JP3851498B2

JP3851498B2 - Bottle cap winding device

Info

Publication number: JP3851498B2
Application number: JP2000285867A
Authority: JP
Inventors: 正人宮嶋; 英明村岡; 秀夫土屋
Original assignee: 靜甲株式会社
Priority date: 2000-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2020-09-20
Also published as: JP2002096896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトル容器の口元部にキャップを任意の巻き締めトルクで巻き締めるボトルキャップの巻締装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えばガラス瓶や、ペットボトルなどのボトル容器の口元部に施蓋されるキャップとしてはねじ込み式のキャップの他、ねじ込み式のキャップの内部に押込み式の中栓が一体的に組み込まれた構成の複合式の中栓組み込みキャップなど、様々な種類がある。ここで、ボトル容器の口元部にキャップを巻締める作業時にはキャップの種類に応じてキャップをボトル容器の口元部に巻締める巻締めトルクが異なる。そして、ボトル容器の口元部にキャップを自動的に装着するボトルキャップの巻締装置ではキャップの種類に応じてキャップをボトル容器の口元部に巻締める作業時の巻締めトルクを変化させることが行われている。
【０００３】
また、ボトル容器の口元部にキャップを自動的に巻締るボトルキャップの巻締装置にはボトル容器の口元部に螺着されるキャップを保持するキャップ保持部のスピンドルと、キャップ巻締装置の主軸との間にキャップをボトル容器の口元部に巻締める作業時の巻締めトルクを変化させるマグネット式のトルク調整機構が組み込まれているものがある。このマグネット式のトルク調整機構にはボトルキャップの巻締装置の主軸の軸方向に沿って離間対向配置された複数のマグネット装着ユニットが設けられている。ここで、一方のマグネット装着ユニットはキャップ保持部のスピンドル側、他方のマグネット装着ユニットは回転軸部にそれぞれ配設されている。
【０００４】
そして、このマグネット式のトルク調整機構では回転軸部側のマグネット装着ユニットと、キャップ保持部のスピンドル側のマグネット装着ユニットとの間を主軸の軸回り方向に相対的に移動させることにより、両者のマグネット間の位置を変化させ、このときの両者のマグネット間の相対位置の変化にともないトルク調整を行う構成になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成のボトルキャップの巻締装置ではキャップの巻締め作業の開始前にキャップの種類に応じてトルク調整機構の回転軸部側のマグネット装着ユニットと、キャップ保持部のスピンドル側のマグネット装着ユニットとの間の相対位置を調整してキャップの巻締めトルクを予め所定の設定トルクに調整する作業が行われる。そして、このトルク調整後、この設定トルクでキャップの巻締め作業が行われる構成になっているので、上記従来のボトルキャップの巻締装置のトルク調整機構ではキャップの巻締め作業の開始前にキャップの巻締めトルクが予め所定の設定トルクに調整した状態で固定されている。そのため、ボトルキャップの巻締装置の運転中にキャップの巻締めトルクを変化させることができないので、キャップの巻締め作業中にキャップ供給装置側から供給されるキャップをボトルキャップの巻締装置のキャップ保持部で掴む際に、キャップ保持部のチャックが設定トルクで常に回転したままの状態でボトルキャップを掴むため、キャップ保持部の回転力がキャップに伝わり、キャップの削れ等の問題が発生するおそれがある。
【０００６】
また、キャップに中栓が組み込まれている中栓組み込みキャップ等ではキャップを巻締める工程中にキャップの巻締めトルクを変化させる必要がある。例えば、中栓がボトル容器の口部に挿入されるまでの作業領域ではトルクを高くし、中栓がボトル容器の口部に挿入された後の作業領域では、弱いトルクでボトルキャップを巻締め作業する閉栓管理を行うことが必要になっている。
【０００７】
しかしながら、上記従来のボトルキャップの巻締装置のトルク調整機構ではキャップを巻締める工程中にこのようにキャップの巻締めトルクを変化させる制御を行うことができない問題がある。
【０００８】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的は、キャップを巻締める行程中に巻締めトルクを変化させることができ、適正な閉栓管理を行うことができるボトルキャップの巻締装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、ボトル容器の口元部に螺着されるキャップを保持するキャップ保持部のスピンドルと、このスピンドルに回転トルクを伝達する回転軸部との間に介設され、複数のマグネット間の位相変化にともないトルク調整を行うトルク調整部と、前記スピンドルの回転駆動中に、前記トルク調整部を駆動して前記キャップの巻締状態を切換える巻締状態切換え手段とを設け、前記トルク調整部は、前記スピンドル側に連結されたヒステリシス板と、前記回転軸部側に固定された第１のマグネットと、前記ヒステリシス板に対して前記回転軸部の回転軸を中心に回動可能に保持されたリング状のアジャスト部材と、このアジャスト部材に固定され、前記ヒステリシス板を介して前記第１のマグネットと対向配置された第２のマグネットとを具備し、前記巻締状態切換え手段は、往復ピストン機構と、この往復ピストン機構のピストンの往復動作に連動して前記トルク調整部を駆動するカム機構部とを具備し、前記カム機構部は、前記回転軸部に対して前記回転軸部の軸方向に移動可能に支持されたスライド部材と、このスライド部材に形成され、前記アジャスト部材に突設されたトルク切換えレバーが挿入されるカム溝とを具備し、前記往復ピストン機構は、前記ピストンの往復動作によって前記スライド部材を前記回転軸部の軸方向にスライド移動させ、前記スライド部材のスライド動作にともない前記カム溝によって前記トルク切換えレバーを介して前記アジャスト部材を前記スピンドルの回転軸を中心に回動させて前記第１のマグネットと前記第２のマグネットとの間の位相を変化させて前記スピンドルに伝達される回転トルクのトルク調整を行うものであることを特徴とするボトルキャップの巻締装置である。
そして、本請求項１の発明では、キャップをボトル容器の口元部に巻締める作業時には巻締状態切換え手段によってスピンドルの回転駆動中に、トルク調整部を駆動して回転軸部側のマグネットと、スピンドル側のマグネットとの間の位相を変化させてトルク調整を行うことにより、キャップの巻締状態を切換える。さらに、キャップをボトル容器の口元部に巻締める作業時には初期状態ではトルク切換えレバーがカム機構部のスライド部材のカム溝における初期位置に挿入された状態で保持される。この状態で、往復ピストン機構のピストンを回転軸部の軸方向に移動させることにより、カム機構部のスライド部材が回転軸部の軸方向に移動する。このとき、スライド部材の移動にともないスライド部材のカム溝によってアジャスト部材のトルク切換えレバーが回転軸部の軸方向と直交する方向に移動される。これによってアジャスト部材を回転軸部の回転軸を中心に回動させてアジャスト部材の第２のマグネットをヒステリシス板を介して第１のマグネットに対して相対的に回動させ、第１のマグネットと第２のマグネットとの間の位相を変化させてスピンドルに伝達される回転トルクのトルク調整を行うようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図１は例えば液体商品が充填されたボトル容器１の口元部１ａにキャップ２を被せる蓋装着作業を自動的に行なうオートメーションのボトルキャップの巻締装置３の要部の概略構成を示すものである。ここで、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すようにボトル容器１の口元部１ａの外周面には雄ねじ部４、キャップ２の内周面にはこのボトル容器１の口元部１ａの雄ねじ部４に螺合する雌ねじ部５がそれぞれ形成されている。さらに、このねじ込み式のキャップ２の内部には押込み式の中栓６が組み込まれて中栓組み込みキャップが形成されている。
【００１２】
なお、中栓６は合成樹脂等等による可撓性を有する素材によって成形されている。さらに、この中栓６の外周縁部にはボトル容器１の口元部１ａの受け縁１ｂに係合する係止部６ａが形成されている。
【００１３】
そして、キャップ２の雌ねじ部５がボトル容器１の口元部１ａの雄ねじ部４に螺挿される作業時にはこのキャップ２のねじ込み操作にともないボトル容器１の口元部１ａに中栓６が押し込まれるようになっている。このとき、中栓６の係止部６ａは、ボトル容器１の口元部１ａに中栓６が押し込まれる際に、その可撓性により弾性変形して受け縁１ｂを乗り越え、かつ、その後、弾性変形された係止部６ａが復元することで図５（Ｂ）に示すようにボトル容器１の受け縁１ｂに係合されるようになっている。そして、この中栓６のボトル容器１の口元部１ａへの嵌着により、ボトル容器１の内容物に対する密封度が得られるようになっている。
