JP4881630B2 - 缶体巻締装置 - Google Patents

Description

本発明は四角形状の缶体や大きさ或いは形状が異なる缶体を、倣いカムを使用せずに加工出来る缶体巻締装置に関する。

従来、四角形状の缶体や大きさ或いは形状が異なる缶体をカールローラーと締付けローラーを用いて缶本体の端部に蓋を巻締めて缶体を製造する場合には、缶本体の断面形状に合せた倣いカムを用意し、缶体の横断面に対して、カールローラーと締付けローラーを動かして缶体巻締作業が行われ、缶体が製造されていた。この時、缶本体の断面形状が変わる毎に、倣いカムを用意しなければならず、且つ倣いカムの交換作業に多くの時間が必要であり、手間の掛かるものであった。従って、倣いカムの交換時は、自動製造ラインが停止されるので非常に大きなロスとなり、且つ交換部品の増加やその管理が煩雑になり、更に倣いカムの交換時及び缶体巻締作業には熟練技術による調整が必要であり、コストダウンが難しかった。

このため、近年に於いては、大きさ或いは形状が異なる缶体をカールローラーと締付けローラーを用いて缶本体の端部に蓋を巻締めて缶体を製造する場合に、倣いカムを使用しない装置として、例えば特開２００１−２５９７６６で提案された缶体製造装置がある。この装置は、楕円等の真円以外の断面形状の缶体を加工する場合、これに即したカールシーム加工線が一定速度となったような歪みのない均一な巻締めを行うことが出来るものである。この構造は、台座とこれに進退自在に対向させた抑え座とにそれぞれ設けた回転金型に、缶本体と該缶本体の両側に各蓋を巻締めて缶体を製造する製造装置において、該抑え座と各回転金型とカールローラー並びに締付けローラーとをそれぞれサーボモーターに連動させ、且つ数値制御装置に、缶本体の断面形状と高さと、カールローラーと締付けローラーの切込み段数と、各段数毎の切込み量と、回転金型の回転数とを書込み、該数値制御装置に書込んだ情報に基づいて各サーボモーターを順次動作させるものであった。

しかしながら、特開２００１−２５９７６６は、主として自動車用消音機の外殻として使用される楕円等の真円以外の断面形状の缶体を加工する製造装置であり、本発明のような四角形状の缶体で、且つその大きさ或いは形状が異なる缶体を、倣いカムを使用せずに加工出来る缶体巻締装置の記載がなく、その発想もないものであった。
特開２００１−２５９７６６号公報

本発明は倣いカムの交換や熟練技術が不要となり、交換部品点数を削減すると共に交換作業の簡略化が可能となり、且つ多様な缶形状に対応出来ると共に所要時間が大幅に短縮され、省力化と大幅な生産性の向上を図ることが可能となる缶体巻締装置を提供することを目的とする。

本発明は上記欠点を解消するために成されたものであり、つまり、少なくとも、缶本体を固定するチャックと、カールローラーと、締付けローラーと、保持リングと、Ｘ軸・Ｙ軸方向移動可能なガイドリングとから成り、且つ保持リングの内側に対向させてカールローラーと締付けローラーを回転可能に取付け、保持リングがガイドリングに回転可能に取付けたものとする。また前記保持リングの上方に配置した回転駆動リングに、保持リングを水平移動可能に取付けると良く、前記ガイドリングに、Ｘ軸テーブルとＹ軸テーブルを取付けると共にＸ軸テーブルとＹ軸テーブルがサーボモーターで駆動されるようにするのが好ましい。

請求項１のようにカールローラー（２）と締付けローラー（３）を用いて缶本体（W1）の端部に蓋（W2）を巻締めて缶体を製造する缶体巻締装置に於いて、少なくとも、缶本体（W1）を固定するチャック（１）と、カールローラー（２）と、締付けローラー（３）と、保持リング（４）と、Ｘ軸・Ｙ軸方向移動可能なガイドリング（６）とから成り、且つ保持リング（４）の内側に対向させてカールローラー（２）と締付けローラー（３）を回転可能に取付け、保持リング（４）がガイドリング（６）に回転可能に取付けられることにより、倣いカムが不要となるため、その交換や熟練技術が不要となり、交換部品点数を削減できると共に交換作業の簡略化が可能となり、更に多様な缶形状に対応出来ると共に所要時間が大幅に短縮され、省力化と大幅な生産性の向上を図ることが可能となるのである。特に自動製造ラインの停止時間が極めて短くて済むため、コストダウンが可能となる。

請求項２のように保持リング（４）の上方に配置した回転駆動リング（10）に、保持リング（４）を水平移動可能に取付けることにより、固定した缶体の周囲を簡単に巻締め加工が行えるものとなる。

