JP2008525196A - 金属容器を選択的および漸進的にロックするロック装置 - Google Patents

Abstract

側面の広範囲にわたる部分に沿って機械変形加工を加え、かつ底面に凹部（２０）を設けようとする金属容器（１８）のための選択的および漸進的ロック装置（１０）において、一端が格納本体（１６）の収容マウスピース（１４）を成す円形の支持体（１２）と、容器（１８）をそれぞれの底部から挿入する、マウスピースに設置した環状のシール体または薄膜（２４）と協働する整形した可動リング（２２）と、容器（１８）を挿入しかつシール体（２４）を包囲するマウスピースを画定する心出しカラー（２６）と、容器（１８）に対向する前方端面が容器自体の底面周縁に相補的に係合する構成を示し、かつ複数個の貫通孔を有する心出しリング（３０）と、ロック装置（１０）の長手方向軸線に沿って配置した、螺旋ばね（３４）により張力を加えたプッシャ（３２）と、凹部（２０）を設けた容器（１８）の底部との完全な密着を実現する手段と、を具える。

Description

本発明は、金属容器の選択的および漸進的にロックするロック装置に関する。

より詳細には、本発明は、側面の広範囲にわたる部分に沿って機械的変形加工を加える金属容器を、選択的にかつ漸進的にロックし得るロック装置に関する。上述の金属容器は既知の技術と同様のものであり、典型的には、厳密ではないが、エアロゾル市場用のボトルや飲料および食品市場用のボトルを実現するための、あるいは技術用途向けのものである。このような容器は、アルミニウム、アルミニウム合金、スチールまたはその他の適当な材料から得られるもので、押し出し加工、または皿状加工（ｄｉｓｈｅｄ）および絞り加工（ｄｒａｗｎ）した素材から成る。この素材は最初ほぼ円柱形状を示すが、その後上方端部をテーパ加工することにより分注バルブを配置するためのマウスピースまたは着座部を形成し、またはねじ付きカラーを形成する。素材は、少なくとも１個の間欠動作回転テーブルを有する既知のテーパ加工機に給送する。このテーパ加工機は、素材を一時的にロックするための駆動機関を設けた複数のステーションを有し、また、異なる順次の作業を行うための複数個のツールおよびチャックを支持する、少なくとも１個の互いに対向する交互横断動作プレートを有する。このような作業は、素材の頂部部分をテーパ加工する工程、および、たとえば、所定寸法に切断する工程、リム加工する工程、および場合によって素材自体の頂部端部における寸法チェックを行う工程がある。既知の方法により加工機に給送された素材は、予め外部に塗装を施し、外側面にオフセット印刷をし、種々の色による文字ライティングや装飾要素、例えば製品の商標、内容物のタイプ、識別コード、最終消費者向けの注意書きなどをその表面に表記する。上述の作業中またはそれに先立って、素材は、その側面、テーパ加工される上方部分の下側またはその近傍における１個または複数個の限定領域に対して、局所的な変形を施すことが多い。このような変形、すなわちエンボス／デボス加工と称される変形は、特殊なツールにより実施する。このツールは、窪んだおよび／または突出した区域によって画定される種々の形状の整形刻印、溝、およびその他の形状を、素材体側面の事前に規定した領域に形成する。

素材における上述の刻印を形成する適正部分の正確な位置決めは、回転角度位置を検知する特別な加工手段に依存する。このため、上述の素材には、その頂部端縁に沿って１個または複数個の適切な光学的読取り信号を供給し、この光学的読取り信号は、素材の適正位置決めが行われる回転段階中強調表示する。

