JP4391349B2 - キャップ装着装置 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製キャップなどのキャップを、ＰＥＴボトルなどの容器の口部に装着するキャップ装着装置に関する。

従来、合成樹脂などからなるプレスクリューキャップを容器口部に装着するには、チャックを有するキャッピングユニットを備えたキャップ装着装置を用い、キャップをチャックで把持し回転させることによって前記キャップを容器口部に装着する。
キャップ装着装置としては、特許文献１に記載されたものがある。
特開平１０−１１９０号公報

この種のキャップの内面に形成されたネジ部は、通常、１条ネジであるが、近年では、ネジ部が２条に形成されたキャップが提案されている。２条ネジは、径が比較的大きいキャップ（例えば内径３８ｍｍ以上）に適用されることが多い。
２条のネジ部を有するキャップは、１条のネジ部を有する通常のキャップに比べ、容器口部に装着する際に必要なキャップの回転数（以下、有効巻き数という）が少なくなるように設計されることがある。
このため、前記キャップ装着装置を用いて、２条のネジ部を有するキャップを容器口部に装着すると、巻締め終了後にもキャッピングユニットの回転が継続することになり、キャッピングユニットおよびキャップに大きな負荷が加えられ、装置の故障やキャップの変形が起きるおそれがあった。また、開栓トルクが規格外になることがあった。
これらの問題は、キャップの有効巻き数に応じてキャッピングユニットの巻締め回転数が設定されたキャップ装着装置を用いることによって解決する。
しかしながら、有効巻き数が異なる複数のキャップを容器口部に装着する場合には、キャップの有効巻き数に対応した複数のキャップ装着装置を用意する必要があるため、操作の容易性およびコストの点で不利であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、有効巻き数が異なる複数のキャップを過不足のないトルクで容器口部に装着することができ、かつ操作性およびコストの点で優れたキャップ装着装置を提供することを目的とする。

本発明のキャップ装着装置は、キャップを容器口部に装着するキャップ装着装置であって、ターレットと、前記キャップを把持して容器口部に装着するキャッピングユニットとを備え、前記ターレットが、形状が互いに異なる２つのカムトラックが形成されたカムを備え、前記キャッピングユニットが、前記２つのカムトラックのいずれにも、それに沿って移動可能とされ、前記２つのカムトラックのうち一方は、他方のカムトラックと共通とされた共通部分と、前記他方のカムトラックから独立して形成された独立部分とを備え、前記一方のカムトラックは、前記カムフォロアが、原点位置からキャップ把持位置を経て下降してキャップ装着位置に至り、一定区間この高さを保った後、一方の離脱位置で上昇し、待機位置を経て前記原点位置に戻るように形成され、前記他方のカムトラックは、前記カムフォロアが、前記原点位置から前記キャップ把持位置を経て、前記キャップ装着位置に至り、一定区間この高さを保った後、前記一方の離脱位置に比べ前記キャップ装着位置に近い他方の離脱位置で上昇し、前記待機位置を経て前記原点位置に戻るように形成され、前記原点位置から前記他方の離脱位置までの区間、および前記待機位置から前記原点位置までの区間が前記共通部分とされ、前記他方の離脱位置から前記待機位置までの区間が前記独立部分とされているキャップ装着装置である。

本発明のキャップ装着装置では、前記独立部分に、前記キャッピングユニットを前記他のカムトラックの独立部分に導くアダプタを着脱自在に装着できるように構成することができる。

本発明のキャップ装着装置は、複数のキャッピングユニットのうち１つが、複数のカムトラックのうち１つに沿って移動可能とされ、他のキャッピングユニットのうち１つが、他のカムトラックのうち１つに沿って移動可能とされ、これらキャッピングユニットが、前記ターレットに着脱可能に取り付けられるようになっているので、以下に示す効果が得られる。
（１）前記複数のキャッピングユニットを選択的に使用することによって、キャッピングユニットがキャップを容器口部に装着する際の回転数を、キャップの有効巻き数に応じて最適化することができる。
よって、有効巻き数が異なるキャップを、いずれも適切なトルクで容器口部に巻き締めることができる。
従って、キャッピングユニットおよびキャップに過大な負荷が加えられるのを防ぎ、装置故障やキャップ変形を防止することができる。
また、キャップの装着が不完全になるのを防ぐとともに、開栓トルクを適切な値に設定することができる。
（２）対象とするキャップを、有効巻き数が異なるキャップに切り替える場合に必要な装置構成の変更は、キャッピングユニットを交換することのみである。
従って、対象とするキャップを、有効巻き数が異なるキャップに切り替える場合の操作が容易である。
（３）一台のキャップ装着装置を用いて、有効巻き数が異なる複数のキャップの巻締めが可能であるため、キャップの有効巻き数に応じて複数のキャップ装着装置を使用する場合に比べ、コストの点で有利である。

