(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶の内部に挿入される内部ロールを回転可能に支持する内部ロールスピンドルと、該内部ロールスピンドルの軸線に沿って隣接されるとともに缶の外部に配置される外部ロールを回転可能に支持する外部ロールスピンドルとを備え、
該外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に固定されているとともに前記外部ロールを先端部に有したアーム部を備え、
前記外部ロールスピンドルを回動させ前記外部ロールを前記内部ロールに外挿された缶に押し付けて該缶の開口端部を縮径するスピンフローフォームロール機構において、
前記外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に固定され共に回動するストッパアームを備え、
該ストッパアームは、前記外部ロールスピンドルが前記開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回転した時に外部に設けられた係止部に当接する位置に設定されていることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【請求項２】
請求項１記載のスピンフローフォームロール機構において、
前記アーム部は、前記ストッパアームに固定されていることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【請求項３】
請求項１または２記載のスピンフローフォームロール機構において、
前記ストッパアームは、前記係止部に当接する押圧調整部材を備え、
該押圧調整部材は、前記ストッパアームの回動方向に進退可能に設けられていることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のスピンフローフォームロール機構において、
前記内部ロールスピンドルおよび前記外部ロールスピンドルを複数組備え、
各組の前記外部ロールスピンドルは、その外周面が隣接する他の組の前記係止部とされることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【請求項５】
請求項４記載のスピンフローフォームロール機構において、
前記外部ロールスピンドルには、外周面が前記係止部とされる偏心リングが回転可能に外挿支持され、
該偏心リングは、その外周面の軸線が前記外部ロールスピンドルの軸線からずれていることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【請求項６】
缶の内部に挿入される内部ロールを回転可能に支持する内部ロールスピンドルと、該内部ロールスピンドルの軸線に沿って隣接されるとともに缶の外部に配置される外部ロールを回転可能に支持する外部ロールスピンドルとを備え、
該外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に取り付けられているとともに前記外部ロールを先端部に有したアーム部を備え、
前記外部ロールスピンドルを回動させ前記外部ロールを前記内部ロールに外挿された缶に押し付けて該缶の開口端部を縮径するスピンフローフォームロール機構において、
前記アーム部は、前記外部ロールスピンドルの外周にその周方向に回動可能に配され、
前記外部ロールスピンドルの外周には、前記アーム部の回動方向に伸縮して付勢可能な付勢部材の一端が連結されるとともに、該付勢部材の他端がアーム部に連結されているスピンフローフォームロール機構であって、
前記外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に取り付けられたストッパアームを備え、
該ストッパアームは、前記アーム部に固定されて該アーム部と共に回動可能とされ、アーム部が前記開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回転した時に外部に設けられた係止部に当接する位置に設定されていることを特徴とするスピンフローフォームロール機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶の開口端部を縮径するスピンフローネッキング加工に採用され、前記開口端部を挟んで縮径する内部ロールおよび外部ロールを備えたスピンフローフォームロール機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、缶の開口端部を縮径する手段の一つとして、スピンフローネッキング加工が提案されている。このスピンフローネッキング加工は、缶をその軸線周りに回転させるとともに、前記開口端部の内外面に転動させられる複数のローラによって缶壁を挟みながら該ローラを半径方向に移動させることにより、前記開口端部を先端に向けて順次縮径していくものである。
このようなスピンフローネッキング加工によれば、缶の開口端部の口径が縮小されるので、これを閉塞するための蓋の面積が小さくて済み、その分の材料を節約して製品コストの低減を図ることができるという利点がある。
【０００３】
ところで、かかるスピンフローネッキング加工においては、缶の内部に挿入される内部ロールを回転可能に支持する内部ロールスピンドルと、該内部ロールスピンドルの軸線に沿って隣接されるとともに缶の外部に配置される外部ロールを回転可能に支持する外部ロールスピンドルとを備えたスピンフローフォームロール機構が採用されている。
【０００４】
