JP2019013948A - Can bottom forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、缶の缶底にボトムリフォーム加工を施す缶底成形装置に関する。 The present invention relates to a can bottom forming apparatus that performs a bottom reforming process on a can bottom of a can.
近年、アルミニウム缶等の缶に対する軽量化への要請があり、これには缶の厚さ(肉厚)を薄くすることが効果的である。しかしながら単純に缶の厚さを薄くすると、缶底にボトムグロースやバックリング等の変形が生じやすい。ボトムグロースとは、内容物が封入された缶の内圧の上昇等により缶底の環状凸部(リム)が変形する現象である。ボトムグロースが発生すると、缶の高さ(缶軸方向の全長)が変化して製造、出荷の不具合の原因となる。またバックリングとは、缶の内圧が耐圧強度を超えたときに、缶底のドーム部が反転してしまう現象である。 In recent years, there has been a demand for weight reduction of cans such as aluminum cans, and it is effective to reduce the thickness (thickness) of the cans. However, if the thickness of the can is simply reduced, deformation such as bottom growth and buckling tends to occur on the bottom of the can. The bottom growth is a phenomenon in which the annular convex portion (rim) of the can bottom is deformed by an increase in the internal pressure of the can in which the contents are enclosed. When bottom growth occurs, the height of the can (the total length in the can axis direction) changes, causing problems in manufacturing and shipping. Buckling is a phenomenon in which the dome portion of the bottom of the can is inverted when the internal pressure of the can exceeds the pressure strength.
このような缶底の変形を防止する目的で、例えば下記特許文献1に示されるような、缶底成形装置によるボトムリフォーム加工(ボトムプロファイルリフォーマー加工、BPR加工)が提案されている。
缶底成形装置は、缶の缶胴を保持するスターホイールと、スターホイールに保持された缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸(スピンドル中心軸)を有する缶底成形ユニットと、スターホイール及び缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸と、回転軸をその中心軸回りに回転させる駆動モータ(駆動源)と、を備えている。
また、缶底成形ユニットは、スターホイールに保持された缶の缶胴の開口端部を支持するトップ支持部材と、缶底を支持するボトム支持部材と、缶底に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸回りに回転して、缶底の環状凸部の内周壁を押圧するとともに周方向に延びる溝状の凹部を成形する押圧ローラと、を備える。
For the purpose of preventing such deformation of the bottom of the can, for example, bottom reforming (bottom profile reformer processing, BPR processing) using a can bottom forming apparatus has been proposed as shown in Patent Document 1 below.
A can bottom forming apparatus includes: a star wheel that holds a can body of a can; a can bottom forming unit having a spindle axis (spindle central axis) that extends to coincide with a can axis of a can held by the star wheel; And a rotating shaft to which the can bottom forming unit is attached, and a driving motor (driving source) for rotating the rotating shaft around its central axis.
Further, the can bottom forming unit is reciprocally moved in the radial direction with respect to the can bottom, a top support member that supports the open end of the can body of the can held by the star wheel, a bottom support member that supports the can bottom, and And a pressing roller that rotates around the spindle axis and presses the inner peripheral wall of the annular convex portion of the can bottom and forms a groove-shaped concave portion extending in the circumferential direction.
駆動モータは、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット(以下、缶底成形ユニット等と省略する)を、回転軸の中心軸回りに回転(公転)させる。また、押圧ローラには駆動ギヤ及び従動ギヤが連結されており、缶底成形ユニット等が回転軸の中心軸回りに公転したときに、これらのギヤの作用によって押圧ローラは、スピンドル軸回り(缶軸回り)にも回転(公転)させられる。なお、押圧ローラは該押圧ローラの中心軸回りに回転自在とされており、このため押圧ローラが環状凸部の内周壁に押圧された状態で上述のようにスピンドル軸回りに公転させられると、該押圧ローラはその中心軸回りに回転(自転)しながら内周壁上を転動する。
このように、缶底成形ユニット等が回転軸の中心軸回りに公転し、かつ押圧ローラが缶底成形ユニットのスピンドル軸回りに公転することで、スターホイールが保持する缶の缶底にボトムリフォーム加工が施され、凹部が成形される。そして、缶底に凹部が成形されることで、缶底の強度が高められ、ボトムグロースやバックリング等の変形が抑制される。
The drive motor rotates (revolves) the star wheel, the can held by the star wheel, and the can bottom forming unit (hereinafter abbreviated as the can bottom forming unit) around the central axis of the rotation shaft. In addition, a driving gear and a driven gear are connected to the pressing roller, and when the can bottom forming unit or the like revolves around the central axis of the rotating shaft, the pressing roller rotates around the spindle axis (can It can also be rotated (revolved). The pressure roller is rotatable around the central axis of the pressure roller.For this reason, when the pressure roller is revolved around the spindle axis as described above while being pressed against the inner peripheral wall of the annular convex portion, The pressing roller rolls on the inner peripheral wall while rotating (spinning) around its central axis.
In this way, the bottom reforming unit or the like revolves around the central axis of the rotating shaft, and the pressing roller revolves around the spindle axis of the can bottom forming unit, so that the bottom reforming is performed on the can bottom of the can held by the star wheel. Processing is performed to form a recess. Then, by forming the recess in the can bottom, the strength of the can bottom is increased, and deformation such as bottom growth and buckling is suppressed.
上記従来の缶底成形装置では、下記の課題を有していた。
例えば、駆動モータの回転数を高めることにより、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度を高めて、生産効率を向上することが可能である。しかしながら、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度を高めると、これにともない押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度も高められる結果、スピンドル軸回りの遠心力の増大にともなう押圧ローラのリンク機構の延びや速度依存の影響等により、缶底に成形される凹部の深さ(成形量)が深くなってしまう。
The conventional can bottom forming apparatus has the following problems.
For example, by increasing the number of rotations of the drive motor, it is possible to increase the speed at which the can bottom forming unit or the like is rotated about the central axis of the rotation shaft, thereby improving the production efficiency. However, when the rotational speed around the central axis of the rotating shaft of the can bottom forming unit or the like is increased, the rotational speed around the spindle axis of the pressing roller is increased accordingly. As a result, the pressing roller accompanying an increase in centrifugal force around the spindle axis Due to the extension of the link mechanism, the influence of speed dependency, etc., the depth (molding amount) of the recess formed in the can bottom becomes deep.
つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度に応じて凹部の深さも変化するため、装置の運転速度によって缶底の耐圧強度が変化してしまい、缶の品質にばらつきが生じる。具体的には、凹部の深さが深くなるほど、缶底の耐圧強度は高くなり、凹部の深さが浅くなるほど、缶底の耐圧強度は低下する。例えば、凹部の深さの変化量が0.5mm(BPR内径(直径)の変化量では1.0mm)の場合、缶底の耐圧強度は130kPa程度も変化してしまう。 In other words, since the depth of the recess also changes according to the speed at which the can bottom forming unit etc. is rotated around the central axis of the rotating shaft, the pressure resistance of the can bottom changes depending on the operating speed of the apparatus, and the quality of the can varies. Occurs. Specifically, the pressure resistance of the can bottom increases as the depth of the recess increases, and the pressure resistance of the can bottom decreases as the depth of the recess decreases. For example, when the amount of change in the depth of the recess is 0.5 mm (1.0 mm in the amount of change in the BPR inner diameter (diameter)), the pressure resistance of the can bottom changes by about 130 kPa.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置の運転速度(缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる缶底成形装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is formed on the bottom of the can regardless of the operation speed of the apparatus (corresponding to the rotational speed around the central axis of the rotation axis of the can bottom forming unit or the like). An object of the present invention is to provide a can bottom forming apparatus that can stabilize the processing accuracy of the concave portion to be formed.
