JP2005145522A - キャッピング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 胴部の下端部が開口されたフランジ・ネック部を変形や挫屈を防止して、キャッピングを行うこと。
【解決手段】 下端にフランジ部４２が形成された開口部を有し、上端にネジ山が形成された口部３４を有する金属製の容器３１の前記口部３４に金属製のキャップ粗形材３５を被せ、そのキャップ粗形材３５の天板部を加圧ユニット９により前記口部３４に向けて押圧した状態で、ネジ成形ロール１２により前記キャップ粗形材３５のネジ成形を行うキャッピング方法であって、前記フランジ部４２の形状に対応する断面形状を有する支持部材４６に前記フランジ部４２を当接させるとともに前記加圧ユニット９で前記キャップ粗形材３５の天板部を押圧することにより、前記容器３１を前記加圧ユニット９と前記支持部材４６との間に挟持した後、前記キャップ粗形材３５のネジ成形を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、金属製のボトル型缶などのように剛性の低い容器のキャッピング作業において、予めネジ部が形成されている容器の口部に、キャップとして成形される有底円筒状でかつネジ部の無いキャップ粗形材を被せ、そのキャップ粗形材の周面にネジ部を成形するキャッピング方法及びその方法を実施する装置に関するものである。

通常、容器の金属製キャップは、天板部とその外周から垂下するスカート部（あるいは円筒部）とにより構成されている。そして、容器の口部にキャップ粗形材が被せられ、その後にキャップ粗形材のスカート部がその外側からネジ成形ロールにより押圧され、容器口部の雄ネジ部と適合した雌ネジ部を有するキャップが形成される。容器の口部に被せたキャップ粗形材の天板部の成形及びネジ成形ならびに裾締め成形を行う加工をロールオンキャッピングと称しており、そのキャッピング装置の一例が、特許文献１や特許文献２に記載されている。これらの特許文献に記載されたキャッピング装置は、容器の口部に被せたキャップ粗形材のスカート部外面にネジ部を成形しつつ、そのスカート裾部を内側に絞り込んでキャッピングを行うように構成されている。すなわち、キャップの外側からネジ成形ロールを押圧させて、キャップに雌ネジ部の成形を行い、一方、裾締めロールを容器口部の環状凸部の下側に押圧させて、裾締めを行う。

このようなネジ成形ロール及び裾締めロールの移動は、円錐カム（コーンカムとも言う）を昇降させ、制御された半径方向の力を作用させるネジ成形ロール開閉機構及び裾締めロール開閉機構により行われる。そして、ネジ成形ロールが容器の口部に予め設けられている雄ネジ部に沿うようにキャップ粗形材の外面を転動することにより、所定の雌ネジ部がキャップ粗形材に成形される。一方、裾締めロールは、容器の口部に予め形成されている環状凸部の下面に沿うように回り、その結果、キャップ粗形材に所定の裾締め部が絞り成形される。

従来から知られている前述した構造の成形ヘッドは、キャップ粗形材のネジ成形を行う２個もしくは２個以上のネジ成形ロールと、キャップ粗形材のスカート裾部を内側に絞り込んで裾締め成形を行う２個もしくは２個以上の裾締めロールとを備えている。そして、これらのロールの半径方向への移動を、前述の通り、円錐カムの昇降により行うように構成されている。

この種の装置で対象とするキャップ粗形材は、アルミ合金製やスチール製の薄板を素材とする加工性の良好なものが用いられる。そのため、ネジ成形ロール及び裾締めロールをキャップ粗形材に押圧する押圧力は、捩りバネなどの弾性部材によって発生させている。それに伴って、ネジ成形ロール開閉機構及び裾締めロール開閉機構は、ネジ成形ロール及び裾締めロールをキャップ粗形材の外周面まで案内し、また後退させるように構成されている。より具体的には、ネジ成形ロール開閉機構及び裾締めロール開閉機構は、コーンカムの軸線方向の移動によって、ネジ成形ロール及び裾締めロールを中心側へ移動させ、ネジ成形ロール及び裾締めロールがキャップ粗形材に同時に当接した後には、それぞれの捩りバネの弾性力により各ロールがキャップ粗形材外面を押圧してネジ成形と裾締め成形とが同時に行われる構成となっている。

一方、このような金属薄板製のボトル型缶として、ペットボトルと類似した形状の小径のロ部と肩部と大径の胴部とを一体成形した容器本体における前記口部に、キャップをネジ成形して固着させるとともに、口部とは反対側の胴部の下端開口部を、別体の底蓋の巻締め固着により密閉するように構成したボトル型缶が、本出願人により既に商品化されている。

