JPH0885591A - ボトル把持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 軟質で変形し易いボトルのねじ蓋を巻き締め
するのに十分な抵抗トルクが得られる蓋締め装置におけ
るボトル把持装置を提供する。 【構成】 ボトル台７９の上方に固設され、周辺に複数
の半円形の凹部を有する円板状のスターホイール８０
と、上部に形成された短筒部８２ａに内径がボトルＡの
外形より若干大きいゴム製の中空輪８３を内装し、同中
空輪８３の内部と連通する空気通路８２ｂを有し、同中
空輪８３の中心を前記スターホイール８０の半円形の凹
部の中心と同軸に、かつ上下に摺動自在にボトル台７９
に支承された複数の把持体８１と、同把持体８１を所定
位置に合わせて上下動する上下動装置と（８４，８５）
と、所定位置に合わせて前記中空輪８３に高圧又は負圧
エアを供給又は排出する空気給排手段８６とより成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓋締め装置におけるボト
ルの把持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来採用されているこの種蓋締め装置に
おけるボトルの把持装置の１例を図５〜図８によって説
明すると、図５はボトルの把持装置が装着されているキ
ャッパ（蓋締め機）を示す正面図、図６は一対の把持体
を示す平面図、図７は一方の把持体（把持アーム）をそ
の一部を破断して示す斜視図で、基台２上にキャッパ本
体１が回転可能に設けられている。キャッパ本体１の上
方部材の周囲には、キャップをボトルＡに嵌着（蓋締
め）するために、同キャップを把持するエアチャック３
がその把持ヘッドを下方に向けて複数設けられており、
これらの把持ヘッドに対応する下方位置に、図６に示す
ような一対の把持アーム４ａ，４ｂからなる把持体４が
それぞれ設けられている。また図５には一部を省略して
２個のエアチャック３及び、二対の把持体４が示されて
いる。一対の把持体４（把持アーム４ａ，４ｂ）は、図
６に示す如く互いに対象的に構成されている。前記一対
の把持アーム４ａ，４ｂは、それぞれアーム本体４１及
び一対の可動片４９，４９’を具備しており、同アーム
本体４１は、その基部４２がキャッパ本体１に設けられ
た回動駆動軸５に一体的に固設されており、回動駆動軸
５の回動駆動によって回動されるようになっている。ま
た前記基台２に隣接した位置に、前記一対の回動片４
９，４９’の駆動源である外部駆動ロボット６が設けて
ある。この外部駆動ロボット６は、屈折自在の腕７を備
えており、同腕７の先端には、設定データ（回転方向、
回転角度）に基づいて駆動されるステッピングドライバ
８を装着してある。この他図５中、９はキャップをエア
チャック３の把持ヘッド部分に順次供給するキャップフ
ィーダ、１０はボトルＡを順次供給するフィードスクリ
ュである。

【０００３】次に前記把持アーム４ａについて詳細に説
明する。なお、一対の把持アーム４ａ，４ｂは対照的に
構成されているため、以下には主として一方の把持アー
ム４ａについて説明することにする。前記アーム本体４
１の基部４２には切欠き４３を有する取付孔４４を穿設
してあり、同アーム本体４１は同取付孔４４を介して前
記回動駆動軸５に固定してある。即ち、固定用ボルト４
５を締め付けることにより同回動駆動軸５に一体的に固
定する。なお、図６中１１は両回動駆動軸５，５’間に
架設された補強プレートである。また図７に示すよう
に、アーム本体４１の先端部４６には溝部４７を形成し
てあり、同溝部４７には、内面を凹曲面となした把持面
４８，４８’をそれぞれ有する一対の可動片４９，４
９’を、互いに把持面４８，４８’を対向させて支軸５
０，５０’に旋回可能に装着してある。そして一対の可
動片４９，４９’の両把持面４８，４８’によって可変
把持凹部５１を形成するようにしてある。また一対の可
動片４９，４９’の基端は、互いに噛合する歯５２，５
２’によって連結されていて、一方の可動片４９’を旋
回させることにより、他方の可動片４９を逆方向に旋回
させるようにしてあり、可動片４９，４９’が互いに逆
方向に旋回することにより、前記可変把持凹部５１の形
状を変更できるようにしてある。

