JP2004205401A - トルク計測装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高精度で缶蓋又はチャックの回転軸回りのトルクを擬似的に計測することができるとともに、再現性に優れるものを提供する。
【解決手段】飲料缶の缶蓋40の下面側に位置して該缶蓋40を嵌合させるエンドホルダー30と、缶蓋40の上面側に当接されるとともに、エンドホルダー30と協働して缶蓋40を上下方向から挟持するチャック16と、エンドホルダー30とチャック16とを相対的に回転させる回転機構22と、エンドホルダー30とチャック16との相対回転時にエンドホルダー30又はチャック16の回転軸回りのトルクを計測するトルクセンサ20とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】飲料缶の缶蓋40の下面側に位置して該缶蓋40を嵌合させるエンドホルダー30と、缶蓋40の上面側に当接されるとともに、エンドホルダー30と協働して缶蓋40を上下方向から挟持するチャック16と、エンドホルダー30とチャック16とを相対的に回転させる回転機構22と、エンドホルダー30とチャック16との相対回転時にエンドホルダー30又はチャック16の回転軸回りのトルクを計測するトルクセンサ20とを備える。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルク計測装置に関し、特に、飲料缶の缶蓋にチャックを当接させ、これら缶蓋とチャックとを相対的に回転させた際の軸回りのトルクを計測する場合に有効なトルク計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内部にビール、ジュース等の飲料を収容する飲料缶の一例として、アルミニウム等の金属からなる有底筒状の缶胴と、缶胴の開口端部に巻き締め嵌合されるアルミニウム等の金属からなる円板状の缶蓋とを備えたものが一般に知られている。
【0003】
このような構成の飲料缶にあっては、飲料メーカーにおいて飲料を充填する場合にシーマーが使用される。すなわち、缶胴の開口端部に缶蓋を位置した状態で缶胴及び缶蓋をシーマーのリフタープレートにセットし、この状態でリフタープレートと一体的に缶胴及び缶蓋を上昇させて、シーミングチャックを缶蓋の溝内に嵌合させ、リフタープレートとシーミングチャックとの間で缶胴及び缶蓋を上下方向から押圧して挟持し、この状態でリフタープレートとシーミングチャックとを相対的に回転させるとともに、シーミングロールを缶蓋の周面に当接させて押圧することにより、缶胴の開口端部に缶蓋を巻き締め嵌合させている。
【0004】
ところで、上記のような缶胴の開口端部に缶蓋を巻き締め嵌合させるために使用されるシーマーは、殆どの飲料メーカーで同一構造のものを使用しているが、缶蓋及び缶胴は飲料メーカーによって形状、大きさ等が微妙に異なるため、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態にばらつきが生じてしまう。
【0005】
このため、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態が強すぎる場合には、巻き締め嵌合作業が終了したときに、缶蓋からシーミングチャックが抜けなくなったり、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態が弱すぎる場合には、シーミングチャックと缶蓋との間に相対的な滑りが生じてしまい、シーミングロールで缶蓋の周面を押圧しても、缶蓋を缶胴の開口端部に完全に巻き締め嵌合させることができず、内容物である飲料の漏れの原因となる。
【0006】
従って、缶蓋の缶胴に対する巻き締め嵌合状態を完全にするためには、シーミングチャック又は缶蓋の回転軸回りのトルクを計測し、トルクが所定の範囲内(滑りが生じない範囲内)に収められるように、缶蓋の形状等を設計する必要がある。従来、この種の問題に対する対策としては各種の手段が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
従来、このようなトルクを測定するには、テーブルの上面に両面テープにより缶蓋を接着し、この状態で缶蓋の上面側にシーミングチャックに相当するチャックを嵌合させ、チャックに20kg程度の分銅により荷重を加えるとともにチャックに紐を巻き付け、当該紐を計りで引っ張ることにより、チャックの回転軸回りに生じるトルクを擬似的に計測していた。
【0008】
【特許文献1】
実公平3−31459号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトルクの測定手段においては、精度が非常に悪く、再現性が極めて悪いものであった。
【0010】
