JP2008043965A - Apparatus for manufacturing bottle-shaped can - Google Patents
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Description
本発明は、有底筒状の缶体の底部を缶ホルダーに保持した状態でその開口部を成形して金属製のボトル型缶を製造するボトル型缶の製造装置に関する。 The present invention relates to a bottle-shaped can manufacturing apparatus that manufactures a metal bottle-shaped can by forming an opening of the bottomed cylindrical can body in a state where the bottom portion is held by a can holder.
従来、ボトル型缶の製造装置として、金属板から有底筒状の缶体を形成し、この缶体を環状に配列された複数のホルダーを設けた缶ホルダーターレットに保持させ、その缶ホルダーターレットが間欠的に回動することで、缶体を回転移動させるように構成した装置が知られている。この種の装置では、缶ホルダーターレットと対向する側にホルダーに向けて往復移動する支持板が設けられ、この装置本体に缶体を加工するための成形ツールが複数設けられている。 Conventionally, as a bottle-shaped can manufacturing apparatus, a bottomed cylindrical can body is formed from a metal plate, and the can body is held by a can holder turret provided with a plurality of holders arranged in an annular shape. There is known an apparatus configured to rotate the can body by intermittently rotating. In this type of apparatus, a support plate that reciprocates toward the holder is provided on the side facing the can holder turret, and a plurality of molding tools for processing the can body are provided in the apparatus main body.
そして、缶体と対応する位置の成形ツールが缶体の開口部に対して往復動することにより、缶体の開口上部がネックイン加工されて、缶体の胴部より径の小さな口部が形成される。この場合、口部に複数回のネックイン加工が施されて縮径されることから、口部の先端が不揃いになるので、口部の高さ(長さ)を揃えるため先端はトリミングされて高さが揃えられる。 The molding tool at a position corresponding to the can body reciprocates with respect to the opening of the can body, so that the upper opening portion of the can body is necked in, and a mouth portion having a smaller diameter than the body portion of the can body is formed. It is formed. In this case, since the neck portion is subjected to multiple neck-in processes to reduce the diameter, the tip of the mouth becomes uneven, so the tip is trimmed to align the height (length) of the mouth. Height is aligned.
次いで、トリミングされた後、缶ホルダーターレットによって缶体が更に回転移動すると、口部に、キャップを被着させるためのネジ山がネジ成形ツールによって形成され、その後、カール成形ツールにより口部の先端を外側に折り曲げてカール部が形成され、さらにその後、必要に応じてカール部を押しつぶすカールかしめ工程によりカールかしめ部が形成され、ボトル型缶が製造されるようになっている。 Next, after trimming, when the can body is further rotated and moved by the can holder turret, a thread for attaching the cap is formed on the mouth by a screw forming tool, and then the tip of the mouth is formed by the curl forming tool. The curled portion is formed by bending the curled portion outward, and then, if necessary, the curled portion is formed by a curled step that crushes the curled portion, and a bottle-type can is manufactured.
このようなボトル型缶は、その後、飲料水等の内容物が充填され、口部にキャップが被せられて、被せられたキャップの外周から成形ロールが押し当てられ口部のネジ山に対応するネジ溝がキャップの周面に形成されてキャッピングかつ密封される。 Such a bottle-shaped can is then filled with contents such as drinking water, and a cap is put on the mouth, and a molding roll is pressed from the outer periphery of the covered cap to correspond to the screw thread of the mouth. A thread groove is formed on the peripheral surface of the cap to be capped and sealed.
このボトル型缶の製造装置においては、上述のように缶ホルダーターレット側のホルダーに保持された缶体が間欠的に回転移動すると、回転の停止中にその缶体と対応する位置に、当該缶体に施される工程に見合った成形ツールが前進移動する。そしてネッキング成形ツール、ネジ成形ツール、トリミング成形ツール、カール成形ツール、ビード成形ツールなどによって缶体に順次所定の工程で加工が施され、所定形状の缶体が形成される(特許文献1、2参照)。 In this bottle-type can manufacturing apparatus, when the can body held by the holder on the can holder turret side intermittently rotates as described above, the can can be placed at a position corresponding to the can body while the rotation is stopped. A forming tool suitable for the process applied to the body moves forward. Then, the can body is sequentially processed in a predetermined process by a necking forming tool, a screw forming tool, a trimming forming tool, a curl forming tool, a bead forming tool, etc. to form a can body having a predetermined shape (Patent Documents 1 and 2). reference).
このボトル型缶の製造装置によれば、支持板の前進移動に伴う全ストローク量のうち、成形に用いられるストローク範囲が狭い、言い換えればストロークの下死点近傍位置で成形が始まる形態の成形ツールの場合、例えばネジ成形ツールの場合には、ストロークの下死点近傍でカムが作動して、成形ツールを回転させた状態で缶の中心側に寄せたり離したりして口部を成形する成形工程により成形が行われるため、成形ツールを缶の中心側に寄せたり離したりできる成形時間が短く、よって缶口部の寸法(ネジ山の寸法など)の加工精度を向上させられないという問題がある。そのような成形ツールに対して別の駆動源からストロークさせて成形時間を確保することが提案されている(特許文献3参照)。 According to this bottle-shaped can manufacturing apparatus, a molding tool having a form in which the stroke range used for molding is narrow out of the total stroke amount accompanying the forward movement of the support plate, in other words, molding starts at a position near the bottom dead center of the stroke. For example, in the case of a screw forming tool, the cam is operated near the bottom dead center of the stroke, and the mouth is formed by moving it toward or away from the center of the can with the forming tool rotated. Since molding is performed by the process, there is a problem that the molding time in which the molding tool can be moved toward and away from the center of the can is short, and therefore the processing accuracy of the dimensions of the can mouth (such as the thread dimensions) cannot be improved. is there. It has been proposed that such a molding tool is stroked from another drive source to ensure molding time (see Patent Document 3).
