JP7211124B2

JP7211124B2 - 缶体加工方法及び缶体加工装置

Info

Publication number: JP7211124B2
Application number: JP2019016061A
Authority: JP
Inventors: 秀樹弓削; 靖広阿部
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP2020121337A; WO2020158274A1; TWI721757B; TW202041298A

Description

本発明は、一端が開口された有底円筒形状の缶体の胴部開口側に縮径加工を施す缶体加工方法及び缶体加工装置に関する。

飲料等を充填する缶体において、円形状に打ち抜いた板材に対して絞り・しごき加工などを施して有底円筒形状に成形し、さらに縮径加工等を行うものが公知である。
例えば、特許文献１には、缶体（１００）の開口側（開口部１０３）に対峙するインナーツール（４２）及びアウターツール（４１）と、缶体（１００）の底面側（１０２）に対峙するボトムツール（５０）とを有し、インナーツール（４２）を缶体（１００）の開口部（１０３）に挿入し、アウターツール（４１）によって缶体（１００）の開口部（１０３）の外面から縮径加工を施すものが記載されている。

特許第５８５１５２９号公報

公知の縮径加工では、縮径加工後にインナーツール及びアウターツールを缶体から離脱させる際に、加工と逆の手順で、インナーツールとボトムツールと缶体が一体となってアウターツールに対して後退して、まずインナーツールを缶体から離脱させ、続けてインナーツールをボトムツールに対して後退して、アウターツールを缶体から離脱させる。
このような加工方法では、ボトル缶等の縮径加工の範囲が長いものでは、縮径工程の時間が長くなる。
縮径加工を、縮径加工ターレット上で行う場合、縮径工程の時間を長くするためにはターレットのピッチ円を大きくせざるを得ず、設備が大型化するという問題があった。
また、図１に示すように、縮径加工ターレット１０１を複数備えて搬送ターレット１０２で順次搬送しながら複数回の縮径加工を行うのが一般的であり、ボトル缶のように口部が細い場合は縮径量も大きくなるため、縮径加工ターレット１０１の数も多くする必要があり、各縮径加工ターレット１０１が大きくなるとさらに設備全体が大きくなるという問題があった。

本発明は、前述のような課題を解決するものであり、縮径加工の範囲が長く、縮径量の大きい縮径加工であっても、設備が大型化することなく加工時間を短縮可能な缶体加工方法及び缶体加工装置を提供することを目的とする。

本発明に係る缶体加工方法は、一端が開口された有底円筒形状の缶体の胴部開口側に縮径加工を施す缶体加工方法であって、前記缶体の開口側に対峙するインナーツール及びアウターツールと、前記缶体の底面側に対峙するボトムツールとを有し、前記インナーツール及び前記アウターツールと前記ボトムツールとの間に前記缶体を配置し、前記アウターツールの位置が固定された状態で、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記缶体に向かって進行させて、前記ボトムツールで缶体の底部を保持して前記インナーツールを前記缶体の開口部に挿入し、前記アウターツールの位置が固定され、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールの相対位置を固定した状態で、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記アウターツールに向けて進行させ、前記アウターツールによって前記缶体の胴部開口側に外面から縮径加工を施し、前記インナーツール及び前記アウターツールの位置を固定した状態で、前記缶体及び前記ボトムツールを後退させて、前記インナーツール及び前記アウターツールから前記缶体を引き抜くことにより、前記課題を解決するものである。

