JP4993576B2 - 螺子締め装置 - Google Patents

Description

本発明は、キャップ等の螺子部品を締め付ける螺子締め装置に関する。

キャップ締め装置として、特許文献１に記載の如く、円形キャップを把持する複数の把持ローラーと、異形キャップを把持するチャック装置を併せ備えるものがある。複数の把持ローラーで円形キャップを把持し、各把持ローラーを自転させることで、円形キャップを締め付けできる。チャック装置で異形キャップを把持し、チャック装置をキャップまわりに回転させることで、異形キャップを締め付けできる。
特許第3690769号

特許文献１のキャップ締め装置では、円形キャップと異形キャップを締め付け可能にするため、円形キャップ用の把持ローラー以外に、異形キャップ用のチャック装置を備える必要があり、キャップによって型替え作業を行なう必要がある。

本発明の課題は、把持ローラーだけで円形螺子部品と異形螺子部品を締め付け可能にすることにある。

請求項１の発明は、螺子部品を把持する複数の把持ローラーと、複数の把持ローラーを螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラーをそれら把持ローラーの自軸まわりに自転させるローラー回転装置と、複数の把持ローラーを螺子部品に対して開閉し、閉じ位置で螺子部品を把持するローラー開閉装置を有し、前記ローラー回転装置が、各把持ローラーのローラー軸を枢支するキャリアと、各把持ローラーのローラー軸に同軸的に設けられる遊星ギアと、それらの遊星ギアに外接するアウタギアと、それらの遊星ギアに内接するインナギアと、アウタギア駆動部と、インナギア駆動部とを有し、アウタギアとインナギアの回転を制御することで各把持ローラーを公転又は自転させる螺子締め装置において、前記ローラー開閉装置が、各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉位置にガイドするローラー軸保持溝を備えた開閉ガイド板と、開閉ガイド板に対して相対回転され、各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉方向に変位させるローラー軸移動溝を備えた開閉カム板と、開閉カム板を開閉ガイド板に対して相対回転させる開閉駆動部とを有してなるようにしたものである。

図１〜図４の螺子締め装置１０は、螺子部品、本実施例ではキャップ１を容器の口部に螺合させて締め付ける。螺子締め装置１０は、不図示の水平鉛直移動装置（ロボットアームでも可）にジョイント１１、ジョイント１１に吊下げられる架台側シャフト１２を介して支持され、キャップ１を把持する複数、本実施例では４個の把持ローラー２０と、複数の把持ローラー２０をキャップ１のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラー２０をそれら把持ローラー２０の自軸まわりに自転させるローラー回転装置３０とを有する。また、螺子締め装置１０は、複数の把持ローラー２０をキャップ１に対して開閉し、閉じ位置でキャップ１を把持するローラー開閉装置４０を有する。

ローラー回転装置３０は、図１〜図３、図５、図６に示す如く、各把持ローラー２０のローラー軸２１Ａを枢支するキャリア３１と、各把持ローラー２０のローラー軸２１Ａに同軸的に設けられる４個の遊星ギア３２と、それらの遊星ギア３２に外接するアウタギア３３と、それらの遊星ギア３２に内接するインナギア３４とを有する。

キャリア３１には各把持ローラー２０のローラー軸ケース２２が固定され、ローラー軸ケース２２の内周に軸受を介して相対回転可能にローラー軸２１Ａを支持し、ローラー軸２１Ａのローラー軸ケース２２から突出する下端部には自在継手２３を介してローラー軸２１Ｂが連結され、ローラー軸２１Ｂの下端部に把持ローラー２０を固定してある。把持ローラー２０の外周には、ゴム製やウレタン製などの弾性リングが被着されている。ローラー軸２１Ａのローラー軸ケース２２から突出する上端部に遊星ギア３２が固定ピン３２Ａにより固定される。

ローラー回転装置３０は、架台側シャフト１２のスプライン軸１２Ａにスプラインナット１３Ａを介して回転不能かつ軸方向移動可能に嵌合されたスプラインナット箱１３の下端部に駆動ベース３５を固定し、駆動ベース３５の上にアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７を設けている。両駆動部３６、３７は、速度制御や回転方向制御の可能な、例えばサーボモータやステッピングモータ等にて構成できる。

アウタギア駆動部３６の出力軸に設けた出力ギア３６Ａには、中間ギア３３Ａがかみ合い、中間ギア３３Ａにはジョイントフランジ３３Ｂを介して前述のアウタギア３３が同軸的に固定されている。インナギア駆動部３７の出力軸に設けた出力ギア３７Ａには、中間ギア３４Ａがかみ合い、中間ギア３４Ａには昇降回転ハウジング３４Ｂ、キーを介して前述のインナギア３４が同軸的に固定されている。

