JP7330232B2 - 容器の蓋閉め装置、容器の蓋閉め方法 - Google Patents

Description

開示の実施形態は、容器の蓋閉め装置及び容器の蓋閉め方法に関する。

特許文献１には、食品容器の被蓋装置が記載されている。この被蓋装置は、テーブルの所定位置に蓋を多段状に積み重ねる蓋積み重ね部を設け、蓋積み重ね部の前方にはテーブルに落とし穴を開口し、蓋積み重ね部の後方には蓋積み重ね部の最下部の蓋をテーブル上面沿いに落とし穴側に突き出すプッシャーを設け、落とし穴の先端側にはテーブル上面に沿って突き出した蓋の先端側を受け止めてプッシャーと共に蓋を落とし穴の入口に保持する蓋受け止め部を設け、落とし穴の上方には、落とし穴の入口に保持されている蓋を押下して、この蓋の真下位置に移動してくる充填済み容器本体に対して被蓋する蓋押下手段を設けている。

特開２０１０－３６９４９号公報

上記従来技術の被蓋装置では、多段状に積み重ねられた蓋が、柔らかく変形し易かったり、隣接する蓋とはまり合っているような場合には、蓋積み重ね部の下部から蓋を良好に分離できない可能性があり、信頼性の向上が求められていた。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、信頼性を向上することが可能な容器の蓋閉め装置及び容器の蓋閉め方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、上下方向に積み重ねられた複数の蓋の上方に配置され、少なくとも一部が前記上下方向から見て前記蓋の縁部と重複するように配置された接触部材と、前記複数の蓋の上端の前記蓋を保持する保持部と、前記保持部により保持された前記蓋が、前記縁部を前記接触部材に接触させつつ上方に移動されて前記複数の蓋から分離され、装着対象の容器に搬送されて装着されるように、前記保持部を移動させる自動機と、を有する、容器の蓋閉め装置が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、容器の蓋を保持する保持部と、前記保持部により保持された前記蓋が前記容器に搬送されて装着されるように、前記保持部を移動させる自動機と、前記保持部に設置され、前記蓋を前記容器の開口に押し付ける押し付け部材と、前記保持部に設置され、前記押し付け部材を駆動する駆動装置と、を有し、前記押し付け部材は、前記蓋の第１の部位を押し付ける第１のピースと、前記蓋の第２の部位を押し付ける第２のピースと、を有し、前記駆動装置は、前記第１のピースを駆動する第１の駆動装置と、前記第１のピースと時間差を設けて前記第２のピースを駆動する第２の駆動装置と、を有する、容器の蓋閉め装置が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、自動機により、上下方向に積み重ねられた複数の蓋の上端の前記蓋を保持することと、前記自動機により、保持した前記蓋を、積み重ねられた前記複数の蓋の上方に配置され、少なくとも一部が前記上下方向から見て前記蓋の縁部と重複するように配置された接触部材に前記縁部を接触させつつ上方に移動させることにより、前記複数の蓋から分離することと、前記自動機により、保持した前記蓋を、装着対象の容器に搬送して装着することと、を有する、容器の蓋閉め方法が適用される。

また、本発明の別の観点によれば、自動機により、容器の蓋を保持することと、前記自動機により、保持した前記蓋を前記容器に搬送することと、前記自動機により、前記蓋の第１の部位を前記容器の開口に押し付けることと、前記自動機により、前記蓋の第２の部位を前記第１の部位と時間差を設けて前記容器の開口に押し付けることと、を有する、容器の蓋閉め方法が適用される。

本発明の蓋閉め装置等によれば、信頼性を向上することができる。

実施形態に係る蓋閉めシステムの全体構成の一例を表す斜視図である。 蓋供給装置及び蓋搬送装置の構成の一例を表す右方向から見た側面図である。 蓋供給装置の構成の一例を表す後方向から見た後面図である。 蓋供給装置及び蓋搬送装置の構成の一例を表す上方向から見た上面図である。 図４中Ｖ－Ｖ断面による断面図である。 図５中ＶＩ部分の拡大図である。 蓋閉めロボットの構成の一例を表す前方向から見た側面図である。 蓋閉めロボットのハンドの構成の一例を表す斜視図である。 ハンドの構成の一例を表す下方向から見た下面図である。 蓋を吸着した状態のハンドの図９中Ｘ－Ｘ断面に相当する断面図である。 蓋供給工程の動作手順の一例を表すフローチャートである。 蓋装着工程の動作手順の一例を表すフローチャートである。 変形例に係る容器の一例を表す斜視図である。 変形例に係る容器及びトップシールの一例を表す斜視図である。 変形例に係る接触部材とトップシールとの接触部分を拡大して表す図である。 変形例に係るハンドの構成の一例を表す下方向から見た下面図である。 トップシールを吸着した状態のハンドの図１４中ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面に相当する断面図である。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。以下の説明において、蓋閉め装置等の構成の説明の便宜上、上下左右前後等の方向を適宜使用する場合があるが、蓋閉め装置等の各構成の位置関係を限定するものではない。本実施形態において、上下方向は鉛直方向、左右方向は搬送コンベアの延設方向、前後方向は上下方向及び左右方向の両方向に垂直な方向を指す。

＜１．蓋閉めシステムの全体構成＞
図１を参照しつつ、実施形態に係る蓋閉めシステム１の全体構成の一例について説明する。図１は、実施形態に係る蓋閉めシステム１の全体構成の一例を表す斜視図である。

図１に示すように、蓋閉めシステム１は、蓋閉め装置３と、搬送コンベア５とを有する。搬送コンベア５は、複数の容器７を矢印９で示す搬送方向に一定の間隔で搬送する。蓋閉め装置３は、搬送コンベア５により搬送される容器７に蓋１１を装着する蓋閉め作業を行う。容器７及び蓋１１は、例えば円形状の容器として形成されているが、楕円や四角形等、円形以外の形状としてもよい。容器７及び蓋１１は、例えばご飯、麺類、総菜等の食品を収容する食品容器でもよいし、食品以外を収容する容器でもよい。容器７及び蓋１１は、例えばポリプロピレン等のプラスチック材で構成されているが、プラスチック以外の素材で構成されてもよい。搬送コンベア５は、搬送と停止を繰り返す間欠運転としてもよいし、搬送を連続的に行う連続運転としてもよい。

