JP4150964B2

JP4150964B2 - Screw capper

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Publication number: JP4150964B2
Application number: JP2003092250A
Authority: JP
Inventors: 一松井; 宏明北元; 隆宮崎
Original assignee: Shibuya Corp
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2023-03-28
Also published as: JP2004299696A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は容器にキャップを巻き締めするスクリューキャッパに関し、特に変形しやすい樹脂製の容器にキャップを巻締めするスクリューキャッパに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来一般に、ＰＥＴボトル等の樹脂製容器を対象にしたスクリューキャッパにおいては、変形し易い容器の胴部をグリッパで拘束することが困難であるため、キャップに垂直方向の荷重を掛けつつ巻き締めを行い、容器が備えるフランジ部の下面に支持手段としての係合爪を食い込ませて巻き締め中に容器が回転することを阻止するようにしている。
これによれば、キャップは容器にかなり強い荷重で押し付けられることになる。それに伴って、キャップに形成されたねじ部が容器に形成されたねじ部に押し付けられることになる。この場合、キャップのねじ部と容器のねじ部との重なり量のばらつきにより、キャップのねじ部の先端部分と容器のねじ部の先端部分だけが重なった状態であると、重なった部分の受圧面積が小さいためにキャップのねじ部が破損して、その破片が容器内に混入するおそれがあった。また、ねじ部が破損しない場合であっても、キャップのねじ部が容器のねじ部に乗り上げてキャップが斜めに装着されるベレーキャップが発生する虞があった。
そこで、このような問題点を解決するために、本件の出願人は、先に特開２００２−２５５２８３号公報（特許文献１）により、新規なスクリューキャッパを提案したところである。
この特許文献１のスクリューキャッパにおいては、キャップの巻き締め工程の前半では、キャップに垂直方向の小さな荷重を付加して所定回転角度だけ巻き締めを行なう。その後、キャップに垂直方向の大きな荷重を付加して巻き締めを終了するようにしている。上記特許文献１のスクリューキャッパでは、このような構成とすることで、キャップ及び容器のねじ部の破損とベレーキャップの発生を防止するようにしている。
【特許文献１】
特開２００２−２５５２８３号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のスクリューキャッパにおいては、次のような欠点が生じたものである。
すなわち、上記特許文献１のスクリューキャッパでは、キャップに垂直方向の荷重を付加する荷重付加手段としてエアシリンダを用いており、このエアシリンダによってキャッピングヘッドを介してキャップに対して小さい荷重から大きい荷重に切り換えて連続して荷重を付加するようにしている。そのため、エアシリンダによる垂直方向の荷重が小から大に切り換わった際の反応遅れが原因となって、垂直方向の荷重が小さい状態でキャップを巻き締めた際に、所定の回転角度以上にキャップが回転し過ぎる場合がある。この場合には、巻締めによる力に対してフランジ部にかかる荷重が小さいため回り止め効果を充分に得られず、容器がキャップとともに回転し、容器のフランジ部は、それを支持している係合爪と摺動することになるため、容器のフランジ部の下面が損傷するという欠点が生じた。
さらに、上記特許文献１においては、荷重付加手段としてのエアシリンダを個々のキャッピングヘッドに設けていたので、キャッピングヘッドの構成が複雑であり、さらにエアシリンダ用の配管設備や圧縮空気を給排するための制御機能が必要になる。したがって、上記特許文献１のスクリューキャッパは製造コストが高くなるいう欠点が指摘されていたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述した事情に鑑み、請求項１に記載した発明は、容器を搬送する搬送手段と、キャップを保持するキャッピングヘッドと、上記キャッピングヘッドを回転させる回転駆動機構と、この回転駆動機構の作動を制御する制御装置と、上記キャッピングヘッドの回転角度を検出する回転角度検出手段と、上記キャッピングヘッドと容器との少なくとも一方を昇降させることにより、該キャッピングヘッドと容器との相対高さを所要の高さに位置させる昇降手段と、上記容器に形成されたフランジ部の下面を支持して該容器がキャップとともに回転するのを防止する支持手段と、上記キャッピングヘッドが保持したキャップを容器に向けて付勢する付勢力付加手段とを備え、
さらに、上記付勢力付加手段によって小さい付勢力をキャップに付加する噛み合い高さおよび上記付勢力付加手段によって大きい付勢力をキャップに付加する本締め高さとを設けて、
上記制御装置は、上記噛み合い高さにおいて回転駆動機構を作動させてキャピングヘッドを巻締め方向に所定角度だけ回転したら上記回転駆動機構の作動を一旦停止させ、該回転駆動機構の作動が停止している間に上記本締め高さとなったら再度上記回転駆動機構を作動させて上記キャッピングヘッドを巻締め方向に回転させて巻き締めを終了させるようにしたスクリューキャッパを提供するものである。
【０００５】
上述した請求項１の発明によれば、上記小さい付勢力がキャップに付加される噛み合い高さでは、キャッピングヘッドが巻き締め方向に所定回転角度だけ回転したら巻き締めを一旦停止する。つまり、噛み合い高さにおいてはキャップが必要以上に回転されることが無いので、該キャップを巻き締め中の容器がキャップとともに回転することを防止できる。そのため、容器のフランジ部の下面はそこを支持している支持手段と摺動することが無く、したがって、容器のフランジ部が損傷することを良好に防止することができる。
また、請求項２の発明においては、付勢力付加手段として２つのスプリングを用いているので、キャッピングヘッドの構成および装置全体の構成を簡略化することができる。したがって、上述した従来と比較して製造コストが安いスクリューキャッパを提供することができる。
さらに、上記両発明においては、噛み合い高さにおいてはキャップに対する付勢力が小さいので、キャップ及び容器のねじ部の破損やベレーキャップの発生を防止して巻き締めを行なうことができる。また、本締め高さでは、キャップに対する付勢力が大きいので容器のフランジ部に支持手段が強く圧接されることになり、巻き締めの進行に伴って容器が回転されることを阻止しつつ巻き締めを行なうことができる。したがって、巻き締めの際に発生するねじ部の破損およびベレーキャップを防止しながらも、容器が回転されることを阻止して確実な巻き締めを行なうことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１から図３において、１は回転式のスクリューキャッパであり、このスクリューキャッパ１は、容器２を搬送する搬送手段としての回転体３と、容器２の口部２Ａにキャップ４を巻締めする複数のキャッピングヘッド５とを備えている。
図４にも示すように、キャップ４が取り付けられる容器２は肉厚の薄い合成樹脂からなり、上端に形成した小径の口部２Ａと、この口部２Ａの外周に形成したねじ部２Ｎと、このねじ２Ｎ部よりも下方側に形成したフランジ部２Ｂと、さらにこのフランジ部２Ｂの下方位置に形成した首部２Ｃを備えている。一方、容器２の口部２Ａに取り付けられるキャップ４は、その内周面に上記容器２のねじ部２Ｎと螺合可能なねじ部４Ｎを形成している。
