JP6855111B2 - キャッピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種容器の口に螺着されたキャップを回動させて着脱するキャッピング装置に関する。

従来、容器のキャップを回動させて着脱する装置として、特開２００３−３００５９２号公報に、容器のキャップを直接エアーチャックで把持して、その下にある容器を回動させてキャップの着脱を行なう容器キャップの着脱装置が開示されている。

また、特公平３−６９７９５号公報に、上下方向に移動するピストンを下降させ、このピストンの下降によってカムローラが半径方向の外側に押され、キャップの回動軸と直交する方向に設けられた軸によって軸支されたチャックアームが閉じる動作をする、チューブ容器のキャップ装着装置が開示されている。

特開２００３−３００５９２号公報 特公平３−６９７９５号公報

しかし、特許文献１に開示されているような装置では、エアーチャックでキャップを直接把持しているところ、一般にエアーチャック等の半径方向に動作する機構を備える部品は、半径方向への動作については高い強度と耐久性を有するものの、回動する方向への耐力には乏しい傾向にある。従って、この半径方向に動作する機構にエアーチャック等の一般的な部品を使用すると、十分な締め付けトルクを与えることができなくなる、又は部品の寿命が短くなってしまうというおそれがあった。

また、特許文献２に開示されてるような装置では、チャックアームをキャップの半径方向に動作させる機構と、回動させる機構とを独立させているため、上記のような回動させることによる不具合は発生しないと考えられる。しかし、上下方向に移動するピストン等の部品を備えるため、装置の高さ寸法が大きくなってしまうという課題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャックを採用しながら、十分な締め付けトルクと耐久性を得ることができ、かつ、装置の高さ寸法を抑えることができるキャッピング装置を提供することを目的とする。また、本発明は、装置から発生したダストが容器の中に入らないようにすることを目的とする。

容器（１１）のキャップ（１２）を回動させて着脱するキャッピング装置（２１０）において、
前記キャップ（１２）の回動軸（Ｃ）と同軸で前記容器（１１）に対して相対的に回動する回動部（２０）と、
前記キャップ（１２）の半径方向に往復可能な複数のフィンガ（５１）を備え、前記回動部（２０）とともに前記回動軸（Ｃ）と同軸で回動するチャック部（５０）と、
前記フィンガ（５１）に連結され前記キャップ（１２）の半径方向に移動して前記キャップ（１２）を把持又は解放する複数のアーム（６０）と、
前記アーム（６０）の動作のうち前記回動部（２０）の回動方向の動き及び前記回動軸（Ｃ）に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガ（５１）と前記アーム（６０）の一方の端部（６１）とを前記回動軸（Ｃ）に対して直交する方向の軸で軸支する第１支点（７０）、及び前記回動部（２０）と前記アーム（６０）の中央部分とを前記回動軸（Ｃ）に対して直交する方向の軸で軸支する第２支点（７１）からなるガイド部と、を備え、
前記チャック部（５０）を前記第１支点（７０）に支持させて、前記回動部（２０）との間に隙間（Ｓ）からなる緩衝部を設け、前記チャック部（５０）を前記回動軸（Ｃ）に沿った方向に移動させて前記アーム（６０）の動作によって発生する前記第１支点（７０）又は前記第２支点（７１）の前記回動軸（Ｃ）に沿った方向の動きを吸収することを特徴とする。

本発明のキャッピング装置によれば、アームのキャップの半径方向への動作によってキャップを把持し、ガイド部によって前記アームの動作のうち回動部の回動方向の動き及び回動軸に対して捻る方向の動きを規制するため、キャップの締め付け時のトルク又はキャップを緩める際のトルクをガイド部で吸収することができる。そのため、チャック部にこれらのトルクが伝わらず、チャック部にキャップの半径方向への動作のみを考慮した部品を採用することができる。これにより、チャック部に一般的な部品を採用することができ、部品の寿命も延ばすことができる。

また、アームを開閉するための機構として、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャック部を採用しているため、アームを開閉するための上下方向に動作するピストン等の部品が不要となり、装置全体の高さ寸法を抑えることができる。なお、回動部は、容器に対して相対的に回動すればよく、容器を固定して回動部を回動させてもよいし、逆に回動部を固定して容器を回動させてもよい。