蓋閉め装置３は、架台１３と、蓋供給装置１５と、蓋搬送装置１７と、蓋閉めロボット１９と、容器センサ２１とを有する。

架台１３は、蓋供給装置１５、蓋搬送装置１７、蓋閉めロボット１９、及び容器センサ２１等を搭載する。架台１３は、車輪２３により任意の設置場所に移動可能であると共に、ストッパ２５により固定的に設置することが可能である。

蓋供給装置１５は、例えば２組設置されている。２組の蓋供給装置１５は、架台１３の後方において左右方向に並べて搭載されている。各蓋供給装置１５は、上下方向に積み重ねられた複数の蓋１１を収容する。各蓋供給装置１５は、上下方向に積み重ねられた所定数（例えば５０枚）の蓋１１を１セットとし、複数セット（例えば３セット）の蓋１１を収容する。

蓋搬送装置１７は、２組の蓋供給装置１５にそれぞれ対応するように、例えば２組設置されている。２組の蓋搬送装置１７は、架台１３においてそれぞれが前後方向に沿うように、且つ、左右方向に並べて搭載されている。各蓋搬送装置１７は、各蓋供給装置１５に収容された複数セットの蓋１１のうち、下段の１セットの蓋１１を前方の蓋切り出し部２７に向けて搬送する。

蓋閉めロボット１９（自動機の一例）は、蓋搬送装置１７により蓋切り出し部２７に搬送された複数の蓋１１の上端の蓋１１を保持するハンド７９（保持部の一例）を有する。蓋閉めロボット１９は、ハンド７９により保持された上端の１枚の蓋１１が、上方に移動されて残りの複数の蓋１１から分離され、装着対象の容器７に搬送されて装着されるように、ハンド７９を移動させる。蓋閉めロボット１９は、例えばパラレルリンクロボットである。蓋閉めロボット１９として、例えば垂直多関型ロボット、水平多関節型ロボット、直動型ロボット等を使用してもよい。蓋閉めロボット１９は、２組の蓋供給装置１５及び２組の蓋搬送装置１７に対して共通に設けられている。蓋閉めシステム１では、蓋供給装置１５及び蓋搬送装置１７が２組配置され、蓋閉めロボット１９へ蓋１１を供給する作業工程を並列化することで、サイクルタイムを短縮化できる。

容器センサ２１は、架台１３の左前方に搭載されており、搬送コンベア５により搬送される容器７を蓋閉め装置３の入口で検出する。容器センサ２１は、例えばカメラであり、撮像された画像に対して所定の画像認識処理を行うことにより、容器７の位置や向きを検出する。蓋閉めロボット１９は、容器センサ２１により検出された容器７の位置や向きに基づいて、ハンド７９のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置、Ｚ軸方向の位置、及びＺ軸周りの角度θを調整する。Ｘ軸方向は搬送コンベア５による搬送方向（左右方向）、Ｙ軸方向は搬送コンベア５の幅方向（前後方向）、Ｚ軸方向は鉛直方向（上下方向）である。容器センサ２１として、カメラ以外のセンサを使用してもよい。

＜２．蓋供給装置、蓋搬送装置の構成＞
図２乃至図６を参照しつつ、蓋供給装置１５及び蓋搬送装置１７の構成の一例について説明する。図２は、蓋供給装置１５及び蓋搬送装置１７の構成の一例を表す右方向から見た側面図、図３は、蓋供給装置１５の構成の一例を表す後方向から見た後面図、図４は、蓋供給装置１５及び蓋搬送装置１７の構成の一例を表す上方向から見た上面図、図５は、図４中Ｖ－Ｖ断面による断面図、図６は、図５中ＶＩ部分の拡大図である。

図２乃至図４に示すように、蓋供給装置１５は、左右方向に対向配置された一対のガイド板２９と、ガイド板２９の前側に配置された一対のガイド板３１と、ガイド板２９の後側に配置された一対の扉３３とを有する。複数の蓋１１は、ガイド板２９，３１及び扉３３により囲まれた空間内に収容される。扉３３は、ヒンジ３５によりガイド板２９に対して後側に開閉可能に設置されている。作業者が取っ手３７を使用して扉３３を開放することで、蓋供給装置１５に対して後側から蓋１１を補充することが可能となっている。

ガイド板２９には、蓋１１を上下方向の途中位置で支持する複数（例えば２つ）の支持装置３９が設けられている。支持装置３９は、爪部材４１と、爪部材４１を開閉駆動する駆動装置４３とを有する。駆動装置４３は例えばエアシリンダであるが、サーボモータ等の他の駆動装置を使用してもよい。各支持装置３９は、爪部材４１を閉じた場合には１セットの蓋１１を支持する。蓋供給装置１５は、２つの支持装置３９により上段及び中段にそれぞれ支持される２セットの蓋１１と、下段（２つの支持装置３９のうち下方の支持装置３９の下部のスペース）に配置される１セットの蓋１１とを合わせた、計３セットの蓋１１を収容する。ガイド板３１は、上段及び中段の前方側にのみ設置され、下段の前方側には設置されず開口している。下段の蓋１１が蓋搬送装置１７により前方に搬送されて下段のスペースが空くと、各支持装置３９がそれぞれ爪部材４１を開き、中段の蓋１１が下段に落下され、上段の蓋１１が中段に落下される。このようにして空いた上段のスペースに、新たな１セットの蓋１１が補充される。

