JP2019011095A - キャッピング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】径の異なるキャップをキャッピングヘッドへ供給する際の型替え作業を短時間に行うことができるキャッピング装置を提供する。【解決手段】回転体10には、容器にキャップを装着するキャッピングヘッド11が複数設けられる。第1キャップディスク21は第1キャップを保持して搬送する。第2キャップディスク22は第2キャップを保持して搬送する。第3キャップディスク23は、第1キャップを保持する第1保持部41と第2キャップを保持する第2保持部42とが交互に設けられる。第3キャップディスク23は、第1キャップディスク21と第2キャップディスク23と回転体10とに近接して配置され、第1キャップまたは第2キャップを受取って搬送する。第1キャップまたは第2キャップが第3キャップディスク23を介してキャッピングヘッド11に供給される。【選択図】図1

Description

本発明は、回転する供給ディスクによってキャップをキャッピングヘッドに供給するキャッピング装置に関する。
従来キャッピング装置として、特許文献1、2に開示されたものが知られている。これらのキャッピング装置において、キャッピングヘッドは、回転体の周方向に沿って複数設けられており、回転する供給ディスクによってキャッピングヘッドにキャップが供給され、それからキャップを保持したキャッピングヘッドが容器にキャップを装着する。
特許第4412134号公報 特開平7−232797号公報
ところで、異なる径のキャップをキャッピングヘッドに供給しようとする場合、従来ではキャップの径に応じた供給ディスクに人手により交換する必要があった。さらに供給ディスクへキャップを搬送するシュートについてもキャップの径に応じて間隔を調整する必要があった。そのため、キャップの径を変更するための型替え作業には多くの労力と時間を要するといった問題があった。
本発明は、上記の問題点を鑑み、径の異なるキャップをキャッピングヘッドへ供給する際の型替え作業を短時間に行えるキャッピング装置を提供することを目的としている。
本発明に係るキャッピング装置は、容器にキャップを装着するキャッピングヘッドが複数設けられた回転体と、第1キャップを保持して搬送する第1キャップディスクと、第2キャップを保持して搬送する第2キャップディスクと、第1キャップを保持する第1保持部と第2キャップを保持する第2保持部とが交互に設けられるとともに、第1キャップディスクと第2キャップディスクと回転体とに近接して配置され、第1キャップまたは第2キャップを受取って搬送する第3キャップディスクと、第1キャップディスクと第2キャップディスクとを第3キャップディスクに同期して回転駆動させる同期駆動手段と、回転体と第3キャップディスクの位相を調整する位相調整手段とを備え、第3キャップディスクを介して、第1キャップまたは第2キャップをキャッピングヘッドに供給することを特徴としている。
キャッピング装置は、第3キャップディスクの外周に第1キャップを案内する第1位置と第2キャップを案内する第2位置との間において移動可能なガイド部材を備えてもよい。また、第2キャップディスクに、第3キャップディスクにより搬送される第1キャップが干渉することを回避するための切欠きが形成されていてもよい。
本発明によれば、径の異なるキャップをキャッピングヘッドへ供給する際の型替え作業を短時間に行うことができるキャッピング装置を得ることができる。
本発明の一実施形態であるキャッピング装置の構成を概略的に示す平面図である。 第1キャップディスクと第3キャップディスクにより第1キャップをキャッピングヘッドへ供給する動作を示す図である。 第2キャップディスクと第3キャップディスクにより第2キャップをキャッピングヘッドへ供給する動作を示す図である。 図2のA−A線に沿う矢視断面図である。 第1キャップディスクと第3キャップディスクが接する位置の構成を拡大して示す断面図である。 図3のB−B線に沿う矢視断面図である。 第2キャップディスクに設けられる固定ガイドと移動ガイドの位置関係を示す図である。 昇降ガイドが下降位置に定められた状態を示す図である。 第1移動ガイドおよびその周辺の構成を示す図である。
