(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップを保持して容器の口部に螺合させるキャピングヘッドと、キャピングヘッドがキャップを容器の口部に螺合する際の閉栓トルクを制御する制御装置とを備えたキャッパにおいて、
キャップの温度を検出する温度検出手段を設けるとともに、上記制御装置は、温度検出手段が検出したキャップの温度に応じてキャッピングヘッドの閉栓トルクを変更するように構成したことを特徴とするキャッパ。
【請求項２】
キャップを保持して容器の口部に螺合させるキャピングヘッドと、キャピングヘッドの作動を制御する制御装置とを備えたキャッパにおいて、
キャップの温度を検出する温度検出手段を設けるとともに、上記制御装置は、温度検出手段が検出したキャップの温度に応じて、キャッピングヘッドがキャップを容器に螺合する際の締め付け時間を変更するように構成したことを特徴とするキャッパ。
【請求項３】
キャピングヘッドは、トルクモータに連動して回転されるようになっており、制御装置は温度検出手段が検出したキャップの温度に応じてトルクモータのトルクを変更することを特徴とする請求項１に記載のキャッパ。
【請求項４】
キャピングヘッドは、キャップを着脱自在に保持する把持手段と、この把持手段に連結した回転軸と、駆動源のトルクを上記回転軸に伝達するクラッチとを備え、上記制御装置は、温度検出手段が検出したキャップの温度に応じて上記クラッチから回転軸に伝達されるトルクを変更することにより、キャッピングヘッドの閉栓トルクを変更することを特徴とする請求項１に記載のキャッパ。
【請求項５】
上記温度検出手段は、キャッピングヘッドに取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載のキャッパ。
【請求項６】
上記温度検出手段は、キャッピングヘッド若しくは容器にキャップを受け渡す供給手段に設けてあることを特徴とする請求項１から請求項４に記載のキャッパ。
【請求項７】
上記温度検出手段は、キャッピングヘッド若しくは容器にキャップが供給される供給位置から下流側に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４に記載のキャッパ。
【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、キャップを回転させて容器の上端口部に螺合させるキャッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャッパとして、キャップを保持して容器の口部に螺合させるキャピングヘッドと、キャピングヘッドがキャップを容器の口部に螺合する際の閉栓トルクを制御する制御装置とを備えたものは知られている（例えば、実公平３−６９７９４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来一般のキャッパでは、キャップの種類に応じて閉栓トルクを一定にすることにより、容器のねじ山とキャップのねじ山が噛み合ってからの回転角度が一定になるようにしている。これにより、キャップの内側の天面に設けた合成樹脂製のシール部材を、容器の口部上端によって所定量だけ押し潰すことによって必要な螺着力を得るようになっている。
しかしながら、キャップの保管状況や季節によってはキャップの温度が異なり、キャップや上記シール部材の弾性特性が変化する。そのため、一定の閉栓トルクでキャップを容器の上端口部に巻き締めても、実際には螺着力（巻き締め角度）に差が生じて、キャップを開栓するための開栓トルクがばらつくという欠点が指摘されていたものである。このような欠点は、特に合成樹脂製のキャップの場合に顕著であった。
そこで、本発明は、開栓トルクが一定となるキャッパを提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、第１の発明は、キャップを保持して容器の口部に螺合させるキャピングヘッドと、キャピングヘッドがキャップを容器の口部に螺合する際の閉栓トルクを制御する制御装置とを備えたキャッパにおいて、
