JP4751284B2

JP4751284B2 - キャッピング装置

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Publication number: JP4751284B2
Application number: JP2006265807A
Authority: JP
Inventors: 秀典白井; 耕一秦野
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2005-10-05
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP2007126210A

Description

本発明はキャッピング装置若しくは螺子締め装置に関する。

螺子締め装置、特に、キャッピング装置では、キャップと容器の形状寸法が同一品種であっても成形時や保管時の事情により変化し、キャップと容器のネジ噛合不良を招く等によってキャップ噛合部にキズを生じ、液漏れ等のトラブルを発生するおそれがある。多品種多形態のキャップを扱うキャッピング装置では、そのトラブルを一層多発するおそれがあり、生産性を阻害する。

そこで従来、キャップと容器のネジ噛合不良を低減するため、特許文献１、２に記載の如きキャッピング装置が提案されている。

特許文献１のキャピング装置は、ポンプキャップをネジ噛合方向と逆方向に回転させてキャップの姿勢を矯正させた後、該キャップを仮締めし、更に本締めする。

特許文献２のキャッピング装置は、円筒キャップをネジ噛合方向と逆方向に回転させてキャップの姿勢を矯正させた後、該キャップを仮締めし、更に本締めする。
特開平11-255292 特開平9-118392

キャップは容器に押し付けた状態で回転させることで容器と結合するためのネジが噛合い可能になる。キャップの回転角度範囲において、キャップと容器とのネジ止めを容易に開始できる領域はネジ条数やネジ山の形状により異なるので、その螺着開始がスムーズになる角度範囲が可能な限り広がるように考えられている。一般的には概ね180度の範囲が容易に螺着開始できる範囲であり、残る概ね180度の範囲がキャップと容器が擦れる状態、或いは、キャップの姿勢不良に伴う不良噛合いを生じ易い範囲になる。特許文献１、２のキャッピング装置は、キャップにネジ噛合方向と逆方向の回転を与えてキャップの姿勢を矯正させ、キャップが螺着困難な概ね180度の回転角度範囲にあっても、キャップの不良噛合いを回避しようとするものである。

しかしながら、特許文献１、２のキャッピング装置は、キャップの姿勢を矯正するために、キャップを逆回転するための操作と時間を必要とし、生産性の向上に困難がある。

本発明の課題は、キャップのネジを容器のネジに対し、簡易かつ迅速・確実に噛合いさせることにある。

請求項１の発明は、キャップを容器に対して仮締めする仮締装置と本締めする本締装置とを有してなるキャッピング装置において、ハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持された回転部と、キャップを吸着する吸着部を備え、吸着部が前記回転部の先端に方向自在に支持されるとともに、前記吸着部の側に突出することで前記吸着部の基端面を加圧する加圧突出部を前記回転部が備えたものである。

（参考例１）（図１〜図１１）
キャッピング装置１０は、キャップ１を容器２にネジ噛合いさせることでキャッピングするものである。容器２は、容器供給コンベア２０により供給される。

キャッピング装置１０は、架台３１の昇降ガイド３２に昇降可能に昇降台３３を設け、昇降台３３に本締装置３５を設け、本締装置３５に仮締装置７０を一体となるように付帯させている。具体的には本締装置３５と仮締装置７０は回転させるキャップの回転中心が一致するように、即ち、キャッピング位置が同軸となるように配置される。仮締装置７０はキャップ１を容器２に対して小トルクで仮締めし（仮締装置７０の最大トルクはネジ山を壊さない）、本締装置３５はキャップ１を容器２に対して大トルク（最終締め力）で本締めする。

本締装置３５は、図３〜図６に示す如く、キャップ挟持チャック５０を構成する複数個の締付ローラ５１、５２、５３、５４でキャップ１の外周面を挟持し、この締付ローラ５１〜５４の回転によりキャップ１をボトル２に螺着させる。このとき、本締装置３５は、前述の架台３１の昇降ガイド３２に昇降駆動されるように設けた昇降台３３に、第１昇降台４１を固定し、第１昇降台４１にて第２昇降台４２を支持している。そして、本締装置３５は、締付ローラ５１〜５４のためのローラ開閉装置４３とローラ回転装置４４とを有している。