本発明の一態様は、缶胴と缶底とを備えて有底筒状をなす缶の前記缶底に、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧して凹部を成形する缶底成形装置であって、前記缶の前記缶胴を保持するスターホイールと、前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニットと、前記スターホイール及び前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸と、前記回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第1駆動源と、前記缶底成形ユニットに含まれ、前記缶の前記缶底に対して径方向に往復移動しかつ前記スピンドル軸回りに回転して、前記環状凸部に周方向に延びる前記凹部を成形する押圧ローラと、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第2駆動源と、を備えたことを特徴とする。 One aspect of the present invention includes a dome portion that is recessed upward in the can axis direction, and a peripheral edge portion of the dome portion. And an annular convex portion that protrudes downward in the can axis direction and extends around the can axis, and is depressed by pressing at least one of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall of the annular convex portion. A can bottom forming apparatus for forming a can bottom, wherein the can bottom forming unit has a star wheel for holding the can body of the can and a spindle shaft extending to coincide with the can axis of the can held by the star wheel. A rotating shaft to which the star wheel and the can bottom forming unit are attached, a first drive source for rotating the rotating shaft around a central axis of the rotating shaft, and the can bottom forming unit, Reciprocating in the radial direction with respect to the bottom of the can And a pressing roller that rotates around the spindle axis and forms the concave portion extending in the circumferential direction on the annular convex portion, and a second drive source that rotates the pressing roller around the spindle axis. Features.
本発明の缶底成形装置は、例えば駆動モータ等の駆動源として、スターホイール及び缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸をその中心軸回りに回転させる第1駆動源と、缶底成形ユニットに設けられた押圧ローラを、該缶底成形ユニットのスピンドル軸(スピンドル中心軸)回りに回転させる第2駆動源と、を備えている。つまり、駆動源が2つ設けられており、そのうち第1駆動源は、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット(以下、缶底成形ユニット等という)を、回転軸の中心軸回りに回転(公転)させる。また第2駆動源は、スターホイールが保持する缶の缶軸回り(スピンドル軸回り)に、押圧ローラを回転(公転)させる。 The can bottom forming apparatus of the present invention includes, as a drive source such as a drive motor, a first drive source that rotates a rotating shaft to which a star wheel and a can bottom forming unit are attached, and a can bottom forming unit. And a second drive source that rotates the provided pressure roller about the spindle axis (spindle center axis) of the can bottom forming unit. That is, two drive sources are provided, and the first drive source includes a star wheel, a can held by the star wheel, and a can bottom forming unit (hereinafter referred to as a can bottom forming unit, etc.) at the center of the rotation axis. Rotate (revolve) around the axis. The second drive source rotates (revolves) the pressing roller around the can axis (spindle axis) of the can held by the star wheel.
このため、例えば生産効率を向上させる目的で、第1駆動源により缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度を高めた場合でも、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転させる速度については、第2駆動源によって所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、第1駆動源により缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度を低下させた場合においても、第2駆動源によって押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度を所定範囲に維持することができる。 For this reason, for example, in order to improve production efficiency, even when the speed at which the can bottom forming unit or the like is rotated around the central axis of the rotating shaft by the first drive source is increased, the speed at which the pressing roller is rotated around the spindle axis. Can be maintained within a predetermined range by the second drive source. On the other hand, even when the rotational speed around the central axis of the rotating shaft of the can bottom forming unit or the like is lowered by the first driving source, the rotational speed around the spindle axis of the pressing roller is reduced by the second driving source. It can be maintained within a predetermined range.
つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる第1駆動源と、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転させる第2駆動源とが、互いに独立しているので、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に係わらず、押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度を所期する範囲に維持することができる。これにより、缶底に成形される凹部の深さ(成形量)が安定化し、缶底の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。 In other words, the first drive source for rotating the can bottom forming unit or the like around the central axis of the rotating shaft and the second drive source for rotating the pressing roller around the spindle axis are independent from each other. Regardless of the rotational speed around the central axis of the rotating shaft, the rotational speed around the spindle axis of the pressing roller can be maintained within the expected range. Thereby, the depth (molding amount) of the recessed part shape | molded by a can bottom is stabilized, and the pressure resistance strength of a can bottom is improved stably. Therefore, deformations such as bottom growth and buckling at the bottom of the can are reliably suppressed.
以上より本発明によれば、装置の運転速度(缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶を製造できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to stabilize the processing accuracy of the recess formed in the can bottom regardless of the operation speed of the apparatus (corresponding to the rotation speed around the central axis of the rotation axis of the can bottom forming unit or the like). it can. That is, regardless of the operating speed, the quality of the bottom reforming process can be stabilized and a good quality can can be manufactured.
また、上記缶底成形装置は、前記押圧ローラと前記第2駆動源との連結を、前記押圧ローラと前記第1駆動源との連結に切り替え可能であるとともに、前記第1駆動源が前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転可能であることが好ましい。 The can bottom forming device can switch the connection between the pressure roller and the second drive source to the connection between the pressure roller and the first drive source, and the first drive source The roller is preferably rotatable about the spindle axis.
上記構成では、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転させる駆動源として、第2駆動源に代えて第1駆動源を選択可能である。従って、例えば、装置の運転速度を変更する頻度が低い場合などには、押圧ローラを適切なギヤ機構等を介して第1駆動源に連結し、1つの駆動源(第1駆動源)により缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転(公転)及び押圧ローラのスピンドル軸回りの回転(公転)を行わせることで、ランニングコストを削減できる。また、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合などには、押圧ローラを第2駆動源に連結して、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度(つまり装置の運転速度)に係わらず、第2駆動源により押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度を所定範囲に収めることで、上述した本発明の作用効果を安定して得ることができる。 In the above configuration, the first drive source can be selected instead of the second drive source as the drive source for rotating the pressing roller around the spindle axis. Therefore, for example, when the frequency of changing the operation speed of the apparatus is low, the pressure roller is connected to the first drive source via an appropriate gear mechanism or the like, and the can is driven by one drive source (first drive source). Running cost can be reduced by causing rotation (revolution) around the central axis of the rotation axis of the bottom molding unit and the like and rotation (revolution) around the spindle axis of the pressing roller. Further, when the frequency of changing the operation speed of the apparatus is high, the pressure roller is connected to the second drive source, and the rotation speed around the center axis of the rotation axis of the can bottom forming unit or the like (that is, the operation speed of the apparatus). Regardless of whether the rotational speed of the pressing roller around the spindle axis is within a predetermined range by the second drive source, the above-described operational effects of the present invention can be stably obtained.