上記のように、成形に用いられるストローク範囲が狭い成形ツールでは、成形速度を上げると成形時間が更に短くなり、缶口部の成形寸法が一定しなくなり、キャッピング不良を招きやすいという問題がある。また、上記の特許文献3に提案された製造装置では、駆動系が各々別制御する必要があり装置が複雑化する。又、既存プレスの利用はむずかしく設備的にコスト高となる問題がある。 As described above, in a molding tool having a narrow stroke range used for molding, there is a problem that when the molding speed is increased, the molding time is further shortened, the molding dimensions of the can mouth portion are not constant, and capping defects are easily caused. Moreover, in the manufacturing apparatus proposed in the above-mentioned Patent Document 3, the drive system needs to be separately controlled, and the apparatus becomes complicated. In addition, the use of existing presses is difficult, and there is a problem that the equipment is expensive.
本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたものであり、プレス本体のストローク量を変えることなく、あるいは既存のプレス本体のストローク量を変えることなく、またストローク用の別駆動源を必要とせずに、簡単な機構で、ストローク量を変えることができ、1台のボトル型缶の製造装置内で、ストローク量の異なる工程を併用させることもでき、ストローク速度を上げて製造する場合でも、成形時間を十分に確保してボトル型缶の成形寸法を安定化させることを可能とする汎用性の高いボトル型缶の製造装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above technical problem, and without changing the stroke amount of the press body, without changing the stroke amount of the existing press body, and without requiring a separate drive source for the stroke. In addition, it is possible to change the stroke amount with a simple mechanism, and it is possible to use processes with different stroke amounts together in a single bottle-type can manufacturing device, even when manufacturing at a higher stroke speed. It is an object of the present invention to provide a highly versatile bottle-shaped can manufacturing apparatus that can secure sufficient time to stabilize the molding dimensions of a bottle-shaped can.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、間欠回転する缶ホルダーターレットと、前記缶ホルダーターレットに対向配置されて往復運動を行い、成形ツールが周辺部に複数取り付けられた支持板とを備え、前記缶ホルダーターレットが間欠回転する毎に、前記支持板を往復動させて、缶ホルダーターレットに保持された缶体の開口部に前記成形ツールを係合させて缶体の開口部を順次成形するボトル型缶の製造装置において、前記複数の成形ツールのうち少なくとも一つの成形ツールは、スピンドル部を介して前記支持板に前記支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に保持され、前記スピンドル部に前記成形ツールのストローク量と前記支持板のストローク量とを異ならせるストローク可変手段が設けられていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a can holder turret that rotates intermittently, and a support plate that is disposed opposite to the can holder turret to perform reciprocating motion, and a plurality of molding tools are attached to the periphery. Each time the can holder turret rotates intermittently, the support plate is reciprocated, and the opening of the can body is engaged with the opening of the can body held by the can holder turret. In the apparatus for manufacturing a bottle-shaped can, in which at least one of the plurality of molding tools is held on the support plate via the spindle portion so that the stroke can be performed in the same direction as the reciprocating direction of the support plate. The spindle section is provided with stroke variable means for making the stroke amount of the molding tool different from the stroke amount of the support plate. It is intended to.
また、請求項2の発明は、請求項1の発明における前記スピンドル部が、前記支持板に対して往復動可能に案内され、且つ回転可能に構成されていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a bottle-type can characterized in that the spindle portion according to the first aspect of the invention is configured to be reciprocally guided and rotatable with respect to the support plate. It is a manufacturing device.
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の発明における前記ストローク可変手段が、前記支持板と一体的に往復動する移動ラックと、前記支持板を支持するコモンベースに取り付けられた固定ラックと、前記移動ラックと前記固定ラックとの間に配置した歯数の異なる2段のピニオンギアとを有し、前記ピニオンギアのうち、歯数の少ない小ギアが前記移動ラックと係合し、歯数の多い大ギアが前記固定ラックと係合して、前記少なくとも一つの成形ツールのストローク量を前記支持板のストローク量よりも小さいストローク量に可変する直動式の歯車装置で構成されていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。 According to a third aspect of the present invention, the stroke variable means according to the first or second aspect of the invention is fixed to a movable rack that reciprocates integrally with the support plate and a common base that supports the support plate. A rack, and a two-stage pinion gear with a different number of teeth arranged between the movable rack and the fixed rack, and a small gear with a smaller number of teeth of the pinion gear engages with the movable rack. The large gear having a large number of teeth is engaged with the fixed rack, and is constituted by a direct-acting gear device that varies the stroke amount of the at least one molding tool to a stroke amount smaller than the stroke amount of the support plate. It is the manufacturing apparatus of the bottle-type can characterized by the above-mentioned.
さらに、請求項4の発明は、請求項3の発明における前記スピンドル部が、前記2段のピニオンギアを回転自在に軸支するスピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング内に前記ピニオンギアの軸心と直交する前記缶体の中心軸線を中心に回転自在に装着されたスリーブと、前記支持板の外周部に設けられたサポートブロックと、前記サポートブロックに軸支されかつ前記支持板に取り付けられた駆動源により前記スリーブと一体に回転するロータリーキャリヤと、前記ロータリーキャリヤと一体回転しかつ前記ロータリーキャリヤ内を往復動可能に装着されるカムスピンドルと、前記カムスピンドルの前端に取り付けられかつ内周部にカム面を有する円筒状カムと、前記カムスピンドル内を貫通するとともに前記カムスピンドルに対して前端側に弾発力を付与させた状態で装着されかつ前記ロータリーキャリヤーと一体回転するシャフトと、前記円筒状カムのカム面と係合しかつ前記円筒状カムとの相対的な移動に伴って成形動作を実行するように前記シャフトの前端に取り付けられた成形ツールヘッドと、前記支持板の下死点近傍で前記シャフトの移動を停止させるように前記シャフトの後端に設けられたストッパーとを備えていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。 Further, the invention according to claim 4 is the spindle housing according to claim 3, wherein the spindle portion rotatably supports the two-stage pinion gear, and the spindle housing is orthogonal to the axis of the pinion gear. A sleeve mounted rotatably around a central axis of the can body, a support block provided on an outer periphery of the support plate, and a drive source pivotally supported by the support block and attached to the support plate A rotary carrier that rotates integrally with the sleeve, a cam spindle that rotates integrally with the rotary carrier and that can reciprocate within the rotary carrier, and a cam that is attached to the front end of the cam spindle and cams on the inner periphery A cylindrical cam having a surface, and penetrating the cam spindle and facing the cam spindle. The shaft is mounted with a resilient force applied to the front end side and rotates integrally with the rotary carrier, and is engaged with the cam surface of the cylindrical cam and is associated with the relative movement of the cylindrical cam. A molding tool head attached to the front end of the shaft so as to perform a molding operation, and a stopper provided at the rear end of the shaft so as to stop the movement of the shaft near the bottom dead center of the support plate; It is the manufacturing apparatus of the bottle-shaped can characterized by having.
