セル生産方式の容器充填作業装置およびそのキャップ仮締め装置
【課題】広い作業スペースを必要とせず、最少人数の作業員で効率良く生産できるセル生産方式の容器充填作業装置を提供する。
【解決手段】 装置架台１０の上に設けたターンテーブルに容器を保持し、ターンテーブルを間欠的に回転して、容器を、内容物充填、中栓乗せ、中栓の打栓、ねじつきキャップのねじ締めの各作業装置の作業位置に順次運ぶ。キャップのねじ締めは、キャップ仮締め装置５がキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行った後、キャップ本締め装置がキャップを螺合方向に最後まで回転して本締め締結する構成とする。キャップ仮締め装置５は、キャップ置きホルダ２に置かれたキャップを、ホルダ２ごとエアチャック４２の真下に移動させてエアチャック４２により把持し、その下に配置される容器の充填口へ移動して被せ、仮締めする。
【解決手段】 装置架台１０の上に設けたターンテーブルに容器を保持し、ターンテーブルを間欠的に回転して、容器を、内容物充填、中栓乗せ、中栓の打栓、ねじつきキャップのねじ締めの各作業装置の作業位置に順次運ぶ。キャップのねじ締めは、キャップ仮締め装置５がキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行った後、キャップ本締め装置がキャップを螺合方向に最後まで回転して本締め締結する構成とする。キャップ仮締め装置５は、キャップ置きホルダ２に置かれたキャップを、ホルダ２ごとエアチャック４２の真下に移動させてエアチャック４２により把持し、その下に配置される容器の充填口へ移動して被せ、仮締めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セル生産方式（半自動の生産方式）によって、作業テーブル（ターンテーブル）に供給セットした容器に充填物（内容物）を充填してから容器の充填口をねじ付のキャップで螺合閉止し、充填物が充填された容器を作業テーブルから取り出すまでの作業を行うセル生産方式の容器充填作業装置およびそのキャップ仮締め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、成熟商品であるビール等のビン詰作業は多量生産に適した自動機械（自動設備装置）を使用して行なわれている。この種の自動機械は生産効率を重視した大掛かりな装置であり、初期設備コストが嵩むため、大企業の生産方式に適している。
【０００３】
その一方において、食品、飲料物、化粧品等の充填物（内容物）を容器に充填して製品を生産する場合、中小企業においては、午前と午後という如く、時間帯によって充填物や、容器の種類を異にする作業が多く、このような少量多品種商品の製造を行なう場合は大量生産方式は適さず、セル生産方式（半自動の生産方式）が採用される。また、大企業においても、新製品の市場調査を行うような場合には、少量多品種商品の生産を行う場合が多く、このような場合も大量生産方式は適さず、セル生産方式が採用される。セル生産方式は、作業員（作業者）を配置して半自動により生産を行う生産形態のものである。
【０００４】
セル生産方式を行なう場合は、例えば、ベルトコンベアの走行方向に沿って、各工程毎に機械装置を設置し、各工程の機械装置にそれぞれ専用の作業員を配置して充填物を容器に充填してからキャップ締めして取り出すまでの一連の流れ作業を行う生産方式が考えられる。
【０００５】
なお、現時点において、セル生産方式で作業を行う装置に関する先行技術文献は見つかっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベルトコンベアの走行方向に沿って、各工程毎に機械装置を設置する構成にすると、広い作業スペースが必要になるという問題が生じ、また、各工程の機械装置にそれぞれ専用の作業員を配置する生産形態では、多くの作業員を必要とするため人件費が嵩むという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、広い作業スペースを必要とせず、作業員も例えば一人という如く最小人数で足り、しかも、作業員が最少人数にもかかわらず、生産効率のよいセル生産方式の容器充填作業装置およびそのキャップ仮締め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、次のような構成をもって課題を解決する手段と成している。すなわち、第１の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、装置架台の上側にターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルには容器の設置保持部が設けられ、前記ターンテーブルの外周側となる装置架台上には、ターンテーブルの外周方向に間隔を介して、ターンテーブルの前記設置保持部に設置された容器に内容物を充填する装置と、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップのねじを前記充填口の外周側壁に設けられている容器側のねじに螺合回転してキャップをねじ締めするキャップ本締め装置と、を少なくとも含む複数の作業装置が配置され、前記ターンテーブルが間欠的に回転されることで、ターンテーブルに設置された容器が順次各作業装置の作業位置に運ばれ、ターンテーブルが１回転する間に容器に内容物が充填されてその充填口が前記キャップによって締結閉止されるまでの作業工程が行われるセル生産方式の容器充填作業装置であって、前記キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、前記キャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成とし、キャップ本締め装置は前記仮締めされたキャップを螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結する構成とした構成をもって、上記課題を解決する手段と成している。
【０００９】
また、第２の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、前記第１の発明の構成を備えたものにおいて、前記キャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せる構成を有することをもって課題を解決する手段と成している。
【００１０】
第３の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、前記第２の発明の構成を備えたものにおいて、前記キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成したことをもって、上記課題を解決する手段と成している。
【００１１】
第４の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備えた上で、前記キャップの仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置を配置し、該キャップ仮締め装置はキャップの仮締め動作の完了後にキャップの回転トルクをキャップの仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップを螺合方向に回転してキャップの本締め動作を行う構成と成して、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用の装置としたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、第５の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成を備えた上で、前記キャップ仮締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置には容器の充填口に配置された中栓を前記充填口に打栓し挿入固定して充填口を閉止する打栓装置が配置され、該打栓装置による打栓工程作業位置の手前には前記中栓を前記容器の充填口に乗せて配置する中栓乗せ装置が配置されており、該中栓乗せ装置は、中栓の吸着による保持と保持解除を行う中栓保持手段と、打栓される姿勢で置かれる中栓を支持する中栓置きホルダと、中栓置きホルダを中栓が置かれる位置と前記中栓保持手段による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段の移動手段と、を有し、該中栓保持手段の移動手段は前記中栓置きホルダが前記吸着保持位置に移動された状態で前記中栓保持手段を中栓の吸着保持位置に移動するとともに、該吸着保持位置で中栓を吸着した中栓保持手段を前記吸着保持位置から前記容器の充填口へ移動する構成とし、中栓保持手段は容器の充填口に移動されたときに吸着を解除して中栓を充填口に乗せる構成としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、第６の発明のキャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とする。
【００１４】
さらに、第７の発明のキャップ仮締め装置は、第６の発明の構成を備えた上で、前記キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している。
【発明の効果】
【００１５】
本願の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、ターンテーブルに沿って複数の作業装置が配置されるため、ベルトコンベアに沿って複数の作業装置を配置する方式に比べ、作業スペースを狭くすることができ、工場内スペースの格段の有効利用を図ることができる。
【００１６】
また、ターンテーブルに沿って複数の作業装置が配置されるため、各作業装置はターンテーブルの傍に立つ作業員の手の届く範囲となる。そのため、作業員一名が、十分に手の届く範囲で複数の作業装置を操作でき、中栓の供給やキャップ仮締め等の作業をできるため、作業員の数を削減でき、人件費の削減を図ることができる。
【００１７】
さらに、本願発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、このキャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成としている。そのため、キャップの仮締めが完了した段階においては、キャップのねじに容器のねじが正しく噛み合わされているので、次のキャップ本締め工程では、キャップ本締め装置はキャップを把持して螺合回転するだけで、キャップは不具合なく円滑に螺合回転して本締めを効率よく終了させることができる。
【００１８】
本願発明のキャップ仮締め装置が設けられない場合には、キャップ本締め装置の作業位置に搬送されて来た容器の充填口に作業員がキャップを被せることとなるが、容器や、キャップの製品によっては、容器側のねじやキャップ側のねじが必ずしも高精度に形成されているとは限らず、作業員によって被せられたキャップをキャップ本締め装置が螺合方向に回転しても最初にねじが噛み合わず、キャップの本締めができないという事態が発生する場合が生じる。特に、人手による作業においては、容器に対しキャップを水平にして中心を合わせた状態で被せるのが難しく、キャップが僅かに傾いて被せられた場合には（充填口が広口の場合には特にこのような状況が生じ易い）、最初にねじが噛み合わず、キャップの本締めができない状態に陥る頻度が高くなる。
【００１９】
これに対し、本願発明のセル生産方式の容器充填作業装置においては、上記本願発明のキャップ仮締め装置がキャップ本締め装置の手前側に配置されており、キャップ仮締め装置は容器の充填口に被せられたキャップを最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するので、たとえ、容器の充填口に被せられたキャップが傾いて被せられた場合においても、キャップ仮締め装置によって、キャップを螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器側のねじとキャップ側のねじとの山と谷を正しく向き合う方向に馴染み矯正することができ、キャップを螺合方向に回転したときに、容器側のねじとキャップ側のねじとが円滑に噛み合うこととなり、次のキャップの本締め作業を円滑に効率的に行うことができる。
【００２０】
また、第２の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、作業員がキャップ仮締め装置に設けたキャップ置きホルダにキャップを被せて置くだけの作業で、キャップ把持手段によりキャップが容器の充填口へ移動されて被せられるので、作業員の作業の負担が軽減される。そのため、作業員の作業時間に余裕が生じ、その作業員が他の作業工程での作業操作を行うことができるので、一人で、全作業工程を受け持つことも可能となり、作業員の大幅な削減が可能である。また、作業員の作業時間に余裕が生じた分だけ、ターンテーブルの回転速度をアップできるので、生産効率が高まり、単位時間当たりの生産個数を高める（増加する）ことが可能である。
【００２１】
さらに、第３の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ把持手段の移動手段を初期待機位置とキャップ把持位置との間の短ストローク区間の移動と、前記初期待機位置とキャップ把持位置よりも下側のキャップ仮締め位置との間の長ストローク区間の移動との、単純な上下のストローク移動（短ストローク区間の経路を長ストローク区間内の共通の経路として兼用する経路でのストローク移動）によって、キャップを把持して容器の充填口へ被せるまでの搬送移動を行うことができるので、その搬送移動の構成は非常に簡易となり、搬送移動に要する作業スペースも小さくて済む。また、その搬送移動の動作は前記したようにストローク長の異なる単純な２種類の上下移動であるから、その移動を制御する制御装置の制御構成を簡易化できる。その上、ターンテーブルに設置された容器はその充填口がキャップ把持手段の上下のストローク移動経路の真下に配置されるので、キャップ把持手段に把持されたキャップのセンター（中心）と容器の充填口のセンターとが自動的に合い、充填口のねじにキャップのねじを円滑に仮締めすることができる。
【００２２】