しかしながら、上記のようなボトル型缶に内容物を充填して密封する場合、通常の容器（広い開口部を有する２ピース缶や３ピース缶等）の場合と比べて、大径（内径が４５ｍｍ以上）の胴部の広い開口部からでなく小径の口部（口部内径が３５ｍｍ以下）から内容物を充填するため、充填ノズルのノズル径が小さくなり、充填速度が遅くなって充填効率が低下する不都合がある。そのため、製造ラインでの生産効率が落ちることになり、また、通常の広い開口部を有する容器の充填・密封に使用している設備をそのまま共用することができない。そこで、容器口部にキャップがネジ巻きされた容器を、ネジ巻きされたキャップ側が下となり胴部の開口部が上となるように倒立した状態で連続して搬送し、その倒立状態の各容器に対して、上方から胴部の開口部を通して内容物を充填した後、既存設備の缶蓋巻締機により胴部の開口部に底蓋を巻締め固着させる方法が、既に特許文献３によって提案されている。

この特許文載３の記載の充填・密封方法によれば、製造ラインにおいて、適当な高さの保持具を使用することで、通常の容器の充填・密封に使用している設備を調整して共用することができ、その結果、小径の容器口部側からではなく大径の胴部の広い開口部側から充填することができ、充填・密封を高速で行うことができる。
特開平１−９９９６７号公報 特開昭４７−４１９７９号公報 特開２００２−１２８１９３号公報

通常、ボトル型缶等のような開封後に再密封可能なリシール機構を備えた容器としては、胴部と底部とが一体壁として形成された容器や、胴部の開口部に予め底蓋が二重巻締された容器が知られているが、特許文献３に記載された発明では、これらのように底部を有する容器を用いるのではなく、胴部の開口部が開口された容器を用いて、その容器を着脱自在に嵌入させる保持具に、キャップ巻締側を下に、胴部の開口部が上となるような倒立状態で嵌入させ、上方から胴部の開口部を通して容器内に内容物を充填し、その後、胴部の開口部に底蓋を既存の缶蓋巻締機で巻締固着して密封するようにしている。なお、容器口部の直径が胴部に近い直径の場合には転倒することがないので保持具を利用しない場合もある。

従って、上述した特許文献３の発明では、胴部の下端部が開口された状態でキャッピング作業が行われることになる。そのためそのキャッピング作業においては、キャップの天板部を押圧した状態で、ネジ成形や裾締め成形が行われるので胴部に対して軸線方向の押圧力が作用し、この荷重を胴部下端の開口部で受けることになる。その結果、キャッピング時のキャップ押圧力により、胴部の開口部のフランジ・ネック部が曲がったり挫屈したりして、内容物充填後に底蓋を巻き締める際に、必要なフランジ部の形状が変形してしまい正常に底蓋の巻締めが行えないという問題があった。

また、キャッピング時、容器胴部が、上からの押圧力に加えてネジ成形ロールによる横方向からの成形荷重を受けると、胴部の下端部は底蓋が巻締めされていないため、胴部の開口部の剛性が低くなり、その開口部が歪み易くなることもあり、正常なキャッピング作業が行えないという問題もあった。

本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、容器の胴部開口端が開口されたままの容器の口部にキャップ粗形材を被せてその周面にネジ成形や裾締め成形などの加工を施すキャッピングを行う際に、胴部下端部のフランジ部の挫屈や変形を防止して、上方から胴部の開口部を通して内容物が充填された後、胴部の開口部に正常に底蓋の巻締めを行うことのできるキャッピング方法及びキャッピング装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製の容器の前記口部に金属製のキャップ粗形材を被せ、そのキャップ粗形材の天板部を押圧部材により前記口部に向けて押圧した状態で、ネジ成形ロールにより前記キャップ粗形材のネジ成形を行うキャッピング方法において、前記フランジ部の形状に対応する断面形状を有する支持部材に前記フランジ部を当接させるとともに前記押圧部材で前記キャップ粗形材の天板部を押圧することにより、前記容器を前記押圧部材と前記支持部材との間に挟持した後、前記キャップ粗形材のネジ成形を行うことを特徴とする方法である。

また、請求項２の発明は、下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製の容器の前記口部に金属製のキャップ粗形材を被せ、そのキャップ粗形材の天板部を押圧部材により前記口部に向けて押圧した状態で、ネジ成形ロールにより前記キャップ粗形材のネジ成形を行うキャッピング方法において、前記口部に前記キャップを被せた容器を、キャップ外周面にネジ部を成形する成形ヘッドと成形テーブルとの間に搬入する搬入工程と、前記成形ヘッドを下降させて前記押圧部材でキャップ天板部を押圧し、その押圧力で前記容器を前記成形テーブル面より下降させ、容器下端部を前記フランジ部の形状に対応させた断面形状を有する支持部材で保持する圧下工程と、前記成形ヘッドの成形ロールでキャップ外周面にネジ部を成形するネジ成形工程と、ネジ成形後、前記成形ヘッドの上昇に伴い前記容器を前記成形テーブル面まで上昇させる持ち上げ工程と、前記成形テーブル面まで上昇させたネジ成形済み容器を次工程へ搬出する搬出工程とを備えていることを特徴とする方法である。

