被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置
【課題】缶体の内面に被覆され、移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを高速かつ正確に分断することができる被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置を提供すること。
【解決手段】両端が開口した缶体１Ａ、１Ｂの内面に熱融着されるとともに缶体１Ａ、１Ｂ間に延出する樹脂製の余剰の被覆テープ３Ｂを、前記缶体１Ａ、１Ｂを移送しながら分断する被覆テープ分断装置１０であって、前記缶体を間隔をあけて移送する移送手段１１と、前記缶体１Ａ、１Ｂの端部を検出する缶端検出手段と、前記缶体１Ａ、１Ｂの移送速度を合成したレーザビームを前記端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、前記レーザビームを、前記余剰の被覆テープ３Ｂの前記後端部Ｅ１及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする。
【解決手段】両端が開口した缶体１Ａ、１Ｂの内面に熱融着されるとともに缶体１Ａ、１Ｂ間に延出する樹脂製の余剰の被覆テープ３Ｂを、前記缶体１Ａ、１Ｂを移送しながら分断する被覆テープ分断装置１０であって、前記缶体を間隔をあけて移送する移送手段１１と、前記缶体１Ａ、１Ｂの端部を検出する缶端検出手段と、前記缶体１Ａ、１Ｂの移送速度を合成したレーザビームを前記端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、前記レーザビームを、前記余剰の被覆テープ３Ｂの前記後端部Ｅ１及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隔をあけて移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出した余剰の被覆テープを、缶体の両端部において容易に分断することが可能な被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メッキ鋼板、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、樹脂被覆鋼板などを材料にシーム溶接された溶接缶が広く流通しており、これらの溶接缶においては、シーム溶接部分および接合部分の端部に地金が露出したり、溶接部付近のメッキ層、表面処理層、被覆樹脂層が溶接時の熱により破壊されるためにこの部分に樹脂液を塗布乾燥させたり、粉体塗装を施して補正が行われてきたが、最近の環境保全の観点から缶体の内面を樹脂製の被覆テープ（補正テープ）を用いて熱融着により被覆する方法が広く行われている。
【０００３】
このような被覆テープによる被覆は、溶接缶の溶接シーム部分に長尺帯状の樹脂フィルムで構成される被覆テープを予め加熱された缶体内面のシーム溶接部に当接し、加圧ロールを用いて圧着して熱融着され、熱融着された被覆テープは、圧着部を急速冷却した後、前記被覆テープが被覆されたシーム溶接部の開口部の一端を支点として余剰の被覆テープに張力を付して分断する方法が採られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に示される熱融着性の樹脂製被覆テープは、予め加熱された缶体内面のシーム溶接部に熱融着される際の熱収縮性を有していることから、切断面が露呈または剥離するため被覆の信頼性が低い。このことから、より確実性の高い被覆テープとして、ヒートシール性、寸法安定性などの機械的性質が良く、電気的性質、耐熱性、耐薬品性が優れたＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）「ポリエチレンテレフテレート」を樹脂素材とした被覆テープが注目されている。
【０００５】
しかしながら、この種の被覆テープは、缶体の加熱温度を約２２０℃以上に加熱されなければ切断することができず、一方で缶体の加熱温度を約２２０℃以上に加熱すると缶体内面の塗装、又はフィルムが損傷するために缶体を加熱して前記被覆テープを分断することが困難であるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、缶体の内面に被覆され、移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを高速かつ正確に分断することができる被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断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】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断方法であって、前記先行移送される缶体の後端部を検出し、前記被覆テープの前記後端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記後端部に沿って照射し、前記後続移送される缶体の前端部を検出し、前記被覆テープの前記前端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記前端部に沿って照射して前記被覆テープを缶体から分断することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断装置であって、前記先行移送される缶体と、前記後続移送される缶体とを、間隔をあけて移送する移送手段と、前記先行移送される缶体の後端部及び前端部を検出する缶端検出手段と、前記缶体の移送速度と合成したレーザビームを前記後端部及び前端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、前記レーザビームを、前記被覆テープの前記後端部及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る被覆テープの分断方法及び分断装置によれば、先行移送される缶体の後端部及び後続移送される缶体の前端部から露出しこれら缶体の間に延出した被覆テープに、缶体の移送速度を合成したレーザビームを缶体の後端部及び前端部に沿って照射して被覆テープを分断する。その結果、缶体の端部から延出した余剰の被覆テープを高速かつ正確に分断することができる。
