特開 2024-30290 容器の蓋閉め方法、容器の蓋閉め検査方法、及び蓋閉め装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024030290

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】容器の蓋閉め方法、容器の蓋閉め検査方法、及び蓋閉め装置

(51)【国際特許分類】

   B65B 57/02 20060101AFI20240229BHJP

   B65B 7/28 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

B65B57/02 B

B65B7/28 N

B65B7/28 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022133064

(22)【出願日】2022-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 智弘

(72)【発明者】

【氏名】柳沢 誠

(72)【発明者】

【氏名】今井 貴之

【テーマコード（参考）】

3E049

【Ｆターム（参考）】

3E049AA05

3E049AB02

3E049CA01

3E049CA06

3E049DA01

3E049EA08

3E049EC04

(57)【要約】

【課題】作業の良否を判定可能な、容器の蓋閉め方法、容器の蓋閉め検査方法、及び蓋閉め装置、を提供する。
【解決手段】容器本体２０に蓋体３０を嵌合させる容器１０の蓋閉め方法であって、容器本体２０と蓋体３０とが嵌合した状態で並ぶ方向を嵌合方向としたとき、容器本体２０に重ねられた状態の蓋体３０を、ロボットに配置された押圧部２３０が押圧することで、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させて蓋閉めをし、押圧部２３０が所定の位置にあるときに、押圧部２３０が蓋体３０から反力として受ける嵌合方向の荷重を検出し、荷重に基づいて、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定する。
【選択図】図１０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

容器本体に蓋体を嵌合させる容器の蓋閉め方法であって、
前記容器本体と前記蓋体とが嵌合した状態で並ぶ方向を嵌合方向としたとき、
前記容器本体に重ねられた状態の前記蓋体を、自動機に配置された押圧部が押圧することで、前記容器本体と前記蓋体とを嵌合させて蓋閉めをし、
前記押圧部が所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける前記嵌合方向の力成分を検出し、
前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する、容器の蓋閉め方法。

【請求項2】

請求項１に記載の容器の蓋閉め方法であって、
前記蓋閉めは、力制御は用いず、位置制御を用いる、容器の蓋閉め方法。

【請求項3】

請求項２に記載の容器の蓋閉め方法であって、
前記嵌合方向における前記押圧部と前記容器本体との距離が、前記蓋閉めの位置よりも、前記判定する位置の方が長い、容器の蓋閉め方法。

【請求項4】

請求項１に記載の容器の蓋閉め方法であって、
前記蓋閉めは、力制御を用いる、容器の蓋閉め方法。

【請求項5】

請求項１に記載の容器の蓋閉め方法であって、
前記検出は、水晶方式の力センサーを用いる、容器の蓋閉め方法。

【請求項6】

請求項１に記載の容器の蓋閉め方法であって、
前記自動機は、水平多関節ロボットであり、
前記検出は、前記容器本体がベルトコンベア上を移動している状態で行う、容器の蓋閉め方法。

【請求項7】

容器本体と蓋体との嵌合状態を検査する容器の蓋閉め検査方法であって、
前記容器本体と前記蓋体とが嵌合した状態で並ぶ方向を嵌合方向としたとき、
自動機に配置された押圧部が、前記蓋体を前記容器本体に対して押圧して所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける前記嵌合方向の力成分を検出し、前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する、容器の蓋閉め検査方法。

【請求項8】

自動機と、
前記自動機に配置され、容器本体に蓋体を押圧することで、前記容器本体と前記蓋体とを嵌合させる押圧部と、
前記押圧部が所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける力成分を検出する検出部と、
前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する判定部と、を備える、蓋閉め装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、容器の蓋閉め方法、容器の蓋閉め検査方法、及び蓋閉め装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ベルトコンベアによって搬送された容器本体に蓋を押圧することによって蓋を容器本体に圧入する、所謂、容器の蓋閉め作業を自動で行う蓋閉装置の構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１００４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、容器に蓋が正しく閉まっているのか否か、作業の良否を判定することができないという課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

容器の蓋閉め方法は、容器本体に蓋体を嵌合させる容器の蓋閉め方法であって、前記容器本体と前記蓋体とが嵌合した状態で並ぶ方向を嵌合方向としたとき、前記容器本体に重ねられた状態の前記蓋体を、自動機に配置された押圧部が押圧することで、前記容器本体と前記蓋体とを嵌合させて蓋閉めをし、前記押圧部が所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける前記嵌合方向の力成分を検出し、前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する。

