(57)【要約】【課題】加工ツールがボトル缶に加工を施す際に生じるミストが飛散することを防止して、生産環境を良好にすることができるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法を提供する。【解決手段】ボトル缶製造装置において、加工ツール４による加工位置の内側部と外側部とに、加工ツール４によるワークへの加工位置を定位置に規制させるストッパー具９ａ、９ｂを備え、加工ツール４に、該加工ツール４のターンテーブルの回転方向前後を挟むように対向配置された遮蔽体３９を備える。【選択図】図３
2008221263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルと、前記チャックユニットと回転軸線方向に対向配置されるワーク加工用の複数の加工ツールを円弧状に並べて支持する一つ又は複数のダイユニットとを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記ダイユニットを前記チャックユニットに向け近接離反させてこれらの間に配置されるワークへの加工を行うボトル缶製造装置において、
前記加工ツールによる加工位置の内側部と外側部とに、前記加工ツールによるワークへの加工位置を定位置に規制させるストッパー具を備え、
前記加工ツールに、該加工ツールの前記ターンテーブルの回転方向前後を挟むように対向配置された遮蔽体を備えることを特徴とするボトル缶製造装置。
【請求項２】
請求項１記載のボトル缶製造装置において、いずれか一方の前記ストッパー具に吸引ダクトが開口していることを特徴とするボトル缶製造装置。
【請求項３】
有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルと、前記チャックユニットと回転軸線方向に対向配置されるワーク加工用の複数の加工ツールを円弧状に並べて支持する一つ又は複数のダイユニットとを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記ダイユニットを前記チャックユニットに向け近接離反させてこれらの間に配置されるワークへの加工を行うボトル缶製造方法において、
前記加工ツールによる加工位置の内側部と外側部とに、前記加工ツールによるワークへの加工位置を定位置に規制させるよう備えられたストッパー具と
前記加工ツールに、該加工ツールの前記ターンテーブルの回転方向前後を挟むように対向配置するよう備えられた遮蔽体によって、前記ダイユニットが前記チャックユニットに近接した際に、ワークの周囲四方が囲われることを特徴とするボトル缶製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はボトル缶製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料用アルミニウム缶等のボトル缶の形状においては、肩部が滑らかなテーパー状に形成され、かつ口部を胴部より細く絞り、絞った口部の外周にネジ加工が施され、内容物が充填された後アルミニウム等の材質のキャップで口部が密封される構成のものがある。このようなボトル缶を製造する装置としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。これは有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能な円盤状のターンテーブルと、ワーク加工用の複数の加工ツールを支持し前記ターンテーブルと回転軸線方向に対向配置される円盤状のダイテーブルとを備え、ダイテーブルがクランク機構を用いた駆動装置によりターンテーブルと近接離反され、各テーブルの間に配置されたワークへの加工を行うよう構成されるものである。
【０００３】
複数の加工ツールはワークへの加工順に配列され、ワークはターンテーブルとダイテーブル（以下「各テーブル」と省略する）とが近接離反する一ストローク毎に次の加工ツールによる加工位置まで間欠回転移動される。そして各テーブルの近接離反とワークの間欠回転移動とを繰り返すことでワークへの加工が順次行われ、一連の加工が終了した時点で所定の形状を有するボトル缶が完成するようになっている。
このようなボトル缶を完成させるには多くの工程を経て加工する必要がある。その製造工程は、缶押し込みと、油付けと、ワーク肩部から口部にかけて段階的に行われる絞り加工と、各種回転加工（口部端を揃えるトリミング加工・口部を部分的に拡径する口広げ加工・口部にネジを形成するネジ加工・口部端部をカールするカール加工・前記カール部をつぶすスロット加工）と、缶排出とにより構成される。
【０００４】
