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JP6855111B2 - キャッピング装置 - Google Patents

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Description

本発明は、各種容器の口に螺着されたキャップを回動させて着脱するキャッピング装置に関する。
従来、容器のキャップを回動させて着脱する装置として、特開2003−300592号公報に、容器のキャップを直接エアーチャックで把持して、その下にある容器を回動させてキャップの着脱を行なう容器キャップの着脱装置が開示されている。
また、特公平3−69795号公報に、上下方向に移動するピストンを下降させ、このピストンの下降によってカムローラが半径方向の外側に押され、キャップの回動軸と直交する方向に設けられた軸によって軸支されたチャックアームが閉じる動作をする、チューブ容器のキャップ装着装置が開示されている。
特開2003−300592号公報 特公平3−69795号公報
しかし、特許文献1に開示されているような装置では、エアーチャックでキャップを直接把持しているところ、一般にエアーチャック等の半径方向に動作する機構を備える部品は、半径方向への動作については高い強度と耐久性を有するものの、回動する方向への耐力には乏しい傾向にある。従って、この半径方向に動作する機構にエアーチャック等の一般的な部品を使用すると、十分な締め付けトルクを与えることができなくなる、又は部品の寿命が短くなってしまうというおそれがあった。
また、特許文献2に開示されてるような装置では、チャックアームをキャップの半径方向に動作させる機構と、回動させる機構とを独立させているため、上記のような回動させることによる不具合は発生しないと考えられる。しかし、上下方向に移動するピストン等の部品を備えるため、装置の高さ寸法が大きくなってしまうという課題があった。
本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャックを採用しながら、十分な締め付けトルクと耐久性を得ることができ、かつ、装置の高さ寸法を抑えることができるキャッピング装置を提供することを目的とする。また、本発明は、装置から発生したダストが容器の中に入らないようにすることを目的とする。
容器(11)のキャップ(12)を回動させて着脱するキャッピング装置(210)において、
前記キャップ(12)の回動軸(C)と同軸で前記容器(11)に対して相対的に回動する回動部(20)と、
前記キャップ(12)の半径方向に往復可能な複数のフィンガ(51)を備え、前記回動部(20)とともに前記回動軸(C)と同軸で回動するチャック部(50)と、
前記フィンガ(51)に連結され前記キャップ(12)の半径方向に移動して前記キャップ(12)を把持又は解放する複数のアーム(60)と、
前記アーム(60)の動作のうち前記回動部(20)の回動方向の動き及び前記回動軸(C)に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガ(51)と前記アーム(60)の一方の端部(61)とを前記回動軸(C)に対して直交する方向の軸で軸支する第1支点(70)、及び前記回動部(20)と前記アーム(60)の中央部分とを前記回動軸(C)に対して直交する方向の軸で軸支する第2支点(71)からなるガイド部と、を備え、
前記チャック部(50)を前記第1支点(70)に支持させて、前記回動部(20)との間に隙間(S)からなる緩衝部を設け、前記チャック部(50)を前記回動軸(C)に沿った方向に移動させて前記アーム(60)の動作によって発生する前記第1支点(70)又は前記第2支点(71)の前記回動軸(C)に沿った方向の動きを吸収することを特徴とする。
本発明のキャッピング装置によれば、アームのキャップの半径方向への動作によってキャップを把持し、ガイド部によって前記アームの動作のうち回動部の回動方向の動き及び回動軸に対して捻る方向の動きを規制するため、キャップの締め付け時のトルク又はキャップを緩める際のトルクをガイド部で吸収することができる。そのため、チャック部にこれらのトルクが伝わらず、チャック部にキャップの半径方向への動作のみを考慮した部品を採用することができる。これにより、チャック部に一般的な部品を採用することができ、部品の寿命も延ばすことができる。
また、アームを開閉するための機構として、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャック部を採用しているため、アームを開閉するための上下方向に動作するピストン等の部品が不要となり、装置全体の高さ寸法を抑えることができる。なお、回動部は、容器に対して相対的に回動すればよく、容器を固定して回動部を回動させてもよいし、逆に回動部を固定して容器を回動させてもよい。
また、本発明のキャッピング装置によれば、ガイド部が、キャップの回動軸に対して直交する方向の軸であるため、装置の構造を簡素なものとすることができる。
