JPH0710455B2 - 筒体の切断方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば絞り−しごき缶体の胴部のように、弾
性部に撓み易い筒体の切断方法および装置に関する。

（従来の技術） 成形直後の絞り−しごき缶体の開口端面は周方向に沿い
波状にうねって不規則な形状をしているので、開口端部
近傍を周方向に切断、所謂トリミングして、缶体高さを
規定値に揃える必要がある。従来このようなトリミング
手段として、内側トリマーナイフ（内側カッター）と外
側カッターリング（外側カッター）を備える切断装置
（特公昭54−14788号公報）、あるいは円盤状可動ブレ
ード（内側カッター）と鎌ブレード（外側カッター）を
備える切断装置（特公昭56−16001号公報）等が提案さ
れている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の装置は高速トリミングには適しているが、製品の
ロットが変って規定缶高が異なる場合、切断装置を軸方
向に移動してセットするさいに、内側カッターと外側カ
ッターの噛み合せの調節に非常な手間を要するという問
題があった。すなわち従来の手段は少品種多量生産には
適しているが、多品種少量生産には不適当である。

カッターが１個、例えば外側カッターのみよりなる場合
は、上記調節の手間はないのであるが、筒体が比較的薄
いこと等のためによって、弾性的に撓み易い場合、この
タイプのもので満足に動作するものは従来なかった。

本発明は、外側カッターのみを用いて、絞り−しごき缶
体の胴部のような、弾性的に撓み易い筒体を周方向に満
足に、すなわちカッターの刃先を折損したり、バリを発
生するおそれがなく切断することが可能な、筒体の切断
方法と装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の筒体の切断方法は、弾性的に撓み易い筒体を、
刃先がテーパ面と該筒体の半径方向に延びる平坦面より
なる回転カッターにより円周方向に切断する方法であっ
て、少なくとも切断部近傍における外径が該筒体の内径
より僅かに小さいマンドレルに該筒体を外挿し、該筒体
をバックアップロールおよび押圧体により、該マンドレ
ルに密接させて、該筒体を該マンドレルと共に回転し、
かつ該カッターに対向する該筒体の部分近傍に弾性張出
し力を生じさせながら、該カッターを該筒体に所定残厚
に達するまで押し当てて、該筒体を切断することを特徴
とする。

本発明の筒体の切断装置は、弾性的に撓み易い筒体を円
周方向に切断する装置において、該装置は、刃先がテー
パ面と該筒体の半径方向に延びる平坦面よりなる回転カ
ッター；少なくとも該カッターに対向する位置における
外径が該筒体の内径より僅かに小さい、該筒体に外挿さ
れ、該筒体と密接した状態で、該筒体を回転させるため
のマンドレル；該マンドレルを挟んで該カッターと対向
する位置に配設されたバックアップロール；該カッター
と該バックアップロールの中間に位置し、互いに対向す
る１対の押圧ロール；切断にさいし、該バックアップロ
ールおよび１対の該押圧ロールをして該筒体を押圧させ
て、該筒体を該マンドレルに密接させ、かつ該カッター
に対向する該筒体の部分近傍に弾性張出し力を生じさせ
る装置；および切断にさいし、該カッターを該筒体に所
定残厚に達するまで押し当てる装置を備えることを特徴
とする。

（作用） マンドレルの外径と筒体の内径が実質的に同じ場合は、
切断終了後カッターの刃先がマンドレルに当って、刃先
が折損し易く、この折損を防止しようとすると切断不能
になり易い。そのため少なくとも切断部近傍におけるマ
ンドレルの外径は筒体の内径より僅かに小さいことが必
要である。

しかしこのような外径のマンドレルを用いた場合でも、
例えば第５図に示すように、筒体１を外挿されたマンド
レル２を挾んで、円板状カッター３に対向するバックア
ップロール４のみで筒体１を押えながら、マンドレル２
と共に筒体１を回転して筒体１を切断しようとすると、
弾性的に撓み易い筒体１は楕円形状に容易に撓み変形し
て、カッター３とバックアップロール４の中間の位置に
隙間５が生ずるが、カッター３と対向する部分Ｐにおい
ては筒体１とマンドレル２は接触している。

