WO2005023450A1 - ボトル缶の製造装置 - Google Patents

Abstract

このボトル缶の製造装置は、有底筒状体Wの底部を保持するダイリング22と、有底筒状体Wの開口部に対向配置され、有底筒状体Wを各種形状に成形する複数の加工ツール32を有するツール保持部とを備え、ダイリング22とツール保持部とが、相対回転可能かつ軸方向に相対進退可能に支持され、各加工ツール32により順次前記有底筒状体を各種形状に成形し、ボトル缶を製造する構成とされたボトル缶の製造装置であって、ツール保持部またはダイリング22の前進端位置における、各加工ツール32とダイリング22との間隔を所定値以下としないように、各加工ツール32またはダイリング22の前進移動を規制する規制手段110を備える。

Description

明細書 ボトル缶の製造装置 技術分野

本発明は、 有底筒状体に各種形状を付与しボトル缶を製造する装置に関する ものである。 背景技術

一般に、 金属製ボトル缶 （以下、 単に 「ボトル缶」 という） は、 アルミニゥ ムゃアルミニウム合金製の金属板に絞り加工 （d r a w n i n g ) やしごき加 ェ （ i r o n i n g ) などの加工を多段階に施すことによって形成され、 飲料 用の容器として広く使われている。

このポトル缶の製造装置は、 金属板から成形された有底筒状体を保持するダ ィリングを備えたワーク保持部と、 この有底筒状体に成形加工を施す加工ツー ルを保持するツール保持部とを備え、 ダイリングは、 一方の円板面に環状に配 列されて保持され、 加工ツールは各ダイリングに対向するように他方の円板面 に環状に配列されて保持されている。

有底筒状体は、 ワーク保持部およびツール保持部と軸方向を一致させて、 開 口部をツール保持部に向けてダイリングに保持されている。 ，

ツール保持部には、 加工ツールとして、 有底筒状体の開口部を縮怪してテ パ部および口金部を成形する （ネックイン加工） ための多数の絞り型や、 口金 部にねじ形状を形成するねじ形成用ツール、 開口端にカール部を形成するカー ル部形成用ツールなど、各加工段階に応じた加工を行うための各種のツール（ェ 具） を備えており、 これら各ツールが工程順に配列されている。

なお、 有底筒状体に施される加工の工程としては、 開 ΰ部を多段階に縮径す るネックイン加工工程、 ネックイン加工により形成された口金部の開口端を切 削し有底筒状体の高さを調整する卜リマー工程、 口金部にねじ形状を成形する ねじ形成工程、 口金部の開口端部を径方向外方に折曲げるカール部形成工程、 カール部の外表面を径方向内方へ押圧し、 この外表面を押し潰すスロッ ト加工 工程などがあり、 これらの各工程に応じた加工ツールにより、 有底筒状体に成 形加工が施されボトル缶が製造される。

さらに、 ワーク保持部とツール保持部とは、 相対回転可能かつ軸方向に相対 進退可能に支持されており、 これらのワーク保持部とツール保持部とが互いに 接近したときに各ツールが各工程に応じた加工を有底筒状体に施し、 両保持部 が離間したときに、 各有底筒状体に次工程用の加工ツールが対向するように両 保持部が相対回転する。 このように、 両保持部が接近したときに加工を行い、 離間したときに回転するという動作が繰り返されることにより、 有底筒状体に 肩部、 口金部、 ねじ形状などが順次形成されてボトル缶としての形状が付与さ れることになる。

このように形成されたボトル缶は、 内容物が充てんされた後に、 口金部に装 着されたキャップにより密閉される。 キャップは、 カップ状に形成されたアル ミニゥムまたはアルミニウム合金製のキャップ材を、 口金部に形成されたねじ 形状に沿うように変形させることにより装着される。 一般に、 このキャップ材 の装着は、 円盤状のローラをキャップ材の外周面に押し付けた状態で回転 （転 動） させることにより行われる （キヤッビング工程）。

ローラは、 まず、 キャップ材の上部 （天面部側） に当接されて転動し始め、 その後、 キャップ材の外周面を回転するうちに口金部のねじ山上端部に接触す ると、 ローラはこのねじ山形状に導かれてねじ上端部からねじ溝に入り、 ねじ 溝下端部まで転動する。 これにより、 キャップ材にねじ形状が形成されて、 ポ トル缶の口金部にキャップが装着されることになる。 発明の開示

しかしながら、 前記従来のボトル缶の製造装置によれば、 ワーク保持部とッ —ル保持部とは、 一般にクランク機構を介して、 互いに接近離間する構成とさ れているので、この動作が繰返し行われると、この際に発生する摩擦熱により、 ワーク保持部またはツール保持部のいずれか一方が熱膨張する場合があった。 この場合、 ワーク保持部およびツール保持部が接近する際のストロ一クが同一 であることから、 前述した各工程開始時における各加工ツールに対する有底筒 状体の保持位置が近くなるという問題があつた。

具体的には、 加工ツールがトリミング装置の場合、 有底筒状体の長さが短く なり、ねじ形成用ツールの場合、ねじの缶軸方向における形成位置が低くなり、 カール部形成用ツールの場合、 缶軸方向におけるカール部の外表面長さが短く なり、 スロット加工用ツールの場合、 カール部の外表面のうち、 押し潰される 部分が缶軸方向上方位置にずれる、 あるいは押し潰される長さが短くなり、 結 果として、 良好なシール性が得られないポトル缶が製造されるという問題があ つた。

ここで、 ねじ形成加ェ工程においては、 この加工に先立ってネックィン加工 が施され、 この際に使用される絞り型が有底筒状体から離間する際に、 この有 底筒状体がワーク保持部側へ引張られるので、 特に、 ねじ形成工程開始時にお ける有底筒状体のワーク保持部に対する保持位置のばらつきが大きいという問 題があった。 この場合、 前述したキヤッピング工程において、 ねじ形状を形成 することができなかったり、 前記ローラが最初にキャップ材のねじ山上を押圧 し、このねじ山が潰されるなど、キャップ材に所望のねじ形状を成形できない、 いわゆるキヤッビング不良が発生することになる。

