(57)【要約】【課題】  巻締部へのしわの発生を抑制でき、密封度を阻害することなくコーナー部曲率の大きい角形缶の巻締を可能とする角形缶の二重巻締方法及び巻締装置を提供する。【解決手段】  モデルカム１４によってシーミングロール２２を最終的に略角形缶の縁に沿わせることにより成形完了する漸進的成形を行う角形缶の巻締方法において、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアー１６がモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心Ｏ１とシーミングロール中心Ｏ２を結ぶ線分と、モデルカムフォロアー１６が操舵されているモデルカム直線部への垂直線となす角θを、前記直線部の巻締中に正から負または負から正に変化させ、直線部加工時におけるシーミングロールの押込み量の変動を略一定範囲内に保つ。【選択図】  図３
2006320921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モデルカムによってシーミングロールを最終的に略角形缶の縁に沿わせることにより成形完了する漸進的成形を行う角形缶の巻締方法において、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアーがモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部への垂直線となす角が、前記直線部の巻締中に正から負または負から正に変化させることによって、直線部加工時におけるシーミングロールの押込み量の変動を略一定範囲内に保つようにしてなることを特徴とする角形缶の巻締方法。
【請求項２】
前記モデルカム軌道の直線部の垂直二等分線上にシーミングヘッド回転板の回転中心が配置されている場合、モデルカム直線開始部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角をθとし、モデルカム直線終了部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角がθ’としたき、前記モデルカムフォロアーが、モデルカム直線開始部からモデルカム直線終了部に至るまでに、シーミングヘッド回転板が回転する角度をωとすると、
θが負、ωが正の場合
θ’＝ω＋θ＞０
θが正、ωが負の場合
θ’＝ω＋θ＜０
となるようにシーミングロールを配置したことを特徴とする請求項１に記載の角形缶の巻締方法。
【請求項３】
前記シーミングヘッド回転板の回転角度ωと、モデルカム直線開始部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角θとの関係が
（１／３）｜ω｜≦｜θ｜≦（２／３）｜ω｜
となるようにしてなる請求項２に記載の角形缶の巻締方法。
【請求項４】
モデルカムによってシーミングロールを最終的に略角形缶の縁に沿わせることにより成形完了する漸進的成形を行う角形缶用二重巻締装置において、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアーがモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分の水平面投影線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部とのなす角が、正から負または負から正に変化することを特徴とする角形缶用二重巻締装置。
【請求項５】
前記モデルカム軌道の直線部の垂直二等分線上にシーミングヘッド回転板の回転中心が配置され、モデルカム直線開始部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角をθとし、モデルカム直線終了部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角がθ’としたき、前記モデルカムフォロアーが、モデルカム直線開始部からモデルカム直線終了部に至るまでに、シーミングヘッド回転板が回転する角度をωとすると、
θが負、ωが正の場合
θ’＝ω＋θ＞０
θが正、ωが負の場合
θ’＝ω＋θ＜０
となるようにシーミングロールを配置したことを特徴とする請求項４に記載の角形缶の巻締装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角形缶の二重巻締における皺の発生を防止するようにした角形缶の二重巻締方法および巻締装置、特にコーナー部における皺の発生を防止してコーナー部の曲率半径が小さい角形缶の二重巻締を可能にした角形缶の二重巻締方法及び二重巻締装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
