特開 2025-5546 キャッパ

(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】P2025005546

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】キャッパ

(51)【国際特許分類】

   B67B 3/20 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

B67B3/20

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105755

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000253019

【氏名又は名称】澁谷工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100156199

【弁理士】

【氏名又は名称】神崎 真

(74)【代理人】

【識別番号】100124497

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 洋樹

(72)【発明者】

【氏名】青塚 久和

(72)【発明者】

【氏名】藤田 満大

【テーマコード（参考）】

3E080

【Ｆターム（参考）】

3E080CF01

(57)【要約】

【課題】簡便な構造により効率的にキャッピングユニットの交換を行えるキャッパを提供する
【解決手段】駆動軸１６の下端部に、係止部２１が設けられた連結部１８を設け、駆動軸１６に沿って駆動軸１６の下端部の規制位置に向かって付勢される、解除部材４６が設けられた脱落防止部材２２を設ける。キャッピングユニット１２は揺動軸２６Ａに軸支され、先端部に当接部材３８と係止爪３６が設けられた連結アーム２８を備え、揺動軸２６Ａ周りに駆動軸１６の中心に向けて付勢される。脱落防止部材２２は規制位置において、係止部２１に係合する係止爪３６を外方から覆うことで係止爪３６の係止部２１からの脱落を防止する。このとき解除部材４６は当接部材３８の下方に位置する。当接部材３８には傾斜面３８Ａが設けられ、脱落防止部材２２が上方へ移動されると、解除部材４６が傾斜面３８Ａに摺接しながら上昇され、連結アーム２８が外方に押し広げられる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源によって回転される駆動軸にキャッピングユニットを着脱可能なキャッパであって、
上記駆動軸の下端部に設けられた係止部と、
上記駆動軸に上下方向に移動可能に取り付けられるとともに上記駆動軸の下端部の規制位置に向かって付勢される、解除部材が設けられた脱落防止部材と、
上記キャッピングユニットに設けられ、揺動軸を中心に揺動可能とされ、先端部に上記解除部材と当接する当接部と上記係止部と係合可能な係止爪とが設けられる少なくとも一対の連結アームと、
上記連結アームの先端部を上記駆動軸の中心に向けて付勢する付勢手段とを備え、
上記脱落防止部材は上記規制位置において、上記係止部に係合する上記係止爪を外方から覆うことで当該係止爪の上記係止部からの脱落を防止するとともに上記解除部材が上記当接部の下方に位置するように構成され、
上記当接部または上記解除部材の少なくとも一方には傾斜面が設けられ、上記脱落防止部材が上方へ移動されると、上記傾斜面を介して上記解除部材が上記当接部と摺接しながら上昇されることで上記連結アームが外方に押し広げられ、上記係止爪が上記係止部から離脱する
ことを特徴とするキャッパ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャッピングユニットが着脱可能なキャッパに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の種類のキャップに対してキャッピングを行うマルチキャッパでは、チャック等を備えるキャッパ本体の先端のキャッピングヘッドを交換可能な交換ユニットとし、取り扱われるキャップに合わせてキャッピングヘッド（交換ユニット）をキャッパ本体先端に取り付けることで異なるキャップのキャッピングに対応している（特許文献１）。特許文献１の構成では、交換ユニットの上端に位置するロッド状の接続部をキャッパ本体の下向きにバネ付勢される連結具の内側に設けられた締結部内に挿入し、接続部の突起を締結部に係合させ、係合状態となったこれらを外方から連結具で覆うことで不意の脱落を防止しつつ、交換ユニットをキャッパ本体に連結している。また、交換ユニットを取り外すときには、バネ付勢力に抗して連結具を押し上げることで接続部と締結部を露出させ、さらに、その係合を解除する構成とされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許６８８２６７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、特許文献１の構成では、作業者が連結具を押し上げる操作を行って交換ユニットの着脱を行わなければならず、両手を用いる作業が必須であり作業効率が悪い。

