JP2002096896A - ボトルキャップの巻締装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、キャップを巻締める行程中に巻締め
トルクを変化させることができ、適正な閉栓管理を行う
ことができるボトルキャップの巻締装置を提供すること
を最も主要な特徴とする。 【解決手段】キャップ２をボトル容器１の口元部１ａに
巻締める作業時にはエアーシリンダ機構２４Ａのピスト
ン２５ｂの往復動作に連動して巻締状態切換え手段２４
によってカム機構部２４Ｂを駆動する。このとき、この
カム機構部２４Ｂによってトルク調整部１７を駆動して
ヒステリシス板１６ｂの両側の第１のマグネット２１
と、第２のマグネット２３との間の位相を変化させてト
ルク調整を行うことにより、キャップ２の巻締状態を切
換えるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボトル容器の口元
部にキャップを任意の巻き締めトルクで巻き締めるボト
ルキャップの巻締装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばガラス瓶や、ペットボト
ルなどのボトル容器の口元部に施蓋されるキャップとし
てはねじ込み式のキャップの他、ねじ込み式のキャップ
の内部に押込み式の中栓が一体的に組み込まれた構成の
複合式の中栓組み込みキャップなど、様々な種類があ
る。ここで、ボトル容器の口元部にキャップを巻締める
作業時にはキャップの種類に応じてキャップをボトル容
器の口元部に巻締める巻締めトルクが異なる。そして、
ボトル容器の口元部にキャップを自動的に装着するボト
ルキャップの巻締装置ではキャップの種類に応じてキャ
ップをボトル容器の口元部に巻締める作業時の巻締めト
ルクを変化させることが行われている。

【０００３】また、ボトル容器の口元部にキャップを自
動的に巻締るボトルキャップの巻締装置にはボトル容器
の口元部に螺着されるキャップを保持するキャップ保持
部のスピンドルと、キャップ巻締装置の主軸との間にキ
ャップをボトル容器の口元部に巻締める作業時の巻締め
トルクを変化させるマグネット式のトルク調整機構が組
み込まれているものがある。このマグネット式のトルク
調整機構にはボトルキャップの巻締装置の主軸の軸方向
に沿って離間対向配置された複数のマグネット装着ユニ
ットが設けられている。ここで、一方のマグネット装着
ユニットはキャップ保持部のスピンドル側、他方のマグ
ネット装着ユニットは回転軸部にそれぞれ配設されてい
る。

【０００４】そして、このマグネット式のトルク調整機
構では回転軸部側のマグネット装着ユニットと、キャッ
プ保持部のスピンドル側のマグネット装着ユニットとの
間を主軸の軸回り方向に相対的に移動させることによ
り、両者のマグネット間の位置を変化させ、このときの
両者のマグネット間の相対位置の変化にともないトルク
調整を行う構成になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成のボトル
キャップの巻締装置ではキャップの巻締め作業の開始前
にキャップの種類に応じてトルク調整機構の回転軸部側
のマグネット装着ユニットと、キャップ保持部のスピン
ドル側のマグネット装着ユニットとの間の相対位置を調
整してキャップの巻締めトルクを予め所定の設定トルク
に調整する作業が行われる。そして、このトルク調整
後、この設定トルクでキャップの巻締め作業が行われる
構成になっているので、上記従来のボトルキャップの巻
締装置のトルク調整機構ではキャップの巻締め作業の開
始前にキャップの巻締めトルクが予め所定の設定トルク
に調整した状態で固定されている。そのため、ボトルキ
ャップの巻締装置の運転中にキャップの巻締めトルクを
変化させることができないので、キャップの巻締め作業
中にキャップ供給装置側から供給されるキャップをボト
ルキャップの巻締装置のキャップ保持部で掴む際に、キ
ャップ保持部のチャックが設定トルクで常に回転したま
まの状態でボトルキャップを掴むため、キャップ保持部
の回転力がキャップに伝わり、キャップの削れ等の問題
が発生するおそれがある。

【０００６】また、キャップに中栓が組み込まれている
中栓組み込みキャップ等ではキャップを巻締める工程中
にキャップの巻締めトルクを変化させる必要がある。例
えば、中栓がボトル容器の口部に挿入されるまでの作業
領域ではトルクを高くし、中栓がボトル容器の口部に挿
入された後の作業領域では、弱いトルクでボトルキャッ
プを巻締め作業する閉栓管理を行うことが必要になって
いる。

【０００７】しかしながら、上記従来のボトルキャップ
の巻締装置のトルク調整機構ではキャップを巻締める工
程中にこのようにキャップの巻締めトルクを変化させる
制御を行うことができない問題がある。