【0006】

容器の蓋閉め検査方法は、容器本体と蓋体との嵌合状態を検査する容器の蓋閉め検査方法であって、前記容器本体と前記蓋体とが嵌合した状態で並ぶ方向を嵌合方向としたとき、自動機に配置された押圧部が、前記蓋体を前記容器本体に対して押圧して所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける前記嵌合方向の力成分を検出し、前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する。

【0007】

蓋閉め装置は、自動機と、前記自動機に配置され、容器本体に蓋体を押圧することで、前記容器本体と前記蓋体とを嵌合させる押圧部と、前記押圧部が所定の位置にあるときに、前記押圧部が前記蓋体から反力として受ける力成分を検出する検出部と、前記力成分に基づいて、前記容器本体と前記蓋体との嵌合状態の合否を判定する判定部と、を備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】蓋閉め装置の構成を示す斜視図。

【図2】容器の構成を示す断面図。

【図3】蓋閉め治具の構成を示す斜視図。

【図4】容器の蓋閉め方法、及び、容器の蓋閉め検査方法を示すフローチャート。

【図5】容器の蓋閉め方法の一部を示す断面図。

【図6】容器の蓋閉め方法の一部を示す断面図。

【図7】容器の蓋閉め方法の一部を示す断面図。

【図8】容器の蓋閉め方法の一部を示す断面図。

【図9】容器の蓋閉め方法の一部を示す断面図。

【図10】容器の蓋閉め検査方法の一部を示す断面図。

【図11】合格時における蓋閉め到達位置と荷重との関係を示すグラフ。

【図12】不良時における蓋閉め到達位置と荷重との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下の各図においては、互いに直交する３つの軸をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸として説明する。Ｘ軸に沿う方向を「Ｘ方向」、Ｙ軸に沿う方向を「Ｙ方向」、Ｚ軸に沿う方向を「Ｚ方向」とし、矢印の方向が＋方向であり、＋方向と反対の方向を－方向とする。なお、＋Ｚ方向を「上」又は「上方」、－Ｚ方向を「下」又は「下方」ということもあり、＋Ｚ方向及び－Ｚ方向から見ることを平面視あるいは平面的ともいう。また、Ｚ方向＋側の面を上面、これと反対側となるＺ方向－側の面を下面として説明する。また、Ｚ軸は、容器本体２０に対して蓋体３０が閉められた状態で、容器本体２０と蓋体３０とが並ぶ方向であり第１方向、または嵌合方向ともいう。

【0010】

まず、図１を参照しながら、蓋閉め装置１０００の構成を説明する。

【0011】

図１に示すように、蓋閉め装置１０００は、容器本体２０に対して蓋体３０を閉める操作を行う装置であり、ロボットアーム１１０を有する自動機としてのロボット１００と、ロボットアーム１１０に取り付けられている蓋閉め治具２００と、を備える。

【0012】

容器本体２０は、例えば、食品などを収容する箱体であり、上方が開口する開口部２４（図２参照）を有する。蓋体３０は、容器本体２０の開口部２４に被せられ、開口部２４を閉じる部材である。なお、容器本体２０と蓋体３０とを合わせた構成を容器１０と称する。また、容器１０の収容物は、食品に限定されない。

【0013】

また、蓋閉め装置１０００は、蓋閉め位置１０１を通過するように、容器本体２０を矢印の方向に、即ち、上流から下流へ搬送するベルトコンベア３００と、蓋体３０が配置されたテーブル４００と、ベルトコンベア３００上の容器本体２０の位置を検出するセンサー５００と、ベルトコンベア３００の搬送速度を検出するエンコーダー６００と、を備える。

【0014】

蓋閉め装置１０００は、蓋閉め位置１０１に容器本体２０が搬送されたタイミングで、蓋閉め治具２００によって保持された蓋体３０を容器本体２０に被せて閉める蓋閉め操作を行う。蓋体３０が閉められた容器本体２０、即ち、容器１０は、ベルトコンベア３００で下流側に搬送される。

