JP5238377B2 - スクリューキャップの取り外し方法およびスクリューキャップの取り外し装置 - Google Patents

Description

本発明は、容器に装着されているスクリューキャップを取り外すスクリューキャップの取り外し方法およびスクリューキャップの取り外し装置に関するものである。

容器内に液体等を充填する際に、充填前の容器の内部にゴミ等が入らないようにキャップを装着した状態で、容器が充填ラインに供給される場合がある。このような場合には、先ず、キャップを容器から取り外した後充填を行い、その後、再びキャップを装着するようにしている。前記のように装着されているスクリューキャップを取り外す装置は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

前記特許文献１に記載された発明に係るスクリューキャップの取り外し装置（発明の名称はキャップ開閉装置）は、試料容器を把持するグリッパと、このグリッパを開閉駆動するグリップ開閉駆動部と、グリッパ開閉駆動部を回転駆動する駆動部とを有しており、試料容器からキャップを外す場合には、前記グリッパによって両側から試料容器を把持するとともに、キャップをロボットハンドによって把持し、ロボットハンドを停止させた状態でグリッパを開放方向へ回転させて試料容器を回転させた後、ロボットハンドを上昇させることにより試料容器からキャップを取り外すようにしている。

または、前記構成と逆に、ロボットハンドによって試料容器を把持するとともに、グリッパによってキャップを把持し、この状態でグリッパを開放方向に回転させてキャップを回転させた後、試料容器を把持したロボットハンドを下降させることにより、試料容器からキャップを取り外すようにしている。
特開平３−２２６４８５号公報（第２−３頁、図２、図３）

一般に、スクリューキャップを容器から取り外す場合には、チャックでスクリューキャップを把持して開放方向へ所定角度回転させた後、スクリューキャップを把持しているチャックを上昇させることによりキャップを取り外すようにしている。前記引用文献１に記載された発明でも、試料容器とキャップとを相対的に回転させた後、キャップを上昇または試料容器を下降させてキャップを取り外すようにしている。

ところが、スクリューキャップを巻き締めた状態で供給されてくる容器の巻き締めトルクにばらつきがあると、巻き締め角度が一定に揃わないため、スクリューキャップを開放方向へ所定角度回転させても、スクリューキャップのネジ山と容器の口部のネジ山との相対的な位置が一定にならない。
チャックをスプリングなどにより下方に付勢した状態で開放方向に回転すると、巻き締め角度が一定でない場合には、一旦係合が外れたネジが再度噛み合ってしまい、キャップを真上に引き上げる際に両者のネジが引っ掛かってキャップの取り外しがうまくいかない場合があった。

本発明に係るスクリューキャップの取り外し方法は、前記課題を解決するためになされたもので、容器供給手段によって供給された容器に装着されているスクリューキャップをチャックによって把持するとともに、前記容器をグリッパによって把持し、前記チャックを回転させてスクリューキャップを所定トルクまで閉鎖方向に締め付け、その後、チャックを逆回転させてスクリューキャップを開放方向へ所定角度回転させた後、スクリューキャップを把持したチャックを上昇させることによりスクリューキャップを取り外すようにしたことを特徴とするものである。

また、請求項２に記載したスクリューキャップの取り外し装置は、スクリューキャップが装着された容器を供給する容器供給手段と、スクリューキャップを把持するチャックと、容器を把持するグリッパと、チャックを昇降させる昇降手段と、チャックをスクリューキャップの閉鎖方向と開放方向へ回転させるサーボモータと、サーボモータのトルクと回転角度を制御する制御手段とを備え、前記チャックを下降させてスクリューキャップを把持するとともに、所定トルクまでスクリューキャップを閉鎖方向に回転させ、その位置からスクリューキャップを開放方向へ所定角度回転させた後、スクリューキャップを把持した状態でチャックを上昇させることを特徴とするものである。