また、熱収縮が発生する被覆テープに対する熱収縮の影響が抑制されるので缶体の端部における分断を容易に行なうことができる。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の被覆テープ分断方法であって、前記被覆テープの前記先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する部分を引張することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の被覆テープ分断装置であって、前記移送手段は、前記先行移送される缶体に対応する第１駆動部と、前記後続移送される缶体に対応する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部が前記第２駆動部より相対的に高速に設定されて、前記先行移送される缶体と前記後続移送される缶体の間に延出する前記被覆テープを引張するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る被覆テープの分断方法及び分断装置によれば、先行移送する缶体と後続移送される缶体との間に延出する余剰の被覆テープが引張されているので被覆テープのたわみが生じることが抑制されてレーザビームの焦点を分断する箇所に形成し易くなるとともに引張力が被覆テープの分断を容易とする。その結果、被覆テープを正確かつ短時間で分断することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置によれば、缶体の端部から延出した余剰の被覆テープを高速かつ正確に分断することができるので、被覆テープを分断する処理速度を速くすることができる。その結果、缶体に被覆テープを被覆する作業の生産性を向上することができる。
また、熱収縮が発生する被覆テープに対する熱収縮の影響を抑制して缶体の端部における分断を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る缶体の被覆テープ分断装置１０の概略構成を示す図であり、符号１は缶体を示している。
【００１５】
被覆テープ分断装置１０は、缶体１を移送する移送装置（移送手段）１１と、先行移送される缶体１の後端部Ｅ１と後続移送される缶体１の前端部Ｅ２とを検出するファイバセンサ（缶端検出手段）１２と、缶体１の移送速度を合成したレーザビームを被覆テープ３の幅方向に移動させながら照射可能とされたレーザ照射装置ＬＡとを備え、移送装置１１により移送される缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２から露出する被覆テープ３にレーザビームを照射して、被覆テープ３を分断するように構成されている。
【００１６】
本実施形態において、缶体１は、例えば、容量１８リットルの角型１８リットル缶に用いられる両端部が開口した角筒とされ、鋼板の対向する二辺を突き合わせてシーム溶接により接合したものであり、成型装置Ｐにおいて成形されるようになっている。
なお、缶体１の形状は、ペール缶のような円筒や多角柱でもよいし、材質はアルミニウムや樹脂を使用してもよい。
【００１７】
被覆テープ３は、本実施形態において、熱可塑性樹脂であるＰＥＴを透明なフィルム状とされている。
なお、被覆テープ３は、透明なフィルム状のＰＥＴに代えて、着色フィルム状のＰＥＴの他、ポリプロピレン（ＰＰ）や、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂により構成してもよい。
その場合、ポリプロピレン樹脂を使用した被覆テープ３では、例えば、幅１８ｍｍ、厚み１００μｍ、ポリエチレン樹脂を使用した被覆テープ３では、例えば、幅１８ｍｍ、厚み１２０μｍのものが好適である。
【００１８】
缶体１は、成型装置Ｐで両端が開口する角筒形状に成形された後、移送装置１１により一定間隔をあけて缶体１の軸方向（角筒の軸方向）に所定の搬送速度で移送されるようになっている。
【００１９】
移送装置１１は、缶体１の移送方向前方側に配置される第１移送装置１１Ａと、移送方向後方側に配置される第２移送装置１１Ｂとを備え、第１移送装置１１Ａと第２移送装置１１Ｂとは一定間隔をあけて配置されるとともに下方にレーザ照射装置ＬＡが設けられている。
【００２０】
第１移送装置１１Ａは、第１移送装置１１Ａの缶体１の移送方向後方側に周面を対向させて上下方向に配置された第１の支持ローラＲ１Ａ及び第２の支持ローラＲ１Ｂにより構成される一対の支持ローラＲ１を備え、第１の支持ローラＲ１Ａ、第２の支持ローラＲ１Ｂは図示しない付勢部材（例えば、スプリング等）により互いに近接する方向に付勢されており、第１の支持ローラＲ１Ａは通過する缶体１の側壁内面を、押圧ローラＲ１Ｂは缶体１の側壁外面を支持するとともに缶体１の搬送を補助するようになっている。
【００２１】
また、第１移送装置１１Ａは第１駆動部１６を備え、第１駆動部１６は、第１の支持ローラＲ１Ａ、第２の支持ローラＲ１Ｂが缶体１を挟んだ状態で回転する速度を制御して、缶体１を所定の移送速度で移送できるようになっている。
支持ローラＲ１の下方には分断された後の余剰の被覆テープ３Ｂや、分断する際に生じた塵埃を吸引するためのノズルＮが配置されている。
【００２２】
第２移送装置１１Ｂは、第２移送装置１１Ｂの缶体１の移送方向前方側に周面を対向させて上下方向に配置された第１の押圧ローラＲ２Ａ及び第２の押圧ローラＲ２Ｂにより構成される一対の押圧ローラＲ２を備え、第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂは図示しない付勢部材により互いに近接する方向に付勢されており、第１の押圧ローラＲ２Ａは通過する缶体１の側壁内面に被覆テープ３を押圧し、第２の押圧ローラＲ２Ｂが缶体１の側壁外面を押圧することによりシーム溶接により所定温度まで上昇した溶接の継ぎ目部分に被覆テープ３を熱融着により被覆するようになっている。