上記各種回転加工に使用される回転加工ツールは、該回転加工ツールと前記チャックユニットとが所定範囲内まで近接した状態にあるときにワークへの軸線を中心とした回転動作によりこのワーク口部へのトリミングやネジ加工等を行うものである。前記回転加工ツールは、絞り加工等と比べワークへの加工が可能なストローク範囲（前記所定範囲）が狭く、その加工精度を良好に保つために前記ダイテーブルを近接離反させる一ストローク当たりの時間は該回転加工ツールによる最低限の加工時間を確保するべく長めに設定されている。従来のボトル缶製造装置では、駆動装置の駆動力を歯車で回転軸へ伝え回転軸に配設される上記クランク機構によりダイテーブルを支持する連結軸を往復直線運動させる構造となっている。この駆動機構では、生産性を向上させるため仮にクランクの回転軸を高速回転させて往復運動の速度を上げた場合、前記回転加工ツールがワークに対し加工可能な下死点付近に留まる時間が減少してしまい加工が良好に行えなくなる。そこで近年では、一ストローク当たりの加工時間配分を制御可能なリニアモータによる駆動機構が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
また、前記各種回転加工の中で、特にトリミング加工では加工中に切屑が生成されるが、この切屑の落下及び飛散を防止することが可能な回転加工ツールが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−３２９４２３号公報
【特許文献２】特開２００５−４０８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、前述したように前記絞り加工及び前記各種回転加工の前段階として、加工による摩擦を抑え加工熱を低下させるために、ワークの加工される箇所に油付けが施されるが、各種加工が施されることによって付着された油がミスト化し、これが飛散してしまい生産環境が悪化してしまうという問題があった。
【０００７】
この発明はこのような課題を解決せんと発明されたものであり、その目的は、加工ツールがワークに加工を施す際に生じるミストが飛散することを防止して、生産環境を良好にすることができるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、この発明は以下の手段を提案している。
有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルと、前記チャックユニットと回転軸線方向に対向配置されるワーク加工用の複数の加工ツールを支持する一つ又は複数のダイユニットとを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記ダイユニットを前記チャックユニットに向け近接離反させてこれらの間に配置されるワークへの加工を行うボトル缶製造装置において、前記加工ツールに、該加工ツールの前記ターンテーブルの回転方向の前後を挟むように対向配置された遮蔽体と前記ダイユニットと前記チャックユニットとが近接され円弧状に配列される前記加工ツールによる加工が行われる位置の内側部と外側部とに対向配置され、前記加工ツールによるワークへの加工位置を定位置に規制させるストッパー具とを備え、前記ダイユニットが前記チャックユニットに近接した際に、ワークの周囲四方が前記遮蔽体及び前記ストッパー具に囲われることを特徴としている。
【０００９】
この発明のボトル缶製造装置によれば、ダイユニットが前進移動しチャックユニットに近接した際に、それぞれ一対が対向配置された遮蔽体とストッパー具とによってワークの四方が囲まれる。それによって、加工時にはワークが遮蔽体とストッパー具からなる４枚の壁により形成された空間内に位置することになり、加工の際に生じるミストはその空間内に閉じ込められる。
【００１０】
また、本発明に係るボトル缶製造装置においては、いずれか一方の前記ストッパー具に吸引ダクトが開口していてもよい。
【００１１】
ターンテーブルは間欠的に回動するためチャックユニットに保持されたワークも次々に移動しミストも飛散しやすくなるが、加工時のワークの四方を壁で囲い、さらにその壁の一つを構成しているストッパー具にダクト孔を設けることで、ミストの飛散を防止するとともに囲われた空間内に滞留したミストをスムーズに除去することができる。
【００１２】
また、本発明は、有底筒状のワークを保持する複数のチャックユニットを環状に支持し回転軸線を中心に間欠回転可能なターンテーブルと、前記チャックユニットと回転軸線方向に対向配置されるワーク加工用の複数の加工ツールを円弧状に並べて支持する一つ又は複数のダイユニットとを備え、前記ターンテーブルを間欠回転させながら前記ダイユニットを前記チャックユニットに向け近接離反させてこれらの間に配置されるワークへの加工を行うボトル缶製造方法において、前記加工ツールによる加工位置の内側部と外側部とに、前記加工ツールによるワークへの加工位置を定位置に規制させるよう備えられたストッパー具と前記加工ツールに、該加工ツールの前記ターンテーブルの回転方向前後を挟むように対向配置するよう備えられた遮蔽体によって、前記ダイユニットが前記チャックユニットに近接した際に、ワークの周囲四方が囲われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ダイユニットが前進移動し加工ツールがチャックユニットに近接した際に、ワークの周囲四方が遮蔽体とストッパー具からなる４枚の壁により囲われて、加工の際に生じるミストはその空間内に閉じ込められる。