(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを容器の口部に装着するキャッピング装置において、
サーボモータと、
サーボモータによってそれぞれ回転可能であり、同心状に配置される内軸及び外筒と、
サーボモータからの回転を選択的に切り替えて内軸及び外筒のいずれかに伝達する回転力伝達切替機構と、
内軸及び外筒の先端に設けられ、少なくとも２種類のキャッピングヘッドが着脱可能に取付可能となったヘッド取付部と、
を備え、内軸及び外筒のいずれかに伝達された回転力をキャッピングヘッドに伝達して、少なくとも２種類のキャップを選択的に容器に装着可能となったキャッピング装置。
【請求項２】
前記回転力伝達切替機構は、遊星歯車機構を含むことを特徴とする請求項１記載のキャッピング装置。
【請求項３】
前記回転力伝達切替機構は、遊星歯車機構の異なる構成歯車に設けられた複数の回り止めピンと、該回り止めピンに選択的に係合可能となった回り止め手段と、を有することを特徴とする請求項２記載のキャッピング装置。
【請求項４】
前記キャッピングヘッドには、スクリューキャッピングヘッドと、ピルファープルーフキャッピングヘッドとがあり、これらが選択的且つ着脱可能に内軸の先端または外筒の先端に設けられたヘッド取付部に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のキャッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップを容器の口部に装着するキャッピング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のキャッピング装置としては、特許文献１または２に記載されたものが知られている。特許文献１では、キャッピングヘッドを公転させるメインモータと、キャッピングヘッドを自転させるサーボモータを備えており、サーボモータの速度とトルクが制御されるようになっている。また、特許文献２では、１本のカムトラックに装着されたスピンドルにキャッピングヘッドを着脱可能とし、ピルファープルーフキャップ及びスクリューキャップの両方の装着を可能としている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２４３９６号公報
【特許文献２】特開平７−２３２７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、主としてスクリューキャップに適用することを考慮しているものの、ピルファープルーフキャップに適用する場合については考慮されていないという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２では、ピルファープルーフキャップ及びスクリューキャップの両方の装着について、着脱可能なキャッピングヘッドを取り替えることで対応しているが、キャッピングヘッドの自転は、いずれの装着の場合であってもキャッピングヘッドの公転の回転を利用しており、従って、キャップを装着する際の速度やトルクを適切に制御することが困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、ピルファープルーフキャップ及びスクリューキャップといった異なる種類のキャップの装着に対して適用することができ、キャップを装着する際の速度やトルクを適切に制御することができるキャッピング装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の発明は、キャップを容器の口部に装着するキャッピング装置において、
サーボモータと、
サーボモータによってそれぞれ回転可能であり、同心状に配置される内軸及び外筒と、
サーボモータからの回転を選択的に切り替えて内軸及び外筒のいずれかに伝達する回転力伝達切替機構と、
内軸及び外筒の先端に設けられ、少なくとも２種類のキャッピングヘッドが着脱可能に取付可能となったヘッド取付部と、
