特開 2024-97531 キャッパー装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024097531

(43)【公開日】2024-07-19

(54)【発明の名称】キャッパー装置

(51)【国際特許分類】

   B67B 3/20 20060101AFI20240711BHJP

【ＦＩ】

B67B3/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023001035

(22)【出願日】2023-01-06

(71)【出願人】

【識別番号】516166317

【氏名又は名称】株式会社サイレック

(74)【代理人】

【識別番号】100104237

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 秀昭

(72)【発明者】

【氏名】横原 大

【テーマコード（参考）】

3E080

【Ｆターム（参考）】

3E080AA07

3E080CD08

3E080CF07

3E080CF11

3E080CF15

3E080DD15

3E080EE02

3E080EE03

3E080FF11

(57)【要約】

【課題】簡易な構成でもってコスト高を招くことなく処理能力を高めることができる安価で新規なキャッパー装置を提供する。
【解決手段】所定位置に順次搬送されて保持される容器Ａの口部Ａ１に対して、真上よりキャップＢを供給して載せるキャップ供給機構２０と、容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢを両側から挟み込み位置決めした後、該キャップＢに両側から逆方向の回転力を伝達して容器Ａの口部Ａ１に巻き締めるキャップ巻締機構３０と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボトル等の容器の口部にキャップを供給して巻き締めるキャッパー装置において、
所定位置に順次搬送されて保持される容器の口部に対して、真上よりキャップを供給して載せるキャップ供給機構と、
前記容器の口部上のキャップを両側から挟み込み位置決めした後、該キャップに両側から逆方向の回転力を伝達して容器の口部に巻き締めるキャップ巻締機構と、を備えたことを特徴とするキャッパー装置。

【請求項2】

前記キャップ供給機構は、
水平方向に１８０度ずつ正逆回転する反転支持バーと、
前記反転支持バーの一端側と他端側に、それぞれ上下方向に昇降可能に支持され、キャップを吸着して保持可能な一対の吸着ヘッドと、を有し、
前記反転支持バーは、一端側の前記吸着ヘッドが、順次搬送された定位置のキャップの天面に触れるように下降し吸着してから上昇すると共に、他端側の前記吸着ヘッドが、順次搬送された所定位置の容器の口部上に吸着保持中のキャップを載せるように下降し吸着解放してから上昇する動作に合わせて、正逆回転することを特徴とする請求項１に記載のキャッパー装置。

【請求項3】

前記キャップ巻締機構は、
所定位置に保持された容器の口部上のキャップに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体を有し、
前記各締付回転体は、先ずキャップに圧接して容器の口部に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに逆方向に回転することにより、キャップを回転させて容器の口部に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする請求項２に記載のキャッパー装置。

【請求項4】

前記各締付回転体の駆動系を含む構成部品とその可動領域を、前記キャップ供給機構における前記反転支持バーおよび前記各吸着ヘッドの動作軌跡に干渉しない位置に配置したことを特徴とする請求項３に記載のキャッパー装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボトル等の容器の口部にキャップを供給して巻き締めるキャッパー装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、この種のボトル等の容器の口部にキャップを供給して巻き締めるキャッパー装置としては、様々な種類が既に提案されており、例えば代表的なタイプとして、（ａ）回転下降タイプ、（ｂ）回転下降・簡易仮締めタイプ、（ｃ）前工程キャップ載せタイプ、と３つのタイプが知られている。

【0003】

前記（ａ）の回転下降タイプは、キャップを保持し回転下降することで、キャップの供給と巻き締めを行うように構成されている。例えば特許文献１に記載の装置では、複雑な機構のキャップ保持具によってキャップを保持し、容器の真上から回転下降しつつ供給と同時に巻き締めを行っていた。

【0004】

前記（ｂ）の回転下降・簡易仮締めタイプは、前記（ａ）の回転下降タイプにおいて、キャップ保持部が簡易的な吸着パッドになったものである。このタイプでは、回転トルクをキャップに十分に伝えることができず、後工程に本締めのキャッパー装置を別途必要としていた。

【0005】

前記（ｃ）の前工程キャップ載せタイプは、前工程で容器（ボトル等）にキャップを載せて、後工程でベルト式キャッパーに、キャップを載せた容器を供給して巻き締するように構成されている。例えば特許文献２，３に記載の装置では、何れもキャップを容器の上に被せるだけの装置がキャッパーの前工程に装備され、その後工程でベルト式等の可変域の大きなキャッパーへ供給されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４１４１３７０号公報

【特許文献2】特開２０１７－１７１３３９号公報

【特許文献3】特開平９－１３２２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、前記（ａ）の回転下降タイプでは、そもそも構成が複雑であり、コストが嵩むという問題があった。また、キャップの位置決め具やキャップ保持具等、キャップに応じて精度良い部品を製作する必要があり、各部品の可変域も狭いため、処理対象のキャップを変更する都度、これらの部品を変更する必要があった。また、精度良い位置決め具等を製作したにも関わらず、回転下降するための構造が複雑になり、回転下降中に若干のブレが生じてしまうことがあった。かかる問題を解決するには、よりいっそう複雑で高価な装置になるという問題が生じてしまう。

【0008】

また、前記（ｂ）の回転下降・簡易仮締めタイプでは、簡易的な吸着パッドによる保持ではあるが、吸着時にキャップの位置がずれないように、キャップごとに位置決め具を製作する必要がある。その結果として、キャップごとに切替え作業が発生するため、処理が面倒であり時間がかかるという問題があった。特に、キャップを吸着しつつ巻き締めるため、巻き締めに関する細かな精度出しも必要となり、なおさら設計および処理が面倒であった。