さらに、キャップ置きホルダに被せられたキャップがキャップ把持位置に移動されるときにはキャップ把持手段はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置に退避しており、また、キャップ置きホルダがキャップをホルダする位置（キャップが置かれる位置）に移動するときにはその前にキャップ把持手段はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置へ退避移動するので、キャップ置きホルダの移動とキャップ把持手段の移動との連係がとられ、キャップ仮締め装置の作業動作を円滑、効率的に行うことができる。
【００２３】
さらに、第４の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用装置とすることにより、装置構成を一層簡略化できるので、装置コストの低減化を図ることができ、また、作業スペースをより一層コンパクトにすることができる。
【００２４】
さらに、第５の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、容器の充填口に中栓を装着する際に、作業員は中栓を容器の充填口に乗せる煩雑な作業を強いられることなく、中栓を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよい。そうすれば、中栓は自動的に容器の充填口に搬送されて乗せられ、次の打栓工程の動作によって中栓は効率的に容器の充填口に挿入装着される。このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置することにより、容器の充填口に中栓を乗せる作業の信頼性と迅速化が達成できる。また、作業員は中栓を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよいよいので、作業員の作業が軽減され、時間的余裕も生まれ、前記キャップ仮締め装置でのキャップ置き作業と中栓乗せ装置での中栓置き作業を一人の作業員でまかなうことが可能となり、作業員の人員削減を達成できる。
【００２５】
さらに、本願発明のキャップ仮締め装置によれば、容器の充填口に被せられたキャップを最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転することにより、たとえ、容器の充填口に被せられたキャップが傾いて被せられた場合においても、キャップ仮締め装置によって、キャップを螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器側のねじとキャップ側のねじとの山と谷を正しく向き合う方向に馴染み矯正することができる。したがって、キャップ本締め装置の手前側に配置することにより、上記効果を発揮できるセル生産方式の容器充填作業装置を実現できる。
【００２６】
特に、第７の発明のキャップ仮締め装置によれば、キャップ把持手段に把持されたキャップのセンター（中心）と容器の充填口のセンターとを自動的に合わせることができ、充填口のねじにキャップのねじを円滑に仮締めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２８】
図２には、本発明に係るセル生産方式の容器充填作業装置の一実施形態例の要部構成図が平面図により示されており、図３には、その側面図が、一部構成を省略した状態で示されている。この容器充填作業装置は、例えば図５に示すようなボトル等の容器３０に内容物を充填し、この容器３０の充填口３２に中栓３１を打栓して固定し、さらに、ねじ付きのキャップ３３を容器３０の充填口３２にねじ締めする作業を、作業員を配置して半自動により行うための装置である。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態例の容器充填作業装置には、装置架台１０の上側に、図２の矢印Ｒ方向に回転するターンテーブル１１が設けられ、該ターンテーブル１１には、容器３０を設置保持するための設置保持部１２が、ターンテーブル１１上の周方向に等間隔（等角間隔）で８箇所設けられている。このターンテーブル１１の等角位置に、自動または作業員の手動による各作業位置（各工程の動作位置）がある。
【００３０】
図２、図３に示すように、前記ターンテーブル１１の外周側となる装置架台１０の上には、ターンテーブル１１の外周方向に間隔を介し、内容物の充填装置１３と、中栓３１の打栓装置１４と、キャップ仮締め装置５（図３には図示せず）と、キャップ本締め装置１６とが設けられて、これらの装置の動作と、作業員により行われる作業動作とによって、容器３０への内容物の充填からキャップ３３のねじ締めまでの作業が行われるようになっている。
【００３１】
前記容器３０の設置保持部１２のそれぞれの配置位置（例えば設置保持部１２の近傍位置）には、図示されていないセンサが設けられている。このセンサの検知信号は、ターンテーブル１１の回転制御を行う制御装置１に信号接続されている。前記設置保持部１２のそれぞれの配置位置に設けられたセンサによって各工程の終了が検知されると、ターンテーブル１１は矢印Ｒ方向に４５度ずつ回転する。
【００３２】
なお、制御装置１は、ターンテーブル１１の回転制御の他に、充填装置１３、打栓装置１４と、キャップ仮締め装置５、キャップ本締め装置１６の各動作制御も行う制御装置であるが、本実施形態例の説明において参照する各図面において、図の簡略化のために、制御装置１と各装置やセンサとの信号接続形態は省略している。
【００３３】
ターンテーブル１１が、上記制御装置１の回転制御によって間欠的に回転されることで、ターンテーブル１１に設置された容器３０が順次各作業位置（各作業装置の作業位置と作業員による手動による作業位置）に運ばれ、ターンテーブル１１が１回転する間に容器３０に内容物が充填されて、その充填口３２が前記キャップ３３によって締結閉止されるまでの作業工程が行われる。以下に、各作業装置の構成を簡単に説明する。
【００３４】
充填装置１３は、制御装置１の制御に従い、ターンテーブル１１の前記設置保持部１２に設置された容器３０に内容物を充填する装置である。容器３０は、通常、空の状態で設置されるものであり、図３には、この充填装置１３による容器３０への内容物充填作業状態が示されている。充填装置１３は、上下方向に摺動自在に設けられた軸部１７と、この軸部１７内に設けられた内容物充填通路（図示せず）と、この内容物充填通路の先端側に設けられて内容物を容器３０の充填口３２に充填するノズル１８とを有している。
【００３５】
なお、本実施形態例で適用しているような、容器３０内に内容物を充填する充填装置の構成は周知であるので、その詳細説明は省略する。
【００３６】
打栓装置１４は、容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を容器３０の充填口３２に打栓し、挿入固定して充填口を閉止する装置である。打栓装置１４は装置架台１０から上部側に立設されて先端側がターンテーブル１１の設置保持部１２の上部側に伸設されたアーム部１９と、このアーム部１９の先端側に設けられて上下方向摺動自在の打栓部２０とを有している。打栓部２０は、制御装置１の制御に従い、打栓動作を行うものであり、下方側に移動して、容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を打栓し、挿入固定して充填口を閉止する。
【００３７】
なお、本実施形態例で適用しているような中栓３１の打栓装置の構成は周知であるので、その詳細説明は省略する。
【００３８】
キャップ本締め装置１６は、内容物が充填された容器３０の充填口３２に被せられたねじ付きのキャップ３３のねじを、前記充填口３２の外周側壁に設けられている容器３０側のねじに螺合回転してキャップ３３をねじ締めする装置であり、その構成は後述する。
【００３９】
キャップ仮締め装置５は、図２に示すように、前記キャップ本締め装置１６による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に設けられている。キャップ仮締め装置５は、内容物が充填された容器３０の充填口３２にねじ付きのキャップ３３を被せ、このキャップ３３を、最初にねじの螺脱方向に回転してから、次に螺合方向に回転してキャップ３３と容器３０のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成としている。
【００４０】
このキャップ仮締め装置５を設けてキャップ３３を仮締めし、この仮締めされたキャップ３３を、前記キャップ本締め装置１６が螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結することが、本実施形態例の特徴的な構成の一つである。
【００４１】
図１（ａ）には、キャップ仮締め装置５の構成が、図２に示したケース８を省略して示す側面図により示されている。図１（ａ）に示すように、キャップ仮締め装置５は、装置架台１０の上部側に立設された支柱２１を有し、この支柱２１にベース板２２が支持されている。ベース板２２の一端側にはモータ支持部材２３が固定されており、このモータ支持部材２３にモータ２４が支持されている。モータ２４の回転軸（図示せず）はモータ支持部材２３の上部側に突出し、この回転軸にプーリ２５が固定されている。モータ２４の回転は、制御装置１により制御される。
【００４２】
前記ベース板２２の他端側には、軸受け部２６（２６ａ，２６ｂ）が設けられており、軸受け部２６ａは軸受け取り付け板３６に取り付けられている。軸受け部２６と前記ベース板２２に貫通してスプライン軸２８が設けられており、スプライン軸２８には、軸受け部２６ａ，２６ｂに上下に挟まれる態様で設けられたプーリ２９が固定されている。プーリ２９と前記モータ２４の回転軸に固定されたプーリ２５とに掛け渡してタイミングベルト３５が設けられている。
【００４３】
図１（ｂ）には、タイミングベルト３５を介してのプーリ２５，２９の接続構成が模式的な平面図により示されており、この図に示すように前記モータ２４の回転と共にプーリ２５が回転すると、その回転駆動力がタイミングベルト３５を介してプーリ２９に伝えられ、プーリ２９はプーリ２５と同方向に回転し、前記スプライン軸２８を回転させる構成と成している。
【００４４】
図１（ａ）に示すように、スプライン軸２８の下部側には、複数（例えば３つ）の爪部４４を備えたエアチャック４２とエアチャック支持部４３とが設けられている。エアチャック４２は、キャップ３３の把持と把持解除とを行うキャップ把持手段として機能するものであり、エアチャック支持部４３内に形成されている空気導入路（図示せず）を通して導入される空気によって、エアチャック４２の開閉動作が行われる。つまり、エアチャック４２に空気が導入されると爪部４４の間隔が閉じ、エアチャック４２の空気の導入が停止されると爪部４４の間隔が開く。
【００４５】
また、スプライン軸２８の上部側には連結板３７の一端側が固定されており、この連結板３７の他端側にはシリンダ軸３８が固定されている。このシリンダ軸３８がシリンダ支持板３９に支持されて第１のエアシリンダ３を形成しており、エア導入口４１に導入される空気によってシリンダ軸３８が上下方向に摺動する。
【００４６】
このシリンダ軸３８の摺動と共に、前記スプライン軸２８は上下方向に摺動する構成と成しており、本実施形態例では、前記エア導入口４１を上下方向に互いに間隔を介した３箇所に設け、これらのエア導入口４１のいずれかに空気を導入する（あるいは空気導入を行わない）といった制御を、制御装置１の制御に従って行うことにより、スプライン軸２８は、図１（ａ）と、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す位置のうち、いずれかの適宜位置に配置される。
【００４７】
なお、エアシリンダの内部構成は周知であるので、その詳細説明は省略するが、第１のエアシリンダ３が、シリンダ軸３８の上下方向の位置を、図１（ａ）、図４（ｂ）に示す初期待機位置と、この位置よりも設定長さ下方側となる図４（ａ）に示す位置と、この位置よりもさらに下方側となる図４（ｃ）に示す位置との間で段階的に切り替える（エアチャック４２を初期待機位置と図４（ａ）の位置との間の短ストローク区間で移動させたり、初期待機位置と図４（ｃ）の位置との間の長ストローク区間で移動させたりする）構成としていることは、本実施形態例の特徴の一つである。
【００４８】
また、前記ベース板２２の下部側にはＬ字形状のアーム４５が下方側に向けて突出して設けられており、アーム４５には、シリンダ支持板６とＬ字形状のシリンダ軸７（図１（ｂ）参照）とを備えた第２のエアシリンダ４が設けられている。シリンダ軸７の先端側には、キャップ３３が被せて置かれるキャップ置きホルダ２が設けられており、キャップ置きホルダ２は、キャップ３３内の凹部に対し雄型の突状形状を呈している。
【００４９】
前記第２のエアシリンダ４は、キャップ置きホルダ２を、キャップ３３が置かれる位置（図１（ａ）参照）と前記エアチャック４２によるキャップ把持位置（図４（ａ）参照）との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段として機能する。
【００５０】
キャップ置きホルダ２には図示されていないセンサが設けられており、キャップ置きホルダ２へのキャップ３３の配置を検知すると、この検知信号が前記制御装置１に加えられる。そうすると、制御装置１が第２のエアシリンダ４にキャップ置きホルダ２の移動信号を加え、第２のエアシリンダ４によって、キャップ置きホルダ２がエアチャック４２によるキャップ把持位置に移動される。
【００５１】
また、本実施形態例では、前記第１のエアシリンダ３と連結板３７とスプライン軸２８とを有して、キャップ把持手段（エアチャック４２）の移動手段が形成されており、このエアチャック移動手段は、エアチャック４２を上下に移動するキャップ把持手段（エアチャック４２）の上下移動手段と成している。キャップ仮締め装置５の動作開始前には、エアチャック４２は、キャップ把持位置よりも上方の初期待機位置（図１（ａ）の位置）に配置されており、エアチャック移動手段は、前記キャップ置きホルダ２がキャップ把持位置に移動された状態で、エアチャック４２を前記初期待機位置からキャップ把持位置（図４（ａ）の位置）まで下降移動する。
【００５２】