そして、請求項5の発明は、請求項1乃至4のいずれか一項の発明において、前記成形ツールが、ネジ切り成形ツール、力一ル成形ツール、環状ビード成形ツールのうち、少なくとも何れか一つであることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the forming tool is at least one of a thread cutting forming tool, a force forming tool, and an annular bead forming tool. It is a manufacturing apparatus of the bottle-type can characterized by the above-mentioned.
請求項1又は2に係る本発明によれば、支持板を缶ホルダーターレットに向けて前進ストロークさせると、支持板と共にスピンドル部がストロークする。その場合、ストローク可変手段によって、少なくとも一つの成形ツールのストローク量は、支持板のストローク量に対して長短のいずれかに異ならせることができる。したがって、複数設けられている成形ツールのストローク量を支持板のストローク量を変えずに成形ツール毎に任意のストローク量に設定することが可能になり、その結果、成形工程の自由度を向上させて汎用性のある製造装置とすることができる。また、請求項1の発明では、既存のプレスのストロークを変更することなく成形ツールのストローク量を短くすることが可能であり、プレスの汎用性を上げるだけでなく、このようにすることにより、成形ツールが成形対象物に当接する際の衝撃を緩和することができ、それに伴って部品の耐久性を向上させることができる。さらに、成形ツールのストローク量を短くすることにより、成形加工に使用できる成形時間を長くさせることができ、成形品の寸法を安定化することができ、言い換えれば、加工精度を向上させることができる。 According to the first or second aspect of the present invention, when the support plate is moved forward toward the can holder turret, the spindle portion is stroked together with the support plate. In that case, the stroke amount of the at least one forming tool can be made to be either longer or shorter than the stroke amount of the support plate by the stroke varying means. Therefore, it is possible to set the stroke amount of multiple molding tools to an arbitrary stroke amount for each molding tool without changing the stroke amount of the support plate. As a result, the degree of freedom in the molding process is improved. And a versatile manufacturing apparatus. Further, in the invention of claim 1, it is possible to shorten the stroke amount of the forming tool without changing the stroke of the existing press, not only increasing the versatility of the press, but also by doing this, The impact when the molding tool comes into contact with the molding object can be mitigated, and the durability of the parts can be improved accordingly. Furthermore, by shortening the stroke amount of the molding tool, the molding time that can be used for the molding process can be lengthened, the dimension of the molded product can be stabilized, in other words, the processing accuracy can be improved. .
また、請求項3に係る本発明によれば、ストローク駆動源を別に設けることなく、2段ギアで構成したストローク可変手段のギア比を変えるという単純な機構で、容易にプレスのストローク量を短くさせることが可能となり、成形できる缶種や、缶体における肩部のデザイン上の制約を解消することができる。 According to the third aspect of the present invention, the stroke amount of the press can be easily shortened with a simple mechanism of changing the gear ratio of the stroke variable means constituted by the two-stage gear without providing a separate stroke drive source. Therefore, it is possible to eliminate restrictions on design of the can type that can be molded and the shoulder portion of the can body.
さらに、請求項4又は5に係る本発明によれば、回転させる必要のある成形ツールにおいて、ストローク量をストローク可変手段により可変することで、成形時間を十分に確保でき、そのために容器口部の成形寸法を安定化させ、ひいてはキャッピング不良となる要因をなくすことができる。 Further, according to the present invention according to claim 4 or 5, in the molding tool that needs to be rotated, the molding amount can be sufficiently secured by varying the stroke amount by the stroke variable means. It is possible to stabilize the molding dimensions and to eliminate the cause of capping defects.
