JP4194414B2 - Capping device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、予めネジ溝(雄ネジ部)が形成されている容器の口部(口頸部)に有底円筒状のキャップを被せてそのキャップの周面にネジ溝(雌ネジ部)を成形するキャッピング装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、ロールオン式キャッピング装置として、成形ヘッドを上下動させて、その成形ヘッドに備えられた成形ロールを開閉させて(ネジ溝の無いキャップの外周面に接近または離隔させ)、そのキャップに成形ロールを圧接させることによってネジ溝を成形(以下、ネジ成形という)するものが知られている。
【0003】
例えば特許文献1に記載された装置は、容器の口頸部に嵌合させたキャップにネジを形成しつつキャッピングを行うように構成されている。すなわち、この特許文献1に記載された装置は、容器の口頸部に被せたキャップに、その外周側から成形ロールを押し付けて、雌ネジ成形を行うように構成されている。この成形ロールは、キャップの外周側への移動、ネジ成形後に初期位置に後退移動などの工程を経る必要がある。そのために、上記特許文献1に記載された装置では、円錐状カム(コーンカム)の軸方向の変移によって、キャップを容器の口部のまわりに変形させて取り付けるために、制御された半径方向の力を作用させるカム機構を使用して成形ローラが所定の軌跡を辿って移動し、所定のネジ加工を行うようになっている。
【0004】
この種の装置で対象とするキャップは、アルミ合金やスチール製薄板を素材とする加工性の良好なものが一般的であり、そのために、前記成形ローラをキャップに押し付ける荷重は、捩りスプリングなどの弾性部材によって発生させている。それに伴って前記カム機構は、成形ローラをキャップの外周面にまで案内し、また後退させる機能を奏するように構成されている。言い換えれば、カム機構はコーンカムの軸方向の変移によって、成形ローラをキャップに向けたいわゆる中心側へ移動させる機能を奏するように構成され、キャップに対する成形荷重は、専ら、弾性部材で生じさせるようになっている。
【0005】
このようなキャッピング装置では、成形ロールがキャップの外周面に当接する位置とネジ成形を開始する位置とがずれることがあり、容器の口部の雄ネジ部と、キャップにネジ成形された雌ネジ部とのネジ部の螺合量が変動してしまい、キャップの開栓トルクが安定しなかったり、キャップの外観が悪くなったりし易かった。
【0006】
例えば、特許文献2に記載された発明としては、キャッピング装置を対象として、成形ロールを回転するモーターのトルクを電気的に検出して係合開始点になったところから、キャップの周囲に沿って所定の回転角度だけ成形ロールをスピンさせてキャッピング成形を終了するようにした構成のものが知られている。
【0007】
しかし、特許文献2に記載された発明では、ネジ成形後にキャップの雌ネジ部の螺合量を一定にするように構成しているが、キャッピング装置の出力トルクを直接的あるいは間接的に常時監視していなければそのような係合開始点の検出を行うのは難しく、また成形ヘッドに複数の成形ロールを有する場合には、トルクが変動して、その係合開始点の検出が難しく、さらに成形ヘッド毎にネジ成形の操作を独立して行わなければならず、高速で連続的に製造し難いといった問題があり、実用性に乏しいものであった。
【0008】
また、従来のネジ成形において、成形ロールによるネジ成形は、成形ロールが閉じて(キャップの外周面に接近させて)、キャップの外周面を圧接して、成形ロールが容器の口部の雄ネジ部の谷部の周方向に沿ってキャップの外周面を転動することにより行われる。そのため、成形ロールがキャップの外周面を押し始めてからその雄ネジ部の始端部と実質的に係合されるまでの間、成形ロールがキャップの外周面を転動し遊び回転するだけでそのキャップの周面にネジ成形は行われず、その雄ネジ部の始端部と実質的に係合する位置まできて、初めてネジ成形が開始される。このようにその雄ネジ部の始端部と実質的に係合されるまでの間の遊びを考慮して、成形ロールのスピン数はネジ(雄ネジ部)の巻数よりも多く設定されている。例えば、成形ロールが2個の場合、容器の口部にネジが1.5巻きの巻数で形成されていて、その巻数に対応して、成形ロールのスピン数を、そのネジの巻数よりも多い2.0回としたり、ネジの巻数が2.0巻きの場合には、そのスピン数を2.5回という具合に設定している。なお成形ロールのスピン数とは、成形ロールがキャップの外周面を押し始めてから成形ロールがキャップの外周面から離れるまでの間に、その成形ロールがキャップの周囲を回る回数をいう。
【0009】
【特許文献1】
特公昭57−37518号公報(第3頁の左欄第38行〜右欄第12行、図1および図2)
【特許文献2】
特開昭64−45288号公報(特許請求の範囲、第3頁の左上欄第6行〜左下欄第16行)
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
従来のロールオン式キャッピング装置において、キャップの外周面に当接している成形ロールのスピン数とネジの巻数との関係について更に述べると、その成形ロールの開閉は、一般的にロアーカムの形状により一義的に決められる。一方、キャッピング装置に供給されてくる容器の向き、即ち、容器の口部の雄ネジ部の位置はランダムな状態であり、そのままネジ成形が行われる。そのため、ネジ成形のタイミングが早い場合もあれば、遅い場合もある。このようにネジ成形のタイミングに差があるにもかかわらず、成形ロールのスピン数はネジの巻数に合わせて一義的に決定されている。それも、ネジ成形のタイミングが遅い場合にも適応することができるように、前述の通り成形ロールのスピン数は多めに設定されていた。
【0011】
しかしながら、成形ロールがキャップの外周面に当接すると直ぐに容器の口部の雄ネジ部の始端部と実質的に係合して、ネジ成形が開始されるような遊びのないタイミングの場合には、ネジ成形が終了した後、スピン数を多めにしている分、成形ロールが余分にキャップの外周面を転動し続けるため、跳ね上げ状のロール傷がネジ成形終了部分から延びるように形成されてしまう。つまり、成形ロールには捩りスプリングによって水平荷重(90N〜110Nの荷重)が作用し、成形ロールはそのような水平荷重がかかった状態で、容器の口部の雄ネジ部との係合が解消されると、成形ロールが上方に引き上げられるため、キャップの周面に跳ね上げ状のロール傷が形成されることになる。このように容器の口部の雄ネジ部に沿わない跳ね上げ状のロール傷がキャップの雌ネジ部の終端部分に形成されると、そのロール傷がキャップ開栓の邪魔をして開栓トルクを増大させたり、あるいは再栓するときにも邪魔となり、雄ネジに対してキャップのネジ込みがスムーズに行えなかったり、キャップの締め込み終了の感触が掴みにくいといった品質上の問題を生じさせる恐れがあった。
【0012】
この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、キャップのネジ成形前に容器の口部に形成された雄ネジ部の位置を規定することにより、ネジ成形が終了した後、キャップに跳ね上げ状のロール傷が発生するのを防ぐとともに、キャップの開栓あるいは再栓に優れた効果をもたらすことのできる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。
【0013】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、容器の口部に金属製キャップを被せた後、成形ロールを、前記キャップの周りに当接させて前記容器の口部に予め形成された雄ネジ部の周方向に沿って転動させることにより、前記キャップに雌ネジ部を形成するキャッピング装置において、前記成形ロールによるネジ成形の可能な位置に前記容器を保持し、かつ回動可能な保持部と、前記成形ロールが前記キャップの外周面に当接する前に、前記キャップの外周面に前記成形ロールが当接する一定の位置に対して、前記雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置となるように前記保持部と共に前記容器を回動させる位置設定手段とを備えていることを特徴とするものである。
【0014】
したがって請求項1の発明によれば、容器の口部に金属製キャップを被せた後、成形ロールが、キャップの周りに当接して容器の口部に予め形成された雄ネジ部の周方向に沿って転動することにより、キャップの周面に雌ネジ部が形成される。この場合、成形ロールがキャップの外周面に当接する前に、キャップの外周面に成形ロールが当接する一定の位置に対して、前記雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置となるように容器が回動する。つまり、キャップのネジ成形前に容器の口部に形成された雄ネジ部の円周方向の位置が規定される。その結果、ネジ成形の終了時点に合わせて成形ロールが離れるようにスピン数を設定することができ、余分に成形ロールがキャップの外周面を転動し続けるのを防ぐことができる。
【0015】
