(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-16
(45)【発行日】2024-10-24
(54)【発明の名称】キャッピング装置
(51)【国際特許分類】
B67B 3/26 20060101AFI20241017BHJP
B67B 3/20 20060101ALI20241017BHJP
【ＦＩ】
B67B3/26
B67B3/20
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020083419
(22)【出願日】2020-05-11
(65)【公開番号】P2021178641
(43)【公開日】2021-11-18
【審査請求日】2023-04-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】西納 幸伸
(72)【発明者】
【氏名】北元 宏明
(72)【発明者】
【氏名】山田 浩由
【審査官】種子島 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】米国特許第０５４００５６４（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０６－１１５５９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１２４１９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５０４４９４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１３１１３２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６７Ｂ ３／２６
Ｂ６７Ｂ ３／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
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は、昇降機構によって昇降される外筒と、外筒に昇降可能、かつ回転可能に設けられたスピンドルと、このスピンドルの下端に取り付けられてキャップを保持するチャックと、スピンドルを介してチャックを回転させるモータと、外筒とスピンドルとにわたって弾装されてスピンドルを介してチャックを常時下方に向けて付勢するばねとを備えており、
また、上記キャップが下降される際の上記チャックと外筒との間の距離を計測する距離検出センサを備え、
上記制御装置は、上記距離検出センサによって検出された上記チャックと上記外筒との間の距離を基にして、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。
【請求項2】
キャッピングヘッドの外筒又はチャックの上方側の端面のいずれか一方に、上記距離検出センサとしてのレーザセンサが設けられており、上記外筒又はチャックの上方側の端面のいずれか他方に、レーザセンサから照射されるレーザ光をレーザセンサに向けて反射させる受光板が設けられており、レーザセンサから照射されたレーザ光が受光板によって反射されることで、レーザセンサはチャックと外筒との間の距離を計測するようになっており、制御装置は、レーザセンサが検出したチャックと外筒との間の距離から１階微分して算出した算出値を求めて、該算出値が所定のしきい値よりも大きい場合には、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に記載のキャッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【背景技術】
【0002】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００２－３０８３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１のキャッピング装置においては、図４（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４（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。
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４（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。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上述した事情に鑑み、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は、昇降機構によって昇降される外筒と、外筒に昇降可能、かつ回転可能に設けられたスピンドルと、このスピンドルの下端に取り付けられてキャップを保持するチャックと、スピンドルを介してチャックを回転させるモータと、外筒とスピンドルとにわたって弾装されてスピンドルを介してチャックを常時下方に向けて付勢するばねとを備えており、
また、上記キャップが下降される際の上記チャックと外筒との間の距離を計測する距離検出センサを備え、
上記制御装置は、上記距離検出センサによって検出された上記チャックと上記外筒との間の距離を基にして、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。
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は、昇降機構によって昇降される外筒と、外筒に昇降可能、かつ回転可能に設けられたスピンドルと、このスピンドルの下端に取り付けられてキャップを保持するチャックと、スピンドルを介してチャックを回転させるモータと、外筒とスピンドルとにわたって弾装されてスピンドルを介してチャックを常時下方に向けて付勢するばねとを備えており、
また、上記キャップが下降される際の上記チャックと外筒との間の距離を計測する距離検出センサを備え、
