(57)【要約】【課題】装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる缶底成形方法を提供すること。【解決手段】缶Ｗの缶底の環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧ローラ２０で押圧するとともに、押圧ローラ２０を転動させて、環状凸部に周方向に延びる凹部を成形する缶底成形方法であって、缶Ｗの缶胴を保持するスターホイール１３、スターホイール１３に保持された缶Ｗの缶軸と一致するように延びるスピンドル軸Ｃを有する缶底成形ユニット１４、及び、スターホイール１３と缶底成形ユニット１４が取り付けられた回転軸１２を、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転させる第１の回転速度に対する、缶底成形ユニット１４が含む押圧ローラ２０を、スピンドル軸Ｃ回りに回転させる第２の回転速度の比率を、第１の回転速度の大きさに応じて変化させる。【選択図】図２
2019013949.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶胴と缶底とを備えて有底筒状をなす缶の前記缶底に、
缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、
前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、
前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧ローラで押圧するとともに、前記押圧ローラを転動させて、前記環状凸部に周方向に延びる凹部を成形する缶底成形方法であって、
前記缶の前記缶胴を保持するスターホイール、前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニット、及び、前記スターホイールと前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第１の回転速度に対する、
前記缶底成形ユニットが含む前記押圧ローラを、前記スピンドル軸回りに回転させる第２の回転速度の比率を、前記第１の回転速度の大きさに応じて変化させる缶底成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の缶底成形方法であって、
前記第１の回転速度を高めた場合には、該第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を低下させ、
前記第１の回転速度を低下させた場合には、該第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を高める缶底成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の缶底成形方法であって、
前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させる第１駆動モータと、
前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第２駆動モータと、を備え、
前記第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を、前記第１駆動モータのモータ回転数に対する前記第２駆動モータのモータ回転数の比率により設定する缶底成形方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の缶底成形方法であって、
前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させ、かつ、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる駆動モータを備え、
前記第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を、前記駆動モータと前記回転軸との間の減速比、及び、前記駆動モータと前記押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定する缶底成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶の缶底に成形加工（ボトムリフォーム加工）を施す缶底成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アルミニウム缶等の缶に対する軽量化への要請があり、これには缶の厚さ（肉厚）を薄くすることが効果的である。しかしながら単純に缶の厚さを薄くすると、缶底にボトムグロースやバックリング等の変形が生じやすい。ボトムグロースとは、内容物が封入された缶の内圧の上昇等により缶底の環状凸部（リム）が変形する現象である。ボトムグロースが発生すると、缶の高さ（缶軸方向の全長）が変化して製造、出荷の不具合の原因となる。またバックリングとは、缶の内圧が耐圧強度を超えたときに、缶底のドーム部が反転してしまう現象である。
【０００３】
このような缶底の変形を防止する目的で、例えば下記特許文献１に示されるような、缶底成形装置によるボトムリフォーム加工（ボトムプロファイルリフォーマー加工、ＢＰＲ加工）が提案されている。
缶底成形装置は、缶の缶胴を保持するスターホイールと、スターホイールに保持された缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸（スピンドル中心軸）を有する缶底成形ユニットと、スターホイール及び缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸と、回転軸をその中心軸回りに回転させる駆動モータと、を備えている。
また、缶底成形ユニットは、スターホイールに保持された缶の缶胴の開口端部を支持するトップ支持部材と、缶底を支持するボトム支持部材と、缶底に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸回りに回転して、缶底の環状凸部の内周壁を押圧するとともに周方向に延びる溝状の凹部を成形する押圧ローラと、を備える。
【０００４】
駆動モータは、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット（以下、缶底成形ユニット等と省略する）を、回転軸の中心軸回りに回転（公転）させる。また駆動モータは、ギヤ機構等を介して押圧ローラを、スピンドル軸回り（スターホイールが保持する缶の缶軸回り）にも回転（公転）させる。なお、押圧ローラは該押圧ローラの中心軸回りに回転自在とされており、このため押圧ローラが環状凸部の内周壁に押圧された状態で上述のようにスピンドル軸回りに公転させられると、該押圧ローラはその中心軸回りに回転（自転）しながら内周壁上を転動する。
【０００５】
このように、缶底成形ユニット等が回転軸の中心軸回りに公転し、かつ押圧ローラが缶底成形ユニットのスピンドル軸回りに公転することで、スターホイールが保持する缶の缶底にボトムリフォーム加工が施され、凹部が成形される。そして、缶底に凹部が成形されることで、缶底の強度が高められ、ボトムグロースやバックリング等の変形が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５７０４２４１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の缶底成形装置では、下記の課題を有していた。
例えば、駆動モータの回転数を高めることにより、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度を高めて、生産効率を向上することが可能である。しかしながら、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度を高めると、これにともない押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度も高められる結果、スピンドル軸回りの遠心力の増大にともなう押圧ローラのリンク機構の延びや速度依存の影響等により、缶底に成形される凹部の深さ（成形量）が深くなってしまう。
【０００８】
つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度に応じて凹部の深さも変化するため、装置の運転速度によって缶底の耐圧強度が変化してしまい、缶の品質にばらつきが生じる。具体的には、凹部の深さが深くなるほど、缶底の耐圧強度は高くなり、凹部の深さが浅くなるほど、缶底の耐圧強度は低下する。例えば、凹部の深さの変化量が０．５ｍｍ（ＢＰＲ内径（直径）の変化量では１．０ｍｍ）の場合、缶底の耐圧強度は１３０ｋＰａ程度も変化してしまう。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置の運転速度（缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する）に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる缶底成形方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様は、缶胴と缶底とを備えて有底筒状をなす缶の前記缶底に、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧ローラで押圧するとともに、前記押圧ローラを転動させて、前記環状凸部に周方向に延びる凹部を成形する缶底成形方法であって、前記缶の前記缶胴を保持するスターホイール、前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニット、及び、前記スターホイールと前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第１の回転速度に対する、前記缶底成形ユニットが含む前記押圧ローラを、前記スピンドル軸回りに回転させる第２の回転速度の比率を、前記第１の回転速度の大きさに応じて変化させることを特徴とする。
【００１１】
本発明の缶底成形方法では、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット（以下、缶底成形ユニット等という）が取り付けられた回転軸をその中心軸回りに回転させる回転速度（第１の回転速度）に対する、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転させる回転速度（第２の回転速度）の比率（速度比）を、缶底成形ユニット等の前記第１の回転速度（装置の運転速度に相当）の大小に応じて変化させる。
【００１２】
このため、例えば生産効率を向上させる目的で、缶底成形ユニット等の第１の回転速度を高めた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラの第２の回転速度の比率を低下させることで、押圧ローラの第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、缶底成形ユニット等の第１の回転速度を低下させた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラの第２の回転速度の比率を高めることで、押圧ローラの第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。
【００１３】
つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに公転させる速度と、押圧ローラをスピンドル軸回りに公転させる速度との速度比を、第１の回転速度に反比例させることができる。このため、缶底成形ユニット等の第１の回転速度に係わらず、押圧ローラの第２の回転速度を所期する範囲に収めることができる。これにより、缶底に成形される凹部の深さ（成形量）が安定化し、缶底の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。
【００１４】
以上より本発明によれば、装置の運転速度（缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する）に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶を製造できる。
【００１５】
また、上記缶底成形方法において、前記第１の回転速度を高めた場合には、該第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を低下させ、前記第１の回転速度を低下させた場合には、該第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を高めることが好ましい。
【００１６】
また、上記缶底成形方法において、前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させる第１駆動モータと、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第２駆動モータと、を備え、前記第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を、前記第１駆動モータのモータ回転数に対する前記第２駆動モータのモータ回転数の比率により設定することとしてもよい。
【００１７】
上記構成では、第１駆動モータが、回転軸及び該回転軸に取り付けられた缶底成形ユニット等を、回転軸の中心軸回りに回転（公転）させる。また、第２駆動モータが、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転（公転）させる。そして、缶底成形ユニット等の第１の回転速度に対する押圧ローラの第２の回転速度の比率を、互いに独立する第１駆動モータと第２駆動モータとのモータ回転数の比率（回転数比）によって設定する。
【００１８】
具体的に、第１駆動モータのモータ回転数は、第１駆動モータに入力される電源の周波数により決定され、第２駆動モータのモータ回転数は、第２駆動モータに入力される電源の周波数により決定される。このため、第１駆動モータと第２駆動モータとの周波数比を制御することにより、上述の「第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率」を精度よく簡単に設定することができる。
【００１９】
例えば、成形する缶の種類を頻繁に変えるなど、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合には、上記構成を用いることが好ましい。すなわち、第２駆動モータを押圧ローラに連結して、缶底成形ユニット等の第１の回転速度に係わらず押圧ローラの第２の回転速度を所定範囲に収めることとすれば、上述した本発明の作用効果を、面倒な部品交換作業等（ギヤ機構の交換・調整等）を必要とすることなく容易に得ることができる。
【００２０】
また、上記缶底成形方法において、前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させ、かつ、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる駆動モータを備え、前記第１の回転速度に対する前記第２の回転速度の比率を、前記駆動モータと前記回転軸との間の減速比、及び、前記駆動モータと前記押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定することとしてもよい。
【００２１】
上記構成では、駆動モータが、回転軸及び該回転軸に取り付けられた缶底成形ユニット等を、回転軸の中心軸回りに回転（公転）させ、かつ、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転（公転）させる。そして、缶底成形ユニット等の第１の回転速度を変更した場合には、駆動モータと回転軸との間のギヤ機構等（減速機構）の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間のギヤ機構等（減速機構）の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を変化させる。
【００２２】
具体的に、例えば生産効率を向上させる目的で、駆動モータのモータ回転数を高めて缶底成形ユニット等の第１の回転速度を高めた場合には、駆動モータと回転軸との間の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を低下させて、押圧ローラの第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、駆動モータのモータ回転数を低下させて缶底成形ユニット等の第１の回転速度を低下させた場合には、駆動モータと回転軸との間の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を高めて、押圧ローラの第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。
