(57)【要約】【課題】スリーブ先端部分の摩耗を抑制して安定した円筒容器の保持を可能とするとともに、スリーブ先端部分が摩耗した際の交換を容易に行うことができる円筒容器保持用マンドレルを提供する。【解決手段】有底筒状の円筒容器９０の内側に挿入された状態で、円筒容器９０を保持する回転自在な円筒容器保持用マンドレル１００であって、支軸５０に着脱可能に取り付けられて円筒容器９０の内面を保持するスリーブ２０を備え、スリーブ２０は、支軸５０に取り付けられて円筒容器９０の胴部９１を保持する円筒状の基部側保持部材３０と、基部側保持部材３０の先端部に取り付けられて円筒容器９０の底部９２及び底部９２に隣接する胴部９１の先端部側を保持する先端部側保持部材４０とを備え、先端部側保持部材４０は、基部側保持部材３０よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率２５０％以上５００％以下の合成樹脂により形成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の円筒容器の内側に挿入された状態で、該円筒容器を保持する回転自在な円筒容器保持用マンドレルであって、
支軸に着脱可能に取り付けられて前記円筒容器の内面を保持するスリーブを備え、
前記スリーブは、
前記支軸に取り付けられて前記円筒容器の胴部を保持する円筒状の基部側保持部材と、
前記基部側保持部材の先端部に取り付けられて前記円筒容器の底部及び該底部に隣接する前記胴部の先端部側を保持する先端部側保持部材とを備え、
前記先端部側保持部材は、前記基部側保持部材よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率２５０％以上５００％以下の合成樹脂により形成されていることを特徴とする円筒容器保持用マンドレル。
【請求項２】
前記先端部側保持部材には、前記基部側保持部材を延長する円筒部と、先端側に向けて漸次縮径する縮径部とが連続して形成されており、
前記円筒部は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の長さに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の円筒容器保持用マンドレル。
【請求項３】
前記基部側保持部材の内周部に雌ねじ部が設けられ、
前記先端部側保持部材は筒状に形成され、該先端部側保持部材の外周部に雄ねじ部が設けられており、
前記雌ねじ部と前記雄ねじ部との係合により、前記先端部側保持部材が前記基部側保持部材に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の円筒容器保持用マンドレル。
【請求項４】
前記先端部側保持部材は、線膨張係数が１０×１０−５／℃以上３０×１０−５／℃以下とされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒容器保持用マンドレル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用容器等に加工される円筒容器の外周面に印刷や塗装を施す際に、円筒容器を保持する円筒容器保持用マンドレルに関する。
【背景技術】
【０００２】
有底筒状の円筒容器から成形される飲料用容器として、開口端部にキャップが螺着されるボトル缶や、開口端部に缶蓋が巻締められる缶が知られている。このような円筒容器の缶は、アルミニウム等の金属板に絞りしごき（ＤＩ）加工を施すことで有底筒状に形成される。そして、ＤＩ加工後に、円筒容器の外周面に印刷が施される。
【０００３】
従来、このような円筒容器を印刷時に保持する円筒容器保持用マンドレルとして、円筒容器の内側に挿入されるスリーブを備えたものが知られている。スリーブの外周はストレート状に形成されており、円筒容器への印刷時に、ブランケットの印圧を受けて接触回転しながらブランケット上のインクが円筒容器の胴部外面に転写される。ところが、胴部とマンドレル（スリーブ）との間には、挿入に必要な僅かな隙間が設けられることから、ブランケットの印圧を受けると、マンドレルの回転軸と円筒容器の軸心とに芯ずれが生じて、スリップが発生するおそれがある。そして、スリップが発生した場合、環状突出部の内面とスリーブ先端とが擦れて、円筒容器の内面に傷が入るおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１に開示されるスリーブ（円筒容器の保持装置）では、基胴の外周面に合成樹脂性の筒状の保持部材を着脱可能に固定し、保持部材のみを基胴から取り外して交換可能に設けている。したがって、特許文献１に記載のスリーブにおいては、円筒容器の内面への傷付きを防止でき、保持部材が摩耗しても、保持部材のみを交換して作業効率を向上できることが記載されている。