また、エアチャック移動手段は、エアチャック４２がキャップ３３を把持完了した状態でエアチャック４２を上昇移動し、エアチャック４２を前記初期待機位置に戻す（図４（ｂ）参照）。そして、キャップ置きホルダ２がキャップ把持位置からキャップ３３が置かれる位置へ移動した（戻された）後に、エアチャック移動手段は、エアチャック４２を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップ３３の仮締め位置（図４（ｃ）の位置）に下降移動し、エアチャック４２を前記容器３０の充填口３２へ移動した状態で、キャップ３３を容器３０の充填口３２（図示せず）に被せる。
【００５３】
そして、エアチャック移動手段は、以下に述べるキャップ３３の仮締め完了後に、キャップ３３を把持開放したエアチャック４２を前記初期待機位置まで上昇移動する。
【００５４】
キャップ３３の仮締め動作は、制御装置１に制御されて前記キャップ把持手段２を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段（回転手段）により行われる。この回転手段は、前記スプライン軸２８、プーリ２５，２９、モータ２４、タイミングベルト３５を有して形成されており、前記の如く、モータ２４の回転に伴い、プーリ２９と共にスプライン軸２８を回転させることにより、前記エアチャック４２によって把持されたキャップ３３を回転させ、容器３０の充填口３２にねじ締め（キャップ３３の仮締め）をする。前記回転手段は、最初にねじの螺脱方向に回転してから、次に螺合方向に回転して仮締めする。
【００５５】
前記エアチャック支持部４３にはエアチャック４２を下方側に付勢するスプリング（図示せず）が内蔵されており、キャップ３３を回転させて容器３０の充填口３２にねじ締めした際に、スプライン軸２８の上下方向の位置を変えずにエアチャック４２とキャップ３３のみを、キャップ３３のねじと容器３０の充填口３２のねじとの螺合による下降分だけ下方側に移動可能と成している。
【００５６】
なお、図３に示すように、キャップ本締め装置１６は、上記構成のキャップ仮締め装置５と同様に、装置架台１０の上部側に立設された支柱５１と、支柱５１に支持されたベース板５２と、モータ５４の回転駆動によって回転するプーリ５５と、プーリ５５にタイミングベルト５６を介して接続されてプーリ５５と共に回転するプーリ５７と、プーリ５７と共に回転するスプライン軸５８と、スプライン軸５８を上下移動させる第３のエアシリンダ６０と、スプライン軸５８の下部側に設けられて、キャップ３３の把持と把持解除を行うエアチャック５９と、エアチャック５９を支持するエアチャック支持部６１とを有している。
【００５７】
第３のエアシリンダ６０は、キャップ仮締め装置５に設けられている第１のエアシリンダ３と異なり、エアチャック５９を図３に示す初期待機位置と、キャップ３３を把持してねじ締めする位置との２つの位置の間で上下移動させるものであり、モータ５４の回転方向は、ねじ螺合方向のみに行われるものであるが、それ以外のキャップ本締め装置１６の構成要素の機能は、キャップ仮締め装置５に設けられている構成要素の機能とほぼ同様であるので、その詳細説明は省略する。
【００５８】
なお、キャップ仮締め装置５とキャップ本締め装置１６において、それぞれ、ベース板２２，５２の上部側の構成要素が、図２に示したケース８，５０内に設けられている。
【００５９】
本実施形態例は以上のように構成されており、以下に、本実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置を用いて容器３０内の内容物充填とキャップ締めを行う動作について説明する。まず、図２に示す充填装置１３の動作位置（内容物充填作業位置）に配置された設置保持部１２（図２のＡの位置の設置保持部１２）に、容器３０（通常は、空の状態の容器３０）が作業員によって設置される。
【００６０】
そうすると、前記設置保持部１２付近に設けられたセンサ（図示せず）によって容器３０の設置保持部１２への設置が検知され、この検知信号が制御装置１に加えられ、充填装置１３が作動する。つまり、充填装置１３の軸部１７が自動的に下方側に移動してノズル１８を容器３０の充填口３２に差し込み、軸部１７内に設けられている内容物通路（図示せず）を通った内容物が、ノズル１８の先端から設定量だけ容器３０内に充填される。
【００６１】
容器３０への内容物の充填が完了すると、内容物充填作業完了信号が制御装置１に加えられ（または、充填装置１３から制御装置１に充填作業完了信号が加えられ）、ターンテーブルが、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＢの位置に配置される。この状態で、作業員によって中栓３１が容器３０の充填口３２の上部に配置されると、中栓３１の配置が、図示されていないセンサによって検知され、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＣの位置に移動される。
【００６２】
そうすると、制御装置１の制御に従い、前記打栓装置１４が容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を前記充填口３２に打栓し、挿入固定して充填口３２を閉止する。この中栓閉止作業が終了すると、中栓閉止作業終了信号が制御装置１に加えられ、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＤの位置に移動される。
【００６３】
このとき、作業員がキャップ仮締め装置５のキャップ置きホルダ２にキャップ３３を被せて置くと、このキャップ置きホルダ２へのキャップ３３の配置がセンサ（図示せず）によって検知され、制御装置１が第２のエアシリンダ４を駆動させて、図１（ａ）の矢印Ｓの方向にシリンダ軸７を移動させ、キャップ置きホルダ２をエアチャック４２の真下に移動させる。
【００６４】
この状態で、制御装置１は第１のエアシリンダ３を駆動させ、図４（ａ）に示すように、スプライン軸２８を下降移動し、エアチャック４２によってキャップ３３を把持する。その後、制御装置１は、第１のエアシリンダ３を駆動させて、図４（ｂ）に示すように、エアチャック４２によってキャップ３３を把持した状態で初期待機位置に戻し、第２のエアシリンダ４を駆動させて、キャップ置きホルダ２をキャップ把持位置からキャップ３３が置かれる位置へ移動させる。
【００６５】
その後、制御装置１は、第１のエアシリンダ３を駆動させ、図４（ｃ）に示すように、エアチャック４２を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップ３３の仮締め位置に下降移動し、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せ、モータ２４を回転駆動させてキャップ３３を仮締めする。その後、制御装置１は、エアチャック４２によるキャップ３３の把持を開放し、第１のエアシリンダ３を駆動させ、エアチャック４２を上昇移動させて、図１（ａ）に示す初期待機位置に戻す。
【００６６】
このキャップ仮締め作業が終了すると、キャップ仮締め終了信号が制御装置１に加えられ、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＥの位置に移動される。
【００６７】
そうすると、制御装置１は、キャップ本締め装置１６の第３のエアシリンダ６０を駆動させ、スプライン軸５８を下降移動させてエアチャック５９を下降させ、エアチャック５９によってキャップ３３を把持し、その状態で、モータ５４を回転させてキャップ３３を本締めする。このキャップ３３の本締め動作が終了すると、制御装置１は第３のエアシリンダ６０を駆動させエアチャック５９の上昇移動と、エアチャック５９によるキャップ３３の把持解除とを行う。
【００６８】
この状態で、作業員が、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から外し、容器３０への内容物充填からキャップ３３の本締めまでの一連の動作が終了する。
【００６９】
本実施形態例によれば、ターンテーブル１１に沿って複数の作業装置が配置されるため、ベルトコンベアに沿って複数の作業装置を配置する方式に比べ、作業スペースを狭くすることができ、工場内スペースの格段の有効利用を図ることができる。
【００７０】
また、本実施形態例によれば、ターンテーブル１１に沿って複数の作業装置が配置されるため、各作業装置をターンテーブル１１の傍に立つ作業員の手が充分に届く範囲（例えば４２ｃｍφ程度以下）とすることができるといった優れた利点を有する。そのため、一人の作業員が複数の作業装置を操作できるため、作業員の数を削減でき、人件費の削減を図ることができる。
【００７１】
さらに、本実施形態例は、キャップ本締め装置１６による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に、本実施形態例の特徴的なキャップ仮締め装置５を配置し、このキャップ仮締め装置５は、内容物が充填された容器３０の充填口３２に被せられたねじ付きのキャップ３３を最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップ３３と容器３０のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行うので、以下の効果を奏することができる。
【００７２】
つまり、キャップ３３の仮締めが完了した段階においては、キャップ３３のねじに容器３０のねじが正しく噛み合わされているので、次のキャップ本締め工程では、キャップ本締め装置１６はキャップ３３を把持して螺合回転するだけで、キャップ３３は不具合なく円滑に螺合回転して本締めを効率よく終了させることができる。
【００７３】
なお、キャップ仮締め装置５が設けられない場合には、キャップ本締め装置１６の作業位置に搬送されて来た容器３０の充填口に作業員がキャップ３３を被せることとなるが、容器３０や、キャップ３３の製品によっては、容器３０側のねじやキャップ３３側のねじが必ずしも高精度に形成されているとは限らず、作業員によって被せられたキャップ３３をキャップ本締め装置１６が螺合方向に回転しても最初にねじが噛み合わず、キャップ３３の本締めができないという事態が発生する場合が生じる。
【００７４】
特に、人手による作業においては、容器３０に対しキャップを水平にして中心を合わせた状態で被せるのが難しく、キャップ３３が僅かに傾いて被せられた場合には、最初にねじが噛み合わず、キャップ３０の本締めができない状態に陥る頻度が高くなる。このような状況は、例えば図６（ｂ）に示すように、充填口３２が広口の場合には特に生じ易い。
【００７５】
これに対し、本実施形態例では、上記のキャップ仮締め装置５がキャップ本締め装置１６の手前側に配置されており、キャップ仮締め装置５は容器３０の充填口３２に被せられたキャップ３３を最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するので、例え、容器３０の充填口３２に被せられたキャップ３３が傾いて被せられた場合においても、螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器３０側のねじとキャップ３３側のねじとの山と谷が正しく向き合う方向に馴染み矯正される。そのため、キャップ３３を螺合方向に回転したときに、容器３０側のねじとキャップ３３側のねじとを円滑に噛み合わせることができ、次のキャップ３３の本締め作業を円滑に効率的に行うことができる。
【００７６】
また、本実施形態例によれば、作業員がキャップ仮締め装置５は、作業者がキャップ置きホルダ２にキャップ３３を被せて置くだけの作業を行えば、エアチャック４２によりキャップ３３が容器３０の充填口３２へ移動して被せるので、作業員の作業の負担を軽減することができる。そのため、作業員の作業時間に余裕が生じ、その作業員が他の作業工程での作業操作を行うことができるので、一人で、全作業工程を受け持つことも可能となり、作業員の大幅な削減が可能である。また、作業員の作業時間に余裕が生じた分だけ、ターンテーブル１１の回転速度をアップできるので、生産効率が高まり、単位時間当たりの生産個数を高める（増加する）ことが可能である。
【００７７】
さらに、本実施形態例によれば、エアチャック４２の移動手段を初期待機位置（図１（ａ）の位置）とキャップ把持位置（図４（ａ）の位置）との間の短ストローク区間の移動と、前記初期待機位置とキャップ把持位置よりも下側のキャップ仮締め位置（図４（ｃ）の位置）との間の長ストローク区間の移動との、単純な上下のストローク移動（短ストローク区間の経路を長ストローク区間内の共通の経路として兼用する経路でのストローク移動）によって、キャップ３３を把持して容器３０の充填口３２へ被せるまでの搬送移動を行うことができるので、その搬送移動の構成は非常に簡易となり、搬送移動に要する作業スペースも小さくて済む。
【００７８】
また、その搬送移動の動作は前記したようにストローク長の異なる単純な２種類の上下移動であるから、その移動を制御する制御装置１の制御構成を簡易化できる。その上、ターンテーブル１１に設置された容器３０はその充填口３２がエアチャック４２の上下のストローク移動経路の真下に配置されるので、エアチャック４２に把持されたキャップ３３のセンター（中心）と容器３０の充填口３２のセンターとが自動的に合い、充填口３２のねじにキャップ３３のねじを円滑に仮締めすることができる。
【００７９】
さらに、キャップ置きホルダ２に被せられたキャップ３３がキャップ把持位置に移動されるときには、エアチャック４２はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置に退避しており、また、キャップ置きホルダ２がキャップ３３をホルダする位置（キャップ３３が置かれる位置）に移動するときにはその前にエアチャック４２はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置へ退避移動するので、キャップ置きホルダ２の移動とエアチャック４２の移動との連係がとられ、キャップ仮締め装置５の作業動作を円滑、効率的に行うことができる。
【００８０】
