(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップの外周面に圧接されてこのキャップを保持するキャップ保持体と、このキャップ保持体に向かって進退動し、前進時にキャップ保持体をキャップ方向へ押し出すピストンと、導入された流体圧によりピストンをキャップ保持体方向に付勢する圧力室とを備え、昇降手段により下降されて前記キャップ保持体によりキャップを保持して容器への巻き締めを行うキャッピングヘッドにおいて、
前記ピストンを、圧力室に導入される流体圧よりも小さい力でキャップ保持体方向に付勢する付勢手段を設け、キャッピングヘッドの下降に伴って付勢手段の付勢力に抗してキャップをキャップ保持体に保持させ、その後、圧力室に流体圧を導入してキャップを巻き締めることを特徴とするキャッピングヘッド。
【請求項２】
前記付勢手段が、圧力室内に収容されたスプリングであることを特徴とする請求項１に記載のキャッピングヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明はキャッピングヘッドに係り、より詳しくは、キャップを保持して回転し容器の口部に巻き締めを行うスクリューキャッパのキャッピングヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、スクリューキャッパは、回転体の外周寄りに円周方向等間隔で設けられ、キャップを保持して回転する複数のキャッピングヘッドと、各キャッピングヘッドの下方に配置され、キャップが装着される容器を保持してキャッピング時に容器が回転することを規制する容器保持手段とを備えている。そして、前記キャッピングヘッドは、駆動源からの回転力を伝達されて回転するスピンドルと、キャップを外周側から押圧して保持するキャップ保持体を備えたチャックと、チャックが保持しているキャップを容器に締め付ける際の締付トルクが所定の大きさになると、スピンドルからチャックへの回転力の伝達を遮断するマグネットクラッチ等のトルクリミッタとを備えている。
【０００３】
キャップを保持するチャックとして、従来から各種の構成のものが用いられており、例えば、特開平４−１５４５８６号公報、特開平８−２４４８８６号公報等に記載されたエアチャックは、環状のキャップ保持体または環状体を複数に分割した形状のキャップ保持体をケース内に収容し、圧力室に導入されるエア圧により進退動するピストンの作動によって、前記キャップ保持体を半径方向内方側に押し出し、キャップの外周面に圧接させてこのキャップを保持するようになっている。また、特公平７−２５１３に記載されたチャックは、カップ型枠内に、三方の放射状にほぼＬ型の係止片を軸支させ、これら係止片の内周に係止爪を設けて有り、これら係止片の外周に内方へ付勢する環状ばねを弾圧的に係合させている。このチャックは、係止爪がキャップ外周の縦溝に係合したときにキャップを保持するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
スクリューキャッパのチャックとして前記構成のエアチャックを用いた場合には、圧力室にエアを導入してピストンを作動させ、キャップ保持体を内周側に移動させてキャップを保持するようになっているので、応答が遅く、スクリューキャッパの高速化に対応できないという問題があった。
【０００５】
また、係止爪をキャップの外周の溝に係合させて保持するタイプのチャックの場合には、マグネットクラッチ等のトルク規制装置を用いたスクリューキャッパに使用するとキャップを傷つけてしまうおそれがあった。つまり、マグネットクラッチを介してスピンドルの回転をチャックに伝達する構成の場合には、スピンドルおよびチャックが一体的に回転してキャップを容器に巻き締め、所定の締め付けトルクに達すると、マグネットクラッチによりスピンドルからチャックへの回転力の伝達が遮断されてキャッピングが終了するが、その後、チャックがキャップを離すと、再びマグネットクラッチがつながってチャックが回転を始めるため、キャップを傷つけてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は前記課題を解決するためになされたもので、スクリューキャッパの高速化に対応することができ、しかも、キャッピング終了後にキャップを離す際にこのキャップを傷つけるおそれのないチャックを有するキャッピングヘッドを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