JP4673981B2 - 缶胴の外面処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶胴の外面に所定の外面処理、例えば、印刷処理、塗料の塗布、フィルムの貼り付けなどをおこなう装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、缶の製造工程において、缶胴の外面に所定の外面処理、例えば、印刷処理、塗料の塗布、フィルムの貼り付けなどを施す方法としては、金属板を円筒形状に成形して、その両端を接合して缶胴を製造した後、あるいは金属板を絞り加工、絞りしごき加工などにより成形して缶胴を製造した後、この缶胴の外面に所定の外面処理を施す方法が知られている。
【０００３】
上記の方法およびその装置の一例が、特開平３−２３０９４０号公報に記載されている。この公報においては、複数のマンドレルがターンテーブルに等間隔で設けられており、各マンドレルの内部には電磁誘導コイルが設けられている。また、マンドレルに対して軸線方向に相対移動自在な保持部材が設けられており、この保持部材には真空源に連通された吸引孔が形成されている。さらにターンテーブルの近傍には、粘着ロールを有する接着装置が設けられている。
【０００４】
上記公報に記載された方法および装置においては、まず、保持部材の真空吸着力により、絞りしごき缶、押し出し成形缶などのような２ピース缶の缶胴の底部を吸着して、その缶胴が保持される。ついで、保持部材が缶胴の軸線方向に移動して、マンドレルが缶胴の内部に挿入され、マンドレルと缶胴との軸線方向の位置決めがおこなわれる。また、電磁誘導コイルに電力が供給されることにより、マンドレルに保持されている缶胴が加熱される。その後、粘着ロールに巻き付けられているフィルムシートが、接着剤層を介して缶胴の外面に接着され、かつ、所定圧力でフィルムシートが加圧され、フィルムシートが缶胴の外面に接着される。このようにして、フィルムシートが接着された缶胴を保持している保持部材が、缶胴の軸線方向に移動して、缶胴の内部からマンドレルが抜き取られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された発明においては、マンドレルと缶胴とが、その中心線に直交する方向には位置決めされていないため、保持部材を缶胴の中心線方向に移動させることにより、缶胴の内部にマンドレルを挿入する場合、および缶胴の外面にフィルムを接着した後に、保持部材を缶胴の中心線方向に移動させて、缶胴の内部からマンドレルを抜き取る場合に、マンドレルと缶胴の内面とが接触し、擦れて缶胴の内面に傷が付いてしまう可能性があった。また、上記のような缶胴の内面には、缶に充填される内容物と缶胴の内面との直接接触を防ぎ、かつ、缶胴の内面の腐食などを防止する目的で、熱可塑性樹脂フィルムなどにより構成された内面被覆層が形成されるが、上記公報に記載されている装置及び方法を、内面被覆層を備えた缶胴の外面処理に用いた場合は、マンドレルと内面被覆層とが接触して、内面被覆層が破れる可能性があった。
【０００６】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、缶胴に保持部材を嵌合・保持する場合、および保持部材を缶胴の内部から抜き取る場合に、保持部材と缶胴の内面とが接触することを回避することのできる缶胴の外面処理装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、缶胴の開口端を、所定の軌道上を走行する軸状の保持部材の先端側に対向させて配置するとともに、前記缶胴と前記保持部材とをその中心線方向に相対移動させて、前記缶胴を前記保持部材に嵌合・保持させるとともに、前記缶胴を前記保持部材により嵌合・保持した状態で前記缶胴の外周面に所定の処理を施した後、前記缶胴と前記保持部材とを軸線方向に相対移動させて、前記缶胴を前記保持部材から抜き取る缶胴の外面処理装置において、前記缶胴の開口端とは反対側の端部を吸着して保持する保持具が、前記保持部材の先端側に対向して配置され、その保持具が、前記缶胴の中心線と前記保持部材の中心線とを一致させる自動調心機構を備えており、前記自動調心機構が、前記保持具に取り付けられ、かつ、前記保持部材の中心線を中心とする同一円周上に配置された複数の磁石を備えていることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１の発明によれば、缶胴と保持部材とが、その中心線が自動調心された状態で、中心線方向に相対移動されるため、保持部材に対して缶胴を嵌合する時、および保持部材から缶胴を抜き取る時に、缶胴の内面と保持部材との接触が回避される。また、複数の磁石により形成される磁界のバランスにより、缶胴が中心線に直交する方向に自動的に位置決めされるとともに、缶胴の外面に所定の処理を施す際に、缶胴が磁気吸着力に抗してその中心線に直交する方向への移動が可能である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記自動調心機構が、前記缶胴の外周面に所定の処理を施す際に、前記缶胴と前記保持部材とが前記中心線に直交する方向に相対移動することを許容する機能を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、缶胴の外周面に所定の処理を施す際には、缶胴と保持部材とが中心線に直交する方向に相対移動することにより、缶胴の内面と保持部材とが線接触する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記保持部材の外径が、前記缶胴の内径よりも２．