JP6800978B2 - 缶拡張のための方法および装置 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2015年9月1日に出願された米国仮特許出願第62/212,748号に対する優先権を主張する。
本発明は、一般に物品拡張機構の分野に関する。より具体的には、本発明は、飲料容器または缶などの物品を拡張するための装置および方法に関する。
業界では、様々なソフトドリンクおよび/またはビール用の飲料容器が大量かつ比較的経済的に実質的に同一形状で製造されている。競合他社との差別化を補助するために、独特の形を有する経済的な容器で製品を販売するという要求が飲料製造業者の間で高まっている。
従来の飲料容器は、一般に、アルミニウム合金シート、表面処理された鋼、またはそれらの組み合わせなどから製造された金属シリンダから形成される。金属シリンダは、通常、複数回の拡張反復をうける。拡張反復は、容器の本体を拡張するために使用され、それによって金属材料を薄くし、金属材料がより少なく使用されるようにする。このように、容器は一般に製造コストが安い。ボトル形状の容器構成など、容器の拡張部分を形成するために、複数回の反復を使用することもできる。
容器を拡張するための従来の方法は、一般に、容器の内径よりも大きい外径を有するエキスパンダーツールまたは拡張ツールを容器内部に押し込むステップを含む。拡張は、一般に、エキスパンダーツールのサイズと形状によって調整される。エキスパンダーツールは、容器をガイドするためにツールのノーズ(例えば、「パイロット」)に角度を持ち、拡張を行う拡張部分が続く。パイロットなしで拡張すると、成形ムラが発生し、容器の成形された部分が中央から外れたり、容器の片側の壁に薄肉化が起こり、割れが発生する可能性がある。
本発明の目的は、拡張プロセスの効率を高め、処理時間要件を最小限にし、および/または最小限の欠陥で均一な容器を製造する、飲料容器または缶のような物品を拡張させることができる装置を有することである。
一態様によれば、物品を拡張するための拡張ツールが開示される。拡張ツールは、拡張ツールの第1端部から外向きに延びるリードイン部分と、リードイン部分から延びる第1パイロット部分とを含む。第1パイロット部分は、第1の直径を有する。拡張ツールは、第1パイロット部分とほぼ平行な第2パイロット部分をさらに含む。第2パイロット部分は、第1の直径よりも大きい第2の直径を有する。拡張ツールは、第1パイロット部分と第2パイロット部分を橋渡しする形成部分をさらに含む。形成部分は、全般的に傾斜している。拡張ツールは、拡張ツールの第2端部に向かって第2パイロット部分から延びる拡張部分をさらに含む。拡張部分は、第2の直径よりも大きい第3の直径を有する。
本明細書に記載の別の実施形態によれば、物品を拡張するための拡張機構が開示される。拡張機構は、第1拡張ツールの第1端部から外向きに延びる第1リードイン部分と、第1リードイン部分から延びる第1パイロット部分とを含む第1拡張ツールを含む。第1パイロット部分は、第1の直径を有する。第1拡張ツールは、第1拡張部分をさらに含む。第1拡張部分は、第2の直径を有する。第2の直径は、第1の直径よりも大きい。第1拡張ツールは、第1パイロット部分と第1拡張部分とを橋渡しする第1ランドをさらに含む。拡張機構は、第2拡張ツールの第1端部から外向きに延びる第2リードイン部分と、第2のリードイン部分から延びる第2パイロット部分とを含む第2拡張ツールをさらに含む。第2パイロット部分は、第3の直径を有する。第2拡張ツールは、第2パイロット部分に略平行な第3パイロット部分をさらに含む。第3パイロット部分は、第4の直径を有する。第4の直径は、第3の直径よりも大きい。第2拡張ツールは、第2パイロット部分と第3のパイロット部分を橋渡しする形成部分と、第5の直径を有する第2拡張部分とをさらに含む。第5の直径は、第3の直径よりも大きい。第2拡張部分は、形成部分と第2拡張部分とを橋渡しする第2ランドを含む。第1拡張ツールの第1端部から第1ランドまでの軸方向距離は、第2拡張ツールの第1の部から形成部分までの軸方向距離とほぼ同じである。第2拡張ツールは、第1拡張ツールの後に使用するように構成されている。
本明細書に記載の1つの方法によれば、物品を拡張する方法が開示される。方法は、第1拡張ツールの第1端部を物品の開口端に挿入するステップを含む。第1拡張ツールは、第1パイロット部分に続いて第1拡張部を備える。第1パイロット部分は、容器の初期直径にほぼ等しい第1の直径を有する。第1拡張部分は、第2の直径を有する。第2の直径は、第1の直径よりも大きい。第1拡張部分は、拡張された部分を有する部分的に拡張された容器を形成する。この方法は、第2拡張ツールの第1端部を、部分的に拡張された容器の開口端に挿入するステップをさらに含む。第2拡張ツールは、第3の直径を有する第2パイロット部分と、第4の直径を有する第3パイロット部分とを含む。第4の直径は、第2の直径にほぼ等しく、第3の直径より大きい。第2拡張ツールは、第2および第3パイロット部分を橋渡しする第1形成部分をさらに含む。第1形成部分は、全般的に傾斜している。第2拡張ツールは、第3パイロット部分から延びる第2拡張部分をさらに含む。第2拡張部分は、第5の直径を有する。第5の直径は、第2の直径よりも大きい。形成部分は、第1拡張ツールによって容器の拡張された部分に形成された少なくとも1つの変形を平滑化する。
