JP2845170B2 - 立体形状を有する缶の成型システム、缶胴成型装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体形状を有する缶の
成型システム、缶胴成型装置及びその製造方法に関し、
特に、自由な形状の缶を製造することができる立体形状
を有する缶の成型システム、缶胴成型装置及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、缶胴に所定の立体形状を成型する
装置として、様々なものが提案されている。その一つに
特願昭４７−６９２４１号がある。この装置は、一般に
割りづめ式と呼ばれる装置であって、図１１に示すよう
なものである。

【０００３】図１１（ａ）は、装置の断面図、図１１
（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ−Ａ’断面を示している。
この装置は、軸９０を中心にして、その周囲に角錐部材
９１を配置して断面多角形となるように構成されてい
る。軸９０は、上部が太く、下方に向かって細くなるテ
ーパー状に形成されており、角錐部材９１もそれぞれ、
軸９０の形状に対応して上部が肉薄で下方に向かって肉
厚となる形状を有している。

【０００４】缶胴に立体形状を形成するには、あらかじ
め円筒状に形成された缶素材を前記角錐部材周囲に嵌着
し、軸９０を下方に押し下げて、各角錐部材９１を放射
状にエキスパンドさせる。この軸９０の動作により、缶
素材の周囲は、各角錐部材９１によって放射状に押し広
げられ、缶胴に立体形状が形成される。

【０００５】また、弾性部材を用いて、缶胴に立体形状
を成型する装置も提案されており、その例として、特願
昭４９−１０１１８１号や特願昭４９−９１５０３号等
がある。

【０００６】特願昭４９−１０１１８１号に記載された
装置を図１２（ａ）及び（ｂ）に示す。この装置は、空
気抜孔９２を中心に備える押圧部材９３と、この押圧部
材９３が挿入される中空部９４とを有すると共に上部に
くびれ部を有する弾性部材９５とから構成されている。

【０００７】この装置により缶胴に立体形状を形成する
には、缶を、所定の凹凸が設けられた外型に缶を嵌め、
缶内部に前記装置を挿入する。この状態で押圧部材９３
を下方に押し下げて弾性部材９５を押圧すると、弾性部
材９５が缶内部で変形し、缶の周囲を型の凹部に押し出
すことによって缶に立体形状が形成される。なお、弾性
部材９５の中空部９４に残存する空気は、押圧部材９５
に設けられた空気抜孔９２より外部に排出される。

【０００８】更に、特願昭４９−９１５０３号に記載さ
れた装置を図１３に示す。この装置においては、ダイ９
６、９６の内壁周に輪状凹条９７を設け、プレス機９８
のラム９９にポンチ１００を設ける。次に、ポンチ１０
０の外周に筒状の弾性部材１０１を貼着し、ラム９９を
下降させてポンチ１００をダイ９６、９６内に没入させ
た際に、ダイ９６の輪状凹条９７に対応する位置に当た
る弾性部材１０１の内部に輪状の空洞１０２を設ける。
更に、ラム９９とダイ９６間に油圧発生シリンダ１０３
を介在させてラム９９の下降に伴って油圧発生シリンダ
１０３内の油圧が上昇するように形成すると共に油圧発
生シリンダー１０３の圧力油を空洞１０２に連通させ
る。

【０００９】以上の構成において、ラム９９を下降させ
ることによって圧力油を空洞１０２に供給して弾性部材
１０１の外壁周に輪状突条１０４を膨出させ、缶８０の
一部をダイ９６、９６の輪状凹条９７内に嵌入させて、
缶の胴部に立体形状を成型する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た装置には、以下のような問題点がある。

【００１１】（１）特願昭４７−６９２４１号の装置に
より缶胴に立体形状を成型する場合は、缶胴部に割りづ
めの跡が残り、更に、缶内部に傷が付くという問題点が
ある。また、この装置においては、例えば立体模様等、
様々な形状のエンボスを缶に成型することは不可能であ
る。

【００１２】（２）特願昭４９−１０１１８１号の装置
によれば、肉厚の弾性部材を押圧部材で押圧して弾性変
形させ、缶をダイの凹部に膨張させて缶胴に立体形状を
成型するため、微細な模様を明確に表現することができ
ないという問題点がある。

【００１３】（３）特願昭４９−９１５０３号の装置も
同様に、肉厚の弾性部材を用いているため、微細な模様
を明確に形成することができないという問題点があり、
かつ、缶に立体形状を形成するためのダイの凹部に対応
した部分に圧力油を導入するための空洞を設ける必要が
あり、形成できる立体形状の形状の自由度が制限される
という問題点がある。

【００１４】したがって、本発明の目的は、今までにな
い自由な形状を有する缶を製造することができる立体形
状を有する缶の成型システム、缶胴成型装置及びその製
造方法を提供することにある。

【００１５】本発明の他の目的は、微細な形状のエンボ
スをも明確に缶胴に成型することができる立体形状を有
する缶の成型システム、缶胴成型装置及びその製造方法
を提供することにある。

【００１６】本発明の他の目的は、また、あらゆる形状
の缶を１つの装置で製造することができる立体形状を有
する缶の成型システム、缶胴成型装置及びその製造方法
を提供することにある。

【００１７】本発明の他の目的は、また、簡単な構成
で、安全性及び作業性が向上した立体形状を有する缶の
成型システム、缶胴成型装置及びその製造方法を有する
缶の製造方法を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、缶を
傷付けずに滑らかな形状の缶を得るということ、更に、
微細な形状を明瞭に出すにはいかなる手段を用いるべき
かという視点に立ち、様々な研究・実験を行ってきた。
その結果、缶を所定の形状が施された型にはめ、缶内部
に弾性部材を用いた装置を挿入し、この弾性部材を何ら
かの圧力で膨らませる装置であって、弾性部材はできる
だけ薄くし、かつ、缶を変形（膨張）できる圧力に対し
ても装置から弾性部材が外れないように保持できる手段
を設けることにより、前記目的が達成できることを見い
出した。