【０００５】
一方、合成樹脂は摩耗し易く、合成樹脂で構成されるスリーブは、定期的に交換しなけらばならないことから、特許文献２に開示されるスリーブでは、円筒形状のスリーブ外周部と、このスリーブ外周部の先端に遊嵌された缶底保持体とを備える構成とし、スリーブ外周部と缶底保持体とで缶内面を保持することとしている。具体的には、特許文献２には、缶底保持体が鉄製であり、缶とスリーブとは、缶底の環状突出部と缶底保持体の先端部分が接触しているだけで、缶底の縮径部や周縁においては無接触であることが記載されており、スリーブ外周部の先端に形成した環状凹部に缶底保持体を遊嵌させ、缶底保持体をマンドレル中心軸と直交する方向に移動可能に構成することが記載されている。
【０００６】
このように、特許文献２では、缶底の縮径部や周縁を無接触にして缶を保持する構成とすることで、マンドレルの缶への挿入を容易にして、この嵌挿動作の際に発生しやすい缶の開口端の変形や損傷、ひいては缶の保持不良に伴う印刷不良を防ぐことが記載されている。また、ブランケット上のインクを缶胴外面に転写する時には、缶体保持体はスリーブの動きとは別に缶底と一体となってマンドレルの中心軸と直交する方向に移動して缶軸中心に自動調整されるので、缶底保持体の先端部分と環状突出部との接触面に半径方向のスリップは起こらず、壁厚の薄い缶胴自体に歪みを生じさせたり、ねじれ状のしわを発生させたりすること等を防止できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５‐３３７４２８号公報
【特許文献２】特開平７‐２６５７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献２に記載のスリーブのように、缶底において、缶底の環状突出部と缶底保持体の先端部分とを接触させるだけで、缶底の縮径部や周縁部を無接触とした構成であっても、缶の内側にスリーブを挿入するとき、すなわち有底筒状の缶の胴部にスリーブの先端を挿入し始めるときには、缶の開口縁部にスリーブの先端が接触しやすく、スリーブの先端が摩耗し易い。また、缶底の縮径部や周縁部を無接触とした構成では、缶を適正位置に安定して保持することが難しく、塗装や印刷の不良を招くおそれがある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スリーブ先端部分の摩耗を低減でき、スリーブ先端部分の交換頻度を低減して安定した円筒容器の保持を可能とするとともに、さらにスリーブ先端部分が摩耗した際の交換を容易に行うことができる円筒容器保持用マンドレル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】
【００１０】
本発明の円筒容器保持用マンドレルは、有底筒状の円筒容器の内側に挿入された状態で、該円筒容器を保持する回転自在な円筒容器保持用マンドレルであって、支軸に着脱可能に取り付けられて前記円筒容器の内面を保持するスリーブを備え、前記スリーブは、前記支軸に取り付けられて前記円筒容器の胴部を保持する円筒状の基部側保持部材と、前記基部側保持部材の先端部に取り付けられて前記円筒容器の底部及び該底部に隣接する前記胴部の先端部側を保持する先端部側保持部材とを備え、前記先端部側保持部材は、前記基部側保持部材よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率２５０％以上５００％以下の合成樹脂により形成されていることを特徴とする。
【００１１】
円筒容器保持用マンドレルは、円筒容器の外面に印刷を施す際に、円筒容器の内面を保持するものであり、円筒容器の胴部を保持するスリーブの基部側保持部材と底部を保持する先端部側保持部材とでは要求される機能が異なる。
