(57)【要約】【課題】ボトル型缶を成形する成形ツールのストローク量を支持板のストローク量と異ならせることにより、多様な成形加工や安定した成形加工を可能にする。【解決手段】缶ホルダーターレット２０が間欠回転する毎に、支持板３２を往復動させて、缶ホルダーターレット２０に保持された缶体Ｂの開口部Ｄを成形する製造装置Ａにおいて、前記成形ツール３１はスピンドル部４０に該スピンドル部と同方向にストロークするように保持され、前記スピンドル部に前記複数の成形ツールのうちの少なくとも一つの成形ツールのストローク量と前記支持板のストローク量とを異ならせるストローク可変手段５０が設けられている。【選択図】図１
2008043965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠回転する缶ホルダーターレットと、前記缶ホルダーターレットに対向配置されて往復運動を行い、成形ツールが周辺部に複数取り付けられた支持板とを備え、前記缶ホルダーターレットが間欠回転する毎に、前記支持板を往復動させて、前記缶ホルダーターレットに保持された缶体の開口部に前記成形ツールを係合させて缶体の開口部を順次成形するボトル型缶の製造装置において、
前記複数の成形ツールのうち少なくとも一つの成形ツールは、スピンドル部を介して前記支持板に前記支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に保持され、前記スピンドル部に前記成形ツールのストローク量と前記支持板のストローク量とを異ならせるストローク可変手段が設けられていることを特徴とするボトル型缶の製造装置。
【請求項２】
前記スピンドル部は、前記支持板に対して往復動可能に案内され、且つ回転可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のボトル型缶の製造装置。
【請求項３】
前記ストローク可変手段は、前記支持板と一体的に往復動する移動ラックと、前記支持板を支持するコモンベースに取り付けられた固定ラックと、前記移動ラックと前記固定ラックとの間に配置した歯数の異なる２段のピニオンギアとを有し、前記ピニオンギアのうち、歯数の少ない小ギアが前記移動ラックと係合し、歯数の多い大ギアが前記固定ラックと係合して、前記少なくとも一つの成形ツールのストローク量を前記支持板のストローク量よりも小さいストローク量に可変する直動式の歯車装置で構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のボトル型缶の製造装置。
【請求項４】
前記スピンドル部は、前記２段のピニオンギアを回転自在に軸支するスピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング内に前記ピニオンギアの軸心と直交する前記缶体の中心軸線を中心に回転自在に装着されたスリーブと、前記支持板の外周部に設けられたサポートブロックと、前記サポートブロックに軸支されかつ前記支持板に取り付けられた駆動源により前記スリーブと一体に回転するロータリーキャリヤと、前記ロータリーキャリヤと一体回転しかつ前記ロータリーキャリヤ内を往復動可能に装着されるカムスピンドルと、前記カムスピンドルの前端に取り付けられかつ内周部にカム面を有する円筒状カムと、前記カムスピンドル内を貫通するとともに前記カムスピンドルに対して前端側に弾発力を付与させた状態で装着されかつ前記ロータリーキャリヤーと一体回転するシャフトと、前記円筒状カムのカム面と係合しかつ前記円筒状カムとの相対的な移動に伴って成形動作を実行するように前記シャフトの前端に取り付けられた成形ツールヘッドと、前記支持板の下死点近傍で前記シャフトの移動を停止させるように前記シャフトの後端に設けられたストッパーとを備えていることを特徴とする請求項３記載のボトル型缶の製造装置。
【請求項５】
前記成形ツールが、ネジ切り成形ツール、力一ル成形ツール、環状ビード成形ツールのうち、少なくとも何れか一つであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のボトル型缶の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状の缶体の底部を缶ホルダーに保持した状態でその開口部を成形して金属製のボトル型缶を製造するボトル型缶の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボトル型缶の製造装置として、金属板から有底筒状の缶体を形成し、この缶体を環状に配列された複数のホルダーを設けた缶ホルダーターレットに保持させ、その缶ホルダーターレットが間欠的に回動することで、缶体を回転移動させるように構成した装置が知られている。この種の装置では、缶ホルダーターレットと対向する側にホルダーに向けて往復移動する支持板が設けられ、この装置本体に缶体を加工するための成形ツールが複数設けられている。
【０００３】
そして、缶体と対応する位置の成形ツールが缶体の開口部に対して往復動することにより、缶体の開口上部がネックイン加工されて、缶体の胴部より径の小さな口部が形成される。この場合、口部に複数回のネックイン加工が施されて縮径されることから、口部の先端が不揃いになるので、口部の高さ（長さ）を揃えるため先端はトリミングされて高さが揃えられる。
【０００４】
