許文献１には明記されていないが、前記バキューム通路は負圧発生源（バキュームポンプ）に接続されており、その通路が開閉弁によって開閉されて連通遮断されるようになっている。

特許文献１に記載されたキャッピング装置では、バキュームチャックがキャップ供給位置に移動すると、開閉弁を開放してバキューム通路をバキュームポンプに連通させ、バキュームを作用させてキャップを吸着保持し、その後、容器の口部にこのキャップを装着した後、開閉弁を閉じてバキュームを解除してキャップを離すようになっている。
特開２００３−５４６８８号公報（第２−３頁、図２）

前記のような従来のキャッピング装置で、バキュームチャックが何らかの原因でキャップを保持できなかった場合に、バキューム通路をバキュームポンプに連通させた状態のままキャッピング位置に移動してキャッピング動作を行うと、容器内の充填液を吸い込み、バキューム通路やチャックに充填液が付着し、菌が発生する恐れがあった。

請求項１に記載した発明は、内部にバキューム通路が形成されたキャッピングヘッドと、前記バキューム通路を開閉する開閉弁と、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を備え、供給された容器に、キャッピングヘッドが吸着保持したキャップを装着するキャッピング装置において、前記バキューム通路の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段からの信号により前記開閉弁を制御する制御手段とを設け、キャッピングヘッドがキャップを保持した位置から容器にキャップを装着する位置までの間で、前記バキューム通路の圧力を検出し、所定圧力以上であった場合には、キャップを保持していないと判断して前記バキューム通路を閉鎖し、その状態でキャッピング動作を行った後、下流側に配置されたリジェクト装置にリジェクト指令を出力することを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記バキューム通路の圧力を検出し、前記所定圧力とこの圧力よりも低い第２の所定圧力との間の圧力であった場合には、キャップが不良であると判断することを特徴とするものである。

本発明のキャッピング装置は、キャッピングヘッドがキャップを保持していないと判断されたときにはバキュームを遮断することにより、キャッピングヘッドがキャッピング動作に入って容器に接近しても、容器内の充填液を吸い上げることが無く、バキューム通路やチャックを汚染してしまうことがない。

キャッピングヘッド内にバキューム通路が形成され、開閉バルブの開閉によってこのバキューム通路を連通遮断するようになっており、開閉バルブを開放してキャッピングヘッドによりキャップを吸着保持し、供給された容器にキャッピングを行う。バキューム通路の圧力を検出するセンサと、このセンサからの信号に応じて前記開閉弁を制御する制御手段を設け、キャッピングヘッドがキャップ供給手段からキャップを取り出す位置から容器にキャッピングを行う位置の間で、、前記センサによって圧力を検出し、この圧力が所定値以上の時は、キャッピングヘッドがキャップを保持していないと判断して、バキューム通路を閉鎖するようにしたことにより、キャップを保持していない状態でキャッピング動作を行っても容器内の充填液を吸い込まないようにするという目的を達成する。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るキャッピング装置の全体の構成を簡略化して示す平面図、図２は前記キャッピング装置の縦断面図、図３はこのキャッピング装置に設けられたキャッピングヘッドの縦断面図である。上流側の充填装置（図示せず）で液体が充填された容器２は、搬送コンベヤ４によって搬送され、インフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離された後、供給スターホイール８を介してキャッピング装置１０内に供給される。供給された容器２は、このキャッピング装置１０内を回転搬送される間にキャッピングが行われた後、排出スターホイール１２を介して搬送コンベヤ１４上に排出され、次の工程に送られる。

キャッピング装置１０は、ベースプレート１６上に直立して固定された支持筒１８内に回転自在に支持されている回転軸２０に、下部の回転テーブル２２とその上方の上部回転体２４から成る回転体２６が設けられている。この回転体２６の下部の回転テーブル２２上に、円周方向等間隔で上下の容器保持手段２８、３０が設けられ、回転テーブル２２上に載せられた容器２を、これら容器保持手段２８、３０によって１本ずつ保持して回転移送する。回転テーブル２２上に載せられた各容器２の保持位置の上方に、それぞれキャッピングヘッド３４が設けられている。前記回転軸２０は、下端部にギヤ３６が取り付けられ、図示しない駆動ギヤに噛み合って回転されるようになっており、この回転軸２０の回転によって、上部回転体２４の各キャッピングヘッド３４と回転テーブル２２上の各容器２とが上下の位置を一致させて一体的に回転する。

