キャップ装着装置及びキャップ診断方法
【課題】装置で消費されるエネルギを低減でき、かつほぼ同じ吸引力でキャップを吸着保持し、容器にキャップを安定的に供給することが可能なキャップ装着装置を提供する。
【解決手段】所定の搬送経路に沿ってビール樽１００容器を搬送する搬送コンベア１０と、積み重ねて載置された複数のキャップＣＰの先頭のキャップに吸着カップ２６を真空吸着させてその先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構２１と、キャップ取り出し機構２１が取り出したキャップＣＰを搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１に装着する装着機構２２と、を備えたキャップ装着装置１において、吸引力発生源としてエジェクタ５１を備え、エジェクタ５１の吸引口５１ｃが吸着カップ２６と接続されている。
【解決手段】所定の搬送経路に沿ってビール樽１００容器を搬送する搬送コンベア１０と、積み重ねて載置された複数のキャップＣＰの先頭のキャップに吸着カップ２６を真空吸着させてその先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構２１と、キャップ取り出し機構２１が取り出したキャップＣＰを搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１に装着する装着機構２２と、を備えたキャップ装着装置１において、吸引力発生源としてエジェクタ５１を備え、エジェクタ５１の吸引口５１ｃが吸着カップ２６と接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の口金部にキャップを装着するキャップ装着装置、及び容器の口金部に装着されているキャップの異常の有無を診断するキャップ診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールや発泡酒などが充填されるビール樽などの容器の口金部には、口金部の汚れを防止するとともに容器の内容物を示すためのキャップが装着される。容器にキャップや蓋などを装着する装置として、真空ポンプや真空シリンダの吸引力を作用させた吸着パットなどでキャップや蓋を吸着保持し、この吸着保持したキャップや蓋を容器の口部などに移動させて容器に装着するものが知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９１９０６号公報
【特許文献２】特許第３９３７５８１号公報
【特許文献３】特開昭５４−１４８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３の装置では、真空ポンプや真空シリンダの吸引力を利用してキャップを吸着保持するが、真空ポンプや真空シリンダではキャップの吸着保持時にキャップに吸引力を速やかに作用させることが可能なように装着装置の動作中はこれらにおいて常に吸引力を発生させておく必要がある。そのため、無駄にエネルギを消費したり、騒音が発生したりする。また、一般に真空ポンプはモータでロータを回転させて吸引力を発生させているので、モータの出力の変化やロータの回転数の変化によって吸引力に若干変化が生じる。そのため、吸引力が弱くなってキャップの吸着保持が不十分になったり、吸引力が強すぎてキャップが２枚重ねて吸着保持されるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置で消費されるエネルギを低減でき、かつほぼ同じ吸引力でキャップを吸着保持し、容器にキャップを安定的に供給することが可能なキャップ装着装置を提供することを目的とする。また、容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断可能なキャップ診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のキャップ装着装置は、所定の搬送経路に沿って容器（１００）を搬送する搬送手段（１０）と、積み重ねて載置された複数のキャップ（ＣＰ）の先頭のキャップに吸着カップ（２６）を真空吸着させて前記複数のキャップから前記先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構（２１）と、前記キャップ取り出し機構が取り出したキャップを前記搬送手段にて搬送されている容器の口金部（１０１）に装着する装着手段（２２）と、を備えたキャップ装着装置において、吸引力発生源としてエジェクタ（５１）を備え、前記エジェクタの吸引口（５１ｃ）が前記吸着カップと接続されていることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明のキャップ装着装置によれば、エジェクタに圧縮ガスを供給することにより、吸着カップにキャップを真空吸着させることができる。周知のようにエジェクタは、圧縮ガスの供給を開始するとそれとほぼ同時に吸引力を発生させるので、真空ポンプなどと比較して迅速に吸引力を発生させることができる。そのため、装置を迅速に起動させることができる。これにより装置の稼動時間を短縮できるので、装置により消費されるエネルギを低減できる。また、圧縮ガスはタンクなどに溜めておくことができるので、装置の起動時はこのタンクに溜めておいた圧縮ガスを使用することによりさらに迅速に装置を起動することができる。一般にビールや発泡酒の製造工場においては、大型のコンプレッサで発生させた圧縮空気を供給する配管が設けられている。エジェクタに供給する圧縮ガスとしてこの配管から供給される圧縮空気を使用する場合は、装着装置自体に圧縮空気を発生させるコンプレッサを設けなくてもよい。この場合、さらに装置の消費エネルギを低減できる。また、エジェクタは、圧縮ガスの流れを利用して空気を吸引するものであるため、真空ポンプのように吸引力を発生させるべく回転させる回転体がない。そのため、真空ポンプのように回転体の回転ムラによる吸引力の変動がない。従って、ほぼ同じ吸引力を発生させることができる。これにより、吸着カップにキャップを確実に吸着保持させ、容器にキャップを安定的に供給することができる。さらに、エジェクタは真空ポンプなどと比較して構造が簡単であり、また大きさが小さいため、修理に要する時間を短縮したり、設置スペースを低減できる。
【０００８】
本発明のキャップ装着装置の一形態においては、前記所定の搬送経路において前記装着手段の下流であり、かつ前記搬送手段にて搬送されている容器の上方に位置するように前記搬送手段の上方に設けられ、前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面（Ｕ）の高さを取得する天面高さ取得手段（３３ａ）と、前記搬送手段にて搬送されている容器が前記天面高さ取得手段の下方を通過しているときに前記天面高さ取得手段が取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か判断する診断手段（３３ｂ）と、をさらに備えていてもよい。口金部とキャップとの間に異物があったり、口金部にキャップがずれて装着されるとキャップの天面が傾斜する。すなわち、キャップの天面の高さが一端と他端とで変化する。一方、口金部にキャップが正常に装着されていれば、キャップの天面はほぼ水平になる。この形態では、天面高さ取得手段によって容器がこの天面高さ取得手段の下方を通過しているときにキャップの天面の高さを取得できるので、この際に取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断できる。
【０００９】
この形態においては、前記天面高さ取得手段として、所定の基準高さから前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面までの距離を測定する非接触式の距離測定手段（３３ａ）が設けられていてもよい。この場合、キャップに接触せずにキャップの天面の高さを取得することができるので、キャップに汚れが付着したりキャップが外れたりすることを防止できる。
【００１０】
本発明のキャップ装着装置の一形態においては、前記所定の搬送経路において前記天面高さ取得手段の下流に設けられ、前記診断手段によりキャップに異常があると判断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除手段（４０）をさらに備えていてもよい。この場合、装着したキャップに異常がある容器がキャップ装着装置よりも下流の工程に送られることを防止できる。
【００１１】