すなわち、円筒容器保持用マンドレルの先端部においては、円筒容器保持用マンドレルに円筒容器を被せて円筒容器の内側に円筒容器保持用マンドレルを挿入する際に、先端部を円筒容器の内面（胴部内面）上を滑らせて底部まで円滑に挿入できるように、滑りやすく摩擦係数が小さい部材を用いることが好ましい。一方、円筒容器保持用マンドレルの基部においては挿入時の滑り性を確保しながら、印刷時においては円筒容器を滑らせてスリップを生じさせることがないように、先端部側よりも摩擦係数が大きい部材を用いることが好ましい。
また、円筒容器保持用マンドレルの先端部は、円筒容器の開口縁部と接触しやすいことから、耐摩耗性の高い部材を用いることが好ましいが、耐摩耗性の高い部材であっても、硬い材料は削られやすいことから、柔らかい材料が求められる。
このような観点から、本願出願人は、円筒容器保持用マンドレルの先端部に配置される先端部側保持部材には、基部側保持部材よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率が２５０％以上５００％以下の合成樹脂を用いている。なお、伸び率は、材料が破断するまでの最大変形量を材料のもとの長さに対する比率で表したものである。伸び率が２５０％未満の合成樹脂は摩耗され易いことから、円筒容器を印刷位置に安定して保持することが難しくなる。一方、伸び率が５００％を超える合成樹脂では、先端部側保持部材を製作（加工）する際の加工性が悪くなる。したがって、先端部側保持部材に伸び率が２５０％以上の柔らかい材料を用いることで、円筒容器の内面の傷付きを防止できるとともに、スリーブ先端部分の摩耗を低減でき、スリーブ先端部分の交換頻度を低減して安定して円筒容器を保持できる。また、先端部側保持部材に伸び率が５００％以下の良好な滑り性を有する材料を用いることで、円筒容器保持用マンドレルを円筒容器の内側に円滑に挿入できる。
【００１２】
さらに、先端部側保持部材は、円筒容器の底部及び底部に隣接する胴部の先端部側を保持する構成としているので、スリーブを円筒容器の内側に挿入する際のスリーブと円筒容器との初期当接時において、先端部側保持部材を円筒容器の開口縁部と対面させて、接触させることができる。したがって、初期当接時に基部側保持部材と円筒容器とが接触することを回避でき、基部側保持部材の摩耗を低減できるので、円筒容器の胴部（印刷面）を基部側保持部材の外面によって良好に保持することができ、塗装や印刷の精度を向上させることができる。また、先端部側保持部材に比べて基部側保持部材の摩耗を低減できるので、基部側保持部材の交換頻度を先端部側保持部材の交換頻度と比べて少なくすることができる。一方で、スリーブと円筒容器との初期当接時に円筒容器の開口縁部と接触する先端部側保持部材は、基部側保持部材に比べて摩耗しやすいが、この場合は、摩耗した先端部側保持部材だけを交換することで、塗装や印刷の精度を安定して維持することができる。この際、先端部側保持部材は基部側保持部材に取り付けられているだけであるので、先端部側保持部材だけを交換することが可能である。なお、先端部側保持部材が摩耗すると、その摩耗部分に適正に印刷がされない「印刷不良」が発生することから、先端部側保持部材は印刷不良が発生する前に交換される。
【００１３】
なお、円筒容器保持用マンドレルの基部に配置される基部側保持部材は、印刷時の印圧に耐え得る強度、寸法精度の維持、良好な滑り性を確保する観点から、従来から使用されるＰＥＴやナイロン等の合成樹脂やスチール等の金属を用いることで、印刷時において円筒容器の胴部を安定して保持することができるので、塗装や印刷の精度を良好に維持できる。
このように、本発明の円筒容器保持用マンドレルにおいては、スリーブ先端部分に配置される先端部側保持部材を柔らかい材料で形成し、スリーブを円筒容器の内側に挿入する際のスリーブと円筒容器との初期接触時において、先端部側保持部材と円筒容器の開口縁部とを対面させることで、スリーブの摩耗を低減することができる。したがって、円筒容器の内面の傷付きを防止できるとともに、円筒容器を適正位置に安定して保持することができ、塗装や印刷の精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明の円筒容器保持用マンドレルにおいて、前記先端部側保持部材には、前記基部側保持部材を延長する円筒部と、先端側に向けて漸次縮径する縮径部とが連続して形成されており、前記円筒部は、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の長さに設けられているとよく、好ましくは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下の長さに設けられているとよい。
