JP3797248B2 - キャッピング方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶にキャップ材を被着するキャッピング方法に係り、特に、キャップ材にねじ切りするのに好適な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種のキャッピング方法にあっては、図6に示すボトル缶30内に内容物が充填されると、そのボトル缶30の口金31にキャップ材40が被せられ、キャップ材40がねじ切りされて被着されている。
ボトル缶30は、炭酸飲料,果汁飲料などを入れるためのものであって、アルミニウム製若しくはアルミニウム合金製からなっており、その上部に口金31が形成され、口金31の外周にボトルねじ32が設けられると共に、ボトルねじ32より下方に膨出部33が形成されている。キャップ材40は、ボトル缶30の口金31に被せられるよう、筒体の下部を開口すると共に上部を天板41によって塞いだ形状をなしており、その下部にブリッジ42を介して連設された、いわゆるスカートと呼ばれる開口周縁部43を有している。
【0003】
このキャップ材40がボトル缶30の口金31に図6の鎖線にように被せられると、そのキャップ材40にねじ切りローラ50が押し付けられ、ねじ切りローラ50が口金31のボトルねじ32に倣ってねじ切りすることにより、キャップ材40の周囲にボトルねじ32と対応するキャップねじを形成する。
この場合、ボトルねじ32は口金31の周囲に右巻きの螺旋状に設けられてあって、図7に示すように、口金31の周囲において、ボトルねじ32のねじ山の位置がねじピッチPに相当する高さ寸法で上下方向に異なっている。ローラ50は、ボトルねじ32の周囲の同一水平面上に複数配設されており、キャップ材40に押し付けられると、キャップ材40の周囲を回転しつつ降下することにより、口金31の開口先端側から基端側に順次ねじ切りしてボトルねじ32に応じたキャップねじを形成し、これによってキャップ材40がボトル缶30に被着されるようにしている。
このとき、ねじ切りローラ50と異なるローラ(図示せず)がキャップ材40の開口周縁部43を口金31の膨出部33に巻き締めてテンパーエビデンスを形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のキャッピング方法は、ボトル缶30の口金31にキャップ材40が被せられたとき、ローラ50が口金31のボトルねじ32に応じてねじ切りすることにより、キャップ材40を被着している。
しかしながら、ローラ50が同一平面上に複数配設されており、またボトル缶30のボトルねじ32が口金31の周囲に螺旋状に設けられていて、ねじ山の位置が周方向で異なっているので、一方のローラ50がキャップ材40に対し、ボトルねじ32の始まり部分からねじ切りしたとき、他方のローラ50が一方のローラ50と異なる位置からねじ切りすることとなってしまい、ボトルねじ32に沿って的確に形成することが困難となる問題があった。
【0005】
つまり、他方のローラ50がキャップ材40に対し図6の鎖線のようにボトルねじ32から外れた上方の位置に押し付けられると、キャップ材40の周りをそのまま回転するだけであってねじ切りすることができず、またボトルねじ32のねじ山より下方に押し付けられると、ねじ山を潰してキャップ材40を上方に引張ったりしてしまうばかりでなく、例えばボトルねじ32の有効巻数が二巻きのところ、一巻しかねじ切りを行うことができない場合もあった。このようにねじ切りが不完全であると、キャップ材40のボトル缶30への螺合力(嵌合力)が弱まって被着力が低下し、品質及び信頼性の低下を招くおそれがあった。
