(57)【要約】【課題】加工ツールを近接離反させる駆動機構を簡単な構成として長期にわたって精度良好にボトル缶を成形出来ると共に、生産効率を大幅に向上出来るボトル缶製造装置及び製造方法を提供することにある。【解決手段】ターンテーブル４ａ，４ｂが、その回転軸線Ｃ１方向にダイテーブル６ａ，６ｂの一方側と他方側とに夫々対向配置されており、ダイテーブル６ａ，６ｂに支持される複数の加工ツール７ａ，７ｂが一方側にあるターンテーブル４ａに対向する面と他方側にあるターンテーブル４ｂに対向する面とに夫々備えられ、ダイテーブル６ａ，６ｂはリニアモータ１１によって駆動されて、前記回転軸線Ｃ１方向に往復直線運動を繰り返しその往と複とで各ターンテーブル４ａ，４ｂへ交互に近接離反されてワークＷａ，Ｗｂへの加工が夫々行われることを特徴とする。【選択図】図１
2008188658.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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながら加工ツールがチャックユニットに向け近接離反され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、
前記ターンテーブルは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、加工ツールはリニアモータフレームの一方側にあるターンテーブルに対向する面と他方側にあるターンテーブルに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各ターンテーブルへ近接離反されてワークへの加工を行う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、
前記加工ツールは、ターンテーブルと回転軸線方向に対向配置されるダイテーブルに支持され、前記リニアモータは、ダイテーブルを駆動する構成とされることを特徴とするボトル缶製造装置。
【請求項３】
請求項１記載のボトル缶製造装置において、
前記加工ツールは、その一又は複数ずつを夫々ダイユニットに支持され、各ダイユニットが夫々リニアモータにより駆動されてターンテーブルに向け個々に近接離反させられることを特徴とするボトル缶製造装置。
【請求項４】
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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながらチャックユニットが加工ツールに向け近接離反され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、
前記加工ツールは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、ターンテーブルはリニアモータフレームの一方側にある加工ツールに対向する面と他方側にある加工ツールに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各加工ツールへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とするボトル缶製造装置。
【請求項５】
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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながら加工ツールがチャックユニットに向け近接離反され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、
前記ターンテーブルは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、加工ツールはリニアモータフレームの一方側にあるターンテーブルに対向する面と他方側にあるターンテーブルに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各ターンテーブルへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とするボトル缶製造方法。
【請求項６】
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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながらチャックユニットが加工ツールに向け近接離反され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、
前記加工ツールは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、ターンテーブルはリニアモータフレームの一方側にある加工ツールに対向する面と他方側にある加工ツールに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各加工ツールへ近接離反されてワークへの加工を行う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及びボトル缶製造方法に関する。