【0015】

なお、容器本体２０を搬送する方法は、ベルトコンベア３００を用いる方法に限定されない。また、蓋体３０は、テーブル４００に載置することに限定されず、例えば、他のベルトコンベアで一つずつ搬送するようにしてもよい。

【0016】

センサー５００としては、例えば、カメラを用いる画像センサー等が挙げられる。センサー５００は、例えば、ベルトコンベア３００で搬送される容器本体２０の中心位置を検出する。

【0017】

エンコーダー６００は、上記したように、ベルトコンベア３００の速度を検出し、検出情報をロボット１００に送信する。具体的には、ベルトコンベア３００に配置されたローラーの変位量を検出しており、図示しない演算部によって、容器本体２０の位置と回転速度から、容器本体２０が蓋閉め位置１０１に到達する時間を演算する。なお、エンコーダー６００は、搬送の上流側に配置されていることに限定されず、下流側に配置するようにしてもよい。

【0018】

ロボット１００は、ロボットアーム１１０を有する水平多関節ロボットである。なお、ロボット１００の形態は、これに限定されず、垂直多関節ロボットであってもよいし、複数のロボットアームを有する双腕ロボットであってもよい。

【0019】

また、本実施形態のロボット１００は、力制御は用いず、位置制御のみで、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させる。具体的には、位置制御は、例えば、蓋閉め治具２００の蓋閉め開始位置情報と、蓋閉め到達位置情報とに基づいて、シャフト４０をＺ方向に駆動する。位置制御は、例えば、力制御よりも速い速度でロボットアーム１１０やシャフト４０を移動させることが可能となり、迅速な作業に寄与する。

【0020】

ロボットアーム１１０は、シャフト４０と、シャフト４０の先端に設けられた各種のエンドエフェクターを取り付け可能な先端部２５０を有する。先端部２５０には、例えば、図１に示すような、蓋閉め治具２００が取り付けられている。ロボットアーム１１０は、蓋閉め治具２００を動作範囲内の任意の位置に移動させる。また、ロボットアーム１１０の動作範囲は、蓋閉め位置１０１を含むように設定されている。

【0021】

また、ロボット１００は、検出部２６０と、記憶部１２０と、判定部１３０と、図示しない制御部と、を有する。

【0022】

検出部２６０は、例えば、シャフト４０と先端部２５０との間に設けられている。検出部２６０としては、例えば、力覚センサーが挙げられる。力覚センサーは、押圧部２３０（図３参照）が所定の位置にあるとき、押圧部２３０が蓋体３０から反力として受ける力成分としての荷重を検出する。

【0023】

また、力覚センサーは、水晶方式であり、水晶などの圧電体で構成され、エンドエフェクターに加わる応力が伝わる受圧部と、この受圧部に形成された電極と、を有し、受けた応力に応じて受圧部に生じる電荷を電極から検出信号として取り出す構成となっている。これにより、比較的簡単な構成で、かつ、高い検出精度を有し、成否判断の精度が高い。なお、力覚センサーであることに限定されず、他の方式でもよい。また、水晶を用いた力覚センサーに限定されず、他の方式の力覚センサーであってもよい。

【0024】

記憶部１２０は、図示しない制御部が実行可能な各種プログラムや、力覚センサーに加えられた荷重に基づいて合否の判定をする閾値情報などを記憶する。記憶部１２０としては、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリー、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリー、着脱式の外部記憶装置等が挙げられる。

【0025】

判定部１３０は、力覚センサーに加えられた荷重と、記憶部１２０に記憶された閾値情報とを比較して、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態が正常か否かを判定する。

【0026】

制御部は、ロボットアーム１１０を動作させることで、センサー５００によって検出された容器本体２０の位置に合わせて蓋閉め治具２００を移動させる機能、センサー５００によって検出された容器本体２０に蓋体３０を被せ、蓋閉め操作を行うように蓋閉め治具２００を移動させる機能、を有する。

【0027】

次に、図２を参照しながら、容器１０の構成を説明する。

【0028】

図２に示すように、容器１０は、容器本体２０と、蓋体３０と、で構成される。容器１０は、容器本体２０の内側に蓋体３０を嵌合させるタイプ、いわゆる内嵌合タイプの容器である。図２は、蓋体３０を閉じる前の状態を示している。