【００２３】
また、第２移送装置１１Ｂは第１駆動部１８を備え、第１駆動部１８は、第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂが缶体１を挟んだ状態で回転する速度を制御して、缶体１を所定の移送速度で移送できるようになっている。
なお、第１移送装置１１Ａ及び第２移送装置１１Ｂの搬送速度は、第１移送装置１１Ａを第２移送装置１１Ｂより相対的に高速として第１移送装置１１Ａにより移送される缶体１と第２移送装置１１Ｂで移送される缶体１との間に引張力が生じるようになっている。
【００２４】
ファイバセンサ１２は、透明な被覆テープ３を透過する光（例えば、レーザ光）を移送される缶体１及び被覆テープ３に照射して、この光が遮断されることにより缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２を検出可能に構成されている。
【００２５】
制御部１５は、ファイバセンサ１２からの検出信号が入力されるとともに、第１駆動部１６、第２駆動部１８、及びレーザ照射装置ＬＡに制御信号を出力可能とされている。また、図示しない被覆テープ供給装置を第２駆動部１８と対応する速度で駆動可能に制御信号を送り出している。
【００２６】
レーザ照射装置ＬＡは、発振されたレーザビームを反射してその光路の向きを変える走査ミラー（例えば、ガルバノメータスキャナ）Ｍと、集光レンズ（図示せず）とを備えた炭酸ガスレーザとされ、例えば、金属表面にレーザビームを照射して文字、記号等を形成するいわゆるレーザマーキング装置が適用可能である。
【００２７】
なお、被覆テープ３を分断する際に用いるレーザ照射装置ＬＡの出力は、被覆テープ３の種類によって異なるが、例えば、定格出力３０Ｗの（連続波、パルス波）、出力９０％とされ、基本波は１０６４ｎｍ波長が好適とされている。
なお、レーザ照射装置ＬＡは、炭酸ガスレーザに限られることなくＹＡＧレーザ等、他のレーザを用いることも可能である。
【００２８】
走査ミラーＭは、図２に示すように、制御部１５からの制御信号に基づいて缶体１の移送速度と、照射されたレーザビームの焦点の被覆テープ３の幅方向の移動速度とを合成可能とされている。なお、図２における缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２は、缶体１の移送方向と直交して形成されている。
【００２９】
缶体１の後端部Ｅ１から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを分断する場合、照射されるレーザビームは、缶体１の移送速度Ｖｘと、余剰の被覆テープ３Ｂの幅方向の速度成分Ｖｙとを合成した速度ベクトルＶａを有しており、余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部で缶体１の後端部Ｅ１に対応する位置を起点Ｓ１から後端部Ｅ１に沿って照射される。
【００３０】
缶体１の前端部Ｅ２から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを分断する場合、照射されるレーザビームは、缶体１の移送速度Ｖｘと、余剰の被覆テープ３Ｂの幅方向の速度成分Ｖｚ（通常は、Ｖｚ＝−Ｖｙ）とを合成した速度ベクトルＶｂを有しており、余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部で缶体１の前端部Ｅ２に対応する位置を起点Ｓ２から前端部Ｅ２に沿って照射される。
上記の照射されるレーザビームは、被覆テープ３を速度ベクトルＶａ、Ｖｂで移動しながら被覆テープ３を分断する出力を有することが必要である。
【００３１】
また、押圧ローラＲ２の移送方向後方側には、例えば、ロール状に巻き付けた被覆テープ３を有し被覆テープ３を繰り出して供給する被覆テープ供給装置（図示せず）が配設されており、被覆テープ供給装置から繰り出された被覆テープ３は、複数の小径ローラからなるローラ群１３を通過して押圧ローラＲ２に導出され、押圧ローラＲ２により缶体１の側壁部内面に被覆されてその後缶体１とともに支持ローラＲ１に牽引されるようになっている。
【００３２】
次に、図３から図６を参照して、缶体１に被覆され後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂの分断について説明する。
＜被覆開始工程＞
まず、図３に示すように、成型装置Ｐにおいて角筒形状に成型され側壁部の継ぎ目をシーム溶接された缶体１Ａが成型装置Ｐから搬出され、移送方向前方側の前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂの間を通過する。
【００３３】
缶体１Ａの側壁部の内面には、前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂに到達するまでの間に被覆テープ供給装置から繰り出された被覆テープ３が供給され、被覆テープ３が押圧ローラＲ２により押圧され缶体１Ａの側壁部内面に熱融着により被覆される。
缶体１Ａの前端部Ｅ２がファイバセンサ１２により検出されたら、缶体１Ａの前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂにレーザビームが照射され、前端部Ｅ２から露出した部分が分断、除去される。
【００３４】
＜第１工程＞
次に、図４に示すように、缶体１Ａに引き続いて角筒形状に成型され側壁部の継ぎ目をシーム溶接された缶体１Ｂが成型装置Ｐから搬出され、缶体１Ｂの前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂの間を通過し、押圧ローラＲ２により押圧された被覆テープ３が缶体１Ａの側壁部内面に熱融着により被覆される。
【００３５】
