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JP7572602B2 - Capping Device - Google Patents
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JP7572602B2 - Capping Device - Google Patents

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Description

本発明はキャッピング装置に関し、より詳しくは、容器の口部にキャップを巻き締めて取り付けるキャッピング装置に関する。 The present invention relates to a capping device, and more specifically to a capping device that tightens and attaches a cap to the mouth of a container.

従来、キャップを保持したチャックをサーボモータによって回転させて、容器の口部にキャップを巻き締めて取り付けるキャッピング装置は公知である(例えば特許文献1)。 Conventionally, a capping device is known that rotates a chuck holding a cap using a servo motor to tighten and attach the cap to the mouth of a container (for example, Patent Document 1).

特開2002-308380号公報JP 2002-308380 A

特許文献1のキャッピング装置においては、図5(A)に示すように、先ずチャックに把持されたキャップ8を容器5の口部5Cまで下降させて被せることで、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′を容器5の口部5Cのネジ部5Dに上方から当接させる。これが、両ネジ部8A、5Dの噛み合い開始位置となる。
次に、サーボモータによってチャックを介してキャップ8を所定の閉栓トルクで巻き締め方向に回転させる。これにより、キャップ8のネジ部8Aが容器5のネジ部5Dに噛み合って巻き締められるとともに、キャップ8の下端となる切り離しリング8Bが容器5の口部5Cのインナーリング5Eを乗り越えることで容器5の口部5Cに対するキャップ8の取り付けが終了するようになっている。
しかしながら、前述したようにキャップ8を下降させて容器5の口部5Cに被せてキャップ8のネジ部8Aの下端部8A′を容器5のネジ部5Dに上方から当接させた際に、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dのネジ山を飛び越えて、1段下のネジ山へ落下する「ネジの段落ち」が発生することがあった(図5(B)参照)。この「ネジの段落ち」が発生すると、キャップ8が段落ちした際の衝撃によって容器5内の充填液9の液面9Aが液ハネしてネジ部8A、5Dに充填液9が付着して、取り付け終了後にキャップ8と容器5のネジ部8A、5Dが充填液9により汚染されるという問題があった。
また、近年の容器やキャップの軽量化に伴って、容器やキャップのネジ部が十分な強度を備えていない場合には、前述した「ネジの段落ち」が発生した際の衝撃によって容器又はキャップのネジ部が損傷するという問題があった。
5(A), in the capping device of Patent Document 1, first, the cap 8 held by the chuck is lowered to the mouth 5C of the container 5 and placed thereon, so that the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 abuts from above against the threaded portion 5D of the mouth 5C of the container 5. This is the position where the two threaded portions 8A, 5D start to mesh with each other.
Next, the cap 8 is rotated in the tightening direction by the servo motor via the chuck with a predetermined capping torque, whereby the threaded portion 8A of the cap 8 engages with the threaded portion 5D of the container 5 and is tightened, and the release ring 8B at the bottom end of the cap 8 passes over the inner ring 5E of the mouth 5C of the container 5, completing the attachment of the cap 8 to the mouth 5C of the container 5.
However, as described above, when the cap 8 is lowered to cover the mouth 5C of the container 5 and the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 is brought into contact with the threaded portion 5D of the container 5 from above, the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 may jump over the threads of the threaded portion 5D of the container 5 and fall onto the threads one step below, resulting in "thread drop" (see FIG. 5(B)). When this "thread drop" occurs, the impact of the cap 8 dropping causes the liquid level 9A of the filling liquid 9 in the container 5 to splash, causing the filling liquid 9 to adhere to the threaded portions 8A and 5D, resulting in the problem that the cap 8 and the threaded portions 8A and 5D of the container 5 are contaminated by the filling liquid 9 after attachment is completed.
In addition, with the recent trend towards lighter containers and caps, if the threaded portions of the container or cap do not have sufficient strength, there has been a problem that the threaded portions of the container or cap can be damaged by the impact caused by the aforementioned "screw drop-out."

