JP2014097825A - キャップ巻き締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイアル等の小型容器４や金属キャップ１０が滑りやすい場合でも、金属キャップ１０の裾部１０ａを確実に巻き締めることを可能にする。
【解決手段】金属キャップ１０を被せた容器４を容器台２６上に載せ、上方からプレッシャブロック４８で押さえた状態で容器４を回転させる。回転している容器４にローラ５２を接近させ、金属キャップ１０の裾部１０ａに押し付けて折り曲げる。ローラ５２を容器４の方向へ前進させて金属キャップ１０の裾部１０ａに押し付ける際に、第１段階では、裾部１０ａの内面が容器４の表面に当たらない位置で停止させて少なくとも容器４を一回転させ、その後、さらに前進させて裾部１０ａの内面が容器４の表面に押し付けられる状態にして少なくとも容器４を一回転させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガラス瓶等の容器の口部に直接、または、容器の口部にゴム栓等が打栓された上からアルミ等の金属製のキャップを被せ、その金属キャップの裾を容器に密着させるように巻き締めるキャップ巻き締め装置に関するものである。

キャップ巻き締め装置は、容器の口部に金属キャップを被せた状態で容器台に載せ、プレッシャブロックによって上から押さえて容器を回転させながら、金属キャップの裾部にローラを押し付け、容器の口部の形状に倣わせて折り曲げるようにしている。容器の口部には、外周に突出部が形成されており、この突出部の下面側に金属キャップの裾部を折り返すようにしている。このような構成のキャップ巻き締め装置は従来から知られている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。

特許文献１に記載された容器の巻き締め装置は、容器の螺子部に沿ってキャップを圧着して螺子溝を形成するスレッドローラと、キャップの下端縁を折り曲げて巻き締めを行うスカートローラ（本発明のローラに相当する）を容器に圧着した後、一旦離し、その後再び圧着させるようにしている。また、特許文献２に記載されたキャッピング装置は、キャップ材の下端部を容器の口金部に倣わせるＰＰローラ（本発明のローラ）を、２種類備えており、仮曲げをするＰＰローラによって、キャップ材の下端部を口金部の膨出部に押圧させ、その後、軸方向に異なる径寸法を有する仕上げ用のＰＰローラにより、仮曲げされた下端部を再度に押圧させることにより、下端部を膨出部および頸部に密接した状態に仕上げ曲げをしている。特許文献３に記載された開口用タブ付きキャップ蓋の装着方法では、上方のラムによる押圧動作を維持しながら、曲げローラをキャップ蓋の筒状部の下端縁に近接させ、びんが回転されると、曲げローラの作用で筒状部の全周囲に亘って、びん口のフランジの下面側に形成された環状の段差部上にのるように変形される。

特公昭６１−４４７５６号公報 特開２００３−１９２０９３号公報 特公昭５９−１２５５３号公報

前記各特許文献に記載された発明の構成では、いずれも、キャップの裾部を折り曲げるローラを、一回の動作でキャップの裾部を直接容器の外面に押し付けるようにしている。前記特許文献１および特許文献２の構成では、２回の動作、または２種類のローラを押し付けるようにしているが、いずれもローラの１回の動作でキャップの裾部の内面を容器の外面に押し付けている。

キャップが巻き締められる容器がバイアル等の小さい容器の場合や、容器の口部に打ち込まれたゴム栓が柔らかい場合には、上方から強く押し付けると破びんをしたり栓が容器の中に押し込まれてしまうため、弱い荷重しかかけることができない。そのため、金属キャップにローラを押し付けたときに、金属キャップと容器の回転が止められてキャップの巻き締めができなくなるおそれがある。また、栓が滑りやすい材質の場合には、ローラを接近させてキャップの裾部を容器に直接押し付けると、回転する容器および栓に対して金属キャップだけが回転しなくなって巻き締めができないおそれがある。しかも、一度に巻き締めた場合には金属製キャップの裾部に皺がよる等仕上がりが悪くなる場合がある。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、口部の外周に突出部が形成された容器に、口部を覆う金属キャップを被せ、この金属キャップの裾部を前記突出部の下側に折り曲げて巻き締めるキャップ巻き締め装置において、金属キャップが被せられた容器が載置される載置台と、上方から金属キャップに当接して、前記載置台との間に容器を挟持する当接部材と、前記載置台と前記当接部材で挟持した容器を回転させる回転手段と、回転する容器に向けて前進し、被せられている金属キャップの裾部を折り曲げて巻き締める折り曲げ手段とを備え、この折り曲げ手段は、金属キャップの裾部に当接するローラと、回転する容器に向けてローラを前進させる前進手段を有し、この前進手段は、ローラを金属キャップの裾部に当接して折り曲げるとともに、この裾部の内面が容器の表面に接触する前の位置まで前進させて、少なくとも容器が一回転する間はこの位置に停止させ、その後、金属キャップの裾部を容器の表面に接触させる位置までローラを前進させ、少なくとも容器が一回転する間はこの接触状態を維持した後、ローラを後退させて金属キャップから離隔させることを特徴とするものである。

