JP6385252B2 - 缶胴の凹入加工方法及びその装置 - Google Patents

Description

本発明は、缶胴の凹入加工方法及びその装置に関する。

一般に、飲料用缶等における缶体は円筒状の缶胴を備えている。この缶胴は、同一の形状のものが大量に生産されるため、缶胴の形状に個性がなく、例えば、異なる飲料が充填されている缶体同士を、その缶胴の形状のみで識別することは困難である。

そこで、従来、他の缶体との識別を容易とするために、胴部に模様を付すことが行われている。この種の模様を缶胴に付与する方法として、例えば、缶胴の所定位置に凹入加工を施すことが行われている。この種の凹入加工は、例えば、缶胴の内側に挿入される第１回転体と、缶胴の外側に配置された第２回転体とを用いて行うものが知られている（特許文献１参照）。

更に詳しくは、第１回転体の外周面及び第２回転体の外周面には互いに対応する凹凸が形成されている。そして、第１回転体の外周面と第２回転体の外周面とで胴部を挟み込み、この状態で、第１回転体及び第２回転体を同期回転させることにより缶胴に凹入加工が施される。

特許第３７０４３５９号公報

しかし、第１回転体と第２回転体との回転により缶胴に形成された凹入部は、凹入方向の深さが比較的浅く、凹入部の輪郭が不明瞭であるため近接位置からでないと視認できない不都合がある。

そして、視認性を向上させるために、第１回転体と第２回転体とで缶胴を挟持して回転させる方法を採用して缶胴の凹入部の深さを大きくすると、次のような問題が生じる。即ち、第１回転体と第２回転体との回転によって形成される凹入部は、缶胴の周方向の一側縁から凹入が開始され、その後他側縁で凹入が終了される。このため、凹入部が形成されるときに回転する第１回転体及び第２回転体から缶胴が受ける押圧力は、凹入が開始される側縁よりも凹入が終了する側縁のほうが小さくなる。これに伴い、凹入部は、その深さが十分に形成されていても、凹入が終了する側縁の屈曲が十分に得られないために凹入部の輪郭が曖昧となり、美観を損なうおそれがある。

上記の点に鑑み、本発明は、円筒状の缶胴に視認性及び美観の高い凹入部を容易に形成することができる缶胴の凹入加工方法及びその装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、円筒状の缶胴の周面の所定位置に凹入部を形成する缶胴の凹入加工方法であって、前記凹入部に対応する形状の成形凹部を有する複数の割型からなる内型を、缶胴の内部で拡開させることにより缶胴の内面に当接させる内型当接工程と、前記成形凹部の輪郭に対応する形状の貫通部を有する複数の押さえ部材を、缶胴の外面に当接させる押さえ工程と、前記内型当接工程と前記押さえ工程とにより前記内型と前記押さえ部材とで缶胴を挟持して前記成形凹部の外側全周が拘束された状態を維持し、前記押さえ部材の外側に配置された複数の外型を缶胴の軸心に向かって同時に移動させ、前記成形凹部に対応して各外型に形成されている成形凸部を、前記押さえ部材の貫通孔を通して前記成形凹部に圧入する凸部圧入工程と、前記凸部圧入工程の後に、前記内型を缶胴の内側方向に収束させて缶胴内面から離反させると共に、前記外型を缶胴の外側方向に移動させて前記缶胴に形成された凹入部から前記成形凸部を離反させる離型工程とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、円筒状の缶胴の周面の所定位置に凹入部を形成する缶胴の凹入加工装置であって、缶胴の内側に配置され、前記凹入部に対応する形状の成形凹部を有する複数の割型からなる内型と、前記内型の各割型に対向する缶胴の外側に配置され、前記成形凹部に対応する形状の成形凸部を有する複数の外型と、前記外型と缶胴の外面との間に配置され、前記外型の前記成形凸部を案内しつつ貫通させる貫通部を有して缶胴の外面に当接する複数の押さえ部材と、前記内型の割型を拡開させる内型駆動手段と、前記複数の外型を缶胴の軸心に向かって同時に移動させ、前記成形凸部を前記内型の前記成形凹部に圧入する外型駆動手段とを備えることを特徴とする。

