JP3851498B2

JP3851498B2 - ボトルキャップの巻締装置

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

Claims

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。