JPH07100205B2 - 不良巻締検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、コーヒ飲料缶、ジュ
ース缶、ビール缶等の缶詰、または空缶を製造するため
に、缶体に蓋部等の端壁を巻締めるさいの不良巻締を検
出する装置に関する。なお本明細書においては、胴部と
底部よりなる通常の缶体、すなわち空缶の他に、底部の
ない胴部のみの場合をも含めて缶体と称する。

【０００２】

【従来の技術】 従来缶体に、蓋部または底部（本明細
書においては端壁と称する）を二重巻締するさいに発生
する不良巻締、すなわち缶ハイト（ｈｉｇｈｔ）の規定
範囲値よりのずれや、図１０に示すような内容物の漏洩
を招く所謂フォールスシーム５１（ｆａｌｓｅ ｓｅａ
ｍ）は、人手により抜取り検査によるか、あるいは内容
物の漏洩によって始めて判明するという状態であった。
そのため人件費による生産コストの上昇や、検査漏れ、
あるいはクレームを招くという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、缶体に端
壁を二重巻締するさいの不良巻締を、自動的に全数検査
により検出する装置を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】 本発明の不良巻締検出
装置は、端壁を巻締られるべき缶体を載置して、自転し
ながら公転する複数のリフタープレートを備えるシーマ
に設けられる不良巻締検出装置であって、該装置は、第
２巻締時にリフタープレートが最高のレベルとなるべき
位置、もしくはその直前に配設された、リフタープレー
ト上面との間隙幅を測定する第１の変位センサ、および
第１の変位センサにより検出された間隙幅を第１の規定
節囲値と比較して、第１の規定範囲値外にあるものを缶
ハイト不良巻締缶として検出する装置：缶体が第２券締
されるべき位置の直前から直後の間に、通過する缶体の
胴部に近接して配設された、胴部との間隙幅を測定する
ための第２の変位センサ、および第２の変位センサによ
り検出された間隙幅を第２の規定範囲値と比較して、第
２の規定範囲値外にあるものを偏芯不良巻締缶として検
出する装置を備えることを特徴とする。

【０００５】

【作用】 シーマ２において、端壁１１を冠装された缶
体４は、スプリング１３を介して押し上げられるリフタ
ープレート７ａと定レベルにあるシーミングチャック１
２の間で支持されながら、自転と同時に公転して、缶体
４のフランジ部と端壁１１のカール部を二重巻締され
る。シーマ２に達するまでの搬送中に他物に当たったり
などして、フランジ部が局部的に外側下方に大きく折れ
曲がり、高さがやや低くなった状態でシーマ２に送入さ
れた缶体を巻締める場合、このフランジ曲がり部分でリ
フタープレート７ａはスプリング１３を介して斜めに押
し上げられ、斜めの状態で巻締めが行なわれて、フォー
ルスシーム５１（図１０参照）が生し易い。

【０００６】 この場合は、第２巻締時にリフタープレ
ート７ａが最高のレベルとなるべき位置１５ａ（図４参
照）、もしくはその直前に配設された、リフタープレー
ト上面７ｂとの間隙幅を測定する第１の変位センサ２０
による測定値が、リフタープレート７ａが正常の水平状
態にあるときと異なる。この測定値を、高さが正常な缶
体４が正常な状熊で巻締られるリフタープレートの高さ
に基づいて定められた第１の規定範囲値と比較して、第
１の規定範囲値外にあるものを缶ハイト不良巻締缶とし
て検出する装置を備えているので、このやうな原因で生
じたフォールスシーム缶は缶ハイト不良巻締缶として検
出される。

【０００７】 またフランジ部が正常の場合でも、作業
中のスプリング１３の故障などによって、スプリング１
３によって支持されるリフタープレート７ａ（段落番号
００１０および図１１参照）の上昇位置が変動して、缶
ハイト（缶ハイトは、第２巻締時に最高のレベル１５ａ
のカム面の上にあるリフタープレートの上面７ｂと第２
巻締ロール〔定レベルにある〕のフランジ部上端に当た
る部分間の距離によって定まる）が第１の規定値範囲か
ら外れることがあるが、このような欠陥を有する缶も上
記と同様にして缶ハイト不良巻締缶として検出される。

