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JP6884052B2 - Can bottom molding method - Google Patents

Can bottom molding method Download PDF

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JP6884052B2
JP6884052B2 JP2017132090A JP2017132090A JP6884052B2 JP 6884052 B2 JP6884052 B2 JP 6884052B2 JP 2017132090 A JP2017132090 A JP 2017132090A JP 2017132090 A JP2017132090 A JP 2017132090A JP 6884052 B2 JP6884052 B2 JP 6884052B2
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Description

本発明は、缶の缶底に成形加工(ボトムリフォーム加工)を施す缶底成形方法に関する。 The present invention relates to a can bottom molding method in which a can bottom is molded (bottom reforming).

近年、アルミニウム缶等の缶に対する軽量化への要請があり、これには缶の厚さ(肉厚)を薄くすることが効果的である。しかしながら単純に缶の厚さを薄くすると、缶底にボトムグロースやバックリング等の変形が生じやすい。ボトムグロースとは、内容物が封入された缶の内圧の上昇等により缶底の環状凸部(リム)が変形する現象である。ボトムグロースが発生すると、缶の高さ(缶軸方向の全長)が変化して製造、出荷の不具合の原因となる。またバックリングとは、缶の内圧が耐圧強度を超えたときに、缶底のドーム部が反転してしまう現象である。 In recent years, there has been a demand for weight reduction of cans such as aluminum cans, and it is effective to reduce the thickness (wall thickness) of the cans. However, if the thickness of the can is simply reduced, the bottom of the can is likely to be deformed such as bottom growth and buckling. Bottom growth is a phenomenon in which the annular convex portion (rim) of the bottom of a can is deformed due to an increase in the internal pressure of the can containing the contents. When bottom growth occurs, the height of the can (total length in the can axis direction) changes, which causes manufacturing and shipping defects. Further, the buckling is a phenomenon in which the dome portion of the bottom of the can is inverted when the internal pressure of the can exceeds the compressive strength.

このような缶底の変形を防止する目的で、例えば下記特許文献1に示されるような、缶底成形装置によるボトムリフォーム加工(ボトムプロファイルリフォーマー加工、BPR加工)が提案されている。
缶底成形装置は、缶の缶胴を保持するスターホイールと、スターホイールに保持された缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸(スピンドル中心軸)を有する缶底成形ユニットと、スターホイール及び缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸と、回転軸をその中心軸回りに回転させる駆動モータと、を備えている。
また、缶底成形ユニットは、スターホイールに保持された缶の缶胴の開口端部を支持するトップ支持部材と、缶底を支持するボトム支持部材と、缶底に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸回りに回転して、缶底の環状凸部の内周壁を押圧するとともに周方向に延びる溝状の凹部を成形する押圧ローラと、を備える。
For the purpose of preventing such deformation of the can bottom, for example, bottom reform processing (bottom profile reformer processing, BPR processing) by a can bottom forming apparatus as shown in Patent Document 1 below has been proposed.
The can bottom molding apparatus includes a can bottom molding unit having a star wheel that holds the can body of the can, a spindle shaft (spindle center shaft) that extends so as to coincide with the can shaft of the can held by the star wheel, and a star wheel. It also includes a rotating shaft to which a can bottom forming unit is attached, and a drive motor that rotates the rotating shaft around its central axis.
Further, the can bottom forming unit reciprocates in the radial direction with respect to the top support member that supports the open end of the can body of the can held by the star wheel, the bottom support member that supports the can bottom, and the can bottom. It also includes a pressing roller that rotates around the spindle axis to press the inner peripheral wall of the annular convex portion of the can bottom and to form a groove-shaped concave portion extending in the circumferential direction.

駆動モータは、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット(以下、缶底成形ユニット等と省略する)を、回転軸の中心軸回りに回転(公転)させる。また駆動モータは、ギヤ機構等を介して押圧ローラを、スピンドル軸回り(スターホイールが保持する缶の缶軸回り)にも回転(公転)させる。なお、押圧ローラは該押圧ローラの中心軸回りに回転自在とされており、このため押圧ローラが環状凸部の内周壁に押圧された状態で上述のようにスピンドル軸回りに公転させられると、該押圧ローラはその中心軸回りに回転(自転)しながら内周壁上を転動する。 The drive motor rotates (revolves) the star wheel, the can held by the star wheel, and the can bottom forming unit (hereinafter, abbreviated as the can bottom forming unit and the like) around the central axis of the rotation axis. The drive motor also rotates (revolves) the pressing roller around the spindle shaft (around the can shaft of the can held by the star wheel) via a gear mechanism or the like. The pressing roller is rotatable around the central axis of the pressing roller. Therefore, when the pressing roller is pressed against the inner peripheral wall of the annular convex portion and revolved around the spindle axis as described above, The pressing roller rolls on the inner peripheral wall while rotating (rotating) around its central axis.

このように、缶底成形ユニット等が回転軸の中心軸回りに公転し、かつ押圧ローラが缶底成形ユニットのスピンドル軸回りに公転することで、スターホイールが保持する缶の缶底にボトムリフォーム加工が施され、凹部が成形される。そして、缶底に凹部が成形されることで、缶底の強度が高められ、ボトムグロースやバックリング等の変形が抑制される。 In this way, the can bottom molding unit or the like revolves around the central axis of the rotation axis, and the pressing roller revolves around the spindle axis of the can bottom molding unit to revolve the bottom of the can held by the star wheel. Processing is applied and recesses are formed. By forming the concave portion in the bottom of the can, the strength of the bottom of the can is increased, and deformation of the bottom growth, buckling, etc. is suppressed.

米国特許第5704241号明細書U.S. Pat. No. 5,704,241

上記従来の缶底成形装置では、下記の課題を有していた。
例えば、駆動モータの回転数を高めることにより、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度を高めて、生産効率を向上することが可能である。しかしながら、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度を高めると、これにともない押圧ローラのスピンドル軸回りの回転速度も高められる結果、スピンドル軸回りの遠心力の増大にともなう押圧ローラのリンク機構の延びや速度依存の影響等により、缶底に成形される凹部の深さ(成形量)が深くなってしまう。
The conventional can bottom molding apparatus has the following problems.
For example, by increasing the rotation speed of the drive motor, it is possible to increase the speed at which the can bottom forming unit or the like is rotated around the central axis of the rotation axis, and to improve the production efficiency. However, when the rotation speed around the central axis of the rotation axis of the can bottom forming unit or the like is increased, the rotation speed around the spindle axis of the pressing roller is also increased accordingly, and as a result, the pressing roller is accompanied by an increase in centrifugal force around the spindle axis. Due to the extension of the link mechanism and the influence of speed dependence, the depth (molding amount) of the concave portion formed on the bottom of the can becomes deep.

つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに回転させる速度に応じて凹部の深さも変化するため、装置の運転速度によって缶底の耐圧強度が変化してしまい、缶の品質にばらつきが生じる。具体的には、凹部の深さが深くなるほど、缶底の耐圧強度は高くなり、凹部の深さが浅くなるほど、缶底の耐圧強度は低下する。例えば、凹部の深さの変化量が0.5mm(BPR内径(直径)の変化量では1.0mm)の場合、缶底の耐圧強度は130kPa程度も変化してしまう。 That is, since the depth of the recess changes according to the speed at which the can bottom molding unit or the like is rotated around the central axis of the rotation axis, the pressure resistance strength of the can bottom changes depending on the operating speed of the device, and the quality of the can varies. Occurs. Specifically, the deeper the depth of the recess, the higher the pressure-resistant strength of the can bottom, and the shallower the depth of the recess, the lower the pressure-resistant strength of the can bottom. For example, when the amount of change in the depth of the recess is 0.5 mm (the amount of change in the BPR inner diameter (diameter) is 1.0 mm), the pressure resistance strength of the can bottom changes by about 130 kPa.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、装置の運転速度(缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる缶底成形方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is formed on the can bottom regardless of the operating speed of the device (corresponding to the rotation speed around the central axis of the rotation axis of the can bottom molding unit or the like). It is an object of the present invention to provide a can bottom forming method capable of stabilizing the processing accuracy of the concave portion to be formed.

本発明の一態様は、缶胴と缶底とを備えて有底筒状をなす缶の前記缶底に、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧ローラで押圧するとともに、前記押圧ローラを転動させて、前記環状凸部に周方向に延びる凹部を成形する缶底成形方法であって、前記缶の前記缶胴を保持するスターホイール、前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニット、及び、前記スターホイールと前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第1の回転速度に対する、前記缶底成形ユニットが含む前記押圧ローラを、前記スピンドル軸回りに回転させる第2の回転速度の比率を、前記第1の回転速度の大きさに応じて変化させることを特徴とする。 One aspect of the present invention is a dome portion that is recessed upward in the can axis direction in the can bottom of a can that has a can body and a can bottom and has a bottomed tubular shape, and an outer peripheral edge portion of the dome portion. An annular convex portion extending downward along the can axis is formed, and at least one of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall of the annular convex portion is pressed by a pressing roller. A can bottom molding method in which the pressing roller is rolled to form a concave portion extending in the circumferential direction in the annular convex portion, and the star wheel holding the can body of the can is held by the star wheel. A can bottom molding unit having a spindle shaft extending so as to coincide with the can shaft of the can, and a rotation shaft to which the star wheel and the can bottom molding unit are attached are rotated around the central axis of the rotation shaft. The ratio of the second rotation speed for rotating the pressing roller included in the can bottom molding unit to the first rotation speed to be rotated around the spindle axis is changed according to the magnitude of the first rotation speed. It is characterized by that.

本発明の缶底成形方法では、スターホイール、スターホイールが保持する缶、及び缶底成形ユニット(以下、缶底成形ユニット等という)が取り付けられた回転軸をその中心軸回りに回転させる回転速度(第1の回転速度)に対する、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転させる回転速度(第2の回転速度)の比率(速度比)を、缶底成形ユニット等の前記第1の回転速度(装置の運転速度に相当)の大小に応じて変化させる。 In the can bottom molding method of the present invention, a rotation speed at which a star wheel, a can held by the star wheel, and a rotation shaft to which a can bottom molding unit (hereinafter referred to as a can bottom molding unit) is attached is rotated around its central axis. The ratio (speed ratio) of the rotation speed (second rotation speed) for rotating the pressing roller around the spindle axis to the (first rotation speed) is set to the first rotation speed (of the device) of the can bottom forming unit or the like. It is changed according to the magnitude of (corresponding to the operating speed).

このため、例えば生産効率を向上させる目的で、缶底成形ユニット等の第1の回転速度を高めた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラの第2の回転速度の比率を低下させることで、押圧ローラの第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、缶底成形ユニット等の第1の回転速度を低下させた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラの第2の回転速度の比率を高めることで、押圧ローラの第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。 Therefore, for example, when the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like is increased for the purpose of improving the production efficiency, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller to the first rotation speed is decreased. As a result, the second rotation speed of the pressing roller can be maintained within a predetermined range. On the contrary, when the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like is lowered, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller to the first rotation speed is increased to increase the pressing roller. The second rotation speed of the above can be maintained within a predetermined range.

つまり、缶底成形ユニット等を回転軸の中心軸回りに公転させる速度と、押圧ローラをスピンドル軸回りに公転させる速度との速度比を、第1の回転速度に反比例させることができる。このため、缶底成形ユニット等の第1の回転速度に係わらず、押圧ローラの第2の回転速度を所期する範囲に収めることができる。これにより、缶底に成形される凹部の深さ(成形量)が安定化し、缶底の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。 That is, the speed ratio between the speed at which the can bottom forming unit or the like revolves around the central axis of the rotation axis and the speed at which the pressing roller revolves around the spindle axis can be inversely proportional to the first rotation speed. Therefore, regardless of the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like, the second rotation speed of the pressing roller can be kept within the desired range. As a result, the depth (molding amount) of the recess formed in the can bottom is stabilized, and the pressure resistance strength of the can bottom is stably increased. Therefore, deformation of the bottom growth, buckling, etc. at the bottom of the can is surely suppressed.

以上より本発明によれば、装置の運転速度(缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶を製造できる。 From the above, according to the present invention, it is possible to stabilize the processing accuracy of the recess to be molded on the can bottom regardless of the operating speed of the device (corresponding to the rotation speed around the central axis of the rotation shaft of the can bottom molding unit or the like). it can. That is, regardless of the speed of operation, the processed quality of bottom reform processing can be stabilized, and good quality cans with stable quality can be manufactured.

また、上記缶底成形方法において、前記第1の回転速度を高めた場合には、該第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を低下させ、前記第1の回転速度を低下させた場合には、該第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を高めることが好ましい。 Further, in the can bottom molding method, when the first rotation speed is increased, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is decreased, and the first rotation speed is decreased. In this case, it is preferable to increase the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed.

また、上記缶底成形方法において、前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させる第1駆動モータと、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第2駆動モータと、を備え、前記第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を、前記第1駆動モータのモータ回転数に対する前記第2駆動モータのモータ回転数の比率により設定することとしてもよい。 Further, in the can bottom molding method, a first drive motor for rotating the rotation shaft around the central axis of the rotation shaft and a second drive motor for rotating the pressing roller around the spindle shaft are provided. The ratio of the second rotation speed to the first rotation speed may be set by the ratio of the motor rotation speed of the second drive motor to the motor rotation speed of the first drive motor.

