JP6291536B2 - 巻締め装置 - Google Patents
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Description
公知の巻締め装置は、例えば、特許文献1に示すように、公転軸10に固定した従節カムレバー12の端部に、固定の巻締めカム22、23上を滑動するカムフォロワー20、21が設けられ、第1の巻締めを行う第1のシーミングロール5、5と、第2の巻締めを行う第2のシーミングロール6、6とが、公転軸10に支持されている。
巻締めカム22、23は、上下2段の複合共役板カムで構成され、これに夫々係合する左右1組のカムフォロワー20、21を持つ従節カムレバー12が公転軸10に固定されている。
従節カムレバー12の左右1組のカムフォロワー20、21が、変位部分bがスライドしない場合は巻締めカム22、23上を倣い、スライドした場合は補助カム24、27側を倣うように構成されている。
このことで、調整作業の第1巻締め確認時には、変位部分bをスライドさせて第2のシーミングロール6を不作動とし、第2の巻締めを行わずに第1巻締の状態を確認することを可能としている。
さらに、巻締め調整(サンプル缶の作成時)では、第1のシーミングロール531aによる巻締め状態を確認することが重要であり、サンプル缶の作成時は、第2のシーミングロール531bが第2巻締め領域においてチャックユニット(シーミングチャック装置)に寄らないようにする(第2のシーミングロール531bによる巻締めは行わない)。このため、図示しないが、第1のシーミングロール531aを揺動するカムフォロワー536aの板カムの一部を内方に移動すると共に、外カムにより前記カムフォロワー536aを内方に揺動し、揺動軸532を介して第2のシーミングロール531bを揺動するカムフォロワー536bを板カムから外方に逃がすようにする。この結果、前記したカムフォロワー536a、536bとそれぞれの板カムとに隙間が形成され、前記したカムフォロワー536a、536bの拘束が不十分となり、通常運転速度での巻締めサンプル缶の作成ができない。
この結果、チャックユニット(シーミングチャック装置)と第1のシーミングロール、第2のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更すること、缶と蓋の巻締め部の形状をほぼ決定する第1のシーミングロールによる巻締め状態を確認するサンプル缶の作成時において、第2のシーミングロールを寄せずに制御して、サンプル缶を容易に作成することが可能となる。
また、シーミングロールの揺動軸の駆動源の駆動出力軸と前記シーミングロールの揺動軸とを、ボールスプラインを介して連結したことにより、駆動源をシーミングユニットから分離独立させて安定した位置に配置することが可能となるとともに、確実に高精度に回転を伝達することが可能となる。
さらに、シーミングロールを積極的に上下動させた場合でも、駆動源を上下に追従させる必要がなく、駆動源をシーミングユニットから分離独立させて安定した位置に配置することが可能となり、確実に高精度に回転を伝達することが可能となる。
本請求項3に記載の構成によれば、缶載置ユニットが、缶を載置するプレートを弾性的に上方に押圧する押圧機構を有し、チャックユニット及びシーミングユニットが、上下動可能に構成されていることで、缶載置ユニットのプレートを自転した状態で昇降させる必要がない。このため、搬入コンベアから缶載置ユニットに缶が乗り移る際に缶が上下動することなく姿勢が安定し、ガイドやシーミングターレットのポケットによる凹み、その凹みに起因する巻締め時の座屈を防止することができ、巻締め精度の向上を図ることが可能となる。
本請求項4に記載の構成によれば、チャックユニット及びシーミングユニットが単一のカム機構で上下動するように一体に形成されていることにより、個々にカム機構を設ける必要がなくなり構造を簡素化でき、さらに回転軸とオイルシール等との摩擦熱による膨張に起因するチャックとシーミングロールの位置の変化を防止し、メンテナンスを容易とすることができる。
本請求項5に記載の構成によれば、シーミングロールの揺動軸の駆動源がサーボモータであることにより、調整を電気的な制御指令で行うことができるとともに、フィードバック制御も可能となり、さらに調整作業を短時間で容易に行うことが可能となる。
