JP7464834B2 - Cappa - Google Patents
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Description
本発明は、キャップを容器に打栓するキャッパに関する。 The present invention relates to a capper that seals a container with a cap.
キャッピングヘッドで保持するキャップを容器の口部に押し込んで装着する打ち込み式のキャッパでは、打栓の際、キャップと容器の中心軸がずれていると、キャップや容器に強い負荷がかかり、傷が付いたりキャップが容器に斜めに打栓されるなどの不良が発生し得る。このような問題に対して、容器にキャップを打栓する際に、容器を把持するネックグリッパを一旦開放して打栓することで容器をキャップの軸心に倣わせる構成が提案されている(特許文献1)。 In a drive-in capper, in which a cap held by a capping head is pushed into the mouth of a container, if the central axes of the cap and the container are misaligned during capping, a strong load is placed on the cap and container, which can result in defects such as scratches or the cap being capped at an angle onto the container. To address this issue, a configuration has been proposed in which, when capping a container, the neck gripper that grips the container is temporarily opened and the cap is capped, so that the container follows the axis of the cap (Patent Document 1).
しかし、容器は内容物が充填されていて重量があるため、容器をキャップに倣わせるには強い負荷がキャップと容器にかかり傷付きが発生する恐れがある。 However, since the container is filled with contents and is heavy, conforming the container to the cap would place a large load on the cap and container, which could cause damage.
本発明は、大きな負荷をかけることなく、キャップと容器の位置合わせを行いつつ、打栓が可能なキャッパを提供することを課題としている。 The objective of the present invention is to provide a capper that can align the cap and container while capping them without applying a large load.
本発明の第1の発明であるキャッパは、キャップを把持するキャッピングヘッドと、前記キャッピングヘッドの下方に設けられ、容器を保持する容器保持手段と、前記キャッピングヘッドと前記容器保持手段を相対的に昇降させる昇降手段とを備え、前記キャッピングヘッドは、キャップの側面と当接して前記キャップを把持する把持位置とキャップの側面と離間して前記キャップを開放する開放位置とに移動可能な把持部と、キャップを打栓する際に前記キャップの天面と当接するプレートと、前記把持部を前記把持位置と前記開放位置とに移動させる駆動手段とを有し、キャップ供給手段から供給されるキャップを前記キャッピングヘッドにより把持した後、前記キャップを前記容器保持手段が保持する容器へ打栓するキャッパであって、打栓動作中において、キャップの下端が容器の天面と同じ高さになった後に、前記把持部を前記把持位置から前記開放位置に移動させて前記キャップを開放することにより、当該キャップを前記キャッピングヘッド内で水平方向に移動可能とし、前記プレートにより打栓することを特徴としている。 The first invention of the present invention is a capper comprising a capping head for gripping a cap, a container holding means provided below the capping head for holding a container, and a lifting means for relatively raising and lowering the capping head and the container holding means. The capping head has a gripping portion that can move between a gripping position where it contacts the side of the cap to grip the cap and an opening position where it moves away from the side of the cap to open the cap, a plate that contacts the top surface of the cap when capping, and a driving means for moving the gripping portion between the gripping position and the opening position. The capper grips a cap supplied from a cap supplying means with the capping head and then caps the cap into a container held by the container holding means. During the capping operation, after the bottom end of the cap is flush with the top surface of the container, the gripping portion is moved from the gripping position to the opening position to open the cap, making the cap movable horizontally within the capping head, and capping is performed with the plate.
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、前記キャッピングヘッドを回転させる回転手段と、前記キャッピングヘッドに把持されているキャップの方向を検出する方向検出手段とを備え、前記方向検出手段の検出信号に基づいて前記キャッピングヘッドを回転させることによりキャップの方向を揃えてから、前記キャップを前記容器保持手段が保持する容器へ打栓することを特徴としている。 The capper of the second invention of the present invention is the capper of the first invention, which is characterized in that it includes a rotating means for rotating the capping head and a direction detecting means for detecting the direction of the cap held by the capping head, and rotates the capping head based on the detection signal of the direction detecting means to align the cap direction, and then caps the containers held by the container holding means.
