JP6383320B2 - キャッパ - Google Patents

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Description

本発明は、エアゾール缶頭頂部にオーバーキャップを嵌着するためのキャッパに関する。
予めステムに噴射ボタンが装着された充填済みのエアゾール缶にオーバーキャップを嵌着するキャッパが知られている(特許文献1)。また、オーバーキャップ側に噴射ボタンが設けられ、このオーバーキャップを充填済みのエアゾール缶に嵌着するキャッパも知られている(特許文献2)。
米国特許第3662519号明細書 特開2002−248384号公報
特許文献1の構成のエアゾール缶の製造工程では、オーバーキャップを装着後、エアゾール缶の不良の有無を確認するための動作確認作業において、噴射ボタンが押下げられる。また、特許文献2の構成のエアゾール缶の製造工程では、オーバーキャップ装着後、動作確認作業に加え、オーバーキャップに設けられた噴射ボタンをステムに装着する組み立て作業を行うために、噴射ボタンがエアゾール缶に向けて押し下げられる。しかし、従来のキャッパは噴射ボタンを押し下げるための機構を備えておらず、噴射ボタンの押し下げ作業は手動、または、キャッパの下流側に設けられた専用の装置によって行われ、作業効率が悪かった。
本発明は、エアゾール缶にオーバーキャップを嵌着するキャッパにおいて、噴射ボタンの押し下げ作業を自動で行うことを課題としている。
本発明のキャッパは、内容物が充填されたエアゾール缶を搬送する搬送手段と、オーバーキャップをエアゾール缶に装着するキャッピングヘッドとを備えたキャッパにおいて、エアゾール缶またはオーバーキャップには、内容物を噴射させるための噴射ボタンが設けられており、キャッピングヘッドは、オーバーキャップを保持する保持手段と、噴射ボタンと係合可能なプッシャと、プッシャを噴射ボタンに係合させて押圧する係合位置と、プッシャとの係合を解除する解除位置とに移動させるプッシャ移動手段とを備え、オーバーキャップをエアゾール缶に装着した後、プッシャを係合位置に移動させることによって、噴射ボタンを押圧して内容物を噴射させることを特徴としている。
搬送手段は、搬送手段の搬送経路側方の所定位置に排気手段が設置された排気区間を有し、キャッピングヘッドは、排気区間の上流側でオーバーキャップをエアゾール缶に装着し、その後、エアゾール缶が排気区間を搬送される間に、プッシャによって噴射ボタンを押圧する。
また搬送手段は、エアゾール缶を載置する回転可能な容器台を有しており、エアゾール缶が、排気手段が設置された側を向いて内容物を噴射するように容器台を回転させる。
本発明によれば、エアゾール缶にオーバーキャップを嵌着するキャッパにおいて、噴射ボタンの押し下げ作業を自動で行うことができる。
本発明の一実施形態であるキャッパのレイアウトを示す平面図である。 キャッピングヘッドの断面図および側面図である。 図1の位置Q1におけるキャッピングヘッドとオーバーキャップ、エアゾール缶Vの関係を示す図である。 図1の位置Q3の直後の位置におけるキャッピングヘッドとオーバーキャップ、エアゾール缶Vの関係を示す図である。 図1の位置Q4におけるキャッピングヘッドとオーバーキャップ、エアゾール缶Vの関係を示す図である。 図1の位置Q6〜Q7におけるキャッピングヘッドとオーバーキャップ、エアゾール缶Vの関係を示す図である。
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のキャッパのレイアウトを示す平面図である。図1を参照して、本実施形態のキャッパ全体の構成およびキャッピング作業の全体の流れについて説明する。