該スピンフローフォームロール機構は、前記外部ロールスピンドルに前記外部ロールを端部に有したアーム部が設けられており、外部ロールスピンドルを回動させてアーム部に支持された外部ロールを内部ロールに外挿状態の缶に押し付けることによって、該缶の開口端部を縮径するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスピンフローフォームロール機構では、アーム部を介して外部ロールを内部ロールに押し付け該内部ロールに外挿されている缶の開口端部を縮径加工するが、外部ロールは内部ロールからの反発力によって押し戻され、該反発力がアーム部に伝達されるとともに、該アーム部が固定されている外部ロールスピンドルにねじる力、すなわちねじり力が加わる。このとき、成形される缶に予め開口端部を複数段に縮径する加工、すなわちプリネック加工が施されていること、および缶の肉厚のばらつきや加工材料の硬度のばらつき等によって、外部ロールを押し戻す力が一定とならず前記ねじり力が一定しないことから、縮小された缶径が安定しないという問題が生じる。
【０００６】
なお、外部ロールスピンドルの全体ねじれ角θは、次のような計算式によって求められる。
θ＝（３２Ｍ／πＧ）×Σ（Ｌｎ／ｄｎ４）
Ｍ  ：モーメント（Ｍ＝Ｌａ×Ｆ）
Ｌａ  ：外部ロールスピンドルの軸線から外部ロールが缶に当接する位置
までの距離
Ｆ    ：成形力
Ｇ  ：せん断弾性係数
Ｌｎ  ：外部ロールスピンドルの軸線方向各部の長さ
ｄｎ  ：外部ロールスピンドルの軸線方向各部の直径
【０００７】
上記の対策として、外部ロールスピンドルの回転力を強めて外部ロールで過度な押圧力を缶および内部ロールに加えることによって、反発力に対する前記ねじり力の変動の影響を減少させることも考えられるが、この場合には、缶の開口端部が必要以上に押圧されて外部ロールがくい込み過ぎ、所望の成形を正確に行うことができない。
【０００８】
また、上記の計算式から判るように、外部ロールスピンドルの径を大きくして高強度のものとしたり、アーム部を短くしてモーメントの値を小さくする等の手段があるが、前者の場合には装置のコンパクト化に望ましくなく、また後者の場合には、各部材の配置上アーム部の短縮には限界がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、外部ロールスピンドルに加わるねじり力の変動を抑制し、安定した缶径を得ることができるスピンフローフォームロール機構を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、請求項１記載のスピンフローフォームロール機構では、缶の内部に挿入される内部ロールを回転可能に支持する内部ロールスピンドルと、該内部ロールスピンドルの軸線に沿って隣接されるとともに缶の外部に配置される外部ロールを回転可能に支持する外部ロールスピンドルとを備え、該外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に固定されているとともに前記外部ロールを先端部に有したアーム部を備え、前記外部ロールスピンドルを回動させ前記外部ロールを前記内部ロールに外挿された缶に押し付けて該缶の開口端部を縮径するスピンフローフォームロール機構において、前記外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に固定され共に回動するストッパアームを備え、該ストッパアームは、前記外部ロールスピンドルが前記開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回動した時に外部に設けられた係止部に当接する位置に設定されている技術が採用される。
【００１１】
このスピンフローフォームロール機構では、外部ロールスピンドルが最大回転角まで回動した時に係止部に当接するように設定されたストッパアームを備えているので、缶の開口端部を所定の最小径に縮径する角度まで外部ロールスピンドルが回動した時点で、ストッパアームが係止部に当接する。そして、外部ロールスピンドルがさらに回動しようとすることから、ストッパアームは強く係止部を押圧する。このとき、ストッパアームは係止部から強い反発力を受けるとともに、外部ロールスピンドルの回動方向とは逆方向への回転力、すなわち強いねじり力を該外部ロールスピンドルに伝達する。
【００１２】
すなわち、缶の開口端部を所定の最小径に最終的に縮径する時点で、外部ロールスピンドルは強いねじり力が加えられた状態とされる。したがって、この状態で、缶および内部ロールからのアーム部を押し戻す力が変動して外部ロールスピンドルに加わるねじり力が安定しなくても、該ねじり力は、係止部からストッパアームに伝達される強いねじり力に比べて小さいことから、外部ロールの位置が変動せず、安定した缶径が得られる。
また、ストッパアームが前記係止部に当接することによって、外部ロールスピンドルの回動が抑制されるとともに、アーム部の外部ロールが缶および内部ロールを押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロールがくい込むおそれがない。
【００１３】
請求項２記載のスピンフローフォームロール機構では、請求項１記載のスピンフローフォームロール機構において、前記アーム部は、前記ストッパアームに固定されている技術が採用される。
【００１４】
このスピンフローフォームロール機構では、アーム部がストッパアームに固定されているので、アーム部がストッパアームとは別個独立に外部ロールスピンドルの先端部に固定されている場合に比べて、係止部にストッパアームが当接する際にアーム部とストッパアームとの位置ずれが生じ難いとともに、アーム部がストッパアームに補強されて高い剛性が得られる。
【００１５】
請求項３記載のスピンフローフォームロール機構では、請求項１または２記載のスピンフローフォームロール機構において、前記ストッパアームは、前記係止部に当接する押圧調整部材を備え、該押圧調整部材は、前記ストッパアームの回動方向に進退可能に設けられている技術が採用される。
【００１６】
