JP6882670B2 - キャッピングヘッド - Google Patents
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Description
さらに、異なる種類のキャップを容器に取り付け可能な兼用式のキャッピングヘッドも提案されている(特許文献3〜特許文献5を参照)。
また、特許文献4のキャッピングヘッドは、複数の種類のキャップを4個一組の締付ローラにより摩擦で回転させてキャッピング(螺着)する構成となっているため、比較的締付トルクが大きなキャップ(TE(タンパーエビデンス)バンド付きスクリューキャップ)のキャッピングには不向きであった。
さらに、特許文献5のキャッピングヘッドは、交換するための構造が複雑であり、交換作業も煩雑になっていた。また、4個一組の締付ローラによりキャップを回転させて容器に螺着させているため、締付トルクが大きなスクリューキャップの取り付けには不向きであった。
上記駆動軸に着脱自在に連結可能であって、スクリューキャップを保持して回転可能な第1の交換ユニットと、上記駆動軸に着脱自在に連結可能であって、かつ、ディスペンサ付きキャップにおけるディスペンサ部の回転を阻止する方向規制部を有する第2の交換ユニットとを備えて、
上記第1の交換ユニットが駆動軸に連結され、上記駆動軸の回転により第1の交換ユニットを回転させてスクリューキャップが容器に取り付けられる第1使用形態と、
上記第2の交換ユニットが駆動軸に連結され、該第2の交換ユニットが備える方向規制部によりディスペンサ付きキャップのディスペンサ部の回転が阻止された状態で、上記開閉機構によって締付ローラがディスペンサ付きキャップのキャップ部に接触させられ、該締付ローラによりキャップ部が回転されて容器に取り付けられる第2使用形態を備えることを特徴とするものである。
キャッピングヘッド1は、昇降機構4によって昇降されるようになっており、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇端まで上昇された際に、従来公知の図示しないキャップ供給手段からキャップ3が供給されると、該キャップ3を締付チャック5で保持するようになっている。その後、昇降機構4によりキャッピングヘッド1が所定量下降されると、締付チャック5に保持されたキャップ3が下降されて回転されるので、下方側に位置する容器2の口部2にキャップ3が螺着されるようになっている。本実施例はライン式キャッパのキャッピングヘッド1に本発明を適用した場合について説明しているが、回転式キャッパのキャッピングヘッドにも適用することができる。
後に詳述するが、本実施例は、交換ユニットU1を用いて通常のスクリューキャップ3を容器2に取り付けるようになっており、他方、トリガーやポンプ等のディスペンサ付きキャップ3を容器2に取り付ける際には、交換ユニットU1を他の交換ユニットU2、U3と交換し(図4、図5参照)、その状態で締め付けローラ14A〜14Dによってディスペンサ付きキャップ3のキャップ部3Aを回転させて容器2に螺着するようになっている(図4、図5参照)。
交換ユニットU1は、通常のスクリューキャップ3を容器2に螺着する際に使用されるものであり、この交換ユニットU1は、下方側に位置してスクリューキャップ3を保持する締付チャック5と、この締付チャック5と一体に形成された上方側の棒状部6とを備えている。棒状部6の上端部分が接続部6Aとなっている。
連結具13は、駆動軸の下端部11Aに嵌着された上方部と、この上方部に対して上下方向に移動可能に取り付けられ、かつばねによって常時下方に付勢された締結部13Aとを備えている。
そして、連結具13における締結部13Aをばねに抗して上方側に押し上げた状態において、交換ユニットU1の接続部6Aを締結部13A内に下方側から嵌合させ、その状態において締結部13Aをばねの付勢力で元の下方側位置に戻すことにより、接続部6Aが固定される。それによって、連結具13を介して交換ユニットU1が駆動軸11に連結されるようになっている。なお、その連結状態から連結具13の締結部13Aをばねに抗して押し上げることにより、締結部13Aによる接続部6Aの固定状態が解放されるので、その解放状態で交換ユニットU1を下方へ引き下げることで、交換ユニットU1を連結具13から取り外すことができるようになっている。
より詳細には、棒状部6と締付チャック5とにわたって上下方向のエア通路5Aが形成されており、締付チャック5内の上部には圧縮エアが供給されるチャンバ5Bが形成されている。チャンバ5Bの下方側にばね5Cによって常時上方へ付勢されたスライダ5Dと、ばね5Eによって常時拡開する方向に付勢された3個の爪部材5Fが配置されている。
上記エア通路5Aは、駆動軸11に形成されたエア通路11Bと、それに接続された導管21を介して圧縮エアの供給源22に連通している。スライダ5Dの下面は、下端部が拡開するテーパ面5Daとなっており、他方、各爪部材5Fの上面は、上記テーパ面5Daに倣った傾斜面5Faとなっている。
