JP4598938B2 - 缶蓋のカーリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレス機で打ち抜き成型された金属製の缶蓋の外周を曲げる（カールする）際に用いるカーリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、３ピース缶、または２ピース缶の製造工程においては、金属製の板材料をプレス機で打ち抜き加工して、平面形状がほぼ円形の缶蓋が製造される一方、別途製造された円筒形状の缶胴の開口端と、缶蓋の外周縁とが巻き締められて、両者が固着される。そこで、缶蓋と缶胴とを巻き締め易くするために、巻き締め工程よりも前工程において、缶蓋の外周を曲げてフランジカール部を形成する、いわゆる、カーリング成形がおこなわれる。
【０００３】
このようなカーリング成形に用いられる装置の一例が特開昭６２−２２０２３０号公報に記載されている。この公報に記載されているカーリング成形装置は、回転自在に構成されたカーリングホイールと、このカーリングホイールの外側に配置されたアウタガイドとを有している。カーリングホイールの外周面にはＵ字形状の第１のカーリング溝が形成されている。また、アウタガイドは、カーリングホイールの全周のほぼ３／４程度の領域を取り囲むような平面形状に構成されている。アウタガイドの内周面には、第１のカーリング溝と線対称に構成された第２のカーリング溝が形成されている。このようにして、カーリングホイールとアウタガイドとの間に、円弧形状の缶蓋移送路が形成されている。さらにアウタガイドには、円周方向に所定間隔をおいて複数のスリットが設けられているとともに、円周方向に所定間隔をおいて複数の軸孔が形成されている。各軸孔には調整ボルトが配置される。
【０００４】
上記のように構成されたカーリング成形装置によれば、缶蓋移送路の入口側にに缶蓋が搬入されるとともに、カーリングホイールの回転により、缶蓋の外周が、第１のカーリング溝および第２のカーリング溝に接触して、缶蓋の外周が曲げられたフランジカール部が形成される。ここで、各調整ボルトを緩めれば、アウタガイドの円周方向における曲率半径を調整することができる。したがって、上記公報に記載されたカーリング成形装置によれば、外径の異なる缶蓋の外周にフランジカール部を成形する場合でも、第１のカーリング溝と第２のカーリング溝との距離が異なるカーリング装置を複数用意し、これらの装置を交換するなどの煩わしい作業が不要になるものとされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにフランジカール部が形成された缶蓋は、数百枚を１ユニットとして、その中心線方向（厚さ方向）に積み重ねられた状態で袋詰めされ、袋単位で後工程、例えば、内容物の充填工場に出荷される。袋詰め工程から後工程に缶蓋を出荷する場合は、缶蓋の袋入り枚数に過不足が生じないように、各袋に対する缶蓋の充填枚数を調整および管理している。しかしながら、同種の缶蓋を巻き締める場合において、同じ蓋枚数でも、取り扱いの可能な１ユニットの製品長さ（缶蓋の積み重ね方向の長さ）は、シーマーの型式、あるいは缶蓋の供給装置の種類によって異なる場合がある。例えば、１ユニット内の缶蓋の収容枚数が同じ２５０枚であるにも関わらず、取り扱い可能な１ユニットの長さが、約１５mm前後も異なる場合がある。
【０００６】
したがって、１ユニットの製品長さと、缶蓋の枚数との対応関係を、袋詰めした缶蓋の出荷先に応じて、その都度調整する必要がある。そして、缶蓋にはフランジカール部が形成されているため、中心線方向におけるフランジカール部の厚さ、つまりカール厚が、所定長さあたりに積み重ねられる缶蓋の枚数、および１ユニットの製品長さを決定する重要な要因となっている。そこで、所定長さあたりにおける缶蓋の収容枚数（２インチあたりの缶蓋枚数という）を調整するために、カーリング工程において、缶蓋のカール厚を調整することが考えられる。
【０００７】
しかしながら、上記公報に記載されたカーリング装置は、異なる外径を有する缶蓋には対処できるものの、缶蓋の厚さ方向の寸法調整については何ら記載が無く、カーリングの溝の形状を変えるか、あるいはフランジカール部の形状を変更するかなどの設計変更をせざるを得なかった。
【０００８】
一方、缶蓋の中心線方向におけるカーリング溝の長さが異なるカーリングホイールを何種類か揃えておき、所定の長さ単位で必要枚数の缶蓋を積み重ねられるように、カーリングホイールを交換することが考えられる。しかしながら、このような構成を採用すると、１ユニットの必要長さに応じて、形状の異なるカーリング溝を有するカーリングホイールを、複数種類用意する必要があり、不経済であるばかりでなく、１ユニットの必要長さを変更する場合には、カーリングホイール自体をそっくり交換しなければならず、しかもカーリングホイールの位置決めの微調整ができないため、その調整作業が面倒であるという問題もあった。さらに、カーリングホイールに形成された第１のカーリング溝が、回転軸線方向の一部において摩耗した場合でも、カーリングホイール全体を一括して交換しなければならず、缶蓋の製造コストの上昇を招いていた。
【０００９】