このエンボス／デボス加工の変形タイプは、主に素材に美的な訴求性を付与するために行われるが、一部には、最終ユーザに関連する機能的特性、すなわち、もともと平坦な表面に浮き彫りを形成することによって、素材により快適かつ安全なグリップを与えることもある。テーパ加工と、また局所的なエンボス／デボス刻印との双方を実現するためには、種々のツールによる変形加工を加える間に、素材を把持しかつ安定させる必要がある。この目的のため、テーパ加工機に給送される素材は、適切な把持部材、いわゆるプライヤ（ｐｌｉｅｒ）内に底部から挿入する。プライヤは、側面部を４０〜６０ミリ程度にわたり包囲する。このようにかなり大きな幅で把持するため、素材を効果的に安定させることができ、軸線方向整列を精密に行うことができ、また、これら従来の変形加工実施段階中に素材に加わる半径方向および／または軸線方向負荷の影響を受けないようにすることができる。しかし、今日、側面の広範囲にわたる変形加工形状部を設けたエアロゾル、飲料、食品およびその他の目的のアルミ、アルミ合金またはその他の適当な材料製の金属容器であって、その広範囲にわたる変形加工形状部が、テーパ加工すべき頂部領域またはその近傍のわずかな領域に限定されないものを実現する必要性が認識されている。このような必要性が認識されているのは、主に、そのような容器が、例えば、完全な衛生を保証する食品の包装および流通などの多様な用途に適し、またさらに、他の例えばガラス製の従来包装と比較して、廃棄およびリサイクルのためにも包装１個あたりの重量を相当程度削減することを可能にするという特徴が内在していることによる。一方ガラス容器は壊れやすい。さらに、今日、ガラス容器の一部は、これまでに知られている金属容器と比較してより優れた美的装飾を有しており、これらの特徴が、時として最終消費者をしてより優れた他の特徴にとって不利な方向に向かわせることが容易に認識できる。

しかしながら、金属容器側面における広範囲の変形には、頂部表面のテーパ加工およびエンボス／デボス形状の局所的な刻印を施す従来技術によっては解決できない重大な問題がある。上述の広範囲にわたる変形は、上述した容器の側面に多くの種々の形状に従って変形を施すことを目的とするものであるが、実際には、容器を常に精密な位置に安定して維持することに関して重大な限界がある。上述した従来の把持プライヤは、容器を底部から把持し、容器側面に沿って延在する相当大きな部分によって、変形加工時の精密な固定を実現する。テーパ加工作業は、容器の頂部およびそれに隣接する領域のエンボス／デボス領域に関わるものなので、プライヤは側面の広い範囲を自由に取り囲むことができる。

側面上で、より広範囲に、テーパ加工領域の下側から容器底部の近傍まで展開する変形加工を行わなければならない場合、必然的に底部からのプライヤ把持領域は減少することになり、容器自体の正確な安定化および一定した整列状態の確保ができなくなる。容器側面の底部を起点とする限定された領域にロック力を集中させねばならないことによっても、厳しい状況が課せられることになり、このことから、容器に対して、特に底面に関する事前の機械的変形作業を施すことが望ましい。底面は、加工機またはその近傍で実施する成形または部分的な皿状加工により、適切な補強が行われる。

側面の広範囲にわたる変形加工は、長手方向により大きく展開する領域で用いられる加工ツールの強力な作用の結果として、既知の変形処理工程におけるものと比較すると、はるかに大きな負荷を容器に及ぼすことに注意すべきである。したがって、特別で効率のよい初期ロック手段、および、それに引き続いて底部の把持領域から顕著にエンボス加工する際に前記容器の安定を維持する手段を設けることが必要であり、この安定維持手段は、容器自体の反対側遊端における誤調整の増幅を招来するような既知の変形加工で見られるものとの比較において、頂部レバーアーム（てこ作用長さ）の存在を考慮したものとする。そのような手段さえあれば、加工中に素材に対して使用されるツール間の不調和に伴う不都合を避けることができる。