キャップの温度を検出する温度検出手段を設けるとともに、上記制御装置は、温度検出手段が検出したキャップの温度に応じてキャッピングヘッドの閉栓トルクを変更するように構成したものである。
第２の発明は、キャップを保持して容器の口部に螺合させるキャピングヘッドと、キャピングヘッドの作動を制御する制御装置とを備えたキャッパにおいて、キャップの温度を検出する温度検出手段を設けるとともに、上記制御装置は、温度検出手段が検出したキャップの温度に応じて、キャッピングヘッドがキャップを容器に螺合する際の締め付け時間を変更するように構成したものである。
【０００５】
【作用】
上記第１の発明によれば、キャッパによるキャッピング時に個々のキャップの温度にばらつきがあると、制御装置はキャップの温度に応じてキャッピングヘッドによる閉栓トルクを変更する。これによって、キャッピングの際に個々のキャップに温度差があったとしても、キャッピング終了後におけるキャップの開栓トルクを一定にすることができる。
また、上記第２の発明によれば、キャッパによるキャッピング時に個々のキャップの温度にばらつきがあると、制御装置は、キャップの温度に応じてキャッピングヘッドによるキャップを螺合する際の締め付け時間を変更する。これによって、キャッピングの際に個々のキャップに温度差があったとしても、キャッピング終了後におけるキャップの開栓トルクを一定にすることができる。
【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ないし図２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、鉛直方向に立設した支持軸２と、この支持軸２に時計方向に回転自在に設けた回転体３を備えている。
回転体３の一部を構成する回転テーブル４の円周方向等間隔位置に容器５を把持する把持機構６を設けてあり、これら各把持機構６の上方にキャピングヘッド７を昇降自在に配置している。
各キャピングヘッド７は、各トルクモータ１１に連動して時計方向に回転されるようになっている。各キャピングヘッド７および各トルクモータ１１の作動は、制御装置１２によって制御されるようになっている。
回転体３が回転される際の各キャピングヘッド７の移動軌跡を囲繞して環状のカム部材１３を固定して設けている。一方、各トルクモータ１１には、カムフォロワ１４を回転自在に取り付けてあり、この各トルクモータ１１のカムフォロワ１４を上記カム部材１３のカム溝に転動自在に係合させている。
これにより、回転体３がモータ１５に連動して時計方向に回転されることに伴って、各キャッピングヘッド７は支持軸２を回転中心として時計方向に移動されると同時に、カム部材１３のカム曲線に沿って昇降されるようになっている。
【０００７】
各容器５は、搬送コンベヤ１６によってキャッパ１の位置まで搬送されると、供給スターホイール１７によって供給位置Ａにおいて回転テーブル４上に順次供給されるとともに把持機構６によって把持されるようになっている。
一方、供給スターホイール１７の上方には、供給位置Ａにキャップ８を供給する供給手段としての供給ディスク１８を配置してあり、この供給ディスク１８は、供給スターホイール１７と一体となって同一方向に回転するようになっている。また、供給ディスク１８よりも少し高さを高くして、その接線方向から直線状の供給シュート２１を配設している。
各キャップ８はその開口が下方側となるように伏せた状態でかつ縦一列で供給シュート２１内に供給されると、自重によって供給シュート２１内を滑るようになっている。これにより、先頭のキャップ８が供給シュート２１の先端部に供給されて保持されるようになっている。
なお、本実施例のキャップ８は合成樹脂からなり、各キャップ８は、キャッパ１の隣接位置に設けた図示しない殺菌装置によって加熱殺菌されてから供給シュート２１に供給されるようになっている。
一方、供給ディスク１８は、円周方向等間隔位置にピッカ１８Ａを備えており、供給ディスク１８が供給スターホイール１７と一体となって矢印方向に回転することに伴って、供給シュート２１の先端に保持されたキャップ８を各ピッカ１８Ａによって順次引っ掻けて取り出し、そのまま保持してから供給位置Ａに順次供給するようになっている。そして、各ピッカ１８Ａによって供給位置Ａに供給されるキャップ８は、各キャッピングヘッド７に受け渡されるようになっている。