上述したように、容器２は、肉厚が薄い合成樹脂からなるので、容器２の胴部２ｄをグリッパで保持することができない。そこで、本実施例では、容器２のフランジ部２Ｂを後述するアタッチメント１５で支持するとともに、キャップ４を介して容器２に対して鉛直方向の荷重を付加するようにしてあり、その状態で容器２の口部２Ａにキャップ４を取り付けるようにしている。
回転体３は、図示しない駆動源により図３における時計方向に連続的に回転されるようになっており、その隣接位置に設けた供給スターホイール６から回転体３の載置台１４に容器２が供給されるとともに、排出スターホイール７によって載置台１４上から容器２が外部に排出されるようになっている。
【０００７】
図２に示すように、回転体３は、図示しない駆動源により回転される円柱状の支柱８と、この支柱８に連結した円筒部１１の上部に設けた上方側円板１２と、円筒部１１の下部に設けた下方側円板１３より構成されている。上方側円板１２の円周方向等間隔位置には容器２の首部２Ｃを収容する円弧状の切欠き１２Ａが形成され、これに対応する下方側円板１３の円周方向等間隔位置には、容器２を載置する載置台１４が設けられている。
上方側円板１２の円弧状の切欠き１２Ａの箇所には、円弧状のアタッチメント１５が設けられている。アタッチメント１５の内周縁部の両端部と最深部の合計３箇所に、巻き締め時に容器２のフランジ部２Ｂの下面に係合して容器２が回転するのを防止する爪１５Ａが配置されている。
また、上方側円板１２の外周には、供給スターホイール６と排出スターホイール７との間にわたって、アタッチメント１５との間で容器２の首部２Ｃを包囲する円弧状のガイド１６が配置されている。
下方側円板１３に設けられた載置台１４は、下方側円板１３上に取付けた円柱状のベース１７と、このベース１７に取付けられた円形をしたインナープレート１８と、内部にインナープレート１８を収容する概略カップ状のアウタープレート２１と、このアウタープレート２１とインナープレート１８との間に弾装された複数のスプリング２２（１つのみ図示）とから構成されている。アウタープレート２１には、インナープレート１８の外周部から半径方向外方に向けて伸びる係合部１８Ａに当接するストッパ２３が設けられており、アウタープレート２１は、通常はストッパ２３が係合部１８Ａに当接した図示上昇端に位置している。
【０００８】
次にキャッピングヘッド５について説明する。キャッピングヘッド５は、上方側円板１２の各円弧状の切欠き１２Ａの位置に対応してそれよりも上方に配置されており、図示しない駆動軸に連結された円板の円周方向等間隔位置にブラケット２４により取付けてあり、上方側円板１２の切欠き１２Ａおよび下方側円板１３の載置台１４とともに一体的に回転方向へ移動するようになっている。
キャッピングヘッド５は、スピンドル２５の下端に取付けられてキャップ４を保持するチャック２６と、ブラケット２４に取付けられて、スピンドル２５を介してチャック２６を回転させる回転駆動機構としてのモータ２７と、チャック２６を昇降させる昇降手段としてのカム機構２８と、さらにキャップ４を容器２のねじ部２Ｎに巻き締めする際にキャップ４に対して垂直方向の付勢力を加える２本のスプリング３１，３２とを備えている。後に詳述するが、本実施例においては、キャップ４を容器２に巻き締める際に、先ず下方側のスプリング３１によりキャップ４に対して垂直方向の小さい付勢力を加えて仮締めを行い、次いで両スプリング３１，３２によりキャップ４に対して垂直方向の大きな付勢力を加えつつ巻き締めを進行させて巻き締めを終了するようにしている。
【０００９】
上記モータ２７は、駆動軸２７Ａを下方に向けた状態でブラケット２４に取付けられており、その駆動軸２７Ａの先端部を上記スピンドル２５の軸孔内にスプライン嵌合させている。これにより、スピンドル２５は駆動軸２７Ａから回転が伝達されるとともに、これに対して昇降自在となっている。
モータ２７は、例えばサーボモータ等のような、指令したトルク、回転数および回転角度に従って回転駆動するモータであって、制御装置３３からの指令に応じて巻き締め方向にチャック２６を回転させて保持したキャップ４を容器２の口部２Ａにおけるねじ部２Ｎに巻き締めするようになっている。他方、制御装置３３は、モータ２７が備えるエンコーダ２７Ｂのパルス信号により駆動軸２７Ａに連結されたチャック２６の回転角度を認識できるようになっている。また、制御装置３３は、モータ２７に接続した電圧計３４を介してモータ２７に印加している電圧を認識できるようになっている。
上記スピンドル２５の外周を囲繞して、大径の円筒部材３５を配置してあり、この円筒部材３５の外周面に上記カム機構２８を構成するカムフォロア３６が設けられている。このカムフォロア３６は、キャッピングヘッド５の移動軌跡の内側に固定された昇降用の溝カム３７に係合されている。これにより、回転体３とともに各キャッピングヘッド５が移動されることに伴って、図５に示した溝カム３７の軌跡に従って各キャッピングヘッド５が上昇端位置と下降端位置とにわたって昇降されるようになっている。
図３、図５に示すように、本実施例においては、上記溝カム３７によってキャッピングヘッド５を昇降させるに当って、溝カム３７の軌跡中に、キャッピングヘッド５を中間高さである噛み合い高さに位置させる噛み合い区間Ｐを設けている。この噛み合い区間Ｐにおいては、下方側のスプリング３１の付勢力だけがチャック２６に作用するようになっている。また、この噛み合い区間Ｐの後にキャッピングヘッド５を下降端である本締め高さに位置させて巻き締めを行う本締め区間Ｓとを設けている。この本締め区間Ｓにおいては、両方のスプリング３１，３２の付勢力がチャック２６に作用するように構成している。それにより、容器２の口部２Ａにキャップ４を確実に巻き締めできるようにしている。本実施例では、噛み合い区間Ｐから本締め区間Ｓにわたる範囲をキャッピング区間としてあり、このキャッピング区間においてキャッピングヘッド５をキャッピング高さに位置させるようにしている。
【００１０】
次に、上記円筒部材３５の下端には、半径方向内方へ突出する環状の突出部３５Ａを形成するとともに、この突出部３５Ａの内周部の下端には、さらに半径方向内方へ突出する環状のストッパ部３５Ｂを連設している。
上記スピンドル２５の外周部の所定高さ位置には、半径方向外方へ膨出するフランジ状の係合部２５Ａ（段部）を形成してあり、この係合部２５Ａを上記突出部３５Ａ内に位置させて上記ストッパ部３５Ｂに載置している。これにより、チャック２６およびスピンドル２５は円筒部材３５に支持されており、かつ、チャック２６およびスピンドル２５は、円筒部材３５に対して上昇できるようになっている。
また、突出部３５Ａよりも上方の円筒部材３５の内部には、環状部材３８を配置してあり、これに上記係合部２５Ａよりも上方側となるスピンドル２５の外周部を貫通させている。環状部材３８は、突出部３５Ａの上面に載置してあり、その環状部材３８の上面とそれに対向する円筒部材３５内の段部端面とにわたって上記スプリング３２を弾装している。本実施例においては、スプリング３２として圧縮荷重１０Ｋｇのものを用いてあり、かつ予め約８Ｋｇで圧縮した状態で、スプリング３２を環状部材３８と上記段部端面との間に弾装している。
また、上記突出部３５Ａの下面とチャック２６の上面とにわたって上記スプリング３１を配置している。このスプリング３１は圧縮荷重１０Ｋｇのものを用いており、図１に示したようにカム機構２８によってキャッピングヘッド５が上昇端置にある状態では圧縮されず、チャック２６を下方へ付勢しないようになっている。溝カム３７によってキャッピングヘッド５が上昇端位置から下降されて噛み合い区間Ｐおよび本締め区間Ｓに移動すると、スプリング３１が圧縮されてチャック２６を下方に向けて付勢するようになっている。
なお、本実施例においては、上記スプリング３１，３２のばね定数は同一のものを用いているが、異なるばね定数、例えばスプリング３１のばね定数をスプリング３２のばね定数よりも弱く設定しても良い。また、所定量までは荷重を低く押さえて、所定量以上縮むと荷重が高くなる可変ピッチスプリングを１つ配置しても良い。
【００１１】
