JP6342308B2 - 缶の巻締め方法、第1巻締めロール及び缶の巻締め装置 - Google Patents
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Description
このように、第1巻締めロールによる巻締め開始時には、回転する缶蓋に静止している第1巻締めロールが当接するため、缶蓋と第1巻締めロールの回転速度は同一とはならず、回転速度に差が生じる。したがって、巻締め開始時に、カール部の端縁と第1巻締めロールの成形凹部とが当接すると、カール部の先端が削られて薄切屑が発生しやすい。
そこで、本発明者は、このような事情に鑑み、以下の解決方法とした。
この点、本発明の方法では、カール部の成形凹部との接触開始位置を、カール部の先端ではなく、カール部の中程の曲面とし、そのカール部と成形凹部の接触開始位置を下顎部の最大外周位置よりも径方向外側に配置することで、薄切屑の発生を防止できるとともに、カール部の巻き上げ性を維持して缶の良好な密封性を確保することができる。 また、接触開始位置を有する円弧の線分中心における接線と、下顎部と成形凹部との接続点と通る直交線とがなす角度αを15°以上30°以下として比較的緩やかな角度に形成することで、成形凹部とカール部との接触開始時において、カール部の中程の曲面を円滑に押し下げることができ、カール部とフランジ部とを十分に巻き込むことができる。したがって、カール部の巻き上げ性を維持でき、缶の良好な密封性を確保することができる。
また、交点P1を有する円弧が、曲率半径が大きい円弧で形成されているので、カール部との接触面積を大きくすることができる。この接触位置を有する円弧の曲率半径が、カール部の曲率半径と同一か、又はそれ以上である場合に、特に効果的である。このため、第1巻締めロールの回転を、早い段階で缶蓋及び缶胴の回転に追従させることができるとともに、成形凹部とカール部との接触開始時において、カール部の中程の曲面を押し下げて、カール部とフランジ部とを円滑に巻き込むことができる。したがって、カール部の先端が成形凹部と接触する際の摩擦抵抗を軽減して薄切屑の発生を防止できるとともに、カール部の巻き上げ性を維持して缶の良好な密封性を確保することができる。 また、交点P1を有する円弧の線分中心における接線と、下顎部と成形凹部との接続点と通る直交線とがなす角度αを15°以上30°以下として比較的緩やかな角度に形成することで、成形凹部とカール部との接触開始時において、カール部の中程の曲面を円滑に押し下げることができ、カール部とフランジ部とを十分に巻き込むことができる。したがって、カール部の巻き上げ性を維持でき、缶の良好な密封性を確保することができる。
図5に示す本実施形態の缶の巻締め装置100は、径方向内側に巻き返されたカール部14を備えた缶蓋10を、缶胴20の開口部に設けられたフランジ部23に密着させて巻締めることにより缶を成形する装置であり、図3に示すように、缶胴20の開口端部に缶蓋10の周縁部が抱き合せられるように巻締められた二重巻締め構造を形成する。
なお、これらチャック部材41とリフター45とは、同期して軸心X回りに回転駆動される。
第1巻締めロール50は、概略円板状をなし、自身の軸心Y1回りに回転自在に支持されており、外周面に、軸心Y1方向上側に位置する上顎部51と、軸心Y1方向下側に位置する下顎部52と、これら上顎部51と下顎部52との間で巻き込み部15の外周面を成形するための成形凹部53とが、周方向に沿って形成されている。
なお、下顎部52の直線部57を設けることなく、第3円弧面56と下顎部52の円弧面52aとを直接接続することもできる。
なお、図4に示す符号C2は第2円弧面55の曲率中心、符号C3は第3円弧面56の曲率中心である。
