(57)【要約】押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された金属製素材に複合構造の縁部カラー（１８″）を成形する方法および成形装置である。これによって飲料および食料品部門または技術的使用のための金属製容器を得ることが可能であり、キャップによる密閉を可能とし、テーパリングマシンに使用できる。この方法は、金属製容器（１０）の上端部（１２）を外側に折り曲げて、略円形断面の縁部カラー（１８）を得る第１の成形工程と、そのカラーを半径方向中心に絞込み、金属製容器（１０）の底部に向けて引き伸ばすことによってカラー（１８′）を成形する１以上の中間成形工程と、そのカラーに複合的な楕円形輪郭を与えることによって、２種以上のキャップを取付け可能な縁部カラー（１８″）を成形する最終工程と、場合によっては、表面仕上げ工程と、を順次に含む。
2009534195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル形状をなす金属製容器（１０）の円形口部に、キャップにより密閉可能な縁部カラー（１８″）を成形する方法において、
‐金属製容器（１０）の略円筒状をなす上端部を外側に折り曲げることによって、横断面が略円形のカラー（１８）を得る第１の成形工程と、
‐そのカラーを半径方向中心に絞り込み、金属製容器（１０）の底部に向けて引き伸ばすことによってカラー（１８′）を成形する第２の中間成形工程と、
‐そのカラーに複合的な楕円形輪郭を与えることによって、２種以上のキャップを取付可能な縁部カラー（１８″）を成形する第３の最終成形工程と、
を含む成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成形方法において、前記第３の最終成形工程で、前記縁部カラー（１８″）の表面仕上げを行う成形方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の成形方法において、更に、金属製容器（１０）の上端部（１２）の側面（１６）の厚さを細くする準備工程を含む成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形方法において、前記第１の成形工程で、上端部（１２）を２７０度以上の角度で、外側に折り曲げる、または折り返させる成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の成形方法において、中間成形工程で、前記カラー（１８）を半径方向中心に絞り込み、同時に、該カラーを金属製容器（１０）の底部に向けて引き伸ばし、楕円形状とすることによってカラー（１８′）を成形する成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の成形方法において、前記最終成形工程で成形される卵形の縁部カラー（１８″）が、
−縁部カラーの最も外側に拡がっている点を結ぶ線分の長さにより測定される外形（Ｘ）の範囲が、２６〜２７ｍｍであり、縁部カラー（１８″）を得る円形口部の内側面を基準として測定される内径（Ｘ′）の範囲が、２０〜２１ｍｍであり、
−金属製容器の円形口部の境界平面および該金属製容器の側面に向かって折り畳まれた下端部でカラーそのものに下方接触する仮想平面間の距離により測定される高さ（Ｙ）が、３．５〜４ｍｍの範囲内にあり、
−金属製容器（１０）の円形口部に向かって直線的に傾斜して延びる、カラー（１８′）先端部（２０）の、金属製容器の円形口平面に対する角度（α）が、８〜１２度である、
という規定を満たす成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の成形方法において、金属製容器（１０）の縁部カラー（１８″）の表面仕上げ精度が、０．２μｍ以上である成形方法。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の成形方法において、金属製容器（１０）上端部（１２）の側面（１６）の厚さが、０．３〜０．５ｍｍである成形方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法において、前記金属製容器（１０）が、押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された金属製素材であり、飲料および食料品用途または技術的使用を目的としたボトルの成形に適したものであって、テーパリング機でこの加工を行うことが可能な金属製容器である成形方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の成形方法において、前記２種以上のキャップが、王冠型キャップとリングプル式キャップである成形方法。
【請求項１１】
金属製容器（１０）の円形口部に縁部カラー（１８″）を成形し、２種以上のキャップにより密閉可能なボトル形状とする成形装置であって、
該成形装置が、１以上のエッジ加工用マンドレル（２２）と、１以上のロール加工用マンドレル（２４）とを具え、両マンドレルは、金属製容器（１０）の上端部（１２）に装着でき、金属製容器に順次に装着することができる成形装置において、
該成形装置が、
‐互いに協働することによって前記縁部カラー（１８″）を成形する手段と、
‐加工対象の金属製容器（１０）を位置決めし、かつ支持する手段と、