また請求項2の発明は、請求項1の構成に加えて、前記位置設定手段が、前記雄ネジ部の円周方向の位置を特定するように、前記容器の肩部にマークが付与された容器を、前記マークの位置が設定基準位置にくるように正方向またはその逆方向に回動させるように制御する回動制御手段を含むことを特徴とするものである。
【0016】
したがって請求項2の発明によれば、請求項1の発明と同様の作用が生じる他に、前記雄ネジ部の円周方向の位置を特定するように、容器の肩部にマークが付与された容器を、そのマークの位置が設定基準位置にくるように正方向またはその逆方向に回動させるように制御する。その結果、容器肩部に施したマークから容器の向き、すなわち容器にキャップを被せた状態でも容器を正逆方向のいずれかの方向に回動させ、迅速に容器の口部の雄ネジ部の円周方向の位置合わせを行うことができる。
【0017】
さらに請求項3の発明は、請求項1または2の構成に加えて、前記キャップの上面を前記容器の口部に接するように押圧して前記キャップを前記容器の口部に対して保持し、前記容器と共に回動するキャップ押圧部を備えていることを特徴とするものである。
【0018】
したがって請求項3の発明によれば、請求項1または2の発明と同様の作用が生じる他に、キャップの上面が容器の口部に接するように押圧されてキャップが容器の口部に対して保持され、その容器と共に回動される。つまり、容器の口部に被せたキャップの上面を押し付けながら容器を位置合わせする回動が行われるため、容器の内容物が充填された実容器の場合に、内容物が容器の口部から飛び出したりこぼれたりして周囲を汚す心配がない。
【0019】
請求項4の発明は、固定軸を中心に容器を載せて水平方向に回転搬送させる成形テーブルと、この成形テーブルの上方に昇降可能に配置され、金属製キャップを容器の口部に被せた前記キャップに対してネジ切り加工を行うとともに、キャップの下端部に対して裾締め加工を行う成形ヘッドとを備えたキャッピング装置において、前記成形テーブル側に受け渡される前に、前記雄ネジ部の円周方向の位置を特定する、前記容器に施されたマークを検出してその信号を出力するマーク検出手段と、キャップの外周面に前記成形ロールが最初に当接する一定の位置に対して前記雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置関係になるように予め定めた前記マークの設定基準位置に近い方へ前記容器を、前記マーク検出手段の出力信号に基づき正方向あるいはその逆方向のどちらかに回動させる回動角度を算出する角度演算手段と、前記成形テーブル側に受け渡された後に、前記角度演算手段で得られた前記回動角度の信号に基づいて前記容器を正方向またはその逆方向に回動させる位置決め機能付きモータとを備えていることを特徴とするものである。
【0020】
したがって請求項4の発明によれば、固定軸を中心に容器が成形テーブルに載せられてその容器が水平方向に回転搬送され、この成形テーブルの上方に昇降可能に配置され、金属製キャップが容器の口部に被せられて、キャップに対してネジ切り加工が行われるとともに、キャップの下端部に対して裾締め加工が行われる前、すなわち成形テーブル側に受け渡される前に、容器の口部の雄ネジ部の円周方向の位置を特定する、容器に施されたマークが検出されてその信号が出力される。キャップの外周面に成形ロールが最初に当接する一定の位置に対して容器の口部の雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置関係になるように予め定めたマークの設定基準位置に近い方へ容器を回動させる回動角度が算出され、成形テーブル側に受け渡された後に、回動角度の信号に基づいて容器が正方向またはその逆方向に回動する。
【0021】
つまり、容器の肩部に施されたマークの位置とマークの設定基準位置との角度差が算出され、その角度差の信号に基づいて容器がそのマークの位置から正方向あるいは逆方向に回動される。この場合、容器の肩部に施されたマークを検出する工程と、容器を回動させる工程とを同一の成形テーブル側で行わず、各々独立の工程として分散させ、しかも成形テーブル側に容器が受け渡される前にそのマークの検出を行い、そして成形テーブル側にその容器が受け渡された後に検出されたマークの位置とマークの設定基準位置との角度差の信号に基づいて容器がそのマークの位置から正方向あるいは逆方向に回動される。その結果、成形テーブル側では、その検出信号に基づき容器の位置合わせだけが行われるので、容器の肩部に施されたマークを検出するために容器を回動させる必要がなく、容器の位置決め制御の簡略化および装置の高速化を図ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
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、図5,6に示す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にネジ切り加工、裾締め加工等の成形を施すロールオン式キャッピング装置である。なおここで、ネジ切り加工とは、キャップを切削するのではなく、容器口部に形成されたネジ山に合わせてキャップの周面をネジ形状に塑性変形させる加工である。
【0023】
図1には、キャッピング装置100のキャッパー7Fの一例を模式的に示しており、このキャッパー7Fは、キャップ2を被せた容器1を一定間隔で載せる成形テーブル3および成形テーブル3を支持する円筒軸3aが、垂直に立設された固定軸4に回転可能に保持され、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3の上面には、容器1の胴部を保持するためのボディーガイド5とネックガイド6とが、容器1の載置部のピッチに合わせて複数組設けられている。
【0024】
この成形テーブル3の上方には、固定軸4を中心にして成形テーブル3と一体となって回転するフレームターレット7が設けられている。図1に示す例では、このフレームターレット7は、上中下の3枚の円板部7A,7B,7Cによって構成されており、このフレームターレット7の外周部で前記成形テーブル3に保持されている容器1の鉛直上方に相当する位置に、スピンドルユニット8が保持されている。また図1,4に示すように、複数の成形ヘッド12が設けられたキャッパー7Fには、成形テーブル3の入口側(ターレットIN)に容器1を供給する入口ターレット7Dと、その成形テーブル3の出口側(ターレットOUT)から排出された容器1を次工程へ搬送する出口ターレット7Eとがそれぞれキャッピング装置100を構成して設けられている。
【0025】
図1、図3に示すように、このスピンドルユニット8は、容器1に対して上下動させられ、かつ回転駆動される中空軸8aと、中空軸8aの内側に固定されていて下端部に所定の深さの孔8bを有するプレッシャーロッド8cと、プレッシャーロッド8cの外周側に配置されていて下端部に、キャップ2のコーナー部2aを変形させる形状を有するプレッシャーブロック9と、孔8bの内側に挿入されていて所定の弾性力をもつスプリング8dと、孔8bとプレッシャーブロック9との内側に配置されてスプリング8dで下方へ付勢されていて、キャップ2の上面(上側平面)に押しつけられている状態で上下動・回転自在な棒状の押圧部材(プッシュピン)10と、中空軸8aの外周側に配置されていて下端部にコーンカム11aを有するスリーブ11とを備えている。
【0026】
図3は、スピンドルユニット8の下側部分を示す拡大図であり、押圧部材10には、下端部に頭部10cが設けられていて、軸の中央部にスプリング8dから所定の弾性力を受ける外縁部10aが設けられている。また、外縁部10aの下部周面とプレッシャーブロック9の内面との間には、押圧部材10を上下動・回転可能に保持するブッシュ10bが設けられている。プレッシャーブロック9の内部には、キャップ2の上面に接触した状態で押圧部材10の頭部10cを収納させるプレッシャーパッド8gと、プレッシャーパッド8gを下方へ付勢するスプリング8eと、プレッシャーパッド8gと一体となってプレッシャーブロック9の孔部とその周縁部との間を上下動するピン8fとが設けられている。
【0027】
また、押圧部材10は、容器口部1bに被せたキャップ2の上面に当接するので、容器口部1bに対するキャップ2の斜め被りを防止する場合だけでなく、容器1本体(容器口部1b)を回動させる際のスリップ(容器1と後述する容器載置台43との滑り)を防止する場合にも利用される。また、回転自在でスプリング8dで下方へ付勢されている押圧部材10の頭部10cは、キャップ2の上面を傷つけないように円盤状の形状にするのが好ましい。また、キャップ2が付いていない容器1が供給されてきたときに、押圧部分10を上昇させず、成形ロール13ロックロール14が閉じないようにするため(容器口部1bの破損を防止するため)、押圧部材10の頭部10cは、容器口部1bの内径よりもその横断面寸法を小さくしておく。
【0028】
さらに、スピンドルユニット8の下端部には、前記中空軸8aと共に回転し、かつ上下動する成形ヘッド12が取り付けられている。なお、図1に示す駆動機構において、成形テーブル3側(下側)のカムをロアーカム、成形テーブル3に向かって反対側(上側)のカムをアッパーカムという。
【0029】