【0029】

容器本体２０は、下端に位置する底部２１と、底部２１の外縁に接続されている円筒部２２と、円筒部２２の上端に接続されている鍔部２３と、を有する。そして、円筒部２２によって内部空間Ｓ１が画定されている。内部空間Ｓ１は、収容物を収容する空間である。また、鍔部２３により、内部空間Ｓ１の上方に位置する開口部２４が画定されている。

【0030】

容器本体２０は、平面視で、第１方向に沿って延在する軸Ａ１を中心とする円形をなしている。また、底部２１も、軸Ａ１を中心とし、軸Ａ１と直交する面内に広がる円形をなしている。

【0031】

円筒部２２は、底部２１の外縁から上方に向かって立ち上がるとともに、軸Ａ１まわりの周方向に連続している。

【0032】

鍔部２３は、円筒部２２の上端から第２方向の外側に向かって突出するとともに、周方向に連続している。鍔部２３は、被嵌合部２３ａと、フランジ部２３ｂと、で構成される。被嵌合部２３ａは、蓋体３０と嵌合する部位である。フランジ部２３ｂは、被嵌合部２３ａの上端から外側に突出している。容器本体２０の構成材料は、特に限定されないが、例えば、プラスチック、紙、発泡ポリスチレン等である。

【0033】

蓋体３０は、基部３１と、基部３１の外縁に接続されている円筒部３２と、円筒部３２の下端に接続されている鍔部３３と、を有する。

【0034】

蓋体３０は、平面視で、軸Ａ１を中心とする円形をなしている。そして、基部３１も、軸Ａ１を中心とし、軸Ａ１と直交する面内に広がる円形をなしている。

【0035】

円筒部３２は、基部３１の外縁から下方に向かって立ち下がるとともに、周方向に連続している。また、円筒部３２の下端の外径は、円筒部３２の上端の外径よりも大きくなっている。さらに、下端と上端との間で、外径が連続的に変化している。このように、円筒部３２の外面は、第１方向に沿って外径が連続して変化するテーパー形状になっている。

【0036】

鍔部３３は、円筒部３２の下端から第２方向の外側に向かって突出するとともに、周方向に連続している。鍔部３３は、溝部３３ａと、嵌合部３３ｂと、壁部３３ｃと、フランジ部３３ｄと、で構成される。

【0037】

溝部３３ａは、円筒部３２の下端に接続されている。溝部３３ａは、軸Ａ１と直交する面内に広がり、軸Ａ１を中心とする円環状をなしている。嵌合部３３ｂは、溝部３３ａの外側の端部に接続されている。嵌合部３３ｂは、容器本体２０の被嵌合部２３ａと嵌合する。

【0038】

壁部３３ｃは、嵌合部３３ｂの上端に接続されている。壁部３３ｃは、第１方向に沿う成分を持って広がる部位であり、平面視において軸Ａ１を取り囲むように嵌合部３３ｂに沿って配置されている。

【0039】

第１方向に沿う成分を持って広がるとは、軸Ａ１を含む平面で壁部３３ｃを切断したとき、壁部３３ｃと軸Ａ１とのなす角度が９０°未満であることをいうが、この角度は、４５°以下であることが好ましく、３０°以下であることがより好ましい。

【0040】

また、壁部３３ｃが嵌合部３３ｂに沿って配置されているとは、例えば、嵌合部３３ｂが円環状をなしている場合、壁部３３ｃも嵌合部３３ｂと同心の円環状をなしていることをいう。

【0041】

フランジ部３３ｄは、壁部３３ｃの上端に接続されている。フランジ部３３ｄは、壁部３３ｃとの接続部から第２方向の外側に向かって突出している。蓋体３０の構成材料は、特に限定されないが、例えば、プラスチック、紙、発泡ポリスチレン等である。

【0042】

容器本体２０に対して蓋体３０を閉じる前の状態において、蓋体３０の嵌合部３３ｂの外径φＷ１は、容器本体２０の被嵌合部２３ａの内径φＷ２よりもわずかに大きくなるように設定されている。蓋体３０を閉じるときは、蓋体３０を押圧することにより、被嵌合部２３ａの内側に嵌合部３３ｂを圧入する。