なお、本実施形態では、缶載置ユニット110のプレート112上の缶Cを、チャックユニット120及びシーミングユニット130に対して昇降させず、チャックユニット120及びシーミングユニット130を上下動させる構成としている。
この押圧機構111は、シリンダ空間113の上方にプレート112を固定したピストン114が挿入されて構成されており、圧縮エア等の圧力流体がシリンダ空間113内に供給されることで、プレート112を弾性的に上方に押圧する。
そして、この押圧機構111を用いれば、全てのポケットで一定の押付力が得られるとともに、プレート112の押圧下降量にかかわらず、一定の押付力が得られるため、調整が極めて容易であり、運転中に変動することも防止できる。
また、この押圧機構111を用いた場合には、巻締め中に缶Cの高さが微小に減少する際に、後述するチャックユニット120の上下動カム123のカムプロフィールと、実際の缶高減少量の誤差を押圧機構111で吸収しても軸荷重が変動せず、巻締め精度を向上させ、処理の高速化を図ることが可能となる。
なお、押圧機構111には、圧縮エアの代わりにスプリング等の弾性体を用いても良いが、前述した理由により圧縮エア等の圧力流体から成る押圧機構とするのが好ましい。
チャックユニット120の上下動カム123は固定的に設けられており、シーミングターレット101が回転することで、チャックユニット120の上下動カムフォロワー124がカムプロフィールに倣って移動し、チャックユニット120のチャック121が位置に応じて上下動する。
また、チャックユニット120内に回転可能に設けられたチャック121は、連動軸156を介してプレート112と同期するように回転駆動される。
なお、チャック121の回転の制御は、適宜手段を採用、付加しても良い。
また、シーミングユニット130は、揺動軸132の駆動源158を除いて、チャックユニット120とチャック・ロール一体ハウジング136により一体に構成され、チャックユニット120と一体となって上下動する。
さらに揺動軸132の駆動源158は、揺動軸132の上方の上下動しない位置に配置されている。
このように、チャックユニット120及びシーミングユニット130が一体となって上下動可能であることで、缶載置ユニット110のプレート112上を自転した状態で昇降させる必要がないため、搬入コンベアから缶載置ユニット110に缶が乗り移る際に缶Cが上下動することなく姿勢が安定し、ガイドやシーミングターレットのポケットによる凹み、その凹みに起因する巻締め時の座屈を防止することができ、巻締め精度の向上を図ることが可能となる。
ボールスプライン140のスプライン軸140aは下端部を除いて中空に形成されており、下端部が固定ネジ142で揺動軸132と固定されている。
このことで、ボールスプライン140のスプライン軸140aを軽量化しつつ外径を大きくして大トルクを伝達することが可能となるとともに、組立やメンテナンス時に固定ネジ142に対して上方から中空部141を介してアクセス可能なため、揺動軸132を必要最小限の長さとし、軽量なスプライン軸140aを長くすることで、上下動する構成部材全体の軽量化が可能となる。
なお、シーミングロール131の上下動、巻締め動作、押し付けを可能とする伝動手段は、上記構成には限定されず、適宜手段を採用、付加しても良い。
このような駆動により、プレート112及びチャック121の回転の開始や加速のタイミングをシーミングターレットと独立して制御でき、操作盤等により運転を止めることなく個別に最適に調整できるため、調整作業を短時間で容易に行うことが可能となるとともに、運転中の変動にも対処することが可能となる。
また、缶に載置された蓋に自転するチャック121を嵌合させる際に、プレート112及びチャック121の回転を制御して、プレート112及びチャック121の自転を停止、あるいは低速状態にし、回転中心のずれを低減してガイド部材等との接触による缶の凹み、傷付き等を防止し、また、チャック121による蓋のセンターリング性能を向上させることができる。
そして、前述したように、シーミングロール131の揺動軸132の駆動源をサーボモータとすることにより、調整を電気的な制御指令で行うことができるとともに、フィードバック制御も可能となり、さらに調整作業を短時間で容易に行うことが可能となる。