【０００４】また可動片４９’は、同可動片４９’の先
端部とアーム本体４１の基部４２との間に架設したスプ
リング５３によって、一対の可動片４９，４９’の先端
部の間隔が開く方向に付勢されており、可動片４９’の
把持面４８’と反対の面を、アーム本体４１に設けたス
ピンドル５４の一端部に当接するようにしてある。また
前記スピンドル５４はアーム本体４１に穿設されている
通孔５５に摺動可能に挿入され、スピンドル５４の他端
部にはピン５６を同他端部の両側に突出させて貫通固定
してあり、同ピン５６を前記通孔５５の左右両側に形成
した溝５７に摺動可能に係合して、スピンドル５４の回
転を阻止するようにしてある。また前記スピンドル５４
の外周面には雄ねじ５８を形成してあり、アーム本体４
１には収納部５９が形成され、前記雄ねじ５８は図７に
示す如く同収納部５９内に回転可能に収納された歯車６
０の回動中心に形成されている雌ねじ６１と噛合されて
いる。そして歯車６０の回転により、スピンドル５４を
可動片４９に向かって進退可能としてあり、可動片４
９，４９’の先端間をスプリング５３の弾性復帰力又は
それに抗して開閉できるようにしてある。また前記歯車
６０は、歯車６２に噛合されており、歯車６２は、アー
ム本体４１の上面に形成された軸受６３に回転可能に設
けてある入力軸６４の一端に固定されている。入力軸６
４の他端には溝状の係合部６５を形成してあり、同係合
部６５は前記外部駆動ロボット６に設けられたステッピ
ングドライバ８の先端部に係脱可能に係合されるように
してある。そして前記スピンドル５４，歯車６０，６２
及び入力軸６４によって、一対の可動片４９，４９’を
対照的に旋回させる駆動伝達機構６６を構成し、この駆
動伝達機構６６によって一対の可動片４９，４９’を対
照的に旋回させ、ボトルの形状に応じて可変把持凹部５
１の形状（開度）を変更できるようにしてある。

【０００５】次にこの把持装置の動作を説明する。ボト
ルＡ，Ａ’を把持するには、先ず一対の把持アーム４
ａ，４ｂそれぞれの可変把持凹部５１，５１’が、それ
らによって把持されるボトルＡ，Ａ’の側面形状に適合
するように調整される。キャッパ本体１が旋回されて把
持アーム４ａが指定位置に移動されると、外部駆動ロボ
ット６の腕７が前進し、ステッピングドライバ８の先端
が入力軸６４の係合部６５にドッキングされ、入力軸６
４、従って歯車６２及び歯車６０を所定量回転させ、ス
ピンドル５４を通孔５５に沿って可動片４９’の方向に
所定距離摺動させる。スピンドル５４の可動片４９’方
向への摺動により、可動片４９’が、スプリング５３の
弾性復帰力に抗して閉じる方向に所定角度だけ旋回さ
れ、同可動片４９’の旋回と同時に可動片４９も歯５
２’，５２を介して閉じる方向に所定角度だけ旋回され
る。このようにして、両可動片４９，４９’は、それぞ
れ閉じる方向に所定角度旋回され、その結果前記可変把
持凹部５１がボトルＡ’の側面形状に沿うように調整さ
れる。

【０００６】前記の如く可変把持凹部５１の所定の調整
がなされると、ステッピングドライバ８用のモータが停
止され、ステッピングドライバ８の先端と前記入力軸６
４の係合部６５とのドッキングが解除され、外部駆動ロ
ボット６の作動が解除され、一方の把持アーム４ａの可
動把持凹部５１の調整が終了する。以上のようにして一
方の把持アーム４ａの可変把持凹部５１の調整が終了し
た後、前記のステップを繰り返して、他方の把持アーム
４ｂの可変把持凹部５１を同様に調整する。次いで前記
のようにして一対の把持アーム４ａ，４ｂそれぞれの可
変把持凹部５１の調整が終了した後、回動駆動軸５，５
をそれぞれ反対方向に回動させて、前記の一対の把持ア
ーム４ａ，４ｂをそれぞれ図６における２点鎖線で示す
位置から同図における実線で示す位置に回動させ、それ
らの可変把持凹部５１，５１（２点鎖線）によりボトル
Ａ’（２点鎖線）を把持することにより、ボトルＡ’の
把持動作が終了する。