を更に具える成形装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の成形装置において、更に、１以上の追加マンドレル（２６）を具え、該マンドレルによって、金属製容器の上端部（１２）の側面（１６）にった材料除去工程を行う成形装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の成形装置において、前記１以上のエッジ加工用マンドレルが、回転シャフト（２８）を具え、該回転シャフトは、その直径を変化させることによって主部（３６）を強固に固定しており、該主部は、略円筒状の「バケツ」型であり、側面上に２以上の円形口（４８）を持ち、各円形口は、互いに等間隔に対向するものとした成形装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の成形装置において、エッジ加工用マンドレル（２２）の主部（３６）における各円形口（４８）の内部に、該円形口と同軸に、支持材（５２）が配設されており、該支持材は、座部を有し、以ってピボット（５４）を支え、該ピボットは、１以上のベアリング（５６）と協働し、各ベアリングは、支持材の内側にあり、ピボット（５４）に装着されているものとした成形装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の成形装置において、エッジ加工用マンドレル（２２）の主部（３６）の中心方向に向く、ピボット（５４）の先端の側面形状が、金属製容器（１０）に成形すべきカラーの型に対応し、また、ピボット（５４）の後端が、ねじ（６０）または同等手段によって、ベアリング（５６）に固着されるものとした成形装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の成形装置において、回転式テーブル方向に向くエッジ加工用マンドレル（２２）の回転シャフト（２８）前端部に、センタリングデバイス（３８）が、ナット（４４）または他の公知手段により回転シャフト（２８）の前端に固着されており、該センタリングデバイス（３８）は、「ボウル」型の素子（４０）を含み、該素子は、略円錐形断面を有しており、１以上の従来型ベアリング（４２）と協働し、回転シャフト（２８）前端部に、内部配置され、装着されるものとした成形装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の成形装置において、１以上のロール加工用マンドレル（２４）を有し、該マンドレル（２４）は、稼動プレート（３０）に面した後端部に、第１スリーブ（６６）およびチューブラ主部（６８）を持ち、該チューブラ主部は、第１スリーブ（６６）よりも直径が小さく、第１スリーブ（６６）と同軸に該スリーブに挿入され、さらに、チューブラ主部（６８）に差し込むねじ留ナットにより固着されるものとした成形装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の成形装置において、ロール加工用マンドレル（２４）が、フランジスリーブ（７６）を有し、該スリーブの前端部は、フランジ状であり、金属製容器（１０）を固定する回転式テーブル方向に向き、第１スリーブ（６６）の内部に該スリーブと同軸に配置され、回転式テーブルが回転している間、１以上のベアリング（７７）により支持されるものとした成形装置。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の装置において、ロール加工用マンドレル（２４）のフランジスリーブ（７６）前面に、「ボウル」型の円筒状主部（８０）が、ねじまたは同等手段により固着され、該主部（８０）は、その内側前面に、直径のことなる２つの隣接面を持つものとした成形装置。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の成形装置において、ロール加工用マンドレル（２４）の円筒状主部（８０）の面（８２）が、該主部の外部部品となって、回転式テーブル方向に向き、該主部の中間部にある背面（８４）よりも大きな直径を有し、傾斜縮小ライザー（８６）を介して（８４）と連結するものとした成形装置。
【請求項２１】
請求項１７〜２０のいずれか１項に記載の成形装置において、ロール加工用マンドレル（２４）が、円筒状支持材（８８）を有し、該支持材（８８）は、フランジスリーブ（７６）内に位置して、ねじまたは同等手段により該フランジに固着されており、また、変動直径を有する第３スリーブ（７６）が、同軸に挿入されており、該スリーブ（７６）は、その背面付近に、つるまきばねを装着しており、その前面を、回転式テーブルおよび円筒状主部８０の方向に向け、該前面付近に円筒状の拡張部（９２′）を持ち、該拡張部（９２′）は、該スリーブの前面から回転式テーブル方向に向かって有限長さで延び、フランジ支持材（９６）を該支持材の背面から固定し、該支持材の背面は、第３スリーブ（９２）に面しており、該背面からチューブラ付属部（９６′）を延ばし、第３スリーブに挿入させるものとした成形装置。
【請求項２２】
請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の成形装置において、フランジ支持部（９６）のチューブラ付属部（９６′）の背面から、シャフト（９８）が挿入され、ねじまたは他の公知接続手段により該チューブラ付属部に固定されており、フランジ支持材（９６）内部の、シャフト（９８）挿入側との反対側には、ねじ接続または同等の手段により、成形用ピボット（１００）が固定されるものとした成形装置。
【請求項２３】
請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の成形装置において、成形用ピボット（１００）の前方部が、回転式テーブル方向に向き、直径の小さな形状をなすことによって、センタリングデバイス（１０２）の定着座部として機能するものとした成形装置。
【請求項２４】
