JP2005193272A

JP2005193272A - 金属チューブの衝撃押出成形法並びに成形装置

Info

Publication number: JP2005193272A
Application number: JP2004001566A
Authority: JP
Inventors: Yuji Maeda; 裕司前田; Juichiro Kawabata; 十一郎川畑
Original assignee: Taisei Kako Co Ltd
Current assignee: Taisei Kako Co Ltd
Priority date: 2004-01-07
Filing date: 2004-01-07
Publication date: 2005-07-21

Abstract

【課題】口部を閉塞するプラグが容易に切断除去できるように一体成形されたアルミチューブを衝撃押出成形法によって製造する。
【解決手段】プレスダイ内にスラグを設置し、スラグに向けてパンチヘッド１０を突入させることにより口部２４を閉塞するプラグ２１が一体成形されたアルミチューブを成形する方法であって、プレスダイは、内部にスラグが収容されるダイリング６と、肩部２３及び口部２４を賦形するダイベース５とを備え、ダイベース５の口部賦形部位５ｂよりも先端側にプラグ２１を成形するためのキャビティを設け、キャビティ７の内径をパンチヘッド１０の先端部の外径とほぼ等しくし、パンチヘッド１０を突入させた際にスラグの一部をキャビティに流動させることによりプラグ２１を成形した後、パンチヘッド１０の先端部をキャビティの基端部近傍に近接させて、プラグ２１と口部２４との境界部を薄肉に形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、アルミチューブなどの金属チューブの衝撃押出成形法並びに成形装置に関する発明である。

アルミチューブは、一般に、衝撃押出成形法（インパクトプレス）によって成形されている。この成形法は、圧延されたアルミニウム板（純度９９．７％以上）より円形に打ち抜かれたアルミニウムスラグを原材料として使用し、このスラグをダイの中に入れ、前進するパンチによりスラグに圧力を加え、アルミニウムの展延性を利用して瞬間的にパンチとダイの隙間からアルミニウムを押し出し、チューブ成形するものである。このアルミチューブには、（１）通気性がなく非透光性でもあるため保香性が良く、内容物の長期保存に適していること、（２）中身を押し出した後、チューブへの後戻り（エアバック）がなく、内容物へのエアーの接触が少ないため、内容物の品質安定性が高いこと、（３）継ぎ目がなく、外表面全体に印刷ができること、（４）使用に際して内容物の残量がわかりやすいこと、（５）透明インキを使用すればアルミニウムの金属光沢を利用したきれいな印刷ができること、などの利点がある。

このアルミチューブの口部は、従来、プラスチック製のキャップなどによって密閉され、保存・流通されるが、開封時使い切り容器として利用する場合は、使用時の利便性向上のために、例えば、特開平６−８０１５１号公報に開示されたようなヘッド（本明細書においてプラグ）を一体成形するのが良い。
特開平６−８０１５１号公報

上記従来公報に開示の容器は、肩部、口部並びにプラグがプラスチックの射出成形品であるため、ヘッドを除去するためには捩る操作が必要であり、開封時の操作性が良いものではないし、内容液に対する耐薬品性、品質安定性等がアルミに比して劣るものであるとともに、容器の製造コストが大幅に向上する。

そこで、本発明は、１回のインパクトプレスによって、チューブ本体の成形から、肩部、口部、並びに、該口部を閉塞するプラグの成形までを行うことができるとともに、プラグを容易かつ迅速に除去して開封することができる金属チューブのインパクト成形法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明は、プレスダイ内にスラグを設置し、該スラグに向けてパンチヘッドを突入させることにより、チューブ本体の一端部に肩部を介して口部が一体成形されるとともに口部を閉塞するプラグが口部の先端部に一体成形された金属チューブを成形する金属チューブの衝撃押出成形法であって、前記プレスダイは、内部に前記スラグが収容されるとともにチューブ本体の外周面を賦形するダイリングと、前記肩部及び口部の外面を賦形するダイベースとを備え、該ダイベースの口部賦形部位よりも先端側にプラグを成形するためのキャビティを設けておき、該キャビティの内径を、前記パンチヘッドの先端部の外径とほぼ等しくし、前記パンチヘッドを突入させた際にスラグの一部を前記キャビティに流動させることによりプラグを成形した後、パンチヘッドの先端部をダイベースの前記キャビティの基端部近傍に近接させることによって、プラグと口部との境界部を薄肉に形成することを特徴とする金属チューブの衝撃押出成形法である。

好ましくは、成形後に金属チューブをプレスダイから取り出すためのエジェクターピンを前記プレスダイに出没可能に設け、該エジェクターピンの端部によって、前記プラグを成形するためのキャビティの先端面を構成することができる。これによれば、エジェクターピンの軸方向位置の微調整によってスラグの流動状態の制御を行うことができ、プラグの形成と同時に成形されていくチューブ本体の品質の向上、プラグにおけるバリの発生の解消等を図ることができる。

