7527145 缶成形装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-25

(45)【発行日】2024-08-02

(54)【発明の名称】缶成形装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/28 20060101AFI20240726BHJP

【ＦＩ】

B21D22/28 L

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020123738

(22)【出願日】2020-07-20

(65)【公開番号】P2022020315

(43)【公開日】2022-02-01

【審査請求日】2023-04-27

(73)【特許権者】

【識別番号】305060154

【氏名又は名称】アルテミラ製缶株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】517311172

【氏名又は名称】株式会社Ｇ＆Ｐ

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】花房 達也

(72)【発明者】

【氏名】矢口 直之

(72)【発明者】

【氏名】平松 英之

【審査官】後藤 泰輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９２５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６４－０８７０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５１５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８５８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７２４１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特許第６４５６９５９（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｄ ２２／２８、２４／００、５１／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前後方向に延びるラム軸と、
前記ラム軸の前端部に配置されるパンチと、
前記ラム軸の後端部に連結され、前記ラム軸を前記前後方向に往復直線移動させる往復直線運動機構と、
前記パンチが挿入される貫通孔を有するダイと、
前記ダイの前記貫通孔が開口する端面にカップ状体を押し付けるカップホルダースリーブを有するカップ押さえ機構と、
前記カップ押さえ機構を前記前後方向に揺動させるカップホルダー駆動機構と、を備え、
前記カップホルダー駆動機構は、カム構造を有し、前記カップ押さえ機構の直下に配置され、
前記カップホルダー駆動機構は、
前記前後方向と直交する左右方向に延びる第１中心軸回りに回転させられるカムと、
前記カムと接触することで、前記第１中心軸と平行な第２中心軸回りに揺動させられる揺動部と、
前記ラム軸の前記左右方向の両側に配置され、前記揺動部とともに前記第２中心軸回りに揺動して前記カップ押さえ機構を前後動させる一対のアームと、を有する、
缶成形装置。

【請求項2】

前記往復直線運動機構の回転軸回りの回転駆動力を前記カップホルダー駆動機構に伝達するギアを備える、
請求項１に記載の缶成形装置。

【請求項3】

前記カップ押さえ機構は、
前記カップホルダースリーブと、
一対の前記アームに連結される一対のロッドと、
前記カップホルダースリーブと一対の前記ロッドとの間に設けられ、前記カップホルダースリーブをエア圧により前方へ付勢可能な付勢部と、を有する、
請求項１または２に記載の缶成形装置。

【請求項4】

前記ラム軸を前記前後方向に摺動自在に支持する軸受を備え、
前記カップホルダー駆動機構は、前記軸受の直下に配置される、
請求項１から３のいずれか１項に記載の缶成形装置。

【請求項5】

前記ラム軸を前記前後方向に摺動自在に支持する軸受を備え、
前記軸受は、前記前後方向に互いに間隔をあけて一対設けられ、
一対の前記軸受は、一体に形成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の缶成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、缶成形装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、有底筒状のＤＩ（Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇ）缶が知られている。ＤＩ缶は、アルミニウム合金製の円板状のブランクが、カッピング加工およびＤＩ加工等を経ることにより製造される。カッピング加工では、ブランクを絞り加工してカップ状体とする。ＤＩ加工では、カップ状体をカップホルダーで押さえつつ、パンチとダイとの間で絞りしごき加工する。

【0003】

カップ状体にＤＩ加工を施す缶成形装置として、例えば特許文献１、２に記載のものが知られている。缶成形装置は、前後方向に延びるラム軸と、ラム軸の前端部に配置されるパンチと、ラム軸の後端部に連結され、ラム軸を前後方向に往復直線移動させる往復直線運動機構と、パンチが挿入される貫通孔を有するダイと、ダイの貫通孔が開口する端面にカップ状体を押し付けるカップホルダースリーブを有するカップ押さえ機構（カップホルダー）と、カップ押さえ機構を前後方向に揺動させるカップホルダー駆動機構と、を備える。

【0004】

特許文献１は、ブランクホルダー駆動装置が、カップリング装置を介してカップ押さえ機構と連結される。
特許文献２は、サーボモータにより、カップ押さえ機構を前後方向に揺動させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２７２４１０号明細書

【文献】特許第６４５６９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来の缶成形装置において、カップホルダー駆動機構が、カム構造を有する場合がある。この場合、カップホルダー駆動機構は、前後方向と直交する左右方向において、カップ押さえ機構から離間して配置される。具体的に、このカップホルダー駆動機構は、左右方向に連設される複数のシャフト、これらのシャフト同士を繋ぐ継手部材、およびカップ押さえ機構を前後動させる一対のアーム等を介して、カップ押さえ機構と連結される。このため、シャフトと継手部材との接続部分にガタつきが生じたり、長いシャフトにねじれが生じたりする場合がある。すなわち、カップホルダー駆動機構からカップ押さえ機構に伝達される力にロスが生じたり、一対のアームに作用する負荷が不均等となって部品寿命に影響したりするおそれがある。