【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、２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たものである。
前記複数の加工ツールはワークへの加工順に配列され、前記ワークは各テーブル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移動可能とされる。そして、各テーブルのストロークとワークの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為には多くの工程を経て加工する必要があるが、特に缶胴部と口部との直径差が大きい場合には段階的に縮径していく必要があり工程数が多くなる傾向にある。その製造工程は油付け及びワーク肩部から口部にかけて行う絞り加工と、口部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各種回転加工とにより構成されており、合計４０工程以上に及ぶ。
【特許文献１】特開２００３−２５１４２４号公報
【特許文献２】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】
【０００３】
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。これにより前記チャックユニットと各加工ツールとを回転軸線方向で近接離反させこれらの間に配置されるワークへの加工を行っている。また製造工程の中で各加工ツールごとに加工に必要な所要時間は異なり特に加工に時間を有する各種回転加工（ネジ加工、カール加工等）に合わせて一ストロークあたりの時間設定が長めに設定されている。上記駆動機構では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、各種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。この為ある一定以上には速度を上げられずボトル缶製造装置の生産効率の向上を妨げる要因となっていた。また駆動装置の駆動力をダイテーブルに伝達する為に上記のように多くの伝達部材が互いに係合して作動しており装置を巨大化させているばかりか夫々の機械的負荷（摩擦損失等）が大きくなり該ダイテーブルを往復運動させる為に大きな動力が必要であった。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、駆動機構を簡単な構成として長期に亘って精度良好にボトル缶を成形出来ると共に一ストロークあたりの時間を短縮出来大幅に生産効率を向上させることが可能なボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法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】
【０００５】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながら加工ツールがチャックユニットに向け近接離反され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、前記ターンテーブルは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、加工ツールはリニアモータフレームの一方側にあるターンテーブルに対向する面と他方側にあるターンテーブルに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各ターンテーブルへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とする。
【０００６】
この発明に係るボトル缶製造装置によれば、加工ツールがリニアモータによって駆動される為ストローク中の近接離反速度を自在に調節可能である。よって加工ツールがチャックユニットに最も近接されワークへの加工が可能な下死点付近に留まらせる時間を長くし、加工時以外の近接・離反中にはその速度を上げることが出来る。又リニアモータフレームの一方側と他方側とに夫々ターンテーブルが対向配置されており各ターンテーブルに対向して配置される各加工ツールがリニアモータにより往復直線運動されるので、その往と復とで夫々ワークへの加工を行うことが可能である。よって従来のボトル缶製造装置に比べ大幅に生産効率を向上させることが出来る。
【０００７】
本発明のボトル缶製造装置において、前記加工ツールは、ターンテーブルと回転軸線方向に対向配置されるダイテーブルに支持され、前記リニアモータは、ダイテーブルを駆動する構成としてもよい。又、前記加工ツールは、その一又は複数ずつを夫々ダイユニットに支持され、各ダイユニットが夫々リニアモータにより駆動されてターンテーブルに向け個々に近接離反させられる構成としてもよい。
