(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体形状が形成された一対の割外型を有する外型に設置した缶胴部内に成形ヘッドを挿入して加圧流体で膨らませて缶胴を成形する装置であって、
前記外型の型締機構を、前記外型に連結されて開閉駆動する第１流体圧シリンダと、
この第１流体圧シリンダで型締された外型の背面に前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックと、
前記外型の背面に挿入された前記型締ブロックを介して前記外型に型締力を付与する第２流体圧シリンダとで構成したことを特徴とする缶胴成形装置。
【請求項２】
前記成形ヘッドを装置本体から上方に突出して設置し、前記缶胴部を上方から被せる構造としたことを特徴とする請求項１記載の缶胴成形装置。
【請求項３】
前記成形ヘッドに供給される加圧流体の供給手段を、前記加圧流体としての水圧を発生する水圧ポンプと、この水圧ポンプを駆動する油圧シリンダとで構成したことを特徴とする請求項１または２記載の缶胴成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶胴成形装置に関し、大径の缶胴に対しても立体形状を簡単に成形できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
飲料用や食品用などをはじめとする包装容器として用いられる缶に立体模様を付与するため缶胴に成形加工を施すことが行われており、例えば図３に示すように、缶胴１の上下に２つの膨らみ２をつけた缶３や缶胴１の上部のみに膨らみ２をつけた缶４、あるいは缶胴１に立体模様５をつけた缶６，７などが用いられている。
【０００３】
このような缶胴１に立体模様を成形加工する加工法としては、従来の割りづめ式と呼ばれる放射方向に複数に分割された割り型を用いる加工法に代わり、割づめによる缶内部の傷を防止することができる加工法として、ゴムと液圧を利用した成形法が開発されており、例えば図４に特開平９−１０８７３号公報に記載の装置１０を示すように、膨らみ２や立体模様５などが形成された一対の外型１１にトグルプレス機構１２を連結して外型１１の開閉と型締力を付与するようにし、このトグルプレス機構１２で開かれた外型１１内に筒状の缶胴１を設置して外型１１を閉じた後、例えば図５に示すように、缶胴１内に筒状のゴム１３の両端を密封状態で取り付けた成形ヘッド１４を挿入し、この成形ヘッド１４内に水圧供給装置１５を構成するエアシリンダ１６で駆動される水圧ポンプ１７から水圧を供給してゴム１３を膨らませることで、缶胴１を外型１１の内面に押し付けて外型１１の立体模様を成形加工するようにしている。
【０００４】
このような缶胴成形装置１０によれば、割りづめによる傷が缶胴１の内面につくこともなく滑らかな立体模様を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような缶胴成形装置１０で、大径の缶胴１に立体模様を成形しようとすると、缶胴１の口径が大きくなるにしたがって、次のような問題が生じる。
【０００６】
▲１▼  外型１１の開閉と型締力の付与をトグルプレス機構１２で行うようにしているが、缶胴１の口径が大きくなるにしたがい、外型１１の開閉に必要な距離が大きくなるとともに、成形に要する水圧の増大に対して型締力が不足したり、構造上の耐力が不足する。
【０００７】
▲２▼  筒状のゴム１３が取り付けられた成形ヘッド１４は装置本体１８の上部から吊り下げられた構造で、開閉する外型１１の中心部に配置されていることから、缶胴１の口径が大きくなると、缶胴１内に挿入する成形ヘッド１４も大きく、重くなり、成形ヘッド１４の取り付けや取り外し作業が大変になるとともに、成形ヘッド１４の装置本体１８への支持も大変で不安定になりやすい。
【０００８】
▲３▼  缶胴成形時に必要となる成形ヘッド１４への水圧は、水圧供給装置１５のエアシリンダ１６で駆動される水圧ポンプ１７によって供給するようにしているが、必要な水量の増大に伴い水圧ポンプ１７を駆動するために必要なエアシリンダ１６へのエアの供給量が膨大となり、例えば水圧供給装置１５として４組のエアシリンダ１６と水圧ポンプ１７が必要で大容量のエアコンプレッサが必要になる。
【０００９】