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は本発明の一実施形態であるキャッピング装置の構成を概略的に示している。キャッパである回転体10は、容器にキャップを装着するための複数のキャッピングヘッド11を有する。キャッピングヘッド11は回転体10の円周方向に沿って所定間隔毎に設けられ、回転体10は第1サーボモータ12により回転駆動され、キャッピングヘッド11は図において時計方向に回転する。
キャッピングヘッド11にキャップを供給する供給ディスクは、第1キャップディスク21と第2キャップディスク22と第3キャップディスク23から成り、これらのキャップディスク21〜23は同一の直径を有する。第3キャップディスク23は、回転体10と第1キャップディスク21と第2キャップディスク22の間に設けられ、これらに近接して配置される。
第1キャップディスク21は相対的に径が小さい第1キャップを保持して搬送し、第2キャップディスク22は相対的に径が大きい第2キャップを保持して搬送する。第3キャップディスク23は、第1キャップディスク21または第2キャップディスク22から第1キャップまたは第2キャップを受け取って搬送し、キャッピングヘッド11に供給する。
第1キャップディスク21の外周縁には、第1キャップが係合可能な切欠き24が所定間隔毎に形成される。第1キャップディスク21は第3キャップディスク23を挟んで回転体10の反対側に設けられ、第1キャップディスク21の外周縁部の近傍であって、第3キャップディスク23に近接する部分とは反対側には、切欠き24に対して第1キャップを供給するためのシュート25が設けられる。
シュート25は、第1キャップが一列に整列した状態で支持される斜面を有し、シュート25の出口部には、先頭の第1キャップが不用意に第1キャップディスク21へ供給されるのを阻止するストッパ26が設けられる。第1キャップディスク21は図において時計方向に回動し、シュート25から第3キャップディスク23までの区間には、搬送される第1キャップの外周側を案内する固定ガイド27と、搬送される第1キャップの底面を支持するプレート28(図4参照)が設けられており、シュート25から供給される第1キャップは切欠き24と固定ガイド27とプレート28によって支持されながら第3キャップディスク23へ搬送される。
第3キャップディスク23は図において反時計方向に回動し、第1キャップディスク21から受取った第1キャップまたは第2キャップディスク22から受取った第2キャップを保持して搬送し、キャッピングヘッド11に供給する。第3キャップディスク23の外周縁に沿って、第1キャップディスク21から回転体10までの区間には、第1キャップまたは第2キャップの外周側を案内する固定ガイド30、昇降ガイド31、移動ガイド32〜34が設けられる。これらのガイド30〜34については後述する。
第2キャップディスク22の外周縁には、第2キャップに係合して第2キャップを搬送する切欠き35aと、第3キャップディスク23により搬送される第1キャップが第2キャップディスク22と干渉することを回避する切欠き35bとが所定間隔毎に形成されている。第2キャップディスク22は、第3キャップディスク23のガイド30〜34が設けられた側(第3キャップディスク23において第1キャップディスク21の下流側)に配置され、第2キャップディスク22の外周縁部の近傍であって、第3キャップディスク23に近接する部分とは反対側には、切欠き35aに対して第2キャップを供給するためのシュート36が設けられる。なお、本実施形態では第2キャップディスク22の切欠き35aと切欠き35bは形状と大きさを同じにしているが、切欠き35bを形成する目的は第1キャップとの干渉を回避するためであるので、第1キャップを回避可能であればどのような形状であってもよいし、大きさも切欠き35aと同じでなくてもよい。
シュート36はシュート25と同様な構成を有し、シュート36の出口部には、先頭の第2キャップが不用意に第2キャップディスク22へ供給されるのを阻止するストッパ37が設けられる。第2キャップディスク22は図において時計方向に回動し、シュート36から第3キャップディスク23までの区間には、搬送される第2キャップの外周側を案内する固定ガイド38と、搬送される第2キャップの底面を支持するプレート29(図6参照)が設けられており、シュート36から供給される第2キャップは切欠き35と固定ガイド38とプレート29によって支持されながら第3キャップディスク23へ搬送される。移動ガイド39が設けられる。これらのガイド38、39については後述する。