ローラ開閉装置４３は、第１昇降台４１に相対する２個の両ローラヘッド４５、４６をそれぞれ横行ガイド（リニアガイドとリニアレール）１００を介して横移動可能に支持し、該第１昇降台４１の裏面に設けた開閉駆動モータ４７の出力時に固定されて駆動されるピニオン４８と、両ローラヘッド４５、４６のそれぞれに設けたラック４５Ａ、４６Ａとを、ピニオン４８の上面と下面とに噛合いさせている。そして、一方のローラヘッド４５には2個の締付ローラ５１、５２が、他方のローラヘッド４６には２個の締付ローラ５３、５４が互いに相対して支持される。締付ローラ５１、５２、５３、５４はそれらの回転軸５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５４Ａによりローラヘッド４５、４６に強制駆動可能に支持される。ローラ開閉装置４３は、開閉駆動モータ４７により両ローラヘッド４５、４６を互いに接離する方向に平行移動し、相対する締付ローラ５１、５２と締付ローラ５３、５４をそれらが挟むキャップ締付領域に対して互いに開閉可能とする。これにより、締付ローラ５１、５２と締付ローラ５３、５４は、キャップ１を挟持するキャップ挟持チャック５０を形成する。

ローラ回転装置４４は、第２昇降台４２に設けた回転駆動モータ６１と、第２昇降台４２側の両ローラヘッド４５、４６に設けた締付ローラ５１、５２と締付ローラ５３、５４との間の回転力伝達経路に、該回転力伝達経路を伸縮可能とする伸縮回転軸６２、６３を設け、両ローラヘッド４５、４６の平行移動を許容しながら、締付ローラ５１、５２と締付ローラ５３、５４を前述した如くに強制駆動可能としている。このとき、第２昇降台４２側では、伸縮回転軸６２、６３の上端軸６２Ａ、６３Ａが第２昇降台４２の軸受台に支持され、上端軸６２Ａ、６３Ａにはプーリ６４、６５が固定されるとともに、アイドルプーリ６６Ａ〜６６Ｃが支持され、回転駆動モータ６１の出力軸に固定のプーリ６７に巻き回されたタイミングベルト６７Ａがそれらのプーリ６４、６５、６６Ａ〜６６Ｃに巻き回され、モータ６１により伸縮回転軸６２、６３を駆動可能としている。また、第１昇降台４１側には、第１昇降台４１に横移動可能に支持されている両ローラヘッド４５、４６のそれぞれに伸縮回転軸６２、６３の下端軸６２Ｂ、６３Ｂを支持し、下端軸６２Ｂに伝達された回転力をギア６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃ、６８Ｄを介して前述した締付ローラ５１、５２の回転軸５１Ａ、５２Ａに伝達して締付ローラ５１、５２を強制回転可能とするとともに、下端軸６３Ｂに伝達された回転力をギア６９Ａ、６９Ｂ、６９Ｃ、６９Ｄを介して前述した締付ローラ５３、５４の回転軸５３Ａ、５４Ａに伝達して締付ローラ５３、５４を強制回転可能としている。これにより、ローラ回転装置４４は、ローラヘッド４５の締付ローラ５１、５２と、ローラヘッド４６の締付ローラ５３、５４を強制回転可能とする。

仮締装置７０は、図３に示す如く、第２昇降台４２の前面にリニア昇降機７１を設け、リニア昇降機７１の昇降台７２に中空軸モータ７３を設け、モータ７３の回転軸７４にキャップ保持手段（キャップヘッド）７５を構成する蛇腹状バキュームパッド７５Ａを備える。バキュームパッド７５Ａは、揺動を自在とするものが好ましく、蛇腹状のものが最も適しているが、硬度の高い材質でなければ、一般的な平型形状のものを用いても良い。

バキュームパッド７５Ａは回転軸７４の上端部の回転継手７６を介して真空接続され、キャップ１の天面を真空吸着により保持する。キャップ保持手段７５は、キャップ１に粘着する厚肉粘着製シート等の柔軟粘着製素材にて構成されても良い。一例として、ゴム系樹脂やゴム系混合物を使用できる。例えば、エーテル系ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン−エチレン系樹脂、ブチレン−スチレン系樹脂、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体や上記共重合とナフテン系の混合物などを採用でき、常温粘着性を有する溶液タイプ、エマルジョンタイプ、ホットメルトタイプの粘着材や、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系の粘着材も採用できる。この柔軟粘着製素材にて構成されたキャップ保持手段によれば、バキュームが不要であるため、回転継手７６などの真空配管も不要となり、装置構造の単純化が可能である。