次いで、トリミングされた後、缶ホルダーターレットによって缶体が更に回転移動すると、口部に、キャップを被着させるためのネジ山がネジ成形ツールによって形成され、その後、カール成形ツールにより口部の先端を外側に折り曲げてカール部が形成され、さらにその後、必要に応じてカール部を押しつぶすカールかしめ工程によりカールかしめ部が形成され、ボトル型缶が製造されるようになっている。
【０００５】
このようなボトル型缶は、その後、飲料水等の内容物が充填され、口部にキャップが被せられて、被せられたキャップの外周から成形ロールが押し当てられ口部のネジ山に対応するネジ溝がキャップの周面に形成されてキャッピングかつ密封される。
【０００６】
このボトル型缶の製造装置においては、上述のように缶ホルダーターレット側のホルダーに保持された缶体が間欠的に回転移動すると、回転の停止中にその缶体と対応する位置に、当該缶体に施される工程に見合った成形ツールが前進移動する。そしてネッキング成形ツール、ネジ成形ツール、トリミング成形ツール、カール成形ツール、ビード成形ツールなどによって缶体に順次所定の工程で加工が施され、所定形状の缶体が形成される（特許文献１、２参照）。
【０００７】
このボトル型缶の製造装置によれば、支持板の前進移動に伴う全ストローク量のうち、成形に用いられるストローク範囲が狭い、言い換えればストロークの下死点近傍位置で成形が始まる形態の成形ツールの場合、例えばネジ成形ツールの場合には、ストロークの下死点近傍でカムが作動して、成形ツールを回転させた状態で缶の中心側に寄せたり離したりして口部を成形する成形工程により成形が行われるため、成形ツールを缶の中心側に寄せたり離したりできる成形時間が短く、よって缶口部の寸法（ネジ山の寸法など）の加工精度を向上させられないという問題がある。そのような成形ツールに対して別の駆動源からストロークさせて成形時間を確保することが提案されている（特許文献３参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−２５１４２４号公報
【特許文献２】特開２００３−２９０８５５号公報
【特許文献３】特開２００５−３２９４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のように、成形に用いられるストローク範囲が狭い成形ツールでは、成形速度を上げると成形時間が更に短くなり、缶口部の成形寸法が一定しなくなり、キャッピング不良を招きやすいという問題がある。また、上記の特許文献３に提案された製造装置では、駆動系が各々別制御する必要があり装置が複雑化する。又、既存プレスの利用はむずかしく設備的にコスト高となる問題がある。
【００１０】
本発明は、上記技術的課題に鑑みなされたものであり、プレス本体のストローク量を変えることなく、あるいは既存のプレス本体のストローク量を変えることなく、またストローク用の別駆動源を必要とせずに、簡単な機構で、ストローク量を変えることができ、１台のボトル型缶の製造装置内で、ストローク量の異なる工程を併用させることもでき、ストローク速度を上げて製造する場合でも、成形時間を十分に確保してボトル型缶の成形寸法を安定化させることを可能とする汎用性の高いボトル型缶の製造装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、間欠回転する缶ホルダーターレットと、前記缶ホルダーターレットに対向配置されて往復運動を行い、成形ツールが周辺部に複数取り付けられた支持板とを備え、前記缶ホルダーターレットが間欠回転する毎に、前記支持板を往復動させて、缶ホルダーターレットに保持された缶体の開口部に前記成形ツールを係合させて缶体の開口部を順次成形するボトル型缶の製造装置において、前記複数の成形ツールのうち少なくとも一つの成形ツールは、スピンドル部を介して前記支持板に前記支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に保持され、前記スピンドル部に前記成形ツールのストローク量と前記支持板のストローク量とを異ならせるストローク可変手段が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明における前記スピンドル部が、前記支持板に対して往復動可能に案内され、且つ回転可能に構成されていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。
【００１３】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の発明における前記ストローク可変手段が、前記支持板と一体的に往復動する移動ラックと、前記支持板を支持するコモンベースに取り付けられた固定ラックと、前記移動ラックと前記固定ラックとの間に配置した歯数の異なる２段のピニオンギアとを有し、前記ピニオンギアのうち、歯数の少ない小ギアが前記移動ラックと係合し、歯数の多い大ギアが前記固定ラックと係合して、前記少なくとも一つの成形ツールのストローク量を前記支持板のストローク量よりも小さいストローク量に可変する直動式の歯車装置で構成されていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。
【００１４】
