JP2008013210A - キャッピング方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】成形ローラをキャップから離隔させる際に成形ローラがキャップを掴んで容器を引き上げるピッキングを確実に防止し、従来不可能であった低打栓でのキャッピングを行えるようにした。
【解決手段】成形ローラ２を保持するキャッピングヘッド４を下降させ、そのキャップ２５に打栓圧をかけると共に、成形ローラにキャップの中心側に向かう押し付け力を掛けた状態で、ローラ開閉カム１６を上下動させてキャップ周面に成形ローラを近接離隔させて、キャップのネジ成形及び／又は裾締め成形する方法において、成形後、成形ローラを、その押し付け力に抗して半径方向外側へ移動させる際に、ローラ開閉カムにより発生する反力によりキャッピングヘッドに作用する上向きの軸方向荷重が、キャップを押圧する打栓圧より大きくなるとき、キャッピングヘッドが上方向へ移動するのを阻止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器口部に被せられる金属製キャップの円筒部の周面に、容器口部のネジ山に沿ったネジ部を成形するキャッピング方法及び装置に関するものである。

通常、容器の金属製キャップは、天板部とその外周から垂下するスカート部（あるいは円筒部）とにより構成されている。そして、容器の口部にキャップが被せられ、その後にキャップのスカート部の周面にネジ成形ローラが押し付けられ、容器口部のネジ山（雄ネジ部）と適合したネジ溝を有するキャップが形成される。このように容器の口部に被せたキャップのネジ成形ならびに裾締め成形を行う加工をロールオンキャッピングと称しており、そのキャッピング装置の一例が、特許文献１に記載されている。

このキャッピング装置は、スピンドルを垂直に往復移動させるための第１カム装置と、スピンドル軸上で容器に対してキャップを巻締めるためキャップの周囲を回転する回転ユニットと、スピンドル軸に対して半径方向内側に回転ユニットの成形ローラを作動時に移動させ、キャップを巻締めた後、成形ローラを半径方向外側に移動させるための円錐カム（先細円錐体）をスピンドル軸上で垂直に往復移動させる第２カム装置とを基本構成として備えている。

そして、第１カム装置に追随して上下動するハウジングに支持されたコイルバネの圧縮によりスピンドルに弾性的作用を与えてキャップ天板部を押圧する（打栓圧として作用する）。一方、スピンドルシャフトに固定された回転ユニットは、円錐カムの往復移動と、捩りスプリングの弾性部材によって、ローラ手段の開閉動作が行われ、成形ローラをキャップの中心側に寄らせ、また中心から遠ざかる方向に後退させるように構成されている。

つまり、ピボット軸に取付けられた成形ローラ及びカムフォロアー、成形ローラをキャップに向って付勢する捩りスプリングが取付けられた回転ヘッドと、この回転ヘッドに対し相対的に昇降可能な円錐形のローラ開閉カムとを備えており、カムフォロアとローラ開閉カムとを相対的に回転及び上下動させることにより、カムフォロアをカム面に沿って移動させて成形ローラを容器口部に向って接近させ、容器口部のネジ山に沿ったネジをキャップに形成するようになっている。このキャッピング装置では、ローラ開閉カムとカムフォロアとが上下方向に相対移動しつつ相対的に回転するため、カムフォロアがローラ開閉カムのカム面をらせん状に移動する。

一方、カムフォロアとローラ開閉カムとが、相対的な上下動だけで、相対的な回転はせずにネジをキャップに形成するようにしたキャッピング装置（特許文献２）や、薄板を素材とするボトル型容器などの比較的剛性の低い容器を対象とするキャッピング作業においてもネジ成形不良や密封性不良を生じることなく安定したキャッピング作業を行うことのできるように、ローラ開閉カムのカム面に接触するカムフォロアをボールプランジャーにしたものを用いたキャッピング装置も提案されている（特許文献３参照）。

特開昭４７−０４１９７９号公報 特開平０５−０９７１８４号公報 特開２００５−１０４５４１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、カムフォロアはローラ開閉カム面上をらせん状に転動することになるため、スムーズな動作が行いにくく接触による摩擦抵抗が生じやすく、摩擦抵抗の影響を受けてキャップの天板部を弾性的に押圧するように構成されているキャッピングヘッドが上下に変動しないようにキャップ天板部を押圧する打栓圧をある一定以上にかけておく必要があった。

特許文献２あるいは３に記載されているように構成すれば、カムフォロアは回転しやすくなり、キャッピング作業の際に、打栓圧の変動をある程度防止できるため、安定した巻締めが行えるという効果があるものの、従来のキャッピング方法では、未だ解決すべき点が残されていた。

