(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の周りに回転可能に設けられ、キャップの天面に当接する天面当接部が下端部に設けられたベース部材と、
前記ベース部材に対して相対的に昇降可能であり、前記ベース部材と共に回転可能に設けられ、前記キャップの外周面に形成された縦溝に係合する凸部を有する嵌合部材と、
前記ベース部材に対して前記嵌合部材を下方に付勢する付勢手段とを備え、
前記嵌合部材は、前記ベース部材に対して、キャッピングヘッドの回転軸を中心に所定角度だけ相対回転可能に取付けられており、
前記ベース部材と前記嵌合部材により前記キャップを保持した状態で容器に巻き締める
ことを特徴とするキャッピングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップを保持して容器の口部に巻き締めるキャッピングヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトル等の容器の口部にキャップを装着する装置として、従来、例えば特許文献１、２に開示されたものが知られている。一方、近年、ペットボトル等の容器の薄肉化の影響がキャップにも及んできており、キャップの薄型化により、そのサイズのバラツキが大きくなってきている。また、規格が定められているキャップであっても、メーカや型式によって、直径やナール（外周面の縦溝）の高さが異なっていることがある。具体的には、１つのキャッピングヘッドによって処理されるキャップ群において、最大径のキャップにおけるナールの谷部でのキャップ径が最小径のキャップにおけるナールの山部でのキャップ径よりも大きいことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３３３１５号公報
【特許文献２】特許第４１７５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の装置によってバラツキの大きいキャップ群に対応する場合、最大径のキャップに合わせてキャップ装着装置のキャップ収容部を設計すると、最小径のキャップのナールにチャック部材のローレットが係合せず、キャップを巻き締めることができないことがあり、また最小径のキャップに合わせてキャップ収容部を設計すると、最大径のキャップがキャップ収容部に取付けられないという問題が生じる。
【０００５】
特許文献２の装置では、チャック部材が水平軸の周りに揺動するように構成されているので、キャップ径のバラツキに対する許容範囲は大きいが、キャップ径が大きくなるにつれて揺動角度が大きくなって、キャップとチャック部材の係合面積が小さくなり、このためチャック部材がキャップに対して空回りしてキャッピング不良を生じるという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、キャップ径のバラツキに係わらず常にキャップを容器の口部に対して適切に巻き締めることができるキャッピングヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るキャッピングヘッドは、回転軸の周りに回転可能に設けられ、キャップの天面に当接する天面当接部が下端部に設けられたベース部材と、ベース部材に対して相対的に昇降可能であり、ベース部材と共に回転可能に設けられ、キャップの外周面に形成された縦溝に係合する凸部を有する嵌合部材と、ベース部材に対して嵌合部材を下方に付勢する付勢手段とを備え、嵌合部材は、ベース部材に対して、キャッピングヘッドの回転軸を中心に所定角度だけ相対回転可能に取付けられており、ベース部材と嵌合部材によりキャップを保持した状態で容器に巻き締めることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キャップ径のバラツキに係わらず常にキャップを容器の口部に対して適切に巻き締めることができるキャッピングヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態であるキャッピングヘッドを備えたキャッパを示す平面図である。
【図２】キャッピングヘッドを示す断面図である。
【図３】嵌合部材の保持部を下方から見た断面図である。
【図４】ベース部材と嵌合部材を上方から見た平面図である。
【図５】キャッピングヘッドによって対応可能な範囲における最大径のキャップを保持した場合を示す図である。
【図６】図５に示す最大径のキャップをキャップディスクから取り上げるとき、また容器に装着するときの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。図１は充填システムの一部であるキャッパ１０の概略構成を示し、キャッパ１０は供給スターホイール１１とキャッパスターホイール１２とキャップディスク１３と排出スターホイール１４とを備える。
