JP2023097544A - capping device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、巻き締め式のキャップを自動で容器に取り付けるためのキャッピング装置に関する。 The present invention relates to a capping device for automatically attaching a roll-on cap to a container.
従来ボトル容器の生産ラインにおいて、巻き締め式のキャップを容器本体に取り付けるために自動で巻き締め可能なキャッピング装置が用いられている。かかるキャッピング装置は単軸回転式であり、把持したキャップに軸回転を加えて締め込むものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a bottle container production line, a capping device capable of automatically tightening is used to attach a tightening type cap to a container body. Such a capping device is of a uniaxial rotation type, and tightens by applying axial rotation to the gripped cap.
このようなキャッピング装置のキャップを把持する機構として、3つのチャック部によりキャップの側面を三方から圧接して把持するものが知られており(特許文献1、2)、かかるタイプの把持装置の場合、キャップの横断面が真円形以外の変形のキャップの場合、以下のような問題が生じていた。
As a mechanism for gripping the cap of such a capping device, there is known one that presses and grips the side surfaces of the cap from three sides by three chuck portions (
すなわち、キャップの芯から外周面までの距離が不均一の場合、三方からチャック部で把持しようとすると、チャック部がキャップの外周面に接するタイミングにずれが生じ、その結果、キャップの芯がずれた状態で把持されることになる。 That is, when the distance from the core of the cap to the outer peripheral surface is uneven, if the chuck part tries to grip the cap from three sides, the timing at which the chuck part contacts the outer peripheral surface of the cap is shifted, and as a result, the core of the cap is displaced. It will be gripped in the state of
かかる課題に対応すべく、特許文献3では、4つのチャック本体をキャップの外周面に係合させることにより、キャップ保持部にキャップを把持させるボトルキャップのチャック装置が開示されている。このものは、キャップの周方向に沿って並設された4つのチャック本体のうち必ず2つのチャック本体は向き合っているため、キャップを把持した時に芯ずれが生じないというものである。
In order to address this problem,
しかしながら、このように四方からチャック部で保持する場合、保持されるキャップの横断面が楕円形や長方形などのものであれば所望の効果は得られるものの、キャップの横断面が楕円形や長方形以外の変形の場合は芯ずれの防止と把持を両立することが困難であった。 However, in the case of holding the cap from all sides by the chuck part, the desired effect can be obtained if the cross section of the cap to be held is elliptical or rectangular. In the case of deformation, it was difficult to achieve both prevention of misalignment and gripping.
そこで本発明は、従来の物品保持装置のかかる欠点を克服し、キャップの横断面の形状に関わらず、確実にキャップを保持することができ、また、保持した際にはキャップの芯ずれを確実に防止することができるキャッピング装置の提供を課題とするものである。 Accordingly, the present invention overcomes the drawbacks of conventional article holding devices, can reliably hold a cap regardless of the shape of the cross section of the cap, and can reliably prevent misalignment of the cap when held. It is an object of the present invention to provide a capping device capable of preventing overheating.
本発明は、上記課題を解決するものであり、天板と該天板の周縁から垂下する外壁とを備え、その下部は開放され、その内部に把持するキャップの少なくとも上部を挿入可能に形成された外装部と、吸引経路を介して吸引手段に接続され、該外装部内において該天板より垂下するように設けられた伸縮可能な吸着パッドと、該天板に形成された挿通孔に挿通され、該天板から垂下された複数の可動ピンを備え、該可動ピンは所定の範囲内において上下動可能に形成されているキャッピング装置である。 The present invention solves the above-mentioned problems, and includes a top plate and an outer wall hanging down from the peripheral edge of the top plate. an extensible suction pad connected to the suction means via a suction path and provided in the exterior so as to hang down from the top plate; and an insertion hole formed in the top plate. , the capping device is provided with a plurality of movable pins suspended from the top plate, and the movable pins are vertically movable within a predetermined range.
また本発明は、前記可動ピンが、前記挿通孔の開口径よりも細く形成されたシャフトと、シャフトの上端部に設けられ前記挿通孔の開口径よりも太く形成されたヘッドと、シャフトの下部に装着され前記挿通孔の開口径よりも太く形成された本体を備えたことを特徴とするキャッピング装置である。 The present invention also provides a shaft in which the movable pin is formed to be thinner than the opening diameter of the insertion hole, a head provided at the upper end of the shaft and formed to be thicker than the opening diameter of the insertion hole, and a lower portion of the shaft. The capping device is characterized by comprising a main body which is attached to the body and is formed to have a larger diameter than the opening diameter of the insertion hole.