さらに、請求項３の発明は、請求項２の方法において、前記容器を前記成形テーブル面より下降させる際に、前記フランジ部の外周部を前記押圧部材の押圧力に対抗する弾性力を有する環状部材で下側から支持することを特徴とする方法である。

一方、請求項４の発明は、下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製容器の口部に金属製のキャップを被せて該容器を成形テーブル上に配置し、そのキャップの天板部を成形ヘッドによって成形テーブル側に押圧しつつ、該成形ヘッドに設けられた成形ロールを前記キャップの周りに転動させてキャップ外周面にネジ部を形成するキャッピング装置において、前記成形ヘッドに対向する位置で前記成形テーブルに設けられ、前記フランジ部の形状に対応する断面形状を有する支持部材と、その支持部材の外周部に上方に向けて弾性的に付勢された状態で上下動可能に配置されて前記フランジ部の外周部を弾性支持する環状部材とを備えていることを特徴とする装置である。

請求項１に係る本発明の方法によれば、下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製容器の口部に金属製のキャップを被せて、キャップの天板部を押圧部材で押圧しつつキャップの周りにネジ成形ロールを転動させ、キャップ外周面にネジ部を成形するキャッピング方法において、前記押圧部材とフランジ部の形状に対応させた断面形状を有する支持部材とで容器を挟持した後、キャップ外周面にネジ部を成形するようにしたことにより、薄板の胴部開口部が歪むのを防止することができるとともに、開口部のフランジ・ネック部が挫屈や変形するのを防ぐことができる。したがって、容器胴部と底部が一体壁として形成されていない容器、つまり容器胴部の開口端部に予め底蓋が巻締め固着されていない容器であっても、容器口部にキャップを被せてネジ成形することが可能となり、しかもキャッピングされた容器の開口部側から内容物を高速で充填することができ、充填した後その開口部に底蓋を巻締める際に、巻締め不良を防止することができる。

請求項２の発明によれば、容器の下端開口部にフランジ部が形成され、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製容器の口部に金属製のキャップを被せて、キャップ外周面にネジ部を成形する成形ヘッドと成形テーブルとの間に搬入する搬入工程と、前記成形ヘッドを下降させて前記成形ヘッドの押圧部材でキャップ天板部を押圧し、その押圧力で容器を前記成形テーブル面より下降させ、容器下端部を前記フランジ部の形状に対応させた断面形状を有する支持部材で保持する圧下工程と、前記成形ヘッドの成形ロールでキャップ外周面にネジ部を成形するネジ成形工程と、ネジ成形後、前記成形ヘッドの上昇に伴い容器を前記成形テーブル面まで上昇させる持ち上げ工程と、前記成形テーブル面まで上昇させたネジ成形済み容器を次工程へ搬出する搬出工程とを備えていることにより、薄板の胴部開口部が歪むのを防止するとともに、フランジ・ネック部が挫屈や変形するのを防ぐことができ、そのため、胴部下端が開口された容器であっても、容器口部にキャップを被せてネジ成形することが可能となり、しかもネジ成形された後、容器開口部を通して内容物を充填し、その後、その開口部に底蓋を正常に巻締めることができる。

しかも、押圧部材でキャップの天板部を押圧した際に、その押圧部材の押圧力により容器を成形テーブルより下降させ、フランジ部の形状に対応させた断面形状を有する支持部材とで容器を保持してからキャッピング作業が行え、成形テーブル面（フィードライン）よりも上に支持部材が突出することがないため、容器を成形ヘッドと成形テーブルとの間にフィードラインに沿って搬入・搬出する際に、フランジ部が支持部材に引っかかることがなく、成形テーブル上への容器の出し入れをスムーズに行うことができ、その結果、キャッピングする際の搬送トラブルを未然に防止することができる。

さらに、請求項３の発明によれば、請求項２の効果に加えて、押圧部材で容器の天板部を押圧し、その押圧部材の押圧力により容器を下降させる際に、フランジ・ネック部の外周部を環状部材で弾性支持することにより、容器を押圧部材で圧下してもフランジ部に変形や挫屈が発生するのを防ぐことができる。また、キャッピング後に容器を支持部材から容易に離脱させることができるという効果がある。

