JP2004268994A

JP2004268994A - キャッパーヘッド

Info

Publication number: JP2004268994A
Application number: JP2003063718A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ueda; 信幸上田; Kenji Takeuchi; 賢二竹内
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-10
Also published as: JP4620934B2

Abstract

【課題】昇降ストローク及びそのタイミングを定めていた固定歯車及び昇降用カムを用いることなく、ねじピッチを含むキャップの仕様が変更された等の場合でも対応可能な汎用性の高いキャッパーヘッドを提供する。
【解決手段】サーボモータ２の回転出力は摺動係合部３を経てねじ機構４に伝達され、ねじ軸１７はキャッピングのため回転しながら降下する。ねじ軸１７の降下ストロークは摺動係合部３によって許容される。キャッピング時、回転するチャック７と出力軸３１とのストロークがねじ機構４による降下ストロークと異なっていても、ストローク差吸収部５は、回転を伝達するスプラインと組み合わされたスプリング２３が軸方向に撓むことによって、そのストローク差を吸収する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チャックによって把持されたキャップを回転させながら容器の口部に自動的に螺着させるキャッパーヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、キャップを容器の口部に螺着させるキャッパーヘッドとして、図４に示すものがある。図４に示すキャッパーヘッド４０は、図示しないフレームに固定された固定歯車４１と、固定歯車４１に噛み合い固定歯車４１の回りを自転しながら公転する遊星歯車４２と、遊星歯車４２の出力軸４３と係合し遊星歯車４２の回転を伝達するが、図示しない回転フレームに対して軸方向に自由に相対移動可能に支持されたスライド式軸受４４と、スライド式軸受４４の出力側に連結されて巻締めトルクの上限を制限するトルクリミッタ４５と、トルクリミッタ４５の出力側に連結されてキャップ（図示せず）を回転するチャック４６とを備えている。遊星歯車４２は、固定歯車４１に対して軸方向移動可能に噛み合っており、スライド式軸受４４、トルクリミッタ４５及びチャック４６と共に回転フレームに対して昇降可能である。トルクリミッタ４５としては、例えば、トルク管理が容易で塵埃の発生が殆どない磁気式のリミッタが挙げられる。キャップの巻締めに伴ってチャック４６を降下させるため、スライド式軸受４４には、固定歯車４１に取り付けられている昇降用カム４８に係合するカムフォロワ４７が備わっている。
【０００３】
上記のように構成されたキャッパーヘッド４０によれば、図示しない駆動手段によって遊星歯車４２を固定歯車４１の回りに公転させると、遊星歯車４２と共にスライド式軸受４４が公転していることにより昇降用カム４８とそれに係合しているカムフォロワ４７とのカム作用によって、遊星歯車４２、スライド式軸受４４、トルクリミッタ４５及びチャック４６が昇降し、チャック４６に保持されているキャップが容器の口部に接近・離間する。キャップが容器の口部にねじ係合を開始すると、固定歯車４１との噛合いによって遊星歯車４２は、スライド式軸受４４、トルクリミッタ４５及びチャック４６と共に公転しつつ自転し、この自転の回転数でチャック４６はキャップを回転して容器の口部に巻き締める。このときの遊星歯車４２の回転数は、固定歯車４１とのギヤ比で定まる一定回転数である。キャップは、容器の口部に巻き締める程度と巻締めねじのピッチとに応じて口部の回りで降下するが、チャック４６の上部に緩衝部があり、巻締め必要回転数（約３回転分）以上の回転によるストローク差を吸収する。従って、チャック４６は、キャップの巻締め時におけるキャップの沈込みに対応して下降するので、ねじの損傷や巻締めミスをすることなくキャッピング動作を実行する。
【０００４】
