JP6691822B2 - 缶製造装置の加工テーブル構造 - Google Patents

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Description

本発明は、缶製造装置の加工テーブル構造に関するものである。
従来、アルミニウム合金材料等からなるボトル缶やエアゾール缶などを製造する缶製造装置として、例えば下記特許文献1に記載されたものが知られている。
缶製造装置は、互いに対向配置される保持テーブルと加工テーブルとを有する。保持テーブルは、一般にターンテーブルと呼ばれており、加工テーブルは、一般にダイテーブルと呼ばれる。これらのテーブルは、円板状や円形リング状をなしており、その中心軸(テーブル軸)は水平方向に延び、各テーブルの中心軸同士は互いに同軸に配置されている。
保持テーブルには、ワークである有底筒状の缶が、テーブル軸回りのテーブル周方向に沿って複数保持される。
加工テーブルには、缶に対して加工を施す加工ツールが、テーブル周方向に沿って複数配設される。具体的に、加工テーブルには、テーブル軸方向に貫通する取付孔がテーブル周方向に配列して複数形成されており、複数の加工ツールは、缶への加工順にこれらの取付孔に取り付けられる。
複数の加工ツールには、ダイ加工ツールと、回転加工ツールと、が含まれている。
ダイ加工ツールは、缶に対して缶軸方向(テーブル軸に平行な方向)に移動し、缶の周壁を縮径する絞り加工や該周壁を拡径する拡径加工等のダイ加工を施す。回転加工ツールは、缶に対して缶軸回りに移動し、この缶軸回りの回転動作により缶の周壁に、トリミング加工、ねじ成形加工、カール加工、スロットル(カールかしめ)加工等の回転加工を施す。
保持テーブルと加工テーブルとは、缶製造装置の本体フレームに設けられたテーブル駆動部により、テーブル軸方向に互いに接近移動と離間移動とを繰り返し、かつ、テーブル周方向に間欠的に相対回転させられる。具体的には、保持テーブルに対して加工テーブルが、テーブル軸方向に接近移動及び離間移動し、この接近離間の1ストローク(往復動)の間に、加工テーブルに対して保持テーブルが、テーブル周方向に所定量だけ回転移動する。
そして、テーブル同士が接近離間する1ストローク毎に、缶に対して加工が施され、次の加工ツールによる加工位置まで缶が移動させられる。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブルが保持する缶に対して、加工テーブルに設けられた複数の加工ツールによって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有する缶(ボトル缶やエアゾール缶等)が製造されるようになっている。
上記回転加工ツールのうち、ねじ成形加工を行うねじ成形加工ツールとしては、例えば下記特許文献2に記載されたものが知られている。
ねじ成形加工ツール(ねじ成形装置)は、缶の内部に挿入されて缶の口部(缶の周壁)の内周面に対向配置される中子と、口部の外周面に対向配置される外子と、を有している。中子と外子とは、互いの間に缶の口部を挟み込み、ギヤ機構等により互いに同期して各軸回りに逆回転(自転)しつつ、口部の全周にわたって缶軸回りに回転(公転)させられて、口部上を転動する。これにより、口部に対してねじ成形加工が施されていく。
中子と外子とを備えたねじ成形加工ツールは、その構造上、加工ツールの中でもダイ加工ツールやねじ成形加工ツール以外の回転加工ツールに比べて、外径が大きい。このため、加工テーブルに形成された複数の取付孔には、ねじ成形加工ツール以外の加工ツールが取り付けられる小径の取付孔(通常の取付孔)と、ねじ成形加工ツールが取り付けられる大径の取付孔(ねじ成形加工ツール専用の取付孔)と、が含まれている。
ねじ成形加工ツールによる加工は、缶に対する1ストロークのみで完了する。このため、従来の加工テーブルには、ねじ成形加工ツールを取り付け可能な大径の取付孔が1つのみ形成されている。
特開2005−329424号公報 特開2004−74170号公報
しかしながら、従来の缶製造装置においては、下記の課題を有していた。
例えば、口部にねじ成形加工が施されるボトル缶の製造時において、口部の直径が互いに異なる複数種類のボトル缶を、1台の缶製造装置を共用して製造することができなかった。
具体的には例えば、缶の外径は互いに同一だが口径違いの、38mm口径のボトル缶と28mm口径のボトル缶とについて、缶製造装置による加工工程を比較すると、ねじ成形加工の前までに缶に施されるダイ加工の回数が、互いに異なっている。つまり、38mm口径のボトル缶よりも、口径の小さい28mm口径のボトル缶に対して、ダイ加工数(特に絞り加工数)は多くなる。
このため、口径が異なるボトル缶同士では、加工テーブルにおいて、ねじ成形加工ツールの取り付け位置を同一位置に設定することができず、口径違いのボトル缶を同じ缶製造装置で製造することができなかった。つまり、口径違いのボトル缶を製造しようとしたときに、加工テーブルにおいてねじ成形加工ツールを大径の取付孔(ねじ成形加工ツール専用の取付孔)に位置合わせできないケースが生じる。
また近年、ロングネックタイプのボトル缶への需要がある。ロングネックタイプのボトル缶とは、例えば図5及び図6に示されるような首長形状を有するものであり、缶100の缶胴(缶の周壁)101における肩部102と口部103との間に、缶軸方向に延びるネック部104が形成されている。
従来の缶製造装置では、口部103にねじ成形加工を施し、かつ、ネック部104にエンボス加工を施すことができなかった。
具体的に、ネック部にエンボス加工を施すには、加工テーブルに、回転加工ツールとしてエンボス加工ツールを設ける必要がある。しかしながら従来、缶製造装置にエンボス加工ツールを設けるという技術思想はなかった。
そこで、例えばこのようなエンボス加工ツールとして、缶の内部に挿入されて缶のネック部(缶の周壁)の内周面に対向配置される中子と、ネック部の外周面に対向配置される外子と、を備えた新規の構成を用いることができる。この場合、中子と外子とは、互いの間に缶のネック部を挟み込み、ギヤ機構等により互いに同期して各軸回りに逆回転(自転)しつつ、ネック部の周囲を缶軸回りに回転(公転)させられて、ネック部上を転動する。これにより、ネック部の少なくとも一部にエンボス加工が施される。
つまり、上記エンボス加工ツールは、上述したねじ成形加工ツールと略同様の構造を有するものであり、中子及び外子の各外周面には、ねじ成形加工用の凹凸形状の代わりに、エンボス加工用の凹凸形状が形成される。
このようなエンボス加工ツールも、その構造上、ねじ成形加工ツールと同様に外径が大きくなる。従って、加工テーブルに形成された複数の取付孔のうち、大径の取付孔にのみ取り付け可能である。
このため、従来の缶製造装置では、加工テーブルにおいて、ねじ成形加工ツールとエンボス加工ツールとを両方ともに配設することができなかった。
また、ボトル缶やエアゾール缶を製造する場合において、例えば、缶胴(缶の周壁)に複数種類のエンボス加工を施すことへの要求が生じ得る。しかしながら、従来の缶製造装置では、このような要求に対応することができなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、外径が大きな回転加工ツールを加工テーブルに複数設けることができ、これにより例えば、口径が互いに異なる複数種類の缶を1台の缶製造装置で製造したり、また、缶にねじ成形加工及びエンボス加工を両方ともに施したり、また、缶に複数種類のエンボス加工を施したりする等、従来では成し得なかった種々の加工を缶に施すことが可能な缶製造装置の加工テーブル構造を提供することを目的としている。
本発明の一態様は、互いに対向配置される保持テーブルと加工テーブルとが、テーブル軸方向に接近移動と離間移動とを繰り返し、かつ、テーブル軸回りのテーブル周方向に間欠的に相対回転させられることで、前記保持テーブルが保持する有底筒状の缶に対して、前記加工テーブルに前記テーブル周方向に沿って設けられた複数の加工ツールにより順次加工を施していく缶製造装置の、加工テーブル構造であって、前記加工テーブルには、前記加工ツールを取り付け可能な取付孔が前記テーブル周方向に配列して複数形成されており、複数の前記取付孔は、前記テーブル周方向に沿って等ピッチで配列しており、複数の前記取付孔には、第1の取付孔と、前記第1の取付孔よりも内径が大きい第2の取付孔と、前記第1の取付孔よりも内径が小さい第3の取付孔と、が含まれ、前記加工テーブルには、前記第2の取付孔が少なくとも2つ以上設けられ、前記第2の取付孔の前記テーブル周方向に沿う両側に、前記第3の取付孔がそれぞれ隣接配置されることを特徴とする。
本発明によれば、加工テーブルにおいてテーブル周方向に配列する複数の取付孔の中に、第1の取付孔と、該第1の取付孔よりも内径が大きい第2の取付孔と、が含まれている。そして加工テーブルには、第2の取付孔が、少なくとも2つ以上形成されている。このため、複数の第2の取付孔に対して、外径の大きな回転加工ツール(例えばねじ成形加工ツールやエンボス加工ツール等)をそれぞれ取り付けることができ、下記に説明するように、従来では成し得なかった種々の加工を缶に施すことが可能になる。
例えば、口部にねじ成形加工が施されるボトル缶の製造時において、口部の直径が互いに異なる複数種類のボトル缶を、1台の缶製造装置を共用して製造することができる。