また、本発明は、前記外壁の内側で該外壁から所定の間隔を空けて天板から垂下する内壁を備え、該外壁と該内壁は底面視で相似する形状に設けられたことを特徴とするキャッピング装置である。 Further, the present invention is characterized in that an inner wall is provided inside the outer wall and hangs down from the top plate at a predetermined distance from the outer wall, and the outer wall and the inner wall are provided in a shape similar to each other when viewed from the bottom. A capping device.
また、本発明は、前記可動ピンが、前記外壁と前記内壁の間において設けられたことを特徴とするキャッピング装置である。 Also, the present invention is the capping device, wherein the movable pin is provided between the outer wall and the inner wall.
また、本発明は、前記天板は多角形であることを特徴とするキャッピング装置である。 Further, the present invention is the capping device, wherein the top plate is polygonal.
本発明にかかるキャッピング装置は、外装部内において上下動自在に設けた可動ピンのブロッキング効果により、キャップの横断面形状が変形のものであっても、芯ずれをおこすことなく確実にキャップの巻締め作業を行うことができる。 In the capping device according to the present invention, even if the cross-sectional shape of the cap is deformed due to the blocking effect of the movable pin provided in the exterior part so as to be vertically movable, the cap can be securely crimped without misalignment. work can be done.
また、本発明にかかるキャッピング装置は、吸着パッドの吸引力によりキャップを保持するため、従来のチャック部による保持とは異なり、キャップの横断面が楕円形や長方形以外の変形のものであっても確実に保持することができる。 In addition, since the capping device according to the present invention holds the cap by the suction force of the suction pad, unlike the holding by the conventional chuck portion, even if the cross section of the cap is deformed other than elliptical or rectangular, can be held securely.
以下、本発明のキャッピング装置の実施態様を、図面に基づいて具体的に説明する。なお、本発明はこれら実施態様に何ら制約されるものではない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the embodiment of the capping apparatus of this invention is concretely demonstrated based on drawing. In addition, this invention is not restricted at all by these embodiments.
本発明に係るキャッピング装置1は、多角形柱状に形成された外装部2と、外装部2の内部中央に垂設された吸着パッド4と、外装部2の天板から垂下された複数の可動ピン3を備える。以下、各部について詳細に説明する。
A
図3、4に示すように、外装部2は、正六角形に形成された天板21と、天板21の周縁から垂下する6面の外壁22とを備え、その下部が開放して形成されている。さらに、外装部2の内部には天板21から垂下する6面の内壁23を備える。本実施態様では、天板21は正六角形になるように形成されているが、形状はこれに限らず、四角形や八角形などのその他の多角形としてもよい。なお、本実施態様の外壁22には複数の孔部27が穿設されており、このように孔部27を設けることにより、外装部2の軽量化を図ることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
外装部2の内部には、本発明に係るキャッピング装置1により把持されるキャップの少なくとも上部を収納できるだけの空間が形成されている。そして、内壁23は外壁22と一定の間隔を空けて、底面視で外壁22と相似する正六角形に形成されている。内壁23は、その高さ方向の長さにおいて外壁22よりも短く、本実施態様では外壁22のおよそ半分程度の長さに形成されている。後述するように、内壁23と外壁22の間には複数の可動ピン3が配置されるため、内壁23は外壁22と底面視で相似する形状としたほうがその配列が容易になり好ましい。