また、上記缶底成形装置は、前記回転軸の中心軸に同軸に配置され、前記回転軸に対して中心軸回りに回転可能な駆動ギヤと、前記駆動ギヤに噛合し、前記スピンドル軸に同軸に配置されて前記押圧ローラに連結された従動ギヤと、を備え、前記回転軸の中心軸回りの回転方向と、前記駆動ギヤの中心軸回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定されたことが好ましい。 Further, the can bottom forming device is coaxially disposed on the central axis of the rotating shaft, meshes with the driving gear which is rotatable about the central axis with respect to the rotating shaft, and is coaxial with the spindle shaft. And a driven gear connected to the pressing roller, and the rotational direction around the central axis of the rotary shaft and the rotational direction around the central axis of the drive gear are set in opposite directions to each other It is preferable.
この場合、缶底成形ユニット等が回転軸の中心軸回りのうち第1の回転方向(例えば時計回り)に回転させられたときに、駆動ギヤは中心軸回りのうち第2の回転方向(例えば反時計回り)に回転させられる。これにより、例えば上記構成とは異なり、駆動ギヤが装置フレーム等に回転不能に固定されている場合の、該駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのスピンドル軸回りの回転速度に比べて、本発明の上記構成では、駆動ギヤに噛み合う従動ギヤのスピンドル軸回りの回転速度が増すため、該従動ギヤに連結された押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度を増速できる。よって缶底への凹部の成形スピードを高めることができ、生産効率の向上を図ることができる。 In this case, when the can bottom forming unit or the like is rotated in the first rotation direction (for example, clockwise) out of the center axis of the rotation shaft, the drive gear is rotated in the second rotation direction (for example in the clockwise direction) It is rotated counterclockwise. Thus, unlike the above-described configuration, for example, the above-described configuration of the present invention is compared with the rotational speed around the spindle axis of the driven gear that meshes with the drive gear when the drive gear is non-rotatably fixed to the apparatus frame or the like. Then, since the rotational speed of the driven gear meshing with the drive gear increases around the spindle axis, the rotational speed of the pressure roller connected to the driven gear around the spindle axis can be increased. Therefore, it is possible to increase the molding speed of the concave portion on the can bottom, and to improve the production efficiency.
本発明の缶底成形装置によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。 According to the can bottom forming apparatus of the present invention, it is possible to stabilize the processing accuracy of the recess formed in the can bottom regardless of the operation speed of the apparatus.
以下、本発明の一実施形態に係る缶底成形装置(ボトムリフォーム装置)10について、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、要部となる部分を拡大、強調、抜粋して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際のものと同じであるとは限らない。 Hereinafter, a can bottom forming apparatus (bottom reforming apparatus) 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the drawings used for describing the embodiments of the present invention may show enlarged, emphasized, and excerpted parts that are essential parts in order to make the features of the present invention easier to understand. The ratio is not always the same as the actual one.
まず、本実施形態の缶底成形装置10によって成形加工が施される缶50について説明する。
図1及び図10(a)、(b)に示されるように、缶50は、缶の周壁である缶胴(ウォール)51と、缶の底壁である缶底(ボトム)52と、を備えて有底筒状をなしている。本実施形態の缶50は、アルミニウム合金材料等からなるアルミニウム缶であり、その内部には飲料等の内容物が充填され、缶胴51の開口端部に缶蓋(図示略)が巻き締められることにより密封される。つまり缶50は、いわゆる2ピース缶に用いられる缶本体である。
First, a description will be given of the
As shown in FIGS. 1 and 10 (a) and 10 (b), the
缶胴51の中心軸及び缶底52の中心軸は、互いに同軸に配置されており、本実施形態ではこれらの共通軸を缶軸という。
また、缶軸が延在する方向(缶軸に沿う方向)を缶軸方向という。缶軸方向のうち、缶底52から缶胴51の開口端部へ向かう方向を上方といい、缶胴51の開口端部から缶底52へ向かう方向を下方という。
また、缶軸に直交する方向を径方向という。径方向のうち、缶軸に接近する向きを径方向の内側といい、缶軸から離間する向きを径方向の外側という。
また、缶軸回りに周回する方向を周方向という。
The central axis of the
The direction in which the can shaft extends (the direction along the can shaft) is referred to as the can shaft direction. Of the can axis directions, a direction from the can bottom 52 toward the opening end of the
The direction orthogonal to the can axis is referred to as the radial direction. Of the radial directions, the direction approaching the can axis is referred to as the inner side in the radial direction, and the direction away from the can axis is referred to as the outer side in the radial direction.
Further, a direction around the can axis is referred to as a circumferential direction.
本実施形態で用いる、缶50の例えば「凹」、「凸」、「窪む」、「突出する」等の各種形状は、特に説明しない限り、缶50の外面(缶外面。外部に露出する表面)における各種形状を表している。
また、図1及び図10(a)、(b)等に示される缶50の缶軸方向に沿う縦断面視(缶軸を含む縦断面視)において、缶50の各部形状の説明に用いる「円弧」、「曲線」、「直線」、「接線」等の線形状は、特に説明しない限り、缶50の外面における各種の線形状を表している。
Various shapes such as “concave”, “convex”, “depressed”, “projecting” and the like of the
In addition, in the longitudinal sectional view (longitudinal sectional view including the can axis) of the
缶50のうち、缶胴51における上端部は、該缶50の外部に開口する開口端部となっている。内容物は、この開口端部を通して缶50内に充填される。缶胴51の開口端部には、上方に向かうに従い縮径するネック部53が形成されている。
Of the
缶底52は、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部55と、ドーム部55の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部(リム)56と、を備えている。