キャッパ10は、オーバーキャップCを充填済みのエアゾール缶Vの頭頂部に装着する装置である。キャッパ10は、供給スターホイール12からオーバーキャップCおよび充填済みエアゾール缶Vを受け取り、オーバーキャップCをエアゾール缶Vに嵌着した後、排出スターホイール14へと受け渡す。また、オーバーキャップCはキャップ供給装置16から供給スターホイール12へと供給され、エアゾール缶Vは供給コンベヤ18から供給スターホイール12へと供給される。なお、キャップ供給装置16には、例えば公知のキャップシュート16Sが用いられ、供給コンベヤ18には、例えば公知のトップチェーンコンベヤなどが用いられる。
供給スターホイール12は、オーバーキャップCを載置・搬送する、キャップディスク12D(図3参照)と、その下方にあって、キャップディスク12Dと同期してエアゾール缶Vを保持・搬送する缶移送手段としてのスターホイール(図示せず)とを備える。キャップ供給装置16は、キャップディスク12Dの接線方向に沿って配置され、例えば位置P1において、キャップシュート16SからオーバーキャップCが受け渡される。
ここで、オーバーキャップCは、例えば折り畳み式の細長い延長噴射ノズルCnを備える噴射ボタン付きのオーバーキャップであり、延長噴射ノズルCnは、購入者が水平に起こすまでオーバーキャップCの側面に沿って下向きに折り畳まれている。オーバーキャップCは、噴射口Csを備え(図3参照)、延長噴射ノズルCnが水平に起こされると、延長噴射ノズルCnの基部側の開口が噴射口Csと対向し、連結される。
延長噴射ノズルCnは、折り畳まれているとき、オーバーキャップCの下端よりも下側に延出するので、キャップディスク12Dに移載される際、延長噴射ノズルCnはキャップディスク12Dの外周外側に位置してディスクから垂れ下がるように配置される必要がある。そのためオーバーキャップCは、キャップ供給装置16において図1に示されるように、延長噴射ノズルCnをキャップシュート16Sの一方の側に揃えて搬送される。
一方、エアゾール缶Vを搬送する供給コンベヤ18は、供給スターホイール12の接線方向に沿って配置され、例えば位置P2において、エアゾール缶Vが供給コンベヤ18から供給スターホイール12へと受け渡される。なお、エアゾール缶Vは、その向きがバラバラな状態で供給コンベヤ18上を搬送される。図1では各エアゾール缶Vの側面にある継ぎ目を楔形Vsで表し、多数のエアゾール缶Vの向きがバラバラである状態を例示する。
図1において、キャッパ10は、時計回りに回転し、供給スターホイール12と排出スターホイール14は、それぞれ反時計回りに回転される。供給スターホイール12は、上下1組のオーバーキャップCとエアゾール缶Vを、位置Q1において供給スターホイール12からキャッパスターホイール20へと受け渡す。
キャッパ10は、エアゾール缶Vを保持するキャッパスターホイール(搬送手段)20と、その上方に配置され、オーバーキャップCを保持するキャッピングヘッド22(図2参照)とを備える。オーバーキャップCは、後述するように、位置Q1において延長噴射ノズルCnをキャッパ10の回転中心Oに向けた状態で各キャッピングヘッド22(図3、4参照)によって把持される。一方、エアゾール缶Vは、向きがバラバラのままキャッパスターホイール20の外周に沿って所定間隔で配列される容器台24(図3、4参照)の上に移される。
キャッピングヘッド22の各々とキャッパスターホイール20の容器台24の各々は上下で対をなし、円軌道に沿って排出スターホイール14に向けて時計回りに移送される。各容器台24は、後述するように回転可能(図1では時計回り)であり、容器台24が下流側の所定位置Q2まで移送されると回転が開始される。位置Q2の直ぐ下流側には、容器台24上のエアゾール缶Vの向きを検出するセンサとして、エアゾール缶Vの側面を撮影するカメラ26が配置される。すなわち、本実施形態では、撮影された画像からエアゾール缶Vの向きを把握するため側面の継ぎ目Vsを検出する。