【００１９】すなわち、前記目的を達成するため、第１
の発明においては、立体デザインが内面に施された外型
に缶を嵌めた後、缶胴内に挿入して缶を内部から外型に
向かって押圧し、外型の内面に沿って缶を変形加工する
装置において、装置本体に第１流体通路を設け、かつ、
この装置本体の上下に凹部を設けると共に凹部の内壁全
周にわたって楔状部を設け、装置本体の外周を薄膜弾性
部材で覆い、かつ、薄膜弾性部材を凹部に折り込み、凹
部に封止部材を挿入して楔状部と共に薄膜弾性部材を装
置本体に封止し、第１流体通路に接続する第２流体通路
を封止部材の少なくとも一方に設ける構成からなること
を特徴とする缶胴成型装置を提供する。

【００２０】前記缶胴成型装置において、第１流体通路
は、凹部間の中心位置から放射線状に複数延在して設け
られ、第２流体通路は、中心位置において複数の第１流
体通路に接続され、流体通路にポンプを接続して圧力が
かけられた流体を装置本体に供給して薄膜弾性部材を膨
張させる構成とすることができる。

【００２１】また、第２の発明においては、第１ステー
ジが、缶を搬送する入口搬送路と、出口搬送路と、前記
入口搬送路と出口搬送路とを接続する缶受渡部とからな
り、第２ステージが、立体デザインが内面に施された外
型が装着された型締め手段からなり、搬送手段で入口搬
送路を搬送されて来た缶を第２ステージへ運ぶと共に缶
胴成型終了後に缶を第２ステージから出口搬送路に運
び、型締め手段によって外型内に型締めされた缶胴内に
缶胴成型手段を挿入して缶を内部から外型に向かって押
圧し、外型内面に施された立体デザインに沿って缶を変
形加工する構成からなり、缶胴成型手段は、その本体に
第１流体通路を備え、かつ、本体の上下に凹部を備える
と共に凹部の内壁全周にわたって楔状部を備え、本体の
外周を薄膜弾性部材で覆い、かつ、薄膜弾性部材を凹部
に折り込み、凹部に封止部材を挿入して楔状部と共に薄
膜弾性部材を本体に封止し、第１流体通路に接続する第
２流体通路を封止部材の少なくとも一方に設けることを
特徴とする立体形状を有する缶の成型システムを提供す
る。

【００２２】前記缶胴成型システムにおいて、第２ステ
ージは、型締め手段を支持する支持手段を備え、型締め
手段は、立体デザインが施され、２分割された外型と、
２分割された外型にそれぞれ接続され、型締めを行うト
グルプレス機構と、トグルプレス機構に接続されて外型
の型締めを行うシリンダとから構成されることができ
る。

【００２３】前記缶胴成型システムにおいては、シリン
ダを、２分割された外型に接続されたトグルプレス機構
にそれぞれ対応して設けると共に、２分割された各外型
に接続されたトグルプレス機構同士を接続して、外型に
対する肘張りプレス動作を連動して行わせる連動用連結
部材を備える構成とすることができる。

【００２４】また、前記缶胴成型システムにおいては、
前記第２ステージを前記第１ステージ上に設けることが
できる。

【００２５】更に、前記缶胴成型システムにおいて、搬
送手段は、搬送されて来た缶を入口搬送路上で一時停止
させるストッパーと、ストッパーによる一時停止が解除
された缶を受け取り、缶を入口搬送路から缶受渡部へ搬
送すると共に、缶胴成型終了後、缶を缶受渡部から出口
搬送路へ搬送するハンドと、缶受渡部に運ばれた缶を第
２ステージに設けられた型締め手段へ搬送すると共に、
缶胴成型終了後、缶を缶受渡部へ搬送する、缶受渡部に
設けられたリフターとから構成されることができる。

【００２６】前記搬送手段は、ハンドにより運ばれた缶
を、リフター上に位置決めするガイドを備え、このガイ
ドは、ガイドシリンダに前進後退可能に取り付けられ
て、ハンドが缶を搬送しリフター上に到達する直前に前
進して缶をリフター上に位置決めし、その後直ちに後退
するよう構成され、ハンドをハンドシリンダに取り付け
て前進後退可能に構成し、更にハンドシリンダをスライ
ドシリンダに取り付けて入口搬送路と缶受渡部との間を
往復可能に構成し、ハンドをハンドシリンダの動作で前
進させて入口搬送路上で缶を受け取り、前進した状態の
ままスライドシリンダの動作で缶受渡部まで移動してリ
フター上に缶を載置した後、ハンドシリンダの動作で後
退し、後退した状態で缶の受け取り位置へ戻るよう構成
されることができる。

【００２７】前記缶胴成型システムにおいて、前記ハン
ドを断面Ｖ字状に形成して缶を保持可能にし、更にＶ字
状に延在する部分の一方に、缶を缶受渡部から出口搬送
路へ押し出すための突出部を設ける構成とすることがで
きる。

【００２８】前記缶胴成型システムにおいて、前記リフ
ターは、第１載置台と、第１載置台上に連結部材を介し
て上下に動作可能に設けられると共に、上面に缶を載せ
て固定する固定手段を有する第２載置台と、第１及び第
２載置台を缶受渡部から型締め手段に運ぶシリンダとか
ら構成されることができる。

【００２９】

【００３０】前記缶胴成型手段において、第１流体通路
は、凹部間の中心位置から放射線状に複数延在して設け
られ、第２流体通路は、中心位置において複数の第１流
体通路に接続され、流体通路にポンプを接続して圧力が
かけられた流体を本体に供給して、薄膜弾性部材を膨張
させる構成とされることができる。

【００３１】第３の発明においては、また、前記第１の
発明の缶胴成型装置により缶胴に立体形状を成型するこ
とを特徴とする立体形状を有する缶の製造方法を提供す
る。

【００３２】第４の発明においては、更に、前記第２の
発明の缶胴成型システムにより缶胴に立体形状を成型す
ることを特徴とする立体形状を有する缶の製造方法を提
供する。

【００３３】

【作用】第１の発明の缶胴成型装置は、内周に缶の形状
となる形状が施された外型に缶をはめた後、この缶内部
に挿入して用いられる。そして、この状態から、所定の
圧力をかけた流体を流体通路を介して薄膜弾性部材の内
側に供給して缶を内部から外型に向かって押圧すること
によって、缶は外型の形状に沿って変形し、その結果、
缶に立体形状を形成することができる。すなわち、本発
明においては、外型のデザイン次第で様々な形状の缶を
製造することができる。

