WO2016114060A1 - 缶体の充填巻締装置及び充填巻締方法 - Google Patents

缶体の充填巻締装置及び充填巻締方法 Download PDF

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黒澤　和之
秀彦 湯瀬
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東洋製罐株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a can body filling and tightening apparatus and method for filling a can body with contents and winding a lid onto the can body.
  • a conventional filling and winding device has a rotary filling machine (filler) that continuously fills a liquid can such as a beverage into a can made of a metal material, and a flange of the filled can.
  • a winding machine (seamer) that winds and seals the lid (metal lid).
  • the filler used is formed with a plurality of holding portions (pockets) for receiving and holding the can body on the circular outer peripheral portion of the rotating filling turret, and is synchronized with the holding portion above each holding portion.
  • a filling nozzle that moves in this manner is arranged.
  • Such a filling and tightening device is designed in various ways according to the form according to its use.
  • a lid is wound on a can filled with a liquid content
  • the content is filled. Therefore, it is indispensable to prevent the contents from overflowing from the can body in the transport path from when the lid is wound up.
  • the above-described conventional filling and winding apparatus has a relatively long linear intermediate conveyance path by a feed conveyor or a hook-up conveyor between the filler and the seamer, and the can after being filled by conveyance between them.
  • the body is not subjected to large acceleration or centrifugal force.
  • the present invention is an example of a problem to deal with such a problem. That is, in the filling and tightening device and filling and tightening method of the can body in which the liquid content is filled in the can body and the lid is tightened, a compact arrangement in which the filler and the seamer are integrated is possible. By omitting position adjustment and timing adjustment during transfer to the transfer route and transfer from the intermediate transfer route to the seamer, it is possible to simplify installation work and shorten the startup days, and timing during daily use It is an object of the present invention to reduce deviation inspection work and timing adjustment work, and to reduce production cost by not using a special drive device for timing adjustment.
  • a filling and tightening device and a filling and tightening method for a can body have the following configurations. While the can body is conveyed by rotation of the filling turret, a filler for filling the can body with the liquid content, a seamer for attaching the lid to the can body filled with the content by double winding, and the filling turret A transfer turret is provided between the carry-out position and the carry-in position to the seamer, and transports the can filled with contents in an arc, and a lid supply unit is provided on the transfer turret. Can body filling and tightening device.
  • the can body While the can body is transported along the circular transport path of the filling turret, the liquid content is filled, the can body filled with the contents is transferred from the filling turret to the transfer turret, and along the circular transport path of the transfer turret
  • the lid is supplied to the can body while being transported, the can body supplied with the lid is transferred from the transfer turret to the seamer, and the lid is mounted by double winding while transporting along the circular transport path of the seamer. Filling and tightening method for cans.
  • the filler when filling the can body with the liquid content and winding the lid, the filler is filled via the transfer turret, and the lid is wound on the can body.
  • a compact arrangement with integrated seamers makes it possible to save installation space.
  • position adjustment and timing adjustment can be omitted during transfer from the filler to the transfer turret and transfer from the transfer turret to the seamer, simplifying the installation work and shortening the startup days. it can.
  • a can body filling and tightening device 1 includes a filler 2, a seamer 3, and a transfer turret 4.
  • the can body W targeted here is a can body having a flange portion at the open end, and in the figure, W1 is an empty can, W2 is a can body that is being filled or filled with a liquid content such as a beverage, W3 shows a can body in which a lid is double-tightened.
  • the filler 2 includes a filling turret 20 and fills the can body W with the liquid content while the can body W is conveyed by rotation of the filling turret 20.
  • the filling turret 20 includes a pocket 2P that holds a plurality of cans W on a circular outer peripheral portion thereof, and the pocket 2P is arranged side by side at a set transport pitch P1 on a circular transport path L1 having a pitch diameter D1. .
  • a filling nozzle (not shown) that moves in synchronization with the pocket 2P is arranged, and the can body W from the filling nozzle 20B between the carry-in position 20A and the carry-out position 20B. Is filled with liquid contents.
  • Can body W (empty cans W1) is supplied to the filler 2 through an appropriate carry-in path L in the rinser performing a cleaning process on the can body W.
  • a carry-in turret 22 for delivering the can body W to the pocket 2P of the filling turret 20 may be provided, or a rinser turret (for cleaning the can body W with respect to the carry-in turret 22) (Not shown) may be added.
  • the seamer 3 is configured to attach a lid to the flange portion of the can body filled with the contents by double winding and tightening by roll processing, and the can body W on which the lid is placed is circular from the carry-in position 3A to the carry-out position 3B. While being transported along the transport path L2, double winding tightening is performed on the flange portion of the can body and the curled portion of the lid by roll processing, and the can body W is sealed. Also in the circular conveyance path L2 of the seamer 3, the pitch diameter D2 and the conveyance pitch P2 are appropriately set.
  • the can body W carried out from the seamer 3 is carried out of the machine through an appropriate carry-out path L out .