【0006】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、キャップ材にボトル缶のボトルねじと対応して確実にねじ切りすることができるキャッピング方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、ボトルねじを有するボトル缶の口金にキャップ材が被せられたとき、ボトル缶の軸線を中心とする周囲の同一面上に配設された複数のローラが、キャップ材に押し付けられ、かつキャップ材の周囲に前記口金のボトルねじに基づきねじ切りしてキャップねじを形成してキャップ材をボトル缶に被着するキャッピング方法において、ボトル缶に被せられたキャップ材に対し、前記ボトルねじの有効ねじ始点におけるねじ山の頂部から0.1ピッチ分上方位置と0.4ピッチ分下方位置との範囲に対応する位置に前記ローラを押し付けてねじ切りすることを特徴とする。
【0008】
この発明に係るキャッピング方法によれば、ローラの各々がボトル缶上のキャップ材に対し、ボトルねじの有効巻数の有効ねじ始点のねじ山から0.1ピッチ分だけ上方位置と、有効ねじ始点のねじ山の頂部から0.4ピッチ分だけ下方位置との間の範囲に対応する位置に押し付けられると、ボトルねじのねじ山の位置とねじ谷の位置とが口金の周囲において下方にずれていても、何れか一方のローラが有効ねじ始点のねじ谷側に導入され、その導入されたローラと一方のローラとが共にボトルねじに倣いキャップ材の周面を押し付けながら転動してねじ切りするので、ローラの各々が同一水平面上に配設されてあっても、キャップ材の周面にボトルねじと略対応するねじ切りを行うことができる。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1記載のキャッピング方法において、前記ローラがねじ切りしてキャップねじを形成した後、再度該ローラがボトル缶上のキャップ材に押し付けられ、二回目のねじ切りしてキャップ材をボトル缶に被着することを特徴とする。
【0010】
この発明に係るキャッピング方法によれば、一度キャップねじを形成した後二回目のねじ切りを行う、つまり、ネジきりを二回行うので、ネジきりを一回しか行わない場合と比べより確実にキャップねじを形成することができ、キャップ材とボトル缶の嵌合力をより高くすることができる。
【0011】
請求項3に係る発明は、請求項2記載のキャッピング方法において、前記ローラは、一回目のねじ切り時には、前記範囲内における下方にずらしてねじ切りし、二回目のねじ切り時には前記範囲内における上方にずらしてねじ切りすることを特徴とする。
【0012】
この発明に係るキャッピング方法によれば、ローラによる一回目のねじ切り時、ローラがねじ谷側に導入しやすくなってねじ切りが容易となり、二回目のねじ切り時、有効ねじ始点側のねじ切りを行うことができ、ローラのねじ切り精度を高めることもできる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図1から図3はこの発明の一実施の形態に係るキャッピング方法を示す図であって、図1はキャッピング方法を実施するためのキャッピングヘッドの要部の断面図、図2はキャップ材とねじ切りローラとの関係を示す説明図、図3はボトル缶のボトルねじとねじ切りローラとの位置関係を示す要部の拡大図である。
このキャッピング方法を実施するためのキャッピング装置は、ボトル缶30の口金31にキャップ材40が被せられると、キャッピングヘッド1によってキャップ材40を口金31に被着するようになっている(図6参照)。そして、キャップ材40を被着する図1のキャッピングヘッド1は、装置本体に配設された円筒状のヘッド支持軸2の下部に一体に取り付けられている。このヘッド1にはローラ機構3を介してROローラ4,PPローラ5が備えられている。
【0014】
ROローラ4は、図2に示すように、ボトル缶30の口金31にキャップ材40が被せられたとき、そのキャップ材40を外周から口金31に押し付けると共に、ボトルねじ32に倣ってキャップ材40の外周を押し付けてねじ切りすることにより、キャップ材40の外周に図2のようなキャップねじ(符示せず)を形成する。PPローラ5は、口金31にキャップ材40が被せられたとき、キャップ材40の開口周縁部43を外周から口金31の膨出部33(図6参照)に沿い押し付けて巻き締めることによりテンパーエビデンス部を形成する。なお、キャップ材40の天板41の内側にはライナー44が装着されている。
