JP4895459B2 - 缶体製造機の板押え用組立体の駆動装置とその使用方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は缶の製造に使用される板押え用組立体の駆動装置に関する。特に、しかし限定されるものではないが、本発明は缶の未加工材を再型抜き用のダイに対して保持する未加工材保持具のための駆動装置に関する。
【０００２】
再型抜き用のスリーブおよび打ち抜きポンチのような押え機構が知られている。通常、レバーがクランク上のカムの外形部に接触して保持されている。このレバーはクロスヘッドを駆動するために一対のプッシュロッドを駆動し、クロスヘッドは次に未加工材保持具を作動させる。プッシュロッドとカムの動作のこの組合せは、缶の未加工材、すなわちカップをダイに持っていくように未加工材保持具を再型抜き用ダイに向けて移動させる。未加工材保持具はカップの基部をダイの平坦面に対して押し付け、一方ポンチがカップを再型抜きのためにダイに押し込む。
【０００３】
この種の機械は重くて、クランクシャフト上の回転質量が厳しい荷重を缶体製造機の主軸受に与える。本発明はこの荷重に伴う問題点を減らすものである。
【０００４】
本発明によれば、固定された案内ロッドと、案内ロッドを取り囲む案内筒であって、それぞれ後部と前部の液チャンバを一緒になって形成する後部と前部の端面を有し、その両チャンバはシールによって分離されている案内筒と、作動液が戻りストローク用ポートを経て後部液チャンバに出入りするための第１の管路（Ａ）と、液圧用流体が前進ストローク用ポートを経て前部液チャンバに出入りするための第２の管路（Ｂ）とを有し、それによって、液の前部チャンバへの流入が案内筒とその案内筒に連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、液の後部チャンバへの流入が案内筒と板押え用組立体を後方位置に戻す、缶体製造機の板押え装置のための液圧式駆動装置が提供される。
【０００５】
液圧によって駆動される駆動装置を用いることによって、既存のプッシュロッド、カムレバー、再型抜き用カムとカムフォロア、およびカムフォロアをカムの上に保持するためのエアバッグがもはや必要なくなるので、缶体製造機のクランクシャフト上の回転質量が著しく減少する。これによって、既知の板押え装置におけるプッシュロット、カム、フォロアのために必要であった缶体製造機の液圧ユニットの大きさが小さくなる。さらに、質量の減少とそれに伴うシステムの慣性の減少によって機械の速度を上昇させることが可能となり、これは生産量の増加につながる。
【０００６】
板押え用組立体のために液圧駆動を使用することによって、動力部品、フライホイール、および他の駆動装置の寸法が小さくなり、それによって缶体製造機の主軸受の負荷とその磨耗が少なくなるといった種々な波及効果が得られる。
【０００７】
案内筒の後部および前部の端面は、通常ブシュによって範囲が定まっている。
【０００８】
作動液は、通常既に工場で入手可能である機械冷却液であってもよい。これは６０リットル／分程度で必要であるが、缶体製造機の動力ユニットは上述のように幾つかの部品を取換えることにより実際にその大きさを小さくすることができる。この取換え動作は後付けだけで可能である。
【０００９】
前部チャンバは、前方端部が外向きに先細になっている実質的に円筒形の領域を備えており、それによって液チャンバ内の前方端部の圧力が小さくなる。先細、即ち面取りは、チャンバの液圧面大きさが大きくなるので液チャンバの前側端部における液圧を減少させるが、チャンバのその他の部分では液の所要量を少なくする。
【００１０】
液圧駆動装置は、理想的には案内筒の最初の加速を制御するための逆止め弁および／または圧力の急上昇を避けるための圧力逃し弁を有していてもよい。
【００１１】
作動液の流れは種々な手段によって制御することができるが、理想的にはロータリ弁が用いられる。ロータリ弁は、機械の望ましいタイミングに従って機械の速度より遅いかこれと同じ速度で回転する。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、固定された案内ロッドを準備することと、板押え装置を案内ロッドを取り囲んでおり、案内ロッドに沿って移動可能なシールによって分離されている、後部と前部の液チャンバをそれぞれが形成する後部と前部の端面を有する案内筒に連結することと、作動液を、戻りストローク用ポートを経て後部液チャンバへ供給し、また後部液チャンバから供給することと、作動液を、前進ストローク用ポートを経て前部液チャンバへ供給し、また前部液チャンバから供給することと、それによって、前部チャンバへ液を供給することで案内筒とその案内筒に連結された板押え用組立体を前方位置に駆動し、後部チャンバへ液を供給することが案内筒と板押え用組立体を後退位置に戻す、缶体製造機の板押え装置を駆動する方法が提供される。
