JPS5940718B2 - 開栓トルク検出装置を備えたキヤツパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は開栓トルク検出装置を備えたキャッパに関する
もので、キャッパによる栓の締付力を、したがって栓の
開栓に要するトルクを高精度に管理できるようにしたも
のである。

従来、キャッパによる栓の容器への締付作動状態を確認
する目的で、そのキャッパにより閉栓された容器につい
て、所要時間毎に開栓トルクが検査されている。

従来、この開栓トルクの検査はトルクレンチの如き測定
器具を用いて測定者が手作業によって行なっていたが、
測定を行なう者の個人差による誤差や、同一測定者であ
っても測定回数毎の測定誤差が大きく、またその誤差が
大きいことから検査結果の良否に測定者の主観が入りや
すいという問題があった。

また、検査結果が悪い場合にはキャッパの運転を停止さ
せて調整を行なう必要があり、その作業が煩雑であった
。

本発明はこのような点に鑑み、キャッパで閉栓した栓に
ついてその開栓トルクを検出する開栓トルク検出装置を
設け、この開栓トルク検出装置で検出した開栓トルクを
キャッパにフィードバックさせてこのキャッパによる閉
栓トルクを補正するようにしたもので、これにより容易
にかつ高精度に栓の開栓トルクを管理できるようにした
ものである。

以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図に
おいて、１は回転式のキャッパ、２はこのキャッパ１の
下流側に設けた回転式の開栓トルク検出装置で、搬送コ
ンベア３によって搬送されてきた容器はスターホイール
４によってキャッパ１内に導入され、このキャッパ１に
より所要の閉栓トルクで閉栓された後、スターホイール
５によって排出コンベア６上に排出される。

上記開栓トルク検出装置２もキャッパ１と同様に一対の
スターホイール７．８を備えているが、開栓トルク検出
装置２の非作動時には両スターホイール７．８は共にア
イドル回転し、排出コンベア５によって搬送されてきた
容器を開栓トルク検出装置２内に導入させることなくそ
のまま通過させる。

他方、開栓トルク検出装置２の作動時には、例えはスタ
ーホイール７に設けた負圧導入孔によって容器を吸着し
、開栓トルク検出装置２内に導入させることができるよ
うにしている。

そしてこの開栓トルク検出装置２は、上記キャッパ１に
よって閉栓された容器の栓を開栓するのに必要な開栓ト
ルクを検出し、この検出値を上記キャッパ１にフィード
バックさせてキャッパ１による栓の閉栓トルクを補正す
ることにより、所要の閉栓トルクが得られるようにして
いる。

さらにこの開栓トルク検出装置は、栓がスクリューキャ
ップのように再び締付けることが可能な栓についてはそ
の栓を所要の閉栓トルクで締付けた後、スターホイール
８を介して上記排出コンベア５上に排出できるようにし
ている。

なお、上記キャッパ１および開栓トルク検出装置２は、
それぞれ不良容器をストック部９上に排出できるように
している。

然して、上記キャッパ１は、第２図に示すように、容器
１２の胴部を挾持する一対のアーム１３゜１３を有する
容器把持機構１１を備えており、この容器把持機構１１
は、従来周知の回転式キャッパと同様に、図示しない回
転テーブルの周囲等間隔位置に複数個配設している。

この容器把持機構１１としては従来公知の種々の構成の
ものをそのまま使用できるのでその具体的な構成の説明
は省略する。

それぞれの容器把持機構１１の上方には栓１４を把持す
る栓把持機構１５を設けてあり、この栓把持機構１５は
トルクモータ１７に連動させている。

このトルクモータ１７は筒状本体１８の上端に固定して
あり、その筒状本体１８は図示しない昇降機構により上
下動させることができるようにしている。

上記栓把持機構１５を回転させる回転軸２０とトルクモ
ータ１７の駆動軸２１とは、この駆動軸２．１に固定し
た筒状連結金具２２の内面に軸方向に沿うスリット２３
を形成して、このスリット２３に上記回転軸２０の上端
に固定したキー２４を摺動自在に係合させることにより
、連結金具２２に対する回転軸２０の昇降を許容しつつ
トルクモータ１γの回転を栓杷持機構１５に伝達できる
ようにしている。