  • various inspections such as a filling amount for the discharge turret 30 that receives and transfers the can body W discharged from the seamer 3 and the can body W discharged from the discharge turret 30
  • An inspection machine turret 31 can be provided as appropriate.
  • the transfer turret 4 is provided with two transfer turrets 4A and 4B between the carry-out position 20B of the filling turret 20 and the carry-in position 3A to the seamer 3, and circularly conveys the can body W filled with the contents.
  • pockets 4P are provided for the conveyance pitches P3A and P3B.
  • the transfer turrets 4A and 4B have the same pitch diameters D3A and D3B and the transport pitches P3A and P3B, but the present invention is not limited to this.
  • the transfer turret 4B is provided with a lid supply unit 40 on the circular conveyance path L3B.
  • the lid supply unit 40 may be provided with a lid supply device directly on the circular conveyance path L3B, or provided on a lid supply turret added to the carry-in position 3A to the seamer 3 on the circular conveyance path L3B. Also good.
  • the transfer turret 4B is provided with a liquid nitrogen filling part 41 for filling the can body W with a positive pressure by filling the can body W with a positive pressure on the circular transport path L3B as necessary.
  • One transfer turret 4 may be used. However, when two transfer turrets 4 are provided as shown in FIG. In the carry-out position 20B, the filling nozzle for the filler 2 only needs to avoid the can body W. As a result, the height position of the filling nozzle is set low, the rotation angle of the filler 2 assigned to filling can be increased, and the filler 2 can be reduced in size.
  • the filled cans W transferred from the unloading position 20B of the filling turret 20 to the transfer turrets 4A and 4B move on the circular transfer paths L3A and L3B, respectively.
  • the lid supply unit 40 places the lid on the flange portion of the can body W and transfers it to the seamer 3.
  • the can body W filled with contents transferred to the transfer turrets 4A and 4B is subjected to acceleration (centrifugal force) by moving on the circular conveyance paths L3A and L3B.
  • the acceleration a max allowed at this time is as follows.
  • a max (2h / D) ⁇ G (G is gravitational acceleration)
  • the pitch diameters D3A and D3B of the transfer turrets 4A and 4B and the conveying pitches P3A and P3B are set so as not to exceed the allowable acceleration a max .
  • the conveying pitches P1, P2, P3A, and P3B of the filling turret 20 of the filler 2, the seamer 3, and the transfer turrets 4A and 4B are all equal.
  • the transport pitch (pocket pitch) P1 of the filling turret 20 and the transport pitches (pocket pitch) P3A, P3B of the transfer turrets 4A, 4B are within a range in which pocket transfer is possible by transfer from the filling turret 20 to the transfer turrets 4A, 4B. As long as it is set to.
  • Table 1 shows an example of specifications of such a filling and winding device 1.
  • the production capacity is 600 CPM (cans per minute)
  • the conveyance pitches P1, P2, P3A, and P3B are all 31 ⁇ (97.4 mm) and the conveyance speed is constant at 0.97 m / s.
  • the acceleration a max is set within the allowable range of 5.55 m / s 2 .
  • the filling and tightening device 1 connects the filler 2 and the seamer 3 with transfer turrets 4A and 4B, thereby enabling a compact arrangement in which the filler 2 and the seamer 3 are integrated via the transfer turrets 4A and 4B.
  • the filler 2, the seamer 3, and the transfer turrets 4A and 4B can be placed on the common frame 10 and installed.
  • the number of transfer turrets 4 may be one.
  • the above-described lid supply unit 40 and liquid nitrogen filling unit 41 are provided on the circular conveyance path L3.
  • a transfer turret 4 as a lid supply turret for performing deoxygenation with a replacement gas in the head space of the can body W and supplying a lid.
  • the filler nozzle of filler 2 must avoid the lid supply turret located above the can body W.
  • the filling nozzle must be set at a high position, and filling must be finished and raised at an early stage, the rotation angle of the filler 2 assigned to filling becomes small, and the filler 2 becomes large.
  • the rotation angle of the filler 2 assigned to the filling is provided by separately providing a lid supply turret (cover supply unit 40) for deoxygenation and supply of the lid at the position 3A for carrying the can body W of the transfer turret 4 into the seamer 3. Can be increased.
  • the entire filling and tightening device, or a part from the filling until the lid is wound and sealed when the liquid content is sensitive to oxidation such as tea and beer, the entire filling and tightening device, or a part from the filling until the lid is wound and sealed.
  • the box structure is surrounded by a cover, etc., and the inside is maintained at a positive pressure with air sterilized with a filter for the purpose of improving hygiene to prevent contamination by inert gas or bacteria for the purpose of deoxidation. It is preferable to do.
  • FIG. 2 shows a filling and tightening device 1A according to another embodiment of the present invention.
  • the above-mentioned can body is formed with a carry-out path L out 1 for producing a normal winding can that is double-tightened with a lid, a small-diameter mouth portion is formed in the can body, and sealed with a cap (metal cap) or the like
  • a discharge path L out 2 for producing a bottle can.
