JP6874480B2 - キャッパ - Google Patents

Description

本発明は、フランジを有する容器にスクリューキャップを装着するキャッパに関する。

ＰＥＴ容器などの樹脂製の容器にスクリューキャップを装着する場合、容器が軟質であるため胴部を把持してキャップを締め付けると、キャップの締め付けトルクに胴部が抗しきれず変形しまう。そのためこのようなキャッパでは、容器に形成されたフランジの下面やフランジ下方の首部表面など比較的硬い部分に刃を食い込ませて、キャップ締め付け時に容器が回転するのを防止している（特許文献１）。

また、容器首部に設けられたフランジ下を一対のグリップ部材で把持してキャップを巻き締めするキャッパにおいて、グリップ部材に、容器首部にその先端が係合する突起を設け、突起の係合により巻き締め時の容器の回転を防止する構成も提案されている（特許文献２）。更に、グリップ部材の突起に代えて、グリップ部材により首部が把持される際に首部に当接される支持部を設け、この支持部の先端に首部と係合する爪を設けて容器の回転を防止する構成も提案されている（特許文献３）。

特公平４−０３６９５７号公報 特許第４２３２４２５号公報 特許第５３１５７３１号公報

しかし、上記特許文献１〜３の構成では、容器首部の側面やフランジ面にキズやバリが形成され好ましくない。また、特許文献２、３の構成は、フランジ下の首部の肉厚が薄い容器に適用するのが困難である。

本発明は、容器首部を把持してスクリューキャップを装着するキャッパにおいて、容器のフランジや首部に大きなキズを付けることなく容器の回転を防止することを課題としている。

本発明の第１の発明であるキャッパは、回転体の外周部に設けられ、容器に形成されたフランジの下方側の円筒部を把持する一対の把持部と、前記把持部を開閉する開閉手段と、前記回転体の中心側を向いた前記容器の円筒部の面に当接可能な支持部と、前記回転体に昇降可能かつ回転可能に設けられたキャッピングヘッドとを備え、前記支持部に容器の回転を防止する刃を設け、前記刃を容器に係合させつつ、前記キャッピングヘッドが保持するキャップを容器に螺着するキャッパにおいて、前記刃は、先端が容器の内側に向けて斜め上方に伸びる形状を有するとともに、前記フランジと前記円筒部との繋ぎ目に係合する上方刃と、この上方刃に連続して前記円筒部と係合する側方刃とを有し、前記繋ぎ目と前記円筒部の両方に係合することを特徴としている。

本発明の第２の発明であるキャッパは、第１の発明において、回転体の外周部に設けられ、容器に形成されたフランジの下方側の円筒部を把持する一対の把持部と、前記把持部を開閉する開閉手段と、前記回転体に昇降可能かつ回転可能に設けられたキャッピングヘッドとを備え、前記把持部の少なくとも一方に容器の回転を防止する刃を設け、前記刃を容器に係合させつつ、前記キャッピングヘッドが保持するキャップを容器に螺着するキャッパにおいて、前記刃は、先端が容器の内側に向けて斜め上方に伸びる形状を有するとともに、前記フランジと前記円筒部との繋ぎ目に係合する上方刃と、この上方刃に連続して前記円筒部と係合する側方刃とを有し、前記繋ぎ目と前記円筒部の両方に係合することを特徴としている。

本発明によれば、容器首部を把持してスクリューキャップを装着するキャッパにおいて、容器のフランジや首部に大きなキズを付けることなく容器の回転を防止することができる。

本発明の第１実施形態であるキャッパの配置を示す平面図である。 第１実施形態のキャッパ外周部付近における一部側断面図である。 第１実施形態のグリッパの開状態での平面図である。 第１実施形態のグリッパの閉状態での平面図である。 第１実施形態の支持部の先端部分の拡大平面図である。 第１実施形態の支持部の先端部分の拡大側面図である。 容器の回転を規制するための支持部と容器の係合の仕方を説明する図である。 変形例の支持部の先端部分の拡大平面図である。 変形例の支持部の先端部分の拡大側面図である。 第２実施形態のキャッパのグリッパ把持部材の平面図である。 容器と回転規制のための刃が係合した状態を示す部分拡大側断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態であるキャッパの配置を示す平面図であり、図２はキャッパ外周部付付近における一部側断面図である。