本発明は、前記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、缶蓋の形状、大きさ等に影響されることなく、シーミングチャック又は缶蓋の回転軸回りのトルクを擬似的に高精度で計測でき、再現性のあるトルク計測装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項1に係る発明は、飲料缶の缶蓋の下面側に位置して該缶蓋を保持するエンドホルダーと、前記缶蓋の上面側に当接し、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋を上下方向から挟持するチャックと、前記エンドホルダーと前記チャックとを相対的に回転させる回転機構と、前記エンドホルダーと前記チャックとの相対回転時における、該エンドホルダー又はチャックの回転軸回りのトルクを計測するトルクセンサとを備えたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとによって缶蓋を上下方向から挟持し、この状態で回転機構によりエンドホルダーとチャックとを相対的に回転させることにより、エンドホルダー又はチャックの回転軸回りのトルクがトルクセンサを介して計測されることになる。
【0012】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のトルク計測装置であって、前記エンドホルダーと前記チャックとの間に、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋の周縁部を上下方向から挟持するクランプを設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、缶蓋は、エンドホルダーとチャックとによって上下方向から挟持されるとともに、エンドホルダーとクランプとによって周縁部が上下方向から挟持されることになる。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のトルク計測装置であって、前記チャックと前記エンドホルダーとを相対的に接近する方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが押圧機構により相対的に接近する方向に押圧されることにより、それらの間で缶蓋が上下から挟持されることになる。
【0014】
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構は空圧式のシリンダーであることを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが空圧式のシリンダーにより相対的に接近する方向に押圧されることにより、それらの間で缶蓋が上下方向から挟持されることになる。
【0015】
請求項5に係る発明は、請求項3又は4に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構による押圧時に前記缶蓋に生じる荷重を計測する荷重センサを設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが押圧機構により相対的に接近する方向に押圧されるときに缶蓋に生じる荷重は荷重センサにより計測されることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図7には、本発明によるトルク計測装置の一実施の形態が示されていて、このトルク計測装置1は、内部にビール、ジュース等の飲料を収容する飲料缶のアルミニウム等の金属からなる有底円筒状の缶胴(図示せず)の開口部に設けられて、缶胴の開口端部に周縁部が巻き締め嵌合されるアルミニウム等の金属からなる、図6及び図7に拡大図で示す円板状の缶蓋40のトルクを計測するのに有効に用いられるものである。
【0017】
すなわち、このトルク計測装置1は、図1〜図4に示すように、支持台3と、支持台3の上面に垂直に立設される支柱4と、支柱4の上端に一体に設けられるコラム5とからなる基枠2と、基枠2の支柱4にスライド機構6を介して上下動可能に取り付けられるチャック保持機構11と、チャック保持機構11に保持されるチャック16と、チャック保持機構11を回転させる回転機構22と、基枠2のコラム5に設けられてチャック保持機構11を上下動させる押圧機構26と、基枠2の支持台3の上部にチャック16に対向して設けられるエンドホルダー30とを備えている。
【0018】
スライド機構6は、図2に示すように、支柱4の前面側に垂直に取り付けられるシャフト7と、シャフト7にスライド自在に取り付けられてシャフト7に沿って上下動自在なリニアブッシュユニット8とブラケット9とを備えており、リニアブッシュユニット8及びブラケット9には支持板10を介してチャック保持機構11が一体に取り付けられるようになっている。
【0019】
チャック保持機構11は、図2に示すように、支持板10に軸受ユニット12を介して回転自在に取り付けられる下シャフト13と、下シャフト13の上端にカップリング18を介して連結される上シャフト19と、下シャフト13の下端部に設けられるチャックホルダー部14とを備えている。
【0020】
チャック保持機構11は、全体が支持板10と一体にスライド機構6を介して上下方向に移動自在となっている。また、上シャフト19、下シャフト13及びチャックホルダー部14は、軸受ユニット12を介して支持板10に対して相対的に水平方向に回転自在となっている。
【0021】
