JP4599784B2 - スクリューキャッパ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、キャッピングヘッドによって保持したキャップを容器の口部に締め付けるスクリューキャッパに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
回転体に設けられた容器支持部材によって容器を支持して搬送する間に、予め内面にねじが形成されたキャップを保持したキャッピングヘッドを、回転させつつ下降させることにより、容器の口部に形成されたねじ山に前記キャップのねじを締め付けるスクリューキャッパが広く用いられている。
【０００３】
前記キャッピングヘッドによるキャップの締め付け時に、容器がキャップとともに回転してしまうと充分な締め付けトルクが得られず、液洩れ等の原因となってしまう。このようなキャップ締め付け時の容器の回転を阻止するために、ガラスびん等の剛性の高い容器の場合には、胴部をしっかりとグリップしてキャッピングを行っている。ところが、近年広く用いられているＰＥＴ容器等の柔軟な素材からなる容器の場合には、胴部をグリップすると容器が変形して内部に充填された液体が口部からこぼれてしまうおそれがあった。そこで、スクリューキャッパの巻き締め時に、ＰＥＴ容器等の柔らかい素材からなる容器の回転を防止することができるスクリューキャッパが既に提案されている（特公平４−３６９５７号公報）。
【０００４】
前記公報に記載されたスクリューキャッパ（キャップ装着装置）は、スターホイール（懸吊機構５）の、プラスチック容器１のフランジ部下面に接する部分に係合突起（回転止の刃部６）を形成し、この刃部をフランジの下面に係合させて容器の回転を阻止している。このように係合突起にフランジを係合させる構成では、スターホイールへの容器の導入時、排出時に、フランジの下面に傷を付けてしまう。特に、排出時には、キャッピングヘッドによってキャップおよび容器を強く押圧してフランジを突起に係合させているので、キャッピングを行った後そのまま容器を取り出そうとすると、フランジの下面にさらにひどい傷が付いてしまう。
【０００５】
そこで、前記公報のキャップ装着装置では、キャッピングの終了後、容器の底部を固定の傾斜板上に載せて徐々に押し上げることにより、フランジ部と係合突起との係合を解除した後容器を排出するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、キャッピング終了後、容器のフランジとスターホイールの係合を外すために、固定した傾斜坂上を滑らせて移動させる構成では、容器の搬送が不安定になってしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、キャッパへの容器の導入時、排出時に容器のフランジ下面を傷付けるおそれがなく、しかも、キャッピング終了時にフランジ下面と係合突起との係合を外す際にも、容器の安定した搬送が可能なスクリューキャッパを提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るスクリューキャッパは、容器の口部に形成されたフランジの下面を支持可能な支持部材を複数有し、これら支持部材によって容器を吊り下げた状態で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって吊り下げた状態で搬送される容器にキャップを巻き締めするキャッピングヘッドと、前記支持部材の上面に設けられてフランジの下面に係合可能な係合突起とを備え、前記キャッピングヘッドによってキャップの巻き締めを行う際に、このキャップを介して容器を押し下げることによりフランジ下面を係合突起に係合させて容器の回転を阻止するようにしたもので、さらに、容器を載置可能な載置部材と、前記支持部材を昇降させる昇降手段とを設け、キャップを巻き締めた後、支持部材を下降させることにより、容器を載置部材上に載せるとともに、係合突起の係合を解除するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係るスクリューキャッパでは、キャッピングの終了後、支持部材を下降させることにより係合突起と容器のフランジとの係合を外した後に、排出するようにしているので、係合突起により容器を傷つけることがない。また、容器の排出時には、載置部材上で支持部材を下降させることにより、係合突起と容器のフランジとの係合を確実に外すことができる。
【００１０】
