特許 7537729 巻締装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-13

(45)【発行日】2024-08-21

(54)【発明の名称】巻締装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 51/30 20060101AFI20240814BHJP

【ＦＩ】

B21D51/30 D

B21D51/30 E

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020084675

(22)【出願日】2020-05-13

(65)【公開番号】P2021178345

(43)【公開日】2021-11-18

【審査請求日】2023-03-06

(73)【特許権者】

【識別番号】396024819

【氏名又は名称】株式会社三友機械製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100207561

【弁理士】

【氏名又は名称】柳元 八大

(74)【代理人】

【識別番号】100189197

【弁理士】

【氏名又は名称】宮川 幸子

(72)【発明者】

【氏名】徳永 朋丈

(72)【発明者】

【氏名】石坂 公一

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５１－０３３１５４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平１１－１７９４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特公昭５４－０１２８７３（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開昭５８－０５８９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２９７３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５２３１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０５８１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９７１７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ５１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒体に金属蓋を被せた金属蓋付筒体に接触することで該金属蓋を該筒体に巻締めるシーミングロールと、
前記シーミングロールを前記金属蓋付筒体に対する接離方向へ移動させるためのカム面を有するカムと、
前記カム面の一部に接触して前記シーミングロールを前記接離方向に移動させるカムフォロワーと、
前記カムフォロワーと前記カム面との接触範囲を変更することで、前記シーミングロールの前記接離方向への移動範囲を変更する移動範囲変更手段とを備え、
前記カムフォロワーは、前記シーミングロールとともに公転するものであり、
前記カムは、前記カムフォロワーの公転軸線であるフォロワー公転軸線を中心軸線として回転するものであり、
前記移動範囲変更手段は、前記カムフォロワーの公転速度と前記カムの回転速度とを制御する制御装置である
巻締装置。

【請求項2】

筒体に金属蓋を被せた金属蓋付筒体に接触することで該金属蓋を該筒体に巻締めるシーミングロールと、
前記シーミングロールを前記金属蓋付筒体に対する接離方向へ移動させるためのカム面を有するカムと、
前記カム面の一部に接触して前記シーミングロールを前記接離方向に移動させるカムフォロワーと、
前記カムフォロワーと前記カム面との接触範囲を変更することで、前記シーミングロールの前記接離方向への移動範囲を変更する移動範囲変更手段とを備え、
前記カムフォロワーの外周面は、前記カム面に常に押し付けられている
巻締装置。

【請求項3】

前記シーミングロールは、前記金属蓋付筒体の周囲を公転しつつ前記接離方向へ移動するものであることを特徴とする請求項２記載の巻締装置。

【請求項4】

前記カムフォロワーは、前記シーミングロールとともに公転するものであり、
前記カムは、前記カムフォロワーの公転軸線であるフォロワー公転軸線を中心軸線として回転するものであり、
前記移動範囲変更手段は、前記カムフォロワーの公転速度と前記カムの回転速度とを制御する制御装置であることを特徴とする請求項３記載の巻締装置。

【請求項5】

前記シーミングロールは、前記金属蓋付筒体を挟んで対向する位置に配置されたローラ対であることを特徴とする請求項２から４のうちいずれか１項記載の巻締装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属蓋を筒体に巻締める巻締装置に関する。

【背景技術】

【0002】

シーミングロールを用いて筒体に金属蓋を巻締める巻締装置が知られている。このシーミングロールは、筒体に金属蓋を被せた金属蓋付筒体に接触することで金属蓋を筒体に巻締める。シーミングロールは、金属蓋付筒体に接近する方向および該金属蓋付筒体から離間する方向である接離方向へ、カムとカムフォロワを利用して移動するように構成されている。従来の巻締装置では、巻締める金属蓋付筒体の大きさが変更される毎に、カムフォロワとシーミングロールの間に配置されているレバーを付け替えることで多様な大きさの金属蓋付筒体に対応している。または、金属蓋付筒体の大きさに対応したカムを用意しておき、巻締める金属蓋付筒体の大きさが変更される毎に、巻締装置に取り付けられているカムを付け替えることで多様な大きさの金属蓋付筒体に対応することもある。このレバーまたはカムの付け替え作業は煩雑である上に時間がかかるという問題もある。さらに、レバーまたはカムの付け替えの際には、熟練した技術を有する作業者による微調整が必要になるといった問題もある。また、カムを付け替える場合は、巻締対象の金属蓋付筒体の大きさに対応したカムを用意しておかなければならないという問題がある。

【0003】

これに対し、シーミングロールをサーボモータを備えた電動シリンダ―によって移動させることで、カムを使用しないで金属蓋付筒体の巻締を行う巻締装置が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この特許文献１で提案されている巻締装置によれば、レバーまたはカムを付け替えることなく、サーボモータの制御を変更することで金属蓋付筒体の大きさの変更に対応できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－２２９７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１で提案されている巻締装置は、サーボモータを備えた電動シリンダ―でシーミングロールを移動させているので、巻締め動作の高速化には限界がある。これに対し、近年は、さらに短時間で多量の巻締めを行うことが望まれている。

【0006】

本発明は上記事情に鑑み、レバーまたはカムを交換することなく多様な大きさの金属蓋付筒体に対応可能で、かつ短時間で多量の巻締めを行うことが可能な巻締装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を解決する本発明の巻締装置は、
筒体に金属蓋を被せた金属蓋付筒体に接触することで該金属蓋を該筒体に巻締めるシーミングロールと、
前記シーミングロールを前記金属蓋付筒体に対する接離方向へ移動させるためのカム面を有するカムと、
前記カム面の一部に接触して前記シーミングロールを前記接離方向に移動させるカムフォロワーと、
前記カムフォロワーと前記カム面との接触範囲を変更することで、前記シーミングロールの前記接離方向への移動範囲を変更する移動範囲変更手段とを備えたことを特徴とする。

