(57)【要約】【課題】  キャップの巻き締めトルクのばらつきを少なくすると共に、低コスト化及び長寿命化を図る。【解決手段】  キャッピングマシンのスピンドル１１に取り付けられ、該スピンドル１１と連動する治具本体１２と、キャップ１５を把持するチャック部１６と、治具本体１２とチャック部１６との間に配設されて該チャック部１６を治具本体１２に対して回転可能に支持する玉軸受２０とを備えたキャップ装着用治具１０において、玉軸受２０を１個配置すると共に、該玉軸受２０として、転動体２３が内輪２１の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪２２の軌道溝と２点で接触する４点接触玉軸受を用いる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、該玉軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪の軌道溝と２点で接触する４点接触玉軸受を用いたことを特徴とするキャップ装着用治具。
【請求項２】
キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、該玉軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪の軌道溝と１点で接触する３点接触玉軸受、又は転動体が内輪の軌道溝と１点で接触すると共に、外輪の軌道溝と２点で接触する３点接触玉軸受を用いたことを特徴とするキャップ装着用治具。
【請求項３】
前記内輪及び前記外輪の材料にステンレス鋼を用い、前記転動体の材料にセラミックを用いたことを特徴とする請求項１又は２に記載したキャップ装着用治具。
【請求項４】
キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、前記チャック部側及び前記治具本体側にそれぞれ一対の予圧用磁石を互いに対向配置し、前記一対の予圧用磁石間に引力又は斥力を作用させることにより、前記玉軸受に予圧を付与することを特徴とするキャップ装着用治具。
【請求項５】
前記チャック部側及び前記治具本体側にそれぞれ互いに対向して配置された一対のクラッチ用磁石によって前記スピンドルの回転を前記チャック部に接続、解除する磁気クラッチを備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のキャップ装着用治具。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のキャップ装着用治具の前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、合成樹脂製キャップ等のプレスクリューキャップを把持して容器口部に装着するキャップ装着用治具及び該治具に用いられる玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、コンベヤ上を連続して搬送される容器の口部にプレスクリューキャップを螺合して装着するキャッピングマシンにおいては、そのスピンドル先端部分に、キャップを把持して容器口部に装着するためのキャップ装着用治具が取り付けられている。
このキャップ装着用治具１は、図６に示すように、スピンドル２の先端部に取り付けられ、該スピンドル２と連動する治具本体３と、キャップを把持するチャック部４と、治具本体３とチャック部４との間に配設されて該チャック部４を治具本体３に対して回転可能に支持する玉軸受５とを備えている。
【０００３】
ところで、容器口部にキャップを強く締め過ぎると後でユーザが開栓することが困難となり、逆にキャップの締め込みが緩いと雑菌が混入するなどの食品衛生上の問題が生じるため、上記キャップ装着用治具１では、チャック部４で把持したキャップを開封時の所要回転トルクに対応した所定のトルクで容器口部に締め込む必要がある。
そのため、キャップ装着用治具１には、キャップを容器口部に締め込むときに、締め込みトルクが所定のトルクに達するとキャップを把持するチャック部４と治具本体３との接続が解除され、これにより、チャック部４によるキャップの締め込みが停止するクラッチ機構が設けられている。
【０００４】
このクラッチ機構としては、治具本体３に固定されたクラッチ用磁石６と、該クラッチ用磁石６に対向してチャック部４に固定されたクラッチ用磁石７とを備えた磁気クラッチ８が用いられ、治具本体３側のクラッチ用磁石６とチャック部４側のクラッチ用磁石７との間隔を調整することによって巻き締めトルクを調整するようになっている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００５】
そして、所定のトルクに到達するまでは、スピンドル２のトルクをキャップを把持するチャック部４に伝達し、所定のトルクに到達すると治具本体３とチャック部４が滑り、キャップの締め込みを停止する。
【特許文献１】特開平９−２５５０８９号公報