【００２３】
従って、１つの（共通の）駆動モータを用いて、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの公転と押圧ローラのスピンドル軸回りの公転とを行いつつも、缶底成形ユニット等の第１の回転速度（装置の運転速度に相当）に係わらず、缶底に成形される凹部の深さ（成形量）を安定させることができ、缶底の耐圧強度を安定的に向上できる。この場合、駆動モータが１つで足りるので、ランニングコストを削減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の缶底成形方法によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】缶の缶底近傍を示す縦断面図である。
【図２】缶底成形装置の構造を示す断面図である。
【図３】図２のＸ部を拡大して示す図である。
【図４】図２のＹ部を拡大して示す図である。
【図５】図２のＺ部を拡大して示す図である。
【図６】缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。
【図７】缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。
【図８】缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す平面図である。
【図９】缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。
【図１０】缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。
【図１１】缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す平面図である。
【図１２】本発明の実施例及び比較例の、運転速度とＢＰＲ内径との関係を表すグラフである。
【図１３】本発明の実施例における運転速度、ＢＰＲ内径及び耐圧強度の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の一実施形態に係る缶底成形装置（ボトムリフォーム装置）１０及びこれを用いた缶底成形方法（ボトムリフォーム方法）について、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、要部となる部分を拡大、強調、抜粋して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際のものと同じであるとは限らない。
【００２７】
まず、本実施形態の缶底成形装置１０によって成形加工が施される缶５０について説明する。
図１及び図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、缶５０は、缶の周壁である缶胴（ウォール）５１と、缶の底壁である缶底（ボトム）５２と、を備えて有底筒状をなしている。本実施形態の缶５０は、アルミニウム合金材料等からなるアルミニウム缶であり、その内部には飲料等の内容物が充填され、缶胴５１の開口端部に缶蓋（図示略）が巻き締められることにより密封される。つまり缶５０は、いわゆる２ピース缶に用いられる缶本体である。
【００２８】
缶胴５１の中心軸及び缶底５２の中心軸は、互いに同軸に配置されており、本実施形態ではこれらの共通軸を缶軸という。
また、缶軸が延在する方向（缶軸に沿う方向）を缶軸方向という。缶軸方向のうち、缶底５２から缶胴５１の開口端部へ向かう方向を上方といい、缶胴５１の開口端部から缶底５２へ向かう方向を下方という。
また、缶軸に直交する方向を径方向という。径方向のうち、缶軸に接近する向きを径方向の内側といい、缶軸から離間する向きを径方向の外側という。
また、缶軸回りに周回する方向を周方向という。
【００２９】
本実施形態で用いる、缶５０の例えば「凹」、「凸」、「窪む」、「突出する」等の各種形状は、特に説明しない限り、缶５０の外面（缶外面。外部に露出する表面）における各種形状を表している。
また、図１及び図１０（ａ）、（ｂ）等に示される缶５０の缶軸方向に沿う縦断面視（缶軸を含む縦断面視）において、缶５０の各部形状の説明に用いる「円弧」、「曲線」、「直線」、「接線」等の線形状は、特に説明しない限り、缶５０の外面における各種の線形状を表している。
【００３０】
缶５０のうち、缶胴５１における上端部は、該缶５０の外部に開口する開口端部となっている。内容物は、この開口端部を通して缶５０内に充填される。缶胴５１の開口端部には、上方に向かうに従い縮径するネック部５３が形成されている。
【００３１】
缶底５２は、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部５５と、ドーム部５５の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部（リム）５６と、を備えている。
環状凸部５６は、缶底５２において最も下方に向けて突出する接地部（ノーズ部）５９と、接地部５９の径方向内側に隣接する内周壁（カウンタ部）５７と、接地部５９の径方向外側に隣接する外周壁（ヒール部、チャイム部）５８と、を備えている。
【００３２】
本実施形態では、後述する缶底成形装置１０によって、缶５０の缶底５２における内周壁５７に、径方向外側へ向けて窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部６０が成形される。図１に示されるように、缶５０の缶軸を含む縦断面視において、凹部６０は凹曲線状をなしている。
なお本実施形態では、凹部６０が成形される前の缶（ワーク）を符号Ｗで示し、凹部６０が成形された後の缶を符号５０で示す。
【００３３】
次に、図２〜図１１に示す缶底成形装置１０について説明する。
缶底成形装置１０は、缶Ｗの缶底５２の環状凸部５６のうち、内周壁５７及び外周壁５８の少なくともいずれかを押圧することにより、図１に示されるような凹部６０を成形する。本実施形態の例では、環状凸部５６の内周壁５７に対してボトムリフォーム加工を施すことにより、該内周壁５７に凹部６０が形成される。
【００３４】
図２に示されるように、缶底成形装置１０は、装置の基体となる装置フレーム１１と、該装置フレーム１１に軸受を介して回転可能に支持される回転軸１２と、該回転軸１２に取り付けられ、外周にワークの缶Ｗを保持するポケットが複数形成されたスターホイール（ターレット）１３と、回転軸１２に取り付けられ、スターホイール１３の各ポケットに対応して設けられた複数の缶底成形ユニット１４と、スターホイール１３、缶底成形ユニット１４及び回転軸１２を、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転させる第１駆動モータ４１と、缶底成形ユニット１４の後述する押圧ローラ２０を、該缶底成形ユニット１４のスピンドル軸Ｃ回り（スターホイール１３に保持された缶Ｗの缶軸回り）に回転させる第２駆動モータ４２と、を備えている。
【００３５】
第１駆動モータ４１は、ギヤ機構等の減速機構を含む駆動力伝達部材を介して、回転軸１２に連結されている。第１駆動モータ４１により、装置フレーム１１に対して回転軸１２がその中心軸Ｏ回りに回転させられることによって、この回転軸１２に一体に設けられたスターホイール１３及び複数の缶底成形ユニット１４が、回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転（公転）させられる。
【００３６】
スターホイール１３は、円板状又は円柱状をなしている。スターホイール１３の中心軸は、回転軸１２の中心軸Ｏと同軸に配置されている。スターホイール１３の外周には、缶Ｗの缶胴５１の外周面（凸曲面）形状に対応した凹曲面状をなすポケットが、中心軸Ｏ回りの周方向に互いに等間隔をあけて複数形成されている。スターホイール１３の各ポケットには、缶Ｗの缶胴５１が、エア吸引手段（図示略）によるエア吸着等によって保持される。
【００３７】