【0008】

ここで前記カムフォロワーは、前記カム面に接触しながら前記接触範囲で往復移動するものであってもよい。また、前記移動範囲変更手段は、モータを制御して前記接触範囲を変更するものであってもよい。また、この巻締装置は、缶蓋を缶胴に巻締める缶巻締装置であってもよい。

【0009】

この巻締装置によれば、前記接触範囲を変更することで、多様な大きさの金属蓋付筒体に対応することができる。また、カムを用いて前記シーミングロールを前記接離方向に移動させているので、短時間で多量の巻締めを行うことができる。

【0010】

この巻締装置において、
前記シーミングロールは、前記金属蓋付筒体の周囲を公転しつつ前記接離方向へ移動するものであってもよい。

【0011】

このシーミングロールによれば、金属蓋付筒体を回転させて巻締を行うものと比較して、巻締前に金属蓋付筒体を回転させて巻締め後に金属蓋付筒体の回転を停止させる必要がないので、短時間で多量の巻締を行うことができる。

【0012】

また、この巻締装置において、
前記カムフォロワーは、前記シーミングロールとともに公転するものであり、
前記カムは、前記カムフォロワーの公転軸線であるフォロワー公転軸線を中心軸線として回転するものであり、
前記移動範囲変更手段は、前記カムフォロワーの公転速度と前記カムの回転速度とを制御する制御装置であってもよい。

【0013】

前記カムは、前記シーミングロールの公転と同期して回転するものであってもよい。

【0014】

こうすることで、前記シーミングロールが前記金属蓋付筒体の周囲を公転する態様であっても、前記カムフォロワーと前記カム面とを所望の接触範囲で接触させることができる。

【0015】

さらに、この巻締装置において、
前記シーミングロールは、前記金属蓋付筒体を挟んで対向する位置に配置されたローラ対であってもよい。

【0016】

前記金属蓋付筒体を巻締める際に、該金属蓋付筒体に加わる荷重を前記ローラが互いに打ち消しあうので巻締動作が安定する。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、レバーまたはカムを交換することなく多様な大きさの金属蓋付筒体に対応可能で、かつ短時間で多量の巻締めを行うことが可能な巻締装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態に相当する巻締装置の要部を示す断面図である。

【図2】図２は、図１に示した巻締装置のシーミングロール揺動機構を示す平面図である

【図3】図２に示したシーミングロールの接離方向への移動を示す平面図である。

【図4】巻締装置の電気部品の構成を示すブロック図である。

【図5】図１に示した巻締装置のカムとカムフォロワーの接触範囲を示すカム曲線である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施形態では、開口部に巻締用のフランジが形成された円筒状の筒体に円板状の金属蓋を巻締めて固定する例を用いて説明する。

【0020】

図１は、本発明の一実施形態に相当する巻締装置の要部を示す断面図である。この図１では、図面を見やすくするため、断面を示すハッチングを図示省略している。

【0021】

図１に示すように、本実施形態の巻締装置１は、固定シャフト１１と、チャック２と、ロータ―駆動機構３と、第１カム制御機構４と、第２カム制御機構５と、シーミングロール揺動機構６とを備えている。固定シャフト１１は、巻締装置１の中心部分に固定されている。この固定シャフト１１は、内部に不図示のノックアウトバーを備えた、上下方向に延在する軸である。チャック２は、固定シャフト１１の下端部分に形成されている。このチャック２は、下方に配置された不図示のリフターとの間で、円筒状の筒体Ｗ１に円板状の金属蓋Ｗ２を被せた金属蓋付筒体Ｗを上下から挟み込んで保持するものである。この実施形態の筒体Ｗ１は、金属製のものであるが、紙製のものであってもよく、樹脂製のものであってもよい。チャック２とリフターとの間に挟み込まれた金属蓋付筒体Ｗの中心線は、固定シャフト１１の中心線１１ｃと一致する。リフターは、リフター駆動モータＭ４（図４参照）を備えた不図示の電動シリンダ―によって図１の上下方向に移動自在に構成されている。巻締装置１が巻締動作を実行する際には、このリフターによって金属蓋付筒体Ｗを上方に移動させることで、リフターとチャック２との間に金属蓋付筒体Ｗを挟み込ませて金属蓋付筒体Ｗを移動および回転不能に保持する。なお、電動シリンダ―の代わりにエアシリンダーや油圧シリンダーを用いてもよい。

【0022】

ロータ―駆動機構３は、ロータ駆動モータＭ１と、ロータ駆動歯車３１と、ロータ従動歯車３２と、ロータ３３とを備えている。ロータ駆動モータＭ１はサーボモータである。ロータ駆動モータＭ１の出力シャフトは、不図示の軸継手によってロータ駆動歯車３１に連結されており、ロータ駆動モータＭ１の駆動力は、軸継手を介してロータ駆動歯車３１に伝達される。また、図１では離間して示されているが、ロータ駆動歯車３１の歯とロータ従動歯車３２の歯は噛み合っており、ロータ駆動歯車３１の回転はロータ従動歯車３２に伝達される。ロータ従動歯車３２は、ロータ３３の上端部分に固定されている。ロータ３３は、ベアリングを介してその内側を貫通している固定シャフト１１に支持されている。ロータ３３は、下端部分の円盤状部分と筒状部分とが一体化した回転体である。ロータ３３は、固定シャフト１１の中心線１１ｃを中心軸線として回転自在である。ロータ駆動モータＭ１が駆動されると、ロータ３３は、ロータ駆動モータＭ１の回転速度（角速度）に応じた回転速度で回転する。