【００１５】
先端部側保持部材の円筒部を５ｍｍ未満の長さにすると、円筒容器保持用マンドレルのスリーブに円筒容器を被せて、そのスリーブを円筒容器の内側に挿入する際に、先端部側保持部材と基部側保持部材とのつなぎ目と、円筒容器の内面とが接触し易くなり、スリーブ挿入時の抵抗が大きくなる。また、つなぎ目と円筒容器の開口縁部とが接触し易くなり、その部分が摩耗し易くなる。
一方、先端部側保持部材の円筒部を１５ｍｍを超える長さにすると、円筒容器の印刷面に線膨張係数が異なる先端部側保持部材と基部側保持部材とのつなぎ目が配置されることで、塗装や印刷の精度を低下させるおそれがある。また、円筒容器保持用マンドレルと円筒容器との調芯を円滑に行うためには、円筒部を１０ｍｍ以上の長さに設けることが好ましい。
【００１６】
本発明の円筒容器保持用マンドレルにおいて、前記基部側保持部材の内周部に雌ねじ部が設けられ、前記先端部側保持部材は筒状に形成され、該先端部側保持部材の外周部に雄ねじ部が設けられており、前記雌ねじ部と前記雄ねじ部との係合により、前記先端部側保持部材が前記基部側保持部材に対して着脱可能に設けられているとよい。
【００１７】
基部側保持部材と先端部側保持部材とをねじ部の係合により容易に着脱可能としているので、基部側保持部材に対して、円筒容器との接触により摩耗し易い先端部側保持部材の交換を容易に行うことができる。
【００１８】
本発明の円筒容器保持用マンドレルにおいて、前記先端部側保持部材は、線膨張係数が１０×１０−５／℃以上３０×１０−５／℃以下とされているとよい。
【００１９】
線膨張係数が１０×１０−５／℃未満では、雄ねじ部と雌ねじ部の係合が緩みやすく、円筒容器を安定して保持することが難しくなる。一方、線膨張係数が３０×１０−５／℃を超えると、先端部側保持部材が大きく膨張することでスリーブ径が大きくなり、円筒容器保持用マンドレルを円筒容器に挿入し難くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、スリーブ先端部分の摩耗を低減して安定した円筒容器の保持を可能とするとともに、スリーブ先端部分が摩耗した際の交換を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態の円筒容器保持用マンドレルの断面図である。
【図２】図１に示す円筒容器保持用マンドレルの要部断面図である。
【図３】基部側保持部材と先端部側保持部材との着脱を説明する断面図である。
【図４】先端部側保持部材の平面図であり、図３に示すＡ矢視方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示す本実施形態の円筒容器保持用マンドレル１００は、円筒容器９０の外面に印刷を施す際に円筒容器９０を内側から保持するためのものであり、有底筒状の円筒容器９０の内側に挿入された状態で、その円筒容器９０の内面を保持して回転自在に設けられるスリーブ２０を備えている。
【００２３】
円筒容器９０は、アルミニウム等からなる有底筒状に形成されるものであり、胴部９１と底部９２とを有し、例えば胴部９１の開口縁部９１ａ側にＤＩ加工が施されてボトル缶に成形加工される缶胴や、２ピース缶の缶胴とされるものである。
【００２４】
スリーブ２０は、図１に示すように、円筒容器９０の胴部９１を保持する円筒状の基部側保持部材３０と、円筒容器９０の底部９２及びその底部９２に隣接する胴部９１の先端部側を保持する先端部側保持部材４０とを備える。そして、スリーブ２０の基部側保持部材３０は、支軸５０に回転自在に取り付けられ、先端部側保持部材４０は、基部側保持部材３０の先端部に取り付けられており、先端部側保持部材４０は、基部側保持部材３０と一体となって回転可能に設けられている。したがって、円筒容器９０は、これら基部側保持部材３０と先端部側保持部材４０とにより保持されることで、回転可能に保持されるようになっている。
なお、スリーブ２０の外面（外径）と円筒容器９０の内面（内径）との間には、僅かなクリアランス（例えば０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ）が設けられている。