  • the filler 2 and the transfer turret 4A among the two transfer turrets 4A and 4B are shared, and the transfer path L3A of the transfer turret 4A
  • a branch transfer turret 5 for branching the transport path is provided to a capper 6 for capping the cap at the mouth.
  • the bottle can W filled with the content with the filler 2 is conveyed from the transfer turret 4A to the capper 6 via the branch transfer turret 5,
  • the cap is capped while being conveyed by the capper 6.
  • the bottle can W discharged from the capper 6 is discharged out of the machine through a discharge path L out 2 through an inspection machine turret 60 for performing various inspections such as a filling amount.
  • the transfer turret 4A is used without using the branch transfer turret 5 from the transfer path L3 of the transfer turrets 4A and 4B. , 4B is transferred to seamer 3.
  • FIG. 3 shows a configuration example of a transfer portion between turrets in the filling and tightening device according to the embodiment of the present invention.
  • the liquid surface is vibrated and problems such as overflow and foaming are likely to occur.
  • This phenomenon tends to be a problem particularly in the transfer of the can body after filling in the filling and tightening device in which the liquid content is filled in the above-described can body and the lid is double-tightened.
  • the change in acceleration applied to the can body becomes infinite, the posture of the can body being transported becomes unstable, and it interferes with the transfer guide, turret pocket, etc., and the can body has defects such as wrinkles and dents. It tends to occur.
  • an acceleration relaxation curve S that continuously changes the acceleration applied to the can body W to be conveyed is provided in the transfer portion from the filling turret 20 to the transfer turret 4A. ing. More specifically, the can body W is transferred between the filling turret 20 having pockets 2P formed on the outer peripheral portion at the transport pitch P1 and the transfer turret 4A having pockets 4P formed on the outer peripheral portion at the transport pitch P3A.
  • the circular conveyance path L1 of the filling turret 20 and the circular conveyance path L3A of the transfer turret 4A are arranged with a predetermined gap, and a transfer guide 7 for transferring the can body W along a predetermined track is provided between them. Yes.
  • the liquid surface of the can body W filled with the liquid content can be vibrated during transfer. Can be suppressed. As a result, it is possible to solve the problem that the contents overflow or foam when the can body is transferred between the filling turret 20 and the transfer turret 4A.
  • the transfer portion between the filling turret 20 and the transfer turret 4A has been described here, the same acceleration is applied to the transfer portion between the transfer turret 4A and the transfer turret 4B and between the transfer turret 4B and the seamer 3. A similar effect can be obtained by performing transfer along the relaxation curve.
  • the can body filling and tightening device 1 (1A) fills the can body with the liquid content and double-tightens the lid when transferring the turret 4. Since the filler 2 and seamer 3 are connected by (4A, 4B), it is possible to reduce the installation cost and the installation area by eliminating the use of a linear intermediate transport path and a special timing adjustment drive device. become. Then, an acceleration (curvature) restriction is applied to the transfer turret 4 so that the filled contents do not overflow from the can body, and the transfer part from the filling turret 20 to the transfer turret 4 (4A, 4B) is along the acceleration relaxation curve.
  • an acceleration (curvature) restriction is applied to the transfer turret 4 so that the filled contents do not overflow from the can body, and the transfer part from the filling turret 20 to the transfer turret 4 (4A, 4B) is along the acceleration relaxation curve.
  • the transfer By using the transfer, it is possible to realize a space-saving installation area while maintaining high filling accuracy. Moreover, since the transfer turret 4 (4A, 4B) can be provided with the lid supply part 40 and the liquid nitrogen filling part 41, the apparatus can be made more compact.

