JP2009057052A - キャップ保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両側面１２ｃ、１２ｄの前方側と後方側とが非対称の形状をしているキャップ１２のセンタリングを行う。
【解決手段】キャップ１２の天面１２ｅを吸着するバキュームカップ２６とキャップの両側面１２ｃ、１２ｄに係合可能な一対の係合部を有するキャップ保持手段と、一対の係合部を接近離隔させる駆動手段３２と、バキュームカップ２６に吸着されたキャップの前後にそれぞれ配置された一対のストッパ５２、５６とを備え、さらに、係合部は、直立した支点３８に中央部が支持されたＶ字状のレバー４０と、このレバーの両端に設けられたローラ４４、４５と、両ローラをそれぞれ後方へ引き付けるスプリング５０を有しており、バキュームカップによってキャップを吸着した状態で、キャップの両側面に係合部を押し付けると、キャップが本来の中心Ｏ２からずれていた場合にはセンタリングされる。
【選択図】図４

Description

本発明はキャッパに設けられたキャップ保持装置に係り、特に、キャップの両側面が、その前方側と後方側とで非対称の形状をしている場合に、このキャップを保持してセンタリングを行うことが可能なキャップ保持装置に関するものである。

キャッパにおいて容器にキャッピングを行うために、キャッピングヘッドがキャップを吸着して保持する際には、キャップのセンタリングを行って正確に中心部を吸着しないと、容器とキャップとの位置がずれてキャップを容器に装着できない場合がある。このような事態を避けるため、吸着ヘッドによって吸着したキャップの位置を修正することができるキャップ保持装置がすでに提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された発明に係るキャップ保持装置（この文献ではキャップ締め付け装置と呼んでいる）は、Ｖ字形状の保持面を有する一対のクランプ部とこれを平行移動させる平行移動機構から構成されたクランプ手段と、キャップの天面を吸着する真空吸着ヘッドおよびこの吸着ヘッドを回転させる回転駆動手段から構成される吸着部と、この吸着部を昇降させるエアシリンダ等の昇降手段とを備えており、キャップの真上に移動させた吸着部を昇降手段によって下降させて、吸着ヘッドにキャップの天面を吸着させ、その後、キャップの落下防止と芯出しを行うため、クランプ手段によってキャップの側面を挟持させるようにしている。

この特許文献１に記載された発明の構造では、キャップ天面の吸着位置が中心より多少ずれていても、クランプ手段のクランプ部に形成されたＶ溝によってキャップを中央側に異動させることにより、吸着ヘッドの中心軸にキャップの位置を修正させることが可能である。
特公平６−７６１０４号公報（第２−３頁、図５）

前記特許文献１に記載された構成では、円形のキャップであれば、吸着ヘッドで吸着したキャップが吸着ヘッドの中心軸からずれていた場合でも、クランプ手段によって両側から挟持することによりセンタリングを行うことができ、容器へのキャッピングをスムーズに行うことができる。しかしながら、例えば、キャップの搬送方向前方側の形状と後方側の形状が異なっている、つまり前後の形状が非対称である場合には、クランプ手段が滑って保持できないおそれがある。また、クランプ手段によって保持できない場合には吸着ヘッドによって吸着しているキャップの位置を修正することができず、容器に装着することができないという問題が発生する。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、両側面の前方側と後方側とが非対称な形状の変形キャップでも正確に位置決めをして正常なキャッピングをすることが可能なキャップ保持装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、両側面の前方側と後方側とが非対称の形状をしているキャップの天面を吸着する吸着部および前記両側面に係合可能な一対の係合部を有するキャップ保持手段と、前記一対の係合部を接近離隔させる駆動手段と、前記吸着部に吸着されたキャップの前後にそれぞれ配置されたストッパとを備え、前記係合部を、直立した支点に中央部を支持されて回動可能なレバーと、このレバーの両端を付勢する付勢手段とを有する構成とし、前記キャップを保持する際に、吸着部によってキャップの天面を吸着した状態で、前記両係合部を接近させ、各レバーの両端をキャップの両側面に当接させることにより、このキャップを前後方向に移動させ、いずれか一方のストッパに当接させて位置決めすることを特徴とするものである。

また、請求項２に記載の発明は、前記係合部のレバーをＶ字形状とし、これら両端部にローラを設けたことを特徴とするものである。

本発明のキャップ保持装置は、吸着部によってキャップの天面を吸着した状態で、キャップの両側面に係合部のレバーの両端を係合させることにより、キャップを前後方向に移動させることができるので、両側面の前方側と後方側とが非対称の形状をしているキャップでも正確に位置決めすることができる。

