(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドラム缶の口金にプラグを締め付けて装着するドラム缶のプラグ装着装置であって、
前記口金の上方に昇降自在に配置されたハウジングと、
前記ハウジングに収納され、垂直に配列された上部回転軸と下部回転軸とこれらを連結する自在継手とから成り、前記上部回転軸が前記ハウジングに回転自在に軸支され、前記下部回転軸が前記上部回転軸に対して首振り及び水平方向に変位自在とされ先端に前記プラグを吸着保持して前記口金に締め付ける駆動軸と、
前記下部回転軸を収納して回転自在に軸支すると共に、下部がばね力により軸方向に伸縮可能な筒体と、
前記筒体と前記ハウジングとの間に設けられ、筒体の外周面に固設された芯出ブロック、ハウジングに固設され、前記芯出ブロックに関して筒体の下端側に位置して芯出ブロックを受容する受皿部材、及び前記ハウジングと筒体間に張設され、前記芯出ブロックを受皿部材に圧接させる第１コイルバネからなり、前記下部回転軸の芯出をする芯出機構と、
前記筒体の上部を前記ハウジングに対して首振り及び水平方向に変位自在に支持する支持機構と、
前記筒体の下端に設けられ開口端面がテーパ状に拡径し、前記口金の開口方向に倣って前記筒体を変位させて前記口金の中心に前記下部回転軸の中心を合致させるプラグガイドと、
前記駆動軸を回転駆動する駆動手段と、
前記ハウジングを昇降自在に支持し、前記口金に対して前記駆動軸の先端に保持されたプラグの芯出し及び平行度を確保した後前記プラグを前記口金に当接させる昇降手段と
を備えたことを特徴とするドラム缶のプラグ装着装置。
【請求項２】
前記駆動軸の上部回転軸と下部回転軸との対向する端面間には前記自在継手を同心的に遊貫させて垂直に保持・復帰させる第２コイルバネが縮設されていることを特徴とする請求項１に記載のドラム缶のプラグ装着装置。
【請求項３】
前記下部回転軸には前記プラグの締付方向にフリーで緩め方向にロックするワンウェイクラッチが設けられ、
前記下部回転軸と筒体の下部との間には前記プラグの締付異常を検出する検出手段が設けられ、
前記駆動手段は、前記プラグの締付異常が検出されたときには前記プラグを緩めた後再び締め付けることを特徴とする請求項１又は２に記載のドラム缶のプラグ装着装置。
【請求項４】
請求項１乃至３に記載のドラム缶のプラグ装着装置において、
搬送手段により搬送されてくる前記プラグを第１の位置において受け取り第２の位置に搬送するプラグ受取部と、前記第２の位置において前記プラグ受取部からプラグを受け取り前記駆動軸の先端中央位置まで搬送して吸着保持させるプラグ供給部とから成るプラグ供給装置を更に備えたことを特徴とするドラム缶のプラグ装着装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドラム缶の天板に設けられた口金にプラグを締め付けて装着するドラム缶のプラグ装着装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼製ドラム缶は、製造工程において円筒形状に形成された胴体の上下両端に天板と地板とを取り付けられた後、天板に設けられた液体注入口及び空気排出口に設けられた口金に夫々プラグが仮締装着される。口金の内周面には雌ねじが刻設され、プラグの外周面には雄ねじが刻設されており、プラグは、口金にパッキンを介して液密に着脱自在に螺着される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ドラム缶のプラグは、口金に螺合されるために天板が水平面に対して僅かに傾斜して口金がプラグに対して僅かに傾斜したり、或いは口金の中心がプラグの中心に対して僅かに位置ずれ（芯ずれ）すると、口金にプラグを正確に締め付けることができず、密栓不良となってしまう。このため、ドラム缶の製造工程において天板の口金にプラグを仮締装着する行程の自動化が困難であった。また、自動機によりドラム缶に液体等を注入した後プラグを締付装着する作業工程においても同様である。特に、ドラム缶を再利用する場合には、天板が傾斜していることが多く、プラグの自動装着が困難である。