【０００８】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、その目的は、キャップを巻締める行程中に巻締めト
ルクを変化させることができ、適正な閉栓管理を行うこ
とができるボトルキャップの巻締装置を提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ボト
ル容器の口元部に螺着されるキャップを保持するキャッ
プ保持部のスピンドルと、このスピンドルに回転トルク
を伝達する回転軸部との間に複数のマグネット間の位相
変化にともないトルク調整を行うトルク調整部を介設す
るとともに、前記トルク調整部を駆動するカム機構部
と、往復ピストン機構のピストンの往復動作に連動して
前記カム機構部を駆動し、前記トルク調整部を駆動して
前記キャップの巻締状態を切換える巻締状態切換え手段
とを設けたことを特徴とするボトルキャップの巻締装置
である。そして、本請求項１の発明では、キャップをボ
トル容器の口元部に巻締める作業時には往復ピストン機
構のピストンの往復動作に連動して巻締状態切換え手段
によってカム機構部を駆動する。このとき、このカム機
構部によってトルク調整部を駆動して回転軸部側のマグ
ネットと、スピンドル側のマグネットとの間の位相を変
化させてトルク調整を行うことにより、キャップの巻締
状態を切換えるようにしたものである。

【００１０】請求項２の発明は、前記トルク調整部は、
前記スピンドル側に連結されたヒステリシス板と、前記
回転軸部側に固定された第１のマグネットと、前記ヒス
テリシス板に対して前記回転軸部の回転軸を中心に回動
可能に保持されたリング状のアジャスト部材と、このア
ジャスト部材に固定され、前記ヒステリシス板を介して
前記第１のマグネットと対向配置された第２のマグネッ
トとを具備し、前記カム機構部は、前記回転軸部に対し
て前記回転軸部の軸方向に移動可能に支持されたスライ
ド部材と、このスライド部材に形成され、前記アジャス
ト部材に突設されたトルク切換えレバーが挿入されるカ
ム溝とを具備し、前記巻締状態切換え手段は、前記往復
ピストン機構のピストンの往復動作によって前記スライ
ド部材を前記回転軸部の軸方向にスライド移動させ、前
記スライド部材のスライド動作にともない前記カム溝に
よって前記トルク切換えレバーを介して前記アジャスト
部材を前記回転軸部の回転軸を中心に回動させて前記第
１のマグネットと前記第２のマグネットとの間の位相を
変化させて前記スピンドルに伝達される回転トルクのト
ルク調整を行うものであることを特徴とする請求項１に
記載のボトルキャップの巻締装置である。そして、本請
求項２の発明では、キャップをボトル容器の口元部に巻
締める作業時には初期状態ではトルク切換えレバーがカ
ム機構部のスライド部材のカム溝における初期位置に挿
入された状態で保持される。この状態で、往復ピストン
機構のピストンを回転軸部の軸方向に移動させることに
より、カム機構部のスライド部材が回転軸部の軸方向に
移動する。このとき、スライド部材の移動にともないス
ライド部材のカム溝によってアジャスト部材のトルク切
換えレバーが回転軸部の軸方向と直交する方向に移動さ
れる。これによってアジャスト部材を回転軸部の回転軸
を中心に回動させてアジャスト部材の第２のマグネット
をヒステリシス板を介して第１のマグネットに対して相
対的に回動させ、第１のマグネットと第２のマグネット
との間の位相を変化させてスピンドルに伝達される回転
トルクのトルク調整を行うようにしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
を図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図
１は例えば液体商品が充填されたボトル容器１の口元部
１ａにキャップ２を被せる蓋装着作業を自動的に行なう
オートメーションのボトルキャップの巻締装置３の要部
の概略構成を示すものである。ここで、図５（Ａ）〜
（Ｃ）に示すようにボトル容器１の口元部１ａの外周面
には雄ねじ部４、キャップ２の内周面にはこのボトル容
器１の口元部１ａの雄ねじ部４に螺合する雌ねじ部５が
それぞれ形成されている。さらに、このねじ込み式のキ
ャップ２の内部には押込み式の中栓６が組み込まれて中
栓組み込みキャップが形成されている。

【００１２】なお、中栓６は合成樹脂等等による可撓性
を有する素材によって成形されている。さらに、この中
栓６の外周縁部にはボトル容器１の口元部１ａの受け縁
１ｂに係合する係止部６ａが形成されている。

【００１３】そして、キャップ２の雌ねじ部５がボトル
容器１の口元部１ａの雄ねじ部４に螺挿される作業時に
はこのキャップ２のねじ込み操作にともないボトル容器
１の口元部１ａに中栓６が押し込まれるようになってい
る。このとき、中栓６の係止部６ａは、ボトル容器１の
口元部１ａに中栓６が押し込まれる際に、その可撓性に
より弾性変形して受け縁１ｂを乗り越え、かつ、その
後、弾性変形された係止部６ａが復元することで図５
（Ｂ）に示すようにボトル容器１の受け縁１ｂに係合さ
れるようになっている。そして、この中栓６のボトル容
器１の口元部１ａへの嵌着により、ボトル容器１の内容
物に対する密封度が得られるようになっている。