即ち、キャッピングヘッドと相対的に上下動するローラ開閉カムを作動させ成形ローラをキャップの中心側に寄らせて、容器口部にキャップを巻締め成形した後、成形ローラをキャップから半径方向外側へ開いて中心から遠ざける際に、打栓圧が小さい場合、成形時に閉じた成形ローラが開かないままキャッピングヘッドの上昇と共に容器を開かない成形ローラで吊り上げて容器を排出できないという現象（ピッキング現象と呼ぶ）が生じる虞があり、特に、高速になるとその傾向が生じ易く、かかる意味から正常なキャッピングを行うために大きな打栓圧（例えば８５０Ｎ以上）を作用させることが必要条件となっていた。そのため、容器の軸方向の挫屈強度、あるいは容器口部や肩部の板厚、形状に制約があった。

本発明は、前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、巻締め対象とする容器の板厚や形状などの制約が緩和され、挫屈強度の低い容器の場合であっても安定してキャッピング作業が行え、容器材料の合理化、高速化に有利なキャッピング方法とその装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、金属製の容器口部に金属製のキャップを被せ、そのキャップの天板部に打栓圧を掛けると共に、前記成形ローラにキャップの中心側に向かう押し付け力を加えた状態で、ローラ開閉カムを上下動させてキャップの周面に前記成形ローラを近接離隔させることにより、前記キャップのネジ成形及び／又は裾締め成形を行うキャッピング方法において、ネジ成形及び／又は裾締め成形後、前記成形ローラをキャップ周面から離隔させる際に、前記成形ローラを前記押し付け力に抗して移動させる作動力を前記ローラ開閉カムにより発生させることに伴って、成形ローラを有するキャッピングヘッドに上向きに作用する軸方向荷重が、キャップの天板部を押圧する前記打栓圧より大きくなるときに、前記キャッピングヘッドの上方向への移動を阻止することを特徴とする方法である。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記キャッピングヘッドの上方向への移動の阻止は、前記ローラ開閉カムを上方向に移動させて前記成形ローラを前記キャップの半径方向外側へ離隔させるのと同時に行うことを特徴とするキャッピング方法である。

請求項３の発明は、固定軸を中心に水平方向に回転して容器を搬送させる成形テーブルと、前記成形テーブルの上方に、前記成形テーブルと一体となって前記固定軸を中心にして回転するフレームターレットと、前記フレームターレットの外周部に上下動可能に保持されて、容器口部に被せられた金属製のキャップを上方から押圧する加圧ユニットと、前記キャップの周面に押し付けられて前記容器口部にキャップを巻き締める成形ローラとを有する３回転ユニットとを含むキャッピングヘッドを備え、そのキャッピングヘッドを上下動させるカム手段と、前記キャッピングヘッドの軸線上を上下動することにより前記キャップの周面に前記成形ローラを近接離隔させるローラ開閉カムとを備えたキャッピング装置において、前記キャッピングヘッドを上下動自在に垂下した状態で保持すると共に前記カム手段によって上下動させられるハウジング部材と、そのハウジング部材の内部に配置され、前記キャッピングヘッドを下方向に押圧して打栓圧を発生させる打栓圧発生スプリングと、前記成形ローラを前記キャップから離隔させるように前記ローラ開閉カムが上方向に移動することに伴って前記キャッピングヘッドに作用する上向きの荷重が前記打栓圧より大きくなったことによる前記キャッピングヘッドの上方向への移動を阻止するストッパー手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記ストッパー手段は、前記キャッピングヘッドと一体となって上下動する部材の上端部との間に所定の隙間を設けて前記ハウジング部材に固定された部材によって構成されていることを特徴とするキャッピング装置である。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記ストッパー手段は、前記隙間を調整できるように構成されていることを特徴とするキャッピング装置である。

本発明のキャッピング方法あるいはキャッピング装置によれば、前記成形ローラの押し付け力に抗してキャップの半径方向外側へ成形ローラを離隔させる際に、ローラ開閉カムにより発生する作動力（反力）によりキャッピングヘッドに作用する上向きの軸方向荷重が、キャップの天板部を押圧する打栓圧より大きくなるとき、キャッピングヘッドが上方向へ移動するのを阻止するようにしたので、打栓圧を相対的に小さくすることが可能になり、その結果、挫屈強度の低い容器の場合であっても安定してキャッピング作業が行え、高速化に有利なキャッピングが行えるという効果を奏する。

