JP2000505025A - 調整可能なトルクによるネジ回し用スピンドル集成体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ネジ回し用スピンドル集成体がスピンドル軸（５）を有し、このスピンドル軸（５）が保持装置（６）に設けられ、かつギアホイール（７）に固定され、このギアホイール（７）は駆動集成体（１１）によって回転せしめられるネジ回し用スピンドル集成体において、駆動集成体（１１）が、ギアホイールを駆動するよう配置される伝達システム（１２、１４、１５、１６）に固定されるピストンロッドを有する加圧流体作動シリンダ（１７）と、ネジ締め付け方向に関して流体をシリンダに供給するライン（２２）に配置される圧力調整部材（２１）とを具備することを特徴とするネジ回し用スピンドル集成体に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 調整可能なトルクによるネジ回し用スピンドル集成体 本発明は調整可能なトルクによるネジ回し用スピンドル集成体に関し、特に、 ネジ山首部を有する容器にネジ式キャップをネジ締めするネジ回し用スピンドル 集成体を意図する。 公知のネジ回し用スピンドル集成体は軸回転用の電動式もしくは空気圧式のモ ータを有し、軸の端部はキャップを保持するチャック装置に固定される。さらに 、軸は垂直運動で駆動せしめられ、キャップがネジ山首部に接触し、かつネジ山 首部にネジ締めされるのを可能とする。 そのようなスピンドル集成体に関する問題はキャップに適用される締め付けト ルクの制御作用である。締め付けトルクは容器が適切に封止されるのを保証する のに十分大きく、かつ容器が封止されるのが保たれたままであるが、使用者に容 器を開ける工具を使用させるのを強いることなく不時のあらゆるキャップが弛む のを避ける。それゆえ、決められた締め付けトルクを伝達するためにトルクリミ ッタ装置はモータとスピンドル軸との間に介在される必要がある。 摩擦ベース式トルクリミッタ装置は、特に米国特許第４７５６１３７号明細書 および欧州特許第３８７１５３号明細書から公知であり、この装置は互いに押圧 される二つの板を有する。しかしながら、二つの板の間の摩擦は著しい摩耗およ び発熱作用を引き起こし、それにより、摩擦係数が変更される。それゆえ、伝達 される締め付けトルクは一定ではない。前記される欠点を避ける磁気トルク限定 装置が存在する。しかしながら、それらの装置はその上、特に磁気要素の老化が 原因であるトルクの調整作用の問題を受ける。永久磁 石が使用される場合には滑動時にがたつき音が発生する。 これらの欠点を未然に防ぐため、本発明はネジ回し用スピンドル集成体を提供 する。このネジ回し用スピンドル集成体はスピンドル軸を有し、このスピンドル 軸が保持装置に設けられ、かつギアホイールに固定され、このギアホイールは駆 動集成体によって回転せしめられるネジ回し用スピンドル集成体において、駆動 集成体が、ギアホイールを駆動するよう配置される伝達システムに固定されるピ ストンロッドを有する加圧流体作動シリンダと、ネジ締め付け方向に関して流体 をシリンダに供給するラインに配置される圧力調整部材とを具備する。 このようにして、締め付けトルクはシリンダによって適用される力の直接的な 関数であり、次には圧力下で流体によってシリンダに適用される供給圧力の直接 的な関数であるので、締め付けトルクはシリンダの供給圧力によって決定され、 それにより、シリンダは駆動部材の関数およびトルクリミッタの関数としても同 時に作用するようになる。 それゆえ、本発明のスピンドル集成体は現在のスピンドル集成体よりもより単 純でかつ、より安価である。 本発明の他の利点は、スピンドル集成体の全てに対し共通の供給圧力を調整す る装置に作用することによって、複合式スピンドルタレットにおいて複数のスピ ンドル集成体の締め付けトルクを調整するのが可能であるという事実にある。こ れにより、タレットで増加する多数のスピンドルに伴ってエラーの増加する危険 性を生じさせる可能性のある各スピンドル集成体の困難な操作の必要性が避けら れる。そのような供給圧力の調整もタレットが作用されながら実行されることが できる。従って、本発明はそのようなタレットの信頼性と収益性とを増加せしめ る。 本発明の有利な実施態様においては、伝達システムがラックを有する。 有利なことに、ラックはスピンドル軸の長手方向軸線に対して平行に延び、か つ伝達システムは或る角度で伝達する伝達ギアを有する。従って、本発明のスピ ンドル集成体は特に小型である。 本発明の好ましい実施態様では、伝達システムは自由ホイールを有しており、 この自由ホイールはネジ締め付け方向に関して一方向の駆動作用を提供するよう 保持装置に取り付けられる。このようにして、キャップ保持装置が開放される前 に、シリンダは後退される位置へ戻ることができる。