チャックホルダー部14は、図6及び図7に示すように、下シャフト13の下端部周面に螺設される雄ネジ15を有し、この雄ネジ15をチャック16の内周面に螺設されている雌ネジ17に螺合させることにより、チャックホルダー部14にチャック16を保持することができるものである。チャック16は、略円筒状をなすものであって、下端部を缶蓋の上面内径側に当接させ、かつ嵌合させるようになっている。
【0022】
チャック保持機構11の上シャフト19には、図1及び図2に示すように、トルクセンサ20が取り付けられ、このトルクセンサ20により上シャフト19の回転軸回りのトルクを計測することにより、測定すべきトルクが計測されるようになっている。
【0023】
チャック保持機構11のチャックホルダー部14の上部には、図1及び図2に示すように、ロードセル等の荷重センサ21が取り付けられ、この荷重センサ21により、後述する押圧機構26によってチャック16とエンドホルダー30とを相対的に接近する方向に押圧した際に、チャック16とエンドホルダー30との間で挟持される缶蓋40に加わる荷重を計測することができるものである。
【0024】
チャック保持機構11の上シャフト19の上端部には、図1〜図4に示すように、回転機構22が設けられている。回転機構22は、図3及び図4に示すように、支持板10側に固定される空圧式の回転用シリンダー23と、回転用シリンダー23のロッド24に連結されるアーム25とを備えており、アーム25にチャック保持機構11の上シャフト19の上端部が連結されている。
【0025】
この場合、回転用シリンダー23は、ロッド24が水平方向に突出するように取り付けられているので、回転用シリンダー23を作動させてロッド24を水平方向に突出させることにより、アーム25を介してチャック保持機構11の上シャフト19、下シャフト13、チャックホルダー部14、及びチャックホルダー部14に保持されるチャック16を水平方向(半時計方向)に回転させることができるものである。なお、回転用シリンダー23の取付け位置を変更して、チャック保持機構11の上シャフト19、下シャフト13、チャックホルダー部14、及びチャックホルダー部14に保持されるチャック16を水平方向(時計方向)に回転させるようにしても良い。
【0026】
押圧機構26は、図1及び図2に示すように、コラム5に取り付けられる空圧式の昇降用シリンダー27を有し、この昇降用シリンダー27のロッド28にフローティングジョイント29を介してスライド機構6のブラケット9が一体に連結されるようになっている。従って、昇降用シリンダー27を作動させてロッド28を突出させることにより、フローティングジョイント29、ブラケット9、及び支持板10を介してチャック保持機構11がロッド28の突出方向、すなわち垂直方向下方に移動するものである。
【0027】
チャック保持機構11のチャックホルダー部14に対向する支持台3の上面側の部分には、図1、図2、図6及び図7に示すように、エンドホルダー30が固定され、このエンドホルダー30によって支持台3の上部に缶蓋40が保持されるようになっている。エンドホルダー30は、有底円筒形状をなすものであって、上面の内径側に缶蓋40の下面側が嵌合されるようになっている。
【0028】
支持台3の上部には、図1、図2、図6及び図7に示すように、クランプ31が上下動可能に設けられるようになっている。クランプ31は、図5、図6及び図7に示すように、中央部に上下方向に貫通する孔32が設けられる板状をなすものであって、この孔32の下面側周縁部をエンドホルダー30に保持される缶蓋40の上面側周縁部に当接させることで、缶蓋40の周縁部をエンドホルダー30との間で上下方向から挟持することができるものである。
【0029】
クランプ31は、図1及び図2に示すように、支持台3に設けられる一対のシャフト34、34と、このシャフト34にスライド自在に取り付けられてシャフト34に沿って上下動自在なリニアブッシュユニット35とからなるスライド機構33によって上下方向に移動自在に支持されている。また、クランプ31は、支持台3の下面側に設けられている空圧式の昇降用シリンダー36のロッドに連結され、昇降用シリンダー36の作動により上下方向に移動し、エンドホルダー30に保持される缶蓋40の上面側周縁部をエンドホルダー30との間で押圧するようになっている。なお、クランプ31は、缶蓋40の形状によっては使用しなくても良いものである。
【0030】
そして、上記のように構成したこの実施の形態によるトルク計測装置1によりトルクを計測するには、まず、図6に示すように、缶蓋40の下面側を支持台3上のエンドホルダー30の上面内径側に嵌合させ、缶蓋40をエンドホルダー30で保持する。
【0031】
そして、昇降用シリンダー36を作動させて、図7に示すようにクランプ31を下降させ、クランプ31の孔32の下面側周縁部を缶蓋40の上面側周縁部に当接させ、缶蓋40の上面側周縁部をクランプ31とエンドホルダー30との間で上下方向から挟持する。
【0032】
そして、昇降用シリンダー27を作動させてチャック保持機構11を下降させ、チャック保持機構11のチャックホルダー部14に保持されているチャック16の下端部を缶蓋40の上面内径側に当接、かつ嵌合させ、チャック16とエンドホルダー30との間で缶蓋40を上下方向から挟持する。この場合、缶蓋40に加わる荷重を荷重センサ21によって計測し、実際のシーマーの条件に近い状態を作り出す。