本発明のさらに他の態様、特徴および利点は、多くの例示的な実施形態および実施態様を例示することによって、以下の詳細な説明から容易に明らかになる。本発明は、他の異なる実施形態も可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な点で変更することができる。したがって、図面および説明は本質的に例示的であり、限定的ではないとみなされるべきである。本発明は、本発明の精神および範囲内に入るすべての修正、等価物、および代替物をカバーするものである。
例示的な実施形態が、参照された図に示されている。本明細書に開示された実施形態および図面は、限定的ではなく例示的なものとみなされることが意図されている。
第1拡張ツールを使用して容器に対して実施される拡張操作の側面図である。 図1Aの拡張操作に続く第2拡張ツールを用いた拡張操作の側面図である。 第2拡張ツールが容器の内部にさらに押し込まれた後の図1Bの拡大動作の側面図である。 1つの拡張プロセスに従って使用され得る拡張ツール、およびそれぞれの拡張ツールを使用する拡張プロセスによって得られる容器の側面図である。 1つの拡張プロセスに従って使用され得る拡張ツール、およびそれぞれの拡張ツールを使用する拡張プロセスによって得られる容器の側面図である。 1つの拡張プロセスに従って使用され得る拡張ツール、およびそれぞれの拡張ツールを使用する拡張プロセスによって得られる容器の側面図である。 1つの拡張プロセスに従って使用され得る拡張ツール、およびそれぞれの拡張ツールを使用する拡張プロセスによって得られる容器の側面図である。 1つの拡張プロセスに従って使用され得る拡張ツール、およびそれぞれの拡張ツールを使用する拡張プロセスによって得られる容器の側面図である。 図1Bおよび図1Cの第2拡張ツールの側部拡大図である。 図1B、図1C、および図3Aの第2拡張ツールの斜視側面図である。 別の実施形態による拡張ツールの側面図である。 図4Aの拡張ツールの斜視側面図である。 送り込みタレット、成形/プロセスタレット、および排出または二次タレットを含む例示的な機械ラインの概略図である。 一実施形態による缶拡張装置を有する図5の機械ラインの斜視図である。 別の実施形態による缶形成装置を有する図5の機械ラインの正面図である。
本発明は、様々な修正および代替形態が可能であるが、特定の実施形態が図面の例として示されており、本明細書では詳細に説明される。しかし、本発明は開示された特定の形態に限定されることを意図するものではないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内に入るすべての修正、等価物、および代替物をカバーすることである。
既存の拡張プロセスおよび装置は、多くの重大な制限を受けている。特に、従来の拡張プロセスで使用されていた拡張ツールは、しばしばパイロット機能が限られている。パイロット機能が不十分であると、拡張操作中に物品または容器のガイドが不十分となり、容器が拡張ツールに対して中心から外れてしまい、不均一な成形、望ましくない薄肉化、または容器材料の一部の割れなどにつながる可能性がある。
本開示の態様によれば、物品(例えば、容器)の拡張プロセスを改善するための装置および方法が記載される。本明細書に記載の実施形態を用いて形成された物品は、拡張ツールの拡張部分によって形成された拡張された部分を有してもよい。拡張された部分は、例えば、物品の非拡張部分よりも大きな直径を有することができる。
本明細書に記載される物品は、缶、任意の適切な食品または飲料容器、ジャー、ボトルまたは他の適切な物品であってもよい。商品は、閉じた端部の反対側の開いた端部と、閉じた端部から延在する側壁を有する。また、物品の両端が開いていてもよい。拡張プロセス後に、トップ、蓋、または他のクロージャーを物品に追加することができる。
例示の目的のみのために、以下の説明では、容器に使用する拡張装置および方法を説明する。本明細書に記載される方法および装置は、任意の適切な物品とともに使用され得ることが認識されるであろう。
本明細書に記載された実施形態によれば、拡張機構は、拡張ツールが容器内でほぼ中心に位置したままであるように、各拡張中に一定のパイロット、または案内がある2つ以上の拡張ツールを含む。このように、不均一な拡張/成形、望ましくない/不均一な薄肉化、割れ、バルジなどを最小限に抑えることができる。
一実施形態によれば、物品を拡張するための拡張ツールは、拡張ツールの第1端部から外向きに延びるリードイン部分と、リードイン部分から延びる第1パイロット部分とを含む。第1パイロット部分は、第1の直径を有する。拡張ツールは、第1パイロット部分とほぼ平行な第2パイロット部分をさらに含む。第2パイロット部分は、第1の直径よりも大きい第2の直径を有する。拡張ツールは、第1パイロット部分と第2パイロット部分を橋渡しする形成部分をさらに含む。形成部分は、全般的に傾斜している。拡張ツールは、第2パイロット部から拡張ツールの第2端部に向かって延びる拡張部分をさらに含む。拡張部分は、第2の直径よりも大きい第3の直径を有する。
図1A〜図1Cは、1つの非限定的な実施形態による、容器を拡張するための方法および装置の1つの非限定的な例を示す。本明細書で説明する図示された実施形態では、拡張プロセスは、輪郭の付いた側壁面を有する容器を形成し、容器の非拡張部分は、容器の拡張された部分よりも狭い。
