(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ締め位置に保持されている容器に、その上方のキャップ掴み位置でノズルを容器に対し一定方向に向けて保持されているポンプ付きキャップをキャッパーによりねじ込んで締め付けるキャップ締め装置において、キャッパーは、キャップ掴み位置上方の待機位置からキャップ掴み位置を経てキャップ締め位置に至る昇降経路を昇降するキャッパー本体と、キャッパー本体を昇降駆動する昇降駆動手段とからなり、キャッパー本体には、キャップのキャップ本体を挟持すると共に締め付け方向に回転する複数の挟持・締め付け用ローラーと、前記ローラーを回転駆動すると共に、前記ローラーを挟持位置と開放位置とで開閉駆動するローラー駆動手段と、キャップのポンプ部分を両側から把持する一対の把持アームと、両把持アームを把持位置と開放位置とで開閉駆動するアーム開閉駆動手段と、キャップ掴み位置にあるキャップのノズルを一定の向きに保持するノズルガイドとを設け、前記挟持・締め付け用ローラーは、キャップのキャップ本体を両側から挟むように配置される各側一対ずつの両ローラー対からなり、ローラー駆動手段は、前記両ローラー対を挟持位置と開放位置とで開閉駆動するシリンダと、各ローラーを回転駆動するモーターと、両シリンダの伸縮作動によって開閉する前記両ローラー対の各ローラーにモーターの回転を伝えるためのリンク機構併用の歯車伝動機構とからなるキャップ締め装置におけるキャッパー。
【請求項２】
前記キャッパー本体には、キャップ締め位置においてキャップを容器の口部に対し下向きに押える押えばねを容器と同心状に設けてなる請求項１に記載のキャップ締め装置におけるキャッパー。
【請求項３】
前記モーターと前記歯車伝動機構との間に回転トルク変換装置を介装してなる請求項１又は２に記載のキャップ締め装置におけるキャッパー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシャンプー、リンス、液体石鹸等の液状物を充填した容器の口部に、内容物加圧放出用のポンプが取り付けられたキャップをキャッパーによりねじ込んで締め付けるキャップ締め装置、特にそのキャッパーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のポンプ付きキャップは、図１に符号１で示すように、外周面がローレット加工されたキャップ本体２の下部に容器内容物放出用のポンプ本体３を連設すると共に、キャップ本体２の上部にポンプ操作用のポンプヘッド４を回転自在にして上下動自在に突出させ、このヘッド４の側面部に内容物注出用のノズル５を一体に突設し、またポンプ本体３の下部に吸引管６を垂設してなるものである。
【０００３】
上記のようなポンプ付きキャップ１を従来のキャッパーによって容器７の口部７ａに締め付ける場合、キャップ１のノズル５の向きが容器７に対して一定せず、ある時は容器７の表側を向き、ある時は裏側を向き、またある時は横向きになったりする。このように容器７にキャップ締めされたキャップ１のノズル５の向きが容器７ごとにばらばらのまま商品として出荷され、店舗の陳列棚等に並べられると、商品の外観、見栄えが悪く、商品価値を落とすことになるため、ノズル５の向きを容器７に対して常に一定方向に揃える必要がある。このノズル５は、例えば図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、容器７の表側に対して左向きとなるように揃えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようにノズル５の向きを容器７に対して一定方向に揃えるのに、従来では、キャップ１をキャッパーによって容器７に最終的に締め付けた後、各キャップ１のノズル５を作業員が手作業によって１つずつ所定の方向に向け直していたため、作業能率が悪く、人件費が高くついて、大量生産に不向きであった。
【０００５】
上記従来のような手作業によることなく、ノズル５を容器７に対し一定方向に向けてキャップ締めを行うには、キャップ締め位置Ｐ１に保持されている容器７の上方に位置するキャップ掴み位置Ｐ２に、キャップ１をそのノズル５が容器７に対し一定方向に向いた状態に保持し、この状態でキャップ１をキャッパー８によって容器７の口部７ａに締め付けるようにすればよい。
【０００６】