つまり、成形後、成形ローラをキャップの半径方向外側へ移動させるときに、ローラ開閉カムにより発生する反力によりキャッピングヘッドに作用する上向きの軸方向荷重が、キャップの天板部を押圧する打栓圧より大きくなるとき、ローラ開閉カムの移動と共にキャッピングヘッドも上方向に移動し、結果的に成形ローラの押し付け力に抗しきれずに成形ローラが開かず容器を吊り上げてしまうピッキング現象を防止することができる。

その結果、打栓圧を強くかけられない軸強度の低い容器にキャップを巻締めるキャッピングの場合でも容器の強度上の制約を緩和して低打栓圧でも正常なキャッピングを行うことができ、容器材料の合理化とキャッピング作業の高速化が図れるという効果がある。

さらにまた、ストッパー手段が、カム手段に従ってキャッピングヘッドと一体となって上下動する部材の上端部との隙間を調整可能に設けられていることにより、キャッピングヘッドが下降してキャップの天板部に当接する際のクッション代を容器高さにバラツキがあっても確保できると共に、そのバラツキを吸収させることによって、容器を挫屈させることなく正常なキャッピングを行うことができる。

つぎに本発明を具体例を参照して説明する。先ず、本発明に係る装置について説明すると、本発明は、ボトル型容器等の容器の口部に被せたネジ成形されていないキャップ（キャップ粗形材）に、天板部の成形とネジ成形とをほぼ同時に施すいわゆるロールオン成形を行うキャッピング装置に適用することができる。そのために、図２に一例を示すように、天板部の成形を行う加圧ユニット１と、ネジ成形ローラ２及び裾締めローラ３である成形ローラを有する成形ヘッド（キャッピングヘッド）４とが設けられている。

この成形ヘッド４は、成形テーブル（図示せず）に一定間隔で搭載されて搬送されているボトル型容器の上方に配置され、その容器と同速度で旋回しつつ容器に対して上下動するように構成されている。すなわち、回転かつ昇降される中空軸を主体とするスピンドルシャフト５が設けられ、そのスピンドルシャフト５の下端部にスピンボディー６が取り付けられている。このスピンボディー６は、例えば図２に示すように、円筒部の上下両端部のそれぞれにフランジ部を形成した構造の部材であり、下側のフランジ部７に四つ（二対）の円筒状の軸受部８が、円周方向に一定の間隔をあけて、かつ中心軸線を上下方向に向けて形成されている。これらの軸受部８のうち直径方向で互いに対向する一対の軸受部８に、ネジ成形ローラ２のためのピボット軸９が挿入されて回転自在に保持されている。そのピボット軸９の下端部に、開閉アーム１０が、ピボット軸９を中心に揺動可能に取り付けられている。そして、各開閉アーム１０の先端部に、ネジ成形ローラ２が、その軸線を上下方向に向けて、かつ容器口部の雄ネジのリード角に合わせ傾斜させて回転自在に保持されている。

また、他の一対の軸受部８に、裾締めローラ３用のピボット軸１１が挿入されて回転自在に保持されている。そのピボット軸１１の下端部に、開閉アーム１２がピボット軸１１を中心に揺動可能に取り付けられている。そして、各開閉アーム１２の先端部に、裾締めローラ３が、その軸線を上下方向に向けて回転自在に保持されている。

さらに、上述した四本のピボット軸９，１１の上端部に揺動アーム１３が各ピボット軸９，１１を中心に揺動可能に取り付けられている。そして、各揺動アーム１３の先端部に、カムフォロアー１４が取り付けられている。

前記スピンドルシャフト５の外周側に、該スピンドルシャフト５に対して、後述するカム部材により相対的に上下動させられるスリーブ１５が設けられており、このスリーブ１５の下端部に、本発明におけるローラ開閉カムに相当する円錐カム（コーンカム）１６がネジで取り付けられている。その円錐カム１６は、一例として図２に示すように、下端部の外径が大きく、それより上側の部分が次第に小径となるテーパー形状のカム面１７を備えている。そして、そのカム面１７に前記カムフォロアー１４が当接するように弾性力が付与されている。換言すれば、前記各ローラ２，３がキャップの中心側に向かうように押し付け力が付与されている。すなわち、前述した各ピボット軸９，１１に捩りバネ１８が嵌装されており、その捩りバネ１８の一端部がピボット軸９，１１に係合し、かつ他端部がスピンボディー６もしくはこれと一体の部材に係合し、その結果、捩りバネ１８の弾性力が各ピボット軸９，１１及びこれに取り付けた各開閉アーム１０，１２及び各揺動アーム１３，１３に作用するようになっている。なお、前記カムフォロアー１４が円錐カム１６に接触する方向の揺動は、各ローラ２，３がキャップ粗形材（図示せず）に接近する方向の揺動である。

