(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器にキャップを取り付ける複数のキャッピングヘッドを備え、上記キャッピングヘッドは、キャップを着脱自在に保持するチャックと、駆動源に連動して回転されるスピンドルと、上記スピンドルが回転された際のトルクをチャックに伝達する動力伝達手段とを備えたキャッパにおいて、
上記動力伝達手段を、従動側の部材へ伝達するトルクが所定値以上となったら、従動側の部材へのトルクの伝達を規制するようにしたマグネットクラッチからなる第１クラッチと、駆動側のトルクを従動側の部材に伝達する接続状態と駆動側のトルクを従動側の部材に伝達しない遮断状態とに切り換え可能な第２クラッチとから構成し、
さらに、上記第２クラッチを接続状態と遮断状態とに切り換える切り換え制御手段を設け、該切り換え制御手段は、チャックが供給位置においてキャップを保持する以前に第２クラッチを遮断状態に切り換えるとともに、チャックが供給位置を通過して螺合ゾーンに移動すると第２クラッチを接続状態に切り換え、さらに螺合ゾーンにおいてチャックに保持したキャップが容器に取り付けられたら、第２クラッチを遮断状態に切り換えるように構成されていることを特徴とするキャッパ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はキャッパに関し、より詳しくは、容器の上端口部にキャップを螺合するキャッピングヘッドの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャッパとして、容器にキャップを取り付ける複数のキャッピングヘッドを備え、上記キャッピングヘッドは、キャップを着脱自在に保持するチャックと、駆動源に連動して回転されるスピンドルと、上記スピンドルが回転された際のトルクをチャックに伝達する動力伝達手段とを備えたものは知られている。
従来では、上記動力伝達手段としてマグネットクラッチを用いており、従動側の負荷が所定値以上となったら、駆動側のみが回転して従動側は停止することにより、従動側に連動したチャックにトルクを伝達しないようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように、従来では動力伝達手段としてマグネットクラッチを用いていたので、次のような欠点が指摘されていた。つまり、動力伝達手段として摩擦式クラッチを用いた場合には、摩擦板にすべりが生じた後に両摩擦板を離隔させれば、従動側のチャックにトルクが伝達されるようなことはない。これに対して、上述したような動力伝達手段としてマグネットクラッチを用いていた従来のものでは、従動側の負荷が所定値以上となると従動側のチャックへのトルクの伝達は規制されるが、磁力を遮断することは出来ないために、チャックへのトルクの伝達を完全に阻止することは出来ない。そのため、従来では、チャックによってキャップを保持する際および容器へのキャップの取り付け終了後に、チャックがキャップから離隔する際には、駆動源側のトルクがチャックに伝達されていたものである。
したがって、従来では、チャックがキャップを保持する際には、チャックが回転している状態でキャップを保持することになり、また、容器へのキャップの取り付け終了後にチャックがキャップから離隔する際には、チャックが回転している状態でキャップから離隔することになる。このように、従来では、チャックがキャップを保持する際およびキャップから離隔する際に、チャックが回転することともなって該チャックとキャップとが摺動し、それらの摺動箇所が損傷するという欠点があった。
しかも、チャックによってキャップを保持する際にチャックが回転しているために、チャックによってキャップが確実に保持されない場合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、上述したキャッパにおいて、