このように、供給スターホイール１７によって容器５が供給位置Ａとなる回転テーブル４上に載置されると同時に、その容器５の上方に位置するキャッピングヘッド７にピッカ１８Ａによってキャップ８が供給される。
【０００８】
その後、回転体３が時計方向に回転されることに伴って、供給位置Ａを通過した各キャッピングヘッド７は、カム部材１３によって下降されるので、各キャッピングヘッド７に保持したキャップ８が容器５の上端口部に被せられる。
この後、容器５およびキャッピングヘッド７がキャピングゾーンＢを移動する際に、制御装置１２によってトルクモータ１１が所要の閉栓トルクで作動されるので、各キャッピングヘッド７が時計方向に回転されて容器５の上端口部にキャップ８が螺合される。
この後、容器５およびキャッピングヘッド７がキャピングゾーンＢを通過すると、カム部材１３によってキャッピングヘッド７が上昇されるので、キャッピングヘッド７は容器５の上端に螺着されたキャップ５から離隔して、その上方位置に支持される。
この後、キャップ８が螺合された容器５は、排出位置Ｃにおいて排出スターホイール２２によって回転テーブル４上から搬送コンベヤ１６上に排出されるようになっている。
次に、図３に示すように、各キャッピングヘッド７は、トルクモータ１１のハウジングに連結される上方側のハウジング２３と、このハウジング２３に回転自在に軸支されてトルクモータ１１の駆動軸に連結された回転軸２４と、この回転軸２４の下端部に取り付けた把持手段２５とを備えている。
【０００９】
把持手段２５は、ハウジング２６内に昇降自在に設けたピストン２７と、このピストン２７の軸部の貫通孔に上方部を摺動自在に貫通させた当接部材２８と、ピストン２７の下方側で、かつ当接部材２８の下方外周部を囲繞して設けた環状ゴムからなる把持部材３１とを備えている。把持部材３１の内周部と当接部材２８の底面とによってキャップ８を把持する係合凹部３２を構成している。
ハウジング２６内のピストン２７の上方に圧力室３３を形成してあり、この圧力室３３は、回転軸２４内のエア通路３４とそれに接続した導管３５を介して圧縮空気の供給源３６と連通している。導管３５の途中には電磁開閉弁３７を設けてあり、この電磁開閉弁３７の作動は制御装置１２によって制御されるようになっている。
キャッピングヘッド７およびトルクモータ１１が上記カム部材１３によって供給位置Ａにおいて下降されると、把持手段２５の係合凹部３２は供給ディスク１８のピッカ１８Ａに保持されたキャップ８に上方から係合する。
その直後に、制御装置１２が電磁開閉弁３７を開放して圧力室３３に圧縮空気を導入する。これにより、ピストン２７がハウジング２６内で下降され、それに伴って把持部材３１が縮径されて、キャップ８の外周部が強く把持されるとともに、キャップ８の上面が当接部材２８の底面と当接するようになっている。これにより、把持手段２５の係合凹部３２にキャップ８が強く把持される。
この状態でキャッピングヘッド７が下降されるので、キャッピングヘッド７に保持したキャップ８が容器５の上端口部に被せられ、さらにその後、制御装置１２がトルクモータ１１を所要の閉栓トルクで回転駆動させるので、上述したように、キャップ８が容器５の上端口部に螺合される様になっている。なお、トルクモータ１１には、その回転数を検出するロータリエンコーダ３８を設けてあり、ロータリエンコーダ３８で検出したトルクモータ１１の回転数は制御装置１２に伝達されるようになっている。
このようにして、容器５の上端口部にキャップ８が螺合されると、制御装置１２はトルクモータ１１の作動を停止させるとともに、電磁開閉弁３７を閉鎖して上記圧力室３３に対する圧縮空気の供給を停止する。これにより、把持部材３１の内周部が元の大きさまで拡径して、その内周部によるキャップ８の把持状態が開放される。この状態からカム部材１３によってキャッピングヘッド７が上昇されるので、容器５に螺着されたキャップ８からキャッピングヘッド７の把持手段７が離隔して、上方位置に支持される様になっている。
