JP4942345B2 - キャッピング装置及びキャッピング方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器口部に被せられる一端開口の金属製キャップ粗形材（以下、キャップと記載することもある）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し、あるいは裾締め成形、又はその両方の成形をするキャッピング装置及びキャッピング方法に関するものである。

容器の金属製キャップ粗形材として、天板部とその外周より垂下するスカート部とを備えた一端開口の有底円筒状のものが広く一般に知られている。この種のキャップ粗形材を容器口部に取り付ける方法として、ロールオンキャッピング方法が知られている。この方法においては、容器口部にキャップ粗形材が被せられ、そのキャップ粗形材の天面に圧力をかけて容器口部の開口端に密着させ、その状態でキャップ粗形材の円筒状のスカート部の周面にネジ形成ローラを押し付けて、容器口部のネジ山と適合したネジ部を形成するとともに、キャップ粗形材のスカート裾部に裾締めローラを押し込みキャップ粗形材を容器口部に係止させる。このようなキャッピングを行うためのキャッピング装置における成形ヘッドの一例が、特許文献１に記載されている。

このようにキャップ粗形材を容器口部に被せた後に、そのキャップ粗形材にネジ部を成形するロールオンキャッピング方法は、キャップ粗形材に予めネジ部を設けておき、これを容器口部にねじ込むスクリューキャッピング方法に比較し、常に容器口部に適合したネジ形状を形成することができ、しかも作業効率が高いという点で優れた方法である。

また、図９に示すように、カップ、びんおよび缶等の広口容器８０にキャップ粗形材８１を供給し、これを被せるキャップ粗形材供給装置８２としては、内容物が充填された広口の充填容器あるいは容器口部と反対側が開口された容器８０を搬送する途中で、シュート８４の先端に保持されているキャップ粗形材８１を、そのスカート部８５に容器口部８３を引っ掛けて取出するようにしたものが知られている。しかし、搬送途中の容器８０の口部８３でキャップ粗形材８１におけるスカート部８５を引っ掛けると、容器口部８３とキャップ粗形材８１とが必ずしも正確には芯出しされないうえにキャップ粗形材８１が容器口部８３に対して相対的に傾くことが多いので、キャップ粗形材８１が容器口部８３に完全に被せられないなどの不具合が発生しやすい。また、シュート８４の先端部には、キャップ粗形材８１に抵抗力を与えてその自由落下を阻止するためのバネ機構８６が設けられている。そのため、そのキャップ粗形材８１の取り出し抵抗力により容器８０が振動したり傾いたりしてキャップ粗形材８１の斜め被りが生じたり、容器８０内の内容物があふれ出たりすることがある。このため、容器口部８３によってキャップ粗形材８１のスカート部８５を引っ掛けて取り出す構成に替えて、容器の胴部でタイミングをとって容器口部にキャップ粗形材を被せるようにしたキャップ粗形材供給装置の一例が特許文献２に記載されている。

特開平１−９９９６７号公報 特開平８−２５３２９３号公報

しかしながら、従来のキャップ粗形材供給装置で用いられているキャップ粗形材シュートから容器口部にキャップ粗形材を被せる冠着方式では、キャップ粗形材を引っ掛けてシュートから取り出す際に、抵抗を受けて容器がふらつき、その振動でキャップ粗形材が踊ったり、ずれて傾いたりするので、キャップ粗形材が容器口部に対して斜めに被さり易い。このような場合、キャッピングの時に上方からキャップ粗形材の天板部を押圧してキャップ粗形材を容器口部にきちんと着座させて巻き締められることも行われているが、広口タイプ(例えば、容器口部の外径が３５ｍｍ以上)の容器を対象とする場合には、キャップ粗形材の天板部を押圧するだけではキャップ粗形材の斜めかぶりが解消されずに巻き締められてしまうことがある。そのためこのような不具合が生じないように、キャップ粗形材を供給するときの角度と高さやシュート先端に取り付けたバネの抵抗等を調整する煩雑な作業が必要となる。

最近では、容器口部の形状として各種のものが提案され、例えば容器口部の先端をカールさせて、そのカール部側面や天板部を平坦にしたり、薄肉で強度をもたすために折り畳んで幅狭にした容器口部の形状がある。またキャップ粗形材は陰圧用か陽圧用かに合わせてライナー部材の形状も各種のものが提案されている。しかしながら、キャップ粗形材シュートから容器口部にキャップ粗形材を被せる冠着方式では、キャップ粗形材のライナー部材の形状によりキャップ粗形材の冠着が不安定になり斜め被りの状態で冠着されることがある。また、キャップ粗形材のライナー部材の形状が内リブ付き形状の場合には、リブとカール部が容器口部内に正常に嵌合されず、リブの一部が容器口部のカール部頂面に乗り上げてしまう場合がある。このまま、図８に示すように、キャップ粗形材の天板部が上方から押圧されると、リブの一部がカール部の頂面に乗り上げて、カール部の外側に折り曲げられて、リブの一部が容器口部に噛み込まれた状態で、キャップ粗形材が巻締められることになり、カール部の頂面とリブとの接触状態が全周で均一にならなくなるため密封不良が生じる。