また、本発明のキャッピング装置によれば、ガイド部が、キャップの回動軸に対して直交する方向の軸であるため、装置の構造を簡素なものとすることができる。

また、本発明のキャッピング装置によれば、緩衝部が、チャック部を第１支点に支持させて、浮かせるようにしているため、装置の構造を簡素なものとすることができる。

本発明の他のキャッピング装置は、
容器のキャップを回動させて着脱するキャッピング装置において、
前記キャップの回動軸と同軸で前記容器に対して相対的に回動する回動部と、
前記キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備え、前記回動部とともに前記回動軸と同軸で回動するチャック部と、
前記フィンガに連結され前記キャップの半径方向に移動して前記キャップを把持又は解放する複数のアームと、
前記アームの動作のうち前記回動部の回動方向の動き及び前記回動軸に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガと前記アームの一方の端部とを前記回動軸に対して直交する方向の軸で軸支する第１支点、及び前記回動部と前記アームの中央部分とを前記回動軸に対して直交する方向の軸で軸支する第２支点からなるガイド部と、
前記アームのうち前記第１支点と前記第２支点との間に、前記回動軸に対して直交する方向の軸である第３支点からなる緩衝部と、を備え、
前記回動部が、上端及び側面が閉じられるとともに、前記側面に切り欠きが設けられた筒材で構成され、
前記チャック部が前記筒材の上側に設けられるとともに、前記アーム及び前記ガイド部が前記第２支点によって前記筒材の外側に設けられ、前記アームの他方の端部が前記切り欠きから前記筒材の内側に差込まれ、前記キャップを前記筒材の内側で着脱することを特徴とする。

本発明のキャッピング装置の好ましい例によれば、回動部の上端が閉じられた筒材で構成され、動作する部品の殆どが回動部の外側に配置され、さらに容器の口部分が回動部の内側にある。このため、部品の動作時に発生するダストが、容器の口部分から離れた回動部の外側に存在し、容器の中にダストが入りにくくなる。

上述したように、本発明のキャッピング装置によれば、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャックを採用しながら、十分な締め付けトルクと耐久性を得ることができ、かつ、装置の高さ寸法を抑えることができる。

本発明の一実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。 図１のキャッピング装置においてアームを閉じた状態を説明する図である。 図２の第１支点の拡大図であり、緩衝部を説明する図である。 緩衝部の他の例を説明する図である。 緩衝部の他の例を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。

以下、本発明のキャッピング装置の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態に係るキャッピング装置を説明する図、図２は図１のキャッピング装置においてアームを閉じた状態を説明する図、図３は図２の円で囲ってある第１支点の拡大図であり、緩衝部を説明する図である。また、図４及び図５は緩衝部の他の例を説明する図であり、図６は本発明の他の実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態のキャッピング装置１０は、容器１１のキャップ１２を着脱するものであり、回動部２０と、回転継手４０と、チャック部５０と、アーム６０と、ガイド部とを備える。

回動部２０は、キャップ１２の回動軸Ｃと同軸で回動するもので、円板２１と、下部ブラケット２２とを備える。円板２１は、平面視で円形をなしており、その下側の面かつ中央部分には、チャック部５０の上部が取付けられる。また、円板２１の下側の面かつ周縁近傍には複数の下部ブラケット２２が取付けられる。さらに、円板２１の上側の面の中央には、回転継手４０の二次側が取付けられ、回動部２０とともに回動する。なお、回動部２０には図示しない回動装置が接続され、回動部２０を回動させる。

下部ブラケット２２は、円板２１の周縁に３箇所、円板２１の中心からの角度を１２０度ずつずらした位置に設けられる。この下部ブラケット２２は、円板２１に固定されており、円板２１とともに回動する。また、本実施形態では下部ブラケット２２を、垂下板２３、リブ２４、Ｌ形具２５の３つの部品で構成しているが、これに限られず様々な形態を採用することができる。

回転継手４０は、一般にロータリジョイント、ロータリマニホールド又はロータリコネクタ等と呼ばれるもので、チャック部５０に圧縮空気又は電力等の動力源を供給するものである。この回転継手４０は、上述したように二次側が円板２１の上側の面に取付けられ、回動部２０と同時に回動する。また、圧縮空気又は電力等の動力源をチャック部５０に出力するための図示しない出力部を備え、その出力部から圧縮空気又は電力等をチャック部５０に供給する。なお、回転継手４０は、図示しない一次側が図示しないフレーム等に取付けられ固定される。また、本実施形態では、回動部２０を回動させているため回転継手４０が必須の構成となるが、回動部２０を固定して容器１１を回動させる構成では、回転継手４０は不要となる。

チャック部５０は、キャップ１２を把持又は解放させるための動力を発生するもので、キャップ１２の半径方向に往復可能な複数のフィンガ５１を備える。また、チャック部５０は、回動部２０及びアーム６０の回動に伴い、回動部２０とともに回動する。なお、本実施形態では３爪タイプのエアチャックを採用しているが、２爪タイプや４爪タイプ等も採用することができる。

