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