この発明はかかる従来技術の有する課題を解決するためになされたもので、口径の大きい缶胴に対しても液圧を利用して立体模様を簡単に成形することができる缶胴成形装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術が有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載の缶胴成形装置は、立体形状が形成された一対の割外型を有する外型に設置した缶胴部内に成形ヘッドを挿入して加圧流体で膨らませて缶胴を成形する装置であって、前記外型の型締機構を、前記外型に連結されて開閉駆動する第１流体圧シリンダと、この第１流体圧シリンダで型締された外型の背面に前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックと、前記外型の背面に挿入された前記型締ブロックを介して前記外型に型締力を付与する第２流体圧シリンダとで構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
この缶胴成形装置によれば、立体形状が形成された一対の割外型を有する外型に設置した缶胴部内に成形ヘッドを挿入して加圧流体で膨らませて缶胴を成形する装置で、前記外型の型締機構を、前記外型に連結されて開閉駆動する第１流体圧シリンダと、この第１流体圧シリンダで型締された外型の背面に前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックと、前記外型の背面に挿入された前記型締ブロックを介して前記外型に型締力を付与する第２流体圧シリンダとで構成しており、エアシリンダなどの第１流体圧シリンダで一対の割外型を有する外型の開閉を行い、閉じられた外型の背面から前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックを介して油圧シリンダ等の第２流体圧シリンダで型締力を付与することで、外型の開閉と型締力の付与とを分離でき、機構の小型化を図りつつ必要な大きな型締力を得ることができるようにしている。
【００１２】
また、この発明の請求項２記載の缶胴成形装置は、前記請求項１記載の構成に加え、前記成形ヘッドを装置本体から上方に突出して設置し、前記缶胴部を上方から被せる構造としたことを特徴とするものである。
【００１３】
この缶胴成形装置によれば、前記成形ヘッドを装置本体から上方に突出して設置し、前記缶胴部を上方から被せる構造としており、吊り下げ構造に比べて成形ヘッドの取り付けや取り外し作業が容易となるとともに、大きく重い成形ヘッドであっても簡単かつ安定に取り付けることができるようになる。
【００１４】
さらに、この発明の請求項３記載の缶胴成形装置は、前記請求項１または２記載の構成に加え、前記成形ヘッドに供給される加圧流体の供給手段を、前記加圧流体としての水圧を発生する水圧ポンプと、この水圧ポンプを駆動する油圧シリンダとで構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この缶胴成形装置によれば、前記成形ヘッドに供給される加圧流体の供給手段を、前記加圧流体としての水圧を発生する水圧ポンプと、この水圧ポンプを駆動する油圧シリンダとで構成するようにしており、水圧ポンプを油圧シリンダで駆動することで、エアシリンダで水圧ポンプを駆動する場合に必要なエアコンプレッサに比べて加圧流体の供給手段をコンパクト化でき、しかもコンプレッサの駆動電力に比べて油圧シリンダを駆動するのに必要な油圧モータなどの駆動電力を大巾に削減することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の缶胴成形装置の一実施の形態について図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２はこの発明の缶胴成形装置の一実施の形態にかかり、図１は概略平面図、図２は成形ヘッド部分の概略縦断面図で、それぞれ左半分を型開き状態で、右半分を型閉め状態で示してある。
【００１７】
この缶胴成形装置２０では、水平な架台２１上に１対の外型ホルダ２２，２２ａが対向して開閉可能に設けられ、これら１対の外型ホルダ２２，２２ａの対向面に１対の割外型２３，２３ａが取り付けられて立体形状のキャビティが対向している。そして、この１対の割外型２３，２３ａを開閉して型閉め、型開きを行うとともに、型締力を付与するため型締機構２４が設けられるが、ここでは、割外型２３，２３ａの開閉駆動と型締力の付与とを分離独立させ、機構のコンパクト化および駆動エネルギの削減を図るようにしている。