キャップの天面を吸着する吸着部およびキャップの両側面に係合する係合部を有するキャップ保持手段と、前記一対の係合部を接近離隔させる駆動手段と、前記吸着部に吸着されたキャップの前後に配置されたストッパとを備えており、直立した支点ピンを中心に回動可能なレバーとこのレバーの両端を付勢する付勢手段を有する係合部を、両側面の前方側と後方側とが非対称の形状をし、天面を前記吸着部によって吸着されているキャップの両側面に当接させることにより、このキャップを前後方向に移動させ、前後いずれかのストッパに当接させて位置決めをするという構成により、変形キャップのセンタリングを行ってキャッピングを確実に行えるようにするという目的を達成する。

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プ保持装置を備えたキャッパの全体の配置を簡略化して示す平面図である。２は容器を保持して回転搬送する容器供給ホイール２Ａとその上方に配置されて一体的に回転するキャップ供給ディスク２Ｂを示すものである。下方の容器供給ホイール２Ａには、外周面に円周方向等間隔で図示しない容器を保持するポケット（図示を省略）が形成され、容器供給コンベヤ４から搬送されてきた容器が、各ポケットに一本ずつ引き渡されて回転搬送される。また、上方のキャップ供給ディスク２Ｂには、前記容器供給ホイール２Ａの各ポケットの位置に対応してピッカ８（図２および図３参照）が設けられており、キャップシュート１０から送り出されてきたキャップ１２（図２〜図４参照）を、これらピッカ８が１個ずつ取り出して下方の容器とともに回転搬送する。

この実施例に係るキャップ保持装置によって保持されるキャップ１２は、図２〜図４に示すように、前方の壁面１２ａ（この明細書では図３および図４の左側の壁面を前方の壁面と呼ぶことにする）が下方の開口部側が広くなるように傾斜し、後方の壁面１２ｂが直立している。また、前後の壁面１２ａ、１２ｂ間をつなぐ両側の壁面１２ｃ、１２ｄは、ほぼ垂直に立ち上がっている（図２参照）。さらに、このキャップ１２の天面１２ｅは、ほぼ長円形をしており、前方側と後方側とが非対称の形状をしている（図４参照）。天面１２ｅおよびその下方に、天面１２ｅとほぼ同一の形状で続く両側面１２ｃ、１２ｄは、中央付近の最も幅の広い部分１２ｅａから、前方側１２ｅｂと後方側１２ｅｃへ向けた傾斜が異なっており、後方側１２ｅｃの方が傾斜が大きくなっている。また、キャップ１２の天面１２ｅの下面側には、ピッカ８の頭部８ａが嵌入可能な短い筒状部１２ｆが形成されている。キャップ１２は、前述のように、前後に細長い形状をしており、キャップシュート１０により前向きまたは後ろ向きの状態（前方壁面１２ａを前方に向けた状態または後方壁面１２ｂを前方に向けた状態）で搬送される。

この実施例では、ピッカ８は、支持プレート１４上に固定された本体部８ｂと、この本体部８ｂの上部に形成された小さい頭部８ａとを有しており、この頭部８ａが前記キャップ１２の内面側に形成された短い筒状部１２ｆ内に嵌合し、本体部８ｂはキャップ１２の両側面１２ｃ、１２ｄ間に僅かの間隙を隔てて挿入されるようになっている（図２参照）。

前記ピッカ８によってキャップシュート１０から取り出され、キャップ供給ディスク２Ｂの回転によってキャッパ１８へのキャップ受け渡し区間（図１中に符号Ａで示す区間）へ搬送されるキャップ１２の搬送経路の途中に、ピッカ８に支持されているキャップ１２の方向、つまり、キャップ１２が前方壁面１２ａを搬送方向の前方側に向けているか後方壁面１２ｂを前方側に向けているかを検出するカメラ１６が配置されている。

容器供給ホイール２Ａのポケットに保持されて搬送されてきた容器は、キャッパ１８の回転体に設けられた容器保持手段（図示せず）に引き渡されて回転搬送される。また、上方のピッカ８に支持されて回転搬送されてきたキャップ１２は、前記キャッパ１８の容器保持手段の上方にそれぞれ対応して設けられているキャップ保持装置（キャッピングヘッド）２０に受け渡される。この実施例では、キャップ供給ディスク２Ｂに円周方向等間隔で設けられているピッカ８は、半径方向に進退動できるようになっており、キャップ供給ディスク２Ｂのピッカ８からキャッパ１８のキャッピングヘッド２０への受け渡し区間Ａで、半径方向に進退動することにより、キャッピングヘッド２０の円形移動軌跡に追従して移動するようになっている。このピッカ８をキャッピングヘッド２０に追従して移動させる構成は、例えば、特公平４−３１９５７号公報に記載された発明と同様の構成でも良く、また、別の構成で追従させるようにしても良い。