この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、缶蓋の外周に形成される曲げ部（フランジカール部）の厚さを容易に調整できるだけでなく、缶蓋の製造コストを低減でき、かつ、フランジカール部の厚さを変更する場合に、製造装置の部品の交換や調整が簡単であり、さらには、工具に摩耗などが発生した場合の対処が簡単で、かつ、工具のカーリング溝の加工性に優れた缶蓋のカーリング装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、回転軸線を中心とする環状の成形面を備えた回転工具と、この回転工具の外側に配置され、かつ、前記成形面とほぼ線対称をなす近似形状に設定された成形面を備えた固定工具とを備え、金属製の缶蓋の外周を、前記回転工具および前記固定工具の成形面に接触させるとともに、前記回転工具を回転させることにより、前記缶蓋の外周を、前記回転工具および前記固定工具の成形面に沿って曲げ加工する缶蓋のカーリング装置において、前記回転工具または前記固定工具の少なくとも一方は、前記回転軸線方向に沿って分割された複数の工具構成体を備えているとともに、各工具構成体に、前記成形面が分割して形成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１の発明によれば、複数の工具構成体の組合せにより、回転工具または固定工具の少なくとも一方の成形面における回転軸線方向の長さを調整することができる。したがって、缶蓋のフランジカール部の厚さの調整段階や調整程度に対応する複数の工具を揃える必要が無く、また、回転工具もしくは固定工具の少なくとも一方を一括して交換するという煩わしい作業も必要がない。また、各工具構成体に分割されている成形面が摩耗した場合は、その成形面を有する工具構成体のみを交換することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の構成に加えて、前記回転軸線方向における前記複数の工具構成体同士の相対位置を調整することにより、前記回転軸線方向における前記成形面の長さを調整する調整機構が設けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の作用が生じる他に、複数の工具構成体同士の相対位置を調整すれば、回転工具または固定工具の少なくとも一方の成形面における回転軸線方向の長さが調整される。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１または２の構成に加えて、前記各工具構成体に分割して形成された成形面は、前記缶蓋の外周が接触するカール外径規制面と、このカール外径規制面により曲げられた缶蓋の曲げ先端部が接触するカール厚規制面とを備え、このカール厚規制面の表面粗さは、前記カール外径規制面の表面粗さよりも粗く設定されていることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の作用が生じる他に、カール外径規制面と缶蓋との摩擦力よりも、カール厚規制面と缶蓋との摩擦力の方が大きいために、缶蓋を曲げるための荷重が徐々に強められ、缶蓋の曲げ状態（カール状態）が、各規制面に沿った状態に維持され易くなる。また、缶蓋の外周に外バリが存在していたとしても、カール厚規制面と外バリとの摩擦作用で、この外バリが小さくなるかもしくは除去される。
【００１６】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの構成に加えて、前記回転工具または前記固定工具の少なくとも一方の成形面は、前記缶蓋の外周が接触し、かつ、前記回転軸線を含む平面内で湾曲する形状を備えたカール外径規制面と、このカール外径規制面により曲げられた缶蓋の曲げ先端部が接触し、かつ、前記平面内で前記回転軸線にほぼ直交する方向に延ばされたカール厚規制面とを備えているとともに、前記回転軸線方向における前記カール外径規制面の曲率中心と前記カール厚規制面との距離が、前記カール厚規制面に最も近い領域の前記カール外径規制面の曲率半径以下に設定されていることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の作用が生じる他に、カール外径規制面における最もカール厚規制面に近い領域で、缶蓋とカール外径規制面との摩擦力よりも、カール厚規制面と缶蓋との摩擦力の方が小さくなることがなく、回転軸線方向における缶蓋の先端部の位置、つまり、缶蓋のフランジカール部の厚さが全周に亘って揃い易い。また、缶蓋の先端部の外周に外バリが存在していたとしても、カール厚規制面と外バリとの摩擦作用で、このバリが小さくなるかもしくは除去される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する。図２は、カーリング装置１の全体構成を示す平面図であり、このカーリング装置１は、プレス加工された缶蓋２の外周を曲げ加工するための装置である。図３は缶蓋２を示す縦断面図であり、この図３においては、プレス加工され、かつ、カーリング装置１により加工される前の缶蓋２の形状が実線で示され、カーリング成形された後の缶蓋２の形状が点線で示されている。缶蓋２は、アルミニウム合金などの金属製の平板材を加工して、中心線Ａ１を中心としてその平面形状がほぼ円形にプレス成形されている。なお、この平板材の両面には、合成樹脂からなる図示しない被膜が予め形成されている。この被膜は、保護塗料や樹脂フィルムから形成されている。
【００１９】
