JP5462553B2 - 缶巻締装置における軸荷重測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、リフターとチャックとにより上下から挟持して缶蓋を缶胴に巻き締める缶巻締装置において、缶胴に負荷される軸荷重を測定する際に用いられる軸荷重測定装置に関するものである。

一般に、例えば清涼飲料水等の容器に用いられる缶は、有底筒状をなす缶胴の開口部に、概略円板状をなす缶蓋を装着することによって成形される。
ここで、缶蓋の装着は、該缶蓋の外周端に成形されるとともに径方向外側に巻き返されたカール部を、缶蓋の開口部に設けられたフランジ部に密着させて、これらカール部とフランジ部とを一緒に巻き込むように加工する、いわゆる二重巻締めによって行われている。

一般に、巻締装置は、缶蓋に当接されるチャックと、缶胴を下方から保持するとともに缶胴の軸線方向に移動可能なリフターと、チャックとリフターによって挟持された缶胴及び缶蓋に径方向外方側から摺接してフランジ部とカール部とを巻き込むように加工する第１巻締ロールと、巻き込まれたフランジ部とカール部とをさらに径方向内方に向けて押圧する第２巻締ロールとを備えている。
そして、缶胴及び缶蓋がチャックとリフターによって挟持されることでこれら缶胴及び缶蓋に所定の軸荷重が負荷され、この状態で第１巻締ロール及び第２巻締ロールによる加工が施されることで、缶胴に対して缶蓋の巻き締めが行なわれる。

ここで、上記軸荷重は缶メーカーの仕様に応じて所定の値に設定されるが、多少値が異なるだけでも缶の巻き締めの品質に影響を与えてしまう。
そこで、缶蓋及び缶胴に負荷される軸荷重の適正化を図るべく、リフターとチャックとにより挟持された軸荷重測定装置で測定し、当該測定結果に基づいて軸荷重の調整が行われている。

例えば、特許文献１には、荷重検出手段と無線送信手段とを備えた軸荷重測定装置が開示されている。
この軸荷重測定装置はダミー缶の底部側、即ち、ダミー缶の下方において、該ダミー缶とともにリフター及びチャックによって挟持されるように配置される。そして、荷重検出手段によりダミー缶胴に加わる軸荷重を検出し、該検出値を無線送信手段によって送信することとしている。

特開２０００−２７１６８７号公報

ところで、上記のように、缶巻締装置におけるリフターは缶胴の軸線方向に移動可能とされているものの、その移動範囲は限られている。また、チャックの軸線方向の配置位置も調整可能とされているものの、缶巻締装置の構造上、リフターとチャックとの最大間隔は缶胴の軸線方向長さよりも例えば約２０ｍｍ長い程度が限界である。

このような事情から、上記特許文献１に係る軸荷重測定装置においては、当該軸荷重測定の設置スペースを缶胴の下方側に確保する必要があるため、実際の製造過程において巻締が施される缶を用いることができず、実際の缶よりも軸線方向の長さが短いダミー缶を用いることとしている。

しかしながら、実際の缶とダミー缶とでは、負荷される軸荷重の値が異なるため、上記特許文献１に係る軸荷重測定装置では、缶巻締時に実際の缶に負荷される荷重を把握することができないという問題があった。
また、ダミー缶が台座上で固定されていないため、ダミー缶が台座上で滑り、正確な荷重が測定できない問題があった。

この発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、実際の製造過程において巻締が施される缶に負荷される軸荷重を正確に測定することが可能な軸荷重測定装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る軸荷重測定装置は、リフターとチャックとにより上下から挟持して、缶蓋を缶胴に巻き締める缶巻締装置における軸荷重測定装置であって、前記リフター上において前記缶胴の外部下方に設置され、前記缶胴が載置されるとともに該缶胴に負荷される軸荷重を検出する荷重検出ユニットと、前記缶胴の内部に設置され、前記軸荷重の検出結果を送信する送信ユニットとを備え、前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとが、前記缶胴の底部に形成された貫通孔を介して連結され、前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとによって前記缶胴の底部が挟圧されることで該缶胴が固定されていることを特徴としている。

