(57)【要約】【課題】  本発明が解決しようとする課題は、缶を絞り・しごき成形によって製造する際に使われるパンチ構造体等往復移動する部材へ温調水とエアーを供給・排出するホースの激しい振動を防止してホースの疲労を軽減する配管構造を提供することにある。【解決手段】    本発明のホース配管構造は、缶成形におけるパンチ構造体などの往復移動する部材のポートに一端が接続され、他端が流体供給源に連通している固定ポートに接続されたホースを、固定されたホース案内溝と往復移動する部材に取り付けられたホース案内溝とからなるものであって、ホースが両方の溝間にＵ字状になって挟まれる形態でガイド移動方向にガイドする部材を配置するようにした。【選択図】    図１
2006090479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復移動する部材のポートに一端が接続され、他端が流体供給源に連通している固定ポートに接続されたホースを移動方向にガイドする部材を配置したことにより、前記ホースの振動を止めるようにしたことを特徴とする配管構造。
【請求項２】
往復移動する部材のポートは缶の絞り・しごき加工におけるラムが連結されたスライドヨークに結合されたマニホールドのポートである請求項１に記載の配管構造。
【請求項３】
ホースを移動方向にガイドする部材は、対向する２枚の案内板間に固定ポートに接続されたホースと移動ポートに接続されたホースとがＵ字状になって挟まれる形態でガイドされることを特徴とする請求項１又は２に記載の配管構造。
【請求項４】
案内板の両側位置には固定された横揺れ防止板を配置したことを特徴とする請求項３に記載の配管構造。
【請求項５】
案内板には平行した複数列の溝が配置されたものである請求項３に記載の配管構造。
【請求項６】
少なくとも一方の案内板における複数列の案内溝は相手方案内板方向に延在するホースセパレータによって深く案内されるものである請求項５に記載の配管構造。
【請求項７】
往復移動する部材が３００ｍ／sec２以上の加速度で駆動される装置に適用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は往復移動する部材へ流体を供給・排出するための可撓性ホースの疲労を防止する配管構造に関し、特に缶を絞り・しごき成形によって製造する際に使われるパンチ構造体へ温調水とエアーを供給・排出するホースの疲労防止に適した配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に缶ビールや清涼飲料水等の金属缶を製造する場合に、まず素材となる金属円板に絞り加工を行って絞り缶を成形し、その後で絞り缶にしごき加工を施して所定の形状・厚み寸法の金属缶を成形する方法が採られている。このしごき加工は絞られた缶がパンチの先端部に被せられ、徐々に開口径が小さくなるように配置された複数のダイ内をパンチのストロークによって運ばれ、順次通過させられるたびにしごかれて胴壁部の厚さを薄くされていく。
【０００３】
有底薄肉缶体の成形装置による該缶体の成形工程が特許文献１に示されている。その成形工程は先ず、展延性金属の円形ブランクを絞り加工により缶底形成部Ｙと該缶底形成部Ｙに連接された筒状の缶胴形成部Ｚとからなるカップ状成形物Ｘに形成する絞り加工が行われる。続いて、図６(ａ)に示すように、パンチ構造体Ｐの先端にカップ状成形物Ｘを嵌着し、該パンチ構造体Ｐをツールパック１６の貫通孔に挿通する方向に突入させる。パンチ構造体Ｐの先端に嵌着されたカップ状成形物Ｘは、図６(ｂ)に示すように、リドローダイ１４にその外周面を摺接しつつ移動されて所定の内径のカップ状成形物Ｘ0に成形する再絞り加工が行われる。次いで、図６(ｃ)乃至(ｅ)に示すように、パンチ構造体Ｐをツールパック１６の貫通孔に挿通し、順次、第１アイアニングダイ１５、第２アイアニングダイ１５及び第３アイアニングダイ１５により、しごき加工されて成形されるカップ状成形物Ｘ1，Ｘ2 及びＸ3 の缶胴形成部Ｚを缶底形成部Ｙ側から缶胴形成部Ｚの開口側に向かって延伸させて、所定の缶高、缶径、胴壁厚のカップ状成形物Ｘ4 に成形するしごき加工が行われる。
【０００４】