尚、仮締装置７０は、回転軸７４に軸方向の緩衝手段７７（スプリング式バッファ）を介してキャップ保持手段７５を備える。

仮締装置７０は、キャップ１をバキュームパッド７５Ａの軽い吸着力により柔軟に保持し、かつ該キャップ１をモータ７３により回転させる状態で、キャップ１と容器２との接触力によりバキュームパッド７５Ａを柔軟かつ自在な方向に弾性変形させ、こうすることでキャップ１の中心軸を容器２の中心軸に対して揺動可能にし、ひいてはキャップ１と容器２を自動調芯的にネジ合せして噛合いを開始させる。

従って、キャッピング装置１０は以下の如くにキャッピング動作する。
（A）仮締め行程（図７〜図１１）
(1)仮締装置７０のキャップ保持手段７５たるバキュームパッド７５Ａによりキャップ１の天面を保持する（図１０（Ａ）、図１１（Ａ））。

(2)モータ７３によりバキュームパッド７５Ａ及びキャップ１を正回転させつつ、昇降台３３及び昇降台７２の下降により、キャップ１を容器２の口部に接触させる（図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ））。

(3)キャップ１はめねじ１Ａを、容器２はおねじ２Ａを備えており（図８）、それらのめねじ１Ａとおねじ２Ａが図９（Ａ）に示す如く概ね180度の範囲の螺着容易領域Ａにある状態から上述(2)の如く接触し回転を開始するときには、そのままスムーズにキャッピングが開始される（図１０（Ｃ））。キャップ１は容器２に一定の小トルクで仮締めされる。

他方、キャップ１のめねじ１Ａと容器２Ａのおねじ２Ａが図９（Ｂ）に示す如く概ね180度の範囲の螺着困難領域にある状態から上述(2)の如く接触し回転を開始するときには、キャッピングが開始されず約180度（又は、最初の約180度回転位置で噛合いミスを生じたら更に１回転して約540度）空転し、螺着容易な相対位置に到達してからキャッピングが開始される(図１１（Ｅ）)。キャップ１は容器２に一定の小トルクで仮締めされる。このキャップ１の空転時、仮締装置７０は前述の如くキャップ１の中心軸を容器２の中心軸に対して揺動自在に構成してあるので、キャップ１と容器２とが自動調芯的にねじ合せして噛合い開始に導く（図１１（Ｃ）、（Ｄ））。回転開始のタイミングは接触前からでも接触してからでも良い。樹脂キャップと樹脂ボトルにて実施時の一例として、回転時の最高回転数は、80〜600RPMが好ましく、特に好ましくは、200〜400RPMである。

尚、仮締装置７０がキャップ１に与える仮締めトルクは、モータ７３の回転力と、バキュームパッド７５Ａのキャップ保持力に起因するものであり、キャップ１と容器２のネジ山（１Ａ、２Ａ）を壊さない大きさである。

(4)仮締装置７０のバキュームパッド７５Ａによるキャップ１の保持を解除する（図１０（Ｄ）、図１１（Ｆ））。キャップ１は続いて本締装置３５により本締めされる。

（B）本締め行程
(1)キャップ挟持チャック５０の締め付けローラ５１〜５４によりキャップ１の外周面を挟持する。尚、本締装置３５の締め付けローラ５１〜５４がキャップ１の外周面を挟持完了した後に、前述した仮締装置７０のバキュームパッド７５Ａによるキャップ１の天面保持解除を実行するものとする。

(2)ローラ回転装置４４によりキャップ挟持チャック５０を一定の大トルクで回転させつつ、昇降台３３を下降し、チャック５０が挟持しているキャップ１を容器２に本締めする。