チャンバ5Bに圧縮エアが供給されていない状態では、ばね5Cによってスライダ5Dがチャンバ5Bの天面に当接している(図1の中心線よりも右側の状態)。この状態では、スライダ5Dのテーパ面5Daは、爪部材5Fの傾斜面5Faに軽く接触しているだけなので、爪部材5Fはキャップ3と接触しない解放位置に位置する。この状態で爪部材5Fの内部にキャップ3が供給されるようになっている。
他方、導管21、エア通路11B,5Aを介して圧縮エアの供給源22から圧縮エアがチャンバ5Bに供給されると、ばね5Cに抗してスライダ5Dが押し下げられる。これにより、スライダ5Dのテーパ面5Daによって3個の爪部材5Fの傾斜面5Faが強く下方に押されるので、爪部材5Fが閉鎖方向に同期して移動される。そのため、3個の爪部材5Fによってキャップ3の外周部が強く保持されるようになっている(図1の中心線よりも左側の状態)。
この保持状態において供給源22からチャンバ5Bへの圧縮エアの供給が停止されると、ばね5Cによってスライダ5Dが上昇されるので、爪部材5Fはばね5Eによって解放位置へ復帰するので、爪部材5Fによるキャップ3の保持状態が解放されるようになっている。
導管21、エア通路5A、11B、及び圧縮エアの供給源22によって圧縮エア供給機構17が構成されており、圧縮エアの供給源22の作動は図示しない制御装置によって制御されるようになっている。
駆動軸11を囲繞して支持部材7の4か所に従動回転軸24A〜24Dが回転自在に設けられており、従動回転軸24A〜24Dの下端部に締付ローラ14A〜14Dが取り付けられている。
図2にも示すように、締付ローラ14A、14B(従動回転軸24A、24B)は、駆動軸11を挟んだ左側に配置されており、締付ローラ14C、14D(従動回転軸24C、24D)は駆動軸11を挟んだ右側に配置されている。
各従動回転軸24A〜24Dは、支持部材7に回転自在に軸支された上部回転軸26と、ユニバーサルジョイントを介して上部回転軸26に接続されたスプライン軸27と、このスプライン軸27に下方側からスプライン嵌合した筒状部材28と、ユニバーサルジョイントを介して筒状部材28の下端部に接続された下部回転軸29とを備えている。そして、従動回転軸24A〜24Dにおける下部回転軸29の下端部に締付ローラ14A〜14Dが取り付けられている。
各従動回転軸24A〜24Dの上部回転軸26の上端外周部にギヤ31が嵌着されており、これらのギヤ31は、駆動軸11に嵌着されたギヤ32と噛合している。また、各従動回転軸24A〜24Dの下部回転軸29は、ホルダ33A、33Bに設けた軸受部材34によって回転自在に軸支されている。このように各従動回転軸24B〜24Dは同じ構成となっている。4本の従動回転軸24A〜24D、ギヤ31、32によって上記動力伝達機構15が構成されている。
サーボモータ12の作動は図示しない制御装置によって制御されるようになっており、制御装置によってサーボモータ12が作動されて駆動軸11が回転されると、ギヤ32、31を介して各従動回転軸24A〜24Dが同期して同一方向に回転されるようになっている。つまり、交換ユニットU1を駆動軸11に連結した状態で駆動軸11が回転されると各従動回転軸24A〜24Dに取り付けた各締付ローラ14A〜14Dが回転されるようになっている。その際には、各締付ローラ14A〜14Dは交換ユニットU1と干渉することなく、空転するようになっている。
次に左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dを移動させる開閉機構16について説明する。開閉機構16は、左右一対のホルダ33A、33Bと、それらに設けられて各従動回転軸24A〜24Dの下部回転軸29を回転自在に軸支する4本の軸受部材34と、ホルダ33A、33Bに取り付けたカムフォロワ35と、エアシリンダ36によって昇降されるカム部材37とを備えている。
支持部材7の側部には、鉛直下方に向けて支持プレート41が連結されており、支持プレート41における下部の側面にガイドレール42が水平に固定されている(図1、図2参照)。
ホルダ33A、33Bの基部にはガイド溝33aが形成されており、これらのガイド溝33aは上記ガイドレール42に摺動自在に係合されている。それにより、左右一対のホルダ33A、33Bが水平に支持されるとともに、水平方向において相互に近接あるいは離隔するように移動可能となっている。
各ホルダ33A、33Bには、所定間隔を維持して上記2つの軸受部材34が鉛直方向に固定されており、左側のホルダ33Aの軸受部材34、34に従動回転軸24A、24Bの下部回転軸29、29が回転自在に軸支されており、右側のホルダ33Bの軸受部材34、34に従動回転軸24C、24Dの下部回転軸29、29回転自在に軸支されている(図2参照)。
従動回転軸24A〜24Dの下部回転軸29は、軸受部材34によって鉛直方向に支持されている。そのため、各締付ローラ14A〜14Dの軸心も鉛直方向に支持されており、その状態で各締付ローラ14A〜14Dが回転可能となっている。