オーバーキャップCのエアゾール缶Vへの装着は、カメラ26よりも下流側に位置するキャッピング区間において行われ、図1では、同区間が位置Q3から位置Q4までの区間として示される。容器台24は、カメラ26により把握されたエアゾール缶Vの向きから、同エアゾール缶Vが位置Q3に到るまでにキャッパスターホイール20に対して所定方向を向くように回転する。例えば図1では、エアゾール缶Vの継ぎ目Vsが搬送方向とは逆向きに向けられ、その位置は位置Q4に到るまで維持される。すなわち、キャッピング区間Q3〜Q4において、容器台24はキャッパスターホイール20に対して回転されず、エアゾール缶VとオーバーキャップCの相対的な向きはキャッピング区間Q3〜Q4において一定に維持される。
キャッピング区間Q3〜Q4では、オーバーキャップCを保持したキャッピングヘッド22が、エアゾール缶Vに向けて下降され、オーバーキャップCがエアゾール缶Vに嵌め込まれる。オーバーキャップCのエアゾール缶Vの頭頂部への装着が完了すると、キャッピングヘッド22は、後述するように、オーバーキャップCのチャック状態を解除し、オーバーキャップCが組み付けられたエアゾール缶Vは位置Q4へと搬送される。
容器台24は、位置Q4に到ると再び回転(例えば時計回り)され、オーバーキャップCの装着が終了したエアゾール缶Vは、位置Q5に到るまでに180°回転され、延長噴射ノズルCnは、キャッパスターホイール20の径方向外側に向けられる。
位置Q5の下流側であって、排出スターホイール14の上流側には、キャッパスターホイール20におけるエアゾール缶搬送軌道の側方(図示例では外周)に隣接して排気ダクト(排気手段)28が、その開口部28Aを容器台24側に向けて配置される。キャッピングヘッド22は、エアゾール缶Vの延長噴射ノズルCnが排気ダクト28の開口部28Aに向けられている位置Q6から位置Q7の間(排気区間)、後述する噴射ボタンプランジャ42(図2参照)を押し下げてオーバーキャップCの噴射ボタンCb(図6参照)をエアゾール缶VのステムVt(図3参照)に嵌め入れるとともに、エアゾール缶Vから排気ダクト28の開口部28Aに向けて、その内容物を噴射させる。
排気ダクト28に噴出されたガス状の内容物は、排気ダクト28に接続された吸引源30により吸引され排出される。また排気ダクト28の開口部28Aには、エアゾール缶Vの内容物が適正に噴射されたか否かを検知するための噴射確認センサ31A、31Bが設けられる。噴射確認センサ31A、31Bは、例えば一方が投光側、他方が受光側である光センサであり、開口部28Aを横切るように、開口部28A近くの両側の内壁に相対する形で配置される。
噴射確認区間Q6〜Q7において、オーバーキャップCの組み付け作業(噴射ボタンのステムへの嵌着)と噴射確認作業が完了すると、オーバーキャップCが装着されたエアゾール缶Vは、その下流において排出スターホイール14へと受け渡される。
次に図2を参照して、本実施形態のキャッピングヘッド22の構成について説明する。図2(a)は、図2(b)のA−A断面図であり、図2(b)は、キャッピングヘッド22の側面図である。なお図2(a)において、左半分はチャックアームが閉じた状態、右半分はチャックアームが開いた状態を示す。
キャッピングヘッド22は、カム機構など、上方に設けられた図示しない昇降機構によりその全体が昇降可能であり、オーバーキャップCを両側から把持する一対のチャックアーム(保持手段)32を備える。チャックアーム32は、それぞれ回転軸32Sによりヘッド本体36に軸支され、チャックアーム32の先端(下端)には、オーバーキャップCの側面に当接して、その側面を把持するためのチャック爪32Nが設けられる。オーバーキャップCを把持するときには、図2(a)の左図のように、チャックアーム32は、ヘッド本体36の側面に密接するように回転軸32S周りに回転され、閉じられた状態となる。一方、オーバーキャップCを開放するときには、図2(a)の右図のように、チャックアーム32は、ヘッド本体36の側面から離れるように回転軸32S周りに回転され、開かれた状態となる。