A space large enough to accommodate at least the upper portion of the cap gripped by the
図3に示すように、天板21には、その中央部分に一つの開口部25が穿設され、また、内壁23と外壁22の間に相当する部分には複数の挿通孔24が所定の間隔をおいて穿設されている。本実施態様では、挿通孔24は平面視で外壁22と内壁23に沿った形で3列になるように配置されている。
As shown in FIG. 3, the
これらの挿通孔24には、それぞれ可動ピン3が挿通されている。可動ピン3は、棒状のシャフト32と、シャフト32の上端部に設けられ、シャフト32よりも大きい外径に形成されたヘッド31を備え、さらに、シャフト32の下部には本体33が外装されている。
The
可動ピン3は、シャフト32が孔部24の開口径よりも細く形成されている一方で、ヘッド31は挿通孔24の開口径よりも太く形成されている。これにより、可動ピン3は、ヘッド31部分が挿通孔24で係止して天板21から吊り下げられた状態となる。
In the
可動ピン3は、天板21に対して所定の範囲で上下動可能に設けられている。すなわち、可動ピン3は挿通孔24に挿通されているだけで天板21に対しては固定されておらず、さらに、ヘッド31および本体33は孔部24の開口径よりも太く形成されて挿通孔24を通過できないため、ヘッド31と本体33の間のシャフト32の範囲内において天板21に対して上下動することができる。
The
可動ピン3は、内壁23と外壁22との間で垂下するように設けられているが、図2に示すように、底面視で可動ピン3の本体33が、内壁23と外壁22の間の領域でほぼ隙間なく配置されていることが好ましい。このように、可動ピン3を内壁23と外壁22の間の領域において、ハニカム状に整列させ、摺動性を確保するべくごく僅かな隙間をつくって配置することにより、可動ピン3が外装部2内において斜めになったりせず、直立姿勢を維持したまま上下動することができる。
The
かかる可動ピン3として、既存のキャップボルト(六角穴付きボルト)を好適に利用することができる。本体33は、かかるキャップボルトのネジ部分に外装すればよく、本体33内に設けた孔部にネジ込み式にすれば、破損時の交換が容易となって好ましい。本体33は、容器キャップに接する部分のため、容器キャップを傷つけにくく、出来るだけ軽量で、かつ一定の耐久性がある材質のものが好ましく、ポリアセタール樹脂などの合成樹脂製が好ましく、特に、ABS樹脂、フッ素樹脂、MCナイロン樹脂が好ましい。
An existing cap bolt (hexagon socket head bolt) can be suitably used as the
天板21の下面には、吸着パッド4が垂下するように設けられている。吸着パッド4は、上下端に開口部を有する蛇腹構造のチューブであり、上部開口部は天板21の開口部25と連通するように設けられている。
A
吸着パッド4は上下方向に伸縮自在に形成されており、キャップを把持していない待機状態で、その下部開口部41が可動ピン3の下端部34よりも上方に位置するように設けられている。
The
吸着パッド4の上部開口部は、吸引経路であるパイプ5に連通している。パイプ5は開口部25に連通して天板21から垂設され、かかるパイプ5の周囲には、3本の支柱6が天板21から垂設されている。かかる支柱6の上端には、容器キャップ把持装置1をキャッピング装置の回転駆動手段である回転軸に取り付けるための取付基部7が取り付けられている。パイプ5は、さらに吸引経路となるチューブ等を介して真空発生装置などの吸引手段に通じている。
An upper opening of the
以下に、本発明に係るキャップ把持装置1による一連の操作について説明する。本実施態様では、把持対象となるキャップ8の横断面形状を卵形とする。まず、把持する対象のキャップ8の上方にキャップ把持装置1を配置し、キャップ8の芯とキャップ把持装置1の芯が一致するように芯出しを行い、次に、キャップ8に外装部2を被せるようにキャッピング装置1を下降させる。
A series of operations performed by the cap
キャップ8の天面81に一部の可動ピン3の下端部34が当接するまでキャッピング装置1を下降させ、さらに、そのまま下降を続けると、天面81に当接している可動ピン3はそれ以上下降せずにその位置に留まるため、容器キャップ8により相対的に押し上げられ、外装部2の天板21より上方へ突出する。
The
さらにキャッピング装置1の下降を続けると、キャップ8の天面81に吸着パッド4の下部開口部41が当接する。このとき、パイプ5等の吸引経路を介して吸着パッド4内の空気が吸引されて負圧となっているため、吸着パッド4の下部開口部41は天面81に吸着する。
As the
そのままさらにキャッピング装置1の下降を続けると、図5に示すように、吸着部4が上方へ収縮するとともに、キャップ8に当接して天板21より上方へ突出した可動ピン3の本体33が孔部24に係止して、上方への移動が規制される。そのままさらにキャッピング装置の1の下降が続いても、本体33が孔部24に係止するので、把持の機能を失うことはない。なお、図5では可動ピン3の本体33が天板21に接する上限まで移動しているが、物品を把持するために可動ピン3が移動可能な上限まで移動する必要はなく、物品を把持した状態で本体33の上端と天板21の間に隙間が形成されていても良い。
As the
図5の状態を底面から示したものが図6である。図中、可動ピン3bは、キャップ8の天面81に当接し、天板21より上方へ押し上げられたものを示している。また、可動ピン3aは、キャップ8の天面81に当接せずに元の位置に残っているもので、且つ、キャップ8の側面82に本体33が接した状態となっているものを示す。