別の従来のキャッパーヘッドの例が図５に示されている。図５に示すキャッパーヘッド５０においては、図４に示すキャッパーヘッド４０と共通する要素には同じ符号を付すことで再度の説明を省略する。キャッパーヘッド５０は、キャッパーヘッド４０と比較して、遊星歯車４２及びトルクリミッタ４５が用いられる代わりに、サーボモータ５１を用いている点で相違している。サーボモータ５１の回転は、その駆動軸５２、スライド式軸受４４を経てチャック４６に伝達され、キャップを容器の口部に巻き締める。図示しない駆動手段によって、昇降用カム４８のカム軸線４９回りにサーボモータ５１、スライド式軸受４４及びチャック４６を一体的に公転させる。この公転運動に応じて、スライド式軸受４４の外側部材に設けられているカムフォロワ４７と昇降用カム４８とのカム作用によって、サーボモータ５１からスライド式軸受４４を経てチャック４６までが、キャップの巻締めに対応して容器の口部に接近・離間する。
【０００５】
図４に示すキャッパーヘッド４０においては、遊星歯車４２の回転数はチャック４６の回転数でもあるので、キャップを巻き締めるときの回転数も公転数に対して一定である。また、チャック４６の昇降ストローク及びそのタイミングは、昇降用カム４８のカム形状に依存している。チャック４６の降下量は容器やキャップの仕様によって定まるため、昇降用カム４８のカム形状を予め定める必要がある。一方、図５に示すキャッパーヘッド５０では、サーボモータ５１によってチャック４６を回転させるので、チャック４６の回転数はサーボモータ５１によって任意に変更可能である。また、締め付けトルクは運転中もサーボモータ５１によって任意に変更可能である。
【０００６】
上記のような従来のキャッパーヘッドにおいては、チャックの昇降用として昇降用カムが用いられているが、カムとカムフォロワは耐摩耗性の材料を加工して形成するため加工コストが高くなり、キャッパーヘッドや巻締め装置の製造コストの上昇が避けられない。また、固定歯車と遊星歯車及びカムとカムフォロワの接触部分が外部に露出しているので、騒音や塵埃の点で改善の余地がある。カムフォロワが昇降用カムのカム溝内を滑らかに走行するには、接触部に潤滑材としてグリースが使用されるが、粘度の高いグリースを使用しても、装置の運転中にグリースが飛散することを完全に防止することは困難であり、内容物が充填された容器を扱うために清浄に維持されるべき周囲環境を汚す可能性がある。更に、キャップのねじピッチを含む仕様の変更があったときには昇降ストローク及びそのタイミングを変更しなくてはならないが、こうした変更に対応するには、固定歯車や昇降用カムを取り換える必要がある。
【０００７】
モータによって回転駆動される回転体を構成する回転テーブル上において、周方向等間隔位置に容器把持機構を設け、各容器把持機構の直上位置にそれぞれトルクモータとそのトルクモータによって回転駆動される栓把持機構とをガイド杆によって昇降可能に取り付け、外部に固定したカム機構とのカム作用によってトルクモータと栓把持機構とを一体的に昇降させ、トルクモータの駆動軸と栓把持機構を回転させる回転軸とをキー結合させることにより回転軸の昇降を許容しつつトルクモータの回転を伝達可能とするキャッパが提案されている（特許文献１参照）。このキャッパによれば、トルクモータによる駆動トルクを回転体の回転位置に応じて制御することも提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−３２４３９６号公報（段落［０００２］〜［０００３］、［０００７］；図１）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、キャップを容器の口部に巻き締めるキャッパーヘッドにおいて、固定歯車や昇降用カムのように、外部に露出し且つ製造コストが高い歯車やカム及びカムフォロワに依ることなく、内部の機構に工夫を凝らすことによって、チャックを回転させながら降下させるためための簡素な機構を得る点で解決すべき課題がある。
【００１０】
この発明の目的は、従来のキャッパーヘッドのように、昇降ストローク及びそのタイミングを定めるために、固定歯車及び昇降用カムを用いることなく、構造が簡素であって、外部環境を汚すことがないキャッパーヘッドを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明によるキャッパーヘッドは、モータ出力軸に回転を出力するサーボモータ、前記モータ出力軸によって回転されると共に当該回転に基づくねじ作用によって軸方向変位をするねじ出力軸を有するねじ機構、及び前記ねじ出力軸に連結され容器の口部に巻き締められるキャップを保持可能なチャックから成っている。