図1A〜図1Cに示される拡張プロセスは、第1拡張ツール12(図1A)および第2拡張ツール14(図1B、図1C、図3A、図3B)を含む。図3Aは、図1Bおよび図1Cの第2拡張ツール14の拡大図であり、図3Bは、斜視側面図を示す。図1Aに示すように、第1拡張ツール12の第1先端部16は、容器18の開口端に所定の距離だけ軸方向に押し込まれる。第1端部から始まって、第1拡張ツール12は、リードイン部分19と、パイロット部分20と、拡張部分22と、任意にリリーフ部分23とを含む。リードイン部分19は、全般的に傾斜しており、第1拡張ツール12の第1端部16から概ね外側に延び、第1拡張ツール12の容器18への挿入を容易にする。パイロット部分20は、容器18の初期直径26とほぼ等しいパイロット直径24を有する。このようにして、パイロット部分20は、その中に概ねぴったりはめ込まれ、それによって、容器18を軸方向に案内し、それを第1拡張ツール12に対してほぼ中心位置に維持する。拡張部分22は、パイロット直径24より大きい拡張直径28を有し、容器が拡張される直径を画定する。全般的に傾斜したランド29がパイロット部分20と拡張部分22を橋渡しする。リリーフ部分23は、拡張部分22の拡張直径28よりも小さいリリーフ直径39を有していてもよい。拡張部分22は、拡張された部分30と略非拡張部分31とを有する部分的に拡張された容器を形成する。
第1拡張ツール12が容器の内部に矢印Aの方向に所定の距離だけ挿入されると、拡張部分22は、容器の内部側壁に接触して拡張する。拡張部分22の拡張直径28は、容器18の初期直径26よりも大きく、それによって、図1Aの第1拡張操作の後に、容器18bの第1拡張直径(図1Bの直径40)を規定し形成する。
図1Bに示すように、第1拡張ツール12のランド29は、容器18bの側壁に突出した「隆起部」または変形部33を残す。変形部は、ランド29の形状にほぼ対応する形をしている。
図1Aの第1拡張プロセスに続き、図1Bに示すように、第2拡張ツール14の第1端部32が容器18bの開口端に所定の距離だけ挿入される。第2拡張ツール14は、リードイン部分37と、第1パイロット直径36を有する第1パイロット部分34と、第2パイロット直径40を有する第2パイロット部分38と、第1パイロット部分34と第2パイロット部分38とを橋渡しする形成部分42とを含む。第1パイロット部分34の第1パイロット直径36は、容器の初期直径26(および、第1拡張ツール12のパイロット部分20のパイロット直径24)と概ね同じであってもよい。第1および第2パイロット部分34,38は、互いにほぼ平行である。第2パイロット部分38の第2パイロット直径40は、第1パイロット部分34の第1パイロット直径36よりも大きい。第2パイロット部分38は、第2パイロット部分38が内部に収まるように、第1拡張ツール12の拡張部分22とほぼ同じ直径(例えば、容器18bの拡張された部分の直径)を有し、それによって容器18bを案内するとともに、それをほぼ中心位置に維持する。形成部分42は、全般的に傾斜しており、第1および第2パイロット部分34,38を橋渡しする。拡張部分44は、第2パイロット部分38から第2拡張ツール14の第2の後端部45に向かって延在する。拡張部分44は、第2パイロット直径40より大きい拡張直径46を有する。全般的に傾斜したランド41は、第2パイロット部分38と拡張部分44とを橋渡しする。第2拡張ツール14はまた、第2拡張ツール14の後端部45またはその近くに配置されたリリーフ部分48を含むことができる。リリーフ部分48は、拡張部分44の拡張直径46より小さいリリーフ直径49を有することができる。
第2パイロット直径40は、容器18bの拡張された部分30の直径26とほぼ等しい。このようにして、第2パイロット部分38は、容器の中に概ねぴったりはめ込まれ、それによって、容器18bを軸方向に案内し、第2拡張ツール38に対してほぼ中心位置に維持する。拡張ストロークの終わりに第2拡張ツール14が容器18b内に所定の距離だけ挿入されると、第1パイロット部分34は、容器18bの下流側の略非拡張部分31と接触する。この軸方向移動の間、形成部分42は、第1拡張(図1A参照)中に形成された変形部33と接触し、その結果、変形部33は、形成部分42の形状とほぼ一致する傾斜形状に平滑化される。同時に、図1Aの第1拡張プロセスから得られた拡張された部分30の直径40より大きい拡張直径46を有する拡張部分44は、容器18bの拡張された部分30をさらに拡張させる。
一実施形態では、第2拡張ツール14は、第1拡張ツール12と同様に、容器18cの遠位端50(図2C参照)に対してほぼ同じ所定距離だけ挿入されてもよい。この実施形態では、第1拡張ツール12の第1端部16からランド29までの軸方向距離は、第2拡張ツール14の第1端部32から形成部分42までの軸方向距離とほぼ同じであり、それによって、前の拡張プロセスの間に第1拡張ツール12によって形成された変形部33の平滑化を可能にする。
第2拡張ツール14は、第1拡張ツール12よりも容器18cの遠位端50に対してより大きいまたは小さい距離で挿入されてもよいと考えられる。このような実施形態では、第2拡張ツール14の第1端部32から形成部分42までの軸方向距離は、形成部分42が、前の拡張プロセスで第1拡張ツール12によって形成された変形部33に接触して平滑化させるようなものでなければならない。例えば、第2拡張ツール14が容器18c内により短い距離(容器の遠位端50から遠く)挿入される場合、形成部分42は、第2拡張ツール14の第1端部32からより短い距離に位置されるべきである。
