JP2022030225A - 缶成形装置の往復直線運動機構および缶成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】往復直線運動機構の外形を小さく抑えること。【解決手段】内歯歯車１６を有するハウジング１５と、第１回転体２１と、ハウジング１５と第１回転体２１とを第１中心軸Ｃ１回りに相対回転可能に連結する第１軸受３１と、第１回転体２１の軸方向一方側を向く面２１ｄから軸方向他方側に窪み、第２中心軸Ｃ２を中心とする凹部２８と、内歯歯車１６と噛み合う外歯歯車２３を有し、第１回転体２１の軸方向一方側に配置される第２回転体２２と、第２回転体２２の軸方向他方側を向く面２２ｅから軸方向他方側に突出し、凹部２８に挿入される凸部２９と、凸部２９と凹部２８とを、第２中心軸Ｃ２回りに相対回転可能に連結する第２軸受３２と、第２回転体２２に接続され、所定方向に沿って往復直線運動させられるラム軸連結部３５と、を備え、第２中心軸Ｃ２と直交する第２径方向から見て、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９が、互いに重なる。【選択図】図３

Description

本発明は、缶成形装置の往復直線運動機構および缶成形装置に関する。

従来、有底筒状のＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇ）缶が知られている。ＤＩ缶は、アルミニウム合金製の円板状のブランクが、カッピング加工およびＤＩ加工等を経ることにより製造される。カッピング加工では、ブランクを絞り加工してカップ状体とする。ＤＩ加工では、カップ状体をカップホルダーで押さえつつ、パンチとダイとの間で絞りしごき加工する。

カップ状体にＤＩ加工を施す缶成形装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この缶成形装置は、往復直線運動機構により、ラム軸を介してパンチを所定のストローク方向に往復直線運動させる。

特開２０１８－５４０６５号公報

従来の缶成形装置は、往復直線運動機構の外形を小さく抑える点に改善の余地があった。

本発明は、往復直線運動機構の外形を小さく抑えることができる缶成形装置の往復直線運動機構、および缶成形装置を提供することを目的の一つとする。

本発明の缶成形装置の往復直線運動機構の一つの態様は、第１中心軸を中心とする内歯歯車を有するハウジングと、前記第１中心軸と直交する第１径方向において、前記ハウジングの内側に位置する第１回転体と、前記ハウジングと前記第１回転体とを、前記第１中心軸回りに相対回転可能に連結する第１軸受と、前記第１回転体の軸方向一方側を向く面から軸方向他方側に窪み、前記第１中心軸と平行な第２中心軸を中心とする凹部と、前記第２中心軸を中心とし前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車を有し、前記第１回転体の軸方向一方側に配置される第２回転体と、前記第２回転体の軸方向他方側を向く面から軸方向他方側に突出し、前記凹部に挿入される凸部と、前記凸部と前記凹部とを、前記第２中心軸回りに相対回転可能に連結する第２軸受と、前記第２回転体に接続され、前記第１径方向のうち所定方向に沿って往復直線運動させられるラム軸連結部と、を備え、前記第２中心軸と直交する第２径方向から見て、前記第１軸受、前記凹部、前記第２軸受および前記凸部が、互いに重なる。
また、本発明の缶成形装置の一つの態様は、上述の缶成形装置の往復直線運動機構と、前記所定方向に延び、一端部に前記ラム軸連結部が連結されるラム軸と、前記ラム軸の他端部に配置されるパンチと、前記パンチが挿入される貫通孔を有するダイと、前記ダイの前記貫通孔が開口する端面に押し付けられるカップホルダーと、を備える。

本発明では、第１軸受、凹部、第２軸受および凸部の各軸方向位置が、互いに同じであるので、往復直線運動機構の軸方向寸法の嵩張りを抑えることができる。また外歯歯車および内歯歯車の各軸方向寸法についても、小さく抑えることが容易である。往復直線運動機構の少なくとも軸方向の外形を小さく抑えることができ、かつ構造を簡素化できる。

上記缶成形装置の往復直線運動機構において、前記内歯歯車および前記外歯歯車は、前記第１軸受、前記凹部、前記第２軸受および前記凸部の軸方向一方側に配置されることが好ましい。