本発明の範囲は、このような特別な手段を提供することにある。

より詳細には、本発明の目的は、金属容器を選択的および漸進的にロックするロック装置であって、特にエアロゾル用ボトルまたは飲料、食品またはその他の目的のためのボトルを形成することを意図し、容器を、底部を起点とする側面における限定領域に沿って把持する場合であっても、容器を効率的に初期ロックし、その後も同様に容器自体をロックし続けるのに適した装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、上述したロック装置であって、金属容器の側面における広範囲の領域にわたって使用されるツールにより、容器に大きな負荷が加わるも拘らず、変形加工中、容器を一定の軸線方向整列状態に保つのに適した装置を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、高い強度水準を保証するのに適した金属容器の選択的および漸進的的ロック装置をユーザに適時に提供し、さらに、容易にかつ低コストで実現できる装置を提供することにある。

この目的および他の目的は、本発明ロック装置によって達成することができ、本発明は、側面の広い範囲にわたり機械変形加工を加え、かつ底面に凹部を設ける金属容器を選択的および漸進的にロックするロック装置において、
‐一端が格納体を着座させるマウスピース（口金）を成す円形の支持体と、
‐容器を底部から挿入する、マウスピースに設けたシール体または環状薄膜と最終的に協働する可動の整形リングと、
‐容器を挿入するマウスピースを画定し、かつシール体を包囲する心出しカラーと、
‐前記容器に指向する前方端面が容器自体の底部周縁に相補的に適合し、また複数個の貫通孔を設けた心出しリングと、
‐螺旋ばねにより張力を付与しかつ前記ロック装置の長手方向軸線に沿って配置したプッシャと、
‐凹部を設けた容器底部に対して完全な密着を実現するための手段と、
を具えることを特徴とする。

本発明に係るロック装置の構造および機能的特性は、好適かつ非限定の実施の形態を示した添付の図面を参照しつつ、以下の説明からよりよく理解されるであろう。

図面を参照して説明すると、図１に全体的に参照符号１０で示した本発明による金属容器を選択的および漸進的にロックするロック装置は、円形の支持体１２を有し、この支持体１２は、その一方の端部において、容器側面に対して広範囲にわたる形成加工を加える容器に対向する前方端面から突出する格納本体１６用の着座マウスピース１４を画定する。

この容器を、図１に参照符号１８で示し、また図２に側面図として示す。図２では、容器１８は、異なる加工段階に対応する２つの形態、すなわち前述の粗形成加工を施した上半部「Ｓ１」と、やはりマウスピースに隣接する領域において以下に述べるテーパ加工を行う下半部「Ｓ２」とを、例示的に示す。容器１８の形成は、図２に示すように、側面の大部分にわたって、望ましくは全領域にわたって施し、 “Ａ”で示した、底部から限定した距離にわたる、例えば１０〜３０ｍｍの範囲の領域、およびその反対側の“Ｂ”として示した、後述の変形加工を行う頂部部分の領域が含まれる。このように、形成加工しようとする容器１８の側面部分は、「Ｃ」で示した広範囲にわたって延在しており、したがって容器１８の底部から始まる把持領域は限定される。

最後に、上述したように、底部には早期に機械的変形を、既知の装置によって施し、例えば球形ドームに従う凹部または部分的皿状加工部２０を形成する。このような加工部形成は、一方では底部に沿って容器自体を強化するために行い、他方では、次に説明するように、安定化手段とともに精密結合着座部を生ずるために行う。