本発明は、 このような事情を考慮してなされたもので、 ツール保持部に対す る有底筒状体の保持位置を安定させ、 高精度なポトル缶を製造できるボトル缶 の製造装置を提供することが目的とする。

本発明のボトル缶の製造装置では、 有底筒状体の底部を保持するダイリング と、 前記有底筒状体の開口部に対向配置され、 前記有底筒状体を各種形状に成 形する複数の加工ツールを有するツール保持部とを備え、 前記ダイリングと前 記ツール保持部とが、 相対回転可能かつ軸方向に相対進退可能に支持され、 前 記各加工ツールにより順次前記有底筒状体を各種形状に成形し、 ボトル缶を製 造する構成とされたボトル缶の製造装置であって、 前記ツール保持部または前 記ダイリングの前進端位置における、 前記各加工ツールと前記ダイリングとの 間隔を所定値以下としないように、 前記各加工ツールまたは前記ダイリングの 前進移動を規制する規制手段を備える。

この発明に係るボトル缶の製造装置によれば、 ダイリング側またはツール保 持部が回転、 進退駆動され、 この動作が繰返し行われ、 これらのうち少なくと も一方が熱膨張した場合でも、 前記規制手段を備えているので、 ダイリング側 とツール保持部とが接近した状態において、 各加工ツールとダイリングとの間 隔が所定値以下となることはない。 従って、 各加エツ一ルによる工程開始時に おける有底筒状体の各加工ツールに対する保持位置の安定化を図ることができ、 高精度なポトル缶を形成することができる。

前記規制手段は、 前記規制手段は、 前記ツール保持部側または前記ダイリン グ側のいずれか一方に立設されたストッパーと、 他方に、 前記ストッパーと対 向配置された位置規制部材とを備え、 前記ツール保持部または前記ダイリング が、 これらの間隔が所定値以下となるように過剰に前進移動した際に、 前記ス トッパ一と前記位置規制部材とが当接して前記ツール保持部または前記ダイリ ングの前進移動を規制する構成とされていてもよい。

前記規制手段は、 前記加工ツールまたは前記ダイリングの規制された前進移 動量を吸収する緩衝部材を備えてもよい。

この場合、 ダイリング側およびツール保持部の少なくとも一方が熱膨張し、 この状態で、 ダイリング側またはツール保持部が前進移動され、 これらが接近 しても、 前記熱膨張による接近移動量分は前記緩衝部材により吸収される。 従 つて、 前記規制手段により、 ツール保持部またはダイリングの前進端位置にお ける、 各加工ツールとダイリングとの間隔を所定値以下としないように、 各加 ェツールまたはダイリングの前進移動が規制されても、 この際の前進駆動力が 前記緩衝部材により吸収され、 各加工ツール、 ツール保持部、 およびダイリン グの破損発生が回避される。

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を縮径する絞り型と、 この 絞り型による加工後、 この次の工程に移る前に、 前記有底筒状体を前記ダイリ ングに対して押し付ける押し付けツールとを備えてもよい。

前記次工程は、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成形するね じ形成工程としてもよい。

この場合、 絞り型によるネックイン加工後、 次工程に移る前に、 押し付けッ —ルにより有底筒状体をダイリングに押し付けるので、前記次工程開始時には、 有底筒状体の底部はダイリング上に確実に設置することになる。 さらに、 前記 規制手段を備えているので、 ダイリング側とツール保持部とが接近した状態に おいて、 有底筒状体と前記次工程用の加工ツールとの間隔が所定値以下となる ことが回避される。

以上により、 有底筒状体の缶軸方向における所定位置に前記次工程における 加工を安定して施すことが可能になり、 高精度なポトル缶を製造することがで きる。 特に、 前記次工程がねじ成形工程の場合には、 ボトル缶のねじ部にキヤ ップを被着するキヤッビング工程において、 キヤッビング不良が発生しにくい ポトル缶を製造することができる。

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口端を切削 し、 該有底筒状体の長さを調整するトリミングツールを備えてもよい。

この場合、 前記規制手段を備えているので、 ダイリング側とツール保持部と が接近した状態において、 ダイリングに保持された有底筒状体と、 有底筒状体 の開口端を切削する切削パイトとの間隔が所定値以下となることを回避するこ とができる。 したがって、 有底筒状体を所望の長さに安定して形成することが 可能になり、 高精度なポトル缶を製造することができる。

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口部を径方 向外方へ折返し、 力一ル部を形成するカール部形成用ツールを備えてもよい。 この場合、 前記規制手段を備えているので、 ダイリング側とツール保持部と が接近した状態において、 ダイリングに保持された有底筒状体と、 力一ル部形 成用ツールとの間隔が所定値以下となることを回避することができる。 'したが つて、 有底筒状体の開口端部に、 缶軸方向における外周面長さが高精度とされ たカール部を安定して形成することが可能になり、 高精度なポトル缶を製造す ることができる。

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を径方向外方へ折返して形 成されたカール部外周面を径方向内方へ押圧し、 この外周面を押し潰すスロッ ト加工用ッ一ルを備えてもよい。

この場合、 前記規制手段を備えているので、 ダイリング側とツール保持部と が接近した状態において、 ダイリングに保持された有底筒状体と、 スロット加 ェ用ツールとの間隔が所定値以下となることを回避することができる。 したが つて、 有底筒状体の開口端部に形成されたカール部の外表面に、 径方向内方へ 押し潰されて形成された平坦部を、 適切な位置および長さで形成することが可 能になり、 形成されたポトル缶の口金部にキャップが被着されたキャップ付ポ トル缶の良好なシール性を確実に実現することができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施形態として示したポトル缶の製造装置の模式図であ る。

