(57)【要約】  軸に沿って移動するパンチ上に担持された金属容器上に底輪郭を成形するための装置。装置は、容器上に底輪郭を成形するためのダイと、ダイを軸に対して垂直に偏向可能としながらも、ダイを軸に実質的に沿った静止位置に保持し、ダイを静止位置に戻すための復元力を提供する弾性支持体を備えている。
2020517461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に沿って移動するパンチ上に担持された金属容器上に底輪郭を成形するための装置であって、前記装置は、前記容器上に底輪郭を成形するためのダイと、前記ダイを前記軸に対して垂直に偏向可能としながらも、前記ダイを前記軸に実質的に沿った静止位置に保持し、前記ダイを静止位置に戻すための復元力を提供する弾性支持体を備えている装置。
【請求項２】
前記ダイは前記軸に対して１００μｍを越えて、また好ましくは５００μｍを越えて垂直に偏向可能である請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ダイを包囲し、復元力に逆らって前記ダイの上でスライドして、前記ダイに先立って前記容器底に接触するホールドダウンリングを備え、前記ホールドダウンリングは、前記軸に対して垂直に前記ダイと共に偏向可能である請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記軸に対して垂直な前記ダイの偏向を測定するための１つ以上のセンサを備えている請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記軸に対して垂直な前記ホールドダウンリングの偏向を測定するための１つ以上のセンサを備えている請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記１つ以上のセンサは渦電流センサである請求項４または請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ダイを包囲し前記軸に対して垂直に前記ダイと共に偏向可能なハウジングを備え、前記渦電流センサ（複数可）は、前記ハウジングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定するように構成されている、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記渦電流センサは、軸に対して実質的に等角に配置された４つの渦電流センサを備えている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
請求項１乃至８に記載のいずれか一項に記載の装置を備えた缶体製造機。
【請求項１０】
金属容器上に底輪郭を成形する方法であって、容器をパンチ上に配置し、前記パンチを用いて前記容器底を軸方向に、前記底輪郭を画定するダイに対して駆動することを含み、
前記ダイは、前記ダイに対する、または前記ダイに結合された構成要素に対する前記容器底の衝撃によって、復元力に逆らって前記軸方向に対して垂直に偏向可能である方法。
【請求項１１】
前記構成要素はホールドダウンリングである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パンチによる、前記ダイの、前記軸方向に対して垂直な偏向を測定することを含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
パンチがそれに沿って並進移動する中心線に対して実質的に垂直な面内における缶体製造機の構成要素の位置を調整するための調整機構であって、前記調整機構は、それぞれの相互直交軸に沿った面内で構成要素を並進移動させるための第１と第２の並進機構を備え、各並進機構が、
中心線周りに回転可能な円筒歯車と、
間に構成要素を支持するためのそれぞれの支持体を有する第１と第２のリニアアクチュエータを備え、前記アクチュエータは実質的に正反対に対向した位置で歯車と噛み合い、その結果、前記歯車が回転すると前記支持体を実質的に同じ方向且つ同じ距離分移動させて、前記対応する軸に沿った前記構成要素の並進移動を生じさせる調整機構。
【請求項１４】
前記構成要素を定位置に解除可能にロックするためのロック機構を備え、前記ロック機構は、互いに対して実質的に平行に配置され、それぞれの対向面を介して相互接触するロックプレートと保持プレートを備え、前記保持プレートは、前記ロックプレートを、前記構成要素に押し付けて保持するためのものであり、前記プレートのうち一方は、前記ロックプレートを、前記保持プレートから離れる方向に、また前記構成要素に押し当たるように選択的に押しやるために、隆起した領域を回転的に位置合わせ／位置ずれ可能にするために他方のプレートに対して回転可能である請求項１３に記載の調整機構。
