JP3710640B2 - 缶の巻締装置およびその荷重測定ユニット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶の巻締装置およびそのリフターの荷重を測定するユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶胴と缶蓋とを巻締めて固定する缶の巻締装置（「シーマ」と呼ばれることもある。）としては、従来より種々の構成のものが提供されているが、すべての機種に共通する主要部分は、リフター、チャックおよびロールの三つである。これらは一般に巻締の３要素と言われている。
【０００３】
図１０は巻締装置のリフターとチャックとの関係の一例を示している。リフター１は例えばカム機構によって上下方向に駆動される。リフター１が上昇するとスプリング１ａが圧縮され、リフター１とチャック２との間で缶胴３および缶蓋４が挟まれてそれらにリフター荷重が負荷される。リフター荷重は缶メーカの仕様により４５〜７０kgf程度に設定されるが、数kgf程度異なるだけでも巻締の品質に影響が生じる。リフター荷重の測定は、缶胴３および缶蓋４に代えてロードセルを組込んだ測定器（不図示）をリフター１とチャック２との間に設置し、その状態で巻締時と同様にリフター１を上昇させて測定器の指示を読み取る手順で行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の測定方法では、缶胴に代えて測定器を取り付けているため、巻締装置が静止しているときのリフター荷重しか測定することができない。巻締装置の稼働時は各部の表面が高温となり、リフター荷重に熱膨張の影響が生じるが、従来はその熱膨張の影響を受けたリフター加重の正確な数値を管理することが不可能であった。
【０００５】
そこで、本発明は、缶の巻締が行われている間のリフター荷重を測定できる荷重測定ユニットおよびそのユニットを備えた缶の巻締装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００７】
請求項１の発明は、リフター（１）と、チャック（２）と、前記リフターから缶胴（３）に負荷される荷重を測定する荷重測定装置（２０）とを具備し、前記荷重測定装置が、前記チャックと前記リフターとの間にダミー缶胴（２４）とともに配置される荷重測定ユニット（２３）を備え、前記荷重測定ユニットが、前記ダミー缶胴を乗せる台座（３１）と前記台座に加わる荷重を測定する荷重測定手段（３２）とを有する缶の巻締装置により、上述した課題を解決する。
【０００８】
この発明によれば、リフターとチャックとの間に荷重測定ユニットをダミー缶胴とともに設置し、ダミー缶胴に缶蓋を被せて巻締処理を行いつつ、そのときにダミー缶胴に加わるリフター荷重を荷重検出手段で検出する。これにより、実際に巻締めを行っている間の真正なリフター荷重を検出できる。検出される荷重には、巻締装置の部品の熱膨張等による影響が含まれているため、その信頼性は従来よりも遙かに高くなる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載の缶の巻締装置において、前記荷重測定ユニット（２０）が、前記荷重の測定結果を送信する無線送信手段（３３，３５）を有することを特徴とする。これにより、巻締の進行途中にリフター荷重の測定値を送信できるので、適当な受信設備を用意すれば荷重の変動等を即時に検出できる。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載の缶の巻締装置において、前記荷重測定装置（２０）が、前記無線送信手段から送信された前記測定結果を受信する無線受信手段（４０，４１）を有することを特徴とする。これにより、無線送信されたリフター荷重の測定値を受信して荷重の変動等の状況をリアルタイムに検出できる。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項３に記載の缶の巻締装置において、前記無線受信手段が、巻締装置内の前記缶胴の搬送路に沿って配置された受信アンテナ（４０）を有することを特徴とする。従って、搬送路の各部でリフター荷重を測定して、その測定結果を確実に受信できる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１に記載の缶の巻締装置において、前記荷重測定ユニット（２３）と、前記ダミー缶胴（２４）とが結合手段（２５）にて連結されて測定ワーク（２１）が構成され、前記測定ワークの全高が前記チャック（２）および前記リフター（１）によって巻締められる実際の缶胴（３）の全高に等しく設定され、前記ダミー缶胴は前記実際の缶胴と同一の開口縁部（２４ａ）を有していることを特徴とする。
