JPS649095B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、空缶又は内容物を充填した缶体の開
口外周フランジ縁を、冠載重合する缶蓋の外周カ
ール縁ともども二重巻締する表面硬化、及び滑面
仕上げ加工した缶蓋巻締工具に係る。

この種内容物を充填した缶体の場合、缶蓋巻締
作業は高圧蒸気中で行われるから、缶蓋巻締工具
は多量に水分を含む雰囲気中で使用される工具で
ある。又、被加工物は食品等を内容する金属容器
である缶であることから、工具自体に錆が発生す
ることは、缶詰内に錆が混入するおそれがあるこ
とと錆発生のため缶に疵を与えたり摩耗が激しく
工具寿命を極端に縮めるため、絶対に避けなけれ
ばならないことである。

そこで機械的硬度を増し酸化による錆発生し難
くするクロム（Cr）の含有量の少ない耐蝕性、
耐酸化性の弱い例えば高速度鋼は使用出来ず、さ
もないと缶や缶蓋と圧接する部分に錆が発生し、
その結果缶に不用の疵を与えたり、缶の中に錆が
混入したり巻締加工精度不良のため漏洩缶を多発
することは明らかである。

また空缶の場合でも缶底蓋巻締作業時に缶底蓋
や缶体に擦疵を付けたならば、その後の保管時や
内容物充填前の洗浄時や内容物充填時や缶上蓋巻
締時に錆が発生し同様となる。

当該缶蓋巻締工具による規定の一連作業は、第
１図乃至第４図に示すよう、缶蓋１を載せた缶体
２が、公転及び自転するリフタープレート３上に
運ばれ、リフタープレート３の上昇によりリフタ
ープレート３と一体に同期公転及び自転する上方
のシーミングチヤツク４に缶蓋１を嵌合し、上下
はシーミングチヤツク４とリフタープレート３に
より把持されると同時に１次シーミングロール５
は水平に寄つて来てシーミングチヤツク４のリツ
プ部４ａにバツクアツプされた缶蓋１の外周カー
ル縁１ａに１次シーミングロール５の環溝部５ａ
内面で圧力を加えながら缶蓋１の周囲を急速に回
転し、外周カール縁１ａを缶体２の開口外周フラ
ンジ縁２ａの下に巻き込み〔第３図参照〕、引続
き２次シーミングロール６が水平に寄つて来て１
次シーミングロール５で巻き込んだ缶体２および
缶蓋１の外周フランジ縁２ａと外周カール縁１ａ
を２次シーミングロール６の環溝部６ａとシーミ
ングチヤツク４のリツプ部４ａの外周面４a₁との
間に圧縮充填することにより巻締部αを形成する
〔第４図参照〕。２次シーミングロール６が後退す
ると同時にリフタープレート３が下降し、缶容器
はリフタープレート３外に自動的に運び出され
る。

このような苛酷な加工条件と加工の高速化およ
び最近頓に多用されて来たテインフリースチール
製の高硬度蓋材の使用に伴い従来のマルテンサイ
ト系ステンレス鋼の缶蓋巻締工具の寿命低下が著
しく、頻繁なる巻締工具の交換と保守点検整備の
工具管理が極めてシビアとなり、稼動率の低下並
びに缶容器品質のばらつきを解消せんとしてシー
ミングチヤツクとシーミングロールの所要箇所に
炭化タングステンコーテイング表面硬化処理を試
みたが炭化タングステンWCは高温で酸化分解し
易い宿命を有する結果高速切削に耐えない欠点が
あり実用に供し得なかつた。次いで創作されたの
がシーミングチヤツクとシーミングロールに炭化
チタンコーテイングを施す実公昭55−7320号の考
案および缶蓋巻締工具の所定箇所を滑面加工した
後に炭化チタンコーテイングを施す特公昭57−
14246号の発明であり、この考案と発明によりほ
ぼ所期の目的を達成し充分実用化の路を開くこと
ができたが、まだ充分でなくさらに改良の余地が
存在した。

即ち前記考案と発明で表面硬化手段として採用
した炭化チタンコーテイングは一般に高硬度と摩
擦係数の小さい点が特長であり、特に前記発明で
はこれを工具の所定箇所を滑面化したうえで被覆
するのであるから炭化チタンコーテイング層表面
は充分に平滑であるにもかかわらず加工時に缶体
に摩耗傷を与える問題点があつた。