また、ホルダ33A、33Bの先端部には、それぞれ円筒ガイド33bを取り付けてあり、それら円筒ガイド33b、33Bにガイド軸44の両端部を貫通させている。ガイド軸44を囲繞して両ホルダ33A、33Bの先端部にわたって圧縮ばね45が取り付けられており、この圧縮ばね45によって両ホルダ33A、33B及びそれに支持された左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dは常時離隔する方向に付勢されている。
ホルダ33A、33Bの基部には、カムフォロワ35、35を回転自在に取り付けてあり、カムフォロワ35、35に上方側からカム部材37が載置されている。支持プレート41の側面にエアシリンダ36が鉛直下方に向けて固定されており、エアシリンダ36のピストン36Aに上記カム部材37が連結されている。
カム部材37のカム面37Aは中央部が高くなる山形に形成されており、このカム面37Aをカムフォロワ35、35に上方から接触させている(図3参照)。
エアシリンダ36は制御装置によって作動を制御されるようになっており、エアシリンダ36が作動されない状態では、圧縮ばね45によって両ホルダ33A、33Bが離隔する方向に付勢されることにより、カムフォロワ35、35は最も離隔した状態となっている。
これに対して、制御装置によってエアシリンダ36が作動されてピストン36Aが下降されると、カム部材37が所定量下降されるのでカムフォロワ35、35が山形のカム面47Aに沿って相互に近接する方向に転動する(図3参照)。これにより、ホルダ33A、33Bとそれらに保持された左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dが接近するようになっている。
このように、制御装置によりエアシリンダ36を所要時に作動させることで、左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dとによってディスペンサ付きキャップ3のキャップ部3Aを外方側から挟持し、或いは挟持状態を解放できるようになっている。
駆動軸11の下端部に連結した連結具13の高さは、各従属回転軸14A〜14Dのスプライン軸27の下端部と略同じ高さとなっている。そのため、交換ユニットU1を連結具13によって駆動軸11に連結した状態では、4個の締付ローラ14A〜14Dは交換ユニット1における締付チャック5の隣接上方側に位置する。そのため、4個の締付ローラ14A〜14Dは、交換ユニットU1の締付チャック5、棒状部6に干渉することなく、棒状部6から離隔してそれを囲んだ状態となる。
すなわち、図4はトリガー付きキャップ3と、それを容器2に取り付けるために使用する交換ユニットU2を示している。
従来公知のように、トリガー付きキャップ3は、上方側となるトリガー部3Bと、その下方側に位置するキャップ部3Aとを備えており、トリガー部3Bを所定方向に向けた状態で容器2の口部2Aに取り付ける必要がある。
そこで、交換ユニットU2は、下方側に位置してトリガー部3Bに上方側から係合する円柱状の方向規制部47と、方向規制部47の上端面の有底孔にベアリング48を介して回転自在に軸支された棒状部6と、方向規制部47の外周部に一体に連結された係合ストッパ49とを備えている。
方向規制部47の下部には、トリガー部3Bと係合する直径方向の係合溝47Aが形成されている。そして、左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dの隙間を通って下方側から係合溝47Aにトリガー部3Bを下方から係合させるようになっており、その状態で上記エアシリンダ36を作動させると、左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dが接近するので、それらによってキャップ部3Aの外周部が挟持されるようになっている。
ストッパ49の上端には円形の嵌合孔49Aが形成されており、他方、支持部材7の底部7Aには、鉛直下方に向けて係合ピン7Bが突設されている。
そして、連結具13を介して駆動軸11に交換ユニットU2を連結する際には、ストッパ49の嵌合孔49Aに係合ピン7Bを嵌合させるようになっている。これにより、方向規制部47の回転が阻止されて、その係合溝47Aが所定の方向に維持されるようになっている。図4に示すように、連結具13により駆動軸11に交換ユニットU2を連結した状態では、駆動軸11に連動して棒状部6が回転されても、ベアリング48によって棒状部6が空回りすることで、下方側の方向規制部47とそれに保持されたトリガー部3Bは停止状態を維持されるようになっている。そのため、トリガー部3Bは、方向規制部47の係合溝47Aに保持されて所定方向に維持され、その状態で駆動軸11が回転されると、締付ローラ14A〜14Dが回転されることで、キャップ部3Aが回転されるようになっている。それにより、キャップ部3Aが回転されて容器2の口部2Aに螺着されるようになっている。
なお、交換ユニットU2における交換ユニットU1と対応する各部材には、同じ部材番号を付している。
