JP2020007037A - キャップ巻き締め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器台に載せられた容器を安定した状態に維持しながらキャップの巻き締めが可能なキャップ巻き締め装置を提供する【解決手段】びん台２０に外周に突出部が形成された口部に金属キャップＣが被せられた容器Ｖを載置する。容器Ｖの金属キャップＣに上方から当接して、びん台２０との間で容器Ｖを挟持するプレッシャブロック３０を昇降軸３２Ａに取り付ける。昇降軸３２Ａを下降させることによりプレッシャブロック３０を金属キャップＣに押し当てる。びん台２０とプレッシャブロック３０で挟持した容器Ｖを回転させ、ロックローラ３６が取り付けられるアーム３６Ｂを容器Ｖに向けて前進させ、回転する容器Ｖの口部に被せられた金属キャップＣの裾部を突出部の下側に折り曲げて巻き締める。アーム３６Ｂを昇降軸３２Ａに揺動可能に軸支し、昇降軸３２Ａ周りに揺動してロックローラ３０を回転する容器Ｖに向けて前進させる。【選択図】図２

Description

本発明は、容器に被せられたキャップの巻き締めを行うキャップ巻き締め装置に関する。

口部開口の周縁にフランジなどの突出部が形成されたバイアル等の容器の口部に金属製のキャップを被せ、その裾をフランジ周りに巻き締めて容器を封止するキャップ巻き締め装置が知られている（特許文献１参照）。同装置では、回転自在、昇降自在に構成された容器台を下降させた状態で、金属キャップが被せられた容器を容器台に載置し、容器台を上昇させて上方に位置する回転可能なプッシャブロックに金属キャップを押し当てることで容器を挟持する。そして、容器台を回転させながらローラをキャップ裾部に押し当ててフランジ周りに巻き締めることで容器口部を密封している。

特許第６０５４７１２号公報

しかし、特許文献１の構成では、容器が載せられた容器台の昇降は、容器台を水平方向に移動させている間に行われるので、容器の形状や重量、搬送速度によって容器台上の容器の姿勢が不安定となる。

本発明は、容器台に載せられた容器を安定した状態に維持しながらキャップの巻き締めが可能なキャップ巻き締め装置を提供することを課題としている。

本発明の第１の発明であるキャップ巻き締め装置は、外周に突出部が形成された口部に金属キャップが被せられた容器が載置される載置台と、前記載置台に載置された容器の金属キャップに上方から当接して、前記載置台との間で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、前記金属キャップの裾部に当接するローラと、容器に向けて前記ローラを前進させる前進手段と、前進する前記ローラにより、回転する前記容器の口部に被せられた前記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折り曲げ手段とを備えるキャップ巻き締め装置において、前記当接部材が取り付けられる昇降軸と、前記昇降軸を昇降する昇降手段と、前記ローラが取り付けられるアームとを備え、前記当接部材が、前記昇降軸を下降させることにより、前記金属キャップに上方から当接し、前記アームが、前記昇降軸に揺動可能に軸支され、前記前進手段が、前記昇降軸周りに前記アームを揺動させて前記ローラを回転する容器に向けて前進させることを特徴としている。

本発明の第２の発明であるキャップ巻き締め装置は、第１の発明において、前記載置台が、回転体の外周部に所定間隔で複数配置され、前記当接部材および前記折り曲げ手段が、前記各載置台に対応して設けられることを特徴としている。

本発明の第３の発明であるキャップ巻き締め装置は、第１の発明において、前記昇降手段が、前記昇降軸に取り付けられたカムフォロワと、当該カムフォロワが係合する昇降カムから構成され、前記昇降カムの位置を上下方向に移動させることにより、前記当接部材とローラの距離を調整する調整手段が設けられることを特徴としている。

本発明によれば、容器台に載せられた容器を安定した状態に維持しながらキャップの巻き締めが可能なキャップ巻き締め装置を提供することができる。

本実施形態のキャップ巻き締め装置の配置を示す模式的な平面図である。 キャップ巻き締め装置の回転軸Ｏを中心にその半分のみを示した図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。 容器の頭頂開口部に被せられたキャップにロックローラが押し当てられた状態を示す拡大平面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態であるキャップ巻き締め装置の配置を示す模式的な平面図である。また、図２は、キャップ巻き締め装置の回転軸Ｏを中心にその半分のみを示した図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。