【０００８】
この発明に係るボトル缶製造装置によれば、複数の加工ツールはその一又は複数ずつを複数のダイユニットにより支持されており又各ダイユニットは夫々のリニアモータにより支持されていて、各ダイユニットごとに個々のパターンでターンテーブルに向け近接離反することが可能である。よって一ストロークあたりの加工時間が標準的な絞り加工には通常速度のリニアモータを使用し、比較的時間のかかる各種回転加工（ネジ加工、カール加工等）には速度の速いリニアモータを使用するなどして各ダイユニットごとに異なるリニアモータで駆動することが可能である。これにより各加工に対しフレキシブルな構成が可能であり、無駄がなく効率の高い生産を行うことが可能となる。
【０００９】
本発明のボトル缶製造装置において、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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながらチャックユニットが加工ツールに向け近接離反され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、前記加工ツールは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、ターンテーブルはリニアモータフレームの一方側にある加工ツールに対向する面と他方側にある加工ツールに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各加工ツールへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るボトル缶製造装置によれば、チャックユニットを支持するターンテーブルはリニアモータによって駆動される為ストローク中の近接離反速度を自在に調節可能である。よってチャックユニットが加工ツールに最も近接されワークへの加工が可能な下死点付近に留まらせる時間を長くし、加工時以外の近接・離反中にはその速度を上げることが出来る。又リニアモータフレームの一方側と他方側とに夫々加工ツールが対向配置されており各加工ツールに対向して配置される各チャックユニットがリニアモータにより往復直線運動されるので、その往と復とで夫々ワークへの加工を行うことが可能である。よって従来のボトル缶製造装置に比べ大幅に生産効率を向上させることが出来る。
【００１１】
本発明のボトル缶製造装置において、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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながら加工ツールがチャックユニットに向け近接離反され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、前記ターンテーブルは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、加工ツールはリニアモータフレームの一方側にあるターンテーブルに対向する面と他方側にあるターンテーブルに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各ターンテーブルへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明のボトル缶製造装置において、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、ターンテーブル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とを備え、ターンテーブルを間欠回転させながらチャックユニットが加工ツールに向け近接離反され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、前記加工ツールは、その回転軸線方向にリニアモータフレームを間に挟んで一方側と他方側とに夫々対向配置されており、ターンテーブルはリニアモータフレームの一方側にある加工ツールに対向する面と他方側にある加工ツールに対向する面とに夫々備えられリニアモータによって前記回転軸線方向に往復直線運動を繰り返しその往と復とで夫々交互に各加工ツールへ近接離反されてワークへの加工を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法によれば、リニアモータフレームの一方側と他方側とに夫々ターンテーブルが対向配置されており各ターンテーブルに対向して配置される各加工ツールがその往復直線運動の往と復とで夫々ワークへの加工を行うことが可能である。よって従来のボトル缶製造装置に比べ大幅に生産効率を向上させることが出来る。またリニアモータ駆動のため加工の一ストロークあたりの時間配分を自在に構成することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１及び図２は、この発明の第一実施形態のボトル缶製造装置の概略構成を示すものである。
