(57)【要約】回転スピンドル（７）に固定された把持ヘッド（９）と、フレーム（１）に担持された駆動部材に接続された駆動軸（２）とを備えている、キャップ（４３）ねじ込み装置において、回転スピンドル（７）と駆動軸（２）が、その回転スピンドル（７）と駆動軸（２）に固定された弾性連結装置（１０、１１、１６）によって同軸状態で互いに接続されており、このねじ込み装置が、回転スピンドル（７）と駆動軸（２）の間の相対的回転を検出する装置（３７、２３）と、相対的回転が予め定めた閾値に到達したときにキャップ（４３）のねじ込みを中断させるための制御装置（２４、４２）とを備えている。
2005527436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転スピンドル（７）に固定された把持ヘッド（９）と、フレーム（１）に担持された駆動部材に接続された駆動軸（２）とを備えている、キャップ（４３）のねじ込み装置において、
前記回転スピンドル（７）と前記駆動軸（２）が、前記回転スピンドル（７）と前記駆動軸（２）に固定された弾性連結装置（１０、１１、１６）によって同軸状態で互いに接続されており、かつ前記回転スピンドル（７）と前記駆動軸（２）の間の相対的回転を検出する装置（３７、２３）と、相対的回転が予め定めた閾値に到達したときにキャップ（４３）のねじ込みを中断させるための制御装置（２４、４２）とをさらに備えていることを特徴とするねじ込み装置。
【請求項２】
前記弾性連結装置は、２つの当接部（１５、２１）の間に配置されたバネ（１６）であることを特徴とする請求項１に記載のねじ込み装置。
【請求項３】
前記２つの当接部（１５、２１）のうちの少なくとも一方が調節可能であることを特徴とする請求項２に記載のねじ込み装置。
【請求項４】
前記検出装置が、前記駆動軸（２）と前記回転スピンドル（７）の間の相対的角度に応じて位置が変化する少なくとも１つのディスク（３７）と、前記ディスク（３７）の位置検出装置（２３）とを備えることを特徴とする請求項１に記載のねじ込み装置。
【請求項５】
前記ディスク（３７）が、前記駆動軸（２）に対して軸線方向に移動可能でありつつ前記駆動軸（２）と一体化して回転するように構成されており、かつ前記回転スピンドル（７）と一体化して回転するように構成されている傾斜部（２２）に当接されるようになる位置決め用の突起部（３８）を備えることを特徴とする請求項４に記載のねじ込み装置。
【請求項６】
前記傾斜部が円錐台形凹部（１２２）で形成されていることを特徴とする請求項５に記載のねじ込み装置。
【請求項７】
前記把持ヘッドは、前記回転スピンドル（７）に固定されたハウジング（２５）と、前記ハウジング（２５）と一体化して回転するように構成されておりかつ軸線方向に前記ハウジング（２５）に対して可動に取り付けられている鐘形の作動部材（２６）と、前記作動部材（２６）の内部で径方向に移動可能な把持用の顎部（３０）とを備え、前記作動部材（２６）と前記顎部（３０）は、前記作動部材（２６）の軸線方向の運動を前記把持用の顎部（３０）の径方向の運動に変換するための、互いに向かい合って配置された傾斜部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のねじ込み装置。
【請求項８】
前記傾斜部が溝部（３２、３３）を備え、前記溝部内にカップリング・ボール（３４）が配置されていることを特徴とする請求項７に記載のねじ込み装置。
【請求項９】
前記回転スピンドル（７）が中空であり、前記作動部材（２６）が、前記回転スピンドル（７）の内部を延びている作動ロッド（２８）によって、前記フレーム（１）に取り付けられた作動部材（２９）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のねじ込み装置。
【請求項１０】
前記作動ロッド（２８）が中空であり、キャップ存在検出ロッド（３５）が、前記作動ロッド（２８）の中を、前記フレーム（１）に取り付けられた検出装置（３６）の位置まで延びていることを特徴とする請求項９に記載のねじ込み装置。
【請求項１１】
キャップのねじ込みを中断させる前記制御装置（２４）が、前記駆動軸の回転を中断させるために配置されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ込み装置。
【請求項１２】