缶蓋２は、円板形状の平坦パネル部３と、平坦パネル部３の外周に連続して形成され、かつ、中心線Ａ１方向に向けてＵ字形状に湾曲された湾曲部４と、この湾曲部４の外周に連続して形成され、かつ、外径が大きくなる方向に傾斜されたチャック壁５と、このチャック壁５の外周端に連続して形成され、かつ、外側に向けて湾曲されたフランジカール部６とを有している。フランジカール部６は、湾曲部４とは逆方向に湾曲している。なお、フランジカール部６の外周端部７は、中心線Ａ１と平行な方向にほぼ直線状に延びており、缶蓋２の外径Ｄ５が設定されている。
【００２０】
つぎに、前記カーリング装置１の構成を、図１、図２、図４に基づいて説明する。図１はカーリング装置１の縦断面図、図４は、カーリング装置１の部分的な平面図である。平面形状がほぼ方形の基台８の上面には、固定枠９が設けられている。この固定枠９は、基台８の中心Ｂ１の周囲にほぼ２７０度の範囲に亘り、ほぼ扇形に配置された平板部１０と、平板部１０の外周端に連続して形成され、かつ、ほぼ垂直に立てられた壁部１１とを有している。つまり、壁部１１は、ほぼ２７０度の範囲に円弧形状に配置されている。
【００２１】
この壁部１１には、その内周面から外周面に貫通する雌ねじ孔１２が、円周方向に所定間隔をおいて複数（１０箇所ないし１５箇所）形成されている。この雌ねじ孔１２に対応する数の第１の調整ねじ１３が複数設けられており、この第１の調整ねじ１３の雄ねじ部１４が、各雌ねじ孔１２にねじ込まれている。また、雄ねじ部１４であって、壁部１１の外側に位置している第１の調整ねじ１３の端部にはナット１５が形成されている。また、第１の調整ねじ１３には、その軸線方向に沿って軸孔１６が貫通して形成されている。
【００２２】
さらに、軸孔１６には、第２の調整ねじ１７の雄ねじ部１８が挿入され、壁部１１の外側に位置している端部には頭部１９が形成されている。この第２の調整ねじ１７と第１の調整ねじ１３とは相対回転可能に構成されている。さらにまた、頭部１９とナット１５との間には、ワッシャ２０が介在されている。なお、壁部１１の円周方向において、各雌ねじ孔１２の配置位置とは異なる位相に雌ねじ孔２１が配置されている。この雌ねじ孔２１は、壁部１１の上面に臨み、かつ、円周方向に所定間隔をおいて配置されている。
【００２３】
前記平板部１０上には、中心Ｂ１の周囲にほぼ２７０度の範囲に亘って円弧形状のアジャストガイド２２が設けられている。このアジャストガイド２２は、平板部１０の上面に沿って水平方向に移動可能である。このアジャストガイド２２は、平板部２３と、平板部２３の外周に立設された壁部２４とを有している。また、平板部２３には、円周方向に所定間隔をおいて放射状のスリット２５が複数設けられている。また、アジャストガイド２２は、水平方向の曲げ荷重が付与された場合に、所定の範囲で弾性変形して、その曲率が変化する剛性を備えた金属材料などにより構成されている。ここで、各スリット２５によりアジャストガイド２２の曲げ剛性が弱められており、その弾性変形が一層容易となっている。
【００２４】
さらにアジャストガイド２２の外周には、円周方向に所定間隔をおいて雌ねじ孔２６が複数形成されている。各雌ねじ孔２６は、前記軸孔１６の数に対応して形成されており、かつ、各第２の調整ねじ１７の雄ねじ部１８が、各雌ねじ孔２６にねじ込まれている。なお、前記第１の調整ねじ１３の雄ねじ部１４の先端部は、アジャストガイド２２の外周面に接触する。
【００２５】
また、アジャストガイド２２上には円周方向に分割された複数のセグメント２７が取り付けられている。この実施形態では図２に示すように、複数のセグメント２７が設けられており、各セグメント２７の平面形状はほぼ扇形になっている。各セグメント２７は金属材料により構成されているとともに、各セグメント２７は、ボルト２８によりアジャストガイド２２に固定されている。各セグメント２７の構成を図５に基づいて説明する。図５は、缶蓋２の中心線Ａ１を含む平面内におけるカーリング装置１の縦断面図である。
【００２６】
各セグメント２７の内周側には成形面２９が設けられている。この成形面２９は、外側に向かうにともない水平線Ｃ１との距離が狭められる方向に傾斜した傾斜面３０と、この傾斜面３０の外周端に連続して形成され、かつ、上方に向けて湾曲した前半曲面３１と、この前半曲面３１における傾斜面３０とは反対側の端部に連続して湾曲形成された後半曲面３２と、この後半曲面３２における前半曲面３１とは反対側の端部に連続して形成された平坦面３３とを有している。
【００２７】
ここで、前半曲面３１の曲率中心Ｐ１および後半曲面３２の曲率中心Ｐ２は、共に水平線Ｃ１上に設定されている。また、前半曲面３１の曲率半径Ｒ１は、後半曲面３２の曲率半径Ｒ２よりも大きく設定されている。さらに平坦面３３は水平線Ｃ１と平行に設定されている。なお、中心線Ａ１方向において、平坦面３３と水平線Ｃ１との距離ｈ１は、後半曲面３２の曲率半径Ｒ２以下に設定されている。また、水平線Ｃ１と傾斜面３０とのなす鋭角側の角度（リードアングル）θ１が設定されている。上記のように構成された各セグメント２７の成形面２９は、外側に向けて突出する湾曲形状を備えている。また、成形面２９に臨む空間を、外側カーリング溝（第２のカーリング溝に相当）３４と呼ぶ。この外側カーリング溝３４は、その平面形状が円弧形状となっている。
【００２８】
前記図４に示すように、缶蓋２の移送経路（後述する）の入口Ｆ１に相当する位置に配置されているセグメント２７の成形面２９には、その外周端の平面形状が、入口Ｆ１から缶蓋２の移送方向（矢印Ｇ１方向）の下流側に向かうにともないカーリングホイール（後述）に近づく方向に傾斜された直線部６８が設けられている。
【００２９】