一対のガイド板２９は、それぞれに設置されたガイド板３１と共に、例えばサーボモータ（図示省略）により左右方向に移動可能に設置されている。蓋１１の大きさや形状に合わせて、各ガイド板２９が左右方向にそれぞれ移動されることにより、蓋１１を収容する空間の左右方向の幅を調整することができる。

図２及び図４に示すように、蓋搬送装置１７は、蓋供給装置１５の下段に収容された１セットの蓋１１を前方の蓋切り出し部２７に向けて搬送する搬送装置４５を有する。搬送装置４５は、例えば２本のループ状のベルトをモータ４６（図２及び図５参照）により周回駆動させることで蓋１１を搬送する。搬送装置４５は、ベルト以外にも、例えばローラやスライダ等を使用して搬送する構成としてもよい。蓋搬送装置１７による搬送路の途中には、上下方向に昇降可能なストッパ４７が設置されている。蓋切り出し部２７において蓋１１が１枚ずつ分離されている最中には、ストッパ４７が上昇されて搬送路に突出し、１セットの蓋１１を当接させて蓋切り出し部２７の後側のストッパ位置４８で待機させる。蓋切り出し部２７の蓋１１が無くなった場合には、ストッパ４７が搬送路の下に収容され、ストッパ位置４８に待機させた１セットの蓋１１が蓋切り出し部２７に搬送される。蓋搬送装置１７では、ストッパ４７により搬送路の途中で蓋１１を待機させることで、蓋切り出し部２７への蓋１１の供給を速やかに実行でき、サイクルタイムを短縮化できる。

ストッパ４７は、前後方向の位置を調整可能に設置されている。蓋１１の大きさや形状に合わせて、ストッパ４７の前後方向の位置を調整することにより、蓋１１の待機位置であるストッパ位置４８を調整することができる。

図４に示すように、蓋搬送装置１７は、前側の端部に、昇降駆動可能なテーブル４９を備えた昇降装置５１を有する。昇降装置５１は、蓋搬送装置１７により蓋切り出し部２７に搬送された１セットの蓋１１をテーブル４９に載置し、上方に移動させる。昇降装置５１は、複数の蓋１１のうちの上端の蓋１１の縁部１１ａを、複数の接触部材５３，５５，５７に押し当てるように上方に移動させる。昇降装置５１は、上端の蓋１１が切り出される度に、上から２段目の蓋１１（残りの複数の蓋１１のうちの上端の蓋１１）を、複数の接触部材５３，５５，５７に押し当てるように逐次上方に移動させる。

図５に示すように、上下方向に積み重ねられた蓋１１の上方には、上端の蓋１１を検出する蓋センサ５８が設置されている。蓋センサ５８は、例えば赤外線センサであり、赤外線を発光する発光部５８ａと、赤外線を受光する受光部５８ｂとを有する。昇降装置５１は、所定の高さに設置された蓋センサ５８が上端の蓋１１を検出した場合にテーブル４９の上昇を停止させる。蓋センサ５８の設置高さを調整することにより、昇降装置５１による蓋１１の上昇量を調整できる。例えば上述のように、上端の蓋１１の縁部１１ａが複数の接触部材５３，５５，５７に接触するまでテーブル４９を上昇させてもよい。あるいは、上端の蓋１１の縁部１１ａが接触部材５３，５５，５７に接触する前にテーブル４９の上昇を停止させてもよい。

図４に示すように、接触部材５３，５５，５７はそれぞれ一対ずつ（計６個）設けられている。接触部材５３，５５，５７は、蓋切り出し部２７に配置された複数の蓋１１の上方において、蓋１１の周囲を囲むように配置されている。接触部材５３，５５，５７は、上下方向に略同じ高さとなるように設置されている。図４及び図６に示すように、各接触部材５３，５５，５７は、少なくとも一部が上下方向から見て蓋１１の縁部１１ａと重複するように配置されている。蓋閉めロボット１９が上端の蓋１１を保持して上方に移動させると、縁部１１ａが接触部材５３，５５，５７との接触により変形し、上端から２つ目以下の蓋１１が分離され、上端の蓋１１のみを分離することができる。

接触部材５３，５５，５７は、上下方向に弾性変形可能に構成されている。接触部材５３，５５，５７は、例えばゴム素材で構成されている。接触部材５３，５５，５７は、ゴム素材とする以外にも、例えばループ状のワイヤとすることで上下方向に弾性を持たせてもよい。

図４に示すように、一対の接触部材５３は、蓋切り出し部２７に載置された蓋１１の後側において、左右方向に間隔を空けて配置されている。各接触部材５３は、爪部材５９の先端から蓋１１に向けて突出して設けられている。一対の爪部材５９は、第１支持部材６１により支持されている。第１支持部材６１、爪部材５９及び接触部材５３は、搬送装置４５により搬送される１セットの蓋１１と干渉しないように、上端の蓋１１よりも高い位置に設置されている。各爪部材５９は、第１支持部材６１に対して左右方向の位置及び向き（鉛直軸周りの角度）を変更可能に固定されている。第１支持部材６１は、立設された第２支持部材６３に対して上下方向の位置を変更可能に固定されている。第２支持部材６３は、サーボモータ６５により前後方向に移動し、前後方向の位置を調整することが可能である。上記構成により、一対の接触部材５３の位置又は向きの少なくとも一方が蓋１１の形状や大きさに応じて変更されることで、多品種の容器に対応できる。

一対の接触部材５５は、蓋切り出し部２７に載置された蓋１１の前側において、左右方向に間隔を空けて配置されている。各接触部材５５は、爪部材６７の先端から蓋１１に向けて突出して設けられている。各爪部材６７は、支持部材６９により支持されている。各爪部材６７は、支持部材６９に対して上下方向の位置、左右方向の位置、及び向き（鉛直軸周りの角度）を変更可能に固定されている。上記構成により、一対の接触部材５５の位置又は向きの少なくとも一方が蓋１１の形状や大きさに応じて変更されることで、多品種の容器に対応できる。