第１実施形態のキャッパ１０は、容器Ｖの首部Ｖｎを把持しながら、キャッピングヘッド１１が保持するスクリューキャップＣを容器に装着するキャッパである。容器Ｖとしては、例えば肉厚が薄い小型ＰＥＴ容器などが取り扱われる。容器Ｖには首部（円筒部）ＶｎにフランジＦが形成され、口部外周にはスクリューキャップＣと螺合するネジＴが設けられている。

容器Ｖは、図示しないフィラーで内容物が充填された後、供給ホイール１２に受け渡され、供給ホイール１２からキャッパ１０へと受け渡される。キャッパ１０では、容器に対してキャッピングが行われ、その後、排出ホイール１４へと受け渡される。供給ホイール１２は、回転体１３を備え、その外周部には径方向外向きに開閉する容器保持部１５が周方向に沿って一定の間隔で設けられる。容器保持部１５は、左右一対の把持部材１５Ａ、１５Ｂを備え、把持部材１５Ａ、１５Ｂは常に閉じる方向に付勢されている。容器Ｖは、フランジ下の首部Ｖｎが把持部材１５Ａ、１５Ｂ間に押し込まれることで容器保持部１５に保持される。

キャッパ１０は回転体１６を備え、その外周部には径方向外向きに開閉するグリッパ１８が周方向に沿って一定の間隔で設けられる。グリッパ１８は、開閉操作される左右一対の把持部材１８Ａ、１８Ｂを備え、容器ＶのフランジＦの下の首部Ｖｎを把持する。キャッパ１０は、供給ホイール１２と同期して回転し、キャッパ１０が供給ホイール１２に近接する位置で、容器保持部１５に保持される容器Ｖをグリッパ１８で把持し、容器保持部１５から抜き取る。

把持部材１８Ａ、１８Ｂは、図２に示されるように一対のグリッパ軸１９Ａ、１９Ｂの回転により揺動可能である。グリッパ軸１９Ａ、１９Ｂは、下方に設けられるカム機構など図示しない周知の機構により逆向きに一定のタイミングで回動され、把持部材１８Ａ、１８Ｂを開閉する（開閉手段）。

把持部材１８Ａ、１８Ｂの間には、回転体１６の径方向外側に向けて延出する支持部２０が設けられる。支持部２０は、固定部材２１により保持され、把持部材１８Ａ、１８Ｂが閉じられグリッパ１８が容器首部Ｖｎを把持したときに、その先端が、首部Ｖｎの、回転体１６の中心側を向いた面に当接する。このとき支持部２０の先端は、フランジＦの付け根部（繋ぎ目部）に係合し、後述するように容器Ｖの回転を規制する。

グリッパ１８に把持された容器Ｖの底部は、回転体１６の外周部において、スプリング１６Ｓに支持されるプレート１６Ｐの上に載置される。容器Ｖの口部真上には、キャッピングヘッド１１のチャック２２が位置し、チャック２２にはスクリューキャップＣが保持される。キャッピングヘッド１１は、チャック２２、スピンドル２４、サーボモータ２６、カムフォロア２８によって主に構成され、チャック２２は、スピンドル２４を通してサーボモータ２６に接続され鉛直軸周りに回転可能である。

キャッピングヘッド１１は、回転体１６とともに回転体１６の軸周りに回転する。キャッパ１０には、回転体１６の周方向に沿って配置されたカム３０が設けられる。キャッピングヘッド１１が回転すると、カムフォロア２８がカム３０の上を走行し、カム３０の高さに応じて上下する。これによりキャッピングヘッド１１はカムフォロア２８とともに一体的に昇降する。すなわち、チャック２２は、サーボモータ２６により回転されながら、カム３０の形状により規定される所定高さ、所定の速度で下降され、スクリューキャップＣが容器Ｖの口部に設けられたネジＴに所定のトルクで螺着される。