以下、図を参照して本発明の実施形態に係るボトル型缶の製造装置Aの構成の概要を、図1,図2に基づいて述べる。なお、図1,図2の上下方向の関係はこれらの図に示される状態が本実施形態における実際の設置状態を示すものとし、「前後」方向とは、図1における矢印X方向を指すものとする。この製造装置Aの主要構成要素は、コモンベース(機台)10に設けられ、間欠回転する缶ホルダーターレット20と、同様にコモンベース10に設けられ、缶ホルダーターレット20に対向配置されて往復運動を行い、成形ツール31(複数種類の成形ツール全体を総称して呼ぶ)が取り付けられた支持板32と、複数の成形ツール31のうち、少なくとも一つの成形ツールを保持し、支持板32の往復動に伴って支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に構成されたスピンドル部40と、このスピンドル部40のストロークを可変にするストローク可変手段50とから構成されている。そして、ボトル型缶の製造装置により、缶ホルダーターレット20が間欠回転する毎に、支持板32をX方向に往復動させて、缶ホルダーターレット20に保持された缶体Bの開口部D(図1,図7参照)を成形するように構成されている。
The outline of the configuration of the bottle-shaped can manufacturing apparatus A according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2, the state shown in these figures is the actual installation state in the present embodiment, and the "front-rear" direction indicates the direction of the arrow X in FIG. And The main components of the manufacturing apparatus A are provided on a common base (machine base) 10, a
ここで、本実施形態に係るボトル型缶の製造装置を説明する前に、この製造装置により製造される缶体Bの成形手順の一例を、図7に基づいて説明する。すなわち、このボトル型缶(ボトル缶ともいう)は、炭酸飲料、果汁飲料等を充填されるもので、その素材は例えば、アルミニウム、アルミニウム合金あるいはスチールから成る金属素材である。平板状の金属素材から図7(a)のような有底円筒状の缶体Bが形成された後、缶体Bの開口側が同図(b)のような缶胴よりも縮径された口部Eがネック成形される。さらに、その口部Eに複数回の絞り加工が施されて同図(c)に示される段差を有する口部Fが形成される。次いで、同図(d)に示されるように、口部Fにねじ部(ネジ山)Gがねじ成形された後、ねじ部Gの開口側がネック成形され同図(e)に示すようなネック部Hが形成される。その後、同図(f)に示されるように、ネック部Hの開口端縁が外方に折り返して形成されたカール部Iが形成される(カール部Iは必要に応じて側方から加圧して潰される)。カール部Iが形成された後、ねじ部Gの下方首部にビード加工が施され、同図(g)のようなビード部Jが成形され、これにより、キャップを被着できるボトル型缶が製造されるようになっている。以下において、本実施形態におけるボトル型缶の製造装置Aの各構成要素を順次、詳細に説明する。 Here, before describing the bottle-shaped can manufacturing apparatus according to the present embodiment, an example of a procedure for forming the can body B manufactured by the manufacturing apparatus will be described with reference to FIG. That is, the bottle-shaped can (also referred to as a bottle can) is filled with a carbonated beverage, a fruit juice beverage, or the like, and the material thereof is a metal material made of, for example, aluminum, an aluminum alloy, or steel. After the bottomed cylindrical can body B as shown in FIG. 7 (a) was formed from the flat metal material, the opening side of the can body B was reduced in diameter than the can body as shown in FIG. 7 (b). The mouth E is neck-formed. Further, the mouth portion E is subjected to drawing processing a plurality of times to form a mouth portion F having a step shown in FIG. Next, as shown in FIG. 4D, after a threaded portion (thread) G is threaded in the mouth F, the opening side of the threaded portion G is neck-formed and the neck as shown in FIG. Part H is formed. Thereafter, as shown in FIG. 5 (f), a curled portion I is formed in which the opening edge of the neck portion H is folded outward (the curled portion I is pressurized from the side if necessary). Crushed). After the curled portion I is formed, a bead processing is performed on the lower neck portion of the screw portion G to form a bead portion J as shown in FIG. It has come to be. Below, each component of the manufacturing apparatus A of the bottle type can in this embodiment is demonstrated in detail one by one.
この缶ホルダーターレット20は、図1に示すように、その本体21にコモンベース10の面に対して垂直な面で回転可能に支持された円盤状のターンテーブル22を有し、そのターンテーブル22の裏側に円形の平歯車23が一体に設けられ、コモンベース10に設けた間欠割り出し装置であるインデックスドライブ24の出力歯車25に噛み合うようになっている。この出力歯車25は、これよりも歯数の多い平歯車23に噛み合うことで、減速された速度で間欠的に回転し、ターンテーブル22は時計回り(矢印Y方向)に間欠回転するようになっている。また、ターンテーブル22の表側の周囲には、缶体Bを水平な状態でチャッキング(把持)する缶ホルダー26が等間隔、かつ、環状に配列されている。
As shown in FIG. 1, the