【０００７】図８は前述とは別の例で、円形断面のボト
ル用の把持体６７を示しており、前述の例の把持体４に
対応している。アーム本体６８は回転駆動軸５に固定さ
れ、先端部には把持片６９がねじ７０によって取り付け
られ、この把持片６９の凹部には軟質のゴム７１が固着
され、内径はボトルの外形に等しくなっていて、２本の
アーム本体７１を閉じたときボトルの側面部となじむよ
うになっている。なお、ボトルの外形が異なるときはこ
のボトルに適合する把持片６９に取り替える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが前記従来のも
のにおいて、ボトルの蓋がねじ蓋になっている場合は、
口が雄ねじになったボトルを把持装置によって把持して
固定し、これに雌ねじをもつねじ蓋を蓋締めヘッドのエ
アチャックで押し付けながら回して巻締め（螺着）る
が、この時の締め付けトルク（締め付けモーメント）は
相当大きくなり、ボトルの胴の断面が円形又は円形に近
い多角形の場合は滑り易く、把持面に十分の押圧力を加
える必要がある。一方ガラスのボトルの場合は特に問題
はないが、樹脂のボトル、例えばＰＥＴボトルの場合
は、この押圧力によってボトルが変形し、必要な抵抗ト
ルクが得られなくなって、ねじ蓋の締め付けが不十分に
なったり、或いは変形によってボトルの内容積が変化
し、充填液がこぼれたりするなどの不具合があった。

【０００９】従って前記図６に示すような把持凹部の形
状を可変とするような把持体では、ボトルの形状と正確
には一致しないので強い押圧力を加えると変形し、また
図８に示すような把持体では、２個の把持アームの先端
の間隔が大きいとボトルが変形し、小さくするとボトル
を定位置に受け入れるために大きく開く必要があり、複
数個の把持体を配列すると開き方向の寸法が大きくなる
ため、装置が大きくなる等の不具合があった。このため
本発明は、前記従来のボトル把持装置における課題を解
決して、ボトルを円周方向に均等に把持することを可能
にして軟質で変形し易いＰＥＴボトルや、多角形ボトル
におけるねじ蓋を巻締めするのに十分な抵抗トルクが得
られる蓋締め装置におけるボトル把持装置を提供しよう
とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、回転
する軸の周りに配設された複数の蓋締めヘッドによっ
て、同蓋締めヘッドと一体に回転するボトル台上で同蓋
締めヘッドの直下に保持されたボトルに、蓋を嵌着又は
巻締めするキャッパにおいて、前記ボトル台の上方に固
設され、周辺に複数の半円形の凹部を有する円板状のス
ターホイールと、上部に形成された短筒部に内径がボト
ルの外形より若干大きいゴム製の中空輪を内装し、同中
空輪の内部と連通する空気通路を有し、同中空輪の中心
を前記スターホイールの半円形の凹部の中心と同軸に、
かつ上下に摺動自在にボトル台に支承された複数の把持
体と、同把持体を所定位置に合わせて上下動する上下動
装置と、所定位置に合わせて前記中空輪に高圧又は負圧
エアを供給又は排出する空気給排手段とより成り、前記
上下動装置によって把持体を所定位置で上下動させ、前
記空気給排手段によって中空輪を膨張又は収縮させてボ
トルを把持又は解放することを特徴とするもので、これ
を課題解決のための手段とするものである。