【0005】

本発明は、簡便な構造により、キャッピングユニットの脱落を防止するとともに、効率的に交換を可能とするキャッパを提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のキャッパは、駆動源によって回転される駆動軸にキャッピングユニットを着脱可能なキャッパであって、上記駆動軸の下端部に設けられた係止部と、上記駆動軸に上下方向に移動可能に取り付けられるとともに上記駆動軸の下端部の規制位置に向かって付勢される、解除部材が設けられた脱落防止部材と、上記キャッピングユニットに設けられ、揺動軸を中心に揺動可能とされ、先端部に上記解除部材と当接する当接部と上記係止部と係合可能な係止爪とが設けられる少なくとも一対の連結アームと、上記連結アームの先端部を上記駆動軸の中心に向けて付勢する付勢手段とを備え、上記脱落防止部材は上記規制位置において、上記係止部に係合する上記係止爪を外方から覆うことで当該係止爪の上記係止部からの脱落を防止するとともに上記解除部材が上記当接部の下方に位置するように構成され、上記当接部または上記解除部材の少なくとも一方には傾斜面が設けられ、上記脱落防止部材が上方へ移動されると、上記傾斜面を介して上記解除部材が上記当接部と摺接しながら上昇されることで上記連結アームが外方に押し広げられ、上記係止爪が上記係止部から離脱することを特徴としている。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、簡便な構造により、キャッピングユニットの脱落を防止するとともに、効率的に交換を可能とするキャッパを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態であるキャッパのキャッピングユニット取付部の構成を示す側面図である。

【図2】キャッピングユニットが取り付けられた連結部周りの図１のＡ方向からの矢視図である。

【図3】キャッピングユニットが取り付けられた連結部周りの拡大断面図である。

【図4】図２、３の状態における連結部、連結アーム、脱落防止部材の配置を示す各部材の半分のみを描いた斜視図である。

【図5】脱落防止部材の構造を示すための中央で縦に２分した斜視図である。

【図6】一対の連結アームの斜視図である。

【図7】取付用治具のキャッピングユニットへの装着が開始された時点での状態を示す側面図である。

【図8】取付用治具の装着が完了しキャッピングユニットの連結部との係合が解除された状態を示す側面図である。

【図9】連結アーム先端部周辺の図８の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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キャッピングユニット取付部の構成を示す側面図である。なお、図１の側面図では、キャッピングユニットがキャッパに取り付けられている。

【0010】

本実施形態のキャッパ１０は、キャップを保持し、各容器にキャッピングを行うキャッピングヘッド１１を下端に備えるキャッピングユニット１２が着脱自在に装着される。キャッピングユニット１２の上端部は、キャッパ本体に設けられた駆動軸１６の下端に装着される。キャッピング時、駆動軸１６はサーボモータなどの駆動源１４により回転される。

【0011】

駆動軸１６の下端には、キャッピングユニット１２の上端部を取り付けるための連結部１８が設けられる。連結部１８は、例えば駆動軸１６から径方向外側に延出する略逆円錐台形状の上部と、その下端から下方へと延出する円筒形状の下部とからなり、連結部１８の中心には、下方からキャッピングユニット１２のシャフト２０の上端部２０Ａが挿入される孔１８Ａが設けられる。孔１８Ａに挿入されるシャフト２０上端部には軸方向に沿ってキー２０Ｂが設けられ、キー２０Ｂは孔１８Ａ内周面に設けられた溝と係合して駆動軸１６とシャフト２０を回転に対して一体化する。なお、孔１８Ａの上端は駆動軸１６の中心に沿って設けられるバキューム用のバキューム通路１６Ａに連通される。また、駆動軸１６から径方向外側に延出する連結部１８の逆円錐台上面外縁部は、後述するようにキャッピングユニット１２を固定するための係止部２１として機能する。

【0012】

連結部１８上方の駆動軸１６周りには、キャッピングユニット１２の脱落を防止する脱落防止部材２２が取り付けられる。脱落防止部材２２は、駆動軸１６に沿って上下方向に移動可能であり、例えば駆動軸１６周りに巻回されたコイルスプリング２４などの付勢部材により下向きに付勢される。

【0013】

脱落防止部材２２は、コイルスプリング２４を収容するスプリング収容部２２Ａと、スプリング収容部２２Ａの下側にあって、スプリング収容部２２Ａから連結部１８の係止部２１よりも外側へと延出する円筒状のロック部材２２Ｂを備える。スプリング収容部２２Ａ内において、コイルスプリング２４は駆動軸１６に設けられた係止輪１６Ｂとロック部材２２Ｂとの間に圧縮された状態で配置され、脱落防止部材２２は、ロック部材２２Ｂが連結部１８の逆円錐台上面に押接される規制位置（駆動軸１６の下端部に対応する位置）まで下向きに付勢される。