【0015】
ローラ機構3は、図1に示すように、大別すると、支持ブロック6と、支持軸7と、支持アーム8とを有して構成されている。支持ブロック6は、ヘッド支持軸2の下部の周側部に固定されている。支持軸7は、支持ブロック6の周側部にその中心軸に沿って支持されている。支持軸7の下部には水平方向に回動可能に支持アーム8が取り付けられている。この支持アーム8の一端にローラ回転軸9を介してROローラ4,PPローラ5が軸周りに回転可能に取り付けられると共に、トーションスプリング20によって弾性支持されている。
【0016】
その場合、PPローラ5は、キャップ材40の開口周縁部を口金31の膨出部33に巻き締めてテンパーエビデンス部を形成できるようにするため、ROローラ4より若干下方に下がった位置となっている。そのため、PPローラ5とローラ4はその種類に応じ高さが異なっている。
【0017】
また、支持軸7にはトーションスプリング10が嵌装され、そのばね力により、ヘッド1の中心軸方向にROローラ4,PPローラ5が接近するよう支持アーム8を常時付勢している。支持軸7の上部にはロッド12が回転可能に取り付けられ、そのロッド12の一端部に枢軸を介してカムフォロア14が水平方向に回転自在に取り付けられている。
【0018】
カムフォロア14は、ロアカム15の下端の外周部に形成された拡径部15aに当接する状態では内方に変位しないが、所定のタイミングでロアカム15が相対的に下方に降下したとき、図1のようにロアカム15の細径部15bに当接することによって内方に変位すると、支持アーム8がトーションスプリング10の付勢力で回動することにより、ROローラ4,PPローラ5をキャップ材40の周面に押し付けさせ、これによってROローラ4がねじ切りを行うと共に、PPローラ5がテンパーエビデンス部の形成を行う。
なお、ロアカム15は、内部にヘッド支持軸2を挿通しており、キャップ材40の被着に際し、ヘッド支持軸2が降下した後、予め定められた所定のタイミングで降下するようになっている。
【0019】
また、図1に示すように、ヘッド支持軸2の内方にはプレッシャーシャフト16が挿通しており、プレッシャーシャフト16の下端に、プレッシャーブロック17が装着されている。プレッシャーブロック17の内部には、プレッシャーシャフト16の下端にスプリング18を介し、下方に付勢された押さえ板19が設けられ、キャップ材40の被着に際し、プレッシャーブロック17がキャップ材40を押圧したとき、押さえ板19がばね力で図2のようにキャップ材40の天板をボトル缶30の口金31に押さえ付けるようになっている。
【0020】
他方、ROローラ4は、例えばヘッド1の軸線を中心とする円周上の同一水平面に複数個配置され、例えば図2のように2個からなっている。これらROローラ4は、図2及び図3に示すように、外周の上下部にテーパ4aが設けられて外周部が先細形状に形成されている。
【0021】
これら二個のROローラ4は、ボトル缶30にキャップ材40が被せられたとき、先細形状の外周部がキャップ材40に押圧されてねじ切りを開始するが、その際、図3に示すように、キャップ材40に対し、ボトルねじ32の有効ねじ巻数において有効ねじ始点X1のねじ山の頂部から0.1ピッチ分上方位置と0.4ピッチ分下方位置との間の範囲に対応する位置に押し付けられるようになっている。
【0022】
ここで、有効ねじ巻数とは、図4に示す有効ねじ部Xの巻数のことである。図4は、ボトルねじ32を上から見て簡略的に示した説明図で、Y,Zが不完全ねじ部、Wが完全ねじ部で、Oが中心点である。ボトルねじ32は、ねじ山32aとねじ谷32bとから構成されており、口金31の上端側に始まり側の不完全ねじ部Yが形成され、口金31の基端側に終わり側の不完全ねじ部Zが形成されている。不完全ねじ部Yと不完全ねじ部Zとの間の完全ねじ部Wは、ねじ山32aとねじ谷32bがそれぞれ規定の外径に形成されている。不完全ねじ部Yは、その端点Y1から完全ねじ部Wの始点W1まで徐々にねじの山が拡径されており、不完全ねじ部Zは、完全ねじ部Wの終点W2からその端点Z2まで徐々にねじの谷が拡径される。