角形缶の二重巻締は、コーナー部と直線部があるため、丸形缶の巻締の場合と相違して、缶を回転させて巻締めすることが困難であり、一般に缶と蓋をシーミングチャックとリフターで挟持して固定した状態で、一次シーミングロール及び二次シーミングロールが缶の形状と相似形に形成されたカム溝を有するモデルカムにより軌道を制御されて周回することにより、巻締を行なっている。従来、このような角形缶の巻締方法として、シーミングロールを缶蓋のフランジ周縁部への押し込み量を漸進的に増加させて複数回（たとえば６〜８回転）周回する間にトップシーミング位置に達するようにして徐々に巻締加工を行う漸進的巻締法と、シーミングロールの押込み量を大きくして、急激に（たとえば１〜２周回の間に）巻締を終了するプランジ方式と呼ばれる巻締法（例えば、特許文献１参照）が知られている。該プランジ方式は、ヘッドの回転数を減少することができるが、缶蓋に対して過剰加工となり、コーナー部での皺の発生が大きく、特にコーナー部の曲率が大きい場合は顕著であり、密封性にかける欠点がある。一方、漸進的巻締法の場合は、コーナー部の皺の発生現象は、前記プランジ方式と比べて抑制できるが、角形缶の場合、必然的に直線部とコーナー部を有するため、何れの方法を採用しても缶蓋全周にわたって均一な押込み量・速度・押込み力でシーミングロールを作動させることは不可能であり、コーナー部での皺の発生は避けられない。そのため、できるだけ皺の発生を減少させる方法としてこれまで、例えば特許文献２、３等に提案されているが、未だ円形缶のような高密封能を確保できるまでには至っていない。特に曲率の大きいコーナー部を有する角形缶の巻締ではその傾向が顕著である。
【特許文献１】特開昭５１−１０４４６９号公報
【特許文献２】特開昭５８−５８９５０号公報
【特許文献３】特開平０２−６２０９４号公報
【０００３】
そのため、従来、角形缶は比較的コーナー部の曲率半径が大きく取れる５ガロン缶等の大型缶に採用され、小型缶の場合はたとえば非液状内容物である菓子缶等比較的高度の密封能を必要としない内容物充填用に採用されているのが実情である。このように、小型の角形缶は飲料缶等の高い密封度が要求されるものには一般に採用されていないが、角形缶の場合、集合状態で缶同士の間に隙間が生じなくて、収納効率が丸形缶に比べて特段に高いという特徴があり、この特徴に着目して近年高い密封能が要求される内容物の充填を可能とする密封能の高い小型角形缶が特殊用途用缶として要求されてきている。角形缶の特徴である収納効率をより高めるには、缶を縦横及び上下に積重ねた場合、極力デッドスペースが生じないようにする必要があり、上記要求を満たすには、巻締部のコーナー部の曲率半径を小さくしてコーナー部を極力直角に近い形状にすること、及び蓋巻締部を極力小さくすることが求められている。
この要求は、密封能を高める点からは全く逆の要求であり、密封能阻害要因となるものである。そのため、従来液体内容物の充填を可能にするような高密封性を有し、且つコーナー部の曲率が大きい角形缶は未だ得られてない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、上記問題点を解決するために、従来の漸進的巻締法による角形缶巻締装置による皺の発生原因を種々分析した結果、次のような事実が判明した。
図１３（ａ）〜（ｃ）において、従来の角形缶巻締装置の一次巻締時におけるシーミングロールを取付けたシーミングレバー２４及びモデルカムフォロアー１６を取付けたモデルカムレバー１８の変位を、分かりやすくする為にシーミングヘッド部４０を下方から見た状態で模式的に示す。
【０００５】
図１３に示す構成において、シーミングロール２２は、シーミングカム（図示してない）によって所定量押し込まれ、その状態で所定角度回転し、それを複数回繰り返すことによって、あるいは徐々に押し込みながら次第に巻締幅Ｔｃを狭めていって最終巻締形状を得るが、モデルカムフォロアー１６が直線部を通過する際は、シーミングカムによって同じ押しこみ量を維持していても、直線部ではシーミングロールは、図１３（ｂ）（ｃ）に示すように、次第に外方に逃げていって中間段階では必ずも同じ巻締幅を得ることができなかった。即ち、円運動から略角形のモデルカム１４の直線部をモデルカムフォロアー１６によって追従させながら操舵されている際、モデルカムレバー１８の単調な傾斜変化に合わせシーミングレバーも単調変化し、それに従いモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分はモデルカムレバーと直角に近い角度で交わるため、傾斜角θ２も単調に変化し、シーミングチャック１０とシーミングロール２２との距離はロール間線分の傾斜角度θ２の絶対値が小さくなる程大きくなる現象が起こる。その結果、比較例として図１４（ｂ）の上面図に楕円で囲って示すように、各コーナー部近傍の一側の直線部端部が内側に入りこみ、最終巻締形状が図１２（ｂ）に示すように、各辺の巻締幅（Ｔ寸法）が単調に変化し、均一な巻締寸法が得られない。