この成形ヘッド12は、従来知られている構造であって、前記キャップ2のネジ切り加工を行う二個もしくは三個の成形ロール13と、キャップ2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ロックロール14とを備えている。これらのロール13,14は成形ヘッド12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16によってそれぞれ保持されており、その前後動作を上記のコーンカム11aおよびこれに接触しているカムフォロアー15ならびに捩りスプリング16によって行うように構成されている。
【0030】
ここで、上記のスピンドルユニット8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7における下側の円板部7Cと中間の円板部7Bとの間には、固定軸4から半径方向で外側に伸びた枠体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。
【0031】
図1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8aを回転自在に保持している筒状部材9Aに連結されている。また、図1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。
【0032】
したがって、スピンドルユニット8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8および成形ヘッド12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。なお、これらのカムによる動作は後述する。
【0033】
つぎにスピンドルユニット8を介して前記成形ヘッド12を回転させるための機構について説明する。図1に示す例は、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7を成形テーブル3と共に回転させることに伴って前記中空軸8aおよびこれに取り付けた成形ヘッド12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7Aより僅か下側部分に太陽歯車20が固定されている。その太陽歯車20に噛み合っている遊星歯車21が、フレームターレット7における上側の円板部7Aによって回転自在に保持されている。
【0034】
この遊星歯車21に隣接する位置には、上側の円板部7Aを貫通した第1の回転軸22が設けられており、その回転軸22の下端部には、遊星歯車21に噛み合っている中間歯車23が取り付けられ、かつ円板部7Aの上側に突出している端部には、駆動タイミングプーリ24が取り付けられている。さらに、上側の円板部7Aの外周部で各スピンドルユニット8に接近した位置には、上側の円板部7Aを貫通して中間の円板部7Bに端部を回転自在に保持された第2の回転軸25が設けられている。上側の円板部7Aの上方に突出している第2の回転軸25の端部には、前記駆動タイミングプーリ24と対をなす従動タイミングプーリ26が取り付けられている。また、第2の回転軸25の中間部すなわち上側の円板部7Aと中間の円板部7Bとの間に位置する部分には、従動歯車27が取り付けられている。そして、前記中空軸8aの外周部に設けられた細長歯車28にその従動歯車27が噛み合っている。
【0035】
そして、図1に示すように、所定の一つの駆動タイミングプーリ24と、互いに隣接する二つの従動タイミングプーリ26とにタイミングベルト29が巻き掛けられている。さらに、そのタイミングベルト29の弛み側の部分を、タイミングベルト29の走行経路の中心側に押圧するベルトテンショナー(図示せず)が設けられ、タイミングベルト29の余長を取るようになっている。
【0036】
この実施例では、図2に示すように、成形テーブル3側の容器載置台43に受け渡される前の容器肩部1aに施されている位置合わせマーク(以下、単にマークという)41を検出する検出カメラ42と、成形テーブル3の周辺部(凹部)3bに設けられ、容器1を回動可能に保持する円板状の容器載置台43と、検出カメラ42に接続されていて検出カメラ42からの出力信号に基づきその容器載置台(容器)43を回動させる指示信号を発信する角度演算回路44と、この角度演算回路44からの信号に基づきその容器載置台43を正方向あるいはその逆方向に回転させるサーボモータ(位置決め機能付きモータ)45とを備えている。なお、角度演算回路44は、スリップリング46を介してサーボコントローラ47に接続されている。サーボコントローラ47は、角度演算回路44から発信された指示信号に基づきサーボモータ45を制御する。つまり、サーボコントローラ47は、サーボモータ45に対して指示信号を出力することによってサーボモータ45の回転軸53を回転させて停止させる。
【0037】
また、成形テーブル3には中空軸48が貫通する貫通孔48cが設けられ、容器載置台43は、中空軸48の先端にスプラインで連結されている。さらに、中空軸48には、他方の先端に吸引機構49(ローターシール)が設けられ、その上部に従動歯車50がキーで締結されている。この吸引機構49は、装置本体を介して真空源(図示せず)に接続されている。
【0038】
また、入口ターレット7Dの外周には、ポケット55が形成されていて、そのポケット55に容器1の胴部を吸引して保持する吸引孔56が形成され、図示しない真空源に接続されている。
【0039】
さらに、従動歯車50は、サーボモータ45の回転によってその回転軸53に固定された回転歯車54に噛み合わされた状態で転動するので、従動歯車50にトルクが伝達されて中空軸48および容器載置台43と一体となって回転する。
【0040】
図5および図6は、マーク41が着色インキ、または蛍光剤入りのインキで容器肩部1aに施されていることを示す図である。容器肩部1aにマーク41を施すには、容器1を製造するラインにおいて容器口部1bに雄ネジ部を形成する成形工程で、容器口部1bの外部に固定されたアウターツール内にインクジェットヘッド(図示せず)を設けて、容器口部1bの雄ネジ部の切り始め、または切り終わりの位置に合わせて、前記インクジェットヘッドから蛍光インク、UVインクを吐出させて容器肩部1aにマークとして付与するのが好ましい。このインクジェットヘッドによるマーク41は、容器口部1bの雄ネジ成形(加工)時に施されるようにする。この実施例で容器肩部1aにマーク41をマーキングすることにより、検出カメラ42は上方から検出することができるので、マーク41の位置を探すためにその都度容器1を回転させる必要はない。
【0041】
上記の構成によれば、タイミングベルト29および各タイミングプーリ24,26が上側の円板部7Aの上部に配置されているので、これらを容易に交換することができ、またその場合の各タイミングプーリ24,26の歯数の変更に伴うベルト長さをベルトテンショナー(図示せず)で調整できるようになっている。すなわちこれらの機構は、各タイミングプーリ24,26のいずれか一方または両方を交換して歯数を変更することにより駆動タイミングプーリ24と従動タイミングプーリ26との回転比、即ち遊星歯車21とスピンドルユニット8との回転比を変更して成形ヘッド12のスピン数を調整できるようになっている。
【0042】
つぎに上述したキャッピング装置100の動作について説明する。キャップ2を容器口部1bに被せた容器1が入口ターレット7Dからキャッパー7F側の容器載置台43に受け渡されると、前述したボディーガイド5とネックガイド6とによって容器1が起立状態に保持されるとともに、吸引機構49によって容器1の底部が吸引されて保持される。その時点では成形ヘッド12は上限位置に引き上げられていて、押圧部材10はスプリング8dの弾性力によってその先端を下方に向けて、回転自在に保持されている。その状態を図7に示してある。また、図11のカム線図では、▲1▼の状態である。
【0043】
ついで、ネックガイド6上の容器口部1bに被せたキャップ2の上面を成形ヘッド12内に組み込まれた押圧部材10で押しつけてその容器1を容器載置台43と押圧部材10との間に挟み込んだ状態で図6に示す容器口部1bの雄ネジ部の始端部(以下、雄ネジ始端部という)1cの円周方向の位置が所定の方向に向くように正方向(時計回り)あるいはその逆方向(反時計回り)にその容器1を回動させる。なお、角度演算回路44は、その正方向あるいはその逆方向のどちらか近い方へその容器1を回動させるようにスリップリング46を介してサーボコントローラ47に回動信号を出力し、サーボモータ45を駆動させる。このときキャップ2のコーナー部2aを押圧変形させるプレッシャーブロック9(回転しない)はキャップ2に接触させないことが必要である。
【0044】
具体的には、容器1が入口ターレット7D側からキャッパー7F側の容器載置台43に受け渡される前で、検出カメラ42により容器肩部1aに施されているマーク41が検出される。ここで角度演算回路44は、予め設定されたマーク41の設定基準位置と、容器肩部1aに付与されたマーク41との角度差(回動角度)を算出し、その回動角度が180度より大きいか否かによって、容器載置台43(容器1)をサーボモータ45により正方向あるいはその逆方向のうち回動角度の小さい方向に回動制御する。
【0045】