【請求項１５】
前記隆起した領域のうち１つ以上はばねによって提供される請求項１４に記載の調整機構。
【請求項１６】
軸に沿って移動するパンチ上に担持された金属容器上に底輪郭を成形するための装置であって、
容器上に底輪郭を成形するためのダイと、
前記ダイを包囲し、復元力に逆らって前記ダイの上で前記軸に沿ってスライドして、前記ダイに先立って容器底に接触するホールドダウンリングと、
前記ホールドダウンリングを前記軸に対して垂直に偏向可能としながらも、前記ダイを包囲する静止位置にホールドダウンリングを保持し、前記ホールドダウンリングを静止位置に戻すための復元力を前記軸に対して垂直に提供する弾性支持体を備えている装置。
【請求項１７】
前記ホールドダウンリングは前記軸に対して１００μｍを越えて、また好ましくは５００μｍを越えて垂直に偏向可能である請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ダイは前記パンチによって移動可能ではない請求項１６または１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記軸に対して垂直な前記ホールドダウンリングの偏向を測定するための１つ以上のセンサを備えている請求項１乃至８及び請求項１６乃至１８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記１つ以上のセンサは渦電流センサである請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記ホールドダウンリングを包囲し前記軸に対して垂直にホールドダウンリングと共に偏向可能なハウジングを備え、前記渦電流センサ（複数可）は、前記ハウジングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定するように構成される請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記渦電流センサは、前記軸に対して実質的に等角に配置された４つの渦電流センサを備えている請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
請求項１６乃至２２のいずれか一項に記載の装置を備えた缶体製造機。
【請求項２４】
金属容器上に底輪郭を成形するための方法であって、前記容器をパンチ上に配置し、前記パンチを用いて前記容器底を軸方向に、前記底輪郭を画定するダイを包囲するホールドダウンリングに対して駆動することを含み、前記ホールドダウンリングは、復元力に逆らって前記ダイの上で前記軸に沿ってスライドして、前記ダイに先立って前記容器底に接触し、前記ホールドダウンリングは、前記ホールドダウンリングに対する前記容器底の衝撃によって、前記軸方向に対して垂直な復元力に逆らって前記軸方向に対して垂直に偏向可能である方法。
【請求項２５】
前記パンチによる、前記ホールドダウンリングの、前記軸方向に対して垂直な偏向を測定することを含む請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の底輪郭を成形するための装置に関し、特に、必須ではないがドームステーションまたはそのような装置を含む缶体製造機に関する。本発明は、容器上に底輪郭を成形する方法にも関する。本発明はさらに、缶体製造機用の調整機構および缶体製造機の構成要素の位置を調整する方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂「絞りしごき（ＤＷＩ）加工」による薄肉金属缶の製造のための既知の缶体製造機では、カップが缶体製造機に供給されて、往復ラムの端部のパンチによって担持されて一連のダイを通り、所望のサイズと厚さの缶を得る。一連のダイは、カップの直径を縮径してその側壁を延伸するための再絞りダイと、カップをしごいて缶体にする１つ以上のしごきダイを含んでよい。最終的に、パンチに担持された缶体は底成形ツールまたは「ドームステーション」に接触して、缶の底上にドームなどの形状を成形する。
【０００３】
パンチが缶体を担持してドームステーションに接触させるとき、特に缶体がアルミニウムである場合には、少しでも位置ずれがあると缶体端部の開裂につながる。例えば、位置ずれは缶底の１つの局所領域に「ピンチング」を引き起こす可能性があり、それは「スマイルマーク」（化粧品の損傷）、「局所的薄肉化」（缶底を弱くする）または「ドーム開裂」等の欠陥につながり、それらは全て許容できない品質の問題である。缶底への損傷は裸眼ではすぐに見えない可能性があり、缶体が充填された後での缶の破裂につながり得る。問題は充填された缶が消費者によって購入された後でないと発生しない可能性がある。
【０００４】