図 2は、 図 1に示す I I 一 I I線に沿う矢視図である。

図 3は、 図 1に示す製造装置の要部を示し、 押し付け工程において押し付け ツールが有底筒状体に接近した状態を示す断面図である。

図 4は、 図 1に示す製造装置の要部を示し、 ねじ形成加工工程においてねじ 形成用ツールが有底筒状体に接近した状態を示す断面図である。

図 5は、 図 1に示す製造装置の要部を示し、 トリミング工程においてトリミ ングツールが有底筒状体に接近した状態を示す断面図である。 図 6は、 図 1に示す製造装置の要部を示し、 カール部形成工程においてカー ル部形成用ツールが有底筒状体に接近した状態を示す断面図である。

図 7は、 図 1に示す製造装置の要部を示し、 スロット加工工程においてスロ ット加工用ツールが有底筒状体に接近した状態を示す断面図である。

図 8は、 有底筒状体からボトル缶を製造する工程を示す工程図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照し、 この発明の実施の形態について説明する。

図 1、図 2は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属板に絞り、 しごき加工が施されて形成された有底筒状体 Wに後述する各種加工を施し、 ポ トル缶 Bを製造するためのポトル缶の製造装置 1 0の概略構成を示すものであ る。

なお、 この製造装置 1 0によって製造されるボトル缶 Bは、 炭酸飲料、 果汁 飲料などを充填するためのものであって、 缶胴よりも小径でねじ形状を有する 口金部にキャップが被着されることにより密閉されるものである。

製造装置 1 0は、 有底筒状体 （ワーク） Wを保持するダイリング 2 2を備え たワーク保持部 2 0と、 この有底筒状体 Wを成形加工する加エツ一ル 3 2を保 持するッ一ル保持部 3 0と、 両保持部 2 0， 3 0を駆動する駆動部 1 2とを備 え、 両保持部 2 0， 3 0は、 これらが備えるダイリング 2 2と加工ツール 3 2 とが対向するように配置され、 これら対向する各加工ツール 3 2により各有底 筒状体 Wに加工が施されるようになつている。

ワーク保持部 2 0は、 図 2に示すように支持軸 1 1に支持された円板 2 1の 表面に、 有底筒状体 Wを保持する複数のダイリング 2 2が環状に配列されてい る。 この円板 2 1が駆動部 1 2によって支持軸 1 1を中心に間欠的に回転され ることにより、 供給部 2 3から有底筒状体 Wがダイリング 2 2に供給されると ともに、 製造されたポトル缶 Bが排出部 2 4から順次排出されるようになって る。 なお、 図 2では、 円板 2 1に配設された複数のダイリング 2 2のうち一部 を図示し、 残りのダイリング 2 2の図示を省略している。

ダイリング 2 2は、 図 3に示すように、 有底筒状体 Wの底部がはめ込まれる 皿状のダイリング本体 2 2 Aと、 有底筒状体 Wの缶胴を空気圧により締め付け 保持する構成とされた弾性部材からなるチヤック 2 2 Bとを備えている。 この ダイリング 2 2により、 有底筒状体 Wはツール保持部 3 0側に開口部が位置す るように保持される。

ツール保持部 3 0は、 図 1に示すように、 支持軸 1 1に支持された円板 3 1 の表面に加工ツール 3 2が環状に配列され、 この円板 3 1は、 駆動部 1 2によ り図示しないクランク機構を介して軸方向に進退可能とされている。

これらの加工ツール 3 2としては、 図 2に示すように、 有底筒状体 Wの開口 部を段階的に順次縮径して肩部および口金部予成形部を成形する （ネックイン 加工） ための複数の第 1の絞り型 4 0と、 この絞り型 4 0による加工後に有底 筒状体 Wをダイリング 2 2に対して押し付ける第 1の押し付けッ一ル 9 0と、 有底筒状体 Wの開口端を切削しこの筒状体 Wの長さを調整する第 1のトリミン グツール 5 0と、 有底筒状体 Wの口金部予成形部を拡径する拡径用ツール 4 1 と、 拡径された口金部予成形部の缶軸方向下部を除いた部分を縮径し、 缶軸方 向下部に膨出部を備えた口金部を形成する第 2の絞り型 4 2と、 この絞り型 4 2による加工後に有底筒状体 Wをダイリング 2 2に対して押し付ける第 2の押 し付けッ一ル 9 1と、 口金部にねじ形状を形成するねじ形成用ツール 6 0と、 ねじ形成後の有底筒状体 Wの開口端を切削しこの筒状体 Wの長さを調整する第 2のトリミングツール 5 1と、 有底筒状体 Wの開口端部にカール部を形成する カール部形成用ツール 7 0と、 形成されたカール部外表面を径方向内方へ押圧 してこの表面を押し潰すスロット加工用ツール 8 0とを備え、 これらの各加工 ツール 3 2が円板 3 1の表面に、 ワーク保持部 2 1の回転方向後方から前方に 向って順次配設されている。

ツール保持部 3 0が前進して前記両保持部 2 0， 3 0が互いに接近した際、 各加工ツール 3 2が各工程に応じた加工を有底筒状体 Wに施し、両保持部 2 0 , 3 0が離れた際、 ワーク保持部 2 0は各有底筒状体 Wと次工程用の加工ツール 3 2とが対向するまで回転する。 この際、 各有底筒状体 Wの缶軸と各加工ツー ル 3 2の中心軸とは略一致しており、 この状態で、 前述と同様にして、 ツール 保持部 3 0が前進し、 次工程用の加工ツール 3 2により有底筒状体 Wに加工を 施すように構成されている。