本発明のスクリューキャップの取り外し方向およびスクリューキャップの取り外し装置は、チャックによってスクリューキャップを保持して、一度閉鎖方向に回転させて所定のトルクで締め付けることにより、締め付け角度が一定となるようにした後、チャックを逆回転させてスクリューキャップを開放方向に所定角度回転させて開栓し、その後、スクリューキャップを保持したチャックを上昇させて容器の口部から取り外すようにしたので、容器口部のネジ山とスクリューキャップのネジ山とが、常に一定の位置となるように開栓することができ、スクリューキャップのネジが容器の口部のネジに引っ掛かることなく確実に取り外すことができるという利点がある。

スクリューキャップが装着されている容器を供給する容器供給手段と、スクリューキャップを把持するチャックと、容器を把持するグリッパと、チャックを昇降させる昇降手段と、チャックを回転させるサーボモータとを備えており、前記チャックを下降させてスクリューキャップを把持するとともに、グリッパによって容器を把持した状態で、サーボモータにより、先ず、チャックをスクリューキャップの閉鎖方向へ回転させて、所定のトルクとなるように締め付け、その後、逆方向にチャックを回転させて、スクリューキャップを前記閉鎖位置から所定角度回転させ、その後、チャックを上昇させてスクリューキャップを容器から取り外すという構成で、スクリューキャップのネジと容器のネジとが引っ掛かるおそれのないスクリューキャップの取り外し方法および取り外し装置を提供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スクリューキャップの取り外し装置の一部を簡略化して示す図である。予めスクリューキャップ２が装着された状態で容器供給手段（搬送コンベヤ４）によって搬送されてきた容器６は、スクリューキャップ２の取り外し位置Ｐに停止する。この取り外し位置Ｐには容器６の胴部６ａを把持する一対のグリッパ８Ａ、８Ｂが設けられており、これら両グリッパ８Ａ、８Ｂによって容器６を把持することにより、スクリューキャップ２を回転させる際の容器６の共回りを防止する。なお、この図１では、スクリューキャップ２が容器６から取り外された後の状態を示している。

前記スクリューキャップ２の取り外し位置Ｐの上方には、スクリューキャップ２を把持して回転させるためのチャック１０が設けられている。このチャック１０は、サーボモータ１２によって往復回転されるとともに図示しない昇降手段によって昇降する回転軸１４の下端に取り付けられて回転および昇降する。チャック１０は、スクリューキャップ２の天面２ａに当接する支持部１０ａと、スクリューキャップ２の外周面２ｂを把持する把持部１０ｂとを有している。なお、チャック１０は、図示しないスプリングなどの付勢手段によって常時下方へ付勢されている。

チャック１０は、サーボモータ１２によって閉栓方向と開放方向の両方向に回転できるようになっており、制御装置１６によってこのサーボモータ１２の駆動を制御するようになっている。このサーボモータ１２の駆動電流を電流計１８により検出して制御装置１６に入力し、制御装置１６が、この電流値によってトルクを算出するようになっている。また、サーボモータ１２にはエンコーダ２０が設けられており、サーボモータ１２の回転によって出力されるパルスをカウントすることにより、制御装置１６がチャック１０の回転角度を算出する。一方、制御装置１６からは、サーボモータ１２の駆動を制御する指令信号を出力するようになっており、チャック１０の回転によるスクリューキャップ２の締め付けトルクを制御するトルク指令信号２２と、スクリューキャップ２の回転角度および回転速度の指令信号２４を出力する。

前記構成のスクリューキャップの取り外し装置によって容器６からスクリューキャップ２を取り外す方法について、図１および図２に示すグラフを参照して説明する。図２の最上段（ａ）は、図示しない昇降手段によるチャック１０の昇降高さ、中段（ｂ）はサーボモータ１２によるチャック１０の回転速度、下段（ｃ）はチャック１０の締め付けトルクをそれぞれ示すグラフである。搬送コンベヤ４によって、スクリューキャップ２が装着された状態の容器６が搬送され、スクリューキャップ２の取り外し位置Ｐに停止すると、先ず、チャック１０が図示しない昇降手段によって下降してスクリューキャップ２を把持する。チャック１０は図２（ａ）のＡ〜Ｂ区間で下降し、Ｃ位置でチャッキングを完了する。以後、開栓が終了するまでは、チャックはこの高さに位置している（図２（ａ）のＣ〜Ｈ区間参照）。

