JP2000515072A - 容器の整合されたエンボス加工装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 缶本体にエンボス加工する装置は、缶本体４０を受け止めるようにされた第１工具部材１００と、第１工具部材から離れた第１位置から第１工具部材に近い第２位置へ向かって往復移動可能な第２工具部材１００を備えた第１マンドレルを有する。第２位置において、缶本体側壁は第１工具部材と第２工具部材との間に係合する。第１工具部材１００は１以上の凹部を形成しており、第２工具部材は突出する該凹部と対応された１以上の凸部２０５を形成している。第１マンドレルおよび第２マンドレルは該第２マンドレルの往復移動によって機械的に連結されており、第１工具部材および第２工具部材２００は互いに対して連続的に回転し、互いに対して実質的に一定した相対位置を維持する。缶本体の連続した側壁は第１および第２工具部材の間を運ばれて側壁にエンボス加工が行われ、側壁に装飾的なエンボス加工された特徴（造作）が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 容器の整合されたエンボス加工装置および方法 本発明は一般にビールや飲料産業で典型的に使用されている２部品構造（two- piece）の容器に係わり、特にそれらの容器のための、容器側壁に対するエンボ ス加工が先行して容器に付与されている図柄と一致して行われるように容器を整 合させて行うエンボス加工装置に関する。 ビールや飲料産業で使用されているこの形式の２部品容器（two-piece contai ner）は一体型本体と缶端部とで構成されている。一体型本体は典型的に絞り加 工およびアイアニング加工（絞り加工品の肉厚を薄くする加工）によって形成さ れる。缶端部は典型的には、簡単に開放できる形式の端部に改造される端部シェ ルで構成される。缶本体に製品が充填された後、改造を施した端部が本体の開放 端部にシーム接合される。２部品缶は主にアルミニウム製品から形成されており 、またビールや飲料産業で使用されている最も一般的な形式の金属製容器である 。パッケージング産業において望まれる非常に重要なことは製品の差別化および 消費者による容認度のレベルを高めるために容器外観を改善することである。 ２部品で形成される形式の絞り加工およびアイアニング加工したアルミニウム 容器の全体的な見栄えを向上させるために、さまざまな試みがなされてきた。こ れらの試みは２つの面（two pronged）からなされた。一方において、缶本体に 付与される図柄に色を追加使用することで装飾した缶の見栄えを高めるために、 さまざまに努力がなされてきた。例えば、缶の装飾は４色から６色、また現在で は単一の缶本体装飾装置によって付与することができる８色の異なる色にまで増 やされた。他方において、さらに缶本体自体を形成することにより、容器自体の 外観を向上させる努力がなされてきた。例えば、米国特許第２８３０１１号、お よびＤｅｓ．２９０６８８号に開示されているような溝付き外観を缶本体の側壁 に与えることは知られている。前述の特許に示されているデザインを与えるため の容器の処理方法および装置は米国特許第５３４９８３７号に開示されており、 その記載内容はまるで全てが記載されているように参照することで本明細書に組 み入れられる。しかしながら溝付き側面を有する缶本体に圧力が加えられると、 容器の消費者が触れる側の側面における溝付き状態は小さくなり、容器の全体的 な溝付き外観は抑えられる。溝付き壁の完全な影響力は飲料容器が開かれて内部 圧力が大気圧と等しくなるまで実現されない。さらに、溝付きという特徴（造作 ）は予め定められた物理的パターンにて付与され、そのパターン自体は缶本体に 先行して付与されている図柄に対して一致されたり予め定められた関係を有する ことはない。溝付きパターンおよび既存の図柄は、容器の視覚による影響力を高 めるような一体化された美観を与えていない。溝付きという特徴の付与はランダ ムである。したがって、このような溝を付けるという特徴の付与を容器の図柄（ art work）と関係付ける（整合する）方法および装置の提供がこの産業における 長年にわたる目標として残っていた。同様に、缶本体の外観を改善して缶本体が その内容物を圧力状態で保持しているときもその特徴を維持できるようにする方 法の提供がこの産業における目標となっていた。 それ故に本発明の目的は、容器の外観を向上させるために缶本体の側壁にエン ボス加工する装置および方法を提供することであり、そのエンボス加工を缶の既 存の図柄すなわち装飾に関係付ける、すなわち整合させるような予め定められた 方法でエンボス加工が行われる。 また本発明の目的は、容器の内容物が圧力状態のもとで保持される場合でも、 一体性を保持する造作（特徴）を有する缶本体を提供することである。 本発明のさらに他の目的は、装飾缶本体の選択的および整合されたエンボス加 工を行うために、市販の缶製造ラインに容易に一体化できる装置を提供すること である。 本発明のさらに他の目的は、先行して缶に付与された装飾すなわち図柄に対し て整合させてエンボス加工することで外観の向上を示すことのできる缶本体を提 供することである。 本発明によれば２部品容器の本体部分は、その容器本体の側壁にエンボス加工 されたさまざまな特徴を組み入れるように、さらに形成される。