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、容器口部に嵌合させるキャップ粗形材の冠着を安定化させ、キャップ粗形材の斜め被りとなることを防ぎ、巻き締め不良を防止して、キャップ粗形材の巻締め品質を向上させ、さらに、キャップ粗形材の冠着・巻締めを確実にして高速化に有利なキャッピング装置及びキャッピング方法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、金属製キャップ粗形材の天板部内面に設けられているライナー部材を容器口部に嵌合させるように前記容器口部に被せられた前記金属製キャップ粗形材の天板部を押圧した状態で、前記キャップ粗形材周面に成形ローラを押し付けてキャッピングを行う成形ヘッドを備えたキャッピング装置において、前記成形ヘッドの下方位置にキャップ粗形材を、前記天板部を上側にして水平方向から搬入するキャップ粗形材搬入手段と、搬入されたキャップ粗形材の前記天板部に弾性的に接触しかつそのキャップ粗形材を捕捉して、そのキャップ粗形材の前記天板部を水平状態に維持させたまま前記成形ヘッドと共に下降することにより前記キャップ粗形材を容器口部に冠着させるキャップ粗形材冠着手段とを備え、前記キャップ粗形材冠着手段は、キャップ粗形材天板部を押圧する前記成形ヘッドの中心軸上を上下方向に移動可能に装着される中空部材と、前記中空部材を前記成形ヘッドに対して上下動させるカム手段と、前記中空部材の下端に取り付けられ搬入されたキャップ粗形材の天板部に対して弾性的に当接するキャップ粗形材捕捉部材と、前記キャップ粗形材捕捉部材に吸引力を前記キャップ粗形材の搬入からキャッピングが行われるまでの過程における所定区間で作用させるバルブ手段とを備え、前記カム手段は、前記キャップ粗形材を搬入する位置から搬入されたキャップ粗形材を捕捉するまでの区間で、前記キャップ粗形材捕捉部材を前記成形ローラの下端高さよりも下方位置まで下降させる構成となすとともに、前記キャップ粗形材捕捉部材が前記キャップ粗形材を吸着して前記容器口部に冠着するまでの過程で、前記成形ヘッドを前記キャップ粗形材捕捉部材の下降位置よりも下まで下降させる構成となし、前記キャップ粗形材の中央部に対して、前記キャップ粗形材の周縁部が相対的に押し下げられ、前記天板部の中央部が前記周縁部より上側に膨出した状態で、前記容器口部に冠着させられるように構成されていることを特徴とするものである。

また、請求項２の発明は、請求項１において、前記カム手段は、前記成形ヘッドを昇降させるアッパーカム手段と、前記成形ヘッドに保持されている成形ローラをキャップ粗形材周面に近接・離隔させるロアーカム手段と、前記中空部材を前記成形ヘッドおよび成形ローラとは別に独立させて昇降可能とするパッドカムと、前記パッドカムと係合する従動部材が設けられた保持部材とを備え、前記中空部材がその保持部材に対して緩衝パッドを介して弾発的に設けられていることを特徴とするキャッピング装置である。

さらに、請求項３の発明は、キャッピング回転体の周囲に複数の成形ヘッドが設けられ、成形ヘッドに対応して搬入されて、金属製キャップ粗形材の天板部内面に設けられているライナー部材を容器口部に嵌合させるように前記容器口部に被せられた前記金属製キャップ粗形材の天板部を押圧し、成形ヘッドに保持された成形ローラで、前記キャップ粗形材の円筒部の周面に、前記容器口部に形成されたネジ山に沿ったネジ部と、前記キャップ粗形材の下端部の裾締め部との少なくともいずれか一方を成形するキャッピング方法において、前記成形ヘッドの前記成形ローラの下端位置よりも低い位置で前記成形ヘッドの下方に向かい前記天板部側を上側にしたキャップ粗形材を水平方向から搬入し、その搬入されたキャップ粗形材をキャップ粗形材捕捉部材に吸引力を作用させることにより該キャップ粗形材捕捉部材によって捕捉し、ついでキャップ粗形材の前記天板部を水平状態に維持させたまま前記成形ヘッドを下降させて、前記キャップ粗形材を前記容器口部に冠着するまでの過程で、前記キャップ粗形材の天板部の周縁部を前記容器口部側に押圧するとともに、該天板部の中央部を上側に引き上げることにより、該天板部の中央部を該天板部の周縁部より上側に膨出させた状態で、前記キャップ粗形材を前記容器口部に冠着させ、その後、吸引を解除して、前記キャップ粗形材にキャッピングを施すことを特徴とする方法である。

請求項１の発明によれば、開口部を下側にしたキャップ粗形材をその天板部が水平状態になるように保持した状態で成形ヘッドの下方位置に直接的に供給する方式が採れ、しかも、キャップ粗形材の周縁部を中央部に対して相対的に押し下げることによって、キャップ粗形材の中央部から周縁部にかけて変形が生じる。そのため、キャップ粗形材の内面に内リブ付きライナー部材が設けられている場合でも、キャップ粗形材の上述した変形によって、ライナー部材の内周側のリブ（いわゆる内リブ）の先端部がキャップ粗形材の中心側に変位するので、その内リブが容器口部の頂部外周側に折り曲げられて噛み込まれるような冠着不良を防止することができる。したがって、キャップ粗形材を安定して容器口部に冠着することが可能となり、高速で巻締めすることができる。また、シュート方式における面倒なシュートの角度や高さ調整及びバネの強弱などの調整作業が不要となり、キャップ粗形材毎に作動するキャップ粗形材フィンガー等の部品を設ける必要もないから、複雑なタイミング調整を行わなくても良く、また部品破損によるライン停止を皆無とすることができ、そのために稼働率を向上させることができる。

また、容器が搬送中に振動しても、容器口部に被せられたキャップがずれたりすることはなくなる。その結果、キャップ粗形材の冠着から巻締め工程までの搬送速度を上げることができ、生産効率を向上させることができる。

さらに、カム手段は、成形ヘッドを昇降させるアッパーカム手段と、成形ヘッドに保持されている成形ローラをキャップ粗形材周面に近接・離隔させるロアーカム手段と、これらのカム手段とは別に独立して中空部材をパッドカムによって昇降可能にすることにより、成形ヘッドの下方位置までキャップ粗形材捕捉部材を下降させることが可能となる。したがって、キャップ粗形材を成形ヘッドの成形ローラに干渉することなく成形ヘッドの下方位置に天板部が水平になる状態で水平方向から搬入することができる。また、請求項２の発明によれば、キャップ粗形材捕捉部材がパッドカムで下降させられて搬入されたキャップ粗形材天板部に当接した際に、緩衝パッドによって衝突カを緩和させることができるので、キャップ粗形材の天板部に打痕を付けるのを防止することができる。