【0007】

本発明は、カップホルダー駆動機構からカップ押さえ機構に伝達される力のロスを小さく抑えることができ、部品寿命を延長できる缶成形装置を提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の缶成形装置の一つの態様は、前後方向に延びるラム軸と、前記ラム軸の前端部に配置されるパンチと、前記ラム軸の後端部に連結され、前記ラム軸を前記前後方向に往復直線移動させる往復直線運動機構と、前記パンチが挿入される貫通孔を有するダイと、前記ダイの前記貫通孔が開口する端面にカップ状体を押し付けるカップホルダースリーブを有するカップ押さえ機構と、前記カップ押さえ機構を前記前後方向に揺動させるカップホルダー駆動機構と、を備え、前記カップホルダー駆動機構は、カム構造を有し、前記カップ押さえ機構の直下に配置され、前記カップホルダー駆動機構は、前記前後方向と直交する左右方向に延びる第１中心軸回りに回転させられるカムと、前記カムと接触することで、前記第１中心軸と平行な第２中心軸回りに揺動させられる揺動部と、前記ラム軸の前記左右方向の両側に配置され、前記揺動部とともに前記第２中心軸回りに揺動して前記カップ押さえ機構を前後動させる一対のアームと、を有する。

【0009】

本発明の缶成形装置は、カップホルダー駆動機構がカム構造を有するので、ラム軸を前後動させる往復直線運動機構とカップホルダー駆動機構とを同期させることが容易である。そして、カップホルダー駆動機構がカップ押さえ機構（カップホルダー）の直下に配置されるので、これらの機構間の距離を短く抑えることができる。カップホルダー駆動機構とカップ押さえ機構とを連結するために、従来のように各機構間に複数のシャフトを連設したり継手部材等を用いる必要はなく、本発明によれば部品点数が削減されて、製造コストを低減できる。また、カップホルダー駆動機構とカップ押さえ機構とを連結する部材の寸法も小さく抑えられる。

【0010】

本発明によれば、カップホルダー駆動機構からカップ押さえ機構に伝達される力にロスが生じることを抑制できる。カップホルダー駆動機構を駆動させる動力を低減でき、エネルギーの削減になる。また、カップホルダー駆動機構とカップ押さえ機構とを連結する各部材に作用する負荷を均等化することが容易であり、各部材の部品寿命にばらつきが生じることを抑えて、その結果、部品寿命を延長できる。カップホルダー駆動機構によって前後動させられるカップ押さえ機構が、カップ状体を安定してダイの端面に押し付けるため、缶の成形精度が良好に維持される。缶成形装置の構造が簡素化され、外形をコンパクトに抑えることができる。
上記缶成形装置において、前記カップホルダー駆動機構は、前記前後方向と直交する左右方向に延びる第１中心軸回りに回転させられるカムと、前記カムと接触することで、前記第１中心軸と平行な第２中心軸回りに揺動させられる揺動部と、前記ラム軸の前記左右方向の両側に配置され、前記揺動部とともに前記第２中心軸回りに揺動して前記カップ押さえ機構を前後動させる一対のアームと、を有する。
この場合、カップホルダー駆動機構に入力された第１中心軸回りの回転が、カムおよび揺動部により第２中心軸回りの揺動に変換されて、一対のアームから出力される。一対のアームは、左右方向においてラム軸の両側に配置されており、カップ押さえ機構に対して均等に作用する。これにより、カップ押さえ機構がカップ状体を安定してダイの端面に押し付け、缶の成形精度が安定して確保される。

【0011】

上記缶成形装置は、前記往復直線運動機構の回転軸回りの回転駆動力を前記カップホルダー駆動機構に伝達するギアを備えることが好ましい。

【0012】

この場合、例えばベルト等を介して往復直線運動機構の回転駆動力をカップホルダー駆動機構に伝達する構成と比べて、動力の伝達ロスが少なく抑えられる。また、缶成形装置をよりコンパクトに構成できる。

【0015】

上記缶成形装置において、前記カップ押さえ機構は、前記カップホルダースリーブと、一対の前記アームに連結される一対のロッドと、前記カップホルダースリーブと一対の前記ロッドとの間に設けられ、前記カップホルダースリーブをエア圧により前方へ付勢可能な付勢部と、を有することが好ましい。

【0016】

この場合、カップ押さえ機構が、付勢部によりカップホルダースリーブをエア圧で前方付勢するので、カップホルダースリーブがカップ状体をダイの端面に押し付ける圧力（カップ押さえ圧）が、装置の稼働初期から安定する。また、例えば油圧によりカップホルダースリーブを前方付勢する場合と比べて、本発明の上記構成によれば、カップ押さえ圧の調整が容易である。

【0017】

上記缶成形装置は、前記ラム軸を前記前後方向に摺動自在に支持する軸受を備え、前記カップホルダー駆動機構は、前記軸受の直下に配置されることが好ましい。

【0018】

この場合、カップ押さえ機構および軸受と、カップホルダー駆動機構とが、上下方向に隣接して配置されるため、缶成形装置をよりコンパクトに構成できる。

【0019】

上記缶成形装置は、前記ラム軸を前記前後方向に摺動自在に支持する軸受を備え、前記軸受は、前記前後方向に互いに間隔をあけて一対設けられ、一対の前記軸受は、一体に形成されることが好ましい。

【0020】

この場合、一対の軸受つまり前軸受と後軸受との芯合わせが容易であり、組み立て時などにおける芯出し作業を省略または簡略化できる。ラム軸の直進性が良好に維持されるため、缶の成形精度が安定して確保される。

