本发明涉及包括载置罐的罐载置单元、设置成与罐载置单元对置的卡盘单元、以及将盖卷封于罐上的卷边接合辊的卷封装置。
背景技术：
以往，公知如下卷封装置，即，该卷封装置包括：罐载置单元，该罐载置单元载置填充有饮料等的罐；卡盘单元，该卡盘单元设置成与罐载置单元对置；以及卷边接合辊，该卷边接合辊将盖卷封于罐上。
例如，如专利文献1所示，公知的卷封装置包括：卷边接合转台(1)，其进行罐与盖的卷封工序；搬入输送机(供应输送机7)，其向卷边接合转台供应卷封前的罐；盖供应单元的盖搬送转台(供应转台3)，其供应盖；卸料转台(排出转台5)，其将卷封后的罐从卷边接合转台搬出；以及搬出输送机(排出输送机8)，其将罐进一步从卸料转台向外部搬出。
在卷边接合转台、卸料转台及盖搬送转台分别设置有：在外周部分别收容罐及盖而进行搬送的凹处(嵌合凹部2、4、6)。
在卷边接合转台的各凹处设置有：载置罐的罐载置单元(升降机17)、设置成与罐载置单元对置的卡盘单元(卷边接合卡盘装置10)、以及将盖卷封于罐上的卷边接合辊(18、19)。
像这样构成的卷封装置中，以齿轮等使得各转台、各输送机的速度及时机相对应地，利用齿轮、凸轮机构等，使配置于各凹处的罐载置单元、卡盘单元的卡盘及卷边接合辊的动作与卷边接合转台的旋转联动，由此，能够交接高速搬送的罐及盖，并且，连续地进行卷封。
专利文献
专利文献1：日本特开昭62－244537号公报
技术实现要素：
像这样的公知的卷封装置中，在具有设置于卷边接合转台的各凹处的罐载置单元(升降机)、顶出垫的情况下，该垫利用凸轮机构分别与卷边接合转台的旋转联动而进行上升、下降。
对于被供应到卷边接合转台的各凹处的罐，使罐载置单元(升降机)上升而与卡盘之间来夹持罐和盖，进行盖的卷封。
在卷封时，最好是以一定的轴载荷来夹持罐和盖，利用推压机构来产生力，其中该推压机构使用了设置于罐载置单元(升降机)的弹簧。
通过在卷封装置的工作开始前调整弹簧的安装长度，来设定一定的轴载荷，但是，由于在设置于各搬送凹处的罐载置单元又分别设置有弹簧，所以该调整作业需要很多的时间和劳力。
另外，该推压机构还承担着：用于吸收卡盘与载置于罐的盖抵接时的冲击而防止罐损伤或压曲的功能，但是，通常的推压机构的缓冲量较小为1mm以下，所以为了得到需要的轴载荷，而必须预先提高安装载荷，冲击吸收性不充分。
可以通过降低弹簧常数、延长冲程来提高冲击吸收性，但是，延长冲程会导致装置大型化，并且，如果弹簧常数较低，则容易成为载荷变动的主要原因，也就构成妨碍高速化的主要原因，因此，很难同时兼具有冲击吸收性和高速化。
另一方面，卷封中，罐高会发生微小减少，因此，为了保持由推压机构所带来的轴载荷恒定，必须使罐载置单元(升降机)微小地上升。
因此，必须通过罐载置单元(升降机)的上下移动机构所用的凸轮来根据罐高减少量进行微小地上升、下降。
但是，很难使凸轮的冲程与罐高减少量完全一致，另外，卷封中的罐高减少量不是恒定的，此外，罐高减少量还会因卷封尺寸(标准缝、微窄缝(seam)等)而发生变化，因此，使施加于卷封中的罐上的轴载荷呈现恒定的调整变得较为困难。
因此，通过设定成容许伴随罐高减少量而产生的轴载荷的一定误差，来调整装置而进行工作，但这将会成为轴载荷的调整长时间化、罐发生压曲、阻碍高速化的主要原因。
此外，虽然可以通过以齿轮、凸轮等使各可移动部的动作联动而使卷封装置整体的所有动作时机一致，但是，为了连续以高速精度良好地进行卷封，必须根据所供应的罐的尺寸、重量、卷封尺寸等而分别调整各可移动部的动作时机，对于该调整作业也需要很多的时间和劳力。
本发明解决上述问题，其目的在于提供一种卷封装置，其能够容易地调整施加于卷封中的罐上的轴载荷，不会施加有冲击载荷，防止罐的压曲，并且，能够追随卷封中的罐高减少而赋予一定的轴载荷，实现卷封处理的高速化。
本发明所涉及的卷封装置包括：罐载置单元，该罐载置单元载置罐；卡盘单元，该卡盘单元设置成与所述罐载置单元对置；以及卷边接合辊，该卷边接合辊将盖卷封于罐上，其中，所述罐载置单元具有将载置罐的板弹性地向上方推压的推压机构，所述推压机构构成为以流体压力进行工作，由此，解决上述课题。