【0043】

このとき、嵌合部３３ｂの外径φＷ１は、一旦、縮径するように変形し、圧入後には被嵌合部２３ａの内径φＷ２よりわずかに大きくなる。これにより、被嵌合部２３ａに対する嵌合部３３ｂの嵌合が完了する。なお、嵌合の完了後、嵌合部３３ｂの外径φＷ１は、嵌合前よりもわずかに小さくなっていてもよい。

【0044】

これにより、嵌合部３３ｂは、嵌合の完了後において、第２方向の外側に向かって弾性復帰しようとする。これが嵌合力を生み、蓋体３０を容器本体２０に対してより良好に密着させることができる。

【0045】

以上、容器１０について説明したが、上述した容器１０は、蓋閉め治具２００が適用される容器の一例であり、蓋体３０が嵌合部３３ｂおよび壁部３３ｃを有し、容器本体２０が被嵌合部２３ａを有していれば、上記の形状に限定されない。

【0046】

次に、図３を参照しながら、蓋閉め治具２００の構成を説明する。なお、図３に示す蓋閉め治具２００は、図示の便宜上、一部を切り欠いて断面を示している。

【0047】

図３に示すように、蓋閉め治具２００は、基部２１０と、規制部２２０と、押圧部２３０と、を有する。

【0048】

基部２１０は、平面視で、軸Ａ２を中心とし、軸Ａ２と直交する面内に広がる円形をなしている。また、基部２１０は、ロボットアーム１１０の先端部２５０に取り付けるための構造を有していてもよい。

【0049】

規制部２２０は、基部２１０の外縁から下方に向かって立ち下がるとともに、周方向に連続している。また、規制部２２０の下端の内径は、規制部２２０の上端の内径よりも大きくなっている。さらに、下端と上端との間で、内径が連続的に変化している。

【0050】

このように、規制部２２０の内面は、第１方向に沿って内径が連続して変化するテーパー形状になっている。そして、規制部２２０によって内部空間Ｓ２が画定されている。内部空間Ｓ２には、蓋体３０の一部が収容され、かつ、蓋体３０と規制部２２０とが接触することにより、蓋体３０が保持されるとともに、蓋体３０の位置が所定の位置に規制される。なお、規制部２２０の形状は、上記の形状に限定されず、例えばテーパー形状になっていなくてもよい。

【0051】

押圧部２３０は、規制部２２０の下端から第２方向の外側に向かって突出するとともに、周方向に連続している。押圧部２３０は、軸Ａ２と直交する面内に広がり、軸Ａ２を中心とする円環状をなしている。また、押圧部２３０は、第２方向の中央部が両端部に比べて下方に突出した湾曲形状をなしている。この湾曲形状により、蓋体３０の目的とする部位を的確に押圧することができる。なお、押圧部２３０の形状は、蓋体３０を押圧可能な形状であればよく、上記の形状に限定されない。

【0052】

また、規制部２２０は、低弾性部２４０を有する。低弾性部２４０は、規制部２２０の第１方向における一部であり、押圧部２３０よりも弾性率が低くなっている。このため、低弾性部２４０は、蓋体３０と接触すると圧縮され、元に戻ろうとする復元力を発生させる。この復元力は、後述するように、規制部２２０が蓋体３０を保持したり、蓋体３０の位置を規制したりすることに寄与する。

【0053】

さらに、低弾性部２４０は、軸Ａ２まわりの円環状をなし、規制部２２０の内壁面から内側に突出している。このため、蓋閉め治具２００を蓋体３０に近づけたとき、他の部位に優先して低弾性部２４０を蓋体３０に接触させることができる。したがって、低弾性部２４０は、蓋閉め治具２００が有する機能である、規制部２２０が蓋体３０を保持する機能、および、規制部２２０が蓋体３０の位置を規制する機能、をより強化することに寄与する。

【0054】

低弾性部２４０の構成材料としては、例えば、ゴム材料、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。このような低弾性部２４０には、一例として、Ｏリングのようなシールリングが挙げられる。

【0055】

蓋閉め治具２００の構成材料としては、例えば、樹脂材料が挙げられるが、他の材料、例えば、金属材料、セラミック材料、ガラス材料等であってもよい。また、蓋閉め治具２００は、全体が一体になっていてもよいし、複数の部品の集合体であってもよい。

