(57)【要約】【課題】チャックユニット（シーミングチャック装置）と第１のシーミングロール、第２のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更することが可能で、かつ、通常運転速度での巻締めサンプル缶の作成が可能な巻締め装置を提供すること。【解決手段】シーミングユニット１３０が、シーミングロール１３１による巻締め動作を行い、シーミングロール１３１の揺動軸１３２の駆動源が、巻締め動作を独立して制御可能に構成され、駆動源１５８の駆動出力軸１３７とシーミングロールの揺動軸１３２とを、ボールスプライン１４０を介して連結した巻締め装置。【選択図】図４
2018020357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶を載置する缶載置ユニットと、前記缶載置ユニットに対向して設けられたチャックユニットと、蓋を缶に巻締めるシーミングユニットを備えた巻締め装置であって、
前記シーミングユニットが、シーミングロールによる巻締め動作を行い、
前記シーミングロールの揺動軸の駆動源が、巻締め動作を独立して制御可能に構成され、
前記駆動源の駆動出力軸と前記シーミングロールの揺動軸とを、ボールスプラインを介して連結したことを特徴とする巻締め装置。
【請求項２】
前記ボールスプラインのスプライン軸は、少なくとも一方の端部を除いた中間部が中空に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の巻締め装置。
【請求項３】
前記缶載置ユニットが、缶を載置するプレートを弾性的に上方に押圧する押圧機構を有し、
前記チャックユニット及びシーミングユニットが、上下動可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の巻締め装置。
【請求項４】
前記チャックユニットとシーミングユニットが、単一のカム機構で上下動するように一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の巻締め装置。
【請求項５】
前記シーミングロールの揺動軸の駆動源が、サーボモータであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の巻締め装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶を載置する缶載置ユニットと、缶載置ユニットに対向して設けられたチャックユニットと、蓋を缶に巻締めるシーミングロールを備えた巻締め装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料などが充填された缶を載置する缶載置ユニットと、缶載置ユニットに対向して設けられたチャックユニットと、蓋を缶に巻締めるシーミングロールを備えた巻締め装置は公知である。
公知の巻締め装置は、例えば、特許文献１に示すように、公転軸１０に固定した従節カムレバー１２の端部に、固定の巻締めカム２２、２３上を滑動するカムフォロワー２０、２１が設けられ、第１の巻締めを行う第１のシーミングロール５、５と、第２の巻締めを行う第２のシーミングロール６、６とが、公転軸１０に支持されている。
巻締めカム２２、２３は、上下２段の複合共役板カムで構成され、これに夫々係合する左右１組のカムフォロワー２０、２１を持つ従節カムレバー１２が公転軸１０に固定されている。
【０００３】
１段の巻締めカム２２の一部の変位部分ｂはスライド可能とされ、カムフォロワー２０の巻締めカム２２の反対側には、スライド部に連動する第１の補助カム２４が設けられ、他段にはカムフォロワー２１の巻締めカム２３の反対側に固定の第２の補助カム２７が設けられている。
従節カムレバー１２の左右１組のカムフォロワー２０、２１が、変位部分ｂがスライドしない場合は巻締めカム２２、２３上を倣い、スライドした場合は補助カム２４、２７側を倣うように構成されている。