缶底成形ユニット１４は、スターホイール１３に保持された缶Ｗの缶軸と一致するように延びるスピンドル軸（スピンドル中心軸）Ｃを有する。缶底成形ユニット１４は、スターホイール１３のポケットに保持された缶Ｗの缶軸方向の上方に配置されて回転軸１２に一体に設けられたトップスピンドル１５と、前記缶Ｗの缶軸方向の下方に配置されて回転軸１２に一体に設けられたボトムスピンドル１７と、を備えている。トップスピンドル１５とボトムスピンドル１７とは、スターホイール１３のポケット及び該ポケットに保持された缶Ｗを間に挟んで、互いの共通軸であるスピンドル軸Ｃ方向に離間して対向配置されている。
【００３８】
トップスピンドル１５は、スターホイール１３のポケットに保持された缶Ｗの缶胴５１の開口端部を支持するトップ支持部材１６を有する。ボトムスピンドル１７は、スターホイール１３のポケットに保持された缶Ｗの缶底５２を支持するボトム支持部材１８と、前記缶底５２に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸Ｃ回りに回転して、環状凸部５６に周方向に延びる凹部６０を成形する押圧ローラ２０と、を有する。
【００３９】
トップスピンドル１５のスピンドル軸Ｃ及びトップ支持部材１６の中心軸、並びに、ボトムスピンドル１７のスピンドル軸Ｃ及びボトム支持部材１８の中心軸は、スターホイール１３の各ポケットに保持される缶Ｗの缶軸に対して、同軸に配置される。スターホイール１３の各ポケットに対応する各スピンドル軸Ｃは、回転軸１２の中心軸Ｏに対して平行に延びている。
【００４０】
図４及び図１０（ａ）、（ｂ）に示されるように、トップ支持部材１６は、有頂筒状をなしており、周壁と頂壁とを備えている。トップ支持部材１６は、缶Ｗの缶胴５１の上端部（開口端部）に当接して、缶胴５１の開口端部を支持可能である。具体的に、トップ支持部材１６の周壁内には、缶胴５１のネック部５３が当接する。また図示の例では、缶胴５１の開口端部内に案内部材が嵌合しており、缶胴５１はその径方向内側からも支持されている。なお、上述のようにトップ支持部材１６の周壁内に缶胴５１のネック部５３を当接させる代わりに、トップ支持部材１６の頂壁に対して、缶胴５１の上端開口縁を当接させてもよい。
【００４１】
図４及び図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ボトム支持部材１８は、有底筒状をなしており、周壁と底壁とを備えている。ボトム支持部材１８は、缶Ｗの缶底５２及び缶胴５１の下端部に当接して、缶底５２近傍を支持可能である。具体的に、ボトム支持部材１８の周壁内には、缶胴５１の下端部が嵌合する。また、ボトム支持部材１８の底壁には、缶底５２の接地部５９及び外周壁５８が当接する。
【００４２】
図２、図３、図６（ａ）、（ｂ）及び図８に示されるように、ボトムスピンドル１７は、ボトム用カムフォロア１９を備えている。ボトム用カムフォロア１９は、装置フレーム１１に一体に設けられたボトム用カム２７に係合している。本実施形態の例では、ボトム用カム２７が、回転軸１２の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに延びる円筒カムとされている。
【００４３】
つまり缶底成形装置１０は、ボトム用カムフォロア１９と、ボトム用カムフォロア１９に係合するボトム用カム２７と、を含むボトム用カム機構２８を備えている。そして、ボトム用カム機構２８は、ボトム支持部材１８を缶Ｗに対して缶軸（スピンドル軸Ｃ）方向に往復移動させる。
【００４４】
具体的に、ボトム用カム機構２８のボトム用カム２７は、回転軸１２の中心軸Ｏ回りへ向かうに従い該中心軸Ｏ方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってボトム用カムフォロア１９が案内されることにより、該ボトム用カムフォロア１９はスピンドル軸Ｃ方向に沿って所定のストロークＬ１の範囲で往復移動する。また、ボトム用カムフォロア１９に連結されたボトム支持部材１８も、スピンドル軸Ｃ方向に沿って所定のストロークＬ１の範囲で往復移動する。
【００４５】
また、図２、図４及び図７（ａ）、（ｂ）に示されるように、ボトムスピンドル１７は、缶底５２の環状凸部５６に対して径方向に接近離間し、該環状凸部５６の内周壁５７及び外周壁５８の少なくともいずれかを押圧するとともに缶軸（スピンドル軸Ｃ）回りに転動させられて、環状凸部５６に周方向に延びる凹部６０を成形する押圧ローラ２０を備えている。
本実施形態では押圧ローラ２０が、缶底５２の内周壁５７に対して径方向に往復移動可能であり、該内周壁５７を径方向の内側から外側へ向け押圧した状態で、この内周壁５７上を缶軸回りの周方向に沿って転動することにより、内周壁５７に周方向に延びる溝状の凹部６０を成形する。つまり押圧ローラ２０は、缶底５２の内周壁５７に押圧された状態で、缶軸（スピンドル軸Ｃ）回りに公転しながら該押圧ローラ２０の中心軸回りに自転する。
【００４６】
押圧ローラ２０は、例えば超硬合金等からなる成形用金型である。押圧ローラ２０は、円板状、円筒状又は円柱状をなし、その中心軸がスピンドル軸Ｃと平行に延びている。押圧ローラ２０は、その中心軸回りに回転自在にかつ該中心軸に直交する径方向にスライド移動自在に、ボトムスピンドル１７のボトム支持部材１８内に設けられている。
【００４７】
ボトムスピンドル１７には、押圧ローラ２０を径方向にスライド移動させるためのリンク部２２等を含むリンク機構が設けられている。押圧ローラ２０は、リンク部２２等を介して成形用カムフォロア２１に連結されている。
図３及び図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、成形用カムフォロア２１は、装置フレーム１１に一体に設けられた成形用カム２９に係合している。本実施形態の例では、成形用カム２９が、回転軸１２の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに延びる円筒カムとされている。
【００４８】
つまり缶底成形装置１０は、成形用カムフォロア２１と、成形用カムフォロア２１に係合する成形用カム２９と、を含む成形用カム機構３０を備えている。そして、成形用カム機構３０は、押圧ローラ２０を缶Ｗに対して缶軸（スピンドル軸Ｃ）に直交する径方向に往復移動させる。図示の例では、ボトム用カム２７と、成形用カム２９とが、１つの円筒部材に一体に形成されている。
【００４９】
具体的に、成形用カム機構３０の成形用カム２９は、回転軸１２の中心軸Ｏ回りへ向かうに従い該中心軸Ｏ方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿って成形用カムフォロア２１が案内されることにより、該成形用カムフォロア２１はスピンドル軸Ｃ方向に沿って上記ストロークＬ１よりも大きな所定のストロークＬ２の範囲で往復移動する。そして押圧ローラ２０は、スピンドル軸Ｃ方向に沿って所定のストロークＬ１の範囲で往復移動し、かつ、リンク部２２等（リンク機構）の作用により、ストロークＬ２とストロークＬ１との差分（Ｌ２−Ｌ１）に応じてスピンドル軸Ｃ方向への直線運動がスピンドル軸Ｃに直交する径方向へのスライド移動に変換されたストロークの範囲で、径方向にも往復移動する。
これにより押圧ローラ２０は、ボトム支持部材１８に保持された缶底５２の環状凸部５６の内周壁５７を、径方向から押圧可能である。
【００５０】
図２、図３及び図６（ａ）、（ｂ）に示されるように、缶底成形装置１０は、回転軸１２の中心軸Ｏに同軸に配置され、回転軸１２に対して中心軸Ｏ回りに回転可能な駆動ギヤ２３と、駆動ギヤ２３に噛合し、スピンドル軸Ｃ（スターホイール１３が保持する缶Ｗの缶軸）に同軸に配置されて押圧ローラ２０に連結された従動ギヤ２４と、を備えている。
【００５１】
駆動ギヤ２３は、円形リング状又は円筒状をなしており、その内部には回転軸１２が挿通されている。駆動ギヤ２３は、回転軸１２の外周に設けられた軸受を介して、該回転軸１２の径方向外側に中心軸Ｏ回りに回転自在に取り付けられている。
従動ギヤ２４は、各ボトムスピンドル１７にそれぞれ設けられており、すべての従動ギヤ２４は１つの駆動ギヤ２３に噛み合っている。つまり従動ギヤ２４は、太陽ギヤである駆動ギヤ２３の外周に互いに等間隔をあけて配置され、該駆動ギヤ２３の周囲を公転しながら自転する遊星ギヤとされている。
【００５２】
図２において、第２駆動モータ４２は、プーリ、ベルト、スプロケット及びギヤ機構等の減速機構を含む駆動力伝達部材を介して、駆動ギヤ２３に連結されている。