尚、架台側シャフト１２のスプライン軸１２Ａの下端側には主軸ジョイント１２Ｃを介して主軸１２Ｂが固定的に連結され、主軸１２Ｂには上下のスライドロータリーブッシュ１４、１４を介してインナギア３４の昇降回転ハウジング３４Ｂが回転かつ軸方向スライド可能に嵌合され（１５はカラー）、昇降回転ハウジング３４Ｂの上部にはスプラインナット箱１３、駆動ベース３５が軸受を介して相対回転可能に支持され、昇降回転ハウジング３４Ｂの中間部にはジョイントフランジ３３Ｂが軸受を介して相対回転可能に支持され、昇降回転ハウジング３４Ｂの下端部にはキャリア３１が軸受を介して相対回転可能に支持される。図２において、１６Ａ、１６Ｂ等は止め輪を示す。

ローラー回転装置３０は、アウタギア駆動部３６とインナギア駆動部３７により、アウタギア３３とインナギア３４の回転を制御することで、各把持ローラー２０を選択的に、公転又は自転させる。例えば遊星ギア３２の歯数を14、アウタギア３３の歯数を80、中間ギア３３Ａの歯数を120、インナギア３４の歯数を52、中間ギア３４Ａの歯数を120、アウタギア駆動部３６の出力ギア３６Ａの歯数を15、インナギア駆動部３７の出力ギア３７Ａの歯数を15とする。

アウタギア駆動部３６を反時計方向に回転させると、アウタギア３３は時計方向、把持ローラー２０は時計方向に駆動される。アウタギア３３を１回転させるには、アウタギア駆動部３６を８回転させねばならない。また、ローラー２０を１回転させるには、アウタギア駆動部３６を1.4回転させなければならない。

インナギア駆動部３７を時計方向に回転させると、インナギア３４は反時計方向、把持ローラー２０は時計方向に駆動される。インナギア３４を１回転させるには、インナギア駆動部３７を８回転させねばならない。また、ローラー２０を１回転させるには、インナギア駆動部３７を2.154回転させなければならない。

従って、アウタギア駆動部３６を反時計方向、インナギア駆動部３７を時計方向に回転させ、その速度比つまり（インナギア駆動部回転数：アウタギア駆動部回転数）＝（1.4：2.154）とすることで、アウタギア３３、インナギア３４は互いに逆方向に同回転数で回転し、把持ローラー２０を時計方向に自転させる。尚、その把持ローラー自転数は、（インナギア駆動部回転数：アウタギア駆動部回転数：把持ローラー自転数）＝（1.4：2.154：1）の比率となる。

また、アウタギア駆動部３６を反時計方向、インナギア駆動部３７を反時計方向に回転させ、その速度比つまり（インナギア駆動部回転数：アウタギア駆動部回転数）＝（8：8）＝（1：1）とすることで、アウタギア３３、インナギア３４は共に時計方向に同回転数で回転し、把持ローラー２０を（アウタギア３３、インナギア３４、遊星ギア３２を一体として）時計方向に公転させる。尚、その公転数は、インナギア駆動部回転数及びアウタギア駆動部回転数の１／８となる。即ち、公転数は、（インナギア駆動部回転数：アウタギア駆動部回転数：公転数）＝（8：8：1）の比率となる。

ローラー開閉装置４０は、開閉ガイド板４１と開閉カム板４２を有する。このとき、架台側シャフト１２の主軸１２Ｂの最下端部には、上下の軸受ナットにより保持された軸受を介して吊下げブロック５０が枢支され、吊下げブロック５０の下端部には後述するキャップ吸着装置８０のハウジング８１がボルト固定され、このハウジング８１に開閉ガイド板４１をねじ止めしている。尚、開閉ガイド板４１は昇降装置６０を介して昇降ベース７０を支持し、昇降ベース７０に前述の各ローラー軸ケース２２の中間部を保持している。昇降装置６０は、図３、図７に示す如く、昇降ベース７０に固定されるステッピングモータ等からなる昇降駆動部６１と、昇降駆動部６１により回転されるボールねじ６２と、ボールねじ６２に螺合するボールねじナット６３を固定的に備えるジョイントパイプ６４からなり、ジョイントパイプ６４と一体の固定板６５を開閉ガイド板４１にねじ止めしてなるものである。昇降駆動部６１の駆動により、ボールねじ６２がボールねじナット６３に対して螺動することにより、昇降ベース７０が昇降し、各ローラー軸ケース２２を介して、ローラー回転装置３０のキャリア３１等が昇降し、ひいては各把持ローラー２０及びローラー軸２１Ｂが上方待機位置（図１、図１２の（１））と途中位置（図１３の（２）、（３））、下降位置（図４、図１３の（４））との間で開閉ガイド板４１、開閉カム板４２に対して昇降する。