【0009】

ここで吸着パッドの動作に関しては、吸着のみならず、上下方向の移動と、回転駆動による巻き締めも同時に行われるため、吸着パッドを支持するロッドが、その設計上限られた外径であるにも関わらず、過負荷がかかって破損しやすいという構造的な問題もあった。しかも、キャップの吸着による保持では、キャップの巻き締めのトルクを高めることができない関係上、後工程で高いトルクでキャップの本締めを行う別装置を付加しなければならず、コストが嵩むという問題があった。

【0010】

さらに、前記（ｃ）の前工程キャップ載せタイプでは、その前工程では単純にキャップを載せるだけであるが、それなりの位置決め精度が要求されるため、キャップごとに各部品を製作する必要があり、当然切替え作業が発生する。従って、前記（ｂ）のタイプと同様に、処理が面倒であり時間がかかるという問題があった。また、前工程で精度良く水平にキャップを載せても、容器を移送する途中で振動によりキャップの位置がずれ、巻き締めミスが発生する虞があった。

【0011】

本発明の目的は、以上のような従来の技術が有する問題点に着目してなされたものであり、容器の口部に真上から供給されたキャップを容易に位置決めすることができると共に、その後に続くキャップの巻き締めを確実に行うことが可能であり、簡易な構成でもってコスト高を招くことなく処理能力を高めることができる安価で新規なキャッパー装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、前記した目的を達成するために、ボトル等の容器の口部にキャップを供給して巻き締めるキャッパー装置において、所定位置に順次搬送されて保持される容器の口部に対して、真上よりキャップを供給して載せるキャップ供給機構と、前記容器の口部上のキャップを両側から挟み込み位置決めした後、該キャップに両側から逆方向の回転力を伝達して容器の口部に巻き締めるキャップ巻締機構と、を備えたことを特徴とする。

【0013】

また、本発明の好ましい態様として、前記キャップ供給機構は、水平方向に１８０度ずつ正逆回転する反転支持バーと、前記反転支持バーの一端側と他端側に、それぞれ上下方向に昇降可能に支持され、キャップを吸着して保持可能な一対の吸着ヘッドと、を有し、前記反転支持バーは、一端側の前記吸着ヘッドが、順次搬送された定位置のキャップの天面に触れるように下降し吸着してから上昇すると共に、他端側の前記吸着ヘッドが、順次搬送された所定位置の容器の口部上に吸着保持中のキャップを載せるように下降し吸着解放してから上昇する動作に合わせて、正逆回転することを特徴とする。

【0014】

また、本発明の別の好ましい態様として、前記キャップ巻締機構は、所定位置に保持された前記容器の口部上のキャップに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体を有し、前記各締付回転体は、先ずキャップに圧接して前記容器の口部に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに逆方向に回転することにより、キャップを回転させて容器の口部に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする。

【0015】

さらに、本発明の別の好ましい態様として、前記各締付回転体の駆動系を含む構成部品とその可動領域を、前記キャップ供給機構における前記反転支持バーおよび前記各吸着ヘッドの動作軌跡に干渉しない位置に配置したことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るキャッパー装置によれば、容器の口部に真上から供給されたキャップを容易に位置決めすることができると共に、その後に続くキャップの巻き締めを確実に行うことが可能であり、簡易な構成でもってコスト高を招くことなく処理能力を高めることができるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施形態に係るキャッパー装置の全体を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係るキャッパー装置の全体を示す正面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るキャッパー装置の全体を示す背面図である。

【図4】本発明の実施形態に係るキャッパー装置の全体を示す右側面図である。

【図5】本発明の実施形態に係るキャッパー装置の全体を示す左側面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るキャッパー装置のキャップ供給機構を拡大して示す側面図である。

【図7】本発明の実施形態に係るキャッパー装置のキャップ巻締機構を拡大して示す平面図である。

【図8】本発明の実施形態に係るキャッパー装置のキャップ巻締機構を拡大して示す底面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づき、本発明を代表する実施形態を説明する。
図１から図８は、本発明の一実施形態を示している。
本実施形態に係るキャッパー装置１０は、ボトル等の容器Ａの口部Ａ１にキャップＢを供給して巻き締める装置である。

【0019】

容器Ａの種類は、特に限定されるものではないが、何れも口部Ａ１の外周側にあるネジ山に、キャップＢの内周側にあるネジ溝を螺合させて巻き締めるいわゆるスクリュータイプが該当する。以下、本実施形態の容器Ａは、例えば化粧水等が内部に充填された化粧品用のボトルに適用した場合を例に説明する。なお、本実施形態に記載される具体的な構成や形状等は、あくまで本発明の一例に過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。

【0020】

＜キャッパー装置１０の概要＞
図１に示すように、本実施形態に係るキャッパー装置１０は、その外郭をなす本体フレーム１１の内外に、本発明の構成要素であるキャップ供給機構２０、キャップ巻締機構３０等の各構成部品が組み込まれている。なお、本実施形態に記載される「上」と「下」、「前」と「後」、「左」と「右」等の方向を表す用語は、各構成要素の位置関係を説明するために便宜上定めたものであり、実際の装置の設置状態等を限定するものではない。

【0021】

＜本体フレーム１１＞
図１に示すように、本体フレーム１１は、全体的には金属製の各部材により立方体状の枠組みとして構成されている。すなわち、本体フレーム１１は基本的には、左右一対のベース台１２，１２と、各ベース台１２上に立設された４本の支柱１３，１３…と、各支柱１３の上端に固定された上部フレーム１４と、から成る。また、各支柱１３間には、キャップ巻締機構３０を配設するステージ台１５が上下方向に移動可能に支持されている。