上記動力伝達手段を、従動側の部材へ伝達するトルクが所定値以上となったら、従動側の部材へのトルクの伝達を規制するようにしたマグネットクラッチからなる第１クラッチと、駆動側のトルクを従動側の部材に伝達する接続状態と駆動側のトルクを従動側の部材に伝達しない遮断状態とに切り換え可能な第２クラッチとから構成し、さらに、上記第２クラッチを接続状態と遮断状態とに切り換える切り換え制御手段を設け、該切り換え制御手段は、チャックが供給位置においてキャップを保持する以前に第２クラッチを遮断状態に切り換えるとともに、チャックが供給位置を通過して螺合ゾーンに移動すると第２クラッチを接続状態に切り換え、さらに螺合ゾーンにおいてチャックに保持したキャップが容器に取り付けられたら、第２クラッチを遮断状態に切り換えるように構成したものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、回転していない状態のチャックによってキャップを確実に保持することできる。また、チャックをキャップから離隔させる時には、チャックが回転されないので、該チャックとキャップとが摺動することはない。
このように、キャップをチャックで保持する際、および容器に取り付けられたキャップからチャックが離隔する際に、キャップとチャックとが摺動しないので、それらが損傷することを防止することができる。
【０００６】
【実施例】
以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は回転式のキャッパであり、このキャッパ１は時計方向（矢印方向）に連続的に回転される回転体２を備えている。
回転体２の上方外周部には、円周方向等間隔位置に図２に示したキャッピングヘッド３をそれぞれ配設してあり、また、回転体２における各キャッピングヘッド３の下方側には、容器４を載置する図示しない載置台を設けている。これら各載置台には、容器４を把持する図示しないクランプ手段を配設している。
回転体２の隣接位置には従来公知の供給スターホイール５および排出スターホイール６を配置してあり、供給スターホイール５における上方外周部には、従来公知のキャップ供給機構７を一体に設けている。
供給位置Ａにおいて供給スターホイール５から回転体２の載置台に順次容器４が供給されるとともに、供給位置Ａにおいてキャップ供給機構７が保持する図示しないキャップが各キャッピングヘッド３によって保持されて取り出されるようになっている。つまり、供給位置Ａにおいて載置台上に容器４が順次供給されるとともに、その上方側のキャッピングヘッド３によって図示しないキャップが順次保持される。
回転体２の回転に伴って載置台上の容器４とキャップを保持したキャッピングヘッド３が螺合ゾーンＢに移送されると、キャッピングヘッド３が下降されるとともに時計方向に回転されるので、それに保持したキャップが容器４の上端口部に螺合されるようになっている。螺合ゾーンＢの終りの位置Ｂ’では、キャッピングヘッド３が上昇されるので、容器４の上端に螺合されたキャップからキャッピングヘッド３が離隔して元の上昇位置に復帰する。
このようにして、キャップが取り付けられた容器４は、排出位置Ｃにおいて載置台上から排出スターホイール６によって排出されるようになっている。
【０００７】
しかして、本実施例はキャッピングヘッド３を改良することによって、キャップとチャック１２との摺動を防止し、それらの損傷を防止するようにしたものである。
すなわち、図２に示すように、本実施例のキャッピングヘッド３は、回転体２の外周部に回転自在に設けた円筒状のスピンドル１１と、キャッピングヘッド３の最下方に位置してキャップ８を着脱自在に保持する従来公知のチャック１２と、スピンドル１１が回転された際のトルクをチャック１２に伝達する動力伝達手段１３を備えている。
本実施例では、動力伝達手段１３を、スピンドル１１に連動させた上方側の第１クラッチ１４と、この第１クラッチ１４の下方に連設されてチャック１２と連動する第２クラッチ１５とによって構成している。後述するが、第２クラッチ１５は、切り換え制御手段４５によって、トルクをチャック１２に伝達する接続状態とトルクをチャック１２に伝達しない図示遮断状態とに切り換えることができるようになっている。
【０００８】