【００１４】また、本実施の形態のボトルキャップの巻
締装置３には軸心部に本体駆動軸７が配設されている。
この本体駆動軸７の下部には円板状の回転テーブル８が
固定されている。この回転テーブル８には複数のボトル
容器把持機構９が適宜の間隔を存してリング状に並設さ
れている。なお、各ボトル容器把持機構９には容器グリ
ッパが装着されている。そして、ボトルキャップの巻締
装置３の駆動時には本体駆動軸７の回転にともない回転
テーブル８が同時に回転（公転）駆動されるとともに、
この回転テーブル８の回転にともない各ボトル容器把持
機構９には図示しない搬送ラインから繰り入れ装置を経
てボトル容器１が次々と供給され、図示しない容器グリ
ッパによりボトル容器１が安定的に保持されるようにな
っている。

【００１５】また、ボトルキャップの巻締装置３には回
転テーブル８のボトル容器把持機構９と同数のボトルキ
ャップの巻締作業ユニット１０が設けられている。さら
に、本体駆動軸７の上部には各巻締作業ユニット１０を
支持する上下２段の支持テーブル１１，１２が固定され
ている。そして、上側の支持テーブル１１には各巻締作
業ユニット１０の主軸（回転軸部）１３を回転（自転）
駆動するサーボモータ等の回転駆動手段１４が固定され
ている。

【００１６】また、各巻締作業ユニット１０の主軸１３
は、下側の支持テーブル１２に形成されたガイド用の挿
通孔を介して下方に延出されている。そして、各主軸１
３の下端部にボトル容器１の口元部１ａに施蓋されるキ
ャップ２を保持するキャッピングヘッド（キャップ保持
部）１５のスピンドル１６が後述するトルク調整部１７
を介して連結されている。ここで、各キャッピングヘッ
ド１５には、ボトル容器１の口元部１ａに施蓋されるキ
ャップ２を係脱可能に係止するリンク・くさび等による
メカニカル式や、バキューム式、エアーチューブ式等の
周知の図示しないチャック機構が設けられている。な
お、ボトルキャップの巻締装置３にはキャップ２を各キ
ャッピングヘッド１５に供給するキャップ供給装置１８
が設けられている。そして、このキャップ供給装置１８
から送られるキャップ２は各キャッピングヘッド１５の
チャック機構により把持されて保持される。

【００１７】また、上下２段の支持テーブル１１，１２
間には移動中のボトル容器１の口元部１ａに対してキャ
ッピングヘッド１５を接離する方向に移動させる移動機
構１９が設けられている。この移動機構１９には、本体
駆動軸７に配設された略円筒状のスピンドルカム１９ａ
と、各主軸１３にボトルキャップの巻締装置３の内部側
に向けて突設された突設部材１９ｂとが設けられてい
る。さらに、スピンドルカム１９ａの外周面には各主軸
１３の上下動作をガイドするカム溝１９ｃが形成されて
いる。このカム溝１９ｃには各主軸１３の突設部材１９
ｂの先端部が挿入されている。そして、カム溝１９ｃに
沿って各主軸１３の突設部材１９ｂの先端部が移動する
動作にともない各主軸１３を介してキャッピングヘッド
１５が上下動作され、ボトル容器１の口元部１ａに対し
てキャッピングヘッド１５を接離する方向に移動させる
動作が行われるようになっている。このとき、各主軸１
３はその回転を阻害されることなく、移動機構１９によ
り所定ストロークの昇降が行えるようになっている。

【００１８】そして、キャップ２の巻締め作業時には巻
締作業ユニット１０の回転駆動手段１４によって主軸１
３が回転駆動され、この主軸１３とともにキャッピング
ヘッド１５が回転されるようになっている。さらに、こ
の巻締作業ユニット１０の駆動時にはボトル搬送ライン
の回転テーブル８によって移動されるボトル容器１の移
動に合わせてキャッピングヘッド１５を同一軌道に沿っ
て走行させるとともに、このボトル容器１の移動中に、
キャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに
接離する方向に移動させる。このとき、ボトル容器１の
移動軌道Ｌの始端（入り口側）位置の近傍の巻締め開始
位置でキャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部
１ａに接近させ、キャッピングヘッド１５で保持されて
いるキャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める
作業が開始される。そして、ボトル容器１が移動軌道に
沿って移動する動作中にキャップ２の巻締め作業が行わ
れ、ボトル容器１の移動軌道の終端位置（出口側）に達
する前の巻締め終了位置でキャップ２の巻締め作業が終
了するようになっている。これにより、ボトル容器１の
移動軌道の巻締め開始位置と巻締め終了位置との間の範
囲内でキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１
の口元部１ａへキャップ２を自動的に装着して施蓋する
ようになっている。

