JP5022245B2 - 容器蓋巻締ヘッド - Google Patents
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Description
例えば、PETボトルに飲料水などの液体を充填し、液体が充填されたボトルの口頸部に容器蓋を締結してボトル開口部を閉塞するボトルの液体充填及びキャッピングの処理ラインが広く知られ、実用化されている。
このような処理ラインには、ボトルに液体を充填する充填機、液体が充填されたボトルを受け取って円軌道に沿って搬送する回転式の中間ボトル搬送装置(搬送ターレット)、中間ボトル搬送装置によって搬送されてきたボトルを受け取ってボトルの口頸部に容器蓋を締結するキャッピング装置などが配列されている。
キャッピング装置に備えられた上記ボトル搬送装置には、回転体が備えられ、回転体の周縁部には周方向に間隔をおいて複数のグリップ機構が配設されている。グリップ機構の各々には一対の開閉式グリッパが備えられている。ボトルは、各搬送装置において、そのネック部がグリップ機構のグリッパにグリップされて吊り下げられた状態で搬送円軌道に沿って搬送される。
従来では、このような容器蓋とボトルの口頸部とのキャッピングに関しては、機械精度として、キャッピング手段の容器蓋を収納する巻締ヘッドの中心軸に対する同軸度と巻締ヘッドと容器を保持するグリッパとの位置精度が(センタリング精度)が重要とされている。そのため、現行の巻締ヘッドでは、機械剛性の高い構造を採用し、巻締め時の巻締トルク、ボトルと容器蓋のネジ係合における抵抗などを受けても芯ブレの起きないヘッド構造としてきた。
下記の特許文献1には、容器蓋とボトル口頸部の中心軸線を一致させて巻締めを行っている従来の巻締ヘッド構造の一例が開示されている。
グリップ機構のグリッパによりボトルのネック部をグリップして吊り下げた状態で搬送円軌道に沿ってボトルを搬送すると、遠心力によってボトルの下部が振られて搬送姿勢が不安定となり、ボトルが傾斜した状態で巻締ヘッドの容器蓋に装着され、ボトルの口頸部が傾斜したまま容器蓋のキャッピングが行われることがある。
したがって、キャッピングが行われる際に、ボトルの開口中心と、グリップ機構に保持されている容器蓋の中心が、常に同軸上に位置するとは限らず、互いの中心がずれたままキャッピング処理が行われことがある。ボトルの口頸部のネジ部と容器蓋のネジ部との螺合がうまくいかないと、容器蓋は正規の状態で装着できなかったりすることがある。さらには、容器蓋にタンパーエビテントバンド(不正開封防止帯)が形成されているものなどは、タンパーエビデントバンドが切れて商品として使い物にならなくなる問題点がある。
上記容器蓋巻締ヘッドは、該懸架手段の中心軸に対する該チャック手段の中心軸の変位長さは0.5乃至2.5mmであることが好ましい。
上記容器蓋巻締ヘッドの該チャック手段は、下方に垂下する筒状チャック壁を有し、該チャック壁には周方向に間隔をおいて半径方向に該チャック壁を貫通して延在する把持片収容孔が配設されており、該把持片収容孔には該チャック壁の内周面を超えて半径方向に突出する突出位置から半径方向外方に後退自在に把持片が配置されており、該懸架手段の該懸架壁には下方に垂下する円筒形状の介在部材が固定されており、該介在部材には該チャック壁に配設された該把持片収容孔に対応して半径方向に該介在部材を貫通して延在する受部材収容孔が配設されており、該受部材収容孔には受部材が装着されており、該把持片と該受部材との間には該把持片を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段が介在されるようにすることができる。
上記容器蓋巻締ヘッドの該受部材は、半径方向位置調整自在に該受部材収容孔に装着されており、該受部材の半径方向位置を移動することによって該把持片を半径方向内方に偏倚する該偏倚手段の弾性偏倚力が調整されるようにした。
上記容器蓋巻締ヘッドの該介在部材の内周面には該受部材収容孔よりも上方に位置し且つ上方を向いた環状肩面が形成されており、該チャック手段には該把持片収容孔よりも上方に位置し且つ半径方向外方に延出した環状フランジが形成されており、該環状肩面上に該環状フランジを載置することによって該懸架手段に該チャック手段が懸架されることができる。
上記容器蓋巻締ヘッドの該チャック手段の該環状フランジは、該懸架手段の該懸架壁の下面と該介在部材の該環状肩面との間に位置し、該環状フランジの上面と該懸架壁の下面との間には低摩擦係数を有する環状緩衝部材が配設されていることが好ましい。
図1は、本発明に係わる容器蓋の巻締装置を示し、図2及び図3はその巻締装置の下端部に設けられている容器蓋の巻締ヘッドを示す。
巻締装置1は、軸を上下方向へ向けて配設した筒状のハウジング3が基台2によって支持されている。ハウジング3の内部には、ハウジング3の中心軸を通る回転体としての主軸5が配設され、主軸5はハウジング3に対して軸廻りに回転可能であり、またハウジング3の軸方向へ上下動することが可能に構成されている。