さらに、請求項４の発明は、請求項３の発明における前記スピンドル部が、前記２段のピニオンギアを回転自在に軸支するスピンドルハウジングと、前記スピンドルハウジング内に前記ピニオンギアの軸心と直交する前記缶体の中心軸線を中心に回転自在に装着されたスリーブと、前記支持板の外周部に設けられたサポートブロックと、前記サポートブロックに軸支されかつ前記支持板に取り付けられた駆動源により前記スリーブと一体に回転するロータリーキャリヤと、前記ロータリーキャリヤと一体回転しかつ前記ロータリーキャリヤ内を往復動可能に装着されるカムスピンドルと、前記カムスピンドルの前端に取り付けられかつ内周部にカム面を有する円筒状カムと、前記カムスピンドル内を貫通するとともに前記カムスピンドルに対して前端側に弾発力を付与させた状態で装着されかつ前記ロータリーキャリヤーと一体回転するシャフトと、前記円筒状カムのカム面と係合しかつ前記円筒状カムとの相対的な移動に伴って成形動作を実行するように前記シャフトの前端に取り付けられた成形ツールヘッドと、前記支持板の下死点近傍で前記シャフトの移動を停止させるように前記シャフトの後端に設けられたストッパーとを備えていることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。
【００１５】
そして、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項の発明において、前記成形ツールが、ネジ切り成形ツール、力一ル成形ツール、環状ビード成形ツールのうち、少なくとも何れか一つであることを特徴とするボトル型缶の製造装置である。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１又は２に係る本発明によれば、支持板を缶ホルダーターレットに向けて前進ストロークさせると、支持板と共にスピンドル部がストロークする。その場合、ストローク可変手段によって、少なくとも一つの成形ツールのストローク量は、支持板のストローク量に対して長短のいずれかに異ならせることができる。したがって、複数設けられている成形ツールのストローク量を支持板のストローク量を変えずに成形ツール毎に任意のストローク量に設定することが可能になり、その結果、成形工程の自由度を向上させて汎用性のある製造装置とすることができる。また、請求項１の発明では、既存のプレスのストロークを変更することなく成形ツールのストローク量を短くすることが可能であり、プレスの汎用性を上げるだけでなく、このようにすることにより、成形ツールが成形対象物に当接する際の衝撃を緩和することができ、それに伴って部品の耐久性を向上させることができる。さらに、成形ツールのストローク量を短くすることにより、成形加工に使用できる成形時間を長くさせることができ、成形品の寸法を安定化することができ、言い換えれば、加工精度を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項３に係る本発明によれば、ストローク駆動源を別に設けることなく、２段ギアで構成したストローク可変手段のギア比を変えるという単純な機構で、容易にプレスのストローク量を短くさせることが可能となり、成形できる缶種や、缶体における肩部のデザイン上の制約を解消することができる。
【００１８】
さらに、請求項４又は５に係る本発明によれば、回転させる必要のある成形ツールにおいて、ストローク量をストローク可変手段により可変することで、成形時間を十分に確保でき、そのために容器口部の成形寸法を安定化させ、ひいてはキャッピング不良となる要因をなくすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を参照して本発明の実施形態に係るボトル型缶の製造装置Ａの構成の概要を、図１，図２に基づいて述べる。なお、図１，図２の上下方向の関係はこれらの図に示される状態が本実施形態における実際の設置状態を示すものとし、「前後」方向とは、図１における矢印Ｘ方向を指すものとする。この製造装置Ａの主要構成要素は、コモンベース（機台）１０に設けられ、間欠回転する缶ホルダーターレット２０と、同様にコモンベース１０に設けられ、缶ホルダーターレット２０に対向配置されて往復運動を行い、成形ツール３１（複数種類の成形ツール全体を総称して呼ぶ）が取り付けられた支持板３２と、複数の成形ツール３１のうち、少なくとも一つの成形ツールを保持し、支持板３２の往復動に伴って支持板の往復動方向と同方向にストローク可能に構成されたスピンドル部４０と、このスピンドル部４０のストロークを可変にするストローク可変手段５０とから構成されている。そして、ボトル型缶の製造装置により、缶ホルダーターレット２０が間欠回転する毎に、支持板３２をＸ方向に往復動させて、缶ホルダーターレット２０に保持された缶体Ｂの開口部Ｄ（図１，図７参照）を成形するように構成されている。
【００２０】
ここで、本実施形態に係るボトル型缶の製造装置を説明する前に、この製造装置により製造される缶体Ｂの成形手順の一例を、図７に基づいて説明する。すなわち、このボトル型缶（ボトル缶ともいう）は、炭酸飲料、果汁飲料等を充填されるもので、その素材は例えば、アルミニウム、アルミニウム合金あるいはスチールから成る金属素材である。平板状の金属素材から図７（ａ）のような有底円筒状の缶体Ｂが形成された後、缶体Ｂの開口側が同図（ｂ）のような缶胴よりも縮径された口部Ｅがネック成形される。さらに、その口部Ｅに複数回の絞り加工が施されて同図（ｃ）に示される段差を有する口部Ｆが形成される。次いで、同図（ｄ）に示されるように、口部Ｆにねじ部（ネジ山）Ｇがねじ成形された後、ねじ部Ｇの開口側がネック成形され同図（ｅ）に示すようなネック部Ｈが形成される。その後、同図（ｆ）に示されるように、ネック部Ｈの開口端縁が外方に折り返して形成されたカール部Ｉが形成される（カール部Ｉは必要に応じて側方から加圧して潰される）。カール部Ｉが形成された後、ねじ部Ｇの下方首部にビード加工が施され、同図（ｇ）のようなビード部Ｊが成形され、これにより、キャップを被着できるボトル型缶が製造されるようになっている。以下において、本実施形態におけるボトル型缶の製造装置Ａの各構成要素を順次、詳細に説明する。