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、ドラム缶の口金にプラグを自動的に装着するドラム缶のプラグ装着装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明では、ドラム缶の口金にプラグを締め付けて装着するドラム缶のプラグ装着装置であって、前記口金の上方に昇降自在に配置されたハウジングと、前記ハウジングに収納され、垂直に配列された上部回転軸と下部回転軸とこれらを連結する自在継手とから成り、前記上部回転軸が前記ハウジングに回転自在に軸支され、前記下部回転軸が前記上部回転軸に対して首振り及び水平方向に変位自在とされ先端に前記プラグを吸着保持して前記口金に締め付ける駆動軸と、前記下部回転軸を収納して回転自在に軸支すると共に、下部がばね力により軸方向に伸縮可能な筒体と、前記筒体の上部を前記ハウジングに対して首振り及び水平方向に変位自在に支持する支持機構と、前記筒体の下端に設けられ開口端面がテーパ状に拡径し、前記口金の開口方向に倣って前記筒体を変位させて前記口金の中心に前記下部回転軸の中心を合致させるプラグガイドと、前記駆動軸を回転駆動する駆動手段と、前記ハウジングを昇降自在に支持し、前記口金に対して前記駆動軸の先端に保持されたプラグの芯出し及び平行度を確保した後前記プラグを前記口金に当接させる昇降手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係わる発明では、前記駆動軸の上部回転軸と下部回転軸との対向する端面間には前記自在継手を同心的に遊貫させて垂直に保持する第２コイルバネが縮設されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係わる発明では、前記下部回転軸には前記プラグの締付方向にフリーで緩め方向にロックするワンウェイクラッチが設けられ、前記下部回転軸と筒体の下部との間には前記プラグの締付異常を検出する検出手段が設けられ、前記駆動手段は、前記プラグの締付異常が検出されたときには前記プラグを緩めた後再び締め付けることを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係わる発明では、請求項１乃至３に係わるドラム缶のプラグ装着装置において、搬送手段により搬送されてくる前記プラグを第１の位置において受け取り第２の位置に搬送するプラグ受取部と、前記第２の位置において前記プラグ受取部からプラグを受け取り前記駆動軸の先端まで搬送して吸着保持させるプラグ供給部とから成るプラグ供給装置を更に備えたことを特徴とする。
【０００９】
プラグ装着装置は、下部回転軸の先端にプラグを吸着保持した状態で昇降手段によりハウジングを下降させ、プラグガイドのテーパ状に拡開する開口端面をドラム缶の口金に当接させる。ドラム缶の天板が水平状態にあり、口金の中心とプラグの中心とが一致している正常な位置関係にある場合には、プラグガイドの下降に伴い口金がプラグガイド内に真っ直ぐに挿入され、プラグの真下に位置する。この状態で駆動手段により駆動軸が回転駆動されると、下部回転軸が回転しながらプラグを口金の開口端に押し付けて螺合する。これにより、プラグが口金に正確に締め付けられて装着される。
【００１０】
プラグが口金に正確に締め付けられて装着されると、検出手段から信号が出力され、昇降手段が作動してハウジングを上昇させて次のドラム缶にプラグを締付装着すべく待機する。即ち、プラグが口金に正確に締め付けられずに途中で止まってしまったプラグの締付異常時には、駆動手段がプラグを緩めた後再びプラグを口金に締め付ける。このようにして、ドラム缶の口金にプラグを自動で締め付けて装着する。
【００１１】
ドラム缶又は天板が傾斜している場合にはこれに応じて口金が傾斜しており、プラグガイドが固定されている筒体が支持機構によりハウジングに首振り自在に、水平方向に変位（移動）及び傾斜可能に支持されていることで、プラグガイドの下降に伴いテーパ状に拡径する開口端面が口金の開口端に倣って傾斜（変位）しながら当該口金を導入する。
【００１２】
これにより、筒体が口金の傾斜に応じて傾斜し、下部回転軸の中心が口金の中心上に位置してプラグの中心が口金の中心と一致し、且つ口金の開口端とプラグとが平行となり螺合可能となる。自在継手は、下部回転軸の前記傾斜に応じて屈曲し、下部回転軸は、自在継手により上部回転軸から回転力が円滑に伝達されてプラグを口金に締付装着する。プラグの口金への装着が完了し、ハウジングがドラム缶から離隔すると、これに伴いコイルバネがばね力により自在継手を前記屈曲した状態から垂直状態に復帰させる。また、筒体及び下部回転軸は、芯出機構により元の中心位置に復帰される。
【００１３】
口金の中心が下部回転軸の中心から横ずれ（位置ずれ）している場合には、プラグガイドの下降に伴いテーパ状に拡径する開口端面が口金の開口端に倣って横方向に変位して当該口金を導入する。これにより、筒体が口金の位置ずれに応じて変位し、下部回転軸の中心が口金の中心上に位置し且つ口金の開口端とプラグとが平行となり、螺合可能となる。
【００１４】
プラグ受取部は、第１の位置において搬送手段により搬送されてきたプラグを係止して受け取り、第２の位置に搬送し、プラグ供給部に渡す。プラグ供給部は、プラグを受け取った後、プラグ装着装置の駆動軸の真下に搬送し、当該駆動軸の先端の中心位置に供給する。次いで、プラグ装着装置が受け取ったプラグをドラム缶の口金に螺合装着する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