第3キャップディスク23は、第1キャップディスク21から受取った第1キャップを保持する第1保持部41と、第2キャップディスク22から受取った第2キャップを保持する第2保持部42とが交互に設けられる。第1保持部41は第1キャップディスク21の切欠き24と同じ大きさの切欠きであり、第2保持部42は第2キャップディスク22の切欠き35aと同じ大きさの切欠きである。すなわち第3キャップディスク23の外周縁部には相対的に大きい切欠きと小さい切欠きが交互に形成される。
第1キャップディスク21において、隣り合う2つの切欠き24間の位相、すなわち回転中心に対する角度は30°である。第3キャップディスク23において、隣り合う2つの第1保持部41間の位相は30°であり、また隣り合う2つの第2保持部42間の位相も30°である。第1保持部41は2つの第2保持部42の中央に位置しており、したがって隣り合う第1および第2保持部41、42間の位相は15°である。一方第2キャップディスク22において隣り合う切欠き35aと切欠き35b間の位相は15°であるが、切欠き35a間および切欠き35b間の位相は30°である。
第2キャップディスク22と第3キャップディスク23は、第1保持部41と切欠き35b、そして第2保持部42と切欠き35aとが接近するように、相互に同期して回転する。第1保持部41が第1キャップを保持するとき、切欠き35bは第1キャップが第2キャップディスク22に干渉することを回避する作用を果たし、第2キャップディスク22が第2キャップを搬送するとき、切欠き35aにより第2キャップを保持して第3キャップディスク23の第2保持部42に受け渡す作用を果たす。
第3キャップディスク23は第2サーボモータ13により、図において反時計方向に回転駆動される。第3キャップディスク23の回転軸にはギア(図示せず)が設けられ、このギアは第1および第2キャップディスク21、22の回転軸に設けられたギア(図示せず)に噛合する。これらのギアは、第1キャップディスク21と第2キャップディスク22とを第3キャップディスク23に同期して回転駆動させる同期駆動手段を構成する。また第1および第2サーボモータ12、13の回転動作は制御部(位相調整手段)14により制御され、第1〜第3キャップディスク21〜23に対する回転体11の回転位置すなわち位相が調整される。
具体的には、第3キャップディスク23が第1キャップディスク21から第1キャップを第1保持部41で受け取ってキャッピングヘッド11へ供給する場合は、第1保持部41が回転体10に接近するときに、第1保持部41の上方にキャッピングヘッド11が位置して第1キャップを保持可能なように、回転体10と第3キャップディスク23の位相を調整し、第3キャップディスク23が第2キャップディスク22から第2キャップを第2保持部42で受け取ってキャッピングヘッド11へ供給する場合は、第2保持部42が回転体10に接近するときに、第2保持部42の上方にキャッピングヘッド11が位置して第2キャップを保持可能なように、回転体10と第3キャップディスク23の位相を調整する。
固定ガイド30は、第1キャップディスク21と第3キャップディスク23が近接する部分から第3キャップディスク23の回転方向に沿って円弧状に延び、昇降ガイド31は固定ガイド30の下流側端部から第3キャップディスク23の回転方向に沿って円弧状に延びる。昇降ガイド31の下流側端部は第2キャップディスク22と第3キャップディスク23が近接する部分に位置する。第1〜第3移動ガイド32〜34は略同じ長さの円弧状を有し、第2移動ガイド33は第1移動ガイド32と第3移動ガイド34の間に位置する。第1移動ガイド32の上流側端部は昇降ガイド31の下流側端部に近接し、第3移動ガイド34の下流側端部は第3キャップディスク23と回転体11が近接する部分に位置する。
昇降ガイド31は、後述するように移動ガイド39との干渉を避けるために昇降可能であり、下降した状態において、固定ガイド30と同一高さ位置にあり、第3キャップディスク23により搬送される第1キャップの外周面を案内する。第1〜第3移動ガイド32〜34は固定ガイド30と同一高さ位置に設けられ、シリンダ装置43〜45に駆動されて、第3キャップディスク23の径方向に変位可能である。すなわち第1移動ガイド(ガイド部材)32〜34はシリンダ装置43〜45の作用により、第1キャップを案内するために第3キャップディスク23に接近する第1位置と第2キャップを案内するために第3キャップディスク23から離れる第2位置との間において移動可能である。
