JP3103926U - 自動開蓋装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジ溝で螺合して開閉する方式の瓶や缶の開蓋を行うに、蓋を上から押さえ付けて得られる摩擦係合で回転トルクを付与する方式では、回転トルクを効果的に伝達しより強い開蓋力を得る為には、摩擦係合する蓋部をより強く下方へ押付ける必要が有り、一本の支柱に依存する片持ちのアーム方式では、蓋部を強く押し付ければ押し付ける程曲げモーメントが強く作用し、回転トルクの回転軸芯が傾いてしまい被開蓋物の中心線と交差してしまう結果、開蓋力が減殺され所期の開蓋力が得られないと言う問題があった。
【解決手段】特にネジ溝で螺合して開閉する方式の瓶や缶等の開蓋において被開蓋物５０の固定を水平方向から行う事で垂直上方から加重を印加せずに、中心線と開蓋する為に印加する回転トルクの回転軸芯を常に一致させて蓋部５２を回す事を可能にし、回転トルクを効率よく伝達し開蓋力の減少を防止する。
【選択図】図１

Description

本考案は、瓶や缶等の蓋を自動的に開ける装置に係わり、特にネジ溝で螺合して開閉する方式の瓶や缶等の開蓋に好適な自動開蓋装置に関する。

蓋をネジ溝で螺合して開閉する方式の瓶や缶に詰められた食品や化粧品等の被開蓋物は、大部分が工場で生産され機械で閉蓋してあるので、使い始めに開蓋しようとすると固くて開けにくいのが普通である。また一度に使い切る場合は別として、使い残りは必ず蓋を閉めて保管されるのが普通であり、蓋を少しきつく閉め過ぎたり、内容物が付着した状態で閉めた為に固着してしまったり、またそれ程きつくなくても主婦や子供或いはお年寄りと言った、比較的握力が弱い人には開蓋するのが困難であると言う不具合が有った。

また人力で開ける為には、一方の手のひらで容器部を握り他方の手の指で蓋部を摘み、互いに逆方向の回転トルクを印加して開けるのが普通で、然も蓋部は容器部に比べ相対的に薄く出来ている為に摘む部分が狭く、唯でさえ弱い握力すら充分に活用されず、益々開蓋を困難なものにしていた。更に該開蓋時に力を入れようとする場合、人間工学的に瓶や缶を傾けた位置に掴んで捻ろうとする為、容器部を垂直に保持する事が困難で、特に内容物が液状の物や粉末状の物の場合は開蓋時の勢いでこぼすと言う不具合もあった。

かかる不具合を解決する為に、前記被開蓋物の蓋をモータなどの動力を使って機械的に開蓋する工夫が数多く提案されている。例えば特許文献１に示される考案では、ベース部に設けられモータの回転を受けて水平に回転する、両側に逆ネジが切られたネジ棒に、左右対称に螺合された一対の瓶本体把持部材に依り、垂直位置に置かれた瓶や缶の容器部を両側から水平に挟んで固定する。一方ベース部から垂直に立設された一本の柱状の上下動ケースに対して、摺動自在しかも水平方向に延伸されたアームを突設し、該アームの先端部にはモータで回転可能な漏斗状の中空円錐体を、その回転軸芯が前記垂直位置に置かれた瓶や缶の容器部の中心線と一致する様に取付けられている。かかる構成のネジ蓋取り外し装置は、中空円錐体を下方に降ろしながら固定された瓶や缶の容器部に螺合された蓋部の外周角部分に押し当て、当該部分の摩擦力で摩擦係合し蓋部を回して開蓋するものであるので、開閉の為の回転トルクの大きさは、被開蓋物の中心線と回転トルクの回転軸芯との一致度合、印加する加重の大小、当該部分の摩擦係数の大小等に左右される事となる。
実用新案第１７９９７３６号