キャップ１の容器２に対するキャッピングは、概ね(i)空回り(ii)（噛合って）単純回転(iii)容器とキャップの接触(iv)キャップヘッドの回転トルク供給（この部分を仮締め・予備締めということもある）(v)（本締め）設計トルク（又は回転で決まった位置）を与える(vi)安定時間／良否確認時間（本締めトルクを与えた後はキャップヘッドに与え続ける回転をクラッチのスリップ等で逃げて過剰トルクは与えない）という手順で行なう。本発明は、キャップ設計毎に適正な設計トルクを二段階保証するものであり、その仮締めでは(iv)〜(v)の範囲内のキャッピングトルクを与える。(iv)の回転トルクが強い場合には、極く僅かな噛合いを提供することになり、回転トルクが弱い場合には、本締め完了にかなり近いところまで噛合いを提供することとなる。ただ、このような傾向についても、キャップ保持手段７５としてのバキュームパッド７５Ａ等の吸引力や粘着力の程度（弱又は微）及びキャップとの接触面積等の簡単な条件変更で調整可能である。各キャッッピング時の（本締め）供給設計トルクをＮ1、Ｎ2、Ｎ3・・・とすると、本発明で供給される仮締めトルクは、（0.1〜0.99）×（Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3・・・）、好ましくは（0.1〜0.6）×（Ｎ1、Ｎ2、Ｎ3・・・）の如くなる。

本参考例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)仮締装置７０に保持されたキャップ１が螺着容易な概ね180度の回転角度範囲から回転を開始したときには、そのままスムーズに噛合いを開始して仮締めされる（図１０）。他方、キャップ１が螺着困難な概ね180度の回転角度範囲から回転開始したときには、キャップ１は容器２に対する姿勢を矯正される方向に揺動しつつ容器２に対してスリップし、その後の螺着容易な回転角度位置にて噛合いを開始して仮締めされる（図１１）。キャップ１は姿勢矯正のために逆回転されることなく、正回転下で容器２に対して揺動しつつ自動調芯的にネジ合せされるから、短時間に噛合いを開始でき、生産効率が良い。

(b)仮締装置７０が回転軸７４にキャップ保持手段７５を備えることにより、仮締装置７０を簡素化できる。

(c)仮締装置７０が回転軸７４に軸方向の緩衝手段７７を介してキャップ保持手段７５を備えることにより、キャップ１を容器２に対して過剰に押し付けずに柔軟に保持できるし、キャップ１が容器２に噛合いを開始した後、キャップ保持手段７５をキャップ１のネジ噛合い代分だけ回転軸７４の軸方向に下降変位することを可能にする。

(d)キャップ保持手段７５がキャップ１の天面を保持することにより、キャップ１に仮締めに必要な弱い締め付けトルクを簡易に付与できる。キャップ保持手段７５は単純な形態になり、単一のキャップ保持手段７５を多品種のキャップ１に兼用できる。

(e)仮締装置７０と本締装置３５を単一のキャッピング位置に、即ち、回転中心が同軸となるように配置することにより、キャッピング装置１０のコンパクトを図ることができる。

（参考例２）（図１２）
参考例２のキャッピング装置１００は、昇降台１０１に仮締め／本締め兼用の回転モータ１０２を設け、回転モータ１０２の回転軸１０３の上側中間部に伸縮空圧シリンダ１０４を介装し、回転軸１０３の下側中間部に開閉装置１０５を設け、開閉装置１０５に左右一対の開閉チャック１０６を設けるとともに、回転軸１０３の下端部に自在継手１０７を介してキャップ保持手段１０８となるバキュームパッド１０８Ａを設けた。回転軸１０３に設けた回転式空圧継手１０９はシリンダ１０４と開閉装置１０５に空気圧を供給する。空圧シリンダ１０４は、開閉装置１０５とバキュームパッド１０８Ａを昇降動作させるとともに、回転軸１０３の軸方向の緩衝手段として機能する。

キャッピング装置１００は、本発明の仮締装置１１０をバキュームパッド１０８Ａにより構成し、本締装置１２０を開閉チャック１０６により構成する。

本参考例によれば、参考例１の(a)〜(e)と同様の作用効果を奏する。

尚、本参考例のようなチューブ付きキャップ１を容器２の口部に接触させる際には、チューブ位置決めチャック１３０にてチューブ下部先端が容器２に挿入されるよう位置合わせを行なってから、仮締め装置２１０が下降する。