このスピンフローフォームロール機構では、ストッパアームに押圧調整部材が備えられているので、該押圧調整部材をストッパアームの回動方向に所定量だけ進退させて係止部に当接する位置を調整することにより、ストッパアームが回動して係止部に当接する際の該ストッパアームの回転角を調整することが可能となる。
また、前記押圧調整部材を進退させることにより、ストッパアームの回転角を変更し、成形時の外部ロールの位置を調整して異なる内径の缶にも対応可能となる。
【００１７】
請求項４記載のスピンフローフォームロール機構では、請求項１から３のいずれかに記載のスピンフローフォームロール機構において、前記内部ロールスピンドルおよび前記外部ロールスピンドルを複数組備え、各組の前記外部ロールスピンドルは、その外周面が隣接する他の組の前記係止部とされる技術が採用される。
【００１８】
このスピンフローフォームロール機構では、各組の外部ロールスピンドルの外周面が隣接する他の組の係止部とされるので、各外部ロールスピンドルが他の組の係止部を兼用して複数組の内部ロールスピンドルと外部ロールスピンドルとを効率的に配置することが可能となるとともに、別個独立した係止部を設ける必要がない。
【００１９】
請求項５記載のスピンフローフォームロール機構では、請求項４記載のスピンフローフォームロール機構において、前記外部ロールスピンドルには、外周面が前記係止部とされる偏心リングが回転可能に外挿支持され、該偏心リングは、その外周面の軸線が前記外部ロールスピンドルの軸線からずれている技術が採用される。
【００２０】
このスピンフローフォームロール機構では、係止部として外部ロールスピンドルに偏心リングが外挿されているので、該偏心リングを所定量回転させて他の組のストッパアームが当接する位置における偏心リングの外周半径を調整することにより、外部ロールスピンドルが缶の開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角の微調整が可能となる。
【００２１】
請求項６記載のスピンフローフォームロール機構では、缶の内部に挿入される内部ロールを回転可能に支持する内部ロールスピンドルと、該内部ロールスピンドルの軸線に沿って隣接されるとともに缶の外部に配置される外部ロールを回転可能に支持する外部ロールスピンドルとを備え、該外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に取り付けられているとともに前記外部ロールを先端部に有したアーム部を備え、前記外部ロールスピンドルを回動させ前記外部ロールを前記内部ロールに外挿された缶に押し付けて該缶の開口端部を縮径するスピンフローフォームロール機構において、前記アーム部は、前記外部ロールスピンドルの外周にその軸線を中心として回動可能に配され、前記外部ロールスピンドルの外周には、前記アーム部の回動方向に伸縮して付勢可能な付勢部材の一端が連結されるとともに、該付勢部材の他端がアーム部に連結されているスピンフローフォームロール機構であって、前記外部ロールスピンドルは、半径方向に突出状態に取り付けられたストッパアームを備え、該ストッパアームは、前記アーム部に固定されて該アーム部と共に回動可能とされ、アーム部が前記開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回転した時に外部に設けられた係止部に当接する位置に設定されている技術が採用される。
【００２２】
このスピンフローフォームロール機構では、前記アーム部が外部ロールスピンドルの外周にその軸線を中心として回動可能に配され、外部ロールスピンドルの外周にはアーム部の回動方向に伸縮して付勢可能な付勢部材の一端が連結されるとともに、該付勢部材の他端がアーム部に連結されているので、外部ロールが缶の開口端部に当接した状態でさらに外部ロールスピンドルを回動させると連結された付勢部材が伸縮してその付勢力がアーム部に加わり、外部ロールから缶に大きな押圧力が加わる。
このとき、缶から外部ロールへ押し戻す力が変動しても、アーム部が外部ロールスピンドルに回動可能に取り付けられ、固定されていないとともに、付勢部材に連結されているので、前記押し戻す力の変動が付勢部材によって緩和・吸収されることにより、外部ロールスピンドルに加わるねじり力の変動が抑制されて、安定した缶径が得られる。
【００２６】
また、アーム部が最大回転角まで回動した時に係止部に当接するように設定されたストッパアームを備えているので、缶の開口端部を所定の最小径に縮径する角度までアーム部が回動した時点で、ストッパアームが係止部に当接する。そして、外部ロールスピンドルおよびアーム部がさらに回動しようとすることから、ストッパアームは強く係止部を押圧する。このとき、ストッパアームは係止部から強い反発力を受けるとともに、アーム部の回動方向とは逆方向への回転力が前記付勢部材に対して伸縮する方向に加わり、大きな付勢力が生じる。
【００２７】
すなわち、缶の開口端部を所定の最小径に最終的に縮径する時点で、アーム部は付勢部材による大きな付勢力が加えられた状態とされる。したがって、この状態で、缶および内部ロールからのアーム部を押し戻す力が変動しても、この変動の力は前記付勢力に比べて小さいことから、外部ロールの位置が変動し難く、より安定した缶径が得られる。
また、ストッパアームが前記係止部に当接することによって、アーム部の回動が抑制されるとともに、外部ロールが缶および内部ロールを押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロールがくい込むおそれがない。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第１実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
これらの図にあっては、符号Ｃは缶、１は内部ロール、２は内部ロールスピンドル、３は外部ロール、４は外部ロールスピンドルを示している。