本発明の１つの 概念によれば、固定された回転を行えるように支柱に取り付けられたタレットを 含む装置によって連続的な方法で缶本体の側壁がエンボス加工される。タレット は、その円周のまわりに円周方向に配置された複数の実質的に同じエンボスステ ーションを有する。タレットは支柱のまわりに回転し、その回転移動の一部にお いてローディング作動、エンボス加工およびアンローディング作動を通じて各加 工ステーションを缶本体取り入れステーションから最終的に缶本体排出ステーシ ョンへ連続して運ぶ。缶本体は通常のコンベヤ装置によって本発明の装置に対し て配送され、また運び出される。 各々のエンボス加工ステーションは、固定軸線のまわりに回転できるように支 持された第１マンドレルと、凹移動される第２軸線のまわりに回転できるように 支持された第２マンドレルを含む。第２軸線は第１軸線に近い第１位置と、第１ 軸線から離れた第２位置との間を以下に記載するように往復移動する。第２マン ドレルの往復移動は支柱に配置されたカム機構によって制御される。各々のエン ボス加工ステーションは一対の工具部材を組み付けており、その各々は第１およ び第２マンドレルのいずれか一方と関連し、その一対の工具部材の一方は雌部材 で、他方は雄部材である。第１マンドレルと関連する工具部材は内側の工具部材 を構成しており、エンボス加工時に缶本体は実質的にその工具部材を包み込む。 内側工具部材は容器側壁の製品（内容物）側の側面に接触する。内側工具部材は 雌工具部材も構成するのが好ましい。第２マンドレルと関連する工具部材は外側 の工具部材を構成し、エンボス加工時に容器側壁の消費者の触る側の側面と接触 される。この外側工具部材は雄工具部材を構成する。互いに接近した第１位置に ある内側および外側の工具部材は、回転する工具部材が缶本体の連続した側壁に 係合して本発明の装置によって化本体のエンボス加工を開始するように、十分に 接近される。工具部材は連続した側壁の全面を実質的に形成するために、ほぼ完 全な１回転（３６０°）につき回転される。 装置に関してみれば、第１マンドレルの回転移動は、そのマンドレルに固定的 に取り付けられ且つ支柱に固定された太陽歯車に沿って螺合する平歯車により与 えられる。タレットが作動ステーションを支柱のまわりに運ぶとき、その軸線の まわりに回転する第１マンドレル平歯車は太陽歯車と螺合されている。第１マン ドレル平歯車と支柱の太陽歯車との歯車比は、支柱のまわりにタレットが完全に １回転するために各マンドレルがその軸線のまわりに完全に３回転するように、 定められるのが好ましい。第１および第２マンドレルは互いに機械的に連結され ており、実質的に一定速度で、また互いに同期された関係で連続回転するように なされる。第１マンドレルの平歯車と第２マンドレルに固定的に取り付けられて いるバックラッシュ防止平歯車との組み合わせによって第１および第２位置の間 を第２マンドレルが往復移動する間、この同期関係は保持される。バックラッシ ュ防止歯車はばね付勢された割り面を含み、この割り面は歯車の一方の面が他方 の面と整合不良を生じさせるように押圧する。この「強制された整合不良」は、 第２マンドレルが第１マンドレルから離れる方向へ移動した後その第１マンドレ ルと螺合作動するように復帰されるときでさえも、第２マンドレルのバックラッ シュ防止歯車の歯が第１マンドレルの平歯車の歯と連続して接触することを保持 する。この歯車の連続的な接触は第１マンドレルおよび第２マンドレルを互いに 対して同期した回転位置に保持する。 固定の、および可動のマンドレルの両方が工具部材を支持する。第２マンドレ ルが第１マンドレルに近い第１位置にあるとき、両方の工具部材は第１マンドレ ル工具部材の上に導かれた缶本体と接触するように位置される。この状態で、第 １および第２マンドレルの両方の工具部材は缶本体をさらに形成することが可能 となる。第２マンドレルが第１マンドレルから離れた第２位置にあるときは、缶 本体を国分に対して容易にローディング（loading）およびアンローディング（u nloading）できるようにするために、２つの工具部材の間には十分な間隙が与え られる。 各作動ステーションはまたローディング機構を含み、このローディング機構は 第１マンドレルと軸線方向に整合される。ローディング機構は缶を取り入れる第 １の高さ位置と、取り入れた缶を第１マンドレルの工具部材に対してローディン グおよびアンローディングする第２の高さ位置との間で軸線方向に往復移動され る。カム従動子はローディング機構の下端部に備えられており、缶本体支持プラ ットフォームはローディング機構の上端部に配置されている。カム従動子は支柱 の底部のまわりに円周方向に配置されているリフトカムに沿って移動して、ロー ディング機構を第１および第２高さ位置の間で往復移動させる。缶本体支持プラ ットフォームは、ローディング機構が支柱のまわりに運ばれて両高さ位置の間で 往復移動される間、缶本体の底部すなわち球形部分に能動的に係合する真空手段 を含む。 容器が缶本体支持プラットフォーム上に位置された後、また第１マンドレルに 対する容器のローディングが行われる前に、缶本体支持プラットフォームは缶本 体をその対称軸線を通して約６００〜１２００ｒｐｍで回転を開始させる。セン サー手段は、缶本体の下端部すなわち閉端部に近い位置に先行して付与されてい るタイミングマーク（timing mark）を識別する。このマークは缶本体側壁に印 刷され、または容器底部に付与されている装飾の一体部分をなす特徴とすること ができる。