(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを着脱自在に保持するチャックと、回転軸のトルクをチャックに伝達するトルク伝達手段とを備え、キャップを保持したチャックを回転させて容器にキャップを螺着するキャッピングヘッドにおいて、
上記トルク伝達手段を、チャックに伝達するトルクの大きさを変更可能な摩擦式クラッチと、チャックに伝達するトルクの大きさが一定の磁石式クラッチとで構成し、かつ上記摩擦式クラッチと磁石式クラッチとを軸方向一列に配置するとともに、上記摩擦クラッチにより伝達されるトルクは、上記磁石式クラッチにより伝達されるトルクよりも小さなトルクと大きなトルクとに設定されていることを特徴とするキャッピングヘッド。
【請求項２】
上記摩擦式クラッチは、圧力室内に導入される圧縮空気の圧力に応じて伝達するトルクの大きさを変更可能なエア加圧式クラッチであることを特徴とする請求項１に記載のキャッピングヘッド。
【請求項３】
上記磁石式クラッチによって伝達可能な最大トルクは容器へのキャッピング終了時の閉栓トルクに設定され、また、上記圧力室内に導入される圧縮空気は、圧力調整手段によって低圧と高圧とに切り換えられるようになっており、圧力室内に低圧の圧縮空気が導入された時の摩擦クラッチによる伝達可能な最大トルクは、磁石式クラッチによって伝達可能な最大トルクよりも小さく設定されており、さらに、圧力室内に高圧の圧縮空気が導入された時の摩擦クラッチによる伝達可能な最大トルクは、磁石式クラッチによって伝達可能な最大トルクよりも大きく設定されていることを特徴とする請求項２に記載のキャッピングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、キャップを容器に螺着するキャッピングヘッドの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャップを容器に螺着するキャッピングヘッドとして次のようなものが知られている。すなわち、キャップを着脱自在に保持するチャックと、回転軸のトルクをチャックに伝達するトルク伝達手段とを備え、キャップを保持したチャックを回転させて容器にキャップを螺着するキャッピングヘッドは知られている（例えば、特開昭５５−２９４２８号公報、特開昭６０−４５１９１号公報）。そして、このような従来のキャッピングヘッドでは、上記トルク伝達手段として、伝達するトルクを変更可能な摩擦式クラッチを用いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記従来のキャッピングヘッドのように、トルク伝達手段として摩擦式クラッチを用いると、時間の経過とともに摩擦式クラッチの摩擦板が摩滅する。そのため、上述した従来のものでは、伝達するトルクの変更をできるという利点がある反面、キャッピング終了時における閉栓トルクを高精度に管理できないという欠点があった。
なお、従来、トルク伝達手段として摩擦式クラッチの代わりに磁石式クラッチを用いたキャッピングヘッドも知られている（例えば、特開平２−７２０９０号公報）。このような磁石式クラッチを用いたキャッピングヘッドでは、磁力が一定なので閉栓トルクを高精度に管理することができる反面、キャッピング時の閉栓トルクをキャッピング中に可変できないという欠点があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、本発明は、キャップを着脱自在に保持するチャックと、回転軸のトルクをチャックに伝達するトルク伝達手段とを備え、キャップを保持したチャックを回転させて容器にキャップを螺着するキャッピングヘッドにおいて、
上記トルク伝達手段を、チャックに伝達するトルクの大きさを変更可能な摩擦式クラッチと、チャックに伝達するトルクの大きさが一定の磁石式クラッチとで構成し、かつ上記摩擦式クラッチと磁石式クラッチとを軸方向一列に配置するとともに、上記摩擦クラッチにより伝達されるトルクは、上記磁石式クラッチにより伝達されるトルクよりも小さなトルクと大きなトルクとに設定されていることを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】
このような構成において、先ず、磁石式クラッチが伝達するトルクよりも小さなトルクを摩擦式クラッチによってチャックに伝達して、チャックに保持したキャップを容器に螺合させる（仮締め）。次に、磁石式クラッチが伝達するトルクよりも大きなトルクを摩擦式クラッチによってチャックに伝達して、キャップを増締めする。その際、磁石式クラッチが伝達可能なトルクの方が摩擦式クラッチが伝達可能なトルクよりも小さいので、結果的に磁石式クラッチが伝達可能な所定のトルクによって増締めが行われて、キャップは容器に螺着される。