図１は、本発明に係るドラム缶のプラグ装着装置の正面図を示す。プラグ装着装置１０は、ドラム缶１の製造ライン５のプラグ装着位置にドラム缶１を搬送する搬送機構６を架橋して設けられたフレーム７に配設されている。ドラム缶１は、搬送機構６により紙面に垂直に手前から奥に向かって搬送され、不図示の位置決め装置によりプラグ装着位置において停止され、天板１ａに設けられた口金２が搬送機構６の中心線上に位置するように位置決めされる。プラグ装着位置１０は、ハウジング１１が搬送機構６の真上に配設され、ドラム缶１の口金２にプラグ３（図８）を締め付ける駆動軸１２が口金２の真上に垂直に配置されている。
【００１６】
図２に示すようにプラグ装着装置１０は、ハウジング１１と、ハウジング１１に収納され、その中心に垂直に配列され上部回転軸１３と下部回転軸１４及びこれらを連結する自在継手１５から成る駆動軸１２と、下部回転軸１４を回転自在に収納する筒体としての円筒状のスライドケース１６と、スライドケース１６の上部を首振り自在に支持する第１の支持機構１７と、ハウジング１１内に当該ハウジング１１に対して支持機構１７を水平面内で移動自在に且つ僅かに首振り（傾斜）自在に支持する第２の支持機構１８と、スライドケース１６の下端に固定されてドラム缶１の口金２の開口方向に倣うガイド部材としてのプラグガイド１９、及び図１に示すハウジング１１を垂直に固定する支持部材２１、支持部材２１に固定されて駆動軸１２を駆動する駆動手段としてのプーリ２２、２３、及びタイミングベルト２４を介して回転駆動する駆動用モータ２５、支持部材２１をフレーム２６に対して垂直に昇降させる昇降手段としての左右のＬＭガイド２７及びエアシリンダ２８等により構成されている。
【００１７】
図２に示すようにハウジング１１は、駆動軸１２の上部回転軸１３の軸受部材としてのリング３１と、各上端がリング３１の外周面に周方向に等配されてボルトで固定された４本のステー３２と、各上端が各ステー３２の下端にボルトで固定された４本のステー３３と、各ステー３２の下端に内嵌されてリング３１と平行とされ各ステー３３と共締め固定されるストッパリング３４と、リング状をなし外周面に各ステー３３の下端がボルトで固定された受皿部材３５等から成る。上部回転軸１３の下端はベアリング３６を介してリング３１に回転自在に軸支され、軸心にエア通路（孔）１３ａが設けられている。
【００１８】
図３に示すように下部回転軸１４は、複数の回転軸により構成されている。回転軸４０は、中心にエア通路４０ａが設けられ、下端にスプライン回転軸４１の上端が相対回転不能に嵌合固定されている。スプライン回転軸４１は、外周面にスプライン４１ａが設けられ、軸心にエア通路４１ｂが設けられている。回転軸４２は、円筒形状をなしスプライン回転軸４１のスプライン４１ａに外嵌されて内周面に設けられたスプライン４２ａを介して噛合し、相対回転不能且つ軸方向に摺動自在とされている。回転軸４２の下端にはワンウェイクラッチ４３が同心的に内嵌固定されており、該ワンウェイクラッチ４３には円筒状をなし上端にフランジ４４ａが設けられたハウジング４４が内嵌固定されている。
【００１９】
ワンウェイクラッチ４３は、図６に示すように回転軸４２が矢印Ｃで示すプラグの締付方向（時計方向）に正回転するときにはフリーの状態となり、回転軸４２に対してハウジング４４が自由となり、回転軸４２が矢印ＣＣで示すプラグの緩め方向（反時計方向）に逆回転するときにはロックしてハウジング４４を回転軸４２と一体に回転駆動させる。
【００２０】
回転軸４５は、上端にフランジ４５ａが設けられており、ハウジング４４に相対回転不能且つ軸方向に摺動自在に収納され、軸心にエア通路４５ｂが設けられ、係止用の爪部としての下端４５ｃの外形がプラグ３の上面３ａに設けられた角形の凹部３ｂ（図１２）と係合可能な角形とされている。これにより、後述するようにプラグ３の締付不良時に回転軸４２が回転軸４５に駆動力を伝達してプラグ３を緩めることができる。
【００２１】
回転軸４２のスプライン４２ａの上端にはカラー４６、パッキン４７を介してパッキン押さえリング４８が固定されており、スプライン４４ａの下端とハウジング４４のフランジ４４ａとの間にはカラー４９が介在され、スプライン回転軸４１の下端と回転軸４５のフランジ４５ａとの間にはコイルバネ５０が縮設されている。パッキン押さえリング４８と回転軸４０の略中央位置に装着されたばね座５１との間にコイルバネ５２が縮設されている。また、回転軸４２の下端面には弾性部材例えば、ウレタンゴムから成りプラグ３の上面３ａに密着する密着リング５３が固定されている。回転軸４０の上部はベアリング５４を介してスライドケース１６の上部に回転自在に軸支されている。上記構成の下部回転軸１４は、スライドケース１６の中心に配列されている。
