(57)【要約】【課題】合成樹脂製の筒状体をその表面を傷付けることなく、回転駆動機構からの回転駆動力を筒状体に円滑に伝達でき、筒状体と係合する部材の中心との間に僅かな芯ずれが生じた場合でも、それを補償することができる筒状体把持装置を提供する。【解決手段】カバー６内の底部側に略円柱状のウレタンゴムから成る弾性把持体７を収納し、継手５の空気導入口５ａから周回路５ｂおよび内部の導入路４ｂを経て圧縮空気を回転軸４の受圧室４ａに導き、パット８の後面を押圧させることにより、押圧力が弾性把持体７の周部を経て前部に伝達され、先端面に穿設された空円筒状のキャップ把持部７ａを窄ませ、キャップＣを軟らかくしっかりと把持できるようにした。【選択図】      図１
2004209605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の筒状体の一端側を把持して、これに回転力を伝達するための筒状体把持装置において、前記筒状体を導入すべく底部中央に円形の導入穴が穿設された剛性の有底筒鉢状体と、該有底筒鉢状体の底部側に接して収納され、かつ、前記導入穴に対向する位置に前記筒状体の外径より大きな内径を有して該筒状体を把持するための空筒状の凹所が穿設された柔軟性と弾性を有した略円柱状の弾性把持体と、該弾性把持体を後方から前記底部側に押す略円盤状の押圧体と、該押圧体を前方に押し出す押圧手段と、前記押圧体に後方側から回転力を付与する回転力付与手段とを具えたことを特徴とする筒状体把持装置。
【請求項２】
弾性把持体または押圧体の対向面の少なくとも一方の中央部に空筒状の凹所を穿設したことを特徴とする請求項１記載の筒状体把持装置。
【請求項３】
回転力付与手段には回転力を生じる駆動軸との間に自在継手が介装されていることを特徴とする請求項１記載の筒状体把持装置。
【請求項４】
押圧手段は圧縮空気により押圧体を前方に押し出すように構成したことを特徴とする請求項１記載の筒状体把持装置。
【請求項５】
筒状体は半流動状内容物収納容器のキャップであることを特徴とする請求項１〜４記載の筒状体把持装置。
【請求項６】
弾性把持体はウレタンゴムで構成したことを特徴とする請求項１〜５記載の筒状体把持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は半流動状内容物収納容器のキャップ等の合成樹脂製の筒状体の一端側を把持して、これに回転力を伝達するための筒状体把持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
化粧品、軟膏状の医薬品、練り歯磨き等の半流動状内容物収納容器として使用されるチューブ容器には、かってはアルミニウム等の金属素材も使用されたが、近年は量産性が優れた樹脂製のものが多用されている。かかる樹脂製チューブの製造方法を簡単に説明すると、まず、図２に示すように、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂素材から成る長尺状のチューブＴを所定の長さＬに切断した後、外周表面に商品名、注意書き等の文字、マークに表現された必要事項を転写印刷する。なお、チューブＴが小径のものや長さの短いものでは、外周表面に文字、マーク等を何本分か纏めて印刷した後、切断する場合もある。
【０００３】
次に、例えば、ロータリー式のステーションマシーンに据え付けられた射出成形機を用いて収納容器を形成する材料と同じ素材の樹脂を用いてチューブＴ端に連結される漏斗部およびこれに連なる雄ネジ部を成型する。さらに図３に示すように、こうして成型された漏斗部Ｆの拡開端と切断されたチューブＴの一端とを付き合わせて加熱溶着し、収納容器の窄み口側を完成させる。
【０００４】
次に、図４に示すように、別工程で成型され、チューブＴと類似の樹脂で成型された底面に円環状の突起部を成す付当て突起Ｐが形成されたキャップＣを上記工程で作成された漏斗部Ｆの窄み口端側に回転駆動機構によりねじ込む。実際には図５に示すように、回転駆動機構からの回転力をシリコンゴム等の弾性押圧部材Ｅを介して伝達するようにしている。
【０００５】
上述したキャップＣの漏斗部Ｆの窄み口端側へのねじ込み時、回転駆動機構のトルクが管理されていて、漏斗部Ｆの窄み口端が突起Ｐの先端に当接して発生する回転摩擦力による反力が規定値に達すると、回転駆動機構の回転動作を停止させることにより、漏斗部Ｆの窄み口端側に掛かる締め付け力が所定範囲となるように調整されている。こうして、キャップＣが被冠され一端側のみが閉塞された中空の収納容器が完成する。