一対の接触部材５７は、蓋切り出し部２７に載置された蓋１１の左右両側において、蓋１１を挟んで対向するように配置されている。各接触部材５７は、爪部材７１の先端から蓋１１に向けて突出して設けられている。各爪部材７１は、駆動装置７３により左右方向に移動可能に設けられている。駆動装置７３は例えばエアシリンダであるが、サーボモータ等の他の駆動装置を使用してもよい。各駆動装置７３は、支持部材７５に対して上下方向の位置、左右方向の位置、及び向き（鉛直軸周りの角度）を変更可能に固定されている。上記構成により、一対の接触部材５７の位置又は向きの少なくとも一方が蓋１１の形状や大きさに応じて変更されることで、多品種の容器に対応できる。

接触部材は、蓋１１の周囲を囲むように配置されればよく、その数は３個以上であれば特に限定されるものではない。例えば、上述の接触部材５７を省略して、接触部材５３，５５をそれぞれ一対ずつ（計４個）設置した構成としてもよい。

蓋１１が柔らかい場合と硬い場合とで、次のような使い分けをしてもよい。例えば蓋１１が柔らかい場合には、蓋１１が上部の蓋１１の重量により変形したり、積み重ねられた蓋１１が傾斜したり、上下方向に隣接する蓋１１同士が嵌まり込む等により、蓋１１と蓋１１との間に隙間が安定して形成されない場合がある。このため、蓋１１と蓋１１との隙間に接触部材を差し込んで分離させるのは難しい。この場合、上述したように、積み重ねられた複数の蓋１１の上端の蓋１１を接触部材５３，５５，５７に接触させて傾斜を矯正し、上端の蓋１１を水平にした状態で保持するのが好ましい。保持された蓋１１が上方に移動され、縁部１１ａが接触部材５３，５５，５７との接触により変形すると、上端から２段目以下の蓋１１が分離され、上端の蓋１１のみを分離することができる。

一方、例えば蓋１１が硬い場合には、蓋１１の変形、傾斜、嵌まり込み等が生じにくいため、蓋１１と蓋１１との間に隙間が安定して形成される。このため、蓋１１と蓋１１との隙間に接触部材を差し込んで分離させることが可能である。この場合、例えば接触部材５７については接触部材５３，５５よりも低い位置に設置しておき、接触部材５７を蓋１１から離間させた状態で上端の蓋１１を接触部材５３，５５に接触させると共に、接触部材５７を上端の蓋１１と２段目の蓋１１との間に差し込む構成としてもよい。これにより、上端の蓋１１を保持して上方に移動する際に、２段目以下の蓋１１を接触部材５７で押さえることができるため、上端の蓋１１のみをより確実に分離することができる。

＜３．蓋閉めロボットの構成＞
図７を参照しつつ、蓋閉めロボット１９の構成の一例について説明する。図７は、蓋閉めロボット１９の構成の一例を表す前方向から見た側面図である。

図７に示すように、蓋閉めロボット１９は例えばパラレルリンクロボットとして構成されている。蓋閉めロボット１９は、固定ベース７７と、可動ベース７８と、ハンド７９と、３つのアームＡ１，Ａ２，Ａ３と、３つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３（図１参照）とを有する。３つのアームＡ１，Ａ２，Ａ３は、蓋閉めロボット１９の中心軸ＡＸ周りの円周方向に所定の角度間隔で配置され、固定ベース７７と可動ベース７８とを連結する。３つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３は、固定ベース７７の上部に配置され、それぞれアームＡ１，Ａ２，Ａ３を駆動する。３つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ３の動力を減速して３つのアームＡ１，Ａ２，Ａ３にそれぞれ伝達する３つの減速機Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３（図１参照）は、固定ベース７７の下部に配置されている。

３つのアームＡ１，Ａ２，Ａ３は同様の構成を有する。アームＡ１は、減速機Ｒ１に連結された上アーム部Ａ１Ｕと、上アーム部Ａ１Ｕと可動ベース７８とに連結された２つの下アーム部Ａ１Ｌとを有する。２つの下アーム部Ａ１Ｌは、球面軸受８１ａにより上アーム部Ａ１Ｕと連結され、球面軸受８３ａにより可動ベース７８と連結される。アームＡ２は、減速機Ｒ２に連結された上アーム部Ａ２Ｕと、上アーム部Ａ２Ｕと可動ベース７８とに連結された２つの下アーム部Ａ２Ｌとを有する。２つの下アーム部Ａ２Ｌは、球面軸受８１ｂにより上アーム部Ａ２Ｕと連結され、球面軸受８３ｂにより可動ベース７８と連結される。アームＡ３は、減速機Ｒ３に連結された上アーム部Ａ３Ｕと、上アーム部Ａ３Ｕと可動ベース７８とに連結された２つの下アーム部Ａ３Ｌとを有する。２つの下アーム部Ａ３Ｌは、球面軸受８１ｃにより上アーム部Ａ３Ｕと連結され、球面軸受８３ｃにより可動ベース７８と連結される。

上記構成により、蓋閉めロボット１９は、可動ベース７８の下部に設置されたハンド７９をＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向に可動させ、ハンド７９で保持した蓋１１のＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置、及びＺ軸方向の位置を調整する。蓋閉めロボット１９は、可動ベース７８の上部に配置されたモータ８４を有する。モータ８４は、ハンド７９をＺ軸周りに回転させ、ハンド７９で保持した蓋１１のＺ軸周りの角度θを調整する。

図７に示すように、ハンド７９は、例えば一対の吸着パッド８５を有する。ハンド７９は、蓋切り出し部２７に配置された複数の蓋１１の上端の蓋１１を一対の吸着パッド８５により吸着し、保持する。蓋閉めロボット１９は、ハンド７９により保持された蓋１１が、縁部１１ａを接触部材５３，５５，５７に接触させつつ上方に移動されて複数の蓋１１から分離され、装着対象の容器７に搬送されて装着されるように、ハンド７９を移動させる。蓋１１を容器７に装着する際には、吸着パッド８５による吸着が解除される。

