JP2007314235A - キャッパ - Google Patents

Abstract

【課題】ネック搬送を行いながらキャップ２の打ち込みを可能にする。
【解決手段】キャップ２を保持して下降するキャッピングヘッド３０と、その下方に配置され、容器４のネック部に形成されたフランジ４ｂの下方を把持するネックグリッパ２２とを備えており、供給された容器４をネックグリッパ２２によって把持してネック搬送を行い、キャップ２を保持したキャッピングヘッド３０が下降してきた時には、ネックグリッパ２２を僅かに開放してネックグリッパ２２と容器４の外面との間にクリアランスを形成することにより、打ち込まれるキャップ２に容器４がならってセンタリングが行われるようにする。
【選択図】図６

Description

本発明はキャッパに係り、特に、キャッピングヘッドによって保持したキャップを、下方の容器に向かって下降させて、容器の口部に押し込んで嵌着させる打ち込み式のキャッパに関するものである。

従来から使用されているびん等の通常の容器の場合には、搬送面に容器の底部を載せて直立した状態で搬送する、いわゆる底搬送方式をとっており、この底搬送方式による打ち込み式のキャッパでは、ポケット型のネックガイドによって容器の首部を支持して、容器のセンタリングと荷重の受けとを行っていた。

打ち込み式のキャッパは、スクリュー式のキャッパと比較して高いセンタリング精度を要求される。スクリュー式のキャッパの場合には、容器とキャップにそれぞれ形成されているねじ同士にガタがあるため、センタリングの僅かなずれは許容することができるが、打ち込み式のキャッパは、容器とキャップとのセンタリング位置がずれると、打ち込むことができずキャップが損傷してしまうおそれがあり、センタリング精度の要求が極めて高い。そのため、前記底搬送方式の打ち込み式キャッパの場合には、ネックガイドと容器とのクリアランスを大きくすることにより、キャップ打ち込み時に容器がキャップ側にならうようにして、キャップと容器のセンタリングを行うようにしている。

ところが、近年、ペットボトル等の軽量容器が広く用いられるようになっており、このような軽量容器では、搬送面上に容器を直立させた状態で搬送する底搬送方式では安定した搬送を行えないため、ネックグリッパによって容器の首部を把持して吊り下げた状態で搬送するネック搬送が行われている。このようにネックグリッパによって容器を把持するネック搬送の場合には、ネックグリッパと容器との間にクリアランスがないため、機械的に高い精度が要求される。また、機械の組み立て精度を高くしても、容器の精度誤差があると、安定した打ち込みが行えないという問題があった。そのため、従来は、ネック搬送によるスクリューキャッパは知られているが（例えば特許文献１参照）、打ち込み式のキャッパは存在していなかった。
特開２００３−２６２８９号公報（第２−４頁、図１）

本発明の目的は、ネック搬送において、打ち込み式のキャップを安定して打ち込むことができるキャッパを得ることにある。

本発明は、キャップを保持するとともに昇降可能なキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの下方に配置され、容器に形成されたフランジまたはその下方を把持するネックグリッパと、このネックグリッパを開閉する開閉手段と、前記ネックグリッパに容器を供給する容器供給手段とを備え、前記容器供給手段から供給されて前記ネックグリッパに把持された容器に対し、キャップを保持したキャッピングヘッドが下降してこのキャップを打ち込む際に、前記ネックグリッパを開放して前記容器のフランジまたはその下方とネックグリッパとの間にクリアランスを形成することを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、前記ネックグリッパは、容器を把持する際にはフランジの下方に当接し、キャップを打ち込む際には、開放してフランジの下面側を支持することを特徴とするものである。

さらに、請求項３の発明は、前記ネックグリッパは、容器を把持する面に容器のフランジを受け入れる溝を有し、容器を把持する際には、この溝をフランジの外面に当接させ、キャップを打ち込む際には、前記溝の内面でフランジの下面を支持することを特徴とするものである。