具体的に、例えば、缶の外径は互いに同一だが口径違いの、38mm口径のボトル缶と、28mm口径のボトル缶とに、同じ缶製造装置によってねじ成形加工を施す場合、次のようにして製造が可能となる。
すなわち、38mm口径のボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツール(外径が大きい回転加工ツール)を取り付けた加工テーブルの第2の取付孔を、28mm口径のボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツールを取り付ける第2の取付孔として、選択する必要がない。つまり、28mm口径のボトル缶の製造においてねじ成形加工ツールを取り付ける第2の取付孔を、38mm口径のボトル缶の製造の際に使用した第2の取付孔よりも、テーブル周方向に沿う加工順の下流側に配置されたものから選ぶことができる。これにより、38mm口径のボトル缶よりも、口径の小さい28mm口径のボトル缶に対して、ダイ加工(特に絞り加工)の回数を容易に多く確保することができる。
従って、両口径のボトル缶ともに、良好に製造を行うことが可能になる。
なお、上記の説明では、38mm口径のボトル缶と28mm口径のボトル缶の2種類を、1台の缶製造装置で製造する場合について説明したが、製造できるボトル缶の口径の種類は、2種類に限らない。すなわち、例えば3種類の口径のボトル缶の製造に1台の缶製造装置で対応するには、加工テーブルに設ける第2の取付孔の数を3つにすればよい。また、4種類の口径のボトル缶の製造に対応するには、加工テーブルの第2の取付孔の数を4つにすればよい。つまり、所期するボトル缶の口径の種類に応じて、加工テーブルの第2の取付孔の数を設定すればよい。
また本発明によれば、例えば、ロングネックタイプのボトル缶を製造する際において、口部にねじ成形加工を施し、かつ、ネック部にエンボス加工を施すことができる。
具体的に、缶のネック部にエンボス加工を施すには、エンボス加工ツール(外径が大きい回転加工ツール)が用いられる。つまり、缶に対して、ねじ成形加工とエンボス加工の両方を施すには、加工テーブルにおいて、口部にねじ成形加工を施すねじ成形加工ツールと、ネック部にエンボス加工を施すエンボス加工ツールの、少なくとも2つの大径の回転加工ツールが必要となる。
そこで本発明では、加工テーブルに、少なくとも2つ以上の第2の取付孔を設けて、該第2の取付孔の数に応じた種類の(つまり少なくとも2種類以上の)、外径が大きな回転加工ツールを取り付け可能とした。
これにより、例えば、加工テーブルに設けられる複数の第2の取付孔のうち、1つの第2の取付孔に対してねじ成形加工ツールを取り付け、該第2の取付孔よりも、テーブル周方向に沿う加工順の下流側に位置する別の第2の取付孔に対して、エンボス加工ツールを取り付けることができる。そして、缶の口部にねじ成形加工を施した後、ネック部にエンボス加工を施すことができる。
なお、ねじ成形加工ツールとエンボス加工ツールとは、加工テーブルにおけるテーブル周方向に沿う互いの位置関係を、上述とは逆の配置とすることも可能である。この場合、エンボス加工ツールによりネック部にエンボス加工が施された後、ねじ成形加工ツールにより口部にねじ成形加工が施される。
また本発明によれば、例えば、ボトル缶やエアゾール缶を製造する場合において、缶胴(缶の周壁)に複数種類のエンボス加工を施すことへの要求があったときに、この要求に容易に対応できる。
すなわち、加工テーブルに、内径が大きい第2の取付孔を少なくとも2つ以上設けているので、該第2の取付孔の数に応じた種類の(つまり少なくとも2種類以上の)、エンボス加工ツール(外径が大きな回転加工ツール)を取り付けることができる。これにより、缶に対して複数種類のエンボス加工を施すことが可能である。
以上より本発明によれば、外径が大きな回転加工ツールを加工テーブルに複数設けることができ、これにより例えば、口径が互いに異なる複数種類の缶を1台の缶製造装置で製造したり、また、缶にねじ成形加工及びエンボス加工を両方ともに施したり、また、缶に複数種類のエンボス加工を施したりする等、従来では成し得なかった種々の加工(特に回転加工ツールによる加工)を缶に施すことが可能である。
なお、本発明の発明者は、上述した課題を認識し、この課題を解決できる優れた作用効果を奏するがゆえに、加工テーブルにおいて第2の取付孔を少なくとも2つ以上設けるという特別な構成に想到し得たが、本発明の課題及び作用効果を認識していない当業者が、従来の加工テーブルにおいてむやみに第2の取付孔の数を増やすことは、下記の理由により通常考えられない。
すなわち、第2の取付孔は、外径の大きな回転加工ツールを取り付け可能な取付孔(内径が大きい取付孔)であるため、このような第2の取付孔の数を増やすことは、テーブル周方向に配列する複数の取付孔同士の配置ピッチを大きくし、加工テーブルのサイズ(直径)を大きくする可能性がある。また、加工テーブルの直径が大きくなれば、これに応じて保持テーブルの直径も当然に大きくなる。これらテーブルのサイズが大きくなると、テーブル輸送時のコンテナ容量上の制約が生じたり、テーブル重量増による缶製造装置の本体フレームの強度アップや駆動系の出力アップ等が必要になったり、これらに応じて諸費用が嵩んだりする可能性がある。
このため、上述した課題及び本発明による優れた作用効果を認識していない(つまり動機付けを有していない)当業者が、本発明に容易に想到することはできない。
なお、本発明において、上述した作用効果を奏しつつもテーブルサイズをできるだけ小さく抑えるには、加工テーブルに設ける第2の取付孔の数を、2つとすることがより好ましい。
また、上記缶製造装置の加工テーブル構造において、複数の前記取付孔は、前記テーブル周方向に沿って等ピッチで配列しており、複数の前記取付孔には、前記第1の取付孔よりも内径が小さい第3の取付孔が含まれ、前記第2の取付孔の前記テーブル周方向に沿う両側に、前記第3の取付孔がそれぞれ隣接配置される。
加工テーブルにおいてテーブル周方向に等ピッチで配列する複数の取付孔には、第1の取付孔(標準径孔)と、第1の取付孔よりも内径が大きい第2の取付孔(大径孔)と、第1の取付孔よりも内径が小さい第3の取付孔(小径孔)と、が含まれている。そして、テーブル周方向に沿う第2の取付孔(大径孔)の両隣には、第3の取付孔(小径孔)がそれぞれ隣接配置されている。
従って、加工テーブルに内径の大きな第2の取付孔を複数設けつつも、テーブル周方向に隣接する取付孔同士が互いに連通したり極端に接近配置されたりすることを防止できるとともに、これらの取付孔に各加工ツールを安定して装着できる。また、加工テーブルに内径の大きな第2の取付孔を複数設けつつも、加工テーブルのサイズ(直径)が大きくなるようなことを抑制できる。
なお、上記構成においては、第1の取付孔(標準径孔)及び第3の取付孔(小径孔)に対して、加工ツールのうち、ダイ加工ツール及び外径の小さな回転加工ツール(トリミング加工ツール、カール加工ツール、スロットル(カールかしめ)加工ツール等)を取り付け可能とすることが好ましい。また、第2の取付孔(大径孔)に対しては、上述したように、外径の大きな回転加工ツール(ねじ成形加工ツール、エンボス加工ツール等)が取り付け可能とされる。
また、上記缶製造装置の加工テーブル構造において、前記加工テーブルの外周のうち、各前記第2の取付孔のテーブル径方向の外側の部分、及び、これらの部分同士の間に位置する領域が、前記加工テーブルの外周のうち、前記部分及び前記領域以外の部位に比べて、テーブル径方向の外側へ向けて突出していることが好ましい。
また、上記缶製造装置の加工テーブル構造において、複数の前記加工ツールには、缶に対して缶軸方向に移動し、ダイ加工を施すダイ加工ツールと、缶に対して缶軸回りに移動し、回転加工を施す回転加工ツールと、が含まれ、前記回転加工ツールとして、缶の周壁の内周面に対向配置される中子と、缶の周壁の外周面に対向配置される外子とを有し、前記中子と前記外子とが互いに接近移動して缶の周壁を挟み込むことで、該周壁に所定の形状を付与する中子・外子式回転加工ツールが少なくとも備えられ、前記第2の取付孔には、前記中子・外子式回転加工ツールが取り付け可能であることが好ましい。
上記構成の缶製造装置の加工テーブル構造では、加工テーブルにおいてテーブル周方向に配列する複数の取付孔に対して、複数の加工ツールが取り付けられ、これらの加工ツールには、ダイ加工ツールと回転加工ツールとが含まれている。
また、回転加工ツールとしては、少なくとも中子・外子式回転加工ツールが備えられる。中子・外子式回転加工ツールは、その構造上、他の回転加工ツールに比べて外径が大きくなることから、複数の取付孔のうち第2の取付孔にのみ取り付け可能である。
中子・外子式回転加工ツールは、保持テーブルと加工テーブルとがテーブル軸方向に接近移動したときに、缶の内部に挿入されて缶の周壁の内周面に対向配置される中子と、缶の周壁の外周面に対向配置される外子と、を有している。また、例えば保持テーブルと加工テーブルとの接近移動にともなって動作する(連動する)カムローラ機構等を用いることにより、中子と外子とは互いに接近移動させられて、缶の周壁を挟み込む。これにより、缶の周壁に対して所定の形状が付与される。