また、本発明に係る缶体加工装置は、一端が開口された有底円筒形状の缶体の胴部開口側に縮径加工を施す缶体加工装置であって、前記缶体の開口側に対峙するインナーツール及びアウターツールと、前記缶体の底面側に対峙するボトムツールとを有し、前記インナーツール及び前記ボトムツールをそれぞれ缶体に向かって進退させるツール駆動部と、前記ツール駆動部の動作を制御する駆動制御部を有し、前記駆動制御部は、縮径加工時には、前記アウターツールの位置が固定された状態で、前記インナーツール及び前記アウターツールと前記ボトムツールとの間に配置された前記缶体に向かって、前記インナーツール及び前記ボトムツールを進行させて、前記ボトムツールで前記缶体の底部を保持して前記インナーツールを前記缶体の開口部に挿入し、前記アウターツールの位置が固定され、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールの相対位置を固定した状態で、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記アウターツールに向けて進行させ、前記アウターツールによって前記缶体の胴部開口側に外面から縮径加工を施し、引き抜き時には前記インナーツール及び前記アウターツールの位置を固定した状態で、前記缶体及び前記ボトムツールを後退させて、前記インナーツール及び前記アウターツールから前記缶体を引き抜くように構成されていることにより、前記課題を解決するものである。

本発明に係る缶体加工方法、及び、缶体加工装置によれば、インナーツール及びアウターツールの相対位置を固定した状態で、缶体及びボトムツールを後退させて、インナーツール及びアウターツールから缶体を引き抜くことにより、縮径工程の時間を短縮することが可能となり、範囲が長く、縮径量の大きい縮径加工であっても、縮径加工ターレットのピッチ円を大きくしたり、縮径加工ターレットの数を多くすることなく対応でき、設備が大型化することなく加工時間を短縮可能となる。

缶体加工装置における縮径加工ターレットの配置説明図。加工ポケットの説明図。アウターツールの形状説明図。本発明の一実施形態に係る缶体加工装置の動作説明図従来の缶体加工装置の動作説明図。

本発明の一実施形態に係る缶体加工装置は、一端が開口された有底円筒形状の缶体Ｋの開口部をボトル形状に縮径加工するため、例えば図１に示すように、缶体Ｋが複数の縮径加工ターレット１０１と搬送ターレット１０２を受け渡され、その間に順次加工するように配置されている。
各縮径加工ターレット１０１は、複数の加工ポケット１０３が設けられ、各加工ポケット１０３は、受け渡された缶体Ｋを下流の搬送ターレット１０２に受け渡すまでの間に縮径加工する。

加工ポケット１０３は、図２に示すように、缶体Ｋの底部を支持するボトムツール１１０と、缶体Ｋの開口部の外周部に嵌合して縮径させるアウターツール１３０と、缶体Ｋの開口部に挿入されるインナーツール１２０とを備えている。
ボトムツール１１０には、缶体Ｋの底部を吸引保持するための吸引孔１１１が設けられている。
ボトムツール１１０、インナーツール１２０は、駆動機構（図示せず）により、缶体Ｋの上下方向にそれぞれ独立して往復動可能に構成されている。

アウターツール１３０は、図３に示すように、内面に、缶体Ｋの開口部を案内する導入部１３１と、缶体Ｋの開口部の真円度を向上させるストレート部１３４と、缶体の胴部開口側の縮径加工を行う縮径部１３５及びランド部１３２と、ランド部１３２の奧に設けた逃げ部１３３とを有している。ただし、ストレート部１３４は必須ではなく、必要に応じて適宜設けられる。
ランド部１３２に対する逃げ部１３３の径方向距離である逃げ量ＣＬは、０．０７ｍｍ以上に設定され、０．１３ｍｍ以上であるとさらに好適である。
逃げ量ＣＬが０．０７ｍｍ未満の場合、縮径加工後に缶体Ｋを引き抜く際アウターツール１３０及びインナーツール１２０と缶体Ｋの摩擦抵抗が大きくなり、引き抜き不良となる虞がある。
なお、逃げ量ＣＬが大きすぎると、アウターツール１３０の外径が大きくなり、加工ポケット１０３のピッチが広くなり、縮径加工ターレット１０１のピッチ円が大きくなってしまうので、逃げ量ＣＬを必要以上に大きくしなくてもよい。