上記構成では、第1駆動モータが、回転軸及び該回転軸に取り付けられた缶底成形ユニット等を、回転軸の中心軸回りに回転(公転)させる。また、第2駆動モータが、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転(公転)させる。そして、缶底成形ユニット等の第1の回転速度に対する押圧ローラの第2の回転速度の比率を、互いに独立する第1駆動モータと第2駆動モータとのモータ回転数の比率(回転数比)によって設定する。 In the above configuration, the first drive motor rotates (revolves) the rotating shaft and the can bottom forming unit attached to the rotating shaft around the central axis of the rotating shaft. Further, the second drive motor rotates (revolves) the pressing roller around the spindle axis. Then, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller to the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like is the ratio of the motor rotation speeds of the first drive motor and the second drive motor that are independent of each other (rotation speed ratio). Set by.

具体的に、第1駆動モータのモータ回転数は、第1駆動モータに入力される電源の周波数により決定され、第2駆動モータのモータ回転数は、第2駆動モータに入力される電源の周波数により決定される。このため、第1駆動モータと第2駆動モータとの周波数比を制御することにより、上述の「第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率」を精度よく簡単に設定することができる。 Specifically, the motor rotation speed of the first drive motor is determined by the frequency of the power supply input to the first drive motor, and the motor rotation speed of the second drive motor is the frequency of the power supply input to the second drive motor. Is determined by. Therefore, by controlling the frequency ratio between the first drive motor and the second drive motor, the above-mentioned "ratio of the second rotation speed to the first rotation speed" can be set accurately and easily.

例えば、成形する缶の種類を頻繁に変えるなど、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合には、上記構成を用いることが好ましい。すなわち、第2駆動モータを押圧ローラに連結して、缶底成形ユニット等の第1の回転速度に係わらず押圧ローラの第2の回転速度を所定範囲に収めることとすれば、上述した本発明の作用効果を、面倒な部品交換作業等(ギヤ機構の交換・調整等)を必要とすることなく容易に得ることができる。 For example, when the operating speed of the apparatus is frequently changed, for example, the type of can to be molded is frequently changed, it is preferable to use the above configuration. That is, if the second drive motor is connected to the pressing roller and the second rotational speed of the pressing roller is kept within a predetermined range regardless of the first rotational speed of the can bottom forming unit or the like, the present invention described above. The effects of the above can be easily obtained without the need for troublesome parts replacement work (replacement / adjustment of the gear mechanism, etc.).

また、上記缶底成形方法において、前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させ、かつ、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる駆動モータを備え、前記第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を、前記駆動モータと前記回転軸との間の減速比、及び、前記駆動モータと前記押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定することとしてもよい。 Further, in the can bottom forming method, the drive motor for rotating the rotating shaft around the central axis of the rotating shaft and rotating the pressing roller around the spindle shaft is provided, and the above-mentioned said with respect to the first rotation speed. The ratio of the second rotation speed may be set by adjusting at least one of the reduction ratio between the drive motor and the rotation shaft and the reduction ratio between the drive motor and the pressing roller. Good.

上記構成では、駆動モータが、回転軸及び該回転軸に取り付けられた缶底成形ユニット等を、回転軸の中心軸回りに回転(公転)させ、かつ、押圧ローラをスピンドル軸回りに回転(公転)させる。そして、缶底成形ユニット等の第1の回転速度を変更した場合には、駆動モータと回転軸との間のギヤ機構等(減速機構)の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間のギヤ機構等(減速機構)の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を変化させる。 In the above configuration, the drive motor rotates (revolves) the rotation shaft and the can bottom molding unit attached to the rotation shaft around the central axis of the rotation shaft, and rotates the pressing roller around the spindle shaft (revolution). ). When the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like is changed, the reduction ratio of the gear mechanism or the like (reduction mechanism) between the drive motor and the rotation shaft, and between the drive motor and the pressing roller By adjusting at least one of the reduction ratios of the gear mechanism and the like (reduction mechanism), the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is changed.

具体的に、例えば生産効率を向上させる目的で、駆動モータのモータ回転数を高めて缶底成形ユニット等の第1の回転速度を高めた場合には、駆動モータと回転軸との間の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を低下させて、押圧ローラの第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、駆動モータのモータ回転数を低下させて缶底成形ユニット等の第1の回転速度を低下させた場合には、駆動モータと回転軸との間の減速比、及び、駆動モータと押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を高めて、押圧ローラの第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。 Specifically, for example, when the motor rotation speed of the drive motor is increased to increase the first rotation speed of the can bottom forming unit or the like for the purpose of improving production efficiency, the deceleration between the drive motor and the rotation shaft is reduced. By adjusting at least one of the ratio and the reduction ratio between the drive motor and the pressing roller, the ratio of the second rotational speed to the first rotational speed is reduced to reduce the second rotation of the pressing roller. The speed can be maintained within a predetermined range. On the contrary, when the motor rotation speed of the drive motor is reduced to reduce the first rotation speed of the can bottom molding unit or the like, the reduction ratio between the drive motor and the rotation shaft and the reduction ratio and the rotation shaft are reduced. By adjusting at least one of the reduction ratios between the drive motor and the pressing roller, the ratio of the second rotational speed to the first rotational speed is increased, and the second rotational speed of the pressing roller is set within a predetermined range. Can be maintained.

従って、1つの(共通の)駆動モータを用いて、缶底成形ユニット等の回転軸の中心軸回りの公転と押圧ローラのスピンドル軸回りの公転とを行いつつも、缶底成形ユニット等の第1の回転速度(装置の運転速度に相当)に係わらず、缶底に成形される凹部の深さ(成形量)を安定させることができ、缶底の耐圧強度を安定的に向上できる。この場合、駆動モータが1つで足りるので、ランニングコストを削減できる。 Therefore, while using one (common) drive motor to revolve around the central axis of the rotating shaft of the can bottom forming unit and the like and around the spindle axis of the pressing roller, the can bottom forming unit and the like are second. Regardless of the rotation speed of 1 (corresponding to the operating speed of the device), the depth (molding amount) of the recess formed in the can bottom can be stabilized, and the pressure resistance strength of the can bottom can be stably improved. In this case, since one drive motor is sufficient, the running cost can be reduced.

本発明の缶底成形方法によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。 According to the can bottom molding method of the present invention, the processing accuracy of the recess to be molded on the can bottom can be stabilized regardless of the operating speed of the apparatus.

缶の缶底近傍を示す縦断面図である。It is a vertical cross-sectional view which shows the vicinity of the bottom of a can. 缶底成形装置の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the can bottom molding apparatus. 図2のX部を拡大して示す図である。It is a figure which shows the X part of FIG. 2 in an enlarged manner. 図2のY部を拡大して示す図である。It is a figure which shows the Y part of FIG. 2 in an enlarged manner. 図2のZ部を拡大して示す図である。It is a figure which shows the Z part of FIG. 2 in an enlarged manner. 缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the bottom spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the bottom spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 缶底成形装置のボトムスピンドル近傍を拡大して示す平面図である。It is a top view which shows the vicinity of the bottom spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the top spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which shows the vicinity of the top spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 缶底成形装置のトップスピンドル近傍を拡大して示す平面図である。It is a top view which shows the vicinity of the top spindle of the can bottom molding apparatus enlarged. 本発明の実施例及び比較例の、運転速度とBPR内径との関係を表すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the operation speed and the BPR inner diameter in the Example and the comparative example of this invention. 本発明の実施例における運転速度、BPR内径及び耐圧強度の関係を表すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the operation speed, the BPR inner diameter and the pressure resistance strength in the Example of this invention.

以下、本発明の一実施形態に係る缶底成形装置(ボトムリフォーム装置)10及びこれを用いた缶底成形方法(ボトムリフォーム方法)について、図面を参照して説明する。なお、本発明の実施形態の説明に用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、要部となる部分を拡大、強調、抜粋して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際のものと同じであるとは限らない。 Hereinafter, the can bottom molding apparatus (bottom reform apparatus) 10 according to the embodiment of the present invention and the can bottom molding method (bottom reform method) using the same will be described with reference to the drawings. In addition, the drawings used for explaining the embodiments of the present invention may be shown by enlarging, emphasizing, or excerpting the main parts in order to make the features of the present invention easy to understand, and the dimensions of each component. The ratio etc. are not always the same as the actual ones.

まず、本実施形態の缶底成形装置10によって成形加工が施される缶50について説明する。
図1及び図10(a)、(b)に示されるように、缶50は、缶の周壁である缶胴(ウォール)51と、缶の底壁である缶底(ボトム)52と、を備えて有底筒状をなしている。本実施形態の缶50は、アルミニウム合金材料等からなるアルミニウム缶であり、その内部には飲料等の内容物が充填され、缶胴51の開口端部に缶蓋(図示略)が巻き締められることにより密封される。つまり缶50は、いわゆる2ピース缶に用いられる缶本体である。
First, the can 50 that is molded by the can bottom molding apparatus 10 of the present embodiment will be described.
As shown in FIGS. 1 and 10 (a) and 10 (b), the can 50 has a can body (wall) 51 which is a peripheral wall of the can and a can bottom (bottom) 52 which is a bottom wall of the can. It has a bottomed tubular shape in preparation. The can 50 of the present embodiment is an aluminum can made of an aluminum alloy material or the like, and the inside thereof is filled with contents such as beverages, and a can lid (not shown) is wrapped around the open end of the can body 51. It is sealed by. That is, the can 50 is a can body used for a so-called two-piece can.

缶胴51の中心軸及び缶底52の中心軸は、互いに同軸に配置されており、本実施形態ではこれらの共通軸を缶軸という。
また、缶軸が延在する方向(缶軸に沿う方向)を缶軸方向という。缶軸方向のうち、缶底52から缶胴51の開口端部へ向かう方向を上方といい、缶胴51の開口端部から缶底52へ向かう方向を下方という。
また、缶軸に直交する方向を径方向という。径方向のうち、缶軸に接近する向きを径方向の内側といい、缶軸から離間する向きを径方向の外側という。
また、缶軸回りに周回する方向を周方向という。
The central axis of the can body 51 and the central axis of the can bottom 52 are arranged coaxially with each other, and in the present embodiment, these common axes are referred to as can axes.
Further, the direction in which the can shaft extends (the direction along the can shaft) is referred to as the can shaft direction. Of the can axis directions, the direction from the can bottom 52 toward the open end of the can body 51 is referred to as upward, and the direction from the open end of the can body 51 toward the can bottom 52 is referred to as downward.
The direction orthogonal to the can axis is called the radial direction. Of the radial directions, the direction closer to the can shaft is called the inner side in the radial direction, and the direction away from the can shaft is called the outer side in the radial direction.
Further, the direction of orbiting around the can axis is called the circumferential direction.

本実施形態で用いる、缶50の例えば「凹」、「凸」、「窪む」、「突出する」等の各種形状は、特に説明しない限り、缶50の外面(缶外面。外部に露出する表面)における各種形状を表している。
また、図1及び図10(a)、(b)等に示される缶50の缶軸方向に沿う縦断面視(缶軸を含む縦断面視)において、缶50の各部形状の説明に用いる「円弧」、「曲線」、「直線」、「接線」等の線形状は、特に説明しない限り、缶50の外面における各種の線形状を表している。
Unless otherwise specified, various shapes of the can 50, such as “concave”, “convex”, “dented”, and “protruding”, used in the present embodiment are exposed to the outer surface (outer surface of the can, which is exposed to the outside) of the can 50. It represents various shapes on the surface).
Further, in the vertical cross-sectional view (longitudinal view including the can shaft) of the can 50 shown in FIGS. 1 and 10 (a), 10 (b) and the like along the can axis direction, the "shape of each part of the can 50 is described. Line shapes such as "arc", "curve", "straight line", and "tangent" represent various line shapes on the outer surface of the can 50 unless otherwise specified.

缶50のうち、缶胴51における上端部は、該缶50の外部に開口する開口端部となっている。内容物は、この開口端部を通して缶50内に充填される。缶胴51の開口端部には、上方に向かうに従い縮径するネック部53が形成されている。 Of the cans 50, the upper end portion of the can body 51 is an open end portion that opens to the outside of the can 50. The contents are filled into the can 50 through this open end. At the open end of the can body 51, a neck portion 53 whose diameter decreases toward the top is formed.

缶底52は、缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部55と、ドーム部55の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部(リム)56と、を備えている。
環状凸部56は、缶底52において最も下方に向けて突出する接地部(ノーズ部)59と、接地部59の径方向内側に隣接する内周壁(カウンタ部)57と、接地部59の径方向外側に隣接する外周壁(ヒール部、チャイム部)58と、を備えている。
The can bottom 52 is connected to a dome portion 55 that is recessed upward in the can axis direction and an outer peripheral edge portion of the dome portion 55, projects downward in the can axis direction, and is along the circumferential direction around the can axis. It is provided with an annular convex portion (rim) 56 extending from the surface.
The annular convex portion 56 has a ground contact portion (nose portion) 59 that protrudes most downward on the can bottom 52, an inner peripheral wall (counter portion) 57 that is adjacent to the radial inner side of the ground contact portion 59, and a diameter of the ground contact portion 59. An outer peripheral wall (heel portion, chime portion) 58 adjacent to the outside in the direction is provided.

