JP3875994B2 - 連続稼働式缶デコレーターのマンドレルアッセンブリ用垂直トラック装置 - Google Patents

Description

本発明の背景
米国特許第３，７６６，８５１号は、１９７３年１０月２３日付けで、Ｅ．Ｓｉｒｖｅｔほかに発行された「連続缶印刷機およびハンドリング装置」であるが、この装置は、相対的に高速で円筒状の容器の外面にデコレーション（装飾印刷）を施す装置を述べている。すなわち、これらの容器は、大きな回転する車輪状のキャリアーの外周部に取り付けたマンドレルに載置されている間にデコレーションを施される。このタイプの連続稼働式缶印刷機においては、マンドレルが通常の印刷用通路に沿ったデコレーション領域を通って移動するときに、このマンドレルに円筒状の容器を適正に載置することができるように保障する装置を設けてある。ある特定のマンドレルに容器が載置されず空である場合、あるいは不適切に載置された場合、このマンドレルを印刷用通路から非印刷位置に移動することにより、空のマンドレルあるいは不適切に容器を載置したマンドレルが印刷ブランケットと係合しないようにする。空のあるいは不適切載置のマンドレルを非印刷位置に退避させる従来公知の例としては、１９７９年２月２０日付けでＪ．Ｐ．Ｓｋｒｙｐｅｋほかに発行された米国特許第４，１４０，０５３号、「連続稼働式デコレーター用のマンドレル載置およびトリップ機構」、および１９９２年５月１２日付けで、Ｒ．ＤｉＤｏｎａｔｏほかに発行された米国特許第５，１１１，７４２号、「連続稼働式デコレーター用のマンドレルトリップサブアッシィ」などがある。
上記米国特許第４，１４０，０５３号においては、それぞれのマンドレルは、連続回転するキャリアー上の回転軸に取り付けたサブアッシィの一部である。空の、あるいは不適切に載置したマンドレルが検出された場合には、クランクおよび偏心部を介して作動するライナーアクチュエーターが、サブアッセンブリ全体の上記回転軸を移動させ、この作動により、空のあるいは不適切載置のマンドレルをその通常の通路すなわち印刷通路から退避させ、マンドレルあるいは不適切に載置された容器がいずれも印刷ブランケットに係合しないようにする。このタイプの機構は、高製造率、たとえば毎分１２００個の缶という製造率で作動する一方、キャリアーへのサブアッシィの取付けおよび取外しには時間がかかり、しかも、サブアッシィがキャリアーに取り付けられているときに、調整作業を行わなければならない。
上記米国特許第５，１１１，７４２号においては、マンドレルトリップ用のアクチュエーターおよびマンドレルをサブアッシィとして結合し、このサブアッシィをキャリアーから取り外したときに調整する。とくにこのサブアッシィは、回転アクチュエーターを有するベースを有し、このアクチュエーターは非機械的エネルギー好ましくは圧縮空気により直接これを駆動する。このアクチュエーターはローターを有し、ローターは、マンドレルを回転可能に取り付けた延長部を有する。マンドレルの軸は、ローターの軸からわずかに横方向にずれており、かくして、後者の制限された回転作用により、マンドレルが、半径方向における通常の外方印刷位置と、半径方向内方のトリップ（退避）あるいは非印刷位置との間を移動する。上記ベースからふたつのガイドロッドが延びており、キャリアーの半径方向に延びるガイドチャンネルにこれを挿入することにより、キャリアー上にサブアッシィを取り外し可能に取り付けるとともに、サブアッシィの一部であるカムフォロアーに協動する固定状態のカムトラックからの命令にしたがって、このサブアッシィを半径方向に案内する。
発明の概要
本発明は、前記米国特許第５，１１１，７４２号に開示されたタイプの装置におけるマンドレルをトリップ（退避）させるためのサブアッセンブリの高速動作を改善する。すなわち、マンドレルに載置した缶と印刷ブランケットとが係合することにより発生する力に起因してキャリアーに対しサブアッセンブリが傾斜するが、この傾斜を禁止する手段を設けることによってサブアッセンブリの動作を改善する。このタイプの傾斜をチェックせずに許容してしまうと、ガイドロッドとガイドチャンネル中のベアリングスリーブとの間に過剰な摩擦係合を起こしてしまう。したがって、ベアリングスリーブの摩耗を増長し、ベアリングスリーブとその中で作動するガイドロッドとの間の不適合な取付け状態が生じ、得られた缶の印刷品質に否定的な影響を与えることになってしまう。
