JP2022064664A - キャッパ用チャック - Google Patents

Abstract

【課題】キャップに擦れ痕が生じ難いキャッパ用チャックを提供する。【解決手段】キャッパ用チャック２２は、複数のチャック部材２８と、これらチャック部材２８を内側に向けて付勢する付勢部材３２と、キャップＣの天面に当接する当接部３０Ｂとから構成される。チャック部材２８の内面には、複数の可動爪２８Ａが設けられる。可動爪２８Ａは、チャック２２の回転方向前方を向く前方フランク３６Ａと、前方フランク３６Ａと先端部を介して連接され、チャックの回転方向後方を向く後方フランク３６Ｂとを備える。キャップＣの外周面には複数の凸条Ｐが形成され、チャック２２は、可動爪２８Ａを凸条Ｐの間に位置させてキャップＣを保持したままチャック２２を回転させる。前方フランク３６Ａを凸条Ｐに係合させてキャップＣを容器Ｖに螺着する。キャップＣの外周面に対して、後方フランク３６Ｂの傾斜角は、前方フランク３６Ａの傾斜角よりも小さい。【選択図】図７

Description

本発明は、キャップを容器に螺着するために用いられるキャッパ用チャックに関する。

容器の口にキャップを螺着するキャッパにおいては、キャップ外周を把持する複数のチャック部材を回転しながら下降させ、キャップの内周に設けられた雌ネジを容器口部外周に設けられた雄ネジに螺着する。キャップ外周には、母線に沿って多数の凸条が設けられ、チャック部材の内側面には、キャップ外周の凸条と係合可能な多数の爪が設けられる。複数のチャック部材は外周に沿って配置されるバネにより互いに内側に向けて付勢され、チャック部材の爪はキャップ外周に押し当てられる（特許文献１、２参照）。

特許第６３５００６１号公報 特許第４１７５２９０号公報

しかし、特許文献１、２の構成では、チャック部材を回転する際、凸条の間のキャップ外周面に擦れ痕が生じる場合がある。

本発明は、キャップに擦れ痕が生じ難いキャッパ用チャックを提供することを課題としている。

本発明の第１の発明であるキャッパ用チャックは、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当接部とから構成されるキャッパ用チャックであって、前記チャック部材の内面には、前記チャックの回転方向前方を向く前方係合面と、当該前方係合面と先端部を介して連接され、前記チャックの回転方向後方を向く後方係合面とから構成された複数の爪が形成されており、前記キャップの外周面には複数の凸条が形成されており、前記爪を隣接する凸条の間に位置させて前記キャップを保持するとともに、その状態で前記チャックを回転させることにより、前記前方係合面に対向する凸条に当該前方係合面を係合させて前記キャップを容器に螺着するキャッパ用チャックにおいて、前記キャップの外周面に対して、前記後方係合面の傾斜角が前記前方係合面の傾斜角よりも小さいことを特徴としている。

本発明によれば、キャップに擦れ痕が生じ難いキャッパ用チャックを提供することができる。

本発明の一実施形態であるキャッパの配置を示す平面図である。 キャッパの構成を示すキャッパ外周部の部分的な縦断面図である。 第１実施形態のチャックの内部構造を上から見た平面図である。 第１実施形態のチャックの図３のＡ－Ａ断面図である。 第１実施形態のチャックの内部構造を下から見た平面図である。 従来例の可動爪を下方から見た拡大平面図である。 第１実施形態の可動爪を下方から見た拡大平面図である。 キャップを容器に螺着するためにチャックを回転したときおける、従来例の可動爪、固定爪の移動の様子を時系列で示す各爪を下方から見た模式図である。 キャップを容器に螺着するためにチャックを回転したときおける、第１実施形態の可動爪、固定爪の移動の様子を時系列で示す各爪を下方から見た模式図である。 キャップを容器に螺着するためにチャックを回転したときおける、変形例の可動爪、固定爪の移動の様子を時系列で示す各爪を下方から見た模式図である。 従来例、第１実施形態、変形例における擦れ痕が形成され始める位置を比較して示す図である。 第２実施形態のチャックの内部構造を上から見た平面図である。 第２実施形態のチャックの図１２のＡ－Ａ断面図である。 第２実施形態のチャックの内部構造を下から見た平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるキャッパの配置を示すブロック図である。また、図２は、キャッパの構成を示すキャッパ外周部の部分的な縦断面図である。

本実施形態のキャッパ１０は、キャップＣを容器Ｖの口部に螺着するキャッパである。キャッピングは、キャッパホイール１２において行われ、キャッパホイール１２のキャップ受取位置Ｐ１には、キャップディスク１４が隣接して配置され、キャッパホイール１２にキャップＣが供給される。キャップＣは、内周面に雌ネジが設けられ、外周面に母線に沿った多数の凸条が一定間隔で設けられる。なお、本実施形態において、キャップＣは、キャップシュート１４Ａからキャップディスク１４へと供給される。