以上の成形工程におけるパンチの外径とダイの内径間で金属表面をしごくこの加工は発熱を伴うため、適度の冷却をするなどパンチの温度調整が必要とされる。特許文献２には冷却機能を備えた缶のしごき加工用のパンチ構造体Ｐが開示されている。その構造は図５に示されるようにラム１内部に温調水の通路（往路）２１と温調水の通路（復路）２３が配管されており、先端のパンチスリーブ２０の内側に設けられた溝若しくはクリアランス２２に温調水を循環させて熱交換させ、加熱されるパンチスリーブ２０を冷却するようにしている。また、加工済みの缶を外すためパンチ先端部まで軸心を貫通させたエアー通路２４が形成されている。また、ラム１の基部にはスライドヨーク２が結合され、更にそのスライドヨークには温調水の供給口と排出口及びエアー供給口が設けられたマニホールド３が結合されている。
【０００５】
このようにパンチ構造体Ｐは缶の再絞り・しごき加工を行うため、往復駆動されるが、この移動部材に前記冷却用の温調水の供給と排水そしてエアーの供給が必要とされるため、それぞれの供給源とはフレキシブルなホースを介在させて供給する構成が採られている。図４に示す従来装置ではスライドヨーク２に結合されているマニホールド３の温調水の供給口と排出口及びエアー供給口にはフレキシブルなホース６の一端が接続され、他端は流体供給源に連通されたスイングレバー１２のポート12ａに接続されている。このスイングレバー１２は前記スライドヨーク２と連結部材１３によって連結されているため、該スイングレバー１２が駆動機構によって揺動運動されると、スライドヨーク２を図中で左右に往復運動させる。実線描写と破線描写がストロークの両端位置となる。
ところが、この缶の絞り・しごき加工はパンチ構造体の往復運動とホース内を流れる流体運動とが互いに作用し合い、フレキシブルなホース６が激しく振動して暴れるという現象を伴う。特に、例えば毎分２００回以上の高速で往復運動する場合、これを加速度で示すと３００ｍ／sec２以上となり、往復運動に伴う慣性力の影響がホース自体の剛性を上回るためこの傾向が顕著となる。この現象はホースが近くの人や物にぶつかって危険というだけでなく、ホースの疲労が激しく、頻繁に交換しなければホースが破れて、流体が飛散するという事故につながる。そのため、このホースは消耗品として定期的に交換を行なわなければならないという問題があった。
【特許文献１】特開平６−１４２７８０号公報  「有底薄肉缶体の成形方法」平成６年５月２４日公開  段落［００１４］乃至［００２１］及び図１の記載。
【特許文献２】米国特許第６，５９８，４５０号明細書  "INTERNALLY COOLED PUNCH" ２００３年７月２９日登録
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点を解決するもの、すなわち、往復移動する部材へ流体を供給・排出するための可撓性ホース、特に缶を絞り・しごき成形によって製造する際に使われるパンチ構造体へ温調水とエアーを供給・排出するホースの激しい振動を防止してホースの疲労を軽減する配管構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のホース配管構造は、缶成形におけるパンチ構造体などの往復移動する部材のポートに一端が接続され、他端が流体供給源に連通している固定ポートに接続されたホースを移動方向にガイドする部材を配置するようにした。
本発明のホースを移動方向にガイドする部材は、対向する２枚の案内板間に固定ポートに接続されたホースと移動ポートに接続されたホースとがＵ字状になって挟まれる形態でガイドされるようにした。
また、ホースを移動方向にガイドする前記案内板の両側位置には固定された横揺れ防止板を配置するようにした。
また、前記案内板には平行した複数列の溝が配置されたものとし、更には少なくとも一方の案内板における複数列の案内溝が相手方案内板方向に延在するホースセパレータによって深く案内されるようにした。