【0014】

キャッピングユニット１２のシャフト２０の中心には、駆動軸１６のバキューム通路１６Ａとキャッピングヘッド１１を連絡するバキューム通路２０Ｃが軸方向に沿って設けられる。シャフト２０において先端部２０Ａの直ぐ下には、ベース部材２６が設けられる。ベース部材２６は、揺動軸２６Ａを中心に揺動される連結アーム２８が軸支される。揺動軸２６Ａは、シャフト２０の外周接線方向に沿ってその軸が配置され、周方向に沿って回転対称に複数配置される（本実施形態では２つ）。揺動軸２６Ａの周りには、連結アーム２８の上端（先端）をシャフト２０の軸心に向けて回転付勢するトーションスプリングなどの付勢部材（付勢手段）が設けられる（不図示）。すなわち、複数の連結アーム２８は、シャフト２０の軸心に向けて閉じるように付勢される。なお、付勢手段は、連結アーム２８の下端とシャフト２０の間に配置されていても良い。

【0015】

また、シャフト２０においてベース部材２６の下方には、キャッピングユニット１２の取り付けおよび取り外しの時に使用される脱着用治具（交換手段）３０を装着するフランジ状の上側突出部３２Ａおよび下側突出部３２Ｂが設けられる。なお、脱着用治具３０は、上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入され、シャフト２０の外周面に係合する二股の保持部材３０Ａと、後述するように脱落防止部材２２のロック部材２２Ｂに係合して脱落防止部材２２を押し上げる二股の脱着部材３０Ｂと、保持部材３０Ａと脱着部材３０Ｂを連絡し、両者を平行な状態で支持する支持部材３０Ｃを備える。

【0016】

保持部材３０Ａの厚さは、上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂとの間の高さに略対応するものであるが、保持部材３０Ａが上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入されてキャッピングユニット１２が保持されている状態、すなわち、保持部材３０Ａは、その上面が上側突出部３２Ａに当接した状態で、保持部材３０Ａの下面と下側突出部３２Ｂとの間に僅かな隙間Ｇが形成される厚さとされる。すなわち、保持部材３０Ａでキャッピングユニット１２が保持されている状態において、キャッピングユニット１２は僅かに上下方向に移動可能である。なお、保持部材３０Ａが上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入されると、脱着用治具３０のキャッピングユニット１２に対する姿勢および位置は略適切に保持される。

【0017】

保持部材３０Ａが上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入されるとき、脱着部材３０Ｂの先端は規制位置にある脱落防止部材２２の下端（ロック部材２２Ｂの下端）と略同じ高さに位置する。また、脱着部材３０Ｂ同士の間隔は、当該高さにおける連結部１８の逆円錐台形状の外径よりも大きく、かつ両脱着部材３０Ｂの内側側辺がロック部材２２Ｂの外径より内側に位置するように設定される。

【0018】

脱着用治具３０は、モータやシリンダ等の電動または流体アクチュエータによって構成される治具移動装置３４によって、図１において左右、前後、上下方向（ＸＹＺ方向）に移動可能に構成される。キャッパ１０において、複数のキャッピングユニット１２が設けられる場合、脱着用治具３０および治具移動装置３４は、各キャッピングユニット１２に対応して設けられ、不使用時（すなわち、キャッパ１０がキャッピング動作を行っている間など）は、図１の位置で待機し、キャッピング動作において昇降するキャッピングユニット１０に干渉しないように構成される。なお、治具移動装置３４を用いずに脱着用治具３０を作業者が手作業で操作する構成とすることもできる。

【0019】

図２は、キャッピングユニット１２が取り付けられた連結部１８周りの図１のＡ方向からの矢視図であり、図３は、キャッピングユニット１２が取り付けられた連結部１８周りの拡大断面図である。また、図４は、図２、３の状態における連結部１８、連結アーム２８、脱落防止部材２２の配置を示す各部材の半分のみを描いた斜視図である。図５は、脱落防止部材２２の構造を示すために中央で縦に２分した斜視図であり、図６は一対の連結アーム２８の斜視図である。

【0020】

連結アーム２８の上端（先端）には、シャフト２０の軸心に向けて突出する係止爪３６が設けられる。キャッピングユニット１２が連結部１８に装着されると、連結アーム２８は閉じられ、係止爪３６が連結部１８の係止部２１に係合する。また、連結アーム２８の上端両側面には、係止爪３６の突出方向に直交する方向に外側に向けて突出する当接部材３８が設けられる。

【0021】

脱落防止部材２２のロック部材２２Ｂは、規制位置（図１～図３の位置）において、連結部１６の逆台形部上端部の周囲を覆う外周壁４０を備える。外周壁４０には、各連結アーム２８に対応する位置に外側へと開放された開口部４２が設けられる（本実施形態では中心軸を挟んで２つの開口部４２が設けられる）。外周壁４０は連結アーム２８よりも僅かに肉厚であり、係止部２１に係合された連結アーム２８の上端部は開口部４２内に収容される。