請求項３に示すようにガイドリング（６）に、Ｘ軸テーブル（７）とＹ軸テーブル（８）を取付けると共にＸ軸テーブル（７）とＹ軸テーブル（８）をサーボモーター（14),(16)で駆動させることにより、ガイドリング（６）をＸ軸方向とＹ軸方向へ正確に移動させることができ、缶本体（W1）の断面形状に合せて正確に動かすことにより、任意の形状や大きさの缶体の巻締め加工が実現するものとなる。

図１は本発明の実施形態を示す図であり、これに基づいて説明する。（１）は缶本体（W1）を固定するチャックであり、該チャック（１）の中央には、エアシリンダー（1b）で操作される出入自在なストッパー（1a）が設けられている。（２）はカールローラーであり、（３）は締付けローラーである。（４）はカールローラー（２）と締付けローラー（３）を対向させて回転可能に内側に取付けた楕円環状の保持リングである（図２参照）。（５）はカールローラー（２）と締付けローラー（３）に対して、それぞれに一対ずつ配置させた加圧ローラーであり、該加圧ローラー（５）は保持リング（４）の下部に取付けて回転自在に支持されている。（６）は二対の加圧ローラー（５）が挿入された円形溝を同心上に設けた円環状で真円のガイドリングであり（図３参照）、該ガイドリング（６）はＸ軸・Ｙ軸方向に移動可能に設けられている。尚、前記ガイドリング（６）の形状は円環状に限定されるものではなく、例えば楕円環状や四角環状などでも良い。（７）はガイドリング（６）を上面に固定したＸ軸テーブルであり、その中央には穴が穿設されている。（８）はＸ軸テーブル（７）と直角に移動自在なＹ軸テーブルであり、該Ｙ軸テーブル（８）の中央には図４に示すような穴（8a）が穿設されている。また前記Ｘ軸テーブル（７）とＹ軸テーブル（８）の間には、図３に示すように水平移動自在なリニヤボールレールなどの軌道部材（９）が左右方向に２組備えられており、Ｙ軸テーブル（８）と機体（18）の平面部の間には、図４に示すように軌道部材（９）が前後方向に２組備えられている。（10）は保持リング（４）の上方に配置した回転駆動リングであり、該回転駆動リング（10）と保持リング（４）との間には、水平移動可能なリニヤボールレールなどの軌道部材（９）が２組設けられている。又、前記回転駆動リング（10）は保持リング（４）に回転力を与える一方、回転駆動リング（10）に対して保持リング（４）は水平移動可能である。

（11）は回転駆動用サーボモーター（12）の動力を回転駆動リング（10）に伝達するための回転駆動用伝達手段であり、該回転駆動用伝達手段（11）には、回転駆動リング（10）に固定したタイミングプーリー（11a）と、回転駆動用サーボモーター（12）の先端に取付けた駆動プーリー（11b）と、該駆動プーリー（11b）とタイミングプーリー（11a）を接続するベルト（11c）とがある。（13）はＸ軸移動用サーボモーター（14）の動力をＸ軸テーブル（７）に伝達するためのＸ軸移動用伝達手段であり、該Ｘ軸移動用伝達手段（13）には、ガイドリング（６）を上面に固定したＸ軸テーブル（７）が図３に於ける左右方向にスムーズに移動出来るための軌道部材（９）を配置すると共にその中央で前方部分のＸ軸テーブル（７）にはボールネジ（131a）の回転によって左右移動可能な水平移動部材（13a）が備えられ、ボールネジ（131a）の端部にＸ軸用プーリー（13b）を取付け、Ｘ軸移動用サーボモーター（14）の先端にＸ軸用駆動プーリー（13c）を取付け、且つＸ軸用駆動プーリー（13c）とＸ軸用プーリー（13b）をＸ軸用ベルト（13d）で接続している（図３参照）。（15）はＹ軸移動用サーボモーター（16）の動力をＹ軸テーブル（８）に伝達するためのＹ軸移動用伝達手段であり、該Ｙ軸移動用伝達手段（15）には、Ｙ軸テーブル（８）が図４に於ける前後方向にスムーズに移動出来るための軌道部材（９）を配置すると共にＹ軸テーブル（８）の下部にはボールネジ（151a）の回転によって前後移動可能な水平移動部材（15a）が備えられ、ボールネジ（151a）の端部にＹ軸用プーリー（15b）を取付け、Ｙ軸移動用サーボモーター（16）の先端にＹ軸用駆動プーリー（15c）を取付け、且つＹ軸用駆動プーリー（15c）とＹ軸用プーリー（15b）をＹ軸用ベルト（15d）で接続している（図４参照）。（17）は搬送コンベアで搬送された缶本体（W1）を昇降させる缶昇降テーブルであり、（18）は機体である。