【0033】
そして、この状態で回転用シリンダー23を作動させてチャック保持機構11を回転させ、チャックホルダー部14に保持されているチャック16をエンドホルダー30に対して相対的に回転させる。この場合、チャック保持機構11の上シャフト19の回転軸回りに生じるトルクをトルクセンサ20によって計測することにより、測定対象となるトルクを計測することができるものである。即ち、この場合測定するトルクは、缶蓋40に対してチャック16が相対的に回転変位し始める際の臨界トルクである。
【0034】
上記のように構成したこの実施の形態によるトルク計測装置1にあっては、缶蓋40の形状等が微妙に異なるものであっても、押圧機構26により缶蓋40に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で、かつ種々の缶蓋40について、チャック16を相対回転させた際の回転軸回りのトルク(缶蓋40、チャック16の回転軸回りのトルク)及び荷重を計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0035】
なお、前記の説明においては、エンドホルダーを固定して、エンドホルダーに対してチャックを回転させるように構成したが、チャックを固定して、チャックに対してエンドホルダーを回転させるように構成しても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項1に記載のトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとによって缶蓋を上下方向から挟持し、この状態で回転機構により缶蓋とチャックとを相対的に回転させることにより、缶蓋又はチャックの回転軸回りのトルクをトルクセンサを介して計測することにより、測定すべきトルクを擬似的に高精度で計測することができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋の回転軸回りのトルク及び荷重を計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0037】
請求項2に記載のトルク計測装置によれば、エンドホルダーと協働して缶蓋の周縁部を上下方向から挟持するクランプを設けたことにより、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができることになる。従って、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0038】
請求項3に記載のトルク計測装置によれば、チャックとエンドホルダーとを相対的に接近する方向に押圧する押圧機構を設けたことにより、押圧機構により缶蓋に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0039】
請求項4に記載のトルク計測装置によれば、押圧機構に空圧式のシリンダーを使用しているので、実際のシーマーと同様に、エンドホルダーとチャックとの間で缶蓋を柔らかく挟持することができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0040】
請求項5に記載のトルク計測装置によれば、押圧機構による押圧時に缶蓋に生じる荷重を計測する荷重センサを設けたことにより、押圧機構により缶蓋に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるトルク計測装置の一実施の形態の全体を示した正面図である。
【図2】図1の右側面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】図1のB−B線断面図である。
【図6】チャックとエンドホルダーとクランプとの関係を示した説明図であって、缶蓋の非挟持状態を示した説明図である。
【図7】チャックとエンドホルダーとクランプとの関係を示した説明図であって、缶蓋の挟持状態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 トルク計測装置
16 チャック
20 トルクセンサ
21 荷重センサ
22 回転機構
26 押圧機構
27 昇降用シリンダー
30 エンドホルダー
31 クランプ
40 缶蓋
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルク計測装置に関し、特に、飲料缶の缶蓋にチャックを当接させ、これら缶蓋とチャックとを相対的に回転させた際の軸回りのトルクを計測する場合に有効なトルク計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、内部にビール、ジュース等の飲料を収容する飲料缶の一例として、アルミニウム等の金属からなる有底筒状の缶胴と、缶胴の開口端部に巻き締め嵌合されるアルミニウム等の金属からなる円板状の缶蓋とを備えたものが一般に知られている。
【0003】
