JPH0639126B2 - 熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置に関す
るものであり、罐胴をプラスチックで構成した密封罐容
器の製造に利用され得る。

［従来の技術］ 省資源の要請やデザイン上の要請から罐胴を塩化ビニル
等のプラスチックで構成した罐が最近例えば農業用植物
種子、その他の物品の保存包装容器として用いられて来
ている。

従来のこの種の罐は、罐胴をインジェクション成形によ
って筒状に形成され、その表面に図柄等を印刷し、開口
端を金属製の蓋体を接着により取付けて閉じたものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、このような従来のプラスチック罐では罐胴に
対する図柄の印刷が曲面印刷になるので、印刷装置が複
雑になり、また印刷図柄についてもデザイン上の制約が
生じる。

そこで、これらの点を解決するために、平面状のウェブ
に平面印刷を施し、これをカッティングしてブランクを
形成し、このブランクを筒状に巻回して両端を接続し、
サイドシームを有する罐胴を形成し、この罐胴に金属製
の罐蓋を巻締めることが考えられるに至った。

しかるに、このような罐胴に金属製の罐蓋を巻締めるに
は、罐胴の巻締端部に巻締フランジを拡張形成する必要
があるが、そのフランジ成形工程において、フランジ成
形部分に軟化点以上の熱を加えないとフランジ成形部分
の塑性が不充分で割れが入ることがあり、この割れが入
ることは特にサイドシーム部で顕著である。

しかしながらフランジ成形部分を軟化点以上に熱する
と、その熱が罐胴の中央部に伝熱し、罐胴の中央部が軟
化して、フランジ成形の際の押圧力で座屈を生じるとい
う問題がある。

この発明は、上記の如き事情に鑑みてなされたものであ
って、罐胴の成形をインジェクション成形によらず、平
面印刷によって印刷されたブランクを丸めてサイドシー
ムを有する罐胴とし、この罐胴に巻締用のフランジ部を
形成して、これに罐蓋を巻締め、省資源の要請に合致し
たプラスチック罐を、安価に製造し得る製造方法におけ
る１工程である巻締用フランジの成形を行う装置を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的に対応して、この発明の熱可塑性樹脂罐胴のフ
ランジ成形装置は、熱可塑性樹脂で構成された罐胴の開
放端部を塑性変形させてフランジを形成する熱可塑性樹
脂罐胴のフランジ成形装置であって、表面に形成すべき
フランジの表面形状を有するフランジダイと前記フラン
ジダイの先端に接続され断熱材で構成された案内部とを
有するパンチと、前記パンチを軸方向に変位させ得る駆
動装置と、前記フランジダイの後端側に配置されていて
前記フランジダイに伝熱可能なヒータと温度センサとを
有する温度制御装置とを備えることを特徴としている。

［作用］ 熱可塑性樹脂で構成されてサイドシームが形成されてい
る罐胴の両開口端からパンチを挿入すると、パンチの温
度制御された先端が罐胴の両開口端を押し拡げてフラン
ジを形成する。

［実施例］ 以下、この発明の詳細を一実施例を示す図面について説
明する。

まず、熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形方法について説
明する。

第１図（ａ）において、１は罐胴であり、罐胴１は熱可
塑性樹脂で構成された平面状のブランクを、筒状に巻回
して両端を接続したものであり、シーム２を有する。こ
の発明の熱可塑性樹脂罐胴のフランジ形成方法は、罐胴
１の開放端３ａ，３ｂとその近傍部分である巻締フラン
ジ成形部位４ａ，４ｂを除く非成形部位５の温度を、罐
胴の構成材料である熱可塑性樹脂の軟化点より低く保ち
つつ、巻締フランジ成形部位４ａ，４ｂを前記軟化点以
上の温度に加熱し、同時に罐胴の中心から外側へ向かう
方向６へと加圧するものである。これにより第１図
（ｂ）に示すように巻締フランジ７を形成するものであ
る。

次にこのような熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形方法の
実施に使用する装置について説明する。

第４図において１０は熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形
装置である。熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置１０
は、同じ構造を有し互いに先端を対向させた姿勢で左右
に位置する２個１対のヘッド１１ａ，１１ｂからなる加
工部を複数備えている。