次に本発明の作用について説明する。先ず始めに本実施形態の保持リング（４）が回転駆動リング（10）によって回転されると共に水平方向に動く機構について、図１、図２を基に説明する。先ず回転駆動用サーボモーター（12）が作動すると、回転駆動用伝達手段（11）によって回転駆動リング（10）が回転される。更に回転駆動リング（10）と保持リング（４）の間に設けた軌道部材（９）を介在して保持リング（４）が回転されるのである。この時の回転駆動用伝達手段（11）について詳細に説明すると、先ず回転駆動用サーボモーター（12）が作動すると、その先端に取付けた駆動プーリー（11b）も一緒に回転する。またタイミングプーリー（11a）はベルト（11c）によって駆動プーリー（11b）と接続しているので、タイミングプーリー（11a）も回転し、該タイミングプーリー（11a）を一体化させた回転駆動リング（10）も回転するのである。このように前記保持リング（４）は２組の軌道部材（９）を介在して回転すると共に回転駆動リング（10）に対し、軌道部材（９）によって保持リング（４）は水平移動可能となるのである。この時の水平移動を本発明に於いてはＹ軸（前後）方向とする。

次に本実施形態のガイドリング（６）がＸ軸・Ｙ軸方向移動可能に動く機構について、図３、図４を基に説明する。このガイドリング（６）はＸ軸テーブル（７）の上面に固定されており、Ｘ軸移動用サーボモーター（14）が作動すると、その先端に取付けたＸ軸用駆動プーリー（13c）が回転し、Ｘ軸用プーリー（13b）はＸ軸用ベルト（13d）を介在して回転される。すると、Ｘ軸用プーリー（13b）によってボールネジ（131a）が回転され、該ボールネジ（131a）の回転を水平移動部材（13a）によって、Ｘ軸テーブル（７）はボールネジ（131a）の回転に伴ってＸ軸（左右）方向に移動可能となるのである。このようにガイドリング（６）は水平移動部材（13a）と２組の左右方向に配置した軌道部材（９）によって水平移動可能となるのである。又、Ｘ軸テーブル（７）の上面に固定したガイドリング（６）は、Ｘ軸テーブル（７）を介在してＹ軸テーブル（８）と接続されるため、前記ガイドリング（６）は、Ｙ軸（前後）方向に対しても移動可能である。この時のガイドリング（６）がＹ軸（前後）方向に動く機構について説明する。先ずＹ軸移動用サーボモーター（16）が作動すると、その先端に取付けたＹ軸用駆動プーリー（15c）が回転し、Ｙ軸用プーリー（15b）はＹ軸用ベルト（15d）を介在して回転される。すると、Ｙ軸用プーリー（15b）によってボールネジ（151a）が回転され、Ｙ軸テーブル（８）はボールネジ（151a）の回転よって、図４の矢印のようにＹ軸（前後）方向に移動可能となる。このようにガイドリング（６）は水平移動部材（15a）とＹ軸テーブル（８）に配置した２組の軌道部材（９）によってＹ軸移動可能となるのである。

更に保持リング（４）に対して、ガイドリング（６）の溝に挿入された加圧ローラー（５）によって加圧される構造について、図１、図３、図４を参照にして説明する。予め保持リング（４）の下部には加圧ローラー（５）が回動自在に取付けられると共にガイドリング（６）の溝に挿入されているので、予めプログラムされたＸ軸・Ｙ軸方向の移動量によって、Ｘ軸テーブル（７）とＹ軸テーブル（８）が移動されることにより、ガイドリング（６）の溝に挿入された状態で加圧ローラー（５）から保持リング（４）に加圧力が作用する。この時、保持リング（４）には前記したように回転駆動リング（10）によって回転力も作用されるのである。

次に倣いカムを使用せずに、本発明の缶体巻締装置を使用して缶体巻締作業が行われる作用を、図５に基づいて説明する。先ず図示しない電源を入れると、回転駆動用サーボモーター（12）とＸ軸移動用サーボモーター（14）及びＹ軸移動用サーボモーター（16）が作動し、且つ予め設定されたプログラムによって自動的に作業が開始される。この時、搬送ベルトで搬送された四角形状の缶本体（W1）を図１に示す缶昇降テーブル（17）に乗せ、缶昇降テーブル（17）を上昇させると共に缶本体（W1）の上部に蓋（W2）が乗せられ、更にエアシリンダー（1b）の操作で缶本体（W1）と蓋（W2）をストッパー（1a）によって位置決めされると共にチャック（１）により固定される。その後、保持リング（４）の一端に支持したカールローラー（２）を蓋（W2）の外周に接触し、且つ押圧して缶体（W1）の上部に蓋（W2）の外周をカールし始めるのである。この時、Ｙ軸テーブル（８）が後方に移動して図５（ａ）に示す矢印のように保持リング（４）が移動し、且つ、回転駆動リング（10）によってカールローラー（２）が押圧されながら回転することで、蓋（W2）をカールし始めるのである。そしてカールローラー（２）は、保持リング（４），加圧ローラー（５），ガイドリング（６）が介在され、Ｘ軸テーブル（７）の動きと共にＹ軸テーブル（８）の動きによって押圧しながら右方向へ移動する。この時、缶本体（W1）の中心からカールローラー（２）の中心までの距離（ｒ）が徐々に長くなるので、保持リング（４）は、回転駆動リング（10）に対して少しずつ外側へ自動的に移動するのである。

