(57)【要約】【課題】キャップの保持に関わる構造を簡単化し、しかも高トルクのキャップ締めにも容易に対応できるキャップ締め機の提供。【解決手段】本発明は、回転伝達を受けて回転可能なインナ８３と、このインナ８３と一体に回転可能かつ当該インナ８３に対して回転可能に設けられたアウタ８２と、これらインナ８３とアウタ８２とを連結しかつキャップが嵌合可能に巻かれたコイルばね８１とを備えて成るものである。これにより、キャップ締付け時、インナ８３とアウタ８２との差動に応じてコイルばね８１による保持力を高めることが可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転伝達を受けて回転可能な第１の部材と、この第１の部材と一体に回転可能かつ当該第１の部材に対して回転可能に設けられた第２の部材と、これら第１の部材と第２の部材とを連結しかつキャップが嵌合可能なコイルばねとを備えて成ることを特徴とするキャップ締め機。
【請求項２】
第２の部材は、一方向に回転可能かつ他方向には回転不可能なよう一方向クラッチによって支持されていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ締め機。
【請求項３】
コイルばねは、第１の部材と第２の部材とが回転している時に生じる差動角に応じて締まるように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のキャップ締め機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器等の開口端にキャップを締付ける場合に用いられるキャップ締め機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献】特開平８−２４４８８６号公報
容器の開口部を閉栓するためには、ねじ込み方式のキャップが広く用いられている。従来、このキャップの容器への締め付け、所謂キャッピングには、各種キャップ締め機が利用されている。その代表的なものが特許文献に示されたキャッピング装置である。このキャッピング装置は、先端に設けたチャックにキャップを保持し、チャックを回転させることにより保持したキャップを容器の開口部に締め付けるように構成されたものである。前記チャックは、キャップを吸着保持しておくためのマグネットと、キャップ外周面に圧接してキャップを保持する環状のチャックゴムとを備える。
【０００３】
キャッピングに際しては、まず、チャックのマグネットにキャップを吸着保持した状態でキャップを容器開口部に係合させ、チャックを回転させることによりキャップの仮締めを実行する。こうしてキャップがマグネットと滑りを生じるまで締付けられると、続いてチャックゴムがキャップに圧接するように押圧され、このチャックゴムの圧接による摩擦抵抗により、キャップにさらなるトルクを与えて増し締めを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のキャッピング装置においては、キャップにチャックゴムを圧接して回転伝達を行う構造になっているため、チャックゴムを操作するための機構・制御が複雑になる等の問題が発生していた。また、キャップの仮締めに際し、マグネットあるいはバキューム等、最終的な増し締めで用いるチャックゴムとは別の手段を用いてキャップの仮締めを行うようになっているため、さらに装置の構造・制御が複雑になる等の問題も発生していた。また、チャックゴムはゴムであるため、短期間で劣化が生じて保持力が低下し易く、頻繁にメンテナンスを行わなければならない等の問題も発生していた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、回転伝達を受けて回転可能な第１の部材と、この第１の部材と一体に回転可能かつ当該第１の部材に対して回転可能に設けられた第２の部材と、これら第１の部材と第２の部材とを連結しかつキャップが嵌合可能なコイルばねとを備えて成ることを特徴とするものである。なお、前記第２の部材は、一方向に回転可能かつ他方向には回転不可能なよう一方向クラッチによって支持されていることが望ましい。また、コイルばねは、第１の部材と第２の部材とが回転している時に生じる差動角に応じて締まるように構成されていることが望ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図７において、１はキャップ締め機であり、ロボットの可動フレーム２に取り付けられたエアスライド機構３と、このエアスライド機構３に連結されたツールユニット４とを備えて成る。
【０００７】