アウターツール１３０の進退方向におけるランド部１３２の長さＬＬは、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に設定され、５ｍｍ以下であるとさらに好適である。
ランド部１３２の長さＬＬが１ｍｍ未満の場合、縮径加工時に缶体Ｋとの接触距離が短くなり、開口端部にシワが発生する虞がある。
また、ランド部１３２の長さＬＬが１０ｍｍより大きい場合、縮径加工後に缶体Ｋを引き抜く際のアウターツール１３０及びインナーツール１２０と缶体Ｋの摩擦抵抗が大きくなり、引き抜き不良となる虞がある。

以上のような一実施形態に係る缶体加工装置における縮径加工時の動作について説明する。
従来の缶体加工方法にならえば、まず、図５（ａ）に示すように、缶体Ｋの開口側に対峙するインナーツール１２０及びアウターツール１３０と、缶体Ｋの底面側に対峙するボトムツール１１０との間に、缶体Ｋが配置される。
つぎに、アウターツール１３０を固定したまま、インナーツール１２０及びボトムツール１１０を矢印で示すように缶体Ｋに向かって進行させて、図５（ｂ）に示すように、ボトムツール１１０で缶体Ｋの底部を保持してインナーツール１２０を缶体Ｋの開口部に挿入する。

ついで、缶体Ｋ、インナーツール１２０及びボトムツール１１０の相対位置を固定した状態で、アウターツール１３０に向けて進行させ、図５（ｃ）に示すように、アウターツール１３０によって缶体Ｋの開口部の外面から縮径加工を施す。
縮径加工が完了すると、缶体Ｋ、インナーツール１２０及びボトムツール１１０の相対位置を固定した状態で、アウターツール１３０から離れる方向に進行させ、図５（ｄ１）に示すように、缶体Ｋをアウターツール１３０から引き抜く。
最後に、インナーツール１２０及びボトムツール１１０を矢印で示すように缶体Ｋから離れる方向にて進行させて、図５（ｄ２）に示すように、缶体Ｋからインナーツール１２０を引き抜き、缶体Ｋを解放して次工程に送る。

これに対し、本発明に係る缶体加工方法によれば、まず、図４（ａ）に示すように、缶体Ｋの開口側に対峙するインナーツール１２０及びアウターツール１３０と、缶体Ｋの底面側に対峙するボトムツール１１０との間に、缶体Ｋが配置される。
つぎに、アウターツール１３０を固定したまま、インナーツール１２０及びボトムツール１１０を矢印で示すように缶体Ｋに向かって進行させて、図４（ｂ）に示すように、ボトムツール１１０で缶体Ｋの底部を保持してインナーツール１２０を缶体Ｋの開口部に挿入する。
ついで、缶体Ｋ、インナーツール１２０及びボトムツール１１０の相対位置を固定した状態で、アウターツール１３０に向けて進行させ、図４（ｃ）に示すように、アウターツール１３０によって缶体Ｋの開口部の外面から縮径加工を施す。この時、給気孔１１２より缶体Ｋに圧縮エアを供給し、缶体Ｋを陽圧化して缶胴部の座屈を防止しても良い。

ここまでは、前述した図５によるものと同様であるが、本発明に係る缶体加工方法による引き抜きは、インナーツール１２０及びアウターツール１３０の相対位置を固定した状態で、缶体Ｋ及びボトムツール１１０を後退させて、図４（ｄ）に示すように、インナーツール１２０及びアウターツール１３０から缶体Ｋを引き抜くことで、１動作で缶体Ｋを解放して次工程に送る。またこの時、給気孔１１２より缶体Ｋに圧縮エアを供給することで、引き抜きに必要な力を低減させ引き抜き不良を抑制している。