本実施形態では、後述する缶底成形装置10によって、缶50の缶底52における内周壁57に、径方向外側へ向けて窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60が成形される。図1に示されるように、缶50の缶軸を含む縦断面視において、凹部60は凹曲線状をなしている。
なお本実施形態では、凹部60が成形される前の缶(ワーク)を符号Wで示し、凹部60が成形された後の缶を符号50で示す。
In the present embodiment, the can bottom molding apparatus 10 described later forms a groove-shaped recess 60 that is recessed outward in the radial direction and extends along the circumferential direction on the inner peripheral wall 57 of the can bottom 52 of the can 50. As shown in FIG. 1, the concave portion 60 has a concave curved shape in a vertical cross-sectional view including the can shaft of the can 50.
In the present embodiment, the can (work) before the concave portion 60 is formed is indicated by reference numeral W, and the can after the concave portion 60 is formed is indicated by reference numeral 50.

次に、図2〜図11に示す缶底成形装置10について説明する。
缶底成形装置10は、缶Wの缶底52の環状凸部56のうち、内周壁57及び外周壁58の少なくともいずれかを押圧することにより、図1に示されるような凹部60を成形する。本実施形態の例では、環状凸部56の内周壁57に対してボトムリフォーム加工を施すことにより、該内周壁57に凹部60が形成される。
Next, the can bottom molding apparatus 10 shown in FIGS. 2 to 11 will be described.
The can bottom forming apparatus 10 forms a concave portion 60 as shown in FIG. 1 by pressing at least one of the inner peripheral wall 57 and the outer peripheral wall 58 among the annular convex portions 56 of the can bottom 52 of the can W. .. In the example of the present embodiment, the concave portion 60 is formed in the inner peripheral wall 57 by performing the bottom reforming process on the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56.

図2に示されるように、缶底成形装置10は、装置の基体となる装置フレーム11と、該装置フレーム11に軸受を介して回転可能に支持される回転軸12と、該回転軸12に取り付けられ、外周にワークの缶Wを保持するポケットが複数形成されたスターホイール(ターレット)13と、回転軸12に取り付けられ、スターホイール13の各ポケットに対応して設けられた複数の缶底成形ユニット14と、スターホイール13、缶底成形ユニット14及び回転軸12を、該回転軸12の中心軸O回りに回転させる第1駆動モータ41と、缶底成形ユニット14の後述する押圧ローラ20を、該缶底成形ユニット14のスピンドル軸C回り(スターホイール13に保持された缶Wの缶軸回り)に回転させる第2駆動モータ42と、を備えている。 As shown in FIG. 2, the can bottom forming apparatus 10 includes an apparatus frame 11 which is a base of the apparatus, a rotating shaft 12 rotatably supported by the apparatus frame 11 via a bearing, and the rotating shaft 12. A star wheel (turret) 13 that is attached and has a plurality of pockets for holding the can W of the work on the outer circumference, and a plurality of can bottoms that are attached to the rotating shaft 12 and are provided corresponding to each pocket of the star wheel 13. The first drive motor 41 that rotates the molding unit 14, the star wheel 13, the can bottom molding unit 14, and the rotating shaft 12 around the central axis O of the rotating shaft 12, and the pressing roller 20 of the can bottom molding unit 14, which will be described later. The second drive motor 42 is provided around the spindle shaft C of the can bottom forming unit 14 (around the can shaft of the can W held by the star wheel 13).

第1駆動モータ41は、ギヤ機構等の減速機構を含む駆動力伝達部材を介して、回転軸12に連結されている。第1駆動モータ41により、装置フレーム11に対して回転軸12がその中心軸O回りに回転させられることによって、この回転軸12に一体に設けられたスターホイール13及び複数の缶底成形ユニット14が、回転軸12の中心軸O回りに回転(公転)させられる。 The first drive motor 41 is connected to the rotating shaft 12 via a driving force transmission member including a reduction mechanism such as a gear mechanism. The first drive motor 41 rotates the rotating shaft 12 with respect to the device frame 11 around its central axis O, so that the star wheel 13 integrally provided on the rotating shaft 12 and the plurality of can bottom forming units 14 Is rotated (revolved) around the central axis O of the rotating shaft 12.

スターホイール13は、円板状又は円柱状をなしている。スターホイール13の中心軸は、回転軸12の中心軸Oと同軸に配置されている。スターホイール13の外周には、缶Wの缶胴51の外周面(凸曲面)形状に対応した凹曲面状をなすポケットが、中心軸O回りの周方向に互いに等間隔をあけて複数形成されている。スターホイール13の各ポケットには、缶Wの缶胴51が、エア吸引手段(図示略)によるエア吸着等によって保持される。 The star wheel 13 has a disk shape or a columnar shape. The central axis of the star wheel 13 is arranged coaxially with the central axis O of the rotating shaft 12. On the outer circumference of the star wheel 13, a plurality of concave curved pockets corresponding to the shape of the outer peripheral surface (convex curved surface) of the can body 51 of the can W are formed at equal intervals in the circumferential direction around the central axis O. ing. In each pocket of the star wheel 13, the can body 51 of the can W is held by air suction or the like by an air suction means (not shown).

缶底成形ユニット14は、スターホイール13に保持された缶Wの缶軸と一致するように延びるスピンドル軸(スピンドル中心軸)Cを有する。缶底成形ユニット14は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶軸方向の上方に配置されて回転軸12に一体に設けられたトップスピンドル15と、前記缶Wの缶軸方向の下方に配置されて回転軸12に一体に設けられたボトムスピンドル17と、を備えている。トップスピンドル15とボトムスピンドル17とは、スターホイール13のポケット及び該ポケットに保持された缶Wを間に挟んで、互いの共通軸であるスピンドル軸C方向に離間して対向配置されている。 The can bottom forming unit 14 has a spindle shaft (spindle central shaft) C extending so as to coincide with the can shaft of the can W held by the star wheel 13. The can bottom forming unit 14 has a top spindle 15 arranged above the can axis direction of the can W held in the pocket of the star wheel 13 and integrally provided on the rotating shaft 12, and the can bottom forming unit 14 in the can axis direction of the can W. It includes a bottom spindle 17 that is arranged below and is integrally provided on the rotating shaft 12. The top spindle 15 and the bottom spindle 17 are arranged so as to face each other with a pocket of the star wheel 13 and a can W held in the pocket sandwiched between them and separated from each other in the spindle axis C direction, which is a common axis.

トップスピンドル15は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶胴51の開口端部を支持するトップ支持部材16を有する。ボトムスピンドル17は、スターホイール13のポケットに保持された缶Wの缶底52を支持するボトム支持部材18と、前記缶底52に対して径方向に往復移動しかつスピンドル軸C回りに回転して、環状凸部56に周方向に延びる凹部60を成形する押圧ローラ20と、を有する。 The top spindle 15 has a top support member 16 that supports the open end of the can body 51 of the can W held in the pocket of the star wheel 13. The bottom spindle 17 reciprocates in the radial direction with respect to the bottom support member 18 that supports the can bottom 52 of the can W held in the pocket of the star wheel 13 and the can bottom 52, and rotates around the spindle shaft C. The annular convex portion 56 has a pressing roller 20 for forming a concave portion 60 extending in the circumferential direction.

トップスピンドル15のスピンドル軸C及びトップ支持部材16の中心軸、並びに、ボトムスピンドル17のスピンドル軸C及びボトム支持部材18の中心軸は、スターホイール13の各ポケットに保持される缶Wの缶軸に対して、同軸に配置される。スターホイール13の各ポケットに対応する各スピンドル軸Cは、回転軸12の中心軸Oに対して平行に延びている。 The spindle shaft C of the top spindle 15 and the central shaft of the top support member 16 and the central shafts of the spindle shaft C and the bottom support member 18 of the bottom spindle 17 are the can shafts of the can W held in each pocket of the star wheel 13. On the other hand, it is arranged coaxially. Each spindle shaft C corresponding to each pocket of the star wheel 13 extends parallel to the central axis O of the rotating shaft 12.

図4及び図10(a)、(b)に示されるように、トップ支持部材16は、有頂筒状をなしており、周壁と頂壁とを備えている。トップ支持部材16は、缶Wの缶胴51の上端部(開口端部)に当接して、缶胴51の開口端部を支持可能である。具体的に、トップ支持部材16の周壁内には、缶胴51のネック部53が当接する。また図示の例では、缶胴51の開口端部内に案内部材が嵌合しており、缶胴51はその径方向内側からも支持されている。なお、上述のようにトップ支持部材16の周壁内に缶胴51のネック部53を当接させる代わりに、トップ支持部材16の頂壁に対して、缶胴51の上端開口縁を当接させてもよい。 As shown in FIGS. 4 and 10 (a) and 10 (b), the top support member 16 has a topped tubular shape and includes a peripheral wall and a top wall. The top support member 16 can abut on the upper end (open end) of the can body 51 of the can W to support the open end of the can body 51. Specifically, the neck portion 53 of the can body 51 comes into contact with the peripheral wall of the top support member 16. Further, in the illustrated example, a guide member is fitted in the open end portion of the can body 51, and the can body 51 is also supported from the inside in the radial direction thereof. Instead of bringing the neck portion 53 of the can body 51 into contact with the peripheral wall of the top support member 16 as described above, the upper end opening edge of the can body 51 is brought into contact with the top wall of the top support member 16. You may.

図4及び図7(a)、(b)に示されるように、ボトム支持部材18は、有底筒状をなしており、周壁と底壁とを備えている。ボトム支持部材18は、缶Wの缶底52及び缶胴51の下端部に当接して、缶底52近傍を支持可能である。具体的に、ボトム支持部材18の周壁内には、缶胴51の下端部が嵌合する。また、ボトム支持部材18の底壁には、缶底52の接地部59及び外周壁58が当接する。 As shown in FIGS. 4 and 7 (a) and 7 (b), the bottom support member 18 has a bottomed tubular shape and includes a peripheral wall and a bottom wall. The bottom support member 18 can abut on the bottom 52 of the can W and the lower end of the can body 51 to support the vicinity of the bottom 52 of the can. Specifically, the lower end portion of the can body 51 is fitted in the peripheral wall of the bottom support member 18. Further, the ground contact portion 59 of the can bottom 52 and the outer peripheral wall 58 come into contact with the bottom wall of the bottom support member 18.

図2、図3、図6(a)、(b)及び図8に示されるように、ボトムスピンドル17は、ボトム用カムフォロア19を備えている。ボトム用カムフォロア19は、装置フレーム11に一体に設けられたボトム用カム27に係合している。本実施形態の例では、ボトム用カム27が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。 As shown in FIGS. 2, 3, 6 (a), 6 (b) and 8, the bottom spindle 17 includes a bottom cam follower 19. The bottom cam follower 19 is engaged with the bottom cam 27 integrally provided on the device frame 11. In the example of the present embodiment, the bottom cam 27 is arranged on the radial outer side of the rotating shaft 12, and is a cylindrical cam extending around the central axis O of the rotating shaft 12.

つまり缶底成形装置10は、ボトム用カムフォロア19と、ボトム用カムフォロア19に係合するボトム用カム27と、を含むボトム用カム機構28を備えている。そして、ボトム用カム機構28は、ボトム支持部材18を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)方向に往復移動させる。 That is, the can bottom molding device 10 includes a bottom cam mechanism 28 including a bottom cam follower 19 and a bottom cam 27 that engages with the bottom cam follower 19. Then, the bottom cam mechanism 28 reciprocates the bottom support member 18 with respect to the can W in the can axis (spindle axis C) direction.

具体的に、ボトム用カム機構28のボトム用カム27は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってボトム用カムフォロア19が案内されることにより、該ボトム用カムフォロア19はスピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動する。また、ボトム用カムフォロア19に連結されたボトム支持部材18も、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動する。 Specifically, the bottom cam 27 of the bottom cam mechanism 28 forms a predetermined trajectory whose position along the central axis O direction changes toward the direction of the central axis O of the rotating shaft 12. By guiding the bottom cam follower 19 along this trajectory, the bottom cam follower 19 reciprocates within a range of a predetermined stroke L1 along the spindle axis C direction. Further, the bottom support member 18 connected to the bottom cam follower 19 also reciprocates within a range of a predetermined stroke L1 along the spindle axis C direction.