請求項４の発明に係るキャッピング装置によれば、ロールオンキャッピング装置において、キャップ天板部を押圧する成形ヘッドに対向する成形テーブル側に、前記容器のフランジ部の形状に対応する断面形状を有する支持部材と、前記支持部材の外周側に配置され、上方に向けて付勢され、かつ前記フランジ部の外周部を弾性支持するとともに、前記支持部材の外周側を上下動可能に構成されている環状部材とを備えることにより、キャップ天板部を押圧しても容器の軸線方向の荷重に耐えてフランジ・ネック部に変形や挫屈が発生するのを防止することができる。また、容器下部にカム部材などの複雑な昇降機構を必要とせず、簡単な機構で高速での容器の搬送を可能にすることができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とするキャッピング装置を含む駆動機構について説明すると、そのキャッピング装置は、ネジ付き容器の口部（以下、容器口部という）に被せたネジ無しキャップ（キャップ粗形材）にネジ成形加工、裾締め成形等を施すロールオンキャッピング装置である。

図５には、キャッピング装置１の一例を模式的に示しており、キャップを被せた容器を一定間隔で載せる成形テーブル２を備えており、この成形テーブル２を支持する円筒軸３が、垂直に立設された固定軸４に回転可能に保持されている。この固定軸４は、内側固定軸４ａと上下動可能な外側の固定軸４ｂとから構成されている。その成形テーブル２の上面には、容器の胴部を保持するための上下一対のボディーガイド５が、容器の載置部のピッチに合わせて複数設けられている。

この成形テーブル２の上方には、固定軸４を中心にして成形テーブル２と一体となって回転するフレームターレット６が設けられている。図５に示す例では、このフレームターレット６は、上中下の３枚の円板部６Ａ，６Ｂ，６Ｃによって構成されており、このフレームターレット６の外周部で前記成形テーブル２に保持されている容器の鉛直上方に相当する位置に、スピンドルユニット７が保持されている。図５に示すように、各スピンドルユニット７の下端部に、それぞれ成形ヘッド８が設けられている。

図５に示すように、このスピンドルユニット７は、容器に対して上下動させられ、かつ回転駆動される中空軸７ａと、中空軸７ａの内側に設けられている回転しないプレッシャーロッド７ｂと、前記中空軸７ａの下端部側に突出しているプレッシャーロッド７ｂの下端外周部に取り付けられ、下方に向け弾性材（図示せず）により付勢されている加圧ユニット９と、キャップの天板部を軽く押えてキャップの斜めかぶりを防ぐ上下動自在な棒状のプッシュピン１０と、中空軸７ａの外周側に配置されていて下端部にコーンカム１１ａを有する上下動させられるスリーブ１１とを備えている。

さらに、中空軸７ａの下端部には、前記中空軸７ａと共に回転し、かつ上下動する成形ヘッド８が取り付けられている。

この成形ヘッド８は、従来から知られている構造であって、前記キャップのネジ切り加工を行う二個もしくは三個のネジ成形ロール１２と、キャップの下端部に設けられているピルファープルーフバンドスカートの裾締め加工を行う二個もしくは三個の裾締めロール１３とを備えている。これらのロール１２，１３は成形ヘッド８の中心軸に向かって半径方向に前後動するように所定の弾性力をもつ捩りスプリング１４によってそれぞれ成形ヘッド８に保持されており、その前後動作を上記の上下動するコーンカム１１ａおよび、これに接触し、成形ヘッド８に設けられているカムフォロアー１６ならびに捩りスプリング１４によって行うように構成されている。

ここで、上記のスピンドルユニット７を上下動し、またコーンカム１１ａを上下動させるカムについて説明すると、前述したフレームターレット６における下側の円板部６Ｃと中間の円板部６Ｂとの間には、固定軸４から半径方向で外側に延びた枠体１７が設けられている。その枠体１７の外周面の上下二箇所に、円周方向に沿って二つのカム溝１８Ａ，１８Ｂが形成されている。なお、図５に示す駆動機構において、成形テーブル２に向かって反対側（上側）のカム溝１８Ａをアッパーカム、成形テーブル２側（下側）のカム溝１８Ｂをロアーカム、という。

図５でアッパーカムのカム溝１８Ａに係合させられているカムフォロアー１９Ａが中空軸７ａを回転自在に保持している筒状部材２０に連結されている。また、図５でのロアーカムのカム溝１８Ｂに係合させられているカムフォロアー１９Ｂが前記コーンカム１１ａと一体のスリーブ１１に連結されている。

従って、スピンドルユニット７が固定軸４を中心にして公転することにより、各カムフォロアー１９Ａ，１９Ｂがカム溝１８Ａ，１８Ｂに沿って走行する。その結果、カムフォロアー１９Ａがカム溝１８Ａの形状に従ってスピンドルユニット７および成形ヘッド８が上下動し、またカムフォロアー１９Ｂがカム溝１８Ｂの形状に従って、コーンカム１１ａが上下動するように構成されている。