缶底が正しく成形されたことを確実にするために、ドームステーションをパンチと正確に位置合わせすることが重要であり、それは、技量と忍耐を要する仕事である。正確な位置合わせは、機械が安全且つ効率良く作動され得ることを確実にするためにも必要である。最適な缶品質を確実にするための完全な位置合わせは、達成が難しいばかりでなく、大バッチ処理中に維持することも難しい。例えば、ドームステーションがパンチと「静的に」位置合わせされている場合（すなわち、機械が作動していない場合）、パンチの位置合わせを変更する機構の動的効果により、缶体製造機が作動している場合に位置ずれしていると見なされ得る。温度の変動も同様な効果を有し得る。
【０００５】
既知の缶体製造機の位置合わせおよび再位置合わせは、缶体製造ライン停止を必要とする時間のかかるプロセスである。缶産業の大量性は、如何なる製造時間損失も、製造業者にとって非常にコストがかかり得るということを意味している。
【０００６】
ドームステーションを位置合わせするための既知の方法は、底形成ツールを収容したハウジングを、ドームステーションの本体内で移動させることを含む。ハウジングは、その中心方向に向き、ドームステーションが支持される水平な下地材から４５度傾斜した、ハウジングの外部の周りに等間隔で離隔した４本のねじを用いて取り付けられる。各ねじは次に、ハウジングの垂直または水平位置を調整するために調整されなければならない。
【０００７】
特許文献１は、飲料缶の底上にドームを成形するためのドームステーションについて記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第９９／１４０００号パンフレット
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様により、軸に沿って移動するパンチ上に担持された金属容器上に底輪郭を成形するための装置が提供される。装置は、容器上に底輪郭を成形するためのダイと、ダイを前記軸に対して垂直に偏向可能としながらも、ダイを前記軸に実質的に沿った静止位置に保持し、ダイを静止位置に戻すための復元力を提供する弾性支持体を備えている。
【００１０】
ダイは前記軸に対して１００μｍを越えて、また好ましくは５００μｍを越えて垂直に偏向可能であってよい。
【００１１】
装置は、ダイを包囲し、復元力に逆らってダイの上でスライドして、ダイに先立って容器底に接触するホールドダウンリングを備えてよく、ホールドダウンリングは、前記軸に対して垂直にダイと共に偏向可能である。
【００１２】
装置は、前記軸に対して垂直方向のダイおよび／またはホールドダウンリングの偏向を測定するための１つ以上のセンサを備えてよい。センサは渦電流センサであってよい。装置は、ダイを包囲し前記軸に対して垂直にダイと共に偏向可能なハウジングを備えてよい。渦電流センサ（複数可）は、ハウジングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定するように構成されてよい。渦電流センサは、軸に対して実質的に等角配置の４つの渦電流センサを備えてよい。
【００１３】
装置は缶体製造機で使用されてよい。
【００１４】
本発明のさらなる態様により、金属容器上に底輪郭を成形するための方法が提供される。方法は、容器をパンチ上に配置し、パンチを用いて容器底を軸方向に、前記底輪郭を画定するダイに対して駆動することを含む。ダイは、ダイに対する、またはダイに結合された構成要素に対する容器底の衝撃によって、復元力に逆らって軸方向に垂直に偏向可能である。構成要素は、ホールドダウンリングであってもよい。
【００１５】
方法は、パンチによる垂直方向へのダイの偏向を測定することを含んでよい。
【００１６】
本発明のさらなる態様により、パンチがそれに沿って並進移動する中心線に対して実質的に垂直な面内における缶体製造機の構成要素の位置を調整するための調整機構が提供される。調整機構は、それぞれの相互直交軸に沿った面内で構成要素を並進移動させるための第１と第２の並進機構を備えている。各並進機構は、中心線周りに回転可能な円筒歯車と、間に構成要素を支持するためのそれぞれの支持体を有する第１と第２のリニアアクチュエータを備えている。アクチュエータは実質的に正反対に対向した位置で歯車と噛み合い、その結果、歯車が回転すると支持体を実質的に同じ方向且つ同じ距離分移動させて、対応する軸に沿った構成要素の並進移動を生じさせる。
【００１７】
調整機構は、構成要素を定位置に解除可能にロックするためのロック機構を備えてよい。ロック機構は、互いに対して実質的に平行に配置され、それぞれの対向面を介して相互接触するロックプレートと保持プレートを備え、保持プレートは、構成要素に押し付けてロックプレートを保持するためのものである。ロックプレートを保持プレートから離れる方向に選択的に押し、構成要素に対して押し付けるために、プレートのうち一方は他方のプレートに対して回転可能であって、その結果、対向面の隆起した領域を回転的に位置合わせ／位置ずれさせることを可能にする。隆起した領域のうち１つ以上はばねによって提供されてよい。