請求項１７〜２３のいずれか１項に記載の成形装置において、フランジ支持部（９６）と、円形断面であり有限高さを持つ「バケツ」型の保持主部（１２２）との間に、複数のレバー（１１２）が、ピンまたはピボット（１１０）により枢着されており、該レバーの自由端には、ディスクまたはローラ（１１４）が取付けられており、以って直径の異なる円筒状主部の面（８２）および（８４）と接するものとした成形装置。
【請求項２５】
請求項１７〜２４のいずれか１項に記載の成形装置において、各レバー（１１２）は、その縦断面の中間部に座部（１１６）を有し、以って車輪または成形用ロール（１１８）を装着可能とし、該車輪または成形用ロールは、ロール加工用マンドレル（２４）の回転軸と平行な面に沿っており、金属製容器（１０）に成形すべきカラーの形状に応じて窪みまたは溝を成形するものであり、ピボット（１２０）または他の公知手段によりレバー（１１２）に取付けられるものとした成形装置。
【請求項２６】
請求項１７〜請求項２５のいずれか１項に記載の成形装置において、保持主部（１２２）の内部且つこれと同軸に、コントラスト（１２６）が配置されており、該コントラストは、円筒状であり、金属製容器（１０）のタイプに応じた内側面形状を有し、従来型のベアリング（１２８）と協働するものとした成形装置。
【請求項２７】
請求項１１に記載の成形装置において、多様な直径を持った中子（１３０）からなる１以上のマンドレル（２６）を有し、該マンドレル（２６）は、円筒状であり、底面を稼動プレート（３０）方向に向け、該底面に口または穴（１３２）を持ち、これによって、回転シャフトまたはマンドレル・ホルダを装着され、該稼動プレートに固定可能とするものとした成形装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の成形装置において、中子（１３０）の側面に、放射状に且つ等間隔で、２組以上の対向ポケット対（１３４）が成形されており、該ポケット対は、座部を持っており、該座部に複数のはめ込み式保持材（１３６）を挿入され、また、該２組以上の対向ポケット（１３４）対は、側面の中央上方部にレベリング（１３６′）を有し、該レベリングは、各はめ込み式保持材（１３６）の側面の中央上方部から、該はめ込み式保持材（１３６）のエンドベースにかけて延び、また、該レベリングの側面は、回転式テーブル方向に向いており、ビットまたはエッジ（１３８）を取付け可能とするものとした成形装置。
【請求項２９】
請求項２７または２８に記載の成形装置において、はめ込み式保持材（１３６）が、前記対向ポケット対（１３４）に、ねじ（１４０）または他の同等手段により、設置、固定および位置調節されるものとした成形装置。
【請求項３０】
請求項２７〜２９のいずれか１項に記載の成形装置において、中子（１３０）の前面に、金属製容器（１０）を固定するための回転式テーブル方向に、センタリングデバイス（１４４）が、ピボットまたはねじ（１４２）により固着するものとした成形装置。
【請求項３１】
請求項１１〜３０のいずれか１項に記載の成形装置において、前記縁部カラー（１８″）に取付け可能な２種以上のキャップが、王冠型キャップおよびリングプル式キャップであるものとした成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された金属製素材に、複合構造の縁部カラーを成形する方法および成形装置に関するものである。
【０００２】
より詳細には、本発明は、金属製容器または金属体の上端部に、密閉キャップを取付け可能な縁部カラーを成形する方法および成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
本発明の方法の加工対象となる金属製容器は特に、限定はしないが、アルミニウムまたはその合金、鉄、或いは他の適切な材料であって、飲料および食料品用途または技術的使用を目的としたボトルの素材となるものから作られる。
【０００４】
これらの金属製容器の初期形状は、略円筒状であり、公知手順および技術により、成形される；これらの金属体または容器上端のテーパリング加工もまた、公知技術によるため、記述しない。
【０００５】
前記金属製容器の上端付近を成形して本発明の方法による縁部カラーを成形するのは、製造段階の最終成形工程であることが好適であり、該最終成形工程とは、多数の外表面成形成形工程および／または凹凸成形工程、すなわち、容器側面の予めマークした部分に溝やその他、凹凸により定まる様々な形状パターンを形成する成形工程を経た後の工程である。
【０００６】
これらの金属製容器または金属体は、塗装および／または印刷されていることもあり、通常、テーパリング機に送られ、該テーパリング機は、いかなる制限も与えない好適な実施例において、断続的な作動を特徴とする１以上の回転式テーブルを具え、該回転式テーブルは、プライヤ等の締め付け工具を搭載する複合ステーションを有するものであり、また、該テーパリング機は、１以上の対称プレートを具え、該対称プレートは、複数の工具および／またはマンドレルを交互に稼動させることが可能であり、予め決めてある順序で、押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された本体に干渉することを意図されており、これによって、初期成形および上端部における後期テーパリング加工の段階的工程を達成可能とする。
【０００７】
テーパリング加工および凹凸処理の両工程を行うために、公知の容器保持・安定手段を利用するが、本明細書には記載しない。
【０００８】
今日の市場において、従来、プラスチックやガラスといった非金属材料から製造された容器に特徴的な複合構造と、同様の構造を特徴として持った金属製容器に対する関心が高まってきており、これに伴い、これらの新型容器の供給が重要となってきた。すなわち、主に飲料品市場への供給に向けたものであって、プラスチック（ＰＥＴ）またはガラス製の容器のものと類似した密閉方式を持った金属製容器の供給である。
【０００９】
