JP4786173B2 - 缶本体の製造方法および缶本体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、有底筒状とされた缶基体の胴部にエンボス加工を施して缶本体を形成する缶本体の製造方法および缶本体の製造装置に関するものである。

周知のように、清涼飲料水等が充填されるいわゆる缶やボトル缶においては、需要者の購買意欲を喚起する等のために、胴部に様々な模様等が付され、これらの缶等に商品識別力を付与することがなされている。このような模様等を付す手段として、従来から例えば塗装やエンボス加工を施すことが知られている。
後者のエンボス加工については、例えば下記特許文献１に示されるような、互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体および第２回転体を備え、前記第１回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置するとともに、前記第２回転体を該缶基体の外側に配置した後に、前記第１、第２回転体を互いに接近させ、これらの回転体の外周面により前記缶基体の胴部を挟み込んだ状態で、前記第１、第２回転体をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施し缶本体を形成する方法が知られている。なお、前記缶基体としては、例えば金属板に絞り加工およびしごき加工を施して形成されるＤＩ缶がある。

ここで、前記エンボス加工は缶基体の内外面に塗膜を形成した後になされるので、前記第１、第２回転体が金属により形成された場合には特に、このエンボス加工時に、前記各回転体の外周面に形成された凸部若しくは凹部または凸部および凹部により、前記塗膜に傷が付くことを抑制する必要がある。このため、例えば図６に示すように、第１回転体１０１の外周面に形成された凸部１０１ａの大きさを、第２回転体１０２の外周面に形成された凹部１０２ａの大きさより小さくしているが、この場合、これらの回転体１０１、１０２の外周面により、前記缶基体の胴部を挟み込んだときに、凸部１０１ａを画成する壁面のうち、第１回転体１０１の外周面から径方向外方へ立上がる立上がり面１０１ｂ、１０１ｂと、凹部１０２ａを画成する壁面のうち、前記立上がり面１０１ｂ、１０１ｂと対向する、第２回転体１０２の外周面から径方向内方へ延びる内壁面１０２ｂ、１０２ｂとの間に位置する前記胴部は、いわば無拘束状態で径方向に引張られるようになっている。
特表２０００−５１５０７２号公報

しかしながら、前記従来では、第１、第２回転体１０１、１０２の外周面により前記胴部を挟み込んだ際、前記立上がり面１０１ｂと、該立上がり面１０１ｂに対向する前記内壁面１０２ｂとの間に位置する前記胴部が前述のように引張られるので、前記凸部１０１ａの、第１回転体１０１の径方向における最外面１０１ｃと、前記立上がり面１０１ｂとが交差する稜線部分が摩耗し易いという問題があった。また、前記挟み込み時に、前記胴部が前記無拘束状態で引張られるので、この無拘束部分は前記胴部の周面から径方向に滑らかに立上がり、明瞭なエンボス加工部を形成することが困難であるという問題があった。

ところが近年では、缶等にさらなる商品識別力を付与するために、缶基体の胴部に、立ち上がりが急峻で明瞭なエンボス加工部を形成すること、および複数のエンボス加工部を狭い領域に密集させて形成することが要求されている。

しかしながら、前述のように、このようなエンボス加工部を形成することが困難であるところ、敢えて前記明瞭なエンボス加工部を形成しようとすると、前記凸部１０１ａの高さおよび前記凹部１０２ａの深さを大きく、かつ前記凸部１０１ａの幅を狭くして、さらに缶基体の胴部外表面に対するエンボス加工量を大きくする必要があり、この場合、前記凸部１０１ａが折れ易く、かつ缶基体の胴部内外周面に形成された塗膜が引張により破れ易い虞があり、このようなエンボス加工部を形成することが、さらに困難であるという問題があった。また、前記エンボス加工量を大きくすると、その分だけエンボス加工時における缶基体の胴部の肉流れの量が多くなるとともに、前記無拘束状態にある前記胴部における引張り変形量が大きくなり、この周辺を含めた前記胴部の厚さが薄くなる。このため、前記明瞭なエンボス加工部を複数形成しようとした場合には、隣合うエンボス加工部の距離を大きくする必要があり、複数のエンボス加工部を密集させて形成するといったいわゆる微細加工を施すことが困難であるという問題があった。さらに、前記凸部１０１ａおよび前記凹部１０２ａは、一般にレーザ加工により形成されるが、これら１０１ａ、１０２ａの高さおよび深さが大きくなると、それだけ加工精度が低下するので、エンボス加工部の形成精度が低下するという問題があった。

ところで、従来から、缶基体の胴部外周面に前記エンボス加工部を形成するために、前記第１回転体の外周面に凸部を形成したことによって、前記第１回転体を缶基体に挿入する際に、前記凸部が缶基体の開口端部に衝突することを回避するために、前記第１回転体の外周面に、径方向内方へ凹んだ第１凹部を形成するとともに、この凹部の底面に前記第１凸部を形成し、前記第２回転体の外周面に、前記第１凹部と対応する部分に径方向外方へ凸とされた第２凸部を形成するとともに、この凸部のうち前記第１凸部と対応する部分に径方向内方へ凹んだ第２凹部を形成し、これらの回転体により胴部を挟み込むことによって、前記第１凹部および前記第２凸部と対応する胴部を径方向内方へ凹ませて凹加工部を形成するとともに、前記第１凸部および前記第２凹部と対応する部分に凸加工部を形成することがなされている。