本発明によれば、大きな負荷をかけることなく、キャップと容器の位置合わせを行いつつ、打栓が可能なキャッパを提供することができる。 The present invention provides a capper that can align the cap and container and stopper the container without applying a large load.
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、本発明の一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、図1のキャッパの外周部に沿って設けられるキャッピングヘッドおよび容器保持部周辺の構造を示す縦断面図であり、キャッパの左半分のみが示される。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Fig. 1 is a plan view showing the arrangement of a capper according to one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a vertical cross-sectional view showing the structure of the capping head and container holding section provided along the outer periphery of the capper in Fig. 1, with only the left half of the capper being shown.
本実施形態のキャッパ10には、供給位置P1においてキャップ/容器供給ホイール12からキャップCおよび容器Vが供給される。キャップ/容器供給ホイール12は、上段にキャップ供給ディスク、下段に容器供給ホイールを備える回転体である。上段のキャップ供給ディスクにはキャップ供給シュート14からキャップCが供給され、下段の容器供給ホイールには容器供給コンベヤ16からインフィードスクリュ16Aを介して内容物が充填された容器Vがハカマ24A内に収容された状態(図2参照)で供給される。
In this embodiment, caps C and containers V are supplied to the
キャッパ10は、外周に沿って複数のキャッピングヘッド22と、各キャッピングヘッド22に対応する容器保持部(容器保持手段)24とを備えるホイール式のキャッパである。供給位置P1において、キャッピングヘッド22にはキャップ/容器供給ホイール12のキャップ供給ディスクからキャップCが受け渡され、容器保持部24にはキャップ/容器供給ホイール12の容器供給ホイールからハカマ24A内に収容された容器Vが受け渡される。
The
図1に示されるように、供給位置P1から下流側に向けての所定区間は、後述するようにキャッピングヘッドを回転させて、キャップCの向きを容器Vの向きに合わる方向調整区間A1である。方向調整区間A1の下流側には、キャッピングヘッド22によりキャップCを容器Vの口部に装着する打栓区間A2が設けられる。打栓区間A2において打栓が完了した容器Vは、ハカマ24A内に収容された状態で打栓区間A2の下流側に位置する排出位置P2において排出ホイール18に受け渡され、更に排出コンベヤ20へと受け渡される。
As shown in FIG. 1, a predetermined section downstream from the supply position P1 is a direction adjustment section A1 in which the capping head is rotated to align the orientation of the cap C with the orientation of the container V, as described below. Downstream of the direction adjustment section A1 is a stoppering section A2 in which the
図2に示されるように、キャッパ10は中央に配置される固定軸10Aの周りにベアリング26A、26B等を介して回転体10Bが回転可能に保持される。回転体10Bは、容器保持部24が外周に沿って配置される下段回転部28Aと、各容器保持部24の真上に配置されるキャッピングヘッド22を保持する上段回転部28Bとを備える。また、回転体10Bの下端部外周には、ギヤ28Cが配置され、ギヤ28Cは、例えば図示しない駆動モータに連結されるウォームギヤ30により駆動される。これにより、回転体10Bは、固定軸10Aの周りに所定の速度で回転される。
