JPS5974094A - 開栓トルク検出装置を備えたキヤツパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

従来、キャッパによる栓の容器への締付作動状態を確認
する目的で、そのキャッパにより閉栓された容器につい
て、所要時間毎に開栓トルクが検査されている。従来、
この開栓トルクの検査はトルクレンチの如き測定器具を
用いて＋１１．！Ｉ定者が手作業によって行なっていた
が、測定を行なう者の個人差による誤差や、同一測定者
であっても測定回数毎の測定誤差が大きく、またその誤
差が大きいことから検査結果の良否に測定者の主観が入
りやすいという問題があった。また、検査結果が悪い場
合にはキャッパの運転を停止させて調整を行なう必要が
あり、その作業が煩雑であった。

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

以下図示実施例について本発明を説則すると、第１図に
おいて、（１）は回転式のキャッパ、（２）はこのキャ
ッパ（１）の下流側に設けた回転式の開栓１−ルク検出
装置で、搬送コンベア（３）によって搬送されてきた容
器はスターホイール（４）によってキャッパ（１）内に
導入され、このキャッパ（１）により所要の開栓トルク
で閉栓された後、スターホイール（５）によって排出コ
ンベア（６）上に拮°出される。上記開栓トルク検出装
置（２）もキャッパ（１）と同様に一対のスターホイー
ル（７）、（８）を備えているが、開栓トルク検出装置
（２）の非作動時には両スターホイール＋７）、＋８）
は共にアイドル回転し、排出コンベア（５）によって搬
送されてきた容器を開栓トルク検出器＠（２）内に導入
させることなくそのまま通過させる。

他方、開栓トルク検出器＠（２）の作動時には、例えば
スターホイール（７）に設けた負圧導入孔によって容器
を吸着し、開栓トルク検出装置（２）内に導入させるこ
とができるようにしている。そしてこの開栓トルク検出
装置（２）は、上記キャッパ（］）によって閉栓された
容器の栓を開栓するのに必要な開栓トルクを検出し、こ
の検出値を上記キャッパ（１）にフィードバックさせて
キャッパ（１）による栓の開栓トルクを補正することに
より、所要の開栓トルクが得られるようにしている。さ
らにこの開栓トルク検出装置は、栓がスクリューキャッ
プのように再び締付けることが可能な栓についてはその
栓を所要の開栓トルクで締付けた後、スターホイール（
８）を介して上記排出コンベア（５）上に排出てきるよ
うにしている。なお、上記キャッパ（１）および開栓ト
ルク検出装置Ｈ２）は、それぞれ不良容器をストック部
（９）上に排出できるようにしている。

然して、上記キャッパ（１）は、第２図に示すように、
容器（１２）の胴部を挟持する一対のアーム（＋３）、
（１３）を有する容器把持機構（１１）を備えており、
この容器把持機構（１１）は、従来周知の回転式キャッ
パと同様に、図示しない回転テーブルの周囲等間隔位置
に複数個配設している。この容器把持機構（１１）とし
ては従来公知の種々の構成のものをそのまま使用できる
のでその具体的な構成の説明は商略する。それぞれの容
器把持機構（１１）の上方には栓（１４）を把持する栓
把持機構（１５）を設けてあり、この栓把持機構（１５
）はトルクモータ（１７）に連動させている。このトル
クモータ（１７）は筒状本体（１８）の上端に固定して
あり、その筒状本体（１８）は図示しない昇降機構によ
り上下動させることができるようにしている。

上記栓把持機構（１５）を回転させる回転軸（２ｏ）と
°トルクモータ（］７）の駆動軸（２１）とは、この駆
動軸（２１）に固定した筒状連結金具（２２）の内面に
軸方向に沿うスリット（２３）を形成して、このスリッ
ト（２３）に上記回転軸（２０）の上端に固定したキー
（２４）を摺動自在に係合させることにより、連結金具
（２２）に対する回転軸（２０）の昇降を許容しつつト
ルクモータ（１７）の回転を栓把持機構（１５）に伝達
できるようにしている。なお、回転軸（２０）の落下は
ストッパリング（２５）によって防止している。