根据该第一方案所涉及的卷封装置，推压机构构成为以流体压力进行工作，由此，为了得到一定的轴载荷，只要在供给源来调整供应的流体压力即可，不需要分别调整：设置于各凹处的罐载置单元的推压机构，从而，能够在短时间内容易地进行调整作业。
另外，通过以流体压力调整轴载荷，不会施加有冲击载荷，从而，能够防止罐的压曲。
此外，能够追随卷封中的罐高减少而赋予一定载荷，使得卷封精度得到提高而得到稳定的卷封尺寸，从而，能够实现卷封处理的高速化。
根据该第二方案中记载的构成，具有使罐载置单元上下移动的上下移动机构，由此，能够与所述推压机构并用而将该上下机构简化为：仅使载置于罐载置单元上的罐相对于卡盘单元的卡盘进行上升的机构。
根据该第三方案中记载的构成，上下移动机构构成为：在卷边接合辊的卷封动作中不工作，由此，能够可靠地稳定进行卷封作业中的所述推压机构的动作。
根据该第四方案中记载的构成，利用分别独立地被控制的驱动源，来进行罐载置单元的板及卡盘单元的卡盘的自转、卷边接合辊的卷封动作，由此，通过对各驱动源进行控制，能够将板及卡盘的旋转开始、加速时机、卷封动作时机、按压量分别调整为最佳而无需利用操作面板等停止运转，因此，能够在短时间内容易地进行调整作业。
根据该第五方案中记载的构成，卡盘单元仅有卡盘与盖抵接，卡盘进行盖的定心，并且，按压盖，由此，盖的位置校正变得容易，由于可靠地进行定心，所以不会施加有偏心载荷，能够防止压曲，另外，能够实现罐的薄壁化。
根据该第六方案中记载的构成，卡盘具有盖吸附机构，利用所述盖吸附机构进行盖的定心，由此，卡盘与盖的嵌合力得以提高，能够防止由两者间的滑动所引起的卷封不良，另外，能够降低轴载荷，提高盖与卡盘的定心，从而，能够防止罐的压曲。
根据该第七方案中记载的构成，搬入输送机、盖供应装置及盖搬送转台具有分别独立地被控制的驱动源，由此，能够将动作时机分别调整为最佳而无需利用操作面板等来停止运转，因此，能够在短时间内容易地进行：用于防止由动作时机的偏差所引起的盖的变形、损伤、罐的凹陷、卷封不良的调整作业。
根据该第八方案中记载的构成，驱动源为伺服电机，由此，能够利用电气控制指令来进行调整，并且，还能够进行反馈控制，此外，能够在短时间内容易地进行调整作业。
根据该第九方案中记载的构成，卷边接合转台具有对凹处的位置进行检测的检测机构，在搬入输送机的搬送路径具有对搬入输送机的配件进行检测的间距传感器，由此，能够更容易地进行动作时机的调整作业。另外，对于各凹处、配件的位置的误差及工作中的位置变动也自动地进行检测而调整，能够使卷封精度得到提高，实现处理的高速化。
根据该第十方案中记载的构成，具有对流体压力进行密封的隔膜，由此，不需要滑动的密封部件，升降时也就不存在密封阻力，能够使板顺利地升降。
根据该第十一方案中记载的构成，卡盘单元具有：将润滑油强制排出的旋转叶片泵，由此，使油封上部的润滑油积存为最小限度，能够防止由卡盘旋转所引起的润滑油从油封泄漏、污损。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所涉及的卷封装置的搬送路径说明图。
图2是本发明的一个实施方式所涉及的卷封装置的截面说明图。
图3是本发明的一个实施方式所涉及的卷封装置的罐载置单元的放大说明图。
图4是罐卷封时的放大说明图。
图5是盖处理时的放大说明图。
图6是本发明的另一实施方式所涉及的卷封装置的搬送路径说明图。图7是罐载置单元的推压机构的另一方式的放大说明图。
图8是卡盘单元的另一方式的放大说明图。
图9是图8的截面图。
符号说明：
100···卷封装置
101···卷边接合转台
102···搬入输送机
103···配件
104···盖供应单元
105···盖供应装置
106···盖搬送转台
107···卸料转台
108···搬出输送机
110···罐载置单元
111···推压机构
112···板
113···汽缸空间
114···活塞
115···上下移动机构
116···上下移动凸轮
117···上下移动凸轮从动件
118···隔膜
120···卡盘单元
121···卡盘
125···负压吸入孔(盖吸附机构)