【００２１】
この缶ホルダーターレット２０は、図１に示すように、その本体２１にコモンベース１０の面に対して垂直な面で回転可能に支持された円盤状のターンテーブル２２を有し、そのターンテーブル２２の裏側に円形の平歯車２３が一体に設けられ、コモンベース１０に設けた間欠割り出し装置であるインデックスドライブ２４の出力歯車２５に噛み合うようになっている。この出力歯車２５は、これよりも歯数の多い平歯車２３に噛み合うことで、減速された速度で間欠的に回転し、ターンテーブル２２は時計回り（矢印Ｙ方向）に間欠回転するようになっている。また、ターンテーブル２２の表側の周囲には、缶体Ｂを水平な状態でチャッキング（把持）する缶ホルダー２６が等間隔、かつ、環状に配列されている。
【００２２】
また、ボトル型缶の製造装置Ａは、図２に示すように、缶体Ｂの製造ラインの一部を構成するように、ターンテーブル２２と支持板３２との間で、その下方に、例えば、シュート又はベルト搬送装置のような搬送装置である供給手段２７と、排出手段２８とが配設されていて、上流工程から流れてきた缶体Ｂは供給手段２７において、ターンテーブル２２の缶ホルダー２６に受け渡すようになっており、缶体Ｂを受け渡された缶ホルダー２６は缶体Ｂの底部をチャッキングして水平状態に保持する。こうして、ボトル缶が製造される工程を完了するまで缶ホルダー２６に把持された状態でターンテーブル２２と一体に回転搬送されていく。そして、製造が完了した缶体Ｂ（ボトル缶）は缶ホルダー２６から離脱して排出手段２８に受け渡され、後工程（例えば、検査工程、製品出荷工程等）へ搬送装置により供給されていくようになっている。
【００２３】
一方、缶ホルダーターレット２０の本体２１側に、クランクモーションドライブ源２９が設けられている。このクランクモーションドライブ源２９は、例えば、図示はしないが、モータで回転駆動するクランク軸、コンロッド（連結棒）を有し、コンロッドの出力をスライド軸２９Ａに伝達するように結合して構成されている。このスライド軸２９Ａは、ターンテーブル２２の中心に形成した孔部２２Ａを軸受け代わりに貫通して右方へ延び、その右端に円盤状の支持板３２の中心部位に直結して、支持板３２を片持ち梁状に支持している。クランクモーションドライブ源２９が駆動することにより、スライド軸２９Ａは矢印Ｘ方向（前後方向）に往復直線運動する。これにより、支持板３２、すなわちスピンドル部４０等の成形ツール３１は、缶ホルダーターレット２０の缶体Ｂに近接したり離反したりして往復動できるようになっている。
【００２４】
支持板３２は、コモンベース１０上に缶ホルダーターレット２０と対向配置して設けられる。すなわち、クランクモーションドライブ源２９に結合された上記のスライド軸２９Ａの右端に一体的に片持ち梁状に結合されている。この支持板３２はターンテーブル２２とほぼ同じ大きさの円盤状の形状を有し、支持板３２におけるターンテーブル２２に対面する側の面の外周縁近傍には、上記ターンテーブル２２上の缶ホルダー２６に把持される各缶体Ｂにそれぞれ対向するように所定の成形ツール３１が設置されている。この支持板３２は、搭載される成形ツール３１や後述するスピンモータ６０等の荷重を支持できる剛性を有するように構成されている。
【００２５】
ところで、前記成形ツール３１の種類としては、成形されるボトル型缶の種類によって異なるが、この実施形態のボトル型缶の成形には、例えば、工程順にネック成形ツール（１０以上の複数工程を有する）、トリム成形ツール、ネジ切り成形ツール、カール成形ツール、および環状ビード成形ツール等の複数の成形ツール３１が支持板３２の周辺部に配置されている。つまり、ターンテーブル２２の回転方向Ｙの上流側から下流側に向けて順次、成形工程順に見合った成形ツール３１が支持板３２の周辺部に配設される。なお、このうち、図７（ｂ）、（ｃ）のようなネック成形の場合、即ち、缶体Ｂに対して成形長さが長く長いストロークでダイネック成形が行われる（ｂ）（ｃ）のようなネック成形の場合（例えば肩部傾斜の長いテーパタイプのボトル型缶や、首の長い鶴首タイプのボトル型缶等）には、成形ツール３１を回転させてスピン成形を行う成形ツールのような回転ツールや成形長さがあまり長くない（ｅ）のようなネック成形のダイ成形ツールに比べて比較的長いストローク量を必要とする。本実施形態では、これらの成形工程も一台の製造装置内で混合させて成形することができるようにしている。更に回転しない形態と回転する形態の両方の成形ツール３１が異なるストローク量で往復動できるように支持板３２に組み込むことが可能に構成されている。
【００２６】
これら、回転する形態の成形ツール３１は、図１に示すように支持板３２の裏面（図１において右側面）に、後述するスピンドル部４０が設けられるとともに、このスピンドル部４０へ回転駆動力を付与するスピンモータ６０がブラケット６２を介して設けられている。スピンモータ６０の駆動力は、巻き掛け伝動であるタイミングベルト６１を介してスピンドル部４０に伝達されるようになっている。
【００２７】