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Abstract

缶体に液状の内容物を充填し、蓋を二重巻き締めする缶体の充填巻締装置において、フィラーとシーマーを一体化したコンパクトな配置を可能にする。充填巻締装置１は、充填ターレット２０の回転によって缶体を搬送しながら、缶体に液状の内容物を充填するフィラー２と、内容物が充填された缶体に二重巻き締めによって蓋を装着するシーマー３と、充填ターレット２０の搬出位置２０Ｂとシーマー３への搬入位置３Ａとの間に設けられ、内容物が充填された缶体を円弧搬送する転送ターレット４とを備え、転送ターレット４上に蓋供給部４０を設けた。

Description

缶体の充填巻締装置及び充填巻締方法
　本発明は、缶体への内容物の充填と、缶体への蓋の巻締めを行う缶体の充填巻締装置及び方法に関するものである。
　従来の充填巻締装置は、金属材料からなる缶体に、飲料などの液状の内容物を連続して充填するロータリー式充填機（フィラー）と、充填済みの缶体のフランジ部に連続して蓋（金属蓋）を巻き締めて密封する巻締機（シーマー）とを具備している。そして、一般的に使用されるフィラーは、回転する充填ターレットの円形外周部に缶体を受け取って保持する保持部（ポケット）が複数個形成され、それぞれの保持部の上方にその保持部と同期して移動する充填ノズルが配置されている。連続的に供給されてくる各缶体が、フィラーの充填ターレットに順次保持されると、充填ターレットの回転によって搬送される間に、それぞれの充填ノズルから所定量の液状内容物が缶体に充填される。充填済みの缶体は、充填ターレットから外れると、フィードコンベヤやフックアップコンベヤに移り、シーマーに搬送される。シーマーは、フィードコンベヤやフックアップコンベヤから供給された充填済みの缶体のフランジ部に順次蓋を供給し、缶体のフランジ部と蓋のカール部がロール加工による二重巻き締めされることで、蓋を缶体に装着して密封する（下記特許文献１参照）。
特開２００６－３６２６６号公報
　このような充填巻締装置は、その用途に応じた形態に応じて様々な設計がなされており、特に、液状の内容物を充填した缶体に蓋を巻締める場合には、内容物を充填してから蓋が巻き締められるまでの間の搬送経路で、缶体から内容物が溢れないようにする配慮が不可欠になる。
　このため、前述した従来の充填巻締装置は、フィラーとシーマーとの間に、フィードコンベヤ或いはフックアップコンベヤによる比較的長い直線状の中間搬送経路を設けており、その間の搬送で充填後の缶体に大きな加速度や遠心力が加わらないようにしている。
　しかしながら、このような従来の充填巻締装置は、前述した直線状の中間搬送経路の存在によって、フィラーとシーマーとの間をある程度離す必要があり、両者を一体化したコンパクトな配置とすることができない問題がある。また、フィラーの搬出位置と直線状の中間搬送経路の受け取り位置の位置調整や、フィラーから中間搬送経路への移送のタイミング調整などが必要になり、設置時の作業が煩雑になり、立ち上げ日数が長期化する問題がある。また日常の使用時においても、コンベアチェーンの伸びなどによるタイミングずれが生じることがあり、定期的な点検と調整作業が必要である。さらに、フィラーとシーマーのタイミング調整を容易にする特殊な駆動装置を採用すると、コストアップが避けられない問題も生じる。
　本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、缶体に液状の内容物を充填し、蓋を巻き締める缶体の充填巻締装置及び充填巻締方法において、フィラーとシーマーを一体化したコンパクトな配置を可能にすること、フィラーから中間搬送経路への移送や中間搬送経路からシーマーへの移送の際の位置調整やタイミング調整を省くことで、設置時の作業の簡素化や立ち上げ日数の短期化を図ること、日常使用時のタイミングずれ点検作業やタイミング調整作業を削減すること、タイミング調整のために特殊な駆動装置を用いないことで、製作コストの削減を図ること、等が本発明の目的である。
　このような目的を達成するために、本発明による缶体の充填巻締装置及び充填巻締方法は、以下の構成を具備するものである。
　充填ターレットの回転によって缶体を搬送しながら、缶体に液状の内容物を充填するフィラーと、内容物が充填された缶体に二重巻き締めによって蓋を装着するシーマーと、前記充填ターレットの搬出位置と前記シーマーへの搬入位置との間に設けられ、内容物が充填された缶体を円弧搬送する転送ターレットとを備え、前記転送ターレット上に蓋供給部を設けたことを特徴とする缶体の充填巻締装置。
　缶体を充填ターレットの円形搬送経路に沿って搬送しながら液状の内容物を充填し、内容物が充填された缶体を充填ターレットから転送ターレットに移送し、転送ターレットの円形搬送経路に沿って搬送しながら缶体に蓋を供給し、蓋が供給された缶体を転送ターレットからシーマーに移送し、シーマーの円形搬送経路に沿って搬送しながら二重巻き締めにより蓋を装着することを特徴とする缶体の充填巻締方法。