ヘッド１１ｂ（１１ａ）は、第３図に詳細に示すよう
に、パンチ１２の後方にヒーター１４と温度センサ１
４′を組み合わせた温度制御装置の先端器部１５を接続
し、これらを断熱ベース１３、ヘッド取付ベース１６を
介してパンチホルダー１７に取付けたものであり、パン
チホルダー１７は駆動装置に繋がる駆動軸１８に接続す
る。これらの接続はボルト１９，２１とネジ１９ａ，２
１ａ及び駆動軸１８の先端のネジ部２０とネジ２０ａに
おいてなされている。

パンチ１２は、先端側より順に位置する案内部２２，フ
ランジダイ２３及びゲージ２４を有する。案内部２２
は、先端の角部を丸められた円柱状をなし、第２図に示
すように巻締フランジ７を形成されるべき罐胴１の内面
に沿って挿入され、後方部分であるフランジダイ２３を
案内するための部分であり、罐胴１の内径ｒ_１と等しい
外径ｒ_１を有する。案内部２２はベークライト等の断熱
材で構成される点が重要である。

フランジダイ２３は金属で構成され、ほぼ円盤状をな
す。即ち、案内部２２と接続する先端の外径ｒ_１である
が軸方向の変位ｈの間に、初めは徐々に、後に急速に外
径をｒ_２まで増し、この先端部分２３ａの外周面２３ｅ
は形成すべき巻締フランジ部７の内面の形状と一致して
いる。続く軸方向の厚みｊの後方部分２３ｂは外径ｒ_２
で一定である。

ゲージ２４は、円環状部分２４ａとその外周縁に接続し
先端側に向かう筒状部分２４ｂとからなる。筒状部分２
４ｂは内径ｒ_２であり、その深さｋはｊより大きく、フ
ランジダイ２３は、円環状部分２４ａの先端側の面２４
ｃに後方部分２３ｂの後面２３ｃを接当しかつ筒状部分
２４ｂの内周面２４ｄに後方部分２３ｂの外周面２３ｄ
を接当してゲージ２４と係合した状態でゲージ２４と前
記接続されており、筒状部分２４ｂの先端部内面は外周
面２３ｄと接当しない部分２４ｅを残しており、部分２
４ｅは、罐胴１の巻締フランジ成形部位４ａがフランジ
ダイ２３の外周面２３ｅに沿って外側に拡張されると
き、罐胴１の開放端３ａに接当してこれを拘束し得るよ
うな、罐胴１の厚みより大きな軸方向の長さを有する。

次に、パンチ１２を軸方向に変位させ、ヘッド１１ａ，
１１ｂからなる加工部９を作動させる駆動装置について
説明する。

熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置１０は固定位置に
固定された左右のフレーム２５ａ，２５ｂが区画する加
工室２９を備える。加工室２９内には回転軸２６が左右
に水平に差渡した状態でフレーム２５ａ，２５ｂに支持
されており、回転軸２６上、左右のフレームの際の位置
にはそれぞれ回転軸２６を中心軸とする円筒カム２７
ａ，２７ｂがそれぞれフレーム２５ａ，２５ｂにボルト
４６ａ，４６ｂで固定されている。円筒カム２７ａ，２
７ｂの外周面上の１周して形成された溝２８ａ，２８ｂ
は、それぞれ最上部では回転軸２６のフレームに最も近
い点を、最下部では、逆に回転軸２６の中央側に最も近
い点を通る楕円状をなす。回転軸２６の円筒カム２７
ａ，２７ｂで挾まれる部分には、加工部ホルダー３０が
回転軸２６の回りに取付けられており、加工部ホルダー
３０の左の端３１ａは円筒カム２７ａと相接している
が、右の端３１ｂ近傍は回転軸２６の回りを覆った状態
で右側の円筒カム２７ｂを貫通しフレーム２５ｂに相接
して位置する。回転軸２６の右端部はフレーム２５ｂを
貫通して加工室２９の外部に位置しており、ここには回
転軸２６を軸とするプーリー３２が固着されており、プ
ーリー３２はＶベルト（図示せず）によりモータ３３の
プーリー３４に接続され、モータ３３を駆動することに
より、加工部ホルダー３０を回転軸２６と共に回転軸２
６の回りに回転させることが可能である。

