JPH10506058A - 整形缶を製造する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 缶を整形する方法及び装置は、膨張可能な柔軟な壁のマンドレルを引抜きの缶本体の内側に置くこと、マンドレルを膨らませること、缶本体とこの膨らませたマンドレルとを回転させること、側壁を内向きに変形させるために缶本体の外面にゴム面のローラーのような整形用工具を適用すること、マンドレルをしぼませること及びこれを缶本体から引き抜くことが必要である。マンドレルの柔軟な壁は、缶本体を選択的に整形するために、その長手方向の波形を持つことができる。マンドレルはその長さに沿った個別の部分を備え、各部分に対して異なった拡大能力を持つことができる。マンドレルは柔軟な壁の末端に可動の端部板材及びこれらの間の非圧縮性流体も備え、板材を圧縮することによりマンドレルを膨らませることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 整形缶を製造する方法及び装置背景 本発明は、飲料用の金属缶のような整形缶を製造する方法及び装置に関する。 より特別には、本発明は、種々の外側整形用工具と関連して缶体内で拡張式のマ ンドレルを利用して缶を整形する方法及び装置に関する。 現在は、食品及び飲料に使用される最も大量生産される缶は直壁である。整形 缶は、これを低費用で生産する手段が確立できれば、製品の認識性が創られるの で販売上の重要な手段とすることができる。 缶を整形する技術は存在するが、利用可能な解答の各は、以下の短所の幾つか 又は全部を持っている。即ち、 （外側チャックの使用のため）整形以前に直壁缶を化粧できないこと、及び／ 又は缶の側壁に圧力を加える複雑かつ高度の保守を要する手段、及び／又は缶を 取り上げ／心合わせするための資本集約的な手段、及び／又は缶の製造に要する 追加の別な工程の必要性による比較的大きな費用。 外向き整形（即ち、直壁缶を整形域における直径にまで大きくさせるような金 属の伸長）の信頼性。特に、ツーピース式の引抜管の場合には現在の技術では費 用削減のため金属をその極限まで既に引いているため、この外向きの拡張の範囲 が限定される。整形のために缶壁が更に拡張されると金属はひび割割れし又は破 損する。 整形範囲の制限。この制限には、直壁缶の表面全部の整形ができないこと（通 常、缶は外側のチャックに保持され、チャックの下側の整形は 不可能であるため）、及び／又は非円形を作れないこと、及び／又は外向きの拡 大と内向きの縮小とを有する形状を作れないことが含まれる。 スリーピース缶に対する制限及びツーピース缶に対して使用できないこと。 通常は、スチールでは拡張に非常に大きな圧力を要するため、或いは薄壁のア ルミニウム缶では外側チャックの使用が不適切であるための缶の材料（スチール 又はアルミニウム）の選択の際の制限。概要 従って、以下の事項により現在の技術によりこれらの諸問題を処理する量産缶 の整形方法を提供することが本発明の目的である。その事項はは次のとおりであ る。 缶を内側で保持すること（外側チャックによる缶の化粧、又は缶自体の損傷の 危険を避ける。一方では、これは整形前の直壁缶の事前化粧を可能とする）、そ れ自体が缶の取上げ及び心合わせ機能の両者を提供する簡単な内部式把持用工具 の使用、整形工程が現存の製造段階の一部分となるように通常必要な缶のネック イン及びフランジングに適用することもできる整形方法の使用により、資本及び 運転費用を低減すること。 側壁のどこにおいても内向き整形及び外向き整形ができ、更に非円形整形も可 能であることにより缶形状についての制限を回避すること。 ツーピース缶及びスリーピース缶の両者の整形を可能とすること。 缶材料の制限を回避すること。 本発明のこの目的は、以下の諸段階を包含する缶の整形方法を提供することに より満たされる。即ち、 ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレルを設け、 ｂ）スターホイール又は同様な器具による割付けの支援を要する通常のコンベ ヤー案内レールにより１本の流れ（又は複数の流れ）で案内されている缶本体に マンドレルを差し込んで缶本体を取り上げ、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させ、 ｄ）缶本体の全体から選定された適宜の表面部分に整形用工具を適用し、この 選定された部分の缶本体の側壁をマンドレル内に内向きに変形させ、及び／又は 缶本体の選定された部分をマンドレルの拡張により整形用工具に対して外向きに 押し付け、 ｅ）マンドレルをしぼませ、そして ｆ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く。 これは、中空でかつ強化ゴム又はその他の柔軟な材料より構成され、更に拡張 後に缶の内壁全体と接触するような形状にされたマンドレルにより達成される。 好ましい実施例においては、マンドレルの空洞部は適切な非圧縮性流体で満たさ れ、またマンドレルは、その端部の壁を互いに近寄せるように引っ張ることがで き、こうしてマンドレルの空洞部内で動かされた流体により加えられる圧力のた めマンドレルの側壁が広げられるよう設計される。