以下詳細に説明するように、本発明によれば、サブアッセンブリの傾斜は、サブアッセンブリ上のフォロアー（ローラー）が、回転するキャリアーの支持部あるいはトラック（軌道）と摺動係合を行うことにより、これを禁止する。さらに、このフォロアーと支持部との間の協動もまた、キャリアーに対する片持ち式のマンドレルのたわみを制限するように作用する。
すなわち、本発明の主要な目的は、円筒状の容器の高速連続稼働式デコレーター用の改良した構造を提供することである。
他の目的は、長期間にわたって、非常に高速で操作する印刷を実行するタイプの装置を提供することである。
他の目的は、メンテナンス手続きの間隔を大きくするように構成したタイプの装置を提供することである。
さらに他の目的は、マンドレルアッセンブリを設けるとともに回転するキャリアーに対するアッセンブリの傾斜を、支持部を設けることにより、禁止するようなタイプの装置を提供することである。
本発明のこれらの目的および他の目的は、以下添付の図面にもとづく説明により、明確にする。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明によるマンドレル／アクチュエーターサブアッセンブリのデコレーション操作中の傾斜を防止する支持装置を含む連続稼働式デコレーション装置の正面図である。
第２図は、第１図の２−２線に沿った、マンドレルキャリアーおよび載置用ホィール部分の拡大部分断面図である。
第３図は、第２図の３−３線断面図であって、缶を受け取るマンドレルを取り除いた状態の正面図である。
第４図は、支持部材を取り除いた状態のマンドレル／サブアッセンブリの一方の裏面図である。
第５図は、各支持部材の間の関係を示した第３図の５−５線断面図である。
第６図は、缶を受け取るマンドレルを取り除いた状態の第５図の６−６線断面図である。
第７図は、マンドレル／アクチュエーターサブアッセンブリの主要部材と、これを傾斜に対して支持する部材との間の関係を示す分解斜視図である。
発明の詳細な説明
以下の説明を拡充するために、前記米国特許第３，７６６，８５１号、第４，１４０，０５３号、および第５，１１１，７４２号による開示内容を公知文献としてここに提示する。とくに第１図を参照すると、この第１図は、米国特許３，７６６，８５１号に記載されているタイプのアルミニウム飲料缶その他の円筒状容器の連続稼働式のデコレーション装置を示す。簡略に述べると、第１図の装置は、まだデコレート（装飾印刷）していないとともにそれぞれの一方が開放されている缶１６を供給部（図示せず）から受け取り、さらに、弧状の収容部あるいはポケット１７にこれらの缶１６を載置するインフィードコンベアーシュート１５を有する。ポケット１７は、互いに間隔をあけて整列させた弧状部分１３、１４（第２図）の円周部に沿ってこれを配置してある。弧状部分１３、１４は、水平方向の駆動シャフト１９にキーされたホィール形状のマンドレルキャリアー１８にこれを堅固に固定してある。自由回転する水平方向のスピンドルあるいはマンドレル２０はまた、キャリアー１８にこれを取り付け、それぞれのマンドレル２０はインフィールドシュート１５から下流側に延びている短い領域において個々のポケット１７に水平方向に整列して間隔をあけて配置する。この短い領域において、デコレートしていない缶１６を、それぞれの収容部１７からマンドレル２０に水平方向で後側に移送する。マンドレル２０の外方端部側あるいは前方端部に延びている軸方向の通路１０１（第７図）を通して吸引操作することにより、容器１６をマンドレル２０上の最終シート位置まで引き込む。
マンドレル２０に載置している間に缶１６は、多色印刷プレスデコレーション部分２２において連続回転するイメージ転写マットあるいはブランケット２１とこれを係合させてデコレートする。このデコレート処理ののち、まだマンドレル２０に載置している間に、デコレートしたそれぞれの缶１６を、ニス塗布ユニット２４における貼付ロール２３の周面と係合させ、ニスあるいはその他の保護フィルムをコーティングする。移送ホィール２７がシャフト２８を中心としてそのまわりを回転している間に、デコレーションおよび保護コーティングを施した缶１６は、ついで、マンドレル２０から、移送ホィール２７の周面近くに設けた吸引カップ３６にこれを移送する。移送ホィール２７により移送した缶１６は、一般的には水平であるがただし傾いているピン２９にこれを配置する。ピン２９は、チェーンタイプの出力コンベア３０から突出しており、コンベア３０は、硬化用オーブン（図示せず）を通して缶１６を移送する。