この場合、往復直線運動機構の構造を簡素化しつつ、軸方向の外形をより小さく抑えることができる。

上記缶成形装置の往復直線運動機構において、前記内歯歯車および前記外歯歯車は、前記ハウジングの軸方向一方側の開口部に位置することが好ましい。

この場合、往復直線運動機構の構造を簡素化しつつ、軸方向の外形をより小さく抑えることができる。

上記缶成形装置の往復直線運動機構は、軸方向から見て、前記外歯歯車の一部と前記第１軸受の一部とが、互いに重なることが好ましい。

例えば第１軸受が、軸方向から見て外歯歯車と重ならずに、外歯歯車よりも第１径方向の外側に配置される場合と比べて、本発明の上記構成によれば、第１軸受の直径が小さく抑えられる分、往復直線運動機構の第１径方向の外形を小さく抑えることができる。

本発明の一つの態様の缶成形装置の往復直線運動機構、および缶成形装置によれば、往復直線運動機構の外形を小さく抑えることができる。

図１は、本実施形態の缶成形装置を模式的に示す概略図である。 図２は、本実施形態の缶成形装置の往復直線運動機構を示す斜視図である。 図３は、本実施形態の缶成形装置の往復直線運動機構を模式的に示す断面図である。

本発明の一実施形態の缶成形装置１、および缶成形装置１の往復直線運動機構１０（以下、単に往復直線運動機構１０と呼ぶ場合がある）について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の缶成形装置１は、ワークであるカップ状体ＷにＤＩ加工を施してＤＩ缶１００とする、ＤＩ缶製造装置である。

まず、ＤＩ缶１００について説明する。
ＤＩ缶１００は、有底筒状である。ＤＩ缶１００は、飲料等の内容物が充填、密封される２ピース缶やボトル缶等の缶体に用いられる。２ピース缶の場合、缶体は、ＤＩ缶１００と、ＤＩ缶１００の開口端部に巻き締められる円板状の缶蓋と、を備える。ボトル缶の場合、缶体は、ＤＩ缶１００にネッキング加工およびねじ加工等が施されたボトル缶本体と、ボトル缶本体の開口端部に螺着されるキャップと、を備える。

ＤＩ缶１００は、アルミニウム合金製等の板材から打ち抜いた円板状のブランクに、カッピング工程（絞り工程）およびＤＩ工程（絞りしごき工程）を施すことにより、有底筒状に形成される。具体的にＤＩ缶１００は、例えば２ピース缶の場合、板材打ち抜き工程、カッピング工程、ＤＩ工程、トリミング工程、印刷工程、塗装工程、ネッキング工程およびフランジング工程をこの順に経て、製造される。

ＤＩ缶１００を製造する過程では、ブランクをカッピングプレスによって絞り加工（カッピング加工）し、カップ状体Ｗに成形する。つまりカップ状体Ｗは、上記カッピング工程において、ブランクからＤＩ缶１００へ移行する過程で作製される成形中間体である。カップ状体Ｗは、ＤＩ缶１００よりも周壁の高さ（缶軸方向に沿う長さ）が小さく、直径が大きい有底筒状である。

次に、缶成形装置１について説明する。
缶成形装置１は、上記ＤＩ工程に用いられるものであり、カップ状体ＷにＤＩ加工、すなわち絞り（再絞り）しごき加工を施して、カップ状体Ｗよりも周壁の高さが大きく、直径が小さいＤＩ缶１００に成形する。また缶成形装置１は、上記ＤＩ工程において、ＤＩ缶１００の缶底をドーム形状に成形する。

缶成形装置１は、往復直線運動機構１０と、往復直線運動機構１０の後述するラム軸連結部３５が往復直線運動させられる所定方向（以下、ストローク方向Ｓと呼ぶ場合がある）に延び、一端部にラム軸連結部３５が連結されるラム軸３と、ラム軸３の他端部に配置されるパンチ２と、ラム軸３の中心軸Ｏの軸方向に沿ってラム軸３を往復移動自在に支持するラム軸受５と、パンチ２が挿入される貫通孔７を有するダイ８と、ダイ８の貫通孔７が開口する端面９に押し付けられるカップホルダー６と、パンチ２との間でＤＩ缶１００の缶底を挟み込みドーム状に成形するドーマー１１と、を備える。
ラム軸３、パンチ２、ラム軸受５、ダイ８の貫通孔７、カップホルダー６およびドーマー１１の各中心軸Ｏは、互いに同軸に配置される。本実施形態では、これらの部材の共通軸である中心軸Ｏが、水平方向に延びる。