このような特徴の軸荷重測定装置によれば、軸荷重を検出する荷重検出ユニットと検出結果を送信する送信ユニットとに分割し、送信ユニットを缶胴の内部に設置するとともに荷重検出ユニットを缶胴の外部下方に設置することにより、缶胴の外部のリフター側における設置スペースを小さくすることができる。
ここで、例えば軸荷重測定装置が缶胴の底部及び胴部側面を保持体によって保持することにより当該缶胴を固定する構成とした場合、巻締時に負荷される軸荷重により缶胴の胴部側面が撓んだ際には、当該撓みによって側方に向かっての軸荷重の分力が生じ、この分力が胴部側面を保持する保持体に伝達される。よって、全軸荷重を軸荷重測定装置における荷重検出ユニットに伝達することができず、缶に負荷される軸荷重を正確に測定することができなくなってしまう。
この点、本発明に係る軸荷重測定装置においては、荷重検出ユニットと測定ユニットによって缶胴の底部を挟圧することで缶胴を固定する構成のため、缶に負荷される全軸荷重を確実に荷重検出ユニットに伝達させることができる。これにより、軸荷重をより正確に測定することが可能となる。

また、本発明に係る軸荷重測定装置は、前記缶胴の外部に設置される前記荷重検出ユニットの厚みが、前記チャック及び前記リフターの軸線方向の最大間隔と前記缶胴の軸線方向の長さとの差分以下とされていることを特徴とする。

また、本発明に係る軸荷重測定装置は、前記送信ユニットが、防水構造をなしていることを特徴とする。

ここで、実際に缶巻締装置において缶蓋を缶胴に巻締する際には、缶胴内に飲料水等が充填されている。したがって、軸荷重測定装置によって缶胴に負荷される軸荷重を測定を行なう際には、缶胴内部に飲料水等を充填させた状態とすることが精度向上の点から好ましい。
この点、本発明に係る軸荷重測定装置によれば、缶胴内の送信ユニットが防水構造をなしているため、缶胴内部に飲料水等を充填させたとしても、送信ユニットに支障をきたすことはない。したがって、実際の缶に負荷される軸荷重をより精度高く測定することが可能となる。

さらに、本発明に係る軸荷重測定装置においては、前記荷重検出ユニットが、前記缶胴の底部における環状突出部が当接する載置面を備えた台座と、該台座が前記缶胴から加えられる荷重を検出する荷重検出部とを備えることを特徴とする。

このような特徴の軸荷重測定装置によれば、台座の載置面に缶胴の環状突出部が当接することにより、缶胴に負荷される軸荷重が台座に対して均等に加えられる。そして、このように台座に加えられた軸荷重が荷重検出部により検出されることで、より確実に軸荷重を測定することができる。

また、本発明に係る軸荷重測定装置においては、前記貫通孔を通過して前記荷重検出部と前記送信ユニットとを接続する第１配線を備えることを特徴としている。
これによって、荷重検出部で検出した軸荷重情報を送信ユニットに確実に伝送することができる。

さらに、本発明に係る軸荷重測定装置は、前記荷重検出ユニットの外方に露呈する送信アンテナと、前記貫通孔を通過して前記送信ユニットと前記送信アンテナとを接続する第２配線とを備えることを特徴とする。

ここで缶胴内部に設置された送信ユニットから直接的に荷重データを送信する構成とした場合、缶胴自体に荷重データの伝搬が妨げられるおそれがあり、軸荷重を連続的に把握することが困難となってしまう。また、荷重データの伝搬を確実に行なうべく缶に送信アンテナが露呈するための開口を形成することも考えれらるが、この場合、缶内部に充填した飲料水や缶内圧が漏出してしまうため好ましくない。
この点、本発明に係る軸荷重測定装置においては、第２配線によって送信ユニットに接続された送信アンテナが荷重検出ユニットの外方に露呈されているため、送信アンテナから送出される信号が確実に伝搬され、軸荷重を連続的に把握することが可能となる。

また、本発明に係る軸荷重測定装置は、前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとのいずれか一方に設けられ、前記貫通孔を挿通する連結部と、他方に設けられ、前記連結部が連結される被連結部と、前記貫通孔の周囲に配されて前記缶胴の底部と密着するＯリングとを備えることを特徴とする。

このような特徴の軸荷重測定装置によれば、荷重検出ユニットと送信ユニットとを確実に連結できるとともに、缶胴内部に飲料水を充填した際に該飲料水が缶胴底部の貫通孔を介して漏出してしまうのを防止することができる。