０ないし４．０ｍｍ小さいことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、缶胴の内面と保持部材との接触を確実に防止でき、かつ、缶胴の外面に所定の処理を施す際に、缶胴の内面と保持部材とが接触する衝撃が少なくなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は、缶胴１の外面に所定の処理を施すための外面処理装置Ａ１の要部を示す部分的な断面図、図２は、外面処理装置Ａ１の全体構成を示す正面図である。缶胴１の外面に施される所定の処理としては、印刷、外面フィルムの貼り付け、塗料の塗布などが知られているが、この実施例では、主として、外面フィルムを缶胴１の外面に貼り付ける場合について説明する。また、缶胴１は、溶接缶、接着缶などの３ピース缶、絞り缶、深絞り缶、絞りしごき缶、インパクト缶などの２ピース缶、ネジキャップと螺合する口頸部を備えたボトル型缶のいずれに用いられるものでもよいが、この実施例では、主として、３ピース缶に用いる缶胴１について説明する。
【００２０】
すなわち、缶胴１は円筒形状に構成され、その両端が開口されている。また、缶胴１の素材となる金属板は、磁性材料または非磁性材料のいずれであってもよく、非磁性材料としては、例えば、アルミニウム板、アルミニウム合金板を用いることができる。また、磁性材料としては、ティンフリースチールなどの表面処理鋼板、ブリキ、極薄錫メッキ鋼板、クロムメッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、その他の各種合金メッキ鋼板を用いることができる。この実施例では、上記の金属板のうち、主として磁性材料を用いた場合について説明する。
【００２１】
この缶胴１の内面側には、内面被覆層（図示せず）が形成されている。缶胴１の内面側に内面被覆層を形成する方法としては、缶胴成形前の鋼板であって、缶胴１の内面側となる面に塗料を塗布する方法と、缶胴成形前の鋼板であって、缶胴１の内面側となる面に熱可塑性樹脂フィルムを貼り付ける方法とがある。缶胴１の内面となる面に塗料を塗布する場合は、塗料としてポリエステル系またはフェノール系などの硬化型合成樹脂、特に熱硬化型合成樹脂を用いることが望ましい。なお、２ピース缶の缶胴の場合には、缶胴の成形後に、その内面に塗料を塗布する場合もある。
【００２２】
これに対して、缶胴１の内面となる面に熱可塑性樹脂フィルムを貼り付ける場合は、熱可塑性樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などのホモのポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートとイソフタレート酸との共重合などよりなる共重合ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、変性ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂などのうちから選ばれた透明な高分子樹脂単体や２以上の樹脂の混合物、あるいは上記樹脂の複合体からなる熱可塑性樹脂フィルムが用いられる。なお、缶胴１の内径は、５２．４ないし５２．５ｍｍの範囲内に設定することができる。また、缶胴１の開口端５０が、真円ではなく、楕円形状になっている場合でも、楕円の短軸の長さを５１．０ｍｍ以上に設定することができる。
【００２３】
前記外面処理装置Ａ１は、モータなどの駆動力源（図示せず）により回転される回転軸２を有している。回転軸２は、フレーム３，４に固定された円筒部材３Ａ，４Ａに取り付けた軸受４Ｂにより、水平な状態で回転自在に保持されている。また、回転軸２には回転体５が取り付けられており、回転軸２と回転体５とが一体的に、かつ、図２において時計方向に回転する。この回転体５の外周側には、回転軸２の中心線Ｃ１を中心とする円周上に、複数の軸孔５Ａが所定間隔おきに形成されている。この各軸孔５Ａの中心線Ｄ１と、回転軸２の中心線とが平行に設定されている。
【００２４】
各軸孔５Ａには軸受５Ｂがそれぞれ取り付けられており、各軸受５Ｂにより軸７がそれぞれ回転自在に保持されている。すなわち、各軸７は、中心線Ｄ１を中心として自転可能であるとともに、回転体５が回転すると、各軸７が中心線Ｃ１の周囲を公転する。各軸７におけるフレーム４とは反対側の端部には、軸状、言い換えれば円柱形状のマンドレル６がそれぞれ連結されている。各マンドレル６は、缶胴１の内部に嵌合されて、缶胴１を保持するためのものである。各マンドレル６の中心線Ｂ１は、回転軸２の中心線Ｃ１と平行に設定されているとともに、マンドレル６の中心線Ｂ１と、軸７の中心線Ｄ１とが偏心している。このため、軸７が自転すると、マンドレル６は軸７の中心線Ｄ１を中心として公転する。なお、各マンドレル６の外径は、４８．４ないし５０．４ｍｍの範囲内に設定することができ、缶胴１の内径よりもマンドレル６の外径の方が、２．０ないし４．０ｍｍ小さく設定されている。
