JP2625740B2 - キヤツパ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明はキャッパに関し、より詳しくは、キャッピン
グヘッドを設けたスピンドルの回転駆動手段としてピニ
オンと駆動ギヤとを設けたキャッパに関する。

「従来の技術」 従来からキャッパとして、PP（ピルファプルーフ）キ
ャッパやスクリュウキャッパ等が知られている。これら
のキャッパは、通常、固定軸に回転自在に設けた回転体
と、この回転体に回転自在に設けたスピンドルと、上記
固定軸に設けられ、上記スピンドルに設けたカムフォロ
ワに係合してそのスピンドルを昇降させる昇降カムと、
上記固定軸に設けられ、上記スピンドルに設けたピニオ
ンに噛合して該スピンドルを回転駆動する駆動ギヤと、
上記スピンドルに連動され、該スピンドルによって回転
駆動されてキャップを容器にキャッピングするキャッピ
ングヘッドのキャッピング機構とを備えている。

また従来のキャッパとして、キャッピングヘッドをPP
キャッパ用キャッピングヘッドやスクリュウキャッパ用
キャッピングヘッドに交換して使用できるようにしたマ
ルチキャッパも知られている（特開昭61−69594号公
報）。

「発明が解決しようとする問題点」 ところで、上記スピンドルの回転駆動手段として、ス
ピンドルに固定したピニオンと固定軸に固定した駆動ギ
ヤとを用いた場合には、スピンドルの回転速度は上記回
転体の回転速度によって一義的に定まってしまう。そし
て容器の処理能力は回転体の回転速度によって定まるた
め、例えば容器の大きさに応じて好適な回転体の速度を
定めると、それに応じてスピンドルの回転速度が変動し
てしまい、望ましい回転速度が得られないことがあっ
た。

またPPキャッパとスクリュウキャッパとを兼用できる
ようにしたマルチキャッパにおいては、両キャッパで望
ましいスピンドルの回転速度に大きさ差があるので、両
者のキャッパで同時に望ましいスピンドルの回転速度を
得ることは困難であった。

「問題点を解決するための手段」 本発明はそのような事情に鑑み、固定軸に回転自在に
設けた回転体と、この回転体に回転自在に設けたスピン
ドルと、上記固定軸に設けられ、上記スピンドルに設け
たカムフォロワに係合してそのスピンドルを昇降させる
昇降カムと、上記固定軸に設けられ、上記スピンドルに
設けたピニオンに噛合して該スピンドルを回転駆動する
駆動ギヤと、上記スピンドルに着脱自在に取付けられ、
該スピンドルによって回転駆動されてキャップを容器に
キャッピングする第１キャッピングヘッドと、上記スピ
ンドルの軸部に回転自在に軸支した駆動軸と、該駆動軸
を回転駆動するモータと、上記駆動軸に着脱自在に取付
けられ、該駆動軸によって回転駆動されてキャップを容
器にキャッピングする第２キャッピングヘッドとを備
え、 上記第１キャッピングヘッドと第２キャッピングヘッ
ドとは、第１キャッピングヘッドが選択されて上記スピ
ンドルに取付けられるか、又は第２キャッピングヘッド
が選択されて上記駆動軸に取付けられるようにしたもの
である。

「作用」 このような構成によれば、上記キャッピングヘッドの
キャッピング機構を上記スピンドルおよびピニオンを介
して駆動ギヤによって回転駆動させることができ、また
は上記駆動軸を介してモータによって回転駆動させるこ
とができるので、容器の変更やキャッピングヘッドの変
更に応じて、常に好適なスピンドルの回転速度を得るこ
とが容易となる。

「実施例」 （PPキャッパ） 以下図示実施例について本発明を説明すると、第１図
は本発明に係るキャッパをPPキャッパとして用いた実施
例を示している。同図において、図示しない機枠に固定
軸１を鉛直方向に配設して固定してあり、この固定軸１
に複数個の軸受２を介して回転体３を回転自在に軸支
し、この回転体３を図示しないモータにより一方向に回
転駆動させることができるようにしている。