この場合カッター３の刃先3aの折損を防止するためには
マンドレル２と刃先3a間のギャップｇが0.02〜0.03mm程
度の位置でカッター３の接近を止めなければないので、
このギャップｇに相当する厚み分の切り残しが生じて、
切断不能となるか、あるいは大きなバリを伴なった実用
的に不満足な切断面を有する筒体しか得られない。

本発明の場合、例えば第１図（ａ）に示すように、カッ
ター３とバックアップロール４の中間に位置し、互に対
向する押圧ロール６および７が、第５図に追加して設け
られた装置を用いる。

そして第１図（ｂ）に示すように、押圧ロール6,7およ
びバックアップロール４によって、筒体をマンドレル２
に対し押圧して、筒体１の押圧ロール6,7よりカッター
３側の部分1sを張出させ、すなわち部分1sには隙間８が
形成され（第１図（ｃ）参照）、バックアップロール４
側の部分1tはマンドレル２に密接するような状態で、カ
ッター３を筒体１に当てて筒体１を切断する。

前述のように押圧ロール6,7等により部分1sは張出して
隙間８が形成されるのであるが、カッター３が当る、カ
ッター３に対向する筒体１の部分Ｐ（本明細書において
はカッター３に最も近い筒体１の部分、すなわちマンド
レル２の中心2aとカッターの中心3bを結ぶ中心線10上の
筒体１の部分をカッターに対向する筒体の部分Ｐと称す
る）は、弾性的に凹んでマンドレル２に当接する（第２
図（ａ））。

第２図（ａ）に示すように、筒体１の部分Ｐにはカッタ
ー３側に向う弾性張り出し力Ｆが作用しており、切断の
さいカッター３は張り出し力Ｆに抵抗しながら矢印Ａ方
向に移動してマンドレル２に接近する。

カッター３の刃先3aは筒体の半径方向に延びる平坦面3a
₁とテーパ面3a₂よりなっているが、刃先3aが喰込んで残
厚がある値ｇに達すると、塑性歪により脆化し、かつ楔
状凹みの形成により切欠き効果を受け易くなった部分Ｐ
の最も薄い部分P₁すなわち残厚値ｇの部分が、張出し力
Ｆによる剪断作用で剪断され、第２図（ｂ）に示すよう
に刃先の平坦面3a₁側の筒体部分1aが、本来の（すなわ
ちカッターが当らない時の）張出し状態に弾性的に復帰
し、隙間幅ｈの隙間８が形成される（第１図（ｃ））。

一方刃先のテーパ面3a₂側の筒体部分1bは、テーパ面3a₂
による押圧のためマンドレル２に接触したまま残ると考
えられる。以上のように刃先3aがマンドレル２に接触し
なくても筒体１は円周方向に容易に切断されるので、刃
先3aが折損するおそれはない。

隙間８の隙間幅ｈが例えば約0.2mmの場合、刃先3aとマ
ンドレル２間の最終距離、すなわち残厚値ｇを約0.06〜
0.08mmにしてもバリの無い奇麗な切断面９を得ることが
できる。筒体１が絞り−しごき缶体の場合、刃先3aのテ
ーパ面3a₂側の部分1bを開口端面側すなわちトリム屑側
とすればよい。

なお押圧ロール６および７は押圧状態において、第１図
（ｂ）に示すように、それぞれの中心6aおよび7aが、カ
ッターの中心3b,マンドレルの中心2aおよびバックアッ
プロールの中心4aを結ぶ中心線10に対し、カッター３側
に約45〜115度の範囲内にある、すなわちそれぞれ角α
およびβ内に位置することが望ましい。さらに残厚値ｇ
の設定は、第１図（ｂ）に示される、カッター３と同時
に移動するストッパーローラ30によって行なうことが好
ましい（第３図，第４図参照）。