このボトル缶製造装置１０Ａは、図１に示すようにベース１がリニアモータフレーム２をその上面の略中央に支持し、略水平方向の一方側（図１において左側）端にターンテーブルフレーム３ａと、他方側（図１において右側）端にターンテーブルフレーム３ｂとを支持している。
ターンテーブルフレーム３ａはそのリニアモータフレーム２側に回転軸線Ｃ１を中心として間欠回転可能に設けられる円盤状のターンテーブル４ａを支持しており、ターンテーブルフレーム３ｂはそのリニアモータフレーム２側に回転軸線Ｃ１を中心として間欠回転可能に設けられる円盤状のターンテーブル４ｂを支持している。ここでターンテーブル４ａの回転方向を矢印Ｄとしターンテーブル４ｂの回転方向を矢印Ｅとすると、矢印Ｄと矢印Ｅは回転軸線Ｃ１の回りを同一回転方向に回るよう構成されている。（矢印Ｄの向きをリニアモータフレーム２から見て時計回りとすると、矢印Ｅの向きはリニアモータフレーム２から見て反時計回りとなる）
又ターンテーブル４ａはそのリニアモータフレーム２側に、有底筒状のワークＷａの底部側を保持可能な複数のチャックユニット５ａを外周付近に環状に支持している。ターンテーブル４ｂはそのリニアモータフレーム２側に、有底筒状のワークＷｂの底部側を保持可能な複数のチャックユニット５ｂを外周付近に環状に支持している。又前記各チャックユニット５ａ，５ｂに保持され搬送されるワークＷａ及びワークＷｂはその軸線を回転軸線Ｃ１と平行になるように配置される。
リニアモータフレーム２のターンテーブル４ａ側の部位には、ターンテーブル４ａと対向配置される円盤状のダイテーブル６ａが備えられ、ダイテーブル６ａはチャックユニット５ａと対向配置される複数の加工ツール７ａを外周付近に環状に支持している。リニアモータフレーム２のターンテーブル４ｂ側の部位には、ターンテーブル４ｂと対向配置される円盤状のダイテーブル６ｂが備えられ、ダイテーブル６ｂはチャックユニット５ｂと対向配置される複数の加工ツール７ｂを外周付近に環状に支持している。
【００１５】
ところでボトル缶の製造工程は、油付け及びワーク肩部から口部にかけて行う２０工程以上にも及ぶ絞り加工と、口部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各種回転加工とにより構成され合計４０工程以上に及ぶ。
図２は図１中のＸ−Ｘ線断面図を示す。図に示すように上記各加工に用いられる加工ツール７ａがダイテーブル６ａ上の外周付近に回転軸線Ｃ１を中心とした環状に配列されている。各加工ツール７ａは図中Ｇの位置から矢印Ｊの向きに沿って図中Ｈの位置まで加工の上流側から下流側へと向かって工程順に配列されている。そして不図示の供給装置によりワークＷａが図中Ｇの位置と対向配置されるチャックユニット５ａへ供給されると、矢印Ｊの向きに沿って各加工ツール７ａにより各加工を施されながらターンテーブル４ａの間欠回転動作に伴い搬送されていく。そして図中Ｈの位置と対向配置されるチャックユニット５ａまで搬送され所定の加工が完了して不図示の排出装置により排出されるよう構成されている。ここでダイテーブル６ａに支持される各加工ツール７ａの内、加工の主体となる絞り加工ツールは主として加工の上流側へと配設され各種回転加工ツールは主として加工の下流側へと配設されている。
尚図示しないがダイテーブル６ｂ上の各加工ツール７ｂは、ダイテーブル６ｂ上の外周付近に回転軸線Ｃ１を中心とした環状に配列されている。そして図２における加工ツール７ａの配列と垂直軸線Ｃ２を中心とした左右対称（以下左右対称とする）の配列に構成されている。そして供給装置によりワークＷｂが図中Ｇの左右対称の位置と対向配置されるチャックユニット５ｂに供給されると、矢印Ｊと反対の向きに沿って各加工ツール７ｂにより加工を施されながらターンテーブル４ｂの間欠回転動作に伴い搬送されていく。そして図中Ｈの左右対称の位置と対向配置されるチャックユニット５ｂまで搬送され所定の加工が完了して排出装置により排出されるよう構成されている。
上記ダイテーブル６ａ及びダイテーブル６ｂはリニアモータフレーム２を回転軸線Ｃ１方向に貫通するマグネット９の両端に支持され、各ダイテーブル６ａ，６ｂが夫々ターンテーブル４ａ又はターンテーブル４ｂへ対向して配置されている。マグネット９はリニアモータフレーム２に支持されておりコイルスライダ８はマグネット９に平行に近接してリニアモータフレーム２に支持されている。そしてマグネット９とコイルスライダ８とがリニアモータ１１を構成し、マグネット９はコイルスライダ８により矢印Ｆの向きに往復直線駆動可能に構成されている。
尚、前記マグネット９とコイルスライダ８とはその構成を逆にしても良い。すなわちコイルスライダ８がリニアモータフレーム２を回転軸線Ｃ１方向に貫通して両端にダイテーブル６ａ，６ｂを支持し、マグネット９はリニアモータフレーム２に支持されてコイルスライダ８に平行に近接され、コイルスライダ８を矢印Ｆの向きに往復直線駆動可能な構成としてもよい。
【００１６】