【００２２】
図３に示すようにスライドケース１６の下部には円筒状のスプリングケース５５が摺動可能に内嵌されている。スプリングケース５５の下部にはスリット５５ａが軸方向に沿い、周方向に例えば、３箇所等配されて設けられており、スライドケース１６の下端に固定されたボルト５６により軸方向に摺動可能に且つ相対回転不能に支持されている。これらのスライドケース１６とスプリングケース５５との間にはコイルバネ５７が縮設されている。
【００２３】
スプリングケース５５の下端にはリング状のプラグガイド１９が固定されている。このプラグガイド１９は、孔１９ａをプラグ３が僅かな間隙を存して挿通可能とされ、孔１９ａの下端の開口端面１９ｂがテーパ状に拡径（拡開）する傾斜面とされている。この開口端面１９ｂは、スライドケース１６即ち、下側回転軸１４をドラム缶の口金に倣わせるためのものである。プラグガイド１９の下面には、リング状の弾性部材例えば、ウレタンゴム２０が設けられており、後述するプラグ装着時にドラム缶１の天板１ａに当接可能とされている。
【００２４】
また、スライドケース１６の下端にはプラグ３の装着の良否を検出する異常検出手段としての近接スイッチ６０が設けられており、回転軸４２の下部所定位置に位置検出手段としてのリング状のドグ６１がねじ６２により高さ調整可能に固定されている。尚、図７に示すようにスプリングケース５５の下端には両側に円弧状の切欠５５ｂが設けられており、ドグ６１の高さ位置を調節可能とされている。
【００２５】
図２及び図４に示すようにスライドケース１６の上部を水平面内で首振り自在に支持する第１の支持機構１７は、スライドケース１６に同心的に配置された内外２つのリング６３と６４から成り、内側のリング６３は、図中上下方向の直径上の両側に螺合された２本のボルト６６、６６によりスライドケース１６の上部をこれらのボルト６６、６６を通る直線に対して矢印のように揺動自在に水平に支持している。この内側のリング６３は、外側のリング６４のボルト６６、６６を通る直線と直交する直径上の両側に螺合された２本のボルト６７、６７の各先端６７ａ、６７ａによりこれらのボルト６７、６７を通る直線に対して矢印のように揺動自在に水平に支持されている。これにより、スライドケース１６の上部は、外側のリング６４に首振り自在に支持される。
【００２６】
外側のリング６４には、ボルト６７、６７の中間位置にボルト６８、６８が螺合されており、これらの４本のボルト６７、６７、６８、６８にはリング６４の外周面との間に夫々カラー６９が外嵌され、ナット７０により固定されている。カラー６９は、ゴム或いはスポンジ等の弾性部材により構成されており変形可能とされている。これらの４本のボルト６７、６８の各カラー６９は、４本のステー３３の上部に設けられた孔３３ａに挿通支持される。図４及び図５に示すように孔３３ａは、リング６４の周方向に沿う長孔とされており、リング６４は、水平面内で全方向に変位可能とされると共に、カラー６９が変形可能とされていることで水平面に対して首振り可能とされる。
【００２７】
これらの４本のボルト６７、６７、６８、６８、各カラー６９、及び４本のステー３３の長孔３３ａにより、ハウジング１１に対して支持機構１７を水平面内で全方向に変位自在に且つ首振り自在に支持する第２の支持機構１８が構成されている（図２）。これにより、スライドケース１６即ち、下部回転軸１４は、ハウジング１１に対して首振り自在に、且つ水平方向に全方向に変位自在に支持される。また、外側のリング６４は、上方に水平に配置されているストッパリング３４（図２）により上方への変位が規制される。尚、外側のリング６４は、左右の２本のボルト６７、６７によりハウジング１１に支持するようにしてもよい。
【００２８】
図２に示すようにスライドケース１６の下部は、芯出機構を構成する受皿部材３５の孔３５ａを遊貫しており、中央近傍にリング状の芯出ブロック７２が外嵌固定されている。受皿部材３５の孔３５ａの上部開口端３５ｂは、テーパ状に拡径され、芯出ブロック７２の下部外周面７２ａは、孔３５ａの開口端３５ｂに当接可能なテーパ状に縮径されている。スライドケース１６には芯出ブロック７２の上方にストッパリング７３が外嵌固定されており、外周面にスプリング係止用のボルト７４が周方向に例えば、４本等配されて螺着されている。
【００２９】
受皿部材３５の上面周縁部には各ボルト７４と対応してスプリング係止用のボルト７５が螺着されている。そして、これらの対応するボルト７４と７５との間に引っ張りコイルバネ７６が張設されている。引っ張りコイルバネ７６は、受皿部材３５のテーパ状に拡径する開口端３５ｂに芯出ブロック７２のテーパ状に縮径する外周面下部７２ａを圧接させてスライドケース１６即ち、回転軸１４の中心を孔３５の中心に合致させて芯出を行う。これにより、回転軸１４が首振り、或いは水平方向に変位してプラグを締付装着終了後、元の中心位置に復帰される。このようにして、芯出機構が構成されている。