具体的には、例えば、中子と外子とが缶の周壁を挟み込んだ状態で、加工テーブルに対して中子・外子式回転加工ツールが、加工ツール軸(ツールスピンドルの回転中心軸)回りに回転させられる。この回転にともなって動作するギヤ機構等を用いることにより、中子と外子とが、缶の周壁を挟み込んだまま互いに同期して各軸回りに逆回転(自転)しつつ、缶軸回りに回転(公転)させられて、該周壁上を転動する。これにより、缶の周壁に対して、該周壁の全周にわたってねじ成形加工が施されたり、該周壁の少なくとも一部にエンボス加工が施されたりして、所定の形状が付与される。
つまり、中子・外子式回転加工ツールには、ねじ成形加工ツールやエンボス加工ツール等を用いることができる。
そして上述したように、加工テーブルには、第2の取付孔が少なくとも2つ以上設けられている。つまり、この加工テーブルには、中子・外子式回転加工ツールを少なくとも2箇所以上取り付けることができる。
従って、例えば、口径違いの缶を1台の缶製造装置によって製造したり、加工テーブルに第2の取付孔の数に応じた種類の(つまり少なくとも2種類以上の)中子・外子式回転加工ツールを取り付けて、缶に対する加工のバリエーションを増やすことが可能である。
また、上記缶製造装置の加工テーブル構造において、前記中子・外子式回転加工ツールとして、ねじ成形加工ツールを備えたこととしてもよい。
また、上記缶製造装置の加工テーブル構造において、前記中子・外子式回転加工ツールとして、エンボス加工ツールを備えたこととしてもよい。
本発明の缶製造装置の加工テーブル構造によれば、外径が大きな回転加工ツールを加工テーブルに複数設けることができ、これにより例えば、口径が互いに異なる複数種類の缶を1台の缶製造装置で製造したり、また、缶にねじ成形加工及びエンボス加工を両方ともに施したり、また、缶に複数種類のエンボス加工を施したりする等、従来では成し得なかった種々の加工を缶に施すことが可能である。
本発明の実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造に用いられる加工テーブルを示す斜視図である。 加工テーブルを示す斜視図である。 本発明の第1実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造の要部を示す平面図である。 本発明の第1実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造の変形例の要部を示す平面図である。 本発明の第2実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造におけるエンボス加工ツールを示す縦断面図である。 本発明の第2実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造におけるエンボス加工ツールの変形例を示す縦断面図である。
<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る缶製造装置及びその加工テーブル構造10について、図1〜図4を参照して説明する。
本実施形態の缶製造装置は、有底筒状の缶に対して、ダイ加工及び回転加工を含む種々のボトルネッキング加工を施すことにより所期する形状のボトル缶を製造する、いわゆるボトルネッカーである。
この缶製造装置にワークとして供給される缶は、前工程においてDI(Drawing&Ironing)加工が施されたDI缶である。DI缶は、アルミニウム合金材料の板材から打ち抜いた円板状のブランクに、カッピング工程(絞り工程)やDI工程(絞りしごき工程)等を施すことにより、有底筒状に形成されている。
また、缶製造装置によって製造されたボトル缶には、後工程において飲料等の内容物が充填され、キャップが螺着される。
缶製造装置は、互いに対向配置される加工テーブル2と保持テーブル(不図示)とを有している。加工テーブル2及び保持テーブルは、それぞれの中心軸(テーブル軸TA)が水平方向に延びており、これらの中心軸同士は、互いに同軸に配置されている。
図1及び図2に示されるものは、加工テーブル2である。図1は、加工テーブル2においてテーブル軸TA方向を向く両面のうち、保持テーブルとは反対側を向く面を略正面に見た斜視図であり、図2は、加工テーブル2の前記両面のうち、保持テーブル側を向く面を略正面に見た斜視図である。
本実施形態では、テーブル軸TAに沿う方向(テーブル軸TAが延在する方向)をテーブル軸TA方向という。
また、テーブル軸TAに直交する方向をテーブル径方向という。テーブル径方向のうち、テーブル軸TAから離間する方向をテーブル径方向の外側といい、テーブル軸TAに接近する方向をテーブル径方向の内側という。
また、テーブル軸TA回りに周回する方向をテーブル周方向という。図3に示されるように、テーブル周方向のうち、加工テーブル2において後述する複数の加工ツール6が、缶への加工の順番に配列する方向を加工順の下流側(加工順方向)Pといい、これとは反対側へ向かう方向を加工順の上流側(加工順方向とは反対側)という。缶を保持する保持テーブルは、加工テーブル2に対して、テーブル周方向に沿う加工順の下流側Pへ向けて間欠的に回転移動する。
なお、後述する中子・外子式回転加工ツール13の加工ツール軸(ツールスピンドルの回転中心軸)PAに沿う方向(加工ツール軸PAが延在する方向)を、加工ツール軸PA方向という。本実施形態において、テーブル軸TAと加工ツール軸PAとは、互いに平行である。
また、加工ツール軸PAに直交する方向を加工ツール径方向という。加工ツール径方向のうち、加工ツール軸PAから離間する方向を加工ツール径方向の外側といい、加工ツール軸PAに接近する方向を加工ツール径方向の内側という。
また、加工ツール軸PA回りに周回する方向を加工ツール周方向という。
特に図示していないが、缶製造装置は、これらの加工テーブル2及び保持テーブルを支持する本体フレームを有している。本体フレームには、テーブル駆動部が設けられており、該テーブル駆動部には、テーブル駆動モータ、連結軸及びクランク機構等が含まれる。
加工テーブル2と保持テーブルとは、本体フレームのテーブル駆動部により、テーブル軸TA方向に互いに接近移動と離間移動とを繰り返し、かつ、テーブル周方向に間欠的に相対回転させられる。具体的には、保持テーブルに対して加工テーブル2が、テーブル軸TA方向に接近移動及び離間移動し、この接近離間の1ストローク(往復動)の間に、加工テーブル2に対して保持テーブルが、テーブル周方向に所定量だけ回転移動する。
そして、加工テーブル2と保持テーブルとが接近離間する1ストローク毎に、保持テーブルが保持する缶に対して、加工テーブル2に設けられた加工ツール6による加工が施され、保持テーブルは缶を次の(別の)加工ツール6による加工位置まで加工順の下流側Pへ向けて移動させる。
この動作が繰り返されることにより、保持テーブルが保持する缶に対して、加工テーブル2に設けられた複数の加工ツール6によって順次加工が施されていき、一連の加工が終了した時点で、所期する形状を有するボトル缶が製造されるようになっている。
保持テーブルは、一般にターンテーブルと呼ばれるものである。特に図示していないが、保持テーブルは、円板状又は円形リング状をなしている。保持テーブルにおいて加工テーブル2側を向く面の外周部には、テーブル周方向に沿って複数のチャック(缶保持具)が配列している。これらのチャックには、それぞれ缶が保持され、保持された缶の開口端部は、加工テーブル2に向けて開口する。
本実施形態の缶製造装置の本体フレーム及び保持テーブルの構成については、例えば上記特許文献1(特開2005−329424号公報)に記載された構成等の、周知のものを用いることができる。
加工テーブル2は、一般にダイテーブルと呼ばれるものである。図1及び図2において、加工テーブル2は、円板状又は円形リング状をなしている。本実施形態の例では、加工テーブル2が、二重リング状に形成されている。
詳しくは、加工テーブル2は、本体フレームの連結軸に連結される内リング体3と、内リング体3に対してテーブル径方向の外側に同軸に配置される外リング体4と、これらのリング体3、4同士をテーブル径方向に接続するとともに、テーブル周方向に互いに間隔をあけて配置される複数のリブ5と、を備えている。
図示の例では、内リング体3と外リング体4との間に、テーブル周方向に等間隔をあけて12枚のリブ5が配置されており、テーブル周方向に隣り合うリブ5同士の間に形成された間隔(スペース)の数も12である。
また、本実施形態の例では、内リング体3のテーブル軸TA方向の長さが、外リング体4のテーブル軸TA方向の長さよりも大きくされている。また、これにともないリブ5のテーブル軸TA方向の長さも、外リング体4に接続する部分からテーブル径方向の内側に向かうに従い漸次大きくされていき、内リング体3に接続する部分で最大となっている。
また、リブ5の厚さ(テーブル周方向に沿う大きさ)は、該リブ5のテーブル径方向の外端部では、外リング体4に接続する部分において最大とされており、この部分からテーブル径方向の内側へ向かうに従い漸次小さくなっている。また、リブ5のテーブル径方向の外端部以外の部位では、リブ5の厚さは、テーブル径方向に沿って略一定となっている。
図3に示されるように、加工テーブル2には、保持テーブルが保持する缶に対して加工を施す加工ツール6が、テーブル周方向に沿って複数配設される。これらの加工ツール6は、加工テーブル2において保持テーブル側を向く面の外周部に、テーブル周方向に沿って配列しており、保持テーブルが保持する複数の缶に対してテーブル軸TA方向からそれぞれ対向配置される。また、加工テーブル2の加工ツール6の加工ツール軸(中心軸)と、保持テーブルにおいて前記加工ツール6に対向する缶の缶軸とは、互いに同軸に配置される。つまり、缶軸と加工ツール軸とが一致した状態で、缶に対して加工ツール6による加工が施されるようになっている。