【0022】

詳しくは後述するがステージ台１５は、正面向かって左側（図１中で左側）の２本の支柱１３，１３間に支持された右ステージ台１５Ａと、正面向かって右側（図１中で右側）の２本の支柱１３，１３間に支持された左ステージ台１５Ｂと、に分かれている、ここで各ステージ台１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ同期して上下方向に位置調整が可能に支持されている。また、右ステージ台１５Ａ上には、キャップ供給機構２０を配設するフレーム枠１６が一体に設けられている。なお、各ステージ台１５Ａ，１５Ｂを総称するときは、単にステージ台１５と表記する。

【0023】

各ベース台１２は、それぞれ前後方向に延びる平板状に形成されており、互いに平行な状態でフロア等の据付場所に水平に載置される。ベース台１２の下面側には、例えばフレーム本体１１の全体の４隅となる箇所で、それぞれ高さ調整ないし水平出しが可能なアジャスター（図示せず）を設けると良い。また、各ベース台１２の中間には、容器搬送コンベヤ１が配置されている。言い換えればキャッパー装置１０は、そのベース台１２を容器搬送コンベヤ２の両外側に位置させて、容器搬送コンベヤ１の上方に据え置かれる。

【0024】

＜容器搬送コンベヤ１＞
図１に示すように、容器搬送コンベヤ１は、一般的なベルトコンベアから成り、平坦状の無端ベルトの上面側が、図面手前の前方から奥の後方へ向かって長手方向に延び、一定速度で回転駆動される。無端ベルトとしては、その表面が比較的滑りの良い材質ないし構造のものが採用されている。容器搬送コンベヤ１上には、その手前側から容器Ａが供給される。ここで容器Ａには、予め化粧水等の内容物が充填されており、例えば、容器搬送コンベヤ１上に人手によって容器Ａを立てた状態で順次供給される。なお、容器搬送コンベヤ１は、キャッパー装置１０の構成の一部として捉えても良い。

【0025】

＜キャップ搬送コンベヤ２＞
また、右側のベース台１２の外側に沿って、キャップ搬送コンベヤ２が配置されている。キャップ搬送コンベヤ２も、前記容器搬送コンベヤ１と同様に一般的なベルトコンベアから成り、平坦状の無端ベルトの上面側が、図面手前の前方から奥の後方へ向かって長手方向に延び、一定速度で回転駆動される。キャップ搬送コンベヤ２の無端ベルトも、その表面が比較的滑りの良い材質ないし構造のものが使用されている。キャップ搬送コンベヤ２上には、その手前側からキャップＢが順次供給される。ここでキャップＢは、キャップ搬送コンベヤ２上に人手によって開口が下を向く状態で供給される。なお、キャップ搬送コンベヤ２も、キャッパー装置１０の構成の一部として捉えても良い。

【0026】

＜ガイド４０＞
また、容器搬送コンベヤ１の途中の両側に沿って、左右一対のガイド４０，４０が、互いに間隔をあけて対向するように配設されている。各ガイド４０は、容器搬送コンベヤ１により搬送される容器Ａを、その進行に伴って無端ベルトの幅方向の中央に一列に導くものである。各ガイド４０によって、容器Ａは１つずつ各ガイド４０の後端より後方の所定位置まで導かれ、次述する左右一対のクランプ５０，５０によって、容器Ａは所定位置に順次位置決め保持される。

【0027】

各ガイド４０は、それぞれロッド４１を介して取付板４２に固定され、各取付板４２は、それぞれの側にあるベース台１２に対して、容器搬送コンベヤ１の長手方向と直交する左右方向に位置調整が可能に取り付けられている。これにより、各ガイド４０間の間隔は、容器Ａの大きさ等に応じて調整できるように構成されている。なお、各ガイド４０の先端側は、末広がりに開いて容器Ａを受け入れやすいように形成されている。

【0028】

＜クランプ５０＞
また、容器搬送コンベヤ１の途中の両側に沿って、前記各ガイド４０の後方には、左右一対のクランプ５０，５０が、互いに間隔をあけて対向するように配設されている。各クランプ５０は、後述する締付回転体３１の下方で、容器搬送コンベヤ１上をガイド４０を経て所定位置に供給された容器Ａに両側から圧接して、容器Ａを所定位置に位置決め保持するものである。

【0029】

各クランプ５０は、それぞれ可動板５１に固定され、各可動板５１は、それぞれの側にあるベース台１２に対して、容器搬送コンベヤ１の長手方向と直交する左右方向に移動可能に取り付けられている。これにより各クランプ５０は、互いに離間ないし近接が可能に構成されている。各クランプ５０が互いに近接して容器Ａを圧接保持する動作は、例えばエアシリンダー５２による圧縮空気を利用して行われ、近接時にはレギュレターを用いて、程良い圧力で容器Ａを保持することができるように構成されている。

【0030】

各クランプ５０間の間隔は、通常時は互いに離間して開いており、容器Ａの大きさ等に応じて、容器搬送コンベヤ１の進行に伴い容器Ａを所定位置に位置決め保持できるように構成されている。ここで各クランプ５０によって容器Ａを保持するタイミングは、具体的には例えば、前記ガイド４０によって導かれる容器Ａをレーザー検知器（図示せず）で検知し、その信号に基づいて、所定時間の経過後に前述の圧縮空気を作動させて、各クランプ５０の間隔を狭めるように移動させて行われる。

【0031】

＜キャップ供給機構２０＞
キャップ供給機構２０は、容器搬送コンベヤ１によって所定位置まで搬送された容器Ａに対して、キャップ搬送コンベヤ２によって定位置まで搬送されたキャップＢを順次供給する機構である。キャップ供給機構２０は、フレーム枠１６に組み込まれたユニットとして構成されている。ここでフレーム枠１６は、その前後壁が右ステージ台１５Ａ上に一体に固定され、前後壁の上端間に亘る上壁の下面側に、取付ブラケット１６ａが固定されている。