ローラー開閉装置４０の開閉ガイド板４１は、図３、図９に示す如く、各把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂをキャップ１に対する開閉位置にガイドするローラー軸保持溝４１Ａを備える。各ローラー軸保持溝４１Ａは開閉ガイド板４１の中心軸（架台側シャフト１２の中心軸と同軸）を通る半径方向に延在され、ローラー軸２１Ｂに装填された方向自在スリーブ２１Ｃがローラー軸保持溝４１Ａにスライド自在に嵌合されている。

開閉カム板４２は、図３、図９に示す如く、キャップ吸着装置８０のハウジング８１に内蔵されている回転部８４に回転自在に支持されることにより、開閉ガイド板４１に対して相対回転可能に支持され、各把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂをキャップ１に対する開閉方向に変位されるローラー軸移動溝４２Ａを備える。各ローラー軸移動溝４２Ａは開閉カム板４２の中心軸（架台側シャフト１２の中心軸と同軸）を通らない方向に延在され、ローラー軸２１Ｂに装填された方向自在スリーブ２１Ｄがローラー軸移動溝４２Ａにスライド自在に嵌合されている。

ローラー開閉装置４０は、開閉カム板４２を開閉ガイド板４１に対して相対回転させる開閉駆動部４３を有する。開閉駆動部４３は、図８に示す如く、開閉ガイド板４１に固定される空圧式等のロータリーアクチュエータ等からなり、出力軸に固定された開閉レバー４４の先端に設けたベアリングシャフト４５を開閉カム板４２に設けてある開閉駆動溝４２Ｂに係合させてある。

ローラー開閉装置４０は、開閉駆動部４３が開閉レバー４４を回転させると、開閉レバー４４のベアリングシャフト４５が図９に示す軌跡を移動し、開閉カム板４２を図９（Ａ）〜（Ｂ）に示す如くに回転させる。開閉カム板４２のローラー軸移動溝４２Ａには把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂが係合され、把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂは開閉ガイド板４１のローラー軸保持溝４１Ａにも保持されている。開閉ガイド板４１のローラー軸保持溝４１Ａにより、把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂは開閉ガイド板４１と開閉カム板４２の中心軸を通る半径方向にのみ移動できる。即ち、開閉カム板４２の回転により、把持ローラー２０のローラー軸２１Ｂが開閉ガイド板４１と開閉カム板４２の半径方向に移動し、把持ローラー２０を開き位置（図１、図１３の（１））と閉じ位置（図１３の（２）〜（４））との間でキャップ１に対して開閉し、閉じ位置でキャップ１を把持可能にする。

即ち、螺子締め装置１０は、ローラー開閉装置４０の開閉ガイド板４１を架台側シャフト１２に枢支かつ吊下げ支持し、開閉ガイド板４１の上に昇降装置６０を介して昇降ベース７０を設け、昇降ベース７０に各把持ローラー２０のローラー軸ケース２２を固定し、架台側シャフト１２に枢支されるローラー回転装置３０のキャリア３１に各ローラー軸ケース２２を固定し、架台側シャフト１２に枢支される駆動ベース３５にアウタギア駆動部３６とインナギア駆動部３７を設ける。ローラー回転装置３０のキャリア３１と駆動ベース３５の間で、アウタギア３３とインナギア３４を架台側シャフト１２に枢支するとともに、遊星ギア３２をアウタギア３３とインナギア３４のそれぞれにかみ合いさせ、開閉ガイド板４１の下に開閉カム板４２を設ける。螺子締め装置１０は、ローラー開閉装置４０により複数の把持ローラー２０をキャップ１に対して開閉し、閉じ位置でキャップ１を把持するとともに、ローラー回転装置３０により複数の把持ローラー２０をキャップ１のまわりに公転させて後述する如くに異形キャップ１（円形キャップ１も可）を容器の口部に螺合させ、或いはローラー回転装置３０により複数の把持ローラー２０をそれら把持ローラー２０の自軸まわりに自転させて後述する如くに円形キャップ１を容器の口部に螺合させる。

従って、螺子締め装置１０によれば、ローラー回転装置３０、ローラー開閉装置４０等を有することにより、以下の作用効果を奏する。

(a)複数の把持ローラー２０で円形キャップ１を把持し、それら把持ローラー２０を自転又は公転させることで、該円形キャップ１を締め付けできる。また、複数の把持ローラー２０で異形キャップ１を把持し、それら把持ローラー２０を公転させることで、該異形キャップ１を締め付けできる。従って、把持ローラー２０だけで円形キャップ１と異形キャップ１を締め付けできる。

(b)把持ローラー２０のためのローラー回転装置３０を遊星歯車機構により構成し、アウタギア３３とインナギア３４の回転を制御することで、各把持ローラー２０を公転又は自転させることができる。