一方、中心Ｂ１を通過し、かつ、垂直に設定された回転軸線Ｈ１を中心として回転可能な回転軸３５が設けられており、回転軸３５の先端にはカーリングホイール３６が取り付けられている。このカーリングホイール３６は、円板形状の第１の構成体３６Ａおよび第２の構成体３７とを有している。第１の構成体３６Ａおよび第２の構成体３７は共に金属材料により構成されている。この実施形態においては、第２の構成体３７の方が第１の構成体３６Ａよりも、材質の硬度が高い。そして、第１の構成体３６Ａにおける第２の構成体３７側の上面には、水平線Ｃ１と平行な環状の保持面３９が形成されている。またこの保持面３９の内周端には環状の垂直面４０が形成され、垂直面４０の上端には水平な上端面４１が形成されている。
【００３０】
第２の構成体３７の平面形状は環状に構成されており、第２の構成体３７は保持面３９上に接触した状態、もしくは保持面３９と接触しない状態で、保持面３９の上方に保持されている。また、第１の構成体３６Ａは、セグメント２７側に向かうにともない水平線Ｃ１との距離が広がる方向に傾斜した傾斜面４２と、この傾斜面４２の内周端に連続して形成され、かつ、上方に向けて湾曲した前半曲面４３と、この前半曲面４３における傾斜面４２とは反対側の端部に連続して形成された後半曲面４４とを有している。この後半曲面４４における前半曲面４３とは反対側の端部に、微小な曲率半径のコーナー部を介して保持面３９が連続されている。ここで、前半曲面４３の曲率中心Ｐ３および後半曲面４４の曲率中心Ｐ４は、共に水平線Ｃ１上に設定されている。また、前半曲面４３の曲率半径Ｒ１は、後半曲面４４の曲率半径Ｒ２よりも大きく設定されている。
【００３１】
さらに第２の構成体３７であって、保持面３９と対向する領域に環状の平坦面４５が形成されている。この平坦面４５と前記傾斜面４２と前半曲面４３と後半曲面４４とにより、缶蓋２の外周が接触する成形面３８が形成されている。この平坦面４５は、回転軸線Ｈ１に対してほぼ直交して設定されている。この保持面３９と平坦面４５との間には所定の隙間Ｈ５が形成されている。なお、第２の構成体３７の内周側には平面形状が環状の凹部４６が形成されており、この凹部４６には環状のシム４７が配置されている。つまり、第２の構成体３７と保持面３９との間にシム４７が介在されており、このシム４７の厚さや枚数などを変更することにより、隙間Ｈ５が調整される。そして、平坦面４５と水平線Ｃ１との距離ｈ１は、後半曲面４４の曲率半径Ｒ２以下に設定されている。また、水平線Ｃ１と傾斜面４２とのなす鋭角側の角度（リードアングル）θ１が設定されている。上記のように、成形面３８は内側に向けて突出する方向に湾曲されている。
【００３２】
上記のように、相互に対向する成形面２９と成形面３８とは、ほぼ線対称をなす形状に構成されている。さらに、第１の構成体３６Ａの前半曲面４３および後半曲面４４はラッピング仕上げ加工が施されて、その表面粗さが、ＪＩＳＢ０６０１で０．４ｓ程度に調整されている。これに対して、第２の構成体３７の平坦面４５の表面には、サウンドブラスト加工やショットブラスト加工が施され、前記第１の構成体３６Ａの前半曲面４３および後半曲面４４の表面よりも粗い表面状態、例えば、ＪＩＳＢ０６０１で０．４ないし６．３ｓの範囲に調整されている。
【００３３】
なお、図１の回転軸線Ｈ１方向において、各セグメント２７の平坦面３３と、前半曲面３１と傾斜面３０との境界部分との長さＨ２は、カーリングホイール３６の平坦面４５と、前半曲面４３と傾斜面４２との境界部分との長さ、即ちカール厚規制長さＨ３以上に設定される。これは、缶蓋２をカーリング成形する際に、第１のカーリング溝（後述する）を主たるカーリング溝として機能させ、前述した第２のカーリング溝を従たるカーリング溝として機能させるためである。ここで、「主たるカーリング溝」とは、「フランジカール部６のカール厚Ｔ１を規制するための荷重の殆どを発生させる溝」という意味であり、「従たるカーリング溝」とは、「フランジカール部６の曲げ加工には寄与するものの、カール厚Ｔ１を規制する荷重を発生する機能が殆どない溝」という意味である。
【００３４】
なお、上記のように構成された第１の構成体３６Ａの成形面３８に臨む空間を、内側カーリング溝（第１のカーリング溝に相当）４８と呼ぶ。この内側カーリング溝４８は、その平面形状が円形となっている。また、第１の構成体３６Ａの上面には、ねじ部材４９により環状の押えプレート５０が固定されており、この押えプレート５０と第１の構成体３６Ａとにより第２の構成体３７が挟持されている。上記のように構成されたカーリングホイール３６の外周面と、各セグメント２７の内周面との間に、缶蓋２の移送経路Ｊ１が形成されている。この移送経路Ｊ１は、図２に示すように、中心Ｂ１の周囲にほぼ２７０度の範囲に亘って形成され、その平面形状が円弧形状になっている。そして、移送経路Ｊ１における円周方向の一端に入口Ｆ１が形成され、他端に出口Ｆ２が形成されている。
【００３５】
さらにまた、固定枠９の壁部１１に対しては、雌ねじ孔２１にねじ込まれたねじ部材５１により締め付け固定された上側枠体５２が取り付けられており、この上側枠体５２は、その平面形状がほぼ扇形に構成されている。また、上側枠体５２であって、前記移送経路Ｊ１の上方に相当する位置の円周上には、所定間隔をおいて、複数の雌ねじ孔５３が、ほぼ垂直に貫通して形成されている。各雌ねじ孔５３に対応して第３の調整ねじ５４が設けられており、この第３の調整ねじ５４の雄ねじ部５５が、各雌ねじ孔５３にねじ込まれている。また、雄ねじ部５５の上端部にはナット５６が形成されている。また、第３の調整ねじ５４には、その軸線方向に沿って軸孔５７が貫通して形成されている。