【００１８】
この型締機構２４は、図１および図２に示すように、１対の外型ホルダ２２，２２ａの後方に配置された支持台２５，２５ａを備えており、支持台２５，２５ａは架台２１に固定されるとともに、互いがタイロッド２６で連結され、型締力を支持できる剛性が確保できるようになっている。
【００１９】
これら支持台２５，２５ａの後方に開閉用支持台２７，２７ａが配置されて架台２１に固定され、これら開閉用支持台２７，２７ａに割外型２３，２３ａを開閉する第１流体圧シリンダとしてのエアシリンダ２８，２８ａが取り付けられ、それぞれのロッドが支持台２５，２５ａを貫通して外型ホルダ２２，２２ａの背面に連結してある。
【００２０】
したがって、これらエアシリンダ２８，２８ａのロッドを伸縮することで外型ホルダ２２，２２ａに取り付けられた割外型２３，２３ａを型閉めしたり、型開きすることができ、成形対象の缶胴１が大径となり割外型２３，２３ａの開閉距離が大きくなってもストロークの長いエアシリンダ２８，２８ａを用いることで対応できるとともに、型締力を考慮すること無く、割外型２３，２３ａの開閉に必要な駆動力を得ることができる小容量のエアシリンダが用いられている。
【００２１】
こうしてエアシリンダ２８，２８ａで開閉される割外型２３，２３ａに型締力を付与するため、支持台２５，２５ａに第２流体圧シリンダとして油圧シリンダ２９，２９ａがそれぞれ４個ずつ取り付けられ、外型ホルダ２２，２２ａの背面の上下左右の４か所と対向するように配置してあり、これら油圧シリンダ２９，２９ａは支持台２５，２５ａに埋設された状態とされ、ロッド先端が僅かに突き出すようになっており、ストロークは短いものの成形に必要な型締力を４個２組で付与できるものが用いてある。
【００２２】
したがって、エアシリンダ２８，２８ａで型閉めした外型ホルダ２２，２２ａの背面と支持台２５，２５ａに取り付けた油圧シリンダ２９，２９ａのロッド先端との間には、割外型２３，２３ａの開閉距離に相当する空間が形成されることになる。
【００２３】
そこで、この外型ホルダ２２，２２ａの背面と油圧シリンダ２９，２９ａのロッド先端との空間に割外型の開閉方向と交差する左右から１対の型締ブロック３０，３０ａをそれぞれ挿脱できるようにしてあり、挿脱用エアシリンダ３１，３１ａで往復駆動できるようにしてある。
【００２４】
これにより、エアシリンダ２８，２８ａで型閉めした外型ホルダ２２，２２ａの背面と支持台２５，２５ａに取り付けた油圧シリンダ２９，２９ａのロッド先端との間に左右から１対の型締ブロック３０，３０ａを挿脱用エアシリンダ３１，３１ａで挿入することで隙間をほとんどなくすことができ、この状態で油圧シリンダ２９，２９ａのロッドを僅かに伸長することで型締力を付与することができる。
【００２５】
また、割外型２３，２３ａを型開きする場合には、油圧シリンダ２９，２９ａによる型締力の付与を開放した後、型締ブロック３０，３０ａを挿脱用エアシリンダ３１，３１ａで後退させるとともに、エアシリンダ２８，２８ａで外型ホルダ２２，２２ａごと後退させることで行うことができる。
【００２６】
次に、このような割外型２３，２３ａの内部に配置された缶胴１内に挿入される成形ヘッド４０について説明する。
【００２７】
この成形ヘッド４０は、図２に示すように、大径の缶胴１の成形にも対応できるようにしたもので、装置本体を構成する架台２１に略円柱状のヘッド本体４１が上方に突き出すように配置され、架台２１に取り付けたつば付きナット４２にヘッド本体４１のねじ部４３をねじ込んで固定ナット４４で締付けることで架台２１に対して上下の位置を調整して固定できるようになっている。
【００２８】
このヘッド本体４１の上端部には、薄膜弾性部材４５の上端を取り付けるための太鼓状の取付面を備えた上端固定部４６が一体に形成されるとともに、ヘッド本体４１の中間部に別に形成した太鼓状の取付面を備えた下端固定部材４７が取り付けられる一方、これら上端固定部４６と下端固定部材４７の外側に上下に凹部が形成され、その内周に薄膜弾性部材４５を押さえる突条４８ａが形成された筒状押え部材４８が配置されており、上端固定部４６と筒状押え部材４８の間および下端固定部材４７と筒状押え部材４８の間に薄膜弾性部材４５の上下端部を挾んで固定ナット４９で締付けることで、薄膜弾性部材４５を密封状態で取り付けることができるようになっている。