As shown in FIG. 2, the
本実施形態の容器保持部24は、グリッパ24Bを備える。ハカマ24A内に収容された状態で受け渡された容器Vは、その首部がグリッパ24Bにより把持される。なお、グリッパ24Bの開閉動作は、図示しないカム機構により制御される。すなわち、グリッパ24Bは供給位置P1において閉じられ容器Vが把持され、排出位置P2の手前で開かれ容器Vが開放される。
In this embodiment, the
キャッピングヘッド22は、ヘッド保持部32の下端部に取り付けられる。ヘッド保持部32は、上段回転部28Bに昇降自在に保持され、その上端部近傍には、固定軸10Aに設けられるカム(昇降手段)34と係合するカムフォロア32A(昇降手段)が設けられる。すなわち、上段回転部28Bの回転にともない、ヘッド保持部32が周に沿って移動すると、カム34の形状に合わせてヘッド保持部32が昇降する。
The
また、キャッピングヘッド22は、ヘッド駆動部35を介して、ヘッド保持部32の内側を縦通する回転シャフト36の下端に取り付けられる。一方、回転シャフト36の上端はサーボモータ38に連結される。すなわち、キャッピングヘッド22は、サーボモータ38の駆動により回転可能である。
The
ヘッド駆動部(駆動手段)35は、圧縮エアを用いてキャッピングヘッド22のキャップ把持動作を制御する機構であり、その内側には軸に沿ってエアを流通するエア通路35Aが設けられ、エア通路35Aの下端は、後述するキャッピングヘッド22のチャック駆動機構に接続される。なお、エア通路35Aには、開閉バルブ35Bを介して圧縮エア源35Cから圧縮エアが供給可能である。
The head drive unit (drive means) 35 is a mechanism that uses compressed air to control the cap gripping operation of the
また、各キャッピングヘッド22の近傍には、後述するようにキャップCの向きを検出するためのレーザーセンサ(方向検出手段)40が配置される。レーザーセンサ40は、上段回転部28Bの下面から垂下する支持ロッド40Aにより保持される。
In addition, a laser sensor (direction detection means) 40 for detecting the orientation of the cap C is disposed near each
なお、サーボモータ38と開閉バルブ35Bの駆動は、図3のブロック図に示されるように、制御装置42によって制御される。制御装置42は、回転体10Bの位相を検出するエンコーダ42Aからの信号に基づき、後述するキャッピングヘッド22のチャックの開閉タイミングを判断し、開閉バルブ35Bの開閉を制御するとともに、レーザーセンサ40からの信号に基づきサーボモータ38を回転を制御して容器Vに対するキャップCの向きを所定の方向に調整する。
The drive of the
図4は、キャッピングヘッド22の縦断面図であり、図4(a)は、キャップCを保持する前の状態、図4(b)はキャップCを保持した状態が示される。また、図5は、キャッピングヘッド22のチャックの配置を示す平面図である。図4、図5を参照して、本実施形態のキャッピングヘッド22に設けられるチャック駆動機構の構成について説明する。
Figure 4 is a vertical cross-sectional view of the
キャッピングヘッド22は、下方に開放されたカップ状のヘッド本体22Aと、ヘッド本体22A内に収容されるチャック機構22Bと、ヘッド本体22Aの上部に設けられ、ヘッド駆動部35に接続される軸部22Cとを備える。軸部22Cの中心にはエア通路35Aが配置される。エア通路35Aは、軸部22Cの下方において放射状に分岐され、斜め下方に向けて延出し、ヘッド本体22Aの天面からヘッド本体22Aの内部へと連通される。
The
軸部22Cの下端部の中心には、下方に向けてロッド状の係止部材44が設けられ、ヘッド本体22A内へと延出する。ヘッド本体22A内の天面直下には、チャック機構22Bを構成するカム部材46が配置される。カム部材46の外周面はヘッド本体22Aの内周面に摺接し、その中心には係止部材44を気密的に挿通する孔46Aが設けられる。すなわち、カム部材46は、ヘッド本体22A内に昇降自在に配置され、エア通路35Aを通して圧縮エアがヘッド本体22A内に供給されると、ヘッド本体22Aの天面とカム部材46の頂面との間に圧縮エアが供給され、カム部材46はヘッド本体22Aの内周面に沿って下降される。なお、カム部材46の外周面の上端部には、シールリング46Bが装着され、ヘッド本体22Aの内周面との間を気密し、ヘッド本体22A内に供給された圧縮エアの漏出が防止される。