上述した事情に鑑み、請求項1に記載した本発明は、容器を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される容器の口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドと、上記キャッピングヘッドを回転させるモータと、キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記モータの作動を制御する制御装置を備えて、
キャップを保持したキャッピングヘッドを昇降機構によって下降させて、キャップのネジ部の下端を容器の口部のネジ部に当接させてから上記モータによってキャッピングヘッドを介してキャップを回転させて容器の口部に巻き締めて取り付けるキャッピング装置において、
上記キャッピングヘッドに設けられて、上記キャップが下降される際の加速度を検出する加速度センサを備え、
上記制御装置は、上記加速度センサによって検出された加速度の変化を基にして、上記キャップのネジ部の下端が上記容器の口部のネジ山に当接してから、当該当接したネジ山の直下のネジ山へ落下するネジの段落ちが発生したか否か判定することを特徴とするものである。
また、請求項2に記載した本発明は、容器を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される容器の口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドと、上記キャッピングヘッドを回転させるモータと、キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記モータの作動を制御する制御装置を備えて、
キャップを保持したキャッピングヘッドを昇降機構によって下降させて、キャップのネジ部の下端を容器の口部のネジ部に当接させてから上記モータによってキャッピングヘッドを介してキャップを回転させて容器の口部に巻き締めて取り付けるキャッピング装置において
上記キャップが下降される際の加速度を検出する加速度センサを備え、
上記搬送手段は容器を把持するグリッパを備えており、
上記加速度センサは、上記グリッパに設けられており、
上記制御装置は、上記加速度センサによって検出された加速度の変化を基にして、上記キャップのネジ部の下端が上記容器の口部のネジ山に当接してから、当該当接したネジ山の直下のネジ山へ落下するネジの段落ちが発生したか否か判定することを特徴とするものである。
In view of the above circumstances, the present invention as set forth in claim 1 provides a capping apparatus comprising: a conveying means for conveying containers; a capping head for attaching a cap to an opening of the container conveyed by the conveying means; a motor for rotating the capping head; a lifting mechanism for raising and lowering the capping head; and a control device for controlling the operation of the motor,
In a capping device, a capping head holding a cap is lowered by a lifting mechanism to bring a lower end of a screw part of the cap into contact with a screw part of a mouth of a container, and then the cap is rotated via the capping head by the motor to be fastened around the mouth of the container,
an acceleration sensor provided on the capping head for detecting an acceleration when the cap is lowered;
The control device is characterized in that, based on the change in acceleration detected by the acceleration sensor, it determines whether or not a screw drop has occurred, in which the lower end of the threaded portion of the cap abuts against the threads of the mouth of the container and then drops to the threads directly below the abutting thread .
The present invention as set forth in claim 2 provides a capping device comprising: a conveying means for conveying containers; a capping head for attaching a cap to an opening of the container conveyed by the conveying means; a motor for rotating the capping head; a lifting mechanism for raising and lowering the capping head; and a control device for controlling the operation of the motor,
A capping device which uses a lifting mechanism to lower a capping head holding a cap, brings the lower end of the screw part of the cap into contact with the screw part of the mouth of a container, and then rotates the cap via the capping head using the motor to tighten the cap around the mouth of the container, comprises an acceleration sensor which detects the acceleration of the cap when it is lowered,
The conveying means includes a gripper for gripping a container,
The acceleration sensor is provided in the gripper,
The control device is characterized in that, based on the change in acceleration detected by the acceleration sensor, it determines whether or not a screw drop has occurred, in which the lower end of the threaded portion of the cap abuts against the threads of the mouth of the container and then drops to the threads directly below the abutting thread .

このような構成によれば、容器へのキャップの取り付けの際に、「ネジの段落ち」が発生した容器を確実に検出して、当該ネジの段落ちが発生した不良品の容器を確実に排除することができる。 This configuration makes it possible to reliably detect containers that have a "missing screw step" when attaching a cap to a container, and to reliably reject defective containers that have a missing screw step.

本発明の一実施例を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention. 図1のキャッピング装置の要部の縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main part of the capping device of FIG. 1 . 図2のサーボモータによる閉栓トルクの変化と加速度センサの検出値の変化を示す図であり、図3(A)は「ネジの段落ち」が生じていない正常な場合を示し、図3(B)は「ネジの段落ち」が生じた場合を示している。3A and 3B are diagrams showing the change in the closing torque by the servo motor in FIG. 2 and the change in the detected value of the acceleration sensor, in which FIG. 3A shows a normal case in which no "screw dropout" occurs, and FIG. 3B shows a case in which "screw dropout" occurs. 本発明の第2実施例を示す縦断面図。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention. 従来技術の課題を説明するための断面図であり、図5(A)は「ネジの段落ち」が生じていない場合を示し、図5(B)は「ネジの段落ち」が生じた場合を示している。5A and 5B are cross-sectional views for explaining the problems of the conventional technology, in which FIG. 5A shows a case where a "screw drop-out" does not occur, and FIG. 5B shows a case where a "screw drop-out" occurs.

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図1ないし図2において、1は充填システムであり、この充填システム1は、外周部に等ピッチで複数の図示しない充填バルブを備えた回転式のフィラ2と、外周部に等ピッチで複数のキャッピングヘッド3を有する回転式のキャッピング装置4を備えている。
フィラ2及びキャッピング装置4が矢印方向に回転中において、図示しない供給ホイールによってフィラ2の各充填バルブの下方に空の容器5が供給されるようになっており、各容器5はフィラ2が備える図示しないグリッパによって把持されるとともに充填バルブによって所定量の充填液が充填されるようになっている。そして、フィラ2の充填バルブによって充填液が充填された各容器5は、フィラ2のグリッパによる把持状態を解放されるとともに、中間ホイール6を介してフィラ2からキャッピング装置4へ受け渡されるようになっている。
The present invention will now be described with reference to the illustrated embodiment. In Figures 1 and 2, reference numeral 1 denotes a filling system, which includes a rotary filler 2 having a plurality of filling valves (not shown) arranged at equal pitches around its periphery, and a rotary capping device 4 having a plurality of capping heads 3 arranged at equal pitches around its periphery.
While the filler 2 and the capping device 4 are rotating in the direction of the arrow, an empty container 5 is supplied below each filling valve of the filler 2 by a supply wheel (not shown), and each container 5 is gripped by a gripper (not shown) provided on the filler 2 and filled with a predetermined amount of filling liquid by the filling valve. Each container 5 filled with filling liquid by the filling valve of the filler 2 is released from the gripper of the filler 2 and is transferred from the filler 2 to the capping device 4 via the intermediate wheel 6.