そして、請求項３の発明によれば、成形ヘッドをキャップ粗形材の天板部に対して弾性的に当接させてキャップ粗形材を捕捉して天板部を水平状態に維持させたまま下降させて容器口部に冠着させる。したがって、キャップ粗形材の内部に内リブ付きライナー部材が設けられ、その内リブを容器口部に挿入させる場合であっても、天板部を水平状態に維持させることができることにより、容器口部または容器本体で引っ掛けてキャップ粗形材を容器口部に被せることにより発生しやすいキャップ粗形材の斜め被りや、キャップ粗形材のライナー部材の内リブの一部が容器口部に噛み込まれて巻き締められることを防ぐことができる。

特に、キャップ粗形材の周縁部を中央部に対して相対的に押し下げることによって、キャップ粗形材の中央部から周縁部にかけて変形が生じる。キャップ粗形材の内面に内リブ付きライナー部材が設けられている場合、キャップ粗形材の上述した変形によって、ライナー部材の内周側のリブ（いわゆる内リブ）の先端部がキャップ粗形材の中心側に変位するので、その内リブが容器口部の頂部外側に折り曲げられて噛み込まれるような冠着不良を防止することができる。

以下、具体例を参照して本発明を説明する。先ず、この発明で対象とする容器は、その容器口部にキャップをネジによって取り付けたいわゆるリシール（再封鎖）可能な金属製の容器であり、その素材としての金属板には、アルミニウム板、アルミニウム合金板、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、ブリキ、クロムメッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板などの金属メッキ鋼板、その他の各種合金メッキ鋼板を用いることができる。また、金属板の少なくとも缶内面側となるべき面を熱可塑性樹脂で被覆した素材を用いることもできる。この缶体は、缶胴、キャップおよび底蓋からなるスリーピース缶タイプのリシール缶、もしくは、絞り缶、再絞り缶、ストレッチ缶、絞りしごき缶、インパクト缶などの、缶底と缶胴とが一体に成形されたシームレス缶胴にキャップがネジによって取り付けられるツーピース缶タイプのリシール缶とすることができる。あるいは、シームレス缶胴の底部にトップドーム成形が施されて口頸部と肩部とが成形され、口頸部に形成されたネジ部にキャップが巻き締められ、缶胴下端の開口部にネックイン加工およびフランジ加工が施されて底蓋が巻き締められる他のボトル型缶などの容器を用いることができる。

一方、キャップは、天板部とスカート部とを備えた金属製の有底円筒状体であり、その開口部側から容器口部に被せられ後述するキャッピング装置によりロールオン成形（キャッピング）されて、キャップのスカート部における円筒部分にネジ溝を形成しスカート裾部（開口部側端部）を裾締め成形することにより、いわゆるピルファープルーフ機能を奏するように構成されている。

また、キャップの材質は、特に限定されるものではないが、例えば、内面側にオレフィン系樹脂粉を分散させたエポキシ−フェノール樹脂が塗布されているアルミニウム合金板等の金属材が用いられる。また、ライナー部材の素材は、例えば、低密度のポリエチレンとエチレン−プロピレンゴム状共重合体のブレンド材やポリプロピレンとスチレン系エラストマーのブレンド材、ポリエステル系エラストマー等の従来から知られた樹脂材が用いられる。

その一例を図６に示してあり、この図６には、ロールオン成形前の状態を示してあり、そのキャップ１は、天板部２の周縁からコーナー部３を介して下方に垂下するスカート部４に、ネジ部を成形される箇所が円筒部分５として残されており、この円筒部分５よりも下方の裾部に、弱化部６によって切り離し可能なようにピルファープルーフバンド７が形成されている。そして、このキャップ１の天板部２の内面側には、密封用の樹脂製ライナー部材８が一体的に付設されている。

一方、図７に示すように、キャップ１が装着される缶容器９は、キャップ１によるリシール（再栓）が可能なネジ付きの容器口部１０を備えた缶容器９であって、薄板金属から製造された缶容器９の容器口部１０の端部は、断面円形状あるいは多層折曲げ構造のカール部１１が上端に形成されており、このカール部１１の下方に、下方に向かって拡がる傾斜壁１２を介して、キャップ１を螺合させるためのネジ山である雄ネジ部１３が形成され、雄ネジ部１３の下方に、凸ビード１４が形成されている。その下側の部分には、半径方向で内側にへこんだ環状ビード１５が形成されている。したがって、凸ビード１４と環状ビード１５との境界部分となっている傾斜面に、ピルファープルーフバンド７の下端部を係止させるように構成されている。なお、缶容器９は、内容物が充填された充填済み容器でもあるいは容器口部とは反対側が開口した充填される前の容器であっても差し支えない。またガラス製の容器でもよい。

ところで、図６に示したネジ部が形成されていないキャップ１を、図７に示した容器口部１０に装着する場合、容器口部１０にキャップ１を上方から被せた状態で、後で述べるようなキャッピング装置を使用することで、キャップ１の天板部２に打栓圧を加えながら、ネジ成形ローラによるネジ成形により、キャップ１のスカート部４の円筒部分５に、容器口部１０の雄ネジ部１３に合わせるように雌ネジ部を形成するとともに、裾締めローラにより、キャップ１のスカート部４の裾部に形成されたピルファープルーフバンド７の下端部を、容器口部１０の凸ビード１４の下端部に係合するように裾締めしている。なお、ピルファープルーフ機能を他の手段で行う場合には、ピルファープルーフバンド７を有していないキャップとなるので、そのようなキャップをキャッピングする場合には、ネジ成形ローラだけが設けられた構成となる。