【0023】

第１カム制御機構４は、第１カムモータＭ２と、第１カム駆動歯車４１と、第１カム従動歯車４２と、第１カムスリーブ４３と、第１カム４４とを備えている。第１カムモータＭ２はサーボモータである。第１カムモータＭ２の出力シャフトは、不図示の軸継手によって第１カム駆動歯車４１に連結されており、第１カムモータＭ２の駆動力は、軸継手を介して第１カム駆動歯車４１に伝達される。また、第１カム駆動歯車４１の歯と第１カム従動歯車４２の歯は噛み合っており、第１カム駆動歯車４１の回転は第１カム従動歯車４２に伝達される。第１カム従動歯車４２は、第１カムスリーブ４３の上端部分に固定されている。第１カムスリーブ４３の内側には後述する第２カムスリーブ５３が貫通している。第１カムスリーブ４３は、ベアリングによって回転自在に第２カムスリーブ５３に支持されている。第１カム４４は、第１カムスリーブ４３の高さ方向中央部分外側に固定されている。従って、第１カムモータＭ２が駆動されると、第１カムモータＭ２の回転速度に応じた回転速度で第１カム４４は回転する。この第１カム４４は、本発明におけるカムの一例に相当する。回転における第１カム４４の中心軸線は固定シャフト１１の中心線１１ｃと一致する。

【0024】

第２カム制御機構５は、第２カムモータＭ３と、第２カム駆動歯車５１と、第２カム従動歯車５２と、第２カムスリーブ５３と、第２カム５４とを備えている。第２カムモータＭ３はサーボモータである。第２カムモータＭ３の出力シャフトは、不図示の軸継手によって第２カム駆動歯車５１に連結されており、第２カムモータＭ３の駆動力は、軸継手を介して第２カム駆動歯車５１に伝達される。また、第２カム駆動歯車５１の歯と第２カム従動歯車５２の歯は噛み合っており、第２カム駆動歯車５１の回転は第２カム従動歯車５２に伝達される。第２カム従動歯車５２は、第２カムスリーブ５３の上端部分に固定されている。第２カムスリーブ５３の内側にはロータ３３の筒状部分が貫通している。第２カムスリーブ５３は、ベアリングによって回転自在にロータ３３に支持されている。第２カム５４は、第２カムスリーブ５３の下端部分に固定されている。従って、第２カムモータＭ３が駆動されると、第２カムモータＭ３の回転速度に応じた回転速度で第２カム５４は回転する。この第２カム５４も、本発明におけるカムの一例に相当する。回転における第２カム５４の中心軸線は固定シャフト１１の中心線１１ｃと一致する。

【0025】

次に、主に図２を参照してシーミングロール揺動機構６、第１カム４４および第２カム５４の構成について説明する。

【0026】

図２は、図１に示した巻締装置のシーミングロール揺動機構を示す平面図である。図２（ａ）には第１シーミングロール揺動機構６１が示され、図２（ｂ）には第２シーミングロール揺動機構６２が示されている。また、図２（ａ）には、第１カム４４とロータ３３と２本の第２揺動軸６２３，６２３も示されており、図２（ｂ）には第２カム５４とロータ３３と２本の第１揺動軸６１３，６１３も示されている。なお、この図２（ａ）および図２（ｂ）では、第１カム４４、第２カム５４、およびロータ３３の中央に開いている孔は図示省略している。

【0027】

シーミングロール揺動機構６は、図２（ａ）に示す第１シーミングロール揺動機構６１と、図２（ｂ）に示す第２シーミングロール揺動機構６２とから構成されている。なお、第１シーミングロール揺動機構６１と第２シーミングロール揺動機構６２には同じ高さ位置に配置されている部品もあるが、一つの図面で示すと図面が見にくくなるため、図２（ａ）と図２（ｂ）の２つに分けて示している。

【0028】

図２（ａ）に示すように、第１シーミングロール揺動機構６１は、２つの第１カムフォロワー６１１，６１１と、２つの第１カムフォロワーレバー６１２，６１２と、２本の第１揺動軸６１３，６１３と、２つの第１シーミングロールレバー６１４，６１４と、２つの第１シーミングロール６１５，６１５と、２本の第１フォロワー軸６１６，６１６と、２本の第１シーミングロール軸６１７，６１７とを備えている。これら２つの部品それぞれは、固定シャフト１１の中心線１１ｃを中心として１８０°回転対称（線対称）に配置されている。また、これら２つ部品それぞれは、構造的には同一であるので、以下の説明では２つのうち１つについて説明し、もう１つについては説明を省略する場合がある。第１カム４４は、中心線１１ｃを中心として線対称に構成されている。第１カムフォロワー６１１は、第１フォロワー軸６１６を回転軸として回転自在に第１カムフォロワーレバー６１２に保持されている。この第１カムフォロワー６１１は、本発明におけるカムフォロワーの一例に相当する。第１カムフォロワーレバー６１２には、第１揺動軸６１３を回転軸として図２（ａ）において時計回り方向に回転する力が不図示のバネによって付与されている。これにより、第１カムフォロワー６１１の外周面は、第１カム４４の第１カム面４４ａに常に押し付けられている。