このように、角度演算回路44で回動角度θ2 を算出することにより、正方向あるいはその逆方向のどちらか容器載置台43を回動させることができる。ついで、サーボコントローラ47の指示信号に応じてサーボモータ45の回転軸53が回転すると、回転歯車54が回転軸53と共に回転する。その回転歯車54に噛み合う従動歯車50が回転すると、容器載置台43が中空軸48を介して従動歯車50と共に回転する。この状態を図8に示してある。また、図11のカム線図では、▲2▼の状態である。
【0046】
つづいて、上述したように容器1の向き、すなわち雄ネジ始端部1cの円周方向の位置を位置合わせした後、キャップ2のコーナー部2aにプレッシャーブロック9を当接させて押圧変形させる。この状態を図9に示してある。また、図11のカム線図では、▲3▼の状態である。
【0047】
なお、キャップ2の上面を押圧部材10で押し付けた状態で容器1を回動させる上記▲2▼の状態での工程の場合、アッパーカムを▲1▼の状態から下死点まで一度に移動させずに、▲2▼の状態から▲3▼の状態へと段階的に成形ヘッド12を下降させることが、容器1を回動させるために必要である。
【0048】
ただし、容器1が確実に吸着・保持されている場合には、キャップ2の上面を押圧部材10で押し付けない▲1▼の状態でも容器1の回動は可能であるため、アッパーカムの下降を一時的に停止させなくても良い。
【0049】
つぎに、ロアーカムのカム溝18Bに従ってコーンカム11aが下降し、成形ロール13がキャップ2の周囲をスピン回転してキャップ2に雌ネジ部が成形される。この工程では、成形ロール13がキャップ2の外周面に当接する位置が、プレスピン角が雄ネジ始端部1cより前方に向かって50度以下、好ましくは5度以上20度未満の範囲内になるように設定される。なお、容器口部の雄ネジ部の円周方向の位置の誤差、スリップなど機械的、電気的な応答の誤差を考慮すると、プレスピン角5度未満では、ネジ成形不良となる可能性があり、またプレスピン角50度以上では、開栓に影響する跳ね上げ状のロール傷が発生し易い。したがって、成形ロール13の当接位置を雄ネジ始端部1cより前方にプレスピン角5〜20度とするのが最も好ましい。この状態を図10に示してある。また、図11のカム線図では、▲4▼の状態である。
【0050】
ついで、成形ロール13の当接点が設定されることにより、容器口部1bの円周方向での雄ネジ終端部1dの位置に対して成形ロール13の離れる位置が決定される。したがってこの当接点の設定により、容器口部1bの雄ネジ終端部1dに対する成形ロール13の逃げ位置を円周方向で特定することができるとともに、キャップ2のネジ終了部分に跳ね上げ状のロール傷が発生するのを確実に防止することができる。
【0051】
つぎに、ネジ切り加工を行うとともに、キャップ2の下端部に対して裾締め加工を行う工程について、以下説明する。
【0052】
先ず、図1に示すように、フレームターレット7が固定軸4を中心にして回転すると、遊星歯車21が太陽歯車20に噛み合った状態で転動するので、遊星歯車21が回転する。そのため、この遊星歯車21および中間歯車23ならびに各タイミングプーリ24,26およびタイミングベルト29、従動歯車27、細長歯車28を介して中空軸8aが回転する。その結果、成形ヘッド12が中空軸8aと共に回転する。
【0053】
つぎに、フレームターレット7が更に回転すると、ロアーカムのカムフォロアー19Bがカム溝18Bの形状に従って更にコーンカム11aが下降する。その結果、このコーンカム11aに接触しているカムフォロアー15がキャップ2の中心側に変位するので、それに連動して各ロール13,14がキャップ2に接近する方向に移動する。
【0054】
ついで、成形ロール13はキャップ2の外周面に押し付けられた状態でその周囲を回る。そのため、容器口部1bにネジ山(雄ネジ部)が形成されている部分では、そのネジ山に沿うようにキャップ2の周面を変形させ、いわゆるネジ切りを行う。また、ロックロール14はキャップ2の下端部すなわちピルファプルーフバンドの下端部をキャップ2の中心側に押圧して変形させる裾締め加工を行う。
【0055】
この状態でフレームターレット7が固定軸4を中心にして回転するので、キャップ2の周面にネジ切り加工およびキャップ2の全周にピルファプルーフバンドの下端部の裾締め加工が行われる。その過程で、容器口部1bに形成されているネジ山に沿って成形ロール13が螺旋状に旋回下降し、その結果、キャップ2に雌ネジ部が形成される。その成形ロール13によるネジ切り加工のためのスピン数は、前述した遊星歯車21からスピンドルユニット8の細長歯車28までの間の回転比(変速比)によって決まるが、上述した図1に示す構成では、その回転比を適宜に設定できるので、容器口部1bの雄ネジ部のネジの巻数に対し、余分にスピンさせる旋回角を少なくするようにスピン数を変更することができ、よって容器口部1bの雄ネジ部のネジ山が存在しないキャップ2の外周面まで成形ロール13が当接している状態を可及的に少なくすることができる。その結果、跳ね上げ状のロール傷の発生を防ぎ、キャップ2の開栓に要するトルクを増大させるなどの事態を回避できる。つまり、容器口部1bの雄ネジ終端部1dからネジ山が存在していない円周方向に沿ってロール傷が形成されると、キャップ2の開栓トルクを高くしてしまう要因となるが、この実施例では、このような開栓性を悪くさせる跳ね上げ状のロール傷の発生を防止するので、開栓性を向上させ、また再栓する際にキャップ2のネジ込みをスムーズに行うことができ、しかもキャップ2の締め込み終了の感触が確実に得られる。
【0056】
つぎに、この状態からフレームターレット7が更に回転することにより、図1でのロアーカムのカムフォロアー19Bがカム溝18Bの形状に従って上方向に移動し、その結果、コーンカム11aが引き上げられるので、各ロール13,14がキャップ2から離隔する方向に移動させられる。
【0057】
ついで、カムフォロアー19A,19Bがカム溝18A,18Bの形状に従って上方向に移動し、その結果、成形ヘッド12の全体が容器1の上方に引き上げられ、上死点に達した時点で一連の工程が終了する。そして、キャッピングの終了した容器1は、成形テーブル3から出口ターレット7Eを経由して排出され、検査・梱包などの次の工程に送られる。
【0058】
つぎに、成形ロール13をセット(位置合わせ)する方法について、以下に説明する。
【0059】
先ず、成形ロール13のセット作業(工程)は、作業がし易い位置で行われるが、例えば上記の▲3▼の状態、即ち成形ロールが寄り始める回転角170度の位置で行われる。その位置で成形ヘッド12を停止させる。そこで、図1に示す回転軸25と従動タイミングプーリ26とを固定する締結具(固定手段)26aを緩める。この締結具26aを緩めると、成形ヘッド12は回動自在となるので、成形ヘッド12に組み込まれた成形ロール(複数ある成形ロール13に押圧力の差を設ける場合には特定の成形ロール)13を基準マークKの位置になるように成形ヘッド12を回動させる。簡易的にはネックガイド6に設定治具(図示せず)を取り付けて成形ロール13を所定位置にセットするように行われる。その後、締結具26aを締め込み、従動タイミングプーリ26を回転軸25に固定する。このようにして各々の成形ヘッド12で同様に成形ロール13の位置合わせが行われる。
【0060】
また、成形ヘッド12に複数の成形ロール13を備えている場合には、容器口部1bに形成された雄ネジ部の形状(平行ネジ、テーパネジ等)に合わせて、その成形ロール13の捩りスプリング16の弾性力にそれぞれ強弱を付けてキャップ2のネジ切り加工を行うことができる。
【0061】
例えば、成形ヘッド12に成形ロール13を2個備えている場合には、第1の成形ロール(1STロール)13を雄ネジ始端部1cに対してプレスピン角10度の位置でキャップ2に当接させると、その位置の反対側の第2のロール(2NDロール)13はその反対側の位置でキャップ2に当接し始めることになる。そして、第2の成形ロール13は、第1の成形ロール13によってネジ成形が行われたキャップ2の雌ネジ部の谷部を第1の成形ロール13よりも半周遅れでなぞるように転動していき、その雌ネジ部の成形が二度行われる。最終段階として第1の成形ロール13がネジ終了部分に到達してリリースされると、同じタイミングで第2の成形ロールもキャップ2の外周面からリリースされるため、キャップ2の雌ネジ部の一部分については第1の成形ロール13のみのネジ成形が一度行われるだけで第2の成形ロール13によるネジ成形は、行われないでそのネジ成形が終了する。
【0062】
したがって、第1の成形ロール13の捩りスプリング16を第2の成形ロール13の捩りスプリング16より若干強めもしくは弱めに弾性力をネジの形状に合わせて設定することにより、キャップ2の雌ネジ部の形状を安定化させることができる。
【0063】
その場合には、予め第1の成形ロール13と第2の成形ロール13とを識別できるようにしておくことが好ましく、特定の成形ロール13を基準マークKの位置になるように回動させて、位置合わせを行う。
【0064】
図4に示すように、キャッパー7Fの外周位置にそれぞれ成形ヘッド12が等間隔で配置されている。ここで、各成形ヘッド12に組み込まれている成形ロール13の向きが全て同じ方向になるように揃えてセットすれば、キャッピング範囲(図では60度)内で成形ロール13のスピン数を整数倍としてネジ成形を行う場合、キャッパー7Fが何公転しても成形ロール13がキャップ2に当接する位置は一定である。
