JP4942346B2

JP4942346B2 - キャッピング装置及びキャッピング方法

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Publication number: JP4942346B2
Application number: JP2006009199A
Authority: JP
Inventors: 勝次平野
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2026-01-17
Also published as: JP2007191166A

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成形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１１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）のものである場合には、キャップ粗形材天板部を押圧するだけではキャップ粗形材の斜め被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、図１２に示すように、キャップ粗形材８１のライナー部材８７の形状が内リブ８８の付いた形状の場合には、リブ８８とカール部８９が容器口部８３内に正常に嵌合されず、リブ８８の一部が容器口部８３のカール部８９頂面に乗り上げてしまう場合がある。このまま図１２に示すように、キャップ粗形材８１の天板部８１Ａが上方から押圧されると、リブの８８一部がカール部８９の頂面に乗り上げて、カール部８９の外側に折り曲げられて、リブ８８の一部が容器口部８３に噛み込まれた状態で、キャップ粗形材８１が巻締められることになり、カール部８９の頂面とリブ８８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、上記の技術的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プ粗形材のキャッピング装置およ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に対してその天板部を押圧し、当該被せられたキャップ粗形材周面に成形ローラを押し付けて成形し前記容器口部に前記キャップ粗形材を装着させるキャッピング装置において、搬入された容器の容器口部にキャップ粗形材を被せる冠着手段と、キャップ粗形材を被せた容器に係るキャップ粗形材の周面に成形ローラを押し付けて成形し前記容器口部に当該キャップ粗形材を巻締めるキャッピング手段との間に、ターレットを介して前記キャップ粗形材を被せた容器を前記キャッピング手段に受け渡すコネクション手段が配設され、前記冠着手段に対して、容器を水平方向から搬入する容器搬入手段と、前記冠着手段に対して、開口部を下側にしかつ天板部を上側にしたキャップを、水平状態で搬入するキャップ搬入手段とを備え、前記冠着手段は、水平状態で搬入された前記キャップ粗形材の天板部を吸着しかつ保持して公転する複数のキャップローディング手段を有し、前記キャップローディング手段は、前記搬入されたキャップ粗形材の天板部に対して弾性的に接触して当該天板部を吸着しかつ保持するキャップ捕捉手段と、前記キャップ捕捉手段と前記搬入された容器とを相対的に接近させるカム手段と、前記キャップ粗形材の搬入位置から前記容器口部に前記キャップ粗形材を被せるまでの所定区間で前記キャップ捕捉手段に吸引力を作用させるバルブ手段と、前記容器に対して昇降し、中心軸線に吸引用の貫通孔が形成された昇降ロッドとを有するとともに、前記キャップ捕捉手段は、前記昇降ロッドの下端部に固定され、前記貫通孔と連通する吸引口が下端部に形成されたノズル部材と、前記ノズル部材に対してその外周側に所定寸法弾性的に上下動できるように嵌合され、かつ下端部の外周部が下側に突出した形状のスリーブを備え、前記ノズル部材の下端部が前記スリーブの下端部の外周部よりも上側に配設され、前記キャップ捕捉手段が前記キャップの天板部を吸着したとき、当該天板部の中央部を上側に変形させ、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キャップ粗形材を前記容器口部に被せ、このキャップ粗形材を被せた容器を前記コネクション手段に受け渡す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の発明において、前記冠着手段には、前記搬入された容器の下端開口部を貫通して前記キャップ捕捉手段に向かって上側に移動し、前記キャップ粗形材の天板部の中央部を弾性的に上側に変形させる昇降手段が前記容器を公転移動させる回転テーブル側に設けられ、かつ前記容器は下端開口部を有する容器であることを特徴とする記載のキャッピング装置である。