【００１３】
この発明によれば、測定ワークの全高および上端開口縁部が巻締装置にて巻締められる実際の缶胴に一致するため、巻締装置からみて測定ワークを実際の缶胴と同等に扱うことができる。このため、測定ワークを実際の缶胴に混ぜて巻締装置に供給して巻締処理中の正確なリフター荷重を測定できる。
【００１４】
請求項６の発明は、缶の巻締装置のリフター（１）とチャック（２）との間にダミー缶胴（２４）とともに配置される荷重測定ユニット（２４）であって、前記ダミー缶胴を乗せる台座（３１）と、前記台座に加わる荷重を測定する荷重測定手段（３２）とを有する荷重測定ユニットにより、上述した課題を解決する。
【００１５】
この発明によれば、荷重測定ユニットをダミー缶胴と組み合わせてリフターとチャックとの間に供給することにより、請求項１の発明と同様にして巻締途中のリフター荷重を検出できる。
【００１６】
請求項６の発明においては、前記荷重の測定結果を送信する無線送信手段（３４，３５）を設けることができる（請求項７）。前記荷重の測定結果を記憶する記憶手段（５０）を設けることもできる（請求項８）。前記ダミー缶胴（２４）は、前記巻締装置にて巻締められる実際の缶胴（３）よりも高さが低く、かつ前記実際の缶胴と同一の開口縁部を有していることが望ましい（請求項９）。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用された巻締装置としてのシーマの概略を示す図である。
この図に示すように、シーマ１０はシーマ本体１１を有している。シーマ本体１１は従来の巻締装置と同様の構成であり、シーマ本体１１内に設定された円形の周回路１１ａに沿って循環する多数の巻締機構１２…１２と、各巻締機構１２内に缶胴や缶蓋を搬入する搬入ライン１３ａと、巻締を終えた缶を巻締機構１２内から次の工程へと送り出す搬出ライン１３ｂとを有している。
【００１８】
各巻締機構１２は、図１０に示したものと同様のリフター１とチャック２と有し、これらの間に缶胴３および缶蓋４が挟み込まれる。巻締機構１２は、周回路１１ａに沿って一定間隔で多数設けられているが、図では一部のみを示している。シーマ１０の稼働時には各巻締機構１２が周回路１１ａを一定速度（例えば１分間で２０００缶が処理できる程度）で周回する。搬入ライン１３ａからの搬入位置Ｐinにて巻締機構１２のリフター１とチャック２との間に缶胴３および缶蓋４が供給され、巻締機構１２が周回路１１ａに沿って周回する間にリフター１が上昇して巻締めが行われる。リフター１は搬出位置Ｐoutに達するまでに元の位置まで下降し、巻締後の缶が搬出位置Ｐoutから搬出ライン１３ｂへ払い出される。搬入位置Ｐinから搬出位置Ｐoutまでの区間が搬送路に相当する。リフター１とチャック２との距離は缶の高さに応じて調整されるが、図示の実施形態では５００ｍｌ（ミリリットル）の缶に合わせて調整されている。
【００１９】
巻締機構１２によるリフター荷重を測定するため、シーマ１０には荷重測定装置２０が設けられる。荷重測定装置２０は、巻締機構１２に装着される測定ワーク２１と、その測定ワーク２１の測定値を処理するための処理装置２２とを有している。図２に示すように、測定ワーク２１は荷重測定ユニット２３と、その荷重測定ユニット２３と組み合わされるダミー缶胴２４とを有している。荷重測定ユニット２３とダミー缶胴２４とは粘着テープ等の結合手段２５により相互に接合されている。
【００２０】