【0065】
しかしながら、上記スピン数が2.2回、2.3回等の端数巻きでネジ成形を行う場合には、キャッパー7Fが一公転する間、成形ロール13の向きは、最初のセット位置からずれてしまうので、雄ネジ始端部1cとの位置合わせにくるいが生じるという問題が発生する。
【0066】
そこで、スピン数が整数以外の端数があるような場合のネジ成形でも対応することができるように、図15ないし図17に示す装置には、角度補正用の角度位置調整機能を有する角度演算回路44aが設けられている。この角度演算回路44aは、キャッパー7Fが一公転したときの成形ロール13のズレ角度θ1 に基づいて回動角度を補正する機能を備えている。その角度演算回路44aを含む機構の一例を次に説明する。
【0067】
この角度演算回路44aは、マーク検出装置51と回動角度演算装置52とを有している。マーク検出装置51には、検出カメラ42と回動角度演算装置52とが接続されていて、スリップリング46を介してサーボコントローラ47に接続されている。なお、回動角度演算装置52には、マーク角度情報J2 が入力され、回動角度θ2 が算出される。
【0068】
図16、図17は、成形ヘッド12における駆動系の一部を示す図であり、キャッパー7F内の全成形ヘッド12のうち少なくとも一つは、角度検出器102が設けられた成形ヘッド12(以下、特定ヘッドという)である。なお、図17に示す矢印Zはスピンドルユニット8の公転方向を示している。この駆動系は、図2に示すキャッピング装置100の駆動機構に加えて、図16に示すように、スピンドルユニット8(細長歯車28)との回転数の比が1対1となるように回転する従動軸101を有し、この従動軸101の回転角度を検出する角度検出器102とを備えている。
【0069】
また、角度検出器102の軸103には、従動軸101と連結する継ぎ手部104が設けられている。円板部7Aには、角度検出器102を固定する固定台105が設けられている。固定台105は、従動軸101の軸線方向に沿うように円板部7Aに対して垂直に設けられている。また、固定台105は、片持ち支持されるように円板部7Aの上面にボルトで固定されている。
【0070】
図1,17に示すように、先ず、太陽歯車20に噛み合っている遊星歯車21が回転しながら時計方向(矢印Zで示す方向)に公転すると、遊星歯車21に噛み合っている中間歯車23を介して駆動タイミングプーリ24が反時計方向に回転する。つぎに、各タイミングプーリ24,26には、タイミングベルト29が巻き掛けられているので、駆動タイミングプーリ24の回転によって従動タイミングプーリ26も反時計方向に回転する。ついで、従動タイミングプーリ26の回転によって、従動歯車27が回転するので、従動歯車27に噛み合っている細長歯車28が時計方向に回転する。そして、従動歯車27が回転すると、連結歯車106、継ぎ手部104を介して角度検出器102の軸103が時計方向に回転する。
【0071】
この実施例では、キャッパー7Fが一公転したときの成形ロール13のズレ角度θ1 を補正するために角度演算回路44aを使用し、この角度演算回路44aにより、キャッパー7Fが一公転したときにずれる成形ロール13のズレ角度θ1 に基づき、常に成形ロール13がキャップ2に当たる位置が特定の位置になるように各容器1の回動量を補正する制御をした。図12,13はその制御例を示しており、この図12は初期設定を示し、図13のフローチャートで示すルーチンは、各成形ヘッド12が基準位置Lを通過するときに発生するタイミング信号M毎に繰り返し実行される。
【0072】
図4,12において、先ず、初期設定をする時、キャッパー7F内の全ての成形ヘッド12を成形ロール13の合わせ位置(どの位置でも良いが、本実施例では回転角170度の位置とする)まで回転させて、成形ロール13を基準マークKに合わせる(ステップS1)。なお、図14には基準マークKに対する成形ロール13の合わせ位置を示している。
【0073】
つまり、ステップS1では、キャッパー7Fの中心と基準マークKとの間に成形ロール(図14では二個の成形ロール)13の中心がくるように、キャッパー7Fの回転角170度の位置で、全ての成形ヘッド12の位置合わが行われる。なお、成形ヘッド12には、二個の成形ロール13の他に二個のロックロール14が設けられている。
【0074】
上記ステップS1によって全ての成形ヘッド12の位置が設定された後、フレームターレット7の基準位置L(回転角0度の位置)まで回転させて、特定ヘッドの角度検出器102の回転角度を0度にセットする(ステップS2)。そして、フレームターレット7を一公転させて、フレームターレット7の基準位置Lで特定ヘッドの角度検出器102の検出値(回転角度)をズレ角度θ1 として読み込み、初期設定して終了する(ステップS3)。
【0075】
図13は装置の運転時(運転中)の制御を示すフローチャートであり、図15は、角度検出器102を備えた装置を示す図であり、先ず、フレームターレット7の基準位置タイミング信号Mが入力された後、特定ヘッドかどうかが判断される(ステップS11)。このステップS11で肯定と判断した場合には、特定ヘッドが初期設定後の初回の回転であるか否かが判断される(ステップS12)。
【0076】
このステップS12で肯定と判断した場合には、フレームターレット7の基準位置Lにおいて図15に示すように、特定ヘッドの角度検出器102の検出値を一公転でのズレ角度θ1 としてズレ角度情報J1 が出力される(ステップS13)。一方、検出カメラ42から検出されたマーク41の検出信号に基づいてマーク検出装置51からマーク角度情報J2 が出力される。
【0077】
したがって、上記ズレ角度情報J1 とマーク角度情報J2 との各情報に基づき回動角度θ4 が演算(算出)され、常に成形ロール13がキャップ2に当たる位置が特定の位置になるように容器1をその回動角度θ4 で回動させる回動指令(出力信号)J3 がスリップリング46を介してサーボコントローラ47に出力される(ステップS14)。
【0078】
つぎに、ステップS14で出力された回動指令J3 に基づいて、各成形ヘッド12に対応したサーボモータ45を回転させ、容器載置台43上の各容器1を回動させる(ステップS15)。
【0079】
上記ステップS12で否定と判断された場合には、その時の角度検出器102の値が読み込まれ、その値がズレ角度情報J1 として回動角度演算装置52へ出力され、前回のズレ角度θ1 が更新され(ステップS16)、その後ステップS14,S15に進み、スタートに戻り繰り返される。
【0080】
したがって、上記ステップS11で特定ヘッド以降の各成形ヘッド12があると判断された場合には、ステップS14で回動角度θ4 が演算され、ステップS15でその回動指令J3 に基づいて各成形ヘッド12に対応したサーボモータ45を上記同様に回転させ、容器載置台43上の容器1を回動させる。
【0081】
結局、上記ステップS1ないしS16の制御を行うことにより、角度検出器102によって特定ヘッドが一公転したときの位置のズレ角度θ1 が検出され、その初期設定が終了した後、各制御で装置が運転されるとともに、特定ヘッドが一公転している間に各成形ヘッド12にズレ角度θ1 を割り当てて補正するので、キャップのネジ成形前に容器口部に形成された雄ネジ部の円周方向の位置を正確に規定することができる。
【0082】
なお、成形テーブル3側でマーク41を検出する検出工程と、容器1を回動させる回動工程とを両方とも行うことも可能であるが、容器1の上方に成形ヘッド12が存在しているため、容器1の側面(容器胴部、容器肩部1a)側から、マーク41を検知するために容器1を回動させる必要がある。したがって、この実施例では、そのような容器1を回動させる回動制御とマーク41を検出する検出手段とを各成形ヘッド12毎に設けなくても済むように二つの工程の分散処理を行った。これにより回路を簡略化することができる。この処理はマーク41が容器1の胴部に施されている場合にも適用することができるが、上述の理由により回路を簡略化するため、マーク41は容器肩部1aに付与するのが好ましい。
【0083】
ここで、上記の具体例と請求項1ないし4のいずれかの発明との関係を簡単に説明すると、上述した容器載置台43が、請求項1の発明における保持部に相当し、また検出カメラ42からの出力信号に基づき、その容器載置台43を回動させる回動制御機構が、請求項1の発明における位置設定手段に相当し、さらにサーボコントローラ47が、請求項2の発明における回動制御手段に相当し、そしてスプリング8dおよび押圧部材10が、請求項3の発明におけるキャップ押圧部に相当し、また検出カメラ42が、請求項4の発明におけるマーク検出手段に相当し、さらに角度演算回路44および44aが、請求項4の発明における角度演算手段に相当し、そしてサーボモータ45が、請求項4の発明における位置決め機能付きモータに相当する。また、容器の形状としは、容器口部に雄ネジ部が形成されているものであればよく、容器の胴部の下端部に底蓋を取り付けた容器や、容器の胴部と容器の底部が一体成形された容器、あるいは容器の底部が開口された円筒状の容器であっても差し支えない。