【００１２】
このキャッパーヘッドによれば、サーボモータを稼働させるときにモータ出力軸に回転が出力される。モータ出力軸の回転はねじ機構に伝達されるが、ねじ機構においては、ねじ出力軸は、モータ出力軸の回転によって回転をすると共にねじ作用によって当該回転が変換された軸方向変位をする。ねじ出力軸には、チャックが連結されているので、チャックがキャップを保持しつつ回転することによって、キャップが容器の口部に巻き締められる。また、ねじ出力軸の軸方向変位によって、キャップが巻き締められながら沈み込むというチャックの巻締め動作を確保することができる。
【００１３】
このキャッパーヘッドにおいて、前記ねじ機構は、前記ねじ出力軸とねじ係合して前記ねじ作用を与える固定ナットと、前記ねじ出力軸を前記モータ出力軸に対して前記軸方向変位を許容しつつ前記回転を伝達可能に係合する摺動係合部とを備えることができる。ねじ機構をこのように構成することによって、ねじ出力軸は、モータ出力軸の回転を受けて回転するときに、ねじ係合する固定ナットとのねじ作用によって軸方向に変位する。ねじ出力軸が軸方向に変位するときにも、摺動係合部によってモータ出力軸に対する係合を維持しているので、モータ出力軸の回転は支障なくねじ出力軸に伝達される。従って、ねじ出力軸は、モータ出力軸に対して互いに軸方向に摺動可能でありながら、回転については伝達をし続けることができる。
【００１４】
このキャッパーヘッドにおいて、前記ねじ出力軸は、前記サーボモータからの回転を前記キャップを巻き締める方向には伝達するが、巻き戻す方向には伝達しない一方向クラッチ部を備えることができる。容器の口部に巻き締められたキャップが、キャッパーヘッドの戻り動作で巻き戻されることは避けなければならない。上記のように構成されたキャッパーヘッドによれば、サーボモータの回転出力の回転方向がキャップの巻き締める方向であるときには、ねじ出力軸に設けられた一方向クラッチ部が回転を伝達してキャップを巻き締めるが、サーボモータの回転出力の回転方向がキャップの巻き戻し方向であるときには、一方向クラッチ部がその回転を伝達しない。従って、チャックは回転することなくねじ出力軸と共に上昇するので、容器の口部に巻き締めたキャップがキャッパーヘッドの戻り動作で巻き戻されることがない。
【００１５】
このキャッパーヘッドにおいて、前記ねじ出力軸は、前記両ピッチの差に基づく前記ねじ出力軸と前記チャックとのストローク差を吸収するストローク差吸収部を備えることができる。ねじピッチを含むキャップの仕様は、容器に応じて変更される場合がある。この場合でも、キャッパーヘッドとしては、昇降ストローク及びそのタイミングを変更することなく済ますことができれば好都合である。そのため、ねじ出力軸のねじのピッチをキャップの巻締め用のねじのピッチよりも、通常、大きく設定しておき、ねじ出力軸とチャックの回転時に両ピッチの差に基づく伝達経路上のストローク差を、ストローク差吸収部で吸収することが好ましい。また、キャップの巻締め開始時に、キャップの雌ねじ部の端部が容器口部の雄ねじ部の端部と噛み合いを始めるとき、雄ねじ部のねじ山の上を通るか、下を通るかによって最大１ピッチだけ軸方向にずれることがあるが、この場合にも、ストローク差吸収部は、この軸方向のずれを吸収可能である。このように、ねじピッチを含むキャップの仕様が変更された場合や、キャップの雌ねじ部と容器口部の雄ねじ部との噛み合わせ開始時のずれがある場合でも、対応可能な汎用性の高いキャッパーヘッドが得られる。ストローク差吸収部としては、例えば、ばねの弾性変形によって吸収するのが好ましい。
【００１６】
このキャッパーヘッドにおいて、前記ねじ機構を収容する固定のケース、前記ねじ出力軸が貫通して延びる前記ケースの出口をシールするシール部材、及び前記ねじ出力軸の前記ケース外側に延びる部分に設けられており前記チャックの洗浄時に薬液の侵入を防止するため前記ねじ出力軸の上昇により前記シール部材に当接する邪魔部材を備えることができる。キャップを把持するチャックは、ねじ機構を収容する固定のケースの外部に曝されているので、汚れが付着する可能性があり、定期的に薬液等で清掃することが望まれる。ねじ出力軸が貫通して延びるケースの出口は、シール部材でシールされていても、噴射される薬液の圧力等でシールを通ってケース内部に侵入する虞がある。そこで、ケースの外側に延びるねじ出力軸の部分に邪魔部材を備え、サーボモータの規定以上の戻り回転を行うことによって、邪魔部材がねじ出力軸の上昇によってシール部材に当接させることが好ましい。シール部材の外側が邪魔部材で圧接して覆われた状態となるので、噴射される薬液がシール部材を通ってケースの内部に侵入することを防止することができる。