それぞれのマンドレル２０には、これがセンサー３３の近傍に至るまでに適正に缶１６を載置する必要がある。このセンサー３３は、それぞれのマンドレル２０が適正に載置した缶１６を有している否かを検出する。センサー３３が、マンドレル２０に缶１６が載置されていないこと、あるいは適正に載置されていないこと、を検出した場合には、この載置不適格の特定のマンドレル２０がデコレーション領域を通過する際に、これを「非印刷」位置に移送する。この非印刷位置において、マンドレル２０は、デコレーション領域を通過する際に、ブランケット２１の周面とは間隔をあけられることになる。
それぞれのマンドレル２０は、マンドレル／アクチュエーターというサブアッセンブリ４０の一部である。このサブアッセンブリ４０の複数個をキャリアー１８の周面３９に取り付けてあり、それぞれのサブアッセンブリ４０の間には等角度間隔をあけてあり、キャリアー１８の周面３９に対して半径方向において内方および外方に案内されることになる。それぞれのサブアッセンブリ４０はまた、機械加工したベース４１を有する。ベース４１は、その後側に、一体に形成した中空の球根状部分４２を有し、この球根状部分４２は、中空で、半径方向外方に延び、空気圧駆動の回転オペレーターあるいはアクチュエーターの外方ハウジングを構成する。このアクチュエーターは、直径反対方向に対向した羽根４４を固定したローター４３を有する。ローター４３の回転軸は、マンドレル２０の回転軸４５に対して平行で、かつわずかに横にずれている。自由回転する一対のローラー４８、４９がカムフォロアーを構成しており、ベース４１の後面から突出している片持ち式のスタブシャフト５１にこれを取り付ける。キャリアー１８が回転すると、カムフォロアーローラー４８、４９はカムトラック５２と協動して、キャリアー１８の周面３９に対するベース４１の半径方向の位置を決定する。
軸方向に互いの間隔をあけた平行なふたつのガイドロッド８１、８２が、ベース４１から半径方向内方に向かってそれぞれ延びて、ガイドチャンネル８３、８４に入っている。ガイドチャンネル８３、８４は、キャリアー１８の周面３９から半径方向内方に延びている。ガイドチャンネル８３、８４は、それぞれスリーブ６５、６６の形態の線形ベアリングを含む。ガイドロッド８１、８２は、その長さ方向の軸がキャリアー１８の回転主軸と交差するようにこれを配置している。ガイドロッド８１、８２の前側に、またベース４１から半径方向内方に突出するように配置してあるのは、３本の中空ロッド８５、８６、８７であり、これらは、キャリアー１８の穴部９５、９６、９７に入ることにより、真空および圧力用の柔軟制御ラインの均等材として作用する。この真空および圧力は、ハウジング４２内においてマンドレル２０および回転アクチュエーターの少なくともいずれか一方に供給されるものである。
サブアッセンブリ４０のそれぞれは、キャリアー１８上にある個々の制御バルブ８８（第２図）に関連しており、キャリアー１８内の連結穴部を有する導管あるいは空気通路を通して中空ロッド８５、８６、８７にこれを結合する。サブアッセンブリ４０の作動についての記載は、前記米国特許第５，１１１，７４２号を参照。
印刷工程において、缶１６と印刷ブランケット２１との係合により、第５図の矢印Ａに示すように、実質的に半径方向内方への反作用力がマンドレル２０に対して作用することになる。この反作用により、サブアッセンブリ４０に力が作用し、これを前側への、かつ、カムフォロアー４８と３６０度制御カムトラック５２との間の係合部位を中心とした半径方向内方への傾斜を生じさせる傾向がある。このタイプの傾斜は、ベアリングスリーブ６５、６６（第２図）に不当な歪みを与え、したがって、その耐用年数を縮めることになる。
デコレーション操作の間に発生する力により、サブアッセンブリ４０が前側に、かつ半径方向内方に傾斜することを制限するために、本発明は、支持装置を提供する。この支持装置は、支持部分２０１およびフォロアー部分２０２を有し、これらは、摺動可能に（たとえばローリングにより）係合し、かつ互いに相対的に移動するように、作用可能である。すなわち支持部分２０１は、回転するマンドレルキャリアー１８の周面３９から半径方向外方に延びるとともに、３本のボルト２０３によりこの周面３９に堅固にこれを固定してある。フォロアー部分２０２は、ベース部分４２の一方の側においてサブアッセンブリのベース４１に２本のボルト２０４によりこれを固定してある。ボルト２０４は、フォロアー部分２０２の支持部材２０５のクリアランス孔を通して延びている。後者（フォロアー部分）はまた、拡大した頭部２０９を有するピン２０８に取り付けたフォロアーローラー２０６を有している。ローラー２０６は、支持部分２０１の後側に沿って支持部分２０１により形成されたトラック２０７上に載っている。