【００３６】
さらに、軸孔５７には、第４の調整ねじ５８の雄ねじ部５９が挿入され、雄ねじ部５９の上端部には頭部６０が形成されている。この第４の調整ねじ５８と第３の調整ねじ５４とは相対回転可能に構成されている。さらにまた、頭部６０とナット５６との間には、ワッシャ６１が介在されている。
【００３７】
前記移送経路Ｊ１と上側枠体５２との間には、平面形状がほぼ円弧形状のエンドサポート６２が設けられている。このエンドサポート６２は中心Ｂ１の周囲にほぼ２７０度の範囲に配置されている。そして、エンドサポート６２の上面には、円周方向に所定間隔をおいて雌ねじ孔６３が複数形成されている。各雌ねじ孔６３には、各第４の調整ねじ５８の雄ねじ部５９がねじ込まれている。なお、上側枠体５２上にはカバー６４が取り付けられており、各第３調整ねじ５４および第４調整ねじ５８が配置される軸孔６５が、カバー６４に設けられている。
【００３８】
さらに、図２に示すように、移送経路Ｊ１の入口Ｆ１に臨んで缶蓋搬入用ガイド部材６６が設けられているとともに、移送経路Ｊ１の出口Ｆ２に臨んで缶蓋搬出用ガイド部材６７が設けられている。図２の実施形態においては、缶蓋搬入用ガイド部材６６の上方を缶蓋搬出用ガイド部材６７が通過する配置態様になっている。ここで、缶蓋搬入用ガイド部材６６と缶蓋搬出用ガイド部材６７とが接触することがなく、かつ、缶蓋搬入用ガイド部材６６で保持されている缶蓋２と缶蓋搬出用ガイド部材６７とが接触することがないように、缶蓋搬入用ガイド部材６６と缶蓋搬出用ガイド部材６７との上下方向の距離、缶蓋搬入用ガイド部材６６および缶蓋搬出用ガイド部材６７の傾斜角度などが設定されている。なお、図２においては、便宜上、カバー６４、上側枠体５２、各第３調整ねじ５４、第４調整ねじ５８などの構成が省略されている。
【００３９】
つぎに、図３に示す形状の缶蓋２を、カーリング装置１により曲げ加工する工程を説明する。まず、図３に示すような形状にプレス加工された缶蓋２は、缶蓋搬入用ガイド部材６６により、湾曲部４が上方に向けられた状態でほぼ水平方向に、移送経路Ｊ１の入口Ｆ１に導入される。すると、図１に示すように、エンドサポート６２が湾曲部４の頂端に接触して、缶蓋２がその中心線Ａ１方向、即ち、湾曲部４の突出方向の歪みを規制する。ここで、図４に示すように、セグメント２７側の成形面２９の直線部６８の奥端と、カーリングホイール３６側の成形面３８の内周端との距離が、図３に示す缶蓋２の外径Ｄ５よりも、若干広く設定されている。
【００４０】
このように、移送経路Ｊ１の入口Ｆ１側の距離（幅）が、缶蓋２の外径Ｄ５よりも広く設定されているため、缶蓋２が缶蓋搬入用ガイド部材６６から移送経路Ｊ１に対して円滑に搬入され易くなる。
【００４１】
一方、モータ（図示せず）の駆動力が回転軸３５に伝達されており、図２の平面図において、回転軸３５が反時計方向に回転する。このため、缶蓋２のフランジカール部６の外周面と、カーリングホイール３６側の成形面３８およびセグメント２７側の成形面２９とが接触するとともに、成形面３８とフランジカール部６の外周面との摩擦力により、缶蓋２が時計方向に自転し、かつ、中心Ｂ１の周囲を移送経路Ｊ１に沿って円弧形状に缶蓋２が反時計方向に公転（移動）する。缶蓋２が自転しながら公転する過程で、フランジカール部６の外周が、成形面２９および成形面３８に対応する形状に曲げ加工される。すなわち、フランジカール部６が、図３に点線で示すように、その曲率半径が小さくなるように、徐々に曲げられる（カール成形される）。
【００４２】
ここで、移送経路Ｊ１の距離Ｄの調整方法について説明する。第１の調整ねじ１３を締め付けると、アジャストガイド２２に対して、半径方向に内側向き（カーリングホイール３６に接近させる向き）に移動させる押圧力が作用する。これに対して、第２の調整ねじ１７を締め付けると、アジャストガイド２２を半径方向に外側向き（カーリングホイール３６から離れる方向）に移動させる引っ張り力が作用する。
【００４３】
そこで、円周方向に所定間隔で配置されている複数の第１の調整ねじ１３および第２の調整ねじ１７の締め付け量を個々に調整して、アジャストガイド２２に対して曲げ荷重を与え、各セグメント２７とカーリングホイール３６との半径方向の相対位置関係を制御することにより、移送経路Ｊ１に臨む距離Ｄを調整される。すなわち、この実施形態においては、カーリングホイール３６に対する各セグメント２７の相対位置を調整することにより、缶蓋２の移送方向の上流側から下流側に向けて距離Ｄを徐々に短くし（狭くし）、フランジカール部６の外周が滑らかに曲げられるようにして、缶蓋２の目標カール外径Ｄ３となるように調整しているのである。
【００４４】
一方、この実施形態においては、各セグメント２７の成形面２９およびカーリングホイール３６の成形面３８が、前半曲面３１，４３および後半曲面３２，４４を備えており、プレス加工された缶蓋２のフランジカール部６が、まず、傾斜面３０，４２に案内され、前半曲面３１，４３に接触してこの前半曲面３１，４３に対応する形状に曲げられると同時、もしくはその後に、フランジカール部６の外周端部７、すなわち、先端部６Ａが、後半曲面３２，４４に接触して、後半曲面３２，４４に対応する形状に曲げられる。さらに、後半曲面３２，４４により曲げられたフランジカール部６の先端部６Ａが、平坦面３３および平坦面４５に接触し、そのカーリング成形が完了する。
【００４５】