キャッパ１０で、キャップＣが装着された容器Ｖは、その後、排出ホイール１４に近接する位置で排出ホイール１４へと受け渡される。排出ホイール１４には、回転円板１７を備え、その外周部には円周方向等間隔で容器Ｖを受け入れるポケット１７Ｐが形成される。回転円板１７は、キャッパ１０の回転体１６と同期して回転され、両者が近接する位置でグリッパ１８に保持された容器Ｖがポケット１７Ｐ内に嵌合されると、グリッパ１８が開かれて容器Ｖが排出ホイール１４へと引き渡される。排出ホイール１４へと受け渡された容器Ｖは、図示しない底部プレートによって支持され、ポケット１７Ｐ内に収容されたまま回転円板１７の外周に沿って円弧状に配置される外周ガイド３０に案内され、図示しない包装装置など下流側の装置へと搬送される。

図３、図４は、グリッパ１８の平面図である。図３にはグリッパ１８が開かれた状態、図４には閉じられた状態が示される。

把持部材１８Ａ、１８Ｂは、前述したように、それぞれグリッパ軸１９Ａ、１９Ｂに取り付けられており、グリッパ軸１９Ａ、１９Ｂが互いに逆方向に回転することにより水平面内で開閉する。両把持部材１８Ａ、１８Ｂの先端は、挟んだ容器首部Ｖｎを支持部２０側へと押し遣るように互いに内側に向けて湾曲された湾曲部３２Ａ、３２Ｂを備える。図４のように、把持部材１８Ａ、１８Ｂが閉じられると、容器首部Ｖｎは、把持部材１８Ａ、１８Ｂの湾曲部３２Ａ、３２Ｂの内側に係合し、抱きかかえられるように支持部２０の先端面２０Ｅに押し当てられる。

支持部２０の先端面２０Ｅには一対の刃３４が設けられ、グリッパ１８が完全に閉じられると、把持部材１８Ａ、１８Ｂの湾曲部３２Ａ、３２Ｂからの押圧力により刃３４が首部Ｖｎに係合する（後述）。これによりキャップＣの回転による容器Ｖの回転が規制され、所定のトルクでキャッパＣが螺着される。

図５は支持部２０の先端部分の拡大平面図であり、図６は支持部２０の先端部分の拡大側面図である。

支持部２０は、回転体１６の径方向に延出するプレート状の部材であり、その先端部分の先端面２０Ｅは容器Ｖの首部Ｖｎの円弧に合わせ湾曲している。また、先端面２０Ｅから続く下側は面取りされており、側面から見るとテーパ状を呈する。刃３４、３４は、同じ高さで所定距離離間して配置され、先端面２０Ｅから回転体１６の径方向外側（容器内側）に向けて突出する。刃３４は、支持部２０の上面よりも上方へと延びる上方刃部３４Ａと、首部Ｖｎの側面に向けて突き立てられる側方刃部３４Ｂを備える。

図７は、容器Ｖの回転を規制するための支持部２０と容器Ｖの係合の仕方を説明する図である。図７（ａ）は先端面２０Ｅが首部Ｖｎに押し当てられる直前の状態を示す部分拡大側断面図であり、図７（ｂ）は押し当てた後の状態を示す部分拡大側断面図である。

図７（ａ）に示されるように、グリッパ１８が完全に閉じられていない状態では、容器Ｖの底部が載せられたプレート１６Ｐが上方に位置し、容器Ｖは、刃３４の刃先が容器ＶのフランジＦと首部Ｖｎの付け根に近接する位置に配置される。すなわち、上方刃部３４Ａ、側方刃部３４Ｂの刃先は、何れも容器Ｖと係合していない。