（実施例） 本発明の実施例である装置11を示す第３図，第４図にお
いて、複数ｎ（例えば10）の水平マンドレル２は図示さ
れないターレットに周方向に等間隔に配設されており、
ターレットの間欠回転と共に筒体１を冠着して、矢印Ｂ
方向（第４図）にその中心2aが円軌道ｃに沿って公転、
移動するようになっている。筒体１はこの場合アルミニ
ウム合金よりなるエアゾール缶用絞り−しごき缶体（例
えば胴部の外径50mm、厚さ約0.35mmの；以下缶体とよ
ぶ）である。

装置11はさらに円板状カッター3,カッター３に対向して
配設されたバックアップロール4,および１対の上下押圧
ロール6,7を備えている。押圧ロール6,7は例えばウレタ
ンゴム等の弾性体よりなっている。カッター３はマンド
レル２と平行方向に往復動可能に、かつバックアップロ
ール４の軸心とカッター３の軸心を結ぶ平面に平行方向
（第４図の左右方向）に往復可能に、スプリング13によ
りバイアスされて、スライド12に、スライド取付板36お
よび支持板31を介して軸着されている。

スライド12は基盤35に設けられたスライドレール（図示
されない）に沿って摺動する。カッター３（例えば外径
100mmの）はモータ14によりベルト15およびプーリ16を
介して、作業中常時矢印方向に回転（例えば1500r.p.m.
で）される。

１対の対向する押圧ロール6,7は、二叉状の支持体17の
先端に遊動可能に軸支されている。支持体17は、スライ
ド取付板37を介してスライド18に着設されている。スラ
イド18は、基盤35に水平支持板40、スライドレール取付
板38を介して固設されたスライドレール39に沿ってスラ
イド12と同一方向に往復動するようになっている。

そのため押圧ロール6,7は、第４図の実線で示す位置
（前進位置；このとき押圧状態にある）と１点鎖線で示
す位置（後退位置）の間を往復する。前進位置にあると
きの押圧ロール6,7が、カッター３とバックアップロー
ル４の中間の、缶体切断部1yに比較的接近した缶体１側
にあるように、支持体17,水平支持板40等は配設されて
いる。

スライド12の往復動は、スライド取付板36のカッター３
と反対側の端部に軸着されたカムフオロアーロール21お
よび偏心カム20を介してカム駆動シャフト19によって行
なわれる。カム駆動シャフト19は、駆動機構等を収納す
る駆動ボックス41内において、チェーン（図示されな
い）を介してターレットの回転軸（図示されない）に連
結されていて、ターレットの回転に同期して回転され、
ターレット回転軸が１回転する間にｎ（マンドレル２の
数）回転するようになっている。

第４図に示すように、あるマンドレル２がカッター３に
対向する位置にあるときの、その両隣りのマンドレル
２′,2″とマンドレル２との中央点を位置c₁およびc₂と
すると（例えば中心軸2aと２′ａ間の円軌道ｃ上の中央
の位置がc₁となる）、偏心カム20の形状は、マンドレル
２の中心軸2aが位置c₁およびc₂にあるとき、スライド12
従ってカッター３がバックアップロール４から最も遠去
かった後退位置にあり、中心軸2aが第４図に示すように
カッター３に対向する位置にあるとき、スプリング13の
押圧力によってスライド12が前進し、カッター３が、マ
ンドレル２に冠着された缶体１に接触する前進位置にく
るように定められている。

この前進位置にあるときの偏心カム20のカムフオロアー
ローラ21側の部分には切欠部20aとなっていて、カッタ
ー３および押圧ロール6,7は、切欠部20aに対応する短時
間（例えば0.4秒）前進位置に止まるようになってい
る。

スライド12の往復動は、リンク22,23および24よりなる
リンク機構により、数倍（例えば約７倍）の往復動量に
拡大されてスライド18に伝達される。従ってカッター３
が前進して缶体１に接触した直後に、前進した押圧ロー
ル6,7が缶体１を押圧して、バックアップロール４と協
動して、缶体１の押圧ロール6,7よりカッター３側の部
分1sを張出すように構成されている。

バックアップロール４は定位置の保持体25に設けられた
摺動ロッド26の水平部26aに遊動可能に軸支されてい
る。保持体25は、公転するマンドレル２が第４図に示す
ように、バックアップロール４とカッター３の間に達す
ると、スプリング26によってバックアップロール４が缶
体１を押圧するように構成されている。