本発明のキャップ診断方法は、所定の搬送経路に沿って搬送されている容器（１００）の口金部（１０１）に装着されているキャップ（ＣＰ）の異常の有無を診断するキャップ診断方法において、前記容器の口金部に装着されているキャップの天面の高さをその容器の搬送方向に沿って設定された複数の測定点において取得する天面高さ取得工程と、前記天面高さ取得工程において取得した前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さに基づいてそのキャップが容器の口金部に正常に装着されているか否か診断する診断工程と、を備えることにより、上述した課題を解決する。
【００１２】
上述したように口金部とキャップとの間に異物があったり、口金部にキャップがずれて装着されるとキャップの天面が傾斜する。本発明のキャップ診断方法によれば、容器の搬送方向に沿って設定した複数の測定点においてキャップの天面の高さを測定するので、これらの天面の高さを比較することによりキャップの天面が傾斜しているか診断することができる。そのため、キャップが口金部に正常に装着されているか否か容易に診断することができる。
【００１３】
本発明のキャップ診断方法の一形態において、前記天面高さ取得工程では、非接触式の距離測定手段（３３ａ）を利用して前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さを取得してもよい。この場合、キャップに汚れが付着したりキャップが外れたりすることを防止できる。
【００１４】
本発明のキャップ診断方法の一形態において、前記診断工程においてキャップが正常に装着されていないと診断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除工程をさらに備えていてもよい。この場合、キャップに異常がある容器が下流の工程に送られることを防止できる。
【００１５】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明のキャップ装着装置によれば、エジェクタを用いて吸引力を発生させるので、装置で消費されるエネルギを低減できる。また、エジェクタによってほぼ同じ吸引力を発生させ、吸着カップにキャップを確実に吸着保持させることができるので、容器にキャップを安定的に供給することができる。また、本発明のキャップ診断方法によれば、容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１及び図２は、本発明の一形態に係るキャップ装着装置を示す図である。なお、図１はキャップ装着装置１を横から見た図であり、図２はキャップ装着装置１を上から見た図である。このキャップ装着装置１は、ビール製造工場に設置され、図３に示した容器としてのビール樽１００の口金部１０１にキャップＣＰを装着するための装置である。ビール樽１００は、ステンレス鋼などの金属製であり、内部にビールや発泡酒などの飲料が充填される周知のものである。図３に示したように口金部１０１の中央には、非導電性の材料、例えばゴムなどで形成されたメインシールパッキン１０１ａが設けられている。キャップＣＰの側面部は、熱を加えると縮む熱可塑性の樹脂で構成され、ビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂを覆うように口金部１０１に装着される。キャップＣＰの天面Ｕの板紙には、ビール樽１００に充填されている飲料の名称及びメーカー名などが印刷されている。
【００１８】
キャップ装着装置１は、ビール樽１００を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段としての搬送コンベア１０と、搬送コンベア１０で搬送されているビール樽１００の口金部１０１にキャップＣＰを装着する装着手段としてのキャッピング装置２０と、キャップＣＰがビール樽１００に正常に装着されているか否か診断する診断装置３０と、キャップＣＰの装着が不良のビール樽１００を搬送コンベア１０から排除する排除手段としての排除装置４０とを備えている。搬送コンベア１０は、複数のビール樽１００を一列に並べて搬送可能なコンベアであればよい。このようなコンベアとしては、例えばチェーンコンベアが使用される。図２に示したように搬送コンベア１０には、キャッピング装置２０が設けられている位置においてビール樽１００が搬送コンベア１０の中央に移動するようにガイド１１が設けられている。
【００１９】
キャッピング装置２０は、積み重ねて載置された複数のキャップＣＰからそれらの先頭のキャップＣＰを取り出すキャップ取り出し機構２１と、取り出したキャップＣＰをビール樽１００の口金部１０１に装着する装着手段としての装着機構２２と、口金部１０１に装着されたキャップＣＰを加熱して熱収縮させ、これによりキャップＣＰを口金部１０１に密着させる密栓装置２３とを備えている。キャップ取り出し機構２１と装着機構２２とは、搬送通路２４で接続されており、キャップ取り出し機構２１にて取り出されたキャップＣＰはこの搬送通路２４と通過して装着機構２２に送られる。図２に示したように搬送通路２４は搬送コンベア１０の上方に搬送コンベア１０とほぼ平行に設けられる。そのため、キャップＣＰはビール樽１００の搬送方向と同じ方向から装着機構２２に送られる。
【００２０】
図４は、キャップ取り出し機構２１を拡大して示した図である。図４に示したようにキャップ取り出し機構２１は、積み重ねた状態の複数のキャップＣＰがその天面Ｕ（図３参照）が下を向くように置かれるキャップホルダ２５と、キャップホルダ２５に置かれたキャップＣＰの天面Ｕと対向するように配置された吸着カップ２６と、吸着カップ２６の先端が搬送通路２４の外側に後退する後退位置Ｐ１と吸着カップ２６の先端がキャップホルダ２５に載置されたキャップＣＰの天面Ｕと接触する吸着位置Ｐ２との間で吸着カップ２６を駆動するアクチュエータ２７とを備えている。アクチュエータ２７は、前回キャップホルダ２５から取り出して装着機構２２に送ったキャップＣＰがビール樽１００に装着されると次のビール樽１００に装着すべきキャップＣＰを装着機構２２に送るべく吸着カップ２６を吸着位置Ｐ２に移動させて吸着カップ２６にキャップホルダ２５の先頭のキャップＣＰを吸着保持させ、その後吸着カップ２６を後退位置Ｐ１に移動させてそのキャップＣＰを搬送通路２４に送り出す。アクチュエータ２７と装着機構２２とは例えばカム機構などの動力伝達機構で接続されており、アクチュエータ２７のこれらの動作は装着機構２２の動作と連動して行われる。吸着カップ２６の内部にはその軸線上に吸引通路（不図示）が設けられている。この吸引通路は、吸着カップ２６の上端に開口するとともに吸着カップ２６の下端に開口する。吸着カップ２６の下端に設けられた吸引通路の開口部には継ぎ手２６ａが取り付けられる。そして、吸着カップ２６の吸引通路は、継ぎ手２６ａを介して図５に示した吸引力発生装置５０に接続される。
【００２１】
図５に示したように吸引力発生装置５０は、吸引力発生源としてのエジェクタ５１を備えている。エジェクタ５１は、圧縮空気導入口５１ａから導入した圧縮空気を内部に設けたノズル（不図示）を介して排出口５１ｂから排出することにより、吸引口５１ｃに吸引力を発生させる周知のものである。エジェクタ５１の吸引口５１ｃは吸着カップ２６の吸引通路と接続される。また、エジェクタ５１の圧縮空気導入口５１ａは、圧縮空気供給源と接続されている。圧縮空気は、例えばキャップ装着装置１が設置されている工場の圧縮空気配管からエジェクタ５１に供給してもよい。この場合、キャップ装着装置１にコンプレッサなどの圧縮空気発生源を設ける必要がない。図５に示したように吸着カップ２６はエジェクタ５１の吸引口５１ｃと接続されている。吸着カップ２６とエジェクタ５１との間の空気吸引経路には、吸着カップ２６とエジェクタ５１とが連通する連通位置とその連通を阻止する遮断位置とに切り替え可能な切替バルブ５２が設けられている。この切替バルブ５２は、吸着カップ２６が吸着位置Ｐ２に駆動された際に連通位置に切り替えられ、吸着カップ２６が後退位置Ｐ１に駆動されると遮断位置に切り替えられるようにアクチュエータ２７の動作と連動して制御される。切替バルブ５２の制御は、カム機構などによって行われてもよいし、ハードウェア制御回路によって実現されてもよい。また、ソフトウェアによる制御が可能なコンピュータユニットによって実現されてもよい。これにより、キャップホルダ２５に積み重ねて載置された複数のキャップＣＰからその先頭のキャップＣＰを取り出して搬送通路２４に移動させることができる。
【００２２】