ヘッド１１ａ，１１ｂの駆動軸１８は、それぞれスリー
ブ３５ａ，３５ｂに差込まれ、スリーブ３５ａ，３５ｂ
に外周面を覆われた状態でスリーブ３５ａ，３５ｂにボ
ルトで固定されている。駆動軸１８は、１端をそれぞれ
ヘッド１１ａ，１１ｂに接続した状態で、加工部ホルダ
ー３０により回転軸２６と平行な姿勢で保持されてい
る。即ち、駆動軸１８は、加工部ホルダー３０の鍔部３
６ａ，３６ｂをそれぞれ回転軸２６の方向に貫通する孔
３７ａ，３７ｂと摺動可能に係合しており、これによっ
て加工部ホルダー３０に保持されている。

駆動軸１８の他端にそれぞれ取付けられたローラー４５
ａ，４５ｂはそれぞれ円筒カム２７ａ，２７ｂの溝２８
ａ，２８ｂに嵌込まれており、加工部材ホルダー３０が
回転軸２６の回りに回転したとき、駆動軸１８はそれぞ
れ溝２８ａ，２８ｂに沿って回転軸２６の方向に左右対
称に進退する運動を行ない、これに従ってパンチ１２
ａ，２ｂは対向した姿勢のままでその対向間隔をｄ_１か
らｄ_２へ、ｄ_２からｄ_１へと変化させ得る（ｄ_２＜
ｄ_１）。ここでｄ_１は未成形の罐胴１の高さｈ_０より大
きく、またこの対向間隔がｄ_２の状態では、パンチ１２
ａ，１２ｂの各フランジダイ２３における先端部２３ａ
の径の最大部位同士の対向距離は、成形後の罐胴１ａの
高さｈ_１に等しくなるように構成される。即ち一方の円
筒カム２７ａ（２７ｂ）による回転軸２６の方向への変
位の大きさ（ｄ_１−ｄ_２）／２は、罐胴１の一方の端の
フランジ成形による罐胴の長さの減少分 （ｈ_０−ｈ_１）／２より大きくなるようにし、また罐の
サイズの大小によるｈ_０の変動に対応して、駆動軸１８
の長さを変えるかまたは駆動軸１８とヘッド１１ａ，１
１ｂとの固定位置をずらすかによってｄ_１を変動させる
ものとする。

次にフランジダイ２３の温度を制御する温度制御装置に
ついて説明する。

ヒーター１４及び温度センサ１４′に接続するリード線
４１は回転軸２６内部の盲穴４２内のリード線４０に接
続されている。盲穴４２は回転軸２６の右側の端２６ａ
に開口端４２ａを有し、リード線４１は開口端４２ａか
ら回転軸２６の外部に出て、スリップリング４３の端子
４４に接続されている。スリップリング４３は回転軸２
６に固着されており回転軸２６の回転に伴って回転軸２
６の回りに回転し、固定位置にあるリード線３９の端子
と端子４４を、回転の周期に応じて周期的に断続し得
る。リード線３９は電源に接続しており、温度センサ１
４′からの信号に従ってヒーター１４への通電を行な
い、フランジダイ３及びゲージ２４の温度を所定の温度
帯に保ち得る。

この所定の温度帯は、罐胴１の構成材料によって決定す
るが、例えば板厚０．４mm、軟化温度５３℃の塩化ビニ
ルの場合、６５℃±５℃が適当である。

加工部が回転軸２６の回りに１周する間のパンチ１２
ａ，１２ｂの対向距離が最大値ｄ_１となる位置の前後に
は、未成形の罐胴１を供給し成形済の罐胴１ａを移送す
るガイド４４が配設されている。

このように構成された熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形
装置によって熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形を行なう
時は、温度制御装置によってヒーター１４に通電し、フ
ランジダイ２３とゲージ２４の温度を所定の温度帯に保
った状態で、モータ３３を駆動すると、加工部保持部３
０が回転軸２６の回りに回転し、これに従って駆動軸１
８の端のローラー４５ａ，４５ｂは円筒カム２７ａ，２
７ｂの溝２８ａ，２８ｂに沿って回転軸２６の方向に左
右対称に進退する運動を行なう。

この状態で、ガイド４４により罐胴１を供給すれば、罐
胴１の開放端部３ａ，３ｂからパンチ１２ａ，１２ｂの
先端の案内部２２が挿入され、更に続くフランジダイ２
３が挿入され、罐胴１の巻締フランジ成形部位は、開放
端部側から順次フランジダイ２３と接当するところとな
り、フランジダイによって加熱されて、軟化点以上の温
度となり、同時にフランジダイの挿入が進むに伴って罐
胴１はフランジダイ２３の外周面２３ｅによって左右か
ら押圧される。このとき非成形部分５が軟化点以上の温
度であれば、この左右から押圧する力によって座屈する
のであるが、非成形部分５には断熱材によって構成され
た案内部２２が接当しているため、軟化点より低い温度
に保たれ、罐胴１は座屈することがなく、巻締フランジ
成形部４ａ，４ｂのみがフランジダイ２３の外周面２３
ｅに沿って罐胴の外側へ向かって拡張される塑性変形を
行なう。