【0023】
有効ねじ部Xは、不完全ねじ部Yの中間の有効ねじ始点X1から、完全ねじ部Wすべてを含み、不完全ねじ部Zの中間の有効ねじ終点X2までのねじである。有効ねじ始点X1は、図4に示すボトルねじ32の上面視において、端点Y1と中心点Cと始点W1とで画成される不完全ねじ部Yの狭角∠αの二等分線L1と不完全ねじ部Yとの交点であり、有効ねじ終点X2は、終点W2と中心点Cと端点Z2とで画成される不完全ねじ部Zの狭角度∠βの二等分線L2と不完全ねじ部Zの交点である。
【0024】
ROローラ4は、ねじ切りするとき、キャップ材40に対し有効ねじ始点X1のねじ山より上に押し付けられると、その周囲で単に回転するだけとなるおそれがあるので、それを解消できるようにすると共に、ROローラ4の全ても確実にねじ切りする必要がある。
【0025】
従って、ROローラ4の各々がキャップ材40に押し付けられたとき、そのキャップ材40に対し、一方のROローラ4がボトルねじ32の有効ねじ巻数において有効ねじ始点X1のねじ山の頂部から0.1ピッチ分だけ上方位置と、有効ねじ始点X1のねじ山の頂部から0.4ピッチ分だけ下方位置との間の範囲に対応する位置に押し付けられると、ボトルねじ32が右巻きに形成されていることから、他方のROローラ4がボトルねじ32のねじ谷寄りの位置に導かれて押し付けられ、その状態でボトルねじ32に倣ってキャップ材40の周面を押圧しながら転動することにより、ROローラ4の各々がボトルねじ32と略対応する有効ねじ部Xにねじ切りし、これによってキャップ材40の周面にボトルねじ32に略対応したキャップねじ45を形成できるようになっている。
【0026】
次に、上記のように構成されたキャッピングヘッド1の動作に関連して本発明方法の一実施形態について以下に述べる。
まず、ボトル缶30がキャップ供給位置に搬送されると、そのボトル缶30の口金31にキャップ材40が被せられ、そのキャップ材40付きのボトル缶30が被着位置に搬送されながらキャップ材40がねじ切りされることとなる。
その際、キャッピングヘッド1が降下し、その降下によってプレッシャーブロック17がキャップ材40をボトル缶30に押圧すると共に、プレッシャーブロック17内の押さえ板19がキャップ材40の天板をボトル缶30に押し付ける。
【0027】
この状態にあるとき、ヘッド1が更に降下すると、この降下によりコーンカム15の細径部15bにカムフォロア14が当接して内方に変位し、これによって支持アーム8がトーションスプリング10の付勢力で回動してROローラ4が図2に示すようにキャップ材40の周面に押し付けられることにより、キャップ材40へのねじ切りを開始する。
【0028】
このとき、ROローラ4の各々がボトル缶30上のキャップ材40に対し、図3に示すように、ボトルねじ32の有効巻数Xの有効ねじ始点X1のねじ山から0.1ピッチ分だけ上方位置と、有効ねじ始点X1のねじ山の頂部から0.4ピッチ分だけ下方位置との間の範囲に対応する位置に押し付けられると、ボトルねじ32のねじ山の位置とねじ谷の位置とが口金31の周囲において下方にずれていても、何れか一方のROローラ4が有効ねじ始点X1のねじ谷側に導入され、その導入されたROローラと一方のROローラ4とが共にボトルねじ32に倣いキャップ材40の周面を押し付けながら転動してねじ切りするので、ROローラ4の各々が同一水平面上に配設されてあっても、キャップ材40の周面にボトルねじ32と略対応してねじ切りを行うことができる。
【0029】
その結果、ROローラ4が従来のようにボトルねじ32より上方の位置に外れて押し付けられて、キャップ材40の周囲を単に回転したりキャップ材40が上に引張られるのを防ぐことができるばかりでなく、キャップ材40のねじ山を潰してしまってボトルねじ32に対するキャップ材40の螺合力が弱まったりすることを防止でき、キャップ材40をボトル缶30に確実に被着させることができる。
【0030】