【０００６】
このように、漏斗部Ｆの窄み口端側に被冠されるキャップＣの締め付け力が所定範囲となるように管理するのは、キャップＣの締め付け状態が弱過ぎると、後工程で内容物を加圧注入する際に漏斗部Ｆの窄み口端側から内容物が浸み出すことがあり、キャップＣの締め付け状態が強過ぎると、チューブ製品を購入した消費者がキャップＣを開けるのに苦労するといった不具合が発生するからである。完成した中空の収納容器は別工程に送られ、その内部に半流動状態の充填物を加圧注入した後、解放端を加圧重畳し加熱溶着させることにより半流動状内容物を充填したチューブ製品が完成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の漏斗部Ｆの窄み口端側へのキャップＣの締め付け工程において、チューブＴが軟質樹脂で成型されていること等のため、一方の保持部材に外挿されたチューブＴの漏斗部Ｆの窄み口端の中心と他方の保持部材に保持されたキャップＣの中心との間に僅かな芯ずれが生じることがある。例えば、両者のずれ量が０．３ｍｍ程度の芯ずれであっても漏斗部Ｆの窄み口端の径が１０ｍｍ程度の小径である場合はこの芯ずれの影響は少なくなく、キャップＣの雌ネジ部と漏斗部Ｆの窄み口端側の雄ネジ部との間の摩擦係数が小さくないことと相まって、回転駆動機構のトルク管理が正常に機能せず、半流動状内容物を加圧注入する際の内容物の浸み出しや消費者からのキャップＣが開け辛い等のクレームの要因となっていた。
【０００８】
そこで、漏斗部Ｆの窄み口端の径が例えば、３０ｍｍ以下のものではキャップＣの漏斗部Ｆの窄み口端側への締め付け工程を手作業で行う等の対策を講じていた。しかし、手作業でのキャップＣの締め付け工程は作業効率が著しく低下するばかりでなく、締め付け精度が時間と共に変化するという問題点もあった。
【０００９】
また、キャップＣに回転力を伝達する弾性押圧部材ＥのキャップＣに対する押圧力が大き過ぎると、キャップＣの雌ネジ部と漏斗部Ｆの窄み口端側の雄ネジ部との間の摩擦力が大きくなり過ぎてキャップＣの円滑な締め付けが困難になるので、所定の大きさ以下に抑えなければならない。そのため、上記摩擦力がある程度大きくなった時に弾性押圧部材ＥとキャップＣとの間に滑りが生じることがある。この場合に弾性押圧部材ＥとキャップＣとの間の摩擦力はある程度以上大きくなっているので、この滑りによりキャップＣの頂面に滑り傷が付いてしまう。
【００１０】
このような不具合の発生を避けるため、キャップＣの周面を外側から金属の爪状体で挟むことも考えられるが、この場合でも爪状体の挟持力を大きくし過ぎるとキャップＣの周面に挟み傷が付くため、あまり大きくすることができない。従って、やはりキャップＣの周面に滑り傷が付くという困難を克服することができない。  本発明は従来技術におけるかかる問題点を解消して、合成樹脂製の筒状体をその表面を傷付けることなく、回転駆動機構からの回転駆動力を筒状体に円滑に伝達でき、好ましくは、筒状体の中心と筒状体と係合する部材の中心との間に僅かな芯ずれが生じた場合でも、その芯ずれを補償することができる筒状体把持装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、筒状体を導入すべく底部中央に円形の導入穴が穿設された剛性の有底筒鉢状体と、該有底筒鉢状体の底部側に接して収納され、かつ、導入穴に対向する位置に筒状体の外径より大きな内径を有して該筒状体を把持するための空筒状の凹所が穿設された柔軟性と弾性を有した略円柱状の弾性把持体と、該弾性把持体を後方から底部側に押す略円盤状の押圧体と、該押圧体を前方に押し出す押圧手段と、押圧体に後方側から回転力を付与する回転力付与手段とを具えたものであり、好ましくは、回転力付与手段には回転力を生じる駆動軸との間に自在継手が介装されるようにしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。本実施例は半流動状内容物収納容器を組み立てる図示しないステーションマシーンの一部を構成するキャップ締付け機として本発明を具現化したものである。図１は本発明の実施例に係るキャップ締付け機の要部を断面で示す正面図である。