なお、図3では、加工テーブル2においてテーブル周方向に配列する複数の加工ツール6のうち、一部のみを図示しており、また加工テーブル2のテーブル軸TA方向を向く両面のうち、保持テーブルとは反対側を向く面を正面に見たときの、加工ツール6の配置状態を表している。
図1及び図2に示されるように、加工テーブル2には、該加工テーブル2をテーブル軸TA方向に貫通する取付孔7がテーブル周方向に配列して複数形成されている。複数の加工ツール6は、缶への加工順にこれらの取付孔7に取り付け可能とされている。
取付孔7は、加工テーブル2において保持テーブル側を向く面の外周部に開口し、この外周部において保持テーブルとは反対側を向く面にまで穿設されている。本実施形態では、複数の取付孔7が、外リング体4に形成されてテーブル周方向に沿って配列しており、図示の例では、加工テーブル2に形成された取付孔7の数が50である。
取付孔7については、別途詳しく後述する。
図3に示されるように、複数の加工ツール6には、ダイ加工ツール8と、回転加工ツール9と、が含まれている。本実施形態では、加工テーブル2の複数の取付孔7に、複数のダイ加工ツール8と、複数の回転加工ツール9とが、缶への加工順に着脱可能に配設されている。なお、複数の取付孔7のうち、いくつかは加工ツール6が取り付けられない空きスペースとされていてもよい。
ダイ加工ツール8は、缶に対して缶軸方向(テーブル軸TAに平行な方向)に移動し、缶の周壁を縮径する絞り加工や該周壁を拡径する拡径加工等のダイ加工を施すものである。1つのダイ加工ツール8によって、1種類のダイ加工が缶に対して施される。
ダイ加工ツール8は、缶にダイ加工を施す金型と、取付孔7に着脱可能に装着されて金型を保持する金型ホルダーと、を有している。なお、図3においては、ダイ加工ツール8のうち、金型ホルダーが図示されている。
回転加工ツール9は、缶に対して缶軸回りに移動し、この缶軸回りの回転動作により缶の周壁に、トリミング加工、ねじ成形加工、カール加工、スロットル(カールかしめ)加工等の回転加工を施すものである。1つの回転加工ツール9によって、1種類の回転加工が缶に対して施される。
回転加工ツール9は、缶に回転加工を施す成形部と、取付孔7に着脱可能に装着され、該取付孔7に対して成形部を加工ツール軸PA(回転加工ツール9の中心軸)回りに回転自在に支持するツールスピンドルと、を有している。また、ツールスピンドルは、取付孔7に装着されるプレート部と、該プレート部に加工ツール軸PA回り(加工ツール周方向)に回転自在に貫設されて成形部に接続するスピンドル軸部と、を有している。なお、図3においては、回転加工ツール9のうち、ツールスピンドルが図示されている。
また、特に図示していないが、ツールスピンドル(のスピンドル軸部)は、ベルト等の伝達部材を介して、駆動モータに連結されている。駆動モータは、加工テーブル2に配設されている。ツールスピンドル(のスピンドル軸部)は、駆動モータから伝達される回転駆動力によって加工ツール軸PA回りに回転させられ、この回転力を利用して成形部は、缶に対して回転加工を施す。
加工テーブル2には、回転加工ツール9として、トリミング加工ツール、カール加工ツール、スロットル(カールかしめ)加工ツール等の外径の小さな回転加工ツール9と、ねじ成形加工ツール等の外径の大きな回転加工ツール9と、が備えられている。本実施形態の例では、前記外径の大きな回転加工ツール9に、中子・外子式回転加工ツール13が含まれている。
すなわち、本実施形態の缶製造装置の加工テーブル構造10は、加工テーブル2と、該加工テーブル2に取り付け可能な複数の加工ツール6と、を有しており、複数の加工ツール6に含まれるダイ加工ツール8及び回転加工ツール9のうち、回転加工ツール9として、少なくとも中子・外子式回転加工ツール13が備えられている。
特に図示していないが、中子・外子式回転加工ツール13は、缶の周壁の内周面に対向配置される中子と、缶の周壁の外周面に対向配置される外子とを有しており、これらの中子と外子とが互いに接近移動して缶の周壁を挟み込むことで、該周壁に所定の形状を付与するように構成される。
本実施形態では、加工テーブル2に配列する複数の加工ツール6の中に、大径の回転加工ツール9として中子・外子式回転加工ツール13が1つ設けられており、この中子・外子式回転加工ツール13は、ねじ成形加工ツールである。ねじ成形加工ツール13の構成については、例えば上記特許文献2(特開2004−74170号公報)に記載された構成等の、周知のものを用いることができる。
ねじ成形加工ツール13は、回転加工ツール9であるため、上述したように、成形部と、ツールスピンドルと、を有している。ねじ成形加工ツール13の成形部には、保持テーブルと加工テーブル2とがテーブル軸TA方向に接近移動したときに、缶の内部に挿入されて缶の口部(缶の周壁)の内周面に対向配置される中子と、口部の外周面に対向配置される外子と、が備えられる。また、ねじ成形加工ツール13の成形部には、保持テーブルと加工テーブル2との接近移動にともなって動作する(連動する)カムローラ機構等が備えられており、該カムローラ機構等により中子と外子とが互いに接近移動させられて、缶の口部を挟み込む。
このように中子と外子とが缶の口部を挟み込んだ状態で、加工テーブル2に対してねじ成形加工ツール13の成形部が、加工ツール軸PA回りに回転させられる。ねじ成形加工ツール13の成形部には、上記回転にともなって動作するギヤ機構等が備えられており、該ギヤ機構等により中子と外子とが、缶の口部を挟み込んだまま互いに同期して各軸回りに逆回転(自転)しつつ、缶軸回りに回転(公転)させられて、該口部上を転動する。これにより、缶の口部に対して、該口部の全周にわたってねじ成形加工が施されていき、所定の形状が付与される。
なお、図3に示される加工テーブル構造10における複数の加工ツール6の配置の一例は、38mm口径のボトル缶の製造に対応する場合のものである。そして、ねじ成形加工ツール13は、38mm口径に対応するねじ成形加工を、缶の口部に施すものである。
中子・外子式回転加工ツールであるねじ成形加工ツール13は、その構造上、加工ツール6の中でもダイ加工ツール8やねじ成形加工ツール13以外の回転加工ツール9に比べて、外径が大きくなっている。具体的に、ねじ成形加工ツール13の成形部は、ねじ成形加工ツール13以外の回転加工ツール9の成形部よりも外径が大きくされている。また、ねじ成形加工ツール13において取付孔7に挿入されるツールスピンドル(スピンドル軸部)は、ねじ成形加工ツール13以外の回転加工ツール9のツールスピンドルよりも外径が大きくされている。
図3に示される例では、ねじ成形加工ツール13との干渉を考慮して、該ねじ成形加工ツール13のテーブル周方向の両側に隣接配置される一対の取付孔7には、加工ツール6が取り付けられておらず、これらの取付孔7は空きスペースとされている。
なお、図3に示される複数の回転加工ツール9のうち、符号14は、トリミング加工ツールであり、符号15は、カール加工ツールであり、符号16は、スロットル加工ツールである。
また、図3において符号17で示されるものは、ダイ加工ツール8でも回転加工ツール9でもない、油付けツールである。
図1及び図2に示されるように、加工テーブル2において複数の取付孔7は、テーブル周方向に沿って等ピッチで配列している。つまり、テーブル周方向に隣接する取付孔7同士の各中心線(孔中心)の配置間隔(テーブル軸TA回りの中心角)は、テーブル周方向の全周にわたって互いに等しくされている。本実施形態の例では、加工テーブル2に取付孔7が等ピッチで50個形成されていることから、テーブル周方向に隣接する取付孔7同士の配置ピッチがすべて7.2°である。
そして、加工テーブル2においてテーブル周方向に配列する複数の取付孔7には、第1の取付孔(標準径孔)11と、第1の取付孔11よりも内径が大きい第2の取付孔(大径孔)12と、第1の取付孔11よりも内径が小さい第3の取付孔(小径孔)43と、が含まれている。
第1の取付孔11、第2の取付孔12及び第3の取付孔43は、ともに加工テーブル2をテーブル軸TA方向(テーブル厚さ方向)に貫通する断面円形の貫通孔とされている。また本実施形態では、例えば、加工テーブル2においてテーブル周方向に配列する複数の取付孔7のピッチ円直径P.C.Dがφ1580mmであり、第1の取付孔(標準径孔)11の内径がφ85mmであり、第2の取付孔(大径孔)12の内径がφ110mm又はφ100mmであり、第3の取付孔(小径孔)43の内径がφ75mmである。
第1の取付孔11、第2の取付孔12及び第3の取付孔43には、ダイ加工ツール8、又は、中子・外子式回転加工ツール13(外径の大きな回転加工ツール)以外の回転加工ツール9(つまり外径の小さな回転加工ツール)が取り付け可能である。さらに、第2の取付孔12には、中子・外子式回転加工ツール13も取り付け可能である。
言い換えると、第2の取付孔12に対しては、すべての加工ツール6を取り付けることができる。一方、第1の取付孔11及び第3の取付孔43に対しては、大径の回転加工ツール9である中子・外子式回転加工ツール13を取り付けることはできない。
そして、加工テーブル2には、テーブル周方向に配列する複数の取付孔7の中に、第2の取付孔12が少なくとも2つ以上設けられている。本実施形態の例では、第2の取付孔12が、加工テーブル2に2つ形成されている。