このため、チャックユニット(シーミングチャック装置)と第1のシーミングロール、第2のシーミングロールとのそれぞれのクリアランスの調整作業を短時間で容易に行うこと、シーミングサイクルを容易に変更すること、缶と蓋の巻締め部の形状をほぼ決定する第1のシーミングロールによる巻締め状態を確認するサンプル缶の作成時において、第2のシーミングロールを寄せずに制御してサンプル缶を容易に作成することが可能となる。
次いで、チャックユニット120が、上下動機構122によって下降し、チャックユニット120のチャック121が蓋Fに嵌合する。
蓋Fが嵌合した缶Cは、缶載置ユニット110の押圧機構111の押圧力に抗して、巻締めに必要な一定の軸荷重で、プレート112とチャック121に挟持されるとともに、チャック121による蓋Fのセンターリングが行われ、同時に嵌合している缶Cもセンターリングが行われる。
そして、シーミングターレットがさらに回転し、缶Cが巻締めに必要な回転数まで加速される。
図3に示すように、シーミングロール131は揺動軸132に1次巻締め用(第1のシーミングロール)、2次巻締め用(第2のシーミングロール)の2つのシーミングロール131が備えられており、巻締め区間を通過中に順次押し付けて巻締めが完了する。
なお、本実施形態では、チャックユニット120及びシーミングユニット130が上下動する形態を示したが、缶載置ユニット110が上下動してプレート112上の缶Cをチャックユニット120及びシーミングユニット130に対して昇降させる形態にも適用可能である。
101 ・・・ シーミングターレット
110 ・・・ 缶載置ユニット
111 ・・・ 押圧機構
112 ・・・ プレート
113 ・・・ シリンダ空間
114 ・・・ ピストン
120 ・・・ チャックユニット
121 ・・・ チャック
122 ・・・ チャックユニットの上下動機構
123 ・・・ チャックユニットの上下動カム
124 ・・・ チャックユニットの上下動カムフォロワー
129 ・・・ オイルシール
130 ・・・ シーミングユニット
131、531 ・・・ シーミングロール
132、532 ・・・ 揺動軸
533 ・・・ ロールシャフト
534 ・・・ 調整ねじ
535 ・・・ ウォームギア機構
536 ・・・ カムフォロワー
136 ・・・ チャック・ロール一体ハウジング
137 ・・・ 駆動出力軸
138 ・・・ 継手
140 ・・・ ボールスプライン
140a・・・ スプライン軸
140b・・・ スプラインナット
141 ・・・ 中空部
142 ・・・ 固定ネジ
151 ・・・ シーミングターレットの駆動伝達機構
152 ・・・ プレートの駆動伝達機構
156 ・・・ 連動軸
158 ・・・ 揺動軸の駆動源(サーボモータ)
159 ・・・ 減速機
C ・・・ 缶(蓋巻締前)
F ・・・ 蓋
Claims (5)
- 缶を載置する缶載置ユニットと、前記缶載置ユニットに対向して設けられたチャックユニットと、蓋を缶に巻締めるシーミングユニットを備えた巻締め装置であって、
前記シーミングユニットが、シーミングロールによる巻締め動作を行い、
前記シーミングロールの揺動軸の駆動源が、巻締め動作を独立して制御可能に構成され、
前記駆動源の駆動出力軸と前記シーミングロールの揺動軸とを、ボールスプラインを介して連結したことを特徴とする巻締め装置。 - 前記ボールスプラインのスプライン軸は、少なくとも一方の端部を除いた中間部が中空に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の巻締め装置。
- 前記缶載置ユニットが、缶を載置するプレートを弾性的に上方に押圧する押圧機構を有し、
前記チャックユニット及びシーミングユニットが、上下動可能に構成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の巻締め装置。 - 前記チャックユニットとシーミングユニットが、単一のカム機構で上下動するように一体に形成されていることを特徴とする請求項3に記載の巻締め装置。
- 前記シーミングロールの揺動軸の駆動源が、サーボモータであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の巻締め装置。
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