126···卡盘外周部
127···旋转叶片泵
128···排出管
129···油封
130···卷边接合单元
131···卷边接合辊
132···辊摇摆轴
151···卷边接合转台的驱动马达(驱动源)
152···盖搬送转台的驱动马达(驱动源)
153···盖供应装置的驱动马达(驱动源)
154···搬入输送机的驱动马达(驱动源)
155···凹处位置检测编码器(检测机构)
156···卡盘的驱动马达(驱动源)
157···罐载置单元的驱动马达(驱动源)
158···辊摇摆轴的驱动马达(驱动源)
c···罐(盖卷封前)
f···盖
cm···罐(盖卷封后)
p···凹处
e···卷封区间
g···合流点
具体实施方式
如图1所示，本发明的一个实施方式所涉及的卷封装置100包括：卷边接合转台101，其进行罐c与盖f的卷封工序；搬入输送机102，其向卷边接合转台101供应卷封前的罐c；盖供应单元104，其包括供应盖f的盖供应装置105及盖搬送转台106；卸料转台107，其将卷封后的罐cm从卷边接合转台101搬出；以及搬出输送机108，其将罐cm进一步从卸料转台107向外部搬出。
在卷边接合转台101、卸料转台107及盖搬送转台106分别设置有：在外周部分别收容罐c、cm及盖f而进行搬送的凹处p，在搬入输送机102设置有：与罐c分别卡合而进行搬送的配件103。
卷边接合转台101、卸料转台107及盖搬送转台106的旋转速度、搬入输送机102的配件103的移动速度、以及各凹处p、配件103的联动时机设计成可以进行调整，以使罐c、cm及盖f在各转台、输送机间顺利地交接。
如图2所示，在进行罐c与盖f的卷封工序的卷边接合转台101的各凹处p分别具备：载置罐c的罐载置单元110、具有设置成与罐载置单元110对置的卡盘121的卡盘单元120、以及具有将盖f卷封于罐c上的卷边接合辊131的卷边接合单元130。
卷边接合转台101构成为：利用驱动马达151进行旋转驱动，能够通过凹处位置检测编码器155从其旋转相位来检测凹处位置。
另外，在搬入输送机102的搬送路径设置有：对搬入输送机102的配件103的位置进行检测的由光电管、接近开关、激光器等构成的间距传感器s，利用该间距传感器s的输出，来控制：配件103相对于卷边接合转台101和盖搬送转台106的凹处p的位置。
通过像这样进行检测、控制，能够更容易地进行调整作业，并且，对于各凹处、配件的位置的误差、工作中的位置变动，也能够自动地进行检测而调整，能够使卷封精度得到提高，从而实现卷封处理的高速化。
盖供应装置105、盖搬送转台106、搬入输送机102利用盖供应装置105的驱动马达153、盖搬送转台106的驱动马达152、搬入输送机102的驱动马达154利用分别独立地被控制的驱动源进行驱动。
像这样利用分别独立地被控制的驱动源，来驱动搬入输送机102、盖供应装置105及盖搬送转台106，由此，能够将动作时机分别调整为最佳而无需利用操作面板等停止运转，能够在短时间内容易地进行防止：由动作时机的偏差所导致的盖的变形、损伤、罐的凹陷、卷封不良的调整作业。
各马达构成为：采用了伺服电机，能够分别调整速度、时机，并且，构成为：还能够根据凹处位置检测编码器155的输出，而追随卷边接合转台101的速度、时机的变动。
另外，同样地，板112和卡盘121的自转是以罐载置单元110的驱动马达157、卡盘121的驱动马达156为驱动源，辊摇摆轴132以辊摇摆轴132的驱动马达158为驱动源，利用分别独立地被控制的驱动源进行驱动。
像这样通过分别独立地被控制的驱动源进行驱动，由此，通过对各驱动源进行控制，能够将板112及卡盘121的旋转开始、加速时机、卷封动作时机、按压量分别调整为最佳而无需利用操作面板等停止运转，因此，能够在短时间内容易地进行调整作业。
此外，使驱动源为伺服电机，由此，能够以电气控制指令进行调整，并且，还能够进行反馈控制，能够在短时间内容易地进行调整作业。
此外，图2中未图示的卸料转台107、搬出输送机108进行的仅是卷封后的罐cm的交接，容许某种程度的速度、时机的偏差，因此，只要能够从卷边接合转台101的驱动马达151经由传动机构而机械地进行驱动等即可，亦即使用适当的驱动源即可。