しかしながら、この場合、胴部に凸加工部および凹加工部の双方が形成されたことにより、胴部全体に占める塑性変形部分の割合が多くなり、得られる缶本体の座屈強度が低下したり、胴部の内外周面に形成された塗膜が破れたり、あるいは缶本体を複数本集合的に搬送コンベア上で搬送する際に、いわゆるブロッキングが生ずる等の問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、缶基体の胴部に、その周面に対して径方向に急峻に立上がる明瞭なエンボス加工部、および複数のエンボス加工部を狭い領域に密集させて形成することを良好に実現することができる缶本体の製造方法および缶本体の製造装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明の缶本体の製造方法は、互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体および第２回転体を備え、これら各回転体の外周面には、径方向内方へ凹とされた凹部若しくは径方向外方へ凸とされた凸部、または凹部および凸部が形成され、前記第１回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置するとともに、前記第２回転体を該缶基体の外側に配置した後に、前記第１、第２回転体を互いに接近させ、これらの回転体の外周面により前記缶基体の胴部を挟み込んで、前記凸部を前記胴部を介して前記凹部に嵌入し、この状態で前記第１、第２回転体をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施し缶本体を形成する缶本体の製造方法であって、前記第１、第２回転体はショアＤ硬度が６５以上８５以下のウレタン樹脂により形成され、前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、少なくとも前記凸部および前記凹部を、それぞれの前記回転体の径方向内方に向けて弾性変形するように押圧し、前記凸部を画成する壁面を前記胴部を介して前記凹部を画成する壁面に密接させることにより、これら凸部と凹部との間に位置する前記胴部を拘束した状態で、前記胴部に対して前記凸部および前記凹部のそれぞれの壁面の形状にエンボス加工するとともに、このエンボス加工の後に、前記第１、第２回転体により前記胴部の挟み込みを解除した際に、前記凸部及び前記凹部が、それぞれ前記第１、第２回転体の径方向外方へ向けて復元移動し、前記エンボス加工部と前記凸部及び前記凹部との係合が解除されることを特徴とする。

本発明によれば、第１、第２回転体の各外周面により前記胴部を挟み込む際、前記凸部を画成する壁面を前記胴部を介して前記凹部を画成する壁面に密接させるので、この挟み込み時に、前記凸部および前記凹部をそれぞれ画成する壁面により、これらの凸部と凹部との間に位置する前記胴部を、拘束した状態でエンボス加工することが可能になる。従って、前記挟み込み時に、前記凸部を画成する壁面のうち、一方の前記回転体の外周面から径方向外方へ立上がる立上がり面と、前記凹部を画成する壁面のうち、前記立上がり面と対向する、他方の前記回転体の外周面から径方向内方へ延びる内壁面との間に位置する前記胴部が、無拘束状態で径方向に引張られることがない。これにより、前記挟み込み時における前記胴部の変形挙動によって、前記立上がり面と、前記凸部の径方向における最外面とが交差する稜線部分に作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、この稜線部分の摩耗を抑えることができるとともに、この凸部が折れる等の欠損発生を抑制することができる。

さらに、前記凹部を画成する前記内壁面と、この内壁面に対向する前記凸部の前記立上がり面との間に位置する前記胴部の内外周面が、これらの立上がり面と内壁面とに拘束されて前記エンボス加工が施されるので、前記凸部および前記凹部それぞれの壁面の形状にエンボス加工部を形成することが可能になる。従って、前記立上がり面および前記内壁面を前記各回転体の外周面から径方向にそれぞれ急峻に延在させることにより、前記胴部の周面から径方向に急峻に立上がる前記エンボス加工部を確実に形成することができる。特に、前記挟み込み時に、少なくとも前記凸部および前記凹部を、それぞれの前記回転体の径方向内方に向けて弾性変形させるので、前記凸部および凹部の前記急峻な形状を缶基体胴部に確実に付与することが可能になる。さらに、このようなエンボス加工部を形成することができることによって、隣合うエンボス加工部の距離を小さくすることができ、複数のエンボス加工部を密集させて形成するといったいわゆる微細加工を施すことが可能になる。

ところで、前記挟み込みによって、前記凸部若しくは前記凹部に前記胴部のエンボス加工部が係合し、前記各回転体を離間させてこの挟み込みを解除しても、前記各回転体の外周面から形成された缶本体が離れないといった不具合の発生が想定される。
しかしながら、第１、第２回転体は前記ウレタン樹脂により形成され、前記凸部および前記凹部を弾性変形させながら、エンボス加工部を形成するので、前記第１、第２回転体により前記胴部の挟み込みを解除した際、前記凸部および前記凹部の前記弾性変形も解除され、前記凸部および前記凹部は、それぞれの前記回転体の径方向外方へ向けて復元移動することになる。従って、この復元移動により前記胴部の内周面が径方向外方へ移動させられる一方、外周面が径方向内方へ移動させられることになり、前記挟み込みを解除したときに、前記エンボス加工部と前記凸部若しくは前記凹部との係合も解除することが可能になり、前記不具合の発生を防止することができる。

