JPH07204753A - 回転対称体の円錐又は疑似円錐面に刻印するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転対称体、主に気体又は液体のための金属
製瓶の円錐又は疑似円錐面に刻印するための装置を提供
する。 【構成】刻印ヘッド（１０）は物体（１）に刻印するた
めの工具（１３）を担持し、円形案内軌道（６、７）に
保持される。円形案内軌道（６、７）の中心軸（１１）
は刻印体（１）の軸線（１２）に一致する。刻印ヘッド
（１０）は、第一サーボモータ（２１）により案内軌道
（６、７）に沿って刻印の行横方向に移動する。刻印工
具（１３）は、刻印ヘッド（１０）内で第二サーボモー
タ（３５）によって案内軌道（６、７）に直角に、軸方
向に対して斜めに、刻印の行高さ方向（３６）に移動可
能である。針刻印部又はレーザーカット装置等によって
形成され連続作業する刻印工具（１３）は、コンピュー
ター制御による両サーボモータ（２１、３５）を介し
て、行横方向と行高さ方向（３６）とから位置決めされ
る円錐形の刻印面に刻印できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、刻印されるべき物体に
刻印するための工具を担持する刻印ヘッドを有し、回転
対称体、主に気体または液体のための金属製瓶の円錐面
又は疑似円錐面に刻印するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力下にある媒体の収納に使われる金属
瓶の刻印は厳密に規定されている。通常、先細の瓶端部
にて互いに直径方向に対向した位置の各々に、瓶固有の
データの表記が刻印されなければならない。二つの刻印
されるべき記載事項があり、即ち一つの瓶シリーズ全体
に同一の記載事項と例えば瓶重量のように瓶毎に異なる
記載事項とがある。

【０００３】従来同一記載事項は回転刻印工程を通じて
刻印する形式で行われ、その回転刻印工程の場合、刻印
ユニットに集成される刻印活字を、独自の刻印工具とし
て保持する活字ホルダーの形の刻印ヘッドと該当する瓶
との間で回転運動が行われ、その間に記載事項は手で刻
印しなければならない。

【０００４】この工程に要する時間と労働の消費は比較
的大きいので、それに伴う経費が掛かる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、刻印に要する経費を低減するために、必ずしも気体
又は液体瓶に限られていないが、回転対称体の円錐面又
は疑似円錐面への刻印を容易に行うことのできる装置を
提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】この課題を解決
するためになされた本発明による装置は、固定された円
周案内軌道を有し、その案内軌道の中心軸が刻印される
べき物体の軸線に一致し且つその案内軌道に刻印ヘッド
が保持されていて、その刻印ヘッドが、第一サーボモー
タを介して案内軌道に沿って、表記されるべき刻印の行
横方向に移動可能であり且つその刻印ヘッドの中心軸を
向いた側に刻印工具が配設されていて、その刻印工具
が、刻印物体内部で第二サーボモータを介して案内軌道
の周方向に対して直角に、軸方向に対して斜めに、表記
されるべき刻印の行高さ方向に移動可能であり、それに
より針刻印部又はレーザーカット装置等によって形成さ
れる連続作業において刻印工具が、両サーボモータのコ
ンピュータ制御によって、行横方向と行高さ方向とから
位置決めされ、円錐形刻印面に刻印することができる。

【０００７】

【実施例】図１及び図２に示されている瓶１は金属、主
にスチール製で、圧力下にある気体の収納に使われる。
このような瓶は例えば飲料分野では一般的で、同じく圧
力下で充填される液体を収納する。他にもその種の瓶は
広く普及しているが、ここでは詳述しない。

【０００８】瓶を取り出すために、通常は弁が接続され
る端部で瓶を首方向に細くすることによって、円錐又は
疑似円錐面２が形成され、瓶の円錐先細部が握れるよう
にもなっている。この面、即ち勾配環状面２に、瓶は瓶
固有のデータ、例えば瓶の内容物及び製造工場に関する
記載事項が刻印され、二個の互いに直径方向に対向した
刻印面３、４が形成される。