つぎにスピンドルユニット７を介して前記成形ヘッド８を回転させるための機構について説明する。図５に示す例で、装置全体の構成を簡素化するために、単一の動力源（図示せず）が全ての動作を行うように構成されており、フレームターレット６を成形テーブル２と共に回転させることに伴って前記中空軸７ａおよびこれに取り付けた成形ヘッド８を回転させるようになっている。具体的には、前記固定軸４の上部で上側の円板部６Ａより僅か下側部分に太陽歯車２１が固定されている。その太陽歯車２１に噛み合っている遊星歯車２２が、フレームターレット６における上側の円板部６Ａによって回転自在に保持されている。

この遊星歯車２２に隣接する位置には、上側の円板部６Ａを貫通した第１の回転軸２３が設けられており、その回転軸２３の下端部には、遊星歯車２２に噛み合っている中間歯車２４が取り付けられ、かつ円板部６Ａの上側に突出している端部には、駆動タイミングプーリ２５が取り付けられている。さらに、上側の円板部６Ａの外周部で各スピンドルユニット７に接近した位置には、上側の円板部６Ａを貫通して中間の円板部６Ｂに端部を回転自在に保持された第２の回転軸２６が設けられている。上側の円板部６Ａの上方に突出している第２の回転軸２６の端部には、前記駆動タイミングプーリ２５と対をなす従動タイミングプーリ２７が取り付けられている。また、第２の回転軸２６の中間部すなわち上側の円板部６Ａと中間の円板部６Ｂとの間に位置する部分には、従動歯車２８が取り付けられている。そして、前記中空軸７ａの外周部に設けられた細長歯車２９にその従動歯車２８が噛み合っている。

そして、図５に示すように、所定の一つの駆動タイミングプーリ２５と、互いに隣接する二つの従動タイミングプーリ２７とにタイミングベルト３０が巻き掛けられている。

図１は、上記のネジ成形ロール１２、裾締めロール１３及び加圧ユニット９の詳細な構成と、容器３１が載置される載置部の詳細な構成とを示している。前記ネジ成形ロール１２は開閉アーム３２の先端部に中心軸線を上下方向に向けた状態で回転自在に保持されている。また、その開閉アーム３２は、成形ヘッド８に設けられているピボット軸（図示せず）の下端部に取り付けられており、そのピボット軸に前記捩りスプリング１４が組込まれ、かつ前記カムフォロアー１６の半径方向への移動によって回動動作するようになっている。このような構成は、裾締めロール１３についても同様であり、開閉アーム３３の先端部に、裾締めロール１３がその軸線を上下方向に向けて回転自在に保持され、その開閉アーム３３は、成形ヘッド８に設けられているピボット軸（図示せず）の下端部に取り付けられており、そのピボット軸に前記捩りスプリング１４が組込まれ、かつ前記カムフォロアー１６の半径方向への移動によって回動動作するようになっている。

前記加圧ユニット９は、容器３１の口部３４に被せたキャップ粗形材３５の天板部におけるコーナー部を成形するプレッシャーブロック３６と、その成形の際の天板部の変形を防止するための押圧パッド３７とを備えている。そのプレッシャーブロック３６は、その上端部内周面に形成した雌ネジ部と、プレッシャーロッド７ｂの下端部に形成した雄ネジ部とを螺合させることにより、プレッシャーロッド７ｂに取り付けられている。従って、前記プッシュピン１０及び押圧パッド３７が本発明の押圧部材に相当している。

さらに、プレッシャーブロック３６の下端側の部分は、筒状に形成されており、その内部に押圧パッド３７が所定範囲内を上下動できるように収容されている。その押圧パッド３７は、弾性力によってキャップの天板部を押圧するように構成されている。また押圧パッド３７がプレッシャーブロック３６から抜け出ることを阻止するためのスプリングピン３８が設けられている。また、実質的な成形加工に先立ってキャップ粗形材３５を押さえるプッシュピン１０が、前記プレッシャーロッド７ｂの内部に保持されており、このプッシュピン１０の先端部は、プレッシャーブロック３６及び押圧パッド３７をその中心軸線に沿って貫通している。なお、このプッシュピン１０は必要に応じて設ければ良く、先端形状もキャップの径に合せて円板状にしても良い。