るキャッピングヘッドは、キャップの外周面に圧接されてこのキャップを保持するキャップ保持体と、このキャップ保持体に向かって進退動し、前進時にキャップ保持体をキャップ方向へ押し出すピストンと、導入された流体圧によりピストンをキャップ保持体方向に付勢する圧力室とを備え、昇降手段により下降されて前記キャップ保持体によりキャップを保持して容器への巻き締めを行うものであって、さらに、前記ピストンを、圧力室に導入される流体圧よりも小さい力でキャップ保持体方向に付勢する付勢手段を設け、キャッピングヘッドの下降に伴って付勢手段の付勢力に抗してキャップをキャップ保持体に保持させ、その後、圧力室に流体圧を導入してキャップを巻き締めるようにしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るキャッピングヘッドを備えたスクリューキャッパの全体の構成を簡略化して示す平面図、図２はキャッピングヘッドの縦断面図である。この実施の形態では、搬送コンベヤ２によって連続的に搬送されてきた容器４は、タイミングスクリュー６によって所定の間隔に切り離され、入口スターホイール８を介してスクリューキャッパ１０内に搬入される。
【０００９】
スクリューキャッパ１０は、回転体（図示せず）の外周寄りの上部に、円周方向等間隔で複数のキャッピングヘッド（全体として符号１２で示す）が設けられており、これら各キャッピングヘッド１２の下方には、キャッピング時に容器４を保持してその回転を規制する容器グリッパ（図示せず）がそれぞれ設けられている。前記入口スターホイール８からこのスクリューキャッパ１０内に搬入された容器４は、容器グリッパによって一本ずつ保持される。入口スターホイール８からスクリューキャッパ１０内への容器搬入部Ａよりも上流側に、キャップ供給装置１４が配設されており、後に説明するキャッピングヘッド１２のチャックがこのキャップ供給装置１４のテーブル１４ａ上からからキャップ１６を取り出して保持する。
【００１０】
キャップ１６を保持しているキャッピングヘッド１２は、回転しつつ下降して下方の容器グリッパに保持されている容器４の口部にキャップ１６を装着し、キャッピング終了後、チャック２６がキャップ１６を離して上昇する。キャップ１６が装着された容器４は、出口スターホイール１８を介して排出コンベヤ２０上に排出され、次の工程に送られる。
【００１１】
次に、キャッピングヘッド１２の構成について説明する。前記スクリューキャッパ１０の回転体に支持されて回転駆動される第１スピンドル２２の下端に、ほぼ筒状のハウジング２４が固定され、この筒状ハウジング２４内に、前記チャック２６が下端部に取り付けられた第２スピンドル２８が相対的に昇降可能に支持されている。上方の第１スピンドル２２は、サーボモータ等の回転手段（図示せず）によって回転されるとともに、カム等の昇降手段（図示せず）によって昇降される。なお、これら回転手段および昇降手段は、前記構成に限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１２】
下方の第２スピンドル２８は、筒状ハウジング２４の中心部に配置された内筒３０内に昇降可能に嵌合している。第２スピンドル２８の外面にはキー３２が固定され、前記内筒３０の内面に形成された軸方向の長溝３０ａ内に摺動自在に嵌合しており、第２スピンドル２８は内筒３０と回転方向に連結されるとともに相対的に昇降できるようになっている。また、内筒３０はボールベアリング３４，３６，３８を介して筒状ハウジング２４内に支持されており、筒状ハウジング２４に対して相対回転可能になっている。
【００１３】
内筒３０の上端部外周に、有底筒体４０が底面４０ａを上方に向けて固定されて、第１スピンドル２２の下端部内に挿入されている。この有底筒体４０の底面４０ａと、有底筒体４０内に上端部が嵌合された第２スピンドル２８の上端面との間にスプリング４２が弾装され、第２スピンドル２８を常時下方へ付勢している。
【００１４】
筒状ハウジング２４の内部には、マグネットクラッチ４４が設けられており、所定以下の回転トルクでは、軸芯部の第２スピンドル２８およびこれと一体回転する内筒３０と、上方の第１スピンドル２２およびこの第１スピンドル２２に固定されている外周側の筒状ハウジング２４とを連結して一体的に回転させ、キャップ１６の締め付け終了時のように、チャック２６に加えられるトルクが設定値以上になると、上方の第１スピンドル２２および筒状ハウジング２４と、その内部の第２スピンドル２８およびチャック２６との連結を切り離すことにより、第１スピンドル２２から第２スピンドル２８への回転の伝達を遮断してチャック２６の回転を停止させる。