しかも、ROローラ4の各々は、上述のように、ボトルねじ32の有効巻数Xの有効ねじ始点X1のねじ山から0.1ピッチ分だけ上方位置と、有効ねじ始点X1のねじ山の頂部から0.4ピッチ分だけ下方位置との間の範囲に対応する位置に押し付けられるので、キャップ材40にボトルねじ32と略対応する有効ねじ巻数で的確にねじ切りできる。
【0031】
一方、ROローラ4がキャップ材40に押し付けられると同時に、PPローラ5も押し付けられ、PPローラ5がキャップ材40の開口周縁部43を口金31の膨出部33に巻き締めてテンパーエビデンス部を形成する。
従って、ROローラ4によるねじ切りとPPローラ5による巻き締めとが良好に行われる。
【0032】
このようにして、キャップ材40がボトル缶30に被着されると、その後、このキャップ材付きのボトル缶30が再び、二台目のキャッピングヘッドがセットされている搬送路に搬送され、そこでキャッピングヘッドのROローラ及びPPローラにより、上述と同様にしてキャップ材40がねじ切り及び巻き締めされることによりキャッピングが終了することとなる。このようにキャップ材40の被着作業が二度行われる理由は、アルミニウムやその合金からなるボトル缶30にキャップ材40を被着する場合、スプリングバックが発生するので、そのスプリングバックを解消して、必要十分な螺合力,巻き締め力を得るために行われることとなる。
【0033】
次に、一台目のキャッピングヘッド1と二台目のキャッピングヘッドとで、キャップ材40をボトル缶30に被着する場合について、図5に基づき説明する。図5は、一台目のキャッピングヘッドと二台目のキャッピングヘッドでキャップ材を被着するときの押し付け力及び寸法を示している。
図5において、TPはプレッシャーブロック17によるボトル缶30への押し付け力を、RO,PPはROローラ4,PPローラ5のそれぞれによるボトル缶30上のキャップ材40への押し付け力を示している。また、Aは、ボトル缶30に被せられたキャップ材40に対して押し付けられるROローラ4とボトルねじ32の有効ねじ開始点X1間の寸法であって、便宜上 図1ではROローラ4における厚さ方向の基準位置とプレッシャーブロック17の下端間の寸法として表し、BはPPローラ5の基準位置とプレッシャーブロック17の下端間の寸法を表している。
なお、A寸法は、ボトル缶30のボトルねじ32のピッチPに応じて設定され、ヘッド支持軸2からプレッシャーシャフト16が下方に突出するC寸法(図1参照)を変えることで選定される。また、図中括弧内の数値は、許容範囲内であることを表している。
【0034】
図5によれば、一台目のキャッピングヘッドによるキャップ材40の一回目の被着に対し、二台目のキャッピングヘッドによる二回目の被着では、TPを小さくして変えているだけであり、それ以外は全て同様に行っており、キャップ材40の被着作業を二度繰り返すことでキャップ材40の被着を良好にしている。
【0035】
但し、ROローラ4によるキャップ材40へ押し付け時、キャップ材40に対してROローラ4によるキャップねじ部の導入をより行うため、C寸法を変えることもできる。
例えば、一台目のキャッピングヘッド1では、C寸法を若干大きくしてROローラ4を前記範囲内で下方にずらし、ROローラ4による一回目のねじ切り時には、ROローラ4が図3のように有効ねじ始点X1寄りの谷側の位置に押し付けられて、ねじ谷側へ導入し易くさせて容易にねじ切りを行った後、二台目のキャッピングヘッドではC寸法を小さくしてROローラ4を前記範囲内で上方にずらし、ROローラ4による二回目のねじ切り時、有効ねじ始点X1側のねじ切りを行ってねじ始点側のねじ切りを行い、これによってROローラ4のねじ切り精度を高めるようにすることもできる。
【0036】
また、B寸法としては、一台目のときに大きくすると共に、二台目のときに小さくすることにより、キャップ材40のブリッジ切れが起こったり開栓トルクが低下するのを防止することもできる。
