JP3788348B2

JP3788348B2 - 缶製造装置

Info

Publication number: JP3788348B2
Application number: JP2001400501A
Authority: JP
Inventors: 正宏細井; 達也花房; 一実末
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2006-06-21
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003200235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有底円筒状の缶の先端開口を絞り型の内側へ押込んで、缶の先端開口側の外形を縮径する缶製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、飲料用のアルミ合金素材からなるボトル缶は、素板を円形状に打ち抜き、それを絞り加工して有底円筒状のカップ部材を得、更にそれを再絞り・しごき加工して所定肉厚の平底缶を得た後、口絞り（所謂ネッキング）加工によって、缶先端開口を、缶外径より小さい内径を有する円筒状の絞り型の内側へ押込むことで、先端開口から所定長を縮径したボトル形状となる。
【０００３】
このネッキング加工を行うための缶製造装置は、図４に示すように、缶１の外径より小さい内径を有する円筒状の絞り型３と、この絞り型３を内周に嵌着固定する絞り型ホルダー５と、絞り型３の内周にネック部の肉厚分の間隙を隔てて遊嵌する円筒状の中子７と、この中子７を先端に固定して絞り型ホルダー５と同軸上に配設される中子ホルダー９と、絞り型ホルダー５にボルト１１によって螺着して絞り型３の先端から突出し且つ缶１の外径と略同一内径を有したガイドリング１３とを備えている。
【０００４】
一方、缶１は、底部がベースパッド１５によって保持され、先端開口１ａを絞り型３に向けて同軸上に配置される。ベースパッド１５は、缶底を凹部１７に嵌入保持する構造であり、外形が缶外径より大きくなっている。
【０００５】
この缶製造装置によるネッキング加工は、図５（ａ）に示すように、ベースパッド１５を固定した状態で、絞り型ホルダー５及び中子ホルダー９をベースパッド１５に接近する方向に前進させ、絞り型３の内側に缶１の先端開口１ａを挿入すると同時に、中子７を先端開口１ａから缶内へ挿入する。更に、図５（ｂ）に示すように、絞り型ホルダー５を、ベースパッド１５に接近する方向に前進させることにより、先端開口１ａが、絞り型３と中子７との間に押込まれることとなり、先端開口１ａの所定長が縮径されてネッキング加工が行われる。
【０００６】
この際、缶１は、絞り型３内に押込まれることにより、缶胴に缶押込み荷重（所謂ネック成形荷重）が作用し、半径方向外側に膨出する弾性変形が缶胴に生じる。そのため、缶製造装置では、図５（ａ）（ｂ）に示すネッキング加工時に、缶１の外径と略同一内径のガイドリング１３を缶胴に外挿し、弾性変形点をこのガイドリング１３で拘束しながらネッキング加工を行っていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、顧客ニーズの多様化に伴って例えば飲料用のボトル缶においても、種々の内容積のものが要求されるようになってきている。この場合、図６に示すように、缶径を同一とした場合には、例えば５００ｍｌの内容積を有するボトル缶１Ａの高さＨ１は１６４ｍｍとなり、３００ｍｌの内容積を有するボトル缶１Ｂの高さＨ２は１３０ｍｍとなる。
ところが、この高さＨ２の低い缶１Ｂを従来の缶製造装置でネッキング加工した場合、ネック部１ｂの高さｈを意匠性等の制約から同一とすると、缶胴１ｃの高さｈ２が大幅に低くなり、この高低差（ｈ１−ｈ２）がガイドリングとベースパッドとの間隔ｓ（図５（ｂ）参照）より大きくなると、ガイドリングがベースパッドに当たってしまい、それ以上の押込みが不能となって、ネック成型が行えなくなる問題が生じた。