【００１３】
端部の面はポートを覆いおよび／または開くためのブシュを有しており、本方法は、ポートを開いて各チャンバに出入りする液を増加させることによって案内筒、板押え用装置の動きを加速すること、またポートを覆って各チャンバに出入りする液を減少させることによって機械のストロークを減速させることを有することが望ましい。
【００１４】
液圧駆動装置の好ましい実施形態を、図面を参照して一例として説明する。
【００１５】
図１は、板押え用組立品１０を作動させる液圧駆動装置１を有する缶体製造機前面の側面断面を示している。ロータリ弁２０が以下に詳述するように作動液の流れを制御する。
【００１６】
図２、３に示されるように、駆動装置１は中心の案内ロッド２と案内筒３から構成され、案内筒３には板押え用組立体１０が連結されている。案内筒３は通常鋼製の内側部分１２を有しており、その結果案内ロッド２はこの内側スリーブ１２に接触して支えられている。質量と慣性とを小さくするために、案内筒の外側部分１３は軽い材料、通常はアルミニュームで作られている。
【００１７】
内側スリーブ１２、案内ロッド２、前後のブシュ１４、１５の間の環状の空間は、ラビリンスシール１１によってそれぞれ前部チャンバ６と後部チャンバ９に分離されている。前部チャンバ６および後部チャンバ９へ出入りするように作動液を供給することによって、前部チャンバ６および後部チャンバ９内の作動液の圧力に従って、案内筒３が案内ロッド２に沿って前方または後方に移動させられるように、案内ロッド２は缶体製造機の所定の位置に固定されている。
【００１８】
管路ＡとＢが、作動液がロータリ弁２０と案内ロッド２との間を流れるための流路を構成している。図２に示すように、管路Ａはポート７および／または後部の緩衝噴出口８を経て後部チャンバ９に連通している。同様に、管路Ｂはポート４および／または前部の緩衝噴出口５を経て前部チャンバ６に連通している。ポートと緩衝噴出口の動作を以下に詳しく説明する。図３の実施形態においては、逆止め弁５’、８’がそれぞれ前部チャンバ６内と後部チャンバ９内に設けられており、圧力逃がし弁４６がチャンバ４３内に設けられている。これらの弁の動作も詳しく説明する。
【００１９】
前部チャンバ６は、前端部１７が液圧面１８に向けて外向きに先細になっている円筒形部１６を有している。外向きの先細はスリーブ１２の前端の面取りの角度により決まる。同様の寸法の変更が戻りストローク用のチャンバ９には設けられていないが、本発明の範囲内で設けることができることは明らかである。
【００２０】
図１および４を参照すると、板押え用組立体１０は、カップ３１を再型抜き用のダイ３２に対して保持するための未加工材保持具３０を備えている。図１に示す実施形態では、板押え用組立体はスペーサ３３と心出しリング３４とを備えている。この心出しリング３４は、長ったらしい再調整手順を必要とせずに板押え用組立体の交換に直ちに取りかかれるようにする。図３に示すようにスペーサ３３の代わりにリテーナ３５とスプリング３６を用いることができる。
【００２１】
図４は、本発明の好ましい実施形態において作動液の流れを調整するために用いられるロータリ弁２０の側面断面図である。図１からわかるように、弁２０は板押え用装置１０の両側の駆動装置１に作動液を供給する。各駆動ユニット内の管路ＡおよびＢはロータリ弁の孔ＡおよびＢに連結されている。
【００２２】
弁２０は、缶体製造機の主クランクシャフトにより駆動され、図４の矢印で示される方向に回転する回転軸２１に連結されている。缶体製造機の冷却液供給部からの作動液は流入口２２を経てロータリ弁に入り、排出口２３を経て出る。流入口２２と排出口２３は明確にするために図４では現れていない。軸２１の中心部の穴２４が流入口２２と排出口２３を弁内の孔ＡおよびＢに機械が必要とするタイミングに従って接続する。弁２０は機械のベッド上にボルトで取り付けられた複合部材４０上に取り付けられている。
【００２３】
本発明の液圧駆動の動作は次の通りである。缶体製造機の冷却液供給部からの加圧された作動液はアキュムレータとポンプ（不図示）の動作によって中央回転軸２１の穴２４に供給される。中央の軸２１が回転すると、ロータリ弁が図４に示された位置にあるとき、作動液は軸２１から孔Ａ内に流れる。孔Ａは板押え用部品の戻りのストロークを駆動するために加圧された液を管路Ａを通ってチャンバ９へ供給する。
【００２４】
図４に示される形態では、孔ＡおよびＢは機械が必要とするタイミングを実現するためにずれている。例えば、ロータリ弁は部品の磨耗を少なくするために機械の速度（クランクシャフトによって設定された）の半分で回転させてもよい。
【００２５】
ロータリ弁２０内の孔Ｂは、孔Ａが図示のように管路Ａと位置が合ったとき、管路Ｂ内の媒体を排出する排出口２３と連通する。同様に、孔Ａは管路Ａ内の媒体を排出するために排出口２３と連通する。
【００２６】