本発明のキャップ巻き締め装置は、ローラを金属キャップの裾部に押し付けて折り曲げる際に、このローラを前進させて、金属キャップの裾部に当接して折り曲げるとともに、裾部の内面が容器の表面に接触しない位置に、少なくとも容器が一回転する間一旦停止させ、その後、ローラを、金属キャップの裾部を容器の表面に接触させる位置までさらに前進させて、少なくとも容器が一回転する間この接触状態を維持するようにしたので、容器が小さい場合や栓が柔らかい場合のように上方の当接部材（プレッシャブロック）によって大きい荷重をかけられない場合や、栓と金属キャップとの間が滑りやすい材質の場合でも、確実に金属キャップの裾を巻き締めることができる。しかも、一度に巻き締めた場合よりも金属キャップの仕上がりがよくなる。

図１は本発明の一実施例に係るキャップ巻き締め装置の全体の配置を示す平面図である。（実施例１） 図２はキャップ巻き締め装置の要部の縦断面図である。 図３（ａ）〜（ｃ）はキャップ巻き締め装置の動作を順次説明する図である。

主回転軸の外周に取り付けた回転板に固定されている保持ブロックおよび円筒部材内に、回転軸が昇降および回転可能に支持されている。回転軸の上端に容器を載せる容器台が固定され、下部側にこの回転軸を回転させる回転部が設けられている。さらに、回転軸の下端部は、前記円筒部材の下部内に収容されているエアシリンダのピストンロッドに取り付けられたカップ状の回転支持体に、ボールベアリングを介して回転自在に支持されている。エアシリンダには、回転板の外方を向けてカムフォロアが取り付けられ、その回転経路に沿って固定配置された昇降カムのカム溝にカムフォロアが嵌合しており、カム溝の形状に応じてエアシリンダが昇降する。この回転軸は、回転部がベルトに当接して回転し、また、エアシリンダが溝カムの形状に応じて昇降するのに伴って昇降する。容器台の上方には、主回転軸の上部に固定した取り付けプレートを介してプレッシャブロックが鉛直方向を向けて回転自在に取り付けられており、前記容器台が溝カムによって上昇されると、この容器台に載せられている容器が上方のプレッシャブロックに当接する。エアシリンダは所定の押圧力となるように予め供給エア圧が調整された状態にあり、容器を上方のプレッシャブロックと下方の容器台とによって所定の圧力をかけて保持することができる。

前記回転軸の上端に容器台が取り付けられた容器台ユニットの半径方向内方側に隣接して、容器の口部に被せられた金属キャップの裾部を折り曲げる折り曲げ手段が配置されている。折り曲げ手段は、金属キャップの裾部に当接してこの裾部を折り曲げるローラと、ローラが取り付けられた揺動軸を回転させてローラを容器の方向へ前進させる前進手段とを備えている。前進手段は、揺動軸の下端に取り付けられたカムフォロアと、このカムフォロアを揺動させる揺動カムと、カムフォロアを常時揺動カムに押し付けるように付勢するねじりコイルバネとを備えている。