【００１５】
第２スピンドル２８に取り付けられているチャック２６は、第２スピンドル２８の下端に連結された軸状の通路部材４６と、この通路部材４６の外周に、開口部を下向きにして固定されたカップ状のケース４８と、このケース４８の開口部に内方向きに形成された水平ガイド部４８ａと、この水平ガイド部４８ａ上に載置され、半径方向に進退動可能なキャップ保持体５０と、ケース４８のキャップ保持体５０よりも内部側（図２および図３の上方）に挿入されたピストン５２とを備えている。
【００１６】
前記ピストン５２は、内周面が通路部材４６の外周面に摺動自在に嵌合するとともに、外周面がケース４８の内周面に摺動自在に嵌合しており、通路部材４６の外周に嵌着されたシール部材５４とピストン５２外周に嵌着されたシール部材５６とにより気密が保持されて、その上端面とケース４８の底面側との間に圧力エアが導入される圧力室５８が形成されている。軸状の通路部材４６の内部には、前記圧力室５８に連通するエア通路４６ａが形成されている。エア通路４６ａは図示しないバルブを介して圧力エア供給源に接続されており、このエア通路４６ａから圧力室５８にエアが導入されると、ピストン５２はケース４８内のキャップ保持体５０側に付勢されて前進する。ピストン５２は、ガイドピン６０によって回転を規制されるとともに進退動を案内される。
【００１７】
キャップ保持体５０は、図４に示すように、ステンレス製の環状体を３分割した形状の３個の円弧状部材５０Ａからなっている。各円弧状部材５０Ａの外周側の中央部には、上方に向かって内周側に傾斜するテーパ面５０ａが形成されており、前記ピストン５２の下端部内面に形成された同一の傾斜を有する３個所のテーパ面５２ａにそれぞれ当接している。従って、ピストン５２が圧力室５８内に導入されたエアあるいは後に説明するスプリング６２によって、ケース４８の開口部に設けられた水平ガイド部４８ａ方向へ移動すると、キャップ保持体５０を構成する各円弧状部材５０Ａは、半径方向内方へ押し出される。さらに、各円弧状部材５０Ａの内面５０ｂは、下側が次第に拡開するように湾曲しており、これら３個の円弧状部材５０Ａからなるキャップ保持体５０の内部にキャップ１６を受け入れやすいようになっている。また、各円弧状部材５０Ａの内面はローレットが形成されており、しかも、先端が尖った山状ではなく、大きいＲを有するローレットになっている。
【００１８】
さらに、前記圧力室５８内にはスプリング６２が収容されて、ピストン５２を常時ケース４８の開口部方向、すなわちキャップ保持体５０方向に向けて付勢している。このスプリング６２は、前記圧力室５８に導入したエアによってピストン５２を移動させる力よりも弱い力でピストン５２を付勢している。正確には、このスプリング６２によって付勢されたピストン５２がキャップ保持体５０を内周方向へ押し出してキャップ１６の外周に圧接させる力が、キャップ１６単体を保持可能であるが、キャップ締め付け時のトルクは確保できないような大きさにスプリング力が設定されている。
【００１９】
スプリング６２の力によって、ピストン５２を介して内周側に押し出されているキャップ保持体５０の３個の円弧状部材５０Ａは、キャップ１６を保持していない状態では、各々の端面が互いに接触しており、この状態での内径が、保持されるキャップ１６の外径よりもやや小さくなっている。
【００２０】
以上の構成のキャッピングヘッド１２を備えたスクリューキャッパ１０の作動について説明する。搬送コンベヤ２によって連続的に搬送されてきた容器４は、タイミングスクリュー６によって所定の間隔に切り離され、入口スターホイール８を介してスクリューキャッパ１０内に搬入され、図示しない容器グリッパにより保持される。
【００２１】
この容器４を保持した容器グリッパの上方に位置しているキャッピングヘッド１２は、容器搬入位置Ａよりも上流側に設けられたキャップ供給装置１４で、図示しない昇降手段によって下降され、テーブル１４ａ上に供給されたキャップ１６を保持する。キャッピングヘッド１２の下端に取り付けられているチャック２６は、キャップ保持体５０がスプリング６２のスプリング力によって内周側に押し出された状態になっており、このチャック２６が下降すると、キャップ１６がキャップ保持体５０の下部の湾曲した内面５０ｂに当接し、キャッピングヘッド１２の下降に伴って、各円弧状部材５０Ａをスプリング６２に抗して放射方向に押し広げ、これら円弧状部材５０Ａの内部に嵌入する。キャップ保持体５０の内部にはまり込んだキャップ１６は、スプリング６２の弱い力で保持される。このようにスプリング６２によって常時キャップ保持体５０を閉じた状態にしておき、その内部にキャップ１６をはめ込むようにしたので、チャック２６の応答速度が問題になることがなく、スクリューキャッパ１０の高速化に対応することができる。
