JP2003535698A - 缶体製造機の板押え用組立体の駆動装置とその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 缶の製造において用いられる駆動装置は、板押え組立体が取り付けられる、液圧で駆動されるの案内筒を有する。案内筒は缶体製造機内に固定された案内ロッドに沿ってスライドする。前部および後部の液チャンバが案内筒と案内ロッドとの間にブシュとシールによって形成されている。液がポートを通ってこれら両チャンバへ出入りすることによって案内筒および板押え用組立体は前後に移動させられる。ストローク長さは両ポートの間の距離によって設定できる。駆動装置のタイミングを制御し、かつ通常缶体製造機の冷却液供給部から得られる液圧用液体の流れを制御するためにロータリ弁が用いられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は缶の製造に使用される板押え用組立体の駆動装置に関する。特に、し
かし限定されるものではないが、本発明は缶の未加工材を再型抜き用のダイに対
して保持する未加工材保持具のための駆動装置に関する。

【０００２】 再型抜き用のスリーブおよび打ち抜きポンチのような押え機構が知られている
。通常、レバーがクランク上のカムの外形部に接触して保持されている。このレ
バーはクロスヘッドを駆動するために一対のプッシュロッドを駆動し、クロスヘ
ッドは次に未加工材保持具を作動させる。プッシュロッドとカムの動作のこの組
合せは、缶の未加工材、すなわちカップをダイに持っていくように未加工材保持
具を再型抜き用ダイに向けて移動させる。未加工材保持具はカップの基部をダイ
の平坦面に対して押し付け、一方ポンチがカップを再型抜きのためにダイに押し
込む。

【０００３】 この種の機械は重くて、クランクシャフト上の回転質量が厳しい荷重を缶体製
造機の主軸受に与える。本発明はこの荷重に伴う問題点を減らすものである。

【０００４】 本発明によれば、固定された案内ロッドと、案内ロッドを取り囲む案内筒であ
って、それぞれ後部と前部の液チャンバを一緒になって形成する後部と前部の端
面を有し、その両チャンバはシールによって分離されている案内筒と、作動液が
戻りストローク用ポートを経て後部液チャンバに出入りするための第１の管路（
Ａ）と、液圧用流体が前進ストローク用ポートを経て前部液チャンバに出入りす
るための第２の管路（Ｂ）とを有し、それによって、液の前部チャンバへの流入
が案内筒とその案内筒に連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、液の後
部チャンバへの流入が案内筒と板押え用組立体を後方位置に戻す、缶体製造機の
板押え装置のための液圧式駆動装置が提供される。

【０００５】 液圧によって駆動される駆動装置を用いることによって、既存のプッシュロッ
ド、カムレバー、再型抜き用カムとカムフォロア、およびカムフォロアをカムの
上に保持するためのエアバッグがもはや必要なくなるので、缶体製造機のクラン
クシャフト上の回転質量が著しく減少する。これによって、既知の板押え装置に
おけるプッシュロット、カム、フォロアのために必要であった缶体製造機の液圧
ユニットの大きさが小さくなる。さらに、質量の減少とそれに伴うシステムの慣
性の減少によって機械の速度を上昇させることが可能となり、これは生産量の増
加につながる。

【０００６】 板押え用組立体のために液圧駆動を使用することによって、動力部品、フライ
ホイール、および他の駆動装置の寸法が小さくなり、それによって缶体製造機の
主軸受の負荷とその磨耗が少なくなるといった種々な波及効果が得られる。

【０００７】 案内筒の後部および前部の端面は、通常ブシュによって範囲が定まっている。

【０００８】 作動液は、通常既に工場で入手可能である機械冷却液であってもよい。これは
６０リットル／分程度で必要であるが、缶体製造機の動力ユニットは上述のよう
に幾つかの部品を取換えることにより実際にその大きさを小さくすることができ
る。この取換え動作は後付けだけで可能である。