【００２５】
一方、各軸７におけるフレーム４側の端部には、アーム状の連結部材８がそれぞれ取り付けられている。また、各連結部材８には、カムフォロア軸９がそれぞれ連結されている。各カムフォロワ軸９の中心線Ｅ１と、回転軸２の中心線Ｃ１とが平行に設定されている。上記構成の軸７及び連結部材８ならびにカムフォロワ軸９が、互いに一体となって回転するように連結されている。
【００２６】
また、各カムフォロア軸９におけるフレーム４側の端部には、カムフォロア１０が回転可能に取り付けられている。フレーム４には、回転軸２の周囲に環状の固定部材１１が取り付けられており、固定部材１１には環状のカム溝１２が形成されている。各カムフォロワ１０は、カム溝１２の案内形状に沿って追従移動可能に支持されている。
【００２７】
前記カム溝１２は、前記回転軸２の中心線Ｃ１の外側に形成された環状溝であり、カム溝１２の半径方向の中心線（図示せず）は、半径方向に変位している。つまり、回転体５と固定部材１１とが相対回転すると、カムフォロワ１０がカム溝１２に沿って半径方向に変位して、連結部材８が軸７を中心として揺動すると同時に、連結部材８の揺動に伴う軸７の回転によって、マンドレル６が軸７を中心として公転する。すなわち、マンドレル６が回転体５の半径方向に変位する。上記の構成は、図２に示す中心線Ｃ１の周囲におけるマンドレル６の環状の移動軌跡（言い換えれば、巡回軌跡もしくは公転軌跡）Ｆ１を、中心線Ｃ１を中心とする真円とせずに、移動軌跡Ｆ１を円周方向の一部で半径方向に変位させる（蛇行させる）ための構成である。
【００２８】
さらに、回転軸２における回転体５とフレーム３との間には、回転ターレット１９が取り付けられている。この回転ターレット１９は、缶胴供給ステーションＧ１から供給される缶胴１を、マンドレル６に保持される前に一時的に保持するためのものである。この回転ターレット１９の外周側には、缶胴１を、その開口端５０をマンドレル６側に向けた状態で保持するためのポケット部２０が、各マンドレル６の数に対応して複数形成されている。複数のポケット部２０の移動軌跡（図示せず）は、中心線Ｃ１を中心とする真円に設定されている。
【００２９】
上記の移動軌跡Ｆ１に臨み、マンドレル加熱ステーションＫ１、缶胴供給ステーションＧ１、強制伝熱ステーションＨ１、フィルム貼付ステーションＪ１、缶胴排出ステーションＬ１が、円周方向に沿って上記の順序で配置されている。ここで、マンドレル加熱ステーションＫ１を基準とすると、缶胴排出ステーションＬ１が最も下流側に配置されていることになる。そして、缶胴排出ステーションＬ１およびマンドレル加熱ステーションＫ１に対応する領域Ｆ６と、缶胴供給ステーションＧ１に対応する領域Ｆ３と、缶胴供給ステーションＧ１と強制伝熱ステーションＨ１との間に対応する領域Ｆ２と、強制伝熱ステーションＨ１に対応する領域Ｆ５と、フィルム貼付ステーションＪ１に対応する領域Ｆ４とに亘り、前記移動軌跡Ｆ１が形成されている。
【００３０】
まず、マンドレル加熱ステーションＫ１は、高周波誘導加熱、電気ヒーター、近赤外線、遠赤外線などの加熱装置１３を主体として構成されている。また、缶胴供給ステーションＧ１は、外面フィルムが貼り付けられる前の缶胴１を、移動軌跡Ｆ１側に向けて供給するものである。この缶胴供給ステーションＧ１は、缶胴１を１個ずつ半径方向に移送する螺旋溝を備えたインフィードスクリュー１５と、インフィードスクリュー１５により移送される缶胴１を加熱する加熱装置１４と、インフィードスクリュー１５により移送される缶胴１を１個ずつ保持する保持溝１６を複数備えたインフィードターレット１７とを備えている。加熱装置１４は、高周波誘導加熱、電気ヒーター、近赤外線、遠赤外線などを主体として構成されている。
【００３１】
インフィールドターレット１７の回転軸１８は水平に配置され、この回転軸１８と回転軸２とが平行に配置されている。このインフィードターレット１７は、モータなどの駆動源（図示せず）により、図２において反時計方向に回転される。なお、インフィードターレット１７の外周側には、缶胴１が保持溝１６から脱落することを防止する案内部材（図示せず）が設けられている。インフィードターレット１７の回転に伴う保持溝１６の移動軌跡（この移動軌跡は、回転軸１８を中心とする移動軌跡である）と、マンドレル６の移動軌跡Ｆ１の一部の領域Ｆ３とが一致しており、この領域Ｆ３は前記領域Ｆ２よりも上流側に配置されている。
【００３２】
前記強制伝熱ステーションＨ１は、マンドレル６の公転方向において、領域Ｆ２よりも下流側に配置されている。強制伝熱ステーションＨ１は、マンドレル６に被せられた缶胴１の外面と接触するベルト部材２１を有し、そのベルト部材２１が張り渡された駆動プーリ２２および回転プーリ２３と、テンションプーリ２４とを有している。また、強制伝熱ステーションＨ１には、ベルト部材２１に対して赤外線を照射し、缶胴１と接触するベルト面の温度を所定温度に加熱する赤外線照射手段２５が設けられている。なお、ベルト部材２１は、厚さ１．３ｍｍで、缶胴の高さとほぼ同じ幅かあるいはそれ以上の幅を有しており、かつその素材としては、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、またはニトリル系ゴムなどの耐熱ゴムが挙げられる。