更には本発明の配管構造は、往復移動する部材が３００ｍ／sec２以上の加速度で駆動される装置に適用されるものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のホース配管構造は、缶成形におけるパンチ構造体などの往復移動する部材のポートに一端が接続され、他端が流体供給源に連通している固定ポートに接続されたホースを移動方向にガイドする部材を配置するようにしたものであるから、ホース端部の往復移動とホース内を流れる流体の運動の相互作用に起因するホースの激しい振動を前記ガイド部材によって抑制し、ホースの疲労を大幅に軽減することができる。したがって、短期間での交換が必要とされてきたホースの寿命が画期的に引き延ばされる。
本発明のホースを移動方向にガイドする部材は、対向する２枚の案内板間に固定ポートに接続されたホースと移動ポートに接続されたホースとがＵ字状になって挟まれる単純形態でガイドされるようにしたものであるから、２枚の案内板間で安定保持されると共に往復移動への妨げとなることはない。更に、前記案内板の両側位置には固定された横揺れ防止板を配置するようにしたことにより、横揺れが激しくてもその横揺れ防止板によって横方向のあばれを効果的に抑制することが出来、案内板からホースが外れることはない。
また、前記案内構造は平行した複数列の溝が配置されたものとし、少なくとも一方の案内板における複数列の案内溝は相手方案内板方向に延在するホースセパレータによって深く案内されるようにした構成を採用することにより、横方向の振動を両側のホースセパレータの側面で深く挟んでガイドすると共に、Ｕ字状に折り返された部分を広くガイドすることが出来効果的にホースの暴れを抑制することが出来る。
更には本発明の配管構造は、往復移動する部材が３００ｍ／sec２以上の加速度で駆動される装置に適用されてもホースに掛かるその加速度を十分にガイドする部材によって受け止めて振動を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１と図２を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図１はパンチ構造体Ｐのスライドヨーク２に取り付けられたマニホールド３の流体流入出ポート３ａと流体供給源等に連通された固定側の流体流入出ポート２５との間に接続されたホース部分とそのガイド部材とをパンチ構造体Ｐの移動方向と直交する方向から見た正面図であり、図２は図１を右方面から見た側面図である。図１には実線描写でパンチ構造体Ｐが複数のダイを備えたツールパックを貫通して最も奥まで移動した位置での状態が示され、破線描写で絞り缶を装着して加工に入る前の最も手前の位置での状態が示されており、両者の変位差がこの加工機のストロークを示すものとなる。このストロークは一般に４００〜７００ｍｍ程度であるが、この例では６７０ｍｍとしてある。
【００１０】
まず固定側であるが、図２も参照すると分かり易いが、機械フレームＢ等に植設されたブラケットベース１０によって支えられた構造物に上記の固定側の流体流入出ポート２５とアッパーガイド８が配設されている。ゴムやナイロンなど可撓性のある合成樹脂製であることが好ましいホース６の一端は流体流入出ポート２５に接続されるが、このジョイント部分に機械的負担がかからないようにこの例ではアッパーガイド８の近傍にホースクランプ９を配置してホース６を位置決めし保持させるようにしている。アッパーガイド８は複数のホース６ａ，６ｂ，６ｃが案内できるようにホースセパレータ７によって区切られ、隣接するホースセパレータとの間に出来る深い溝でホース６を案内する。このホースセパレータ７の幅寸法はホース外径の３倍以上であることが望ましい。また、アッパーガイド８とホースセパレータ７の長さ寸法はこの機械の移動に伴うホース６の移動距離をカバーできるものとする。
【００１１】