また特許文献２に示される発明では前述の公知例考案と同様にモータなどの動力を使って自動的に開蓋する機能と、同一モータで缶の蓋を切って開ける機能を併せ持った工夫が示されているが、此処では前者の機能を参照する。本公知例では特許文献１に示される考案とは逆に、垂直位置に置かれた瓶や缶の容器部の底面を、表面に同心円状にリブが配設された摩擦パッドを貼り付けた回転台に載せ、ベースハウジングに垂直に立設されラックを有するチャック支持柱のラックに沿って、チャックアームを上下させ、瓶や缶の蓋を上から押さえ加重を印加して置いてから緊締し、回転台の方をモータなどの動力で回して回転トルクを与え開蓋するものであり、開蓋力が不足する場合はチャックアームを更に押し下げて緊締し直してから回転台を回すものである。
特開昭５２−１０３２８１号公報

然しながら、特許文献１の方法では内容物をこぼす不具合は解決されたが、まだ若干の問題点を残して居た。即ち強い開蓋力を得る為には、回転トルクを伝達する中空円錐体の内側を下方に向けて、摩擦係合する蓋部の外周角部分に強く押付ける必要が有り、下方へ力を付加することは蓋部を容器部に強く押付けることになり、ネジ溝の摩擦抵抗も増加させ、結果的に開蓋力を削いでいた。さらに蓋の中心線と回転軸芯が一致する事が最も効率的に回転トルクを開蓋力に転換出来るのであるが、中空円錐体を蓋部に強く押し付ければ押し付ける程片持ちのアームに曲げモーメントが働き、前記回転軸芯が前記中心線と一致しなくなる結果開蓋力が減殺され、所期の開蓋力が得られないと言う問題があった。

また特許文献２の方法の摩擦力に注目すれば、上面や底面を全面で押さえる分、外周角部分だけを押し付けるよりは摩擦力が増大し、前公知例よりも回転トルクが効果的に伝達するので開蓋力も向上するが、片持ちのチャックアームに曲げモーメントが作用し、容器部の中心線と回転する蓋部の回転軸芯がずれる結果開蓋力が減殺され、所期の開蓋力が得られないと言う問題は残ったままで有り、加えて同心状にリブが配列された摩擦パッドの中心線を示してはいるものの、該中心線に合わせて瓶や缶の容器部の中心線を正確に合わせて置くことは至難で、初めから回転軸芯がずれ、結果的に開蓋力が減殺され所期の開蓋力が得られないと言う問題が残されて居た。

本考案では、特にネジ溝で螺合して開閉する方式の瓶や缶等の開蓋に関する前記の問題点を解決する為に、垂直に力を印加する摩擦係合に依らずに、被開蓋物を垂直に保持した状態で水平に把持して回転トルクを付与する事で曲げモーメントの影響を排除し、被開蓋物の中心線と開蓋する為に印加する回転トルクの回転軸芯を常に一致させて蓋部を回すことで開蓋力が減殺されるのを防止し、回転トルクを効率良く開蓋力に転換する事と内容物こぼさずに開蓋する事を特徴とする。

被開蓋物の中心と付与する回転トルクの回転軸芯を完全に一致させたままで、あたかも容器部と蓋部を摘んで捻るのと全く同じ動作を可能にし、被開蓋物を垂直に把持したまま、人力よりも強力な開蓋力が得られると言う利点がある。

本考案の自動開蓋装置は、容器部及び蓋部を両側から中心線に対して直角かつ水平に把持する把持爪を有する把持手段を上下に具備し、第一段階ではモータの回転トルクが把持爪を水平に移動させる様に作動させ、正確に回転中心に寄せながら被開蓋物をロック状態まで挟み付けて把持し、第二段階で被開蓋物の中心線と回転トルクの回転軸芯を完全に一致させたまま蓋部を回す事が可能となり、回転トルクを有効に活用した強力な開蓋力を実現した。

図１は本考案になる自動開蓋装置１の一実施例を示す縦断面図で、２で示す上部筐体と３で示す下部筐体とは、上部筐体２の主体を成す樹脂等で形成される上ケース６の下部に凸設された複数の支柱４と、下部筐体３の上面に穿設されたスライド穴５とが上下に摺動自在に嵌合して構成される。上部筐体２は上ケース６の内部に収容されるモータ７と、該モータの回転を減速する事でトルクを増して伝える為の伝達手段８と、上ケース６の中心に位置する伝達手段８の出力軸９の下端に、該出力軸に対して水平方向かつ回動自在に懸下される上部把持手段１０と、最上部に取手３１を備えたカバー３２などから主として構成される。下部筐体３は樹脂等で形成される下ケース３３と、該下ケースの中心に位置する固定ピニオンギヤ１１aに噛合せ戴置された下部把持手段２０とで主に構成されるが、該下部把持手段の上面には天板４０ａを具備し、該天板の上には蓋をネジ溝で螺合して開閉する方式の、高さや直径が様々な瓶や缶等の被開蓋物５０が戴置される。