【００３３】
つぎにフィルム貼付ステーションＪ１について説明すると、フィルム貼付ステーションＪ１は、マンドレル６の公転方向において、強制伝熱ステーションＨ１よりも下流側に配置されており、フィルム貼付ステーションＪ１は、貼付ドラム２６を主体として構成されている。回転軸２６Ａを中心として反時計方向に回転する貼付ドラム２６の外面には、外面フィルム（図示せず）が吸着保持される。この貼付ドラム２６の外周面の移動軌跡と、回転軸２の回転に伴うマンドレル６の移動軌跡Ｆ１とが、領域Ｆ４で一致するように、移動軌跡Ｆ１の外側に回転軸２６Ａが配置されている。このように、領域Ｆ４における移動軌跡Ｆ１の変位は、回転体５の半径方向におけるカム溝１２の形状に基づいて設定されている。この貼付ドラム２６の外面には、缶胴１の周長に対応した所定長さに切断された外面フィルム（図示せず）が保持されている。
【００３４】
上記の外面フィルムとしては、例えば熱可塑性樹脂フィルム、具体的には、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂などのホモのポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレートとイソフタレート酸との共重合体などよりなる共重合ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、変性ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン共重合体などのうちから、用途により選ばれた透明な高分子樹脂単体、あるいは上記樹脂の複合体からなる熱可塑性樹脂フィルムが用いられる。中でも、耐熱性があるポリエチレンテレフタレート樹脂を用いることが好ましい。
【００３５】
外面フィルムに対する印刷方法としては、グラビア印刷、フレキソ印刷等を採用することができるが、意匠性の点からみると画質が鮮明でかつ高級感があるグラビア印刷が好ましい。印刷に使用するインキとしては、一般的に熱硬化性のウレタン系樹脂のインキが用いられる。外面フィルムにおける印刷面とは反対側の面には、熱硬化型の接着剤が塗布されている。この接着剤としては、例えば、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系、ポリエチレン系などを用いることができる。外面フィルムは、接着剤が塗布された面が外側になる状態で、貼付ドラム２６に保持されている。
【００３６】
前記回転ターレット１９とフレーム３との間には、回転軸２を取り囲む固定枠２８が配置されている。固定枠２８の軸孔３１内には、軸受３１Ａを介して回転軸２が回転自在に挿入されている。固定枠２８には環状の固定部材２９が取り付けられており、固定部材２９の外周には全周に亘ってカム溝３０が形成されている。このカム溝３０は中心線Ｃ１を中心として環状に形成されているとともに、円周方向の所定領域において、中心線方向に変位されている。
【００３７】
より具体的には、マンドレル６の移動軌跡Ｆ１に対応して、カム溝３０が中心線方向に変位している。すなわち、マンドレル６の移動軌跡Ｆ１における領域Ｆ３よりも上流側の領域Ｆ６に対応する範囲において、カム溝３０は、図１において最も左側、すなわち、回転体５から離れた位置に配置されている。領域Ｆ３に対応する範囲では、カム溝３０が図１において右側、すなわち回転体５に近づく方向に変位されており、領域Ｆ２から領域Ｆ５を経由して領域Ｆ４に亘る範囲では、カム溝３０が回転体５に最も近づいた位置に配置されている。領域Ｆ４の下流端に対応する範囲では、再びカム溝３０が回転体５から離れる方向に変位し、領域Ｆ４と領域Ｆ３との間に設定されている領域Ｆ６に対応する範囲では、カム溝３０が回転体５から最も離れた位置に配置されている。さらにまた、カム溝３０にはカムフォロワ３２が配置され、カムフォロワ３２は、カム溝３０内において、円周方向およびカム溝３０の深さ方向（中心線Ｃ１と直交する方向）に移動自在である。
【００３８】
回転軸２の外周におけるフレーム３と固定枠２８との間には、回転体３３が取り付けられている。回転体３３は回転軸２と一体回転するように構成され、回転体３３の外周側には、中心線Ｃ１を中心とする同一円周上に、複数の軸孔３４が形成されている。各軸孔３４の中心線Ｍ１は、中心線Ｃ１と平行に設定されている。また、中心線Ｍ１と中心線Ｄ１とが一直線上に配置されている。軸孔３４の数はマンドレル６の数に対応している。各軸孔３４には滑り軸受３５がそれぞれ固定されている。各滑り軸受３５により各軸３６がそれぞれ保持されている。この滑り軸受３５と軸３６とが、相対回転自在、かつ、中心線方向に相対移動自在に構成されている。
【００３９】
各軸３６におけるフレーム３側の端部には、アーム状の連結部材３７を介してカムフォロワ軸３８が連結されている。カムフォロワ軸３８の中心線Ｎ１は、中心線Ｃ１と平行に設定され、中心線Ｎ１と中心線Ｅ１とが一直線上に配置されている。このように、カムフォロワ軸３８が軸３６を中心として揺動するように構成されている。カムフォロワ軸３８における連結部材３７とは反対側の端部には、カムフォロワ３９が取り付けられている。