【０００６】
そのため、コーナー部の入口部近傍と出口部近傍との中間的な巻締幅が相違するという現象が生じる。一方、コーナー部ではシーミングロール２２も円弧運動であるが、次の直線部の押し込み量に合わせるため、浅い状態から急激に深い状態へ変化するため回転するので、上記現象によりコーナー部の途中で加工量が増え成形量のアンバランスが生じ、コーナー部の縮径加工と相俟って不均一な巻締め皺が多く発生することになる。特に、コーナーＲが小さい角形缶を巻締めるとコーナーＲ部出口の絞りが深くなりすぎることにより、巻締皺が多く発生していた。
【０００７】
その原因は、円運動から略角型運動に変換されるモデルカムレバー１８が略角形のモデルカム１４の直線部をモデルカムフォロアー１６によって追従させながら操舵されている際、モデルカムレバー１８の単調な傾斜変化に合わせシーミングレバー２４も単調に傾斜変化し、それに従いモデルカムフォロアー中心Ｏ１とシーミングロール中心Ｏ２を結ぶ線分（Ｏ１−Ｏ２）はシーミングレバーの開き角がさほど大きくない場合、モデルカムレバーと直角に近い角度で交わるため、傾斜角θ２も単調に変化し、シーミングチャック１０とシーミングロール２２の距離はロール間線分の傾斜角度θ２の絶対値が小さくなるほど大きくなる現象が起こり、結果、巻締め加工の初期段階に於いてシーミングロール２２の軌跡がモデルカム１４の相似形軌跡から外れ、モデルカム１４の相似形軌跡をある角度回転させた形状の軌跡となる場合があるためである。
【０００８】
加工の初期段階で上記の現象が起こる場合、加工が進み、モデルカムレバー１８とシーミングレバー２４の開き角θ１が狭くなってくると加工初期段階でシーミングロール２２とシーミングチャック１０の距離が遠い部分の加工量は近い部分の加工量よりも多くなるため、成形量が多過になり、巻き締め皺が発生しやすくなる。特に、コーナー部分の曲率半径が小さい場合はフランジ幅に対して絞り比が大きくなるのでこの巻き締め皺が顕著に現れる。その対策として加工の初期段階でシーミングロール２２とシーミングチャック１０の距離が遠い部分に合わせ、シーミングヘッド回転板１２の１回転あたりのシーミングレバー２４とモデルカムレバー１８の開き角θ１の減少量δθ１を小さくし、加工量を少なくすることが考えられるが、その場合は成形速度が低減し、生産性が落ち好ましくない問題点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、上記問題点を解決しようとするものであり、角形缶の二重巻締においてシーミングロールが直線部を巻締める際に次第に外方に逃げてコーナー部の出口部と入口部の加工度が相違して、コーナー部に皺が発生する現象を抑制して、曲率の大きい角形缶でも皺の発生を低減させて密封度に優れた角形缶を得ることを可能とする角形缶の二重巻締方法及びその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決する本発明の角形缶の巻締方法は、モデルカムによってシーミングロールを最終的に略角形缶の縁に沿わせることにより成形完了する漸進的成形を行う角形缶の巻締方法において、巻締め成形初期にモデルカムフォロアーがモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部への垂直線となす角が、前記直線部の巻締中に正から負または負から正に変化させることによって、直線部加工時におけるシーミングロールの押込み量の変動を略一定範囲内に保つようにしてなることを特徴とするものである。
【００１１】
前記巻締方法は、前記モデルカム軌道の直線部の垂直二等分線上にシーミングヘッド回転板の回転中心が配置されている場合、モデルカム直線開始部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角をθとし、モデルカム直線終了部におけるモデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角がθ’としたき、前記モデルカムフォロアーが、モデルカム直線開始部からモデルカム直線終了部に至るまでに、シーミングヘッド回転板が回転する角度をωとすると、
θが負、ωが正の場合
θ’＝ω＋θ＞０
θが正、ωが負の場合
θ’＝ω＋θ＜０