【００３０】
図２に示すように上部回転軸１３の下端と下部回転軸軸１４の上端とが自在継手１５により連結されており、下部回転軸１４がハウジング１１に対して前述したように変位しても上部回転軸１３からの駆動力が伝達可能とされる。また、上部回転軸１３の下端と下部回転軸１４の上端との間に自在継手１５を同心的に遊貫させるように圧縮コイルバネ８０が縮設されており、自在継手１５を垂直に保持するようになっている。これにより、下部回転軸１４が変位しても元の位置（垂直状態）に復帰可能とされている。上部回転軸１３のエア通路１３ａの下端部と下部回転軸１４のエア通路１４ａの上端部とは継手７６、７７及びホース７８により接続されている。そして、上部回転軸１３のエア通路１３ａの上端には図１に示すようにロータリ管継手７９が取り付けられ、ホースを介して真空ポンプ（何れも図示せず）に接続されて、これらのエア通路内の空気が排出されて真空引きされるようになっている。これにより、駆動軸１２の先端の密着リング５３にプラグ３の上面３ａ（図１２）を吸着保持可能とされる。
【００３１】
図１及び図８に示すようにフレーム５にはプラグ装着装置１０と並んでプラグ供給装置１０１が配設されている。このプラグ供給装置１０１は、図８に２点鎖線で示すコンベア１００に載置されて矢印で示すように搬送されてくるプラグ３を受け取るプラグ受取部１０５と、プラグ受取部１０５からプラグ３を受け取り、プラグ装着装置１０のスライドケース１６内に収納されている下部回転軸１４の先端に供給するプラグ供給部１０６とにより構成されている。
【００３２】
図８、図９及び図１０に示すようにプラグ受取部１０５は、門形のフレーム１１１がフレーム５上にベルトコンベア１００を架橋して垂設されており、このフレーム１１１に駆動手段としてのマグネット式ロットレスシリダ（以下単に「ロッドレスシリンダ」という）１１２が図中左右方向に水平に移動可能に設けられている。支持板１１３は、側面視Ｌ形をなし、垂直部がロッドレスシリンダ１１２に固定され、水平部がベルトコンベア１００の上方に位置し、且つ搬送方向に向かって前方に延出されている（図１０）。
【００３３】
エアシリンダ１１４は、支持板１１３の水平部に垂設されてロッド１１４ａが下方に垂直に伸縮可能とされ、先端にプラグ吸着盤１１５が固定されている。このプラグ吸着盤１１５は、図９に示すように逆カップ形状をなし、開口端面にパッキン１１６が取り付けられ、不図示のホースを介して前記真空ポンプに接続されて内部が真空とされ、真空引きにより２点鎖線で示すようにプラグ３の上面３ａを吸着して保持する。
【００３４】
図１０に示すようにストッパプレート１１７は、側面視Ｌ形をなし、上端がフレーム１１１に固定され、下端が前方に、且つベルトコンベア１０１から僅かに上方に離隔して前方に向かって延出され、図８に示すように先端に略Ｖ形に開口された係止部１１７ａが設けられており、搬送されてくるプラグ３を係止する。プラグ吸着盤１１５は、エアシリンダ１１４が伸長してストッパプレート１１７により停止されたプラグ３の上面３ａを吸着して保持する。このようにして、プラグ受取部１０５は、図８及び図９に示す右端位置（第１の位置）においてベルトコンベア１００により搬送されてくるプラグ３を受け取り、左端位置（第２の位置）に搬送する。
【００３５】
図８、図９及び図１１に示すようにプラグ供給部１０６は、フレーム３上にプラグ受取部１０５の左端（第２の位置）側に配置されており、エアシリンダ１２１がフレーム１１１の後方に位置して、ロッド１２１ａがプラグ装着装置１０の下部回転軸１４の中心線と直交するように水平に配設されている。Ｌ形の支持部材１２２は、垂直部がロッド１２１ａの先端に固定され（図１１）、水平部がフレーム５の下面との間に左右両側に設けられたＬＭガイド１２４により前方に水平に摺動し、図９に２点差線で示すプラグ受取部１０５の第２の位置におけるプラグ吸着盤１１５の下方、及び図１１に２点差線で示すプラグ装着装置１０のプラグガイド１９の下方に位置するように延出されている。
【００３６】
エアシリンダ１２３は、支持部材１２２の水平部に垂設され、ロッド１２３ａが垂直に下方に伸縮可能とされ、当該ロッド１２３ａの先端に支持板１２５の基端が水平に固定されている。ガイドロッド１２６は、支持板１２５の先端に垂設され、カラー１２７を介して支持部材１２２の先端の孔を摺動可能に貫通され、先端にカップ状のプラグ受部１２８が固定されている。
【００３７】