上記制御装置は、上記距離検出センサによって検出された上記チャックと上記外筒との間の距離を基にして、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。
【発明の効果】
【0006】
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。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】本発明の一実施例を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
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。
【0009】
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４（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４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４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４（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、レーザセンサ１５が計測したチャック７との距離Ｄの変動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。
中間ホイール６から受け渡される容器５は、図４（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４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４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４（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、レーザセンサ１５が計測したチャック７との距離Ｄの変動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。
【0010】
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。
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。
【0011】
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の外周部の下端に下方に向けて取り付けられたレーザセンサ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。
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。
【0012】
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。
前述したように、外筒２１の外周部の下端にはレーザセンサ１５が鉛直下方に向けて取り付けられている。他方、チャック７における上方側の端面７Ａには、レーザセンサ１５と対向させて受光板３４が設けられている。
キャップ８の取り付けが行われる際には、レーザセンサ１５から受光板３４に向けてレーザ光Ｌが照射されるようになっており、受光板３４から反射されたレーザ光Ｌをレーザセンサ１５で検出することで、チャック７と外筒２１との距離Ｄを計測できるようになっている。
レーザセンサ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は、受光板３４に向けてレーザ光Ｌを照射して、受光板３４から反射されるレーザ光Ｌを連続的に検出して上記距離Ｄを計測するようになっている。レーザセンサ１５によって検出されたチャック７と外筒２１の下端部とが隔てた距離Ｄは、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、チャック７と外筒２１の下端部とが隔てた距離Ｄを計測するレーザセンサ１５を、昇降機構１１によってチャック７及びキャップ８が下降される際のキャップ８の高さを検出する高さ検出手段として用いている。
制御装置１６は、昇降機構１１によってキャップ８が下降端まで下降されてからキャップ８が巻き締め方向に回転されて取り付け終了までの間にレーザセンサ１５によって計測された上記距離Ｄの変動をもとにして、上述した「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。
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。
前述したように、外筒２１の外周部の下端にはレーザセンサ１５が鉛直下方に向けて取り付けられている。他方、チャック７における上方側の端面７Ａには、レーザセンサ１５と対向させて受光板３４が設けられている。
キャップ８の取り付けが行われる際には、レーザセンサ１５から受光板３４に向けてレーザ光Ｌが照射されるようになっており、受光板３４から反射されたレーザ光Ｌをレーザセンサ１５で検出することで、チャック７と外筒２１との距離Ｄを計測できるようになっている。
レーザセンサ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は、受光板３４に向けてレーザ光Ｌを照射して、受光板３４から反射されるレーザ光Ｌを連続的に検出して上記距離Ｄを計測するようになっている。レーザセンサ１５によって検出されたチャック７と外筒２１の下端部とが隔てた距離Ｄは、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、チャック７と外筒２１の下端部とが隔てた距離Ｄを計測するレーザセンサ１５を、昇降機構１１によってチャック７及びキャップ８が下降される際のキャップ８の高さを検出する高さ検出手段として用いている。
制御装置１６は、昇降機構１１によってキャップ８が下降端まで下降されてからキャップ８が巻き締め方向に回転されて取り付け終了までの間にレーザセンサ１５によって計測された上記距離Ｄの変動をもとにして、上述した「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。
