(57)【要約】様々な形状を備えた本体と蓋とで成る２部材缶の製造プロセスが開示されている。特殊ツールを使用した様々なプロセスにより缶のエクスパンション加工が実行され、缶本体は所望の形態にされる。缶本体（１）は無端スクリュー（４）を備えた運搬システムで装置（３）に運搬される（２）。無端スクリューはギヤ（５）で、カルダンシャフト（１４）および傾斜ギヤボックス（１５）を介してスターインプット（６）と同期的に回転する。ギヤ（８）により缶本体（１）はエクスパンションステーション（７）に運搬され、スター（６）によって機械に入れられる。エクスパンション加工は２部材缶に対して実施される。同一タイプの同期機構のギヤ（１０と１１）によって、ステーション（７）にて缶本体はエクスパンション加工された状態でスターアウトレット（９）を介してコンベアベルト出口（１３）に運搬される。
2013527036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスであって、２部材で成る缶の製造において利用されるものであり、缶は，缶本体と蓋とを備えており、２部材缶の製造で採用可能な本体の多様な形状は、食料品および飲料品、等々の保存目的での利用を意図しており、スチールまたはアルミを含んで、様々な材料で製造可能であり、本プロセスは、ナット、ルーラ、ピンセット、圧縮空気、水、オイル、等々を利用するプロセスによってエクスパンションマンドレルを利用するものであり、２部材缶のこのエクスパンションプロセスは、缶の本体内にツールを通すことで、缶を所望の形状にまでエクスパンション加工し、本体の当初径を常に増加させ、缶の容量を増大することを特徴とするプロセス。
【請求項２】
材料を節約させ、小さな径の缶本体をエクスパンション加工によって様々な形状に加工し、缶の容量を増大させることを特徴とする請求項１記載のプロセス。
【請求項３】
小さな径の缶本体をエクスパンション加工することでスチールとアルミの使用量を削減させ、材料削減量を約３％とすることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。
【請求項４】
缶本体をエクスパンション加工することで２部材缶の様々な製造方法を提供し、缶本体にマークやサイン等をプリントさせ、エンボス加工によって缶の識別能力を高めることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。
【請求項５】
エクスパンションプロセスは独立したステーションで実施され、図４Ｂで示す第３ステージのプロセスでは、２部材のリファイルに先立って実行され、あるいは図８Ｄの第６ステージのプロセスでは２部材缶のネック部およびフランジ部の形成後に実行されることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。
【請求項６】
２部材缶の本体のエクスパンションプロセスは選択されたエクスパンションシステムを使用し、エクスパンション加工の効果は缶の２部材の製造を、相互連結されているかされていない特殊なエクスパンションオペレーション装置を利用した６ステージまたはオペレーションで実行させることを特徴とする請求項１または２記載のプロセス。
【請求項７】
２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンション装置であって、缶本体（１）は機械の入口まで運搬システム（２）で運搬され、缶本体はエクスパンション装置に、ギヤ（５）と、カルダンシャフト（１４）を介したインレットスター（６）と、傾斜ギヤボックス（１５）とで同期的に回転する無端スクリュー（４）を備えた運搬システムを通じて進入することを特徴とする装置。
【請求項８】
２部材の缶本体（１）はシステムオーガ（４）からインレットスター（６）に同期システムを介して運搬され、缶本体は整列され、機械に１個単位に受領されることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
ギヤ（８）によって同時タイミングで、缶本体（１）はエクスパンションステーション（７）に運搬され、この運搬はインレットスター（６）からエクスパンションステーション（７）に正確に実行され、これら両方は自軸の周囲で回転し、缶本体を連続的および個別に１個単位で受領することを特徴とする請求項８記載の装置。
【請求項１０】
ステーション（７）では２部材缶本体（１）が選択されたエクスパンションシステムによってエクスパンション加工され、缶本体は、使用されるシステムとツール（１２）によって定められた最終形状を取得することを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