【0032】

キャップ供給機構２０は、回転動作の駆動源である電動モーター２１と、電動モーター２１によって水平方向に１８０度ずつ正逆回転する反転支持バー２２と、反転支持バー２２の一端側と他端側に支持された一対の吸着ヘッド２３，２３と、を有して成る。電動モーター２１は、前記取付ブラケット１６ａを介してフレーム枠１６に固定され、電動モーター２１より垂下する出力軸２１ａ（図６参照）に対して、反転支持バー２２は中間部が一体に軸支されている。

【0033】

反転支持バー２２は、細幅な直線状の延びる板状に形成され、一端部と他端部とは、中間部の回転中心を間にして１８０度対極に位置する。この一端部と他端部には、それぞれ上下方向に昇降可能な一対の昇降ロッド２４，２４が支持され、各昇降ロッド２４の下端側に吸着ヘッド２３が設けられている。ここで各昇降ロッド２４の昇降は、前述したクランプ５０の動作と同様に、例えば圧縮空気を利用して行われる。図６に示すように、反転支持バー２２の一端部と他端部には、それぞれ昇降ロッド２４を、ブラケット２５を介して昇降させるエアシリンダー２６が設けられている。

【0034】

吸着ヘッド２３は、前記キャップ搬送コンベヤ２によって順次搬送された定位置のキャップＢの天面に触れた状態で、キャップＢを真空吸着して保持するものである。吸着ヘッド２３は、下方に開口した筒状に形成され、その内側は昇降ロッド２４内の吸気通路を介して真空源（図示せず）に連通している。また、吸着ヘッド２３において、キャップＢの天面に接触する口部は、例えばウレタン樹脂等の弾性材質により形成されている。なお、吸着ヘッド２３は、回転駆動されることはないが、昇降ロッド２４の下端に対しては自由に回転可能に連結されている。

【0035】

キャップ供給機構２０の基本的な動作として、反転支持バー２２は、一端側の吸着ヘッド２３が、キャップ搬送コンベヤ２上で順次搬送された定位置のキャップＢの天面に触れるように下降し吸着してから上昇すると共に、他端側の吸着ヘッド２３が、容器搬送コンベヤ１で順次搬送された所定位置の容器Ａの口部Ａ１上に吸着保持中のキャップＢを載せるように下降し吸着解放してから上昇する動作に合わせて１８０度ずつ正逆回転する。なお、前記キャップ搬送コンベヤ２の後端寄りには、キャップＢを吸着される定位置に一時的に留めるためのストッパ３（図１参照）が無端ベルト上に架設されている。

【0036】

このようなキャップ供給機構２０の一連の動作の詳細なタイミングは、後述する制御盤によって制御されるように構成されている。なお、キャップ供給機構２０は、容器Ａの口部Ａ１にキャップＢを単に載せた状態とするものである。すなわち、キャップ供給機構２０は、従来技術のように、キャップＢを容器Ａに一周り程ネジ込ませる必要はなく、単にキャップＢを容器Ａの口部に載せるように供給するだけで足りるものである。

【0037】

＜キャップ巻締機構３０＞
キャップ巻締機構３０は、所定位置にある容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢを両側から挟み込み位置決めした後、該キャップＢに両側から逆方向の回転力を伝達して容器Ａの口部Ａ１に巻き締める機構である。キャップ巻締機構３０は、左右に分かれた各ステージ台１５Ａ，１５Ｂに対して、それぞれ分割して構成されている。

【0038】

すなわち、キャップ巻締機構３０は、各ステージ台１５Ａ，１５Ｂ上に別々に取り付けられた一対の締結回転体３１，３１を有して成る。一対の締結回転体３１，３１は、所定位置に保持された容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持されており、キャップＢに近接した際に圧接可能なものである。

【0039】

図７，図８に示すように、締付回転体３１は、相対向する側に配された２つの把持ローラー３１１と、各把持ローラー３１１の後方で互いに広い間隔に配された２つの張架ローラー３１２と、各張架ローラー３１２間の後方に配された駆動ローラー３１３と、これらの外側に張架された無端の環状体３１０で構成されている。環状体３１０は、ベルト状あるいは紐状に摩擦力のある弾性材質により形成されたものであり、本実施形態では細幅な平坦ベルトが採用されている。また、２つの把持ローラー３１１間には、環状体３１０を部分的に凹状に巻き回すピン状のガイドローラー３１６も配されている。

【0040】

各張架ローラー３１２と駆動ローラー３１３は、左右で形状の異なる移動台３２Ａ，３２Ｂの下面側に回転可能に軸支されている。各把持ローラー３１１とガイドローラー３１６は、移動台３２Ａ，３２Ｂの下面側に対して位置調整可能な調整板３３下に回転可能に軸支されている。各把持ローラー３１１は、環状体３１０を介してキャップＢに直接的に圧接するものである。ここで環状体３１０は、ガイドローラー３１６によって各把持ローラー３１１間に直線状に張られていないため、キャップＢは左右両側から４点で保持されることになる。また、各把持ローラー３１１は、調整板３３ごと移動台３２Ａ，３２Ｂに対する取付位置を予め調整して固定することができる。

【0041】

各張架ローラー３１２は、環状体３１０を外側に付勢して、その張力を適切に保つ機能を果たすものである。また、駆動ローラー３１３は、環状体３１０を回転駆動するものであり、移動台３２Ａ，３２Ｂの上面側に配設された電動モーター３４の出力軸に連結されている。ここで駆動ローラー３１３は、電動モーター３４ごと移動台３２Ａ，３２Ｂに対する取付位置を調整して固定することにより、前記調整板３３の取付位置の調整と相俟って、予め環状体３１０は最適な張力となるように設定されている。