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。
リニアモータフレーム２の略水平方向の一方側（図１において左側）でワークＷａが不図示の供給装置によりチャックユニット５ａに供給され保持される。チャックユニット５ａを支持するターンテーブル４ａは不図示の回転駆動装置により間欠的に矢印Ｄ（リニアモータフレーム２から見て時計回り）に回転動作を繰り返す。マグネット９の一方端に支持されるダイテーブル６ａはターンテーブル４ａの間欠回転動作と同期して矢印Ｆ方向に往復直線駆動され、ターンテーブル４ａと近接離反を繰り返す。ダイテーブル６ａに支持される各加工ツール７ａはワークＷａへの加工順に配列されており各テーブル４ａ，６ａが近接離反する度にチャックユニット５ａは各ワークＷａを次の加工ツール７ａによる加工位置まで移動させ所定の加工が順次行われていく。
又リニアモータフレーム２の略水平方向の他方側（図１において右側）でワークＷｂが不図示の供給装置によりチャックユニット５ｂに供給され保持される。チャックユニット５ｂを支持するターンテーブル４ｂは不図示の回転駆動装置により間欠的に矢印Ｅ（リニアモータフレーム２から見て反時計回り）に回転動作を繰り返す。マグネット９の他方端に支持されるダイテーブル６ｂはターンテーブル４ｂの間欠回転動作と同期して矢印Ｆ方向に往復直線駆動され、ターンテーブル４ｂと近接離反を繰り返す。ダイテーブル６ｂに支持される各加工ツール７ｂはワークＷｂへの加工順に配列されており各テーブル４ｂ，６ｂが近接離反する度にチャックユニット５ｂは各ワークＷｂを次の加工ツール７ｂによる加工位置まで移動させ所定の加工が順次行われていく。
このようにマグネット９が矢印Ｆの向きに一方側と他方側とに往復直線運動を繰り返すことで、チャックユニット５ａに保持されるワークＷａ及びチャックユニット５ｂに保持されるワークＷｂへの加工が一方側と他方側とで夫々交互に行われる。具体的には一方側で加工ツール７ａがチャックユニット５ａに近接されワークＷａへの加工が行われる間に、他方側では加工ツール７ｂがチャックユニット５ｂから離反されておりターンテーブル４ｂが回転動作しワークＷｂを次加工へと搬送している。又他方側で加工ツール７ｂがチャックユニット５ｂに近接されワークＷｂへの加工が行われる間に、一方側では加工ツール７ａがチャックユニット５ａから離反されておりターンテーブル４ａが回転動作しワークＷａを次加工へと搬送している。
そして一方側及び他方側においてワークＷａ及びワークＷｂへ夫々所定の加工が工程の上流側から下流側へと行われて完了し、不図示の排出装置により夫々のワークが各々排出されて、後工程へと供給される。
【００１７】
次に図３のグラフに、ダイテーブル６ａ，６ｂが支持する加工ツール７ａ，７ｂのツール部と該ツール部に加工されるワークＷａ，Ｗｂの被加工部との距離を表す変位量（ｍｍ）及び時間（ｓｅｃ）の相関関係をストローク曲線１０１として示す。ここで図の水平軸は時間を示し垂直軸は変位量を表している。実線で示す水平線Ｌ１は、一方側において加工ツール７ａがワークＷａへ最も近接する下死点を示しており、破線で示す水平線Ｐ１は特に各種回転加工ツールがワークＷａに近接し被加工部への加工が可能な範囲を示しており、上記ストローク曲線１０１が該水平線Ｐ１と下死点Ｌ１との間に在る時点において各種回転加工が可能である。又実線で示す水平線Ｌ２は、他方側において加工ツール７ｂがワークＷｂへ最も近接する下死点を示しており、破線で示す水平線Ｐ２は特に各種回転加工ツールがワークＷｂに近接し被加工部への加工が可能な範囲を示しており、上記ストローク曲線１０１が該水平線Ｐ２と下死点Ｌ２との間に在る時点において各種回転加工が可能である。尚従来の一方側のみの加工においては、水平線Ｐ１と下死点Ｌ１の間のみが加工可能範囲となっており水平線Ｐ２とＬ２の間における加工は出来なかった。
ここでストローク曲線１０１の一ストロークあたりの時間を周期Ｓ１としてグラフに示す。又従来のクランク機構によるストローク曲線を１０２とし、その一ストロークあたりの時間を周期Ｓ２としてグラフに示す。ストローク曲線１０２はクランク機構のため正弦曲線を描く。ストローク曲線１０２においては水平線Ｐ１と下死点Ｌ１の間にツールが留まる時間は周期Ｓ２の長さに比例して決まることとなる。よって周期Ｓ２を縮めると加工可能範囲にツールが留まる時間も比例して縮まり加工が良好に行えなくなり、従来の機構では周期Ｓ２を短縮するには限度がありそれ以下に時間を短縮し生産効率を向上させることは難しかった。
これに対しリニアモータによるストローク曲線１０１では形成されるカーブは自在に構成可能である。例えば図示する曲線１０１のように加工中は水平線Ｐ１と下死点Ｌ１の間（又は水平線Ｐ２と下死点Ｌ２の間）にツールを長く留まらせたり、逆に近接離反中はリニアの移動速度を上げて時間を短縮したりして、一ストロークあたりの時間配分を自在に構成することが可能である。これにより加工精度を良好に保ちつつ周期Ｓ１を短縮することが可能となる。
【００１８】
