JP6280568B2 - 固定式端部処理 - Google Patents

Description

本発明は固定式端部処理に関し、具体的には容器の本体に端部を取り付けるために用いられるこうした処理に関する。

金属製の容器の本体に端部を取り付ける処理は当該技術では周知であり、従来では二重継ぎ目処理を含んでいる。二重継ぎ目は、材料の５つの層：端部の３つの層と本体の２つの層をまとめて重ね合わせるために本体のフランジの上で端部の周辺部を機械的に折り重ねることによって形成される。結果として生じた二重継ぎ目によって、容器のへりのまわりにふくらみが生じる。

二重継ぎ目処理が利用可能となる前、端部ははんだ付けによって金属製の容器の本体に取り付けられた。容器のはんだ付けは、鉛や他の有害な重金属といった異質な汚染物質を含む様々な問題を引き起こした。二重継ぎ目処理はより安くより安全なはんだ付けの代替案であるが、ふくらむ二重継ぎ目は美学的に望ましくない。さらに、容器のへりのまわりの膨らむ二重継ぎ目はしばしば廉価な缶詰に関連している。容器が高額な製品向けの装飾目的に使用される場合、こうしたことは特に懸念される。

二重継ぎ目処理を使用することなく容器に端部を取り付けるプロセスは当該技術で知られている。図１は、継ぎ目の「隠れた」容器を与えるために金属製の容器の本体（２）に端部（１）を取り付けるこのプロセスを示す。プロセスは、本体の開口部を閉じるために本体（２）の部分的にねじ曲げられた（ｃｕｒｌｅｄ）縁（４）に端部（１）の縁（３）を挿入する工程を必要とする。いったん適切な位置につくと、本体の部分的にねじ曲げられた縁（４）に対してねじ曲げ用工具が適用され、その間ほぼ水平な反作用工具を使って端部（１）を押し下げることで、端部（１）の縁（３）のまわりでそれをしっかりとさらにねじ曲げる。このプロセスにより、留め金で留められた縁（５）ができ、これが本体に端部を取り付ける。ねじ曲げ用工具と反作用工具（ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｏｏｌ）の定義は以下に詳細に記載されている。

密封を形成するためには、端部（１）の周辺部は本体（２）の内部のまわりでぴったりとはまらなければならない。そういうものとして、本体に対して角度をなして端部（１）を傾けることでしか端部（１）を本体（２）に挿入することができない。端部（１）のその後の平滑化により内部のラッカーがこすられることもある。

したがって、本体の内部を破損せず、「隠された」継ぎ目を生成する、容器の本体に端部を取り付けるプロセスを提供することが望ましい。プロセスは容易に自動化可能であることも望ましい。

驚くべきことに、容器の本体のまわりの端部の形状を操作することによって、「隠された」継ぎ目を用いて、かつ本体の内部に損傷を引き起こすことなく、本体に端部を取り付けることが可能であることが分かった。さらに、このプロセスは自動化しやすいことも分かった。

本発明の態様によれば、本体の開口部を閉じるために金属容器本体に金属端部を取り付ける方法が提供され、本体は開口部を少なくとも部分的に囲む曲がった縁を有する。方法は、直立した縁が缶の本体に対して端部から内側に突出するように、開口部または開口部付近で本体内部に端部を配する工程と、缶の曲がった縁のまわりで縁をねじ曲げるために、端部の周辺部の近くで少なくとも部分的に伸張する縁に、ねじ曲げ用工具を缶本体を通して接触させる工程を含む。この方法は容易に自動化されてもよい。

可能な実施形態では、反作用工具はねじ曲げ用工具によって加えられた力を相殺するために使用される。別の実施形態では、反作用工具とさらなる反作用が、端部と本体のねじ曲げられた縁のそれぞれでねじ曲げ用工具によって加えられる力を打ち消すために使用される。またさらなる実施形態では、端部の直径またはその他の横の寸法はプロセスの間に増加する。