また、垂線Zと成形凹部53との交点P1から交点P1を有する円弧の曲率中心までの線分、すなわち本実施形態では、交点P1から第1円弧面54の半径R1をなす円弧の曲率中心C1までの線分をPCとしたときに、線分PCにおける第1巻締めロール50の軸心Y1と平行な高さ方向の距離SL(軸心方向距離)が4.0mm以上5.0mm以下の範囲内に設定され、線分PCにおける第1巻締めロール50の軸心Y1と直交する方向の距離SW(径方向距離)が1.5mm以上2.5mm以下の範囲内に設定される。
そして、第1円弧面54の半径R1をなす円弧の線分中心Mにおける接線Tと、下顎部52と成形凹部53との接続点P2を通り第1巻締めロール50の軸心Y1と直交する直交線Hとがなす角度αが、15°以上30°以下の範囲内に設定されており、比較的緩やかな角度に形成される。
なお、本実施形態では、缶蓋10及び缶胴20の軸心Xと第1巻締めロール50の軸心Y1とが互いに平行に配設されている。
第2巻締めロール60は、図5に示すように、概略円板状をなし、外周面に、上顎部61と下顎部62との間で二重巻締め部16を形成するための成形凹部63が周方向に沿う溝状に設けられており、缶蓋10及び缶胴20の軸心Xに平行な自身の軸心Y2を中心に回転自在な構成とされる。
このとき、缶蓋10のカウンターシンク部12にはチャック部材41の環状突出部42が嵌合しており、このチャック部材41の外周面のウォール面43が缶蓋10のチャックウォール部13を缶蓋10の径方向内側から支持し、このウォール面43と第2巻締めロール60との間に缶蓋10と缶胴20とが挟み込まれる。これにより、コンパウンド(図示略)を缶蓋10と缶胴20との間に圧縮状態に介在させた二重巻締め部16が形成され、缶蓋10が缶胴20のフランジ部23に装着される。
なお、角度αが15°未満では、フランジ部23の先端が入り込みすぎることにより、カール部14にダメージを与えて局所的な歪みを生じさせ、そのダメージ部分が起点となって二重巻締め部16に亀裂を生ずるおそれがある。一方、角度αが30°を超える場合では、カール部14の巻き上げ性が低下し、カール部14とフランジ部23とを十分に巻き込むことが難しくなる。
缶蓋10は、公称径が204のものであり、アルミニウム合金板を成形して、カール部14のカール高さCLが2.0mm以上2.4mm以下、カール幅CDが0.7mm以上1.0mm以下、板厚が0.205mm以上0.225mm以下に形成されたものを使用した。また、缶胴20には、アルミニウム合金板を成形し、フランジ部23の幅FWが2.0mm以上2.5mm以下、板厚が0.16mm以上0.20mm以下に形成されたものを使用した。
表1に、第1円弧面54の曲率中心C1から交点P1までの軸心方向距離SL及び径方向距離SWを変更した第1巻締めロール50により巻締めた各飲料缶についての評価結果を示す。また、表2に、グルーブ幅GL及びグルーブ深さGDを変更した第1巻締めロール50により巻締めた各飲料缶についての評価結果を示す。表3に、角度αを変更した第1巻締めロール50により巻締めた各飲料缶についての評価結果を示す。
表2では、この表2に示すように、グルーブ幅GL及びグルーブ深さGDを変更した第1巻締めロール50を用いて巻締めた各飲料缶について観察を行い、(a)薄切屑、(b)リバースリンクル、(d)カットシームの有無を評価するとともに、各飲料缶について落下試験を行い(e)落下漏れの評価を行った。また、表2では、角度αを19°、軸心方向距離SLを4.5mm、径方向距離SWを2.0mmに設定して各第1巻締めロール50を形成した。
表3では、この表3に示すように、角度αを変更した第1巻締めロール50を用いて巻締めた各飲料缶について観察を行い、(a)薄切屑、(b)リバースリンクル、(d)カットシームの有無を評価するとともに、各飲料缶について落下試験を行い(e)落下漏れの評価を行った。また、表3では、角度αを変更した各第1巻締めロール50は、それぞれグルーブ幅GLを1.87mm、グルーブ深さGDを1.04mm、軸心方向距離SLを4.5mm、径方向距離SWを2.0mmに設定した。