【００１２】
供給スターホイール１１は、図において時計方向に回転し、フィラ（図示せず）により内容物を充填されて搬送されてきたペットボトル等の容器をキャッパスターホイール１２に受け渡す。キャッパスターホイール１２は反時計方向に回転しており、キャップディスク１３からキャップを供給され、キャッパスターホイール１２から受け渡された容器の口部に巻き締めて装着する。キャップを装着された容器は、キャッパスターホイール１２から排出スターホイール１４を介して搬送コンベヤ（図示せず）に受け渡され、次工程に搬送される。
【００１３】
図２はキャップＰを容器に装着するキャッピングヘッド２０を示している。キャッピングヘッド２０はキャッパスターホイール１２の外周縁に沿って一定間隔毎に設けられる。ロッド２１はキャッパスターホイール１２の軸心に平行に延びており、カム機構（図示せず）により昇降駆動されるとともに、モータ（図示せず）により中心軸（回転軸）Ｌの回りに回転駆動される。
【００１４】
ロッド２１の先端部にはベース部材３１が固定される。ロッド２１の先端部は円柱部２２と連結部２３を有し、ベース部材３１は円筒状の本体部３２と、本体部３２の下端部に設けられた天面当接部３３と、本体部３２の上端部に形成されて径方向外方に延びる一対の係合板部３４（図４）とを有する。連結部２３の外周面にはスプラインの雄型が形成され、本体部３２の軸孔３５の内壁面に形成されたスプラインの雌型に噛合する。円柱部２２は連結部２３の基部側（図中、上側）にあり、ベース部材３１のネジ穴３６に螺合された取付けボルト３７の先端が当接する。すなわち取付けボルト３７によってベース部材３１はロッド２１の先端部に固定され、スプラインによってベース部材３１はロッド２１と一体的に中心軸Ｌの回りに回転する。
【００１５】
一方、天面当接部３３は、キャップＰの天面に当接する環状の隆起部３３ａを有し、天面当接部３３の上面から突出するネジ部３８は本体部３２の軸部に形成されたネジ穴３９に螺着される。これにより天面当接部３３はロッド２１に対して一体的に連結される。
【００１６】
ベース部材３１の本体部３２の外側にはスライドブッシュ４１が嵌合され、スライドブッシュ４１の外側には嵌合部材５１が嵌合される。嵌合部材５１は、キャップＰの外周側に嵌合する筒状の保持部５２と、保持部５２の上面に形成された円筒部５３と、保持部５２の上面であって円筒部５３の外側において上方に延びる４つの脚部５４とを有する。
【００１７】
図３に示されるように保持部５２には、支持穴５５が円周方向に沿って所定間隔毎に形成され、支持穴５５の外周側には保持部５２の全周にわたって延びる環状溝５６が形成される。支持穴５５は保持部５２の内壁面に開口しており、支持穴５５に収容されるボール６１は保持部５２の内壁面から突出可能である。環状溝５６にはＯリング６２が設けられ、Ｏリング６２によってボール６１は常時保持部５２の内壁面から突出する。
【００１８】
保持部５２の内壁面は下方ほど径が大きくなるような接頭円錐面形状を有する。一方、キャップＰの外周面も下方ほど径が大きくなる接頭円錐面形状を有するが、これらの円錐面形状の傾斜角は保持部５２の方が大きい。すなわち、図２に示されるように、キャップＰの外周面の上端部が保持部５２の内壁面に密着している状態において、保持部５２の内壁面の下端部はキャップＰの外周面の下端部から離間している。
【００１９】
また保持部５２の内壁面には、縦方向（キャップＰの軸心方向）に延びる多数の凸部５７が内壁面の周方向に一定間隔毎に形成される。これらの凸部５７はキャップＰの外周面に形成されたナールの縦溝に係合可能である。一方、支持穴５５から保持部５２の内壁面に突出するボール６１はキャップＰの外周面に当接するが、ナールの縦溝の幅よりも大きく、縦溝には係合しない。
【００２０】
嵌合部材５１の円筒部５３はスライドブッシュ４１の外周面に摺動自在に嵌合し、円筒部５３の軸方向長さはベース部材３１の本体部３２よりも短い。したがって嵌合部材５１はベース部材３１に対して相対的に昇降可能である。円筒部５３の外側にはコイルバネ（付勢手段）６３が設けられる。コイルバネ６３は常時圧縮状態にあって嵌合部材５１をベース部材３１に対して下方へ付勢し、嵌合部材５１に外力が作用しないとき、嵌合部材５１は天面当接部３３の上面に当接する。
【００２１】
図４に示されるように、嵌合部材５１の４つの脚部５４は各係合板部３４に近接した位置に設けられ、各係合板部３４との間に所定の隙間Ｓを空けている。脚部５４の高さは、図２に示されるように係合板部３４の上面の高さ位置に略等しい。したがって保持部５２に負荷が掛かっている状態において、ベース部材３１とロッド２１が一体的に中心軸Ｌの回りに回転すると、脚部５４が係合板部３４に係合するので、嵌合部材５１はベース部材３１およびロッド２１と共に回転する。すなわち嵌合部材５１は、ベース部材３１に対して、キャッピングヘッド２０の中心軸Ｌを中心に所定角度だけ相対回転可能である。
