(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャッピングヘッドのスロート（６）の下部には内端が縮径した透孔（８ａ，８ａ・・・及び８ｂ，８ｂ・・・）を設け、この透孔（８ａ，８ａ・・・）にはキャップ（９ａ）の外周面の溝（１０ａ，１０ａ・・・）の曲率と同じ外形のボール（１１ａ，１１ａ・・・）を、透孔（８ｂ，８ｂ・・・）にはキャップ（９ｂ）の外周面の溝（１０ｂ，１０ｂ・・・）と同じ厚さで、かつ溝の曲率と同じ円弧を有する円盤（１１ｂ，１１ｂ・・・）を夫々少なくとも３個以上溝（１０ａ，１０ａ・・・及び１０ｂ，１０ｂ・・・）に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合し、それらのボール（１１ａ，１１ａ・・・）および円盤（１１ｂ，１１ｂ・・・）の外端はスロート（６）に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒（１２）または金属片（１３）の内周面に当接してなるキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器。
【請求項２】
ボール（１１ａ，１１ａ・・・）には、表面が滑らかな金属片（１３）と弾性体片（１４）を介し、また円盤（１１ｂ，１１ｂ・・・）には直接、その外端はスロート（６）に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒（１２）の内周面に当接してなる請求項１記載のキャップ保持器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器の口部にキャップを巻締めるキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器、特に軟質〜半硬質の射出成形で製造されるプラスチック製キャップを巻締めるキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器は実開平２−５２７９３号或いは実開平７−３１６９３号に示すように、キャップを嵌めるヘッド内にはゴムリングにより内方に進退自在に突出するボールによりキャップを上下方向に支持し、回転力はヘッドの内周面に設けたセレーション即ち突起をキャップの外周面に係合させてその噛合によりキャップに伝達させていた。また、登録実用新案第４４４８５号では、螺状弾機にて常に内面に押圧する玉が常にソケット中央の孔にその一部を凸出して壜冠を支持するものである。さらには、特開昭５５−２９４２８号のようにボールおよびセレーションを用いる代わりにゴムリングを上方より圧迫させてその内周面を内方に突出させ、キャップを上下方向に支持し、ゴムとの摩擦力により回転力をキャップに伝達させるグリップ方式もある。さらに、特開平７−１８７２９０号のように複数個のリング状に配置されたセグメント状部品を、上方からの外力により内方向に寄せ、その応力によりキャップを保持し、セグメントとの摩擦力により回転力を伝達していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の装置は、特開昭５５−２９４２８号のような方式では、ゴム等からなる弾性環体を上方より圧迫変形させる為の圧力空気などの外力を必要とし、その伝達の為の複雑な機構を要し、大きさも大きく、重量も重く、そのため高速時の回転体のフライホイール効果  ＧＤ2 （回転体の重量：Ｗ（Kgf)，回転直径：Ｄ(m),  半径：ｒ＝Ｄ／２  とした場合に  ＧＤ2 ＝Ｗ×２ｒ2  ( Kgf・ｍ2)となり、これから判るように、フライホイールの外径即ちヘッド部外径が大きくなるに従いそのフライホイール効果は直径の２乗で増大する。）が大きくなる為、巻締めトルクの安定性に欠ける一方、ゴム自体の摩耗により発生した摩耗粉が製品内に混入することが発生していた。
【０００４】
また、特開平７−１８７２９０号のように、セグメントによる方式も前述の特開昭５５−２９４２８号と同様にＧＤ2 は大きく、高速性に欠け、摩擦方式であるために、セグメント又はキャップのローレット自体が摩滅し、そのカスが製品に混入することが発生していた。また前述の特開昭５５−２９４２８号と同様にセグメントを内方向に寄せるための圧力空気などの外力とその伝達の為の複雑な機構を要する欠点がある。
登録実用新案第４４４８５号のように進退自在に突出するボールのみのものでは、フライホイール効果ＧＤ2 は小さくできるが、キャップを巻締める装置に転用した場合には、ボールがキャップの外周面のローレットの溝間の凸条を乗り越えてしまい、巻締めができない。
【０００５】