なお、図示の例では、加工テーブル2の外周のうち、2つの第2の取付孔12のテーブル径方向の外側にそれぞれ対応する部分、及び、これらの部分同士の間に位置する領域が、他の部位(加工テーブル2の外周のうち、前記部分及び前記領域以外の部位)に比べて、テーブル径方向の外側へ向けて突出しているとともに、外径が大きくなっている。
また、加工テーブル2においてテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間には、第2の取付孔12以外の取付孔7(つまり第1の取付孔11及び第3の取付孔43のいずれか)が、少なくとも1つ以上配置されている。本実施形態の例では、第2の取付孔12のテーブル周方向に沿う両側に、第3の取付孔43がそれぞれ隣接配置されている。そして、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、広い間隔(スペース)が設けられており、このスペースに第3の取付孔43が2つ配置されている。
詳しくは、加工テーブル2において一対の大径の第2の取付孔12同士の間の配置ピッチ(テーブル周方向の長さ。言い換えると、テーブル軸TAを中心とした中心角)が大きく確保されており、これら一対の第2の取付孔12同士の間に、標準径の第1の取付孔11及び小径の第3の取付孔43のいずれかが少なくとも1つ以上配置可能である。
図3に示されるように、本実施形態では、テーブル周方向に隣り合う2つの第2の取付孔12のうち、加工順の上流側に位置する第2の取付孔12に対して、ねじ成形加工ツール(中子・外子式回転加工ツール)13が取り付けられている。
図示の例では、ねじ成形加工ツール13と、該ねじ成形加工ツール13よりも加工順の上流側に位置する油付けツール17との間に、4つのダイ加工ツール8が配設されている。また、ねじ成形加工ツール13が取り付けられた第2の取付孔12の両隣の一対の第3の取付孔43は、加工ツール6が取り付けられず空きスペースとされている。
また、図4に示される加工テーブル構造10における複数の加工ツール6の配置は、本実施形態の変形例であり、28mm口径のボトル缶の製造に対応する場合を表している。なお、加工テーブル2の構成については、図3と図4とで互いに共通である。
図4に示される変形例では、図3に示される38mm口径のボトル缶の製造の際にねじ成形加工ツール13が配置された第2の取付孔12よりも、加工順の下流側Pに位置する別の第2の取付孔12に対して、ねじ成形加工ツール13が取り付けられている。そして、このねじ成形加工ツール13は、28mm口径に対応するねじ成形加工を、缶の口部に施すものである。
図4に示される例では、ねじ成形加工ツール13と、該ねじ成形加工ツール13よりも加工順の上流側に位置する油付けツール17との間に、7つのダイ加工ツール8が配設されている。つまり、図3に示される38mm口径のボトル缶の製造時に比べて、図4に示される28mm口径のボトル缶の製造時においては、ねじ成形加工ツール13よりも前(加工順の上流側)に配置されるダイ加工ツール8の数が、3つ多くなっている。また、ねじ成形加工ツール13が取り付けられた第2の取付孔12の両隣の一対の第3の取付孔43は、加工ツール6が取り付けられず空きスペースとされている。
このように、本実施形態の加工テーブル構造10では、加工テーブル2の複数の取付孔7に対して、所期するボトル缶の口径や形状等に応じて、種々の加工ツール6を着脱可能に配列することができる。
以上説明した本実施形態の缶製造装置の加工テーブル構造10によれば、加工テーブル2においてテーブル周方向に配列する複数の取付孔7の中に、第1の取付孔11と、該第1の取付孔11よりも内径が大きい第2の取付孔12と、が含まれている。そして加工テーブル2には、第2の取付孔12が、少なくとも2つ以上形成されている。このため、複数の第2の取付孔12に対して、外径の大きな回転加工ツール9(本実施形態ではねじ成形加工ツール13)をそれぞれ取り付けることができ、下記に説明するように、従来では成し得なかった缶への加工が可能になる。
本実施形態のように、口部にねじ成形加工が施されるボトル缶の製造時においては、口部の直径が互いに異なる複数種類のボトル缶を、1台の缶製造装置を共用して製造することができる。
具体的に、本実施形態において例えば、缶の外径は互いに同一だが口径違いの、38mm口径のボトル缶と、28mm口径のボトル缶とに、同じ缶製造装置によってねじ成形加工を施す場合、次のようにして製造が可能となる。
すなわち本実施形態によれば、38mm口径のボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツール13(外径が大きい回転加工ツール)を取り付けた加工テーブル2の第2の取付孔12を、28mm口径のボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツール13を取り付ける第2の取付孔12として、選択する必要がない。つまり、28mm口径のボトル缶の製造においてねじ成形加工ツール13を取り付ける第2の取付孔12を、38mm口径のボトル缶の製造の際に使用した第2の取付孔12よりも、テーブル周方向に沿う加工順の下流側Pに配置されたものから選ぶことができる。これにより、38mm口径のボトル缶よりも、口径の小さい28mm口径のボトル缶に対して、ダイ加工(特に絞り加工)の回数を容易に多く確保することができる。
従って、両口径のボトル缶ともに、良好に製造を行うことが可能になる。
なお、上記の説明では、38mm口径のボトル缶と28mm口径のボトル缶の2種類を、1台の缶製造装置で製造する場合について説明したが、製造できるボトル缶の口径の種類は、2種類に限らない。すなわち、特に図示していないが、例えば3種類の口径のボトル缶の製造に1台の缶製造装置で対応するには、加工テーブル2に設ける第2の取付孔12の数を3つにすればよい。また、4種類の口径のボトル缶の製造に対応するには、加工テーブル2の第2の取付孔12の数を4つにすればよい。つまり、所期するボトル缶の口径の種類に応じて、加工テーブル2の第2の取付孔12の数を設定すればよい。
以上より本実施形態によれば、外径が大きな回転加工ツール9(ねじ成形加工ツール13)を加工テーブル2に複数設けることができ、これにより、口径が互いに異なる複数種類の缶を1台の缶製造装置で製造することができる。
また本実施形態では、加工テーブル2においてテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、第2の取付孔12以外の取付孔7が、少なくとも1つ以上配置されているので、下記の作用効果を奏する。
口径が互いに異なる複数種類のボトル缶を、1台の缶製造装置によって製造しようとする場合において、例えば本実施形態で説明した上記構成とは異なり、加工テーブル2のテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、該第2の取付孔12以外の他の取付孔7(第1の取付孔11又は第3の取付孔43)が1つも配置されることなく、これらの第2の取付孔12同士が隣接配置されていると、下記の不具合が生じることがある。
すなわち、口径が大きいボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツール13が取り付けられる第2の取付孔12と、口径が小さいボトル缶を製造するときにねじ成形加工ツール13が取り付けられる上記第2の取付孔12とは別の第2の取付孔12(加工順の下流側Pに配置される第2の取付孔12)とが、互いにテーブル周方向に隣接配置される(1つ隣りに接近配置される)ことになる。このため、口径が小さいボトル缶を製造する際に、口径が大きいボトル缶を製造する際と比べて、ねじ成形加工前のダイ加工(絞り加工)の回数を1回分しか増やすことができない。従って、口径差が大きい複数種類のボトル缶の製造に対応することが難しくなることがある。
そこで、本実施形態の缶製造装置の加工テーブル構造10のように、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、該第2の取付孔12以外の取付孔7(第2の取付孔12よりも内径が小さい他の取付孔7)を少なくとも1つ以上配置することが好ましい。これにより、口径が小さいボトル缶を製造する際に、口径が大きいボトル缶を製造する際と比べて、ねじ成形加工前のダイ加工(特に絞り加工)の回数を、2回分以上増やすことができる。従って、口径差が大きい複数種類のボトル缶を製造する場合であっても、容易に対応しやすい。
なお、本実施形態の例では、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、第3の取付孔43が2つ配置されている。これにより、口径が小さいボトル缶(28mm口径のボトル缶)を製造する際に、口径が大きいボトル缶(38mm口径のボトル缶)を製造する際と比べて、ねじ成形加工前のダイ加工の回数を、3回分増やすことが可能となっている。
また本実施形態では、加工テーブル2においてテーブル周方向に等ピッチで配列する複数の取付孔7に、第1の取付孔(標準径孔)11と、第1の取付孔11よりも内径が大きい第2の取付孔(大径孔)12と、第1の取付孔11よりも内径が小さい第3の取付孔(小径孔)43と、が含まれている。そして、テーブル周方向に沿う第2の取付孔(大径孔)12の両隣には、第3の取付孔(小径孔)43がそれぞれ隣接配置されている。