キャップのねじ込みを中断させる前記制御装置（４２）が、前記把持ヘッドを開放させるために配置されていることを特徴とする請求項１に記載のねじ込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップのねじ込み装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
キャップのねじ込み装置は多くのものが知られている。特に、その付着力の限界がキャップに加えようとする締め付けトルクに対応している摩擦クラッチを介して駆動軸に接続された回転スピンドルに固定された把持ヘッドを備えている装置が知られている。このタイプの装置の動作原理を考えると、クラッチは、それぞれのキャップをねじ込むときに滑ることになる。その結果、この操作によって摩擦部材が急速に摩耗する。これは、所望のトルクを得るために、摩擦部材の締め付け状態を調節するべく、ねじ込み装置を頻繁に止めねばならないことを意味する。
【０００３】
また、アクチュエータを備える空気式装置も知られている。このアクチュエータのロッドはラックを担持しており、把持ヘッドを担持している回転スピンドルが中間歯車を介してこのラックに接続されている。締め付けトルクは、空気アクチュエータから供給される圧力によって決まる。締め付けトルクの調節は、所定の１つのキャップの締め付けトルクについて一度だけ行なえばよい。しかしながら、空気アクチュエータに接続されたラックの運動を伝える中間機構のため、この装置は大きな寸法となる。そのため、１台の機械に取り付けることのできるキャップねじ込み装置の数が制限される。
【発明の開示】
【０００４】
本発明の目的は、信頼性が高くて従来よりもサイズの小さいキャップねじ込み装置を提案することである。
【０００５】
この目的を実現するため、本発明により、回転スピンドルに固定された把持ヘッドと、フレームに担持された駆動部材に接続された駆動軸とを備えるキャップねじ込み装置において、回転スピンドルと駆動軸が、その回転スピンドルと駆動軸に固定された弾性連結装置によって同軸状態で互いに接続されており、回転スピンドルと駆動軸の間の相対的回転を検出する装置と、相対的回転が予め定めた閾値に到達したときにキャップのねじ込みを中断させるための制御装置とを備えている。
【０００６】
駆動軸と回転スピンドルが同軸にされているため、この装置はサイズが小さくなっている。また、駆動軸と回転スピンドルが常に接続されているため、この装置は、締め付けトルクを新たに調節することなく、極めて多くのサイクルの間使用することができる。
【０００７】
本発明の好ましい一実施態様によれば、弾性連結装置は、２つの当接部の間に配置されたバネである。この場合には、バネからの力を変化させるだけでキャップの締め付けトルクを変化させることができる。少なくとも一方の当接部を調節できることが好ましい。すると、バネに予め与える力を調節するだけでバネからの力を調節することができる。
【０００８】
本発明の好ましい別の特徴によれば、検出装置は、駆動軸と回転スピンドルの間の相対的角度に応じて位置が変化する少なくとも１つのディスクと、このディスクの位置検出装置とを備えている。
【０００９】
本発明の好ましいさらに別の特徴によれば、把持ヘッドは、回転スピンドルに固定されたハウジングと、このハウジングと一体化して回転するように構成されており、かつ軸線方向にこのハウジングに対して可動である鐘形の作動部材と、この作動部材の内部で径方向に移動可能な把持用の顎部とを備え、作動部材と顎部は、作動部材の軸線方向の運動を把持用の顎部の径方向の運動に変換するための、互いに向かい合って配置された傾斜部を備えている。
【００１０】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した以下の具体的な実施態様に関する説明を読むことによって明らかになろう。ただし本発明がこの実施態様に限定されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図面を参照すると、本発明の装置はフレーム１を備えている。駆動軸２は、フレーム１に支持された軸受３によって回転するようにフレーム１に取り付けられている。駆動ピニオン４が、駆動軸２に取り付けられており、かつ歯車５に接続されている。この歯車５は、フレーム１に支持された電気モータ６に接続されている。
【００１２】
さらに、フレーム１は、軸受８を介してこのフレームに取り付けられていて駆動軸２と同じ軸線回りを回転する回転スピンドル７を担持している。把持ヘッド９が回転スピンドル７の下端に固定されている。
