(57)【要約】【課題】本発明の目的は、人が実際に缶蓋を開ける動作に近い状態でプルタブにかかるトルクを正確に測定すると共に、プルタブを開ける初期状態から開缶終了時までのプルタブの回転角度とそのとき必要なトルクの両方を測定し、開缶後だけでなく実際に蓋を開けている途中での缶の開けやすさ又は開け難さを客観的に判断できるデータを測定することである。【解決手段】本発明に係る開缶力測定装置は、ステイオンタブ方式の缶蓋を固定する缶蓋固定部と、プルタブの先端に引っ掛けるための爪が固定されたアーム部と、アーム部を回転させる回転用モーターと、回転用モーターにかかるトルクを計測するトルク計測器と、アーム部の回転角度を測定するロータリエンコーダと、爪の回転軸上にプルタブの開缶時の支点を位置合わせする位置調整部と、を有することを特徴とする。【選択図】図６
2009103621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステイオンタブ方式の缶蓋の上面に取り付けられたプルタブを引き上げることによってスコア部を押し下げて開缶するときに要する力を測定する開缶力測定装置において、
前記缶蓋を固定する缶蓋固定部と、前記プルタブの先端に引っ掛けるための爪が固定されたアーム部と、該アーム部を回転させる回転用モーターと、該回転用モーターにかかるトルクを計測するトルク計測器と、前記アーム部の回転角度を測定するロータリエンコーダと、前記爪の回転軸上に前記プルタブの開缶時の支点を位置合わせする位置調整部と、を有することを特徴とする開缶力測定装置。
【請求項２】
前記缶蓋固定部が、缶蓋が缶胴に巻き締められた密封缶を固定する冶具であるか、或いは、巻き締め前の缶蓋を保持した缶蓋ホルダーを固定する冶具であることを特徴とする請求項１に記載の開缶力測定装置。
【請求項３】
前記プルタブの開缶時の支点が、リベット又は前記プルタブに設けられたＵ字切り込み部の先端又はこれらに挟まれた領域にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の開缶力測定装置。
【請求項４】
ステイオンタブ方式の缶蓋の上面に取り付けられたプルタブを引き上げることによってスコア部を押し下げて開缶するときに要する力を測定する開缶力測定方法において、
前記プルタブの先端に爪を引っ掛け、前記爪を、前記プルタブの開缶時の支点を回転軸として円弧状に、缶蓋を開け終わる位置まで回転させながら移動させ、前記爪を移動させる動作に伴うトルクを測定することを特徴とする開缶力測定方法。
【請求項５】
前記爪の回転角度と前記爪にかかるトルクを、前記プルタブの引き上げ前から開缶終了まで連続的に測定することを特徴とする請求項４に記載の開缶力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶蓋のプルタブの開缶力の測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステイオンタブ方式の缶蓋の開缶力を測定する方法としては、プルタブを垂直に引き上げてスコア部を開封する際の力を測定していた。しかし、この測定方法によると、垂直方向の分力を測定しているに過ぎないこと、及びスコア部を完全に開封することができないという問題があった。したがって、プルタブの開けやすさ、開け難さの結果が必ずしも人が実際に缶蓋のプルタブを開ける際の開けやすさ、開け難さと一致することは限らなかった。
【０００３】
そこで、開缶力を正確に測ることを目的として、開缶力測定装置が開発された（例えば、特許文献１又は２を参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平４‐１３０２３７号公報