上記のスピンドルシャフト５の内部及びスピンボディー６の内部を中心軸線に沿って貫通したプレッシャーロッド１９が設けられている。このプレッシャーロッド１９は、図示しない上方位置で吊り下げ状態で保持された中空軸であって、回転せずに上下動する。そして、加圧ユニット１がそのプレッシャーロッド１９の下端部に螺合して取り付けられている。なお、プレッシャーロッド１９とスピンドルシャフト５との間のクリアランス及びスピンドルシャフト５とスリーブ１５との間のクリアランスは、共に図示しないブッシュにより０．０３〜０．０５ｍｍ程度に設定され、実質的に滑り接触状態で組み込まれている。

この加圧ユニット１は、キャップ粗形材の天板部におけるコーナー部を成形するプレッシャーブロック２０と、その成形の際の天板部の変形を防止するための押圧パッド２１とを備えている。プレッシャーブロック２０は、その上端部内周面に形成した雌ネジ部に、プレッシャーロッド１９の下端部に形成した雄ネジ部を螺合させることにより、プレッシャーロッド１９に取り付けられている。また、このプレッシャーブロック２０の上端部は、前記スピンボディー６の内部に挿入されており、これらプレッシャーブロック２０とスピンボディー６との間は、スピンボディー６に保持されたオイルシール２２によってシールされている。

さらに、プレッシャーブロック２０の下端側の部分は、筒状に形成されており、その内部に押圧パッド２１が所定範囲内を上下動できるように収容されている。その押圧パッド２１は、弾性力によってキャップの天板部を押圧するように構成されている。また押圧パッド２１がプレッシャーブロック２０から抜け出ることを阻止するためのスプリングピン２３が設けられている。また、実質的な成形加工に先立ってキャップ粗形材を押さえるプッシュピン２４が、前記プレッシャーロッド１９の内部に保持されており、このプッシュピン２４の先端部は、プレッシャーブロック２０及び押圧パッド２１をその中心軸線に沿って貫通している。

上述した成形ヘッド４を保持しかつ上下に駆動する機構について図１及び図２を参照して説明する。キャップ２５が被せられた容器２６は所定の固定軸（支柱：図示せず）を中心に回転する成形テーブル（図示せず）の周辺部に一定間隔で載せられており、その成形テーブルの上方に、前記固定軸に取り付けられたフレームターレット２７が配置されている。このフレームターレット２７は、円形をなすフレーム部材であり、互いに嵌合している前記スピンドルシャフト５及びプレッシャーロッド１９ならびにスリーブ１５が、そのフレームターレット２７を上下動自在に貫通し、垂下した状態に保持されている。

さらに、固定軸には、前記成形ヘッド４が旋回する円形軌道の半径より小さい半径のカム部材２８が取り付けられている。そのカム部材の外周面に複数条（図１では二条）のカム溝２９Ａ，２９Ｂが上下に並べて形成されている。それらのカム溝２９Ａ，２９Ｂのうち下側のカム溝（以下、仮にロアーカムと記す）２９Ａは、前述した各ローラ２，３をキャップ２５に対して接近・離隔（開閉）させるためのカム溝であって、前記スリーブ１５に取り付けられているカムフォロアー３０が係合している。このカムフォロアー３０は例えばロアーカム２９Ａに沿って転動するローラによって構成されている。そして、ロアーカム２９Ａは、円周方向における所定の位置で相対的に下側に下がり、また他の位置で相対的に上側に位置するように上下に変位する形状であり、したがってカムフォロアー３０がロアーカム２９Ａに沿って移動することにより、前記スリーブ１５及びこれにネジで取り付けられている前記円錐カム１６が、上下に移動するようになっている。

前述したスピンドルシャフト５及びプレッシャーロッド１９は、スリーブ１５を貫通して上方に延び、昇降用のハウジング３１に挿入されている。このハウジング３１は、成形ヘッド４毎に設けられ、かつ各成形ヘッド４と共に旋回するように保持されている。このハウジング３１の内部に挿入されている前記スピンドルシャフト５の上端部には、スラスト軸受３２を介して上部ロッド３３が連結されている。この上部ロッド３３は、スピンドルシャフト５及びこれに取り付けられている成形ヘッド４の加圧ユニット１を弾性的に押し下げるための円筒軸であって、その内部を前記プレッシャーロッド１９が貫通しており、そのプレッシャーロッド１９の上端部で一体となるようにネジ結合されている。また、打栓圧発生スプリング３４を当接させる受け座となるフランジ部３５が上部ロッド３３の下端部に形成されており、この部分がスラスト軸受３２の一部となっている。