これと並行して、ファイバセンサ１２が缶体１Ａの後端部Ｅ１を検出すると、レーザ照射装置ＬＡからレーザビームが後端部Ｅ１に沿って照射され、缶体１Ａの後端部Ｅ１から露出した余剰の被覆テープ３Ｂが分断される。
このとき、余剰の被覆テープ３Ｂは、第１移送装置１１Ａを第２移送装置１１Ｂより相対的に高速にして第２移送装置１１Ｂ側に引張られている。
被覆テープ３が缶体１Ａの後端部Ｅ１に沿って分断されると、この缶体１Ｂの前端部Ｅ２から延出する余剰の被覆テープ３Ｂは缶体１Ｂの前端部Ｅ２において片持状態となるが、吸引ノズルＮにより吸引されて引張状態となる。
【００３６】
＜第２工程＞
次に、缶体１Ａの後端部Ｅ１に沿って余剰の被覆テープ３Ｂが分断されると、缶体１Ｂは、その前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂが吸引ノズルＮに吸引、引張された状態で移送され、ファイバセンサ１２により前端部Ｅ２が検出されると、図５に示すように、前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部にレーザビームが照射されて余剰の被覆テープ３Ｂが缶体１Ｂの前端部Ｅ２に沿って分断される。
【００３７】
＜第１工程（繰り返し）＞
次に、図６に示すように、缶体１Ｂに被覆テープ３が被覆されると、缶体１Ｂは第１移送装置１１Ａに移動し、缶体１Ｂに一定間隔をあけて缶体１Ｃが移送される。
図６は、図４において示した第１工程の繰り返しであるため、その説明を省略する。
【００３８】
なお、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの前端部Ｅ２がファイバセンサ１２によって正確に検出されるので、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの前端部Ｅ２から露出する余剰の被覆テープ３Ｂにレーザビームの焦点を形成して照射することで余剰の被覆テープ３Ｂを正確に分断することができる。
【００３９】
前記実施形態に係る被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置１０によれば、缶体１の移送速度Ｖｘと被覆テープ３の幅方向の移動速度Ｖｙ、Ｖｚとを合成した速度ベクトルのレーザビームを余剰の被覆テープ３Ｂに照射するので、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの後端部Ｅ１から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを正確に分断することができる。
【００４０】
また、レーザビームの焦点を被覆テープ３上に正確に形成することにより分断に必要とされる出力を抑制することができ、その結果、被覆テープ３に生じる熱収縮の発生を抑制して缶体１への被覆テープ３の熱融着の信頼性を向上することができる。
【００４１】
その結果、缶体１の内面に被覆テープ３を被覆し、分断する処理能力を従来の５６缶／分から７０缶／分に増加して生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の概略構成を示す図である。
【図２】被覆テープ分断に際して照射されたレーザビーム移動方向及び速度を説明する平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の被覆開始工程を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第１工程を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第２工程を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第１工程が繰り返された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 缶体
１Ａ 先行移送される缶体
１Ｂ 後続移送される缶体
３ 被覆テープ
３Ａ 被覆された被覆テープ
３Ｂ 余剰の被覆テープ
１０ 被覆テープ分断装置
１１ 移送装置
１５ 制御装置
１６ 第１駆動部
１８ 第２駆動部
ＬＡ レーザ照射装置
Ｒ１ 支持ローラ
Ｒ２ 押圧ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隔をあけて移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出した余剰の被覆テープを、缶体の両端部において容易に分断することが可能な被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、メッキ鋼板、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、樹脂被覆鋼板などを材料にシーム溶接された溶接缶が広く流通しており、これらの溶接缶においては、シーム溶接部分および接合部分の端部に地金が露出したり、溶接部付近のメッキ層、表面処理層、被覆樹脂層が溶接時の熱により破壊されるためにこの部分に樹脂液を塗布乾燥させたり、粉体塗装を施して補正が行われてきたが、最近の環境保全の観点から缶体の内面を樹脂製の被覆テープ（補正テープ）を用いて熱融着により被覆する方法が広く行われている。
【０００３】
このような被覆テープによる被覆は、溶接缶の溶接シーム部分に長尺帯状の樹脂フィルムで構成される被覆テープを予め加熱された缶体内面のシーム溶接部に当接し、加圧ロールを用いて圧着して熱融着され、熱融着された被覆テープは、圧着部を急速冷却した後、前記被覆テープが被覆されたシーム溶接部の開口部の一端を支点として余剰の被覆テープに張力を付して分断する方法が採られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８６２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に示される熱融着性の樹脂製被覆テープは、予め加熱された缶体内面のシーム溶接部に熱融着される際の熱収縮性を有していることから、切断面が露呈または剥離するため被覆の信頼性が低い。このことから、より確実性の高い被覆テープとして、ヒートシール性、寸法安定性などの機械的性質が良く、電気的性質、耐熱性、耐薬品性が優れたＰＥＴ（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）「ポリエチレンテレフテレート」を樹脂素材とした被覆テープが注目されている。