【００１９】また、トルク調整部１７には図２（Ｂ）に
示すようにスピンドル１６側の軸部１６ａに連結された
２つの略フランジ状のヒステリシス板１６ｂと、各ヒス
テリシス板１６ｂに対向配置された状態で主軸１３側の
ベース部材２０に固定された第１のマグネット２１とが
設けられている。さらに、スピンドル１６側の軸部１６
ａには２つのヒステリシス板１６ｂ間にリング状のアジ
ャスト部材２２がヒステリシス板１６ｂに対してスピン
ドル１６側の軸部１６ａの回転軸を中心に回動可能に保
持されている。このアジャスト部材２２の両面にはヒス
テリシス板１６ｂとの間に配置される第２のマグネット
２３が固定されている。これらの第２のマグネット２３
は図４（Ａ），（Ｂ）に示すようにヒステリシス板１６
ｂを介して第１のマグネット２１と対向配置されてい
る。

【００２０】ここで、第１のマグネット２１および第２
のマグネット２３から出てヒステリシス板１６ｂを通過
する磁束はヒステリシス板１６ｂの回転を妨げるように
働く。このときの抵抗力は第１のマグネット２１の磁極
と第２のマグネット２３の磁極との相対位置により変化
するため、本実施の形態のトルク調整部１７では第１の
マグネット２１と第２のマグネット２３との間の位相変
化にともないトルク調整を行うようになっている。例え
ば、図４（Ａ）は最小トルク設定時の磁束の状態、図４
（Ｂ）は最大トルク設定時の磁束の状態をそれぞれ示す
ものである。

【００２１】また、本実施の形態ではトルク調整部１７
を駆動してキャップ２の巻締状態を切換える巻締状態切
換え手段２４が設けられている。この巻締状態切換え手
段２４には図２（Ｂ）に示すようにエアーシリンダ機構
（往復ピストン機構）２４Ａと、このエアーシリンダ機
構２４Ａの動作に連動してトルク調整部１７を駆動する
カム機構部２４Ｂとが設けられている。

【００２２】さらに、エアーシリンダ機構２４Ａには図
２（Ａ）に示すように主軸１３の下部に形成された大径
筒体１３ａの筒壁によって形成されるシリンダ２５ａ
と、このシリンダ２５ａ内で上下方向に進退自在に装着
されたピストン２５ｂとが設けられている。そして、こ
の大径筒体１３ａの下端部にはトルク調整部１７のベー
ス部材２０が固定されている。

【００２３】また、大径筒体１３ａ内の下部にはピスト
ン２５ｂのストロークを２段階に規制するコイルばねか
らなる２段のリターンスプリング２６，２７が組み込ま
れている。ここで、大径筒体１３ａ内のピストン２５ｂ
のストロークの略中間位置には第１のばね受部２８、ピ
ストン２５ｂのストロークの最大ストローク位置には第
２のばね受部２９がそれぞれ配設されている。そして、
第１のばね受部２８とピストン２５ｂとの間には１段目
のスプリング２６が配設されている。さらに、第１のば
ね受部２８と第２のばね受部２９との間には１段目のス
プリング２６よりもばね力が大きい２段目のスプリング
２７が配設されている。そして、ピストン２５ｂは常時
はこれらのリターンスプリング２６，２７のばね力によ
って上方向に付勢され、図２（Ｂ）に示すようにシリン
ダ２５ａ内の上端部に圧接された初期状態で保持されて
いる。

【００２４】また、主軸１３の内部にはエアーシリンダ
機構２４Ａのシリンダ２５ａに高圧の作動エアーを供給
するためのエアー供給路３０ａと、キャッピングヘッド
１５のチャック機構用の流体通路３０ｂとが形成されて
いる。そして、エアー供給路３０ａから供給される１段
目の作動エアーによってピストン２５ｂが第１のばね受
部２８に当接する中間ストローク位置まで移動されるよ
うになっている。さらに、その後、１段目の作動エアー
よりも高圧な２段目の作動エアーが供給されることによ
り、ピストン２５ｂが第１のばね受部２８とともに下方
向に移動し、第２のばね受部２９に当接する最大ストロ
ーク位置まで移動されるようになっている。

【００２５】また、カム機構部２４Ｂにはエアーシリン
ダ機構２４Ａのピストン２５ｂに連結された略Ｌ字状断
面のスライド部材３１が設けられている。さらに、大径
筒体１３ａの筒壁にはこのスライド部材３１を主軸１３
の軸方向に移動させるスライド動作をガイドするガイド
溝３２が形成されている。

