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JP7617362B2 - Capping Device - Google Patents
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JP7617362B2 - 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、樹脂製の容器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 a plastic container.

従来、樹脂製の容器にキャップを巻き締めて取り付けるようにしたキャッピング装置は公知である(例えば特許文献1)。
特許文献1のキャッピング装置は、サーボモータを用いたキャッピングヘッドを備えており、具体的には以下のようにしてキャップを容器の口部に取り付けている。先ず、キャップを保持したキャッピングヘッドのチャックを所要量下降させてキャップを容器の口部に被せることで、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、その状態となったらサーボモータによりチャックを介してキャップを回転させることで、キャップを容器の口部に巻き締めて取り付けるようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a capping device for attaching a cap to a resin container by winding and tightening it is known (for example, see Patent Document 1).
The capping device in Patent Document 1 is equipped with a capping head using a servo motor, and specifically, attaches a cap to the mouth of a container as follows: First, the chuck of the capping head holding the cap is lowered a required amount to place the cap over the mouth of the container, so that the lower end of the threaded portion of the cap abuts against the threaded portion of the mouth of the container, and when this state is reached, the cap is rotated via the chuck by the servo motor, thereby wrapping and attaching the cap to the mouth of the container.

特開2002-308380号公報JP 2002-308380 A

ところで、特許文献1のキャッピング装置においては、キャップを容器の口部に巻き締めする前に、キャップを把持したチャックを容器の口部の位置まで下降させることで、キャップのネジ部の下端を容器のネジ部に当接させている。その際にキャップのネジ部が容器のネジ部を飛び越えて、1段下のネジ部に落ちる、『ネジの段落ち』が発生することがある。この『ネジの段落ち』現象が発生すると、その際の衝撃によって容器内の充填液が液ハネしてキャップの内面やキャップ及び容器のネジ部に付着して汚染されるという問題があった。
また、近年は容器やキャップが軽量化されているため、キャップや容器のネジ部が十分な強度を備えていない場合があり、キャップの取り付け時に上述した『ネジの段落ち』が発生すると、キャップ及び容器のネジ部が損傷するという問題も生じている。
In the capping device of Patent Document 1, before the cap is tightened around the mouth of the container, the chuck holding the cap is lowered to the position of the mouth of the container, so that the lower end of the threaded part of the cap abuts on the threaded part of the container. At that time, the threaded part of the cap may jump over the threaded part of the container and fall onto the threaded part one step below, resulting in "thread drop". When this "thread drop" phenomenon occurs, there is a problem that the impact at that time causes the filling liquid in the container to splash out and adhere to the inner surface of the cap and the threaded parts of the cap and container, causing contamination.
In addition, as containers and caps have become lighter in recent years, the threaded portions of the caps and containers may not have sufficient strength, and if the above-mentioned "screw drop-out" occurs when attaching the cap, there is a problem that the threaded portions of the cap and container may be damaged.