それにより、保持装置が開 放される時に、スピンドルはあらゆるトルクに従属されず、従って、そのような 解放時にキャップに擦れるのを避ける。 有利なことに、シリンダはスピンドル軸と並進して移動せしめられるよう案内 される。 この配置は本発明のスピンドル集成体をさらに小型にする。 本発明の他の特性によると、伝達システムがギアの直径よりも大きい直径を有 する歯車を有する。これにより、シリンダの与えられたストロークでスピンドル のネジ締め付け回転の数が増える。 本発明の有利な改良版では、少なくとも一つの検出器がシリンダピストンロッ ドの位置を検出するよう配置される。 一つもしくは多数のピストンロッド位置検出器を追加することにより、ネジ締 め付け作用の進行を監視することが可能となる。ピストンロッドの過度の変位は キャップが存在しないことを意味する。それに反し、締め付けトルクが到達する にもかかわらず変位がほとんどないということはキャップが容器の首部に不正に 固定されていることを意味する。従ってネジ締め付け作用の特性を保証する単純 でかつ安価な手段が得られる。 本発明の他の特徴および利点は、実施態様の以下の記載、特に本発明のネジ回 し用スピンドル集成体の部分斜視図である単一の添付図面を参照することで与え られる本発明を限定しない例から明らかにされる。 図面を参照すると、本発明のネジ回し用スピンドル集成体が垂直案内管１を有 し、垂直案内管１の上端がスピンドル支持部２に固定され、垂直案内管は回転プ ラットホーム４に固定されるスリーブ３内を垂直に滑動する。管１はスピンドル 軸５を回転可能に受容し、スピンドル軸の底端は管１を越えて、かつ一般的な方 法で作動されるチャック式保持装置６を担持する。スピンドル軸の上端は、全体 が参照符号１１で与えられる駆動集成体と協動する円錐形ギアホイールを担持す る。 スピンドル支持部２は滑動するよう支柱９に取り付けられ、支柱９は回転プラ ットホーム４に取り付けられる。スピンドル支持部２は支持部２の高さを位置決 めするカム（図示しない）と協動するカム従動節８および関連する他の部品を担 持する。 支持板１０はスピンドル支持部２の一側に取り付けられ、かつ駆動集成体１１ を担持する。 駆動集成体１１は中間軸１２を含み、中間軸１２は支持板１０により担持され る軸受け１３内で回転するよう取り付けられる。中間軸１２の一端は自由ホイー ル２０を介して円錐形ギアホイール１４を担持し、円錐形ギアホイール１４の歯 は伝達された力をさらに伝えるようギアホイール７の歯と或る角度で噛み合う。 中心軸１２の他端では、中心軸１２は駆動ピニオン１５を担持し、駆動ピニオン １５の歯はラック１６の歯と噛み合う。ラック１６は垂直に延び、かつラック１ ６の底端において作動シリンダ１７の垂直軸線上のピストンロッドに固定される 。シリンダ１７の本体は支持板１０に固 定される。シリンダは、キャップ締め付け方向に関してシリンダを駆動する加圧 流体供給ライン２２上に位置する圧力調整部材２１に連結される。 駆動ピニオン１５の回転軸に平行な回転軸を有する裏当てホイール１８は支持 板１０の上端に回転可能に取り付けられる。裏当てホイール１８は、ピニオン１ ５が面する側とは反対の、ラックの側に駆動ピニオンと面するよう配置される。 それにより、ラック１６は駆動ピニオン１５に対して押圧されて保持されるよう になる。 シリンダ１７のピストンロッドが十分に延びたときにラック１６の最高位置に 対応するレベルで支持板１０の上端に検出器１９は固定される。 作用時、プラットホーム４はモータによって静止構造部に対して回転する。ネ ジ山首部を有する容器が供給され、かつ図示しない装置によって保持装置６の下 方に垂直に保持される。 支持部２および集成体を構成するのに関連する要素の全ては垂直方向に並進し て移動可能であるが、プラットホーム４と共に回転するよう拘束される。この移 動する集成体の垂直方向の位置決め作用はカム従動節８とカムの駆動表面との間 の接触により確保され、それによりカムの外形に応じて定まる。 ネジ山首部を有する容器が保持装置６の下方に直接的に位置決めされると、前 記装置は供給器（図示しない）からキャップをつかむよう一般的な方法で作動さ れる。次いで、構造体上でカムの外形に追従するカム従動節８はネジ山首部に向 かって、移動する集成体が下方に移動せしめられる。 一旦、キャップがネジ山首部と接触すると、圧力調整部材２１によって予め調 整された圧力で加圧流体がシリンダ１７に供給される。シリンダ１７のピストン ロッドはラック１６を上方に押す。ラッ ク１６は駆動ピニオン１５を回転せしめる。駆動ピニオン１５は中間軸１２、ギ アホイール１４、７、および案内管１の内部で枢動するスピンドル軸５を介して 駆動力を保持装置６に伝える。これに関連して、自由ホイール２０が取り付けら れ、これによりシリンダ１７はネジ締め付け方向に関してスピンドル軸５を駆動 するがシリンダ１７が後退しているときは駆動しないようになることが分かる。 