したがって、キャッピング時のトルクを二段階に可変できるとともにキャッピング終了時のトルクを高精度に管理することができる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、１は回転式キャッパのキャッピングヘッドであり、回転式キャッパの図示しない回転体における回転方向の等間隔位置に多数設けられている。また、これらキャッピングヘッド１の下方側には容器を載置した図示しないテーブルが設けられている。そして、回転式キャッパの回転体の回転に伴ってキャップ７を保持したキャッピングヘッド１が回転されることによって、キャップ７を容器の上端口部に螺着できるようになっている。
本実施例のキャッピングヘッド１は、回転軸２の下端部に取り付けた第１クラッチ３と、この第１クラッチ３を介して回転軸２のトルクを伝達される第１スピンドル４と、第１スピンドル４の下端部に取り付けた第２クラッチ５を備えるとともに、第２クラッチ５によってトルクが伝達される第２スピンドル６と、その下端部に連結されてキャップ７を着脱自在に保持するチャック８を備えている。これらキャッピングヘッド１の各構成部材は、上記回転軸２と軸心を一致させている。
チャック８の構成は従来公知のものと同じであり、第２スピンドル６の下端部に連結した本体部８Ａを有するとともに、この本体部８Ａ内にリング状のゴムからなる保持部材１１を収納している。また、本体部８Ａ内における保持部材１１の上方位置には円板状の位置決め部８ａを形成するとともに、位置決め部８ａの上方位置にリング状の押圧部材１２を昇降自在に設けている。
そして、本体部８Ａ内における押圧部材１２の上方位置に圧力室８ｂを形成している。この圧力室８ｂは、本体部８Ａと第２スピンドル６および第２クラッチ５の第１本体部５Ａにわたって形成したエア通路１３と、このエア通路１３に接続した導管１４を介して図示しない圧縮空気の供給源に連通している。なお、導管１４の途中には、図示しない流路切換弁を設けてあり、この流路切換弁によって、上記圧力室８ｂを圧縮空気の供給源と大気とに選択的に連通させるようにしている。
また、位置決め部８ａの軸部には、本体部８Ａに形成した負圧通路１５の一端を開口させてあり、この負圧通路１５の他端には導管１６を接続している。導管１６は図示しない負圧源に接続してあり、この導管１６と負圧通路１５とを介して位置決め部８ａの軸部に負圧を導入して、位置決め部８ａの下方側の大気を吸引するようになっている。
図１に示した圧力室８ｂ内に圧縮空気が導入されていない状態では、押圧部材１２は自重によって保持部材１１上に載置されているだけなので、保持部材１１が圧縮されることはない。この状態においては、保持部材１１の内周部にキャップ７が余裕を持って遊嵌合できる空間が形成されている。そして、このように圧力室８ｂ内に圧縮空気が導入されていない状態において、かつ位置決め部８ａの軸部に負圧が導入された状態において、キャップ７はキャッピングヘッド１が下降することにより保持部材１１の内方部に供給されるので、該キャップ７は負圧によって吸引されて、その上面が位置決め部８ａに密着して保持されるようになっている。
さらに、この状態から圧力室８ｂ内に圧縮空気が導入される一方、位置決め部８ａの軸部への負圧の導入が停止されるので、圧力室８ｂ内の圧縮空気の圧力によって押圧部材１２が押し下げられて、保持部材１１の上面に密着し、これにより圧縮空気が保持部材１１を外周方向から圧縮する。そのため、ゴムからなる保持部材１１の内周部が縮径し、該縮径された内周部のみによってキャップ７の外周部を強固に保持することができる。
なお、このようにしてチャック８によってキャップ７を保持するが、この保持状態から圧力室８ｂ内を大気に開放すると、圧力室８ｂ内が大気圧になって、保持部材１１が圧縮された状態から図１に示す元の自然状態に復帰する。そのため、縮径していた保持部材１１の内周部が拡径されて元の大きさに復帰する。これによって、チャック８によるキャップ７の保持状態が解放されるようになっている。