【００１３】
駆動軸２は、その下端において連結部材１０を備えており、その一方で、回転スピンドル７は、その上端において連結部材１１を備えている。図１と図２に示したように、連結部材１０は、アーム１３を担持しているハブ１２を有している。そのアーム１３に、バネ１６の一端を止めるための当接部１５を有するネジ１４が取り付けられている。ブレード１７が、ハブ１２に固定されており、このハブ１２に対して径方向に延びている。プレート３９が、ハブ１２に対して垂直に固定されている。
【００１４】
連結部材１１は、回転スピンドル７の上端に固定されたハブ１８を有している。アーム１９が、アーム１３に対してほぼ対称になるようにハブ１８に固定されており、ネジ２０を支持している。このネジ２０には、バネ１６の第２の端部を止めるための当接部２１が固定されている。ブレード２２は、ブレード１７に面してハブ１８に固定されている。図２に示した静止状態では、ブレード１７と２２は、バネ１６の作用によって互いに当接した状態で保持される。
【００１５】
ディスク３７が、軸線方向に可動な状態でハブ１２に取り付けられている。このディスク３７は、駆動軸２の軸線周りに規則的に配置された３つの突起部３８を備えている。突起部３８は、プレート３９に設けられた穴４０を貫通して前記軸線に平行に延びており、かつ連結部材１１のハブ１８によって支持されたプレート４１に押しつけられている。したがって、ディスク３７は、駆動軸２と一体化して回転しかつ軸線方向に駆動軸２に対して移動しうるように構成されている。突起部３８は、プレート４１の上面に設けられた円錐台形凹部１２２の壁面からなる斜面に当接する。近接度測定装置２３が、ディスク３７と向かい合うようにフレーム１に取り付けられていて、かつ駆動モータ６への電源回路に取り付けられたスイッチ２４を制御している。
【００１６】
把持ヘッド９はハウジング２５を備えており、ハウジング２５の中には、鐘形の作動部材２６が取り付けられている。作動部材２６は、ハウジング２５に固定されていて作動部材２６を貫通している柱部材２７により、ハウジング２５と一体化して回転するように構成されている。作動部材２６は、柱部材２７に対して軸線方向に移動可能に取り付けられている。作動部材２６は、中空作動ロッド２８を介して、フレーム１に坦持された電磁アクチュエータ２９に接続されている。電磁作動部材２９は、近接度測定装置２３によって制御されるスイッチ４２を備えている。３つの顎部３０が作動部材２６の内部に取り付けられている。隣り合う２つの顎部の互いに向かい合った壁面には凹部が設けられており、その凹部の中に配置されたバネ３１によって顎部３０が互いに離された状態になっている（図３を参照のこと）。
【００１７】
作動部材２６の内面と顎部３０の外面は、円錐台形であり、作動部材２６のための傾斜溝部３２の底部と、顎部３０のための傾斜溝部３３の底部によってそれぞれ形成された傾斜部を備えている。これら傾斜部の中にはカップリング・ボール３４が配置されていて、その構成により、顎部３０と作動部材２６を一体化して回転させつつ、作動部材２６が顎部３０に対して軸線方向に運動できる状態にする。顎部３０は、その顎部３０の上縁部に面して延びている柱部材２７の下端によって、軸線方向に沿った移動を止められる。そのため、把持ヘッドは、溝部３３と同じ角度位置に配置された３つの柱部材２７を備えることが好ましい。
【００１８】
示した好ましい実施態様では、ねじ込み装置は、中空作動ロッド２８の内部を延びていて、作動部材２９の上に出て、フレーム１に取り付けられた近接度検出装置３６と対向する位置に来るキャップ存在検出ロッド３５をさらに備えている。
【００１９】
１つのサイクルが始まるとき、電気モータ６は停止状態であり、顎部３０はバネ３１の作用によって互いに離れている。顎部３０によってボール３４に及ぼされる径方向の力が、把持ヘッド９の鐘形の作動部材２６を押す。その様子が図４に示してある。キャップ存在検出ロッド３５の下端は、複数の顎部３０の間に延びている。キャップ４３が複数の顎部３０の間に挿入される時、キャップ存在検出ロッド３５は図１に示したように上方に押され、近接度検出装置３６が作動部材２９と電気モータ６への電力供給を開始させる。作動部材２９に電力が供給されると、鐘形の作動部材２６を下方に移動させる。それにより、顎部３０が径方向に締め付け方向に移動する。回転スピンドル７と、この回転スピンドル７に接続された把持ヘッド９は、図２に矢印で示した方向に回転する。回転が始まるとき、キャップに及ぼされる抵抗トルクは小さいため、駆動軸２と回転スピンドル７は、バネ１６による力を受けて一体化した可動体を形成する。キャップの抵抗トルクが、バネ１６を拘束することによって生じる駆動トルクの値に等しくなったとき、連結部材１０が連結部材１１に対してずれて回転する。その結果、突起部３８が円錐台形凹部１２２の中で移動し、ディスク３７が上方に移動する。この移動距離が予め定めた閾値に達したとき、近接度測定装置２３はスイッチ２４に信号を送り、駆動モータ６の停止と、作動部材２９の励起停止による顎部３０の開放を指示する。すると、ねじ込み装置が新しいねじ込みサイクルを開始する準備が整う。