図１に示したように、キャッピングヘッド５がカム機構２８により上昇端位置にある時には、スプリング３２の弾発力によって環状部材３８は突出部３５Ａの上面に圧接しており、上記スピンドル２５の係合部２５Ａもストッパ部３５Ｂに載置されている。つまり、図１に示す状態は、キャッピングヘッド５が上昇端位置にあり、この状態では、係合部２５Ａがストッパ部３５Ｂに載置されている。また、チャック２６およびスピンドル２５は円筒部材３５に対して最も下降した位置に位置している。このときには、上述したように、スプリング３１は圧縮されていないので、チャック２６とスピンドル２５はそれらの自重によって円筒部材３５に支持されている。
これに対して、キャッピングヘッド５が噛み合い区間Ｐに移動すると、溝カム３７によってキャッピングヘッド５が上昇端位置からそれよりも高さが低い中間高さである噛み合い高さに支持されるようになっている（図５）。
このように、キャッピングヘッド５が下降されるのに伴って、キャピングヘッド５のチャック２６に保持したキャップ４の下方内周部が、容器２の口部２Ａの上方外周部に被さって、先ずキャップ４のねじ部４Ｎが容器２のねじ部２Ｎの上端と当接することで、キャップ４及びそれを保持したチャック２６およびスピンドル２５の下降は停止されるが、その後も円筒部材３５はスプリング３１を圧縮させながら下降する。つまり、図６に示したように、係合部２５Ａがストッパ３５Ｂ部から離隔して上昇するが、環状部材３８には当接していない。そのため、スプリング３１が圧縮されてこのスプリング３１による鉛直下方に向けた付勢力がキャップ４に作用するようになる。なお、この状態では、環状部材３８は突出部３５Ａの上面に圧接されたままであるので、スプリング３２による付勢力はスピンドル２５およびチャック２６、キャップ４には作用していない。
そして、本実施例においては、このようにしてキャッピングヘッド５が噛み合い高さとなる噛み合い区間Ｐに移動したら、制御装置３３から該キャッピングヘッド５のモータ２７にむけて所定のトルクと回転数を指令するようにしている。
【００１２】
つまり、図５、図８および図９に示すように、噛み合い区間Ｐにおいては、制御装置３３から大きなトルクと回転数をモータ２７に指令して、キャップ４を保持したチャック２６を大きなトルクと高速で巻き締め方向に回転させるようにしている。これにより、キャップ４にスプリング３１による垂直方向の付勢力を付加しながら該キャップ４が高速で大きなトルクで巻き締められるので、キャップ４のねじ部４Ｎの先端と容器２のねじ部２Ｎの先端とを確実に噛み合わせてベレーキャップを防止できるようにしている。
また本実施例においては、この噛み合い区間Ｐでチャック２６を２７０度回転させたら、制御装置３３は一旦モータ２７の作動を停止させるようにしている。このように、モータ２７を一旦停止させている間にキャッピングヘッド５は、噛み合い区間Ｐを通過してさらに下降されてから本締め区間Ｓに移動するようになっている。
本締め区間Ｓにキャッピングヘッド５が移動すると、円筒部材３５が溝カム３７によって本締め高さに位置するので、円筒部材３５に対してスピンドル２５が相対的に上昇されて、その係合部２５Ａによって環状部材３８がスプリング３２を圧縮させて押し上げる（図７）。そのため、この時点、つまり、キャッピングヘッド５が本締め区間Ｓに移動した時点から、両方のスプリング３１，３２による鉛直下方に向けて付勢力がキャップ４に作用するようになっている。これにより、容器２におけるフランジ部２Ｂを下方側から支持しているアタッチメント１５の爪１５Ａがフランジ部２Ｂに深く食い込むので、容器２がキャップ４の巻き締め方向に回転されるのを阻止することができるようになっている。
制御装置３３は、本締め区間Ｓにキャッピングヘッド５が移動したことを確認したら、上記噛み合い区間Ｐの場合と同様に、先ず大きな指令トルクと回転数で再度モータ２７を回転駆動させ、次に高速で小さい指令トルクでモータ２７を回転させ、最後にそれまでの半分以下の回転数で、かつ少し大きな指令トルクでモータ２７を回転させる（図８、図９）。
このように、本締め区間Ｓにおいて、両スプリング３１，３２による鉛直下方への付勢力をキャップ４に作用させ、その状態においてチャック２６を回転させて巻き締めを進行させてから巻き締めを終了するようにしている。
【００１３】
以上の構成を有するスクリューキャッパ１の作動について説明する。
図３におけるキャップ供給位置Ａでは、キャッピングヘッド５の円筒部材３５は、上記カム機構２８による上昇端位置にあり、スピンドル２５およびチャック２６も上昇端位置にある（図１）。
この時には、スプリング３１は圧縮されていないので、このスプリング３１による付勢力はチャック２６には作用しておらず、また環状部材３８が突出部３５Ａに載置されているので、スプリング３２の付勢力もチャック２６には作用していない。この状態で回転停止状態のチャック２６に対して図示しない供給手段によりキャップ４が順次供給される。
【００１４】
そして、キャップ供給位置Ａの下流側の容器供給位置Ｂで、供給スターホイール６によって回転体３の載置台１４上に容器２が順次供給されるようになっており、この載置台１４上に載置された容器２は、速やかに首部２Ｃの周りをアタッチメント１５とガイド１６により包囲されて転倒を防止されつつ回転体３により搬送される（図１、図３、図５）。
この後、容器２の移動に追従して移動するキャッピングヘッド５の移動に伴って下降開始位置Ｃに達したチャック２６は、カム機構２８による円筒部材３５の下降により下方の容器２に向けて順次降下を開始する。
この後、スピンドル２５ならびにチャック２６は、保持したキャップ４のねじ部４Ｎが容器２のねじ部２Ｎに当接した時点で下降を停止するが、円筒部材３５は溝カム３７の軌跡に従って下降を継続し、キャッピングヘッド５が噛み合い区間Ｐに移動すると、円筒部材３５は中間高さである噛み合い高さに維持される（図３、図５、図６）。これにより、スプリング３１が圧縮されて、該スプリング３１の下方へ向けた付勢力がキャップ４に作用する。
この状態では、アタッチメント１５に設けた爪１５Ａはフランジ部２Ｂの下面に当接して浅く食い込んでいる。
【００１５】
キャッピングヘッド５が噛み合い高さとなる噛み合い区間Ｐでは、このようにスプリング３１によってキャップ４に小さな付勢力を付加するようにしている。ここで制御装置３３は、キャッピングヘッド５が巻き締め開始位置Ｄに達したこと、すなわち噛み合い高さである噛み合い区間Ｐに達したことを認識すると、順次モータ２７に回転指令を出力し、各モータ２７を回転駆動させる一方、回転を開始したモータ２７のエンコーダ２７Ｂから入力されるパルス信号からチャック２６の回転角度を監視する。
そして、制御装置３３は、キャップ４の巻き締めを開始してから所定回転角度（２７０度）までチャック２６が回転したら、一旦モータ２７の作動を停止させてチャック２６の回転を停止させる（図８、図９）。
このように、本実施例においては、噛み合い区間Ｐで一旦、モータ２７を停止させてチャック２６の回転を停止させるので、噛み合い高さである噛み合い区間Ｐにおいて、チャック２６が回転しすぎることが無い。そのため、キャップ４が回転されすぎて必要以上にキャップ４のねじ部４Ｎが容器２のねじ部２Ｎに巻き締めされることが無い。したがって、キャップ４が巻き締められすぎて容器２がキャップ４とともに回転するのを防止できるので、フランジ部２Ｂの下面がアタッチメント１５の爪１５Ａと摺動することを防止することができ、フランジ部２Ｂの下面が損傷するのを防止できる。
【００１６】
なお、キャップ４に対して上方から高い荷重がかけられてねじ部の破損やベレーキャップが発生するのは、図４に示すように、チャック２６に保持したキャップ４が降下されて容器２の口部２Ａに被さった際に、両ねじ部４Ｎ、２Ｎにおける互いの先端部分だけが重なったときに限られるものである。上述したように、本実施例では、先ず、噛み合い区間Ｐにおいて、巻き締め開始からチャック２６の回転角度が２７０度回転されるまでスプリング３１による小さい付勢力をキャップ４に付加している。