【００３４】前記装置においては、薄膜弾性部材を膨張
させる際に、流体圧を用いることとしたため、薄膜弾性
部材の内側に対して直角にかつ均等に圧力を分布させる
ことができ、かつ、その圧力をいかなる方向にも、いか
なる隅部にも及ぼすことができる。したがって、外型の
形状に対応して薄膜弾性部材を忠実に変化させることが
できるため、缶に微細な形状を明瞭に施すことができ
る。なお、薄膜弾性部材は、装置本体の楔状部と封止部
材とによって、確実に装置本体の周囲に封止されるた
め、流体圧によって外れることはない。

【００３５】また、缶内部に本発明に係る装置を挿入
し、液体を加圧して送り込み、缶胴を内側から押し広げ
るため、缶胴表面は至って滑らかな形状が得られる。

【００３６】更に、流体通路を放射状に延在させること
にしたため、流体通路断面積が大きくとれ、薄膜弾性部
材全体を瞬時に膨張させることができる。

【００３７】また、第２の発明においては、搬送路が設
けられた第１ステージと、型締め手段が設けられた第２
ステージと、缶を第１ステージから第２ステージへ、第
２ステージから第１ステージへ搬送する搬送手段と、缶
胴に立体形状を成型する缶胴成型手段とからなるため、
缶をスムーズに搬送することができ、缶胴に連続的に様
々な立体形状を施すことができる。

【００３８】更に、第３及び第４の発明においては、前
記第１及び第２の発明を用いて缶胴に立体形状を成型す
ることにしたため、様々な形状の缶を連続的に製造する
ことができる。

【００３９】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面を参照しつつ
詳細に説明する。

【００４０】図１は、本実施例の缶胴成型システムの側
面図である。この缶胴成型システムは、缶を搬送するた
めの第１ステージ１と、第１ステージ上に設けられ、成
型する缶８０を型締めする型締め装置１１を有する第２
ステージ１０とからなる。

【００４１】図２（ａ）及び（ｂ）は、第１ステージ１
の平面図を示し、図３（ａ）、（ｂ）は、第２ステージ
１０の平面図を示している。以下に詳細に説明するが、
前記缶胴成型システムは、更に、第１ステージ１から缶
８０を缶受渡部５まで搬送するハンド２０と、缶受渡部
５まで搬送された缶８０をハンド２０と共にリフター通
過孔６上に位置決めするガイド３０と、リフター通過孔
６から上昇して缶８０を型締め装置１１まで搬送するリ
フター４０とから構成されている。

【００４２】図２（ａ）及び（ｂ）に基づいて、更に缶
胴成型システムを説明する。第１ステージ１は、ハンド
２０まで缶８０を搬送する入口コンベア２ａと、缶胴成
型が終了した缶８０を次の工程へ搬送する出口コンベア
２ｂと、リフター通過孔６を備え、入口コンベア２ａと
出口コンベア２ｂとを接続する缶受渡部５と、入口及び
出口コンベア２ａ及び２ｂを駆動するモータ２９に接続
された駆動ベルト４と、駆動ベルト４によって駆動さ
れ、入口及び出口コンベア２ａ及び２ｂを駆動するロー
ラ３とから構成されている。

【００４３】缶８０は、入口コンベア２ａから後述する
第２ステージ１０に搬送され、缶胴が成型された後、出
口コンベア２ｂに送られ、次の行程に進む。

【００４４】ハンド２０は、ハンドシリンダ２１に接続
され、ハンドシリンダ２１は、更にスライドシリンダ２
２に接続されている。すなわち、ハンド２０は、ハンド
シリンダ２１によって前進後退可能で、かつ、スライド
シリンダ２２によって入口コンベア２ａと、リフター４
０上間を往復可能に構成されている。なお、ハンド２０
とハンドシリンダ２１は、ハンド２０を出口コンベア２
ｂ方向に向け、斜めの状態でスライドシリンダ２２に取
り付けられる。

【００４５】また、ハンド２０は、基部２３と、基部２
３から入口コンベア２ａに対して平行に延在するように
設けられた右延在部２４と、基部２３から出口コンベア
２ｂ方向へ斜めに延在して設けられた左延在部２５とか
ら構成される断面Ｖ字状の形状を有しており、更に、左
延在部２５先端部には、出口コンベア２ｂ方向に突出す
る突出部２６を備えている。

【００４６】ハンド２０の手前には、ストッパー２８が
設けられており、入口コンベア２ａ上を送られてきた缶
８０を一時停止させ、ハンド２０に受け渡すタイミング
を調節している。

【００４７】図１に戻り、リフター４０は、第１缶載置
台４１と、第１缶載置台４１上に連結棒４５（図６参
照）を介して上下に動作可能で缶８０が直接載置される
第２缶載置台４２と、第１及び第２缶載置台４１及び４
２を上下させて缶８０を第２ステージ１０に搬送するた
めのリフターシリンダ４３とから構成されている。な
お、第１及び第２缶載置台４１及び４２の詳細な動作
は、缶の成型の説明時に行う。

【００４８】再び図２に戻り、第１ステージ１上には、
リフター４０を中心にハンド２０と対向する位置に、ガ
イドシリンダ３１に接続され、前進・後退可能なガイド
３０が設けられている。このガイドは、ハンド２０によ
り缶８０がリフター４０上に搬送された際に前進して、
ハンド２０と共にリフター４０に缶を載せるための位置
決めを行う。ガイド３０は、前記位置決めを行うと直ち
に、ガイドシリンダ３１の動作により後退する。

【００４９】この図２に示される第１ステージ１と、ハ
ンド２０及びストッパー２８の動作は、以下の通りであ
る。

【００５０】まず、入口コンベア２ａ上を送られてきた
缶８０を、ストッパー２８を時計方向に回転させて一時
停止させる。ハンド２０は、スライドシリンダ２２上を
スライドして入口コンベア２ａ上に到達した後、ハンド
シリンダ２１により前進し、図２（ａ）において実線で
示された状態となる。そして、ストッパー２８が反時計
方向に回転して缶８０の１個をハンド２０へ送り出し、
再度時計方向に回転して次の缶８０を一時停止させる。
缶８０を受け取ったハンド２０は、缶受渡部５に設けら
れたリフター通過孔６上、すなわち、リフター４０上へ
スライドシリンダ２２の動作によりスライドする。