＜４．ハンドの構成＞
図８乃至図１０を参照しつつ、ハンド７９の構成の一例について説明する。図８は、蓋閉めロボット１９のハンドの構成の一例を表す斜視図、図９は、ハンドの構成の一例を表す下方向から見た下面図、図１０は、蓋１１を吸着した状態のハンドの図９中Ｘ－Ｘ断面に相当する断面図である。

図８に示すように、ハンド７９は、ハンドベース８７と、押し付け部材８９と、駆動装置９１とを有する。ハンドベース８７は、略箱状に形成されており、下部に２つの吸着パッド８５が設置されている。図９に示すように、２つの吸着パッド８５は、ハンドベース８７の対角線上において中心からずれた位置、且つ、押し付け部材８９の外周から離れた中心寄りの位置に所定の間隔を空けて配置されている。このような配置により、吸着パッド８５が蓋１１の縁部１１ａの変形を阻害しないようにできると共に、例えば蓋１１の中心に空気抜き穴が形成されている場合に当該空気抜き穴を塞ぐことを防止できる。

図８及び図９に示すように、押し付け部材８９はリング状に形成されている。押し付け部材８９は、蓋１１を容器７の開口に押し付けるための部材である。押し付け部材８９は、蓋１１の一方側の半分の部位（第１の部位の一例）を押し付ける第１のピース８９Ａと、蓋１１の他方側の半分の部位（第２の部位の一例）を押し付ける第２のピース８９Ｂとを有する。第１のピース８９Ａの下部には例えば２つの円弧状の当接部９３Ａが設けられ、第２のピース８９Ｂの下部には例えば２つの円弧状の当接部９３Ｂが設けられている。図１０に示すように、当接部９３Ａ，９３Ｂは蓋１１の縁部１１ａに当接して容器７の開口に押し付ける。

駆動装置９１は、ハンドベース８７に設置され、支持部材８８を介して押し付け部材８９を駆動する。駆動装置９１は、第１のピース８９Ａを駆動する第１の駆動装置９１Ａと、第２のピース８９Ｂを駆動する第２の駆動装置９１Ｂとを有する。第２の駆動装置９１Ｂは、第１のピース８９Ａと時間差を設けて第２のピース８９Ｂを駆動する。例えば、先に第１のピース８９Ａを駆動させて蓋１１の一方側の半分の部位を容器７の開口に押し付けた後、例えば数十ｍｍ秒程度経過した後に、第２のピース８９Ｂを駆動させて蓋１１の他方側の半分の部位を容器７の開口に押し付けてもよい（いわゆる２段押し）。容器７の搬送方向において上流側に位置する蓋１１の半分の部位を先に押し付け、下流側に位置する蓋１１の半分の部位を後で押し付けることで、特に容器７を搬送しながら蓋閉めを行う場合の蓋閉めの成功率を向上できる。

押し付け部材８９は、支持部材８８と共に駆動装置９１から取り外し、形状又は大きさの少なくとも一方が異なる他の種類の押し付け部材と交換することが可能である。押し付け部材８９を、蓋１１の形状や大きさに応じて変更することで、多品種の容器の蓋閉めが可能となる。

図９に示すように、押し付け部材８９の下部には、複数（例えば８個）の突起部材９５が設けられている。複数の突起部材９５は、装着される蓋１１の凸部１１ｂの周囲を囲むように配置されている。図１０に示すように、複数の突起部材９５が蓋１１の凸部１１ｂに接触することにより、蓋１１を位置決めした状態で吸着することができる。突起部材９５の数は、蓋１１の周囲を囲むように配置されて位置決めできればよく、その数は３個以上であれば特に限定されるものではない。

上述したハンド７９の構成は一例であり、上述の内容に限定されるものではない。例えば、押し付け部材８９は必ずしも複数のピースで構成する必要はない。蓋１１に対し２段押しをしない場合には、例えば押し付け部材８９を単体のリング状の部材とし、単体の駆動装置９１で駆動する構成としてもよい。押し付け部材８９を複数のピースで構成する場合には、２個に限らず、３個以上のピースとしてもよい。

＜５．蓋閉め装置の動作手順＞
図１１及び図１２を参照しつつ、蓋閉め装置３の動作手順の一例について説明する。図１１は、蓋供給工程の動作手順の一例を表すフローチャートであり、図１２は、蓋装着工程の動作手順の一例を表すフローチャートである。これらの動作手順は、蓋供給装置１５、蓋搬送装置１７、蓋閉めロボット１９、及び、その他蓋閉め装置３を構成する各装置を制御する１又は複数のコントローラ（図示省略）によって実行される。

図１１に示す蓋供給工程は、蓋切り出し部２７に１セットの蓋１１を供給する工程である。予め蓋供給装置１５の上段、中段、下段にそれぞれ蓋１１が収容され、蓋搬送装置１７によりストッパ位置４８に蓋１１が搬送されているものとする。

図１１に示すように、ステップＳ１０では、蓋切り出し部２７が空となっているか否かが判定される。蓋切り出し部２７に１枚以上の蓋１１が存在する場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、蓋１１が無くなるまで本ステップＳ１０を繰り返す。蓋切り出し部２７が空となった場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、次のステップＳ２０に移る。

ステップＳ２０では、蓋搬送装置１７の搬送装置４５により、ストッパ位置４８の蓋１１が蓋切り出し部２７に搬送される。

ステップＳ３０では、蓋搬送装置１７の搬送装置４５により、蓋供給装置１５の下段の蓋１１がストッパ位置４８に搬送される。ステップＳ２０とステップＳ３０は、同時並行して実行されてもよい。

ステップＳ４０では、蓋供給装置１５の支持装置３９の駆動により、上段及び中段のスペースに収容された蓋１１がそれぞれの下方のスペースである中段及び下段に移動（落下）される。