また、請求項４に記載の発明方法は、キャップを保持するキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの下方に配置され、容器に形成されたフランジまたはその下方を把持するネックグリッパとを備え、供給された容器を前記ネックグリッパによって把持した後、一旦ネックグリッパを開放して、容器のフランジまたはその下方とネックグリッパとの間にクリアランスを形成し、その状態でキャップを保持した前記キャッピングヘッドを下降させて容器にキャップを打ち込むことを特徴とするものである。

本発明のキャッパは、ネックグリッパによって把持されている容器に、キャッピングヘッドを下降させてキャップを打ち込む際に、ネックグリッパと容器のフランジよりも下部の外面との間にクリアランスができるように、ネックグリッパを開放することにより、キャッピングヘッドに保持されたキャップと容器の口部とのセンタリングが僅かにずれている場合でも、容器がキャップにならって動けるので、キャップの打ち込みミスが起こることなく、確実に打栓することができるという効果が得られる。

キャップを保持して昇降可能なキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの下方に配置され、開閉手段によって開閉可能なネックグリッパとを備えており、容器供給手段から供給された容器を、そのネック部に形成されているフランジまたはその下方側をネックグリッパによって把持させ、前記キャッピングヘッドがキャップを保持して下降する際に、ネックグリッパを開放して、容器とネックグリッパとの間にクリアランスを形成した状態でキャップの打ち込みを行うという構成により、ネック搬送の場合でもキャップの打ち込みを可能にするという目的を達成した。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係るキャッパを備えた充填ラインの全体の配置を簡略化して示す平面図、図２はキャッパの要部を示す縦断面図、図３は図２のＩＩＩ方向矢視図、図４は前記キャッパに設けられたネックグリッパの平面図である。この実施例では、キャップ２が打ち込まれる容器４はペットボトル等の軽量の樹脂容器であり、一方、キャップ２は、後に説明する図６に示すように、円筒状の外周壁２ａの内側に、環状のアウターリング２ｂとインナーリング２ｃとを有しており、インナーリング２ｃが容器４の口部４ａ内に挿入されるとともに、アウターリング２ｂが容器４の口部４ａの外面側に嵌着して、容器４の口部４ａを両側から挟持するようになっている。アウターリング２ｂの内周面の下端に環状の凸部２ｂａが形成されており、この凸部２ｂａが容器口部４ａの上端外面側に形成された肉厚部４ａａに係合して、キャップ２の脱落を防止するようになっている。

エアコンベヤ６によって搬送されてきたペットボトル等の樹脂容器４は、インフィードスクリュー８によって所定の間隔に切り離されて供給ホイール１０に引き渡される。この供給ホイール１０のグリッパ（図示せず）によってネック部を把持された容器４は、回転搬送されてリンサ１２に供給される。リンサ１２内に供給された容器４は、ネックを把持されて回転搬送される間に洗浄される。洗浄された容器４は、第１中間ホイール１４を介してフィラ１６に供給され、このフィラ１６においてネック搬送されつつ液体が充填された後、第２中間ホイール１８を介して、本発明の一実施例に係るキャッパ２０に供給される。このキャッパ２０では、供給された容器４が、図２ないし図４に示すネックグリッパ２２によってフランジ４ｂ（図６参照）の下部側４ｃを把持され、回転搬送される間にキャップ２が打ち込まれる。その後、容器４は排出ホイール２４を介して排出コンベヤ２６上に排出される。排出コンベヤ２６では、搬送面上に容器４が直立した状態で載せられ底面４ｄを支持されて搬送される。

前記キャッパ２０は、回転体２８の外周部に円周方向等間隔で複数のネックグリッパ２２が設けられている。また、各ネックグリッパ２２の上方には、それぞれ、キャップ２を保持して下降し前記容器４の口部４ａに打ち込むキャッピングヘッド３０が配置されている。キャッピングヘッド３０は、昇降するロッド３２と、この昇降ロッド３２の下端に設けられ、キャップ２を吸着して保持するチャック３４を備えている。前記昇降ロッド３２の上部にカムフォロア３６が取り付けられ、回転体２８の上方に配置された環状カム（以下、チャック昇降用カム３８と呼ぶ）に係合しており、このチャック昇降用カム３８の形状に応じて昇降ロッド３２およびチャック３４が昇降する。