さらに、請求項３の発明は、予め容器口部に金属製のキャップ粗形材を被せた後、当該容器口部に被せられたキャップ粗形材の周面に成形ローラを押し付けて前記容器口部に巻締めを行うキャッピング方法において、
前記容器口部にキャップ粗形材を被せる際に、前記キャップ粗形材の天板部を吸着しかつ保持すると共に、前記キャップ粗形材の天板部内面に設けられている密封用ライナー部材が前記容器口部と接触する前に、前記キャップ粗形材の周縁部を支点として、当該吸着しかつ保持しているキャップ粗形材の天板部を上側に弾性変形させることにより、前記密封用ライナー部材の内リブを前記キャップ粗形材の中心方向に変位させて、前記キャップ粗形材を前記容器口部に被せた後、キャップ粗形材の吸着保持を解除して前記内リブを復帰させることを特徴とするキャッピング方法である。

請求項１の発明によれば、キャップ粗形材の天板部を吸着することによりキャップ粗形材を保持するので、キャップ粗形材の天板部を水平状態に保持でき、その状態で容器口部に被せるので、いわゆる斜め被りなどの不良を生じることなく、キャップ粗形材を容器口部に被せることができる。また、キャッピング手段に従来のキャッピング機構をそのまま流用することができ、設備コストを安価にすることができる。さらに、天板部の内側にライナー部材が設けられているので、そのライナー部材が容器口部の内周縁に沿って挿入される内リブを備えている場合、天板部の変形によって内リブがキャップ粗形材の中心方向に変位し、その先端部の内径が縮径される。これによりキャップ粗形材は容易に容器口部に被せることが可能となり、次工程のキャッピング手段においてキャップ粗形材を安定して巻き締めることができる。

また、請求項２の発明によれば、天板部の中央部が吸引によって上側に弾性変形すると共に、昇降手段によって上側への弾性変形量が調整させられる。これにより天板部の内側にライナー部材が設けられているので、そのライナー部材が容器口部の内周縁に沿って挿入される内リブを備えている場合、天板部の上記の変形によって内リブがキャップ粗形材の中心方向に変位し、その先端部の内径が縮径される。これによりキャップ粗形材は容易に容器口部に被せることが可能となり、次工程のキャッピング手段においてキャップ粗形材を安定して巻き締めることができる。

さらに、請求項３の発明によれば、キャップ粗形材はその天板部を吸着されて保持され、その場合、天板部の周縁部を支点として天板部が吸着されるので、天板部の中央部側が上側に弾性変形する。それに伴って天板部の内面周辺部に設けられているライナー部材の内リブの先端が天板部の中心方向に向けて変位する。その状態でキャップ粗形材が容器口部に被せられるから、ライナー部材の内リブが容器口部の頂部外側に折り曲げられて容器口部に噛み込まれることなく被せられる。その後、吸着が解除されることにより内リブが復帰して、容器口部に密着するので、容器口部が内リブを噛み込んだ状態でキャップ粗形材を被せるなどの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９に示してあり、この図９には、ロールオン成形前の状態を示してあり、そのキャップ粗形材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１０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９に示したネジ部が形成されていないキャップ１を、図１０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を備えた構成となる。

この発明に係るキャッピング装置は、上記の雌ネジ部のネジ成形や裾締め成形を行うキャッピング部１６とその前工程としてキャップ粗形材１を容器口部１０に被せるキャップ粗形材冠着部（以下、冠着部と記す）１７とを備えている。図１にその配置状態を模式図で示してあり、冠着部１７は、前記缶容器９を外周部上面に等間隔に載せる回転テーブル１８、ガイドフレーム１８Ａを備えている。この冠着部１７における回転テーブル１８の外周側に、キャップ搬入機構１９と容器搬入機構２０とが配置されている。このキャップ搬入機構１９は、インフィードターレット２１とこのインフィードターレット２１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２２とを備えている。インフィードターレット２１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２１Ａが周囲に等間隔に形成されており、そのポケット部２１Ａの軌跡が、前記回転テーブル１８における缶容器９の載置部の軌跡と接している。より具体的には、ポケット部２１Ａに収容されたキャップ１が、回転テーブル１８に載せられている缶容器９の上側を通過するようにインフィードターレット２１が配置されている。