【発明の効果】

【0021】

本発明の一つの態様の缶成形装置によれば、カップホルダー駆動機構からカップ押さえ機構に伝達される力のロスを小さく抑えることができ、部品寿命を延長できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本実施形態の缶成形装置を模式的に示す概略図である。

【図2】図２は、缶成形装置の構成の一部を示す斜視図である。

【図3】図３は、缶成形装置のカップホルダー駆動機構、カップ押さえ機構および軸受ユニットを示す部分透過斜視図である。

【図4】図４（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、缶成形装置のカップホルダー駆動機構およびカップ押さえ機構の動作を説明する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の一実施形態の缶成形装置１について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の缶成形装置１は、ワークであるカップ状体ＷにＤＩ加工を施してＤＩ缶１００とする、ＤＩ缶製造装置である。

【0024】

まず、ＤＩ缶１００について説明する。
ＤＩ缶１００は、有底筒状である。ＤＩ缶１００は、飲料等の内容物が充填、密封される２ピース缶やボトル缶等の缶体に用いられる。２ピース缶の場合、缶体は、ＤＩ缶１００と、ＤＩ缶１００の開口端部に巻き締められる円板状の缶蓋と、を備える。ボトル缶の場合、缶体は、ＤＩ缶１００にネッキング加工およびねじ加工等が施されたボトル缶本体と、ボトル缶本体の開口端部に螺着されるキャップと、を備える。

【0025】

ＤＩ缶１００は、アルミニウム合金製等の板材から打ち抜いた円板状のブランクに、カッピング工程（絞り工程）およびＤＩ工程（絞りしごき工程）を施すことにより、有底筒状に形成される。具体的にＤＩ缶１００は、例えば２ピース缶の場合、板材打ち抜き工程、カッピング工程、ＤＩ工程、トリミング工程、印刷工程、塗装工程、ネッキング工程およびフランジング工程をこの順に経て、製造される。

【0026】

ＤＩ缶１００を製造する過程では、ブランクをカッピングプレスによって絞り加工（カッピング加工）し、カップ状体Ｗに成形する。つまりカップ状体Ｗは、上記カッピング工程において、ブランクからＤＩ缶１００へ移行する過程で作製される成形中間体である。カップ状体Ｗは、ＤＩ缶１００よりも周壁の高さ（缶軸方向に沿う長さ）が小さく、直径が大きい有底筒状である。

【0027】

次に、缶成形装置１について説明する。
缶成形装置１は、上記ＤＩ工程に用いられるものであり、カップ状体ＷにＤＩ加工、すなわち絞り（再絞り）しごき加工を施して、カップ状体Ｗよりも周壁の高さが大きく、直径が小さいＤＩ缶１００に成形する。また缶成形装置１は、上記ＤＩ工程において、ＤＩ缶１００の缶底をドーム形状に成形する。

【0028】

缶成形装置１は、中心軸Ｏを中心として軸方向に延びるラム軸３と、パンチ２と、往復直線運動機構４と、軸受ユニット５０と、パンチ２が挿入される貫通孔７を有するダイ８と、ダイ８の貫通孔７が開口する端面９にカップ状体Ｗを押し付けるカップホルダースリーブ３１を有するカップ押さえ機構（カップホルダー）３０と、カップホルダー駆動機構１０と、ギア２０と、パンチ２との間でＤＩ缶１００の缶底を挟み込みドーム状に成形するドーマー６と、を備える。
ラム軸３、パンチ２、軸受ユニット５０、ダイ８の貫通孔７、カップホルダースリーブ３１およびドーマー６の各中心軸Ｏは、互いに同軸に配置される。本実施形態では、これらの部材の共通軸である中心軸Ｏが、水平方向に延びる。

【0029】

また缶成形装置１は、ダイ８の端面９上にカップ状体Ｗを供給するカップフィーダー（図示省略）と、この端面９上にカップ状体Ｗを保持する受け座（図示省略）と、成形後のＤＩ缶１００を装置外部へ搬送する缶搬送機構（図示省略）と、パンチ２の先端面および外周面の少なくともいずれかに開口するエア吐出孔からエアを吐出し、パンチ２からＤＩ缶１００を離型させるエア吐出機構（図示省略）と、駆動モータ等の駆動源（図示省略）と、を備える。

【0030】

本実施形態では、中心軸Ｏが延びる方向（Ｘ軸方向）を、前後方向と呼ぶ。前後方向において、ダイ８と往復直線運動機構４とは、互いに異なる位置に配置される。前後方向のうち、往復直線運動機構４からダイ８へ向かう方向（－Ｘ側）を前側と呼び、ダイ８から往復直線運動機構４へ向かう方向（＋Ｘ側）を後側と呼ぶ。前後方向は、軸方向と言い換えてもよい。この場合、前側は軸方向一方側であり、後側は軸方向他方側である。
鉛直方向（Ｚ軸方向）を上下方向と呼ぶ。各図において、＋Ｚ側は上側であり、－Ｚ側は下側である。
水平方向のうち前後方向と直交する方向、すなわち、前後方向および上下方向と直交する方向（Ｙ軸方向）を、左右方向と呼ぶ。各図において、＋Ｙ側は右側であり、－Ｙ側は左側である。