【００１４】
また、本実施の形態のボトルキャップの巻締装置３には軸心部に本体駆動軸７が配設されている。この本体駆動軸７の下部には円板状の回転テーブル８が固定されている。この回転テーブル８には複数のボトル容器把持機構９が適宜の間隔を存してリング状に並設されている。なお、各ボトル容器把持機構９には容器グリッパが装着されている。そして、ボトルキャップの巻締装置３の駆動時には本体駆動軸７の回転にともない回転テーブル８が同時に回転（公転）駆動されるとともに、この回転テーブル８の回転にともない各ボトル容器把持機構９には図示しない搬送ラインから繰り入れ装置を経てボトル容器１が次々と供給され、図示しない容器グリッパによりボトル容器１が安定的に保持されるようになっている。
【００１５】
また、ボトルキャップの巻締装置３には回転テーブル８のボトル容器把持機構９と同数のボトルキャップの巻締作業ユニット１０が設けられている。さらに、本体駆動軸７の上部には各巻締作業ユニット１０を支持する上下２段の支持テーブル１１，１２が固定されている。そして、上側の支持テーブル１１には各巻締作業ユニット１０の主軸（回転軸部）１３を回転（自転）駆動するサーボモータ等の回転駆動手段１４が固定されている。
【００１６】
また、各巻締作業ユニット１０の主軸１３は、下側の支持テーブル１２に形成されたガイド用の挿通孔を介して下方に延出されている。そして、各主軸１３の下端部にボトル容器１の口元部１ａに施蓋されるキャップ２を保持するキャッピングヘッド（キャップ保持部）１５のスピンドル１６が後述するトルク調整部１７を介して連結されている。ここで、各キャッピングヘッド１５には、ボトル容器１の口元部１ａに施蓋されるキャップ２を係脱可能に係止するリンク・くさび等によるメカニカル式や、バキューム式、エアーチューブ式等の周知の図示しないチャック機構が設けられている。なお、ボトルキャップの巻締装置３にはキャップ２を各キャッピングヘッド１５に供給するキャップ供給装置１８が設けられている。そして、このキャップ供給装置１８から送られるキャップ２は各キャッピングヘッド１５のチャック機構により把持されて保持される。
【００１７】
また、上下２段の支持テーブル１１，１２間には移動中のボトル容器１の口元部１ａに対してキャッピングヘッド１５を接離する方向に移動させる移動機構１９が設けられている。この移動機構１９には、本体駆動軸７に配設された略円筒状のスピンドルカム１９ａと、各主軸１３にボトルキャップの巻締装置３の内部側に向けて突設された突設部材１９ｂとが設けられている。さらに、スピンドルカム１９ａの外周面には各主軸１３の上下動作をガイドするカム溝１９ｃが形成されている。このカム溝１９ｃには各主軸１３の突設部材１９ｂの先端部が挿入されている。そして、カム溝１９ｃに沿って各主軸１３の突設部材１９ｂの先端部が移動する動作にともない各主軸１３を介してキャッピングヘッド１５が上下動作され、ボトル容器１の口元部１ａに対してキャッピングヘッド１５を接離する方向に移動させる動作が行われるようになっている。このとき、各主軸１３はその回転を阻害されることなく、移動機構１９により所定ストロークの昇降が行えるようになっている。
【００１８】
そして、キャップ２の巻締め作業時には巻締作業ユニット１０の回転駆動手段１４によって主軸１３が回転駆動され、この主軸１３とともにキャッピングヘッド１５が回転されるようになっている。さらに、この巻締作業ユニット１０の駆動時にはボトル搬送ラインの回転テーブル８によって移動されるボトル容器１の移動に合わせてキャッピングヘッド１５を同一軌道に沿って走行させるとともに、このボトル容器１の移動中に、キャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接離する方向に移動させる。このとき、ボトル容器１の移動軌道Ｌの始端（入り口側）位置の近傍の巻締め開始位置でキャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接近させ、キャッピングヘッド１５で保持されているキャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める作業が開始される。そして、ボトル容器１が移動軌道に沿って移動する動作中にキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１の移動軌道の終端位置（出口側）に達する前の巻締め終了位置でキャップ２の巻締め作業が終了するようになっている。これにより、ボトル容器１の移動軌道の巻締め開始位置と巻締め終了位置との間の範囲内でキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１の口元部１ａへキャップ２を自動的に装着して施蓋するようになっている。
【００１９】
また、トルク調整部１７には図２（Ｂ）に示すようにスピンドル１６側の軸部１６ａに連結された２つの略フランジ状のヒステリシス板１６ｂと、各ヒステリシス板１６ｂに対向配置された状態で主軸１３側のベース部材２０に固定された第１のマグネット２１とが設けられている。さらに、スピンドル１６側の軸部１６ａには２つのヒステリシス板１６ｂ間にリング状のアジャスト部材２２がヒステリシス板１６ｂに対してスピンドル１６側の軸部１６ａの回転軸を中心に回動可能に保持されている。このアジャスト部材２２の両面にはヒステリシス板１６ｂとの間に配置される第２のマグネット２３が固定されている。これらの第２のマグネット２３は図４（Ａ），（Ｂ）に示すようにヒステリシス板１６ｂを介して第１のマグネット２１と対向配置されている。
【００２０】
ここで、第１のマグネット２１および第２のマグネット２３から出てヒステリシス板１６ｂを通過する磁束はヒステリシス板１６ｂの回転を妨げるように働く。このときの抵抗力は第１のマグネット２１の磁極と第２のマグネット２３の磁極との相対位置により変化するため、本実施の形態のトルク調整部１７では第１のマグネット２１と第２のマグネット２３との間の位相変化にともないトルク調整を行うようになっている。例えば、図４（Ａ）は最小トルク設定時の磁束の状態、図４（Ｂ）は最大トルク設定時の磁束の状態をそれぞれ示すものである。
【００２１】
また、本実施の形態ではトルク調整部１７を駆動してキャップ２の巻締状態を切換える巻締状態切換え手段２４が設けられている。この巻締状態切換え手段２４には図２（Ｂ）に示すようにエアーシリンダ機構（往復ピストン機構）２４Ａと、このエアーシリンダ機構２４Ａの動作に連動してトルク調整部１７を駆動するカム機構部２４Ｂとが設けられている。
【００２２】
さらに、エアーシリンダ機構２４Ａには図２（Ａ）に示すように主軸１３の下部に形成された大径筒体１３ａの筒壁によって形成されるシリンダ２５ａと、このシリンダ２５ａ内で上下方向に進退自在に装着されたピストン２５ｂとが設けられている。そして、この大径筒体１３ａの下端部にはトルク調整部１７のベース部材２０が固定されている。
【００２３】
また、大径筒体１３ａ内の下部にはピストン２５ｂのストロークを２段階に規制するコイルばねからなる２段のリターンスプリング２６，２７が組み込まれている。ここで、大径筒体１３ａ内のピストン２５ｂのストロークの略中間位置には第１のばね受部２８、ピストン２５ｂのストロークの最大ストローク位置には第２のばね受部２９がそれぞれ配設されている。そして、第１のばね受部２８とピストン２５ｂとの間には１段目のスプリング２６が配設されている。さらに、第１のばね受部２８と第２のばね受部２９との間には１段目のスプリング２６よりもばね力が大きい２段目のスプリング２７が配設されている。そして、ピストン２５ｂは常時はこれらのリターンスプリング２６，２７のばね力によって上方向に付勢され、図２（Ｂ）に示すようにシリンダ２５ａ内の上端部に圧接された初期状態で保持されている。
【００２４】
また、主軸１３の内部にはエアーシリンダ機構２４Ａのシリンダ２５ａに高圧の作動エアーを供給するためのエアー供給路３０ａと、キャッピングヘッド１５のチャック機構用の流体通路３０ｂとが形成されている。そして、エアー供給路３０ａから供給される１段目の作動エアーによってピストン２５ｂが第１のばね受部２８に当接する中間ストローク位置まで移動されるようになっている。さらに、その後、１段目の作動エアーよりも高圧な２段目の作動エアーが供給されることにより、ピストン２５ｂが第１のばね受部２８とともに下方向に移動し、第２のばね受部２９に当接する最大ストローク位置まで移動されるようになっている。
【００２５】
また、カム機構部２４Ｂにはエアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂに連結された略Ｌ字状断面のスライド部材３１が設けられている。さらに、大径筒体１３ａの筒壁にはこのスライド部材３１を主軸１３の軸方向に移動させるスライド動作をガイドするガイド溝３２が形成されている。
【００２６】