支持体１２のマウスピースに着座させた格納体１６に、望ましくはマウスピースに配置したシール体または環状の薄膜２４と協働する整形リング２２を結合する。このマウスピースには、容器１８を底部から配置し、また心出しカラー２６によって保持する。整形リング２２は、金属またはその他の好適な材料により実現し、２個以上の相補的な区域（セクター）を有し、容器１８の周縁をロックするのに適した任意の手段により半径方向に移動可能とする。容器１８を収容するマウスピースに対応して、またはこれに隣接して、半径方向の導管２８を設ける。この導管２８を通じて、典型的には空気などの加圧流体を注入する。導管２８により注入した流体は、シール体２４に対するピストンまたはプッシャとして機能する整形リング２２の後方移動を規定し、シール体２４は半径方向内側に膨張して容器１８を包囲しこれを拘束する。図１から、このシール体が作用する容器１８の領域は、心出しカラー２６の前方の露出端部とともに、またはこの露出端部に関連して、極めて寸法的に制限され、ただし、容器の側面領域“Ｃ”に沿って容器自体の広範囲にわたる変形を可能にするために、このシール体作用領域の近傍から反対側端部まで展開する容器１８の部分全体を自由にしておくことが必要であることに留意されたい。そこで、このように限定された容器１８の把持および安定化ポイントでは、容器の安定したロックをする上でも、作業中の容器の軸線方向整列をとる上でも不十分であり、したがって、本発明によるこのことを行う他の保持手段を設けることが必要となる。この目的のため、ロック装置１０には、整形リング２２と同軸状の心出しリング３０を設け、この心出しリング３０における容器１８を配置するマウスピースに向う前方端面を、容器本体の底部の周縁、特にこのようなマウスピースまたは部分的皿状加工部２０の外側環状領域に適合する形状に形成する。さらに、ロック装置１０には、例えば、１個またはそれ以上の螺旋ばね３４により張力を付与したプッシャ３２を設ける。このプッシャ３２は、ロック装置１０の長手方向軸線に沿って延在し、プッシャ前端には、容器１８底部に形成された部分的皿状加工部である凹部２０を精密に補完し合う形態の皿状体３６を支持する。心出しリング３０および皿状体３６には複数個の貫通孔を設け、これら貫通孔を経る強制吸気を、例えば支持体１２に設けた１個またはそれ以上の導管３１によって行う。

吸気による真空で、底部を起点とする容器１８のロックまたは予安定化が決まり、容器１８に対して皿状体３６、および心出しリング３０が精密に結合し、この心出しリング３０は、容器１８の上述の底部における周縁を収容し、相補部分間の完全な密着を実現する。吸気真空と、シール体または環状薄膜２４との相乗効果により、すなわち、整形リング２２の軸線方向摺動により変形し、その結果容器１８を底部に隣接する領域の周縁をロックすることによって、容器を側面の小さな面積に沿って把持する場合であっても、この容器はロック装置１０内で最適に安定化させることができる。

このようにして、その後における容器１８側面の“Ｃ”領域の整形を行う種々の作業工程中、容器１８の軸線方向の精密な整列も保証されるようになる。

これらの作業中または作業後、容器１８に対して、１回またはそれ以上のエンボス／デボス加工を加え、整形した容器側面に沿って、例えば次にテーパ加工する“Ｂ”部分に隣接する領域において、多数の突出したまたは窪んだ刻印を生ずるようにする。一例として、同様の刻印を図２に参照符号４０で示す。

後に詳細に述べるように、エンボス／デボス加工の実施は、角張った容器１８の向き決めを想定しており、したがって、いったんロック装置１０に挿入した容器の周りに回転できるようにすることが必要である。