図２及び図３は上部把持手段１０の詳細を説明する縦断面図及びその平面図であるが、上ケース６に固定された伝達手段８から下方に突き出た出力軸９は、丁度本発明装置１の中心線と回転軸芯を一致して配置されて居て、因みに下部把持手段２０の中心に配置された固定ピニオンギヤ１１aの軸線は当然前記中心線と一致する。かかる配置の出力軸９の先端部にはピニオンギヤ１1が固定され、該ピニオンギヤの上面には中央部の穴に装着されたスリップリング１２を介し、スライダホルダ１３が回動自在に懸下されて居る。またスライダホルダ１３は両サイドが直角に折り曲げられ一対の側壁１４を構成し、スリップリング１２の両側等距離の位置には一対のガイドピン１５が垂直に立設される。さらに側壁１４に沿って長穴１６の範囲で摺動する一対のスライダ１７がガイドピン１5に挿入され、該スライダの一方の端にはピニオンギヤ１１に噛合うラック１８が歯切りされて居り、またさらに該スライダのラック１８の反対の端部は１８０度折り返され、端面を図３に示す様に円弧状の把持爪１９に形成し、被開蓋物５０の蓋部５２を両側から把持するに好適に構成され、一対のガイドピン１５の先端に固定される天板４０で保持される。

上部把持手段１０と正対して設置される下部把持手段２０に付いて説明するならば、基本的には前述した上部把持手段１０と同じ部品構成であるので、対応する部品は同番号にaを付して表すこととする。下ケース３３の中央上面に上向きかつ摺動回転自在に戴置されたスライダホルダ１３aは両サイドが直角に折り曲げられ一対の側壁１４aを構成し、スリップリング１２aの両側等距離の位置には一対のガイドピン１５aが垂直に立設される。側壁１４ａに沿って長穴１６ａの範囲で摺動する一対のスライダ１７ａがガイドピン１5ａに挿入され、該スライダの一方の端には固定ピニオンギヤ１１aに噛合うラック１８aが歯切りされて居り、軸端を下ケース３３の裏側で固定された固定ピニオンギヤ１１aに垂直上方から噛合わされる。またさらにラック１８ａの反対の端部は１８０度折り返され、端面を円弧状の把持爪１９ａに形成し、被開蓋物５０の容器部５１を両側から把持するに好適に構成されて、一対のガイドピン１５ａの先端に固定される天板４０ａで保持される。

以上の構成の自動開蓋装置１の動作を説明するならば、取手３１を握り支柱４の案内で上へ摺動させながら持ち上げてスペースを作り、上部把持手段１０と正対する下部把持手段２０のスライダホルダ１３aのガイドピン１５aに水平に固定された天板４０aの上に被開蓋物５０を戴置し、下部把持手段２０の固定ピニオンギヤ１１aを中心に手で回転させるのであるが、中心線の位置に垂直に設けられた固定ピニオンギヤ１１aと噛合うラック１８aが歯切された一対のスライダ１７aは、スライダホルダ１３aの側壁１４a及びガイドピン１5aに案内され、噛合うラック１８aに送られて互いに反対方向へ向けて水平に摺動する事になるので、天板４０aつまり下部把持手段２０を回転させる方向に応じて、一対のスライダ１７aは固定ピニオンギヤ１１aの中心へ向けて等速、等間隔で相接近するか相離反するかの動きを行い、スライダ１７aの端部に一体に形成されている一対の把持爪１９aも等速、等間隔で相接近するか相離反するかの動きを行なう。