従って、ミストが周囲に飛散することを防止することができ、生産環境を良好に保つことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明であるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法を実施するための形態について、図１から図４を用いて詳細に説明する。図１から図４は、この発明の一実施形態に係るボトル缶製造装置を示す図である。
【００１５】
図１はこの発明の実施の形態のボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図である。また、図２は図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。このボトル缶製造装置１０は図１、図２に示すように装置の土台となるベース１が装置の外装部分を構成し、断面形状がコの字型の外枠２をその上面に支持して筺体を形成しており、該外枠２の壁内側の上面及び両側面に各ダイユニット３０が備えられている。前記ダイユニット３０は有底筒状のワークＷを加工するための加工ツール４を各３個ずつ支持しており、このボトル缶製造装置１０には計９個の前記加工ツール４が備えられている。
【００１６】
この実施形態のボトル缶製造装置１０には計４０工程以上に及びボトル缶の製造工程の中でも下流側を構成し、特に高い精度を必要とする各種回転加工を含むネジ形成加工以降の９工程、即ち、ネジ加工、絞り加工、トリミング加工、カール加工、スロット加工等を行うよう構成されている。
【００１７】
ワークＷの底部側を保持可能な複数のチャックユニット１５は、前記加工ツール４にそれぞれ対向配置され、同じく加工ツール４に対向する円盤状のターンテーブル１４の外周付近に計１２個が環状に等ピッチ間隔に支持されている。前記ターンテーブル１４は、その前記加工ツール４に対向する面と反対側の面をダイレクトドライブモータなどの駆動装置６により支持されて、回転軸線Ｃ１を中心として矢印Ｆ方向に間欠回転可能に構成されている。
【００１８】
前記各ダイユニット３０は、前記外枠２の壁内側の上面及び両側面にそれぞれ固定される扁平板状のユニットベース５と前記加工ツール４を円弧状に支持して前記回転軸線Ｃ１方向（図１の矢印Ｌ方向）に往復直線運動可能に配設される断面形状Ｌ字板状のスライダ３と、該スライダ３を往復直線運動させる駆動装置のリニアモータ１３と、該スライダ３を該リニアモータ１３により往復直線運動させるための二組のガイドブロック２３及びガイドレール２４から構成されている。
【００１９】
また、前記スライダ３に支持される複数の前記加工ツール４は、該加工ツール４に対向配置される前記チャックユニット１５同様に回転軸線Ｃ１を中心として円弧状に等ピッチ間隔に配列されている。ここで、前記各ダイユニット３０を、加工工程の上流側にあるダイユニット３０ａ、加工工程の中流側にあるダイユニット３０ｂ、加工工程の上流側にあるダイユニット３０ｃとすると、前記ダイユニット３０ａの下流側に配列される加工ツール４と前記ダイユニット３０ｂの上流側に配列される加工ツール４との配置ピッチ間隔と、前記ダイユニット３０ｂの下流側に配列される加工ツール４と前記ダイユニット３０ｃの上流側に配列される加工ツール４との配置ピッチ間隔とは同一である。すなわち、それぞれのダイユニット３０内のみならず各ダイユニット３０間においても、上流側から下流側へ向け全ての加工ツール４が円弧状に等ピッチ間隔に配列される。そしてこれらの加工ツール４と前記ターンテーブル１４に支持される複数の前記チャックユニット１５との間でワークＷへの加工が順次行われるようになっている。
【００２０】
前記チャックユニット１５へのワークＷの供給手段としては、加工工程の上流側に配設される供給ターレット２１が備えられる。供給ターレット２１は前記チャックユニット１５の列にその外周の一部が重なるように水平軸周りに回転可能に配設されている。そして供給ターレット２１は該供給ターレット２１にワークＷが供給されるとその外周面に複数備えられるワーク把持部でワークＷを保持し、前記ターンテーブル１４と同期して矢印Ｅ方向に間欠回転しながらチャックユニット１５のワークＷａの位置へ順次ワークＷを供給できるよう構成されている。このボトル缶製造装置１０ではネジ成型加工以降の９工程を行うよう構成されているので、この供給ターレット２１によって送られるワークＷは、図示しない前工程においてワークＷ口部を縮径されネジ成形工程の直前までが加工された状態で装置に供給されるようになっている。
【００２１】