このような本実施例によれば、キャップ４が容器２に向けて降下された際に、図４に示すように、一方のねじ部４Ｎの先端が他方のねじ部２Ｎの先端よりも巻き締め方向側に若干ずれて、互いの先端部分だけが重なったとしても、それら両ねじ部２Ｎ、４Ｎの先端が当接した時点で垂直方向の大きな付勢力が掛けられることはない。そして、巻き締め開始からチャック２６が２７０度回転されるまでは、スプリング３１による小さな付勢力が維持されるので、ねじ部２Ｎ、４Ｎの破損およびベレーキャップが発生することはない。
【００１７】
次に、キャッピングヘッド５が本締め区間Ｓに移動すると、両スプリング３１，３２による大きな付勢力がキャップ４に作用して、それまでよりも大きい荷重が容器２に付加されることになるので、そのフランジ部２Ｂに対して爪１５Ａが一層強く押圧される（図３、図５、図７）。そのため、フランジ部２Ｂの下面に爪１５Ａが深く食い込むことになり、巻き締めに伴って容器２が回転されることを阻止する。
また、制御装置３３は、キャッピングヘッド５が本締め区間Ｓに移動すると、停止していたモータ２７を上述した所定の指令トルクと回転数で再度回転駆動させる。そのためキャップ４の巻き締めが進行して、容器２の口部２Ａの上端がキャップ４の天面に当接した後も容器２が回転することなく、天面に設けられたシール部材を押し潰してさらにキャップ４を巻き締めることができる。
そして、モータ２７の再度の回転開始からの回転量（回転角度）が所定量に達したことが認識されたら、制御装置３３はモータ２７を停止させて巻き締めを終了する。
その後、キャッピングヘッド５が上昇開始位置Ｅに達すると（図５）、制御装置３３はチャック２６によるキャップ４の保持状態を解除する。
また、キャッピングヘッド５は上昇開始位置Ｅから排出位置Ｆへ移動する間にカム機構２８によって上昇されるので、先ず、環状部材３８が円筒部材３５の突出部３５Ａに当接して、スプリング３２の付勢力がチャック２６に作用しなくなり、さらにチャック２６がキャップ４から完全に上方側へ離隔する。つまり、キャッピングヘッド５は図１に示した上昇端位置に復帰する。
この後、キャップ４が巻き締められた容器２が排出スターホイール７によって外部へ排出される。
【００１８】
以上のように、本実施例においては、噛み合い区間Ｐにおいて巻き締め開始から２７０度だけキャップ４が回転されるまでは、スプリング３１の付勢力である小さい付勢力をキャップ４に加えているので、巻き締め開始時にキャップ４のねじ部４Ｎと容器２のねじ部２Ｎが互いに先端部分だけが重なり合う状態が生じたとしても、それら両ねじ部の破損やベレーキャップを防止することができる。
また、噛み合い区間Ｐの最後においてチャック２６を２７０度回転させたら一旦モータ２７の回転を停止させている。そのため、キャッピングヘッド５のチャック２６によってキャップ４が必要以上に回転されることを防止できる。したがって、キャップ４とともに容器２が巻き締め方向に回転されることを防止して、アタッチメント１５の爪１５Ａによって容器２のフランジ部２Ｂが損傷することを良好に防止できる。
また、本締め区間Ｓでは、両スプリング３１，３２による大きい付勢力をキャップ４に加えているので、アタッチメント１５の爪１５Ａが容器２のフランジ部２Ｂに深く食い込んで、容器２が回転されることを阻止しつつ確実に巻き締めを行なうことができる。
本実施例においては、付勢力付加手段として２つのスプリング３１，３２を用いているので、上記特許文献１のキャッピングヘッドと比較すると、キャッピングヘッド５の構成を簡略化できるだけでなく、圧縮空気の配管などを設ける必要がない分だけスクリューキャッパ１の構成を簡略化することができる。そのため、上記特許文献１のキャッパと比較して、本実施例においては、スクリューキャッパ１の製造コストを安くすることができる。
さらに、本実施例では、付勢力付加手段として単一のスプリングを用いるのではなく、上下位置に２つのスプリング３１，３２を配置しているので、噛み合い区間Ｐと本締め区間Ｓを設定するための溝カム３７のストローク（高低差）を小さくすることができる。そのため、本締め区間Ｓを大きく取ることが可能となる。
【００１９】
なお、上述した噛み合い区間Ｐ及び本締め区間Ｓにおけるモータ２７のトルクおよび回転数に関する制御は例示であって、上記実施例のものに限るものではない。
さらに、本実施例では、キャッピングヘッド５をカム機構２８によって昇降させていたが、容器２の方を昇降させてもよい。その場合には、容器２のフランジ部２Ｂを支持するアタッチメント１５を開閉かつ昇降可能な構成とし、容器２を供給及び排出する際には、アタッチメント１５を開放するとともに下降させて、爪１５Ａがフランジ部２Ｂと当接しないようにし、さらに、キャッピング時はアタッチメント１５を上昇させることにより容器２をキャッピングヘッド５へ付勢させてやればよい。
また、本実施例においては、キャップ４に垂直方向の付勢力を付加する付勢力付加手段として、上記２つのスプリング３１，３２を用いているが、これらのスプリング３１，３２の代わりに上記特許文献１に開示されているエアシリンダ機構を付勢力付加手段として用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば容器のフランジ部が損傷するのを防止することができるという効果が得られる。また、請求項２の発明によれば、従来と比較してスクリューキャッパの製造コストを安くす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】
【図１】本発明の一実施例を示すスクリューキャッパ１の要部の断面図。
【図２】本発明の一実施例であるスクリューキャッパ１の要部を示す断面図。
【図３】本発明の一実施例であるスクリューキャッパ１の要部の平面図。
【図４】容器の様部を示す拡大図。
【図５】本発明の一実施例であるスクリューキャッパ１が溝カムの軌跡を示す図。
【図６】図１に示したキャッピングヘッドによるキャップの巻き締め過程を示す断面図。
【図７】図１に示したキャッピングヘッドによるキャップの巻き締め過程を示す断面図。
【図８】図１の制御装置からモータに指令する回転数と時間との関係を示す図。
【図９】図１の制御装置からモータに指令するトルクと時間との関係を示す図。
【符号の説明】
１…スクリューキャッパ２…容器
２Ｂ…フランジ部２Ｎ…ねじ部
３…回転体４…キャップ
４Ｎ…ねじ部５…キャッピングヘッド
１５…アタッチメント（支持手段）
２５…スピンドル２５Ａ…係合部（段部）
２７…モータ２８…カム機構（昇降手段）
３１、３２…スプリング（付勢力付加手段）
３３…制御装置
Ｐ…噛み合い区間Ｓ…本締め区間[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw capper that winds a cap around a container, and more particularly, to a screw capper that winds a cap around a resin container that is easily deformed.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a screw capper intended for resin containers such as PET bottles, it is difficult to restrain the barrel of a container that is easily deformed with a gripper, so that it is tightened while applying a vertical load to the cap. The engaging claw as the support means is digged into the lower surface of the flange portion provided in the container to prevent the container from rotating during the tightening.