図１１に示すようにプラグ受部１２８は、エアシリンダ１２１のロッド１２１ａが短縮した状態において２点鎖線で示すプラグ受取部１０５の第２の位置におけるプラグ吸着盤１１５の真下に位置し、ロッド１２１ａが伸長したときにプラグ装着装置１０のプラグガイド１９の真下に位置するようになっている。また、プラグ受部１２８は、プラグガイド１９の真下の位置においてエアシリンダ１２３のロッド１２３ａが短縮すると上昇してプラグ３をプラグ装着装置１０のプラグガイド１９の孔１９ａを通して下部回転軸１４の先端に供給する。
【００３８】
図１に示すプラグ装着装置１０の駆動手段としての駆動用モータ２５、昇降手段としてのエアシリンダ２８、図８に示すプラグ供給装置１０１のプラグ受取部１０５のロッドレスシリンダ１１２、エアシリンダ１１４及びプラグ供給部１０６のエアシリンダ１２１、１２３等は、不図示の制御装置により所定のタイミングでシーケンス制御される。
【００３９】
以下に作用を説明する。
図１に示すようにドラム缶１は、搬送機構６により紙面に垂直に手前から奥に向かって搬送され、天板１ａに設けられた口金２がプラグ装着装置１０のプラグガイド１９の真下に位置するように位置決め停止される。プラグ装着装置１０は、エアシリンダ２８が短縮して、ハウジング１１が上方に位置しており、駆動用モータ２５が停止若しくは回転している。
【００４０】
図８及び図９に示すようにプラグ受取部１０５は、ベルトコンベア１００の上方に位置（第１の位置）しており、ストッパプレート１１７がベルトコンベア１００に載置されて矢印方向に搬送されてきたプラグ３を係止する。次いで、エアシリンダ１１４のロッド１１４ａが伸長し、プラグ吸着盤１１５のパッキン１１６の下面がプラグ３の上面３ａに密着し、真空引きにより当該プラグ３を吸着保持した後２点鎖線で示すように短縮し、ベルトコンベア１００からプラグ３を受け取る。
【００４１】
次いで、ロッドレスシリンダ１１２が図９に２点鎖線で示す左端位置まで移動して第２の位置に移動した後、エアシリンダ１１４のロッド１１４ａが伸長して図９及び図１１に示すように真下に位置するプラグ供給部１０６のプラグ受部１２８にプラグ３を嵌挿して（渡して）吸着力を解除する。次いで、エアシリンダ１１４のロッド１１４ａが短縮してプラグ吸着盤１１５が上昇し、ロッドレスシリンダ１１２が図９の実線で示す第１の位置まで移動する。そして、プラグ受取部１０５が次のプラグを受け取るべく待機する。このようにして、プラグ受取部１０５からプラグ供給部１０６にプラグ３が受け渡される。
【００４２】
図１１に示すようにプラグ供給部１０６は、プラグ３を受け取った後、エアシリンダ１２１のロッド１２１ａが伸長してプラグ３を２点鎖線で示すプラグ装着装置１０のプラグガイド１９の真下に搬送する。次いで、エアシリンダ１２３のロッド１２３ａが短縮して、図１２に示すようにプラグ受部１２８がプラグガイド１９の孔１９ａを挿通してプラグ３の上面３ａを回転軸４５の先端中央位置に供給され、密着リング５３に当接させる。このとき駆動軸１２（図２）は、図６に矢印Ｃで示す時計方向即ち、プラグ３のねじの締め込み方向に回転しており、ワンウェイクラッチ４３は、フリーな状態であり、且つ駆動軸１２内の空気が前記真空ポンプにより吸引されている。
【００４３】
図１２に示すようにプラグ３は、回転軸４５の先端４５ｃをコイルバネ５０のばね力に抗して押し上げられながら上面３ａが密着リング５３に密着され、真空引きにより吸着保持される。回転軸４５が図６の矢印Ｃ方向に回転しているときにはワンウェイクラッチ４３はフリーな状態にあり、回転軸４５は、先端４５ｃがプラグ３の凹部３ｂと合致したときにコイルバネ５０のばね力により押し出されて係合する。尚、先端４５ｃは、プラグ３の凹部３ｂに必ずしも係合しなくてもよく、従って、このときにはコイルバネ５０は、縮んだままの状態でもよい。次いで、図１１に示すエアシリンダ１２３のロッド１２３ａが伸長し、プラグ受部１２８が下降してプラグガイド１９の下方に移動し、エアシリンダ１２１のロッド１２１ａが短縮して実線で示す位置に移動し、次のプラグを受け取るべく待機する。このようにして、プラグ供給部１０６によりプラグ装着装置１０にプラグ３が供給される。
【００４４】
次いで、図１に示すプラグ装着装置１０のエアシリンダ２８のロッドが伸長してハウジング１１を下降させる。図１３（ａ）に示すようにドラム缶１の天板１ａが水平状態にあり、口金２の中心とプラグ３の中心とが一致している正常な位置関係にある場合には、プラグガイド１９の下降に伴い口金２がプラグガイド１９の孔１９ａ内に真っ直ぐに挿入され、プラグ３の真下に位置する。プラグガイド１９は、孔１９ａの内周面に口金２のカール部２ｂの外周面に係止され、下面のリング状のウレタンゴム２０が天板１ａに弾性的に当接し、開口端面１９ｂが天板１ａの口金２が装着された外周部１ｂから僅かに離隔する。これにより、プラグガイド１９が天板１ａ及び口金２が装着された外周部１ｂに塗布されている塗装（外装）に傷つけることを防止する。この状態で図３に示す下部回転軸１４のスプライン回転軸４１にスプライン嵌合している回転軸４２が、回転しながらプラグ３を口金２の開口端に押し付けて螺合する。