【０００９】 前部チャンバは、前方端部が外向きに先細になっている実質的に円筒形の領域
を備えており、それによって液チャンバ内の前方端部の圧力が小さくなる。先細
、即ち面取りは、チャンバの液圧面大きさが大きくなるので液チャンバの前側端
部における液圧を減少させるが、チャンバのその他の部分では液の所要量を少な
くする。

【００１０】 液圧駆動装置は、理想的には案内筒の最初の加速を制御するための逆止め弁お
よび／または圧力の急上昇を避けるための圧力逃し弁を有していてもよい。

【００１１】 作動液の流れは種々な手段によって制御することができるが、理想的にはロー
タリ弁が用いられる。ロータリ弁は、機械の望ましいタイミングに従って機械の
速度より遅いかこれと同じ速度で回転する。

【００１２】 本発明の他の態様によれば、固定された案内ロッドを準備することと、板押え
装置を案内ロッドを取り囲んでおり、案内ロッドに沿って移動可能なシールによ
って分離されている、後部と前部の液チャンバをそれぞれが形成する後部と前部
の端面を有する案内筒に連結することと、作動液を、戻りストローク用ポートを
経て後部液チャンバへ供給し、また後部液チャンバから供給することと、作動液
を、前進ストローク用ポートを経て前部液チャンバへ供給し、また前部液チャン
バから供給することと、それによって、前部チャンバへ液を供給することで案内
筒とその案内筒に連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、後部チャンバ
へ液を供給することが案内筒と板押え用組立体を後退位置に戻す、缶体製造機の
板押え装置を駆動する方法が提供される。

【００１３】 端部の面はポートを覆いおよび／または開くためのブシュを有しており、本方
法は、ポートを開いて各チャンバに出入りする液を増加させることによって案内
筒、板押え用装置の動きを加速すること、またポートを覆って各チャンバに出入
りする液を減少させることによって機械のストロークを減速させることを有する
ことが望ましい。

【００１４】 液圧駆動装置の好ましい実施形態を、図面を参照して一例として説明する。

【００１５】 図１は、板押え用組立品１０を作動させる液圧駆動装置１を有する缶体製造機
前面の側面断面を示している。ロータリ弁２０が以下に詳述するように作動液の
流れを制御する。

【００１６】 図２、３に示されるように、駆動装置１は中心の案内ロッド２と案内筒３から
構成され、案内筒３には板押え用組立体１０が連結されている。案内筒３は通常
鋼製の内側部分１２を有しており、その結果案内ロッド２はこの内側スリーブ１
２に接触して支えられている。質量と慣性とを小さくするために、案内筒の外側
部分１３は軽い材料、通常はアルミニュームで作られている。

【００１７】 内側スリーブ１２、案内ロッド２、前後のブシュ１４、１５の間の環状の空間
は、ラビリンスシール１１によってそれぞれ前部チャンバ６と後部チャンバ９に
分離されている。前部チャンバ６および後部チャンバ９へ出入りするように作動
液を供給することによって、前部チャンバ６および後部チャンバ９内の作動液の
圧力に従って、案内筒３が案内ロッド２に沿って前方または後方に移動させられ
るように、案内ロッド２は缶体製造機の所定の位置に固定されている。

【００１８】 管路ＡとＢが、作動液がロータリ弁２０と案内ロッド２との間を流れるための
流路を構成している。図２に示すように、管路Ａはポート７および／または後部
の緩衝噴出口８を経て後部チャンバ９に連通している。同様に、管路Ｂはポート
４および／または前部の緩衝噴出口５を経て前部チャンバ６に連通している。ポ
ートと緩衝噴出口の動作を以下に詳しく説明する。図３の実施形態においては、
逆止め弁５’、８’がそれぞれ前部チャンバ６内と後部チャンバ９内に設けられ
ており、圧力逃がし弁４６がチャンバ４３内に設けられている。これらの弁の動
作も詳しく説明する。

【００１９】 前部チャンバ６は、前端部１７が液圧面１８に向けて外向きに先細になってい
る円筒形部１６を有している。外向きの先細はスリーブ１２の前端の面取りの角
度により決まる。同様の寸法の変更が戻りストローク用のチャンバ９には設けら
れていないが、本発明の範囲内で設けることができることは明らかである。