ポンプ付きキャップ3は、円筒状に形成された本体部3Bと、この本体部3Bの外周部に回転自在に設けられたキャップ部3Aと、本体部3B内のばねに抗して本体部3Bの上端内にねじ込まれた作動部3Cとを備えている。作動部3Cにはノズル3Dが突設されており、この作動部3Cとノズル3Dを所定方向に向けて、かつ本体部3Bを固定した状態でキャップ部3Aを回転させて容器2に取り付ける必要がある。
そこで、交換ユニットU3は、下方側に位置してキャップ3の作動部3Cに上方側から係合する円柱状の方向規制部47と、方向規制部47の上端面の有底穴にベアリング48を介して回転自在に軸支された棒状部6と、方向規制部47の外周部に連結されたストッパ49と、方向規制部47の外周部の両側に搖動可能に設けられてキャップ3の本体部3Bを挟持する一対の挟持部材51、51とを備えている。
方向規制部47の下部には、キャップ3の作動部3Cと係合する直径方向の係合溝47Aが形成されている。各挟持部材51の内面と方向規制部47との間にはそれぞれ圧縮ばね52が設けられており、それにより、両挟持部材51は常時開放される方向に付勢されてホルダ33A、33Bの内面と当接している。
エアシリンダ36が作動されていない状態では、左右のホルダ33A,33Bが大きく離隔しているので、一対の挟持部材51、51の下部は圧縮ばね52によって大きく離隔した開放状態に位置している。
この状態において、昇降機構4によってキャッピングヘッドが下降されると、左側の締付ローラ14A、14Bと右側の締付ローラ14C、14Dの隙間と、開放状態の挟持部材51、51の間を通って下方側から係合溝47Aにキャップ3の作動部3Cが係合するとともに、キャップ部3Aと同じ高さ位置に締付ローラ14A〜14Dが位置するようになっている。なお、その際には、ストッパ49の係合孔49Aに係合ピン7Bが嵌合される。
その状態で上記エアシリンダ36が作動されると、ホルダ33A、33Bが近接する方向に移動されるので、ホルダ33A、33Bにより挟持部材51、51が閉鎖方向に移動されて、それらの下端部によってキャップ3の本体部3Bが挟持されるとともに、キャップ部3Aの外周部が締付ローラ14A〜14Dによって挟持されるようになっている。
また、図4の場合と同様に、ストッパ49の上端には嵌合孔49Aが形成されており、交換ユニットU3を連結具13により駆動軸11に連結する際には、ストッパ49の嵌合孔49Aに係合ピン7Bを嵌合させるようなっている。それにより、方向規制部47の係合溝47Aが所定方向に維持されて、該係合溝47Aに作動部3Cが係合するようになっている。そして、係合ピン7Bとストッパ49により、方向規制部47の回転が阻止されて、それに保持された作動部3Cとノズル3Dが所定方向に維持されるようになっている。
棒状部6の上部は上記交換ユニットU1と同様に形成された接続部6Aとなっており、該接続部6Aは前述したように連結具13に着脱自在となっている。
図4の場合と同様に、連結具13を介して駆動軸11に交換ユニットU3を連結した状態では、駆動軸11に連動して棒状部6が回転されても、ベアリング48によって棒状部6が空回りすることで、下方側の方向規制部47とそれに係合した作動部3C、ノズル3Dは回転を阻止される。
その状態で駆動軸11が回転されると、締付ローラ14A〜14Dが回転されることで、キャップ部3Aが回転されて容器2の口部2Aに螺着されるようになっている。なお、交換ユニットU3における上記交換ユニットU1と対応する各部材には、同じ部材番号を付している。
以上のように、本実施例のキャッピングヘッド1は、交換ユニットU1を駆動軸11に連結してスクリューキャップ3を容器2に取り付ける第1使用形態と、交換ユニットU2、U3を用いてトリガー付きキャップ3又はポンプ付きキャップ3を容器2に取り付ける第2使用形態を備えている。そして、第2使用形態としては、交換ユニットU2を用いてトリガー付きキャップ3を容器2に取り付ける使用形態と、交換ユニットU3を用いてポンプ付きキャップ3を容器2に取り付ける使用形態を備えている。
先ず、通常のスクリューキャップ3を容器2に取り付ける第1使用形態について説明する。この場合には、図1に示すように、交換ユニットU1を連結具13により駆動軸11の下端部11Aに連結する。
エアシリンダ36、サーボモータ12及び圧縮エアの供給源22が作動されていない状態において、昇降機構4によりキャッピングヘッド1が上昇端に上昇されると、図示しないキャップ供給手段によって解放状態の締付チャック5にキャップ3が供給される。その直後に圧縮エアの供給源22から締付チャック5に圧縮エアが供給されるので、爪部材5Fによってキャップ3が保持される(図1の中心線より左側の状態)。
その後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が下方側3の容器2に向けて所定量下降されてから所定時間だけサーボモータ12が作動される。そのため、駆動軸11が回転されて、連結具13を介して交換ユニットU1とその締付チャック5が回転されるので、締付チャック5に保持されたスクリューキャップ3が容器2の口部2Aに螺着される。