本発明の軸荷重測定装置によれば、荷重検出ユニットと送信ユニットとに分割し、送信ユニットを缶胴内部に設置することにより、缶胴外部のリフター側における設置スペースを小さくすることができる。これにより、リフターとチャックとの間に、実際に巻締加工が施される缶を設置するスペースを確保することが可能となる。したがって、実際の缶を使用して軸荷重を測定することができるため、巻締工程において缶に負荷される軸荷重を正確に測定することが可能となる。

実施形態に係る軸荷重測定装置の概略構成を示す縦断面図である。 缶巻締装置及び該缶巻締装置に設置された軸荷重測定装置を示す縦断面図である。 変形例に係る軸荷重測定装置の概略構成を示す縦断面図である。

以下、本発明に係る軸荷重測定装置の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１に示すように、軸荷重測定装置４０は、缶Ｗに装着される荷重検出ユニット１０及び送信ユニット２０から構成されており、缶Ｗに下方に向かって負荷される軸荷重を荷重検出ユニット１０によって検出し、当該検出した軸荷重情報を送信ユニット２０によって送信する装置である。

測定対象となる缶Ｗは、缶蓋１と缶胴５とから構成されている。
缶蓋１は、軸線Ｏを中心とした円板状をなすパネル部２と、該パネル部２の外周側に連なり径方向外方に向かうにしたがい漸次上方に向かうように延びるテーパ状のチャックウォール部３と、このチャックウォール部３の外周端に連設して径方向外方側及び下方側に向けて巻かれたカール部４とを備えている。また、上記パネル部２とチャックウォール部３との境界には、軸線Ｏを中心とした環状をなして上面が下方に向かって凹む環状溝２ａが形成されている。

缶胴５は、軸線Ｏを中心とした有底円筒状をなし、底部６と胴部７と肩部８とを備えており、開口縁部には径方向外方に向けて折り曲げられたフランジ部９が形成されている。また、この缶胴５の底部６中央には軸線Ｏに沿って貫通する円形の貫通孔６ａが形成されており、さらに底部６における貫通孔６ａの径方向外側には、該貫通孔６ａを囲むようにして、軸線Ｏを中心とする環状をなし下方に向けて突出する環状突出部６ｂが形成されている。

缶蓋１が缶胴５に巻き締められる前の状態においては、缶蓋１のカール部４が缶胴５のフランジ部９に全周にわたって接触するようにして、缶蓋１が缶胴５上に載置される。
この状態における缶胴５最下部（環状突出部６ｂ下端）からの缶蓋１最上部（カール部４上端）までの軸線Ｏ方向の長さＬ１、即ち、巻締前の缶Ｗの長さＬ１は、３５０ｍｌ缶で１２２．０〜１２３．０ｍｍ、５００ｍｌ缶で１６６．４〜１６７．４ｍｍとされている。

荷重検出ユニット１０は、軸線Ｏ方向に沿った所定の厚みを有するとともに、缶胴５の胴部７と同様の径を有する略円板状をなし、缶胴５の底部６の下方側に、該缶胴５と同軸に配置されている。
この荷重検出ユニット１０は、台座１１と、ロードセル（荷重検出部）１７と、ベース１８とを備えている。

台座１１は、缶胴５の胴部７と略同一の径を有する軸線Ｏを中心とした略円盤状をなす部材であって、その上面外周部は、上記缶胴５の環状突出部６ｂが全周にわたって当接する平坦状をなす載置面１２とされている。

また、台座１１の上面における載置面１２の径方向内側には、該径方向内側に向かうに従って漸次上方に向かって隆起する円錐面１３が設けられ、該円錐面１３の上端には、平坦状をなして上記缶胴５の底部６下面に当接する環状の当接面１４が設けられている。

さらに、上記当接面１４の径方向内側には、軸線Ｏを中心として環状に下方に向かって窪む環状凹部１５が形成されており、該環状凹部１５の径方向内側には、軸線Ｏに沿って上方に突出し、缶胴５の底部６に形成された貫通孔６ａを挿通可能な連結部１６が設けられている。この連結部１６は、貫通孔６ａと略等しい径を備えた円柱状をなしており、その先端外周には雄ねじ１６ａが形成されている。

