CN103781568A - 罐盖的卷边接合方法 - Google Patents

罐盖的卷边接合方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种罐盖的卷边接合方法，上述罐盖由中心板、环状强化槽、卡紧壁以及卷边部构成，具有中心板直径与罐盖直径之比为0.65～0.75的小径的中心板，其中，上述卡紧壁具备向外侧倾斜的第一倾斜部和第二倾斜部，当罐体的凸缘前端部与上述罐盖的卷边部前端部在假想水平面重叠时，上述第二倾斜部的下端部、或者将上述第一倾斜部与第二倾斜部连接的第二弯曲部位于相对于通过上述凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度成0°～35°的范围内的位置。

Description

罐盖的卷边接合方法
技术领域
本发明涉及一种将罐盖卷边接合于罐体的罐盖的卷边接合方法，尤其是涉及在应用于正压罐的耐压罐盖中实现材料节约的罐盖的卷边接合方法。
背景技术
以往，提出如下各种轻型耐压罐盖：在例如啤酒、碳酸饮料等正压罐用罐盖中，通过缩小罐盖的中心板直径，改变卡紧壁(chuck wall)形状，来提高耐压强度实现材料的薄壁化／减少化(参照专利文献1～3)。
而且，对专利文献1的发明所涉及的罐盖而言，作为代表例罐盖直径d1／面板直径d5=1／0.717，中心板直径比以前的耐压罐盖小，相应地将卡紧壁的倾斜角c极端地增大为近似43°，由此提高耐压性。而且，对该类型的罐盖而言，当卷边接合于填充有内置物的罐体时，罐盖通过罐盖输送转台供给到罐体来进行卷边接合。然而，当将罐盖供给到罐体时，罐盖的卡紧壁作为后述的比较例如图6所示那样几乎接近罐体的凸缘顶部，在到达后述的进口中心(intake center)p之前的向罐体移载罐盖的罐盖移载区间偏心量较大，易产生中心位置的偏离，所以不能正确地进行定心(centering)或罐盖向罐体的安装，容易引起在罐盖与罐体偏心的失配(mismatch)状态下进行双重卷边接合这样的事故。
即，在罐盖向罐体卷边接合的卷边接合线，以往如图5所示那样，基于罐盖供给转台的罐盖的行进中心线M与罐体传送带的行进中心线L2以及升降板(lifter plate)(同一轴线上存在卷边接合头的分离盘(knock-out pad))的行进中心线N，在将罐盖供给转台的中心与卷边接合转台的中心连结的线上的进口中心p交叉。因此，罐体c、罐盖e以及各自的行进中心线设定为在向罐体移载罐盖的罐盖移载区间(由图3中的角度α表示的范围)几乎重叠，在进口中心p处进行罐盖的安装。此时，存在如下情况：在上述的进口中心p前的罐盖移载区间，罐盖以相对于罐体中心位置偏离的偏心状态被供给罐体。
而且，对上述专利文献1提出的中心板面较小、卡紧壁的倾斜角较大的罐盖而言，如图6所示那样罐盖的卡紧壁与罐体的凸缘之间的接点大致为凸缘上表面，在向罐体安装罐盖的进口中心p前的罐盖移载区间，罐盖相对于罐体的中心位置的偏离明显出现。因此，上述偏离出现，偏心量变大，罐盖的卷边部前端部搭在罐体的凸缘的搭接宽度变大。若在这种罐盖的卷边部前端部搭接于罐体的凸缘的状态下进行卷边接合，则如图8所示那样罐体的凸缘与罐盖的卷边部不能正常地卷边接合，而容易产生卷边钩CH被压溃在主体钩BH上的状态的称为假接缝(falseseam)(伪卷边接合)的卷边接合不良。该假接缝如图所示那样处于隐藏于卷边接合部内部的状态，所以从外部很难发现，从品质管理上来说，其产生也是必须避免的问题。
此外，稍后对将专利文献1中提出的现有的轻型耐压罐盖卷边接合时偏心量变大的原因进行详细地说明。
另外，在专利文献2以及3提出的罐盖中，虽然上述问题减少了，但尚未能够十分满意地解决问题。
专利文献1：日本特表平11-505791号公报
专利文献2：日本特开2006-122990号公报
专利文献3：日本特开2010-215274平号公报