またさらなる実施形態では、端部は第１の言及された開口部とはほぼ対向する別の開口部によって本体に導入される。

さらなる実施形態では、端部と本体は金属、好ましくはアルミニウムまたは鋼から作られる。

当該技術で知られているような容器の本体に端部を取り付けるプロセスを概略的に示す。 本体に端部を取り付けるための改善されたプロセスを概略的に示す。 図２の改善されたプロセスをさらに示す。 図２と３のプロセスをさらに例証するフロー図である。 図２と３で例証されるプロセスの代替的な典型的プロセスを概略的に示す。

隠れた継ぎ目を生成するように容器の本体に端部を取り付ける既知のプロセスが図１に関して記載されている。ここで図２を参照すると、改善された潜在的に自動化することができるプロセスが記載されている。図２は、金属製の容器の円筒状本体（６）、一般に円形の端部（７）、ねじ曲げ用工具（８）、および反作用工具（９）を示す。本体（６）は第１の下方かつ一般に円形の開口部（１０）を有する。本体（６）の開口部（１０）を囲むへりは内側に曲がって曲がった縁（１１）を形成し、その周辺部のまわりで少なくとも部分的に伸張する。本体は下方の開口部（１０）とは反対側に第２の上方かつ一般に円形の開口部（１２）を有する。本体の外表面には装飾的な仕上がりがあることもあり、一方で内部は装飾のないラッカー仕上げであってもよい。

端部（７）は、縁（１３）を形成するために、その周辺部のまわりに少なくとも部分的に伸張する一段高い境界を有する。図２でｘとして示された縁の高さは、記載されるように、本体の曲がった縁（１１）のまわりで縁（１３）をねじ曲げるのに十分な材料があるような状態でなければならない。縁（１３）はねじ曲げられる方向にわずかな湾曲部を有することが望ましい。端部の形状は、本体（６）の開口部（１０）の形状に相補的なもの、つまり、この場合は円形である。端部（７）の周辺部と本体（６）の内部の間の空間が、本体（６）の内部のラッカーを破損することなく、自動的に本体（６）の開口部（１０）またはその付近で端部（７）を位置づけることができるように、本体の形状に依存して１．５−２ｍｍの間であることが好ましい。図２の矢印で示されるように、端部（７）は上方開口部（１２）を通って本体に挿入され、その後、下方開口部（１０）に隣接した位置にくるまで本体を通って下がる。上方開口部は、その後、分離可能な蓋または壊すことのできるシールまたはその両方を含む当該技術で一般に知られている方法を用いて閉じられる。

容器の本体（６）と端部（７）は、金属、好ましくはアルミニウムまたは鋼などの任意の可鍛性材料で作られてもよい。

ねじ曲げ用工具（８）は可鍛性材料、好ましくは金属の形状を渦巻き形へと処理するために用いられる工具である。結果として生じる渦巻き形の形状はねじ曲げ用工具（８）の弧に相補的である。ねじ曲げ用工具の周辺部は、端部（７）の周辺部よりもわずかに大きくなければならないが、ラッカーを破損することなく本体（６）内を自由に通ることができるように、十分に小さくなければならない。ねじ曲げの弧は別として、接触するねじ曲げ用工具（８）と端部（７）の表面の形状は互いに相補的である。

反作用工具（９）は本体（６）と端部（７）を適所で保持する。これを行うために、反作用工具は容器の土台、つまり、開口部（１０）を閉鎖するために端部（７）が本体（６）内に位置づけられる際に形成される土台の外部の形状を補足するように形作られる。反作用工具はねじ曲げ用工具（８）によって加えられる力を相殺する。反作用工具（９）の周辺部は本体（６）の周辺部よりも大きいことが望ましい。

ねじ曲げ用工具と反作用工具は、端部（７）を所望の形状に成型するのに十分な力をそれぞれ働かせるおよび相殺することができる任意の材料で作られてもよい。ねじ曲げ用工具と反作用工具は強化された金属から作られることが好ましい。