それからキャッピングヘッド１１が下降されて容器Ｖの口部に下向きの荷重が掛けられるとともに、グリッパ１８の閉鎖動作が行われると、プレート１６Ｐ上の容器Ｖがスプリング１６Ｓの付勢力に抗して僅かに下降されて上方刃部３４ＡがフランジＦと首部Ｖｎの円筒側面の繋ぎ目に食い込み、更にこれと並行して側方刃部３４Ｂが首部Ｖｎの円筒側面に食い込む。そして、グリッパ１８が完全に閉じられ、キャッピングヘッド１１が下降端に位置すると図７（ｂ）に示すように、２つの刃３４、３４が容器ＶのフランジＦ付け根部（繋ぎ目部）に突き立てられ、容器首部Ｖｎはグリッパ１８により支持部２０の先端面２０Ｅに押し付けられる。すなわち、容器ＶはフランジＦの付け根部に食い込んだ刃３４、３４によりその回転が規制される。なお、グリッパ１８を完全に閉じた後にキャッピングヘッド１１を下降させてもよい。

刃３４、３４の食い込みは僅かなので、キャッピングが終了してキャッピングヘッド１１の下方荷重が取り除かれ、グリッパ１８の把持力が緩められると、スプリング１６Ｓの付勢力によりプレート１６Ｐが容器Ｖを押し上げられ、刃３４、３４と容器Ｖの係合は略解かれる。

以上のように本発明の第１実施形態によれば、フランジの下側付け根部（繋ぎ目部）に、刃を食い込ませることで、容器のフランジや首部に大きなキズを付けることなく容器の回転を防止することができる。

次に図８、図９を参照して第１実施形態の変形例について説明する。変形例では、第１実施形態の支持部に設けられた刃の構成が異なるが、その他の構成は第１実施形態と同様であり、その説明を省略する。

図８、図９は、第１実施形態の図５、図６に対応する。すなわち図８は変形例の支持部３６の先端部分の拡大平面図であり、図９は支持部３６の先端部分の拡大側面図である。第１実施形態では、刃３４、３４が先端面２０Ｅに設けられた。しかし変形例の一対の刃３８、３８は、図８、図９に示されるように支持部３６の先端部分上面において、その前縁に沿って設けられる。

第１実施形態の刃３４は上方刃部３４Ａと側方刃部３４Ｂを備えたが、刃３８は上方へ伸びる上方刃部のみからなる。刃３８、３８は、支持部３６の先端部分の前縁から前方斜め上方へ突出し、図８や図９に示すように先端面３６Ｅよりも前方に突出している。グリッパ１８が完全に閉じられ、キャッピングヘッド１１から下方荷重が容器Ｖに掛けられると、容器首部Ｖｎの円筒側面が支持部３６の先端面３６Ｅに向けて押付けられるとともに容器Ｖが押し下げられる。これにより刃３８、３８が、フランジＦの下側付け根部に突き刺さる。

以上のように、変形例において第１実施形態と同様の効果が得られる。また変形例では、第１実施形態に比べて回転規制のためのグリップ力が低下するものの側方刃部が無いため首部の円筒側面に刃によるキズができない。

次に図１０、図１１を参照して第２実施形態のキャッパについて説明する。図１０は、第２実施形態のキャッパのグリッパ把持部材の平面図であり、図１１は、容器と回転規制のための刃が係合した状態を示す部分拡大側断面図である。

第１実施形態のキャッパでは、容器の回転を規制するための刃を支持部の先端に設けた。しかし、第２実施形態のキャッパでは、同様の機能を果たす刃をグリッパに設け、支持部は用いない構成とした。なお、その他の構成は第１実施形態と同様であり、同様の構成に関しては同一参照符号を用いその説明を省略する。

第１実施形態では、支持部２０があったので、グリッパ１８の把持部材１８Ａ、１８Ｂは、湾曲部３２Ａ、３２Ｂで容器首部Ｖｎを支持部２０側へ押し付け、支持部２０の先端面２０Ｅと湾曲部３２Ａ、３２Ｂの内側面の３部材で首部Ｖｎを把持した。しかし支持部２０を備えない第２実施形態のグリッパ４０では、把持部材４０Ａ、４０Ｂのみにより容器首部Ｖｎを把持するため、把持部材４０Ａ、４０Ｂの先端側においてそれぞれ内側には、容器首部Ｖｎの円筒側面に当接する当接部材４２Ａ、４２Ｂを備える。