上記栓把持機構（＋５）は、従来周知のエアーチャック
と称されるエア圧を利用して栓（１４）を把持するもの
と基本的に異なるところはなく、圧力室（３０）にエア
圧を導入することによりディスク（３１）を押下ばてリ
ング状の弾性体（３２）を弾性変形させ、その弾性体（
３２）の軸孔の内径を収縮させてその内部に挿入した栓
（１４）を把持するものである。上記圧力室（３０）は
空気通路（３３）、（３４）、（３５）、導管（３６）
および電磁弁（３７）を介して圧縮空気源（３８）に接
続している。また栓（１４）の上面の空間は上記弾性体
（３２）で栓（１４）が把持された際にその弾性体（３
２）により密封された状態となるので、その空間は通１
ＷＪ（３９）　、（４０）を介して大気に連通させるよ
うにしている。

然して、（４５）はその主要部を占める制御器（４６）
と、検出器（４４）と、比較器（４７）と、開栓トルク
設定器（４８）とを備える制御装置で、上記制御器（４
６）は、トルクモータ（１７）の回転数をタコジェネレ
ータ又はロータリーエンコーダ（４９）からの信号を受
けて所要回転数に制御するとともに、そのトルクモータ
（１７）のトルクを制御し、また電磁弁（３７）のソレ
ノイド（５０）の通電状態を制御してその電磁弁（３７
）を開閉させる。他方、トルク設定器（４８）は閉栓）
−ルクの最大値を設定するもので、比較器（４７）はそ
の１−ルク設定器（４８）に設定されたトルク値と検出
器（４４）によって検出されたトルクモータ（１７）の
電流値若しくは電圧値から算出されるトルク値とを比較
し、検出器（４４）から得たトルク値が設定トルク値を
越えたときにこれを上記制御器（４６）に入力させる。

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

このトルク検出器（５９）としては、例えば回転軸（２
０）に加わるトルク値の大小に比例して生じる回転軸（
２０）の捩り角を二つの交流電圧の位相差に変換して検
出するようにしたトルク検出器等、従来公知の適宜のト
ルク検出器をそのまま利用することができる。

次に、前記開栓トルク検出装置（２）は、上記キャッパ
（１）の容器把持機構自ｌ）、栓把持機構（１５）およ
びトルクモータ（１７）のそれぞれに対応する容器把持
機構（図示せず）、栓把持機構（１１５）および！−ル
クモータ（１１７）を備えており、トルクモータ（１１
７）がロータリーエンコーダを備えていない点を除けば
それらの構成はキャッパ（１）のものと実質的に同一な
ので、その説明は街路する。

開栓トルク検出装置（２）の制飢装置（１４５）は、ト
ルクモータ（１１７）の正逆転とその出力トルクとを制
御するとともに、電磁弁（１３７）のソレノイド（１５
０）の通電状態を制御する制御器（１４６）と、上記キ
ャッパｆ１）と実質的に同一の比較器（１４７）、。

開栓トルク設定器（１４８）、制御器（１４６）に予め
定められた開栓トルク値を与えるトルク設定器（１５１
）および表示器＋１５２）とを備え、上記制御器（１４
６）は検出器（１４４）から検出した開栓トルク値を表
示器（１５２）に出力するとともに、その開栓トルク値
と上記トルク設定器（１５１）に設定されたトルク値と
を比較して、その差が許容誤差範囲外となった際にキャ
ッパ（１）の開栓トルク設定器（４８）および自己の開
栓１〜ルク設定器（１４８）に設定したトルク値を補正
できるようになっている。

以上の構成において、キャッパ（１）の本体（１８）が
上昇端に位置し、したがってトルクモータ（１７）や栓
把持機構（１５）等が上昇端に位置している状態では、
制御器＋４６）はトルクモータ（１７）を低トルクかつ
所要回転数で回転駆動させている。この仏態で、従来公
知のキャッパと同様にして、スター、Ｉティール（３）
により容器把持機構（１１）内に容器（１２）が導入さ
れるとその容器把持機構が容器（１２）を把持し、また
栓（１４）が弾性体（３２）の軸孔内に挿入されるとそ
の際の回転式キャッパ（］）の回転位置を検出する図示
しない検出器からの信号が制御器（４６）に入力され、
ソレノイド（５０）を励磁して電磁弁（３７）を開かせ
る。これにより圧縮空気源（３８）からのエア圧が圧力
室（３０）に導入されるので、前述したように弾性体（
３２）が栓（１４）を把持する。