改善されたプロセスの工程がここで図３に関して記載されている。

開口部（１０）を閉鎖するために端部（７）は本体（６）内部に置かれる（工程ａ）。［これは、ねじ曲げ用工具（８）の下方表面に端部（７）をまず取り付け、容器本体を通ってねじ曲げ用工具を移動させることによって達成されてもよい。端部（７）はねじ曲げ用工具（８）とは無関係に開口部（１０）を閉鎖するために位置づけられることもある］。端部（７）は第２の上方開口部（１２）を通って本体（６）へ挿入される。端部（７）は、端部の縁（１３）が本体の曲がった縁（１１）に隣接するように本体（６）に対して位置づけられる。端部（７）は反作用工具（９）によって本体に対して適切な位置で保持される。

端部（７）が本体（６）に対して適所にくると、ねじ曲げ用工具（８）は縁（１３）に適用される（工程ｂ）。対向する力がねじ曲げ用工具（８）と反作用工具（９）によってかけられると、端部（７）の縁（１３）は、留められた縁（１４）が、「隠された」継ぎ目で本体（６）のまわりの端部（７）をしっかりと取り付けるために形成されるように、本体（６）の曲がった縁（１１）のまわりでねじ曲げられる（工程ｃ）。

縁（１３）が本体（６）の曲がった縁（１１）のまわりで横方向にねじ曲げられるため、端部（７）の外径はその開始時の寸法と比較してプロセスの間に増加する。典型的な増加は図３の範囲ｙによって示される。

上に記載された改善されたプロセスは図４のフロー図で要約される。

容器の本体（６）に対向するものとして端部（７）の形状を操作する（縁（１１）の形状の変化も生じることもあるが）ことによって、端部（７）の周辺部を容器の本体の内部のまわりにぴったりとはめる必要はない。結果として、このプロセスは、容器の本体（６）の内部でラッカーを破損させることなく自動化され得る。

したがって、そのプロセスは、容器の本体に端部を取り付け、結果として「隠された」継ぎ目を生じさせる方法を提供する。このプロセスは容易に自動化することができる。

本発明の範囲を逸脱することなく上記の実施形態に様々な改良がなされ得ることが当業者によって理解されるであろう。例えば、プロセスは円形の円筒状の容器の文脈で述べられているが、正方形または長方形の断面を有するものを含む他の形状に適用されることもある。

上に記載されたプロセスの代替的な典型的なプロセスがここで図５に関して記載されている。

図５は、対応する正方形または長方形の容器の本体（６ａ）の開口部内に置かれた実質的に正方形または長方形の端部（７ａ）を示す。図２と３に関して上に記載された改善されたプロセスの構成要素に相当する図５で発見された明確な特徴は再度記載されないが、以下の代替的な典型的なプロセスに適用可能である。

代替的な典型的なプロセスでは、端部（７ａ）と本体（６ａ）は、それぞれ２つの別々の反作用工具（９ａ）と（９ｂ）によって互いに対して適切な位置で保持される。端部（７ａ）を支持する反作用工具（９ａ）は端部（７ａ）とほぼ同じ周辺部を有する。端部（７ａ）と接触しているその表面は端部の土台を補足するように形作られる。反作用工具（９ａ）は適切な位置で固定される。

本体（６ａ）はさらなる反作用工具（９ｂ）によって適切な位置で保持される。さらなる反作用工具（９ｂ）は、本体（６ａ）の開口部を囲む曲がった縁（１１ａ）を有する本体の土台を支持する。さらなる反作用工具（９ｂ）は、反作用工具の周辺部のまわりで少なくとも部分的に伸張する。さらなる反作用工具（９ｂ）は軸方向に移動するのに適しており、その移動はばねで留められた機構を含む当該技術で一般に知られている方法を用いて、反作用工具（９ａ）とは無関係である。