【００２９】
そして、この薄膜弾性部材４５の内側に加圧流体としての加圧水を供給するため、ヘッド本体４１の中心部に下端から薄膜弾性部材４５の中央部まで加圧流体流路５０が形成され、この上端に連通して放射方向に複数の加圧流体流路５１が形成され、これら加圧流体流路５１が筒状押え部材４８に形成した加圧流体室５２に連通するとともに、筒状押え部材４８を貫通する加圧流体流路５３を介して薄膜弾性部材４５の内側と連通している。また、加圧流体を下方から供給する構造としたので、加圧流体室５２には、ヘッド本体４１の上端面から連通する空気抜き５４が形成してあり、運転開始前に空気を抜くことができ、その後プラグ５５で栓をするようになっている。
【００３０】
また、このような成形ヘッド４０に成形対象である缶胴１を上方から被せるように装着して支持するため、成形ヘッド４０のヘッド本体４１の中間部にねじ５６が形成され、缶胴受けリング５７がねじ込まれて缶胴１の下端面を支持することができるようになっており、缶胴受けリング５７の位置もねじによって調整できるようになっている。
【００３１】
また、この成形ヘッド４０に加圧流体である加圧水を供給して薄膜弾性部材４５を膨らまして成形するため加圧流体供給手段６０が備えてあり、図２に示すように、往復動式の水圧ポンプ６１が油圧シリンダ６２に連結されて駆動されるようになっている。そして、この油圧シリンダ６２には、油圧発生ユニット６３から油圧が供給されるようになっており、油圧発生ユニット６３はモータで駆動される油圧ポンプで構成され、圧力スイッチ６４で加圧水の圧力を検出し、モータ等が制御される。なお、図中、６５はエア抜きのためのハンドポンプであり、ストップバルブ６６を介して接続してある。
【００３２】
このような油圧発生ユニット６３を用いることで、大径の缶胴１を成形加工する場合、これまでの水圧ポンプをエアシリンダで駆動するときに必要とされる圧縮空気をモータで駆動するコンプレッサから得る場合に比べ、同一の加圧水量を得る場合に必要な電力を大巾に削減することができるとともに、４組のエアシリンダと水圧ポンプが必要なところを１組の油圧シリンダ６２と水圧ポンプ６１だけで対応することができた。
【００３３】
このように構成した缶胴成形装置２０による缶胴の立体形状の成形について説明する。
まず、割外型２３，２３ａを型開きした状態として、図示しない搬送装置で缶胴１を搬送し、底を上にして成形ヘッド４０に被せるようにして缶胴受けリング５７上に装着する。
【００３４】
この後、エアシリンダ２８，２８ａのロッドを伸長することで外型ホルダ２２，２２ａに取り付けられた割外型２３，２３ａを型閉めし、外型ホルダ２２，２２ａの背面に左右から１対の型締ブロック３０，３０ａを挿脱用エアシリンダ３１，３１ａのロッドを伸長して挿入することで油圧シリンダ２９，２９ａとの空間をほとんどなくした状態とする。
【００３５】
次いで、油圧シリンダ２９，２９ａのロッドを伸長して型締力を付与する。こうして型締めが完了した後、成形ヘッド４０の薄膜弾性部材４５の内側に水圧ポンプ６１から加圧水を供給して膨らませることで、割外型２３，２３ａに形成した立体形状を缶胴１に加工する。
【００３６】
加工後は、上記成形の場合と逆の手順で型締力の開放、型開き、製品の取り出しを行って一連の缶胴１への立体形状の成形が完了する。
【００３７】
このような缶胴成形装置２０によれば、割外型２３，２３ａの開閉をエアシリンダ２８，２８ａで行い、型閉め後、型締ブロック３０，３０ａを挿脱用エアシリンダ３１，３１ａで挿入し、油圧シリンダ２９，２９ａで型締力を付与するようにしたので、大径缶の缶胴１を成形する場合にも十分な型締力および耐圧力を得ることができるととともに、エアシリンダと油圧シリンダを組み合わせて型締機構２４を構成したので、機構を小型コンパクト化することができ、作業の安全性も向上する。
【００３８】
さらに、大径缶の成形にともなって割外型２３，２３ａが大きくなっても型締ブロック３０，３０ａを介して油圧シリンダ２９，２９ａで型締力を付与するようにしたので、従来のトグルプレス機構に比べ、割外型２３，２３ａ全体に均一な型締力を加えることができる。
【００３９】