さらに、本実施形態例によれば、第１、第２、第３のエアシリンダ３，４，６０を設けて、エアキャップ４２，５９の上下移動とキャップ置きホルダ２の水平移動を行うようにしているので、これらの移動機構の駆動源を共通化でき、設備の簡略化を図ることができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の各実施形態例に限定されることなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、第１、第２、第３のエアシリンダ３，４，６０を設けて、エアキャップ４２，５９の上下移動とキャップ置きホルダ２の水平移動を行うようにしたが、これらの移動機構の少なくとも一つを電気駆動のソレノイドにより形成してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態例では、キャップ仮締め装置５とキャップ本締め装置１６とを別々に設けたが、キャップ仮締め装置５をキャップ本締め装置との兼用の装置としてもよい。つまり、キャップ３３の仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置５を配置し、該キャップ仮締め装置５が、キャップ３３の仮締め動作の完了後に、キャップ３３の回転トルクを例えば電流を可変すること等により可変して、キャップ３３の仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップ３３を螺合方向に回転してキャップ３３の本締め動作を行う構成と成すようにしてもよい。
【００８３】
このようにキャップ仮締め装置５をキャップ本締め装置１６との兼用装置とすることにより、装置構成を一層簡略化できるので、装置コストの低減化を図ることができ、また、作業スペースをより一層コンパクトにすることができる。
【００８４】
さらに、上記実施形態例では、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置と容器３０の充填口３２は、その水平方向の位置をほぼ同じ位置とし、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置を容器３０の充填口３２の上部側に配置し、キャップ３３を把持したエアチャック４２を下降移動させて、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せてねじ締めしたが、エアチャック４２等のキャップ把持手段によるキャップ把持位置を容器３０の充填口３２から水平方向に離れた位置としてもよい。
【００８５】
この場合、キャップ３３を把持した状態のキャップ把持手段を水平方向にも移動して容器３０の充填口３２側に移動し、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せてねじ締めすることになる。ただし、上記実施形態例のように、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置と容器３０の充填口３２の水平方向の位置をほぼ同じ位置としてエアチャック４２の上下移動のみによってキャップ３３の移動を行う構成とすると、エアチャック４２等のキャップ把持手段の移動のためのスペースをとらず、コンパクトにできる。
【００８６】
さらに、上記実施形態例では、中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる作業を作業員の手作業により行うようにしたが、中栓３１を自動的に乗せる中栓乗せ装置を設けてもよい。この場合、例えば、キャップ仮締め装置５による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に打栓装置１４を配置し、該打栓装置１４による打栓工程作業位置の手前に、前記中栓３１を前記容器３０の充填口３２に乗せて配置する中栓乗せ装置を配置する。
【００８７】
この中栓乗せ装置は、例えば、上記実施形態例のキャップ仮締め装置５におけるキャップ置きホルダ２と、キャップ置きホルダ移動手段と、エアチャック移動手段とを応用して形成することができる。
【００８８】
つまり、キャップ仮締め装置５に設けたエアチャック４２の代わりに、図７に示すように、中栓３１の吸着（例えば真空吸着）による保持と保持解除を行う中栓保持手段４７を設け、キャップ仮締め装置５に設けたキャップ置きホルダ２の代わりに、打栓される姿勢で置かれる中栓３１を支持する中栓置きホルダ４８を設け、中栓置きホルダ４８を中栓３１が置かれる位置と前記中栓保持手段４７による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段４７の移動手段とを有する構成とすることができる。
【００８９】
そして、図７（ａ）に示すように、中栓置きホルダ４８に中栓３１が乗せられると、中栓置きホルダ移動手段が中栓置きホルダ４８を図の矢印Ｓの方向に移動して前記吸着保持位置に移動した状態で、中栓保持手段４７の移動手段が、中栓保持手段４７を図の矢印Ｕ方向に移動させて中栓３１の吸着保持位置に移動させ、図７（ｂ）に示すように、中栓保持手段４７により中栓３１を吸着して上昇するとともに、中栓置きホルダ４８を元の位置に戻し、その後、中栓保持手段４７を前記吸着保持位置から前記容器３０の充填口３２へ移動する構成とする。そして、中栓保持手段４７は、容器３０の充填口３２に移動されたときに吸着を解除して中栓３１を充填口３２に乗せる構成とすると、簡単な構成で、中栓３１を乗せることができる装置を形成できる。
【００９０】
なお、中栓置きホルダ４８の移動手段や中栓保持手段４７の移動手段は、例えば上記実施形態例におけるキャップ置きホルダ２の移動手段やエアチャック４２の移動手段のように、エアシリンダ等を有する構成とすることができるし、ソレノイド等を有する構成とすることもできる。
【００９１】
上記のように、中栓乗せ装置を設けると、容器３０の充填口３２に中栓３１を装着する際に、作業員は中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる煩雑な作業を強いられることなく、中栓３１を中栓置きホルダ４８に置くだけの作業を行えば、中栓３１は自動的に容器３０の充填口３２に搬送されて乗せられ、次の打栓工程の動作によって、中栓３１は効率的に容器３０の充填口３２に挿入装着される。このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置することにより、容器３０の充填口３２に中栓３１を乗せる作業の信頼性と迅速化が達成できる。
【００９２】
また、このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置すると、作業員は中栓３１を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよいよいので、作業員の作業が軽減され、時間的余裕も生まれ、前記キャップ仮締め装置でのキャップ置き作業と中栓乗せ装置での中栓置き作業を一人の作業員でまかなうことが可能となり、作業員の人員削減を達成できる。
【００９３】
なお、上記のように、中栓乗せ装置を設ける場合にも、中栓３１の吸着位置と容器３０の充填口３２との位置関係は特に限定されるものではなく、例えば中栓３１の吸着位置を容器３０の充填口３２から水平方向に離れた位置としてもよいが、中栓３１の吸着位置と容器３０の充填口３２の水平方向の位置をほぼ同じ位置として、上下移動によって中栓３１の移動を行う構成とすると、スペースをとらず、コンパクトにできる。
【００９４】
また、上記中栓乗せ装置と打栓装置１４とは、別々に構成してもよいが、例えば上記のような構成によって中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる機能と、上記実施形態例の打栓装置１４のように、中栓３１を打栓して固定できる機能とを備えた装置を設けてもよい。
【００９５】
さらに、本発明の容器充填作業装置は、容器３０の充填口３２に、中栓３１を設けずにキャップ３３を設けるタイプの容器３０への内容物充填とキャップ３３のねじ締め作業にも適用できるものであり、この場合、中栓３１を乗せる工程を省略することにより対応できるものである。
【００９６】
さらに、上記実施形態例では、容器３０の設定保持部１２は、ターンテーブル１１上の周方向に等間隔（等角間隔）で、８箇所に設けられていたが、設置保持部１２の配置間隔や配置数は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００９７】
さらに、上記実施形態例では、内容物を充填するための容器３０を容器充填作業装置にセットしたり、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から外したりする作業は、作業員による手作業によって行ったが、内容物を充填するための容器３０を自動的に供給する装置や、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から自動的に外す装置を設けて、これらの作業の少なくとも一方を自動的に行う構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係るセル生産方式の容器充填作業装置の一実施形態例に設けられているキャップ仮締め装置の要部構成（ａ）と、部分構成（ｂ）を示す構成図である。
【図２】上記実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置の要部構成を平面図により示す説明図である。
【図３】上記実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置の要部構成を側面図により示す説明図である。
【図４】上記実施形態例に設けられているキャップ仮締め装置の動作を示す説明図である。
【図５】内容物充填とキャップ締めを実行される容器と、中栓、キャップの例を示す説明図である。
【図６】内容物充填とキャップ締めを実行される容器と、中栓、キャップの別の例を示す説明図である。
【図７】本発明のセル生産方式の容器充填作業装置の他の実施形態例に適用される中栓乗せ装置の構成要素を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 制御装置
２ キャップ置きホルダ
３ 第１のエアシリンダ
４ 第２のエアシリンダ
５ キャップ仮締め装置
１１ ターンテーブル
１２ 設置保持部
１３ 充填装置
１４ 打栓装置
１６ キャップ本締め装置
２４ モータ
２５，２９ プーリ
２８ スプライン軸
３０ 容器
３１ 中栓
３２ 充填口
３３ キャップ
３５ タイミングベルト
４２ エアチャック
４３ エアチャック支持部
４４ 爪部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セル生産方式（半自動の生産方式）によって、作業テーブル（ターンテーブル）に供給セットした容器に充填物（内容物）を充填してから容器の充填口をねじ付のキャップで螺合閉止し、充填物が充填された容器を作業テーブルから取り出すまでの作業を行うセル生産方式の容器充填作業装置およびそのキャップ仮締め装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、成熟商品であるビール等のビン詰作業は多量生産に適した自動機械（自動設備装置）を使用して行なわれている。この種の自動機械は生産効率を重視した大掛かりな装置であり、初期設備コストが嵩むため、大企業の生産方式に適している。
【０００３】
その一方において、食品、飲料物、化粧品等の充填物（内容物）を容器に充填して製品を生産する場合、中小企業においては、午前と午後という如く、時間帯によって充填物や、容器の種類を異にする作業が多く、このような少量多品種商品の製造を行なう場合は大量生産方式は適さず、セル生産方式（半自動の生産方式）が採用される。また、大企業においても、新製品の市場調査を行うような場合には、少量多品種商品の生産を行う場合が多く、このような場合も大量生産方式は適さず、セル生産方式が採用される。セル生産方式は、作業員（作業者）を配置して半自動により生産を行う生産形態のものである。
【０００４】
セル生産方式を行なう場合は、例えば、ベルトコンベアの走行方向に沿って、各工程毎に機械装置を設置し、各工程の機械装置にそれぞれ専用の作業員を配置して充填物を容器に充填してからキャップ締めして取り出すまでの一連の流れ作業を行う生産方式が考えられる。
【０００５】
なお、現時点において、セル生産方式で作業を行う装置に関する先行技術文献は見つかっていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ベルトコンベアの走行方向に沿って、各工程毎に機械装置を設置する構成にすると、広い作業スペースが必要になるという問題が生じ、また、各工程の機械装置にそれぞれ専用の作業員を配置する生産形態では、多くの作業員を必要とするため人件費が嵩むという問題が生じる。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するために成されたものであり、その目的は、広い作業スペースを必要とせず、作業員も例えば一人という如く最小人数で足り、しかも、作業員が最少人数にもかかわらず、生産効率のよいセル生産方式の容器充填作業装置およびそのキャップ仮締め装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は上記目的を達成するために、次のような構成をもって課題を解決する手段と成している。すなわち、第１の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、装置架台の上側にターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルには容器の設置保持部が設けられ、前記ターンテーブルの外周側となる装置架台上には、ターンテーブルの外周方向に間隔を介して、ターンテーブルの前記設置保持部に設置された容器に内容物を充填する装置と、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップのねじを前記充填口の外周側壁に設けられている容器側のねじに螺合回転してキャップをねじ締めするキャップ本締め装置と、を少なくとも含む複数の作業装置が配置され、前記ターンテーブルが間欠的に回転されることで、ターンテーブルに設置された容器が順次各作業装置の作業位置に運ばれ、ターンテーブルが１回転する間に容器に内容物が充填されてその充填口が前記キャップによって締結閉止されるまでの作業工程が行われるセル生産方式の容器充填作業装置であって、前記キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、前記キャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成とし、キャップ本締め装置は前記仮締めされたキャップを螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結する構成とした構成をもって、上記課題を解決する手段と成している。