【0013】
以上の構成において、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。
キャッピングヘッド３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４（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が圧縮されるので、このばね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４（Ａ）と同じ状態）。
このようにキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄに当接して押圧された状態でサーボモータ１２が回転されることにより、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。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に当接して押圧され、その後、キャップ８が回転されて取り付けが終了するまでの間は、レーザセンサ１５によって上記距離Ｄが連続的に計測されており、レーザセンサ１５による計測値は制御装置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レーザセンサ１５が検出した距離Ｄの変動と、該距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出後の算出値の結果を示したものであり、図３（Ｂ）は、キャップ８の取り付けの際に「ネジの段落ち」が発生した場合のレーザセンサ１５が検出した距離Ｄの変動と、該距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出後の算出値の結果を示したものである。
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、キャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に上方から当接した時点で、外筒２１は昇降機構１１によって下降端に停止しており、ばね２６は圧縮されているので、ばね２６の弾発力によってキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に押圧されている。そのため、距離Ｄの変動はなく一定である（図３の上段のＤ１参照）。
その後、キャップ８がチャック７を介して巻き締め方向に回転されると、キャップ８のネジ部８Ａが容器５のネジ部５Ｄに噛み合ってから容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜に沿って巻き締めが進んでいく。この過程では、外筒２１は停止したままであるが、キャップ８の巻き締めが進むことに伴って圧縮されているばね２６が伸長し、キャップ８とそれを保持したチャック７も下降することにより、距離Ｄが徐々に大きくなる。ここで、容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜は一定であるので、図３（Ａ）の上段に示すように巻き締めが進む過程での距離Ｄの変動は一定の傾きとなる（Ｄ２参照）。その後、容器５のネジ部５Ｄへのキャップ８の取り付けが完了すると、チャック７とキャップ８の下降も停止するので、距離Ｄの変動はなく一定である（図３の上段のＤ３参照）。
「ネジの段落ち」が生じていない場合におけるレーザセンサ１５が計測した距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出した算出値の変動は図３（Ａ）の下段に示すようになる。
キャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄに当接して、ばね２６によって押圧された際に、「ネジの段落ち」が発生しない場合には、この図３（Ａ）の下段に示すように、ネジ部８Ａの下端８Ａ′がネジ部５Ｄに当接して押圧されている際の１階微分後の算出値は零であり（ｄ１参照）、その後にキャップ８が回転されて巻き締めが進む過程においては、算出値は零よりも大きな一定の値ｄ２となる。その後、取り付け終了後においては、算出値ｄ３は零となる。
この場合には、制御装置１６は、当該キャップ８の取り付けが終了した容器５は、「ネジの段落ち」が生じておらず、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４（Ｂ）に示した「ネジの段落ち」が発生すると、レーザセンサ１５による距離Ｄの計測値は図３（Ｂ）の上段に示すようになる。
図３（Ｂ）に示すように、図４（Ｂ）で示した「ネジの段落ち」が発生すると、キャップ８のネジ部８Ａの下端が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に上方から当接すると外筒２１は昇降機構１１によって下降端に停止し（Ｄ４参照）、ばね２６は圧縮されているので、このばね２６の弾発力によってキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に押圧されることで、ネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのネジ山の一段下のネジ山に落下する。この「ネジの段落ち」が発生すると、レーザセンサ１５によって計測した距離Ｄが急激に増大することになる（図３の上段のＤＸ参照）。
その後は、キャップ８がチャック７を介して巻き締め方向に回転されることに伴って、キャップ８のネジ部８Ａが容器５のネジ部５Ｄに噛み合ってから容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜に沿って巻き締めが進んでいく。この過程では、外筒２１は停止したままであるが、巻き締めが進むことに伴って、圧縮されているばね２６が伸長し、キャップ８を保持したチャック７も下降することにより、距離Ｄが徐々に大きくなる。つまり、上記図３（Ａ）に示した「ネジの段落ち」が生じていない場合（Ｄ２）と同様の傾きで距離Ｄが増加するが、距離Ｄの変動は一定の傾きとなる（Ｄ５参照）。その後、容器５のネジ部５Ｄへのキャップ８の取り付けが完了すると、チャック７、キャップ８の下降が停止されるので、距離の変動はなく一定となる（Ｄ６参照）。