環状凸部56は、缶底52において最も下方に向けて突出する接地部(ノーズ部)59と、接地部59の径方向内側に隣接する内周壁(カウンタ部)57と、接地部59の径方向外側に隣接する外周壁(ヒール部、チャイム部)58と、を備えている。
The can bottom 52 is connected to the
The annular
本実施形態では、後述する缶底成形装置10によって、缶50の缶底52における内周壁57に、径方向外側へ向けて窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60が成形される。図1に示されるように、缶50の缶軸を含む縦断面視において、凹部60は凹曲線状をなしている。
なお本実施形態では、凹部60が成形される前の缶(ワーク)を符号Wで示し、凹部60が成形された後の缶を符号50で示す。
In the present embodiment, a groove-shaped
In the present embodiment, a can (work) before the
次に、図2〜図11に示す缶底成形装置10について説明する。
缶底成形装置10は、缶Wの缶底52の環状凸部56のうち、内周壁57及び外周壁58の少なくともいずれかを押圧することにより、図1に示されるような凹部60を成形する。本実施形態の例では、環状凸部56の内周壁57に対してボトムリフォーム加工を施すことにより、該内周壁57に凹部60が形成される。
Next, the can
The can
図2に示されるように、缶底成形装置10は、装置の基体となる装置フレーム11と、該装置フレーム11に軸受を介して回転可能に支持される回転軸12と、該回転軸12に取り付けられ、外周にワークの缶Wを保持するポケットが複数形成されたスターホイール(ターレット)13と、回転軸12に取り付けられ、スターホイール13の各ポケットに対応して設けられた複数の缶底成形ユニット14と、スターホイール13、缶底成形ユニット14及び回転軸12を、該回転軸12の中心軸O回りに回転させる第1駆動源41と、缶底成形ユニット14の後述する押圧ローラ20を、該缶底成形ユニット14のスピンドル軸C回り(スターホイール13に保持された缶Wの缶軸回り)に回転させる第2駆動源42と、を備えている。
As shown in FIG. 2, the can
第1駆動源41は、例えば駆動モータ等であり、ギヤ等の駆動力伝達部材を介して回転軸12に連結されている。第1駆動源41により、装置フレーム11に対して回転軸12がその中心軸O回りに回転させられることにより、この回転軸12に一体に設けられたスターホイール13及び複数の缶底成形ユニット14が、回転軸12の中心軸O回りに回転(公転)させられる。
The
スターホイール13は、円板状又は円柱状をなしている。スターホイール13の中心軸は、回転軸12の中心軸Oと同軸に配置されている。スターホイール13の外周には、缶Wの缶胴51の外周面(凸曲面)形状に対応した凹曲面状のポケットが、中心軸O回りの周方向に互いに等間隔をあけて複数形成されている。スターホイール13の各ポケットには、缶Wの缶胴51が、エア吸引手段(図示略)によるエア吸着等によって保持される。
The
缶底成形ユニット14は、スターホイール13に保持された缶Wの缶軸と一致するように延びるスピンドル軸(スピンドル中心軸)Cを有する。缶底成形ユニット14は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶軸方向の上方に配置されて回転軸12に一体に設けられたトップスピンドル15と、前記缶Wの缶軸方向の下方に配置されて回転軸12に一体に設けられたボトムスピンドル17と、を備えている。トップスピンドル15とボトムスピンドル17とは、スターホイール13のポケット及び該ポケットに保持された缶Wを間に挟んで、互いの共通軸であるスピンドル軸C方向に離間して対向配置される。
The can
トップスピンドル15は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶胴51の開口端部を支持するトップ支持部材16を有する。ボトムスピンドル17は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶底52を支持するボトム支持部材18と、前記缶底52に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸C回りに回転して、環状凸部56に周方向に延びる凹部60を成形する押圧ローラ20と、を有する。
The
トップスピンドル15のスピンドル軸C及びトップ支持部材16の中心軸、並びに、ボトムスピンドル17のスピンドル軸C及びボトム支持部材18の中心軸は、スターホイール13の各ポケットに保持される缶Wの缶軸に対して、同軸に配置される。スターホイール13の各ポケットに対応する各スピンドル軸Cは、回転軸12の中心軸Oに対して平行に延びている。
The spindle axis C of the
図4及び図10(a)、(b)に示されるように、トップ支持部材16は、有頂筒状をなしており、周壁と頂壁とを備えている。トップ支持部材16は、缶Wの缶胴51の上端部(開口端部)に当接して、缶胴51の開口端部を支持可能である。具体的に、トップ支持部材16の周壁内には、缶胴51のネック部53が当接する。また図示の例では、缶胴51の開口端部内に案内部材が嵌合しており、缶胴51はその径方向内側からも支持されている。なお、上述のようにトップ支持部材16の周壁内に缶胴51のネック部53を当接させる代わりに、トップ支持部材16の頂壁に対して、缶胴51の上端開口縁を当接させてもよい。
As shown in FIGS. 4 and 10 (a) and 10 (b), the
図4及び図7(a)、(b)に示されるように、ボトム支持部材18は、有底筒状をなしており、周壁と底壁とを備えている。ボトム支持部材18は、缶Wの缶底52及び缶胴51の下端部に当接して、缶底52近傍を支持可能である。具体的に、ボトム支持部材18の周壁内には、缶胴51の下端部が嵌合する。また、ボトム支持部材18の底壁には、缶底52の接地部59及び外周壁58が当接する。
As shown in FIGS. 4 and 7A and 7B, the
図2、図3、図6(a)、(b)及び図8に示されるように、ボトムスピンドル17は、ボトム用カムフォロア19を備えている。ボトム用カムフォロア19は、装置フレーム11に一体に設けられたボトム用カム27に係合している。本実施形態の例では、ボトム用カム27が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。
As shown in FIGS. 2, 3, 6 (a), 6 (b) and FIG. 8, the
つまり缶底成形装置10は、ボトム用カムフォロア19と、ボトム用カムフォロア19に係合するボトム用カム27と、を含むボトム用カム機構28を備えている。そして、ボトム用カム機構28は、ボトム支持部材18を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)方向に往復移動させる。
That is, the can
具体的に、ボトム用カム機構28のボトム用カム27は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってボトム用カムフォロア19が案内されることにより、該ボトム用カムフォロア19はスピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動する。また、ボトム用カムフォロア19に連結されたボトム支持部材18も、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動する。
Specifically, the
また、図2、図4及び図7(a)、(b)に示されるように、ボトムスピンドル17は、缶底52の環状凸部56に対して径方向に接近離間するとともに、内周壁57及び外周壁58の少なくともいずれかを押圧して凹部60を成形する押圧ローラ20を備えている。本実施形態では押圧ローラ20が、缶底52の内周壁57に対して径方向に往復移動可能であり、該内周壁57を径方向の内側から外側へ向け押圧した状態で、この内周壁57上を缶軸回りの周方向に沿って転動することにより、内周壁57に周方向に延びる溝状の凹部60を形成する。つまり押圧ローラ20は、缶底52の内周壁57に押圧された状態で、缶軸(スピンドル軸C)回りに公転しながら該押圧ローラ20の中心軸回りに自転する。
As shown in FIGS. 2, 4, and 7 (a) and 7 (b), the
押圧ローラ20は、例えば超硬合金等からなる成形用金型である。押圧ローラ20は、円板状、円筒状又は円柱状をなし、その中心軸がスピンドル軸Cと平行に延びている。押圧ローラ20は、その中心軸回りに回転自在にかつ該中心軸に直交する径方向にスライド移動自在に、ボトムスピンドル17のボトム支持部材18内に設けられている。
The
ボトムスピンドル17には、押圧ローラ20を径方向にスライド移動させるためのリンク部22等を含むリンク機構が設けられている。押圧ローラ20は、リンク部22等を介して成形用カムフォロア21に連結されている。
図3及び図6(a)、(b)に示されるように、成形用カムフォロア21は、装置フレーム11に一体に設けられた成形用カム29に係合している。本実施形態の例では、成形用カム29が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。
The
As shown in FIGS. 3, 6 (a), and 6 (b), the
つまり缶底成形装置10は、成形用カムフォロア21と、成形用カムフォロア21に係合する成形用カム29と、を含む成形用カム機構30を備えている。そして、成形用カム機構30は、押圧ローラ20を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)に直交する径方向に往復移動させる。図示の例では、ボトム用カム27と、成形用カム29とが、1つの円筒部材に一体に形成されている。
That is, the can