【００２６】また、図２（Ａ）に示すようにスライド部
材３１の下端部にはトルク調整用のカム溝３３が形成さ
れている。このカム溝３３にはトルク調整部１７を３段
のトルク調整状態に切換える３段のトルク切換え部３３
ａ〜３３ｃが形成されている。これらの３段のトルク切
換え部３３ａ〜３３ｃは主軸１３の軸方向から外れる横
方向に段状に配置されている。そして、最下段位置のト
ルク切換え部３３ａによって初期位置、中段位置のトル
ク切換え部３３ｂによって中間トルク切換え位置、最上
段位置のトルク切換え部３３ｃによって最大トルク切換
え位置にそれぞれ設定されている。

【００２７】また、このカム溝３３にはアジャスト部材
２２に突設されたトルク切換えレバー３４が挿入されて
いる。ここで、主軸１３側のベース部材２０には主軸１
３の軸方向に対して直交する方向に延設された長穴３５
が形成されている。そして、アジャスト部材２２のトル
ク切換えレバー３４はこの長穴３５内を通り、スライド
部材３１のカム溝３３に挿入されている。これにより、
エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂによってス
ライド部材３１がガイド溝３２に沿って主軸１３の軸方
向に移動させるスライド動作にともないアジャスト部材
２２のトルク切換えレバー３４がカム溝３３にガイドさ
れて主軸１３の軸方向から外れる横方向に移動するよう
になっている。

【００２８】そして、エアーシリンダ機構２４Ａのピス
トン２５ｂが図２（Ｂ）に示す初期状態で保持されてい
る場合にはアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３
４はカム溝３３のトルク切換え部３３ａに挿入された初
期位置で保持されるようになっている。このとき、トル
ク調整部１７は例えば、図４（Ａ）の最小トルク設定状
態で保持されるようになっている。また、エアーシリン
ダ機構２４Ａのピストン２５ｂが中間ストローク位置ま
で移動された状態で、アジャスト部材２２のトルク切換
えレバー３４はカム溝３３の中段位置のトルク切換え部
３３ｂに挿入された中間トルク切換え位置に切換えられ
るようになっている。この中間トルク切換え位置では、
トルク調整部１７は中間のトルク設定状態に切換えられ
るようになっている。さらに、エアーシリンダ機構２４
Ａのピストン２５ｂが最大ストローク位置まで移動され
た状態で、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３
４はカム溝３３の最上段位置のトルク切換え部３３ｃに
挿入された最大トルク切換え位置に切換えられるように
なっている。この最大トルク切換え位置では、トルク調
整部１７は図４（Ｂ）の最大トルク設定状態に切換えら
れるようになっている。

【００２９】次に、上記構成の作用について説明する。
本実施の形態のオートメーションのボトルキャップの巻
締装置３の駆動時にはボトル容器供給用の搬送ラインか
ら蓋装着前のボトル容器１がスターホイール等の繰り入
れ装置を経てロータリー式のボトルキャップの巻締装置
３側に連続的に順次、供給される。

【００３０】また、ボトルキャップの巻締装置３に供給
される蓋装着前のボトル容器１は回転テーブル８のボト
ル容器把持機構９に受け渡しされる。このとき、回転テ
ーブル８のボトル容器把持機構９に受け渡されたボトル
容器１は回転テーブル８の回転（公転）動作にともない
円形軌道に沿って後工程のスターホイール等の繰り出し
装置側への受け渡し位置まで搬送される。そして、この
ボトル容器１の搬送中に、ボトル容器１の口元部１ａに
キャップ２を施蓋する蓋装着作業が行われる。

【００３１】この蓋装着作業時には各巻締作業ユニット
１０の回転駆動手段１４および移動機構１９がそれぞれ
駆動されるとともに、ボトル容器１の口元部１ａに施蓋
されるキャップ２がキャップ供給装置１８から各キャッ
ピングヘッド１５に送られ、各キャッピングヘッド１５
にキャップ２が保持される。

【００３２】また、回転駆動手段１４によって各巻締作
業ユニット１０の主軸１３が回転（自転）駆動される。
このとき、この主軸１３の回転はトルク調整部１７を介
してキャッピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達さ
れ、キャッピングヘッド１５が回転される。

【００３３】さらに、この巻締作業ユニット１０の駆動
時にはボトル搬送ラインの回転テーブル８によって移動
されるボトル容器１の移動に合わせてキャッピングヘッ
ド１５を同一軌道に沿って走行させるとともに、このボ
トル容器１の移動中に、移動機構１９によってキャッピ
ングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接離する
方向に移動させる。

【００３４】ここで、ボトル容器１の移動軌道の始端
（入り口側）位置の近傍の巻締め開始位置Ｓでキャッピ
ングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接近させ
ることにより、ボトル容器１の口元部１ａの雄ねじ部４
にキャップ２の雌ねじ部５が螺合し始める。これによ
り、キャッピングヘッド１５で保持されているキャップ
２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める作業が開始さ
れる。そして、ボトル容器１が移動軌道に沿って移動す
る動作中にキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容
器１の移動軌道の終端位置（出口側）に達する前の巻締
め終了位置Ｅでキャップ２の巻締め作業が終了するよう
に制御される。これにより、ボトル容器１の移動軌道の
巻締め開始位置Ｓと巻締め終了位置Ｅとの間の範囲内で
キャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１の口元
部１ａへキャップ２が自動的に装着されて施蓋される。