缶本体支持プラットフォームはタイミングマークが検出されるまで缶 本体を回転させる。検出されたなら、その回転は停止され、容器の予め定められ た位置が保持される。ここで容器は雌マンドレル工具部材に対して知られた位置 となり、ローディング機構はその高さ位置への移動を完了して、缶本体を雌工具 部材に対してローディングする。雄および雌の工具部材は缶本体側壁のエンボス 加工を完了して容器を完成するのであり、この容器は図柄がエンボス加工と一致 され、または側壁に形成された他の特徴と一致される。 作動において、タレット（turret）が作動ステーションを支柱のまわりに運ぶ とき、第１すなわち下方の高さ位置に位置するローディング機構支持予成形体が 缶本体ローディングステーションにおいて缶本体を取り入れる。缶本体は支持プ ラットフォーム上に真空圧によって保持される。この真空圧は缶本体を第１マン ドレル工具部材に対して軸線方向に整合させて保持する。支持プラットフォーム は缶本体を回転させ、その間にセンサー装置は缶本体のタイミングマークのよう な或る印を確認する。その印を確認したなら、回転が停止されて、第１すなわち 固定マンドレルの雌工具部材に対する位置に保持される。カム従動子によりロー ディング機構は缶本体を第１硬さ位置まで持ち上げ、それを第１工具部材の上に 装着する。したがって、第１マンドレル工具部材は容器側壁の製品（内容物）側 の側面に係合する。第２マンドレルは第１マンドレルに近い第１位置へ向けて往 復移動される。第２マンドレル工具はこの時点で容器側壁の消費者が触れる側の 側面に係合する。第２マンドレルは、両マンドレルがそれぞれの軸線のまわりに ほぼ完全な１回転を行う間は第１位置に保持され、その後第１マンドレルから離 れた第２位置へ向かって往復移動される。缶本体は第１マンドレル工具部材から 取り外され、これは第１マンドレルの軸線位置またはその近くに位置する孔を通 して供給される空気圧によって行われるのが好ましい。ローディング機構は缶本 体の底部に再係合し、これは真空装置によって行われるのが好ましく、また缶本 体を第１高さ位置へ下げる。支柱のまわりで回転を継続するタレットはローディ ング機構を缶本体排出ステーションに位置させる。検査装置が排出ステーション の前に配置されているのが好ましく、この検査装置はエンボス加工された缶本体 の品質を評価する手段を含み、さらに形成された特徴が図柄と整合していない場 合にそれを不合格とする。整合不良の場合、不合格となった缶は排出ステーショ ンへ至る前にローディング機構から放出される。認識すべきことは、タレットは 複数、好ましくは１２〜２４の個別ステーションであるエンボス加工ステーショ ンを供給され、タレットの各ステーションが連続作動して複数の缶本体をさらに 形成できるということである。 本発明の上述した、および他の特徴および利点は詳細な図面を考慮することで 認識されよう。図面において、 図１は本発明により構成された加工装置を示す部分的に破断した概略頂平面図 、 図２は図１に示された装置の側立面図、 図３は本発明のエンボスおよびエンボス加工を適用する前の２部品で構成され た通常のビールや飲料容器の缶本体の側立面図、 図４は缶本体のローディングおよび整合機構の側立面分解図、 図５は部分的に断面とした本発明の固定および可動マンドレルの側立面図、 図６は部分的に断面とした固定マンドレルの側立面図、 図７Ａおよび図７Ｂは部分的に断面および仮想で示された本発明の可動マンド レルの側立面図および平面図、 図８Ａ、図８Ｂおよび図８Ｃは本発明の雌工具部材の側立面図、断面図および 部分詳細図、 図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃは本発明の雄工具部材の側立面図、断面図および 部分詳細図、 図１０Ａおよび図１０Ｂエンボス加工のために缶本体に係合している図８およ び図９に示された工具部材の一部分の横断面図、 図１１は全て本発明によるバックラッシュ（backlash）防止歯車の分解図であ る。 図１および図２は全体を符号２０で示される容器加工装置をそれぞれ頂平面図 および立面図で概略的に示している。装置２０は基部２２を含み、この基部は中 央ポストすなわち支柱２４を有し、この支柱にタレット２６が回転可能に支持さ れている。タレット２６は基部２２に取り付けられている通常の駆動手段２８に よって中央支柱２４のまわりを回転される。タレット２６は複数の実質的に同一 の加工ステーション３０を有しており、これらの加工ステーション３０はタレッ ト２６の周囲に取り付けられている。タレットは１２〜２４のそのようなステー ションを含むことが好ましい。しかしながら、ステーションの個数は製造効率に 合わせて容易に増減することができる。 図３を参照すれば、本発明の装置においてエンボス加工するのに好適な２部品 で構成された飲料缶から選ばれた通常の缶が全体を符号４０で示されている。こ の容器４０は開放端部４４を有する缶本体４２で構成されている。缶本体４２は 底部４６および連続した側壁４８を含み、側壁４８は、飲料物が接する側の側面 ５０および人に触れられる側の側面５２を有する。 缶本体すなわち容器４０は給送機構３２によって装置２０へ配送される。従来 の缶製造ラインにおいて、この装置は、ネック形成加工およびフランジ形成加工 の前に缶本体が本発明のエンボス加工を施されるように、配置できる。