しかして、本発明は、キャップ締め位置に保持されている容器に、その上方のキャップ掴み位置でノズルを容器に対し一定方向に向けて保持されているポンプ付きキャップをキャップ締めするにあたり、容器に対するノズルの向きを一定に保って自動的にキャップ締めを行うことができるキャップ締め装置におけるキャッパーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、キャップ締め位置Ｐ１に保持されている容器７に、その上方のキャップ掴み位置Ｐ２でノズル５を容器に対し一定方向に向けて保持されているポンプ付きキャップ１をキャッパー８によりねじ込んで締め付けるキャップ締め装置において、キャッパー８は、キャップ掴み位置Ｐ２上方の待機位置Ｐ３からキャップ掴み位置Ｐ２を経てキャップ締め位置Ｐ１に至る昇降経路を昇降するキャッパー本体１２と、キャッパー本体１２を昇降駆動する昇降駆動手段１３とからなり、キャッパー本体１２には、キャップ１のキャップ本体２を挟持すると共に締め付け方向に回転する複数の挟持・締め付け用ローラー１６と、各ローラー１６を回転駆動すると共に、前記ローラー１６を挟持位置と開放位置とで開閉駆動するローラー駆動手段１７と、キャップ本体２のポンプ部分３を両側から把持する一対の把持アーム１８，１８と、両把持アーム１８，１８を把持位置と開放位置とで開閉駆動するアーム開閉駆動手段１９，１９と、キャップ掴み位置Ｐ２にあるキャップ１のノズル５を一定の向きに保持するノズルガイド２０とを設け、前記挟持・締め付け用ローラー１６は、キャップ１のキャップ本体２を両側から挟むように配置される各側一対ずつの両ローラー１６，１６対からなり、ローラー駆動手段１７は、前記両ローラー１６，１６対を閉位置と開位置との間で開閉駆動するシリンダ２２，２２と、各ローラー１６を回転駆動するモーター２３と、前記両シリンダ２２，２２の伸縮作動によって開閉する前記両ローラー１６，１６対の各ローラー１６に前記モーター２３の回転を伝えるためのリンク併用の歯車伝動機構２４とからなるものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のキャップ締め装置におけるキャッパーにおいて、前記キャッパー本体１２には、キャップ締め位置Ｐ１においてキャップ１を容器７の口部７ａに対し下向きに押える押えばね２１を容器７と同心状に設けてなるものである。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のキャップ締め装置におけるキャッパーにおいて、前記モーター２３と前記歯車伝動機構２４との間に回転トルク変換装置２５を介装してなるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、キャップ締め装置において、キャップ締め位置Ｐ１に容器７が保持固定され、この容器７の口部７ａ直上に位置するキャップ掴み位置Ｐ２でキャップ１がそのノズル５を容器７に対し一定方向にむけて保持されている状態を示し、またこキャップ１がノズル５を容器７に対し上記一定方向に向けてキャップ締めされた状態を仮想線で示している。また図１には、待機位置Ｐ３にあるキャッパー８も示している。図２の（Ａ）は、ノズル５を一定方向に向けてキャップ締めされた容器７の表側を示す正面図、同図の（Ｂ）は、同容器７の裏側を示す背面図である。この容器７の表側には、商品の商標名、商品名、絵柄等９が印刷され、又はそれらを印刷したレッテルが貼付されており、また容器７の裏側には、例えばその商品の使用方法等の説明書き１０及びこれの右端側下段部にメーカー名、商品名、価格等の情報を有するバーコード１１が印刷され、またはそれらを印刷したレッテルが貼付されている。
【００１２】
図３は本発明に係るキャップ締め装置におけるキャッパー８の縦断正面図、図４の（Ａ）〜（Ｄ）はキャッパー８の各部の横断面図、図５の（Ａ）は縦断側面図、（Ｂ）は縦断背面図である。これらの図面及び図１を参照して、キャッパー８は、キャップ掴み位置Ｐ２上方の待機位置Ｐ３からキャップ掴み位置Ｐ２を経てキャップ締め位置Ｐ１に至る昇降経路（図示せず）を昇降するキャッパー本体１２と、このキャッパー本体１２を上記昇降経路に沿って昇降駆動する昇降駆動手段１３とからなる。昇降駆動手段１３は、図３に概略示すように、上下方向に延び、モーター（図示せず）によって回転駆動される螺軸（ボールねじ）１４と、キャッパー本体１２に取り付けられて、螺軸１４に螺嵌されると共に回転不能に昇降案内されるナット部材１５とからなる。
【００１３】
キャッパー本体１２には、キャップ１のキャップ本体２を挟持すると共にこれを締め付け方向に回転する複数の挟持・締め付け用ローラー１６と、前記ローラー１６を回転駆動すると共に、前記ローラー１６を、キャップ本体２を挟持する挟持位置とそれを開放する開放位置との間で開閉駆動するローラー駆動手段１７と、キャップ本体２下方のポンプ本体３の部分を両側から把持する一対の把持アーム１８，１８と、両把持アーム１８，１８を、ポンプ本体３部分を把持する把持位置とそれを開放する開放位置との間で開閉駆動する両側一対のシリンダ１９，１９からなるアーム開閉駆動手段と、キャップ掴み位置にあるキャップ１のノズル５をほぼ一定の向きに保持するノズルガイド２０と、キャップ締め位置Ｐ１においてキャップ１を容器７の口部７ａに対し下向きに押える押えばね２１とが設けられている。