代替的な典型的なプロセスでは、端部（７ａ）は、本体（６ａ）の曲がった縁（１１ａ）が端部の縁（１３ａ）の上方の周辺部に隣接するように、本体（６ａ）の開口部を閉鎖するように位置付けられる。端部（７ａ）は２つの反作用工具（９ａ）、（９ｂ）によって本体（６ａ）に対して適切な位置で保持される。いったん端部（７ａ）が適切な位置にくれば、改善したプロセスにおいてすでに述べたように、ねじ曲げ用工具は縁（１３ａ）に適用される。対向する力がねじ曲げ用工具と反作用工具（９ａ）によって加えられると、端部（７ａ）の縁（１３ａ）は本体（６ａ）の曲がった縁（１１ａ）のまわりでねじ曲げられ、その結果、留められた縁は安全に「隠れた継ぎ目」で本体（６ａ）のまわりで端部（７ａ）を取り付けるように形成される。ねじ曲げ工程の結果、さらなる反作用工具（９ｂ）は軸方向に下がり、その結果、ねじ曲げ工程の最後に、端（７ａ）の土台は本体（６ａ）の土台に実質的に位置するようになる。

ねじ曲げ工程の開始時に端部（７ａ）の縁（１３ａ）の上方の周辺部に隣接して本体（６ａ）の曲がった縁（１１ａ）を位置決めすることによって、本体（６ａ）の曲がった縁（１１ａ）の外側で縁（１３ａ）をねじ曲げる問題を克服することができる。

長方形または正方形の容器の文脈で改良されたプロセスが記載されてきたが、当業者は、円形の断面を有するものを含む他の形状にも改良されたプロセスが適用されてもよいことを理解するであろう。

Claims (11)

1. 本体の開口部を閉じるために金属容器本体に金属端部を取り付ける方法であって、
   本体は開口部を少なくとも部分的に囲む曲がった縁を有し、端部はその周辺部のまわりに少なくとも部分的に伸張する直立した縁を有し、
   該方法は、
   前記開口部でまたは前記開口部付近で本体内に端部を配する工程であって、それによって、前記直立した縁が前記容器本体に対して端部から内側に突出する、工程、
   前記容器本体を介して端部の前記直立した縁にねじ曲げ用工具を接触させ、ねじ曲げ用工具によって縁に力を加える工程であって、それによって、本体の曲がった縁のまわりで直立した縁をねじ曲げて重なり合う渦巻き形を形成する、工程、および
   ねじ曲げ用工具によって加えられた力を打ち消すために、端部と本体の前記曲がった縁に接して反作用工具を位置決めする、工程を含む、方法。
2. 前記ねじ曲げ用工具は、前記直立した縁が本体の中心に対して外側の方向に最初広がるように、前記直立した縁と係合するためのねじ曲げ表面を有する、請求項１に記載の方法。
3. 直立した縁に力を加える前記工程は、前記容器本体の中心に対して内側方向に実質的に広がる直立した縁の周辺部を生じさせる、請求項２に記載の方法。
4. 前記方法は、本体の前記曲がった縁の形状が実質的に変化しないようなものである、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の方法。
5. 前記反作用工具は本体と端部の下方のかみ合い表面に相補的な形状である上方表面を有する、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の方法。
6. 前記方法は、ねじ曲げ用工具によって加えられた力を打ち消すために、端部と本体の前記曲がった縁にそれぞれ接して、反作用工具とさらなる反作用工具を位置付ける工程をさらに含む、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の方法。
7. 反作用工具とさらなる反作用工具は、互いに関連して、および、互いに無関係に、軸方向に移動するように配置される、請求項６に記載の方法。
8. 端部の横方向の寸法はねじ曲げの結果増加する、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の方法。
9. 本体の第２の開口部によって本体に端部を導入する工程を含む、請求項１乃至８のいずれか１つに記載の方法。
10. 端部を導入する工程は自動化プロセスである、請求項９に記載の方法。
11. 端部と本体は鋼またはアルミニウムでできている、請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の方法。