JP2019089096A - ボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】口部成形工程後の洗浄・乾燥を不要にしたボトル缶の製造を行う。【解決手段】ボトル缶製造装置は、有底円筒状の缶体に口部を成形するに際して、缶体を回転軸周りに移動させながらネッキング加工を行うネッキング加工部と、缶体を回転軸周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながら、缶体の上端部にスリット加工を施してトリミングを行うトリミング加工部とを備え、複数のネッキング加工部を連続配置すると共に、ネッキング加工部の少なくとも一つにトリミング加工部を連続配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法に関するものである。
飲料水等が充填されるボトル缶は、口部を縮径したボトル形状を有する缶容器であり、再栓可能なねじ式キャップ付きが一般に普及している。
ボトル缶の製造工程は、アルミ缶の場合を例示すると、アルミの板材を打ち抜き、浅い絞りを加えて土台となるカップを成形し、成形されたカップに絞り・しごき加工を施して缶胴を成形し、上部の高さを揃えるトリミングを行い、洗浄・プリント・内面塗装などの工程を必要に応じて行った後に、口部成形工程が行われている。口部成形工程では、ネッキング、トリミング、ねじ部成形、カール部成形などが行われ、ここでも、ねじ部やカール部の成形が行われる前に、口部の上端の高さを揃えるトリミングが行われている。
口部成形工程で行われるトリミングは、上端部を切削することで、缶高さの調整を行っている。この際に用いられるトリミング装置は、缶本体の開口端を切削する切削バイトと、缶本体の開口部内側に配置されるガイド部と、切削バイトの切削によって生成された削り屑を吸引する吸引ダクトを備えるものなどが用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。
特開２００５−４０８０３号公報
前述した従来技術によると、口部成形工程でのトリミングで削り屑が発生するため、前述した従来技術のように吸引ダクトを備えたトリミング装置を用いた場合であっても、細かい削り屑を完全に除去することが困難であり、口部成形工程後に缶本体の洗浄・乾燥を行うことが避けられない。
口部成形工程後に行われる缶本体の洗浄・乾燥は、その処理時間が追加されることでボトル缶の生産性に大きく影響することになる。このため、高い生産性を求めるためには、洗浄・乾燥を行う必要が無いように、口部成形工程にて削り屑が発生しないトリミング（缶高さの調整）が求められている。
本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、口部成形工程で細かい削り屑が発生することなく、口部成形工程後の洗浄・乾燥を不要にしたボトル缶の製造装置を提供することが、本発明の課題である。
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
有底円筒状の缶体に口部を成形するボトル缶の製造装置であって、缶体を回転軸周りに移動させながらネッキング加工を行うネッキング加工部と、缶体を回転軸周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながら、缶体の上端部にスリット加工を施してトリミングを行うトリミング加工部とを備え、複数の前記ネッキング加工部を連続配置すると共に、前記ネッキング加工部の少なくとも一つに前記トリミング加工部を連続配置することを特徴とするボトル缶製造装置。
有底円筒状の缶体に口部を成形するボトル缶の製造方法であって、缶体を回転軸周りに移動させながら各段階のネッキング加工を複数段階連続して行い、少なくとも一段階の前記ネッキング加工に連続して、缶体を回転軸周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながら、缶体の上端部にスリット加工を施してトリミングを行うことを特徴とするボトル缶製造方法。
このような特徴を有する本発明によると、口部成形工程で細かい削り屑が発生することなく、口部成形工程後の洗浄・乾燥を不要にしたボトル缶の製造を行うことができるので、ボトル缶の生産性を顕著に向上させることができる。
本発明の実施形態に係るボトル缶製造装置を示した説明図である。 ネッキング加工部の回転ターレットを示した説明図である。 ネッキング加工部のネッキングツールの動作を示した説明図であり、（ａ）が缶体が回転ターレットに供給された直後を示し、（ｂ）がその後回転ターレットが回転した状態を示し、（ｃ）がその後インナーツールとアウターツールの間に缶体の上端部が挿入された状態を示している。 トリミング加工部を示した説明図である。 トリミング加工部のトリミングツールを示した説明図である。 図５のＡ−Ａ断面図であり、（ａ）はインナーツールとアウターツールの間に間隙が形成された状態、（ｂ）がインナーツールとアウターツールとでスリット加工している状態を示している。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