本実施形態のキャップ巻き締め装置１０は、バイアルなどの口部開口の周縁に突出部Ｖｐを備える容器Ｖに例えば金属キャップを巻き締めて密封するホイール型のキャッパである。本実施形態のキャップ巻き締め装置１０は、例えば搬送ホイール上において巻き締めを行う装置であり、充填処理などの上流側の処理が終了した容器Ｖは、例えば供給コンベヤ１２、供給ホイール１４を介してキャップ巻き締め装置１０に供給され、同装置においてキャップの巻き締め、すなわち、キャッピングが終了した容器Ｖは、例えば排出ホイール１６、排出コンベヤ１８を介して下流側の処理へと送りだされる。

キャップ巻き締め装置１０の搬送ホイール１１の外周部には、複数のびん台（載置台）２０が、外周に沿って所定間隔で配置される。搬送ホイール１１は、例えば円板状の上部回転体１１Ａ、中部回転体１１Ｂ、下部回転体１１Ｃと、回転体１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ同士を連結し、これらを一体的に回転する垂直回転シャフト１１Ｄとを備える。下部回転体１１Ｃの外周にはギヤ１１Ｅが設けられ、基台２２に設けられたホイール回転用モータ２２Ａに取り付けられるギヤ２２Ｂと係合する。垂直回転シャフト１１Ｄの下端は、基台２２に設置されたベース２２Ｃに回転自在に保持され、搬送ホイール１１は、ホイール回転用モータ２２Ａの回転により垂直回転シャフト１１Ｄの中心軸Ｏの周りに回転される。なお、ホイール回転用モータ２２Ａの駆動は基台２２に設けられた制御部２２Ｄによって制御される。

びん台２０は、スプライン軸２０Ａの上端部に取り付けられ、スプライン軸２０Ａの下端部にはピストン２０Ｂが取り付けられる。スプライン軸２０Ａは、ボア部材２４とスプライン結合し、ボア部材２４は、べリングを介して回転自在に上部回転体１１Ａに保持される。ボア部材２４の周囲には、びん台回転用モータ２６に取り付けられたギヤ２６Ａと係合するギヤ２４Ａが設けられる。びん台回転用モータ２６は、中部回転体１１Ｂに設置され、その駆動は例えば制御部２２Ｄによって制御される。また、スプライン軸２０Ａのピストン２０Ｂは、中部回転体１１Ｂに設けられたシリンダボックス２８に嵌装される。シリンダボックス２８内には空圧源２８Ａから、容器Ｖや金属キャップＣ内に介装されるゴム栓（金属キャップのシール材）Ｓの品種に応じた所定の圧力で圧縮空気が常時供給される。すなわち、ピストン２０Ｂは常時上方に付勢され、空気ばねとして機能する。

各びん台２０には、びん台２０に載せられた容器ＶのキャップＣの頭頂部に押し当てられて、びん台２０との間で容器Ｖを挟持するプレッシャブロック３０が配置される。プレッシャブロック３０は、昇降機構３２を構成する垂直方向に延在する昇降軸３２Ａの上端に取り付けられたブロック保持部材３０Ａに、図示しないベアリングを介して回転自在に取り付けられる。昇降軸３２Ａは、容器Ｖの金属キャップＣの巻き締めを行うロックローラ３６を容器Ｖに向けて揺動させる中空の揺動軸３６Ａの内側に昇降自在に保持され、揺動軸３６Ａは、昇降軸３２Ａに対して回転自在とされる。昇降軸３２Ａの下端部には、昇降カムフォロワ３２Ｂが設けられ、回転軸Ｏの周りに沿って配置された昇降カム３４に係合される。すなわち、プレッシャブロック３０は、昇降カムフォロワ３２Ｂの昇降カム３４との係合により、容器Ｖの頭頂開口部に被せられた金属キャップＣの上方に離間する退避位置と、金属キャップＣに押し当てられ、びん台２０との間で容器Ｖを挟持する保持位置との間で昇降する。