【００１８】
本発明のさらなる態様により、軸に沿って移動するパンチ上に担持された金属容器上に底輪郭を成形するための装置が提供される。装置は、容器上に底輪郭を成形するためのダイと、ダイを包囲し、復元力に逆らってダイの上で前記軸に沿ってスライドして、ダイに先立って容器底に接触するホールドダウンリングと、ホールドダウンリングを前記軸に対して垂直に偏向可能としながらも、ダイを包囲する静止位置にホールドダウンリングを保持し、ホールドダウンリングを静止位置に戻すための復元力を前記軸に対して垂直に提供する弾性支持体を備えている。
【００１９】
ホールドダウンリングは前記軸に対して１００μｍを越えて、また好ましくは５００μｍを越えて垂直に偏向可能であってよい。
【００２０】
ダイはパンチによって移動可能でなくてもよい。
【００２１】
装置は、ホールドダウンリングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定するための１つ以上のセンサを備えてよい。１つ以上のセンサは渦電流センサであってよい。
【００２２】
装置は、ホールドダウンリングを包囲し前記軸に対して垂直なホールドダウンリングと共に偏向可能なハウジングを備えてよく、渦電流センサ（複数可）は、ハウジングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定するように構成される。渦電流センサは、軸に対して実質的に等角に配置された４つの渦電流センサを備えてよい。
【００２３】
装置は缶体製造機で使用されてよい。
【００２４】
本発明のさらなる態様により、金属容器上に底輪郭を成形するための方法が提供される。方法は、容器をパンチ上に配置し、パンチを用いて容器底を軸方向に、前記底輪郭を画定するダイを包囲するホールドダウンリングに対して駆動することを含み、ホールドダウンリングは、復元力に逆らってダイの上で前記軸に沿ってスライドして、ダイに先立って容器底に接触する。ホールドダウンリングは、ホールドダウンリングに対する容器底の衝撃によって、前記軸方向に対して垂直な復元力に逆らって前記軸方向に対して垂直に偏向可能である。
【００２５】
方法は、パンチによる、ホールドダウンリングの、前記軸に対して垂直な偏向を測定することを含んでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】既知のドームステーションの模式断面側面図である。
【図２】パンチ上に担持される缶に接している図１の既知のドームステーションの模式断面側面図である。
【図３】本発明の一実施形態によるドームステーションの一部分の模式断面側面図である。
【図４】図３のドームステーションのさらなる模式断面側面図である。
【図５】図４に示した線Ａ−Ａ’に沿って取られた図３のドームステーションの模式断面正面図である。
【図６】図３のドームステーションの模式断面上面図である。
【図７】図３のドームステーションの模式正面図である。
【図８】図３のドームステーションの模式斜視図である。
【図９】図６に示した線Ｂ−Ｂ’に沿って取られた図３のドームステーションの模式断面正面図である。
【図１０】図３のドームステーションの変位測定システムの使用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、缶体製造機用の既知のドームステーション１の模式断面図であり、破線Ａは位置合わせの軸を示し、製造中に缶がその線に沿って並進移動する（先ず左から右に並進移動し、次に逆方向に並進移動する）。ドームステーション１は、ドーム形状のダイ５と、ホールドダウンリング１０と、「トップハット」形状のドームダイ支持体１５と、ポリウレタンリング２０と、外側リング２５と、軸受３０，３１と、フロントプレート４５およびバックプレート２６と、ハウジング５０を備えている。 図２は、缶８０を担持するパンチ８５が左側からドームステーション１に駆動された後のドームステーション１を示す。
【００２８】
ダイ支持体１５は外側リング２５を用いてハウジング５０に取り付けられる。ダイ支持体１５は、外側リング２５内に密嵌するがダイ支持体１５がパンチ８５の衝撃を受けたときに外側リング２５内でスライドできる、外側に突出するフランジ１８を有する。フランジ１８とハウジング５０の間のショックアブソーバーとして働くために、ダイ支持体１５の周りにポリウレタンリング２０が設置されている。フロントプレート４５がハウジング５０のパンチ対向面にボルト締めされており、ダイ支持体１５が外側リング２５内に留まることを確実にする。バックプレート２６はハウジング５０の他方の面にボルト締めされている。パンチ８５に対するダイ支持体１５の位置合わせは、バックプレート２６に取り付けられた軸受３１によって維持される。