【００１１】

【作用】本発明では、キャッパに送り込まれたボトル
は、側面をスターホイルの半円形の凹部に嵌められ、反
対側をガイドによって案内され暫く走行して蓋締め工程
領域に入るが、この間に中空輪をカムによって下降さ
せ、また空気給排手段の高圧空気用のポートから高圧空
気を送って膨らませボトルを把持する。そしてその押圧
力の強さは高圧空気の圧力を変えて調整する。次いで蓋
締めヘッドが下降して蓋の巻締めを行ない、巻締めが終
了すると摺動リングの空気孔は固定リングの負圧空気ポ
ート域に進み、中空輪は中の空気を吸い取られ収縮して
ボトルの把持を解除し、次いで中空輪を上昇させて出口
スターホイールに引き渡す。ゴム等弾性材で形成された
中空輪でボトルの側面の全周を把持するので、軟質で変
形し易いＰＥＴボトル或いは断面が多角形のボトルでも
変形することなく、ねじ蓋を巻締めするのに必要な十分
の抵抗トルクが得られるように把持することができる。

【００１２】

【実施例】以下本発明を図面の実施例について説明する
と、図１〜図４は本発明の実施例を示し、図１は、本発
明のボトルの把持装置が装着されているキャッパの配置
を示す平面図である。図において７５は上流側の装置、
例えば充填装置（フィラ）との間に配設される転送スタ
ーホイール、７６は下流側に配設される出口スターホイ
ール、７７はキャッパである。またボトルＡは転送スタ
ーホイール７５の外周部に設けられた半円形の凹部とガ
イドに挟まれ、矢印Ｌ方向に送られてキャッパ７７に引
き渡され、ここで後述するように蓋を巻締めされながら
矢印Ｍ方向に進み、次いで出口スターホイール７６によ
って矢印Ｎ方向に搬出される。図２は図１のＢ〜Ｂ断面
図、図３は図１のキャッパ７７の拡大平面図、図４は後
述の把持体上部の拡大側面図である。

【００１３】これらの図（主として図２）において、７
８はキャッパ７７の回転軸、７９は回転軸７８に固設さ
れ、ボトルＡを載置して回転するボトル台、８０はボト
ル台７９に着脱自在に固設され外周部に複数の半円形の
凹部と後述の把持体を挿通させるための切欠き孔を有す
るスターホイールで、このスターホイール８０はボトル
Ａの外形に応じて適宜のものに取り替えられる。８１は
ボトル台に上下に摺動自在に支承されてボトルＡを把持
する把持体、８２は上部が水平に折れ曲がった形で短筒
部８２ａが形成されている把持体本体、８３は把持体本
体８２の短筒部８２ａの内周面に嵌装粘着されたゴム製
の中空輪、８２ｂは把持体本体８２の下部から中空輪８
３の内部に通ずる空気通路、８４は把持体本体８２の下
部に固設されたカムフォロワ、８５はキャッパ７７の架
台側に固設され前記カムフォロワ８４と係合して把持体
８１を上下動させる環状の溝カム、８６は中空輪８３に
空気を吹き込んだり吸い出したりして膨張収縮させる空
気給排手段である。なお、把持体本体８２はキーによっ
てボトル台７９に対する水平な回転運動は拘束されてい
る。

【００１４】８７はキャッパ７７の架台側に固設され、
上面に上向きの『コ』の字形の溝とその溝の底に高圧空
気用ポート８７ａと、負圧空気用ポート８７ａ’の２つ
のポートを直列に備えた環状の固定リング、８８は回転
軸７８に固設されて把持体８１と共に回転し、固定リン
グ８７に摺動自在に、かつ気密に嵌装され、複数の空気
孔８８ａを備えた環状の摺動リング、８９はアングル形
のニップル９０を介して把持体本体８２の空気通路８２
ｂと摺動リング８８の空気孔８８ａ間に装着された可撓
空気管、９１（又は９１’）は高圧空気（又は負圧空
気）の供給管、９２はキャッパ７７の本体側に固設され
たブラケットに螺着され、ロックナット９３によって固
定されたスリーブ、９４は固定リング８７とスリーブ９
２の間に介装された圧縮ばねで、これらの部材で空気給
排手段８６を形成しており、固定リング８７はその下部
に固設された複数のピン８７ｂを摺動自在にスリーブ９
２に内嵌装し、圧縮ばね９４によって常に摺動リング８
８側に押圧されている。また９５は蓋締めヘッド（従来
例のエアチャック３に相当）である。