【特許文献２】特開平８−２０７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来のキャップ装着用治具１においては、チャック部４を回転可能に支持する玉軸受５として深溝玉軸受を用いているため、玉軸受５に存在する軸方向のがたつきにより、治具本体３側に固定したクラッチ用磁石６とチャック部４側に固定したクラッチ用磁石７との間隔が変動して、伝達トルクの大きさが変化してしまい、チャック部４によるキャップの巻き締めトルクにばらつきが生じる場合がある。
同様に、チャック部４に把持されたキャップを容器口部に押し付ける際、玉軸受５の軸方向のアキシアル変位が大きいと、一対のクラッチ用磁石６，７の間隔が変動して、伝達トルクの大きさが変化してしまい、チャック部４によるキャップの巻き締めトルクにばらつきが生じる場合がある。
【０００７】
なお、キャップの巻き締めトルクのばらつきを少なくするために、１個の玉軸受のスペースに２個の幅狭玉軸受を組み合わせて予圧をかけることで、玉軸受の軸方向のがたつきをなくしてキャップの巻き締めトルクのばらつきを少なくすることが考えられるが、２個の幅狭玉軸受を用いて予圧をかけるようにした場合には、コスト高になる。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、キャップの巻き締めトルクのばらつきを少なくすることができると共に、低コストで長寿命なキャップ装着用治具及び該治具に用いられる玉軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、該玉軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪の軌道溝と２点で接触する４点接触玉軸受を用いたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、該玉軸受として、転動体が内輪の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪の軌道溝と１点で接触する３点接触玉軸受、又は転動体が内輪の軌道溝と１点で接触すると共に、外輪の軌道溝と２点で接触する３点接触玉軸受を用いたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、前記内輪及び前記外輪の材料にステンレス鋼を用い、前記転動体の材料にセラミックを用いたことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、キャッピングマシンのスピンドルに取り付けられ、該スピンドルと連動する治具本体と、キャップを把持するチャック部と、前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受とを備えたキャップ装着用治具において、
前記玉軸受を１個配置すると共に、前記チャック部側及び前記治具本体側にそれぞれ一対の予圧用磁石を互いに対向配置し、前記一対の予圧用磁石間に引力又は斥力を作用させることにより、前記玉軸受に予圧を付与することを特徴とする。
【００１１】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか一項において、前記チャック部側及び前記治具本体側にそれぞれ互いに対向して配置された一対のクラッチ用磁石によって前記スピンドルの回転を前記チャック部に接続、解除する磁気クラッチを備えたことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のキャップ装着用治具の前記治具本体と前記チャック部との間に配設されて該チャック部を前記治具本体に対して回転可能に支持する玉軸受。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、チャック部を回転可能に支持する玉軸受として、４点接触玉軸受又は３点接触玉軸受を用いることで、深溝玉軸受を使用する場合に比べて、玉軸受の軸方向のがたつきをなくすことができると共に、玉軸受に軸方向荷重が負荷されたときのアキシアル変位を小さくすることができ、これにより、１個の玉軸受を用いた場合においてもキャップの巻き締めトルクのばらつきを抑えることができる。
【００１３】
また、同じ軸受スペースで比較すると、幅狭の玉軸受を２個組み合わせて予圧をかけて使用する場合と比べて、軸受コストひいてはキャップ装着用治具のコストの低減を図ることができる。
更に、キャッピングマシンのキャップ装着用治具には、殺菌、消毒のために、過酢酸や過酸化水素等のオキソニアが噴霧され、金属が腐食しやすい環境で用いられるが、内輪及び外輪の材料にステンレス鋼を用い、転動体の材料にセラミックを用いることで、腐食環境でも腐食し難くすることができる。
【００１４】
本発明によれば、チャック部側及び治具本体側にそれぞれ一対の予圧用磁石を互いに対向配置し、一対の予圧用磁石間に引力又は斥力を作用させることにより、玉軸受に予圧を付与することによっても、玉軸受の軸方向のがたつきをなくすことができると共に、玉軸受に軸方向荷重が負荷されたときのアキシアル変位を小さくすることができ、これにより、１個の玉軸受を用いた場合においてもキャップの巻き締めトルクのばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。図１は本発明の第１の態様の実施の形態の一例であるキャップ装着用治具を説明するための概略断面図、図２及び図３は本発明の第１の態様の他の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明するための概略断面図、図４及び図５は本発明の第２の態様の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明するための要部断面図である。