FIG. 6 shows the state of FIG. 5 from the bottom. In the drawing, the
本実施態様では、キャップ8の側面82に本体33が接した可動ピン3aは、7本となっている。図に示すように、本実施態様の可動ピン3aはおよそ5方向からキャップ8の側面82に接している。なお、キャップ8の側面82に接する可動ピン3aの本数や接する位置については、容器キャップ8の形状や大きさ、可動ピン3の本数や太さ等の諸条件により異なる。
In this embodiment, there are seven
キャッピング装置1の把持完了後、装着対象となる容器の上方にキャッピング装置1を配置し、キャップ8の芯と容器頸部の芯出しを行い、キャップ8を容器頸部に装着する。装着は、回転手段によりキャップ把持装置1を軸回転させ、両者が完全に固定されるまでキャップ8のネジ部と容器頸部のネジ部を巻締める。
After the
このように、キャップ8を螺合し、ネジ部を締め込む段階において、キャップ8には回転抵抗が生じる。キャップ8の横断面形状が真円形の場合、キャップ8の側面82と側面82に接する可動ピン3aとの間の摩擦力や押圧力はゼロに近いが、キャップ8の横断面形状が真円形より異なるほど可動ピン3aと側面82の間に生じる摩擦力や押圧力も大きくなる。そして、キャップ8の側面82により押圧された可動ピン3aは、その後方の可動ピン3や外壁22に支えられ側面82からの押圧力を受け止めることができる。かかる可動ピン3aと側面82の間に生じる摩擦力と押圧力により、キャップ8に対して適切な回転トルクを加えることができ、容器本体への装着を確実に行うことができる。
Thus, in the stage of screwing the
なお、キャップ8の装着後にキャッピング装置1からキャップ8を離脱させるためには、吸引手段による吸着パッド4の吸引を停止し、キャッピング装置1を上方へと移動すればよい。
In order to detach the
かかる一連のキャップの把持する過程において、キャップ8は天面81に可動ピン3が当接するだけで側面82にかかる押圧力はなく、また、キャップ8により可動ピン3bが押し上げられた後は、キャップ8の側面82に接する可動ピン3aによりキャップ8の横方向への移動が規制されるため、キャップを把持するときに芯がずれるという問題を解消することができる。
In the process of gripping a series of caps, the
本発明に係るキャッピング装置1により取り付けることが可能なキャップ8は、断面形状が真円形以外のものであり、長径と短径の長さの比が5:4~2:1の非真円形や、正多角形、非正多角形などが挙げられる。
The
可動ピン3は、本体33の直径が細くなるほどキャップ8の側面82に接する本数も増えるため、キャップ8の側面82に接する割合を一定以上に維持するためにも、本体33の直径は3mm~6mmの範囲で形成することが好ましい。また、可動ピン3を配置する密度については、少なくとも、隣接する可動ピン3同士が互いに上下動を妨げない程度の隙間を有していれば良く、具体的には、本体33の直径が6mmの場合、隣接する本体33との軸間距離が6.2mm~6.5mmの範囲で形成することが好ましい。
As the diameter of the
本発明のキャッピング装置1は、キャップ8の側面82の全体に可動ピン3の本体33が接していなくてもよく、天面81からキャップ8の1/3程度の高さに相当する側面82部分まで接するように設ければ、必要かつ十分な回転トルクを伝えることができる。また、本発明のキャッピング装置1は、キャップ8の横断面形状やその断面積が上下で異なる場合も、側面82の一部に本体33が接すれば、回転トルクを伝えることができる。例えば、キャップ8の上部がもっとも断面積が広く、下部に行くにつれて狭く窄まっている形状や、逆にキャップ8の下部がもっとも断面積が広く、上部に行くにつれて狭く窄まっている形状、あるいは、キャップ8の中間部が窄まっているもの、逆に中間部が膨出しているものなど、それらの上下方向に変化する断面積、断面形状において、もっとも断面積の広い部分、もしくは、もっとも膨出している部分に本体33が接していればよい。
In the
1 … … キャッピング装置
2 … … 外装部
3 … … 可動ピン
3a … … 可動ピン(容器キャップの側面に接しているもの)
3b … … 可動ピン(容器キャップの天面に当接しているもの)
4 … … 吸着部
5 … … パイプ
6 … … 支柱
7 … … 取付基部
8 … … キャップ
21 … … 天板
22 … … 外壁
23 … … 内壁
24 … … 挿通孔
25 … … 孔部
26 … … 支柱取付部
27 … … 孔部
31 … … ヘッド
32 … … シャフト
33 … … 本体
34 … … 下端部
41 … … 下部開口部
42 … … 中間部
81 … … 天面
82 … … 側面
3b … Movable pin (abutting on the top surface of the container cap)
4 : Attraction part 5 : Pipe 6 : Post 7 : Mounting base 8 : Cap 21 : Top plate 22 : Outer wall 23 : Inner wall 24 : Insertion hole 25 : Hole 26 :
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