図2は第1キャップディスク21と第3キャップディスク23により第1キャップC1をキャッピングヘッド11へ供給する動作を示している。この第1キャップC1の供給動作において、昇降ガイド31は下降状態すなわち固定ガイド30と同じ高さ位置に定められ、第1〜第3移動ガイドは第3キャップディスク23に接近した第1位置に定められる。また移動ガイド39は昇降ガイド31に干渉しないよう、第2キャップディスク22の外周縁に沿って固定ガイド38側に後退している。
したがってシュート25から第1キャップディスク21の切欠き24に供給された第1キャップC1は、第1キャップディスク21の回転により、固定ガイド27に案内されて第3キャップディスク23の第1保持部41に受け渡される。そして第1キャップC1は、第3キャップディスク23の回転により、固定ガイド30、昇降ガイド31、第1〜第3移動ガイド32〜34に案内されてキャッピングヘッド11に供給される。
第3キャップディスク23による第1キャップC1の搬送動作において、第2キャップディスク22の切欠き35bは第3キャップディスク23の第1保持部41によって搬送される第1キャップC1に近接するが、第1保持部41に保持された第1キャップC1よりも大きい曲率半径を有するので、第2キャップディスク22は第3キャップディスク23が搬送する第1キャップC1に干渉することはない。
図3は第2キャップディスク22と第3キャップディスク23により第2キャップC2をキャッピングヘッド11へ供給する動作を示している。この第2キャップC2の供給動作において昇降ガイド31は、移動ガイド39に干渉しないように上昇位置に定められ、第1〜第3移動ガイド32〜34は第3キャップディスク23から離れた第2位置に定められる。また移動ガイド39は第2キャップディスク22の外周縁に沿って固定ガイド38から突出し、移動ガイド39の下流側端部は、第2キャップディスク22と第3キャップディスク23が接近する部分に位置している。
したがってシュート36から第2キャップディスク22の切欠き35aに供給された第2キャップC2は、第2キャップディスク22の回転により、固定ガイド38と移動ガイド39に案内されて第3キャップディスク23の第2保持部42に受け渡される。そして第2キャップC2は、第3キャップディスク23の回転により、第1〜第3移動ガイド32〜34に案内されてキャッピングヘッド11に供給される。
図4を参照して、移動ガイド34、固定ガイド27、30およびその周辺の構成を説明する。図4は第1および第3キャップディスク21、23により第1キャップC1を搬送するモードを示している。第1キャップディスク21は回転軸51に固定され、回転軸51は、第2サーボモータ13(図1)とギアにより回転駆動される。回転軸51の上端部には軸受52を介して支持部材53が設けられており、支持部材53は図示しない固定枠に連結され、回転しないように固定されている。支持部材53は第1キャップディスク21の外周縁まで延び、その先端には第1キャップディスク21の外周縁に対向するように固定ガイド27が取付けられる。
第3キャップディスク23は回転軸54に固定され、回転軸54は第2サーボモータ(図1)により回転駆動される。回転軸54の上端部には軸受55を介して支持部材56が設けられており、支持部材56は図示しない固定枠に連結され、回転しないように固定されている。支持部材56は第3キャップディスク23の外周縁まで延び、その先端には第3キャップディスク23の外周縁に対向するように固定ガイド30が取付けられる。
一方、第3移動ガイド34を進退駆動するシリンダ装置45は第3キャップディスク23の下側に設けられた支持板57に取付けられる。この取付け位置は、シリンダ装置45等がキャッピングヘッド11に干渉するのを避けるためである。
図5は第1キャップディスク21と第3キャップディスク23が接する位置を示している。この部分では、第1キャップC1は第1キャップディスク21の切欠き24に係合するとともに第3キャップディスク23の第1保持部41にも係合している。また固定ガイド27は、第3キャップディスク23の上方であって第1キャップディスク21と同じ高さ位置にあり、第1キャップC1を支持している。一方固定ガイド30は第1キャップディスク21の上方において第1キャップC1を支持している。