【０００８】 商業的なシーマ２の生産速度は通常約５
００〜１５００缶であり、従って公転速度も非常に大き
い。そのため缶体４には大きな遠心力が作用して、缶体
４の底端が滑って、図３の１点鎖線で示すように、胴部
４ａが斜めに傾き易い。このように胴部４ａが傾くと、
フランジ部が正常の場合であっても、フォールスシーム
５１等の不良巻締が生じ易い。缶体４が第２巻締される
べき位置の直前と直後の間に、通過する缶体４の胴部４
ａに近接して配設された、胴部４ａとの間隙幅を測定す
るための第２の変位センサ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１
７ｄにより測定される各間隙幅は、缶体４の傾きの程度
に比例する。第２の変位センサにより検出された間隙幅
を正立している缶体４に基づいて定められた第２の規定
範囲値と比較して、第２の規定範囲値外にあるものを偏
芯不良巻締缶として検出する装置を備えているので、上
記間隙幅が第２の規定節囲値外にあるものは偏芯不良巻
締缶として検出される。第１の変位センサおよび第２の
変位センサによる間隙幅の測定は、全数の缶体について
自動的に行われるので、不良巻締を自動的に全数検査し
て検出できる。

【０００９】

【実施例】 二重巻締装置を示す図１、図２において、
１は送入ターレット、２はシーマ、３は送出ターレット
であり、４は端壁１１（図３）を巻締られるべき缶体で
ある。シーマ２は、搬送ターレット６、等間隔に周設さ
れた複数の（通常６〜１２個、本実施例では８個）のリ
フター７、第１巻締ロール８、第２巻締ロール９および
シーミングチャック１２（図３参照）を備えている。

【００１０】 リフター７は、図３の略図、および例え
ば図１１の詳細図で示すように、上部に缶体４を載置す
るためのリフタープレート７ａ、リフタープレート７ａ
の中央下部に固着されたスピンドル７ｃを備えており、
玉軸受６１およびローラ軸受６２を介してプランジャ６
０に対して回転自在に着設されている。プランジャ６０
の上部には、スピンドル７ｃの上方部や玉軸受６１等を
収納するための孔部６０ｂとなっており、孔部６０ｂの
下方にスプリング１３の下方部を収納するための環状孔
６０ａが形成されている。スプリング１３の上方部はス
プリング案内部材６３のフランジ部６３ａを介して玉軸
受６１の外輪６１ａに当接している。環状孔６０ａの内
側のプランジャ円箇部６０ｃの上面とスプリング案内部
材６３の下面は若干離れていて、その間に間隙部６９が
できている。 プランジャ６０の下部には、ピン６６の周
りにニードル軸受６４を介して回転し、円周カム６７
（以下リフターカムと呼ぶ）に係合するカムロール６５
が着設されている。６８は上下動するプランジャ６０を
案内するブッシュングである。スプリング１３は常時は
伸び切った状熊にあるが、巻締の時は縮んで、缶体４に
押圧力を加えられるようになっている。 カムロール６５
のト昇に伴い、プランジャ６０、スプリング１３、スプ
リング案内部材６３、玉軸受の外輪６１ａ、玉軸受６１
およびスピンドル７ｃを介してリフタープレート７ａが
上昇して、缶体４を軸方向に押し上げ、定レベルにある
シーミングチャック１２との間でスプリング１３により
押圧力の下に巻締が行なわれる。図１１から明らかのよ
うに、リフタープレート７ａはスプリング１３と共に傾
き易い構造になっている。

【００１１】 図４はリフターカム６７の、公転の起点
を図１の位置Ｂとした場合、すなわち位置Ｂにおける公
転角を０度とした場合の、カム曲線の例を示したもので
ある。リフタープレート７ａが、公転角が約３４０〜３
０度の間の位置で急激に上昇し（上昇高さは例えば約３
０ｍｍ）、約３０〜２２０度の間で直線的に僅かに上昇
して、公転角２２３度の位置１５ａで最高のレベルに達
し、以降急激に低下して元のレベルに戻るように形成さ
れている。そして缶体４が公転角５９度（１４の位置）
と１４２度（１５の位置）の間、すなわち図１の半径ｏ
ｘと半径ｏｙの間を通過中に第１巻締が行なわれ、位置
１５と１５ａの間、すなわち図１の半径ｏｙとｏｚの間
を通過中に、第２巻締が行なわれて二重巻締部が形成さ
れる。なお位置１４と位置１５ａ間の高さの差は、例え
ば０．６６ｍｍであって、極く小さい。

【００１２】 図１に示すように、缶体４は、送入ター
レット１のポケット１ａに入って、ガイドプレート５の
入口側ガイド面５ａに沿って矢印Ａ方向に搬送された
後、位置Ｂにおいて、送入ターレット１の軸心とシーマ
２の軸心を結ぶ平面を缶体４の軸心が通って、シーマ２
の搬送ターレット６のポケット６ａに移り、直ちに端壁
１１を冠装された後、図３に示すように、上昇するリフ
タープレート７ａによって、シーミングチャック１２と
リフタープレート７ａに把持されて、矢印Ｃ方向に公転
すると同時に自転しながら、前述のように端壁１１を巻
締された後、矢印Ｄ方向に回転する送出ターレット３の
ポケット３ａに移って、ガイドプレート５の出口側ガイ
ド面５ｂに沿って搬送されて、次工程に送られる。