なお、駆動軸11の回転により、従動回転軸24A〜24Dの締付ローラ14A〜14Dも回転されるが、エアシリンダ36は作動されておらず、左右のホルダ33A、33Bは大きく離隔し、かつ締付ローラ14A〜14Dは締付チャック5の上方に位置している。そのため、交換ユニットU1と締付ローラ14A〜14Dは干渉することはない。つまり、締付ローラ14A〜14Dは空転するようになっている。
以上のようにして駆動軸11の回転が交換ユニットU1に連結具13を介して伝達されるとともに、締付チャック5によってキャップ3が強く挟持された状態で容器2に螺着される。
この後、供給源22からの圧縮エアの供給が停止されるので、爪部材5Fによるキャップ3の保持状態が開放され、その後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇端位置まで上昇されるようになっている。
以上が第1使用形態であり、駆動軸11に連結した交換ユニットU1を用いて通常のスクリューキャップ3が容器2に取り付けられる。
この後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇端位置まで上昇されると、図示しないキャップ供給手段によってトリガー付きキャップ3が供給されて、該キャップ3のトリガー部3Bが下方側から方向規制部47の係合溝47Aに係合される(関連する図7も参照)。つまり、トリガー部3Bが所定方向を向けた状態で方向規制部47により保持されるとともに、キャップ3におけるキャップ部3Aと同じ高さ位置に締付ローラ14A〜14Dが位置する。
この後、エアシリンダ36が作動されてピストン36Aが下降されるので、左側の締付ローラ14A、14Bと、右側14C、14Dが接近する方向に移動されて、それら締付ローラ14A〜14Dによってキャップ部3Aが挟持される。
この状態で昇降機構4によりキャッピングヘッド1が下方側の容器2に向けて下降されてから駆動軸11が回転されるので、締付ローラ14A〜14Dが回転されてキャップ部3Aが回転されて、キャップ部3Aが容器2の口部2Aに螺着される。その際、トリガー部3Bは、方向規制部47に保持されて所定方向に向けた状態に維持されている。また、交換ユニットU2の接続部6Aはベアリング48により空転する。
この後、エアシリンダ36の作動が停止されてピントン36Aが後退するので、ホルダ33A、33Bを介して締付ローラ14A〜14Dがキャップ部3Aから離隔し、その後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇される。
交換ユニットU2を用いて、トリガー付きキャップ3の容器2への取り付けは以上のようにして行われる。この第2使用形態では、交換ユニットU2を用いることで、トリガー部3Bを所定方向に向けた状態でトリガー付きキャップ3を容器2に取り付けることができる。
この後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇端位置まで上昇されると、図示しないキャップ供給手段によってポンプ付きキャップ3が供給されて、該キャップ3の作動部3Cが下方側から方向規制部47の係合溝47Aに係合される。これにより、ノズル3Dも所定方向に向けた状態となる。
この後、エアシリンダ36が作動されることで、ホルダ33A、33Bを介して左側の締付ローラ14A、14Bと、右側の締付ローラ14C、14Dが接近する方向に移動されるので、それら締付ローラ14A〜14Dによってキャップ部3Aが挟持される。また、接近したホルダ33A、33Bによって挟持部材51、51が閉鎖方向に移動されるので、これら挟持部材51、51の下部によってキャップ3の本体部3Bが強く挟持される(関連する図8も参照)。
この状態で昇降機構4によりキャッピングヘッド1が下方側の容器2に向けて下降されてから駆動軸11が回転されるので、締付ローラ14A〜14Dによってキャップ部3Aが回転されて口部2Aに螺着される。この時、方向規制部47及びそれに保持された作動部3C、ノズル3Dは所定方向に向けた状態に維持されて回転が阻止されている。なお、交換ユニットU3の接続部6Aはベアリング48により空転し、棒状部6から方向規制部47には回転力は伝達されない。
この後、エアシリンダ36の作動が停止されてピストン36Aが後退するので、締付ローラ14A〜14Dがキャップ部3Aから離隔するとともに、挟持部材51、51も本体部3Bから離隔し、その後、昇降機構4によってキャッピングヘッド1が上昇される。
第2使用形態として、交換ユニットU3を用いてポンプ付きキャップ3の容器2への取り付けは上述したようにして行われる。以上のように、交換ユニットU3を用いることで、ポンプ付きキャップ3のノズル3Dを所定方向に向けた状態でポンプ付きキャップ3を容器2に取り付けることができる。
そして、各交換ユニットU1〜U3自体の構成は、従来品と比較して簡略であり、軽量化されている。そのため、作業者が交換ユニットU1〜U3を交換する際における作業負担を軽減することができる。