本発明のキャップ装着装置は、複数のカムトラックのうち１つが、他のカムトラックと共通とされた共通部分と、前記他のカムトラックから独立して形成された独立部分とを備えた構成とすることができる。
この構成によれば、１つのキャッピングユニットを用いて、前記複数のカムトラックを選択的に使用することができ、有効巻き数が異なる複数のキャップの巻締めが可能である。
従って、装置構成を簡略化することができ、操作性、およびコストの点でさらに有利となる。

図１は、本発明のキャップ装着装置の一例を示す一部断面図である。図２は、このキャップ装着装置のカムの断面図である。図３は、前記カムの展開図である。
キャップ装着装置１は、ターレット２と、ターレット２の側部に着脱自在に取り付けられる２つのキャッピングユニット３、４とを備えている。
キャップ装着装置１では、第１キャッピングユニット３と第２キャッピングユニット４のうちいずれか一方がターレット２に取り付けられて使用される。
図示例では、第１キャッピングユニット３がターレット２に取り付けられ、第２キャッピングユニット４がターレット２から取り外されている。

ターレット２は、中央支柱体５と、中央支柱体５の上部に設けられた円筒状のカム６と、歯車７とを備えている。
カム６の外面には、上部カムトラック１１（第１カムトラック）と、下部カムトラック１２（第２カムトラック）が形成されている。これらカムトラック１１、１２はそれぞれ断面コ字形の溝状に形成されている。

第１キャッピングユニット３は、ロールオンスピンドル１３と、ロールオンスピンドル１３の下部に設けられたキャッピングヘッド１４とを備えている。
ロールオンスピンドル１３は、吊り板部１５と、吊り板部１５の上端部に設けられたカムフォロア１６と、吊り板部１５の下端部に設けられた主部１７とを備えている。
カムフォロア１６は、下部カムトラック１２に挿入されるように形成され、下部カムトラック１２に沿って転動するようになっている。
主部１７は、ターレット２の歯車７にかみ合う駆動歯車部１８を備え、吊り板部１５に対し回転自在とされている。
キャッピングヘッド１４は、主部１７と一体的に回転するヘッド本体１９と、キャップ４１を把持するチャック２０とを備えている。

第２キャッピングユニット４は、ロールオンスピンドル２３と、ロールオンスピンドル２３の下部に設けられたキャッピングヘッド２４とを備えている。
ロールオンスピンドル２３は、吊り板部２５と、吊り板部２５の上端部に設けられたカムフォロア２６と、吊り板部２５の下端部に設けられた主部２７とを備えている。
カムフォロア２６は、上部カムトラック１１に挿入されるように形成され、上部カムトラック１１に沿って転動するようになっている。
主部２７は、ターレット２の歯車７にかみ合う駆動歯車部２８を備え、吊り板部２５に対し回転自在とされている。
キャッピングヘッド２４は、主部２７と一体的に回転するヘッド本体２９と、キャップ４２を把持するチャック３０とを備えている。

以下、図３を参照して、カムトラック１１、１２の形状について詳しく説明する。
上部カムトラック１１と下部カムトラック１２は、互いに独立に形成されている。
下部カムトラック１２は、第１キャッピングユニット３のカムフォロア１６が、原点位置ａ０から下降し、キャップ把持位置ａ１を経て最下降位置であるキャップ装着位置ａ２に至り、一定区間この高さを保った後、離脱位置ａ３で上昇し、原点位置ａ０に戻るように形成されている。
キャップ装着位置ａ２から離脱位置ａ３に至るまでの区間は、第１キャッピングユニット３によってキャップ４１を容器口部５１に装着するための区間である。以下、この区間をキャップ装着区間Ａと呼ぶ。
キャップ装着区間Ａの長さは、第１キャッピングユニット３によって容器に装着されるキャップの形状に応じて設計される。
有効巻き数が多いキャップ４１、例えば１条のネジ部を有するキャップ４１を対象とする場合には、キャップ装着区間Ａは比較的長く設定される。