【００２０】 図１および４を参照すると、板押え用組立体１０は、カップ３１を再型抜き用
のダイ３２に対して保持するための未加工材保持具３０を備えている。図１に示
す実施形態では、板押え用組立体はスペーサ３３と心出しリング３４とを備えて
いる。この心出しリング３４は、長ったらしい再調整手順を必要とせずに板押え
用組立体の交換に直ちに取りかかれるようにする。図３に示すようにスペーサ３
３の代わりにリテーナ３５とスプリング３６を用いることができる。

【００２１】 図４は、本発明の好ましい実施形態において作動液の流れを調整するために用
いられるロータリ弁２０の側面断面図である。図１からわかるように、弁２０は
板押え用装置１０の両側の駆動装置１に作動液を供給する。各駆動ユニット内の
管路ＡおよびＢはロータリ弁の孔ＡおよびＢに連結されている。

【００２２】 弁２０は、缶体製造機の主クランクシャフトにより駆動され、図４の矢印で示
される方向に回転する回転軸２１に連結されている。缶体製造機の冷却液供給部
からの作動液は流入口２２を経てロータリ弁に入り、排出口２３を経て出る。流
入口２２と排出口２３は明確にするために図４では現れていない。軸２１の中心
部の穴２４が流入口２２と排出口２３を弁内の孔ＡおよびＢに機械が必要とする
タイミングに従って接続する。弁２０は機械のベッド上にボルトで取り付けられ
た複合部材４０上に取り付けられている。

【００２３】 本発明の液圧駆動の動作は次の通りである。缶体製造機の冷却液供給部からの
加圧された作動液はアキュムレータとポンプ（不図示）の動作によって中央回転
軸２１の穴２４に供給される。中央の軸２１が回転すると、ロータリ弁が図４に
示された位置にあるとき、作動液は軸２１から孔Ａ内に流れる。孔Ａは板押え用
部品の戻りのストロークを駆動するために加圧された液を管路Ａを通ってチャン
バ９へ供給する。

【００２４】 図４に示される形態では、孔ＡおよびＢは機械が必要とするタイミングを実現
するためにずれている。例えば、ロータリ弁は部品の磨耗を少なくするために機
械の速度（クランクシャフトによって設定された）の半分で回転させてもよい。

【００２５】 ロータリ弁２０内の孔Ｂは、孔Ａが図示のように管路Ａと位置が合ったとき、
管路Ｂ内の媒体を排出する排出口２３と連通する。同様に、孔Ａは管路Ａ内の媒
体を排出するために排出口２３と連通する。

【００２６】 板押え用装置の戻りストロークは、弁の孔Ａが図４に示されるように管路Ａと
位置が合ったときに行われる。戻りストロークは板押え用装置を後退位置に戻す
。

【００２７】 図１および２を参照すると、液の管路Ａからチャンバ９への流入は後部のブシ
ュ１５で阻止されているが、緩衝噴射口８を通して後部チャンバ６の中に半径方
向外向きに出て行くことができる。これによって、後部チャンバ９内の圧力が増
大したときに、案内筒３と板押え用組立体は再型抜き用のダイの中のカップ３１
から離れる動きを比較的緩やかに開始するのを確実にする。

【００２８】 後部チャンバ内の圧力がさらに高くなると、案内筒３の動きは後部ブシュ１５
を戻りストローク用ポート７を徐々に露出させ、液が、露出部分が増大している
ポート７を通ることを可能にし、それによって、ポートが十分に開くまで戻りス
トロークがさらに加速される。

【００２９】 駆動タイミング（弁２０により設定された）に従って、弁組立体内の軸２１の
回転が孔Ａを徐々に閉じさせる。一方、前方のブシュ１４の移動が前部チャンバ
６内の液を管路Ｂを経て排出させる。ポート４がブシュ１４によって閉じられる
につれ、ポートの後縁が閉じられるまで案内筒の移動は遅くなる。この減速は、
戻りストロークの終りにおけるそれ以上の排出を抑え緩衝作用を高める前部緩衝
噴出口５を備えることによって制御される。ストローク長さは案内筒のポート４
および７の位置によって決定される。