このように、 両保持部 2 0 , 3 0が接近して加工を行い、 離れるとともに回 転するという動作が繰り返されることにより、 有底筒状体 Wに肩部、 口金部、 ねじ形状などが順次形成されてポトル缶 Bが製造されるようになっている。 以下、 前述した各加工ツール 3 2について説明する。

第 1の絞り型 4 0は、 前述したように、 有底筒状体 Wの開口部を段階的に順 次縮怪して、 図 8に示すように、 この開口部に肩部 Aおよび口金部予成形部 B を成形するものである。 この絞り型 4 0は、 円板 3 1によって前進移動された 際に、 この型 4 0の内周面により有底筒状体 Wの開口部外表面を押圧成形した 後に、 円板 3 1によって後退移動され、 この筒状体 Wから缶軸方向上方位置へ 離間するようになっている。

第 2の絞り型 4 2は、 拡径用ツール 4 1により拡径された有底筒状体 Wの口 金部予形成部 B (図 8 ( c ) 参照） のうち、 缶軸方向下部を除いた部分を縮径 することによって、 缶軸方向下部に膨出部 Cを備えた口金部 Eを形成するもの である'（図 8 ( d ) 参照） 。 この絞り型 4 2は、 第 1の絞り型 4 0と同様に、 円板 3 1によって前進移動された際に、 この型 4 2の内周面により有底筒状体 Wの口金部予成形部 Bの外表面を押圧成形した後に、 円板 3 1によって後退移 動され、 この筒状体 Wから缶軸方向上方位置へ離間するようになっている。 ねじ形成用ツール 6 0は、 図 4に示すように、 大別すると、 有底筒状体 Wの 口金部 Eの内周面に当接される中子 6 1と、 外周面に当接される外子 6 2とを 備え、 このツール 6 0の全体は、 ツール保持部 3 0の円板 3 1によって有底筒 状体 Wの軸線 O方向に進退可能とされ、 また、 円板 3 1上に軸線〇周りに回転 可能に支持されている。 中子 6 1および外子 6 2は、 その外周面にねじ部 Fを 形成するための凹凸状のねじ形成部 6 1 a、 6 2 aが螺旋状に、 しかも互いに 対応する形状 （同一リード角） でそれぞれ形成され、 それぞれの軸線周りに回 転自在に支持されるとともに、 有底筒状体 Wの径方向に移動可能に支持されて いる。 また、 中子 6 1および外子 6 2は、 図示しない同期機構によって、 それ ぞれの軸線周りの回転が同期するように構成されており、 この同期機構により 所定のギヤ比で中子 6 1および外子 6 2が回転するようになっている。

ここで、 中子 6 1および外子 6 2は、 ツール保持部 3 0の円板 3 1表面側に 配設されたハウジング 6 3の内部に配設されており、 このハウジング 6 3の前 進方向先端面に、 円環状の位置調整部材 1 0 1が配設されている。 この位置調 整部材 1 0 1の内側には、 緩衝部材 1 0 3としてのパネにより前進方向先端側 に付勢された弾性部材 6 4が揷通状態で配設されている。この弾性部材 6 4は、 有底筒状体 Wの肩部 Aに沿う円錐面 6 4 aと胴部に沿う円筒面 6 4 bとを備え、 ツール保持部 3 0により有底筒状体 Wに対してねじ形成用ツール 6 0が前進し た際に有底筒状体 Wに押し付けられるようになつている。

ここで、 位置調整部材 1 0 1は、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1表面に立設さ れたストッパー 1 0 2と対向する位置に配設されており、 ツール保持部 3 0が 前進移動した際に、 この前進移動量が設計値より大きい場合には、 位置調整部 材 1 0 1とストッパー 1 0 2とが当接し、 ツール保持部 3 0の前進移動が規制 され、 このねじ形成用ツール 6 0の有底筒状体 Wに対する前進端位置は常に一 定となる構成となっている。 これら位置調整部材 1 0 1と、 ストッパー 1 0 2 と、 緩衝部材 1 0 3とが規制手段 1 1 0を構成している。

第 1 , 第 2の押し付けツール 9 0， 9 1は、 図 1 , 図 2に示すように、 円板 3 1上において、 第 1， 第 2の絞り型 4 0 , 4 2の配設位置より回転方向の直 ぐ前方位置に配設されている。 この押し付けツール 9 0， 9 1の概略構成を図 3に示す。

この図において、 第 1 , 第 2の押し付けツール 9 0 , 9 1は、 円板 3 1に取 り付けられたピン 9 2と、 このピン 9 2に対して缶軸方向に移動可能に取り付 けられたフィーダ 9 3とが、 弾性体 （例えばパネ） 9 4を介して連結された構 成となっている。 フィーダ 9 3は、 有底筒状体 Wの開口部の内周面に嵌合する 円柱部 9 3 aと有底筒状体 Wの開口端面に当接するフランジ 9 3 bとを有して いる。 円柱部 9 3 aは、 フランジ 9 3 bによって押圧される有底筒状体 Wの開 口部が変形するのを防止している。 なお、 弾性体 9 4の反発力は、 第 1 , 第 2 の押し付けツール 9 0 , 9 1によって有底筒状体 Wに加えられる荷重が有底筒 状体 Wを座屈させない程度となるように設定されている。

以上のように構成された第 1 , 第 2の押し付けツール 9 0 , 9 1は、 円板 3 1によって前進移動された際、 フィーダ 9 3のフランジ部 9 3 bが有底筒状体 の開口端面に当接することにより、 この筒状体 Wはダイリング 2 2に押し込ま れる。 この際、 フィーダ 9 3は、 弾性体 9 4を介して有底筒状体 Wの開口端面 を押圧することになるので、 フィーダ 9 3が有底筒状体 Wと当接する際にこの 筒状体 Wに作用する衝撃力は、 弾性体 9 4により緩和されることになる。