本発明のキャッピング装置は、図１、図２に示すように、ネジ成形ローラ１６と裾締めローラ１７とを有するスピンドルユニット１８と、吸着パッド１９Ａを内蔵した加圧ユニット１９とから構成される成形ヘッド２０を備えている。その加圧ユニット１９は、その中心軸線上に配置されたプレッシャーロッド２１の下端部に取り付けられている。また、そのプレッシャーロッド２１は、スプリング（図示せず）により下方に付勢された状態で弾性保持されるとともに、後述するアッパーカムに従って上下方向に移動するように構成されている。さらに、プレッシャーロッド２１の外周側にはスピンドルシャフト２２が回転自在に嵌合しており、その下端部に前記スピンドルユニット１８が取り付けられている。したがって、スピンドルシャフト２２と共にスピンドルユニット１８が回転することにより、前記各ローラ１６，１７が成形ヘッド２０の中心軸線を中心にして公転するように構成されている。

さらにこのキャッピング装置の概要を示すと、缶容器９を固定軸２３の周囲に旋回させて搬送している過程でキャッピングを行うように構成されており、その固定軸２３を中心にして回転する成形テーブル２４が設けられており、その成形テーブル２４の上方には、上記の成形ヘッド２０が上下動可能に配置されている。

前述した成形テーブル２４の上方には、成形テーブル２４と一体となって固定軸２３を中心にして回転するフレームターレット２５が設けられている。このフレームターレット２５の周囲に前記成形テーブル２４に保持されている缶容器９の上方位置に前述の成形ヘッド２０が配置されている。

また、図１及び図２に示すように、成形テーブル２４上の缶容器９に対して上下動させられ、かつ回転駆動機構２２Ａ（例えば、特開２００４−５９１３４号公報に開示の機構等が用いられる）により回転されるスピンドルシャフト２２の下端部に取り付けられたスピンドルユニット１８と、そのスピンドルシャフト２２の外側に配置され、後述するカム手段により上下動するスリーブ２６の下端部に取り付けられた作動カム２７とを有している。

前記成形ヘッド２０には、２個以上のネジ成形ローラ１６と、２個以上の裾締めローラ１７とが等間隔で配列されていて、各ローラ１６，１７は、作動カム２７の上下動によって成形ヘッド２０の中心軸に対して半径方向に前後動するように構成されている。また、ネジ成形ローラ軸２８と裾締めローラ軸２９とが、成形ヘッド２０のスピンボディー１８Ａにそれぞれの軸線を上下方向に向けて回転自在に保持されている。そのネジ成形ローラ軸２８の上下両端部にアーム部３０，３１が半径方向に突出した状態でそれぞれ取り付けられており、上側アーム部３０の先端部に、作動カム２７と接触するカムフォロアー（従動部材）３２が取り付けられている。また、下側アーム部３１の先端部にネジ成形ローラ１６がその軸線を上下方向に向けかつ回転自在に保持されている。同様に、裾締めローラ軸２９の上下両端部にアーム部３３，３４が半径方向に突出した状態でそれぞれ取り付けられており、上側アーム部３３の先端部に、作動カム２７と接触するカムフォロアー（従動部材）３５が取り付けられている。また、下側アーム部３４の先端部に裾締めローラ１７がその軸線を上下方向に向けかつ回転自在に保持されている。

そして、ネジ成形ローラ軸２８と成形ヘッド２０の所定の固定部との間には、カムフォロアー３２，３５が作動カム２７に接近する方向に、またネジ成形ローラ１６、裾締めローラ１７がそれぞれキャップ１に接近する方向にネジ成形ローラ軸２８、据締めローラ軸２９に捩り力を与える捩りコイルバネ３６，３７が軸２８，２９にそれぞれ設けられている。

一方、作動カム２７は、図２に示すように、いわゆる鼓型をなす立体カムであって、中央部に曲面状のくびれ部３８を備え、作動カム２７の上下動によってそのくびれ部３８にカムフォロアー３２，３５が入り込むことにより、各ローラ１６，１７が、キャップ１側に接近するようになっている。なお、このくびれ部３８の最小外径は、各ローラ１６，１７がキャップ１もしくは容器口部１０に接触して加工を行っている状態では、各カムフォロアー３２，３５が離隔する寸法に設定することが好ましい。このような構成であれば、上述した捩りコイルバネ３６，３７の弾性力を有効に作用させることができる。

また、図１に示すように、加圧ユニット１９及びスピンドルユニット１８を上下動させる円筒カムであるアッパーカム３９と、スピンドルユニット１８に取り付けられたカムフォロアー３２，３５を介して各ローラ１６，１７を半径方向に移動させるための作動カム２７を上下動させるロアーカム４０とが固定部分４１の周囲に設けられている。なお、これらのカム３９，４０は円筒状の溝カムである。また、これらのカム３９，４０のそれぞれにカムフォロアー４２，４３が係合している。そして、各ターレット２５，５２の回転により、アッパーカム３９に沿って走行する上側のカムフォロアー４２の移動に従って成形ヘッド２０を昇降させ、またロアーカム４０に沿って走行する下側のカムフォロアー４３の移動に従ってスリーブ２６すなわち作動カム２７が上下動される。

図１及び図２に示すこの発明に係るキャッピング装置は、更に、開口部を下側にし、天板部２を上側にした状態のキャップ１を吸着して保持するとともに、その状態で容器口部１０に冠着させる機能を備えている。具体的に説明すると、前記吸着パッド１９Ａは、前述したキャップ１の水平状態の天板部２を上面側で吸着してキャップ１を保持するためのものであって、加圧ユニット１９の下面側に突出して供給されてきたキャップ１を吸着し、キャップ１を容器口部１０に冠着させた後は加圧ユニット１９側に後退するようになっている。すなわち、前記プレッシャーロッド２１をその中心軸線に沿って貫通した吸着ロッド４４が設けられており、この吸着ロッド４４は、プレッシャーロッド２１に対して相対的に上下動するように保持されている。また、吸着ロッド４４は、中空軸であってその中心部に貫通孔が形成されている。前記吸着パッド１９Ａはその吸着ロッド４４の下端部に取り付けられ、前記貫通孔は吸着パッド１９Ａの下面に開口するように、吸着パッド１９Ａに貫通して形成されている。