また、本発明は、スラグを内部に設置するプレスダイと、前記スラグに向けて突入されるパンチヘッドとを備えて、チューブ本体の一端部に肩部を介して口部が一体成形されるとともに口部を閉塞するプラグが口部の先端部に一体成形された金属チューブを成形する金属チューブの衝撃押出成形装置であって、前記プレスダイは、内部に前記スラグが収容されるとともにチューブ本体の外周面を賦形するダイリングと、前記肩部及び口部の外面を賦形するダイベースとを備え、該ダイベースの口部賦形部位よりも先端側にプラグを成形するためのキャビティを設けておき、該キャビティの内径を、前記パンチヘッドの先端部の外径とほぼ等しくして、前記パンチヘッドを突入させることによりスラグの一部を前記キャビティに流動させてプラグを成形した後にパンチヘッドの先端部をダイベースの前記キャビティの基端部近傍に近接可能に構成したことを特徴とするものである。かかる本発明の衝撃押出成形装置によれば、チューブ本体、肩部、口部及びプラグを一体に有する金属チューブを１回の衝撃押出工程によって成形可能であるのみならず、パンチヘッドの押出工程の最後で該パンチヘッドの先端部をダイベースの前記キャビティの基端部近傍に近接させることによって、金属チューブのプラグと口部との境界部付近を容易に切断可能な薄肉に形成することができ、低コストで利便性の高い金属チューブを提供できる。

上記製造装置においても、成形後に金属チューブをプレスダイから取り出すためのエジェクターピンを前記プレスダイに出没可能に設け、該エジェクターピンの端部によって、前記プラグを成形するためのキャビティの先端面を構成することが可能である。

本発明によれば、従来にない新規な衝撃押出成形法によって、成形直後からプラグによって口部が密閉されたアルミチューブを一体成形することができるとともに、前記プラグと口部との境界部の肉厚を特別な工程を設けることなく薄肉にすることができるので、製造コスト上昇を抑えつつ、口部に一体成形されたプラグを容易に切断除去することが可能である。したがって、口部を閉塞する別体のキャップが特に必要ではなくなるため、口部外周にネジを切削加工する工程やキャップを取り付ける工程を省略することも可能であり、一層のコスト低減を図ることもできる。さらに、従来の成形法ではプランジャとパンチヘッドが追従して成形を行っているために成形品の先端部にバリが発生するが、本発明によれば、意図的にプランジャを後退させているのでスラグが自由に先端側へ流動し、パンチヘッドの速度・圧力・スラグの厚み等を適切に設定することで、その先端部をＲ形状に成形させることも可能である。

また、本発明は、上記の衝撃押出成形法によって成形された金属チューブと、筒状カバーとを備え、該筒状カバーの一端部はチューブの口部に取り外し可能に取り付けられて該カバーによってプラグの外周が覆われるようになっており、さらに、口部から取り外された筒状カバーの他端部は、プラグに外嵌して該プラグの基部近傍を把持可能に構成されている金属チューブ容器である。これによれば、保管時や流通時には筒状カバーによってプラグを保護することで不慮にプラグが折損することを防止できるとともに、使用時には、口部から取り外したカバーの他端部を利用して、容易かつ確実にプラグを切断除去して口部を開封することが可能である。

より好ましくは、口部から取り外された筒状カバーの他端部がプラグの基部近傍を把持した位置でプラグに対する筒状カバーの押し込みを阻止するように筒状カバーと口部とが当接するように構成するのが良く、これによれば、プラグを切断除去するべく筒状カバーの他端部をプラグに外嵌して押し込んでいく際に押し込み過ぎることがなく、確実にプラグの基部近傍を筒状カバーによって把持することができる。

以下、本発明の実施の形態を図示実施例に基づいて説明する。

図１〜図４は、本発明の一実施例に係るアルミチューブの衝撃押出成形法並びに成形装置１を示す概略工程図であって、該装置１は、軸線を有する円柱状のパンチ２と、プレスダイ３と、前記パンチ２とほぼ同一軸線上に配置されたエジェクターピン４とから主構成されている。パンチ２は、例えば、横型のトグルクランク式プレス機構（図示せず）によってダイ３に向けて進退動させることができる。パンチ２の駆動機構はこれに限るものではなく、リンク機構その他の機構を採用することも可能である。ダイ３は、基台（図示せず）に対して固定しておく。エジェクターピン４は、トグルクランク式プレス機構やリンク機構等の適宜の駆動機構によって、軸線に沿って進退動可能に構成されている。