(c)把持ローラー２０のためのローラー開閉装置４０により、複数の把持ローラー２０で円形キャップ１と異形キャップ１を把持できる。

(d)把持ローラー２０のためのローラー開閉装置４０を開閉ガイド板４１と開閉カム板４２により構成し、開閉カム板４２を開閉ガイド板４１に対して相対回転させることで、各把持ローラー２０を開閉できる。

(e)昇降駆動部６１の駆動により、ボールねじ６２がボールねじナット６３に対して螺動することにより、昇降ベース７０が昇降し、各ローラー軸ケース２２を介して、ローラー回転装置３０のキャリア３１等が昇降し、ひいては各把持ローラー２０及びローラー軸２１Ｂが上方待機位置（図１、図１２の（１））と途中位置（図１３の（２）、（３））、下降位置（図４、図１３の（４））との間で開閉ガイド板４１、開閉カム板４２に対して昇降することができる。

(f)螺子締め装置１０において、開閉ガイド板４１を架台側シャフト１２に枢支かつ吊下げ支持し、開閉ガイド板４１の上に昇降装置６０を介して昇降ベース７０を設け、昇降ベース７０に各把持ローラー２０のローラー軸ケース２２を固定し、架台側シャフト１２に枢支されるローラー回転装置３０のキャリア３１に各ローラー軸ケース２２を固定し、架台側シャフト１２に枢支される駆動ベース３５にアウタギア駆動部３６とインナギア駆動部３７を設け、ローラー回転装置３０のキャリア３１と駆動ベース３５の間で、アウタギア３３とインナギア３４を架台側シャフト１２に枢支するとともに、アウタギア３３とインナギア３４に遊星ギア３２をかみ合いさせ、開閉ガイド板４１の下に開閉カム板４２を設けることにより、複数の把持ローラー２０と、ローラー回転装置３０と、ローラー開閉装置４０を具備する螺子締め装置１０をコンパクトに構成できる。

尚、以上の説明では把持ローラー２０及びそれに関する構造としては、これを４組有するもののして述べたが、組数は４組には限定されない。螺子部品の大きさが大きい際には、組数が多いほうが、把持性が高まり好ましい。一例として、生活雑貨用品、飲料、家庭内食料品等のキャップを螺子部品として取り扱う際には、３組〜６組が好ましく、特に好ましくは３〜４組である。好適範囲より少ないと、確実に螺子部品を保持できなくなる。好適範囲より大きいと、装置構造が複雑になってしまう。また螺子部品の形状が複雑な際には、螺子部品と把持ローラー２０が干渉して、うまく螺子部品を把持できなくなることも有り得る。

次に、螺子締め装置１０は、図１、図３、図１０に示す如く、複数の把持ローラー２０の概ね中央部に、キャップ１を保持するキャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０を有する。

キャップ吸着装置８０は、開閉ガイド板４１に支持されるハウジング８１に軸受８２、シール部材を備えた洩れ防止部８３を介して、中空軸状の回転部８４を回転自在に支持する。ハウジング８１の側傍にはサーボモータ８５が支持され、サーボモータ８５の出力軸に固定したプーリ８６と、回転部８４の外周に固定したプーリ８７にはタイミングベルト８８が巻き回され、回転部８４をモータ８５により回転可能にする。回転部８４の先端の直径上には左右の長孔状スライド孔８４Ａ、８４Ａが設けられ、方向自在吸着部９０の両側の支軸９０Ａ、９０Ａをそれらのスライド孔８４Ａ、８４Ａに揺動かつ上下動可能に支持し、吸着部９０の方向自在性を具備する。方向自在吸着部はバキュームパッド９１を備え、バキュームパッド９１にキャップ１を保持し、回転部８４の回転力により回転できる。

方向自在吸着部９０に備えたバキュームパッド９１としては、市販のＮＢＲやシリコーンなどの合成ゴムなどの材質で、形状としては平型や蛇腹型のものが用いられる。

また、方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１の別形態として、方向自在吸着部９０の断面内に通気路を有するウレタンや硬質ゴムによる円柱状のバキュームパッドが挙げられる。このバキュームパッドによれば、キャップ１との接触部の面積を広くかつ肉厚を厚くすることが可能であるため、耐久性が向上できる。

また、バキュームパッドに代わるキャップ保持手段として粘着物質を用いても良い。一例として、ゴム系樹脂やゴム系混合物を使用できる。例えば、エーテル系ポリウレタン樹脂、ポリアミド系樹脂、スチレン−エチレン系樹脂、ブチレン−スチレン系樹脂、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体や上記共重合とナフテン系の混合物などを採用でき、常温粘着性を有する溶液タイプ、エマルジョンタイプ、ホットメルトタイプの粘着材や、アクリル系、ゴム系、ウレタン系、シリコーン系の粘着材も採用できる。この粘着物質を用いたキャップ保持手段によれば、バキュームが不要であるため、装置構造の単純化が可能である。