【0056】

次に、図４～図１２を参照しながら、容器１０の蓋閉め方法、及び、容器１０の蓋閉め検査方法を説明する。なお、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法、及び、容器１０の蓋閉め検査方法は、ベルトコンベア３００上で容器本体２０を移動しながら、言い換えれば、トラッキングしながら行う。

【0057】

図４に示すように、ステップＳ１１では、蓋閉め治具２００で蓋体３０を保持する。具体的には、まず、ロボットアーム１１０を動作させて、テーブル４００の上に配置された蓋体３０に向けて、蓋閉め治具２００を被せる。

【0058】

具体的には、蓋閉め治具２００を下降させると、図５に示すように、蓋閉め治具２００の内部空間Ｓ２に蓋体３０の基部３１が収容される。さらに蓋閉め治具２００を下降させると、図６に示すように、蓋閉め治具２００の低弾性部２４０と、蓋体３０の円筒部３２と、が接触する。その後、さらに蓋閉め治具２００を下降させると、図７に示すように、蓋体３０に押圧された低弾性部２４０が圧縮される。

【0059】

圧縮された低弾性部２４０には、元に戻ろうとする復元力が生じる。この復元力が蓋体３０に作用し、蓋体３０を落下させることなく保持することができる。また、低弾性部２４０は、前述したように、軸Ａ２まわりの円環状をなしている。このため、低弾性部２４０から蓋体３０に作用する復元力は、蓋閉め治具２００に対して蓋体３０の位置を調整するように作用する。

【0060】

また、蓋体３０の円筒部３２がテーパー形状になっていることを利用することで、蓋体３０の位置を規制する機能がより強化される。つまり、円筒部３２の外側面と規制部２２０とが接触することにより、円筒部３２のテーパー形状を利用することができ、蓋体３０の位置合わせが容易になる。

【0061】

また、低弾性部２４０と蓋体３０との間の摩擦係数は、蓋閉め治具２００の押圧部２３０等と蓋体３０との間の摩擦係数に比べて大きいことが好ましい。低弾性部２４０の構成材料として、ゴム、エラストマー、発泡樹脂等を選択することで、低弾性部２４０と蓋体３０との間の摩擦係数を大きくすることができる。摩擦係数を大きくすることにより、蓋体３０を保持する機能をより高めることができる。

【0062】

次に、ロボットアーム１１０を動作させ、蓋体３０を保持した状態の蓋閉め治具２００を、蓋閉め位置１０１まで移動させる。

【0063】

次に、ステップＳ１２では、指定位置である蓋閉め位置１０１に容器本体２０が搬送されてきたタイミングで、ベルトコンベア３００は動いた状態、つまり、容器本体２０は動いた状態で、ロボットアーム１１０を動作させ、容器本体２０の上方から蓋体３０を被せるように蓋閉め治具２００を移動させる。つまり、Ｚ方向の往復動作を行う。

【0064】

具体的には、図７に示すように、ロボットアーム１１０の動作により、蓋閉め治具２００を下降させ、蓋体３０を容器本体２０に被せる。そして、蓋体３０の嵌合部３３ｂと容器本体２０の被嵌合部２３ａとを接触させる（図８参照）。この動作をトラッキングと称する。

【0065】

次に、ステップＳ１３では、蓋閉め治具２００によって蓋体３０を押圧すると、図９に示すように、嵌合部３３ｂと被嵌合部２３ａとの嵌合が完了する。図９は、蓋体３０の嵌合部３３ｂと容器本体２０の被嵌合部２３ａとが嵌合した状態を示している。

【0066】

壁部３３ｃは、嵌合部３３ｂに沿って嵌合部３３ｂの上方に配置されており、また、押圧の作用点である壁部３３ｃの上部３３ｅは、壁部３３ｃの容器本体２０とは反対側の部分である。このため、蓋閉め治具２００によって壁部３３ｃの上部３３ｅが下方に押圧されると、押圧力を効率よく嵌合部３３ｂに伝えることができ、嵌合部３３ｂを被嵌合部２３ａの内側に圧入することができる。なお、壁部３３ｃは、第１方向に沿う成分を持って広がっているため、壁部３３ｃに加えられた押圧力は、壁部３３ｃの曲げや捻り等をほとんど生じさせることなく嵌合部３３ｂへ伝達される。これにより、壁部３３ｃに対する負荷を抑えつつ、嵌合部３３ｂが圧入され、嵌合させることができる。その結果、蓋閉め操作に伴う蓋体３０の塑性変形や破損の発生を抑制することができる。