これは摩擦係数が小さいとはいえ、炭化チタン
コーテイング層表面は顕微鏡拡大により微視的に
捕えれば微細な凹凸体で、かつこの凹凸は極めて
高硬度であるため巻締作業で缶体に圧接しても容
易に平坦化せず一方的に缶体を削つていたためで
ある。つまり炭化チタンコーテイング層のマイク
ロビツカース硬度は3800であるのに対し、錫やク
ロムメツキした缶蓋や缶体の低炭素鋼板のビツカ
ース硬度（特に極薄板や硬度試験の加圧荷重を小
さく取る場合にマイクロビツカース硬度で計る
が、その値はビツカース硬度と変らない）は80〜
220にすぎず、１桁から２桁も硬度が相違するた
め、シーミングロール、シーミングチヤツクおよ
びリフタープレートに被覆した炭化チタンコーテ
イング層表面のごく微細な凹凸が缶蓋や缶体に対
しては所謂ヤスリとして働き、擦疵を付けていた
のである。

ここにおいてより安定した超硬度の耐久性、耐
摩耗性、耐蝕性、耐熱性、耐酸化性が優れるとと
もに加工中被加工材に擦疵による錆発生の後遺的
悪影響を与えない缶蓋巻締工具の出現が待望され
る。

本発明は当該待望に応えて、超硬度の耐久性、
耐摩耗性、耐熱性、耐酸化性、耐蝕性を有する表
面硬化処理を施し、かつ前記問題点を解決するた
めに、表面硬化処理の後滑面仕上げ加工してなる
缶蓋巻締工具を提供せんとするものである。

本発明の実施例を第５図について説明する。

本発明の缶蓋巻締工具Ａは、缶蓋１に内嵌する
マルテンサイト系ステンレス鋼製シーミングチヤ
ツク４と、当該シーミングチヤツク４の外周に接
近自在に近設して重合する缶蓋１の外周カール縁
１ａと缶体２の外周フランジ縁２ａを巻締める空
転自在なマルテンサイト系ステンレス鋼１次シー
ミングロール５と２次シーミングロール６と、開
口に缶蓋１を冠載した缶体２を上載せし、一体上
昇して缶蓋１をシーミングチヤツク４に押嵌せし
める上下昇降動自在なマルテンサイト系ステンレ
ス鋼製リフタープレート製リフタープレート３と
を備え、缶蓋巻締工具Ａの所要部の表面硬化に当
り、缶蓋１の内周面１ｂをバツクアツプ接触する
シーミングチヤツク４の一番摩耗し易い外周面４
a₁を含むリツプ部４ａを、巻締作業時バツクアツ
プ接触する缶蓋１内周面１ｂとのスリツプ現象を
防止して、充分制動機能を発揮するよう研削加工
後にホーニング加工やシヨツトピーニング加工等
の粗面予備加工により表面５〜15ミクロン程度に
粗さ処理して粗面を形成する一方、シーミングロ
ール５，６の係合溝５ｂ，６ｂに係合するガイド
フランジ部４ｃ上面を研削加工後にラツプ研磨、
バフ研磨等の滑面予備加工を行つて平滑面を形成
し、次いで予備加工した前記粗面および平滑面の
みに限定して又はそれ等を含むシーミングチヤツ
ク４全体に亘りガス状の四塩化チタンと炭化水素
および水素を含む混合反応ガスの高温雰囲気中に
所要反応時間晒して炭化チタンコーテイング処理
を施し前記平滑面および粗面上に５〜20ミクロン
の純チタニウム・カーバイト層TiCを安定に析出
被覆してから前記平滑面上の純チタニウム・カー
バイト層TiC表面をバフ研磨、ラツプ研磨等の適
宜滑面仕上げ加工手段により２ミクロン以下の平
滑度に形成してなる。

また冠載重合した缶蓋１外周カール縁１ａと缶
体２外周フランジ縁２ａとを圧入巻締し、缶容器
の品質に敏感に影響を与え一番の精度を要しかつ
一番摩耗し易い１次シーミングロール５と２次シ
ーミングロール６外周に周設したそれぞれの環溝
部５ａ，６ａと、シーミングチヤツク４のガイド
フランジ部４ｃ上面に接触するシーミングロール
５，６の係合溝５ｂ，６ｂ上面とを、研削加工後
にラツプ研磨やバフ研磨等の滑面予備加工を行つ
て平滑面を形成し、次いで当該平滑面のみに限定
して又はそれを含むシーミングロール５，６全体
に亘り前記同様の炭化チタンコーテイング処理を
施し、平滑面上に５〜20ミクロンの純チタニウ
ム・カーバイト層TiCを安定に析出被覆してから
前記平滑面上の純チタニウム・カーバイト層TiC
表面をラツプ研磨、バフ研磨等の適宜滑面仕上げ
加工手段により0.05〜２ミクロン程度の平滑度に
形成してなる。