或いは、マンドレルの空洞部 に圧縮空気（又はその他の流体）を導入する手段によりマンドレルを拡張させる ことができる。マンドレルの側壁が外向きに広げられると、これが缶の全側壁の 内側に一様に圧力を加える。 マンドレルの側壁が後退させられると、これは缶の側壁の内面から十分な距離 に置かれ、従って、マンドレルを缶の中に容易に挿入でき、また整形後に引き抜 くことができる。このため、マンドレルを、缶の取上 げ、心合わせ、及び置くために使うことができ、更に缶の外側に置かれた整形用 工具の裏あてを提供する。缶の口の通常のネッキングイン及びフランジング作業 を含み、使用される外側工具に応じた整形の総ての形式が許される。 マンドレルは内向きの半径方向整形ができるように回転する。マンドレルの回 転を停止させそしてマンドレルを外部の型の中に差し入れて非半径方向の整形又 は外向きの半径方向整形を可能にすることができる。この場合、この型は２個の 半分体で構成され、これら２個の半分体は缶の外側を拘束するように閉じられる 。或いは、長手方向の隆起などを作るために簡単な通常の工具を使用することが できる。マンドレルのゴム壁は自動車用タイヤと共通の通常の手段を使用して鋼 線又はナイロン糸で補強され、金属を広げるに要する力に対する強度を与える。 マンドレルは、その長手方向軸線に沿ってマンドレルのゴム壁を巻くことにより 非拡張性の補強にもかかわらずその直径を広げ得る形式で構成される。 本発明の応用の更なる範囲は以下与えられる説明より明らかとなるであろう。 しかし、本発明の精神及び範囲内での種々の変化及び変更がこの詳細説明より当 業者に明らかとなるであろうため、本発明の好ましい実施例を示すこの詳細な説 明及び特定の実施例は説明のためだけに与えられることを理解すべきである。図面の簡単な説明 本発明は、以下なされる詳細な説明及び付属図面から、より容易に理解される であろう。これらは、説明のためだけのものであり本発明を限定するものではな い。図面において、 図１はマンドレル及び特別の実施例を示し、この実施例はマンドレル の外壁により形成された凹所内に非圧縮性流体を入れ、そして内部に捕捉された 流体がマンドレルの半径方向の壁を外向きに強制してマンドレルの挿入された缶 の側壁に押し付けるように、マンドレルの端部を互いに近寄るように引っ張るこ とができる。 図２は、半径方向の壁が伸長不可能な補強材にもかかわらず外向きに広がるよ うに作る方法を図解しているマンドレルの断面を示す。 図３は、各部分が異なった外向き拡張を行い得る複数個の部分を有するマンド レルを示す。 図４は、マンドレルがまず缶の中に差し込まれ、次いで広げられ、そして缶壁 の内側を把持する整形作業の順序を示す。続いて外部工具の手段により、或いは 缶の外壁を部分的に（又は完全に）包む通常の分割式の整形用の型（図示せず） の使用による整形作業が行われる。最後に、マンドレルがその側壁を後退して引 き抜かれる。挿入及び把持作業中は、マンドレルは缶の取り上げと心合わせのた めに使用され、更に整形作業の完了後は、マンドレルは、マンドレルの引抜き段 階中に缶を降ろすためにも使用される。詳細説明 図１は、中心ロッド２、及び強化ゴムのスリーブ３を備えたマンドレル１を示 す。中心ロッド２に、皿ネジ５により固定されたフランジリング４が連結される 。ゴムスリーブ３の端部は、固定用リング６及び皿ネジ７の手段によりフランジ リング４に固定される。ゴムスリーブ３の他方の端部においては、中心ロッド２ が滑りフランジリング８を通過する。ここには軸受リング９がある。軸受リング ９は中心ロッド２と接触し、かつ中心ロッド２が滑りフランジリング８を通って 自由に動くことを許 す。このため、フランジリング４と滑りフランジリング８との間の距離を変える ことができる。ゴムスリーブ３は、固定用リング１０及び皿ネジ１１の手段によ り滑りフランジリング８に固定される。滑りフランジリング８は軸受ハウジング １２内にネジ止めされ、このハウジング内には軸受１３が置かれ、更にこのハウ ジングにシールハウジング１４が連結される。プレスリング１６とリングボルト １７とにより、シール１５がシールハウジング１４内で圧縮される。 缶１８はマンドレル１上を滑る。マンドレル１缶１８は回転するようにされ、 かつ缶は半径方向の整形に適切な形状及び寸法の回転式の半径方向工具１９を使 用して整形することができる。マンドレル１が回転しないでいる間に、長手方向 形状、又は拡張された半径方向形状を作るを作るために適切な形状と寸法の非回 転式の長手方向工具２０、又は外置きの雌型（図示せず）を使うことができる。 マンドレル１の回転の手段（図示せず）は中心ロッド２に普通のように適用され る。 シールハウジング１４は、通常の回転式機械（図示せず）においてはレール（ 図示せず）内を走行する作動用フィンガー２１、又はその他の同様な器具を有し 、このため図示の方向（即ち、前後方向）に動かされ、フランジリング４と滑り フランジリング８との間の距離を変える。