【００３０】 弁組立体の孔Ｂが開くにつれて、加圧された液が流入口２２から中央の穴２４
を経て管路Ｂに向けて通過する。次に、板押え用組立体を前方に駆動する前進ス
トロークは、液が緩衝噴出口５を経て前部チャンバ６に徐々に流入することによ
って始まる。前進ストロークの加速は、前側のブシュ１４が前進ストローク用ポ
ート４を覆わなくなったときに起きる。一方、後部チャンバ９からの液は管路Ａ
を通ってロータリ弁の排出口２３へ排出される。前進ストロークの速度を遅くす
ることは、前方のブシュがポート４を覆い、液がポート４の狭くなった領域を通
過し、最後に緩衝噴出口８のみを経て前部チャンバに入るときに、戻りストロー
クのそれと同様にして行われる。カップ３１はそれから、パンチ４５のカップ内
への移動によって再型抜きされるために、ダイ３２に対して保持される。

【００３１】 前方および後方のブシュ１４、１５は、ブシュが前方および後方のポート４、
７をそれぞれ徐々に閉じおよび／または覆わなくすることによって、前進および
後退のストロークのそれぞれの終りにおいて案内筒３を加速および減速すること
が特に図２からわかる。

【００３２】 図３の実施形態においては、排出工程においては閉じるが加圧工程においては
開き、それによって液がそれぞれチャンバ６または９に流れることを可能にする
逆止め弁５’、８’が設けられている。これによって案内筒３を停止させるため
に使用される液が完全になくなり、供給溝が覆われなくなるまで関連するブシュ
１４あるいは１５の面に圧力がかけられる。

【００３３】 圧力逃がし弁４６が、チャンバ６または９内の液の圧縮による圧力の上昇が、
圧力の急上昇が発生する点に達することを防止する。圧力はこのように流路４１
と圧力逃がし弁４６を経て開放される。

【００３４】 板押え用装置はパンチ４５が再型抜きのためにカップ３１に入るとき前方位置
に留まる。このサイクルはこの後繰り返される。

【００３５】 ガイドロッド２とスリーブ１６との間に押し入れられた冷却材はラビリンスシ
ール１１によって取り除くことができる。削りくずまたは破片はブシュ１４およ
び１５にある環状部４２に集まり、通路４１を通って案内筒３内のチャンバ４３
の中に出て行き、冷却液供給部による処理ために開口４４を経て送り出される。

【００３６】 本発明を例のみを挙げて説明してきたが、特許請求の範囲によって定められた
本発明の範囲において変更することができる。例えば、図２に示された第１の実
施形態において、案内筒の動きはポートの上方を移動するブシュのみならず、管
路と各液チャンバの間の緩衝噴出口５および／または８を使用することによって
も制御される。これらの緩衝噴出口は、ブシュが開口を閉じた後でも、１つまた
は２つの噴出口を経て連通が可能であるように配置されている。図３に示された
第２の実施形態において、機構を停止するために用いられる液の行き止まりを防
ぐ逆止め弁システムが用いられ、圧力の急上昇を防ぐ圧力逃し弁が用いられる。
緩衝用噴射口と逆止め弁と圧力逃し弁のどのような組合せも使用できることは明
らかである。案内筒の動きに対して滑らかな開始／停止を行わせるための案内ロ
ッドまたは案内筒のいずれかの（または両方の）代わりの機構も本発明の範囲内
にあると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 液圧駆動装置と板押え用組立体を示す、缶体製造機の部分的側面断面図である
。

【図２】 図１の駆動装置の拡大側面断面図である。

【図３】 他の実施形態の駆動装置の拡大部分側面断面図である。

【図４】 他の実施形態の板押え組立品である。

【図５】 図１のロータリ弁の側面断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ワウルズ、 ウィリィアム イギリス国 ビーディー17 ７ジェイエッ クス ヨークシャー シプレイ ベイルド ン ラウンドウッド ロード 12

