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技術 缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法

出願人 東洋製罐株式会社東洋製罐グループエンジニアリング株式会社
発明者 味園博海湯瀬秀彦今村彰宏土井雅裕
出願日 2014年8月11日 (4年11ヶ月経過) 出願番号 2014-163526
公開日 2016年3月22日 (3年3ヶ月経過) 公開番号 2016-036848
状態 特許登録済
技術分野 特定物品の製造
主要キーワード 押付バネ 揺動モーメント 搬送ポケット シャンク軸 従動歯 押付機構 斜め溝 押圧軸
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年3月22日)のものです。
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図面 (17)

課題

複数の容器間欠的に送って巻締を行う際に、各巻締工程で生じる各巻締ロール待機時間を短縮することで、単位時間あたりの処理を高速化することが可能な缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法を提供する。

解決手段

巻締ヘッド巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに、巻締ロールを容器方向に押し付け二重巻締を行う缶蓋巻締装置100であって、前記巻締ヘッドが、上流巻締ヘッド110と下流巻締ヘッド120とを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロール130と最終巻締ロール140とを含み、初期巻締ロール130が、上流巻締ヘッド110に配置され、最終巻締ロール140が、前記下流巻締ヘッド120に配置されており、上流巻締ヘッド110が作動する第1巻締位置101において、初期巻締ロール130により初期巻締を行い、下流巻締ヘッド120が作動する第2巻締位置102において、最終巻締ロール140により最終巻締を行う。

概要

背景

従来、固形物液状物及びその混合物に用いられる缶詰において、容器缶蓋を載置して巻締ヘッド中心軸に対応する位置に固定し、巻締ヘッドが巻締ロール公転させながら押し付けて、缶蓋のカール部を缶体フランジ部に巻き込み、圧着接合し、密封を保たせる二重巻締技術が公知である(例えば特許文献1等参照。)。
特許文献1で公知の缶蓋巻締装置は、巻締ヘッド(シーミングヘッド7)に90°間隔で4個の巻締ロール(シーミングロールd)が設けられ、180°対向する2個の巻締ロール(シーミングロールd1、d3)により初期巻締(第1シーミングオペレーション)が行われ、次いで、他の180°対向する2個の巻締ロール(シーミングロールd2、d4)により最終巻締(第2シーミングオペレーション)が行われて、巻締部を成形加工するように構成されている。

概要

複数の容器を間欠的に送って巻締を行う際に、各巻締工程で生じる各巻締ロール待機時間を短縮することで、単位時間あたりの処理を高速化することが可能な缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法を提供する。巻締ヘッドが巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに、巻締ロールを容器方向に押し付けて二重巻締を行う缶蓋巻締装置100であって、前記巻締ヘッドが、上流巻締ヘッド110と下流巻締ヘッド120とを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロール130と最終巻締ロール140とを含み、初期巻締ロール130が、上流巻締ヘッド110に配置され、最終巻締ロール140が、前記下流巻締ヘッド120に配置されており、上流巻締ヘッド110が作動する第1巻締位置101において、初期巻締ロール130により初期巻締を行い、下流巻締ヘッド120が作動する第2巻締位置102において、最終巻締ロール140により最終巻締を行う。

目的

本発明は、複数の容器を間欠的に送って巻締を行う際に、各巻締工程で生じる各巻締ロールの待機時間を短縮することで、単位時間あたりの処理を高速化することが可能な缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

巻締ヘッド巻締ロール容器の周囲で公転させるとともに、巻締ロールを容器方向に押し付け二重巻締を行う缶蓋巻締装置であって、前記巻締ヘッドが、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロールと最終巻締ロールとを含み、前記初期巻締ロールが、前記上流巻締ヘッドに配置され、前記最終巻締ロールが、前記下流巻締ヘッドに配置されていることを特徴とする缶蓋巻締装置。

請求項2

前記初期巻締ロールが、前記上流巻締ヘッドに2個乃至6個配置されていることを特徴とする請求項1に記載の缶蓋巻締装置。

請求項3

前記初期巻締ロールが、前記最終巻締ロールよりも多く配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の缶蓋巻締装置。

請求項4

前記初期巻締ロールが、前記上流巻締ヘッドに4個配置され、前記最終巻締ロールが、前記下流巻締ヘッドに2個配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記載の缶蓋巻締装置。