また、フライホイール効果ＧＤ2 が比較的小さなものでは実開平２−５２７９３号或いは実開平７−３１６９３号のような方式があるが、ヘッドの内周面に設けたセレーション即ち突起がキャップの外周面に係合する際、キャップのローレットは、キャップを製造する手段がプラスチックの射出成形であるが故に、機械加工のような精度はなく、変形や曲がり等が必ず起こる為、噛合に伴いセレーションにてローレットの一部を削りながら挿着されてしまう。その為、キャップに傷が付き美観を損ない商品価値を低下させたり、削り屑が機械に付着し種々の機械的不具合を起こしたり、削り屑が容器内に混入し製品として出荷出来なくなる事態をも起こす重大な欠陥となっている。この現象は特にセレーション自体が非可動体で噛み合い長さが長い場合には顕著である。特に図５（イ）に示すようにキャップ９のローレットの溝１０において、図５（ロ）に示すようにその肉厚部ａ，ａの外側に相当する部分ｂは成型時には遅く冷えるので、肉引により外方に膨らむ傾向があるので、セレーションがローレットと係合する場合はローレットの谷部が削られ易く、またグリップ方式の場合はその外方に膨らんだ部分のみの摩擦伝達となり、スリップし易くなり、いずれの場合も切り屑や摩耗粉が発生する。
【０００６】
キャップ外周面のローレットの採否はそのキャップを使用する製品の総合的デザイン面からの考慮も有るが、通常はその製品が消費者に渡った時、消費者がキャップを開栓しようとした時に、滑って開かないような事が無いように、滑り止めを主目的として採用するのが常で、内容物の種類等により密封性を確保するために各々キャップの巻締めトルクを定め、その規格で製品化したキャップが容易に開くようにローレットの細部を決めるのが一般的である。
一方、軟質〜半硬質の射出成型されるプラスチック製キャップはその製作手段のため機械加工に比べると寸法的な誤差および変形は大きく、また肉引きによる変形もあり、本発明のボールを回転自在に嵌合させるためにその透孔の先端を９０〜１２０度にて縮径させる構造に置いてはボールの精度、透孔の孔の機械加工精度や縮径の角度精度等を考慮するとスロートの内径壁面から突起するボールの寸法はそのボールの直径の数％程度であり、この事よりキャップ自体の寸法誤差や変形量を考慮するとボールの直径は少なくとも３〜５mm以上が必要となるので、その結果その径に見合う曲率以上の曲率を有するローレットでなければならない。上記曲率以下のローレットの場合にはボールはローレットの溝に密着せず回転力の伝達に不具合を起こし、また、ボール径を小さくすると縮径部でのボールの脱落防止に不具合が発生しキャップの保持にも支障をきたす。
以上のようにキャップ外周面のローレット幅が狭くなると、ボールでの保持並びに回転力の伝達は出来なくなる。
【０００７】
以下説明文中において、外形寸法が同じで、その外周面のローレットの溝の幅のみ異なる２種類のキャップにおいて、図６示のように溝幅の広いキャップをキャップ９ａ，狭い方のキャップをキャップ９ｂとし、また溝自体も広い方を溝１０ａ，狭い方を溝１０ｂと表記し、特に説明において区別する必要が無い場合には各々キャップ９，溝１０と表記するものとする。
【０００８】
キャップ９を保持するにあたり、保持器内方に突出するボールを用いるものは図７（イ）に示すようにキャップ９ａのローレットの溝１０ａの幅が３〜５ｍｍ程度の場合にはその溝に密着するボールの大きさは実用的な大きさであるが、溝幅が２mm程度以下の狭い溝１０ｂを有するキャップ９ｂの場合はボール１１ａの径を溝９ｂに密着させるために、必然的に小さくせねばならないが、これには限度があり、溝１０ａに適する大きさの径のボールを用いると、図７（ロ）に示すようにボールがローレットの溝１０ｂの底に接触出来ず、ボール１１ａとローレットの溝１０ｂとの噛み合い率が大幅に減少し、回転力の伝達能力が減少し、キャップ９ｂとボール１１ａは空転し、キャップを巻締めるトルクが適正に成らないばかりでなく、ローレットの側壁を破損したりする。
【０００９】
このために、本願発明者は図９に示すようにボール１１ａの代わりに円盤１１ｂを用いるものを発明したが、これは狭い溝１０ｂを有する前記キャップ９ｂ専用である為、キャップ９ａとキャップ９ｂを交互あるいは混合して使用する場合や、キャップ９のローレットのピッチの変更等のキャップ外周の形態の変更により、キャップ９のローレットの溝１０の幅が変わる場合にはキャッピングヘッドをボール１１ａ或いは円盤１１ｂを用いたものに交換する必要がある。
【００１０】