【0029】

図１に示すように、第１カムフォロワーレバー６１２は、第１揺動軸６１３の上端に固定されている。なお、図１では、図の右側に第１シーミングロール揺動機構６１が示されており、図の左側に、第２シーミングロール揺動機構６２が示されている。また、図１に第１シーミングロール６１５は示されていないが、第１シーミングロール６１５は、第２シーミングロール６２５と同じ高さ位置に配置されている。第１揺動軸６１３は、ロータ３３を貫通して上下方向に延在している。第１揺動軸６１３は、ロータ３３に対して回転自在且つ上下方向は移動不能に、ロータ３３に取り付けられている。第１シーミングロールレバー６１４は、第１揺動軸６１３の下端に固定されている。図２（ａ）に示すように、第１シーミングロールレバー６１４の先端には第１シーミングロール軸６１７が固定されている。そして、第１シーミングロール軸６１７には、第１シーミングロール６１５が回転自在に保持されている。この第１シーミングロール６１５は、カールロールとも称されるものであり、本発明におけるシーミングロールの一例に相当する。この第１シーミングロール６１５が図１に示した金属蓋付筒体Ｗに接触することで、金属蓋Ｗ２を筒体Ｗ１に巻締める巻締動作の第１段階目である、巻き込みが実行される。ロータ３３が回転すると、固定シャフト１１の中心線１１ｃを公転軸線として第１シーミングロール揺動機構６１はロータ３３の回転速度で公転する。従って、第１シーミングロール６１５は、第１カムフォロワー６１１とともに中心線１１ｃを公転軸線として公転する。この中心線１１ｃは、本発明におけるフォロワー公転軸線の一例に相当する。第１カム４４の回転位相とロータ３３の回転位相がずれる（変動する）と、図２（ａ）に示した第１カム面４４ａと第１カムフォロワー６１１との接触位置が変化する。この接触位置の変化によって第１揺動軸６１３は時計回りまたは反時計回りに回転する。そして、詳しくは後述するが、第１カムフォロワー６１１と第１カム４４との接触位置が変化することで、第１シーミングロール６１５は、金属蓋付筒体Ｗに接近する方向および金属蓋付筒体Ｗから離間する方向である接離方向へ移動する。

【0030】

図２（ｂ）に示すように、第２シーミングロール揺動機構６２は、２つの第２カムフォロワー６２１，６２１と、２つの第２カムフォロワーレバー６２２，６２２と、２本の第２揺動軸６２３，６２３と、２つの第２シーミングロールレバー６２４，６２４と、２つの第２シーミングロール６２５，６２５と、２本の第２フォロワー軸６２６，６２６と、２本の第２シーミングロール軸６２７，６２７を備えている。これら２つの部品それぞれは、固定シャフト１１の中心線１１ｃを中心として１８０°回転対称（線対称）に配置されている。また、これら２つ部品それぞれは、構造的には同一であるので、以下の説明では２つのうち１つについて説明し、もう１つについては説明を省略する場合がある。第２カム５４は、中心線１１ｃを中心として線対称に構成されている。第２カムフォロワー６２１は、第２フォロワー軸６２６を回転軸として回転自在に第２カムフォロワーレバー６２２に保持されている。この第２カムフォロワー６２１も、本発明におけるカムフォロワーの一例に相当する。第２カムフォロワーレバー６２２には、第２揺動軸６２３を回転軸として図２（ｂ）において時計回り方向に回転する力が不図示のバネによって付与されている。これにより、第２カムフォロワー６２１の外周面は、第２カム５４の第２カム面５４ａに常に押し付けられている。なお、本実施形態の第１カム４４の第１カム面４４ａと第２カム５４の第２カム面５４ａは同一形状をしているが、第１カム面４４ａと第２カム面５４ａとを異なる形状にしてもよい。

【0031】

図１に示すように、第２カムフォロワーレバー６２２は、第２揺動軸６２３の上端に固定されている。第２揺動軸６２３は、ロータ３３を貫通して上下方向に延在している。第２揺動軸６２３は、ロータ３３に対して回転自在且つ上下方向は移動不能に、ロータ３３に取り付けられている。第２シーミングロールレバー６２４は、第２揺動軸６２３の下端に固定されている。図２（ｂ）に示すように、第２シーミングロールレバー６２４の先端には第２シーミングロール軸６２７が固定されている。そして、第２シーミングロール軸６２７には、第２シーミングロール６２５が回転自在に保持されている。この第２シーミングロール６２５は、締付けロールとも称されるものであり、本発明におけるシーミングロールの一例に相当する。この第２シーミングロール６２５が図１に示した金属蓋付筒体Ｗに接触することで、金属蓋Ｗ２を筒体Ｗ１に巻締める巻締動作の第２段階目である、圧着が実行される。ロータ３３が回転すると、固定シャフト１１の中心線１１ｃを公転軸線として第２シーミングロール揺動機構６２はロータ３３の回転速度で公転する。従って、第２シーミングロール６２５は、第２カムフォロワー６２１とともに中心線１１ｃを公転軸線として公転する。この中心線１１ｃは、第２シーミングロール６２５においても、フォロワー公転軸線の一例に相当する。第２カム５４の回転位相とロータ３３の回転位相がずれる（変動する）と、図２（ｂ）に示した第２カム面５４ａと第２カムフォロワー６２１との接触位置が変化する。この接触位置の変化によって第２揺動軸６２３は時計回りまたは反時計回りに回転する。そして、詳しくは後述するが、第２カムフォロワー６２１と第２カム５４との接触位置が変化することで、第２シーミングロール６２５は、金属蓋付筒体Ｗに接近する方向および金属蓋付筒体Ｗから離間する方向である接離方向へ移動する。