（参考例３）（図１３〜図１６）
参考例３のキャッピング装置２００は、図１３、図１４に示す如く、容器供給コンベア２０１に沿って相互に隣り合ったキャッピング位置（仮締め位置と本締め位置）のそれぞれに、仮締装置２１０と本締装置２２０を並置したものである。

仮締装置２１０は、図１５に示す如く、架台２１１に昇降可能に設けた昇降台２１２の前面にリニア昇降機２１３を設け、昇降機２１３の昇降台２１４に中空軸モータ２１５を設け、モータ２１５の回転軸２１６にキャップ保持手段（キャップヘッド）２１７を構成する蛇腹状バキュームパッド２１７Ａを備える。バキュームパッド２１７Ａは回転軸２１６の上端部の回転継手２１８を介して真空接続され、キャップ１の天面を真空吸着により保持する。キャップ保持手段２１７は、キャップ１に粘着する厚肉粘着製シート等の柔軟粘着製素材にて構成されても良い。尚、仮締装置２１０は、回転軸２１６に軸方向の緩衝手段２１９（スプリング式バッファ）を介してキャップ保持手段２１７を備える。

仮締装置２１０は、キャップ１をバキュームパッド２１７Ａの軽い吸着力により柔軟に保持し、かつ該キャップ１をモータ２１５により回転させる状態で、キャップ１と容器２との接触力によりバキュームパッド２１７Ａを柔軟かつ自在な方向に弾性変形させ、キャップ１の中心軸を容器２の中心軸に対して揺動自在に変位可能にし、ひいてはキャップ１と容器２を自動調芯的にネジ合せして噛合いを開始することを可能にし、キャップ１を容器２に仮締にする。

本締装置２２０は、図１６に示す如く、架台２２１に昇降可能に設けた昇降台２２２に回転モータ２２３を設け、モータ２２３の回転軸２２４の下端部にキャップ挟持チャック２２５を設けた。キャップ挟持チャック２２５はカップ内に不図示のチャック爪を備え、空気圧の供給により開閉させるチャック爪によりキャップ１を挟持する。本締装置２２０は、容器２に仮締めされているキャップ１をチャック２２５により挟持し、モータ２２３によりチャック２２５を回転し、キャップ１を容器２に本締め可能にする。

本参考例によれば、参考例１の(a)〜(d)と同様な作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。

仮締装置２１０と本締装置２２０を隣り合ったキャッピング位置に並置することにより、キャップ１の品種に応ずる仮締装置２１０と本締装置２２０の段取り替えの容易を図ることができる。本締装置２２０が異形状のキャップ１のために専用のキャップヘッド（キャップ挟持チャック２２５）を用いるとき、交換作業対象となる本締装置２２０は仮締装置２１０から離隔配置されていることが好ましい。本締装置２２０は、キャップ１を増し締めするだけであり、動作時間は著しく短くて良いから、キャップヘッド数を仮締装置２１０に比して少なくできる。

（参考例４）（図１７）
参考例４のキャッピング装置３００は、参考例１の仮締装置７０における第２昇降台４２の前面にリニア昇降機３０１（不図示）を設け、リニア昇降機３０１の昇降台３０２に中空軸モータ３０３を設け、モータ３０３の回転軸３０４の下端部に一方向自在継手３０５を介してキャップ保持手段（キャップヘッド）３０６を構成する平型状バキューム部３０６Ａを備える。平型状バキューム部３０６Ａはウレタンゴム３０６Ｂを介してキャップ１の天面を吸着する。

キャップ保持手段３０６の平型状バキューム部３０６Ａは、真空配管３０７、回転軸３０４の中空通気路、回転軸３０４の上端部の回転継手３０８を介して真空接続され、キャップ１の天面を真空吸着により保持する。尚、キャッピング装置３００は、回転軸３０４に該回転軸３０４の中間部に設けた軸方向の緩衝手段３０９（スプリング式バッファ）を介してキャップ保持手段３０６を備える。