そして、「ネジの段落ち」が発生した場合において、レーザセンサ１５から入力される距離Ｄの変動を、制御装置１６が１階微分して算出した後の算出値の変動でみると図３（Ｂ）の下段のようになる。
キャップ８が下降された際に「ネジの段落ち」が発生した場合には、ネジ部８Ａの下端８Ａ′がキャップ５のネジ部５Ｄのネジ山を１つ段落ちした分だけ、急激な距離Ｄの変動としてレーザセンサ１５によって計測される（ＤＸ参照）。これを１階微分して算出した算出値の変動としてみると、上記図３（Ａ）の「ネジの段落ち」が生じていない場合と比較して、極端に大きな算出値の違いとなって現れる（図３（Ｂ）の下段のｄＸ参照）。
ここで、制御装置１６は、距離Ｄを１階微分して算出して求める算出値に関して、図３（Ａ）に示した通常の場合における算出値ｄ２よりも大きな所定の値をしきい値ＴＸとして予め設定してあり、それを記憶している。そして、制御装置１６は、上述したようにキャップ８を下降させてから容器５への取り付けが完了するまでのレーザセンサ１５が測定した距離Ｄを１階微分して算出した算出値（ｄ４～ｄ６）を上記しきい値ＴＸと比較する。
そして、制御装置１６は、算出値ｄＸはしきい値ＴＸよりも大きな値となっていることを認識すると、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」が発生しており、当該容器５は不良品であると判定する。
このように、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、前述したように排出コンベヤ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。
キャッピングヘッド３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４（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が圧縮されるので、このばね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４（Ａ）と同じ状態）。
このようにキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄに当接して押圧された状態でサーボモータ１２が回転されることにより、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。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に当接して押圧され、その後、キャップ８が回転されて取り付けが終了するまでの間は、レーザセンサ１５によって上記距離Ｄが連続的に計測されており、レーザセンサ１５による計測値は制御装置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レーザセンサ１５が検出した距離Ｄの変動と、該距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出後の算出値の結果を示したものであり、図３（Ｂ）は、キャップ８の取り付けの際に「ネジの段落ち」が発生した場合のレーザセンサ１５が検出した距離Ｄの変動と、該距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出後の算出値の結果を示したものである。
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、キャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に上方から当接した時点で、外筒２１は昇降機構１１によって下降端に停止しており、ばね２６は圧縮されているので、ばね２６の弾発力によってキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に押圧されている。そのため、距離Ｄの変動はなく一定である（図３の上段のＤ１参照）。
その後、キャップ８がチャック７を介して巻き締め方向に回転されると、キャップ８のネジ部８Ａが容器５のネジ部５Ｄに噛み合ってから容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜に沿って巻き締めが進んでいく。この過程では、外筒２１は停止したままであるが、キャップ８の巻き締めが進むことに伴って圧縮されているばね２６が伸長し、キャップ８とそれを保持したチャック７も下降することにより、距離Ｄが徐々に大きくなる。ここで、容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜は一定であるので、図３（Ａ）の上段に示すように巻き締めが進む過程での距離Ｄの変動は一定の傾きとなる（Ｄ２参照）。その後、容器５のネジ部５Ｄへのキャップ８の取り付けが完了すると、チャック７とキャップ８の下降も停止するので、距離Ｄの変動はなく一定である（図３の上段のＤ３参照）。
「ネジの段落ち」が生じていない場合におけるレーザセンサ１５が計測した距離Ｄの変動を制御装置１６が１階微分して算出した算出値の変動は図３（Ａ）の下段に示すようになる。
キャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄに当接して、ばね２６によって押圧された際に、「ネジの段落ち」が発生しない場合には、この図３（Ａ）の下段に示すように、ネジ部８Ａの下端８Ａ′がネジ部５Ｄに当接して押圧されている際の１階微分後の算出値は零であり（ｄ１参照）、その後にキャップ８が回転されて巻き締めが進む過程においては、算出値は零よりも大きな一定の値ｄ２となる。その後、取り付け終了後においては、算出値ｄ３は零となる。