アーム６０は、その一方の端部６１が、後述する第１支点７０によってフィンガ５１に軸支されることで連結される。また、アーム６０の略中央部分は、後述する第２支点７１によって下部ブラケット２２に軸支される。これらによりアーム６０は、フィンガ５１の往復動作に応じて、キャップ１２の半径方向に揺動することで移動する。また、アーム６０の他方の端部６２には、キャップ１２を把持したときに傷つけることがなく、かつ、キャップ１２に対して十分な摩擦力を発揮するゴム、硬質合成樹脂等からなる部材が取付けられる。

なお、図２の円で囲った部分の拡大図である図３に示すように、フィンガ５１とアーム６０とがキャップ１２の半径方向に動作したときに発生する、アーム６０の一方の端部６１の上下方向の動き、すなわち回動軸Ｃに沿った方向の動きを吸収するための緩衝部として、フィンガ５１に長孔７３が設けられている。

図１及び図２に戻り、ガイド部は、アーム６０の動作のうち回動部２０の回動方向の動き及び前記回動軸Ｃに対して捻る方向の動きを規制し、アーム６０をキャップ１２の半径方向にのみ移動可能とするものであり、第１支点７０と、第２支点７１とを備える。第１支点７０は、フィンガ５１とアーム６０の一方の端部６１との連結部分に設けられており、回動軸Ｃに直交する方向の軸でフィンガ５１とアーム６０とを軸支している。第２支点７１は、下部ブラケット２２のＬ形具２５とアーム６０の中央部分との連結部分に設けられており、回動軸Ｃに直交する方向の軸で下部ブラケット２２とアーム６０とを軸支している。

このように、ガイド部によって、アーム６０がキャップ１２の半径方向の動作のみできるようにしているため、キャップ１２を緩める又は締めるときの回動による回転方向のトルクをガイド部に吸収させることができ、フィンガ５１にキャップ１２の半径方向以外の力が加わることがない。なお、第１支点７０と第２支点７１との距離と、第２支点７１とアーム６０の他方の端部６２との距離の比を変更することにより、アーム６０のストローク量及びキャップ１２の把持力を変更することができる。

また、本実施形態では、緩衝部を上述のとおりフィンガ５１に設けた長孔７３としているが、この長孔７３を第１支点７０のアーム側、第２支点７１のＬ形具側、第２支点７１のアーム側のいずれに設けてもよい。

さらに、図４に示すキャッピング装置１１０のように、緩衝部を、アーム１６０のうち第１支点１７０と第２支点１７１との間に、回動軸Ｃに対して直交する方向の軸である第３支点１７２を備える構成とすることもできる。この緩衝部では、フィンガ５１が往復動作をしたとき、第１支点１７０と第３支点１７２との間のアーム１６３が揺動することによって、第３支点１７２の回動軸Ｃに沿った方向の動きが吸収される。なお、図４では、キャッピング装置１１０の左半分のみ図示すればその動作を理解できるため、右側の記載を省略している。また、上述の実施形態と同様の構成の箇所には、同じ符号を付して説明を省略する（以下の実施形態も同様。）。

またさらに、図５に示すキャッピング装置２１０のように、緩衝部を、チャック部５０を第１支点７０に支持させて、チャック部５０を回動軸Ｃに沿った方向に移動させる構成としてもよい。これは、チャック部５０を円板２１との間に隙間Ｓを設けて円板２１に取付けず、第１支点７０のみに支持させて浮かせることにより、フィンガ５１とアーム６０とがキャップ１２の半径方向に動作したときに発生する、アーム６０の第１支点７０の上下方向の動きをそのままチャック部５０に伝えて、チャック部５０が上下することにより吸収するものである。なお、チャック部５０と円板２１とを完全に分離させるのではなく、これらをバネ、ゴム等の弾性体、又は直動方向にのみ移動可能な直動軸受やシリンダとピストン等の直動案内機器で接続してもよい。

次に、図６を参照して、本発明のキャッピング装置の他の実施形態を説明する。本実施形態のキャッピング装置３１０では、回動部３２０が、上端が閉じられた筒材で構成される。そして、チャック部５０及び回転継手４０は、回動部３２０の上側に設けられる。また、アーム３６０の一部、並びにガイド部としての第１支点３７０及び第２支点３７１が、回動部３２０の外側に設けられる。本実施形態では、アーム３６０のうち、キャップ１２を把持する他方の端部３６２以外の部分が回動部３２０の外側に設けられる。そして、回動部３２０の筒材の側面には、側面ブラケット３２６が設けられ、その側面ブラケット３２６とアーム３６０とが第２支点３７１で連結されている。また、このアーム３６０は、第１支点３７０と第２支点３７１との間に緩衝部としての第３支点３７２を備える構成となっている。