このような構成の飲料缶にあっては、飲料メーカーにおいて飲料を充填する場合にシーマーが使用される。すなわち、缶胴の開口端部に缶蓋を位置した状態で缶胴及び缶蓋をシーマーのリフタープレートにセットし、この状態でリフタープレートと一体的に缶胴及び缶蓋を上昇させて、シーミングチャックを缶蓋の溝内に嵌合させ、リフタープレートとシーミングチャックとの間で缶胴及び缶蓋を上下方向から押圧して挟持し、この状態でリフタープレートとシーミングチャックとを相対的に回転させるとともに、シーミングロールを缶蓋の周面に当接させて押圧することにより、缶胴の開口端部に缶蓋を巻き締め嵌合させている。
【0004】
ところで、上記のような缶胴の開口端部に缶蓋を巻き締め嵌合させるために使用されるシーマーは、殆どの飲料メーカーで同一構造のものを使用しているが、缶蓋及び缶胴は飲料メーカーによって形状、大きさ等が微妙に異なるため、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態にばらつきが生じてしまう。
【0005】
このため、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態が強すぎる場合には、巻き締め嵌合作業が終了したときに、缶蓋からシーミングチャックが抜けなくなったり、シーミングチャックの缶蓋に対する嵌合状態が弱すぎる場合には、シーミングチャックと缶蓋との間に相対的な滑りが生じてしまい、シーミングロールで缶蓋の周面を押圧しても、缶蓋を缶胴の開口端部に完全に巻き締め嵌合させることができず、内容物である飲料の漏れの原因となる。
【0006】
従って、缶蓋の缶胴に対する巻き締め嵌合状態を完全にするためには、シーミングチャック又は缶蓋の回転軸回りのトルクを計測し、トルクが所定の範囲内(滑りが生じない範囲内)に収められるように、缶蓋の形状等を設計する必要がある。従来、この種の問題に対する対策としては各種の手段が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
従来、このようなトルクを測定するには、テーブルの上面に両面テープにより缶蓋を接着し、この状態で缶蓋の上面側にシーミングチャックに相当するチャックを嵌合させ、チャックに20kg程度の分銅により荷重を加えるとともにチャックに紐を巻き付け、当該紐を計りで引っ張ることにより、チャックの回転軸回りに生じるトルクを擬似的に計測していた。
【0008】
【特許文献1】
実公平3−31459号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトルクの測定手段においては、精度が非常に悪く、再現性が極めて悪いものであった。
【0010】
本発明は、前記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、缶蓋の形状、大きさ等に影響されることなく、シーミングチャック又は缶蓋の回転軸回りのトルクを擬似的に高精度で計測でき、再現性のあるトルク計測装置を提供することを目的とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項1に係る発明は、飲料缶の缶蓋の下面側に位置して該缶蓋を保持するエンドホルダーと、前記缶蓋の上面側に当接し、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋を上下方向から挟持するチャックと、前記エンドホルダーと前記チャックとを相対的に回転させる回転機構と、前記エンドホルダーと前記チャックとの相対回転時における、該エンドホルダー又はチャックの回転軸回りのトルクを計測するトルクセンサとを備えたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとによって缶蓋を上下方向から挟持し、この状態で回転機構によりエンドホルダーとチャックとを相対的に回転させることにより、エンドホルダー又はチャックの回転軸回りのトルクがトルクセンサを介して計測されることになる。
【0012】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のトルク計測装置であって、前記エンドホルダーと前記チャックとの間に、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋の周縁部を上下方向から挟持するクランプを設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、缶蓋は、エンドホルダーとチャックとによって上下方向から挟持されるとともに、エンドホルダーとクランプとによって周縁部が上下方向から挟持されることになる。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のトルク計測装置であって、前記チャックと前記エンドホルダーとを相対的に接近する方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが押圧機構により相対的に接近する方向に押圧されることにより、それらの間で缶蓋が上下から挟持されることになる。
【0014】