キャッピング装置２０の説明に戻る。キャッピング取り出し機構２１によってキャップホルダ２５から取り出されたキャップＣＰは、搬送通路２４に沿って移動し、装着機構２２に送られる。図１及び図４に示したように搬送通路２４は、搬送中にキャップＣＰが途中で反転するように曲げられているため、キャップＣＰは天面Ｕが上を向いた状態で装着機構２２に送られる。装着機構２２は、先端にキャップＣＰを保持する保持部２２ａを備えている。この保持部２２ａは、ガイド１１によって搬送コンベア１０の中央に位置が調整されたビール樽１００の口金部１０１に接触してその口金部１０１に保持しているキャップＣＰを装着する装着位置Ｐ３と、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の高さよりも高い退避位置Ｐ４との間で揺動可能なように設けられている。
【００２３】
密栓装置２３は、搬送コンベア１０によって搬送されているビール樽１００のキャップＣＰを加熱する加熱部２３ａを備えている。加熱部２３ａには例えば電気ヒータや熱風発生器が設けられ、これらによってキャップＣＰの周囲のみを加熱する。上述したようにキャップＣＰは熱を加えることによって縮むため、このように加熱部２３ａでキャップＣＰを加熱することにより、キャップＣＰをビール樽１００の口金部１０１に密着させることができる。
【００２４】
図１に戻り診断装置３０について説明する。診断装置３０は、キャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３を備えている。キャップ検知装置３１は、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂに離して設けた一対の電極３１ａを接触させ、これらの電極３１ａ間で導通があるか否かで口金部１０１にキャップＣＰが装着されているか否か判断するものである。一対の電極３１ａは、ビール樽１００の口金部１０１に接触する検査位置と搬送コンベア１０上のビール樽１００との接触を回避可能な回避位置との間で駆動可能に設けられている。そして、ビール樽１００がキャップ検知装置３１の下に搬送されてきたときのみ検査位置に駆動され、それ以外の時期は回避位置に維持される。上述したように口金部１０１の中央にはメインシールパッキン１０１ａが設けられているため、一対の電極３１ａは口金部１０１のうちメインシールパッキン１０１ａ以外の部分にそれぞれが接触するように所定の間隔を離して設けられている。上述したように口金部１０１はステンレス鋼などの金属製であるため電気が通る。一方、キャップＣＰは樹脂製であるため電気が遮断される。そのため、一対の電極３１ａを口金部１０１の天面１０１ｂに接触させた際に導通が無ければ、キャップＣＰが口金部１０１に装着されていると判断できる。
【００２５】
キャップ種別検査装置３２は、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂを撮像するためのカメラ３２ａと、カメラ３２ａによって撮像された画像に基づいてビール樽１００にビール樽１００に充填されている飲料の名称が表示されているキャップＣＰ（以下、正しいキャップＣＰと称することがある。）が装着されているか否か判断する診断部３２ｂとを備えている。診断部３２ｂとしては、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットが使用される。カメラ３２ａは、ビール樽１００の搬送経路の上方に、ビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂの少なくとも一部をほぼ垂直上方から撮像するように設けられる。
【００２６】
上述したようにキャップＣＰの天面Ｕには、飲料の名称及びメーカー名などが印刷されている。そして、一般にこのキャップＣＰの天面Ｕの模様は、飲料毎にそれぞれ異なる。そこで、診断部３２ｂにおいては、所定の処理としてまずカメラ３２ａが撮像した画像に対して２値化処理が行われる。その後、この２値化処理した画像の黒又は白の面積を算出する処理が行われる。診断部３２ｂのＲＡＭには、予め正しいキャップＣＰを撮像し、その後２値化処理した画像の黒又は白の面積を基準値として記憶させておく。そして、カメラ３２ａで撮像し、２値化処理した画像の黒又は白の面積がこの基準値に対して許容範囲内に収まっているか否かの判断処理が行われる。この判断処理で、黒又は白の面積が許容範囲内であれば、正しいキャップがビール樽１００に装着されていると判断され、黒又は白の面積が許容範囲外であれば間違ったキャップがビール樽１００に装着されていると判断される。なお、診断部３２ｂにおける所定の処理は上述した処理に限定されない。例えば、予め正しいキャップＣＰの画像を基準画像として診断部３２ｂのＲＡＭに記憶させておき、この基準画像とカメラ３２ａが撮像した画像とを比較してビール樽１００に装着されているキャップＣＰが正しいキャップか判断する、いわゆるパターンマッチング処理を行ってもよい。
【００２７】
キャップ取付角度検査装置３３は、レーザ光を測定対象に向かって射出するとともに測定対象からの反射光を受光する距離測定手段としての変位センサ３３ａと、診断手段としての情報処理部３３ｂとを備えている。情報処理部３３ｂには、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットが用いられる。変位センサ３３ａは、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂに測定点が設定されるように搬送コンベア１０の上方に設けられる。情報処理部３３ｂは、変位センサ３３ａから射出されたレーザ光と反射光との相関関係に基づいて所定の測定基準位置から測定点、すなわちレーザ光の反射点までの距離を求める。
【００２８】
口金部１０１の天面１０１ｂを覆うようにキャップＣＰが装着されていない場合や口金部１０１とキャップＣＰとの間に異物がある場合は、図６に一例を示したようにキャップＣＰは口金部１０１に対して傾いて装着される。そのため、ビール樽１００の口金部１０１が変位センサ３３ａの下を通過する際に変位センサ３３ａによって測定される距離が徐々に増加又は減少する。一方、図７に一例を示したようにキャップＣＰが口金部１０１に正常に装着されている場合は、キャップＣＰの天面Ｕがほぼ水平になるため、変位センサ３３ａはほぼ同じ距離を測定する。そこで、まず変位センサ３３ａの下方をビール樽１００が通過する際、そのビール樽１００のキャップＣＰの天面Ｕの高さを変位センサ３３ａによって複数回測定する。これによりビール樽１００の搬送方向に沿って設定された複数の測定点におけるキャップＣＰの天面Ｕの高さを測定できる。そのため、この手順が本発明の天面高さ取得工程に相当する。次に、これら測定したキャップＣＰの天面Ｕの高さに基づいてキャップＣＰが正常に装着されているか否か診断する。診断方法としては、例えば測定した複数の高さの最大値と最小値の差Δｈ（図６参照）を算出し、この差Δｈが予め設定した許容範囲内であるか否か判断する。この差Δｈが許容範囲内であれば、キャップは正常に装着されていると診断され、差Δｈが許容範囲外であればキャップに異常があると診断される。そのため、この手順が本発明の診断工程に相当する。
【００２９】
次に排除装置４０について説明する。排除装置４０は、搬送コンベア１０の搬送経路上に設定された排除位置Ｐｅにあるビール樽１００を搬送コンベア１０上から排除する排除位置Ｐ５と搬送コンベア１０にて搬送されるビール樽１００に干渉しない退避位置Ｐ６との間で移動可能なプッシャー部材４１と、プッシャー部材４１を排除位置Ｐ５と退避位置Ｐ６との間で駆動するアクチュエータ４２と、プッシャー部材４１により搬送コンベア１０上から排除されたビール樽１００が送られる排除通路４３とを備えている。
【００３０】
アクチュエータ４２は、制御装置４４にて制御される。制御装置４４には、キャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３がそれぞれ接続されている。制御装置４４は、これら装置３１、３２、３３の検査結果に基づいてアクチュエータ４２の動作を制御する。すなわち、制御装置４４は、キャップ検知装置３１から導通が確認されたという信号が発せられた場合、キャップ種別検査装置３２から２値化した画像の黒又は白の面積が許容範囲外であったという信号が発せられた場合、又はキャップ取付角度検査装置３３からキャップＣＰの天面Ｕの高さが許容範囲以上に変化したという信号が発せられた場合、これらの検査結果の少なくともいずれか一つが検出されたビール樽１００が排除位置Ｐｅに到達するとプッシャー部材４１が排除位置Ｐ５に駆動されるようにアクチュエータ４２の動作を制御する。そして、そのとき以外は、プッシャー部材４１が退避位置Ｐ６に駆動されるようにアクチュエータ４２の動作を制御する。なお、制御装置４４は、ハードウェア制御回路によって実現されてもよいし、ソフトウェアによる制御が可能なコンピュータユニットによって実現されてもよい。