次に、本実施例の第２クラッチ５は、トルクを二段階で変更できる従来公知のエアクラッチから構成している。すなわち、第２クラッチ５は、上下一対の第１本体部５Ａと第２本体部５Ｂとを備えており、第１本体部５Ａを第２スピンドル６の外周部の中央付近に一体に嵌着するとともに、第１本体部５Ａを貫通させた第２スピンドル６の上方外周部に第２本体部５Ｂを回転自在、かつ昇降自在に嵌装している。第１本体部５Ａと第２本体部５Ｂとの間にはベアリング１７を介在させてあり、それによって第２本体部５Ｂを支持するとともに、第２本体部５Ｂが第２スピンドル６の周囲を円滑に回転できるようにしている。
また、第１本体部５Ａと第２本体部５Ｂとの間には圧力室１８を形成してあり、この圧力室１８は、第１本体部５Ａに設けたエア通路５ａと、そのエア通路５ａに接続した導管２１を介して上述した圧縮空気の供給源に連通している。この導管２１の途中には、圧縮空気の圧力を調整する従来公知の圧力調整手段２２を設けてあり、この圧力調整手段２２によって上記圧力室１８内に導入する圧縮空気の圧力を所定の低圧と高圧との二段階に切り換えることができる。
上記第２本体部５Ｂの上面にはベアリング２３を介して摩擦板２４を載置している。この摩擦板２４と第２スピンドル６との間にはキー２５を係合させているので、摩擦板２４は第２スピンドル６と一体に回転されるとともに第２スピンドル６に対して軸方向に相対移動できるようになっている。
また、摩擦板２４の近接上方位置には、第１スピンドル４の下端部に固定したドライブディスク２６を対向させて設けている。第１スピンドル４の下端部におけるドライブディスク２６の内方側にはベアリング２７を設けてあり、このベアリング２７の内レースに上記第２スピンドル６の上方外周部を圧入している。これによって、チャック８、第２スピンドル６および第２クラッチ５を第１スピンドル４の下端部に支持し、かつ第１スピンドル４に対して相対回転できるようになっている。また、摩擦板２４とベアリング２７との間にはばね２８を弾装してあるので、摩擦板２４とドライブディスク２６とは相互に離隔する方向に付勢されている。
圧力室１８内に圧縮空気が導入されていない状態では、第２本体部５Ｂの下面が第１本体部５Ａの上面に当接する図示下降端の位置にある。この状態においては、摩擦板２４はドライブディスク２６から離隔しているので、第１スピンドル４が回転されたとしても、該第１スピンドル４のトルクは第２スピンドル６に伝達されることはない。
これに対して、圧力室１８内に圧縮空気が導入されると、第２本体部５Ｂが第１本体部５Ａに対して上昇され、それに伴って摩擦板２４によってばね２８が圧縮された後、摩擦板２４がドライブディスク２６と当接する。したがって、この摩擦板２４とドライブディスク２６とが当接した状態において第１スピンドル４が回転されると、該第１スピンドル４のトルクは、第２スピンドル６およびチャック８に伝達される。上述したように、本実施例では、圧力室１８に導入する圧縮空気の圧力を所定の低圧と高圧とに二段階に変更出来るようになっており、しかも、圧力室１８に圧縮空気を導入する際には、最初に低圧の圧縮空気を導入した後、高圧の圧縮空気を圧力室１８に導入するようにしている。これにより、図２に示すように、圧力室１８に導入する圧縮空気が低圧の時には小さなトルクＴ１を伝達することができ、他方、圧力室１８に導入する圧縮空気が高圧の時には大きなトルクＴ２を伝達することができる。このように、第２クラッチ５は伝達するトルクを二段階に変更することができる。
次に、回転軸２のトルクを上記第１スピンドル４に伝達する第１クラッチ３について説明する。本実施例の第１クラッチ３は従来公知の磁石式クラッチから構成している。
すなわち、第１クラッチ３は、回転軸２の下端部に連結したケーシング３１を備えており、このケーシング３１内の下端部、中央部および上方部にそれぞれリング状の支持部材３２，３３，３４を固定している。また、これらの支持部材３２，３３，３４の内周部にそれぞれベアリング３５を取り付けている。そして、第１スピンドル４の外周部を順次下方側から上記各ベアリング３５の内レースに順次圧入している。これによって、第１スピンドル４およびその下方側に位置する上記各構成部材を支持するとともに、第１スピンドル４を含めたそれらの構成部材が回転軸２に対して回転できるようになっている。
さらに、ケーシング３１内の上下位置の支持部材の間には、第１スピンドル４に嵌着したヒステリシス部材３６を位置させてあり、各ヒステリシス部材３６の上下両面と対向する各支持部材３２，３３，３４の対向面には、それぞれリング状の永久磁石３７を配設している。