ギヤ（１０と１１）による同種の同期機構を使用して、エクスパンション加工された缶本体はステーション（７）からアウトプットコンベア（１３）に、自軸の周囲で回転するアウトレットスター（９）を介して運搬されるが、エクスパンションステーション（７）とは反対方向であり、これによって所望形状に加工された缶本体が、連続的で個別に取り外され、缶の製造が連続的ステージによって継続されることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
装置で使用される同期システムは、それぞれの対応する軸の底部または側部に車輪を有しており、ワーム（４）にはギヤ（５）に対応し、インレットスター（６）にはギヤ（８）が対応し、エクスパンションステーション（７）のギヤ（７）では、後レットスター（９）にはギヤ（１０）が対応し、これらは電気ギヤモータで駆動され、電気ギヤモータはシャフト（５）のギヤと係合しており、中間ギヤ（１６）を介して移動を伝達し、これは機械ベース部の側部または底部であり、オイルバスに沈められたこのタイミングで装置全体が潤滑されることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
装置で利用される全部品は垂直および水平の両方でアレンジ可能であり、缶の運搬が垂直方向または水平方向で可能であるため、缶本体の処理が両方向で可能であり、この装置を単独で使用することも、様々な従来のエクスパンションプロセスの製造ラインと連結させて使用することも可能であることを特徴とする請求項８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置に関する。特に、缶本体と蓋とから成る缶を製造するものであり、缶本体は多様な形状を有することができ、使用材料を節約させるものである。
【０００２】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、いくつかの目的、例えば、食料品、飲料品、その他を保存する目的で利用される２部材缶の製造に使用が可能であり、スチール並びにアルミ等の種々な材料を利用できる。
【０００３】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、２部材の缶本体のエクスパンション（膨張／延伸）を可能にし、様々な形状へのコンフォメーションを行い、ほとんどが缶本体に接触するようにアレンジされるマンドレル、ナット、ルーラ、キャリパー、圧縮空気、水、オイル、その他を利用して様々なエクスパンション方法を採用することができる。缶本体は所望の形状となるまでエクスパンション加工される。この場合、缶本体の当初の径は常に増加されて缶容積は増加し、使用材料を節約させる。
【背景技術】
【０００４】
従来から、端部を絞り加工を施し、あるいは施さず、エクスパンション加工された缶本体を製造する方法は知られていた。例えば、“マンドレルエクスパンション法”、“スピンフローシェーピング法”、“ハイドロフォーミング法（パスカル法）”、“ブローフォーミング法”、“レオフォーミング法”、等々が存在した。しかしながら、過去においては、高速で、本体と蓋とで成る２部材缶をエクスパンション加工する加工法は利用されなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これら従来技術に関わる諸問題を克服するため、本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、非常に単純構成で効率的および経済的な方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、２部材の金属容器を延伸させ、缶本体に様々な形状を提供し、２部材の缶本体のコンフォメーションを図る。
【０００７】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置の利点には材料の節約が含まれる。なぜなら当初の缶本体の径は小さく、この缶本体をエクスパンション加工することによって缶サイズを拡大させるため、約３％の材料が節約できる。この節約程度は２部材缶のコンフォメーション形態によって増減する。
【０００８】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置の製造には、様々なタイプのエクスパンションプロセスが利用でき、２部材缶の製造ラインに独立タイプの、または集積タイプの作業ステーションを設け、缶の材料には影響を受けずに、大抵の変形形状およびサイズの２部材缶の製造を可能にする。
【０００９】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、缶本体のエクスパンション加工を通じて、今まで可能ではなかった２部材缶の様々な製造方法を提供する。これは技術的に革新的なことである。特に、２部材缶に詰められるビールやソフトドリンク等の飲料品全般、並びに他の商品のために革新的である。エクスパンション加工された２部材缶は、その新規な形状、外見およびデザインを通じて他の缶と差別化を図る重要な手段を提供する。本発明は、自身のブランドを他ブランドと区別する特徴を与え、ブランドに新規な魅力を提供し、差別化によって自身のブランド価値を高める。