また、図２（Ａ）に示すようにスライド部材３１の下端部にはトルク調整用のカム溝３３が形成されている。このカム溝３３にはトルク調整部１７を３段のトルク調整状態に切換える３段のトルク切換え部３３ａ〜３３ｃが形成されている。これらの３段のトルク切換え部３３ａ〜３３ｃは主軸１３の軸方向から外れる横方向に段状に配置されている。そして、最下段位置のトルク切換え部３３ａによって初期位置、中段位置のトルク切換え部３３ｂによって中間トルク切換え位置、最上段位置のトルク切換え部３３ｃによって最大トルク切換え位置にそれぞれ設定されている。
【００２７】
また、このカム溝３３にはアジャスト部材２２に突設されたトルク切換えレバー３４が挿入されている。ここで、主軸１３側のベース部材２０には主軸１３の軸方向に対して直交する方向に延設された長穴３５が形成されている。そして、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はこの長穴３５内を通り、スライド部材３１のカム溝３３に挿入されている。これにより、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂによってスライド部材３１がガイド溝３２に沿って主軸１３の軸方向に移動させるスライド動作にともないアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４がカム溝３３にガイドされて主軸１３の軸方向から外れる横方向に移動するようになっている。
【００２８】
そして、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが図２（Ｂ）に示す初期状態で保持されている場合にはアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３のトルク切換え部３３ａに挿入された初期位置で保持されるようになっている。このとき、トルク調整部１７は例えば、図４（Ａ）の最小トルク設定状態で保持されるようになっている。また、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが中間ストローク位置まで移動された状態で、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３の中段位置のトルク切換え部３３ｂに挿入された中間トルク切換え位置に切換えられるようになっている。この中間トルク切換え位置では、トルク調整部１７は中間のトルク設定状態に切換えられるようになっている。さらに、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが最大ストローク位置まで移動された状態で、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３の最上段位置のトルク切換え部３３ｃに挿入された最大トルク切換え位置に切換えられるようになっている。この最大トルク切換え位置では、トルク調整部１７は図４（Ｂ）の最大トルク設定状態に切換えられるようになっている。
【００２９】
次に、上記構成の作用について説明する。本実施の形態のオートメーションのボトルキャップの巻締装置３の駆動時にはボトル容器供給用の搬送ラインから蓋装着前のボトル容器１がスターホイール等の繰り入れ装置を経てロータリー式のボトルキャップの巻締装置３側に連続的に順次、供給される。
【００３０】
また、ボトルキャップの巻締装置３に供給される蓋装着前のボトル容器１は回転テーブル８のボトル容器把持機構９に受け渡しされる。このとき、回転テーブル８のボトル容器把持機構９に受け渡されたボトル容器１は回転テーブル８の回転（公転）動作にともない円形軌道に沿って後工程のスターホイール等の繰り出し装置側への受け渡し位置まで搬送される。そして、このボトル容器１の搬送中に、ボトル容器１の口元部１ａにキャップ２を施蓋する蓋装着作業が行われる。
【００３１】
この蓋装着作業時には各巻締作業ユニット１０の回転駆動手段１４および移動機構１９がそれぞれ駆動されるとともに、ボトル容器１の口元部１ａに施蓋されるキャップ２がキャップ供給装置１８から各キャッピングヘッド１５に送られ、各キャッピングヘッド１５にキャップ２が保持される。
【００３２】
また、回転駆動手段１４によって各巻締作業ユニット１０の主軸１３が回転（自転）駆動される。このとき、この主軸１３の回転はトルク調整部１７を介してキャッピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達され、キャッピングヘッド１５が回転される。
【００３３】
さらに、この巻締作業ユニット１０の駆動時にはボトル搬送ラインの回転テーブル８によって移動されるボトル容器１の移動に合わせてキャッピングヘッド１５を同一軌道に沿って走行させるとともに、このボトル容器１の移動中に、移動機構１９によってキャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接離する方向に移動させる。
【００３４】
ここで、ボトル容器１の移動軌道の始端（入り口側）位置の近傍の巻締め開始位置Ｓでキャッピングヘッド１５をボトル容器１の口元部１ａに接近させることにより、ボトル容器１の口元部１ａの雄ねじ部４にキャップ２の雌ねじ部５が螺合し始める。これにより、キャッピングヘッド１５で保持されているキャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める作業が開始される。そして、ボトル容器１が移動軌道に沿って移動する動作中にキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１の移動軌道の終端位置（出口側）に達する前の巻締め終了位置Ｅでキャップ２の巻締め作業が終了するように制御される。これにより、ボトル容器１の移動軌道の巻締め開始位置Ｓと巻締め終了位置Ｅとの間の範囲内でキャップ２の巻締め作業が行われ、ボトル容器１の口元部１ａへキャップ２が自動的に装着されて施蓋される。
【００３５】
また、ボトル容器１の口元部１ａに図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すねじ込み式のキャップ２の内部に押込み式の中栓６が組み込まれた中栓組み込みキャップを装着する作業時にはトルク調整部１７によってキャップ２の巻締めトルクを次の通り変化させる制御が行われる。
【００３６】
すなわち、このキャップ２の巻締め作業の初期時にはキャップ２の雌ねじ部５がボトル容器１の口元部１ａの雄ねじ部４に螺挿されるねじ込み作業のみが行われる。この初期のねじ込み作業時には中栓６はボトル容器１の口元部１ａには非接触状態で保持されているので、比較的小さい巻締めトルクでキャップ２の巻締め作業が行われる。そのため、この第１段階のキャップ２の巻締め作業時にはエアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが図２（Ｂ）に示す初期状態で保持され、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３のトルク切換え部３３ａに挿入された初期位置で保持されることにより、トルク調整部１７は例えば、図４（Ａ）の最小トルク設定状態で保持されている。
【００３７】
また、この第１段階のキャップ２の巻締め作業が進むと、図５（Ａ）に示すようにボトル容器１の口元部１ａの受け縁１ｂに中栓６の係止部６ａが当接する。このとき、中栓６は嵌着方向への移動が規制されるので、この状態ではキャッピングヘッド１５には、キャップ２の巻締抵抗が大きくなる。そのため、この時点でエアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが中間ストローク位置まで移動され、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３の中段位置のトルク切換え部３３ｂに挿入された中間トルク切換え位置に切換えられる。この中間トルク切換え位置では、トルク調整部１７は中間のトルク設定状態に切換えられるので、第１段階のキャップ２の巻締め作業よりも強い巻き締めトルクで第２段階のキャップ２の巻き締め作業が行われる。
【００３８】
さらに、この第２段階のキャップ２の巻き締め作業時にはキャップ２は、中栓６と共に移動してボトル容器１の口元部１ａにねじ込まれる。このとき、中栓６の係止部６ａは、ボトル容器１の口元部１ａに中栓６が押し込まれる際に、その可撓性により弾性変形して受け縁１ｂを乗り越え、かつ、その後、弾性変形された係止部６ａが復元することで図５（Ｂ）に示すようにボトル容器１の受け縁１ｂに係合される。
【００３９】
また、図５（Ｂ）の状態では、まだ、中栓６の内面とボトル容器１の口元部１ａの上面との間には、同図に示すように、隙間Ｓが残った状態である。そのため、この時点で、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂが最大ストローク位置まで移動され、アジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４はカム溝３３の最上段位置のトルク切換え部３３ｃに挿入された最大トルク切換え位置に切換えられる。この最大トルク切換え位置では、トルク調整部１７は図４（Ｂ）の最大トルク設定状態に切換えられて最も強い巻き締めトルクで第３段階のキャップ２の巻き締め作業が行われる。そして、図５（Ｃ）に示すように中栓６の内面とボトル容器１の口元部１ａの上面との間の隙間Ｓが残らない最終段階の巻き締め作業が行われ、キャップ巻き締めの全行程が終了する。