更に、本発明の缶胴の凹入加工装置において、前記外型と前記押さえ部材との間に、前記外型と前記押さえ部材とを互いに離間させる方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、缶胴の内面に内型を当接させ、缶胴の外面を押さえ部材により押えた状態で、各外型を缶胴の軸心に向かって移動させるので、内型の成形凹部の内部に外型の成形凸部が均等に圧入される。これにより、缶胴の周面の所定位置に十分な深さのある凹入部を形成することができ、更に、凹入部の輪郭に沿った屈曲が確実に得られて凹入部の輪郭も明瞭に形成されるので、視認性及び美観の高い凹入部を容易に形成することができる。

しかも、複数の外型は缶胴に向かって同時に移動することにより、各成形凸部を各成形凹部に同時に圧入するので、缶胴に一挙動で複数の凹入部を形成して製造工数を削減することができる。

更に、上述した通り、凹入部の輪郭に沿った屈曲を確実に形成することができるので、本発明を採用した凹入部の形成によって缶胴のパネリング強度も向上させることができる。

缶体を示す図であって、（ａ）は缶胴の一部を断面視した側面図、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線断面図。 本発明の実施形態の凹入加工装置の要部を示す縦断面図。 本発明の実施形態の凹入加工装置の要部を示す横断面図。 本発明の実施形態の凹入加工装置の要部の分解斜視図。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態において製造される缶体１は、図１に示すように、円筒状の缶胴２と、缶胴２の上端を閉塞する円盤状の天蓋３と、缶胴２の下端を閉塞する円盤状の底蓋４とによって構成される所謂スリーピース缶である。

缶胴２の材料は、板厚約０．１５mmの錫メッキ鋼板であり、内面と外面とにポリエステルフィルムが被覆されている。缶胴２の各部の寸法を具体的に示すと、缶径が約５２．４mm、缶高が約１０４．０３mmである。なお、缶胴２の材料及び寸法はこれに限定されるものでない。

缶胴２には、複数の凹入部５が周方向に所定間隔を存して形成されている。凹入部５は、本実施形態の後述する凹入加工装置６によって形成されたものである。本発明の方法及び装置によれば、凹入部５の数や寸法は適宜設定することができるが、本実施形態においては、缶胴２に６つの同一形状の凹入部５が形成され、具体的な寸法は、周方向の幅が約２０mm、縦方向（高さ方向）の長さが約７５mm、深さ（凹入寸法）が約１．５mmに形成されている。このように、凹入部５は、幅及び深さが極めて大きいが、凹入部５の形状を示す輪郭全周に亘って確実に屈曲しており、不明瞭な部分もないので、視認性がよく、美観も高いものとなっている。

次に、缶胴２に凹入部５を形成する本実施形態の凹入加工装置６について説明する。図２〜図４は、凹入加工装置６の要部の構成を示している。図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、凹入加工装置６は、内型７と、押さえ部材８と、外型９とを備えている。内型７と押さえ部材８とはベースプレート１０上にスライド自在に取付けられている。

内型７は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、円形に配列された複数（本実施形態では６個）の割型７ａを備えている。各割型７ａは、缶胴２の内側に配置され、収束状態から拡開することにより缶胴２の内面に当接するようになっている。なお、図３（ｂ）においては、缶胴２の図示を省略している。

即ち、これらの割型７ａは、全体として外側面が缶胴２の内面に沿う形状に形成されており、収束状態では缶胴２の最小内径よりも小径となり、拡開すると缶胴２の内面に沿って外側面が当接する。

図２（ａ）に示すように、各割型７ａの内側面には、上端から下端に向かって次第に小径となるように傾斜面が形成されている。これにより、円形に配列された割型７ａの中央部分は、下方に行くに従って小径となるテーパー面となる。そして、割型７ａの中央部分には、図２（ｂ）に示すように、これらの割型７ａを押し広げるテーパー面を持つプランジャ１１が挿入され、図３（ｂ）に示すように、割型７ａが拡開する。割型７ａは、図２（ａ）に示すように、付勢手段である環状バネ１２により収束方向に付勢されている。