具体的に、成形用カム機構30の成形用カム29は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿って成形用カムフォロア21が案内されることにより、該成形用カムフォロア21はスピンドル軸C方向に沿って上記ストロークL1よりも大きな所定のストロークL2の範囲で往復移動する。そして押圧ローラ20は、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動し、かつ、リンク部22等(リンク機構)の作用により、ストロークL2とストロークL1との差分(L2−L1)に応じてスピンドル軸C方向への直線運動がスピンドル軸Cに直交する径方向へのスライド移動に変換されたストロークの範囲で、径方向にも往復移動する。
これにより押圧ローラ20は、ボトム支持部材18に保持された缶底52の環状凸部56の内周壁57を、径方向から押圧可能である。
Specifically, the
Thereby, the pressing
図2、図3及び図6(a)、(b)に示されるように、缶底成形装置10は、回転軸12の中心軸Oに同軸に配置され、回転軸12に対して中心軸O回りに回転可能な駆動ギヤ23と、駆動ギヤ23に噛合し、スピンドル軸C(スターホイール13が保持する缶Wの缶軸)に同軸に配置されて押圧ローラ20に連結された従動ギヤ24と、を備えている。
As shown in FIGS. 2, 3, and 6 (a) and 6 (b), the can
駆動ギヤ23は、円形リング状又は円筒状をなしており、その内部には回転軸12が挿通されている。駆動ギヤ23は、回転軸12の外周に設けられた軸受を介して、該回転軸12の径方向外側に中心軸O回りに回転自在に取り付けられている。
従動ギヤ24は、各ボトムスピンドル17にそれぞれ設けられており、すべての従動ギヤ24は1つの駆動ギヤ23に噛み合っている。つまり従動ギヤ24は、太陽ギヤである駆動ギヤ23の外周に互いに等間隔をあけて配置され、該駆動ギヤ23の周囲を公転しながら自転する遊星ギヤとされている。
The
The driven gears 24 are provided on the
図2において、第2駆動源42は、例えば駆動モータ等であり、プーリ、ベルト、スプロケット、ギヤ等の駆動力伝達部材を介して、駆動ギヤ23に連結されている。
図2に示される例では、駆動ギヤ23と一体とされて回転軸12の周囲を中心軸O回りに回転自在とされた連結ギヤ44が設けられている。詳しくは、内部に回転軸12が挿通された円筒体の、中心軸O方向に沿う第1の端部(一方の端部)に駆動ギヤ23が配置され、第2の端部(他方の端部)に連結ギヤ44が配置されていて、これらが中心軸Oを共通軸として(つまり同軸に)一体化されている。
In FIG. 2, the
In the example shown in FIG. 2, a
また、連結ギヤ44と第2駆動源42との間には、連結ギヤ44に噛合する連結ギヤ45と、連結ギヤ45にシャフト46を介して一体とされたスプロケット47と、スプロケット47と第2駆動源42との間(後述するように、スプロケット47と第1駆動源41との間でもある)に設けられたスプロケット48と、が備えられる。なお、シャフト46は装置フレーム11の軸受(図示略)に支持されており、該シャフト46の中心軸方向に沿う第1の端部(一方の端部。装置フレーム11の内部に位置する端部)には連結ギヤ45が配置され、第2の端部(他方の端部。装置フレーム11の外部に位置する端部)にはスプロケット47が配置されている。
第2駆動源42の回転駆動力は、スプロケット48、スプロケット47、シャフト46、連結ギヤ45及び連結ギヤ44を介して、駆動ギヤ23へと伝達される。
Further, between the
The rotational driving force of the
第2駆動源42により、装置フレーム11に対して駆動ギヤ23が中心軸O回りに回転させられることにより、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24が、駆動ギヤ23に対して相対的に、駆動ギヤ23の外周を公転しながらスピンドル軸C回りに自転する。また、従動ギヤ24がスピンドル軸C回りに回転させられることにより、該従動ギヤ24に連結された押圧ローラ20が、スターホイール13が保持する缶W及びその缶底52を支持するボトム支持部材18に対して、スピンドル軸C回りに回転(公転)する。
When the
本実施形態では、装置フレーム11に対する回転軸12の中心軸O回りの回転方向と、装置フレーム11に対する駆動ギヤ23の中心軸O回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定されている。つまり、第1駆動源41により中心軸O回りに回転駆動される回転軸12の回転方向と、第2駆動源42により中心軸O回りに回転駆動される駆動ギヤ23の回転方向とが、互いに反対である。
In the present embodiment, the rotation direction around the central axis O of the
また本実施形態では、押圧ローラ20と第2駆動源42との連結を、押圧ローラ20と第1駆動源41との連結に切り替え可能であるとともに、第1駆動源41が押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転可能である。具体的に、この缶底成形装置10には、第1駆動源41と駆動ギヤ23とを連結可能な軸状の連結部材43が設けられている。そして、第1駆動源41の回転駆動力は、連結部材43、スプロケット48、スプロケット47、シャフト46、連結ギヤ45及び連結ギヤ44を介して、駆動ギヤ23へと伝達される。
Further, in this embodiment, the connection between the
上述のように、第2駆動源42と駆動ギヤ23とを連結して、該第2駆動源42の駆動力を押圧ローラ20に伝達させる場合には、例えば連結部材43を取り外す等により、連結部材43を介した第1駆動源41と駆動ギヤ23との連結状態は解除する。
また、第1駆動源41と駆動ギヤ23とを連結して、該第1駆動源41の駆動力を押圧ローラ20に伝達させる場合には、連結部材43を介して第1駆動源41と駆動ギヤ23とを連結させるとともに、例えば第2駆動源42のモータプーリとスプロケット48とを繋ぐベルト部材を取り外す等により、第2駆動源42と駆動ギヤ23との連結状態は解除する。
As described above, when the
Further, when the
図2、図5、図9(a)、(b)及び図11に示されるように、トップスピンドル15は、トップ用カムフォロア25を備えている。トップ用カムフォロア25は、装置フレーム11に一体に設けられたトップ用カム31に係合している。本実施形態の例では、トップ用カム31が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。
As shown in FIGS. 2, 5, 9 (a), 9 (b) and FIG. 11, the
つまり缶底成形装置10は、トップ用カムフォロア25と、トップ用カムフォロア25に係合するトップ用カム31と、を含むトップ用カム機構32を備えている。そして、トップ用カム機構32は、トップ支持部材16を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)方向に往復移動させる。
That is, the can
具体的に、トップ用カム機構32のトップ用カム31は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってトップ用カムフォロア25が案内されることにより、トップスピンドル15は、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL3の範囲で往復移動する。ただし、トップスピンドル15のうちトップ支持部材16については、ストロークL3の途中で缶Wの缶胴51の開口端部に当接され、当接した後は弾性部材26の作用(弾性変形による収縮)によりそれ以上の缶Wへ向けた前進移動が停止される。このため、図4及び図10(a)、(b)に示すトップ支持部材16のストロークL4は、上記ストロークL3よりも小さく設定される。
つまり図4及び図10(a)、(b)において、トップスピンドル15は弾性部材26を備えており、弾性部材26は、トップ支持部材16を缶Wに向けて缶軸(スピンドル軸C)方向に付勢する。
Specifically, the
That is, in FIGS. 4 and 10A and 10B, the
次に、缶底成形装置10の動作の一例について説明する。
第1駆動源41から伝達された回転駆動力により、回転軸12がその中心軸O回りに回転させられる。これにともない、回転軸12に取り付けられたスターホイール13及び缶底成形ユニット14も、中心軸O回りに回転(公転)させられる。
これに応じて、装置フレーム11のボトム用カム27及び成形用カム29、並びに、これらに係合するボトム用カムフォロア19及び成形用カムフォロア21の作用により、ボトムスピンドル17及びそのボトム支持部材18が、スターホイール13のポケットに保持された缶Wへ向けてスピンドル軸C方向に前進(接近)移動する。つまり、ボトムスピンドル17が、スピンドル軸C方向に沿ってトップスピンドル15側(缶軸方向の上方。以下同様)へ向けてストロークL1だけ移動する。これにより、缶Wの缶底52に対してボトム支持部材18が当接される。
Next, an example of operation | movement of the can bottom shaping |
The
Accordingly, the
詳しくは、ボトム支持部材18の底壁が、缶Wの缶底52の接地部59及び外周壁58に対してスピンドル軸C方向から当接し、また缶胴51のうち下端部が、ボトム支持部材18の周壁内に嵌合する。また、ボトム支持部材18内に設けられた押圧ローラ20が、缶Wの缶底52に接近配置された状態となる。具体的には、押圧ローラ20の外周縁部(鍔部)が、缶底52の環状凸部56の内周壁57に対して、径方向の内側から対向配置される。
Specifically, the bottom wall of the
また、装置フレーム11のトップ用カム31及びこれに係合するトップ用カムフォロア25の作用により、トップスピンドル15及びそのトップ支持部材16が、スターホイール13のポケットに保持された缶Wへ向けてスピンドル軸C方向に前進(接近)移動する。つまり、トップスピンドル15が、スピンドル軸C方向に沿ってボトムスピンドル17側(缶軸方向の下方。以下同様)へ向けてストロークL3だけ移動する。これにより、缶Wの缶胴51の開口端部に対してトップ支持部材16が当接される。
Further, the