つぎに、本発明の特徴的構成である成形テーブル２における載置部の構成に付いて説明する。成形テーブル２の周辺部すなわち前記成形ヘッド８に対向する位置には、凹部３９が形成されていて、その凹部３９の内面には容器３１を起立状態で保持する円板状の容器載置台４０が設けられている。この容器載置台４０に載せられる容器３１は、図１に示すように、側面にシーム部を有する溶接缶胴部４１と、その上端部に胴部４１に近い開口径であって外周面に雄ネジ部が形成された口部３４と、胴部４１の下端開口部に外側に張り出させて形成されたフランジ部４２とを有している。

容器載置台４０は、前記フランジ部４２の外径より僅かに大きい環状の中空部（凹部）を中心側に備えた円盤状であって、前記凹部３９の外周側に嵌合させられたドーナツ状のパッド４３を有している。このパッド４３は、前記凹部３９に着脱自在に嵌め込まれており、またその上面と成形テーブル２の上面とは、ほぼ同一面となるように設けられ、実質的に、連続した平面を形成している。

そのパッド４３の内周側には、本発明における環状部材に相当するノックアウト部材４４が、０．０２〜０．０５ｍｍ程度のクリアランスを空けて上下動可能に嵌合させられている。このノックアウト部材４４は、内径が前記フランジ部４２の外径より僅かに小さい円筒部分と、その円筒部分の下端部で内周側に屈曲している底板部とを有しており、その底板部がバネ受け座となっていてその下側に、上方に向けて押圧するスプリング４５が複数個配置されている。すなわちノックアウト部材４４はこれらのスプリング４５によって上方に付勢されている。

更に、ノックアウト部材４４の内周側に支持部材４６が配置されている。この支持部材４６は上記のノックアウト部材４４と共同して前記フランジ部４２を支持するための部材であって、全体として平板状をなすとともに、その上端外周部に前記フランジ部４２に対応する断面形状に窪ませたフランジ受け部４７が形成されている。なお、前記ノックアウト部材４４における底板部がこの支持部材４６の外周側の下部に係合するようになっており、前記スプリング４５で押し上げられたノックアウト部材４４がその底板部を支持部材４６に係合されて抜け止めされている。その状態でノックアウト部材４４の上端面がパッド４３の上面とほぼ面一になっている。なお、パッド４３、ノックアウト部材４４、支持部材４６等からなる容器載置台４０は、支持部材４６の中心部に形成したネジ孔４８にボルト（図示せず）を螺合させ、成形テーブル２から上方に抜き出せるようになっている。そのため、対象とする容器３１に合わせたいわゆる型替えが容易である。

ここで、支持部材４６及びノックアウト部材４４の詳細について更に説明すると、図４に示すように、容器３１の下端開口部の内壁面と、これが嵌合する前記支持部材４６の中心側凸部の外周面とのなす角度θ１は、原理的には０度でよいが、容器３１の位置決め効果を考慮すると僅かな挿入角度（例えば３度程度）を付けることが好ましい。前記フランジ受け部４７はフランジ部４２の形状に対応した凹曲面を形成しており、その曲率半径Ｒは、フランジ部４２の曲率半径ｒ以上（Ｒ≧ｒ）であればよいが、支持部材４６からの容器３１の離脱性を良好にし、又フランジ形状を維持するためには、Ｒ＞ｒとすることが好ましい。また、支持部材４６に対して容器３１の下端開口部が摩擦するので、支持部材４６の表面には、適宜の硬化処理を施すことが好ましく、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）や炭化チタン（ＴｉＣ）などのイオンプレーティングで表面処理することが好ましい。

前記ノックアウト部材４４における円筒部分の内径とフランジ部４２の外径との差は、１．０〜２．０ｍｍ程度であり、従ってフランジ部４２の円筒部分（ノックアウト部材４４）に対する引っ掛かり代Ｗが０．５〜１．０ｍｍ程度になっている。また、ノックアウト部材４４のパッド４３に対する上下動を確実なものとするために、両者の間のクリアランスが０．０２〜０．０５ｍｍに設定されている。

容器３１のフランジ部４２の先端側（外周端側）の傾斜角度θ２は、０〜１０度になっている。これは、缶内面樹脂被膜の保護のためである。従って前記フランジ受け部４７の外周側表面の傾斜角度がフランジ部４２と同様の角度に設定されているので、これに続く部分を形成する前記ノックアウト部材４４の上端面は、フランジ部４２の外周端の変形を防止するために、フランジ受け部４７の外周端と同様の傾斜角度であることが好ましい。すなわち０〜１０度程度に設定される。

前記ノックアウト部材４４は、容器３１が前記加圧ユニット９によって押圧された場合に下降し、その結果、加圧ユニット９との間に容器３１を挟持するようになっている。従ってこのノックアウト部材４４を上方に付勢しているスプリング４５の弾性力は、加圧ユニット９による押圧力よりも弱く、また容器３１もしくはそのフランジ部４２を変形させない強さに設定されている。具体的には、１０〜１００Ｎ程度に設定される。