第 1のトリミングツール 5 0は、 図 1 , 図 2に示すように、 円板 3 1上にお いて、 第 1の押し付けッ一ル 9 0の配設位置より回転方向前方の位置、 かつ拡 径用ツール 4 1の配設位置より回転方向後方の位置に配設されている。 また、 第 2のトリミングッ一ル 5 1は、 円板 3 1上において、 ねじ形成用ツール 6 0 の配設位置より回転方向前方の位置、 かつ後述するカール部形成用ツール 7 0 の配設位置より回転方向後方の位置に配設されている。

これら第 1 , 第 2のトリミングツール 5 0， 5 1は、 図 5に示すように、 有 底筒状体 Wの開口端を切削する切削バイ卜 5 2と、 筒状体 Wの開口部の内側 (こ 配置され、 この開口部をガイドするガイ ド部 5 3と、 トリミング加工時に生成 された切屑を吸引する吸引ダクト 5 4とを備え； 吸引ダクト 5 4の内部に、 切 削パイト 5 2およびガイド部 5 3が配設された構成となっている。

切削バイ ト 5 2およびガイド部 5 3は、 軸線回りに回転可能に支持された主 軸 5 6に本体部 5 5を介して連結されている。 主軸 5 6はハウジング 5 7の内 部に、 主軸 5 6の先端部が、 ハウジング 5 7の先端面から突出した状態で配設 され、 この主軸 5 6の先端部に本体部 5 5が配設された構成となっている。 ハ ウジング 5 6の先端部には、 アーム 1 0 0が配設されており、 このアーム 1 0 0の表面に、 平板状の位置調整部材 1 0 1が配設されている。 この位置調整部 材 1 0 1は、 ヮ一ク保持部 2 0の円板 2 1上に立設されたストッパー 1 0 2と 対向する位置に配設されており、 ツール保持部 3 0が前進移動した際に、 この 前進移動量が設計値より大きい場合に、 位置調整部材 1 0 1とストッパー 1 0 2とが当接し、 ワーク保持部 2 0の前進移動が規制されるようになっている。 この際に発生する衝撃力は、 ハウジング 5 7の先端部のうち、 アーム 1 0 0の 配設位置より、前進方向後方側に配設された緩衝部材 1 0 3によって緩和され、 トリミングツール 5 0 , 5 1の各構成要素の破損発生を抑制している。

ここで、 トリミングツール 5 0 , 5 1の前進方向前方側に、 ダイリング 2 2 に保持された有底筒状体 Wが配置されており、 ツール保持部 3 0が缶軸方向前 方側に前進移動した際、 図 5に示すように、 有底筒状体 Wの開口部内側にガイ ド部 5 3が挿入配置される。

カール部形成用ツール 7 0は、 図 1， 図 2に示すように、 円板 3 1上におい て、 第 2のトリミングツール 5 1の配設位置より回転方向前方の位置、 かつ後 述するスロッ卜加工用ッ一ル 8 0の配設位置より回転方向後方の位置に配設さ れている。

このカール部形成用ツール 7 0は、 図 6に示すように、 有底筒状体 Wの開口 端部を径方向外方へ折返す折返し金型部 7 1と、 この金型部 7 1により折返さ れた開口端部の先端が径方向内方へ向うように曲げる曲げ金型部 7 2と、 有底 筒状体 Wの開' D部の内側に配置され、 この開口部をガイドするガイド部 7 3と を備えている。 これらの両金型部 7 1， 7 2およびガイド部 7 3は、 本体部 7 4に配置され、 両金型部 7 1 , 7 2の先端部に、 有底筒状体 Wの開口部を押圧 してカール部を成形する折返し金型 7 1 aおよび曲げ金型 7 2 aがそれぞれの 軸線周りに回転自在に支持されている。

前記金型部 7 1， 7 2およびガイ ド部 7 3は、 軸線回りに回転可能に支持さ れた主軸 7 5に本体部 7 4を介して連結されている。 主軸 7 5はハウジング 7 6の内部に、 主軸 7 5の先端部が、 八ウジング 7 6の先端面から突出した状態 で配設され、 この主軸 7 5の先端部に本体部 7 4が配設された構成となってい る。 ハウジング 7 6の先端部には、 前述したトリミングツール 5 0 , 5 1と同 様に、 位置調整部材 1 0 1を備えたアーム 1 0 0が配設されており、 ツール保 持部 3 0が前進移動した際に、 この前進移動量が設計値より大きい場合に、 位 置調整部材 1 0 1とストッパー 1 0 2とが当接し、 ワーク保持部 2 0の前進移 動が規制されるようになっている。 そして、 この際に発生する衝撃力は、 ハウ ジング 7 6の先端部に配設された緩衝部材 1 0 3によって緩和され、 カール部 形成用ツール 7 0の各構成要素の破損発生を抑制している。

スロット加工用ツール 8 0は、 図 1 , 図 2に示すように、 円板 3 1上におい て、 回転方向最後方位置に配設されている。

このスロット加工用ッ一ル 8 0は、 図 7に示すように、 ツール保持部 3 0の 円板 3 1上に配設されたハウジング 8 1と、ハウジング 8 1の内部に配設され、 回転可能に支持された主軸 8 2と、主軸 8 2の先端に配設された本体部 8 3と、 本体部 8 3に同軸的に連結され、 有底筒状体 Wの口金部 Eの内側に配置される 中子 8 4と、 主軸 8 2の軸線周りに回転自在に支持されるとともに、 それぞれ の軸線周りに回転自在に支持された 2つのローラ 8 5 , 8 5とを備えている。 ローラ 8 5， 8 5の高さ方向における略中央部には、 全周にわたって平坦面と された押圧面 8 5 aが形成され、 また、 中子 8 4の高さ方向における略中央部 には、 全周にわたって、 形成したカール部 Gの側面視における内表面の曲率半 径と略同一の曲率半径とされた曲面部 8 4 aが形成されている。