前記スライダー２２は、インフィードターレット２１を挟んで冠着部１７とはほぼ反対側の位置でキャップ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２１の外周側のうち、スライダー２２の先端部から回転テーブル１８の外周部上の位置の近傍までの範囲に、インフィードターレット２１の回転方向に沿ってガイド部材２３が配置されている。このガイド部材２３は、前記ポケット部２１Ａ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２３Ａとポケット部２１Ａからキャップ１が外れることを防止するように回転板の外周側に円弧状に配置されたガイドフレーム２３Ｂ，２３Ｃとを備えている。

図１において回転テーブル１８は時計方向に回転しており、前記キャップ搬入機構１９の上流側に容器搬入機構２０が配置されている。この容器搬入機構２０は、インフィードターレット２４とこのインフィードターレット２４に向けて缶容器９を送るスクリューフィーダー２５とを備えている。インフィードターレット２４は、缶容器９を１個ずつ収容するポケット部２４Ａが周囲に等間隔に形成された回転板であり、そのポケット部２４Ａの軌跡が、前記回転テーブル１８における缶容器９の載置部の軌跡と接している。

前記スクリューフィーダー２５は、インフィードターレット２４の外周側で、冠着部１７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２４の上流側の所定箇所に、インフィードターレット２４の接線方向で配置されている。さらに、インフィードターレット２４の外周側のうち、スクリューフィーダー２５の先端部から冠着部１７の回転テーブル１８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２４の回転方向に沿ってガイド部材２６が配置されている。このガイド部材２６は、前記ポケット部２４Ａ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２４Ａ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２４の外周側に円弧状に配置されたガイドフレーム２６Ａとを備えている。

一方、冠着部１７とキャッピング部１６との間に、キャップ粗形材１が冠着された缶容器９を、冠着部１７からキャッピング部１６に受け渡すためのコネクション部２７が配置されている。このコネクション部２７は、缶容器９を１個ずつ収容する複数のポケット部を、周囲に等間隔に設けたターレット２８と、その缶容器９を前記ポケット部に保持させた状態で冠着部１７からキャッピング部１６にまで案内するガイド部２９とを備えている。

なお、キャッピング部１６は、容器口部１０に冠着されたキャップ１におけるコーナー部３の絞り加工と、ネジ成形ローラ（図示せず）によるネジ成形加工、裾締めローラ（図示せず）によるピルファープルーフバンド７の下端部の裾締め成形を行うためのものである。これは、従来知られているキャッピング装置によって構成でき、例えば特開２００５−１４５５２２号公報に記載されている装置によって構成することができる。

つぎに上記の冠着部１７の構成について説明する。図２は全体的な構成を示し、また図３は本発明のキャップ捕捉部に相当するプッシュパッド５３を含むキャップローディング部Ｌｃを示し、さらに図４はアンビル３４を併せて示しており、先ず、機台部分（図示せず）の上に固定された固定ハウジング３０が設けられており、その内部に回転軸３１が上方に突出して回転自在に保持されている。この回転軸３１の固定ハウジング３０から突き出た部分にフランジ３１Ａが形成されていて、ここに前述した回転テーブル１８が一体に取り付けられている。そしてその回転テーブル１８の周囲に、缶容器９を起立状態に保持する複数の保持爪３２が、回転テーブル１８の円周方向に一定間隔で設けられている。この保持爪３２の設けられている箇所が、前記容器搬入機構２０によって搬入された缶容器９を載せる載置部であって、その下側にはこの発明における昇降手段に相当するエアーシリンダ３３が上向きに取り付けられている。このエアーシリンダ３３は図示しないピストンと共に上下動するアンビル３４を備えており、前記缶容器９が底蓋のない容器の場合に、キャップ１を冠着する過程で、そのアンビル３４を延ばして、キャップ１の天板部２を下側から僅かに突き上げるようになっている。