スピンドル１１は、上記回転体２の外周部に回転自在に支持してあり、このスピンドル１１の上方外周部にはピニオン１６を嵌着してあり、このピニオン１６は、固定して設けた太陽ギヤ１７に噛合させている。スピンドル１１の上方外周部には図示しないカムフォロワを回転自在に取り付けてあり、このカムフォロワを図示しない環状カムのカム面に載置している。このように構成しているので、回転体２が矢印方向に回転することに伴って、スピンドル１１が時計方向に回転（自転）されるとともに、所定の移動位置においてキャッピングヘッド３が昇降されるようになっている。
次に、第１クラッチ１４は、従来公知のマグネットクラッチから構成している。すなわち、第１クラッチ１４は、上記スピンドル１１の下端部に連結した概略筒状のハウジング１８と、上端部がハウジング１８の軸部を貫通してスピンドル１１の内部空間まで挿入されるパイプ２１とを備えている。パイプ２１は、上端内周部に栓１９を嵌着してあり、また、このパイプ２１は、複数のベアリング２２を介してハウジング１８に回転自在に軸支している。
パイプ２１の外周部の２箇所には、環状のヒステリシス部材２３を取り付けてあり、他方、これらヒステリシス部材２３の上下近接位置となるハウジング１８側の段部端面には、環状の永久磁石２４をそれぞれ取り付けている。これにより、各ヒステリシス部材２３は上下位置の永久磁石２４の磁力によって吸引されている。
そして、回転体２が回転されることに伴って、スピンドル１１が図１における時計方向に回転されると、それに連結した第１クラッチ１４のハウジング１８も回転される。このようにハウジング１８が自転されると、ヒステリシス部材２３と永久磁石２４とが吸引しあう磁力によって、パイプ２１も時計方向に回転される。なお、スピンドル１１が回転された際にパイプ２１に伝達されるトルクは、各ヒステリシス部材２３の上下位置の永久磁石２４の磁力と位相によって決まり、各ヒステリシス部材２３を通過する磁束の数によって決定される。
このようにスピンドル１１が回転されると、第１クラッチ１４のパイプ２１も回転されて、スピンドル１１のトルクをパイプ２１に伝達するが、パイプ２１側の負荷が所定値以上となると、パイプ２１とハウジング１８とが相対回転して、スピンドル１１のトルクが従動側となるパイプ２１へ伝達されないように構成されている。このように、マグネットクラッチからなる第１クラッチ１４は、パイプ２１側の負荷が所定値以上となると、つまり、スピンドル１１からパイプ２１側へ伝達されるべきトルクが所定値以上となると、パイプ２１側へトルクを伝達しないような構成となっている。このようなマグネットクラッチからなる第１クラッチ１４の構成は、従来公知である（例えば特開平８−２４４８８７号公報）。なお、マグネットクラッチからなる第１クラッチ１４の構成としては、上記各ヒステリシス部材２３の代わりに永久磁石を採用した同期回転タイプのものであっても良い。
【０００９】
次に、本実施例の第２クラッチ１５は、概略筒状のハウジング２５と、このハウジング２５を貫通させた回転軸２６と、ハウジング２５の内部に収納した上下一対の係合部材２７，２８を備えている。回転軸２６の下端部にチャック１２を連結している。
回転軸２６は、第１クラッチ１４のパイプ２１に下方側から摺動自在、かつ回転自在に嵌合してあり、回転軸２６の上端となる拡径部は、パイプ２１の上方側の大径孔２１Ａ内で昇降できるようになっている。この大径孔２１Ａの下端部となる段部に、回転軸２６の上端となる拡径部２６ａが載置されることにより、パイプ２１に対して回転軸２６が下降端に位置し、これにより、回転軸２６の下端部に連結したチャック１２も、図２に示す下降端に位置するようになっている。パイプ２１における大径孔２１Ａ内にはばね３１を弾装してあり、これによって、回転軸２６を常時下方に付勢している。
上記パイプ２１の下端部は、ハウジング２５の上方内周部に上方側から挿入してあり、このパイプ２１とハウジング２５とにわたってベアリング３２を設けている。これにより、パイプ２１は、ハウジング２５に対して回転自在に軸支されている。そして、ハウジング２５内に位置するパイプ２１の下端外周部に、環状の係合部材２７を嵌着している。この係合部材２７の下方外周部に、下方を向けた歯部２７ａを形成している。パイプ２１が回転されると、係合部材２７も一体となって回転されるようになっている。