また、図2、図4及び図7(a)、(b)に示されるように、ボトムスピンドル17は、缶底52の環状凸部56に対して径方向に接近離間し、該環状凸部56の内周壁57及び外周壁58の少なくともいずれかを押圧するとともに缶軸(スピンドル軸C)回りに転動させられて、環状凸部56に周方向に延びる凹部60を成形する押圧ローラ20を備えている。
本実施形態では押圧ローラ20が、缶底52の内周壁57に対して径方向に往復移動可能であり、該内周壁57を径方向の内側から外側へ向け押圧した状態で、この内周壁57上を缶軸回りの周方向に沿って転動することにより、内周壁57に周方向に延びる溝状の凹部60を成形する。つまり押圧ローラ20は、缶底52の内周壁57に押圧された状態で、缶軸(スピンドル軸C)回りに公転しながら該押圧ローラ20の中心軸回りに自転する。
Further, as shown in FIGS. 2, 4 and 7 (a) and 7 (b), the bottom spindle 17 approaches and separates from the annular convex portion 56 of the can bottom 52 in the radial direction, and the annular convex portion A pressing roller 20 that presses at least one of the inner peripheral wall 57 and the outer peripheral wall 58 of 56 and is rolled around a can shaft (spindle shaft C) to form a concave portion 60 extending in the circumferential direction on the annular convex portion 56. I have.
In the present embodiment, the pressing roller 20 can reciprocate in the radial direction with respect to the inner peripheral wall 57 of the can bottom 52, and the inner peripheral wall 57 is pressed from the inner side to the outer side in the radial direction. By rolling on the can axis along the circumferential direction, a groove-shaped recess 60 extending in the circumferential direction is formed on the inner peripheral wall 57. That is, the pressing roller 20 rotates around the central axis of the pressing roller 20 while revolving around the can axis (spindle axis C) in a state of being pressed by the inner peripheral wall 57 of the can bottom 52.

押圧ローラ20は、例えば超硬合金等からなる成形用金型である。押圧ローラ20は、円板状、円筒状又は円柱状をなし、その中心軸がスピンドル軸Cと平行に延びている。押圧ローラ20は、その中心軸回りに回転自在にかつ該中心軸に直交する径方向にスライド移動自在に、ボトムスピンドル17のボトム支持部材18内に設けられている。 The pressing roller 20 is a molding die made of, for example, a cemented carbide. The pressing roller 20 has a disk shape, a cylindrical shape, or a columnar shape, and its central axis extends parallel to the spindle shaft C. The pressing roller 20 is provided in the bottom support member 18 of the bottom spindle 17 so as to be rotatable around the central axis and slidable in the radial direction orthogonal to the central axis.

ボトムスピンドル17には、押圧ローラ20を径方向にスライド移動させるためのリンク部22等を含むリンク機構が設けられている。押圧ローラ20は、リンク部22等を介して成形用カムフォロア21に連結されている。
図3及び図6(a)、(b)に示されるように、成形用カムフォロア21は、装置フレーム11に一体に設けられた成形用カム29に係合している。本実施形態の例では、成形用カム29が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。
The bottom spindle 17 is provided with a link mechanism including a link portion 22 and the like for sliding the pressing roller 20 in the radial direction. The pressing roller 20 is connected to the molding cam follower 21 via a link portion 22 or the like.
As shown in FIGS. 3 and 6 (a) and 6 (b), the molding cam follower 21 is engaged with the molding cam 29 integrally provided on the apparatus frame 11. In the example of the present embodiment, the molding cam 29 is arranged on the radial outer side of the rotating shaft 12, and is a cylindrical cam extending around the central axis O of the rotating shaft 12.

つまり缶底成形装置10は、成形用カムフォロア21と、成形用カムフォロア21に係合する成形用カム29と、を含む成形用カム機構30を備えている。そして、成形用カム機構30は、押圧ローラ20を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)に直交する径方向に往復移動させる。図示の例では、ボトム用カム27と、成形用カム29とが、1つの円筒部材に一体に形成されている。 That is, the can bottom molding device 10 includes a molding cam mechanism 30 including a molding cam follower 21 and a molding cam 29 that engages with the molding cam follower 21. Then, the molding cam mechanism 30 reciprocates the pressing roller 20 with respect to the can W in the radial direction orthogonal to the can shaft (spindle shaft C). In the illustrated example, the bottom cam 27 and the molding cam 29 are integrally formed on one cylindrical member.

具体的に、成形用カム機構30の成形用カム29は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿って成形用カムフォロア21が案内されることにより、該成形用カムフォロア21はスピンドル軸C方向に沿って上記ストロークL1よりも大きな所定のストロークL2の範囲で往復移動する。そして押圧ローラ20は、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL1の範囲で往復移動し、かつ、リンク部22等(リンク機構)の作用により、ストロークL2とストロークL1との差分(L2−L1)に応じてスピンドル軸C方向への直線運動がスピンドル軸Cに直交する径方向へのスライド移動に変換されたストロークの範囲で、径方向にも往復移動する。
これにより押圧ローラ20は、ボトム支持部材18に保持された缶底52の環状凸部56の内周壁57を、径方向から押圧可能である。
Specifically, the molding cam 29 of the molding cam mechanism 30 forms a predetermined trajectory whose position along the central axis O direction of the rotating shaft 12 changes toward the direction of the central axis O. By guiding the molding cam follower 21 along this trajectory, the molding cam follower 21 reciprocates along the spindle axis C direction within a predetermined stroke L2 larger than the stroke L1. Then, the pressing roller 20 reciprocates within a range of a predetermined stroke L1 along the spindle axis C direction, and due to the action of the link portion 22 or the like (link mechanism), the difference between the stroke L2 and the stroke L1 (L2-L1). ), The linear motion in the spindle axis C direction is converted into a radial slide motion orthogonal to the spindle axis C, and the linear motion is also reciprocated in the radial direction within the range of the stroke.
As a result, the pressing roller 20 can press the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52 held by the bottom support member 18 from the radial direction.

図2、図3及び図6(a)、(b)に示されるように、缶底成形装置10は、回転軸12の中心軸Oに同軸に配置され、回転軸12に対して中心軸O回りに回転可能な駆動ギヤ23と、駆動ギヤ23に噛合し、スピンドル軸C(スターホイール13が保持する缶Wの缶軸)に同軸に配置されて押圧ローラ20に連結された従動ギヤ24と、を備えている。 As shown in FIGS. 2, 3 and 6 (a) and 6 (b), the can bottom forming apparatus 10 is arranged coaxially with the central axis O of the rotating shaft 12, and the central axis O with respect to the rotating shaft 12 A drive gear 23 that can rotate around and a driven gear 24 that meshes with the drive gear 23 and is coaxially arranged on the spindle shaft C (the can shaft of the can W held by the star wheel 13) and connected to the pressing roller 20. , Is equipped.

駆動ギヤ23は、円形リング状又は円筒状をなしており、その内部には回転軸12が挿通されている。駆動ギヤ23は、回転軸12の外周に設けられた軸受を介して、該回転軸12の径方向外側に中心軸O回りに回転自在に取り付けられている。
従動ギヤ24は、各ボトムスピンドル17にそれぞれ設けられており、すべての従動ギヤ24は1つの駆動ギヤ23に噛み合っている。つまり従動ギヤ24は、太陽ギヤである駆動ギヤ23の外周に互いに等間隔をあけて配置され、該駆動ギヤ23の周囲を公転しながら自転する遊星ギヤとされている。
The drive gear 23 has a circular ring shape or a cylindrical shape, and a rotating shaft 12 is inserted therein. The drive gear 23 is rotatably attached around the central axis O on the radial outer side of the rotating shaft 12 via a bearing provided on the outer periphery of the rotating shaft 12.
The driven gear 24 is provided on each bottom spindle 17, and all the driven gears 24 mesh with one drive gear 23. That is, the driven gear 24 is a planetary gear that is arranged on the outer circumference of the drive gear 23, which is a sun gear, at equal intervals, and rotates while revolving around the drive gear 23.

図2において、第2駆動モータ42は、プーリ、ベルト、スプロケット及びギヤ機構等の減速機構を含む駆動力伝達部材を介して、駆動ギヤ23に連結されている。
図2に示される例では、駆動ギヤ23と一体とされて回転軸12の周囲を中心軸O回りに回転自在とされた連結ギヤ44が設けられている。詳しくは、内部に回転軸12が挿通された円筒体の、中心軸O方向に沿う第1の端部(一方の端部)に駆動ギヤ23が配置され、第2の端部(他方の端部)に連結ギヤ44が配置されていて、これらが中心軸Oを共通軸として(つまり同軸に)一体化されている。
In FIG. 2, the second drive motor 42 is connected to the drive gear 23 via a drive force transmission member including a reduction mechanism such as a pulley, a belt, a sprocket, and a gear mechanism.
In the example shown in FIG. 2, a connecting gear 44 that is integrated with the drive gear 23 and is rotatable around the central axis O around the rotating shaft 12 is provided. Specifically, the drive gear 23 is arranged at the first end (one end) along the central axis O direction of the cylindrical body through which the rotating shaft 12 is inserted, and the second end (the other end). A connecting gear 44 is arranged in the portion), and these are integrated with the central axis O as a common axis (that is, coaxially).

また、連結ギヤ44と第2駆動モータ42との間には、連結ギヤ44に噛合する連結ギヤ45と、連結ギヤ45にシャフト46を介して一体とされたスプロケット47と、スプロケット47と第2駆動モータ42との間(後述するように、スプロケット47と第1駆動モータ41との間でもある)に設けられたスプロケット48と、が備えられる。なお、シャフト46は装置フレーム11の軸受(図示略)に支持されており、該シャフト46の中心軸方向に沿う第1の端部(一方の端部。装置フレーム11の内部に位置する端部)には連結ギヤ45が配置され、第2の端部(他方の端部。装置フレーム11の外部に位置する端部)にはスプロケット47が配置されている。
第2駆動モータ42の回転駆動力は、スプロケット48、スプロケット47、シャフト46、連結ギヤ45及び連結ギヤ44を介して、駆動ギヤ23へと伝達される。
Further, between the connecting gear 44 and the second drive motor 42, there is a connecting gear 45 that meshes with the connecting gear 44, a sprocket 47 that is integrated with the connecting gear 45 via a shaft 46, and a sprocket 47 and a second. A sprocket 48 provided between the drive motor 42 (also between the sprocket 47 and the first drive motor 41, as will be described later) is provided. The shaft 46 is supported by a bearing (not shown) of the device frame 11, and is a first end portion (one end portion; an end portion located inside the device frame 11) along the central axis direction of the shaft 46. ), And a sprocket 47 is arranged at the second end (the other end; the end located outside the device frame 11).
The rotational driving force of the second drive motor 42 is transmitted to the drive gear 23 via the sprocket 48, the sprocket 47, the shaft 46, the connecting gear 45, and the connecting gear 44.

第2駆動モータ42により、装置フレーム11に対して駆動ギヤ23が中心軸O回りに回転させられることによって、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24が、駆動ギヤ23に対して相対的に、駆動ギヤ23の外周を公転しながらスピンドル軸C回りに自転する。また、従動ギヤ24がスピンドル軸C回りに回転させられることにより、該従動ギヤ24に連結された押圧ローラ20が、スターホイール13が保持する缶W及びその缶底52を支持するボトム支持部材18に対して、スピンドル軸C回りに回転(公転)する。 The second drive motor 42 rotates the drive gear 23 around the central axis O with respect to the device frame 11, so that the driven gear 24 that meshes with the drive gear 23 is driven relative to the drive gear 23. It rotates around the spindle shaft C while revolving around the outer circumference of the gear 23. Further, when the driven gear 24 is rotated around the spindle shaft C, the pressing roller 20 connected to the driven gear 24 supports the can W held by the star wheel 13 and the bottom support member 18 thereof. On the other hand, it rotates (revolves) around the spindle axis C.

本実施形態では、装置フレーム11に対する回転軸12の中心軸O回りの回転方向と、装置フレーム11に対する駆動ギヤ23の中心軸O回りの回転方向とが、互いに逆向きに設定されている。つまり、第1駆動モータ41により中心軸O回りに回転駆動される回転軸12の回転方向と、第2駆動モータ42により中心軸O回りに回転駆動される駆動ギヤ23の回転方向とが、互いに反対である。 In the present embodiment, the rotation direction of the rotating shaft 12 with respect to the device frame 11 around the central axis O and the rotation direction of the drive gear 23 with respect to the device frame 11 around the central axis O are set to be opposite to each other. That is, the rotation direction of the rotation shaft 12 that is rotationally driven around the central axis O by the first drive motor 41 and the rotation direction of the drive gear 23 that is rotationally driven around the central axis O by the second drive motor 42 are mutually exclusive. The opposite.

また本実施形態では、押圧ローラ20と第2駆動モータ42との連結を、押圧ローラ20と第1駆動モータ41との連結に切り替え可能であるとともに、第1駆動モータ41が押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転可能である。具体的に、この缶底成形装置10には、第1駆動モータ41と駆動ギヤ23とを連結可能な軸状の連結部材43が設けられている。そして、第1駆動モータ41の回転駆動力は、連結部材43、スプロケット48、スプロケット47、シャフト46、連結ギヤ45及び連結ギヤ44を介して、駆動ギヤ23へと伝達される。 Further, in the present embodiment, the connection between the pressing roller 20 and the second drive motor 42 can be switched to the connection between the pressing roller 20 and the first drive motor 41, and the first drive motor 41 spindles the pressing roller 20. It can rotate around the axis C. Specifically, the can bottom forming apparatus 10 is provided with a shaft-shaped connecting member 43 capable of connecting the first drive motor 41 and the drive gear 23. Then, the rotational driving force of the first drive motor 41 is transmitted to the drive gear 23 via the connecting member 43, the sprocket 48, the sprocket 47, the shaft 46, the connecting gear 45, and the connecting gear 44.