【０００５】
しかしながら、この種の被覆テープは、缶体の加熱温度を約２２０℃以上に加熱されなければ切断することができず、一方で缶体の加熱温度を約２２０℃以上に加熱すると缶体内面の塗装、又はフィルムが損傷するために缶体を加熱して前記被覆テープを分断することが困難であるという問題を有していた。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、缶体の内面に被覆され、移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを高速かつ正確に分断することができる被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断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】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に記載された発明は、両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断方法であって、前記先行移送される缶体の後端部を検出し、前記被覆テープの前記後端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記後端部に沿って照射し、前記後続移送される缶体の前端部を検出し、前記被覆テープの前記前端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記前端部に沿って照射して前記被覆テープを缶体から分断することを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載された発明は、両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断装置であって、前記先行移送される缶体と、前記後続移送される缶体とを、間隔をあけて移送する移送手段と、前記先行移送される缶体の後端部及び前端部を検出する缶端検出手段と、前記缶体の移送速度と合成したレーザビームを前記後端部及び前端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、前記レーザビームを、前記被覆テープの前記後端部及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る被覆テープの分断方法及び分断装置によれば、先行移送される缶体の後端部及び後続移送される缶体の前端部から露出しこれら缶体の間に延出した被覆テープに、缶体の移送速度を合成したレーザビームを缶体の後端部及び前端部に沿って照射して被覆テープを分断する。その結果、缶体の端部から延出した余剰の被覆テープを高速かつ正確に分断することができる。
また、熱収縮が発生する被覆テープに対する熱収縮の影響が抑制されるので缶体の端部における分断を容易に行なうことができる。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の被覆テープ分断方法であって、前記被覆テープの前記先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する部分を引張することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項３記載の被覆テープ分断装置であって、前記移送手段は、前記先行移送される缶体に対応する第１駆動部と、前記後続移送される缶体に対応する第２駆動部と、を備え、前記第１駆動部が前記第２駆動部より相対的に高速に設定されて、前記先行移送される缶体と前記後続移送される缶体の間に延出する前記被覆テープを引張するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る被覆テープの分断方法及び分断装置によれば、先行移送する缶体と後続移送される缶体との間に延出する余剰の被覆テープが引張されているので被覆テープのたわみが生じることが抑制されてレーザビームの焦点を分断する箇所に形成し易くなるとともに引張力が被覆テープの分断を容易とする。その結果、被覆テープを正確かつ短時間で分断することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置によれば、缶体の端部から延出した余剰の被覆テープを高速かつ正確に分断することができるので、被覆テープを分断する処理速度を速くすることができる。その結果、缶体に被覆テープを被覆する作業の生産性を向上することができる。
また、熱収縮が発生する被覆テープに対する熱収縮の影響を抑制して缶体の端部における分断を容易に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、この発明の一実施の形態について説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る缶体の被覆テープ分断装置１０の概略構成を示す図であり、符号１は缶体を示している。
【００１５】
被覆テープ分断装置１０は、缶体１を移送する移送装置（移送手段）１１と、先行移送される缶体１の後端部Ｅ１と後続移送される缶体１の前端部Ｅ２とを検出するファイバセンサ（缶端検出手段）１２と、缶体１の移送速度を合成したレーザビームを被覆テープ３の幅方向に移動させながら照射可能とされたレーザ照射装置ＬＡとを備え、移送装置１１により移送される缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２から露出する被覆テープ３にレーザビームを照射して、被覆テープ３を分断するように構成されている。