このようにして、台座１１の上面には、径方向外側から径方向内側に向かって順に、環状突出部６ｂが当接する載置面１２、上方に向かって傾斜する円錐面１３、缶胴５の底部６下面が当接する当接面１４、下方に向かって窪む環状凹部１５及び上方に向かって延びる連結部１６が連続して配置されている。

また、この台座１１には、連結部１６内を上方から軸線Ｏに沿って貫通するとともに、台座１１内部において径方向外側に向かうに連れて下方に向かって傾斜して延びて台座１１の下面１１ａに開口する配線用孔１１ｂが形成されている。

さらに、台座１１の平坦状をなす下面１１ａには、その中央に軸線Ｏに沿って上方に向かって凹むロードセル挿入孔１１ｃが形成されており、また、台座１１における径方向外側寄りの位置には、載置面１２と下面１１ａとを軸線Ｏに平行に貫通するボルト貫通孔１１ｄが、周方向に等間隔を空けて複数（本実施形態においては４つ）形成されている。

ロードセル１７は、内部にひずみゲージを備えた荷重測定機器であって、上方を向く検出部１７ａがロードセル挿入孔１１ｃに挿入されるように配置されている。これにより、台座１１に加えられる下向きの荷重を検出部１７ａによって検出できるようになっている。

ベース１８は、缶胴５の胴部７と略同一の径を有する軸線Ｏを中心とした略円盤状の上面外周部に、上方に向かって延在して上端が平坦状をなす縁部１８ａが形成された皿型形状をなしている。また、このベース１８には、縁部１８ａを上下方向、即ち軸線Ｏに平行な方向に貫通するボルト挿通孔１８ｂが、周方向に等間隔を空けて複数形成されている。このボルト挿通孔１８ｂのベース１８下面に開口する部分には、当該ボルト挿通孔１８ｂよりも一段大径の座ぐり孔１８ｃが形成されている。

このベース１８の上面中央には上記ロードセル１７が載置され、さらに、このロードセル１７の検出部１７ａに台座１１のロードセル挿入孔１１ｃが外嵌するようにして台座１１が配置される。この際、台座１１の下面１１ａとベース１８の縁部１８ａ上面は僅かな間隙を介して対向した状態となる。即ち、台座１１はロードセル１７のみによって支持された状態となり、これによって、台座１１に与えられる全荷重がロードセル１７に付与されることになる。

そして、この状態において、固定ボルト１９がベース１８の下面側からボルト挿通孔１８ｂ及びボルト貫通孔１１ｄを貫通し、該固定ボルト１９の先端部にナット１１ｅが締結されることで、台座１１とベース１８とが連結される。なお、固定ボルト１９と、ボルト挿通孔１８ｂ及びボルト貫通孔１１ｄとの間には僅かな間隙が形成されおり、これによって、台座１１に与えられる荷重が固定ボルト１９を介してベース１８に伝達されてしまうのを回避している。

このようなベース１８、台座１１及びロードセル１７が固定一体化されることによって、本実施形態の荷重検出ユニット１０が構成されている。
なお、本実施形態においては、荷重検出ユニット１０の台座１１の載置面１２とベース１８の下面との軸線Ｏ方向の間隔Ｌ２、即ち、荷重検出ユニットの厚みＬ２の値は、約２０ｍｍに設定されている。この厚みＬ２の大きさは、後述するリフター６０とチャック５１の軸線Ｏ方向における最大間隔Ｌ３と缶Ｗの軸線Ｏ方向の長さＬ１との差分以下ならば、他の値であってもよい。

送信ユニット２０は、上記荷重検出ユニット１０上に配置される缶胴５の内部に設けられており、ハウジング２１と、該ハウジング２１内に配置された送信部２４及び電源部２５とを備えている。

ハウジング２１は、所定の厚みを有する隔壁の内部が中空状とされた外形直方体状又は円柱状をなすケース状の部材であって、底板２１ａと、天板２１ｂと、これら底板２１ａと天板２１ｂとにわたって延びる側壁２１ｃとを備えている。
そして、ハウジング２１における平坦状をなす底板２１ａの下面が缶胴５の底部６上面に当接する構成とされている。