板押え用装置の戻りストロークは、弁の孔Ａが図４に示されるように管路Ａと位置が合ったときに行われる。戻りストロークは板押え用装置を後退位置に戻す。
【００２７】
図１および２を参照すると、液の管路Ａからチャンバ９への流入は後部のブシュ１５で阻止されているが、緩衝噴射口８を通して後部チャンバ６の中に半径方向外向きに出て行くことができる。これによって、後部チャンバ９内の圧力が増大したときに、案内筒３と板押え用組立体は再型抜き用のダイの中のカップ３１から離れる動きを比較的緩やかに開始するのを確実にする。
【００２８】
後部チャンバ内の圧力がさらに高くなると、案内筒３の動きは後部ブシュ１５を戻りストローク用ポート７を徐々に露出させ、液が、露出部分が増大しているポート７を通ることを可能にし、それによって、ポートが十分に開くまで戻りストロークがさらに加速される。
【００２９】
駆動タイミング（弁２０により設定された）に従って、弁組立体内の軸２１の回転が孔Ａを徐々に閉じさせる。一方、前方のブシュ１４の移動が前部チャンバ６内の液を管路Ｂを経て排出させる。ポート４がブシュ１４によって閉じられるにつれ、ポートの後縁が閉じられるまで案内筒の移動は遅くなる。この減速は、戻りストロークの終りにおけるそれ以上の排出を抑え緩衝作用を高める前部緩衝噴出口５を備えることによって制御される。ストローク長さは案内筒のポート４および７の位置によって決定される。
【００３０】
弁組立体の孔Ｂが開くにつれて、加圧された液が流入口２２から中央の穴２４を経て管路Ｂに向けて通過する。次に、板押え用組立体を前方に駆動する前進ストロークは、液が緩衝噴出口５を経て前部チャンバ６に徐々に流入することによって始まる。前進ストロークの加速は、前側のブシュ１４が前進ストローク用ポート４を覆わなくなったときに起きる。一方、後部チャンバ９からの液は管路Ａを通ってロータリ弁の排出口２３へ排出される。前進ストロークの速度を遅くすることは、前方のブシュがポート４を覆い、液がポート４の狭くなった領域を通過し、最後に緩衝噴出口８のみを経て前部チャンバに入るときに、戻りストロークのそれと同様にして行われる。カップ３１はそれから、パンチ４５のカップ内への移動によって再型抜きされるために、ダイ３２に対して保持される。
【００３１】
前方および後方のブシュ１４、１５は、ブシュが前方および後方のポート４、７をそれぞれ徐々に閉じおよび／または覆わなくすることによって、前進および後退のストロークのそれぞれの終りにおいて案内筒３を加速および減速することが特に図２からわかる。
【００３２】
図３の実施形態においては、排出工程においては閉じるが加圧工程においては開き、それによって液がそれぞれチャンバ６または９に流れることを可能にする逆止め弁５’、８’が設けられている。これによって案内筒３を停止させるために使用される液が完全になくなり、供給溝が覆われなくなるまで関連するブシュ１４あるいは１５の面に圧力がかけられる。
【００３３】
圧力逃がし弁４６が、チャンバ６または９内の液の圧縮による圧力の上昇が、圧力の急上昇が発生する点に達することを防止する。圧力はこのように流路４１と圧力逃がし弁４６を経て開放される。
【００３４】
板押え用装置はパンチ４５が再型抜きのためにカップ３１に入るとき前方位置に留まる。このサイクルはこの後繰り返される。
【００３５】
ガイドロッド２とスリーブ１６との間に押し入れられた冷却材はラビリンスシール１１によって取り除くことができる。削りくずまたは破片はブシュ１４および１５にある環状部４２に集まり、通路４１を通って案内筒３内のチャンバ４３の中に出て行き、冷却液供給部による処理ために開口４４を経て送り出される。
【００３６】
本発明を例のみを挙げて説明してきたが、特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲において変更することができる。例えば、図２に示された第１の実施形態において、案内筒の動きはポートの上方を移動するブシュのみならず、管路と各液チャンバの間の緩衝噴出口５および／または８を使用することによっても制御される。これらの緩衝噴出口は、ブシュが開口を閉じた後でも、１つまたは２つの噴出口を経て連通が可能であるように配置されている。図３に示された第２の実施形態において、機構を停止するために用いられる液の行き止まりを防ぐ逆止め弁システムが用いられ、圧力の急上昇を防ぐ圧力逃し弁が用いられる。緩衝用噴射口と逆止め弁と圧力逃し弁のどのような組合せも使用できることは明らかである。案内筒の動きに対して滑らかな開始／停止を行わせるための案内ロッドまたは案内筒のいずれかの（または両方の）代わりの機構も本発明の範囲内にあると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 液圧駆動装置と板押え用組立体を示す、缶体製造機の部分的側面断面図である。
【図２】 図１の駆動装置の拡大側面断面図である。
【図３】 他の実施形態の駆動装置の拡大部分側面断面図である。