図２に示される例では、駆動ギヤ２３と一体とされて回転軸１２の周囲を中心軸Ｏ回りに回転自在とされた連結ギヤ４４が設けられている。詳しくは、内部に回転軸１２が挿通された円筒体の、中心軸Ｏ方向に沿う第１の端部（一方の端部）に駆動ギヤ２３が配置され、第２の端部（他方の端部）に連結ギヤ４４が配置されていて、これらが中心軸Ｏを共通軸として（つまり同軸に）一体化されている。
【００５３】
また、連結ギヤ４４と第２駆動モータ４２との間には、連結ギヤ４４に噛合する連結ギヤ４５と、連結ギヤ４５にシャフト４６を介して一体とされたスプロケット４７と、スプロケット４７と第２駆動モータ４２との間（後述するように、スプロケット４７と第１駆動モータ４１との間でもある）に設けられたスプロケット４８と、が備えられる。なお、シャフト４６は装置フレーム１１の軸受（図示略）に支持されており、該シャフト４６の中心軸方向に沿う第１の端部（一方の端部。装置フレーム１１の内部に位置する端部）には連結ギヤ４５が配置され、第２の端部（他方の端部。装置フレーム１１の外部に位置する端部）にはスプロケット４７が配置されている。
第２駆動モータ４２の回転駆動力は、スプロケット４８、スプロケット４７、シャフト４６、連結ギヤ４５及び連結ギヤ４４を介して、駆動ギヤ２３へと伝達される。
【００５４】
第２駆動モータ４２により、装置フレーム１１に対して駆動ギヤ２３が中心軸Ｏ回りに回転させられることによって、該駆動ギヤ２３に噛み合う従動ギヤ２４が、駆動ギヤ２３に対して相対的に、駆動ギヤ２３の外周を公転しながらスピンドル軸Ｃ回りに自転する。また、従動ギヤ２４がスピンドル軸Ｃ回りに回転させられることにより、該従動ギヤ２４に連結された押圧ローラ２０が、スターホイール１３が保持する缶Ｗ及びその缶底５２を支持するボトム支持部材１８に対して、スピンドル軸Ｃ回りに回転（公転）する。
【００５５】
本実施形態では、装置フレーム１１に対する回転軸１２の中心軸Ｏ回りの回転方向と、装置フレーム１１に対する駆動ギヤ２３の中心軸Ｏ回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定されている。つまり、第１駆動モータ４１により中心軸Ｏ回りに回転駆動される回転軸１２の回転方向と、第２駆動モータ４２により中心軸Ｏ回りに回転駆動される駆動ギヤ２３の回転方向とが、互いに反対である。
【００５６】
また本実施形態では、押圧ローラ２０と第２駆動モータ４２との連結を、押圧ローラ２０と第１駆動モータ４１との連結に切り替え可能であるとともに、第１駆動モータ４１が押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転可能である。具体的に、この缶底成形装置１０には、第１駆動モータ４１と駆動ギヤ２３とを連結可能な軸状の連結部材４３が設けられている。そして、第１駆動モータ４１の回転駆動力は、連結部材４３、スプロケット４８、スプロケット４７、シャフト４６、連結ギヤ４５及び連結ギヤ４４を介して、駆動ギヤ２３へと伝達される。
【００５７】
上述のように、第２駆動モータ４２と駆動ギヤ２３とを連結して、該第２駆動モータ４２の駆動力を押圧ローラ２０に伝達させる場合には、例えば連結部材４３を取り外す等により、連結部材４３を介した第１駆動モータ４１と駆動ギヤ２３との連結状態は解除する。
また、第１駆動モータ４１と駆動ギヤ２３とを連結して、該第１駆動モータ４１の駆動力を押圧ローラ２０に伝達させる場合には、連結部材４３を介して第１駆動モータ４１と駆動ギヤ２３とを連結させるとともに、例えば第２駆動モータ４２のモータプーリとスプロケット４８とを繋ぐベルト部材を取り外す等により、第２駆動モータ４２と駆動ギヤ２３との連結状態は解除する。
【００５８】
図２、図５、図９（ａ）、（ｂ）及び図１１に示されるように、トップスピンドル１５は、トップ用カムフォロア２５を備えている。トップ用カムフォロア２５は、装置フレーム１１に一体に設けられたトップ用カム３１に係合している。本実施形態の例では、トップ用カム３１が、回転軸１２の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに延びる円筒カムとされている。
【００５９】
つまり缶底成形装置１０は、トップ用カムフォロア２５と、トップ用カムフォロア２５に係合するトップ用カム３１と、を含むトップ用カム機構３２を備えている。そして、トップ用カム機構３２は、トップ支持部材１６を缶Ｗに対して缶軸（スピンドル軸Ｃ）方向に往復移動させる。
【００６０】
具体的に、トップ用カム機構３２のトップ用カム３１は、回転軸１２の中心軸Ｏ回りへ向かうに従い該中心軸Ｏ方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってトップ用カムフォロア２５が案内されることにより、トップスピンドル１５は、スピンドル軸Ｃ方向に沿って所定のストロークＬ３の範囲で往復移動する。ただし、トップスピンドル１５のうちトップ支持部材１６については、ストロークＬ３の途中で缶Ｗの缶胴５１の開口端部に当接され、当接した後は弾性部材２６の作用（弾性変形による収縮）によりそれ以上の缶Ｗへ向けた前進移動が停止される。このため、図４及び図１０（ａ）、（ｂ）に示すトップ支持部材１６のストロークＬ４は、上記ストロークＬ３よりも小さく設定される。
つまり図４及び図１０（ａ）、（ｂ）において、トップスピンドル１５は弾性部材２６を備えており、弾性部材２６は、トップ支持部材１６を缶Ｗに向けて缶軸（スピンドル軸Ｃ）方向に付勢する。
【００６１】
次に、缶底成形装置１０を用いた缶底成形方法について、動作の一例を挙げて説明する。
第１駆動モータ４１から伝達された回転駆動力により、回転軸１２がその中心軸Ｏ回りに回転させられる。これにともない、回転軸１２に取り付けられたスターホイール１３、スターホイール１３に保持された缶Ｗ、及び缶Ｗに対応して回転軸１２に設けられた缶底成形ユニット１４も、中心軸Ｏ回りに回転（公転）させられる。
【００６２】
これに応じて、装置フレーム１１のボトム用カム２７及びこれに係合するボトムスピンドル１７のボトム用カムフォロア１９、並びに、装置フレーム１１の成形用カム２９及びこれに係合するボトムスピンドル１７の成形用カムフォロア２１の作用により、ボトムスピンドル１７及びそのボトム支持部材１８が、スターホイール１３のポケットに保持された缶Ｗへ向けてスピンドル軸Ｃ方向に前進（接近）移動する。つまり、ボトムスピンドル１７が、スピンドル軸Ｃ方向に沿ってトップスピンドル１５側（缶軸方向の上方。以下同様）へ向けてストロークＬ１だけ移動する。これにより、缶Ｗの缶底５２に対してボトム支持部材１８が当接される。
【００６３】
詳しくは、ボトム支持部材１８の底壁が、缶Ｗの缶底５２の接地部５９及び外周壁５８に対してスピンドル軸Ｃ方向から当接する。また缶胴５１のうち下端部が、ボトム支持部材１８の周壁内に嵌合される。また、ボトム支持部材１８内に設けられた押圧ローラ２０が、缶Ｗの缶底５２に接近配置された状態となる。具体的には、押圧ローラ２０の外周縁部（鍔部）が、缶底５２の環状凸部５６の内周壁５７に対して、径方向の内側から対向配置される。
【００６４】
また、装置フレーム１１のトップ用カム３１及びこれに係合するトップスピンドル１５のトップ用カムフォロア２５の作用により、トップスピンドル１５及びそのトップ支持部材１６が、スターホイール１３のポケットに保持された缶Ｗへ向けてスピンドル軸Ｃ方向に前進（接近）移動する。つまり、トップスピンドル１５が、スピンドル軸Ｃ方向に沿ってボトムスピンドル１７側（缶軸方向の下方。以下同様）へ向けてストロークＬ３だけ移動する。これにより、缶Ｗの缶胴５１の開口端部に対してトップ支持部材１６が当接される。
【００６５】
詳しくは、このストロークＬ３の途中で、トップ支持部材１６の周壁内に、缶胴５１の開口端部におけるネック部５３が当接する。このようにトップ支持部材１６が缶胴５１の開口端部に当接してからは、それ以降のトップスピンドル１５の前進移動量に応じて弾性部材２６が弾性変形することにより、トップ支持部材１６のスピンドル軸Ｃ方向に沿うボトムスピンドル１７側へ向けたそれ以上の前進移動が停止される。この結果、トップ支持部材１６は、スピンドル軸Ｃ方向に沿うボトムスピンドル１７側へ向けて、上記ストロークＬ３よりも小さいストロークＬ４だけ移動する。
なお本実施形態において、缶底５２に対してボトム支持部材１８が当接させられるのと、缶胴５１の開口端部に対してトップ支持部材１６が当接させられるのとは、略同時である。
【００６６】