また、ボトル型缶の製造装置Aは、図2に示すように、缶体Bの製造ラインの一部を構成するように、ターンテーブル22と支持板32との間で、その下方に、例えば、シュート又はベルト搬送装置のような搬送装置である供給手段27と、排出手段28とが配設されていて、上流工程から流れてきた缶体Bは供給手段27において、ターンテーブル22の缶ホルダー26に受け渡すようになっており、缶体Bを受け渡された缶ホルダー26は缶体Bの底部をチャッキングして水平状態に保持する。こうして、ボトル缶が製造される工程を完了するまで缶ホルダー26に把持された状態でターンテーブル22と一体に回転搬送されていく。そして、製造が完了した缶体B(ボトル缶)は缶ホルダー26から離脱して排出手段28に受け渡され、後工程(例えば、検査工程、製品出荷工程等)へ搬送装置により供給されていくようになっている。
In addition, as shown in FIG. 2, the bottle-shaped can manufacturing apparatus A includes a part between the
一方、缶ホルダーターレット20の本体21側に、クランクモーションドライブ源29が設けられている。このクランクモーションドライブ源29は、例えば、図示はしないが、モータで回転駆動するクランク軸、コンロッド(連結棒)を有し、コンロッドの出力をスライド軸29Aに伝達するように結合して構成されている。このスライド軸29Aは、ターンテーブル22の中心に形成した孔部22Aを軸受け代わりに貫通して右方へ延び、その右端に円盤状の支持板32の中心部位に直結して、支持板32を片持ち梁状に支持している。クランクモーションドライブ源29が駆動することにより、スライド軸29Aは矢印X方向(前後方向)に往復直線運動する。これにより、支持板32、すなわちスピンドル部40等の成形ツール31は、缶ホルダーターレット20の缶体Bに近接したり離反したりして往復動できるようになっている。
On the other hand, a crank
支持板32は、コモンベース10上に缶ホルダーターレット20と対向配置して設けられる。すなわち、クランクモーションドライブ源29に結合された上記のスライド軸29Aの右端に一体的に片持ち梁状に結合されている。この支持板32はターンテーブル22とほぼ同じ大きさの円盤状の形状を有し、支持板32におけるターンテーブル22に対面する側の面の外周縁近傍には、上記ターンテーブル22上の缶ホルダー26に把持される各缶体Bにそれぞれ対向するように所定の成形ツール31が設置されている。この支持板32は、搭載される成形ツール31や後述するスピンモータ60等の荷重を支持できる剛性を有するように構成されている。
The
ところで、前記成形ツール31の種類としては、成形されるボトル型缶の種類によって異なるが、この実施形態のボトル型缶の成形には、例えば、工程順にネック成形ツール(10以上の複数工程を有する)、トリム成形ツール、ネジ切り成形ツール、カール成形ツール、および環状ビード成形ツール等の複数の成形ツール31が支持板32の周辺部に配置されている。つまり、ターンテーブル22の回転方向Yの上流側から下流側に向けて順次、成形工程順に見合った成形ツール31が支持板32の周辺部に配設される。なお、このうち、図7(b)、(c)のようなネック成形の場合、即ち、缶体Bに対して成形長さが長く長いストロークでダイネック成形が行われる(b)(c)のようなネック成形の場合(例えば肩部傾斜の長いテーパタイプのボトル型缶や、首の長い鶴首タイプのボトル型缶等)には、成形ツール31を回転させてスピン成形を行う成形ツールのような回転ツールや成形長さがあまり長くない(e)のようなネック成形のダイ成形ツールに比べて比較的長いストローク量を必要とする。本実施形態では、これらの成形工程も一台の製造装置内で混合させて成形することができるようにしている。更に回転しない形態と回転する形態の両方の成形ツール31が異なるストローク量で往復動できるように支持板32に組み込むことが可能に構成されている。
By the way, although the type of the
これら、回転する形態の成形ツール31は、図1に示すように支持板32の裏面(図1において右側面)に、後述するスピンドル部40が設けられるとともに、このスピンドル部40へ回転駆動力を付与するスピンモータ60がブラケット62を介して設けられている。スピンモータ60の駆動力は、巻き掛け伝動であるタイミングベルト61を介してスピンドル部40に伝達されるようになっている。
As shown in FIG. 1, these rotating forming
即ち、ボトル型缶の製造装置Aの機台としてのコモンベース10に別置台51が固定されていて、この別置台51に後述するストローク可変手段50の固定ラック52が取り付けられる。また、この固定ラック52には、ストローク可変手段50の一構成要素を成す大ギア53が噛み合っており、支持板32の往復動に応じて、大ギア53が固定ラック52に?み合いながら転動することで、スピンドル部40は支持板32に対して往復動可能に案内され、かつ、回転可能に受け止められて支えられるように構成されている。こうして、スライド軸29Aを介して支持板32がX方向に往復動することにより、スピンドル部40が支持板32と同期し、かつストロークが可変されて往復動することとなる。したがって、例えば、ネジ切り成形ツール31でネジ成形する場合には、缶ホルダーターレット20が間欠回転される毎に、支持板32は缶ホルダーターレット20に対してX方向に往復動され、缶ホルダーターレット20に保持された缶体Bの口部Fが後述するスピンドル部40に設けられた成形ツール31により成形されることとなる。
That is, a
上記のネジ成形工程の例を更に説明する。すなわち、本実施形態の主要構成要素の一つであるスピンドル部40の構成は、図3(a)、図3(b)および図3(c)に示すように、支持板32の裏面に搭載された駆動源であるスピンモータ60により回転駆動されるロータリーキャリア41と、このロータリーキャリア41の外周に往復動可能に設けられ、かつ、ロータリーキャリア41と一体回転可能に設けたスリーブ42と、このスリーブ42の外周に設けられ、スリーブ42と一体にロータリーキャリア41の外周に沿って往復動(摺動)するように軸支したスピンドルハウジング43と、ロータリーキャリア41内に設けられ、ロータリーキャリア41と一体回転が可能で、かつ、スリーブ42と一体に前後に摺動するとともに、前端に円筒状カム47を有するカムスピンドル45と、このカムスピンドル45内に往復動可能に設けられ、ロータリーキャリア41と一体回転可能に形成されるとともに、前端に成形ツールヘッド49(成形ツール31に相当する)を有するセンターシャフト48とで構成されている。以下、スピンドル部40を構成する上記の各要素を順次、具体的に説明する。
An example of the above screw forming process will be further described. That is, the configuration of the
支持板32の外周近傍に形成した孔部32aに円筒状のサポートブロック46が嵌合され、サポートブロック46のフランジがボルトにより支持板32に締結されている。このサポートブロック46内には、円筒状の回転支持筒体46aがサポートブロック46と同心的に軸受を介して設けられている。こうして、回転支持筒体46aは、前後方向への移動を拘束された状態で、サポートブロック46内で回転自在になっている。
A
また、上記の回転支持筒体46aの右方の外側に、円筒状の駆動力伝達筒体41aがキー41bを介して嵌合され、かつ、ロックナット41cが回転支持筒体46aの端部にねじ込まれ、駆動力伝達筒体41aを回転支持筒体46aに対して位置決め固定している。そして、この駆動力伝達筒体41aの外周には、スピンモータ60との間に掛け渡されるタイミングベルト61を係合させる歯61aが形成され、スピンモータ60の駆動力がタイミングベルト61を介して上記の駆動力伝達筒体41aを回転するようにしている。こうして、スピンモータ60が駆動すると、その駆動力は、駆動力伝達筒体41aに伝達され、回転支持筒体46aと一体回転が可能となる。
A cylindrical driving