【００３１】
図１及び図２を参照してキャップ装着装置１におけるビール樽１００へのキャップＣＰの装着手順について説明する。キャップ装着装置１には、図１に左側から飲料が充填されたビール樽１００が供給される。供給されたビール樽１００は搬送コンベア１０によってキャッピング装置２０に送られる。キャッピング装置２０では、すでに装着機構２２の保持部２２ａにキャップＣＰが保持されており、ビール樽１００の口金部１０１が装着機構２２の保持部２２ａと接触すると保持部２２ａに保持されていたキャップＣＰがその口金部１０１に装着される。その後、ビール樽１００は密栓装置２３に送られ、キャップＣＰの加熱が行われる。これにより、口金部１０１にキャップＣＰを密着させる。
【００３２】
保持部２２ａに保持されていたキャップＣＰがビール樽１００に装着されると、上述したようにアクチュエータ２７によって吸着カップ２６が吸着位置Ｐ２に駆動され、キャップホルダ２５から新たなキャップＣＰが取り出されて装着機構２２に送られる。
【００３３】
口金部１０１にキャップＣＰが装着されたビール樽１００は、搬送コンベア１０によってキャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３の下を通過する。この際、各装置３１、３２、３３は上述した方法でビール樽１００に正しいキャップＣＰが正常に装着されているか否か検査する。その後、ビール樽１００は、排除位置Ｐｅに搬送される。各装置３１、３２、３３の検査結果が全て異常なしであった場合は、そのまま搬送コンベア１０によって次の工程に搬送される。一方、各装置３１、３２、３３の検査結果のうち少なくともいずれか一つで異常があると判断された場合は、その異常があると判断されたビール樽１００がプッシャー部材４１によって搬送コンベア１０上から排除される。
【００３４】
以上に説明したように、本発明のキャップ装着装置１によれば、吸着カップ２６に作用させる吸引力の発生源としてエジェクタ５１を使用したので、キャップ装着装置１を迅速に起動することができる。そのため、キャップ装着装置１の稼動時間を短縮し、装置で消費されるエネルギを低減できる。また、エジェクタ５１に供給する圧縮ガスとして工場内で使用する圧縮空気の一部を利用することにより、装着装置１自体に圧縮ガスを発生させるためのコンプレッサなどを設ける必要がなくなるため、さらに消費エネルギを低減できる。また、エジェクタ５１は真空ポンプなどと異なり吸引力を発生させるための回転体を有していないため、回転体の回転ムラによる吸引力の変動がない。そのため、ほぼ同じ吸引力を発生させることができる。従って、吸着カップ２６にキャップＣＰを確実に吸着保持させてビール樽１００にキャップＣＰを安定的に供給することができる。
【００３５】
また、本発明のキャップ装着装置１は、キャップ種別検査装置３２及びキャップ取付角度検査装置３３を備えるので、キャップＣＰの有無のみではなく、ビール樽１００に正しいキャップＣＰが正常に装着されているか否か検査できる。キャップＣＰが正常に装着されているか否かは、キャップ取付角度検査装置３３の下をビール樽１００が通過する際のキャップＣＰの天面Ｕの高さの変化に基づいて判断するので、容易にその診断を行うことができる。キャップＣＰの天面Ｕの高さの測定はレーザ光を使用して非接触で行うので、ビール樽１００に装着したキャップＣＰに汚れが付着したり、このキャップＣＰが外れたりすることを防止できる。そして、診断装置３０のいずれかの装置３１、３２、３３において異常ありと診断されたビール樽１００は排除装置４０によって搬送コンベア１０上から排除されるので、キャップＣＰに異常があるビール樽１００がキャップ装着装置１よりも下流の工程に送られることを防止できる。
【００３６】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明のキャップ装着装置が適用される容器はビール樽に限定されない。口金部にキャップを装着する種々の容器に適用してよい。
【００３７】
吸着カップの吸引通路には、エジェクタに加えて真空ポンプを接続してもよい。この場合、通常はエジェクタを吸着カップの吸引力発生源として使用し、エジェクタが故障した場合に真空ポンプを吸着カップの吸引力発生源として使用する。このようにエジェクタに加えて真空ポンプを設けることにより、エジェクタが故障してもキャップ装着装置を稼動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一形態に係るキャップ装着装置を示す図。
【図２】図２のキャップ装着装置を上から見た図。
【図３】ビール樽を示す図。
【図４】キャップ取り出し機構を拡大して示す図。
【図５】吸引力発生装置を示す図。
【図６】キャップに異常があるビール樽の一例を示す図。
【図７】正常にキャップが装着されているビール樽の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１ キャップ装着装置
１０ 搬送コンベア（搬送手段）
２１ キャップ取り出し機構
２２ 装着機構（装着手段）
２６ 吸着カップ
３３ａ 変位センサ（距離測定手段、天面高さ取得手段）
３３ｂ 情報処理部（診断手段）
４０ 排除装置（排除手段）
５１ エジェクタ
５１ｃ 吸引口
１００ ビール樽（容器）
１０１ 口金部
ＣＰ キャップ
Ｕ 天面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の口金部にキャップを装着するキャップ装着装置、及び容器の口金部に装着されているキャップの異常の有無を診断するキャップ診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビールや発泡酒などが充填されるビール樽などの容器の口金部には、口金部の汚れを防止するとともに容器の内容物を示すためのキャップが装着される。容器にキャップや蓋などを装着する装置として、真空ポンプや真空シリンダの吸引力を作用させた吸着パットなどでキャップや蓋を吸着保持し、この吸着保持したキャップや蓋を容器の口部などに移動させて容器に装着するものが知られている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２９１９０６号公報
【特許文献２】特許第３９３７５８１号公報
【特許文献３】特開昭５４−１４８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１〜３の装置では、真空ポンプや真空シリンダの吸引力を利用してキャップを吸着保持するが、真空ポンプや真空シリンダではキャップの吸着保持時にキャップに吸引力を速やかに作用させることが可能なように装着装置の動作中はこれらにおいて常に吸引力を発生させておく必要がある。そのため、無駄にエネルギを消費したり、騒音が発生したりする。また、一般に真空ポンプはモータでロータを回転させて吸引力を発生させているので、モータの出力の変化やロータの回転数の変化によって吸引力に若干変化が生じる。そのため、吸引力が弱くなってキャップの吸着保持が不十分になったり、吸引力が強すぎてキャップが２枚重ねて吸着保持されるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、装置で消費されるエネルギを低減でき、かつほぼ同じ吸引力でキャップを吸着保持し、容器にキャップを安定的に供給することが可能なキャップ装着装置を提供することを目的とする。また、容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断可能なキャップ診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のキャップ装着装置は、所定の搬送経路に沿って容器（１００）を搬送する搬送手段（１０）と、積み重ねて載置された複数のキャップ（ＣＰ）の先頭のキャップに吸着カップ（２６）を真空吸着させて前記複数のキャップから前記先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構（２１）と、前記キャップ取り出し機構が取り出したキャップを前記搬送手段にて搬送されている容器の口金部（１０１）に装着する装着手段（２２）と、を備えたキャップ装着装置において、吸引力発生源としてエジェクタ（５１）を備え、前記エジェクタの吸引口（５１ｃ）が前記吸着カップと接続されていることにより、上述した課題を解決する。