【００１３】 図１に示すように、２次巻締が行なわれ
る領域（半径ｏｙ−ｏｚの間）、およびその直前（好ま
しくは半径ｏｙの公転角との差が約１０度以下；なお直
後とは半径ｏｙの公転角との差が好ましくは約１０度以
下をいう）に沿って、シーマ２の中心軸ｏから等距離
に、かつ互いに等間隔に、複数の（好ましくは３個以
上；実施例では４個）偏芯検出用変位センサ（例えば磁
気センサよりなる）１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが
配設されている。隣接する変位センサ１７間の距離は、
その前面を通過する間に缶体４が１・１／４回自転する
ように定められている。そのため各ポケット６ａの缶体
４は、４個の変位センサ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄの前を通過するさい、胴部４ａの周方向中心角が９０
度づつ離れた部分と各変位センサ１７間の間隙幅が検出
される。変位センサ１７が３個の場合は、上記距離は、
その前面を通過する間に缶体４が１・１／３回自転する
ように定められている。

【００１４】 また変位センサ１７は、図２、図３に示
すように、缶体４の胴部４ａの下方部（例えばリフター
プレートの上面７ｂから約２０ｍｍ上方の位置）に対向
して、正立した缶体４から極く僅かの距離、例えば間隙
幅ｄ１が約２ｍｍとなる位置に、取付具１９を介して固
定フレーム１８に固着されている。そのため胴部４ａが
斜めになった状態で巻締められるとき、４個の変位セン
サのうちどれかが胴部との間隙幅が大きくなり、またど
れかが間隙幅が短くなる。この違いを、正常値のｄ１と
比較して、規定範囲値（ｄ１−α）〜（ｄ１＋α）｛α
は例えば０．２ｍｍ｝からずれたものは、偏芯巻締不良
缶として検出する。

【００１５】 また図１、図３に示すように、第２巻締
のさいリフタープレート７ａが最高のレベルになる周方
向の位置（図４の位置１５ａ、または図１の半径ｏｚ上
の位置）直前（好ましくは半径ｏｚとの公転角の差が約
３０度以下の位置）の、リフタープレート７ａの上方
に、缶ハイト検出用変位センサ２０が配設されている。
変位センサ２０は、最高レベル近傍にあるリフタープレ
ート７ａから極く僅か上方に、例えば間隙幅ｄ２が約
１．５〜１．６ｍｍとなるレベルに、取付具１６を介し
て固定フレーム１８に固着されている。この場合も、間
隙幅が、規定範囲値（ｄ２−β）〜（ｄ２＋β）｛βは
例えば０．２ｍｍ｝からずれたものは、缶ハイト不良巻
締缶として検出する。

【００１６】 不良巻締が何のリフタープレート７ａの
上に載置されいる缶体４に生じたか、すなわちシーマの
搬送ターレノト６の何のポケットにある缶体４に生じた
かを知ることが好ましい。そのため送出ターレット３の
ドライブ軸３ｂの長手方向に沿って、１個の突出部２１
ｘを有するタイミングカム２１（図５）が５個（２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ；図７参照）、お
よび８個の突出部２２ｘを有するタイミングカム２２
（図６）が５個（２２ａ、２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２
２ｅ；図７参照）着設されている。送出ターレット３は
シーマ２と同期回転して、シーマ２の１回転で送出ター
レノト３も１回転し、かつ両者のポケット数も同じであ
るので、送出ターレット３のドライブ軸３ｂは、シー７
２のドライブ軸２ａと等価的な機能を有する。

【００１７】 各タイミングカム２１に近接して、シー
マ２の基準ポケット（以下Ｎｏ．１ポケットとよび、そ
の下流側のポケットを順次Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、・・・
とよぶ）を検出するための、各Ｎｏ．１ポケット検出セ
ンサ２３（例えば近接スイッチよりなる；２３ａ，２３
ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ；図７参照）が配設されて
おり、突出部２１ｘがその全面を通過するとき、ＯＮ信
号（パルス）を出力するよう構成されている。各タイミ
ングカム２２に近接してポケット別検出センサ２４（２
４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ；図７参照が配
設されており、８個の各突出部２２ｘがその前面を通過
する毎に、ＯＮ信号（パルス）を出力するよう構成され
ている。後記の図８において、パルス３４ａ，３４ｂ，
３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆ，３４ｇ，３４ｈはそ
れぞれ、ポケットＮｏ．１、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎ
ｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７、Ｎｏ．８に対
応するパルスである。