次に、図示しない昇降機構により本体（１８）、）−ル
クモータ（１７）、栓把持機構（１５）等が一体に降下
されると、容器（１２）の口部が相対的に栓（１４）内
に挿入され、栓（１４）の回転によってその栓（１４）
が容器（１２）に螺合される。栓把持機構（１５）並び
にトルクモータい７）の回転が低下し若しくは停止する
と、ロータリーエンコーダ（４９）によりこれを検出し
た制御器（４６）はトルクモータ（１７）の出力トルク
を増大させ、栓把持機構（１５）による栓（１４）の閉
栓トルクを増大させる。そして閉栓トルクがトルク設定
ｇＭ（４８）で設定した値を越えたことを比較器（４７
）からの信号で検出すると、上記制御器（４６）は上記
出力）−ルクの増大を停止させるとともに、ソレノイド
（５０）を消勢させて弾性体（３２）による栓（１４）
を解放さ惨る。

この後、本体（１８）、トルクモータ（１７）、栓把持
機構（Ｉ５）等は昇降装置によって元の上昇端位置まで
上昇され、制御器（４６）はトルクモータ（１７）の回
転数が増大するに従ってトルクモータ（１７）の出力ト
ルクを低下させる。他方、栓（１４）が締付けられた容
器（１２）は容器把持機構（１１）から解放されてスタ
ーホイール（５）により排出コンベア（６）上に排出さ
れる。

なお、上記制御器（４６）により増大されるトルクモー
タロア）の出方１−ルク値が最大値となっても比較器（
４７）からの信号が得られないときは、制御器（４６）
は図示しない警報器を作動させ、または容器把持機４ｉ
＋＆（ＩＩ）による容器（１２）の把持の解Ｗ後に、図
示しない適宜の排出機構を作動させて、その容器を前述
したストック部（９）上にυＦ出させることができる。

次に、上記υ目］ｊコンベア（６）上に初出された容ｉ
’ｔＪＩ２）は、開栓１−ルク検出装置（２）の作動時
にはスターホイール（７）によりその開栓トルク検出装
置（２）内に導入され、キャッパ（１）と同様に図示し
ない容器把持機構によって把持される。この状態では、
開栓トルク検出装置（２）のトルクモータ（１１７）は
その回転が停止されており、栓把持機槽（１１５）が降
下された後にソレノイド（１５０）が励磁されて容器（
Ｉ２）に締付けられた栓（１４）をその栓把持綴構（１
１５）が把持したら、制御器（１４６）はトルクモータ
（１１７）に栓を開栓させる方向に回転させる回転指令
信号を出方し、かつそのトルクモータ［１１７）の出力
トルクを増大させる。

トルクモータ（１１７）による出方トルクが増大して栓
が栓把持機構（１’＋５）と共に回転を開始すると、そ
の瞬間に検出器（１４４）で検出していた電流値若しく
は電圧値は低下するので、制御器（１４６）は検出器（
１４４）で検出した最大トルク値を開栓トルク値として
判断する。そして制御器［＋４６）は、この開栓トルク
値と開栓トルク設定器（１５１）に設定された設定トル
ク値とを比較し、その差に応じて開栓トルク設定器（４
８）および（１４８）の設定値を補正し、また検出した
開栓トルク値や補正値等の必要なデータを表示器（１５
２）に表示させる。

開栓トルクの検出が終了したら、制御器（１４６）は・
−ルクモータ（１１７）に逆転指令信号を出方するとと
もに、その１−ルクモータ（１１７）の出方を増大させ
る。これにより栓（１４）は再び容器口２）に締付けら
れるようになり、その際の開栓トルクを検出（６７）の
駆動軸（７ｏ）に取付けた筒状部層（７１）と、さらに
この筒状部層’（７１）内に配設して上記ハウジング（
６３）に取イづけた励磁コイル（７２）とを備えており
、その励磁コイル（７２）に通電する電流値に応じて上
記一対の筒状部層（６９）、（７１）間て伝達される］
−ルクを制御することができる。そしてさらに開栓トル
ク検出装置については、上記ハウジング（６３）に、こ
のハウジング（６３）と栓把持機構（６７）との間の相
対回転の有無を検出する検出器（７３）を設けＣいる。