一方、吸着ロッド４４の上端部は、プレッシャーロッド２１の上端部から上方に突出して延びており、保持部材４５によって懸吊状態に保持されている。この保持部材４５は、図に示す例では断面がＬ字状をなす部材であって、上部ターレット５２上に立設されたガイドポスト（図示せず）により案内され、パッドカム４６によって上下動させられるようになっている。このパッドカム４６は、円筒状部材４７の外周面に形成されたカム溝４８とそのカム溝４８に係合して走行するカムフォロアー４９とからなるものであって、その円筒状部材４７は前記固定軸２３の上端部側に固定され、これに対してカムフォロアー４９は吸着ロッド４４を保持している保持部材４５に取り付けられている。したがって、カムフォロアー４９がカム溝４８に沿って移動することにより、そのカム溝４８の形状に即して上下方向に昇降するようになっている。なお、このパッドカム４６及び前述したアッパーカム３９ならびにロアーカム４０の構成は後述する。

上記の保持部材４５の下面側で前記吸着ロッド４４には、緩衝材５０（本例では、ゴム弾性体を使用しているが、バネ等で代用してもよい）が装着されている。すなわち、保持部材４５が下降して吸着ロッド４４が相対的に上昇した場合に、吸着ロッド４４の上端側の段差部分を突き当てて、保持部材４５が吸着ロッド４４を相対的に押し下げる衝撃を緩衝するようになっている。

吸着ロッド４４の上端部は、保持部材４５の上側に突出し、その中心軸線に沿って形成された貫通孔がその上端部で開口し、ここにホース５１の一端部が接続されている。一方、前記フレームターレット２５と共に回転する上部ターレット５２が設けられ、その上部ターレット５２上にバルブ機構５３の一部を構成するスライドリング５４が固定されている。このスライドリング５４は、図に示す例では、断面が矩形をなす環状の部材であって、この外周面から上面に至る通気孔５５が形成されている。前記ホース５１の他端部が、このスライドリング５４の外周面における通気孔５５の開口端に接続されている。これに対して、そのスライドリング５４の上面に接触する固定リング５６が、前記円筒状部材４７を保持しているブラケット５７に取り付けられている。この固定リング５６の下面すなわちスライドリング５４に摺接する面には、円周方向に所定の長さの溝５６Ａが形成されており、またその溝５６Ａに連通した通気孔５６Ｂが形成され、さらにその通気孔５６Ｂにバキュームホース５８が接続されている。なお、そのバキュームホース５８は図示しない真空源（吸引源）に接続されている。いわゆるディスクバルブとして構成されている。また、固定リング５６はスライドリング５４に対して弾性的に押し付けられている。したがって、スライドリング５４における通気孔５５と固定リング５６における溝５６Ａとが連通している回転方向の所定範囲で、キャップ１を吸着パッド１９Ａに吸引する作用が生じるようになっており、また回転方向の所定の範囲では大気解放され吸引力が解除される構成となっている。

つぎに上記のキャッピング装置に対してキャップ１を搬入する機構及び缶容器９を搬入する機構について説明する。図３は、キャッピング装置を中心にして各搬入機構の配列を模式的に示しており、キャップ搬入機構５９が前記成形テーブル２４の外周側に隣接して配置されている。このキャップ搬入機構５９は、インフィードターレット６０とこのインフィードターレット６０に向けて、開口部を下側にし、天板部２を上側にしたキャップ１を送るスライダー６１とを備えている。インフィードターレット６０は、キャップ１の天板部２をほぼ水平状態にして１個ずつ収容するポケット部６０Ａが周囲に等間隔に形成されており、そのポケット部６０Ａの軌跡が前記成形ヘッド２０の軌跡と接している。より具体的には、ポケット部６０Ａに収容されたキャップ１が、上昇位置にある成形ヘッド２０の下方位置に向かい水平に天板部２が水平状態で搬入できるように成形ヘッド２０の下側までガイド部材６２が延びて配置されている。なお、これらの軌跡の接する位置をキャッピング装置（成形テーブル２４及びフレームターレット２５）の回転角度が“０度”として、以下の説明を行う。

前記スライダー６１は、キャッピング装置の回転角度が“０度”の位置に対してインフィードターレット６０を挟んだ反対側（インフィードターレット６０の中心に対して対象となる位置）にキャップ１を搬入するように配置されている。そして、インフィードターレット６０の外周側のうち、スライダー６１の先端部からキャッピング装置の回転角度が“０度”の位置の近傍までの範囲に、インフィードターレット６０の回転方向に沿って前記ガイド部材６２が配置されている。このガイド部材６２は、前記ポケット部６０Ａに保持されているキャップ１を天板部２が水平状態のまま載せるガイド板６２Ａとポケット部６０Ａからキャップ１が外れることを防止するようにインフィードターレット６０の外周側に円弧状に配置されたガイドフレーム６２Ｂとを備えている。

一方、図３において、キャッピング装置の成形テーブル２４は時計方向に回転しており、その回転方向で前記キャップ搬入機構５９の下流側に容器搬入機構６３が配置されている。この容器搬入機構６３は、容器搬入用のインフィードターレット６４とこのインフィードターレット６４に向けて缶容器９を送るスクリューフィーダー６５とを備えている。インフィードターレット６４は、缶容器９を１個ずつ収容するポケット部６４Ａが周囲に等間隔に形成されており、そのポケット部６４Ａの軌跡が前記成形ヘッド２０の軌跡と接している。

前記スクリューフィーダー６５は、インフィードターレット６４の外周側で、キャッピング装置に対する缶容器９の受け渡し位置よりインフィードターレット６４の回転方向で手前側の所定箇所に、インフィードターレット６４の接線方向に向けて配置されている。さらに、インフィードターレット６４の外周側のうち、スクリューフィーダー６５の先端部からキャッピング装置の成形テーブル２４に対する缶容器９の搬入位置の近傍までの範囲に、インフィードターレット６４の回転方向に沿ってガイド部材６６が配置されている。このガイド部材６６は、前記ポケット部６４Ａに保持されている缶容器９を載せるガイド板（図示せず）とポケット部６４Ａから缶容器９が外れることを防止するようにインフィードターレット６４の外周側に円弧状に配置されたガイドフレーム６６Ａとを備えている。