キャッピング装置4は、外周部の等間隔位置にチャック7によってキャップ8を保持するキャッピングヘッド3を備えるとともに、各キャッピングヘッド3の下方に、容器5の首部5Aを把持する開閉式のグリッパ4Aを備えている。
中間ホイール6から受け渡される容器5は、図5(A)に示したものと同様に、内部に充填液9が充填されており、その液面9Aは首部5Aのつば部5Bの少し下方側に位置している。この容器5は、グリッパ4Aによって首部5Aの両側を把持され、かつ首部5Aに形成されたつば部5Bを支持されて所定の高さで搬送されるようになっている(図2参照)。
また、図5に示したものと同様に、容器5の口部5Cの外周部にはネジ部5Dが形成されており、他方、キャップ8の内周部には、図5に示したものと同様の容器5のネジ部5Dに螺合されるネジ部8Aが形成されている。
さらに、容器5におけるつば部5Bとネジ部5Dとの間には、インナーリング5Eが形成されており、他方、キャップ8における下端部には、切り離しリング8Bが設けられている。
キャッピング装置4が矢印方向に回転されるのに伴ってキャッピングヘッド3が昇降機構11によって下降されるとともに、キャッピングヘッド3毎に設けられたサーボモータ12によってチャック7が巻き締め方向に所定の閉栓トルクで回転されることにより、チャック7に保持されたキャップ8が下降されて容器5の口部5Cに被せられた後に巻き締められて取り付けられるようになっている。キャップ8を下降させてからそれを回転させて取り付けが終了するまでの過程は図5(A)について説明した従来技術と同じである。
その後、キャッピング装置4の各キャッピングヘッド3によってキャップ8が取り付けられた容器5は、グリッパ4Aによる首部5Aの把持状態を解放されるとともに排出ホイール13によって把持されてキャッピング装置4から排出コンベヤ14上に排出されるようになっており、その後、排出コンベヤ14によって下流側の図示しない処理装置に向けて搬送されるようになっている。
後に詳述するが、本実施例は、キャッピング装置4の各キャッピングヘッド3による容器5へのキャップ8の取り付けが終了した時点で、前述した「ネジの段落ち」の発生を加速度センサ15の計測値を基にして制御装置16によって判定できるようになっている。
排出コンベヤ14の搬送経路の途中には、不良品の容器5を強制的に排出コンベヤ14上から排除するリジェクト機構17が配置されている。そして、制御装置16によって「ネジの段落ち」が発生した不良品と判定された容器5は、排出コンベヤ14を搬送される過程においてリジェクト機構17によって排出コンベヤ14上から強制的に排除されるようになっている。
The capping device 4 has capping heads 3 which hold caps 8 by chucks 7 at equally spaced positions on the outer periphery, and has an open/close gripper 4A below each capping head 3 which grips the neck 5A of the container 5.
The container 5 delivered from the intermediate wheel 6 is filled with the filling liquid 9, as shown in Fig. 5(A), and the liquid level 9A is located slightly below the flange 5B of the neck 5A. The container 5 is gripped on both sides of the neck 5A by the grippers 4A, and is supported by the flange 5B formed on the neck 5A, so that it can be transported at a predetermined height (see Fig. 2).
Also, similar to what is shown in Figure 5, a threaded portion 5D is formed on the outer periphery of the mouth 5C of the container 5, while a threaded portion 8A is formed on the inner periphery of the cap 8, which is screwed into the threaded portion 5D of the container 5, similar to what is shown in Figure 5.
Furthermore, an inner ring 5E is formed between the flange portion 5B and the threaded portion 5D of the container 5, while a release ring 8B is provided at the lower end of the cap 8.
As the capping device 4 rotates in the direction of the arrow, the capping head 3 is lowered by the lifting mechanism 11, and the chuck 7 is rotated in the tightening direction with a predetermined capping torque by the servo motor 12 provided for each capping head 3, so that the cap 8 held by the chuck 7 is lowered and placed on the mouth 5C of the container 5, and then tightened and attached. The process from lowering the cap 8 to rotating it to complete attachment is the same as the conventional technology described with reference to Figure 5(A).
Thereafter, the container 5 with the cap 8 attached by each capping head 3 of the capping device 4 is released from the gripper 4A gripping the neck 5A and is gripped by the discharge wheel 13 and discharged from the capping device 4 onto the discharge conveyor 14, and then is transported by the discharge conveyor 14 downstream toward a processing device not shown.
As will be described in more detail later, in this embodiment, when each capping head 3 of the capping device 4 has finished attaching the cap 8 to the container 5, the occurrence of the aforementioned "screw drop-out" can be determined by the control device 16 based on the measurement value of the acceleration sensor 15.
A reject mechanism 17 is disposed in the middle of the transport path of the discharge conveyor 14, which forcibly removes defective containers 5 from the discharge conveyor 14. Any container 5 determined by the control device 16 to be a defective product having a "missing screw step" is forcibly removed from the discharge conveyor 14 by the reject mechanism 17 during the process of being transported on the discharge conveyor 14.