【００１８】 図７は、各センサの出力信号に基づい
て、不良巻締を検出する回路を示すものである。２５は
偏芯検出用変位センサ１７ａに対応する回路のブロック
図であって、２１ａおよび２２ａはそれぞれ、変位セン
サ１７ａに対応するタイミングカム２１および２２であ
る。２６は増幅器、２７はピークホールド回路、２８は
Ａ／Ｄ変換器、２９はカウンタ、３０は微分回路であ
る。

【００１９】 回路２５の動作のタイミングチャートを
示す図８において、３１は、増幅器２６により増幅され
た偏芯検出用変位センサ１７ａの出力信号を示す。３１
ａ、３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆ，３１ｇ
および３１ｈはそれぞれ、Ｎｏ．１、Ｎｏ．２，Ｎｏ．
３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６、Ｎｏ．７およびＮ
ｏ．８ポケットの缶体４が変位センサ１７ａの前面を通
過する（ｔ３が通過時間である）さいの波形信号を示
す。信号３１ａを例にとれば、波形ボトム値３１ａ１が
ピークホールド回路２７によってピークホールドされ
る。

【００２０】 ３３はＮｏ．１ポケット検出センサ２３
ａから出力されるパルス信号であり、シーマ２が１回転
する毎に１個出力される。３４はポケット別検出センサ
２４ａから出力されるパルス信号であり、シーマ２が１
回転する毎に８個出力される。タイミングカム２２は、
パルス信号３４が隣り合う波形信号３１のほぼ中間にく
るように、例えば波形３１ｇと３１ｈの間にくるように
ドライブ軸３ｂに着設されている。またタイミングカム
２１は、Ｎｏ．１ポケットの缶体４に基づく波形信号３
１ａが出力される前に発せられるパルス信号３４ａが出
力される直前にパルス信号３３が出力されるようにドラ
イブ軸３ｂに着設されている。パルス信号３３の立上り
でカウンタ回路２９はリセットされ、カウント値は０に
なる。

【００２１】 変位センサ１７ａに任意のポケット６ａ
の缶体４が近づくと、ポケット別検出センサ２４ａより
パルス信号３４が出力され、微分回路３０に入力する。
直ちに微分回路３０から、パルス信号３４の立下りに基
づく極く細幅の（例えば最小幅２ｍ・ｓｅｃ）パルス３
５がカウンタ回路２９とピークホールド回路２７に入力
する。ピークホールド回路２７はパルス３５でリセット
され、波形信号３１のボトム値（例えば３１ａ１）のホ
ールドを開始する。同時にカウンタ回路２９はカウント
値を１つインクリメントする（例えば今までの値が１な
らば２になる）。

【００２２】 次のポケットの缶体４が変位センサ１７
ａに近づいてきて、センサ２４ａよりパルス３４が出力
すると、微分回路３０より立ち上り微分パルス３６がピ
ークホールド回路２７およびＡ／Ｄ変換回路２８に入力
して、それまでのピークホールドを終了し、Ａ／Ｄ変換
回路２８をＯＮとする。すなわち時間ｔ１がピークホー
ルド時間となる。ホールドされたボトム値は、同時にＡ
／Ｄ変換回路２８に入力して、デジタル値への変換が開
始される。変換が終了する（時間ｔ２の間にこの処理が
実行される）と、Ａ／Ｄ変換回路２８は、１ポケット検
出終了の信号と、その検出値およびカウンタ回路２９で
ラッチされているそのカウント値（ポケット番号）を、
データ判別装置であるマイクロコンピュータ３８に出力
する。

【００２３】 マイクロコンピュータ３８は、上記検出
値およびポケットＮｏ．を取り込み、規定範囲値（ｄ１
−α）〜（ｄ１＋α）および（ｄ２−β）〜（ｄ２＋
β）と比較して、巻締良否の判定および各種データ処理
（例えば統計処理）を行なう。そして何れかのポケット
に不良巻締が発生したことを検知すると、警報器（図示
されない）に警報発生信号４８を発し、また運転停止の
信号５０を発する。

【００２４】 ３９、４０および４１はそれぞれ、偏芯
検出用変位センサ１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄに対応す
る回路のブロック図であって、その配設位置が異なるた
め、タイミングチャートの位相がずれている点以外は、
回路２５と同様の構成、作用を有する。