【0067】

また、壁部３３ｃの上部３３ｅは、壁部３３ｃとフランジ部３３ｄとの接続部でもある。この接続部では、壁部３３ｃとフランジ部３３ｄとがほぼ直角に接続されており、角が形成されている。このような形状をなす上部３３ｅは、耐変形性（剛性）が比較的高い部位である。したがって、上部３３ｅを押圧部２３０で押圧することは、蓋体３０の意図しない変形を抑制するという観点で、特に有効である。

【0068】

次に、ステップＳ１４では、力覚データを取得する。具体的には、蓋閉め操作の完了後、シャフト２２を動作させ、図１０に示すように、蓋閉め治具２００をわずかに上昇させる。つまり、Ｚ方向における、押圧部２３０と容器本体２０との距離は、蓋閉めがなされた位置での長さＬ１（図９参照）よりも、判定する位置での長さＬ２（図１０参照）の方が長い。

【0069】

このときの押圧部２３０の位置を、所定の位置と称する（図１０参照）。また、このときに押圧部２３０が、蓋体３０から反力として受けるＺ方向の荷重など力覚データを取得する。

【0070】

次に、ステップＳ１５では、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態が合格か否かを比較する。具体的には、検出された力覚データ（即ち、荷重）と、記憶部１２０に記憶され、予め設定した合否判定に用いる荷重の閾値と、を比較する。検出した荷重が閾値を越えない場合は、合格として、ステップＳ１６の処理を移行する。検出した荷重が閾値を越えた場合は、不合格として、ステップＳ１７に処理を移行する。

【0071】

図１１は、嵌合状態が合格の場合における検出した荷重と時間との関係を示している。図１２は、嵌合状態が不合格の場合における検出した荷重と時間との関係を示している。本実施形態では、例えば、合否の閾値を－３０Ｎとする。図１１に示すように、蓋閉め到達位置、即ち、所定の位置における荷重Ｆｚは、－３０Ｎよりも小さく、嵌合状態が合格と判定される。図１２に示すように、蓋閉め到達位置、即ち、所定の位置における荷重Ｆｚは、－６０Ｎよりも大きく、嵌合状態が不合格と判定される。

【0072】

ステップＳ１６では、容器本体２０と蓋体３０とが、正常な状態で嵌合した容器１０として、例えば、次工程に搬送される。

【0073】

ステップＳ１７では、容器本体２０と蓋体３０とが、正常な状態で嵌合されず、不合格品の容器１０として、例えば、ベルトコンベア３００から除外される。

【0074】

以上述べたように、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法は、容器本体２０に蓋体３０を嵌合させる容器の蓋閉め方法であって、容器本体２０と蓋体３０とが嵌合した状態で並ぶ方向をＺ方向としたとき、容器本体２０に重ねられた状態の蓋体３０を、ロボット１００に配置された押圧部２３０が押圧することで、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させて蓋閉めをし、押圧部２３０が所定の位置にあるときに、押圧部２３０が蓋体３０から反力として受けるＺ方向の荷重を検出し、荷重に基づいて、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定する。

【0075】

この方法によれば、反力として受ける荷重を検出するので、例えば、嵌合状態の合否の閾値と検出した荷重とを比較することにより、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定することが可能となり、作業の良否を判定することができる。

【0076】

また、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法において、蓋閉めは、力制御は用いず、位置制御を用いることが好ましい。この方法によれば、容器本体２０に蓋体３０を嵌合させる際、位置制御を用いるので、例えば、力制御を用いる場合と比較して、嵌合作業を早く行うことが可能となり、作業時間を短縮することができる。

【0077】

また、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法において、Ｚ方向における、押圧部２３０と容器本体２０との距離は、蓋閉めまでにかかる長さＬ１よりも、判定するまでにかかる長さＬ２の方が長いことが好ましい。この方法によれば、判定するまでにかかる長さＬ２の方が長い、即ち、容器本体２０に蓋体３０を嵌合させた後、押圧部２３０が蓋体３０から離れる方向に戻るので、蓋体３０からの反力として受ける荷重を検出することができる。