　このような特徴を有する本発明は、缶体に液状の内容物を充填し、蓋を巻き締める際に、転送ターレットを介し、缶体への充填を行うフィラーと、缶体に蓋を巻き締めるシーマーを一体化したコンパクトな配置になり、設置面積の省スペース化が可能になる。この際、転送ターレットに、充填された内容物が缶体から溢れない加速度（曲率）制限を加えることで、高い充填精度を維持しながら、設置面積の省スペース化を実現することができる。
　また、フィラーから転送ターレットへの移送や転送ターレットからシーマーへの移送の際に、位置調整やタイミング調整を省くことができ、設置時の作業の簡素化や立ち上げ日数の短期化を図ることができる。また、日常使用時においてもタイミングずれ点検作業やタイミング調整作業を削減することができ、更には、特殊なタイミング調整用の駆動装置を採用する必要が無いので、製作コストの削減を図ることができる。
本発明の一実施形態に係る缶体の充填巻締装置を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係る缶体の充填巻締装置を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る缶体の充填巻締装置におけるターレット間の移送部分を示した説明図である。 内容物が充填された缶体の参考図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１において、本発明の実施形態に係る缶体の充填巻締装置１は、フィラー２、シーマー３、転送ターレット４を備える。ここで対象とする缶体Ｗは、開口端部にフランジ部を有する缶体であり、図において、Ｗ１が空缶、Ｗ２が飲料などの液状の内容物を充填中又は充填済みの缶体、Ｗ３が蓋を二重巻き締めした缶体を示している。
　フィラー２は、充填ターレット２０を備え、充填ターレット２０の回転によって缶体Ｗを搬送しながら、缶体Ｗ内に液状の内容物を充填する。充填ターレット２０は、その円形外周部に複数の缶体Ｗを保持するポケット２Ｐを備え、ポケット２Ｐは、ピッチ直径Ｄ１の円形搬送経路Ｌ１上に、設定された搬送ピッチＰ１で並べて配置されている。各ポケット２Ｐの上には、そのポケット２Ｐと同期して移動する充填ノズル（図示省略）が配置されており、充填ターレット２０の搬入位置２０Ａと搬出位置２０Ｂの間で、充填ノズルから缶体Ｗに液状の内容物が充填される。
　缶体Ｗ（空缶Ｗ１）は、缶体Ｗに洗浄処理を施すリンサーから適宜の搬入経路Ｌinを経てフィラー２に供給される。その際には、図示したように、充填ターレット２０のポケット２Ｐに缶体Ｗを受け渡す搬入ターレット２２を設けても良いし、搬入ターレット２２に対して缶体Ｗの洗浄処理を行うリンサーターレット（図示省略）を追加しても良い。
　シーマー３は、内容物が充填された缶体のフランジ部にロール加工による二重巻き締めによって蓋を装着するものであり、蓋が載せされた缶体Ｗが搬入位置３Ａから搬出位置３Ｂまで円形搬送経路Ｌ２に沿って搬送される間に、缶体のフランジ部と蓋のカール部にロール加工による二重巻き締めが施され、缶体Ｗが密封される。シーマー３の円形搬送経路Ｌ２においても、ピッチ直径Ｄ２と搬送ピッチＰ２が適宜設定されている。
　シーマー３から搬出された缶体Ｗは、適宜の搬出経路Ｌoutを経て機外に搬出される。その際、図示の矢印方向に回転しながら、シーマー３から排出される缶体Ｗを受け取って転送する排出ターレット３０や排出ターレット３０から排出される缶体Ｗに対して、充填量などの各種検査を行う検査機ターレット３１を適宜設けることができる。
　転送ターレット４は、充填ターレット２０の搬出位置２０Ｂとシーマー３への搬入位置３Ａとの間に転送ターレット４Ａ，４Ｂが二つ設けられ、内容物が充填された缶体Ｗを円弧搬送するものであり、それぞれのピッチ直径Ｄ３Ａ，Ｄ３Ｂの円形搬送経路Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂには、搬送ピッチＰ３Ａ，Ｐ３Ｂ毎にポケット４Ｐが設けられている。尚、本例では、転送ターレット４Ａ，４Ｂのピッチ直径Ｄ３Ａ，Ｄ３Ｂを同径、搬送ピッチＰ３Ａ，Ｐ３Ｂを等しく構成しているが、これに限定されるものではない。
　この転送ターレット４Ａ，４Ｂの内、転送ターレット４Ｂには、その円形搬送経路Ｌ３Ｂ上に蓋供給部４０が設けられる。蓋供給部４０は、蓋供給装置を円形搬送経路Ｌ３Ｂ上に直接設けたものであってもよいし、円形搬送経路Ｌ３Ｂ上のシーマー３への搬入位置３Ａに追加した蓋供給ターレット上に設けてもよい。また、転送ターレット４Ｂには、その円形搬送経路Ｌ３Ｂ上に、缶体Ｗに液体窒素を充填して陽圧とし、薄肉化を行うための液体窒素充填部４１が必要に応じて設けられる。
　尚、転送ターレット４は一つでも良いが、図１に示したように２つ設けた場合、一つ目の転送ターレット４Ａを、缶体Ｗの搬送専用ターレットとすることにより、充填ターレット２０の搬出位置２０Ｂにおいて、フィラー２の充填ノズルは缶体Ｗのみを避ければ良い。この結果、充填ノズルの高さ位置が低く設定され、充填に割り当てるフィラー２の回転角度を大きくすることが可能となり、フィラー２を小型化することができる。