【００１０】
本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置は、缶本体をエクスパンション加工することでコンフォメーションを提供する。この加工プロセスは製造ラインのステーションにおいて実施される。このプロセスは缶のリファイルに先立って実行可能である。あるいは、缶の上部から余剰部分を切り取って、リファイル処理し、または缶のネック部とフランジ部を形成した後に実行可能である。
【００１１】
スチールまたはアルミの２部材で成る缶を製造する従来プロセスと、それら２部材のコンフォメーションを実行する技術との間の相違を明確にするため、本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置を、添付図面を利用して詳細に説明する。図面において、２部材缶の従来の製造方法は“Ａ”で表す。この延伸プロセスは缶のリファイルに先立って２部材の缶本体の形成に利用される。これを“Ｂ”で表す。従来の２部材缶の製造プロセスは“Ｃ”で表し、２部材缶本体をエクスパンション加工して形成するプロセスと、缶のネック部およびフランジ部の形成後のリファイル形成を“Ｄ”で表す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】コイルの供給および切断加工と、カップのスタンピング加工とを図示する。
【図２Ａ】缶のエンボス加工と背景部形成のステージを図示する。
【図３Ａ】缶底部が形成済であるステージを図示する。
【図４Ａ】缶の上部の余剰部分のリファイルの切断ステージを図示する。
【図５Ａ】缶の上部の切断プロセスとリファイル後の缶のステージを図示する。
【図６Ａ】缶に装飾がプリントされるステージを図示する。
【図７Ａ】従来の２部材缶のネック部とフランジ部の形成ステージと、製造プロセスの最終形態を図示する。
【図１Ｂ】コイルの供給および切断加工と、カップのスタンピング加工とを図示する。
【図２Ｂ】缶のエンボス加工と背景部形成のステージを図示する。
【図３Ｂ】缶底部が形成済であるステージを図示する。
【図４Ｂ】缶の上部のリファイルに先立つ、２部材缶の本体を形成するエクスパンションプロセスのステージを図示する。
【図５Ｂ】缶の上部の余剰リファイルを切断加工するステージを図示する。
【図６Ｂ】缶の上部の切断オペレーションとリファイル後の缶の状態を図示する。
【図７Ｂ】缶に装飾がプリントされるステージを図示する。
【図８Ｂ】缶のネック部とフランジ部の形成ステージと、缶本体が２部材でなるエクスパンション加工された缶の製造プロセスの最終形態を図示する。
【図１Ｃ】コイルの供給および切断加工と、カップのスタンピング加工とを図示する。
【図２Ｃ】缶のエンボス加工と背景部形成のステージを図示する。
【図３Ｃ】缶底部が形成済であるステージを図示する。
【図４Ｃ】缶の上部の余剰部分のリファイルの切断ステージを図示する。
【図５Ｃ】缶の上部の切断プロセスとリファイル後の缶のステージを図示する。
【図６Ｃ】缶に装飾がプリントされるステージを図示する。
【図７Ｃ】缶のネック部とフランジ部の形成ステージと、従来の２部材缶の製造プロセスの最終形態を図示する。
【図１Ｄ】コイルの供給および切断加工と、カップのスタンピング加工とを図示する。
【図２Ｄ】缶のエンボス加工と背景部形成のステージを図示する。
【図３Ｄ】缶底部が形成済であるステージを図示する。
【図４Ｄ】缶の上部の余剰部分のリファイルの切断ステージを図示する。
【図５Ｄ】缶の上部の切断プロセスとリファイル後の缶のステージを図示する。
【図６Ｄ】缶に装飾がプリントされるステージを図示する。
【図７Ｄ】缶のネック部とフランジ部の形成ステージと、従来の２部材缶の製造プロセスの最終形態を図示する。
【図８Ｄ】缶の上部のリファイルと、缶のネック部とフランジ部の形成後の２部材缶の本体を形成するエクスパンションプロセスのステージを図示する。
【図９Ｂ】上部容器のリファイルに先立つ、２部材缶の製造ステージとエクスパンション加工を示すブロック図である。
【図９Ｄ】２部材缶の製造ステージとエクスパンション加工と、缶のネック部とフランジ部の形成後の形成リファイルを示すブロック図である。
【図１０】エクスパンションステーションおよびコンフォメーションと共に、２部材の缶を移動させるスタートランスファの側面図を図示する。
【図１１】図１０で図示する２部材缶のエクスパンダー本体の作動チェーンの側面図を図示する。