【００４０】
前記フレーム３には、回転軸２を取り囲む環状の固定部材４０が固定されており、固定部材４０における回転体３３側の側面には、環状のカム溝４１が形成されている。そして、回転軸２の中心線方向における投影面において、カム溝４１の幅方向の中心線（図示せず）と、カム溝１２の幅方向の中心線（図示せず）とが一致するように、カム溝４１およびカム溝１２の形状が設定されている。このカム溝４１内に前記カムフォロワ３９が配置されている。カムフォロワ３９は、カム溝４１内で、円周方向およびカム溝４１の深さ方向（中心線Ｃ１と平行な方向）に移動自在である。
【００４１】
一方、前記各軸３６における固定枠２８側の端部には、アーム形状の連結部材４２を介して軸４３がそれぞれ連結されている。各軸４３の中心線Ｐ１と中心線Ｃ１とが平行に設定され、中心線Ｐ１と中心線Ｂ１とが一直線上に配置されている。つまり、各軸４３は各軸３６を中心として揺動自在である。各軸４３における回転体５側の端部には、マグネットテーブル４４がそれぞれ設けられている。各マグネットテーブル４４は、円盤形状のホルダー４５と、ホルダー４５における回転体５側の面に臨んで配置した複数の磁石４６と、各磁石４６における回転体５側の表面を覆うプレート４７とを有している。なお、この実施例では、ホルダー４５における回転体５側の面に、円柱状の磁石４６の一方の面のみが露出するように、その磁石４６を埋め込んで配置し、この磁石４６の露出した面をプレート４７で覆っている。各プレート４７は、ポケット２０またはマンドレル６に保持されている缶胴１の開口端５０とは反対側の端部５１と対向している。
【００４２】
複数の磁石４６は、図３に示すように、中心線Ｐ１，Ｂ１を中心とする同一円周上に偶数個設けられており、Ｎ極とＳ極とが円周方向に交互に配置されていることが好ましい。各磁石４６は円柱形状に構成され、各磁石４６の中心が缶胴１の外径に対応する円周上に配置されている。プレート４７における回転体５側の端面４７Ａは、中心線Ｐ１と直交する平坦状に成形され、プレート４７の端面４７Ａに沿って缶胴１が半径方向に滑動できるように、その端面４７Ａの平坦度、およびプレート４７の材質が選択される。プレート４７の材質としては非磁性材料、例えば、ＳＵＳ、超硬合金などの金属材料、あるいはガラス、プラスチックなどを用いることができる。一方、各軸４３には、その長手方向の中途部位に腕部４８がそれぞれ連結されており、各腕部４８の先端には前記カムフォロワ３２がそれぞれ取り付けられている。
【００４３】
上記構成において、各軸４３が各軸３６を中心として揺動すると、各カムフォロワ３２が中心線Ｃ１に直交して固定枠２８の半径方向、つまり、各カム溝３０の深さ方向に変位するが、各カムフォロワ３２がカム溝３０の深さ方向に変位した場合でも、各カムフォロワ３２がカム溝３０から抜け出さないように、カム溝３０の深さ（中心線Ｃ１に直交する方向の深さ）が設定されている。また、カムフォロワ３２がカム溝３０に沿って中心線Ｐ１方向に移動すると、各カムフォロワ３２と一体的に軸４３，３６およびカムフォロワ軸３８が中心線方向に移動する。
【００４４】
また、中心線方向におけるカム溝３０の位置に基づいて、軸３６が中心線方向に往復移動した場合でも、連結部材３７，４２と回転体３３とが接触しないように、軸３６の長さが設定されている。また、軸３６とカムフォロワ軸３８とが一体的に中心線方向に往復移動した場合でも、カムフォロワ３９がカム溝４１から抜け出さないように、カム溝４１の深さ（中心線方向の深さ）が設定されている。
【００４５】
つぎに、図１および図２に示す外面処理装置Ａ１の作用を説明する。まず、缶胴供給ステーションＧ１においては、インフィードスクリュー１４により缶胴１が１本ずつ搬送されるとともに、各缶胴１は加熱装置１４により加熱された後、各缶胴１はインフィードターレット１７の保持溝１６により保持される。そして、インフィードターレット１７の反時計方向への回転にともない、保持溝１６が回転軸１８を中心とする円弧形状の軌跡で移動し、各缶胴１が領域Ｆ３に向けて移送される。
【００４６】
一方、回転軸２と回転ターレット１９とが一体回転しており、ポケット部２０が回転軸２を中心とする真円形状の軌跡で移動している。このため、保持溝１６により保持されている缶胴１が領域Ｆ３に進入すると、缶胴１が保持溝１６からポケット部２０に受け渡される。
【００４７】
また、回転軸２が時計方向に回転すると、回転体５に取り付けられている各軸７も、回転軸２を中心として反時計方向に公転する。また、回転軸２の回転にともない、カムフォロワ１０がカム溝１２に沿って転動するため、マンドレル６が軸７を中心として揺動する。したがって、各マンドレル６は、円周方向に移動し、かつ、回転体５の半径方向に変位し、結果的に、図２に一点鎖線で示す環状のの移動軌跡Ｆ１に沿って各マンドレル６が公転する。
【００４８】