【００３１】
本実施形態に係るスピンフローフォームロール機構は、図１から図３に示すように、缶Ｃの内部に挿入される円環状の内部ロール１を回転可能に支持する内部ロールスピンドル２と、該内部ロールスピンドル２の軸線に沿って隣接されるとともに缶Ｃの外部に配置される円環状の外部ロール３を回転可能に支持する外部ロールスピンドル４とを複数組備えている。
【００３２】
なお、図１においては、隣接する２組の内部ロールスピンドル２および外部ロールスピンドル４を代表的に示しているが、前記複数の外部ロールスピンドル４は図示しないターレットの外周に所定間隔を開けて取り付けられるとともに、前記複数の内部ロールスピンドル２は対応する各外部ロールスピンドル４から所定距離離間してそれぞれ配設されている。
【００３３】
前記内部ロールスピンドル２は、図２に示すように、内部ロール用外筒部材５内部に回転可能に支持されるとともに回転軸線が該内部ロール用外筒部材５の軸線から所定量偏心している内部ロール用主軸部材６と、該内部ロール用主軸部材６の先端に前記内部ロール１を軸線を同じくして回転可能に支持する支持ボルト７および内部ロール用軸受８とを備えている。
【００３４】
前記外部ロールスピンドル４は、図３に示すように、回転駆動源Ｐに接続された回転可能な外部ロール用主軸部材１１と、該外部ロール用主軸部材１１の先端部に摩擦式締結要素部材１１ａ，１１ｂによって外挿状態に固定されたフランジ部材４ａと、該フランジ部材４ａに外挿状態に固定され半径方向に突出し前記外部ロール用主軸部材１１と共に回動するストッパアーム１２と、前記外部ロール用主軸部材１１を軸受１３を介して回転可能に支持する外部ロール用外筒部材１４と、該外部ロール用外筒部材１４の外周かつ前記ストッパアーム１２より後端側に回転可能に外挿支持された偏心リング（係止部）１５とを備えている。
【００３５】
さらに、前記ストッパアーム１２は、その先端に設けられた押圧調整部１２ｂを外部ロール主軸部材１１の軸方向における前記偏心リング１５の取付位置に相当する位置に配して屈曲状態に形成されている。
【００３６】
前記ストッパアーム１２には、外部ロール軸部１６を先端部に挟持した一対のアーム部１７が外部ロールスピンドル４の半径方向に突出状態に設けられている。  一対のうち上部のアーム部１７は、ストッパアーム１２の上部に固定されているとともに、下部のアーム部１７は、ストッパアーム１２の下部に一体に形成されている。
また、前記ストッパアーム１２は、その基端に設けられた基端円筒部１２ａをフランジ部材４ａに外挿し該フランジ部材４ａに形成された長穴Ｈにボルト１９を貫通させて所定位置に固定されている。
【００３７】
なお、前記フランジ部材４ａに形成された締結用穴Ｔには、摩擦式締結要素部材１１ｂが挿入され、該摩擦式締結要素部材１１ｂに円錐状に形成された貫通孔Ｋに円錐形状の外周面を有する摩擦式締結要素部材１１ａがはめ込まれているとともに、ボルトで互いが締結されている。すなわち、摩擦式締結要素部材１１ａ，１１ｂは、フランジ部材４ａの締結用穴Ｔを半径方向外側に押圧して該フランジ部材４ａを一定の締結力で固定している。したがって、フランジ部材４ａに前記締結力（摩擦力）を上回る一定以上の回転力が加わった場合には、フランジ部材４ａが回動することによって外部ロール主軸部材１１に異常な過負荷が加わることを防いでいる。
【００３８】
前記外部ロール軸部１６は、図４に示すように、アーム部１７に一端部が支持され内部ロールスピンドル２に沿って配されたアーム部軸部材（中心軸受部材）２１と、該アーム部軸部材２１に外挿されたバネ２５によって付勢される中間円筒部材（筒状軸受部材）２６と、該中間円筒部材２６に軸受２７を介して回転可能に支持された外部ロール３とを備えている。
【００３９】
前記中間円筒部材２６は、その内側にアーム部軸部材２１に外挿された円筒状の保持器２８と、該保持器２８の複数の孔に転動可能に支持された複数の鋼球２９とを備え、これらの鋼球２９は、アーム部軸部材２１の外周面および中間円筒部材２６の内周面に軸線方向に沿って形成された複数の溝部２１ａ，２６ａに転動可能に配されている。
【００４０】
したがって、前記外部ロール３および中間円筒部材２６は、鋼球２９を介してアーム部軸部材２１の軸線方向に直線運動が可能とされるとともに、アーム部軸部材２１を中心軸とした回転運動が可能である。
【００４１】
前記押圧調整部１２ｂは、図１に示すように、外部ロールスピンドル４の軸線を中心とした仮想円に接する軸線を有した雌螺子孔１２ｃと、該雌螺子孔１２ｃに進退可能に螺着される押圧ボルト３１（押圧調整部材）とを備えている。
該押圧ボルト３１は、ワッシャ３２を貫通するとともにナット３３に螺着されて位置決め固定されている。前記押圧ボルト３１は、回転させることにより雌螺子孔１２ｃからの突出量、すなわちストッパアーム１２の回動方向（図中の矢印方向）における進退量を調整することができる。
また、押圧ボルト３１は、外部ロールスピンドル４の軸線からの距離が該軸線と外部ロール３との距離より長く設定されている。
【００４２】
前記偏心リング１５は、図３に示すように、前記外部ロールスピンドル４に外挿固定された取付用筒体３５に外挿され、半径方向に形成された貫通孔１５ａに支持ボルト３６を挿入するとともに取付用筒体３５に形成された雌螺子孔３５ａに螺着させて位置決め固定されている。したがって、前記支持ボルト３６を緩めることによって、偏心リング１５を回転させることができる。
また、前記偏心リング１５は、その肉厚が周方向によって漸次変えられて形成されており、その外周面の軸線が外部ロールスピンドル４の軸線からずれて設定されている。
【００４３】
なお、前記各組のストッパアーム１２は、前記外部ロールスピンドル４が缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回動した時に隣接する他の組の外部ロールスピンドル４の偏心リング１５に押圧ボルト３１が当接する位置に設定されている。