【０００７】
本発明のキャップ装着装置によれば、エジェクタに圧縮ガスを供給することにより、吸着カップにキャップを真空吸着させることができる。周知のようにエジェクタは、圧縮ガスの供給を開始するとそれとほぼ同時に吸引力を発生させるので、真空ポンプなどと比較して迅速に吸引力を発生させることができる。そのため、装置を迅速に起動させることができる。これにより装置の稼動時間を短縮できるので、装置により消費されるエネルギを低減できる。また、圧縮ガスはタンクなどに溜めておくことができるので、装置の起動時はこのタンクに溜めておいた圧縮ガスを使用することによりさらに迅速に装置を起動することができる。一般にビールや発泡酒の製造工場においては、大型のコンプレッサで発生させた圧縮空気を供給する配管が設けられている。エジェクタに供給する圧縮ガスとしてこの配管から供給される圧縮空気を使用する場合は、装着装置自体に圧縮空気を発生させるコンプレッサを設けなくてもよい。この場合、さらに装置の消費エネルギを低減できる。また、エジェクタは、圧縮ガスの流れを利用して空気を吸引するものであるため、真空ポンプのように吸引力を発生させるべく回転させる回転体がない。そのため、真空ポンプのように回転体の回転ムラによる吸引力の変動がない。従って、ほぼ同じ吸引力を発生させることができる。これにより、吸着カップにキャップを確実に吸着保持させ、容器にキャップを安定的に供給することができる。さらに、エジェクタは真空ポンプなどと比較して構造が簡単であり、また大きさが小さいため、修理に要する時間を短縮したり、設置スペースを低減できる。
【０００８】
本発明のキャップ装着装置の一形態においては、前記所定の搬送経路において前記装着手段の下流であり、かつ前記搬送手段にて搬送されている容器の上方に位置するように前記搬送手段の上方に設けられ、前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面（Ｕ）の高さを取得する天面高さ取得手段（３３ａ）と、前記搬送手段にて搬送されている容器が前記天面高さ取得手段の下方を通過しているときに前記天面高さ取得手段が取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か判断する診断手段（３３ｂ）と、をさらに備えていてもよい。口金部とキャップとの間に異物があったり、口金部にキャップがずれて装着されるとキャップの天面が傾斜する。すなわち、キャップの天面の高さが一端と他端とで変化する。一方、口金部にキャップが正常に装着されていれば、キャップの天面はほぼ水平になる。この形態では、天面高さ取得手段によって容器がこの天面高さ取得手段の下方を通過しているときにキャップの天面の高さを取得できるので、この際に取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断できる。
【０００９】
この形態においては、前記天面高さ取得手段として、所定の基準高さから前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面までの距離を測定する非接触式の距離測定手段（３３ａ）が設けられていてもよい。この場合、キャップに接触せずにキャップの天面の高さを取得することができるので、キャップに汚れが付着したりキャップが外れたりすることを防止できる。
【００１０】
本発明のキャップ装着装置の一形態においては、前記所定の搬送経路において前記天面高さ取得手段の下流に設けられ、前記診断手段によりキャップに異常があると判断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除手段（４０）をさらに備えていてもよい。この場合、装着したキャップに異常がある容器がキャップ装着装置よりも下流の工程に送られることを防止できる。
【００１１】
本発明のキャップ診断方法は、所定の搬送経路に沿って搬送されている容器（１００）の口金部（１０１）に装着されているキャップ（ＣＰ）の異常の有無を診断するキャップ診断方法において、前記容器の口金部に装着されているキャップの天面の高さをその容器の搬送方向に沿って設定された複数の測定点において取得する天面高さ取得工程と、前記天面高さ取得工程において取得した前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さに基づいてそのキャップが容器の口金部に正常に装着されているか否か診断する診断工程と、を備えることにより、上述した課題を解決する。
【００１２】
上述したように口金部とキャップとの間に異物があったり、口金部にキャップがずれて装着されるとキャップの天面が傾斜する。本発明のキャップ診断方法によれば、容器の搬送方向に沿って設定した複数の測定点においてキャップの天面の高さを測定するので、これらの天面の高さを比較することによりキャップの天面が傾斜しているか診断することができる。そのため、キャップが口金部に正常に装着されているか否か容易に診断することができる。
【００１３】
本発明のキャップ診断方法の一形態において、前記天面高さ取得工程では、非接触式の距離測定手段（３３ａ）を利用して前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さを取得してもよい。この場合、キャップに汚れが付着したりキャップが外れたりすることを防止できる。
【００１４】
本発明のキャップ診断方法の一形態において、前記診断工程においてキャップが正常に装着されていないと診断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除工程をさらに備えていてもよい。この場合、キャップに異常がある容器が下流の工程に送られることを防止できる。
【００１５】
なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【発明の効果】
【００１６】
以上に説明したように、本発明のキャップ装着装置によれば、エジェクタを用いて吸引力を発生させるので、装置で消費されるエネルギを低減できる。また、エジェクタによってほぼ同じ吸引力を発生させ、吸着カップにキャップを確実に吸着保持させることができるので、容器にキャップを安定的に供給することができる。また、本発明のキャップ診断方法によれば、容器にキャップが正常に装着されているか否か容易に診断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１及び図２は、本発明の一形態に係るキャップ装着装置を示す図である。なお、図１はキャップ装着装置１を横から見た図であり、図２はキャップ装着装置１を上から見た図である。このキャップ装着装置１は、ビール製造工場に設置され、図３に示した容器としてのビール樽１００の口金部１０１にキャップＣＰを装着するための装置である。ビール樽１００は、ステンレス鋼などの金属製であり、内部にビールや発泡酒などの飲料が充填される周知のものである。図３に示したように口金部１０１の中央には、非導電性の材料、例えばゴムなどで形成されたメインシールパッキン１０１ａが設けられている。キャップＣＰの側面部は、熱を加えると縮む熱可塑性の樹脂で構成され、ビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂを覆うように口金部１０１に装着される。キャップＣＰの天面Ｕの板紙には、ビール樽１００に充填されている飲料の名称及びメーカー名などが印刷されている。
【００１８】
キャップ装着装置１は、ビール樽１００を所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段としての搬送コンベア１０と、搬送コンベア１０で搬送されているビール樽１００の口金部１０１にキャップＣＰを装着する装着手段としてのキャッピング装置２０と、キャップＣＰがビール樽１００に正常に装着されているか否か診断する診断装置３０と、キャップＣＰの装着が不良のビール樽１００を搬送コンベア１０から排除する排除手段としての排除装置４０とを備えている。搬送コンベア１０は、複数のビール樽１００を一列に並べて搬送可能なコンベアであればよい。このようなコンベアとしては、例えばチェーンコンベアが使用される。図２に示したように搬送コンベア１０には、キャッピング装置２０が設けられている位置においてビール樽１００が搬送コンベア１０の中央に移動するようにガイド１１が設けられている。