【００２５】
支軸５０は、水平方向に延出して設けられ、その外周部に基部側保持部材３０が装着される。また、支軸５０の内部には、軸線Ｏに沿って吸引孔５１が設けられている。吸引孔５１は、支軸５０の先端側に貫通して設けられ、支軸５０の基端側、すなわち吸引孔５１の基端側は、図示は省略するが、吸引装置に接続されている。そして、支軸５０及びスリーブ２０を円筒容器９０の内側に挿入した際には、吸引孔５１によって円筒容器９０の底部９２が真空吸引されることにより、底部９２の外周縁部９２ａの内面が先端部側保持部材４０の先端部と接触して、円筒容器９０とスリーブ２０とが主に軸線Ｏ方向に位置決めされて保持されるようになっている。
【００２６】
スリーブ２０の基部側保持部材３０は、図１〜図３に示すように円筒状に設けられ、例えばＰＥＴやナイロン等の合成樹脂や、スチール等の金属を用いて形成される。このように、基部側保持部材３０には、スリーブ２０の材料として従来から使用されている材料を用いることができる。基部側保持部材３０は、好ましくはクオドラントポリペンコジャパン株式会社製のエルタライトＰＥＴ‐Ｐにより形成される。エルタライトＰＥＴ‐Ｐは、伸び率が２０％、引張強度が８４ＭＰａ、線膨張係数が６×１０−５／℃、摩擦係数が０．２０とされるものである。そして、基部側保持部材３０の内部には、長さ方向（水平方向）に沿って貫通する空洞部３１が形成されている。空洞部３１の先端側の内周部には、先端部側保持部材４０の雄ねじ部４２と係合する雌ねじ部３２が設けられている。また、空洞部３１にベアリング３５，３６が設けられており、基部側保持部材３０は、これらのベアリング３５，３６とを介して支軸５０に回転自在に支持されている。
【００２７】
スリーブ２０の先端部側保持部材４０は、図１〜図４に示すように水平方向に貫通する連通孔４１を有する筒状に設けられ、先端部側保持部材４０の基端側の外周部には、基部側保持部材３０の雌ねじ部３２と係合する雄ねじ部４２が設けられており、これら雌ねじ部３２と雄ねじ部４２との係合により、先端部側保持部材４０が基部側保持部材３０に対して着脱可能に設けられている。
【００２８】
また、先端部側保持部材４０は、基部側保持部材３０よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率２５０％以上５００％以下の合成樹脂により形成される。なお、伸び率が２５０％未満の合成樹脂は摩耗され易いことから、円筒容器９０を印刷位置に安定して保持することが難しくなる。一方、伸び率が５００％を超える合成樹脂では、先端部側保持部材を製作（加工）する際の加工性が悪くなる。このため、先端部側保持部材４０には、伸び率が２５０％以上の柔らかい材料を用いることで、円筒容器９０の内面の傷付きを防止できるとともに、スリーブ２０の先端部分の摩耗を低減でき、スリーブ先端部分の交換頻度を低減して安定して円筒容器９０を保持できる。また、先端部側保持部材４０に伸び率が５００％以下の良好な滑り性を有する材料を用いることで、円筒容器保持用マンドレル１００のスリーブ２０を円筒容器９０の内側に円滑に挿入できる。
【００２９】
さらに、先端部側保持部材４０は、線膨張係数が１０×１０−５／℃以上３０×１０−５／℃以下の合成樹脂により形成することが好ましい。先端部側保持部材４０を、線膨張係数が１０×１０−５／℃以上３０×１０−５／℃以下の合成樹脂により形成することで、印刷時において、先端部側保持部材４０が適度に膨張して、基部側保持部材３０の雌ねじ部３２に先端部側保持部材４０の雄ねじ部４２を強固に締結することができ、円筒容器９０を安定して保持できる。なお、線膨張係数が１０×１０−５／℃未満では、先端部側保持部材４０の雄ねじ部４２と基部側保持部材３０の雌ねじ部３２との係合が緩みやすくなり、円筒容器９０を安定して保持することが難しくなる。一方、線膨張係数が３０×１０−５／℃を超えると、先端部側保持部材４０が大きく膨張することでスリーブ径が大きくなり、円筒容器保持用マンドレル１００のスリーブ２０を円筒容器９０に挿入し難くなる。なお、印刷装置の稼働中の円筒容器保持用マンドレル１００の温度は、４０℃〜５０℃となる。
【００３０】