さらに、前記挟み込みによって、缶基体の内外周面に形成された塗膜が前記凸部および前記凹部により傷付くといった不具合の発生が想定される。
しかしながら、第１、第２回転体が前記ウレタン樹脂により形成されているので、エンボス加工時に缶基体の内外周面に作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、前記塗膜が傷付くことを抑えることができる。

さらに、前記第１回転体の外周面には前記凸部が形成されるとともに、前記第２回転体の外周面には前記凹部が形成されていることが望ましい。
この場合、缶基体の外周面に、径方向外方へ凸とされた凸状のエンボス加工部を、缶基体の外周面から急峻に立上がらせて形成することが可能になり、特に美観に優れ、商品識別力を有する缶本体を形成することができる。

また、前記第１回転体の外周面には、径方向内方ヘ凹とされた第１凹部が形成され、該第１凹部に径方向外方ヘ凸とされた第１凸部が形成され、前記第２回転体の外周面には、前記第１凹部と対応する部分に径方向外方へ凸とされた第２凸部が形成され、該第２凸部のうち前記第１凸部と対応する部分に径方向内方へ凹とされた第２凹部が形成され、前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、前記第２凸部により前記胴部をその外周面側から径方向内方へ向けて、この方向における全ての変形量のうち少なくとも一部が弾性変形となるように押圧し、これと対応する内周面側を前記第１凹部に挿入した状態で、前記第１凸部を前記胴部を介して前記第２凹部に嵌入し、その後、前記第１、第２回転体の外周面による前記挟み込みを解除した際、前記胴部の弾性復元力により、前記第１凹部および前記第２凸部と対応する胴部を径方向外方へ復元移動させ、前記第１凸部および前記第２凹部と対応する部分の胴部外周面を、前記第１凹部および前記第２凸部に対応する部分以外の胴部外周面より、径方向外方に位置させることが望ましい。

この場合、前記第１、第２回転体による前記胴部の前記挟み込みを解除し、前記胴部の弾性復元力により、前記第１凹部および前記第２凸部と対応する胴部を径方向外方へ復元移動させるので、缶基体の胴部外周面に径方向外方へ突出し、かつ該外周面からの立上がりが急峻な凸状のエンボス加工部を容易かつ確実に形成することが可能になる。すなわち、前記復元移動により、前記エンボス加工部の内周面と前記第１凸部との間に隙間が形成されるので、第１回転体を缶基体から抜き出す際に、前記第１凸部が前記エンボス加工部の内周面に引っ掛かることを抑制することが可能になる。

ここで、第１凹部の深さは第１凸部の高さより大きくされるのが望ましい。この場合、第１回転体の外周面において、最も外径が大きくなる部分が前記第１凸部ではなく前記第１凹部の非形成部となるので、胴部に前記エンボス加工部を形成するための前記第１凸部を形成したことによって第１回転体の外径が大きくなることはない。従って、前記エンボス加工時に、第１回転体を缶基体の内側に挿入する際、缶基体の開口端部に第１回転体が衝突することを回避することが可能になる。さらに、前記挿入時において、前記第１凸部ではなく前記第１凹部の非形成部が、缶基体の内周面を案内する案内部として機能することになる。従って、第１回転体の外周面全体に占める前記第１凸部の割合が小さい場合でも、第１回転体の前記案内機能を十分に発揮させることができる。

本発明に係る缶本体の製造装置は、互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体および第２回転体を備え、これら各回転体の外周面には、径方向内方へ凹とされた凹部若しくは径方向外方へ凸とされた凸部、または凹部および凸部が形成され、前記第１回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置するとともに、前記第２回転体を該缶基体の外側に配置した後に、前記第１、第２回転体を互いに接近させ、これらの回転体の前記各外周面により前記缶基体の胴部を挟み込んで、前記凸部を前記胴部を介して前記凹部に嵌入し、この状態で前記第１、第２回転体をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施し缶本体を形成する構成とされた缶本体の製造装置であって、前記第１、第２回転体はショアＤ硬度が６５以上８５以下のウレタン樹脂により形成され、前記第１、第２回転体の前記各外周面を、互いに接触させた状態から前記缶基体の胴部の厚さ分だけ該回転体を径方向に離間させたとき、互いに対向する前記凸部と前記凹部とをそれぞれ画成する壁面のうち、互いに対向する前記凸部の前記壁面と前記凹部の前記壁面との隙間が、前記胴部の厚さと略同等になる構成とされており、これら凸部と凹部との間に位置する前記胴部を拘束した状態で、前記胴部に対して前記凸部および前記凹部のそれぞれの壁面の形状にエンボス加工するとともに、当該エンボス加工において、前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、前記凸部および凹部を、それぞれの回転体の径方向内方に向けて弾性変形するように押圧し、このエンボス加工の後に、前記第１、第２回転体により前記胴部の挟み込みを解除した際に、前記凸部及び前記凹部が、それぞれ前記第１、第２回転体の径方向外方へ向けて復元移動し、前記エンボス加工部と前記凸部及び前記凹部との係合が解除される構成とされていることを特徴とする。
本発明によれば、前記挟み込み時に、前記凸部を画成する壁面を前記胴部を介して前記凹部を画成する壁面に密接させることを確実に実現することができる。