上述した事情に鑑み、本発明は、容器を搬送する搬送機構と、キャップを保持するチャックを有するとともに上記搬送機構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のチャックを回転させるサーボモータと、上記キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記サーボモータおよび搬送機構の作動を制御する制御装置とを備え、
上記チャックでキャップを保持したキャッピングヘッドを上記昇降機構によって下降させるとともに、上記サーボモータによって上記チャックを停止状態から回転を開始させることにより、該チャックに保持した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、
上記搬送機構による容器の搬送速度を検出する速度検出機構を備え、該速度検出機構が検出した搬送機構による容器の搬送速度上記制御装置に入力し、
上記制御装置は、
上記搬送機構による容器の搬送速度が高速の所定運転速度とそれよりも遅い運転速度とで切り換わった場合には、上記サーボモータの回転開始タイミングを上記搬送機構の搬送速度に応じて自動的に切り換えるようになっており、
上記搬送機構が上記所定運転速度で容器を搬送する際には、上記昇降機構によってキャッピングヘッドのチャックが下降中であって、かつ、該チャックに保持されたキャップのネジ部が容器のネジ部に接触する前の時点で、上記サーボモータの回転をキャップを締め付ける方向に開始させ、
上記搬送機構が上記所定運転速度よりも遅い運転速度で容器を搬送する際には、上記昇降機構によってキャッピングヘッドのチャックが下降されて、該チャックに保持されたキャップのネジ部が容器のネジ部に接触してから、上記サーボモータの回転をキャップを締め付ける方向に開始させるようにしたものである。
In view of the above circumstances, the present invention provides a capping device comprising: a conveying mechanism for conveying containers; a capping head having a chuck for holding caps and for attaching caps to openings of containers conveyed by the conveying mechanism; a servo motor for rotating the chuck of the capping head; a lifting mechanism for raising and lowering the capping head; and a control device for controlling the operation of the servo motor and the conveying mechanism,
a capping head holding a cap by the chuck is lowered by the lifting mechanism, and the servo motor starts to rotate the chuck from a stopped state, thereby rotating the cap held by the chuck and wrapping and attaching it to the mouth of a container,
a speed detection mechanism for detecting a speed at which the container is conveyed by the conveying mechanism, and the speed at which the container is conveyed by the conveying mechanism detected by the speed detection mechanism is input to the control device ;
The control device includes:
when the container conveying speed by the conveying mechanism is switched between a high predetermined operating speed and an operating speed slower than the high predetermined operating speed, the rotation start timing of the servo motor is automatically switched in accordance with the conveying speed of the conveying mechanism,
When the conveying mechanism conveys the container at the predetermined operating speed, the rotation of the servo motor is started in a direction for fastening the cap while the chuck of the capping head is being lowered by the lifting mechanism and before the threaded portion of the cap held by the chuck comes into contact with the threaded portion of the container,
When the conveying mechanism conveys a container at an operating speed slower than the specified operating speed, the chuck of the capping head is lowered by the lifting mechanism, and the threaded portion of the cap held by the chuck comes into contact with the threaded portion of the container, and then the servo motor begins to rotate in the direction of tightening the cap .

このような構成によれば、搬送機構による容器の搬送速度に応じてサーボモータの回転開始のタイミングを変更することができる。それにより、キャップのネジ部と容器口のネジ部とが当接して噛み合う際の衝撃を緩和することができ、容器の搬送速度にかかわらずキャップを容器に円滑、かつ確実に取り付けることができる。そのため、前述した『ネジの段落ち』が発生することを抑制して、容器の口部から飛び出た充填液によってキャップの内面やネジ部が汚染されることを防止することができる。 With this configuration, the timing at which the servo motor starts to rotate can be changed according to the speed at which the container is transported by the transport mechanism. This reduces the impact when the threaded portion of the cap and the threaded portion of the container mouth come into contact and engage, allowing the cap to be attached to the container smoothly and reliably regardless of the transport speed of the container. This prevents the aforementioned "screw drop" from occurring, and prevents the inner surface and threaded portion of the cap from being contaminated by the filling liquid that has spilled out of the mouth of the container.

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の要部の縦断面図。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a main portion of FIG. 1 . 図1の要部の拡大図。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1 . 図3に示す各位置でのキャップの下降とキャップの回転開始タイミングを示す側面図。4A to 4C are side views showing the timing of the cap lowering and the cap starting to rotate at each position shown in FIG. 3 . 従来のキャッピング装置と本発明のキャッピング装置によるキャップの取り付け完了後におけるキャップへの充填液の付着重量を比較するための実験結果を示す図。FIG. 13 is a diagram showing the results of an experiment to compare the weight of the filling liquid adhered to the cap after completion of cap attachment using a conventional capping device and the capping device of the present invention.

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、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、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、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(図2、図4参照)。
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(図2、図4参照)。
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, 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 supported by the flange 5B formed on the neck 5A, so that it can be transported at a predetermined height (see FIG. 2).
In addition, 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 (see Figures 2 and 4).
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 (see Figures 2 and 4).