また、このハウジング２１の底板２１ａ中央には、軸線Ｏに沿ってハウジング２１内外を貫通する連結部挿入孔２２が形成されている。この連結部挿入孔２２は、缶胴５の底部６に形成された貫通孔６ａと略同一の径を有し、ハウジング２１は連結部挿入孔２２が貫通孔６ａと連通状態となるように配置されている。
さらに、この連結部挿入孔２２の周囲には、ハウジング２１の底板２１ａの下面から軸線Ｏを中心として環状に窪む環状凹部２３が形成されている。

なお、底板２１ａ及び天板２１ｂは側壁２１ｃに対して隙間なく液密に固定されており、これによってハウジング２１は上記貫通孔６ａを除いて内外が完全に隔てられた構造とされている。即ち、ハウジング２１は、その内部に外部から水分が浸入することのない防水構造とされている。

送信部２４は、荷重検出ユニット１０のロードセル１７からの出力信号が入力され、該出力信号をデジタル信号に変換して無線送信する機能を有しており、ハウジング２１内において天板２１ｂ下面に固定されている。
また、電源部２５は送信部２４に対して電力を供給する電池又はバッテリーであって、ハウジング２１内の側壁２１ｃに固定され、電力供給配線２６を介して送信部２４と電気的に接続されている。

上記のような構成の荷重検出ユニット１０及び送信ユニット２０は缶Ｗの缶胴５に装着される。
即ち、荷重検出ユニット１０における台座１１の連結部１６を缶胴５の底部６の貫通孔６ａに挿通させ、これにより缶胴５内部に至った連結部１６を送信ユニット２０のハウジング２１における連結部挿入孔２２に挿入させる。そして、ハウジング２１内に至った連結部１６の先端外周の雄ねじ１６ａにナット部材２７を螺合させ締め付けることで荷重検出ユニット１０と送信ユニット２０とを連結させる。

これによって、台座１１の載置面１２が缶胴５の環状突出部６ｂに密着するとともに当接面１４が缶胴５の底部６下面に密着し、さらに、ハウジング２１の底板２１ａの下面が缶胴５の底部６上面に密着して、缶胴５の底部６が荷重検出ユニット１０と送信ユニット２０とによって挟圧された状態となる。
なお、上記ナット部材２７を雄ねじ１６ａに螺合させる作業は、ハウジング２１の天板２１ｂを取り外した状態で行なわれる。

ここで、本実施形態においては、連結部挿入孔２２とナット部材２７によって、被連結部２８が構成されている。即ち、本実施形態においては、荷重検出ユニット１０側の連結部１６と送信ユニット２０側の被連結部２８が連結されることによって、荷重検出ユニット１０及び送信ユニット２０が缶Ｗに装着される。

なお、上記のように、連結部１６の雄ねじ１６ａにナット部材２７を螺合させ締め付ける際には、荷重検出ユニット１０の台座１１における環状凹部１５及び送信ユニット２０のハウジング２１における環状凹部２３に、それぞれＯリング３０，３０が環状に挿入される。これにより、雄ねじ１６ａにナット部材２７を締め付けた状態では、Ｏリング３０，３０が缶胴５の底部６の上面及び下面にそれぞれ密着する。

このようにして、荷重検出ユニット１０及び送信ユニット２０からなる軸荷重測定装置４０が缶胴５に装着された状態においては、荷重検出ユニット１０のロードセル１７と送信ユニット２０の送信部２４とが配線用孔１１ｂを挿通する第１配線３１によって電気的に接続される。

次に、上記のように軸荷重測定装置４０が装着された缶Ｗに対して軸荷重を負荷する缶巻締装置５０の構成について、図２を用いて説明する。
缶巻締装置５０は、缶蓋１に当接されるチャック５１と、缶Ｗに装着された軸荷重測定装置４０の荷重検出ユニット１０を保持するリフター６０と、缶蓋１のカール部４及び缶胴５のフランジ部９に巻き込み加工を施す第１巻締ロール５５及び第２巻締ロール５７とを備えている。

チャック５１は、図示しない支持軸に着脱可能に装着される装着部５２と、該装着部５２の下端に固定され、先端が缶蓋１の環状溝２ａに上方から当接するチャック本体５３とを備えており、軸線Ｏ回りに回転可能に構成されている。また、チャック本体５３の内側には、缶蓋１のパネル部２に上方から当接するノックアウトパッド５４が設けられている。