【００１４】
前記挟持・締め付け用ローラー１６は、キャップ１のキャップ本体２外周を両側から挟むように配置される各側一対ずつの両ローラー１６，１６対からなる。また、ローラー駆動手段１７は、前記両ローラー１６，１６対を挟持位置と開放位置との間で開閉駆動する一対のシリンダ２２，２２と、各ローラー１６を回転駆動するモーター２３と、前記両シリンダ２２，２２の伸縮作動によって開閉する前記両ローラー１６，１６対の各ローラー１６にモーター２３の回転を伝えるためのリンク機構併用の歯車伝動機構２４とからなる。また、前記モーター２３と前記歯車伝動機構２４との間には回転トルク変換装置２５が介装されている。この回転トルク変換装置２５は、前記ローラー１６によってキャップ１を容器口部７ａに締め付ける際にキャップ締め付けトルクが所定値以上になったとき、モーター２３から前記歯車伝動機構２４への回転の伝達を絶って、締め付け過剰によるキャップ１の破損を防止するものである。尚、モーター２３の回転はベルト伝動手段４０によって回転トルク変換装置２５に伝達される。
【００１５】
上記リンク機構併用の歯車伝動機構２４について図３〜図５を参照して説明すると、キャッパー本体１２内の中央部に、前記キャップ掴み位置Ｐ２に保持されるキャップ１と同軸線上に回転主軸２６を軸架し、この回転主軸２６の両側対称位置に、前記ローラー開閉駆動用シリンダ２２，２２に連動連結されて当該シリンダ２２，２２の伸縮作動により互いに接近離反する両側一対のスライドフレーム２７，２７を配設し、各スライドフレーム２７に一対の回転軸２８，２８を軸支して両回転軸２８，２８の下端部に前記各ローラー１６，１６対を固定する。そして、前記回転主軸２６に長リンク２９の中央部を枢着し、両スライドフレーム２７，２７にそれぞれ短リンク３０，３０をそれぞれ枢着すると共に、長リンク２９の端部と各短リンク３０とを枢支連結する。尚、長リンク２９及び両短リンク３０，３０は、図示のように上下２段に設ける。また、各スライドフレーム２７には回転軸３１を軸支し、この回転軸３１に固定した歯車３２と回転主軸２６に固定した歯車３３とを、長短リンク２９，３０の枢支連結軸部に設けた遊転歯車３４を介して連動連結すると共に、各スライドフレーム２７に軸支した回転軸２８と回転軸３１とを歯車３５，３６によって連動連結する。更に、回転主軸２６と前記回転トルク変換装置２５の出力軸３７とを歯車３８，３９によって連動連結する。両スライドフレーム２７，２７は、図４（Ｃ）に示すようにガイドレール４１に沿ってスライドする。
【００１６】
このように構成される歯車伝動機構２４によると、モーター２３の回転は、回転トルク変換装置２５を経て歯車３９，３８により回転主軸２６に伝わり、この回転主軸２６の回転は、歯車３３，３４，３２によって各スライドフレーム２７の回転軸３１に伝わり、更に歯車３６，３５によって回転軸２８に伝わって各ローラー１６を回転させる。そして、前記両シリンダ２２，２２の伸縮作動によって両ローラー１６，１６対がキャップ本体２を挟持する閉位置とそれを解放する開位置との間で開閉するときは、両シリンダ２２，２２の伸縮作動に伴う両スライドフレーム２７，２７のスライド運動により、長短リンク２９，３０が揺動し、この揺動に従って、長短リンク２９，３０の枢支連結軸部にある遊転歯車３４が回転主軸２６に固定の歯車３３の周りを旋回することになり、従って回転主軸２６の回転はそのまま各スライドフレーム２７の回転軸３１に伝わって、各ローラー１６を回転させることができる。
【００１７】
キャップ１のポンプ本体３部分を把持する一対の把持アーム１８，１８は、図３及び図５に示すように、キャッパー本体１２の下端から突出する両側一対の可動枠４２，４２に形成され、両可動枠４２，４２が開閉駆動用のシリンダ１９，１９にそれぞれ連動連結されている。各把持アーム１８は、図示は省略するが、平面視矩形状の板片の先端部にキャップ１のポンプ本体３部分に遊嵌する半円状の掴み用嵌合部を形成している。
【００１８】