図１に示すように、ボトル缶製造装置１は、有底円筒状の缶体に口部を成形するものであり、複数のネッキング加工部２と、トリミング加工部３を備えている。ネッキング加工部２は、缶体を回転軸２０周りに移動させながらネッキング加工を行う回転ターレット２１を備えており、トリミング加工部３は、缶体を回転軸３０周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながらトリミングを行う回転ターレット３１を備えている。
ネッキング加工部２は、一つのネッキング加工部２で一段階のネッキング加工が行われる。複数のネッキング加工部２は、連結ターレット４を介して連続配置されており、連結ターレット４を経由して一つの回転ターレット２１に供給された缶体は、回転軸２０の周りを所定角度（例えば、１２０°）移動する間に、一つの段階のネッキング加工が行われ、複数のネッキング加工部２にて連続的に加工を行うことで、多段階のネッキング加工が行われる。
トリミング加工部３は、ネッキング加工部２の一つに連結配置されており、一つのトリミング加工部３で缶体の上端部にスリット加工を施して缶体の高さを揃えるように、上端部を所定高さだけスリット除去する。一つのネッキング加工部２から連結ターレット４に移行した缶体は、この連結ターレット４を経由して、トリミング加工部３の回転ターレット３１に供給される。回転ターレット３１に供給された缶体は、回転軸３０の回りを所定角度（例えば、１２０°）移動する間に、自転しながら上端部に対するスリット加工が行われる。
ネッキング加工部２の回転ターレット２１は、図２に示すように、回転軸２０の周りに複数の缶体保持部２１Ｐを備えている。図示の例では、回転軸２０の周りに角度３６°毎の１０箇所に缶体保持部２１Ｐが設けられている。缶体保持部２１Ｐには、各々に一つの缶体が保持され、回転ターレット２１が一回転すると、缶体保持部２１Ｐの数（図示の例では１０個）の缶体に、一段階のネッキング加工が施される。缶体保持部２１Ｐに保持される缶体は、回転ターレット２１の回転に伴って、回転軸２０の周りに移動する。
図３に示すように、缶体保持部２１Ｐに保持された缶体Ｗは、ネッキングツール２２によってネッキング加工される。ネッキングツール２２は、一つの缶体保持部２１Ｐに対して一つが対応しており、回転ターレット２１の回転に同期してネッキングツール２２も移動する。
ネッキングツール２２は、缶軸Ｏと同軸に配置されるセンター軸２２Ａの周りに、インナーツール２２Ｂとアウターツール２２Ｃが配置されている。アウターツール２２Ｃは環状となっており、その内径は缶体Ｗの開口部の外径よりも１〜２ｍｍ程度小径となっている。インナーツール２２Ｂは外径が缶体Ｗの開口部の内径よりも１〜２ｍｍ程度小径となっており、缶体Ｗの内側に配置されている。そして、インナーツール２２Ｂとアウターツール２２Ｃの間に缶体Ｗの上端部が挿入されることで、缶体Ｗの上端部にネッキング加工が施される。
インナーツール２２Ｂ及び缶体保持部２１Ｐは、回転ターレット２１の回転に同期して、缶軸Ｏ方向に進退するように移動する。連結ターレット４から回転ターレット２１に缶体Ｗが供給された直後は、図３（ａ）に示すように、缶体Ｗに対してネッキングツール２２及び缶体保持部２１Ｐは離間した状態になっている。その後、回転ターレット２１が回転すると、図３（ｂ）に示すように、缶体保持部２１Ｐは缶体Ｗに向かって移動し缶体Ｗの底部を保持し、インナーツール２２Ｂは缶体Ｗに向かって移動し缶体Ｗの開口部に挿入される。その後、インナーツール２２Ｂと缶体Ｗと缶体保持部２１Ｐが一体となってアウターツール２２Ｃに向かって移動し、図３（ｃ）に示すように、インナーツール２２Ｂとアウターツール２２Ｃの間に缶体Ｗの上端部が挿入されることで、一段階のネッキング加工が行われる。
図４は、トリミング加工部３を示している。図示の例では、トリミング加工部３の回転ターレット３１に１８個の缶体保持部（図示省略）が設けられており、各々の缶体保持部に対して一つのトリミングツール３２が設けられている。缶体保持部は缶軸周りに回転可能に構成されており、この缶体保持部の回転により、缶体保持部に保持された缶体が自転する。各々のトリミングツール３２は、インナーツール３２Ａとアウターツール３２Ｂを備えている。インナーツール３２Ａは缶体の内側に配置され、アウターツール３２Ｂは外側に配置されて、インナーツール３２Ａの刃部とアウターツール３２Ｂの刃部で缶体Ｗの上端部を挟み込み、缶体Ｗを自転させながらせん断することで、缶体の上端部にスリット加工が施される。
トリミング加工部３は、ネッキング加工部２と同様に、回転ターレット３１の回転に伴ってスリット加工が行われる。すなわち、回転ターレット３１の缶体保持部に保持された缶体は、回転軸３０の周りを移動しつつ、且つ自転しながら、インナーツール３２Ａとアウターツール３２Ｂによるスリット加工が施される。