【０００９】図３及び図４に示されている装置によって
瓶材に刻印される。刻印される対象物は瓶に限定され
ず、その他の回転対称体であっても良い。図３及び図４
に示されている装置は図示しない台によって保持される
案内リング５を有し、その案内リング５の円周方向には
案内軌道が固定されている。円周案内軌道は実施例にお
いて二個の同じく円形の案内軌道６、７によって形成さ
れる。案内リング５は、リングプレート８と、リングプ
レート８から軸方向に平行に突出し、リングプレート８
とともにＬ字状の断面を形成する実質的に円筒状の部分
９とから成る。一方の案内軌道６は、リングプレート８
の円筒部９を向いた側に固定され、他方の案内軌道７
は、円筒部９のリングプレート８から離れている端面に
固定されているが、各々の軌道の位置はこれに限定され
ていない。重要なのは、案内軌道６、７によって形成さ
れる案内軌道が、少なくとも一個の刻印ヘッド１０を保
持し且つ円周上を案内できるということである。

【００１０】案内軌道６、７の中心軸１１は、刻印され
るべき物体１の軸線１２に一致している。即ち、瓶１が
案内軌道６、７の中心に位置するので、案内軌道に保持
される刻印ヘッド１０且つまた刻印ヘッド１０によって
支持される刻印工具１３は、瓶１の周囲を移動できるの
である。刻印体１は、停止装置１４によってスリップし
ないように確実に所望の位置で保持される。停止装置１
４は、本実施例において物体１を載せるための柱形凹部
１５を備えた基台１６と、圧力付勢時に物体１を柱形凹
部１５内へ押圧するピストン１８を有し、基台１６の上
面から離れて設けられたシリンダー１７とを保有する。
シリンダー１７は基台１６から突出した支持装置１９等
によって固定される。

【００１１】図示した本実施例において基台１６は床２
０から柱状に直立し、物体１及び案内リング５の中心軸
１１は水平に位置している。装置全体は、停止装置１４
に適合すれば、このような姿勢に限定されなくてもよ
い。例えば、物体１及び中心軸１１を直立させることに
よって、刻印ヘッドは常に重力の方向に対して直角に移
動し、刻印ヘッドの運動に及ぼす重力の作用を排除する
ことも可能である。

【００１２】刻印ヘッド１０は、第一サーボモータ２１
を介して案内軌道に沿って両方向矢印２２の方向に移動
可能である。この方向は物体１に表記されるべき刻印の
行方向に相当する。サーボモータ２１は刻印ヘッド１０
に設けられているので、刻印ヘッド１０は、案内軌道
６、７に沿って駆動部を保有する構造ユニットである。
サーボモータ２１はベルト伝動装置２３を介して伝動歯
車２４を駆動する。伝動歯車２４は同じく刻印ヘッド１
０に配設され、且つ輪形歯車に歯合している。この輪形
歯車は案内軌道６、７に沿って確実に配設されている。
原則的には伝動歯車２４に相当する歯車が、直接、案内
リング５の円周輪形歯車としても兼用できればよい。実
質上、輪形歯車は、環状面２５に固定された可撓性のあ
る材料からなる歯形ベルト２６によって形成されてい
る。歯形ベルト２６は、刻印ヘッド１０の位置で、環状
面２５から離れ、更に環状面２５から離れて設けられて
いる伝動歯車２４の周囲に案内されるようになってい
る。従って、環状面２５から径方向に設けられた歯形ベ
ルト２６にＶ字又はＵ字状の膨らみ２７が形成され、膨
らみ２７は伝動歯車２４に巻きつく。歯形ベルト２６は
確実に配設されているので、第一サーボモータ２１の作
動による、伝動歯車２４が回転し、刻印ヘッド１０が矢
印２２の一方向又は両方向に移動する。その場合に膨ら
み２７は一緒に周動し、歯形ベルト自身の連続変化する
領域によって形成される。