また缶成形装置１は、ダイ８の端面９上にカップ状体Ｗを供給するカップフィーダー（図示省略）と、この端面９上にカップ状体Ｗを保持する受け座（図示省略）と、成形後のＤＩ缶１００を装置外部へ搬送する缶搬送機構（図示省略）と、パンチ２の先端面および外周面の少なくともいずれかに開口するエア吐出孔からエアを吐出し、パンチ２からＤＩ缶１００を離型させるエア吐出機構（図示省略）と、往復直線運動機構１０に同期して駆動され、往復直線運動機構１０のラム軸連結部３５とは異なるストローク長でカップホルダー６を中心軸Ｏの軸方向に往復移動させるカップホルダー駆動機構（図示省略）と、駆動モータ等の駆動源（図示省略）と、を備える。

往復直線運動機構１０は、駆動源から入力される第１中心軸Ｃ１回りの回転駆動力を、中心軸Ｏに沿うストローク方向Ｓへの往復直線運動に変換して、ラム軸連結部３５に出力する。往復直線運動機構１０の具体的な構成については、別途後述する。
ラム軸３は、中心軸Ｏに沿って延びる軸状である。ラム軸３は、中心軸Ｏの軸方向において互いに離間して配置される一対のラム軸受５により、摺動自在に支持される。
パンチ２は、中心軸Ｏに沿って延びる円筒状または円柱状である。

一対のラム軸受５は、中心軸Ｏの軸方向において、往復直線運動機構１０とダイ８との間に配置される。一対のラム軸受５のうち、ダイ８に近い位置に配置される一方のラム軸受５は、前軸受５Ｆであり、往復直線運動機構１０に近い位置に配置される他方のラム軸受５は、後軸受５Ｒである。前軸受５Ｆおよび後軸受５Ｒは、例えばハイドロスタティック軸受や静圧軸受等と呼ばれる流体軸受の構造を有する。

ダイ８は、中心軸Ｏの軸方向に並んで複数設けられる。複数のダイ８はそれぞれ、ダイ８を中心軸Ｏの軸方向に貫通する断面円形の貫通孔７を有する。複数のダイ８は、１つの再絞りダイ８Ａと、この再絞りダイ８Ａよりもドーマー１１側に位置する複数のアイアニングダイ（しごきダイ）８Ｂと、を有する。特に図示しないが、各アイアニングダイ８Ｂのドーマー１１側には、それぞれパイロットリングが配置される。パイロットリングが設けられることにより、成形時にＤＩ缶１００が各アイアニングダイ８Ｂを外れた（通過した）ときの衝撃でパンチ２が各アイアニングダイ８Ｂに接触することが抑制される。
また、成形時において再絞りダイ８Ａおよび各アイアニングダイ８Ｂには、潤滑と冷却のためクーラント液が供給される。

カップホルダー６は、中心軸Ｏの軸方向に延びる円筒状のカップホルダースリーブ６ａを有する。カップホルダースリーブ６ａは、パンチ２の外側に嵌め合わされ、かつパンチ２に対して中心軸Ｏの軸方向にスライド移動可能である。カップホルダースリーブ６ａは、再絞りダイ８Ａの端面９に配置されたカップ状体Ｗの内部に挿入され、カップ状体Ｗの底壁を端面９に押圧して保持する。すなわちカップホルダー６は、ダイ８の往復直線運動機構１０側を向く端面９に、カップ状体Ｗの底壁を押し付けて支持する。
特に図示しないが、カップホルダー駆動機構は、駆動源から往復直線運動機構１０を介して伝達された回転駆動力を、中心軸Ｏの軸方向への往復運動に変換して、カップホルダー６を中心軸Ｏの軸方向に往復直線移動させる。

ドーマー１１は、ＤＩ缶１００の缶底を成形する金型である。ドーマー１１は、中心軸Ｏの軸方向に延びる略円筒状である。パンチ２がストローク方向Ｓの前進端位置に配置されたときに、ドーマー１１は、中心軸Ｏの軸方向においてパンチ２と対向する。