【００１７】
このキャッパーヘッドにおいて、前記キャッパーヘッドは、複数の前記容器を周方向に隔置した位置で把持して公転するターレットに対して、前記各容器の直上位置を占める状態で同期して公転させることができる。キャッパーヘッドは、直下に搬送されてくる個々の容器に対して単独で作動させてもよいが、列を連ねて搬送されてくる多数の容器に対して、複数のキャッパーヘッドが順次キャップを巻き締めることができるようにしてよい。このキャッパーヘッドは、複数の容器を周方向に隔置した位置で把持して公転するターレットにおいて各容器の直上位置を占める状態でターレットと同期して公転させている従来配置を変更することなく、そのままターレットに適用することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明によるキャッパーヘッドの実施例を説明する。図１はこの発明によるキャッパーヘッドの一実施例を示す概略斜視図、図２は図１に示すキャッパーヘッドの縦断面図である。
【００１９】
図１に示すように、キャッパーヘッド１は、上方から、公転回転されるサーボモータ２、サーボモータ２のモータ出力軸の回転については伝達するが、係合部分が軸方向に移動するのが許容されて全体として伸長可能な摺動係合部３、摺動係合部３の出力側に連結されたねじ機構４、ねじ機構４のねじ出力軸４ａに連結されたチャック７から成っている。ねじ出力軸４ａには、ストローク差吸収部５、ストローク差吸収部５の出力側に連結された一方向クラッチ部６が設けられており、チャック７は一方向クラッチ部６の出力側に連結されている。図２に示すように、サーボモータ２に取り付けられた筒状をした固定のケース９が、摺動係合部３、ねじ機構４、ストローク差吸収部５及び一方向クラッチ部６を収容している。ケース９は、キャッパーヘッド１の摺動係合部３からチャック７の直上部までを覆っており、機械的な噛み合い等に起因して生じる塵埃等の異物が外部に飛散するのを防止し、周囲の清浄な環境を維持している。
【００２０】
サーボモータ２は、トルク管理が容易なモータであって、チャック７の回転用として用いられている。サーボモータ２は、図示しない回転機構によって、容器を把持した状態で回転するターレットの回転軸線の回りに公転回転する（図１の矢印Ａ参照）。サーボモータ２は、両方向に回転可能であり（図１の矢印Ｂ参照）、例えば、右回転でチャック７を回転しながら下降させてキャップを容器の口部に巻き締めることができ（図１の矢印Ｂ１参照）、左回転で後述する一方向クラッチ部６の作用によってチャック７にトルクを伝達することなくチャック７を持ち上げることが可能である（昇降を図１の矢印Ｌで示す）。
【００２１】
図２に示すように、摺動係合部３は、サーボモータ２のモータ出力軸１０と一体的に結合され且つ下方部分の内側にスプライン内歯１２が形成されている入力側部材としての筒軸１１と、一部が筒軸１１の内部に延びてスプライン内歯１２と噛み合うスプライン外歯１４が形成されている出力側部材としてのスプライン軸１３とから成っている。筒軸１１は、モータ出力軸１０に対してキー１５によって固定されており、モータ出力軸１０と一体回転する。スプライン内歯１２が形成されている内歯部分１１ｂは、図示のように筒状軸１１の本体部分１１ａに対してねじによって固定することができる。スプライン軸１３は、スプライン外歯１４がスプライン内歯１２と噛み合っており、常にサーボモータ２の出力回転を伝達可能であるが、後述するねじ機構４の作動時に軸方向移動が許容される。
【００２２】
摺動係合部３の出力側に連結されたねじ機構４は、ケース９に固定されたナット１６と、ねじ出力軸４ａの一部を構成し且つナット１６に螺合するねじ軸１７とを備えている。ねじ軸１７は、摺動係合部３から延びるスプライン軸１３と一体構造とすることができ、部品点数の減少が図られる。ねじ機構４は、ナット１６を、ねじ軸１７のねじ溝に接触しつつ転動する転動体が内部に循環可能に組み込まれているボールナットとし、ねじ軸１７が回転運動をするときに、その回転運動に加えてボールを介した滑らかなねじ変換動作によって、ねじ軸１７に軸方向運動を与えるボールねじ機構とすることができる。このときのねじ軸１７の軸方向運動は、摺動係合部３によって許容される。