【００１３】本実施例において、案内リング５の円筒部
９の外面に環状面２５が存在し、その環状面２５に歯形
ベルト２６が設けられている。これにより伝動歯車２４
及び第一サーボモータ２１を保有する刻印ヘッド１０の
領域は円筒部９の外部に存在する。歯形ベルト２６の歯
は、上述した伝動装置において、環状面２５を向いた歯
形ベルトの面に存在する。

【００１４】歯形ベルト２６を方向転換するために、刻
印ヘッド１０は伝動歯車２４の側に更に二個の方向転換
ローラ２８、２９を有する。方向転換ローラ２８、２９
は、伝動歯車２４へ向かう曲部に沿う歯形ベルト２６の
外面両側に接して配設されている。

【００１５】両案内軌道６、７によって形成される案内
軌道において刻印ヘッド１０は、刻印ヘッドに配設され
たローラによって停止及び案内される。案内軌道６及び
案内軌道７の両側に、ガイドローラ３０、３１及び３
２、３３が各々、備えられている。ガイドローラ３０、
３１及び３２、３３は、図４に示されているように、案
内周溝を有し、この案内周溝内へ該当する案内軌道６、
７のガイドレールが嵌入する。ガイドローラの軸方向は
中心軸１１に平行である。

【００１６】上述したように、本実施例において刻印ヘ
ッドを周動させるためのサーボモータ２１及び伝動歯車
２４を保有する駆動装置は、案内リング５の外部に径方
向に配設されている。従って刻印ヘッド１０はこの駆動
装置から出て、案内リング５又は案内リング５の円筒部
９を通り径向きに内部へ延在し、刻印ヘッド１０はここ
で、ガイドローラ３０、３１、３２、３３を担持し且つ
案内軌道６、７へ結合をする取着部分３４を形成してい
る。

【００１７】上述したように、刻印ヘッド１０及び刻印
ヘッド１０の中心軸の側に位置する刻印工具１３は、表
記されるべき刻印の行方向（両方向矢印２２）にのみ駆
動される。これだけでは刻印に不十分なので、追加的
に、刻印工具１３は刻印ヘッド１０の内部で、第二サー
ボモータ３５を介して案内軌道６、７の周方向（両方向
矢印２２）に対して直角に、軸方向１１に対して斜め
に、行高さ方向３６に移動可能である。刻印工具１３
は、行横方向２２及び行高さ方向３６に固定される瓶１
の面２に相当する円錐形刻印面にて、両サーボモータ２
１及び３５を介して、刻印できるようになされている。
サーボモータ２１、３５により生じる運動が重畳される
ことによって、刻印工具１３は各々の任意方向に移動可
能である。両サーボモータ２１、３５は、コンピュータ
制御によって自動的に作動されるので、制御に対応する
プログラムによって瓶１に各々、任意の表記が刻印でき
る。この場合、瓶１等の周囲の各位置に到達可能である
ため、いわば全周刻印が行える。

【００１８】刻印工具１３は本実施例において、針刻印
部３７によって形成されている。針刻印部３７は刻印面
に対して直角にバイブレーション運動を実行するので、
刻印は点から成る線によって形成される。その針刻印部
自体は公知なので、ここでは詳述しない。また針刻印部
の代わりに、レーザーカット装置等を連続使用する刻印
工具も使用可能である。

【００１９】刻印工具１３は、行高さ方向３６に作動す
る変位往復部３８に結合されている。変位往復部３８
は、刻印ヘッド１０の往復案内部３９によって行高さ方
向３６に案内され且つ変位往復部３８に結合された駆動
軸４０によって往復運動される。駆動軸４０は、往復案
内部３９に支持され、往復案内部３９に設けられている
第二サーボモータ３５によって駆動される。第二サーボ
モータ３５は、本実施例において、見える側と反対側の
往復案内部３９に設けられている。