また、前記チャックユニット１５からのワークＷの排出手段としては、加工工程の下流側に配設される排出ターレット２２が備えられる。排出ターレット２２も前記チャックユニット１５の列にその外周の一部が重なるように水平軸回りに回転可能に配設されている。そして、排出ターレット２２は所定の加工を施され各工程が終了したワークＷをその外周面に複数備えられるワーク把持部に保持し、前記ターンテーブル１４と同期して矢印Ｇ方向に間欠回転しながらチャックユニット１５のワークＷｂの位置から順次ワークＷを排出できるよう構成されている。
【００２２】
前記ダイユニット３０と前記ターンテーブル１４との間には、内周ストッパー受板７及び外周ストッパー受板８が備えられている。この内周ストッパー受板７は略円盤状の形状を有し、前記ターンテーブル１４と対向配置され、該ターンテーブル１４上に環状に配列される前記チャックユニット１５の内周側を覆うように配設されている。該内周ストッパー受板７はそのターンテーブル１４側の面の略中央部分を丸棒上の内周ストッパー受板支え部材３７に固定支持され、また、該内周ストッパー受板７の下方に矩形に延びたツバ状の内周ストッパー受板固定突起７ａのターンテーブル１４側の面を角棒状の外周ストッパー受板支え部材３８に固定支持されている。前記内周ストッパー受板支え部材３７はその長手方向を前記回転軸船Ｃ１方向に延ばして形成され、その一方端（図１における左側）を前記内周ストッパー受板７に固定されその他方端（図１における右側）を外枠２の背面部を形成する外枠背板２ａに固定支持されている。また、前記外周ストッパー受板支え部材３８もその長手方向を前記回転軸線Ｃ１方向に延ばして形成され、その一方端を前記内周ストッパー受板固定突起７ａに固定され、その他方端を外枠２の内壁から突出して形成される外枠補強２ｂに固定支持されている。
【００２３】
また、前記外周ストッパー受板８は、円弧形状を有し前記ターンテーブル１４上に環状に配列される前記チャックユニット１５の外周側に形成されている。該外周ストッパー受板８はその回転軸線Ｃ１方向の位置を前記内周ストッパー受板７と略同一にされて配設されている。また、この外周ストッパー受板８はそのターンテーブル１４側の面を複数配設される前記外周ストッパー受板支え部材３８に略等ピッチ間隔に固定支持されている。前記複数の外周ストッパー受板支え部材３８もその長手方向を前記回転軸線Ｃ１方向に延ばして形成され、その一方端を前記外周ストッパー受け板８に固定され、その他方端を前記外枠補強２ｂに固定支持されている。
【００２４】
そして、前記内周ストッパー受板７及び前記外周ストッパー受板８のダイユニット３０側の面は、該ダイユニット３０が前記チャックユニット１５に近接された際、このダイユニット３０に円弧状に配列される各加工ツール４の内側部と外側部に対応する箇所に位置するように複数のストッパー具９が配設されている。このストッパー具９は、前記加工ツール４の内側に配設される内周ストッパー具９ａと該加工ツール４の外側に配設される外周ストッパー具９ｂが対向配置されており、該ダイユニット３０が前記チャックユニット１５に近接された際に、前記加工ツール４をその配列される円弧の内側と外側とで挟むように配設されている。
【００２５】
図３は前記ストッパー具９近傍の断面模式図、図４は図３におけるＹ−Ｙ断面図である。前記内周ストッパー具９ａは加工ツール４の軸線Ｃ２方向を長手方向として延びた略直方体であって、外周ストッパー具９ｂと対向する面の長手方向全域に円弧状に窪んだ凹部が設けられた形状をしている。ここで、前記加工ツール軸線Ｃ２方向と前記回転軸線Ｃ１方向とは平行になるように構成されている。前記内周ストッパー具９ａはその形成される長手方向のターンテーブル１４側の端部を前記内周ストッパー受板７のダイユニット３０側の面に固定支持されている。
【００２６】
また、前記外周ストッパー具９ｂも、加工ツール４の軸線Ｃ２方向を長手方向として延びた略直方体であって、内周ストッパー具９ａと対向する面の長手方向全域に円弧状に窪んだ凹部が設けられた形状をしている。該外周ストッパー具９ｂは、その形成される長手方向のターンテーブル１４側の端部を前記外周ストッパー受板８のダイユニット３０側の面に固定支持されている。さらに、該外周ストッパー具９ｂの内周ストッパー具９ａと対向する面には、エアを吸引するダクト１９が開口している。
【００２７】
また、ワークＷに対向する加工ツール４として、該加工ツール４と前記チャックユニット１５とが近接した状態にあるときに加工ツール４軸線Ｃ２を中心に回転動作して加工を行う各種回転加工（口端部を揃えるトリミング加工、口部を部分的に拡径する口広げ加工、口部にネジを形成するネジ加工、口部端部をカールするカール加工、前記カール部をつぶすスロット加工）の用途に供する回転加工ツール４ａが配設されている。この実施形態では前記加工ツール４を各加工の中でも特に加工精度を必要とする回転加工ツール４ａとしたが、加工ツール４の種類はこれに限定されるものでなく、各種回転加工の他、絞り加工や油付け加工としてもよい。
【００２８】
