(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記容器を間欠的に搬送する搬送タレットを有し、
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、
前記上流巻締ヘッドと前記下流巻締ヘッドが１つの前記搬送タレット上に配置され、
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】
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、
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し、
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缶蓋巻締装置。
【請求項３】
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乃至請求項３のいずれかに記載の缶蓋巻締装置。
【請求項５】
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４のいずれかに記載の缶蓋巻締装置。
【請求項６】
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５のいずれかに記載の缶蓋巻締装置。
【請求項７】
複数の缶蓋を投入する投入部と、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、間欠回転する円柱状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６に記載の缶蓋巻締装置。
【請求項８】
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、
前記容器を間欠的に搬送する搬送タレットを有し、
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、
前記上流巻締ヘッドと前記下流巻締ヘッドが１つの前記搬送タレット上に配置され、
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９】
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８に記載の缶蓋巻締方法。
【請求項１０】
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８又は請求項９に記載の缶蓋巻締方法。
【請求項１１】
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８乃至請求項１０のいずれかに記載の缶蓋巻締方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶蓋を容器に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、固形物や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の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を公転させながら押し付けて、缶蓋のカール部を缶体の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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５４−１２８７３号公報
【発明の概要】
【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、前記容器を間欠的に搬送する搬送タレットを有し、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、前記上流巻締ヘッドと前記下流巻締ヘッドが１つの前記搬送タレット上に配置され、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、前記容器を間欠的に搬送する搬送タレットを有し、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、前記上流巻締ヘッドと前記下流巻締ヘッドが１つの前記搬送タレット上に配置され、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８に係る缶蓋巻締装置及び缶蓋巻締方法によれば、容器を間欠的に搬送する搬送タレットを有し、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、前記上流巻締ヘッドと前記下流巻締ヘッドが１つの前記搬送タレット上に配置され、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、１つの搬送タレット上で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。
本請求項２に係る缶蓋巻締装置によれば、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ている。これにより、上流巻締ヘッドが前記初期巻締ロールにより初期巻締を行い、下流巻締ヘッドが前記最終巻締ロールにより最終巻締を行うことにより、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。
また、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し、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により、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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】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２】図１の缶蓋巻締装置の平面説明図。
【図３】上流巻締ヘッドの斜視図。
【図４】上流巻締ヘッドの断面図。
【図５】巻締ロール、シャンク部及びカムレバーの断面図。
【図６】カム、カムフォロアの平面説明図。
【図７】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８】図４の下部フランジ下方の巻締ロールの配置説明図。
【図９】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１０】図４の上部フランジ下方のカムレバーの配置説明図。
【図１１】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。
【図１２】下流巻締ヘッドの斜視図。
【図１３】下流巻締ヘッドの断面図。
【図１４】缶蓋供給機構の一部切断斜視図。
【図１５】缶蓋供給機構の平面図。
【図１６】缶蓋供給機構の側面断面図。
【発明を実施するための形態】
【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缶搬送ポケット（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きサーボモータ（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、その円柱状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の従動歯付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とガイドレール（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の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、給油等の潤滑や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、割付角度の許容範囲において、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。
【産業上の利用可能性】
【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や紙製容器など、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。
【符号の説明】
【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
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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