さらに、ハウジング３１の上端部には、スプリングナット３６が設けられている。このスプリングナット３６は、下向きに開口した有底円筒状の部材であって、前記フランジ部３５に上下方向で対向している。そして、これらスプリングナット３６と前記フランジ部３５との間に打栓圧発生スプリング３４が配置されている。この打栓圧発生スプリング３４は、図示の例ではコイルスプリングであって、ハウジング３１及びこれと一体のスプリングナット３６がスピンドルシャフト５に対して相対的に下降することにより、打栓圧発生スプリング３４が圧縮されて、スピンドルシャフト５及びこれに取り付けられた成形ヘッド４の加圧ユニット１をキャップ２５の天板部２５Ａに弾性的に押圧するようになっている。

そして、上記のハウジング３１に、前記カム溝２９Ａ，２９Ｂのうちの上側のカム溝（以下、仮にアッパーカムと記す）２９Ｂに係合したカムフォロアー３７が取り付けられている。なお、このカムフォロアー３７は例えばアッパーカム２９Ｂに沿って転動するローラによって構成されている。また、アッパーカム２９Ｂは、成形ヘッド４を昇降させるためのものであって、円周方向における所定の位置で相対的に下側に下がり、また他の位置で相対的に上側に位置するように上下に変位する形状であり、したがってカムフォロアー３７がアッパーカム２９Ｂに沿って移動することにより、前記ハウジング３１及びスピンドルシャフト５ならびに成形ヘッド４が、旋回しつつ上下に移動するようになっている。なお、ロアーカム２９Ａ及びアッパーカム２９Ｂは各カムフォロアー３０，３７と共に本発明のカム手段に相当しており、その形状は、作用と共に後述する。

前記上部ロッド３３は、前記スプリングナット３６を上下動自在に貫通して上方に延びており、その上端部を覆うようにヘッドストッパー３８が配置されている。なお、プレッシャーロッド１９の上端部は、ヘッドストッパー３８を貫通している。このヘッドストッパー３８は、本発明のストッパー手段に相当し、上部ロッド３３の上端部を突き当ててその上限位置を規定するためのものであって、前記ハウジング３１にシム板３９を介してボトル締めされている。このシム板３９によって、上部ロッド３３の上端部とヘッドストッパー３８との間のクリアランスＣが調整可能である。このクリアランスＣは、前記アッパーカム２９Ｂ及びカムフォロアー３７によってハウジング３１と共に成形ヘッド４が下降した場合に、前記打栓圧発生スプリング３４による弾性力のみが容器２６に掛かるクッション代（本例では、３ｍｍ）に加えて、容器高さのバラツキを考慮して容器が無い状態で本例では３．３ｍｍに設定してある。

上記の成形ヘッド４及びキャッピング装置の作用、すなわち本発明の方法について図３の（ａ）を参照して説明する。図に示すように、キャップ（キャップ粗形材）２５が口部に被された容器２６が成形テーブル４０上に供給された時点では、成形ヘッド４は容器２６の上方に引き上げられている。続いて、アッパーカム２９Ｂ及びロアーカム２９Ａにおける下降軌道部（Ａ−Ｂ）の作用によって成形ヘッド４の全体が下降し、加圧ユニット１がキャップ２５の天板部に押し付けられる。その場合、加圧ユニット１を構成しているプレッシャーブロック２０によってキャップ２５の天板部やコーナー部が変形させられ、またキャップ２５が容器口部に密着させられる。

次いで、ロアーカム２９Ａがアッパーカム２９Ｂに対して相対的に下降する軌道部（Ｃ−Ｄ）となっているので、スリーブ１５及びこれと一体の円錐カム１６が下降させられ、その結果、各カムフォロアー１４が円錐カム１６の形状に従って半径方向で内側に移動し、それに伴って各揺動アーム１３，１３各アーム１０，１２が移動して各ローラ２，３が中心側に寄る。各ローラ２，３を保持しているスピンボディー６は、成形ヘッド４の中心軸線を中心に回転させられ、それに伴って各ローラ２，３がキャップ２５の周囲を公転しているので、各ローラ２，３はキャップ２５にころがり接触しながらネジ成形および裾締め成形を行う。