チャックアーム32の回転軸32Sよりも下端側には、ヘッド本体36との間に介装され、チャックアーム32に付勢力を与えるスプリング(弾性部材)32Bと、ヘッド本体36に向けて延出し、チャックアーム32が閉じられたときに、チャックアーム32とヘッド本体36の間の隙間(アーム開度)を調整するピン32Pが設けられる。また、スプリング32Bとピン32Pが当接するヘッド本体36の側面には、スプリング32Bとピン32Pとを受けるためプレート36Lが設けられる。
一方、回転軸32Sよりも上方に位置するチャックアーム32の上端には、ローラ34が回転自在に設けられる。またヘッド本体36の上方の中心には、1本のプランジャ36Pがヘッド本体36の中心軸に沿って昇降自在に配置される。本実施形態において、チャックアーム32の開閉は、プランジャ36Pをローラ34の間に挿入/抜脱することにより行われる。すなわち、チャックアーム32は、スプリング32Bにより、チャック爪32Nを備える下端が開かれるように回転軸32S周りに回転付勢され、プランジャ36Pがローラ34の間に押し込まれると、ローラ34が外側に押し遣られ、チャックアーム32は、スプリング32Bの付勢力に抗して、回転軸32S周りに回転されチャックアーム32が閉じられる。一方、プランジャ36Pがローラ34の間から抜かれると、スプリング32Bの付勢力により、チャックアーム32は開かれる。
なおプランジャ36Pは、バネ36Sにより上方に付勢されており、その昇降は上方から通路36Cを通してヘッド本体36のエアシリンダ36U内へ供給される作動流体によって行われる。図2(a)の左側には、プランジャ36Pが、作動流体圧で押し下げられて両ローラ34の間に挿入された状態、図2(a)の右側には、バネ36Sの付勢力により押し上げられ、プランジャ36Pが両ローラ34の間から抜き出された状態が示される。
一方、ヘッド本体36の下端には、ベアリングケース38が設けられ、その内側にはベアリング38Bを介してキャップ押え40が設けられる。キャップ押え40は、オーバーキャップCの頂面に当接して、オーバーキャップCを上から押さえて支持するとともに、キャッピング時に、キャッピングヘッド22からの押圧力をオーバーキャップCへと伝える。またキャップ押え40は、ベアリング38Bにより、ヘッド本体36に対して垂直軸周りに回転自在とされる。
ヘッド本体36の下端部の中心には、垂直軸に沿って噴射ボタンプランジャ(プッシャ)42が設けられる。噴射ボタンプランジャ42は、オーバーキャップCに設けられた噴射ボタンを押し下げるための部材であり、ヘッド本体36の下端に設けられるエアシリンダ36Dに通路36Fを通して供給される作動流体により、ヘッド本体36の中心軸に沿って昇降自在とされる(プッシャ移動手段)。図2(a)の左側には、噴射ボタンプランジャ42が下降され、後述する噴射ボタンを押し下げる係合位置が示される。図2(a)の右側には、噴射ボタンプランジャ42が上昇された解除位置が示される。
次に図3〜図6を参照して、本実施形態のキャッパ10によるキャッピング動作の詳細について説明する。図3は、図1の位置Q1におけるキャッピングヘッド22とオーバーキャップC、エアゾール缶Vの関係を示す図であり、図4は位置Q3の直後、図5は位置Q4、図6は位置Q6〜Q7におけるオーバーキャップC、エアゾール缶Vの関係を示す図である。なお、何れもキャッパ10の中心O側から径方外側を見た矢視図である。
図3に示される位置Q1では、オーバーキャップCは、供給スターホイール12のキャップディスク12D上にあり、エアゾール缶Vは、キャッパスターホイール20のプレート20Pの周囲に所定間隔で設けられた容器台24上に移された状態にある。このときキャッピングヘッド22のチャックアーム32は開いた状態にあり、キャッパヘッド22は従来周知の図示しないカム機構により下降される。キャップ押え40がオーバーキャップCの頭頂部に当接すると、キャッパヘッド22の下降は停止され、破線で示されるようにチャックアーム32が閉じられる。これによりキャップディスク12D上のオーバーキャップCは、チャック爪32Nにより両側から把持される。