前記ピッカ８からキャッパ１８のキャッピングヘッド２０に受け渡されたキャップ１２は、下方の容器保持手段に保持された容器と上下の位置を一致させて回転搬送される間に、キャッピングヘッド２０が下降することにより容器に打栓される。前記キャッパ１８内でキャッピングが行われた容器は、容器排出ホイール１９に引き渡され、回転搬送された後、容器排出コンベヤ６上に排出されて次の工程に送られる。

次に、キャップ保持装置（キャッピングヘッド）２０の構成について、図２ないし図４により説明する。キャッピングヘッド２０は、キャッパ１８の回転体の外周部に円周方向等間隔で設けられており、回転体に昇降可能に支持されるとともに、回転体に対して回転（自転）できるようになっている。このキャッピングヘッド２０は、スピンドル２２の下端に、内部にバキューム通路２４ａが形成されたブロック２４が固定され、このブロック２４の下面中央部にバキュームカップ２６が取り付けられている。このバキュームカップ２６は、ブロック２４内のバキューム通路２４ａ、このバキューム通路２４ａに連結された外部のバキュームチューブ２８、および図示しない切換弁等を介してバキューム源に接続されており、バキュームを作用させることにより前記キャップ１２の天面１２ｅを吸着して保持することができる。

前記ブロック２４の下端部の外周に、筒状部材３０が固定されている。この筒状部材３０は、前記バキュームカップ２６の周囲を囲んでおり、バキュームカップ２６が何も吸着していない状態の時には、筒状部材３０の下面からバキュームカップ２６の下面が僅かに突出している。この筒状部材３０の外方の一側部（図３および図４の左側）に開閉用エアシリンダ３２が設けられており、この開閉用エアシリンダ３２の作動によって平行して配置された一対のアーム３４が開閉する。これら一対のアーム３４は、このキャッピングヘッド２０によって保持されるキャップ１２の両側面１２ｃ、１２ｄにそれぞれ対向して配置されており、前記開閉用エアシリンダ３２の作動により、平行な状態のまま接近し、また、離隔する。

各アーム３４に平面形状が二等辺三角形の支持プレート３６が固定され、これら各支持プレート３６の頂部（二等辺三角形の頂部）に直立した支点ピン３８が支持されている。この支点ピン３８に、くの字状（角度の大きいＶ字状）のレバー４０の中央部が回転自在に支持されている。くの字状のレバー４０の両端は、バキュームカップ２６に吸着されたキャップ１２の方向を向いており、これら各端部に直立した支持ピン４２を介してローラ４４、４５が取り付けられている（図４の左側に位置している開閉用エアシリンダ３２側のローラを第１ローラ４４、逆側のローラを第２ローラ４５と呼ぶことにする）。前記筒状部材３０の外面に、一対の平行な取付プレート４６が固定されている。これら取付プレート４６に下方を向けたスプリング取付ピン４８が固定されている。第１および第２ローラ４４、４５が取り付けられた前記各支持ピン４２と、これら各スプリング取付ピン４８との間にそれぞれスプリング５０が連結されて各ローラ４４、４５を引き付けている。前記支点ピン３８、レバー４０およびスプリング５０によって、請求項１に記載した係合部が構成されている。また、この係合部と前記吸着部（バキュームカップ２６）によってキャップ保持手段が構成されている。

前記開閉用エアシリンダ３２の外側に、下部をL字状に折り曲げたプレート５２が固定されている。このプレート５２の折り曲げられた下部の先端５２ａが第１のストッパを構成している。また、開閉用エアシリンダ３２の向かい側に固定部材５４が設けられており、この固定部材５４の外側に下部がＬ字状に折り曲げられたプレート５６が固定されている。このプレート５６の折り曲げられた下部の先端５６ａが第２のストッパを構成している。これら両ストッパ５２ａ、５６ａの間隔は、前記バキュームカップ２６に吸着されたキャップ１２の、ストッパ５２ａ、５６ａの高さにおける前後方向の長さよりもやや大きくなっており（図３参照）、キャップ１２は両ストッパ５２ａ、５６ａ間で前後に移動できるようになっている。