本実施例においては、上記ピニオン（６Ｉ）はキャッパ
側では栓把持機構（１５）と同様に栓把持ｊＰ１構−〉
（６７）を開栓方向に回転さぜ、開栓１−ルク検出装置
側ではそのキャッパ側とは逆に、例えばピニオン（６１
）とザンキャ（６０）との間にアイドルギヤを噛合さゼ
て、栓把持機Ｗ（６７）を開栓方向に回転させている。

そしてキーＶツバ側では、励磁コイル（７２）への通電
電流が所定値となるまで増大されて所定の閉栓トルクで
開栓を行ない、他方開栓トルク検出装置側においても通
電電流が閉栓された栓を開栓するまで増大される。そし
て、栓が開栓されて栓する検出器（１４４）で得た値が
上記開栓；〜ルク設定器（１４８）の設定値を越えると
、トルクモータ（１１７）による閉栓作動が停止される
。この後、キャッパ（］、　）と同様にして容器（１２
）がスターホイール（８）により排出コンベア（６）上
に排出される。

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

上記実施例ではキャッパ（］）の制御装置（４５）と開
栓１−ルク検出装置（２）の制御装置（１，４５）とを
別個に構成しているが、面制御装置（４５）、（１４５
＞を一体間に構成してもよいことは勿論である。また上
記実施例では栓把持機構Ｉｔｓ）、［１１５）の回転駆
動機構としてトルクモータｆ１７Ｌ　［１７）を用いて
いるが、従来公知の適宜の回転駆動機構、例えは固定し
たナンキャの周囲に栓把持磯構に連動させたピニオンを
回転させるようにした機構等を用いることができる。

第３図はそのような実施例を示したもので、固定したサ
ンギヤ（６０）と、このサンギヤ（６０）に噛合してそ
の周囲を自転しながら公転するピニオン（６１）とを備
える従来公知の回転式キャッパに本発明を適用したもの
である。同図において、上記ピニオン（６１）は回転軸
（６２）の上端に固定してあり、この回転軸（６２）の
下端はハウジング（６３）内に軸支した回転部オＪ’（
６４）に連結している。上記ハウジンク（６３）に設け
たブラケット（６５）は、そのハウジング（６３）と一
体に上記サンギヤ（６０）の軸芯を中心として回転する
図示しない回転テーブルに設けたガイド杆（６６）に昇
降自在に係合させてあり、このブラケット（６５）は図
示しノないカム機構等により回転軸（６２）やビニオン
（６１）等とともに昇降されるようになっている。

上記回転部組（６４）の下部には上述の実施例と同様な
構成を有する栓把持機構（６７）を回転自在に設け、両
者間を電磁力を利用したトルク伝達機構（６８）を介し
て連結している。このトルク伝達機構（６８）は、上記
回転部組（６４）下部の筒状部材（６９）と、この筒状
部材（６９）内に配設して上、記栓把持綴構把持機構（
６７）がハウジング（６３）に対して回転を開始すると
、この回転を検出器（７３）が検出するので、制御装置
はその際の励磁コイル（７２）への通電電流値から開栓
トルクを演算することができる。なお、この制御装置と
１ノで、第２図に示す制御装置（４５）、（＋４５）を
利用できることは明らかである。

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

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略平面図、第２図は
主要部を断面して示す接続図、第３図は本発明の他の実
施例を示す断面図である。 （１）・・キャッパ　（２）・・開栓トルク検出装置（
１１）・・容器把持機構　　（１２）・・容器（１４）
・・栓 （Ｉ５）、（１１５）、（６７）・・栓把持機構（１６
）、１ｌ１６）・・トルク検出器（１７）、（１１７）
・・トルクモータ（４５）、（＋４５）・・制御装置 （６（１）・・サンギヤ　　　（６１）・・ビニオン（
６８）・・トルク伝達機構

Claims (1)

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