【特許文献２】実登第２５２６１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された測定装置によれば、タブの引き上げる時の力（缶蓋の開缶力）を正確に測定できるとされている。しかし、同文献の図１〜図３を参照すると、特に図３において載置台５２の回転軸方向と缶蓋のプルタブ‐リベット‐スコアを通る軸とが一致していることから、載置台５２の回転軸を回転させることによって、プルタブはひねりを加えられながら上に引き上げられ、開缶される。したがって、人がプルタブの先端を引き上げるときの開缶力は測定せずに、プルタブの側面を引き上げるときの開缶力を測定することとなる。また、測定項目はプルタブの開缶終了時の開缶力を測定するのみで、プルタブの引き上げ前から開缶終了までの、プルタブの回転角度に対応したプルタブにかかるトルクの関係を連続的に測定することができない。したがって、実際に蓋を開けている途中での缶の開けやすさ又は開け難さを客観的に判断できるデータを得ることができない。
【０００６】
特許文献２に記載された測定装置によれば、人間が指で缶を開封した場合とほぼ同様の動作でプルタブを開封することができるとされる。しかし、缶胴体を縦回転させると共に、プルタブに引っ掛けるフックを円弧状に動かすことから、缶胴体の縦回転及びフックの回転の角度が大きくなるにつれてプルタブの引き上げ量は二乗で増加する。また、プルタブ全体を引き上げる力が働きうる。したがって人が蓋を開ける軌跡に近いものとなっても同一の軌跡にはならなかった。また、特許文献１の場合と同様に、プルタブの引き上げ前から開缶終了までの、プルタブの回転角度に対応したプルタブにかかるトルクの関係を連続的に測定することができない。
【０００７】
そこで本発明の目的は、人が実際に缶蓋を開ける動作に近い状態でプルタブにかかるトルクを正確に測定すると共に、プルタブを開ける初期状態から開缶終了時までのプルタブの回転角度とそのとき必要なトルクの両方を測定し、開缶後だけでなく実際に蓋を開けている途中での缶の開けやすさ又は開け難さを客観的に判断できるデータを測定することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、ビール、発泡酒、その他炭酸ガスを含む飲料や無炭酸のステイオンタブ方式の飲料用缶において、缶を開ける為に注ぎ口に設けられたプルタブを強制的に開ける爪が固定されたアームを、爪が円弧状を描くように、回転させ、このとき爪の回転軸上にプルタブの回転中心を位置させることによって、爪の動きと開缶時のプルタブの動きとを一致させて正確な開缶力（トルク）が測定できること、及び、プルタブを開ける初期状態から開缶終了時までのプルタブの回転角度とそのとき必要なトルクの両方を連続的に測定することで、開缶終了後だけでなく実際に蓋を開けている途中での缶の開けやすさ又は開け難さを客観的に判断できるデータを測定できることを見出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明に係る開缶力測定装置は、ステイオンタブ方式の缶蓋の上面に取り付けられたプルタブを引き上げることによってスコア部を押し下げて開缶するときに要する力を測定する開缶力測定装置において、前記缶蓋を固定する缶蓋固定部と、前記プルタブの先端に引っ掛けるための爪が固定されたアーム部と、該アーム部を回転させる回転用モーターと、該回転用モーターにかかるトルクを計測するトルク計測器と、前記アーム部の回転角度を測定するロータリエンコーダと、前記爪の回転軸上に前記プルタブの開缶時の支点を位置合わせする位置調整部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る開缶力測定装置では、前記缶蓋固定部が、缶蓋が缶胴に巻き締められた密封缶を固定する冶具であるか、或いは、巻き締め前の缶蓋を保持した缶蓋ホルダーを固定する冶具であることが好ましい。缶胴体が缶蓋で密封された缶と缶胴体に巻き締めされる前の缶蓋自体の両方を対象として測定することができる。