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構は空圧式のシリンダーであることを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが空圧式のシリンダーにより相対的に接近する方向に押圧されることにより、それらの間で缶蓋が上下方向から挟持されることになる。
【0015】
請求項5に係る発明は、請求項3又は4に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構による押圧時に前記缶蓋に生じる荷重を計測する荷重センサを設けたことを特徴とする。
この発明によるトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとが押圧機構により相対的に接近する方向に押圧されるときに缶蓋に生じる荷重は荷重センサにより計測されることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す本発明の実施の形態について説明する。
図1〜図7には、本発明によるトルク計測装置の一実施の形態が示されていて、このトルク計測装置1は、内部にビール、ジュース等の飲料を収容する飲料缶のアルミニウム等の金属からなる有底円筒状の缶胴(図示せず)の開口部に設けられて、缶胴の開口端部に周縁部が巻き締め嵌合されるアルミニウム等の金属からなる、図6及び図7に拡大図で示す円板状の缶蓋40のトルクを計測するのに有効に用いられるものである。
【0017】
すなわち、このトルク計測装置1は、図1〜図4に示すように、支持台3と、支持台3の上面に垂直に立設される支柱4と、支柱4の上端に一体に設けられるコラム5とからなる基枠2と、基枠2の支柱4にスライド機構6を介して上下動可能に取り付けられるチャック保持機構11と、チャック保持機構11に保持されるチャック16と、チャック保持機構11を回転させる回転機構22と、基枠2のコラム5に設けられてチャック保持機構11を上下動させる押圧機構26と、基枠2の支持台3の上部にチャック16に対向して設けられるエンドホルダー30とを備えている。
【0018】
スライド機構6は、図2に示すように、支柱4の前面側に垂直に取り付けられるシャフト7と、シャフト7にスライド自在に取り付けられてシャフト7に沿って上下動自在なリニアブッシュユニット8とブラケット9とを備えており、リニアブッシュユニット8及びブラケット9には支持板10を介してチャック保持機構11が一体に取り付けられるようになっている。
【0019】
チャック保持機構11は、図2に示すように、支持板10に軸受ユニット12を介して回転自在に取り付けられる下シャフト13と、下シャフト13の上端にカップリング18を介して連結される上シャフト19と、下シャフト13の下端部に設けられるチャックホルダー部14とを備えている。
【0020】
チャック保持機構11は、全体が支持板10と一体にスライド機構6を介して上下方向に移動自在となっている。また、上シャフト19、下シャフト13及びチャックホルダー部14は、軸受ユニット12を介して支持板10に対して相対的に水平方向に回転自在となっている。
【0021】
チャックホルダー部14は、図6及び図7に示すように、下シャフト13の下端部周面に螺設される雄ネジ15を有し、この雄ネジ15をチャック16の内周面に螺設されている雌ネジ17に螺合させることにより、チャックホルダー部14にチャック16を保持することができるものである。チャック16は、略円筒状をなすものであって、下端部を缶蓋の上面内径側に当接させ、かつ嵌合させるようになっている。
【0022】
チャック保持機構11の上シャフト19には、図1及び図2に示すように、トルクセンサ20が取り付けられ、このトルクセンサ20により上シャフト19の回転軸回りのトルクを計測することにより、測定すべきトルクが計測されるようになっている。
【0023】
チャック保持機構11のチャックホルダー部14の上部には、図1及び図2に示すように、ロードセル等の荷重センサ21が取り付けられ、この荷重センサ21により、後述する押圧機構26によってチャック16とエンドホルダー30とを相対的に接近する方向に押圧した際に、チャック16とエンドホルダー30との間で挟持される缶蓋40に加わる荷重を計測することができるものである。
【0024】
チャック保持機構11の上シャフト19の上端部には、図1〜図4に示すように、回転機構22が設けられている。回転機構22は、図3及び図4に示すように、支持板10側に固定される空圧式の回転用シリンダー23と、回転用シリンダー23のロッド24に連結されるアーム25とを備えており、アーム25にチャック保持機構11の上シャフト19の上端部が連結されている。
【0025】
この場合、回転用シリンダー23は、ロッド24が水平方向に突出するように取り付けられているので、回転用シリンダー23を作動させてロッド24を水平方向に突出させることにより、アーム25を介してチャック保持機構11の上シャフト19、下シャフト13、チャックホルダー部14、及びチャックホルダー部14に保持されるチャック16を水平方向(半時計方向)に回転させることができるものである。なお、回転用シリンダー23の取付け位置を変更して、チャック保持機構11の上シャフト19、下シャフト13、チャックホルダー部14、及びチャックホルダー部14に保持されるチャック16を水平方向(時計方向)に回転させるようにしても良い。