このキャッピングヘッド２０は、昇降可能であるとともに回転可能であり、前記カメラ１６によって確認されたキャップ１２の向きが正常な場合（例えば、前方の壁面１２ａを搬送方向前方に向けている場合）には、そのままの方向で容器にキャッピングを行い、キャップ１２の向きが逆向きであった場合（例えば、後方の壁面１２ｂを搬送方向前方に向けている場合）には、１８０度回転してキャップ１２の向きを正常な方向へ修正した後キャッピングを行う。なお、この実施例では、キャッピングヘッド２０をサーボモータ（図示せず）によって回転させるようにしているが、回転手段はサーボモータに限るものではなく、例えば、太陽ギヤとピニオンとストッパ等を用いたメカ機構等によって回転させることも可能である。

以上の構成に係るキャッパ１８およびこのキャッパ１８に設けられたキャップ保持装置（キャッピングヘッド）２０の動作について説明する。容器供給コンベヤ４によって搬送されてきた容器は、容器供給ホイール２Ａの外周に形成されたポケットに１本ずつ保持されて回転搬送される。一方、キャップシュート１０では、キャップ１２が前方壁面１２ａまたは後方壁面１２ｂのいずれかを前方に向けて搬送されるようになっており、このキャップシュート１０によって送られてきたキャップ１２は、前記容器供給ホイール２Ａの上方に配置されて一体的に回転するキャップ供給ディスク２Ｂに設けられたピッカ８によって、１個ずつ取り出されて回転搬送される。ピッカ８に保持されたキャップ１２は、キャップシュート１０内と同様に、その前方壁面１２ａまたは後方壁面１２ｂのいずれかを前方に向けて搬送されており、その向きをカメラ１６によって確認される。

下方の容器供給ホイール２Ａに支持された容器と上方のキャップ供給ディスク２Ｂのピッカ８に支持されたキャップ１２は、上下の位置を一致させて回転搬送され、キャップ受け渡し区間Ａに到達すると、容器は、円形の搬送経路で搬送する容器供給ホイール２Ａから、同様に円形の搬送経路で搬送するキャッパ１８の回転体に設けられた容器保持手段に引き渡される。一方、ピッカ８はキャップ供給ディスク２Ｂに対して半径方向に進退動できるようになっており、キャップ受け渡し区間Ａでは、キャッパ１８の回転体に設けられて円形の移動軌跡を通るキャッピングヘッド２０に追従して、キャッピングヘッド２０と同じ移動経路を通るようになっており、この追従して移動するキャップ受け渡し区間Ａで、キャップ１２がピッカ８からキャッピングヘッド２０に引き渡される。

ピッカ８によって支持されたキャップ１２は、キャッパ１８への受け渡し区間Ａに到達すると、キャップ供給ディスク２Ｂの半径方向内方へ後退しつつ、キャッピングヘッド２０の円形の移動経路に追従して移動し、その間にピッカ８からキャッピングヘッド２０へのキャップ１２の受け渡しが行われる。受け渡し区間Ａでは、先ず、キャッピングヘッド２０が下降してバキュームカップ２６をキャップ１２の天面１２ｅに密着させ、バキュームの作用によりキャップ１２を吸着する。バキュームカップ２６によってキャップ１２を吸着する時点では、キャップ１２の両側に位置しているアーム３４は、開閉用エアシリンダ３２によって開放しており、これらアーム３４に支点ピン３８を介して支持されているレバー４０の両端に取り付けられた第１および第２ローラ４４、４５は、キャップ１２の側面１２ｃ、１２ｄから離れている（図５（ａ）参照）。

バキュームカップ２６によりキャップ１２の天面１２ｅを吸着した後、開閉用エアシリンダ３２によって両アーム３４をキャップ１２の方向へ前進させる。各アーム３４にそれぞれ支持されているレバー４０は、両端の支持ピン４２がスプリング５０によって均等な力で外側に引き付けられており、ローラ４４、４５がキャップ１２に当接する前は、キャップ１２のセンターライン（キャップ１２の前後方向の中心線）Ｃから等距離にある。キャップ１２の両側からレバー４０の両端に取り付けられているローラ４４、４５が接近すると、キャップ１２の天面１２ｅおよび両側面１２ｃ、１２ｄの前方側１２ｅｂ（図５（ａ）〜（ｃ）の左側）が後方側１２ｅｃ（同図の右側）よりも傾斜が小さいので、先ず、この前方側の第１ローラ４４がキャップ１２の側面１２ｃ、１２ｄに当接する（図５（ｂ）参照）。