この目的のため、このロック装置１０には、例えば、コップ状または螺旋ばね状の弾性手段４２を設け、この弾性手段４２は、格納体１６と支持体１２との間、または、望ましくは図３に示すように、整形リング２２と同軸状のスリーブ４４と心出しリング３０との間に配置する。この弾性手段４２は、心出しリング３０に指向する前端部において、後方の固定部４６および前方の回転部４８を有する軸受に圧着させ、前方の回転部４８を心出しリング３０自体に接触させる。軸受の固定部４６および回転部４８を、弾性手段４２とともに、図５に詳細に示す。この軸受は、整形リング２２に同軸状の環状部材５０により周囲を画定する。心出しリング３０の周囲は、整形リング２２に形成した肩部５４に整合する中実の環状カラー５２を設け、この肩部５４は、容器１８が挿入されるマウスピースに隣接する整形リング２２の前方部分に沿って形成する。ロック装置１０が作動していない状態において、すなわち、マウスピース内に配置される容器１８がなく、既知の送り手段により軸線方向に押しやられている状態では、ばね４２は伸長し、心出しリング３０のカラー５２が整形リング２２の肩部５４に衝合した状態を維持してその回転を防止する。容器１８を底部から装置１０のマウスピース内に挿入すると、片側の容器底部と心出しリング３０に隣接する整形部分を有する皿状部３６との間で完全な密着が生じる。この完全密着は導管３１からの空気吸引での真空状態によって維持される。ロック装置１０への従来型容器１８の送り手段は、容器自体を皿状体３６および心出しリング３０に押し付け、一方この心出しリング３０の一部は、軸受の回転部４８および固定部４６を圧迫する。これにより弾性手段４２は圧縮され、心出しリング３０の後方への制限された行程にわたる移動を可能にする。したがって、この心出しリングの環状カラー５２は整形リング２２の肩部５４との係合が外れ、心出しリング３０は回転自在となる。心出しリング３０と一緒に、容器１８、皿状体３６および軸受の前方の回転部も回転する。皿状体３６とプッシャ３２の間に、皿状体の回転が支持体１２まで巻き込むことを防止するため、さらにころ軸受３７等を介在させると有利である。それ自体既知の手段によって行われる回転の後、容器１８が適切な回転角度の向きが得られ、容器自体への押し付け作用を終了すると、弾性手段４２が伸長し、心出しリング３０の環状カラー５２が肩部５４との接触状態に復帰する。この時点で、容器１８に、その側面に沿って延在する領域“Ｃ”にわたって変形作業工程を施すことができる。このため、容器を、やはりシール体または膨張可能な薄膜２４でロックし、このシール体または膨張可能な薄膜を、凹部２０のある底部と上述の領域“Ｃ”の間に含まれる限定した範囲の延長領域“Ａ”において周方向に容器１８自体をブロックするよう、半径方向に膨張させる。シール体２４の膨張は、整形リング２２の軸線方向摺動によって生じ、この軸線方向摺動は、導管２８から装置１０内に加圧空気を導入する作用の下に、シール体自体の近傍に移動してこれを圧迫する。このような状況において、容器１８は、第１に、空気吸引真空により底部と心出しリング３０を有する皿状体３６との完全な密着および完全な結合が実現される底部から固定され、第２に、容器１８は、整形リング２２に加える圧縮によって半径方向に膨張するシール体２４による、底部領域“Ａ”の近傍に沿って周方向にもロックする。このような安全かつ一定のロック状態の下で、容器１８は軸線方向整列状態が得られ、容器が把持領域から相当長く突出しているにも拘らず、変形加工ツールによる大きな負荷を支えることができる。もちろん、エンボス／デボス加工による整形刻印を形成する必要がなく、回転角度の向き決めする必要がない場合には、心出しリング３０の後方移動は行わない。このような場合、ロック装置１０は、少なくとも弾性手段４２、究極的には軸受の前部４８および／または後部４６を省いてもよい。容器１８を空気吸引真空により底部からロックする手法を示したが、この目的のためには代案として、他の等価手段を用いることもできる。このようなロックは、例えば、容器１８が強磁性材料である場合には磁石で行ってもよいし、吸着カップ等で行ってもよい。上述の説明からわかるように、本発明により得られる利点は歴然としている。

本発明ロック装置は、それが底部の制限された把持ポイントに隣接する領域が存在する場合においても、容器１８の側面に延在する部分“Ｃ”を変形させる加工工程中、一方の底部自体と他方の皿状体３６および心出しリング３０との間の完全な密着を実現する、底面ほぼ全体にわたって加える空気吸引真空およびシール体２４の効果により、容器１８をロックし、安定かつ軸線方向整列状態に維持することを可能にする。

さらに他の利点は、容器１８上にエンボス／デボス加工による整形刻印を施す場合、好適には、容器自体の十分な処理を確保する空気吸引真空によって動作させつつ心出しリング３０の一時的な後方移動により向き決めが可能なことである。