【００２５】 ４２は缶ハイト検出用変位センサ２０に
対応する回路のブロック図であって、４３は増幅器、４
４はピークホールド回路、４５はＡ／Ｄ変換回路、４６
はカウンタ、４７は微分回路であって、図９はそのタイ
ミングチャートである。図９において、５１は、増幅器
４３によって増幅された缶ハイト検出用変位センサ２０
の出力信号を示し、５３は、Ｎｏ．１ポケットセンサ２
３ｅから出力されるパルス信号であり、５４はポケット
別検出センサ２４ｅから出力されるパルス信号、５５お
よび５６はそれぞれ、パルス信号５４の立下りおよび立
上りに基づいて、微分回路４７から出力される極く細幅
のパルス信号であって、回路２５と同様な作用を行な
う。なおｔ３は、リフタープレート７ａが変位センサ２
０の下方を通過する時間を示し、その間に僅かな凹凸が
見られるのは、リフタープレートの上面７ｂに、取付け
ねじによる微小な凹部７ｂ１が存在するためである（図
３参照）。５１ａがボトム値である。

【００２６】 以上のように、図７に示す回路による処
理が繰り返し行なわれ、マイクロコンピュータ３８の高
速処理により検出値、ポケットＮｏ．が次々と処理さ
れ、缶体巻締の全数検査が行なわれる。

【００２７】 本発明は、以上の実施例によって制約さ
れるものでなく、例えば缶ハイト検出用変位センサは、
リフタープレートが最高のレベルとなるべき位置に配設
されていてもよい。

【００２８】

【発明の効果】 本発明は、缶体に端壁を二重巻締する
さいの不良巻締を、自動的に全数検査により検出するこ
とができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の不良巻締検出装置が着設された二重
巻締装置の例の要部平面図である。

【図２】 図１の二重巻締装置の要部正面図である。

【図３】 本発明における二重巻締を行なう状態を示す
要部説明用一部切断正面図である。

【図４】 リフタープレートを上下するためのカム面の
プロフィルの例を示す線図である。

【図５】 変位センサの出力を処理するハード装置に用
いられる第１のタイプのタイミングカムの例の平面図で
ある。

【図６】 変位センサの出力を処理するハード装置に用
いられる第２のタイプのタイミングカムの例の平面図で
ある。

【図７】 変位センサの出力を処理する回路のブロック
図である。

【図８】 図７における偏芯検出用変位センサの出力を
処理する回路のタイミングチャートの例である。

【図９】 図７における缶ハイト検出用変位センサの出
力を処理する回路のタイミングチャートの例である。

【図１０】 不良巻締の例を示す要部縦断面図である。

【図１１】 リフターの構造の例の詳細を示す縦断面図
である。

【符号の説明】２ シーマ ４ 缶体 ４ａ 胴部 ７ａ リフタープレート７ｂ リフタープレート上面 １１ 端壁 １５ａ 最高のレベル １７ａ 偏芯検出用変位センサ（第２の変位センサ） １７ｂ 偏芯検出用変位センサ（第２の変位センサ） １７ｃ 偏芯検出用変位センサ（第２の変位センサ） １７ｄ 偏芯検出用変位センサ（第２の変位センサ） ２０ 缶ハイト検出用変位センサ（第１の変位セン
サ） ２５ 偏芯検出用変位センサに対応する回路（偏芯不
良巻締缶とし て検出する装置） ３８ マイクロコンピュータ（缶ハイト不良巻締缶、
偏芯不良巻締缶として検出する装置） ４２ 缶ハイト検出用変位センサに対応する同路（缶
ハイト不良巻締缶として検出する装置）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 端壁を巻締られるべき缶体を載置して、
   自転しながら公転する複数のリフタープレートを備える
   シーマに設けられる不良巻締検出装置であって、該装置
   は、第２巻締時にリフタープレートが最高のレベルとな
   るべき位置、もしくはその直前に配設された、リフター
   プレート上面との間隙幅を測定する第１の変位センサ、
   および第１の変位センサにより検出された間隙幅を第１
   の規定節囲値と比較して、第１の規定範囲値外にあるも
   のを缶ハイト不良巻締缶として検出する装置：缶体が第
   ２巻締されるべき位置の直前から直後の間に、通過する
   缶体の胴部に近接して配設された、胴部との間隙幅を測
   定するための第２の変位センサ、および第２の変位セン
   サにより検出された間隙幅を第２の規定範囲値と比較し
   て、第２の規定節囲値外にあるものを偏芯不良巻締缶と
   して検出する装置を備えることを特徴とする不良巻締検
   出装置。