上述したように、その後の拡張操作は、前回の拡張操作中に形成された拡張された容器の直径(例えば図1Aの第1パイロット直径36)に適合する二次パイロット部分(例えば、図1Bの第2パイロット部分38)を含む拡張ツールを利用し、拡張ストロークの終了時に元のパイロット直径(例えば、図1Bの第1パイロット直径36)が制御されるまで容器を案内する。本明細書で説明する第2パイロット部分は、拡張部分が第2パイロット部分の後ろ(拡張ツールが容器に挿入される方向、例えば図1Aの矢印Aに対して)に配置されているため、前の拡張との融合および/または平滑化を防ぐことができる。
拡張操作中、容器は第2パイロット部分によって配置され、第2パイロット部分の後に位置する拡張部分の幾何学的形状によって拡張される。拡張ツールが拡張ストロークの終わりに近づくにつれて、前の拡張操作中に生成された隆起部または変形部は、形成部分によって平滑化される。したがって、本明細書に記載された実施形態の拡張操作およびツールは、一度に2つの操作−平滑化およびさらなる拡張−を実行する。
これは、所望の容器形状が達成されるまで、残りの拡張プロセスを通して繰り返されてもよい。このように、次の拡張操作では、融合/平滑化および拡張のプロセスが繰り返されることがある。
それぞれの数の拡張ツールを利用する任意の数の拡張操作を使用して、最終的な容器の所望の形状を形成することができると考えられる。任意に、拡張操作の終了時に、最終拡張器(図2Eの最終拡張器102を参照)を容器に挿入して、前の拡張によって生じた任意の望ましくない隆起部または変形部をさらに融合または平滑化することができる。
拡張操作と融合操作の比率は、完成した容器の所望の形状に基づいて変化させることができる。例えば、容器は、平滑化(または複数の平滑化プロセス)される前に、複数の拡張操作(それによって複数の変形部または隆起部が作られる)を受けることがある。
一実施形態によれば、物品を拡張するための拡張機構は、第1拡張ツールおよび第2拡張ツールを含む。第1拡張ツールは、第1拡張ツールの第1端部から外向きに延びる第1リードイン部分と、第1のリードイン部分から延びる第1パイロット部分とを含む。第1パイロット部分は、第1の直径を有する。第1拡張ツールは、第1の直径よりも大きい第2の直径を有する第1拡張部分をさらに含む。第1拡張ツールは、第1パイロット部分と第1拡張部分とを橋渡しする第1ランドをさらに含む。第2拡張ツールは、第2拡張ツールの第1端部から外向きに延びる第2リードイン部分と、第2リードイン部分から延びる第2パイロット部分とを含む。第2パイロット部分は、第3の直径を有する。第2拡張ツールは、第2パイロット部分にほぼ平行な第3パイロット部分をさらに含む。第3パイロット部分は、第3の直径より大きい第4の直径を有する。第2拡張ツールは、第2パイロット部分と第3のパイロット部分を橋渡しする形成部分と、第5の直径を有する第2拡張部とをさらに含む。第5の直径は、第3の直径よりも大きい。第2拡張ツールは、形成部分と第2拡張部とを橋渡しする第2ランドをさらに含む。第1拡張ツールの第1端部から第1ランドまでの軸方向距離は、第2拡張ツールの第1端部から形成部分までの軸方向距離と概ね同じであり、第2拡張ツールは、第1拡張ツールの後に使用されるように構成される。
図1A〜図1Cに示すプロセスは、最終的な容器の所望の形状(図2Eの容器18E)を得るために、他の、または追加の拡張ツール(図2A〜図2E参照)で繰り返すことができる。図2A〜図2Eは、例示的な拡張ツールと、一実施形態による拡張ツールの挿入によって得られたそれぞれの拡張された容器を示す。図2Aを参照すると、例えば、拡張の前、例えば第1移送スターホイール202から拡張(形成)タレット210(図5参照)に移送される前の開始シリンダまたは容器18aが示されている。図2Bにおいては、容器18bは、図1Aの第1拡張ツール12を用いて拡張処理され、その間、第1拡張ツール12は、図2Aの初期容器18aに挿入され、そこから取り外される。同様に、図2Cは、図1B〜図1Cの第2拡張ツール14、および第2拡張(図1C参照)によって得られた容器18C(図1C参照)を示し、第2拡張の間、第2拡張ツール14は、図2Bの容器18bに挿入され、引き出される。図2Dは、任意の後続の第3拡張ツール106および第3拡張(図示せず)によって得られる容器18dを示し、第3拡張の間、第3の拡張ツール106は、図2Cの容器18c内に挿入され、引き出される。最終エキスパンダーツール102を容器18dに挿入して、前の拡張によって生じた望ましくない隆起部または変形部をさらに融合または平滑化して、所望の形状を有する最終容器18eを形成することができる。
図2A〜図2Eに示す実施形態に示すように、各拡張ツール12,14,106の拡張部分22,44,120の直径は、先の拡張操作で使用されたものよりも大きく、そのため、容器は増加的に段階的に拡張され、それによって容器材料に加えられる応力を最小化する。換言すれば、各拡張操作の各拡張ツールは、一般に、先行の拡張ツールによって形成された容器をさらに拡張して形状化するように機能する。任意の数の拡張ツール/拡張操作を、所望の容器形状を形成するための拡張プロセス中に使用することができると考えられる。