キャッピング装置4は、時計方向に回転される回転体18と、この回転体18の外周部の円周方向に等ピッチで配置された複数のキャッピングヘッド3と、キャッピングヘッド3の下方側に配置されて、容器5の首部5Aを把持するグリッパ4Aを備えている。
回転体18とそれに設けられた複数のグリッパ4Aによって、容器5を搬送する搬送手段が構成されている。前述したように、容器5はグリッパ4Aによって首部5Aを把持されるとともにつば部5Bを支持されるようになっており、その状態において回転体18の回転に伴って容器5が搬送されるようになっている。
The capping device 4 includes a rotating body 18 that rotates clockwise, a plurality of capping heads 3 arranged at equal pitch in the circumferential direction around the outer periphery of the rotating body 18, and a gripper 4A arranged below the capping heads 3 and configured to grip the neck 5A of the container 5.
The rotating body 18 and the multiple grippers 4A provided thereon constitute a conveying means for conveying the container 5. As described above, the neck portion 5A of the container 5 is gripped by the grippers 4A and the flange portion 5B is supported, and in this state, the container 5 is conveyed as the rotating body 18 rotates.

図2に示すように、キャッピングヘッド3は、回転体18の外周部に昇降可能に設けられた円筒状の外筒21と、この外筒21の内方に回転自在、かつ昇降自在に設けられたスピンドル22と、このスピンドル22の下端部に取り付けられてキャップ8を着脱自在に保持するチャック7と、スピンドル22の上端部に連結されるとともに内周部にスプライン溝が形成された内筒23と、この内筒23のスプライン溝にスプライン嵌合されたスプライン軸24と、スプライン軸24の上端部に連結されたサーボモータ12と、外筒21の下端の外周部に取り付けられた加速度センサ15を備えている。
内筒23、スピンドル22及びチャック7は外筒21に対して昇降可能となっており、それらは外筒21の段部21Aによって支持されている。スピンドル22側のつば部22Aとそれに対向する外筒21内の上記段部21Aとにわたってはばね26が弾装されている。このばね26の弾発力によってスピンドル22及びその下端に設けられたチャック7は外筒21に対して常時下方に向けて付勢されている。
外筒21の上方部の内側にカムフォロア27が取り付けられており、このカムフォロア27は、回転体18の外周部に沿って配置された環状カム28のカム溝28Aに転動自在に係合されている。これら環状カム28とカムフォロア27によってチャック7を昇降させる昇降機構11が構成されている。
回転体18が図1の矢印方向に回転されることに伴って、回転区間の所要位置において昇降機構11によってキャッピングヘッド3が昇降されるとともに、サーボモータ12によってチャック7が所定の閉栓トルクで巻き締め方向に回転されるようになっている。
As shown in Figure 2, the capping head 3 includes a cylindrical outer tube 21 that is arranged to be able to rise and fall on the outer periphery of the rotating body 18, a spindle 22 that is arranged inside the outer tube 21 to be able to rotate and rise and fall freely, a chuck 7 attached to the lower end of the spindle 22 and holds the cap 8 in a removable manner, an inner tube 23 that is connected to the upper end of the spindle 22 and has a spline groove formed on its inner periphery, a spline shaft 24 that is spline-fitted into the spline groove of the inner tube 23, a servo motor 12 connected to the upper end of the spline shaft 24, and an acceleration sensor 15 attached to the outer periphery of the lower end of the outer tube 21.
The inner cylinder 23, spindle 22 and chuck 7 are capable of ascending and descending relative to the outer cylinder 21, and are supported by a step 21A of the outer cylinder 21. A spring 26 is elastically mounted between the flange 22A on the spindle 22 side and the step 21A inside the outer cylinder 21 that faces it. The spindle 22 and the chuck 7 provided at its lower end are constantly urged downward relative to the outer cylinder 21 by the elastic force of the spring 26.
A cam follower 27 is attached to the inside of the upper part of the outer cylinder 21, and this cam follower 27 is rollably engaged with a cam groove 28A of an annular cam 28 disposed along the outer periphery of the rotating body 18. The annular cam 28 and the cam follower 27 constitute a lifting mechanism 11 that lifts and lowers the chuck 7.
As the rotating body 18 rotates in the direction of the arrow in Figure 1, the capping head 3 is raised and lowered by the lifting mechanism 11 at the required position in the rotation section, and the chuck 7 is rotated in the tightening direction with a predetermined capping torque by the servo motor 12.