【０００９】
また、第２の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、前記第１の発明の構成を備えたものにおいて、前記キャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せる構成を有することをもって課題を解決する手段と成している。
【００１０】
第３の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、前記第２の発明の構成を備えたものにおいて、前記キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成したことをもって、上記課題を解決する手段と成している。
【００１１】
第４の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、上記第１又は第２又は第３の発明の構成を備えた上で、前記キャップの仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置を配置し、該キャップ仮締め装置はキャップの仮締め動作の完了後にキャップの回転トルクをキャップの仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップを螺合方向に回転してキャップの本締め動作を行う構成と成して、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用の装置としたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、第５の発明のセル生産方式の容器充填作業装置は、上記第１乃至第４のいずれか一つの発明の構成を備えた上で、前記キャップ仮締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置には容器の充填口に配置された中栓を前記充填口に打栓し挿入固定して充填口を閉止する打栓装置が配置され、該打栓装置による打栓工程作業位置の手前には前記中栓を前記容器の充填口に乗せて配置する中栓乗せ装置が配置されており、該中栓乗せ装置は、中栓の吸着による保持と保持解除を行う中栓保持手段と、打栓される姿勢で置かれる中栓を支持する中栓置きホルダと、中栓置きホルダを中栓が置かれる位置と前記中栓保持手段による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段の移動手段と、を有し、該中栓保持手段の移動手段は前記中栓置きホルダが前記吸着保持位置に移動された状態で前記中栓保持手段を中栓の吸着保持位置に移動するとともに、該吸着保持位置で中栓を吸着した中栓保持手段を前記吸着保持位置から前記容器の充填口へ移動する構成とし、中栓保持手段は容器の充填口に移動されたときに吸着を解除して中栓を充填口に乗せる構成としたことを特徴とする。
【００１３】
さらに、第６の発明のキャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とする。
【００１４】
さらに、第７の発明のキャップ仮締め装置は、第６の発明の構成を備えた上で、前記キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している。
【発明の効果】
【００１５】
本願の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、ターンテーブルに沿って複数の作業装置が配置されるため、ベルトコンベアに沿って複数の作業装置を配置する方式に比べ、作業スペースを狭くすることができ、工場内スペースの格段の有効利用を図ることができる。
【００１６】
また、ターンテーブルに沿って複数の作業装置が配置されるため、各作業装置はターンテーブルの傍に立つ作業員の手の届く範囲となる。そのため、作業員一名が、十分に手の届く範囲で複数の作業装置を操作でき、中栓の供給やキャップ仮締め等の作業をできるため、作業員の数を削減でき、人件費の削減を図ることができる。
【００１７】
さらに、本願発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、このキャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成としている。そのため、キャップの仮締めが完了した段階においては、キャップのねじに容器のねじが正しく噛み合わされているので、次のキャップ本締め工程では、キャップ本締め装置はキャップを把持して螺合回転するだけで、キャップは不具合なく円滑に螺合回転して本締めを効率よく終了させることができる。
【００１８】
本願発明のキャップ仮締め装置が設けられない場合には、キャップ本締め装置の作業位置に搬送されて来た容器の充填口に作業員がキャップを被せることとなるが、容器や、キャップの製品によっては、容器側のねじやキャップ側のねじが必ずしも高精度に形成されているとは限らず、作業員によって被せられたキャップをキャップ本締め装置が螺合方向に回転しても最初にねじが噛み合わず、キャップの本締めができないという事態が発生する場合が生じる。特に、人手による作業においては、容器に対しキャップを水平にして中心を合わせた状態で被せるのが難しく、キャップが僅かに傾いて被せられた場合には（充填口が広口の場合には特にこのような状況が生じ易い）、最初にねじが噛み合わず、キャップの本締めができない状態に陥る頻度が高くなる。
【００１９】
これに対し、本願発明のセル生産方式の容器充填作業装置においては、上記本願発明のキャップ仮締め装置がキャップ本締め装置の手前側に配置されており、キャップ仮締め装置は容器の充填口に被せられたキャップを最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するので、たとえ、容器の充填口に被せられたキャップが傾いて被せられた場合においても、キャップ仮締め装置によって、キャップを螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器側のねじとキャップ側のねじとの山と谷を正しく向き合う方向に馴染み矯正することができ、キャップを螺合方向に回転したときに、容器側のねじとキャップ側のねじとが円滑に噛み合うこととなり、次のキャップの本締め作業を円滑に効率的に行うことができる。
【００２０】
また、第２の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、作業員がキャップ仮締め装置に設けたキャップ置きホルダにキャップを被せて置くだけの作業で、キャップ把持手段によりキャップが容器の充填口へ移動されて被せられるので、作業員の作業の負担が軽減される。そのため、作業員の作業時間に余裕が生じ、その作業員が他の作業工程での作業操作を行うことができるので、一人で、全作業工程を受け持つことも可能となり、作業員の大幅な削減が可能である。また、作業員の作業時間に余裕が生じた分だけ、ターンテーブルの回転速度をアップできるので、生産効率が高まり、単位時間当たりの生産個数を高める（増加する）ことが可能である。
【００２１】
さらに、第３の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ把持手段の移動手段を初期待機位置とキャップ把持位置との間の短ストローク区間の移動と、前記初期待機位置とキャップ把持位置よりも下側のキャップ仮締め位置との間の長ストローク区間の移動との、単純な上下のストローク移動（短ストローク区間の経路を長ストローク区間内の共通の経路として兼用する経路でのストローク移動）によって、キャップを把持して容器の充填口へ被せるまでの搬送移動を行うことができるので、その搬送移動の構成は非常に簡易となり、搬送移動に要する作業スペースも小さくて済む。また、その搬送移動の動作は前記したようにストローク長の異なる単純な２種類の上下移動であるから、その移動を制御する制御装置の制御構成を簡易化できる。その上、ターンテーブルに設置された容器はその充填口がキャップ把持手段の上下のストローク移動経路の真下に配置されるので、キャップ把持手段に把持されたキャップのセンター（中心）と容器の充填口のセンターとが自動的に合い、充填口のねじにキャップのねじを円滑に仮締めすることができる。
【００２２】
さらに、キャップ置きホルダに被せられたキャップがキャップ把持位置に移動されるときにはキャップ把持手段はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置に退避しており、また、キャップ置きホルダがキャップをホルダする位置（キャップが置かれる位置）に移動するときにはその前にキャップ把持手段はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置へ退避移動するので、キャップ置きホルダの移動とキャップ把持手段の移動との連係がとられ、キャップ仮締め装置の作業動作を円滑、効率的に行うことができる。
【００２３】
さらに、第４の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用装置とすることにより、装置構成を一層簡略化できるので、装置コストの低減化を図ることができ、また、作業スペースをより一層コンパクトにすることができる。
【００２４】
さらに、第５の発明のセル生産方式の容器充填作業装置によれば、容器の充填口に中栓を装着する際に、作業員は中栓を容器の充填口に乗せる煩雑な作業を強いられることなく、中栓を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよい。そうすれば、中栓は自動的に容器の充填口に搬送されて乗せられ、次の打栓工程の動作によって中栓は効率的に容器の充填口に挿入装着される。このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置することにより、容器の充填口に中栓を乗せる作業の信頼性と迅速化が達成できる。また、作業員は中栓を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよいよいので、作業員の作業が軽減され、時間的余裕も生まれ、前記キャップ仮締め装置でのキャップ置き作業と中栓乗せ装置での中栓置き作業を一人の作業員でまかなうことが可能となり、作業員の人員削減を達成できる。
【００２５】
さらに、本願発明のキャップ仮締め装置によれば、容器の充填口に被せられたキャップを最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転することにより、たとえ、容器の充填口に被せられたキャップが傾いて被せられた場合においても、キャップ仮締め装置によって、キャップを螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器側のねじとキャップ側のねじとの山と谷を正しく向き合う方向に馴染み矯正することができる。したがって、キャップ本締め装置の手前側に配置することにより、上記効果を発揮できるセル生産方式の容器充填作業装置を実現できる。
【００２６】
特に、第７の発明のキャップ仮締め装置によれば、キャップ把持手段に把持されたキャップのセンター（中心）と容器の充填口のセンターとを自動的に合わせることができ、充填口のねじにキャップのねじを円滑に仮締めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２８】
図２には、本発明に係るセル生産方式の容器充填作業装置の一実施形態例の要部構成図が平面図により示されており、図３には、その側面図が、一部構成を省略した状態で示されている。この容器充填作業装置は、例えば図５に示すようなボトル等の容器３０に内容物を充填し、この容器３０の充填口３２に中栓３１を打栓して固定し、さらに、ねじ付きのキャップ３３を容器３０の充填口３２にねじ締めする作業を、作業員を配置して半自動により行うための装置である。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態例の容器充填作業装置には、装置架台１０の上側に、図２の矢印Ｒ方向に回転するターンテーブル１１が設けられ、該ターンテーブル１１には、容器３０を設置保持するための設置保持部１２が、ターンテーブル１１上の周方向に等間隔（等角間隔）で８箇所設けられている。このターンテーブル１１の等角位置に、自動または作業員の手動による各作業位置（各工程の動作位置）がある。
【００３０】
図２、図３に示すように、前記ターンテーブル１１の外周側となる装置架台１０の上には、ターンテーブル１１の外周方向に間隔を介し、内容物の充填装置１３と、中栓３１の打栓装置１４と、キャップ仮締め装置５（図３には図示せず）と、キャップ本締め装置１６とが設けられて、これらの装置の動作と、作業員により行われる作業動作とによって、容器３０への内容物の充填からキャップ３３のねじ締めまでの作業が行われるようになっている。
【００３１】
前記容器３０の設置保持部１２のそれぞれの配置位置（例えば設置保持部１２の近傍位置）には、図示されていないセンサが設けられている。このセンサの検知信号は、ターンテーブル１１の回転制御を行う制御装置１に信号接続されている。前記設置保持部１２のそれぞれの配置位置に設けられたセンサによって各工程の終了が検知されると、ターンテーブル１１は矢印Ｒ方向に４５度ずつ回転する。
【００３２】
なお、制御装置１は、ターンテーブル１１の回転制御の他に、充填装置１３、打栓装置１４と、キャップ仮締め装置５、キャップ本締め装置１６の各動作制御も行う制御装置であるが、本実施形態例の説明において参照する各図面において、図の簡略化のために、制御装置１と各装置やセンサとの信号接続形態は省略している。
【００３３】
ターンテーブル１１が、上記制御装置１の回転制御によって間欠的に回転されることで、ターンテーブル１１に設置された容器３０が順次各作業位置（各作業装置の作業位置と作業員による手動による作業位置）に運ばれ、ターンテーブル１１が１回転する間に容器３０に内容物が充填されて、その充填口３２が前記キャップ３３によって締結閉止されるまでの作業工程が行われる。以下に、各作業装置の構成を簡単に説明する。