【0026】
押圧機構26は、図1及び図2に示すように、コラム5に取り付けられる空圧式の昇降用シリンダー27を有し、この昇降用シリンダー27のロッド28にフローティングジョイント29を介してスライド機構6のブラケット9が一体に連結されるようになっている。従って、昇降用シリンダー27を作動させてロッド28を突出させることにより、フローティングジョイント29、ブラケット9、及び支持板10を介してチャック保持機構11がロッド28の突出方向、すなわち垂直方向下方に移動するものである。
【0027】
チャック保持機構11のチャックホルダー部14に対向する支持台3の上面側の部分には、図1、図2、図6及び図7に示すように、エンドホルダー30が固定され、このエンドホルダー30によって支持台3の上部に缶蓋40が保持されるようになっている。エンドホルダー30は、有底円筒形状をなすものであって、上面の内径側に缶蓋40の下面側が嵌合されるようになっている。
【0028】
支持台3の上部には、図1、図2、図6及び図7に示すように、クランプ31が上下動可能に設けられるようになっている。クランプ31は、図5、図6及び図7に示すように、中央部に上下方向に貫通する孔32が設けられる板状をなすものであって、この孔32の下面側周縁部をエンドホルダー30に保持される缶蓋40の上面側周縁部に当接させることで、缶蓋40の周縁部をエンドホルダー30との間で上下方向から挟持することができるものである。
【0029】
クランプ31は、図1及び図2に示すように、支持台3に設けられる一対のシャフト34、34と、このシャフト34にスライド自在に取り付けられてシャフト34に沿って上下動自在なリニアブッシュユニット35とからなるスライド機構33によって上下方向に移動自在に支持されている。また、クランプ31は、支持台3の下面側に設けられている空圧式の昇降用シリンダー36のロッドに連結され、昇降用シリンダー36の作動により上下方向に移動し、エンドホルダー30に保持される缶蓋40の上面側周縁部をエンドホルダー30との間で押圧するようになっている。なお、クランプ31は、缶蓋40の形状によっては使用しなくても良いものである。
【0030】
そして、上記のように構成したこの実施の形態によるトルク計測装置1によりトルクを計測するには、まず、図6に示すように、缶蓋40の下面側を支持台3上のエンドホルダー30の上面内径側に嵌合させ、缶蓋40をエンドホルダー30で保持する。
【0031】
そして、昇降用シリンダー36を作動させて、図7に示すようにクランプ31を下降させ、クランプ31の孔32の下面側周縁部を缶蓋40の上面側周縁部に当接させ、缶蓋40の上面側周縁部をクランプ31とエンドホルダー30との間で上下方向から挟持する。
【0032】
そして、昇降用シリンダー27を作動させてチャック保持機構11を下降させ、チャック保持機構11のチャックホルダー部14に保持されているチャック16の下端部を缶蓋40の上面内径側に当接、かつ嵌合させ、チャック16とエンドホルダー30との間で缶蓋40を上下方向から挟持する。この場合、缶蓋40に加わる荷重を荷重センサ21によって計測し、実際のシーマーの条件に近い状態を作り出す。
【0033】
そして、この状態で回転用シリンダー23を作動させてチャック保持機構11を回転させ、チャックホルダー部14に保持されているチャック16をエンドホルダー30に対して相対的に回転させる。この場合、チャック保持機構11の上シャフト19の回転軸回りに生じるトルクをトルクセンサ20によって計測することにより、測定対象となるトルクを計測することができるものである。即ち、この場合測定するトルクは、缶蓋40に対してチャック16が相対的に回転変位し始める際の臨界トルクである。
【0034】
上記のように構成したこの実施の形態によるトルク計測装置1にあっては、缶蓋40の形状等が微妙に異なるものであっても、押圧機構26により缶蓋40に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で、かつ種々の缶蓋40について、チャック16を相対回転させた際の回転軸回りのトルク(缶蓋40、チャック16の回転軸回りのトルク)及び荷重を計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0035】
なお、前記の説明においては、エンドホルダーを固定して、エンドホルダーに対してチャックを回転させるように構成したが、チャックを固定して、チャックに対してエンドホルダーを回転させるように構成しても良い。
【0036】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の請求項1に記載のトルク計測装置によれば、エンドホルダーとチャックとによって缶蓋を上下方向から挟持し、この状態で回転機構により缶蓋とチャックとを相対的に回転させることにより、缶蓋又はチャックの回転軸回りのトルクをトルクセンサを介して計測することにより、測定すべきトルクを擬似的に高精度で計測することができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋の回転軸回りのトルク及び荷重を計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0037】