【0042】

このように各締付回転体３１は、それぞれ移動台３２Ａ，３２Ｂに固定され、各移動台３２Ａ，３２Ｂは、それぞれの側にある各ステージ台１５Ａ，１５Ｂ上に対して、容器搬送コンベヤ１の長手方向と直交する左右方向に移動可能に取り付けられている。これにより各締付回転体３１は、互いに離間ないし近接が可能に構成されている。各締付回転体３１（移動台３２Ａ，３２Ｂ）が互いに近接して、キャップＢに圧接し位置決めする動作は、例えばエアシリンダー３５による圧縮空気を利用して行われ、近接時にはレギュレターを用いて、本締め可能な圧力でキャップＢを保持することができるように構成されている。

【0043】

各締付回転体３１によるキャップＢの圧接による位置決めは、本実施形態では、例えば容器Ａが左右一対のクランプ５０，５０によって保持された直後に、前述した圧縮空気を作動させて各締付回転体３１の間隔を狭めるように移動させて行われる。その後、各締付回転体３１の環状体３１０は、互いに逆方向に回転駆動されることにより、容器Ａの口部Ａ１にキャップＢは巻き締められるように構成されている、ここでのキャップＢの巻き締めは、仮締めではなく本締め相当のトルク値で行われるように設定されている。

【0044】

また、各移動台３２Ａ，３２Ｂの初期位置では、各締付回転体３１がキャップＢの外径よりも広く離間しているが、この間隔は、キャップＢの大きさ等に応じて予め調整できるように構成されている。すなわち、左右一対の移動台３２Ａ，３２Ｂは、それぞれの各ステージ台１５Ａ，１５Ｂ上で、例えばハンドル等の操作によって近接ないし離間して位置調整できるように構成されている。従って、各締結回転体３１は、互いに離間した初期位置から近接する間隔を、キャップＢの大きさに合わせて調整することができる。

【0045】

さらに、各締付回転体３１は、ベース台１２に対して高さ調整可能に構成されており、各種の容器ＡのキャップＢの高さに応じて、キャップＢの両側から確実に圧接できるように構成されている。すなわち、各ステージ台１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ上下方向に位置調整が可能に構成されている。なお、キャップ巻締機構３０のフレーム枠１６も、左側のステージ台１５Ａと一緒に上下方向に移動する。

【0046】

図１に示すように、本体フレーム１１の両側後方の各支柱１３の手前には、一対となる昇降用のスクリューロッド１７，１７が平行に並ぶように立設されている。この各スクリューロッド１７の回転に伴い上下移動するナット等の動力伝達系を介して、各ステージ台１５Ａ，１５Ｂは上下方向に同時に移動可能に支持されている。よって、キャップ巻締機構３０は、各ステージ台１５Ａ，１５Ｂごと上下方向に位置調整することができる。なお、一方のスクリューロッド１７の上端には、回転操作用のハンドル１８が設けられており、他方のスクリューロッド１７にも同時に回転操作が伝達されるように、ベルト１９を介して連結されている。

【0047】

＜その他、制御系＞
本体フレーム１１の適所（例えば上部フレーム１４上等）には、別体の電装ボックス（図示せず）が配設されている。電装ボックスは、その内部にキャップ供給機構２０やキャップ巻締機構３０等の各構成要素の動作を制御する制御盤（シーケンサ）等の電装機器が収納されている。また、図示省略したが電装ボックスの正面側には、各種操作を行うタッチパネル式の設定画面等が設けられている。その他、電装ボックスには、本キャッパー装置１０の運転中の異常発生時等に緊急停止するための安全機構に関する非常停止スイッチ等の各種スイッチや警報ブザー等も設けると良い。

【0048】

＜キャッパー装置１０の作用＞
以下に、本実施形態に係るキャッパー装置１０の作用について説明する。
最初にキャッパー装置１０を運転するに際しては、扱う容器ＡおよびキャップＢの種類に応じて各部品の位置を予め調整しておく。例えば、キャップ巻締機構３０を配設した左右一対のステージ台１５Ａ，１５Ｂは、ハンドル１８の回転操作により同期して上下方向に移動可能である。よって、各締付回転体３１の高さ位置を、容器Ａの高さに応じて予め調整しておく。

【0049】

また、前述したように、各締結回転体３１が互いに離間した初期位置での間隔、各クランプ５０が互いに離間した初期位置での間隔、それに各ガイド４０間の固定された間隔も、それぞれ容器ＡおよびキャップＢの大きさに応じて予め調整しておく。このように本キャッパー装置１０は、各部品の可動域が広いため、様々な種類の容器ＡおよびキャップＢを部品交換することなく扱うことができる。

【0050】

キャッパー装置１０の電源を投入した後、図示省略した制御盤の設定画面によって、各構成部品の動作制御に関する設定も行う。例えば、容器搬送コンベヤ１およびキャップ搬送コンベヤ２の搬送速度、容器搬送コンベヤ１上を搬送される容器Ａの検知に基づき各クランプ５０が動作するタイミング、キャップ搬送コンベヤ２上を搬送されるキャップＢの検知に基づきキャップ供給機構２０が動作するタイミング、それにキャップ供給機構２０の動作に連動してキャップ巻締機構３０が動作するタイミング等を適宜設定する。

