JP2017071416A - キャッピングヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】本体部と蓋部に分割されたキャップを容器に装着する動作の後、キャップから離脱するときに、蓋部に干渉して蓋部が本体部から外れることのないキャッピングヘッドを提供する。【解決手段】キャッピングヘッドは、外周面に縦溝が形成された本体部Ｃ１に蓋部Ｃ２が着脱可能に連結されて構成されるキャップＣを容器の口部に巻き締めて装着する。複数のチャック部材２６は、縦溝に係合可能な凸部が内面２６ｂに形成される。プッシャ２５はチャック部材２６を内側に向けて付勢する。天面当接部材３６はキャップＣの天面に当接する。複数のチャック部材２６によって囲繞される空間にキャップＣを嵌合させ、かつ天面当接部材３６をキャップＣに当接させることにより、凸部を縦溝に係合させてキャップＣを容器の口部に巻き締める状態において、凸部は本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の境界Ｅを越えて蓋部Ｃ２の少なくとも一部にかかる。【選択図】図２

Description

本発明は、キャップを保持して容器の口部に巻き締めるキャッピングヘッドに関する。

従来、ペットボトル等の容器の口部にキャップを装着する装置として、例えば特許文献１、２に開示されたキャッピングヘッドが知られている。これらのキャッピングヘッドは、キャップの外周面を把持するための複数のチャック部材が付勢手段によって内方に付勢され、キャップディスク上に支持されたキャップに向かって下降し、キャップを把持するように構成されている。キャップの外周面には軸心方向に延びる多数の縦溝が形成され、チャック部材の内面には、キャップの縦溝に係合する多数の凸部が形成されている。すなわちチャック部材は凸部を縦溝に係合させてキャップを把持した状態で回転しつつ下降し、チャック部材に保持されている容器の口部にキャップを装着する。

一方、外周面に縦溝が形成された筒状の本体部に、蓋部がヒンジを介して連結されたキャップが知られている。蓋部においてヒンジとは反対側には指掛けタブが設けられ、使用者は指掛けタブを操作して蓋部を開閉することができる。

特許第４２５８８９３号公報 特許第４１７５２９０号公報

本体部と蓋部に分割されたキャップを、上述した従来のキャッピングヘッドを用いて容器の口部に装着することが可能である。しかしキャップを容器に装着した後、キャッピングヘッドを上昇させてキャップから離脱させようとするときに、チャック部材の凸部がキャップの指掛けタブ等に引っ掛かり、蓋部が本体部から外れて本体部の開口を開放してしまうおそれがある。

本発明は、本体部と蓋部に分割されたキャップを容器に装着する動作の後、キャップから離脱するときに、蓋部に干渉して蓋部が本体部から外れることのないキャッピングヘッドを提供することを目的としている。

本発明は、外周面に縦溝が形成された本体部に蓋部が着脱可能に連結されて構成されるキャップを容器の口部に巻き締めて装着するキャッピングヘッドである。このキャッピングヘッドは、縦溝に係合可能な凸部が内面に形成された複数のチャック部材と、これらチャック部材を内側に向けて付勢する付勢手段と、キャップの天面に当接する天面当接部材とを備え、複数のチャック部材によって囲繞される空間に前記キャップを嵌合させ、かつ天面当接部材を前記キャップに当接させることにより、凸部を縦溝に係合させてキャップを容器の口部に巻き締める状態において、凸部が本体部と蓋部の境界を越えて蓋部の少なくとも一部にかかることを特徴としている。

チャック部材の凸部は例えば、チャック部材の高さ方向の中間部分に形成され、チャック部材の内面において、凸部よりも下方部分と凸部よりも上方部分はキャップから離間するように傾斜している。

キャップの蓋部は例えば、ヒンジ部を介して本体部と接続され、ヒンジ部とは反対側には蓋部を開放するために用いられる指掛けタブが設けられており、ヒンジ部と指掛けタブが本体部の外周面よりも外方に突出している。

本発明によれば、本体部と蓋部に分割されたキャップを容器に装着する動作の後、キャップから離脱するときに、蓋部に干渉して蓋部が本体部から外れることのないキャッピングヘッドを得ることができる。

本発明の第１または第２実施形態を適用したキャッピングヘッドを備えたキャッパを概略的に示す平面図である。 第１実施形態のキャッピングヘッドを示す断面図である。 キャッピングヘッドを図２のＡ方向から見た矢視図である。 図２のＢの部分を拡大して示す図である。 第２実施形態のキャッピングヘッドを示し、図６のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 キャッピングヘッドを図５のＦ方向から見た矢視図である。

以下、図示された実施形態を参照して本発明を説明する。図１は充填システムの一部であるキャッパ１０の概略構成を示し、キャッパ１０は供給スターホイール１１とキャッパスターホイール１２とキャップディスク１３と排出スターホイール１４とを備える。