【００２９】
ダイ５は、ダイ５がパンチ８５によって打撃された場合に、衝撃の力がダイ支持体１５に伝わるように、ダイ支持体１５の内部に確りとボルト締めされている。ホールドダウンリング１０はダイ５を包囲し、缶受容端部と、ダイ支持体１５内部の環状室３５を封鎖するフランジ付き端部を有する。缶受容端部は、フロントプレート４５内に取り付けられた軸受３０内に支持される。ホールドダウンリング１０のフランジ付き端部は、フロントプレート４５に押し付けて位置決めされ、その結果、ホールドダウンリング１０がダイ５に先立って延出する。この配置構成は、パンチ８５の前方工程中に、缶８０がダイ５と接触する前にリング１０に衝突することを確実にする。ホールドダウンリング１０は次にパンチ８５によってダイ５に沿って環状室３５内に、ダイ支持体１５内のピストンとして駆動される。環状空間３５内に密封された空気の圧縮は、ホールドダウンリング１０に制動力を提供し、それはパンチ８５とホールドダウンリング１０の間に缶８０を締着する。パンチ８５は、缶８０の底を、ダイ５のドーム状面の上に押し付けて缶上に底輪郭を成形する。パンチが次にドームステーション１から後退されると、圧縮空気の再膨張がホールドダウンリング１０をダイ５に沿って押し戻して、フロントプレート４５に押し付けられたその元位置に戻す。
【００３０】
上述の既知のドームステーションの限界は、高品質の缶が製造されることを確実にするために、パンチの非常に正確な位置合わせが必要であるということである。例えば、２５０〜５００μｍ程度に小さい、ダイの中心線とパンチの位置ずれでも、欠陥をもたらすには十分であり得る。したがって、位置ずれに対するドームステーションの感度を低減して、ドームステーションが容易に位置合わせされ得る機構または方法を提供することが望ましい。
【００３１】
図３は、缶体製造機用の例示的な改良されたドームステーション１００の模式断面側面図を示す。この例において、ドームステーション１００は、右側からパンチ（図示せず）を受け入れるように配向している（配向は図１および２と比べて逆転している）。ドームステーション１００は、ドームダイ１０５と、アダプタフランジ１０６と、ホールドダウンリング１１０と、ダイ支持体１１５と、ショックアブソーバーリング１１６と、浮遊シリンダー１２０と、ハウジング１５０と、ロック用リング１５１と、ダンパーリング１６０とフロントプレート１７０を備えている。
【００３２】
ドームダイ１０５は、外向きに湾曲した（ドーム状）前面と、その周囲に形成されたリップ１０７を有する平坦な背面を備えた円筒本体を有する。「弾丸」形状のアウトレットチャネル１０８が、本体の軸に沿って後端を通って延出し、その後、前面の前のポイントで先細りになる。一連の接続チャネル１０９が、アウトレットチャネル１０８を、ダイの前面を包囲する空間と接合する。缶体（図示せず）がパンチによってダイ１０５に押し付けられた後で、チャネル１０９を押し通された圧縮空気が缶体の底をダイ１０５から押し上げる。ダイ１０５の背面はアダプタフランジ１０６にボルト締めされ、ダイ１０５が中心決めされた状態を保つことを確実にするために、リップ１０７はフランジ１０６の突出部分と嵌合している。
【００３３】
ダイ支持体１１５は、一端にフランジ１１８を備えた中空円筒ステム１１７を備え、そのフランジ１１８にアダプタフランジ１０６がボルト締めされる。ハウジング１５０は中空の円筒本体を備え、円筒本体は一端において背面壁によって閉じられ、また、他方の開放端に外向きに突出するフランジを備えている（図４参照）。ダイ支持体１１５のステム１１７は、背面壁に配置された軸受１５２を通過してロック用リング１５１へと通る。ステム１１７は、パンチがダイ１０５に打ち当たるときに軸受１５２内で移動でき、ショックアブソーバーリング１１６は、衝撃を制動するために、ダイ支持体１１５のフランジ１１８と背面壁の間に配置されている。ロック用リング１５１は、パンチが後退されたときにダイ支持体１１５がハウジング１５０内の奥深くまでリバウンドすることを防止するために、ダイ支持体１１５に固定されている。
【００３４】
浮遊シリンダー１２０はダイ支持体１１５のフランジ１１８の周りに嵌り、フランジ１１８がボルト締めされる背面壁１２１を有するため、ダイ支持体１１５と浮遊シリンダー１２０は単一物体として動くように拘束される。浮遊シリンダー１２０はハウジング１５０の内部空間よりも僅かに小さく、パンチ打ち込み中に浮遊シリンダーに少量の半径方向移動を許容する。ガイドリング１２２とピストンシール１２３は浮遊シリンダー１２０の本体の外面の周りに嵌り、外面に部分的に陥凹している。ガイドリング１２２は、シリンダーがハウジング１５０に接触することを防止するが、他方で、ピストンシール１２３はハウジング１５０内の与圧ガスがシリンダー１２０の周りに逃れることを防止する。