これにより、拡開した割型７ａの中央部分からプランジャ１１を抜き取ると、各割型７ａは環状バネ１２によって収束する。プランジャ１１は、図示しない昇降手段により昇降される。プランジャ１１及びその昇降手段は本発明の装置における内型駆動手段を構成するものである。なお、他のカム機構やリンク機構等を採用した内型駆動手段によって各割型７ａの拡開を駆動してもよい。

更に、各割型７ａの外側面には、図４に示すように、缶胴２の凹入部５に対応する形状の成形凹部１３が形成されている。

外型９と押さえ部材８とは、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、缶胴２の外側に配置されており、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、各割型７ａに対応して円形に配列されている。

外型９は、図４に示すように、基部１４と、基部１４から缶胴２に向かって突出する成形凸部１５とを備えている。成形凸部１５は、割型７ａの成形凹部１３に対応する形状に形成されている。

押さえ部材８は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、内側面が缶胴２の外面に沿う形状に形成されて、缶胴２の外面に当接する。押さえ部材８には、図２（ａ）及び図４に示すように、外型９の成形凸部１５が貫通する貫通孔１６（貫通部）が形成されている。

押さえ部材８の貫通孔１６は、図４に示すように、割型７ａの成形凹部１３と略同一形状に開口している。これにより、図２（ｂ）に示すように、押さえ部材８と割型７ａとで缶胴２を挟持し、成形凹部１３の周縁全周に沿って缶胴２を押えることができる。

また、外型９の基部１４の外側面は、上端から下端に向かって次第に缶胴２から遠ざかる方向に傾斜している。この傾斜する外側面には、図２（ｂ）に示すように、外型９を缶胴２に向かって移動させる傾斜面を持つ駆動ブロック１７が摺接する。駆動ブロック１７は、図３（ｂ）に示すように、各外型９を缶胴２の軸心に向かって同時に移動させる。駆動ブロック１７は、図示しない昇降手段により昇降される。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、外型９と押さえ部材８との間には、スプリング１８（付勢手段）が設けられている。このスプリング１８は、外型９と押さえ部材８とを互いに離反する方向に付勢している。駆動ブロック１７が下降し、外型９の基部１４を介して成形凸部１５が缶胴２を押圧すると、それに伴ってスプリング１８の付勢を受けた押さえ部材８が缶胴２に圧接する。

また、図４においては説明の便宜上外型９が押さえ部材８の外側に抜け出た状態を示しているが、外型９の成形凸部１５は、実際には図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、押さえ部材８の貫通孔１６に挿入状態とされ、成形凸部１５に形成された抜止段部１５ａにより貫通孔１６からの外側への抜け出しが規制されている。

駆動ブロック１７及びその昇降手段は本発明の装置における外型駆動手段を構成するものである。なお、他のカム機構やリンク機構等を採用した外型駆動手段によって各外型９を移動させてもよいことは内型駆動手段と同様である。

次に、以上の構成による凹入加工装置６を用いた缶胴２への凹入加工について説明する。

先ず、図２（ａ）に示すように、収束状態の内型７と押さえ部材８との間に缶胴２を差し込む。これにより、缶胴２の内側に内型７が配置される。

次いで、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、プランジャ１１が下降して割型７ａの中央部分に挿入されることにより、内型７の割型７ａが拡開し、缶胴２の内面に当接する（内型当接工程）。

続いて、駆動ブロック１７が下降して、外型９を缶胴２に向かって移動させる。これに伴い、図２（ｂ）に示すように、スプリング１８の付勢により押さえ部材８が缶胴２の内面に圧接する。この圧接状態が維持されることで、割型７ａと押さえ部材８とによって缶胴２が挟持され、缶胴２が固定された状態となる（押さえ工程）。