【００４０】
なお、エアー供給路３０ａからエアーシリンダ機構２４Ａのシリンダ２５ａへの作動エアーの供給を遮断することにより、ピストン２５ｂは内蔵されたリターンスプリング２６，２７のばね力によって図２（Ｂ）に示す初期状態（トルクを発生させない状態）に戻る。
【００４１】
さらに、所定のキャップ２の装着作業が終了すると、ボトルキャップの巻締装置３の出口部から繰り出される蓋装着処理済のボトル容器１がスターホイール等の繰り出し装置により取り出されて繰り出し用の搬送ラインに繰り出される。
【００４２】
そこで、上記構成のものにあっては次の効果を奏する。すなわち、本実施の形態ではキャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める作業の初期状態ではトルク切換えレバー３４がスライド部材３１のカム溝３３における初期位置のトルク切換え部３３ａに挿入された状態で保持される。この状態で、エアーシリンダ機構２４Ａのピストン２５ｂを主軸１３の軸方向に移動させることにより、カム機構部２４Ｂのスライド部材３１が主軸１３の軸方向に移動する。このとき、スライド部材３１の移動にともないスライド部材３１のカム溝３３によってアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４が主軸１３の軸方向と直交する方向に移動される。これによってアジャスト部材２２を主軸１３の回転軸を中心に回動させてアジャスト部材２２の第２のマグネット２３をヒステリシス板１６ｂを介して第１のマグネット２１に対して相対的に回動させ、第１のマグネット２１と第２のマグネット２３との間の位相を変化させてキャッピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達される回転トルクのトルク調整を行うようにしている。そのため、キャップ２をボトル容器１の口元部１ａに巻締める行程中に巻締めトルクを任意に変化させることができるので、適正な閉栓管理を行うことができる。
【００４３】
例えば、キャップ供給装置１８から供給されたキャップ２を掴む時、設定トルクよりも小さいトルクでキャッピングヘッド１５のスピンドル１６を回転させることができるので、キャップ２に回転力が伝わり難く、キャップ２の削れ等の発生を防止することができる。また、中栓６の組み込みキャップ２等では中栓６がボトル容器１の口元部１ａに挿入するまでトルクを高くし、中栓６が入ってしまった時点で弱いトルクで閉栓管理を行うことにより、キャップ２が変形したり変色（白化現象）を起こすなどの不良品の発生を防止することもできる。
【００４４】
なお、キャッピングヘッド１５のチャックが一定トルクで常時回転している通常の巻締め方法で問題がない場合には、本実施の形態の構成を品種によるトルク設定に使用することもできる。
【００４５】
また、図６は第１の実施の形態（図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容器１のボトルキャップの巻締装置３とは異なる構成のマグネットトルクアジャスターを示すものである。
【００４６】
この図６のマグネットトルクアジャスターではトルク調整部１７に主軸１３の軸方向に離間対向配置された第１のマグネット４１と、第２のマグネット４２とが設けられている。ここで、上側の第１のマグネット４１は下側の第２のマグネット４２に対して接離する方向（上下方向）に移動可能に支持されている。そして、この図６のマグネットトルクアジャスターに第１の実施の形態の巻締状態切換え手段２４と略同様の構成の巻締状態切換え手段を設け、相対するマグネット４１，４２間の距離を変えることによってトルクを変化させる構造にしてもよい。この場合も第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
また、図７は第１の実施の形態（図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容器１のボトルキャップの巻締装置３および図６のマグネットトルクアジャスターとは異なる構成のマグネットトルクアジャスターを示すものである。
【００４８】
この図７のマグネットトルクアジャスターではトルク調整部１７に同心円状に配置された２つの円筒部材５１，５２が設けられている。ここで、内側の円筒部材５１には第１のマグネット５３が固定されている。さらに、外側の円筒部材５２には第２のマグネット５４が固定されている。
【００４９】
また、外側の円筒部材５２は内側の円筒部材５１に対して上下方向に移動可能に支持されている。そして、この図７のマグネットトルクアジャスターに第１の実施の形態の巻締状態切換え手段２４と略同様の構成の巻締状態切換え手段を設け、外側の円筒部材５２を内側の円筒部材５１に対して上下方向に移動させることにより、第１のマグネット５３と第２のマグネット５４との位置を変えてトルクを変化させる構造にしてもよい。この場合も第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５０】
また、図８および図９は本発明の第２の実施の形態を示すものである。本実施の形態は第１の実施の形態（図１乃至図５（Ａ）〜（Ｃ）参照）のボトル容器１のボトルキャップの巻締装置３の構成を次の通り変更したものである。
【００５１】
すなわち、本実施の形態では第１の実施の形態のトルク調整部１７におけるアジャスト部材２２のトルク切換えレバー３４を駆動する外付けのエアーシリンダ６１を設けたものである。そして、このエアーシリンダ６１によってアジャスト部材２２を主軸１３の回転軸を中心に回動させてアジャスト部材２２の第２のマグネット２３をヒステリシス板１６ｂを介して第１のマグネット２１に対して相対的に回動させ、第１のマグネット２１と第２のマグネット２３との間の位相を変化させてキャッピングヘッド１５のスピンドル１６に伝達される回転トルクのトルク調整を行うようにしたものである。したがって、本実施の形態でも第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５２】
さらに、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施できることは勿論である。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、キャップを巻締める行程中に巻締めトルクを変化させることができ、適正な閉栓管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置の概略構成を示す正面図。
【図２】（Ａ）は第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置における１つのキャップ保持部の主軸の部分の概略構成を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線断面図。
【図３】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置におけるトルク調整部を判断面にして示す側面図。
【図４】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置におけるトルク調整部の動作原理を示すもので、（Ａ）は最小トルク設定時の磁束の状態を説明するための説明図、（Ｂ）は最大トルク設定時の磁束の状態を説明するための説明図。
【図５】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置における中栓組み込みキャップの巻締動作を説明する説明図。
【図６】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置とは異なる構成のマグネットトルクアジャスターの要部の概略構成を示す縦断面図。
【図７】第１の実施の形態のボトルキャップの巻締装置および図６のマグネットトルクアジャスターとは異なる構成のマグネットトルクアジャスターの要部の概略構成を示す縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態のボトルキャップの巻締装置の要部の概略構成を示す平面図。
【図９】第２の実施の形態のボトルキャップの巻締装置の要部の側面図。
【符号の説明】
１ボトル容器
１ａ口元部
２キャップ
１３主軸（回転軸部）
１５キャッピングヘッド（キャップ保持部）
１６スピンドル
１７トルク調整部
２１第１のマグネット
２３第２のマグネット
２４巻締状態切換え手段
２４Ａエアーシリンダ機構（往復ピストン機構）
２４Ｂカム機構部
２５ａシリンダ
２５ｂピストン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bottle cap winding device that winds a cap around a mouth portion of a bottle container with an arbitrary winding torque.