即ち、ボトル型缶の製造装置Ａの機台としてのコモンベース１０に別置台５１が固定されていて、この別置台５１に後述するストローク可変手段５０の固定ラック５２が取り付けられる。また、この固定ラック５２には、ストローク可変手段５０の一構成要素を成す大ギア５３が噛み合っており、支持板３２の往復動に応じて、大ギア５３が固定ラック５２に?み合いながら転動することで、スピンドル部４０は支持板３２に対して往復動可能に案内され、かつ、回転可能に受け止められて支えられるように構成されている。こうして、スライド軸２９Ａを介して支持板３２がＸ方向に往復動することにより、スピンドル部４０が支持板３２と同期し、かつストロークが可変されて往復動することとなる。したがって、例えば、ネジ切り成形ツール３１でネジ成形する場合には、缶ホルダーターレット２０が間欠回転される毎に、支持板３２は缶ホルダーターレット２０に対してＸ方向に往復動され、缶ホルダーターレット２０に保持された缶体Ｂの口部Ｆが後述するスピンドル部４０に設けられた成形ツール３１により成形されることとなる。
【００２８】
上記のネジ成形工程の例を更に説明する。すなわち、本実施形態の主要構成要素の一つであるスピンドル部４０の構成は、図３（ａ）、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、支持板３２の裏面に搭載された駆動源であるスピンモータ６０により回転駆動されるロータリーキャリア４１と、このロータリーキャリア４１の外周に往復動可能に設けられ、かつ、ロータリーキャリア４１と一体回転可能に設けたスリーブ４２と、このスリーブ４２の外周に設けられ、スリーブ４２と一体にロータリーキャリア４１の外周に沿って往復動（摺動）するように軸支したスピンドルハウジング４３と、ロータリーキャリア４１内に設けられ、ロータリーキャリア４１と一体回転が可能で、かつ、スリーブ４２と一体に前後に摺動するとともに、前端に円筒状カム４７を有するカムスピンドル４５と、このカムスピンドル４５内に往復動可能に設けられ、ロータリーキャリア４１と一体回転可能に形成されるとともに、前端に成形ツールヘッド４９（成形ツール３１に相当する）を有するセンターシャフト４８とで構成されている。以下、スピンドル部４０を構成する上記の各要素を順次、具体的に説明する。
【００２９】
支持板３２の外周近傍に形成した孔部３２ａに円筒状のサポートブロック４６が嵌合され、サポートブロック４６のフランジがボルトにより支持板３２に締結されている。このサポートブロック４６内には、円筒状の回転支持筒体４６ａがサポートブロック４６と同心的に軸受を介して設けられている。こうして、回転支持筒体４６ａは、前後方向への移動を拘束された状態で、サポートブロック４６内で回転自在になっている。
【００３０】
また、上記の回転支持筒体４６ａの右方の外側に、円筒状の駆動力伝達筒体４１ａがキー４１ｂを介して嵌合され、かつ、ロックナット４１ｃが回転支持筒体４６ａの端部にねじ込まれ、駆動力伝達筒体４１ａを回転支持筒体４６ａに対して位置決め固定している。そして、この駆動力伝達筒体４１ａの外周には、スピンモータ６０との間に掛け渡されるタイミングベルト６１を係合させる歯６１ａが形成され、スピンモータ６０の駆動力がタイミングベルト６１を介して上記の駆動力伝達筒体４１ａを回転するようにしている。こうして、スピンモータ６０が駆動すると、その駆動力は、駆動力伝達筒体４１ａに伝達され、回転支持筒体４６ａと一体回転が可能となる。
【００３１】
さらに、上記の駆動力伝達筒体４１ａの右方に、円筒状のロータリーキャリア４１がボルトによりボルト結合されている。このロータリーキャリア４１の内周面には、前後方向に沿ってスプライン溝４１ｅと、後述するスリーブ４２に嵌め込まれたキーブロック４５ｄが前後方向にストロークするのを許容する長孔４１ｆとが形成されている。こうして、スピンモータ６０のトルクは、駆動力伝達筒体４１ａを介してロータリーキャリア４１に伝達されるようになっている。すなわち、ロータリーキャリア４１と、駆動力伝達筒体４１ａと、回転支持筒体４６ａとにより、ロータリーキャリア手段が構成されることとなる。
【００３２】
上記のロータリーキャリア４１の外周には、円筒状のスリーブ４２が前後に摺動可能に設けられ、さらに、このスリーブ４２の外周に、軸受（ボールベアリング）４２ａを介してスピンドルハウジング４３が設けられている。こうして、スリーブ４２およびロータリーキャリア４１は一体的にスピンドルハウジング４３に軸支された状態で回転できるようになっている。
【００３３】
ところで、上記のロータリーキャリア４１と、駆動力伝達筒体４１ａと、回転支持筒体４６ａとにより構成される上記のロータリーキャリア手段の内部に、ロータリーキャリア手段の回転軸線Ｌ、すなわち、センターシャフト４８の回転軸線Ｌと同軸に円筒状のカムスピンドル４５が設けられている。そのカムスピンドル４５の前方は、ブッシュ４５ａを介して回転支持筒体４６ａに前後に摺動可能に支持されている。他方、カムスピンドル４５の後方の外周には、キー４５ｂを介して角形スプライン（以下、「第１スプライン」という）４５ｃが設けられている。この第１スプライン４５ｃは、ロータリーキャリア４１の内周面に形成したスプライン溝４１ｅにスプライン係合することで、ロータリーキャリア４１に伝達されたスピンモータ６０のトルクをカムスピンドル４５に伝達できるようになっている。また、第１スプライン４５ｃには、複数のキーブロック４５ｄが回転軸線Ｌに直交する方向に嵌合されていて、スリーブ４２と第１スプライン４５ｃとを連結している。こうして、スピンドルハウジング４３と連動してスリーブ４２がロータリーキャリア４１の外周面を前後に摺動（往復動）するとき、カムスピンドル４５はキーブロック４５ｄが長孔４１ｆ内を移動しながらスリーブ４２と一体となってロータリーキャリア４１内をスプライン溝４１ｅに沿って、すなわち、中心線（回転軸線）Ｌに沿ってストロークすることが可能となる。