如上所述，中心板直径较小的这类型的轻型耐压罐盖若出现上述偏离则偏心量变大，所以，为了不产生伪卷边接合等卷边接合不良，而需要耗时来严密地调整罐盖供给转台的引导，另外，不得不降低生产速度等，从而存在妨碍生产性的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种罐盖的卷边接合方法，能够提高罐体与罐盖的定心性，不妨碍生产性而维持稳定的卷边接合性，并能够减少轻型耐压罐盖使用的材料使用量。
为解决上述问题点而进行了各种研究，结果，发现如下情况从而达到本发明：通过改进罐盖形状并且使罐体与罐盖的位置关系为某一特定的位置关系，来提高罐体与罐盖的定心性，能够不引起卷边接合不良且不妨碍生产性而进行卷边接合。
即，一种解决上述问题的本发明的罐盖卷边接合方法，上述罐盖由中心板、环状强化槽、卡紧壁以及卷边部构成，具有中心板直径与罐盖直径之比为0.65～0.75的小径的中心板，上述罐盖的卷边接合方法的特征在于，上述卡紧壁具备向外侧倾斜的第一倾斜部和第二倾斜部，当罐体的凸缘前端部与上述罐盖的卷边部前端部在假想水平面重叠时，上述第二倾斜部的下端部、或者将上述第一倾斜部与第二倾斜部连接的第二弯曲部位于相对于通过上述凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度成0°～35°的范围内的位置。
在上述卷边接合方法中，优选上述罐盖与罐体的偏心量最大为0.8mm以下。
另外，优选，上述环状强化槽的外侧壁相对于垂直轴线的外侧的倾斜角θ1为0°～15°，上述卡紧壁的第一倾斜部的倾斜角θ2为50°～70°，上述第二倾斜部的倾斜角θ3为0°～20°，从上述第二倾斜部的下端到卷边部顶面的垂直高度h1为2.5mm～4.5mm。
根据本发明的罐盖卷边接合方法，即便是具有小径的中心板的轻型耐压罐盖，也能够减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离而减少偏心量，能够缩小罐盖的卷边部前端部搭在罐体的凸缘的搭接宽度而进行定心，能够不降低生产速度而维持稳定的卷边接合性，并能减少罐盖材料使用量以及降低成本。
附图说明
图1(a)是应用于本发明的轻型耐压罐盖的剖视图，图1(b)是其主要部分放大图。
图2(a)是罐体的凸缘前端部和罐盖的卷边部前端部与凸缘前端部所在的假想水平面重叠的状态的剖视图，图2(b)是其主要部分放大图，图2(c)是另一实施例的主要部分放大图。
图3是罐盖、罐体的供给装置的示意配置图。
图4是表示罐盖移载区间的近前的罐盖与罐体的状态的剖视图。
图5是表示罐体与罐盖到达进口中心p之前的移动轨迹的示意图。
图6(a)是在将应用于比较例的轻型耐压罐盖卷边接合于罐体时，罐体的凸缘前端部和罐盖的卷边部前端部与凸缘前端部所在的假想水平面重叠的状态的剖视图，图6(b)是其主要部分放大图。
图7是将图2示出的实施例与图6示出的比较例重合的参考图，图7(b)是其主要部分放大图。
图8是表示伪卷边接合状态的卷边接合部的剖切面的示意图。
附图标记说明：
1...罐盖；2...中心板；3...环状强化槽；4...卡紧壁；5...卷边部；6...外侧壁；20...罐盖供给转台；21...卷边接合转台；22...排出转台；23...罐体供给传送带；25、27...卡合凹部；30...升降器；31...内导轨；32...外导轨；33...凸缘引导件；50...比较例的轻型耐压罐盖；70...罐体；71...凸缘；72...圆弧部。
具体实施方式
在对本发明的实施方式进行说明之前，参照图3～图5对将专利文献1中提出的现有的轻型耐压罐盖卷边接合时偏心量变大的原因进行说明。此外，在下述说明中，除罐盖形状以外与本发明的实施方式相同。
图3是表示罐盖、罐体的供给装置的示意配置图，该供给装置具有被同步旋转驱动的罐盖供给转台20、卷边接合转台21、排出转台22以及由定间距的推式传送带(pusher conveyer)构成的罐体供给传送带23。填充有内置物的罐体被罐体供给传送带23输送，随着接近进口中心p而逐渐被卷边接合转台21的卡合凹部25约束，从进口中心p的位置朝卷边接合转台21移载。