ステップＳ５０では、上記ステップＳ４０により空きとなった蓋供給装置１５の上段のスペースに対し、１セットの蓋１１が補充される。当該補充は作業者が手作業で行ってもよいし、ロボット等の自動機が行ってもよい。以上により、本フローチャートを終了する。

図１２に示す蓋装着工程は、蓋切り出し部２７に供給された蓋１１を１枚ずつ切り出して容器７に装着する工程である。

図１２に示すように、ステップＳ１１０では、蓋切り出し部２７に１セットの蓋１１が供給されているか否かが判定される。蓋切り出し部２７に蓋１１が供給されていない場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、蓋１１が供給されるまで本ステップＳ１１０を繰り返す。蓋切り出し部２７に蓋１１が供給された場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、次のステップＳ１２０に移る。

ステップＳ１２０では、昇降装置５１により、蓋切り出し部２７に載置された複数の蓋１１が上端の蓋１１を複数の接触部材５３，５５，５７に押し当てるように上方に移動される。

ステップＳ１３０では、蓋閉めロボット１９のハンド７９により上端の蓋１１が吸着され、接触部材５３，５５，５７に接触させつつ上方に移動されて、残りの下方の蓋１１から分離される。

ステップＳ１４０では、蓋閉めロボット１９のハンド７９により吸着された蓋１１が容器７に搬送されて装着される。この際、第１の駆動装置９１Ａにより先に第１のピース８９Ａが駆動されて蓋１１の一方側の半分の部位が容器７の開口に押し付けられ、その後、第２の駆動装置９１Ｂにより第２のピース８９Ｂが駆動されて蓋１１の他方側の半分の部位が容器７の開口に押し付けられる。

ステップＳ１５０では、蓋切り出し部２７が空となっているか否かが判定される。蓋切り出し部２７に１枚以上の蓋１１が存在する場合には（ステップＳ１５０：ＮＯ）、ステップＳ１２０に戻る。蓋切り出し部２７が空となるまで、ステップＳ１２０～ステップＳ１４０が繰り返される。蓋切り出し部２７が空となった場合には（ステップＳ１５０：ＹＥＳ）、最初のステップＳ１１０に戻る。以上により、本フローチャートを終了する。

上述した処理手順は一例であって、上記手順の少なくとも一部を削除又は変更してもよいし、上記以外の手順を追加してもよい。また、上記手順の少なくとも一部の順番を変更してもよいし、複数の手順が単一の手順にまとめられてもよい。図１１に示す蓋供給工程と図１２に示す蓋装着工程は、一部又は全部の手順が同時並行して実行されてもよい。

＜６．実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態の蓋閉め装置３は、上下方向に積み重ねられた複数の蓋１１の上方に配置され、少なくとも一部が上下方向から見て蓋１１の縁部１１ａと重複するように配置された接触部材５３，５５，５７と、複数の蓋１１の上端の蓋１１を保持するハンド７９と、ハンド７９により保持された蓋１１が、縁部１１ａを接触部材５３，５５，５７に接触させつつ上方に移動されて複数の蓋１１から分離され、装着対象の容器７に搬送されて装着されるように、ハンド７９を移動させる蓋閉めロボット１９と、を有する。

本実施形態の蓋閉め装置３では、ハンド７９が上下方向に積み重ねられた複数の蓋１１のうちの上端の蓋１１を保持し、蓋閉めロボット１９が蓋１１を保持したハンド７９を移動させることで、蓋１１を容器７に搬送して装着する。ハンド７９により保持された蓋１１は、縁部１１ａを接触部材５３，５５，５７に接触させつつ上方に移動されて複数の蓋１１から分離される。例えば蓋１１がプラスチックやフィルムのように変形し易い材質で構成されている場合には、蓋１１の縁部１１ａが接触部材５３，５５，５７との接触により変形して上端から２つ目以下の蓋１１が分離され、上端の蓋１１のみを分離することができる。したがって、積み重ねられた複数の蓋１１から上端の蓋１１を良好に分離することが可能となり、蓋閉め装置３の信頼性を向上できる。

また、例えば蓋１１を下端で分離する方式の場合は、蓋１１を分離する場所が装置の内部となり、作業者が手が届きにくい場所となってしまう。このため、部品交換や調整等のメンテナンス作業が難しく、段取り変えが困難となる場合がある。本実施形態の蓋閉め装置３は、蓋１１を上端で分離する方式であるため、蓋１１を分離する場所が作業者が手が届きやすい場所となる。このため、部品交換や調整等のメンテナンス作業が容易となり、段取り変えが可能となる。したがって、多品種に対応することが可能な蓋閉め装置３を実現できる。

本実施形態において、蓋閉め装置３は、上端の蓋１１を接触部材５３，５５，５７に押し当てるように、積み重ねられた複数の蓋１１を上方に移動させる昇降装置５１をさらに有してもよい。

この場合、積み重ねられた蓋１１の傾きを矯正し、上端の蓋１１を水平にした状態でハンド７９で保持することができる。これにより、ハンド７９による保持位置（吸着パッド８５による吸着位置）の再現性を得ることができ、信頼性を高めることができる。

本実施形態において、接触部材５３，５５，５７は、上下方向に弾性変形可能に構成されてもよい。

この場合、上端の蓋１１の縁部１１ａが接触部材５３，５５，５７に接触した際に、接触部材５３，５５，５７が弾性変形して衝撃を緩和でき、蓋１１の損傷を防止できる。また、上端の蓋１１が上方に通過した後に、接触部材５３，５５，５７が弾性により元の形状に戻り、上端から２つ目の蓋１１の縁部１１ａに引っ掛かる。これにより、上端の蓋１１を２つ目以下の蓋１１と円滑に分離することができる。また、例えば蓋１１が硬い材質で構成されている場合にも接触部材５３，５５，５７が弾性変形することで対応可能となり、汎用性を向上できる。

