JP4132287B2

JP4132287B2 - キャッピング装置におけるキャッピングヘッドのキャップ保持器

Info

Publication number: JP4132287B2
Application number: JP28300198A
Authority: JP
Inventors: 義弘河野
Original assignee: Toyo Food Equipment Co Ltd
Current assignee: Toyo Food Equipment Co Ltd
Priority date: 1998-10-05
Filing date: 1998-10-05
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2018-10-05
Also published as: JP2000109182A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器の口部にキャップを巻締めるキャッピング装置におけるキャッピングヘッドのキャップ保持器、特に軟質〜半硬質の射出成形で製造されるプラスチック製キャップを巻締めるキャッピング装置におけるキャッピングヘッドのキャップ保持器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のキャッピング装置におけるヘッドのキャップ保持器は実開平２−５２７９３号或いは実開平７−３１６９３号に示すように、キャップを嵌めるヘッド内にはゴムリングにより内方に進退自在に突出するボールによりキャップを上下方向に支持し、回転力はヘッドの内周面に設けたセレーション即ち突起をキャップの外周面に係合させてその噛合によりキャップに伝達させていた。また、登録実用新案第４４４８５号では、螺状弾機にて常に内面に押圧する玉が常にソケットの中央の孔にその一部を凸出して壜冠を支持するものである。さらには、特開昭５５−２９４２８号のようにボールおよびセレーションを用いる代わりにゴムリングを上方より圧迫させてその内周面を内方に突出させ、キャップを上下方向に支持し、ゴムとの摩擦力により回転力をキャップに伝達させるグリップ方式もある。
さらに、特開平７−１８７２９０号のように複数個のリング状に配置されたセグメント状部品を、上方からの外力により内方向に寄せ、その応力によりキャップを保持し、セグメントとの摩擦力により回転力を伝達していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記従来の装置は、ヘッドの内周面に設けたセレーション即ち突起がキャップの外周面に係合する際、キャップのローレットは、キャップを製造する手段がプラスチックの射出成形であるが故に、機械加工のような精度はなく、変形や曲がり等が必ず起こる為、噛合に伴いセレーションにてローレットの一部を削りながら挿着されてしまう。その為、キャップに傷が付き美観を損ない商品価値を低下させたり、削り屑が機械に付着し種々の機械的不具合を起こしたり、削り屑が容器内に混入し製品として出荷出来なくなる事態をも起こす重大な欠陥となっている。この現象は特にセレーション自体が非可動体で噛み合い長さが長い場合には顕著である。特に、図４（イ）に示すようにキャップ９のローレットの溝１０において、図４（ロ）に示すようにその肉厚部ａ，ａの外側に相当する部分ｂは成型時には遅く冷えるので、肉引により外側に膨らむ傾向があるので、セレーションがローレットと係合する場合はローレットの谷部が削られ易く、またグリップ方式の場合はその外側に膨らんだ部分のみの摩擦伝導となり、スリップし易くなり、いずれの場合も削り屑や摩耗粉が発生する。
【０００４】
特開昭５５−２９４２８号のような方式では、ゴム等からなる弾性環体を上方より圧迫変形させる為の圧力空気などの外力を必要とし、その伝達の為の複雑な機構を要し、大きさも大きく、重量も重く、そのため高速時の回転体のフライホイール効果ＧＤ²（回転体の重量：Ｗ（Kgf)，回転直径：Ｄ(m),半径：ｒ＝Ｄ／２とした場合にＧＤ²＝Ｗ×２ｒ²(Kgf・ｍ²) となり、これから判るように、フライホイールの外径即ちヘッド部外径が大きくなるに従いそのフライホイール効果は直径の２乗で増大する。）が大きくなる為、巻締めトルクの安定性に欠ける一方、ゴム自体の摩耗により前述の場合と同様に摩耗粉が製品内に混入することが発生していた。