【0084】
また、位置決め機能付きモータとして、サーボモータの他、ステッピングモータも利用することができる。
【0085】
さらにまた、この実施形態では、容器肩部に付与したマークを検出しているが、これに限ることはなく、例えば容器外面を複数台のカメラで撮影し、その画像を合成処理および水平展開を行い、雄ネジ始端部または雄ネジ終端部の位置を検出して回動角度を算出することができる構成であれば、容器の胴部に付与したマークや、容器口部の雄ネジ部の位置と特定な関係で容器外面に印刷された図柄、文字、バーコード等を利用することもでき、また容器口部にキャップを被せる前であれば、容器口部の雄ネジ部を直接検出して、容器口部の雄ネジ部の円周方向の位置合わせを行うようにしても良い。
【0086】
また、この実施形態では、雄ネジ始端部の位置が所定の位置となるように位置合わせを行っているが、容器口部の雄ネジ部の円周方向の位置が特定される部分であれば、雄ネジ終端部の位置で円周方向の位置合わせを行うことも可能である。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように請求項1の発明によれば、保持部によって成形ロールによるネジ成形の可能な位置に容器が保持され、かつ回動されるので、キャップのネジ成形前に容器口部に形成された雄ネジ部の円周方向の位置を正確に規定することができる。したがって、ネジ成形の終了時点(キャップのネジ終端部分)に合わせて成形ロールがリリースするタイミングを確実に調整することができ、キャップのネジ終端部分に跳ね上げ状のロール傷が発生するのを防ぎ、キャップの開栓あるいは再栓に優れた効果をもたらすことが可能となる。
【0088】
さらに、請求項2の発明によれば、請求項1に記載の効果に加えて、その雄ネジ部の円周方向の位置を特定するように、肩部にマークが施された容器が、そのマークの位置が設定基準位置にくるように正方向またはその逆方向に回動させるように制御されるので、容器肩部に施したマークから容器の向き、すなわち容器にキャップを被せた状態でも容器口部の雄ネジの円周方向の位置を、容器を回動させることなく容易に検出することができ、しかも容器を正逆方向のいずれか回動角度が少なくて済む方向に回動させることができ、迅速に容器の位置合わせを行うことができる。
【0089】
さらに、請求項3の発明によれば、請求項1または2に記載の効果に加えて、容器の口部に被せたキャップの上面を押し付けながら容器を位置合わせするための回動が行われるため、容器の内容物が充填された実容器の場合に、内容物が容器の口部から周囲に飛び出したりこぼれたりすることを防止することができる。
【0090】
そして、請求項4の発明によれば、容器肩部に施したマークを検出する工程と容器を回動させる工程とを切り離して行うことができる。したがって成形テーブル側でマークを検出する必要がなく、その検出信号の処理を容易に行うことができ、その結果、キャップのネジ成形前に容器口部に形成された雄ネジ部の円周方向の位置を迅速かつ正確に規定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明に係るキャッピング装置の一例を示す概略縦断面図である。
【図2】 この発明に係るキャッピング装置を示す概略構成図である。
【図3】 図1に示すスピンドルユニットの下側部分を示す拡大図である。
【図4】 図2に示す装置を含む駆動機構を示す概略平面図である。
【図5】 容器肩部に施されたマークを示す上面図である。
【図6】 容器肩部に施されたマークを示す側面図である。
【図7】 容器の初期のセット工程を示す説明図である。
【図8】 容器の回動工程を示す説明図である。
【図9】 キャップのコーナー部の押圧変形工程を示す説明図である。
【図10】 ネジ成形および裾締め加工の工程を示す説明図である。
【図11】 カム(アッパーカムおよびロアーカム)のカム線図である。
【図12】 この発明に係るキャッピング装置の制御の一例を示すフローチャートである。
【図13】 図12に示すフローチャートに続く制御を示すフローチャートである。
【図14】 図4に示す基準マークを説明するための概略上面図である。
【図15】 この発明に係るキャッピング装置の他の一例を示す概略構成図である。
【図16】 図15に示す装置の角度検出器を含む従動機構を示す概略縦断面図である。
【図17】 図15に示す装置の角度検出器を含む従動機構を示す概略上面図である。
【符号の説明】
1…容器、 1b…容器口部、 2…キャップ、 3…成形テーブル、 13…成形ロール、 43…容器載置台、 48…中空軸、 50…従動歯車。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In the present invention, a cylindrical cap with a bottom is put on a mouth portion (mouth neck portion) of a container in which a thread groove (male thread portion) is formed in advance, and a thread groove (female thread portion) is provided on the peripheral surface of the cap. The present invention relates to a capping device for molding.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a roll-on type capping device, a forming head is moved up and down to open and close a forming roll provided in the forming head (approaching or separating from the outer peripheral surface of a cap without a thread groove), and the forming roll is attached to the cap. There is known a method of forming a screw groove (hereinafter referred to as screw forming) by press-contacting.
[0003]
For example, the apparatus described in
[0004]
Caps that are the target of this type of apparatus are generally made of aluminum alloy or steel thin plate and have good workability. Therefore, the load that presses the forming roller against the cap is a torsion spring or the like. It is generated by an elastic member. Accordingly, the cam mechanism has a function of guiding the forming roller to the outer peripheral surface of the cap and retreating the cap. In other words, the cam mechanism is configured to have a function of moving the forming roller toward the so-called center side toward the cap by the axial displacement of the cone cam, and the forming load on the cap is generated exclusively by the elastic member. It has become.
[0005]
In such a capping device, the position where the forming roll abuts on the outer peripheral surface of the cap and the position where screw forming is started may be misaligned, and the male screw portion of the mouth of the container and the female screw screw-formed on the cap The screwing amount of the screw part with the part fluctuated, and the opening torque of the cap was not stable or the appearance of the cap was easy to deteriorate.