以上の構成およびそれに基づく作動は、例えば特公平３−６９７９４号公報に記載されたものと変わるところはない。
【００１０】
しかして、本実施例は、キャッピングヘッド７に、キャップ８の温度を検出する温度検出手段４１を設けて、制御装置１２が個々のキャップ８の温度に応じて各トルクモータ１１による閉栓トルクを変更するように構成したものである。
すなわち、図３に示すように、上記キャッピングヘッド７の構成を前提として、当接部材２８の底面に温度検出手段４１を埋設している。この温度検出手段４１は、上記係合凹部３２にキャップ８が把持された際に、キャップ８の上面と接触するようになっており、その接触した時点のキャップ８の温度を検出し、その温度を制御装置１２に伝達するようになっている。
一方、制御装置１２は、上記温度検出手段４１によって検出したキャップ８の温度が伝達されると、このキャップ８の温度に応じて該キャップ８を螺合する際のトルクモータ１１の閉栓トルクを変更するようにしている。
より詳細には、図４に示すように、容器５に対するキャップ８の巻き締め角度が一定であっても、キャップ８の温度が低いほど必要な閉栓トルクは大きくなり、高いほど小さくなる。そこで、予め所定の温度域に対応する閉栓トルクの値を複数個設定しておき、制御装置１２は温度検出手段４１が検出したキャップ８の温度に応じてトルクモータ１１の出力値の設定を読み替えるように制御する。
つまり、例えば、高温から低温まで順次複数の温度域を設定した場合において、上記温度検出手段４１によって検出したキャップ８の温度が例えば３５度であって、その温度は上記設定した温度域の最高の温度域から３番目の温度域内となる時には、制御装置１２は、温度検出手段４１によって検出した温度を、最高の温度域から３番目の温度域であると読み替え、次に、その温度域に対応させて予め設定した閉栓トルクの出力値でトルクモータを作動させる。
このようにして、本実施例では、制御装置１２は、個々のキャップ８の温度に応じてトルクモータ１１による閉栓トルクを変更してキャッピングヘッド７によるキャップ８の閉栓トルクを変更するようにしている。
これによって、キャップ８の温度に係わらずキャップ８の巻き締め角度を一定とすることができ、それぞれのキャップ８を開栓する際の開栓トルクが一定となるようにしている。つまり、消費者がキャップ８を開ける時の開栓トルクを一定にすることができる。
【００１１】
（第２実施例）
次に、図５は本発明の第２実施例を示したものである。上記第１実施例では、キャッピングヘッド７の駆動源としてトルクモータ１１を用いていたのに対して、この第２実施例では、駆動源としてサンギヤ５１とそれに噛合したピニオン５２を用いるとともに、従来公知の摩擦クラッチ５３を内蔵したキャッピングヘッド７を用いたものである。
すなわち、キャッピングヘッド７のハウジング２３内の３箇所にベアリング５４，５５，５６を配置している。上方位置のベアリング５４の外レースには、上方側の摩擦板５７を嵌着してあり、この摩擦板５７に円筒状のブラケットなどを介して駆動軸５８を連結している。この駆動軸５８の上端にピニオン５２を取り付けて、それをサンギヤ５１に噛合させている。また、駆動軸５８の外周部にカムフォロワ１４を取り付けてあり、それを上記第１実施例と同様のカム部材１３のカム溝に係合させている。
次に中央位置のベアリング５５の内レースに下方側の摩擦板６１を嵌着してあり、他方、ベアリング５５の外レースに円筒状の昇降部材６２を嵌着している。
上記駆動軸５８の下方側に円筒部材６３を配置してあり、円筒部材６３の上方外周部はベアリング５４の内レースに嵌着してあり、円筒部材６３の中央部は、キー部材６４を介して摩擦板６１にスプライン嵌合させている。さらに円筒部材６３の下方外周部は、下方位置のベアリング５６の内レースに嵌着している。
そして、キャップ８を着脱自在に把持する把持手段２５に回転軸２４を連結してあり、この回転軸２４は、ハウジング２３の下方部および円筒部材６３に対して下方側から摺動自在に嵌合するとともに、回転軸２４はキー部材によって円筒部材６３に対してスプライン嵌合させている。