【００３５】また、ボトル容器１の口元部１ａに図５
（Ａ）〜（Ｃ）に示すねじ込み式のキャップ２の内部に
押込み式の中栓６が組み込まれた中栓組み込みキャップ
を装着する作業時にはトルク調整部１７によってキャッ
プ２の巻締めトルクを次の通り変化させる制御が行われ
る。

【００３６】すなわち、このキャップ２の巻締め作業の
初期時にはキャップ２の雌ねじ部５がボトル容器１の口
元部１ａの雄ねじ部４に螺挿されるねじ込み作業のみが
行われる。この初期のねじ込み作業時には中栓６はボト
ル容器１の口元部１ａには非接触状態で保持されている
ので、比較的小さい巻締めトルクでキャップ２の巻締め
作業が行われる。そのため、この第１段階のキャップ２
の巻締め作業時にはエアーシリンダ機構２４Ａのピスト
ン２５ｂが図２（Ｂ）に示す初期状態で保持され、アジ
ャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３
のトルク切換え部３３ａに挿入された初期位置で保持さ
れることにより、トルク調整部１７は例えば、図４
（Ａ）の最小トルク設定状態で保持されている。

【００３７】また、この第１段階のキャップ２の巻締め
作業が進むと、図５（Ａ）に示すようにボトル容器１の
口元部１ａの受け縁１ｂに中栓６の係止部６ａが当接す
る。このとき、中栓６は嵌着方向への移動が規制される
ので、この状態ではキャッピングヘッド１５には、キャ
ップ２の巻締抵抗が大きくなる。そのため、この時点で
エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが中間スト
ローク位置まで移動され、アジャスト部材２２のトルク
切換えレバー３４はカム溝３３の中段位置のトルク切換
え部３３ｂに挿入された中間トルク切換え位置に切換え
られる。この中間トルク切換え位置では、トルク調整部
１７は中間のトルク設定状態に切換えられるので、第１
段階のキャップ２の巻締め作業よりも強い巻き締めトル
クで第２段階のキャップ２の巻き締め作業が行われる。

【００３８】さらに、この第２段階のキャップ２の巻き
締め作業時にはキャップ２は、中栓６と共に移動してボ
トル容器１の口元部１ａにねじ込まれる。このとき、中
栓６の係止部６ａは、ボトル容器１の口元部１ａに中栓
６が押し込まれる際に、その可撓性により弾性変形して
受け縁１ｂを乗り越え、かつ、その後、弾性変形された
係止部６ａが復元することで図５（Ｂ）に示すようにボ
トル容器１の受け縁１ｂに係合される。

【００３９】また、図５（Ｂ）の状態では、まだ、中栓
６の内面とボトル容器１の口元部１ａの上面との間に
は、同図に示すように、隙間Ｓが残った状態である。そ
のため、この時点で、エアーシリンダ機構２４Ａのピス
トン２５ｂが最大ストローク位置まで移動され、アジャ
スト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３の
最上段位置のトルク切換え部３３ｃに挿入された最大ト
ルク切換え位置に切換えられる。この最大トルク切換え
位置では、トルク調整部１７は図４（Ｂ）の最大トルク
設定状態に切換えられて最も強い巻き締めトルクで第３
段階のキャップ２の巻き締め作業が行われる。そして、
図５（Ｃ）に示すように中栓６の内面とボトル容器１の
口元部１ａの上面との間の隙間Ｓが残らない最終段階の
巻き締め作業が行われ、キャップ巻き締めの全行程が終
了する。

【００４０】なお、エアー供給路３０ａからエアーシリ
ンダ機構２４Ａのシリンダ２５ａへの作動エアーの供給
を遮断することにより、ピストン２５ｂは内蔵されたリ
ターンスプリング２６，２７のばね力によって図２
（Ｂ）に示す初期状態（トルクを発生させない状態）に
戻る。

【００４１】さらに、所定のキャップ２の装着作業が終
了すると、ボトルキャップの巻締装置３の出口部から繰
り出される蓋装着処理済のボトル容器１がスターホイー
ル等の繰り出し装置により取り出されて繰り出し用の搬
送ラインに繰り出される。