缶成形装置１によるカップ状体ＷへのＤＩ加工は、下記のように行われる。
まず、ワークであるカップ状体Ｗが、カップ軸（缶軸）を水平方向に延ばし、その開口をパンチ２側へ向けた姿勢で、パンチ２と再絞りダイ８Ａとの間に配置される。カップ状体Ｗの底壁は、再絞りダイ８Ａの端面９と対向する。

このカップ状体Ｗに対して、カップホルダー６およびパンチ２が中心軸Ｏの軸方向に前進移動させられる。すなわち、カップホルダー６およびパンチ２が、ストローク方向Ｓのうち、往復直線運動機構１０からダイ８側つまり前側へ向けて移動する。そしてカップホルダー６が、再絞りダイ８Ａの端面９にカップ状体Ｗの底壁を押し付けてカップ押し付け動作を行いつつ、パンチ２が、カップ状体Ｗを再絞りダイ８Ａの貫通孔７内に押し込んでいくことにより、カップ状体Ｗに再絞り加工を施す。

再絞り加工により、カップ状体Ｗは小径に成形され、かつカップ軸方向の長さが大きくなる。さらにこのカップ状体Ｗをパンチ２で押し込んでいき、複数のアイアニングダイ８Ｂの各貫通孔７を順次通過させつつしごき加工を施す。すなわち、カップ状体Ｗの周壁をしごいて延伸させ、周壁高さを高くするとともに周壁の厚さを薄くして、有底筒状のＤＩ缶１００の形状に成形する。ＤＩ缶１００は、周壁がしごかれることで冷間加工硬化され、強度が高められる。

しごき加工が施されたＤＩ缶１００は、パンチ２によりダイ８の貫通孔７からドーマー１１側へと押し出される。そしてＤＩ缶１００の底部（缶底となる部分）が、パンチ２とドーマー１１との間で挟まれ押圧されることにより、ＤＩ缶１００の底部が、ドーム形状に成形される。

次に、往復直線運動機構１０について説明する。
図２および図３に示すように、往復直線運動機構１０は、内歯歯車１６を有するハウジング１５と、第１回転体２１と、第１軸受３１と、凹部２８と、内歯歯車１６と噛み合う外歯歯車２３を有する第２回転体２２と、凸部２９と、第２軸受３２と、ラム軸連結部３５と、錘部５１と、軸体２６と、を備える。

ハウジング１５およびその内歯歯車１６、第１回転体２１、第１軸受３１ならびに軸体２６は、第１中心軸Ｃ１を中心としており、つまり第１中心軸Ｃ１を共通軸として互いに同軸に配置される。凹部２８、第２回転体２２およびその外歯歯車２３、凸部２９ならびに第２軸受３２は、第２中心軸Ｃ２を中心としており、つまり第２中心軸Ｃ２を共通軸として互いに同軸に配置される。
第１中心軸Ｃ１と第２中心軸Ｃ２とは、互いに平行であり、かつ互いに離れて配置される。本実施形態では、第１中心軸Ｃ１および第２中心軸Ｃ２が、水平方向に延びる。

以下の説明では、第１中心軸Ｃ１が延びる方向および第２中心軸Ｃ２が延びる方向を、単に軸方向と呼ぶ。軸方向において、第１回転体２１とラム軸連結部３５とは、互いに異なる位置に配置される。軸方向のうち、第１回転体２１からラム軸連結部３５へ向かう方向を軸方向一方側と呼び、ラム軸連結部３５から第１回転体２１へ向かう方向を軸方向他方側と呼ぶ。なお、軸方向一方側を前側、軸方向他方側を後側と言い換えてもよい。

第１中心軸Ｃ１と直交する方向を、第１径方向と呼ぶ。第１径方向のうち、第１中心軸Ｃ１に近づく向きを第１径方向の内側と呼び、第１中心軸Ｃ１から離れる向きを第１径方向の外側と呼ぶ。
第１中心軸Ｃ１回りに周回する方向を第１周方向と呼ぶ。第１周方向のうち、缶成形装置１の稼働時に、ハウジング１５に対して第１回転体２１が回転させられる向きを、第１回転方向Ｔ１と呼ぶ。

第２中心軸Ｃ２と直交する方向を、第２径方向と呼ぶ。第２径方向のうち、第２中心軸Ｃ２に近づく向きを第２径方向の内側と呼び、第２中心軸Ｃ２から離れる向きを第２径方向の外側と呼ぶ。
第２中心軸Ｃ２回りに周回する方向を第２周方向と呼ぶ。第２周方向のうち、缶成形装置１の稼働時に、第１回転体２１に対して第２回転体２２が回転させられる向きを、第２回転方向Ｔ２と呼ぶ。