即ち、各ローラ２，３は、それぞれのピボット軸９，１１に装着されている捩りバネ１８の弾性力でキャップ２５に押圧される（押し付けられる）から、その弾性力によってキャップ２５を変形させて成形加工を行う。すなわち、ネジ成形ローラ２は、容器２６の口部に形成されている雄ネジ部の谷に相当する部分に入り込むようにキャップ２５の円筒部分を変形させ、その状態でキャップ２５の周囲を公転するので、雄ネジ部にガイドされるようにして螺旋状に旋回し、その結果、キャップ２５の円筒部分に、雄ネジ部に沿ったネジ溝すなわち雌ネジ部を形成する。

これに対して裾締めローラ３は、キャップ２５の周囲を公転しながらキャップ２５に次第に接近することにより、キャップ２５の裾部に形成されているピルファープルーフバンドの裾締め成形を行う。

上記のネジ成形及び裾締め成形は、図３の（ａ）における符号Ｄから符号Ｅまでの軌道部分で実行され、したがってこの軌道部分におけるロアーカム２９Ａ及びアッパーカム２９Ｂは上下方向に変位しないほぼ水平な溝として形成されている。また、前述したロアーカム２９Ａにおける図３の（ａ）における符号Ｅから符号Ｆまでの軌道部分は、斜め上方に変位するローラ離反軌道部（ＥーＦ）になっていて、この部分で円錐カム１６が引き上げられる。

その場合、各カムフォロアー１４が円錐カム１６のテーパー面に接触し、かつ捩りばね１８の弾性力で中心側に押し付けられているから、円錐カム１６の上昇に伴ってカムフォロアー１４に対してこれを引き上げる力が作用する。その引き上げ力に対して前記打栓圧発生スプリング３４の弾性力が相対的に小さい場合、成形ヘッド４及びこれが取り付けられたスピンドルシャフト５ならびにその上端部に連結されている上部ロッド３３が、円錐カム１６によって上方に引き上げられる。

その上昇量が上部ロッド３３の上端部とヘッドストッパー３８との間のクリアランスＣに達すると、上部ロッド３３がヘッドストッパー３８に当接し、その上昇が止められる。このクリアランスＣは僅かな寸法（本例では０．３ｍｍ）であるから、ローラ離反軌道部に入るとほぼ同時に、成形ヘッド４の上昇をヘッドストッパー３８によって規制した状態で円錐カム１６が上昇する。その結果、円錐カム１６の大径の部分によって各カムフォロアー１４が半径方向で外側に移動させられ、これに併せて各ローラ２，３が半径方向で外側に移動させられてキャップ２５から離隔する。そのため、各カムフォロアー１４は、円錐カム１６のテーパー状のカム面によって確実に半径方向で外側に移動させられる。すなわち、各ローラ２，３が成形の完了したキャップ２５から確実に離隔する。したがって、前述したピッキング現象を防止することができる。この過程を図３の（ａ）に「ローラ離反」と記載してある。

その後、アッパーカム２９Ｂ及びロアーカム２９Ａが共に上昇する軌道部（Ｇ−Ｈ）となり、この部分で、成形ヘッド４が容器２６から引き上げられ、一連のキャッピング工程が終了する。この最終の過程を図３の（ａ）に「ヘッド離反」と記載してある。

上述したヘッドストッパー３８を設けずに、打栓圧を小さくした比較例を図３の（ｂ）に示してある。上述したように符号Ｅから符号Ｆまでのロアーカム２９Ａにおける上昇軌道の部分では、円錐カム１６が上昇することによる反力により、成形ヘッド４には各カムフォロアー１４を介して上向きの力が作用する。その引き上げ力に対抗する打栓圧が小さいことにより、成形ヘッド４及びこれと実質的に一体のスピンドルシャフト５ならびに上部ロッド３３が上昇する。そして、その上昇を規制するための手段を特に設けていない場合では、打栓圧発生スプリングの圧縮力が大きくなるまで、成形ヘッド４が上昇する。すなわち、成形ヘッド４がかなり高く上昇するまで、各ローラ２，３が半径方向で外側に開かずにキャップ２５から離隔しないので、各ローラ２，３がキャップ２５を介して容器２６をいわゆる掴んだまま成形ヘッド４が上昇し、前述したピッキング現象が生じる。