另一方面，罐盖50由沿罐盖供给转台20的卡合凹部27的内外圆周部配置为与该转台几乎同心状的内导轨31和外导轨32(参照图4)引导而被设置于罐盖供给转台20的推杆(pusher)推压输送，在向罐体70移载罐盖的罐盖移载区间部的末端部通过下方的罐体70上升，在进口中心p处罐盖50被从上述各导轨抬起而安装于罐体开口部。几乎与此同时，配置于卷边接合转台21的各卡合凹部25的上方的卷边接合头的分离盘(未图示)下降，并在罐体70与罐盖50通过上述进口中心p的时刻，在罐盖50安装于罐体70的状态下移载于卷边接合转台21，进行卷边接合。
图4是表示将罐盖移载区间的近前的罐体70载置于升降板30，并欲安装罐盖50的状态的剖视图，在罐盖供给转台20的上部设置有接受罐盖50的卷边前端部的内导轨31，在对峙的卷边接合转台21侧通过允许卷边接合转台21旋转的凹部而设置有外导轨32，由此构成由罐盖供给转台20输送的罐盖50的输送路径。另外，在图4中，33是凸缘引导件，凸缘引导件33与载置于升降板30的罐体70的凸缘接合，来进行在升降板30上的罐体70的定心。另外，与后述的本实施方式相同，由上述输送路径形成的罐盖50的行进中心线M设定为在从进口中心p到进口角度α的位置(基于罐体的罐盖的提起开始点)的范围内与罐体供给传送带23的行进中心线L2大致直线状地一致，由此，能够提高罐盖50的定心性。
然而，图6示出的现有的专利文献1中提出的轻型耐压用的罐盖50存在如下情况：在上述罐盖移载区间，罐盖50与罐体70的中心位置偏离，从而罐盖50的卡紧壁51在罐体70的凸缘71的圆弧部72的上方位置变为接触状态。详细来说，如图6(b)放大所示，上述卡紧壁51在相对于通过凸缘71的圆弧部72的弯曲中心0的假想水平面角度β≈51.7°的位置接触，形成为罐盖50相对于罐体70的偏心量q2变大的状态，凸缘搭接宽度s2也变大。结果，如图8所示，罐体的凸缘与罐盖的卷边部不能正常地卷边接合，而容易产生卷边钩CH被压溃在主体钩BH上的状态的称为假接缝的卷边接合不良。
而且，为了减小该偏心量，以往进行内导轨31以及外导轨32的调节，但导轨的设定作业繁琐，存在难以得到较高精度的问题，并且，每次罐盖的种类发生变化都需要调整，另外，导致生产性降低的原因如上所述。
因此，本发明的导轨的设定作业变得容易，能够实现轻型耐压罐盖的卷边接合，即便是轻型耐压罐盖，也能在安装罐盖的进口中心p前的向罐体移载罐盖的罐盖移载区间，降低罐盖相对于罐体的中心位置的偏离而减少偏心量，由此能够正确地进行定心或罐盖向罐体的安装而不引起卷边接合不良，并且，能够不妨碍生产性进行卷边接合。
即，在本发明中涉及一种罐盖的卷边接合方法，所述罐盖由中心板、环状强化槽、卡紧壁以及卷边部构成，具有中心板直径与罐盖直径之比为0.65～0.75的小径的中心板，其中，上述卡紧壁由向外侧倾斜的第一倾斜部和第二倾斜部构成，当罐体的凸缘前端部与上述罐盖的卷边部前端部在假想水平面重叠时，使上述第二倾斜部的下端部或将上述第一倾斜部与第二倾斜部连接的第二弯曲部位于相对于通过上述凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度成0°～35°的范围内的位置，因此，即便当在上述罐盖移载区间产生罐盖与罐体的中心位置的偏离，也能够降低上述中心位置的偏离而减少偏心量。
以下，基于附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
图1是应用于本发明的罐盖的卷边接合方法的轻型耐压罐盖(以下仅称为罐盖)的剖视图。