【００４４】
次に、本実施形態のスピンフローフォームロール機構による外部ロールスピンドル４による成形力の調整方法を以下に説明する。
【００４５】
まず、偏心リング１５を緩めて回転させ押圧ボルト３１が当接する部分の厚さが最も薄くなるようにして再び固定する。この状態でテスト用の缶Ｃを成形加工し缶Ｃの内径を測定することによって、成形時に缶Ｃに加わる成形力より所定量大きな成形力が得られる外部ロール３の押し込み量に調整する。この調整は、長穴Ｈ部分に固定されたボルト１９を緩めてストッパアーム１２を回転させその取り付け位置を調整することにより行う。
【００４６】
次に、ストッパアーム１２を一旦後退させた状態で、偏心リング１５を回転させ押圧ボルト３１の当接する位置の厚さを変えることによって押圧ボルト３１が当接する位置を所定量後退させ、外部ロールスピンドル４に缶Ｃに加わる成形力より所定量大きなねじり力が加わるように設定する。例えば、缶Ｃに加える成形力（外部ロール３に加わる反力）を４５ｋｇｆとすると前記ねじり力を６０Ｋｇｆに設定しておく。なお、偏心リング１５には、調整の便宜のため外周面に沿って圧力に対応した目盛りが付けられている。
このように、偏心リング１５で押圧ボルト３１の当接位置を調整することによって圧力調整を行い外部ロールスピンドル４の成形力を調整する。
【００４７】
このスピンフローフォームロール機構では、外部ロールスピンドル４が最大回転角まで回動した時に隣接する他の組の外部ロールスピンドル４における偏心リング１５に当接するように設定されたストッパアーム１２を備えているので、缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する角度まで外部ロールスピンドル４が回動した時点で、ストッパアーム１２の押圧ボルト３１が前記偏心リング１５の外周面に当接する。
【００４８】
そして、外部ロールスピンドル４がさらに回動しようとすることから、ストッパアーム１２の押圧ボルト３１は強く偏心リング１５を押圧する。このとき、ストッパアーム１２は偏心リング１５、すなわち隣接する他の組の外部ロールスピンドル４から強い反発力を受けるとともに、外部ロールスピンドル４の回動方向とは逆方向への回転力、すなわち強いねじり力を該外部ロールスピンドル４に伝達する。
【００４９】
すなわち、缶Ｃの開口端部を所定の最小径に最終的に縮径する時点で、外部ロールスピンドル４は強いねじり力が加えられた状態とされる。したがって、この状態で、缶Ｃおよび内部ロール１からのアーム部１７を押し戻す力が変動して外部ロールスピンドル４に加わるねじり力が安定しなくても、該ねじり力は、他の組の外部ロールスピンドル４からストッパアーム１２に伝達される強いねじり力に比べて小さいことから、全ねじり力に対する変動率は小さくなる。
【００５０】
また、ストッパアーム１２が他の組の外部ロールスピンドル４に当接することによって、外部ロールスピンドル４の回動が抑制されるとともにアーム部１７の外部ロール３が缶Ｃおよび内部ロール１を押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロール３がくい込むことがない。
【００５１】
そして、アーム部１７がストッパアーム１２に固定されているので、アーム部１７がストッパアーム１２とは別個独立に外部ロールスピンドル４の先端部に固定されている場合に比べて、他の組の外部ロールスピンドル４にストッパアーム１２が当接する際に、アーム部１７とストッパアーム１２との位置ずれが生じ難いとともに、アーム部１７がストッパアーム１２に補強されて高い剛性が得られる。
【００５２】
さらに、ストッパアーム１２に押圧ボルト３１が備えられているので、厚さの異なるワッシャ３２に交換して押圧ボルト３１をストッパアーム１２の回動方向に所定量だけ進退させ偏心リング１５に当接する位置を調整することにより、ストッパアーム１２が回動して他の組の外部ロールスピンドル４に当接する際の該ストッパアーム１２の回転角を調整することが可能となる。
また、厚さの異なる前記ワッシャ３２に交換して押圧ボルト３１を進退させることにより、ストッパアーム１２の回転角を変更し、成形時の外部ロール３の位置を調整して異なる内径の缶Ｃにも対応可能となる。
【００５３】
また、外部ロールスピンドル４に偏心リング１５が外挿されているので、該偏心リング１５を所定量回転させて他の組のストッパアーム１２が当接する位置における偏心リング１５の外周半径を調整することにより、外部ロールスピンドル４が缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角の微調整が可能となる。したがって、外部ロール３が缶Ｃに当接する位置および所定の成形力のセッティングを正確に行うことができる。
【００５４】
さらに、各組の外部ロールスピンドル４の外周面、すなわち偏心リング１５の外周面が隣接する他の組のストッパアーム１２を係止する部分とされるので、ストッパアーム１２を係止する部分を別個独立に設ける必要がないことから、簡易にかつ少部品点数で複数の缶Ｃの加工が可能となる。
【００５５】
また、外部ロール３を回転可能に支持する中間円筒部材２６が複数の鋼球２９を介してアーム軸部材２１によって軸線方向に移動可能に支持されているので、外部ロール３が内部ロール１に押圧されて軸線方向に移動する際に、ブッシュ等の軸受で外部ロールが支持されている場合に比べて、かじり等が生じるおそれがなくスムーズに直線運動が行われる。
【００５６】
次に、本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第２実施形態について、図５から図７を参照して説明する。
これらの図にあっては、符号１０４は外部ロールスピンドルを示している。
【００５７】