上部カムトラック１１は、第２キャッピングユニット４のカムフォロア２６が、原点位置ｂ０から下降し、キャップ把持位置ｂ１を経て最下降位置であるキャップ装着位置ｂ２に至り、一定区間この高さを保った後、離脱位置ｂ３で上昇し、原点位置ｂ０に戻るように形成されている。
キャップ装着位置ｂ２から離脱位置ｂ３に至るまでの区間をキャップ装着区間Ｂと呼ぶ。
キャップ装着区間Ｂの長さは、第２キャッピングユニット４によって容器に装着されるキャップ４２の形状に応じて設計される。
有効巻き数が少ないキャップ４２、例えば２条のネジ部を有するキャップ４２を対象とする場合には、キャップ装着区間Ｂは比較的短く設定される。

次に、キャップ装着装置１を用いてキャップを容器口部に装着する方法について説明する。
図１に示すように、有効巻き数が多いキャップ、例えば１条のネジ部を有するキャップ４１を対象とする場合には、２つのキャッピングユニット３、４のうち、第１キャッピングユニット３が使用され、第２キャッピングユニット４は使用されない。
駆動源（図示略）の駆動によって、第１キャッピングユニット３を、ターレット２に対し略周方向に移動させる。
カムフォロア１６が下部カムトラック１２に沿って移動するとともに、駆動歯車部１８が歯車７上を転動し、これに従ってキャッピングヘッド１４が自転する。

図１および図３に示すように、カムフォロア１６がキャップ把持位置ａ１に達すると、キャッピングヘッド１４のチャック２０がキャップ４１を把持する。
カムフォロア１６がキャップ装着位置ａ２に達すると、キャップ４１が容器口部５１に被せられる。
カムフォロア１６がキャップ装着区間Ａにある間、キャップ４１はキャッピングヘッド１４によって容器口部５１に巻き締められる。
キャップ装着区間Ａが比較的長く形成されているため、キャッピングヘッド１４の回転数は比較的多くされる。
カムフォロア１６が離脱位置ａ３に至ると、キャッピングヘッド１４は上昇し、キャップ４１から離れる。

有効巻き数が少ないキャップ、例えば２条のネジ部を有するキャップ４２を対象とする場合には、第１キャッピングユニット３に代えて第２キャッピングユニット４が使用される。
第２キャッピングユニット４を、ターレット２に対し略周方向に移動させると、カムフォロア２６が上部カムトラック１１に沿って移動するとともに、キャッピングヘッド２４が自転する。
図１および図３に示すように、カムフォロア２６がキャップ把持位置ｂ１に達すると、キャッピングヘッド２４のチャック３０がキャップ４２を把持する。
カムフォロア２６がキャップ装着位置ｂ２に達すると、キャップ４２が容器口部５１に被せられる。
カムフォロア２６がキャップ装着区間Ｂにある間、キャップ４２はキャッピングヘッド２４によって容器口部５１に巻き締められる。
キャップ装着区間Ｂが比較的短く形成されているため、キャッピングヘッド２４の回転数は比較的少なくされる。
カムフォロア２６が離脱位置ｂ３に至ると、キャッピングヘッド２４は上昇し、キャップ４２から離れる。

キャップ装着装置１では、以下に示す効果が得られる。
（１）キャップ装着装置１では、第１キャッピングユニット３が下部カムトラック１２に沿って移動可能とされ、第２キャッピングユニット４が上部カムトラック１１に沿って移動できるようにされている。
このため、下部カムトラック１２のキャップ装着区間Ａを、上部カムトラック１１のキャップ装着区間Ｂより長く形成することによって、第１キャッピングユニット３がキャップ４１を容器口部５１に装着する際の回転数を、第２キャッピングユニット４がキャップ４２を容器口部５１に装着する際の回転数より多くすることができる。
よって、キャッピングユニット３、４を選択的に使用することによって、キャッピングユニット３、４がキャップ４１、４２を容器口部５１に装着する際の回転数を、キャップ４１、４２の有効巻き数に応じて最適化することができる。
このため、有効巻き数が多いキャップ４１と有効巻き数が少ないキャップ４２とを、いずれも適切なトルクで容器口部５１に巻き締めることができる。
従って、キャッピングユニット３、４およびキャップ４１、４２に過大な負荷が加えられるのを防ぎ、装置故障やキャップ変形を防止することができる。
また、キャップ４１、４２の装着が不完全になるのを防ぐとともに、開栓トルクを適切な値に設定することができる。
（２）対象とするキャップを、有効巻き数が異なるキャップに切り替える場合に必要な装置構成の変更は、第１キャッピングユニット３と第２キャッピングユニット４とを交換することのみである。
従って、対象とするキャップを、有効巻き数が異なるキャップに切り替える場合の操作が容易である。
（３）一台のキャップ装着装置１を用いて、有効巻き数が異なる２種類のキャップ４１、４２の巻締めが可能であるため、キャップの有効巻き数に応じて複数のキャップ装着装置を使用する場合に比べ、コストの点で有利である。