となるようにシーミングロールを配置することによってより確実に、達成できる。
なお、θ、θ’の正負の符号はモデルカムフォロアーが操舵する直線部を紙面上方に水平に配置したとき、垂線をなす角が左側のときを負、右側のときを正とし、ωの符号は紙面右回りを正、左回りを負とした。
そして、より望ましくは｜θ｜≦（１／２）｜ω｜が理想であるが、回転角度ωと、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と前記モデルカム直線部への垂直線となす角θとの関係が
（１／３）｜ω｜≦｜θ｜≦（２／３）｜ω｜
となるようにしてもよい。
【００１２】
前記巻締方法を達成する本発明の角形缶二重巻締装置は、モデルカムによってシーミングロールを最終的に略角形缶の縁に沿わせることにより成形完了する漸進的成形を行う角形缶用二重巻締装置において、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアーがモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分の水平面投影線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部とのなす角が、正から負または負から正に変化することを特徴とするものである。そして、前記請求項２の発明と同様に
θが負、ωが正の場合
θ’＝ω＋θ＞０
θが正、ωが負の場合
θ’＝ω＋θ＜０
となるようにシーミングロールを配置したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、密封能を低下させずに、コーナー部の曲率半径が小さい巻締部を有する角形缶を得ることができる。したがって本発明の角形缶は、角形缶の特徴である収納効率を一層高めることができるとともに、従来の角形缶では達成できなかった高密封性が確保でき、角形缶を高密封性が要求される内容物の密封充填用への適用を可能にし、角形缶の用途の拡大を図ることができる。
また、本発明の角形缶の二重巻締方法及び装置によれば、シーミングロール中心を結ぶシーミングロール中心とモデルカムフォロアーの中心を結ぶ線分の傾斜角が単調に変化しないため、シーミングチャックとシーミングロールの距離も単調に増加または減少しないので、シーミングチャック直線部の両端でシーミングチャックとシーミングロールの距離の差がなくなり、コーナーＲ部付近の加工量が多過になることがない。そして、シーミングチャック直線部の両端でシーミングチャックとシーミングロールの距離の差が極めて少なくなるので、コーナー部での急激な加工量の変化がなくなり、曲率の大きいコーナ部でも皺の発生を抑制して良好に巻締することを可能し、密封性の高い角形缶を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を基に詳細に説明する。
本発明では、コーナー巻締部での皺の発生を防いで高密封能を確保しながら、４角缶のコーナー部をできるだけ直角に近づけるように大きい曲率で屈曲させることによって、高収容率及び高容積率を図ることを目的としているので、本実施形態では缶蓋の巻締前のコーナー部のシーミングチャックウォールの曲率半径が、約５ｍｍ程度の極めて小さい、コーナー巻締部を得ることを目標としている。
図１は、本発明の実施形態に係る角形缶巻締装置のシーミングヘッド１の概略模式図であり、図２はその平面図、図３は底面図である。これらの図面では煩雑さを避けるために、シーミングヘッド回転板には１組の一次シーミングユニットしか示されていないが、実際の装置では、シーミングヘッド回転板には２組の一次シーミングユニットと２組の二次シーミングユニットがそれぞれ対称的に設けられている。なお、二重巻締のうち、一次巻締と二次巻締をそれぞれ専用の一次巻締装置、二次巻締装置で行う場合は、それぞれのシーミングヘッド回転板にはそれぞれ２組の一次シーミングユニット又は二次シーミングユニットのみを設けるようにすれば良い。なお、図３では、見やすくするため、缶蓋５０をひとまわり小さく描いている。
【００１５】
本実施形態の角形缶二重巻締装置のシーミングヘッド１は、角形缶の漸進的成形を高速で行なうために構成され、図示しない巻締装置上部本体に支持され、その下方部には対向して同軸心に沿って上下動するリフター（図示してない）が設けられている。巻締ヘッド部１において、巻締装置上部本体に固定軸２が固定され、その先端部に円運動の軌跡を略角形に変換するためのモデルカム１４が固定され、さらにモデルカム１４の下端中央部にシーミングチャック１０が固定されている。そして、固定軸２に同心状に円筒状のシーミングヘッド軸３が回転可能に軸受けされ、該シーングヘッド軸下端に円盤状のシーミングヘッド回転板１２が固定されている。また、シーミングヘッド軸３の外周部にシーミングカム体４が回転自在に形成されている。該シーミングカム体は、一台の装置で一次巻締と二次巻締を行なう場合は、一次巻締用シーミングカムと二次巻締用シーミングカムが例えば一体に形成されたもの、又は上下２枚に分かれたものを用い、一次巻締と二次巻締を別々の装置で行なう場合は、それぞれ一次巻締用カムまたは二次巻締用カムの中で目的のカム１枚を採用する。