[0002]
[Prior art]
In general, for example, a cap that is applied to the mouth of a bottle container such as a glass bottle or a plastic bottle, in addition to a screw-in type cap, a push-in type inner plug is integrally incorporated inside the screw-in type cap. There are various types, such as a composite type cap with a built-in stopper. Here, during the operation of tightening the cap around the mouth part of the bottle container, the tightening torque for tightening the cap around the mouth part of the bottle container differs depending on the type of the cap. In a bottle cap tightening device that automatically attaches a cap to the mouth part of the bottle container, the tightening torque during the work of tightening the cap around the mouth part of the bottle container is changed according to the type of the cap. It has been broken.
[0003]
In addition, the bottle cap tightening device that automatically winds the cap around the mouth of the bottle container includes a spindle of a cap holding portion that holds the cap screwed onto the mouth of the bottle container, and a cap tightening device. Some of them incorporate a magnet type torque adjusting mechanism that changes the tightening torque during the operation of tightening the cap around the mouth of the bottle container between the main shaft and the main shaft. The magnet-type torque adjustment mechanism is provided with a plurality of magnet mounting units that are arranged to be spaced apart from each other along the axial direction of the main shaft of the bottle cap winding device. Here, one magnet mounting unit is disposed on the spindle side of the cap holding portion, and the other magnet mounting unit is disposed on the rotating shaft portion.
[0004]
In this magnet-type torque adjustment mechanism, the relative movement between the magnet mounting unit on the rotating shaft side and the magnet mounting unit on the spindle side of the cap holding unit is relatively performed in the direction around the axis of the main shaft, thereby The position between the magnets is changed, and the torque is adjusted in accordance with the change in the relative position between the two magnets at this time.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the bottle cap tightening device having the above-described conventional configuration, the magnet mounting unit on the rotating shaft side of the torque adjusting mechanism and the magnet mounting unit on the spindle side of the cap holding unit are selected according to the type of the cap before starting the cap tightening operation. The relative position between the two is adjusted to adjust the tightening torque of the cap to a predetermined set torque in advance. After the torque adjustment, the cap is tightened with the set torque. Therefore, the torque adjustment mechanism of the conventional bottle cap tightening device has the cap before the start of the cap tightening operation. Is fixed in a state in which the winding torque is adjusted to a predetermined set torque in advance. Therefore, since the tightening torque of the cap cannot be changed during the operation of the bottle cap tightening device, the cap supplied from the cap supply device side during the cap tightening operation is used as the cap of the bottle cap tightening device. When gripping with the holding part, the bottle cap is gripped while the chuck of the cap holding part is always rotated at the set torque, so that the rotational force of the cap holding part is transmitted to the cap, which may cause problems such as scraping of the cap. There is.
[0006]
In addition, in the case of an internal cap built-in cap or the like in which the internal plug is incorporated in the cap, it is necessary to change the tightening torque of the cap during the process of winding the cap. For example, the torque is increased in the work area until the inner stopper is inserted into the mouth of the bottle container, and the bottle cap is tightened with a weak torque in the work area after the inner stopper is inserted into the mouth of the bottle container. It is necessary to manage the closure of the work.
[0007]
However, the conventional torque adjustment mechanism of the bottle cap tightening device has a problem that it is not possible to perform control to change the cap tightening torque during the process of tightening the cap.
[0008]
The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and its purpose is to change the tightening torque during the process of tightening the cap, and to perform a proper cap management. Is to provide.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, a plurality of magnets are interposed between a spindle of a cap holding part that holds a cap screwed to a mouth part of a bottle container and a rotating shaft part that transmits rotational torque to the spindle. A torque adjusting unit that adjusts the torque in accordance with a phase change between them, and a tightening state switching unit that drives the torque adjusting unit to switch the tightening state of the cap during the rotation of the spindle. The torque adjuster includes a hysteresis plate coupled to the spindle side, a first magnet fixed to the rotation shaft portion side, and a rotation axis of the rotation shaft portion with respect to the hysteresis plate. A ring-shaped adjustment member held rotatably; and a second magnet fixed to the adjustment member and disposed opposite to the first magnet via the hysteresis plate, wherein the winding state The switching means includes a reciprocating piston mechanism and a cam mechanism portion that drives the torque adjusting portion in conjunction with the reciprocating motion of the piston of the reciprocating piston mechanism, and the cam mechanism portion is connected to the rotating shaft portion. A slide member supported so as to be movable in the axial direction of the rotating shaft portion, and a torque switching lever formed on the slide member and projecting from the adjustment member are inserted. And the reciprocating piston mechanism slides the slide member in the axial direction of the rotating shaft portion by the reciprocating motion of the piston, and the torque switching is performed by the cam groove as the slide member slides. Torque of rotational torque transmitted to the spindle by rotating the adjusting member about the rotation axis of the spindle via a lever to change the phase between the first magnet and the second magnet. To make adjustments A bottle cap winding device characterized by that.
In the invention of claim 1, during the operation of winding the cap around the mouth of the bottle container, the torque adjustment unit is driven during the rotation driving of the spindle by the winding state switching means, and the magnet on the rotating shaft side, By changing the phase with the magnet on the spindle side and adjusting the torque, the cap tightening state is switched. . Further, when the cap is wound around the mouth of the bottle container, the torque switching lever is held in the initial position in the cam groove of the slide member of the cam mechanism in the initial state. In this state, by moving the piston of the reciprocating piston mechanism in the axial direction of the rotating shaft portion, the slide member of the cam mechanism portion moves in the axial direction of the rotating shaft portion. At this time, the torque switching lever of the adjusting member is moved in a direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft portion by the cam groove of the sliding member as the slide member moves. As a result, the adjustment member is rotated about the rotation axis of the rotation shaft portion, the second magnet of the adjustment member is rotated relative to the first magnet via the hysteresis plate, and the first magnet and Adjusting the rotational torque transmitted to the spindle by changing the phase with the second magnet It is what I did.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5 (A) to (C). FIG. 1 shows a schematic configuration of an essential part of an automatic bottle cap tightening device 3 for automatically performing a lid mounting operation of covering a cap 2 on a mouth portion 1a of a bottle container 1 filled with liquid merchandise, for example. . Here, as shown in FIGS. 5A to 5C, the male screw portion 4 is provided on the outer peripheral surface of the mouth portion 1 a of the bottle container 1, and the male screw of the mouth portion 1 a of the bottle container 1 is provided on the inner peripheral surface of the cap 2. An internal thread portion 5 that is screwed into the portion 4 is formed. Further, a push-in type inner plug 6 is incorporated in the screw-in type cap 2 to form an inner plug built-in cap.
[0012]
The inner plug 6 is formed of a flexible material such as a synthetic resin. Further, a locking portion 6 a that engages with the receiving edge 1 b of the mouth portion 1 a of the bottle container 1 is formed on the outer peripheral edge portion of the inner stopper 6.
[0013]
When the female screw part 5 of the cap 2 is screwed into the male screw part 4 of the mouth part 1a of the bottle container 1, the inner plug 6 is pushed into the mouth part 1a of the bottle container 1 in accordance with the screwing operation of the cap 2. It has become. At this time, when the inner stopper 6 is pushed into the mouth part 1a of the bottle container 1, the engaging part 6a of the inner stopper 6 is elastically deformed by the flexibility and overcomes the receiving edge 1b. The deformed locking portion 6a is restored to be engaged with the receiving edge 1b of the bottle container 1 as shown in FIG. And the sealing degree with respect to the contents of the bottle container 1 is obtained by the fitting of the inner stopper 6 to the mouth portion 1a of the bottle container 1.
[0014]
Further, in the bottle cap winding device 3 of the present embodiment, a main body drive shaft 7 is disposed at the shaft center portion. A disk-shaped rotary table 8 is fixed to the lower part of the main body drive shaft 7. A plurality of bottle container gripping mechanisms 9 are arranged in a ring shape on the rotary table 8 at appropriate intervals. Each bottle container gripping mechanism 9 is equipped with a container gripper. When the bottle cap winding device 3 is driven, the rotary table 8 is simultaneously rotated (revolved) with the rotation of the main body drive shaft 7, and each bottle container gripping mechanism 9 is driven by the rotation of the rotary table 8. The bottle containers 1 are supplied one after another from a transfer line (not shown) through a feeding device, and the bottle containers 1 are stably held by a container gripper (not shown).