【００１６】
本実施形態において、缶体１は、例えば、容量１８リットルの角型１８リットル缶に用いられる両端部が開口した角筒とされ、鋼板の対向する二辺を突き合わせてシーム溶接により接合したものであり、成型装置Ｐにおいて成形されるようになっている。
なお、缶体１の形状は、ペール缶のような円筒や多角柱でもよいし、材質はアルミニウムや樹脂を使用してもよい。
【００１７】
被覆テープ３は、本実施形態において、熱可塑性樹脂であるＰＥＴを透明なフィルム状とされている。
なお、被覆テープ３は、透明なフィルム状のＰＥＴに代えて、着色フィルム状のＰＥＴの他、ポリプロピレン（ＰＰ）や、ポリエチレン（ＰＥ）等の樹脂により構成してもよい。
その場合、ポリプロピレン樹脂を使用した被覆テープ３では、例えば、幅１８ｍｍ、厚み１００μｍ、ポリエチレン樹脂を使用した被覆テープ３では、例えば、幅１８ｍｍ、厚み１２０μｍのものが好適である。
【００１８】
缶体１は、成型装置Ｐで両端が開口する角筒形状に成形された後、移送装置１１により一定間隔をあけて缶体１の軸方向（角筒の軸方向）に所定の搬送速度で移送されるようになっている。
【００１９】
移送装置１１は、缶体１の移送方向前方側に配置される第１移送装置１１Ａと、移送方向後方側に配置される第２移送装置１１Ｂとを備え、第１移送装置１１Ａと第２移送装置１１Ｂとは一定間隔をあけて配置されるとともに下方にレーザ照射装置ＬＡが設けられている。
【００２０】
第１移送装置１１Ａは、第１移送装置１１Ａの缶体１の移送方向後方側に周面を対向させて上下方向に配置された第１の支持ローラＲ１Ａ及び第２の支持ローラＲ１Ｂにより構成される一対の支持ローラＲ１を備え、第１の支持ローラＲ１Ａ、第２の支持ローラＲ１Ｂは図示しない付勢部材（例えば、スプリング等）により互いに近接する方向に付勢されており、第１の支持ローラＲ１Ａは通過する缶体１の側壁内面を、押圧ローラＲ１Ｂは缶体１の側壁外面を支持するとともに缶体１の搬送を補助するようになっている。
【００２１】
また、第１移送装置１１Ａは第１駆動部１６を備え、第１駆動部１６は、第１の支持ローラＲ１Ａ、第２の支持ローラＲ１Ｂが缶体１を挟んだ状態で回転する速度を制御して、缶体１を所定の移送速度で移送できるようになっている。
支持ローラＲ１の下方には分断された後の余剰の被覆テープ３Ｂや、分断する際に生じた塵埃を吸引するためのノズルＮが配置されている。
【００２２】
第２移送装置１１Ｂは、第２移送装置１１Ｂの缶体１の移送方向前方側に周面を対向させて上下方向に配置された第１の押圧ローラＲ２Ａ及び第２の押圧ローラＲ２Ｂにより構成される一対の押圧ローラＲ２を備え、第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂは図示しない付勢部材により互いに近接する方向に付勢されており、第１の押圧ローラＲ２Ａは通過する缶体１の側壁内面に被覆テープ３を押圧し、第２の押圧ローラＲ２Ｂが缶体１の側壁外面を押圧することによりシーム溶接により所定温度まで上昇した溶接の継ぎ目部分に被覆テープ３を熱融着により被覆するようになっている。
【００２３】
また、第２移送装置１１Ｂは第１駆動部１８を備え、第１駆動部１８は、第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂが缶体１を挟んだ状態で回転する速度を制御して、缶体１を所定の移送速度で移送できるようになっている。
なお、第１移送装置１１Ａ及び第２移送装置１１Ｂの搬送速度は、第１移送装置１１Ａを第２移送装置１１Ｂより相対的に高速として第１移送装置１１Ａにより移送される缶体１と第２移送装置１１Ｂで移送される缶体１との間に引張力が生じるようになっている。
【００２４】
ファイバセンサ１２は、透明な被覆テープ３を透過する光（例えば、レーザ光）を移送される缶体１及び被覆テープ３に照射して、この光が遮断されることにより缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２を検出可能に構成されている。
【００２５】
制御部１５は、ファイバセンサ１２からの検出信号が入力されるとともに、第１駆動部１６、第２駆動部１８、及びレーザ照射装置ＬＡに制御信号を出力可能とされている。また、図示しない被覆テープ供給装置を第２駆動部１８と対応する速度で駆動可能に制御信号を送り出している。
【００２６】
レーザ照射装置ＬＡは、発振されたレーザビームを反射してその光路の向きを変える走査ミラー（例えば、ガルバノメータスキャナ）Ｍと、集光レンズ（図示せず）とを備えた炭酸ガスレーザとされ、例えば、金属表面にレーザビームを照射して文字、記号等を形成するいわゆるレーザマーキング装置が適用可能である。
【００２７】
なお、被覆テープ３を分断する際に用いるレーザ照射装置ＬＡの出力は、被覆テープ３の種類によって異なるが、例えば、定格出力３０Ｗの（連続波、パルス波）、出力９０％とされ、基本波は１０６４ｎｍ波長が好適とされている。
なお、レーザ照射装置ＬＡは、炭酸ガスレーザに限られることなくＹＡＧレーザ等、他のレーザを用いることも可能である。
【００２８】
走査ミラーＭは、図２に示すように、制御部１５からの制御信号に基づいて缶体１の移送速度と、照射されたレーザビームの焦点の被覆テープ３の幅方向の移動速度とを合成可能とされている。なお、図２における缶体１の後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２は、缶体１の移送方向と直交して形成されている。
【００２９】
缶体１の後端部Ｅ１から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを分断する場合、照射されるレーザビームは、缶体１の移送速度Ｖｘと、余剰の被覆テープ３Ｂの幅方向の速度成分Ｖｙとを合成した速度ベクトルＶａを有しており、余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部で缶体１の後端部Ｅ１に対応する位置を起点Ｓ１から後端部Ｅ１に沿って照射される。