【００１６】
シーミングヘッド軸３は、図示しないモータから伝動される駆動プーリ５を介して回転駆動される駆動軸６との歯車伝動により回転駆動される。同様に、シーミングカム体４も駆動軸６を介して回転駆動されるが、シーミングヘッド軸３とシーミングカム体２２の駆動軸６からの歯車伝動の歯数比を変えており、シーミングカム体４はシーミングヘッド軸３よりも僅かに低速回転するように構成されている。前記モデルカム１４には、前述したようにシーミングロールが缶の形状に沿って移動するように、モデルカムレバー１８に設けられたモデルカムフォロアー１６が嵌合するモデルカム溝が形状され、該モデルカム溝のカム面形状は、巻締する缶の巻締形状に応じた形状に形成されている。
【００１７】
回転駆動されるシーミングヘッド回転板１２には、モデルカムレバー１８の一端がモデルカムレバーピン２０を支点に揺動可能に軸着され、モデルカムレバー１８の表面にシーミングレバー２４がシーミングレバーピン２６（好ましくは巻締寸法を微調整できるようなエキセントリックピン）を介して揺動可能に軸着されている。シーミングレバー２４の中間部に前記シーミングレバーピン２６に揺動可能に枢着され、該シーミングレバーの他端部には角形缶を巻締め成形するための金型であるシーミングロール２２が回転自在に設けられている。そして、シーミングレバー２４、モデルカムレバー１８の開き角度θ１を規制するシーミングカム２８、シーミングカムフォロアー３０、シーミングカムオペレーションレバー３２、シーミングレバーリンク３４からなる開き角度調整機構を有している。なお、開き角度調節機構として、シーミングレバーピン２６を回動軸が偏心しているエキセントリックピンを介在させることにより、該エキセントリックピンの角度を調整することにより、開き角度も微調整できる。同様に、シーミングレバーリンクに例えば継手式や図７に示すようなネジ式の伸縮ロッドを用いて長さを微調整することにより、開き角度を微調整することができる。そして、エキセントリックピンとシーリングレバーリンクとの微調整の組合せにより、設定後の開き角度θ１をより的確に微調整することができるようになっている。なお、図７は本実施形態におけるシーミングレバー３４に代えてネジ式伸縮ロッド３４’を採用した他の実施形態にかかるものであるが、その他の構成は図１〜３に示す実施形態と同様であるので、同一部材には同一符号を付し詳細な説明は省略する。この実施形態ではネジ式伸縮ロッド３４’の長さを適宜調整することにより、開き角度を微調整できる。
【００１８】
上記構成において、本実施形態では、巻締力とシーミングカム２８の入力によるシーミングレバー２４の開き角θ１の感度を考慮して、モデルカムレバー１８の中間位置にシーミングレバーピン２６が設けられ、モデルカムレバーピン２０の中心からモデルカムフォロアーの中心点までの距離と、モデルカムレバーピン２０の中心からシーミングロール中心点までの距離は等しくなるように設定されている。また、モデルカムレバー及びシーミングレバーは、それぞれのレバーが巻締成形のため回転している間にシーミングチャック１０と干渉しないよう、また、装置へ収まりが良くなるよう両者中間部から同じ角度で屈曲しており、巻締最終位置ではシーミングロールの中心位置とモデルカムフォロアーが同一軸心で重なるように設定されている。
【００１９】
モデルカムレバー１８は通常一端がモデルカムレバーピン２０によってシーミングヘッド回転板１２に接続され、モデルカムレバーピンを中心に回動することができ、他端にモデルカムフォロアー１６に接続されることにより、シーミングヘッド回転板１２の回転動力を略角形のモデルカム１４に沿った角型運動動力に変換する。さらに、角型運動に変換されたモデルカムレバー１８にシーミングレバーピン２６を介し開き角調整機構でモデルカムレバー１８との開き角θ１を規制されたシーミングレバー２４が備えられ、シーミングレバー２４の一端にシーミングロール２２が備えられて、シーミングカムによって開き角θ１の度合いが制御されて巻き締め成形量が調整され、シーミングレバー２４の開き角θ１を徐々に狭めていき、最終的に０度にしてシーミングヘッド１（シーミングロール２２）を角形缶の外周を１周以上周回して成形することにより巻締めが完了する。