その際、キャップ材40の開口周縁部43の巻き締め(裾巻き)がきつい場合には、上記と逆にして、つまり、一台目のときにB寸法を小さくする一方、二台目のときにB寸法を大きくする等で対処することができ、従って、キャップ材40の一回目のねじ切り内容と二回目のねじ切り内容で適宜変更すれば、キャップ材40の被着をより良好に行うことができる。
【0037】
なお、図示実施形態では、ROローラ4を二個用いた例を示したが、これに限定されるものではなく、それ以上の数を設けた場合にも同様に適用でき、同様の作用効果が得られる。また、ROローラ4,PPローラ5を有するキャッピングヘッド1の具体的構成は図示例に限定されるものではなく、要は、ボトル缶30上に被せられたキャップ材40に対するROローラ4のねじ切り位置を規制すれば、本発明を達成することができる。
【0038】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1に係る発明によれば、ボトルねじのねじ山の位置とねじ谷の位置とが口金の周囲において下方にずれていても、一方のローラが有効ねじ始点のねじ谷側に導入され、その導入されたローラと一方のローラとが共にボトルねじに倣いキャップ材の周面を押し付けながら転動してねじ切りするように構成したので、キャップ材の周面にボトルねじと略対応するねじ切りを行うことができ、キャップ材をボトル缶に確実に被着できる結果、品質及び信頼性を高めることができる効果が得られる。
【0039】
請求項2に係る発明によれば、キャップ材の被着作業を二度繰り返すので、キャップ材の被着作業を一回しか行わない場合より、確実にキャップねじを形成することができ、ボトル缶とキャップ材の十分な嵌合力を得ることができる。
【0040】
請求項3に係る発明によれば、キャップ材に対するローラのねじ切り精度を高めることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の一実施の形態に係るキャッピング方法を実施するためのキャッピング装置を示す要部の断面図である。
【図2】 ねじ切りローラがキャップ材にねじ切りしている状態を示す説明図である。
【図3】 ボトル缶のボトルねじとねじ切りローラとの位置関係を示す要部の拡大図である。
【図4】 ボトルねじを上から見て概略的に示した説明図である。
【図5】 一台目のキャッピングヘッドと二台目のキャッピングヘッドでキャップ材を被着するときの押し付け力及び寸法データを示す説明図である。
【図6】 ボトル缶とキャップ材とを示す説明図である。
【図7】 ボトル缶の口金におけるボトルねじを展開したときの説明図である。
【符号の説明】
1 キャッピングヘッド
2 ヘッド支持軸
4 ROローラ
5 PPローラ
30 ボトル缶
31 口金
32 ボトルねじ
33 膨出部
40 キャップ材
41 天板
42 ブリッジ
43 開口周縁部
44 ライナー
45 キャップねじ
P ねじピッチ
X1 有効ねじ始点
Claims (3)
- ボトルねじを有するボトル缶の口金にキャップ材が被せられたとき、ボトル缶の軸線を中心とする周囲の同一面上に配設された複数のローラが、キャップ材に押し付けられ、かつキャップ材の周囲に前記口金のボトルねじに基づきねじ切りしてキャップねじを形成してキャップ材をボトル缶に被着するキャッピング方法において、
ボトル缶に被せられたキャップ材に対し、前記ボトルねじの有効ねじ始点におけるねじ山の頂部から0.1ピッチ分上方位置と0.4ピッチ分下方位置との範囲に対応する位置に前記ローラを押し付けてねじ切りすることを特徴とするキャッピング方法。 - 請求項1記載のキャッピング方法において、
前記ローラがねじ切りしてキャップねじを形成した後、再度該ローラがボトル缶上のキャップ材に押し付けられ、二回目のねじ切りしてキャップ材をボトル缶に被着することを特徴とするキャッピング方法。 - 請求項2記載のキャッピング方法において、
前記ローラは、一回目のねじ切り時には、前記範囲内における下方にずらしてねじ切りし、二回目のねじ切り時には前記範囲内における上方にずらしてねじ切りすることを特徴とするキャッピング方法。
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