この容器 はエンボス加工の後、排出機構３４によって加工装置から取り出される。給送機 構３２は、連続移動するコンベヤ６０から容器を受け止めて個々の加工ステーシ ョン３０に給送するための複数のポケットのある通常の星形ホイール機構３６な どを組み入れることができる。排出機構３４は、同様に、さらに形成された容器 を各々のステーションから受け止めて最終的に連続移動するコンベヤ６２へ配送 するためのポケットを有する第２の星形ホイール機構３８等を含むことができる 。さらに形成された缶は、缶製造ラインにおける更なる形成および充填のために 移送される。 図１および図２に示されるように、各々の加工ステーション３０は第１の固定 マンドレル７０と、ローディング機構７２と、第２の可動マンドレル７６とを含 む。ローディング機構７２はローディングプラットフォーム７４を含み、このロ ーディングプラットフォーム７４はタレット２６の開口内部を装置の基部に沿っ て配置されているリフトカムによって垂直方向へ往復移動される。タレットが加 工ステーション３０を缶取り入れ位置および最終的な缶排出位置を経て運びとき 、ローディングプラットフォーム７４は第１高さ位置に保持される。第１高さ位 置にプラットフォームが保持されたタレットの回転移動部分は、典型的にタレッ トの総じて１２０°の移動範囲である。図１に示されるように、タレット移動に おける取り入れ領域は全体的に符号「Ａ」で示され、タレットの排出領域は全体 的に符号「Ｄ」で示されている。取り入れ領域「Ａ」を通る移動の間、容器は真 空圧によってプラットフォーム上に保持され、第１マンドレル７０上に受け止め られる前に以下に説明するように予め定められた基準設定に関して配向された位 置へ向けてプラットフォームによって回転される。缶本体の配向に必要な予め定 められた基準設定の１つがタイミングマークまたは缶本体の装飾図柄における特 徴箇所とされるような印の存在である。缶本体は先行するステーションで従来手 段により装飾されており、その装飾には、その装飾図柄に目立たないように組み 込まれた適当な位置決めマークやタイミングマークなどが含まれることを認識す べきである。タレット２６の残りのほぼ１２０°の回転移動部分はエンボス加工 領域「ＦＦ」として特徴づけられている。リフトカムの変更、および支柱のまわ りのタレットの１回転につき第１マンドレルが行う回転を調整することにより、 それらの幾つかの領域の寸法は拡張されたり縮小できることが認識されよう。エ ンボス加工ステーションがエンボス加工領域（図１のＦＦ）を移動する間、プラ ットフォームは第１位置から上昇され、ローディング、形成、およびアンローデ ィング加工の機能を果たすための第２高さ位置に保持される。換言すれば、缶取 り入れおよび缶排出時にはリフトカムはプラットフォームを第１高さ位置に保持 し、その後プラットフォームを缶本体のエンボス加工のための第２高さ位置へ上 昇させ、またそこから加工させる。 図４を参照すれば、リフトパッド回転および整合組立体７２は２つの主要な副 組立体、すなわち缶本体回転プラットホーム機構７３およびセンサープラットホ ーム７５で構成される。缶本体回転プラットホーム機構７３はリフトパッドフレ ーム１０２を含み、リフトパッドフレーム１０２は下端に下側リフトロッド支持 機構１０４が取り付けられている。カム従動子１０６は下側リフトロッド支持機 構１０４に回転可能に取り付けられている。リフトパッドフレーム１０２の頂部 はサーボモーター１０８を支持している。サーボモーター１０８は中央に貫通通 路１１０を含んでいる。サーボモーターの通路１１０の下部は回転ユニオン１１ ２と通じている。通路１１０の上端はロッド支持部材１１４と通じており、ロッ ド支持部材１１４にはその上端部にリフトパッド１１６が取り付けられている。 中空のロッド支持部材１１４と連結されたサーボモーターの通路１１０は、リフ トパッド１１６を経て缶底部に空気負圧を付与するための手段を形成している。 リフトパッド１１６は開口１１８を含み、開口１１８は缶本体が装着させる面を 有している。理想的には、タイミングマークを迅速に探し当て、工具部材に対す る適当な整合位置に缶本体を位置決めするために、サーボモーターは缶本体を６ ００〜１２００ｒｐｍの速度で回転させる。 リフトパッド組立体の第２副組立体はセンサープラットフォーム７５である。 リフトパッドフレーム１０２は片持ち部材１３２を含み、この片持ち部材１３２ にはトルクロッド１３４が支持されている。トルクロッドは予め定められた高さ 位置にセットカラー１３６で緊締できる。センサー取り付けプラットフォーム１ ３８はトルクロッド１３４の上端部に固定されている。センサー手段１４０はレ ーザー光源１４２、および反射レーザー光を検出し、またはその存在しないこと を検出するための符号１４６で示されるような検出手段を含んでいる。工具部材 に対する円筒形缶本体の所望位置を示すための手段として検出信号を使用するた めに、全て購入できる適当な増幅器および他の電気機器が供給されている。 好ましいセンサー手段は、キーエンス・コーポレーションから購入できるＦＳ −Ｌ７１として製造元で識別されている形式のレーザーファイバー光センサーで ある。レーザー検出装置は印に向かて照射されるレーザー光の光源と、缶本体か ら反射されたレーザー光の有無に応答する検出手段とを備えている。レーザー検 出装置はタイミングマークを探り当てるとそのことを示す出力信号を発生する。 