【0051】

キャッパー装置１０の運転準備が済んだら、先ず作業者は、別工程で化粧水等の内容物が充填された容器Ａを、容器搬送コンベヤ１の手前側に順次供給する。容器搬送コンベヤ１に立てた状態で置かれた容器Ａは、ベルトの回転進行に伴って左右一対のガイド４０，４０間に案内され、ベルトの幅方向の位置が調整されつつ、左右一対のクランプ５０，５０間の所定位置に到達する。各クランプ５０は、互いに近接して容器Ａを圧接保持する。容器搬送コンベヤ１のベルト表面は滑りが良いから、容器搬送コンベヤ１の進行にも関わらず、各クランプ５０による保持によって、容器Ａは容器搬送コンベヤ１上において所定位置に停止ないし固定される。

【0052】

容器Ａがクランプ５０により保持固定されると同時に、キャップ供給機構２０によって、容器Ａの口部Ａ１に真上よりキャップＢが載せられる。このとき、従来技術のキャッパー装置のように、容器Ａの口部Ａ１にキャップＢを一回り程度もネジ込む必要は一切ない。ただ単にキャップＢを容器Ａの口部に被せて載せるだけで足りる。従って、キャップ供給機構２０の動作に関しては、容器搬送コンベヤ１上の所定位置にある容器Ａと、キャップ搬送コンベヤ２上の定位置にあるキャップＢと、に対する吸着ヘッド２３の昇降動作が、単に上下方向に合致する程度の精度出しで足りる。

【0053】

キャップ供給機構２０では、反転支持バー２２が電動モーター２１によって１８０度ずつ正逆回転を繰り返す。このとき、反転支持バー２２の一端側の吸着ヘッド２３は、キャップ搬送コンベヤ２上を順次搬送された定位置のキャップＢの天面に触れるように下降し吸着してから上昇する。一方、反転支持バー２２の他端側の吸着ヘッド２３は、所定位置に保持固定されている容器Ａの口部Ａ１上に吸着保持中のキャップＢを載せるように下降し吸着解放してから上昇する。

【0054】

このように本キャッパー装置１０のキャップ供給機構２０では、いわば一往復（一回転）ごとのキャップの供給ではなく、片道（半回転）ごとにキャップＢを連続して供給することが可能となり、キャップＢの供給に関する処理能力を格段に向上させることができる。一方、従来技術のキャッパー装置では、キャップを吸着して供給する動作において、一般にキャップを吸着している最中は他の動作（新たなキャップの吸着等）は何もしてないため、処理能力が上がらず動作の往復分だけ工程に無駄が生じていた。

【0055】

前述したキャップ供給機構２０の効率的な動作は、キャップ巻締機構３０における各締付回転体３１の駆動系を含む構成部品とその可動領域を、キャップ供給機構２０における反転支持バー２２および各吸着ヘッド２３の動作軌跡に干渉しない位置に配置したことによって実現されている。

【0056】

すなわち、キャップ巻締機構３０における一対の締付回転体３１，３１は、左右に分離されて配置され、容器搬送コンベヤ１上で容器Ａが保持される所定位置の真上には、キャップ供給機構２０の構成部品以外は存在しない。従来技術のキャッパー装置では、キャップの巻締位置にある容器Ａの真上には、一般にキャップを吸着保持ないし回転させるための電動モーターやその動力伝達機構が存在するため、キャップ供給機構２０のような構成を設けることは配置スペース上できなかった。

【0057】

次いで、容器Ａの口部Ａ１上にキャップＢが載せられると、直ぐにキャップ巻締機構３０が作動する。すなわち、左右一対の締付回転体３１，３１の間隔が狭まるように、キャップＢの両側から接近してキャップＢに圧接し、キャップＢが容器Ａの口部Ａ１からずれない状態に位置決めする。その後、各締付回転体３１は、互いに環状体３１０が逆方向に回転する。これにより、キャップＢは、容器Ａの口部Ａ１に本締め相当のトルク値で確実に締め付けられる。

【0058】

詳しく言えば各締付回転体３１は、図８に示すように、一対の把持ローラー３１１，３１１が、環状体３１０を介してキャップＢに直接的に圧接する。ここで環状体３１０は、ガイドローラー３１６によって各把持ローラー３１１間に直線状に張らないため、キャップＢは左右両側から４点で保持されることになる。このような各締付回転体３１によれば、キャップＢをいっそう確実に位置決めした状態で保持することが可能となる。なお、各把持ローラー３１１は、それぞれの軸心を鉛直ではなく互いに対向する側に下向きに軸支することにより、容器Ａが浮き上がることを防ぐことができる。

【0059】

本キャッパー装置１０では、以上のような一連の動作が繰り返されることになる。なお、一連の動作は、図示省略した電装ボックスにある制御盤によって所定のプログラムに基づき制御されるが、以下に、キャップ供給機構２０およびキャップ巻締機構３０の具体的な動作の制御について詳述する。

【0060】

＜キャップ供給機構２０の動作の制御＞
キャップ供給機構２０の動作に関しては、特に、吸着ヘッド２３による吸着解放の開始時間が重要となる。図示省略した制御盤の設定画面では、キャップＢを反転供給した後における吸着ヘッド２３の真空破壊のタイミングを設定する。吸着ヘッド２３の真空破壊は、多少エアーを吹き出すことになり、キャップＢを吹き飛ばす力が発生する。ここで吸着ヘッド２３は、キャップＢを吸着したままの状態でも、フリーで回転可能となっているため、後のキャップ巻締機構３０による巻き締め動作に、大きく影響を及ぼすことはない。

【0061】

また、キャップＢを容器Ａの口部Ａ１上に供給する際は、基本的に昇降ロッド２４のストロークの下限を、吸着ヘッド２３が容器Ａの口部Ａ１にぎりぎりぶつからない程度に調整する。ここでキャップＢの内周側にあるネジ溝に、容器Ａの口部Ａ１の外周側にあるネジ山の始端がぶつかると、容器Ａの口部Ａ１とキャップＢの軸心が斜めにずれた状態となり、口部Ａ１のネジ山とキャップＢのネジ溝が嵌合不良（所謂かじり）を起こす原因の一つとなっている。