キャッパホイール１２において、キャップ受取位置Ｐ１の下流側の容器受取位置Ｐ２には、入口ホイール１６が隣接して配置される。入口ホイール１６からは、口部に雄ネジが形成された容器Ｖがキャッパホイール１２へと供給される。キャッパホイール１２では、キャップＣおよび容器Ｖを外周に沿って搬送する間に、キャップＣを容器Ｖの口部Ｖｍに螺着することでキャッピングを行い、容器受取位置Ｐ２よりも下流側にあって、キャップ受取位置Ｐ１よりも上流側の容器排出位置Ｐ３において、キャッピングされた容器Ｖが出口ホイール１８へと受け渡される。なお、キャッパホイール１２、キャップディスク１４、入口ホイール１６、出口ホイール１８は、不図示の制御部により同期した状態で回転駆動される。

本実施形態では、図２に示されるように、容器Ｖはキャッパホイール１２の下側回転体１２Ａの外周部に沿って一定間隔で設けられたネックグリッパ２０により、そのネック部が各々保持される。ネックグリッパ２０は、一対のグリッパ揺動軸２０Ａを介してカム機構やアクチュエータなどを用いた従来周知のグリッパ開閉機構２０Ｂにより各々開閉される。

ネックグリッパ２０に保持される容器Ｖの上方には、キャップＣを保持するチャック２２が各々配置され、チャック２２は、スピンドル（回転軸）２４の下端に設けられる。スピンドル２４は、各ネックグリッパ２０に対応して、キャッパホイール１２の上側回転体１２Ｂの外周部に沿って一定間隔で配置され、上側回転体１２Ｂに対して回転自在かつ昇降自在に保持される。スピンドル２４の上端は、チャック回転用のサーボモータ２４Ｍが接続され、回転可能とされるとともに、従来周知のようにカム等を用いた昇降機構２４Ａを用いて昇降可能とされる。なお、下側回転体１２Ａおよび上側回転体１２Ｂは、キャッパホイール１２として一体的に回転される。

図３は、チャック２２の内部構造を上から見た平面図であり、図４は、チャック２２の図３のＡ－Ａ断面図である。また、図５は、チャック２２の内部構造を下から見た平面図である。

本実施形態のチャック２２は、３つの固定部材２６と、３つのチャック部材２８とを備える、固定部材２６とチャック部材２８は、周方向に交互に配置される。後述するように、固定部材２６の内側には、キャップＣの外周面に設けられた凸条と係合する固定爪２６Ａが多数設けられ、チャック部材２８の内側には、キャップＣの凸条および外周面に係合する可動爪２８Ａが多数設けられる。

固定部材２６およびチャック部材２８は、ベース部材３０の下方外周に沿って配置され、固定部材２６は、取付ボルト２６Ｂによりベース部材３０に固定された状態で取り付けられ、チャック部材２８は、水平に配置される揺動軸２８Ｂを介してベース部材３０に揺動自在に取り付けられる。なお、揺動軸２８Ｂは一対の揺動軸取付部３１を通してベース部材３０に支持される。また、チャック部材２８の揺動範囲は、ベース部材３０に取り付けられた調整ボルト２８Ｃにより調整可能である。なお、ベース部材３０は、取付ボルト３０Ａを用いて、スピンドル２４の下端に取り付けられる。

固定部材２６およびチャック部材２８の外周部にはコイルスプリングなどの付勢部材３２が固定部材２６およびチャック部材２８の周囲を取り囲むように配置され、揺動自在に設けられた各チャック部材２８を内側に付勢する。これにより、キャップ受取位置Ｐ１において、スピンドル２４が下降され、キャップＣが下方からチャック２２内に挿入されると、チャック部材２８が付勢部材３２の付勢力に抗して外側に広げられ、可動爪２８Ａが確りとキャップＣの外周部に係合する。また、チャック２２内に挿入されたキャップＣの天面は、ベース部材３０の下端面中央に設けられた当接部３０Ｂに当接する。

次に、図６～図９を参照して、本実施形態の可動爪２８Ａの構成とその効果について説明する。なお、図６は、従来例の可動爪を下方から見た拡大平面図であり、図７は、本実施形態の可動爪２８Ａを下方から見た拡大平面図である。また、図８、図９は、キャップＣを容器Ｖに螺着するためにチャックを回転したときにおける、従来例および本実施形態の可動爪、固定爪の移動の様子を時系列で示す各爪を下方から見た模式的図である。なお、図８、図９において、キャップＣの側面は模式的に直線状に展開されている。