【００４５】
プラグ３が口金２に正確に締め付けられて装着されると、図３に示す近接スイッチ６０がドグ６１を検出して信号を出力する。前記制御装置は、この信号を受けて駆動用モータ２５を停止させて駆動軸１２の回転を停止させ、エアシリンダ２８を短縮させてハウジング１１を上昇させて次のドラム缶にプラグを締付装着すべく待機する。
【００４６】
プラグの締付異常が発生した時例えば、プラグ３が所定時間内に口金２に正確に締め付けられずに途中で止まってしまったときには、近接スイッチ６０は、ドグ６１を検出することができず、信号が出力されない。前記制御装置は、近接スイッチ６０から信号が入力されないときには、プラグの締付異常と判断して、駆動軸１２を図６の矢印ＣＣで示す反時計方向に回転させる。駆動軸１２が反時計方向に回転すると、ワンウェイクラッチ４３がロックして回転軸４５がプラグ３を緩める。プラグ３が締め付けられるときに回転軸４５の先端４５ｃがプラグ３の凹部３ｂと係合しているときには回転軸４５の回転と同時にプラグ３を緩め、先端４５ｃがプラグ３の凹部３ｂと係合していないときには、回転軸４５が回転して先端４５ｃが前記凹部３ｂと合致したときにスプリング５０のばね力により押されて当該凹部３ｂと係合してプラグ３を緩める。次いで、前記制御装置が再び駆動軸１２を図６の矢印Ｃ方向に回転させて再度プラグ３を口金２に締め付ける。即ち、プラグ３の締め付け動作をやり直す。このようにして、ドラム缶１の口金２にプラグ３を自動で締め付けて装着する。
【００４７】
尚、前記制御装置は、プラグの締付異常を検出したときに警報ランプやブザー等の警報器を作動させて作業者に知らせるようにしてもよい。更に、図１に示すドラム缶製造ライン５のドラム缶搬送機構６にリジェクト機構を設け、前記制御装置がプラグの締付異常を検出したときに前記リジェクト機構を作動させてプラグの締付異常が発生したドラム缶をライン外に撥ね除けるようにしてもよい。
【００４８】
ところで、図１３（ｂ）に示すように天板１ａが水平面に対して僅かに角度θをなして傾斜している場合にはこれに応じて口金２が傾斜している。即ち、上部回転軸１３の垂直をなす中心線に対して口金２の中心線が角度θをなしている。尚、図において口金２の傾斜は、誇張して描いてある。プラグガイド１９の開口端面１９ｂは、テーパ状に拡径しており、当該プラグガイド１９が固定されているスライドケース１６が、支持機構１７、１８によりハウジング１１に首振り自在に、水平面内で全方向に変位及び傾斜可能に支持されていることで、プラグガイド１９の下降に伴いテーパ状の開口端面１９ｂが口金２の開口端２ａに倣って傾斜しながら孔１９ａ内に口金２を導入する。そして、孔１９ａが口金２のカール部２ｂの外周面に係止され、下面のリング状のウレタンゴム２０が天板１ａに弾性的に当接し、開口端面１９ｂが天板１ａの口金２が装着された外周部１ｂから僅かに離隔する。
【００４９】
これにより、スライドケース１６が口金２の傾斜に応じて傾斜し、下部回転軸１４の中心が口金２の中心上に位置し、プラグ３の中心が口金２の中心と一致し、且つ口金２の開口端２ａとプラグ３の下面３ｃとが平行となり螺合可能となる。自在継手１５は、下部回転軸１４の前記傾斜に応じて屈曲する。自在継手１５は、前記屈曲に伴いその垂直方向の長さが短くなり、これに応じて図２に示す支持機構１８がコイルバネ８０のばね力に抗して上方に押し上げられる。この支持機構１８は、所定量引き上げられるとストッパリング３４に係止されて上動（上昇）が規制される。これにより、下部回転軸１４は、前記傾斜が規制され、円滑な回転が確保される。
【００５０】
下部回転軸１４は、自在継手１５により上部回転軸１３から回転力が円滑に伝達されてプラグ３を口金２に締付装着する。プラグ３の口金２への装着が完了し、ハウジング１１がドラム缶１から離隔すると、これに伴いコイルバネ８０がばね力により自在継手１５を前記屈曲した状態から垂直状態に復帰させる。
また、図１３（ｃ）に示すように口金２の中心が下部回転軸１４の中心から僅かに距離ｄだけ横ずれしている場合には、プラグガイド１９の下降に伴いテーパ状に拡径する開口端面１９ｂが口金２の開口端２ａに倣って横方向に変位して孔１９ａ内に口金２を導入する。尚、図において口金２の横ずれは、誇張して描いてある。そして、前述したように孔１９ａが口金２のカール部２ｂの外周面に係止され、下面のリング状のウレタンゴム２０が天板１ａに弾性的に当接し、開口端面１９ｂが天板１ａの口金２が装着された外周部１ｂから僅かに離隔する。これにより、スライドケース１６が口金２の位置ずれに応じて変位し、下部回転軸１４の中心が口金２の中心上に位置する。
【００５１】