サーボモータ12の作動は、制御装置16によって制御されるようになっており、制御装置16は、昇降機構11によってチャック7が上昇端から下降端まで下降されてキャップ8のネジ部8Aの下端8A′が容器5のネジ部5Dに上方から当接するとサーボモータ12を所定の閉栓トルクで回転駆動させるようになっている。
サーボモータ12の回転部には、パルス信号を出力するエンコーダ31が接続されるとともに、サーボモータ12の出力電流を検出する電流計32が接続されている。サーボモータ12が回転駆動されると、エンコーダ31から出力されたパルス信号が制御装置16に入力されるとともに、サーボモータ12から出力された電流は電流計32によって検出されて制御装置16に入力されるようになっている。
制御装置16は、エンコーダ31が検出したパルス信号を基にしてサーボモータ12の回転角度と回転速度を認識できるようになっている。また、制御装置16は、サーボモータ12が回転駆動されてから後の電流計32が検出した電流値からチャック7に作用する閉栓トルクを検出して、それを時系列で記録するようになっている。
キャッピングヘッド3の外筒21に設けられた加速度センサ15は、昇降機構11によってキャッピングヘッド3が上昇端から下降端まで下降されてからキャップ8の取り付けが終了するまでの間のキャップ8の加速度を検出するようになっており、加速度センサ15が検出した加速度は随時、制御装置16に入力されるようになっている。
本実施例においては、昇降機構11によってキャップ8が下降される際のキャップ8の加速度を加速度センサ15で検出し、その検出値をもとにして制御装置16は、前述した「ネジの段落ち」が発生しているか否かを判定するようになっている。
The operation of the servo motor 12 is controlled by a control device 16, and when the chuck 7 is lowered by the lifting mechanism 11 from the upper end to the lower end and the lower end 8A' of the screw portion 8A of the cap 8 abuts against the screw portion 5D of the container 5 from above, the control device 16 drives the servo motor 12 to rotate with a predetermined capping torque.
An encoder 31 that outputs a pulse signal is connected to the rotating part of the servo motor 12, and an ammeter 32 that detects the output current of the servo motor 12 is also connected to the rotating part of the servo motor 12. When the servo motor 12 is driven to rotate, the pulse signal output from the encoder 31 is input to the control device 16, and the current output from the servo motor 12 is detected by the ammeter 32 and input to the control device 16.
The control device 16 is adapted to recognize the rotation angle and rotation speed of the servo motor 12 based on the pulse signal detected by the encoder 31. The control device 16 also detects the closing torque acting on the chuck 7 from the current value detected by the ammeter 32 after the servo motor 12 is rotated and records it in chronological order.
The acceleration sensor 15 provided on the outer tube 21 of the capping head 3 is adapted to detect the acceleration of the cap 8 from the time the capping head 3 is lowered from the upper end to the lower end by the lifting mechanism 11 until the installation of the cap 8 is completed, and the acceleration detected by the acceleration sensor 15 is input to the control device 16 at any time.
In this embodiment, the acceleration of the cap 8 when it is lowered by the lifting mechanism 11 is detected by the acceleration sensor 15, and based on the detected value, the control device 16 determines whether or not the aforementioned "screw step drop" has occurred.