供給スターホイール１１は、図において時計方向に回転し、フィラ（図示せず）により内容物を充填されて搬送されてきたペットボトル等の容器をキャッパスターホイール１２に受け渡す。キャッパスターホイール１２は反時計方向に回転し、キャップディスク１３からキャップを供給され、供給スターホイール１１から受け渡された容器の口部に巻き締めて装着する。キャップを装着された容器は、キャッパスターホイール１２から排出スターホイール１４を介して搬送コンベヤ（図示せず）に受け渡され、次工程に搬送される。

図２は第１実施形態のキャッピングヘッド２０を示している。キャッピングヘッド２０はキャッパスターホイール１２の外周縁に沿って一定間隔毎に設けられる。キャッピングヘッド２０の中心軸Ｘはキャッパスターホイール１２の回転軸に平行である。昇降ロッド２１は中心軸Ｘに沿って延び、中心軸Ｘの周りに回転自在であるとともに中心軸Ｘに沿って昇降自在である。この昇降動作と回転動作によって、キャッピングヘッド２０はキャップディスク１３からキャップを受取り、キャッパスターホイール１２によって搬送されている容器の口部に装着する。

昇降ロッド２１の下端には、その上方部分よりも小径の取付け部２１ａが形成され、取付け部２１ａにはベース部材２２が取付けボルト２３によって固定される。ベース部材２２は昇降ロッド２１の取付け部２１ａに嵌合する基部２２ａと、基部２２ａより下方に形成され、中心軸Ｘに沿って延びる円柱状の支持部２２ｂとを有する。基部２２ａの外壁面には水平方向に延びるフランジ２２ｃが形成される。基部２２ａのフランジ２２ｃよりも下方の部分にはカバー部材２４が嵌着される。カバー部材２４は、下部が相対的に大径に形成され、上部が相対的に小径に形成された筒状のハウジングであり、その内部には、プッシャ２５とチャック部材２６が設けられる。プッシャ２５は、ベース部材２２の支持部２２ｂに上下方向に摺動自在に嵌合される本体部２５ａと、本体部２５ａの下端部から３つに分岐して延びる押圧部２５ｂ（図３参照）とを有する。押圧部２５ｂの内面は、下方ほど外側になるように傾斜する係合面２５ｃである。

チャック部材２６は、カバー部材２４の下端の開口部の内側に位置する３つの円弧状の部材であり（図３参照）、これら３つのチャック部材２６の内面２６ｂはキャップＣの外周面に対応した円形を成す。チャック部材２６の外面は、押圧部２５ｂの係合面２５ｃと同じ傾斜角を有する係合面２６ａであり、これらの係合面２５ｃ、２６ａは常時摺接し、これにより、後述するようにプッシャ２５の昇降動作に応じてチャック部材２６が中心軸Ｘに直交する方向すなわち水平方向に進退する。カバー部材２４の下端の外周面には環状のストッパ部材２７が取付けられ、ストッパ部材２７の環状水平板２７ａはカバー部材２４の内方へ突出している。環状水平板２７ａの上面には環状の樹脂板部材２７ｂが載置され、チャック部材２６の下面を摺動自在に支持する。

プッシャ２５の本体部２５ａの内周面はベース部材２２の支持部２２ｂに対して摺動自在であり、支持部２２ｂの外周面には、本体部２５ａと支持部２２ｂの間を気密的にシールするパッキン２８ａが設けられる。また本体部２５ａの外周面はカバー部材２４に対して摺動自在であり、本体部２５ａの外周面には、本体部２５ａとカバー部材２４の間を気密的にシールするパッキン２８ｂが設けられる。カバー部材２４の上部の内面２４ａには回り止めピン２９が設けられ、このピン２９は、本体部２５ａの上端面に形成された凹部２５ｄに係合し、これによりプッシャ２５のカバー部材２４に対する回転変位が阻止される。

プッシャ２５の本体部２５ａには、中心軸Ｘに同軸的な環状の収容溝２５ｅが形成され、収容溝２５ｅの中にはコイルバネ３１が収容される。コイルバネ３１はカバー部材２４の内面２４ａに当接し、これによりプッシャ２５は常時チャック部材２６側に付勢され、係合面２５ｃ、２６ａの作用により、チャック部材２６が内側に付勢される。すなわちプッシャ２５はチャック部材２６を内側に向けて付勢する付勢手段を構成する。なおコイルバネ３１の弾性力は、チャック部材２６がキャップＣを把持してキャップディスク１３から容器の口部へ搬送するのに十分な大きさであるが、キャップＣを容器の口部に締め付けるほどの大きさはない。