【００３４】
センターシャフト４８は、シャフト４８ａと、その外側に一体に嵌め込まれたパイプ部４８ｂとで形成されている。センターシャフト４８のパイプ部４８ｂ右方端の近傍には、キー４８ｃを介してリング状の角形スプライン（以下、「第２スプライン」という）４８ｄが、ロックナット４８ｅを締め込むことによって位置決め固定され、ロータリーキャリア４１の内周に形成したスプライン溝４１ｅにスプライン嵌合している。また、上記パイプ部４８ｂの前端には、円筒状カム４７とカム接触が可能なように、成形ツールヘッド４９が取り付けられている。さらに、パイプ部４８ｂとカムスピンドル４５との間にスプリングＳが圧縮した状態で設けられている。スピンモータ６０の回転は、ロータリーキャリア４１および第２スプライン４８ｄを介してセンターシャフト４８に伝達されるようになっている。
【００３５】
こうして、ロータリーキャリア４１に伝達されたスピンモータ６０の回転は、第１スプライン４５ｃを介してカムスピンドル４５に、また、第２スプライン４８ｄを介してセンターシャフト４８にそれぞれ伝達される。すなわち、カムスピンドル４５とセンターシャフト４８は、同期してロータリーキャリア４１と一体的に回転することとなる。一方、スプリングＳの存在により、第１スプライン４５ｃが前後に摺動するときには、図３（ａ）に示す初期位置から前方に移動する当初のストローク時においては、センターシャフト４８の先端に取り付けた成形ツールヘッド４９はスプリングＳを介して円筒状カム４７と一緒に動くことができるようになる。
【００３６】
センターシャフト４８の右端（後端）には、ベアリング４８ｅを介してストッパー４８ｆが設けられ、別置台５１に固定したストッパー衝突部５１ａに当接するようになっている。このベアリング４８ｅを設けることで、ストッパー衝突部５１ａとの擦れを防止するようにしている。図３（ａ）の初期状態におけるストッパー衝突部５１ａとストッパー４８ｆとの間の距離Ｖは、支持板３２が前方（図１において左方）へストロークするとき、下死点手前でストッパー４８ｆがストッパー衝突部５１ａに当接し、これにより、センターシャフト４８は回転可能な状態で前進移動を強制的に停止させられる。その後は、図３（ｂ）に示すように、センターシャフト４８に対してカムスピンドル４５だけが回転しながら前方へ移動するように設定されている。
【００３７】
図５は、円筒状カム４７と成形ツールヘッド４９との構成を示し、図３（ｂ）に示す状態と対応する要部拡大断面図である。円筒状カム４７の内周面に、前方開口端から後方にやや奥まった位置から緩やかな傾斜面をなして肉厚が大きくなるカム面４７ａを形成している。他方、成形ツールヘッド４９には、缶体Ｂの口部内に挿入されるネジ切り内側ローラ４９ａと、口部外に配置されるネジ切り外側ローラ４９ｂとがベアリング４９ｃ，４９ｄにより軸支されている。またベアリング４９ｃにはネジ切りローラとしての第１カムローラ４９ｅが、ベアリング４９ｄには第１カムローラ４９ｅと同じ大きさの第２カムローラ４９ｆがそれぞれ回転軸線Ｌ（缶体Ｂの中心線）に関して対称な位置に取り付けられている。
【００３８】
各カムローラ４９ｅ，４９ｆがカム面４７ａを転動して乗り上げることで、それまで缶体Ｂの中心線Ｌ上に位置していたネジ切り内側ローラ４９ａは径方向の外方へオフセット偏倚し、また、ネジ切り外側ローラ４９ｂは中心線Ｌ方向へオフセット偏倚し、ネジ切り外側ローラ４９ｂとネジ切り内側ローラ４９ａとが互いに口部Ｆの両側に接近してネジ成形（ネジ切り成形）できるように対峙する。こうして、円筒状カム４７が図５の二点鎖線で示すカムオープン時の位置（図３（ａ）に相当する位置）から前進し、ストッパー４８ｆの停止に伴い成形ツールヘッド４９の外側を相対的に移動する。
【００３９】
そして、カムローラ４９ｅ，４９ｆがストロークの下死点近くでカム面４７ａに乗り上げるようになると、ネジ切り外側ローラ４９ｂとネジ切り内側ローラ４９ａとが互いに接近して口部Ｆにネジ山Ｇを成形する。すなわち、下死点近くになるまではカムローラ４９ｅ，４９ｆは作動せず、成形ツールヘッド４９が缶体Ｂの口部に向かって前進して下死点手前において、ネジ切り内側ローラ４９ａの高さ方向（回転軸線Ｌ方向）の位置がストッパー衝突部５１ａに衝突することにより決められた後、支持板３２の前進移動と共に前進する円筒状カム４７によりカムローラ４９ｅ，４９ｆが作動する。
【００４０】
なお、上記のように、円筒状カム４７が下死点の手前のＲ点に到達したときに、カムローラによりネジ切り外側ローラ４９ｂは中心線Ｌ側に寄り、それまでは作動しないように設定されている本実施形態の機構は、ネジ成形工程以外の、例えば、カール成形工程、ビード成形工程等の回転する形態の成形ツール３１にも採用されるものであることは言うまでもない。
【００４１】