揺動軸３６Ａは、中部回転体１１Ｂに設けられた穴を通して垂直に延在し、ベアリングを介して上部回転体１１Ａと下部回転体１１Ｃに回転自在に保持される。揺動軸３６Ａの上端部には、アーム３６Ｂを介してロックローラ３６が取り付けられ、アーム３６Ｂは、揺動軸３６Ａと一体的に回転する。また、ロックローラ３６はベアリングを介してアーム３６Ｂに回転自在に取り付けられる。揺動軸３６Ａの下端部には、アーム３６Ｃを介して、基台２２に設けられた揺動カム２２Ｅと係合する揺動カムフォロワ３６Ｄが設けられる。なお、ロックローラ３６の位置は、図２において容器Ｖの後ろ側となるが、便宜的にその位置をずらして描かれている。

下部回転部１１Ｃ上には、揺動軸３６Ａの周囲を巻回するトーションスプリング３６Ｅが配置され、その一端は下部回転部１１Ｃに固定される。一方、トーションスプリング３６Ｅの他端は、揺動軸３６Ａに設けられたスプリング受け３６Ｆに係止される。これにより、揺動軸３６Ａは、軸周りにロックローラ３６を容器Ｖに向けて押し当てるように回転付勢する。この付勢力により、揺動カムフォロワ３６Ｄは、揺動カム２２Ｅに押し当てられ、揺動カム２２Ｅとの係合により、ロックローラ３６は、容器Ｖから離間した退避位置と容器Ｖに向けて押し出される巻き締め位置の間で移動する。

また、本実施形態では、昇降カム３４の高さを調整する高さ調整機構３８が設けられる。高さ調整機構３８は、例えばメーカーによるゴム栓Ｓの厚さの違い等を吸収するための機構である。すなわち、昇降カム３４は、回転軸Ｏに沿って配置された台形ネジ４０Ａに螺合するスクリューナット４０Ｂに取り付けられ、台形ネジ４０Ａは、軸受４２を介して基台２２に回転自在に保持される。台形ネジ４０Ａの下端部には、基台２２に水平に配置されたシャフト４４のかさ歯車４４Ａと係合するかさ歯車４０Ｃが取り付けられる。シャフト４４は、ギヤボックス４５を介して把手４６Ａが設けられたハンドル４６に接続される。すなわち、ハンドル４６を回転することで、台形ネジ４０Ａが回転され、昇降カム３４がスクリューナット４０Ｂとともに昇降し、その高さを調整することができる。

次に、図２、図３を参照して、本実施形態のキャップ巻き締め装置１０の動作について説明する。なお、図３は、容器Ｖの頭頂開口部に被せられたキャップＣにロックローラ３６が押し当てられた状態を示す拡大平面図である。

キャップ巻き締め装置１０の搬送ホイール１１は、一定速度で回転するホイール回転用モータ２２Ａにより一定の回転速度で回転される。供給ホイール１４からは、プレッシャブロック３０およびロックローラ３６が退避位置に配置された状態で、頭頂開口部にゴム栓Ｓを介装して金属キャップＣが被せられた容器Ｖが供給され、びん台２０に載せられる。

その後、搬送ホイール１１の回転するにともない、昇降軸３２Ａが昇降カム３４により下降され、プレッシャブロック３０が容器ＶのキャップＣに押し当てられ、容器Ｖはびん台２０との間に挟まれ挟持される。このとき、びん台２０は、ピストン２０Ｂとシリンダボックス２８とで構成されるエアクッション機能により挟持力が調整される。また、びん台回転用モータ２６は、プレッシャブロック３０により容器Ｖが挟持されている巻き締め処理区間Ａ（図１参照）において駆動され、プレッシャブロック３０とびん台２０の間に挟持される容器Ｖは、びん台２０およびプレッシャブロック３０と一体的に回転される。