【0032】

次に図３を用いて、第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５の動きについてさらに詳しく説明する。図３は、図２に示したシーミングロールの接離方向への移動を示す平面図である。図３には、ロータ３３が破線で示されている。

【0033】

図３に示すように、第１揺動軸６１３が所定角度時計回りおよび反時計回りに回転することで第１シーミングロールレバー６１４およびその先端にある第１シーミングロール６１５は揺動する。そして、これらが揺動することで、第１シーミングロール６１５は、金属蓋付筒体Ｗに接離する方向である接離方向へ移動する。図３では、第１シーミングロール６１５が金属蓋付筒体Ｗに最も接近した位置にある状態が実線で示され、第１シーミングロール６１５が金属蓋付筒体Ｗから最も離間した位置にある状態が二点鎖線で示されている。これらの位置は、図２（ａ）に示した第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触位置によって定まる。このため、第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲を変更することで、第１シーミングロール６１５の接離方向への移動範囲を変更することができる。第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲については、後に詳述する。図３には、巻締前の金属蓋付筒体Ｗの金属蓋Ｗ２の外径が二点鎖線の円で示されており、巻締後の金属蓋付筒体Ｗの金属蓋Ｗ２の外径が実線の円で示されている。第１シーミングロール６１５は、金属蓋付筒体Ｗから最も離間した位置では巻締前の金属蓋付筒体Ｗとは離間している。また、第１シーミングロール６１５は、金属蓋付筒体Ｗに最も接近した位置では、金属蓋付筒体Ｗに接触し、金属蓋Ｗ２の周縁部分によって筒体Ｗ１（図１参照）上端のフランジ周縁部分を巻き込ませて金属蓋Ｗ２の周縁部分およびフランジ周縁部分を軽く押し潰した巻き込み位置にある。

【0034】

また、第２揺動軸６２３が所定角度時計回りおよび反時計回りに回転することで第２シーミングロールレバー６２４およびその先端にある第２シーミングロール６２５は揺動する。そして、これらが揺動することで、第２シーミングロール６２５は、金属蓋付筒体Ｗに接離する方向である接離方向へ移動する。図３では、第２シーミングロール６２５が金属蓋付筒体Ｗに最も接近した位置にある状態が実線で示され、第２シーミングロール６２５が金属蓋付筒体Ｗから最も離間した位置にある状態が二点鎖線で示されている。これらの位置は、図２（ｂ）に示した第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触位置によって定まる。このため、第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲を変更することで、第２シーミングロール６２５の接離方向への移動範囲を変更することができる。第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲については、後に詳述する。第２シーミングロール６２５は、金属蓋付筒体Ｗから最も離間した位置では巻締前の金属蓋付筒体Ｗとは離間している。また、第２シーミングロール６２５は、金属蓋付筒体Ｗに最も接近した位置では、金属蓋付筒体Ｗに接触し、金属蓋Ｗ２の周縁部分と筒体Ｗ１（図１参照）上端のフランジ周縁部分を強く押し潰してそれらを圧着した圧着位置にある。

【0035】

図４は、巻締装置の電気部品の構成を示すブロック図である。

【0036】

図４に示すように、巻締装置１は、制御装置７と入力装置８も備えている。制御装置７は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で構成されている。ただし、制御装置７としてＮＣ装置（数値制御装置）を用いてもよい。制御装置７は、ロータ駆動モータＭ１、第１カムモータＭ２、第２カムモータＭ３およびリフター駆動モータＭ４と接続され、これらのモータの回転速度や回転角（回転量）を制御するものである。入力装置８は、タッチパネルで構成されている。なお、入力装置８は、タッチパネル以外の装置で構成してもよい。制御装置７には、あらかじめベースとなるプログラムが記憶されている。入力装置８からは、ロータ回転数と、接近速度と、離間速度と、中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締前後および巻締時における距離と、中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締前後および巻締時における距離とが入力される。制御装置７は、入力装置８から入力された各値とプログラムに従って各モータを制御する。この制御装置７は、本発明における移動範囲変更手段の一例に相当する。

【0037】

次に図２（ａ）と図５を用いて第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲について説明する。また、図２（ｂ）と図５を用いて第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲についても説明する。

【0038】

図５は、図１に示した巻締装置のカムとカムフォロワーの接触範囲を示すカム曲線である。図５では、説明を簡略化するために等速度カムのカム曲線を示して説明するが、カム曲線は、巻締装置１で巻締可能な金属蓋付筒体Ｗの大きさ等に応じて適宜設定される。