【0062】

吸着ヘッド２３の真空破壊のタイミングとしては、具体的には以下の３つがある。
ａ）巻き締め回転で解放
キャップＢを各締結回転体３１で挟み込み位置決めした後、各締結回転体３１が回転し始めると同時に、解放する。通常は、このタイミングに設定して使用する。

【0063】

ｂ）巻き締め停止で解放
吸着ヘッド２３でキャップＢを吸着したまま、キャップＢの巻き締めを行い、巻き締め停止と同時に解放する。かかるタイミングは、キャップＢの入りが悪く、ネジ山の始端を探し難い容器等に使用する。この場合、キャップＢの供給のストロークの下限は、容器Ａの口部Ａ１にぶつけるぐらいとし、キャップＢを吸着ヘッド２３および昇降ロッド２４の重量のみで押さえている状態となる。また、キャップＢを吸着したまま、各締結回転体３１で巻き締め動作を行うと、容器Ａが持ち上がり、着地の際に転倒の虞があるため、容器Ａの安定性が悪い場合は、この動作のタイミングは選択しない。

【0064】

ｃ）巻き締め終了後にタイマーで解放
各締結回転体３１の回転とは無関係に、タイマーにて所定時間の経過後に解放する。このタイマーによる制御は、例えば生産能力を向上させたい場合等に使用する。また、キャップＢの上面が水平でないものでも、０秒を設定することで、各締結回転体３１で挟む直前に解放し、各締結回転体３１で挟み込むことで、キャップＢを水平にし、巻き締め動作を可能にすることができる。

【0065】

＜キャップ巻締機構３０の動作の制御＞
＜＜巻締回転開始タイミング＞＞
従来技術である標準的なベルト式キャッパー装置は、常に巻締ベルト（環状体３１０に相当）が回転しており、巻締ベルトがキャップに触れると同時に巻き締めを行うが、本キャッパー装置１０では、いったん位置決め動作を行う必要があるために、各締結回転体３１の回転が停止した状態で、キャップＢを両側から挟み込み位置決めし、その後で巻き締めを開始する。

【0066】

従って、本キャッパー装置１０では、キャップＢの位置決め後、タイマーにて所定時間の経過後に各締結回転体３１が回転するように設定するが、その他の設定として、各締結回転体３１を自動運転起動によって常に回転する制御も選択できるように構成しても良い。かかる常時回転の制御は、例えば生産能力を上げたい場合に選択すると良い。ただし、キャップＢの巻き締めの確実性を重視する場合は、前述したタイマーによる回転開始を選択することにより、キャップＢの嵌合不良（所謂かじり）の発生率を軽減することができる。

【0067】

＜＜巻き締め回転停止タイミング＞＞
各締結回転体３１によるキャップＢの巻き締め回転を停止させるタイミングとしては、次の２通りのパターンが考えられる。
ａ）トルクアップしてから回転を停止
本キャッパー装置１０を、本締めキャッパーの代替として使用する場合は、電動モーター３４のトルクアップ信号により巻き締め回転を停止する。キャップＢを挟んだ瞬間やキャップＢを水平に締結回転体３１で挟むことができなかった場合に、トルクアップ信号が出力されてしまうことがあるため、無視する時間（トルク無視時間）を設定することができるように構成されている。

【0068】

ｂ）巻き締め終了後にタイマーで停止
生産能力を優先し、仮に後工程に本締め用のキャッパー装置を装備する場合には、前述したトルクアップとは無関係に、タイマーにて所定時間の経過後に回転を停止する設定に選択できるようにする。このようなタイマーによる停止制御の方が生産能力ならびに巻き締めトルクの安定性が向上する。

【0069】

＜本発明の構成と作用効果＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。前述した実施形態から導かれる本発明について、以下に説明する。

【0070】

先ず、本発明は、ボトル等の容器Ａの口部Ａ１にキャップＢを供給して巻き締めるキャッパー装置１０において、
所定位置に順次搬送されて保持される容器Ａの口部Ａ１に対して、真上よりキャップＢを供給して載せるキャップ供給機構２０と、
前記容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢを両側から挟み込み位置決めした後、該キャップＢに両側から逆方向の回転力を伝達して容器Ａの口部Ａ１に巻き締めるキャップ巻締機構３０と、を備えたことを特徴とする。

【0071】

このような構成によれば、キャップ供給機構２０では、単に吸着したキャップＢを容器の真上から載せる動作だけで足り、容器Ａに対してキャップＢを回転させる動作は一切不要であり、かかる回転動作に応じた細かな精度出しは行わなくて済む。従って、容器の種類が変更されても、部品交換を行うことなく対応することができる。

【0072】

次いで、キャップ締付機構３０では、容器Ａの口部Ａ１に真上から供給されたキャップＢを容易に位置決めすることができ、その後に続くキャップＢの巻き締めのトルクを高めてもキャップＢが位置ずれする虞がなく、高いトルクでキャップＢを強固に巻き締めることができる。従って、別工程で本締めを行う本締め機構を付加する必要はなく、装置全体のコストを大幅に低減することができる。

【0073】

また、本発明では、前記キャップ供給機構２０は、
水平方向に１８０度ずつ正逆回転する反転支持バー２２と、
前記反転支持バー２２の一端側と他端側に、それぞれ上下方向に昇降可能に支持され、キャップＢを吸着して保持可能な一対の吸着ヘッド２３，２３と、を有し、
前記反転支持バー２２は、一端側の前記吸着ヘッド２３が、順次搬送された定位置のキャップＢの天面に触れるように下降し吸着してから上昇すると共に、他端側の前記吸着ヘッド２３が、順次搬送された所定位置の容器Ａの口部Ａ１上に吸着保持中のキャップＢを載せるように下降し吸着解放してから上昇する動作に合わせて、正逆回転することを特徴とする。