特に、第2および第3拡張ツール14および106は、互いに対しておよび容器の主側壁に実質的に平行な第1パイロット部分34,112および第2パイロット部分38,138を含む。第1パイロット部分34,112は、容器18aの初期直径26(例えば、最終容器18eの非拡張部分114)とほぼ同じ直径を有しているため、第1パイロット部分34,112が容器に挿入された場合に、容器を案内するが、拡張ストロークの終わり近くで容器をさらには拡張しない。第2パイロット部分38,138は、前の拡張ステップ中に前の拡張ツールによって形成された拡張された部分30とほぼ同じ直径を有する。このように、容器は、拡張プロセス全体を通してほぼ中心位置に維持される。
図2A〜図2Eの実施形態では、拡張ツール12,14,106,102の各々は、同じ軸方向距離容器18内に挿入される。このように、図2B〜図2Dに示すように、第2および第3の拡張ツール14,106の拡張部分44,120およびランド41,128は、前の拡張ツール12,14に対して拡張ツール14,106の前端32,136からより離れて配置される。従って、各拡張ツール14,106の形成部分42,140は、前の拡張ツール12,14の形成部分よりも前端32,126からより離れた位置に配置される。このように、前の拡張ツール12,14によって形成された隆起部または変形部33,144は、次の拡張ツール14,106の形成部分42,140によって接触および平滑化され、次の拡張ツール14,106(先行する拡張ツール12,14の直径よりも大きい直径を有する)の拡張部分44,120は、容器の所望の部分を拡張し続けることができる。
本明細書で説明される実施形態は、従来の拡張プロセスおよび装置に比べて様々な利点を提供する。例えば、従来の拡張プロセスおよび装置では、後続の拡張ツールのパイロット部分は、パイロット部分が拡張されていない容器の内部と接触するまで、前に部分的に拡張された容器に何の利益ももたらさない。他方、本明細書に記載された実施形態では、拡張部分の直前に位置付けられた第2パイロット部分は、拡張操作中に容器が拡張ツールに対して中心から外れて配置されないように、容器の安定したパイロット機能および案内を提供する。したがって、特に、成形プロセスが容器のほぼ全長にわたって(または容器の可能な限り底部に近いところから容器の頂部付近まで)行われる深い成形の場合には、拡張操作の間の同心度が改善される。このように、容器の側壁材料は、望ましくないほど薄くまたは厚くなりにくく、材料の欠陥または割れを軽減することができる。さらに、拡大された容器の得られた表面は、一般に滑らかであり、視覚的欠陥がほとんどない。本明細書に記載された実施形態は、より大きな仕上げ直径と比較してより小さい直径を有する拡張部分を使用する能力も提供し、容器材料に小さな応力を加えるより大きな拡張率を可能にする。
図4Aおよび図4Bは、別の実施形態による二重ランド拡張ツール200を示す。図4A、図4Bの二重ランド拡張ツール200は、一般的に上述したものと同様である。しかし、二重ランド拡張ツール200は、第1拡張部分158の直径156よりも大きい直径154を有する第2拡張部分152をさらに含む。例示された実施形態では、二重ランド拡張ツール200は、第1拡張部分158から拡張ツール200の後部/非先端の第2端部162に向かって延びるリリーフ部分160と、リリーフ部分160と第2拡張部分164とを橋渡しする傾斜ランド部分164とを含む。二重ランド拡張ツール200は、基本的に2つの拡張ツールを1つに統合したものとして機能する。このように、二重ランド拡張ツール200は、(2つではなく)単一の形成プロセスを使用してより大きな拡張率を提供することができる。本明細書に記載の実施形態による拡張ツールは、任意の適切な数の拡張部分を有することができると考えられる。さらに、容器は、拡張操作の前、間、および/または後に、任意の適切な数の他の操作を受けることができると考えられる。
本明細書に記載される物品は、任意の数の段階を通して処理することができ、その1つ以上は直径拡張段階であり得る。すべてのプロセス/成形段階が完了すると、物品は機械から排出される。本明細書に記載の拡張機構は、再循環された機械ラインまたは他のタイプの機械ラインのような機械ラインの一部であってもよい。
拡張機構は、別個の機械であってもよいし、拡張機構は、機械ライン内の1つの機械であってもよい。本明細書に記載された実施形態と共に使用され得る機械ラインの一例が、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第7,963,139号に記載されている。図5の機械ライン250を参照すると、例えば、物品または容器は、最初に第1の機械に供給され、タレット/スターホイールのステーションを充填する。各スターホイールは、処理または移送される物品を保持する任意の数のステーションを有する。例えば、スターホイールには、6個、8個、または10個の物品をそれぞれ保持するためのステーションが6個、8個、または10個ある。スターホイールは、1つのステーションから任意の適切な数のステーションを持つことができることが認識される。
一実施形態によれば、米国特許第7,963,139号に開示されているように、拡張プロセスは、物品を連続的に回転するタレットに供給するステップを含む。物品が成形ステーションに装填され、拡張ツールが物品の開口端に挿入される。拡張ツールが引き出され、物品が別のタレット、排出トラック、または別の装置に移される。上記で詳細に説明したように、拡張ツールの一部分は、物品の少なくとも一部分の直径よりも大きい直径を有する。