罐载置单元110具有：载置罐c的板112、和将板112弹性地向上方推压的推压机构111。
如图3所示，推压机构111构成为：在汽缸空间113的上方插入有固定有板112的活塞114；通过向汽缸空间113内供应压缩空气等压力流体而将板112弹性地向上方推压。
像这样，推压机构111以压缩空气等流体压力进行工作，因此，为了得到一定的轴载荷，只要在供给源来调整所供应的流体压力即可，不需要分别调整设置于各凹处p的罐载置单元110的推压机构111，从而能够在短时间内容易地进行调整作业。
另外，通过以流体压力调整轴载荷，不会施加有冲击载荷，能够防止罐c的压曲。
此外，能够追随卷封中的罐高减少而赋予一定载荷，使卷封精度得到提高而得到稳定的卷封尺寸，从而能够实现卷封处理的高速化。
另外，罐载置单元110通过由上下移动凸轮116和上下移动凸轮从动件117构成的、罐载置单元110的上下移动机构115而进行上下移动。
上下移动凸轮116被固定设置，通过卷边接合转台101进行旋转，上下移动凸轮从动件117仿照凸轮轮廓进行移动，罐载置单元110根据位置而进行上下移动。
具有使该罐载置单元110上下移动的上下移动机构115，由此，能够与推压机构111并用而将该上下移动机构115简化为：仅使载置于罐载置单元110的罐c相对于卡盘121进行上升的机构。
此外，罐载置单元110的上下移动机构115构成为在卷边接合辊的卷封动作中不工作，由此，能够可靠地稳定进行卷封作业中的前述推压机构111的动作。
关于利用前述的卡盘单元120的卡盘121进行的定心，如图4所示，构成为：通过该卡盘的外周部126与盖f嵌合来进行定心。
卡盘121构成为：如图所示，在卡盘121的中央部不具有以往的顶出垫，通过仅使卡盘与盖f抵接，进行盖f相对于罐c的定心，并且，按压盖f。
像这样，仅用卡盘121就能够进行盖f的定心，由此，盖f的位置校正变得容易，不会施加有偏心载荷，能够防止罐c的压曲，并且，能够实现罐c的薄壁化。
另外，卡盘121被固定设置成能够旋转，如上所述，利用前述的可控制的驱动源进行罐载置单元110的板112及卡盘121的自转。
关于盖f的定心，若对前述的卡盘进行改变，如图5所示，可以在其中央部设置负压吸入孔125，将盖f吸附于卡盘121，由此，进行定心，接下来，可以使罐载置单元110上升而将盖f载置于罐c。
像这样，预先使盖f吸附于卡盘121而使嵌合力增加，由此，防止由滑动所引起的卷封不良，因此，能够降低向罐c赋予的轴载荷，防止罐c的压曲，并且，能够实现薄壁化。
并且，在将盖f载置于罐c时，通过利用卡盘121的吸附，对盖f可靠地进行定心，因此，能够防止由偏心载荷所导致的压曲。
另外，对卡盘121的自转进行控制，由此，能够对将盖f吸附于卡盘121时的自转进行控制，从而通过卡盘能够稳定且可靠地吸附盖f。
此外，对罐载置单元110的板112的自转进行控制，由此，能够与卡盘121的自转的控制相互结合，将板112及卡盘121的自转控制为低速状态，降低旋转中心的偏离，从而能够防止：因罐c与侧方的导轨部件等之间的接触而导致的罐c的凹陷、损伤等。
这种情况下，如上所述，也可以利用前述的可控制的驱动源来进行罐载置单元110的板112及卡盘单元120的卡盘121的自转。
对如上构成的卷封装置100的动作进行说明。
将盖f卷封前的罐c与搬入输送机102的各配件103卡合而进行搬送，并朝向卷边接合转台101。
另一方面，盖f由盖供应装置105一片一片地送出而交给盖搬送转台106的各凹处p，利用盖搬送转台106的旋转，朝向卷边接合转台101。
搬入输送机102、盖搬送转台106的速度、时机被调整为与卷边接合转台101的速度、时机相适应，以使罐c和盖f的中心在合流点g一致，通过使被驱动马达(伺服电机)157控制旋转的罐载置单元110在合流点g上升，盖f被载置在：载置于板112上的罐c上。