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によって上昇端から下降端へ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が所定のタイミングで巻き締め方向に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が下降されるとともに容器5の口部5Cに被せられてから巻き締められて取り付けられるようになっている。
後に詳述するが、本実施例においては、キャッピング装置4が所定運転速度以上で運転される際には、昇降機構11によってキャッピングヘッド3が下降される途中の時点でサーボモータ12の回転を開始させてキャップ8を回転させるように構成されており、それによって、前述した『ネジの段落ち』の発生を抑制して、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dに円滑に噛み合うようになっている。
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の取り付けが完了した容器5は、その後、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、さらにその後、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(図1参照)。
As the capping device 4 rotates in the direction of the arrow, the capping head 3 is lowered from the upper end to the lower end by the lifting mechanism 11, and the chuck 7 is rotated in the tightening direction at a predetermined timing 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 over the mouth 5C of the container 5, and then tightened and attached.
As will be described in more detail later, in this embodiment, when the capping device 4 is operated at or above a predetermined operating speed, the servo motor 12 is configured to start rotating and rotate the cap 8 at a point in the middle of the capping head 3 being lowered by the lifting mechanism 11, thereby suppressing the occurrence of the aforementioned ``screw drop-out'' and allowing the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 to smoothly engage with the threaded portion 5D of the container 5.
After the cap 8 has been attached to the container 5 by each capping head 3 of the capping device 4, the container 5 is then released from the gripper 4A at 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 transported by the discharge conveyor 14 downstream to a processing device not shown (see Figure 1).

キャッピング装置4は、時計方向に回転されて容器5を搬送する回転体16と、この回転体16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、回転体16の回転方向の所定領域でキャッピングヘッド3を昇降させる昇降機構11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と、回転体16の駆動源及び各サーボモータ12の作動を制御する制御装置17を備えている。
回転体16とそれに設けられた複数のグリッパ4Aによって、容器5を搬送する搬送機構が構成されている。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16の回転に伴って所定の速度で容器5が搬送されるようになっている。
回転体16の駆動源となる図示しないモータの作動は制御装置17によって制御されるようになっている。また、回転体16の駆動源となるモータには、該回転体16の運転速度を検出する速度検出機構18(エンコーダ)が取り付けられており、この速度検出機構18が検出した回転体16の搬送速度、つまりキャッピング装置4の運転速度は、制御装置17へ入力されるようになっている。
本実施例においては、制御装置17が図示しないモータによって回転体16を回転させる際に、回転体16によって搬送されるキャッピングヘッド3によって1分当たり合計850本の容器5にキャップ8を取り付ける運転速度を『所定運転速度(850bpm)』としている。
また、制御装置17が回転体16の駆動源となるモータの作動を制御することで、所要の場合には上記所定運転速度(850bpm)よりも遅い運転速度(例えば750~650bpm)で回転体16を回転させるようになっている。
回転体16が回転される際の搬送速度(運転速度)は、速度検出機構18によって検出されて制御装置17に入力されており、制御装置17は速度検出機構18から入力される検出信号によりキャッピング装置4の運転速度を認識するようになっている。
The capping device 4 comprises a rotor 16 that rotates clockwise to transport the container 5, a plurality of capping heads 3 arranged at equal pitch in the circumferential direction of the outer periphery of the rotor 16, a lifting mechanism 11 that raises and lowers the capping heads 3 in a predetermined area in the rotational direction of the rotor 16, a gripper 4A arranged below the capping heads 3 to grip the neck 5A of the container 5, and a control device 17 that controls the drive source of the rotor 16 and the operation of each servo motor 12.
The rotating body 16 and the multiple grippers 4A provided thereon constitute a transport mechanism for transporting 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 by the grippers 4A, and in this state, the container 5 is transported at a predetermined speed as the rotating body 16 rotates.
The operation of a motor (not shown) that serves as the drive source for the rotating body 16 is controlled by a control device 17. A speed detection mechanism 18 (encoder) that detects the operating speed of the rotating body 16 is attached to the motor that serves as the drive source for the rotating body 16. The conveying speed of the rotating body 16 detected by the speed detection mechanism 18, i.e., the operating speed of the capping device 4, is input to the control device 17.
In this embodiment, when the control device 17 rotates the rotating body 16 using a motor not shown, the operating speed at which the capping head 3 transported by the rotating body 16 attaches caps 8 to a total of 850 containers 5 per minute is defined as the "predetermined operating speed (850 bpm)."
In addition, the control device 17 controls the operation of the motor that drives the rotating body 16, so that, if necessary, the rotating body 16 is rotated at an operating speed (e.g., 750 to 650 bpm) slower than the above-mentioned specified operating speed (850 bpm).
The conveying speed (operating speed) when the rotating body 16 is rotated is detected by a speed detection mechanism 18 and input to the control device 17, and the control device 17 recognizes the operating speed of the capping device 4 based on the detection signal input from the speed detection mechanism 18.