そして缶Ｗは、図４等に示されるように、ボトム支持部材１８とトップ支持部材１６とによってスピンドル軸Ｃ方向の両側から挟持される。なおこのとき、弾性部材２６の復元変形力によって、缶Ｗは、缶軸方向（スピンドル軸Ｃ方向）に加圧された状態で両支持部材１６、１８により支持されている。
【００６７】
次いで、成形用カムフォロア２１がストロークＬ２とストロークＬ１との差分（Ｌ２−Ｌ１）に応じて、スピンドル軸Ｃ方向に沿うトップスピンドル１５側へ向けて前進移動する。このとき、成形用カムフォロア２１に連結されたリンク部２２（リンク機構）が、該成形用カムフォロア２１のスピンドル軸Ｃ方向へ向けた直線運動を、スピンドル軸Ｃに直交する径方向へ向けたスライド移動に変換する。これにより、リンク部２２に連結された押圧ローラ２０が径方向の外側へ向けて移動させられ、該押圧ローラ２０の外周縁部（鍔部）が缶底５２の環状凸部５６の内周壁５７に当接し、該内周壁５７を押圧する。
【００６８】
また、第２駆動モータ４２から伝達された回転駆動力（又は第１駆動モータ４１から連結部材４３を介して伝達された回転駆動力）により、駆動ギヤ２３が中心軸Ｏ回りに回転させられ、該駆動ギヤ２３に噛み合う従動ギヤ２４が、スピンドル軸Ｃ回りに回転させられる。これにともない、従動ギヤ２４に連結されたリンク部２２及び押圧ローラ２０が、スピンドル軸Ｃ回りに回転（公転）する。これにより、押圧ローラ２０が環状凸部５６の内周壁５７上を缶軸回りに転動（公転しながら自転）して、該内周壁５７には周方向に沿って延びる溝状の凹部６０が成形される。
なお、本実施形態では、環状凸部５６の内周壁５７を押圧した状態の押圧ローラ２０が、スピンドル軸Ｃ回り（缶軸回り）に１回転以上回転させられることで、環状凸部５６の内周壁５７に対して、周方向の全周にわたって延びるリング状の凹部６０が成形される。
【００６９】
ここで、スターホイール１３、缶底成形ユニット１４及び回転軸１２を、該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転させる回転速度を、「第１の回転速度」と定義する。第１の回転速度は、スターホイール１３、スターホイール１３が保持する缶Ｗ、及び缶底成形ユニット１４（以下、缶底成形ユニット１４等と省略する）を回転軸１２の中心軸Ｏ回りに公転させる速度である。缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を高めると、単位時間あたりにスターホイール１３のポケットに供給されるワークの缶Ｗ及びボトムリフォーム加工が施されてポケットから排出される缶５０の数量を増やすことができ、つまり成形加工の処理量を増やすことができる。このように、缶底成形装置１０による成形加工の処理量は缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に依存するので、該第１の回転速度は、「装置の運転速度」と言い換えることができる。
また、缶底成形ユニット１４が含む押圧ローラ２０を、スピンドル軸Ｃ回り（缶軸回り）に回転させる回転速度を、「第２の回転速度」と定義する。第２の回転速度は、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに公転させる速度である。
【００７０】
そして本実施形態では、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に対する、押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を、前記第１の回転速度の大きさに応じて変化させることとした。具体的に、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を高めた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を低下させる。また、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を低下させた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を高める。
【００７１】
本実施形態においては、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度は、第１駆動モータ４１のモータ回転数に応じて決定される。また、押圧ローラ２０の第２の回転速度は、第２駆動モータ４２のモータ回転数に応じて決定される。このため、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を、第１駆動モータ４１のモータ回転数に対する第２駆動モータ４２のモータ回転数の比率により設定する。
【００７２】
第１駆動モータ４１のモータ回転数は、該第１駆動モータ４１に入力される電源の周波数により決定される。また、第２駆動モータ４２のモータ回転数は、該第２駆動モータ４２に入力される電源の周波数により決定される。
つまり本実施形態の缶底成形装置１０には、図示を省略しているが、第１駆動モータ４１の電源周波数を調整可能な第１周波数変換器と、第２駆動モータ４２の電源周波数を調整可能な第２周波数変換器と、第１、第２周波数変換器を制御する制御部と、が備えられている。そして制御部が、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率（速度比）を、第１の回転速度の大きさに応じて変化させる。
【００７３】
缶底５２にボトムリフォーム加工を行い凹部６０を成形した後は、上述とは逆の手順で、まず押圧ローラ２０が、内周壁５７から径方向の内側へ向けて後退する。また、トップスピンドル１５及びボトムスピンドル１７が、缶Ｗに対してスピンドル軸Ｃ方向にそれぞれ後退（離間）移動して、トップ支持部材１６及びボトム支持部材１８による缶Ｗの支持状態が解除される。
【００７４】
このようにして、缶底成形装置１０によって缶Ｗの缶底５２にボトムリフォーム加工が施され、該缶底５２には凹部６０が形成される。凹部６０が形成された缶５０は、缶底成形装置１０の後工程へと移送される。
【００７５】
以上説明した本実施形態の缶底成形装置１０及びこれを用いた缶底成形方法では、缶底成形ユニット１４等が取り付けられた回転軸１２をその中心軸Ｏ回りに回転させる回転速度（第１の回転速度）に対する、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転させる回転速度（第２の回転速度）の比率（速度比）を、缶底成形ユニット１４等の前記第１の回転速度（装置の運転速度に相当）の大小に応じて変化させる。
【００７６】
このため、例えば生産効率を向上させる目的で、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を高めた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を低下させることで、押圧ローラ２０の第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を低下させた場合には、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を高めることで、押圧ローラ２０の第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。
【００７７】
つまり、缶底成形ユニット１４等を回転軸１２の中心軸Ｏ回りに公転させる速度と、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに公転させる速度との速度比を、第１の回転速度に反比例させることができる。このため、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に係わらず、押圧ローラ２０の第２の回転速度を所期する範囲に収めることができる。これにより、缶底５２に成形される凹部６０の深さ（成形量）が安定化し、缶底５２の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底５２におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。
【００７８】
以上より本実施形態によれば、装置の運転速度（缶底成形ユニット１４等の回転軸１２の中心軸Ｏ回りの回転速度に相当する）に係わらず、缶底５２に成形する凹部６０の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶５０を製造できる。