【0031】

ラム軸３は、前後方向に延びる軸状である。ラム軸３は、前後方向に摺動自在に軸受ユニット５０に支持される。
パンチ２は、ラム軸３の前端部に配置される。パンチ２は、円筒状または円柱状であり、前後方向に延びる。

【0032】

往復直線運動機構４は、ラム軸連結部４ａを有する。往復直線運動機構４は、図示しない駆動源から入力される回転軸Ｃ回りの回転駆動力を、前後方向への往復直線運動に変換して、ラム軸連結部４ａに出力する。ラム軸連結部４ａは、ラム軸３の後端部と連結される。すなわち、往復直線運動機構４は、ラム軸３の後端部に連結され、ラム軸３を前後方向に往復直線移動させる。

【0033】

軸受ユニット５０は、前後方向において、往復直線運動機構４とダイ８との間に配置される。図２および図３に示すように、軸受ユニット５０は、前後方向に延びる筒状である。軸受ユニット５０は、ラム軸３を前後方向に摺動自在に支持する軸受５を備える。つまり缶成形装置１は、軸受５を備える。軸受５は、前後方向に互いに間隔をあけて一対設けられる。一対の軸受５は、軸受ユニット５０に一体に形成される。一対の軸受５のうち、前側に位置する一方の軸受５は、前軸受５Ｆであり、後側に位置する他方の軸受５は、後軸受５Ｒである。前軸受５Ｆおよび後軸受５Ｒは、例えばハイドロスタティック軸受や静圧軸受等と呼ばれる流体軸受の構造を有する。

【0034】

図１に示すように、ダイ８は、前後方向に並んで複数設けられる。複数のダイ８はそれぞれ、ダイ８を前後方向に貫通する断面円形の貫通孔７を有する。複数のダイ８は、１つの再絞りダイ８Ａと、この再絞りダイ８Ａよりも前側に位置する複数のアイアニングダイ（しごきダイ）８Ｂと、を有する。特に図示しないが、各アイアニングダイ８Ｂの前側には、それぞれパイロットリングが配置される。パイロットリングが設けられることにより、成形時にＤＩ缶１００が各アイアニングダイ８Ｂを外れた（通過した）ときの衝撃でパンチ２が各アイアニングダイ８Ｂに接触することが抑制される。
また、成形時において再絞りダイ８Ａおよび各アイアニングダイ８Ｂには、潤滑と冷却のためクーラント液が供給される。

【0035】

図２および図３に示すように、カップ押さえ機構３０は、カップホルダースリーブ３１と、カップホルダー駆動機構１０の後述する一対のアーム１５に連結される一対のロッド３２と、カップホルダースリーブ３１と一対のロッド３２との間に設けられ、カップホルダースリーブ３１をエア圧により前方へ付勢可能な付勢部３３と、を有する。

【0036】

カップホルダースリーブ３１は、前後方向に延びる円筒状である。図１に示すように、カップホルダースリーブ３１内には、パンチ２およびラム軸３が前後方向に挿通される。カップホルダースリーブ３１と、パンチ２およびラム軸３とは、前後方向に相対的にスライド移動可能である。カップホルダースリーブ３１は、再絞りダイ８Ａの後側を向く端面９に、カップ状体Ｗの底壁を押圧可能である。カップホルダースリーブ３１は、ダイ８の端面９に配置されたカップ状体Ｗの内部に挿入され、カップ状体Ｗの底壁を端面９に押し付けて支持する。

【0037】

図１から図３に示すように、一対のロッド３２は、ラム軸３を間に挟んでラム軸３の左右方向の両側に配置される。各ロッド３２は、前後方向に延びる。本実施形態では一対のロッド３２間に、軸受ユニット５０のうち少なくとも前軸受５Ｆを含む前側部分が位置する。

【0038】

ロッド３２は、ロッド本体３２ａと、コロ３２ｂと、を有する。
ロッド本体３２ａは、軸状または筒状であり、前後方向に延びる。一対のロッド３２のロッド本体３２ａ同士は、互いに平行である。ロッド本体３２ａは、例えばボールスプラインやドライベアリング等により前後方向に摺動自在に支持される。
コロ３２ｂは、ロッド本体３２ａから左右方向に突設される。コロ３２ｂは、左右方向に延びるコロ軸回りに回転自在とされて、ロッド本体３２ａに支持される。コロ３２ｂには、後述するアーム１５が連結される。

【0039】

付勢部３３は、略円筒状である。付勢部３３内には、パンチ２およびラム軸３が前後方向に挿通される。付勢部３３と、パンチ２およびラム軸３とは、前後方向に相対的にスライド移動可能である。

【0040】

図２および図３に示すように、付勢部３３は、ロッド取付部３３ａと、カップホルダースリーブ取付部３３ｂと、エアバッグ３３ｃと、を有する。
ロッド取付部３３ａは、中心軸Ｏを中心とする円筒状の筐体である。ロッド取付部３３ａは、ロッド３２に取り付けられる。ロッド取付部３３ａの後壁は、ロッド本体３２ａの前端部と固定される。