ハウジング 8 1の先端部には、 前述したトリミングツール 5 0 , 5 1などと 同様に、 位置調整部材 1 0 1を備えたアーム 1 0 0が配設されており、 ツール 保持部 3 0が前進移動した際に、 位置調整部材 1 0 1とストッパー 1 0 2とが 当接し、ヮ一ク保持部 2 0の前進移動が規制されるようになっている。そして、 この際に発生する衝搫カは、 ハウジング 8 1の先端部に配設された緩衝部材 1 0 3によって緩和され、 スロット加工用ツール 8 0の各構成要素の破損発生を 抑制している。

以上のように構成されたボトル缶の製造装置 1 0により、 有底筒状体 Wから ポトル缶 Bを製造する方法について説明する。

図 2において、 装置 1 0に搬送された有底筒状体 Wは、 供給部 2 3によりダ ィリング 2 2上に載置され、 有底筒状体 Wの底部が保持される。 そして、 ヮー ク保持部 2 0の円板 2 1が支持軸 1 1を中心に間欠的に回転されることにより、 この円板 2 1の回転が停止する都度、 ッ一ル保持部 3 0の円板 3 1上に配設さ れた複数の第 1の絞り型 4 0により、 順次有底筒状体 Wの開口部を縮怪し、 図 8に示す、 胴部と、 この胴部の缶軸方向上端と連設し、 缶軸方向上方へ向うに 従い漸次縮径された肩部 Aと、 この肩部 Aの上端と連設し、 缶軸方向上方へ延 在した胴部より小径の口金部予成形部 Bとを形成する。

その後、 この有底筒状体 Wは、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1がさらに回転、 停止した際、 図 3に示す第 1の押し付けツール 9 0と対向配置する。 そして、 ツール保持部 3 0の円板 3 1により、 この押し付けツール 9 0が前進移動され た際、 フィーダ 9 3のフランジ部 9 3 bが有底筒状体の開口端面に当接するこ とにより、 この筒状体 Wはダイリングに押し込まれる。 この際、 フィーダ 9 3 は、 弾性体 9 4を介して有底筒状体 Wの開口端面を押圧することになるので、 フィーダ 9 3が有底筒状体 Wと当接する際の衝撃力は、 弾性体 9 4により緩和 されることになる。 これにより、 第 1の絞り型 4 0による成形加工工程におい て、 この絞り型 4 0が有底筒状体 Wからこの缶軸方向上方へ離間する際に、 こ の筒状体 Wがツール保持部 3 0側へ引張られ、 この筒状体 Wの底部がダイリン グ 2 2上に設置していない場合があっても、 次工程での加工が施される前に、 有底筒状体 Wの底部はダイリング 2 2上に確実に設置される。

そして、 前述と同様にして、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1を回転、 停止する と、 有底筒状体 Wは、 図 5に示す第 1のトリミングツール 5 0と対向配置し、 この状態で、 ツール保持部 3 0の円板 3 1を前進移動させることにより、 切削 バイ ト 5 2を有底筒状体 Wの開口端と当接させるとともに、 ガイド部 5 3を有 底筒状体 Wの内側に配置させる。 その後、 このトリミングツール 5 0をこの軸 線周りに回転駆動することにより、 有底筒状体 Wの開口端を切削し、 この筒状 体 Wの高さを調整する。

次に；前述と同様にして、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1を回転、停止すると、 有底筒状体 Wは、 拡径用ツール 4 1と対向配置し、 この状態で、 ッ一ル保持部 3 0の円板 3 1を前進移動させた後に、 有底筒状体 Wの口金部予成形部 Bを拡 径する。

そして、 この筒状体 Wは、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1の回転、停止により、 第 2の絞り型 4 2と対向配置され、 この絞り型 4 2の内周面により、 拡径用ッ ール 4 2により拡径された口金部予成形部 Bのうち、 缶軸方向下部を除いた部 分を縮径し、 缶軸方向下部に膨出部 Cを備えた口金部 Eを形成する。

その後、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1の回転、停止により、有底筒状体 Wは、 図 3に示す第 2の押し付けツール 9 1と対向配置され、 この状態で、 ツール保 持部 3 0の円板 3 1が前進移動することにより、 前述した第 1の押し付けツー ル 9 0と同様にして、 有底筒状体 Wを缶軸方向下方へ押圧し、 この筒状体 Wの 底部をダイリング 2 2上に設置させる。

その後、 この有底筒状体 Wは、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1の回転、 停止に より、 ねじ形成用ツール 6 0と対向配置され、 そして、 ツール保持部 3 0の円 板 3 1により、 ねじ形成用ツール 6 0が有底筒状体 Wの缶軸方向上方位置から 缶軸方向下方側へ前進移動すると、 中子 6 1が口金部 Eの内側に配置され、 外 子 6 2が口金部 Eの外側に配置されるとともに、 弾性部材 6 4の内周面が有底 筒状体 Wの肩部 Aおよび缶胴の外表面と当接する。 この際、 ハウジング 6 3と 弹性部材 6 4との間には、 緩衝部材 1 0 3が配設されているので、 緩衝部材 6 4の内周面が有底筒状体の外表面と当接する過程において、 ねじ形成用ツール 6 4の前進駆動力が直接有底筒状体 Wに伝達するが抑制され、 有底筒状体 Wに 座屈などの損傷発生が抑制される。 さらに、 緩衝部材 6 4は、 位置調整部材 1 0 1とストッパ一 1 0 2とが当接した際、 ねじ形成用ツール 6 0に作用する衝 搫カを緩和し、 このツール 6 0の各構成要素の破損発生をも抑制している。 その後、 中子 6 1を径方向外方へ移動し、 ねじ形成部 6 1 aにより口金部 E の内周面を径方向外方へ押圧するとともに、 外子 6 2を径方向内方へ移動し、 ねじ形成部 6 2 aにより口金部 Eの外周面を径方向内方へ押圧し、 さらにこの 状態で、 中子 6 1および外子 6 2を有底筒状体 Wの缶軸周りに回転することに より、 口金部 Eの全周にわたってねじ部 Fを形成する。 なお、 この際、 ねじ形 成用ツール 6 0は、 ストツパ一 1 0 2および位置調整部材 1 0 1により前進端 位置が規制され、 かつ、 このねじ成形工程の前に、 第 2の押し付けッ一ル 9 1 により有底筒状体 Wがダイリング 2 2側へ押し付けられているので、 ねじ部 F は口金部 Eのうち、 缶軸方向における所望の位置に確実に形成されることにな る。