According to this, the cap is pressed against the container with a considerably strong load. Along with this, the screw part formed on the cap is pressed against the screw part formed on the container. In this case, if only the tip of the cap screw and the tip of the container overlap due to variations in the amount of overlap between the cap screw and the container screw, the pressure-receiving area of the overlapped portion Therefore, there is a possibility that the screw part of the cap is broken and the fragments are mixed in the container. Moreover, even if the threaded portion is not damaged, there is a possibility that a beret cap in which the threaded portion of the cap rides on the threaded portion of the container and the cap is mounted obliquely may occur.
Therefore, in order to solve such problems, the applicant of the present application has previously proposed a new screw capper according to Japanese Patent Laid-Open No. 2002-255283 (Patent Document 1).
In the screw capper of Patent Document 1, in the first half of the cap tightening step, a small load in the vertical direction is applied to the cap and tightened by a predetermined rotation angle. Thereafter, a large vertical load is applied to the cap to finish the winding. In the screw capper of the above-mentioned patent document 1, by adopting such a configuration, breakage of the cap and the screw portion of the container and generation of the beret cap are prevented.
[Patent Document 1]
JP 2002-255283 A
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the screw capper disclosed in Patent Document 1 has the following drawbacks.
That is, in the screw capper of the above-mentioned patent document 1, an air cylinder is used as load applying means for applying a load in the vertical direction to the cap, and this air cylinder causes a small load to a large load with respect to the cap via the capping head. The load is continuously applied by switching to. Therefore, due to the reaction delay when the vertical load from the air cylinder is switched from small to large, when the cap is tightened in a state where the vertical load is small, the cap exceeds the predetermined rotation angle. May rotate too much. In this case, since the load applied to the flange portion is small with respect to the force due to the winding, the anti-rotation effect cannot be sufficiently obtained, the container rotates together with the cap, and the flange portion of the container supports the support. Since it slides with the fingernail, the bottom surface of the flange portion of the container is damaged.
Further, in the above-mentioned Patent Document 1, since the air cylinder as the load adding means is provided in each capping head, the configuration of the capping head is complicated, and the piping equipment for the air cylinder and the compressed air are supplied and discharged. Control function is required. Therefore, the screw capper of the above-mentioned Patent Document 1 has been pointed out to be disadvantageous in that the manufacturing cost becomes high.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
 In view of the circumstances described above, it is described in claim 1.The inventionConveying means for conveying the container, a capping head for holding the cap, a rotation drive mechanism for rotating the capping head, a control device for controlling the operation of the rotation drive mechanism, and a rotation for detecting the rotation angle of the capping head Angle detecting means, lifting means for positioning the relative height between the capping head and the container at a required height by raising and lowering at least one of the capping head and the container, and a flange portion formed on the container Supporting means for supporting the lower surface of the container and preventing the container from rotating together with the cap, and biasing force applying means for biasing the cap held by the capping head toward the container,
 Furthermore, a meshing height for applying a small urging force to the cap by the urging force adding means and a final fastening height for applying a large urging force to the cap by the urging force adding means are provided.
 The control device temporarily stops the operation of the rotation drive mechanism when the rotation drive mechanism is operated at the meshing height to rotate the capping head by a predetermined angle in the winding direction.If the final tightening height is reached while the operation of the rotary drive mechanism is stoppedProvided is a screw capper in which the rotation driving mechanism is actuated again to rotate the capping head in the direction of winding and finish winding.It is.
[0005]
 Mentioned aboveClaim 1According to this invention, at the meshing height at which the small urging force is applied to the cap, when the capping head rotates by a predetermined rotation angle in the winding direction, the winding is temporarily stopped. That is, since the cap does not rotate more than necessary at the meshing height, it is possible to prevent the container that is winding the cap from rotating together with the cap. For this reason, the lower surface of the flange portion of the container does not slide with the supporting means supporting the flange portion, and therefore it is possible to favorably prevent the flange portion of the container from being damaged.
 Also,Claim 2In the invention, since the two springs are used as the urging force applying means, the configuration of the capping head and the configuration of the entire apparatus can be simplified. Therefore, it is possible to provide a screw capper that is cheaper to manufacture than the conventional one described above.
 Furthermore, in both the above-described inventions, since the urging force against the cap is small at the meshing height, the screw portion of the cap and the container and the occurrence of the beret cap can be prevented and the winding can be performed. At the final tightening height, the urging force against the cap is large, so that the supporting means is strongly pressed against the flange portion of the container, and the tightening is performed while preventing the container from rotating as the tightening progresses. Can be performed. Therefore, it is possible to prevent the container from rotating and perform reliable tightening while preventing breakage of the screw portion and beret cap that occur during tightening.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. In FIGS. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a rotary screw capper. The screw capper 1 includes a rotating body 3 as a conveying means for conveying a container 2, and A plurality of capping heads 5 for tightening the cap 4 around the mouth 2A of the container 2 are provided.
As shown in FIG. 4, the container 2 to which the cap 4 is attached is made of a thin synthetic resin, a small-diameter mouth portion 2A formed at the upper end, and a screw portion 2N formed on the outer periphery of the mouth portion 2A, A flange portion 2B formed below the screw 2N portion and a neck portion 2C formed further below the flange portion 2B are provided. On the other hand, the cap 4 attached to the mouth portion 2A of the container 2 forms a screw portion 4N that can be screwed with the screw portion 2N of the container 2 on the inner peripheral surface thereof.
As described above, since the container 2 is made of a synthetic resin having a small thickness, the body 2d of the container 2 cannot be held by the gripper. Therefore, in this embodiment, the flange portion 2B of the container 2 is supported by an attachment 15 described later, and a vertical load is applied to the container 2 via the cap 4, and in this state, the container 2 The cap 4 is attached to the mouth 2A.
The rotating body 3 is continuously rotated in the clockwise direction in FIG. 3 by a driving source (not shown), and the container 2 is placed on the mounting table 14 of the rotating body 3 from the supply star wheel 6 provided at the adjacent position. While being supplied, the container 2 is discharged from the mounting table 14 to the outside by the discharge star wheel 7.