図2に示すように、キャッピングヘッド3は、回転体16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16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によってキャッピングヘッド3を昇降させる昇降機構11が構成されている。
回転体16が図1の矢印方向に回転されることに伴って、回転区間の所要領域において昇降機構11のカム溝28Aの高さに応じてキャッピングヘッド3のチャック7が上昇端と下降端とにわたって昇降されるとともに、所定のタイミングでサーボモータ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。
図3、図4に示すように、中間ホイール6からキャッピング装置4へ容器5が受け渡される受け渡し位置A及びその隣接下流側の位置においては、昇降機構11の環状カム28は上昇端である上死点となっており、その後、環状カム28の高さは回転体16の回転方向の隣接下流側において徐々に低くなってから下降端Bである下死点となる(図4参照)。環状カム28の上昇端と下降端とを結んだ中間領域が、環状カム28によってキャッピングヘッド3が下降される下降領域Cとなっている。なお、受け渡し位置Aの図示しない隣接上流側の領域においては、環状カム28は下降端から上昇端に復帰するように構成されている。
As shown in Figure 2, the capping head 3 comprises a cylindrical outer tube 21 that is mounted on the outer periphery of the rotating body 16 and can be raised and lowered, a spindle 22 that is mounted inside the outer tube 21 and can 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, and a servo motor 12 connected to the upper end of the spline shaft 24.
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 rotatably engaged with a cam groove 28A of an annular cam 28 disposed along the outer periphery of the rotating body 16. The annular cam 28 and the cam follower 27 constitute a lifting mechanism 11 that lifts and lowers the capping head 3.
As the rotating body 16 rotates in the direction of the arrow in Figure 1, the chuck 7 of the capping head 3 is raised and lowered between the upper end and the lower end depending on the height of the cam groove 28A of the lifting mechanism 11 in the required area of the rotation section, and the chuck 7 is rotated in the tightening direction with a predetermined capping torque by the servo motor 12 at a predetermined timing.
3 and 4, at the transfer position A where the container 5 is transferred from the intermediate wheel 6 to the capping device 4 and at the adjacent downstream position thereof, the annular cam 28 of the lifting mechanism 11 is at the top dead center, which is the upper end, and thereafter, the height of the annular cam 28 gradually decreases at the adjacent downstream side in the rotation direction of the rotor 16 before reaching the bottom dead center, which is the lower end B (see FIG. 4). The intermediate region connecting the upper and lower ends of the annular cam 28 is the lowering region C where the capping head 3 is lowered by the annular cam 28. Note that in the adjacent upstream region (not shown) of the transfer position A, the annular cam 28 is configured to return from the lowering end to the upper end.