本実施形態の先端部側保持部材４０は、具体的には、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ）により形成される。この超高分子量ポリエチレンは、例えば伸び率が３００％、引張強度が４０ＭＰａ、熱膨張係数が２０×１０−５／℃とされるものであり、柔軟性に優れるとともに耐摩耗性に優れている。なお、先端部側保持部材４０には、超高分子量ポリエチレンを含む樹脂材料等、ペレットをブレンドして作ったバルク材も好適に用いることができる。
【００３１】
また、先端部側保持部材４０は、図２に示すように、スリーブ２０が円筒容器９０の内側に挿入されたときに、円筒容器９０の底部９２及び底部９２に隣接する胴部９１の先端部側を保持する構成とされており、先端部側保持部材４０には、基部側保持部材３０を延長する円筒部４３と、先端側に向けて漸次縮径する縮径部４４とが連続して形成されている。そして、円筒部４３の長さＬは、５ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設けられている。
【００３２】
このように、円筒容器保持用マンドレル１００においては、スリーブ２０を円筒容器９０の内側に挿入する際のスリーブ２０と円筒容器９０との初期当接時において、先端部側保持部材４０を円筒容器９０の開口縁部９１ａと対面させることができる。また、図１及び図２に示すように、スリーブ２０が円筒容器９０の内側に挿入されたときには、円筒容器９０の胴部９１の先端側の内側に、先端部側保持部材４０の円筒部４３が配置される。この円筒部４３の長さＬが５ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設けられていることから、円筒部４３は、円筒容器９０の胴部９１と底部９２との間の縮径開始部Ｐ１から胴部９１側に向かっておよそ５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の範囲に配置されることとなる。したがって、先端部側保持部材４０と基部側保持部材３０とのつなぎ目Ｐ２は、スリーブ２０が円筒容器９０の内側に挿入されたときに、胴部９１と底部９２との間の縮径開始部Ｐ１から胴部９１側に向かっておよそ５ｍｍ以上１５ｍｍ以下の位置に設けられる。
【００３３】
先端部側保持部材４０の円筒部４３を５ｍｍ未満の長さにすると、スリーブ２０を円筒容器９０の内側に挿入する際に、先端部側保持部材４０と基部側保持部材３０とのつなぎ目と、円筒容器９０の内面とが接触し易くなり、スリーブ２０の挿入時の抵抗が大きくなる。また、先端部側保持部材４０と基部側保持部材３０とのつなぎ目と円筒容器９０の開口縁部９１ａとが接触し易くなり、その部分が摩耗し易くなる。
一方、先端部側保持部材４０の円筒部４３を１５ｍｍを超える長さにすると、円筒容器９０の印刷面に線膨張係数が異なる先端部側保持部材４０と基部側保持部材３０とのつなぎ目が配置されることで、塗装や印刷の精度を低下させるおそれがある。
なお、円筒容器保持用マンドレル１００と円筒容器９０との調芯を円滑に行うためには、円筒部４３の長さＬを１０ｍｍ以上の長さに設けることが好ましく、円筒部４３の長さＬは、１０ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設けることが望ましい。
【００３４】
ところで、先端部側保持部材４０には、図１〜図４に示すように、軸線Ｏ方向に貫通する工具孔４５が設けられている。工具孔４５は、周方向に少なくとも３つ以上設けられており、図示例では４つの工具孔４５が設けられている。先端部側保持部材４０の雄ねじ部４２を、基部側保持部材３０の雌ねじ部３２に係合させる際には、図示は省略するが、これらの工具孔４５に工具を通して、先端部側保持部材４０を容易に回転させることができるので、先端部側保持部材４０を確実に締め込んで、基部側保持部材３０に取り付けることができる。
【００３５】