[0007]
As shown in FIG. 2, the rotating body 3 includes a columnar column 8 that is rotated by a drive source (not shown), an upper disk 12 provided on the upper part of the cylindrical unit 11 connected to the column 8, and a cylindrical unit. 11 is composed of a lower disk 13 provided at the lower part of 11. An arcuate notch 12A for accommodating the neck 2C of the container 2 is formed in the circumferentially equidistant position of the upper disc 12 and the circumferentially equidistant position of the lower disc 13 corresponding thereto is formed. A mounting table 14 on which the container 2 is mounted is provided.
An arcuate attachment 15 is provided at the arcuate notch 12 A of the upper disk 12. Claws 15 A that engage with the lower surface of the flange portion 2 B of the container 2 and prevent the container 2 from rotating at the time of winding and tightening are arranged at a total of three locations of both ends and the deepest part of the inner peripheral edge of the attachment 15. .
Further, an arcuate guide 16 that surrounds the neck 2 C of the container 2 between the supply star wheel 6 and the discharge star wheel 7 and the attachment 15 is disposed on the outer periphery of the upper disk 12. .
The mounting table 14 provided on the lower disk 13 includes a columnar base 17 attached on the lower disk 13, a circular inner plate 18 attached to the base 17, and an inner plate 18 inside. And a plurality of springs 22 (only one is shown) elastically mounted between the outer plate 21 and the inner plate 18. The outer plate 21 is provided with a stopper 23 that comes into contact with an engaging portion 18A extending radially outward from the outer peripheral portion of the inner plate 18, and the outer plate 21 normally has the stopper 23 at the engaging portion 18A. It is located in the illustration rising end which contact | abutted.
[0008]
Next, the capping head 5 will be described. The capping head 5 is disposed above and corresponding to the position of each arcuate notch 12A of the upper disk 12, and is equally spaced in the circumferential direction of the disk connected to a drive shaft (not shown). It is attached at a position by a bracket 24, and moves together with the notch 12A of the upper disk 12 and the mounting table 14 of the lower disk 13 in the direction of rotation.
The capping head 5 is attached to the lower end of the spindle 25 and holds the cap 4. The capping head 5 is attached to the bracket 24. The motor 27 is a rotation drive mechanism that rotates the chuck 26 via the spindle 25. And a cam mechanism 28 as an elevating means for elevating and lowering, and two springs 31 and 32 for applying an urging force in the vertical direction to the cap 4 when the cap 4 is wound around the screw portion 2N of the container 2. ing. As will be described in detail later, in the present embodiment, when the cap 4 is wound around the container 2, first, a small biasing force in the vertical direction is applied to the cap 4 by the lower spring 31 and then temporarily tightened. The winding tightening is advanced by applying a large urging force in the vertical direction to the cap 4 by both the springs 31 and 32 to finish the tightening.
[0009]
The motor 27 is attached to the bracket 24 with the drive shaft 27A facing downward, and the tip of the drive shaft 27A is spline-fitted into the shaft hole of the spindle 25. Thus, the rotation of the spindle 25 is transmitted from the drive shaft 27A, and the spindle 25 can be raised and lowered.
The motor 27 is a motor that is driven to rotate in accordance with a commanded torque, rotation speed, and rotation angle, such as a servo motor, and rotates and holds the chuck 26 in the tightening direction in accordance with a command from the control device 33. The cap 4 is wound around the screw portion 2N in the mouth portion 2A of the container 2. On the other hand, the control device 33 can recognize the rotation angle of the chuck 26 connected to the drive shaft 27A based on the pulse signal of the encoder 27B provided in the motor 27. Further, the control device 33 can recognize a voltage applied to the motor 27 via a voltmeter 34 connected to the motor 27.
A large-diameter cylindrical member 35 is disposed so as to surround the outer periphery of the spindle 25, and a cam follower 36 constituting the cam mechanism 28 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical member 35. The cam follower 36 is engaged with an elevating groove cam 37 fixed on the inner side of the movement trajectory of the capping head 5. Thus, as each capping head 5 is moved together with the rotating body 3, each capping head 5 is moved up and down between the rising end position and the falling end position according to the locus of the groove cam 37 shown in FIG. It has become.
As shown in FIGS. 3 and 5, in this embodiment, when the capping head 5 is moved up and down by the groove cam 37, the meshing height of the capping head 5, which is an intermediate height, is included in the locus of the groove cam 37. A meshing section P is provided to be positioned at the top. In the meshing section P, only the urging force of the lower spring 31 acts on the chuck 26. Further, after this meshing section P, a final tightening section S is provided in which the capping head 5 is positioned at the final tightening height which is the descending end and the tightening is performed. In the final fastening section S, the urging forces of both springs 31 and 32 are configured to act on the chuck 26. Thereby, the cap 4 can be reliably wound around the mouth 2A of the container 2. In the present embodiment, the range from the meshing section P to the final fastening section S is defined as a capping section, and the capping head 5 is positioned at the capping height in this capping section.
[0010]
Next, an annular projecting portion 35A projecting radially inward is formed at the lower end of the cylindrical member 35, and further projecting radially inward at the lower end of the inner peripheral portion of the projecting portion 35A. An annular stopper 35B is provided continuously.
A flange-like engagement portion 25A (step portion) bulging outward in the radial direction is formed at a predetermined height position on the outer peripheral portion of the spindle 25, and this engagement portion 25A is formed in the protrusion 35A. And is placed on the stopper portion 35B. Thus, the chuck 26 and the spindle 25 are supported by the cylindrical member 35, and the chuck 26 and the spindle 25 can be raised with respect to the cylindrical member 35.
Further, an annular member 38 is disposed inside the cylindrical member 35 above the projecting portion 35A, and an outer peripheral portion of the spindle 25 that is above the engaging portion 25A is passed through the annular member 38. The annular member 38 is placed on the upper surface of the projecting portion 35A, and the spring 32 is mounted over the upper surface of the annular member 38 and the stepped end surface in the cylindrical member 35 facing the annular member 38. In this embodiment, a spring 32 having a compression load of 10 kg is used, and the spring 32 is elastically mounted between the annular member 38 and the stepped end surface in a state of being compressed in advance at about 8 kg.
The spring 31 is disposed across the lower surface of the protruding portion 35A and the upper surface of the chuck 26. The spring 31 has a compressive load of 10 kg. As shown in FIG. 1, the spring 31 is not compressed by the cam mechanism 28 when the capping head 5 is at the rising end, so that the chuck 26 is not biased downward. It has become. When the capping head 5 is lowered from the raised end position by the groove cam 37 and moves to the meshing section P and the final fastening section S, the spring 31 is compressed and urges the chuck 26 downward.
In this embodiment, the spring constants of the springs 31 and 32 are the same, but different spring constants, for example, the spring constant of the spring 31 may be set to be weaker than the spring constant of the spring 32. . Further, one variable pitch spring may be disposed that keeps the load low until a predetermined amount and increases the load when the load is reduced by a predetermined amount or more.