图1示出的应用于本发明的罐盖1由板厚0.20～0.25mm的铝合金形成，罐盖直径D1为55mm～65mm，由中心板2、环状强化槽3、卡紧壁4以及卷边部5构成，环状强化槽3的外侧壁6以相对于垂直轴线倾斜角θ1为0°～15°的方式立起、垂直乃至向外侧倾斜，并经由具有r1的曲率半径的第一弯曲部4a而与后述的卡紧壁4的第一倾斜部4b连接。卡紧壁4由如下部件构成：与上述环状强化槽3连续并以倾斜角θ2为50°～70°的方式向外侧倾斜的第一倾斜部4b、和经由具有r2的曲率半径的第二弯曲部4c而从第二弯曲部4c的上端以倾斜角θ3为0°～20°的方式立起、垂直乃至向外侧急剧倾斜的第二倾斜部4d。而且，第二倾斜部4d与卷边部5连接。上述卡紧壁4整体呈平缓倾斜状，但上述第一倾斜部4b与第二倾斜部4d由第二弯曲部4c连接，从上述第二倾斜部4d下端到卷边部5顶面的垂直高度h1为2.5mm～4.5mm。结果，罐盖在第二倾斜部4d的极低的位置如后所述的那样在罐盖移载区间与罐体70的凸缘71接触，由此能够降低罐盖1相对于罐体70的中心位置的偏离而减少偏心量，能够防止产生伪卷边接合等卷边接合不良。而且，该罐盖1是卡紧壁4的第一倾斜部4b的下端经由第一弯曲部4a而与环状强化槽3的外侧壁6连续、且上述中心板2的直径D2与罐盖直径D1之比为0.65～0.75的轻型耐压用罐盖。此外，图中D3表示卷边端直径。
图2是表示本发明中在罐盖移载区间中心位置偏离时罐盖与罐体的接触状态，其中，图2(a)是其主要部分的剖视图，图2(b)、图2(c)是罐盖与罐体的接触侧的剖视放大图。
而且，当在将罐体70载置于升降板30将罐盖1安装于罐体70的进口中心p前的罐盖移载区间，罐体70的凸缘71前端部与罐盖1的卷边部5前端部在假想水平面重叠时(进口α大致为3°的位置)，如图2(b)所示那样卡紧壁4的第二倾斜部4d的下端部位于相对于通过罐体70的凸缘部71的圆弧部72的弯曲中心的假想水平面角度β=0°～35°的范围内的位置，或者，如图2(c)所示那样将罐盖1的卡紧壁4的第一倾斜部4b与第二倾斜部4d连接的第二弯曲部4c位于相对于通过罐体70的凸缘部71的圆弧部72的弯曲中心的假想水平面角度β=0°～35°的范围内的位置。而且，通过如此定位，即使当在罐盖移载区间产生罐盖1与罐体70的中心位置的偏离时，也能够降低上述偏离而减少偏心量，由此能够正确地进行定心或罐盖1向罐体70的安装。
而且，若上述角度β超过35°，则在罐盖移载区间，罐盖1在罐体70的凸缘71的圆弧部72的较高位置接触，当产生上述偏离时不能降低偏离而导致偏心量增大，由此难以定心或正确地向罐体70安装罐盖1。因此，罐体70的凸缘71与罐盖1的卷边部5不能正常地卷边接合，而容易产生卷边钩CH被压溃在主体钩BH上的状态的称为假接缝(伪卷边接合)的卷边接合不良，由此角度β优选35°以下。
另外，对应用于本发明的罐盖1而言，从卡紧壁4的第二倾斜部4d的下端到卷边部顶面的垂直高度h1为2.5mm～4.5mm，尤其是h1为2.7mm～4.0mm能够进一步防止卷边接合不良。
实施例1
如下设定罐盖的各尺寸。
铝金属板(板厚)=0.220mm
罐盖直径D1=62.2mm
卷边部内径D3=60.4mm
从第二弯曲部4c上端到卷边部5顶点的垂直高度h1=3.60mm
环状强化槽3的外侧壁6相对于垂直轴线的倾斜角θ1=14.5°
第一倾斜部4b的倾斜角度θ2=63.7°
第二倾斜部4d的倾斜角度θ3=14.5°
中心板直径D2=46.15mm
卷边部高度h2=2.25mm
罐盖移载区间的进口角度α=3°
将上述罐盖卷边接合于凸缘宽度为2.3mm、凸缘直径为59.5mm的罐体。
结果，当在罐盖移载区间罐体的凸缘前端部和罐盖的卷边部前端部与上述凸缘前端部所在的假想水平面重叠时罐盖的卡紧壁与罐体的凸缘的位置关系为图2(a)、图2(b)示出的状态，上述卡紧壁的第二倾斜部的下端部与罐体的凸缘的位置关系为相对于通过凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度β为14.5°。而且，能够减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离，偏心量q1为0.64mm，罐体的凸缘向罐盖的卷边前端部搭接的搭接宽度s1为0.19mm。
实施例2
如下设定罐盖的各尺寸。此外，下述以外的罐盖的尺寸以及条件与实施例1相同。
从第二弯曲部4c上端到卷边部5顶点的垂直高度h1=2.70mm