レーザー検出出力信号はその後適当な増幅器と、モーターおよびモーター制御装 置で構成された割り出し装置とに伝えられる。適当なモーターおよび駆動装置は 、インダストリアル・インデクシング・システムズ社から購入できる。支持プラ ットフォームの回転を開始させる制御装置は所望位置で回転を停止する。この結 果、缶本体はその側壁のエンボス加工が既にその缶本体に付与されている図柄全 体と一致するように位置決めされる。 したがって容器は、ローディングプラットフォーム７４が第１の下方位置にあ る間に給送機構３２からリフトパッド回転およびローディング機構７２へ配送さ れる。プラットフォームが上昇されると、缶本体は第１固定マンドレル７０の工 具部材９０上に取り付けられる。ローディングプラットフォーム７４を２つの望 ましい高さ位置の間で移動させる機構は米国特許第４５１９２３２号に示された 形式のものとすることができ、該特許はまるで全てが記載されているように参照 することで本明細書に組み入れられる。 第１固定マンドレル７０および第２往復マンドレル７６は図５、図６および図 ７に詳細に示されている。各マンドレルは自体の工具部材を支持しており、工具 部材は缶本体側壁をエンボス加工するために互いに協力して作動する。第１固定 マンドレル７０は、リフトパッド回転および整合組立体７２の直接上方で整合し た軸線７０ａのまわりに回転できるように取り付けられる。第１固定マンドレル ７０は歯車装置によって固定軸線のまわりを回転方向に駆動される。この歯車装 置は支柱２４（図１参照）に取り付けられた第１固定すなわち太陽歯車８２と、 第１固定マンドレル７０のシャフト８８に固定的に取り付けられた第２固定すな わち遊星歯車８６とで構成される。シャフト８８はハウジング９０に回転可能に 取り付けられ、ハウジング９０はタレット２６に取り付けられている（図示せず ）。この構造は、支柱のまわりをタレットが回転するときに固定された太陽歯車 ８２によって駆動される遊星歯車を各々のエンボス加工ステーションが有するよ うな遊星歯車駆動装置を構成する。各々の作動ステーションに回転可能に取り付 けられたマンドレルは回転するタレットに対して３対１の比で駆動される。換言 すれば、タレットが支柱のまわりを完全に１回転するとき、各々のマンドレルは ３回転する。認識されるように、タレットの１２０°にわたる移動は缶本体に マンドレルが完全に係合した後、さらに缶を形成するのに必要とされる距離を表 している。好ましい実施例において回転するタレットの１２０°毎の移動にわた り各々のマンドレルが完全な１回転を行うが、遊星歯車装置の比を調整すること で少ない移動角度でマンドレルの完全な１回転が完了するようにすることは可能 である。このようにすることは、缶本体がエンボス加工ステーションにローディ ングされ、またそこからアンローディングされる時間に対して結果的に影響を与 える。 図６を詳細に考慮すれば、第１固定マンドレル７０は軸受手段１２１によって 回転移動が容易にできるようにハウジング９０内に支持されている。第１部材は 、それが取り付けられるエンボス加工ステーションの固定位置にある軸線のまわ りに回転するように、ある程度「固定」されている。第１固定マンドレル７０は 第１工具部材１００を支持している。この第１工具部材１００はまたその形状か ら雌工具部材とも参照される。シャフト８８は貫通した中央孔１１３を含み、中 央孔１１３は回転ユニオン１１５から雌工具部材１００のノーズ部材１１７まで 延在している。中央孔１１３は、エンボス加工が完了した後に雌工具部材から缶 本体を放出するために供給される圧縮空気が通る通路を備えている。圧縮空気の 供給（図示せず）は導管１１９を通して導かれる。 図７を参照すれば、第２可動マンドレル７６が軸線７６ａのまわりに回転移動 できるように取り付けられ、この軸線７６ａは第１固定マンドレル７０に向かい 、また離れる方向へ往復駆動される。第２可動マンドレル７６は第２雄工具部材 ２００を支持する。雄工具部材２００は雌工具部材１００と協働して、容器側壁 のエンボス加工を行う。雌工具部材は１以上の凹部を画成する面を有し、また雄 工具部材は突出して雌工具部材の凹部と一致するようになされている１以上の凸 部を画成する面を有する。缶本体の連続した側壁は、以下に詳細に説明するよう に缶本体の側壁に特徴をエンボス加工するために、雌工具部材および雄工具部材 の間を運ばれる。主支持シャフト２５６のまわりに往復回転運動できるように主 枢動アーム組立体２５４が支持される。枢動アーム組立体２５４はレバーカムア ーム２５８と固定されて機械的に連結されている。第２可動マンドレル７６の先 端のアームの一端部はカム従動子２６２である。このカム従動子はタレット組立 体 ２６によって運ばれ、支柱上をカム面２６０に沿って従動する（図５および図７ に仮想線で示されている）。装置に取り付けられたカム面は固定マンドレルに対 して缶本体をローディングおよびアンローディングするのに必要な間隙を形成す る形状を有する。この間隙は約０．２０３ｍｍ（０．００８インチ）である。カ ム形状の上昇部分は第２可動部材を固定マンドレルに向けて移動し、またそこか ら離す方向へ移動させる往復運動を行わせるように適合される。上述したように 、支柱のまわりのタレットの回転に対する固定マンドレルの回転比は、カム面２ ６０のカム形状に影響する。さらに、レバーカムアーム２５８に対する枢動アー ム組立体２５４の相対位置を調整するための手段が備えられ、雌工具部材１００ に対する挟圧位置にある時に第２すなわち雄工具部材２００の参照的な位置を調 整するようにできる。