上記回転体３の外周部には、回転体３の回転中心を中
心とする所定の円上で鉛直方向に配設した案内ロッド４
を等間隔に複数本固定し、かつ、各案内ロッド４の中間
位置にそれぞれ中空のスピンドル５を配設している。

上記スピンドル５の軸方向中央部にはブラケット10の
一端を回転自在に取付けてあり、このブラケット10の他
端を隣接した案ロッド４に昇降自在に取付けてブラケッ
ト10がスピンドル５とともに回転しないようにしてい
る。そしてこのブラケット10にカムフォロワ11を取付
け、このカムフォロワ11を固定軸１に固定した昇降カム
12のカム溝12aに係合させることにより、回転体３の回
転に伴なって上記スピンドル５を昇降させることができ
るようにしてある。

また、上記スピンドル５の中間部にはピニオン13を一
体に設けてあり、このピニオン13を固定軸１および回転
体３に対して回転自在に設けた駆動ギヤ14に噛合させ、
この駆動ギヤ14によって上記ピニオン13およびスピンド
ル５を回転駆動させることができるようにしている。

上記駆動ギヤ14は、上記ピニオン13に噛合する大ギヤ
14aと、これよりも上方に設けた小ギヤ14bとを一体に有
しており、この小ギヤ14bは遊星歯車機構15を構成する
遊星ギヤ16の下方の大ギヤ16aに噛合している。上記遊
星ギヤ16の上方の小ギヤ16bは、上記固定軸１に回転自
在に軸支した第１回転部材17の下方のギヤ17aに噛合し
ており、また遊星ギヤ16自体は、上記第１回転部材17に
回転自在に軸支した第２回転部材18に回転自在に軸支し
ている。

そして本実施例においてはppキャッパとして使用する
ようにしているので、固定軸１の上方に形成したフラン
ジ1aと第１回転部材17の上方に形成したフランジ17bと
の間に第１連結ピン19を挿通して両者を一体に連結する
とともに、上記固定軸１のフランジ1aと第２回転部材18
との間に第２連結ピン20を挿通して両者を一体に連結し
ている。

この状態では、第１回転部材17および第２回転部材18
はそれぞれ第１連結ピン19および第２連結ピン20によっ
て固定軸１に固定され、したがって第２回転部材18に軸
支され、かつ小ギヤ16bが第１回転部材17のギヤ17aに噛
合する遊星ギヤ16も上記固定軸１に固定される。

その結果、上記遊星ギヤ16の大ギヤ16aに噛合した駆
動ギヤ14もまた固定軸１に固定されるようになり、この
状態で回転体３が回転駆動されれば、上記駆動ギヤ14に
噛合したスピンドル５のピニオン13は、駆動ギヤ14の周
囲を公転しながら自転されるようになる。

また後に詳述するように、本発明に係るキャッパを他
のキャッパとして用いるために、上記第１連結ピン19お
よび第２連結ピン20をそれぞれ着脱自在としてあり、必
要に応じて上記固定軸１のフランジ1aと第２回転部材18
との間に挿通された第２連結ピン20を引抜き、これを回
転体３と第２回転部材18との間に挿通して両者を一体に
連結することができるようにしている。

さらにまた、上記スピンドル５を回転体３に固定して
その回転を規制するために、上記ピニオン13に噛合する
可動ラック21をピン22によって上記回転体３に揺動可能
に軸支している。この可動ラック21は、第２図に示すよ
うに、PPキャッパの場合にはばね23によってピニオン13
から遠隔した位置に保持しているが、同図の想像線で示
すように、可動ラック21をピニオン13に噛合させた状態
で上記第１連結ピン19を利用してこれと回転体３との間
に挿通させた際には、可動ラック21とピニオン13とを噛
合させた状態に維持することができるようにしている。
この状態では、上記ピニオン13は回転体３に対して回転
することはできないが、昇降することはできるようにな
っている。