キャップ掴み位置Ｐ２にあるキャップ１のノズル５を一定の向きに保持するためのノズルガイド２０は、図３及び図５の（Ａ）に示すように、下端側がやや外側に開いた両側一対の線状体からなるもので、両線状体の上端部がキャッパー本体１２の下端に固定されている。このノズルガイド２０によれば、キャップ締めを行う際のノズル５の動きを所要角度範囲（例えば１５度）内に制限することができる。また、キャップ締め位置Ｐ１においてキャップ１を容器７の口部７ａに対し下向きに押さえる押さえばね２１は、コイルばねからなるもので、キャップ掴み位置Ｐ２に保持されるキャップ１と同軸線に配置されて、コイルばね上端部がキャッパー本体１２の下端に固定されている。また、このコイルばね２１は、キャップ１がキャップ掴み位置Ｐ２で挟持・締め付け用ローラー１６及び把持アーム１８により保持された状態では、キャップ１の上端、即ちポンプヘッド４の上端面に当たらないように設けられている。
【００１９】
次に、上述のような構成を有するキャップ締め装置におけるキャッパー８の  作用について、図１、図６の▲１▼〜▲３▼、及び図７の▲１▼〜▲３▼を参照して説明する。
【００２０】
キャッパー８は、図１に示すように待機位置Ｐ３に待機しており、キャップ掴み位置Ｐ２には、ノズル５をキャップ締め位置Ｐ１にある容器７に対して一定方向に向けたキャップ１のキャップ本体２がキャップ掴持手段によって保持されている。この掴持手段は、キャップ掴み位置Ｐ２に対して進退可能な両側一対の爪４３，４３（図６の▲１▼参照）からなるもので、両爪４３，４３は、キャップ掴み位置Ｐ２でキャップ１がキャッパー８に渡した後、そのキャップ１を開放して退避位置へ後退するようになっている。尚、図１と図６及び図７とは位相が９０度異なり、図１ではキャップ１のノズル５が左側を向いているのに対し、図６及び図７ではノズル５は正面側を向いている。
【００２１】
先ず、キャッパー８のキャッパー本体１２を、その昇降経路に沿って図１に示すような待機位置Ｐ３からその下方のキャップ掴み位置Ｐ２へ下降して、それぞれ開位置にある両ローラー１６，１６対（挟持・締め付け用ローラー１６）及び両把持アーム１８，１８が図６の▲１▼に示すようにキャップ本体２及びその下部に対向する位置で停止させる。このとき、ノズルガイド２０が図示のようにキャップ１のノズル５を両側から挟み込むように位置する。またこのとき、押えばね２１は非作用状態にある。それから、両把持アーム１８，１８を図６▲１▼の仮想線図示のように把持位置へ前進させて、キャップ１のポンプ本体３部分を掴んだ後、前記キャップ掴持手段の両爪４３，４３を開いて退避位置へ後退させ、それと入れ代わりに両ローラー１６，１６対を挟持位置へ前進させてキャップ１のキャップ本体２を挟持する。
【００２２】
上記のように両ローラー１６，１６対がキャップ本体２を挟持し、両把持アーム１８，１８がポンプ本体３部分を掴んだ状態で、キャッパー本体１２をキャップ掴み位置Ｐ２から下方のキャップ締め位置Ｐ１へ下降し、吸引管６及びポンプ本体３の一部を口部７ａから容器７内に挿入して、図６の▲２▼のような状態とする。このとき、同図から分かるように、キャップ本体２が容器７の口部７ａ上端から適当高さ浮いた位置でキャッパー本体１２を停止する。その後、図６の▲３▼に示すように、両ローラー１６，１６対及び両把持アーム１８，１８をそれぞれ開放して開放位置へ後退させることにより、キャップ１を開放してキャップ本体２を容器７の口部７ａ上に落下させる。こうすることによって、キャップ本体２を口部７ａのねじ部に食いつき易くすると共に、キャップ本体２が口部７ａに対し斜めに傾いて締め付けられるのを防止する。
【００２３】
それから、図７の▲１▼に示すように、両ローラー１６，１６対がキャップ本体２に対向する位置までキャッパー本体１２を下降させる。この下降時に、押えばね２１によりキャップ１のポンプ本体３上端を押え付けて、キャップ本体２が容器７の口部７ａに対し斜めに嵌まり込むのを防止する。その後、開位置にあった両ローラー１６，１６対を挟持位置へ前進させて同図の▲２▼に示すようにキャップ本体２を再び挟持し、各ローラー１６を所定方向に回転駆動しながら、容器口部７ａのねじの高さ分だけキャッパー本体１２を下降させて、キャップ本体２を容器口部７ａに締め付ける。このキャップ締め付け時には、キャップ本体２の回転に伴いポンプ本体３が共回りして、一定向きにあったノズル５の方向が変わることがあるが、このノズル５は、図示のようにノズルガイド２０によって動きを一定角度範囲内に制限されているため、キャップ本体２が容器口部７ａに最終的に締め付けられても、ノズル５の向きは容器７に対して一定方向に保持される。同図の▲３▼はキャップ本体２が最終的に締め付けられた状態を示す。この締め付け状態は図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示される状態と同じである。
【００２４】