従って、加工テーブル2に内径の大きな第2の取付孔12を複数設けつつも、テーブル周方向に隣接する取付孔7同士が互いに連通したり極端に接近配置されたりすることを防止できるとともに、これらの取付孔7に各加工ツール6を安定して装着できる。また、加工テーブル2に内径の大きな第2の取付孔12を複数設けつつも、加工テーブル2のサイズ(直径)が大きくなるようなことを抑制できる。
また本実施形態では、回転加工ツール9として、少なくとも中子・外子式回転加工ツール13が備えられている。中子・外子式回転加工ツール13は、その構造上、他の回転加工ツール9に比べて外径が大きくなることから、複数の取付孔7のうち第2の取付孔12にのみ取り付け可能である。
このような中子・外子式回転加工ツール13として、ねじ成形加工ツールを用い、該ねじ成形加工ツール13を、加工テーブル2に対して2箇所以上に取り付けることができる。従って、上述のように口径違いの缶を1台の缶製造装置によって製造することが可能である。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造20について、図1、図2、図5及び図6を参照して説明する。
なお、前述の第1実施形態と同じ構成要素については詳細な説明を省略し、主として異なる点についてのみ、下記に説明する。
本実施形態の缶製造装置は、ロングネックタイプのボトル缶を製造する。
ロングネックタイプのボトル缶は、図5に示されるように、缶底(缶の底壁)と、缶胴(缶の周壁)101と、を有している。そして、缶胴101における肩部102と口部103との間に、缶軸方向に延びるネック部104を有している。
この缶製造装置の加工テーブル構造20では、缶100の口部103にねじ成形加工を施し、かつ、ネック部104にエンボス加工を施すことが可能である。つまり、この加工テーブル構造20には、加工テーブル2に取り付けられる外径の大きな回転加工ツール9として、ねじ成形加工用の中子・外子式回転加工ツール13と、エンボス加工用の中子・外子式回転加工ツール21と、が少なくとも備えられる。
本実施形態では、加工テーブル2に設けられた複数の回転加工ツール9は、缶100に対して缶軸回りに移動し、この缶軸回りの回転動作により缶胴(缶の周壁)101に、トリミング加工、ねじ成形加工、エンボス加工、カール加工、スロットル(カールかしめ)加工等の回転加工を施す。
具体的に本実施形態では、加工テーブル2に配列する複数の加工ツール6の中に、中子・外子式回転加工ツール13、21が2つ設けられており、これらの中子・外子式回転加工ツール13、21は、ねじ成形加工ツール13及びエンボス加工ツール21である。
ねじ成形加工ツール13としては、第1実施形態で説明したものと同様の構成を用いることができる。
エンボス加工ツール21は、回転加工ツール9であることから、第1実施形態で説明したように、成形部と、ツールスピンドルと、を有している。
図5において、符号18で示されるものは、加工テーブル2に対向配置される保持テーブルであり、符号19で示されるものは、保持テーブル18にテーブル周方向に互いに間隔をあけて複数設けられ、缶100をそれぞれ保持するチャック(缶保持具)である。
なお、以下のエンボス加工ツール(中子・外子式回転加工ツール)21の説明では、該エンボス加工ツール21の加工ツール軸(ツールスピンドルの回転中心軸)PAに沿う方向(加工ツール軸PAが延在する方向)を、加工ツール軸PA方向という。本実施形態において、テーブル軸TAと加工ツール軸PAとは、互いに平行である。
また、加工ツール軸PAに直交する方向を加工ツール径方向という。加工ツール径方向のうち、加工ツール軸PAから離間する方向を加工ツール径方向の外側といい、加工ツール軸PAに接近する方向を加工ツール径方向の内側という。
また、加工ツール軸PA回りに周回する方向を加工ツール周方向という。
図5に示されるように、エンボス加工ツール21の成形部には、保持テーブル18と加工テーブル2とがテーブル軸TA方向(図5における上下方向)に接近移動したときに、缶100の内部に挿入されて缶100のネック部(缶の周壁)104の内周面に対向配置される中子22と、ネック部104の外周面に対向配置される外子23と、が備えられる。また、エンボス加工ツール21の成形部には、保持テーブル18と加工テーブル2との接近移動にともなって動作する(連動する)カムローラ機構等が備えられており、該カムローラ機構等により中子22と外子23とが互いに接近移動させられて、缶100のネック部104を挟み込む。
中子22と外子23とが缶100のネック部104を挟み込んだ状態で、加工テーブル2に対してエンボス加工ツール21の成形部が、加工ツール軸PA回りに回転させられる。エンボス加工ツール21の成形部には、上記回転にともなって動作するギヤ機構等が備えられており、該ギヤ機構等により中子22と外子23とが、缶100のネック部104を挟み込んだまま互いに同期して各軸回りに逆回転(自転)しつつ、缶軸回りに回転(公転)させられて、該ネック部104上を転動する。これにより、缶100のネック部104に対して、該ネック部104の全周のうち少なくとも一部にエンボス加工が施され、所定の形状が付与される。
エンボス加工ツール21について、詳しく説明する。
図5において、中子22及び外子23の各軸は、加工ツール軸PAに対して平行に延びており、これらの中子22と外子23とは、互いの軸間距離を変化させるように、つまり加工ツール軸PAに垂直な方向へ向けて相対的に接近離間するように、それぞれ移動可能である。
また、中子22及び外子23の各外周面には、ネック部104にエンボス加工を施すための凹凸状のエンボス加工部(不図示)が、互いに対応する形状(ネック部104を間に挟んで互いに嵌合又は係合する形状)とされて、それぞれ形成されている。
なお、図5に示される例においては、缶100のネック部104が、缶軸方向に沿って略一定の直径とされたストレートネック形状であり、これに対応して、中子22及び外子23の各外周面は、各軸方向に沿って略一定の外径に形成されている。
また、図6に示される変形例においては、缶100のネック部104が、缶軸方向に沿って肩部102から口部103へ向かうに従い漸次縮径するテーパネック形状であり、これに対応して、中子22の外周面は、該中子22の軸方向に沿って保持テーブル18から加工テーブル2側へ向かうに従い漸次縮径するように形成され、外子23の外周面は、該外子23の軸方向に沿って保持テーブル18から加工テーブル2側へ向かうに従い漸次拡径するように形成されている。
なお、図6に示す変形例は、上述した中子22及び外子23の各外周面の形状以外の構成(構成要素)については、図5に示す構成と共通している。従って、以下の説明では、図5を参照してエンボス加工ツール21のまだ説明していない構成を説明する。
図5において、エンボス加工ツール21の成形部は、ツールスピンドルに対する加工ツール軸PA回りの回転を規制された状態で該ツールスピンドルに連結される有頂筒状の第1ハウジング31と、該第1ハウジング31内に配設され、第1ハウジング31に対して加工ツール軸PA方向に沿う加工テーブル2から保持テーブル18側へ向けて付勢され、かつ加工ツール軸PA方向に移動可能とされた有頂筒状の第2ハウジング32と、該第2ハウジング32の保持テーブル18側を向く開口端部を塞ぐように、第2ハウジング32に連結される有頂筒状の第3ハウジング33と、該第3ハウジング33に回転自在に取り付けられて保持テーブル18側へ向けて突出する押さえ環34と、を備えている。
第2ハウジング32及び第3ハウジング33の内部には、中子22及び外子23が配設されている。第2ハウジング32の頂壁と第3ハウジング33の頂壁との間には、中子用カムローラ機構35と、外子用カムローラ機構36と、ツールスピンドルの回転に応じて中子22と外子23とを各軸回りに同期して逆回転させる不図示のギヤ機構と、が配設されている。
中子用カムローラ機構35は、第1ハウジング31に対して第2ハウジング32が加工ツール軸PA方向に沿って保持テーブル18から加工テーブル2側へ移動したときに(つまり第1ハウジング31の頂壁と第2ハウジング32の頂壁とが接近したときに)、この移動にともなって、中子22を外子23側へ向けて移動させることが可能な構成を有している。つまり、中子用カムローラ機構35は、第1ハウジング31に対する第2ハウジング32の加工ツール軸PA方向へ向けた変位量を、中子22の加工ツール径方向への変位量に変換可能な構成を備えている。
外子用カムローラ機構36は、第1ハウジング31に対して第2ハウジング32が加工ツール軸PA方向に沿って保持テーブル18から加工テーブル2側へ移動したときに(つまり第1ハウジング31の頂壁と第2ハウジング32の頂壁とが接近したときに)、この移動にともなって、外子23を中子22側へ向けて移動させることが可能な構成を有している。つまり、外子用カムローラ機構36は、第1ハウジング31に対する第2ハウジング32の加工ツール軸PA方向へ向けた変位量を、外子23の加工ツール径方向への変位量に変換可能な構成を備えている。
押さえ環34の内周面には、缶100の肩部102の形状に対応して、加工ツール軸PA方向に沿って保持テーブル18から加工テーブル2側へ向かうに従い漸次縮径するテーパ状の円錐面37と、缶胴101の最外径部分(ストレート部)に摺接する円筒面38と、が形成されている。