A rod-
カム部材46の下端面は円環状を呈し、円錐形に内側に傾斜するカム面46Cを備える。カム部材46の下方には、複数(例えば3つ)のチャック48が、カム面46Cに沿って環状に配置される。各チャック48は、キャップCの外周を外側から把持する把持部材48Aと、カム部材46と協働して各チャック48全体を径方向内側に向けて移動する従動部材48Bとを備える。
The lower end surface of the
各把持部材48Aは、例えば扇形平面形状を呈し、隣り合う把持部材48Aは、互いにスプリングなどの付勢部材50により連結され、各々が径方向外側に広がるように付勢される。把持部材48Aは、従動部材48Bにより径方向内側に向けて保持され、従動部材48Bの頂面は、カム面46Cと摺接する接触面48Cを備える。また、従動部材48Bの底面は、ヘッド本体22Aの下端部から内側に環状に延出するウエブ部22Dにより支持される。すなわち、チャック48はヘッド本体22Aの円筒内に収容され、カム部材46は、チャック48とヘッド本体22Aの天面の間に配置される。
Each gripping
また、カム面46Cよりも内側のカム部材46の下面において、孔46Aの周囲には、孔46Aから下方へ延出する係止部材44を取り囲むようにスプリングなどの付勢部材52Aが配置される。付勢部材52Aの下端には、キャップCの天面に当接するプレート52Bが、係止部材44の下端面を覆うように水平に配置される。
In addition, on the underside of the
チャック48は、付勢部材50により拡径するように付勢されるため、把持部材48Aは径方向外側に付勢される。これにより、カム部材46は、カム面46Cに摺接する従動部材48Bの接触面48Cにより上方へ付勢される。したがって、圧縮エアがヘッド本体22A内に供給されていない場合、チャック48は開いた状態(拡径した状態)に維持され(開放位置)、カム部材46は、その頂面がヘッド本体22Aの天面に当接した状態に維持される。
The
次に、図1~図3、図6~図8を参照して、本実施形態のキャッパ10におけるキャッピング動作について説明する。なお、図6は、方向調整区間A1におけるキャッピングヘッド22とレーザセンサ40の位置関係を示す縦断面図である。また、図7は打栓区間A2において、キャッピングヘッド22により把持されるキャップCが容器Vの口部近くまで下降された状態を示す側面図であり、図8は、打栓区間A2の後半において、チャック48が開放され、キャップCがプレート52Bと容器Vの口部により挟まれて保持される状態を示す。
Next, the capping operation of the
図1の供給位置P1よりも上流側、かつ排出位置P2よりも下流側において、キャッピングヘッド22は、図4(a)の状態に維持されている。供給位置P1の手前からキャッピングヘッド22は、カム34とカムフォロア32Aの係合により僅かに下降され、キャップ/容器供給ホイール12のキャップ供給ディスク上のキャップCをヘッド本体22A内へと挿入する。
Upstream of the supply position P1 in FIG. 1 and downstream of the discharge position P2, the capping
図4(b)に示されるように、キャッピングヘッド22はキャップCの頂部がプレート52Bに押接し、付勢部材52Aの付勢力に抗してプレート52Bが係止部材44の下端面に当接するまでヘッド本体22Aが下降される。その後、供給位置P1において、開閉バルブ35Bが開かれ圧縮エア源35Cの圧縮エアが、エア通路35Aを通してヘッド本体22A内に供給され、カム部材46が下方に押し下げられる。これにより、底部がウエブ部22Dにより上下方向の移動が規制されたチャック48は、カム面46Cと接触面48Cの接触により、付勢部材50の付勢力に抗して径方向内側へと移動され、把持部材48Aは、キャップCの外周面(側面)を三方から把持する(把持位置)。
As shown in FIG. 4(b), the capping