本実施形態において、接触部材５３，５５，５７は、３つ以上設置されており、蓋１１の周囲を囲むように配置されてもよい。

この場合、蓋１１の周囲を囲むように配置された３つ以上の接触部材５３，５５，５７が蓋１１の縁部１１ａに接触することにより、蓋１１の位置を３以上の方向から規制して位置決めすることができる。これにより、ハンド７９による保持位置（吸着パッド８５による吸着位置）の再現性を得ることができ、信頼性を高めることができる。

本実施形態において、接触部材５３，５５，５７は、位置又は向きの少なくとも一方を変更可能に設置されてもよい。

この場合、接触部材５３，５５，５７の位置又は向きの少なくとも一方を変更することで、大きさや形状が異なる多種類の蓋１１に対応することができる。したがって、多品種の容器の蓋閉めが可能な蓋閉め装置３を実現できる。

本実施形態において、蓋閉め装置３は、ハンド７９に設置され、蓋１１を容器７の開口に押し付ける押し付け部材８９と、ハンド７９に設置され、押し付け部材８９を駆動する駆動装置９１とをさらに有してもよい。

この場合、蓋閉めロボット１９によるハンド７９の移動だけで蓋１１を容器７に装着するのではなく、駆動装置９１による押し付け部材８９の駆動により、さらに蓋１１を容器７の開口に押し付けることができる（いわゆるダメ押し）。これにより、蓋閉めの成功率を向上できる。

本実施形態において、押し付け部材８９は、蓋１１の一方側の半分の部位を押し付ける第１のピース８９Ａと、蓋１１の他方側の半分の部位を押し付ける第２のピース８９Ｂとを有してもよく、その場合には、駆動装置９１は、第１のピース８９Ａを駆動する第１の駆動装置９１Ａと、第１のピース８９Ａと時間差を設けて第２のピース８９Ｂを駆動する第２の駆動装置９１Ｂとを有してもよい。

例えば蓋１１の形状、大きさ、又は蓋１１と容器７の位置関係等によっては、蓋１１の全体を容器７の開口に対して同時に押し付けるよりも、片側ずつ押し付けた方が好ましい場合も考えられる。例えば楕円や長方形等、蓋１１の一方の寸法（長軸、長辺）が他方の寸法（短軸、短辺）よりも長い場合、寸法が長い方の方向に沿って片側ずつ押し付けた方が装着し易い。本実施形態の場合には、押し付け部材８９を複数のピースで構成し、各ピースを時間差を設けて駆動することにより、例えば蓋１１を片側ずつ押し付けて容器７に装着することが可能となり、蓋閉めの成功率を向上できる。

また、例えば空気抜き穴が形成されていない蓋１１の場合には、蓋１１の全体を容器７の開口に対して同時に押し付けると空気の逃げ場がなく、良好に蓋閉めができない場合も考えられる。本実施形態の場合には、押し付け部材８９を複数のピース８９Ａ，８９Ｂで構成し、各ピース８９Ａ，８９Ｂを時間差を設けて駆動することにより、空気を逃がしながら蓋１１を容器７に装着することが可能となり、蓋閉めの成功率を向上できる。

また、空気抜き穴が形成されている蓋１１の場合であっても、例えば容器７の内容物の種類によっては、蓋閉め時に内容物が蓋１１に付着して空気抜き穴が塞がれる場合も考えられる。本実施形態では、このような場合でも空気を逃がしながら蓋１１を容器７に装着できるので、蓋閉めの成功率を向上できる。

本実施形態において、押し付け部材８９は、蓋１１の凸部１１ｂの周囲を囲むように配置された、凸部１１ｂに接触する複数の突起部材９５を有してもよい。

この場合、ハンド７９が蓋１１を保持する際に、押し付け部材８９に蓋１１の凸部１１ｂの周囲を囲むように配置された複数の突起部材９５が蓋１１の凸部１１ｂに接触することにより、蓋１１の位置を複数方向から規制して位置決めすることができる。これにより、ハンド７９による保持位置（吸着パッド８５による吸着位置）の再現性を得ることができ、信頼性を高めることができる。

本実施形態において、押し付け部材８９は、形状又は大きさの少なくとも一方が異なる他の種類の押し付け部材と交換可能に構成されてもよい。

この場合、押し付け部材８９を形状又は大きさの少なくとも一方が異なる他の種類の押し付け部材に変更することで、大きさや形状が異なる多種類の蓋１１に対応することができる。したがって、多品種の容器の蓋閉めが可能な蓋閉め装置３を実現できる。

＜７．変形例＞
開示の実施形態は、上述した内容に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上記実施形態では容器７にプラスチック製の蓋１１を装着する場合について説明したが、蓋閉め装置３の用途はこれに限らず、例えばトップシールを容器に溶着して蓋閉めを行う場合にも適用可能である。図１３乃至図１７を参照しつつ、本変形例の内容について説明する。

図１３及び図１４に、本変形例に係る容器及びトップシールの一例を示す。図１３及び図１４に示すように、トップシール９７（蓋の一例）は、例えば透明フィルム材で構成された円形状の蓋である。トップシール９７は、容器９９の円形状の開口の周囲に形成されたつば部９９ａに溶着により固定される。トップシール９７及び容器９９は、例えば円形状の容器として形成されているが、楕円や四角形等、円形以外の形状の容器としてもよい。

図１５に、本変形例に係る接触部材５７とトップシール９７との接触部分を拡大して示す。図１５に示すように、接触部材５７（接触部材５３，５５も同様）は、少なくとも一部が上下方向から見てトップシール９７の縁部９７ａと重複するように配置されている。縁部９７ａは、例えば容器９９のつば部９９ａに溶着される部分及びその外周部分である（図１４参照）。蓋閉めロボット１９が、上下方向に積み重ねられた複数のトップシール９７のうちの上端のトップシール９７を保持して上方に移動させると、縁部９７ａが接触部材５３，５５，５７との接触により変形し、上端から２枚目以下のトップシール９７が分離され、上端のトップシール９７のみを分離することができる。本変形例における搬送コンベア５、蓋供給装置１５、蓋搬送装置１７、及び蓋閉めロボット１９等の構成は、前述の実施形態と同様であるため説明を省略する。