したがって、第１スピンドル４に設けた各ヒステリシス部材３６は各永久磁石３７の磁力によって吸着されおり、回転軸２が回転された際に第１スピンドル４に伝達できるトルクは、ヒステリシス部材３６をはさんで相対する２つの永久磁石３７の磁力と位相により決定されるヒステリシス部材３６を通過する磁束の数により決定される。そして、そのトルクは容器へのキャッピング終了時の閉栓トルクとなる様に設定している。
また、上述したように、本実施例では、第２クラッチ５の圧力室１８に対する圧縮空気の供給は、最初に低圧の圧縮空気を供給し、その後に高圧の圧縮空気を供給するようにしている。図２に示すように、圧力室１８に低圧の圧縮空気を導入した時に第２クラッチ５によって伝達できるトルクの大きさＴ１は、上記第１クラッチ３が伝達可能な最大トルクＴ３よりも小さくなるようにしている。また、これとは逆に、圧力室１８に高圧の圧縮空気を導入した時に第２クラッチ５によって伝達できるトルクＴ２の大きさは、上記第１クラッチ３が伝達可能な最大トルクＴ２よりも大きくなるようにしている。
（作動説明）
以上の構成において、図１に示すキャッピング開始前の状態では、キャッピングヘッド１の両圧力室８ｂ、１８には圧縮空気は供給されておらず、他方、負圧通路１５を介して位置決め部８ａの軸部に負圧が導入されている。
この状態のキャッピングヘッド１が上記回転体の回転に伴って移動されることにより、チャック８にキャップ７が供給されて保持される。また、キャッピングヘッド１が下降されることによって、容器の上端口部がキャップ７の下方内周部に係合する。
この後、位置決め部８ａの軸部への負圧の導入が停止される一方、圧力室８ｂに圧縮空気が導入されるので、保持部材１１によってキャップ７が強固に保持される。また、これと同時に回転軸２が回転されるとともに第２クラッチ５の圧力室１８に低圧の圧縮空気が導入される。これにより、図２に示すように、所定のトルクＴ１が第２クラッチ５を介してチャック８に伝達されるので、該チャック８に保持したキャップ７が小さな閉栓トルクＴ１によって容器の上端口部に仮締めされる。
次に、第２クラッチ５に圧力室１８に高圧の圧縮空気が導入されるので、第２クラッチ５によってチャック８に伝達可能なトルクは、Ｔ１からＴ２に切り換わる。この時、上述したように、圧力室１８に高圧の圧縮空気を供給したときに第２クラッチ５によって伝達可能なトルクＴ２は、第１クラッチ３によって伝達可能な最大トルクＴ３よりも大きいので、結果的に第１クラッチ３によって伝達可能な最大トルクＴ３がチャック８に伝達されることになる。これによって、キャップ７が容器の口部に増締めされて螺着され、キャッピングが終了する。
なお、この後、チャック８の圧力室８ｂは大気に開放されるので、キャップ７の保持状態が解放されるとともに、キャッピングヘッド１が上昇して、キャッピングが終了した容器はテーブル上から排出される。
上述したように、本実施例は、先ず第２クラッチ５によって小さなトルクＴ１をチャックに伝達してキャップ７を仮締めし、その後から第１クラッチ１による所定の大きなトルクＴ３をチャック８に伝達して容器へのキャップ７の螺着を完了する。したがって、本実施例のキャッピングヘッド１によれば、キャッピング時の閉栓トルクを二段階で変更できるとともに、常に一定の閉栓トルクＴ３によってキャッピングを終了することができ、したがって、高精度に閉栓トルクを管理することができる。
なお、上記実施例では、下方側に摩擦式クラッチからなる第２クラッチ５を配置し、上方側に磁石式クラッチから第１クラッチ３を配置しているが、それらを上下逆に配置しても良い。そのような構成であっても、上述した実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、キャッピング時のトルクを二段階に可変できるとともにキャッピング終了時のトルクを高精度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】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図。
【図２】本発明のキャッピングヘッドによってキャッピングを行う際のトルクの変動を示す図。
【符号の説明】
１…キャッピングヘッド                ２…回転軸
３…第１クラッチ（トルク伝達手段）
５…第２クラッチ（トルク伝達手段）
７…キャップ                          ８…チャック
１８…圧力室
【図１】
0003539586.tif 000002
【図２】
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