これが、ゴムスリーブ３の凹所内の流 体を加圧、減圧する。カム従動子２２がレール（図示せず）内を走行し、作動サ イクル中、マンドレル１を前後に動かす。これもまた通常の回転式機械の一部で あり、更にこの機械は複数のマンドレル１を備える。 図２はマンドレル１の詳細を示し、特に拡張前のゴムスリーブ３の断面を示す 。ゴムスリーブ３は予定深さの凹み２５を有し、完全に拡張し たときはこれらの凹みは缶１８の内側をしっかり把持するか又は適切な部分にお いて缶１８の壁を更に外側に押し広げる。 図３は複数部分式のゴムスリーブを示す。中間のフランジリング３０、及び中 間の保持用リング３１により、ゴムスリーブ３を２個以上の部分３２に分離する ことができる。各部分３２はそれ独自の深さの凹み２５を持つことができ、そし て総ての部分３２が前述の流体２３の加圧作用により一緒に加圧される。これに より、各部分３２は、希望のように広がって缶１８の内側を把持し、或いは更に 拡張して缶１８の側壁を外向きに広げることができる。 図４は回転式機械（図示せず）におけるマンドレル１の作動シーケンスを示し 、状態Ａにおいては、マンドレルは、レール（図示せず）の作用による図示方向 のカム従動子２２の運動により、缶１８内に差し込まれる。状態Ｂにおいては、 作動用フィンガー２１が図示の方向に動き、マンドレル１の長さを小さくし流体 ２３を圧縮する。これがゴムスリーブ３の壁を外向きに強制して缶１８の内壁を 把持させ、及び／又は内壁を半径方向外向きに広げさせる。状態Ｃにおいては、 マンドレル１が回転し、半径方向の工具１９が缶を容易に整形できるようにし、 及び／又は静止したままで（非回転）、長手方向の工具２０が缶を長手方向に整 形できるようにし、及び／又は静止した状態に留まり（非回転）、雌型（図示せ ず）内に外向きに整形できるようにする。状態Ｄにおいては、作動用フィンガー ２１を図示の方向で戻し、マンドレル１の長さを大きくし、このため、マンドレ ルは缶１８に整形されたの突起を通過できる。次いで、図示の方向に動かされる カム従動子２２の手段によりマンドレル１が引き出される。ＡからＤに至るサイ クルは、これをを繰り返すこ とができる。 多数のマンドレル１があり、これらは、作業ＡからＤを通して通過するように 回転式機械（図示せず）に取り付けられることが普通である。作動用フィンガー ２１及びカム従動子２２はこの機械内でレール（図示せず）内を走行し、そして このレールの形状がここに示されたそれぞれの段階におけるマンドレルの運動を 決定する。この機械、レール、及びその他の操作用機構の詳細は通常の技術であ り、ここでは更に説明しない。 本発明は以上のように説明されたが、これを多くの方法で変更し得ることは明 らかであろう。かかる変更は本発明の精神及び範囲から逸脱すると考えるべきで はなく、かかる変更の総ては以下の請求項の範囲内に含まれることは当業者には 明らかであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレルを設け、 ｂ）マンドレルを缶本体に差し込み、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させ、 ｄ）マンドレルが缶本体の唯一の支持手段となるように缶本体の外部支持を取 り去り、 ｅ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに変形させ これにより缶本体を整形するために缶本体全体の適宜の選定された表面部分に整 形用工具を適用し、 ｆ）マンドレルをしぼませ、そして ｇ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く 諸段階を含んだ缶の整形方法。 ２．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレルを設け、 ｂ）マンドレルを缶本体に差し込み、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させ、 ｄ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに変形させ これにより缶本体を整形するために缶本体の選定された表面部分に整形用工具を 適用し、整形用工具を適用する前記段階は、 １）缶本体における選定された円周方向形状を整形するように缶の半径方向 に整形用工具を押し付けている間、缶本体をその長手方向軸線まわりに回転させ 、 ２）缶本体が回転しないようにこれを保持し、そして ３）選定された長手方向形状を整形するためにその長手方向に整形用工具を 動かす副段階を含み、 ｅ）マンドレルをしぼませ、そして ｆ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く 諸段階を含んだ缶の整形方法。 ３．