【図１２】コンベア駆動のワームステーションのコンフォメーションの詳細を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａから図７Ａおよび図１Ｃから図７Ｃは従来技術による２部材缶の製造プロセスを示し、図１Ｂから図８Ｂおよび図１Ｄから図８Ｄは、本発明の２部材金属パックのコンフォメーションのためのエクスパンションプロセスおよびエクスパンション装置を採用した２部材缶の製造プロセスを示す。この本発明方法は、図１Ａから図７Ａおよび図１Ｃから図７Ｃで示す従来プロセスと比べて、図１Ｂから図８Ｂおよび図１Ｄから図８Ｄで示すエクスパンションプロセスを採用することによって使用材料を節約することができる。本発明による材料節約量は約３％であるが、この節約量は製造される缶の数を考慮すれば相当な量である。この経済性の提供はエクスパンション加工後の缶本体の増加した容積によるものである。
【００１４】
図１Ｂから図８Ｂおよび図１Ｄから図８Ｄで示す、このプロセスの革新的な特徴において、従来には不可能であった２部材缶を形成する数多くの方法が提案されている。この形状の多様化およびデザインの多様化は市場における製品の識別能力を向上させ、マークおよびサインのプリント、並びに缶形状の製品を識別させる高低の浮き彫り、またはレリーフの提供を可能にする。
【００１５】
別な特徴は、缶の本体に採用された形状を通して製品のエンボス加工または識別性によってガイド可能である、視覚的変形を提供するレリーフおよび表示を創出する能力である。
【００１６】
図１Ｂから図８Ｂおよび図１Ｄから図８Ｄで図示されるプロセスはエクスパンションシステムを使用するが、これはマンドレル、ナット、ルーラ、キャリパー、圧縮空気、水、オイル、その他を利用しており、これでエクスパンション加工された缶が得られ、同時に、製造工程において相互連結されているか、相互連結されていないエクスパンションオペレーションのための特殊装置によって２部材缶の製造が６段階のステージまたはオペレーションにより実行される。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃおよび１Ｄで示すようにコイルを供給および切断し、缶状カップを打ち出すようにスタンピング加工する第１ステージは全プロセスに共通している。第２ステージでは、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃおよび図２Ｄで示すように、缶のスタンピング加工と背景形成が実施されるが、これも全プロセスに共通である。缶の底部を形成した後に（図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ）プロセスは差別化される。すなわち、図１Ａから図７Ａにおいて示される従来プロセスでは、第３ステージで缶のリファイルが作られる（図４Ａ）缶の余剰上部の切断加工が実施される。
【００１８】
図１Ｂから図８Ｂの第３ステージのプロセスでは、２部材の缶本体のエクスパンションプロセスが開始され、利用システムが選択される（図４）。このオペレーションは図１Ａから図７Ａのプロセスでは想定されていない。
【００１９】
図１Ａから図７Ａの第４ステージのプロセスでは、缶の装飾が実施され（図６Ａ）、図１Ｂから図８Ｂのプロセスでは、缶のリファイルが存在する缶の余剰上部が切断加工される（図５Ｂ）。
【００２０】
図１Ａから図７Ａの第５ステージのプロセスでは、缶のネック部とフランジ部の形成プロセスが実行され（図８Ｂ）、オペレーションが終了する。図１Ｂから図８Ｂのプロセスでは缶の装飾が実施される（図７Ｂ）。
【００２１】
図１Ｂから図８Ｂの第６ステージのプロセスでは、缶のネック部とフランジ部の形成プロセスが実施され（図８Ｂ）、オペレーションが終了する。
【００２２】
図１Ｃから図７Ｃの第３ステージのプロセスは、缶の上部から余剰部分が切断加工される。すなわち、缶のリファイルが切断され（図４Ｃ）、図１Ｄから図８Ｄの第３ステージのプロセスでも缶のリファイルが発生する（図４Ｄ）。
【００２３】
図１Ｃから図７Ｃの第４ステージのプロセスでは、缶の装飾が行われる（図６Ｃ）。一方、図１Ｄから図８Ｄの場合には第４ステージのプロセスで装飾が行われる（図６Ｄ）。
【００２４】
図１Ｃから図７Ｃの第５ステージのプロセスでは、缶のネック部とフランジ部とが形成され（図７Ｃ）、オペレーションが終了する。
【００２５】
また、図１Ｄから図８Ｄの第５ステージのプロセスでは、缶のネック部とフランジ部とが形成され（図７Ｄ）、そして、エクスパンションステーションに送られる。
【００２６】
図１Ｄから図８Ｄの第６ステージのプロセスでは、システムが選択した２部材の缶本体のエクスパンションプロセスが実行される（図８Ｄ）。このオペレーションは図１Ｃから図７Ｃのプロセスでは行われない。
【００２７】
缶のカップ部の切断加工、プリント加工およびエンボス加工のオペレーションの第１ステージと第２ステージと、図１Ｂから図８Ｂのプロセスの場合には、図４Ｂで示す２部材の缶本体のフォーマット処理の後で、図８Ｄで示す図１Ｄから図８Ｄの場合には缶のネック部とフランジ部のオペレーションと形成の後に、缶本体（１）は運搬システム（２）によって機械（３）の入口に運ばれる。
【００２８】