以上の構成において、キャップの取り付けと取り付け終了時における制御装置16による判定は以下のようにして行われる。
キャッピング装置4による具体的なキャップ8の容器5の口部5Cへの取り付け過程の詳細は、前述した図5(A)について説明した内容と同様である。
すなわち、先ず、回転体18の回転に伴ってグリッパ4Aに把持された容器5が搬送されるのに伴って、チャック7にキャップ8を保持した状態のキャッピングヘッド3が昇降機構11によって図2に示す上昇端から下降端まで下降される。これにより、チャック7に保持されたキャップ8が容器5の口部5Cに被せられるとともに、キャップ8のネジ部8Aの下端8A′が容器5のネジ部5Dのネジ山に上方から当接し、かつ、ばね26の弾撥力によってキャップ8が容器5の口部5Cに向けて下方へ押圧された状態となる(図5(A)と同じ状態)。
この状態からサーボモータ12が回転されることで所定の閉栓トルクでチャック7を介してキャップ8が巻き締め方向に回転されるので、キャップ8のネジ部8Aが容器5のネジ部5Dに噛み合ってから巻き締められるとともに、キャップ8の切り離しリング8Bが容器5のインナーリング5Eを乗り越えることで、キャップ8の容器5の口部5Cへの取り付けが終了する。
ここで、キャップ8が昇降機構11により下降され始めてから下降端に位置し、その後、さらにキャップ8の取り付けが終了するまでの間のキャップ8が下降する際の加速度は、加速度センサ15によって検出されて制御装置16に入力されている。
図3(A)は、キャップ8の取り付けの際に「ネジの段落ち」が発生しない場合の加速度の検出値と閉栓トルクとの関係を示しており、図3(B)は、キャップ8の取り付けの際に「ネジの段落ち」が発生した場合を示している。
図3(A)に示すように、「ネジの段落ち」が発生しないでキャップ8の取り付けが終了した場合(良品の容器)においては、加速度は切り離しキャップ8の切り離しリング8Bが容器5のインナーリング5Eを乗り越えた時点で加速度G1が大きくなるが、その時点以外の取り付け過程においては加速度が零(一定)となる。
これを閉栓トルクの変動で見ると、キャップ8が回転されないでネジ部8Aの下端8A′が容器5のネジ部5Dに当接した状態の閉栓トルクT1は零であるが、その後、キャップ8が回転され始めた噛み合い開始時のトルクT2、その後の仮締め工程でのトルクT3、本締め工程でのトルクT4、さらにその後の巻き締め終了時のトルクT5においてトルクの値が大きくなる。
そして、トルクT4で示した本締め工程時の直後に、前述したインナーリング5Eを切り離しリング8Bが乗り越えることで、上記加速度G1が検出されるようになっている。
制御装置16は、トルクT4で示す本締め工程の後に加速度G1が検出され、それ以外の取り付け過程においては加速度の変動がないので(加速度が零なので)、この場合には「ネジの段落ち」は発生せず、当該、キャップ8が取り付けられた容器5は良品であると判定する。
これに対して、キャップ8の取り付けの際に図5(B)に示した「ネジの段落ち」が発生すると、加速度センサ15による検出値は図3(B)に示すようになる。
つまり、閉栓トルクの変動で見ると、キャップ8が回転されないでネジ部8Aの下端8A′が容器5のネジ部5Dに当接した際の閉栓トルクT1は零であるが、その後、キャップ8が回転され始めた噛み合い開始時のトルクT2の直後に、急激に大きな加速度GXが検出される。
これは、図5(B)に示した「ネジの段落ち」が発生すると、ばね16に押圧されているキャップ8のネジ部8Aの下端8A′が、容器5のネジ部5Dのネジ山に当接して、その1段下のネジ山の上に急激に落下するので、急激に大きな加速度GXとなって検出されるからである。
この後、噛み合い開始後の仮締め工程でのトルクT3、本締め工程でのトルクT4、その後、取り付け終了時のトルクT5においてトルクの値が増大する。
ここで、「ネジの段落ち」が発生した場合には、ネジ山を1つ段落ちした分だけ、キャップ8が巻締方向に回転されてからキャップ8の取り付け終了までの経過時間が短くなる。そのため、「ネジの段落ち」が発生した場合には、インナーリング5Eを切り離しリング8Bが乗り越えた際の加速度G1が検出されるタイミングは図3(A)に示した「ネジの段落ち」が発生しない場合と比較して早くなり、また、キャップ8の回転が開始されてからキャップの取り付け終了までの経過時間も短くなる(図3(A)、図3(B)参照)。
すると、制御装置16は、図3(B)において、インナーリング5Eを切り離しリング8Bが乗り越えた時点の加速度G1よりも前の時点で、具体的には、噛み合い開始時のトルクT2が検出された直後に大きな加速度GXが検出されている場合には、当該キャップ8が取り付けられた容器5に「ネジの段落ち」が発生したと判定するようになっている。
そして、前述したように、「ネジの段落ち」が発生した不良品の容器5は、排出コンベヤ14によって搬送される過程において、リジェクト機構17によって排出コンベヤ14上から強制的に排除されるようになっている。
In the above-described configuration, the controller 16 determines whether or not the cap has been attached and when the attachment has been completed as follows.
The details of the process of attaching the cap 8 to the mouth portion 5C of the container 5 by the capping device 4 are similar to those described above with reference to FIG. 5(A).
That is, first, as the container 5 gripped by the gripper 4A is transported with the rotation of the rotor 18, the capping head 3 with the cap 8 held by the chuck 7 is lowered by the lifting mechanism 11 from the upper end to the lower end shown in Fig. 2. As a result, the cap 8 held by the chuck 7 is placed on the mouth 5C of the container 5, the lower end 8A' of the screw portion 8A of the cap 8 abuts against the threads of the screw portion 5D of the container 5 from above, and the cap 8 is pressed downward toward the mouth 5C of the container 5 by the resilient force of the spring 26 (the same state as Fig. 5(A)).
From this state, the servo motor 12 is rotated, causing the cap 8 to rotate in the tightening direction via the chuck 7 with a predetermined capping torque, so that the screw portion 8A of the cap 8 engages with the screw portion 5D of the container 5 and then is tightened, and the release ring 8B of the cap 8 overcomes the inner ring 5E of the container 5, completing the attachment of the cap 8 to the mouth 5C of the container 5.
Here, the acceleration of the cap 8 as it descends from the time the lifting mechanism 11 starts to lower the cap 8 until it reaches its lowering end and the time the installation of the cap 8 is completed is detected by the acceleration sensor 15 and input to the control device 16.
Figure 3 (A) shows the relationship between the detected acceleration value and the capping torque when no "screw dropout" occurs when attaching the cap 8, and Figure 3 (B) shows the relationship when "screw dropout" occurs when attaching the cap 8.
As shown in Figure 3 (A), when the installation of the cap 8 is completed without the occurrence of "screw drop-out" (a good container), the acceleration G1 increases at the point when the release ring 8B of the release cap 8 passes over the inner ring 5E of the container 5, but the acceleration is zero (constant) during the installation process other than that point.
Looking at this in terms of fluctuations in capping torque, the capping torque T1 when the cap 8 is not rotated and the lower end 8A' of the threaded portion 8A is in contact with the threaded portion 5D of the container 5 is zero, but the torque values then become larger at the torque T2 at the start of engagement when the cap 8 begins to be rotated, the torque T3 in the subsequent pre-tightening process, the torque T4 in the final tightening process, and then the torque T5 at the end of tightening.
Then, immediately after the final fastening process indicated by the torque T4, the separation ring 8B passes over the inner ring 5E, whereby the acceleration G1 is detected.
The control device 16 detects acceleration G1 after the final tightening process indicated by torque T4, and since there is no fluctuation in acceleration during the rest of the installation process (the acceleration is zero), in this case no "screw drop-out" occurs, and the control device 16 determines that the container 5 with the cap 8 attached is a good product.
In contrast, if the "screw dropout" shown in FIG. 5B occurs when attaching the cap 8, the detection value by the acceleration sensor 15 will be as shown in FIG. 3B.
In other words, when looking at the fluctuations in the capping torque, the capping torque T1 is zero when the lower end 8A' of the threaded portion 8A abuts the threaded portion 5D of the container 5 without the cap 8 being rotated, but then, immediately after the torque T2 at the start of engagement when the cap 8 begins to rotate, a suddenly large acceleration GX is detected.
This is because, when the "screw step drop" shown in FIG. 5(B) occurs, the lower end 8A' of the screw portion 8A of the cap 8, which is pressed by the spring 16, comes into contact with the threads of the screw portion 5D of the container 5 and suddenly drops onto the threads one step below, resulting in a suddenly large acceleration GX that is detected.
Thereafter, the torque value increases to torque T3 in the temporary fastening process after the start of meshing, to torque T4 in the final fastening process, and then to torque T5 at the end of attachment.
Here, when "screw step drop" occurs, the time that elapses from when the cap 8 is rotated in the tightening direction to when the installation of the cap 8 is completed is shortened by the amount of one step of the screw thread. Therefore, when "screw step drop" occurs, the timing at which the acceleration G1 when the inner ring 5E is separated and the ring 8B passes over it is detected is earlier than when "screw step drop" does not occur as shown in Fig. 3(A) and the time that elapses from when the rotation of the cap 8 is started to when the installation of the cap is completed is also shorter (see Figs. 3(A) and 3(B)).
Then, in Figure 3 (B), if a large acceleration GX is detected at a point before the acceleration G1 at which the inner ring 5E is separated and the ring 8B passes over it, specifically, immediately after the torque T2 at the start of engagement is detected, the control device 16 is configured to determine that a ``screw drop-out'' has occurred in the container 5 to which the cap 8 is attached.
As described above, defective containers 5 that have a "dropped screw" are forcibly removed from the discharge conveyor 14 by the reject mechanism 17 while being transported by the discharge conveyor 14.