【００３５】
ホールドダウンリング１１０はダイ１０５を包囲し、缶（図示せず）をパンチの端部に受け入れるための陥凹平面１１１を有する。ダイ１０５向けに密嵌しているのにも拘らず、ホールドダウンリング１１０はダイ１０５に沿って前後にスライド可能である。ホールドダウンリング１１０の後端は、底輪郭の成形中に缶をパンチに締着する制動力を生成するための浮遊シリンダー１２０内のピストンを形成するフランジ１１２を有する。制動力を増加させるために、ハウジング１５０と浮遊シリンダー１２１の内部空間は、ハウジング１５０の背面壁に配置された一対のインレット１５３，１５４を通して供給されるガスで加圧されてよい。フランジ１１２は、ハウジング１５１のフランジ付き端部の上にボルト締めされたフロントプレート１７０によってハウジング１５１内に保持される。ホールドダウンリング１１０の前端は、フロントプレート１７０とパンチに対するホールドダウンリング１１０の半径方向移動を可能にするために圧縮され得る弾性材料（例えば、ポリウレタン等のプラスチック材料）で形成されたダンパーリング１６０によってフロントプレート１７０内に支持される。パンチ打ち込みの後に、ダンパーリング１６０の再拡張が、ホールドダウンリング１１０をそのより中心寄りの静止位置に戻す。ダンパーリング１６０を外したり損傷したりすることなく浮遊シリンダー１２０内でのホールドダウンリング１１０の往復動を可能にするために、ホールドダウンリング１１０とダンパーリング１６０の間に軸受１６１が設置されてよい。
【００３６】
ダイ１０５とホールドダウンリング１１０は、パンチの衝撃に応答してハウジング１５０内で少しだけ半径方向に移動可能なため、改善されたドームステーション１００は、パンチに対する位置合わせ精度の要求がより低い。一般的に、パンチとダイ１０５／ホールドダウンリング１１０の間の如何なる半径方向位置ずれも、缶の底輪郭の成形中に不均衡な半径方向力を生じさせる。この不均衡な力は、ダイ１０５およびホールドダウンリング１１０を、パンチとの改善された位置合わせにするよう変位させるように働き、それによって缶が成形されるときに缶の底の損傷を防止または減少する。ドームステーションの構成要素への磨耗または損傷はさらに、パンチとダイ１０５／ホールドダウンリング１１０の改善された協働の結果としても低減され得る。ホールドダウンリング１１０がダイ１０５の周りに密嵌し、浮遊シリンダー１２０内に密嵌するため、ホールドダウンリング１１０とダイ１０５の間の半径方向位置合わせはパンチ打ち込み中を通して維持されることにも注目されたい。
【００３７】
代替的に、ホールドダウンリング１１０が、パンチの衝撃に応答してハウジング１５０内で少量半径方向に移動可能である一方で、ダイ１０５は缶体製造機に対して定位置に固定されてもよい。この場合、ホールドダウンリング１１０はダイ１０５の周りに密嵌しない、すなわち、ホールドダウンリング１１０の内側とダイ１０５の間に少しの隙間がある。ホールドダウンリング１１０は、ホールドダウンリング１１０がダイ１０５を包囲するその静止位置から偏向した場合に、ホールドダウンリング１１０に半径方向復元力を提供する弾性支持体によって支持される。位置ずれしたパンチがホールドダウンリング１１０に打ち込まれると、ホールドダウンリング１１０とパンチは、ホールドダウンリング１１０に作用する半径方向復元力がホールドダウンリング１１０とパンチの両方をダイの方向にガイドするように、接触したままの状態を保ち、それによって底輪郭成形中に半径方向位置合わせを改善する。さらなる実施形態において、ダイ１０５とホールドダウンリングは、ハウジング１５０に対してパンチによって個別に偏向可能である。
【００３８】
図４は、ハウジング１５０をパンチに対して位置合わせするための調整機構２００の模式断面側面図を示す。この例において、調整機構２００は、ハウジング１５０をパンチに対して垂直な面内で、例えば垂直および水平の両方向に移動させるための二対のリニアアクチュエータ２０１Ａ−Ｂ，２０２Ａ−Ｂを備えている。リニアアクチュエータ２０１Ａ−Ｂ，２０２Ａ−Ｂの直交した配置構成は、線Ａ−Ａ’に沿って取ったドームステーション１００の模式断面正面図を示す図５から最も明白に理解される。位置合わせ機構２００の詳細は、ドームステーション１００の模式断面上面図である図６にも示されている。
【００３９】