詳しくは、このストロークL3の途中で、トップ支持部材16の周壁内に、缶胴51の開口端部におけるネック部53が当接する。このようにトップ支持部材16が缶胴51の開口端部に当接してからは、それ以降のトップスピンドル15の前進移動量に応じて弾性部材26が弾性変形することにより、トップ支持部材16のスピンドル軸C方向に沿うボトムスピンドル17側へ向けたそれ以上の前進移動が停止される。この結果、トップ支持部材16は、スピンドル軸C方向に沿うボトムスピンドル17側へ向けて、上記ストロークL3よりも小さいストロークL4だけ移動する。
なお本実施形態において、缶底52に対してボトム支持部材18が当接させられるのと、缶胴51の開口端部に対してトップ支持部材16が当接させられるのとは、略同時である。
Specifically, in the middle of the stroke L3, the
In the present embodiment, the
そして缶Wは、図4等に示されるように、ボトム支持部材18とトップ支持部材16とによってスピンドル軸C方向の両側から挟持される。なおこのとき、弾性部材26の復元変形力によって、缶Wは、缶軸方向(スピンドル軸C方向)に加圧された状態で両支持部材16、18により支持されている。
As shown in FIG. 4 and the like, the can W is sandwiched between the
次いで、成形用カムフォロア21がストロークL2とストロークL1との差分(L2−L1)に応じて、スピンドル軸C方向に沿うトップスピンドル15側へ向けて前進移動する。このとき、成形用カムフォロア21に連結されたリンク部22(リンク機構)が、該成形用カムフォロア21のスピンドル軸C方向へ向けた直線運動を、スピンドル軸Cに直交する径方向へ向けたスライド移動に変換する。これにより、リンク部22に連結された押圧ローラ20が径方向の外側へ向けて移動させられ、該押圧ローラ20の外周縁部(鍔部)が缶底52の環状凸部56の内周壁57に当接し、該内周壁57を押圧する。
Next, the
また、第2駆動源42から伝達された回転駆動力(又は第1駆動源41から連結部材43を介して伝達された回転駆動力)により、駆動ギヤ23が中心軸O回りに回転させられ、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24が、スピンドル軸C回りに回転させられる。これにともない、従動ギヤ24に連結されたリンク部22及び押圧ローラ20が、スピンドル軸C回りに回転(公転)する。これにより、押圧ローラ20が環状凸部56の内周壁57上を缶軸回りに転動(公転しながら自転)して、該内周壁57には周方向に沿って延びるリング状の溝である凹部60が成形される。
Further, the
これ以降は上述とは逆の手順で、まず押圧ローラ20が、内周壁57から径方向の内側へ向けて後退する。また、トップスピンドル15及びボトムスピンドル17が、缶Wに対してスピンドル軸C方向にそれぞれ後退(離間)移動して、トップ支持部材16及びボトム支持部材18による缶Wの支持状態が解除される。
From this point onward, the pressing
このようにして、缶底成形装置10によって缶Wの缶底52にボトムリフォーム加工が施され、該缶底52には凹部60が形成される。凹部60が形成された缶50は、缶底成形装置10の後工程へと移送される。
In this way, the bottom reforming process is performed on the
以上説明した本実施形態の缶底成形装置10は、駆動モータ等の駆動源として、スターホイール13及び缶底成形ユニット14が取り付けられた回転軸12をその中心軸O回りに回転させる第1駆動源41と、缶底成形ユニット14に設けられた押圧ローラ20を、該缶底成形ユニット14のスピンドル軸C回りに回転させる第2駆動源42と、を備えている。つまり、駆動源が2つ設けられており、そのうち第1駆動源41は、スターホイール13、スターホイール13が保持する缶W、及び缶底成形ユニット14(以下、缶底成形ユニット14等という)を、回転軸12の中心軸O回りに回転(公転)させる。また第2駆動源42は、スターホイール13が保持する缶Wの缶軸回り(スピンドル軸C回り)に、押圧ローラ20を回転(公転)させる。
The can
このため、例えば生産効率を向上させる目的で、第1駆動源41により缶底成形ユニット14等を回転軸12の中心軸O回りに回転させる速度を高めた場合でも、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させる速度については、第2駆動源42によって所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、第1駆動源41により缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度を低下させた場合においても、第2駆動源42によって押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度を所定範囲に維持することができる。
Therefore, for example, for the purpose of improving the production efficiency, even when the
つまり、缶底成形ユニット14等を回転軸12の中心軸O回りに回転させる第1駆動源41と、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させる第2駆動源42とが、互いに独立しているので、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度に係わらず、押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度を所期する範囲に維持することができる。これにより、缶底52に成形される凹部60の深さ(成形量)が安定化し、缶底52の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底52におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。
That is, the
以上より本実施形態によれば、装置の運転速度(缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底52に成形する凹部60の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶50を製造できる。
As described above, according to the present embodiment, the processing of the
また本実施形態では、連結部材43を用いることによって、押圧ローラ20と第2駆動源42との連結を、押圧ローラ20と第1駆動源41との連結に切り替え可能であるとともに、第1駆動源41が押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転可能であるので、下記の作用効果を奏する。
すなわち上記構成では、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させる駆動源として、第2駆動源42に代えて第1駆動源41を選択可能である。従って、例えば、装置の運転速度を変更する頻度が低い場合などには、押圧ローラ20を連結部材43及び適切なギヤ機構等を介して第1駆動源41に連結し、1つの駆動源(第1駆動源41)により缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転(公転)及び押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転(公転)を行わせることで、ランニングコストを削減できる。また、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合などには、押圧ローラ20を第2駆動源42に連結して、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度(つまり装置の運転速度)に係わらず、第2駆動源42により押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度を所定範囲に収めることで、上述した本実施形態の作用効果を安定して得ることができる。
In the present embodiment, by using the connecting
That is, in the above configuration, the
また本実施形態では、缶底成形ユニット14等を中心軸O回りに回転(公転)させる回転軸12の中心軸O回りの回転方向と、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転(公転)させる駆動ギヤ23の中心軸O回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定されるので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、缶底成形ユニット14等が回転軸12の中心軸O回りのうち第1の回転方向(例えば時計回り)に回転させられたときに、駆動ギヤ23は中心軸O回りのうち第2の回転方向(例えば反時計回り)に回転させられる。これにより、例えば本実施形態とは異なり、駆動ギヤ23が装置フレーム11に回転不能に固定されている場合の、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24のスピンドル軸C回りの回転速度に比べて、本実施形態では、駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24のスピンドル軸C回りの回転速度が増すため、該従動ギヤ24に連結された押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度を増速できる。よって缶底52への凹部60の成形スピードを高めることができ、生産効率の向上を図ることができる。
In this embodiment, the rotation direction around the central axis O of the
That is, in this case, when the can
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば下記に説明するように、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。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, for example, as described below.