その後、カールローラー（２）が缶本体（W1）の角部に達し、そこを通過する際には、角部の先端までは距離（ｒ）が徐々に長くなるが、その後は徐々に短くなるので、カールローラー（２）が図５（ｂ）に示す位置を通過後、保持リング（４）は、回転駆動リング（10）に対して少しずつ内側へ自動的に移動するのである。そして、カールローラー（２）が図５（ｃ）に示す位置を通過後、保持リング（４）は、回転駆動リング（10）に対して少しずつ外側へ移動するのである。このようにしてカールローラー（２）は缶本体（W1）の断面形状に沿って移動し、図５（ａ）の元の位置に来るのである。この時、加圧ローラー（５）はガイドリング（６）を１周する。尚、前記カールを始める位置は上記位置に限定されるものではなく、例えば缶本体（W1）の角部から始めても良い。その後、Ｙ軸テーブル（８）を図５（ａ）に示す矢印を反対に移動させ、カールされた蓋（W2）に締付けローラー（３）を接触させ、且つ押圧して缶体（W1）の上部を巻締めしてカールさせた蓋（W2）部分が潰されて行くのである。この時の締付けローラー（３）の動きは、前記カールローラー（２）と略同一の動きをする。このカールローラー（２）と締付けローラー（３）の動きは従来の動きと同じであると共に缶の搬出入等も略同じであるので、これ以上の詳細な説明は省略する。

尚、本発明の実施形態に於いて、カールローラー（２）と締付けローラー（３）は別々に使用し、このカールローラー（２）と締付けローラー（３）が缶本体（W1）の断面形状に沿って移動する際の動きは、回転駆動用サーボモーター（12）とＸ軸移動用サーボモーター（14）及びＹ軸移動用サーボモーター（16）を使用し、その制御は予め設定されたプログラムによって自動的に操作されるのである。又、本発明の基本的な制御方法としては、缶形状の中心からの距離（ｒ）と回転角を、前記サーボモーター（12）,(14),(16)による数値制御で設定しておけば多様な缶形状や大きさに対応することが出来ると共にトレースすることで多数の倣いカムが不要となり、缶毎に必要であった従来のメカニック部品が不要になり、缶形状の変更時にシーミングヘッドの交換が不要となり、所要時間が大幅に短縮され、省力化と大幅な生産性の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施形態の要部断面を示す説明図である。 本実施形態の保持リングと回転駆動リングの関係を示す説明図である。 本実施形態のガイドリングがＸ軸方向に移動する機構の要部平面を示す説明図である。 本実施形態のガイドリングがＹ軸テーブルによってＹ軸方向に移動する機構の要部平面を示す説明図である。 本実施形態の保持リングが缶本体の断面形状に沿って移動する状態を示す説明図である。

符号の説明

W1 缶本体
W2 蓋
１ チャック
２ カールローラー
３ 締付けローラー
４ 保持リング
６ ガイドリング
７ Ｘ軸テーブル
８ Ｙ軸テーブル
10 回転駆動リング
14,16 サーボモーター

Claims (3)

1. カールローラー（２）と締付けローラー（３）を用いて缶本体（W1）の端部に蓋（W2）を巻締めて缶体を製造する缶体巻締装置に於いて、少なくとも、缶本体（W1）を固定するチャック（１）と、カールローラー（２）と、締付けローラー（３）と、保持リング（４）と、Ｘ軸・Ｙ軸方向移動可能なガイドリング（６）とから成り、且つ前記保持リング（４）の内側に対向させて前記カールローラー（２）と前記締付けローラー（３）を回転可能に取付け、前記保持リング（４）が前記ガイドリング（６）に回転可能に取付けたことを特徴とする缶体巻締装置。
2. 前記保持リング（４）の上方に配置した回転駆動リング（10）に、前記保持リング（４）を水平移動可能に取付けた請求項１記載の缶体巻締装置。
3. 前記ガイドリング（６）に、Ｘ軸テーブル（７）とＹ軸テーブル（８）を取付けると共に前記Ｘ軸テーブル（７）と前記Ｙ軸テーブル（８）がサーボモーター（14),(16)で駆動される請求項１記載の缶体巻締装置。