チャック１０がスクリューキャップ２を把持すると、開栓を開始する前に、サーボモータ１２の駆動によりスクリューキャップ２を閉栓方向に回転させて、各容器６に装着されているスクリューキャップ２の締め付けトルクを一定にする。この増し締めは、制御装置から出力されるトルク指令信号２２と回転速度および回転角指令信号２４を受けてサーボモータ１２がチャック１０を閉栓方向に回転させて行う。チャック１０を閉栓方向に回転させる区間は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のＣ〜Ｄ区間であり、指令の回転速度Ｓ１で、ＣからＤまでの間の時間に指令回転角度だけ回転するとともに、設定トルクＴ１を付与する。

供給された容器６に装着されているスクリューキャップ２の増し締めを行った後、チャック１０を開栓方向に回転させる。制御装置１６からのトルク指令信号２２と、回転速度および回転角度の指令信号２４とがサーボモータ１２に送られ、このサーボモータ１２の駆動によりスクリューキャップ２を保持しているチャック１０を回転させる。サーボモータ１２の駆動によって、Ｅ位置（図２（ｂ）参照）からチャック１０が回転を開始し、等加速度で回転を立ち上げ、Ｆ位置で指令回転速度Ｓ２に到達する。この回転速度で回転を続け、Ｇ位置で指令回転角度に到達して停止する。一方、指令トルク値はＴ２であり、実回転が指令回転に追従するように充分に高い値になっている。

チャック１０が指令の回転角度だけ回転することにより開栓が完了したスクリューキャップ２を保持しているチャック１０を上昇させて、容器６の口部６ｂからスクリューキャップ２を上方へ抜き取る。図２（ａ）のＨ位置からチャック１０が上昇を開始し、Ｉ位置まで持ち上げることにより、スクリューキャップ２を容器６の口部６ｂから抜き取る。チャック１０の回転によりスクリューキャップ２を指令回転角度だけ回転させると、スクリューキャップ２を上方へ持ち上げた際に、スクリューキャップ２の内面のネジ山と容器６の口部６ｂ外面のネジ山とが引っ掛からない位置に来るように、回転角度が設定されており、スクリューキャップ２が容器６からスムーズに抜き取られる。なお、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のＥ〜Ｈ区間が開栓制御区間である。また、開栓終了後、図２（ｃ）に示すように、チャック１０を持ち上げてスクリューキャップ２を抜き取る時点まで、停止位置保持のためのトルクを付与している（同図Ｇ〜Ｊ参照）。

スクリューキャップの取り外し装置の構成を簡略化して示す図である。（実施例１） （ａ）はチャックの昇降高さを示すグラフ、（ｂ）はチャックの開栓方向および閉栓方向の回転速度を示すグラフ、（ｃ）はチャックの開栓方向および閉栓方向のトルクを示すグラフである。

符号の説明

２ スクリューキャップ
４ 容器供給手段（搬送コンベヤ）
６ 容器
１０ チャック
１２ サーボモータ
１６ 制御装置

Claims (2)

1. 容器供給手段によって供給された容器に装着されているスクリューキャップをチャックによって把持するとともに、前記容器をグリッパによって把持し、前記チャックを回転させてスクリューキャップを所定トルクまで閉鎖方向に締め付け、その後、チャックを逆回転させてスクリューキャップを開放方向へ所定角度回転させた後、スクリューキャップを把持したチャックを上昇させることによりスクリューキャップを取り外すスクリューキャップの取り外し方法。
2. スクリューキャップが装着された容器を供給する容器供給手段と、スクリューキャップを把持するチャックと、容器を把持するグリッパと、チャックを昇降させる昇降手段と、チャックをスクリューキャップの閉鎖方向と開放方向へ回転させるサーボモータと、サーボモータのトルクと回転角度を制御する制御手段とを備え、
   前記チャックを下降させてスクリューキャップを把持するとともに、所定トルクまでスクリューキャップを閉鎖方向に回転させ、その位置からスクリューキャップを開放方向へ所定角度回転させた後、スクリューキャップを把持した状態でチャックを上昇させることを特徴とするスクリューキャップの取り外し装置。

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