回転プレート20Pは、キャッパ20の中心Oの周りに回転され、これにより容器台24も中心O周りに回転される。また容器台24は、ベアリング44Bを介して回転プレート20Pに軸支されるシャフト44により自転可能に支持され、シャフト44は、ギヤ列46を介して各々モータ48に連結される。なお、モータ48は、各々ステーやブラケットなどを通して回転プレート20Pに保持される。オーバーキャップCがチャックアーム32により把持されると、回転プレート20Pはキャッピングヘッド22と一緒に図1の中心Oの周りに回転され、オーバーキャップCは、キャップディスク12Dから離脱する。
容器台24は、位置Q2から回転(自転)を始め、カメラ26で、エアゾール缶Vの側面にある継ぎ目Vsを検出する。モータ48は、検出された継ぎ目Vsの位置から、位置Q3に到着するまでの間に、エアゾール缶Vの継ぎ目Vsが回転プレート20Pに対して所定方向(搬送方向後側)を向くように容器台24を回転させる。
位置Q3に到ると、キャッピングのためキャッピングヘッド22の更なる下降が開始され、図4の状態に至る。すなわち、位置Q3〜位置Q4の間において、キャッピングヘッド22は更に下降され、キャッピングヘッド22に保持されたオーバーキャップCは、エアゾール缶Vの頭頂部に嵌合される。このとき方向がバラバラであったエアゾール缶Vの継ぎ目Vsが回転プレート20P、すなわちキャッピングヘッド22に対して所定の向きに揃えられているので、オーバーキャップCの延長噴射ノズルCnは、エアゾール缶Vの継ぎ目Vsに対して全て同じ位置関係でキャッピングされる。
図5に示される位置Q4では、組み付けが終了したエアゾール缶VのオーバーキャップCの頭頂部にキャップ押え40を当接させたまま、チャックアーム32が開かれ、オーバーキャップCの噴射口Csがキャッパ10の径方向外側を向くようにモータ48が駆動され、容器台24が自転される。なお、噴射口Csは、折り畳まれた延長噴射ノズルCnを起こして連結するものなので、その向きは延長噴射ノズルCnと同じである。したがって、図示例において容器台24は180°回転される。キャップ押え40は、ヘッド本体36にベアリング38Bを介して保持されているため、容器台24が回転されるとオーバーキャップCの頭頂部を抑えながら共に回転し、エアゾール缶Vの回転を阻害することはない。
次に位置Q6に到ると、図6の状態となり、エアゾール缶Vの噴射口Csは図面の反対側(キャッパ10の径方向外側)を向いた状態にされる。そして噴射ボタンプランジャ42が下降され、オーバーキャップCの噴射ボタンCbが押し下げられ、噴射ボタンCbがエアゾール缶VのステムVtに嵌合されるとともに、エアゾール缶Vの内容物が噴射口Csから排気ダクト28に向けて噴射される。この状態は位置Q7まで維持され、その間に噴射確認センサ31A、31Bにより、適正な噴射が行われたか否かが確認される。噴射ボタンCbがステムVtに嵌め込まれ、エアゾール缶Vの組み立てが完了すると、エアゾール缶Vは、更に下流側に搬送されて排出スターホイール14に引き渡される。
以上のように、本実施形態によれば、エアゾール缶にオーバーキャップを嵌着するキャッパにおいて、噴射ボタンの押し下げ作業を自動で行うことができる。
なお、本実施形態のキャッパは、折り畳みノズルがないキャップ(噴射口Csのみのもの)をキャッピングする場合や、アクチュエータが既に取り付けられたエアゾール缶に、噴射ボタンが設けられたオーバーキャップをキャッピングする場合、同構成において更にオーバーキャップに噴射ボタンがなく、アクチュエータを外部に露出させる開口が設けられたオーバーキャップをキャッピングする場合、あるいはノズルが折り畳み式ではなく、取り外し式で、未使用時は容器胴部に装着され、使用時には噴射口に差し込んで使用する方式のキャップをキャッピングする場合にも適用できる。ここでアクチュエータが既に取り付けられたエアゾール缶にキャッピングをする場合は、ステムとオーバーキャップを接続する必要がないので、噴射ボタンの押し下げ作業は、噴射テストのためだけに行う。