マンドレル２の缶体１を冠着する部分は、缶体の開口端
部1x側の部分2cを除いて、半径方向に拡張可能の割条部
2bとなっている。割条部2bが収縮時のマンドレル２は、
円錐台状の先端部2dを除いて円筒形であり、その直径は
例えば約50mmであって、缶体１の内径より僅かに小さく
（例えば0.2mm小さい）定められている。

マンドレル２は、缶体１を冠着するさいは停止している
が、それ以降切断終了までの公転中は、駆動ボックス41
内に設けられた駆動装置（図示されない）によって定速
度（例えば3000r.p.m.）で自転されるようになってい
る。そしてマンドレル２は缶体１の切断を終えて第４図
の記号２″の位置に達するとブレーキ（図示されない）
により自転を止められる。さらにマンドレル２の割条部
2bの内部および駆動ボックス41内には、マンドレル２を
拡張、収縮するための装置（図示されない）が設けられ
ている。マンドレル２が拡張した状態において、缶体１
はマンドレル２に固着している。

駆動ボックス41の側板41aには２本のガイドポスト42が
固設されており、各ガイドポスト42の頭端は連絡体43に
よって固定されている。28は基盤35に螺合するハイト調
整ねじであって、ねじ28をハンドル29で回転すると基盤
35、従ってカッター３および押圧ロール6,7がマンドレ
ル２の軸心方向に移動して、切断後の缶体１のハイト
（高さ）が規定値になるように調整することができる。
44は基盤35に固設されたクランプであって、調整ねじ28
によって所定位置に移動した基盤35を固定する。

カッター支持板31の先端下方には、マンドレル２の缶体
１が冠着されない部分に対向するよう、ストッパーロー
ラ30が遊動可能に軸着されている。第１図（ｂ）に示す
ように、ストッパーローラ30はカッター３の刃先3aより
も残厚値ｇ（第２図）分だけマンドレル２側に突出して
いて、カッター３がマンドレル２に接近するさいマンド
レル２と接触して、刃先3aとマンドレル２の間に所定幅
ｇのギャップが形成されるように構成されている。

以上の装置11により、所定の缶高（ハイト）Ｈ（第３
図）の缶体１を得るための開口端部1xの切断は次のよう
にして行なわれる。

作業開始前にハンドル29を回して、所定缶高Ｈが得られ
るようにカッター３の位置調整を行なう。次いでバック
アップロール４がカッター３に対向する位置にくるよう
保持体25を移動固定する。

以上の準備が終了した後モータ14を起動し、またターレ
ットを間欠回転し（例えば150r.p.m,で）、停止毎に送
入ステーション（図示されない）において、収縮状態の
マンドレル２に、順次、絞り−しごき加工済の缶体１を
冠挿する。缶体１が冠挿されたマンドレル２は直ちに拡
張し、同時に矢印方向の自転を開始する。缶体１はマン
ドレル２と共に矢印Ｂ方向に公転して運ばれる。カッタ
ー３の周速とマンドレル２の周速は実質的に等しい。

マンドレル２の中心軸2aが第４図の位置c₁を過ぎると、
カッター３および押圧ロール6,7が前進を開始する。マ
ンドレル２は中心軸2aが、カッターの中心軸3aおよびバ
ックアップロールの中心軸4aを結ぶ中心線10（第１図
（ｂ）参照）上に達すると短時間（例えば0.4秒）公転
を停止し、同時に缶体１はバックアップロール４によっ
て押圧される。上記停止直後にカッター３が缶体１に接
触し、ストッパーローラ30がマンドレル２に当接する。
その直後押圧ロール6,7が缶体１を押圧する。

缶体１は押圧ロール6,7およびバックアップロール４に
よって押圧されて部分1sが張出され、その間カッター３
および缶体１は互に順方向に回転を続けて、缶体１は切
断部1yに沿って切断される。ストッパーロール30のため
カッター刃先3aとマンドレル２との間には幅ｇのギャッ
プがあるので、切断のさい刃先3aがマンドレルに接触す
ることはない。この切断は上記停止中の短時間に終了す
る。