【００２０】刻印工具１３は、第二サーボモータ３５に
よって、行高さ方向３６に相当する円錐面２等の円錐線
の方向に移動可能である。従って中心軸１１と変位往復
部３８の運動方向３６との間の角度は、刻印面２を形成
する円錐形の半先端角に対応する。

【００２１】更に刻印工具１３は、刻印面に対して直角
に、即ち中心軸１１及び変位往復部３８の運動方向３６
によって位置決めされる面内で、変位方向３６に対して
直角に、刻印されるべき物体１へ向かう方向又は物体１
から離れる方向に、位置決めのために矢印４１の方向に
駆動できる。針刻印部３７のバイブレーション運動は、
同じく両方向矢印４１の方向に実行されるが、位置決め
とは無関係に、針刻印部３７の内部で生じる。

【００２２】刻印工具１３を駆動し、矢印４１方向に位
置決めをするために、第三サーボモータ４２が設けられ
ている。刻印工具１３は、刻印面（両方向矢印４１）に
対して直角に作動する位置決め往復部４３に配設されて
いる。位置決め往復部４３は、行高さ方向３６に運動を
実行する変位往復部３８に摺動可能に支持されている。
変位往復部３８に形成された位置決め往復部４３は、刻
印面の下に見えるので、破線で示されている。変位往復
部４３は、図示しない変位軸に位置し、変位往復部３８
に配設された第三サーボモータ４２からベルト伝動装置
４４を介して駆動される。

【００２３】刻印工具１３は、第三サーボモータ４２を
介して物体１の該当する刻印面へ近接され、又は物体１
から離間される。この場合に、追加的に第三サーボモー
タ４２のセンサー制御が設けられている。センサー制御
は主に近接スイッチを保有できるので、刻印工具の所謂
自動フォローアップは、矢印４１の方向に決定され且つ
刻印工具は、常に正確に刻印されるべき面に関して位置
決めされている。この方式において、例えば刻印される
べき面２が平滑でなくても何の影響も与えない。

【００２４】中心軸１１と位置決め往復部４３の運動方
向４１と変位往復部３８の運動方向３６との間の角度に
よって決定される刻印面の傾斜は可変であり、従って刻
印されるべき様々なワーク面に対応することができる。
これを達成するために、変位往復部３８を担持する刻印
ヘッド１０の部分３９は、刻印高さ方向３６と中心軸１
１とから位置決めされる面において、案内軌道６、７に
位置する刻印ヘッドの部分３４に結合されている。

【００２５】本実施例において、変位往復部３８を担持
する部分３９は二つの互いに１８０°ずれた位置で案内
軌道６、７に位置する部分３４に取付可能であるので、
刻印面が図示した円錐外套形刻印面から円筒外套形刻印
面へ変位できるようになっている。また円筒面にも刻印
可能である。変位往復部３８を担持する部分３９は取着
部分３４を向いた領域４５を具備し、その領域４５は取
着部分３４に取り外し可能に取着されている。この取着
は一点鎖線で示されたネジを用いて行うことができる。
この刻印ヘッドの両部分３４と３９とが互いに連結され
ている取着面４７の法線４６は、調節可能な両刻印面の
法線間の角の二等分線に一致し、それにより部分３９は
変位往復部３８と位置決め往復部４３と刻印工具１３と
共に、円錐面が刻印されうる実線で図示した位置から、
円筒面に刻印できる破線で示された（本来の刻印工具の
みが一点鎖線で示されている）位置へ変位される。変位
後、図示した位置の矢印４１の方向に、即ち中心軸１１
に対して直角に位置決めが行われる。部分３９と両往復
部３８と４３とで形成されるユニットのこのような変位
は、上述したように、このユニットの取着部分３４から
取り外すことによって、又は取着部分３４へ再度、取り
付けることによって、法線４６の周囲を１８０°回転し
た姿勢で行われる。