請求項5

前記巻締ヘッドが、前記巻締ロールを揺動可能に支持するシャンク部と、前記シャンク部から延びるカムレバーと、カムレバーに取り付けられるカムフォロアと、を有する押付機構を備え、前記押付機構が、前記巻締ロールを自転可能、かつ、停留又は進退可能に支持することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の缶蓋巻締装置。

請求項6

前記カムレバーは、前記カムフォロアの反対側にカウンターウエイト部を有することを特徴とする請求項5に記載の缶蓋巻締装置。

請求項7

前記上流巻締ヘッドが作動する第1巻締位置から前記下流巻締ヘッドが作動する第2巻締位置に向かって、容器を間欠的に搬送する容器搬送機構を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の缶蓋巻締装置。

請求項8

複数の缶蓋投入する投入部と、投入された複数の缶蓋の最下部の1枚を下方に取り出す切出部と、取り出された缶蓋を缶蓋供給位置に搬送する搬送部を有し、前記切出部が、間欠回転する円柱外周面の上下方向に1本の斜め溝を設けた3個のスクリューロールを有する缶蓋供給機構を備えることを特徴とする請求項7に記載の缶蓋巻締装置。

請求項9

巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに容器方向に押し付けて二重巻締を行う缶蓋巻締方法であって、巻締ヘッドが、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロールと最終巻締ロールとを含み、上流巻締ヘッドが作動する第1巻締位置において、前記初期巻締ロールにより初期巻締を行い、下流巻締ヘッドが作動する第2巻締位置において、前記最終巻締ロールにより最終巻締を行うことを特徴とする缶蓋巻締方法。

請求項10

前記初期巻締において、2個乃至6個の初期巻締ロールを同時に押し付けることを特徴とする請求項9に記載の缶蓋巻締方法。

請求項11

前記初期巻締の加工時間と、前記最終巻締の加工時間を同等又はほぼ同等とすることを特徴とする請求項9又は請求項10に記載の缶蓋巻締方法。

請求項12

前記初期巻締及び最終巻締の終了前にならし工程を含むことを特徴とする請求項9乃至請求項11に記載の缶蓋巻締方法。

技術分野

0001

本発明は、缶蓋容器二重巻締する缶蓋巻締装置、及び、缶蓋巻締方法に関する。

背景技術

0002

従来、固形物液状物及びその混合物に用いられる缶詰において、容器に缶蓋を載置して巻締ヘッド中心軸に対応する位置に固定し、巻締ヘッドが巻締ロール公転させながら押し付けて、缶蓋のカール部を缶体フランジ部に巻き込み、圧着接合し、密封を保たせる二重巻締技術が公知である(例えば特許文献1等参照。)。
特許文献1で公知の缶蓋巻締装置は、巻締ヘッド(シーミングヘッド7)に90°間隔で4個の巻締ロール(シーミングロールd)が設けられ、180°対向する2個の巻締ロール(シーミングロールd1、d3)により初期巻締(第1シーミングオペレーション)が行われ、次いで、他の180°対向する2個の巻締ロール(シーミングロールd2、d4)により最終巻締(第2シーミングオペレーション)が行われて、巻締部を成形加工するように構成されている。

先行技術

0003

特公昭54−12873号公報

発明が解決しようとする課題

0004

前述の缶蓋巻締装置において、単位時間あたりの処理を高速化して生産性を向上させるためには、巻締ヘッドによる巻締ロールの公転速度を上げて、加工時間を短縮することが考えられる。
しかしながら、巻締ヘッドのような重量物を安定して高速回転させる場合、高度な寸法精度や組付け重量バランスが求められ、且つ回転中心軸等の機械剛性を保つために装置本体を大型化する必要があるため、前述の公転速度を上げる方法では高速化に限界がある。

0005

ここで、本発明者らは、前述の缶蓋巻締装置が1本の巻締ヘッドで初期巻締工程、最終巻締工程を行っている点、すなわち、1本の巻締ヘッドに初期巻締ロール及び最終巻締ロールを備える場合、初期巻締工程においては最終巻締ロール、最終巻締工程においては初期巻締ロールを待機させる必要がある点が単位時間あたりの処理を高速化の妨げになっている点に着目し、本発明を完成するに至った。

0006

すなわち、本発明は、複数の容器を間欠的に送って巻締を行う際に、各巻締工程で生じる各巻締ロールの待機時間を短縮することで、単位時間あたりの処理を高速化することが可能な缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0007