　このような転送ターレット４Ａ，４Ｂにおいては、充填ターレット２０の搬出位置２０Ｂから転送ターレット４Ａ，４Ｂに移送された内容物充填済みの缶体Ｗは、それぞれの円形搬送経路Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂ上を移動しながら、必要に応じて缶体Ｗへの窒素充填が行われた後、蓋供給部４０にて缶体Ｗのフランジ部への蓋載せが行われシーマー３に移送される。
　転送ターレット４Ａ，４Ｂに移送された内容物充填済みの缶体Ｗには、円形搬送経路Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂ上を移動することで加速度（遠心力）が掛かる。この際に許容される加速度ａmaxは、図４に示すように、内容物が充填された缶体Ｗのヘッドスペース高さをｈ、缶体の直径をＤとするとき、ａmax＝（２ｈ／Ｄ）×Ｇ（Ｇは重力加速度）となり、この許容される加速度ａmaxを超えないように転送ターレット４Ａ，４Ｂのピッチ直径Ｄ３Ａ，Ｄ３Ｂと搬送ピッチＰ３Ａ，Ｐ３Ｂが設定される。このように、缶体Ｗに掛かる加速度を制限することで、充填された内容物が缶体Ｗの開口端部から溢れること無く、缶体Ｗが転送ターレット４Ａ，４Ｂの円形搬送経路Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂ上を移動することができる。ここでの許容される加速度ａmaxは、例えば、代表的な缶体としては、缶体の直径（胴径）Ｄ＝６６ｍｍが存在し、通常、このような缶体のヘッドスペース高さｈはｈ＝１４ｍｍであり、重力加速度Ｇ＝９．８１ｍ／ｓ2とすると、ａmax＝２×１４／６６×９．８１＝４．１６ｍ／ｓ2となる。
　このような充填巻締装置１においては、フィラー２の充填ターレット２０、シーマー３、転送ターレット４Ａ，４Ｂの各搬送ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂは全て等しくすることが好ましい。しかしながら、それぞれの搬送ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂに許容される程度の差があっても設計可能である。特に、充填ターレット２０の搬送ピッチ（ポケットピッチ）Ｐ１と転送ターレット４Ａ，４Ｂの搬送ピッチ（ポケットピッチ）Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂは、充填ターレット２０から転送ターレット４Ａ，４Ｂへの移送でポケット渡しが可能な範囲に設定されていればよい。
　このような充填巻締装置１の諸元例を表１に示す。ここでは、生産能力を６００ＣＰＭ（Cans Per Minute：即ち１分あたりの生産量）とし、搬送ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂは全て３１π（９７．４ｍｍ）、搬送速度が０．９７ｍ／ｓで一定とする。この例は、転送ターレット４Ａ，４Ｂの遠心加速度（３．８２ｍ／ｓ2）が、前述した許容される加速度ａmax＝４．１６ｍ／ｓ2の許容範囲内に設定されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　尚、他に、代表的な缶体として前述した缶体よりもやや小径の直径（胴径）Ｄ＝５３ｍｍの缶体が存在し、通常、このような缶体のヘッドスペース高さｈはｈ＝１５ｍｍであり、ａmax＝２×１５／５３×９．８１＝５．５５ｍ／ｓ2となり、加速度ａmax＝５．５５ｍ／ｓ2の許容範囲内に設定される。
　従って、前述した転送ターレット４Ａ，４Ｂの遠心加速度（ａmax）は、式ａmax＝（２ｈ／Ｄ）×Ｇで定義される加速度を超えないように設定される。
　充填巻締装置１は、フィラー２とシーマー３との間を転送ターレット４Ａ，４Ｂで連結することで、転送ターレット４Ａ，４Ｂを介してフィラー２とシーマー３を一体化したコンパクトな配置が可能になる。これによって、フィラー２とシーマー３と転送ターレット４Ａ，４Ｂを、共通フレーム１０上に載せて設置することができる。共通フレーム１０で充填巻締装置１を製作した場合には、設置状態での組立配線工事や試運転調整を事前に済ませることができるので、設置工事期間の短縮化が可能になる。
　そして、フィラー２からシーマー３に至るまでの缶体Ｗの搬送を全て搬送ピッチが正確に決まっているターレット搬送にしていることで、直線搬送時に用いるチェーンの伸びによる経時変化の影響が無くなり、搬送ピッチＰ１，Ｐ２，Ｐ３Ａ，Ｐ３Ｂを互いに近づけるだけで、フィラー２から転送ターレット４Ａ，４Ｂへの移送や、転送ターレット４Ａ，４Ｂからシーマー３への移送の際の位置調整やタイミング調整を省くことができる。
　尚、図示しないが、転送ターレット４は一つでも良く、転送ターレット４が一つの場合は、その円形搬送経路Ｌ３上に前述した蓋供給部４０、液体窒素充填部４１が設けられる。また、転送ターレット４を一つとして、缶体Ｗのヘッドスペースの置換ガスによる脱酸素と蓋の供給を行う蓋供給ターレットを兼用することも可能であるが、この場合、充填ターレット２０の搬出位置２０Ｂにおいて、フィラー２の充填ノズルは、缶体Ｗの上方に位置する蓋供給ターレットを避けなければならない。このため、充填ノズルは高い位置に設定されると共に、早い段階で充填を終了して上昇させなければならず、充填に割り当てるフィラー２の回転角度が小さくなり、フィラー２が大型化する。但し、脱酸素と蓋の供給を行う蓋供給ターレット（蓋供給部４０）を別途、転送ターレット４の缶体Ｗのシーマー３への搬入位置３Ａに設けることにより、充填に割り当てるフィラー２の回転角度を大きくすることができる。