また、この実施形態のカーリングホイール３６は、前半曲面４３および後半曲面４４が第１の構成体３６に設けられている一方、平坦面４５が第２の構成体３７に設けられている。そして、シム４７の厚さを変更すること（厚さの異なるシム４７を複数用意しておき、これらを交換したり、複数枚のシム４７を積み重ねることなど）により、フランジカール部６のカール厚Ｔ１を調整することができる。つまり、主として、カーリングホイール３６の傾斜面４２および平坦面４５により、缶蓋２の中心線方向のフランジカール部６のカール厚Ｔ１が調整される。このため、回転軸線Ｈ１を含む平面内において、各セグメント２７の外側カーリング溝３４の回転軸線Ｈ１方向の長さは固定化されているので、カーリングホイール３６の内側カーリング溝４８の回転軸線Ｈ１方向の長さよりも若干長く設定され、カール厚Ｔ１の調整に積極的な作用を及ぼさないようになっている。
【００４６】
上記のようにして、缶蓋２は移送経路Ｊ１内を自転しつつ公転することにより、フランジカール部６の外周が曲げ加工された後、出口Ｆ２を経由して缶蓋搬出用ガイド部材６７に搬出され、さらに後工程に搬送される。そして、数百枚単位を１ユニットとして積み重ねられた状態で袋詰めされ、内容物の充填工場に出荷される。この充填工場において、缶胴と缶蓋との巻き締めがおこなわれる。
【００４７】
ところで、巻き締め工程で使用されるシーマーの型式、またはシーマーに缶蓋を供給する供給装置の許容長に１ユニット毎の袋の長さを適応させるため、例えば２インチあたりにおける缶蓋２の枚数を調整する対策として、フランジカール部６のカール厚Ｔ１を調整することが考えられる。
【００４８】
この実施形態においては、カーリングホイール３６のカール厚規制長さＨ３および隙間Ｈ５を、シム４７の厚さを変更することにより調整し、カーリング装置１により曲げ加工される缶蓋２のカール厚Ｔ１を調整している。したがって、カール厚Ｔ１を調整する場合に、従来のようにカーリングホイール自体をそっくり交換する必要がなく、カーリングホイール３６の部品の一部、即ち、シム４７を交換するだけで済み、その交換作業性が向上し、かつ、前記長さＨ３および隙間Ｈ５の微調整を簡単におこなうことができる。また、各種のカール厚に対応して、角度θ１の異なるカーリングホイールを複数種類用意する必要もなく、角度θ１を変更することなく、第１の構成体３６Ａおよび第２の構成体３７をそのまま用いることができる。したがって、缶蓋２のカール厚Ｔ１の調整に要する作業コストを低減することができ、経済的である。
【００４９】
ところで、この実施形態においては、缶蓋２のフランジカール部６が、前半曲面３１，４３に接触してこの前半曲面３１，４３に対応する形状に曲げられ、これと同時またはその後に、フランジカール部６が、後半曲面３２，４４に接触して、後半曲面３２，４４に対応する形状に曲げられる。ここで、後半曲面３２，４４の曲率半径Ｒ２の方が、前半曲面３１，４３の曲率半径Ｒ１よりも小さく設定されている。
【００５０】
このため、フランジカール部６の外周面とカーリング溝との接触において、先端部６Ａが前半曲面３１，４３により曲げられる場合の摩擦力（中心線Ａ１方向の制動力）よりも、後半曲面３２，４４により曲げられる場合の摩擦力の方が大きくなる。つまり、フランジカール部６に作用する曲げ荷重が増加する。その結果、各セグメント２７およびカーリングホイール３６に対する缶蓋２のスリップを防止でき、缶蓋２の形態保持機能が向上する。したがって、フランジカール部６のカール厚Ｔ１が、缶蓋２の円周方向において均一化され、１ユニット長さが安定して製品品質が向上する。また、後半曲面３２，４４により曲げられたフランジカール部６の先端部６Ａが、その後に、平坦面３３および平坦面４５に接触するが、距離ｈ１が曲率半径Ｒ２以下に設定されているため、先端部６Ａが確実に平坦面３３および平坦面４５に接触する。
【００５１】
このため、フランジカール部６の先端部６Ａと、平坦面３３および平坦面４５との摩擦力を確保することができ、フランジカール部６に作用する曲げ荷重が一層増加するとともに、カール成形が完了するまでの間中、形態保持機能を維持することができる。さらに、カーリング装置１よりも前工程のプレス加工工程において、板材料を打ち抜き成形した場合に、図３に示すように、缶蓋２のフランジカール部６の先端に外バリ６Ｂが生じていた場合でも、缶蓋２をカーリング装置１で曲げ加工する際に、フランジカール部６の先端部６Ａが、平坦面３３および平坦面４５に接触する際の摩擦力により、この外バリ６Ｂが小さくなるかもしくは除去される。さらに、カーリングホイール３６側の成形面３８においては、前半曲面４３および後半曲面４４の表面粗さよりも、平坦面４５の表面粗さの方が粗く設定されている。このため、フランジカール部６の先端部６Ａが、平坦面４５に接触する際のバリ除去機能が一層向上している。
【００５２】
このようにして、缶蓋２の外バリ６Ｂを小さくしたり除去したりできると、缶蓋２同士を積み重ねた場合に、缶蓋２に形成されている樹脂被膜層に、外バリ６Ｂによる擦り傷が発生することを防止でき、缶蓋２の耐食性が向上する。また、缶胴（図示せず）の開口端とフランジカール部６とを巻き締める工程において、巻き締めロールによる巻き締め動作を、円滑、かつ確実におこなうことができるとともに、巻き締め皺（リバースリンクルなどと呼ばれる）などの巻き締め不良を抑制することができる。なお、上記実施形態においては、前半曲面４３および後半曲面４４の表面粗さよりも、平坦面４５の表面粗さの方が粗く設定されているが、前半曲面４３および後半曲面４４の表面粗さと、平坦面４５の表面粗さとを同等の表面粗さに設定してもよく、平坦面４５の平坦性により、ある程度の摩擦力を発生させることができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、第３の調整ねじ５４を締め付け量を調整することにより、その第３の調整ねじ５４の先端の上下方向に位置が決定される。また、第４の調整ねじ５８の締め付け量を調整することにより、エンドサポート６２の上下方向の位置が調整される。このようにして、図３に示す中心線Ａ１方向の全厚さＴ２が異なる缶蓋２に対しても、その缶蓋２の湾曲部４に対して確実にエンドサポート６２を接触させることができ、缶蓋２が中心線Ａ１方向に歪むことを確実に抑制できる。