なお、キャップ搬入機構５９に対して前記成形テーブル２４の回転方向とは反対方向に隣接する位置に、排出機構６７が配置されている。この排出機構６７は、キャッピングの完了した缶容器９を成形テーブル２４から受け取るディスチャージターレット６８と、そのディスチャージターレット６８から缶容器９を受け取って次工程に送るコンベヤー６９とを備えている。

つぎに上述したキャッピング装置の作用すなわちこの発明の方法について説明する。キャップ搬入機構５９のインフィードターレット６０が、キャッピング装置の成形テーブル２４や成形ヘッド２０と同期して回転しており、したがってキャップ１がキャッピング装置の回転角度が“０度”の位置Ｐ2（図３参照。以下同様）でキャッピング装置に搬入される。これより所定角度前の位置Ｐ1で前記アッパーカム３９及びロアーカム４０とによって成形ヘッド２０の全体が下降し始める。さらに、これよりも手前の位置で、前記パッドカム４６により吸着パッド１９Ａが下降し始めている。これは、回転角度が“０度”の位置Ｐ2で、成形ヘッド２０に設けられている裾締めローラ１７より下方位置にさせるためである。これらのカム３９，４０，４６の動作は、図４のカム線図に記載してある。

上記の図３にＰ1で示す位置における吸着パッド１９Ａ及び加圧ユニット１９の動作状態を図５ＡにＰ1の符号を付して示してある。前記フレームターレット２５が更に回転し、キャップ１がキャッピング装置に搬入される位置Ｐ2まで進むと、吸着パッド１９Ａが裾締めローラ１７より下方に位置しているキャップ１の天板部２に当接し、同時に、または手前で、前記バルブ機構５３がいわゆる開状態となり、吸着パッド１９Ａの下端部に開口している貫通孔を介した吸引が開始される。すなわちバキューム・オンとなる。その状態を図５ＡにＰ2の符号を付して示してある。

なお、その場合、吸着パッド１９Ａがキャップ１の天板部２に当接することにより、吸着ロッド４４を突き上げる力が作用するが、吸着ロッド４４を保持している前記保持部材４５の下面側に緩衝材５０を配置してあるので、吸着ロッド４４を介して吸着パッド１９Ａに作用する相対的な押し下げ力が緩和される。その結果、キャップ１の天板部２に打痕が生じることを防止することができる。

このようにしてキャップ１は吸着パッド１９Ａによって吸着されてその天板部２が水平状態に保持される。また、キャップ１を吸着して保持した後の所定の回転角度の範囲では、天板部２の水平状態が維持されている。したがってキャップ１は吸着された状態で缶容器９の搬入位置に向けて移動させられる。缶容器９は、図３にＰ3で示す位置でキャッピング装置に搬入される。その位置での缶容器９と、キャップ１と、加圧ユニット１９との相対位置を図５ＢにＰ3の符号を付して示してある。その直後に、図４のカム線図に示してあるように、アッパーカム３９とロアーカム４０との下降動作が生じ、加圧ユニット１９が下降させられる。これは、図３及び図４のそれぞれにＰ4で示す時点であって、その時点では、パッドカム４６による吸着パッド１９Ａの昇降動作は行われないので、結局、加圧ユニット１９が吸着パッド１９Ａに近付いて吸着パッド１９Ａに吸着されているキャップ１に加圧ユニット１９の先端が接近する。その状態を図５ＢにＰ4の符号を付して示してある。

そして、図３及び図４のそれぞれにＰ4で示す時点を過ぎた頃からパッドカム４６の下降動作が生じるが、パッドカム４６による下降が緩やかなため、加圧ユニット１９がキャップ１の天板部２側に近付きながらその全体が下降する。続いてその加圧ユニット１９は、キャップ１のコーナー部（肩部）３に当接して、ついには加圧ユニット１９が吸着パッド１９Ａの下降位置よりも下になり、キャップ１の周縁部が相対的に押し下げられ、一方、天板部２の中央部は吸着パッド１９Ａに吸着されているから、中央部が相対的に引き上げられて上側に膨出した状態になる。それに伴ってライナー部材８に変形が生じて内リブ８Ａの先端がキャップ１の中心側に向けて変位した状態となる。その結果、ライナー部材８の内リブ８Ａと外リブ８Ｂとの間隔を拡大させ、容器口部１０へのキャップ１の冠着を容易にさせる。

前述したように、キャップ１は、成形ローラ１６，１７に邪魔されることなく、加圧ユニット１９の直下の同一軸線上の位置に搬入された後、吸着パッド１９Ａの下方への突出動作によってキャップ１の天板部２は吸着されてほぼ水平状態に保持され、またこれと同一軸線上の下方に缶容器９が搬入されて共に移動するから、キャップ１と容器口部１０とはほぼ同一軸線上に上下に配置されている。そのため、キャップ１は加圧ユニット１９及び吸着パッド１９Ａと共に上記のように下降することにより、容器口部１０に対して傾くことなく、かつ芯ズレせずに冠着される。これは、図３及び図４のそれぞれにＰ5で示す時点に行われ、その状態を図５ＣにＰ5の符号を付して示してある。したがって、容器口部１０の上端部（カール部）は、キャップ１の天板部２の内面に設けてあるライナー部材８の内リブ８Ａと外リブ８Ｂとの間に挿入される際に、これら内リブ８Ａと外リブ８Ｂとの間隔が開いているので、内リブ８Ａの先端が容器口部（カール部）１０の上に乗り上げた状態で冠着され、容器口部１０がこれを噛み込んだままキャッピングされる（図８参照）ことを防止できる。

加圧ユニット１９は、アッパーカム３９、ロアーカム４０によって更に下降させられる。こうして容器口部１０の上端部に、ライナー部材８が確実に嵌め込まれ、キャップ１の容器口部１０に対する冠着が完了する。これは、図３及び図４のそれぞれにＰ6の符号を付して示す時点で行われ、またその状態を図５ＣにＰ6の符号を付して示してある。その直後にバルブ機構５３が大気解放状態に切り替わり、キャップ１の吸引が解除される。