ハウジング１５は、第１中心軸Ｃ１を中心とする筒状である。ハウジング１５は、内歯歯車１６と、ハウジング本体１７と、を有する。

内歯歯車１６は、第１中心軸Ｃ１を中心とする環状である。内歯歯車１６は、円筒状であり、軸方向に延びる。内歯歯車１６は、ハウジング１５の軸方向一方側の端部に配置される。内歯歯車１６は、ハウジング１５の軸方向一方側の開口部に位置する。

内歯歯車１６は、内歯歯車１６の内周部に、第１周方向に並ぶ複数の内歯１６ａを有する。本実施形態では内歯１６ａが、ハウジング１５の軸方向一方側の開口を通して、往復直線運動機構１０の外部に露出される。

図３に示すように、ハウジング本体１７は、第１中心軸Ｃ１を中心とする有底筒状である。ハウジング本体１７の内部には、第１回転体２１および第１軸受３１が配置される。ハウジング本体１７の軸方向一方側の端部には、内歯歯車１６が固定される。

ハウジング本体１７は、周壁部１７ａと、底壁部１７ｂと、を有する。
周壁部１７ａは、第１中心軸Ｃ１を中心とする略円筒状であり、軸方向に延びる。周壁部１７ａの軸方向一方側の端部には、内歯歯車１６が固定される。周壁部１７ａの軸方向他方側の端部には、底壁部１７ｂが接続される。
底壁部１７ｂは、第１中心軸Ｃ１と垂直な方向に拡がる円環板状である。底壁部１７ｂの外周部は、周壁部１７ａの軸方向他方側の端部と接続される。図示の例では周壁部１７ａと底壁部１７ｂとが、一体に形成される。

第１回転体２１は、第１径方向において、ハウジング１５の内側に位置する。第１回転体２１は、ハウジング１５と第１中心軸Ｃ１回りに相対回転可能に連結される。第１回転体２１は、第１中心軸Ｃ１を中心とする円柱状である。第１回転体２１は、ハウジング１５内に収容される。

第１軸受３１は、例えばテーパーローラーベアリング等である。第１軸受３１は、第１径方向からの荷重（ラジアル荷重）および軸方向からの荷重（アキシャル荷重）を支持可能である。第１軸受３１は、第１中心軸Ｃ１を中心とする環状である。第１軸受３１は、ハウジング１５と第１回転体２１とを、第１中心軸Ｃ１回りに相対回転可能に連結する。
特に図示しないが、第１軸受３１の外輪は、ハウジング本体１７の周壁部１７ａの内周面と固定される。第１軸受３１の内輪は、第１回転体２１の外周面と固定される。

凹部２８は、第１回転体２１の軸方向一方側を向く面２１ｄから軸方向他方側に窪み、軸方向に延びる。凹部２８は、第２中心軸Ｃ２を中心とする円穴状である。つまり凹部２８は、軸方向一方側に開口する。

第２回転体２２は、第１回転体２１の軸方向一方側に配置される。第２回転体２２は、第１回転体２１と第２中心軸Ｃ２回りに相対回転可能に連結される。第２回転体２２は、第２中心軸Ｃ２を中心とする略円柱状である。第２回転体２２は、外歯歯車２３と、頂壁部２２ｂと、を有する。

外歯歯車２３は、第２中心軸Ｃ２を中心とする円柱状であり、軸方向に延びる。外歯歯車２３の軸方向他方側を向く面２２ｅの一部は、第１回転体２１の軸方向一方側を向く面２１ｄの一部と、軸方向に隙間をあけて対向する。外歯歯車２３の軸方向他方側を向く面２２ｅの他の一部は、第１軸受３１の一部と、軸方向に隙間をあけて対向する。つまり軸方向から見て、外歯歯車２３の一部と第１軸受３１の一部とは、互いに重なる。外歯歯車２３は、ハウジング１５の軸方向一方側の開口部に位置する。