【0041】

カップホルダースリーブ取付部３３ｂは、中心軸Ｏを中心とする円環板状である。カップホルダースリーブ取付部３３ｂは、ロッド取付部３３ａの前側に配置される。カップホルダースリーブ取付部３３ｂは、カップホルダースリーブ３１の後端部に取り付けられる。カップホルダースリーブ取付部３３ｂおよびカップホルダースリーブ３１は、ロッド取付部３３ａに対して前後方向にスライド移動可能である。

【0042】

エアバッグ３３ｃは、中心軸Ｏを中心とする円環状である。エアバッグ３３ｃは、前後方向において、ロッド取付部３３ａの後壁とカップホルダースリーブ取付部３３ｂとにより挟まれる。エアバッグ３３ｃは、図示しないエア供給手段から供給されるエアを内部に保持可能である。エアバッグ３３ｃは、例えばゴム製であり、弾性変形可能である。

【0043】

付勢部３３は、前後動するロッド３２によってロッド取付部３３ａが前側へ押されたときに、エアバッグ３３ｃおよびカップホルダースリーブ取付部３３ｂを介して、カップホルダースリーブ３１を前側へ向けて付勢する。すなわち、付勢部３３は、エアバッグ３３ｃのエア圧および弾性復元力によって、カップホルダースリーブ３１を前方付勢する。これによりカップ状体Ｗは、ダイ８の端面９に押し付けられ密着した状態で、カップホルダースリーブ３１に保持される。

【0044】

図１に示すように、カップホルダー駆動機構１０は、カップ押さえ機構３０を前後方向に揺動させる。具体的に、カップホルダー駆動機構１０は、図示しない駆動源から往復直線運動機構４およびギア２０を介して伝達された回転駆動力を、前後方向への往復運動に変換してカップ押さえ機構３０に伝えることにより、ラム軸連結部４ａとは異なるストローク長で、カップ押さえ機構３０を前後方向に往復直線移動させる。

【0045】

カップホルダー駆動機構１０は、往復直線運動機構４と同期するカム構造を有する。カップホルダー駆動機構１０は、カップ押さえ機構３０の直下に配置される。具体的に、カップホルダー駆動機構１０は、カップ押さえ機構３０のうち少なくともロッド３２の一部の下側に隣接配置される。上下方向から見て、カップ押さえ機構３０とカップホルダー駆動機構１０とは、互いに重なる。またカップホルダー駆動機構１０は、軸受ユニット５０の直下に配置される。つまりカップホルダー駆動機構１０は、軸受５の直下に配置される。上下方向から見て、軸受５（軸受ユニット５０）とカップホルダー駆動機構１０とは、互いに重なる。

【0046】

図２および図３に示すように、カップホルダー駆動機構１０は、左右方向に延びる第１中心軸Ｊ１を中心とするカムシャフト１１と、カム１２と、第１中心軸Ｊ１と平行な第２中心軸Ｊ２を中心とする揺動シャフト１３と、揺動部１４と、一対のアーム１５と、を有する。
第１中心軸Ｊ１と第２中心軸Ｊ２とは、互いに離れて配置される。本実施形態では第２中心軸Ｊ２が、第１中心軸Ｊ１よりも前側かつ上側に位置する。第１中心軸Ｊ１が延びる軸方向および第２中心軸Ｊ２が延びる軸方向はそれぞれ、左右方向に相当する。

【0047】

以下の説明では、第１中心軸Ｊ１と直交する方向を、第１径方向と呼ぶ。第１径方向のうち、第１中心軸Ｊ１に近づく向きを第１径方向の内側と呼び、第１中心軸Ｊ１から離れる向きを第１径方向の外側と呼ぶ。
第１中心軸Ｊ１回りに周回する方向を第１周方向と呼ぶ。

【0048】

第２中心軸Ｊ２と直交する方向を、第２径方向と呼ぶ。第２径方向のうち、第２中心軸Ｊ２に近づく向きを第２径方向の内側と呼び、第２中心軸Ｊ２から離れる向きを第２径方向の外側と呼ぶ。
第２中心軸Ｊ２回りに周回する方向を第２周方向と呼ぶ。

【0049】

図２に示すように、カムシャフト１１は、軸状または筒状であり、左右方向に延びる。特に図示しないが、カムシャフト１１は、装置フレームに保持されるベアリングにより、第１周方向に回転自在に支持される。

【0050】

カム１２は、カムシャフト１１の外周部に固定される。カム１２は、カムシャフト１１とともに第１中心軸Ｊ１回りに回転させられる。図３に示すように、カム１２は、第１中心軸Ｊ１と垂直な方向に拡がる板状である。カム１２の第１径方向の外側を向く外周面は、第１周方向の各部において第１径方向の位置が互いに異なる。第１中心軸Ｊ１からカム１２の外周面までの第１径方向の距離は、第１周方向へ向かうに従い徐々に変化する。

【0051】

カム１２は、左右方向に互いに間隔をあけて一対設けられる。一対のカム１２は、上下方向から見て、中心軸Ｏを間に挟んで中心軸Ｏの左右方向の両側に配置される。一対のカム１２のうち、中心軸Ｏよりも右側（＋Ｙ側）に位置する一方のカム１２は、前進用カム１２Ａであり、中心軸Ｏよりも左側（－Ｙ側）に位置する他方のカム１２は、後退用カム１２Ｂである。前進用カム１２Ａと後退用カム１２Ｂとは、第１中心軸Ｊ１回りの角度位置つまり位相が、互いに異なって配置される。前進用カム１２Ａと後退用カム１２Ｂとは、互いに同一形状を有する共通品（同一部材）であることが好ましい。