両アーム３４が前進を続けると、両レバー４０は、支点ピン３８を中心に、キャップ１２に接触していない第２ローラ４５（図５（ｂ）の右側のローラ）がキャップ１２に接近する方向への回転トルクが作用し、これら第２ローラ４５がキャップ１２の側面１２ｃ、１２ｄに接触するまでレバー４０が回転する。各レバー４０の第２ローラ４５がキャップ１２の側面１２ｃ、１２ｄに当接した後、両アーム３４がさらにキャップ１２側に前進しようとすると、レバー４０は前記動作で回転した方向にさらに回転しようとする。この作用によって第２ローラ４５がキャップ１２を前後方向に移動させる。この例では、キャップ１２を前方壁面１２ａ側（図５（ａ）〜（ｃ）の左方向）に移動させ、キャップ１２の前方壁面１２ａが第１ストッパ５２に当接して停止する。その結果、バキュームカップ２６によって吸着された時点で、本来あるべきキャップ１２の中心位置Ｏ２からキャップ１２の中心Ｏ１がずれていた場合でも（図５（ａ）、（ｂ）参照）、ずれているキャップ１２の中心Ｏ１が、本来あるべきキャップ１２の中心（キャッピングヘッド２０のスピンドル２２の中心）Ｏ２に一致してセンタリングが行われる（図５（ｃ）参照）。

次に、キャップ１２が、前述の方向（図５（ａ）の方向）と逆の方向を向いて搬送されてきた場合（図５（ｄ）に示すようにキャップ１２の前方側の壁面１２ａが右側を向いている場合）に付いて説明する。バキュームカップ２６がキャップ１２の天面１２ｅを吸着した時点では、図５（ｄ）に示すように、両側のアーム３４が開閉用シリンダ３２によって最も離隔した位置にあり、両レバー４０の各ローラ４４、４５はキャップ１２の両側面１２ｃ、１２ｄに接触していない。また、キャップ１２の中心Ｏ１が、本来あるべき中心Ｏ２から図の左側にずれている。

この状態から、開閉用エアシリンダ３２の作動によって両アーム３４をキャップ１２の方向へ前進させると、キャップ１２の前方壁面１２ａ側に位置している第２ローラ４５が先にキャップ１２の側面１２ｃ、１２ｄに当接する（図５（ｅ）参照）。その後、さらにアーム３４が前進を続けると、両レバー４０は、支点ピン３８を中心にして、キャップ１２の後方壁面１２ｂ側に位置している第１ローラ４４をキャップ１２に接近させる方向の回転トルクが発生し、その第２ローラ４４がキャップ１２の後方壁面１２ｂ寄りの側面１２ｃ、１２ｄに当接する。さらにレバー４０が回転しようとすることによりキャップ１２を前方壁面１２ａ側に移動させ、キャップ１２の前方壁面１２ａを第２ストッパ５６に当接させて位置決めを行う（図５（ｆ）参照）。このように位置決めした状態で、ずれていたキャップ１２の中心Ｏ１が本来あるべき中心位置Ｏ２に一致してセンタリングが行われる。

本発明の一実施例に係るキャップ保持装置を備えたキャッパの全体の構成を簡略化して示す平面図である。（実施例１） 前記キャップ保持装置の正面図である。 前記キャップ保持装置の側面図である。 前記キャップ保持装置の平面図である。 図（ａ）〜（ｃ）はキャップ保持装置によってキャップを保持する際にセンタリングを行う状態を順次説明する図であり、図（ｄ）〜（ｆ）はキャップ保持装置によって逆方向を向いたキャップを保持する際にセンタリングを行う状態を順次説明する図である。

符号の説明

１２ キャップ
１２ｃ キャップの側面
１２ｄ キャップの側面
１２ｅ キャップの天面
２６ 吸着部（バキュームカップ）
３８ 支点（支点ピン）
４０ 係合部（レバー）
４４ 係合部（第１ローラ）
４５ 係合部（第２ローラ）
５０ 付勢手段（スプリング）
５２ ストッパ（第１ストッパ）
５６ ストッパ（第２ストッパ）

Claims (2)

1. 両側面の前方側と後方側とが非対称の形状をしているキャップの天面を吸着する吸着部および前記両側面に係合可能な一対の係合部を有するキャップ保持手段と、前記一対の係合部を接近離隔させる駆動手段と、前記吸着部に吸着されたキャップの前後にそれぞれ配置されたストッパとを備え、
   前記係合部を、直立した支点に中央部を支持されて回動可能なレバーと、このレバーの両端を付勢する付勢手段とを有する構成とし、
   前記キャップを保持する際に、吸着部によってキャップの天面を吸着した状態で、前記両係合部を接近させ、各レバーの両端をキャップの両側面に当接させることにより、このキャップを前後方向に移動させ、いずれか一方のストッパに当接させて位置決めすることを特徴とするキャップ保持装置。
2. 前記係合部のレバーをＶ字形状とし、これら両端部にローラを設けたことを特徴とする請求項１に記載のキャップ保持装置。

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