上述のように、第2駆動モータ42と駆動ギヤ23とを連結して、該第2駆動モータ42の駆動力を押圧ローラ20に伝達させる場合には、例えば連結部材43を取り外す等により、連結部材43を介した第1駆動モータ41と駆動ギヤ23との連結状態は解除する。
また、第1駆動モータ41と駆動ギヤ23とを連結して、該第1駆動モータ41の駆動力を押圧ローラ20に伝達させる場合には、連結部材43を介して第1駆動モータ41と駆動ギヤ23とを連結させるとともに、例えば第2駆動モータ42のモータプーリとスプロケット48とを繋ぐベルト部材を取り外す等により、第2駆動モータ42と駆動ギヤ23との連結状態は解除する。
As described above, when the second drive motor 42 and the drive gear 23 are connected and the driving force of the second drive motor 42 is transmitted to the pressing roller 20, for example, the connecting member 43 is removed to connect the second drive motor 42. The connection state between the first drive motor 41 and the drive gear 23 via the member 43 is released.
Further, when the first drive motor 41 and the drive gear 23 are connected and the driving force of the first drive motor 41 is transmitted to the pressing roller 20, the first drive motor 41 is driven via the connecting member 43. The connection state between the second drive motor 42 and the drive gear 23 is released by connecting the gear 23 and removing the belt member that connects the motor pulley of the second drive motor 42 and the sprocket 48, for example.

図2、図5、図9(a)、(b)及び図11に示されるように、トップスピンドル15は、トップ用カムフォロア25を備えている。トップ用カムフォロア25は、装置フレーム11に一体に設けられたトップ用カム31に係合している。本実施形態の例では、トップ用カム31が、回転軸12の径方向外側に配置されるとともに、該回転軸12の中心軸O回りに延びる円筒カムとされている。 As shown in FIGS. 2, 5, 9 (a), 9 (b) and 11, the top spindle 15 includes a top cam follower 25. The top cam follower 25 is engaged with the top cam 31 integrally provided on the device frame 11. In the example of the present embodiment, the top cam 31 is arranged on the radial outer side of the rotating shaft 12, and is a cylindrical cam extending around the central axis O of the rotating shaft 12.

つまり缶底成形装置10は、トップ用カムフォロア25と、トップ用カムフォロア25に係合するトップ用カム31と、を含むトップ用カム機構32を備えている。そして、トップ用カム機構32は、トップ支持部材16を缶Wに対して缶軸(スピンドル軸C)方向に往復移動させる。 That is, the can bottom molding device 10 includes a top cam mechanism 32 including a top cam follower 25 and a top cam 31 that engages with the top cam follower 25. Then, the top cam mechanism 32 reciprocates the top support member 16 with respect to the can W in the can axis (spindle axis C) direction.

具体的に、トップ用カム機構32のトップ用カム31は、回転軸12の中心軸O回りへ向かうに従い該中心軸O方向に沿う位置が変化する所定の軌道を形成している。この軌道に沿ってトップ用カムフォロア25が案内されることにより、トップスピンドル15は、スピンドル軸C方向に沿って所定のストロークL3の範囲で往復移動する。ただし、トップスピンドル15のうちトップ支持部材16については、ストロークL3の途中で缶Wの缶胴51の開口端部に当接され、当接した後は弾性部材26の作用(弾性変形による収縮)によりそれ以上の缶Wへ向けた前進移動が停止される。このため、図4及び図10(a)、(b)に示すトップ支持部材16のストロークL4は、上記ストロークL3よりも小さく設定される。
つまり図4及び図10(a)、(b)において、トップスピンドル15は弾性部材26を備えており、弾性部材26は、トップ支持部材16を缶Wに向けて缶軸(スピンドル軸C)方向に付勢する。
Specifically, the top cam 31 of the top cam mechanism 32 forms a predetermined trajectory whose position along the central axis O direction changes toward the central axis O of the rotating shaft 12. By guiding the top cam follower 25 along this trajectory, the top spindle 15 reciprocates within a range of a predetermined stroke L3 along the spindle axis C direction. However, the top support member 16 of the top spindle 15 is brought into contact with the open end of the can body 51 of the can W in the middle of the stroke L3, and after the contact, the action of the elastic member 26 (contraction due to elastic deformation). Further stops the forward movement toward the can W. Therefore, the stroke L4 of the top support member 16 shown in FIGS. 4 and 10 (a) and 10 (b) is set smaller than the stroke L3.
That is, in FIGS. 4 and 10 (a) and 10 (b), the top spindle 15 includes an elastic member 26, and the elastic member 26 faces the top support member 16 toward the can W in the can axis (spindle axis C) direction. To be urged to.

次に、缶底成形装置10を用いた缶底成形方法について、動作の一例を挙げて説明する。
第1駆動モータ41から伝達された回転駆動力により、回転軸12がその中心軸O回りに回転させられる。これにともない、回転軸12に取り付けられたスターホイール13、スターホイール13に保持された缶W、及び缶Wに対応して回転軸12に設けられた缶底成形ユニット14も、中心軸O回りに回転(公転)させられる。
Next, a can bottom molding method using the can bottom molding apparatus 10 will be described with an example of operation.
The rotary drive force transmitted from the first drive motor 41 causes the rotary shaft 12 to rotate around its central axis O. Along with this, the star wheel 13 attached to the rotating shaft 12, the can W held by the star wheel 13, and the can bottom forming unit 14 provided on the rotating shaft 12 corresponding to the can W also rotate around the central axis O. It is rotated (revolved).

これに応じて、装置フレーム11のボトム用カム27及びこれに係合するボトムスピンドル17のボトム用カムフォロア19、並びに、装置フレーム11の成形用カム29及びこれに係合するボトムスピンドル17の成形用カムフォロア21の作用により、ボトムスピンドル17及びそのボトム支持部材18が、スターホイール13のポケットに保持された缶Wへ向けてスピンドル軸C方向に前進(接近)移動する。つまり、ボトムスピンドル17が、スピンドル軸C方向に沿ってトップスピンドル15側(缶軸方向の上方。以下同様)へ向けてストロークL1だけ移動する。これにより、缶Wの缶底52に対してボトム支持部材18が当接される。 Correspondingly, for molding the bottom cam 27 of the device frame 11, the bottom cam follower 19 of the bottom spindle 17 engaged with the bottom cam 27, and the molding cam 29 of the device frame 11 and the bottom spindle 17 engaged with the molding cam 29. By the action of the cam follower 21, the bottom spindle 17 and its bottom support member 18 move forward (approach) in the spindle axis C direction toward the can W held in the pocket of the star wheel 13. That is, the bottom spindle 17 moves along the spindle axis C direction toward the top spindle 15 side (upper in the can axis direction; the same applies hereinafter) by the stroke L1. As a result, the bottom support member 18 is brought into contact with the can bottom 52 of the can W.

詳しくは、ボトム支持部材18の底壁が、缶Wの缶底52の接地部59及び外周壁58に対してスピンドル軸C方向から当接する。また缶胴51のうち下端部が、ボトム支持部材18の周壁内に嵌合される。また、ボトム支持部材18内に設けられた押圧ローラ20が、缶Wの缶底52に接近配置された状態となる。具体的には、押圧ローラ20の外周縁部(鍔部)が、缶底52の環状凸部56の内周壁57に対して、径方向の内側から対向配置される。 Specifically, the bottom wall of the bottom support member 18 comes into contact with the ground contact portion 59 and the outer peripheral wall 58 of the can bottom 52 of the can W from the spindle axis C direction. Further, the lower end portion of the can body 51 is fitted into the peripheral wall of the bottom support member 18. Further, the pressing roller 20 provided in the bottom support member 18 is arranged close to the can bottom 52 of the can W. Specifically, the outer peripheral edge portion (flange portion) of the pressing roller 20 is arranged to face the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52 from the inside in the radial direction.

また、装置フレーム11のトップ用カム31及びこれに係合するトップスピンドル15のトップ用カムフォロア25の作用により、トップスピンドル15及びそのトップ支持部材16が、スターホイール13のポケットに保持された缶Wへ向けてスピンドル軸C方向に前進(接近)移動する。つまり、トップスピンドル15が、スピンドル軸C方向に沿ってボトムスピンドル17側(缶軸方向の下方。以下同様)へ向けてストロークL3だけ移動する。これにより、缶Wの缶胴51の開口端部に対してトップ支持部材16が当接される。 Further, the can W in which the top spindle 15 and its top support member 16 are held in the pockets of the star wheel 13 by the action of the top cam 31 of the device frame 11 and the top cam follower 25 of the top spindle 15 that engages with the top cam 31. It moves forward (approaching) in the direction of the spindle axis C toward. That is, the top spindle 15 moves along the spindle axis C direction toward the bottom spindle 17 side (downward in the can axis direction; the same applies hereinafter) by the stroke L3. As a result, the top support member 16 is brought into contact with the open end of the can body 51 of the can W.

詳しくは、このストロークL3の途中で、トップ支持部材16の周壁内に、缶胴51の開口端部におけるネック部53が当接する。このようにトップ支持部材16が缶胴51の開口端部に当接してからは、それ以降のトップスピンドル15の前進移動量に応じて弾性部材26が弾性変形することにより、トップ支持部材16のスピンドル軸C方向に沿うボトムスピンドル17側へ向けたそれ以上の前進移動が停止される。この結果、トップ支持部材16は、スピンドル軸C方向に沿うボトムスピンドル17側へ向けて、上記ストロークL3よりも小さいストロークL4だけ移動する。
なお本実施形態において、缶底52に対してボトム支持部材18が当接させられるのと、缶胴51の開口端部に対してトップ支持部材16が当接させられるのとは、略同時である。
Specifically, in the middle of the stroke L3, the neck portion 53 at the open end of the can body 51 comes into contact with the peripheral wall of the top support member 16. After the top support member 16 comes into contact with the open end of the can body 51 in this way, the elastic member 26 elastically deforms according to the amount of forward movement of the top spindle 15 thereafter, so that the top support member 16 Further forward movement toward the bottom spindle 17 side along the spindle axis C direction is stopped. As a result, the top support member 16 moves toward the bottom spindle 17 side along the spindle axis C direction by a stroke L4 smaller than the stroke L3.
In the present embodiment, the bottom support member 18 is brought into contact with the can bottom 52 and the top support member 16 is brought into contact with the open end of the can body 51 at substantially the same time. is there.

そして缶Wは、図4等に示されるように、ボトム支持部材18とトップ支持部材16とによってスピンドル軸C方向の両側から挟持される。なおこのとき、弾性部材26の復元変形力によって、缶Wは、缶軸方向(スピンドル軸C方向)に加圧された状態で両支持部材16、18により支持されている。 Then, as shown in FIG. 4 and the like, the can W is sandwiched by the bottom support member 18 and the top support member 16 from both sides in the spindle axis C direction. At this time, the can W is supported by both support members 16 and 18 in a state of being pressurized in the can axis direction (spindle axis C direction) by the restoring deformation force of the elastic member 26.

次いで、成形用カムフォロア21がストロークL2とストロークL1との差分(L2−L1)に応じて、スピンドル軸C方向に沿うトップスピンドル15側へ向けて前進移動する。このとき、成形用カムフォロア21に連結されたリンク部22(リンク機構)が、該成形用カムフォロア21のスピンドル軸C方向へ向けた直線運動を、スピンドル軸Cに直交する径方向へ向けたスライド移動に変換する。これにより、リンク部22に連結された押圧ローラ20が径方向の外側へ向けて移動させられ、該押圧ローラ20の外周縁部(鍔部)が缶底52の環状凸部56の内周壁57に当接し、該内周壁57を押圧する。 Next, the molding cam follower 21 moves forward toward the top spindle 15 along the spindle axis C direction according to the difference (L2-L1) between the stroke L2 and the stroke L1. At this time, the link portion 22 (link mechanism) connected to the molding cam follower 21 slides the linear motion of the molding cam follower 21 in the spindle axis C direction in the radial direction orthogonal to the spindle axis C. Convert to. As a result, the pressing roller 20 connected to the link portion 22 is moved outward in the radial direction, and the outer peripheral edge portion (flange portion) of the pressing roller 20 is the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52. And presses the inner peripheral wall 57.

また、第2駆動モータ42から伝達された回転駆動力(又は第1駆動モータ41から連結部材43を介して伝達された回転駆動力)により、駆動ギヤ23が中心軸O回りに回転させられ、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24が、スピンドル軸C回りに回転させられる。これにともない、従動ギヤ24に連結されたリンク部22及び押圧ローラ20が、スピンドル軸C回りに回転(公転)する。これにより、押圧ローラ20が環状凸部56の内周壁57上を缶軸回りに転動(公転しながら自転)して、該内周壁57には周方向に沿って延びる溝状の凹部60が成形される。
なお、本実施形態では、環状凸部56の内周壁57を押圧した状態の押圧ローラ20が、スピンドル軸C回り(缶軸回り)に1回転以上回転させられることで、環状凸部56の内周壁57に対して、周方向の全周にわたって延びるリング状の凹部60が成形される。
Further, the drive gear 23 is rotated around the central axis O by the rotational drive force transmitted from the second drive motor 42 (or the rotational drive force transmitted from the first drive motor 41 via the connecting member 43). The driven gear 24 that meshes with the drive gear 23 is rotated around the spindle shaft C. Along with this, the link portion 22 and the pressing roller 20 connected to the driven gear 24 rotate (revolve) around the spindle shaft C. As a result, the pressing roller 20 rolls around the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 (rotates while revolving), and the inner peripheral wall 57 has a groove-shaped recess 60 extending along the circumferential direction. It is molded.
In the present embodiment, the pressing roller 20 in a state of pressing the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 is rotated around the spindle axis C (around the can axis) by one or more rotations, so that the inside of the annular convex portion 56 is formed. A ring-shaped recess 60 extending over the entire circumference in the circumferential direction is formed with respect to the peripheral wall 57.