第２可動マンドレル７６はシャフト２６４に固定的に取り 付けられ、シャフト２６４はその上端部および下端部をアーム２６６，２６８に よって支持され、これらのアームは枢動アーム組立体２５４の延長部分をなして いる。 シャフト２６４の最上端部にはバックラッシュ防止組立体２７０が取り付けら れている。バックラッシュ防止組立体２７０は図１１にさらに明確に示されるよ うに、第１歯車部材２７２および第２歯車部材２７４を含み、これらの部材は実 質的に同じギヤ歯２７６およびギヤ歯２７８をそれぞれ有する。第１歯車部材２ ７２はハブ２８０にキー止めされ、シャフト２６４に固定的に取り付けられて、 第１歯車部材２７２の回転が雄工具部材２００の回転を引き起こすようになされ ている。バックラッシュ防止組立体２７０は、第１固定マンドレル７０のシャフ ト８８の平歯車１２０と機械的に連結された平歯車として機能する。本明細書で 説明した遊星歯車構造による第１固定マンドレル７０の回転は平歯車１２０を回 転させ、この平歯車１２０は第２可動マンドレル７６のバックラッシュ防止組立 体２７０と機械的に連結されている。この歯車構造は、それらが関連するエンボ ス加工ステーションが支柱のまわりにタレットで運ばれるときに第１固定マンド レルおよび第２可動マンドレルの一様な回転を保持する。 バックラッシュ防止組立体において、第２歯車部材２７４はシャフト２６４の 第１歯車部材２７２に対してかぎられた回転移動を行うように取り付けられてい る。バックラッシュ防止組立体２７０が平歯車１２０と一旦係合したならば、固 定された第１歯車部材２７２に対する第２歯車部材２７４の回転変位は平歯車１ ２０の歯のピッチに効果的に制限される。バックラッシュ防止組立体２７０は第 １歯車部材２７２と第２歯車部材２７４との間に取り付けられているばね部材２ ８２のような押圧手段を含む。スロット（slots）２８６は第１歯車部材２７２ の面に備えられ、ばね支持支柱２８８は第２歯車部材２７４の面からスロット２ ８６へ向かって延在する。ばね部材２８２はばね支持支柱２８８とスロット２８ ６の側壁２９０との間で圧縮される。保持リング２９２は第２歯車部材２７４を シャフト２６４上に保持する。組み立てられるとき、バックラッシュ防止組立体 は第１歯車部材２７２の歯２７６および第２歯車部材２７４の歯２７８を互いに 対して回転方向に間隔を形成する、すなわち整合不良を生じるように押圧する。 この結果、歯車組立体の有孔ピッチ、すなわちギヤ歯における１点と次のギヤ歯 における対応する１点との間の歯車組立体の軸線に平行な方向に測定した距離は 減少される。雄工具部材２００が雌工具部材１００に近い位置にあるとき、バッ クラッシュ防止歯車は標準的な平歯車として機能する。可動マンドレルが固定マ ンドレルの１００の位置へ向かって往復移動するとき、バックラッシュ防止組立 体２７０の押圧部材２８２は第２歯車部材２７４を第１歯車部材２７２との整合 状態から外れるように押圧し、第１部材の第２歯車部材２７４と第２歯車部材の 歯２７６との間の相対ピッチを減少させる。バックラッシュ防止歯車が「開」位 置にある状態で、第２マンドレルに対する第１マンドレルの相対回転位置が保持 される。第２マンドレルが第１マンドレルに向かって戻る方向へ往復移動すると 、第１歯車部材２７２および第２歯車部材２７４は固定マンドレルの平歯車の歯 における固定ピッチによって整合状態に戻るように押圧される。バックラッシュ 防止歯車部材のばね荷重がマンドレル間のタイミングを維持する。雄マンドレル および雌マンドレルの平歯車は引き離されるが、完全に引き離されることは決し てない。認識すべきことは、第１マンドレルから離れる第２マンドレルの往復運 動は、缶本体を第１固定マンドレルの雌工具部材に対してローディングおよびア ンローディングするのに十分な間隙を形成するだけ必要とされることである。現 在の缶本体の肉厚は約０．１０１〜０．１５２ｍｍ（０．００４〜０．００６イ ン チ）で、マンドレルに対するローディングおよびアンローディングのための間隙 は比較的小さい。 缶が全３６０°に及ぶエンボス加工を行われるように雄工具部材および雌工具 部材によって１回転された後、缶は雌工具部材から取り外される。この取り外し すなわちアンローディングを補助するために、圧縮空気が本明細書で説明したよ うに雌工具部材を通して供給される。空気の給送のトリガー（triggering）はエ ンボス加工に対するタレットステーションの相対位置を反映する機械的スイッチ によって行うことができる。圧縮空気が缶をマンドレルからリフトパッド組立体 のローディング機構へ向けて放出すると、缶を再び捕捉するためにリフトパッド に対する真空圧の供給が行われる。このリフトパッドは缶底部に真空圧を保持し 、缶をエンボス加工装置から排出するための本来の高さ位置に向けて降下させる 。エンボス加工の途中で缶が整合不良となされた場合、この整合不良はセンサー 装置で検出される。整合不良が検出されると、缶はリフトパッドから適当な排出 装置へと排除される。図に示されるように、リフトパッドはタレットによる回転 を継続し、缶を排出ホイールまたは同様排出装置へ付与する。 図８、図９および図１０を参照すれば、雌工具部材１００および雄工具部材２ ００はそれぞれ非常に詳細に示されている。