キャップ１の冠着が完了した時点では、アッパーカム３９は下限にまで下降していない。そして、成形テーブル２４などと共に成形ヘッド２０が更に移動すると、アッパーカム３９によって加圧ユニット１９が押し下げられるので、キャップ１の肩部３が内方に絞り成形させられる。すなわち肩部３の成形加工が行われ、ライナー部材８と容器口部１０とが更に強固に密着させられる。これは、図３及び図４のそれぞれにＰ7の符号を付して示す時点で行われる。また、これと同時にロアーカム４０によって作動カム２７が下降させられることにより、ネジ成形ローラ１６と裾締めローラ１７とがキャップ１の円筒部分５及びピルファープルーフバンド７の下端部に押し付けられ、ネジ成形及び裾締め成形が開始される。その状態を図５ＣにＰ7の符号を付して示してある。

なお、ネジ成形及び裾締め成形は、例えば特開２００５−１４５５２２号公報に記載されているのと同様にして行われる。そして、そのようにしてキャッピングの終了した缶容器９は、前記排出機構６７に受け渡されて次工程に送られる。

本発明に係る上記のキャッピング装置によれば、缶容器９をキャッピング工程に搬入する前に、キャップ１の天板部２を実質的に水平状態で容器口部１０に冠着させることにより、ライナー部材８の内リブ８Ａの高さが比較的高い場合であっても、内リブ８Ａの先端が容器口部１０の上に乗り上げた状態で冠着されるのを防ぐことができる。

また、ライナー部材８の内リブ８Ａが密封性を向上させるため容器口部１０に挿入しにくい形状や外径寸法（例えば容器口部１０の内径よりも大きい寸法）を有している場合でも、容器口部１０ヘキャップ１を安定して冠着することが可能となり、内リブ８Ａが容器口部１０に噛み込まれてミスキャッピングされるのを防ぎ、キャップ１のライナー部材８と容器口部１０との密着性を確実にして巻締め品質を向上させることができるという効果がある。

さらに、従来のシュート方式では面倒であったキャップ１を搬入するときの角度や高さ調整及びバネの強弱など微妙な調整が不要となるだけでなく、搬送される缶容器９に同期して容器口部１０の上方からキャップ１をその天板部２が水平状態のまま冠着させることが可能となり、内リブ８Ａが容器口部１０内に挿入させられ安定したキャップ１の冠着を行った後、キャッピング工程に連続して搬入することができるため、キャップ１を被せる際の缶容器９のがたつきを抑制し、また搬送中にキャップ１が被せられた缶容器９が搬送中の振動でがたついてもキャップ１が容器口部１０に対してずれたり、キャップ１が斜めになり内リブ８Ａが容器口部（カール部）１０に乗り上げたりする（斜めかぶり現象）ことを防止することができる。その結果、キャップ１の冠着から巻締め工程までの搬送速度を上げることができ生産効率を向上させることができるという効果がある。

また更に、従来のシュート方式によるキャップ１個毎に作動するキャップフィンガー等の部品を設ける必要がなく複雑なセッティングを行わなくても良く、また樹脂製のフィンガーの破損及びそれに伴うジャムによるその他の部品破損によるライン停止を皆無とすることができ、設備上のメンテナンスが簡素化される。

また、キャップ１の天板部２を吸着・保持する際に、キャップ周縁部を支持しキャップ中央部を吸引し、キャップ１の天板部２を上方に向けて膨出させて、前記内リブ８Ａの先端部をキャップ１の中心軸側に弾性変位させ、そのままの状態でキャップ１の天板部２を上方から押圧して前記内リブ８Ａを容器口部１０内に挿入し、その後、吸引を解除して前記内リブ８Ａの先端部を元の位置に復帰させることが可能となる。

つまり、キャップ１の周縁部を支持しキャップ中央部を吸引して、キャップ１の天板部２を上方に向けて膨出させることにより内リブ８Ａの先端部をキャップ１の中心軸側に弾性変位させた状態で容器口部１０内に挿入することが可能となり、容器口部１０に嵌入しにくい形状や外径寸法の内リブ８Ａを有している場合でも、内リブ８Ａが容器口部（カール部）１０上に乗り上げて容器口部１０に噛み込まれた状態で巻締められるのを防止することができる。

キャップ１を保持する加圧ユニット１９の周囲を成形ローラ１６，１７が旋回しているため、従来は、加圧ユニット１９の下方位置に向けてキャップ１を直接供給することができず、キャッピング装置においてはキャップ１を水平搬送する方式は存在しなかったが、本発明によればキャップ１を加圧ユニット１９の下方位置に向けて水平にかつ直接搬入することが可能になる。

なお、本実施形態では、容器口部にキャップを冠着させる際に、斜め被りが起こり易いキャップ、特に、ライナー部材の形状が内リブ付きの形状の場合に、内リブの噛み込みが起こり易いタイプのキャップ（例えば、容器口部の外径が３５ｍｍ以上のものに適用される内リブ付きの広口キャップ）をキャッピングする場合に有利となる例を示したが、内リブ付きライナー部材を有する広口タイプのキャップに限定されず、内リブがなくても斜め被りが生じ易いキャップやキャップ天板部の膨出効果が少ない外径の小さいキャップ（例えば、３３径、２８径と呼ばれるキャップ等）にも適用でき、斜め被りによるミスキャッピングを防止できる。

また、本実施形態では、ネジ部の成形と裾締め成形とを行うキャッピングについて例示したが、これに限定されず、ピルファープルーフバンドを有さないキャップ、つまり裾締めを行わずにネジ部だけをロールオン成形するキャッピングにも適用できる。