【００１０】
本発明に係る開缶力測定装置では、前記プルタブの開缶時の支点が、リベット又は前記プルタブに設けられたＵ字切り込み部の先端又はこれらに挟まれた領域にあることが好ましい。爪の動きとプルタブの動きをほぼ一致させることができる。
【００１１】
本発明に係る開缶力測定方法は、ステイオンタブ方式の缶蓋の上面に取り付けられたプルタブを引き上げることによってスコア部を押し下げて開缶するときに要する力を測定する開缶力測定方法において、前記プルタブの先端に爪を引っ掛け、前記爪を、前記プルタブの開缶時の支点を回転軸として円弧状に、缶蓋を開け終わる位置まで回転させながら移動させ、前記爪を移動させる動作に伴うトルクを測定することを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る開缶力測定方法では、前記爪の回転角度と前記爪にかかるトルクを、前記プルタブの引き上げ前から開缶終了まで連続的に測定することが好ましい。開缶途中のトルクの変化が把握でき、開けやすさ、開け難さの客観的な情報を入手できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に拠れば、人が実際に缶蓋を開ける動作に近い状態でプルタブにかかるトルクを正確に測定できる。また、プルタブを開ける初期状態から開缶終了時までのプルタブの回転角度とそのとき必要なトルクの両方を測定することで、開缶終了時のみならず、開缶途中での缶の開けやすさ又は開け難さを客観的に判断できるデータを入手できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。
【００１５】
まず、本実施形態に係る開缶力測定装置について説明する。図１は、本実施形態に係る開缶力測定装置の斜視概略図を示している。本実施形態に係る開缶力測定装置は、図１に示すように、ステイオンタブ方式の缶蓋の上面に取り付けられたプルタブを引き上げることによってスコア部を押し下げて前記爪を移動させる動作に伴うトルクを測定する開缶力測定装置であり、缶蓋を固定する缶蓋固定部１と、プルタブの先端に引っ掛けるための爪１１が固定されたアーム部１２と、アーム部１２を回転させる回転用モーター２１と、回転用モーター２１にかかるトルクを計測するトルク計測器３１と、アーム部１２の回転角度を測定するロータリエンコーダ４１と、爪１１の回転軸Ｘ上にプルタブの開缶時の支点を位置合わせする位置調整部１３と、を有する。
【００１６】
缶蓋を固定する缶蓋固定部１は、例えば２つの形態がある。まず、巻き締め前の缶蓋の開缶力を測定する場合である。図２は、缶蓋を保持した缶蓋ホルダーの斜視概略図を示している。図２において、巻き締め前の缶蓋５０が缶蓋ホルダー１ａに保持されている。缶蓋ホルダー１ａは、例えば缶胴（３５０ｍｌ缶や５００ｍｌ缶）とほぼ同じ形状に見立てたダミーの缶胴体である。缶蓋ホルダー１ａは、金属で形成してもよいがハンドリング性を向上させるために樹脂製としてもよい。ただし、蓋を強固に固定する必要があることから例えばＭＣナイロンで形成する。缶蓋ホルダー１ａによって、缶蓋のみでも缶形状を擬似的に作り出すことができるので開缶測定ができる。図３は、本実施形態に係る開缶力測定装置に缶蓋を保持した缶蓋ホルダーを装着した様子を説明する斜視概略図を示している。図２の缶蓋ホルダー１ａを使用する場合、缶蓋ホルダー１ａに缶蓋５０を載置し、位置調整部１３の係止部１ｂで缶蓋ホルダー１ａを保持する際に、位置調整部１３の係止部１ｂで同時に缶蓋５０を押えつけ固定している。このように、缶蓋固定部１は、缶蓋ホルダー１ａと位置調整部１３の係止部１ｂとからなる。
【００１７】
次に缶蓋が缶胴に巻き締められた密封缶を測定する場合がある。図４は、缶胴体が缶蓋で密封された缶を缶蓋ホルダーの代わりに装着した様子を説明する斜視概略図を示している。缶胴体５５が缶蓋５０で密封された缶５６を、図３の缶蓋ホルダー１ａに代わりに装着している。位置調整部１３の係止部１ｂで缶蓋５０を押えつけることで、缶５６を固定している。このように、缶蓋固定部１は、位置調整部１３の係止部１ｂからなる。