例えば、ガラス製容器は、従来の金属製容器または金属体を確実に上回る美観を特徴とする一方で、重量が大きすぎ、破損しやすく、さらに、高い生産コストを伴う、という欠点を持っていた；反対に、金属製容器は、要求される衛生的基準を満たすことはもちろん、ガラスと比較して確実に軽く、壊れることが無く、容易に使い捨ておよびリサイクルすることができる。とは言え、金属製のボトルまたは容器を取り扱う場合、そのボトルの飲み口部の加工に際して、切断面を露呈させないようにして成形することが肝要であり、このような切断面は、容器から直接飲料を飲もうとしてこれを口の近くに持っていく消費者を、不快にさせるばかりか、潜在的な危険性をもたらす可能性もある。
【００１０】
金属製容器に関する限り、様々な密閉方式があり、例えば、王冠型キャップ、リングプル式キャップまたはねじキャップを使用するようなものである；これらの異なったタイプの密閉方式を得るためには、個別の異なるタイプの加工を金属製容器に行う必要がある。王冠型キャップおよびリングプル式キャップを取付け可能とするためには、金属製容器の上端の内側面または円形口面を外側に折り曲げるか、または折り返すことによって、縁部カラーを成形する必要がある。
【００１１】
しかし、王冠型キャップと適合する金属製容器の縁部カラーの形状は、リングプル式キャップの取付けを目的としたものとは異なっており；この２つの縁部の構造が異なることによって更に、容器に対して異なる処理を行うこととなり、また、容器自身の上縁の加工に適するように、テーパリング機において工具およびマンドレルを交換することとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は前記の問題点を解決することである。
【００１３】
より詳細には、本発明の目的は、押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された金属製素材に、複合構造の縁部カラーを成形する方法およびいくつかの成形装置を提案することであり、限定はしないが、基本的には、アルミニウムまたはその合金製の容器であって、飲料品または食料品用ボトル、或いは、技術的使用を目的としたボトルタイプの容器を、例えば、王冠型キャップまたはリングプル式キャップ等の、いずれの密閉方式にも区別なく適用可能なものとすることである。
【００１４】
本発明のもう一つの目的は、上述により概略を示した方法およびいくつかの成形装置において、テーパリング機を使用することができ、該テーパリング機で、飲料品またはエアロゾル用途の金属製容器を製造し、更に凹凸処理、すなわち、側面のマークした部分に、溝およびその他、凹凸により定められる様々な形状のパターンを成形する処理を行う成形装置を提供することである。
【００１５】
本発明の更なる目的は、機械の工具の取替えおよび高水準の適応力確保を必要としない、システムを提供することである。
【００１６】
本発明の更なる目的は、生産物の品質を高水準で確保でき、簡便かつ安価に製造するような方法を、使用者に利用可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
これらの目的は、請求項１および１１に記載の方法および成形装置を利用することによって、達成できる。更に効果的な特徴については、従属請求項に記述されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の方法および成形装置により、その上端部を成型して複合構造の縁部カラーを成形することにより、王冠型キャップまたはリングプル式キャップを取付けるべき金属製容器は、公知の方法、例えば、テーパリング機のローディングドラムを使用するような方法に取り込まれる。
【００１９】
この発明により縁部カラーを成形する方法は、以下に明記する多数の後続作業工程を含む。
【００２０】
図１は、金属製容器１０の線図であり、該容器側面はすでに成形処理されてあるため、ボトル形状を成している。また、該容器上端部はすでに本発明による成形工程を経ており、図２の拡大詳細図に示すような縁部カラー（１８）を有している。
【００２１】
図３は、成形前の金属製容器１０の上端部分を示しており、前記成形によって、「王冠型」または「リングプル式」のいずれかを問わず、密閉キャップの取付けを可能とする縁部カラー１８″を得る。
【００２２】
図３に示すように、成型前の金属製容器１０の上端部１２は、略円筒状であり、容器自体の縦方向軸線と平行に延びる側面１６を有する。
【００２３】
金属製容器１０の上端部１２に、本発明に示す方法の成型工程を最適に実施できるのは、該上端部１２の暑さが、０．１〜１ｍｍ、より好適には、０．３〜０．５ｍｍの範囲にあるときである。
【００２４】
図４、５および６は、本発明の方法によって金属製容器１０の上端部１２を成形する一連の各成形工程を線図的に示す。図３に示す金属製容器１０に、本発明に示す成形装置を構成する多数の工具とマンドレル（mandrel）を使用することによる一連の成形工程を、順番に実施する。以下に、この成形装置の詳細について述べる。これらの工具は、少なくともその一部において、この金属製容器の少なくとも一部に乗り上げ、またはなぞりながら、容器上端部１２から容器側面に沿って、漸次進行する。軸線運動の組み合わせ、すなわち、移動プレートの交互直線移動およびマンドレルの回転運動によって、金属製容器１０の上端部１２を所望の形状に成形するのである。
【００２５】
本発明の方法は、その好適な実施例において、上端部１２の初期成形工程を有し、該成形工程において、図３に示すように、最初は円筒状である状点部１２を、２７０度以上の角度で外側に折り曲げ、または折返すことによって、円形断面を持った縁部カラー１８を得る。
【００２６】