【0022】

開口部４２は外周壁４０の下端から軸方向に沿ってその途中まで形成され、脱落防止部材２２が規制位置に位置するとき、連結アーム２８の上端面は開口部４２の天面に当接する。開口部４２の天面の外周部には、縁に沿って下方に向けて延出する規制部４４が設けられる。規制位置において、規制部４４は連結アーム２８の先端部の外側に係合し、連結アーム２８が開くことを防止する。

【0023】

開口部４２を形成する左右の相対する側面には、それぞれ対面する側面に向けて突出する解除部材４６が設けられる。解除部材４６は、連結アーム２８の当接部材３８に係合する部材であり、規制位置において当接部材３８の下方に位置する。また、当接部材３８の下側には、径方向内側から外側に向けて下降する傾斜面３８Ａが設けられ、径方向内側には垂直面３８Ｂが設けられる。また、解除部材４６の径方向外側には垂直な垂直面３８Ｂと係合可能な外面４６Ａが設けられる。

【0024】

次に図７～図９を参照して、本実施形態の脱着用治具３０および治具移動装置３４からなるキャッピングユニット脱着機構を用いたキャッピングユニット１２の取り外し動作について説明する。

【0025】

図７、図８には、連結部１８に装着されたキャッピングユニット１２に脱着用治具３０を適用してキャッピングユニット１２を連結部１８から取り外すときの２つの状態が示される。図７は、脱着用治具３０のキャッピングユニット１２への装着が開始された時点での状態を示し、図８は、脱着用治具３０の装着が完了しキャッピングユニット１２の連結部１８との係合が解除された状態を示す。また、図９は、連結アーム２８先端部周辺の図８の部分拡大図である。

【0026】

図７に示されるように、脱着用治具３０の保持部材３０Ａが上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入されると、保持部材３０Ａは上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂに案内され、シャフト２０に対し直交する方向に移動される。このとき脱着部材３０Ｂもシャフト２０に対して直交する方向に移動され、脱着部材３０Ｂの先端がロック部材２２Ｂの下端に係合する。また保持部材３０Ａは、その上面と上側突出部３２Ａとの間に隙間Ｇが生じる位置関係で上側突出部３２Ａと下側突出部３２Ｂの間に挿入される。なお、隙間Ｇの大きさは、後述するように下降される当接部材３８の垂直面３８Ｂが解除部材４６の外面４６Ａに係合するのに十分な距離に設定される。

【0027】

脱着部材３０Ｂの先端部の上面には傾斜面３１が設けられ、脱着部材３０Ｂは先細り形状とされる。脱着用治具３０がシャフト２０方向に押し込まれると、傾斜面３１が規制位置にあるロック部材２２Ｂの下端部に押し当てられ、ロック部材２２Ｂの下端部が傾斜面３１に沿って押し上げられる。これにより脱落防止部材２２がコイルスプリング２４の付勢力に抗して持ち上げられる。

【0028】

ロック部材２２Ｂが持ち上げられると、連結アーム２８の先端部の外側への移動を規制していた規制部４４が、連結アーム２８の先端部と干渉しない高さまで上昇される。これと並行して、ロック部材２２Ｂの開口部４２に設けられ解除部材４６が、連結アーム２８の当接部材３８の傾斜面３８Ａに押し当てられる。

【0029】

解除部材４６は、傾斜面３８Ａに摺接しながら更に押し上げられ、連結アーム２８は揺動軸２６Ａの付勢力に抗してその上端が径方向外側に向けて移動される。これにより各係止爪３６は連結部１８の係止部２１よりも外側に移動され、図８、図９に示されるように、連結アームの係止爪３６と係止部２１の係合が解除される。

【0030】

これと並行して、キャッピングユニット１２は自重で上述した保持部材３０Ａの上面と上側突出部保持部３２Ａの下面との間隙Ｇだけ僅かに下降し、保持部材３０Ａの上面と上側突出部保持部３２Ａの下面とが当接する。キャッピングユニット１２の下降により保持部材３０Ａの下面と下側突出部保持部３２Ｂの上面との間に新たに間隙Ｇが形成され、図８、図９に示されるように、当接部材３８の垂直面３８Ｂが解除部材４６の外面４６Ａに係合した状態となる。これにより連結アーム２６Ａに付勢力が作用した状態であっても、係止爪３６が係止部２１に再び係合することが防止される。