ローラー２０６は、ベアリングユニット２１０の外側リングであり、ベアリングユニット２１０はまた、内側リング２１１および複数のロッド状ベアリング部材２１２を有する。ベアリング部材２１２は、リング２０６と２１１との間に、リテーナーリング２１３により作動可能にこれを配置してある。ピンシャフト２０８は、内側リング２１１を通して延びている。ピンシャフト２０８の頭部なしの端部は、支持部材２０５のクリアランス孔２１４内にこれを配置し、ローラー２０６の大部分が配置されている凹部２１５に延びている。ピンヘッド２０９は、ベース部分４１の一方の側における位置決め用凹部２１６内に延びている。支持部分２０１およびフォロアー２０２を所定部位に置いた状態で、デコレーションによる反作用力Ａにより生じてサブアッセンブリ４０を傾斜させるように作用するモーメントは、フォロアー部分２０２のフォロアーローラー２０６と、支持部分２０１の後側を向いているトラック２０７との間の係合により抵抗される。トラック２０７のすべては、一般的には、マンドレルキャリアー１８用の水平方向の主回転軸に対して直角な共通の垂直平面にこれを配置する。
当業者には明白なように、サブアッセンブリ４０に設けたフォロアーローラー２０６と、キャリアー１８に取り付けた個々の半径方向における支持トラック２０７と、の協動により得られる傾斜対抗作用という利点の多くは、他の構成によってもこれを得ることができる。たとえば、それぞれのサブアッセンブリ４０上の半径方向の支持トラックを、キャリアー１８に取り付けた個々のフォロアーローラーに係合させることができる。あるいは、ベース４１の前側におけるフォロアーローラーであって、サブアッセンブリ４０が少なくとも印刷領域にあるときに、サブアッセンブリ位置決めカム５２ａに平行な共通固定カムトラックあるいは支持部材上に載っているフォロアーローラーによっても達成することができる。あるいは、サブアッセンブリ４０が印刷領域にあるときに、固定軸上の共通ローラーを、それぞれのベース４１上のカムトラック部分に係合させることもできる。なおこの固定軸上の共通ローラーは、ベース４１の前側であってカムトラック部分の半径方向内方にある。
本発明について、その特定の実施の形態にもとづいて説明してきたが、他の変形ないし修正構造および他の使用方法などは、当業者には明白である。したがって、本発明は図示および既述の内容に限定されるものではなく、添付のクレームの既述によってのみその範囲を限定される。

Claims (20)

1. 円筒状の物体をデコレートする円筒状物体のデコレート装置であって、
   この装置は、
   主軸のまわりに連続回転するように取り付けたキャリアーと、
   前記主軸を中心としてそのまわりに列状に、かつ互いの間に等しい中心角をあけて、このキャリアーに取り付けた複数のマンドレルを有するサブアッセンブリと、
   前記キャリアーが回転するときにこのサブアッセンブリがそのそばを通るデコレート手段と、
   前記主軸のまわりに配置した固定カムトラックと、
   を有し、
   前記サブアッセンブリのそれぞれは、ベースと、このベースを支持する支持装置と、自由端部およびこの自由端部とは反対側の他の端部を有する片持ち式のマンドレルと、を有し、
   このマンドレルは、前記自由端部においてこれに前記物体を載置および取外しを行うことが可能であり、かつ前記他の端部において回転可能に支持されており、このマンドレルの回転軸は、前記主軸に対して平行でかつ横方向にずれており、
   前記支持装置は、前記ベース上にあるカムフォロアーが前記固定カムトラックと協動することにより前記サブアッセンブリを半径方向に位置させ、前記マンドレル上の前記物体が、前記主軸のまわりに前記サブアッセンブリが所定範囲の角度で作動する間は、通常は、前記デコレート手段と係合し、
   前記サブアッセンブリが前記主軸のまわりに所定範囲の角度で作動する間においては、前記マンドレル上の前記物体と前記デコレート手段との係合操作により、前記マンドレルが、前記カムフォロアーと前記カムトラックとの間の係合によって、この支点を中心として、その前記自由端部を前記主軸に対して半径方向内方に傾斜するような方向に反作用の力が発生し、
   この反作用力による前記マンドレルの傾斜に抵抗するような支持装置である、そのような円筒状物体のデコレート装置であって、
   この支持装置は、
   前記主軸に対して、軸方向に固定であるとともに半径方向に、第２の部分と相対的に移動する第１の部分と、
   前記ベースに固定するとともにこれと一体に作動可能な第２の部分と、を有し、