ネックグリッパ２２について、前記図２ないし図４により説明する。ネックグリッパ２２は、回転体２８に回転自在に支持された２本の垂直な回転軸４０、４２の上端に、それぞれ取り付けられた一対のグリップ部材４４、４６を備えている。両グリップ部材４４、４６の先端部の互いに向かい合う面に、容器４のフランジ４ｂよりも下方側の部分４ｃの外径とほぼ一致する内径を有する円弧状の凹部４４ａ、４６ａが形成されている。前記両回転軸４０、４２の下端にそれぞれギヤ４８、５０が取り付けられて互いに噛み合っている。

両グリップ部材４４、４６は、その中央部付近でスプリング５２によって連結されており、常時先端部側を互いに引きつけられている。一方のグリップ部材４４の前記回転軸４０よりも後方側に、カムフォロア５４が取り付けられており、前記回転体２８の下方側に配置されている環状カム（以下、グリッパ開閉用カム５６と呼ぶ）に係合している。回転体２８の回転に伴ってこのカムフォロア５４がグリッパ開閉用カム５６に沿って回転移動し、グリッパ開閉用カム５６の形状に応じて前記一方のグリップ部材４４を回動させる。カムフォロア５４の取り付けられた一方のグリップ部材４４と他方のグリップ部材４６とは、それぞれの回転軸４０、４２の下端に固定されたギヤ４８、５０が互いに噛み合っているので、前記一方のグリップ部材４４がグリッパ開閉用カム５６により回動すると、他方のグリップ部材４６が、前記グリップ部材４４の回動する方向と逆方向に同量だけ回動し、一対のグリップ部材４４、４６が互いに接近し、また、離隔する。

以上の構成に係るキャッパ２０の作動について、前記図１ないし図４および図５、図６により説明する。なお、図５はチャック昇降用カム３８およびグリッパ開閉用カム５６のカム曲線の回転方向の位置を一致させて示す図であり、上方のチャック昇降用カム３８は図示の通りにカム曲線の高低を示し、下方のグリッパ開閉用カム５６はカム曲線の径の大きさを示し、上方が大径側、下方が小径側を示している。

エアコンベヤ６によって搬送されてきた容器４は、インフィードスクリュー８によって所定間隔に切り離された後、供給ホイール１０、リンサ１２、第１中間ホイール１４、フィラ１６および第２中間ホイール１８を、ネック搬送されて順次受け渡されつつ、洗浄および充填等の各処理が行われた後、キャッパ２０に供給される。このキャッパ２０に円周方向等間隔で設けられているネックグリッパ２２は、グリッパ開閉用カム５６の形状に応じて開閉されるようになっており、第２中間ホイール１８からの容器供給位置Ａでは、グリッパ開閉用カム５６の大径部５６ａ（図４参照）にカムフォロア５４が当接して、両グリップ部材４４、４６が開放している。開放した状態の両グリップ部材４４、４６間に、第２中間ホイール１８から容器４が挿入されると、カムフォロア５４がグリッパ開閉用カム５６の小径側への移行部５６ｂ通過する間に、両グリップ部材４４、４６が徐々に接近し、さらに、カムフォロア５４が小径部５６ｃに移動した時点で両グリップ部材４４、４６が完全に閉じ、容器４のフランジ４ｂよりも下方側の部分４ｃを両側から把持する（両グリップ部材４４、４６が閉じて容器４を把持する位置を図５中に５６Ａで示す）。

一方、チャック昇降用カム３８は、第２中間ホイール１８からキャッパ２０に容器４が供給される位置Ａでは、最も高い位置にあり、キャッピングヘッド３０の昇降ロッド３２に取り付けられているチャック３４は上昇している。続いて、カムフォロア３６がチャック昇降用カム３８の下降開始位置３８Ａ（図５参照）に到達すると、昇降ロッド３２とともにチャック３４が下降し、このチャック３４が吸着保持しているキャップ２が容器４の口部４ａに接近する（図６（ａ）参照）。チャック３４が下降を開始した時点では、ネックグリッパ２２のカムフォロア５４は、グリッパ開閉用カム５６の最も小径の部分５６ｃに接しており、両グリップ部材４４、４６が閉じた状態で容器４のフランジ４ｂの下部４ｃを把持している。