【0031】

図８、図９の状態において、キャッピングユニット１２は上側突出部３２Ａ、下側突出部３２Ｂを通して保持部３０Ａによって保持される。脱着用治具３０が下降されると、キャッピングユニット１２とともに脱落防止部材２２も下降され、連結アーム２８が開かれた状態で係止爪３６の先端が連結部１８の上面である係止部２１よりも下方に移動される。

【0032】

脱落防止部材２２が規制位置まで下降され、キャッピングユニット１２のみが更に下降されると、当接部材３８が解除部材４６を乗り越え、揺動軸２６Ａの付勢力により係止爪３６の先端が連結部１８の逆円錐形状の側面に押し当てられる。キャッピングユニット１２が更に下降されると係止爪３６が連結部１８の円錐側面に沿って内側に向けて移動され、連結アーム２８は閉じる方向へと回動される。シャフト２０の上端部２０Ａが連結部１８の孔１８Ａから抜き取られと、キャッピングユニット１２はキャッパ１０の連結部１８から取り外され、取り外し作業は完了する。

【0033】

なお、キャッパ１０の連結部１８から取り外され、脱着用治具３０の保持部３０Ａ後のキャッピングユニット１２は、エンドエフェクタに保持ハンドが取り付けられたロボット等で構成された不図示のキャッピングユニット保持手段が脱着用治具３０から取り出され、不図示のヘッドスタンドに移載される。このヘッドスタンドは、キャッパ１０に取り付け可能な異なる種類のキャッピングユニット１２ごとに設けられている。

【0034】

次に、キャッピングユニット脱着機構を用いたキャッピングユニット１２の取り付け動作について説明する。

【0035】

まず、キャッピング対象の容器およびキャップを変更する型替えに際し、交換対象の種類のキャッピングユニット１２を、当該キャッピングユニットが保持されるヘッドスタンドから、上述したキャッピングユニット保持手段によって取り出した後、脱着用治具３０の保持部３０Ａに保持させる。その後、キャッピングユニット１２は、治具移動装置３４により駆動軸１６の下方に移動され、シャフト２０の軸心が駆動軸１６の軸心を一致させられた後、駆動軸１６に向けて上昇される。

【0036】

駆動軸１６に取り付けられる前の脱着用治具３０に保持されるキャッピングユニット１２の連結アーム２８には、不図示のストッパ等が取り付けられ、係止爪３６の先端同士が連結部１８の円錐側面の下端部の外径よりも僅かに広げられた状態に維持されるように揺動軸２６Ａ周りの回転が規制されている。キャッピングユニット１２の上昇により、連結アーム２８の先端に設けたれた係止爪３６が連結部１８の円錐側面の下端に係合し、治具移動装置３４によりキャッピングユニット１２が更に上昇されると、係止爪３６は円錐面に沿って外側に向けて押し広げられ、図８の状態まで上昇される。

【0037】

図８の状態から脱着用治具３０をキャッピングユニット１２から側方へと引き抜くと、解除部材４６が設けられた脱落防止部材２２が下降される。当接部材３８の傾斜面３８Ａに係合する解除部材４６が下降されると、揺動軸２６Ａ周りに連結アーム２８が閉じられ、係止爪３６が係止部１２に係合して図７の状態となる。その後、治具移動装置３４は、脱着用治具３０がキャッピングユニット１２から完全に離脱するまで脱着用治具３０を水平方向に移動して図１の状態とし、取り付け作業は完了する。

【0038】

以上のように、本実施形態のキャッパによれば、脱落防止部材２２を持ち上げる簡便な構造によりキャッピングユニット（キャッピングヘッド）の脱落を防止するとともに、効率的に交換を可能とすることができる。

【0039】

なお、本実施形態では、傾斜面を当接部側に設けたが、解除部材の上面に外側に向けて下がる傾斜面を設けてもよい。また、本実施形態では取付用治具を用いてキャッピングユニットの取り付けを行ったが、取付用治具を用いずに、従来のように完全に手動で交換を行うこともできる。この場合、キャッピングユニット側を片手で保持するとともに、同じ手の親指で脱落防止部材を押し上げることで連結アームと連結部の係合が解除できる。

【符号の説明】

【0040】

１０ キャッパ
１１ キャッピングヘッド
１２ キャッピングユニット
１６ 駆動軸
１８ 連結部
２１ 係止部
２２ 脱落防止部材
２６Ａ 揺動軸
２８ 連結アーム
３６ 係止爪
３８ 当接部材
３８Ａ 傾斜面
４６ 解除部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】