トリミングツール３２のアウターツール３２Ｂは、図５に示すように、回転軸周りに刃部３２Ｂ１と逃がし部３２Ｂ２を備えている。逃がし部３２Ｂ２は、回転軸周りの３６０°のうちの所定角度（例えば、１６０°）に設けられており、それ以外の角度（例えば、２００°）が刃部３２Ｂ１になっている。また、トリミングツール３２のインナーツール３２Ａは、回転軸周りの全周に刃部３２Ａ１を備えている。
インナーツール３２Ａとアウターツール３２Ｂの軸間距離は一定であり、逃がし部３２Ｂ２がインナーツール３２Ａに近接するタイミングで、図６（ａ）に示すように、インナーツール３２Ａとアウターツール３２Ｂの間に間隙が形成され、そのタイミングで、缶体Ｗの上端部がインナーツール３２Ａとアウターツール３２Ｂの間に挿入される。
その後、図６（ｂ）に示すように、アウターツール３２Ｂ及びインナーツール３２Ａの回転でアウターツール３２Ｂの刃部３２Ｂ１とインナーツール３２Ａの刃部３２Ａ１により缶体Ｗを挟み込み、缶体Ｗを自転させながら全周をせん断することにより、缶体Ｗの上端部周囲に対するスリット加工が施される。これにより、缶体Ｗの上端部が１本のリング状に缶胴から分離され、回収装置（図示省略）にて回収される。
図１に示したボトル缶製造装置１は、ネッキング加工部２の数をネッキング加工の段階数に応じて適宜設定することができる。そして、所定のネッキング加工が行われた後に、トリミング加工部３による第１段階のトリミング加工を行い、その後に、口部に対するビード部成形やねじ部成形を行い、更に必要に応じて、ネッキング加工部２によるネッキング加工を数段階行い、その後、第２段階のトリミング加工を行った後、カール部成形を行うことで、口部成形が完了したボトル缶を得ることができる。
また、ネッキング加工を複数段階行うと缶体Ｗの上端部の高さが不均一となる場合があり、そのまま次段階のネッキング加工を行うと不具合を生じることがある。そのため、トリミング加工部３は必要に応じて複数のネッキング加工部２の中間に設けても良い。
このように、本発明の実施形態に係るボトル缶製造装置１によると、トリミング加工部２でスリット加工によるリング状の切れ端は生じるが、細かい削り屑を発生すること無く口部成形を完了することができる。これによって、トリミング加工後に洗浄・乾燥を行う必要が無くなり、ボトル缶の生産性を顕著に向上させることが可能になる。
１：ボトル缶製造装置，２：ネッキング加工部，３：トリミング加工部，
２０，３０：回転軸，２１，３１：回転ターレット，４：連結ターレット，
２１Ｐ：缶体保持部，２２：ネッキングツール，２２Ａ：センター軸，
２２Ｂ：インナーツール，２２Ｃ：アウターツール，
３２：トリミングツール，３２Ａ：インナーツール，３２Ｂ：アウターツール，
３２Ａ１，３２Ｂ１：刃部，３２Ｂ２：逃がし部

Claims (6)

  1. 有底円筒状の缶体に口部を成形するボトル缶の製造装置であって、
    缶体を回転軸周りに移動させながらネッキング加工を行うネッキング加工部と、
    缶体を回転軸周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながら、缶体の上端部にスリット加工を施してトリミングを行うトリミング加工部とを備え、
    複数の前記ネッキング加工部を連続配置すると共に、
    前記ネッキング加工部の少なくとも一つに前記トリミング加工部を連続配置することを特徴とするボトル缶製造装置。
  2. 前記トリミング加工部が、連続配置された複数の前記ネッキング加工部の中間に連続配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボトル缶製造装置。
  3. 前記ネッキング加工部と前記トリミング加工部は、回転軸周りに複数の缶体保持部を有する回転ターレットを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のボトル缶製造装置。
  4. 有底円筒状の缶体に口部を成形するボトル缶の製造方法であって、
    缶体を回転軸周りに移動させながら各段階のネッキング加工を複数段階連続して行い、
    少なくとも一段階の前記ネッキング加工に連続して、缶体を回転軸周りに移動させつつ、且つ缶体を自転させながら、缶体の上端部にスリット加工を施してトリミングを行うことを特徴とするボトル缶製造方法。
  5. 前記トリミングが、複数段階連続して行う前記ネッキング加工の中間に連続して行われることを特徴とする請求項４に記載のボトル缶製造方法。
  6. 前記トリミングの後に、ねじ部成形とカール部成形を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載のボトル缶製造方法。
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