主軸5のほぼ中間部には、その外周部に内コイルばね10及び外コイルばね11が設けられ、内コイルばね10の下端部が主軸5と共に上下動の移動をする規制部材12の上端部を付勢し、内コイルばね10の上端部は、ハウジング3側に固定されているばね座16を付勢するようにしている。また、外コイルばね11の下端部は、ハウジング3内を摺動可能なばね受部材13を付勢し、外コイルばね11の上端部はハウジング3に固定されているばね座17を付勢するようにしている。
なお、巻締装置1には、該巻締装置1を昇降可能にする図示しない支持部が設けられている。
これらの図を参照にして、巻締ヘッド21は、全体として外側に位置する懸架手段22と、懸架手段22のほぼ内側に位置するチャック手段23とから構成されている。懸架手段22は、下側に位置する環状部25と、環状部25の中心側から上方へ突出する筒部26と、該環状部25の外周側の下方に設けられている円筒形状の介在部材27とを備えている。
図2及び図6に示すように、円筒形の介在部材27には、半径方向に該介在部材27を貫通する受部材収容孔27aが周方向へ等間隔に6個所形成されている。この受部材収容孔27aには、後述する受部材36が収容される。また、介在部材27の内周面には、受部材収容孔27aよりも、上方に位置し且つ上方を向いた面を有する環状肩面27bが形成されており、この環状肩面27bには、後述するチャック手段23の環状フランジ31が支持される。
伝動突起32aの周方向幅は、伝動溝30bの周方向幅よりも小さく、伝動突起32aの外径は伝動溝30bの半径方向外側面の直径よりも小さく、クリアランスを形成している。このクリアランスの大きさは、これらの半径方向へ0.5乃至2.5mmとしている。
上記実施形態では、伝動溝30b及び伝動突起32aは周方向へ等角度間隔で形成されているが、必ずしも等角度間隔に形成する必要はなく、上記クリアランスが伝動突起32aと伝動溝30bとの一つの組合せの中で一定であればよい。
環状フランジ31の下部には、チャック壁33が形成されている。チャック壁33には、上述した介在部材27に形成した受部材収容孔27aの半径方向内側に対応させた位置に、把持片収容孔33aを形成している。把持片収容孔33aはチャック壁33の壁部を半径方向へ貫通し、受部材収容孔27aと同様に周方向へ等角度間隔で、6個所に形成されている。この把持片収容孔33aには、把持片37が収容される。
上記実施形態では、把持片収容孔33aは周方向へ等角度間隔で、6個所に形成されているが、必ずしも等角度間隔に形成する必要はない。
断面が円形の受部材36は、介在部材27に形成した受部材収容孔27aに収容され、受部材収容孔27aには雌ネジ27cを形成し、受部材36の周囲には雄ネジ36aを形成している。これにより、受部材36は、受部材収容孔27aに対してネジ軸の方向へ移動が可能になる。
把持片収容孔33aに収容される把持片37は、基端(外周)側が把持片収容孔33aよりも大きなストッパ部37aが設けられ、先端側に断面形状が矩形の挿通部37bが設けられ、先端が把持面37cとなっている。把持面37cは把持片収容孔33aよりも、巻締ヘッド21の半径方向内側へ突出するように形成されている。把持面37cには容器蓋の外周部に形成されているローレット形状に対応する線条を上下方向に形成している(図示せず)。また、把持片37の基端側には内孔37dが形成され、この内孔37dの先端側にはばね座37eが形成され、受部材36の把持片37に向いた面にもばね座36bが形成されている。これらのばね座36b,37eとの間にはコイルばね38が配設されている。
初期状態では、チャック手段23の環状のチャック壁33の中心軸が、環状の介在部材27の中心軸と一致するように配置されている。チャック壁33を中心に調整するには、各受部材36の外周面がネジ構造になっているので、受部材36を軸廻りに回転させることによって可能である。
チャック手段23は、付加を受けて水平方向へ摺動した後に無負荷状態になったときは、コイルばね38のばね力によってチャック壁33を中心部に戻すことができる。
チャック壁33の下部の外周部には環状溝33eが周方向に形成され、環状溝33eの内周部には、環状溝33eから容器蓋収納孔33dまで貫通するボール収容孔33fを形成し、ボール収容孔33fには、容器蓋収納孔33dにボール39の表面の一部を突出させている。本実施形態では、等角度間隔に3カ所に形成されている。環状溝33eには、O−リング35が装着され、ボール39を容器蓋収納孔33dの中心方向へ付勢させている。容器蓋収納孔33dは、所定形状の容器蓋を収容することができる。
巻締装置には、このような巻締ヘッド21が複数設けられ、各々が同一回転軌道を回転するように構成されている。
グリッパ支持軸45は、ボトル搬送装置40に複数設けられ、各々が同一円軌道を回転し、一方、巻締ヘッドは同軸上の円軌道に沿って各グリッパの上部に対応して搬送され、巻締め位置で下降し、容器の口頸部に容器蓋の巻締めが行われる。