キャッピング装置３００は、キャップ１を平型状バキューム部３０６Ａの軽い吸着力により柔軟に保持し、かつキャップ１をモータ３０３により回転させる状態で、キャップ１と容器２との接触により一方向自在継手３０５を揺動自在にし、こうすることでキャップ１の中心軸を容器２の中心軸に対して揺動可能にし、ひいてはキャップ１と容器２を自動調芯的にネジ合せして噛合いを開始させる。キャップ１の吸着部をウレタンゴム３０６Ｂの如き形状にてキャップ１との接触面積を増大させたことにより、キャップ１との回転トルクの伝達を高めることが可能となり、更にバキュームパッド７５Ａと比較するとウレタンゴム３０６Ｂの寿命を著しく伸ばすことが可能となる。

（参考例５）（図１８）
参考例５のキャッピング装置３００が図１７の参考例４と異なる点は、一方向自在継手３０５を、直交する二方向に揺動できるユニバーサル継手３１０に代えたことにある。二方向に揺動することにより、更にキャップ１と容器２を自動調芯的にネジ合せして噛合いを開始させることが容易となった。

また、ボール形状を内包する自在継手（不図示）を用いることも可能であるが、ボール部とその周囲との摩擦状態の微調整が必要となる。ボール部とその周囲との摩擦が大きいと、キャップを回転させることは容易であるが、振動が制約を受けて自動調芯的なネジ合せが困難となる。逆に摩擦が小さいと、振動への制約は微小となり自動調芯的なネジ合せが容易となるが、キャップの回転自体が困難となる。

（参考例６）（図１９）
参考例６のキャッピング装置３００が図１７の参考例４と異なる点は、回転軸３０４の中間部から緩衝手段３０９を撤去し、一方向自在継手３０５を、全方向に揺動でき、かつ回転軸３０４の軸方向の緩衝機能をもつばね式自在継手３２０に代えたことにある。

ばね式自在継手３２０は、図１９(Ｂ)、（Ｃ）に示す如く、有天筒状の上部ケース３２１の下端開口部に有底筒状の下部ケース３２２の上端部を間隔を介して遊挿し、上部ケース３２１と下部ケース３２２の内部に圧縮ばね３２３を挿入し、圧縮ばね３２３の両端部のそれぞれを上部ケース３２１の天面と下部ケース３２２の底面のそれぞれに取着し、上部ケース３２１と下部ケース３２２を全方向に揺動自在にしている。ばね式自在継手３２０は、上部ケース３２１の周方向複数位置に設けたスリット３２１Ａに、下部ケース３２２の外周の周方向複数位置に設けた回り止めリブ３２２Ａを周方向に隙間を介して差し込み、上部ケース３２１と下部ケース３２２の間で回転力を伝達可能にしている。

キャッピング装置３００は、回転軸３０４の下端部に上部ケース３２１を固定し、キャップ保持手段３０６の上端部に下部ケース３２２を固定する。キャッピング装置３００は、キャップ１を平型状バキューム部３０６Ａの軽い吸着力により柔軟に保持し、かつキャップ１をモータ３０３により回転させる状態で、キャップ１と容器２との接触により自在継手３２０（上部ケース３２１、下部ケース３２２）を揺動自在にし、こうすることでキャップ１の中心軸を容器２の中心軸に対して揺動可能にし、ひいてはキャップ１と容器２を自動調芯的にネジ合せして噛合いを開始させる。ばね式自在継手３２０自身が緩衝機能を有すことで、緩衝手段３０９が不要となり、装置構造を単純化することが可能である。

（実施例１）（図２０〜図２４）
実施例１のキャッピング装置４００は、図２０に示す如く、参考例１の仮締装置７０における第２昇降台４２の前面に設けたリニア昇降機７１の昇降台７２にキャップ締装置４１０を備える。

キャップ締装置４１０は、図２１〜図２４に示す如く、昇降台７２に支持されるハウジング４１１に軸受４１２Ａ、４１２Ｂ、シール部材４１３Ａ、４１３Ｂを備えた洩れ防止部４１３を介して、中空軸状の回転部４１４を回転自在に支持する。ハウジング４１１の側傍にはサーボモータ４１５が支持され、サーボモータ４１５の出力軸に固定したプーリ４１６と、回転部４１４の外周に固定したプーリ４１７にはタイミングベルト４１８が巻き回され、回転部４１４をモータ４１５により回転可能にする。回転部４１４の先端の直径上には左右の長孔状スライド孔４１４Ａ、４１４Ａが設けられ、方向自在吸着部４２０の両側の支軸４２０Ａ、４２０Ａをそれらのスライド孔４１４Ａ、４１４Ａに揺動かつ上下動可能に支持し、吸着部４２０の方向自在性を具備する。方向自在吸着部４２０はバキュームパッド４２１を備え、バキュームパッド４２１はウレタンゴム４２１Ａを介してキャップ１を保持し、回転部４１４の回転力により回転できる。