また、請求項２に記載のスクリューキャッパは、前記支持部材が、容器のフランジよりも下方側を把持するグリッパからなり、搬送手段が容器を受け取る際に、グリッパがフランジの下面との間に隙間を有して容器を把持することを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係るスクリューキャッパでは、容器の導入時に、グリッパと容器のフランジとの間に隙間を開けるようにしているので、閉鎖されるグリッパの係合突起が容器のフランジに当たって傷を付けることがない。
【００１２】
さらに、請求項３に記載のスクリューキャッパは、前記載置部材が、少なくとも支持部材が下降して容器を載置する個所では、搬送される容器とほぼ同方向に、かつ、等速で移動していることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項３に記載のスクリューキャッパでは、支持部材が下降して容器を載置部材上に下ろす際に、容器と載置部材がほぼ等速で同方向に移動しているので、排出される容器が不安定になることがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るスクリューキャッパの縦断面図であり、中央の固定軸２の周囲に回転可能に支持された回転筒体４に上下の回転円板６、８が固定されており、これら回転筒体４および回転円板６、８等からなる回転体１０の外周部に、円周方向等間隔で複数のグリッパ１２が設けられている。なお、前記回転体１０は、ギヤ１４を介して図示しない駆動源からの駆動が伝達されて回転する。
【００１５】
前記スクリューキャッパの各グリッパ１２には、上流側のフィラ（充填機）によって液体が充填された容器１６が、中間ホイールのグリッパ１８によってフランジ１６ａの上部を把持されて搬送され引き渡される。この容器１６は、スクリューキャッパのグリッパ１２によってフランジ１６ａの下側を把持されて吊り下げられた状態で搬送される間に、各グリッパ１２の上方に設置されたキャッピングヘッド２０（後に説明する図５参照）によってキャッピングが行われた後、出口スターホイール２２に引き渡されて排出される。
【００１６】
スクリューキャッパの各グリッパ１２は、一対のグリップ部材１２ａ、１２ｂから構成されており、これら両グリップ部材１２ａ、１２ｂの開閉によって容器１６の口部に形成されたフランジ１６ａの下側を把持し、また解放する。これらグリップ部材１２ａ、１２ｂの上面には、キャップ２３の巻き締めを行う際に、容器１６のフランジ１６ａの下面側に係合してこの容器１６の回転を阻止する係合爪（係合突起）１２ｃが設けられている（後に説明する図５（ａ）、（ｄ）参照）。
【００１７】
以下に、前記グリッパ１２の両グリップ部材１２ａ、１２ｂを開閉および昇降させる機構について説明する。上下の回転円板６、８を貫通して第１回転軸２４が回転かつ昇降可能に支持されており、この第１回転軸２４の上端に第１グリップ部材１２ａが取り付けられて一体的に回転する。また、この第１回転軸２４に隣接して配置された第２回転軸２６が、上部回転円板６を貫通して、回転かつ昇降可能に支持されており、この第２回転軸２６の上端に第２グリップ部材１２ｂが取り付けられて一体的に回転する。これら第１回転軸２４および第２回転軸２６は、連結部材２８（図２参照）によって連結され、後に説明する昇降機構によって一体的に昇降する。
【００１８】
前記第１回転軸２４の中間部外周に、第１の小ギヤ３０が固定され、第２回転軸２６の下端部に固定された第２の小ギヤ３２と噛み合っている。従って、両回転軸２４、２６の一方（この実施の形態では第１回転軸２４）を回転させると、他方の回転軸２６が逆方向に回転し、これら両回転軸２４、２６にそれぞれ取り付けられた両グリップ部材１２ａ、１２ｂが開閉する。第２回転軸２６は、図２に示すように、引っ張りばね３４によって引き付けられており、両グリップ部材１２ａ、１２ｂが常時開放する方向に付勢されている。
【００１９】
前記第１回転軸２４の下端には、昇降用カムフォロア３６が取り付けられたブロック３８が相対回転可能に嵌合している。このブロック３８の他方側に、下部回転板８の下面に固定されたピン４０が挿通されて、昇降用カムフォロア３６の取り付けられたブロック３８の回り止めを行っている（図１および図３参照）。前記昇降用カムフォロア３６は、このスクリューキャッパの回転体１０の外部に設けられた固定体４２に取り付けられている昇降用円筒カム４４の上面に載っており、この円筒カム４４のカム曲線に応じて昇降し、前記第１回転軸２４を昇降させる。第１回転軸２４が昇降すると、連結部材２８を介して第２回転軸２６も一体的に昇降する。なお、昇降用円筒カム４４によって第１回転軸２４を下降させる部分には、円筒カム４４に向かい合う上部カム４６を設けてあり、昇降用カムフォロア３６を、これら円筒カム４４と上部カム４６とで挟持して第１回転軸２４を確実に下降させるようになっている。
【００２０】