ここで、前記凹部を画成する壁面のうち、前記回転体の外周面から径方向内方へ延びる内壁面は、互いに対向する内壁面同士の距離が径方向内方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされるとともに、前記凸部を画成する壁面のうち、前記回転体の外周面から径方向外方へ延びる立上がり面は、互いに対向する立上がり面同士の距離が径方向外方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされていることが望ましい。

この場合、第１、第２回転体の各外周面により缶基体の胴部を挟み込んで、前記凸部を前記胴部を介して前記凹部に嵌入する際に、前記凸部および前記凹部を画成する各壁面が、前記胴部の内外周面に作用させる負荷を緩和することが可能になり、缶基体の内外周面に形成された塗膜が傷付くことを抑制することができるとともに、エンボス加工後に第１、第２回転体を互いに離間させた際、形成したエンボス加工部と前記凸部または前記凹部との係合を容易に解除することができる。

本発明に係る缶本体の製造方法並びに缶本体の製造装置によれば、胴部の周面に対して径方向に急峻に立上がる明瞭なエンボス加工部を良好に形成することができるとともに、このようなエンボス加工部を互いの距離を最小限に抑えて複数形成することができる。また、本発明に係る缶本体の製造方法並びに缶本体の製造装置によって製造された缶本体によれば、商品識別力を具備させることができるとともに、座屈強度の低下、前記胴部の内外周面に形成された塗膜の強度低下、およびブロッキングの発生を抑制することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図５は、この発明の一実施形態として示した缶本体の製造装置の概略構成を示すものである。
この缶本体の製造装置１０は、図１に示すように、缶基体５０の胴部を径方向に押圧して胴部外周面に対して径方向外方へ突出するエンボス加工部を形成する金型部１１と、この金型部１１の下方に配設され、缶基体５０を金型部１１に対して接近離間可能かつ回転可能に支持する支持部１２と、金型部１１及び支持部１２の駆動を制御する制御部１３とを備えている。

金型部１１は、互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体２０および第２回転体２１と、これらの回転体２０、２１を各々、回転方向を逆に、かつ同期回転させる第１駆動部１４とを備えている。なお、第１、第２回転体２０、２１はともに、ショアＤ硬度が６５以上８５以下のウレタン樹脂により形成されている。
支持部１２は、缶基体５０または缶本体５２の底面を保持する構成とされたチャック３１と、このチャック３１を金型部１１に対して接近離間可能に支持するスライド部３２と、チャック３１を缶軸回りに回転可能に支持するモータ部３３とを備えている。

ここで、本実施形態では、第１回転体２０の外周面には、図２に示すように、径方向内方ヘ向けて凹とされた第１凹部２０ａが形成され、該第１凹部２０ａの底面に径方向外方ヘ向けて凸とされた第１凸部２０ｂが形成されている。図示の例では、第１凹部２０ａの深さは、第１凸部２０ｂの径方向における突出高さより大きくされ、第１回転体２０の外周面において第１凹部２０ａの非形成部２０ｃの外径が最も大きくなっている。また、第１凸部２０ｂは第１凹部２０ａの軸方向中央部に形成されている。
第２回転体２１の外周面には、図２に示すように、前記第１凹部２０ａと対応する部分に径方向外方へ凸とされた第２凸部２１ａが形成され、該第２凸部２１ａのうち前記第１凸部２０ｂと対応する部分に径方向内方へ凹とされた第２凹部２１ｂが形成されている。

ここで、図５に示すように、第２凹部２１ｂを画成する壁面のうち、第２凸部２１ａの外周面から径方向内方に延びる内壁面２１ｄは、互いに対向する内壁面２１ｄ、２１ｄ同士の距離が、前記外周面から第２回転体２１の径方向内方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされるとともに、第１凸部２０ｂを画成する壁面のうち、第１凹部２０ａの外周面から径方向外方に延びる立上がり面２０ｆは、互いに対向する壁面２０ｆ、２０ｆ同士の距離が、前記外周面から第１回転体２０の径方向外方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされている。

以上の構成において、第１回転体２０の径方向外方から第１凹部２０ａを平面視した大きさは、第２回転体２１の径方向外方から第２凸部２１ａを平面視した大きさより大きくされ、第１回転体２０の径方向外方から第１凸部２０ｂを平面視した大きさは、第２回転体２１の径方向外方から第２凹部２１ｂを平面視した大きさより小さくされている。すなわち、第１、第２回転体２０、２１が互いに接近離間することにより、第１回転体２０の第１凹部２０ａに第２回転体２１の第２凸部２１ａが挿脱され、第２回転体２１の第２凹部２１ｂに第１回転体２０の第１凸部２０ｂが挿脱されるようになっている。