外歯歯車２３は、外歯歯車２３の外周部に、第２周方向に並ぶ複数の外歯２３ａを有する。本実施形態では外歯２３ａが、ハウジング１５の軸方向一方側の開口を通して、往復直線運動機構１０の外部に露出される。
複数の外歯２３ａのうち少なくとも１つ以上と、複数の内歯１６ａのうち少なくとも１つ以上とは、互いに噛み合う。外歯歯車２３の外歯２３ａのピッチ円直径は、内歯歯車１６の内歯１６ａのピッチ円直径の１／２である。

図２において、缶成形装置１の稼働時に、外歯歯車２３は、内歯歯車１６の内周部に沿って第１回転方向Ｔ１に回転（公転）移動しつつ、第２回転方向Ｔ２に回転（自転）する。本実施形態では、往復直線運動機構１０を軸方向一方側から見て、つまり往復直線運動機構１０の正面視で、第１回転方向Ｔ１は、第１中心軸Ｃ１を中心とする反時計回りの方向であり、第２回転方向Ｔ２は、第２中心軸Ｃ２を中心とする時計回りの方向である。ただしこれに限らず、往復直線運動機構１０を軸方向一方側から見て、第１回転方向Ｔ１が、第１中心軸Ｃ１を中心とする時計回りの方向であり、第２回転方向Ｔ２が、第２中心軸Ｃ２を中心とする反時計回りの方向であってもよい。

頂壁部２２ｂは、外歯歯車２３の軸方向一方側に配置される。頂壁部２２ｂは、第２中心軸Ｃ２と垂直な方向に拡がる円板状である。図３に示すように、頂壁部２２ｂは、外歯歯車２３の軸方向一方側の端部およびラム軸連結部３５の軸方向他方側の端部と接続される。つまり頂壁部２２ｂは、外歯歯車２３とラム軸連結部３５とを接続する。

凸部２９は、第２回転体２２の軸方向他方側を向く面２２ｅから軸方向他方側に突出し、軸方向に延びる。凸部２９は、第２中心軸Ｃ２を中心とする円柱状である。凸部２９は、凹部２８に挿入される。

第２軸受３２は、例えばテーパーローラーベアリング等である。第２軸受３２は、第２径方向からの荷重（ラジアル荷重）および軸方向からの荷重（アキシャル荷重）を支持可能である。第２軸受３２は、第２中心軸Ｃ２を中心とする環状である。第２軸受３２は、凸部２９と凹部２８とを、第２中心軸Ｃ２回りに相対回転可能に連結する。
特に図示しないが、第２軸受３２の外輪は、凹部２８の内周面と固定される。第２軸受３２の内輪は、凸部２９の外周面と固定される。

第２径方向から見て、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９は、互いに重なる。すなわち、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９はそれぞれ、軸方向において、互いに同じ位置に配置される部分を含む。図示の例では、第２径方向から見て、第２軸受３２がその軸方向全長にわたって、第１軸受３１と重なる。
内歯歯車１６および外歯歯車２３は、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９の軸方向一方側に配置される。

ラム軸連結部３５は、第２回転体２２に接続され、第１径方向のうち所定方向（ストローク方向Ｓ）に沿って往復直線運動させられる。ラム軸連結部３５は、例えば円柱状であり、軸方向に延びる。ラム軸連結部３５は、頂壁部２２ｂから軸方向一方側に突出する。ラム軸連結部３５は、ハウジング１５よりも軸方向一方側に位置する。ラム軸連結部３５は、頂壁部２２ｂから第２径方向の外側に突出する。

ラム軸連結部３５の第３中心軸Ｃ３は、第１中心軸Ｃ１と平行である。ラム軸連結部３５の第３中心軸Ｃ３は、第２中心軸Ｃ２に対して平行かつ離れて配置される。第３中心軸Ｃ３と第２中心軸Ｃ２との間の第２径方向の距離は、第１中心軸Ｃ１と第２中心軸Ｃ２との間の第２径方向の距離と等しい。往復直線運動機構１０を軸方向から見て、ラム軸連結部３５の第３中心軸Ｃ３は、外歯歯車２３の外歯２３ａのピッチ円直径上に位置する。

図１において、ラム軸連結部３５は、ラム軸連結部３５の外周部に設けられる図示しない連結軸受を介して、ラム軸３と連結される。この連結軸受は、ラム軸連結部３５と、ラム軸３の一端部に位置するコンロッドとを、第３中心軸Ｃ３回りに相対回転可能に連結する。