その後、 この有底筒状体 Wは、 前述と同様にして、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1の回転、 停止により、 図 5に示す第 2のトリミングツール 5 1と対向配置 された後、 前述した第 1のトリミングツール 5 0と同様に、 有底筒状体 Wの開 口端が切削され、 この筒状体 Wの高さが調整される。

そして、 この有底筒状体 Wは、 前述と同様にして、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1の回転、 停止により、 図 6に示すカール部形成用ツール 7 0と対向配置さ れ、 さらに、 ツール保持部 3 0の円扳 3 1により、 ねじ形成用ツール 6 0が有 底筒状体 Wの缶軸方向上方位置から缶軸方向下方側へ前進移動すると、 有底筒 状体 Wの開口部内側にガイ ド部 7 3が挿入配置され、 そして、 主軸 7 5が図示 しない駆動手段によりこの軸線周りに回転駆動されることによって、 前記両金 型 7 1 a， 7 2 aが主軸 7 5の軸線周りに回転されるとともに、 有底筒状体 W の開口端部に摺接することによりそれぞれの軸線周りに回転され、 有底筒状体 Wの開口端部に径方向外方へ折返され、 かつ、 この先端が径方向内方へ向うよ うに曲げられたカール部 Gが形成される。

次に、 ワーク保持部 2 0の円板 2 1が回転、 停止すると、 有底筒状体 Wはス ロット加工用ツール 8 0と対向配置され、 さらに、 ツール保持部 3 0の円板 3 1が前進移動した際、 中子 8 4が口金部 Eの内側に配置されるとともに、 口一 ラ 8 5 , 8 5が口金部 Eの外側に配置される。 その後、 ローラ 8 5， 8 5がそ れぞれ径方向内方へ移動し、 ローラ 8 5 , 8 5の押圧面 8 5 aが力一ル部 Gの 外周面を径方向内方へ押圧し、 中子 8 4の曲面部 8 4 aがカール部 Gの内周面 を支持することにより、 カール部 Gの外周面が径方向内方へ押し潰され、 この 外周面が平坦面 Hとされる。

以上により、 有底筒状体 Wからボトル缶 Bが製造される。 その後、 このポト ル缶 Bは、 図 2に示す排出部 2 4から排出され、 次工程へ搬送される。

以上説明したように本実施形態によるボトル缶の製造装置によれば、 ワーク 保持部 2 0またはツール保持部 3 0が回転、 進退駆動され、 この動作が繰返し 行われ、 これらのうち少なくとも一方が熱膨張した場合でも、 位置調整部材 1 0 1とストッパー 1 0 2とを備える規制手段 1 1 0が設けられているので、 ッ —ル保持部 3 0の円扳 3 1が前進移動し、 ワーク保持部 2 0とツール保持部 3 0とが接近した状態において、 各加工ツール 3 2とダイリング 2 2との間隔が 所定値以下となることはない。 従って、 各加工ツール 3 2による工程開始時に おける有底筒状体 Wの各加工ツール 3 2に対する保持位置の安定化を図ること ができ、 高精度なボトル缶 Bを形成することができる。

また、 ワーク保持部 2 0およびツール保持部 3 0の少なくとも一方が熱膨張 し、 この状態で、 ツール保持部 3 0の円板 3 1が前進移動され、 これらが接近 しても、 前記熱膨張による接近移動量分は、 規制手段 1 1 0が有する緩衝部材 1 0 3により吸収される。 従って、 規制手段 1 1 0により、 ツール保持部 3 0 の前進端位置における、 各加工ツール 3 2とダイリング 2 2との間隔を所定値 以下としないように、 各加工ツール 3 2の前進移動が規制されても、 この際の 前進駆動力が緩衝部材 1 0 3により吸収され、 各加工ツール 3 2、 ツール保持 部 3 0の破損発生が回避される。

また、 本実施形態においては、 第 1， 第 2の絞り型 4 0 , 4 2による加工の 後に、 この有底筒状体 Wを缶軸方向下方へ押し付ける押し付けツール 9 0 , 9 1をそれぞれ配設した構成となっているので、 第 1， 第 2の絞り型 4 0 , 4 2 による成形加工工程において、 これらの絞り型 4 0 , 4 2が有底筒状体 Wから この缶軸方向上方へ離間した際に、 この筒状体 Wがツール保持部 3 0側へ引張 られ、 この筒状体 Wの底部がダイリング 2 2上に設置していない場合があって も、 次工程での加工が施される前に、 有底筒状体 Wの底部をダイリング 2 2上 に確実に設置することができる。 これにより、 第 1， 第 2の絞り型 4 0， 4 2 による加工後の次工程において、 有底筒状体 Wの缶軸方向における加工開始位 置を安定させることができ、 高精度なポトル缶 Bをさらに確実に形成すること が可能になる。