更に、搬送ホイール１１が回転すると、揺動カム２２Ｅにより揺動軸３６Ａが回転され、金属キャップＣの裾部が、図３に示されるように、ロックローラ３６により容器Ｖの突起部の下縁部に押し当てられる。すなわち、容器Ｖの回転とともに金属キャップＣの裾部が容器Ｖの頚部に巻き締められ、容器Ｖの開口部が金属キャップＣとゴム栓Ｓにより密封される。金属キャップＣの容器Ｖへの巻き締めが完了する位置にまで搬送ホイール１１が回転すると、揺動カム２２Ｅによりロックローラ３６は退避位置へと戻されるとともに、昇降カム３４によりプレッシャブロック３０も退避位置へと戻され、びん台回転用モータ２６の駆動が停止する。その後、密封された容器Ｖは排出ホイール１６へと受け渡され、キャップ巻き締め装置１０では同様の動作が繰り返される。

以上のように、本実施形態によれば、びん台ではなくプッシャブロックを昇降して容器を挟持しているので、びん台に載せられた容器に従来のように昇降による加速度が掛かることがなく、安定した状態で巻き締め作業を行うことができる。また、本実施形態では、プッシャブロックの昇降軸を揺動軸内に同軸的に配置したことで、各びん台周りの構造をコンパクトに構成することができ、搬送ホイールの外径を抑えて、びん台の回転半径を小さくできる。そのため、同一の回転速度で運転される大径の搬送ホイールに比べてびん台の周速度を小さくすることができる。すなわち、本実施形態の構成によれば、びん台を昇降しない構成と周速度を低減する構成とによって、びん台に載せられた容器に加わる加速度をより小さくでき、安定した搬送を行うことが可能である。

なお、本実施形態では、ホイールを用いたキャップ巻き締め装置を例に説明を行なったがライン式でもよい。また、びん台の回転には、モータの他にも、カム機構やベルト駆動機構などを用いることもできる。

１０ キャップ巻き締め装置
１１ 搬送ホイール
１１Ａ 上部回転体
１１Ｂ 中部回転体
１１Ｃ 下部回転体
１１Ｄ 垂直回転シャフト
１４ 供給ホイール
１６ 排出ホイール
２０ びん台
２２ 基台
２２Ａ 搬送ホイル回転用モータ
２２Ｄ 制御部
２２Ｅ 揺動カム
２６ びん台回転用モータ（回転手段）
３０ プレッシャブロック
３２Ａ 昇降軸
３４ 昇降カム
３６ ロックローラ
３６Ａ 揺動軸
３６Ｅ トーションスプリング
３８ 高さ調整機構
Ｃ 金属キャップ
Ｏ 回転軸
Ｓ ゴム栓
Ｖ 容器

Claims (3)

1. 外周に突出部が形成された口部に金属キャップが被せられた容器が載置される載置台と、
   前記載置台に載置された容器の金属キャップに上方から当接して、前記載置台との間で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、
   前記金属キャップの裾部に当接するローラと、
   容器に向けて前記ローラを前進させる前進手段と、
   前進する前記ローラにより、回転する前記容器の口部に被せられた前記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折り曲げ手段とを備えるキャップ巻き締め装置において、
   前記当接部材が取り付けられる昇降軸と、
   前記昇降軸を昇降する昇降手段と、
   前記ローラが取り付けられるアームとを備え、
   前記当接部材が、前記昇降軸を下降させることにより、前記金属キャップに上方から当接し、
   前記アームが、前記昇降軸に揺動可能に軸支され、前記前進手段が、前記昇降軸周りに前記アームを揺動させて前記ローラを回転する容器に向けて前進させる
   ことを特徴とするキャップ巻き締め装置。
2. 前記載置台が、回転体の外周部に所定間隔で複数配置され、前記当接部材および前記折り曲げ手段が、前記各載置台に対応して設けられることを特徴とする請求項１に記載のキャップ巻き締め装置。
3. 前記昇降手段が、前記昇降軸に取り付けられたカムフォロワと、当該カムフォロワが係合する昇降カムから構成され、前記昇降カムの位置を上下方向に移動させることにより、前記当接部材とローラの距離を調整する調整手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載のキャップ巻き締め装置。