図１〜図４において、ストローク可変手段５０は、支持板３２に固定されたアームブラケット５０ａと、このアームブラケット５０ａの後方下側に固定され、支持板３２と一体的に往復動する移動ラック５５と、コモンベース１０上に固定された別置台５１に取り付けられる固定ラック５２と、移動ラック５５と固定ラック５２との間に配置された歯数の異なる２段のピニオンギア５３，５４とから構成されている。こうして、ピニオンギアのうち、歯数の少ない小ギア５４が移動ラック５５と係合し、歯数の多い大ギア５３が固定ラック５２と係合して、カムスピンドル４５のストロークを支持板３２のストローク量よりも小さいストローク量に可変する直動式の歯車装置が構成され、スピンドル部４０が、ストローク可変手段５０に対して前後に摺動自在且つ回転自在に取り付けられている。
【００４２】
上記のピニオンギア（２段ギア）は、スピンドルハウジング４３に回転自在にベアリング５６を介して軸支されている。上記のスリーブ４２は、スピンドルハウジング４３内に、ピニオンギア５３，５４の軸心と直交するようにして缶体Ｂの軸上（成形ツールの中心軸上Ｌ）を回転自在に装着されている。この２段ギア５３，５４は、スピンドルハウジング４３に脱着可能にされ、ストローク可変量を容易に変更できるように取り付けられている。
【００４３】
少なくとも上記ネジ切り工程、カール成形工程、ビード成形工程の成形ツールの何れか一つ以上がショートストロークとなるようにストローク可変手段５０が設けられている。こうして、支持板３２が前進移動すると、アームブラケット５０ａに固定された移動ラック５５が前進することにより、２段ギア５３，５４が回転する。これにより、円筒状カム４７と成形ツールヘッド４９を前方にストロークさせるようになる。本実施形態においては、２段ギアのギア比、即ちストローク比（支持板３２のストローク量：カムスピンドル４５のストローク量）は４：３になるように設定されている。すなわち、支持板３２のストローク量Ｎに対して円筒状カム４７のストローク量が（３／４）Ｎとなるように設定している。このため、支持板３２が前方に（Ｖ）ストロークし、センターシャフト４８の後方端に設けたストッパー４８ｅがストッパー衝突部５１ａに衝突（当接）すると、成形ツールヘッド４９のストロークが停止する。このとき、ストローク可変手段５０により、ストローク可変手段５０を設けないものに比し、成形時間は１０％以上増加し、またストッパー衝突時のスピードは従来よりも１０％以上減少することが可能となった。
【００４４】
本実施形態の作動を説明する。２段のピニオンギア５３，５４うち、小ギア５４を移動ラック５５に、大ギア５３を固定ラック５２にそれぞれ係合させたストローク可変手段５０を設けると共に、ピニオンギアの回転軸５７をスピンドルハウジング４３にベアリング５６を介して結合した構成にしている。このため、インデックスドライブ２４が間欠駆動を停止し、缶体Ｂのフィードが停止されると、缶ホルダーターレット２０にセットされた缶体Ｂにネジ切り成形が施される。すなわち、クランクモーションドライブ源２９の駆動により、図３（ａ）の状態からスライド軸２９Ａが前方へスライドしていくと、支持板３２が前進移動していく。これと並行して、スピンドル部４０が支持板３２の前方ストロークに連動して缶ホルダーターレット２０側へ接近していく。そして、スピンモータ６０の駆動力はタイミングベルト６１を介して駆動力伝達筒体６１ａに伝達されているのでロータリーキャリア４１、スリーブ４２がスピン（回転）するとともに、カムスピンドル４５とセンターシャフト４８が前進移動していく。このとき、支持板３２側に固定された移動ラック５５は小ギア５４に噛み合い、固定ラック５２は大ギア５３に噛み合いながら、スピンドル部４０が前方へストロークしていく。支持板３２が往工程をストロークする過程において、カムスピンドル４５の前端にある円筒状カム４７と成形ツールヘッド４９とが同調回転しながら前方へストロークしていく途中で、センターシャフト４８のストッパー４８ｆがストッパー衝突部５１ａに衝突すると、成形ツールヘッド４９は、図３（ｂ）あるいは図５に示すように、下死点に到達する手前の位置（Ｒ点）で停止し、缶体Ｂの口部を成形ツールヘッド４９内に臨ませ、ネジ切り成形のスタンバイポジションとなる。
【００４５】
更に、支持板３２は前方へストロークしていき、円筒状カム４７は、スプリングＳを圧縮変形させながら前進する。そして、円筒状カム４７と成形ツールヘッド４９とが相対的に移動すると、図５に示すように、二点鎖線の状態にあったカムローラ４９ｅ等が、カム面４７ａに乗り上げ、実線で示す状態に偏倚する。これにより、ネジ切り内側ローラ４９ａは径外方へ偏倚し、ネジ切り外側ローラ４９ｂは径内方へ偏倚して相手側のネジ切り内側ローラ４９ａとで口部Ｄを挟みつつ回転し、その状態で口部Ｄにネジ切り成形が行われる。そして円筒状カム４７がストロークして下死点に到達し、下死点に到達した後の復工程に入り、支持板３２が後方へストロークしていき、スピンドル部４０、ストローク可変手段５０は上記で説明したと逆に作動して、図３（ａ）の状態に復帰する。
【００４６】
上記の過程を図６にタイミングチャートで示してあり、インデックスドライブ２４がタイミングＴ１で缶体Ｂのフィードを停止し、タイミングＴ２で成形が開始し、Ｔ３で成形が終了する。その後、タイミングＴ４で再びインデックスドライブが作動を始め、缶ホルダーターレット２０が間欠駆動される。したがって、本実施形態によれば、以下のような利点がある。すなわち、従来装置にあっては、図６の曲線Ｑに示すように、缶体の間欠移送のタイミングをそのままにして、上記のストローク可変手段５０を有しないで支持板３２をストローク量Ｎでストロークさせると、回転ツールでネジ切り成形を行う場合や下死点近傍で成形が行われる。ダイネック成形等の場合には、Ｒ点から下死点の間の成形時間は、（ｔ３−ｔ２）となる。