特に、 本実施形態においては、 図 2に示すように、 第 2の絞り型 4 2による 成形加工の後、 ねじ形成用ツール 6 0によるねじ形成加工の前に、 第 2の押し 付けッ一ル 9 1を配設しているので、 有底筒状体 Wの缶軸方向におけるねじ部 Fの形成位置を高精度とすることが可能になる。 したがって、 製造されたポト ル缶 Bのねじ部 Fにキャップを被着するキヤッピング工程において、 キヤッピ ング不良が発生しにくいポトル缶 Bを確実に製造することができるようになる。 なお、 本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、 本 発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 産業上の利用の可能性

本発明は、 有底筒状体に各種加工を施しポトル缶を形成するのに好適なポト ル缶の製造装置に関するものであり、 このボトル缶の製造装置では、 有底筒状 体の缶軸方向における加工開始位置を安定させることができ、 高精度なボトル 缶を形成することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 有底筒状体の底部を保持するダイリングと、

前記有底筒状体の開口部に対向配置され、 前記有底筒状体を各種形状に成形 する複数の加工ツールを有するツール保持部とを備え、

前記ダイリングと前記ツール保持部とが、 相対回転可能かつ軸方向に相対進 退可能に支持され、 ·

前記各加工ツールにより順次前記有底筒状体を各種形状に成形し、 ポトル缶 を製造する構成とされたボトル缶の製造装置であって、

前記ツール保持部または前記ダイリングの前進端位置における、 前記各加工 ツールと前記ダイリングとの間隔を所定値以下としないように、 前記各加エツ ールまたは前記ダイリングの前進移動を規制する規制手段を備える。

2 . 請求項 1記載のボトル缶の製造装置において、

前記規制手段は、 前記ツール保持部側または前記ダイリング側のいずれか一 方に立設されたストッパーと、

他方に、 前記ストッパーと対向配置された位置規制部材とを備え、

前記ツール保持部または前記ダイリングが、 これらの間隔が所定値以下とな るように過剰に前進移動した際に、 前記ス卜ツバ一と前記位置規制部材とが当 接して前記ツール保持部または前記ダイリングの前進移動を規制する構成とさ れている。

3 . 請求項 1記載のボトル缶の製造装置において、

前記規制手段は、 前記加工ツールまたは前記ダイリングの規制された前進移 動量を吸収する緩衝部材を備える。

4 . 請求項 2記載のボトル缶の製造装置において、 前記規制手段は、 前記加工ツールまたは前記ダイリングの規制された前進移 動量を吸収する緩衝部材を備える。

5 . 請求項 1記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を縮径する絞り型と、 この 絞り型による加工後、 この次の工程に移る前に、 前記有底筒状体を前記ダイリ ングに対して押し付ける押し付けツールとを備える。

6 . 請求項 2記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を縮径する絞り型と、 この 絞り型による加工後、 この次の工程に移る前に、 前記有底筒状体を前記ダイリ ングに対して押し付ける押し f寸けツールとを備える。

7 - 請求項 3記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を縮径する絞り型と、 この 絞り型による加工後、 この次の工程に移る前に、 前記有底筒状体を前記ダイリ ングに対して押し付ける押し付けツールとを備える。

8 . 請求項 4記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を縮径する絞り型と、 この 絞り型による加工後、 次工程に移る前に、 前記有底筒状体を前記ダイリングに 対して押し付ける押し付けツールとを備える。

9 . 請求項 5記載のボトル缶の製造装置において、

前記次工程は、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成形するね じ形成工程とされている。

1 0 . 請求項 6記載のボトル缶の製造装置において、

前記次工程は、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成形するね じ形成工程とされている。

1 1 . 請求項 7記載のボトル缶の製造装置において、

前記次工程は、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成形するね じ形成工程とされている。

1 2 . 請求項 8記載のポ卜ル缶の製造装置において、

前記次工程は、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成形するね じ形成工程とされている。

1 3 . 請求項 1記載のボトル缶の製造装置において、

前記加エツ一ルとして、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成 形するねじ形成用ツールを備える。

1 4 . 請求項 2記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成 形するねじ形成用ツールを備える。

1 5 . 請求項 3記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成 形するねじ形成用ツールを備える。

1 6 . 請求項 4記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部にねじ形状を成 形するねじ形成用ツールを備える。

1 7 . 請求項 1記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口端を切削 し、 該有底筒状体の長さを調整するトリミングツールを備える。

1 8 . 請求項 2記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口端を切削 し、 該有底筒状体の長さを調整するトリミングツールを備える。

1 9 . 請求項 3記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口端を切削 し、 該有底筒状体の長さを調整するトリミングツールを備える。

2 0 . 請求項 4記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口端を切削 し、 該有底筒状体の長さを調整するトリミングツールを備える。

2 1 . 請求項 1記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口部を径方 向外方へ折返し、 カール部を形成するカール部形成用ツールを備える。

2 2 . 請求項 2記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口部を径方 向外方へ折返し、 カール部を形成するカール部形成用ツールを備える。

2 3 . 請求項 3記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口部を径方 向外方へ折返し、 カール部を形成するカール部形成用ツールを備える。

2 4 . 請求項 4記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体に形成された口金部の開口部を径方 向外方へ折返し、 カール部を形成するカール部形成用ツールを備える。

2 5 . 請求項 1記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を径方向外方へ折返して形 成されたカール部外周面を径方向内方へ押圧し、 この外周面を押し潰すスロッ ト加工用ツールを備える。

2 6 . 請求項 2記載のポトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を径方向外方へ折返して形 成されたカール部外周面を径方向内方へ押圧し、 この外周面を押し潰すスロッ 卜加工用ツールを備える。

2 7 . 請求項 3記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を径方向外方へ折返して形 成されたカール部外周面を径方向内方へ押圧し、 この外周面を押し潰すスロッ ト加工用ツールを備える。

2 8 . 請求項 4記載のボトル缶の製造装置において、

前記加工ツールとして、 前記有底筒状体の開口部を径方向外方へ折返して形成 されたカール部外周面を径方向内方へ押圧し、 この外周面を押し潰すスロット 加工用ツールを備える。