　尚、本実施形態においては、液状の内容物が茶類やビールなどの酸化に敏感な内容物の場合、充填巻締め装置全体、或いは充填後、蓋を巻締して密封するまでの一部をカバーなどで囲ったボックス構造とし、その内部を、脱酸素を目的として不活性ガス、或いは雑菌などの混入を防止する衛生性の向上を目的として、フィルターで除菌した空気で陽圧に維持することが好ましい。
　図２は、本発明の他の実施形態に係る充填巻締装置１Ａを示している。前述した実施形態と共通する部位には同一符号を付して重複説明を省略する。この実施形態は、前述した缶体に蓋を二重巻き締めする通常巻締缶を生産する搬出経路Ｌout１と、缶体に小径の口部を形成し、キャップ（金属キャップ）などで密封するボトル缶を生産する排出経路Ｌout２を併せ持つ例であり、フィラー２と二つの転送ターレット４Ａ，４Ｂの内の転送ターレット４Ａを共用して、転送ターレット４Ａの搬送経路Ｌ３Ａに、ボトル缶の口部にキャップをキャッピングするキャッパー６へ、搬送経路を分岐する分岐転送ターレット５を設けている。
　これによると、ボトル缶への充填とキャップのキャッピングを行う場合には、フィラー２で内容物の充填を行ったボトル缶Ｗは、転送ターレット４Ａから分岐転送ターレット５を経てキャッパー６に搬送され、キャッパー６にて搬送される間にキャップのキャッピングが行われる。キャッパー６から排出されるボトル缶Ｗは、充填量などの各種検査を行う検査機ターレット６０などを介した排出経路Ｌout２を通って機外に排出される。これに対して、通常巻締缶の缶体への充填、蓋による二重巻き締めを行う場合には、転送ターレット４Ａ，４Ｂの搬送経路Ｌ３から分岐転送ターレット５を用いずに、転送ターレット４Ａ，４Ｂからシーマー３への移送を行う。
　このような充填巻締装置１Ａにおいても、フィラー２、シーマー３、転送ターレット４Ａ，４Ｂ、分岐転送ターレット５、キャッパー６などを一体化したコンパクトな配置が可能になり、これらを共通フレーム１０上に載せて設置することができる。
　図３は、本発明の実施形態に係る充填巻締装置におけるターレット間の移送部分の構成例を示している。前述した充填ターレット２０から転送ターレット４Ａへ缶体を移送する場合のように、ターレット間で缶体の受け渡し搬送を行う場合には、一方のターレットの円形搬送経路と他方のターレットの円形搬送経路とで曲率が反転するので、缶体に加わる加速度変化が無限大になる。このため、缶体に液状の内容物が充填されている場合には、一方のターレットで搬送されている際に受ける遠心力で傾斜している液面が、他方のターレットに移送されると逆側に傾斜することになり、その際に液面が振動して溢れや泡立ちなどの不具合が生じ易くなる。この現象は、特に前述した缶体に液状の内容物を充填し、蓋を二重巻き締めする充填巻締装置における充填後の缶体の移送において、問題になりやすい。また、缶体に加わる加速度変化が無限大となることによって、搬送される缶体の姿勢が不安定となり、移送ガイドやターレットのポケットなどと干渉して、缶体に疵、凹みなどの欠陥が生じ易くなる。
　この問題に対処するために、図３に示した例では、充填ターレット２０から転送ターレット４Ａへの移送部分に、搬送される缶体Ｗに掛かる加速度を連続的に変化させる加速度緩和曲線Ｓを設けている。より具体的には、外周部に搬送ピッチＰ１でポケット２Ｐが形成された充填ターレット２０と、外周部に搬送ピッチＰ３Ａでポケット４Ｐが形成された転送ターレット４Ａとの間で、缶体Ｗを移送させる際に、充填ターレット２０の円形搬送経路Ｌ１と転送ターレット４Ａの円形搬送経路Ｌ３Ａを所定間隙を開けて配置し、その間に所定の軌道に沿って缶体Ｗを移送させる移送ガイド７を設けている。そして、この移送ガイド７のガイド面形状が、充填ターレット２０の円形搬送経路Ｌ１のピッチ円曲率から転送ターレット４Ａの円形搬送経路Ｌ３Ａのピッチ円曲率に連続的に変化する転移曲線（加速度緩和曲線Ｓ）に沿って形成されている。
　充填ターレット２０と転送ターレット４Ａとの間の缶体Ｗの移送部分に前述した加速度緩和曲線Ｓを設けることで、液状の内容物が充填された缶体Ｗの液面が移送時に振動するのを抑制することができる。これによって、充填ターレット２０と転送ターレット４Ａとの間での缶体の移送時に、内容物の溢れや泡立ちなどが生じる問題を解消することができる。なお、ここでは、充填ターレット２０と転送ターレット４Ａとの間の移送部分について説明したが、転送ターレット４Ａと転送ターレット４Ｂ、転送ターレット４Ｂとシーマー３との間の移送部分においても、同趣旨の加速度緩和曲線に沿った移送を行うことで、同様の効果を得ることができる。