さらに本実施形態では、第１回転体２０を缶基体５０の内側に挿入しないで、第１、第２回転体２０、２１の前記各外周面、すなわち第１回転体２０の前記非形成部２０ｃ外周面と第２回転体２１の前記非形成部２１ｃ外周面とを、互いに接触させた状態から缶基体５０の胴部の厚さ分だけ該回転体２０、２１を径方向に離間させたとき、図５に示すように、互いに対向する第１凸部２０ｂと第２凹部２１ｂとをそれぞれ画成する壁面のうち、互いに対向する第１凸部２０ｂの前記壁面と第２凹部２１ｂの前記壁面との隙間が、前記胴部の厚さと略同等になる構成となっている。すなわち、本実施形態では、第１凸部２０ｂの立ち上がり面２０ｆと、第２凸部２１ａの内壁面２１ｄとの前記隙間が、前記胴部の厚さと同一になったときに、前記第１凸部２０ｂの最外面２０ｇと、第２凹部２１ｂの底面２１ｅとの前記隙間は、前記胴部の厚さより大きくなるものの、この差は最小限に抑制されるようになっている。

ここで、第１回転体２０の外周面において、第１凹部２０ａの非形成部２０ｃと第１凹部２０ａとは、図２に示すように、径方向外方へ凸となる第１凸曲面部２０ｄを介して滑らかに連結されている。また、第１凹部２０ａと第１凸部２０ｂとは、径方向内方へ凹む第１凹曲面部２０ｅを介して滑らかに連結されている。そして、第１凹部２０ａは、第１凸曲面部２０ｄから第１凹曲面部２０ｅに至るまで、漸次、径方向内方へ向けて傾斜したテーパ形状とされている。つまり、第１凹部２０ａはすり鉢状とされ、このすり鉢の最も深い部分に第１凸部２０ｂが形成された構成となっている。

次に、以上のように構成された缶本体の製造装置により、缶基体５０の胴部にエンボス加工部を形成する方法について説明する。
缶基体５０は缶本体の製造装置１０に搬送されると、まず、缶基体５０の底面がチャック３１に保持され、その後、モータ部３３を回転駆動し、これに伴わせて、缶基体５０を缶軸回りに回転することにより、缶基体５０を缶軸回りに位置決めする。

そして、缶基体５０を支持部１２のスライド部３２を介して金型部１１に向けて缶軸方向に前進移動し、第１回転体２０を缶基体５０の内側に挿入することにより、図２に示すように、第１回転体２０を缶基体５０の内側に配置し、第２回転体２１を缶基体５０の外側に配置する。次に、第１、第２回転体２０、２１を互いに接近させ、これらの回転体２０、２１の各外周面により缶基体５０の胴部を挟み込み、この状態で第１、第２回転体２０、２１をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、缶基体５０の胴部にエンボス加工を施し前記エンボス加工部を形成する。そして、第１、第２回転体２０、２１を互いに離間させた後に、支持部１２を金型部１１から離間させ、第１回転体２０を缶本体５２の内部から抜き出す。

ここで、第１、第２回転体２０、２１の外周面により前記胴部を挟み込む際、第２凸部２１ａにより前記胴部をその外周面側から径方向内方へ向けて、この方向における全ての変形量のうち少なくとも一部が弾性変形となるように押圧し、図３に示すように、これと対応する内周面側を第１凹部２０ａに挿入した状態で、第１凸部２０ｂを前記胴部を介して第２凹部２１ｂに嵌入する。つまり、缶基体５０の胴部のうち、第１凸部２０ｂを除く第１凹部２０ａ、および第２凹部２１ｂを除く第２凸部２１ａそれぞれに対応する部分（以下、「エンボス加工部の周辺部」という）は、前記第１凸曲面部２０ｄおよび第１凹部２０ａの前記テーパ形状に依存して、発生するひずみが弾性限度内の変形にとどまり、このエンボス加工部の周辺部が塑性変形することが回避される。その一方で、前記胴部のうち、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂそれぞれに対応する部分は、第１凸部２０ｂが第２凹部２１ｂに胴部を介して嵌入されるので、塑性変形域に至るまで変形させられ塑性変形する。

さらに、第１凸部２０ｂを前記胴部を介して第２凹部２１ｂに嵌入した際、第１凸部２０ｂを画成する壁面２０ｆ、２０ｆ、２０ｇが、図３および図５に示すように、前記胴部を介して第２凹部２１ｂを画成する壁面２１ｄ、２１ｄ、２１ｅに密接する。さらにこの際、第１凸部２０ｂの立上がり面２０ｆ、２０ｆと、第２凹部２１ｂの内壁面２１ｄおよび底面２１ｅとは、図５に二点鎖線で示すように、それぞれの回転体２０、２１の径方向内方へ向けて弾性変形される。

以上により、第１、第２回転体２０、２１による前記胴部の前記挟み込みを解除すると、図４に示すように、前記胴部の弾性復元力により、第１凹部２０ａおよび第２凸部２１ａと対応する胴部が、径方向外方へ復元移動し、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂと対応する部分の胴部（エンボス加工部５２ａ）の外周面が、第１凹部２０ａと第２凸部２１ａとに対応する部分以外の胴部外周面（非形成部２０ｃ、２１ｃと対応する部分）より、径方向外方に位置することになる。さらに本実施形態では、第１凹部２０ａおよび第２凸部２１ａそれぞれに対応する胴部内周面のうち、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂそれぞれに対応する部分（エンボス加工部５２ａ）を除く部分を、第１凸部２０ｂの径方向における最外面より径方向外方へ復元移動させる。
さらにこの際、第１回転体２０の第１凸部２０ｂと、第２回転体２１の第２凹部２１ｂとの各弾性復元力により、これら２０ｂ、２１ｂは、それぞれの回転体２０、２１の径方向外方へ向けて復元移動する。