また、特開平７−１８７２９０号のように、セグメントによる方式も前述の特開昭５５−２９４２８号と同様にＧＤ²は大きく、高速性に欠け、摩擦方式であるために、セグメント又はキャップのローレット自体が摩滅し、そのカスが製品に混入することが発生していた。また前述の特開昭５５−２９４２８号と同様にセグメントを内方向に寄せるための圧力空気などの外力とその伝達の為の複雑な機構を要する欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、外周面に溝１０，１０・・・が形成されたキャップ９を容器の口部に巻締めるキャッピング装置においてキャップ９を保持して、該キャップ９を回転させるキャッピングヘッドのキャップ保持器であって、スロート６の下部に、径方向に延びて内端が縮径した透孔８，８・・・を設け、この透孔８，８・・・にキャップ９の外周面の溝１０，１０・・の曲率と同じ外形のボール１１，１１・・・を溝１０，１０・・・に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合し、それらのボール１１，１１・・・の外端をスロート６に嵌め込んだ外筒１２の内周面に当接してなり、該ボール１１，１１・・・は、スロート６内にキャップ９が挿入されたときに、該キャップ９の溝１０，１０，・・・に回転しながら誘導されて嵌合して、嵌合後はキャップ９を弾性変形させて把持するものであり、ボール１１，１１・・・を介してスロート６からキャップ９へ回転力が伝達される。
【０００６】
【作用】
キャッピングヘッドのスロート６は公転しつつ下降し、それと同期して図示しない例えば特開平７−２３２７９７に示されるような公知のキャップ供給手段により同期して供給されるキャップ９に上方より嵌まり込み、その際ボール１１，１１・・・の内端はキャップ９の上に行くに従って小径となるテーパーによってその溝１０，１０・・・間の凸条を回り込み、そのボール１１，１１・・・はキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合する。スロート６は嵌合後自転を開始し、かくしてそのスロート６の自転による回転力はスロート６よりボール１１，１１・・・を介してキャップ９に伝達し、キャップ９を容器に巻締める。
したがって従来のセレーションが不要で、またボールは回転自在に遊動するのでセレーションのようにキャップの外周面に係合する際キャップの外周面のローレット部を傷つけて切り屑が発生し、その切り屑が容器内に混入するような事態の発生もなく、またスロート６とキャップ９間の係合には上方からの外力等の動力が不要であり、さらに、キャップの保持並びに回転力伝達は最小の大きさで済み、軽量で単純な構造で可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面につき本発明の一実施の形態を詳細に説明する。図１乃至３は本発明の実施の形態のキャッピング装置における公転及び自転するキャッピングヘッドユニットの下部のキャップ保持器の縦断面図及び平面断面図を示すもので、図示しないカムとメインモータによって上下動および自転並びに公転駆動されるヘッドの下部の回転軸１には筒状のスロートホルダ２を上下動および回転伝達ピン３を介して回転すべく嵌合し、スプリング４により回転軸１の下端のストッパ５に圧接せしめる。
【０００８】
一般市場で比較的多く採用されている、外周面に円弧ピッチで３〜５mm程度の溝（ローレット）を有する最も汎用なキャップの場合において、前記スロートホルダ２の下部内周面には筒状のキャッピングヘッドのスロート６の上部外周面を螺子７により螺合し、このスロート６の下部にはキャップ９の外周面に等角度間隔に設けられた溝１０，１０・・・に対応して径方向等角度間隔に内端が縮径した１２個の透孔８，８・・・を設け、図３（ロ）示のように透孔８，８・・・の内端は頂角が９０゜〜１２０゜の截頭円錐面をなす。これらの透孔８，８・・・にはキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・の曲率と同じ外形の鋼球よりなるボール１１，１１・・・を溝１０，１０・・・に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合する。これらのボール１１，１１・・・は上記透孔８の縮経により内方には脱出することがない。それらボール１１，１１・・・の外端はスロート６に嵌め込んだ表面が滑らかな金属の外筒１２の内周面に当接せしめる。
【０００９】
尚、キャップ９の形状精度が良好でない場合等においては、この金属の外筒１２は図５示のように、ぜんまいバネのように周方向に伸縮できるように一部切れていて重なるラップ代１２ａがあるものであってもよい。またボール１１，１１・・・は図３では１２個示されているが、実用上は図５示のように３個のみを１２０゜間隔に設けたものでもよい。
【００１０】