[0015]
Further, the bottle cap tightening device 3 is provided with the same number of bottle cap tightening operation units 10 as the bottle container gripping mechanisms 9 of the rotary table 8. Further, two upper and lower support tables 11 and 12 that support each winding operation unit 10 are fixed to the upper portion of the main body drive shaft 7. The upper support table 11 is fixed with a rotation driving means 14 such as a servo motor for rotating (rotating) the main shaft (rotating shaft portion) 13 of each winding operation unit 10.
[0016]
In addition, the main shaft 13 of each winding operation unit 10 extends downward through a guide insertion hole formed in the lower support table 12. A spindle 16 of a capping head (cap holding portion) 15 that holds the cap 2 that is covered by the mouth portion 1a of the bottle container 1 is connected to the lower end portion of each main shaft 13 via a torque adjusting portion 17 described later. Yes. Here, each capping head 15 is well-known such as a mechanical type such as a link / wedge or the like, a vacuum type, an air tube type, etc. that detachably locks the cap 2 applied to the mouth part 1a of the bottle container 1. A chuck mechanism (not shown) is provided. The bottle cap winding device 3 is provided with a cap supply device 18 for supplying the cap 2 to each capping head 15. The cap 2 sent from the cap supply device 18 is held and held by the chuck mechanism of each capping head 15.
[0017]
Further, a moving mechanism 19 is provided between the upper and lower support tables 11 and 12 for moving the capping head 15 in the direction of contacting and separating the capping head 15 with respect to the mouth 1a of the moving bottle container 1. The moving mechanism 19 includes a substantially cylindrical spindle cam 19a disposed on the main body drive shaft 7, and a projecting member 19b projecting from each main shaft 13 toward the inside of the bottle cap winding device 3. And are provided. Further, cam grooves 19c are formed on the outer peripheral surface of the spindle cam 19a to guide the vertical movement of each main shaft 13. In the cam groove 19c, the tip end portion of the projecting member 19b of each main shaft 13 is inserted. Then, the capping head 15 is moved up and down through each main shaft 13 along with the movement of the tip of the projecting member 19b of each main shaft 13 along the cam groove 19c, and capping the mouth portion 1a of the bottle container 1 is performed. An operation of moving the head 15 in the direction of contacting and separating is performed. At this time, each main shaft 13 can be moved up and down by a predetermined stroke by the moving mechanism 19 without hindering its rotation.
[0018]
When the cap 2 is tightened, the main shaft 13 is rotationally driven by the rotation driving means 14 of the tightening operation unit 10, and the capping head 15 is rotated together with the main shaft 13. Further, when the winding operation unit 10 is driven, the capping head 15 is caused to travel along the same track in accordance with the movement of the bottle container 1 that is moved by the rotary table 8 of the bottle conveyance line, and the bottle container 1 is being moved. Next, the capping head 15 is moved in a direction in which the capping head 15 contacts and separates from the mouth portion 1 a of the bottle container 1. At this time, the capping head 15 is brought close to the mouth portion 1a of the bottle container 1 at the winding start position in the vicinity of the start end (entrance side) position of the movement path L of the bottle container 1, and the cap 2 held by the capping head 15 is used. Is started around the mouth 1a of the bottle container 1. Then, the cap 2 is tightened during the movement of the bottle container 1 along the movement track, and the cap 2 is moved to the end position of the bottle container 1 before reaching the terminal position (outlet side) of the movement track. The tightening work is finished. As a result, the cap 2 is tightened within a range between the tightening start position and the tightening end position of the movement path of the bottle container 1, and the cap 2 is automatically attached to the mouth portion 1 a of the bottle container 1. Installed and covered.
[0019]
Further, as shown in FIG. 2 (B), the torque adjusting portion 17 has two substantially flange-like hysteresis plates 16b connected to the shaft portion 16a on the spindle 16 side, and is disposed so as to face each hysteresis plate 16b. A first magnet 21 fixed to the base member 20 on the main shaft 13 side is provided. Further, a ring-shaped adjusting member 22 is held between the two hysteresis plates 16b on the shaft portion 16a on the spindle 16 side so as to be rotatable around the rotation axis of the shaft portion 16a on the spindle 16 side with respect to the hysteresis plate 16b. ing. A second magnet 23 disposed between the adjusting member 22 and the hysteresis plate 16b is fixed to both surfaces. As shown in FIGS. 4A and 4B, these second magnets 23 are arranged to face the first magnet 21 via the hysteresis plate 16b.
[0020]
Here, the magnetic flux that comes out of the first magnet 21 and the second magnet 23 and passes through the hysteresis plate 16b works to prevent the rotation of the hysteresis plate 16b. Since the resistance force at this time varies depending on the relative position between the magnetic pole of the first magnet 21 and the magnetic pole of the second magnet 23, the torque adjusting unit 17 of the present embodiment uses the first magnet 21 and the second magnet. The torque adjustment is performed in accordance with the phase change between the two. For example, FIG. 4A shows the state of magnetic flux when the minimum torque is set, and FIG. 4B shows the state of magnetic flux when the maximum torque is set.
[0021]
Further, in the present embodiment, there is provided a tightening state switching means 24 that drives the torque adjusting unit 17 to switch the tightening state of the cap 2. As shown in FIG. 2B, the tightening state switching means 24 includes an air cylinder mechanism (reciprocating piston mechanism) 24A and a cam mechanism section that drives the torque adjusting section 17 in conjunction with the operation of the air cylinder mechanism 24A. 24B.
[0022]
Further, as shown in FIG. 2A, the air cylinder mechanism 24A has a cylinder 25a formed by a cylindrical wall of a large-diameter cylindrical body 13a formed at the lower portion of the main shaft 13, and the vertical movement in the cylinder 25a. A freely mounted piston 25b is provided. And the base member 20 of the torque adjustment part 17 is being fixed to the lower end part of this large diameter cylinder 13a.
[0023]
In addition, two-stage return springs 26 and 27 each including a coil spring that restricts the stroke of the piston 25b in two stages are incorporated in the lower portion of the large-diameter cylindrical body 13a. Here, a first spring receiving portion 28 is disposed at a substantially intermediate position of the stroke of the piston 25b in the large-diameter cylindrical body 13a, and a second spring receiving portion 29 is disposed at the maximum stroke position of the stroke of the piston 25b. ing. A first-stage spring 26 is disposed between the first spring receiving portion 28 and the piston 25b. Further, a second-stage spring 27 having a spring force larger than that of the first-stage spring 26 is disposed between the first spring-receiving section 28 and the second spring-receiving section 29. The piston 25b is normally urged upward by the spring force of these return springs 26 and 27, and is held in an initial state where it is pressed against the upper end portion of the cylinder 25a as shown in FIG. Yes.
[0024]
Further, an air supply path 30a for supplying high-pressure operating air to the cylinder 25a of the air cylinder mechanism 24A and a fluid path 30b for the chuck mechanism of the capping head 15 are formed inside the main shaft 13. The piston 25b is moved to an intermediate stroke position where the piston 25b comes into contact with the first spring receiving portion 28 by the first-stage operating air supplied from the air supply path 30a. Further, after that, the second stage working air, which is higher in pressure than the first stage working air, is supplied, whereby the piston 25b moves downward together with the first spring receiving part 28, and the second spring receiving part The stroke is moved to the maximum stroke position where it abuts on 29.
[0025]
The cam mechanism 24B is provided with a slide member 31 having a substantially L-shaped cross section connected to the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A. Furthermore, a guide groove 32 is formed on the cylindrical wall of the large-diameter cylindrical body 13a to guide a sliding operation for moving the sliding member 31 in the axial direction of the main shaft 13.