チャック３４に保持されているキャップ２が下降して容器４の口部４ａに接近してくると、グリッパ開閉用カム５６の径が僅かに拡大し、両グリップ部材４４、４６が少し開放する（グリッパ開閉用カム５６がグリッパ２２を少し開放させる位置を図５中に５６Ｂで示す）。このときに両グリップ部材４４、４６が離隔する量はわずかであり、グリップ部材４４、４６の円弧状凹部４４ａ、４６ａの内面と容器４の外面との間にクリアランスが形成されるが、容器４のフランジ４ｂの径よりも大きく開くことはなく、両グリップ部材４４、４６によってフランジ４ｂの下面側を支持した状態になる（図６（ｂ）参照）。両グリップ部材４４、４６が僅かに開放した時点では、キャップ２のアウターリング２ｂとインナーリング２ｃは容器４の口部４ａに接触していない。これは、キャップ２が容器４に当接した後で両グリップ部材４４、４６を開いて容器４の外面との間にクリアランスを形成したのでは、機械の組み立て精度や容器４の精度に誤差があった場合に、キャップ２が容器４に干渉してアウターリング２ｂもしくはインナーリング２ｃを変形させてしまうおそれがあるからである。

その後、チャック３４の下降が続き、キャップ２の打ち込みが開始される（チャック昇降用カム３８の打栓開始位置を図５中に３８Ｂで示す）。チャック３４が最も低い位置まで下降して打ち込みが行われ、キャップ２が容器４の口部４ａに完全に打ち込まれた後（図６（ｃ）参照）、グリップ部材４４のカムフォロア５４が再び、グリッパ開閉用カム５６の最も小径の部分に移行し再び容器４をグリップする（グリッパ開閉用カム５６の再グリップ位置を図５中に５６Ｃで示す）。ネックグリッパ２２の両グリップ部材４４、４６が再度容器４をグリップした後、チャック昇降用カム３８によってカムフォロア３６が上昇を開始し、図６（ｄ）に示すように、チャック３４がキャップ２を離して上昇する（チャック昇降用カム３８の上昇開始位置を図５中に３８Ｃで示す）。ネックグリッパ２２を少し開放した状態のままチャック３４を上昇させてキャップ２から離すと、遠心力により容器４が振られてしまうので、ネックグリッパ２２により容器４をしっかりと把持した状態に戻した上でチャック３４を上昇させる。

キャップ２の打ち込みが完了し、チャック３４がそのキャップ２を離して上昇した後、ネックグリッパ２２が、キャッパ２０から排出ホイール２４へ容器４の受け渡しを行う容器排出位置Ｂに到達すると、グリッパ開閉用カム５６が最も小径の部分から次第に大径部に移行して、両グリップ部材４４、４６が徐々に開放し、グリップしていた容器４を離してキャッパ２０から排出する。

前記実施例では、ネックグリッパ２２の両グリップ部材４４、４６によって容器４に形成されたフランジ４ｂの下方４ｃを把持し、キャップ２を打ち込む際には、両グリップ部材４４、４６を開放して容器４の外面に対してクリアランスを形成するとともに、これらグリップ部材４４、４６によってフランジ４ｂの下面側を支持するようにしたが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、図７または、図８に示すような構成でも良い。これらの実施例は、前記第１実施例とネックグリッパの構成だけが異なりその他の構成は同一であるので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７に示す実施例では、ネックグリッパ１２２の両グリップ部材１４４、１４６の容器４を把持する円弧状の凹部（把持面）に、水平方向のＶ溝１４４ａ、１４６ａを形成してあり、ネックグリッパ１２２によって容器４を把持する際には、両グリップ部材１４４、１４６のＶ溝１４４ａ、１４６ａ内にフランジ４ｂを嵌合させ、フランジ４ｂの外面を、Ｖ溝１４４ａ、１４６ａの両面の底部側に当接させる（図７（ａ）参照）。そして、キャップ２を容器４に打ち込む際に、キャッピングヘッド３０のチャック３４に吸着保持されているキャップ２が下降して容器４の口部４ａに接近した時点で、両グリップ部材１４４、１４６を僅かに開放する。すると、容器４のフランジ４ｂの下面側がグリップ部材１４４、１４６のＶ溝１４４ａ、１４６ａの下側の面上に載った状態で支持される（図７（ｂ）参照）。