押さえ環34は、缶100に対してエンボス加工ツール21が前進移動したときに、缶100に当接させられるとともに、該缶100を押さえる。
図5において、符号39で示されるものは、保持テーブル18に連結されたストッパー部材である。このストッパー部材39に対して、加工ツール軸PA方向から押さえ環34が当接することにより、該押さえ環34とともに、第3ハウジング33、第2ハウジング32、中子22及び外子23の、保持テーブル18及び缶100に対する加工ツール軸PA方向の最前進位置が決定される。
また、図5において、符号41で示されるものは、押さえ環34と第3ハウジング33とを加工ツール軸PA回りに相対回転自在に連結する軸受である。
また、符号42で示されるものは、加工テーブル2の第2の取付孔12と、エンボス加工ツール21のツールスピンドル(スピンドル軸部)とを加工ツール軸PA回りに相対回転自在に連結する軸受である。
このように構成されたエンボス加工ツール21は、該エンボス加工ツール21に対してチャック19に保持された缶100が、加工ツール軸PA方向に対向配置されると、保持テーブル18に対する加工テーブル2の前進移動(接近移動)にともなって、まず、押さえ環34の円筒面38が缶胴101の肩部102から最外径部分へと嵌め込まれる。
次いで、押さえ環34がストッパー部材39に当接し、保持テーブル18及び缶100に対する第2ハウジング32及び第3ハウジング33のそれ以上の前進移動が規制される。
この状態から、保持テーブル18に対して加工テーブル2がさらに前進移動し、これにともなって、第2ハウジング32に対して第1ハウジング31が加工ツール軸PA方向から接近移動し、これらの第1ハウジング31と第2ハウジング32との加工ツール軸PA方向の距離が狭められていく。
このとき、中子用カムローラ機構35において第1ハウジング31の内周面上を加工ツール軸PA方向に転動するカムローラ(不図示)が、該第1ハウジング31の内周面のテーパ形状に応じて加工ツール径方向の内側へ向けて押圧され、これにともない中子用カムローラ機構35に連結された中子22が、外子23側へ向けて接近移動しつつ、缶100のネック部104の内周面に当接する。
また、外子用カムローラ機構36において第1ハウジング31の内周面上を加工ツール軸PA方向に転動するカムローラ(符号36が指す部分)が、該第1ハウジング31の内周面のテーパ形状に応じて加工ツール径方向の内側へ向けて押圧され、これにともない外子用カムローラ機構36に連結された外子23が、中子22側へ向けて接近移動しつつ、缶100のネック部104の外周面に当接する。
これにより、中子22と外子23とで缶100のネック部104が挟み込まれ、この状態で、該缶100に対してエンボス加工ツール21が加工ツール周方向に回転することで、ネック部104に所定のエンボス加工が施される。
そして、本実施形態では、図1及び図2において、加工テーブル2に形成された複数(2つ)の第2の取付孔12のうち、加工順の上流側に位置する第2の取付孔12には、大径の回転加工ツール9である中子・外子式回転加工ツール13として、ねじ成形加工ツール13が配設される。また、ねじ成形加工ツール13が配設された上記第2の取付孔12よりも加工順の下流側Pに位置する別の第2の取付孔12には、大径の回転加工ツール9である中子・外子式回転加工ツール21として、エンボス加工ツール21が配設される。
以上説明した本実施形態の缶製造装置の加工テーブル構造20によれば、加工テーブル2には第2の取付孔12が、少なくとも2つ以上設けられている。つまり、この加工テーブル2には、外径の大きな回転加工ツール9である中子・外子式回転加工ツール13、21を少なくとも2箇所以上取り付けることができる。これにより、下記に説明するように、従来では成し得なかった缶100への加工が可能になる。
すなわち、ロングネックタイプのボトル缶を製造する際において、缶100の口部103にねじ成形加工を施し、かつ、ネック部104にエンボス加工を施すことができる。
具体的に、缶100のネック部104にエンボス加工を施すにあたり、本実施形態ではエンボス加工ツール21として、中子・外子式回転加工ツール21を用いている。そして、缶100に対して、ねじ成形加工とエンボス加工の両方を施すため、加工テーブル2において、缶100の口部103にねじ成形加工を施すねじ成形加工ツール13と、ネック部104にエンボス加工を施すエンボス加工ツール21の、2つの中子・外子式回転加工ツール13、21を設けることとした。
具体的に、本実施形態では、加工テーブル2に、少なくとも2つ以上の第2の取付孔12を設けて、該第2の取付孔12の数に応じた種類の(つまり少なくとも2種類以上の)、外径が大きな回転加工ツール9(中子・外子式回転加工ツール13、21)を取り付け可能とした。
これにより、加工テーブル2に設けられる複数の第2の取付孔12のうち、1つの第2の取付孔12に対してねじ成形加工ツール13を取り付け、該第2の取付孔12よりも、テーブル周方向に沿う加工順の下流側Pに位置する別の第2の取付孔12に対して、エンボス加工ツール21を取り付けることができる。そして、缶100の口部103にねじ成形加工を施した後、ネック部104にエンボス加工を施すことができる。
なお、ねじ成形加工ツール13とエンボス加工ツール21とは、加工テーブル2におけるテーブル周方向に沿う互いの位置関係を、上述とは逆の配置とすることも可能である。この場合、エンボス加工ツール21によりネック部104にエンボス加工が施された後、ねじ成形加工ツール13により口部103にねじ成形加工が施される。
以上より本実施形態によれば、外径が大きな回転加工ツール9(ねじ成形加工ツール13及びエンボス加工ツール21)を加工テーブル2に複数設けることができ、これにより、缶にねじ成形加工及びエンボス加工を両方ともに施すことが可能である。
また本実施形態では、加工テーブル2においてテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、第2の取付孔12以外の取付孔7が、少なくとも1つ以上配置されているので、下記の作用効果を奏する。
中子・外子式回転加工ツール13、21は、他の加工ツール6と比べて外径が大きくなっている。このため、口部103にねじ成形加工を施した後、ネック部104にエンボス加工を施すようなボトル缶の製造時において、例えば上記構成とは異なり、ねじ成形加工ツール13(加工順の上流側に位置する中子・外子式回転加工ツール)が取り付けられる第2の取付孔12と、エンボス加工ツール21(加工順の下流側Pに位置する中子・外子式回転加工ツール)が取り付けられる別の第2の取付孔12とが、互いの間に第2の取付孔12以外の他の取付孔7を1つも配置することなく、テーブル周方向に隣接配置(1つ隣りに接近配置)されていると、ねじ成形加工ツール13とエンボス加工ツール21とが互いに干渉して、いずれか一方を加工テーブル2に取り付けられなくなることがある。
そのため本実施形態では、上記構成のように、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、該第2の取付孔12以外の取付孔7を少なくとも1つ以上配置することとした。これにより、テーブル周方向に(間隔をあけて)隣り合う第2の取付孔12に取り付けられる外径の大きな回転加工ツール9である中子・外子式回転加工ツール13、21同士の干渉を防止しやすくなる。そして、複数の中子・外子式回転加工ツール13、21を、加工テーブル2に確実に取り付けることができる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る缶製造装置の加工テーブル構造について説明する。
なお、前述の第1、第2実施形態と同じ構成要素については詳細な説明を省略し、主として異なる点についてのみ、下記に説明する。
特に図示していないが、本実施形態の缶製造装置は、ボトル缶又はエアゾール缶の製造に用いられる。
この缶製造装置の加工テーブル構造では、加工テーブル2に、他の取付孔7よりも内径が大きい第2の取付孔12が少なくとも2つ以上形成されている。そして、これらの第2の取付孔12に取り付けられる外径の大きな回転加工ツール9として、エンボス加工用の中子・外子式回転加工ツール21が少なくとも2つ以上備えられる。
すなわち、加工テーブル2に対して、第2の取付孔12の数に応じた種類の(つまり少なくとも2種類以上の)、エンボス加工ツール21(外径が大きな回転加工ツール9)を取り付けることができる。これにより、缶胴(缶の周壁)の最外径部分に対して、複数種類のエンボス加工を施すことが可能である。
以上より本実施形態によれば、外径が大きな回転加工ツール9(エンボス加工ツール21)を加工テーブル2に複数設けることができ、これにより、缶に複数種類のエンボス加工を施すことができる。
そして、従来では成し得なかった種々の加工(特に回転加工ツール9による加工)を缶に施すことが可能である。
また本実施形態では、加工テーブル2においてテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、第2の取付孔12以外の取付孔7が、少なくとも1つ以上配置されているので、下記の作用効果を奏する。
