JP7112687B2 - キャッピング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトル缶等の容器の口部にキャップを取り付けるためのキャッピング装置に関するものである。

このようなキャッピング装置として、例えば特許文献１、２には、容器搬送装置の上方で昇降自在に設けられ、搬送中にキャップが被着された容器の口部に上方から接近し、先端にキャップの天面を押圧するプレッシャーブロックの設けられたプレッシャーシャフトが中心に挿入されるとともに、容器口部に接近した際にキャップ周壁を押圧してキャップ周壁にねじ部を形成するローラ機構を有するキャッピングヘッドを具備したものが記載されている。

ここで、上記ローラ機構は支持軸、支持アーム、ローラ回転軸、ローラおよびコイルバネから構成され、支持軸はキャッピングヘッドの中心軸と略平行に支持ブロックを介してキャッピングヘッドに支持されている。支持軸の下端にはプレッシャーブロックの上部と略同じ高さで水平に回動する支持アームが取り付けられ、この支持アームの一端にローラ回転軸を介してローラが回転自在に取り付けられている。支持軸にはコイルバネが嵌められており、このコイルバネの下端は支持アームに係止されるとともに上端は支持ブロック２１に係止されていて、このコイルバネはプレッシャーブロックにローラを接近させる方向に支持アームを常時付勢している。

一方、支持アームの回動は、支持軸の上端に水平に取り付けられたロッドの先端のカムフォロア（ころ）がキャッピングヘッドの上部に設けられる円柱カムに近接することで制御される。すなわち、カムフォロアが円柱カムの拡径部に当接している状態ではカムフォロアは内方に変位しないが、所定のタイミングで円柱カムが相対的に下向きに移動した時に、カムフォロアが円柱カムの細径部に近接してキャッピングヘッドの内周側に変位し、支持アームがコイルバネの付勢力で回動させられてローラがキャップの周壁を押圧しながらキャッピングヘッドごとローラがキャップの周囲を回転することにより、キャップの周壁に容器口部の雄ネジ部に合致する雌ネジ部を形成したり、周壁下端の開放端部（フレアー）をねじ山の下に位置する容器口部の膨出部の下縁部に巻き締めしたりする。

特開昭６０－０３４３８８号公報 特開平６－１５６５８５号公報

ところで、このようなローラ機構においては、上記円柱カムが下向きに移動してロッドのカムフォロアが内周側に移動した状態では、支持アームがコイルバネによって付勢されてローラはキャップの周壁に強く押し付けられた状態となる。このため、コイルバネによる付勢力が強すぎるとローラがキャッピングヘッドの内周側に寄りすぎ、キャップの周壁や容器の口部への横荷重が大きくなって座屈や変形を生じるおそれがある。その一方で、このコイルバネによる付勢力が弱いと、キャップの周壁に確実に雌ネジ部を形成したり、周壁下端を膨出部の下縁部に巻き締めしたりすることができなくなるおそれが生じる。

本発明は、このような背景の下になされたもので、強い付勢力で支持アームをキャッピングヘッドの内周側に付勢してもキャップの周壁や容器の口部に座屈や変形を生じることのないキャッピング装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は、軸線回りに回転させられるキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの外周部に配設されて上記軸線と平行な支持軸回りに回転可能とされるとともに上記支持軸の外周側に延びて上記キャッピングヘッドの内周側に先端部が付勢されるローラアームと、このローラアームの上記先端部に支持されて上記支持軸が延びる方向に延びるローラ軸回りに回転自在とされた成形ローラと、上記ローラアームの上記先端部に形成された、上記キャッピングヘッドの外周側および上端側に突出する突起部と、上記突起部に形成されたネジ孔と、上記ネジ孔にねじ込まれるように形成された、上記ローラアームの回転軸であるローラーアーム軸を支持する突部に当接させて上記キャッピングヘッドの内周側への上記ローラアームの回転位置を位置決めする位置決め手段とを備え、前記位置決め手段は、位置決めネジであることを特徴とする。

このように構成されたキャッピング装置では、キャッピングヘッドの内周側へのローラアームの回転位置が位置決め手段によって位置決めされるので、コイルバネ等の付勢手段によって強くローラアームがキャッピングヘッドの内周側に付勢されても、成形ローラが内周側に寄りすぎてキャップ周壁や容器口部への横荷重が必要以上に大きくなることはない。

このため、キャップに確実に雌ネジ部を形成するとともに膨出部に巻き締めをすることができる一方で、キャップや口部に座屈や変形が生じるのは防ぐことが可能となる。従って、キャップを開栓するのに必要な回転トルクや、キャップを一旦開栓した後に再び閉栓するときのリシールトルクが大きくなるのを防ぐことができ、快適にキャップを開、閉栓することができる。