キャップ吸着装置８０は、方向自在吸着部９０を、方向自在性を有する状態と、方向固定される状態に切替え可能にするため、ハウジング８１と回転部８４の中空部に摺動可能に内蔵されて方向自在吸着部９０の側に突出可能とされる中空軸状の加圧突出部９２を有する。加圧突出部９２はプランジャ９２Ａの外周に備えたシール部材９２Ｂをハウジング８１の内周に摺動自在に挿入し、ハウジング８１の内部に、プランジャ９２Ａの回転部８４に対する反対側端面により加圧室９３Ａを区画するとともに、プランジャ９２Ａの回転部８４に対する側の端面により背圧室９３Ｂを区画する。背圧室９３Ｂの内部で、回転部８４と加圧突出部９２のプランジャ９２Ａとの間には、加圧突出部９２を待機位置の側に付勢するバネ９５が介装される。

キャップ吸着装置８０は、回転部８４及び加圧突出部９２の内部の待機位置から方向自在吸着部９０の側に突出した加圧突出部９２の先端突部９２Ａにより、方向自在吸着部９０の基端面の中心部を加圧し（先端突部９２Ａの中心軸に沿う加圧方向は方向自在吸着部９０の支軸９０Ａを通る揺動軸に交差する）、方向自在吸着部９０の方向自在性を有した状態で、方向自在吸着部９０の加圧力（回転部８４のスライド孔８４Ａに沿う下向き加圧力）を加える。ここで、方向自在吸着部９０と接する先端突部９２Ａの最先端は丸みを帯びた形状とすることが、方向自在性を有しつつ加圧力を加えるために好ましい。先端突部９２Ａの最先端の丸みを形成する半径が大きすぎると微小接触面積が大きくなり、方向自在性が失われる。先端突部９２Ａの最先端の丸みを形成する半径が小さすぎると方向自在吸着部９０を傷つけたり、先端突部９２Ａの最先端自身が磨耗してしまう。先端突部９２Ａの最先端の丸みを形成する半径の適切な大きさは、2〜15mm、好ましくは3〜10mmである。

従って、螺子締め装置１０は、キャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０にキャップ１を保持して該キャップ１を容器の口部に移送したり、仮締めできる。このとき、キャップ吸着装置８０は、キャップ１を保持した方向自在吸着部９０をサーボモータ８５により回転できるし、方向自在吸着部９０を回転部８４のスライド孔８４Ａに対して揺動させて（揺動角度θ、揺動ストロークｈ）（図１０（Ｂ））方向自在性を有し、方向自在吸着部９０に方向自在性を有した状態で、加圧突出部９２により該吸着部９０に加圧力を加えることができる。

従って、螺子締め装置１０によれば、キャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０を有することにより、以下の作用効果を奏する。

(g)複数の把持ローラー２０の概ね中央部に、キャップ１を保持する吸着部９０を有することにより、キャップ供給装置により供給されたキャップ１を吸着部９０で受取り、このキャップ１を複数の把持ローラー２０により把持することができる。

(h)吸着部９０がキャップ１を保持して回転できることにより、容器の口部に対するキャップ１の取付方向を任意の方向に合わせることができる。

(i)吸着部９０が方向自在性を有することにより、キャップ１の受取り時、ランダムな姿勢で供給されてきたキャップ１に対しては、方向自在吸着部９０を方向自在にし、この方向自在吸着部９０をキャップ１の天面に倣わせて該キャップ１を安定的に吸着して捕捉する。

(j)容器の口部へのキャップ１の供給時には、キャップ１を吸着している方向自在吸着部９０を回転させて方向決めし、この方向自在吸着部９０に吸着しているキャップ１を容器の口部に対し安定的に位置付ける。特に、キャップ１がディップチューブ付きポンプキャップである場合、方向自在吸着部９０はポンプキャップ１のディップチューブの方向も一定方向に固定し、容器の口部にディップチューブは安定的に挿入できる。

(k)容器の口部へのキャップ１の締込み時には、キャップ１を吸着し、これを容器の口部に位置付けている方向自在吸着部９０を方向自在にし、キャップ１を回転する。方向自在吸着部９０に保持されたキャップ１が螺着容易な概ね180度の回転角度範囲から回転を開始したときには、そのままスムースに噛合いを開始して仮締めされる。他方、キャップ１が螺着困難な概ね180度の回転角度範囲から回転開始したときには、キャップ１は容器に対する姿勢を矯正される方向に揺動しつつ容器に対してスリップし、その後の螺着容易な回転角度位置にて噛合いを開始して仮締めされる。キャップ１は姿勢矯正のために逆回転されることなく、正回転下で容器に対して揺動しつつ自動調芯的にネジ合せされるから、短時間に噛合いを開始でき、生産効率が良い。