上下の摩擦板５７，６１は、ばね６５によって常時離隔する方向に付勢されており、これらが接触することにより、駆動軸５８が回転される際のトルクを回転軸２４に伝達することができる。また、昇降部材６２の隣接下方位置には圧力室６６を形成してあり、この圧力室６６は、エア通路６７およびそれに接続した導管６８を介して圧縮空気の供給源３６に連通している。導管６８の途中には、圧縮空気の圧力を所要の値に調整するレギュレータ６９を設けてあり、このレギュレータ６９の作動は制御装置１２によって制御されるようになっている。
また、把持手段２５には所要時に圧縮空気を給排させることにより、キャップ８を着脱自在に保持することができるようになっている。
【００１２】
以上の構成において、図示しない回転体３の回転に伴ってキャッピングヘッド７も回転体３の移動方向に移動されるので、サンギヤ５１に噛合したピニオン５２が回転されて、駆動軸５８およびそれに連結した上方側の摩擦板５７が回転される。これに伴って、摩擦板５７と接触している下方側の摩擦板６１が回転され、それによって円筒部材６３、回転軸２４および把持手段２５が回転されるようになっている。また、回転体３の回転に伴ってカム部材１３のカム曲線に沿ってキャッピングヘッド７全体が昇降される。
これにより、把持手段２５に把持されたキャップ８を容器５の上端口部に螺合させることができる。なお、回転軸２４の上端部は円筒部材６３と一体的に回転するように設けた緩衝用のばね７０によって下方にむけて常時付勢されており、キャッピングヘッド７が下降端まで下降されて把持手段２５に把持されたキャップ８が容器の上端にかぶせられる際の衝撃を上記ばね７０によって緩衝するようにしている。
制御装置１２は、レギュレータ６９の作動を制御して圧力室６６に導入する圧縮空気の圧力を変更することにより、昇降部材６２を上方にむけて付勢する付勢力を変更することができ、それによって、摩擦板５７から摩擦板６１に伝達されるトルクの値を変更することができる。
以上の構成は基本的に従来公知のキャッピングヘッド７のものと変わるところはない。そして、このような構成を前提としたうえで、この第２実施例では、把持手段２５の係合凹部３２内に温度検出手段４１を設けてあり、温度検出手段４１によってキャップ８の温度を検出して制御装置１２に伝達するようにしている。
制御装置１２は、温度検出手段４１から伝達されるキャップ８の温度に応じてレギュレータ６９の作動を制御して、圧力室に導入する圧縮空気の圧力を変更する。それによって把持手段２５がキャップ８を容器の上端に螺合する際の閉栓トルクを変更するようにしている。
このような構成の第２実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
なお、この第２実施例では、摩擦クラッチ５３を内蔵したキャッピングヘッド７を用いているが、摩擦クラッチ５３の代わりに電磁式クラッチあるいはパウダークラッチを内蔵したキャッピングヘッド７を用いても良い。
【００１３】
（第３実施例）
次に、上記両実施例では、個々のキャップ８の温度のばらつきに応じて閉栓トルクを変更しているが、閉栓トルクは変更せずにキャッピングヘッド７によるキャップ８の締め付け時間を変更するようにしても良い。
つまり、上記第１実施例においてはトルクモータ１１は所定の閉栓トルクでキャップ８を巻き締めるが、キャップの負荷が大きくなって閉栓トルクを越えると回転することができなくなる。しかしながら、この後もトルクモータ１１は所定の閉栓トルクをキャップ８に付与し続けるため、キャップ８は徐々に増し締めされる。
つまり、この場合には、閉栓トルクを出力する時間（締め付け時間）が長い程巻き締め角度は大きくなるので、トルクモータ１１の出力値を最も高い温度域に対応する閉栓トルクに設定しておくことにより、これより低い温度域のキャップ８に対しては、回転が停止した後、さらに所定時間締め付けを継続することになる。これにより、必要な螺着力（巻き締め角度）でキャップ８を螺合することができる。
より具体的には、あらかじめ所定の温度域に対応する締め付け時間を複数設定しておき、制御装置１２は、上記第１実施例の場合と同様に、温度検出手段４１が検出したキャップ８の温度に応じてトルクモータ１１の締め付け時間の設定を読み替えるように制御する。