この場合、グルーブ幅GLが小さいと(表2では1.81mmの場合)、缶胴20のボディフック部が入り込み過ぎて、カットシームが生じ易くなっており、逆にグルーブ幅GLが大きいと(表2では1.93mmの場合)、巻き上げ性が悪くなりリバースリンクルが生じたり、カバーフック寸法を規定範囲内で成形できなかったりと巻き上げ不良を引き起こしやすくなった。また、グルーブ深さGDが浅い場合にも(表2では、1.00mmの場合)、巻き上げ性が悪くなり巻き上げ不良を引き起こしやすくなり、グルーブ深さGDが深い場合には(表2では、1.08mmの場合)、薄切屑が発生しやすい傾向が見られた。
また、角度αが小さくなると(表3では、10°の場合)、巻き上げ性が低下する傾向があり、角度αが大きくなると(表3では、35°の場合)、薄切屑が発生しやすい傾向が見られた。
11 パネル部
12 カウンターシンク部
13 チャックウォール部
14 カール部
15 巻き込み部
16 二重巻締め部
20 缶胴
21 胴体部
21a 縮径部
22 首部
23 フランジ部
30 巻締めユニット
41 チャック部材
42 環状突出部
43 ウォール面
45 リフター
46 リフタープレート
47 ホルダー部
50 第1巻締めロール
51 上顎部
52 下顎部
53 成形凹部
54 第1円弧面
55 第2円弧面
56 第3円弧面
57 直線部
60 第2巻締めロール
61 上顎部
62 下顎部
63 成形凹部
100 缶の巻締め装置
Claims (3)
- 径方向内側に巻き返されたカール部を備えた缶蓋を、缶胴の開口部に設けられたフランジ部に密着させて巻締めて缶を巻締める方法であって、
前記缶蓋及び前記缶胴を前記缶胴の軸心方向に挟持するとともに前記軸心回りに回転させ、その径方向外方から、第1巻締めロールを摺接させて前記フランジ部と前記カール部とを巻き込んで巻き込み部を加工する巻き込み工程と、
前記巻き込み工程によって加工された前記フランジ部及び前記カール部を第2巻締めロールを用いて径方向内方に向けて押圧して二重巻締め部を加工する潰し工程とを有し、
前記第1巻締めロールは、その外周面に、前記第1巻締めロールの軸心方向上側に位置する上顎部と、該軸心方向下側に位置する下顎部と、前記上顎部と前記下顎部との間で前記巻き込み部の外周面を成形するための成形凹部とが周方向に沿って形成されており、
前記巻き込み工程において、前記カール部と前記成形凹部との接触開始位置が、前記下顎部の最大外周位置から前記第1巻締めロールの軸心と平行に引いた垂線よりも該第1巻締めロールの径方向外側に設けられるとともに、
前記第1巻締めロールの軸心に沿った断面における前記成形凹部の前記接触開始位置を有する円弧の線分中心における接線と、前記下顎部と前記成形凹部との接続点を通り前記第1巻締めロールの軸心と直交する線とがなす角度αが、15°以上30°以下の範囲内に設定されている缶の巻締め方法。 - 径方向内側に巻き返されたカール部を備えた缶蓋を、缶胴の開口部に設けられたフランジ部に密着させて巻締めて缶を成形する際に用いられるものであり、
前記缶蓋は、前記カール部の前記缶蓋の軸心に平行な方向の距離であるカール部高さCLが2.0mm以上2.4mm以下で、前記カール部の最大外周位置から先端までの径方向長さであるカール幅CDが0.7mm以上1.0mm以下に形成されており、
前記缶蓋及び前記缶胴に対して、径方向外方から摺接して、前記フランジ部と前記カール部とを巻き込んで巻き込み部を加工する第1巻締めロールであって、
外周面に、前記第1巻締めロールの軸心方向上側に位置する上顎部と、該軸心方向下側に位置する下顎部と、前記上顎部と前記下顎部との間で前記巻き込み部の外周面を成形するための成形凹部とが周方向に沿って形成され、