【００３４】
充填装置１３は、制御装置１の制御に従い、ターンテーブル１１の前記設置保持部１２に設置された容器３０に内容物を充填する装置である。容器３０は、通常、空の状態で設置されるものであり、図３には、この充填装置１３による容器３０への内容物充填作業状態が示されている。充填装置１３は、上下方向に摺動自在に設けられた軸部１７と、この軸部１７内に設けられた内容物充填通路（図示せず）と、この内容物充填通路の先端側に設けられて内容物を容器３０の充填口３２に充填するノズル１８とを有している。
【００３５】
なお、本実施形態例で適用しているような、容器３０内に内容物を充填する充填装置の構成は周知であるので、その詳細説明は省略する。
【００３６】
打栓装置１４は、容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を容器３０の充填口３２に打栓し、挿入固定して充填口を閉止する装置である。打栓装置１４は装置架台１０から上部側に立設されて先端側がターンテーブル１１の設置保持部１２の上部側に伸設されたアーム部１９と、このアーム部１９の先端側に設けられて上下方向摺動自在の打栓部２０とを有している。打栓部２０は、制御装置１の制御に従い、打栓動作を行うものであり、下方側に移動して、容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を打栓し、挿入固定して充填口を閉止する。
【００３７】
なお、本実施形態例で適用しているような中栓３１の打栓装置の構成は周知であるので、その詳細説明は省略する。
【００３８】
キャップ本締め装置１６は、内容物が充填された容器３０の充填口３２に被せられたねじ付きのキャップ３３のねじを、前記充填口３２の外周側壁に設けられている容器３０側のねじに螺合回転してキャップ３３をねじ締めする装置であり、その構成は後述する。
【００３９】
キャップ仮締め装置５は、図２に示すように、前記キャップ本締め装置１６による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に設けられている。キャップ仮締め装置５は、内容物が充填された容器３０の充填口３２にねじ付きのキャップ３３を被せ、このキャップ３３を、最初にねじの螺脱方向に回転してから、次に螺合方向に回転してキャップ３３と容器３０のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成としている。
【００４０】
このキャップ仮締め装置５を設けてキャップ３３を仮締めし、この仮締めされたキャップ３３を、前記キャップ本締め装置１６が螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結することが、本実施形態例の特徴的な構成の一つである。
【００４１】
図１（ａ）には、キャップ仮締め装置５の構成が、図２に示したケース８を省略して示す側面図により示されている。図１（ａ）に示すように、キャップ仮締め装置５は、装置架台１０の上部側に立設された支柱２１を有し、この支柱２１にベース板２２が支持されている。ベース板２２の一端側にはモータ支持部材２３が固定されており、このモータ支持部材２３にモータ２４が支持されている。モータ２４の回転軸（図示せず）はモータ支持部材２３の上部側に突出し、この回転軸にプーリ２５が固定されている。モータ２４の回転は、制御装置１により制御される。
【００４２】
前記ベース板２２の他端側には、軸受け部２６（２６ａ，２６ｂ）が設けられており、軸受け部２６ａは軸受け取り付け板３６に取り付けられている。軸受け部２６と前記ベース板２２に貫通してスプライン軸２８が設けられており、スプライン軸２８には、軸受け部２６ａ，２６ｂに上下に挟まれる態様で設けられたプーリ２９が固定されている。プーリ２９と前記モータ２４の回転軸に固定されたプーリ２５とに掛け渡してタイミングベルト３５が設けられている。
【００４３】
図１（ｂ）には、タイミングベルト３５を介してのプーリ２５，２９の接続構成が模式的な平面図により示されており、この図に示すように前記モータ２４の回転と共にプーリ２５が回転すると、その回転駆動力がタイミングベルト３５を介してプーリ２９に伝えられ、プーリ２９はプーリ２５と同方向に回転し、前記スプライン軸２８を回転させる構成と成している。
【００４４】
図１（ａ）に示すように、スプライン軸２８の下部側には、複数（例えば３つ）の爪部４４を備えたエアチャック４２とエアチャック支持部４３とが設けられている。エアチャック４２は、キャップ３３の把持と把持解除とを行うキャップ把持手段として機能するものであり、エアチャック支持部４３内に形成されている空気導入路（図示せず）を通して導入される空気によって、エアチャック４２の開閉動作が行われる。つまり、エアチャック４２に空気が導入されると爪部４４の間隔が閉じ、エアチャック４２の空気の導入が停止されると爪部４４の間隔が開く。
【００４５】
また、スプライン軸２８の上部側には連結板３７の一端側が固定されており、この連結板３７の他端側にはシリンダ軸３８が固定されている。このシリンダ軸３８がシリンダ支持板３９に支持されて第１のエアシリンダ３を形成しており、エア導入口４１に導入される空気によってシリンダ軸３８が上下方向に摺動する。
【００４６】
このシリンダ軸３８の摺動と共に、前記スプライン軸２８は上下方向に摺動する構成と成しており、本実施形態例では、前記エア導入口４１を上下方向に互いに間隔を介した３箇所に設け、これらのエア導入口４１のいずれかに空気を導入する（あるいは空気導入を行わない）といった制御を、制御装置１の制御に従って行うことにより、スプライン軸２８は、図１（ａ）と、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す位置のうち、いずれかの適宜位置に配置される。
【００４７】
なお、エアシリンダの内部構成は周知であるので、その詳細説明は省略するが、第１のエアシリンダ３が、シリンダ軸３８の上下方向の位置を、図１（ａ）、図４（ｂ）に示す初期待機位置と、この位置よりも設定長さ下方側となる図４（ａ）に示す位置と、この位置よりもさらに下方側となる図４（ｃ）に示す位置との間で段階的に切り替える（エアチャック４２を初期待機位置と図４（ａ）の位置との間の短ストローク区間で移動させたり、初期待機位置と図４（ｃ）の位置との間の長ストローク区間で移動させたりする）構成としていることは、本実施形態例の特徴の一つである。
【００４８】
また、前記ベース板２２の下部側にはＬ字形状のアーム４５が下方側に向けて突出して設けられており、アーム４５には、シリンダ支持板６とＬ字形状のシリンダ軸７（図１（ｂ）参照）とを備えた第２のエアシリンダ４が設けられている。シリンダ軸７の先端側には、キャップ３３が被せて置かれるキャップ置きホルダ２が設けられており、キャップ置きホルダ２は、キャップ３３内の凹部に対し雄型の突状形状を呈している。
【００４９】
前記第２のエアシリンダ４は、キャップ置きホルダ２を、キャップ３３が置かれる位置（図１（ａ）参照）と前記エアチャック４２によるキャップ把持位置（図４（ａ）参照）との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段として機能する。
【００５０】
キャップ置きホルダ２には図示されていないセンサが設けられており、キャップ置きホルダ２へのキャップ３３の配置を検知すると、この検知信号が前記制御装置１に加えられる。そうすると、制御装置１が第２のエアシリンダ４にキャップ置きホルダ２の移動信号を加え、第２のエアシリンダ４によって、キャップ置きホルダ２がエアチャック４２によるキャップ把持位置に移動される。
【００５１】
また、本実施形態例では、前記第１のエアシリンダ３と連結板３７とスプライン軸２８とを有して、キャップ把持手段（エアチャック４２）の移動手段が形成されており、このエアチャック移動手段は、エアチャック４２を上下に移動するキャップ把持手段（エアチャック４２）の上下移動手段と成している。キャップ仮締め装置５の動作開始前には、エアチャック４２は、キャップ把持位置よりも上方の初期待機位置（図１（ａ）の位置）に配置されており、エアチャック移動手段は、前記キャップ置きホルダ２がキャップ把持位置に移動された状態で、エアチャック４２を前記初期待機位置からキャップ把持位置（図４（ａ）の位置）まで下降移動する。
【００５２】
また、エアチャック移動手段は、エアチャック４２がキャップ３３を把持完了した状態でエアチャック４２を上昇移動し、エアチャック４２を前記初期待機位置に戻す（図４（ｂ）参照）。そして、キャップ置きホルダ２がキャップ把持位置からキャップ３３が置かれる位置へ移動した（戻された）後に、エアチャック移動手段は、エアチャック４２を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップ３３の仮締め位置（図４（ｃ）の位置）に下降移動し、エアチャック４２を前記容器３０の充填口３２へ移動した状態で、キャップ３３を容器３０の充填口３２（図示せず）に被せる。
【００５３】
そして、エアチャック移動手段は、以下に述べるキャップ３３の仮締め完了後に、キャップ３３を把持開放したエアチャック４２を前記初期待機位置まで上昇移動する。
【００５４】
キャップ３３の仮締め動作は、制御装置１に制御されて前記キャップ把持手段２を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段（回転手段）により行われる。この回転手段は、前記スプライン軸２８、プーリ２５，２９、モータ２４、タイミングベルト３５を有して形成されており、前記の如く、モータ２４の回転に伴い、プーリ２９と共にスプライン軸２８を回転させることにより、前記エアチャック４２によって把持されたキャップ３３を回転させ、容器３０の充填口３２にねじ締め（キャップ３３の仮締め）をする。前記回転手段は、最初にねじの螺脱方向に回転してから、次に螺合方向に回転して仮締めする。
【００５５】
前記エアチャック支持部４３にはエアチャック４２を下方側に付勢するスプリング（図示せず）が内蔵されており、キャップ３３を回転させて容器３０の充填口３２にねじ締めした際に、スプライン軸２８の上下方向の位置を変えずにエアチャック４２とキャップ３３のみを、キャップ３３のねじと容器３０の充填口３２のねじとの螺合による下降分だけ下方側に移動可能と成している。
【００５６】
なお、図３に示すように、キャップ本締め装置１６は、上記構成のキャップ仮締め装置５と同様に、装置架台１０の上部側に立設された支柱５１と、支柱５１に支持されたベース板５２と、モータ５４の回転駆動によって回転するプーリ５５と、プーリ５５にタイミングベルト５６を介して接続されてプーリ５５と共に回転するプーリ５７と、プーリ５７と共に回転するスプライン軸５８と、スプライン軸５８を上下移動させる第３のエアシリンダ６０と、スプライン軸５８の下部側に設けられて、キャップ３３の把持と把持解除を行うエアチャック５９と、エアチャック５９を支持するエアチャック支持部６１とを有している。
【００５７】
第３のエアシリンダ６０は、キャップ仮締め装置５に設けられている第１のエアシリンダ３と異なり、エアチャック５９を図３に示す初期待機位置と、キャップ３３を把持してねじ締めする位置との２つの位置の間で上下移動させるものであり、モータ５４の回転方向は、ねじ螺合方向のみに行われるものであるが、それ以外のキャップ本締め装置１６の構成要素の機能は、キャップ仮締め装置５に設けられている構成要素の機能とほぼ同様であるので、その詳細説明は省略する。
【００５８】
なお、キャップ仮締め装置５とキャップ本締め装置１６において、それぞれ、ベース板２２，５２の上部側の構成要素が、図２に示したケース８，５０内に設けられている。
【００５９】
本実施形態例は以上のように構成されており、以下に、本実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置を用いて容器３０内の内容物充填とキャップ締めを行う動作について説明する。まず、図２に示す充填装置１３の動作位置（内容物充填作業位置）に配置された設置保持部１２（図２のＡの位置の設置保持部１２）に、容器３０（通常は、空の状態の容器３０）が作業員によって設置される。
【００６０】
そうすると、前記設置保持部１２付近に設けられたセンサ（図示せず）によって容器３０の設置保持部１２への設置が検知され、この検知信号が制御装置１に加えられ、充填装置１３が作動する。つまり、充填装置１３の軸部１７が自動的に下方側に移動してノズル１８を容器３０の充填口３２に差し込み、軸部１７内に設けられている内容物通路（図示せず）を通った内容物が、ノズル１８の先端から設定量だけ容器３０内に充填される。
【００６１】
容器３０への内容物の充填が完了すると、内容物充填作業完了信号が制御装置１に加えられ（または、充填装置１３から制御装置１に充填作業完了信号が加えられ）、ターンテーブルが、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＢの位置に配置される。この状態で、作業員によって中栓３１が容器３０の充填口３２の上部に配置されると、中栓３１の配置が、図示されていないセンサによって検知され、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＣの位置に移動される。
【００６２】
そうすると、制御装置１の制御に従い、前記打栓装置１４が容器３０の充填口３２に配置された中栓３１を前記充填口３２に打栓し、挿入固定して充填口３２を閉止する。この中栓閉止作業が終了すると、中栓閉止作業終了信号が制御装置１に加えられ、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＤの位置に移動される。
【００６３】
このとき、作業員がキャップ仮締め装置５のキャップ置きホルダ２にキャップ３３を被せて置くと、このキャップ置きホルダ２へのキャップ３３の配置がセンサ（図示せず）によって検知され、制御装置１が第２のエアシリンダ４を駆動させて、図１（ａ）の矢印Ｓの方向にシリンダ軸７を移動させ、キャップ置きホルダ２をエアチャック４２の真下に移動させる。
【００６４】
この状態で、制御装置１は第１のエアシリンダ３を駆動させ、図４（ａ）に示すように、スプライン軸２８を下降移動し、エアチャック４２によってキャップ３３を把持する。その後、制御装置１は、第１のエアシリンダ３を駆動させて、図４（ｂ）に示すように、エアチャック４２によってキャップ３３を把持した状態で初期待機位置に戻し、第２のエアシリンダ４を駆動させて、キャップ置きホルダ２をキャップ把持位置からキャップ３３が置かれる位置へ移動させる。