略同時に、キャッピングヘッド22は、カム34とカムフォロア32Aの係合により僅かに上昇され、キャップCはキャッピングヘッド22に受け渡される。キャップCは、開口縁外側に例えば突起Cpを備え、方向調整区間A1では、キャッピングヘッド22は、図6に示されるように、把持したキャップCの突起Cpの高さがレーザーセンサ40と同じレベルとなる高さに維持される。
At approximately the same time, the capping
方向調整区間A1において、制御装置42はサーボモータ38によりキャッピングヘッド22を回転し、レーザセンサ40によりキャップCの突起Cpが検出されると、その位置からサーボモータ38を所定角度だけ回転させキャッピングヘッド22に把持されるキャップCの向きを容器保持部24に保持される容器Vの向きに合せる。
In the direction adjustment section A1, the
打栓区間A2に入ると、図7に示されるように、キャッピングヘッド22は、カム34とカムフォロア32Aの係合により下降される。図8に示されるように、容器Vの口部がキャップCの下端に少し入り込む高さまで下降すると、開閉バルブ35Bが閉じられ、付勢部材50の付勢力により、チャック48が径方向外側に移動され、キャップCの把持が解放される。すなわち、方向調整区間A1および打栓区間A2の初期の一定区間に亘る区間B1に亘り、チャック48はキャップCを把持しているが、その後、次に供給位置P1に達するまでの区間B2においてチャック48は開放され、打栓が完了するまでの間、キャップCはプレート52Bと容器Vの口部の間に挟まれた状態で保持される。なお、チャック48を開放するタイミングは、予め記憶された回転体10Bの位相とチャック48の高さとの関係と、エンコーダ42Aから信号に基づき制御される。
When the capping
キャッピングヘッド22は、チャック48を開放したまま図8の状態から更に下降され、キャップCの天面に当接するプレート52BによりキャップCが容器Vの口部に押し込まれキャップCが容器Vに完全に打栓されると打栓区間A2が終了する。キャッピングヘッド22は、カム34とカムフォロア32Aの係合により排出位置P2までに、打栓されたキャップCと干渉しない高さまで上昇され、供給位置P1までには、初期高さにまで上昇される。
The capping
打栓区間A2において、キャップCと容器Vの口部の中心軸がずれている場合、図8の状態から打栓完了まで、キャップCはチャック48により把持されておらず、プレート52Bと容器Vの間に挟まれることで保持されているため、水平方向の移動が規制されていない。また、本実施形態のキャップCの開口縁内側は、下方へ向かって徐々に外方へ拡開するテーパー面を有しており、打栓動作中に容器Vの口部の天面がテーパー面に当接し、キャップCが容器に倣って水平移動する。したがって、キャッピングヘッド22のプレート52Bにより容器Vの口部に押圧されると、キャップCは口部に倣って水平移動され、適正な位置で口部に打栓される。なお、キャップCや容器Vの口部の形状は、キャップCが容器Vの口部に押し当てられると、これに倣って水平移動(位置合わせ)可能なものであれば本実施形態に限定されるものではない。
In the stoppering section A2, if the central axes of the cap C and the mouth of the container V are misaligned, the cap C is not gripped by the
以上のように、本実施形態によれば、チャックによってキャップを把持した後に、打栓を行うにあたって、キャップの下端が容器の天面と同じ高さになった後に、チャックを開放してキャップをチャック内で横移動(水平移動)可能としたことで、キャップや容器に大きな負荷がかかることな適正な位置での打栓が可能となる。 As described above, according to this embodiment, after the cap is gripped by the chuck, when the cap is to be stoppered, the chuck is released and the cap can be moved laterally (horizontally) within the chuck after the bottom end of the cap is flush with the top surface of the container, making it possible to stopper the cap in the correct position without placing a large load on the cap or container.