ベース部材２２とカバー部材２４とプッシャ２５の各内壁面によって圧力室３２が区画形成される。圧力室３２には、図示しない圧力源から圧縮空気が供給される。この圧縮空気を圧力室３２に供給するため、昇降ロッド２１の軸心部には第１エア供給路３３が形成され、またベース部材２２には第２エア供給路３４が形成される。ベース部材２２の基部２２ａと昇降ロッド２１の下端面との間には中間室３５が形成され、第１エア供給路３３は昇降ロッド２１の下端面に開口して中間室３５に臨み、第２エア供給路３４は中間室３５と圧力室３２を連通する。

ベース部材２２の支持部２２ｂの下端面には、天面当接部材３６が設けられる。天面当接部材３６はキャップＣがチャック部材２６に把持された状態においてキャップＣの天面に当接する。

図３はキャッピングヘッド２０を図２のＡ方向から見た矢視図である。３つのチャック部材２６は円弧状の部材であり、ストッパ部材２７に対して同心的に配置され、各チャック部材２６の内周部分はストッパ部材２７よりも内側に位置する。各チャック部材２６の内面２６ｂは円筒面を形成し、これらの内面２６ｂには、キャップＣの外周面に形成された縦溝（ナール）に係合可能な凸部が設けられる。プッシャ２５の各押圧部２５ｂはそれぞれ、チャック部材２６の中央部に係合する。

図４は、図２のＢの部分、すなわちチャック部材２６がキャップＣに係合する部分を拡大して示す図である。キャップＣは、本体部Ｃ１に蓋部Ｃ２が着脱可能に連結されて構成される。本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２を接続するヒンジ部（図示せず）とは反対側には、蓋部Ｃ２を開放するために用いられる指掛けタブＤが設けられ、ヒンジ部と指掛けタブＤは本体部Ｃ１の外周面に形成されたナールの山部Ｃ３よりも外方に突出している。なお図４において、指掛けタブＤの厚さは誇張して示されており、指掛けタブＤは山部Ｃ３よりも僅かに突出しているに過ぎない。すなわちチャック部材２６が指掛けタブＤに干渉することにより、キャップＣはその干渉分だけ内方へ変形する。

チャック部材２６の内面２６ｂに形成され、上下方向に延びる凸部２６ｃは本体部Ｃ１の外周面のナールに係合可能である。凸部２６ｃはチャック部材２６の高さ方向の中間部分に形成され、凸部２６ｃは内面の他の部分よりも内側に突出している。すなわちチャック部材２６の内面において、凸部２６ｃよりも下方部分と凸部２６ｃよりも上方部分は、キャップＣから離間するように傾斜しており、キャップＣに干渉することはない。

キャッピングヘッド２０がキャップディスク１３（図１）からキャップＣを受取り、容器の口部に装着する動作において、チャック部材２６の凸部２６ｃは、従来のように本体部Ｃ１の外周面のみに係合するのではなく、図４に示すように本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の境界Ｅを越えて蓋部Ｃ２の少なくとも一部にかかる。なおチャック部材２６の凸部２６ｃはキャップＣの指掛けタブＤを押圧し、これによりキャップＣは内側に凹んでいるが、その凹み量は僅かであり、チャック部材２６によるキャップＣの把持に影響しない。

本実施形態の作用を説明する。キャッピングヘッド２０はキャッパスターホイール１２の回転によって、キャップディスク１３に保持されたキャップＣの上方に来ると、キャップＣに向かって下降し、３つのチャック部材２６によって囲繞される空間にキャップＣを嵌合させるとともに、天面当接部材３６をキャップＣに当接させる。この状態においてチャック部材２６の凸部２６ｃの高さ位置はキャップＣの本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の境界Ｅの付近にあり、凸部２６ｃは本体部Ｃ１のナールに係合している。また、チャック部材２６はコイルバネ３１の弾性力に抗して外方に押し広げられ、キャップＣはチャック部材２６によって把持される。

次いで、図示しない圧力源において高圧空気が生成され、第１エア供給路３３、中間室３５、第２エア供給路３４を介して圧力室３２に高圧空気が供給される。これにより、プッシャ２５が下方に押圧されてチャック部材２６が内方へ付勢され、キャップＣはキャップディスク１３からキャッピングヘッド２０に受け渡されたときよりも強い力で保持される。キャッパスターホイール１２の回転によって、キャップＣを保持しているキャッピングヘッド２０がキャップＣを装着すべき容器の上方に到達すると、キャッピングヘッド２０は下降しつつ中心軸Ｘの周りに回転し、キャップＣを容器の口部に巻き締めて装着する。