金属製容器１０の上端部の成形において、上端部１２を外側に折り曲げることによって、図４に示すようなカラー１８を得たあと、１以上の中間成形工程によって折り曲げ、図５に示すような形状とする。
【００２７】
図５は、後述する成形装置を構成する工具またはマンドレルが、図４に示した金属製容器１０のカラー１８を、後述するように金属製容器１０の軸線方向に絞込み、同時に、これを該金属製容器の底部に向けて引き伸ばしたものである。このカラーは、こうして得られるのであり、図５の１８′に示すように、略楕円形である。
【００２８】
本発明において、この方法には更に、図５に示すカラー１８′に対して行う最終成形工程を有し、該カラーは、この最終成形工程の後、図６に示すような略卵形の形状となる。この縁部カラー１８″の寸法として、外形Ｘと内径Ｘ′を定める。外形Ｘは、カラーの最も外側に拡がっている点を結ぶ線分の長さによって、また、内径Ｘ′は、カラー完成時における円形口部の内側面を基準として、それぞれ測定される。
【００２９】
外径Ｘの範囲は、２５〜２８ｍｍであり、好適には２６〜２７ｍｍである。それに対して、内径Ｘ′の範囲は、１９〜２２ｍｍであり、好適には２０〜２１ｍｍである。縁部カラー１８″は更に、高さＹを定め、その範囲は、２．５〜５ｍｍであり、好適には３〜４ｍｍの範囲である：この高さＹは、金属製容器の円形口部の境界平面と、該金属製容器の側面方向に折り返したカラーの下端部に触れる仮想平面との距離によって測定される。
【００３０】
縁部カラー１８″は更に、先端部２０を有する。先端部２０は、金属製容器１０の円形口部に向かって直線的に一定の角度で折り込まれており、金属製容器１０の円形口面に対して角度（α）をなす。角度（α）の範囲は、５〜１５°であり、好適には８〜１２°である。
【００３１】
後述する工具またはマンドレルは、上述の最終成形工程で使用する際、同時に縁部１８″の仕上げ工程も行い、これによって、飲料を飲もうとして金属体１０を口に運ぶ全ての人が不快に感じ得る欠点を解消した縁部１８″を得るのである。
【００３２】
上記の仕上げ工程の全詳細は、金属製容器１０の上端部１２の材料除去工程から始まる。この成形工程は、ヘッド表面１４の材料除去によって、容器１０の円形口部を均一かつなめらかにするステップと、側面１６の材料除去のステップとによって定義される。側面１６の前記材料除去を行う目的は、金属製容器１０の上端部１２の厚さを、０．１〜１ｍｍ、好適には０．３〜０．５ｍｍの範囲にすることによって、後の成形処理に役立たせることである。
【００３３】
本発明の方法に影響するこれらの多数の成形工程は、作ろうとする縁部カラー１８″の複雑性と、金属製容器を構成する材料特性に応じて行う。
【００３４】
上記に成形工程の全容を示した本方法を実施するための成形装置は、図９および１０に示す２２、図１１〜１３に示す２４および図１４〜１６に示す２６のような、マンドレルを１以上有する。
【００３５】
図９および１０に示すエッジ加工用マンドレル、すなわちマンドレル２２は、回転シャフト２８によって構成され、該シャフトは、略円筒断面を特徴とし、多様な直径を有し、また好適実施例において、その後端部を稼動プレート３０等に向ける。稼動プレート３０を図１０に点線で示す。回転シャフト２８の後端は、図示していない事実上の公知手段を具え、該手段は、（工具取替えの際）前記シャフトの迅速な着脱を可能とする。該シャフトは、いずれも図示していない駆動ユニットまたは運動伝達部品に関連し、これらの部品は、テーパリング機の稼動プレート３０に設置され、該回転シャフトに運動を伝達する。
【００３６】
前記回転シャフト２８は、その後端部付近にリングピース３２を具え、該部品は、土台プレート３４と、後に詳しく説明する主部３６との接触面を定める。
【００３７】
回転シャフト２８の前端部にキー固定されており、金属製容器１０を固定する回転式テーブル等（図無し）に面しているのは、センタリングデバイス３８であり、要素４０を有し、略円錐形の断面を持った「ボウル」の形状を成しており、従来型ベアリングと協働し、内部配置され、回転シャフト２８の最先端部に取付けられる。このセンタリングデバイス３８は、また、例えば、ナット４４またはピンのような公知手段によって回転シャフト２８の前端部に結合している。回転シャフト２８を取り囲むベアリング４２によって、部品４０が、回転シャフト２８に対して自由に回転可能となり、その態様については、後に示す。
【００３８】
主部３６もまた、回転シャフト３８にキー固定されており、その背面において、リングピース３２の前面と、土台プレート３４とに接触するように配置されている。前記主部３６と土台プレート３４は、ねじまたは同様の手段により、互いに強固に結合している。
【００３９】
通常、金属製である主部３６は、好適には、「バケツ」型の円筒状であり、その側面に２以上の円形口４８を具え、該円形口は略円形であることを特徴とし、互いに径方向に対向して等間隔に配置される。主部３６は、回転式テーブル方向に向いたその前面に、円形形状を好適とする別の円形口５０を具えることにより、本方法をうけるべき金属製容器１０を導入可能とする。
【００４０】
主部３６の各円形口４８の内部に、円形口と同軸方向に支持材５２が配置され、該支持材５２は、１以上のベアリングとともにピボット５４の座部を成し、該ベアリングは、支持材５２の内部に配置され、ピボット５４に装着される。支持材５２は、ねじまたは他の固定手段等によって円形口４８に固定され、該支持材を軸方向に位置調節可能とする。
【００４１】
ピボット５４は、ねじ６０または同等の手段等によって、その後端部をベアリング５６に固定されており、主部３６の中心方向に向いた支持材５２の前端部付近に、該ピボットと同軸に１以上の鳩目６２を具える。ピボット５４の前端部は、主部２６の中心方向に向き、側面部品６４を具え、該部品は、金属製容器１０に成形すべき縁部カラーのタイプに応じた形状をなし、その方法については後に示す。