さらに、上記の駆動力伝達筒体41aの右方に、円筒状のロータリーキャリア41がボルトによりボルト結合されている。このロータリーキャリア41の内周面には、前後方向に沿ってスプライン溝41eと、後述するスリーブ42に嵌め込まれたキーブロック45dが前後方向にストロークするのを許容する長孔41fとが形成されている。こうして、スピンモータ60のトルクは、駆動力伝達筒体41aを介してロータリーキャリア41に伝達されるようになっている。すなわち、ロータリーキャリア41と、駆動力伝達筒体41aと、回転支持筒体46aとにより、ロータリーキャリア手段が構成されることとなる。
Further, a
上記のロータリーキャリア41の外周には、円筒状のスリーブ42が前後に摺動可能に設けられ、さらに、このスリーブ42の外周に、軸受(ボールベアリング)42aを介してスピンドルハウジング43が設けられている。こうして、スリーブ42およびロータリーキャリア41は一体的にスピンドルハウジング43に軸支された状態で回転できるようになっている。
A
ところで、上記のロータリーキャリア41と、駆動力伝達筒体41aと、回転支持筒体46aとにより構成される上記のロータリーキャリア手段の内部に、ロータリーキャリア手段の回転軸線L、すなわち、センターシャフト48の回転軸線Lと同軸に円筒状のカムスピンドル45が設けられている。そのカムスピンドル45の前方は、ブッシュ45aを介して回転支持筒体46aに前後に摺動可能に支持されている。他方、カムスピンドル45の後方の外周には、キー45bを介して角形スプライン(以下、「第1スプライン」という)45cが設けられている。この第1スプライン45cは、ロータリーキャリア41の内周面に形成したスプライン溝41eにスプライン係合することで、ロータリーキャリア41に伝達されたスピンモータ60のトルクをカムスピンドル45に伝達できるようになっている。また、第1スプライン45cには、複数のキーブロック45dが回転軸線Lに直交する方向に嵌合されていて、スリーブ42と第1スプライン45cとを連結している。こうして、スピンドルハウジング43と連動してスリーブ42がロータリーキャリア41の外周面を前後に摺動(往復動)するとき、カムスピンドル45はキーブロック45dが長孔41f内を移動しながらスリーブ42と一体となってロータリーキャリア41内をスプライン溝41eに沿って、すなわち、中心線(回転軸線)Lに沿ってストロークすることが可能となる。
By the way, inside the rotary carrier means constituted by the
センターシャフト48は、シャフト48aと、その外側に一体に嵌め込まれたパイプ部48bとで形成されている。センターシャフト48のパイプ部48b右方端の近傍には、キー48cを介してリング状の角形スプライン(以下、「第2スプライン」という)48dが、ロックナット48eを締め込むことによって位置決め固定され、ロータリーキャリア41の内周に形成したスプライン溝41eにスプライン嵌合している。また、上記パイプ部48bの前端には、円筒状カム47とカム接触が可能なように、成形ツールヘッド49が取り付けられている。さらに、パイプ部48bとカムスピンドル45との間にスプリングSが圧縮した状態で設けられている。スピンモータ60の回転は、ロータリーキャリア41および第2スプライン48dを介してセンターシャフト48に伝達されるようになっている。
The
こうして、ロータリーキャリア41に伝達されたスピンモータ60の回転は、第1スプライン45cを介してカムスピンドル45に、また、第2スプライン48dを介してセンターシャフト48にそれぞれ伝達される。すなわち、カムスピンドル45とセンターシャフト48は、同期してロータリーキャリア41と一体的に回転することとなる。一方、スプリングSの存在により、第1スプライン45cが前後に摺動するときには、図3(a)に示す初期位置から前方に移動する当初のストローク時においては、センターシャフト48の先端に取り付けた成形ツールヘッド49はスプリングSを介して円筒状カム47と一緒に動くことができるようになる。
Thus, the rotation of the
センターシャフト48の右端(後端)には、ベアリング48eを介してストッパー48fが設けられ、別置台51に固定したストッパー衝突部51aに当接するようになっている。このベアリング48eを設けることで、ストッパー衝突部51aとの擦れを防止するようにしている。図3(a)の初期状態におけるストッパー衝突部51aとストッパー48fとの間の距離Vは、支持板32が前方(図1において左方)へストロークするとき、下死点手前でストッパー48fがストッパー衝突部51aに当接し、これにより、センターシャフト48は回転可能な状態で前進移動を強制的に停止させられる。その後は、図3(b)に示すように、センターシャフト48に対してカムスピンドル45だけが回転しながら前方へ移動するように設定されている。
A
図5は、円筒状カム47と成形ツールヘッド49との構成を示し、図3(b)に示す状態と対応する要部拡大断面図である。円筒状カム47の内周面に、前方開口端から後方にやや奥まった位置から緩やかな傾斜面をなして肉厚が大きくなるカム面47aを形成している。他方、成形ツールヘッド49には、缶体Bの口部内に挿入されるネジ切り内側ローラ49aと、口部外に配置されるネジ切り外側ローラ49bとがベアリング49c,49dにより軸支されている。またベアリング49cにはネジ切りローラとしての第1カムローラ49eが、ベアリング49dには第1カムローラ49eと同じ大きさの第2カムローラ49fがそれぞれ回転軸線L(缶体Bの中心線)に関して対称な位置に取り付けられている。
FIG. 5 shows the configuration of the
各カムローラ49e,49fがカム面47aを転動して乗り上げることで、それまで缶体Bの中心線L上に位置していたネジ切り内側ローラ49aは径方向の外方へオフセット偏倚し、また、ネジ切り外側ローラ49bは中心線L方向へオフセット偏倚し、ネジ切り外側ローラ49bとネジ切り内側ローラ49aとが互いに口部Fの両側に接近してネジ成形(ネジ切り成形)できるように対峙する。こうして、円筒状カム47が図5の二点鎖線で示すカムオープン時の位置(図3(a)に相当する位置)から前進し、ストッパー48fの停止に伴い成形ツールヘッド49の外側を相対的に移動する。
As each
そして、カムローラ49e,49fがストロークの下死点近くでカム面47aに乗り上げるようになると、ネジ切り外側ローラ49bとネジ切り内側ローラ49aとが互いに接近して口部Fにネジ山Gを成形する。すなわち、下死点近くになるまではカムローラ49e,49fは作動せず、成形ツールヘッド49が缶体Bの口部に向かって前進して下死点手前において、ネジ切り内側ローラ49aの高さ方向(回転軸線L方向)の位置がストッパー衝突部51aに衝突することにより決められた後、支持板32の前進移動と共に前進する円筒状カム47によりカムローラ49e,49fが作動する。
When the
なお、上記のように、円筒状カム47が下死点の手前のR点に到達したときに、カムローラによりネジ切り外側ローラ49bは中心線L側に寄り、それまでは作動しないように設定されている本実施形態の機構は、ネジ成形工程以外の、例えば、カール成形工程、ビード成形工程等の回転する形態の成形ツール31にも採用されるものであることは言うまでもない。
As described above, when the
図1〜図4において、ストローク可変手段50は、支持板32に固定されたアームブラケット50aと、このアームブラケット50aの後方下側に固定され、支持板32と一体的に往復動する移動ラック55と、コモンベース10上に固定された別置台51に取り付けられる固定ラック52と、移動ラック55と固定ラック52との間に配置された歯数の異なる2段のピニオンギア53,54とから構成されている。こうして、ピニオンギアのうち、歯数の少ない小ギア54が移動ラック55と係合し、歯数の多い大ギア53が固定ラック52と係合して、カムスピンドル45のストロークを支持板32のストローク量よりも小さいストローク量に可変する直動式の歯車装置が構成され、スピンドル部40が、ストローク可変手段50に対して前後に摺動自在且つ回転自在に取り付けられている。
1 to 4, the
上記のピニオンギア(2段ギア)は、スピンドルハウジング43に回転自在にベアリング56を介して軸支されている。上記のスリーブ42は、スピンドルハウジング43内に、ピニオンギア53,54の軸心と直交するようにして缶体Bの軸上(成形ツールの中心軸上L)を回転自在に装着されている。この2段ギア53,54は、スピンドルハウジング43に脱着可能にされ、ストローク可変量を容易に変更できるように取り付けられている。