【００２０】
そして、本実施形態のシーマにおいては、シーミングロール２２が直線部を通過する際、次第に外方に逃げていってしまい、中間段階では必ずも同じ巻締幅を得ることができないという欠点を解消するために、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアー１６がモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部への垂直線となす角を、前記直線部の巻締中に正から負または負から正に変化させることによって、直線部加工時におけるシーミングロールの押込み量の変動を略一定範囲内に保つようにしてなるように構成してある。より具体的には、以下に詳述するように、シーミングヘッド回転板１２が、直線部成形中に回転する角度ωと、モデルカムフォロアー１６とシーミングロール２２とを結ぶ線分と、モデルカム直線部に垂直な線とのなす角θとの関係が次の条件を満たすように構成されている。
【００２１】
該実施形態を図５に示すモデル化した説明図を基に説明する。
図５において、モデルカム軌道の直線部分ＡＡ’の垂直二等分線上にシーミングヘッド回転板の回転中心Ｏが配置されている場合、巻締成形開始時のシーミングロールが、モデルカム直線部始めでのモデルカムフォロアー中心Ａと、そのときのシーミングロール中心Ｂとを結ぶ線分ＡＢが直線部分ＡＡ’の垂線となす角度をθ（垂線より左側が正、右側を負とする）とする。そして、シーミングヘッド回転板が所定角度回転（右回りを正とする）して、モデルカム直線終了部におけるモデルカムフォロアー中心Ａ’とそのときのシーミングロール中心Ｂ’とを結ぶ線分ＡＢ’が直線部分ＡＡ’の垂直二等分線となす角をθ’としたとき、前記モデルカムフォロアーが、モデルカム直線開始部からモデルカム直線終了部に至るまでに、シーミングヘッド回転板が回転する角度をωとする。
【００２２】
いま、モデルカムフォロアーがモデルカム直線部ＡＡ’を移動する際、モデルカムレバーＰＡがＰ’Ａ’へ回転する角度∠Ｐ’Ｏ’Ｐは、図５（ａ）から明らかなように直線部ＡＡ’の回転中心Ｏに対する開き角度∠ＡＯＡ’(＝ω)に等しい。そして、図５（ｂ）に示すように、シーミングロール中心Ｂとモデルカムフォロアー中心Ａがモデルカム直線部の垂直二等分線となす角度θとモデルカムレバーＰＡがω回転してＰ’Ａ’へ移動したとき、ＡＢがω回転して垂直二等分線に対する角度θ’とすると、
θ’＝ω＋θ…・（１）
となる。
何故ならば、図６に示すように、Ａを通るＡＡ’への垂線を延長しＰＢとの交点をＣとする。また、Ａ’を通りθだけ正側に傾斜させた補助線を引きＰ’Ｂ’との交点をＣ’（この部分を 図６（ｂ）に拡大して示す）と直線ＡＣとの交点をＤとすると、△ＰＡＣ≡△Ｐ’Ａ’Ｃ’であり、また∠Ｐ’Ｏ’Ｐ＝ωより辺Ｐ’Ａ’と辺ＰＡのなす角はωであるため△Ｐ’Ａ’Ｃ’は△ＰＡＣをＯを中心にω回転させたものであるから、ＡＣとＡ’Ｃ’のなす角、即ち、ＣＤとＣ’Ｄのなす角はωである。従って、シーミングロール中心Ｂとモデルカムフォロアー中心Ａを結ぶ線分ＡＢがシーミングヘッドの回転板の回転によりモデルカムレバー支点ＰがＰ’へ、モデルカムフォロアーがＡがＡ’へ移動したとき、シーミングロール中心Ｂ’とモデルカムフォロアー中心Ａ’を結ぶ線分のなす角度θ’はω−θとなる。θはＡＡ’の垂直二等分線の左側を元々負に設定してあるのでθ’＝ω＋θでよい。
【００２３】
従って、上記（１）式において、
θが負、ωが正の場合
θ’＝ω＋θ＞０  …（２）
θが正、ωが負の場合
θ’＝ω＋θ＜０  …（３）
となるようにシーミングロールを配置することによって、巻締め成形開始時にモデルカムフォロアーがモデルカム直線部を操舵される際、モデルカムフォロアー中心とシーミングロール中心を結ぶ線分と、モデルカムフォロアーが操舵されているモデルカム直線部への垂直線となす角が、前記直線部の巻締め中に正から負または負から正に変化し、ロール間線分の傾斜角度θ２の単調変化が解消され、巻締め加工の初期段階に於いてシーミングロール２２の軌跡がモデルカム１４の相似形軌跡から外れることが防止され、ほぼ均一な巻締幅を得ることができ、皺の発生を防止することができる。上記モデル機構において、モデルカムの直線部分ＡＡ’は、角形缶の形状により決まる。従ってωはほぼ一意的に決まる。シーミングヘッド回転板の配置を上記のように決めてモデルカムレバーピンＰとモデルカムフォロアー中心を結ぶ線分ＰＡは、シーミングヘッド回転板や角形缶の形状により多少制約を受けるがある程度自由に決められる。従って、ω、Ａが決まっている中でＢの位置は、上記（２）式又は（３）式を満たし、且つモデルカムレバー１８、シーミングレバー２４等がシーミングチャック１０に干渉しない範囲であれば自由に決められる。