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレル、 ｂ）缶本体を支持している間にマンドレルを缶本体に差し込む手段、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させる手段、 ｄ）マンドレルが缶本体の唯一の支持手段となるように缶本体の外部支持を取 り去るための手段、 ｅ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに変形させ これにより缶本体を整形するために缶本体全体の適宜の選定された表面部分に整 形用工具を適用する手段、 ｆ）マンドレルをしぼませる手段、及び ｇ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く手段 を備えた缶の整形用装置。 ４．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレル、 ｂ）缶本体を支持している間にマンドレルを缶本体内に差し込む手段、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させる手段、 ｄ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに絞りこれ により缶本体を整形するために缶本体の選定された表面部分に整形用工具を適用 する手段であって、 １）缶本体における選定された円周方向形状を整形するように缶に半径方向 に整形用工具を押し付けている間、缶本体をその長手方向軸線まわりに回転させ る手段、 ２）缶本体が回転しないようにこれを保持する手段、及び ３）選定された長手方向形状を整形するためにその長手方向に整形用工具を 動かす手段 を有する前記整形用工具適用手段、 ｅ）マンドレルをしぼませる手段、及び ｆ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く手段 そ備えた缶の整形用装置。 ５．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレルであって、その長手方向の複数に個 別部分を有し、各部分が異なった半径方向拡大能力を有する前記マンドレル、 ｂ）缶本体を支持している間にマンドレルを缶本体内に差し込む手段、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させる手段、 ｄ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに変形させ これにより缶本体を整形するために缶本体全体の適宜の選定された表面部分に整 形用工具を適用する手段、 ｅ）マンドレルをしぼませる手段、及び ｆ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く手段 そ備えた缶の整形用装置。 ６．前記部分の少なくも１個がその柔軟な壁に山と谷とを定めている間隔の空 けられた長手方向の波形を有し、前記山は前記マンドレルが膨 らませられたとき谷が缶本体の内壁と組み合うより前に内壁と組み合い、前記谷 は予定の深さを有しマンドレルの更なる膨張により拡大されたときの谷の拡大の 度合いが缶本体の内面に対するその把持力及び谷の拡大の半径を調整するように 制御可能である請求項５の装置。 ７．前記部分の各が前記間隔を空けられた長手方向の波形を有する請求項６の 装置。 ８．ａ）柔軟な壁の膨張可能なマンドレルであって、前記マンドレルはその柔 軟な壁に山と谷とを定めている間隔の空けられた長手方向の波形を有し、前記山 は前記マンドレルが膨らませられたとき谷が缶本体の内壁と組み合うより前に内 壁と組み合い、前記谷は予定の深さを有しマンドレルの更なる膨張により拡大さ れたときの谷の拡大の度合いが缶本体の内面に対するその把持力及び谷の拡大の 半径を調整するように制御可能である前記マンドレル、 ｂ）缶本体を支持している間にマンドレルを缶本体内に差し込む手段、 ｃ）マンドレルの柔軟な壁が缶本体の壁の内面をしっかり把持するまでマンド レルを膨張させる手段、 ｄ）缶本体の側壁を選定された部分においてマンドレル内に内向きに変形させ これにより缶本体を整形するために缶本体全体の適宜の選定された表面部分に整 形用工具を適用する手段、 ｅ）マンドレルをしぼませる手段、及び ｆ）整形された缶本体からマンドレルを引き抜く手段 そ備えた缶の整形用装置。 ９．前記マンドレルは、その端末の２個の相対運動可能な板材及び前記板材と マンドレルの柔軟な壁との間に収容された非圧縮性流体を有し、 更に前記マンドレルを膨張させるように前記板材を押すための更なる手段がある 請求項３、４、５、又は６の装置。 １０．前記マンドレルがその長手方向に複数の個別部分を有し、各部分は異な った半径方向拡大能力を有する請求項３、４、又は６の装置。 １１．前記マンドレルはその柔軟な壁に山と谷とを定めている間隔の空けられ た長手方向の波形を有し、前記山は前記マンドレルが膨らませられたとき谷が缶 本体の内壁と組み合うより前に内壁と組み合い、前記谷は、マンドレルの更なる 膨張により拡大されたときの谷の拡大の度合いが缶本体の内面に対するその保持 力及び谷の拡大の半径を調整するように制御可能であるように予定の深さを有す る請求項２、４、又は５の装置。