以上説明したように、本実施形態による缶本体の製造装置によれば、第１、第２回転体２０、２１の各外周面により前記胴部を挟み込む際、第１凸部２０ｂを画成する壁面を前記胴部を介して第２凹部２１ｂを画成する壁面に密接させるので、この挟み込み時に、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂをそれぞれ画成する壁面により、これらの凸部２０ｂと凹部２１ｂとの間に位置する前記胴部を、拘束した状態でエンボス加工することが可能になる。従って、前記挟み込み時に、第１凸部２０ｂの前記立上がり面２０ｆと、この立上がり面２０ｆと対向する、第２凹部２１ｂの前記内壁面２１ｄとの間に位置する前記胴部が、無拘束状態で径方向に引張られることがない。これにより、前記挟み込み時における前記胴部の変形挙動によって、前記立上がり面２０ｆと、前記最外面２０ｇとが交差する稜線部分に作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、この稜線部分の摩耗を抑えることができるとともに、この凸部２０ｂが折れる等の欠損発生を抑制することができる。

さらに、第２凹部２１ｂを画成する前記内壁面２１ｄと、この内壁面２１ｄに対向する第１凸部２０ｂの前記立上がり面２０ｆとの間に位置する前記胴部の内外周面が、これらの立上がり面２０ｆと内壁面２１ｄとに拘束されて前記エンボス加工が施されるので、このエンボス加工部５２ａを、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂそれぞれの壁面の形状に形成することが可能になる。従って、前記立上がり面２０ｆおよび前記内壁面２１ｄを前記各回転体２０、２１の外周面から径方向にそれぞれ急峻に延在させることにより、前記胴部の周面から径方向に急峻に立上がる前記エンボス加工部５２ａを確実に形成することができる。特に、前記挟み込み時に、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂを、それぞれの前記回転体２０、２１の径方向内方に向けて弾性変形させるので、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂの前記急峻な形状を缶基体５０の胴部に確実に付与することが可能になる。さらに、このようなエンボス加工部５２ａを形成することができることによって、隣合うエンボス加工部の距離を小さくすることができ、複数のエンボス加工部を密集させて形成するといったいわゆる微細加工を施すことが可能になる。

また、第１、第２回転体２０、２１は前記ウレタン樹脂により形成され、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂを前記弾性変形させながら、エンボス加工部５２ａを形成するので、第１、第２回転体２０、２１により前記胴部の挟み込みを解除した際、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂの前記弾性変形も解除され、これら２０ｂ、２１ｂはそれぞれ、各回転体２０、２１の径方向外方へ向けて復元移動することになる。従って、前記挟み込みを解除しても、前記エンボス加工部５２ａと第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂとの係合が解除できない場合でも、前記復元移動により、前記胴部の内周面が径方向外方へ移動させられる一方、外周面が径方向内方へ移動させられることになり、前記挟み込みを解除したときに、前記係合を解除することが可能になる。

さらに、第１、第２回転体２０、２１が前記ウレタン樹脂により形成されているので、エンボス加工時に缶基体５０の内外周面に作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、缶基体５０の内外周面に形成された塗膜が傷付くことを抑えることができる。

また、第１回転体２０の外周面には第１凸部２０ｂが形成されるとともに、第２回転体２１の外周面には第２凹部２１ｂが形成されているので、缶基体５０の外周面に、径方向外方へ凸とされた凸状のエンボス加工部５２ａを、缶基体５０の外周面から急峻に立上がらせて形成することが可能になり、特に美観に優れ、商品識別力を有する缶本体５２を形成することができる。

さらに、第１、第２回転体２０、２１による前記胴部の前記挟み込みを解除し、前記胴部の弾性復元力により、第１凹部２０ａおよび第２凸部２１ａと対応する胴部を径方向外方へ復元移動させるので、缶基体５０の胴部外周面に径方向外方へ突出し、かつ該外周面からの立上がりが急峻な凸状のエンボス加工部５２ａを容易かつ確実に形成することが可能になる。すなわち、前記復元移動により、前記エンボス加工部５２ａの内周面と第１凸部２０ｂとの間に隙間が形成されるので、第１回転体２０を缶基体５０から抜き出す際に、第１凸部２０ｂが前記エンボス加工部の内周面に引っ掛かることを抑制することが可能になる。

さらにまた、第１回転体２０の外周面において、最も外径が大きくなる部分が第１凸部２０ｂではなく第１凹部２０ａの非形成部２０ｃとなるので、胴部に前記エンボス加工部５２ａを形成するための第１凸部２０ｂを形成したことによって第１回転体２０の外径が大きくなることはない。従って、前記エンボス加工時に、第１回転体２０を缶基体５０の内側に挿入する際、缶基体５０の開口端部に第１回転体２０が衝突することを回避することが可能になる。さらに、前記挿入時において、第１凸部２０ｂではなく第１凹部２０ａの非形成部２０ｃが、缶基体５０の内周面を案内する案内部として機能することになる。従って、第１回転体２０の外周面全体に占める第１凸部２０ｂの割合が小さい場合でも、第１回転体２０の前記案内機能を十分に発揮させることができる。