パンチ１２ａ，１２ｂの対向間隔がｄ_１となったとき罐
胴１の開放端部３ａ，３ｂはゲージ２４の内周面２４ｅ
に接当して拘束されこれにより外側への拡張はストップ
されフランジ７が形成される。

パンチ１２ａ，１２ｂの対向間隔がｈ_１より大きくなる
と成形済の罐胴１ａは加工部９から離脱してガイド４４
に移動し、次工程に移送される。

以上の作用を次々に供給される新しい罐胴１に対して繰
返す。

［実施例］ 板厚 ０．４mm、軟化温度 ５３℃、 引張強さ 縦４６６kg/cm²，横４５８kg/cm²、 伸び 縦２０５％，横１６８％ である塩化ビニルのブランクにより構成した内径７４．
２mm、ブランクハイト（ｈｏ＝）６１．４mmの罐胴１
に、成形温度６５℃±５℃で上記フランジ成形装置１０
を用いてフランジ成形を行なったところ、非成形部分５
は４０℃以下に保たれ、左右のパンチから非成形部分に
かかる押圧力は３０〜５０kgであったが座屈したりシー
ム部２に割れを生じたりすることなく、フランジ７が形
成された。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかな通り、この発明によれば罐胴の
成形をインジェクション成形によらず、平面印刷によっ
て印刷されたブランクを丸めてサイドシームを有する罐
胴とし、この罐胴に巻締用のフランジ部を形成してこれ
に罐蓋を巻締め、省資源の要請に合致したプラスチック
罐を、安価に製造し得る製造方法における１工程であ
る、巻締用フランジの成形を行う装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形前の状
態を示す縦断面説明図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）に
示す熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形後の状態を示す縦
断面説明図、第２図は第３図におけるＡ部拡大図、第３
図は第４図におけるＢ部拡大図、及び第４図はこの発明
の熱可塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置を示す一部破断
側面説明図である。 １，１ａ…罐胴、２…シーム、３ａ，３ｂ…開放端部、
４ａ，４ｂ…巻締フランジ成形部位、５…非成形部分、
６…方向、７…巻締フランジ、９…加工部、１０…熱可
塑性樹脂罐胴のフランジ成形装置、１１ａ，１１ｂ…ヘ
ッド、１２ａ，１２ｂ…パンチ、１３…断熱ベース、１
４…ヒーター、１４′…温度センサ、１５…温度制御装
置の先端器部、１６…ヘッド取付ベース、１７…パンチ
ホルダー、１８…駆動軸、１９…ボルト、２０…ネジ
部、２１…ボルト、２２…案内部、２３…フランジダ
イ、２４…ゲージ、２５，２５ａ，２５ｂ…フレーム、
２６…回転軸、２７ａ，２７ｂ…円筒カム、２８ａ，２
８ｂ…溝、２９…加工室、３０…加工部ホルダー、３１
ａ，３１ｂ…端、３２…プーリー、３３…モータ、３４
…プーリー、３５ａ，３５ｂ…スリーブ、３６ａ，３６
ｂ…鍔部、３７ａ，３７ｂ…孔、３８ａ，３８ｂ…従動
子、３９，４０，４１…リード線、４２…盲穴、４３…
スリップリング、４４…ガイド、４５…ローラ、４６
ａ，４６ｂ…ボルト

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱可塑性樹脂で構成された罐胴の開放端部
   を塑性変形させてフランジを形成する熱可塑性樹脂罐胴
   のフランジ成形装置であって、表面に形成すべきフラン
   ジの表面形状を有するフランジダイと前記フランジダイ
   の先端に接続され断熱材で構成された案内部とを有する
   パンチと、前記パンチを軸方向に変位させ得る駆動装置
   と、前記フランジダイの後端側に配置されていて前記フ
   ランジダイに伝熱可能なヒータと温度センサとを有する
   温度制御装置とを備えることを特徴とする熱可塑性樹脂
   罐胴のフランジ成形装置。