さらに、回転軸２と回転体３３とが一体回転しており、各軸３６が中心線Ｃ１を中心として公転している。また、回転軸２の回転にともない、カムフォロワ３９がカム溝４１に沿って転動するため、カムフォロワ軸３８の揺動により軸３６が回転し、その軸３６の回転により軸４３が揺動し、マグネットテーブル４４が円周方向に移動し、かつ、回転軸２の半径方向に変位する。ここで、各マンドレル６の中心線Ｂ１と各軸４３の中心線Ｐ１とが一直線上に配置され、各軸７の中心線Ｄ１と各軸３６の中心線Ｍ１とが一直線上に配置され、各カムフォロワ軸９の中心線Ｅ１と各カムフォロワ軸３８の中心線Ｎ１とが一直線上に配置されている。このため、回転軸２の回転にともない、各マンドレル６と各マグネットテーブル４４とが、円周方向の位相および半径方向の位置が一致した状態で同期して移動する。
【００４９】
そして、回転軸２の回転にともない、マンドレル６がマンドレル加熱ステーションＫ１を通過する際に、マンドレル６が加熱装置１３により１３０ないし２２０℃の範囲内で加熱された後、回転体２の回転により、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が領域Ｆ３に進入する。すると、カム溝１２，４１の形状に基づいて、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が回転軸１８を中心とする円弧状の軌跡で公転する。すなわち、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が回転軸２の半径方向の内側に移動する。さらに回転軸２の回転にともない、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が領域Ｆ２に進入すると、マンドレル６およびマグネットテーブル４４は、回転軸２を中心とする円弧形状の軌跡で移動する。
【００５０】
マグネットテーブル４４が領域Ｆ２に進入した時点では、カム溝３０の形状に基づいて、軸４３およびマグネットテーブル４４は、マンドレル６から最も離れた位置（つまり待機位置）にあり、保持溝１６に保持されている缶胴１と、マグネットテーブル４４のプレート４７とが非接触の状態にあるが、マグネットテーブル４４が領域Ｆ２に進入した後は、回転軸２の回転にともない、カム溝３０の軸線方向における形状に基づいて、軸４３およびマグネットテーブル４４が、マンドレル６に近づく方向に移動する。すると、プレート４７の端面４７Ａと、缶胴１の端部５１とが接触するとともに、各磁石４６の磁気吸引力により缶胴１の端部５１が吸着される。
【００５１】
ここで、各磁石４６は、中心線Ｐ１，Ｂ１を中心とする同一円周上に、円周方向に交互に、かつ、偶数個配置されている。この場合、各磁石４６の磁気力により缶胴１は各磁石４６の中心に引き寄せられるとともに、各磁石４６は、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように配置されているため、Ｎ極から出た磁束がプレート４７を透過し、プレート４７の上方を跨いでＳ極に入り、この磁束と缶胴１に誘起される電流との相互作用である電磁誘導作用が生じ、缶胴１が各磁石４６の中心に引き寄せられる。このように、磁気力と電磁誘導作用が複合的に作用することにより、缶胴１がプレート４７の端面４７Ａに沿って滑動し、缶胴１がその半径方向に位置決めされる。このようにして、缶胴１の中心線Ｑ１とマンドレル６の中心線Ｂ１とが一直線上に保持させられる。
【００５２】
ついで、カム溝３０の形状に基づいて、マグネットテーブル４４がマンドレル６に近づく方向にさらに移動して、缶胴１の内部にマンドレル６が挿入される。なお、缶胴１の内部にマンドレル６が嵌合されても、マンドレル６の先端５２と、プレート４７の端面４７Ａとが接触することはない。その後、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が、強制伝熱ステーションＨ１に対応する領域Ｆ５に進入する。すると、カム溝１２，４１の形状に基づいて、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が回転軸２を中心として公転する。つまり、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が、回転軸２の半径方向の外側に変位する。
【００５３】
前記のように、缶胴１の内部にマンドレル６が挿入されると、マンドレル６の熱が缶胴１に伝達されるが、マンドレル６の外径は缶胴１の内径より若干小さく設定させている。より具体的には、マンドレル６の外径の方が缶胴１の内径よりも２．０ないし４．０ｍｍ小さく設定されている。そのために、マンドレル６の外面と缶胴１の内面とが必ずしも密着しないので、両者の間の熱伝達が不充分になり、結局は、缶胴１を充分に加熱できないおそれがある。このような不都合を回避するために、強制伝熱ステーションＨ１において、缶胴１の内面をマンドレル６に強制的に密着させている。
【００５４】
すなわち、強制伝熱ステーションＨ１では、マンドレル６の移動軌跡Ｆ１の外側からベルト２１が缶胴１に押し付けられており、その結果、缶胴１の内面がマンドレル６の外面に密着させられる。また、ベルト部材２１が走行しているために、各缶胴１が各マグネットテーブル４４に吸着保持されたまま回転し、その内面の全体がマンドレル６に順に密着させられる。すなわち、缶胴１の全体にマンドレル６から均等に熱が伝達される。この際、缶胴１の内面とマンドレル６との間に滑りが生じないように、マンドレル６は低トルクで回転可能な状態にすることが好ましい。