【００１９】
キャッピング装置２０は、積み重ねて載置された複数のキャップＣＰからそれらの先頭のキャップＣＰを取り出すキャップ取り出し機構２１と、取り出したキャップＣＰをビール樽１００の口金部１０１に装着する装着手段としての装着機構２２と、口金部１０１に装着されたキャップＣＰを加熱して熱収縮させ、これによりキャップＣＰを口金部１０１に密着させる密栓装置２３とを備えている。キャップ取り出し機構２１と装着機構２２とは、搬送通路２４で接続されており、キャップ取り出し機構２１にて取り出されたキャップＣＰはこの搬送通路２４と通過して装着機構２２に送られる。図２に示したように搬送通路２４は搬送コンベア１０の上方に搬送コンベア１０とほぼ平行に設けられる。そのため、キャップＣＰはビール樽１００の搬送方向と同じ方向から装着機構２２に送られる。
【００２０】
図４は、キャップ取り出し機構２１を拡大して示した図である。図４に示したようにキャップ取り出し機構２１は、積み重ねた状態の複数のキャップＣＰがその天面Ｕ（図３参照）が下を向くように置かれるキャップホルダ２５と、キャップホルダ２５に置かれたキャップＣＰの天面Ｕと対向するように配置された吸着カップ２６と、吸着カップ２６の先端が搬送通路２４の外側に後退する後退位置Ｐ１と吸着カップ２６の先端がキャップホルダ２５に載置されたキャップＣＰの天面Ｕと接触する吸着位置Ｐ２との間で吸着カップ２６を駆動するアクチュエータ２７とを備えている。アクチュエータ２７は、前回キャップホルダ２５から取り出して装着機構２２に送ったキャップＣＰがビール樽１００に装着されると次のビール樽１００に装着すべきキャップＣＰを装着機構２２に送るべく吸着カップ２６を吸着位置Ｐ２に移動させて吸着カップ２６にキャップホルダ２５の先頭のキャップＣＰを吸着保持させ、その後吸着カップ２６を後退位置Ｐ１に移動させてそのキャップＣＰを搬送通路２４に送り出す。アクチュエータ２７と装着機構２２とは例えばカム機構などの動力伝達機構で接続されており、アクチュエータ２７のこれらの動作は装着機構２２の動作と連動して行われる。吸着カップ２６の内部にはその軸線上に吸引通路（不図示）が設けられている。この吸引通路は、吸着カップ２６の上端に開口するとともに吸着カップ２６の下端に開口する。吸着カップ２６の下端に設けられた吸引通路の開口部には継ぎ手２６ａが取り付けられる。そして、吸着カップ２６の吸引通路は、継ぎ手２６ａを介して図５に示した吸引力発生装置５０に接続される。
【００２１】
図５に示したように吸引力発生装置５０は、吸引力発生源としてのエジェクタ５１を備えている。エジェクタ５１は、圧縮空気導入口５１ａから導入した圧縮空気を内部に設けたノズル（不図示）を介して排出口５１ｂから排出することにより、吸引口５１ｃに吸引力を発生させる周知のものである。エジェクタ５１の吸引口５１ｃは吸着カップ２６の吸引通路と接続される。また、エジェクタ５１の圧縮空気導入口５１ａは、圧縮空気供給源と接続されている。圧縮空気は、例えばキャップ装着装置１が設置されている工場の圧縮空気配管からエジェクタ５１に供給してもよい。この場合、キャップ装着装置１にコンプレッサなどの圧縮空気発生源を設ける必要がない。図５に示したように吸着カップ２６はエジェクタ５１の吸引口５１ｃと接続されている。吸着カップ２６とエジェクタ５１との間の空気吸引経路には、吸着カップ２６とエジェクタ５１とが連通する連通位置とその連通を阻止する遮断位置とに切り替え可能な切替バルブ５２が設けられている。この切替バルブ５２は、吸着カップ２６が吸着位置Ｐ２に駆動された際に連通位置に切り替えられ、吸着カップ２６が後退位置Ｐ１に駆動されると遮断位置に切り替えられるようにアクチュエータ２７の動作と連動して制御される。切替バルブ５２の制御は、カム機構などによって行われてもよいし、ハードウェア制御回路によって実現されてもよい。また、ソフトウェアによる制御が可能なコンピュータユニットによって実現されてもよい。これにより、キャップホルダ２５に積み重ねて載置された複数のキャップＣＰからその先頭のキャップＣＰを取り出して搬送通路２４に移動させることができる。
【００２２】
キャッピング装置２０の説明に戻る。キャッピング取り出し機構２１によってキャップホルダ２５から取り出されたキャップＣＰは、搬送通路２４に沿って移動し、装着機構２２に送られる。図１及び図４に示したように搬送通路２４は、搬送中にキャップＣＰが途中で反転するように曲げられているため、キャップＣＰは天面Ｕが上を向いた状態で装着機構２２に送られる。装着機構２２は、先端にキャップＣＰを保持する保持部２２ａを備えている。この保持部２２ａは、ガイド１１によって搬送コンベア１０の中央に位置が調整されたビール樽１００の口金部１０１に接触してその口金部１０１に保持しているキャップＣＰを装着する装着位置Ｐ３と、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の高さよりも高い退避位置Ｐ４との間で揺動可能なように設けられている。
【００２３】
密栓装置２３は、搬送コンベア１０によって搬送されているビール樽１００のキャップＣＰを加熱する加熱部２３ａを備えている。加熱部２３ａには例えば電気ヒータや熱風発生器が設けられ、これらによってキャップＣＰの周囲のみを加熱する。上述したようにキャップＣＰは熱を加えることによって縮むため、このように加熱部２３ａでキャップＣＰを加熱することにより、キャップＣＰをビール樽１００の口金部１０１に密着させることができる。
【００２４】
図１に戻り診断装置３０について説明する。診断装置３０は、キャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３を備えている。キャップ検知装置３１は、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂに離して設けた一対の電極３１ａを接触させ、これらの電極３１ａ間で導通があるか否かで口金部１０１にキャップＣＰが装着されているか否か判断するものである。一対の電極３１ａは、ビール樽１００の口金部１０１に接触する検査位置と搬送コンベア１０上のビール樽１００との接触を回避可能な回避位置との間で駆動可能に設けられている。そして、ビール樽１００がキャップ検知装置３１の下に搬送されてきたときのみ検査位置に駆動され、それ以外の時期は回避位置に維持される。上述したように口金部１０１の中央にはメインシールパッキン１０１ａが設けられているため、一対の電極３１ａは口金部１０１のうちメインシールパッキン１０１ａ以外の部分にそれぞれが接触するように所定の間隔を離して設けられている。上述したように口金部１０１はステンレス鋼などの金属製であるため電気が通る。一方、キャップＣＰは樹脂製であるため電気が遮断される。そのため、一対の電極３１ａを口金部１０１の天面１０１ｂに接触させた際に導通が無ければ、キャップＣＰが口金部１０１に装着されていると判断できる。
【００２５】
キャップ種別検査装置３２は、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂを撮像するためのカメラ３２ａと、カメラ３２ａによって撮像された画像に基づいてビール樽１００にビール樽１００に充填されている飲料の名称が表示されているキャップＣＰ（以下、正しいキャップＣＰと称することがある。）が装着されているか否か判断する診断部３２ｂとを備えている。診断部３２ｂとしては、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットが使用される。カメラ３２ａは、ビール樽１００の搬送経路の上方に、ビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂの少なくとも一部をほぼ垂直上方から撮像するように設けられる。
【００２６】
上述したようにキャップＣＰの天面Ｕには、飲料の名称及びメーカー名などが印刷されている。そして、一般にこのキャップＣＰの天面Ｕの模様は、飲料毎にそれぞれ異なる。そこで、診断部３２ｂにおいては、所定の処理としてまずカメラ３２ａが撮像した画像に対して２値化処理が行われる。その後、この２値化処理した画像の黒又は白の面積を算出する処理が行われる。診断部３２ｂのＲＡＭには、予め正しいキャップＣＰを撮像し、その後２値化処理した画像の黒又は白の面積を基準値として記憶させておく。そして、カメラ３２ａで撮像し、２値化処理した画像の黒又は白の面積がこの基準値に対して許容範囲内に収まっているか否かの判断処理が行われる。この判断処理で、黒又は白の面積が許容範囲内であれば、正しいキャップがビール樽１００に装着されていると判断され、黒又は白の面積が許容範囲外であれば間違ったキャップがビール樽１００に装着されていると判断される。なお、診断部３２ｂにおける所定の処理は上述した処理に限定されない。例えば、予め正しいキャップＣＰの画像を基準画像として診断部３２ｂのＲＡＭに記憶させておき、この基準画像とカメラ３２ａが撮像した画像とを比較してビール樽１００に装着されているキャップＣＰが正しいキャップか判断する、いわゆるパターンマッチング処理を行ってもよい。