The pinion gear (two-stage gear) is pivotally supported on the
少なくとも上記ネジ切り工程、カール成形工程、ビード成形工程の成形ツールの何れか一つ以上がショートストロークとなるようにストローク可変手段50が設けられている。こうして、支持板32が前進移動すると、アームブラケット50aに固定された移動ラック55が前進することにより、2段ギア53,54が回転する。これにより、円筒状カム47と成形ツールヘッド49を前方にストロークさせるようになる。本実施形態においては、2段ギアのギア比、即ちストローク比(支持板32のストローク量:カムスピンドル45のストローク量)は4:3になるように設定されている。すなわち、支持板32のストローク量Nに対して円筒状カム47のストローク量が(3/4)Nとなるように設定している。このため、支持板32が前方に(V)ストロークし、センターシャフト48の後方端に設けたストッパー48eがストッパー衝突部51aに衝突(当接)すると、成形ツールヘッド49のストロークが停止する。このとき、ストローク可変手段50により、ストローク可変手段50を設けないものに比し、成形時間は10%以上増加し、またストッパー衝突時のスピードは従来よりも10%以上減少することが可能となった。
The
本実施形態の作動を説明する。2段のピニオンギア53,54うち、小ギア54を移動ラック55に、大ギア53を固定ラック52にそれぞれ係合させたストローク可変手段50を設けると共に、ピニオンギアの回転軸57をスピンドルハウジング43にベアリング56を介して結合した構成にしている。このため、インデックスドライブ24が間欠駆動を停止し、缶体Bのフィードが停止されると、缶ホルダーターレット20にセットされた缶体Bにネジ切り成形が施される。すなわち、クランクモーションドライブ源29の駆動により、図3(a)の状態からスライド軸29Aが前方へスライドしていくと、支持板32が前進移動していく。これと並行して、スピンドル部40が支持板32の前方ストロークに連動して缶ホルダーターレット20側へ接近していく。そして、スピンモータ60の駆動力はタイミングベルト61を介して駆動力伝達筒体61aに伝達されているのでロータリーキャリア41、スリーブ42がスピン(回転)するとともに、カムスピンドル45とセンターシャフト48が前進移動していく。このとき、支持板32側に固定された移動ラック55は小ギア54に噛み合い、固定ラック52は大ギア53に噛み合いながら、スピンドル部40が前方へストロークしていく。支持板32が往工程をストロークする過程において、カムスピンドル45の前端にある円筒状カム47と成形ツールヘッド49とが同調回転しながら前方へストロークしていく途中で、センターシャフト48のストッパー48fがストッパー衝突部51aに衝突すると、成形ツールヘッド49は、図3(b)あるいは図5に示すように、下死点に到達する手前の位置(R点)で停止し、缶体Bの口部を成形ツールヘッド49内に臨ませ、ネジ切り成形のスタンバイポジションとなる。
The operation of this embodiment will be described. Among the two-stage pinion gears 53 and 54, stroke variable means 50 is provided in which the
更に、支持板32は前方へストロークしていき、円筒状カム47は、スプリングSを圧縮変形させながら前進する。そして、円筒状カム47と成形ツールヘッド49とが相対的に移動すると、図5に示すように、二点鎖線の状態にあったカムローラ49e等が、カム面47aに乗り上げ、実線で示す状態に偏倚する。これにより、ネジ切り内側ローラ49aは径外方へ偏倚し、ネジ切り外側ローラ49bは径内方へ偏倚して相手側のネジ切り内側ローラ49aとで口部Dを挟みつつ回転し、その状態で口部Dにネジ切り成形が行われる。そして円筒状カム47がストロークして下死点に到達し、下死点に到達した後の復工程に入り、支持板32が後方へストロークしていき、スピンドル部40、ストローク可変手段50は上記で説明したと逆に作動して、図3(a)の状態に復帰する。
Further, the
上記の過程を図6にタイミングチャートで示してあり、インデックスドライブ24がタイミングT1で缶体Bのフィードを停止し、タイミングT2で成形が開始し、T3で成形が終了する。その後、タイミングT4で再びインデックスドライブが作動を始め、缶ホルダーターレット20が間欠駆動される。したがって、本実施形態によれば、以下のような利点がある。すなわち、従来装置にあっては、図6の曲線Qに示すように、缶体の間欠移送のタイミングをそのままにして、上記のストローク可変手段50を有しないで支持板32をストローク量Nでストロークさせると、回転ツールでネジ切り成形を行う場合や下死点近傍で成形が行われる。ダイネック成形等の場合には、R点から下死点の間の成形時間は、(t3−t2)となる。
The above process is shown in a timing chart in FIG. 6. The index drive 24 stops feeding the can body B at timing T1, molding starts at timing T2, and molding ends at T3. Thereafter, the index drive starts operating again at timing T4, and the
これに対して、本実施形態によれば、ストローク可変手段50を設けているので、プレス自体のストローク量Nを変えることなく複数の成形ツールのうち必要に応じて少なくとも一つの成形ツールのストローク量を容易に小さいストローク量に変更することができる。その結果、円筒状カム47および成形ツールヘッド49をショートストローク(本例では(3/4)N)にすることが可能となり、成形時間は(T3−T2)となり従来装置に比較して10%以上増加できるため、加工精度を向上させて製品の成形寸法を安定化でき、ひいてはキャッピングを円滑に行える利点がある。
On the other hand, according to the present embodiment, since the
また、従来は、ストローク量によっては、ボトル型缶の成形工程をネック成形工程と、回転ツールによる成形工程をストローク量の異なる別々のプレスで分離して行う必要があり、成形工程の組合せの選択の自由度を狭める結果となっていたが、本実施形態では、プレスの通常ストローク量で成形が行われる成形ツールとこれと異なるストローク量で成形が行われる成形ツールとを同一の製造装置A内に組み込むことができ、工程の組合せの幅が広がるなどの利点がある。 Conventionally, depending on the stroke amount, it is necessary to separate the bottle-shaped can molding process from the neck molding process and the rotary tool molding process using separate presses with different stroke amounts. However, in this embodiment, the molding tool that performs molding with the normal stroke amount of the press and the molding tool that performs molding with a different stroke amount are included in the same manufacturing apparatus A. There is an advantage that the range of combinations of processes can be expanded.