シリンダ１７の短いストロークに関して数回の回転でネジ締め付け作用が実行さ れるのを可能とするためにギアホイール１４の直径がギアホイール７の直径より も大きいことが好ましく、従って、小型のシリンダの使用が可能となる。 キャップ締め付けトルクが、シリンダ１７に適用される供給圧力の結果による 駆動トルクの値と等しい値の対抗するトルクを生じせしめると、軸は回転を止め 、かつラック１６が停止する。従って、ネジ締め付けサイクルの終了時に対応す るプラットホームの角度位置において、シリンダが複動であるときには供給作用 を逆方向にすることにより、もしくはシリンダが単動のときには単に供給のスイ ッチを切って弾性的な戻り手段を用いることにより、シリンダは後退する。ギア ホイール１４は自由ホイールに取り付けられるので、スピンドル軸５は静止した ままである。それゆえ、保持装置６のチャック部分はキャップを擦るというあら ゆる危険性を伴うことなく開放されることができる。スピンドル集成体は新サイ クルへの用意がなされる。 検出器１９は、キャップ上で締め付けるのに適切な数の回転を達成するために ラックが通常はカバーする距離を越えて、ラックのストロークの端部に配置され る。 ラック１６が検出器１９によって検出されると、供給圧力に対応するトルクは キャップがないため、キャップが不完全なため、もし くは容器の首部が損傷しているために到達しないことを意味する。 次いで検出器１９は、不適当な封止済み容器が不良品用巡回路へ搬送されるよ う指示する。 以前に使用された締め付けトルクと異なる締め付けトルクが必要とされる新し い一連の容器に対しキャップの取り付け作用が所望される場合には、シリンダ１ ７に関して設定する供給圧力を変更することで足りる。 本発明は上記した実施態様には限定されず、請求の範囲に画定されるような本 発明の本質的特徴を再現するあらゆる異なった均等の手段を含む。 特に、自由ホイール２０が中間軸１２とギアホイール１４との間にあるように 示されるにもかかわらず、自由ホイール２０を駆動システム内のシリンダ１７と 保持装置６との間のあらゆる場所に配置することが可能である。さらに自由ホイ ールを有しない駆動システムを提供することも可能である。そのような状況下で は、チャックを開けるよりも前に、シリンダ１７を後退させることなく排出する ために、自由ホイール２０をシリンダ１７に連結する必要がある。 ラック１６は垂直位置に図示されているが、ラック１６は水平方向に位置決め されることもギアホイール７に直接的に係合することもできる。そのような場合 には、ギアホイールは円筒形であるのが好ましい。 ラックは開示される実施態様で使用されるが、本発明は、例えばクランクと連 結ピストンロッド型機構といった、シリンダ１７のピストンロッドの並進運動を スピンドル軸５を駆動する回転運動に伝達するあらゆる機構を伴って実施される ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ネジ回し用スピンドル集成体がスピンドル軸（５）を有し、該スピンドル 軸（５）が保持装置（６）に設けられ、かつギアホイール（７）に固定され、該 ギアホイール（７）は駆動集成体（１１）によって回転せしめられるネジ回し用 スピンドル集成体において、駆動集成体（１１）が、ギアホイールを駆動するよ う配置される伝達システム（１２、１４、１５、１６）に固定されるピストンロ ッドを有する加圧流体作動シリンダ（１７）と、ネジ締め付け方向に関して流体 をシリンダに供給するライン（２２）に配置される圧力調整部材（２１）とを具 備することを特徴とするネジ回し用スピンドル集成体。 ２．ネジ締め付け方向のみに関して保持装置（６）を駆動するよう取り付けら れる自由ホイール（２０）を有することを特徴とする請求項１に記載のネジ回し 用スピンドル集成体。 ３．伝達システム（１２、１４、１５、１６）がラック（１６）を有すること を特徴とする請求項１に記載のネジ回し用スピンドル集成体。 ４．ラック（１６）がスピンドル軸（５）の長手方向軸線に対して平行に延び 、かつ伝達システム（１２、１４、１５、１６）が或る角度を介して駆動力を伝 達するギアホイール（１４）を有することを特徴とする請求項３に記載のネジ回 し用スピンドル集成体。 ５．スピンドルの軸が並進して移動可能であり、かつシリンダ（１７）がスピ ンドル軸（５）と並進して移動するよう拘束されることを特徴とする請求項１に 記載のネジ回し用スピンドル集成体。 ６．伝達システム（１２、１４、１５、１６）がギアホイールの直径よりも大 きい直径を有する歯車を有することを特徴とする請求 項１に記載のネジ回し用スピンドル集成体。 ７．少なくとも一つの検出器（１９）がシリンダピストンロッドの位置を検出 するのに配置されることを特徴とする請求項１に記載のネジ回し用スピンドル集 成体。