また、大きな締付トルクによってキャップ3を容器2に取り付ける必要がある場合、例えばタッパーエビデンスリング付きのスクリューキャップを容器2に取り付ける場合には、交換ユニット1を用いることで容器2にキャップ3を取り付けることができる。このように、交換ユニット1を用いる場合には、締付チャック5によりキャップ3を保持し、連結具13を介して駆動軸11により締付チャック5を回転させることにより、大きな締付トルクが必要なキャップ3であっても確実に容器2に取り付けることができる。
したがって、本実施例によれば、交換ユニットU1〜U3の交換作業が容易であって、かつ締付トルクの大きなキャップ2にも対応可能な兼用式のキャッピングヘッド1を提供することができる。
図6に示すように、一対の可動アーム55A、55Bは支持ピン56、56によって支持部材7に搖動可能に取り付けられている。これらの可動アーム55A、55Bと支持部材7とにわたって圧縮ばね57、57が弾装されており、該圧縮ばね57、57によって、両可動アーム55A、55Bは支持部材7を挟んで相互に離隔する方向(拡開方向)に常時付勢されている。
各可動アーム55A、55Bの上端の位置にカムフォロワ58、58が回転自在に取り付けられており、これらのカムフォロワ58、58にピストン59の傾斜カム59A、59Aが接触している。
ピストン59の隣接上方側にチャンバ60が形成されており、このチャンバ60は導管61を介して圧縮エアの供給源62に連通されている。この供給源62の作動は制御装置によって制御されるようになっている。
ピストン59はばね63によって常時上方に向けて付勢されており、チャンバ60に圧縮エアが供給されていない状態では、ピストン59が上昇端位置に位置している。この状態では、可動アーム55A、55Bは最大に拡開されるようになっている。
他方、この拡開状態において供給源62から導管61を介してチャンバ60に圧縮エアが供給されるとピストン59が下降されるので、傾斜カム59Aとカムフォロワ58、58を介して圧縮ばね57、57が圧縮されて、可動アーム55A、55Bの下端部の内面55aが閉鎖方向(接近方向)に移動されるようになっている。
この第2実施例においては、一対の可動アーム55A、55B、圧縮ばね57、カムフォロワ58、ピストン59、チャンバ60、導管61及び供給源62等によりローラユニットR2、R3を開閉方向に移動させる開閉機構116が構成されている。なお、ローラユニットR1を使用する場合には開閉機構116によるローラユニットR1の開閉作動はさせないようになっている。
この第2実施例においては、従動回転軸24A〜24Dの下方部分を、交換可能なローラユニットR1〜R3によって構成してあり、使用形態に応じて各ローラユニットR1〜R3も交換するようになっている。
図6は、第1使用形態として通常のスクリューキャップ3を容器2に取り付ける場合を示している。ローラユニットR1は、従動回転軸24A〜24Dのスプライン軸27に下方側からスプライン嵌合される筒状部材28と、それにロータリジョイントを介して回転可能に接続された下部回転軸29と、複数のベアリングを介して下部回転軸29を回転自在に軸支する軸受部材64と、軸受部材64を可動アーム55A、55Bの内面55aに取り付けるホルダ65とを備えている。このローラユニットR1には、第1実施例で開示した締付ローラ14A〜14Dは設けられていない。
交換ユニットU1は、棒状部6の軸方向寸法が短くなっている以外は図1に示した交換ユニットU1と同じ構成となっている。そのため、締付チャック5は輪郭だけ表示してあり、さらに、締付チャック5に圧縮エアを供給するエア通路や圧縮エアの供給源の表示もこの図6においては省略している。
このように、交換ユニットU1を用いて通常のスクリューキャップ3を容器2に取り付ける際には、交換ユニットU1を駆動軸11に連結するだけでなく、ローラユニットR1を各従動回転軸24A〜24Dの下方部分として取り付ける。それにより、駆動軸11が回転された際には締付チャック5が回転されるとともに、従動回転軸24A〜24Dも回転される。その際、従動回転軸24A〜24Dの下部回転軸29は軸受部材64内で空回りすることで従動回転軸24A〜24Dの回転力は締付チャック5には伝達されないようになっている。
その他の構成は、図1に示した第1実施例と同じであり、第1実施例と対応する各部材には同じ番号を付している。
以上の構成において、キャッピングヘッド1により、通常のスクリューキャップ3を容器2に取り付ける第1使用形態について説明する。この場合には、先ず、可動アーム55A、55Bが拡開した状態において交換ユニットU1を連結具13により駆動軸11に連結し、その後に従動回転軸24A〜24Dのスプライン軸27にローラユニットR1側の各筒状部材28をスプライン嵌合させる。また、ホルダ65によって軸受部材64を可動アーム55A、55Bの内面55aに連結する。
この後、可動アーム55A、55Bが拡開した状態のままで、上記第1実施例の場合と同様に、キャッピングヘッド1を昇降機構4により昇降させて、締付チャック5でスクリューキャップ3を保持した後に、駆動軸11が回転される。それにより、締付チャック5が回転されて下方側の容器2の口部2Aにキャップ3が螺着される。