ここで、上記位置決めネジにおいては、位置決めされる上記キャッピングヘッドの内周側への上記ローラアームの回転位置が調整可能とされていることが望ましい。このようにローラアームの回転位置を調整可能とすることにより、成形ローラがキャッピングヘッドの内周側に寄りきる位置も調整することができ、横荷重が大きくなってキャップや口部に座屈や変形が生じるのを一層確実に防ぐことができる。

なお、特にこのようにローラアームの回転位置を調整可能とすることが可能な位置決め手段としては、上記ローラアームと上記キャッピングヘッドとのうち一方にねじ込まれて他方に当接する位置決めネジを用いることができる。すなわち、この位置決めネジのローラアームとキャッピングヘッドとのうち一方へのねじ込み量を調整することにより、他方への当接位置が調節されるので、ローラアームのキャッピングヘッド内周側への回転位置も調整することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、強い付勢力でローラアームをキャッピングヘッドの内周側に付勢しても、成形ローラが内周側に寄りすぎるのを防ぐことができ、キャップの周壁や容器の口部に座屈や変形を生じることなく、確実にキャップに雌ネジ部を形成したりキャップを膨出部に巻き締めしたりすることが可能となるので、キャップを開栓するのに必要な回転トルクや、キャップを一旦開栓した後に再び閉栓するときのリシールトルクが大きくなるのを防ぐことができ、快適な開、閉栓性を確保することができる。

本発明の一実施形態における成形ローラがキャッピングヘッドの外周側に離れた状態を示す底面図である。 図１に示す実施形態において成形ローラがキャッピングヘッドの最も内周側に寄った状態を示す底面図である。 図１に示す実施形態の側断面図であって、図の右下側は図１におけるＹ１－Ｌ１－Ｌ２－Ｙ２－Ｙ３断面を示すものであり、図の左下側は図１におけるＺ１－Ｌ１－Ｌ２－Ｚ２－Ｚ３断面を示すものである。 図１に示す実施形態におけるキャッピングヘッドと１つのローラアームの分解底面図である。

図１ないし図４は、本発明の一実施形態を示すものである。本実施形態において、キャッピングヘッド１は軸線Ｏを中心とした筒状に形成され、その上端側内周部に挿通された円筒状の回転軸１Ａによって軸線Ｏ回りに回転可能に支持されている。キャッピングヘッド１の下端側内周部には、プレッシャーブロック２がベアリング２Ａを介してキャッピングヘッド１に対して相対的に回転自在に、すなわち回転するキャッピングヘッド１に対して非回転状態を維持できるように取り付けられている。プレッシャーブロック２は、キャップに成形される有底円筒状のキャップシェルが口部に被せられたボトル缶等がキャッピングヘッド１の軸線Ｏ方向の直下に搬送された際に、このキャップシェルの天板部の外周縁を押圧して絞り加工し、この外周縁に段差部を成形して口部を密封する。

また、プレッシャーブロック２内には、軸線Ｏに沿って検出ピン３がコイルバネ３Ａによって下端側に付勢されて挿通されている。この検出ピン３は、上記キャップシェルの天板部に当接して後退することにより、口部にキャップシェルが被せられたボトル缶等がキャッピングヘッド１の直下に搬送されたことを検出し、また万一キャップシェルが口部に被せられていないボトル缶等が搬送されたときには、後退せずに突出したままとなってそのような状態を検出し、キャップシェルへの雌ネジ部の成形や巻き締めを行わないようにする。

一方、キャッピングヘッド１の外周部には、キャッピングヘッド１の上端側と下端側とに、軸線Ｏに平行な支持軸Ｌ１を中心とした同軸な貫通孔を有して外周側に突出する突部１Ｂ、１Ｃが設けられており、これらの突部１Ｂ、１Ｃの上記貫通孔にはローラアーム軸４が支持軸Ｌ１回りに回転自在に挿通されている。このローラアーム軸４の上端部にはカムフォロアアーム５が取り付けられるとともに、下端部にはローラアーム６が取り付けられており、これらカムフォロアアーム５の先端部５ａとローラアーム６の先端部６ａとは、上記支持軸Ｌ１の外周側に突出するように延びている。本実施形態では、このような突部１Ｂ、１Ｃとローラアーム軸４、カムフォロアアーム５、およびローラアーム６とが４つずつ周方向に等間隔に配設されている。