このことで、調整作業の第１巻締め確認時には、変位部分ｂをスライドさせて第２のシーミングロール６を不作動とし、第２の巻締めを行わずに第１巻締の状態を確認することを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１６８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような公知の巻締め装置では、図５に示すように、チャックユニット（シーミングチャック装置）と第１のシーミングロール５３１ａ、第２のシーミングロール５３１ｂとのそれぞれのクリアランス調整は、偏心したロールシャフト５３３の一部と調整ねじ５３４の一部をウォームギア機構５３５とし、ロールシャフト５３３の角度を変えて第１のシーミングロール５３１ａ、第２のシーミングロール５３１ｂのロール位置を変化させて行うため、チャックユニット（シーミングチャック装置）とシーミングロール５３１ａ、５３１ｂとのクリアランスの調整作業が複雑で長時間を要する。
【０００６】
また、缶の回転は、缶載置ユニット（リフター）の回転ギアとチャックユニット（シーミングチャック装置）の回転ギアで行われ、第１のシーミングロール５３１ａ、第２のシーミングロール５３１ｂの揺動による缶への寄りが、順次、カムフォロワー５３６ａ、５３６ｂが不図示の板カムに倣って、シーミングロール５３１ａ、５３１ｂの揺動軸５３２を回転（揺動）することで行われるため、それぞれのシーミングロール５３１ａ、５３１ｂに対する缶の回転数（シーミングサイクル）を容易に変更することができない。
さらに、巻締め調整（サンプル缶の作成時）では、第１のシーミングロール５３１ａによる巻締め状態を確認することが重要であり、サンプル缶の作成時は、第２のシーミングロール５３１ｂが第２巻締め領域においてチャックユニット（シーミングチャック装置）に寄らないようにする（第２のシーミングロール５３１ｂによる巻締めは行わない）。このため、図示しないが、第１のシーミングロール５３１ａを揺動するカムフォロワー５３６ａの板カムの一部を内方に移動すると共に、外カムにより前記カムフォロワー５３６ａを内方に揺動し、揺動軸５３２を介して第２のシーミングロール５３１ｂを揺動するカムフォロワー５３６ｂを板カムから外方に逃がすようにする。この結果、前記したカムフォロワー５３６ａ、５３６ｂとそれぞれの板カムとに隙間が形成され、前記したカムフォロワー５３６ａ、５３６ｂの拘束が不十分となり、通常運転速度での巻締めサンプル缶の作成ができない。
【０００７】
本発明は、前記した問題点を解決するものであり、チャックユニット（シーミングチャック装置）と第１のシーミングロール、第２のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更することが可能で、かつ、通常運転速度での巻締めサンプル缶の作成が可能な巻締め装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る巻締め装置は、缶を載置する缶載置ユニットと、前記缶載置ユニットに対向して設けられたチャックユニットと、蓋を缶に巻締めるシーミングユニットを備えた巻締め装置であって、前記シーミングユニットが、シーミングロールによる巻締め動作を行い、前記シーミングロールの揺動軸の駆動源が、巻締め動作を独立して制御可能に構成され、前記駆動源の駆動出力軸と前記シーミングロールの揺動軸とを、ボールスプラインを介して連結したことにより、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に係る巻締め装置によれば、シーミングユニットが、シーミングロールによる巻締め動作を行い、シーミングロールの揺動軸の駆動源が、巻締め動作を独立して制御可能に構成されていることにより、巻締め動作の調整を、機械調整を行うことなく電気的な制御指令で行うことができるとともに、フィードバック制御も可能となり、調整作業を短時間で容易に行うことが可能となる。
この結果、チャックユニット（シーミングチャック装置）と第１のシーミングロール、第２のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更すること、缶と蓋の巻締め部の形状をほぼ決定する第１のシーミングロールによる巻締め状態を確認するサンプル缶の作成時において、第２のシーミングロールを寄せずに制御して、サンプル缶を容易に作成することが可能となる。
また、シーミングロールの揺動軸の駆動源の駆動出力軸と前記シーミングロールの揺動軸とを、ボールスプラインを介して連結したことにより、駆動源をシーミングユニットから分離独立させて安定した位置に配置することが可能となるとともに、確実に高精度に回転を伝達することが可能となる。