を備え、内軸及び外筒のいずれかに伝達された回転力をキャッピングヘッドに伝達して、少なくとも２種類のキャップを選択的に容器に装着可能となったことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の前記回転力伝達切替機構が、遊星歯車機構を含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の前記回転力伝達切替機構が、遊星歯車機構の異なる構成歯車に設けられた複数の回り止めピンと、該回り止めピンに選択的に係合可能となった回り止め手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の前記キャッピングヘッドには、スクリューキャッピングヘッドと、ピルファープルーフキャッピングヘッドとがあり、これらが選択的且つ着脱可能に内軸の先端または外筒の先端に設けられたヘッド取付部に取り付けられることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内軸及び外軸の先端に設けられたヘッド取付部に所望のキャッピングヘッドを取り付け、且つ、回転力伝達切替機構によって、サーボモータからの回転を選択的に内軸と外筒へと伝達するようにしたために、所望のキャッピングヘッドに合致した内軸及び外筒の回転を可能にして、異なる種類のキャップの容器への装着を可能にすることができる。そしてサーボモータによって回転速度及びトルクを制御することにより、所望のキャップ装着を行なうことができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、回転力伝達切替機構が遊星歯車機構を含むために、減速機能を合わせ持ち、簡単に回転力を切り替えることができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、回り止め手段を手動または任意の駆動源からの駆動力により駆動して、回り止めピンに選択的に係合させて、遊星歯車機構の中の構成歯車を選択的に回り止めすることにより、選択的に回転力を取り出すことができるようになる。また、サーボモータによって遊星歯車機構の構成歯車を任意の位置に停止させることができるために、回り止ピンと回り止め手段との位置合せを簡単に行なうことができる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、スクリューキャップ及びピルファープルーフキャップのいずれのキャップの装着にも適用することができる。スクリューキャップを装着するときには内軸を回転させ、ピルファープルーフキャップを装着するときには外筒を回転させるとよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面につき本発明の第一の実施の形態を詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態にかかるキャッピング装置の全体断面図である。図において、１０はキャッピング装置であり、キャッピング装置１０は、上部回転板１２、中部回転板１４及び下部回転板１６に、ブッシュ１５及び１７を介して支持されており、図示しない駆動源によって公転される。公転軸を中心として、周方向に離間して複数のキャッピング装置１０が配置されるが、ここでは、１つのキャッピング装置を表している。
【００１７】
上部回転板１２には、サーボモータ１８が支持されており、サーボモータ１８の出力軸１８ａは、上部回転板１２よりも下方に延びて、遊星歯車機構２０のサンギヤ２２に連結される。
【００１８】
遊星歯車機構２０は、サンギヤ２２と、リングギヤ２４と、サンギヤ２２及びリングギヤ２４と同時に噛み合うピニオンギヤ２６を回転可能に支持するピニオンキャリア２８、２９とを有している。
【００１９】
リングギヤ２４には、さらに、下方に伸びる第１外筒３０が一体的に連結される。また、第１外筒３０にはキー３１を介して相対回転不能且つ軸方向に移動可能に第２外筒３２が連結される。さらに第２外筒３２の下部には第３外筒３４が一体的に連結される。
【００２０】
一方、ピニオンキャリア２９には、第１内軸３８が一体的に連結され、さらに、第１内軸３８の下部には第２内軸４０が相対回転不能且つ軸方向に移動可能に連結される。
【００２１】
前記第１外筒３０、第２外筒３２及び第３外筒３４によって外筒が構成され、第１内軸３８及び第２内軸４０によって内軸が構成される。第２内軸４０は、第３外筒３４の内径側を伸びており、第２内軸４０と第３外筒３４との間には、その上部にラジアル軸受４１が、その下部にスラスト軸受４２がそれぞれ設けられており、これによって、第２内軸４０と第３外筒３４とは同心的に配置されると共に、相対回転可能且つ軸方向に一体的に移動可能となっている。
【００２２】