以上、本発明は好適かつ非限定的な実施例を参照して詳細に説明したが、当業者にとっては、上述の詳細な説明から様々な変更および改変ができることは明らかであろう。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲における保護の精神および範囲内で変更および改変をすべて包含するものである。

本発明ロック装置の線図的縦断面である。 側面に広範囲にわたり整形を施した金属容器の例の線図的側面図である。 本発明ロック装置の前方部分を特に示す、図１の拡大部分縦断面図である。 図３の一部をさらに詳細に示した拡大断面図である。 図３の一部をさらに詳細に示した拡大断面図である。

Claims (11)

1. 側面の広範囲にわたる部分に沿って機械変形加工を加え、かつ底面に凹部（２０）を設ける金属容器（１８）のため選択的および漸進的にロックするロック装置（１０）において、
   ‐一端が格納体（１６）を着座させるためのマウスピース（１４）を成す円形の支持体（１２）と、
   ‐容器（１８）をそれぞれの底部から挿入する、マウスピースに設けたシール体または環状薄膜（２４）と最終的に協働する可動の整形リング（２２）と、
   ‐容器（１８）を挿入するマウスピースを画定し、かつシール体（２４）を包囲する心出しカラー（２６）と、
   ‐容器（１８）に指向する前方端面が容器自体の底面周縁に相補的に適合し、また複数個の貫通孔を設けた心出しリング（３０）と、
   ‐螺旋ばね（３４）により張力を付与しかつ前記ロック装置（１０）の長手方向軸線に沿って配置したプッシャと、
   ‐凹部（２０）を設けた前記容器（１８）の底部に対して完全な密着を実現するための手段と、
   を具えたことを特徴とするロック装置。
2. 請求項１に記載のロック装置において、前記凹部（２０）を設けた容器（１８）底部との完全な密着を実現する手段は、プッシャ（３２）の前方端部に配置した皿状部（３６）と、前記プッシャ自体と協働する心出しリング（３０）とを有する構成としたことを特徴とするロック装置。
3. 請求項１または２に記載のロック装置において、前記支持体（１２）は、前記整形リング（２２）を軸線方向に移動して前記シール体（２４）を半径方向に圧迫して膨張させるため加圧流体を注入する半径方向導管（２８）を具えたことを特徴とするロック装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロック装置において、前記皿状体（３６）は、容器（１８）底部の凹部（２０）に対して相補的な形状を有し、また複数個の貫通孔を設けたことを特徴とするロック装置。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のロック装置において、前記支持体（１２）は、心出しリング（３０）および皿状体（３６）の貫通孔を介して容器（１８）を安定させるよう吸気真空を生ぜしめる１個または複数個の導管（３１）を具えたことを特徴とするロック装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のロック装置において、格納体（１６）と支持体（１２）との間に弾性手段（４２）を配置したことを特徴とするロック装置。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のロック装置において、弾性手段（４２）を、螺旋状またはコップ状ばねにより構成したことを特徴とするロック装置。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のロック装置において、弾性手段（４２）を、整形リング（２２）に同軸状のスリーブ（４４）と心出しリング（３０）との間に配置した螺旋ばねにより構成したことを特徴とするロック装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載のロック装置において、螺旋ばねで構成した弾性手段（４２）は、心出しリング（３０）に指向する前方端部を軸受に整合させ、この軸受は、後方固定部（４６）と、心出しリング（３０）自体に接触するよう配置した前方回転部（４８）とを有する構成としたことを特徴とするロック装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のロック装置において、後方固定部（４６）と前方回転部（４８）とを有する軸受は、整形リング（２２）に同軸状の環状部材（５０）により周縁を規定したことを特徴とするロック装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載のロック装置において、心出しリング（３０）は、周縁に、中実の環状カラー（５２）を設け、この環状カラー（５２）を整形リング（２２）に形成した肩部（５４）に整合こせたことを特徴とするロック装置。

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