前記エアスライド機構３は、圧縮エアの給排に応じて図中矢印方向に伸縮するスライド部３ａを備えている。また、ツールユニット４は、エアスライド機構３の前記スライド部３ａに連結されるテーブル５と、このテーブル５に連結されたクラッチ部７と、このクラッチ部７上に連結されたドライバ６と、前記クラッチ部７の先端に連結されたビットユニット８とから構成されている。
【０００８】
前記ドライバ６は、ＡＣサーボモータ６ａ（以下、モータ６ａという）の駆動を受けて回転する角柱状の出力軸６ｂを有するものである。
【０００９】
前記クラッチ部７は、ケース部材７ａに収納した軸受７１，７２および一方向クラッチ７３を介し、一方向クラッチ７３の作用によりケース部材７ａに対して一方向にのみ回転可能に設けられたクラッチ軸７４を有する。このクラッチ軸７４内には、前記出力軸６ｂに連結された伝達軸７５が同心上に回転自在に配置されており、この伝達軸７５の先端部には、横断面四角形の角穴７５ａが形成してある。また、前記クラッチ軸７４の下部には、対向位置にそれぞれスリット７４ａ，７４ａが形成されるとともに、各スリット７４ａ上方に位置するよう支持バー７６，７６が配置されている。この支持バー７６，７６は、平行状態からクラッチ軸７４側へのみ回動できる構成であり、常時平行状態になるよう、それぞればね７７，７７で付勢してある。
【００１０】
前記ビットユニット８は、キャップＣをチャッキングするためのコイルばね８１をアウタ８２とインナ８３とで支持した構造である。アウタ８２は、上部のフック８２ａ，８２ａを前記支持バー７６，７６に常時係合させることで前記クラッチ部７に吊り下げ支持される。このアウタ８２のボディ８４は、中空状を成し、その外周対向部分が切り欠かれた形状を成し、この切欠部８４ａ，８４ａには、ボディ８４内に突出するストッパ８５，８５が配置されている。このストッパ８５，８５は、２個の部品８５ａ，８５ｂでボディ８４を挟み、これらをねじ８５ｃで締結することで取り付けられており、ねじ８５ｃを緩めれば切欠部８４ａに沿って任意の位置に移動させることが可能である。また、ボディ８４下部には、押さえ板８４ｂが一体に固定してある。
【００１１】
前記インナ８３は、アウタ８２のボディ８４内に回転自在に組み込まれており、下部には前記コイルばね８１が嵌め込まれ、上部には前記伝達軸７５の角穴７５ａに合致嵌合可能な角柱部８３ａが形成されている。このインナ８３の外周には９０°の間隔をおいて、係止片８６，８６が固定されている。この係止片８６，８６は、インナ８３がアウタ８２に対して回転することで前記ストッパ８５に当たるように構成されている。
【００１２】
前記コイルばね８１は、定常状態でキャップＣを押し込んで嵌合させられる程度の内径に形成されており、以て嵌合したキャップＣを保持できるように構成されている。このコイルばね８１は、一端をインナ８３に他端をアウタ８２下部の押さえ板８４ｂに連結してあり、これにより、アウタ８２に対してインナ８３が正転あるいは逆転すると、それに応じてコイルばね８１の径が縮小あるいは拡大する。このコイルばね８１は、キャップＣに直接接触してキャップＣに駆動伝達を行うものである。従って、キャップＣの損傷を防止し、かつ摩擦係数を高めるためにも、その表面はビニール、樹脂材等でコーティングしておくとよい。
【００１３】
次に本発明に係るキャップ締め機１の作用を説明する。容器等のワークにキャップＣを締め付ける場合、ロボットが作動して、キャップＣをコイルばね８１に嵌合保持させた状態のツールユニット４をワーク上に位置決めする。続いて、スライド機構３が作動し、ツールユニット４を下降させるとともに、モータ６ａが駆動を開始し、伝達軸７５にキャップＣを締め付ける方向の回転駆動伝達を行う（以下、この方向のモータ６ａの駆動を正転駆動、これとは逆のモータ６ａの駆動を逆転駆動という）。これにより、伝達軸７５からインナ８３に駆動伝達がなされ、さらにインナ８３からコイルばね８１を通じてアウタ８２およびクラッチ軸７４に駆動伝達がなされる。このモータ６ａの正転駆動時、一方向クラッチ７３は空転するようなっており、この結果、伝達軸７５とクラッチ軸７４とが一体に回転する。このことにより、ビットユニット８全体がキャップ締め方向に回転する。
【００１４】
キャップＣがワークに到達してねじ込まれると、これにともなって締付トルクが上昇する。この締付トルクの上昇により、コイルばね８１で連結されているインナ８３とアウタ８２には差動が生じる。すなわち、締付トルクによる負荷がかかるアウタ８２に対し、モータ６ａから直接的に駆動伝達を受けているインナ８３の回転角の方が大きくなるのである。この結果、コイルばね８１が巻き方向に絞られ、ここに嵌合保持されたキャップＣの保持力が高められる。このようにして、キャップＣの締付トルクが増大するのに比例してキャップＣの保持力が高められるので、締付トルクが大きくなってもキャップＣとコイルばね８１との滑りを防止し、適正なトルクでワークにキャップＣを締結することができる。