[0011]
As shown in FIG. 1, when the capping head 5 is at the rising end position by the cam mechanism 28, the annular member 38 is pressed against the upper surface of the projecting portion 35 A by the elastic force of the spring 32, and the engagement of the spindle 25. The joining portion 25A is also placed on the stopper portion 35B. That is, in the state shown in FIG. 1, the capping head 5 is at the ascending end position, and in this state, the engaging portion 25A is placed on the stopper portion 35B. Further, the chuck 26 and the spindle 25 are located at the lowest position with respect to the cylindrical member 35. At this time, as described above, since the spring 31 is not compressed, the chuck 26 and the spindle 25 are supported by the cylindrical member 35 by their own weight.
On the other hand, when the capping head 5 moves to the meshing section P, the capping head 5 is supported by the groove cam 37 at a meshing height that is an intermediate height lower than the raised end position. (FIG. 5).
Thus, as the capping head 5 is lowered, the lower inner peripheral portion of the cap 4 held by the chuck 26 of the capping head 5 covers the upper outer peripheral portion of the mouth portion 2A of the container 2, When the threaded portion 4N of the cap 4 comes into contact with the upper end of the threaded portion 2N of the container 2, the lowering of the cap 4 and the chuck 26 and the spindle 25 holding the cap 4 is stopped. Lower while compressing. That is, as shown in FIG. 6, the engaging portion 25 A rises apart from the stopper 35 B, but does not contact the annular member 38. Therefore, the spring 31 is compressed, and the urging force directed vertically downward by the spring 31 acts on the cap 4. In this state, the annular member 38 remains in pressure contact with the upper surface of the protruding portion 35A, so that the urging force by the spring 32 does not act on the spindle 25, the chuck 26, and the cap 4.
In this embodiment, when the capping head 5 moves to the meshing section P where the meshing height is reached in this way, a predetermined torque and rotation speed are commanded from the control device 33 to the motor 27 of the capping head 5. I am doing so.
[0012]
That is, as shown in FIGS. 5, 8, and 9, in the meshing section P, the control device 33 commands the motor 27 to provide a large torque and rotation speed, and the chuck 26 holding the cap 4 is configured to have a large torque and a high speed. It is made to rotate in the winding direction. As a result, the cap 4 is fastened with a large torque at a high speed while applying a vertical biasing force by the spring 31 to the cap 4, so that the tip of the screw portion 4N of the cap 4 and the tip of the screw portion 2N of the container 2 The beret cap can be prevented by securely meshing.
In this embodiment, when the chuck 26 is rotated 270 degrees in the meshing section P, the control device 33 temporarily stops the operation of the motor 27. Thus, the capping head 5 moves to the final fastening section S after passing through the meshing section P and further lowered while the motor 27 is temporarily stopped.
When the capping head 5 moves to the final fastening section S, the cylindrical member 35 is positioned at the final fastening height by the groove cam 37, so that the spindle 25 is raised relative to the cylindrical member 35, and the engaging portion 25A thereof. As a result, the annular member 38 compresses and pushes up the spring 32 (FIG. 7). Therefore, from this time, that is, from the time when the capping head 5 moves to the final tightening section S, the urging force is applied to the cap 4 downwardly by both the springs 31 and 32. Thereby, since the claw 15A of the attachment 15 supporting the flange portion 2B of the container 2 from the lower side bites into the flange portion 2B, it is possible to prevent the container 2 from being rotated in the winding direction of the cap 4. It can be done.
When the control device 33 confirms that the capping head 5 has moved to the final tightening section S, the control device 33 first drives the motor 27 again with a large command torque and the number of rotations, as in the meshing section P, and then the high speed. Then, the motor 27 is rotated with a small command torque, and finally the motor 27 is rotated with a slightly larger command torque at a rotational speed less than half that of the motor 27 (FIGS. 8 and 9).
In this manner, in the final tightening section S, the vertically downward urging force of the springs 31 and 32 is applied to the cap 4, and in this state, the chuck 26 is rotated to advance the tightening, and then the tightening is finished. I am doing so.
[0013]
The operation of the screw capper 1 having the above configuration will be described.
At the cap supply position A in FIG. 3, the cylindrical member 35 of the capping head 5 is at the rising end position by the cam mechanism 28, and the spindle 25 and the chuck 26 are also at the rising end position (FIG. 1).
At this time, since the spring 31 is not compressed, the urging force of the spring 31 does not act on the chuck 26, and the annular member 38 is placed on the protruding portion 35A. Also, it does not act on the chuck 26. In this state, the cap 4 is sequentially supplied to the chuck 26 in the rotation stopped state by a supply means (not shown).
[0014]
Then, at the container supply position B downstream of the cap supply position A, the containers 2 are sequentially supplied onto the mounting table 14 of the rotating body 3 by the supply star wheel 6, and the container 2 is mounted on the mounting table 14. The placed container 2 is immediately surrounded by the attachment 15 and the guide 16 around the neck portion 2C and is conveyed by the rotating body 3 while being prevented from falling (FIGS. 1, 3, and 5).
Thereafter, the chuck 26 that has reached the lowering start position C as the capping head 5 moves following the movement of the container 2 sequentially moves toward the lower container 2 by the lowering of the cylindrical member 35 by the cam mechanism 28. Start descent.
Thereafter, the spindle 25 and the chuck 26 stop descending when the threaded portion 4N of the held cap 4 comes into contact with the threaded portion 2N of the container 2, but the cylindrical member 35 continues to descend according to the locus of the groove cam 37. When the capping head 5 moves to the meshing section P, the cylindrical member 35 is maintained at the meshing height that is an intermediate height (FIGS. 3, 5, and 6). As a result, the spring 31 is compressed, and the downward biasing force of the spring 31 acts on the cap 4.
In this state, the claw 15A provided on the attachment 15 is in contact with the lower surface of the flange portion 2B and bites shallowly.
[0015]
In the meshing section P where the capping head 5 is meshed, a small urging force is applied to the cap 4 by the spring 31 in this way. When the controller 33 recognizes that the capping head 5 has reached the tightening start position D, that is, has reached the meshing section P that is the meshing height, the control device 33 sequentially outputs a rotation command to the motor 27 to The rotation angle of the chuck 26 is monitored from the pulse signal input from the encoder 27B of the motor 27 that has started rotating.
Then, the control device 33 once stops the rotation of the chuck 26 by stopping the operation of the motor 27 when the chuck 26 is rotated to a predetermined rotation angle (270 degrees) after starting the tightening of the cap 4 (FIG. 8). , FIG. 9).
Thus, in this embodiment, since the motor 27 is temporarily stopped in the meshing section P and the rotation of the chuck 26 is stopped, the chuck 26 does not rotate excessively in the meshing section P having the meshing height. . Therefore, the cap 4 is not rotated excessively, and the screw portion 4N of the cap 4 is not wound around the screw portion 2N of the container 2 more than necessary. Accordingly, the cap 4 can be prevented from being excessively tightened and the container 2 can be prevented from rotating together with the cap 4, so that the lower surface of the flange portion 2B can be prevented from sliding with the claw 15A of the attachment 15, and the flange portion 2B. It is possible to prevent the lower surface of the glass from being damaged.
[0016]
Note that a high load is applied to the cap 4 from above and breakage of the threaded portion or a beret cap occurs because the cap 4 held on the chuck 26 is lowered as shown in FIG. This is limited to the case where only the tip portions of the two screw portions 4N and 2N overlap when the portion 2A is covered. As described above, in the present embodiment, first, in the meshing section P, a small urging force by the spring 31 is applied to the cap 4 until the rotation angle of the chuck 26 is rotated by 270 degrees from the start of tightening.