【００２２】
本実施形態の作用を説明する。キャッピングヘッド２０はキャップディスク１３においてキャップＰを取り上げ、保持部５２内においてボール６１によって保持し、容器の上方へ移送する。そしてベース部材３１と嵌合部材５１はキャップＰを保持した状態で中心軸Ｌの周りに回転し、キャップＰを容器に巻き締めて装着する。この基本的な装着作用は公知の装置と同様である。
【００２３】
キャップディスク１３におけるキャップＰの取り上げ動作では、嵌合部材５１が下降して保持部５２がキャップＰに嵌合した後、嵌合部材５１が上昇すると、ボール６１がＯリング６２の弾性力によってキャップＰを保持する。このとき、保持部５２の凸部５７が偶然にキャップＰのナールの山部に一致したとしても、保持部５２は、係合板部３４と脚部５４の間の隙間Ｓの分だけ、ベース部材３１に対して相対的に回転するので、ナールの山部が凸部５７から円周方向にずれるため、ナールの山部が損傷することはない。
【００２４】
上述したように保持部５２の内壁面の傾斜角はキャップＰの外周面の傾斜角よりも大きい。したがって相対的に大径のキャップＰを保持する場合であっても、このキャップＰの先端部分が保持部５２の内壁面によって案内され、キャップＰは保持部５２によって確実に保持される。図２は、このキャッピングヘッド２０によって対応可能な範囲における平均的な径を有するキャップＰを保持した場合を示し、この状態において、キャップＰの天面は天面当接部３３に当接するまで保持部５２に挿入され、ボール６１から受ける押圧力によって保持される。この場合、キャップＰのナールの山は保持部５２の凸部５７の間の溝に、また凸部５７はナールの縦溝に接するか接しないか程度の位置関係にある。なお、このようなキャップＰよりも小径のキャップであっても、ナールと凸部５７が係合する範囲であれば、この保持部５２によって保持可能である。
【００２５】
図５はキャッピングヘッド２０によって対応可能な範囲における最大径のキャップＰを保持した場合を示している。この図に示すように、キャップＰの径が大きくなると、キャップＰを保持して容器まで移送するとき、キャップＰは天面当接部３３に当接するほど保持部５２内には挿入されていない。すなわちキャップＰの天面と天面当接部３３の隆起部３３ａとの間には隙間Ｇが生じており、嵌合部材５１はベース部材３１の天面当接部３３に当接している。一方、上述した特許文献１の装置においてキャップの天面と天面当接部との間に隙間が生じた状態でキャップを容器に取付けようとすると、キャップまたは容器のネック部が押し潰されてキャッピング不良が生じるが、本実施形態では、次に述べるように、嵌合部材５１がベース部材３１に対して上昇して、隙間Ｇを埋めるため、このような問題は生じない。
【００２６】
図６は、図５に示す最大径のキャップＰをキャップディスク１３から取り上げるとき、また容器に装着するときの状態を示している。大径のキャップＰの場合、ロッド２１の下降に伴って、ベース部材３１と、キャップＰを保持する係合部材５１も下降し、キャップＰが容器に当接すると、キャップＰと嵌合部材５１の下降は停止するものの、ベース部材３１はさらに下降する。このときベース部材３１は、コイルバネ６３を圧縮させながらキャップＰに対して相対的に下降し、最終的には天面当接部３３がキャップＰの天面に当接して、その状態でキャッピングが行われる。このように本実施形態では、大径のキャップＰの場合であっても、ベース部材３１に対して嵌合部材５１が相対的に上昇することになるため、キャップＰおよび容器に過剰な圧縮力が作用することなく、平均的な径を有するキャップＰと同様のキャッピングを行うことができる。
【００２７】
なお、保持部５２の内壁面の傾斜角はキャップＰの外周面の傾斜角よりも大きいことは必須ではない。すなわち、これらの傾斜角は等しくてもよく、また保持部５２の内壁面の傾斜角がキャップＰの外周面の傾斜角よりも小さくてもよい。
【００２８】
なお天面当接部３３はベース部材３１に一体的に設けられていてもよい。
また保持部５２は筒状に限定されず、例えば複数の固定爪から構成することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
２０  キャッピングヘッド
３１  ベース部材
３３  天面当接部
５１  嵌合部材
５７  凸部
６３  コイルバネ（付勢手段）
Ｐ  キャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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