　以上説明したように、本発明の実施形態に係る缶体の充填巻締装置１（１Ａ）は、缶体に液状の内容物を充填し、蓋を二重巻き締めする際に、転送ターレット４（４Ａ，４Ｂ）によってフィラー２とシーマー３を連結したので、直線状の中間搬送経路や特殊なタイミング調整用の駆動装置の使用を省き、設置コストの低減化と設置面積の省スペース化が可能になる。そして、転送ターレット４に、充填された内容物が缶体から溢れない加速度（曲率）制限を加え、充填ターレット２０から転送ターレット４（４Ａ，４Ｂ）への移送部分などを加速度緩和曲線に沿った移送にすることで、高い充填精度を維持しながら、設置面積の省スペース化を実現することができる。また、転送ターレット４（４Ａ，４Ｂ）には、蓋供給部４０や液体窒素充填部４１を設けることができるので、更に、装置のコンパクト化が可能になる。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。特に、図３に示した形態例は、図１及び図２に示した実施形態におけるターレット間の移送部分の全てに採用することができる。
１，１Ａ：充填巻締装置，
２：フィラー，２０：充填ターレット，２０Ａ：搬入位置，２０Ｂ：搬出位置，２２：搬入ターレット，
３：シーマー，３Ａ：搬入位置，３Ｂ：搬出位置，
３０：排出ターレット，３１，６０：検査機ターレット，
４（４Ａ，４Ｂ）：転送ターレット，４０：蓋供給部，４１：液体窒素充填部，
５：分岐転送ターレット，６：キャッパー，７：移送ガイド，
１０：共通フレーム，
Ｗ：缶体，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３（Ｌ３Ａ，Ｌ３Ｂ）：円形搬送経路，
Ｌin：搬入経路，Ｌout，Ｌout１，Ｌout２：搬出経路，
２Ｐ，４Ｐ：ポケット，
Ｓ：加速度緩和曲線

Claims (10)

  1. 　充填ターレットの回転によって缶体を搬送しながら、缶体に液状の内容物を充填するフィラーと、
    　内容物が充填された缶体に二重巻き締めによって蓋を装着するシーマーと、
    　前記充填ターレットの搬出位置と前記シーマーへの搬入位置との間に設けられ、内容物が充填された缶体を円弧搬送する転送ターレットとを備え、
    　前記転送ターレット上に蓋供給部を設けたことを特徴とする缶体の充填巻締装置。
  2. 　前記転送ターレットで搬送される缶体に掛かる加速度が、式 ａmax＝（２ｈ／Ｄ）×Ｇで定義される加速度ａmaxを超えないように設定されることを特徴とする請求項１に記載された缶体の充填巻締装置。
    　式中、ｈは缶体のヘッドスペース高さ、Ｄは缶体の直径（胴径）、Ｇは重力加速度を表す。
  3. 　前記充填ターレットと前記転送ターレットは、前記充填ターレットから前記転送ターレットへの移送でポケット渡しが可能な範囲の搬送ピッチが設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された缶体の充填巻締装置。
  4. 　前記充填ターレットから前記転送ターレットへの移送部分及び／又は前記転送ターレットから前記シーマーへの移送部分に移送ガイドを設け、前記移送ガイドのガイド面形状が、搬送される缶体に掛かる加速度を連続的に変化させる加速度緩和曲線に沿って形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載された缶体の充填巻締装置。
  5. 　前記転送ターレットの搬送経路には、ボトル缶の口部にキャップのキャッピングを行うキャッパーへ搬送経路を分岐する分岐転送ターレットが設けられることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載された缶体の充填巻締装置。
  6. 　前記フィラーと前記シーマーと前記転送ターレットが、共通のフレーム上に載せられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載された缶体の充填巻締装置。
  7. 　缶体を充填ターレットの円形搬送経路に沿って搬送しながら液状の内容物を充填し、
    　内容物が充填された缶体を充填ターレットから転送ターレットに移送し、転送ターレットの円形搬送経路に沿って搬送しながら缶体に蓋を供給し、
    　蓋が供給された缶体を転送ターレットからシーマーに移送し、シーマーの円形搬送経路に沿って搬送しながら二重巻き締めにより蓋を装着することを特徴とする缶体の充填巻締方法。
  8. 　前記転送ターレットで搬送される缶体に掛かる加速度が、内容物が充填された缶体のヘッドスペース高さをｈ、缶体の直径をＤとするとき、ａmax＝（２ｈ／Ｄ）×Ｇ（Ｇは重力加速度）を超えないことを特徴とする請求項７に記載された缶体の充填巻締方法。
  9. 　前記充填ターレットから前記転送ターレットへの移送及び／又は前記転送ターレットから前記シーマーへの移送は、搬送される缶体に掛かる加速度を連続的に変化させる加速度緩和曲線に沿って移送することを特徴とする請求項７又は８記載された缶体の充填巻締方法。
  10. 　前記転送ターレットの搬送経路から、ボトル缶の口部にキャップのキャッピングを行うキャッパーへ搬送経路を分岐することを特徴とする請求項７～９のいずれか１項に記載された缶体の充填巻締方法。
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