以上のように形成された缶本体５２は、前記エンボス加工部５２ａが胴部外周面に対して径方向外方へ突出し、かつ該外周面からの立上がりが急峻になっているので、この缶本体５２に商品識別力を具備させることができるとともに、缶本体５２の内外表面に形成された塗膜が破れることを抑制することができる。特に、缶本体５２が、前記胴部を径方向内方に弾性変形させた状態で、前記エンボス加工部を形成するので、塑性変形部分を前記エンボス加工部に限定することが可能になり、缶本体５２の座屈強度の低下や、缶本体５２をコンベア上に複数本載置して、これらを集合的に搬送する際に、いわゆるブロッキングが発生することを抑制することができる。

さらに、缶本体の製造装置１０は、第１、第２回転体２０、２１の前記各外周面を、互いに接触させた状態から缶基体５０の胴部の厚さ分だけ該回転体２０、２１を径方向に離間させたとき、互いに対向する第１凸部２０ｂと第２凹部２１ｂとをそれぞれ画成する壁面のうち、互いに対向する第１凸部２０ｂの前記壁面２０ｆ、２０ｆ、２０ｇと第２凹部２１ｂの前記壁面２１ｄ、２１ｄ、２１ｅとの隙間が、前記胴部の厚さと略同等になる構成とされているので、前記挟み込み時に、第１凸部２０ｂを画成する壁面を前記胴部を介して第２凹部２１ｂを画成する壁面に密接させることを確実に実現することができる。

さらにまた、第２凹部２１ｂの前記内壁面２１ｄ、２１ｄは、互いに対向する壁面２１ｄ、２１ｄ同士の距離が、第２凸部２１ａの外周面から第２回転体２１の径方向内方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされるとともに、第１凸部２０ｂの前記立上がり面２０ｆは、互いに対向する壁面２０ｆ、２０ｆ同士の距離が、第１凹部２０ａの外周面から第１回転体２０の径方向外方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされているので、第１、第２回転体２０、２１の各外周面により缶基体５０の胴部を挟み込んで、第１凸部２０ｂを前記胴部を介して第２凹部２１ｂに嵌入する際に、第１凸部２０ｂおよび第２凹部２１ｂを画成する各壁面が、前記胴部の内外周面に作用させる負荷を緩和することが可能になる。従って、缶基体５０の内外周面に形成された塗膜が傷付くことを抑制することができるとともに、エンボス加工後に第１、第２回転体２０、２１を互いに離間させた際、形成したエンボス加工部５２ａと第１凸部２０ｂまたは第２凹部２１ｂとの係合を容易に解除することができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、第１、第２回転体２０、２１による前記胴部の挟み込みを解除したときに、第１凹部２０ａおよび第２凸部２１ａと対応する胴部を、復元力により完全に復元させる場合のみならず、これらの回転体２０、２１による変形量の一部が塑性変形である場合にも適用可能である。また、前記胴部の外周面から径方向外方へ凸とされたエンボス加工部５２ａを形成する場合のみならず、内周面から径方向内方へ凹とされたエンボス加工部を形成する場合にも適用可能である。さらに、第１回転体２０の第１凹部２０ａおよび第２回転体２１の第２凸部２１ａを形成しない第１、第２回転体２０、２１であってもよい。すなわち、前記胴部を径方向に弾性変形させながらエンボス加工部を形成する場合だけでなく、直接エンボス加工部を形成するようにしてもよい。さらにまた、第１凸部２０ｂは前記最外面２０ｇを有しない、Ｖ字状の凸部であってもよく、また、第２凹部２１ｂは前記底面２１ｅを有しないＶ字状の凹部であってもよい。

缶基体の胴部に、その周面に対して径方向へ突出したエンボス加工部を良好に形成することができる缶本体の製造方法および缶本体の製造装置を提供する。

本発明の一実施形態として示した缶本体の製造方法を実施するための缶本体の製造装置の全体構成を示す概略図である。 本発明の一実施形態として示した缶本体の製造方法を実施したときの第１工程図であって、図１に示す第１、第２回転体の一部拡大断面図である。 本発明の一実施形態として示した缶本体の製造方法を実施したときの第２工程図であって、図２に示す第１、第２回転体の一部拡大断面図である。 本発明の一実施形態として示した缶本体の製造方法を実施したときの第３工程図であって、図２に示す第１、第２回転体の一部拡大断面図である。 図３に示す第１回転体の第１凸部、および第２回転体の第２凹部の拡大図である。 本発明に係る従来例において、缶本体の製造方法を実施したときの缶本体の製造装置を示す一部拡大断面図である。

符号の説明

１０ 缶本体の製造装置
２０ 第１回転体
２０ａ 第１凹部
２０ｂ 第１凸部
２０ｆ 立上がり面（凸部を画成する壁面）
２０ｇ 最外面（凸部を画成する壁面）
２１ 第２回転体
２１ａ 第２凹部
２１ｂ 第２凸部
２１ｄ 内壁面（凹部を画成する壁面）
２１ｅ 底面（凹部を画成する壁面）
５０ 缶基体
５２ 缶本体
５２ａ エンボス加工部

Claims (5)