キャップ8を保持したチャック7を回転させるサーボモータ12の作動は、制御装置17によって制御され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17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17に入力されるようになっている。
制御装置17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17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。
The operation of the servo motor 12 that rotates the chuck 7 holding the cap 8 is controlled by the control device 17. An encoder 31 that outputs a pulse signal is connected to a rotating portion 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 portion 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 17, and the current output from the servo motor 12 is detected by the ammeter 32 and input to the control device 17.
The control device 17 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 17 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.

しかして、本実施例は、キャッピング装置4の回転体16が所定運転速度(850bpm)以上で運転される場合と、この所定運転速度よりも遅い運転速度で運転される場合とで、サーボモータ12を回転させる回転開始タイミングを変更するように構成したことが特徴となっている。
具体的には、制御装置17は、昇降機構11によってキャッピングヘッド3及びチャック7が下降される際に、次のようにしてサーボモータ12の回転開始タイミングを制御するようになっている。
回転体16が所定運転速度(850bpm)以上で運転される場合には、速度検出機構18からの入力信号を基にして制御装置17は、所定運転速度で回転体16が運転されていることを認識すると、昇降機構11の環状カム28によってキャッピングヘッド3が上記下降領域Cの中間位置となる時点X1までチャック7(キャップ8)が下降すると、その時点でサーボモータ12の回転を開始させる(図3、図4参照))。
そのため、その時点X1から後に昇降機構11によってキャッピングヘッド3が下降端Bまで下降されるまで、キャップ8が巻き締め方向に回転されるので、回転中のキャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dに上方から円滑に接触して、両ネジ部8A、5Dが噛み合うようになっている。
そのように両ネジ部8A、5Aが円滑に噛み合ってからばね26によりキャップ8が下方へ押圧された状態において、キャップ8が継続してサーボモータ12によって巻き締め方向に回転されることで、キャップ8のネジ部8Aが容器5のネジ部5Dに巻き締められてキャップ8の取り付けが完了するようになっている。
換言すると、本実施例では、所定運転速度(850bpm)以上で回転体16を運転させる場合には、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dと接触する前の時点X1で、サーボモータ12を停止状態から回転を開始させるようにしている。
それによって、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dに円滑に噛み合うことで、前述した『ネジの段落ち』が発生するのを効果的に抑制できるようになっている。
他方、上記所定運転速度(850bpm)で回転体16が運転されている状態において、排出コンベヤ14の下流側に配置された図示しない処理装置に何らかのトラブルが生じる場合がある。その場合には、回転体16の運転速度を、上記所定運転速度よりも遅い運転速度(例えば600bpm、750bpm)で運転することになる。そして、その際には速度検出機構18によって運転速度が所定運転速度よりも遅い運転速度になったことを制御装置17が認識する。
すると、制御装置17は、昇降機構11の環状カム28によってキャッピングヘッド3が下降端Bに下降されるまではサーボモータ12を回転させずに停止させたままとし、キャッピングヘッド3が昇降機構11によって下降端Bまで下降した時点X2でサーボモータ12の回転を開始させる。つまり、キャップ8が下降端Bまで下降されることによって、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が容器5のネジ部5Dに接触した時点X2で、制御装置17はサーボモータ12の回転を開始させてキャップ8を巻締方向に回転させて容器5の口部5Cに取り付けるようになっている(図3、図4参照)。
Therefore, this embodiment is characterized in that it is configured so that the rotation start timing for rotating the servo motor 12 is changed depending on whether the rotating body 16 of the capping device 4 is operated at a predetermined operating speed (850 bpm) or higher or at an operating speed slower than this predetermined operating speed.
Specifically, when the capping head 3 and the chuck 7 are lowered by the lifting mechanism 11, the control device 17 controls the rotation start timing of the servo motor 12 in the following manner.