【００２４】
その場合、
｜θ｜＝（１／２）｜ω｜が理想であるが、
（１／３）｜ω｜≦｜θ｜≦（２／３）｜ω｜・・・（４）
の関係が成立すれば実用上可能である。
【００２５】
以上のように構成することによって、シーミングロール中心とモデルカムフォロアーの中心を結ぶ線分の傾斜角が単調に変化しないため、シーミングチャック１０とシーミングロール２２の距離も直線部の範囲で変曲点が生じ単調に増加または減少しないので、シーミングチャック直線部の両端でシーミングチャック１０とシーミングロール２２の距離の差がなくなり、コーナーＲ部付近の加工量が多過になることがない。そして、シーミングチャック直線部の両端でシーミングチャック１０とシーミングロール２２の距離の差が極めて少なくなるので、コーナー部での急激な加工量の変化がなくなり、曲率の大きいＲ部でも皺の発生を抑制して良好に巻締することを可能し、密封能の高い角形缶を得ることができる。
【実施例】
【００２６】
図８〜図１０に示すような巻締装置で、次のような寸法を有する略正方形の蓋５０を巻締して角形缶を得た。図８〜図１０は、図１〜３に示す実施形態に示す角形缶巻締装置と同様な構成に形成されている。
巻締め前の蓋外形：一辺が５６ｍｍ、コーナーＲ＝８ｍｍの略正方形
巻締め後の缶（蓋）外形：上面一辺が５０ｍｍ，コーナーＲ＝５ｍｍの略正方形で巻                            締厚さ（Ｔ（ＴＣ）寸法）が２ｍｍ
上記四角缶を巻締した本実施例の二重巻締装置の各寸法を次のように設定した。
シーミングチャック：缶外形より巻締厚さ分一回り小さい一辺４６ｍｍ，コーナーＲ                        ＝３ｍｍの略正方形。
このシーミングチャックをシーミングヘッド回転板の中央に配置する。
モデルカム：モデルカムのカムフォロアー中心が缶外環の一辺１２０ｍｍ，コーナー                Ｒ４０の略正方形の軌道を描くための幅４６ｍｍのカム溝を形成してい                る。
モデルカムフォロアーの中心が図８のように直線部左端に配置されたとき、シーミングチャックの中心とモデルカムフォロアーの中心を結ぶ線分と、カムフォロアーが右端に配置されたときのシーミングチャックの中心とモデルカムフォロアーの中心を結ぶ線分とのなす開き角は３６．８７°であり、シーミングチャックのｙ方向中心線のなす角は１８．４３°であった。
モデルカムは備え付ける装置により制限があるが、モデルカムフォロアー１６の軌跡がより大きくなるように略正方形を大きくすると、この開き角が狭くなり、巻締め開始時の直線部間でのシーミングロールの軌跡の蛇行量が少なくなるので好ましい。
シーミングロール２２は図８に示されるように、シーミングロール中心とモデルカムフォロアー中心を結ぶ線分がシーミングチャックのｙ方向中心線となす角を開き角３６．８７°の半分の１８．４３５°となるように、また、シーミングロールの成形面が巻締め前の蓋外周に接するように配置した。
角缶シーマでは、モデルカムレバー１８の支点となるピンの位置とシーミングレバー２４は予め装置で定められているので、モデルカムレバー，シーミングレバー，シーミングレバーリンクをシーミングチャックとの干渉を配慮しつつ適宜設計した。
図９は、シーミングヘッド回転板１２が図８から１８．４３°回転した図を示す。このとき、モデルカムフォロアーはシーミングチャックのほぼ中央に達しているが、モデルカムレバーが回転運動を直線運動に変換する際に揺動するため、モデルカムフォロアーはまだ正確には中央には達していない。このとき、シーミングロールは蓋外端より０．１５ｍｍ外方に位置している。図９の配置では、シーミングロールは蓋外端より最大０．１６ｍｍ外方を通る。
次いで、図１０は、シーミングヘッド回転板が図８の状態から３６．８７°回転した状態を示している。これでシーミングロールはモデルカムの一辺の直線部を通過することにより缶蓋直線部一辺に相当する部分を通過することになる。実際に巻締め成形を行う際は、図１１のグラフに示すようにシーミングカムオペレーションレバーをシーミングカムにより徐々に回転させることにより、シーミングロール中心は徐々にモデルカムフォロアー中心に近づき、シーミングロールの成形面は徐々に蓋外端を内方へ巻き込んでいって寸法を減少させる。
【００２７】
以上のようにして巻締した四角缶の巻締進行とＴｃ寸法（一次巻締における巻締幅）の変化の関係を測定した。また、比較例として、図１３に示す従来の二重巻締装置でのＴｃ寸法の変化を測定した。その結果を図１１に示す。