[0026]
As shown in FIG. 2A, a torque adjusting cam groove 33 is formed at the lower end of the slide member 31. The cam groove 33 is formed with three-stage torque switching portions 33a to 33c for switching the torque adjustment portion 17 to a three-stage torque adjustment state. These three stages of torque switching portions 33 a to 33 c are arranged in a step shape in the lateral direction away from the axial direction of the main shaft 13. The initial position is set by the torque switching section 33a at the lowermost position, the intermediate torque switching position is set by the torque switching section 33b at the middle position, and the maximum torque switching position is set by the torque switching section 33c at the uppermost position.
[0027]
Further, a torque switching lever 34 protruding from the adjusting member 22 is inserted into the cam groove 33. Here, the base member 20 on the main shaft 13 side is formed with a long hole 35 extending in a direction orthogonal to the axial direction of the main shaft 13. The torque switching lever 34 of the adjustment member 22 passes through the elongated hole 35 and is inserted into the cam groove 33 of the slide member 31. As a result, the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is guided to the cam groove 33 in accordance with the sliding operation in which the slide member 31 moves in the axial direction of the main shaft 13 along the guide groove 32 by the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A. It moves in the lateral direction that deviates from the 13 axial directions.
[0028]
When the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A is held in the initial state shown in FIG. 2B, the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is inserted into the torque switching portion 33a of the cam groove 33 at the initial position. It is supposed to be held at. At this time, for example, the torque adjusting unit 17 is held in the minimum torque setting state of FIG. When the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A is moved to the intermediate stroke position, the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 switches to the intermediate torque switching position inserted in the torque switching portion 33b at the middle position of the cam groove 33. It is supposed to be. At this intermediate torque switching position, the torque adjusting unit 17 is switched to an intermediate torque setting state. Further, with the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A being moved to the maximum stroke position, the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is at the maximum torque switching position inserted in the torque switching portion 33c at the uppermost position of the cam groove 33. It can be switched. At the maximum torque switching position, the torque adjusting unit 17 is switched to the maximum torque setting state shown in FIG.
[0029]
Next, the operation of the above configuration will be described. When the bottle cap tightening device 3 of the automation according to the present embodiment is driven, the bottle container 1 before the lid is attached from the bottle container supply conveyance line passes through a feeding device such as a star wheel, and the rotary type bottle cap tightening device. 3 are supplied continuously and sequentially.
[0030]
Also, the bottle container 1 before being attached to the lid supplied to the bottle cap winding device 3 is delivered to the bottle container gripping mechanism 9 of the rotary table 8. At this time, the bottle container 1 delivered to the bottle container gripping mechanism 9 of the rotary table 8 is delivered to the feeding device side such as a star wheel in the subsequent process along a circular path along with the rotation (revolution) operation of the rotary table 8. It is transported to the position. Then, while the bottle container 1 is being transported, a lid mounting operation for applying the cap 2 to the mouth portion 1a of the bottle container 1 is performed.
[0031]
At the time of the lid mounting operation, the rotation driving means 14 and the moving mechanism 19 of each winding operation unit 10 are driven, and the cap 2 applied to the mouth portion 1a of the bottle container 1 is moved from the cap supply device 18 to each capping head 15. And the cap 2 is held by each capping head 15.
[0032]
Further, the main shaft 13 of each winding operation unit 10 is driven to rotate (spin) by the rotation driving means 14. At this time, the rotation of the main shaft 13 is transmitted to the spindle 16 of the capping head 15 via the torque adjusting unit 17, and the capping head 15 is rotated.
[0033]
Further, when the winding operation unit 10 is driven, the capping head 15 is caused to travel along the same track in accordance with the movement of the bottle container 1 that is moved by the rotary table 8 of the bottle conveyance line, and the bottle container 1 is being moved. Then, the capping head 15 is moved by the moving mechanism 19 in a direction in which the capping head 15 contacts and separates from the mouth portion 1 a of the bottle container 1.
[0034]
Here, the capping head 15 is brought close to the mouth portion 1a of the bottle container 1 at the winding tightening start position S in the vicinity of the start end (entrance side) position of the movement path of the bottle container 1, whereby the mouth portion 1a of the bottle container 1 is moved. The female screw portion 5 of the cap 2 starts to be screwed into the male screw portion 4. Thereby, the operation | work which winds the cap 2 currently hold | maintained by the capping head 15 around the mouth part 1a of the bottle container 1 is started. The cap 2 is tightened during the movement of the bottle container 1 along the movement track, and the cap is held at the tightening end position E before reaching the end position (outlet side) of the movement path of the bottle container 1. Control is performed so that the second tightening operation is completed. Accordingly, the cap 2 is tightened within the range between the tightening start position S and the tightening end position E of the movement trajectory of the bottle container 1, and the cap 2 is automatically applied to the mouth portion 1 a of the bottle container 1. Is attached and covered.
[0035]
Further, torque adjustment is performed at the time of attaching the inner cap built-in cap in which the push-in type inner plug 6 is incorporated into the mouth portion 1a of the bottle container 1 into the screw-type cap 2 shown in FIGS. Control for changing the tightening torque of the cap 2 as follows is performed by the portion 17.
[0036]
That is, at the initial stage of the tightening operation of the cap 2, only the screwing operation in which the female screw portion 5 of the cap 2 is screwed into the male screw portion 4 of the mouth portion 1a of the bottle container 1 is performed. During this initial screwing operation, the inner stopper 6 is held in a non-contact state on the mouth portion 1a of the bottle container 1, so that the cap 2 is tightened with a relatively small tightening torque. Therefore, when the cap 2 is tightened in the first stage, the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A is held in the initial state shown in FIG. 2B, and the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 switches the torque of the cam groove 33. By being held at the initial position inserted in the portion 33a, the torque adjusting portion 17 is held in the minimum torque setting state of FIG. 4A, for example.
[0037]
Further, when the tightening operation of the cap 2 in the first stage proceeds, the locking portion 6a of the inner plug 6 comes into contact with the receiving edge 1b of the mouth portion 1a of the bottle container 1 as shown in FIG. At this time, since the movement of the inner plug 6 in the fitting direction is restricted, in this state, the capping head 15 has an increased resistance to tightening the cap 2. Therefore, at this time, the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A is moved to the intermediate stroke position, and the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is switched to the intermediate torque switching position inserted in the torque switching portion 33b at the middle position of the cam groove 33. It is done. At this intermediate torque switching position, the torque adjusting unit 17 is switched to an intermediate torque setting state, so that the second stage cap 2 is tightened with a stronger tightening torque than the first stage cap 2 is tightened. Done.
[0038]
Furthermore, the cap 2 moves together with the inner stopper 6 and is screwed into the mouth portion 1a of the bottle container 1 during the tightening operation of the cap 2 in the second stage. At this time, when the inner stopper 6 is pushed into the mouth part 1a of the bottle container 1, the engaging part 6a of the inner stopper 6 is elastically deformed by the flexibility and overcomes the receiving edge 1b. As the deformed locking portion 6a is restored, it is engaged with the receiving edge 1b of the bottle container 1 as shown in FIG.
[0039]
Moreover, in the state of FIG. 5 (B), the gap S remains between the inner surface of the inner stopper 6 and the upper surface of the mouth portion 1a of the bottle container 1 as shown in FIG. Therefore, at this time, the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A is moved to the maximum stroke position, and the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is inserted into the torque switching portion 33c at the uppermost position of the cam groove 33. Is switched to. At this maximum torque switching position, the torque adjusting unit 17 is switched to the maximum torque setting state shown in FIG. 4B, and the third stage of the cap 2 is tightened with the strongest tightening torque. Then, as shown in FIG. 5 (C), the final stage of the tightening operation is performed in which the gap S between the inner surface of the inner stopper 6 and the upper surface of the mouth portion 1a of the bottle container 1 does not remain. The process ends.
[0040]
In addition, by shutting off the supply of working air from the air supply passage 30a to the cylinder 25a of the air cylinder mechanism 24A, the piston 25b is in the initial state shown in FIG. 2 (B) by the spring force of the built-in return springs 26 and 27. Return to the state where no torque is generated.