[0006]
For example, in the invention described in
[0007]
However, in the invention described in
[0008]
In addition, in conventional screw forming, screw forming with a forming roll is performed by closing the forming roll (approaching the outer peripheral surface of the cap) and press-contacting the outer peripheral surface of the cap so that the forming roll is a male screw at the mouth of the container. This is done by rolling the outer peripheral surface of the cap along the circumferential direction of the valley of the part. Therefore, from the time when the forming roll starts to push the outer peripheral surface of the cap to the time when the forming roll is substantially engaged with the start end portion of the male threaded portion, the forming roll simply rolls and rotates freely on the outer peripheral surface of the cap. Thread formation is not performed on the peripheral surface of the material, and thread formation is started only after reaching a position where it substantially engages with the starting end of the male thread portion. In this way, in consideration of the play until it is substantially engaged with the starting end portion of the male screw portion, the number of spins of the forming roll is set to be larger than the number of turns of the screw (male screw portion). For example, when there are two forming rolls, the screw is formed at the mouth of the container with a number of turns of 1.5, and the number of spins of the forming roll is larger than the number of turns of the screw corresponding to the number of turns. When the number of turns of the screw is 2.0 or 2.0, the number of spins is set to 2.5. The number of spins of the forming roll refers to the number of times that the forming roll rotates around the cap after the forming roll starts to push the outer peripheral surface of the cap until the forming roll moves away from the outer peripheral surface of the cap.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 57-37518 (left column, line 38 to right column,
[Patent Document 2]
JP-A-64-45288 (Claims, upper left column,
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional roll-on capping device, the relationship between the number of spins of the forming roll contacting the outer peripheral surface of the cap and the number of turns of the screw will be further described. Generally, the opening and closing of the forming roll is uniquely determined by the shape of the lower cam. Decided. On the other hand, the direction of the container supplied to the capping device, that is, the position of the male screw portion at the mouth of the container is in a random state, and the screw molding is performed as it is. For this reason, the timing of screw forming may be early or late. Despite the difference in screw forming timing, the number of spins of the forming roll is uniquely determined in accordance with the number of turns of the screw. In addition, as described above, the number of spins of the forming roll is set to be large so that it can be applied even when the timing of screw forming is late.
[0011]
However, as soon as the forming roll comes into contact with the outer peripheral surface of the cap, it is substantially engaged with the start end of the male threaded portion of the mouth portion of the container, and at the timing without play such that screw forming is started. After the screw forming is finished, the forming roll continues to roll on the outer peripheral surface of the cap by the amount of the spin, so that the roll-up roll scratch is formed to extend from the screw forming end portion. End up. In other words, a horizontal load (90N to 110N load) is applied to the forming roll by a torsion spring, and the forming roll is disengaged from the male threaded portion of the mouth portion of the container under such a horizontal load. Then, since the forming roll is pulled upward, a flip-up roll scratch is formed on the peripheral surface of the cap. In this way, if a roll-up roll wound that does not follow the male thread portion of the mouth of the container is formed at the terminal end portion of the female thread portion of the cap, the roll scratch interferes with the cap opening, and the opening torque It may be a hindrance when refilling or re-plugging, and it may cause a quality problem such that the cap cannot be screwed in smoothly with respect to the male screw, and it is difficult to grasp the finish of tightening the cap. was there.
[0012]
This invention has been made by paying attention to the above technical problem, and by defining the position of the male thread formed in the mouth of the container before threading the cap, after threading is finished, It is an object of the present invention to provide a capping device that can prevent a roll-up roll damage from occurring in a cap and can provide an excellent effect for opening or closing the cap.
[0013]
[Means for Solving the Problem and Action]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, after a metal cap is put on the mouth portion of the container, a forming roll is formed in advance on the mouth portion of the container by contacting the periphery of the cap. In the capping device for forming the female screw portion on the cap by rolling along the circumferential direction of the male screw portion, the container is held and rotated at a position where the screw can be formed by the molding roll. The position of the male screw portion in the circumferential direction with respect to a certain position where the forming roll abuts against the outer peripheral surface of the cap before the possible holding portion and the molding roll abuts against the outer peripheral surface of the cap. And a position setting means for rotating the container together with the holding portion so as to be in a predetermined position.
[0014]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, after the metal cap is put on the mouth portion of the container, the forming roll comes into contact with the periphery of the cap in the circumferential direction of the male screw portion previously formed on the mouth portion of the container. By rolling along, a female screw portion is formed on the peripheral surface of the cap. In this case, before the molding roll contacts the outer peripheral surface of the cap, the circumferential position of the male screw portion is a predetermined position with respect to a certain position where the molding roll contacts the outer peripheral surface of the cap. The container rotates. That is, the position in the circumferential direction of the male screw portion formed in the mouth portion of the container before the cap screw is formed is defined. As a result, the number of spins can be set so that the forming roll leaves in accordance with the end point of screw forming, and it is possible to prevent the forming roll from continuously rolling on the outer peripheral surface of the cap.
[0015]
Further, in the invention of
[0016]
Therefore, according to the invention of
[0017]
Furthermore, in addition to the configuration of
[0018]
Therefore, according to the invention of
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a molding table on which a container is placed around a fixed shaft and rotated and conveyed in a horizontal direction, and is disposed so as to be movable up and down above the molding table. In a capping device having a forming head that performs threading processing on the cap and performs hem tightening processing on the lower end portion of the cap, before passing to the forming table side, the circle of the male screw portion Mark detection means for detecting a mark applied to the container for specifying a position in the circumferential direction and outputting the signal, and the male with respect to a fixed position where the forming roll first contacts the outer peripheral surface of the cap. Based on the output signal of the mark detection means, the container is placed in the forward direction so that the circumferential position of the threaded portion is closer to the predetermined reference position of the mark so as to have a predetermined positional relationship. Or an angle calculation means for calculating a rotation angle for rotation in either of the opposite directions, and a signal of the rotation angle obtained by the angle calculation means after being transferred to the molding table side. And a motor with a positioning function for rotating the container in the forward direction or in the opposite direction.
[0020]
Therefore, according to the invention of
[0021]
In other words, the angle difference between the mark position on the shoulder of the container and the set reference position of the mark is calculated, and the container rotates forward or backward from the mark position based on the signal of the angle difference. Is done. In this case, the step of detecting the mark on the shoulder of the container and the step of rotating the container are not performed on the same molding table side, but are distributed as independent processes, and the container is placed on the molding table side. The mark is detected before being delivered, and the container is marked based on the signal of the angle difference between the mark position detected after the container is delivered to the molding table and the set reference position of the mark. It is rotated in the forward direction or the reverse direction from the position. As a result, only the positioning of the container is performed based on the detection signal on the molding table side, so there is no need to rotate the container in order to detect the mark on the shoulder of the container, and the container positioning control Can be simplified and the speed of the apparatus can be increased.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the present invention will be described based on specific examples. First, a drive mechanism including a capping device as an object of the present invention will be described. The capping device is provided on a screwless cap that covers a mouth portion (hereinafter referred to as a container mouth portion) of a threaded container shown in FIGS. It is a roll-on capping device that performs molding such as thread cutting and skirt tightening. Here, the threading process is not a process of cutting the cap, but a process of plastically deforming the peripheral surface of the cap into a screw shape according to the thread formed in the container mouth.