【００４２】
以上に、エッジ加工用マンドレル２２の構成部品の全容について示した。以下に、この稼動について説明する。
【００４３】
金属製容器１０を公知手段により回転式テーブルに固定し、エッジ加工用マンドレル２２による作業ステーションに到達させるとき、該容器は、図３に概略的に示すような構造である。その上端部１２は、未成形であり、該金属製容器の縦軸と平行に延びる略円筒状である。
【００４４】
エッジ加工用マンドレル２２の回転シャフト２８は、常にその軸を中心に回転しており、これと結合する部品、すなわち土台プレート３４および主部３６を、この回転中に引き込む。一方、ピボット５４はこの回転に拘束されることなく回転シャフト２８に対して自由に回転でき、その軸線は、回転シャフト２８の軸線方向と直角である。センタリングデバイス３８も同様に、隣接するマンドレル２２と同軸に、自由に回転し得る。
【００４５】
エッジ加工用マンドレル２２を固定した稼動プレート３０の軸方向送り稼動によって、該マンドレルを金属製容器に装着させ、同時にセンタリングデバイス３８を金属製容器本体に挿入し、部分的にその内側面に接触させる。かくして挿入したセンタリングデバイス３８によって、金属製容器１０がエッジ加工用マンドレル２２と同軸となり、同時に金属製容器本体を、マンドレル２２による工程の間、内部から保持することが可能である。センタリングデバイス３８は、すでに上述したように、キー固定する回転シャフト２８に対して自由に回転可能であるため、金属製容器１０に挿入されることによって、回転式テーブルに拘束される金属製容器へのトルク伝達を防ぐ。
【００４６】
センタリングデバイス３８が金属製容器１０に挿入されるのと同時に、稼動プレート３０の前方送り動作と、それによるエッジ加工用マンドレル２２の動作とによって、金属製容器１０の上端部１２が、ピボット５４の側面部品６４と接触した状態になる。ピボット５４の側面部品６４の形状は、エッジ加工用マンドレル２２の前方送りおよび回転運動に従って、内壁すなわち金属製容器１０の円形口表面を外側に折り曲げる作用を成し、これにより、最初に縁部カラー１８を成形し、その後またはそれと同時に、縁部カラー１８′を成形する。図４および５にその概形を示す。
【００４７】
エッジ加工用マンドレル２２は、上述の初期成形工程で縁部カラー１８を成形するという点において、中間成形工程で縁部カラー１８′を成形するマンドレルと類似していることがわかる。唯一の相違点は、ピボット５４の側面部品６４の形状が異なることであり、該形状が縁部カラー１８と１８′の形状の差異に依存するためである。
【００４８】
ピボット５４の側面部品６４が、金属製容器１０の上端部１２に接触し、前記上端部を折り曲げて縁部カラーを成形するとき、ピボット５４の前記側面部品６４と、金属体１０との接触によって生じる摩擦の結果として、該ピボット５４が、エッジ加工用マンドレル２２の回転シャフト２８の軸線との垂線を中心軸として回転し始める。この回転は優位的に、金属製容器１０の縁部カラー外表面に影響を与える可能性のある全ての回転運動を抑制する。
【００４９】
図１１〜１３に示すように、本明細書に記載の成形装置は、更に、下記に示す１以上のロール加工用マンドレル２４を具える。
【００５０】
ロール加工用マンドレル２４は、略円筒状の主部から成っており、第１スリーブ６６および第１チューブラ主部６８を具え、該チューブラ主部は、第１スリーブと同軸に配置され、ねじ留めナット７０等によって、該第１スリーブに固定されている。
【００５１】
第１チューブラ主部６８内に、フランジスリーブ７６が、軸線方向に配置されており、前端部にフランジを具え、金属製容器１０を固定する回転式テーブル方向を向く。前記フランジスリーブ７６は、回転の間、１以上のベアリング７７上に配置する等、公知手段によって指示される。
【００５２】
フランジスリーブ７６の前端には、円筒状主部８０が、ねじ７８または同等の手段によって固定されている；「ボウル」形をなすこの円筒状主部８０は、その内側面に、多様な径を特徴とする隣接した２つの面８２および８４を有する。特に、面８２は、円筒状主部８０の外部部品に面し、回転式テーブルの方向に向いており、円筒状主部本体の中間部における後者の面８４より大きな直径を持つ。この面８２は、傾斜縮小ライザー８６を通じて面８４と連結している。従って、この円筒状主部８０の内側面は、カムの特徴を有しており、その作用については後に示す。
【００５３】
円筒状支持部８８は、フランジスリーブ７６の内部にあり、ねじ９０または同等の手段によってそのフランジに固定されている。前記円筒状支持材８８内部には、多様直径を持つ第３スリーブ９２を配置する。
【００５４】
前記第３スリーブ９２は、その後部付近が座部になっており、つるまきバネ９４のような弾性成分を具える。更に、この第３スリーブ９２は、回転式テーブルおよび円筒状主部８０の内側を向いた前方部付近に拡張部９２′を具えており、該拡張部は、円筒状を成し、スリーブ本体の前面から回転式テーブルの方向に一定の長さに延びる。
【００５５】
第３スリーブ９２の拡張部９２′は、フランジ支持材９６をその背面から受けとめ、該背面は第３スリーブ９２に面しており、そこからチューブラ付属部９６′が延びており、第３スリーブ９２に進入している。
【００５６】
フランジ支持材９６のチューブラ付属部９６′の後端から、シャフト９８を挿入し、ねじまたは他の公知手段を用いて、チューブラ付属部９６′本体に固定する。フランジ支持材９６内部の、シャフト９８を挿入する側と反対側に、ねじまたは同等の手段を用いて成形用ピボット１００を固定する。
【００５７】
この成形用ピボット１００は、回転式テーブル方向を向く前方部分の直径が小さくなっており、この部分でセンタリングデバイス１０２をキー固定する。このセンタリングデバイスの機能については、後に示す。このセンタリングデバイス１０２は、エッジ加工用マンドレル２２に関連して説明したセンタリングデバイス３８とほぼ同一である。