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、従来ではガイドリングがベースパッドに当たるためにネッキング加工を行うことのできなかった低い高さの缶に対してもネッキング加工を施すことのできる缶製造装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る請求項１記載の缶製造装置は、有底円筒状の缶の先端開口を、該缶の外径より小さい内径を有する円筒状の絞り型の内側へ押込んで、前記缶の先端開口側の外形を縮径する缶製造装置において、前記缶の外径よりも大径とされ、前記缶の底部を保持するベースパッドを有するとともに、前記先端開口を前記絞り型に押込むに際し前記缶の外周に嵌合して該缶の半径方向外側へ膨出する変形を拘束するガイドリングを、前記ベースパッドに当接することにより前記絞り型に対して前記缶の押込み方向と同方向に後退自在に設けたことを特徴とする。
【０００９】
この缶製造装置では、缶の先端開口を絞り型に押込むに際し、ガイドリングが缶の外周に嵌合してこの缶の半径方向外側へ膨出する変形を拘束する。このとき、ガイドリングの先端が、缶を保持する缶外径より大きいベースパッドに当接すると、ガイドリングがベースパッドと共に、缶の押込み方向と同方向に後退移動する。即ち、ガイドリングとベースパッドとが当接することにより、それ以上の缶の押込みが不能になることを回避することができる。これにより、従来ではガイドリングがベースパッドに当たってしまうために押込みが不能であった低い高さの缶に対しても絞り加工を施せるようになる。
【００１０】
請求項２記載の缶製造装置は、請求項１記載の缶製造装置において、前記ガイドリングを、付勢手段によって前記缶の押込み方向と反対方向に付勢して前記絞り型から突出状態に配置させたことを特徴とする。
【００１１】
この缶製造装置では、ガイドリングが、ベースパッドに当接する以外のときには、付勢手段によって缶の押込み方向と反対方向に付勢され、常に絞り型から最大長で突出した状態となる。従って、缶の先端開口を絞り型に押込む際には、ガイドリングが缶の外周に最大長で嵌合し、ガイドリングの缶膨出拘束効果が最大限に発揮されることになる。
【００１２】
請求項３記載の缶製造装置は、請求項１又は２記載の缶製造装置において、前記缶の外周に接触する前記絞り型の接触内周面の缶押込み方向前方に、該接触内周面より大内径の逃げ部を形成したことを特徴とする。
【００１３】
この缶製造装置では、缶が絞り型へ押込まれると、缶は外周が絞り型の接触内周面と接触した後、逃げ部とは非接触状態となる。従って、従来絞り型と接触していた缶の外周が逃げ部において非接触となることで、その分、絞り型との摩擦が低減し、缶押込み荷重（所謂ネック成形荷重）が低減することになる。これにより、ネック成形荷重が大きい場合に発生するボトム沈み込みが回避できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る缶製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る缶製造装置の缶軸線を含む面の断面図、図２は図１の絞り型の要部拡大図である。
【００１５】
図１に示すように、シャフト状となった中子ホルダー２１の先端には、円筒状の中子２３を固設している。中子２３の固設位置より基端側である中子ホルダー２１の外周には、筒状の絞り型ホルダー２５が外挿される。中子ホルダー２１と絞り型ホルダー２５とは、同軸上に配置され、軸線方向に相対移動可能となっている。
【００１６】
絞り型ホルダー２５の先端は円筒状の保持部２７となり、この保持部２７は内周に円筒状の絞り型２９を固着している。絞り型２９は、缶１の外径より小さい内径の図２に示す接触内周面３１を有している。絞り型２９は、この接触内周面３１と、中子２３の外周面との間に、ネッキング加工によって成型するネック部の肉厚分の間隙を隔てて、内側に中子２３を遊嵌している。
【００１７】
絞り型ホルダー２５の保持部２７の外周には円筒状の外筒３３を外挿してある。外筒３３は、軸線方向略中央部で半径方向内側に突出する凸部３５を保持部２７の先端面に当接するとともに、基端部を半径方向に貫通したボルト３７によって絞り型ホルダー２５に螺着している。
【００１８】