缶胴に複数種類のエンボス加工を施すボトル缶やエアゾール缶の製造時において、上記構成とは異なり、エンボス加工ツール21(加工順の上流側に位置する大径の回転加工ツール9)が取り付けられる第2の取付孔12と、上記エンボス加工ツール21とは異なる種類のエンボス加工を施す他のエンボス加工ツール21(加工順の下流側Pに位置する大径の回転加工ツール9)が取り付けられる別の第2の取付孔12とが、互いの間に第2の取付孔12以外の他の取付孔7を1つも配置することなく、テーブル周方向に隣接配置(1つ隣りに接近配置)されていると、これらのエンボス加工ツール21同士が互いに干渉して、いずれか一方を加工テーブル2に取り付けられなくなることがある。
そのため、本実施形態の缶製造装置の加工テーブル構造のように、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、該第2の取付孔12以外の取付孔7を少なくとも1つ以上配置することが好ましい。これにより、テーブル周方向に(間隔をあけて)隣り合う第2の取付孔12に取り付けられる外径の大きな回転加工ツール9(エンボス加工ツール21)同士の干渉を防止しやすくなる。そして、複数の大径回転加工ツール9を、加工テーブル2に確実に取り付けることができる。
なお、本発明の第1〜第3実施形態では、本発明の発明者が上述した課題を認識し、この課題を解決できる優れた作用効果を奏するがゆえに、加工テーブル2において第2の取付孔12を少なくとも2つ以上設けるという特別な構成に想到し得たが、本発明の課題及び作用効果を認識していない当業者が、従来の加工テーブル2においてむやみに第2の取付孔12の数を増やすことは、下記の理由により通常考えられない。
すなわち、第2の取付孔12は、外径の大きな中子・外子式回転加工ツール13、21等の回転加工ツール9を取り付け可能な取付孔7であるため、このような第2の取付孔12の数を増やすことは、テーブル周方向に配列する複数の取付孔7同士の配置ピッチを大きくし、加工テーブル2のサイズ(直径)を大きくする可能性がある。また、加工テーブル2の直径が大きくなれば、これに応じて保持テーブル18の直径も当然に大きくなる。これらテーブル2、18のサイズが大きくなると、テーブル輸送時のコンテナ容量上の制約が生じたり、テーブル重量増による缶製造装置の本体フレームの強度アップや駆動系の出力アップ等が必要になったり、これらに応じて諸費用が嵩んだりする可能性がある。
このため、上述した課題及び本発明による優れた作用効果を認識していない(つまり動機付けを有していない)当業者が、本発明に容易に想到することはできない。
本発明において、上述した作用効果を奏しつつもテーブルサイズをできるだけ小さく抑えるには、加工テーブル2に設ける第2の取付孔12の数を、2つとすることがより好ましい。
なお、本発明は前述の実施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、前述の実施形態では、加工テーブル2においてテーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間に、第2の取付孔12以外の取付孔7が少なくとも1つ以上配置されているとしたが、参考例ではこれに限定されるものではない。特に、第2、第3実施形態において、テーブル周方向に隣り合う第2の取付孔12同士の間の配置ピッチが十分に広く確保されている場合には、参考例としてこれらの第2の取付孔12同士の間に、第2の取付孔12以外の取付孔7が配置されていなくてもよい。
また、前述の実施形態では、第2の取付孔12のテーブル周方向に沿う両側に、第3の取付孔43がそれぞれ隣接配置されているとしたが、参考例ではこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、テーブル周方向に隣り合う取付孔7同士の間の配置ピッチが十分に広く確保されている場合には、参考例として第2の取付孔12のテーブル周方向に沿う両側のうち、いずれか一方にのみ第3の取付孔43が隣接配置されていてもよい。或いは参考例として、第2の取付孔12のテーブル周方向に沿う両側に、第1の取付孔11及び別の第2の取付孔12のいずれかが隣接配置されていてもよい。
また、前述の実施形態では、加工テーブル2の第2の取付孔12に、中子・外子式回転加工ツールとして、ねじ成形加工ツール13が取り付けられた例(第1実施形態)と、ねじ成形加工ツール13及びエンボス加工ツール21が取り付けられた例(第2実施形態)と、複数種類のエンボス加工ツール21が取り付けられた例(第3実施形態)とを挙げて説明したが、これらに限定されるものではない。つまり、加工テーブル2の第2の取付孔12に、ねじ成形加工ツール13及びエンボス加工ツール21以外の中子・外子式回転加工ツールを設けてもよい。
また、前述の実施形態では、第2の取付孔12に、外径の大きな回転加工ツール9として中子・外子式回転加工ツール13、21が取り付け可能であるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、第2の取付孔12に取り付け可能な大径の回転加工ツール9として、例えば、中子を備えていない外子式回転加工ツール等を用いてもよい。
また、第1、第2実施形態では、缶製造装置として、有底筒状の缶に対して各種加工を施すことによりボトル缶を製造するボトル缶製造装置を例に挙げ、第3実施形態では、缶製造装置は、前記ボトル缶製造装置、又は、有底筒状の缶に対して各種加工を施すことによりエアゾール缶を製造するエアゾール缶製造装置であるとした。ただし、これらに限定されるものではなく、缶製造装置は、ボトル缶及びエアゾール缶以外の缶を製造する缶製造装置であってもよい。
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
本発明の缶製造装置の加工テーブル構造によれば、外径が大きな回転加工ツールを加工テーブルに複数設けることができ、これにより例えば、口径が互いに異なる複数種類の缶を1台の缶製造装置で製造したり、また、缶にねじ成形加工及びエンボス加工を両方ともに施したり、また、缶に複数種類のエンボス加工を施したりする等、従来では成し得なかった種々の加工を缶に施すことが可能である。従って、産業上の利用可能性を有する。
2 加工テーブル
6 加工ツール
7 取付孔
8 ダイ加工ツール
9 回転加工ツール
10、20 缶製造装置の加工テーブル構造
11 第1の取付孔(標準径孔)
12 第2の取付孔(大径孔)
13 ねじ成形加工ツール(中子・外子式回転加工ツール)
18 保持テーブル
21 エンボス加工ツール(中子・外子式回転加工ツール)
22 中子
23 外子
43 第3の取付孔(小径孔)
100 缶
101 缶胴(缶の周壁)
TA テーブル軸

Claims (5)

  1. 互いに対向配置される保持テーブルと加工テーブルとが、テーブル軸方向に接近移動と離間移動とを繰り返し、かつ、テーブル軸回りのテーブル周方向に間欠的に相対回転させられることで、前記保持テーブルが保持する有底筒状の缶に対して、前記加工テーブルに前記テーブル周方向に沿って設けられた複数の加工ツールにより順次加工を施していく缶製造装置の、加工テーブル構造であって、
    前記加工テーブルには、前記加工ツールを取り付け可能な取付孔が前記テーブル周方向に配列して複数形成されており、
    複数の前記取付孔は、前記テーブル周方向に沿って等ピッチで配列しており、
    複数の前記取付孔には、
    第1の取付孔と、
    前記第1の取付孔よりも内径が大きい第2の取付孔と、
    前記第1の取付孔よりも内径が小さい第3の取付孔と、が含まれ、
    前記加工テーブルには、前記第2の取付孔が少なくとも2つ以上設けられ
    前記第2の取付孔の前記テーブル周方向に沿う両側に、前記第3の取付孔がそれぞれ隣接配置されることを特徴とする缶製造装置の加工テーブル構造。
  2. 請求項1に記載の缶製造装置の加工テーブル構造であって、
    前記加工テーブルの外周のうち、各前記第2の取付孔のテーブル径方向の外側の部分、及び、これらの部分同士の間に位置する領域が、前記加工テーブルの外周のうち、前記部分及び前記領域以外の部位に比べて、テーブル径方向の外側へ向けて突出していることを特徴とする缶製造装置の加工テーブル構造。
  3. 請求項1又は2に記載の缶製造装置の加工テーブル構造であって、
    複数の前記加工ツールには、
    缶に対して缶軸方向に移動し、ダイ加工を施すダイ加工ツールと、
    缶に対して缶軸回りに移動し、回転加工を施す回転加工ツールと、が含まれ、
    前記回転加工ツールとして、缶の周壁の内周面に対向配置される中子と、缶の周壁の外周面に対向配置される外子とを有し、前記中子と前記外子とが互いに接近移動して缶の周壁を挟み込むことで、該周壁に所定の形状を付与する中子・外子式回転加工ツールが少なくとも備えられ、
    前記第2の取付孔には、前記中子・外子式回転加工ツールが取り付け可能であることを特徴とする缶製造装置の加工テーブル構造。
  4. 請求項に記載の缶製造装置の加工テーブル構造であって、
    前記中子・外子式回転加工ツールとして、ねじ成形加工ツールを備えたことを特徴とする缶製造装置の加工テーブル構造。
  5. 請求項に記載の缶製造装置の加工テーブル構造であって、
    前記中子・外子式回転加工ツールとして、エンボス加工ツールを備えたことを特徴とする缶製造装置の加工テーブル構造。
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