図１に示すキャップ装着装置１では、カム６に２つのカムトラック１１、１２が形成され、これらに応じた２つのキャッピングユニット３、４を備えているが、本願発明では、３以上のカムトラックがカムに形成され、これらに応じた３以上のキャッピングユニットを備えた構成も可能である。

図４（ａ）は、本発明のキャップ装着装置の他の例のカムの展開図である。
このキャップ装着装置は、第２キャッピングユニット４が用いられない点、およびカムトラック６１、６２がこの図に示す形状とされている点で、図１に示すキャップ装着装置１と異なる。

カム６には、上部カムトラック６１（第１カムトラック）と下部カムトラック６２（第２カムトラック）が形成されている。
下部カムトラック６２は、第１キャッピングユニット３のカムフォロア１６が、原点位置ｃ０からキャップ把持位置ｃ１を経て、最下降位置であるキャップ装着位置ｃ２に至り、一定区間この高さを保った後、離脱位置ｃ３で上昇し、最上昇位置である待機位置ｃ４を経て原点位置ｃ０に戻るように形成されている。
キャップ装着位置ｃ２から離脱位置ｃ３に至るまでの区間をキャップ装着区間Ｃと呼ぶ。

上部カムトラック６１は、カムフォロア１６が、原点位置ｃ０からキャップ把持位置ｃ１を経て、最下降位置であるキャップ装着位置ｃ２に至り、一定区間この高さを保った後、離脱位置ｄ３で上昇し、最上昇位置である待機位置ｄ４、ｃ４を経て原点位置ｃ０に戻るように形成されている。
離脱位置ｄ３は、下部カムトラック６２における離脱位置ｃ３に比べ、キャップ装着位置ｃ２に近い位置に形成されているため、キャップ装着位置ｃ２から離脱位置ｄ３に至るまでの区間であるキャップ装着区間Ｄは、キャップ装着区間Ｃより短くなっている。

カムトラック６１、６２は、原点位置ｃ０から離脱位置ｄ３までの区間、および待機位置ｃ４から原点位置ｃ０までの区間が、共通部分６３とされている。
離脱位置ｄ３から待機位置ｃ４までの区間においては、カムトラック６１、６２は互いに独立に形成されている。
すなわち、離脱位置ｄ３から待機位置ｃ４までの区間における上部カムトラック６１である上部独立部分６４と、この区間における下部カムトラック６２である下部独立部分６５とは、上下に間隔をおいて形成されている。
換言すれば、カムトラック６１、６２は、共通部分６３を経て離脱位置ｄ３で分岐し、待機位置ｃ４で再び合一する形状とされている。
図示例では、独立部分６４、６５は互いに同じ形状とされている。

図４（ｂ）は、上部カムトラック６１の上部独立部分６４に着脱自在に装着可能なアダプタ６６を示すものである。
アダプタ６６は、上部独立部分６４の内部形状に沿う形状とされており、上部独立部分６４にはめ込むことができるようになっている。
図５に示すように、アダプタ６６を上部独立部分６４に装着すると、カムフォロア１６は上部独立部分６４に進行することができなくなり、下部独立部分６５に導かれるようになる。
図６に示すように、独立部分６４、６５は互いに同じ形状とされているため、アダプタ６６は下部独立部分６５に装着することもできる。
アダプタ６６を下部独立部分６５に装着すると、カムフォロア１６は下部独立部分６５に進行することができなくなり、上部独立部分６４に導かれるようになる。

以下、このキャップ装着装置を用いてキャップを容器口部に装着する方法について説明する。
図４および図５に示すように、有効巻き数が多いキャップ、例えば１条のネジ部を有するキャップ４１を対象とする場合には、アダプタ６６を上部独立部分６４に装着する。
カムフォロア１６がキャップ把持位置ｃ１に達すると、キャッピングヘッド１４のチャック２０がキャップ４１を把持する。
カムフォロア１６がキャップ装着位置ｃ２に達すると、キャップ４１が容器口部５１に被せられる。
上部独立部分６４にはアダプタ６６が装着されているため、カムフォロア１６は下部独立部分６５に進行する。
カムフォロア１６がキャップ装着区間Ｃにある間、キャップ４１はキャッピングヘッド１４によって容器口部５１に巻き締められる。
カムフォロア１６が離脱位置ｃ３に至ると、キャッピングヘッド１４は上昇し、キャップ４１から離れる。