然して、第３図に示すように、上記スピンドル５の上
端部には、軸受30を介して筒状ハウジング31を回転自在
に取付けてあり、この筒状ハウジング31は、これに取付
けたアーム32を上記回転体３の上部に設けた鉛直案内ロ
ッド33に昇降自在に連結することにより、回転体３に対
して昇降のみ可能としている（第１図参照）。そして上
記筒状ハウジング31の上部に、上記スピンドル５内に回
転かつ昇降自在に設けた駆動軸34を回転駆動するサーボ
モータ35を取付けている。

上記駆動軸34の上端部は、上記筒状ハウジング31内に
軸受36を介して回転自在に軸支した筒状のカップリング
37内に昇降自在に嵌合してあり、この駆動軸34を上端部
に設けたキー部材38を上記カップリング37内に軸方向に
沿って形成したキー溝37a内に係合させることにより、
上記駆動軸34を上記カップリング37にそれと一体に回転
するが昇降できるように連結している。

そして、上記カップリング37の上部複数箇所に軸支し
た遊星ギヤ39を、上記筒状ハウジング31に固定したイン
ターナルギヤ40にそれぞれ噛合させると同時に、上記サ
ーボモータ35の回転軸35aに取付けたギヤ41に噛合させ
ている。

したがって、上記サーボモータ35を回転させれば、そ
の回転軸35aに取付けたギヤ41と上記インターナルギヤ4
0に同時に噛合している遊星ギヤ39を介してカップリン
グ37が所定の減速比で回転駆動され、それによって駆動
軸34が一体的に回転駆動されるようになっている。

ところで、PPキャッパとして用いる場合には上記駆動
軸34が回転しないようにこれを固定することにより、後
述するようにPPキャッパが容器に対して回転しないよう
にする必要があり、そのために上記筒状ハウジング31内
に駆動軸34のストッパ機構45を設けている。

上記ストッパ機構45は、第４図に示すように、上記サ
ーボモータ35を回転軸35aに取付けたギヤ41の上記筒状
部41aを挟んで配設した一対のアーム46を備えており、
各アーム46の一端部を軸47によって筒状ハウジング31に
それぞれ軸支するとともに、その端部に設けたギヤ48を
相互に噛合させて両アーム46が同一量だけ揺動するよう
に連動させている。

そして両アーム46の他端部間をシリンダ49で連結し、
このシリンダ49によって両アーム46を閉じた際に、両ア
ーム46の中間部に設けた挟持部46aによって上記筒状部4
1aをその両側から挟持させ、それによって駆動軸34を固
定することができるようにしている。

次に上記駆動軸34の下端部には、第５図に示すよう
に、シリンダ装置50を構成するピストン51を軸受52を介
して回転自在に軸支してあり、このピストン51はスピン
ドル５の一部に形成した大径のシリンダ部分内に昇降自
在に嵌合している。このピストン51はスピンドル５およ
び駆動軸34に対して気密を保持するようにしてあり、ま
たこのピストン51の上方に、スピンドル５および駆動軸
34に対して気密を保持してシールプレート53を設けるこ
とにより、該シールプレート53と上記ピストン51との間
に圧力室54を形成している。

さらに上記スピンドル５の外周には、気密を保って筒
状部材55を回転自在に取付けてあり、この筒状部材55
は、これに取付けたアーム56を上記回転体３の下部に設
けた鉛直案内ガイド57に昇降自在に連結させることによ
り、回転体３に対して昇降のみ可能としている。

そして上記圧力室54は、上記スピンドル５に穿設した
孔61と、上記筒状部材55内に形成した環状溝55aおよび
孔55bとを介して上記筒状部材55に接続した導管62に連
通され、さらに第１図に示すように、固定軸１の上部に
設けたロータリジョイント63を介して回転体３の外部の
導管64に接続されている。そしてこの導管64からさらに
２つの分岐管65Hと65Lに分岐され、各分岐管65Hと65Lに
設けた電磁開閉弁66Hと66Lおよび高圧レギュレータ67H
と低圧レギュレータ67Lを介して再び集合され、さらに
フィルタ68を介して圧力源69に連通されている。

上記電磁開閉弁66H、66Lはいずれか一方が開放されて
圧力源69からの圧縮空気を上記圧力室54に供給するよう
になっており、かつ上記高圧レギュレータ67H、低圧レ
ギュレータ67Lは、それぞれ圧力室54に供給する圧力を
高圧又は低圧に制御できるようになっている。