前記回転軸３１には、前記回転テーブル１８より上側に位置する回転フレーム３５が一体に取り付けられている。この回転フレーム３５の周囲でかつ前記回転テーブル１８における缶容器９の載置部の直上にガイドスリーブ３６とキャップポケット３５Ａとが、前記載置部に対応して複数設けられている。このガイドスリーブ３６の内部には、載置部に向けて、すなわち載置部上の缶容器９に向けて昇降する昇降ロッド３７が上下動可能に挿入されている。この昇降ロッド３７はガイドスリーブ３６に対して、例えばボールスプライン軸受を介して、非回転で上下動できる。また、その上端部は、ガイドスリーブ３６から上方に突き出ており、その上端部でブラケット３８に懸吊状態に取り付けられている。

一方、前記回転フレーム３５より上方には、前記回転軸３１と同一軸線上に軸端部３９が延びており、この軸端部３９に軸受３９Ａを介して円筒部材４０が、同心状に取り付けられ、図示しない機台に固定されている。この円筒部材４０の上部外周面は、前記ブラケット３８の近くに位置しており、その外周面にカム機構４１の一部を構成するカム溝４２が全周に亘って形成されている。そして、このカム溝４２に係合しかつカム溝に沿って円周方向および上下方向に移動するカムフォロアー４３が、前記ブラケット３８に取り付けられている。すなわち、前記昇降ロッド３７が前記回転軸３１および回転フレーム３５と共に回転軸３１を中心として旋回する過程で、このカム機構４１によって上下動するように構成されている。

また、上記の昇降ロッド３７の中心軸線に沿って貫通孔４４が形成されており、この貫通孔４４の上端部にホース４５が接続されている。またこのホース４５の他方の端部は、前記回転フレーム３５に、各昇降ロッド３７毎に設けられた中継ポート４６に接続されている。さらに、前記回転テーブル１８には、その上下に貫通した通気孔４７が、各昇降ロッド３７毎に形成されており、この通気孔４７と前記中継ポート４６とが、一対一に接続されている。

前記回転テーブル１８の下面で通気孔４７に対応する位置にスライドリング４８が取り付けられており、通気孔４７はこのスライドリング４８の下面に開口している。これに対して、スライドリング４８の下面に摺接する固定リング４９が前記固定ハウジング３０に取り付けられ、コイルバネなどの弾性部材（図示せず）によってスライドリング４８の下面に押し付けられている。そして、この固定リング４９の上面側に、その円周方向の所定範囲に亘って溝５０が形成されており、この溝５０に連通するように吸引ポート５１が形成されている。この吸引ポート５１に図示しない真空ポンプなどの吸引源が接続されている。したがって、回転テーブル１８側の通気孔４７と溝５０とが連通している状態で、昇降ロッド３７の貫通孔４４を介した吸引作用が生じ、回転テーブル１８が更に回転してその通気孔４７が溝５０から外れることにより、その吸引作用が停止し、大気開放されるようになっている。すなわち、ここにディスクバルブ機構５２が形成されている。なお、このディスクバルブ機構５２の開閉タイミングおよび前記カム機構４２の構成は、その動作と共に後で説明する。

前記昇降ロッド３７の下端部に、キャップ１の天板部２を吸着させてキャップ１を保持するプッシュパッド５３が取り付けられている。このプッシュパッド５３は、前記昇降ロッド３７の下端部に固定されてノズル部材５４と、そのノズル部材５４の外周側に所定寸法上下動できるように嵌合させられたスリーブ５５とを備えている。そのノズル部材５４には、昇降ロッド３７に形成されている貫通孔４４が連通している吸引口５６が形成されている。