次ぎに、可動側の構成であるが、スライドヨーク２の案内溝が形成されたホースブラケット５が取り付けられている。このホースブラケット５のスライドヨーク２への取付方向は案内溝解放方向が前記アッパーガイド８の案内溝解放方向と対向するように決める。すなわち、アッパーガイド８の案内溝とホースブラケット５の案内溝は互いに平行しており、Ｕ字状に折り返されたホースを両側から挟持する形態で案内する。ホースブラケット５の長さ寸法はアッパーガイド８と同様この機械の移動に伴うホースの移動距離をカバーできるものとする。また、相対するアッパーガイド８とホースブラケット５の案内面間の距離は、ストロークの１／３〜１／２の長さにあることが、ホースに適度なＵ字状の彎曲部を形成するので好ましい。因みにこの例では３００ｍｍとした。この可動部材の移動機構であるが、図２から理解されるようにこのスライドヨーク２を両側から挟むような配置で機械フレームＢに取り付けられたスライドウェイ１１に案内されて移動するように構成されている。この例における具体的案内構造は両側のスライドウェイ１１の対向する面に設けられた案内溝にスライドヨーク２の両側面に設けられた凸条が係合する形態で案内される。また、ホース６の他端がマニホールド３の流体流入出ポート３ａに接続されているが、こちらもジョイント部分に機械的負担がかからないようにこの例ではホースブラケット５上にホースクランプ４を配置してホース６を位置決めし保持させるようにしている。
【００１２】
以上の構成において、スライドヨークが往復運動するときの状況を考察する。スライドヨーク２はしごき加工を終えた図１における実線描写位置から右方向に移動して破線描写した初期位置までスライドウェイ１１に案内されてスライドする。実線位置ではホース６はホースブラケット５の溝のほぼ全域にわたり接触状態をとり、アッパーガイド８に対しては溝の端部でホース６が接触しているだけの状態となっている。この状態から、スライドヨーク２が右方向に移動するとホースクランプ４とホースブラケット５も同じだけ右方向に移動し、反対側のホースクランプ９は固定されているのでホース６はホースブラケット５の溝から徐々に離れてゆきホース６が右方向に引っぱられた分アッパーガイド８の溝と接触するようになる。その際、ホース６のＵ字状折り返し部分が固定端側から可動端側へ移動すると共に、Ｕ字状折り返し部分であったところが両側のホースセパレータ７によって案内され、着実に溝天井部へ導かれる。ホース６にはホースブラケット５の溝を離れた部分からホースセパレータ７で案内される部分まで、他から拘束を受けない自由領域が存在するが、その領域は短く例えその部分で往復運動とホース内流体の運動とが相互作用しても大きな振動とはならず、ホース６が溝から外れることはない。ホース６は平行し且つ対向するアッパーガイド８の溝とホースブラケット５の溝間に挟まれて案内・保持される。そして、このようにＵ字状に折り返された形態で挟まれているので、慣性力がホース６を対向する両方の溝部に押し付けるように作用するため、この溝案内は更に安定する。このようにホース６は安定して溝部に案内されて、破線描写の初期位置まで到達する。このとき、ホース６はアッパーガイド８の溝のほぼ全域にわたり接触状態をとり、ホースブラケット５に対しては溝の端部でホース６が接触しているだけの状態となる。破線描写位置から実線描写位置への逆行程ではスライドヨーク２がスライドウェイ１１に案内されて左側にスライドする。このときホース６はアッパーガイド８の溝のほぼ全域にわたり接触状態をとり、ホースブラケット５に対しては溝の端部でホース６が接触しているだけの状態となっている。その際、ホース６の端部はホースクランプ４で保持され、近傍のホースブラケット５の溝部で案内されているので、これらが左側に移動するにつれ、Ｕ字状に折り返されたホース６の非接触部分がホースブラケット５の溝部に案内され、アッパーガイド８の溝からは徐々に接触部分が離れてゆく。この際も慣性力が働くためホース６を対向する両方の溝部に押し付けるように作用して、この溝案内は安定して行われる。
この例では缶の成形は４００回／分を想定した設計となっており、６７０ｍｍストロークでこのハイスピード成形を実施しても内径８ｍｍ、外径２０ｍｍのホースでの暴れはなく、安定した動作を確認することが出来た。ホースの寿命は従来２週間程度で交換が必要であったものが、１０倍以上の半年に延びた。
【００１３】