なお、回転軸２０の落下はストッパリング２５によって
防止している。

上記栓把持機構１５は、従来周知のエアーチャックと称
されるエア圧を利用して栓１４を把持するものと基本的
に異なるところはなく、圧力室３０にエア圧を導入する
ことによりディスク３１を押下げてリング状の弾性体３
２を弾性変形させ、その弾性体３２の軸孔の内径を収縮
させてその内部に捜大した栓１４を把持するものである
。

上記圧力室３０は空気通路３３，３４，３５、導管３６
および電磁弁３７を介して圧縮空気源３８に接続してい
る。

また栓１４の上面の空間は上記弾性体３２で栓１４が把
持された際にその弾性体３２により密封された状態とな
るので、その空間は通路３９．４０を介して大気に連通
させるようにしている。

然して、４５はその主要部を占める制御器４６と、検出
器４４と、比較器４７と、閉栓トルク設定器４８とを備
える制御装置で、上記制御器４６は、トルクモータ１７
の回転数をタコジェネレータ又はロータリーエンコーダ
４９からの信号を受けて所要回転数に制御するとともに
、そのトルクモータ１１のトルクを制御し、また電磁弁
３７のソレノイド５０の通電状態を制御してその電磁弁
３１を開閉させる。

他方、トルク設定器４８は閉栓トルクの最大値を設定す
るもので、比較器４１はそのトルク設定器４８に設定さ
れたトルク値さ検出器４４によって検出されたトルクモ
ータ１７の電流値若しくは電圧値から算出されるトルク
値とを比較し、検出器４４から得たトルク値が設定トル
ク値を越えたときにこれを上記制御器４６に入力される
。

ところで、上記実施例では検出器４４によりトルクモー
タ１７の電流若しくは電圧値を検出しているが、その代
わりに回転軸２０にトルク検出器５９を設け、このトル
ク検出器５９により回転軸２０に加わるトルク値を直接
検出するようにしてもよい。

このトルク検出器５９としては、例えば回転軸２０に加
わるトルク値の大小に比例して生じる回転軸２０の捩り
角を二つの交流電圧の位相差に変換して検出するように
したトルク検出器等、従来公知の適宜のトルク検出器を
そのまま利用することができる。

次に、前記開栓トルク検出装置２は、上記キャッパ１の
容器把持機構１１、栓把持機構１５およびトルクモータ
１１のそれぞれに対応する容器把持機構（図示せず）、
栓把持機構１１５およびトルクモータ１１７を備えてお
り、トルクモータ１１１がロータリーエンコーダを備え
ていない点を除けはそれらの構成はキャッパ１のものと
実質的に同一なので、その説明は省略する。

開栓トルク検出装置２の制御装置１４５は、トルクモー
タ１１７の正逆転とその出力トルクとを制御するととも
に、電磁弁１３７のソレノイド１５０の通電状態を制御
する制御器１４６と、上記キャッパ１と実質的に同一の
比較器１４７、閉栓トルク設定器１４８、制御器１４６
に予め定められた開栓トルク値を与えるトルク設定器１
５１および表示器１５２とを備え、上記制御器１４６は
検出器１４４から検出した開栓トルク値を表示器１５２
に出力するとともに、その開栓トルク値と上記トルク設
定器１５１に設定されたトルク値とを比較して、その差
が許容誤差範囲外となった際にキャッパ１の閉栓トルク
設定器４８および自己の閉栓トルク設定器１４８に設定
したトルク値を補正できるようになっている。

以上の構成において、キャッパ１の本体１８が上昇端に
位置し、したがってトルクモータ１７や栓把持機構１５
等が上昇端に位置している状態では、制御器４６はトル
クモータ１７を低トルクかつ所要回転数で回転駆動させ
ている。

この状態で、従来公知のキャッパと同様にして、スター
ホイール３により容器把持機構１１内に容器１２が導入
されるとその容器把持機構が容器１２を杷持し、まｔこ
１４が弾性体３２の軸孔内に挿入されるとその際の回転
式キャッパ１の回転位置を検出する図示しない検出器か
らの信号が制御器４６に入力され、ソレノイド５０を励
磁して電磁弁３１を開かせる。