When the rotating body 16 is operated at a predetermined operating speed (850 bpm) or higher, the control device 17 recognizes that the rotating body 16 is operating at the predetermined operating speed based on the input signal from the speed detection mechanism 18, and when the chuck 7 (cap 8) is lowered by the annular cam 28 of the lifting mechanism 11 to a time X1 at which the capping head 3 is at the intermediate position of the above-mentioned descent region C, the control device 17 starts rotating the servo motor 12 at that time (see Figures 3 and 4)).
Therefore, from that point X1 until the capping head 3 is lowered to the lower end B by the lifting mechanism 11, the cap 8 is rotated in the tightening direction, so that the lower end 8A' of the screw portion 8A of the rotating cap 8 smoothly contacts the screw portion 5D of the container 5 from above, causing the two screw portions 8A, 5D to mesh with each other.
After the two screw portions 8A, 5A smoothly mesh in this manner, the cap 8 is pressed downward by the spring 26, and then the cap 8 continues to rotate in the tightening direction by the servo motor 12, whereby the screw portion 8A of the cap 8 is tightened onto the screw portion 5D of the container 5, thereby completing the installation of the cap 8.
In other words, in this embodiment, when the rotating body 16 is operated at a predetermined operating speed (850 bpm) or higher, the servo motor 12 is caused to start rotating from a stopped state at the time X1 before the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 comes into contact with the threaded portion 5D of the container 5.
As a result, the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 smoothly engages with the threaded portion 5D of the container 5, effectively preventing the above-mentioned "screw step drop" from occurring.
On the other hand, when the rotor 16 is operating at the above-mentioned predetermined operating speed (850 bpm), some trouble may occur in a processing device (not shown) located downstream of the discharge conveyor 14. In that case, the operating speed of the rotor 16 will be operated at an operating speed (e.g., 600 bpm, 750 bpm) slower than the above-mentioned predetermined operating speed. In that case, the speed detection mechanism 18 causes the control device 17 to recognize that the operating speed has become slower than the predetermined operating speed.
Then, the control device 17 keeps the servo motor 12 stopped and does not rotate until the capping head 3 is lowered to the lower end B by the annular cam 28 of the lifting mechanism 11, and starts rotating the servo motor 12 at the time X2 when the capping head 3 is lowered to the lower end B by the lifting mechanism 11. In other words, at the time X2 when the cap 8 is lowered to the lower end B and the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 comes into contact with the threaded portion 5D of the container 5, the control device 17 starts rotating the servo motor 12 to rotate the cap 8 in the seaming direction and attach it to the mouth 5C of the container 5 (see Figures 3 and 4).