【００５８】
フランジ支持材９６の前面に、多数のレバー１１２をピンやピボット１１０等によって取付ける。前記レバー１１２のそれぞれの自由端にディスクまたはローラ１１４を固定し、このローラを、円筒状主部８０の多様直径に係る面８２および８４に接触させる。前記レバー１１２はいずれも、図１１に示すように、その縦方向断面の中間部に座部１１６を持ち、ここに車輪または成形ロール１１８を取付ける。該ロールは、ロール加工用マンドレル２４の回転シャフトと平行な面にそって装備され、該マンドレルは、金属製容器１０に成形する縁部カラーに応じて成形される窪みまたは溝のマンドレルである。これらの車輪またはロール１１８は、ピボット１２０等を用いて、レバー１１２に固定される。これらのレバー１１２は、ロール加工用マンドレルおよびレバー１１２が固定されているフランジ支持材９６の自軸を中心とした回転から生じる遠心力の作用によって、円筒状主部８０の面８２にディスクまたはローラ１１４が接した状態に開放される。
【００５９】
更にレバー１１２は、フランジ支持材９６と、「バケツ」型の保持主部１２２の間に位置し、該保持主部は、有限の高さを持ち、望ましくは円形断面であり、底面をレバー１１２の方向に向け、金属製容器１０の導入に適した中央口１２４を備える。この保持主部１２２は、フランジ支持材９６と同軸に配置される。
【００６０】
保持主部１２２の内部に、これと同軸に、円筒形状を好適とするコントラスト１２６が配置され、該コントラストの内側面は、金属製容器１０の型に応じた形状をなし、従来型のベアリング１２８と協働することにより、該保持主部１２２に対して自由に回転可能である。
【００６１】
前記コントラスト１２６は、金属製容器１０の外側面を包み込むようになっており、これによりロール加工用マンドレル２４に対する金属製容器１０の正確な軸位置を確保できる。
【００６２】
ロール加工用マンドレル２４の全容について上記に説明した。以下のその機能について記述する。
【００６３】
金属製容器１０は、前記エッジ加工用マンドレル２２により実施する複数の成形工程を経た後、ロール加工用マンドレル２４による最終成形工程に移り、該成形により、最終的に、縁部カラー（１８″）を得るのは、図２に示すように、該金属製容器の開口部である。
【００６４】
ロール加工用マンドレル２４のシャフト９８は、常に回転しており、この回転とともに他の構成部品も回転する。例えばフランジ支持材９６、センタリングデバイス１０２を伴う成形用ピボット１００、レバー１０２、保持主部１２２およびコントラスト１２６等である。；更にロール加工用マンドレル２４に金属製容器１０を装着していないとき、ディスクまたはローラ１１４は円筒状主部８０の面８２に接する。
【００６５】
上述手順の最終成形工程の間、ロール加工用マンドレル２４に金属製容器１０を装着するとき、稼動プレート３０の送り稼動により、コントラスト１２６に金属製容器が取り込まれ、また同時にセンタリングデバイス１０２が同一金属製容器の開口に入り込み、その内面と接触する。コントラスト１２６およびセンタリングデバイス１０２は、金属製容器１０に密着しているので、ロール加工用マンドレル２４とともに回転しない。これによって該金属製容器へのトルクの伝達を回避する。
【００６６】
ロール加工用マンドレル２４が固定される稼動プレート３０の送り稼動、および、それによって金属製容器にかかる圧力によって、フランジ支持材９６が後退する。これによりつるまき式ばね９４が、圧縮され、さらにディスクまたはローラ１１４が円筒状主部８０の面８４に接触する。すると、フランジ９６に枢着するレバー１１２が、円筒状主部８０の中心を向くため、車輪または成形ロール１１８が金属製容器１０の縁部カラーを絞るようになる。これらの車輪または成形ロール１１８は、自転し、さらに、ロール加工用マンドレル２４の回転運動の中に引かれることによって、金属製容器の縁部カラーに、最終成形および表面仕上げを行い、該縁部カラーが、図２の１８のような構造となる。
【００６７】
ロール加工用マンドレル２４が独自の成形工程を完遂すると、稼動プレート３０は後退し、マンドレル２４は金属製容器１０から離れ、また、つるまきバネは、圧縮された状態から元の静止位置に戻り、ディスクまたはロール１１４を面８２に接触させ、これにより金属製容器の縁部カラー１８″から車輪または成形ロールが離れる。
【００６８】
押出し加工され、絞り加工された金属製素材に縁部カラーを成形する成形装置は更に、図１４〜１６に線図的に示す１以上のマンドレル２６を含む。以下に、該マンドレルの詳細について記述する。これらのマンドレルは、前述した金属製容器１０の上端部１２の厚さを細くする工程を行う。
【００６９】
マンドレル２６は、多様な直径を持った中子１３０からなり、該中子は、望ましくは円筒状であり、底面を稼動プレート３０方向に向け、該底面に口または穴１３２を有することにより、回転シャフトまたはマンドレル・ホルダ（図無し）を受容可能とし、稼動プレート３０に固定され、マンドレル２６を回転させることにより、後述する機能を果たす。
【００７０】
前記中子１３０の側面に、放射状且つ互いに等距離に、２組以上の対向ポケット対１３４を設け、該ポケット対は、複数のはめ込み式保持材１３６の座部をなし、該保持材の側面の中央上方部領域は、レベリング１３６′となる。このレベリングは、はめ込み式保持材１３６′の側面の中央上方部領域から、該はめ込み式保持材１３６のベースエンド方向に延びており、該側面は、金属製容器１０を固着する回転式テーブル方向に向いている。はめ込み式保持材１３６のレベリング１３６′は、座部を有し、ビットまたはエッジ１３８を装着可能とし、該ビットまたはエッジは、従来型の四角形または他の公知形状であり該はめ込み式保持材に、機械的な接続手段により固着する。該接続手段としては、合わせ釘、ねじまたはロックジョイント等、或いは他の公知固定手段を用いる。