凸部３５より先端側の外筒３３の内周面と、絞り型２９の外周面との間は、円環状の空間を形成している。この空間には、缶１の外径と略同一の内径を有する円筒状のガイドリング３９の基端を挿入している。外筒３３の先端部には、半径方向内側に突出する離脱規制部４１を設けてあり、離脱規制部４１はガイドリング３９の軸線方向略中央部で基端側を大径とする段部４３に当接して、外筒３３の内部からのガイドリング３９の離脱を阻止している。
【００１９】
このガイドリング３９の内周の基端側には、耐摩耗性の高い軸受鋼等からなる円筒状のブッシング４５を嵌着してあり、ガイドリング３９はこのブッシング４５の内周面を介して絞り型２９の外周面に摺接している。
【００２０】
外筒３３と絞り型２９とによって挟まれた円環状の空間には、凸部３５と、ガイドリング３９の基端側の端面との間に、付勢手段である例えばコイルスプリング４７を配設している。このコイルスプリング４７は、ガイドリング３９を、缶１の押込み方向（図１の右方向）と反対方向に付勢して、絞り型２９から突出状態に配置させる。
【００２１】
図２に示すように、絞り型２９の先端には、缶１の先端開口１ａの外径より大きな内径の案内部４９を形成している。この案内部４９は、絞り型２９の奥に向かって徐々に縮径されるテーパ部５１を介して接触内周面３１に連続している。即ち、案内部４９に侵入した缶１の先端開口１ａは、この案内部４９とテーパ部５１とに案内されて接触内周面３１に進入し、この接触内周面３１を通過することによって所定の外径に縮径される。
【００２２】
絞り型２９には、接触内周面３１の缶押込み方向（図２の右方向）前方に、この接触内周面３１より大内径の逃げ部５３を形成している。従って、缶１が絞り型２９へ押込まれると、缶１は外周が絞り型２９の接触内周面３１と接触した後、逃げ部５３とは非接触状態となる。従って、従来絞り型２９と接触していた缶１の外周がこの逃げ部５３において非接触となることで、その分、絞り型２９との摩擦が低減し、缶押込み荷重（所謂ネック成形荷重）が低減することになる。これにより、ネック成形荷重が大きい場合に発生するボトム沈み込みが回避できるようになっている。
【００２３】
一方、缶１は、底部がベースパッド１５によって保持され、先端開口１ａを絞り型２９に向けて同軸上に配置される。ベースパッド１５は、缶底を凹部１７に嵌入保持する構造であり、外形が缶外径より大きくなっている。本実施の形態では、このベースパッド１５が缶１の軸線方向に移動不能に固定され、絞り型ホルダー２５及び中子ホルダー２１がこのベースパッド１５に対して接近・離反方向に移動自在となっている。つまり、絞り型ホルダー２５及び中子ホルダー２１がこのベースパッド１５に対して接近方向に移動することで、缶１の先端開口１ａが絞り型２９内に押込まれることとなる。
【００２４】
次に、以上のように構成した缶製造装置６１の作用を説明する。
図３は図１の缶製造装置のネッキング加工過程を（ａ）（ｂ）で示した動作説明図である。
上記の缶製造装置６１を用いたネッキング加工では、図３（ａ）に示すように、ベースパッド１５に缶１を固定した状態で、絞り型ホルダー２５及び中子ホルダー２１をベースパッド１５に接近する方向に前進させる。絞り型ホルダー２５及び中子ホルダー２１の前進によって、絞り型２９の内側には、缶１の先端開口１ａが進入し、中子２３が先端開口１ａから缶１の内部に進入する。同時に、缶１の缶胴にはガイドリング３９が外挿され、ガイドリング３９は缶胴の弾性変形点を拘束する。
【００２５】
更に、図３（ｂ）に示すように、絞り型ホルダー２５を、ベースパッド１５に接近する方向に前進させると、先端開口１ａが、絞り型２９と中子２３との間に押込まれることとなり、先端開口１ａの所定長が縮径されてネッキング加工が行われる。
【００２６】
このネッキング加工において、缶１が図６に示した低い高さの缶１Ｂであると、絞り型ホルダー２５の前進によってガイドリング３９がベースパッド１５に当接する。すると、ガイドリング３９は、コイルスプリング４７の付勢力に抗して絞り型２９の外周面をブッシング４５を摺動させながら、缶１の押込み方向と同方向に後退する。即ち、従来では、絞り型ホルダーに固定したガイドリングが、ベースパッド１５に当接することによりそれ以上行えなかった缶１の押込みが、ガイドリング３９の後退可能な範囲において更に可能となる。
【００２７】