【００５１】ここで、ハンド２０が断面Ｖ字状に形成さ
れているのは、缶８０を掴み易くし、かつ、搬送中に缶
８０がハンド２０から飛び出さないようにするためであ
る。そして、缶８０がリフター４０上に搬送される直前
に、ガイド３０が前進して、ハンド２０と共に缶８０を
リフター４０上、すなわち、リフター通過孔６上に位置
決めする。その後、ガイド３０は直ちにガイドシリンダ
３１の動作により後退すると共に、ハンド２０もハンド
シリンダ２１の動作により後退する。このとき、缶８０
は、ハンド２０とガイド３０が後退すると同時に、リフ
ター４０によって第２ステージ１０に搬送される。ハン
ド２０は、更に、スライドシリンダ２２の動作により入
口コンベア２ａまでスライドして戻る。なお、ハンド２
０は、Ｖ字状に形成されているため、わずかに後退させ
るのみでハンド２０の内側と缶８０との間に隙間がで
き、リフター４０によって缶８０が持ち上げられたと
き、缶８０の巻締め部がハンド２０に引っかかるという
ことはない。すなわち、ハンド２０の形状をＶ字状にし
たため、ハンド２０を前進又は後退させるハンドシリン
ダ２１のストロークを最小にすることができる。更に、
ハンド２０の左延在部２５は、リフターロッド４４をひ
っかけない寸法になっている。そのため、ハンド２０自
体をハンドシリンダ２１の動作により後退させれば、リ
フター４０が、ハンド２０の高さ越えて第２ステージ１
０に向けて上昇しても、ハンド２０の左延存部２５がリ
フター４０及びリフターロッド４４に引っかかることな
く（図１参照）、ハンド２０を入口コンベア２ａに戻す
ことができる。

【００５２】缶８０は、後述するように、第２ステージ
１０で缶胴が成型されて所定の立体形状が形成される。
その後、缶８０は、再びリフター４０により、缶受渡部
５まで戻される。そして、ハンド２０は、前述したよう
に次の缶８０を受け取り、リフター通過孔６上に新たな
缶８０を搬送する。この時、ハンド２０の左延在部２５
先端部には、出口コンベア２ｂ方向に突出した突出部２
６が設けられているため、ハンド２０がリフター通過孔
６上に到達すると同時にリフター通過孔６上に存在する
成型後の缶８０をその突出部２６で出口コンベア２ｂ方
向へ押し出す。これにより、成型後の缶８０を出口コン
ベア２ｂに搬送するための他の手段を設けることなく、
ハンド２０のみで缶８０を入口コンベア２ａからリフタ
ー４０上に運び、そして、出口コンベア２ｂ上に運ぶこ
とを最小の動作で行うことができる。

【００５３】次に、第２ステージ１０の構成及び動作を
説明する。図３は第２ステージ１０の平面図を示し、図
３（ａ）は、外型を開いた状態、図３（ｂ）は、外型を
型締めした状態を示している。

【００５４】第２ステージ１０は、支持部材１８（図１
参照）によって上下に位置調節可能に設けられた型締め
装置１１からなる。型締め装置１１は、ロッド１３上を
進退移動するように取り付けられ、缶胴に成型する立体
形状が内面に施された外型１２ａ及び１２ｂと、この外
型１２ａ及び１２ｂの外形形状に適合する外型アダプタ
１９ａ及び１９ｂと、外型アダプタ１９ａ及び１９ｂを
保持する外型ホルダー１５ａ及び１５ｂと、２分割され
た外型ホルダー１５ａ及び１５ｂにそれぞれ設けられ、
外型ホルダー１５ａ及び１５ｂを進退移動させると共に
型締めを確実に行うための第１及び第２トグルプレス機
構１４ａ及び１４ｂと、第１及び第２トグルプレス機構
１４ａ及び１４ｂを介して外型１２ａ及び１２ｂに対し
て肘張りプレス動作を行わせる第１及び第２型締めシリ
ンダ１６ａ及び１６ｂと、第１及び第２トグルプレス機
構１４ａ及び１４ｂ同士を接続し、それぞれの肘張りプ
レス動作を同時に行わせるための連動用連結部材１７と
から構成される。なお、外型１２ａ及び１２ｂの中央、
すなわち、缶８０を型締めする部分には、後述する缶胴
形成装置５０が配置されている（図３において図示せ
ず。）。ここで、外型１２ａ及び１２ｂを外型アダプタ
１９ａ及び１９ｂにはめ、外型アダプタ１９ａ及び１９
ｂを外型ホルダー１５ａ及び１５ｂにはめることにした
のは、外型１２ａ及び１２ｂの外形形状がいかなる形状
であっても、取り付け可能にするためである。

【００５５】この第２ステージ１０の動作を、図３と図
４を参照しつつ説明する。なお、図４は、第２ステージ
１０における動作の説明図であり、前述のように、外型
１２ａ及び１２ｂの中央に缶胴成型装置５０が配置され
た様子が示されている。

【００５６】まず、リフター４０上に載置された缶８０
は、リフターシリンダ４３により第２ステージ１０の外
型１２ａ及び１２ｂの中央に向かって持ち上げられ（図
４（ａ）、（図１参照））、外型１２ａ及び１２ｂの中
央に配置された缶胴成型装置５０が缶８０内部に相対的
に挿入される（図４（ｂ））。そして、型締めが始めら
れる。

【００５７】図３（ａ）に示されるように、第１型締め
シリンダ１６ａは、トグルプレス機構１４ａ中のトグル
クランクを伸ばし、外型１２ａを中央に向かって前進さ
せる。第２型締めシリンダ１６ｂは、曲げられた状態に
あるトグルプレス機構１４ｂ中のトグルクランクを伸ば
し、外型１２ｂを中央に向かって前進させる。この動作
により、図３（ｂ）及び図４（ｃ）に示されるように、
缶８０を型締めすることができる。なお、第１及び第２
トグルプレス機構１４ａ及び１４ｂが連動用連結部材１
７によって連結されているため、型締めシリンダが２つ
設けられていようとも、各トグルクランクの曲げ伸ばし
動作は連動して同時に行われる。すなわち、型締めシリ
ンダを２つ設けたことにより、型締め力が増すと共に型
締め動作をスムーズに行うことができ、かつ、２つのシ
リンダの動作タイミングが例えずれたとしても、そのず
れは連動用連結部材１７によって補償される。更に、型
締め動作は同時に行われるため、それぞれの反動が相殺
され、型締め動作中の振動を防止できる。