【００１０】
一方、下方側の係合部材２８は、上方側が拡径する段付筒状に形成してあり、この係合部材２８の内周部に、上記回転軸２６を摺動自在に貫通させている。係合部材２８の内周部には、軸方向（上下方向）に沿ったキー溝２８ａを形成してあり、回転軸２６に取り付けたキー部材３３を、キー溝２８ａに係合させている。これにより、係合部材２８は、回転軸２６と一体となって回転する一方、回転軸２６に対して軸方向（上下方向）に移動することができる。係合部材２８の上端外周部には、歯部２８ｂを形成してあり、この歯部２８ｂを上方側の係合部材２７の歯部２７ａに対して近接下方位置で対向させている。係合部材２７の下端部と係合部材２８の上端部とにわたっては、ばね２９を弾装してあり、これによって、係合部材２８の歯部２８ｂは係合部材２７の歯部２７ａに対して下方側にむけて常時付勢されている。
後に詳述するが、係合部材２８の歯部２８ｂが係合部材２７の歯部２７ａと噛合していない図２に示す遮断状態にある時には、パイプ２１側のトルクは係合部材２８および回転軸２６に伝達されることはない。これに対して、係合部材２８が上昇されて、その歯部２８ｂが係合部材２７の歯部２７ａと噛合する接続状態に位置すると、パイプ２１側のトルクが係合部材２８および回転軸２６に伝達されるようになっている。
上記係合部材２８における下方側の小径部２８ｃを囲繞して、段付筒状の支持部材３４を配置してあり、この支持部材３４の外周部は、ハウジング２５内周部の段付孔２５Ａに摺動自在に上方側から嵌合している。そして、支持部材３４における上方側の大径部の内周と係合部材２８における下方側の小径部２８ｃとにわたってベアリング３５を取り付けている。係合部材２８はベアリング３５を介して支持部材３４に回転自在に支持されている。
【００１１】
支持部材３４における大径部の外周面とそれを摺動自在に嵌合したハウジング２５の段付孔２５Ａとの間はシール部材３６によって気密を保持してあり、また、支持部材３４における下方側の小径部の外周面とそれを嵌合したハウジング２５の段付孔２５Ａとの間はシール部材３７によって気密を保持している。
さらに、本実施例では、支持部材３４における外周部の段部端面とそれに対向するハウジング２５の内周部の段部端面との間に圧力室３８を区画形成している。この圧力室３８は、ハウジング２５に形成した通路４１と、それに接続した導管４２を介して図示しない圧縮空気の供給源に連通させている。
導管４２の途中には、電磁弁４３を設けてあり、この電磁弁４３は、制御装置４４によって作動を制御されるようになっている。制御装置４４が電磁弁４３を作動させると、上記圧力室３８内に圧縮空気が供給されるので、支持部材３４、ベアリング３５、係合部材２８がハウジング２５および回転軸２６に対して上昇される。これにより、係合部材２８の歯部２８ｂが係合部材２７の歯部２７ａと噛合して接続状態に位置するので、パイプ２１側のトルクが回転軸２６およびそれに取り付けたチャック１２に伝達されるようになっている。
他方、制御装置４４が電磁弁４３の作動を停止させると、圧力室３８から圧縮空気が排出されて圧力室３８内が大気圧に戻るので、支持部材３４、ベアリング３５、係合部材２８は、ばね２９の弾撥力によってハウジング２５および回転軸２６に対して下降されて、図２に示す遮断状態に復帰する。この遮断状態においては、係合部材２８の歯部２８ｂは係合部材２７の歯部２７ａから離隔するので、パイプ２１のトルクが回転軸２６およびチャック１２に伝達されないようになっている。
本実施例では、圧力室３８、通路４１、導管４２、電磁弁４３および制御装置４４によって切り換え制御手段４５を構成してあり、上述したように、この切り換え制御手段４５によって、第２クラッチの係合部材２８を上方側の接続状態と下方側の遮断状態とに交互に移動させることができる。
【００１２】