容器台を下降させて容器台上に、金属キャップが被せられた容器を供給し、回転軸と容器台を上昇させる。容器台上に載せられた容器は上方のプレッシャブロックに当接して、プレッシャブロックと容器台とによって上下から挟持される。この際、エアシリンダには所定のエア圧が作用しており、容器の口部に被せられている金属キャップを上方のプレッシャブロックに押し付けて所定の荷重を負荷する。この状態で回転部をベルトに当接させて回転軸および容器台を回転させる。この回転している容器に向かって、ローラを揺動カムの形状に応じて前進させ、ローラを金属キャップの裾部に押し付ける。最初にローラを金属キャップに押し付ける際には、金属キャップの内面が容器の表面（容器の口部外周に形成されている突出部の下面）に接触しない位置で停止させる。この停止状態を容器が少なくとも一回転（自転）する間維持する。その後、さらにローラを容器の方向へ前進させ、金属キャップの裾部の内面が容器のフランジの下面に当接する位置まで押し付ける。このようにローラを２段階で前進させることによりキャップの巻き締めを行う。このような構成にしたことにより、プレッシャブロックによって大きい荷重をかけることができない場合や、口栓が滑りやすい材質の場合でも、キャップの裾部を確実に折り曲げて容器の突出部の下面に密着させるという目的を達成することができる。

以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この実施例に係るキャップ巻き締め装置（全体として符号１で示す）には、供給コンベヤ２によって搬送されてきた容器４（図２参照）が導入ホイール６を介して供給される。供給される容器４は、上端の口部開口の周縁に突出部としてフランジ４ａが形成されており、この口部内にゴム栓８が打ち込まれ、さらに、口部のフランジ４ａとゴム栓８を覆うように金属製のキャップ１０が被せられている。キャップ巻き締め装置１において、この容器４に被せられた金属キャップ１０の裾部１０ａが巻き締められた後、排出ホイール１２を介して排出コンベヤ１４上に排出され、次の工程に送られる。

キャップ巻き締め装置１は、中心に直立して配置された主回転軸１６の外周に回転板１８が水平に固定され、この回転板１８の外周部寄りに円周方向等間隔で、複数の容器台ユニット２０が取り付けられている。各容器台ユニット２０は以下のように構成されている。すなわち、回転板１８の外周部寄りに円形孔１８ａが形成され、この円形孔１８ａ内に円筒状の保持ブロック２２が直立して固定されている。保持ブロック２２の、回転板１８よりも下方に突出している下端部の外周に円筒部材２４が固定されている。円筒状の保持ブロック２２の内部に、容器４の載置台（以下、容器台２６と呼ぶ）を支持する回転軸２８が回転および昇降可能に挿通されている。回転軸２８の下部に、この回転軸２８を回転させるための大径の回転部２８ａが設けられている。この回転部２８ａにベルト３０が当接しており、このベルト３０が走行して回転軸２８を回転させる。円筒部材２４の、ベルト３０が回転部２８ａに当接する部分には、切り欠き２４ａが設けられている。

円筒部材２４の下部内に、エアシリンダ３２が昇降可能に収容されている。このエアシリンダ３２の、キャップ巻き締め装置１の半径方向外方側に、カムフォロア３４が取り付けられている。回転板１８の回転による前記円筒部材２４の回転経路の外周側に、環状のカム３６が配置されている。この環状カム３６に形成されている溝カム３６ａに、前記カムフォロア３４が嵌合しており、回転板１８の回転に伴ってカムフォロア３４が溝カム３６ａに沿って昇降することによりエアシリンダ３２が円筒部材２４内で上昇、下降する。前記円筒部材２４の、エアシリンダ３２に取り付けられているカムフォロア３４が外方へ突出している部分は、エアシリンダ３２およびカムフォロア３４が昇降できるように縦方向の切り欠き２４ｂが設けられている。エアシリンダ３２の昇降によって、回転軸２８および容器台２６が昇降する。

エアシリンダ３２の上方を向いているピストンロッド３２ａに、カップ状の回転支持体３８が固定されており、この回転支持体３８内に、前記２８回転軸の下端小径部２８ｂがボールベアリング４０を介して回転自在に支持されている。また、回転軸２８の上端には、供給された容器４を載置する容器台２６が固定されている。容器台２６の上面には、載置される容器４を保持するための凹部２６ａが形成されている。この容器台２６の下端外周に筒状カバー４２が取り付けられており、この筒状カバー４２の下端部が前記円筒状の保持ブロック２２の上部外周に間隙を隔てて嵌合しており、この保持ブロック２２の外周面に沿って容器台２６の筒状カバー４２が昇降かつ回転する。中央の主回転軸１６に固定されている前記回転板１８の上方に、テーブル４４が固定されている。このテーブル４４には、各容器台ユニット２０と対応する位置に円形の貫通孔４４ａが形成されており、前記容器台２６がこの貫通孔４４ａ内に位置している。