図３に示すように、この回転加工ツール４ａの外周面上にはＯ字円盤状の当接フランジ３６が配設されている。該当接フランジ３６は、前記回転加工ツール４ａがチャックユニット１５へ近接された際に、前記内周ストッパー具９ａ及び外周ストッパー具９ｂのダイユニット３０側の面にそのターンテーブル１４側の面を当接可能なように設けられている。また、当接フランジ３６のターンテーブル１４側の面には、加工ツール４の軸線Ｃ２方向を長手方向としてターンテーブル側に延在し、断面が軸線Ｃ２に向けて屈曲した円弧状形状を有する一対の遮蔽体３９が、該回転加工ツール４ａのターンテーブル１４回転方向Ｆ前後を挟むように対抗配置されている。
【００２９】
次に、以上のように構成されたボトル缶製造装置によりボトル缶を製造する方法について説明する。図２において図示しない前工程において口部を縮径されネジ加工直前まで加工が行われたワークＷが供給ターレット２１へと供給される。ワークＷは供給ターレット２１のワーク把持部に把持され、該供給ターレット２１がターンテーブル１４の矢印Ｆ方向の間欠回転に同期しながら矢印Ｅの向きに間欠回転するのに伴って搬送され、チャックユニット１５のワークＷａの位置へ順次供給され、その底部をこのチャックユニット１５に保持される。
【００３０】
前記ワークＷは、チャックユニット１５がターンテーブル１４の間欠回転動作によって矢印Ｆ方向に回転移動されるのに伴い、初工程に配設される加工ツール４に対向する位置へと搬送される。そしてダイユニット３０がリニアモータ１３によりチャックユニット１５へ近接され、このダイユニット３０とチャックユニット１５とが最も近接される下死点付近において前記加工ツール４によるワークＷへの加工が施される。この際、当接フランジ３６がストッパー具９と当接することによって加工ツール４によるワークＷへの加工位置は定位置に規制される。加工が施された後、ダイユニット３０はリニアモータ１３によりこのチャックユニット１５から離反される。そこて、前記ターンテーブル１４の間欠回転とダイユニット３０の近接離反を繰り返しながら、ワークＷはその加工工程の上流側から下流側へと流されて各加工ツール４による加工を施されていく。
【００３１】
該回転加工ツール４ａを支持するダイユニット３０がリニアモータ１３によりチャックユニット１５に近接すると、回転加工ツール４ａは、図３、図４に示すように、回転加工ツール４ａのターンテーブル１４回転方向Ｆ前後を挟むように配置された遮蔽体３９と、チャックユニット１５側に配置された内周ストッパー具９ａ及び外周ストッパー具９ｂとによって、回転加工ツール４及びワークＷの周囲四方が囲まれる。これによって、加工時には回転加工ツール４ａ及びワークＷは、遮蔽体３９と各ストッパー具９からなる４枚の壁により閉鎖された空間内に位置することになる。したがって、加工により生じるミストが周囲に飛散することはない。また、加工が施される際に生じる加工音もこの遮蔽体３９及び各ストッパー具９からなる４枚の板によって遮蔽することができ、周囲への騒音を抑制することが可能となり生産環境を良好なものとすることができる。
【００３２】
ターンテーブル１４は間欠的に回動するためチャックユニット１５に保持されたワークＷも次々に移動しミストも飛散しやすくなるが、前述のように、回転加工ツール４ａ及びワークＷの四方を壁で囲い、さらにその壁の一つを構成しているストッパー具９にダクト１９を開口させることで、ミストの飛散を防止するとともに４枚の壁で閉鎖された空間内に滞留したミストをスムーズに除去することができる。
【００３３】
なお、遮蔽体３９は回転加工ツール４ａの軸線Ｃ２に向かって屈曲し、各ストッパー部９には対向する面に円弧状の凹部が設けられているので、これらによって閉鎖された空間の断面は図４に示すように略円形となっており、回転加工ツール４ａにとって十分なスペースが確保されているため、加工ツール４ａの加工や進退移動を妨げることはない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態を示すボトル缶製造装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】ストッパー具近傍の断面模式図である。
【図４】図３におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    ベース
２    外枠
４    加工ツール
７    内周ストッパー受板
８    外周ストッパー受板
９    ストッパー具  
１０  ボトル缶製造装置
１４  ターンテーブル
１５  チャックユニット    
１９  ダクト
３７  内周ストッパー受板支え部材
３８  外周ストッパー受板支え部材
３９  遮蔽体
Ｗ    ワーク
Ｃ１  回転軸線
【図１】
2008221263.tif 000003
【図２】
2008221263.tif 000004
【図３】
2008221263.tif 000005
【図４】
2008221263.tif 000006