本発明に係る缶蓋巻締装置は、巻締ヘッドが巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに、巻締ロールを容器方向に押し付けて二重巻締を行う缶蓋巻締装置であって、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロールと最終巻締ロールとを含み、前記巻締ヘッドが、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを含み、前記初期巻締ロールが、前記上流巻締ヘッドに配置され、前記最終巻締ロールが、前記下流巻締ヘッドに配置されていることにより、前記課題を解決するものである。

0008

本発明に係る缶蓋巻締方法は、巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに容器方向に押し付けて二重巻締を行う缶蓋巻締方法であって、巻締ヘッドが、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロールと最終巻締ロールとを含み、上流巻締ヘッドが作動する第1巻締位置において、前記初期巻締ロールにより初期巻締を行い、下流巻締ヘッドが作動する第2巻締位置において、前記最終巻締ロールにより最終巻締を行うことにより、前記課題を解決するものである。

発明の効果

0009

本請求項1及び9に係る缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法によれば、巻締ヘッドが、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを含み、前記巻締ロールが、少なくとも初期巻締ロールと最終巻締ロールとを含み、初期巻締ロールが上流巻締ヘッドに配置され、最終巻締ロールが下流巻締ヘッドに配置され、上流巻締ヘッドが作動する第1巻締位置において、前記初期巻締ロールにより初期巻締を行い、下流巻締ヘッドが作動する第2巻締位置において、前記最終巻締ロールにより最終巻締を行うことにより、間欠的に容器を送って初期巻締と最終巻締の同時進行が可能となり、各巻締工程で生じる各巻締ロールの待機時間を短縮して、単位時間あたりの処理を高速化することが可能となる。

図面の簡単な説明

0010

本発明の一実施形態に係る缶蓋巻締装置の概略正面図。
図1の缶蓋巻締装置の平面説明図。
上流巻締ヘッドの斜視図。
上流巻締ヘッドの断面図。
巻締ロール、シャンク部及びカムレバーの断面図。
カムカムフォロアの平面説明図。
本発明の一実施形態に係る缶蓋巻締方法のならし工程図。
図4下部フランジ下方の巻締ロールの配置説明図。
巻締ロール、シャンク部近傍の斜視図及び側面一部断面図。
図4上部フランジ下方のカムレバーの配置説明図。
カムレバー、シャンク部近傍の斜視図及び一部分解斜視図。
下流巻締ヘッドの斜視図。
下流巻締ヘッドの断面図。
缶蓋供給機構の一部切断斜視図。
缶蓋供給機構の平面図。
缶蓋供給機構の側面断面図。

実施例

0011

以下、本発明の実施形態を図面を基に詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る缶蓋巻締装置100は、図1図2に示すように、巻締ロールを容器の周囲で公転させるとともに巻締ロールを容器方向に押し付け可能な、後述の上流巻締ヘッド110及び下流巻締ヘッド120と、容器搬送機構170と、缶蓋供給機構180を有している。
容器搬送機構170は、外部から缶体1(容器)を供給する搬入コンベア172と、内部で缶体1を間欠的に搬送する搬送タレット171とを有している。
搬送タレット171は、円周状に等間隔に複数の搬送ポケット(図示せず)を有して、間欠的に回転するように構成されており、搬入コンベア172から搬入された缶体1は、間欠的な回転によって、缶蓋供給位置108、上流巻締ヘッド110が作動する第1巻締位置101、下流巻締ヘッド120が作動する第2巻締位置102、排出位置103の順に安定して搬送される。
また、後述する缶蓋供給機構180は、複数の缶蓋2を外部から投入する投入部184と、投入され積み重ねられた複数の缶蓋2の最下部の1枚を下方に取り出す切出部181と、取り出された缶蓋2を缶蓋供給位置108に搬送する搬送部182を有している。

0012

上流巻締ヘッド110は、図3乃至図5に示すように、ヘッド中心軸112と、ヘッド中心軸112に外嵌して回転可能に取り付けられたヘッド回転筒113とを有している。ヘッド回転筒113の上部には上部フランジ115が、ヘッド回転筒113の下部には下部フランジ116が固定され、一体に適宜の駆動源(図示せず)によってヘッド中心軸112を中心に回転する。下部フランジ116には、4本のシャンク支持部117が90°の間隔で立設されており、初期巻締ロール130を保持するシャンク軸151をそれぞれ回転可能に支持する。すなわち、上流巻締ヘッド110には、4個の初期巻締ロール130が90°間隔で配置されている。