ここで、スターホイール13、缶底成形ユニット14及び回転軸12を、該回転軸12の中心軸O回りに回転させる回転速度を、「第1の回転速度」と定義する。第1の回転速度は、スターホイール13、スターホイール13が保持する缶W、及び缶底成形ユニット14(以下、缶底成形ユニット14等と省略する)を回転軸12の中心軸O回りに公転させる速度である。缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を高めると、単位時間あたりにスターホイール13のポケットに供給されるワークの缶W及びボトムリフォーム加工が施されてポケットから排出される缶50の数量を増やすことができ、つまり成形加工の処理量を増やすことができる。このように、缶底成形装置10による成形加工の処理量は缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に依存するので、該第1の回転速度は、「装置の運転速度」と言い換えることができる。
また、缶底成形ユニット14が含む押圧ローラ20を、スピンドル軸C回り(缶軸回り)に回転させる回転速度を、「第2の回転速度」と定義する。第2の回転速度は、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに公転させる速度である。
Here, the rotation speed at which the star wheel 13, the can bottom forming unit 14, and the rotation shaft 12 are rotated around the central axis O of the rotation shaft 12 is defined as the “first rotation speed”. The first rotation speed revolves the star wheel 13, the can W held by the star wheel 13, and the can bottom forming unit 14 (hereinafter abbreviated as the can bottom forming unit 14 and the like) around the central axis O of the rotating shaft 12. It is the speed to make it. When the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is increased, the number of cans W of the work supplied to the pocket of the star wheel 13 per unit time and the number of cans 50 that are subjected to bottom reform processing and discharged from the pocket. That is, the processing amount of the molding process can be increased. As described above, since the processing amount of the molding process by the can bottom molding apparatus 10 depends on the first rotation speed of the can bottom molding unit 14 and the like, the first rotation speed can be paraphrased as "the operating speed of the apparatus". Can be done.
Further, the rotation speed at which the pressing roller 20 included in the can bottom forming unit 14 is rotated around the spindle shaft C (around the can shaft) is defined as a "second rotation speed". The second rotation speed is the speed at which the pressing roller 20 revolves around the spindle shaft C.

そして本実施形態では、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に対する、押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を、前記第1の回転速度の大きさに応じて変化させることとした。具体的に、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を高めた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を低下させる。また、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を低下させた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を高める。 Then, in the present embodiment, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 and the like is changed according to the magnitude of the first rotation speed. .. Specifically, when the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is increased, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed is decreased. Further, when the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is lowered, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed is increased.

本実施形態においては、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度は、第1駆動モータ41のモータ回転数に応じて決定される。また、押圧ローラ20の第2の回転速度は、第2駆動モータ42のモータ回転数に応じて決定される。このため、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を、第1駆動モータ41のモータ回転数に対する第2駆動モータ42のモータ回転数の比率により設定する。 In the present embodiment, the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 and the like is determined according to the motor rotation speed of the first drive motor 41. Further, the second rotation speed of the pressing roller 20 is determined according to the motor rotation speed of the second drive motor 42. Therefore, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is set by the ratio of the motor rotation speed of the second drive motor 42 to the motor rotation speed of the first drive motor 41.

第1駆動モータ41のモータ回転数は、該第1駆動モータ41に入力される電源の周波数により決定される。また、第2駆動モータ42のモータ回転数は、該第2駆動モータ42に入力される電源の周波数により決定される。
つまり本実施形態の缶底成形装置10には、図示を省略しているが、第1駆動モータ41の電源周波数を調整可能な第1周波数変換器と、第2駆動モータ42の電源周波数を調整可能な第2周波数変換器と、第1、第2周波数変換器を制御する制御部と、が備えられている。そして制御部が、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率(速度比)を、第1の回転速度の大きさに応じて変化させる。
The motor rotation speed of the first drive motor 41 is determined by the frequency of the power supply input to the first drive motor 41. Further, the motor rotation speed of the second drive motor 42 is determined by the frequency of the power supply input to the second drive motor 42.
That is, although not shown, the can bottom molding apparatus 10 of the present embodiment adjusts the power frequency of the first frequency converter and the second drive motor 42, which can adjust the power frequency of the first drive motor 41. A possible second frequency converter and a control unit for controlling the first and second frequency converters are provided. Then, the control unit changes the ratio (speed ratio) of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like according to the magnitude of the first rotation speed.

缶底52にボトムリフォーム加工を行い凹部60を成形した後は、上述とは逆の手順で、まず押圧ローラ20が、内周壁57から径方向の内側へ向けて後退する。また、トップスピンドル15及びボトムスピンドル17が、缶Wに対してスピンドル軸C方向にそれぞれ後退(離間)移動して、トップ支持部材16及びボトム支持部材18による缶Wの支持状態が解除される。 After the bottom 52 is bottom-reformed to form the recess 60, the pressing roller 20 first retracts inward in the radial direction from the inner peripheral wall 57 in the reverse procedure of the above. Further, the top spindle 15 and the bottom spindle 17 move backward (separately) with respect to the can W in the spindle axis C direction, respectively, and the support state of the can W by the top support member 16 and the bottom support member 18 is released.

このようにして、缶底成形装置10によって缶Wの缶底52にボトムリフォーム加工が施され、該缶底52には凹部60が形成される。凹部60が形成された缶50は、缶底成形装置10の後工程へと移送される。 In this way, the can bottom forming device 10 performs bottom reform processing on the can bottom 52 of the can W, and a recess 60 is formed in the can bottom 52. The can 50 in which the recess 60 is formed is transferred to a subsequent process of the can bottom molding apparatus 10.

以上説明した本実施形態の缶底成形装置10及びこれを用いた缶底成形方法では、缶底成形ユニット14等が取り付けられた回転軸12をその中心軸O回りに回転させる回転速度(第1の回転速度)に対する、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させる回転速度(第2の回転速度)の比率(速度比)を、缶底成形ユニット14等の前記第1の回転速度(装置の運転速度に相当)の大小に応じて変化させる。 In the can bottom molding apparatus 10 of the present embodiment described above and the can bottom molding method using the same, the rotation speed (first) of rotating the rotary shaft 12 to which the can bottom molding unit 14 and the like are attached around the central axis O thereof. The ratio (speed ratio) of the rotation speed (second rotation speed) for rotating the pressing roller 20 around the spindle shaft C to the rotation speed of the can bottom forming unit 14 and the like is the first rotation speed (of the device). It is changed according to the magnitude of (corresponding to the operating speed).

このため、例えば生産効率を向上させる目的で、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を高めた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を低下させることで、押圧ローラ20の第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を低下させた場合には、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を高めることで、押圧ローラ20の第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。 Therefore, for example, when the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is increased for the purpose of improving the production efficiency, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed is set. By lowering it, the second rotation speed of the pressing roller 20 can be maintained within a predetermined range. On the contrary, when the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is lowered, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed is increased. The second rotation speed of the pressing roller 20 can be maintained within a predetermined range.

つまり、缶底成形ユニット14等を回転軸12の中心軸O回りに公転させる速度と、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに公転させる速度との速度比を、第1の回転速度に反比例させることができる。このため、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に係わらず、押圧ローラ20の第2の回転速度を所期する範囲に収めることができる。これにより、缶底52に成形される凹部60の深さ(成形量)が安定化し、缶底52の耐圧強度が安定して高められる。従って、缶底52におけるボトムグロースやバックリング等の変形が確実に抑制される。 That is, the speed ratio between the speed at which the can bottom forming unit 14 or the like revolves around the central axis O of the rotating shaft 12 and the speed at which the pressing roller 20 revolves around the spindle shaft C is inversely proportional to the first rotation speed. Can be done. Therefore, regardless of the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 and the like, the second rotation speed of the pressing roller 20 can be kept within the desired range. As a result, the depth (molding amount) of the recess 60 formed in the can bottom 52 is stabilized, and the pressure resistance strength of the can bottom 52 is stably increased. Therefore, deformation of the bottom growth, buckling, and the like on the can bottom 52 is reliably suppressed.

以上より本実施形態によれば、装置の運転速度(缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転速度に相当する)に係わらず、缶底52に成形する凹部60の加工精度を安定させることができる。つまり、運転速度の大小に関係なく、ボトムリフォーム加工の加工品位を安定化でき、品質の安定した良品の缶50を製造できる。 From the above, according to the present embodiment, the recess 60 to be molded into the can bottom 52 is processed regardless of the operating speed of the device (corresponding to the rotation speed around the central axis O of the rotating shaft 12 of the can bottom forming unit 14 or the like). The accuracy can be stabilized. That is, regardless of the speed of operation, the processed quality of bottom reform processing can be stabilized, and a good quality can 50 with stable quality can be manufactured.

また本実施形態では、第1駆動モータ41が、回転軸12及び該回転軸12に取り付けられた缶底成形ユニット14等を、回転軸12の中心軸O回りに回転(公転)させる。また、第2駆動モータ42が、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転(公転)させる。そして、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を、第1駆動モータ41のモータ回転数に対する第2駆動モータ42のモータ回転数の比率(回転数比)により設定する。 Further, in the present embodiment, the first drive motor 41 rotates (revolves) the rotary shaft 12 and the can bottom forming unit 14 or the like attached to the rotary shaft 12 around the central axis O of the rotary shaft 12. Further, the second drive motor 42 rotates (revolves) the pressing roller 20 around the spindle shaft C. Then, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is set to the ratio of the motor rotation speed of the second drive motor 42 to the motor rotation speed of the first drive motor 41 ( Set by (rotation speed ratio).

具体的に、第1駆動モータ41と第2駆動モータ42とは互いに独立しており、第1駆動モータ41のモータ回転数は、第1駆動モータ41に入力される電源の周波数により決定され、第2駆動モータ42のモータ回転数は、第2駆動モータ42に入力される電源の周波数により決定される。このため、第1駆動モータ41と第2駆動モータ42との周波数比を制御することにより、上述の「第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率」を精度よく簡単に設定することができる。 Specifically, the first drive motor 41 and the second drive motor 42 are independent of each other, and the motor rotation speed of the first drive motor 41 is determined by the frequency of the power supply input to the first drive motor 41. The motor rotation speed of the second drive motor 42 is determined by the frequency of the power supply input to the second drive motor 42. Therefore, by controlling the frequency ratio between the first drive motor 41 and the second drive motor 42, the above-mentioned "ratio of the second rotation speed to the first rotation speed" can be set accurately and easily. it can.

例えば、成形する缶Wの種類を頻繁に変えるなど、装置の運転速度を変更する頻度が高い場合には、上記構成を用いることが好ましい。すなわち、第2駆動モータ42を押圧ローラ20に連結して、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に係わらず押圧ローラ20の第2の回転速度を所定範囲に収めることとすれば、上述した本実施形態の作用効果を、面倒な部品交換作業等(ギヤ機構の交換・調整等)を必要とすることなく容易に得ることができる。 For example, when the operating speed of the apparatus is frequently changed, for example, the type of the can W to be molded is frequently changed, it is preferable to use the above configuration. That is, if the second drive motor 42 is connected to the pressing roller 20 and the second rotational speed of the pressing roller 20 is kept within a predetermined range regardless of the first rotational speed of the can bottom forming unit 14 or the like. The above-described effects of the present embodiment can be easily obtained without the need for troublesome parts replacement work (replacement / adjustment of the gear mechanism, etc.).