前述の実施形態では、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56のうち内周壁57を押圧して、該内周壁57に径方向外側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60を成形しボトムリフォーム加工を行うこととしたが、これに限定されるものではない。例えば、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56のうち外周壁58を押圧して、該外周壁58に径方向内側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60を成形しボトムリフォーム加工を行ってもよい。或いは、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56の内周壁57及び外周壁58の両方に対しそれぞれ押圧されて、内周壁57及び外周壁58にそれぞれ凹部60を成形してもよい。
In the above-described embodiment, the pressing
また、前述の実施形態では、缶底成形装置10が、2ピース缶の缶本体に用いられる缶Wの缶底52に対して、凹部60を成形するものであるとしたが、これに限定されるものではない。缶底成形装置10は、例えば、ボトルネッカー(ボトル缶製造装置)によって缶胴の開口端部にネッキング加工やねじ加工が施されたボトル缶の缶底に対して、凹部60を成形するものであってもよい。或いは、ボトル缶の製造過程で作製されるDI(Drawing&Ironing)缶の缶底に対して、凹部60を成形するものであってもよい。なおDI缶とは、前述の実施形態で説明した缶Wの缶胴51の開口端部に、ネック部53が形成されていない缶体(つまり缶胴51の外径が、缶底52との接続部分から開口端部にわたって一定とされた缶体)である。
Moreover, in the above-mentioned embodiment, although the can bottom shaping |
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, you may combine each structure (component) demonstrated by the above-mentioned embodiment, a modification, and a remark etc., addition of a structure, omission, substitution, others It can be changed. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments, and is limited only by the scope of the claims.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.
〔運転速度によるBPR内径の確認試験〕
缶底成形装置10の運転速度(缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度に相当する)と、ボトムリフォーム加工した缶50の缶底52のBPR内径(内周壁57の最大直径、つまり環状凸部56の凹部60における最大内径)との関係について、確認試験を行った。
[Confirmation test of BPR inner diameter by operating speed]
The operating speed of the can bottom forming apparatus 10 (corresponding to the rotating speed around the central axis O of the
装置の運転速度は、800〜1800cpmの間で複数設定した。なお「cpm」とは、装置の1分間あたりの製缶数(ボトムリフォーム加工する缶数)を表している。具体的に、例えばスターホイール13のポケット数が12である場合、スターホイール13が1分間あたりに100回転するときの運転速度は、1200cpmとなる。
A plurality of operating speeds of the apparatus were set between 800 and 1800 cpm. “Cpm” represents the number of cans produced per minute (number of cans for bottom reforming) of the apparatus. Specifically, for example, when the number of pockets of the
本発明の実施例では、駆動源として第1駆動源41及び第2駆動源42を用い、第1駆動源41によって缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転(公転)を行い、第2駆動源42によって押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転(公転)を行うこととした。そして、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度(装置の運転速度:cpm)の大きさに応じて、該回転速度に対する押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度の比率(速度比:%)を変化させた。
In the embodiment of the present invention, the
具体的には、後述する表1に示すように、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度(運転速度。以下、第1の回転速度という)が1200cpmのときの、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転速度(以下、第2の回転速度という)の速度比を、100%(基準値)とした。そして、第1の回転速度を1200cpmよりも低下させた場合には、第2の回転速度の速度比を100%よりも増加させ、第1の回転速度を1200cpmよりも増加させた場合には、第2の回転速度の速度比を100%よりも低下させて、押圧ローラ20の(実際の)第2の回転速度が所定範囲に収まるようにした。
より詳しくは、第1駆動源41及び第2駆動源42はそれぞれ駆動モータであって、第1駆動源41のモータ回転数(モータ電源の周波数)に対する、第2駆動源42のモータ回転数(モータ電源の周波数)の比率を、上記比率(速度比)とした。
Specifically, as shown in Table 1 to be described later, when the rotational speed (operation speed; hereinafter referred to as the first rotational speed) around the central axis O of the
More specifically, each of the
一方、比較例では、駆動源として第1駆動源41のみを用い、第1駆動源41によって、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転(公転)と、押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転(公転)とを行うこととした。このため、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(装置の運転速度:cpm)に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率(速度比:%)は、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度の大きさに係わらず一定である。
On the other hand, in the comparative example, only the
具体的には、後述する表2に示すように、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(運転速度)800〜1800cpmの全域にわたって、該第1の回転速度に対する第2の回転速度の速度比を、120%に固定した。つまり比較例では、第1駆動源41と押圧ローラ20との間に介装されるギヤ機構等により、減速比を一定とした。このため、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度が増加すれば、押圧ローラ20の第2の回転速度もこれに比例して増加する。また、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度が低下すれば、押圧ローラ20の第2の回転速度もこれに比例して低下する。なお、速度比を120%とした理由は、最低の運転速度800cpmにおいても凹部60の成形量(深さ)を確保して、BPR加工後の缶底52の耐圧強度を維持するためである。
Specifically, as shown in Table 2 to be described later, the second rotational speed relative to the first rotational speed over the entire first rotational speed (operating speed) 800 to 1800 cpm of the can
そして、本発明の実施例及び比較例のそれぞれにおいて、缶底52にボトムリフォーム加工を行い凹部60を成形した後のBPR内径を測定した。なお、各運転速度において、BPR内径の測定は任意に20缶ずつを抜き取って行い、平均値、最大値、最小値、標準偏差(σ)及び3σについて確認した。
本発明の実施例の確認結果を表1に示し、比較例の確認結果を表2に示す。また図12に、運転速度とBPR内径との関係について示す。
And in each of the Example and comparative example of this invention, the BPR internal diameter after carrying out the bottom reform process to the
The confirmation result of the Example of this invention is shown in Table 1, and the confirmation result of the comparative example is shown in Table 2. FIG. 12 shows the relationship between the operation speed and the BPR inner diameter.