一方、いわゆるロールオンキャッピングを行う場合、成形ローラの押し付け力（サイドプレッシャー成形荷重）は、成形ローラの数や、キャップの材質、板厚などで通常決定され、成形ローラの数が多くなれば、サイドプレッシャー成形荷重（通常、１２０〜１５０Ｎ／１個のローラ）の総和も増加する。この発明のキャッピング装置（成形ローラ２個、裾締めローラ２個）によれば、打栓圧は成形ローラの数に影響されることなく、従来必要条件とされていた打栓圧よりも小さい３００Ｎ程度の低い打栓圧に設定することが可能となり、その結果、容器素材の板厚のゲージダウンが可能となり合理化メリットは大である。又、キャップ径が大きく、成形ローラの数が多い場合のキャッピングにも有利になる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、ローラ開閉カムの上昇に伴う成形ヘッド４の上昇を阻止する手段は、上記のヘッドストッパー３８以外に、成形ヘッドの移動領域のうち成形ローラ及び裾締めローラをキャップから離隔させる領域に配置した押さえカムやクランプ機構であってもよい。その押さえカム４１の一例を図４に示してあり、成形ヘッド４が旋回する円形の軌道と同一半径の円上でかつプレッシャーロッド１９の上方に押さえカム４１が配置されている。この押さえカム４１は、円弧状の板状の部材であって、図５に示すように、前述した成形テーブル４０やフレームターレット２７などを支持している固定軸（支柱）４２に取り付けられている。そして、成形ヘッド４が旋回する円周方向における押さえカム４１の位置は、前述した円錐カム１６が上昇して各ローラ２，３がキャップから離隔するローラ離反領域４３である。

一方、プレッシャーロッド１９の上端部には、押さえカム４１の下面に接触するカムフォロアー４４が設けられている。このカムフォロアー４４は、プレッシャーロッド１９の円滑な移動を可能にするために、例えばローラなどの転動体によって構成することができる。なお、図５において、符号４５は容器を供給するインフィードターレットを示し、また符号４６はキャッピングの終了した容器を搬出する搬出ターレットを示す。

したがって図４及び図５に示す構成では、成形ヘッド４がローラ離反領域４３に入ると、プレッシャーロッド１９の上端部に設けてあるカムフォロアー４４が押さえカム４１の下面に接触し、その上方向への移動が規制される。その状態で、各ローラ２，３をキャップから離隔させるために前記円錐カム１６が上昇するが、成形ヘッド４は上下方向でプレッシャーロッド１９と一体になっているので、その上昇が規制される。そのため、円錐カム１６は成形ヘッド４を伴わずに上昇し、そのため円錐カム１６のカム面に接触しているカムフォロアー１４及び各ローラ２，３が半径方向で外側に移動する。すなわち、各ローラ２，３が確実にキャップから離隔し、ピッキング現象が防止される。

また、クランプ機構は、電磁式のチャック機構やエアーなどの流体圧を利用したチャック機構であってよく、プレッシャーロッド１９を把持するように各プレッシャーロッド１９毎に設けることができる。このような機構を設けた場合、ローラ離反工程で動作するようにタイミング調整すればよく、前述したヘッドストッパー３８や押さえカム４１などのような設置高さの調整は不要になる。また、各ローラ２，３を開閉動作させる円錐カムの形状は必要に応じて適宜の形状とすることができ、例えば下降することにより各ローラ２，３をキャップから離隔させる形状とすることができる。そのように構成した場合に上記のクランプ機構を用いれば、各ローラ２，３をキャップから離隔させる際のカムの下降に伴う押し下げ力が打栓圧に加わって容器を挫屈させるなどの事態を未然に回避することができる。

また、前述した具体例では、成形ローラ２をいわゆる開閉させるカムフォロアー１４をローラによって構成したが、この発明では、ローラタイプのカムフォロアーに替えて、球体（ボール）を弾性力でカム面に押し付けるいわゆるボールプランジャタイプのカムフォロアーを用いることができる。ボールプランジャタイプのカムフォロアーであれば、カム面との間の摺動抵抗が小さくなるので、成形ローラを開かさせる際上下方向の力を抑制する点では好ましい。

さらに、前述した具体例では、成形ローラを開かせるためのカムフォロアーが、テーパー状のカム面を螺旋状に転動するように構成したが、この発明は、例えば特開平５−９７１８４号公報に記載されているように、軸線方向（上下方向）に沿うカム面を有し、かつ円周方向に複数に分割されたローラ開閉カムにも適用できる。さらにまた、前述した具体例では、成形テーブルに対して成形ヘッドを上下動させるように構成したが、成形ヘッドに対して容器を上下等させる構成でも差し支えない。