【００４２】そこで、上記構成のものにあっては次の効
果を奏する。すなわち、本実施の形態ではキャップ２を
ボトル容器１の口元部１ａに巻締める作業の初期状態で
はトルク切換えレバー３４がスライド部材３１のカム溝
３３における初期位置のトルク切換え部３３ａに挿入さ
れた状態で保持される。この状態で、エアーシリンダ機
構２４Ａのピストン２５ｂを主軸１３の軸方向に移動さ
せることにより、カム機構部２４Ｂのスライド部材３１
が主軸１３の軸方向に移動する。このとき、スライド部
材３１の移動にともないスライド部材３１のカム溝３３
によってアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４
が主軸１３の軸方向と直交する方向に移動される。これ
によってアジャスト部材２２を主軸１３の回転軸を中心
に回動させてアジャスト部材２２の第２のマグネット２
３をヒステリシス板１６ｂを介して第１のマグネット２
１に対して相対的に回動させ、第１のマグネット２１と
第２のマグネット２３との間の位相を変化させてキャッ
ピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達される回転ト
ルクのトルク調整を行うようにしている。そのため、キ
ャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める行程中
に巻締めトルクを任意に変化させることができるので、
適正な閉栓管理を行うことができる。

【００４３】例えば、キャップ供給装置１８から供給さ
れたキャップ２を掴む時、設定トルクよりも小さいトル
クでキャッピングヘッド１５のスピンドル１６を回転さ
せることができるので、キャップ２に回転力が伝わり難
く、キャップ２の削れ等の発生を防止することができ
る。また、中栓６の組み込みキャップ２等では中栓６が
ボトル容器１の口元部１ａに挿入するまでトルクを高く
し、中栓６が入ってしまった時点で弱いトルクで閉栓管
理を行うことにより、キャップ２が変形したり変色（白
化現象）を起こすなどの不良品の発生を防止することも
できる。

【００４４】なお、キャッピングヘッド１５のチャック
が一定トルクで常時回転している通常の巻締め方法で問
題がない場合には、本実施の形態の構成を品種によるト
ルク設定に使用することもできる。

【００４５】また、図６は第１の実施の形態（図１乃至
図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容器１のボトルキャ
ップの巻締装置３とは異なる構成のマグネットトルクア
ジャスターを示すものである。

【００４６】この図６のマグネットトルクアジャスター
ではトルク調整部１７に主軸１３の軸方向に離間対向配
置された第１のマグネット４１と、第２のマグネット４
２とが設けられている。ここで、上側の第１のマグネッ
ト４１は下側の第２のマグネット４２に対して接離する
方向（上下方向）に移動可能に支持されている。そし
て、この図６のマグネットトルクアジャスターに第１の
実施の形態の巻締状態切換え手段２４と略同様の構成の
巻締状態切換え手段を設け、相対するマグネット４１，
４２間の距離を変えることによってトルクを変化させる
構造にしてもよい。この場合も第１の実施の形態と同様
の効果が得られる。

【００４７】また、図７は第１の実施の形態（図１乃至
図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容器１のボトルキャ
ップの巻締装置３および図６のマグネットトルクアジャ
スターとは異なる構成のマグネットトルクアジャスター
を示すものである。

【００４８】この図７のマグネットトルクアジャスター
ではトルク調整部１７に同心円状に配置された２つの円
筒部材５１，５２が設けられている。ここで、内側の円
筒部材５１には第１のマグネット５３が固定されてい
る。さらに、外側の円筒部材５２には第２のマグネット
５４が固定されている。

【００４９】また、外側の円筒部材５２は内側の円筒部
材５１に対して上下方向に移動可能に支持されている。
そして、この図７のマグネットトルクアジャスターに第
１の実施の形態の巻締状態切換え手段２４と略同様の構
成の巻締状態切換え手段を設け、外側の円筒部材５２を
内側の円筒部材５１に対して上下方向に移動させること
により、第１のマグネット５３と第２のマグネット５４
との位置を変えてトルクを変化させる構造にしてもよ
い。この場合も第１の実施の形態と同様の効果が得られ
る。

【００５０】また、図８および図９は本発明の第２の実
施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施
の形態（図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容
器１のボトルキャップの巻締装置３の構成を次の通り変
更したものである。

【００５１】すなわち、本実施の形態では第１の実施の
形態のトルク調整部１７におけるアジャスト部材２２の
トルク切換えレバー３４を駆動する外付けのエアーシリ
ンダ６１を設けたものである。そして、このエアーシリ
ンダ６１によってアジャスト部材２２を主軸１３の回転
軸を中心に回動させてアジャスト部材２２の第２のマグ
ネット２３をヒステリシス板１６ｂを介して第１のマグ
ネット２１に対して相対的に回動させ、第１のマグネッ
ト２１と第２のマグネット２３との間の位相を変化させ
てキャッピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達され
る回転トルクのトルク調整を行うようにしたものであ
る。したがって、本実施の形態でも第１の実施の形態と
同様の効果が得られる。

【００５２】さらに、本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種
々変形実施できることは勿論である。