また、本発明のキャッピング装置によれば、緩衝部が、チャック部を第1支点に支持させて、浮かせるようにしているため、装置の構造を簡素なものとすることができる。
本発明の他のキャッピング装置は、
容器のキャップを回動させて着脱するキャッピング装置において、
前記キャップの回動軸と同軸で前記容器に対して相対的に回動する回動部と、
前記キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備え、前記回動部とともに前記回動軸と同軸で回動するチャック部と、
前記フィンガに連結され前記キャップの半径方向に移動して前記キャップを把持又は解放する複数のアームと、
前記アームの動作のうち前記回動部の回動方向の動き及び前記回動軸に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガと前記アームの一方の端部とを前記回動軸に対して直交する方向の軸で軸支する第1支点、及び前記回動部と前記アームの中央部分とを前記回動軸に対して直交する方向の軸で軸支する第2支点からなるガイド部と、
前記アームのうち前記第1支点と前記第2支点との間に、前記回動軸に対して直交する方向の軸である第3支点からなる緩衝部と、を備え、
前記回動部が、上端及び側面が閉じられるとともに、前記側面に切り欠きが設けられた筒材で構成され、
前記チャック部が前記筒材の上側に設けられるとともに、前記アーム及び前記ガイド部が前記第2支点によって前記筒材の外側に設けられ、前記アームの他方の端部が前記切り欠きから前記筒材の内側に差込まれ、前記キャップを前記筒材の内側で着脱することを特徴とする。
本発明のキャッピング装置の好ましい例によれば、回動部の上端が閉じられた筒材で構成され、動作する部品の殆どが回動部の外側に配置され、さらに容器の口部分が回動部の内側にある。このため、部品の動作時に発生するダストが、容器の口部分から離れた回動部の外側に存在し、容器の中にダストが入りにくくなる。
上述したように、本発明のキャッピング装置によれば、キャップの半径方向に往復可能な複数のフィンガを備えるチャックを採用しながら、十分な締め付けトルクと耐久性を得ることができ、かつ、装置の高さ寸法を抑えることができる。
本発明の一実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。 図1のキャッピング装置においてアームを閉じた状態を説明する図である。 図2の第1支点の拡大図であり、緩衝部を説明する図である。 緩衝部の他の例を説明する図である。 緩衝部の他の例を説明する図である。 本発明の他の実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。
以下、本発明のキャッピング装置の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係るキャッピング装置を説明する図、図2は図1のキャッピング装置においてアームを閉じた状態を説明する図、図3は図2の円で囲ってある第1支点の拡大図であり、緩衝部を説明する図である。また、図4及び図5は緩衝部の他の例を説明する図であり、図6は本発明の他の実施形態に係るキャッピング装置を説明する図である。
図1及び図2に示すように、本実施形態のキャッピング装置10は、容器11のキャップ12を着脱するものであり、回動部20と、回転継手40と、チャック部50と、アーム60と、ガイド部とを備える。
回動部20は、キャップ12の回動軸Cと同軸で回動するもので、円板21と、下部ブラケット22とを備える。円板21は、平面視で円形をなしており、その下側の面かつ中央部分には、チャック部50の上部が取付けられる。また、円板21の下側の面かつ周縁近傍には複数の下部ブラケット22が取付けられる。さらに、円板21の上側の面の中央には、回転継手40の二次側が取付けられ、回動部20とともに回動する。なお、回動部20には図示しない回動装置が接続され、回動部20を回動させる。
下部ブラケット22は、円板21の周縁に3箇所、円板21の中心からの角度を120度ずつずらした位置に設けられる。この下部ブラケット22は、円板21に固定されており、円板21とともに回動する。また、本実施形態では下部ブラケット22を、垂下板23、リブ24、L形具25の3つの部品で構成しているが、これに限られず様々な形態を採用することができる。
回転継手40は、一般にロータリジョイント、ロータリマニホールド又はロータリコネクタ等と呼ばれるもので、チャック部50に圧縮空気又は電力等の動力源を供給するものである。この回転継手40は、上述したように二次側が円板21の上側の面に取付けられ、回動部20と同時に回動する。また、圧縮空気又は電力等の動力源をチャック部50に出力するための図示しない出力部を備え、その出力部から圧縮空気又は電力等をチャック部50に供給する。なお、回転継手40は、図示しない一次側が図示しないフレーム等に取付けられ固定される。また、本実施形態では、回動部20を回動させているため回転継手40が必須の構成となるが、回動部20を固定して容器11を回動させる構成では、回転継手40は不要となる。