以上のように、本実施例のキャッピング装置4は、キャッピングヘッド3に加速度センサ15を備えることで、キャップ8を下降させて容器5に取り付けが終了するまでの加速度を検出し、この加速度センサ15の検出値をもとにして制御装置16は、「ネジの段落ち」が発生したか否かを確実に判定することができる。
そのため、制御装置16によって「ネジの段落ち」が生じた不良品と判定された容器5は、リジェクト機構17によって排出コンベヤ5上から確実に排除されるようになっている。それにより、不良品の容器5が下流側の処理装置(箱詰め装置)へ搬送されるのを防止することができる。
前述したように、「ネジの段落ち」が生じた容器5は、ネジ部5D、8Aに充填液9が液ハネして付着するので衛生上の問題があり、製品として市販することはできない。本実施例においては、このような不良品の容器5が市場に流通するのを確実に防止することができる。
As described above, the capping device 4 of this embodiment is equipped with an acceleration sensor 15 on the capping head 3, which detects the acceleration from when the cap 8 is lowered until it is completely attached to the container 5, and based on the detection value of this acceleration sensor 15, the control device 16 can reliably determine whether or not a "screw drop-out" has occurred.
Therefore, the container 5 determined by the control device 16 to be a defective product having a "missing screw step" is reliably removed from the discharge conveyor 5 by the reject mechanism 17. This makes it possible to prevent the defective container 5 from being transported to a downstream processing device (packing device).
As described above, containers 5 with "missing threads" have hygiene problems because the filling liquid 9 splashes onto the threaded portions 5D and 8A, and cannot be sold commercially as products. In this embodiment, it is possible to reliably prevent such defective containers 5 from being distributed on the market.

次に図4は本発明の第2実施例を示したものであり、この第2実施例においては、加速度センサ15をキャッピングヘッド3に設けるのではなく、容器5を把持するグリッパ4Aに加速度センサ15を設けたものである。その他の構成は、前述した第1の実施例と同じであり、それと対応する各部材に同じ部材番号を付している。
この第2実施例においても、チャック7に把持したキャップ8を下降させて容器5の口部5Cに被せた際に「ネジの段落ち」が生じると、容器5を把持したグリッパ4Aを介して加速度センサ15によって検出されて、図3(B)に示した場合と同様に加速度の大きな変動として検出される。それをもとにして制御装置16は、当該容器5は、「ネジの段落ち」が発生した不良品と判定するようになっている。このような構成の第2実施例であっても上記第1の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。
4 shows a second embodiment of the present invention, in which the acceleration sensor 15 is provided not in the capping head 3 but in the gripper 4A that grips the container 5. The other configurations are the same as in the first embodiment described above, and the same member numbers are used to designate corresponding members.
In this second embodiment, if a "screw drop" occurs when the cap 8 held by the chuck 7 is lowered to cover the mouth 5C of the container 5, the drop is detected by the acceleration sensor 15 via the gripper 4A holding the container 5, and is detected as a large fluctuation in acceleration, similar to the case shown in Fig. 3(B). Based on this, the control device 16 determines that the container 5 is a defective product in which a "screw drop" has occurred. Even with the second embodiment having such a configuration, it is possible to obtain the same actions and effects as the first embodiment.