【００１６】
本発明の第１の態様の実施の形態の一例であるキャップ装着用治具１０は、図１に示すように、キャッピングマシンのスピンドル１１に取り付けられ、該スピンドル１１と連動する治具本体１２と、コンベヤ上を連続して搬送される容器１３の口部１４に螺着するためのキャップ１５を把持するチャック部１６と、チャック部１６側及び治具本体１２側にそれぞれ互いに対向して配置された一対のクラッチ用磁石１７，１８によってスピンドル１１の回転を治具本体１２を介してチャック部１６に接続、解除する磁気クラッチ１９と、治具本体１２とチャック部１６との間に配設されて該チャック部１６を治具本体１２に対して回転可能に支持する玉軸受２０とを備える。
【００１７】
磁気クラッチ１９は、治具本体１２側のクラッチ用磁石１８とチャック部１６側のクラッチ用磁石１７との間隔を調整することによってキャップ１５の巻き締めトルクを調整するようになっている。
即ち、治具本体１２のハウジング２４内に軸方向にスライド自在に配置されたトルクリング２５にクラッチ用磁石１８を取り付け、トルクリング２５を軸方向にスライドさせることで、一対のクラッチ用磁石１７，１８間の間隔を調整してキャップ１５の巻き締めトルクを調整し、これにより、所定のトルクに到達するまでは、スピンドル１１のトルクをキャップ１５を把持するチャック部１６に伝達し、所定のトルクに到達すると治具本体１２とチャック部１６が滑り、キャップ１５の締め込みを停止する。
【００１８】
ここで、この実施の形態では、チャック部１６を回転可能に支持する玉軸受２０を１個配置すると共に、該玉軸受２０として、転動体としての玉２３が内輪２１の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪２２の軌道溝と２点で接触する４点接触玉軸受を用いている。
なお、玉２３と２点で接触する軌道溝の断面形状としては、ゴシックアーチ、歪円、Ｖ字形などの形状があり、このような玉２３と２点で接触する軌道溝を有する軌道輪としては、２つのリング部材から形成された軌道輪、１つのリング部材から形成された軌道輪がある。
【００１９】
また、キャップ装着用治具１０は、殺菌、消毒のため、過酢酸や過酸化水素などのオキソニアが噴霧され、金属が腐食しやすい環境にあるため、玉軸受２０の内輪２１及び外輪２２の材料にステンレス鋼を使用し、玉２３の材料にセラミックを使用することで、腐食環境でも腐食し難くしている。この場合、一般のステンレス鋼としては、軸受の内外輪２１，２２にはＳＵＳ４４０Ｃが使用できるが、より防錆性を高めるためにＳＵＳ６３０を使用することが好ましい。
【００２０】
このようにこの実施の形態では、チャック部１６を回転可能に支持する玉軸受２０として、４点接触玉軸受を用いているので、深溝玉軸受を使用する場合に比べて、玉軸受２０の軸方向のがたつきをなくすことができると共に、玉軸受２０に軸方向荷重が負荷されたときのアキシアル変位を小さくすることができ、これにより、１個の玉軸受２０を用いた場合においても一対のクラッチ用磁石１７，１８間の間隔が変動するのを回避して、伝達トルクの大きさを一定にすることができ、チャック部１６によるキャップ１５の巻き締めトルクのばらつきを抑えることができる。
【００２１】
また、同じ軸受スペースで比較すると、幅狭の玉軸受を２個組み合わせて予圧をかけて使用する場合と比べて、玉２３の径を大きくできるので、長寿命とすることができると共に、１個の玉軸受を用いるため、軸受コストひいてはキャップ装着用治具のコストの低減を図ることができる。
なお、本発明の第１の態様は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００２２】
例えば、上記第１の態様の実施の形態では、チャック部１６を回転可能に支持する玉軸受として、転動体としての玉２３が内輪２１の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪２２の軌道溝に２点で接触する４点接触玉軸受２０を例に採ったが、これに代えて、図２に示すように、玉２３が内輪２１の軌道溝と２点で接触すると共に、外輪２２の軌道溝に１点で接触する３点接触玉軸受３０、又は図３に示すように、玉２３が内輪２１の軌道溝と１点で接触すると共に、外輪２２の軌道溝に２点で接触する３点接触玉軸受４０を用いても上記実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２３】
なお、軸受の内部すき間を負にすることにより軸受の軸方向のがたつきをなくすことが可能であるが、軸受の軸方向のアキシアル変位を小さくするには接触角を持たせることが有効であり、３点接触玉軸受、４点接触玉軸受とすることにより、軸受の軸方向のがたつきをなくし、且つ軸受のアキシアル剛性を大きくしてアキシアル変位を小さくすることが可能となる。