一対の把持爪１９ａが互いに等速、等間隔で相接近する場合で言うと、固定ピニオンギヤ１1ａを中心に天板４０aつまり下部把持手段２０を回すことに依り該固定ピニオンギヤ１1ａに噛合ったラック１８ａと一体の把持爪１９ａを相接近させる結果、天板４０ａの略中央に置かれた被開蓋物５０の容器部５１を両側から水平に挟付ける様に作動する。この時被開蓋物５０は正確に自動開蓋装置１の中心線に合わせて置かれてある訳ではないので、一対の把持爪１９ａのどちらか一方が先に容器部５1に当接するケースは多々あるが、そのまま容器部５1を押し続けやがて反対側の把持爪１９ａも当接した状態では正確に回転軸芯に把持される様に作動する。下部把持手段２０を手でもうこれ以上締め付けられないと言う状態まで回せば、相接近する一対の把持爪１９ａに依って被開蓋物５０の容器部５１を左右から強く挟み強固に把持する事が出来る。また被開蓋物５０の把持状態を開放する時は先程と逆方向に下部把持手段２０を回し、一対の把持爪１９ａを等速、等間隔で相離反させれば良い事は勿論である。

次に手で上部筐体２を次第に下方へ押し下げて行き、上部把持手段１０の天板４０の下面と被開蓋物５０の蓋部５２の上面を合わせて、上部筐体２の自重によって加重を印加する。該動作に依り天板４０の下面と被開蓋物５０の蓋部５２の上面には印加した加重に応じた摩擦力が生じ、さらに被開蓋物５０の容器部５１の下面と天板４０ａの上面にも、前記の加重に被開蓋物５０の自重を加えたものに対応した摩擦力が生じることとなる。

続いてスイッチ（図示せず）を投入すればモータ７が回転を始め、伝達手段８を経て出力軸９を低速、高トルクで回し始める。出力軸９の回転に伴い先端に固定されたピニオンギヤ１１も回り始めるが、ピニオンギヤ１１とスリップリング１２の間の摩擦力が天板４０と蓋部５２の間の摩擦力を上回っている限り、ラックホルダ１３はピニオンギヤ１１と共に回転し続けるが、ここで取手１１を握る手にほんの少し力を入れて下方に押し当てる事に依って、極めて容易に天板４０と蓋部５２の間の摩擦力が上回り、ラックホルダ１３がピニオンギヤ１１の上面で滑る結果、上部把持手段１０の回転だけが停止し、ピニオンギヤ１１は依然として回転を続ける。

上部把持手段１０が停止し、ピニオンギヤ１１が回り続ける状態では、ピニオンギヤ１１の歯と噛合わされた一対のラック１８は接線方向へ動かされ、出力軸９の回転軸すなわち自動開蓋装置に１の中心線に対して直角に、一対のスライダ１７が互いに反対方向へ向けて水平に摺動する事になるのでピニオンギヤ１１の回転方向に応じて、ピニオンギヤ１１の回転中心へ向けて等速、等間隔で相接近するか相離反するかの動きを行い、スライダ１７の端部に形成されている把持爪19も等速、等間隔で相接近するか相離反するかの動きを行う。

把持爪19が互いに等速、等間隔で相接近する場合で言うと、ピニオンギヤ１1の回転トルクで一対のスライダ１７を水平に摺動させて把持爪１９を接近させる結果、被開蓋物５０の蓋部５２を両側から水平に挟みつける様に作動する。この時被開蓋物５０は正確に自動開蓋装置に１の中心線に合わせて置かれてある訳ではないので、一対の把持爪１９のどちらか一方が先に蓋部５２に当接するケースは多々あるが、そのまま押し続けやがて反対側の把持爪１９も当接した状態では正確に回転軸芯に把持される様に作動する。

以上、上部把持手段１０が被開蓋物５０の蓋部５２を正確に回転軸芯に把持する迄の動作を説明したが、この状態では上部把持手段１０及び下部把持手段２０共に左右の把持爪１９及び１９ａで両側から被開蓋物５０を挟んでロック状態に有り、モータ７が更に回転を続けるとピニオンギヤ１１はロック状態のまま上部把持手段１０全体を蓋部５２ごと回す様に回転トルクを加える。この時下部把持手段２０には、作用・反作用の原理に基づき逆向きの回転トルクが生じて居るので、被開蓋物５０の中心と回転トルクの回転軸芯を完全に一致させたままで、あたかも片方の手で容器部５１をもう一方の手で蓋部５２を握って捻るのと全く同じ動作を実現し、被開蓋物５０を垂直に把持したまま然も人力より強力に開蓋することを可能にするものである。