【００６５】
その後、制御装置１は、第１のエアシリンダ３を駆動させ、図４（ｃ）に示すように、エアチャック４２を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップ３３の仮締め位置に下降移動し、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せ、モータ２４を回転駆動させてキャップ３３を仮締めする。その後、制御装置１は、エアチャック４２によるキャップ３３の把持を開放し、第１のエアシリンダ３を駆動させ、エアチャック４２を上昇移動させて、図１（ａ）に示す初期待機位置に戻す。
【００６６】
このキャップ仮締め作業が終了すると、キャップ仮締め終了信号が制御装置１に加えられ、ターンテーブル１１が、図２の矢印Ｒ方向に、４５度の角度だけ回転し、容器３０を保持した設置保持部１２は、図２のＥの位置に移動される。
【００６７】
そうすると、制御装置１は、キャップ本締め装置１６の第３のエアシリンダ６０を駆動させ、スプライン軸５８を下降移動させてエアチャック５９を下降させ、エアチャック５９によってキャップ３３を把持し、その状態で、モータ５４を回転させてキャップ３３を本締めする。このキャップ３３の本締め動作が終了すると、制御装置１は第３のエアシリンダ６０を駆動させエアチャック５９の上昇移動と、エアチャック５９によるキャップ３３の把持解除とを行う。
【００６８】
この状態で、作業員が、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から外し、容器３０への内容物充填からキャップ３３の本締めまでの一連の動作が終了する。
【００６９】
本実施形態例によれば、ターンテーブル１１に沿って複数の作業装置が配置されるため、ベルトコンベアに沿って複数の作業装置を配置する方式に比べ、作業スペースを狭くすることができ、工場内スペースの格段の有効利用を図ることができる。
【００７０】
また、本実施形態例によれば、ターンテーブル１１に沿って複数の作業装置が配置されるため、各作業装置をターンテーブル１１の傍に立つ作業員の手が充分に届く範囲（例えば４２ｃｍφ程度以下）とすることができるといった優れた利点を有する。そのため、一人の作業員が複数の作業装置を操作できるため、作業員の数を削減でき、人件費の削減を図ることができる。
【００７１】
さらに、本実施形態例は、キャップ本締め装置１６による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に、本実施形態例の特徴的なキャップ仮締め装置５を配置し、このキャップ仮締め装置５は、内容物が充填された容器３０の充填口３２に被せられたねじ付きのキャップ３３を最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップ３３と容器３０のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行うので、以下の効果を奏することができる。
【００７２】
つまり、キャップ３３の仮締めが完了した段階においては、キャップ３３のねじに容器３０のねじが正しく噛み合わされているので、次のキャップ本締め工程では、キャップ本締め装置１６はキャップ３３を把持して螺合回転するだけで、キャップ３３は不具合なく円滑に螺合回転して本締めを効率よく終了させることができる。
【００７３】
なお、キャップ仮締め装置５が設けられない場合には、キャップ本締め装置１６の作業位置に搬送されて来た容器３０の充填口に作業員がキャップ３３を被せることとなるが、容器３０や、キャップ３３の製品によっては、容器３０側のねじやキャップ３３側のねじが必ずしも高精度に形成されているとは限らず、作業員によって被せられたキャップ３３をキャップ本締め装置１６が螺合方向に回転しても最初にねじが噛み合わず、キャップ３３の本締めができないという事態が発生する場合が生じる。
【００７４】
特に、人手による作業においては、容器３０に対しキャップを水平にして中心を合わせた状態で被せるのが難しく、キャップ３３が僅かに傾いて被せられた場合には、最初にねじが噛み合わず、キャップ３０の本締めができない状態に陥る頻度が高くなる。このような状況は、例えば図６（ｂ）に示すように、充填口３２が広口の場合には特に生じ易い。
【００７５】
これに対し、本実施形態例では、上記のキャップ仮締め装置５がキャップ本締め装置１６の手前側に配置されており、キャップ仮締め装置５は容器３０の充填口３２に被せられたキャップ３３を最初に螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するので、例え、容器３０の充填口３２に被せられたキャップ３３が傾いて被せられた場合においても、螺脱方向に回転してから螺合方向に回転するまでの間に容器３０側のねじとキャップ３３側のねじとの山と谷が正しく向き合う方向に馴染み矯正される。そのため、キャップ３３を螺合方向に回転したときに、容器３０側のねじとキャップ３３側のねじとを円滑に噛み合わせることができ、次のキャップ３３の本締め作業を円滑に効率的に行うことができる。
【００７６】
また、本実施形態例によれば、作業員がキャップ仮締め装置５は、作業者がキャップ置きホルダ２にキャップ３３を被せて置くだけの作業を行えば、エアチャック４２によりキャップ３３が容器３０の充填口３２へ移動して被せるので、作業員の作業の負担を軽減することができる。そのため、作業員の作業時間に余裕が生じ、その作業員が他の作業工程での作業操作を行うことができるので、一人で、全作業工程を受け持つことも可能となり、作業員の大幅な削減が可能である。また、作業員の作業時間に余裕が生じた分だけ、ターンテーブル１１の回転速度をアップできるので、生産効率が高まり、単位時間当たりの生産個数を高める（増加する）ことが可能である。
【００７７】
さらに、本実施形態例によれば、エアチャック４２の移動手段を初期待機位置（図１（ａ）の位置）とキャップ把持位置（図４（ａ）の位置）との間の短ストローク区間の移動と、前記初期待機位置とキャップ把持位置よりも下側のキャップ仮締め位置（図４（ｃ）の位置）との間の長ストローク区間の移動との、単純な上下のストローク移動（短ストローク区間の経路を長ストローク区間内の共通の経路として兼用する経路でのストローク移動）によって、キャップ３３を把持して容器３０の充填口３２へ被せるまでの搬送移動を行うことができるので、その搬送移動の構成は非常に簡易となり、搬送移動に要する作業スペースも小さくて済む。
【００７８】
また、その搬送移動の動作は前記したようにストローク長の異なる単純な２種類の上下移動であるから、その移動を制御する制御装置１の制御構成を簡易化できる。その上、ターンテーブル１１に設置された容器３０はその充填口３２がエアチャック４２の上下のストローク移動経路の真下に配置されるので、エアチャック４２に把持されたキャップ３３のセンター（中心）と容器３０の充填口３２のセンターとが自動的に合い、充填口３２のねじにキャップ３３のねじを円滑に仮締めすることができる。
【００７９】
さらに、キャップ置きホルダ２に被せられたキャップ３３がキャップ把持位置に移動されるときには、エアチャック４２はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置に退避しており、また、キャップ置きホルダ２がキャップ３３をホルダする位置（キャップ３３が置かれる位置）に移動するときにはその前にエアチャック４２はその移動の邪魔にならないように上側の初期待機位置へ退避移動するので、キャップ置きホルダ２の移動とエアチャック４２の移動との連係がとられ、キャップ仮締め装置５の作業動作を円滑、効率的に行うことができる。
【００８０】
さらに、本実施形態例によれば、第１、第２、第３のエアシリンダ３，４，６０を設けて、エアキャップ４２，５９の上下移動とキャップ置きホルダ２の水平移動を行うようにしているので、これらの移動機構の駆動源を共通化でき、設備の簡略化を図ることができる。
【００８１】
なお、本発明は上記の各実施形態例に限定されることなく、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記実施形態例では、第１、第２、第３のエアシリンダ３，４，６０を設けて、エアキャップ４２，５９の上下移動とキャップ置きホルダ２の水平移動を行うようにしたが、これらの移動機構の少なくとも一つを電気駆動のソレノイドにより形成してもよい。
【００８２】
また、上記実施形態例では、キャップ仮締め装置５とキャップ本締め装置１６とを別々に設けたが、キャップ仮締め装置５をキャップ本締め装置との兼用の装置としてもよい。つまり、キャップ３３の仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置５を配置し、該キャップ仮締め装置５が、キャップ３３の仮締め動作の完了後に、キャップ３３の回転トルクを例えば電流を可変すること等により可変して、キャップ３３の仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップ３３を螺合方向に回転してキャップ３３の本締め動作を行う構成と成すようにしてもよい。
【００８３】
このようにキャップ仮締め装置５をキャップ本締め装置１６との兼用装置とすることにより、装置構成を一層簡略化できるので、装置コストの低減化を図ることができ、また、作業スペースをより一層コンパクトにすることができる。
【００８４】
さらに、上記実施形態例では、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置と容器３０の充填口３２は、その水平方向の位置をほぼ同じ位置とし、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置を容器３０の充填口３２の上部側に配置し、キャップ３３を把持したエアチャック４２を下降移動させて、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せてねじ締めしたが、エアチャック４２等のキャップ把持手段によるキャップ把持位置を容器３０の充填口３２から水平方向に離れた位置としてもよい。
【００８５】
この場合、キャップ３３を把持した状態のキャップ把持手段を水平方向にも移動して容器３０の充填口３２側に移動し、キャップ３３を容器３０の充填口３２に被せてねじ締めすることになる。ただし、上記実施形態例のように、エアチャック４２によるキャップ３３の把持位置と容器３０の充填口３２の水平方向の位置をほぼ同じ位置としてエアチャック４２の上下移動のみによってキャップ３３の移動を行う構成とすると、エアチャック４２等のキャップ把持手段の移動のためのスペースをとらず、コンパクトにできる。
【００８６】
さらに、上記実施形態例では、中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる作業を作業員の手作業により行うようにしたが、中栓３１を自動的に乗せる中栓乗せ装置を設けてもよい。この場合、例えば、キャップ仮締め装置５による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置に打栓装置１４を配置し、該打栓装置１４による打栓工程作業位置の手前に、前記中栓３１を前記容器３０の充填口３２に乗せて配置する中栓乗せ装置を配置する。
【００８７】
この中栓乗せ装置は、例えば、上記実施形態例のキャップ仮締め装置５におけるキャップ置きホルダ２と、キャップ置きホルダ移動手段と、エアチャック移動手段とを応用して形成することができる。
【００８８】
つまり、キャップ仮締め装置５に設けたエアチャック４２の代わりに、図７に示すように、中栓３１の吸着（例えば真空吸着）による保持と保持解除を行う中栓保持手段４７を設け、キャップ仮締め装置５に設けたキャップ置きホルダ２の代わりに、打栓される姿勢で置かれる中栓３１を支持する中栓置きホルダ４８を設け、中栓置きホルダ４８を中栓３１が置かれる位置と前記中栓保持手段４７による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段４７の移動手段とを有する構成とすることができる。
【００８９】
そして、図７（ａ）に示すように、中栓置きホルダ４８に中栓３１が乗せられると、中栓置きホルダ移動手段が中栓置きホルダ４８を図の矢印Ｓの方向に移動して前記吸着保持位置に移動した状態で、中栓保持手段４７の移動手段が、中栓保持手段４７を図の矢印Ｕ方向に移動させて中栓３１の吸着保持位置に移動させ、図７（ｂ）に示すように、中栓保持手段４７により中栓３１を吸着して上昇するとともに、中栓置きホルダ４８を元の位置に戻し、その後、中栓保持手段４７を前記吸着保持位置から前記容器３０の充填口３２へ移動する構成とする。そして、中栓保持手段４７は、容器３０の充填口３２に移動されたときに吸着を解除して中栓３１を充填口３２に乗せる構成とすると、簡単な構成で、中栓３１を乗せることができる装置を形成できる。
【００９０】
なお、中栓置きホルダ４８の移動手段や中栓保持手段４７の移動手段は、例えば上記実施形態例におけるキャップ置きホルダ２の移動手段やエアチャック４２の移動手段のように、エアシリンダ等を有する構成とすることができるし、ソレノイド等を有する構成とすることもできる。
【００９１】
上記のように、中栓乗せ装置を設けると、容器３０の充填口３２に中栓３１を装着する際に、作業員は中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる煩雑な作業を強いられることなく、中栓３１を中栓置きホルダ４８に置くだけの作業を行えば、中栓３１は自動的に容器３０の充填口３２に搬送されて乗せられ、次の打栓工程の動作によって、中栓３１は効率的に容器３０の充填口３２に挿入装着される。このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置することにより、容器３０の充填口３２に中栓３１を乗せる作業の信頼性と迅速化が達成できる。
【００９２】
また、このように、打栓工程作業位置の手前に中栓乗せ装置を配置すると、作業員は中栓３１を中栓置きホルダに置くだけの作業を行えばよいよいので、作業員の作業が軽減され、時間的余裕も生まれ、前記キャップ仮締め装置でのキャップ置き作業と中栓乗せ装置での中栓置き作業を一人の作業員でまかなうことが可能となり、作業員の人員削減を達成できる。