このノズル部材５４に対してスリーブ５５が、ノズル部材５４に取り付けたストップリング５７で抜け止めした状態で取り付けられ、さらにスリーブ５５をそのストップリング５７側に押圧する弾性体すなわち圧縮バネ５８が、ノズル部材５４とスリーブ５５との間に配置されている。そして、スリーブ５５の下端部５５Ａは、外周部が突出した形状となっており、この外周部でキャップ１のコーナー部３を押圧するようになっている。なお、図４に示すように、スリーブ５５の外周部の複数箇所に、下向きに突出するようにバネ５９で押圧したプッシュピン６０を設けてもよい。

つぎに、上述した冠着部１７の動作を中心にして上述した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説明する。図５は、回転テーブル１８における載置部の回転円を示しており、回転テーブル１８の回転中心とキャップ搬入機構１９におけるインフィードターレット２１の回転中心とを結んだ線と、この回転円とが接する位置（図５のＮで示す位置）がキャップ１の搬入位置となる。同様に、回転テーブル１８の回転中心と容器搬入機構２０におけるインフィードターレット２４の回転中心とを結んだ線と、前記回転円とが接する位置（図５のＭで示す位置）が、缶容器９の搬入位置となる。これに対して、回転テーブル１８の回転中心とコネクション部２７におけるターレット２８の回転中心とを結んだ線と、前記回転円とが接する位置（図５のＰで示す位置）が、キャップ冠着完了済の缶容器９を冠着部１７からコネクション部２７に受け渡す位置となる。これらの各位置と対応させたカム線図および前記バルブ機構５２による吸引（バキューム）のオン・オフを図６に示してある。

缶容器９は、図５のＭで示す搬入位置で回転テーブル１８における載置部に載せられ、回転テーブル１８と共に図５に示すように時計方向に回転させられる。この回転テーブル１８の回転とキャップ１の搬入とは同期しており、缶容器９がキャップ搬入位置（図５のＮで示す位置）まで移動すると、その缶容器９の上側まで延びている前記キャップ搬入機構１９のガイド部材２３上には、缶容器９と同一軸線上に一致するようにキャップ１が送り込まれている。この時点では、前記プッシュパッド５３はカム機構４１によって上限位置に引き上げられており、キャップ１の天板部２から上方に離れている。ここで、図１に示すように、缶容器９の搬入が停止された場合は、近接センサ２５Ａが缶の有無を検出し、図示されない電磁弁とエアシリンダによりキャップ搬入機構１９のスライダ２２出口部に取付られたストッパホイル２２Ａの回転を停止し、対応するポケット２１Ａへのキャップの搬入を停止する。

回転テーブル１８と共にプッシュパッド５３が、このキャップ搬入位置から僅かに回転して図５に符号のＰ１で示す位置に到ると、前述したカム機構４１によってプッシュパッド５３が昇降ロッド３７と共に下降し始める。その状態を図７のＰ１として示してある。そして、前記ガイド部材２３の終端近くまで回転して図５のＰ２で示す位置に到ると、プッシュパッド５３がガイド部材２３に載っているキャップ１の天板部２にほぼ接触する。同時に前述したバルブ機構５２における溝５０に回転テーブル１８側の通気孔４７が連通し、吸引（バキューム）が開始される。その結果、キャップ１の天板部２がプッシュパッド５３によって吸着され、キャップ１がプッシュパッド５３によって吸引・保持される。その状態を図７のＰ２として示してある。

プッシュパッド５３の高さは、キャップ１がガイド部材２３を外れる（図５のＰ３で示す位置）まで一定に保たれる。その状態を図７のＰ３として示してある。その後に再度下降させられる。前述したように、プッシュパッド５３の直下に缶容器９が配置されていてその容器口部１０とキャップ１がほぼ同一軸線上に保持されているので、前記カム機構４１によってプッシュパッド５３が下降させられることにより、キャップ１が容器口部１０に接近し冠着が開始される。その状態を図７のＰ４として示してある。