この場合には、制御装置１６は、当該キャップ８の取り付けが終了した容器５は、「ネジの段落ち」が生じておらず、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４（Ｂ）に示した「ネジの段落ち」が発生すると、レーザセンサ１５による距離Ｄの計測値は図３（Ｂ）の上段に示すようになる。
図３（Ｂ）に示すように、図４（Ｂ）で示した「ネジの段落ち」が発生すると、キャップ８のネジ部８Ａの下端が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に上方から当接すると外筒２１は昇降機構１１によって下降端に停止し（Ｄ４参照）、ばね２６は圧縮されているので、このばね２６の弾発力によってキャップ８のネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのねじ山に押圧されることで、ネジ部８Ａの下端８Ａ′が容器５のネジ部５Ｄのネジ山の一段下のネジ山に落下する。この「ネジの段落ち」が発生すると、レーザセンサ１５によって計測した距離Ｄが急激に増大することになる（図３の上段のＤＸ参照）。
その後は、キャップ８がチャック７を介して巻き締め方向に回転されることに伴って、キャップ８のネジ部８Ａが容器５のネジ部５Ｄに噛み合ってから容器５のネジ部５Ｄのねじ山の傾斜に沿って巻き締めが進んでいく。この過程では、外筒２１は停止したままであるが、巻き締めが進むことに伴って、圧縮されているばね２６が伸長し、キャップ８を保持したチャック７も下降することにより、距離Ｄが徐々に大きくなる。つまり、上記図３（Ａ）に示した「ネジの段落ち」が生じていない場合（Ｄ２）と同様の傾きで距離Ｄが増加するが、距離Ｄの変動は一定の傾きとなる（Ｄ５参照）。その後、容器５のネジ部５Ｄへのキャップ８の取り付けが完了すると、チャック７、キャップ８の下降が停止されるので、距離の変動はなく一定となる（Ｄ６参照）。
そして、「ネジの段落ち」が発生した場合において、レーザセンサ１５から入力される距離Ｄの変動を、制御装置１６が１階微分して算出した後の算出値の変動でみると図３（Ｂ）の下段のようになる。
キャップ８が下降された際に「ネジの段落ち」が発生した場合には、ネジ部８Ａの下端８Ａ′がキャップ５のネジ部５Ｄのネジ山を１つ段落ちした分だけ、急激な距離Ｄの変動としてレーザセンサ１５によって計測される（ＤＸ参照）。これを１階微分して算出した算出値の変動としてみると、上記図３（Ａ）の「ネジの段落ち」が生じていない場合と比較して、極端に大きな算出値の違いとなって現れる（図３（Ｂ）の下段のｄＸ参照）。
ここで、制御装置１６は、距離Ｄを１階微分して算出して求める算出値に関して、図３（Ａ）に示した通常の場合における算出値ｄ２よりも大きな所定の値をしきい値ＴＸとして予め設定してあり、それを記憶している。そして、制御装置１６は、上述したようにキャップ８を下降させてから容器５への取り付けが完了するまでのレーザセンサ１５が測定した距離Ｄを１階微分して算出した算出値（ｄ４～ｄ６）を上記しきい値ＴＸと比較する。
そして、制御装置１６は、算出値ｄＸはしきい値ＴＸよりも大きな値となっていることを認識すると、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」が発生しており、当該容器５は不良品であると判定する。
このように、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、前述したように排出コンベヤ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。
【0014】
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に高さ検出手段としてのレーザセンサ１５を備えており、昇降機構１１によってキャップ８が下降されてから巻き締め方向に回転されて、容器５へのキャップ８の取り付けが終了するまでの距離Ｄを連続的に計測し、該レーザセンサ１５が計測した距離Ｄの変動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。
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１４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。
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１４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。
【0015】
なお、上記実施例においては、レーザセンサ１５をキャッピングヘッド３の外筒２１に設けるとともに、受光板３４をチャック７に設けることで、レーザ光Ｌを用いて上記距離Ｄを検出するようにしているが、距離を検出するためのセンサは光学的なものに限らず、近接スイッチなどの非接触式のもののほかポテンショメータのような接触式のセンサを採用してもよい。
また、上記実施例の構成とは逆に、レーザセンサ１５をチャック７に設けるとともに、キャッピングヘッド３の外筒２１受光板３４を設けても良い。
さらに、高さ検出手段としては、キャップ８を側面からカメラで撮像し、該カメラで撮像されたキャップ８の高さを画像処理によって検出するようにした構成を採用してもよい。
また、上記実施例の構成とは逆に、レーザセンサ１５をチャック７に設けるとともに、キャッピングヘッド３の外筒２１受光板３４を設けても良い。
さらに、高さ検出手段としては、キャップ８を側面からカメラで撮像し、該カメラで撮像されたキャップ８の高さを画像処理によって検出するようにした構成を採用してもよい。
【符号の説明】
【0016】
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…レーザセンサ（高さ検出手段）
１６…制御装置 １８…回転体（搬送手段）
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…レーザセンサ（高さ検出手段）
１６…制御装置 １８…回転体（搬送手段）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】