本発明はこれらの欠点を改善して、外形寸法が同じで、その外周面のローレットの溝の幅のみ異なる２種類又はそれ以上のキャップを容器に巻締めるキャッピング装置において、ローレットの溝１０の幅が変わる毎にキャッピングヘッドを交換することなく、従来のセレーションが不要で、またキャップの外周面に係合する際キャップの外周面を傷付けたり、削り屑が発生することなどがなく、またスロート６とキャップ９間の係合には上方からの外力等の動力及びその制御装置なども不要で、更には構造が簡単かつ小型に構成出来、確実に適正巻締めトルクでキャップを巻締めることが出来るキャップ保持器を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明はキャッピングヘッドのスロート６の下部には内端が縮径した透孔８ａ，８ａ・・・及び８ｂ，８ｂ・・・を設け、この透孔８ａ，８ａ・・・にはキャップ９ａの外周面の溝１０ａ，１０ａ・・・の曲率と同じ外形のボール１１ａ，１１ａ・・・を、透孔８ｂ，８ｂ・・・にはキャップ９ｂの外周面の溝１０ｂ，１０ｂ・・・と同じ厚さで、かつ溝の曲率と同じ円弧を有する円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を夫々少なくとも３個以上溝１０ａ，１０ａ・・・及び１０ｂ，１０ｂ・・・に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合し、それらのボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・の外端はスロート６に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒１２または金属片１３の内周面に当接してなるキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器である。
【００１２】
【作用】
キャッピングヘッドのスロート６は公転しつつ下降し、それと同期して図示しない例えば特開平７−２３２７９７に示されるような公知のキャップ供給手段により供給されるキャップ９に上方より嵌まり込み、その際ボール１１ａ，１１ａ・・・或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・の内端はキャップ９の上に行くに従って小径となるテーパーによってその溝１０，１０・・・間の凸条を回り込み、そのボール１１ａ，１１ａ・・・或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・はキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合する。
図８の（イ）はキャップ９ａとボール１１ａおよび円盤１１ｂが嵌合した状態を示し、ボール１１ａはキャップ９ａの溝１０ａに密着し、金属片１３を介し弾性体片１４を微量圧縮し、その反力にてキャップ９ａを保持している。一方、円盤１１ｂは溝１０ａに対し非接触状態である。
図８の（ハ）はキャップ９ｂとボール１１ａおよび円盤１１ｂが嵌合した状態を示し、ボール１１ａはキャップ９ｂの溝１０ｂの上端部で密着し、金属片１３を介し弾性体片１４を圧縮し、その反力にてキャップ９ａを保持している。一方、円盤１１ｂは溝１０ｂに対し密着状態である。
【００１３】
スロート６は嵌合終了後自転を開始し、かくしてそのキャッピングヘッドのスロート６の自転による回転力をスロート６よりボール１１ａ，１１ａ・・・或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を介してキャップ９に伝達し、キャップ９を容器に巻締める。
図８の（ロ）は（イ）示の嵌合完了後、スロート６が自転し回転力をキャップ９ａに伝達している状態を示すもので、ボール１１ａはその伝達トルクにより更に後退し、その後退代は後方の弾性体片１４を圧縮し、その反力にてキャップ９ａを保持する一方、回転力の一部を伝達し、円盤１１ｂは嵌合状態では（イ）示のように非接触状態であったが前述のようにボール１１ａが後退することにより、キャップ９ａとの相対関係が変わり、溝１０ａの側壁に密着し、回転力を伝達する。即ちボールと円盤の両方にて回転力の伝達が行われる。
一方、キャップ９ｂの場合は、図８の（ハ）（ニ）示のように溝１０ｂに密着している円盤１１ｂのみにて実質的に回転力の伝達は行われる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面につき本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１乃至３は本発明の実施の形態のキャッピング装置における公転及び自転するヘッドの下部のキャップ保持器の縦断面図及び平面断面図を示すもので、図示しないカムとメインモータによって上下動および自転並びに公転駆動されるヘッドの下部の回転軸１には筒状のスロートホルダ２を上下動および回転伝達ピン３を介して回転すべく嵌合し、スプリング４により回転軸１の下端のストッパ５に圧接せしめる。