[0023]
FIG. 1 schematically shows an example of a
[0024]
A frame turret 7 that rotates integrally with the molding table 3 around the fixed
[0025]
As shown in FIGS. 1 and 3, the spindle unit 8 is moved up and down with respect to the
[0026]
FIG. 3 is an enlarged view showing a lower part of the spindle unit 8. The pressing
[0027]
Moreover, since the pressing
[0028]
Further, a
[0029]
This forming
[0030]
Here, the cam for moving the spindle unit 8 up and down and moving the
[0031]
In FIG. 1, a
[0032]
Therefore, when the spindle unit 8 revolves around the fixed
[0033]
Next, a mechanism for rotating the
[0034]
A first
[0035]
As shown in FIG. 1, a
[0036]
In this embodiment, as shown in FIG. 2, an alignment mark (hereinafter simply referred to as a mark) 41 applied to the
[0037]
The molding table 3 is provided with a through
[0038]
A
[0039]
Further, since the driven
[0040]
FIGS. 5 and 6 are views showing that the
[0041]
According to the above configuration, the
[0042]
Next, the operation of the
[0043]
Next, the upper surface of the
[0044]
Specifically, the
[0045]
Thus, by calculating the rotation angle θ2 by the
[0046]
Subsequently, as described above, the direction of the
[0047]
In the case of the step (2) in which the
[0048]
However, when the
[0049]
Next, the
[0050]
Next, by setting the contact point of the forming
[0051]
Next, the process of performing threading and performing hem fastening on the lower end of the
[0052]
First, as shown in FIG. 1, when the frame turret 7 rotates around the fixed
[0053]
Next, when the frame turret 7 further rotates, the
[0054]
Next, the forming
[0055]
In this state, since the frame turret 7 rotates around the fixed
[0056]
Next, when the frame turret 7 further rotates from this state, the
[0057]
Next, the
[0058]
Next, a method for setting (positioning) the forming
[0059]
First, the setting operation (process) of the forming
[0060]
Further, when the forming
[0061]
For example, when the forming
[0062]
Therefore, by setting the elastic force to be slightly stronger or weaker than the
[0063]
In that case, it is preferable that the first forming
[0064]
As shown in FIG. 4, the molding heads 12 are arranged at equal intervals at the outer peripheral position of the
[0065]
However, when screw forming is performed with a fractional number of spins of 2.2 times, 2.3 times, etc., the direction of the forming
[0066]
In view of this, the angle calculation circuit having an angle position adjusting function for angle correction is provided in the apparatus shown in FIGS. 15 to 17 so as to be able to cope with screw forming when the spin number has a fraction other than an integer. 44a is provided. The angle calculation circuit 44a has a function of correcting the rotation angle based on the deviation angle θ1 of the forming
[0067]
The angle calculation circuit 44 a includes a
[0068]
FIGS. 16 and 17 are views showing a part of the drive system in the
[0069]
Further, a
[0070]
As shown in FIGS. 1 and 17, first, when the
[0071]
In this embodiment, an angle calculation circuit 44a is used to correct the deviation angle θ1 of the forming
[0072]
4 and 12, when initial setting is performed, all the molding heads 12 in the
[0073]
In other words, in step S1, all of the rolls of the
[0074]
After the positions of all the forming
[0075]
FIG. 13 is a flowchart showing control during operation (during operation) of the apparatus, and FIG. 15 is a view showing an apparatus provided with the
[0076]
If it is determined as affirmative in step S12, the detected value of the
[0077]
Therefore, the rotation angle θ4 is calculated (calculated) based on the information of the deviation angle information J1 and the mark angle information J2, and the
[0078]
Next, based on the rotation command J3 output in step S14, the
[0079]
If it is determined negative in step S12, the value of the
[0080]
Therefore, if it is determined in step S11 that there is a
[0081]
Eventually, by performing the control in steps S1 to S16, the
[0082]
It is possible to perform both the detection process of detecting the
[0083]
Here, the relationship between the above-described specific example and the invention of any one of
[0084]
In addition to the servo motor, a stepping motor can also be used as the positioning function motor.
[0085]
Furthermore, in this embodiment, the mark given to the shoulder portion of the container is detected. However, the present invention is not limited to this. If it is a configuration that can detect and calculate the rotation angle by detecting the position of the male screw start end or male screw end, the position of the mark given to the barrel of the container or the position of the male screw of the container mouth It is also possible to use symbols, characters, barcodes, etc. printed on the outer surface of the container for a specific relationship, and directly detect the male screw part of the container mouth before covering the container mouth. The circumferential direction alignment of the male screw portion of the container mouth portion may be performed.
[0086]
Further, in this embodiment, alignment is performed so that the position of the male screw start end portion is a predetermined position, but if the position in the circumferential direction of the male screw portion of the container mouth portion is specified, It is also possible to perform circumferential alignment at the position of the male screw terminal.
[0087]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the container is held and rotated by the holding portion at a position where the screw can be formed by the forming roll, it is formed in the container mouth before the screw is formed on the cap. It is possible to accurately define the circumferential position of the male screw portion. Therefore, it is possible to reliably adjust the timing at which the forming roll is released in accordance with the end point of screw forming (the screw end portion of the cap), and prevent the roll end portion of the cap from being flipped up. In addition, it is possible to provide an excellent effect for opening or reclosing the cap.
[0088]
Furthermore, according to the invention of
[0089]
Furthermore, according to the invention of
[0090]
According to the fourth aspect of the present invention, the step of detecting the mark on the container shoulder and the step of rotating the container can be performed separately. Therefore, it is not necessary to detect the mark on the molding table side, and the detection signal can be easily processed. As a result, the circumferential direction of the male thread formed in the container mouth before the threading of the cap is formed. The position can be defined quickly and accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing an example of a capping device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a capping device according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view showing a lower part of the spindle unit shown in FIG. 1;
4 is a schematic plan view showing a drive mechanism including the apparatus shown in FIG.
FIG. 5 is a top view showing marks provided on the shoulder portion of the container.
FIG. 6 is a side view showing marks provided on a container shoulder.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an initial setting process of a container.
FIG. 8 is an explanatory view showing a container turning step.
FIG. 9 is an explanatory view showing a pressing deformation process of a corner portion of a cap.
FIG. 10 is an explanatory view showing the steps of screw forming and skirt fastening processing.
FIG. 11 is a cam diagram of cams (upper cam and lower cam).
FIG. 12 is a flowchart showing an example of control of the capping device according to the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing control following the flowchart shown in FIG. 12;
14 is a schematic top view for explaining the reference mark shown in FIG. 4. FIG.
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing another example of the capping device according to the present invention.
16 is a schematic longitudinal sectional view showing a driven mechanism including an angle detector of the apparatus shown in FIG.
17 is a schematic top view showing a driven mechanism including an angle detector of the apparatus shown in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記成形ロールによるネジ成形の可能な位置に前記容器を保持し、かつ回動可能な保持部と、
前記成形ロールが前記キャップの外周面に当接する前に、前記キャップの外周面に前記成形ロールが当接する一定の位置に対して、前記雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置となるように前記保持部と共に前記容器を回動させる位置設定手段とを備えていることを特徴とするキャッピング装置。After covering the mouth of the container with a metal cap, the forming roll is brought into contact with the periphery of the cap and rolled along the circumferential direction of the male screw portion previously formed in the mouth of the container. In the capping device for forming the female screw portion in the cap,
Holding the container at a position where screw forming by the forming roll is possible, and a rotatable holding part;
Before the molding roll contacts the outer peripheral surface of the cap, the circumferential position of the male screw portion is a predetermined position with respect to a certain position where the molding roll contacts the outer peripheral surface of the cap. And a position setting means for rotating the container together with the holding portion.
前記成形テーブル側に受け渡される前に、前記雄ネジ部の円周方向の位置を特定する、前記容器に施されたマークを検出してその信号を出力するマーク検出手段と、
キャップの外周面に前記成形ロールが最初に当接する一定の位置に対して前記雄ネジ部の円周方向の位置が所定の位置関係になるように予め定めた前記マークの設定基準位置に近い方へ前記容器を、前記マーク検出手段の出力信号に基づき正方向あるいはその逆方向のどちらかに回動させる回動角度を算出する角度演算手段と、
前記成形テーブル側に受け渡された後に、前記角度演算手段で得られた前記回動角度の信号に基づいて前記容器を正方向またはその逆方向に回動させる位置決め機能付きモータとを備えていることを特徴とするキャッピング装置。A forming table that mounts a container around a fixed axis and rotates and conveys it horizontally, and is arranged to be movable up and down above the forming table, and a threading process is performed on the cap with a metal cap placed on the mouth of the container In a capping device provided with a molding head that performs hem fastening on the lower end of the cap,
Before the delivery to the molding table side, the position of the male screw portion in the circumferential direction is specified, mark detection means for detecting a mark applied to the container and outputting the signal,
The one closer to the preset reference position of the mark so that the position in the circumferential direction of the male screw portion is in a predetermined positional relationship with respect to a certain position where the forming roll first contacts the outer peripheral surface of the cap Angle calculating means for calculating a rotation angle for rotating the container in either the forward direction or the reverse direction based on the output signal of the mark detection means;
And a motor with a positioning function for rotating the container in the forward direction or the reverse direction based on the rotation angle signal obtained by the angle calculation means after being transferred to the molding table side. A capping device characterized by that.
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