この例において、リニアアクチュエータ２０１Ａ−Ｂ，２０２Ａ−Ｂにはそれぞれ、平歯車２０３、ねじ軸２０５、可動楔２０６、固定楔２０７および一対のジョー２０８Ａ−Ｂを備えた楔機構が備わっている。平歯車２０３はねじ軸２０５の一端で固定されて、軸が平歯車を用いて回転されることを可能にしている。固定楔２０７は、軸２０５が固定楔２０７内で自在に回転する状態を保たせながら、軸２０５の他端で軸２０５の陥凹部分内に取り付けられている。可動楔２０６は、平歯車２０３と固定楔２０７の間で軸２０５に配置されている。可動楔２０９のねじ付き部分２０９は、ねじ軸２０５と協働し、その結果、軸が回されると、可動楔２０６が固定楔２０７のほうに移動する。一対のジョー２０８Ａ−Ｂは、ハウジング１５０に対して軸２０５のいずれかの側に配置された内部ジョー２０８Ａと外部ジョー２０８Ｂを備えている。２つの楔２０６，２０７は互いに対して内側に傾き合い、ジョーはそれぞれ、楔それぞれの傾きに合致する傾いた輪郭を有する。可動楔２０７を固定楔２０６に対して接近（離れる）方向に動かすことによって、ジョー２０８Ａ−Ｂは楔上でスライドしてそれらの分離を増加（減少）させる。
【００４０】
位置合わせ機構２００はさらに、ハウジング１５０の垂直および水平調整のための一対の内部歯車２１０，２１１と、内部歯車２１０，２１１各対を別々に回転させるための一対のハンドル２１２，２１３（第２のハンドル２１３が図６で見られる）を備えている。
【００４１】
ドームステーション１００はさらに、位置合わせ機構２００が収容される円筒形内部穴２１５を備えた本体２１４を備えている。各内部歯車２１０，２１１は内部穴２１５とほぼ同じサイズであり、内面の周りに配置された歯を備えた鋼性リングを備えている。内部歯車２１０，２１１は、穴２１５の軸に沿って相前後して配置されている。対の楔機構２０１Ａ，Ｂは、ハウジング１５０がそれらの内部ジョー２０８Ａの間に圧縮されて保持された状態で内部穴２１５内に正反対に対向して配置されている。各楔機構２０１Ａ，Ｂの平歯車２０３は、内部歯車２１１のうち１つの歯と噛み合い、その結果、内部歯車２１１がハンドル２１２を用いて回されたときに両楔機構が作動する。同様に、楔機構２０２Ａ，Ｂは、ハンドル２１３を用いて他方の内部歯車２１０を回すことによって同時に作動される。楔機構２０１Ａ，Ｂには、内部歯車２１１（２１０）の回転によって互いに逆方向に駆動され得るように、反対側性のねじが配設されている。この構成は、２つの調整ハンドル２１２，２１３を回すことによって、ハウジング１５０が対のリニアアクチュエータ２０１Ａ−Ｂ，２０２Ａ−Ｂによって二次元平面内で円滑に並進移動することを可能にする。
【００４２】
調整後、ハウジング１５０は、ドームステーション１５０の前面に取り付けられたロック機構２１６を用いて定位置にロックされてよい。この例では、ロック機構２１６は、固定フロントプレート２１７と、回転可能なロック用リング２１８と、４組の皿ばね２１９Ａ−Ｄを備えている。フロントプレートは、ロック用リング２１８をハウジング１５０のフロントプレート１７０に押し付けて保持するためにドームステーション１００の本体２１４にボルト締めされている（図４および６参照）。組になった皿ばね２１９Ａ−Ｄはフロントプレート２１７の面の周りに配置され、各セット２１９Ａ−Ｄは、ハウジング１５０に押し付けてロック用リング２１８を保持するための２つのばねを備えている。
【００４３】
図７はドームステーション１００の模式端面図を示す。ロック用リング２１８は、リングの外縁に取り付けられたハンドル２２０を用いてロック位置とロック解除位置の間で回転可能である。ロック用リング２１８は、ロック位置にある場合にリング２１８のより厚みのある部分が皿ばね２１９Ａ−Ｄの組と位置合わせされるように、その周囲に可変（テーパ状）厚さを有する。この構成は、ロック用リングに、ドームステーション１００の本体２１４に対してハウジング１５０を締着するための力を及ぼさせる。ロック解除位置において、リング２１８のより薄い部分が皿ばね２１９Ａ−Ｄの組と位置合わせされ、それによってハウジング１５０への締着力を低減または取り除いて、それによってハウジング位置の調整を可能にする。浮遊シリンダー１２０は、ロック機構２１６がロックされているかロック解除されているかに拘らずハウジング１５０に対して移動可能な状態を保つことに留意されたい。
【００４４】
図８は、ロック機構２１６の一部分を示すドームステーション１００の模式斜視図である。この例において、ロック用リング２１８は、ロック位置とロック解除位置の中間である位置にあり、ロック用リング２１８のさらなる時計回り方向の回転が、リングのテーパ状前面を皿ばね２１９Ａの組と接触させることになる。リング２１８の背面は、ロック機構２１６がロックされている場合にハウジング１５０に均等な力がかかることを確実にするために平坦であってよい。
【００４５】
図９は、図６に示した線Ｂ−Ｂ’に沿って取ったドームステーション１００の模式断面正面図を示す。ドームステーション１００は、ハウジング１５０内での浮遊シリンダー１２０の変位を測定するための渦電流センサシステム３００を備えている。この例では、センサシステム３００は、本体２１４とドームステーションの内部穴２１５を通って、浮遊シリンダー１２０を収容したハウジング１５０へと延在する通路内に取り付けられた４つの渦電流センサ３０１Ａ−Ｄを備えている。センサ３０１Ａ−Ｄは本体２１４の周りに等間隔で離間している、および浮遊シリンダー１２０の中心方向の点に向いている。センサ３０１Ａ−Ｄはそれぞれ浮遊シリンダー１２０からのそれらの距離に依存した電圧信号を出力し、浮遊シリンダー１２０は渦電流センサを働かせるために導電性材料を含まなければならない。例えば、パンチによって打撃された後で浮遊シリンダー１２０の変位が変化すると、センサ３０１Ａ−Ｄからの電圧が、変位の大きさと方向に依存して増減する。