环状强化槽3的外侧壁6相对于垂直轴线的倾斜角θ1=11.3°
第一倾斜部4b的倾斜角度θ2=52.7°
第二倾斜部4d的倾斜角度θ3=11.0°
将上述罐盖以与实施例1相同的方式卷边接合于罐体。
结果，在罐盖移载区间，罐盖的卡紧壁与罐体的凸缘的位置关系为图2(c)示出的状态，将上述卡紧壁的第一倾斜部与第二倾斜部的连接的第二弯曲部和罐体的凸缘的位置关系为相对于通过凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度β为33.5°。而且，与实施例1相同能够减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离，偏心量q1为0.73mm，罐体的凸缘向罐盖的卷边前端部搭接的搭接宽度s1为0.28mm。
因此，根据上述实施例1、2，能够确认：当将轻型耐压罐盖卷边接合于罐体时，在进行向罐体供给罐盖的罐盖移载区间，能减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离而减少偏心量，由此能够正确地进行定心或罐盖向罐体的安装，即便产生上述偏离也能够卷边接合，对于轻型耐压罐盖的卷边接合有显著的效果。
比较例
作为比较例，将图6示出的现有的罐盖卷边接合于与上述实施例相同的罐体。
比较例的罐盖的尺寸如下。
铝金属板(板厚)=0.220mm
罐盖直径D1=62.2mm
卷边部内径D3=60.4mm
从卡紧壁上端到卷边部顶面的高度h1=2.05mm
卡紧壁的倾斜角度θ2=51.7°
中心板直径D2=43.60mm
卷边部高度h2=2.25mm
罐盖移载区间的进口角度α=3°
结果，在罐盖移载区间，罐盖的卡紧壁与罐体的凸缘的位置关系处于图6示出的状态，为相对于通过罐体的凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度β为51.7°。而且，罐盖相对于罐体的中心位置的偏离较大，偏心量q2为1.24mm，罐体的凸缘向罐盖的卷边前端部搭接的搭接宽度s2为0.79mm。
这意味着：当将罐盖卷边接合于罐体时，在进行向罐体供给罐盖的罐盖移载区间，无法减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离，难以减少偏心量，从而不能正确地进行定心或罐盖向罐体的安装，在产生上述偏离时可能会引起伪卷边接合等卷边接合不良。
此外，图7表示将图2(b)示出的实施例1与图6示出的比较例重合的剖视图。
工业上的可利用性
根据本发明的卷边接合方法，当将中心板直径较小的轻型耐压的罐盖卷边接合于罐体时，能够减少罐盖相对于罐体的中心位置的偏离而减少偏心量，尤其是适用于啤酒、碳酸饮料等正压罐的卷边接合方法，由此能够进行良好的卷边接合而不妨碍生产性，工业上的可利用性较高。

Claims (3)

1.一种罐盖的卷边接合方法，所述罐盖由中心板、环状强化槽、卡紧壁以及卷边部构成，具有中心板直径与罐盖直径之比为0.65～0.75的小径的中心板，
所述罐盖的卷边接合方法的特征在于，
所述卡紧壁具备向外侧倾斜的第一倾斜部和第二倾斜部，当罐体的凸缘前端部与所述罐盖的卷边部前端部在假想水平面重叠时，所述第二倾斜部的下端部、或者将所述第一倾斜部与第二倾斜部连接的第二弯曲部位于相对于通过所述凸缘的圆弧部的弯曲中心的假想水平面角度成0°～35°的范围内的位置。
2.根据权利要求1所述的罐盖的卷边接合方法，其特征在于，
所述罐盖与罐体的偏心量最大为0.8mm以下。
3.根据权利要求1或2所述的罐盖的卷边接合方法，其特征在于，
所述环状强化槽的外侧壁相对于垂直轴线的外侧的倾斜角θ1为0°～15°，所述卡紧壁的第一倾斜部的倾斜角θ2为50°～70°，所述第二倾斜部的倾斜角θ3为0°～20°，从所述第二倾斜部的下端到卷边部顶面的垂直高度h1为2.5mm～4.5mm。
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