以上のように、本実施例においては、所定運転速度(850bpm)でキャッピング装置4の回転体16を運転する場合には、昇降機構11によってキャッピングヘッド3が下降される際の下降領域Cの中間に位置した時点X1で、サーボモータ12の回転を開始させるようになっている。それにより、下降端Bまでチャック7が下降される際には、チャック7を介してキャップ8も巻き締め方向に回転しているので、キャップ8のネジ部8Aの下端部8A′が、容器5のネジ部5Dに上方から接触する際の衝撃が緩和されて、円滑に両ネジ部8A、5Dが噛み合うようになっている。
それにより、容器5へのキャップ8の取り付けの際に『ネジの段落ち』が発生するのを効果的に抑制することができる。したがって、『ネジの段落ち』が生じた際の衝撃によって、容器5内の充填液9が液はねしてキャップ8の内面やネジ部8A、5Dに付着して、それらの箇所が汚染されるのを防止することができる。
また、所定運転速度(850bpm)で回転体16を運転中において、回転体16の運転速度が所定運転速度よりも遅い運転速度(650bpmや750bpm)に切り換えられた場合には、その運転速度に応じてサーボモータ12の回転を開始させるタイミングを制御装置17によって変更することができる。
そのため、下流側の処理装置にトラブルが発生した際に、回転体16が所定運転速度からそれよりも遅い運転速度に切り換えられた際にも、それに応じた的確なタイミングでサーボモータ12の回転開始タイミングを制御することができる。
図5は、従来のキャッピング装置を用いた場合と本実施例(本願発明)のキャッピング装置4を用いた場合とで、キャップ8の取り付け完了後におけるキャップ8の汚染状態を比較した実験結果を示したものである。なお、この実験においては、容器5を搬送するのではなく、容器5を停止させた状態において従来技術と本実施例によるキャップ8の取り付け完了後の実験結果を比較したものである。
この図5のデータから理解できるように、キャップ8を下降端まで下降させることでキャップ8のネジ部の下端部を容器8のネジ部に当接させてからキャップ8を回転させるようにした従来のキャッピング装置においては、キャップ8等への充填液(製品液)の付着量が最大で51mgとなっている。
これに対して、上記下降領域Cで下降途中の時点でキャップ8を回転させて容器5に取り付ける本実施例の場合には、充填液(製品液)の付着量が1mgとなっている。この図5に示す実験結果からも明らかなように、従来と比較して本実施例のキャッピング装置4によれば、『ネジの段落ち』現象を抑制して、ネジの段落ちが生じた場合の衝撃による液はねでキャップ8等が汚染されるのを効果的に抑制できるものと推定できる。
なお、上記実施例では所定運転速度を850bpmとしているが、所定運転速度は850bpmに限らず900bpm以上で1000bpmでも良い。この場合においても、上記下降領域Cで下降途中の時点でキャップ8を回転させて容器5に取り付けるようになっている。
As described above, in this embodiment, when the rotating body 16 of the capping device 4 is operated at a predetermined operating speed (850 bpm), the servo motor 12 is caused to start rotating at the time point X1 when the capping head 3 is located in the middle of the descending region C when it is descended by the lifting mechanism 11. As a result, when the chuck 7 is descended to the descending end B, the cap 8 is also rotating in the tightening direction via the chuck 7, so that the impact when the lower end 8A' of the threaded portion 8A of the cap 8 contacts the threaded portion 5D of the container 5 from above is mitigated, and the two threaded portions 8A and 5D smoothly engage with each other.
This effectively prevents "screw drop" from occurring when the cap 8 is attached to the container 5. This prevents the filling liquid 9 in the container 5 from splashing and adhering to the inner surface of the cap 8 and the threaded portions 8A and 5D due to the impact caused by "screw drop", thereby preventing these locations from being contaminated.
In addition, when the rotating body 16 is operating at a predetermined operating speed (850 bpm), if the operating speed of the rotating body 16 is switched to an operating speed (650 bpm or 750 bpm) slower than the predetermined operating speed, the timing at which the servo motor 12 starts rotating can be changed by the control device 17 in accordance with the operating speed.
Therefore, even if a problem occurs in the downstream processing device and the rotating body 16 is switched from a predetermined operating speed to a slower operating speed, the rotation start timing of the servo motor 12 can be controlled at an appropriate timing accordingly.
5 shows the results of an experiment comparing the state of contamination of the cap 8 after the completion of attachment of the cap 8 when a conventional capping device is used and when the capping device 4 of this embodiment (the present invention) is used. Note that in this experiment, the container 5 is not transported, but the experimental results after the completion of attachment of the cap 8 by the conventional technology and this embodiment are compared in a state where the container 5 is stopped.
As can be seen from the data in Figure 5, in a conventional capping device in which the cap 8 is lowered to the end of its downward movement so that the lower end of the threaded portion of the cap 8 comes into contact with the threaded portion of the container 8 and then the cap 8 is rotated, the maximum amount of filling liquid (product liquid) adhering to the cap 8, etc. is 51 mg.
In contrast, in the case of this embodiment in which the cap 8 is rotated and attached to the container 5 midway down in the descending region C, the amount of the filling liquid (product liquid) adhering is 1 mg. As is clear from the experimental results shown in Fig. 5, it can be presumed that the capping device 4 of this embodiment can suppress the "screw dropout" phenomenon compared to the conventional one, and can effectively suppress contamination of the cap 8, etc., due to liquid splashing caused by the impact when the screw dropout occurs.
In the above embodiment, the predetermined operating speed is 850 bpm, but the predetermined operating speed is not limited to 850 bpm and may be 900 bpm or more and 1000 bpm or more. Even in this case, the cap 8 is rotated and attached to the container 5 during the descent in the descent region C.