(l)上述(k)の容器の口部へのキャップ１の締込み時に、方向自在吸着部９０の方向自在性を有した状態で、方向自在吸着部９０に加圧力を加えることにより、方向自在吸着部９０はキャップ１を容器に対して安定的に揺動可能にし、安定的に噛合い開始して仮締めできる。但し、方向自在吸着部９０はその自重に基づく加圧力だけをキャップ１と容器に付与しながら噛合い開始して仮締めするものでも良い。

(m)方向自在吸着部９０のキャップ保持手段がバキュームパッド９１（吸引手段）からなるものとすることにより、キャップ１を簡易に吸着できる。

(n)方向自在吸着部９０を回転部８４の先端に揺動自在に支持し、回転部８４に内蔵されて方向自在吸着部９０の側に突出可能とされる固定突出部９２を有し、回転部８４から突出した固定突出部９２により方向自在吸着部９０の端面を押圧し、該方向自在吸着部９０を方向固定することにより、方向自在吸着部９０を確実に方向固定できる。

尚、螺子締め装置１０は、図３、図７、図１０に示す如く、ロータリーブロック１００の固定部１００Ｂをキャップ吸着装置８０のハウジング８１の天面に取付けてある。架台側シャフト１２の中空部に挿通した、ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３のための正転用空圧配管１０１、逆転用空圧配管１０２、キャップ吸着装置８０の加圧室９３Ａのための加圧用空圧配管１０３、方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１のための真空配管１０４を、ロータリーブロック１００の回転部１００Ｂに接続する。また、ロータリーブロック１００の固定部１００Ａから取り出した空圧配管１０１、１０２を開閉駆動部４３に接続し、固定部１００Ａから取り出した空圧配管１０３をハウジング８１の通気路１０３Ａを介して加圧室９３Ａに接続し、固定部１００Ａから取り出した真空配管１０４をハウジング８１、回転部８４の通気路１０４Ａ、１０４Ｂ、チューブ１０４Ｃを介してバキュームパッド９１に接続する。

複数の把持ローラー２０の概ね中央部に有された、キャップ１を保持するキャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０は、以上(g)〜(n)に述べたような作用効果を有するが、当然のことながら方向自在吸着部９０が存在しなくとも、螺子締め装置１０は、複数の把持ローラー２０をキャップ等の螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラー２０をそれら把持ローラー２０の自軸まわりに自転させることが可能である。

以下、螺子締め装置１０の具体的適用例について説明する（図１１〜図１８）。螺子締め装置１０の適用対象キャップ１として、例えば図１１に示したキャップＡ〜キャップＦを挙げることができる。上方からみた平面形状が概ね円形である円形キャップＡ、Ｂ、チューブ付ポンプキャップＣについては、これらキャップＡ〜Ｃを把持した複数の把持ローラー２０を自転又は公転することにて容器の口部に締付けできる。上方からみた平面形状が概ね円形でない楕円キャップＤ、四角形キャップＥについては、それらキャップＤ、Ｅを把持した複数の把持ローラー２０を公転（自転は不可）することにて容器の口部に締付けできる。キャップのねじ部より上部の構造物が大きくかつその向きを容器に対して特定方向に設定しなければならない曲がりチューブ付トリガーキャップＦについては、キャップＦを把持した複数の把持ローラー２０を自転（公転は不可）することにて容器の口部に締付けできる。

（適用例１）（図１２）
キャップＡを把持ローラー２０の自転（公転でも可）により締め付ける例を図１２に示す。

(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置１０の下に、キャップＡをキャップ供給コンベア２０１で供給する。

(2)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から下降位置に下降させる。

(3)ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップＡを把持する。

(4)水平鉛直移動装置により螺子締め装置１０を移動し、各把持ローラー２０が把持しているキャップＡを容器の口部に当て、鉛直移動装置により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を自転（公転でも可）させて該キャップＡを容器の口部に螺合して締め付ける。

（適用例２）（図１３）
キャップＡを把持ローラー２０の自転（公転でも可）により締め付ける他の例を図１３に示す。

(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置１０の下であって、かつ容器の口部の上に、キャップＡを横移動キャップ供給装置２０２で供給する。

(2)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から途中位置まで下降させて止め、ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップＡを把持する。

(3)横移動キャップ供給装置２０２を退避させる。

(4)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を下降させ、各把持ローラー２０が把持しているキャップＡを容器の口部に当てる。昇降装置６０の昇降駆動部６１で各把持ローラー２０を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を自転（公転でも可）させて該キャップＡを容器の口部に螺号して締め付ける。

（適用例３）（図１４）
キャップＣを把持ローラー２０の自転（公転でも可）により締め付ける例を図１４に示す。キャップＣは、把持ローラー２０により把持されるねじ部１Ａより上部の構造物１Ｂの向きを容器に対して特定する必要があり、把持ローラー２０の自転によることが好ましい。