【００２０】
当然、本発明がここで説明した実施態様に限定されることはなく、請求の範囲に規定した本発明の範囲内で変形実施態様を実現することができる。
【００２１】
特に、駆動軸２と一体化した連結部材１０を回転スピンドル７と一体化した連結部材１１に接続するのに圧縮バネ３１を用いることが図示されているが、適切なあらゆる手段で弾性接続を実現することができる。例えば、駆動軸と回転スピンドルの間にねじりコイルバネを配置することや、エラストマー製のスリーブを配置することもできる。
【００２２】
同様に、駆動軸２と回転スピンドル７の間の角度方向のずれを検出するには、適切なあらゆる検出装置を用いることができる。特に、光学的検出装置を用い、例えば穴の開いたディスクを駆動軸２と回転スピンドル７に固定し、フレーム１に取り付けた光電セルを用いて穴の一致またはずれを検出するとよい。
【００２３】
作動部材を把持ヘッドそのものに取り付けた把持ヘッドを用いて本発明を実現することもできる。しかしながら、この場合には、摩擦接触を利用せずに本発明の好ましい実施態様による装置を動作させうることがわかるであろう。これは、装置の動作の信頼性に関して顕著な利点である。
【００２４】
図示した実施態様では駆動が電気モータ６によって保証されたが、特にねじ込み用の回転ラックの場合には、固定された駆動ピニオンを設けることが可能である。この場合、ピニオン４はこの回転ラックと噛み合うように取り付けられており、フレーム１は、固定されたピニオンに対して回転する回転プラットフォームによって支持される。このようにすると、把持ヘッド９の回転開始と回転停止は、駆動軸２を回転させる駆動システムの任意の位置に配置したクラッチによって指示される。脆くないキャップの場合には、スピンドルを常に回転させたままにし、予め定めたトルク値に到達するとただちに把持装置の顎部を開かせ、新しいキャップが検出されたときに顎部を再び閉じさせることもできる。この場合には、スイッチ２４を省略し、検出装置２３をスイッチ４２だけに接続する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】顎部が閉じられた状態の本発明による装置を、図２と図３の線Ｉ−Ｉで示した鉛直面に沿って切断したときの概略図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断したときの断面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿って切断したときの断面図である。
【図４】把持ヘッドの顎部が開いた状態の、図１と同様の断面図である。
【図１】
2005527436.tif 000003
【図２】
2005527436.tif 000004
【図３】
2005527436.tif 000005
【図４】
2005527436.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月26日(2004.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
特に、駆動軸２と一体化した連結部材１０を回転スピンドル７と一体化した連結部材１１に接続するのに圧縮バネ１６を用いることが図示されているが、適切なあらゆる手段で弾性接続を実現することができる。例えば、駆動軸と回転スピンドルの間にねじりコイルバネを配置することや、エラストマー製のスリーブを配置することもできる。
【国際調査報告】
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2005527436.tif 000008
2005527436.tif 000009
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