【００５８】また、トグルクランクは、一度型締めシリ
ンダ１６ａ及び１６ｂによって伸ばされた状態にされる
と、缶胴成型時に外型１２ａ及び１２ｂを押し広げよう
とする力によっては決して折れ曲がることなく、確実に
型締めすることができる。一方、型締めを解除する際に
は、トグルクランクの屈曲部分を型締め方向と直交する
方向に引き又は押すのみであるため、簡単にかつ速く型
を開くことができる。

【００５９】図３（ｂ）及び図４（ｃ）に示される型締
め状態で、缶胴成型装置５０により缶に立体形状が形成
される。なお、缶胴成型装置５０による缶胴成型動作
は、後に詳細に説明する。その後、型締めが解除され、
リフター４０の動作により缶８０がリフター通過孔６ま
で降ろされ（図４（ｄ））、前述したハンド２０の動作
により、出口コンベア２ｂに押し出される（図１及び図
２（ａ））。

【００６０】図５は、缶胴成型装置５０を示し、図５
（ａ）及び（ｂ）は側面断面図、図５（ｃ）は平面図を
示している。この装置は、本体となる、左右一対の凹部
５２を有する断面Ｈ字状の円筒状部材５１と、この円筒
状部材５１の周囲に設けられ、内側から水圧がかけられ
て膨張し、缶胴を外型１２ａ及び１２ｂに押圧する薄膜
弾性部材５３と、円筒状部材５１と共に弾性部材５３が
外れないようにかつ気密性を保つことができるように封
止する第１及び第２円柱部材５４及び５５とから構成さ
れている。

【００６１】円筒状部材５１は、凹部５２を仕切る仕切
壁５６内部に外部に通じる第１流体通路５７が形成され
ると共に、前記凹部５２の開口部の内側全周にわたって
楔状部５８が形成されている。この楔状部５８は、凹部
５２の開口部から底部に向かって肉厚となるように形成
されており、薄膜弾性部材５３が第１及び第２円柱部材
５４及び５５によって押しつけられ、前記肉厚部の角部
５９が薄膜弾性部材５３に食い込むことと、楔状部５８
と第１及び第２円柱部材５４及び５５とに対する摩擦に
よって薄膜弾性部材５３が水圧によって外れることを防
止する。なお、楔状部５８は、前述の構成に限られず、
少なくとも凹部５２の内面に、凹部５２の開口部に向か
って内径が大きくなるような突条であれば良い。

【００６２】薄膜弾性部材５３は、例えば、厚さ２ｍｍ
程度のゴムからなり、円筒状部材５１に被せられかつ両
端が円筒状部材５１の前記凹部５２に折り込まれる。そ
の結果、円筒状部材５１の楔状部５８と第１及び第２円
柱部材５４及び５５によって円筒状部材５１に封止され
る。

【００６３】第１円柱部材５４は、円筒状部材５１の凹
部５２の内部形状に適合した形状を有している。この第
１円柱部材５４の中央には、円筒状部材５１の凹部５２
を仕切る仕切壁５６に設けられた第１流体通路５７に通
じる第２流体通路６０が形成されている。この第２流体
通路６０には、ポンプ７０に接続され、所定の圧力がか
けられた水が供給される。そして、この第１円柱部材５
４を円筒状部材５１の一方の凹部５２に挿入することに
よって、第２流体通路６０と第１流体通路５７とが接続
され、かつ、円筒状部材５１の楔状部５８と共に薄膜弾
性部材５３を円筒状部材５１の周囲に封止することがで
きる。

【００６４】第２円柱部材５５は、前記第１円柱部材５
４と同様の形状を有しており、円筒状部材５１の他方の
凹部５２に挿入されて、同じく円筒状部材５１の楔状部
５８と共に薄膜弾性部材５３を封止する。

【００６５】なお、第１及び第２円柱部材５４、５５
は、円筒状部材５１から外部に露出した面からねじ６３
が挿入され、円筒状部材５１の凹部５２を仕切る仕切壁
５６にて固定される。そして、薄膜弾性部材５３の特性
が劣化したような場合は、第１及び第２円柱部材５４、
５５を外すことにより、容易に薄膜弾性部材５３を交換
することができる。

【００６６】また、薄膜弾性部材５３は、前述した円筒
状部材５１の楔状部５８と第１及び第２円柱部材５４及
び５５とによって円筒状部材５１の周囲に他の手段を設
けることなく封止されて缶胴成型のための水圧にも耐え
得るようになっている。本装置は、通常３０から５０ｋ
ｇ／ｃｍ^２の水圧を用いるが、本実施例の構成によれ
ば、８０から９０ｋｇ／ｃｍ^２の水圧にも耐えることが
でき、薄膜弾性部材５３が円筒状部材５１から外れるこ
とはない。なお、薄膜弾性部材５３を封止する強度を更
に増すために、薄膜弾性部材５３を円筒状部材５１の凹
部５２の内周に接着することを併用しても良い。

【００６７】更に、この缶胴成型装置５０に接続される
ポンプ７０は、エアーシリンダ部７１と、ウォーターポ
ンプ部７２とからなり、エアーシリンダ部７１で、ウォ
ーターポンプ部７２に満たされた水を押圧し、所定の圧
力の水を第１及び第２流体通路５７、６０に供給して、
薄膜弾性部材５３を膨張させる。

【００６８】次に、この缶胴成型装置５０を用いて缶に
立体形状を形成する方法を説明する。

【００６９】まず、外型１２ａ及び１２ｂの内面に、缶
胴に形成する立体形状を形成し、デザイン部６４を形成
する。このデザイン部６４は、どのような形状であって
も良く、例えば、缶をひょうたん型にしたければ、その
形状を施せば良い。また、果物や縄編みの形状のエンボ
ス加工を缶胴に施したければ、その形状を外型１２ａ及
び１２ｂの内面に施せば良い。