前記第１回転軸２４の下部は、回転体１０の下部回転円板８を貫通しており、この下部回転円板８には、第１回転軸２４に隣接して、回転伝達軸４８が貫通して回転自在に支持されている。回転伝達軸４８の、下部回転円板８の上方に突出している上端部に、回転伝達用の第１ブロック５０が固定されている（図１および図４参照）。この第１ブロック５０の前記第１回転軸２４側に、垂直なローラ軸５２が取付けられ、このローラ軸５２に、ローラ５４が昇降および回転可能に嵌合している。
【００２１】
一方、第１回転軸２４の、下部回転円板８の上方に位置する部分、つまり、前記第１ブロック５０と同じ高さの部分に、回転伝達用の第２ブロック５６が固定されている。この第２ブロック５６の第１ブロック５０側には、図４に示すように、上下左右の保持部（左右の保持部５６ａだけを示す）が設けられており。前記ローラ５４の四方を保持している。従って、回転伝達軸４８が回転すると一体的に第１ブロック５０が回転し、これに伴って第２ブロック５６が回転し、第１回転軸２４もこの第２ブロック５６と一体的に前記回転伝達軸４８と逆方向に回転する。
【００２２】
このように第１ブロック５０、ローラ５４および第２ブロック５６を介して、回転伝達軸４８の回転を第１回転軸２４に伝達するようになっているが、前記昇降用円筒カム４４によって第１回転軸２４を昇降させる際には、第２ブロック５６が保持しているローラ５４を昇降させることにより、第１ブロック５０に対する相対的な昇降を許容するようになっている。
【００２３】
回転伝達軸４８の下端部に第１レバー５８が固定されて一体的に回転する（図３参照）。また、この回転伝達軸４８には、第２レバー６０が回転自在に支持されている。これら両レバー５８、６０の先端にスプリング６２が介装されて両レバー５８、６０を離隔する方向に付勢している。そして、両レバー５８、６０の先端部よりも回転伝達軸４８寄りに、両レバー５８、６０を貫通するストッパピン６４が挿通されて、両レバー５８、６０の開放位置を規制している。
【００２４】
前記第２レバー６０には、グリッパ開閉用のカムフォロア６６が取り付けられており、このカムフォロア６６が、回転体１０の外部に設けられている固定体４２に固定されたグリッパ開閉用水平カム６８（図１および図３参照）に弾接している。グリッパ開閉用カムフォロア６６が取り付けられた第２レバー６０がこの水平カム６８のカム曲線に応じて揺動すると、この揺動がスプリング６２を介して第１レバー５８に伝達され、前記回転伝達軸４８を回転させる。この回転伝達軸４８の回転は、前記のように、第１ブロック５０、ローラ５４および第２ブロック５６を介して第１回転軸２４に逆方向の回転として伝達され、さらに、第２回転軸２６が逆方向に回転されて、グリッパ１２の両グリップ部材１２ａ、１２ｂを開閉する。前記グリッパ開閉用水平カム６８は、図３に示すように、大径部６８ａと小径部６８ｂとを有しており、小径部６８ｂでグリッパ１２が開放し、大径部６８ａでグリッパ１２が閉鎖する。
【００２５】
前述のように、両グリップ部材１２ａ、１２ｂは、引っ張りばね３４によって常時開放する方向に付勢されており、開閉用水平カム６８によって開閉されるようになっている。開閉用カムフォロア６６が水平カム６８の大径部６８ａに移行するとグリッパ１２が閉鎖し、その状態を維持するが、このグリッパ１２の閉鎖方向の力を、前記第１レバー５８と第２レバー６０との間のスプリング６２によって緩衝するようになっている。
【００２６】
前記構成のスクリューキャッパの上流側には、図示しないフィラによって液体が充填された容器１６を、このスクリューキャッパに受け渡す中間ホイールが設けられており（図示しないが、図１の左側に配置されている）。また、スクリューキャッパの下流側（図１の右側）には、キャッピングが終了した容器１６をスクリューキャッパから排出して次の工程に送る出口スターホイール２２が設けられている。この出口スターホイール２２は、従来周知の構成であり、詳細は図示しないが、外周に円周方向等間隔でポケットが形成されており、各ポケット内に容器１６を受け入れて前記スクリューキャッパのグリッパ１２から容器１６を受け取り、回転搬送する。出口スターホイール２２の下方には、スクリューキャッパから排出される容器１６を載せる載置部材７０が設けられており、前記スターホイール２２と一体的に回転する。なお、これらスターホイール２２および載置部材７０は、スクリューキャッパの回転体１０と逆方向に同期回転する。
【００２７】
以上の構成に係るスクリューキャッパの作動について、前記図１ないし図４および図５（ａ）〜（ｄ）により説明する。図示しないフィラによって内部に液体が充填された容器１６は、中間ホイールのグリッパ１８によってフランジ１６ａよりも上部を把持されて吊り下げられた状態で搬送され、このスクリューキャッパのグリッパ１２に引き渡される。