また後に説明するように、上記ロータリジョイント63
には別系統の圧力流体通路70を設けてあり、この通路70
を介して回転体３内に上記圧力とは別個の圧力を有する
流体圧力を導入できるようにしている。

さらに本実施例では、第５図に示すように、上記スピ
ンドル５を構成するスピンドル５の下端にPPキャッパ用
のキャッピングヘッド71を取付けている。このキャッピ
ングヘッド71は、キャップを容器の口部にキャッピング
するキャッピング機構72と、このキャッピング機構72を
昇降可能に支持するハウジング73とを備えており、この
ハウジング73をボルト74によって上記スピンドル５に着
脱自在に連結している。

そして、上記キャッピング機構72の一部を構成するキ
ャップ押え部材75の上端部に形成した突起76を、上記駆
動軸34の下端に形成したスリット77内に着脱可能に嵌合
している。なお、上記PPキャッパ用のキャッピングヘッ
ド71は従来周知のものと実質的に同一の構成を有するも
のであるから、これ以上の具体的な構成の説明は省略す
る。

上記実施例においては、本発明に係るキャッパをPPキ
ャッパとして用いているので、低圧側の電磁開閉弁66L
が閉鎖され、高圧側の電磁開閉弁66Hが開放される。し
たがってシリンダ装置50の圧力室54に高圧の圧力流体が
供給され、上記駆動軸34を介してキャッピング機構72の
キャップ押え部材75を例えば250Kgの力で下方に押圧す
るようになる。

またこの際には、上記ストッパ機構45によって駆動軸
34が固定され、さらに前述したように、第１連結ピン19
および第２連結ピン20によって駆動ギヤ14が固定軸１に
固定されている。

この状態において、回転体３を図示しないモータによ
って回転させると、その回転体３と一体にスピンドル５
が固定軸１の周囲を回転し、固定軸１に設けた昇降カム
12のカム溝12aに係合させたカムフォロワ11によって昇
降されると同時に、固定された駆動ギヤ14に噛合するピ
ニオン13によって回転駆動される。

したがって本実施例では、上記スピンドル５に設けた
PPキャップ用キャッピングヘッド71は回転しながら昇降
し、またPPキャップを押えるキャップストッパ機構45に
よって固定されている駆動軸34によって固定された状態
で、シリンダ装置50により所定の付勢力で下方に付勢さ
れているので、従来のPPキャッパと同様に、キャップ押
え部材75によりPPキャップが容器に対して回転しないよ
うに固定した状態で、容器にPPキャップをキャッピング
することができる。

（第１スクリュウキャッパ） 次に、上記キャッパを第１スクリュウキャッパとして
使用する場合について説明する。この場合には、上記ボ
ルト74を弛めて各スピンドル５に設けたPPキャッパ用キ
ャッピングヘッド71を取外し、その代わりに第６図に示
すように、スクリュウキャッパ用キャッピングヘッド81
のハウジング83を上記ボルト74によって取付ける。

上記キャッピングヘッド81のキャッピング機構82はエ
アクラッチ84とエアチャック85とを備えており、上記エ
アクラッチ84とエアチャック85とには前述した別系統の
圧力流体通路70から圧力流体を供給するようにしてい
る。

上記エアクラッチ84はスピンドル５の回転を上記エア
チャック85の駆動軸85aを介してエアチャック85に伝達
し、その伝達トルクはエアクラッチ84に供給される上記
圧力流体の圧力によって定められた所定値に設定され
る。また、キャッピング機構82を構成するエアチャック
85は上記ハウジング83に昇降自在に支持されており、そ
の駆動軸85aは軸受86を介して上記シリンダ装置50に連
動される。なおこの場合においても上記ストッパ機構45
によって駆動軸34を固定し、駆動軸34の回転によってサ
ーボモータ35が回転されないようにしている。