【００２３】
ねじ軸１７は更に下方に延びて、ストローク差吸収部５に至っている。ストローク差吸収部５は、ねじ軸１７の下側に延び且つスプライン外歯２４が形成された入力側スプライン部材としての軸端部１８と、軸端部１８を取り囲む筒軸部１９と、筒軸部１９に固定され且つ軸端部１８のスプライン外歯２４と噛み合うスプライン内歯２５が形成されているアダプタ２０と、アダプタ２０の内方で軸端部１８に取り付けられたばね受け２１と筒軸部２０の底面２２との間に圧縮状態に設けられたスプリング２３とを備えている。従って、ねじ軸１７の回転は、スプライン外歯２４とスプライン内歯２５とのスプライン嵌合によって筒軸部１９にそのまま伝達される。ストローク差吸収部５は、キャップＣの巻締め時、ねじ軸１７、即ち、サーボモータ２のモータ出力軸１０の１回転当たり、ねじ機構４のねじ作動によってねじ軸１７に生じるストロークと、チャック７がキャップＣを巻き締めるときにキャップＣと容器の口部とのねじ係合によって生じるキャップＣのストロークとの差を吸収する機能を果たす。両ストロークは、通常、下降ストロークであって、ねじ軸１７に生じるストロークの方がキャップＣのストロークよりも大きい値に設定されている。両ストロークの差は、スプリング２３が軸方向の弾性変形によって撓むことにより吸収される。キャップＣの巻締めが完了してキャッパーヘッド１に作用する負荷が解消されると、ストローク差吸収部５は、スプリング２３の復元力によって、ストローク差が生じる前の状態に回復する。
【００２４】
キャップＣの巻締め開始時の現象として、キャップＣに形成されている雌ねじ部の端部が容器の口部に形成されている雄ねじ部の端部と噛み合い係合を始めるとき、極端なケースとして、雄ねじのねじ山の下を通って直ちに有効な巻締めが開始される場合と、ねじ山の上を通って巻締めが１回転分無効となる場合とがある。この雄ねじ部及び雌ねじ部の係合或いは通過の態様に応じて、最初の１回転で、最大１ピッチだけ軸方向にずれる可能性がある。この場合、ストローク差吸収部５は上記の軸方向のずれを吸収することができる。
【００２５】
ストローク差吸収部５に後続する一方向クラッチ部６は、筒軸部２０に取り付けられたカップ状のアウタ部材２７と、アウタ部材２７の内部に収容されてキャッパーヘッド１の出力軸（ねじ出力軸４ａの一部を構成する）３１と一体に結合されたインナ部材２８と、アウタ部材２７とインナ部材２８との間に介装されてアウタ部材２７の回転を伝達するクラッチ部材２９とを備えている。一方向クラッチ部６の断面図が、図３に示されている。クラッチ部材２９は、アウタ部材２７が一方向（矢印Ｄで示す）、即ち、巻締め方向に回転するとき、アウタ部材２７とインナ部材２８とに係合してその回転を伝達し、逆方向（矢印Ｅで示す）の回転時には傾斜してアウタ部材２７とインナ部材２８との係合が外れて空転し、トルクを伝達しない。逆方向回転時に出力軸３１を回転させないことにより、巻き締めたキャップＣを巻き戻すことを防ぐことができる。インナ部材２８は、軸受３０によってアウタ部材２７からの抜け落ちを防止されている。
【００２６】
出力軸３１やキャップＣを把持するチャック７は、摺動係合部３、ねじ機構４、及びストローク差吸収部５等を収容するケース９の外部に曝されているので、汚れが付着する可能性があり、定期的に薬液等で清掃することが望まれる。一方向クラッチ部６の下方には、ケース９との間にシール部８が設けられる。シール部８は、出力軸３１が貫通して延びるケース９の出口３２に設けられており出力軸３１とケース９の出口３２との間をシールするＯリングのようなシール部材３３を備えている。シール部材３３のみでは、薬液がその噴射圧力でケース９の出口３２からケース９の内部に侵入する虞がある。そこで、シール部８は、出力軸３１のケース９外側に延びる部分に、出力軸３１の上昇によりシール部材３３に当接する邪魔部材３４を備えている。シール部材３３に対向する邪魔部材３４の先端部分は円錐状頭部３５となっており、円錐状頭部３５はシール部材３３の円錐凹状の形状に相補的な凸状に形成されている。定期洗浄時等、サーボモータ２に通常以上の戻り回転を行うことにより、出力軸３１と共に邪魔部材３４が円錐状頭部３５をシール部材３３に当接させるまで上昇する。シール部材３３の外側は邪魔部材３４で覆われると共に、シール部材３３は出力軸３１と出口３２とに対して強く圧接される。従って、噴射薬液がシール部材３３に浴びせられる機会が無くなると共に、シール部材３３の周りを通ってケース９の内部に侵入することを未然に防止することができる。なお、出力軸３１とチャック７との洗浄時には、ケース９の先端に取り付けられているカバー３６は取り外される。