前記シーミングチヤツク４のガイドフランジ部
４ｃ上面とシーミングロール５，６の係合溝５
ｂ，６ｂ上面を滑面予備加工して炭化チタンコー
テイング処理後滑面仕上げ加工すれば缶が供給さ
れない空転時にシーミングロール５，６が自重で
下方へ下がり、その結果シーミングロール５，６
の係合溝５ｂ，６ｂ上面とシーミングチヤツク４
のガイドフランジ部４ｃ上面が接触した状態で空
転するが、この時の両者の摩耗が防止できる効果
も有する。又、シーミングチヤツク４のガイドフ
ランジ部４ｃ上面に炭化チタンコーテイング処理
しない場合でも前記ガイドフランジ部４ｃ上面を
滑面仕上げ加工すれば同様に摩耗が防止できる
〔第５図参照〕。尚、缶が供給され蓋を巻締める時
はシーミングロールの係合溝とシーミングチヤツ
クのガイドフランジ部は無接触となる。

さらに上載せしめた缶体２の缶底２ｂとの搬入
時や搬出時の摺擦作用により一番摩耗し易いリフ
タープレート３の上面を研削加工後にラツプ研
磨、バフ研磨等の滑面予備加工を行つて平滑面を
形成し、次いで当該平滑面のみに限定して又はそ
れを含むリフタープレート３全体に亘り前記同様
の炭化チタンコーテイング処理を施し、平滑面上
に５〜20ミクロンの純チタンニウム・カーバイト
層TiCを安定に析出被覆してから前記平滑面上の
純チタニウム・カーバイト層TiC表面をラツプ研
磨、バフ研磨等の適宜滑面仕上げ加工手段により
0.05〜２ミクロン程度の平滑度に形成してなる。

なお図中７は、シーミングチヤツク４を下端に
螺着した回転筒管８内を上下摺動自在に貫通する
ノツクアウトロツド９の下端に取付けられかつシ
ーミングチヤツク４下端の下向凹陥部４ｂ内から
出没上下動するノツクアウトパツド、１０，１
１，１２は軸受である。

本発明は前記のように構成するから炭化チタン
コーテイング処理後の滑面仕上げ加工を施してな
くてもシーミングロールの場合は表面硬化したも
のは表面硬化しないものの３倍〜19倍の耐用を誇
り、リフタープレートの場合だと表面硬化したも
のはしないものに比べ約５倍以上の耐用を有する
のに加え、炭化チタンコーテイング処理後の滑面
仕上げ加工を施した場合には更に飛躍的に耐用が
延びた。

そして本発明の缶蓋巻締工具Ａの製作上炭化チ
タンコーテイング処理の前段処理として不可欠な
焼入れ熱処理における焼入れ硬度の高いマルテン
サイト系ステンレス鋼を母材に採用したことによ
り炭化チタンコーテイング処理で析出被覆する純
チタニウム・カーバイト層TiCが母材表面に良好
安定に密着し、剥離の惧れもなくしかもマルテン
サイト系ステンレス鋼は粘り性も有するために、
シーミングロール５，６により繰返し衝撃荷重を
受けるシーミングチヤツク４に対する従来多発し
たクラツク現象をも解消する効果も有する。

かくして本発明の缶蓋巻締工具Ａは、少なくと
も一番摩耗し易い外表面箇所を炭化チタンコーテ
イング処理を行うことによつて超高硬度になりさ
らに前記炭化チタンコーテイング処理後滑面仕上
げ加工を施してあるので耐摩耗性、耐久性が飛躍
的に向上し、長寿命となるため、工具交換が少な
くて済みそれだけ稼動率を上げることが出来ると
ともに保守点検整備の工具管理、生産作業管理が
大幅に簡易化され、巻締加工時滑面仕上げ加工し
た表面硬化層により摺擦疵や熱発生による悪影響
は皆無となりより缶容器の高品質と高速多量生産
の要望を満足する。

しかして逆に表面硬化層たる純チタニウム・カ
ーバイト層TiCに摩擦係数を大ならしめてより制
動機能を発揮させるため、シーミングチヤツクの
リツプ部外周面４a₁を粗面予備加工して巻締時の
缶蓋内周面１ｂとシーミングチヤツク４のリツプ
部４ａ外周面４a₁とのスリツプを防止したので巻
締精度も高まり密封性能を良好として品質安定の
完壁を期するとともに、シーミングチヤツク４の
ガイドフランジ部４ｃ上面、シーミングロール
５，６の環溝部５ａ，６ａ、シーミングロール
５，６の係合溝５ｂ，６ｂの上面とリフタープレ
ート３上面を滑面予備加工および滑面仕上げ加工
したので純チタニウム・カーバイト層TiC自体の
有する摩擦係数を一層小さくして摩耗度を可及的
最高に低下せしめ長寿命を飛躍的に達成する等優
れた効果を奏する。