また、成形時間を増加させることができ、その結果、高速化しても加工精度の良好な製品を製造することができる利点がある。 Further, the molding time can be increased, and as a result, there is an advantage that a product with good processing accuracy can be manufactured even if the speed is increased.
さらには、ボトル型缶の肩部の傾斜部寸法が缶の全高さに比較して長い、例えばテーパタイプのボトル型缶や、首の長い鶴首タイプのボトル型缶を同一の製造装置内で製造することが可能となる。 In addition, for example, taper type bottle cans and crane neck type bottle cans with long necks are manufactured in the same manufacturing equipment. It becomes possible to do.
また、缶ホルダーを間欠的に一定方向に回転させるとともに、これに連動して各成形ツールを往復動させ、缶ホルダーに保持した缶体の開口部を変形させる際に、成形速度を上げると成形ツールの衝突スピードが速くなる。そのため、衝突時の衝撃が大きくなりやすく、加工精度も低下しやすくなるが、本実施形態によれば、ショートストローク化することで従来のものの稼働最大スピードを、本実施形態では大幅に減少させることができ、しかも、成形寸法の不安定を解消することが可能となり、また、部品の早期破損につながり易いという問題も同時に解消することができる。 In addition, the can holder is intermittently rotated in a certain direction, and each forming tool is reciprocated in conjunction with the can holder to deform the opening of the can body held by the can holder. Tool collision speed increases. Therefore, the impact at the time of collision is likely to increase, and the machining accuracy is also likely to decrease.However, according to this embodiment, the maximum operating speed of the conventional one can be greatly reduced by shortening the stroke in this embodiment. In addition, the instability of the molding dimension can be eliminated, and the problem of easily leading to early breakage of parts can be eliminated at the same time.
以上、本発明を一実施形態により詳述したが、具体的な構成はこの一実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれる。例えば、スピンドル部を回転させずにストローク量だけを変更しても良く、又、ストローク可変手段50のギア比を逆にして取り替え、通常よりもロングストローク化することも可能である。したがって、既存プレスのストロークをそのままであっても例えば、缶高さの高いロング缶のネック成形等の場合にも適用できる。
Although the present invention has been described in detail with reference to one embodiment, the specific configuration is not limited to this embodiment, and the scope of the present invention can be changed even if there is a design change or the like without departing from the gist of the present invention. include. For example, it is possible to change only the stroke amount without rotating the spindle portion, and it is also possible to replace the gear ratio of the
本実施形態では、ストローク可変手段として、2段ギアを用いているが、これに限定されない。例えば、2段ギアの代わりにボールネジ機構を用いて円筒状カム47や成形ツールヘッド49のストロークを制御するように構成することができる。
In the present embodiment, the two-stage gear is used as the stroke varying means, but is not limited to this. For example, the stroke of the
10…コモンベース(機台)、 20…缶ホルダーターレット、 22…ターンテーブル、 24…インデックスドライブ、 26…缶ホルダー、 29…クランクモーションドライブ、 29A…スライド軸、 31…成形ツール、 32…支持板、 40…スピンドル部、 41…ロータリーキャリア、 42…スリーブ、 43…スピンドルハウジング、 45…カムスピンドル、 48…センターシャフト、 48f…ストッパー、 50…ストローク可変手段、 51a…ストッパー衝突部、 52…固定ラック、 53…大ギア、 54…小ギア、 55…移動ラック、 60…スピンモータ、 61…タイミングベルト、 A…ボトル型缶の製造装置、 B…缶体、 G…ねじ部、ネジ山、 L…中心線(回転軸線)、 S…スプリング。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の成形ツールのうち少なくとも一つの成形ツールは、スピンドル部を介して前記支持板に前記支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に保持され、前記スピンドル部に前記成形ツールのストローク量と前記支持板のストローク量とを異ならせるストローク可変手段が設けられていることを特徴とするボトル型缶の製造装置。 A can holder turret that rotates intermittently, and a reciprocating motion arranged opposite to the can holder turret, and a molding tool is provided with a plurality of support plates attached to the periphery, each time the can holder turret rotates intermittently, In a bottle-type can manufacturing apparatus that reciprocates a support plate and sequentially forms the opening of the can body by engaging the forming tool with the opening of the can body held by the can holder turret,
At least one molding tool among the plurality of molding tools is held on the support plate via the spindle portion so as to be able to stroke in the same direction as the reciprocating direction of the support plate, and the stroke amount of the molding tool is held on the spindle portion. An apparatus for producing a bottle-shaped can, characterized in that stroke variable means for varying the stroke amount of the support plate is provided.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20091110 |