請求項2に記載のトルク計測装置によれば、エンドホルダーと協働して缶蓋の周縁部を上下方向から挟持するクランプを設けたことにより、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができることになる。従って、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0038】
請求項3に記載のトルク計測装置によれば、チャックとエンドホルダーとを相対的に接近する方向に押圧する押圧機構を設けたことにより、押圧機構により缶蓋に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0039】
請求項4に記載のトルク計測装置によれば、押圧機構に空圧式のシリンダーを使用しているので、実際のシーマーと同様に、エンドホルダーとチャックとの間で缶蓋を柔らかく挟持することができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【0040】
請求項5に記載のトルク計測装置によれば、押圧機構による押圧時に缶蓋に生じる荷重を計測する荷重センサを設けたことにより、押圧機構により缶蓋に加えられる荷重を調整することにより、実際のシーマーに近い加工条件を容易に作り出すことができることになる。従って、実際のシーマーに近い加工条件で種々の缶蓋について測定すべきトルク及び荷重を高精度で計測することができるので、形状等が微妙に異なる缶蓋であっても、滑りが生じない条件(トルク、荷重)を容易に見出すことができるとともに、再現性を高めることもできることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるトルク計測装置の一実施の形態の全体を示した正面図である。
【図2】図1の右側面図である。
【図3】図1の平面図である。
【図4】図1のA−A線断面図である。
【図5】図1のB−B線断面図である。
【図6】チャックとエンドホルダーとクランプとの関係を示した説明図であって、缶蓋の非挟持状態を示した説明図である。
【図7】チャックとエンドホルダーとクランプとの関係を示した説明図であって、缶蓋の挟持状態を示した説明図である。
【符号の説明】
1 トルク計測装置
16 チャック
20 トルクセンサ
21 荷重センサ
22 回転機構
26 押圧機構
27 昇降用シリンダー
30 エンドホルダー
31 クランプ
40 缶蓋
Claims (5)
- 飲料缶の缶蓋の下面側に位置して該缶蓋を保持するエンドホルダーと、前記缶蓋の上面側に当接し、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋を上下方向から挟持するチャックと、前記エンドホルダーと前記チャックとを相対的に回転させる回転機構と、前記エンドホルダーと前記チャックとの相対回転時における、該エンドホルダー又はチャックの回転軸回りのトルクを計測するトルクセンサとを備えたことを特徴とするトルク計測装置。
- 請求項1に記載のトルク計測装置であって、前記エンドホルダーと前記チャックとの間に、前記エンドホルダーと協働して前記缶蓋の周縁部を上下方向から挟持するクランプを設けたことを特徴とするトルク計測装置。
- 請求項1又は2に記載のトルク計測装置であって、前記チャックと前記エンドホルダーとを相対的に接近する方向に押圧する押圧機構を設けたことを特徴とするトルク計測装置。
- 請求項3に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構は空圧式のシリンダーであることを特徴とするトルク計測装置。
- 請求項3又は4に記載のトルク計測装置であって、前記押圧機構による押圧時に前記缶蓋に生じる荷重を計測する荷重センサを設けたことを特徴とするトルク計測装置。
Priority Applications (1)
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JP2002376380A JP2004205401A (ja) | 2002-12-26 | 2002-12-26 | トルク計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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CN102288344A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-12-21 | 深圳市华测检测技术股份有限公司 | 扭力测试装置 |
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2002
- 2002-12-26 JP JP2002376380A patent/JP2004205401A/ja not_active Withdrawn
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