また、筒材の側面のうち、アーム３６０の他方の端部３６２近傍が干渉する部分には、溝状の切り欠き３２７が筒材の下端部から上に向かってアーム３６０と干渉しない位置まで設けられる。アーム３６０の他方の端部３６２近傍は、この切り欠き３２７から筒材の内側に差し込まれる。そして、キャップ１２の着脱は、筒材の内側で行なわれ、仮に動作の際にチャック部５０、第１支点３７０、第２支点３７１、及び第３支点３７２からダストが発生しても、ダストは筒材で構成される回動部３２０に遮られ、容器１１の中に入らない様になっている。

次に、図１及び図２を参照して、本実施形態のキャッピング装置１０の動作を説明する。先ず、図１に示すように、フィンガ５１が、キャップ１２の半径方向のうち内側に移動すると、第１支点７０がフィンガ５１の移動に応じて内側方向に移動する。すると、アーム６０が第２支点７１を軸として揺動し、第２支点７１より下側にある他方の端部６２が、キャップ１２の半径方向のうち外側に移動する。これが、キャップ１２を開放している状態である。なお、図１では図の左側のアーム６０のみ動作させた状態としている。

次に、図２に示すように、フィンガ５１が、キャップ１２の半径方向のうち外側に移動すると、第１支点７０がフィンガ５１の移動に応じて外側方向に移動する。すると、アーム６０が第２支点７１を軸として揺動し、第２支点７１より下側にある他方の端部６２が、キャップ１２の半径方向のうち内側に移動し、キャップ１２を把持する。この状態で、回動部２０を回動させれば、キャップ１２の着脱をすることができる。なお、他の実施形態の動作については、アーム６０が揺動するという動作が同じであり、上記の説明で理解できるため、説明を省略する。

以上、説明したように、本実施形態のキャッピング装置によれば、キャップを着脱する際の回動によるトルクを、チャック部ではなくガイド部によって吸収するため、チャック部に一般的な半径方向に往復するフィンガを備えるエアーチャック等の部品を採用することができ、製造に係るコストの低減を図ることができる。また、このようなエアーチャック等は、水平方向に移動する機構を備えるため、高さ方向の寸法を小さくすることができ、例えば、クリーンベンチ内等の高さの制限があるような場所にも設置することができる。

また、回動部を筒材として、チャック部及びアームの殆どを筒材の外側に配置した構成では、ダストが発生しても回動部に遮られ、ダストが容器の中に入り込まないようにすることができる。

なお、上述のキャッピング装置は、本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲においてその構成を適宜変更することができる。

１０，１１０，２１０，３１０・・キャッピング装置、１１・・容器、１２・・キャップ、
２０，１２０，３２０・・回動部、２１，１２１・・円板、２２・・下部ブラケット、２３・・垂下板、２４・・リブ、２５・・Ｌ形具、３２６・・側面ブラケット、３２７・・切り欠き、
４０・・回転継手（二次側）、
５０・・チャック部、５１・・フィンガ、
６０，１６０，１６３，３６０・・アーム、６１，３６１・・一方の端部、６２，１６２，３６２・・他方の端部、
７０，１７０，３７０・・第１支点、７１，１７１，３７１・・第２支点、１７２，３７２・・第３支点、７３・・長孔、
Ｃ・・回動軸、

Claims (1)

1. 容器（１１）のキャップ（１２）を回動させて着脱するキャッピング装置（２１０）において、
   前記キャップ（１２）の回動軸（Ｃ）と同軸で前記容器（１１）に対して相対的に回動する回動部（２０）と、
   前記キャップ（１２）の半径方向に往復可能な複数のフィンガ（５１）を備え、前記回動部（２０）とともに前記回動軸（Ｃ）と同軸で回動するチャック部（５０）と、
   前記フィンガ（５１）に連結され前記キャップ（１２）の半径方向に移動して前記キャップ（１２）を把持又は解放する複数のアーム（６０）と、
   前記アーム（６０）の動作のうち前記回動部（２０）の回動方向の動き及び前記回動軸（Ｃ）に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガ（５１）と前記アーム（６０）の一方の端部（６１）とを前記回動軸（Ｃ）に対して直交する方向の軸で軸支する第１支点（７０）、及び前記回動部（２０）と前記アーム（６０）の中央部分とを前記回動軸（Ｃ）に対して直交する方向の軸で軸支する第２支点（７１）からなるガイド部と、を備え、
   前記チャック部（５０）を前記第１支点（７０）に支持させて、前記回動部（２０）との間に隙間（Ｓ）からなる緩衝部を設け、前記チャック部（５０）を前記回動軸（Ｃ）に沿った方向に移動させて前記アーム（６０）の動作によって発生する前記第１支点（７０）又は前記第２支点（７１）の前記回動軸（Ｃ）に沿った方向の動きを吸収することを特徴とするキャッピング装置（２１０）。

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