以上説明したように、本実施形態によるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法によれば、各ダイテーブル６ａ，６ｂがリニアモータ１１によって矢印Ｆの向きに往復直線運動される。そして一方側のワークＷａを加工している間に他方側ではターンテーブル４ｂを回転動作させ、又他方側のワークＷｂを加工している間に一方側ではターンテーブル４ａを回転動作させる。よって一回のストロークで一方側及び他方側で計二加工が行われ夫々次工程へと各ワークが搬送されているため略二倍の工程を行うことが出来、大幅に生産効率を向上させることが可能となるものである。又各加工ツール７ａ，７ｂが各チャックユニット５ａ，５ｂに近接される下死点付近に留まる加工時間を極力長くし、近接・離反中にはその移動速度を上げることが出来、一ストロークにおける時間配分を自在に構成することが可能である。又上記により一ストロークあたりの周期を従来のクランク機構より短く設定することが可能である。よってボトル缶の加工精度を良好に保ちつつ生産効率を向上させることが出来る。
又リニアモータ１１によって直接駆動させて往復直線運動させるので、多くの伝達部材を介在させることなく各加工ツール７ａ，７ｂを各チャックユニット５ａ，５ｂに近接離反させることが出来る。又直接駆動のため機械的負荷（摩擦損失等）が縮小され動力ロスを小さく抑えることが出来、装置の規模を縮小することが可能となる。又従来のように長期使用によって伝達部材の磨耗によるがたつき等が発生した場合の加工ツールの移動のばらつきや騒音、振動の発生を防止することが出来る。又摩擦による伝達部材の熱膨張によりボトル缶の加工精度不良が発生するのを防止することが出来る。又各ダイテーブル６ａ，６ｂの駆動機構が簡単となり、万が一該駆動機構にトラブルが発生した場合でも原因の特定が容易であり早期に復旧することが可能となる。
【００１９】
次に、この発明の第二実施形態について説明する。
図４及び図５は、第二実施形態のボトル缶製造装置の概略構成を示すものであるが、前記第一実施形態と同様の部位には同一の符号を付しその説明を省略する。
このボトル缶製造装置１０Ｂは、図４に示すように、リニアモータフレーム２のターンテーブル４ａ側の部位には、ターンテーブル４ａと対向配置される複数のダイユニット１２ａが備えられ、ダイユニット１２ａはチャックユニット５ａと対向配置される各加工ツール７ａを一又は複数ずつ支持している。リニアモータフレーム２のターンテーブル４ｂ側の部位には、ターンテーブル４ｂと対向配置される複数のダイユニット１２ｂが備えられ、ダイユニット１２ｂはチャックユニット５ｂと対向配置される各加工ツール７ｂを一又は複数ずつ支持している。
図５は図４中のＹ−Ｙ線断面図であるが、上記複数のダイユニット１２ａは図に示すようにリニアモータフレーム２上に回転軸線Ｃ１を中心とした円弧形状に配列されている。各加工ツール７ａはダイユニット１２ａにより一又は複数ずつ支持され、図中Ｇの位置から矢印Ｊの向きに沿って図中Ｈの位置まで加工の上流側から下流側へと向かって工程順に配列されている。
そして不図示の供給装置によりワークＷａが図中Ｇの位置と対向配置されるチャックユニット５ａへ供給されると、矢印Ｊの向きに沿って各加工ツール７ａにより加工を施されながらターンテーブル４ａの間欠回転動作に伴い搬送されていく。そして図中Ｈの位置と対向配置されるチャックユニット５ａまで搬送され所定の加工が完了して不図示の排出装置により排出される構成となっている。ここでダイユニット１２ａに支持される各加工ツール７ａの内、加工の主体となる絞り加工ツールは加工の上流側にあたるダイユニット１２０に主に配設され各種回転加工ツールは加工の下流側にあたるダイユニット１２１に主に配設されている。尚、絞り加工ツールは主にダイユニット１２０とターンテーブル４ａが近接する際の押圧によりワークＷａへ加工を行いその動作が直線的でさほど時間を要しない。これらはダイユニット１２０に多数がまとめられ通常速度のリニアモータ１５ａに支持されている。一方各種回転加工ツールは主に各テーブルが最も近接する下死点付近において対象ワークＷａの軸線を中心とした回転動作により缶口部の内外にツールをあてがい回転加工を行い、動作が回転的であり時間を要する。これらはダイユニット１２１に一又は少数ずつまとめられ速度の速いリニアモータ１５ｂに支持されている。
尚図示しないが複数のダイユニット１２ｂはリニアモータフレーム２のターンテーブル４ｂ側の部位に回転軸線Ｃ１を中心とした円弧形状に配列されている。各加工ツール７ｂはダイユニット１２ｂにより一又は複数ずつ支持され、図５における加工ツール７ａの配列と垂直軸線Ｃ２を中心とした左右対称（以下左右対称とする）の配列に構成されている。そして供給装置によりワークＷｂが図中Ｇの左右対称の位置と対向配置されるチャックユニット５ｂに供給されると、矢印Ｊと反対の向きに沿って各加工ツール７ｂにより加工を施されながらターンテーブル４ｂの間欠回転動作に伴い搬送されていく。そして図中Ｈの左右対称の位置と対向配置されるチャックユニット５ｂまで搬送され所定の加工が完了して排出装置により排出されるよう構成されている。