【００７０】準備された外型１２ａ及び１２ｂを前述し
た型締め装置１１に取り付け、前述の工程に従って、缶
８０を外型１２ａ及び１２ｂにはめると共にリフター４
０の上昇によって缶胴成型装置５０を相対的に缶胴内部
に挿入する（図５（ａ）、図４（ａ）から（ｃ）参
照）。その後、ポンプ７０から第２流体通路６０に、例
えば、３０から５０ｋｇ／ｃｍ^２まで加圧された水が供
給され、その水は、第１流体通路５７を通って薄膜弾性
部材５３の内側に達する。薄膜弾性部材５３は、その水
圧によって膨張し、缶８０を内側から外型１２ａ及び１
２ｂに形成されたデザイン部６４に向かって押圧し、缶
８０を膨張させる。（図５（ｂ）参照）。

【００７１】水圧によれば、薄膜弾性部材５３の内側に
対して直角にかつ均等に圧力を分布させることができ、
かつ、その圧力は、いかなる方向にも、いかなる隅部に
及ぶ。また、本実施例の弾性部材５３の厚さは、２ｍｍ
と薄いため、水圧によりデザイン部６４の形状に対応し
ていかなる形状にでも変化させることができる。

【００７２】したがって、缶８０は、薄膜弾性部材５３
によって、内周全面が均一に押圧されるため、デザイン
部６４に向かって膨張し、表面に所定のデザインが施さ
れた立体形状が形成される。図５には、説明の便宜上、
単純な形状のデザイン部６４が示されているが、複雑な
デザインが外型１２ａ及び１２ｂの内面に形成されてい
たとしても、前述したあらゆる方向に均一に圧力をかけ
ることができるという水圧の特徴と、あらゆる形状に対
応して変化することができる薄膜弾性部材５３を利用す
る本実施例の缶胴成型装置５０を用いれば、容易にエン
ボス加工まで缶８０に施すことが可能である。

【００７３】なお、本実施例のように缶胴を成型して立
体形状を施す場合、缶が横方向に膨張するため、缶８０
の高さが短くなる。この様子を図６（ａ）から（ｆ）に
示す。

【００７４】缶８０の高さが短くなると、リフター４０
の高さ調節を行わなければ、缶８０から第２載置台４２
が外れ、缶を缶受渡部５まで降ろすことができなくな
る。しかし、成型する缶８０は、その板厚、材質、立体
デザイン等により縮む長さが異なるため、缶胴成型中に
リフター４０の高さ調節を行うことは困難である。そこ
で、本実施例においては、缶８０を、第１載置台４１
と、連結棒４５を介して第１載置台４１に設けられた第
２載置台４２に載置することとした（図６（ａ））。第
２載置台４２には、磁石が設けられており、缶８０の底
部に吸着している。なお、この吸着のためには、磁石に
限らず、吸盤や、バキュームエアで吸引する手段を用い
ても良い。

【００７５】缶８０は、リフター４０により外型１２ａ
及び１２ｂ内に搬送されて成型される（図６（ｂ））。
この第１及び第２載置台４１及び４２によれば、図６
（ｃ）に示されるように成型時に缶８０が横方向に膨張
してその高さが短くなった場合であっても、連結棒４５
に沿って、第２載置台４２が缶８０と共に上方に移動す
ることができ、缶８０を載置し続けることができる。成
型後、缶８０を缶受渡部５に降ろすとき、外型１２ａ及
び１２ｂが開くと同時に、成型後の缶８０が載置された
第２載置台４２が第１載置台４１上に再び載置され、リ
フターシリンダ４３の動作で缶８０を缶受渡部５に降ろ
すことができる（図６（ｄ））。そして、缶８０の底部
が缶受渡部５に着くと、リフター４０は、缶８０の径よ
り小さいリフター４０のみが通過できるリフター通過孔
６を通って下に降りるので、缶８０の底部は、リフター
通過孔の周囲に引っかかり（図６（ｅ））、缶８０の底
部から第２載置台４２が外れ、缶８０のみが缶受渡部５
上に残る（図６（ｆ））。このとき、第２載置台４２
は、缶８０について缶受渡部５に残ろうとするが、第２
載置台４２に連結された連結棒４５の他端に設けられた
拡径部４６が第１載置台４１の下面に引っかかり、第２
載置台４２を引き下げて缶８０から離すことができる
（図６（ｅ）、（ｆ））。その後、缶８０は、ハンド２
０に設けられた突出部２６によって出口コンベア２ｂに
押し出される（図２（ｂ）参照）。

【００７６】以上、本実施例のシステムの構成及び動作
を説明したが、その動作をまとめると図７から図９のタ
イミングチャートのようになる。すなわち、本実施例の
システムを構成する各部材の動作タイミングは、プログ
ラムされた制御手段により行われている。図７〜図９の
タイミングチャートには、缶８０を入口コンベア２ａ上
で一時停止させるストッパー２８、缶８０をリフター４
０に移動させるハンド２０、ハンド２０をスライドさせ
るスライドシリンダ２２、缶８０をリフター４０上に位
置決めするガイド３０、缶８０を第２ステージ１０に搬
送するリフター４０、缶８０に立体形状を施すために用
いる外型１２ａ、１２ｂ及び缶胴成型装置５０に圧力が
かけられた水を供給するポンプ７０の動作タイミングが
示されている。

【００７７】なお、本実施例のシステムにおいては、缶
８０を１個でも、複数の缶を間欠的に又は連続的に供給
した場合であっても、缶８０に立体形状を形成すること
ができる。

【００７８】すなわち、缶８０が１個の場合は、そのこ
とを制御手段が検知し、単発排出モードを選択する。こ
の場合は、前述したように、缶８０を入口コンベア２ａ
上に停止させ、ハンド２０でリフター４０に載せ、外型
１２ａ及び１２ｂで型締めすると共に缶胴成型装置５０
で缶８０に立体形状を施し、更にリフター４０で缶受渡
部５まで缶８０を運ぶ。そして、ハンド２０は、新たな
缶８０が供給されない場合、再度リフター４０上に移動
し、成型後の缶８０を出口コンベア２ｂ上に押し出す。
以上が単発排出モードの動作の概略であり、このタイミ
ングは、図７に示されている。