なお本発明の実施例ではシーミングチヤツクと
ロールとリフターにおいてそれぞれのその必要箇
所に滑面仕上げ加工を施しているが勿論本発明の
趣旨が損なわれない範囲でその必要箇所の選択組
合せやその他の必要箇所に随時仕上げ加工を施す
ことは当然本発明の精神内に包含される。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は缶蓋巻締工具による規定の
一連の段階的加工説明図、第５図は缶が供給され
ていない時の本発明缶蓋巻締工具とそれを取付け
たシーミングヘツドの中央縦断面図である。 Ａ…缶蓋巻締工具、１…缶蓋、１ａ…外周カー
ル縁、１ｂ…内周面、２…缶体、２ａ…外周フラ
ンジ縁、３…リフタープレート、４…シーミング
チヤツク、４ａ…リツプ部、４ｃ…ガイドフラン
ジ部、５…１次シーミングロール、５ａ，６ａ…
環溝部、６…２次シーミングロール、TiC…純チ
タニウム・カーバイト層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 巻締工具に備わるシーミングロールとリフタ
   ープレートの母材を靭性に富む耐蝕性マルテンサ
   イト系ステンレス鋼製とし、冠載重合する缶蓋外
   周カール縁と缶体外周フランジ縁とを圧入巻締し
   める前記シーミングロールの少なくとも環溝部
   と、缶体外底面を載接する前記リフタープレート
   の少なくとも上面とのそれぞれ外表面に炭化チタ
   ンコーテイング層との密着度を良好とし脱落を防
   止する滑面予備加工を施して置き、その上から炭
   化チタンコーテイング処理を行い表面硬化して耐
   摩耗性を前記母材の靭性に相乗した後、前記炭化
   チタンコーテイング処理されたものの内前記シー
   ミングロールの少なくとも環溝部と、前記リフタ
   ープレートの少なくとも上面の炭化チタンコーテ
   イング層のいずれか１箇所もしくは２箇所の表面
   をラツプ研磨、バフ研磨の適宜加工手段により２
   ミクロン以下の平滑度に滑面仕上げ加工して一連
   の巻締作業中に前記炭化チタンコーテイング層に
   より前記缶蓋外周カール縁や前記缶体外周フラン
   ジ縁や前記缶体外底面に錆発生の擦疵起生防止を
   計つてなる缶蓋巻締工具。 ２ 巻締工具に備わるシーミングチヤツクとシー
   ミングロールとリフタープレートの母材を靭性に
   富む耐蝕性マルテンサイト系ステンレス鋼製と
   し、缶蓋内周面に嵌接する前記シーミングチヤツ
   クの前記シーミングロールの係合溝と係合する少
   なくともガイドフランジ部上面と、冠載重合する
   缶蓋外周カール縁と缶体外周フランジ縁とを圧入
   巻締める前記シーミングロールの少なくとも環溝
   部と、前記ガイドフランジ部上面と接触する前記
   シーミングロールの少なくとも係合溝上面と、缶
   体外底面を載接する前記リフタープレートの少な
   くとも上面とのそれぞれ外表面に炭化チタンコー
   テイング層との密着度を良好とし脱落を防止する
   滑面予備加工をかつ前記シーミングチヤツクの少
   なくともリツプ部外周面の外表面にスリツプ防止
   可能な粗面予備加工をそれぞれ施して置き、その
   上から炭化チタンコーテイング処理を行い表面硬
   化して耐摩耗性を前記母材の靭性に相乗した後、
   前記炭化チタンコーテイング処理されたものの内
   前記シーミングチヤツクの少なくともガイドフラ
   ンジ部上面と前記シーミングロールの少なくとも
   環溝部および係合溝上面と前記リフタープレート
   の少なくとも上面の炭化チタンコーテイング層の
   いずれか１箇所もしくは２箇所以上の表面をラツ
   プ研磨、バフ研磨の適宜加工手段により２ミクロ
   ン以下の平滑度に滑面仕上げ加工して一連の巻締
   作業中に前記炭化チタンコーテイング層により前
   記缶蓋外周カール縁や前記缶体外周フランジ縁や
   前記缶体外底面に錆発生の擦疵起生防止を計つて
   なる缶蓋巻締工具。