各キャッピングヘッド３４は、上下２枚の支持プレート３８、４０（図２では図示を省略しているので図３を参照）を貫通して昇降可能に支持されている。各キャッピングヘッド３４に隣接して上下の支持プレート３８、４０間に固定されたガイドロッド４２に、スライドブロック４４の一端（図２の左端）に形成された円筒部４４ａが昇降自在に嵌合している。このスライドブロック４４の他端側に延びる連結部４４ｂが前記キャッピングヘッド３４の上部に連結されている。このスライドブロック４４の連結部４４ｂにカムフォロア４６が取り付けられており、前記回転軸２０の周囲に配置された円筒カム４８のカム面４８ａに係合している。前記回転体２６の回転に伴ってキャッピングヘッド３４が回転移動すると、カムフォロア４６が円筒カム４８のカム面４８ａの形状に応じて上下動し、各キャッピングヘッド３４が昇降する。

この実施例では、キャッピング装置１０から排出スターホイール１２への容器排出位置Ｂと、前記供給スターホイール８からキャッピング装置１０への容器供給位置Ａとの中間に、キャップ供給ディスク５０が配置されており、キャップ供給シュート５２から落下してきたキャップ５４をこのキャップ供給ディスク５０が受け取って、キャッピングヘッド３４のキャップ取り出し位置Ｃへ供給する。前記キャッピングヘッド３４は、このキャップ供給ディスク５０のキャップ取り出し位置Ｃで下降してキャップ５４を１個ずつ吸着して取り出す。

前記キャッピングヘッド３４は、円筒カム４８によって昇降される昇降ロッド５６の下端部に、キャップ５４を保持するバキュームチャック５８が設けられており、このチャック５８の軸心部にバキューム通路６０の一部を構成する内部通路６２が形成されている。内部通路６２の下端は、バキュームチャック５８の下面に設けられたキャップ吸着面５８ａに開口している。一方、内部通路６２の上端は、外部のチューブ６４等を介して バキュームポンプ等の負圧発生源６６に接続されている。なお、前記バキュームチャック５８の内部通路６０および外部のチューブ６４を含む負圧発生源６６からキャップ吸着面５８ａまでの通路全体をバキューム通路６０と呼ぶことにする。

このバキューム通路６０には開閉バルブ６８が設けられ、バキューム通路６０の連通遮断を行う。さらにこの実施例では、バキューム通路６０にに、この通路６０の圧力を検出する圧力センサ７０が設けられている。圧力センサ７０が検出した圧力信号は制御装置７２に送られ、この制御装置７２からの指令信号によって前記開閉バルブ６８の開閉が制御される。この実施例では、排出スターホイール１２への容器排出位置Ｂよりもやや下流側で、かつ、キャップ供給ディスク５０からのキャップ取り出し位置Ｃよりもやや上流側の位置Ｄで開閉バルブ６８を開放してバキュームを作用させ、このバキューム作用開始位置Ｄからほぼ３／４周回転した位置Ｅで開閉バルブ６８を閉じてバキューム作用を停止させる。

前記チャック５８の下端面には、キャップ５４の形状に対応した凹部（キャップ吸着面５８ａ）が形成されており、このキャップ吸着面５８ａ内にキャップ５４を嵌合させた状態で、バキュームを作用させることによりキャップ５４を吸着保持する。チャック５８のキャップ吸着面５８ａが形成された部分は、上部５８ｂが円筒状になっており、上方の昇降ロッド５６の下端部の外周に昇降可能に嵌合している。この昇降ロッド５６の下面側と円筒状部５８ｂの内面側との間にスプリング７４が介装されており、キャップ５４を保持する際にチャック５８に作用する衝撃を吸収するようになっている。

以上の構成に係るキャッピング装置１０の作動について説明する。上流側に配置されている充填装置（図示せず）で液体が充填された容器２が、搬送コンベヤ４によって連続的に搬送される。これら容器２はインフィードスクリュー６によって所定の間隔に切り離されて、供給スターホイール８のポケットに１本ずつ保持されて回転搬送され、キャッピング装置１０内に供給される。