【００１５】
前述したように、インナ８３とアウタ８２との差動が大きくなると、その分コイルばね８１からキャップＣに与えられる力は大きくなる。これが大きくなり過ぎると、キャップＣの変形・破壊を招くため、適度にコイルばね８１が絞られると係止片８６がストッパ８５に当接し、インナ８３とアウタ８２の差動を抑制する。この係止片８６とストッパ８５との当接位置は、キャップＣの強度、最終締付トルク値等を基準に、予めストッパ８５の位置調整を行っておくことで適正位置に設定されている。
【００１６】
モータ６ａの負荷電流値を検出することにより、キャップＣが適正な最終締付トルクまで締付けられたことが確認されると、次にモータ６ａが逆転駆動に切り換わり、インナ８３にキャップＣを緩める方向の回転伝達がなされる。この回転は、さらにコイルばね８１を介してアウタ８２およびクラッチ軸７４に伝達されるが、この場合、一方向クラッチ７３はロックするため、アウタ８２およびクラッチ軸７４は回転できない。従って、アウタ８２に対してインナ８３が逆回転し、これによりコイルばね８１が解き緩められ、キャップＣの保持力が解かれる。この時も、コイルばね８１がキャップＣを解放する程度に解き緩められた段階で、係止片８６がストッパ８５に当接するようになっており、この結果、インナ８３にも一方向クラッチ７３のロック効果が及ぶ。これにより、コイルばね８１が適度に解き緩められた状態が創出・維持される。
【００１７】
コイルばね８１が解き緩められた状態で、スライド機構３が復動してツールユニット４を上昇復帰させる。その後、モータ６ａの駆動が停止されると、コイルばね８１は自身の弾性力により元の状態に戻ることができ、次の作業に備えることができる。なお、ビットユニット８の交換が必要になった場合は、支持バー７６，７６をクラッチ軸７４側に回動させれば、フック８２ａと支持バー７６との係合を解除してビットユニットを簡単に取り外すことができる。
【００１８】
以上説明した実施の形態においては、インナ８３が特許請求の範囲に記載した第１の部材の実施形態を成すものであり、また、アウタ８２が特許請求の範囲に記載した第２の部材の実施形態を成すものである。なお、上述の一方向クラッチのロック方向とコイルばねの巻き方向とをそれぞれ逆にすれば、キャップを緩める場合にも適用できる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のキャップ締め機によれば、締付トルクに比例させてコイルばねを絞り、これによりキャップを保持して締め付けを行う構成であるため、比較的簡単な構造で適正なキャップの締め付けを実現できる。また、コイルばねとモータの駆動とにより、キャップの保持操作と締付け操作を合理的に実現できるものであり、従来のように、キャップの保持のためにエア等の専用の資源を必要としない分、制御が容易であり、また省資源化にも貢献し得る。また、従来のチャックゴムを用いる方式に比べ、メンテナンス作業を減らすこともできる。さらに、本発明においては、キャップの締付トルクの増大に連動してキャップの保持力が高められるため、高い最終締付トルクを必要とするキャップ締めにも簡単に対応することができる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るキャップ締め機の要部拡大一部切欠断面図である。
【図２】本発明に係るキャップ締め機の正面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に係る拡大断面図である。
【図４】図２のＹ−Ｙ線に係る拡大断面図である。
【図５】本発明に係るキャップ締め機のビットユニットを取り外した状態を示す要部拡大一部切欠断面図である。
【図６】本発明に係るキャップ締め機におけるビットユニットの平面図である。
【図７】図４および図６に示したＺ−Ｚ線に係る断面図である。
【符号の説明】
１  キャップ締め機
３  エアスライド機構
４  ツールユニット
６  ドライバ
６ａ  ＡＣサーボモータ
７  クラッチ部
７３  一方向クラッチ
７４  クラッチ軸
７５  伝達軸
７６  支持バー
８  ビットユニット
８１  コイルばね
８２  アウタ
８３  インナ
８４  ボディ
８５  ストッパ
８６  係止片
【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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【図７】
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