図6および図7は、容器(例えば、缶)拡張装置および成形装置の例示的な実施形態を示す。図6は、ネッキング装置200を概略的に示し、図7は、成形装置300を示す(それぞれ、米国特許第7,963,139号および米国特許出願公開第2015/0082849号にそれぞれ詳細に記載され、これらはいずれも参照により本明細書に組み込まれる)。一実施形態によれば、缶205は、機械ライン250(図5参照)の一部であってもよい、供給トラックまたは先行するプロセスタレット202のいずれかから連続的に回転するタレット210に供給される。図5は、缶拡張プロセスの連続的に回転するタレットスターホイール210に缶205を送る供給タレットスターホイール202を示す。タレット210が缶205をその中の成形ステーションに装填した状態で回転している間に、既存の(初期の)缶直径よりも大きい直径を含む拡張ツール230(例えば、図2C、2Dの拡張ツール14または106)が缶205の中に挿入され引き抜かれる。次に、缶205は、タレット210から別のプロセスタレット204または排出トラックに、図5の矢印で示す方向に移送される。
再び図5を参照すると、この装置は、一実施形態によれば、供給真空移送ホイール202と、成形タレット210と、排出真空移送ホイール204とを備える。供給および排出真空移送ホイール202,204の両方は、設計および機能において類似している。供給ホイール202が缶205を成形タレット210に装填し、排出ホイール204が缶205を成形タレット210から取り出す。
缶205は、これから言及するように、空気圧差または「吸引」を使用して、この第1移送スターホイール上の定位置に保持されてもよい。
次に、缶は、第1移送スターホイールから第1タレットスターホイールに送られ、缶拡張機の缶拡張成形プロセスに入る。本発明はそれに限定されるものではないが、本発明の実施形態は、モジュールとして構成された拡張機械を含むことができる。缶拡張モジュールの使用により、機械ライン250を必要に応じて多くの缶拡張段階を提供し、フランジ加工、ネッキング、トリミング、カール、ねじ加工、および/または必要に応じて追加/除去することができるベース再変形/再成形などの追加段階を追加できるように組み立て/変更することができる。
本発明は、様々な修正および代替形態が可能であるが、その特定の実施形態および方法は、図面の例として示されており、本明細書で詳細に記載されている。しかし、開示された特定の形態または方法に本発明を限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は、本発明の精神および範囲内に入るすべての修正、均等物および代替物を網羅することを意図するものであることを理解されたい。
12 第1拡張ツール
14 第2拡張ツール
16 第1端部
18 容器
19 リードイン部分
20 パイロット部分
22 拡張部分
23 リリーフ部分
24 パイロット直径
26 初期直径
28 拡張直径
29 ランド
30 拡張された部分
31 略非拡張部分
32 第1端部
33 変形部
34 第1パイロット部分
36 第1パイロット直径
37 リードイン部分
38 第2拡張ツール
38 第2パイロット部分
39 リリーフ直径
40 第2パイロット直径
41 ランド
42 形成部分
44 拡張部分
45 後端部
46 拡張直径
48 リリーフ部分
49 リリーフ直径

Claims (15)

  1. 物品を拡張するための拡張ツールであって、
    前記拡張ツールの第1端部から外向きに延在するリードイン部分と、
    前記リードイン部分から延在する第1パイロット部分であって、第1の直径を有する第1パイロット部分と、
    前記第1パイロット部分に略平行な第2パイロット部分であって、前記第1の直径より大きい第2の直径を有する第2パイロット部分と、
    前記第1パイロット部分および前記第2パイロット部分を橋渡しする形成部分であって、全般的に傾斜した形成部分と、
    前記第2パイロット部分から前記拡張ツールの第2端部に向かって延在する拡張部分であって、前記第2の直径より大きい第3の直径を有する拡張部分と、
    前記拡張部分から延在する傾斜したリリーフ部分であって、前記リリーフ部分が前記第3の直径よりも小さい第4の直径を有し、前記リリーフ部分が前記拡張ツールの第2端部に位置している、リリーフ部分と、
    を備える、拡張ツール。
  2. 前記拡張ツールが輪郭外面を有する物品を形成するために使用されるよう構成されている、請求項1に記載の拡張ツール。
  3. 前記リードイン部分が全般的に傾斜している、請求項1に記載の拡張ツール。
  4. 物品を拡張するための拡張機構であって、前記拡張機構は、
    第1拡張ツールであって、
    前記第1拡張ツールの第1端部から外向きに延在する第1リードイン部分と、
    前記第1リードイン部分から延在する第1パイロット部分であって、第1の直径を有する第1パイロット部分と、
    第1拡張部分であって、前記第1拡張部分は、第2の直径を有し、前記第2の直径は、前記第1の直径よりも大きい、第1拡張部分と、
    前記第1パイロット部分および前記第1拡張部分を橋渡し、前記物品の側壁に変形部を形成するように構成された第1ランドと、
    を含む第1拡張ツールと、