ターレットは再び公転を開始し、当該マンドレル２は第
４図の記号２″の位置に停止のさいブレーキにより自転
を停止され、次の停止のさい収縮して缶体本体1zが抜出
され、さらに次の停止のさいトリム屑（切断部1yより外
側の開口端部1xの部分）が取出される。

本発明は以上の実施例によって制約されるものでなく、
例えば筒体は両端が開いたパイプ状のものであってもよ
い。また押圧体は筒体の外径にほぼ等しい曲率半径を有
する断面円弧の滑り凹部を有するものであってもよい。
またマンドレルは垂直方向に延びていてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、絞り−しごき缶体の胴部のような、弾
性的に撓み易い筒体を周方向に満足に、すなわちカッタ
ーの刃先を折損したり、バリを発生するおそれがなく切
断することができるという効果を奏する。従って本発明
は多品種少量の筒体の切断に適するというメリットを有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の、説明用要部一部切断正面図で
あって、第１図（ａ）は切断開始直前の状態を示す図
面、第１図（ｂ）は切断中の状態を示す図面、第１図
（ｃ）は切断終了直後の状態を示す図面、第２図（ａ）
は第１図（ｂ）のII a−II a線に沿う拡大横断面図、第
２図（ｂ）は第１図（ｃ）のII b−II b線に沿う拡大横
断面図、第３図は本発明の実施例である装置の一部切断
要部平面図、第４図は第３図の装置の要部正面図、第５
図は比較例である装置の説明用要部一部切断正面図であ
る。 １……缶体（筒体）、1y……切断部、２……マンドレ
ル、３……回転カッター、3a₁……平坦面、3a₂……テー
パ面、４……バックアップロール（押圧体）、6,7……
押圧ロール（押圧体）、11……切断装置、12……スライ
ド（カッターを筒体に押し当てる装置の一部）、18……
スライド（押圧ロールをして筒体を押圧させる装置の一
部）、22,23,24……リンク（押圧ロールをして筒体を押
圧させる装置の一部）、26……摺動ロッド（バックアッ
プロールをして筒体を押圧させる装置の一部）、30……
ストッパーローラ（カッターを所定残厚に達するまで押
し当てるための装置）、Ｐ……カッターに対向する筒体
の部分。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弾性的に撓み易い筒体を、刃先がテーパ面
   と該筒体の半径方向に延びる平坦面よりなる回転カッタ
   ーにより円周方向に切断する方法であって、少なくとも
   切断部近傍における外径が該筒体の内径より僅かに小さ
   いマンドレルに該筒体を外挿し、該筒体をバックアップ
   ロールおよび押圧体により、該マンドレルに密接させ
   て、該筒体を該マンドレルと共に回転し、かつ該カッタ
   ーに対向する該筒体の部分近傍に弾性張出し力を生じさ
   せながら、該カッターを該筒体に所定残厚に達するまで
   押し当てて、該筒体を切断することを特徴とする筒体の
   切断方法。
2. 【請求項２】弾性的に撓み易い筒体を円周方向に切断す
   る装置において、該装置は、刃先がテーパ面と該筒体の
   半径方向に延びる平坦面よりなる回転カッター；少なく
   とも該カッターに対向する位置における外径が該筒体の
   内径より僅かに小さい、該筒体に外挿され、該筒体と密
   接した状態で、該筒体を回転させるためのマンドレル；
   該マンドレルを挟んで該カッターと対向する位置に配設
   されたバックアップロール；該カッターと該バックアッ
   プロールの中間に位置し、互いに対向する１対の押圧ロ
   ール；切断にさいし、該バックアップロールおよび１対
   の該押圧ロールをして該筒体を押圧させて、該筒体を該
   マンドレルに密接させ、かつ該カッターに対向する該筒
   体の部分近傍に弾性張出し力を生じさせる装置；および
   切断にさいし、該カッターを該筒体に所定残厚に達する
   まで押し当てる装置を備えることを特徴とする筒体の切
   断装置。