また、ローラアーム軸４の外周には、本実施形態における付勢手段であるコイルバネ（トーションバネ）４Ａが巻き掛けられており、このコイルバネ４Ａの下端はローラアーム軸４に係止されるとともに上端はキャッピングヘッド１に係止されていて、ローラアーム６の先端部６ａがキャッピングヘッド１の内周側に回転するようにローラアーム軸４を常時付勢している。さらに、カムフォロアアーム５の先端部５ａには円板状のカムフォロア５Ａが回転自在に取り付けられている。

さらにまた、キャッピングヘッド１の回転軸１Ａの外周には、外形が多段の円筒状をなすカム７が回転軸１Ａと一体に回転可能、かつ軸線Ｏ方向にキャッピングヘッド１に対して進退可能に設けられている。ここで、カムフォロア５Ａがカム７の下端の大径部７Ａに当接している状態ではカムフォロアアーム５の先端部５ａおよびローラアーム６の先端部６ａは図１に示すようにキャッピングヘッド１の外周側に離れた位置にあり、カム７が下降して大径部７Ａの上端側の小径部７Ｂにカムフォロア５Ａが位置した状態で、コイルバネ４Ａの付勢力によってローラアーム軸４がローラアーム６ごと回転して、図２に示すようにローラアーム６の先端部６ａがキャッピングヘッド１の内周側に位置するようにされている。

また、ローラアーム６の先端部６ａには、支持軸Ｌ１が延びる方向に延びるローラ軸Ｌ２を中心とするローラシャフト８ａが挿通されるとともに、このローラシャフト８ａの下端には円板状の成形ローラ８がローラ軸Ｌ２回りに回転自在に取り付けられている。本実施形態では、４つのローラアーム６のうち、周方向に１つおきの２つのローラアーム６の先端部６ａに取り付けられる成形ローラ８は、キャップシェルの周壁に雌ネジ部を成形するネジ切りローラ８Ａとされ、残りの１つおきの２つのローラアーム６の先端部６ａに取り付けられる成形ローラ８は、キャップシェルの周壁下端の開放端部（フレアー）をねじ山の下に位置する容器口部の膨出部の下縁部に巻き締めする裾巻きローラ８Ｂとされている。

ネジ切りローラ８Ａは、ローラシャフト８ａの上端部に配設された、図３において一点鎖線のバツ印で示すバネ（コイルスプリング）８ｂにより、ローラシャフト８ａと一体に上端側に付勢されるとともに、ローラシャフト８ａが延びる方向に進退自在に取り付けられており、ネジ切りローラ８Ａが付勢されてボトル缶等の口部に形成された雄ネジ部のネジ山の間の谷部に位置した状態でキャップシェルの周壁を付勢手段（コイルバネ４Ａ）による付勢力によって押圧して変形させ、キャッピングヘッド１の回転とともにキャップシェルの周壁の回りを回転しつつ雄ネジ部に沿って螺旋状にローラ軸Ｌ２方向に移動して雌ネジ部を成形する。なお、ネジ切りローラ８Ａのローラ軸Ｌ２は、支持軸Ｌ１に対して傾動可能とされていてもよい。これに対して、裾巻きローラ８Ｂは、同じく図３において一点鎖線のバツ印で示すバネ（コイルスプリング）８ｂにより、ローラシャフト８ａと一体にネジ切りローラ８Ａよりも強固に上端側に付勢されてローラシャフト８ａが延びる方向に略固定されており、キャップシェルの周壁下端の開放端部の位置でキャッピングヘッド１とともに回転し、やはり付勢手段（コイルバネ４Ａ）による付勢力によって開放端部を変形させて膨出部の下縁部に巻き締めする。

そして、本実施形態のキャッピング装置においては、キャッピングヘッド１の内周側へのローラアーム６の回転位置を位置決めする位置決め手段９が備えられている。ここで、本実施形態では、各ローラアーム６の先端部６ａに、図１ないし図４に示すようにキャッピングヘッド１の外周側および上端側に突出する突起部６Ａが一体に形成されており、この突起部６Ａにはネジ孔６Ｂが軸線Ｏに垂直な平面上においてキャッピングヘッド１の周方向を向くように形成されていて、このネジ孔６Ｂにねじ込まれた位置決めネジが位置決め手段９とされている。

これらの位置決め手段（位置決めネジ）９は、その先端部９Ａが円錐台状に形成されており、ローラアーム６が付勢力によって回転して成形ローラ８がキャッピングヘッド１の内周側に位置した状態で、この先端部９Ａが図２に示すように各ローラアーム６が取り付けられたキャッピングヘッド１の突部１Ｃの周方向に隣接する突部１Ｃに当接可能して、ローラアーム６および成形ローラ８の回転位置を位置決めする。また、この位置決め手段（位置決めネジ）９の後端部のネジ部にはナット９Ｂが取り付けられている。