プッシュパッド５３が更に下降すると、キャップ１が容器口部１０に対して更に深く嵌合し、その天板部２の内面に設けてあるライナー部材８が容器口部１０のカール部１１に接触する。その過程における状態を図７のＰ５として示してある。そして、プッシュパッド５３が前記カム機構４１によって下限位置まで下降させられると、プッシュパッド５３を構成しているスリーブ５５が、キャップ１を冠着させるための抵抗力を受けるために、圧縮バネ５８を圧縮して相対的に押し上げられる。言い換えれば、圧縮バネ５８の弾性力でキャップ１を容器口部１０に対して押し込む作用が生じる。なお、その場合にキャップ１が過度に変形しないように、圧縮バネ５８の弾性力が調整されている。こうしてキャップ１の冠着が終了し、プッシュパッド５３によるキャップ１の吸着が解除される（バキュームＯＦＦとなる）。その状態を図７のＰ６として示してある。これは、図５、図６のＰ６で示してある位置での状態である。

キャップ１の吸着が解除された後、図５のＰ６で示す位置に到るまでの僅かな間、プッシュパッド５３は下限位置に保持される。これは、前記圧縮バネ５８によるキャップ１のいわゆる押し込みを確実に行うためである。その後、プッシュパッド５３はカム機構４１の作用によって上方に引き上げられ、上限位置に復帰する。その過程の状態を図７のＰ７として示してある。そして、図５、図６のＰ７で示す位置を経由してプッシュパッド５３が上限位置に至り、前述した符号Ｐ１で示す位置に戻る。

その過程の途中において、図５のＰで示す受け渡し位置で、キャップ１の冠着が完了した缶容器９が、コネクション部２７に受け渡される。また、図５のＭで示す搬入位置で缶容器９が容器搬入機構２０から回転テーブル１８に搬入される。

前述したようにプッシュパッド５３を構成しているスリーブ５５は、その下端外周部が突出した形状となっており、またノズル部材５４の先端部（下端部）がスリーブ５５の下端部より僅かに上側に後退している。したがって、プッシュパッド５３がキャップ１の天板部２を吸着した場合、その中央部を相対的に引き上げ、上側に膨出（弾性変形）させる作用が生じる。特に、前述したアンビル３４を備えている場合には、図４に示すように、アンビル３４を上方に突き出して天板部２を下側から押し上げることにより、天板部２の中央部を確実に膨出させ、かつその膨出量を調整することができる。

天板部２が上記のように弾性変形されられると、その内面に設けられているライナー部材８が併せて変形する。その状態を図８（ａ）に示してある。ライナー部材８は、天板部２の内面からコーナー部３の内面に亘って設けられ、更に内リブ８ａと外リブ８ｂとを有し、密封性を向上させるため、その内リブ８ａが外リブ８ｂに対して長くなっていて、これらの各リブ８ａ，８ｂの間に容器口部１０のカール部１１を挿入するようになっている。その内リブ８ａの先端側が、天板部２の膨出変形に伴ってキャップ１の中心方向に変位し外リブ８ｂはそれほど変位しないので、内リブ８ａと外リブ８ｂの間隔が開く。そして、キャップ１の冠着完了時には、天板部２の変形が解除されるので、図８（ｂ）に示すように、内リブ８ａが元に戻りライナー部材８がカール部１１の内周面に密着する。そのため、キャップ冠着の際にカール部１１をリブ８ａ，８ｂの間に挿入しやすくなり、内リブ８ａがカール部１１の頂端部に乗り上げて、カール部１１の頂端部によって噛み込まれた状態で冠着される巻締不良状態を回避することができる。