【００１８】
図５は、プルタブに爪を引っ掛けたときの様子を説明する縦断面図を示している。プルタブ５１の先端５１ａに引っ掛けるための爪１１は、アーム部１２にネジ止めされている。アーム部１２は、コ字形状をしており、図１に示すように回転用モーター２１の回転軸Ｘを中心にその周りを爪１１が円弧状に回転するように、取り付けられている。アーム部１２には、回転用モーター２１を安定させるために、回転軸Ｘを支点として釣り合うようにバランス用錘１２ａ，１２ｂを取り付けることが好ましい。回転用モーター２１を回転させることによって、アーム部１２が回転軸Ｘを中心に回転し、この動作に伴って図５に示すように爪１１が回転軸Ｘを中心に円弧軌道Ｓで回転する。ここで、円弧軌道Ｓの中心をプルタブ５１の開缶時の支点Ｙとほぼ一致するように位置決めすることが好ましい。すなわち、回転軸Ｘ上にプルタブ５１の開缶時の支点Ｙを位置させる。そして、プルタブ５１の開缶時の支点Ｙは、リベット５２又はプルタブ５１に設けられたＵ字切り込み部の先端（図２の符号５４）又はこれらに挟まれた領域（図２の符号５５）とすることが好ましい。厳密に言うならば、プルタブ５１の開缶時の支点Ｙは、領域５５にあるリベットの端辺、すなわち、プルタブの折れ曲がれ位置になることが多い。爪１１が円弧軌道Ｓを描くように動かすことによってプルタブ５１が回転し、スコア部５３が下方に押し下げられ開缶する。図６は、開缶が終了したときの様子を説明する斜視概略図を示している。
【００１９】
位置調整部１３は、図５に示すように、回転軸Ｘ上にプルタブ５１の開缶時の支点Ｙを位置させるための取り付け調整機構である。回転軸Ｘに対して、前後・上下・左右の各々の方向に位置調整して、缶蓋ホルダー１ａ若しくは缶５６を係止部１ｂによって取り付ける。なお、缶のサイズ（例えば３５０ｍｌ缶と５００ｍｌ缶など）によって胴長が異なる場合に備え、上下方向に調整が行なわれる。なお、缶５６の開缶力を測定する場合、３５０ｍｌ等の胴長が短い場合、載置台（不図示）の上に缶を載せて測ってもよい。また、プルタブ５１の形状、位置、大きさは各種存在し異なるので、位置調整部１３によって爪１１をプルタブの位置、形状、大きさに合わせ、回転軸と直角の前後方向にアジャストすることができる。
【００２０】
トルク計測器３１は、回転用モーター２１とアーム部１２との間に回転軸Ｘを介して連結されている。回転用モーター２１の回転に伴って、爪１１が移動し、プルタブ５１が円弧軌道Ｓを描き、開缶動作を行なう。このとき、トルク計測器３１は、プルタブ５１の開缶動作に伴うトルク値を計測する。
【００２１】
ロータリエンコーダ４１は、アーム部１１に対して、トルク計測器３１とは反対側に回転軸Ｘを介して連結されている。回転用モーター２１の回転角度、すなわち、アーム部１２の回転角度を測定する。アーム部１２の回転角度を測定することで、爪１１の回転角度、すなわち、プルタブ５１の開缶動作に伴う引き上げ角度が求まる。
【００２２】
回転用モーター２１に制御回路を設けることが好ましい。爪１１の回転が開缶方向を正転、開缶終了後に初期状態に戻すための反転方向を逆転とすると、開缶（ＯＰＥＮ）時のトルク値が所定の値になったときに回転用モーター２１の回転を停止する。
【００２３】
また、フォトセンサ等によってリレー回路が作動して、正逆方向を反転する制御回路を備えているため、アーム部１２の回転機構は、センサ不良や断線等の事態を考慮し、またオーバーラン防止として、当初から、爪１１を差し込んだ初期位置（トルクをまだかけていない未開封の位置）を基準に１３５度の範囲、好ましくは１２０度の範囲に稼動を制限することが好ましい。
【００２４】