第２実施形態に係るスピンフローフォームロール機構は、外部ロールスピンドルが第１実施形態のものと異なる構造を有している。
【００５８】
すなわち、本実施形態の外部ロールスピンドル１０４は、図５から図７に示すように、回転駆動源Ｐに接続された回転可能な外部ロール用主軸部材１１と、該外部ロール用主軸部材１１の先端部に摩擦式締結要素部材１１ａ，１１ｂによって外挿状態に固定されたフランジ部材４ａと、該フランジ部材４ａの外周に回動可能に取り付けられ半径方向に突出したストッパアーム１１２と、前記外部ロール用主軸部材１１を軸受１３を介して回転可能に支持する外部ロール用外筒部材１４と、該外部ロール用外筒部材１４の外周かつ前記ストッパアーム１２より後端側に回転可能に外挿支持された偏心リング（係止部）１５とを備えている。
【００５９】
さらに、前記ストッパアーム１１２は、その先端に設けられた押圧調整部１２ｂを外部ロール主軸部材１１の軸方向における前記偏心リング１５の取付位置に相当する位置に配して屈曲状態に形成されている。
【００６０】
前記ストッパアーム１１２には、外部ロール軸部１６を先端部に挟持した一対のアーム部１７が外部ロールスピンドル１０４の半径方向に突出状態に設けられている。
一対のうち上部のアーム部１７は、ストッパアーム１１２の上部に固定されているとともに、下部のアーム部１７は、ストッパアーム１１２の下部に一体に形成されている。
また、前記ストッパアーム１１２は、その基端に設けられた基端円筒部１２ａをワッシャ４０ａおよび円筒状のブッシュ４０ｂを介してフランジ部材４ａに外挿され、ワッシャ４０ｃを介して取付用ナット４０ｄによって回動可能に取り付けられている。
【００６１】
そして、該フランジ部材４ａの上部には、円環部材４１が外挿され、該円環部材４１に形成された長穴Ｈにボルト１９を貫通させてフランジ部材４ａに固定されている。
前記円環部材４１には、図５に示すように、その外周に半径方向に突出した突出部４１ａが形成され、該突出部４１ａは、その側部に横断面円弧状の係止円弧部４１ｂが形成されている。
【００６２】
前記ストッパアーム１１２におけるアーム部１７の取付部側面には、アーム部１７の突出方向および外部ロールスピンドル１０４の軸線方向に直交する方向に伸縮可能なコイルバネ（付勢部材）４２の一端が係止されている。
また、該コイルバネ４２の他端には、押え板４３が取り付けられ、該押え板４３の中央に形成された貫通孔、コイルバネ４２およびストッパアーム１１２に形成された貫通孔１２ｄに支持ロッド４４が挿通されている。
【００６３】
該支持ロッド４４は、押え板４３から突出させた一端部４４ａに雄螺子部（図示せず）が形成され、該雄螺子部に調整ナット４５を螺着することによって一端部４４ａが押え板４３から所定長さ突出するように設定しているとともに、コイルバネ４２を所定の付勢力となる所定長さに縮めている。すなわち、支持ロッド４４、押え板４３および調整ナット４５は、コイルバネ４２を伸縮させてその長さを調整しその付勢力を変更可能な付勢力調整手段として機能する。
さらに、支持ロッド４４の他端部４４ｂは、外部ロールスピンドル１０４の軸線方向上方に屈曲され、前記円環部材４１の係止円弧部４１ｂに係止状態とされている。
【００６４】
なお、前記各組のストッパアーム１１２は、前記アーム部１７が缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角まで回動した時に隣接する他の組の外部ロールスピンドル１０４の偏心リング１５に押圧ボルト３１が当接する位置に設定されている。
【００６５】
次に、本実施形態のスピンフローフォームロール機構の外部ロールスピンドル１０４による成形力の調整方法を以下に説明する。
【００６６】
まず、偏心リング１５を緩めて回転させ押圧ボルト３１が当接する部分の厚さが最も薄くなるようにして再び固定する。この状態でテスト用の缶Ｃを成形加工し缶Ｃの内径を測定することによって、成形時に缶Ｃに加わる成形力より所定量大きな成形力が得られる外部ロール３の押し込み量に調整する。この調整は、長穴Ｈ部分に固定されたボルト１９を緩めてストッパアーム１１２を回転させその取り付け位置を調整することにより行う。
【００６７】
次に、ストッパアーム１１２を一旦後退させた状態で、偏心リング１５を回転させ押圧ボルト３１の当接する位置の厚さを変えることによって押圧ボルト３１が当接する位置を所定量後退させ、コイルバネ４２に缶Ｃに加わる成形力より所定量の大きな付勢力が生じるように設定する。
すなわち、外部ロールスピンドル１０４を回動させて押圧ボルト３１が係止された状態で、さらに外部ロールスピンドル１０４を回動させると、円環部材４１の係止円弧部４１ｂが支持ロッド４４の他端部４４ｂを回転方向に移動させる。
【００６８】
このとき、支持ロッド４４の一端部４４ａに取り付けた押え板４３が、係止しているコイルバネ４２の他端を一端側（回転方向）に押圧するとともに、コイルバネ４２を圧縮状態として所定の付勢力を発生させる。この付勢力は、アーム部１７および外部ロール３に伝達されてこれらを回動方向に押圧する。
例えば、缶Ｃに加える成形力（外部ロール３に加わる反力）を４５ｋｇｆとすると前記付勢力を６０Ｋｇｆに設定しておく。なお、偏心リング１５には、調整の便宜のため外周面に沿って圧力に対応した目盛りが付けられている。
このように、偏心リング１５で押圧ボルト３１の当接位置を調整することによって圧力調整を行い、外部ロールスピンドル１０４の成形力を調整する。
【００６９】
このスピンフローフォームロール機構では、アーム部１７が外部ロールスピンドル１０４の外周にその軸線を中心として回動可能に配され、外部ロールスピンドル１０４の外周にはアーム部１７の回動方向に伸縮して付勢可能なコイルバネ４２の一端が連結されるとともに、該コイルバネ４２の他端がアーム部１７に連結されているので、成形時において、外部ロール３が缶Ｃの開口端部に当接した状態でさらに外部ロールスピンドル１０４を回動させると連結されたコイルバネ４２が伸縮してその付勢力がアーム部１７に加わり、外部ロール３から缶Ｃに大きな押圧力が加わる。