キャッピング装置１０のキャッピングヘッド３４は、排出スターホイール１２への容器排出位置Ｂよりもやや下流側で、キャップ供給ディスク５０からのキャップ取り出し位置Ｃよりも上流側のバキューム作用開始位置Ｄに到達すると、開閉バルブ６８が開放されて内部通路６２が負圧発生源６６に連通される。キャッピングヘッド３４は円筒カム４８のカム面４８ａの形状に応じて昇降するようになっており、キャップ供給ディスク５０からのキャップ取り出し位置Ｃに到達すると、下降してキャップ供給ディスク５０上のキャップ５４を吸着保持する。キャッピングヘッド３４はキャップ５４を吸着保持した後、一旦上昇する。

容器２は、容器供給位置Ａで前記供給スターホイール８からキャッピング装置１０内に供給される。この時点ではキャッピングヘッド３４は円筒カム４８によって上昇した位置にあり、回転テーブル２２上の容器２に干渉することはない（図２の左側の容器２とキャッピングヘッド３４を参照）。キャッピングヘッド３４と容器２は、回転体２６の回転によって上下の位置を一致させて回転移動する。円筒カム４８のカム面４８ａの形状に従ってキャッピングヘッド３４が下降し、保持しているキャップ５４を容器２の口部に装着する（図２の右側の容器２とキャッピングヘッド３４を参照）。前記バキュームチャック５８の内部通路６０から負圧供給源６６までの間のバキューム通路６０に圧力センサ７０が設けられており、この圧力センサ７０によって、前記キャップ取り出し位置Ｃからキャッピングを開始する位置までの間でバキューム通路６０内の圧力を検出する。この圧力の検出信号は制御装置７２に送られ、検出圧力が所定圧力以下であった場合には正常にキャップ５４を保持していると判断し、前記開閉バルブ６８を開放した状態のままにしておく。

キャッピング終了後、キャッピングヘッド３４がバキューム区間Ｄ〜Ｅの終了位置Ｅに到達すると開閉バルブ６８が閉じてバキュームが遮断され、続いて円筒カム４８によりキャッピングヘッド３４が上昇してキャップ５４を離す。回転体２６の回転により、キャッピングヘッド３４は上昇した位置のまま容器２とともに回転移動し、容器排出位置Ｂにくると、キャッピング済みの容器２が排出スターホイール１２に保持されてキャッピング装置１０から取り出され、搬送コンベヤ１４上に排出される。

前述のようにキャップ供給ディスク５０上に供給されたキャップ５４が、キャッピングヘッド３４によって正常に保持された場合には、バキュームチャック５８にそのままバキュームを作用させて、キャップ５４を保持したキャッピングヘッド３４が下方の容器２と一体的に回転しつつ下降してキャッピングが行われる。ところが、キャップ供給ディスク５０のキャップ取り出し位置Ｃにキャップ５４が供給されず、キャッピングヘッド３４がキャップ５４を保持できなかった場合や、保持し損なって途中で落下してしまった場合等には、圧力センサ７０が検出する圧力が、正常にキャップ５４を保持している場合とは異なっている。つまり、キャップ５４を正常に保持している場合には、バキューム通路６０の末端がキャップ５４によって閉塞されてバキューム通路６０内は負圧になっているが、キャップ５４を保持していない場合には、大気を吸引している状態が続いているので圧力センサ７０が検出する圧力が高圧になる。従って、圧力センサ７０が検出した圧力が所定圧力以上の場合には、キャップ５４を保持していないと判断して、制御装置７２が開閉バルブ６８を閉じてバキュームを遮断する。キャップ５４を保持していないキャッピングヘッド３４が容器２に向かって下降してキャッピング動作にはいると、容器２内の充填液を吸い込んでしまうおそれがあるが、この実施例では、キャップ５４が無い場合にはバキュームを遮断しておくので、容器２に接近しても充填液を吸い込んでバキューム通路６０やチャック５８を汚染してしまうことがない。このようにキャップ５４が装着されなかった容器２は、下流側に配置されたキャップ有無検出センサ（図示せず）によって、キャップ無しと判断され、リジェクト装置によってラインから排出される。

なお、前記実施例では、キャッピングヘッド３４がキャップ５４を保持した位置（キャップ取り出し位置Ｃ）から、容器２にキャッピングを行うまでの間のいずれかの時点で圧力センサ７０が圧力を検出するようにしているが、圧力の検出は必ずしも１時点だけではなく常時検出するようにしても良い。このように常時圧力を検出するようにしておけば、キャップ５４を正常に保持した後、何らかの原因でキャップ５４が落下してしまった場合でも検出をすることが可能であり好ましい。