【００２８】
スクリューキャッパのグリッパ１２が容器１６を受け取る時点では、開閉用カムフォロア６６が、水平カム６８の小径部６８ｂに当接しており、両グリップ部材１２ａ、１２ｂは開放している。また、第１回転軸２４は、昇降用円筒カム４４によって上昇した位置にある。このグリッパ１２の上昇位置では、前記中間ホイールのグリッパ１８によって把持されている容器１６のフランジ１６ａの下面と、グリッパ１２の上面に形成された係合爪１２ｃとの間に隙間が形成されるようになっている。
【００２９】
この状態の両グリップ部材１２ａ、１２ｂ間に、中間ホイールのグリッパ１８に保持されている容器１６が挿入されると、開閉用カムフォロア６６が水平カム６８の大径部６８ａ側へ移行して、第２レバー６０が揺動し、スプリング６２を介して第１レバー５８を揺動させる。第１レバー５８の揺動により回転伝達軸４８が一体的に回転する。回転伝達軸４８が回転すると、この回転伝達軸４８の上端に固定されている第１ブロック５０およびローラ５４が一体的に揺動し、このローラ５４を保持している第２ブロック５６および第１回転軸２４が回転伝達軸４８と逆方向に回転する。
【００３０】
第１回転軸２４の回転は、小ギヤ３０、３２を介して第２回転軸２６に伝達され、第２回転軸２６が第１回転軸２４と逆方向に回転し、これら第１回転軸２４と第２回転軸２６にそれぞれ取り付けられている第１グリップ部材１２ａと第２グリップ部材１２ｂが互いに接近して、容器１６のフランジ１６ａよりも下方を把持する。このとき、前述のように、グリッパ１２の係合突起（係合爪）１２ｃはフランジ１６ａの下面との間に隙間を有しており、これら係合爪１２ｃによってフランジ１６ａの下面が傷つくことはない。スクリューキャッパのグリッパ１２が容器１６を掴んだ後、中間ホイールのグリッパ１８がこの容器１６を離して、グリッパ１２がこの容器１６を吊り下げた状態になる（図５（ａ）参照）。
【００３１】
その後、各グリッパ１２の上方に設けられているキャッピングヘッド２０がキャップ２３を保持して下降する。キャッピングヘッド２０が下降することにより、キャップ２３を介して容器１６を押し下げて、そのフランジ１６ａをグリッパ１２の上面に設けられている係合爪１２ｃに押し付けて、フランジ１６ａと係合爪１２ｃとを係合させる。なお、容器１６のフランジ１６ａをグリッパ１２の係合爪１２ｃに押し付けやすくするために、グリッパ１２による保持力を僅かに弱めるようにしても良い。この場合には、開閉用水平カム６８の大径部６８ａ内に、僅かに径を小さくした区間を形成する。
【００３２】
その後、キャップ２３を保持したキャッピングヘッド２０が、回転しつつ下降することにより、容器１６の口部に対してキャップ２３の巻き締めを行う。このときには、係合爪１２ｃがフランジ１６ａの下面に係合しているため、容器１６の回転を確実に阻止することができ（図５（ｂ）参照）、キャップ２３を必要な締め付けトルクで容器１６に装着することができる。なお、前記のように容器１６のフランジ１６ａをグリッパ１２の係合爪１２ｃに押し付ける際にグリップ力を弱める構成とした場合には、キャップ２３の締め付けを行う際には、グリッパ１２のグリップ力を強くすることは言うまでもない。
【００３３】
キャッピングが終了した後、スクリューキャッパのグリッパ１２は、容器１６を出口スターホイール２２に引き渡してスクリューキャッパから排出する。この容器排出時に、グリッパ１２が容器１６のフランジ１６ａの下面側を把持した状態で出口スターホイール２２および載置部材７０と重なり合う位置に到達した時点では、図５（ｃ）に示すように、容器１６の底面は載置部材７０の上方に離れた状態になっている。その後、昇降用円筒カム４４および上部カム４６によって昇降用カムフォロア３６を下降させることにより、このカムフォロア３６が取り付けられている第１回転軸２４を下降させる。第１回転軸２４と第２回転軸２６とは、連結部材２８を介して連結されて一体的に昇降するようになっており、両軸２４、２６がともに下降してグリッパ１２（両グリップ部材１２ａ、１２ｂ）が下降する。
【００３４】
グリッパ１２が下降すると、先ず、容器１６の底面が載置部材７０上に載り、さらに下降すると、グリッパ１２の係合爪１２ｃが容器１６のフランジ１６ａの下面から外れて、フランジ１６ａとの間に隙間を形成する（図５（ｄ）参照）。その後、スクリューキャッパの回転体１０と出口スターホイール２２の回転に伴って、グリッパ１２を開放して容器１６を出口スターホイール２２に引き渡す。このように、グリッパ１２を下降させて載置部材７０上に容器１６を載せた後、さらにグリッパ１２を下降させるので、グリッパ１２の係合爪１２ｃを容器１６のフランジ１６ａの下面から確実に外すことができ、排出時に容器１６を傷つけるおそれがない。また、容器１６を下ろす際に載置部材７０はスクリューキャッパの回転体１０とほぼ同方向にほぼ等速で移動しているので、容器１６の搬送が不安定になることはない。