上記制御装置４４は、回転体２の回転に伴って容器４を載置した載置台およびキャップを保持したキャッピングヘッド３が、図１の螺合ゾーンＢに移動した位置Ｄで電磁弁４３を作動させて、第２クラッチ１５を接続状態に位置させる。また、制御装置４４は、容器４を載置した載置台およびキャッピングヘッド３が、螺合ゾーンＢ内を移動してキャップが完全に容器４の上端口部に螺合された位置Ｅを通過した後に、螺合ゾーンＢの終わりの位置Ｂ’で電磁弁４３の作動を停止させて、上記第２クラッチ１５を遮断状態に位置させるようになっている。
したがって、螺合ゾーンＢの終わりの位置Ｂ’から時計回りで螺合ゾーンＢの始まりの位置Ｄに至る領域では、上記第２クラッチ１５は遮断状態にあり、他方、位置Ｄから時計回りで螺合ゾーンＢの終わりの位置Ｂ’に至る螺合ゾーンＢの領域では上記第２クラッチ１５は接続状態にある。
なお、上述した制御装置４４によって電磁弁４３の作動を制御して圧力室３８内に圧縮空気を給排する代わりに、次のような構成であっても良い。すなわち、回転体２が回転することに伴うキャッピングヘッド３の移動位置に応じて、カム機構を用いて導管に設けた開閉弁を作動させることにより、圧力室３８内に圧縮空気を給排するように構成しても良い。
次に、第２クラッチ１５の回転軸２６の下端部には、従来公知のエア式のチャック１２を取り付けている。このチャック１２は、下端部にキャップ８を着脱自在に保持する保持部１２Ａを備えている。回転軸２６に形成した通路２６Ａと、それに接続したハウジング２５の通路２５Ｂ、およびそれに接続した導管４６を介して、チャック１２に圧縮空気が供給されると、上記保持部１２Ａが縮径されてキャップ８を保持できるようになっている。他方、チャック１２への圧縮空気の供給を停止すると、保持部１２Ａが拡径してキャップ８の保持状態を開放するようになっている。なお、チャック１２の構成としては、例えば特開平８−２４４８８７号公報等で公知なので詳細な説明は省略する。
本実施例では、キャッピングヘッド３のチャック１２は、キャッピングヘッド３が供給位置Ａまで移動し、かつ下降されると、圧縮空気が供給されるようになっている。この後、キャッピングヘッド３は、供給位置Ａから螺合ゾーンＢ内に移動すると、キャッピングヘッド３が下降端まで下降されるので、チャック１２に保持したキャップ８が下方側の容器の上端口部に被さるようになっている。そして、この状態において、チャック１２が回転されるので、キャップ８が容器の上端口部に螺合されるようになっている。この間、継続してチャック１２に圧縮空気が供給されているが、螺合終了の位置Ｅの隣接下流側となる螺合ゾーンＢの終わりの位置Ｂ’では、チャック１２への圧縮空気の供給が停止され、かつキャッピングヘッド３が上昇端位置まで上昇される。これにより、キャッピングヘッド３は、上昇端位置に復帰し、チャック１２はキャップ８から離隔し、その後、キャッピングを終えた容器４は排出位置Ｃから排出スターホイール６によって排出される。キャッピングヘッド３が供給位置Ａまで移動する間は、チャック１２には圧縮空気は供給されず、かつ上昇位置にある。
【００１３】
（作動説明）
以上のように構成したキャッピングヘッド３の作動を説明する。先ず、回転体２の時計方向の回転に伴ってキャッピングヘッド３およびその下方側の載置台が供給位置Ａに移動すると、供給スターホイール５から回転体２の載置台に順次容器４が供給される。また、これと同時に、キャッピングヘッド３が下降された後、キャッピングヘッド３に圧縮空気が供給されるので、キャップ供給機構７が保持するキャップ８がキャッピングヘッド３によって保持される。つまり、供給位置Ａにおいて載置台上に容器４が供給されるとともに、その上方側のキャッピングヘッド３によってキャップ８が保持される。
ここで、螺合ゾーンＢの終わりの位置Ｂ’から時計回りで螺合ゾーンＢの始まりの位置Ｄまでの領域では、第２クラッチ１５は遮断状態となっているので、回転されている第１クラッチ１４側のパイプ２１のトルクは、第２クラッチ１５の回転軸２６に伝達されない。つまり、キャッピングヘッド３が供給位置Ａでキャップ８を保持する時には、第１クラッチ１４側のパイプ２１はスピンドル１１に連動して回転しているが、チャック１２は回転せず停止した状態で下降し、キャップ８に被さって、それを保持することになる。したがって、キャップ８とチャック１２の保持部１２Ａとは、回転方向において摺動することがないので、キャップ８とチャック１２の保持部１２Ａとが、損傷することを良好に防止することができる。