このことで、図５（ｄ２）におけるインナーツール１２０を後退させる動作が不要となり、縮径加工の範囲が長く、縮径量の大きい縮径加工であっても、設備が大型化することなく加工時間を短縮可能となる。
また、アウターツール１３０の内面に、缶体の開口部を案内する導入部１３１と、縮径加工を行う縮径部１３４及びランド部１３２と、ランド部の奧に設けた逃げ部１３３とを有することで、確実に縮径加工を施しつつ、インナーツール１２０及びアウターツール１３０から缶体Ｋを引き抜く際の摩擦抵抗が低減され、円滑に１動作で缶体Ｋを引き抜くことが可能となると共に、引き抜き時の圧縮エアの供給圧力を低く出来るためランニングコストを低減することができる。
さらに、逃げ量ＣＬ及びランド部１３２の長さＬＬを最適化することで、より確実に縮径加工を施しつつ円滑に１動作で缶体Ｋを引き抜くことが可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態により限定されるものではない。

１０１・・・縮径加工ターレット
１０２・・・搬送ターレット
１０３・・・加工ポケット
１１０・・・ボトムツール
１１１・・・吸引孔
１１２・・・給気孔
１２０・・・インナーツール
１３０・・・アウターツール
１３１・・・導入部
１３２・・・ランド部
１３３・・・逃げ部
１３４・・・ストレート部
１３５・・・縮径部
ＣＬ・・・逃げ量
Ｋ・・・缶体

Claims

一端が開口された有底円筒形状の缶体の胴部開口側に縮径加工を施す缶体加工方法であって、
前記缶体の開口側に対峙するインナーツール及びアウターツールと、前記缶体の底面側に対峙するボトムツールとを有し、
前記インナーツール及び前記アウターツールと前記ボトムツールとの間に前記缶体を配置し、
前記アウターツールの位置が固定された状態で、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記缶体に向かって進行させて、前記ボトムツールで前記缶体の底部を保持して前記インナーツールを前記缶体の開口部に挿入し、
前記アウターツールの位置が固定され、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールの相対位置を固定した状態で、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記アウターツールに向けて進行させ、前記アウターツールによって前記缶体の胴部開口側に外面から縮径加工を施し、
前記インナーツール及び前記アウターツールの位置を固定した状態で、前記缶体及び前記ボトムツールを後退させて、前記インナーツール及び前記アウターツールから前記缶体を引き抜くことを特徴とする缶体加工方法。
一端が開口された有底円筒形状の缶体の胴部開口側に縮径加工を施す缶体加工装置であって、
前記缶体の開口側に対峙するインナーツール及びアウターツールと、前記缶体の底面側に対峙するボトムツールとを有し、
前記インナーツール及び前記ボトムツールをそれぞれ前記缶体に向かって進退させるツール駆動部と、前記ツール駆動部の動作を制御する駆動制御部を有し、
前記駆動制御部は、
縮径加工時には、前記アウターツールの位置が固定された状態で、前記インナーツール及び前記アウターツールと前記ボトムツールとの間に配置された前記缶体に向かって、前記インナーツール及び前記ボトムツールを進行させて、前記ボトムツールで前記缶体の底部を保持して前記インナーツールを前記缶体の開口部に挿入し、
前記アウターツールの位置が固定され、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールの相対位置を固定した状態で、前記缶体、前記インナーツール及び前記ボトムツールを前記アウターツールに向けて進行させ、前記アウターツールによって前記缶体の胴部開口側に外面から縮径加工を施し、
引き抜き時には前記インナーツール及び前記アウターツールの位置を固定した状態で、前記缶体及び前記ボトムツールを後退させて、前記インナーツール及び前記アウターツールから前記缶体を引き抜くように構成されていることを特徴とする缶体加工装置。
前記アウターツールの内面は、前記缶体の開口部を案内する導入部と、前記缶体の胴部開口側の縮径加工を行う縮径部及びランド部と、前記ランド部の奧に設けた逃げ部とを有し、
前記ランド部と前記逃げ部との半径方向距離（逃げ量）が、０．０７ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２に記載の缶体加工装置。
前記ランド部と前記逃げ部との半径方向距離（逃げ量）が、０．１３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３に記載の缶体加工装置。
前記インナーツールの進退方向における前記アウターツールの前記ランド部の長さが、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の缶体加工装置。
前記インナーツールの進退方向における前記アウターツールの前記ランド部の長さが、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の缶体加工装置。