【００７０】
このとき、缶Ｃから外部ロール３へ押し戻す力が変動しても、アーム部１７が外部ロールスピンドル１０４に回動可能に取り付けられ、固定されていないとともに、コイルバネ４２に連結されているので、前記押し戻す力の変動がコイルバネ４２によって緩和・吸収されることにより、外部ロールスピンドル１０４に加わるねじり力の変動が抑制されて、安定した缶径が得られる。
【００７１】
また、コイルバネ４２を伸縮させてその長さを調整しその付勢力を変更可能な支持ロッド４４、調整ナット４５および押え板４３を備えているので、コイルバネ４２の付勢力を調整することにより、外部ロールスピンドル１０４およびアーム部１７の回転角に対するアーム部１７から缶Ｃへの押圧力の強さを調整することができる。
【００７２】
さらに、アーム部１７が最大回転角まで回動した時に隣接する他の組の外部ロールスピンドル１０４における偏心リング１５に当接するように設定されたストッパアーム１１２を備えているので、缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する角度までアーム部１７が回動した時点で、ストッパアーム１１２の押圧ボルト３１が前記偏心リング１５の外周面に当接する。
【００７３】
そして、外部ロールスピンドル１０４がさらに回動しようとすることから、ストッパアーム１１２の押圧ボルト３１は強く偏心リング１５を押圧する。このとき、ストッパアーム１１２は偏心リング１５、すなわち隣接する他の組の外部ロールスピンドル１０４から強い反発力を受けるとともに、外部ロールスピンドル１０４の回動方向とは逆方向への回転力、すなわち強いねじり力を該外部ロールスピンドル１０４に伝達する。
【００７４】
すなわち、缶Ｃの開口端部を所定の最小径に最終的に縮径する時点では、アーム部１７はコイルバネ４２による大きな付勢力が加えられた状態とされる。したがって、この状態で、缶Ｃおよび内部ロール１からのアーム部１７を押し戻す力が変動しても、この変動の力は前記付勢力に比べて小さいことから、外部ロール３の位置が変動し難く、より安定した缶径が得られる。
また、ストッパアーム１１２が他の組の外部ロールスピンドル１０４に当接することによって、アーム部１７の回動が抑制されるとともに、外部ロール３が缶Ｃおよび内部ロール１を押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロール３がくい込むおそれがない。
【００７５】
さらに、ストッパアーム１１２に押圧ボルト３１が備えられているので、厚さの異なるワッシャ３２に交換して押圧ボルト３１をストッパアーム１１２の回動方向に所定量だけ進退させ偏心リング１５に当接する位置を調整することにより、ストッパアーム１１２が回動して他の組の外部ロールスピンドル１０４に当接する際の該ストッパアーム１１２の回転角を調整することが可能となる。
また、厚さの異なる前記ワッシャ３２に交換して押圧ボルト３１を進退させることにより、ストッパアーム１１２の回転角を変更し、成形時の外部ロール３の位置を調整して異なる内径の缶Ｃにも対応可能となる。
【００７６】
また、外部ロールスピンドル１０４に偏心リング１５が外挿されているので、該偏心リング１５を所定量回転させて他の組のストッパアーム１１２が当接する位置における偏心リング１５の外周半径を調整することにより、アーム部１７が缶Ｃの開口端部を所定の最小径に縮径する最大回転角の微調整が可能となる。したがって、外部ロール３が缶Ｃに当接する位置および所定の成形力のセッティングを正確に行うことができる。
【００７７】
さらに、各組の外部ロールスピンドル１０４の外周面、すなわち偏心リング１５の外周面が隣接する他の組のストッパアーム１１２を係止する部分とされるので、ストッパアーム１１２を係止する部分を別個独立に設ける必要がないことから、簡易にかつ少部品点数で複数の缶Ｃの加工が可能となる。
【００７８】
なお、上記各実施形態のスピンフローフォームロール機構では、ストッパアームが当接する部分を隣接する他の組の外部ロールスピンドルとしたが、他の部分に当接させても構わない。例えば、他の組の外部ロールスピンドルとは別個独立に設けられた固定ポストにストッパアームを当接させてもよい。
【００７９】
また、第２実施形態の外部ロールスピンドル１０４とアーム部１７とを連結する付勢部材としてコイルバネ４２を採用したが、他の付勢部材を用いても構わない。例えば、ダンパ等を採用してもよい。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
（１）請求項１記載のスピンフローフォームロール機構によれば、外部ロールスピンドルが最大回転角まで回動した時に係止部に当接するように設定されたストッパアームを備えているので、ストッパアームが係止部から強い反発力を受けるとともに強いねじり力を外部ロールスピンドルに加え、缶および内部ロールからのねじり力が安定しなくても、該ねじり力は、係止部からストッパアームに伝達される強いねじり力に比べて小さいことから、全ねじり力としての変動を小さくすることができる。
したがって、スピンフローネッキング加工において、プリネック加工や塗膜厚等によって生じるねじり力の変動の影響を受け難く、安定した缶径を得ることができることから、高精度かつ高歩留まりの縮径加工を施すことができる。
【００８１】
また、ストッパアームを係止部に当接させることによって、外部ロールスピンドルの回動を抑制するとともにアーム部の外部ロールが缶および内部ロールを押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロールがくい込むことを防ぐことができることから、所望の成形を正確に行うことができる。