【００５３】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ボトル容器の
口元部に螺着されるキャップを保持するキャップ保持部
のスピンドルと、このスピンドルに回転トルクを伝達す
る回転軸部との間に複数のマグネット間の位相変化にと
もないトルク調整を行うトルク調整部を介設するととも
に、トルク調整部を駆動するカム機構部と、往復ピスト
ン機構のピストンの往復動作に連動してカム機構部を駆
動し、トルク調整部を駆動してキャップの巻締状態を切
換える巻締状態切換え手段とを設けたので、キャップを
巻締める行程中に巻締めトルクを変化させることがで
き、適正な閉栓管理を行うことができる。

【００５４】請求項２の発明によれば、アジャスト部材
を回転軸部の回転軸を中心に回動させてアジャスト部材
の第２のマグネットをヒステリシス板を介して第１のマ
グネットに対して相対的に回動させ、第１のマグネット
と第２のマグネットとの間の位相を変化させてスピンド
ルに伝達される回転トルクのトルク調整を行うようにし
たので、キャップを巻締める行程中に巻締めトルクを変
化させることができ、適正な閉栓管理を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のボトルキャップの
巻締装置の概略構成を示す正面図。

【図２】（Ａ）は第１の実施の形態のボトルキャップの
巻締装置における１つのキャップ保持部の主軸の部分の
概略構成を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線
断面図。

【図３】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
におけるトルク調整部を判断面にして示す側面図。

【図４】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
におけるトルク調整部の動作原理を示すもので、（Ａ）
は最小トルク設定時の磁束の状態を説明するための説明
図、（Ｂ）は最大トルク設定時の磁束の状態を説明する
ための説明図。

【図５】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
における中栓組み込みキャップの巻締動作を説明する説
明図。

【図６】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
とは異なる構成のマグネットトルクアジャスターの要部
の概略構成を示す縦断面図。

【図７】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
および図６のマグネットトルクアジャスターとは異なる
構成のマグネットトルクアジャスターの要部の概略構成
を示す縦断面図。

【図８】本発明の第２の実施の形態のボトルキャップの
巻締装置の要部の概略構成を示す平面図。

【図９】第２の実施の形態のボトルキャップの巻締装置
の要部の側面図。

【符号の説明】

１ ボトル容器 １ａ 口元部 ２ キャップ １３ 主軸（回転軸部） １５ キャッピングヘッド（キャップ保持部） １６ スピンドル １７ トルク調整部 ２１ 第１のマグネット ２３ 第２のマグネット ２４ 巻締状態切換え手段 ２４Ａ エアーシリンダ機構（往復ピストン機構） ２４Ｂ カム機構部 ２５ａ シリンダ ２５ｂ ピストン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 秀夫 静岡県清水市天神二丁目８番１号 靜甲株 式会社内 Ｆターム(参考） 3E080 AA07 AA10 CD05

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボトル容器の口元部に螺着されるキャッ
   プを保持するキャップ保持部のスピンドルと、このスピ
   ンドルに回転トルクを伝達する回転軸部との間に複数の
   マグネット間の位相変化にともないトルク調整を行うト
   ルク調整部を介設するとともに、前記トルク調整部を駆
   動して前記キャップの巻締状態を切換える巻締状態切換
   え手段とを設けたことを特徴とするボトルキャップの巻
   締装置。
2. 【請求項２】 前記トルク調整部は、前記スピンドル側
   に連結されたヒステリシス板と、前記回転軸部側に固定
   された第１のマグネットと、前記ヒステリシス板に対し
   て前記回転軸部の回転軸を中心に回動可能に保持された
   リング状のアジャスト部材と、このアジャスト部材に固
   定され、前記ヒステリシス板を介して前記第１のマグネ
   ットと対向配置された第２のマグネットとを具備し、 巻締状態切換え手段は、往復ピストン機構と、この往復
   ピストン機構のピストンの往復動作に連動して前記トル
   ク調整部を駆動するカム機構部とを具備し、 前記カム機構部は、前記回転軸部に対して前記回転軸部
   の軸方向に移動可能に支持されたスライド部材と、この
   スライド部材に形成され、前記アジャスト部材に突設さ
   れたトルク切換えレバーが挿入されるカム溝とを具備
   し、 前記往復ピストン機構は、前記ピストンの往復動作によ
   って前記スライド部材を前記回転軸部の軸方向にスライ
   ド移動させ、前記スライド部材のスライド動作にともな
   い前記カム溝によって前記トルク切換えレバーを介して
   前記アジャスト部材を前記スピンドルの回転軸を中心に
   回動させて前記第１のマグネットと前記第２のマグネッ
   トとの間の位相を変化させて前記スピンドルに伝達され
   る回転トルクのトルク調整を行うものであることを特徴
   とする請求項１に記載のボトルキャップの巻締装置。