【００２７】
キャッパーヘッド１の一連の作用について説明する。キャッパーヘッド１は、図示しない回転機構によって公転回転される。その公転回転中に、チャック７を回転するためにサーボモータ２が駆動される。モータ出力軸１０の回転（例えば、右回転）は、摺動係合部３において筒軸１１から、筒軸１１とスプライン軸１３とのスプライン嵌合を介して、スプライン軸１３に伝達され、ねじ機構４において、スプライン軸１３と一体のねじ軸１７に入力される。ねじ機構４のナット１６はケース９に固定されているので、ねじ軸１７が回転するとき、ねじ軸１７は下降ストロークで軸方向に移動する。ねじ軸１７のこの移動は、摺動係合部３において、スプライン軸１３が筒軸１１に対して軸方向変位することにより許容され且つ吸収される。ねじ軸１７の軸方向変位をしながらの回転は、ストローク差吸収部５において軸端部１８とアダプタ２０とのスプライン嵌合を介してそのまま筒軸部２０を経て一方向クラッチ部６に伝達される。一方向クラッチ部６では、アウタ部材２７の右回転はクラッチ部材２９が係合状態となってインナ部材２８に伝達され、キャッパーヘッド１の出力軸３１と出力軸３１に連結されているチャック７に伝達されて、チャック７に保持されているキャップＣを軸方向変位させながら回転させて、キャップＣを容器の口部に巻き締める。
【００２８】
キャップＣの容器の口部への巻締めに応じて、キャップＣ、チャック７及び出力軸３１は、キャップのねじピッチに応じて降下方向に軸方向変位する。ストローク差吸収部５において、ねじ軸１７の軸方向変位量はねじ機構４のねじピッチで決定され、出力側のアダプタ２０の軸方向変位量はキャップＣのねじピッチで決定されるので、両者の軸方向変位量は一般的には異なっている。例えば、ねじ機構４のねじ軸１７において、ねじリードが１０ｍｍであるとするとき、キャップＣと容器の口部とのねじリードは、例えば３ｍｍ（又は、６ｍｍ或いは９ｍｍ）であり、一般には一致しない。サーボモータ２の１回転当たり、ねじ軸１７は１０ｍｍのストロークで降下するが、チャック７は３ｍｍのストロークで降下する。このストローク差を放置しておくとキャップＣと容器の口部のねじは破壊される虞があるが、キャッパーヘッド１によれば、ストローク差吸収部５において、軸端部１８が１０ｍｍのストロークで降下するのに対して、筒軸部１９が３ｍｍのストロークで降下し、７ｍｍのストローク差はスプリング２３が弾性変形で撓むことによって吸収される。ストローク差を許容する中で、軸端部１８とアダプタ２０とは、スプライン外歯２４とスプライン内歯２５との噛み合いによってスプライン嵌合をしており、回転力を伝達する。従って、キャップＣと容器の口部とを、ねじを破壊することなく巻き締めていくことができる。
【００２９】
キャップＣの巻き締め完了後、サーボモータ２を逆回転（左回転）させると、摺動係合部３を介してねじ機構４のねじ軸１７が回転しながら上昇し、ストローク差吸収部５も回転しながら上昇する。一方向クラッチ部６においては、アウタ部材２７は回転するがクラッチ部材２９は非係合状態となってインナ部材２６は回転しないので、チャック７は回転することなく上昇のみを行う。キャップＣの外周面がテーパ付けの円錐面であると、チャック７が上昇するだけでチャック７とキャップＣとの係合が外れる場合がある。しかしながら、キャップＣの外周面がテーパなしの円筒面であると、チャック７が上昇しても、直ちにはキャップＣとの係合が外れない。この場合、一方向クラッチ部６が出力軸３１を回転させないで上昇する。従って、チャック７は逆転することがないので、巻き締めたキャップＣが巻き戻されることがない。
【００３０】
駆動原として、サーボモータ２を用いることにより、速度及びトルク制御が容易であるので、チャック７を任意の速度、任意のタイミング、任意のストロークで作動させることができる。