さらに、シーミングロールを積極的に上下動させた場合でも、駆動源を上下に追従させる必要がなく、駆動源をシーミングユニットから分離独立させて安定した位置に配置することが可能となり、確実に高精度に回転を伝達することが可能となる。
【００１０】
本請求項２に記載の構成によれば、ボールスプラインのスプライン軸は、少なくとも一方の端部を除いた中間部が中空に形成されていることにより、軽量化でき、かつ、外径を大きくして大トルクを伝達することが可能となる。
本請求項３に記載の構成によれば、缶載置ユニットが、缶を載置するプレートを弾性的に上方に押圧する押圧機構を有し、チャックユニット及びシーミングユニットが、上下動可能に構成されていることで、缶載置ユニットのプレートを自転した状態で昇降させる必要がない。このため、搬入コンベアから缶載置ユニットに缶が乗り移る際に缶が上下動することなく姿勢が安定し、ガイドやシーミングターレットのポケットによる凹み、その凹みに起因する巻締め時の座屈を防止することができ、巻締め精度の向上を図ることが可能となる。
本請求項４に記載の構成によれば、チャックユニット及びシーミングユニットが単一のカム機構で上下動するように一体に形成されていることにより、個々にカム機構を設ける必要がなくなり構造を簡素化でき、さらに回転軸とオイルシール等との摩擦熱による膨張に起因するチャックとシーミングロールの位置の変化を防止し、メンテナンスを容易とすることができる。
本請求項５に記載の構成によれば、シーミングロールの揺動軸の駆動源がサーボモータであることにより、調整を電気的な制御指令で行うことができるとともに、フィードバック制御も可能となり、さらに調整作業を短時間で容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る巻締め装置の缶載置ユニット、チャックユニット及びシーミングユニットの断面説明図。
【図２】本発明の巻締め装置における缶載置ユニットの押圧機構の説明図。
【図３】本発明の一実施形態に係る巻締め装置におけるチャックユニット及びシーミングユニットの斜視図。
【図４】本発明の一実施形態に係る巻締め装置におけるチャックユニット及びシーミングユニットの一部断面図。
【図５】従来のチャックユニット（シーミングチャック装置）とシーミングロールとのクリアランス調整の参考図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る巻締め装置１００は、図１に示すように、缶Ｃを載置する缶載置ユニット１１０と、缶載置ユニット１１０に対向して設けられたチャックユニット１２０と、蓋Ｆを缶Ｃに巻締めるシーミングロール１３１を有するシーミングユニット１３０とを備えている。
なお、本実施形態では、缶載置ユニット１１０のプレート１１２上の缶Ｃを、チャックユニット１２０及びシーミングユニット１３０に対して昇降させず、チャックユニット１２０及びシーミングユニット１３０を上下動させる構成としている。
【００１３】
缶載置ユニット１１０は図２に示すように、缶Ｃを載置するプレート１１２と、プレート１１２を圧縮エア等の圧力流体により弾性的に上方に押圧する押圧機構１１１を有している。
この押圧機構１１１は、シリンダ空間１１３の上方にプレート１１２を固定したピストン１１４が挿入されて構成されており、圧縮エア等の圧力流体がシリンダ空間１１３内に供給されることで、プレート１１２を弾性的に上方に押圧する。
そして、この押圧機構１１１を用いれば、全てのポケットで一定の押付力が得られるとともに、プレート１１２の押圧下降量にかかわらず、一定の押付力が得られるため、調整が極めて容易であり、運転中に変動することも防止できる。
また、この押圧機構１１１を用いた場合には、巻締め中に缶Ｃの高さが微小に減少する際に、後述するチャックユニット１２０の上下動カム１２３のカムプロフィールと、実際の缶高減少量の誤差を押圧機構１１１で吸収しても軸荷重が変動せず、巻締め精度を向上させ、処理の高速化を図ることが可能となる。
なお、押圧機構１１１には、圧縮エアの代わりにスプリング等の弾性体を用いても良いが、前述した理由により圧縮エア等の圧力流体から成る押圧機構とするのが好ましい。
【００１４】