これにより、プラグ３の中心が口金２の中心と一致し且つ口金２の開口端２ａとプラグ３の下面３ｃとが平行となり、螺合可能となる。自在継手１５は、下部回転軸１４の前記位置ずれに応じて屈曲する。自在継手１５は、前記屈曲に伴いその垂直方向の長さが短くなり、これに応じて図２に示す支持機構１８がコイルバネ８０のばね力に抗して上方に引き上げられる。この支持機構１８は、所定量引き上げられるとストッパリング３４に係止されて上動が規制される。これにより、下部回転軸１４は、前記位置ずれが規制され、円滑な回転が確保される。
【００５２】
下部回転軸１４は、自在継手１５により上部回転軸１３から回転力が円滑に伝達されてプラグ３を口金２に締付装着する。プラグ３の口金２への装着が完了し、ハウジング１１がドラム缶１から離隔すると、これに伴いコイルバネ８０と引っ張りコイルバネ７６のばね力により自在継手１５を前記屈曲した状態から垂直状態に復帰させる。このようにして、プラグ装着装置１０は、ドラム缶１の口金２が傾斜している場合や、位置ずれしている場合でもプラグ３を締付装着することが可能となる。
【００５３】
尚、上記実施の形態においてはプラグ装着装置をドラム缶の製造工程に設置してプラグを仮締する場合について記述したが、これに限るものではなく、ドラム缶に液体等を注入する作業工程において、注入後にプラグを締付て装着する作業行程に適用しても良い。
更に、上記実施の形態においては口金にプラグを装着する場合について記述したがこれに限るものではなく、口金からプラグを取り外す作業工程に適用しても良い。また、ドラム缶の口金にプラグを装着し、又は取り外す場合に限るものではなく、他の容器に栓を装着し、又は取り外す装置に適用し得ることは勿論である。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のプラグ装着装置によれば、ドラム缶の天板が傾斜して口金が傾斜している場合や、位置ずれをしている場合でもプラグを締付装着することが可能となり、ドラム缶の製造工程や、ドラム缶に液体等を注入後にプラグを締付て装着する作業行程において、プラグ締付の自動化を図ることができ、作業性の向上が図られる。
【００５５】
また、プラグ装着装置において、更にプラグ供給装置を備えることで、ドラム缶の製造ラインや、ドラム缶に液体等を注入後にプラグを締め付ける作業ライン等においてプラグ装着の全自動化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るドラム缶のプラグ装着装置を備えたドラム缶の製造ラインの一例を示す正面図である。
【図２】図１に示すドラム缶のプラグ装着装置の拡大断面図である。
【図３】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置の要部拡大図である。
【図４】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置の矢線IV―IVに沿う断面図である
【図５】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置のスライドケースを支持する支持部の説明図である。
【図６】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置の矢線VI―VIに沿う断面図である
【図７】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置の下端部の説明図である。
【図８】図１に示すドラム缶のプラグ装着装置にプラグを供給するプラグ供給装置の平面図である。
【図９】図８に示すプラグ供給装置の一部を断面で表した正面図である。
【図１０】図８に示すプラグ供給装置のプラグ受取部の側面図である。
【図１１】図８に示すプラグ供給装置のプラグ供給部の一部を断面で表した側面図である。
【図１２】図１１に示すプラグ供給部によりプラグ装着装置にプラグを供給する場合の動作説明図である。
【図１３】図２に示すドラム缶のプラグ装着装置によりドラム缶の口金にプラグを締付装着する場合の説明図である。
【符号の説明】
１  ドラム缶
２  口金
３  プラグ
５  フレーム
６  搬送機構
１０  ドラム缶のプラグ装着装置
１１  ハウジング
１２  駆動軸
１３  上部回転軸
１４  下部回転軸
１５  自在継手
１６  スライドケース（筒体）
１７、１８  支持機構
１９  プラグガイド
２５  駆動用モータ
２８  エアシリンダ
４１  スプライン回転軸
４２、４５  回転軸
４３  ワンウェイクラッチ
４４  ハウジング
１００  ベルトコンベア
１０１  プラグ供給装置
１０５  プラグ受取部
１０６  プラグ供給部
【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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