【００２４】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の第２の態様の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明する。なお、この実施の形態では、上記第１の態様の実施の形態と重複又は相当する部分については、各図に同一符号を付してその説明を省略する。
図４に示すキャップ装着用治具５０は、治具本体１２とチャック部１６との間に配設されて該チャック部１６を治具本体１２に対して回転可能に支持する玉軸受として、アンギュラ玉軸受６０を用い、且つチャック部１６及び治具本体１２のハウジング２４にそれぞれ一対の予圧用磁石６１，６２を互いに対向して配置し、予圧用磁石６１の磁極をＮ極（又はＳ極）、予圧用磁石６２の磁極をＮ極（又はＳ極）として一対の予圧用磁石６１，６２間に斥力を作用させることにより、アンギュラ玉軸受６０に予圧を付与している。
【００２５】
一方、図５に示すキャップ装着用治具７０についても、治具本体１２とチャック部１６との間に配設されて該チャック部１６を治具本体１２に対して回転可能に支持する玉軸受として、アンギュラ玉軸受６０を用い、且つチャック部１６及び治具本体１２のハウジング２４にそれぞれ一対の予圧用磁石６１，６２を互いに対向して配置しているが、この例の場合、予圧用磁石６１の磁極をＮ極（又はＳ極）、予圧用磁石６２の磁極をＳ極（又はＮ極）として一対の予圧用磁石６１，６２間に引力を作用させることにより、アンギュラ玉軸受６０に予圧を付与している。
【００２６】
ところで、上述したように、磁気クラッチ１９は一対のクラッチ用磁石１７，１８間の間隔を変えることによってキャップ１５の巻き締めトルクを調整するため、治具本体１２側のクラッチ用磁石１８を該治具本体１２のハウジング２４内に軸方向にスライド自在に配置されたトルクリング２５に取り付けているが、一対の予圧用磁石６１，６２間の間隔は玉軸受６０への予圧を一定にするために変化しないことが望ましい。そこで、一対の予圧用磁石６１，６２は、この実施の形態のように、チャック部１６及び治具本体１２のハウジング２４にそれぞれ互いに対向して配置して一対の予圧用磁石６１，６２間の間隔が変化しないように設定するのが好ましい。
【００２７】
このようにこの実施の形態では、チャック部１６側及び治具本体１２側にそれぞれ一対の予圧用磁石６１，６２を互いに対向配置し、一対の予圧用磁石６１，６２間に引力又は斥力を作用させることにより、玉軸受６０に予圧を付与するようにしているので、上記第１の態様の実施の形態と同様に、玉軸受６０の軸方向のがたつきをなくすことができると共に、玉軸受６０に軸方向荷重が負荷されたときのアキシアル変位を小さくすることができ、これにより、１個の玉軸受６０を用いた場合においても一対のクラッチ用磁石１７，１８間の間隔が変動するのを回避して、伝達トルクの大きさを一定にすることができ、チャック部１６によるキャップ１５の巻き締めトルクのばらつきを抑えることができる。
【００２８】
なお、本発明の第２の態様は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記第２の態様の実施の形態では、予圧用磁石６１，６２として永久磁石を用いた場合を例に採ったが、これに代えて、電磁石を用いてもよい。
また、上記第２の態様の実施の形態では、チャック部１６を回転可能に支持する玉軸受として、アンギュラ玉軸受６０を例に採ったが、これに代えて、深溝玉軸受を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の態様の実施の形態の一例であるキャップ装着用治具を説明するための概略断面図である。
【図２】本発明の第１の態様の他の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明するための概略断面図である。
【図３】本発明の第１の態様の他の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明するための概略断面図である。
【図４】本発明の第２の態様の実施の形態の一例であるキャップ装着用治具を説明するための要部断面図である。
【図５】本発明の第２の態様の他の実施の形態であるキャップ装着用治具を説明するための要部断面図である。
【図６】従来のキャップ装着用治具を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  キャップ装着用治具
１１  スピンドル
１２  治具本体
１５  キャップ
１６  チャック部
１７，１８  クラッチ用磁石
１９  磁気クラッチ
２０  ４点接触玉軸受
２１  内輪
２２  外輪
２３  玉（転動体）
３０  ３点接触玉軸受
４０  ３点接触玉軸受
６０  アンギュラ玉軸受
６１，６２  予圧用磁石
【図１】
2005306423.tif 000003
【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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