【００１５】
このスロートホルダ２の下部内周面には筒状のキャッピングヘッドのスロート６の上部外周面を螺子７により螺合し、このスロート６の下部にはキャップ９の外周面に等角度間隔に設けた溝１０，１０・・・に対応して径方向等角度間隔に透孔８ａ、８ａ・・・及び透孔８ｂ，８ｂ・・・を例えば交互に設け、各透孔はその内端を縮径させ、透孔８ａ，８ａ・・・は図４（イ）（ロ）示のように、また透孔８ｂ，８ｂ・・・は図４（ハ）（ニ）示のようにそれぞれの内端は頂角が９０°〜１２０°の截頭円錐面および截頭角錐面をなす。この透孔８ａ，８ａ・・・にはキャップ９ａの外周面の溝１０ａ，１０ａ・・・の曲率と同じ外形のボール１１ａ，１１ａ・・・を、また、透孔８ｂ，８ｂ・・・にはキャップ９ｂの外周面の溝１０ｂ，１０ｂ・・・の幅と同じ厚さで、かつ溝の曲率と同じ円弧を有する円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を各々少なくとも３個以上を夫々キャップ９の溝１０に対応して径方向等角度間隔に回動すべく透孔に嵌合する。これらのボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・は上記透孔８ａ，８ａ・・・または８ｂ，８ｂ・・・の縮径により内方には脱出することがない。
それらボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・の外端はスロート６に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒１２または金属片１３の内周面に当接せしめる。
更に詳細には、ボール１１ａ，１１ａ・・・には表面が滑らかな金属片１３と弾性体片１４を介し、また、円盤１１ｂ，１１ｂ・・・には直接、その外端はスロート６に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒１２の内周面に当接せしめる。
【００１６】
次にこの装置の動作を説明する。キャッピングヘッドのスロート６は公転しつつ下降し、それと同期して図示しない例えば特開平７−２３２７９７に示されるような公知のキャップ供給手段により供給されるキャップ９に上方より嵌まり込み、その際ボール１１ａ，１１ａ・・・或いはボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・の内端はキャップ９の上に行くに従って小径となるテーパーによってその溝１０，１０・・・間の凸条を回り込み、そのボール１１ａ，１１ａ・・・或いはボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・はキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合し、キャップ９はそのボール１１ａ，１１ａ・・・或いはボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・により自動的にセンタリングされる。スロート６は嵌合終了後、自転を開始し、かくしてそのスロート６の自転による回転力はスロート６よりボール１１ａ，１１ａ・・・および円盤１１ｂ，１１ｂ・・・或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を介してキャップ９に伝達し、キャップ９を容器に巻締める。
【００１７】
即ちローレットの溝１０の大きいキャップ９ａの場合はボール１１ａ，１１ａ・・・と円盤１１ｂ，１１ｂ・・・が作用して回転力を伝達し、ローレットの溝１０の小さいキャップ９ｂの場合は円盤１１ｂ，１１ｂ・・・が作用して回転力を伝達する。従ってキャップ９のローレットの溝１０の幅が変わっても、その両方に適応でき、キャッピングヘッドをボール１１ａ，１１ａ・・・のみ或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・のみを用いたものに交換する必要がなく、共用が可能となる。
【００１８】