図２および図３に示すように、錘部５１は、第１回転体２１に接続され、第１径方向において、第１中心軸Ｃ１を間に挟んで第２中心軸Ｃ２とは反対側に位置する。錘部５１は、第１回転体２１、凹部２８、凸部２９、第２軸受３２、第２回転体２２およびラム軸連結部３５が第１中心軸Ｃ１回りに回転する際の、第１周方向の回転バランスを良好に維持するためのいわゆるカウンターウェイトとして機能する。錘部５１は、第１回転体２１の軸方向一方側に配置される。錘部５１は、半円板状である。図示の例では、錘部５１が、第１回転体２１と一体に形成される。

軸体２６は、第１中心軸Ｃ１を中心とする円柱状であり、軸方向に延びる。軸体２６は、第１回転体２１の軸方向他方側に配置される。軸体２６の外径は、第１回転体２１の外径よりも小さい。軸体２６の軸方向一方側の端部は、第１回転体２１の軸方向他方側の端部と接続される。図示の例では、軸体２６が、第１回転体２１と一体に形成される。

軸体２６は、図示しない第３軸受により、第１中心軸Ｃ１回りに回転自在に支持される。軸体２６には、図示しない駆動源から第１回転方向Ｔ１の回転駆動力が入力される。軸体２６および第１回転体２１は、駆動源の回転駆動力により、ハウジング１５に対して第１回転方向Ｔ１に回転させられる。

以上説明した本実施形態の往復直線運動機構１０では、図示しない駆動源から軸体２６および第１回転体２１に第１中心軸Ｃ１回りの回転駆動力が伝達されると、ハウジング１５に対して第１回転体２１が、第１中心軸Ｃ１回りに回転させられる。第１回転体２１が第１中心軸Ｃ１回りに回転させられると、第１回転体２１に支持された第２回転体２２も、第１中心軸Ｃ１回りに回転させられる。

このとき、第２回転体２２の外歯歯車２３と、ハウジング１５の内歯歯車１６とが互いに噛み合っているため、第２回転体２２は、第１中心軸Ｃ１回りに回転（公転）させられつつ、第２中心軸Ｃ２回りにも回転（自転）させられる。往復直線運動機構１０を軸方向から見て、第２回転体２２が第１中心軸Ｃ１回りに公転させられる第１回転方向Ｔ１と、第２回転体２２が第２中心軸Ｃ２回りに自転させられる第２回転方向Ｔ２とは、互いに逆向きとなる。

第２回転体２２に接続されたラム軸連結部３５は、第１径方向のうち所定方向つまりストローク方向Ｓに沿って、往復直線運動する。
このようにして、本実施形態の往復直線運動機構１０は、第１回転体２１に入力された回転駆動力を、ストローク方向Ｓへの往復直線運動に変換してラム軸連結部３５に出力する。これにより、ラム軸連結部３５にラム軸３を介して連結されたパンチ２がストローク方向Ｓに往復直線運動させられる。パンチ２、ダイ８、カップホルダー６等によりカップ状体ＷにＤＩ加工を施すことが可能になり、カップ状体ＷをＤＩ缶１００に成形することができる。

そして本実施形態によれば、第２径方向から見て、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９が、互いに重なって配置される。すなわち、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９の各軸方向位置が、互いに同じであるので、往復直線運動機構１０の軸方向寸法の嵩張りを抑えることができる。また外歯歯車２３および内歯歯車１６の各軸方向寸法についても、小さく抑えることが容易である。往復直線運動機構１０の少なくとも軸方向の外形を小さく抑えることができ、かつ構造を簡素化できる。

また本実施形態では、内歯歯車１６および外歯歯車２３が、第１軸受３１、凹部２８、第２軸受３２および凸部２９の軸方向一方側に配置される。
この場合、往復直線運動機構１０の構造を簡素化しつつ、軸方向の外形をより小さく抑えることができる。

また本実施形態では、内歯歯車１６および外歯歯車２３が、ハウジング１５の軸方向一方側の開口部に位置する。
この場合、往復直線運動機構１０の構造を簡素化しつつ、軸方向の外形をより小さく抑えることができる。