【００８２】
（２）請求項２記載のスピンフローフォームロール機構によれば、アーム部をストッパアームに固定しているので、アーム部がストッパアームとは別個独立に外部ロールスピンドルの先端部に固定されている場合に比べて、係止部にストッパアームが当接する際にアーム部とストッパアームとの位置ずれが生じ難いとともに、アーム部がストッパアームに補強されて高い剛性を得ることができる。したがって、缶および内部ロールからの押し戻す力でアーム部が湾曲し、外部ロールスピンドルに加わるねじり力がさらに変動するという不都合を抑制することができる。
【００８３】
（３）請求項３記載のスピンフローフォームロール機構によれば、ストッパアームに押圧調整部材を備えているので、該押圧調整部材を進退させることにより、ストッパアームが回動して係止部に当接する際の回転角を調整することができるとともに、外部ロールが缶に当接する位置を変更して多種類の缶径等に対応することができる。
【００８４】
（４）請求項４記載のスピンフローフォームロール機構によれば、各組の外部ロールスピンドルの外周面を隣接する他の組の係止部とするので、複数組の内部ロールスピンドルと外部ロールスピンドルとを効率的に配置することができるとともに、別個独立した係止部を設ける必要がないことから、簡易にかつ少部品点数で複数の缶の加工を行うことができる。
【００８５】
（５）請求項５記載のスピンフローフォームロール機構によれば、係止部として外部ロールスピンドルに偏心リングを外挿しているので、該偏心リングを所定量回転させてストッパアームが当接する位置の外周半径を調整することにより、外部ロールスピンドルの最大回転角を微調整することができ、外部ロールが缶に当接する位置および所定の成形力のセッティングを正確に行うことができる。また、請求項３記載のスピンフローフォームロール機構と同様に、多種類の缶径等に対応することもできる。
【００８６】
（６）請求項６記載のスピンフローフォームロール機構によれば、アーム部が外部ロールスピンドルの外周に回動可能に配され、外部ロールスピンドルの外周およびアーム部に付勢部材の一端および他端が連結されているので、成形時にさらに外部ロールスピンドルを回動させると付勢部材が伸縮してその付勢力がアーム部に加わり、外部ロールから缶に大きな押圧力を加えることができる。
また、缶から外部ロールへ押し戻す力が変動しても、押し戻す力の変動が付勢部材によって緩和・吸収されることにより、外部ロールスピンドルに加わるねじり力の変動が抑制されて、安定した缶径を得ることができる。
さらに、上記押し戻す力の変動によって、外部ロールおよびアーム部に過負荷が加わっても、付勢部材が緩和・吸収することにより、外部ロールスピンドルに過度なねじり力が加わることを防ぐことができる。
【００８８】
さらに、アーム部が最大回転角まで回動した時に係止部に当接するように設定されたストッパアームを備えているので、成形時にストッパアームが係止部から強い反発力を受けるとともに、付勢部材によって大きな付勢力をアーム部に加えることができ、外部ロールの位置が変動し難く、より安定した缶径を得ることができる。したがって、スピンフローネッキング加工において、プリネック加工や塗膜厚等によって生じるねじり力の変動の影響を受け難く、安定した缶径を得ることができることから、高精度かつ高歩留まりの縮径加工を施すことができる。
【００８９】
また、ストッパアームを係止部に当接させることによって、アーム部の回動を抑制するとともに外部ロールが缶および内部ロールを押圧する力も抑制され、必要以上に押圧して外部ロールがくい込むことを防ぐことができることから、所望の成形を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第１実施形態を示す正面図である。
【図２】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第１実施形態における外部ロールおよび内部ロールの位置関係を示す要部の断面図である。
【図３】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第１実施形態における外部ロールスピンドルの断面図である。
【図４】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第１実施形態における外部ロール軸部の断面図である。
【図５】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第２実施形態を示す正面図である。
【図６】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第２実施形態における外部ロールスピンドルの断面図である。
【図７】本発明に係るスピンフローフォームロール機構の第２実施形態における外部ロールスピンドルの要部側面図である。
【符号の説明】
１  内部ロール
２  内部ロールスピンドル
３  外部ロール
４  外部ロールスピンドル
１２  ストッパアーム
１５  偏心リング
１７  アーム部
２１  アーム部軸部材（中心軸受部材）
２１ａ，２６ａ  溝部
２６  中間円筒部材（筒状軸受部材）
２９  鋼球
３１  押圧ボルト（押圧調整部材）
３２  ワッシャ
４１  円環部材
４１ｂ  係止円弧部
４２  コイルバネ（付勢部材）
４３  押え板
４４  支持ロッド
４５  調整ナット
Ｃ  缶体
【図１】
0003546643.tif 000002
【図２】
0003546643.tif 000003
【図３】
0003546643.tif 000004
【図４】
0003546643.tif 000005
【図５】
0003546643.tif 000006
【図６】
0003546643.tif 000007
【図７】
0003546643.tif 000008