キャップ締装置４１０は、ハウジング４１１と回転部４１４の中空部に摺動可能に内蔵されて方向自在吸着部４２０の側に突出可能とされる軸状の加圧突出部４２２を有し、回転部４１４内の待機位置から方向自在吸着部４２０の側に突出した加圧突出部４２２の先端突部４２２Ａにより、方向自在吸着部４２０の基端面の中心部を加圧し（先端突部４２２Ａの中心軸に沿う加圧方向は方向自在吸着部４２０の支軸４２０Ａを通る揺動軸に交差する）、方向自在吸着部４２０の方向自在性を有した状態で、方向自在吸着部４２０の加圧力（回転部４１４のスライド孔４１４Ａに沿う下向き加圧力）を加える。加圧突出部４２２は外周に備えたシール部材４２２Ａを回転部４１４の内周に摺動自在に挿入し、回転部４１４の内部に、加圧室４２３を区画するとともに、加圧室４２３にはハウジング４１１に設けた通気路４２４を連通する。

従って、キャッピング装置４１０は以下の如くにキャッピング動作する。
（Ａ）仮締め行程
(1)仮締装置７０が有するキャップ締装置４１０の方向自在吸着部４２０によりキャップ１を受取る。

供給されてきたキャップ１に対し、図２１に示す如く、加圧室４２３に対する加圧空気Ｐ1を切り加圧突出部４２２への加圧を無くしたり、場合によっては加圧室４２３を減圧し加圧突出部４２２を待機位置に格納し、結果として方向自在吸着部４２０を方向自在にする（図２４（Ａ））。方向自在吸着部４２０は自重のみでキャップ１の天面に接して倣い、ハウジング４１１及び回転部４１４に設けた通気路４２１Ａ、柔軟な真空配管４２１Ｂ、方向自在吸着部４２０に設けた通気路４２１Ｃを介して真空接続されたバキュームパッド４２１により、キャップ１の天面を吸着して保持する。

(2)容器２の口部へのキャップ１の締込み時には、キャップ１を吸着し、これを容器２の口部に位置付ける方向自在吸着部４２０を上述した図２１の如くに方向自在にし、かつモータ４１５により回転部４１４を介して方向自在吸着部４２０を正回転させつつ、昇降台３３、７２を下降させ、方向自在吸着部４２０のバキュームパッド４２１が保持しているキャップ１を容器２の口部に押付けて接触回転する。

容器２の口部へのキャップ１の上述した締込み時に、図２２、図２３に示す如く、加圧室４２３に加圧空気Ｐ1を供給し、加圧空気Ｐ1により加圧突出部４２２を方向自在吸着部４２０の側に突出し、加圧突出部４２２の先端突部４２２Ａにより方向自在吸着部４２０の基端面の中心部を加圧することにより、方向自在吸着部４２０のバキュームパッド４２１が保持しているキャップ１を容器２に対して安定的に揺動自在にし（図２４（Ｂ））、キャップ１を容器２の口部に安定的に噛合い開始して仮締めできる。キャップ１として樹脂キャップを用い、容器２として樹脂ボトルを用いた実施時の一例として、この加圧力の大きさは、2.0Ｎ（0.2kgf）〜9.8Ｎ（1.0kgf）が好ましく、特に好ましくは3.9Ｎ（0.4kgf）〜5.9Ｎ（0.6kgf）となるように調整すると良好な仮締めが可能となる。また他の参考例についても、この加圧力の大きさは、緩衝装置の強さや昇降機の下降速度制御によって適切に調整を行なうことが可能である。