1. 互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体および第２回転体を備え、これら各回転体の外周面には、径方向内方へ凹とされた凹部若しくは径方向外方へ凸とされた凸部、または凹部および凸部が形成され、前記第１回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置するとともに、前記第２回転体を該缶基体の外側に配置した後に、前記第１、第２回転体を互いに接近させ、これらの回転体の外周面により前記缶基体の胴部を挟み込んで、前記凸部を前記胴部を介して前記凹部に嵌入し、この状態で前記第１、第２回転体をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施し缶本体を形成する缶本体の製造方法であって、
   前記第１、第２回転体はショアＤ硬度が６５以上８５以下のウレタン樹脂により形成され、
   前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、少なくとも前記凸部および前記凹部を、それぞれの前記回転体の径方向内方に向けて弾性変形するように押圧し、前記凸部を画成する壁面を前記胴部を介して前記凹部を画成する壁面に密接させることにより、これら凸部と凹部との間に位置する前記胴部を拘束した状態で、前記胴部に対して前記凸部および前記凹部のそれぞれの壁面の形状にエンボス加工するとともに、
   このエンボス加工の後に、前記第１、第２回転体により前記胴部の挟み込みを解除した際に、前記凸部及び前記凹部が、それぞれ前記第１、第２回転体の径方向外方へ向けて復元移動し、前記エンボス加工部と前記凸部及び前記凹部との係合が解除されることを特徴とする缶本体の製造方法。
2. 請求項１記載の缶本体の製造方法において、
   前記第１回転体の外周面には前記凸部が形成されるとともに、前記第２回転体の外周面には前記凹部が形成されていることを特徴とする缶本体の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の缶本体の製造方法において、
   前記第１回転体の外周面には、径方向内方ヘ凹とされた第１凹部が形成され、該第１凹部に径方向外方ヘ凸とされた第１凸部が形成され、
   前記第２回転体の外周面には、前記第１凹部と対応する部分に径方向外方へ凸とされた第２凸部が形成され、該第２凸部のうち前記第１凸部と対応する部分に径方向内方へ凹とされた第２凹部が形成され、
   前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、前記第２凸部により前記胴部をその外周面側から径方向内方へ向けて、この方向における全ての変形量のうち少なくとも一部が弾性変形となるように押圧し、これと対応する内周面側を前記第１凹部に挿入した状態で、前記第１凸部を前記胴部を介して前記第２凹部に嵌入し、
   その後、前記第１、第２回転体の外周面による前記挟み込みを解除した際、前記胴部の弾性復元力により、前記第１凹部および前記第２凸部と対応する胴部を径方向外方へ復元移動させ、前記第１凸部および前記第２凹部と対応する部分の胴部外周面を、前記第１凹部および前記第２凸部に対応する部分以外の胴部外周面より、径方向外方に位置させることを特徴とする缶本体の製造方法。
4. 互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第１回転体および第２回転体を備え、これら各回転体の外周面には、径方向内方へ凹とされた凹部若しくは径方向外方へ凸とされた凸部、または凹部および凸部が形成され、前記第１回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置するとともに、前記第２回転体を該缶基体の外側に配置した後に、前記第１、第２回転体を互いに接近させ、これらの回転体の前記各外周面により前記缶基体の胴部を挟み込んで、前記凸部を前記胴部を介して前記凹部に嵌入し、この状態で前記第１、第２回転体をこれらの回転軸線回りに回転させることにより、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施し缶本体を形成する構成とされた缶本体の製造装置であって、
   前記第１、第２回転体はショアＤ硬度が６５以上８５以下のウレタン樹脂により形成され、
   前記第１、第２回転体の前記各外周面を、互いに接触させた状態から前記缶基体の胴部の厚さ分だけ該回転体を径方向に離間させたとき、互いに対向する前記凸部と前記凹部とをそれぞれ画成する壁面のうち、互いに対向する前記凸部の前記壁面と前記凹部の前記壁面との隙間が、前記胴部の厚さと略同等になる構成とされており、これら凸部と凹部との間に位置する前記胴部を拘束した状態で、前記胴部に対して前記凸部および前記凹部のそれぞれの壁面の形状にエンボス加工するとともに、当該エンボス加工において、前記第１、第２回転体の外周面により前記胴部を挟み込む際、前記凸部および凹部を、それぞれの回転体の径方向内方に向けて弾性変形するように押圧し、
   このエンボス加工の後に、前記第１、第２回転体により前記胴部の挟み込みを解除した際に、前記凸部及び前記凹部が、それぞれ前記第１、第２回転体の径方向外方へ向けて復元移動し、前記エンボス加工部と前記凸部及び前記凹部との係合が解除される構成とされていることを特徴とする缶本体の製造装置。
   
5. 請求項４記載の缶本体の製造装置において、
   前記凹部を画成する壁面のうち、前記回転体の外周面から径方向内方へ延びる内壁面は、互いに対向する内壁面同士の距離が径方向内方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされるとともに、前記凸部を画成する壁面のうち、前記回転体の外周面から径方向外方へ延びる立上がり面は、互いに対向する立上がり面同士の距離が径方向外方へ向かうに従い漸次狭くなるテーパ形状とされていることを特徴とする缶本体の製造装置。

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