測定ワーク２１の全高は、シーマ１０にて巻締められる缶胴３の全高に合わせてある。すなわち、リフター１とチャック２との距離が５００ｍｌの缶胴３に合わせて調整されている場合、その５００ｍｌの缶胴よりも高さの低い２５０ｍｌ缶で使用される缶胴をダミー缶胴２４として使用し、荷重測定ユニット２３の高さをダミー缶胴２４の高さと５００ｍｌの缶の高さとの差に一致させている。これにより、実際に缶の巻締が行われている途中で、測定ワーク２１を５００ｍｌの缶胴３に混ぜて搬入ライン１３ａから巻締機構１２に供給してリフター荷重を測定できる。ダミー缶胴２４の上端の開口縁部２４ａは５００ｍｌの缶胴３の上端の開口縁部３ａ（図７参照）と同一である。従って、缶胴３に対するものと同一の缶蓋４をダミー缶胴２４に被せて巻締処理を行うことができる。
【００２１】
図３および図４に示すように、荷重測定ユニット２３は、円筒形のハウジング３０と、そのハウジング３０の上部に設置される円盤状の台座３１と、ハウジング３０の上端の凹所３０ａに取り付けられたロードセル３２と、ハウジング３０に内蔵された送信器３３および電源電池３４と、ハウジング３０の外周を一周する環状溝３０ｂに巻き付けられた送信アンテナ３５，３５とを有している。
【００２２】
ハウジング３０は、下端が開口するハウジング本体３６と、そのハウジング本体３６の開口部分にねじ込まれて当該開口部分を密封するボトムキャップ３７とを有している。これらハウジング本体３６およびボトムキャップ３７は例えばステンレス鋼を切削加工して形成される。ボトムキャップ３７をハウジング本体３６から外すことにより、送信器３３および電源電池３４の着脱や保守が行える。
【００２３】
台座３１はその中心においてロードセル３２の伝達軸３２ａと連結されている。この伝達軸３２ａにより、台座３１はハウジング３０の上面から微小量（例えば０．５ｍｍ）浮き上がった状態で支持されている。台座３１には二本のピン３８，３８が取り付けられ、それらのピン３８がハウジング３０のピン穴３０ｃ，３０ｃに差し込まれて台座３１の回転が阻止される。
【００２４】
ダミー缶蓋２４に加わるリフター荷重は台座３１から伝達軸３２ａを介してロードセル３２の検出部３２ｂに伝達される。検出部３２ｂからは伝達軸３２ａに負荷されたリフター荷重に対応した信号が出力される。検出部３２ｂからは信号出力用のケーブル３２ｃが引き出され、そのケーブル３２ｃはハウジング３０の抜き孔３０ｄを介して送信器３３と接続される。送信器３３は、検出部３２ｂからの出力信号をデジタル信号に変換し、所定の周期（例えば１ｍｓ毎）でＰＣＭ−ＦＭ方式の荷重信号を送信アンテナ３５から送信する。
【００２５】
図１に示すように、処理装置２２は、シーマ本体１１の周回路１１ａの搬送路に相当する区間に沿って設けられた受信アンテナ４０と、その受信アンテナ４０を介して送信器３３からの荷重信号を受信する受信器４１と、受信器４１が受信した信号を処理するパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４２とを有している。ＰＣ４２の外部記憶装置（例えば磁気ディスク記憶装置）には、受信器４１から出力される荷重信号を処理するためのプログラムが記録されており、そのプログラムをＰＣ４２のＣＰＵが実行することにより、ＰＣ４２上でロードセル３２が検出したリフター荷重のデータが時間に対応付けて記録される。記録されたデータに基づいて例えば図５に示すグラフがＰＣ４２と接続されたモニタに表示され、あるいはプリンタ等の出力手段によって印刷されることにより、ロードセル３２が検出したリフター荷重を可視化して測定結果を評価できる。
【００２６】
以上のように構成された荷重測定装置２０によれば、測定ワーク２１を搬入ライン１３ａからシーマ本体１１の巻締機構１２に供給し、ダミー缶胴２４の上端開口縁部に缶蓋４を被せて実際の缶と同様に巻締処理を行いつつ、そのときにダミー缶胴２４に加えられるリフター荷重をロードセル３２で検出できる。受信アンテナ４０が周回路１１ａに沿って設けられているので、検出された荷重を逐次受信してＰＣ４２で処理できる。
【００２７】