[0041]
Further, when the predetermined cap 2 is mounted, the bottle container 1 that has been subjected to the lid mounting process that is fed out from the outlet of the bottle cap tightening device 3 is taken out by a feeding device such as a star wheel, and is fed out. It is drawn out.
[0042]
Therefore, the above configuration has the following effects. That is, in the present embodiment, in the initial state of the operation of winding the cap 2 around the mouth portion 1a of the bottle container 1, the torque switching lever 34 is inserted into the torque switching portion 33a at the initial position in the cam groove 33 of the slide member 31. Held in. In this state, the slide member 31 of the cam mechanism portion 24B moves in the axial direction of the main shaft 13 by moving the piston 25b of the air cylinder mechanism 24A in the axial direction of the main shaft 13. At this time, the torque switching lever 34 of the adjusting member 22 is moved in a direction orthogonal to the axial direction of the main shaft 13 by the cam groove 33 of the sliding member 31 as the slide member 31 moves. As a result, the adjustment member 22 is rotated about the rotation axis of the main shaft 13, and the second magnet 23 of the adjustment member 22 is rotated relative to the first magnet 21 via the hysteresis plate 16b. The phase between the first magnet 21 and the second magnet 23 is changed to adjust the rotational torque transmitted to the spindle 16 of the capping head 15. Therefore, the tightening torque can be arbitrarily changed during the process of tightening the cap 2 around the mouth portion 1a of the bottle container 1, so that proper closure management can be performed.
[0043]
For example, when the cap 2 supplied from the cap supply device 18 is gripped, the spindle 16 of the capping head 15 can be rotated with a torque smaller than the set torque, so that the rotational force is hardly transmitted to the cap 2 and the cap 2 is scraped. Etc. can be prevented. Further, in the built-in cap 2 etc. of the inner plug 6, the torque is increased until the inner plug 6 is inserted into the mouth portion 1 a of the bottle container 1, and when the inner plug 6 is inserted, the closing control is performed with a weak torque. Further, it is possible to prevent the generation of defective products such as the cap 2 being deformed or causing discoloration (whitening phenomenon).
[0044]
If there is no problem with the normal winding method in which the chuck of the capping head 15 is always rotating at a constant torque, the configuration of the present embodiment can be used for the torque setting depending on the product type.
[0045]
FIG. 6 shows a magnet torque adjuster having a configuration different from that of the bottle cap winding device 3 of the bottle container 1 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 5A to 5C). is there.
[0046]
In the magnet torque adjuster of FIG. 6, a first magnet 41 and a second magnet 42 are provided on the torque adjuster 17 so as to be spaced apart from each other in the axial direction of the main shaft 13. Here, the upper first magnet 41 is supported so as to be movable in a direction (vertical direction) in contact with and away from the lower second magnet 42. Then, the magnet torque adjuster shown in FIG. 6 is provided with a winding tightening state switching means having substantially the same configuration as the winding tightening state switching means 24 of the first embodiment, and the distance between the opposing magnets 41 and 42 is changed. You may make it the structure which changes a torque. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0047]
7 is different from the bottle cap winding device 3 of the bottle container 1 and the magnet torque adjuster of FIG. 6 in the first embodiment (see FIGS. 1 to 5A to 5C). A magnet torque adjuster is shown.
[0048]
In the magnet torque adjuster of FIG. 7, two cylindrical members 51 and 52 arranged concentrically on the torque adjusting portion 17 are provided. Here, a first magnet 53 is fixed to the inner cylindrical member 51. Further, a second magnet 54 is fixed to the outer cylindrical member 52.
[0049]
The outer cylindrical member 52 is supported so as to be movable in the vertical direction with respect to the inner cylindrical member 51. The magnet torque adjuster shown in FIG. 7 is provided with a tightening state switching means having substantially the same configuration as the winding tightening state switching means 24 of the first embodiment, and the outer cylindrical member 52 is connected to the inner cylindrical member 51. The torque may be changed by changing the position of the first magnet 53 and the second magnet 54 by moving the first magnet 53 and the second magnet 54 in the vertical direction. In this case, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0050]
8 and 9 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the configuration of the bottle cap winding device 3 of the bottle container 1 of the first embodiment (see FIGS. 1 to 5A to 5C) is changed as follows.
[0051]
That is, in the present embodiment, an external air cylinder 61 for driving the torque switching lever 34 of the adjustment member 22 in the torque adjusting unit 17 of the first embodiment is provided. The adjustment member 22 is rotated about the rotation axis of the main shaft 13 by the air cylinder 61, so that the second magnet 23 of the adjustment member 22 is made relatively to the first magnet 21 via the hysteresis plate 16b. The rotational torque transmitted to the spindle 16 of the capping head 15 is adjusted by rotating and changing the phase between the first magnet 21 and the second magnet 23. Therefore, the present embodiment can provide the same effects as those of the first embodiment.
[0052]
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
[0053]
【The invention's effect】
According to the invention of claim 1 , Ki During the process of tightening the cap, the tightening torque can be changed, and proper closure control can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a bottle cap winding device according to a first embodiment of the present invention.
2A is a front view showing a schematic configuration of a main shaft portion of one cap holding portion in the bottle cap tightening device according to the first embodiment, and FIG. 2B is 2B-2B of FIG. FIG.
FIG. 3 is a side view showing the torque adjustment unit in the bottle cap winding device according to the first embodiment as a judgment surface.
4A and 4B show the principle of operation of a torque adjustment unit in the bottle cap tightening device according to the first embodiment. FIG. 4A is an explanatory diagram for explaining the state of magnetic flux when a minimum torque is set. B) is an explanatory diagram for explaining the state of magnetic flux when the maximum torque is set.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the winding operation of the inner cap built-in cap in the bottle cap winding device of the first embodiment;
6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a main part of a magnet torque adjuster having a configuration different from that of the bottle cap tightening device according to the first embodiment; FIG.
7 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a main part of a magnet torque adjuster having a different configuration from the bottle cap winding device of the first embodiment and the magnet torque adjuster of FIG. 6;
FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of a main part of a bottle cap winding device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a side view of a main part of a bottle cap winding device according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Bottle container
1a Mouth
2 cap
13 Spindle (Rotating shaft)
15 Capping head (cap holder)
16 spindle
17 Torque adjuster
21 First magnet
23 Second magnet
24 Tightening state switching means
24A Air cylinder mechanism (reciprocating piston mechanism)
24B Cam mechanism
25a cylinder
25b piston

Claims

A spindle of a cap holding part that holds a cap screwed to the mouth part of the bottle container;
A torque adjusting unit that is interposed between the rotating shaft portion that transmits the rotational torque to the spindle and performs torque adjustment in accordance with a phase change between the plurality of magnets;
During rotation of the spindle, it sets a seamed state switching means by driving the torque adjusting unit switches the seamed state of the cap,
The torque adjustment unit rotates about a rotation axis of the rotation shaft portion relative to the hysteresis plate, a hysteresis plate connected to the spindle side, a first magnet fixed to the rotation shaft portion side, and the hysteresis plate A ring-shaped adjustment member held in a possible manner, and a second magnet fixed to the adjustment member and disposed opposite to the first magnet via the hysteresis plate,
The winding state switching means includes a reciprocating piston mechanism, and a cam mechanism unit that drives the torque adjusting unit in conjunction with the reciprocating motion of the piston of the reciprocating piston mechanism.
The cam mechanism includes a slide member supported to be movable in the axial direction of the rotary shaft with respect to the rotary shaft, and a torque switching lever formed on the slide member and protruding from the adjust member. A cam groove to be inserted,
The reciprocating piston mechanism slides the slide member in the axial direction of the rotating shaft portion by reciprocating motion of the piston, and the adjusting member is moved by the cam groove through the torque switching lever as the slide member slides. Is rotated around the rotation axis of the spindle to change the phase between the first magnet and the second magnet to adjust the torque of the rotational torque transmitted to the spindle. A bottle cap winding device characterized by the above.