【００１４】
さらに、回転体２の回転に伴って載置台上の容器４とキャップ８を保持したキャッピングヘッド３が螺合ゾーンＢの位置Ｄに移動されると、直ちに、制御装置４４によって電磁弁４３が作動されて、第２クラッチ１５は接続状態に位置する。これにより、回転している第１クラッチ１４のパイプ２１のトルクが、第２クラッチ１５の回転軸２６を介してチャック１２に伝達されるので、チャック１２の保持部１２Ａに保持したキャップ８が容器４の上端口部に螺合される。
この後、螺合が進んでパイプ２１側の負荷が所定値以上となると、スピンドル１１のトルクは、第１クラッチ１４のパイプ２１には伝達されなくなる。つまり、チャック１２および第２クラッチ１５の回転軸２６、パイプ２１は停止した状態となり、スピンドル１１およびハウジング１８が回転する状態となる。
この時点で、容器４の上端口部へのキャップ８の螺合は終了したことになるが、この螺合が終了した位置Ｅの隣接下流側の位置Ｂ’で電磁弁４３の作動が停止されるので、第２クラッチ１５は遮断状態に復帰する。
またこれと同時に、チャック１２への圧縮空気の供給が停止されるので、チャック１２の保持部１２Ａが拡径されてキャップ８の保持状態が開放されるとともに、キャッピングヘッド３全体が上昇される。このように、チャック１２によるキャップ８の保持状態が解放されると、スピンドル１１のトルクがパイプ２１に伝達されるので、該パイプ２１が再度回転されるが、上述したように、第２クラッチ１５は遮断状態にあるので、回転しているパイプ２１のトルクは、回転軸２６およびチャック１２には伝達されない。そのため、チャック１２は回転方向には停止した状態で上昇されて、キャップ８の上方位置に支持される。これにより、チャック１２の保持部１２Ａとキャップ８とが回転方向で摺動することがないので、それらの損傷を防止することができる。
このようにして、キャップ８が取り付けられた容器４は、排出位置Ｃにおいて載置台から排出スターホイール６によって排出される。
【００１５】
以上のように、本実施例では、第２クラッチ１５が接続状態と遮断状態とに移動可能となっており、また、第２クラッチ１５を切り換え制御手段４５によって上述した領域で遮断状態に位置させるようにしている。
したがって、キャップ８とチャック１２の保持部１２Ａとが摺動することを防止できるので、それらの損傷を良好に防止することができる。また、供給位置Ａにおいては、チャック１２は回転することなく下降し、キャップ供給機構７が保持するキャップ８を取り出すことができるので、チャック１２の保持部１２Ａは供給位置Ａにおいて確実にキャップ８を保持することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、キャップとチャックとが摺動しないので、それらが損傷することを防止することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の配置図
【図２】図１に示したキャッパが備えるキャッピングヘッド３の断面図
【符号の説明】
１  キャッパ                            ２  回転体
３  キャッピングヘッド                  ４  容器
８  キャップ                            １１  スピンドル
１２  チャック                          １２Ａ  保持部
１３  動力伝達手段                      １４  第１クラッチ
１５  第２クラッチ                      ４５  切り換え制御手段
【図１】
0003904125.tif 000002
【図２】
0003904125.tif 000003