チャック部50は、キャップ12を把持又は解放させるための動力を発生するもので、キャップ12の半径方向に往復可能な複数のフィンガ51を備える。また、チャック部50は、回動部20及びアーム60の回動に伴い、回動部20とともに回動する。なお、本実施形態では3爪タイプのエアチャックを採用しているが、2爪タイプや4爪タイプ等も採用することができる。
アーム60は、その一方の端部61が、後述する第1支点70によってフィンガ51に軸支されることで連結される。また、アーム60の略中央部分は、後述する第2支点71によって下部ブラケット22に軸支される。これらによりアーム60は、フィンガ51の往復動作に応じて、キャップ12の半径方向に揺動することで移動する。また、アーム60の他方の端部62には、キャップ12を把持したときに傷つけることがなく、かつ、キャップ12に対して十分な摩擦力を発揮するゴム、硬質合成樹脂等からなる部材が取付けられる。
なお、図2の円で囲った部分の拡大図である図3に示すように、フィンガ51とアーム60とがキャップ12の半径方向に動作したときに発生する、アーム60の一方の端部61の上下方向の動き、すなわち回動軸Cに沿った方向の動きを吸収するための緩衝部として、フィンガ51に長孔73が設けられている。
図1及び図2に戻り、ガイド部は、アーム60の動作のうち回動部20の回動方向の動き及び前記回動軸Cに対して捻る方向の動きを規制し、アーム60をキャップ12の半径方向にのみ移動可能とするものであり、第1支点70と、第2支点71とを備える。第1支点70は、フィンガ51とアーム60の一方の端部61との連結部分に設けられており、回動軸Cに直交する方向の軸でフィンガ51とアーム60とを軸支している。第2支点71は、下部ブラケット22のL形具25とアーム60の中央部分との連結部分に設けられており、回動軸Cに直交する方向の軸で下部ブラケット22とアーム60とを軸支している。
このように、ガイド部によって、アーム60がキャップ12の半径方向の動作のみできるようにしているため、キャップ12を緩める又は締めるときの回動による回転方向のトルクをガイド部に吸収させることができ、フィンガ51にキャップ12の半径方向以外の力が加わることがない。なお、第1支点70と第2支点71との距離と、第2支点71とアーム60の他方の端部62との距離の比を変更することにより、アーム60のストローク量及びキャップ12の把持力を変更することができる。
また、本実施形態では、緩衝部を上述のとおりフィンガ51に設けた長孔73としているが、この長孔73を第1支点70のアーム側、第2支点71のL形具側、第2支点71のアーム側のいずれに設けてもよい。
さらに、図4に示すキャッピング装置110のように、緩衝部を、アーム160のうち第1支点170と第2支点171との間に、回動軸Cに対して直交する方向の軸である第3支点172を備える構成とすることもできる。この緩衝部では、フィンガ51が往復動作をしたとき、第1支点170と第3支点172との間のアーム163が揺動することによって、第3支点172の回動軸Cに沿った方向の動きが吸収される。なお、図4では、キャッピング装置110の左半分のみ図示すればその動作を理解できるため、右側の記載を省略している。また、上述の実施形態と同様の構成の箇所には、同じ符号を付して説明を省略する(以下の実施形態も同様。)。
またさらに、図5に示すキャッピング装置210のように、緩衝部を、チャック部50を第1支点70に支持させて、チャック部50を回動軸Cに沿った方向に移動させる構成としてもよい。これは、チャック部50を円板21との間に隙間Sを設けて円板21に取付けず、第1支点70のみに支持させて浮かせることにより、フィンガ51とアーム60とがキャップ12の半径方向に動作したときに発生する、アーム60の第1支点70の上下方向の動きをそのままチャック部50に伝えて、チャック部50が上下することにより吸収するものである。なお、チャック部50と円板21とを完全に分離させるのではなく、これらをバネ、ゴム等の弾性体、又は直動方向にのみ移動可能な直動軸受やシリンダとピストン等の直動案内機器で接続してもよい。
次に、図6を参照して、本発明のキャッピング装置の他の実施形態を説明する。本実施形態のキャッピング装置310では、回動部320が、上端が閉じられた筒材で構成される。そして、チャック部50及び回転継手40は、回動部320の上側に設けられる。また、アーム360の一部、並びにガイド部としての第1支点370及び第2支点371が、回動部320の外側に設けられる。本実施形態では、アーム360のうち、キャップ12を把持する他方の端部362以外の部分が回動部320の外側に設けられる。そして、回動部320の筒材の側面には、側面ブラケット326が設けられ、その側面ブラケット326とアーム360とが第2支点371で連結されている。また、このアーム360は、第1支点370と第2支点371との間に緩衝部としての第3支点372を備える構成となっている。