【0052】

揺動シャフト１３は、軸状または筒状であり、左右方向に延びる。揺動シャフト１３は、図示しない装置フレームに保持されるベアリング１９により、第２周方向に回転自在に支持される。

【0053】

揺動部１４は、揺動シャフト１３の外周部に固定される。図４（ｃ）に示すように、揺動部１４は、カム１２と接触することで、揺動シャフト１３とともに第２中心軸Ｊ２回りに揺動（回動）させられる。揺動部１４は、揺動プレート１４ａと、カムフォロア２５と、を有する。

【0054】

揺動プレート１４ａは、揺動シャフト１３の外周部に取り付けられる。図２に示すように、揺動プレート１４ａは、第２中心軸Ｊ２と垂直な方向に拡がる板状である。揺動プレート１４ａは、上下方向から見て、中心軸Ｏと重なる。図４（ｃ）に示すように、本実施形態では揺動プレート１４ａが、左右方向から見て略Ｖ字状である。揺動プレート１４ａは、第２周方向に互いに離れて配置される一対の突出部１４ｂを有する。各突出部１４ｂはそれぞれ、第２径方向の外側へ向けて突出する。

【0055】

図３に示すように、カムフォロア２５は、揺動プレート１４ａから左右方向に突設される。カムフォロア２５は、左右方向に延びるカムフォロア軸回りに回転自在とされて、揺動プレート１４ａに支持される。カムフォロア２５の外周面は、カム１２の外周面と接触する。

【0056】

カムフォロア２５は、揺動プレート１４ａの右側（＋Ｙ側）を向く面と左側（－Ｙ側）を向く面とに、一対設けられる。一対のカムフォロア２５は、上下方向から見て、中心軸Ｏを間に挟んで中心軸Ｏの左右方向の両側に配置される。一対のカムフォロア２５のうち、揺動プレート１４ａの右側を向く面に突設される一方のカムフォロア２５は、前進用カムフォロア２５Ａであり、揺動プレート１４ａの左側を向く面に突設される他方のカムフォロア２５は、後退用カムフォロア２５Ｂである。

【0057】

図４（ｃ）に示すように、前進用カムフォロア２５Ａと後退用カムフォロア２５Ｂとは、第２周方向において、互いに異なる位置に配置される。前進用カムフォロア２５Ａは、一対の突出部１４ｂのうち上側に位置する一方の突出部１４ｂから、右側に突出する。後退用カムフォロア２５Ｂは、一対の突出部１４ｂのうち下側に位置する他方の突出部１４ｂから、左側に突出する。具体的に、前進用カムフォロア２５Ａは、左右方向から見て、第１中心軸Ｊ１と第２中心軸Ｊ２とを通る図示しない仮想直線よりも上側に位置する。後退用カムフォロア２５Ｂは、左右方向から見て、前記仮想直線よりも下側に位置する。
前進用カムフォロア２５Ａの外周面は、前進用カム１２Ａの外周面と接触する。後退用カムフォロア２５Ｂの外周面は、後退用カム１２Ｂの外周面と接触する。

【0058】

図２および図３に示すように、アーム１５は、揺動シャフト１３の外周部に固定される。アーム１５は、第２中心軸Ｊ２と垂直な方向に拡がる板状である。アーム１５は、揺動シャフト１３から上側に突出する。アーム１５は、上下方向に延びる。アーム１５は、揺動シャフト１３とともに第２中心軸Ｊ２回りに揺動（回動）させられる。

【0059】

一対のアーム１５は、ラム軸３を間に挟んでラム軸３の左右方向の両側に配置される（図１参照）。一対のアーム１５は、揺動部１４を間に挟んで揺動部１４の左右方向の両側に配置される。言い換えると、ラム軸３および揺動部１４は、左右方向において、一対のアーム１５間に位置する。一対のアーム１５のうち右側に位置する一方のアーム１５と揺動プレート１４ａとの間の左右方向の距離と、左側に位置する他方のアーム１５と揺動プレート１４ａとの間の左右方向の距離とは、互いに同じである。つまり揺動部１４は、左右方向において、一対のアーム１５から等しい距離に配置される。

【0060】

図４（ｃ）に示すように、アーム１５の上端部は、コロ３２ｂと連結される。具体的に、アーム１５の上端部には、アーム１５を左右方向に貫通しかつ上側に開口するＵ字状の凹部が形成されており、この凹部内にコロ３２ｂが配置されて、前後方向から挟まれる。アーム１５は、コロ３２ｂを介してカップ押さえ機構３０を前後方向に往復直線移動させる。すなわち、一対のアーム１５は、揺動部１４および揺動シャフト１３とともに第２中心軸Ｊ２回りに揺動して、カップ押さえ機構３０を前後動させる。

【0061】

具体的には、図４（ａ）から図４（ｃ）に示すように、第１中心軸Ｊ１回りにカム１２が回転すると、第１径方向における第１中心軸Ｊ１からカム１２の外周面までの距離が第１周方向に沿って変化するのに応じて、カム１２と接触するカムフォロア２５の第２中心軸Ｊ２回りの位置が変化し、揺動部１４、揺動シャフト１３および一対のアーム１５が、第２周方向に回動する。