図１６は、本変形例に係るハンドの構成の一例を表す下方向から見た下面図、図１７は、トップシール９７を吸着した状態のハンドの図１６中ＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ断面に相当する断面図である。図１６及び図１７において、前述の図９及び図１０と同様の構成には同符号を付し、説明を省略する。

図１６及び図１７に示すように、本変形例に係るハンド１０１は、一対の吸着パッド１０３を有する。各吸着パッド１０３には、複数（例えば５個）の吸込み口１０５が形成されており、トップシール９７に面状に接触して吸着する。

ハンド１０１は、トップシール９７を容器９９に押し付けるためのリング状の押し付け部材１０７を有する。押し付け部材１０７は、ハンドベース８７に設置された駆動装置（図示省略）により上下方向に駆動される。押し付け部材１０７の下部には、ヒーター（図示省略）が内蔵されたリング状の当接部１０９が設けられている。図１７に示すように、当接部１０９はトップシール９７の縁部９７ａに当接して容器９９のつば部９９ａに押し付け、加熱して溶着する。押し付け部材１０７は、駆動装置から取り外し、形状又は大きさの少なくとも一方が異なる他の種類の押し付け部材と交換することが可能である。押し付け部材１０７を、トップシール９７の形状や大きさに応じて変更することで、多品種の容器の蓋閉めが可能となる。

上記変形例において、前述の実施形態と同様に、押し付け部材１０７を２つのピース１０７Ａ，１０７Ｂ（図示省略）で構成し、第１のピース１０７Ａと第２のピース１０７Ｂを時間差を設けて駆動してもよい。この場合、空気を逃がしながらトップシール９７を容器９９に溶着することが可能となる。第１のピース１０７Ａの当接部（図示省略）と第２のピース１０７Ｂの当接部（図示省略）との隙間により溶着部に隙間が形成される場合には、当該溶着を仮固定とし、後工程において隙間なく溶着する本固定を実施してもよい。

なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。

また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさ、形状、位置等が「同一」「同じ」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「同じ」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に同じ」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。

また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。

また、上述した実施形態や変形例等が解決しようとする課題や効果は、上述した内容に限定されるものではない。すなわち、実施形態や変形例等によって、上述されていない課題を解決したり、上述されていない効果を奏することもでき、また、記載されている課題の一部のみを解決したり、記載されている効果の一部のみを奏することがある。

１ 蓋閉めシステム
３ 蓋閉め装置
５ 搬送コンベア
７ 容器
１１ 蓋
１１ａ 縁部
１１ｂ 凸部
１９ 蓋閉めロボット（自動機）
５１ 昇降装置
５３ 接触部材
５５ 接触部材
５７ 接触部材
７９ ハンド（保持部）
８９ 押し付け部材
８９Ａ 第１のピース
８９Ｂ 第２のピース
９１ 駆動装置
９１Ａ 第１の駆動装置
９１Ｂ 第２の駆動装置
９５ 突起部材
９７ トップシール（蓋）
９７ａ 縁部
９９ 容器
１０１ ハンド（保持部）
１０７ 押し付け部材

Claims (4)

1. 上下方向に積み重ねられた複数の蓋の上方に配置され、少なくとも一部が前記上下方向から見て前記蓋の縁部と重複するように配置された接触部材と、
   前記複数の蓋の上端の前記蓋を保持する保持部と、
   前記保持部により保持された前記蓋が、前記縁部を前記接触部材に接触させつつ上方に移動されて前記複数の蓋から分離され、装着対象の容器に搬送されて装着されるように、前記保持部を移動させる自動機と、
   前記保持部に設置され、前記蓋を前記容器の開口に押し付ける押し付け部材と、
   前記保持部に設置され、前記押し付け部材を駆動する駆動装置と、
   を有し、
   前記押し付け部材は、
   前記容器の搬送方向において上流側に位置する前記蓋の第１の部位を前記容器の搬送中に押し付ける第１のピースと、
   前記容器の搬送方向において下流側に位置する前記蓋の第２の部位を前記容器の搬送中に押し付ける第２のピースと、
   を有し、
   前記駆動装置は、
   前記第１のピースを駆動する第１の駆動装置と、
   前記第１のピースの駆動により前記上流側の前記第１の部位を前記搬送中に押し付けた後に時間差を設けて前記第２のピースを駆動して前記下流側の前記第２の部位を前記搬送中に押し付ける第２の駆動装置と、
   を有する、容器の蓋閉め装置。
2. 前記押し付け部材は、
   前記蓋の凸部の周囲を囲むように配置され、前記凸部に接触する複数の突起部材を有する、
   請求項１に記載の容器の蓋閉め装置。
3. 前記押し付け部材は、
   形状又は大きさの少なくとも一方が異なる他の種類の前記押し付け部材と交換可能に構成されている、
   請求項１又は請求項２に記載の容器の蓋閉め装置。
4. 自動機により、上下方向に積み重ねられた複数の蓋の上端の前記蓋を保持することと、
   前記自動機により、保持した前記蓋を、積み重ねられた複数の蓋の上方に配置され、少なくとも一部が前記上下方向から見て前記蓋の縁部と重複するように配置された接触部材に前記縁部を接触させつつ上方に移動させることにより、前記複数の蓋から分離し、装着対象の容器に搬送することと、
   前記自動機により、前記容器の搬送方向において上流側に位置する前記蓋の第１の部位を前記容器の搬送中において前記容器の開口に押し付けることと、
   前記自動機により、前記容器の搬送方向において下流側に位置する前記蓋の第２の部位を前記第１の部位の押し付け後に時間差を設けて前記容器の搬送中において前記容器の開口に押し付けることと、
   を有する、容器の蓋閉め方法。

Images