【００２７】
キャップ取付角度検査装置３３は、レーザ光を測定対象に向かって射出するとともに測定対象からの反射光を受光する距離測定手段としての変位センサ３３ａと、診断手段としての情報処理部３３ｂとを備えている。情報処理部３３ｂには、例えばマイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータユニットが用いられる。変位センサ３３ａは、搬送コンベア１０にて搬送されているビール樽１００の口金部１０１の天面１０１ｂに測定点が設定されるように搬送コンベア１０の上方に設けられる。情報処理部３３ｂは、変位センサ３３ａから射出されたレーザ光と反射光との相関関係に基づいて所定の測定基準位置から測定点、すなわちレーザ光の反射点までの距離を求める。
【００２８】
口金部１０１の天面１０１ｂを覆うようにキャップＣＰが装着されていない場合や口金部１０１とキャップＣＰとの間に異物がある場合は、図６に一例を示したようにキャップＣＰは口金部１０１に対して傾いて装着される。そのため、ビール樽１００の口金部１０１が変位センサ３３ａの下を通過する際に変位センサ３３ａによって測定される距離が徐々に増加又は減少する。一方、図７に一例を示したようにキャップＣＰが口金部１０１に正常に装着されている場合は、キャップＣＰの天面Ｕがほぼ水平になるため、変位センサ３３ａはほぼ同じ距離を測定する。そこで、まず変位センサ３３ａの下方をビール樽１００が通過する際、そのビール樽１００のキャップＣＰの天面Ｕの高さを変位センサ３３ａによって複数回測定する。これによりビール樽１００の搬送方向に沿って設定された複数の測定点におけるキャップＣＰの天面Ｕの高さを測定できる。そのため、この手順が本発明の天面高さ取得工程に相当する。次に、これら測定したキャップＣＰの天面Ｕの高さに基づいてキャップＣＰが正常に装着されているか否か診断する。診断方法としては、例えば測定した複数の高さの最大値と最小値の差Δｈ（図６参照）を算出し、この差Δｈが予め設定した許容範囲内であるか否か判断する。この差Δｈが許容範囲内であれば、キャップは正常に装着されていると診断され、差Δｈが許容範囲外であればキャップに異常があると診断される。そのため、この手順が本発明の診断工程に相当する。
【００２９】
次に排除装置４０について説明する。排除装置４０は、搬送コンベア１０の搬送経路上に設定された排除位置Ｐｅにあるビール樽１００を搬送コンベア１０上から排除する排除位置Ｐ５と搬送コンベア１０にて搬送されるビール樽１００に干渉しない退避位置Ｐ６との間で移動可能なプッシャー部材４１と、プッシャー部材４１を排除位置Ｐ５と退避位置Ｐ６との間で駆動するアクチュエータ４２と、プッシャー部材４１により搬送コンベア１０上から排除されたビール樽１００が送られる排除通路４３とを備えている。
【００３０】
アクチュエータ４２は、制御装置４４にて制御される。制御装置４４には、キャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３がそれぞれ接続されている。制御装置４４は、これら装置３１、３２、３３の検査結果に基づいてアクチュエータ４２の動作を制御する。すなわち、制御装置４４は、キャップ検知装置３１から導通が確認されたという信号が発せられた場合、キャップ種別検査装置３２から２値化した画像の黒又は白の面積が許容範囲外であったという信号が発せられた場合、又はキャップ取付角度検査装置３３からキャップＣＰの天面Ｕの高さが許容範囲以上に変化したという信号が発せられた場合、これらの検査結果の少なくともいずれか一つが検出されたビール樽１００が排除位置Ｐｅに到達するとプッシャー部材４１が排除位置Ｐ５に駆動されるようにアクチュエータ４２の動作を制御する。そして、そのとき以外は、プッシャー部材４１が退避位置Ｐ６に駆動されるようにアクチュエータ４２の動作を制御する。なお、制御装置４４は、ハードウェア制御回路によって実現されてもよいし、ソフトウェアによる制御が可能なコンピュータユニットによって実現されてもよい。
【００３１】
図１及び図２を参照してキャップ装着装置１におけるビール樽１００へのキャップＣＰの装着手順について説明する。キャップ装着装置１には、図１に左側から飲料が充填されたビール樽１００が供給される。供給されたビール樽１００は搬送コンベア１０によってキャッピング装置２０に送られる。キャッピング装置２０では、すでに装着機構２２の保持部２２ａにキャップＣＰが保持されており、ビール樽１００の口金部１０１が装着機構２２の保持部２２ａと接触すると保持部２２ａに保持されていたキャップＣＰがその口金部１０１に装着される。その後、ビール樽１００は密栓装置２３に送られ、キャップＣＰの加熱が行われる。これにより、口金部１０１にキャップＣＰを密着させる。
【００３２】
保持部２２ａに保持されていたキャップＣＰがビール樽１００に装着されると、上述したようにアクチュエータ２７によって吸着カップ２６が吸着位置Ｐ２に駆動され、キャップホルダ２５から新たなキャップＣＰが取り出されて装着機構２２に送られる。
【００３３】
口金部１０１にキャップＣＰが装着されたビール樽１００は、搬送コンベア１０によってキャップ検知装置３１、キャップ種別検査装置３２、及びキャップ取付角度検査装置３３の下を通過する。この際、各装置３１、３２、３３は上述した方法でビール樽１００に正しいキャップＣＰが正常に装着されているか否か検査する。その後、ビール樽１００は、排除位置Ｐｅに搬送される。各装置３１、３２、３３の検査結果が全て異常なしであった場合は、そのまま搬送コンベア１０によって次の工程に搬送される。一方、各装置３１、３２、３３の検査結果のうち少なくともいずれか一つで異常があると判断された場合は、その異常があると判断されたビール樽１００がプッシャー部材４１によって搬送コンベア１０上から排除される。
【００３４】
以上に説明したように、本発明のキャップ装着装置１によれば、吸着カップ２６に作用させる吸引力の発生源としてエジェクタ５１を使用したので、キャップ装着装置１を迅速に起動することができる。そのため、キャップ装着装置１の稼動時間を短縮し、装置で消費されるエネルギを低減できる。また、エジェクタ５１に供給する圧縮ガスとして工場内で使用する圧縮空気の一部を利用することにより、装着装置１自体に圧縮ガスを発生させるためのコンプレッサなどを設ける必要がなくなるため、さらに消費エネルギを低減できる。また、エジェクタ５１は真空ポンプなどと異なり吸引力を発生させるための回転体を有していないため、回転体の回転ムラによる吸引力の変動がない。そのため、ほぼ同じ吸引力を発生させることができる。従って、吸着カップ２６にキャップＣＰを確実に吸着保持させてビール樽１００にキャップＣＰを安定的に供給することができる。
【００３５】
また、本発明のキャップ装着装置１は、キャップ種別検査装置３２及びキャップ取付角度検査装置３３を備えるので、キャップＣＰの有無のみではなく、ビール樽１００に正しいキャップＣＰが正常に装着されているか否か検査できる。キャップＣＰが正常に装着されているか否かは、キャップ取付角度検査装置３３の下をビール樽１００が通過する際のキャップＣＰの天面Ｕの高さの変化に基づいて判断するので、容易にその診断を行うことができる。キャップＣＰの天面Ｕの高さの測定はレーザ光を使用して非接触で行うので、ビール樽１００に装着したキャップＣＰに汚れが付着したり、このキャップＣＰが外れたりすることを防止できる。そして、診断装置３０のいずれかの装置３１、３２、３３において異常ありと診断されたビール樽１００は排除装置４０によって搬送コンベア１０上から排除されるので、キャップＣＰに異常があるビール樽１００がキャップ装着装置１よりも下流の工程に送られることを防止できる。
【００３６】
本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、本発明のキャップ装着装置が適用される容器はビール樽に限定されない。口金部にキャップを装着する種々の容器に適用してよい。
【００３７】