さらに、キャップの巻締めを複数台のキャッピング装置で行う場合、つまり裾締め成形してから別のキャッピング装置でネジ成形を行う場合や、ネジ成形してから別のキャッピング装置で裾締め成形を行う場合があり、いずれの場合でもキャップを容器口部に被せる最初のキャッピング装置に適用され、本発明のキャップ周面に押し付ける成形ローラは、成形ヘッドのうちでも最も下端位置にある成形ローラ（ネジ成形ローラまたは裾締めローラ）を指すものである。

本発明のキャッピング装置の概略的な構成を示す概念図である。 本発明のキャッピング装置における、成形ヘッド周りの模式図である。 キャッピング装置とキャップ搬入機構と容器搬入機構と排出機構との相対的な位置関係を模式的に示す図である。 アッパーカム、ロアーカム、パッドカムについてのカム線図及びキャップを吸引するバキュームのオン・オフのタイミングを示す図である。 キャップを吸着して冠着するまでの過程の最初の部分を示す図である。 キャップを吸着して冠着するまでの過程の中間部分を示す図である。 キャップを吸着して冠着するまでの過程の最後の部分を示す図である。 本発明が適用される金属製キャップの一例について、部分的に切り欠いて断面で示す部分断面側面図である。 本発明の適用される容器本体（容器口部の付近）の一例について、部分的に切り欠いて断面で示す部分断面側面図である。 従来の冠着不良を示す説明図である。 従来のシュート式のキャップ粗形材供給装置を示す説明図である。

符号の説明

１…キャップ（キャップ粗形材）、 ２…天板部、 ８…ライナー部材、 ９…缶容器、 １０…容器口部、 １６…ネジ成形ローラ、 １７…裾締めローラ、 １９…加圧ユニット、 １９Ａ…吸着パッド、 ２０…成形ヘッド、 ４４…吸着ロッド、 ４５…保持部材、 ４６…パッドカム、 ４８…カム溝、 ４９…カムフォロアー、 ５０…緩衝材、 ５３…バルブ機構、 ５９…キャップ搬入機構。

Claims (3)

1. 金属製キャップ粗形材の天板部内面に設けられているライナー部材を容器口部に嵌合させるように前記容器口部に被せられた前記金属製キャップ粗形材の天板部を押圧した状態で、前記キャップ粗形材周面に成形ローラを押し付けてキャッピングを行う成形ヘッドを備えたキャッピング装置において、
   前記成形ヘッドの下方位置にキャップ粗形材を、前記天板部を上側にして水平方向から搬入するキャップ粗形材搬入手段と、搬入されたキャップ粗形材の前記天板部に弾性的に接触しかつそのキャップ粗形材を捕捉して、そのキャップ粗形材の前記天板部を水平状態に維持させたまま前記成形ヘッドと共に下降することにより前記キャップ粗形材を容器口部に冠着させるキャップ粗形材冠着手段とを備え、
   前記キャップ粗形材冠着手段は、キャップ粗形材天板部を押圧する前記成形ヘッドの中心軸上を上下方向に移動可能に装着される中空部材と、前記中空部材を前記成形ヘッドに対して上下動させるカム手段と、前記中空部材の下端に取り付けられ搬入されたキャップ粗形材の天板部に対して弾性的に当接するキャップ粗形材捕捉部材と、前記キャップ粗形材捕捉部材に吸引力を前記キャップ粗形材の搬入からキャッピングが行われるまでの過程における所定区間で作用させるバルブ手段とを備え、
   前記カム手段は、前記キャップ粗形材を搬入する位置から搬入されたキャップ粗形材を捕捉するまでの区間で、前記キャップ粗形材捕捉部材を前記成形ローラの下端高さよりも下方位置まで下降させる構成となすとともに、
   前記キャップ粗形材捕捉部材が前記キャップ粗形材を吸着して前記容器口部に冠着するまでの過程で、前記成形ヘッドを前記キャップ粗形材捕捉部材の下降位置よりも下まで下降させる構成となし、前記キャップ粗形材の中央部に対して、前記キャップ粗形材の周縁部が相対的に押し下げられ、前記天板部の中央部が前記周縁部より上側に膨出した状態で、前記容器口部に冠着させられ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。
2. 前記カム手段は、前記成形ヘッドを昇降させるアッパーカム手段と、前記成形ヘッドに保持されている成形ローラをキャップ粗形材周面に近接・離隔させるロアーカム手段と、前記中空部材を前記成形ヘッドおよび成形ローラとは別に独立させて昇降可能とするパッドカムと、前記パッドカムと係合する従動部材が設けられた保持部材とを備え、
   前記中空部材がその保持部材に対して緩衝パッドを介して弾発的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のキャッピング装置。
3. キャッピング回転体の周囲に複数の成形ヘッドが設けられ、成形ヘッドに対応して搬入されて、金属製キャップ粗形材の天板部内面に設けられているライナー部材を容器口部に嵌合させるように前記容器口部に被せられた前記金属製キャップ粗形材の天板部を押圧し、成形ヘッドに保持された成形ローラで、前記キャップ粗形材の円筒部の周面に、前記容器口部に形成されたネジ山に沿ったネジ部と、前記キャップ粗形材の下端部の裾締め部との少なくともいずれか一方を成形するキャッピング方法において、
   前記成形ヘッドの前記成形ローラの下端位置よりも低い位置で前記成形ヘッドの下方に向かい前記天板部側を上側にしたキャップ粗形材を水平方向から搬入し、その搬入されたキャップ粗形材をキャップ粗形材捕捉部材に吸引力を作用させることにより該キャップ粗形材捕捉部材によって捕捉し、ついでキャップ粗形材の前記天板部を水平状態に維持させたまま前記成形ヘッドを下降させて、前記キャップ粗形材を前記容器口部に冠着するまでの過程で、前記キャップ粗形材の天板部の周縁部を前記容器口部側に押圧するとともに、該天板部の中央部を上側に引き上げることにより、該天板部の中央部を該天板部の周縁部より上側に膨出させた状態で、前記キャップ粗形材を前記容器口部に冠着させ、その後、吸引を解除して、前記キャップ粗形材にキャッピングを施すことを特徴とするキャッピング方法。

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