【００７９】
また本実施形態では、第１駆動モータ４１が、回転軸１２及び該回転軸１２に取り付けられた缶底成形ユニット１４等を、回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転（公転）させる。また、第２駆動モータ４２が、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転（公転）させる。そして、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を、第１駆動モータ４１のモータ回転数に対する第２駆動モータ４２のモータ回転数の比率（回転数比）により設定する。
【００８０】
具体的に、第１駆動モータ４１と第２駆動モータ４２とは互いに独立しており、第１駆動モータ４１のモータ回転数は、第１駆動モータ４１に入力される電源の周波数により決定され、第２駆動モータ４２のモータ回転数は、第２駆動モータ４２に入力される電源の周波数により決定される。このため、第１駆動モータ４１と第２駆動モータ４２との周波数比を制御することにより、上述の「第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率」を精度よく簡単に設定することができる。
【００８１】
例えば、成形する缶Ｗの種類を頻繁に変えるなど、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合には、上記構成を用いることが好ましい。すなわち、第２駆動モータ４２を押圧ローラ２０に連結して、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に係わらず押圧ローラ２０の第２の回転速度を所定範囲に収めることとすれば、上述した本実施形態の作用効果を、面倒な部品交換作業等（ギヤ機構の交換・調整等）を必要とすることなく容易に得ることができる。
【００８２】
また本実施形態では、缶底成形ユニット１４等を中心軸Ｏ回りに回転（公転）させる回転軸１２の中心軸Ｏ回りの回転方向と、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転（公転）させる駆動ギヤ２３の中心軸Ｏ回りの回転方向とを、互いに逆向きに設定したので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、缶底成形ユニット１４等が回転軸１２の中心軸Ｏ回りのうち第１の回転方向（例えば時計回り）に回転させられたときに、駆動ギヤ２３は中心軸Ｏ回りのうち第２の回転方向（例えば反時計回り）に回転させられる。これにより、例えば本実施形態とは異なり、駆動ギヤ２３が装置フレーム１１に回転不能に固定されている場合の、該駆動ギヤ２３に噛み合う従動ギヤ２４のスピンドル軸Ｃ回りの回転速度に比べて、本実施形態では、駆動ギヤ２３に噛み合う従動ギヤ２４のスピンドル軸Ｃ回りの回転速度（第２の回転速度）が増すため、該従動ギヤ２４に連結された押圧ローラ２０の第２の回転速度を増速できる。つまり、押圧ローラ２０の第２の回転速度を高めた状態を基準にして、上述した第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を設定することができる。よって缶底５２への凹部６０の成形スピードを高めることができ、装置の運転速度（缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度）が高められた場合であっても、生産効率の向上を確実に図ることができる。
【００８３】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００８４】
前述の実施形態では、第１駆動モータ４１が、缶底成形ユニット１４等及び回転軸１２を該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転させ、第２駆動モータ４２が、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転させるとしたが、これに限定されるものではない。
例えば、装置の運転速度を変更する頻度が低い場合には、図２に示す連結部材４３を用いることにより、第１駆動モータ（駆動モータ）４１のみによって、缶底成形ユニット１４等及び回転軸１２を該回転軸１２の中心軸Ｏ回りに回転させ、かつ、押圧ローラ２０をスピンドル軸Ｃ回りに回転させてもよい。そして、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率を、第１駆動モータ４１と回転軸１２との間の減速比、及び、第１駆動モータ４１と押圧ローラ２０との間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定する。
【００８５】
つまり上記構成では、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を変更した場合には、第１駆動モータ４１と回転軸１２との間のギヤ機構等（減速機構）の減速比、及び、第１駆動モータ４１と押圧ローラ２０との間のギヤ機構等（減速機構）の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を変化させる。
【００８６】
具体的に、例えば生産効率を向上させる目的で、第１駆動モータ４１のモータ回転数を高めて缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を高めた場合には、第１駆動モータ４１と回転軸１２との間の減速比、及び、第１駆動モータ４１と押圧ローラ２０との間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を低下させて、押圧ローラ２０の第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、第１駆動モータ４１のモータ回転数を低下させて缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度を低下させた場合には、第１駆動モータ４１と回転軸１２との間の減速比、及び、第１駆動モータ４１と押圧ローラ２０との間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第１の回転速度に対する第２の回転速度の比率を高めて、押圧ローラ２０の第２の回転速度を所定範囲に維持することができる。
【００８７】
従って、１つの（共通の）駆動モータ（上記の例では第１駆動モータ４１）を用いて、缶底成形ユニット１４等の回転軸１２の中心軸Ｏ回りの公転と押圧ローラ２０のスピンドル軸Ｃ回りの公転とを行いつつも、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度（装置の運転速度に相当）に係わらず、缶底５２に成形される凹部６０の深さ（成形量）を安定させることができ、缶底５２の耐圧強度を安定的に向上できる。この場合、駆動モータが１つで足りるので、ランニングコストを削減できる。
【００８８】
また、前述の実施形態では、押圧ローラ２０が、缶底５２の環状凸部５６のうち内周壁５７を押圧するとともに缶軸（スピンドル軸Ｃ）回りに転動して、該内周壁５７に径方向外側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部６０を成形しボトムリフォーム加工を行うこととしたが、これに限定されるものではない。例えば、押圧ローラ２０が、缶底５２の環状凸部５６のうち外周壁５８を押圧するとともに缶軸回りに転動して、該外周壁５８に径方向内側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部６０を成形しボトムリフォーム加工を行ってもよい。或いは、押圧ローラ２０が、缶底５２の環状凸部５６の内周壁５７及び外周壁５８の両方に対しそれぞれ押圧・転動されて、内周壁５７及び外周壁５８にそれぞれ凹部６０を成形してもよい。
【００８９】
また、前述の実施形態では、缶底成形装置１０及び缶底成形方法が、２ピース缶の缶本体に用いられる缶Ｗの缶底５２に対して、凹部６０を成形するものであるが、これに限定されるものではない。例えば、ボトルネッカー（ボトル缶製造装置）によって缶胴の開口端部にネッキング加工やねじ加工が施されたボトル缶の缶底に対して、凹部６０を成形するものであってもよい。或いは、ボトル缶の製造過程で作製されるＤＩ（Drawing＆Ironing）缶の缶底に対して、凹部６０を成形するものであってもよい。なおＤＩ缶とは、前述の実施形態で説明した缶Ｗの缶胴５１の開口端部に、ネック部５３が形成されていない缶体（つまり缶胴５１の外径が、缶底５２との接続部分から開口端部にわたって一定とされた缶体）である。