次にこの装置の動作を説明する。キャッピングヘッドのスロート６は公転しつつ下降し、それと同期して図示しない例えば特開平７−２３２７９７号に示されるような公知のキャップ供給手段により供給されるキャップ９に嵌まり込み、その際ボール１１，１１・・・の内端はキャップ９の上に行くに従って小径となるテーパーによってその溝１０，１０・・・間の凸条を回り込み、そのボール１１，１１・・・はキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合し、キャップ９はそのボール１１との接触部が凹状に僅かに弾性変形しつつ自動的にセンタリングされる。その際ボール１１，１１・・・の外端は表面が滑らかな金属の外筒１２に当接し、ボール１１，１１・・・が後退することを阻止するとともに、ボール１１，１１・・・が滑らかに回転することができる。一旦嵌合した後は、弾性変形の反力によりキャップ９はボール１１，１１・・・に押しつけられ、ボール１１，１１・・・を介してスロート６に把持される。スロート６は嵌合終了後自転を開始し、かくしてそのスロート６の自転による回転力はスロート６よりボール１１，１１・・・を介してキャップ９に伝達し、キャップ９を容器に巻締める。巻締め完了後スロート６は自転を停止した後上昇し、キャップ９の僅かな弾性変形の反力でボール１１，１１・・・を介してスロート６に把持されていたキャップ９はスロート６が上昇することにより把持が解放され、一体となった容器と共に機外に排出される。
【００１１】
而して上記軟〜半硬質のプラスチックキャップ９は、回転自在に遊動すべく嵌合された複数個の球体を有するスロートにキャップを係合することにより、その保持と回転力の伝達が可能で、かつ、切削カスや摩耗粉等を発生することなく、さらに、小型，軽量化が可能となり、それによりスロートを含むヘッド部のＧＤ²（フライホイール効果）が最小となり、巻締めトルクが大幅に安定し、その上、キャップ保持の為の外力やその外力の制御装置等、複雑な機構も不要となり、安価で取扱いの容易なキャッピング装置を提供することが可能となる。
【００１２】
【発明の効果】
以上のようにして本発明においては、ボール１１，１１・・・は回転しながらキャップ９の外周面の溝１０，１０・・・に滑らかに誘導されて嵌合するので、スロート６とキャップ９間の位置決めが不要であり、またスロート６の自転による回転力はスロート６よりボール１１，１１・・・を介してキャップ９に伝達しているので、従来のセレーションが不要で、またセレーションのようにキャップの外周面に係合する際キャップの外周面を傷つけて、美観を損ない商品価値を低下させたり削り屑が機械に付着し種々の機械的不具合を起こしたり、削り屑が容器内に混入し製品として出荷出来なくなる恐れがなく、またスロート６とキャップ９間の係合には上方からの外力等の動力が不要であるから、構造が簡単かつ小型に構成出来、メインモータにかかる負荷も小さくてすみ、その特性を損なわないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のキャッピング装置におけるヘッドの下部のキャップ保持器の縦断面図である。
【図２】その要部の拡大図である。
【図３】（イ）は図１のＡ−Ａ線の断面図、（ロ）はその透孔８の拡大図、（ハ）はその端面図である。
【図４】（イ），（ロ）はキャップの成型時における肉引の前後の状態を示す説明図である。
【図５】図３（イ）の外筒を変形させた本発明の他の実施の形態の平面断面図である。
【符号の説明】
６スロート
８透孔
９キャップ
１０，１０・・・溝
１１，１１・・・ボール
１２外筒

Claims

外周面に溝（１０，１０・・・）が形成されたキャップ（９）を容器の口部に巻締めるキャッピング装置においてキャップ（９）を保持して、該キャップ（９）を回転させるキャッピングヘッドのキャップ保持器であって、
スロート（６）の下部に、径方向に延びて内端が縮径した透孔（８，８・・・）を設け、この透孔（８，８・・・）にキャップ（９）の外周面の溝（１０，１０・・・）の曲率と同じ外形のボール（１１，１１・・・）を溝（１０，１０・・・）に対応して径方向等角度間隔に回動すべく嵌合し、それらのボール（１１，１１・・・）の外端をスロート（６）に嵌め込んだ外筒（１２）の内周面に当接してなり、該ボール（１１，１１・・・）は、スロート（６）内にキャップ（９）が挿入されたときに、該キャップ（９）の溝（１０，１０，・・・）に回転しながら誘導されて嵌合して、嵌合後はキャップ（９）を弾性変形させて把持するものであり、ボール（１１，１１・・・）を介してスロート（６）からキャップ（９）へ回転力が伝達されるキャッピング装置におけるキャッピングヘッドのキャップ保持器。