このような第３実施例によっても、キャップ８の温度に係わらずキャップ８の巻き締め角度を一定とすることができ、それぞれのキャップ８を開栓する際の開栓トルクが一定となるので、消費者がキャップ８を開ける時の開栓トルクを一定とすることができる。
【００１４】
次に、図６から図９は、それぞれ温度検出手段４１の配設位置に関する他の実施例を示したものである。
すなわち、図６は、キャップ８を供給シュート２１から滑り落として容器５の上端口部に引っ掻けて取り出すようにした構成において、予備螺合手段４６をキャップ８に接触させて軽く回転させ、それによってキャップ８をあらかじめ軽く螺合させるようにしている。そして、各キャッピングヘッド７の下方外周部に非接触型の温度検出手段４１を一体に取り付けてあり、各キャッピングヘッド７によってキャップ２１を保持する際にキャップ２１の温度を検出するようにしている。なお、この実施例において、各キャッピングヘッド７に温度検出手段４１を取り付ける代わりに、想像線で示すように、供給シュート２１の先端の上方位置あるいは、予備螺合手段４６の上方位置に温度検出手段４１を設けても良い。
次に、図７は非接触型の温度検出手段４１を、供給ディスク１８よりも回転体３の回転方向の下流側に固定して設けてあり、キャッピングヘッド７が供給ディスク１８からキャップ８を受け取って保持した直後に、該キャッピングヘッド７が保持するキャップ８の内側の温度を温度検出手段４１によって検出するようにしたものである。温度検出手段４１によって温度を検出した直後に、キャッピングヘッド７が下降して容器５の上端口部にキャップ８が被せられるようになっている。
次に図８および図９は、供給ディスク１８に温度検出手段４１を設けたものである。すなわち、図８は、供給ディスク１８におけるピッカ１８Ａの隣接位置に非接触型の温度検出手段４１を取り付けたものであり、ピッカ１８Ａによってキャップ８を保持した際に、この温度検出手段４１によってキャップ８の温度を検出する様にしている。
他方、図９は供給ディスク１８におけるピッカ１８Ａに温度検出手段４１を埋設したものであり、ピッカ１８Ａによってキャップ８を保持した際に、温度検出手段４１が直接キャップ８と接触してキャップ８の温度を検出することができる。
なお、温度検出手段４１によるキャップ８の温度の検出は、キャップ８を容器５に螺合する直前が最適である。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、キャッピングの際に個々のキャップに温度差があったとしても、キャッピング終了後におけるキャップの開栓トルクを一定に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平面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う要部の断面図
【図３】図２に示したキャッピングヘッド７の断面図
【図４】キャップの温度と閉栓トルクとの関係を示す図
【図５】本発明の他の実施例を示す正面図
【図６】本発明の他の実施例を示す正面図
【図７】本発明の他の実施例を示す正面図
【図８】本発明の他の実施例を示す正面図
【図９】本発明の他の実施例を示す正面図
【符号の説明】
１  キャッパ                            ５  容器
７  キャッピングヘッド                  ８  キャップ
１１  トルクモータ                      １２  制御装置
４１  温度検出手段
【図１】
0004081892.tif 000002
【図２】
0004081892.tif 000003
【図３】
0004081892.tif 000004
【図４】
0004081892.tif 000005
【図５】
0004081892.tif 000006
【図６】
0004081892.tif 000007
【図７】
0004081892.tif 000008
【図８】
0004081892.tif 000009
【図９】
0004081892.tif 000010