【0078】

また、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法において、検出は、水晶方式の力センサーを用いることが好ましい。この方法によれば、水晶方式の力センサーを用いているので、高精度に荷重を検出することが可能となり、合否の判定精度を高くすることができる。

【0079】

また、本実施形態の容器１０の蓋閉め方法において、ロボット１００は、水平多関節ロボットであり、検出は、容器本体２０がベルトコンベア３００上を移動している状態で行うことが好ましい。この方法によれば、水平多関節ロボットを用いて、ベルトコンベア３００上を移動する容器本体２０に蓋体３０を嵌合させるので、効率よく蓋閉め作業を行うことができる。

【0080】

また、本実施形態の容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態を検査する容器の蓋閉め検査方法は、容器本体２０と蓋体３０とが嵌合した状態で並ぶ方向を第1方向としてのＺ方向としたとき、ロボット１００に配置された押圧部２３０が、蓋体３０を容器本体２０に対して押圧して所定の位置にあるときに、押圧部２３０が蓋体３０から反力として受けるＺ方向の荷重を検出し、荷重に基づいて、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定する。

【0081】

この方法によれば、反力として受ける荷重を検出し、例えば、嵌合状態の合否の閾値と検出した荷重とを比較することにより、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定するので、作業の良否を判定することができる。

【0082】

また、本実施形態の蓋閉め装置１０００は、ロボット１００と、ロボット１００に配置され、容器本体２０に蓋体３０を押圧することで、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させる押圧部２３０と、押圧部２３０が所定の位置にあるときに、押圧部２３０が蓋体３０から反力として受ける荷重を検出する検出部２６０と、荷重に基づいて、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定する判定部１３０と、を備える。

【0083】

この構成によれば、検出部２６０によって荷重を検出するので、例えば、嵌合状態の合否の閾値と検出した荷重とを比較することにより、容器本体２０と蓋体３０との嵌合状態の合否を判定することが可能となり、作業の良否を判定することができる。

【0084】

以下、上記した実施形態の変形例を説明する。

【0085】

上記したように、ロボット１００は、位置制御のみで容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させることに限定されず、力制御を用いて、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させるようにしてもよい。力制御を用いる場合は、容器本体２０に蓋体３０が接触した後、指定方向の力（Ｆｘ、Ｆｙ）（図１１、図１２参照）が０になるように倣いながら、容器本体２０に蓋体３０を押し付ける。

【0086】

このように、変形例の蓋閉め方法は、力制御を用いることが好ましい。この方法によれば、容器本体２０に蓋体３０を嵌合させる際、力制御を用いるので、容器本体２０や蓋体３０に無理な力がかかることを抑えることが可能となり、容器本体２０や蓋体３０が破損することを抑えることができる。なお、位置制御のみ、又は、力制御のみ、に限定されることなく、位置制御と力制御との両方を用いるようにしてもよい。

【0087】

上記したように、自動機はロボット１００であることに限定されず、容器本体２０に蓋体３０を嵌合できればよく、例えば、Ｚ方向にスライド動作を行うリニアスライダーなどであってもよい。

【0088】

上記したように、容器本体２０と蓋体３０とを嵌合させる方法として、トラッキング動作を行うことに限定されず、効率は下がるが容器本体２０を停止させて嵌合させるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0089】

１０…容器、２０…容器本体、２１…底部、２２…円筒部、２３…鍔部、２３ａ…被嵌合部、２３ｂ…フランジ部、２４…開口部、３０…蓋体、３１…基部、３２…円筒部、３３…鍔部、３３ａ…溝部、３３ｂ…嵌合部、３３ｃ…壁部、３３ｄ…フランジ部、３３ｅ…上部、４０…シャフト、１００…ロボット、１０１…蓋閉め位置、１１０…ロボットアーム、１２０…記憶部、１３０…判定部、２００…蓋閉め治具、２１０…基部、２２０…規制部、２３０…押圧部、２４０…低弾性部、２５０…先端部、２６０…検出部、３００…ベルトコンベア、４００…テーブル、５００…センサー、６００…エンコーダー、１０００…蓋閉め装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】