この装着動作が完了すると、キャッピングヘッド２０は中心軸Ｘに沿って上昇する。このとき、凸部２６ｃの上端部はキャップＣのヒンジ部、指掛けタブＤの下端部、および境界Ｅよりも上側に位置しているので、凸部２６ｃがこれら指掛けタブＤ等を引っ掛けて蓋部Ｃ２を開放するおそれはなく、スムーズにキャップＣから離間する。

以上のように本実施形態は、凸部２６ｃをキャップＣの本体部Ｃ１のナールに係合させてキャップＣを容器の口部に巻き締める状態において、凸部２６ｃが本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の間の境界Ｅを越えて蓋部Ｃ２の少なくとも一部にかかるように構成されている。したがって、キャップＣを容器の口部に装着した後、キャッピングヘッド２０が上昇してキャップＣから離間する動作において、凸部２６ｃが蓋部Ｃ２を開放することはない。

図５、６を参照して第２実施形態のキャッピングヘッド５０の構成を説明する。第２実施形態は、昇降ロッド５１に取付けられた構成が第１実施形態と異なる。すなわち、昇降ロッド５１には取付けボルト５２を介してベース部材５３が取付けられ、ベース部材５３の下端に形成されて水平方向に張り出す３つの支持部５３ａには、それぞれ揺動軸５４が固定ボルト５５によって固定される。各揺動軸５４には、それぞれチャック部材５６の基部５６ａが取付けられ、チャック部材５６は揺動軸５４を中心として揺動自在である。

３つのチャック部材５６の下部はキャップＣに対応した円弧状を呈し、その内面にはキャップＣの外周面に形成されたナールに係合可能な凸部５６ａが形成される。また、各チャック部材５６の下部の背面には凹部５６ｂが形成され、これらの凹部５６ｂには環状のコイルバネ５７が嵌合される。このコイルバネ５７の弾性力によってチャック部材５６は揺動軸５４を中心として内方、すなわちキャップＣに向けて付勢される。

キャップＣは、外周面にナールが形成された本体部Ｃ１と、本体部Ｃ１にヒンジＣ４を介して連結された蓋部Ｃ２とを有し、蓋部Ｃ２において、ヒンジＣ４とは反対側には指掛けタブＤが設けられる。チャック部材５６の凸部５６ｃは第１実施形態と同様に、キャップＣがベース部材５３の下面５３ｂ（第１実施形態の天面当接部材３６に相当する）に当接した状態、すなわちキャップＣをキャップディスク１３から受取り、容器の口部に装着する状態において、キャップＣの本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２の境界Ｅを越えて蓋部Ｃ２の一部にかかっている。したがって、容器に対するキャップＣの装着動作の後、上昇してキャップＣから離間する動作において、凸部５６ｃが蓋部Ｃ２に干渉して開放することはない。

なお上記実施形態は、本体部Ｃ１と蓋部Ｃ２がヒンジＣ４によって連結されたキャップＣを容器の口部に巻き締めるキャッピングヘッドであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本体部と蓋部とが完全に分離可能なキャップ、すなわちヒンジのないキャップにも適用することができる。

２０、５０ キャッピングヘッド
２５ プッシャ（付勢手段）
２６、５６ チャック部材
２６ｂ チャック部材の内面
２６ｃ、５６ｃ 凸部
３６ 天面当接部材
Ｃ キャップ
Ｃ１ 本体部
Ｃ２ 蓋部
Ｅ 境界

Claims (3)

1. 外周面に縦溝が形成された本体部に蓋部が着脱可能に連結されて構成されるキャップを容器の口部に巻き締めて装着するキャッピングヘッドであって、
   前記縦溝に係合可能な凸部が内面に形成された複数のチャック部材と、
   これらチャック部材を内側に向けて付勢する付勢手段と、
   前記キャップの天面に当接する天面当接部材とを備え、
   前記複数のチャック部材によって囲繞される空間に前記キャップを嵌合させ、かつ前記天面当接部材を前記キャップに当接させることにより、前記凸部を前記縦溝に係合させて前記キャップを前記容器の口部に巻き締める状態において、前記凸部が前記本体部と前記蓋部の境界を越えて前記蓋部の少なくとも一部にかかることを特徴とするキャッピングヘッド。
2. 前記凸部が前記チャック部材の高さ方向の中間部分に形成され、前記チャック部材の内面において、前記凸部よりも下方部分と前記凸部よりも上方部分は前記キャップから離間するように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のキャッピングヘッド。
3. 前記キャップの蓋部は、ヒンジ部を介して前記本体部と接続され、前記ヒンジ部とは反対側には前記蓋部を開放するために用いられる指掛けタブが設けられており、前記ヒンジ部と指掛けタブが前記本体部の外周面よりも外方に突出していることを特徴とする請求項１に記載のキャッピングヘッド。

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