【００５４】
また、上記実施形態においては、シム４７の厚さや枚数を変更することにより、カール厚Ｔ１の規制に関与する隙間Ｈ５およびカール厚規制長さＨ３を調整しているが、これ以外の構成により隙間Ｈ５およびカール厚規制長さＨ３を調整することもできる。例えば、前述した第１の調整ねじ１３および第２の調整ねじ１７と同様の構成（図示せず）を用いることもできる。また、第１の構成体３６Ａの垂直面４０に雄ねじ（図示せず）を形成し、第２の構成体３７の内周面に雌ねじを（図示せず）形成し、この雄ねじと雌ねじとをねじ結合して、第１の構成体３６Ａと第２の構成体３７とを中心線Ａ１方向に相対移動させることにより、カール厚Ｔ１の規制に関与する隙間Ｈ５およびカール厚規制長さＨ３を調整することもできる。
【００５５】
上記実施形態においては、カーリング装置１の平面図を示す図２において、カーリングホイール３６が反時計方向に回転し、かつ、移送経路Ｊ１内を缶蓋２が反時計方向に公転するように構成されているが、カーリングホイール３６が時計方向に回転し、かつ、移送経路Ｊ１内を缶蓋２が時計方向に公転するように構成することもできる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、図１および図５に示すように、缶蓋２の湾曲部４が上方に向けられた状態で、缶蓋２の外周のカーリングがおこなわれるように、カーリング装置１が構成されているが、缶蓋２の湾曲部４が下方に向けられた状態で、缶蓋２の外周のカーリングがおこなわれるように、カーリング装置１を構成することもできる。
【００５７】
さらに、上記実施形態においては、カーリングホイール３６側の成形面３８が、複数の工具構成体により構成されているが、各セグメント２７を、回転軸線Ｈ１方向に複数に分割する工具構成体（図示せず）で構成し、その複数の工具構成体に成形面を設けることもできる。つまり、カーリングホイール３６または各セグメント２７の少なくとも一方を、複数の工具構成体により分割構成することができる。さらに、各セグメント２７を複数の工具構成体により分割構成した場合も、各工具構成体に設けられている成形面における回転軸線Ｈ１方向の長さを調整する調整機構（図示せず）を設けることができる。
【００５８】
さらに、前述したように、第１の構成体３６Ａの材質硬度よりも第２の構成体３７の材質硬度の方を高くすることができる。具体的には、第２の構成体３７として超硬合金等を使用することにより、その硬度を高め、フランジカール部６の先端部６Ａにより摩耗が激しい第２の構成体３７の耐久性を向上させることができる。
【００５９】
さらにまた、第２の構成体３７の平坦面４５は、回転軸線Ｈ１に直交する方向に設定されているが、第２の構成体３７に、後半曲面４４の湾曲形状に近似する湾曲面（図示せず）を設け、その湾曲面に連続して平坦面４５を設けることもできる。この場合は、湾曲面と平坦面４５との境界部分に段部（図示せず）が形成される。ただし、このように湾曲面を設けるよりも、図示実施形態のように平坦面４５のみを設けた方が、後半曲面４４からの連続性が良好であるために、カーリング溝の加工性に優れている。すなわち、従来のようにカーリングホイールが一体部品であれば、この平坦面を加工することが困難であるが、この実施形態ではカーリングホイール３６が第１の構成体３６Ａおよび第２の構成体３７に分割されているため、平坦面４５の加工が容易であり、そのカーリング溝の加工精度を向上させることができる。
【００６０】
さらにまた、上記実施形態において、各セグメント２７を回転軸線Ｈ１方向に複数に分割する場合は、各セグメント２７の長さＨ２と、カーリングホイール３６のカール厚規制長さＨ３とを同じに設定することもできる。このように構成した場合は、各セグメント３３も、フランジカール部６のカール厚Ｔ１を規制する機能を持つことになる。すなわち、外側カーリング溝３４が、前述した主たるカーリング溝として機能することになる。
【００６１】
ここで、実施形態の構成とこの発明の構成との対応関係を説明すれば、カーリングホイール３６がこの発明の回転工具に相当し、各セグメント２７およびアジャストガイド２４がこの発明の固定工具に相当し、第１の構成体３６Ａおよび第２の構成体３７がこの発明の複数の工具構成体に相当し、シム４７と、第１の構成体３６Ａの垂直面４０に形成することのできる雄ねじ（図示せず）、および第２の構成体３７の内周面に形成することのできる雌ねじ（図示せず）などのねじ機構と、第１の調整ねじ１３および第２の調整ねじ１７と同様の構成（図示せず）とが、この発明の調整機構に相当し、前半曲面３１，４３および後半曲面３２，４４がこの発明のカール外径規制面に相当し、傾斜面３０，４２および平坦面３３，４５がこの発明のカール厚規制面に相当する。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、複数の工具構成体の組合せにより、回転工具または固定工具に設けられている成形面のうち、少なくとも一方の成形面における回転軸線方向の長さを調整することができる。