チャックユニット１２０は、図１及び図３に示すように、上下動カム１２３と上下動カムフォロワー１２４からなるチャックユニット１２０の上下動機構１２２によって上下動する。
チャックユニット１２０の上下動カム１２３は固定的に設けられており、シーミングターレット１０１が回転することで、チャックユニット１２０の上下動カムフォロワー１２４がカムプロフィールに倣って移動し、チャックユニット１２０のチャック１２１が位置に応じて上下動する。
また、チャックユニット１２０内に回転可能に設けられたチャック１２１は、連動軸１５６を介してプレート１１２と同期するように回転駆動される。
なお、チャック１２１の回転の制御は、適宜手段を採用、付加しても良い。
【００１５】
一方、シーミングユニット１３０は、シーミングロール１３１の揺動軸１３２を有し、揺動軸１３２の駆動源１５８によってシーミングロール１３１の巻締め動作、押し付けが行われる。
また、シーミングユニット１３０は、揺動軸１３２の駆動源１５８を除いて、チャックユニット１２０とチャック・ロール一体ハウジング１３６により一体に構成され、チャックユニット１２０と一体となって上下動する。
さらに揺動軸１３２の駆動源１５８は、揺動軸１３２の上方の上下動しない位置に配置されている。
このように、チャックユニット１２０及びシーミングユニット１３０が一体となって上下動可能であることで、缶載置ユニット１１０のプレート１１２上を自転した状態で昇降させる必要がないため、搬入コンベアから缶載置ユニット１１０に缶が乗り移る際に缶Ｃが上下動することなく姿勢が安定し、ガイドやシーミングターレットのポケットによる凹み、その凹みに起因する巻締め時の座屈を防止することができ、巻締め精度の向上を図ることが可能となる。
【００１６】
また、チャックユニット１２０とシーミングユニット１３０が一体に構成されることにより、チャックユニット１２０とシーミングユニット１３０の上下位置関係の精度を向上することができるとともに、熱変形等によるチャックユニット１２０とシーミングユニット１３０の上下位置ずれを防止して巻締め精度を向上し、処理の高速化を図ることができる。
【００１７】
図４に示すように、駆動源１５８の駆動出力軸１３７は、継手１３８を介してボールスプライン１４０の不図示のボールを保持するスプラインナット１４０ｂと連結されており、スプライン軸１４０ａの下端部には揺動軸１３２が上下動及び回転伝達可能に連結されている。
ボールスプライン１４０のスプライン軸１４０ａは下端部を除いて中空に形成されており、下端部が固定ネジ１４２で揺動軸１３２と固定されている。
このことで、ボールスプライン１４０のスプライン軸１４０ａを軽量化しつつ外径を大きくして大トルクを伝達することが可能となるとともに、組立やメンテナンス時に固定ネジ１４２に対して上方から中空部１４１を介してアクセス可能なため、揺動軸１３２を必要最小限の長さとし、軽量なスプライン軸１４０ａを長くすることで、上下動する構成部材全体の軽量化が可能となる。
なお、シーミングロール１３１の上下動、巻締め動作、押し付けを可能とする伝動手段は、上記構成には限定されず、適宜手段を採用、付加しても良い。
【００１８】
また、缶載置ユニット１１０のプレート１１２とチャックユニット１２０のチャック１２１の自転は、図１に示すように、連動軸１５６で同期するように構成され、駆動伝達機構１５２を介して駆動モータ（図示せず）により駆動される。
このような駆動により、プレート１１２及びチャック１２１の回転の開始や加速のタイミングをシーミングターレットと独立して制御でき、操作盤等により運転を止めることなく個別に最適に調整できるため、調整作業を短時間で容易に行うことが可能となるとともに、運転中の変動にも対処することが可能となる。
また、缶に載置された蓋に自転するチャック１２１を嵌合させる際に、プレート１１２及びチャック１２１の回転を制御して、プレート１１２及びチャック１２１の自転を停止、あるいは低速状態にし、回転中心のずれを低減してガイド部材等との接触による缶の凹み、傷付き等を防止し、また、チャック１２１による蓋のセンターリング性能を向上させることができる。
【００１９】
また、シーミングロール１３１の揺動軸１３２の駆動源１５８を、減速機１５９を備えた独立して制御するサーボモータとすることで、シーミングロール１３１の巻締め動作のタイミング（巻締め区間の割り付けの変更）や押し付け量を独立して制御でき、操作盤等により運転を止めることなく個別に最適に調整できるため、調整作業を短時間で容易に行うことが可能となるとともに、運転中の変動にも対処することが可能となる。