【0039】

図２（ａ）に示したロータ３３と第１カム４４とが同一の回転速度で回転しているときには、第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触位置は変化しない。これに対し、ロータ３３に対する第１カム４４の相対的な回転速度が変化すると、第１カム４４の回転速度に対して第１カムフォロワ―６１１の公転速度が変化して第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触位置も変化する。ロータ３３に対して第１カム４４が図２（ａ）における時計回りに相対的に回転すると、第１カムフォロワー６１１のリフト量が増加し、第１シーミングロール６１５は金属蓋付筒体Ｗ(図３参照)に接近する方向に移動する。図５のカム曲線の右上がり部分において右側に移動した状態である。逆に、ロータ３３に対して第１カム４４が図２（ａ）における反時計回りに相対的に回転すると、第１カムフォロワー６１１のリフト量が減少し、第１シーミングロール６１５は金属蓋付筒体Ｗから離間する方向に移動する。図５のカム曲線の右上がり部分において左側に移動した状態である。つまり、ロータ３３に対する第１カム４４の回転位相の変動範囲（ズレ範囲）、すなわち第１カムフォロワーの６１１の公転位相に対する第１カム４４の回転位相の変動範囲によって第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲が定まる。ロータ３３に対して第１カム４４が図２（ａ）における時計回りおよび反時計回りに相対的に回転することで、第１カムフォロワー６１１は、第１カム面４４ａに接触しながら接触範囲内を往復移動する。図５に示すように、例えば、一方の第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲がＡ１である場合、他方の第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲は１８０°位相の異なるＡ２になる。これは、第１シーミングロール揺動機構６１と第１カム４４が線対称に構成されているためであり、一方の第１カムフォロワー６１１の接触範囲がＢ１であれば、他方の第１カムフォロワー６１１の接触範囲は１８０°位相が異なるＢ２になる。また、第１シーミングロール揺動機構６１と第１カム４４が線対称に構成されているので、Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２それぞれのリフト量は同一である。

【0040】

また、図２（ｂ）に示したロータ３３と第２カム５４とが同一の回転速度で回転しているときには、第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触位置は変化しない。これに対し、ロータ３３に対する第２カム５４の相対的な回転速度が変化すると、第２カム５４の回転速度に対して第２カムフォロワ―６２１の公転速度が変化して第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触位置も変化する。ロータ３３に対して第２カム５４が図２（ｂ）における時計回りに相対的に回転すると、第２カムフォロワー６２１のリフト量が増加し、第２シーミングロール６２５は金属蓋付筒体Ｗ(図３参照)に接近する方向に移動する。図５のカム曲線の右上がり部分において右側に移動した状態である。逆に、ロータ３３に対して第２カム５４が図２（ｂ）における反時計回りに相対的に回転すると、第２カムフォロワー６２１のリフト量が減少し、第２シーミングロール６２５は金属蓋付筒体Ｗから離間する方向に移動する。図５のカム曲線の右上がり部分において左側に移動した状態である。つまり、ロータ３３に対する第２カム５４の回転位相の変動範囲、すなわち第２カムフォロワーの６２１の公転位相に対する第２カム５４の回転位相の変動範囲によって第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲が定まる。ロータ３３に対して第２カム５４が図２（ｂ）における時計回りおよび反時計回りに相対的に回転することで、第２カムフォロワー６２１は、第２カム面５４ａに接触しながら接触範囲内を往復移動する。図５に示すように、例えば、一方の第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲がＡ１である場合、他方の第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲は１８０°位相の異なるＡ２になる。また、一方の第２カムフォロワー６２１の接触範囲がＢ１であれば、他方の第２カムフォロワー６２１の接触範囲は１８０°位相が異なるＢ２になる。また、第２シーミングロール揺動機構６２と第２カム５４が線対称に構成されているので、Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２それぞれのリフト量は同一である。

【0041】

次いで、巻締装置１の作用について説明する。初期動作として、制御装置７は、中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締前後および巻締時における距離情報に基づいて第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲を計算する。同様に制御装置７は、中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締前後および巻締時における距離情報に基づいて第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲を計算する。なお、入力装置８にアプリケーションソフトをインストールしておき、そのアプリケーションソフトでこれらの計算を実行して制御装置７に送信してもよい。また、制御装置７は、入力されたロータ回転数でロータ３３が回転するようにロータ駆動モータＭ１の回転速度を制御する。制御装置７は、計算した接触範囲のうちリフト量が最も少なくなる位置で第１カムフォロワー６１１が第１カム面４４ａに接触するように第１カムモータＭ２をロータ駆動モータＭ１と同期して制御する。そして、制御装置７は、その位置を維持するように、第１カム４４をロータ３３と同じ回転速度で回転させる。また、制御装置７は、計算した接触範囲のうちリフト量が最も少なくなる位置で第２カムフォロワー６２１が第２カム面５４ａに接触するように第２カムモータＭ３をロータ駆動モータＭ１と同期して制御する。そして、制御装置７は、その位置を維持するように、第２カム５４をロータ３３と同じ回転速度で回転させる。

【0042】

次に、巻締装置１は、巻締動作を開始する。巻締動作では、まず巻締前の金属蓋付筒体Ｗがリフターに載置される。なお、巻締前の金属蓋付筒体Ｗをリフターに載置するのは、手動であってもよく、巻締装置１以外の装置であってもよく、巻締装置１に設けられた装置であってもよい。そして、制御装置７は、リフター駆動モータＭ４を駆動する。これにより、金属蓋付筒体Ｗは、上方に移動されてチャック２との間に挟み込まれて固定される。その後、制御装置７は、入力された接近速度で第１シーミングロール６１５が金属蓋付筒体Ｗに接近するように第１カムモータＭ２を制御する。つまり、制御装置７は、第１カムフォロワー６１１のリフト量が多くなるように第１カムモータＭ２の回転速度を変更する。これにより、第１シーミングロール６１５は、中心線１１ｃの周りを公転しながら金属蓋付筒体Ｗに接近する。第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も多くなる位置まで達したら、制御装置７は、第１カム４４がロータ３３と同じ回転速度で回転するように第１カムモータＭ２を制御する。これにより、第１シーミングロール６１５は、巻き込み位置で金属蓋付筒体Ｗに接触しながら金属蓋付筒体Ｗの周囲を公転する。