【0062】

より詳しくは、図４（ａ）に示す状態から、前進用カム１２Ａが第１周方向に回転すると、前進用カム１２Ａと前進用カムフォロア２５Ａとの接触部分と、第１中心軸Ｊ１との間の第１径方向の距離が徐々に大きくなるのに応じて、前進用カムフォロア２５Ａが第２中心軸Ｊ２回りの所定方向（図４（ａ）における反時計回り）に回動し、これにともない揺動部１４、揺動シャフト１３および一対のアーム１５が、第２中心軸Ｊ２回りの前記所定方向に回動する。
これにより、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示す順に、一対のアーム１５が各コロ３２ｂを介して、カップ押さえ機構３０を前側へ向けて前進移動させる。

【0063】

また、図４（ｃ）に示す状態から、後退用カム１２Ｂが第１周方向に回転すると、後退用カム１２Ｂと後退用カムフォロア２５Ｂとの接触部分と、第１中心軸Ｊ１との間の第１径方向の距離が徐々に大きくなるのに応じて、後退用カムフォロア２５Ｂが第２中心軸Ｊ２回りの前記所定方向とは反対方向（図４（ｃ）における時計回り）に回動し、これにともない揺動部１４、揺動シャフト１３および一対のアーム１５が、第２中心軸Ｊ２回りの前記所定方向とは反対方向に回動する。
これにより、図４（ａ）に示すように、一対のアーム１５が各コロ３２ｂを介して、カップ押さえ機構３０を後側へ向けて後退移動させる。

【0064】

図２および図３に示すように、本実施形態では、一対のアーム１５がそれぞれ、カバー１５ａを有する。カバー１５ａは、アーム１５の上端部に取り外し可能に設けられる。カバー１５ａは、アーム１５の凹部およびコロ３２ｂを左右方向から覆う。

【0065】

図２に示すように、ギア２０は、往復直線運動機構４の回転軸Ｃ回りの回転駆動力をカップホルダー駆動機構１０に伝達する。ギア２０は、複数設けられる。複数のギア２０は、往復直線運動機構４に取り付けられる第１ギア２１と、カップホルダー駆動機構１０に取り付けられる第２ギア２２と、第１ギア２１と第２ギア２２とに噛み合う第３ギア２３と、を有する。

【0066】

第１ギア２１は、回転軸Ｃを中心とする円環板状である。第１ギア２１は、往復直線運動機構４の回転軸Ｃ回りの回転駆動力を、往復直線運動機構４の外部に出力する。
第２ギア２２は、回転軸Ｃと平行な第１中心軸Ｊ１を中心とする円環板状である。第２ギア２２は、カムシャフト１１の左右方向の端部（右端部）に固定される。
第１ギア２１の歯数と第２ギア２２の歯数とは、互いに同じである。これにより、往復直線運動機構４とカップホルダー駆動機構１０とは、互いに同期して動作可能である。

【0067】

第３ギア２３は、第１ギア２１と第２ギア２２との間に配置される。第３ギア２３は、左右方向に延びる第３ギア軸（図示省略）を中心とする円環板状である。図示の例では、第３ギア２３の外径が、第１ギア２１および第２ギア２２の各外径よりも小さい。第３ギア２３の歯数は、第１ギア２１および第２ギア２２の各歯数よりも少ない。

【0068】

図１に示すように、ドーマー６は、ＤＩ缶１００の缶底を成形する金型である。ドーマー６は、前後方向に延びる略円筒状である。パンチ２が前後方向の前進端位置に配置されたときに、ドーマー６は、前後方向においてパンチ２と対向する。

【0069】

本実施形態の缶成形装置１によるカップ状体ＷへのＤＩ加工は、下記のように行われる。
まず、ワークであるカップ状体Ｗが、カップ軸（缶軸）を前後方向に延ばし、その開口を後側へ向けた姿勢で、パンチ２と再絞りダイ８Ａとの間に配置される。カップ状体Ｗの底壁は、再絞りダイ８Ａの端面９と対向する。

【0070】

このカップ状体Ｗに対して、カップ押さえ機構３０のカップホルダースリーブ３１、およびパンチ２が、前進移動させられる。そしてカップホルダースリーブ３１が、再絞りダイ８Ａの端面９にカップ状体Ｗの底壁を押し付けてカップ押し付け動作を行いつつ、パンチ２が、カップ状体Ｗを再絞りダイ８Ａの貫通孔７内に押し込んでいくことにより、カップ状体Ｗに再絞り加工を施す。

【0071】

再絞り加工により、カップ状体Ｗは小径に成形され、かつカップ軸方向（つまり前後方向）の長さが大きくなる。さらにこのカップ状体Ｗをパンチ２で押し込んでいき、複数のアイアニングダイ８Ｂの各貫通孔７を順次通過させつつしごき加工を施す。すなわち、カップ状体Ｗの周壁をしごいて延伸させ、周壁高さを高くするとともに周壁の厚さを薄くして、有底筒状のＤＩ缶１００の形状に成形する。ＤＩ缶１００は、周壁がしごかれることで冷間加工硬化され、強度が高められる。