【図４】 他の実施形態の板押え組立品である。
【図５】 図１のロータリ弁の側面断面図である。

Claims (14)

1. 缶体製造機の板押え装置のための液圧式駆動装置であって、
   固定された案内ロッドと、
   前記案内ロッドを取り囲む案内筒であって、それぞれ後部と前部の液チャンバを一緒になって形成する後部と前部の端面を有し、該両チャンバはシールによって分離されている前記案内筒と、
   作動液が戻りストローク用ポートを経て前記後部液チャンバに出入りするための第１の管路（Ａ）と、
   作動液が前進ストローク用ポートを経て前記前部液チャンバに出入りするための第２の管路（Ｂ）とを有し、
   それによって、前記液の前記前部チャンバへの流入が前記案内筒と該案内筒に連結された板押え用組立体を、前記板押え用組立体が未加工材を保持する前方位置に駆動し、前記液の前記後部チャンバへの流入が前記案内筒と前記板押え用組立体を、前記板押え用組立体が未加工材から離れる後方位置に戻す、缶体製造機の板押え装置のための液圧式駆動装置。
2. 後部と前部の前記端面は後部と前部のブシュによって範囲が限定されている、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記前部チャンバは、前方端部において外向きに先細になっている実質的に円筒形の領域を備えており、それによって前記液チャンバ内の圧力が該前方端部において小さくなっている、請求項１または請求項２に記載の駆動装置。
4. 作動液の流量を制御するロータリ弁をさらに有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の駆動装置。
5. 前記ロータリ弁は機械の速度より遅いかこれと同じ速度で回転する、請求項４に記載の駆動装置。
6. 前記案内筒と前記板押え用装置のストローク長さは、２つの前記ポート間の距離によって設定される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の駆動装置。
7. 前記作動液は、前記缶体製造機の冷却液供給部から供給される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の駆動装置。
8. 未加工材保持具に隣接する心出しリングをさらに有する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の駆動装置。
9. 前記案内筒の加速を制御するための緩衝噴出口および／または逆止め弁をさらに有する、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の駆動装置。
10. 圧力逃し弁をさらに有する、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の駆動装置。
11. 缶体製造機の板押え装置を駆動する方法であって、
    固定された案内ロッドを準備することと、
    前記板押え装置を、前記案内ロッドを取り囲んでおり、案内ロッドに沿って移動可能なシールによって分離されている、後部と前部の液チャンバをそれぞれが形成する後部と前部の端面を有する案内筒に連結することと、
    作動液を、戻りストローク用ポートを経て前記後部液チャンバへ供給し、また前記後部液チャンバから供給することと、
    作動液を、前進ストローク用ポートを経て前記前部液チャンバへ供給し、また前記前部液チャンバから供給することとを有し、
    それによって、前記前部チャンバへ液を供給することで前記案内筒と該案内筒に連結された板押え用組立体を、前記板押え用組立体が未加工材を保持する前方位置に駆動し、前記後部チャンバへ液を供給することが前記案内筒と前記板押え用組立体を、前記板押え用組立体が未加工材から離れる後退位置に戻す、缶体製造機の板押え装置を駆動する方法。
12. 前記両端面が前記ポートを覆いおよび／または開くブシュを有している請求項１１に記載の方法であって、
    ポートを開いて各チャンバに出入りする液を増加させることによって前記案内筒と前記板押え用装置の動きを加速させること、または
    ポートを覆って前記各チャンバに出入りする液を減少させることによって機械の動きを減速させることをさらに有する、請求項１１に記載の方法。
13. 逆止め弁を開き、液が前記ポートが覆われなくなるまで前記ブシュへと通過することを可能にすることによって前記案内筒を制御することをさらに有する、請求項１２に記載の方法。
14. 圧力逃し弁を設けることによって圧力の急上昇が発生することを減らしまたは除くことをさらに有する、請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法。

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