また、筒材の側面のうち、アーム360の他方の端部362近傍が干渉する部分には、溝状の切り欠き327が筒材の下端部から上に向かってアーム360と干渉しない位置まで設けられる。アーム360の他方の端部362近傍は、この切り欠き327から筒材の内側に差し込まれる。そして、キャップ12の着脱は、筒材の内側で行なわれ、仮に動作の際にチャック部50、第1支点370、第2支点371、及び第3支点372からダストが発生しても、ダストは筒材で構成される回動部320に遮られ、容器11の中に入らない様になっている。
次に、図1及び図2を参照して、本実施形態のキャッピング装置10の動作を説明する。先ず、図1に示すように、フィンガ51が、キャップ12の半径方向のうち内側に移動すると、第1支点70がフィンガ51の移動に応じて内側方向に移動する。すると、アーム60が第2支点71を軸として揺動し、第2支点71より下側にある他方の端部62が、キャップ12の半径方向のうち外側に移動する。これが、キャップ12を開放している状態である。なお、図1では図の左側のアーム60のみ動作させた状態としている。
次に、図2に示すように、フィンガ51が、キャップ12の半径方向のうち外側に移動すると、第1支点70がフィンガ51の移動に応じて外側方向に移動する。すると、アーム60が第2支点71を軸として揺動し、第2支点71より下側にある他方の端部62が、キャップ12の半径方向のうち内側に移動し、キャップ12を把持する。この状態で、回動部20を回動させれば、キャップ12の着脱をすることができる。なお、他の実施形態の動作については、アーム60が揺動するという動作が同じであり、上記の説明で理解できるため、説明を省略する。
以上、説明したように、本実施形態のキャッピング装置によれば、キャップを着脱する際の回動によるトルクを、チャック部ではなくガイド部によって吸収するため、チャック部に一般的な半径方向に往復するフィンガを備えるエアーチャック等の部品を採用することができ、製造に係るコストの低減を図ることができる。また、このようなエアーチャック等は、水平方向に移動する機構を備えるため、高さ方向の寸法を小さくすることができ、例えば、クリーンベンチ内等の高さの制限があるような場所にも設置することができる。
また、回動部を筒材として、チャック部及びアームの殆どを筒材の外側に配置した構成では、ダストが発生しても回動部に遮られ、ダストが容器の中に入り込まないようにすることができる。
なお、上述のキャッピング装置は、本発明の例示であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲においてその構成を適宜変更することができる。
10,110,210,310・・キャッピング装置、11・・容器、12・・キャップ、
20,120,320・・回動部、21,121・・円板、22・・下部ブラケット、23・・垂下板、24・・リブ、25・・L形具、326・・側面ブラケット、327・・切り欠き、
40・・回転継手(二次側)、
50・・チャック部、51・・フィンガ、
60,160,163,360・・アーム、61,361・・一方の端部、62,162,362・・他方の端部、
70,170,370・・第1支点、71,171,371・・第2支点、172,372・・第3支点、73・・長孔、
C・・回動軸、

Claims (1)

  1. 容器(11)のキャップ(12)を回動させて着脱するキャッピング装置(210)において、
    前記キャップ(12)の回動軸(C)と同軸で前記容器(11)に対して相対的に回動する回動部(20)と、
    前記キャップ(12)の半径方向に往復可能な複数のフィンガ(51)を備え、前記回動部(20)とともに前記回動軸(C)と同軸で回動するチャック部(50)と、
    前記フィンガ(51)に連結され前記キャップ(12)の半径方向に移動して前記キャップ(12)を把持又は解放する複数のアーム(60)と、
    前記アーム(60)の動作のうち前記回動部(20)の回動方向の動き及び前記回動軸(C)に対して捻る方向の動きを規制するために、前記フィンガ(51)と前記アーム(60)の一方の端部(61)とを前記回動軸(C)に対して直交する方向の軸で軸支する第1支点(70)、及び前記回動部(20)と前記アーム(60)の中央部分とを前記回動軸(C)に対して直交する方向の軸で軸支する第2支点(71)からなるガイド部と、を備え、
    前記チャック部(50)を前記第1支点(70)に支持させて、前記回動部(20)との間に隙間(S)からなる緩衝部を設け、前記チャック部(50)を前記回動軸(C)に沿った方向に移動させて前記アーム(60)の動作によって発生する前記第1支点(70)又は前記第2支点(71)の前記回動軸(C)に沿った方向の動きを吸収することを特徴とするキャッピング装置(210)。
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