第３外筒３４の外周側には、カムフォロア筒４４が配設される。カムフォロア筒４４には従動カムローラ４６が取り付けられており、従動カムローラ４６は、キャッピング装置１０の公転軌跡に沿って設けられるカムトラック４８にはめ込まれている。このカムトラック等については例えば、特開平７−２３２７９５号公報等に記載されたものとすることができ、公転角度に従ってカムフォロア筒４４は上下動する。第３外筒３４とカムフォロア筒４４との間には、その上部にラジアル軸受４３が、その下部にスラスト軸受４５がそれぞれ設けられている。これによって、カムフォロア４４と第３外筒３４とは、相対回転可能且つ軸方向に一体的に移動可能となっている。
【００２３】
第２内軸４０の先端は非円形断面をした取付軸４０ｂとなっている。また、第３外筒３４の先端は取付フランジ３４ｃとなっており、複数の取付孔３４ｄが形成されている。この第２内軸４０の取付軸４０ｂ及び第３外筒３４の取付フランジ３４ｃはキャッピングヘッドを選択的に装着可能なヘッド取付部を構成し、スクリューキャッピングヘッド５０とピルファープルーフキャッピングヘッド５２とが取付可能となっている。
【００２４】
図２に示すように、遊星歯車機構２０を含み、サーボモータ１８からの回転を選択的に切り替えて内軸及び外筒に伝達する回転力伝達切替機構６０が設けられる。具体的には、回転力伝達切替機構６０は、遊星歯車機構２０と、遊星歯車機構２０のピニオンキャリア２８に設けられた回り止めピン２８ａと、リングギヤ２４に設けられた回り止めピン２４ａと、回り止めピン２８ａ、２４ａと係合可能となった回り止め部材６２と、回り止め部材６２にピストンロッドの先端が連結されて回り止め部材６２を上下駆動する駆動源としてのシリンダ６６とから構成される。回り止め部材６２は、詳細には、回り止めピン２８ａが嵌め込み可能となった切欠６２ｃを有するプレート部６２ａと、プレート６２ａの下面からＬ字状をなして伸び回り止めピン２４ａが嵌め込み可能となった切欠を有するアーム部６２ｂとを有している。図３にも示したように、公転軸を中心として複数配置される全てのキャッピング装置１０に対して、回り止め部材６２を共通として、１つのプレート部６２ａに各キャッピング装置１０に対応した切欠６２ｃとアーム部６２ｂとを設けて、１つのシリンダ６６で１つの回り止め部材６２を駆動するようにしてもよい。勿論、各キャッピング装置１０ごとにプレート部６２ａとアーム６２ｂとをそれぞれ別個にシリンダ６６によって駆動するようにしてもよいが、一体とすることによって構成を簡単にすることができる。
【００２５】
回り止めピン２８ａ及び回り止めピン２４ａが所定停止位置にあるときに、図２（ａ）に示すように、シリンダ６６が回り止め部材６２を下方に駆動することにより、プレート部６２ａの切欠６２ｃが回り止めピン２８ａを拘束し、ピニオンキャリア２８が回転不能となる。または、図２（ｂ）に示すように、シリンダ６６が回り止め部材６２を上方に駆動することにより、アーム部６２ｂの切欠が回り止めピン２４ａを拘束し、リングギヤ２４が回転不能となる。こうして、回転力伝達切替機構６０は、選択的にリングギヤ２４かピニオンキャリア２８のいずれかの回転だけを許容することができるようになっている。
【００２６】
以上のように構成されるキャッピング装置１０において、容器の口部にスクリューキャップの装着を行うときには、まず、予め図４に示すように、スクリューキャッピングヘッド５０を第２内軸４０の取付軸４０ｂ及び第３外筒３４の取付フランジ３４ｃに取り付けておく。そして、回転力伝達切替機構６０を動作させて、回り止め部材６２を上動して、リングギヤ２４を回転不能にする。尚、このときに、遊星歯車機構２０はサーボモータ１８により予め所定停止位置にまで回転されているものとする。
【００２７】
以上の準備後に、キャッピング装置１０を公転させていくと、カムトラック４８に沿って従動カムローラ４６が上下動し、これに連動して第３外筒３４及び第２内軸４０が上下動する。また、公転角度に応じてサーボモータ１８を回転する。サーボモータ１８の出力軸１８ａの回転は、ピニオンキャリア２８に減速されて出力され、第１内軸３８を介して第２内軸４０に伝達して、第２内軸４０の取付軸４０ｂからスクリューキャッピングヘッド５０の中心軸上に配置される中心回転軸５０ａを回転させる。スクリューキャッピングヘッド５０の中心回転軸５０ａの先端に設けられたキャップ装着部５０ｂが、容器に被着されたキャップに嵌合して、キャップを容器に対して回転させることによって容器に装着させる。このときに、サーボモータ１８への速度指令信号及びトルク制限指令信号を制御することによって、所望の速度及びトルクでスクリューキャッピングヘッド５０の中心回転軸５０ａを回転させることができ、キャッピング装置１０の公転と共に、所望の締め付け制御をすることができる。尚、一連の動作において、外筒は自転しない。