3‥キャッピングヘッド 4‥キャッピング装置
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′‥ネジ部の下端部 9‥充填液
11‥昇降機構 12‥サーボモータ
16‥制御装置 18‥速度検出機構
Description of the Reference Numerals 3: Capping head 4: Capping device 5: Container 5C: Mouth portion 5D: Screw portion 7: Chuck 8: Cap 8A: Screw portion 8A': Lower end portion of screw portion 9: Filling liquid 11: Lifting mechanism 12: Servo motor 16: Control device 18: Speed detection mechanism

Claims (1)

容器を搬送する搬送機構と、キャップを保持するチャックを有するとともに上記搬送機構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のチャックを回転させるサーボモータと、上記キャッピングヘッドを昇降させる昇降機構と、上記サーボモータおよび搬送機構の作動を制御する制御装置とを備え、
上記チャックでキャップを保持したキャッピングヘッドを上記昇降機構によって下降させるとともに、上記サーボモータによって上記チャックを停止状態から回転を開始させることにより、該チャックに保持した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、
上記搬送機構による容器の搬送速度を検出する速度検出機構を備え、該速度検出機構が検出した搬送機構による容器の搬送速度上記制御装置に入力し、
上記制御装置は、
上記搬送機構による容器の搬送速度が高速の所定運転速度とそれよりも遅い運転速度とで切り換わった場合には、上記サーボモータの回転開始タイミングを上記搬送機構の搬送速度に応じて自動的に切り換えるようになっており、
上記搬送機構が上記所定運転速度で容器を搬送する際には、上記昇降機構によってキャッピングヘッドのチャックが下降中であって、かつ、該チャックに保持されたキャップのネジ部が容器のネジ部に接触する前の時点で、上記サーボモータの回転をキャップを締め付ける方向に開始させ、
上記搬送機構が上記所定運転速度よりも遅い運転速度で容器を搬送する際には、上記昇降機構によってキャッピングヘッドのチャックが下降されて、該チャックに保持されたキャップのネジ部が容器のネジ部に接触してから、上記サーボモータの回転をキャップを締め付ける方向に開始させることを特徴とするキャッピング装置。
a capping head having a chuck for holding a cap and attaching a cap to an opening of the container transported by the transport mechanism; a servo motor for rotating the chuck of the capping head; a lifting mechanism for raising and lowering the capping head; and a control device for controlling the operation of the servo motor and the transport mechanism;
a capping head holding a cap by the chuck is lowered by the lifting mechanism, and the servo motor starts to rotate the chuck from a stopped state, thereby rotating the cap held by the chuck and wrapping and attaching it to the mouth of a container,
a speed detection mechanism for detecting a speed at which the container is conveyed by the conveying mechanism, and the speed at which the container is conveyed by the conveying mechanism detected by the speed detection mechanism is input to the control device ;
The control device includes:
When the container conveying speed by the conveying mechanism is switched between a high predetermined operating speed and an operating speed slower than the high predetermined operating speed, the rotation start timing of the servo motor is automatically switched in accordance with the conveying speed of the conveying mechanism,
When the conveying mechanism conveys the container at the predetermined operating speed, the rotation of the servo motor is started in a direction for fastening the cap while the chuck of the capping head is being lowered by the lifting mechanism and before the threaded portion of the cap held by the chuck comes into contact with the threaded portion of the container,
A capping device characterized in that, when the conveying mechanism conveys a container at an operating speed slower than the specified operating speed, the chuck of the capping head is lowered by the lifting mechanism, and the screw portion of the cap held by the chuck comes into contact with the screw portion of the container, and then the servo motor starts to rotate in the direction of tightening the cap .
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