雌工具部材１００および雄工具部材 ２００は共に望ましい摩耗特性および許容できる成形性の特徴を示すポリウレタ ンのようなポリマー材料で形成されるのが好ましい。まず図８Ａ、図８Ｂおよび 図８Ｃを考えると、円筒形の本体部分１０１を有する雌工具部材１００が示され ている。図８Ｂに示されるように、本体部分１０１は貫通した中央孔１０３を有 し、この中央孔１０３は工具部材を取り付けるために第１固定マンドレル７０の シャフト８８（図６）と協働するようになされている。雌工具部材の最大外径は エンボス加工のために缶本体を装着できるように、缶本体の内径よりも僅かに小 さい。工具部材の外径は円筒形本体部分１０１の最外面１０５によって画成され る。多数の凹部１０７が円筒形本体部分の表面に形成されている。表面部分とし て材料が円筒形本体部分から除去されると、工具部材にパターンが形成できる。 そのようなパターンの一例は図８Ａに示されており、これにおいては譲受人のト レードマークが雌工具部材に付与されている。雌工具部材は写真の陽画とある程 度等しい。図８Ａに示されたパターンは注目されるように雌工具部材に形成でき る非常にさまざまな形状の単なる一例である。工具部材を形成する適当な方法は レーザー加工を使用するものであることが見い出されている。工具部材の最外面 １０５および凹部１０７の間を側壁部分１０９が延在している。 図９Ａ、図９Ｂおよび図９Ｃを参照すれば、雄工具部材２００は第２可動マン ドレル７６のシャフト２６４に円筒形工具部材を取り付けるようになされる中央 孔２０３を有している。雄工具部材は図柄の見栄えが反転される写真の陰画と同 様である。この缶は図９Ａに示される譲受人のトレードマークの文字記号（レタ リング）の外観が見られる。雄工具部材は多数の突起２０５および凹部２０７を 含む。壁２０９の間を延在している。図１０Ａおよび図１０Ｂを参照すれば、缶 本体をエンボス加工するために雄工具部材および雌工具部材が協働する様子が容 易に認識できる。 円筒形容器４０が雌工具部材１００に装着された後、往復作動するマンドレル が雄工具部材を雌工具部材に対する挟圧点に向かって与える。図１０Ａに示され るように、工具部材が互いに回転するとき、雌工具部材１００は図１０Ａに見ら れるように時計方向に回転し、雄工具部材は反時計方向へ回転する。容器側壁は 約０．１０１〜０．１５２ｍｍ（０．００４〜０．００６インチ）の肉厚を有す る。これは、符号Ｐで示される挟圧点が缶側壁４２をエンボス加工するように図 １０Ａに見られる。雄工具部材および雌工具部材の間に十分な間隙が形成されて 、容器側壁がこの工具部材によってさらに形成できるようになされる。この間隙 はまた、雄工具部材に符号２１１で全体的に示される突起と、雌工具部材１００ の凹部１１１との間のピッチ差を保証するのに十分である。雄工具部材の突起は 、雌工具部材の対応する凹部１１１よりも全方向に約０．２５４ｍｍ（０．１０ インチ）減少されていることが好ましい。好ましい実施例では、雌工具部材の突 起は容器側壁と係合して、０．３０５〜５．０８ｍｍ(０．０１２〜０．２０イ ンチ)の深さに容器側壁をエンボス加工する。上述した間隙と、ポリウレタン製 工具部材の使用との併用が、工具部材缶に十分な間隙を形成し、エンボス加工時 に容器側壁に、または工具部材の造作、すなわち凹部および凸部のいずれかに不 必要な歪みが生じるのを防止できるものと考えられる。 本発明の発明者は、本発明の工具部材部材によってさらに形成された側壁を有 す容器は炭酸飲料に関係する典型的な内部圧力に耐えることができることを見い 出した。さらに、そのような圧力のもとであっても、本発明のさらに形成された 缶は容器側壁のエンボス加工された造作を保持できる。換言すれば、エンボス加 工された造作（特徴）は、容器の内容物が加圧されている状態であっても、可視 状態で残り、はっきりした感触を得られる。本発明の工具部材によって得られた 他の特徴は、エンボス加工された部分に近い容器側壁の部分が容器側壁の隆起部 分である外観を生じることである。この結果、一般の消費者に喜ばれる魅力的な 表面外観を与えることになる多次元効果（multiple-dimensional effect）を生 む。エンボス加工されたさまざまな造作は図１０Ｂに符号Ｅで示されるように、 図８Ａに示した雌工具部材の外観を有する缶本体を提供するために缶本体に組み 付けられることができる。認識すべきは、雌工具部材の凹部の相対的な深さを変 更する一方、雌工具部材の対応する突起の相対的高さを増大することで、容器側 壁に対する多次元効果が可能となる。したがって、或る特徴は工具の造作の深さ および高さにしたがって多少ながら強調され、目立つパッケージ製品となす。 容器側壁のエンボス加工を行う装置が記載された。前述の本発明は特定実施例 に関して説明し図示したが、本発明の請求の範囲の欄に記載の範囲内で保護され ることは理解されよう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 カー，ランドール，イー. アメリカ合衆国14772 ニューヨーク州ラ ンドルフ，センター ストリート 26 (72)発明者 エリス，ラリイ，ダブリュ. アメリカ合衆国14772 ニューヨーク州ラ ンドルフ，センター ストリート 26