吸着カップの吸引通路には、エジェクタに加えて真空ポンプを接続してもよい。この場合、通常はエジェクタを吸着カップの吸引力発生源として使用し、エジェクタが故障した場合に真空ポンプを吸着カップの吸引力発生源として使用する。このようにエジェクタに加えて真空ポンプを設けることにより、エジェクタが故障してもキャップ装着装置を稼動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一形態に係るキャップ装着装置を示す図。
【図２】図２のキャップ装着装置を上から見た図。
【図３】ビール樽を示す図。
【図４】キャップ取り出し機構を拡大して示す図。
【図５】吸引力発生装置を示す図。
【図６】キャップに異常があるビール樽の一例を示す図。
【図７】正常にキャップが装着されているビール樽の一例を示す図。
【符号の説明】
【００３９】
１ キャップ装着装置
１０ 搬送コンベア（搬送手段）
２１ キャップ取り出し機構
２２ 装着機構（装着手段）
２６ 吸着カップ
３３ａ 変位センサ（距離測定手段、天面高さ取得手段）
３３ｂ 情報処理部（診断手段）
４０ 排除装置（排除手段）
５１ エジェクタ
５１ｃ 吸引口
１００ ビール樽（容器）
１０１ 口金部
ＣＰ キャップ
Ｕ 天面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搬送経路に沿って容器を搬送する搬送手段と、積み重ねて載置された複数のキャップの先頭のキャップに吸着カップを真空吸着させて前記複数のキャップから前記先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構と、前記キャップ取り出し機構が取り出したキャップを前記搬送手段にて搬送されている容器の口金部に装着する装着手段と、を備えたキャップ装着装置において、
吸引力発生源としてエジェクタを備え、
前記エジェクタの吸引口が前記吸着カップと接続されていることを特徴とするキャップ装着装置。
【請求項２】
前記所定の搬送経路において前記装着手段の下流であり、かつ前記搬送手段にて搬送されている容器の上方に位置するように前記搬送手段の上方に設けられ、前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面の高さを取得する天面高さ取得手段と、前記搬送手段にて搬送されている容器が前記天面高さ取得手段の下方を通過しているときに前記天面高さ取得手段が取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か判断する診断手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のキャップ装着装置。
【請求項３】
前記天面高さ取得手段として、所定の基準高さから前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面までの距離を測定する非接触式の距離測定手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のキャップ装着装置。
【請求項４】
前記所定の搬送経路において前記天面高さ取得手段の下流に設けられ、前記診断手段によりキャップに異常があると判断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除手段をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のキャップ装着装置。
【請求項５】
所定の搬送経路に沿って搬送されている容器の口金部に装着されているキャップの異常の有無を診断するキャップ診断方法において、
前記容器の口金部に装着されているキャップの天面の高さをその容器の搬送方向に沿って設定された複数の測定点において取得する天面高さ取得工程と、前記天面高さ取得工程において取得した前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さに基づいてそのキャップが容器の口金部に正常に装着されているか否か診断する診断工程と、を備えることを特徴とするキャップ診断方法。
【請求項６】
前記天面高さ取得工程では、非接触式の距離測定手段を利用して前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さを取得することを特徴とする請求項５に記載のキャップ診断方法。
【請求項７】
前記診断工程においてキャップが正常に装着されていないと診断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除工程をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載のキャップ診断方法。
【請求項１】
所定の搬送経路に沿って容器を搬送する搬送手段と、積み重ねて載置された複数のキャップの先頭のキャップに吸着カップを真空吸着させて前記複数のキャップから前記先頭のキャップを取り出すキャップ取り出し機構と、前記キャップ取り出し機構が取り出したキャップを前記搬送手段にて搬送されている容器の口金部に装着する装着手段と、を備えたキャップ装着装置において、
吸引力発生源としてエジェクタを備え、
前記エジェクタの吸引口が前記吸着カップと接続されていることを特徴とするキャップ装着装置。
【請求項２】
前記所定の搬送経路において前記装着手段の下流であり、かつ前記搬送手段にて搬送されている容器の上方に位置するように前記搬送手段の上方に設けられ、前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面の高さを取得する天面高さ取得手段と、前記搬送手段にて搬送されている容器が前記天面高さ取得手段の下方を通過しているときに前記天面高さ取得手段が取得したキャップの天面の高さの変化に基づいて容器にキャップが正常に装着されているか否か判断する診断手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のキャップ装着装置。
【請求項３】
前記天面高さ取得手段として、所定の基準高さから前記装着手段により容器の口金部に装着されたキャップの天面までの距離を測定する非接触式の距離測定手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のキャップ装着装置。
【請求項４】
前記所定の搬送経路において前記天面高さ取得手段の下流に設けられ、前記診断手段によりキャップに異常があると判断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除手段をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３に記載のキャップ装着装置。
【請求項５】
所定の搬送経路に沿って搬送されている容器の口金部に装着されているキャップの異常の有無を診断するキャップ診断方法において、
前記容器の口金部に装着されているキャップの天面の高さをその容器の搬送方向に沿って設定された複数の測定点において取得する天面高さ取得工程と、前記天面高さ取得工程において取得した前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さに基づいてそのキャップが容器の口金部に正常に装着されているか否か診断する診断工程と、を備えることを特徴とするキャップ診断方法。
【請求項６】
前記天面高さ取得工程では、非接触式の距離測定手段を利用して前記複数の測定点におけるキャップの天面の高さを取得することを特徴とする請求項５に記載のキャップ診断方法。
【請求項７】
前記診断工程においてキャップが正常に装着されていないと診断された容器を前記所定の搬送経路から排除する排除工程をさらに備えることを特徴とする請求項５又は６に記載のキャップ診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１６１２０８（Ｐ２００９−１６１２０８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４０９２８（Ｐ２００７−３４０９２８）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【出願人】（３９２０３２１００）キリンエンジニアリング株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【出願人】（３９２０３２１００）キリンエンジニアリング株式会社 (54)
【Ｆターム（参考）】
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