そして、ボトル41が、巻締ヘッド21の下方位置に達すると、巻締ヘッド21が下降し、容器蓋34をボトル41の口頸部41aに配置する。そして、図1に示す巻締装置1は回転駆動モータ7によって、巻締ヘッド21に支持されている容器蓋34が口頸部41aに巻締められる。
例えば、容器蓋34の中心軸が右方向にずれているような状態では、チャック壁33が右にずれることによって、容器蓋34の中心軸とチャック壁33の中心軸とを一致させることができる。また、容器41が傾斜して搬送されたときなどは、チャック手段23の軸が垂直方向にあるため、容器41の口頸部41aの軸がチャック手段23に追従して是正される。
ボトル41の口頸部41aに対する巻締めが終了したときは、巻締ヘッド21を上昇させて、ボトル41の容器蓋34から巻締ヘッド21を分離する。
ボトル41の口頸部41aの中心軸と巻締めヘッド21の中心軸が一致しないような場合では、口頸部41aと巻締めヘッド21が分離したときには、チャック手段23に付加する荷重が無負荷となり、チャック手段23の軸心がコイルばね38の付勢力によって、巻締ヘッド21の軸心と一致する。
例えば、上記実施形態では、懸架手段22を主軸5に支持させて、該主軸5を回転させることによって、巻締ヘッド21を回転させるようにした。しかしながら、このような巻締装置1には、回転軸が中心側でなく巻締ヘッド21の外周部を支持し外筒側が回転するタイプのものがある。すなわち、図示しない駆動源に連結されたハウジングの内孔に、巻締ヘッド21の支持について、巻締ヘッド21の上端外周部を、図示しない駆動源によって駆動される回転可能な外筒の下端部内周面に挿入させて取付けてもよい。このように、構成しても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
5 主軸
21 巻締ヘッド
22 懸架手段
23 チャック手段
25 環状部
26 筒部
27 介在部材
27b 緩衝肩面
29 懸架壁
30 伝動部
31 環状フランジ
32 伝動突起部
32a 伝動突起
33 チャック壁
33a 把持片収容孔
34 緩衝部材
36 受部材
37 把持片
38 コイルばね
Claims (6)
- 鉛直に延在する回転軸線を中心として回転自在に且つ昇降自在に装着された主軸に装着される容器蓋巻締ヘッドにおいて、
該主軸の下端部に固定される懸架手段と該懸架手段に懸架されたチャック手段とから構成され、該懸架手段は周方向に間隔をおいて配設され且つ下方及び半径方向内方が開放された複数個の伝動溝が配設されている伝動部と、該伝動部よりも半径方向外側に配設された懸架壁とを有し、該チャック手段は周方向に間隔をおいて上方に突出する複数個の伝動突起を有し、該伝動突起を該伝動溝内に位置させて該チャック手段が該懸架手段に懸架され、該伝動突起の周方向幅は該伝動溝の周方向幅よりも小さく、該伝動突起の外径は該伝動溝の半径方向外側面の直径よりも小さく、該チャック手段は該懸架手段に対して水平方向に変位自在である、ことを特徴とする容器蓋巻締ヘッド。 - 該懸架手段の中心軸に対する該チャック手段の中心軸の変位長さは0.5乃至2.5mmである、請求項1記載の容器蓋巻締ヘッド。
- 該チャック手段は下方に垂下する筒状チャック壁を有し、該チャック壁には周方向に間隔をおいて半径方向に該チャック壁を貫通して延在する把持片収容孔が配設されており、該把持片収容孔には該チャック壁の内周面を超えて半径方向に突出する突出位置から半径方向外方に後退自在に把持片が配置されており、該懸架手段の該懸架壁には下方に垂下する円筒形状の介在部材が固定されており、該介在部材には該チャック壁に配設された該把持片収容孔に対応して半径方向に該介在部材を貫通して延在する受部材収容孔が配設されており、該受部材収容孔には受部材が装着されており、該把持片と該受部材との間には該把持片を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段が介在されている、請求項1又は2記載の容器蓋巻締ヘッド。
- 該受部材は半径方向位置調整自在に該受部材収容孔に装着されており、該受部材の半径方向位置を移動することによって該把持片を半径方向内方に偏倚する該偏倚手段の弾性偏倚力が調整される、請求項3記載の容器蓋巻締ヘッド。
- 該介在部材の内周面には該受部材収容孔よりも上方に位置し且つ上方を向いた環状肩面が形成されており、該チャック手段には該把持片収容孔よりも上方に位置し且つ半径方向外方に延出した環状フランジが形成されており、該環状肩面上に該環状フランジを載置することによって該懸架手段に該チャック手段が懸架されている、請求項3又は4記載の容器蓋巻締ヘッド。
- 該チャック手段の該環状フランジは該懸架手段の該懸架壁の下面と該介在部材の該環状肩面との間に位置し、該環状フランジの上面と該懸架壁の下面との間には低摩擦係数を有する環状緩衝部材が配設されている、請求項5記載の容器蓋巻締ヘッド。
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