そして、このときの駆動ブロック１７の下降による外型９の移動によって、成形凸部１５が缶胴２を介して成形凹部１３に圧入される（凸部圧入工程）。これにより、図１に示す形状の凹入部５が缶胴２に形成される。このとき、成形凹部１３の外周縁に沿った缶胴２は、割型７ａと押さえ部材８とによって押さえられているので、成形凹部１３の形状に沿って確実に凹入成形される。しかも、全ての外型９が同時に移動して缶胴２に凹入成形を施すことにより、工数が少なく効率がよい。

その後、駆動ブロック１７とプランジャ１１とを共に上昇させる。これにより、外型９は、スプリング１８の付勢によって押さえ部材８から離反すると同時に成形凸部１５が成形凹部１３から抜け出し、内型７は、その各割型７ａが収束して缶胴２の内面から離反する。この状態で内型７と押さえ部材８との間から缶胴２を引き抜くことで離型が完了する（離型工程）。

こうして缶胴２に形成された凹入部５は、図１に示すように、形状が明瞭で視認性が高く美観に優れたものとなる。しかも、凹入部５の深さが深く、凹入部５の輪郭に明確な角部が形成されることにより、缶胴２のパネリング強度も向上する。

なお、本実施形態においては、同一形状の凹入部５を缶胴２に形成する例を示したが、これに限らず、例えば、異なる形状の凹入部５を缶胴２の周方向に交互に形成する場合には、異なる形状の成形凹部を有する割型及びそれに対応する成形凸部を有する外型を缶胴２の周方向に沿って交互に配設すればよい。

２…缶胴、５…凹入部、７…内型、７ａ…割型、８…押さえ部材、９…外型、１１…プランジャ（内型駆動手段）、１３…成形凹部、１６…貫通孔（貫通部）、１５…成形凸部、１７…駆動ブロック（外型駆動手段）、１８…スプリング（付勢手段）。

Claims (3)

1. 円筒状の缶胴の周面の所定位置に凹入部を形成する缶胴の凹入加工方法であって、
   前記凹入部に対応する形状の成形凹部を有する複数の割型からなる内型を、缶胴の内部で拡開させることにより缶胴の内面に当接させる内型当接工程と、
   前記成形凹部の輪郭に対応する形状の貫通部を有する複数の押さえ部材を、缶胴の外面に当接させる押さえ工程と、
   前記内型当接工程と前記押さえ工程とにより前記内型と前記押さえ部材とで缶胴を挟持して前記成形凹部の外側全周が拘束された状態を維持し、前記押さえ部材の外側に配置された複数の外型を缶胴の軸心に向かって同時に移動させ、前記成形凹部に対応して各外型に形成されている成形凸部を、前記押さえ部材の貫通孔を通して前記成形凹部に圧入する凸部圧入工程と、
   前記凸部圧入工程の後に、前記内型を缶胴の内側方向に収束させて缶胴内面から離反させると共に、前記外型を缶胴の外側方向に移動させて前記缶胴に形成された凹入部から前記成形凸部を離反させる離型工程とを備えることを特徴とする缶胴の凹入加工方法。
2. 円筒状の缶胴の周面の所定位置に凹入部を形成する缶胴の凹入加工装置であって、
   缶胴の内側に配置され、前記凹入部に対応する形状の成形凹部を有する複数の割型からなる内型と、
   前記内型の各割型に対向する缶胴の外側に配置され、前記成形凹部に対応する形状の成形凸部を有する複数の外型と、
   前記外型と缶胴の外面との間に配置され、前記外型の前記成形凸部を案内しつつ貫通させる貫通部を有して缶胴の外面に当接する複数の押さえ部材と、
   前記内型の割型を拡開させる内型駆動手段と、
   前記複数の外型を缶胴の軸心に向かって同時に移動させ、前記成形凸部を前記内型の前記成形凹部に圧入する外型駆動手段とを備えることを特徴とする缶胴の凹入加工装置。
3. 前記外型と前記押さえ部材との間に、前記外型と前記押さえ部材とを互いに離間させる方向に付勢する付勢手段を設けることを特徴とする請求項２記載の缶胴の凹入加工装置。