【００２６】また刻印面の傾斜を連続可変にできるとい
う目的も達成されている。円形エンドレス案内軌道６、
７によって、複数の、実質上、２個の互いに独立して作
業する刻印ヘッド１０が保持できる。図３にはそのよう
な第二刻印ヘッド１０が示されている。即ち様々な刻印
ヘッドが互いに独立して駆動でき且つ制御できるので、
表記されるべき刻印が言わば両刻印ヘッドに配分でき、
それが作業時間を半分にする。従って、通常のガラス瓶
の場合には、図２に示されているように、２個の直径方
向に互いに対向した刻印面３、４が形成されるという長
所がある。

【００２７】

【発明の効果】本発明の装置を使用することによって、
刻印されるべき瓶又は回転対称体が、停止装置によって
確実に保持される。刻印ヘッドは、固定している案内軌
道に沿って物体の周囲を周動できるので、物体の軸方向
に沿って物体全周に到達できる。同時に刻印工具が、第
二サーボモータを介して更に行高さの方向に移動可能で
あるため、両サーボモータの別々又は同時の作用によっ
て各々、任意の表記が刻印できる。この「刻印運動」は
コンピュータ制御によって行われるので、各々の瓶で同
一の記載事項が刻印できるだけでなく、また様々な記載
事項も手作業無しで自動的に刻印できる。

【００２８】更に本発明による装置の案内軌道はエンド
レス円形なので、案内軌道にたった一個の刻印ヘッドで
はなく例えば二個の刻印ヘッドを配設することも可能で
ある。二個の刻印ヘッドは互いに独立して作業するの
で、同時に複数の瓶等に刻印することができる。まず第
一に、上述したように、瓶の直径方向に対向した位置に
刻印を設けることができるという長所がある。この場
合、本発明による装置を用いて達成される時間と作業が
顕著に節減される。

【００２９】従来は、各表示がまとめて一度に刻印され
ていたのに対して、本発明による刻印工具は言わば連続
刻印を実行する。これは、瓶に作用する変形力が小さい
ので、瓶をより薄い肉厚材料で製造できるという効果を
もたらし、材料費を著しく低減させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス瓶の上端部の側面図である。

【図２】ガラス瓶の上端部の上面図である。

【図３】本発明による装置の図４における矢印ＩＩＩに
沿った端面の概略図である。

【図４】図３に示す装置の一方の刻印ヘッドに隣接して
いる部分の断面図である。

【符号の説明】

１ 瓶 ２ 円錐面 ３、４ 刻印面 ５ 案内リング ６、７ 案内軌道 ８ リングプレート ９ 円筒部 １０ 刻印ヘッド １１ 中心軸 １２ 瓶の中心線 １３ 刻印工具 １４ 停止装置 １５ 柱形凹部 １６ 基台 １７ シリンダー １８ ピストン １９ 支持装置 ２０ 床 ２１ 第一サーボモータ ２２ 周方向又は行横方向の運動を示す両方向矢印 ２３ ベルト伝動装置 ２４ 伝動歯車 ２５ 環状面 ２６ 歯形ベルト ２７ 膨らみ ２８、２９ 方向転換ローラ ３０、３１、３２、３３ ガイドローラ ３４ 刻印ヘッドの取着部分 ３５ 第二サーボモータ ３６ 刻印の行高さ方向の運動を示す両方向矢印 ３７ 針刻印部 ３８ 変位往復部 ３９ 刻印ヘッドの部分で変位往復部を担持する往復案
内部 ４０ 駆動軸 ４１ 位置決め往復部の両運動方向を示す両方向矢印 ４２ 第三サーボモータ ４３ 位置決め往復部 ４４ ベルト伝動装置 ４５ 取着部分３４を向いた往復案内部３９の領域 ４６ 取着面４７の法線 ４７ 取着面