    前記第1拡張ツールの後に使用するように構成された第2拡張ツールであって、
    前記第2拡張ツールの第1端部から外向きに延在する第2リードイン部分と、
    前記第2リードイン部分から延在する第2パイロット部分であって、前記第1の直径と略等しい第3の直径を有する第2パイロット部分と、
    前記第2パイロット部分に略平行な第3パイロット部分であって、前記第3パイロット部分は、第4の直径を有し、前記第4の直径は、前記第2の直径と略等しい、第3パイロット部分と、
    前記第2パイロット部分および前記第3パイロット部分を橋渡しする形成部分と、
    第5の直径を有する第2拡張部分であって、前記第5の直径は、前記第3の直径よりも大きい、第2拡張部分と、
    前記第3パイロット部分および前記第2拡張部分を橋渡しする第2ランドと、
    を含む、第2拡張ツールと、
    を備え、
    前記第1拡張ツールの前記第1端部から前記第1ランドへの軸方向距離が、前記第2拡張ツールの前記第1端部から前記形成部分への軸方向距離と略同じであり、前記形成部分は、前記第1拡張ツールの前記第1ランドによって形成された変形部に接触し、平滑化させるよう構成されている、拡張機構。
  5. 前記第1の直径は、前記物品の初期直径と略等しい、請求項4に記載の拡張機構。
  6. 前記第1および第2リードイン部分は、全般的に傾斜している、請求項4に記載の拡張機構。
  7. 前記形成部分は、全般的に傾斜している、請求項4に記載の拡張機構。
  8. 物品を拡張する方法であって、
    第1拡張ツールの第1端部を前記物品の開口端に挿入するステップであって、前記第1拡張ツールは、第1拡張部分が続く第1パイロット部分を有し、前記第1パイロット部分は、容器の初期直径と略等しい第1の直径を有し、前記第1拡張部分は、第2の直径を有し、前記第2の直径は、前記第1の直径よりも大きく、前記第1拡張部分は、拡張された部分を有する部分的に拡張された容器を形成する、ステップと、
    第2拡張ツールの第1端部を前記部分的に拡張された容器の前記開口端に挿入するステップであって、前記第2拡張ツールは、第3の直径を有する第2パイロット部分と、第4の直径を有する第3パイロット部分であって、前記第4の直径は、前記第2の直径に略等しく、かつ前記第3の直径より大きい、第3パイロット部分と、前記第2および第3パイロット部分を橋渡しする第1形成部分であって、全般的に傾斜している第1形成部分と、前記第3パイロット部分から延在する第2拡張部分であって、前記第2拡張部分は、第5の直径を有し、前記第5の直径は、前記第2の直径より大きい、第2拡張部分と、を含み、前記形成部分は、前記第1拡張ツールによって前記容器の前記拡張された部分に形成された少なくとも1つの変形部を平滑化する、ステップと、
    を備える方法。
  9. 前記第1拡張ツールが前記第1パイロット部分および前記拡張部分を橋渡しするランドを含み、前記少なくとも1つの変形部が前記ランドと略同じ形を有する、請求項8に記載の方法。
  10. 前記第1拡張ツールおよび前記第2拡張ツールは、略同じ距離前記容器に挿入される、請求項9に記載の方法。
  11. 前記第1拡張ツールの前記第1端部から前記ランドまでの距離は、前記第2拡張ツールの前記第1端部から前記形成部分までの距離と略同じである、請求項10に記載の方法。
  12. 前記第2拡張ツールを挿入した後、第3拡張ツールの第1端部を前記容器の前記開口端に挿入するステップをさらに備え、前記第3拡張ツールは、第6の直径を有する第4パイロット部分と、第7の直径を有する第5パイロット部分であって、前記第7の直径は、前記第5の直径と略等しく、かつ前記第6の直径より大きい、第5パイロット部分と、前記第4および第5パイロット部分を橋渡しする第2形成部分であって、全般的に傾斜している第2形成部分と、前記第5パイロット部分から延在する第3拡張部分であって、前記第7の直径より大きい第8の直径を有する第3拡張部分と、を含み、前記形成部分は、前記第2拡張ツールによって前記容器の前記拡張された部分に形成された少なくとも1つの第2の変形部を平滑化する、請求項8に記載の方法。
  13. 前記第2拡張ツールは、前記第3パイロット部分および前記拡張部分を橋渡しする第2ランドを含み、少なくとも1つの前記第2の変形部は、前記第2ランドと略同じ形を有する、請求項12に記載の方法。
  14. 前記第2拡張ツールおよび前記第3拡張ツールは、略同じ距離前記容器に挿入される、請求項13に記載の方法。
  15. 前記第2拡張ツールの前記第1端部および前記第2ランドの間の距離は、前記第3拡張ツールの前記第1端部および前記第2形成部分の間の距離と略同じである、請求項14に記載の方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6948843B2 (ja) * 2016-06-06 2021-10-13 ユニバーサル製缶株式会社 缶の製造方法
WO2022168941A1 (ja) * 2021-02-05 2022-08-11 ユニバーサル製缶株式会社 金属製カップの製造方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1264519A (en) * 1917-07-05 1918-04-30 James Hinson Ring-mandrel.