【0074】

このような構成によれば、キャップ供給機構２０では、いわば一往復（一回転）ごとのキャップＢの供給ではなく、片道（半回転）ごとにキャップＢを連続して供給することが可能となり、キャップＢの供給に関する処理能力を格段に向上させることができる。

【0075】

また、本発明では、前記キャップ巻締機構３０は、
所定位置に保持された前記容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップＢに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体３１，３１を有し、
前記各締付回転体３１は、先ずキャップＢに圧接して容器Ａの口部Ａ１に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに逆方向に回転することにより、キャップＢを回転させて容器Ａの口部Ａ１に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする。

【0076】

このような構成によれば、簡易な構成のキャップ供給機構２０により、容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢを容易に位置決めすることができると共に、その後に続くキャップＢの巻き締めを確実に行うことができる。

【0077】

さらに、本発明では、前記各締付回転体３１の駆動系を含む構成部品とその可動領域を、前記キャップ供給機構２０における前記反転支持バー２２および前記各吸着ヘッド２３の動作軌跡に干渉しない位置に配置したことを特徴とする。

【0078】

このような構成は、キャップ巻締機構３０における一対の締付回転体３１，３１を、容器搬送コンベヤ１の左右両側に分離したことにより実現され、容器Ａが保持される所定位置の真上には、キャップ供給機構２０の構成部品以外は存在しない。従って、前述したキャップ供給機構２０の効率的な動作が可能となる。

【0079】

以上、本発明の実施形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の主要部をなすキャップ供給機構２０およびキャップ巻締機構３０における各部品の具体的な形状ないし配置は、図示した構成に限定されることはない。

【0080】

また、本キャッパー装置１０を、本体フレーム１１ごと全体的に囲むケーシングを備えても良い。ケーシングは、例えば、金属製フレーム材で組んだ枠組みの各面を透明な樹脂製のパネルで覆って構成される。これにより本キャッパー装置１０を、衛生的な閉鎖空間で運転することができる。なお、パネルの適所には、各搬送コンベヤ１，２等を適宜通すための開口部を設けることになる。

【0081】

さらに、本出願人が特開２０２２－１２３６３９号によって既に提案しているように、一対の締付回転体３１，３１（移動台３２Ａ，３２Ｂ）を、それぞれが相対向する位置において回転方向に向けて水平面よりも斜め下方に傾斜するように配置しても良い。これにより、容器Ａの口部Ａ１にキャップＢを単に乗せた状態であっても、確実にキャップＢを容器Ａの口部Ａ１に締め付けることができる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明に係るキャッパー装置は、様々な容器におけるキャップの巻き締めに広く適用することができ、例えば、無菌室での比較的高価な中身の充填作業を伴う分野において特に有効利用され得るものである。

【符号の説明】

【0083】

Ａ…容器
Ａ１…口部
Ｂ…キャップ
１…容器搬送コンベヤ
２…キャップ搬送コンベヤ
１０…キャッパー装置
１１…本体フレーム
１５…ステージ台
２０…キャップ供給機構
２１…電動モーター
２２…反転支持バー
２３…吸着ヘッド
３０…キャップ巻締機構
３１…締結回転体
３２…移動台
３３…調整板
４０…ガイド
５０…クランプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2023-04-03

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項3】

前記キャップ巻締機構は、
所定位置に保持された容器の口部上のキャップに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体を有し、
前記各締付回転体は、先ずキャップに圧接して容器の口部に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに回転することにより、キャップを回転させて容器の口部に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする請求項２に記載のキャッパー装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

また、本発明の別の好ましい態様として、前記キャップ巻締機構は、所定位置に保持された前記容器の口部上のキャップに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体を有し、前記各締付回転体は、先ずキャップに圧接して前記容器の口部に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに回転することにより、キャップを回転させて容器の口部に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0043】

各締付回転体３１によるキャップＢの圧接による位置決めは、本実施形態では、例えば容器Ａが左右一対のクランプ５０，５０によって保持された直後に、前述した圧縮空気を作動させて各締付回転体３１の間隔を狭めるように移動させて行われる。その後、各締付回転体３１の環状体３１０は、互いに同一の方向に回転駆動されることにより、容器Ａの口部Ａ１にキャップＢは巻き締められるように構成されている、ここでのキャップＢの巻き締めは、仮締めではなく本締め相当のトルク値で行われるように設定されている。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0057】

次いで、容器Ａの口部Ａ１上にキャップＢが載せられると、直ぐにキャップ巻締機構３０が作動する。すなわち、左右一対の締付回転体３１，３１の間隔が狭まるように、キャップＢの両側から接近してキャップＢに圧接し、キャップＢが容器Ａの口部Ａ１からずれない状態に位置決めする。その後、各締付回転体３１は、互いに環状体３１０が同一の方向に回転する。これにより、キャップＢは、容器Ａの口部Ａ１に本締め相当のトルク値で確実に締め付けられる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0075】

また、本発明では、前記キャップ巻締機構３０は、
所定位置に保持された前記容器Ａの口部Ａ１上のキャップＢに対して、その両側から近接ないし離間可能に支持され、キャップＢに近接した際に圧接可能な一対の締付回転体３１，３１を有し、
前記各締付回転体３１は、先ずキャップＢに圧接して容器Ａの口部Ａ１に対してずれない状態に位置決めした後、次いで互いに回転することにより、キャップＢを回転させて容器Ａの口部Ａ１に本締め相当のトルク値で締め付け可能としたことを特徴とする。