図６に示される従来例のチャック部材３４に設けられる可動爪３４Ａは、左右対称に形成される。一方、図７に示されるように、本実施形態のチャック部材２８に設けられる可動爪２８Ａは、左右対称ではない。すなわち、爪を形成するフランクのうち、チャック回転方向の前方側に位置する前方フランク（前方係合面）３６Ａのキャップ外周面に対する角度は、爪の先端部を挟んで反対側の後方フランク（後方係合面）３６Ｂよりも角度が大きい。なお、本実施形態において、固定部材２６と固定爪２６Ａの構成は、従来例と同様であり、例えば固定爪２６Ａは左右対称に構成される。

図６、図７に示されるように、固定部材２６は、固定爪２６ＡがキャップＣの凸条Ｐの間に位置するが、固定爪２６Ａの先端はキャップＣの外周面（凸条間の円弧状のランド部Ｌ）に接触しない位置に固定される。一方、チャック部材２８、３４は、付勢部材３２により可動爪２８Ａ、３４Ａの先端がキャップＣのランド部Ｌに食い込む位置まで内側に揺動される。すなわち、キャップディスク１４からキャップを取り出す際に、チャック２２の下降にともなってキャップＣとチャック２２が係合すると、チャック部材２８が付勢部材３２の付勢力に抗って外側に押し広げられながらキャップＣがチャック２２に嵌合し、かつ可動爪２８Ａ、３４Ａの先端がキャップＣのランド部Ｌに食い込む。換言すると、チャック部材２８はキャップＣを把持する作用を有するのに対し、固定部材２６はキャップＣの把持には寄与しない。固定部材２６の固定爪２６Ａは、サーボモータ２４Ｍによって発生させた締付トルクを凸条Ｐに伝達する作用のみを有する。

図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）には、チャックが回転されキャップＣが容器Ｖの口部Ｖｍに螺着されるときに、従来例の固定爪２６Ａと可動爪３４Ａがキャップの凸条Ｐに係合するまでの様子が時系列で示される。

母線に沿った多数の凸条Ｐが設けられたキャップＣの側面は、キャップＣの下方（開口部）に向かい僅かに拡径する形状（キャップＣ全体としては略円錐台形状）を有する。チャックは、下降されながら回転され、キャップＣがチャック内に挿入されると、可動爪３４Ａの先端が、例えば図８（ａ）に示されるように、凸条Ｐの頂面に当接する。このとき固定爪２６Ａは、凸条Ｐの頂面とは僅かに距離を隔てて接触しない。チャックの回転と下降にともない、図８（ｂ）に示されるように、可動爪３４Ａの後方フランクが凸条Ｐに接触しながら、可動爪３４Ａの先端部がランド部Ｌに係合する。このとき固定爪２６Ａの後方フランクが凸条Ｐに接触しながら移動するが、可動爪３４Ａの先端部はランド部Ｌと僅かに距離を隔てて接触しない。なお、キャップディスク１４上でのキャップＣとチャック２２の姿勢によっては、固定爪２６Ａと可動爪３４Ａの先端がそれぞれランド部Ｌ（凸条Ｐの間）に対応する位置に位置した状態でキャップＣがチャック２２と嵌合する場合もあり、その場合は、可動爪３４Ａが凸条Ｐに接触することなくランド部Ｌに接触することとなる。

キャップＣのランド部Ｌに係合した可動爪３４Ａの先端は僅かに、ランド部Ｌに食い込み、チャックの回転にともない、図８（ｃ）に示されるように、可動爪３４Ａおよび固定爪２６Ａの前方フランクが回転方向にあるキャップＣの凸条Ｐに当接するまでランド部Ｌに沿って移動する。このときキャップＣのランド部Ｌには、可動爪３４Ａの移動した経路に亘って擦れ痕Ｓが形成される。

図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、左右対称な可動爪３４Ａを用いた従来例のチャックに代えて、本実施形態のチャック２２の可動爪２８Ａを用いた図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する図である。図９（ａ）～（ｃ）に示されるように、本実施形態の可動爪２８Ａを用いた場合にも、可動爪２８Ａの前方フランク３６Ａが回転方向にある凸条Ｐと係合するまで可動爪２８Ａが移動した経路に亘ってランド部Ｌには擦れ痕Ｓが形成される。しかし、本実施形態の可動爪２８Ａでは、ランド部Ｌに対する後方フランク３６Ｂの傾きが前方フランク３６Ａに比べ小さい（前方フランク３６Ａに比べ後方フランク３６Ｂの長さが長い）ため、可動爪２８Ａの先端部がランド部Ｌに係合する位置は、従来例に比べて凸条Ｐから離れた位置となり、擦れ痕Ｓは小さくなる。