同図において、１は回転駆動手段として駆動力制御が容易なサーボモーター、２はサーボモーター１の回転軸に連設されて回転する駆動軸、３は駆動軸２の先端に連結され、駆動軸２の回転力を回転中心の位置や回転方向を変えて伝達できるようにする自在継手（ユニバーサルジョイント）、４は自在継手３の他端側に連結され、駆動軸２に駆動されて通常はほぼ同軸で同方向に従動回転する回転軸、５は後述する支持腕に固定され、内周側に回転軸４が滑らかに摺接するデルリン、ジュラコン（登録商標）等の樹脂を切削加工して成る略円筒状の継手、６は回転軸４の先端外周に螺着された略筒鉢状を成す剛性の金属製カバー、７はカバー６内の底部側に収納され、略円柱状のウレタンゴムから成る柔軟性と弾性を有した弾性把持体、８は回転軸４の先端面と弾性把持体７の後端面との間に介装される金属製の略円盤状のパット、９は回転軸４の先端側を回転自在に支持する支持腕、１０は支持腕９等の固定部材を固定支持する基台である。
【００１３】
また、４ａは回転軸４の先端面に穿設された大径の空円盤状の受圧室、４ｂは回転軸４の外周後方に形成された開口から中心部を通って受圧室４ａ内に圧縮空気を導く導入路、４ｃは回転軸４の先端外周に沿って穿設された封止溝、４ｄは回転軸４の先端直後方のフランジ部の外周表面に刻設された雄ネジ部、５ａは継手５の内部に圧縮空気を導く空気導入口、５ｂは継手５の中央部の内周に沿って穿設され、空気導入口５ａから導入された圧縮空気を導入路４ｂ内に導く周回路、６ａはカバー６の底部中央に円形に穿設されたキャップＣ導入用の導入穴、６ｂはカバー６の広口開口の内側に刻設された雌ネジ部、７ａは弾性把持体７の先端部中央に穿設された空円筒状の凹所から成り、ここに導入されたキャップＣを把持するためのキャップ把持部、７ｂは弾性把持体７の後端面に穿設された空円筒状の凹所から成る円筒窪（座繰り）、８ａはパット８の外周に沿って穿設された封止溝、１１ａ，１１ｂはそれぞれ封止溝４ａ，４ｂに填め込まれてカバー６の内周面に摺接し、それらの内外を気密に保つゴム製の封止環である。
【００１４】
次に、本実施例の動作を説明する。
まず、図示しない部品供給装置からキャップＣが弾性把持体７の先端のキャップ把持部７ａ内に供給されると、図示しない光学式検出器がこれを検出して検出信号を発する。この検出信号は図示しない制御回路に伝達され、制御回路は図示しない圧縮空気制御弁を開路させる。これにより、圧縮空気が継手５の空気導入口５ａに導かれ、周回路５ｂおよび回転軸４の内部の導入路４ｂを経て（矢印で示す）受圧室４ａに至り、封止環１１ａ，１１ｂにより外部への流出が阻止されて、回転軸４の先端側に対向するパット８の後面を押す。
【００１５】
これによりパット８は圧縮空気に押されてカバー６内を前方に移動し、弾性把持体７の後端円環面を押す。このように、パット８が接する弾性把持体７の後端面は外周の円環状面となっているから、ここに伝達された押圧力はその外周部に沿って前方に伝達され、カバー６の底面および底周面を押し、それらから受ける反力により弾性把持体７の先端部が中心軸方向に歪む変形を起こす。こうして弾性把持体７のキャップ把持部７ａの内径が縮小し、弾性把持体７はキャップ把持部７ａ内に遊嵌するキャップＣの外周を締め付けてしっかりと把持する。
【００１６】
なお、キャップ把持部７ａがキャップＣを把持する際の初期圧力は回転軸４の先端側に刻設された雄ネジ部４ｄとカバー６の解放端内側に刻設された雌ネジ部６ｂとの嵌合量を調整することにより所望の値に設定する。圧縮空気の供給源には図示しない圧力検出器が設けられていて、この圧力検出器が所定の圧力を検出した時、制御回路は把持完了と判定して圧縮空気制御弁を閉路させる。これにより弾性把持体７がキャップＣを把持してその状態を保つキャップ把持工程を終了し、次にステーションマシーンが回転して次工程であるキャップ締め工程に移る
。
【００１７】
この工程では、予め漏斗部が加熱溶着されたチューブが外嵌された筒状治具が漏斗部を後方に向けて進行し、漏斗部の窄み口端がキャップＣの内側に進入する。そして前記治具が回転してチューブの漏斗部の雄ネジがキャップＣ内周の雌ネジと螺合して前進して漏斗部が所定量移動し、窄み口がキャップＣ底部に突設された環状の突起に接近した時、図示しない移動検出器がそれを検出して、その検出信号により制御回路が前記治具の回転を停止させる。
【００１８】