0013

ヘッド中心軸112の下端には、缶体1上に戴置された缶蓋2を上方から押さえるための巻締チャック142を設け、同内部にはノックアウトパッド143を下端に備えた缶蓋押圧軸114が設けられており、缶蓋押圧軸114は、缶蓋押圧バネ119によって下方に突出する方向に付勢されている。また、下部フランジ116の外周側には、カバー118が取り外し可能に立設されている。なお、図3は、カバー118を外した図である。

0014

ヘッド回転筒113には、上部フランジ115の下方にカム111がヘッド回転筒113に対して回転可能に設けられている。カム111は、ボルト等の締結部材により着脱自在に且つ位置決め容易に取り付けてある。(図4参照)
本実施形態では、カム111は上下2段に設けられ、2個のカム111a、111bは、90°位相を変えて配置されている。そして、図6に示すように、上段のカム111aは、180°対向する位置の2個のカムフォロア161a、161cを軌跡Kaに沿って動作させるプロフィールが形成され、下段のカム111bは、180°対向する位置の他の2個のカムフォロア161b、161dを軌跡Kbに沿って動作させるプロフィールが形成されている。
また、2個のカム111a、111bは一体に固定され、ヘッド回転筒113に対して、差動歯車機構等(図示せず)を用いて相対回転するように構成され、巻締に必要な回転回数に応じて、ヘッド回転筒113のヘッド中心軸112に対する回転回数と、2個のカム111のヘッド回転筒113に対する回転回数が所定の比となるように設定される。

0015

上流巻締ヘッド110は、初期巻締ロール130を揺動可能に支持するシャンク部150と、シャンク部150に固定されるカムレバー160と、カムレバー160に回転可能に支持されるカムフォロア161を有する押付機構を備えている。
シャンク部150は、シャンク軸151、シャンクレバー152、シャンク軸151の下端部154でシャンクレバー152を固定するシャンク固定部材153を有しており、初期巻締ロール130を回転可能に支持するロール中心軸131は、シャンクレバー152のシャンク固定部材153と反対側に固定されている。

0016

一方、シャンク軸151の上端部155には、カムレバー160が固定されている。すなわち、前記押付機構は、初期巻締ロール130を自転可能に、かつ、停留又は進退可能に支持している。そして、カムレバー160には、高速回転時の押し付け解除時にカム111とカムフォロア161の離脱を防止するため、カム押付バネ162を設けて、カムフォロア161側をカム111方向に引張付勢している。
このことで、カムフォロア161が、上流巻締ヘッド110のカム111に倣って移動することで、シャンク軸151が回動し、缶体1のフランジ部と缶蓋2のカール部に対して初期巻締ロール130の押し付けと離脱が行われる。

0017

押付機構の駆動部として上記各ヘッドに設けたカム111は、そのプロフィールによって初期巻締ロール130の寄り量とタイミングを制御しており、巻き込み(初期巻締)の巻締工程では、巻締領域では加工量が一定になるように各巻締ロールの寄り量を制御し、非巻締領域では各巻締ロールを高速移動させている。
また、本実施形態においては、図7に示すように、初期巻締及び最終巻締の終了前に各巻締ロールによって同一量の押し付けを維持するための「ならし工程」を含み、また、巻締完了直後に初期巻締ロール130を缶体1から即座に離脱するプロフィールを採用している。

0018

このように、巻締ロールの押し付けと離脱の移動軌跡の設定を最適化して、巻締寸法や巻締形状といった巻締安定性を向上させた良好な巻締め、及び単位時間あたりの処理をさらに高速化することが可能となる。
すなわち、ゲージダウンされた薄肉の缶体と缶蓋の巻締めにおいても、従来からの懸案事項であった缶体のフランジ部と缶蓋のカール部の巻き込み時のシワの発生を低減するとともに最終巻締の表面を平滑化することが可能となる。
また、離脱途中の初期巻締ロール130と缶体1の巻締部との意図しない接触を避けるとともに、容器の移動を即座に行って処理速度を向上させることができ、より効率良く巻締を行うことが可能となる。
なお、対象とする缶体と缶蓋の加工条件に応じて、最適な巻締ロールの寄り量とタイミングのカム曲線を有する任意のカムに変更可能である。

0019

また、押付機構の駆動部として、カムとカムフォロア及びカムレバーに代えて、シャンク軸上端部155に各ヘッド専用の移動軌跡を制御駆動する減速機付サーボモータ(図示せず)を接続し、上記巻締工程及びならし工程を含む軌跡になるようプログラム制御してシャンク軸を回動させることで、最適な巻締工程及びならし工程を含む軌跡を変更可能に動作させても良い。