   前記マンドレル上の前記物体が前記デコレート手段と係合しているときに、前記第１の部分および前記第２の部分が前記キャリアーの半径方向外方の位置で互いに摺動する係合状態にあり、前記第２の部分が前記第１の部分に対して反対方向の力を発生し、この反対方向の力が、前記反作用力の増加および減少に対して増加および減少するようにしたことを特徴とする円筒状物体のデコレート装置。
2. 前記マンドレルの前記自由端部は、前記他の端部の前方に位置し、前記カムフォロアーは、前記ベースの後方に位置することを特徴とする請求項１記載の円筒状物体のデコレート装置。
3. 前記サブアッセンブリのそれぞれについて、前記第１の部分は、個々の前記第２の部分のひとつと係合する後側を向いた個々のトラックを形成することを特徴とする請求項１記載の円筒状物体のデコレート装置。
4. 前記第２の部分は、前記トラック上に載るフォロアーローラーを有することを特徴とする請求項３記載の円筒状物体のデコレート装置。
5. 前記第１の部分は、前記キャリアーの周面においてこのキャリアーから半径方向外方に延びることを特徴とする請求項４記載の円筒状物体のデコレート装置。
6. 前記フォロアーローラーのそれぞれは、前記主軸に対して直角でありかつ交差しない軸のまわりに回転するとともに、
   前記カムフォロアーのそれぞれは、前記主軸に対して平行な軸のまわりに回転することを特徴とする請求項５記載の円筒状物体のデコレート装置。
7. 前記サブアッセンブリのそれぞれは、前記キャリアー内のガイドチャンネル内に延びるガイドロッドを有し、前記カムフォロアーと前記固定カムトラックとの協動により前記サブアッセンブリを前記キャリアーに対して線形に移動させることを特徴とする請求項１記載の円筒状物体のデコレート装置。
8. 前記サブアッセンブリのそれぞれについて、前記ガイドロッドが前記カムフォロアーの前方に位置する前記ベースから半径方向内方に延びることを特徴とする請求項７記載の円筒状物体のデコレート装置。
9. 前記キャリアーは周面を有し、この周面から前記ガイドチャンネルが半径方向内方に延びることを特徴とする請求項８記載の円筒状物体のデコレート装置。
10. 前記ガイドチャンネルは、その長さ方向の軸が前記主軸に交差するようにこれを配置してあることを特徴とする請求項９記載の円筒状物体のデコレート装置。
11. 前記マンドレルの前記自由端部は、前記他の端部の前方に位置し、前記カムフォロアーは、前記ベースの後方に位置することを特徴とする請求項１０記載の円筒状物体のデコレート装置。
12. 前記サブアッセンブリのそれぞれについて、前記支持装置の前記第１の部分は、個々の前記第２の部分のひとつと係合する後側を向いた個々のトラックを形成することを特徴とする請求項１０記載の円筒状物体のデコレート装置。
13. 前記第２の部分は、前記トラック上に載るフォロアーローラーを有することを特徴とする請求項１２記載の円筒状物体のデコレート装置。
14. 前記第１の部分は、前記キャリアーの周面においてこのキャリアーから半径方向外方に延びることを特徴とする請求項１３記載の円筒状物体のデコレート装置。
15. 前記フォロアーローラーのそれぞれは、前記主軸に対して直角でありかつ交差しない軸のまわりを回転するとともに、
    前記カムフォロアーのそれぞれは、前記主軸に対して平行な軸のまわりを回転することを特徴とする請求項１４記載の円筒状物体のデコレート装置。
16. 前記トラックは、一般的に、前記主軸に対して直角な共通の平面にあることを特徴とする請求項３記載の円筒状物体のデコレート装置。
17. 前記共通の平面は垂直であり、前記主軸は水平であることを特徴とする請求項１６記載の円筒状物体のデコレート装置。
18. 前記マンドレルの自由端部は、前記他の端部の前方に位置し、前記カムフォロアーは、前記ベースの後方に位置することを特徴とする請求項１７記載の円筒状物体のデコレート装置。
19. 前記サブアッセンブリのそれぞれについて、前記支持装置の前記第１の部分と前記第２の部分の間の係合は、前記マンドレルの後方、前記カムフォロアーの前方に位置することを特徴とする請求項２記載の円筒状物体のデコレート装置。
20. 前記サブアッセンブリのそれぞれについて、前記支持装置の前記第１の部分と前記第２の部分の間の係合は、前記マンドレルの後方、前記カムフォロアーの前方に位置することを特徴とする請求項１１記載の円筒状物体のデコレート装置。

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