したがって、本発明に係る上記のキャッピング装置によれば、キャップ１の天板部２を水平状態に保持して移動させつつ、容器口部１０に冠着させるように構成されているので、キャップ１のいわゆる斜め被りを防止することができる。また、冠着部１７とキャッピング部１６との間に、冠着部１７からキャップ１の冠着済みの缶容器９を受け取り、キャッピング部１６に受け渡すコネクション部２７（回転搬送機構）が配置されていることにより、冠着部１７は、キャッピング部１６におけるキャッピングヘッドの成形ローラ（それぞれ図示せず）などの機器に干渉することがない。そのため、キャップ１の天板部２を広く吸着する構造とすることができる。また、広口キャップを対象とする場合には、広口キャップは高さ寸法よりも直径寸法の方が大きく、ガイド板上に載置されて水平方向に搬送される際に安定しているので、高速搬送が可能となり、したがって、キャッピングの高速化に有効であるという効果を奏することができる。また、キャッパー部を改造することなく、確実なキャップ冠着方法を提供することが可能となる。

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１の周縁部を支持した状態で天板部２の中央部を吸引することにより、天板部２を上方に向けて膨出させ、内リブ８ａの先端部をキャップ１の中心方向に弾性変位させることができる。その結果、内リブ８ａの外径が容器口部１０の内径より大きく、嵌入しにくいライナー形状の場合でも、キャップ１を冠着させる際に、内リブ８ａの噛み込み発生を防止することができる。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、ライナー形状が容器口部１０に挿入しにくい形状や外径寸法で、嵌合が比較的タイトな内リブ８ａを有している場合、リブ長さが２ｍｍ以上の内リブ８ａを有している場合、あるいは容器口部１０のカール部１１の形状に歪みがあった場合であっても、内リブ８ａの先端部の外径を縮径させることにより、内リブ８ａが容器口部１０（カール部１１）の頂端部かつ外周側に乗り越え、その結果、噛み込まれた状態で巻締められる事態を防止することができる。

さらに、キャップ粗形材の天板部をプッシュパッドなどのキャップ捕捉部により広く吸着する構造とすることができる。これにより、広口キャップの場合でも安定して水平に搬入及び冠着させることができ、またキャッピング作業の高速化にも有利である。

また、キャッピング部１６のヘッド数と冠着部１７のプッシュパッド５３の数を同一にした場合には、キャッピング工程のキャッピングヘッド番号に対応した製造履歴表示等を天板部２にアンビル３４で施すことも可能となる。

なお、本発明は上記の具体例に限定されないのであって、本発明におけるカム手段は、要は、キャップ捕捉部と容器とを相対的に接近させる機能を備えていればよく、したがって上記のプッシュパッド５３に相当するキャップ捕捉部を昇降させる構成に替えて、容器を昇降させる構成のものであってもよい。

なお、本実施形態では、容器口部に冠着させる際に斜め被りが起こり易いキャップ、特に、斜め被りで冠着されると内リブの噛み込みが起こり易い広口タイプのキャップ（容器口部の外径が３５ｍｍ以上のものに適用されるキャップ）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することができる。

本発明に係るキャッピング装置におけるキャップ粗形材冠着部、インフィード部、キャッピング部などの配列を示す配置図である。そのキャップ粗形材冠着部の一例の全体的な構成を示す断面図である。そのキャップ粗形材冠着部の一部を示す断面図である。そのプッシュパッドで吸着したキャップの天板部をアンビルで押し上げている状態を示す断面図である。キャップ粗形材冠着部における回転テーブル回転円上での各位置を示す図である。吸着のオン・オフを併記したカム線図である。キャップを吸着して冠着するまでの各過程における状態をガイド関係の部材を一部省略して示す図である。ライナー部材の内リブが弾性変形している状態（ａ）と、変形していた内リブが復帰した状態（ｂ）とを示す部分断面図である。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。従来例を示すキャップシュートの図である。巻締められ冠着不良となった状態を示す説明図である。