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 缶体製造機の板押え装置のための液圧式駆動装置であって、 固定された案内ロッドと、 前記案内ロッドを取り囲む案内筒であって、それぞれ後部と前部の液チャンバ
   を一緒になって形成する後部と前部の端面を有し、該両チャンバはシールによっ
   て分離されている前記案内筒と、 作動液が戻りストローク用ポートを経て前記後部液チャンバに出入りするため
   の第１の管路（Ａ）と、 作動液が前進ストローク用ポートを経て前記前部液チャンバに出入りするため
   の第２の管路（Ｂ）とを有し、 それによって、前記液の前記前部チャンバへの流入が前記案内筒と該案内筒に
   連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、前記液の前記後部チャンバへの
   流入が前記案内筒と前記板押え用組立体を後方位置に戻す、缶体製造機の板押え
   装置のための液圧式駆動装置。
2. 【請求項２】 後部と前部の前記端面は後部と前部のブシュによって範囲が
   限定されている、請求項１に記載の駆動装置。
3. 【請求項３】 前記前部チャンバは、前方端部において外面が先細になって
   いる実質的に円筒形の領域を備えており、それによって前記液チャンバ内の圧力
   が該前方端部において小さくなっている、請求項１または請求項２に記載の駆動
   装置。
4. 【請求項４】 作動液の流量を制御するロータリ弁をさらに有する、請求項
   １から請求項３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 【請求項５】 前記ロータリ弁は機械の速度より遅いかこれと同じ速度で回
   転する、請求項４に記載の駆動装置。
6. 【請求項６】 前記案内筒と前記板押え用装置のストローク長さは、２つの
   前記ポート間の距離によって設定される、請求項１から請求項５のいずれか１項
   に記載の駆動装置。
7. 【請求項７】 前記作動液は、前記缶体製造機の冷却液供給部から供給され
   る、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 【請求項８】 未加工材保持具に隣接する心出しリングをさらに有する、請
   求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置。
9. 【請求項９】 前記案内筒の加速を制御するための緩衝噴出口および／また
   は逆止め弁をさらに有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の駆動
   装置。
10. 【請求項１０】 圧力逃し弁をさらに有する、請求項１から請求項９のいず
    れか１項に記載の駆動装置。
11. 【請求項１１】 缶体製造機の板押え装置を駆動する方法であって、 固定された案内ロッドを準備することと、 前記板押え装置を、前記案内ロッドを取り囲んでおり、案内ロッドに沿って移
    動可能なシールによって分離されている、後部と前部の液チャンバをそれぞれが
    形成する後部と前部の端面を有する案内筒に連結することと、 作動液を、戻りストローク用ポートを経て前記後部液チャンバへ供給し、また
    前記後部液チャンバから供給することと、 作動液を、前進ストローク用ポートを経て前記前部液チャンバへ供給し、また
    前記前部液チャンバから供給することとを有し、 それによって、前記前部チャンバへ液を供給することで前記案内筒と該案内筒
    に連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、前記後部チャンバへ液を供給
    することが前記案内筒と前記板押え用組立体を後退位置に戻す、缶体製造機の板
    押え装置を駆動する方法。
12. 【請求項１２】 前記両端面が前記ポートを覆いおよび／または開くブシュ
    を有している請求項１１に記載の方法であって、 ポートを開いて各チャンバに出入りする液を増加させることによって前記案内
    筒と前記板押え用装置の動きを加速させること、または ポートを覆って前記各チャンバに出入りする液を減少させることによって機械
    の動きを減速させることをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
13. 【請求項１３】 逆止め弁を開き、液が前記ポートが覆われなくなるまで前
    記ブシュへと通過することを可能にすることによって前記案内筒を制御すること
    をさらに有する、請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 圧力逃し弁を設けることによって圧力の急上昇が発生する
    ことを減らしまたは除くことをさらに有する、請求項１１から請求項１３のいず
    れか１項に記載の方法。