【００７９】また、缶８０が間欠的に送られて来た場合
は、単発モードで処理することができる。そのタイミン
グは、図８に示されている。

【００８０】缶８０が連続的に入口コンベア２ａ上を供
給されて来た場合、制御手段がそのことを検知して連続
モードを選択する。この動作のタイミングについては、
図９に示されている。

【００８１】図１０（ａ）から（ｄ）に、本実施例の缶
胴成型システム及び缶胴成型装置によって成型された立
体形状を有する缶８０を示す。これらの形状は、前述の
ように外型１２ａ及び１２ｂの内面にデザイン部６４を
形成することにより、容易に形成することができる。し
たがって、リンゴジュースの缶には、図８（ｄ）に示さ
れるようなリンゴをかたどったエンボスを有する缶を使
用することができる等、多様な缶の形状を得ることがで
き、缶の形状により内容物の種類まで表現することも可
能となる。すなわち、本実施例のシステムによれば、外
型の形状によって自由な形状の缶を製造することができ
る。

【００８２】なお、本実施例において、薄膜弾性部材５
３に水圧のみを加えることによって缶８０に立体形状を
成型する構成としたが、缶８０に軸加重を加えることに
より、約５ｋｇ／ｃｍ２程度水圧を減少することができ
ると共に凹凸の激しい立体形状デザインが成型できるこ
とも確認されている。また、缶８０を挟んで一方は外型
１２ａ及び１２ｂで他方は弾性部材５３であるため、板
厚が異なった缶胴を使っても何ら成型に影響はない。し
たがって、円筒状の缶に限らず、板状のもの等、様々な
材料に立体形状を成型する場合にも本実施例のシステム
を応用することが可能である。更に、缶８０に立体形状
を形成することにより、材料の使用量が同等でも缶の内
容量がアップし、製造コストを下げることができ、更に
は、缶の滑り止めとすることもできる。また、缶胴成型
に水圧を用いることとしたが、空気圧、油圧であっても
良い。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、今
までにない自由な形状を有する缶を製造することがで
き、更には、微細な形状のエンボスをも明確に缶胴に成
型することができる。また、あらゆる形状の缶を１つの
装置で製造することができ、簡単な構成で、安全性及び
作業性を向上させることができる。

【００８４】更に、今までの缶の概念を打ち破る新たな
形状を有する缶を市場に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における缶胴成型システムの側
面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施例における
缶胴成型システムを構成する第１ステージの平面図であ
る。

【図３】本発明の実施例における缶胴成型システムを構
成する第２ステージの平面図であり、（ａ）は外型を開
いた状態、（ｂ）は型締めした状態を示している。

【図４】（ａ）から（ｄ）は、図３に示される第２ステ
ージにおける型締めの様子を示す説明図である。

【図５】本発明の実施例における缶胴成型システムを構
成する缶胴成型装置の断面図及び平面図であり、（ａ）
はその装置を缶胴内部に挿入した状態の断面図、（ｂ）
はその装置により缶胴を成型している状態の断面図、
（ｃ）は、その装置の平面図である。

【図６】（ａ）から（ｆ）は、本発明の実施例における
缶胴成型システムを構成するリフターの動作説明図であ
る。

【図７】本発明の実施例における缶胴成型システムを構
成する各部材の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図８】本発明の実施例における缶胴成型システムを構
成する各部材の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図９】本発明の実施例における缶胴成型システムを構
成する各部材の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。

【図１０】（ａ）から（ｄ）は、本発明の実施例におけ
る缶胴成型システムによって製造された缶を示す斜視図
である。

【図１１】（ａ）は従来の缶胴成型装置の構成を示す一
部断面図で、（ｂ）は平面図である。

【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、従来の缶胴成型装置の
構成を示す断面図である。

【図１３】従来の缶胴成型装置の構成を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 第１ステージ ２ａ 入口コンベア ２ｂ 出口コンベア ３ ローラー ４ 駆動ベルト ５ 缶受渡部 ６ リフター通過孔 １０ 第２ステージ １１ 型締め装置 １２ａ、１２ｂ 外型 １３ ロッド １４ａ、１４ｂ 第１及び第２トグルプレス機構 １５ａ、１５ｂ 外型ホルダー １６ａ、１６ｂ 第１及び第２型締めシリンダ １７ 連動用連結部材 １８ 支持部材 １９ａ、１９ｂ 外型アダプタ ２０ ハンド ２１ ハンドシリンダ ２２ スライドシリンダ ２３ 基部 ２４ 右延在部 ２５ 左延在部 ２６ 突出部 ２８ ストッパー ２９ モータ ３０ ガイド ３１ ガイドシリンダ ４０ リフター ４１ 第１缶載置台 ４２ 第２缶載置台 ４３ リフターシリンダ ４４ リフターロッド ４５ 連結棒 ４６ 拡径部 ５０ 缶胴成型装置 ５１ 円筒状部材 ５２ 凹部 ５３ 薄膜弾性部材 ５４ 第１円柱部材 ５５ 第２円柱部材 ５６ 仕切壁 ５７ 第１流体通路 ５８ 楔状部 ５９ 角部 ６０ 第２流体通路 ６３ ネジ ６４ デザイン部 ７０ ポンプ ７１ エアーシリンダ部 ７２ ウォータポンプ部 ８０ 缶 ９０ 軸 ９１ 角錐部材 ９２ 空気抜孔 ９３ 押圧部材 ９４ 中空部 ９５ 弾性部材 ９６ ダイ ９７ 輪状凹条 ９８ プレス機 ９９ ラム １００ ポンチ １０１ 弾性部材 １０２ 空洞 １０３ 油圧発生シリンダ １０４ 輪状突条