According to the present embodiment, when the cap 4 is lowered toward the container 2, as shown in FIG. 4, the tip of one screw portion 4N is tightened more than the tip of the other screw portion 2N. Even if they slightly deviate in the direction side and only their tip portions overlap, a large vertical urging force is not applied when the tips of the two screw portions 2N and 4N come into contact with each other. And since the small urging | biasing force by the spring 31 is maintained until the chuck | zipper 26 is rotated 270 degree | times from the start of winding tightening, damage to the thread parts 2N and 4N and a beret cap do not occur.
[0017]
Next, when the capping head 5 moves to the final tightening section S, a large urging force by the springs 31 and 32 acts on the cap 4, and a larger load than before is applied to the container 2. The claw 15A is pressed more strongly against the flange portion 2B (FIGS. 3, 5, and 7). For this reason, the claw 15A bites deeply into the lower surface of the flange portion 2B, and the container 2 is prevented from rotating with the tightening.
Further, when the capping head 5 moves to the final tightening section S, the control device 33 drives the stopped motor 27 to rotate again at the predetermined command torque and the rotational speed described above. Therefore, after the cap 4 is tightened, the container 2 does not rotate and the seal member provided on the top surface is crushed after the upper end of the mouth portion 2A of the container 2 contacts the top surface of the cap 4. The cap 4 can be further tightened.
When it is recognized that the rotation amount (rotation angle) from the start of the rotation of the motor 27 again has reached a predetermined amount, the control device 33 stops the motor 27 and ends the tightening.
Thereafter, when the capping head 5 reaches the rising start position E (FIG. 5), the control device 33 releases the holding state of the cap 4 by the chuck 26.
Further, since the capping head 5 is raised by the cam mechanism 28 while moving from the rising start position E to the discharge position F, first, the annular member 38 comes into contact with the protruding portion 35A of the cylindrical member 35 and the spring 32 is attached. The force does not act on the chuck 26, and the chuck 26 is completely separated from the cap 4 upward. That is, the capping head 5 returns to the rising end position shown in FIG.
Thereafter, the container 2 around which the cap 4 is wound is discharged to the outside by the discharge star wheel 7.
[0018]
As described above, in the present embodiment, a small urging force that is the urging force of the spring 31 is applied to the cap 4 until the cap 4 is rotated by 270 degrees from the start of tightening in the meshing section P. Even when the threaded portion 4N of the cap 4 and the threaded portion 2N of the container 2 are overlapped only at the tip portion at the start of winding, damage to both the threaded portions and the beret cap can be prevented.
Further, when the chuck 26 is rotated 270 degrees at the end of the meshing section P, the rotation of the motor 27 is once stopped. Therefore, it is possible to prevent the cap 4 from being rotated more than necessary by the chuck 26 of the capping head 5. Therefore, the container 2 can be prevented from rotating in the tightening direction together with the cap 4, and the flange portion 2 B of the container 2 can be satisfactorily prevented from being damaged by the claw 15 A of the attachment 15.
Further, in the final tightening section S, since a large urging force by both springs 31 and 32 is applied to the cap 4, the claw 15A of the attachment 15 bites into the flange portion 2B of the container 2 and the container 2 is rotated. It is possible to reliably perform the tightening while preventing.
In this embodiment, since the two springs 31 and 32 are used as the urging force adding means, the configuration of the capping head 5 can be simplified as compared with the capping head of the above-mentioned Patent Document 1, and the compressed air piping is also provided. The structure of the screw capper 1 can be simplified by the amount that it is not necessary to provide the above. Therefore, compared with the capper of the said patent document 1, in a present Example, the manufacturing cost of the screw capper 1 can be made cheap.
Further, in this embodiment, the single spring is not used as the biasing force adding means, but the two springs 31 and 32 are arranged in the vertical position, so that the meshing section P and the final tightening section S are set. The stroke (height difference) of the groove cam 37 can be reduced. For this reason, the final tightening section S can be made large.
[0019]
 As mentioned aboveThe control related to the torque and the rotational speed of the motor 27 in the meshing section P and the final tightening section S is an example, and is not limited to the above-described embodiment.
 Furthermore, in this embodiment, the capping head 5 is lifted and lowered by the cam mechanism 28, but the container 2 may be lifted and lowered. In that case, the attachment 15 that supports the flange portion 2B of the container 2 is configured to be openable and closable and liftable, and when the container 2 is supplied and discharged, the attachment 15 is opened and lowered so that the claw 15A has a flange. What is necessary is just to urge the container 2 to the capping head 5 by making it not contact | abut with the part 2B, and also raising the attachment 15 at the time of capping.
 In the present embodiment, the two springs 31 and 32 are used as the urging force applying means for applying the urging force in the vertical direction to the cap 4. 1 may be used as the urging force adding means.
[0020]
【The invention's effect】
 As aboveInvention of Claim 1According to this, it is possible to prevent the flange portion of the container from being damaged. Also,Invention of Claim 2According to this, the effect that the manufacturing cost of the screw capper can be reduced as compared with the conventional one can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a screw capper 1 showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a main part of a screw capper 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a main part of a screw capper 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an enlarged view showing a container-like portion.
FIG. 5 is a view showing a locus of a groove cam by a screw capper 1 according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a process of tightening a cap by the capping head shown in FIG. 1. FIG.
7 is a cross-sectional view showing a process of winding a cap with the capping head shown in FIG. 1;
8 is a diagram showing the relationship between the number of rotations commanded to the motor from the control device of FIG. 1 and time.
9 is a diagram showing the relationship between torque and time commanded from the control device of FIG. 1 to the motor.
[Explanation of symbols]
1 ... Screw capper 2 ... Container
2B ... Flange 2N ... Screw
3 ... Rotating body 4 ... Cap
4N ... Screw part 5 ... Capping head
15 ... Attachment (support means)
25 ... Spindle 25A ... Engagement part (step part)
27 ... motor 28 ... cam mechanism (lifting means)
31, 32 ... Spring (biasing force adding means)
33 ... Control device
P ... meshing section S ... final tightening section

Claims

Conveying means for conveying the container, a capping head for holding the cap, a rotation drive mechanism for rotating the capping head, a control device for controlling the operation of the rotation drive mechanism, and a rotation for detecting the rotation angle of the capping head Angle detecting means, lifting means for positioning the relative height between the capping head and the container at a required height by raising and lowering at least one of the capping head and the container, and a flange portion formed on the container Supporting means for supporting the lower surface of the container and preventing the container from rotating together with the cap, and biasing force adding means for biasing the cap held by the capping head toward the container,
Furthermore, a meshing height for applying a small urging force to the cap by the urging force adding means and a final fastening height for adding a large urging force to the cap by the urging force adding means are provided,
The control device activates the rotation drive mechanism at the meshing height and temporarily stops the operation of the rotation drive mechanism when the capping head is rotated by a predetermined angle in the winding direction , and the operation of the rotation drive mechanism is stopped. A screw capper characterized in that, when the final tightening height is reached during operation, the rotation driving mechanism is operated again to rotate the capping head in the winding direction to finish the tightening.

Two springs are arranged at the upper and lower positions of the capping head, and both springs constitute the biasing force adding means. At the meshing height, one spring applies a small biasing force toward the container. 2. The screw capper according to claim 1, wherein a large urging force is applied to the container by both springs at the final tightening height.