これにより圧縮空気源３８からのエア圧が圧力室３０に
導入されるので、前述したように弾性体３２が栓１４を
把持する。

次に、図示しない昇降機構により本体１８、トルクモー
タ１７、栓把持機構１５等が一体に降下されると、容器
１２の口部が相対的に栓１４内に挿入され、栓１４の回
転によってその栓１４が容器１２に螺合される。

栓把持機構１５並びにトルクモータ１１の回転が低下し
若しくは停止すると、ロータリーエンコーダ４９により
これを検出した１ｌｈａｌ器４６はトルクモータ１７の
出力トルクを増大させ、栓把持機構１５による栓１４の
閉栓トルクを増大させる。

そして閉栓トルクがトルク設定器４８で設定した値を越
えたことを比較器４７からの信号で検出すると、上記制
御器４６は上記出力トルクの増大を停止させるとともに
、ソレノイド５０を消勢させて弾性体３２による栓１４
を解放させる。

この後、本体１８、トルクモータ１７、栓把持機構１５
等は昇降装置によって元の上昇端位置まで上昇され、制
御器４６はトルクモータ１７の回転数が増大するに従っ
てトルクモータ１７の出力トルクを低下させる。

他方、栓１４が締付けられた容器１２は容器把持機構１
１から解放されてスターホイール５により排出コンベア
６上に排出される。

なお、上記制御器４６により増大されるトルクモータ１
１の出力トルク値が最大値となっても比較器４７からの
信号が得られないときは、制御器４６は図示しない警報
器を作動させ、または容器把持機構１１による容器１２
の把持の解放後に、図示しない適宜の排出機構を作動さ
せて、その容器を前述したストック部９上に排出させる
ことができる。

次に、上記排出コンベア６上に排出された容器１２は、
閉栓トルク検出装置２の作動時にはスターホイール７に
よりその開栓トルク検出装置２内に導入され、キャッパ
１と同様に図示しない容器把持機構によって把持される
。

この状態では、開栓トルク検出装置２のトルクモータ１
１７はその回転が停止されており、栓把持機構１１５が
降下された後にソレノイド１５０が励磁されて容器１２
に締付けられた栓１４をその栓把持機構１１５が把持し
たら、制御器１４６はトルクモータ１１７に栓を開栓さ
せる方向に回転させる回転指令信号を出力し、かつその
トルクモータ１１７の出力トルクを増大させる。

トルクモータ１１７による出力トルクが増大して栓が栓
把持機構１１５と共に回転を開始すると、その瞬間に検
出器１４４で検出していた電流値若しくは電圧値は低下
するので、制御器１４６は検出器１４４で検出した最大
トルク値を開栓トルク値として判断する。

そして制御器」４６は、この開栓トルク値と開栓トルク
設定器１５１に設定された設定トルク値とを比較し、そ
の差に応じて閉栓トルク設定器４８および１４８の設定
値を補正し、また検出した開栓トルク値や補正値等の必
要なデータを表示器１５２に表示される。

開栓トルクの検出が終了したら、制御器１４６はトルク
モータ１１７に逆転指令信号を出力するとともに、その
トルクモータ１１１の出力を増大させる。

これにより栓１４は再び容器１２に締付けられるように
なり、その際の閉栓トルクを検出する検出器１４４で得
た値が上記閉栓トルク設定器１４８の設定値を越えると
、トルクモータ１１７による閉栓作動が停止される。

この後、キャッパ１と同様にして容器１２がスターホイ
ール８により排出コンベア６上に排出される。

なお、制御器１４６によりトルクモータ１１７の出力が
最大となっても開栓されない場合や閉栓されない場合は
、その容器は前述のストック部９上に排出されるように
なる。

上記実施例ではキャッパ１の制御装置４５と開栓トルク
検出装置２の制御装置１４５とを別個に構成しているが
、両制御装置４５，１４５を一体的に構成してもよいこ
とは勿論である。

また上記実施例では栓杷持機構１５，１１５の回転駆動
機構としてトルクモータ１７，１１７を用いているが、
従来公知の適宜の回転駆動機構、例えば固定したサンギ
ヤの周囲に栓佃持機構に連動させたビニオンを回転させ
るようにした機構等を用いることができる。