なお、本実施形態のキャッパでは、キャッピングヘッドを昇降させたが、容器保持部を、または両者を昇降させて打栓を行う構成でもよい。また、把持部の構成としては、エアにより膨張するゴム部材を配置して、エアを供給することによってゴムを膨張させてキャップを把持するとともに、エアを供給しないことによってゴムが膨張せずにキャプを開放する構成であってもよい。また、本実施形態では、容器の口部がキャップに少し入り込んだ時にチャックを開放したが、キャップの下端が容器の天面と同じ高さになったときにチャックを開放しても良い。 In the capper of this embodiment, the capping head is raised and lowered, but the container holding part or both may be raised and lowered to cap the container. The gripping part may be configured to have a rubber member that expands with air, and the rubber expands when air is supplied to grip the cap, and the rubber does not expand when air is not supplied to open the cap. In this embodiment, the zipper is opened when the mouth of the container is slightly inserted into the cap, but the zipper may be opened when the bottom end of the cap is flush with the top of the container.
10 キャッパ
10A 固定軸
10B 回転体
22 キャッピングヘッド
32A カムフォロア
34 カム
35A エア通路
35 ヘッド駆動部
35B 開閉バルブ
35C 圧縮エア源
38 サーボモータ
40 レーザーセンサ
46 カム部材
48 チャック
A1 方向調整区間
A2 打栓区間
B1 チャックを閉じた区間
B2 チャックを開放した区間
C キャップ
V 容器
REFERENCE SIGNS
Claims (2)
前記キャッピングヘッドの下方に設けられ、容器を保持する容器保持手段と、
前記キャッピングヘッドと前記容器保持手段を相対的に昇降させる昇降手段とを備え、
前記キャッピングヘッドは、
キャップの側面と当接して前記キャップを把持する把持位置とキャップの側面と離間して前記キャップを開放する開放位置とに移動可能な把持部と、
キャップを打栓する際に前記キャップの天面と当接するプレートと、
前記把持部を前記把持位置と前記開放位置とに移動させる駆動手段とを有し、
キャップ供給手段から供給されるキャップを前記キャッピングヘッドにより把持した後、前記キャップを前記容器保持手段が保持する容器へ打栓するキャッパであって、
打栓動作中において、キャップの下端が容器の天面と同じ高さになった後に、前記把持部を前記把持位置から前記開放位置に移動させて前記キャップを開放することにより、当該キャップを前記キャッピングヘッド内で水平方向に移動可能とし、前記プレートにより打栓することを特徴とするキャッパ。 A capping head that holds the cap;
a container holding means provided below the capping head for holding a container;
a lifting means for lifting the capping head and the container holding means relative to each other,
The capping head is
a gripping portion that is movable between a gripping position where the gripping portion abuts against a side surface of the cap and grips the cap, and an opening position where the gripping portion moves away from the side surface of the cap and opens the cap;
a plate that comes into contact with a top surface of the cap when the cap is plugged;
a driving means for moving the gripping portion between the gripping position and the release position;
A capper that grips a cap supplied from a cap supplying means with the capping head and then caps the cap into a container held by the container holding means,
A capper characterized in that, during a capping operation, after the lower end of the cap becomes flush with the top surface of the container, the gripping portion is moved from the gripping position to the open position to open the cap, thereby making the cap movable horizontally within the capping head and capping the container with the plate.
前記キャッピングヘッドに把持されているキャップの方向を検出する方向検出手段とを備え、
前記方向検出手段の検出信号に基づいて前記キャッピングヘッドを回転させることによりキャップの方向を揃えてから、前記キャップを前記容器保持手段が保持する容器へ打栓することを特徴とする請求項1に記載のキャッパ。 A rotating means for rotating the capping head;
a direction detection means for detecting a direction of the cap held by the capping head,
2. The capper according to claim 1, wherein the capping head is rotated based on a detection signal from the direction detection means to align the direction of the cap, and then the cap is capped into the container held by the container holding means.
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