そしてスクリュウキャッパの場合には、上記シリンダ
装置50による下方への付勢力はPPキャッパの場合よりも
小さく例えば10Kg程度の力でよいので、低圧側の電磁開
閉弁66Lを開放して高圧側の電磁開閉弁66Hを閉鎖し、そ
れによって上記シリンダ装置50の圧力室54に圧力流体を
供給する。

さらにスクリュウキャッパの場合には、PPキャッパの
場合よりも高速度でスクリュウキャッパ用キャッピング
ヘッドを回転させる必要があるので、第１連結ピン19は
そのままとした状態で、上記固定軸１のフランジ1aと第
２回転部材18との間に挿通された第２連結ピン20を引抜
き、第１図の想像線で示すように、これを回転体３と第
２回転部材18との間に挿通して両者を一体に連結する。

本実施例においては、回転体３を図示しないモータに
よって回転させると、上記連結ピン20を介して第２回転
部材18が同一方向に回転し、それによって遊星ギヤ16も
同一方向に回転する。この際には、上記第１回転部材17
は第１連結ピン19を介して固定軸３に固定されているの
で、上記遊星ギヤ16は第１回転部材17の周囲を公転しな
がら第１回転部材17のギヤ17aによって自転され、それ
によって駆動ギヤ14を回転体３の回転方向とは逆方向に
駆動駆動させる。

すると、上記回転体３に設けたスピンドル５のピニオ
ン13は、逆転される駆動ギヤ14の周囲を順点することと
なるので、上記スピンドル５はPPキャッパの場合よりも
高速度で回転されながらスクリュウキャッパを容器にキ
ャッピングするようになる。

（第２スクリュウキャッパ） また、上記キャッパをサーボモータ35を用いた第２ス
クリュウキャッパとして使用する場合について説明す
る。この場合には、上記エアクラッチ84は不要となるの
で、スクリュウキャッパ用キャッピングヘッド81を取外
し、第７図に示すように、第２のスクリュウキャッパ用
キャッピングヘッド81′を取付ける。このスクリュウキ
ャッパ用キャッピングヘッド81′は、基本的に上記キャ
ッピングヘッド81からエアクラッチ84を省略した構成と
なっており、キャッピングヘッド81と同一若しくは相当
部分には同一符号に「′」を付して示している。

本実施例では、サーボモータ35を回転を駆動軸34を介
してエアチャック85′を駆動軸85a′に伝達するように
しており、したがって上記軸受86は省略してある。そし
てこの場合には、上記ストッパ機構45による駆動軸34の
制動が解除されることは勿論である。

他方、本実施例では上記スピンドル５を回転させる必
要がないので、前述したように可動ラック21をピニオン
13に噛合させた状態で第１連結ピン19をこれと回転体３
との間に挿通させ、スピンドル５を回転体３に固定す
る。この場合、第２連結ピン20は固定軸１のフランジ1a
と第２回転部材18との間に挿通されていても、或は回転
体３と第２回転部材18との間に挿通されていてもよい。
その他の条件は、上述した第１スクリュウキャッパの場
合とは異なるところはない。

本実施例においては、回転体３が回転された際には、
上記スピンドル５は可動ラック21により回転体３に固定
されているので駆動ギヤ14も回転体３と一体に回転する
ようになるが、その状態を維持したままスピンドル５が
昇降カム12によって昇降されるようになる。

そして上記サーボモータ35により駆動軸34を介してエ
アチャック85′を所定の締付けトルクで回転させること
ができ、そのトルクが所定値となったらサーボモータ35
によるキャップの締付けを終了させて、高精度の締付け
トルクでスクリュウキャップを容器にキャッピングする
ことができる。

（クラウナ） さらに本実施例のキャッパをクラウナとして使用する
場合には、第８図に示すように、上記スピンドル５にク
ラウナ用キャッピングヘッド91のハウジング93を取付
け、該ハウジング93に昇降自在に設けたキャッピング機
構92の昇降フレーム94を上記駆動軸34に連動させる。こ
の昇降フレーム94の内部には、ばね95によって下方に付
勢したキャップ押え部材96を設けてあり、このばね95の
付勢力は例えば50Kgに設定している。