0020

ところで、ヘッド回転筒113が回転すると遠心力が発生し、図8乃至図11に示すように、シャンク軸151を中心軸として、カムフォロア161に対して外方に向かう回転モーメントが発生する。このため、カム押付バネ162を設けて、カムフォロア161側をカム111方向に引張付勢しているが、ヘッド回転筒113の回転速度が上がると、回転モーメントがさらに大きくなり、カム押付バネ162への負担が大きくなるとともに、カムフォロア161が離間する方向に付勢され、カムフォロア161がカム111から離脱するおそれがある。又は初期巻締ロール130も離間する方向に付勢されて、巻締精度が低下してしまうおそれがある。

0021

そこで、カムフォロア161に生じる回転モーメントを打ち消す方向の回転モーメントを発生させるため、カムレバー160は、カムフォロア161と反対側にカウンターウエイト部163を有している。カウンターウエイト部163は、シャンク軸151とともに揺動する部材全体の重心位置を、公転中心とシャンク軸151の回転中心を結んだ線よりカウンターウエイト部163側となるように設定されており、回転時にカウンターウエイト部163側に、カムフォロア161に生じる回転モーメントを打ち消す方向の回転モーメントを与えることで、カムレバー160を介して連接するカムフォロア161に、カム111側に押し付けられる方向に揺動モーメントを与えることが可能となる。

0022

上記のような構成によれば、巻締ロール、シャンク部及びカムレバーが容器の周囲で公転した際の遠心力によってカムフォロアがカムに押し付けられる方向の揺動モーメントを生じるように設定可能となり、カム押付バネへの負荷を低減することができる。また、回転速度を高速化して遠心力が高まるほど、カムフォロアをカム側に押し付ける方向に付勢することが可能となり、巻締ロールをカムにより規定された押し付けと離脱の移動軌跡を正確にトレースさせて、巻締の精度を向上させることができる。
なお、前述のカウンターウエイト部163は、カムフォロア161をカム111側に適切に押し付けるため、所望の仕様に適した形状、重さ等を選択及び変更することができる。
また、図10では、カムフォロア161がカム111の山部分に接する位置を実線、カム111の谷部分に接する位置を二点鎖線で表している。

0023

第1巻締位置101では、缶蓋2のカール部を缶体1のフランジ部に巻き込む初期巻締を行う。本実施形態の場合、上流巻締ヘッド110には初期巻締ロール130が4個配置されており、初期巻締を開始すると、カム111の軌跡Ka、Kbに沿って4個のカムフォロア161a、161c、161b、161dが同時に移動することにより、押付機構により自転可能、かつ、停留又は進退可能に支持されている4個の初期巻締ロール130が同時に寄り動作を開始する。
初期巻締ロール130が缶蓋2のカール部に接触してから1/4公転すると、ひとつ前の初期巻締ロール130が加工開始地点のカール部領域に入る。即ち、カムフォロア161aに接続する初期巻締ロール130aは、1/4公転するとカムフォロア161dに接続する初期巻締ロール130dが加工開始地点のカール部領域に入る。同様に、各初期巻締ロール130b、130c、130dは、ひとつ前の初期巻締ロール130a、130b、130cが加工開始地点のカール部領域に入る。その後は常にひとつ前の初期巻締ロール130が加工途中の領域を公転し続け、初期巻締完了までの加工量を有効巻締回転数の間に寄り終わることになる。
その際に、缶体1のフランジ部と缶蓋2のカール部を巻き込む塑性加工をする加工量は4個の初期巻締ロール130で分担することになり、1公転あたりの加工量は1/4で済むことから、初期巻締ロール1個あたりの缶蓋押し付け量(加工深さ)は従来の2個の初期巻締ロールの場合に対し1/2で良くなる。
これにより、従来の2個の初期巻締ロールの場合に対し、さらに加工速度を2倍にしても、加工量は2倍になるが、巻締ロール1個あたりの加工量(加工深さ)は従来と変わらないため、好適な巻締が可能であり、加工時間を短縮し巻締速度の高速化ができる。