第３図はそのような実施例を示したもので、固定したサ
ンギヤ６０と、このサンギヤ６０に噛合してその周囲を
自転しながら公転するビニオン６１とを備える従来公知
の回転式キャッパに本発明を適用したものである。

同図において、上記ビニオン６１は回転軸６２の上端に
固定してあり、この回転軸６２の下端はハウジング６３
内に軸支した回転部材６４に連結している。

上記ハウジング６３に設けたブラケット６５は、そのハ
ウジング６３と一体に上記サンギヤ６０の軸芯を中心と
して回転する図示しない回転テーブルに設けたガイド杆
６６に昇降自在に係合させてあり、このブラケット６５
は図示しないカム機構等により回転軸６２やビニオン６
１等とともに昇降されるようになっている。

上記回転部材６４の下部には上述の実施例と同様な構成
を有する栓杷持機構６７を回転自在に設け、両者間を電
磁力をオリ用したトルク伝達機構６８を介して連結して
いる。

このトルク伝達機構６８は、上記回転部材６４下部の筒
状部材６９と、この筒状部材６９内、）こ配設して上記
栓杷持機構６７の駆動軸１０に取付けた筒状部材７１と
、さらにこの筒状部材１１内に配設して上記ハウジング
６３に取付けた励磁コイル７２とを備えており、その励
磁コイル７２に通電する電流値に応じて上記一対の筒状
部材６９．７１間で伝達されるトルクを制御することが
できる。

そしてさらに開栓トルク検出装置については、上記ハウ
ジング６３に、このハウジング６３と栓把持機構６１と
の間の相対回転の有無を検出する検出器１３を設けてい
る。

本実施例においては、上記ビニオン６１はキャッパ側で
は栓把持機構１５と同様に栓把持機構６７を閉栓方向に
回転させ、開栓トルク検出装置側ではそのキャッパ側１
とは逆に、例えばビニオン６１とサンギヤ６０との間に
アイドルギヤを噛合させて、栓把持機構６１を開栓方向
に回転させている。

そしてキャッパ側では、励磁コイル７２への通電電流が
所定値となるまで増大されて所定の閉栓トルクで閉栓を
行ない、他方開栓トルク検出装置側においても通電電流
が閉栓された栓を開栓するまで増大される。

そして、栓が開栓されて栓把持機構６７がハウジング６
３に対して回転を開始すると、この回転を検出器７３が
検出・するので、制御装置はその際の励磁コイル１２へ
の通電電流値から開栓トルクを演算することができる。

なお、この制御装置として、第２図に示す制御装置４５
゜１４５を利用できることは明らかである。

以上のように、本発明；ま開栓トルク検出装置を設けて
その検出値をキャッパにフィードバックさせているので
、開栓トルクを高精度に、しかも自動的に管理すること
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略平面図、第２図は
主要部を断面して示す接続図、第３図は本発明の他の実
施例や示す断面図である。 １・・・・・・キャッパ、２・・・・・・開栓トルク検
出装置、１１・・・・・・容器把持機構、１２・・・・
・・容器、１４・・・・・・栓、１５，１１５，６７・
・・−・・栓把持機構、１６゜１１６・・・・・・トル
ク検出器、１７，１１７・・・・・・トルクモータ、４
５，１４５・・・・・・制御装置、６０・・・・・・サ
ンギヤ、６１・・・・・・ビニオン、６８・・・・・・
トルク伝達機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 容器を把持する第１容器把持機構、栓を把持する第
   １栓把持機構、この第１栓把持機構を栓の閉栓方向に回
   転駆動する第１回転駆動機構、並びにこの第１回転駆動
   機構による栓の閉栓トルクを制御する第１制御装置を有
   するキャッパと、容器を把持する第２容器把持機構、栓
   を把持する第２栓把持機構、この第２栓把持機構を栓の
   開栓方向に回転駆動する第２回転駆動機構、並びにこの
   第２回転駆動機構による栓の開栓トルクを検出する第２
   制御装置を有する開栓トルク検出装置とを具備し、この
   開栓トルク検出装置で検出した開栓トルクに応じて上記
   第１制御装置による開栓トルクの制御を補正することを
   特徴とする開栓トルク検出装置を備えたキャッパ。