図１１から明らかなように、本実施例のものは、Ｔｃ寸法が均等に減少し、図１２（ａ）の写真に示すように成形量のバランスが良く、モデルカム形状と略同様な略正方形の巻締外観が得られた。そして、コーナーＲが小さいにもかかわらずコーナー部の皺の発生も少なく、良好な巻締缶が得られた。これに対し、比較例の場合は、均一なＴｃ寸法が得られてなく、外形が一方向に対して単調に増大しており、そして、図１１のグラフに示すように、シーミングロールの押込み量の増大に伴ってＴｃ寸法は均一に減少せず、変動しながら減少している。その結果、巻締後の外形は、図１２（ｂ）に示すようにシーミングパネルに対して若干回転させた形状を呈しており、またコーナー部に多くの皺の発生が観測された。以上の実施例により、本発明の角形缶の二重巻締方法及び装置は、角形缶の二重巻締部の皺の発生を抑制するのに、顕著な効果があり、密封性を維持し曲率のより大きな角形缶を得るに有用であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の角形缶の巻締方法および装置は、角形缶の直線部の巻締幅のバラツキが少なく皺の発生が少ないので、特にコーナー部の曲率の大きい小型の角形缶の巻締により有用であるが、勿論大型四角缶の二重巻締にも好適に利用できる。そして、本発明で得られる角形缶は、コーナー部の曲率が大きい角形缶でも高密封度を維持して巻締することができ、コーナーのアールが極めて小さく密封度の高い角形缶を得ることができるから、角形缶を高密性が要求される飲食物充填密封用に適用可能とするばかりでなく、集績効率・内容物充填効率が高いので、そのようなことが要求される例えばキャパシタ等の電池容器等種々の密封容器として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係る角形缶の二重巻締装置のシーミングヘッド部の要部概略正面図である。
【図２】その平面概略図である。
【図３】その底面図である。
【図４】直線部の巻締進行状況を示す底面図である。
【図５】図１に示す装置で直線部を巻締するときのシーミングロール中心位置の変位を示す説明図である。
【図６】（ａ）は図５の証明のための説明図であり、（ｂ）はその部分拡大図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る角形缶の二重巻締装置のシーミングヘッド部の要部概略底面図である。
【図８】本発明の実施例に係る巻締装置による直線部巻締開始時のシーミングベッド部の底面図である。
【図９】同直線部中間位置巻締時の底面図である。
【図１０】同直線部の終了位置巻締時の底面図である。
【図１１】実施例と比較例における一次巻締時のＴｃ寸法の変化を示すグラフである。
【図１２】実施例と比較例における一次巻締過程(シーミングロールが右辺直線部を一回走行後)での角形缶の平面図である。
【図１３】従来の角形巻締装置による直線部の巻締進行状況を示す底面模式図である。
【図１４】実施例の装置と従来の装置における角形缶巻締時の第１シーミングロールの包絡線を示す。
【符号の説明】
【００３０】
１  シーミングヘッド                      ２  固定軸
３  シーミングヘッド軸                    ４  シーミングカム体
５  駆動プーリ                          １０  シーミングチャック体
１２  シーミングヘッド回転板              １４  モデルカム
１６  モデルカムフォロアー                ２０  モデルカムレバーピン
２２  シーミングロール                    ２４  シーミングレバー
２６  シーミングレバーピン                ２８  一次巻締用カム
３０  シーミングレバーオペレーション機構
３４  シーミングレバーリンク  
５０  缶蓋
【図１】
2006320921.tif 000003
【図２】
2006320921.tif 000004
【図３】
2006320921.tif 000005
【図４】
2006320921.tif 000006
【図５】
2006320921.tif 000007
【図６】
2006320921.tif 000008
【図７】
2006320921.tif 000009
【図８】
2006320921.tif 000010
【図９】
2006320921.tif 000011
【図１０】
2006320921.tif 000012
【図１１】
2006320921.tif 000013
【図１２】
2006320921.tif 000014
【図１３】
2006320921.tif 000015
【図１４】
2006320921.tif 000016