このステージから選択されたシステムによる缶本体（１）のエクスパンションプロセスが始まる。缶本体は運搬オーガ（４）のシステムを通じて機械に入る。運搬オーガはギア（５）の手段によって、カルダンシャフト（１４）と傾斜ギヤボックス（１５）を通じてインレットスター（６）と同期的に回転する。このタイミングで缶本体（１）はオーガ（４）からインレットスター（６）に送られ、機械によって１個単位で受け入れられるように並べられ、この同一タイミングでギヤ（８）の手段によって缶本体（１）はエクスパンションステーション（７）に送られる。この移動はインレットスター（６）からエクスパンションステーション（７）へと正確に実施される。それら両方は自軸の周囲で回転する。これにより、缶本体は個別および連続的に受け入れられ、このステーション（７）でエクスパンション加工が行われる。ここで缶本体には最終形状が与えられる。この形状は使用されるシステムとツール（１２）によって異なり、この種のタイプの同期工程によってギヤ（１０と１１）の手段で缶本体は送られてエクスパンション加工される。ステーション（７）でコンベアベルト（１３）はスターアウトレット（９）の手段により外出する。これは自軸の周囲を回転するが、ステーション（７）の反対方向に自転し、適正に形状化された缶本体を連続的、個別に取り外し、連続ステージによる缶の製造プロセスが継続する。
【００２９】
この装置で使用されるタイミングシステムは、それぞれの対応する軸の底部または側部に車輪を有しており、ワーム（４）にはギヤ（５）が対応し、インレットスター（６）にはギヤ（８）が対応し、エクスパンションステーション（７）のためにはギヤ（１０）がアウトレットスター（９）のギヤ（１１）に対応し、ギヤシャフト（５）に係合する電気ギヤモータによって駆動され、中間ギヤ（１６）を介して移動を伝達する。これは、機械の側部または底部に提供され、このタイミングはオイルバスに沈められて機能し、装置全体を潤滑する。
【００３０】
図示するように、ステーション（７）は缶本体のエクスパンション加工と、そのコンフォメーションを実行するが、これはこの目的に沿った特殊ツールを利用する。
【００３１】
本発明のシステムに使用される全ての構成部材および現存装置は垂直にアレンジしても水平にアレンジしても構わない。運搬から始まる缶本体の処理全般は垂直方向でも水平方向でも可能である。
【００３２】
以上、本発明を実施例によって詳細に説明したが、これら実施例の細部は本発明を限定しない。他の形態や方法を利用した本発明の実行は可能である。
【図１Ａ】
2013527036.tif 000003
【図１Ｂ】
2013527036.tif 000004
【図１Ｃ】
2013527036.tif 000005
【図１Ｄ】
2013527036.tif 000006
【図２Ａ】
2013527036.tif 000007
【図２Ｂ】
2013527036.tif 000008
【図２Ｃ】
2013527036.tif 000009
【図２Ｄ】
2013527036.tif 000010
【図３Ａ】
2013527036.tif 000011
【図３Ｂ】
2013527036.tif 000012
【図３Ｃ】
2013527036.tif 000013
【図３Ｄ】
2013527036.tif 000014
【図４Ａ】
2013527036.tif 000015
【図４Ｂ】
2013527036.tif 000016
【図４Ｃ】
2013527036.tif 000017
【図４Ｄ】
2013527036.tif 000018
【図５Ａ】
2013527036.tif 000019
【図５Ｂ】
2013527036.tif 000020
【図５Ｃ】
2013527036.tif 000021
【図５Ｄ】
2013527036.tif 000022
【図６Ａ】
2013527036.tif 000023
【図６Ｂ】
2013527036.tif 000024
【図６Ｃ】
2013527036.tif 000025
【図６Ｄ】
2013527036.tif 000026
【図７Ａ】
2013527036.tif 000027
【図７Ｂ】
2013527036.tif 000028
【図７Ｃ】
2013527036.tif 000029
【図７Ｄ】
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【図８Ｂ】
2013527036.tif 000031
【図８Ｄ】
2013527036.tif 000032
【図９Ｂ】
2013527036.tif 000033
【図９Ｄ】
2013527036.tif 000034
【図１０】
2013527036.tif 000035
【図１１】
2013527036.tif 000036
【図１２】
2013527036.tif 000037
【国際調査報告】
2013527036.tif 000038
2013527036.tif 000039
2013527036.tif 000040
2013527036.tif 000041
2013527036.tif 000042
2013527036.tif 000043