【0043】

第１カムモータＭ２の回転速度を変更してからロータ３３が１／４回転したら、制御装置７は、入力された接近速度で第２シーミングロール６２５が金属蓋付筒体Ｗに接近するように第２カムモータＭ３を制御する。つまり、制御装置７は、第２カムフォロワー６２１のリフト量が多くなるように第２カムモータＭ３の回転速度を変更する。これにより、第２シーミングロール６２５は、中心線１１ｃの周りを公転しながら金属蓋付筒体Ｗに接近する。第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も多くなる位置まで達したら、制御装置７は、第２カム５４がロータ３３と同じ回転速度で回転するように第２カムモータＭ３を制御する。これにより、第２シーミングロール６２５は、圧着位置で金属蓋付筒体Ｗに接触しながら金属蓋付筒体Ｗの周囲を公転する。なお、第２シーミングロール６２５の金属蓋付筒体Ｗへの接近は、第１シーミングロール６１５の金属蓋付筒体Ｗへの接近からロータ３３が１／４回転した以後であればよく、例えばロータ３３が１／３回転したときでもよい。すなわち、金属蓋付筒体Ｗのうち、第１シーミングロール６１５による巻き込みが完了している部分に、第２シーミングロール６２５が接触するように制御されていればよい。

【0044】

第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も多くなる位置まで達してからロータ３３が１／２回転したら、制御装置７は、入力された離間速度で第１シーミングロール６１５が金属蓋付筒体Ｗから離間するように第１カムモータＭ２を制御する。つまり、制御装置７は、第１カムフォロワー６１１のリフト量が少なくなるように第１カムモータＭ２の回転速度を変更する。これにより、第１シーミングロール６１５は、中心線１１ｃの周りを公転しながら金属蓋付筒体Ｗから離間する。第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も少なくなる位置まで達したら、制御装置７は、第１カム４４がロータ３３と同じ回転速度で回転するように第１カムモータＭ２を制御する。これにより、第１シーミングロール６１５は、金属蓋付筒体Ｗから離間した位置で金属蓋付筒体Ｗの周囲を公転する。なお、第１シーミングロール６１５の金属蓋付筒体Ｗからの離間は、第１シーミングロール６１５が巻き込み位置に達してからロータ３３が１／２回転した以後であればよく、例えば１回転したときでもよい。すなわち、２つの第１シーミングロール６１５，６１５によって金属蓋付筒体Ｗの全周の巻き込みが完了した後に、第１シーミングロール６１５の離間が開始されるように制御されていればよい。

【0045】

第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も多くなる位置まで達してからロータ３３が１／２回転したら、制御装置７は、入力された離間速度で第２シーミングロール６２５が金属蓋付筒体Ｗから離間するように第２カムモータＭ３を制御する。つまり、制御装置７は、第２カムフォロワー６２１のリフト量が少なくなるように第２カムモータＭ３の回転速度を変更する。これにより、第２シーミングロール６２５は、中心線１１ｃの周りを公転しながら金属蓋付筒体Ｗから離間する。第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａの接触位置が接触範囲のうちリフト量が最も少なくなる位置まで達したら、制御装置７は、第２カム５４がロータ３３と同じ回転速度で回転するように第２カムモータＭ３を制御する。これにより、第２シーミングロール６２５は、金属蓋付筒体Ｗから離間した位置で金属蓋付筒体Ｗの周囲を公転する。なお、第２シーミングロール６２５の金属蓋付筒体Ｗからの離間は、第２シーミングロール６２５が圧着位置に達してからロータ３３が１／２回転した以後であればよく、例えば１回転したときでもよい。すなわち、２つの第２シーミングロール６２５，６２５によって金属蓋付筒体Ｗの全周の圧着が完了した後に、第２シーミングロール６２５の離間が開始されるように制御されていればよい。

【0046】

第２カム５４がロータ３３と同じ回転速度になったら、制御装置７は、リフター駆動モータＭ４を駆動して、金属蓋付筒体Ｗを下方に移動する。そして、巻締めた金属蓋付筒体Ｗをリフターから取り除く。なお、巻締めた金属蓋付筒体Ｗをリフターから取り除くのは、手動であってもよく、巻締装置１以外の装置であってもよく、巻締装置１に設けられた装置であってもよい。以上により、１つめの金属蓋付筒体Ｗの巻締動作が完了する。その後、巻締装置１は、巻締動作を繰り返す。

【0047】

最後に、金属蓋付筒体Ｗを異なる大きさのものに変更して巻締を行う場合について説明する。先ず、巻締装置１の操作者が、入力装置８を用いて変更後の金属蓋付筒体Ｗを巻締める際の、ロータ回転数と、接近速度と、離間速度と、中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締前後および巻締時における距離と、中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締前後および巻締時における距離を入力する。そして、制御装置７は、初期動作において、入力された中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締前後および巻締時における距離情報に基づいて第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとの接触範囲を計算する。また、制御装置７は、中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締前後および巻締時における距離情報に基づいて第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとの接触範囲を計算する。これにより、第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａの接触範囲および第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａの接触範囲が変更される。制御装置７は、変更した接触範囲で第１カムフォロワー６１１と第１カム面４４ａとを往復移動させるために、第１カム４４の回転位相と第１カムフォロワー６１１の公転位相の変動範囲を変更する。同様に、制御装置７は、変更した接触範囲で第２カムフォロワー６２１と第２カム面５４ａとを往復移動させるために、第２カム５４の回転位相と第２カムフォロワー６２１の公転位相の変動範囲を変更する。ここで、通常は巻締状態の確認のため、巻締装置１に巻締動作を１回だけ実行させる。巻締状態の確認の結果、第１シーミングロール６１５または第２シーミングロール６２５とチャック２のクリアランスを微調整したい場合には、巻締装置１の操作者は、中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締時における距離または中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締時における距離を再入力する。例えば図５に示すＡ１およびＡ２からＢ１およびＢ２に接触範囲を変更した場合、再入力することで、図５において黒丸で示したＢ１およびＢ２の位置が変更されるので、第１シーミングロール６１５とチャック２のクリアランスまたは第２シーミングロール６２５とチャック２のクリアランスの微調整ができる。微調整後、再度初期動作を行う。そして、巻締装置１に巻締動作を１回だけ実行させる。巻締状態に問題が無ければ、巻締装置１の操作者は、入力装置８を用いて巻締動作の繰り返し回数を入力して実行を指示する。これにより、指定した回数の巻締動作が実行される。