そして、前述したように、シーミングロール１３１の揺動軸１３２の駆動源をサーボモータとすることにより、調整を電気的な制御指令で行うことができるとともに、フィードバック制御も可能となり、さらに調整作業を短時間で容易に行うことが可能となる。
このため、チャックユニット（シーミングチャック装置）と第１のシーミングロール、第２のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更すること、缶と蓋の巻締め部の形状をほぼ決定する第１のシーミングロールによる巻締め状態を確認するサンプル缶の作成時において、第２のシーミングロールを寄せずに制御してサンプル缶を容易に作成することが可能となる。
【００２０】
蓋Ｆが載置された缶Ｃは、搬入コンベアからシーミングターレットに受け渡され（図示せず）、回転が制御された缶載置ユニット１１０のプレート１１２上に載置される。
次いで、チャックユニット１２０が、上下動機構１２２によって下降し、チャックユニット１２０のチャック１２１が蓋Ｆに嵌合する。
蓋Ｆが嵌合した缶Ｃは、缶載置ユニット１１０の押圧機構１１１の押圧力に抗して、巻締めに必要な一定の軸荷重で、プレート１１２とチャック１２１に挟持されるとともに、チャック１２１による蓋Ｆのセンターリングが行われ、同時に嵌合している缶Ｃもセンターリングが行われる。
そして、シーミングターレットがさらに回転し、缶Ｃが巻締めに必要な回転数まで加速される。
【００２１】
シーミングユニット１３０はチャックユニット１２０と一体となって上下動し、シーミングロール１３１は蓋Ｆが嵌合した缶Ｃの巻締め部位に位置し、シーミングロール１３１の揺動軸１３２を駆動源（サーボモータ）１５８によって回動（揺動）することで、シーミングロール１３１を側方から押し付けて巻締めが行われる。
図３に示すように、シーミングロール１３１は揺動軸１３２に１次巻締め用（第１のシーミングロール）、２次巻締め用（第２のシーミングロール）の２つのシーミングロール１３１が備えられており、巻締め区間を通過中に順次押し付けて巻締めが完了する。
なお、本実施形態では、チャックユニット１２０及びシーミングユニット１３０が上下動する形態を示したが、缶載置ユニット１１０が上下動してプレート１１２上の缶Ｃをチャックユニット１２０及びシーミングユニット１３０に対して昇降させる形態にも適用可能である。
【符号の説明】
【００２２】
１００  ・・・  巻締め装置
１０１  ・・・  シーミングターレット
１１０  ・・・  缶載置ユニット
１１１  ・・・  押圧機構
１１２  ・・・  プレート
１１３  ・・・  シリンダ空間
１１４  ・・・  ピストン
１２０  ・・・  チャックユニット
１２１  ・・・  チャック
１２２  ・・・  チャックユニットの上下動機構
１２３  ・・・  チャックユニットの上下動カム
１２４  ・・・  チャックユニットの上下動カムフォロワー
１２９  ・・・  オイルシール
１３０  ・・・  シーミングユニット
１３１、５３１  ・・・  シーミングロール
１３２、５３２  ・・・  揺動軸
５３３  ・・・  ロールシャフト
５３４  ・・・  調整ねじ
５３５  ・・・  ウォームギア機構
５３６  ・・・  カムフォロワー
１３６  ・・・  チャック・ロール一体ハウジング
１３７  ・・・  駆動出力軸
１３８  ・・・  継手
１４０  ・・・  ボールスプライン
１４０ａ・・・  スプライン軸
１４０ｂ・・・  スプラインナット
１４１  ・・・  中空部
１４２  ・・・  固定ネジ
１５１  ・・・  シーミングターレットの駆動伝達機構
１５２  ・・・  プレートの駆動伝達機構
１５６  ・・・  連動軸
１５８  ・・・  揺動軸の駆動源（サーボモータ）
１５９  ・・・  減速機
Ｃ            ・・・  缶（蓋巻締前）
Ｆ            ・・・  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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