本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の形態で実施できる。例えば、図６に示すように、荷重測定ユニット２３の送信器３３に代え、または追加してロードセル３２の出力信号を記録する記憶装置５０を設けてもよい。この場合、測定ワーク２１がシーマ１０から搬出された後、ボトムキャップ３７を取り外して記憶装置５０をハウジング本体３６の外部に取り出し、ＰＣ４２でそこに記録されたデータを読み取る。記憶装置５０を、着脱可能な記憶媒体にデータを記録する構成とし、その記憶媒体のみをハウジング３０から取り出してデータを処理してもよい。記憶装置５０のデータを読み出すための端子をハウジング３０の外面に設置し、ボトムキャップ３７を外すことなくデータを読み出すようにしてもよい。送信器３３を設けない場合には送信アンテナ３５も省略可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の缶の巻締装置およびその荷重測定ユニットによれば、巻締装置が高速で稼働している途中のリフター荷重を測定することができ、その測定値には巻締装置の各部の熱膨張の影響が反映されるので、極めて信頼性の高いものとなる。巻締が行われる間のリフター荷重の変動を測定することができるので、シーマ異常の早期発見や、リフター荷重と巻締状態との因果関係を解明することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された巻締装置の概略構成を示す平面図。
【図２】図１の巻締装置の巻締機構を示す図。
【図３】図２の巻締機構に装着される測定ワークの部分断面図。
【図４】図３の矢印IV方向からの部分断面図。
【図５】図１の測定装置によって測定されたリフター荷重と時間との関係の一例を示す図。
【図６】図３の変形例を示す図。
【図７】巻締装置のリフターとチャックとの関係を示す図。
【符号の説明】
１ リフター
１ａ スプリング
２ チャック
３ 缶胴（実際の缶胴）
４ 缶蓋
１０ シーマ（巻締装置）
１１ａ 周回路
１２ 巻締機構
２０ 荷重測定装置
２１ 測定ワーク
２２ 処理装置
２３ 荷重測定ユニット
２４ ダミー缶胴
２５ 結合手段
３０ ハウジング
３１ 台座
３２ ロードセル（荷重検出手段）
３３ 送信器（無線送信手段）
３４ 電源電池
３５ 送信アンテナ（無線送信手段）
４０ 受信アンテナ（受信手段）
４１ 受信器（受信手段）
５０ 記憶装置（記憶手段）

Claims (9)

1. リフターと、チャックと、前記リフターから缶胴に負荷される荷重を測定する荷重測定装置とを具備し、前記荷重測定装置が、前記チャックと前記リフターとの間にダミー缶胴とともに配置される荷重測定ユニットを備え、前記荷重測定ユニットが、前記ダミー缶胴を乗せる台座と前記台座に加わる荷重を測定する荷重測定手段とを有することを特徴とする缶の巻締装置。
2. 前記荷重測定ユニットが、前記荷重の測定結果を送信する無線送信手段を有することを特徴とする請求項１に記載の缶の巻締装置。
3. 前記荷重測定装置が、前記無線送信手段から送信された前記測定結果を受信する無線受信手段を有することを特徴とする請求項２に記載の缶の巻締装置。
4. 前記無線受信手段が、巻締装置内の前記缶胴の搬送路に沿って配置された受信アンテナを有することを特徴とする請求項３に記載の缶の巻締装置。
5. 前記荷重測定ユニットと、前記ダミー缶胴とが結合手段にて連結されて測定ワークが構成され、前記測定ワークの全高が前記チャックおよび前記リフターによって巻締められる実際の缶胴の全高に等しく設定され、前記ダミー缶胴は前記実際の缶胴と同一の開口縁部を有していることを特徴とする請求項１に記載の缶の巻締装置。
6. 缶の巻締装置のリフターとチャックとの間にダミー缶胴とともに配置される荷重測定ユニットであって、前記ダミー缶胴を乗せる台座と、前記台座に加わる荷重を測定する荷重測定手段とを有する荷重測定ユニット。
7. 前記荷重の測定結果を送信する無線送信手段を有することを特徴とする請求項６に記載の荷重測定ユニット。
8. 前記荷重の測定結果を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項６または７に記載の荷重測定ユニット。
9. 前記ダミー缶胴が前記巻締装置にて巻締められる実際の缶胴よりも高さが低く、かつ前記実際の缶胴と同一の開口縁部を有していることを特徴とする請求項６に記載の荷重測定ユニット。

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