【００２２】
キャッピングヘッド１２のチャック２６がキャップ１６を保持した後、図示しないエア供給源から前記圧力室５８にエアを供給する。このエア圧力によりピストン５２を強い力で押圧し、キャップ保持体５０にキャッピング時の締め付けトルクに耐えられる強さの押圧力を付与してキャップ１６を保持させる。キャップ１６を保持しているキャッピングヘッド１２が、回転移動して前述の容器搬入位置Ａに到達し、その下方に配置された容器グリッパに容器４が供給されると、キャッピングヘッド１２は回転しつつ下降する。なお、前記圧力室５８に導入するエア圧を調整することにより、キャップ１６が必要とする保持トルクを変更することができる。
【００２３】
キャッピングヘッド１２が下降して、チャック２６が保持しているキャップ１６が容器４の口部にかぶせられると、キャップ１６の締め付けが開始する。キャップの締め付けが行われ、その締め付けトルクが所定の大きさに達すると、マグネットクラッチ４４の作用により、上方の第１スピンドル２２から下方の第２スピンドル２８への回転駆動力の伝達が遮断されてキャップ１６の巻き締めが終了する。
【００２４】
その後、キャッピングヘッド１２を上昇させる際に、前記圧力室５８内のエアを開放する。圧力室５８内のエアが開放されると、キャップ１６を保持する力がスプリング６２だけになるので、マグネットクラッチ４４が再びつながって第２スピンドル２８およびチャック２６が回転を始める。しかしながら、キャップ保持体５０の保持力はきわめて小さく、しかも、キャッピングヘッド１２の上昇によりキャップ保持体５０が瞬時にキャップ１６から外れるので、キャップ１６が傷つくことはない。特に、圧力室５８の流体圧によってキャッピング時の締め付けトルクに耐えられる強さの押圧力を付与することが出来るので、キャップ保持体５０の内面のローレットを、大きいＲ状にすることが可能になるため、キャップ１６を傷つけるおそれが少ない。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、キャップの外周面に圧接されてこのキャップを保持するキャップ保持体と、このキャップ保持体に向かって進退動し、前進時にキャップ保持体をキャップ方向へ押し出すピストンと、導入された流体圧によりピストンをキャップ保持体方向に付勢する圧力室とを備え、昇降手段により下降されて前記キャップ保持体によりキャップを保持して容器への巻き締めを行うキャッピングヘッドにおいて、前記ピストンを、圧力室に導入される流体圧よりも小さい力でキャップ保持体方向に付勢する付勢手段を設け、キャッピングヘッドの下降に伴って付勢手段の付勢力に抗してキャップをキャップ保持体に保持させ、その後、圧力室に流体圧を導入してキャップを巻き締めることにより、キャップ保持体が常時キャップを保持する状態にしておき、このキャップ保持体にキャップをはめ込むようにしたので、従来のエアチャックのようにキャップ保持体の作動に時間がかかることがなく、スクリューキャッパの高速化に対応することができる。また、キャッピング終了後に、キャップ保持体との摩擦によってキャップが傷つくことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るキャッピングヘッドを備えたスクリューキャッパの全体の構成を簡略化して示す平面図である。
【図２】前記キャッピングヘッドの縦断面図である。
【図３】前記キャッピングヘッドのチャック部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】チャック内のキャップ保持体の平面図である。
【符号の説明】
４    容器
１６    キャップ
５０    キャップ保持体
５２    ピストン
５８    圧力室
６２    付勢手段（スプリング）
【図１】
0004258893.tif 000002
【図２】
0004258893.tif 000003
【図３】
0004258893.tif 000004
【図４】
0004258893.tif 000005