US3164045A (en) * 1961-06-08 1965-01-05 Kennedy Michael Lee Tube swaging tool
US3304762A (en) * 1963-12-23 1967-02-21 Skinner Earl Ray Swaging means
US3504515A (en) * 1967-09-25 1970-04-07 Daniel R Reardon Pipe swedging tool
JPS5130841U (ja) * 1974-08-27 1976-03-05
JPS5130841A (en) 1974-09-11 1976-03-16 Kansai Paint Co Ltd Funtaitoryo no jidokaishukyokyukiko
CH616269A5 (ja) * 1975-07-18 1980-03-14 Hug Interlizenz Ag
US4161112A (en) * 1978-02-21 1979-07-17 The Babcock & Wilcox Company Tube drawing technique
JPS6024426A (ja) 1983-07-20 1985-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 温度検出装置
JPS6024426U (ja) * 1983-07-27 1985-02-19 石田 政澄 鉛管ハンダ接合用工具の段付タンピン
JPS63183738A (ja) * 1987-01-26 1988-07-29 Jidosha Kiki Co Ltd 拡管用パンチ
DE4410475A1 (de) * 1994-03-25 1995-09-28 Profil Verbindungstechnik Gmbh Vernietbares Element, Zusammenbauteil mit einem vernietbaren Element sowie Nietmatrize und Verfahren zur Herstellung des Zusammenbauteils
JPH05212470A (ja) * 1992-02-06 1993-08-24 Mitsuboshi Seisakusho:Kk インプットシャフトとその製造方法
JPH07124670A (ja) * 1993-11-08 1995-05-16 Hidaka Seiki Kk 拡管ビレット
DE602005009228D1 (de) * 2004-09-21 2008-10-02 Sumitomo Metal Ind Stopfen, verfahren zum expandieren des innendurchmessers eines metallrohrs unter verwendung solch eines stopfens, verfahren zur herstellung eines metallrohrs und metallrohr
JP4913371B2 (ja) * 2004-10-04 2012-04-11 古河電気工業株式会社 熱交換器の製造方法
JP5050382B2 (ja) * 2006-03-28 2012-10-17 住友金属工業株式会社 金属管端矯正方法
US7963139B2 (en) 2006-03-31 2011-06-21 Belvac Production Machinery, Inc. Apparatus for can expansion
US7934410B2 (en) 2006-06-26 2011-05-03 Alcoa Inc. Expanding die and method of shaping containers
US20100011833A1 (en) * 2008-07-18 2010-01-21 Moneymaker Tools, Llc Pneumaticaly driven pipe swedging and flaring tools
US7578161B1 (en) * 2008-07-18 2009-08-25 Sizemore Marion M Pneumaticaly driven pipe swedging and flaring tools
WO2011016434A1 (ja) * 2009-08-07 2011-02-10 住友金属工業株式会社 金属管の端部を拡管するためのプラグ、プラグを用いた拡管方法及び金属管の製造方法
AU2011380952B2 (en) 2011-11-09 2016-11-24 Belvac Production Machinery, Inc. Forming apparatus
JP5985655B2 (ja) * 2011-12-22 2016-09-06 アルコア インコーポレイテッド 金属容器の直径を拡張するための方法
JP6108876B2 (ja) * 2012-08-20 2017-04-05 日立オートモティブシステムズ株式会社 枝管付チューブ、緩衝器及びこれらの製造方法
US10052672B1 (en) * 2017-05-03 2018-08-21 Brian Boudwin Copper pipe bending tool

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