0024

下流巻締ヘッド120は、図12及び図13に示すように、下部フランジ116には、2本のシャンク支持部117が180°の間隔で立設されており、2個の最終巻締ロール140が180°間隔で配置されている。
カム111は1段に設けられ(以下、カム111cと称す)、180°対向する位置の2個のカムフォロア161e、161fを軌跡Kc(図示省略)に沿って動作させるプロフィールが形成され、最終巻締ロール140の寄り量とタイミングを制御しており、圧着(最終巻締)の巻締工程を制御し、前述の「ならし工程」を含むカムプロフィールを採用している。なお、カムフォロア161fは、図12において下流巻締ヘッド120の裏側に位置している。
また、ヘッド回転筒113が回転した際の、最終巻締ロール140の巻締時の揺動角度やシャンク軸151とともに揺動する部材全体の重心位置は、上流巻締ヘッド110の初期巻締ロール130とは異なるため、カムレバー160のカムフォロア161と反対側に設けられたカウンターウエイト部163も、それに応じて異なる形状のものとなる。なお、他の構成については上流巻締ヘッド110と同様である。

0025

第2巻締位置102では、初期巻締で巻き込まれた缶蓋2のカール部と缶体1のフランジ部を圧着する最終巻締を行う。本実施形態の場合、下流巻締ヘッド120には2個の最終巻締ロール140が配置されている。
最終巻締を開始すると、最終巻締の移動軌跡となるように形成されているカム111cの軌跡Kcに沿って2個のカムフォロア161が同時に移動することにより、2個の最終巻締ロール140が同時に寄り動作を開始する。
最終巻締ロール140が缶蓋2のカール部に接触してから1/2公転すると、ひとつ前の最終巻締ロール140が加工開始地点のカール部領域に入り、その後は常にひとつ前の最終巻締ロール140が加工途中の領域を公転し続け、最終巻締完了までの加工量を有効巻締回転数の間に寄り終わる。

0026

続いて、缶蓋供給機構180について図14乃至図16を用いて説明する。
缶蓋供給機構180は、切出部181には投入部184から投入された缶蓋2を重ねて収容する収容孔187、収容孔187の最下部で僅かに内周側に突出するように配置された3個のスクリューロール183、スクリューロール183の上面に一体に取り付けられたナイフ189を有している。スクリューロール183は、それぞれ、その円柱外周面の上下方向に1本の斜め溝186を有し、斜め溝186は、収容孔187側に向いた時には、収容孔187の内周側に突出する部分がないような形状に形成されており、また、図示しない駆動源に連結したドライブ軸188が間欠回転することによって、ドライブ軸188と一体の駆動歯付プーリからタイミングベルト185を介して、スクリューロール183の従動歯プーリが同期して間欠回転可能に構成されている。

0027

投入部184から投入された缶蓋2は、収容孔187に積み重ねられ、収容孔187の最下部で僅かに内周側に突出するスクリューロール183上面に一体に取り付けられたナイフ189により積層状態を維持される。3個のスクリューロール183が回転すると、一体に取り付けられたナイフ189により最下端の缶蓋2が1枚だけ切り出され、それぞれの斜め溝186の最上部が同時に収容孔187側に対向すると、切り出された缶蓋2が、スクリューロール183の3本の斜め溝186内を缶蓋2のカール部は支持されながら下降し、搬送部182(図2に示す)に落下する。このようにして、缶体1が供給された場合には、スクリューロール183が回転して缶搬送ポケットに缶蓋2を送る。
一方、缶体1が供給されない場合には、スクリューロール183は回転せずに缶蓋2を供給しない。その際、ナイフ189は缶蓋2を切り出すことなく、継続して積層状態を維持する。
搬送部182は、切出部181で1枚ずつ分離された缶蓋2を、搬送タレット171の缶搬送ポケット周囲上面に設けた蓋搬送ピンガイドレール(図示せず)で受け取り、缶蓋供給位置108まで搬送するものであり、搬送された缶蓋2は、缶蓋供給位置108で搬送タレット171に保持された缶体1の上部に載置される。

0028

このようにスクリューロールの回転を間欠に制御しているので、缶体の有無で缶蓋を送るか送らないかを決める缶蓋のストッパー機能を兼用することができ、従来の連続回転の場合に必要であった、開閉シャッター等による缶蓋の送りストッパーが不要である。
また、回転駆動にタイミングベルトと歯付プーリを採用しているので、従来のギヤ駆動のような、騒音、磨耗分の発生、給油等の潤滑シール等の油漏れ対策、などの問題がなく、構造が簡単で衛生的である。