然后，通过罐载置单元110进一步上升，被驱动马达(伺服电机)156控制旋转的卡盘121与盖f嵌合而进行盖f的定心(参照图4)，载置有盖f的罐c抗拒罐载置单元110的推压机构111的推压力而利用卷封所需要的一定的轴载荷而被夹持于板112与卡盘121之间。
在载置有盖f的罐c被夹持时，作为推压机构111，使用了：利用压缩空气等压力流体将板112弹性地向上方推压的机构，因此，在所有凹处p均得到一定的按压力，与板112的推压下降量无关，均得到一定的按压力，因此，极其容易进行调整，在运转中不会发生变动。
如果卷边接合转台101进一步旋转，则在被夹持的罐c到达图1所示的卷封区间e之前，板112和卡盘121加速至卷封所需要的转速。
板112和卡盘121的自转的驱动源可以使用机械的机构，以便与卷边接合转台101的旋转相位联动，不过，通过将分别独立地被控制的伺服电机157、156分别作为驱动源，能够分别独立地控制板112及卡盘121的旋转开始、加速时机，分别调整为最佳而无需停止运转，能够在短时间内容易地进行调整作业，还能够应对运转中的变动。
另外，在对板112及卡盘121的旋转开始、加速时机进行控制，利用自转的罐载置单元110的板112来使载置有盖的罐c升降，并使自转的卡盘单元120的卡盘121与载置于罐c上的盖f嵌合时，将板112及卡盘121的自转控制在停止、低速状态，能够降低从旋转中心的偏离，从而能够防止因与导轨部件等的接触而导致的罐的凹陷、损伤等，此外，能够利用卡盘121，来提高盖f的定心性能。
在通过卷封区间e期间，通过驱动马达(伺服电机)158而使卷边接合单元130的辊摇摆轴132进行工作，从侧方按压卷边接合辊131而进行卷封。
图中，仅记载有1个卷边接合辊131，不过，实际上辊摇摆轴132具备1次卷封用、2次卷封用的2个卷边接合辊131，在通过卷封区间e期间，依次按压而完成卷封。
辊摇摆轴132的驱动源可以使用机械的机构，以便与卷边接合转台101的旋转相位联动，不过，通过将独立地被控制的伺服电机158作为驱动源，能够独立地控制卷边接合辊131的卷封动作的时机、按压量，分别调整为最佳而无需停止运转，能够在短时间内容易地进行调整作业，还能够应对运转中的变动。
另外，作为推压机构111，使用了：利用压缩空气等压力流体将板112弹性地向上方推压的机构，因此，在卷封中罐c的高度微小减少时，即便利用推压机构111来吸收实际的罐高减少量的误差，轴载荷也不会变动，使卷封精度得到提高，能够实现卷封处理的高速化。
卷封完成的罐cm从卷边接合转台101被交给卸料转台107，进而，从卸料转台107被交给搬出输送机108，向检查、捆包等下一工序搬出。
关于本发明的另一实施方式所涉及的卷封装置100b，在前述的卡盘121设置有：作为盖吸附机构的负压吸入孔125(参照图5)，如图6所示，以利用负压将盖f吸引于卡盘121的位置gb处于：比前述实施方式的合流点g(参照图1)更靠卷边接合转台101的上游侧的方式，配置有盖搬送转台106。
本实施方式中，首先，在利用负压将上游侧的盖f负压吸引于卡盘单元120的卡盘121的位置gb，如图5所示，利用负压将盖f负压吸引于卡盘121上，来进行盖的定心。
然后，在合流点g，罐c被供应到罐载置单元110的板112上，通过罐载置单元110的上升，被卡盘单元120的卡盘121吸附的盖f又被载置在罐c上，抗拒推压机构111的推压力，以卷封所需要的一定的轴载荷而被夹持于板112与卡盘121之间。
由此，能够独立地对盖f进行定心。
图7给出了具有其它方式的推压机构的罐载置单元110b，如图所示，推压机构111b构成为：通过隔膜118b，而相对于汽缸空间113b呈气密性地来保持使板112b升降的活塞114b。
由此，在活塞114b升降时，不存在密封阻力，从而，能够使板112b顺利地升降。
图8、图9给出了本发明的卷封装置中的卡盘单元的其它方式，如图所示，在卡盘单元120c的最下端的油封129c正上方的上部设置：随着卡盘121c的旋转而进行旋转的旋转叶片泵127c，通过旋转叶片泵127c的旋转而将润滑油从排出管128c强制排出。
由此，能够使油封129c上存积的润滑油为最小限度，从而可以防止由卡盘121c的旋转所引起的润滑油从油封129c泄漏、污损。