中央に配置された主回転軸１６の上部には、水平な取り付けプレート４６を介して鉛直方向を向いた当接部材（プレッシャブロック４８）が回転（自転）可能に取り付けられている。このプレッシャブロック４８の下面には、容器４の口部上に被せられた金属キャップ１０を保持するように金属キャップ１０の天面よりもやや大きい径の凹部４８ａが形成されている。前記容器台２６の上面に形成された凹部２６ａ内に載置された容器４の口部側をこのプレッシャブロック４８の凹部４８ａで押さえ、前記回転軸２８の回転によって、容器４を上下から挟持したプレッシャブロック４８および容器台２６が一体的に回転する。

容器台２６が設けられている容器台ユニット２０の半径方向内方側に、金属キャップ１０の巻き締めを行う折り曲げ手段５０が設けられている。この折り曲げ手段５０は、金属キャップ１０の下端の裾部１０ａに当接するローラ５２と、このローラ５２を回転している容器４に向けて前進させる前進手段５４とを備えている。前記テーブル４４の、容器台２６が嵌合している貫通孔４４ａの半径方向内方側に小径の円孔４４ｂが形成され、直立した揺動軸５６が挿通されている。この揺動軸５６は、前記回転板１８に設けられた支持孔１８ｂ内に配置されたボールベアリング５８を介して回転可能に支持されている。揺動軸５６の、前記テーブル４４の上方へ伸びている上端部に、水平な取付部材６０を介してローラ５２が回転（自転）可能に取り付けられている。このローラ５２は、前記エアシリンダ３２によって容器台２６が押し上げられて容器４がプレッシャブロック４８に押し付けられている状態の時に、容器４の口部に被せられている金属キャップ１０の裾部１０ａを、容器４のフランジ４ａの下面側に押し付けることができる高さに位置している。

揺動軸５６の下端にはカムフォロア６２が取り付けられており、このカムフォロア６２の高さに、前記ローラ５２を揺動させる揺動カム６４が固定配置されている。揺動軸５６の、前記回転板１８のやや下方にバネ座６６が固定されており、このバネ座６６と回転板１８の下面との間に、ねじりコイルバネ６８が取り付けられ、前記揺動軸５６のカムフォロア６２を揺動カム６４に押し付ける方向に常時付勢している。これら揺動カム６４とカムフォロア６２によって前記前進手段５４が構成されている。

以上の構成に係るキャップ巻き締め装置１の作動について説明する。供給コンベヤ２によって搬送されてきた容器４は、導入ホイール６を介してこのキャップ巻き締め装置１に供給される。キャップ巻き締め装置１には、円周方向等間隔で複数の容器台２６が設けられており、導入ホイール６から受け渡された容器４は、順次容器台２６の凹部２６ａ内に載置される。容器４が供給される時点では、回転軸２８の上端に取り付けられている容器台２６は、昇降カム３６によって下降され、テーブル４４の上面と容器台２６の上面がほぼ同じ高さに位置しており（図３（ａ）参照）、容器４は上方のプレッシャブロック４８に干渉することなく容器台２６上に載せられる。供給された容器４は、口部開口にゴム栓８が打ち込まれ、さらにこの容器４の口部およびゴム栓８の上方と周囲を覆う金属製のキャップ１０が被せられている。この金属キャップ１０は、ゴム栓８の上方に載った平坦な天面部と、この天面部の周囲から下方へ伸びる円筒部を有しており、この円筒部の下部（裾部１０ａ）が、容器４のフランジ４ａよりも下方へ伸びている。

容器４が容器台２６上に載置されると、環状の昇降カム３６に形成されているカム溝３６ａの形状によって、カムフォロア３４が取り付けられているエアシリンダ３２が上昇し、このエアシリンダ３２の上方の回転軸２８および容器台２６が上昇する。容器台２６に載置されている容器４は、金属キャップ１０の天面が上方のプレッシャブロック４８の凹部４８ａ内に嵌合する。この際、前記エアシリンダ３２には所定のエア圧が作用して回転軸２８を介して容器台２６を支持しているため、容器４の口部に被せられている金属キャップ１０がプレッシャブロック４８の凹部４８ａに所定の押圧力で押し付けられる。容器４をプレッシャブロック４８に押し付ける力は、容器４の種類やサイズその他の条件に応じて設定され、かつ、エアシリンダ３２に作用させる供給エア圧を調整することで容易に変更することができる。