【００１５】次に以上の如く構成された実施例について
作用を説明すると、ボトルＡは転送スターホイール７５
によって運ばれてキャッパ７７に渡される。キャッパ７
７では、ボトルＡの側面をスターホイール８０の凹部に
嵌め、反対側をガイドで案内して、蓋締め工程領域に進
める。キャッパ７７がボトルＡを受け取るＣ位置（図
１）では把持体８１は溝カム８５によって上昇位置（図
２中の実線で示す位置）にあり、ボトルＡはその短筒部
８２ａの真下に入る。ここから把持体８１は下限位置
（図２中の２点鎖線で示すＧ位置）に下降を始め、下降
が終わったＥ位置（図１）からは、固定リング８７のポ
ートは高圧空気用のポート８７ａとなり、可撓空気管８
９を介して高圧空気が送られて中空輪８３が膨らみ（図
４の２点鎖線）ボトルＡを把持する。次いでボトルＡは
蓋閉め工程領域に入り、蓋締めヘッド９５が下降してね
じ蓋を巻締めする。蓋締めが終了したＦ位置（図１）か
らは、固定リング８７のポートは負圧空気用ポート８７
ａ’に変わり、中空輪８３内の空気を吸引し、中空輪８
３は収縮してボトルＡの把持を解除する。続いてＤ位置
（図１）から把持体８１が再び上昇を始め、上限位置に
達した後ボトルＡは出口スターホイール７６に引き渡さ
れ、次工程に送り出される。 このように把持体８１の
把持力はボトルの全周について空気圧で調整するので、
蓋の巻締めに必要な十分な抵抗トルクを得ることがで
き、またボトルＡの断面形状が多角形であっても中空輪
８３の内周がよく馴染んで、滑ることがない。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く本発明によれ
ば、空気の給排による中空輪を介してボトル側面の全周
を締め付けて把持するので、ボトルは円周方向に均等に
圧縮され、半径方向の曲げ力を生じないので、軟質で変
形し易いＰＥＴボトル、或いは断面が円に近い多角形の
ボトルでも変形させることなく、ねじ蓋を巻締めするの
に必要な十分の抵抗トルクが得られるように把持するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すボトル把持装置を装着し
たキャッパにおけるスターホイール部の平面図である。

【図２】図１のＢ〜Ｂ断面図である。

【図３】図１のキャッパにおけるスターホイールの拡大
平面図である。

【図４】同把持体上部の拡大側断面図である。

【図５】従来のボトル把持装置を装着したキャッパの正
面図である。

【図６】図５の把持体の平面図である。

【図７】同把持体の斜視図である。

【図８】従来の別の把持体の平面図である。

【符号の説明】

７７ キャッパ ７８ 回転軸 ７９ ボトル台 ８０ スターホイール ８１ 把持体 ８２ａ 短筒部 ８３ 中空輪 ８４ カムフォロワ ８５ 溝カム ８６ 空気給排手段 ８７ 固定リング ８８ 摺動リング ８９ 可撓空気管 ９５ 蓋締めヘッド Ａ ボトル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する軸の周りに配設された複数の蓋
   締めヘッドによって、同蓋締めヘッドと一体に回転する
   ボトル台上で同蓋締めヘッドの直下に保持されたボトル
   に、蓋を嵌着又は巻締めするキャッパにおいて、前記ボ
   トル台の上方に固設され、周辺に複数の半円形の凹部を
   有する円板状のスターホイールと、上部に形成された短
   筒部に内径がボトルの外形より若干大きいゴム製の中空
   輪を内装し、同中空輪の内部と連通する空気通路を有
   し、同中空輪の中心を前記スターホイールの半円形の凹
   部の中心と同軸に、かつ上下に摺動自在にボトル台に支
   承された複数の把持体と、同把持体を所定位置に合わせ
   て上下動する上下動装置と、所定位置に合わせて前記中
   空輪に高圧又は負圧エアを供給又は排出する空気給排手
   段とより成り、前記上下動装置によって把持体を所定位
   置で上下動させ、前記空気給排手段によって中空輪を膨
   張又は収縮させてボトルを把持又は解放することを特徴
   とするボトル把持装置。