なお、キャッピング装置4における加速度センサ15を設ける位置は、上述した各実施例の位置に限定されるものではなく、キャッピングヘッド3のスピンドル22又はチャック7に加速度センサ15を設けても良い。 The position where the acceleration sensor 15 is provided in the capping device 4 is not limited to the positions in the above-mentioned embodiments, and the acceleration sensor 15 may be provided on the spindle 22 or chuck 7 of the capping head 3.

3…キャッピングヘッド 4…キャッピング装置
4A…グリッパ 5…容器
5C…口部 5D…ネジ部
7…チャック 8…キャップ
8A…ネジ部 8A′…下端
11…昇降機構 12…サーボモータ
15…加速度センサ 16…制御装置
18…回転体(搬送手段) GX…加速度
3: Capping head 4: Capping device 4A: Gripper 5: Container 5C: Mouth 5D: Screw portion 7: Chuck 8: Cap 8A: Screw portion 8A': Lower end 11: Lifting mechanism 12: Servo motor 15: Acceleration sensor 16: Control device 18: Rotating body (transport means) GX: Acceleration

Claims (3)

容器を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される容器の口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドと、上記キャッピングヘッドを回転させるモータと、キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記モータの作動を制御する制御装置を備えて、
キャップを保持したキャッピングヘッドを昇降機構によって下降させて、キャップのネジ部の下端を容器の口部のネジ部に当接させてから上記モータによってキャッピングヘッドを介してキャップを回転させて容器の口部に巻き締めて取り付けるキャッピング装置において、
上記キャッピングヘッドに設けられて、上記キャップが下降される際の加速度を検出する加速度センサを備え、
上記制御装置は、上記加速度センサによって検出された加速度の変化を基にして、上記キャップのネジ部の下端が上記容器の口部のネジ山に当接してから、当該当接したネジ山の直下のネジ山へ落下するネジの段落ちが発生したか否か判定することを特徴とするキャッピング装置。
The apparatus comprises a conveying means for conveying a container, a capping head for attaching a cap to an opening of the container conveyed by the conveying means, a motor for rotating the capping head, a lifting mechanism for raising and lowering the capping head, and a control device for controlling the operation of the motor,
In a capping device, a capping head holding a cap is lowered by a lifting mechanism to bring a lower end of a screw part of the cap into contact with a screw part of a mouth of a container, and then the cap is rotated via the capping head by the motor to be fastened around the mouth of the container,
an acceleration sensor provided on the capping head for detecting an acceleration when the cap is lowered;
The control device is a capping device characterized in that it determines, based on the change in acceleration detected by the acceleration sensor, whether or not a screw drop has occurred, in which the lower end of the threaded portion of the cap abuts against the thread of the mouth of the container and then falls onto the thread directly below the abutting thread .
容器を搬送する搬送手段と、搬送手段によって搬送される容器の口部にキャップを取り付けるキャッピングヘッドと、上記キャッピングヘッドを回転させるモータと、キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記モータの作動を制御する制御装置を備えて、
キャップを保持したキャッピングヘッドを昇降機構によって下降させて、キャップのネジ部の下端を容器の口部のネジ部に当接させてから上記モータによってキャッピングヘッドを介してキャップを回転させて容器の口部に巻き締めて取り付けるキャッピング装置において
上記キャップが下降される際の加速度を検出する加速度センサを備え、
上記搬送手段は容器を把持するグリッパを備えており、
上記加速度センサは、上記グリッパに設けられており、
上記制御装置は、上記加速度センサによって検出された加速度の変化を基にして、上記キャップのネジ部の下端が上記容器の口部のネジ山に当接してから、当該当接したネジ山の直下のネジ山へ落下するネジの段落ちが発生したか否か判定することを特徴とするキャッピング装置。
The apparatus comprises a conveying means for conveying a container, a capping head for attaching a cap to an opening of the container conveyed by the conveying means, a motor for rotating the capping head, a lifting mechanism for raising and lowering the capping head, and a control device for controlling the operation of the motor,
A capping device which uses a lifting mechanism to lower a capping head holding a cap, brings the lower end of the screw part of the cap into contact with the screw part of the mouth of a container, and then rotates the cap via the capping head using the motor to tighten the cap around the mouth of the container, comprises an acceleration sensor which detects the acceleration of the cap when it is lowered,
The conveying means includes a gripper for gripping a container,
The acceleration sensor is provided in the gripper,
The control device is a capping device characterized in that it determines, based on the change in acceleration detected by the acceleration sensor, whether or not a screw drop has occurred, in which the lower end of the threaded portion of the cap abuts against the thread of the mouth of the container and then falls onto the thread directly below the abutting thread .
キャップが下降されてから、該キャップのネジ部の下端が容器のネジ部のネジ山に当接した直後に加速度センサによって加速度の急激な変動が検出された場合に、上記制御装置は、ネジの段落ちが発生したと判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のキャッピング装置。 The capping device according to claim 1 or 2, characterized in that, when a sudden change in acceleration is detected by the acceleration sensor immediately after the lower end of the threaded portion of the cap comes into contact with the threads of the threaded portion of the container after the cap is lowered, the control device determines that the screw has fallen off.
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