リフター６０は、チャック５１の下方側に所定間隔をあけて配置されており、軸荷重測定装置４０の荷重検出ユニット１０が載置され平坦状をなすプレート６１と、このプレート６１をチャック５１側（上方）に向けて付勢するスプリング（図示省略）と、プレート６１及びスプリングを支持するリフター本体６２とを備えている。
なお、このリフター６０は、軸線Ｏ方向に移動可能とされるとともに軸線Ｏ回りに回転駆動するように構成されている。

また、チャック５１及びリフター６０の軸線Ｏ方向の間隔Ｌ３、即ち上下方向の間隔Ｌ３は、リフター６０の軸線Ｏ方向の移動やチャック５１の配置位置の調整により変更することが可能であるが、例えばアンジェラス１２１Ｌシーマにおいては、上記間隔Ｌ３の寸法は、例えば約１９０ｍｍ程であり、上記５００ｍｌ缶の場合、当該間隔Ｌ３は最大でも缶Ｗの上下方向の長さＬ１よりも約２０ｍｍ長い程度とされており、３５０ｍｌ缶の場合は５００ｍｌ缶との差の分だけ間隔Ｌ３は長くなる。

上記のようなリフター６０が缶胴５の底部６側に配置された荷重検出ユニット１０に下方から当接するとともに、上記チャック５１が缶蓋１のパネル部２に当接することによって、缶Ｗ及び軸荷重測定装置４０がリフター６０とチャック５１との間に挟持される。

第１巻締ロール５５は、チャック５１とリフター６０とによって挟持された缶蓋１及び缶胴５に対して径方向外方から摺接させることにより、缶蓋１のカール部４と缶胴５のフランジ部９とを径方向内方に巻き込むように加工するものである。ここで、第１巻締ロール５５は、概略円板状をなし、外周面に第１巻締ロール５５の径方向内方に向けて凹んだ第１加工溝５６が設けられており、軸線Ｏに平行な軸線Ｐを中心に回転可能であり、軸線Ｏ方向に接近して第１巻締加工を行う。

第２巻締ロール５７は、第１巻締ロール５５によって径方向内方に巻き込むように加工された缶蓋１のカール部４と缶胴５のフランジ部９とを径方向内方へと押圧して潰し加工を行うものである。ここで、第２巻締ロール５７は、概略円板状をなし、外周面に第２巻締ロール５７の径方向内方に向けて凹んだ第２加工溝５８が設けられており、軸線Ｏに平行な軸線Ｑを中心に回転可能であり、軸線Ｏ方向に接近して第２巻締加工を行う。

次に、軸荷重測定装置４０による軸荷重の測定方法について説明する。
軸荷重測定装置４０は上述のように缶Ｗの缶胴５に装着された状態で、図２に示すように、軸荷重測定装置４０の荷重検出ユニット１０におけるベース１８の下面がリフター６０のプレート６１に当接するようにリフター６０上に載置され、さらに缶胴５の開口部の上に缶蓋１が載置される。
そして、この状態において、リフター６０が上方に向かって変位することで、リフター６０とチャック５１とによって缶Ｗが上下から挟持された状態となる。この際、リフター６０のプレート６１には図示しないスプリングによって軸線Ｏ方向に沿った上向きの荷重が作用し、缶Ｗに軸荷重が負荷される。

そして、上記のようにリフター６０とチャック５１によって缶蓋１及び缶胴５が挟持された状態で、第１巻締ロール５５が缶胴５及び缶蓋１に径方向外方から摺接し、第１加工溝５６によって缶蓋１のカール部４と缶胴５のフランジ部９とが第１加工溝５６の溝面に沿って変形され、径方向内方に向けて巻き込まれるように加工される。

次に、第１巻締ロール５５による加工が終了した後に、第２巻締ロール５７が缶胴５及び缶蓋１に径方向外方から摺接し、第２加工溝５８によって缶蓋１のカール部４と缶胴５のフランジ部９とが径方向内方に向けて押圧される。
このように第１巻締ロール５５と第２巻締ロール５７とによって、缶蓋１が缶胴５に巻き締められる。

以上のように、缶蓋１及び缶胴５がリフター６０とチャック５１とによって挟持されて第１巻締ロール５５及び第２巻締ロール５７によって巻締加工が施される間、缶胴５に負荷される下向きの荷重が缶Ｗに負荷される軸荷重として荷重検出ユニット１０の台座１１に加えられ、当該軸荷重がロードセル１７によって検出される。