図6を参照して、移動ガイド34、39、昇降ガイド31およびその周辺の構成を説明する。図6は第2および第3キャップディスク22、23により第2キャップC2を搬送するモードを示している。第2キャップディスク22は回転軸61に固定され、回転軸61は、第2サーボモータ13(図1)とギアにより回転駆動される。回転軸61の上端部には軸受62を介して支持部材63が設けられており、支持部材63は図示しない固定枠に連結され、回転しないように固定されている。支持部材63には連結部材(図示せず)が連結され、連結部材は第2キャップディスク22の外周縁まで延び、その先端には第2キャップディスク22の外周縁に対向するように固定ガイド38が取付けられる。
固定ガイド38の上には移動ガイド39が設けられる。移動ガイド39は固定ガイド38に対して摺動自在であり、固定ガイド38の円弧形状に沿って変位可能である。支持部材63の上面には、移動ガイド39を駆動するシリンダ装置64が設けられ、移動ガイド39はアーム68の先端に固定される。アーム68は軸受62の外面に固定された環状部材66に固定される。シリンダ装置64のピストンロッド65は、図7(a)、(b)に示すように、連結棒67を介して環状部材66に固定される。したがってシリンダ装置64のピストンロッド65が後退すると、図7(a)に示すようにアーム68が反時計方向に回動して移動ガイド39は固定ガイド38側に後退し、ピストンロッド65が突出すると、図7(b)に示すようにアーム68が時計方向に前進して移動ガイド39が固定ガイド38から突出する。
第3キャップディスク23の上方に設けられた支持部材56にはシリンダ装置70が設けられる。シリンダ装置70のピストンロッド71は上方を向き、ピストンロッド71には連結部材72を介して昇降ガイド31が連結される。昇降ガイド31は、第2キャップディスク22が第2キャップC2を搬送するために移動ガイド39が固定ガイド38から突出するとき、図6に示すように、移動ガイド39に干渉しない高さ位置に定められる。これに対して第1キャップディスク21が第1キャップC1を搬送するとき、図8に示すように、昇降ガイド31は第3キャップディスク23よりも若干高い位置、すなわち固定ガイド30と略同じ高さ位置に定められる。なお、このとき移動ガイド39は固定ガイド38側に後退している。
図9は第1移動ガイド32およびその周辺の構成を示している。図4を参照して上述したように、第3移動ガイド34を駆動するシリンダ装置45はキャッピングヘッド11との干渉を避けるため、第3キャップディスク23の下側に設けられている。これに対して第1および第2移動ガイド32、33が設けられる場所にはキャッピングヘッド11は存在しない。したがって第1および第2移動ガイド32、33を進退駆動するためのシリンダ装置73は、シリンダ装置70が載置される支持部材56に設けられる。
本実施形態に係るキャッピング装置の作用を説明する。
まず、第1キャップC1を扱う場合、キャッピングヘッド11を第1キャップC1に対応するように型替え作業を行う。そして制御部14によって第1サーボモータ12や第2サーボモータ13を制御することにより、第3キャップディスク23の第1保持部41と回転体10のキャッピングヘッド11の位相が合うように調整する(図2の状態)。続いて、シリンダ装置64のピストンロッド65を縮めて移動ガイド39を固定ガイド38側へ後退させるとともに、シリンダ装置70のピストンロッド71を縮めて昇降ガイド31を下降させる。そしてシリンダ装置43〜45を駆動させて第1〜第3ガイド32〜34を第3キャップディスク23に接近する第1位置に位置させる。
この状態において、ストッパ26を制御してシュート25から第1キャップC1の供給を開始する。シュート25から第1キャップディスク21の切欠き24に受け渡された第1キャップC1は、第1キャップディスク21の回転に伴って切欠き24と固定ガイド27とプレート28によって支持されながら搬送され、第3キャップディスク23の第1保持部41に受け渡される。第1保持部41に受け渡された第1キャップC1は第3キャップディスク23の回転に伴って固定ガイド30や昇降ガイド31、移動ガイド32〜34に支持されながら搬送される。