尚、キャップ締装置４１０において、加圧突出部４２２及び加圧室４２３は、方向自在吸着部４２０のための軸方向の緩衝手段を構成する。

その後、方向自在吸着部４２０によるキャップ１の吸着を解除する。キャップ１は続いて、本締装置３５により本締めされる。

以上の実施例にあっては、間欠的に容器を直線搬送する方式について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の例として、本発明は、キャッピング操作が容器の搬送に追従する直線搬送方式や、ロータリー方式、人手による容器供給方式、ロボットによりキャッピングを行なう方式などについても適用可能である。

また、本実施例は、容器に対するキャップのキャッピングだけでなく、雄螺子部を有する部品への雌螺子部を有する部品の締込みに広く適用可能である。即ち、(a)螺子部品を仮締めする仮締装置と本締めする本締装置とを有してなる螺子締め装置において、螺子締め装置は雌螺子部を有する部品を保持した状態で、雌螺子部の中心軸を雄螺子部の中心軸に対して揺動自在にすることができる。また、(b)螺子部品を仮締めする仮締装置と本締めする本締装置とを有してなる螺子締め装置において、螺子締め装置は雄螺子部を有する部品を保持した状態で、雄螺子部の中心軸を雌螺子部の中心軸に対して揺動自在にすることができる。これらによれば、雄螺子部と雌螺子部を、簡易かつ迅速・確実に噛合いさせることができる。具体的には、容器へのキャップ締め付けを行なう食品・飲料産業、化粧品産業、雑貨業、化学産業などに留まらず、機械産業、自動車産業、造船産業、電気・電子産業、化学装置産業等、多くの産業分野において利用が可能である。

図１は参考例１のキャッピング装置を示す側面図である。図２は図１のキャッピング装置の平面図である。図３は仮締装置と本締装置を示す側面図である。図４は図３の正面図である。図５は図３の平面図である。図６は本締装置を示す平面図である。図７はキャッピング手順を示す流れ図である。図８はキャップと容器を示す模式図である。図９はキャップと容器の相対位置を示す模式図である。図１０はキャップの螺着容易な仮締め状態を示す模式図である。図１１はキャップの螺着困難な仮締め状態を示す模式図である。図１２は参考例２のキャッピング装置を示す側面図である。図１３は参考例３のキャッピング装置を示す側面図である。図１４は図１３のキャッピング装置の平面図である。図１５は仮締装置を示す側面図である。図１６は本締装置を示す側面図である。図１７は参考例４のキャッピング装置を示す側面図である。図１８は参考例５のキャッピング装置を示す側面図である。図１９は参考例６のキャッピング装置を示す側面図である。図２０は実施例１のキャッピング装置を示す側面図である。図２１はキャップ締装置の方向自在状態を示す断面図である。図２２はキャップ締装置の仮締め中間状態を示す断面図である。図２３はキャップ締装置の仮締め完了状態を示す断面図である。図２４はキャップ締装置の方向自在吸着部を示す模式図である。

符号の説明

１キャップ
２容器
１０キャッピング装置
３５本締装置
７０仮締装置
４００キャッピング装置
４１０キャップ締装置
４１４回転部（回転軸）
４２０方向自在吸着部（キャップ保持手段）
４２２加圧突出部（緩衝手段）
４２３加圧室（緩衝手段）

Claims

キャップを容器に対して仮締めする仮締装置と本締めする本締装置とを有してなるキャッピング装置において、
ハウジングと、該ハウジングに回転可能に支持された回転部と、キャップを吸着する吸着部を備え、
吸着部が前記回転部の先端に方向自在に支持されるとともに、
前記吸着部の側に突出することで前記吸着部の基端面を加圧する加圧突出部を前記回転部が備えたことを特徴とするキャッピング装置。
前記回転部は中空部を備え、
前記加圧突出部は、前記回転部の前記中空部に摺動可能に内蔵された請求項１に記載のキャッピング装置。
前記加圧突出部は、
その先端突部が前記吸着部の前記基端面の中心部を加圧し、
前記吸着部は、両側の支軸が、前記回転部の先端の直径上に設けられた左右の長孔状スライド孔に支持された請求項２に記載のキャッピング装置。
請求項３に記載のキャッピング装置を制御する方法であって、前記加圧突出部を前記吸着部の側に加圧することで吸着部を揺動自在とし、加圧を解除することで吸着部を方向自在とするキャッピング装置の制御方法。