このロードセルからは、軸荷重の大きさに対応した信号が出力され、当該出力信号が第１配線３１を介して送信ユニット２０の送信部２４に入力される。そして、送信部２４はロードセル１７からの出力信号をデジタル信号に変換して周期的に無線送信し、受信器を備えたＰＣに軸荷重データが表示される。これにより、缶Ｗに負荷される軸荷重の変動を連続的に測定することができる。

ここで、本実施形態の軸荷重測定装置４０は、軸荷重を検出する荷重検出ユニット１０と検出結果を送信する送信ユニット２０とに分割されており、送信ユニット２０を缶胴５の内部に設置するとともに荷重検出ユニット１０を缶胴５の外部下方に設置しているため、缶胴５の外部のリフター側における設置スペースを小さくすることができる。
即ち、荷重検出ユニット１０及び送信ユニット２０をともに缶胴５外部に設置した場合には当該軸荷重測定装置４０の設置スペースを大きく要してしまうが、本実施形態においては送信ユニット２０を缶胴５内部に設置したことにより、当該送信ユニット２０の分だけ缶胴５外部における荷重検出ユニット１０の設置スペースを小さくすることができるのである。

これによって、図２に示すように、荷重検出ユニット１０の台座１１の載置面１２とベース１８の下面との軸線Ｏ方向の間隔Ｌ２、即ち、荷重検出ユニット１０の厚みＬ２を、チャック５１及びリフター６０の軸線Ｏ方向の最大間隔Ｌ３と缶Ｗの軸線Ｏ方向の長さＬ１との差分以下にすることができ、実際に巻締加工が施される缶Ｗを用いて軸荷重を測定することができる。

換言すれば、送信ユニット２０を缶胴５内部に設置したからこそ、軸荷重測定装置４０における缶胴５外部に設置される荷重検出ユニット１０の厚みを、チャック５１及びリフター６０の軸線Ｏ方向の最大間隔Ｌ３と缶Ｗの軸線Ｏ方向の長さＬ１との差分以下とすることができるのである。
したがって、実際の缶Ｗを使用して軸荷重を測定することができるため、巻締工程において缶Ｗに負荷される軸荷重を正確に測定することが可能となる。

ここで、例えば軸荷重測定装置４０が缶胴５の底部６及び胴部７側面を保持体によって保持することにより当該缶胴５を固定する構成とした場合、巻締時に負荷される軸荷重により缶胴５の胴部７側面が撓んだ際には、当該撓みによって側方に向かっての軸荷の分力が生じ、この分力が胴部７側面を保持する保持体に伝達されてしまう。よって、全軸荷重を荷重検出ユニット１０に伝達することができず、缶Ｗに負荷される軸荷重を正確に測定することができなくなってしまう。

この点、本実施形態に係る軸荷重測定装置４０においては、荷重検出ユニット１０と送信ユニット２０によって缶胴５の底部６を挟圧することで缶胴５を固定する構成のため、缶Ｗに負荷される全軸荷重を確実に荷重検出ユニット１０に伝達させることができる。これにより、軸荷重をより正確に測定することが可能となる。

なお、実際に缶巻締装置５０において缶蓋１を缶胴５に巻締する際には、缶胴５内に飲料水等が充填されている。したがって、軸荷重測定装置４０によって缶胴５に負荷される軸荷重の測定を行なう際には、缶胴５内部に飲料水等を充填させた状態とすることが精度向上の点から好ましい。
これに対し、本実施形態に係る軸荷重測定装置４０においては、缶胴５内の送信ユニット２０が防水構造をなしているため、缶胴５内部に飲料水等を充填させたとしても、送信ユニット２０に支障をきたすことはない。したがって、実際の缶Ｗに負荷される軸荷重をより精度高く測定することが可能となる。

さらに、本実施形態の軸荷重測定装置４０においては、台座１１の載置面１２に缶胴５の環状突出部６ｂが当接することにより、缶胴５に負荷される軸荷重が台座１１に対して均等に加えられる。そして、このように台座１１に加えられた軸荷重がロードセル１７により検出されることで、より確実に軸荷重を測定することができる。