【００４７】
これに対して、本実施形態によれば、ストローク可変手段５０を設けているので、プレス自体のストローク量Ｎを変えることなく複数の成形ツールのうち必要に応じて少なくとも一つの成形ツールのストローク量を容易に小さいストローク量に変更することができる。その結果、円筒状カム４７および成形ツールヘッド４９をショートストローク（本例では（３／４）Ｎ）にすることが可能となり、成形時間は（Ｔ３−Ｔ２）となり従来装置に比較して１０％以上増加できるため、加工精度を向上させて製品の成形寸法を安定化でき、ひいてはキャッピングを円滑に行える利点がある。
【００４８】
また、従来は、ストローク量によっては、ボトル型缶の成形工程をネック成形工程と、回転ツールによる成形工程をストローク量の異なる別々のプレスで分離して行う必要があり、成形工程の組合せの選択の自由度を狭める結果となっていたが、本実施形態では、プレスの通常ストローク量で成形が行われる成形ツールとこれと異なるストローク量で成形が行われる成形ツールとを同一の製造装置Ａ内に組み込むことができ、工程の組合せの幅が広がるなどの利点がある。
【００４９】
また、成形時間を増加させることができ、その結果、高速化しても加工精度の良好な製品を製造することができる利点がある。
【００５０】
さらには、ボトル型缶の肩部の傾斜部寸法が缶の全高さに比較して長い、例えばテーパタイプのボトル型缶や、首の長い鶴首タイプのボトル型缶を同一の製造装置内で製造することが可能となる。
【００５１】
また、缶ホルダーを間欠的に一定方向に回転させるとともに、これに連動して各成形ツールを往復動させ、缶ホルダーに保持した缶体の開口部を変形させる際に、成形速度を上げると成形ツールの衝突スピードが速くなる。そのため、衝突時の衝撃が大きくなりやすく、加工精度も低下しやすくなるが、本実施形態によれば、ショートストローク化することで従来のものの稼働最大スピードを、本実施形態では大幅に減少させることができ、しかも、成形寸法の不安定を解消することが可能となり、また、部品の早期破損につながり易いという問題も同時に解消することができる。
【００５２】
以上、本発明を一実施形態により詳述したが、具体的な構成はこの一実施形態に限られるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明の範囲に含まれる。例えば、スピンドル部を回転させずにストローク量だけを変更しても良く、又、ストローク可変手段５０のギア比を逆にして取り替え、通常よりもロングストローク化することも可能である。したがって、既存プレスのストロークをそのままであっても例えば、缶高さの高いロング缶のネック成形等の場合にも適用できる。
【００５３】
本実施形態では、ストローク可変手段として、２段ギアを用いているが、これに限定されない。例えば、２段ギアの代わりにボールネジ機構を用いて円筒状カム４７や成形ツールヘッド４９のストロークを制御するように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のボトル型缶の製造装置を示す配置図である。
【図２】本発明のボトル型缶の製造装置の正面図である。
【図３（ａ）】本発明の支持板が上死点に位置する状態でのストローク可変装置の概略機構説明図である。
【図３（ｂ）】本発明の支持板が下死点に位置する状態でのストローク可変装置の概略機構説明図である。
【図３（ｃ）】本発明におけるスピンドル部廻りの機構を示す部分拡大断面図である。
【図４】本発明のストローク可変装置の斜視図である。
【図５】ボトル型缶のネジ切り成形ツールのカムオープン時とカムシャフト時の状態図である。
【図６】本発明のストローク可変によるタイミングチャート比較図である。
【図７】本発明のボトル型缶の製造装置による成形概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…コモンベース（機台）、  ２０…缶ホルダーターレット、  ２２…ターンテーブル、  ２４…インデックスドライブ、  ２６…缶ホルダー、  ２９…クランクモーションドライブ、  ２９Ａ…スライド軸、  ３１…成形ツール、  ３２…支持板、  ４０…スピンドル部、  ４１…ロータリーキャリア、  ４２…スリーブ、  ４３…スピンドルハウジング、  ４５…カムスピンドル、  ４８…センターシャフト、  ４８ｆ…ストッパー、  ５０…ストローク可変手段、  ５１ａ…ストッパー衝突部、  ５２…固定ラック、  ５３…大ギア、  ５４…小ギア、  ５５…移動ラック、  ６０…スピンモータ、  ６１…タイミングベルト、  Ａ…ボトル型缶の製造装置、  Ｂ…缶体、  Ｇ…ねじ部、ネジ山、  Ｌ…中心線（回転軸線）、  Ｓ…スプリング。
【図１】
2008043965.tif 000003
【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
2008043965.tif 000006
【図３（ｃ）】
2008043965.tif 000007
【図４】
2008043965.tif 000008
【図５】
2008043965.tif 000009
【図６】
2008043965.tif 000010
【図７】
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