(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置１０の下であって、かつ容器の口部の上に、キャップＣを横移動キャップ供給装置２０２で供給する。

(2)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から途中位置まで下降させて止める。キャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１でキャップＣの天面を保持する。

(3)横移動キャップ供給装置２０２を退避させる。キャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１でキャップＣを保持し、サーボモータ８５により回転部８４及び方向自在吸着部９０の回転角度を制御し、キャップＣの構造物１Ｂの向き（ノズルの向き）を特定の方向に合せる。ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップＣを把持する。

(4)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を下降させ、各把持ローラー２０が把持しているキャップＣを容器の口部に当てる。昇降装置６０の昇降駆動部６１で各把持ローラー２０を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を自転させて該キャップＣを容器の口部に螺合して締め付ける。キャップＣの構造物１Ｂはキャップ吸着装置８０の吸着部９０により特定の方向に保持される。

（適用例４）（図１５）
キャップＤを把持ローラー２０の公転により締め付ける例を図１５に示す。図１５の工程（１）、（２）については、把持する物品（キャップＤ）が相違するのみで図１２の工程（１）、（２）と同一であるため、省略する。

(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置１０の下に、キャップＤをキャップ供給コンベア２０１で供給する。

(2)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から下降位置に下降させる。

(3)ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップＤを把持する。

(4)水平鉛直移動装置により螺子締め装置１０を移動し、各把持ローラー２０が把持しているキャップＤを容器の口部に当て、鉛直移動装置により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を公転させて該キャップＤを容器の口部に螺合して締め付ける。

（適用例５）（図１６）
キャップＢを把持ローラー２０の公転（自転でも可）により締め付ける例を図１６に示す。

(1)水平鉛直移動装置に支持されている螺子締め装置１０におけるキャップ吸着装置８０に、不図示のキャップ供給手段によりキャップＢを供給し、方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１でキャップＢの天面を保持する。

(2)水平鉛直移動装置により螺子締め装置１０を移動し、方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１が保持しているキャップＢを容器の口部に位置付ける。

(3)キャップ吸着装置８０のサーボモータ８５により回転部８４及び方向自在吸着部９０を回転し、方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１が保持しているキャップＢを容器の口部に仮締めする。加圧突出部９２により方向自在吸着部９０の上面の中心部を加圧することで、キャップＢを容器の口部に対して安定的に揺動させ、キャップＢを容器の口部に安定的にかみ合い開始させて仮締めする。仮締め時に、キャップＢが斜めになることを防止できる。

(4)昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から下降させ、ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップＢを把持する。昇降装置６０の昇降駆動部６１で各把持ローラー２０を下降させつつ、又は鉛直移動装置により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を公転（自転でも可）させて該キャップＢを容器の口部に螺合して本締めする。

（適用例６）（図１７、図１８）
ロボット３００のアーム先端に支持している螺子締め装置１０を、図１７（Ａ）に示す如く、ロボット３００によりキャップ供給コンベア２０１上のキャップ受取り位置に移動し、下記(1)〜(4)によりキャップ１を保持し、キャップ１の姿勢を矯正（センタリング）する。続いて、図１７（Ｂ）に示す如く、ロボット３００により螺子締め装置１０を容器の口部に対するキャップ締め位置に移動し、更にロボット３００により螺子締め装置１０を下降させつつ、ローラー回転装置３０のアウタギア駆動部３６、インナギア駆動部３７により各把持ローラー２０を自転又は公転させてキャップ１を容器の口部に螺合して締付ける。尚、ロボット３００の形態は特に限定されない。例えば、直交型ロボット、水平多関節ロボット（スカラロボット）、垂直多関節ロボット（６軸アームロボット等）、人型ロボット等が挙げられる。

(1)キャップ１がキャップ供給コンベア２０１上にて必ずしも均等でないピッチ（Ｐ1、Ｐ2等）で供給される。ロボット３００により螺子締め装置１０を下降し、キャップ吸着装置８０の方向自在吸着部９０のバキュームパッド９１でキャップ１を受け取る。キャップ１の中心がバキュームパッド９１の中心からずれていても良い。

(2)ロボット３００により螺子締め装置１０を上昇する。昇降装置６０の昇降駆動部６１の駆動により、各把持ローラー２０を上方待機位置から下降位置に下降させる。

(3)ローラー開閉装置４０の開閉駆動部４３の駆動により、各把持ローラー２０を開き位置から閉じ位置に閉じ、キャップ１を把持するとともに、バキュームパッド９１の真空吸着を停止する。

(4)方向自在吸着部９０は揺動自在であるから、キャップ１は一旦傾くが、最終的には、複数の把持ローラー２０の中央に正立状態で把持される。画像処理等の高価なセンサを用いることなく、キャップ１を正立姿勢で把持できる。