【００９０】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００９２】
〔運転速度によるＢＰＲ内径の確認試験〕
缶底成形装置１０の運転速度（缶底成形ユニット１４等の回転軸１２の中心軸Ｏ回りの第１の回転速度に相当する）と、ボトムリフォーム加工した缶５０の缶底５２のＢＰＲ内径（内周壁５７の最大直径、つまり環状凸部５６の凹部６０における最大内径）との関係について、確認試験を行った。
【００９３】
装置の運転速度は、８００〜１８００ｃｐｍの間で複数設定した。なお「ｃｐｍ」とは、装置の１分間あたりの製缶数（ボトムリフォーム加工する缶数）を表している。具体的に、例えばスターホイール１３のポケット数が１２である場合、スターホイール１３が１分間あたりに１００回転するときの運転速度は、１２００ｃｐｍとなる。
【００９４】
本発明の実施例では、第１駆動モータ４１によって缶底成形ユニット１４等の回転軸１２の中心軸Ｏ回りの回転（公転）を行い、第２駆動モータ４２によって押圧ローラ２０のスピンドル軸Ｃ回りの回転（公転）を行うこととした。また、第１駆動モータ４１のモータ回転数と、第２駆動モータ４２のモータ回転数とは、制御部により別々に制御可能である。そして、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度（装置の運転速度：ｃｐｍ）の大きさに応じて、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率（速度比：％）を変化させた。
【００９５】
具体的には、後述する表１に示すように、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度（運転速度）が１２００ｃｐｍのときの、該第１の回転速度に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の速度比を、１００％（基準値）とした。そして、第１の回転速度を１２００ｃｐｍよりも低下させた場合には、第２の回転速度の速度比を１００％よりも増加させ、第１の回転速度を１２００ｃｐｍよりも増加させた場合には、第２の回転速度の速度比を１００％よりも低下させて、押圧ローラ２０の（実際の）第２の回転速度が所定範囲に収まるようにした。
より詳しくは、制御部、第１周波数変換器及び第２周波数変換器により、第１駆動モータ４１のモータ回転数（モータ電源の周波数）に対する、第２駆動モータ４２のモータ回転数（モータ電源の周波数）の比率を、上記比率（速度比）とした。
【００９６】
一方、比較例では、連結部材４３を用い、第１駆動モータ４１のみによって、缶底成形ユニット１４等の回転軸１２の中心軸Ｏ回りの回転（公転）と、押圧ローラ２０のスピンドル軸Ｃ回りの回転（公転）とを行うこととした。また、第１駆動モータ４１と回転軸１２との間の減速比、及び、第１駆動モータ４１と押圧ローラ２０との間の減速比については変更しないこととした（つまり両減速比は固定）。このため、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度（装置の運転速度：ｃｐｍ）に対する押圧ローラ２０の第２の回転速度の比率（速度比：％）は、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度の大きさに係わらず一定である。
【００９７】
具体的には、後述する表２に示すように、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度（運転速度）８００〜１８００ｃｐｍの全域にわたって、該第１の回転速度に対する第２の回転速度の速度比を、１２０％に固定した。このため、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度が増加すれば、押圧ローラ２０の第２の回転速度もこれに比例して増加する。また、缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度が低下すれば、押圧ローラ２０の第２の回転速度もこれに比例して低下する。なお、速度比を１２０％とした理由は、最低の運転速度８００ｃｐｍにおいても凹部６０の成形量（深さ）を確保して、ＢＰＲ加工後の缶底５２の耐圧強度を維持するためである。
【００９８】
そして、本発明の実施例及び比較例のそれぞれにおいて、缶底５２にボトムリフォーム加工を行い、凹部６０を成形した後のＢＰＲ内径を測定した。なお、各運転速度において、ＢＰＲ内径の測定は任意に２０缶ずつを抜き取って行い、平均値、最大値、最小値、標準偏差（σ）及び３σについて確認した。
本発明の実施例の確認結果を下記表１に示し、比較例の確認結果を下記表２に示す。また図１２に、運転速度とＢＰＲ内径との関係について示す。
【００９９】
【表１】
2019013949.tif 000003
【０１００】
【表２】
2019013949.tif 000004
【０１０１】
表１及び図１２の結果より、本発明の実施例においては、装置の運転速度（缶底成形ユニット１４等の第１の回転速度）に係わらず、缶底５２のＢＰＲ内径が略一定とされて、ＢＰＲ内径のばらつきが顕著に抑制されることが確認できた。つまり缶底５２に成形される凹部６０の成形量（深さ）が、運転速度によらず一定となることがわかった。
一方、表２及び図１２の結果より、比較例においては、装置の運転速度によって、缶底５２のＢＰＲ内径が大きく変化することがわかった。具体的に、例えば運転速度８００ｃｐｍの場合と運転速度１８００ｃｐｍの場合とを比較すると、ＢＰＲ内径が０．３ｍｍ程度も変化していた。
【０１０２】
〔運転速度によるＢＰＲ内径及び耐圧強度等の確認試験〕
次に、本発明の実施例を用いて、運転速度、ＢＰＲ内径及び耐圧強度等の関係について確認試験を行った。具体的には、上述した「運転速度によるＢＰＲ内径の確認試験」における本発明の実施例と同様の条件にて、運転速度８００ｃｐｍ、１３００ｃｐｍ、１８００ｃｐｍの各運転速度において、缶底５２にボトムリフォーム加工を行い、凹部６０を成形した後のＢＰＲ内径、ボトムデプス（ドーム部深さ）、耐圧強度及びボトムグロース（缶底伸び変形量）について測定を行った。なお、各運転速度の測定缶数は任意に抜き取った２０缶とし、ボトムグロース測定時の内圧については６１８ｋＰａとした。
確認結果を、下記表３〜表５及び図１３に示す。
【０１０３】
【表３】
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【０１０４】
【表４】
2019013949.tif 000006
【０１０５】
【表５】
2019013949.tif 000007
【０１０６】
表３〜表５及び図１３の結果より、本発明の実施例では、各運転速度においてＢＰＲ内径、ボトムデプス、耐圧強度及びボトムグロースが略一定となることがわかった。つまり、装置の運転速度に係わらず、缶底５２に成形する凹部６０の加工精度を安定させることができ、缶底５２の耐圧強度等にばらつきのない、品質の安定した良品の缶５０を製造できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の缶底成形方法によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。
【符号の説明】
【０１０８】
１０  缶底成形装置（ボトムリフォーム装置）
１２  回転軸
１３  スターホイール（ターレット）
１４  缶底成形ユニット
１６  トップ支持部材
１８  ボトム支持部材
２０  押圧ローラ
４１  第１駆動モータ（駆動モータ）
４２  第２駆動モータ
５０  缶
５１  缶胴
５２  缶底
５５  ドーム部
５６  環状凸部（リム）
５７  内周壁（カウンタ部）
５８  外周壁（ヒール部、チャイム部）
６０  凹部
Ｃ  スピンドル軸（缶軸）
Ｏ  中心軸
Ｗ  缶（ワーク）
【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】
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