本考案の自動開蓋装置は、蓋を開ける為の装置として工夫されたが、機械的に連続して蓋を閉める装置にも応用出来る事は勿論である。

本考案に係る自動開蓋装置の縦断面図である。 本考案に係る上部把持手段の縦断面図である。 図２の上部把持手段を下から見た平面図である。

符号の説明

２ 上部筐体
３ 下部筐体
１０ 上部把持手段
１１ ピニオンギヤ
１１ａ 固定ピニオンギヤ
１３ スライダホルダ
１７ スライダ
１８ ラック
１９ 把持爪
２０ 下部把持手段
４０ 天板
５０ 被開蓋物
５１ 容器部
５２ 蓋部

Claims (5)

1. 回転トルクの伝達手段の出力軸の先端部にはピニオンギヤが装着され、該ピニオンギヤの上面には中央部の穴に装着されたスリップリングを介し、スライダホルダが回動自在に懸下され、スリップリングの両脇等距離の位置には一対のガイドピンが垂直に立設され、またさらに長穴の範囲で摺動可能な一対のスライダがガイドピンに挿入され、該スライダの一方の端にはピニオンギヤに噛合うラックが歯切りされ、反対の端部には被開蓋物を両側から把持するに好適な把持爪が形成され、一対のガイドピンの先端に固定される天板で保持されて構成される上部把持手段であって、伝達手段の出力軸に対して水平方向かつ回動自在に下向きに懸下される上部把持手段と、内部にモータと、該モータの回転を減速する事でトルクを増して伝える為の伝達手段とを収容し、かつ下面に凸設された複数の支柱を有する上ケースとから主に構成される上部筐体は、上部把持手段と同一構成でかつ上部把持手段と正対した位置に、固定ピニオンギヤに噛合せて戴置された下部把持手段と、上部筐体の支柱と相対する位置にスライド穴が穿設された下ケースとから主に構成される下部筐体に対して、上下に摺動自在に嵌合して構成される事を特徴とする自動開蓋装置。
2. 初めに下部把持手段を手動で回転させることに依り、固定ピニオンギヤに噛合った下部把持手段のスライダのラックを、中心に向けて平行かつ水平、然も等速かつ等間隔で摺動させ、スライダ端部に形成された把持爪で左右両側から被開蓋物の容器部を強固に把持する事で、先ず容器部を回転トルクの回転軸芯たる本考案装置の中心に正確に戴置される様に構成した事を特徴とする自動開蓋装置。
3. 被開蓋物の容器部を強固に把持した後にモータ等の動力を駆動し、被開蓋物の蓋部上面に上部把持手段下面を回転させながら軽く押し当て、当該部分の摩擦力で上部把持手段の回転が停止すると回転を続けるピニオンギヤが、噛合されたスライダのラックを中心に向けて平行かつ水平、然も等速かつ等間隔で摺動させ、スライダ端部に形成された把持爪で左右両側から被開蓋物の蓋部を強固に把持する事で、蓋部を回転トルクの回転軸芯たる本考案装置の中心に正確に位置させる様に構成した事を特徴とする自動開蓋装置。
4. 被開蓋物の蓋部と容器部を夫々上部把持手段と下部把持手段とに依り、装置の中心軸に対して水平に等速、等間隔で摺動する一対の把持爪で寄せながら挟み付け、被開蓋物の中心を正確に回転軸芯に一致させて強固に把持した上で、動力に依り回転トルクを印加し開蓋する事を特徴とする自動開蓋装置。
5. モータ等の動力に依って被開蓋物の蓋部と容器部に加わる正逆夫々の向きの回転トルクの大きさに応じて、被開蓋物の蓋部と容器部を把持する力が自動的に増大する様に構成された上部把持手段及び下部把持手段を備えた事を特徴とする自動開蓋装置。
   

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