下方の容器台２６と上方のプレッシャブロック４８とによって上下から容器４を挟持した状態にして、前記回転軸２８の下部に設けられている回転部２８ａを走行しているベルト３０に当接させて回転軸２８を回転させる。この回転軸２８の回転によって容器台２６とプレッシャブロック４８およびこれらに挟持された容器４が一体的に回転する。このように回転している容器４に対して前進手段（揺動カム６４とカムフォロア６２）によりローラ５２を接近する方向に移動させる。ローラ５２が取り付けられている揺動軸５６の下端に設けられたカムフォロア６２が、ねじりコイルバネ６８によって揺動カム６４に押し付けられており、揺動カム６４の形状によってカムフォロア６２が揺動し、ローラ５２が容器４に向かって前進する。この実施例に係るキャップ巻き締め装置１では、２段階でローラ５２を容器４の方向に前進させるようになっており、第１段階では、金属キャップ１０の裾部１０ａに当接して折り曲げるが、この裾部１０ａの内面を容器４のフランジ４ａに押し付ける位置までは前進させないようにしている（図３（ｂ）参照）。このようにローラ５２を金属キャップ１０の裾部１０ａに押し付けた状態で、少なくとも容器４が一回転する間は、ローラ５２をその金属キャップ１０に当接した位置に停止させておく。

金属キャップ１０の裾部１０ａの内面が容器４の表面に押し付けられていない状態で第１段階の折り曲げを行った後、さらにローラ５２を前進させて、金属キャップ１０の裾部１０ａの内面を容器４の表面（この実施例では、容器４の口部に形成されているフランジ４ａの下面側）に接触させる。この状態で容器４が少なくとも１回転する間接触状態を維持する。その後、ローラ５２を後退させて金属キャップ１０から離隔させる（図３（ｃ）参照）。このようにローラ５２を強い力で一度に前進させて裾部１０ａを容器４の表面に押し付けるのではなく、２段階で前進させて弱い力で金属キャップ１０の裾部１０ａを折り曲げるようにしたので、大きい荷重をかけられない小型の容器４や、栓８と金属キャップ１０が滑りやすい材質の場合でも、金属キャップ１０の裾部１０ａを確実に巻き締めることができる。なお、本実施例では、口部開口の周縁に突出部としてフランジが形成され、口部内にゴム栓が打ち込まれた容器に対して金属キャップを巻き締める場合について説明したが、本発明の対象容器の形態はこれに限るものではなく、ゴム栓が打ち込まれていないものであってもよく、また、口部外周にねじが形成され、その下部に突出部が形成された容器であってもよい。このようなねじが形成された容器に対しては、金属キャップにねじを形成させるスレッドローラではなく、金属キャップの裾部を巻き締める手段として本発明装置を採用することができる。

４ 容器
４ａ 突出部（フランジ）
１０ 金属キャップ
１０ａ 裾部
２６ 載置台（容器台）
２８ａ 回転手段（回転部）
３０ 回転手段（ベルト）
４８ 当接部材（プレッシャブロック）
５０ 折り曲げ手段
５２ ローラ
６２ 前進手段（カムフォロア）
６４ 前進手段（揺動カム）

Claims (1)

1. 口部の外周に突出部が形成された容器に、口部を覆う金属キャップを被せ、この金属キャップの裾部を前記突出部の下側に折り曲げて巻き締めるキャップ巻き締め装置において、
   金属キャップが被せられた容器が載置される載置台と、上方から金属キャップに当接して、前記載置台との間に容器を挟持する当接部材と、前記載置台と前記当接部材で挟持した容器を回転させる回転手段と、回転する容器に向けて前進し、被せられている金属キャップの裾部を折り曲げて巻き締める折り曲げ手段とを備え、
   この折り曲げ手段は、金属キャップの裾部に当接するローラと、回転する容器に向けてローラを前進させる前進手段を有し、この前進手段は、ローラを金属キャップの裾部に当接して折り曲げるとともに、この裾部の内面が容器の表面に接触する前の位置まで前進させて、少なくとも容器が一回転する間はこの位置に停止させ、その後、金属キャップの裾部を容器の表面に接触させる位置までローラを前進させ、少なくとも容器が一回転する間はこの接触状態を維持した後、ローラを後退させて金属キャップから離隔させることを特徴とするキャップ巻き締め装置。

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