また本実施形態では、排気ダクトをキャッパスターホイールの外側に配置したが、排気ダクトをキャッパスターホイールの回転軸側に設け、位置Q4での回転動作を無くすことも可能である。また排気ダクトを外側に配置した構成であっても、折り畳み式ノズルがないオーバーキャップであれば、予め噴射口(Cs)をキャップディスク上でキャップディスクの回転軸方向に向けておくことで、位置Q4での回転動作を無くすことができる。
また、折り畳み式ノズルが設けられていないオーバーキャップのキャッピングを行う場合には、噴射口の向きがバラバラな状態でキャッピングヘッドにキャップが供給される場合も想定される。このような場合には、噴射口を検知するセンサを設け、キャップ装着後に容器台を回転させて、噴射口を排気ダクトへ向けてもよい。なお、本実施形態では、プランジャで噴射ボタンを押し下げてエアゾール缶のステムに噴射ボタンを嵌合させ、同時に噴射ボタンのエアゾール缶の動作チェックを排気ダクトに設けたセンサで行った。しかし、動作チェックが必要でない場合には、排気ダクトのセンサを省略することができる。
また、本実施形態のキャッピングヘッドは、オーバーキャップの保持するために把持式のチャックアームを用いたが、キャッパのチャックは、把持式に限らず、真空吸着式など、オーバーキャップをキャップディスクから取り出し、エアゾール缶に装着できるものであれば良い。
10 キャッパ
12 供給スターホイール
14 排出スターホイール
16 キャップ供給装置
18 供給コンベヤ
20 キャッパスターホイール(搬送手段)
22 キャッピングヘッド
24 容器台
26 カメラ
28 排気ダクト(排気手段)
31A、31B 噴射確認センサ
32 チャックアーム(保持手段)
32N チャック爪
32S 回転軸
34 ローラ
36 ヘッド本体
36D、36U エアシリンダ
36P プランジャ
38B ベアリング
40 キャップ押え
42 噴射ボタンプランジャ(プッシャ)
48 モータ
C オーバーキャップ
Cs 噴射口
Cn 延長噴射ノズル
V エアゾール缶
Vs 継ぎ目
Vt ステム

Claims (3)

  1. 内容物が充填されたエアゾール缶を搬送する搬送手段と、オーバーキャップを前記エアゾール缶に装着するキャッピングヘッドとを備えたキャッパにおいて、
    前記エアゾール缶または前記オーバーキャップには、前記内容物を噴射させるための噴射ボタンが設けられており、
    前記キャッピングヘッドは、
    前記オーバーキャップを保持する保持手段と、
    前記噴射ボタンと係合可能なプッシャと、
    前記プッシャを前記噴射ボタンに係合させて押圧する係合位置と、前記プッシャとの係合を解除する解除位置とに移動させるプッシャ移動手段とを備え、
    前記オーバーキャップを前記エアゾール缶に装着した後、前記プッシャを係合位置に移動させることによって、前記噴射ボタンを押圧して前記内容物を噴射させる
    ことを特徴とするキャッパ。
  2. 前記搬送手段は、前記搬送手段の搬送経路側方の所定位置に排気手段が設置された排気区間を有し、前記キャッピングヘッドは、前記排気区間の上流側で前記オーバーキャップをエアゾール缶に装着し、その後、エアゾール缶が前記排気区間を搬送される間に、前記プッシャによって前記噴射ボタンを押圧することを特徴とする請求項1に記載のキャッパ。
  3. 前記搬送手段は、エアゾール缶を載置する回転可能な容器台を有しており、前記エアゾール缶が、前記排気手段が設置された側を向いて前記内容物を噴射するように前記容器台を回転させることを特徴とする請求項2に記載のキャッパ。
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