0029

次に、以上のように構成された缶蓋巻締装置100による本発明の一実施形態に係る缶蓋巻締方法について説明する。
上方が開口した缶体1は、図2に示すように、搬入コンベア172から搬入され、缶体1を間欠的に搬送する搬送タレット171の缶搬送ポケットに移載される。缶搬送ポケットの缶体1は、間欠的な回転によって、缶蓋供給位置108、第1巻締位置101、第2巻締位置102、排出位置103の順に搬送される。
まず、缶蓋供給位置108において、缶蓋供給機構180の搬送部182によって搬送された缶蓋2が、缶体1胴部の開口部の上に載置される。缶体1は缶蓋2が載置された状態で搬送タレット171の缶搬送ポケットに保持されたまま間欠的に搬送されて、第1巻締位置101に達する。

0030

第1巻締位置101では、搬送タレット171の缶搬送ポケットに保持された缶体1は図示しない第1リフターによって上方に押し上げられ、上流巻締ヘッド110に設けられたヘッド中心軸112下端の巻締チャック142との間で挟み込まれることで固定される。
缶体1が固定された状態で、上流巻締ヘッド110に配置された4個の初期巻締ロール130が缶体1の周囲で公転するとともに缶体1方向に押し付けられることにより、缶体1のフランジ部に缶蓋2のカール部をはめ合わせて巻き込む初期巻締が行われる。
初期巻締が終わると、図示しない第1リフターが下降すると同時にノックアウトパッド143により缶蓋2を下方に押されながら缶体1は下方に下げられ、搬送タレット171の缶搬送ポケットに保持されて再び間欠的に搬送され、第2巻締位置102に達する。

0031

第2巻締位置102では、初期巻締と同様に、搬送タレット171の缶搬送ポケットに保持された缶体1は図示しない第2リフターによって上方に押し上げられ、下流巻締ヘッド120に設けられたヘッド中心軸112下端の巻締チャック142との間で挟み込まれることで固定される。
缶体1が固定された状態で、下流巻締ヘッド120に配置された2個の最終巻締ロール140が缶体1の周囲で公転するとともに缶体1方向に押し付けられることにより、初期巻締で巻き込まれた缶体1のフランジ部と缶蓋2のカール部を圧着する最終巻締が行われ、二重巻締が完了する。
最終巻締が終わると、第1巻締位置101と同様に缶体1は下方に下げられ、搬送タレット171の缶搬送ポケットに保持されて再び間欠的に搬送され、缶排出位置103に達する。
缶排出位置103からの排出は、コンベヤターンテーブル、プッシャー等により能動的に排出してもよく、搬送タレット171の缶搬送ポケットの下方から傾斜面等を介して排出してもよい。

0032

以上、本発明における缶蓋巻締装置、及び缶蓋巻締によれば、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドとを個別に設けることで、巻締の同時進行が可能となり、各巻締工程で生じる各巻締ロールの待機時間を短縮して、加工時間を短縮できる。
また、本実施形態では初期巻締ロールが、最終巻締ロールよりも多く配置されることにより、一般的に最終巻締より多くの回転を必要とする初期巻締の処理時間を短縮することができる。
さらに具体的には、初期巻締ロールが4個、最終巻締ロールが2個としているので、約2倍の有効巻締回転数を必要とする初期巻締と最終巻締の加工時間を同等又はほぼ同等とすることができ、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドのアイドル時間を最小として、処理効率を向上することができる。
なお、本発明の実施形態においては従来の(1ヘッドに初期巻締ロールと最終巻締ロールを2個ずつ配置した)巻締ヘッドでの巻締めの場合に比べて処理時間を約1/3に短縮可能である。

0033

本発明の他の実施形態として、上流巻締ヘッド110に3個の初期巻締ロール130を配置する場合、初期巻締ロール130は120°間隔に配置し、3個のカム111を120°位相を変えて配置することが望ましい。この場合、前述のとおり、1公転あたりの加工量は1/3で済むことになる。
また、上流巻締ヘッド110に6個の初期巻締ロール130を配置する場合、初期巻締ロール130は60°間隔に配置し、対向する2個のロールに対応した3個のカム111を120°位相を変えて配置することが望ましい。この場合、前述のとおり、1公転あたりの加工量は1/6で済むことになる。
同様に、上流巻締ヘッド110に5個の初期巻締ロール130を配置する場合、初期巻締ロール130は等間隔の72°に配置し、5個のカム111を72°位相を変えて配置することが望ましい。この場合、1公転あたりの加工量は1/5で済むことになる。
なお、前記上流巻締ヘッド110に2個の初期巻締ロール130を配置する場合には、上述の下流巻締ヘッドと同様の構成になる。