このように、上記の缶製造装置６１によれば、缶１の先端開口１ａを絞り型２９に押込むに際し、ガイドリング３９が缶１の外周に嵌合してこの缶１の半径方向外側へ膨出する変形を拘束する。このとき、ガイドリング３９の先端が、缶１を保持する缶外径より大きいベースパッド１５に当接すると、ガイドリング３９がベースパッド１５と共に、缶１の押込み方向と同方向に後退移動する。即ち、ガイドリング３９とベースパッド１５とが当接することにより、それ以上の缶１の押込みが不能になることを回避することができる。これにより、従来ではガイドリング３９がベースパッド１５に当たってしまうために押込みが不能であった低い高さの缶１Ｂに対しても絞り加工を施せるようになる。
【００２８】
また、ガイドリング３９が、ベースパッド１５に当接する以外のときには、コイルスプリング４７によって缶１の押込み方向と反対方向に付勢され、常に絞り型２９から最大長で突出した状態となる。従って、缶１の先端開口１ａを絞り型２９に押込む際には、ガイドリング３９が缶１の外周に最大長で嵌合し、ガイドリング３９の缶膨出拘束効果が最大限に発揮されることになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係る缶製造装置によれば、缶の先端開口を絞り型に押込むに際し缶の外周に嵌合してこの缶の半径方向外側へ膨出する変形を拘束するガイドリングを、絞り型に対して缶の押込み方向と同方向に後退自在に設けたので、ガイドリングの先端が、缶を保持する缶外径より大きいベースパッドに当接しても、ガイドリングがベースパッドと共に、缶の押込み方向と同方向に後退移動する。この結果、従来ではガイドリングがベースパッドに当たってしまうために押込みが不能であった低い高さの缶に対しても絞り加工を施せるようになる。
また、本発明に係る缶製造装置によれば、ガイドリングを、付勢手段によって缶の押込み方向と反対方向に付勢して絞り型から突出状態に配置させたので、ガイドリングがベースパッドに当接する以外のときには、ガイドリングが常に絞り型から最大長で突出した状態となり、ガイドリングが缶の外周に最大長で嵌合し、ガイドリングの缶膨出拘束効果を最大限に発揮させることができる。
さらに、本発明に係る缶製造装置によれば、絞り型の接触内周面の缶押込み方向前方に、この接触内周面より大内径の逃げ部を形成したので、缶を絞り型へ押込む際の缶と絞り型との摩擦を低減させて、缶押込み荷重（所謂ネック成形荷重）を低減させることができる。この結果、ネック成形荷重が大きい場合に発生するボトム沈み込みを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る缶製造装置の缶軸線を含む面の断面図である。
【図２】図１の絞り型の要部拡大図である。
【図３】図１の缶製造装置のネッキング加工過程を（ａ）（ｂ）で示した動作説明図である。
【図４】従来の缶製造装置の缶軸線を含む面の断面図である。
【図５】図４の缶製造装置のネッキング加工過程を（ａ）（ｂ）で示した動作説明図である。
【図６】高さの異なるボトル缶を（ａ）（ｂ）に示したボトル缶外形説明図である。
【符号の説明】
１…缶
１ａ…先端開口
２９…絞り型
３１…接触内周面
３９…ガイドリング
４７…コイルスプリング（付勢手段）
５３…逃げ部
６１…缶製造装置

Claims

有底円筒状の缶の先端開口を、該缶の外径より小さい内径を有する円筒状の絞り型の内側へ押込んで、前記缶の先端開口側の外形を縮径する缶製造装置において、
前記缶の外径よりも大径とされ、前記缶の底部を保持するベースパッドを有するとともに、
前記先端開口を前記絞り型に押込むに際し前記缶の外周に嵌合して該缶の半径方向外側へ膨出する変形を拘束するガイドリングを、前記ベースパッドに当接することにより前記絞り型に対して前記缶の押込み方向と同方向に後退自在に設けたことを特徴とする缶製造装置。
請求項１記載の缶製造装置において、
前記ガイドリングを、付勢手段によって前記缶の押込み方向と反対方向に付勢して前記絞り型から突出状態に配置させたことを特徴とする缶製造装置。
請求項１又は２記載の缶製造装置において、
前記缶の外周に接触する前記絞り型の接触内周面の缶押込み方向前方に、該接触内周面より大内径の逃げ部を形成したことを特徴とする缶製造装置。