【００３５】
なお、前記実施の形態では、容器１６を支持して搬送する支持部材として、一対のグリップ部材１２ａ、１２ｂを開閉させるグリッパ１２を用いたが、開閉するグリッパ１２に限るものではなく、例えば、開閉せず単にフランジ１６ａの下面を支持する等、その他の構成の支持部材を用いることもできる。また、出口スターホイール２２と一体的に回転する載置部材７０は、一枚の回転円板であっても良く、また、個々のびん台によって容器１６を受けるようにしても良い。さらに、載置部材７０を出口スターホイール２２側ではなくスクリューキャッパ側に設け、回転体１０と一体的に回転させるようにしても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、容器の口部に形成されたフランジの下面を支持可能な支持部材を複数有し、これら支持部材によって容器を吊り下げた状態で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって吊り下げた状態で搬送される容器にキャップを巻き締めするキャッピングヘッドと、前記支持部材の上面に設けられてフランジの下面に係合可能な係合突起とを備え、前記キャッピングヘッドによってキャップの巻き締めを行う際に、このキャップを介して容器を押し下げることによりフランジ下面を係合突起に係合させて容器の回転を阻止するスクリューキャッパにおいて、容器を載置可能な載置部材と、前記支持部材を昇降させる昇降手段とを設け、キャップを巻き締めた後、支持部材を下降させることにより、容器を載置部材上に載せるとともに、係合突起の係合を解除するようにしたので、容器をスクリューキャッパ内に導入し、また排出する際に、係合突起が容器のフランジに接触しないため、係合突起が破損したり損傷することがなく、また、容器が傷付くこともない。さらに、スクリューキャッパへの導入、排出部で、係合突起と容器とが接触しないため、容器の搬送が不安定になることもない。しかも、容器の搬送方向に移動する載置部材が設けられ、この載置部材上に容器を載せて排出するので、固定のプレート上を滑らす場合のように容器の搬送が不安定になることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るスクリューキャッパの縦断面図である。
【図２】一対のグリップ部材を開閉させる機構を示す横断面図である。
【図３】グリッパの昇降用カムおよび開閉用カムを示す平面図である。
【図４】グリップ部材を回転させる回転軸への駆動伝達部の構成を示す横断面図である。
【図５】図（ａ）ないし図（ｄ）は、このスクリューキャッパにおける容器導入から排出に至る過程を順次説明する図である。
【符号の説明】
１０ 搬送手段（回転体）
１２ 支持部材（グリッパ）
１２ｃ 係合突起（係合爪）
１６ 容器
１６ａ 容器のフランジ
２０ キャッピングヘッド
２３ キャップ
４４ 昇降手段（昇降用円筒カム）
７０ 載置部材

Claims (3)

1. 容器の口部に形成されたフランジの下面を支持可能な支持部材を複数有し、これら支持部材によって容器を吊り下げた状態で搬送する搬送手段と、この搬送手段によって吊り下げた状態で搬送される容器にキャップを巻き締めするキャッピングヘッドと、前記支持部材の上面に設けられてフランジの下面に係合可能な係合突起とを備え、前記キャッピングヘッドによってキャップの巻き締めを行う際に、このキャップを介して容器を押し下げることによりフランジ下面を係合突起に係合させて容器の回転を阻止するスクリューキャッパにおいて、
   容器を載置可能な載置部材と、前記支持部材を昇降させる昇降手段とを設け、キャップを巻き締めた後、支持部材を下降させることにより、容器を載置部材上に載せるとともに、係合突起の係合を解除することを特徴とするスクリューキャッパ。
2. 請求項１に記載のスクリューキャッパにおいて、
   前記支持部材が、容器のフランジよりも下方側を把持するグリッパからなり、搬送手段が容器を受け取る際に、グリッパがフランジの下面との間に隙間を有して容器を把持することを特徴とするスクリューキャッパ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスクリューキャッパにおいて、
   前記載置部材は、少なくとも支持部材が下降して容器を載置する個所では、搬送される容器とほぼ同方向に、かつ、等速で移動していることを特徴とするスクリューキャッパ。

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