【００３０】
缶体１の前端部Ｅ２から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを分断する場合、照射されるレーザビームは、缶体１の移送速度Ｖｘと、余剰の被覆テープ３Ｂの幅方向の速度成分Ｖｚ（通常は、Ｖｚ＝−Ｖｙ）とを合成した速度ベクトルＶｂを有しており、余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部で缶体１の前端部Ｅ２に対応する位置を起点Ｓ２から前端部Ｅ２に沿って照射される。
上記の照射されるレーザビームは、被覆テープ３を速度ベクトルＶａ、Ｖｂで移動しながら被覆テープ３を分断する出力を有することが必要である。
【００３１】
また、押圧ローラＲ２の移送方向後方側には、例えば、ロール状に巻き付けた被覆テープ３を有し被覆テープ３を繰り出して供給する被覆テープ供給装置（図示せず）が配設されており、被覆テープ供給装置から繰り出された被覆テープ３は、複数の小径ローラからなるローラ群１３を通過して押圧ローラＲ２に導出され、押圧ローラＲ２により缶体１の側壁部内面に被覆されてその後缶体１とともに支持ローラＲ１に牽引されるようになっている。
【００３２】
次に、図３から図６を参照して、缶体１に被覆され後端部Ｅ１及び前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂの分断について説明する。
＜被覆開始工程＞
まず、図３に示すように、成型装置Ｐにおいて角筒形状に成型され側壁部の継ぎ目をシーム溶接された缶体１Ａが成型装置Ｐから搬出され、移送方向前方側の前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂの間を通過する。
【００３３】
缶体１Ａの側壁部の内面には、前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂに到達するまでの間に被覆テープ供給装置から繰り出された被覆テープ３が供給され、被覆テープ３が押圧ローラＲ２により押圧され缶体１Ａの側壁部内面に熱融着により被覆される。
缶体１Ａの前端部Ｅ２がファイバセンサ１２により検出されたら、缶体１Ａの前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂにレーザビームが照射され、前端部Ｅ２から露出した部分が分断、除去される。
【００３４】
＜第１工程＞
次に、図４に示すように、缶体１Ａに引き続いて角筒形状に成型され側壁部の継ぎ目をシーム溶接された缶体１Ｂが成型装置Ｐから搬出され、缶体１Ｂの前端部Ｅ２が第１の押圧ローラＲ２Ａ、第２の押圧ローラＲ２Ｂの間を通過し、押圧ローラＲ２により押圧された被覆テープ３が缶体１Ａの側壁部内面に熱融着により被覆される。
【００３５】
これと並行して、ファイバセンサ１２が缶体１Ａの後端部Ｅ１を検出すると、レーザ照射装置ＬＡからレーザビームが後端部Ｅ１に沿って照射され、缶体１Ａの後端部Ｅ１から露出した余剰の被覆テープ３Ｂが分断される。
このとき、余剰の被覆テープ３Ｂは、第１移送装置１１Ａを第２移送装置１１Ｂより相対的に高速にして第２移送装置１１Ｂ側に引張られている。
被覆テープ３が缶体１Ａの後端部Ｅ１に沿って分断されると、この缶体１Ｂの前端部Ｅ２から延出する余剰の被覆テープ３Ｂは缶体１Ｂの前端部Ｅ２において片持状態となるが、吸引ノズルＮにより吸引されて引張状態となる。
【００３６】
＜第２工程＞
次に、缶体１Ａの後端部Ｅ１に沿って余剰の被覆テープ３Ｂが分断されると、缶体１Ｂは、その前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂが吸引ノズルＮに吸引、引張された状態で移送され、ファイバセンサ１２により前端部Ｅ２が検出されると、図５に示すように、前端部Ｅ２から露出した余剰の被覆テープ３Ｂの側縁部にレーザビームが照射されて余剰の被覆テープ３Ｂが缶体１Ｂの前端部Ｅ２に沿って分断される。
【００３７】
＜第１工程（繰り返し）＞
次に、図６に示すように、缶体１Ｂに被覆テープ３が被覆されると、缶体１Ｂは第１移送装置１１Ａに移動し、缶体１Ｂに一定間隔をあけて缶体１Ｃが移送される。
図６は、図４において示した第１工程の繰り返しであるため、その説明を省略する。
【００３８】
なお、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの前端部Ｅ２がファイバセンサ１２によって正確に検出されるので、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの前端部Ｅ２から露出する余剰の被覆テープ３Ｂにレーザビームの焦点を形成して照射することで余剰の被覆テープ３Ｂを正確に分断することができる。
【００３９】
前記実施形態に係る被覆テープ分断方法及び被覆テープ分断装置１０によれば、缶体１の移送速度Ｖｘと被覆テープ３の幅方向の移動速度Ｖｙ、Ｖｚとを合成した速度ベクトルのレーザビームを余剰の被覆テープ３Ｂに照射するので、缶体１Ａの後端部Ｅ１及び缶体１Ｂの後端部Ｅ１から露出する余剰の被覆テープ３Ｂを正確に分断することができる。
【００４０】
また、レーザビームの焦点を被覆テープ３上に正確に形成することにより分断に必要とされる出力を抑制することができ、その結果、被覆テープ３に生じる熱収縮の発生を抑制して缶体１への被覆テープ３の熱融着の信頼性を向上することができる。
【００４１】
その結果、缶体１の内面に被覆テープ３を被覆し、分断する処理能力を従来の５６缶／分から７０缶／分に増加して生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の概略構成を示す図である。