【００５５】
このようにして、缶胴１が強制伝熱ステーションＨ１を通過した後、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が、フィルム貼着ステーションＪ１に対応する領域Ｆ４に進入すると、カム溝１２，４１の形状に基づいて、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が、回転軸２６Ａを中心とする移動軌跡で移動する。フィルム貼着ステーションＪ１では、貼付ドラム２６の外面が缶胴１の外面に押し付けられて、磁石４６の磁気吸着力に抗して缶胴１の半径方向に平行移動し、外面フィルムが缶胴１の外周面に巻き付くとともに、缶胴１の熱により缶胴１と外面フィルムとが接着される。
【００５６】
このようにして、外面フィルムを缶胴１の外面に貼り付ける工程が完了した後、缶胴１は再び各磁石４６の磁気力と電磁誘導作用により、缶胴１の半径方向に自動的に位置決めされる。そして、マンドレル６およびマグネットテーブル４４が領域Ｆ４を通過して領域Ｆ６に進入すると、マンドレル６およびマグネットテーブル４４は、カム溝１２，４１の形状に基づいて、回転軸２を中心とする円弧状の軌跡で移動する。マンドレル６およびマグネットテーブル４４が缶胴排出ステーションＬ１に進むと、カム溝３０の形状に基づいて軸４３およびマグネットテーブル４４が、中心線方向に、かつ、マンドレル６から離れる方向に移動し、缶胴１の内部からマンドレル６が抜き出される。そして、マグネットテーブル４４から缶胴１が取り外されて、その缶胴１が次工程に搬送される。なお、缶胴１が取り外されたマグネットテーブル４４は、加熱ステーションＫ１に進む前に、前記待機位置に復帰する。
【００５７】
以上のように、この実施例によれば、マグネットテーブル４４により保持された缶胴１の中心線Ｑ１と、マンドレル６の中心線Ｂ１とを自動的に一致させた（自動調心させた）状態で、缶胴１の内部に対するマンドレル６の挿入動作と、缶胴１の内部からマンドレル６を抜き取る動作とがおこなわれる。また、缶胴１が強制伝熱ステーションＨ１およびフィルム貼付ステーションＪ１を通過する間、缶胴１は、常時マグネットテーブル４４により吸着保持されている。このため、マンドレル６に対する缶胴１の嵌合時、およびマンドレル６から缶胴１を抜き取る時に、缶胴１の内面とマンドレル６とが接触することを回避できる。したがって、缶胴１の内面もしくは内面被覆層に傷が付くことを防止でき、缶胴１の製品品質の低下を抑制できる。
【００５８】
さらにこの実施例によれば、缶胴１の外周面に所定の処理を施す際に、缶胴１に対して半径方向の荷重が与えられると、缶胴１がマグネットテーブル４４の磁気吸着力に抗してプレート４７の端面４７Ａに沿って滑動し、缶胴１の内面とマンドレル６の外面とが線接触する。したがって、缶胴１の外周面に、缶胴１の高さ方向に沿って所定の処理を均一に施すことができ、缶胴１の外面に対する所定の処理の処理精度の低下を抑制できる。
【００５９】
さらにまた、この実施例によれば、缶胴１の内径が５２．４ないし５２．５ｍｍの範囲に設定され、かつ、マンドレル６の外径が４８．４ないし５０．４ｍｍの範囲に設定され、かつ、缶胴１の内径よりもマンドレル６の外径の方が２．０ないし４．０ｍｍ小さく設定されている。つまり、缶胴１の内径よりもマンドレル６の外径の方が２．０ｍｍ以上小さいため、缶胴１の内面とマンドレル６とが接触することを確実に防止することができるとともに、缶胴１の外面に所定の処理を施す場合、すなわち、上記のように外面フィルムを貼り付ける場合、あるいは、印刷を施す場合、もしくは塗料を塗布する場合などのように、缶胴１の外面に半径方向に対して、３，０００Ｎ程度の荷重（圧力）が作用し、缶胴１がプレート４７の端面４７Ａに沿って滑動し、缶胴１とマンドレル６とが接触する場合でも、缶胴１とマンドレル６との半径方向の相対移動量が、４．０ｍｍ以下の少ない値になるため、缶胴１の内面とマンドレル６とが接触する際の衝撃が低減される。
【００６０】
さらにこの実施例においては、缶胴１の端部５１に、マグネットテーブル４４のプレート４７を接触させて缶胴１を吸着保持しているため、缶胴１が中心線方向に位置決めされ、缶胴１が強制伝熱ステーションＨ１およびフィルム貼着ステーションＪ１において、移動軌跡Ｆ１の外側から缶胴１に臨む部品と、マグネットテーブル４４とが接触することを防止できるとともに、缶胴１がマンドレル６の中心線方向に移動することを確実に防止でき、外面フィルムの貼り付け精度が向上する。
【００６１】
上記実施例においては、磁石４６として永久磁石、または電磁石のいずれを用いてもよい。また、マグネットテーブル４４と軸４３とが相対回転可能となるように、マグネットテーブル４４と軸４３とを、軸受（図示せず）を介して連結することにより、缶胴１がマグネットテーブル４４に吸着されていても、缶胴１を自転させ易くすることもできる。このように缶胴１が回転し易くなると、強制伝熱ステーションＨ１においては、缶胴１の内面ととマンドレル６の外面との密着性が一層向上するとともに、フィルム貼着ステーションＪ１におては、缶胴１の外面に対する外面フィルムの密着性・接着性が一層向上する。