【００９３】
なお、上記のように、中栓乗せ装置を設ける場合にも、中栓３１の吸着位置と容器３０の充填口３２との位置関係は特に限定されるものではなく、例えば中栓３１の吸着位置を容器３０の充填口３２から水平方向に離れた位置としてもよいが、中栓３１の吸着位置と容器３０の充填口３２の水平方向の位置をほぼ同じ位置として、上下移動によって中栓３１の移動を行う構成とすると、スペースをとらず、コンパクトにできる。
【００９４】
また、上記中栓乗せ装置と打栓装置１４とは、別々に構成してもよいが、例えば上記のような構成によって中栓３１を容器３０の充填口３２に乗せる機能と、上記実施形態例の打栓装置１４のように、中栓３１を打栓して固定できる機能とを備えた装置を設けてもよい。
【００９５】
さらに、本発明の容器充填作業装置は、容器３０の充填口３２に、中栓３１を設けずにキャップ３３を設けるタイプの容器３０への内容物充填とキャップ３３のねじ締め作業にも適用できるものであり、この場合、中栓３１を乗せる工程を省略することにより対応できるものである。
【００９６】
さらに、上記実施形態例では、容器３０の設定保持部１２は、ターンテーブル１１上の周方向に等間隔（等角間隔）で、８箇所に設けられていたが、設置保持部１２の配置間隔や配置数は特に限定されるものでなく、適宜設定されるものである。
【００９７】
さらに、上記実施形態例では、内容物を充填するための容器３０を容器充填作業装置にセットしたり、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から外したりする作業は、作業員による手作業によって行ったが、内容物を充填するための容器３０を自動的に供給する装置や、キャップ３３が締められた容器３０を容器充填作業装置から自動的に外す装置を設けて、これらの作業の少なくとも一方を自動的に行う構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係るセル生産方式の容器充填作業装置の一実施形態例に設けられているキャップ仮締め装置の要部構成（ａ）と、部分構成（ｂ）を示す構成図である。
【図２】上記実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置の要部構成を平面図により示す説明図である。
【図３】上記実施形態例のセル生産方式の容器充填作業装置の要部構成を側面図により示す説明図である。
【図４】上記実施形態例に設けられているキャップ仮締め装置の動作を示す説明図である。
【図５】内容物充填とキャップ締めを実行される容器と、中栓、キャップの例を示す説明図である。
【図６】内容物充填とキャップ締めを実行される容器と、中栓、キャップの別の例を示す説明図である。
【図７】本発明のセル生産方式の容器充填作業装置の他の実施形態例に適用される中栓乗せ装置の構成要素を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１ 制御装置
２ キャップ置きホルダ
３ 第１のエアシリンダ
４ 第２のエアシリンダ
５ キャップ仮締め装置
１１ ターンテーブル
１２ 設置保持部
１３ 充填装置
１４ 打栓装置
１６ キャップ本締め装置
２４ モータ
２５，２９ プーリ
２８ スプライン軸
３０ 容器
３１ 中栓
３２ 充填口
３３ キャップ
３５ タイミングベルト
４２ エアチャック
４３ エアチャック支持部
４４ 爪部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置架台の上側にターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルには容器の設置保持部が設けられ、前記ターンテーブルの外周側となる装置架台上には、ターンテーブルの外周方向に間隔を介して、ターンテーブルの前記設置保持部に設置された容器に内容物を充填する装置と、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップのねじを前記充填口の外周側壁に設けられている容器側のねじに螺合回転してキャップをねじ締めするキャップ本締め装置と、を少なくとも含む複数の作業装置が配置され、前記ターンテーブルが間欠的に回転されることで、ターンテーブルに設置された容器が順次各作業装置の作業位置に運ばれ、ターンテーブルが１回転する間に容器に内容物が充填されてその充填口が前記キャップによって締結閉止されるまでの作業工程が行われるセル生産方式の容器充填作業装置であって、前記キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、前記キャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成とし、キャップ本締め装置は前記仮締めされたキャップを螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結する構成としたことを特徴とするセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項２】
キャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とする請求項１記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項３】
キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している請求項２記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項４】
キャップの仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置を配置し、該キャップ仮締め装置はキャップの仮締め動作の完了後にキャップの回転トルクをキャップの仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップを螺合方向に回転してキャップの本締め動作を行う構成と成して、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用の装置としたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の容器充填作業装置。
【請求項５】
キャップ仮締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置には容器の充填口に配置された中栓を前記充填口に打栓し挿入固定して充填口を閉止する打栓装置が配置され、該打栓装置による打栓工程作業位置の手前には前記中栓を前記容器の充填口に乗せて配置する中栓乗せ装置が配置されており、該中栓乗せ装置は、中栓の吸着による保持と保持解除を行う中栓保持手段と、打栓される姿勢で置かれる中栓を支持する中栓置きホルダと、中栓置きホルダを中栓が置かれる位置と前記中栓保持手段による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段の移動手段と、を有し、該中栓保持手段の移動手段は前記中栓置きホルダが前記吸着保持位置に移動された状態で前記中栓保持手段を中栓の吸着保持位置に移動するとともに、該吸着保持位置で中栓を吸着した中栓保持手段を前記吸着保持位置から前記容器の充填口へ移動する構成とし、中栓保持手段は容器の充填口に移動されたときに吸着を解除して中栓を充填口に乗せる構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項６】
キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とするキャップ仮締め装置。
【請求項７】
キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している請求項６記載のキャップ仮締め装置。
【請求項１】
装置架台の上側にターンテーブルが設けられ、該ターンテーブルには容器の設置保持部が設けられ、前記ターンテーブルの外周側となる装置架台上には、ターンテーブルの外周方向に間隔を介して、ターンテーブルの前記設置保持部に設置された容器に内容物を充填する装置と、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップのねじを前記充填口の外周側壁に設けられている容器側のねじに螺合回転してキャップをねじ締めするキャップ本締め装置と、を少なくとも含む複数の作業装置が配置され、前記ターンテーブルが間欠的に回転されることで、ターンテーブルに設置された容器が順次各作業装置の作業位置に運ばれ、ターンテーブルが１回転する間に容器に内容物が充填されてその充填口が前記キャップによって締結閉止されるまでの作業工程が行われるセル生産方式の容器充填作業装置であって、前記キャップ本締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置にはキャップ仮締め装置が配置され、前記キャップ仮締め装置は、内容物が充填された容器の充填口に被せられたねじ付きのキャップを最初にねじの螺脱方向に回転してから次に螺合方向に回転してキャップと容器のねじの山と谷の始端部位を噛み合わせる仮締め動作を行う構成とし、キャップ本締め装置は前記仮締めされたキャップを螺合方向に最後まで回転してキャップを本締め締結するという如く、キャップを仮締めと本締めの２段締めによって締結する構成としたことを特徴とするセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項２】
キャップ仮締め装置は、キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とする請求項１記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項３】
キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している請求項２記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項４】
キャップの仮締め作業位置と本締め作業位置とを統合し、この統合作業位置にキャップ仮締め装置を配置し、該キャップ仮締め装置はキャップの仮締め動作の完了後にキャップの回転トルクをキャップの仮締め動作時よりも大方向に切り替え、キャップを螺合方向に回転してキャップの本締め動作を行う構成と成して、キャップ仮締め装置をキャップ本締め装置との兼用の装置としたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載の容器充填作業装置。
【請求項５】
キャップ仮締め装置による作業工程位置よりも手前側の作業工程位置には容器の充填口に配置された中栓を前記充填口に打栓し挿入固定して充填口を閉止する打栓装置が配置され、該打栓装置による打栓工程作業位置の手前には前記中栓を前記容器の充填口に乗せて配置する中栓乗せ装置が配置されており、該中栓乗せ装置は、中栓の吸着による保持と保持解除を行う中栓保持手段と、打栓される姿勢で置かれる中栓を支持する中栓置きホルダと、中栓置きホルダを中栓が置かれる位置と前記中栓保持手段による吸着保持位置との間で移動する中栓置きホルダ移動手段と、中栓保持手段の移動手段と、を有し、該中栓保持手段の移動手段は前記中栓置きホルダが前記吸着保持位置に移動された状態で前記中栓保持手段を中栓の吸着保持位置に移動するとともに、該吸着保持位置で中栓を吸着した中栓保持手段を前記吸着保持位置から前記容器の充填口へ移動する構成とし、中栓保持手段は容器の充填口に移動されたときに吸着を解除して中栓を充填口に乗せる構成としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載のセル生産方式の容器充填作業装置。
【請求項６】
キャップの把持と把持解除を行うキャップ把持手段と、制御装置に制御されて前記キャップ把持手段を指定の回転方向に指定の回転量だけ回転する手段と、キャップ内凹部に対し雄型の突状形状を呈しキャップが被せて置かれるキャップ置きホルダと、該キャップ置きホルダをキャップが置かれる位置と前記キャップ把持手段によるキャップ把持位置との間で移動するキャップ置きホルダ移動手段と、前記キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップの把持位置に移動するとともに、該キャップの把持位置でキャップを把持したキャップ把持手段を容器の充填口へ移動するキャップ把持手段の移動手段とを有し、キャップ把持手段は前記容器の充填口へ移動された状態でキャップを容器の充填口に被せることを特徴とするキャップ仮締め装置。
【請求項７】
キャップ把持手段の移動手段はキャップ把持手段を上下に移動するキャップ把持手段の上下移動手段と成し、該キャップ把持手段の上下移動手段は、キャップ置きホルダがキャップ把持位置に移動された状態でキャップ把持手段をキャップ把持位置よりも上方の初期待機位置からキャップ把持位置まで下降移動し、キャップ把持手段がキャップを把持完了した状態でキャップ把持手段を上昇移動し、キャップ置きホルダがキャップ把持位置からキャップが置かれる位置へ移動した後にキャップ把持手段を前記キャップ把持位置よりも下側のキャップの仮締め位置に下降移動し、キャップの仮締め完了後にキャップを把持開放したキャップ把持手段を前記初期待機位置まで上昇移動する構成と成している請求項６記載のキャップ仮締め装置。
【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２００７−１０６４４４（Ｐ２００７−１０６４４４Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９９０８８（Ｐ２００５−２９９０８８）
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５００３９４４１０）株式会社アスタック (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１３日（２００５．１０．１３）
【出願人】（５００３９４４１０）株式会社アスタック (2)
【Ｆターム（参考）】
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