なお、駆動軸11が回転されると従動回転軸24A〜24Dも回転されるが、下部回転軸29が軸受部材64内で空回りすることで、従動回転軸24A〜24Dの回転力は逃がされるようになっている。このように、スクリューキャップ3を容器2に取り付ける場合には、開閉機構116は開閉作動させないようになっている。第2実施例における第1使用形態は以上のとおりである。
この場合には、先ず交換ユニットU1を連結具13から取り外した後、交換ユニットU2を連結具13により駆動軸11に連結する。その時、ストッパ49の嵌合孔49Aに係合ピン7Bを嵌合させるので、方向規制部47の回転が阻止される。その後、図6に示したローラユニットR1を従動回転軸24A〜24Dから取り外すようになっている。
その後、図7に示すように、ローラユニットR2を従動回転軸24A〜24Dに取り付けるようになっている。
ローラユニットR2は、従動回転軸24A〜24Dに対応して、それらのスプライン軸27に下方側からスプライン嵌合可能な筒状部材28と、それにロータリジョイントを介して接続された下部回転軸29と、下部回転軸29に取り付けた締付ローラ14A〜14Dと、それらを回転自在に軸支する円筒状の軸受部材164を備えている。ローラユニットU2は、締付ローラ14A〜14Dを備えており、各従動回転軸24A〜24Dの下方部分を構成している。
図面上で左側となる従動回転軸24A、24Cの軸受部材164、164は左方のホルダ165Aに設けられており、図面上で右側となる従動回転軸24B、24Dの軸受部材164、164は右方のホルダ165Bに設けられている。
ホルダ165Aは、可動アーム55Aの内面55aの係合溝に着脱できるようになっており、ホルダ165Bは、可動アーム55Bの内面55aの係合溝に着脱できるようになっている。左側の締付ローラ14A、14Cと右側の締付ローラ14B、14Dは、ホルダ165A、165Bを介して相互に接近し、或いは離隔できるようになっている。
以上の構成において、第2使用形態として、キャッピングヘッド1によりトリガー付きキャップ3を容器2に取り付ける場合を説明する。この場合には、図6に示す交換ユニットU1を連結具13から取り外すとともにローラユニットR1も取り外す。
その後、図4に示した使用形態と同様に交換ユニットU2を連結具13により駆動軸11に連結する。その後、ローラユニットR2における4本の筒状部材28を、それらに対応する従動回転軸24A〜24Dのスプライン軸27に嵌合する。また、それと同時にホルダ165Aを可動アーム55Aの内面55aの係合溝に係合させるとともに、ホルダ165Bを可動アーム55Bの内面55aの係合溝に係合させる。このようにして、ローラユニットR2を従動回転軸24A〜24Dの下方部分として、スプライン軸27に取り付けた状態では、チャンバ60には圧縮エアは供給されていないので、可動アーム55A、55Bは圧縮ばね57により最大に拡開された状態となっている(中心線よりも右側の状態)。
この後は、上記第1実施例の図4の使用形態と同様にキャッピングヘッド1を昇降機構4により昇降させて、交換ユニットU2における係合溝47Aにトリガー付きキャップ3のトリガー部3Bを嵌合させるとともに、チャンバ60に供給源62から圧縮エアを供給する。それにより、可動アーム55A、55B及びホルダ165A、165Bが閉鎖方向(接近する方向)に移動されるので、締付ローラ14A〜14Dによってキャップ部3Aが挟持される(図7の中心線より左側の状態)。
この後は、キャッピングヘッド1全体が下降された後に駆動軸11が回転されるので、締付ローラ14A〜14Dが回転される。交換ユニットU2の方向規制部47によってトリガー部3Bが所定方向に維持された状態においてキャップ部3Aが容器2の口部2Aに螺着される。なお、ベアリング48により交換ユニットU2における接続部6Aが空回りすることで、駆動軸11の回転は方向規制部47には伝達されない。
この後、供給源62からチャンバ60への圧縮エアの供給が停止されるので、可動アーム55A、55Bが拡開されて両ホルダ165A、165Bが離隔する方向に移動される。そのため、締付ローラ14A〜14Dによるキャップ部3Aの挟持状態が解放される。その後、キャッピングヘッド1全体が昇降機構によって上昇されるようになっている。
このようにして、第2使用形態として、交換ユニットU2とローラユニットR2を用いてトリガー付きキャップ3を容器2に取り付けるようになっている。
この場合には、先ず交換ユニットU1を連結具13から取り外した後、交換ユニットU3を連結具13により駆動軸11に連結する。その時、ストッパ49の嵌合孔49Aに係合ピン7Bを嵌合させる。その後、図6に示したローラユニットR1を従動回転軸24A〜24Dから取り外し、その後、ローラユニットR3を各従動回転軸24A〜24Dの下方部分として取り付ける。