また本実施形態では、缶底成形ユニット14等を中心軸O回りに回転(公転)させる回転軸12の中心軸O回りの回転方向と、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転(公転)させる駆動ギヤ23の中心軸O回りの回転方向とを、互いに逆向きに設定したので、下記の作用効果を奏する。
すなわちこの場合、缶底成形ユニット14等が回転軸12の中心軸O回りのうち第1の回転方向(例えば時計回り)に回転させられたときに、駆動ギヤ23は中心軸O回りのうち第2の回転方向(例えば反時計回り)に回転させられる。これにより、例えば本実施形態とは異なり、駆動ギヤ23が装置フレーム11に回転不能に固定されている場合の、該駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24のスピンドル軸C回りの回転速度に比べて、本実施形態では、駆動ギヤ23に噛み合う従動ギヤ24のスピンドル軸C回りの回転速度(第2の回転速度)が増すため、該従動ギヤ24に連結された押圧ローラ20の第2の回転速度を増速できる。つまり、押圧ローラ20の第2の回転速度を高めた状態を基準にして、上述した第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を設定することができる。よって缶底52への凹部60の成形スピードを高めることができ、装置の運転速度(缶底成形ユニット14等の第1の回転速度)が高められた場合であっても、生産効率の向上を確実に図ることができる。
Further, in the present embodiment, the can bottom forming unit 14 and the like are rotated (revolved) around the central axis O, and the rotating direction of the rotating shaft 12 around the central axis O and the pressing roller 20 are rotated (revolved) around the spindle axis C. Since the rotation directions of the drive gear 23 around the central axis O are set to be opposite to each other, the following effects are obtained.
That is, in this case, when the can bottom forming unit 14 or the like is rotated in the first rotation direction (for example, clockwise) of the central axis O of the rotary shaft 12, the drive gear 23 is the first of the central axis O rotations. It is rotated in two rotation directions (for example, counterclockwise). As a result, unlike the present embodiment, for example, when the drive gear 23 is non-rotatably fixed to the device frame 11, the rotation speed of the driven gear 24 meshing with the drive gear 23 around the spindle shaft C is compared with the rotation speed. In the present embodiment, since the rotation speed (second rotation speed) around the spindle shaft C of the driven gear 24 that meshes with the drive gear 23 increases, the second rotation speed of the pressing roller 20 connected to the driven gear 24 is increased. You can speed up. That is, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed described above can be set based on the state in which the second rotation speed of the pressing roller 20 is increased. Therefore, the molding speed of the recess 60 in the can bottom 52 can be increased, and even when the operating speed of the device (the first rotation speed of the can bottom molding unit 14 or the like) is increased, the production efficiency can be improved. It can be surely planned.

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、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種々の変更を加えることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, for example, as described below.

前述の実施形態では、第1駆動モータ41が、缶底成形ユニット14等及び回転軸12を該回転軸12の中心軸O回りに回転させ、第2駆動モータ42が、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させるとしたが、これに限定されるものではない。
例えば、装置の運転速度を変更する頻度が低い場合には、図2に示す連結部材43を用いることにより、第1駆動モータ(駆動モータ)41のみによって、缶底成形ユニット14等及び回転軸12を該回転軸12の中心軸O回りに回転させ、かつ、押圧ローラ20をスピンドル軸C回りに回転させてもよい。そして、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率を、第1駆動モータ41と回転軸12との間の減速比、及び、第1駆動モータ41と押圧ローラ20との間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定する。
In the above-described embodiment, the first drive motor 41 rotates the can bottom forming unit 14 and the like and the rotary shaft 12 around the central axis O of the rotary shaft 12, and the second drive motor 42 pushes the pressing roller 20 into the spindle shaft. It was supposed to be rotated around C, but it is not limited to this.
For example, when the operating speed of the device is changed infrequently, by using the connecting member 43 shown in FIG. 2, the can bottom forming unit 14 and the like and the rotating shaft 12 are used only by the first drive motor (drive motor) 41. May be rotated around the central axis O of the rotating shaft 12, and the pressing roller 20 may be rotated around the spindle shaft C. Then, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 and the like is set as the reduction ratio between the first drive motor 41 and the rotation shaft 12 and the first drive motor. At least one of the reduction ratios between 41 and the pressing roller 20 is adjusted and set.

つまり上記構成では、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を変更した場合には、第1駆動モータ41と回転軸12との間のギヤ機構等(減速機構)の減速比、及び、第1駆動モータ41と押圧ローラ20との間のギヤ機構等(減速機構)の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を変化させる。 That is, in the above configuration, when the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like is changed, the reduction ratio of the gear mechanism or the like (reduction mechanism) between the first drive motor 41 and the rotation shaft 12 and the reduction ratio, and By adjusting at least one of the reduction ratios of the gear mechanism and the like (reduction mechanism) between the first drive motor 41 and the pressing roller 20, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is changed.

具体的に、例えば生産効率を向上させる目的で、第1駆動モータ41のモータ回転数を高めて缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を高めた場合には、第1駆動モータ41と回転軸12との間の減速比、及び、第1駆動モータ41と押圧ローラ20との間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を低下させて、押圧ローラ20の第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。またこれとは逆に、第1駆動モータ41のモータ回転数を低下させて缶底成形ユニット14等の第1の回転速度を低下させた場合には、第1駆動モータ41と回転軸12との間の減速比、及び、第1駆動モータ41と押圧ローラ20との間の減速比の少なくともいずれかを調整することにより、第1の回転速度に対する第2の回転速度の比率を高めて、押圧ローラ20の第2の回転速度を所定範囲に維持することができる。 Specifically, for example, when the motor rotation speed of the first drive motor 41 is increased to increase the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like for the purpose of improving production efficiency, the first drive motor 41 is used. The ratio of the second rotation speed to the first rotation speed by adjusting at least one of the reduction ratio between the rotation shaft 12 and the reduction ratio between the first drive motor 41 and the pressing roller 20. Can be reduced to maintain the second rotational speed of the pressing roller 20 within a predetermined range. On the contrary, when the motor rotation speed of the first drive motor 41 is reduced to reduce the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like, the first drive motor 41 and the rotation shaft 12 are used. By adjusting at least one of the reduction ratio between the first drive motor 41 and the reduction ratio between the first drive motor 41 and the pressing roller 20, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is increased. The second rotation speed of the pressing roller 20 can be maintained within a predetermined range.

従って、1つの(共通の)駆動モータ(上記の例では第1駆動モータ41)を用いて、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの公転と押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの公転とを行いつつも、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(装置の運転速度に相当)に係わらず、缶底52に成形される凹部60の深さ(成形量)を安定させることができ、缶底52の耐圧強度を安定的に向上できる。この場合、駆動モータが1つで足りるので、ランニングコストを削減できる。 Therefore, one (common) drive motor (first drive motor 41 in the above example) is used to revolve around the central axis O of the rotating shaft 12 of the can bottom forming unit 14 and the like, and the spindle shaft C of the pressing roller 20. The depth (molding amount) of the recess 60 formed in the can bottom 52 is determined regardless of the first rotation speed (corresponding to the operating speed of the device) of the can bottom forming unit 14 or the like while revolving around. It can be stabilized and the pressure resistance of the can bottom 52 can be stably improved. In this case, since one drive motor is sufficient, the running cost can be reduced.

また、前述の実施形態では、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56のうち内周壁57を押圧するとともに缶軸(スピンドル軸C)回りに転動して、該内周壁57に径方向外側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60を成形しボトムリフォーム加工を行うこととしたが、これに限定されるものではない。例えば、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56のうち外周壁58を押圧するとともに缶軸回りに転動して、該外周壁58に径方向内側へ窪むとともに周方向に沿って延びる溝状の凹部60を成形しボトムリフォーム加工を行ってもよい。或いは、押圧ローラ20が、缶底52の環状凸部56の内周壁57及び外周壁58の両方に対しそれぞれ押圧・転動されて、内周壁57及び外周壁58にそれぞれ凹部60を成形してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the pressing roller 20 presses the inner peripheral wall 57 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52 and rolls around the can shaft (spindle shaft C) to form a diameter on the inner peripheral wall 57. It was decided to form a groove-shaped recess 60 that is recessed outward in the direction and extends along the circumferential direction to perform bottom reform processing, but the present invention is not limited to this. For example, the pressing roller 20 presses the outer peripheral wall 58 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52 and rolls around the can axis, recesses inward in the radial direction of the outer peripheral wall 58, and extends along the circumferential direction. The groove-shaped recess 60 may be formed and bottom reforming may be performed. Alternatively, the pressing roller 20 is pressed and rolled against both the inner peripheral wall 57 and the outer peripheral wall 58 of the annular convex portion 56 of the can bottom 52, respectively, and the concave portion 60 is formed in the inner peripheral wall 57 and the outer peripheral wall 58, respectively. May be good.

また、前述の実施形態では、缶底成形装置10及び缶底成形方法が、2ピース缶の缶本体に用いられる缶Wの缶底52に対して、凹部60を成形するものであるが、これに限定されるものではない。例えば、ボトルネッカー(ボトル缶製造装置)によって缶胴の開口端部にネッキング加工やねじ加工が施されたボトル缶の缶底に対して、凹部60を成形するものであってもよい。或いは、ボトル缶の製造過程で作製されるDI(Drawing&Ironing)缶の缶底に対して、凹部60を成形するものであってもよい。なおDI缶とは、前述の実施形態で説明した缶Wの缶胴51の開口端部に、ネック部53が形成されていない缶体(つまり缶胴51の外径が、缶底52との接続部分から開口端部にわたって一定とされた缶体)である。 Further, in the above-described embodiment, the can bottom molding apparatus 10 and the can bottom molding method form the recess 60 with respect to the can bottom 52 of the can W used for the can body of the two-piece can. It is not limited to. For example, a recess 60 may be formed on the bottom of a bottle can in which the open end of the can body is necked or screwed by a bottle necker (bottle can manufacturing apparatus). Alternatively, the recess 60 may be formed with respect to the bottom of the DI (Drawing & Ironing) can produced in the process of manufacturing the bottle can. The DI can is a can body (that is, the outer diameter of the can body 51 is the can bottom 52) in which the neck portion 53 is not formed at the open end of the can body 51 of the can W described in the above embodiment. It is a can body that is constant from the connection part to the opening end part).

その他、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、変形例及びなお書き等で説明した各構成(構成要素)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、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。 In addition, each configuration (component) described in the above-described embodiments, modifications, and notes may be combined as long as it does not deviate from the gist of the present invention, and addition, omission, replacement, and other configurations may be added. It can be changed. Further, the present invention is not limited by the above-described embodiments, but is limited only by the scope of claims.

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし本発明はこの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.

〔運転速度によるBPR内径の確認試験〕
缶底成形装置10の運転速度(缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの第1の回転速度に相当する)と、ボトムリフォーム加工した缶50の缶底52のBPR内径(内周壁57の最大直径、つまり環状凸部56の凹部60における最大内径)との関係について、確認試験を行った。
[BPR inner diameter confirmation test based on operating speed]
The operating speed of the can bottom molding device 10 (corresponding to the first rotation speed around the central axis O of the rotating shaft 12 of the can bottom molding unit 14 or the like) and the BPR inner diameter of the can bottom 52 of the bottom reformed can 50 (corresponding to the first rotation speed around the central axis O of the can bottom molding unit 14 or the like). A confirmation test was conducted on the relationship with the maximum diameter of the inner peripheral wall 57, that is, the maximum inner diameter of the concave portion 60 of the annular convex portion 56).

装置の運転速度は、800〜1800cpmの間で複数設定した。なお「cpm」とは、装置の1分間あたりの製缶数(ボトムリフォーム加工する缶数)を表している。具体的に、例えばスターホイール13のポケット数が12である場合、スターホイール13が1分間あたりに100回転するときの運転速度は、1200cpmとなる。 A plurality of operating speeds of the device were set between 800 and 1800 cpm. In addition, "cpm" represents the number of cans made per minute (the number of cans to be bottom-reformed) of the device. Specifically, for example, when the number of pockets of the star wheel 13 is 12, the operating speed when the star wheel 13 rotates 100 times per minute is 1200 cpm.

本発明の実施例では、第1駆動モータ41によって缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転(公転)を行い、第2駆動モータ42によって押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転(公転)を行うこととした。また、第1駆動モータ41のモータ回転数と、第2駆動モータ42のモータ回転数とは、制御部により別々に制御可能である。そして、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(装置の運転速度:cpm)の大きさに応じて、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率(速度比:%)を変化させた。 In the embodiment of the present invention, the first drive motor 41 rotates (revolves) around the central axis O of the rotating shaft 12 of the can bottom forming unit 14 and the like, and the second drive motor 42 rotates around the spindle shaft C of the pressing roller 20. It was decided to rotate (revolve). Further, the motor rotation speed of the first drive motor 41 and the motor rotation speed of the second drive motor 42 can be controlled separately by the control unit. Then, the ratio of the second rotation speed of the pressing roller 20 to the first rotation speed (speed ratio) according to the magnitude of the first rotation speed (operating speed of the device: cpm) of the can bottom forming unit 14 or the like. :%) Was changed.

具体的には、後述する表1に示すように、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(運転速度)が1200cpmのときの、該第1の回転速度に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の速度比を、100%(基準値)とした。そして、第1の回転速度を1200cpmよりも低下させた場合には、第2の回転速度の速度比を100%よりも増加させ、第1の回転速度を1200cpmよりも増加させた場合には、第2の回転速度の速度比を100%よりも低下させて、押圧ローラ20の(実際の)第2の回転速度が所定範囲に収まるようにした。
より詳しくは、制御部、第1周波数変換器及び第2周波数変換器により、第1駆動モータ41のモータ回転数(モータ電源の周波数)に対する、第2駆動モータ42のモータ回転数(モータ電源の周波数)の比率を、上記比率(速度比)とした。
Specifically, as shown in Table 1 described later, when the first rotation speed (operating speed) of the can bottom forming unit 14 or the like is 1200 cpm, the second of the pressing roller 20 with respect to the first rotation speed. The speed ratio of the rotation speed was set to 100% (reference value). Then, when the first rotation speed is lowered from 1200 cpm, the speed ratio of the second rotation speed is increased from 100%, and when the first rotation speed is increased from 1200 cpm, the speed ratio is increased. The speed ratio of the second rotational speed was lowered below 100% so that the (actual) second rotational speed of the pressing roller 20 was within a predetermined range.
More specifically, the control unit, the first frequency converter, and the second frequency converter make it possible for the motor rotation speed of the second drive motor 42 (motor power supply) to be relative to the motor rotation speed of the first drive motor 41 (motor power supply frequency). The ratio of (frequency) was defined as the above ratio (speed ratio).