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 立体デザインが内面に施された外型に缶
   を嵌めた後、缶胴内に挿入して前記缶を内部から外型に
   向かって押圧し、前記外型の内面に沿って前記缶を変形
   加工する装置において、 装置本体に第１流体通路を設け、かつ、この装置本体の
   上下に凹部を設けると共に前記凹部の内壁全周にわたっ
   て楔状部を設け、 前記装置本体の外周を薄膜弾性部材で覆い、かつ、前記
   薄膜弾性部材を前記凹部に折り込み、 前記凹部に封止部材を挿入して前記楔状部と共に前記薄
   膜弾性部材を前記装置本体に封止し、前記第１流体通路
   に接続する第２流体通路を前記封止部材の少なくとも一
   方に設ける構成からなることを特徴とする缶胴成型装
   置。
2. 【請求項２】 前記第１流体通路は、前記凹部間の中心
   位置から放射線状に複数延在して設けられ、 前記第２流体通路は、前記中心位置において前記複数の
   第１流体通路に接続され、 前記流体通路にポンプを接続して圧力がかけられた流体
   を前記装置本体に供給して前記薄膜弾性部材を膨張させ
   る構成からなる請求項１記載の缶胴成型装置。
3. 【請求項３】 第１ステージは、缶を搬送する入口搬送
   路と、出口搬送路と、前記入口搬送路と出口搬送路とを
   接続する缶受渡部とからなり、 第２ステージは、立体デザインが内面に施された外型が
   装着された型締め手段からなり、 搬送手段で前記入口搬送路を搬送されて来た缶を前記第
   ２ステージへ運ぶと共に缶胴成型終了後に前記缶を前記
   第２ステージから前記出口搬送路に運び、 前記型締め手段によって前記外型内に型締めされた缶胴
   内に缶胴成型手段を挿入して前記缶を内部から外型に向
   かって押圧し、前記外型内面に施された立体デザインに
   沿って前記缶を変形加工する構成からなり、 前記缶胴成型手段は、その本体に第１流体通路を備え、
   かつ、前記本体の上下に凹部を備えると共に前記凹部の
   内壁全周にわたって楔状部を備え、 前記本体の外周を薄膜弾性部材で覆い、かつ、前記薄膜
   弾性部材を前記凹部に 折り込み、 前記凹部に封止部材を挿入して前記楔状部と共に前記薄
   膜弾性部材を前記本体に封止し、前記第１流体通路に接
   続する第２流体通路を前記封止部材の少なくとも一方に
   設け ることを特徴とする立体形状を有する缶の成型シス
   テム。
4. 【請求項４】 前記第２ステージは、前記型締め手段を
   支持する支持手段を備え、 前記型締め手段は、立体デザインが施され、２分割され
   た外型と、前記２分割された外型にそれぞれ接続され、
   型締めを行うトグルプレス機構と、前記トグルプレス機
   構に接続されて前記外型の型締めを行うシリンダとから
   なる請求項３記載の立体形状を有する缶の成型システ
   ム。
5. 【請求項５】 前記シリンダを、前記２分割された外型
   に接続された前記トグルプレス機構にそれぞれ対応して
   設けると共に、前記２分割された各外型に接続された前
   記トグルプレス機構同士を接続して、前記外型に対する
   肘張りプレス動作を連動して行わせる連動用連結部材を
   備える請求項４記載の立体形状を有する缶の成型システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記第２ステージを前記第１ステージ上
   に設けてなる請求項３記載の立体形状を有する缶の成型
   システム。
7. 【請求項７】 前記搬送手段は、搬送されて来た前記缶
   を入口搬送路上で一時停止させるストッパーと、 前記ストッパーによる一時停止が解除された前記缶を受
   け取り、前記缶を前記入口搬送路から前記缶受渡部へ搬
   送すると共に、前記缶胴成型終了後、前記缶を前記缶受
   渡部から前記出口搬送路へ搬送するハンドと、 前記缶受渡部に運ばれた前記缶を前記第２ステージに設
   けられた型締め手段へ搬送すると共に、前記缶胴成型終
   了後、前記缶を前記缶受渡部へ搬送する、前記缶受渡部
   に設けられたリフターとからなる請求項３記載の立体形
   状を有する缶の成型システム。
8. 【請求項８】 前記搬送手段は更に、前記ハンドにより
   運ばれた缶を、前記リフター上に位置決めするガイドを
   備え、このガイドは、ガイドシリンダに前進後退可能に
   取り付けられて、前記ハンドが前記缶を搬送し前記リフ
   ター上に到達する直前に前進して前記缶を前記リフター
   上に位置決めし、その後直ちに後退するよう構成され、 前記ハンドをハンドシリンダに取り付けて前進後退可能
   に構成し、更に前記ハンドシリンダをスライドシリンダ
   に取り付けて前記入口搬送路と前記缶受渡部との間を往
   復可能に構成し、前記ハンドを前記ハンドシリンダの動
   作で前進させて前記入口搬送路上で前記缶を受け取り、
   前進した状態のまま前記スライドシリンダの動作で前記
   缶受渡部まで移動して前記リフター上に缶を載置した
   後、前記ハンドシリンダの動作で後退し、後退した状態
   で前記缶の受け取り位置へ戻るよう構成される請求項７
   記載の立体形状を有する缶の成型システム。
9. 【請求項９】 前記ハンドを断面Ｖ字状に形成して前記
   缶を保持可能にし、更に前記Ｖ字状に延在する部分の一
   方に、前記缶を前記缶受渡部から前記出口搬送路へ押し
   出すための突出部を設ける構成からなる請求項７記載の
   立体形状を有する缶の成型システム。
10. 【請求項１０】 前記リフターは、第１載置台と、 前記第１載置台上に連結部材を介して上下に動作可能に
    設けられると共に、上面に前記缶を載せて固定する固定
    手段を有する第２載置台と、 前記第１及び第２載置台を前記缶受渡部から前記型締め
    手段に運ぶシリンダとからなる請求項７記載の立体形状
    を有する缶の成型システム。
11. 【請求項１１】 前記第１流体通路は、前記凹部間の中
    心位置から放射線状に複数延在して設けられ、 前記第２流体通路は、前記中心位置において前記複数の
    第１流体通路に接続され、 前記流体通路にポンプを接続して圧力がかけられた流体
    を前記本体に供給して、前記薄膜弾性部材を膨張させる
    構成からなる請求項３記載の立体形状を有する缶の成型
    システム。
12. 【請求項１２】 請求項１記載の缶胴成型装置により缶
    胴に立体形状を成型することを特徴とする立体形状を有
    する缶の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項３記載の缶胴成型システムによ
    り缶胴に立体形状を成型することを特徴とする立体形状
    を有する缶の製造方法。