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 装飾された円筒形の缶本体側壁をエンボス加工する方法であって、 （ａ） 缶本体の予め定められた位置に印を形成し、 （ｂ） 前記缶本体を回転し、 （ｃ） 缶本体の印を検出してそれを示す信号を発生し、 （ｄ） 前記信号に応答して缶本体の前記回転を停止させ、前記缶本体はそれ をエンボス加工するための手段に対して予め定められた位置に配向され、 （ｅ） 缶本体をエンボス加工する前記手段に前記配向された缶本体を組み付 け、 （ｆ） 配向された缶本体にエンボス加工を行う、 ことを含む方法。 ２． 予め付与された装飾を有する缶本体にエンボス加工を行うために、缶本 体を予備的に位置決めし、予め定められた配向を有する工具部材にローディング する方法であって、 （ａ） 装飾された缶本体の予め定められた位置に印を形成する段階、 （ｂ） 前記缶本体を回転する段階、 （ｃ） 装飾された缶本体の印が印検出手段によって認識されるように、前記 回転する缶本体の近くに印検出手段を備え、前記検出手段はその検出を反映する 出力信号を発生する段階、 （ｄ） 前記出力信号に応答して支持ステーションの前記回転を停止させる段 階、 （ｅ） 缶本体のエンボスが装飾と一致するように、工具部材に対して予め定 められた位置に前記缶本体の前記装飾が位置されるように、前記缶本体を工具部 材に取り付ける段階、 を含む方法。 ３． 缶本体のエンボスがその装飾と一致するように検出可能な印を有する装 飾された缶本体をエンボス加工する装置であって、 缶本体に受け止められるような第１工具部材と、 前記第１工具部材から離れた第１位置から前記第１工具部材に近い第２位置へ 向かって往復移動可能な第２工具部材であって、前記第２位置において缶本体側 壁が前記第１工具部材と前記第２工具部材との間に係合され、前記両工具部材が それらの間に保持された缶本体の側壁をエンボス加工するようにされる前記第２ 工具部材と、 缶本体を回転させる手段と、 缶本体を回転させる前記手段と電気的に連結された印検出手段であって、印に 応答して第１工具部材に対して回転する缶本体の位置を示す出力信号を発生し、 前記缶本体を回転させる手段は缶本体を第１工具部材にローディングするために 第１工具部材に対して配向されている前記印検出手段とを含む装置。 ４． 請求項３に記載された装置であって、第１および第２工具部材を回転さ せるためにそれらの部材の少なくとも１つと機械的に連結された駆動手段を含み 、前記第１および第２工具部材が回転して互いに対して一定した相対回転運動を 維持するように前記第２工具部材の往復移動を経て前記第１および第２工具部材 は機械的に連結されており、前記第１工具部材に位置した缶本体の連続した側壁 が前記第１および第２工具部材の間を運ばれ、その間に缶本体の側壁がさらに加 工されるような装置。 ５． 請求項３に記載された装置であって、印検出手段が、印の検出に応答し て出力信号を発生するレーザーファイバー光センサーである装置。 ６． 請求項５に記載された装置であって、缶本体を回転支持する手段がファ イバー光センサーの出力信号に応答する先細機構を含む装置。 ７． 請求項３に記載された装置であって、缶本体を回転支持する手段が缶本 体を工具部材に対してローディングおよびアンローディングする手段をさらに含 む装置。 ８． 請求項３に記載された装置であって、第１工具部材から離れた第１位置 と第１工具部材に近い第２位置との間の第２工具部材の往復移動を制御する手段 を含む装置。 ９． 請求項３に記載された装置であって、第１工具部材と第２工具部材とが 回転タレットに取り付けられた第１エンボス加工ステーションを画成し、前記回 転タレットは少なくとも第２エンボス加工ステーションを含んでいる装置。 １０． 請求項７に記載された装置であって、工具部材に対する缶本体のロー ディング手段およびアンローディング手段がカムで作動されるリフトプラットフ ォームであり、このプラットフォームがタレット手段と機械的に連結されている 装置。 １１． 請求項１０に記載された装置であって、リフトプラットフォームに缶 本体を与える手段を含み、前記与える手段が個々の缶本体を選択的にリフトプラ ットフォームに与えるようにされた装置。 １２． 請求項３に記載された装置であって、第１および第２工具部材が第１ および第２軸線を定めており、該軸線のまわりにそれらの部材は回転し、また前 記工具部材の各々は平歯車と機械的に組み合わされており、平歯車は第２マンド レルの往復移動により機械的に連結され、第１および第２工具部材が互いに対し て連続的に回転する装置。 １３． 請求項１２に記載された装置であって、前記２つの平歯車の一方がバ ックラッシュ防止歯車であり、前記バックラッシュ防止歯車は第１歯車部材と、 第２歯車部材とを含んでなり、該歯車の一方は第２工具部材に対して固定されて それを回転させ、また他方の歯車はそれに対して独立して移動可能であり、また 前記第１歯車部材および第２歯車部材は互いに対してばね付勢されている装置。 １４． 請求項１３に記載された装置であって、前記バックラッシュ防止歯車 が第２工具部材に取り付けられ、第２工具部材が第１工具部材から離れる方向へ 往復移動するときにバックラッシュ防止歯車は第１および第２工具部材の互いに 対する回転関係を一定に保持する装置。 １５． 請求項３に記載された装置であって、第１工具部材は１以上の凹部を 画成する面を有し、第２工具部材は前記凹部に対応する１以上の凸部を画成する 面を有し、第１および第２工具部材の間を運ばれる缶本体の前記連続した壁が缶 本体の側壁にエンボス加工の特徴を形成される装置。