【0048】

この実施形態の巻締装置１によれば、第１シーミングロールレバー６１４または第２シーミングロールレバー６２４を付け替えなくても、入力装置８を用いて情報を入力することで、多様な大きさの金属蓋付筒体Ｗを巻締めることができる。また、入力装置８を用いて情報を入力するだけでクリアランスの微調整もできる。そして、多様な板厚の金属蓋付筒体Ｗの巻締にも容易に対応できる。さらに、第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５をカムを用いて移動させているので、短時間で多量の巻締めを行うことができる。加えて、電動シリンダ―でこれらの第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５を移動させるものと比較して締付力をより高めることができる。またさらに、第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５が金属蓋付筒体Ｗの周囲を公転する態様を採用しているので、巻締する金属蓋付筒体Ｗを巻締前に回転させて巻締後に停止させる必要がなく、より短時間で巻締を行うことができる。また、第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５は、それぞれ金属蓋付筒体Ｗを挟んで対向する位置に配置されたローラ対であるので、金属蓋付筒体Ｗを巻締める際に、金属蓋付筒体Ｗおよびチャック２に加わる荷重をローラが互いに打ち消しあう。これにより、チャック２および金属蓋付筒体Ｗの偏りや傾きが防止され、巻締動作が安定する。

【0049】

本発明は上述の実施形態に限られることなく特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形を行うことが出来る。たとえば、第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５を公転させないで、金属蓋付筒体Ｗを回転させて第１シーミングロール６１５および第２シーミングロール６２５を金属蓋付筒体Ｗへの接離方向に移動させる巻締装置１としてもよい。また、第１カムモータＭ２および第２カムモータＭ３を用いずに、ロータ駆動モータＭ１によってロータ３３と第１カム４４と第２カム５４とを回転させてもよい。この場合、ロータ駆動モータＭ１と第１カム４４の間およびロータ駆動モータＭ１と第２カム５４の間それぞれに、別のモータにより差動量を制御可能にした、遊星歯車装置やハーモニックドライブ（登録商標）などの差動歯車装置を配置してもよい。さらに、本実施形態では、円筒状の筒体Ｗ１に円板状の金属蓋Ｗ２を巻締める例で説明したが、角筒状や楕円筒状などの断面が非円形の形状をした筒体Ｗ１に、角状や楕円状などの非円形の金属蓋Ｗ２を被せた非円形の金属蓋付筒体Ｗを巻締めてもよい。非円形の金属蓋付筒体Ｗを巻締める場合、入力装置８から、ロータ回転数、接近速度、離間速度、金属蓋付筒体Ｗの形状を入力することで、入力装置８にインストールされたアプリケーションソフトまたは制御装置７がロータ駆動モータＭ１の回転量に対する第１カムモータＭ２および第２カムモータＭ３の相対回転量を自動計算する態様にすることが好ましい。すなわち、本発明の巻締装置１は、多様な形状や大きさの金属蓋付筒体Ｗを巻締めることができる。また、ロータ駆動モータＭ１、第１カムモータＭ２、第２カムモータＭ３およびリフター駆動モータＭ４をサーボモータで構成する例で説明したが、各モータは回転量および回転速度を制御可能なモータであればよく、例えばステッピングモータを用いてもよい。またさらに、第１カム４４および第２カム５４として外周面に第１カム面４４ａおよび第２カム面５４ａを有するカムで説明したが、第１カム４４および第２カム５４は、内周面にカム面を有するリング状のカムとしてもよい。その場合、シーミングロール揺動機構６は、内周面のカム面よりも内側である中心線１１ｃ側に配置されていてもよい。シーミングロール揺動機構６を内側に配置することで、巻締装置１を小型化できる。金属蓋付筒体Ｗは、飲料、食料若しくは塗料などを入れる缶であってもよく、燃料タンク、食器洗い機の槽、洗濯機のドラム、自動車のマフラー、モータのケース、オイルフィルターのケース、または燃料電池のバッテリーケースであってよい。また、入力装置８に入力する情報は、中心線１１ｃから第１シーミングロール６１５の中心までの巻締前後および巻締時における距離と、中心線１１ｃから第２シーミングロール６２５の中心までの巻締前後および巻締時における距離に代えて、金属蓋付筒体Ｗの巻締前後と巻締時の径情報などであってもよい。

【0050】

なお、以上説明した各変形例の記載それぞれにのみ含まれている構成要件であっても、その構成要件を、他の変形例に適用してもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ 巻締装置
７ 制御装置
４４ 第１カム
４４ａ 第１カム面
５４ 第２カム
５４ａ 第２カム面
６１１ 第１カムフォロワー
６１５ 第１シーミングロール
６２１ 第２カムフォロワー
６２５ 第２シーミングロール
Ｗ 金属蓋付筒体
Ｗ１ 筒体
Ｗ２ 金属蓋

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】