而して軟〜半硬質のプラスチックキャップ９は、図６に示すようにその外周面の溝幅が異なるキャップにおいてもその溝に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合された複数個のボールおよび円盤を有するスロートに係合されることにより、その保持と回転力の伝達が可能となり、かつ、切削カスや摩耗粉等を発生することなく、さらに、小型，軽量化が可能となり、それによりスロートを含むヘッド部のＧＤ2 （フライホイール効果）が最小となり、巻締めトルクが大幅に安定し、その上、キャップ保持の為の外力やその外力の制御装置等、複雑な機構も不要となり、安価で取扱いの容易なキャッピング装置を提供することが可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上のようにして本発明においては、ボール１１ａ，１１ａ・・・及び円盤１１ｂ，１１ｂ・・・は共に回転自在のためキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合するので、スロート６とキャップ９間の位置決めが不要であり、またスロート６の自転による回転力はスロート６よりボール１１ａ，１１ａ・・・及び円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を介してキャップ９に伝達しているので、従来のセレーションが不要で、またセレーションのようにキャップの外周面に係合する際キャップの外周面を傷つけて美観を損ない商品価値を低下させたり、切り屑が機械に付着し種々の機械的不具合を起こしたり、削り屑が容器内に混入し製品として出荷出来なくなる事態を起こすことなどがなく、またスロート６とキャップ９間の係合には上方からの外力等の動力及びその制御装置なども不要であるから、キャップの保持並びに回転力伝達は最小の大きさで済み、軽量で単純な構造で簡単かつ小型に構成出来、メインモータにかかる負荷も小さくてすみ、その特性を損なわないものである。また、本発明においては、円盤１１ｂ，１１ｂ・・・を用いているので、キャップのローレットの溝の幅が小さくなっても円盤１１ｂ，１１ｂ・・・は確実にローレットの溝の底に接触し、回転力の伝達能力は減少せず、ローレットの側壁を破損したりすることなく、確実に適正巻締めトルクでキャップを巻締めることが出来るものである。
【００２０】
また本発明においては、ボール１１ａ，１１ａ・・・及び円盤１１ｂ，１１ｂ・・・の両方を用いているので、キャップ９ａとキャップ９ｂを交互あるいは混合して使用する場合やキャップ９のローレットのピッチの変更等のキャップ外周の形態の変更により、キャップ９のローレットの溝１０の幅が変わっても、その両方に適応でき、キャッピングヘッドをボール１１ａ，１１ａ・・・のみ或いは円盤１１ｂ，１１ｂ・・・のみを用いたものに交換する必要がなく、交換の手数、交換による時間的損失を防止でき、高い生産性を保持できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態のキャッピング装置におけるヘッドの下部のキャップ保持器の縦断面図である。
【図２】（イ）（ロ）は図１の要部Ｂ，Ｃの拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】（イ）（ロ）は図１における透孔８ａの断面図及び端面図、（ハ）（ニ）は図１における透孔８ｂの断面図及び端面図である。
【図５】（イ）（ロ）はキャップの成形時における肉引の前後の状態を示す説明図である。
【図６】（イ）（ハ）はキャップ９ａの平面図及び側面図、（ロ）（ニ）はキャップ９ｂの平面図及び側面図、（ホ）はキャップ９ａと９ｂの溝の比較図である。
【図７】（イ）（ロ）はキャップ９ａおよび９ｂとボールとの噛合いの状態の詳細を夫々示す説明図である。
【図８】（イ）（ロ）はキャップ９ａとスロートの嵌合状態と回転力を伝達している状態の説明図、（ハ）（ニ）はキャップ９ｂとスロートの嵌合状態と回転力を伝達している状態の説明図である。
【図９】ボールの代わりに円盤を用いるものを示す説明図である。
【符号の説明】
６                    スロート
８ａ                  ボール用透孔
８ｂ                  円盤用透孔
９ａ                  外周面の溝の幅の広いキャップ
９ｂ                  外周面の溝の幅の狭いキャップ
１０ａ                  ９ａのキャップの外周面の溝
１０ｂ                  ９ｂのキャップの外周面の溝
１１ａ，１１ａ・・・    ボール
１１ｂ，１１ｂ・・・    円盤
１２                    外筒
１３                    金属片
１４                    弾性体片
【図１】
0004076285.tif 000002
【図２】
0004076285.tif 000003
【図３】
0004076285.tif 000004
【図４】
0004076285.tif 000005
【図５】
0004076285.tif 000006
【図６】
0004076285.tif 000007
【図７】
0004076285.tif 000008
【図８】
0004076285.tif 000009
【図９】
0004076285.tif 000010