当接部材４２Ａ、４２Ｂは、ボルト４４などの締結機構により把持部材４０Ａ、４０Ｂに取り付けられる。当接部材４２Ａ、４２Ｂは、把持した容器首部Ｖｎの円筒側面を収容するための凹み部４３をそれぞれ備える。すなわち凹み部４３、４３は互いに対向し、グリッパ４０が閉じられると両者の間に首部Ｖｎが挟まれ、把持される。

また、凹み部４３には、容器Ｖの回転を規制するための刃が設けられる。本実施形態では、把持部材４０Ａに一対の刃４６が設けられ、把持部材４０Ｂに１つの刃４６が設けられる。刃４６は、第１実施形態や変形例と同様に構成できるが、図１０、図１１には、第１実施形態と同様に上方刃部４６Ａと側方刃部４６Ｂを備える構成が例示される。

第１実施形態において図７（ａ）、図７（ｂ）を参照して説明したのと同様に、グリッパ４０が完全に閉じられていないときには、各当接部材４２Ａ、４２Ｂに設けられた刃４６は、容器首部ＶｎのフランジＦの付け根部に近接した位置にあり、キャッピンヘッド１１から下向きの荷重が掛かるとともに、グリッパ４０の閉鎖動作が行われると、プレート１６Ｐとともに容器Ｖが押し下げられ、各刃４６の側方刃部４６Ｂが首部Ｖｎの円筒側面に切り込みながら上方刃部４６ＡがフランジＦの下側付け根部に突き刺さる。

以上のように、第２実施形態において、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、各部材に設けられた回転規制用の刃の数や位置は、本実施形態に限定されるものではなく、１つ以上刃があればよい。また、第１実施形態、変形例、第２実施形態を組み合わせることもできる。例えば、各把持部材に１個または複数の刃、支持部材に１個または複数の刃を設ける構成とすることもできる。

１０ キャッパ
１１ キャッピングヘッド
１２ 供給ホイール
１４ 排出ホイール
１８、４０Ａ、４０Ｂ グリッパ（把持部材）
２４ スピンドル
２６ サーボモータ
３４、３８、４６ 刃
Ｃ キャップ
Ｆ フランジ
Ｖ 容器
Ｖｎ 容器首部

Claims (2)

1. 回転体の外周部に設けられ、容器に形成されたフランジの下方側の円筒部を把持する一対の把持部と、前記把持部を開閉する開閉手段と、前記回転体の中心側を向いた前記容器の円筒部の面に当接可能な支持部と、前記回転体に昇降可能かつ回転可能に設けられたキャッピングヘッドとを備え、
   前記支持部に容器の回転を防止する刃を設け、前記刃を容器に係合させつつ、前記キャッピングヘッドが保持するキャップを容器に螺着するキャッパにおいて、
   前記刃は、先端が容器の内側に向けて斜め上方に伸びる形状を有するとともに、前記フランジと前記円筒部との繋ぎ目に係合する上方刃と、この上方刃に連続して前記円筒部と係合する側方刃とを有し、前記繋ぎ目と前記円筒部の両方に係合することを特徴とするキャッパ。
2. 回転体の外周部に設けられ、容器に形成されたフランジの下方側の円筒部を把持する一対の把持部と、前記把持部を開閉する開閉手段と、前記回転体に昇降可能かつ回転可能に設けられたキャッピングヘッドとを備え、
   前記把持部の少なくとも一方に容器の回転を防止する刃を設け、前記刃を容器に係合させつつ、前記キャッピングヘッドが保持するキャップを容器に螺着するキャッパにおいて、
   前記刃は、先端が容器の内側に向けて斜め上方に伸びる形状を有するとともに、前記フランジと前記円筒部との繋ぎ目に係合する上方刃と、この上方刃に連続して前記円筒部と係合する側方刃とを有し、前記繋ぎ目と前記円筒部の両方に係合することを特徴とするキャッパ。

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