【００７１】
はめ込み支持材１３６は、対向ポケット対１３４に設置され、ねじ１４０または他の同等の手段等により固定される。
前記はめ込み支持材１３６は、ねじ１４０を用いて、径方向および軸線方向の両方向に位置調節が可能であり、後述の機能を果たす。
【００７２】
中子１３０の前面に、金属製容器１０を固定する回転式テーブル方向に、センタリングデバイス１４４が、ピボットまたはねじ１４２等により装着されており、該センタリングデバイス１４４は、エッジ加工用マンドレルおよびロール加工用マンドレル２４に用いるものとして上記に説明した、センタリングデバイスと類似である。
【００７３】
マンドレル２６は、稼動プレート３０のシャフトまたはマンドレル・ホルダに固定され、自軸を中心として回転するようになっており、該シャフトまたは該マンドレル・ホルダから、稼動プレート３０の前方送り稼動に続いて、金属製容器１０を装着されると、センタリングデバイス１４４が、上端部１２の内側面に接触する。マンドレル２６は、準備工程で金属製容器１０の上端部１２に働きかけ、該工程は、縁部カラー１８″を得る前記成形工程の準備および／または付加的工程であり、上縁１４の材料除去と、場合によっては該上端部の側面１６の厚さを細くする工程を、同時または順次に行う。上縁１４および側面１６に係る、この同時または順次の作業は、はめ込み式保持材１３６の位置調節により効果的に得られ、該保持材１３６は、図１５および１６に示すように、異なる軸線方向位置および半径方向位置により、対向ポケット対１３４に挿入される。
【００７４】
前述工程の間、センタリングデバイス１４４は、ロール加工用マンドレル２６の回転方向には引かれず、金属製容器１０と追加マンドレル２６との同軸性を確保し、該金属製容器へのトルク伝達を回避させる。
【００７５】
本発明の成形装置を構成する多数のマンドレルは、成形する縁部カラーの複雑さと、準備工程により定まる複数の成形工程とに応じて変化する。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本明細書に記載のことから理解されるように、本発明がもたらす優位性は明確である。
【００７７】
本発明の、押出し加工された、深絞り加工された、または、深絞り／ワイヤ絞り加工された金属製素材に複合構造の縁部カラー１８″を成形する方法および成形装置は、アルミニウムまたはその合金製であって、飲料または食料ボトル或いは技術的使用に適した形状の金属製容器に、適用可能であり、これによって、効果的に、リングプル式または王冠型キャップを、いずれも同等に取付け可能な縁部カラーを得ることが可能である。両型のキャップは、図７および８において個別に１９および１９′の符号を当てられている。また、これと同様に、その他のキャップの型であって、その取付けのために、複雑な屈曲を伴う複合構造の縁部カラーの成形が要求されるいかなる型にも適用可能である。
【００７８】
本発明における方法および成形装置のさらなる利点は、この方法および装置を全てのテーパリングマシンに適用可能なことであり、これによって飲料または噴霧器部門のための金属製容器を工業的に得ることができ、また凹凸処理も行うことができる。
【００７９】
本明細書に記載の発明は、上記において一実施例を特例的に紹介したものであるが、一例としての記述に過ぎず、特徴を制限するものではなく、上述の開示を考慮した当業者により多岐の改変および変更が明らかとなる。従って、本発明は、それら全ての修正および改変であって、本発明の要旨および添付した特許請求の範囲に該当する修正および改変を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】この発明の方法および成形装置を用いて上端部を成型した飲料用容器の線図的な縦断面図である。
【図２】この発明の方法および成形装置を用いて金属製容器の上端部に作った縁部カラーの線図的な断面図である。
【図３】専用成形装置を使用して本明細書に記載された方法を実施すべき金属製容器素材の線図的な側面図である。
【図４】この発明の方法の連続した各成形工程における、金属製容器の縁部カラーの形状変化を示す線図的な側面図である。
【図５】この発明の方法の連続した各成形工程における、金属性容器の縁部カラーの形状変化を示す線図的な側面図である。
【図６】この発明の方法の連続した各成形工程における、金属性容器の縁部カラーの形状変化を示す線図的な側面図である。
【図７】この発明の方法および成形装置を用いて製造され、リングプル式キャップが取付けられた縁部カラーの線図的な断面図である。
【図８】王冠型キャップが取付けられた金属製容器における、縁部カラーの線図的な断面図である。
【図９】この発明の成形装置における変形マンドレルの一例を示す線図的な平面図である。
【図１０】図９の変形マンドレルの線図的な縦断面図である。
【図１１】この発明の成形装置における変形マンドレルの他の例を示す線図的な略平面図である。
【図１２】図１１のマンドレルの線図的な縦断面図である。
【図１３】図１１のマンドレルを別の切断面で見た線図的な縦断面図である。
【図１４】金属製容器の加工に適する別のマンドレルの斜視図である。
【図１５】図１４に示すマンドレルの線図的な縦断面図である。
【図１６】図１４に示すマンドレルを別の切断面から見た線図的な縦断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2009534195.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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