本実施例では上記ストッパ機構45によって駆動軸34を
固定してあり、この駆動軸34の下端のスリット77に上記
昇降フレーム94の上端部に形成した突起97を係合させる
ことにより、該昇降フレーム94が回転しないようにし、
かつ図示しないシュートからキャップを受けられるよう
に、その昇降フレーム94を所定の方向に向けている。

また、上記スピンドル５は第２スクリュウキャッパの
場合と同様に回転体３に固定し、シリンダ装置50の圧力
室54内には高圧の流体圧力を導入している。

したがって本実施例においては、図示しないシュート
からキャップ押え部材96の直下位置にキャップが供給さ
れた状態でスピンドル５および昇降フレーム94が降下さ
れると、キャップ押え部材96がばね95の弾撥力によりキ
ャップを容器の口部に押圧した状態で昇降フレーム94が
さらに降下されるので、キャップの周囲がその昇降フレ
ーム94により下方に湾曲されて容器に密着される。

そして万一、上記キャップ押え部材96が昇降フレーム
94に当接してさらに降下されようとした場合には、上記
シリンダ装置50の付勢力に抗してキャップ押え部材96、
昇降フレーム94および駆動軸34等がスピンドル５に対し
て上昇されるので、容器やそれらの部材の破損を防止す
ることができる。

なお、上記実施例では駆動軸34をサーボモータ35によ
って回転駆動するようにしているが、通常のモータを用
いてもよいことは勿論である。

「発明の効果」 以上のように、本発明によれば、駆動ギヤによりピニ
オンおよびスピンドルを介して第１キャッピングヘッド
を回転駆動するか、または、モータによって駆動軸を介
して第２キャッピングヘッドを回転させるかを選択する
ことができるので、第１キャッピングヘッドの回転速度
と第２キャッピングヘッドの回転速度とを相互に依存す
ることなく自由に設定することができ、したがって容器
の変更やキャッピングヘッドの変更に応じて、好適なキ
ャッピングヘッドの回転速度を容易に得ることができる
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はキャッピングヘッドとしてPPキャッパ用のキャ
ッピングヘッド71を取付けた本発明の一実施例における
断面図、第２図は第１図のII−II線に沿う拡大断面図、
第３図は第１図の要部の拡大断面図、第４図は第３図の
IV−IV線に沿う断面図、第５図は第１図の他の要部の拡
大断面図、第６図は第１スクリュウキャッパ用のキャッ
ピングヘッド81を取付けた他の実施例における要部の断
面図、第７図は第２スクリュウキャッパ用のキャッピン
グヘッド81′を取付けた他の実施例における要部の断面
図、第８図はクラウナ用のキャッピングヘッド91を取付
けた更に他の実施例における断面図である。 １……固定軸、３……回転体 ５……スピンドル、11……カムフォロワ 12……昇降カム、13……ピニオン 14……駆動ギヤ、34……駆動軸 35……サーボモータ 71、81、81′、91……キャッピングヘッド 72、82、82′、92……キャッピング機構 73、83、83′、93……ハウジング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定軸に回転自在に設けた回転体と、この
   回転体に回転自在に設けたスピンドルと、上記固定軸に
   設けられ、上記スピンドルに設けたカムフォロワに係合
   してそのスピンドルを昇降させる昇降カムと、上記固定
   軸に設けられ、上記スピンドルに設けたピニオンに噛合
   して該スピンドルを回転駆動する駆動ギヤと、上記スピ
   ンドルに着脱自在に取付けられ、該スピンドルによって
   回転駆動されてキャップを容器にキャッピングする第１
   キャッピングヘッドと、上記スピンドルの軸部に回転自
   在に軸支した駆動軸と、該駆動軸を回転駆動するモータ
   と、上記駆動軸に着脱自在に取付けられ、該駆動軸によ
   って回転駆動されてキャップを容器にキャッピングする
   第２キャッピングヘッドとを備え、 上記第１キャッピングヘッドと第２キャッピングヘッド
   とは、第１キャッピングヘッドが選択されて上記スピン
   ドルに取付けられるか、又は第２キャッピングヘッドが
   選択されて上記駆動軸に取付けられることを特徴とする
   キャッパ。