このローラユニットR3の取り付け後の状態では、チャンバ60には圧縮エアは供給されていないので、可動アーム55A、55Bとホルダ165A、165Bは拡開された状態となっている(中心線よりも右側の状態)。そのため、交換ユニットU3における一対の挟持部材51、51も開放状態となっている(図8の中心線よりも右側の状態)。
この後は、上記第1実施例の図5の使用形態と同様にキャッピングヘッド1を昇降機構4により昇降させて、交換ユニットU3における係合溝47Aにポンプ付きキャップ3の作動部3C、ノズル3Dを嵌合させる。その後、チャンバ60に供給源62から圧縮エアを供給する。それにより、可動アーム55A、55B及びホルダ165A、165Bが閉鎖方向に移動されるので、締付ローラ14A〜14Dによってキャップ部3Aが挟持される(図8の中心線より左側の状態)。また、それと同時に、挟持部材51、51がホルダ165A、165Bを介して閉鎖方向に移動されて、本体部3Bを挟持する(図8の中心線よりも左側の状態)。
この後は、キャッピングヘッド1全体が昇降機構4によって下方側の容器2に向けて下降された後に駆動軸11が回転されるので、締付ローラ14A〜14Dが回転される。これにより、交換ユニットU3の方向規制部47によってノズル3Dと作動部3Cが所定方向を向けた状態においてキャップ部3Aが容器2の口部2Aに螺着される。なお、ベアリング48により交換ユニットU3における接続部6Aが空回りすることで、駆動軸11の回転は方向規制部47には伝達されない。
この後、供給源62からチャンバ60への圧縮エアの供給が停止されるので、可動アーム55A、55B及びホルダ165A、165Bが拡開されて、締付ローラ14A〜14Dによるキャップ部3Aの挟持状態が解放されるとともに、挟持部材51による本体部3Bの挟持状態も解放される。この後、キャッピングヘッド1全体が昇降機構によって上昇されるようになっている。
このようにして、第2使用形態として、交換ユニットU3とローラユニットR3を用いてポンプ付きキャップ3を容器2に取り付けるようになっている。
図6〜図8に示した第2実施例は、各使用形態において交換ユニットU1〜U3の交換とともにローラユニットR1〜R3の交換も必要であるが、この第2実施例のキャッピングヘッド1であっても上記第1実施例と同等の効果を得ることが可能である。
また、上記締付チャック5としては、図1に示した締付チャック以外の公知の構造を適用することが可能である。
さらに、交換ユニットU2、U3の方向規制部47は、連結具13を介して駆動軸11に連結しない構成を採用しても良い。この場合には、上方側の棒状部6を省略して方向規制部47のみで構成した交換ユニットU2、U3を支持部材7に直接、着脱させる構成となる。
3‥キャップ 3A‥キャップ部
3B‥トリガー部 3C‥作動部
3D‥ノズル 5‥締付チャック
11‥駆動軸 12‥サーボモータ
14A〜14D‥締付ローラ 15‥動力伝達機構
16‥開閉機構 24A〜24D‥従動回転軸
U1〜U3‥交換ユニット
Claims (3)
- 駆動源によって回転される駆動軸と、キャップと接触して該キャップを回転させる複数の締付ローラと、駆動軸の回転を上記締付ローラに伝達する動力伝達機構と、キャップを挟持する閉鎖位置とキャップを解放する解放位置とに上記締付ローラを移動させる開閉機構とを備えたキャッピングヘッドにおいて、
上記駆動軸に着脱自在に連結可能であって、スクリューキャップを保持して回転可能な第1の交換ユニットと、上記駆動軸に着脱自在に連結可能であって、かつ、ディスペンサ付きキャップにおけるディスペンサ部の回転を阻止する方向規制部を有する第2の交換ユニットとを備えて、
上記第1の交換ユニットが駆動軸に連結され、上記駆動軸の回転により第1の交換ユニットを回転させてスクリューキャップが容器に取り付けられる第1使用形態と、
上記第2の交換ユニットが駆動軸に連結され、該第2の交換ユニットが備える方向規制部によりディスペンサ付きキャップのディスペンサ部の回転が阻止された状態で、上記開閉機構によって締付ローラがディスペンサ付きキャップのキャップ部に接触させられ、該締付ローラによりキャップ部が回転されて容器に取り付けられる第2使用形態を備えることを特徴とするキャッピングヘッド。 - 上記第1の交換ユニットは、キャップを着脱自在に保持する締付チャックと、この締付チャックの上部に設けられて駆動軸に連結される接続部とを備えており、
上記第2の交換ユニットは、ディスペンサ部を保持する上記方向規制部と、この方向規制部に対して相対回転可能に設けられて、上記駆動軸に連結される接続部と、上記方向規制部に設けられて、上記接続部が駆動軸に連結された際に上記方向規制部の回転を阻止するストッパとを備えることを特徴とする請求項1に記載のキャッピングヘッド。 - 上記第1の交換ユニットが上記駆動軸に連結された状態では、該第1の交換ユニットの締付チャックは、上記締付ローラよりも下方側に位置することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のキャッピングヘッド。
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