また本実施形態では、軸方向から見て、外歯歯車２３の一部と第１軸受３１の一部とが、互いに重なる。
例えば本実施形態と異なり、第１軸受３１が、軸方向から見て外歯歯車２３と重ならずに、外歯歯車２３よりも第１径方向の外側に配置される場合と比べて、本実施形態の上記構成によれば、第１軸受３１の直径が小さく抑えられる分、往復直線運動機構１０の第１径方向の外形を小さく抑えることができる。

また本実施形態では、第２径方向から見て、第２軸受３２がその軸方向全長にわたって、第１軸受３１と重なって配置される。
この場合、第２軸受３２の軸方向寸法が大きく確保されるため、第２軸受３２に第２径方向から作用する荷重が分散されやすくなり、荷重が第２軸受３２の軸方向の各位置で大きくばらつくことが抑制される。第２軸受３２への負荷が軸方向において均等化されるため、第２軸受３２の機能が良好に維持され、メンテナンス等の頻度を少なくすることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

錘部５１の形状は、前述の実施形態で説明した形状に限らない。
また特に図示しないが、錘部（第１錘部）５１以外に、第２回転体２２の頂壁部２２ｂに接続される第２錘部が設けられてもよい。この場合、第２錘部は、第２径方向において、第２中心軸Ｃ２を間に挟んでラム軸連結部３５とは反対側に位置する。第２錘部は、第２回転体２２、凸部２９およびラム軸連結部３５が第２中心軸Ｃ２回りに回転する際の、第２周方向の回転バランスを良好に維持するためのいわゆるカウンターウェイトとして機能する。

本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

本発明の缶成形装置の往復直線運動機構、および缶成形装置によれば、往復直線運動機構の外形を小さく抑えることができる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

１…缶成形装置、２…パンチ、３…ラム軸、６…カップホルダー、７…貫通孔、８…ダイ、９…端面、１０…往復直線運動機構、１５…ハウジング、１６…内歯歯車、２１…第１回転体、２１ｄ…第１回転体の軸方向一方側を向く面、２２…第２回転体、２２ｅ…第２回転体の軸方向他方側を向く面、２３…外歯歯車、２８…凹部、２９…凸部、３１…第１軸受、３２…第２軸受、３５…ラム軸連結部、Ｃ１…第１中心軸、Ｃ２…第２中心軸

Claims (5)

1. 第１中心軸を中心とする内歯歯車を有するハウジングと、
   前記第１中心軸と直交する第１径方向において、前記ハウジングの内側に位置する第１回転体と、
   前記ハウジングと前記第１回転体とを、前記第１中心軸回りに相対回転可能に連結する第１軸受と、
   前記第１回転体の軸方向一方側を向く面から軸方向他方側に窪み、前記第１中心軸と平行な第２中心軸を中心とする凹部と、
   前記第２中心軸を中心とし前記内歯歯車と噛み合う外歯歯車を有し、前記第１回転体の軸方向一方側に配置される第２回転体と、
   前記第２回転体の軸方向他方側を向く面から軸方向他方側に突出し、前記凹部に挿入される凸部と、
   前記凸部と前記凹部とを、前記第２中心軸回りに相対回転可能に連結する第２軸受と、
   前記第２回転体に接続され、前記第１径方向のうち所定方向に沿って往復直線運動させられるラム軸連結部と、を備え、
   前記第２中心軸と直交する第２径方向から見て、前記第１軸受、前記凹部、前記第２軸受および前記凸部が、互いに重なる、
   缶成形装置の往復直線運動機構。
2. 前記内歯歯車および前記外歯歯車は、前記第１軸受、前記凹部、前記第２軸受および前記凸部の軸方向一方側に配置される、
   請求項１に記載の缶成形装置の往復直線運動機構。
3. 前記内歯歯車および前記外歯歯車は、前記ハウジングの軸方向一方側の開口部に位置する、
   請求項１または２に記載の缶成形装置の往復直線運動機構。
4. 軸方向から見て、前記外歯歯車の一部と前記第１軸受の一部とが、互いに重なる、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の缶成形装置の往復直線運動機構。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の缶成形装置の往復直線運動機構と、
   前記所定方向に延び、一端部に前記ラム軸連結部が連結されるラム軸と、
   前記ラム軸の他端部に配置されるパンチと、
   前記パンチが挿入される貫通孔を有するダイと、
   前記ダイの前記貫通孔が開口する端面に押し付けられるカップホルダーと、を備える、
   缶成形装置。

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