次に本実施形態に係る開缶力測定装置を用いて、開缶力の測定方法について説明する。本実施形態に係る開缶力測定装置に、図３に示すように缶蓋を装着した缶蓋ホルダー１ａか、図４に示すように缶胴体５５に缶蓋５０が巻き締められた缶５６を装置の測定部にセットする。
【００２５】
測定部にセットされた缶蓋は、位置調整部１３で位置を調整しながら、図５で示したように、プルタブ５１の先端５１ａに爪１１を引っ掛ける。このとき、爪１１が引っかかったときにおいてもプルタブ５１には負荷がかからないように位置調整部１３で調整することが好ましい。すなわち、トルク計測器３１で読み取られるトルク値がゼロを示すように調整を行なう。この状態を初期状態とする。
【００２６】
位置調整部１３は、アジャストボルトによって初期状態を固定する。したがって、一端位置調整を行なえば、その後、同一形状のプルタブに関して再調整は不要となる。
【００２７】
次に、爪１１を開缶する方向に回転させるため、回転用モーター２１でアーム部１２を円弧軌道状に動かす。爪１１はプルタブ５１の開缶時の支点を回転軸として円弧状に移動する。このとき、回転用モーター２１の回転速度は、例えば図示しない減速機を介して３回転／分以下、好ましくは２．２回転／分とし、徐々に開缶動作を進める。開缶動作中に開缶角度（回転角度）をロータリエンコーダ４１で測定し、ＰＯＰ値（缶のスコア部５３が容器内に入る際の開缶角度）を経由し、ＯＰＥＮ値（実際に缶蓋が開け終わる時点での開缶角度）に至るまで、開缶角度を測定する。同時に、トルク計測器３１で、開缶開始時から終了時までの一連のトルク値を測定する。測定終了後、アーム部１２は一旦停止し、その後逆回転をし、初期状態に復帰する。もちろん制御回路を自動から手動に変更し手動動作によって逆回転ボタンを押してもよい。
【００２８】
図７に、このようにして得られた開缶角度とトルク値の関係の一例を示す。図７からは、ＯＰＥＮ値におけるトルク値のみならず、ＰＯＰ値におけるトルク値、開缶終了時の開缶角度、更には開缶開始時から開缶終了時までのトルク値の変化プロファイルを把握することができる。しかも、この測定におけるプルタブの軌跡は、人間の手による開缶動作時とおなじの軌跡を描くため、より、実際に則した蓋の開けやすさ、開け難さの判断材料となる客観的なデータである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係る開缶力測定装置の斜視概略図を示している。
【図２】缶蓋を保持した缶蓋ホルダーの斜視概略図を示している。
【図３】本実施形態に係る開缶力測定装置に缶蓋を保持した缶蓋ホルダーを装着した様子を説明する斜視概略図を示している。
【図４】缶胴体が缶蓋で密封された缶を缶蓋ホルダーの代わりに装着した様子を説明する斜視概略図を示している。
【図５】プルタブに爪を引っ掛けたときの様子を説明する縦断面図を示している。
【図６】開缶が終了したときの様子を説明する斜視概略図を示している。
【図７】開缶角度とトルク値の関係の一例を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１缶蓋固定部
１ａ缶蓋ホルダー
１ｂ位置調整部の係止部
１１爪
１２アーム部
１２ａ，１２ｂバランス用錘
１３位置調整部
２１回転用モーター
３１トルク計測器
４１ロータリエンコーダ
５０缶蓋
５１プルタブ
５１ａプルタブの先端
５２リベット
５３スコア部
５４Ｕ字切り込み部の先端
５５缶胴体
５６缶
Ｓ円弧軌道
Ｘ回転軸
Ｙプルタブの開缶時の支点
【図１】
2009103621.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009103621.tif 000005
【図４】
2009103621.tif 000006
【図５】
2009103621.tif 000007
【図６】
2009103621.tif 000008
【図７】
2009103621.tif 000009