前記成形凹部は、前記上顎部から前記下顎部にかけて複数の円弧面を連続的に繋げた形状とされるとともに、
前記第1巻締めロールの軸心に沿った断面において、
前記下顎部の最大外周位置から前記第1巻締めロールの軸心と平行に引いた垂線Zと前記成形凹部の下端点における接線を径方向外方に延長した仮想線Iとの交点P3から、前記垂線Zと前記成形凹部との交点P1までの軸心方向距離のグルーブ幅GLが1.84mm以上1.90mm以下に設けられ、
前記垂線Zから前記成形凹部の最深位置までの径方向距離のグルーブ深さGDが1.02mm以上1.06mm以下に設けられており、
前記交点P1から該交点P1を有する円弧の曲率中心までの線分をPCとしたときに、
前記線分PCにおける前記第1巻締めロールの軸心と平行な高さ方向の距離SLが4.0mm以上5.0mm以下の範囲内に設定され、
前記線分PCにおける前記第1巻締めロールの軸心と直交する方向の距離SWが1.5mm以上2.5mm以下の範囲内に設定されているとともに、
前記成形凹部の前記交点P1を有する円弧の線分中心における接線と、前記下顎部と前記成形凹部との接続点を通り前記第1巻締めロールの軸心と直交する線とがなす角度αが、15°以上30°以下の範囲内に設定されている第1巻締めロール。 - 径方向内側に巻き返されたカール部を備えた缶蓋を、缶胴の開口部に設けられたフランジ部に密着させて巻締めて缶を成形する缶の巻締め装置であって、
前記缶蓋は、前記カール部の前記缶蓋の軸心に平行な方向の距離であるカール部高さCLが2.0mm以上2.4mm以下で、前記カール部の最大外周位置から先端までの径方向長さであるカール幅CDが0.7mm以上1.0mm以下に形成されるものであり、
前記缶蓋に当接されるチャック部材と、
前記缶胴を保持して軸心方向に上下動するリフターと、
前記チャック部材及び前記リフターによって前記軸心方向に挟持され該軸心回りに回転する前記缶蓋及び前記缶胴に対して、径方向外方から摺接して前記フランジ部と前記カール部とを巻き込んで巻き込み部を加工する第1巻締めロールと、
前記第1巻締めロールによって巻き込まれた前記フランジ部と前記カール部とをさらに径方向内方に向けて押圧して二重巻締め部を加工する第2巻締めロールとを備え、
前記第1巻締めロールは、その軸心回りに回転自在に設けられるとともに、
外周面に、前記第1巻締めロールの軸心方向上側に位置する上顎部と、該軸心方向下側に位置する下顎部と、前記上顎部と前記下顎部との間で前記巻き込み部の外周面を成形するための成形凹部とが周方向に沿って形成され、
前記成形凹部は、前記上顎部から前記下顎部にかけて複数の円弧面を連続的に繋げた形状とされるとともに、
前記第1巻締めロールの軸心に沿った断面において、
前記下顎部の最大外周位置から前記第1巻締めロールの軸心と平行に引いた垂線Zと前記成形凹部の下端点における接線を径方向外方に延長した仮想線Iとの交点P3から、前記垂線Zと前記成形凹部との交点P1までの軸心方向距離のグルーブ幅GLが1.84mm以上1.90mm以下に設けられ、
前記垂線Zから前記成形凹部の最深位置までの径方向距離のグルーブ深さGDが1.02mm以上1.06mm以下に設けられており、
前記交点P1から該交点P1を有する円弧の曲率中心までの線分をPCとしたときに、
前記線分PCにおける前記第1巻締めロールの軸心と平行な高さ方向の距離SLが4.0mm以上5.0mm以下の範囲内に設定され、
前記線分PCにおける前記第1巻締めロールの軸心と直交する方向の距離SWが1.5mm以上2.5mm以下の範囲内に設定されているとともに、
前記成形凹部の前記交点P1を有する円弧の線分中心における接線と、前記下顎部と成形凹部との接続点を通り前記軸心と直交する線とがなす角度αが、15°以上30°以下の範囲内に設定されている缶の巻締め装置。
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