また、缶胴５の底部６の貫通孔６ａの周囲において、底部６の上面及び下面にＯリング３０，３０が密着する構成のため、缶胴５を隙間なく密着させることができるとともに、缶胴５内に飲料水等を充填した際に貫通孔６ａ付近から当該飲料水等が漏出してしまうのを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、本実施形態においては、荷重検出ユニット１０側に連結部１６が設けられるとともに送信ユニット２０側に被連結部２８が設けられた構成としているが、この逆の構成、即ち、送信ユニット２０側に連結部が設けられるとともに荷重検出ユニット１０側に被連結部が設けられた構成であってもよい。

また、変形例の軸荷重測定装置７０として、例えば図３に示すような構成であってもよい。即ち、この軸荷重測定装置７０においては、荷重検出ユニット１０におけるベース１８の縁部１８ａを水平方向に貫通する挿通孔７１が形成されており、当該挿通孔７１内に送信アンテナ７２が荷重検出ユニット１０の外方に露呈した状態で挿入されている。
さらに、この送信アンテナ７２は、配線用孔１１ｂ内に敷設されることで貫通孔６ａを通過して荷重検出ユニット１０と送信ユニット２０とにわたる第２配線７３によって、送信ユニット２０の送信部２４と電気的に接続されている。

このような構成の軸荷重測定装置７０においては、送信部２４に入力されたロードセル１７の出力信号は、荷重検出ユニット１０の外方に露呈する送信アンテナ７２から無線送信される。

缶胴５内部に設置された送信ユニット２０から直接的に無線送信される実施形態の構成では、缶胴５自体に無線送信の信号の伝搬が妨げられるおそれがあるが、この変形例に係る軸荷重測定装置７０においては、第２配線７３によって送信ユニット２０に接続された送信アンテナ７２が荷重検出ユニット１０の外方に露呈されているため、無線送信の信号を外部に向かって確実に送信することができる。

１ 缶蓋
５ 缶胴
６ 底部
６ａ 貫通孔
６ｂ 環状突出部
１０ 荷重検出ユニット
１１ 台座
１２ 載置面
１４ 当接面
１５ 環状凹部
１６ 連結部
１６ａ 雄ねじ
１７ ロードセル
２０ 送信ユニット
２３ 環状凹部
２４ 送信部
２５ 電源部
２６ 電力供給配線
２７ ナット部材
２８ 被連結部
３０ Ｏリング
３１ 第１配線
４０ 軸荷重測定装置
５０ 缶巻締装置
５１ チャック
６０ リフター
７２ 送信アンテナ
７３ 第２配線

Claims (7)

1. リフターとチャックとにより上下から挟持して、缶蓋を缶胴に巻き締める缶巻締装置における軸荷重測定装置であって、
   前記リフター上において前記缶胴の外部下方に設置され、前記缶胴が載置されるとともに該缶胴に負荷される軸荷重を検出する荷重検出ユニットと、
   前記缶胴の内部に設置され、前記軸荷重の検出結果を送信する送信ユニットとを備え、
   前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとが、前記缶胴の底部に形成された貫通孔を介して連結され、前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとによって前記缶胴の底部が挟圧されることで該缶胴が固定されていることを特徴とする軸荷重測定装置。
2. 前記缶胴の外部に設置される前記荷重検出ユニットの厚みが、前記チャック及び前記リフターの軸線方向の最大間隔と前記缶胴の軸線方向の長さとの差分以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の軸荷重測定装置。
3. 前記送信ユニットが、防水構造をなしていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸荷重測定装置。
4. 前記荷重検出ユニットが、
   前記缶胴の底部における環状突出部に当接する載置面を備えた台座と、
   前記缶胴から前記台座に加えられる荷重を検出する荷重検出部とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の軸荷重測定装置。
5. 前記貫通孔を通過して前記荷重検出部と前記送信ユニットとを接続する第１配線を備えることを特徴とする請求項４に記載の軸荷重測定装置。
6. 前記荷重検出ユニットの外方に露呈する送信アンテナと、
   前記貫通孔を通過して前記送信ユニットと前記送信アンテナとを接続する第２配線とを備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の軸荷重測定装置。
7. 前記荷重検出ユニットと前記送信ユニットとのいずれか一方に設けられ、前記貫通孔を挿通する連結部と、
   他方に設けられ、前記連結部が連結される被連結部と、
   前記貫通孔の周囲に配されて前記缶胴の底部と密着するＯリングとを備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の軸荷重測定装置。

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