【００３１】
【発明の効果】
この発明によるキャッパーヘッドは、上記のように、サーボモータとチャックとの間に、摺動係合部、ねじ機構を備えているので、チャックは、従来と同様に、サーボモータの駆動力で回転しながらキャップのねじピッチに応じて降下していく。チャックのこうした作動を得るために、キャッパーヘッドは、昇降ストローク及びそのタイミングを定める固定歯車及び昇降用カムを用いていないので、キャッパーヘッドの構造を簡単に且つ低コストで実現することができる。また、ねじ出力軸にストローク差吸収部を設けた場合には、仕様によってキャップのねじピッチが変更されたり、巻締め開始時に雄ねじ部と雌ねじ部とねじ山の係合の仕方によって軸方向にずれが生じても、ねじ機構で与えられるストロークとチャックに生じるストロークとの間の差は、ストローク差吸収部において自動的に吸収される。サーボモータは、巻締めの速度やトルクのみを考慮して駆動すればよい。このように、ねじピッチを含むキャップの仕様が変更された場合でも、従来のキャッパーヘッドでは必要であった、昇降ストローク及びそのタイミングを定める固定歯車及び昇降用カムの取換えは、必要がなく、汎用性の高いキャッパーヘッドを提供することができる。更に、ねじ出力軸に一方向クラッチ部を設けた場合には、キャップの外周面がテーパなしの円筒面であって、チャックの上昇開始時にチャックとの係合が直ちに外れなくても、巻き締めたキャップの巻戻しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるキャッパーヘッドの一実施例を示す概略斜視図である。
【図２】図１に示すキャッパーヘッドの縦断面図である。
【図３】図２に示すキャッパーヘッドに用いられる一方向クラッチ部の断面図である。
【図４】固定歯車と遊星歯車とを用いた従来のキャッパーヘッドの一例を示す斜視図である。
【図５】サーボモータを用いた従来のキャッパーヘッドの別の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１キャッパーヘッド２サーボモータ
３摺動係合部４ねじ機構４ａねじ出力軸
５ストローク差吸収部６一方向クラッチ部
７チャック８シール部
９ケース１０モータ出力軸
１１筒軸１２スプライン内歯
１３スプライン軸１４スプライン外歯
１６ナット１７ねじ軸
１８軸端部１９筒軸部
２０アダプタ２１ばね受け
２２底面２３スプリング
２４スプライン外歯２５スプライン内歯
２７アウタ部材２８インナ部材
２９クラッチ部材３０軸受
３１出力軸３２出口
３３シール部材３４邪魔部材
３５円錐状頭部Ｃキャップ

Claims

モータ出力軸に回転を出力するサーボモータ、前記モータ出力軸によって回転されると共に当該回転に基づくねじ作用によって軸方向変位をするねじ出力軸を有するねじ機構、及び前記ねじ出力軸に連結され容器の口部に巻き締められるキャップを保持可能なチャックから成るキャッパーヘッド。
前記ねじ機構は、前記ねじ出力軸とねじ係合して前記ねじ作用を与える固定ナットと、前記ねじ出力軸を前記モータ出力軸に対して前記軸方向変位を許容しつつ前記回転を伝達可能に係合する摺動係合部とを備えていることから成る請求項１に記載のキャッパーヘッド。
前記ねじ出力軸は、前記サーボモータからの回転を前記キャップを巻き締める方向には伝達するが、巻き戻す方向には伝達しない一方向クラッチ部を備えることから成る請求項１に記載のキャッパーヘッド。
前記ねじ出力軸は、前記両ピッチの差に基づく前記ねじ出力軸と前記チャックとのストローク差を吸収するストローク差吸収部を備えることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャッパーヘッド。
前記ねじ機構を収容する固定のケース、前記ねじ出力軸が貫通して延びる前記ケースの出口をシールするシール部材、及び前記ねじ出力軸の前記ケース外側に延びる部分に設けられており前記チャックの洗浄時に薬液の侵入を防止するため前記ねじ出力軸の上昇により前記シール部材に当接する邪魔部材を備えていることから成る請求項１に記載のキャッパーヘッド。
前記キャッパーヘッドは、複数の前記容器を周方向に隔置した位置で把持して公転するターレットに対して、前記各容器の直上位置を占める状態で同期して公転されることから成る請求項１に記載のキャッパーヘッド。