本発明に係るキャッピング装置の成形ヘッドを昇降させる機構及び成形ローラ及び裾締めローラを開閉させる機構を概念的に示す模式図である。 本発明に係るキャッピング装置における成形ヘッドの部分を主として示す断面図である。 （ａ）は本発明に係る方法及び装置によるキャッピング過程を示す工程図であり、（ｂ）はキャッピング過程でピッキングが生じる状況を説明する比較工程図である。 本発明によるストッパー手段である押さえカムをプレッシャーロッドの上端側に設けた例を示す模式図である。 その押さえカムの配置を説明するための配置図である。

符号の説明

１…加圧ユニット、 ２…ネジ成形ローラ、 ３…裾締めローラ、 ４…成形ヘッド、 ５…スピンドルシャフト、 ６…スピンボディー、 １４…カムフォロアー、 １５…スリーブ、 １６…円錐カム（ローラ開閉カム）、 １８…捩りバネ、 １９…プレッシャーロッド、 ２０…プレッシャーブロック、 ２５…キャップ、 ２６…容器、 ２７…フレームターレット、 ２９Ａ，２９Ｂ…カム溝（ロアーカム、アッパーカム）、 ３０…カムフォロアー、 ３１…ハウジング、 ３４…打栓圧発生スプリング、 ３７…カムフォロアー、 ３８…ヘッドストッパー、 ３９…シム板、 ４０…成形テーブル、 ４１…押さえカム、 ４２…固定軸（支柱）、 ４３…ローラ離反領域、 ４４…カムフォロアー、 Ｃ…クリアランス。

Claims (5)

1. 金属製の容器口部に金属製のキャップを被せ、そのキャップの天板部に打栓圧を加えると共に、成形ローラにキャップの中心側に向かう押し付け力を加えた状態で、ローラ開閉カムを上下動させてキャップの周面に前記成形ローラを近接離隔させることにより、前記キャップのネジ成形及び／又は裾締め成形を行うキャッピング方法において、
   ネジ成形及び／又は裾締め成形後、前記成形ローラをキャップ周面から離隔させる際に、前記成形ローラを前記押し付け力に抗して移動させる作動力を前記ローラ開閉カムにより発生させることに伴って、成形ローラを有するキャッピングヘッドに上向きに作用する軸方向荷重が、キャップの天板部を押圧する前記打栓圧より大きくなるときに、前記キャッピングヘッドの上方向への移動を阻止することを特徴とするキャッピング方法。
2. 前記キャッピングヘッドの上方向への移動の阻止は、前記ローラ開閉カムを上方向に移動させて前記成形ローラを前記キャップの半径方向外側へ離隔させるのと同時に行うことを特徴とする請求項１記載のキャッピング方法。
3. 固定軸を中心に水平方向に回転して容器を搬送させる成形テーブルと、前記成形テーブルの上方に、前記成形テーブルと一体となって前記固定軸を中心にして回転するフレームターレットと、前記フレームターレットの外周部に上下動可能に保持されて、容器口部に被せられた金属製のキャップを上方から押圧する加圧ユニットと、前記キャップの周面に押し付けられて前記容器口部にキャップを巻き締める成形ローラを有する回転ユニットとを含むキャッピングヘッドを備え、そのキャッピングヘッドを上下動させるカム手段と、前記キャッピングヘッドの軸線上を上下動することにより前記キャップの周面に前記成形ローラを近接離隔させるローラ開閉カムとを備えたキャッピング装置において、
   前記キャッピングヘッドを上下動自在に垂下した状態で保持すると共に前記カム手段によって上下動させられるハウジング部材と、そのハウジング部材の内部に配置され、前記キャッピングヘッドを下方向に押圧して打栓圧を発生させる打栓圧発生スプリングと、前記成形ローラを前記キャップから離隔させるように前記ローラ開閉カムが上方向に移動することに伴って前記キャッピングヘッドに作用する上向きの荷重が前記打栓圧より大きくなったことによる前記キャッピングヘッドの上方向への移動を阻止するストッパー手段とを備えていることを特徴とするキャッピング装置。
4. 前記ストッパー手段は、前記キャッピングヘッドと一体となって上下動する部材の上端部との間に所定の隙間を設けて前記ハウジング部材に固定された部材によって構成されていることを特徴とする請求項３記載のキャッピング装置。
5. 前記ストッパー手段は、前記隙間を調整できるように構成されていることを特徴とする請求項４記載のキャッピング装置。

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