0034

そして、初期巻締ロール130を前述のように配置する構成においても、上流巻締ヘッド110に4個の初期巻締ロール130を配置する場合と同様に作用効果を得ることができる。すなわち、前述の初期巻締の有効巻締回転数を、2個以上の初期巻締ロールで巻締することで、従来に比べて初期巻締の時間が短縮され、単位時間あたりの処理をさらに高速化することが可能となる。
なお、カム111の使用枚数は上記の内容に限定されず、割付角度許容範囲において、設計変更することが可能である。

0035

なお、前述の実施形態では初期巻締ヘッドに初期巻締ロールを4個、最終巻締ヘッドに最終巻締ロールを2個配置する構成としているが、要求される巻締条件に応じて、初期巻締ヘッドに予備巻締ロールを用いた初期巻締工程前の予備工程、最終巻締ヘッドに追加工巻締ロールを用いた最終巻締工程後の追加工程を行うことも可能である。
また、巻締ヘッドの数についても、前記上流巻締ヘッド110と前記下流巻締ヘッド120の中間又は前後に、第三の巻締ヘッド等の任意の数の巻締ヘッドを配置することができ、前記任意の巻締ヘッドに予備工程及び追加工程を行わせることも可能である。
また、巻締に時間を要するヘッドの処理スピードに合わせて、もう一方のヘッドの処理速度を遅くして、処理速度を合わせることも可能である。これにより、初期巻締と最終巻締の処理時間が同等又はほぼ同等となり、上流巻締ヘッドと下流巻締ヘッドのアイドル時間を最小とすることができ、処理効率を向上することができる。

0036

本発明の缶蓋巻締装置は、前述のように、初期巻締ロールが、上流巻締ヘッドに配置され、最終巻締ロールが、下流巻締ヘッドに配置され、上流巻締ヘッドが作動する第1巻締位置において、前記初期巻締ロールにより初期巻締を行い、下流巻締ヘッドが作動する第2巻締位置において、前記最終巻締ロールにより最終巻締を行うものであるが、上流巻締ヘッド及び下流巻締ヘッドを同様の構成としていることから、カムのプロフィール、シャンクレバー、及びカウンターウエイトの形状・寸法等を適宜設定することで、それぞれの巻締ヘッドに多様な巻締ロールを装着可能であり、巻締ロールの配置、数、組み合わせ、及び、巻締のシーケンスを自由に選択でき、金属缶に限らず、PETなど合成樹脂製容器紙製容器など、開口にフランジ部を有する様々な容器の巻締に応用可能である。

0037

1 ・・・缶体
2 ・・・缶蓋
100 ・・・缶蓋巻締装置
101 ・・・ 第1巻締位置
102 ・・・ 第2巻締位置
103 ・・・缶排出位置
108 ・・・ 缶蓋供給位置
110 ・・・上流巻締ヘッド
111 ・・・カム
112 ・・・ヘッド中心軸
113 ・・・ ヘッド回転筒
114 ・・・ 缶蓋押圧軸
115 ・・・上部フランジ
116 ・・・下部フランジ
117 ・・・シャンク支持部
118 ・・・カバー
119 ・・・ 缶蓋押圧バネ
120 ・・・ 下流巻締ヘッド
130 ・・・初期巻締ロール
131 ・・・ロール中心軸
140 ・・・ 最終巻締ロール
141 ・・・ ロール中心軸
142 ・・・ 巻締チャック
143 ・・・ノックアウトパッド
150 ・・・ シャンク部
151 ・・・シャンク軸
152 ・・・ シャンクレバー
153 ・・・ シャンク固定部材
154 ・・・下端部
155 ・・・上端部
160 ・・・カムレバー
161 ・・・カムフォロア
162 ・・・ カム押付バネ
163 ・・・カウンターウエイト部
170 ・・・容器搬送機構
171 ・・・ 搬送タレット
172 ・・・搬入コンベア
180 ・・・ 缶蓋供給機構
181 ・・・ 切出部
182 ・・・ 搬送部
183 ・・・スクリューロール
184 ・・・投入部
185 ・・・タイミングベルト
186 ・・・斜め溝
187 ・・・収容孔
188 ・・・ドライブ軸
189 ・・・ ナイフ

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