図４および図６に示すように、有効巻き数が少ないキャップ、例えば２条のネジ部を有するキャップ４２を対象とする場合には、アダプタ６６を下部独立部分６５に装着する。
カムフォロア１６がキャップ装着区間Ｄにある間、キャップ４２はキャッピングヘッド２４によって容器口部５１に巻き締められる。
下部独立部分６５にはアダプタ６６が装着されているため、カムフォロア１６は離脱位置ｄ３から上部独立部分６４に進行し、キャッピングヘッド２４は上昇し、キャップ４２から離れる。

このキャップ装着装置では、図１に示すキャップ装着装置１と同様に、装置およびキャップに過大な負荷が加えられるのを防ぎ、装置故障やキャップ変形を防止することができる。また、操作性およびコストの点でも優れている。
これに加えて、このキャップ装着装置では、カムトラック６１、６２が、共通部分６３と、独立部分６４、６５とを有するので、１本のキャッピングユニット３を用いて、カムトラック６１、６２を選択的に使用することができる。
このため、１つのキャッピングユニット３によって、有効巻き数が異なる２種類のキャップ４１、４２の巻締めが可能である。
従って、装置構成を簡略化することができ、操作性、およびコストの点でさらに有利となる。

図４に示すキャップ装着装置では、カム６に２つのカムトラック６１、６２が形成されているが、本願発明では３以上のカムトラックがカムに形成された構成も可能である。

本発明のキャップ装着装置の一例を示す一部断面図である。 図１に示すキャップキャップ装着装置のカムを示す断面図である。 図１に示すキャップ装着装置のカムの展開図である。 （ａ）本発明のキャップ装着装置の他の例のカムの展開図である。（ｂ）（ａ）に示すキャップ装着装置に用いられるアダプタを示す平面図である。 図４に示すキャップ供給装置のカムの展開図である。 図４に示すキャップ供給装置のカムの展開図である。

符号の説明

１…キャップ装着装置、
２…ターレット、
３…第１キャッピングユニット、
４…第２キャッピングユニット、
１１、６１…上部カムトラック、
１２、６２…下部カムトラック、
４１、４２…キャップ、
５１…容器口部、
６３…共通部分、
６４…上部独立部分、
６５…下部独立部分、
６６…アダプタ

Claims (2)

1. キャップを容器口部に装着するキャップ装着装置であって、
   ターレットと、前記キャップを把持して容器口部に装着するキャッピングユニットとを備え、
   前記ターレットが、形状が互いに異なる２つのカムトラック（６１、６２）が形成されたカムを備え、
   前記キャッピングユニットが、前記２つのカムトラックのいずれにも、それに沿って移動可能とされ、
   前記２つのカムトラックのうち一方は、他方のカムトラックと共通とされた共通部分（６３）と、前記他方のカムトラックから独立して形成された独立部分（６４、６５）とを備え、
   前記一方のカムトラックは、前記カムフォロアが、原点位置（ｃ０）からキャップ把持位置（ｃ１）を経て下降してキャップ装着位置（ｃ２）に至り、一定区間この高さを保った後、一方の離脱位置（ｃ３）で上昇し、待機位置（ｃ４）を経て前記原点位置に戻るように形成され、
   前記他方のカムトラックは、前記カムフォロアが、前記原点位置（ｃ０）から前記キャップ把持位置（ｃ１）を経て、前記キャップ装着位置（ｃ２）に至り、一定区間この高さを保った後、前記一方の離脱位置（ｃ３）に比べ前記キャップ装着位置（ｃ２）に近い他方の離脱位置（ｄ３）で上昇し、前記待機位置（ｃ４）を経て前記原点位置（ｃ０）に戻るように形成され、
   前記原点位置（ｃ０）から前記他方の離脱位置（ｄ３）までの区間、および前記待機位置（ｃ４）から前記原点位置（ｃ０）までの区間が前記共通部分とされ、前記他方の離脱位置（ｄ３）から前記待機位置（ｃ４）までの区間が前記独立部分とされていることを特徴とするキャップ装着装置。
2. 前記独立部分には、前記キャッピングユニットを前記他のカムトラックの独立部分に導くアダプタ（６６）を着脱自在に装着できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のキャップ装着装置。

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