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 刻印されるべき物体に作用する刻印工具
   を担持する刻印ヘッドを有し、回転対称体の、主に気体
   又は液体のための金属体の円錐又は疑似円錐面に刻印す
   るための装置であって、該装置が固定された円周案内軌
   道（６、７）を有し、該案内軌道（６、７）の中心軸
   （１１）が刻印されるべき物体（１）の中心線（１２）
   に一致し且つ刻印ヘッド（１０）に支持されていて、該
   刻印ヘッド（１０）が第一サーボモータ（２１）を介し
   て案内軌道（６、７）に沿って表記されるべき刻印の行
   横方向に移動可能であり且つ前記刻印ヘッド（１０）
   の、中心軸（１１）を向いた側に刻印工具（１３）が配
   設されていて、該刻印工具（１３）が刻印ヘッド（１
   ０）内部で第二サーボモータ（３５）を介して案内軌道
   （６、７）の周方向（２２）に対して直角に、表記され
   るべき刻印の行高さ方向（３６）の軸方向（１１）に対
   して斜めに移動可能であり、それにより針刻印部又はレ
   ーザーカット装置等によって形成される連続作業する刻
   印工具（１３）が両サーボモータ（２１、３５）のコン
   ピュータ制御される動作を通じて行横方向（２２）と行
   高さ方向（３６）とから位置決めされ、円錐外套形の刻
   印面にて刻印駆動を実行できることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 刻印工具（１３）が、行高さ方向（３
   ６）に作動する変位往復部（３８）と結合していること
   を特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 刻印工具（１３）が第三サーボモータ
   （４２）を介して刻印面に対して直角に、刻印されるべ
   き物体（１）へ向かう方向又は該物体（１）から離れる
   方向に位置決め運動を実行できることを特徴とする請求
   項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 刻印工具（１３）が刻印面に対して直角
   に作動する位置決め往復部（４３）に配設されていて、
   該位置決め往復部（４３）が行高さ方向（３６）に作動
   する変位往復部（３８）に摺動可能に支持されているこ
   とを特徴とする請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 刻印面の傾斜が中心軸（１１）を基準に
   可変であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   かに記載の装置。
6. 【請求項６】 変位往復部（３８）を担持する刻印ヘッ
   ド（１０）の部分（３９）が行高さ方向（３６）と中心
   軸（１１）とによって位置決めされる面又はこれに平行
   に変位可能に、案内軌道（６、７）に位置する刻印ヘッ
   ド（１０）の部分（３４）に連結していることを特徴と
   する請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 刻印面が円錐形刻印面から円筒形刻印面
   へ変位できるように、変位往復部（３８）を担持する部
   分（３９）が互いに１８０°ずれた二つの位置で案内軌
   道（６、７）に位置する部分（３４）に取着でき、その
   場合に刻印ヘッドの両部分（３９、３４）を互いに連結
   している取着面（４７）の法線方向（４６）が両刻印面
   の法線間の角度の二等分線に一致することを特徴とする
   請求項６に記載の装置。
8. 【請求項８】 刻印ヘッド（１０）が、案内軌道（６、
   ７）に沿って確実に配設された輪形歯車と該輪形歯車に
   歯合している伝動歯車（２４）とを介して、案内軌道
   （６、７）に沿って移動可能であり、前記伝動歯車（２
   ４）もそれを駆動する第一サーボモータ（２１）も刻印
   ヘッド（１０）に配設されていることを特徴とする請求
   項１ないし７のいずれかに記載の装置。
9. 【請求項９】 輪形歯車が、固定された環状面（２５）
   に確実に外嵌されている可撓性のある材料からなる歯形
   ベルト（２６）によって形成され、該歯形ベルト（２
   ６）が刻印ヘッド（１０）の箇所で環状面（２５）から
   離れて伝動歯車（２４）の周囲を取り巻いていることを
   特徴とする請求項８記載の装置。
10. 【請求項１０】 停止装置（１４）が、刻印されるべき
    物体（１）を確実に保持するために設けられていること
    を特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載の装
    置。
11. 【請求項１１】 互いに独立して作業する少なくとも二
    個の刻印ヘッド（１０）が案内軌道（６、７）に支持さ
    れていることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
    かに記載の装置。