また、図８に示す実施例は、図７の実施例の変形例であり、ネックグリッパ２２２の両グリップ部材２４４、２４６の円弧状の凹部（容器把持面）に、コ字状の溝２４４ａ、２４６ａが形成されている。この実施例では、容器４を把持する際には、両グリップ部材２４４、２４６を接近させてコ字状溝２４４ａ、２４６ａの底面に容器４のフランジ４ｂの外周面を当接させる。そして、キャップ２を容器４に打ち込む際には、両グリップ部材２４４、２４６を僅かに開放し、コ字状溝２４４ａ、２４６ａの下面上に、容器４のフランジ４ｂの下面を支持させる。

これらの実施例でも、容器４を回転搬送する間はネックグリッパ１２２、２２２の両グリップ部材１４４、１４６、２４４、２４６を接近させて、容器４の外面（フランジ４ｂの外面）に当接させることによりしっかりと把持し、キャップ２の打ち込みを行う間だけ、両グリップ部材１４４、１４６、２４４、２４６を開放して容器４の外面との間にクリアランスを形成するとともに、フランジ４ｂの下面側を支持させるようにしたので、容器４とキャップ２との軸線がずれていても、容器４側がキャップ２にならって移動することによりセンタリングが行われ、キャップ２を損傷することなく安定した打ち込みを行うことができる。

キャッパを含む充填ライン全体の配置を簡略化して示す平面図である。（実施例１） キャッパの要部（キャッピングヘッドおよびネックグリッパ）を示す縦断面図である。 図２のＩＩＩ方向矢視図である。 ネックグリッパの平面図である。 チャック昇降用カムとネックグリッパ開閉用カムのカム曲線を示す図である。 図（ａ）〜（ｄ）はキャップの打ち込み過程を順次示す動作説明図である。 図（ａ）、（ｂ）は第２実施例のキャッパによるキャップの打ち込み行程を示す部分断面図である。（実施例２） 図（ａ）、（ｂ）は第３実施例のキャッパによるキャップの打ち込み行程を示す部分断面図である。（実施例３）

符号の説明

２ キャップ
４ 容器
４ｂ フランジ
４ｃ フランジの下方
１８ 容器供給手段（第２中間ホイール）
２２ ネックグリッパ
３０ キャッピングヘッド
５６ 開閉手段（グリッパ開閉用カム）

Claims (4)

1. キャップを保持するとともに昇降可能なキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの下方に配置され、容器に形成されたフランジまたはその下方を把持するネックグリッパと、このネックグリッパを開閉する開閉手段と、前記ネックグリッパに容器を供給する容器供給手段とを備え、
   前記容器供給手段から供給されて前記ネックグリッパに把持された容器に対し、キャップを保持したキャッピングヘッドが下降してこのキャップを打ち込む際に、前記ネックグリッパを開放して前記容器のフランジまたはその下方とネックグリッパとの間にクリアランスを形成することを特徴とするキャッパ。
2. 前記ネックグリッパは、容器を把持する際にはフランジの下方に当接し、キャップを打ち込む際には、開放してフランジの下面側を支持することを特徴とする請求項１に記載のキャッパ。
3. 前記ネックグリッパは、容器を把持する面に容器のフランジを受け入れる溝を有し、容器を把持する際には、この溝をフランジの外面に当接させ、キャップを打ち込む際には、前記溝の内面でフランジの下面を支持することを特徴とするキャッパ。
4. キャップを保持するキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの下方に配置され、容器に形成されたフランジまたはその下方を把持するネックグリッパとを備え、
   供給された容器を前記ネックグリッパによって把持した後、一旦ネックグリッパを開放して、容器のフランジまたはその下方とネックグリッパとの間にクリアランスを形成し、その状態でキャップを保持した前記キャッピングヘッドを下降させて容器にキャップを打ち込むことを特徴とするキャッピング方法。

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