なお、先端部側保持部材４０は、上述したように、伸び率が２５０％以上５００％以下とされる比較的柔らかい材料で形成されていることから、先端部側保持部材４０を基部側保持部材３０に装着する際に、外部から負荷が加えられることで径方向に変形を生じさせやすい。先端部側保持部材４０を基部側保持部材３０に締め込むことにより先端部側保持部材４０に変形が生じると、円筒容器９０の内側にスリーブ２０を挿入する際に、先端部側保持部材４０と円筒容器９０とが接触しやすくなり、スリーブ２０を円筒容器９０の内側に挿入しにくくなる。そこで、本実施形態の先端部側保持部材４０では、工具孔４５を少なくとも３つ以上設けることにより、各工具孔４５に加えられる負荷を分散させて、先端部側保持部材４０の装着時において径方向に大きく変形を生じさせることがないようにしている。また、このように、各工具孔４５に加えられる負荷を分散させて変形を防止する観点では、本実施形態の先端部側保持部材４０のように、工具孔４５は４つ以上設けておくことが好ましく、さらに各工具孔４５を周方向に等間隔で配置しておくことが望ましい。
【００３６】
このように構成される円筒容器保持用マンドレル１００は、アルミニウム等からなる有底筒状の円筒容器９０の内側に挿入された状態で、円筒容器９０が支軸５０の吸引孔５１を介して真空吸引されることで、円筒容器９０の底部９２の内面の一部が、先端部側保持部材４０に接触するようにして外嵌され、挿入された状態の円筒容器９０が真空引きされることで強固に保持される。そして、図示は省略するが、円筒容器保持用マンドレル１００に保持された円筒容器９０の外面に、印刷装置のブランケットを押圧回転させることにより、円筒容器９０の外面に所定の印刷がなされる。
【００３７】
円筒容器９０の内側に円筒容器保持用マンドレル１００のスリーブ２０を挿入する際のスリーブ２０と円筒容器９０との初期当接時においては、先端部側保持部材４０を円筒容器９０の開口縁部９１ａと対面させることができる。このため、先端部側保持部材４０に比べて基部側保持部材３０の摩耗を低減できる。
【００３８】
また、先端部側保持部材４０は、伸び率が２５０％以上５００％以下の合成樹脂で形成され、その粘り強さにより、円筒容器９０の開口縁部９１ａと接触した際にも削られにくく摩耗されにくいことから、円筒容器９０を安定して保持できる。また、伸び率は２５０％以上５００％以下の合成樹脂は、先端部側保持部材４０が円筒容器９０の内面に接触した状態でも、スリーブ２０を円筒容器９０の内面（胴部内面）上を滑らせて底部９２まで円滑に挿入できる。
【００３９】
一方、基部側保持部材３０は、従来から使用されるＰＥＴやナイロン等の合成樹脂やスチール等の金属を用いて形成されており、印刷時の加圧に耐え得る強度や寸法精度の維持、良好な滑り性を確保できる。したがって、スリーブ２０を円筒容器９０の底部９２まで円滑に挿入できる。また、スリーブ２０と円筒容器９０との初期当接時において、先端部側保持部材４０と円筒容器９０とを接触させて、基部側保持部材３０と円筒容器９０とが接触することを回避しているので、先端部側保持部材４０に比べて基部側保持部材３０の摩耗を低減でき、基部側保持部材３０の交換頻度を、先端部側保持部材の交換頻度と比べて少なくすることができる。したがって、スリーブ２０を円筒容器９０の底部９２まで円滑に挿入した後は、円筒容器９０の胴部９１（印刷面）を基部側保持部材３０の外面によって良好に保持することができる。さらに、基部側保持部材３０は、先端部側保持部材４０よりも摩擦係数が大きく、摩擦係数が比較的大きな部材により形成しているので、印刷時において円筒容器９０を滑らせるスリップを抑制できる。
【００４０】
なお、先端部側保持部材４０は、上述したように摩耗され難い材料で形成しているものの、スリーブ２０の円筒容器９０内への挿入初期、すなわち、スリーブ２０と円筒容器９０との初期当接時において、円筒容器９０の開口縁部９１ａと接触することで、基部側保持部材３０に比べて摩耗しやすい。このため、一定の使用期間を経過して先端部側保持部材４０が摩耗した場合には、この摩耗した先端部側保持部材４０だけを交換することで、塗装や印刷の精度を安定して維持することができる。この際、先端部側保持部材４０は、基部側保持部材３０に取り付けられているだけであり、具体的には雌ねじ部３２と雄ねじ部４２との係合により取り付けられているだけであるので、先端部側保持部材４０を回転させて雄ねじ部４２を緩めることで容易に取り外して、新しい先端部側保持部材４０と交換することが可能である。
なお、先端部側保持部材４０が摩耗すると、その摩耗部分に適正に印刷がされない「印刷不良」が発生することから、先端部側保持部材４０は印刷不良が発生する前に交換される。
【００４１】