以上の実施形態ではホースを移動方向にガイドする部材として、固定されたホース案内溝と往復移動する部材に取り付けられたホース案内溝とからなるものであって、ホースが両方の溝間にＵ字状になって挟まれる形態でガイドするものを提示したが、本発明はこれに限られることなく多様な態様を採ることができる。例えば、図３の(ａ)に示すように単に対向する２枚の案内板２６だけであってもよいが、それだけでは横揺れに不安定であるときは図３の(ｂ)に示すように案内板２６の両側に固定された横揺れ防止板２７を備えた案内構造を採るようにしてもよい。この横揺れ防止板２７は図示したように両方ではなく一方の案内板２６の両側にだけ配置しても、両方の案内板２６に片側づつ配置しても、更には図３の(ｃ)に示すように両方の案内板２６の中間位置に独立させて配置するなどの態様が可能である。これにより、ホースが２枚の案内板２６から外れてしまうようなことはない。また、全く異なる方式としてホースを滑車形態で案内する溝車を用いて実施しても良い。ホース一端は固定され、他端のみが所定のストロークで変位する状況下で作動するため、この場合、ホースを弛ませることなく案内するにはその溝車はスライドヨークの変位に対し半分の量変位をさせながら回転させる機構が必要である。この様な機構としては移動部材にラックレールを連結すると共に、それと同じラックレールを平行するように固定配置して両ラックレール間に歯車を噛合させた機構によって実現することが出来る。更には、円筒状の回転ドラムにホースを巻き付ける形態であっても良い。その場合、可動側ホースはドラム面に設けられたポートに接続され、固定側ホースは回転軸位置に設けられた回転自在のポートに接続する。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
以上本明細書では、缶を絞り・しごき成形によって製造する際に使われるパンチ構造体へ温調水とエアーを供給・排出するホースの疲労防止に適した配管構造を念頭に置いて説明してきたが、この配管構造はこれに限られることなく、可動部材に潤滑油や冷却水などへの供給を必要とされる各種工作機械など、往復移動する部材へ液体を供給・排出するための可撓性ホースの疲労を防止する配管構造として、広く応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】パンチ構造体へ温調水とエアーを供給・排出するホースの疲労防止に適した本発明に係る配管構造の１実施例の正面図である。
【図２】前図に示す１実施例を右側から見た側面図である。
【図３】本発明のシンプルなガイド部材を説明する図であり、(ａ)は２枚の案内板のみ、(ｂ)はそれに横揺れ防止板を設けたもの、また(ｃ)は２枚の案内板の中間に横揺れ防止板を独立配置したものである。
【図４】従来のパンチ構造体へ温調水とエアーを供給・排出するホースの配管形態を説明する図である。
【図５】冷却機能を備えた従来のパンチ構造体を説明する図で、全体構造の軸方向断面図である。
【図６】絞り・しごき加工で缶を成形する公知の工程を説明する図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  ラム                              ２  スライドヨーク
３  マニホールド                      ３ａ  流体流入流出ポート
４  ホースクランプ(可動側)            ５  ホースブラケット
６(6a,6b,6c)  ホース                  ７  ホースセパレータ
８  アッパーガイド                    ９  ホースクランプ(固定側)
１０  ブラケットベース                １１  スライドウェイ
１２  スイングレバー                  12a  可動側流体流入流出ポート
１３  連結部材                        １６  ツールパック構造体
２５  固定側流体流入流出ポート        ２６  案内板
２７  横揺れ防止板                    Ｂ  機械フレーム
【図１】
2006090479.tif 000003
【図２】
2006090479.tif 000004
【図３】
2006090479.tif 000005
【図４】
2006090479.tif 000006
【図５】
2006090479.tif 000007
【図６】
2006090479.tif 000008