符号の説明

１…キャップ粗形材（キャップ）、２…天板部、８…樹脂製ライナー部材、９…缶容器、１０…容器口部、１６…キャッピング部、１７…キャップ粗形材冠着部（冠着部）、１９…キャップ搬入機構、２０…容器搬入機構、３４…アンビル、３６…ガイドスリーブ、３７…昇降ロッド、４１…カム機構、４４…貫通孔、５２…バルブ機構、５３…プッシュパッド、Ｌｃ…キャップローディング部。

Claims

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に対してその天板部を押圧し、当該被せられたキャップ粗形材周面に成形ローラを押し付けて成形し前記容器口部に前記キャップ粗形材を装着させるキャッピング装置において、
搬入された容器の容器口部にキャップ粗形材を被せる冠着手段と、キャップ粗形材を被せた容器に係るキャップ粗形材の周面に成形ローラを押し付けて成形し前記容器口部に当該キャップ粗形材を巻締めるキャッピング手段との間に、ターレットを介して前記キャップ粗形材を被せた容器を前記キャッピング手段に受け渡すコネクション手段が配設され、
前記冠着手段に対して、容器を水平方向から搬入する容器搬入手段と、
前記冠着手段に対して、開口部を下側にしかつ天板部を上側にしたキャップを、水平状態で搬入するキャップ搬入手段とを備え、
前記冠着手段は、水平状態で搬入された前記キャップ粗形材の天板部を吸着しかつ保持して公転する複数のキャップローディング手段を有し、
前記キャップローディング手段は、前記搬入されたキャップ粗形材の天板部に対して弾性的に接触して当該天板部を吸着しかつ保持するキャップ捕捉手段と、前記キャップ捕捉手段と前記搬入された容器とを相対的に接近させるカム手段と、前記キャップ粗形材の搬入位置から前記容器口部に前記キャップ粗形材を被せるまでの所定区間で前記キャップ捕捉手段に吸引力を作用させるバルブ手段と、前記容器に対して昇降し、中心軸線に吸引用の貫通孔が形成された昇降ロッドとを有するとともに、
前記キャップ捕捉手段は、前記昇降ロッドの下端部に固定され、前記貫通孔と連通する吸引口が下端部に形成されたノズル部材と、前記ノズル部材に対してその外周側に所定寸法弾性的に上下動できるように嵌合され、かつ下端部の外周部が下側に突出した形状のスリーブを備え、前記ノズル部材の下端部が前記スリーブの下端部の外周部よりも上側に配設され、前記キャップ捕捉手段が前記キャップの天板部を吸着したとき、当該天板部の中央部を上側に変形させ、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キャップ粗形材を前記容器口部に被せ、このキャップ粗形材を被せた容器を前記コネクション手段に受け渡す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。
前記冠着手段には、前記搬入された容器の下端開口部を貫通して前記キャップ捕捉手段に向かって上側に移動し、前記キャップ粗形材の天板部の中央部を弾性的に上側に変形させる昇降手段が前記容器を公転移動させる回転テーブル側に設けられ、かつ前記容器は下端開口部を有する容器であ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。
予め容器口部に金属製のキャップ粗形材を被せた後、当該容器口部に被せられたキャップ粗形材の周面に成形ローラを押し付けて前記容器口部に巻締めを行うキャッピング方法において、
前記容器口部にキャップ粗形材を被せる際に、前記キャップ粗形材の天板部を吸着しかつ保持すると共に、前記キャップ粗形材の天板部内面に設けられている密封用ライナー部材が前記容器口部と接触する前に、前記キャップ粗形材の周縁部を支点として、当該吸着しかつ保持しているキャップ粗形材の天板部を上側に弾性変形させることにより、前記密封用ライナー部材の内リブを前記キャップ粗形材の中心方向に変位させて、前記キャップ粗形材を前記容器口部に被せた後、キャップ粗形材の吸着保持を解除して前記内リブを復帰させることを特徴とするキャッピング方法。