以上のように、第１実施形態によれば、非対称な可動爪をチャック部材に設けることで、キャップのランド部に擦れ痕が生じ難いキャッパ用チャックを提供できる。

図１０は、図８、図９に対応する図であり、変形例の可動爪の構成およびその効果を示す。図１０に示されるように、変形例の可動爪３８の断面形状は台形状とされ、可動爪３８は、前方フランク３８Ａと後方フランク３８Ｃの間にこれらを連絡する平らな先端面３８Ｂを備える。また、第１実施形態と同様に後方フランク３８Ｃのランド部Ｌに対する角度は、前方フランク３８Ａのランド部Ｌに対する角度よりも緩やかにされる。ランド部Ｌに形成される擦れ痕Ｓは、前方フランク３８Ａと先端面３８Ｂが形成する角部により形成されるため、先端面３８Ｂの長さ分、擦れ痕Ｓが発生する位置が後方フランク３８Ｃが接触する凸条Ｐから離れ、ランド部Ｌへの食い込みも小さくなる。これにより、変形例では擦れ痕Ｓの長さをより短くすることができ、大きさも小さくできる。

図１１は、従来例、第１実施形態、変形例における擦れ痕Ｓが形成され始める位置を比較して示す図である。図１１（ａ）は従来例の可動爪３４Ａ、図１１（ｂ）は第１実施形態の可動爪２８Ａ、図１１（ｃ）は変形例の可動爪３８による擦れ痕Ｓの開始位置Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が示される。図１１に示す例では、この順で擦れ痕Ｓの長さが短くなる。

次に図１２、図１３、図１４を参照して、第２実施形態のチャックの構成について説明する。図１２、図１３、図１４は、それぞれ第１実施形態の図３、図４、図５に対応する図である。

第１実施形態のチャック２２は、固定爪２６Ａを備える固定部材２６と、可動爪２８Ａを備えるチャック部材２８とから構成されたが、第２実施形態のチャック４０は、可動爪２８Ａを備えるチャック部材２８のみから構成される。すなわち、図１２、図１４に示されるように、第２実施形態のチャック４０は、例えば３つのチャック部材２８が環状に配置され、付勢部材３２により、周囲から内側に向けて付勢される。各チャック部材２８は、揺動軸２８Ｂの周りに回動可能であり、チャック４０内に挿入されたキャップＣの外周面を把持し、チャック部材２８の内側に設けられた可動爪２８ＡがキャップＣの凸条Ｐやランド部Ｌに係合する。

なお、固定部材２６がないことから、第２実施形態のチャック部材２８は、第１実施形態のチャック部材２８よりも周方向長さが長いが、基本的な構造は第１実施形態と同様である。

以上のように、第２実施形態のチャックにおいても、第１実施形態と同様効果が得られる。

１０ キャッパ
１２ キャッパホイール
１２Ａ 下側回転体
１２Ｂ 上側回転体
１４ キャップディスク
１６ 入口ホイール
１８ 出口ホイール
２０ ネックグリッパ
２２、４０ チャック
２４ スピンドル
２４Ａ 昇降機構
２４Ｍ サーボモータ
２６ 固定部材
２６Ａ 固定爪
２８ チャック部材
２８Ａ 可動爪
３０Ｂ 当接部
３２ 付勢部材（付勢手段）
３６Ａ、３８Ａ 前方フランク（前方係合面）
３６Ｂ、３８Ｃ 後方フランク（後方係合面）
Ｃ キャップ
Ｌ ランド部
Ｐ 凸条
Ｐ１ キャップ受取位置
Ｐ２ 容器受取位置
Ｐ３ 容器排出位置
Ｓ 擦れ痕
Ｖ 容器
Ｖｍ 口部

Claims (1)

1. 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当接部とから構成されるキャッパ用チャックであって、
   前記チャック部材の内面には、前記チャックの回転方向前方を向く前方係合面と、当該前方係合面と先端部を介して連接され、前記チャックの回転方向後方を向く後方係合面とから構成された複数の爪が形成されており、
   前記キャップの外周面には複数の凸条が形成されており、
   前記爪を隣接する凸条の間に位置させて前記キャップを保持するとともに、その状態で前記チャックを回転させることにより、前記前方係合面に対向する凸条に当該前方係合面を係合させて前記キャップを容器に螺着するキャッパ用チャックにおいて、
   前記キャップの外周面に対して、前記後方係合面の傾斜角が前記前方係合面の傾斜角よりも小さい
   ことを特徴とするキャッパ用チャック。

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