つぎに、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。容器３１は予め所定の形状に成形され、かつその口部３４にキャップ粗形材３５が被せられ、そして、フランジ部４２を下側とした正立状態で成形テーブル２上に搬入される。これが本発明における搬入工程であって従来知られているインフィードターレットもしくはスターホイール（それぞれ図示せず）によっておこなうことができる。容器３１は前述したボディーガイド５の間に送り込まれて前記容器載置台４０上に位置決めされる。その状態を図１及び図２に示してある。

この状態では、容器３１のフランジ部４２が、上端まで押し上げられているノックアウト部材４４の上面に載っており、また成形ヘッド８が容器３１の上方に位置している。そして、成形テーブル２の旋回に合わせて成形ヘッド８及び加圧ユニット９が下降し、プッシュピン１０及び押圧パッド３７が順にキャップ粗形材３５の天板部に当接して容器３１を押圧する。その結果、ノックアウト部材４４がその下側に配置されているスプリング４５を圧縮しつつ下降し、フランジ部４２の内側に前記支持部材４６が嵌合する。言い換えれば、フランジ部４２が支持部材４６におけるフランジ受け部４７に対して下降し、そのフランジ受け部４７の上面にフランジ部４２が当接し、ここにフランジ部４２が支持部材４６及びノックアウト部材４４によって支持される。これが本発明における圧下工程である。

こうして容器３１は、押圧パッド３７と支持部材４６との間に挟持され、その結果、容器３１の下限位置が決まる。更に、加圧ユニット９及び成形ヘッド８が更に下降する。その結果、押圧パッド３７が加圧ユニット９に対して相対的に後退しつつプレッシャーブロック３６がキャップ粗形材３５の外周コーナー部を加圧して所定形状に絞り成形する。この状態を図３及び図４に示してある。

この状態では、ネジ成形ロール１２がキャップ粗形材３５の外周面に対向した位置に下がっており、また裾締めロール１３がキャップ粗形材３５のスカート裾部に対応する位置まで下がっている。そして、前述したコーンカム１１ａが更に下降することにより、これに接触しているカムフォロアー１６が半径方向で内周側に移動し、これに伴って各開閉アーム３２，３３が回動してネジ成形ロール１２及び裾締めロール１３がキャップ粗形材３５の外周面に向けて移動する。また、これと合わせて成形ヘッド８が回転しているので、各ロール１２，１３がキャップ粗形材３５の周りを転動し、その結果、ネジ成形ロール１２によってキャップ粗形材３５に対してネジ成形が行われ、また裾締めロール１３によってスカート裾部の裾締め成形が行われる。これが本発明におけるネジ成形工程である。

このネジ成形工程に到るまでの間、加圧ユニット９によってキャップ粗形材３５の天板部が押圧されているので、容器３１に対してこれを軸線方向に圧縮する荷重が作用している。これに対して容器３１の下端開口部におけるフランジ部４２は、その形状に対応する断面形状のフランジ受け部４７によって支持されているので、フランジ部４２に変形が生じることが防止される。また、フランジ部４２は支持部材４６に嵌合し、ネジ成形や裾締め成形によるいわゆる横方向の荷重が作用しても、容器３１が横方向にずれることがなく、その結果、ネジ成形や裾締め成形を所期どおりに行うことができる。つまり、開口部に底蓋が巻締められていないにもかかわらず支持部材４６が底蓋の代りとなるように作用するので、開口部及び缶胴が歪むのを防止することができる。

成形テーブル２が所定の角度回転する間に上記のネジ成形及び裾締め成形が完了し、それに伴って上述した各カムの作用によって、各ロール１２，１３がキャップから半径方向で外側に離れるとともに、成形ヘッド８および加圧ユニット９が上昇させられ、それに伴い押圧パッド３７、プッシュピン１０がキャップの天板部から離れる。そうすると、容器３１に対して作用していた押圧力すなわち成形テーブル２に向けた押し下げ力が作用しなくなるので、ノックアウト部材４４がその下側に配置されたスプリング４５の弾性力で上昇し、成形の終了した容器３１を成形テーブル２の上面すなわちフィードラインまで押し上げる。これが本発明における持ち上げ工程である。

この持ち上げ工程の終了とほぼ同時もしくはその直後に成形テーブル２の回転に伴い、成形済みの容器３１が搬出位置に移動させられ、その搬出位置でその容器３１が次工程に送り出される。これは、例えば成形テーブル２に接近して配置されている搬出用ターレットもしくはスターホイール（図示せず）によって行われる。その場合、容器３１は成形テーブル２の上面を摺動することになるが、支持部材４６の上面やノックアウト部材４４の上面が成形テーブル２の上面とほぼ面一となっているので、容器３１は引っ掛かったり転倒したりすることなく、搬出される。