螺子締め装置１０は、キャップ１以外の他の螺子部品、例えば、ナット、雌螺子部を有する配管部品、雌螺子部を有する様々な部品等の締付けにも適用できる。更に、キャップ１のような雌螺子部品だけではなく、雄螺子部品の締付けにも適用できる。例えば、ボルト、螺子式クランプ、雄螺子部を有する配管部品、雄螺子部を有する様々な部品等が挙げられる。

図１は螺子締め装置を示す断面図である。 図２は図１の上部拡大断面図である。 図３は図１の下部拡大断面図である。 図４は螺子締め装置を示す斜視図である。 図５はローラー回転装置の主としてアウタギアを示す斜視図である。 図６はローラー開閉装置の主としてインナギアを示す斜視図である。 図７は図１のVII−VII線に沿う断面図である。 図８は図１のVIII−VIII線に沿う断面図である。 図９は図１のIX−IX線に沿う断面図である。 図１０は吸着部を示す断面図である。 図１１はキャップを示す模式図である。 図１２はキャップＡの締付け工程を示す模式図である。 図１３はキャップＡの締付け工程の他の例を示す模式図である。 図１４はキャップＣの締付け工程を示す模式図である。 図１５はキャップＤの締付け工程の後半を示す模式図である。 図１６はキャップＢの締付け工程を示す模式図である。 図１７はロボットに取付けた螺子締め装置を示す模式図である。 図１８はロボットを使用したキャップＥの締付け工程を示す模式図である。

符号の説明

１ キャップ（螺子部品）
１０ 螺子締め装置
１２ 架台側シャフト
２０ 把持ローラー
２１Ａ、２１Ｂ ローラー軸
２２ ローラー軸ケース
３０ ローラー回転装置
３１ キャリア
３２ 遊星ギア
３３ アウタギア
３４ インナギア
３５ 駆動ベース
３６ アウタギア駆動部
３７ インナギア駆動部
４０ ローラー開閉装置
４１ 開閉ガイド板
４１Ａ ローラー軸保持溝
４２ 開閉カム板
４２Ａ ローラー軸移動溝
４３ 開閉駆動部
６０ 昇降装置
７０ 昇降ベース
９０ 吸着部
９１ バキュームパッド
９２ 加圧突出部

Claims (7)

1. 螺子部品を把持する複数の把持ローラーと、
   複数の把持ローラーを螺子部品のまわりに公転させるとともに、複数の把持ローラーをそれら把持ローラーの自軸まわりに自転させるローラー回転装置と、
   複数の把持ローラーを螺子部品に対して開閉し、閉じ位置で螺子部品を把持するローラー開閉装置を有し、
   前記ローラー回転装置が、
   各把持ローラーのローラー軸を枢支するキャリアと、各把持ローラーのローラー軸に同軸的に設けられる遊星ギアと、それらの遊星ギアに外接するアウタギアと、それらの遊星ギアに内接するインナギアと、アウタギア駆動部と、インナギア駆動部とを有し、
   アウタギアとインナギアの回転を制御することで各把持ローラーを公転又は自転させる螺子締め装置において、
   前記ローラー開閉装置が、
   各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉位置にガイドするローラー軸保持溝を備えた開閉ガイド板と、
   開閉ガイド板に対して相対回転され、各把持ローラーのローラー軸を螺子部品に対する開閉方向に変位させるローラー軸移動溝を備えた開閉カム板と、
   開閉カム板を開閉ガイド板に対して相対回転させる開閉駆動部とを有してなる螺子締め装置。
2. 前記開閉ガイド板を架台側シャフトに枢支かつ吊下げ支持し、
   開閉ガイド板の上に昇降装置を介して昇降ベースを設け、
   昇降ベースに各把持ローラーのローラー軸ケースを固定し、
   架台側シャフトに枢支されるローラー回転装置のキャリアに各ローラー軸ケースを固定し、
   架台側シャフトに枢支される駆動ベースにアウタギア駆動部とインナギア駆動部を設け、
   ローラー回転装置のキャリアと駆動ベースの間で、アウタギアとインナギアを架台側シャフトに枢支するとともに、アウタギアとインナギアに遊星ギアを噛み合いさせ、
   開閉ガイド板の下に開閉カム板を設けてなる請求項１に記載の螺子締め装置。
3. 前記複数の把持ローラーの概ね中央部に、螺子部品を保持する吸着部を有する請求項１又は２に記載の螺子締め装置。
4. 前記吸着部が螺子部品を保持して回転できる請求項３に記載の螺子締め装置。
5. 前記吸着部が方向自在性を有する請求項３又は４に記載の螺子締め装置。
6. 前記吸着部が方向自在性を有した状態で、該方向自在吸着部に加圧力を加えることができる請求項５に記載の螺子締め装置。
7. 前記螺子部品がキャップである請求項１〜６のいずれかに記載の螺子締め装置。

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