また、上記キャップ締め付けの際に、キャップ１の締め付け力は、回転トルク変換装置２５によって常に一定となる。キャップ締め付けが終了すると、回転トルク変換装置２５の出力軸３７の回転数がゼロとなり、これをセンサー（図示せず）により検出して、締め付け終了を判断し、その信号によって、両ローラー１６，１６対を解放し開位置へ後退させた後、キャッパー本体１２をキャップ締め位置Ｐ１から元の待機位置Ｐ３へ上昇させるようになっている。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明のキャップ締め装置におけるキャッパーによれば、キャッパー本体とこれを昇降駆動する昇降駆動手段とを有し、キャッパー本体には、挟持・締め付け用ローラーと、ローラー駆動手段と、両側一対の把持アームと、アーム開閉駆動手段と、キャップ掴み位置にあるキャップのノズルを一定の向きに保持するノズルガイドとを備えているから、キャップ締め位置に保持されている容器に、その上方のキャップ掴み位置でノズルを容器に対し一定方向に向けて保持されているポンプ付きキャップを自動的にねじ込んで締め付けることができると共に、容器に対するキャップのノズルの向きを一定に保つことができる。また、挟持・締め付け用ローラーが、キャップ本体を両側から挟むように配置される各側一対ずつの両ローラー対からなり、ローラー駆動手段が、両ローラー対を挟持位置と開放位置との間で開閉駆動するシリンダと、各ローラーを回転駆動するモーターと、両シリンダの伸縮作動によって開閉する両ローラー対の各ローラーに前記モーターの回転を伝えるリンク機構併用の歯車伝動機構とからなるため、キャップの締め付けの際に、それぞれ回転駆動する４個のローラーがキャップ本体の外周面に巻き付くような状態でキャップ本体を回転させ、それによってキャップの締め付け力を高めることができる一方、ローラー駆動手段をコンパクトに構成することができて、キャッパーの小型化を図ることができる。
【００２６】
請求項２によれば、キャッパー本体に、キャップ締め位置においてキャップを容器の口部に対し下向きに押える押えばねを容器と同心状に設けているから、キャップ本体が容器の口部に対し斜めに嵌まり込むのを防止し、キャップ本体を口部に的確にねじ込むことができる。
【００２８】
請求項３によれば、挟持・締め付け用ローラーを駆動するモーターとリンク機構併用の歯車伝動機構との間に回転トルク変換装置を介装しているから、各キャップの締め付け力を一定に維持することができ、キャップ及び容器の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  キャップ締め位置に容器が保持され、キャップ掴み位置にキャップがそのノズルの向きを容器に対し一定して保持され、キャッパーが待機位置で待機している状態を示す説明図である。
【図２】  （Ａ）は、ノズル５を一定方向に向けてキャップ締めされた容器の表側を示す正面図、（Ｂ）は、同容器の裏側を示す背面図である。
【図３】  本発明に係るキャッパーの縦断正面図である。
【図４】  （Ａ）は図３のＶ−Ｖ線断面図、（Ｂ）は図３のＷ−Ｗ線断面図、（Ｃ）は図３のＸ−Ｘ線断面図、（Ｄ）は図３のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】  （Ａ）は本発明に係るキャッパーの縦断側面図、（Ｂ）は同キャッパー８の縦断背面図である。
【図６】  ▲１▼〜▲３▼は本発明のキャッパーの作用を説明する説明図である。
【図７】  ▲１▼〜▲３▼は図６に引き続き本発明のキャッパーの作用を説明する説明図である。
【符号の説明】
１              キャップ
２              キャップ本体
３              ポンプ本体
４              ポンプヘッド
５              ノズル
６              吸引管
７              容器
７ａ            口部
８              キャッパー
１２            キャッパー本体
１３            昇降駆動手段
１６            挟持・締め付け用ローラー
１７            ローラー駆動手段
１８            把持アーム
２０            ノズルガイド
２１            押えばね
２３            モーター
２４            リンク機構併用の歯車伝動機構
２５            回転トルク変換装置
Ｐ１            キャップ締め位置
Ｐ２            キャップ掴み位置
Ｐ３            待機位置
【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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