このため、少なくとも一方の工具を構成している複数の工具構成体の少なくとも一つを交換するだけで、缶蓋のカール厚を調整することができる。したがって、固定工具または回転工具全体を一括して交換する必要がなく、その交換作業が容易となる。また、缶蓋のカール厚の調整用として、複数種類の工具を用意する必要が無く経済的である。また、工具の位置調整作業に要するコストの低減が図れる。さらに、いずれかの工具構成体の成形面が摩耗した場合には、その成形面を有する工具構成体のみを交換すればよく、部品コストの低減につながる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を得られる他に、複数の工具構成体同士の相対位置を調整するだけで、缶蓋のカール厚を調整することができ、カール厚を変更するための工具側の位置調整作業や交換作業が簡略化される。
【００６４】
請求項３の発明によれば、請求項１または２の発明と同様の効果を得られる他に、カール外径規制面と缶蓋との摩擦力よりも、カール厚規制面と缶蓋との摩擦力の方が大きくなる。したがって、缶蓋に作用する曲げ荷重が徐々に増加して、缶蓋のカール厚さが全周に亘って揃い易く、１ユニットの長さが安定して、缶蓋の製品品質が向上する。また、缶蓋の先端部の外周に外バリが存在していたとしても、カール厚規制面と缶蓋との摩擦作用で、この外バリが小さくなるかもしくは除去され、缶蓋の製品品質が向上する。
【００６５】
請求項４の発明によれば、請求項１ないし３のいずれかの発明と同様の効果を得られる他に、カール外径規制面における最もカール厚規制面に最も近い領域と缶蓋との摩擦力に対して、カール厚規制面と缶蓋との摩擦力が小さくなることがなく、缶蓋に作用する曲げ荷重の低下が抑制され、缶蓋の厚さが全周に亘って、なお一層揃い易い。したがって、缶蓋の製品品質が向上する。また、缶蓋の先端部の外周に外バリが存在していたとしても、カール厚規制面と缶蓋との摩擦作用で、この外バリが小さくなるかもしくは除去される。したがって、缶蓋の製品品質が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のカーリング装置の縦断面図である。
【図２】 図１に示すカーリング装置の全体的な平面図である。
【図３】 図１および図２のカーリング装置に搬入される缶蓋の形状を示す縦断面図である。
【図４】 図２に示すカーリング装置の部分的な平面図である。
【図５】 図１および図２に示すカーリング装置により、缶蓋を曲げ加工する状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１…カーリング装置、 ２…缶蓋、 ６…フランジカール部、 ６Ａ…先端部、 ２４…アジャストガイド、 ２９，３８…成形面、 ３１，４３…前半曲面、 ３２，４４…後半曲面、 ３３，４５…平坦面、 ３６…カーリングホイール、 ３６Ａ…第１の構成体、 ３７…第２の構成体、 ４７…シム、 ５０…押えプレート、 Ｈ１…回転軸線、 Ｈ３…カール厚規制長さ、 ｈ１…距離、Ｒ２…曲率半径。

Claims (4)

1. 回転軸線を中心とする環状の成形面を備えた回転工具と、この回転工具の外側に配置され、かつ、前記成形面とほぼ線対称をなす近似形状に設定された成形面を備えた固定工具とを備え、金属製の缶蓋の外周を、前記回転工具および前記固定工具の成形面に接触させるとともに、前記回転工具を回転させることにより、前記缶蓋の外周を、前記回転工具および前記固定工具の成形面に沿って曲げ加工する缶蓋のカーリング装置において、
   前記回転工具または前記固定工具の少なくとも一方は、前記回転軸線方向に沿って分割された複数の工具構成体を備えているとともに、各工具構成体に、前記成形面が分割して形成されていることを特徴とする缶蓋のカーリング装置。
2. 前記回転軸線方向における前記複数の工具構成体同士の相対位置を調整することにより、前記回転軸線方向における前記成形面の長さを調整する調整機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の缶蓋のカーリング装置。
3. 前記各工具構成体に分割して形成された成形面は、前記缶蓋の外周が接触するカール外径規制面と、このカール外径規制面により曲げられた缶蓋の曲げ先端部が接触するカール厚規制面とを備え、このカール厚規制面の表面粗さは、前記カール外径規制面の表面粗さよりも粗く設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の缶蓋のカーリング装置。
4. 前記回転工具または前記固定工具の少なくとも一方の成形面は、前記缶蓋の外周が接触し、かつ、前記回転軸線を含む平面内で湾曲する形状を備えたカール外径規制面と、このカール外径規制面により曲げられた缶蓋の曲げ先端部が接触し、かつ、前記平面内で前記回転軸線にほぼ直交する方向に延ばされたカール厚規制面とを備えているとともに、
   前記回転軸線方向における前記カール外径規制面の曲率中心と前記カール厚規制面との距離が、前記カール厚規制面に最も近い領域の前記カール外径規制面の曲率半径以下に設定されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の缶蓋のカーリング装置。

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