【図２】被覆テープ分断に際して照射されたレーザビーム移動方向及び速度を説明する平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の被覆開始工程を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第１工程を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第２工程を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る被覆テープ分断装置の第１工程が繰り返された状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１ 缶体
１Ａ 先行移送される缶体
１Ｂ 後続移送される缶体
３ 被覆テープ
３Ａ 被覆された被覆テープ
３Ｂ 余剰の被覆テープ
１０ 被覆テープ分断装置
１１ 移送装置
１５ 制御装置
１６ 第１駆動部
１８ 第２駆動部
ＬＡ レーザ照射装置
Ｒ１ 支持ローラ
Ｒ２ 押圧ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断方法であって、
前記先行移送される缶体の後端部を検出し、前記被覆テープの前記後端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記後端部に沿って照射し、
前記後続移送される缶体の前端部を検出し、前記被覆テープの前記前端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記前端部に沿って照射して前記被覆テープを缶体から分断することを特徴とする被覆テープ分断方法。
【請求項２】
請求項１記載の被覆テープ分断方法であって、
前記被覆テープの前記先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する部分を引張することを特徴とする被覆テープ分断方法。
【請求項３】
両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断装置であって、
前記先行移送される缶体と、前記後続移送される缶体とを、間隔をあけて移送する移送手段と、
前記先行移送される缶体の後端部及び前端部を検出する缶端検出手段と、
前記缶体の移送速度と合成したレーザビームを前記後端部及び前端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、
前記レーザビームを、前記被覆テープの前記後端部及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする被覆テープ分断装置。
【請求項４】
請求項３記載の被覆テープ分断装置であって、
前記移送手段は、
前記先行移送される缶体に対応する第１駆動部と、
前記後続移送される缶体に対応する第２駆動部と、を備え、
前記第１駆動部が前記第２駆動部より相対的に高速に設定されて、前記先行移送される缶体と前記後続移送される缶体の間に延出する前記被覆テープを引張するように構成されていることを特徴とする被覆テープ分断装置。
【請求項１】
両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断方法であって、
前記先行移送される缶体の後端部を検出し、前記被覆テープの前記後端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記後端部に沿って照射し、
前記後続移送される缶体の前端部を検出し、前記被覆テープの前記前端部から露出する部分に前記缶体の移送速度を合成したレーザビームを前記前端部に沿って照射して前記被覆テープを缶体から分断することを特徴とする被覆テープ分断方法。
【請求項２】
請求項１記載の被覆テープ分断方法であって、
前記被覆テープの前記先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する部分を引張することを特徴とする被覆テープ分断方法。
【請求項３】
両端が開口した缶体の一方の端部から他方の端部に向かって前記缶体の内面を被覆するとともに、移送手段により缶体が移送される際に先行移送される缶体と後続移送される缶体の間に延出する樹脂製の被覆テープを、前記缶体を移送しながら分断する被覆テープ分断装置であって、
前記先行移送される缶体と、前記後続移送される缶体とを、間隔をあけて移送する移送手段と、
前記先行移送される缶体の後端部及び前端部を検出する缶端検出手段と、
前記缶体の移送速度と合成したレーザビームを前記後端部及び前端部に沿って照射可能とされたレーザ照射装置と、を備え、
前記レーザビームを、前記被覆テープの前記後端部及び前記前端部から露出する部分に照射するように構成されていることを特徴とする被覆テープ分断装置。
【請求項４】
請求項３記載の被覆テープ分断装置であって、
前記移送手段は、
前記先行移送される缶体に対応する第１駆動部と、
前記後続移送される缶体に対応する第２駆動部と、を備え、
前記第１駆動部が前記第２駆動部より相対的に高速に設定されて、前記先行移送される缶体と前記後続移送される缶体の間に延出する前記被覆テープを引張するように構成されていることを特徴とする被覆テープ分断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２８５７０３（Ｐ２００９−２８５７０３Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４２４７０（Ｐ２００８−１４２４７０）
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５９１１８５４１２）株式会社Ｎ．Ｐ．Ｗ技研 (3)
【出願人】（０００２０７５４０）大日製罐株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１０日（２００９．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月３０日（２００８．５．３０）
【出願人】（５９１１８５４１２）株式会社Ｎ．Ｐ．Ｗ技研 (3)
【出願人】（０００２０７５４０）大日製罐株式会社 (13)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]