また、この缶胴成形装置２０によれば、成形ヘッド４０を装置本体である架台２１に取り付けて上方に突き出す構造としたので、大径缶の成形の場合のように成形ヘッド４０が大型化する場合でも安定して固定できるとともに、成形ヘッド４０の交換が容易となるとともに、位置調整も容易となる。
【００４０】
さらに、この缶胴成形装置２０によれば、成形ヘッド４０に供給する加圧水を油圧シリンダ６２で駆動する水圧ポンプ６１で発生するようにしたので、大径缶を成形する場合に必要な加圧水量を１組の水圧ポンプと油圧シリンダで確保することができるとともに、油圧発生ユニット６３を小型化して電力消費を抑えることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、一実施の形態とともに具体的に説明したように、この発明の請求項１記載の缶胴成形装置によれば、立体形状が形成された一対の割外型を有する外型に設置した缶胴部内に成形ヘッドを挿入して加圧流体で膨らませて缶胴を成形する装置で、前記外型の型締機構を、前記外型に連結されて開閉駆動する第１流体圧シリンダと、この第１流体圧シリンダで型締された外型の背面に前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックと、前記外型の背面に挿入された前記型締ブロックを介して前記外型に型締力を付与する第２流体圧シリンダとで構成したので、エアシリンダなどの第１流体圧シリンダで一対の割外型を有する外型の開閉を行い、閉じられた外型の背面から前記外型の開閉方向のそれぞれと交差して挿脱される型締ブロックを介して油圧シリンダ等の第２流体圧シリンダで型締力を付与することで、外型の開閉と型締力の付与とを分離でき、機構の小型化を図りつつ必要な大きな型締力を得ることができる。
【００４２】
また、この発明の請求項２記載の缶胴成形装置によれば、前記成形ヘッドを装置本体から上方に突出して設置し、前記缶胴部を上方から被せる構造としたので、吊り下げ構造に比べて成形ヘッドの取り付けや取り外し作業が容易となるとともに、大きく重い成形ヘッドであっても簡単かつ安定に取り付けることができる。
【００４３】
さらに、この発明の請求項３記載の缶胴成形装置によれば、前記成形ヘッドに供給される加圧流体の供給手段を、前記加圧流体としての水圧を発生する水圧ポンプと、この水圧ポンプを駆動する油圧シリンダとで構成するようにしたので、水圧ポンプを油圧シリンダで駆動することで、エアシリンダで水圧ポンプを駆動する場合に必要なエアコンプレッサに比べて加圧流体の供給手段をコンパクト化でき、しかもコンプレッサの駆動電力に比べて油圧シリンダを駆動するのに必要な油圧モータなどの駆動電力を大巾に削減することができる。
これらにより、大径缶であっても簡単に缶胴に立体形状を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の缶胴成形装置の一実施の形態にかかる概略平面図で、左半分を型開き状態で、右半分を型閉め状態で示したものである。
【図２】この発明の缶胴成形装置の一実施の形態にかかる成形ヘッド部分の概略縦断面図で、左半分を型開き状態で、右半分を型閉め状態で示したものである。
【図３】この発明の缶胴成形装置により成形する立体形状の例を示す斜視図である。
【図４】従来の缶胴成形装置の概略平面図で、左半分を型開き状態で、右半分を型閉め状態で示したものである。
【図５】従来の成形ヘッド部分の概略縦断面図である。
【符号の説明】
１  缶胴
２０  缶胴成形装置
２１  架台（装置本体）
２２，２２ａ  外型ホルダ
２３，２３ａ  割外型
２４  型締機構
２５，２５ａ  支持台
２６  タイロッド
２７，２７ａ  開閉用支持台
２８，２８ａ  エアシリンダ（第１流体圧シリンダ）
２９，２９ａ  油圧シリンダ（第２流体圧シリンダ）
３０，３０ａ  型締ブロック
３１，３１ａ  挿脱用シリンダ
４０  成形ヘッド
４１  ヘッド本体
４５  薄膜弾性部材
５２  加圧流体室
５４  空気抜き
５５  プラグ
６０  加圧流体供給手段
６１  水圧ポンプ
６２  油圧シリンダ
６３  油圧発生ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
0004706889.tif 000004
【図４】
0004706889.tif 000005
【図５】
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