このように、本実施形態の円筒容器保持用マンドレル１００においては、スリーブ先端部分に配置される先端部側保持部材４０を、基部側保持部材よりも伸び率が大きく、かつ、伸び率２５０％以上５００％以下の柔らかい材料で形成し、スリーブ２０を円筒容器９０の内側に挿入する際のスリーブ２０と円筒容器９０との初期当接時において、先端部側保持部材４０と円筒容器９０の開口縁部９１ａとを対面させて接触させることで、スリーブ２０の摩耗を抑制することができる。したがって、円筒容器９０の内面の傷付きを防止できるとともに、円筒容器９０を適正位置に安定して保持することができ、塗装や印刷の精度を向上させることができる。
【実施例】
【００４２】
次に、本実施形態の円筒容器保持用マンドレルについて、その効果を確認するために実験を行った。
スリーブの先端部側保持部材の材料を、表１に示すそれぞれの合成樹脂材料で形成した円筒容器保持用マンドレルを作製し、各円筒容器保持用マンドレルを用いて、３５０ｍｌ缶用のアルミニウム製の缶胴（円筒容器）への印刷試験を行い、３３万缶通缶後の先端部側保持部材の外径サイズの最大縮径量を確認した。実施例１〜３，比較例１，５の先端部側保持部材（ＵＨＭＷ）は、クオドラントポリペンコジャパン株式会社製のダイバーＵＨＭＷ‐ＰＥのそれぞれグレードの異なる材料であり、表１に示す特性を有する材料により形成した。また、比較例２の先端部側保持部材（ＰＥＴ‐Ｐ）は、クオドラントポリペンコジャパン株式会社製のエルタライトＰＥＴ‐Ｐにより形成し、比較例３の先端部側保持部材（ＰＰＳ）は、クオドラントポリペンコジャパン株式会社製のテクトロンＨＰＶ  ＰＰＳ、比較例４の先端部側保持部材（ＰＥＥＫ）は、クオドラントポリペンコジャパン株式会社製のケトロンＰＥＥＫにより形成した。スリーブの基部側保持部材は、実施例１〜３及び比較例１〜５のいずれもクオドラントポリペンコジャパン株式会社製のエルタライトＰＥＴ‐Ｐにより形成した。
【００４３】
なお、各先端部側保持部材は、缶胴の底部及び底部に隣接する胴部の先端部側を保持可能に設けられ、先端部側保持部材の円筒部は１０ｍｍの長さで形成した。
【００４４】
表１における各材料の摩擦係数は、往復動型摩擦試験機により評価される値であり、評価対象の合成樹脂板材の表面（面粗度：Ｒａ０．１μｍ相当）に、Ｓ４５Ｃ製の相手材を面圧１００ｋｇｆ／ｃｍ２で加圧した状態とし、速度５ｍ／ｍｉｎで往復移動させた際の動摩擦係数（温度２３℃、無潤滑）である。
また、締込トルクは、基部側保持部材の雌ねじ部に各先端部側保持部材の雄ねじ部を締結した際のトルクであり、温度２０℃と５０℃のときのそれぞれの締込トルクを示す。なお、ＵＨＭＷは伸び率が大きく、非常に軟質であることから、締込位置を判断することが難しいため、予め確認実験を行い印刷試験時に緩むことがなかった１７Ｎ・ｍ以上（温度２０℃）の条件で締込を行った。
結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
2017064981.tif 000003
【００４６】
表１から明らかなように、先端部側保持部材を伸び率が２５０％以上５００％以下の合成樹脂で作製した実施例１〜３は、最大縮径量を０．１３ｍｍ以下とでき、伸び率が小さい合成樹脂で先端部側保持部材を作製した比較例１〜４と比べて、先端部側保持部材の摩耗を抑制できた。なお、伸び率が７００％の合成樹脂で作製した比較例５は、最大縮径量が０．１０ｍｍとされ、缶胴への挿入時における摩耗を抑制できたが、先端部側保持部材自体を製作する際の加工性が悪いことがわかった。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、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。
【符号の説明】
【００４８】
２０  スリーブ
３０  基部側保持部材
３１  空洞部
３２  雌ねじ部
３５，３６  ベアリング
４０  先端部側保持部材
４１  連通孔
４２  雄ねじ部
４３  円筒部
４４  縮径部
４５  工具孔
５０  支軸
５１  吸引孔
９０  円筒容器（缶胴）
９１  胴部
９１ａ  開口縁部
９２  底部
９２ａ  外周縁部
１００  円筒容器保持用マンドレル
Ｐ１  縮径開始部
Ｐ２  つなぎ目
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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