このような構成のキャッピング装置においては、付勢手段としてのコイルバネ４Ａの付勢力が強くて、ローラアーム６および成形ローラ８も強くキャッピングヘッド１の内周側に付勢されても、ローラアーム６の回転位置が位置決め手段９によって位置決めされるので、成形ローラ８がキャッピングヘッド１の内周側に寄りすぎてキャップ周壁や容器口部への横荷重が必要以上に大きくなることはない。

このため、キャップシェルに確実に雌ネジ部を形成するとともに膨出部に巻き締めをすることができるとともに、過大な横荷重によってキャップやボトル缶等の口部に座屈や変形が生じるのは防ぐことが可能となる。従って、キャップを開栓するのに必要な回転トルクや、キャップを一旦開栓した後に再び閉栓するときのリシールトルクが大きくなるのを防ぐことができ、快適な開、閉栓性を確保することができる。

また、本実施形態では、この位置決め手段９が、ローラアーム６の突起部６Ａに形成されたネジ孔６Ｂにねじ込まれてキャッピングヘッド１の突部１Ｃに当接する位置決めネジとされており、この位置決めネジのネジ孔６Ｂへのねじ込み量を調整することにより、ローラアーム６の回転位置を調整することが可能となる。従って、成形ローラ８がキャッピングヘッド１の内周側に寄りきる位置も調整が可能であり、一層確実にキャップや口部の座屈や変形を防止することができる。さらに、位置決め手段９に損傷が生じても、容易に交換可能である。

しかも、本実施形態では、この位置決めネジの後端部にナット９Ｂが取り付けられているので、こうして調整された位置を維持することが可能である。このため、多数のキャップをボトル缶等の口部に取り付けることになるキャッピング装置においても、キャッピング工程の途中で位置決めされた回転位置がずれてしまうのも防ぐことができる。

なお、本実施形態では、ローラアーム６の先端部６ａに位置決め手段９としての位置決めネジが取り付けられて、該ローラアーム６が取り付けられたキャッピングヘッド１の突部１Ｃの周方向に隣接する突部１Ｃに当接可能とされているが、これとは逆にキャッピングヘッド１の突部１Ｃに位置決め手段９として位置決めネジ等を設けて、この突部１Ｃの周方向に隣接する突部１Ｃに取り付けられたローラアーム６に当接させるなどしてローラアーム６および成形ローラ８の位置決めを行うようにしてもよい。

また、本実施形態では、上述のように位置決め手段９として位置決めネジを用いてローラアーム６の回転位置を位置決めしているが、場合によっては、ローラアーム６を、該ローラアーム６が取り付けられた突部１Ｃの周方向に隣接する突部１Ｃに直接当接させて位置決めしたり、あるいは周方向に隣接するローラアーム６同士を当接させて位置決めしたりしてもよい。

１ キャッピングヘッド
１Ａ 回転軸
１Ｂ、１Ｃ 突部
２ プレッシャーブロック
３ 検出ピン
４ ローラアーム軸
４Ａ コイルバネ（付勢手段）
５ カムフォロアアーム
５Ａ カムフォロア
６ ローラアーム
６ａ ローラアーム６の先端部
６Ａ 突起部
６Ｂ ネジ孔
７ カム
８ 成形ローラ
８ａ ローラシャフト
８Ａ ネジ切りローラ
８Ｂ 裾巻きローラ
９ 位置決め手段（位置決めネジ）
９Ｂ ナット
Ｏ キャッピングヘッド１の軸線
Ｌ１ 支持軸
Ｌ２ ローラ軸

Claims (2)

1. 軸線回りに回転させられるキャッピングヘッドと、このキャッピングヘッドの外周部に配設されて上記軸線と平行な支持軸回りに回転可能とされるとともに上記支持軸の外周側に延びて上記キャッピングヘッドの内周側に先端部が付勢されるローラアームと、このローラアームの上記先端部に支持されて上記支持軸が延びる方向に延びるローラ軸回りに回転自在とされた成形ローラと、上記ローラアームの上記先端部に形成された、上記キャッピングヘッドの外周側および上端側に突出する突起部と、上記突起部に形成されたネジ孔と、上記ネジ孔にねじ込まれるように形成された、上記ローラアームの回転軸であるローラーアーム軸を支持する突部に当接させて上記キャッピングヘッドの内周側への上記ローラアームの回転位置を位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記位置決め手段は、位置決めネジであることを特徴とするキャッピング装置。
2. 上記位置決めネジにおいては、位置決めされる上記キャッピングヘッドの内周側への上記ローラアームの回転位置が調整可能とさ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。

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