上記ダイユニット１２ａ及びダイユニット１２ｂはリニアモータフレーム２を回転軸線Ｃ１方向に貫通する各マグネット１４の両端に支持され、各ダイユニット１２ａ，１２ｂが夫々ターンテーブル４ａ又はターンテーブル４ｂへ対向して配置されている。マグネット１４はリニアモータフレーム２に支持されておりコイルスライダ１３はマグネット１４に平行に近接してリニアモータフレーム２に支持されている。そしてマグネット１４とコイルスライダ１３とがリニアモータ１５を構成し、マグネット１４はコイルスライダ１３により矢印Ｆの向きに個々に往復直線駆動可能に構成されている。ここで通常速度のリニアモータ１５ａはマグネット１４ａ及びコイルスライダ１３ａにより構成され、速度の速いリニアモータ１５ｂはマグネット１４ｂ及びコイルスライダ１３ｂにより構成されている。
尚、前記マグネット１４とコイルスライダ１３とはその構成を逆にしても良い。すなわち各コイルスライダ１３がリニアモータフレーム２を回転軸線Ｃ１方向に貫通して両端にダイテーブル１２ａ，１２ｂを支持し、各マグネット１４はリニアモータフレーム２に支持されてコイルスライダ１３に平行に近接され、コイルスライダ１３を矢印Ｆの向きに往復直線駆動可能な構成としてもよい。
【００２０】
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。
リニアモータフレーム２の略水平方向の一方側（図４において左側）でワークＷａが不図示の供給装置によりチャックユニット５ａに供給され保持される。チャックユニット５ａを支持するターンテーブル４ａは不図示の回転駆動装置により間欠的に矢印Ｄ（リニアモータフレーム２から見て時計回り）に回転動作を繰り返す。各マグネット１４の一方端に支持されるダイユニット１２ａはターンテーブル４ａの間欠回転動作と同期して矢印Ｆ方向に往復直線駆動され、ターンテーブル４ａと近接離反を繰り返す。各ダイユニット１２ａに支持される各加工ツール７ａはワークＷａへの加工順に配列されておりダイユニット１２ａとターンテーブル４ａとが近接離反する度にチャックユニット５ａは各ワークＷａを次の加工ツール７ａによる加工位置まで移動させ所定の加工が順次行われていく。
又リニアモータフレーム２の略水平方向の他方側（図４において右側）でワークＷｂが不図示の供給装置によりチャックユニット５ｂに供給され保持される。チャックユニット５ｂを支持するターンテーブル４ｂは不図示の回転駆動装置により間欠的に矢印Ｅ（リニアモータフレーム２から見て反時計回り）に回転動作を繰り返す。各マグネット１４の他方端に支持されるダイユニット１２ｂはターンテーブル４ｂの間欠回転動作と同期して矢印Ｆ方向に往復直線駆動され、ターンテーブル４ｂと近接離反を繰り返す。各ダイユニット１２ｂに支持される各加工ツール７ｂはワークＷｂへの加工順に配列されておりダイユニット１２ｂとターンテーブル４ｂとが近接離反する度にチャックユニット５ｂは各ワークＷｂを次の加工ツール７ｂによる加工位置まで移動させ所定の加工が順次行われていく。
このようにマグネット１４が矢印Ｆの向きに一方側と他方側とに往復直線運動を繰り返すことで、チャックユニット５ａに保持されるワークＷａ及びチャックユニット５ｂに保持されるワークＷｂへの加工が一方側と他方側とで夫々交互に行われる。具体的には一方側で加工ツール７ａがチャックユニット５ａに近接されワークＷａへの加工が行われる間に、他方側では加工ツール７ｂがチャックユニット５ｂから離反されておりターンテーブル４ｂが回転動作しワークＷｂを次加工へと搬送している。又他方側で加工ツール７ｂがチャックユニット５ｂに近接されワークＷｂへの加工が行われる間に、一方側では加工ツール７ａがチャックユニット５ａから離反されておりターンテーブル４ａが回転動作しワークＷａを次加工へと搬送している。
そして一方側及び他方側においてワークＷａ及びワークＷｂへ夫々所定の加工が工程の上流側から下流側へと行われて完了し、不図示の排出装置により夫々のワークが各々排出されて、後工程へと供給される。
【００２１】
次に図６のグラフに、ダイユニット１２ａ，１２ｂが支持する加工ツール７ａ，７ｂのツール部と該ツール部に加工されるワークＷａ，Ｗｂの被加工部との距離を表す変位量（ｍｍ）及び時間（ｓｅｃ）の相関関係をストローク曲線１０３として示す。実線で示す水平線Ｌ１と破線で示す水平線Ｐ１は第一実施形態にて前述した通りであり、ストローク曲線１０１が該水平線Ｐ１と下死点Ｌ１との間に在る時点において一方側における各種回転加工が可能である。又実線で示す水平線Ｌ３は他方側において加工ツール７ｂがワークＷｂへ最も近接する下死点を示しており、破線で示す水平線Ｐ３は特に各種回転加工ツールがワークＷｂに近接し被加工部への加工が可能な範囲を示しており上記ストローク曲線１０３が該水平線Ｐ３と下死点Ｌ３との間に在る時点において各種回転加工が可能である。ここでストローク曲線１０３の一ストロークあたりの時間を周期Ｓ３としてグラフに示す。リニアモータによるストローク曲線１０３では第一実施形態にて前述したストローク曲線１０１同様に、形成されるカーブは自在に構成可能である。例えば図示する曲線１０３のように加工中は水平線Ｐ１と下死点Ｌ１の間（又は水平線Ｐ３と下死点Ｌ３の間）にツールを長く留まらせ、近接離反中はリニアの移動速度を上げて時間を短縮して、一ストロークあたりの時間配分を自在に構成することが可能である。これにより加工精度を良好に保ちつつ周期Ｓ３を短縮することが可能となる。