一方、比較例では、連結部材43を用い、第1駆動モータ41のみによって、缶底成形ユニット14等の回転軸12の中心軸O回りの回転(公転)と、押圧ローラ20のスピンドル軸C回りの回転(公転)とを行うこととした。また、第1駆動モータ41と回転軸12との間の減速比、及び、第1駆動モータ41と押圧ローラ20との間の減速比については変更しないこととした(つまり両減速比は固定)。このため、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(装置の運転速度:cpm)に対する押圧ローラ20の第2の回転速度の比率(速度比:%)は、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度の大きさに係わらず一定である。 On the other hand, in the comparative example, the connecting member 43 is used, and only the first drive motor 41 rotates (revolves) around the central axis O of the rotating shaft 12 of the can bottom forming unit 14 and the like, and around the spindle shaft C of the pressing roller 20. It was decided to rotate (revolve). Further, the reduction ratio between the first drive motor 41 and the rotating shaft 12 and the reduction ratio between the first drive motor 41 and the pressing roller 20 are not changed (that is, both reduction ratios are fixed). .. Therefore, the ratio (speed ratio:%) of the second rotational speed of the pressing roller 20 to the first rotational speed (operating speed of the device: cpm) of the can bottom forming unit 14 or the like is the ratio of the can bottom forming unit 14 or the like. It is constant regardless of the magnitude of the first rotation speed.

具体的には、後述する表2に示すように、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度(運転速度)800〜1800cpmの全域にわたって、該第1の回転速度に対する第2の回転速度の速度比を、120%に固定した。このため、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度が増加すれば、押圧ローラ20の第2の回転速度もこれに比例して増加する。また、缶底成形ユニット14等の第1の回転速度が低下すれば、押圧ローラ20の第2の回転速度もこれに比例して低下する。なお、速度比を120%とした理由は、最低の運転速度800cpmにおいても凹部60の成形量(深さ)を確保して、BPR加工後の缶底52の耐圧強度を維持するためである。 Specifically, as shown in Table 2 described later, the second rotation speed with respect to the first rotation speed covers the entire range of the first rotation speed (operating speed) of 800 to 1800 cpm of the can bottom forming unit 14 and the like. The speed ratio was fixed at 120%. Therefore, if the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like increases, the second rotation speed of the pressing roller 20 also increases in proportion to this. Further, if the first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like decreases, the second rotation speed of the pressing roller 20 also decreases in proportion to this. The reason why the speed ratio is set to 120% is that the molding amount (depth) of the recess 60 is secured even at the minimum operating speed of 800 cpm, and the pressure resistance strength of the can bottom 52 after BPR processing is maintained.

そして、本発明の実施例及び比較例のそれぞれにおいて、缶底52にボトムリフォーム加工を行い、凹部60を成形した後のBPR内径を測定した。なお、各運転速度において、BPR内径の測定は任意に20缶ずつを抜き取って行い、平均値、最大値、最小値、標準偏差(σ)及び3σについて確認した。
本発明の実施例の確認結果を下記表1に示し、比較例の確認結果を下記表2に示す。また図12に、運転速度とBPR内径との関係について示す。
Then, in each of the examples and comparative examples of the present invention, the bottom 52 of the can bottom was subjected to bottom reform processing, and the inner diameter of the BPR after forming the recess 60 was measured. At each operating speed, the inner diameter of the BPR was measured by arbitrarily extracting 20 cans, and the average value, the maximum value, the minimum value, the standard deviation (σ), and 3σ were confirmed.
The confirmation results of the examples of the present invention are shown in Table 1 below, and the confirmation results of the comparative examples are shown in Table 2 below. Further, FIG. 12 shows the relationship between the operating speed and the BPR inner diameter.

Figure 0006884052
Figure 0006884052

Figure 0006884052
Figure 0006884052

表1及び図12の結果より、本発明の実施例においては、装置の運転速度(缶底成形ユニット14等の第1の回転速度)に係わらず、缶底52のBPR内径が略一定とされて、BPR内径のばらつきが顕著に抑制されることが確認できた。つまり缶底52に成形される凹部60の成形量(深さ)が、運転速度によらず一定となることがわかった。
一方、表2及び図12の結果より、比較例においては、装置の運転速度によって、缶底52のBPR内径が大きく変化することがわかった。具体的に、例えば運転速度800cpmの場合と運転速度1800cpmの場合とを比較すると、BPR内径が0.3mm程度も変化していた。
From the results of Table 1 and FIG. 12, in the embodiment of the present invention, the BPR inner diameter of the can bottom 52 is substantially constant regardless of the operating speed of the device (first rotation speed of the can bottom forming unit 14 or the like). Therefore, it was confirmed that the variation in the inner diameter of BPR was remarkably suppressed. That is, it was found that the molding amount (depth) of the recess 60 formed in the can bottom 52 is constant regardless of the operating speed.
On the other hand, from the results of Table 2 and FIG. 12, it was found that in the comparative example, the BPR inner diameter of the can bottom 52 changes greatly depending on the operating speed of the device. Specifically, for example, when comparing the case where the operating speed is 800 cpm and the case where the operating speed is 1800 cpm, the BPR inner diameter has changed by about 0.3 mm.

〔運転速度によるBPR内径及び耐圧強度等の確認試験〕
次に、本発明の実施例を用いて、運転速度、BPR内径及び耐圧強度等の関係について確認試験を行った。具体的には、上述した「運転速度によるBPR内径の確認試験」における本発明の実施例と同様の条件にて、運転速度800cpm、1300cpm、1800cpmの各運転速度において、缶底52にボトムリフォーム加工を行い、凹部60を成形した後のBPR内径、ボトムデプス(ドーム部深さ)、耐圧強度及びボトムグロース(缶底伸び変形量)について測定を行った。なお、各運転速度の測定缶数は任意に抜き取った20缶とし、ボトムグロース測定時の内圧については618kPaとした。
確認結果を、下記表3〜表5及び図13に示す。
[Confirmation test of BPR inner diameter and pressure resistance strength by operating speed]
Next, using the examples of the present invention, a confirmation test was conducted on the relationship between the operating speed, the BPR inner diameter, the pressure resistance strength, and the like. Specifically, under the same conditions as in the embodiment of the present invention in the above-mentioned "confirmation test of BPR inner diameter by operating speed", bottom reform processing is performed on the can bottom 52 at each operating speed of 800 cpm, 1300 cpm, and 1800 cpm. The BPR inner diameter, bottom depth (dome depth), pressure resistance strength, and bottom growth (can bottom elongation deformation amount) after forming the recess 60 were measured. The number of cans for measuring each operating speed was 20 cans arbitrarily extracted, and the internal pressure at the time of bottom growth measurement was 618 kPa.
The confirmation results are shown in Tables 3 to 5 and FIG. 13 below.

Figure 0006884052
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表3〜表5及び図13の結果より、本発明の実施例では、各運転速度においてBPR内径、ボトムデプス、耐圧強度及びボトムグロースが略一定となることがわかった。つまり、装置の運転速度に係わらず、缶底52に成形する凹部60の加工精度を安定させることができ、缶底52の耐圧強度等にばらつきのない、品質の安定した良品の缶50を製造できることが確認された。 From the results of Tables 3 to 5 and FIG. 13, it was found that in the examples of the present invention, the BPR inner diameter, bottom depth, pressure resistance strength and bottom growth were substantially constant at each operating speed. That is, regardless of the operating speed of the device, the processing accuracy of the recess 60 formed in the can bottom 52 can be stabilized, and a good quality can 50 having no variation in the pressure resistance strength of the can bottom 52 and the like can be manufactured. It was confirmed that it could be done.

本発明の缶底成形方法によれば、装置の運転速度に係わらず、缶底に成形する凹部の加工精度を安定させることができる。従って、産業上の利用可能性を有する。 According to the can bottom molding method of the present invention, the processing accuracy of the recess to be molded on the can bottom can be stabilized regardless of the operating speed of the apparatus. Therefore, it has industrial applicability.

10 缶底成形装置(ボトムリフォーム装置)
12 回転軸
13 スターホイール(ターレット)
14 缶底成形ユニット
16 トップ支持部材
18 ボトム支持部材
20 押圧ローラ
41 第1駆動モータ(駆動モータ)
42 第2駆動モータ
50 缶
51 缶胴
52 缶底
55 ドーム部
56 環状凸部(リム)
57 内周壁(カウンタ部)
58 外周壁(ヒール部、チャイム部)
60 凹部
C スピンドル軸(缶軸)
O 中心軸
W 缶(ワーク)
10 Can bottom molding equipment (bottom reform equipment)
12 Rotating shaft 13 Star wheel (turret)
14 Can bottom forming unit 16 Top support member 18 Bottom support member 20 Pressing roller 41 First drive motor (drive motor)
42 2nd drive motor 50 can 51 can body 52 can bottom 55 dome part 56 annular convex part (rim)
57 Inner peripheral wall (counter section)
58 Peripheral wall (heel part, chime part)
60 Recess C Spindle shaft (can shaft)
O Central axis W can (work)

Claims (4)

缶胴と缶底とを備えて有底筒状をなす缶の前記缶底に、
缶軸方向の上方に向けて窪むドーム部と、
前記ドーム部の外周縁部に連なり、缶軸方向の下方に向けて突出するとともに、缶軸回りに沿って延びる環状凸部と、が形成され、
前記環状凸部の内周壁及び外周壁の少なくともいずれかを押圧ローラで押圧するとともに、前記押圧ローラを転動させて、前記環状凸部に周方向に延びる凹部を成形する缶底成形方法であって、
前記缶の前記缶胴を保持するスターホイール、前記スターホイールに保持された前記缶の缶軸と一致するように延びるスピンドル軸を有する缶底成形ユニット、及び、前記スターホイールと前記缶底成形ユニットが取り付けられた回転軸を、該回転軸の中心軸回りに回転させる第1の回転速度に対する、
前記缶底成形ユニットが含む前記押圧ローラを、前記スピンドル軸回りに回転させる第2の回転速度の比率を、前記第1の回転速度の大きさに応じて変化させる缶底成形方法。
On the bottom of a can that has a can body and a can bottom to form a bottomed cylinder,
The dome part that dents upward in the can axis direction,
An annular convex portion that is connected to the outer peripheral edge of the dome portion, projects downward in the can axis direction, and extends along the can axis is formed.
A can bottom molding method in which at least one of the inner peripheral wall and the outer peripheral wall of the annular convex portion is pressed by a pressing roller, and the pressing roller is rolled to form a concave portion extending in the circumferential direction on the annular convex portion. hand,
A star wheel holding the can body of the can, a can bottom molding unit having a spindle shaft extending so as to coincide with the can shaft of the can held by the star wheel, and the star wheel and the can bottom molding unit. With respect to the first rotation speed for rotating the rotation shaft to which is attached around the central axis of the rotation shaft.
A can bottom molding method in which the ratio of a second rotation speed for rotating the pressing roller included in the can bottom molding unit around the spindle axis is changed according to the magnitude of the first rotation speed.
請求項1に記載の缶底成形方法であって、
前記第1の回転速度を高めた場合には、該第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を低下させ、
前記第1の回転速度を低下させた場合には、該第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を高める缶底成形方法。
The can bottom molding method according to claim 1.
When the first rotation speed is increased, the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is decreased.
A can bottom molding method for increasing the ratio of the second rotational speed to the first rotational speed when the first rotational speed is decreased.
請求項1又は2に記載の缶底成形方法であって、
前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させる第1駆動モータと、
前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる第2駆動モータと、を備え、
前記第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を、前記第1駆動モータのモータ回転数に対する前記第2駆動モータのモータ回転数の比率により設定する缶底成形方法。
The can bottom molding method according to claim 1 or 2.
A first drive motor that rotates the rotating shaft around the central axis of the rotating shaft, and
A second drive motor that rotates the pressing roller around the spindle axis is provided.
A can bottom molding method in which the ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is set by the ratio of the motor rotation speed of the second drive motor to the motor rotation speed of the first drive motor.
請求項1又は2に記載の缶底成形方法であって、
前記回転軸を該回転軸の中心軸回りに回転させ、かつ、前記押圧ローラを前記スピンドル軸回りに回転させる駆動モータを備え、
前記第1の回転速度に対する前記第2の回転速度の比率を、前記駆動モータと前記回転軸との間の減速比、及び、前記駆動モータと前記押圧ローラとの間の減速比の少なくともいずれかを調整し設定する缶底成形方法。
The can bottom molding method according to claim 1 or 2.
A drive motor for rotating the rotating shaft around the central axis of the rotating shaft and rotating the pressing roller around the spindle shaft is provided.
The ratio of the second rotation speed to the first rotation speed is at least one of the reduction ratio between the drive motor and the rotation shaft and the reduction ratio between the drive motor and the pressing roller. Can bottom molding method to adjust and set.
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