次に、サーボモーター１が回転して、これとほぼ同軸に連設された回転軸４を従動回転させる。駆動軸２と回転軸４との間に自在継手３が介在することにより、駆動軸２と回転軸４との軸芯が若干ずれて、即ち、チューブとキャップＣのネジに偏芯があっても、駆動軸２と回転軸４との軸方向が若干傾くことにより両者は円滑に螺合でき、両者間に大きな摩擦力が生じることはない。こうして回転軸４と一体回転する弾性把持体７により把持されたキャップＣも一緒に回転し、螺合するチューブの漏斗部を前進締め付けせしめる。漏斗部の先端がキャップＣ底部に突設された環状の突起に当接して所定の摩擦力が発生した時、これにより生じた回転負荷をサーボモーター１に付設された図示しないトルク検出器が検出し、この検出信号を受けた制御回路がサーボモーター１の回転を停止させる。こうして一端が開口した半流動材収納容器の組立が完了する。
【００１９】
なお、弾性把持体７を構成するウレタンゴムはシリコンゴム、ネオプレンゴム等の他の樹脂素材に較べて摩擦抵抗が大きく、耐摩耗性に優れていて、しかも、柔軟性と弾性を有しているので、キャップＣの外周を軟らかく把持する把持部材として優れており、キャップＣの外周を把持しているときに滑りが生じてもキャップＣの外周面を傷付けることがない。また、弾性把持体７の硬度は所望の把持性能を得るために所定の範囲の中から例えば、Ｈｓ４０やＨｓ８０等の値のものが選択される。
【００２０】
さらに、本実施例では弾性把持体７の後端面に円筒状の凹所から成る円筒窪７ｂを穿設したが、その代わりに弾性把持体７の後端面に対向するパット８の前面中央部に同様の空円筒状の凹所を穿設しても良い。このように、パット８から弾性把持体７へ伝達される押圧力を外周部のみに伝達させることにより、当該押圧力を、弾性把持体７を前方に押し出す力としてよりもキャップＣを周面外方から把持する力として作用させることができる。
【００２１】
また、回転軸４は自在継手３を介して駆動軸２に連結されているので、チューブの漏斗部の窄み口端の中心と弾性把持体７に保持されたキャップＣの中心との間に僅かな芯ずれが生じた場合でも、その芯ずれに合わせて回転軸４が若干傾くように構成することにより、当該芯ずれを補償することができる。なお、パット８を前方に押し出す手段として本実施例では圧縮空気により押圧するようにしたが、これに限らず電磁的手段等、任意の押圧手段を用いることができる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、有底筒鉢状体の底部側に接して、柔軟性と弾性を有した略円柱状の弾性把持体が収納され、かつキャップの導入穴に対向する位置に筒状体の外径より大きな内径を有した空筒状の凹所が穿設され、略円盤状の押圧体で弾性把持体を後方から底部側に押すことにより前記凹所で筒状体を把持するようにしたので、合成樹脂製の筒状体をその表面を傷付けることなく、回転駆動機構からの回転駆動力を筒状体に円滑に伝達できる。
請求項２記載の発明によれば、弾性把持体または押圧体の対向面の少なくとも一方の中央部に空筒状の凹所を穿設したので、弾性把持体に作用する押圧力を、筒状体を周面外方から把持する力として効果的に作用させることができる。
【００２３】
請求項３記載の発明によれば、回転力付与手段には回転力を生じる駆動軸との間に自在継手が介装されているので、筒状体の中心と筒状体と係合する部材の中心との間に僅かな芯ずれが生じた場合でも、その芯ずれに合わせるように自在継手が機能するから、前記芯ずれを補償することができる。
請求項４記載の発明によれば、押圧手段は圧縮空気により押圧体を前方に押し出すように構成したので、比較的簡便かつ確実に押圧体を前方に押し出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係るキャップ締付け機の要部を断面で示す正面図
【図２】チューブを所定の長さに切断する工程を示す説明図
【図３】漏斗部の拡開端とチューブの一端とを付き合わせて加熱溶着する工程を示す説明図
【図４】キャップＣを漏斗部の窄み口端側にねじ込む工程を示す説明図
【図５】回転駆動機構からの回転力を弾性押圧部材を介して伝達するように構成された従来例を示す構成図
【符号の説明】
１  サーボモーター
２  駆動軸
３  自在継手（ユニバーサルジョイント）
４  回転軸
４ａ  受圧室
４ｂ  導入路
５  継手
５ａ  空気導入口
６  カバー
７  弾性把持体
７ａ  キャップ把持部
７ｂ  円筒窪（座繰り）
８  パット
１１ａ，１１ｂ  封止環
Ｃ  キャップ
【図１】
2004209605.tif 000003
【図２】
2004209605.tif 000004
【図３】
2004209605.tif 000005
【図４】
2004209605.tif 000006
【図５】
2004209605.tif 000007