【００２８】
次に、ピルファープルーフキャップの装着を行うときには、まず、予め図５に示すように、ピルファープルーフキャッピングヘッド５２を内軸４０の取付軸４０ｂと第３外筒３４の取付フランジ３４ｃに取り付ける。このときに、プレッシャブロック５２ｂが下部に設けられる中心軸５２ａを内軸４０の取付軸４０ｂに、スレッドローラ５２ｃ及びスカートローラ５２ｄが下部に設けられる取付ブロック５２ｅを第３外筒３４の取付フランジ３４ｃに取り付ける。そして、回転力伝達切替機構６０を動作させて、回り止め部材６２を下動して、ピニオンキャリア２８を回転不能にする。尚、このときに、遊星歯車機構２０はサーボモータ１８により予め所定停止位置にまで回転されているものとする。
【００２９】
以上の準備後に、キャッピング装置１０を公転させていくと、カムトラック４８に沿って従動カムローラ４６が上下動し、これに連動して第３外筒３４及び第２内軸４０が上下動する。また、公転角度に応じてサーボモータ１８を回転する。サーボモータ１８の出力軸１８ａの回転は、リングギヤ２４に減速されて出力され、第１、第２外筒３０、３２を介して第３外筒３４に伝達して、ピルファープルーフキャッピングヘッド５２の取付ブロック５２ｅを回転させて、スレッドローラ５２ｃ及びスカートローラ５２ｄを回転させる。スレッドローラ５２ｃ及びスカートローラ５２ｄは、容器に被着されたキャップの周囲を回転すると共に、取付ブロック５２ｅの下方に設けられたカム機構の作動により容器に接近して、公知のようにキャップに螺旋溝を形成すると共にキャップ下端部を折曲して巻締めを行う。このときに、サーボモータ１８への速度指令信号及びトルク制限指令信号を制御することによって、所望の速度及びトルクでスレッドローラ５２ｃ及びスカートローラ５２ｄを回転させることができ、キャッピング装置１０の公転と共に、所望の締め付け制御をすることができる。尚、一連の動作において、プレッシャブロック５２ｂは自転せずに、キャップ上面に圧接している。
【００３０】
こうして、スクリューキャッピングヘッド５０及びピルファープルーフキャッピングヘッド５２を適宜交換することにより、両方のキャッピングに対応することができ、いずれのキャッピングにおいても各キャッピングに適したサーボモータの速度及びトルク制御によってキャッピングヘッド５０，５２を制御することができる。
【００３１】
また、回転力伝達切替機構６０で切替えることにより、ヘッド取付部の回転を、装着するキャッピングヘッドの動作に合致したものとすることができる。回転力伝達切替機構として、遊星歯車機構２０を利用することにより、簡単に切替を行うことができ、減速機能も兼用することができる。
【００３２】
また、図示した例では、シリンダ６６により回り止め部材６２を駆動して切替えを行っていたが、他の任意の駆動源または手動によって切替えを行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態にかかるキャッピング装置の全体縦断面図である。
【図２】回転力伝達切替機構の拡大断面図であり、（ａ）はピニオンキャリアが回転不能となった状態、（ｂ）はリングギヤが回転不能となった状態を表す。
【図３】回り止め部材の底面図である。
【図４】図１のキャッピング装置にスクリューキャッピングヘッドを取り付けた状態を表す要部縦断面図である。
【図５】図１のキャッピング装置にピルファープルーフキャッピングヘッドを取り付けた状態を表す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  キャッピング装置
１８  サーボモータ
２０  遊星歯車機構
２２  サンギヤ
２４  リングギヤ
２４ａ  回り止めピン
２６  ピニオンギヤ
２８，２９  ピニオンキャリア
２８ａ  回り止めピン
３０  第１外筒（外筒）
３２  第２外筒（外筒）
３４  第３外筒（外筒）
３４ｃ  取付フランジ（ヘッド取付部）
３８  第１内軸（内軸）
４０  第２内軸（内軸）
４０ｂ  取付軸（ヘッド取付部）
５０  スクリューキャッピングヘッド
５２  ピルファープルーフキャッピングヘッド
６０  回転力伝達切替機構
６２  回り止め部材（回り止め手段）
６６  シリンダ（駆動源）
【図１】
0004546887.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004546887.tif 000004
【図４】
0004546887.tif 000005
【図５】
0004546887.tif 000006