【0072】

しごき加工が施されたＤＩ缶１００は、パンチ２によりダイ８の貫通孔７から前側へと押し出される。そしてＤＩ缶１００の底部（缶底となる部分）が、パンチ２とドーマー６との間で挟まれ押圧されることにより、ＤＩ缶１００の底部が、ドーム形状に成形される。

【0073】

以上説明した本実施形態の缶成形装置１は、カップホルダー駆動機構１０がカム構造を有するので、ラム軸３を前後動させる往復直線運動機構４とカップホルダー駆動機構１０とを同期させることが容易である。そして、カップホルダー駆動機構１０がカップ押さえ機構３０の直下に配置されるので、これらの機構１０，３０間の距離を短く抑えることができる。カップホルダー駆動機構１０とカップ押さえ機構３０とを連結するために、従来のように各機構１０，３０間に複数のシャフトを連設したり継手部材等を用いる必要はなく、本実施形態によれば部品点数が削減されて、製造コストを低減できる。また、カップホルダー駆動機構１０とカップ押さえ機構３０とを連結する部材の寸法も小さく抑えられる。

【0074】

本実施形態によれば、カップホルダー駆動機構１０からカップ押さえ機構３０に伝達される力にロスが生じることを抑制できる。カップホルダー駆動機構１０を駆動させる動力を低減でき、エネルギーの削減になる。また、カップホルダー駆動機構１０とカップ押さえ機構３０とを連結する各部材に作用する負荷を均等化することが容易であり、各部材の部品寿命にばらつきが生じることを抑えて、その結果、部品寿命を延長できる。カップホルダー駆動機構１０によって前後動させられるカップ押さえ機構３０が、カップ状体Ｗを安定してダイ８の端面９に押し付けるため、ＤＩ缶１００の成形精度が良好に維持される。缶成形装置１の構造が簡素化され、外形をコンパクトに抑えることができる。

【0075】

また本実施形態では、缶成形装置１が、往復直線運動機構４の回転軸Ｃ回りの回転駆動力をカップホルダー駆動機構１０に伝達するギア２０を備える。
この場合、例えばベルト等を介して往復直線運動機構４の回転駆動力をカップホルダー駆動機構１０に伝達する構成と比べて、動力の伝達ロスが少なく抑えられる。また、缶成形装置１をよりコンパクトに構成できる。

【0076】

また本実施形態では、カップホルダー駆動機構１０に入力された第１中心軸Ｊ１回りの回転が、カム１２および揺動部１４等により第２中心軸Ｊ２回りの揺動に変換されて、一対のアーム１５から出力される。一対のアーム１５は、左右方向においてラム軸３の両側に配置されており、カップ押さえ機構３０に対して均等に作用する。これにより、カップ押さえ機構３０がカップ状体Ｗを安定してダイ８の端面９に押し付け、ＤＩ缶１００の成形精度が安定して確保される。

【0077】

また本実施形態では、カップ押さえ機構３０が、付勢部３３によりカップホルダースリーブ３１をエア圧および弾性復元力で前方付勢するので、カップホルダースリーブ３１がカップ状体Ｗをダイ８の端面９に押し付ける圧力（カップ押さえ圧）が、装置の稼働初期から安定する。また本実施形態と異なり、例えば油圧によりカップホルダースリーブ３１を前方付勢する場合と比べて、本実施形態によれば、カップ押さえ圧の調整が容易である。

【0078】

また本実施形態では、カップホルダー駆動機構１０が、軸受５（軸受ユニット５０）の直下に配置される。
この場合、カップ押さえ機構３０および軸受５と、カップホルダー駆動機構１０とが、上下方向に隣接して配置されるため、缶成形装置１をよりコンパクトに構成できる。

【0079】

また本実施形態では、軸受ユニット５０の一対の軸受５が、一体に形成される。
この場合、一対の軸受５つまり前軸受５Ｆと後軸受５Ｒとの芯合わせが容易であり、組み立て時などにおける芯出し作業を省略または簡略化できる。ラム軸３の直進性が良好に維持されるため、ＤＩ缶１００の成形精度が安定して確保される。

【0080】

なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、例えば下記に説明するように、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の変更等が可能である。

【0081】

カップホルダー駆動機構１０が備えるカム構造は、前述の実施形態で説明した構成に限定されない。例えばカム１２の形状、カムフォロア２５の配置、カム１２およびカムフォロア２５の各数量、揺動部１４の形状などが、前述の実施形態と異なっていてもよい。

【0082】

本発明は、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態および変形例等で説明した各構成を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態等によって限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明の缶成形装置によれば、カップホルダー駆動機構からカップ押さえ機構に伝達される力のロスを小さく抑えることができ、部品寿命を延長できる。したがって、産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0084】

１…缶成形装置、２…パンチ、３…ラム軸、４…往復直線運動機構、５…軸受、７…貫通孔、８…ダイ、９…端面、１０…カップホルダー駆動機構、１２…カム、１４…揺動部、１５…アーム、２０…ギア、３１…カップホルダースリーブ、３２…ロッド、３３…付勢部、Ｃ…回転軸、Ｊ１…第１中心軸、Ｊ２…第２中心軸、Ｗ…カップ状体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】