表1及び図12の結果より、本発明の実施例においては、装置の運転速度(缶底成形ユニット14等の第1の回転速度)に係わらず、缶底52のBPR内径が略一定とされて、BPR内径のばらつきが顕著に抑制されることが確認できた。つまり缶底52に成形される凹部60の成形量(深さ)が、運転速度によらず一定となることがわかった。
一方、表2及び図12の結果より、比較例においては、装置の運転速度によって、缶底52のBPR内径が大きく変化することがわかった。具体的に、例えば運転速度800cpmの場合と運転速度1800cpmの場合とを比較すると、BPR内径が0.3mm程度も変化していた。
From the results of Table 1 and FIG. 12, in the embodiment of the present invention, the BPR inner diameter of the
On the other hand, from the results of Table 2 and FIG. 12, it was found that in the comparative example, the BPR inner diameter of the
〔運転速度によるBPR内径及び耐圧強度等の確認試験〕
次に、本発明の実施例を用いて、運転速度、BPR内径及び耐圧強度等の関係について確認試験を行った。具体的には、上述した「運転速度によるBPR内径の確認試験」における本発明の実施例と同様の条件にて、運転速度800cpm、1300cpm、1800cpmの各運転速度において、缶底52にボトムリフォーム加工を行い凹部60を成形した後のBPR内径、ボトムデプス(ドーム部深さ)、耐圧強度及びボトムグロース(缶底伸び変形量)について、測定を行った。なお、各運転速度の測定缶数は任意に抜き取った20缶とし、ボトムグロース測定時の内圧については618kPaとした。
確認結果を、表3〜表5及び図13に示す。
[Confirmation test of BPR inner diameter and pressure strength by operating speed]
Next, using the examples of the present invention, a confirmation test was performed on the relationship between the operation speed, the BPR inner diameter, the pressure strength, and the like. Specifically, the bottom reforming process is performed on the can bottom 52 at each of the operation speeds of 800 cpm, 1300 cpm, and 1800 cpm under the same conditions as those of the embodiment of the present invention in the “BPR inner diameter confirmation test using the operation speed” described above. The BPR inner diameter, the bottom depth (dome portion depth), the pressure resistance and the bottom growth (can bottom elongation deformation amount) after forming the
The confirmation results are shown in Tables 3 to 5 and FIG.
表3〜表5及び図13の結果より、本発明の実施例では、各運転速度においてBPR内径、ボトムデプス、耐圧強度及びボトムグロースが略一定となることがわかった。つまり、装置の運転速度に係わらず、缶底52に成形する凹部60の加工精度を安定させることができ、缶底52の耐圧強度等にばらつきのない、品質の安定した良品の缶50を製造できることが確認された。
From the results of Tables 3 to 5 and FIG. 13, it was found that the BPR inner diameter, the bottom depth, the pressure strength, and the bottom growth are substantially constant at each operation speed in the examples of the present invention. In other words, regardless of the operating speed of the apparatus, the processing accuracy of the
本発明の缶底成形装置によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。 According to the can bottom forming apparatus of the present invention, it is possible to stabilize the processing accuracy of the recess formed in the can bottom regardless of the operation speed of the apparatus. Therefore, it has industrial applicability.
10 缶底成形装置(ボトムリフォーム装置)
12 回転軸
13 スターホイール(ターレット)
14 缶底成形ユニット
16 トップ支持部材
18 ボトム支持部材
20 押圧ローラ
23 駆動ギヤ
24 従動ギヤ
41 第1駆動源
42 第2駆動源
43 連結部材
50 缶
51 缶胴
52 缶底
55 ドーム部
56 環状凸部(リム)
57 内周壁(カウンタ部)
58 外周壁(ヒール部、チャイム部)
60 凹部
C スピンドル軸(缶軸)
O 中心軸
W 缶(ワーク)
10 Can bottom molding equipment (bottom reforming equipment)
12 Rotating
14 can
57 Inner wall (counter part)
58 Perimeter wall (heel, chime)
60 Concave part C Spindle shaft (can shaft)
O Center axis W Can (work)
Claims (3)
缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、
前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、
前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧して凹部を成形する缶底成形装置であって、
前記缶の前記缶胴を保持するスターホイールと、
前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニットと、
前記スターホイール及び前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸と、
前記回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第1駆動源と、
前記缶底成形ユニットに含まれ、前記缶の前記缶底に対して径方向に往復移動しかつ前記スピンドル軸回りに回転して、前記環状凸部に周方向に延びる前記凹部を成形する押圧ローラと、
前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第2駆動源と、を備えた缶底成形装置。 In the can bottom of a can having a can body and a can bottom and having a bottomed cylindrical shape,
A dome portion recessed upward in the can axis direction;
Continuing to the outer peripheral edge of the dome, and projecting downward in the can axis direction, an annular convex portion extending around the can axis is formed,
A can bottom forming device for forming a recess by pressing at least one of an inner peripheral wall and an outer peripheral wall of the annular convex part,
A star wheel for holding the can body of the can;
A can bottom forming unit having a spindle axis extending to coincide with the can axis of the can held by the star wheel;
A rotating shaft to which the star wheel and the can bottom forming unit are attached;
A first drive source for rotating the rotating shaft around a central axis of the rotating shaft;
A pressure roller, which is included in the can bottom forming unit, reciprocates in the radial direction with respect to the can bottom of the can and rotates around the spindle axis to form the concave portion extending in the circumferential direction on the annular convex portion. When,
A can bottom forming apparatus comprising: a second drive source that rotates the pressing roller about the spindle axis.
前記押圧ローラと前記第2駆動源との連結を、前記押圧ローラと前記第1駆動源との連結に切り替え可能であるとともに、前記第1駆動源が前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転可能である缶底成形装置。 The can bottom forming apparatus according to claim 1,
The connection between the pressure roller and the second drive source can be switched to the connection between the pressure roller and the first drive source, and the first drive source can rotate the pressure roller around the spindle axis. Can bottom molding equipment.
前記回転軸の中心軸に同軸に配置され、前記回転軸に対して中心軸回りに回転可能な駆動ギヤと、
前記駆動ギヤに噛合し、前記スピンドル軸に同軸に配置されて前記押圧ローラに連結された従動ギヤと、を備え、
前記回転軸の中心軸回りの回転方向と、前記駆動ギヤの中心軸回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定された缶底成形装置。 It is a can bottom molding device according to claim 1 or 2,
A drive gear disposed coaxially with the central axis of the rotary shaft and rotatable about the central axis with respect to the rotary shaft;
A driven gear meshing with the drive gear, coaxially disposed on the spindle shaft and connected to the pressing roller,
A can bottom forming apparatus in which a rotation direction around a center axis of the rotation shaft and a rotation direction around a center axis of the drive gear are set in opposite directions.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113878057A (en) * | 2021-10-09 | 2022-01-04 | 广州荣鑫容器有限公司 | Forming mechanism of high-strength tank bottom structure of pop-top can |
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2017
- 2017-07-05 JP JP2017132089A patent/JP2019013948A/en active Pending
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