なお、この発明は上述した具体例に限定されないのであって、本発明の環状部材に相当する前記ノックアウト部材４４を上方に弾性支持する部材は、上記のスプリング４５以外にゴムなどの弾性ブロック、あるいはエアクッションなどの適宜の弾性のあるアクチュエータを使用することができる。また、容器材料の合理化に伴いキャッピング時の挫屈などの変形が防止できない場合は、容器の内部に加圧気体を送り込んで変形を防止するようにしても良い。あるいは支持部材４６の中心側凸部の突出高さを１０ｍｍ位高くして支持部材４６を図示しない昇降装置により上下動させても良い。なおその場合、ノックアウト部材４４はパッド４３と一体化させるようにする。

本発明の一例を示す部分縦断面図であってフランジ部がノックアウト部材に載っている状態を示す縦断面図である。 図１に示す状態でのフランジ部の下端部の状態を示す部分断面図である。 容器が押圧されてノックアウト部材と共に下降した状態を示す図１と同様の縦断面図である。 図３に示す状態でのフランジ部の下端部の状態を示す部分断面図である。 本発明に係るキャッピング装置の一例の一部を示す部分縦断面図である。

符号の説明

１…キャッピング装置、 ２…成形テーブル、 ８…成形ヘッド、 ９…加圧ユニット、 １０…プッシュピン、 １２…ネジ成形ロール、 １３…裾締めロール、 ３１…容器、 ３４…口部、 ３５…キャップ粗形材、 ３６…プレッシャーブロック、 ３７…押圧パッド、 ３９…凹部、 ４０…容器載置台、 ４１…胴部、 ４２…フランジ部、 ４３…パッド、 ４４…ノックアウト部材、 ４５…スプリング、 ４６…支持部材、 ４７…フランジ受け部。

Claims (4)

1. 下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製の容器の前記口部に金属製のキャップ粗形材を被せ、そのキャップ粗形材の天板部を押圧部材により前記口部に向けて押圧した状態で、ネジ成形ロールにより前記キャップ粗形材のネジ成形を行うキャッピング方法において、
   前記フランジ部の形状に対応する断面形状を有する支持部材に前記フランジ部を当接させるとともに前記押圧部材で前記キャップ粗形材の天板部を押圧することにより、前記容器を前記押圧部材と前記支持部材との間に挟持した後、前記キャップ粗形材のネジ成形を行うことを特徴とするキャッピング方法。
2. 下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製の容器の前記口部に金属製のキャップ粗形材を被せ、そのキャップ粗形材の天板部を押圧部材により前記口部に向けて押圧した状態で、ネジ成形ロールにより前記キャップ粗形材のネジ成形を行うキャッピング方法において、
   前記口部に前記キャップを被せた容器を、キャップ外周面にネジ部を成形する成形ヘッドと成形テーブルとの間に搬入する搬入工程と、
   前記成形ヘッドを下降させて前記押圧部材でキャップ天板部を押圧し、その押圧力で前記容器を前記成形テーブル面より下降させ、容器下端部を前記フランジ部の形状に対応させた断面形状を有する支持部材で保持する圧下工程と、
   前記成形ヘッドの成形ロールでキャップ外周面にネジ部を成形するネジ成形工程と、
   ネジ成形後、前記成形ヘッドの上昇に伴い前記容器を前記成形テーブル面まで上昇させる持ち上げ工程と、
   前記成形テーブル面まで上昇させたネジ成形済み容器を次工程へ搬出する搬出工程と
   を備えたことを特徴とするキャッピング方法。
3. 前記容器を前記成形テーブル面より下降させる際に、前記フランジ部の外周部を前記押圧部材の押圧力に対抗する弾性力を有する環状部材で下側から支持することを特徴とする請求項２に記載のキャッピング方法。
4. 下端にフランジ部が形成された開口部を有し、上端にネジ部が形成された口部を有する金属製容器の口部に金属製のキャップを被せて該容器を成形テーブル上に配置し、そのキャップの天板部を成形ヘッドによって成形テーブル側に押圧しつつ、該成形ヘッドに設けられた成形ロールを前記キャップの周りに転動させてキャップ外周面にネジ部を形成するキャッピング装置において、
   前記成形ヘッドに対向する位置で前記成形テーブルに設けられ、前記フランジ部の形状に対応する断面形状を有する支持部材と、
   その支持部材の外周部に上方に向けて弾性的に付勢された状態で上下動可能に配置されて前記フランジ部の外周部を弾性支持する環状部材と
   を備えていることを特徴とするキャッピング装置。

Images