ところで従来のストローク曲線１０２では、各加工ツールが一つのダイテーブルにまとめて支持されており、ダイテーブルを駆動する一つのクランク機構により同一ストロークで近接離反されていた。その為一ストロークあたりの変位量（カーブの垂直軸方向の振れ幅）はすべての加工工程の中で最もストローク長さを必要とする加工ツールに合わせ多めにとる必要があった。しかし各リニアモータ１５により各ダイユニット１２ａ，１２ｂを個々に近接離反させる構成においては、一ストロークあたりの変位量は各ダイユニットが支持する一又は複数の各加工ツールの中で必要なストロークに合わせて夫々決めればよい。これにより比較的ストローク長を必要とせず下死点付近での加工を主とする各種回転加工ツールはストローク長を短くとることが可能となる。具体的には図４において各種回転加工ツールを往復直線駆動するマグネット１４がリニアモータフレーム２を貫通して一方側と他方側とに突出する長さを通常より長くとれば、マグネット１４に支持される加工ツール７ａ，７ｂとワークＷａ，Ｗｂとの距離もそれに従い夫々狭まるので、図６に示すようにストローク曲線１０３の一ストロークあたりの変位量（下死点Ｌ１から下死点Ｌ３の振れ幅）は従来より小さく設定することが出来る。又この設定は各マグネット１４ごとに可能である。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態によるボトル缶製造装置及びボトル缶製造方法によれば、各加工ツール７ａ，７ｂの内一又は複数ずつを支持する各ダイユニット１２ａ，１２ｂが夫々個々のパターンでターンテーブル４ａ，４ｂに向け近接離反することが可能である。よって一ストロークあたりの加工時間が標準的な絞り加工には通常速度のリニアモータ１５ａを使用し、比較的時間のかかる各種回転加工には速度の速いリニアモータ１５ｂを使用して各ダイユニット１２０，１２１ごとに個々に加工の時間配分を決めることが可能となる。これにより各加工に対しフレキシブルな構成が可能となり無駄がなく効率の高い生産を行うことが出来る。又従来のダイテーブルのように円盤全体を近接離反させる構成と比較し本発明における各ダイユニット１２ａ，１２ｂではその重量マスを小さくすることが出来るので各駆動装置への負担を少なくすることが可能となる。
【００２３】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、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。例えば一方側における加工ツール７ａとワークＷａとの間隔と他方側における加工ツール７ｂとワークＷｂとの間隔とを変えて異なる種類の缶を双方で同時に製造することが出来るように、ターンテーブルフレーム３ａ，３ｂをベース１上で回転軸線Ｃ１の向きに位置調節可能な構成としても良い。
又、上記実施形態では、加工ツールを支持するダイテーブル又はダイユニットはリニアモータで駆動され、リニアモータフレームの一方側と他方側とに夫々対向配置されるターンテーブルへ向け近接離反される構成としたが、これをチャックユニットを支持するターンテーブルはリニアモータで駆動され、リニアモータフレームの一方側と他方側とに夫々対向配置される加工ツールへ向け近接離反される構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一実施形態におけるボトル缶製造装置の全体構成を示す概略側面図である。
【図２】図１中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態における加工ツールのストローク曲線を示すグラフである。
【図４】本発明の第二実施形態におけるボトル缶製造装置の全体構成を示す概略側面図である。
【図５】図４中のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態における加工ツールのストローク曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２５】
１０Ａ  本発明の第一実施形態におけるボトル缶製造装置
１０Ｂ  本発明の第二実施形態におけるボトル缶製造装置
２  リニアモータフレーム
４ａ，４ｂ  ターンテーブル
５ａ，５ｂ  チャックユニット  
６ａ，６ｂ  ダイテーブル
７ａ，７ｂ  加工ツール
１１  リニアモータ
１２ａ，１２ｂ  ダイユニット
１５  リニアモータ
Ｃ１  ターンテーブル回転軸線
Ｆ  リニアモータ往復直線運動方向
Ｗａ，Ｗｂ  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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