第1保持部41によって搬送される第1キャップC1は途中で第2キャップディスク22に接近するが、そのときは第2キャップディスク22の切欠き35bと位相が合っているので、第1キャップC1は第2キャップディスク22と干渉することはない。
第1キャップC1が回転体10に接近する供給位置に到達すると、上方にはキャッピングヘッド11が位置しており、図示しない駆動手段によってキャッピングヘッド11が下降して第1キャップC1を把持し、下流において、図示しない容器に第1キャップC1を装着する。
第2キャップC2を扱う場合、キャッピングヘッド11を第2キャップC2に対応するように型替え作業を行う。そして制御部14によって第1サーボモータ12や第2サーボモータ13を制御することにより、第3キャップディスク23の第2保持部42と回転体10のキャッピングヘッド11の位相が合うように調整する(図3の状態)。続いて、シリンダ装置70のピストンロッド71を伸ばして昇降ガイド31を上昇させるとともに、シリンダ装置64のピストンロッド65を伸ばして移動ガイド39を第3キャップディスク23側へ前進させる。そしてシリンダ装置43〜45を駆動させて第1〜第3ガイド32〜34を第3キャップディスク23から離れる第2位置に位置させる。
この状態において、ストッパ37を制御してシュート36から第2キャップC2の供給を開始する。シュート36から第2キャップディスク22の切欠き35aに受け渡された第2キャップC2は、第2キャップディスク22の回転に伴って切欠き35aと固定ガイド28と移動ガイド39とプレート29によって支持されながら搬送され、第3キャップディスク23の第2保持部42に受け渡される。第2保持部42に保持された第2キャップC2は第3キャップディスク23の回転に伴って移動ガイド32〜34に支持されながら搬送される。
第2キャップC2が回転体10に接近する供給位置に到達すると、上方にはキャッピングヘッド11が位置しており、図示しない駆動手段によってキャッピングヘッド11が下降して第2キャップC2を把持し、下流において、図示しない容器に第2キャップC2を装着する。
本発明は本実施形態の構成に限定されない。例えば、移動ガイド39を水平方向に移動可能としていたが、上方に旋回可能とすることもできる。また昇降ガイド31を昇降可能としていたが、上方に旋回可能とすることもできる。
さらに、径の小さい第1キャップC1を搬送する第1キャップディスク21を第2キャップディスク22の下流に配置してもよい。その場合は第1キャップディスク21に、第3キャップディスク23により搬送される第2キャップC2との干渉を回避する切欠きを形成する必要がある。
10 回転体
11 キャッピングヘッド
21 第1キャップディスク
22 第2キャップディスク
23 第3キャップディスク
41 第1保持部
42 第2保持部
C1 第1キャップ
C2 第2キャップ


Claims (3)

  1. 容器にキャップを装着するキャッピングヘッドが複数設けられた回転体と、
    第1キャップを保持して搬送する第1キャップディスクと、
    第2キャップを保持して搬送する第2キャップディスクと、
    第1キャップを保持する第1保持部と第2キャップを保持する第2保持部とが交互に設けられるとともに、前記第1キャップディスクと第2キャップディスクと回転体とに近接して配置され、第1キャップまたは第2キャップを受取って搬送する第3キャップディスクと、
    前記第1キャップディスクと第2キャップディスクとを前記第3キャップディスクに同期して回転駆動させる同期駆動手段と、
    前記回転体と第3キャップディスクの位相を調整する位相調整手段とを備え、
    前記第3キャップディスクを介して、第1キャップまたは第2キャップを前記キャッピングヘッドに供給することを特徴とするキャッピング装置。
  2. 前記第3キャップディスクの外周に第1キャップを案内する第1位置と第2キャップを案内する第2位置との間において移動可能なガイド部材を設けたことを特徴とする請求項1に記載のキャッピング装置。
  3. 前記第2キャップディスクに、前記第3キャップディスクにより搬送される第1キャップが干渉することを回避するための切欠きが形成されることを特徴とする請求項1に記載のキャッピング装置。
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