【００４６】
渦電流センサ３０１Ａ−Ｄは、その大きな表面積により、浮遊シリンダー１２０の位置を高感度で測定できる。シリンダー２１０の直径が大きい（例えばダイ１０５と比較して）ことは、シリンダー１２０付近に複数のセンサを配置してより精密な測定を得ることが可能であるということも意味する。さらに、センサ３０１Ａ−Ｄの高測定周波数と精度は、位置測定における高時間および空間分解能を可能にする。
【００４７】
浮遊シリンダー１２０がダイ１０５およびホールドダウンリング１１０に結合されているため、シリンダー１２０の変位を用いてこれらの構成要素の位置を推測してパンチとの位置ずれを識別できる。したがってセンサシステム３００は、ドームステーション１００を、例えば調整機構２００を用いてパンチに対して位置合わせすることを補助するために用いられ得る情報（例えばライブフィードバック）を提供する。この情報は、技能と経験があまりない缶体製造機オペレーターにでも位置合わせを実行させるのに有利であり得る。
【００４８】
センサシステム３００は、浮遊シリンダーの位置に関する信号をプロセッサに提供でき、プロセッサは、例えば、信号データを用いて、パンチに対するダイ１０５および／またはホールドダウンリング１１０の位置合わせの報告を生成する。缶体製造機のオペレーターは、この報告を用いて機械の位置合わせとパフォーマンスを監視してよい、例えば、位置合わせにおけるドリフトを経時的に査定して次に補正する、または缶体製造機の構成要素の磨耗または損傷を認識する。プロセッサは、例えば、図１０に示した図等のデータのグラフィック表示を用いて、信号から導出した位置合わせ情報をオペレーターに表示するために１つ以上の表示デバイスに接続されてよい。プロセッサはさらに、位置ずれが発生したときにオペレーターに警告するためのサイレン等のアラームに接続されてもよい。
【００４９】
ドームステーション１００を以前の位置合わせに戻し、それによって、例えば試行錯誤過程の必要を排除または低減することによって位置合わせをスピードアップするために、事前に記録されたセンサデータが用いられ得る。
【００５０】
直接的にダイ１０５およびホールドダウンリング１１０の位置をというよりは、センサシステム３００によって測定された浮遊シリンダー１２０の位置であるため、これらの構成要素を、センサシステム３００を再較正する必要なしに交換することが可能であり、例えば、ダイ１０５はより小径のダイと交換されることができ、浮遊シリンダー１２０の位置は影響を受けないままである。
【００５１】
センサシステム３００は品質管理のため底成形過程の監視、安全性モニタリングおよび／または損傷もしくは磨耗した部品の交換の必要性の査定を可能にする。例えば、センサシステム３００から収集したデータは、パンチおよびドームステーション１００が位置合わせからずれ始める状況などで品質問題が生じ始める前に品質問題を確認するために用いられ得る。
【００５２】
図１０は、渦電流センサ３０１Ａ−Ｄから得た電圧信号が、水平Ｘ軸および垂直Ｙ軸に対する浮遊シリンダー１２０の変位を得るためにどのように処理されるかを示す図である。図は、Ｘ軸とＹ軸に対して４５°に配向し、センサ３０１Ａ−Ｄに揃った第２対の「電圧」軸を示す。この例では、センサ３０１Ａ−Ｄによって測定された電圧はそれぞれ、６．２６５Ｖ、７．１３４Ｖ、３．８３５Ｖおよび２．８６８Ｖである。測定値の組を用いて電圧軸上のポイント３０２が定義され、例えば、各電圧軸に沿ったポイント３０２の距離が、センサ３０１Ａ−Ｃ、３０１Ｂ−Ｄの対向する対から得た電圧の相対的大きさに従って決まる。Ｘ軸とＹ軸上のポイント３０２の位置が次に読み取られて浮遊シリンダー１２０の変位を得る。
【００５３】
当業者ならば、本発明の範囲から逸脱せずに、上述の実施形態に様々な変更を施し得ることを理解するであろう。例えば、センサシステムは、浮遊シリンダー１２０の位置を測定すると説明してきたが、別の構成では、センサシステムは、例えばセンサシステムをハウジング１５０のフロントプレート１７０と同一場所に設置または一体化することによってダイ１０５および／または ホールドダウンリング１１０の位置を直接測定するために用いられてよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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