【００６２】
なお、上記実施例においては、缶胴１として３ピース缶用のもの、すなわち、両端が開口された円筒形状の缶胴１を例として説明しているが、２ピース缶用の缶胴、すなわち、一端が開口され、他端には円筒部に連続する底部を有する有底円筒形状の缶胴を用いることもできる。この２ピース用の缶胴を用いる場合、その缶胴の底部がマグネットテーブル４４側に向けられる状態で、缶胴供給ステーションＧ１に缶胴が供給される。
【００６３】
さらに、上記実施例においてはマグネットテーブル４４の磁気吸着力により缶胴を保持しているが、真空吸着装置（図示せず）により、缶胴１を保持し、かつ、缶胴１の中心線Ｑ１とマンドレル６の中心線Ｂ１とを一致させるように構成することもできる。この真空吸着装置を採用した場合は、缶胴の材料が、磁性材料または非磁性材料のいずれであっても、缶胴１の保持および半径方向の位置決めをおこなうことができる。さらにまた、上記実施例においては、マンドレル６は中心線方向に固定されており、マグネットテーブル４４が中心線方向に往復動するように構成されているが、マンドレルを中心線方向に移動する構成を採用することもできる。
【００６４】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、マンドレル６が保持部材に相当し、マグネットテーブル４４および真空吸着装置が、この発明の保持具に相当し、磁石４６およびプレート４７がこの発明の自動調心機構に相当し、移動軌跡Ｆ１がこの発明の所定の軌道に相当する。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、缶胴と保持部材とが、その中心線が自動調心された状態で、中心線方向に相対移動されるため、缶胴の内面と保持部材との接触が回避される。したがって、缶胴の内面に傷が付くことを防止できる。また、この缶胴が内面被覆を有する缶胴である場合は、その内面被覆に傷が付くことを防止できる。また、複数の磁石による磁気力および電磁誘導作用により、缶胴が中心線に直交する方向に自動的に位置決めされるとともに、缶胴の外面に所定の処理を施す際に、缶胴が磁気吸着力に抗してその中心線に直交する方向に移動することが可能である。
【００６６】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、缶胴の外周面に所定の処理を施す際には、缶胴と保持部材とが中心線に直交する方向に相対移動することにより、缶胴の内面と保持部材とが線接触する。したがって、缶胴の外周面に缶胴の高さ方向に沿って、所定の処理を均一に施すことができるとともに、缶胴が不用意にその半径方向に傾いたり、変形したりすることが抑制され、缶胴の高さ方向への外面処理のずれや印刷時の色むらなどのような、外面処理の精度の低下を抑制することができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、缶胴と他方の保持部材との接触を確実に防止でき、かつ、缶胴の外面に所定の処理を施す際に、缶胴と他方の保持部材とが接触する衝撃が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例における外面処理装置の要部を示す断面図である。
【図２】 この発明の実施例における外面処理装置の全体構成を示す正面図である。
【図３】 図１のマグネットテーブルを示す側面図である。
【符号の説明】
１…缶胴、 ６…マンドレル、 ４４…マグネットテーブル、 ４６…磁石、４７…プレート、 ５０…開口端、 ５１…端部、 Ａ１…外面処理装置、 Ｑ１，Ｂ１…中心線、 Ｆ１…移動軌跡。

Claims (3)

1. 缶胴の開口端を、所定の軌道上を走行する軸状の保持部材の先端側に対向させて配置するとともに、前記缶胴と前記保持部材とをその中心線方向に相対移動して、前記缶胴を前記保持部材に嵌合・保持させた後、前記缶胴の外周面に所定の処理を施し、ついで、前記缶胴と前記保持部材とを軸線方向に相対移動させて、前記缶胴を前記保持部材から抜き取る缶胴の外面処理装置において、
   前記缶胴の開口端とは反対側の端部を吸着して保持する保持具が、前記保持部材の先端側に対向して配置され、その保持具が、前記缶胴の中心線と前記保持部材の中心線とを一致させる自動調心機構を備えており、
   前記自動調心機構が、前記保持具に取り付けられ、かつ、前記保持部材の中心線を中心とする同一円周上に配置された複数の磁石を備えていることを特徴とする缶胴の外面処理装置。
2. 前記自動調心機構が、前記缶胴の外周面に所定の処理を施す際に、前記缶胴と前記保持部材とが前記中心線に直交する方向に相対移動することを許容する機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の缶胴の外面処理装置。
3. 前記保持部材の外径が、前記缶胴の内径よりも２．０ないし４．０ｍｍ小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の缶胴の外面処理装置。

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