前記実施例では、圧力センサ７０によってバキューム通路６０内の圧力を検出することにより、キャップ５４を保持していない場合を検出したが、キャップ５４の有無だけでなく、保持しているキャップ５４の不良も検出することができる。例えば、マヨネーズやケチャップ等のキャップでは、図４に示すように、シール８０付きの中栓８２（図４は中栓８２の星形の穴８２ａを密封するシール８０を分離した状態を示す）を装着するようにしている。この場合に、シール８０が正常に装着されていないと、バキュームチャック５８によって吸着保持したときにシール８０と中栓８２の間の隙間からエアが漏れるため、バキューム通路６０内の圧力が、正常なキャップ５４を吸着した場合よりも高くなってしまう。このように圧力センサ７０による検出圧力が正常な場合よりも高く、特に、予め設定された所定圧力よりも高い場合には保持しているキャップ５４が不良キャップであると判断する。なお、この場合の検出圧力は、正常にキャップ５４を吸着保持した場合よりも高圧であるが、前記のようにキャップ５４が無い場合よりは低圧である。また、例えば、プルリング付きキャップ（図示せず）の場合に、継ぎ目の一部が切れてしまっていると、前記シール付き中栓８２の不良の場合と同様に、その切れ目からエアがリークするため、キャップを正常に吸着保持した場合よりも高く、しかも、キャップ無しの場合よりは低い圧力が検出されるので、不良キャップであることが検出できる。

前記のように、キャッピングヘッド３４が吸着保持しているキャップが不良キャップであると判断された場合には、そのままキャッピング動作を行い、その後、このキャッピング装置１０よりも下流側に配置されたリジェクト装置に制御装置７２からリジェクト指令を出力してリジェクトさせる。

前記第１実施例では、キャップ５４を保持していない場合を検出し、第２実施例では、不良キャップを検出するようにしたが、１つの装置でこれら両者を検出することも可能である。前述のように、キャップ５４を正常に保持している場合はバキューム通路６０内が負圧になり、キャップ５４を全く保持していない場合にはバキューム通路６０内が高圧になり、不良キャップからエアがリークしている場合にはバキューム通路６０内が、キャップ５４を保持している場合よりも高圧で、かつ、キャップ５４を全く保持していない場合よりも低圧である。そこで、キャップ５４を保持していないと判断するための第１所定圧力と、不良キャップを保持していると判断するための第２所定圧力を設定し、圧力センサ７０による検出圧力が第１所定圧力よりも高い場合にはキャップ５４を保持していないと判断してバキュームを遮断し、検出圧力が第１所定圧力と第２所定圧力との間の圧力の場合には、不良キャップを保持していると判断して、そのままキャッピングを行い、後の工程でその容器２をリジェクトするようにする。

キャッピング装置の全体の構成を示す平面図である。（実施例１） 前記キャッピング装置の縦断面図である。 キャッピングヘッドの一つを拡大して示す縦断面図である。 キャップの他の例を示す斜視図である。

符号の説明

２ 容器
１０ キャッピング装置
３４ キャッピングヘッド
５０ キャップ供給手段
５４ キャップ
６０ バキューム通路
６８ 開閉バルブ
７０ 圧力検出手段
７２ 制御手段

Claims (2)

1. 内部にバキューム通路が形成されたキャッピングヘッドと、前記バキューム通路を開閉する開閉弁と、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を備え、供給された容器に、キャッピングヘッドが吸着保持したキャップを装着するキャッピング装置において、
   前記バキューム通路の圧力を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手段からの信号により前記開閉弁を制御する制御手段とを設け、キャッピングヘッドがキャップを保持した位置から容器にキャップを装着する位置までの間で、前記バキューム通路の圧力を検出し、所定圧力以上であった場合には、キャップを保持していないと判断して前記バキューム通路を閉鎖し、その状態でキャッピング動作を行った後、下流側に配置されたリジェクト装置にリジェクト指令を出力することを特徴とするキャッピング装置。
2. 前記バキューム通路の圧力を検出し、前記所定圧力とこの圧力よりも低い第２の所定圧力との間の圧力であった場合には、キャップが不良であると判断することを特徴とする請求項１に記載のキャッピング装置。

Images