衝撃押出成形用のプレスダイ３は、凹型であって、ダイベース５とダイリング６とによって主構成されている。これらダイベース５とダイリング６とは図示例のように別体であってもよく、一体成形することもできる。ダイベース５は、アルミチューブの肩部外面を賦形するテーパー面５ａと、アルミチューブの口部外面を賦形する口部賦形面５ｂと、プラグ外面を賦形する断面円形のプラグ賦形面５ｃとを有し、ダイリング６の内周面６ａ（チューブ本体の賦形面）は断面円形乃至楕円形となされており、テーパー面５ａは、ダイリング内周面６ａと断面円形状の口部賦形面５ｂとを接続している。ダイリング内周面６ａの内径よりも口部賦形面５ｂの内径の方が小径となされ、さらに、口部賦形面５ｂの内径よりも、プラグ賦形面５ｃの内径の方が小径とされている。

エジェクターピン４は、インパクト成形前に図１に示す所定の位置に位置付けられ、ダイベース５の口部賦形部位５ｂよりも先端側にプラグを成形するためのキャビティ７が設けられるようにしている。すなわち、このキャビティ７の内周面は前記プラグ賦形面５ｃによって構成されるようになっている。

ダイリング６内には、図１に示すように、バリを除去して表面に潤滑剤が塗布されたアルミニウムスラグ８が収容される。該スラグ８は、アルミニウム溶鉱炉から連続鋳造し一貫してローリングミルにより２段階圧延した材料を調製してパンチングプレスした後、焼鈍して得られたものであってもよく、また、インゴットの上下面を切削し、酸化被膜を取り除いたものを圧延して調厚した材料からパンチングプレスにより打ち抜き、焼鈍して得られたものであってもよい。スラグの形状は特に限定されず、従来高知の平形スラグ、皿形スラグ、円錐形スラグなど適宜のものを採用できるが、スラグ８の外径は、好ましくはダイリング内周面６ａの内径よりも僅かに小さくするのが好ましい。

パンチ２は、円柱状のパンチシャフト９と、パンチシャフト９の先端部にジョイントボルトによって取り付け固定されるパンチヘッド１０とにより主構成されている。パンチヘッド１０はシャフト９に一体成形してもよいが、パンチヘッドはインパクト加工時にアルミニウムとの摩擦が強く、摩耗が激しいため、シャフト９とは別部材として着脱交換可能とするのが好ましい。このパンチヘッド１０は、パンチシャフト９に接続する円柱状の基部１０ａと、基部１０ａの先端部に設けられ且つ基部１０ａよりも若干大径のパンチショルダー１０ｂと、該パンチショルダー１０ｂからテーパー面を介して小径とされ且つ先端側に延びるパンチノーズ１０ｃとを備えている。パンチシャフト９の外径と上記基部１０ａの外径とは等しくなされている。パンチショルダー１０ｂ外径はダイリング６内径よりも僅かに小径とされ、パンチショルダー１０ｂがダイリング６内に突入したときに、チューブ本体（胴部）を押出成形するための隙間がパンチショルダー１０ｂとダイリング６との間に形成されるようになっている。

パンチヘッド１０の先端部を構成するパンチノーズ１０ｃの外径は、ダイベース５の口部賦形面５ｂの内径よりも小さく、これらの隙間によってアルミチューブの口部の肉厚が規定される。さらに、パンチノーズ１０ｃの外径と、前記キャビティ７の内周面５ｃの内径とはほぼ等しくなされている。ここでの「ほぼ等しい」とは、測定器具の測定誤差のレベルを意味するものではなく、成形されるアルミチューブの口部とプラグとの境界部の肉厚を、実質的に切断容易となるように薄肉とし得るものであればよい。したがって、パンチノーズ１０ｃの外径は、キャビティ７の内周面５ｃの内径よりも若干大きくてもよく、若干小さくてもよい。

次に、アルミチューブの衝撃押出成形工程を説明すると、まず、図１に示すようにアルミスラグ８をダイリング６内に収容してパンチヘッド１０をアルミスラグ８に向けて突入していくと、図２〜図４に示すようにアルミスラグ８が塑性変形しつつその一部がキャビティ７側に流動していき、キャビティ７内でプラグ２１が形成される。このプラグ２１の形成とともにスラグ８の一部はパンチショルダー１０ｂとダイリング６との間の隙間を介して押し出され、薄肉円筒状のアルミチューブ本体２２が成形されるとともに、パンチショルダー１０ｂ及びパンチノーズ１０ｃとダイベース５との間の隙間によって肩部２３及び口部２４が成形される。そして、かかる押出工程の最後に、パンチヘッド１０のパンチノーズ１０ｃの先端部を、前記キャビティ７の内周面６ａの基端部近傍に近接させることによって、プラグ２１と口部２４との境界部を薄肉に形成する。その後、パンチヘッド１０を後退させ、エジェクターピン４をアルミチューブ２０に向けて突き動かすことによって、成形されたアルミチューブ２０がプレスダイ３から離型される。

図５及び図６は、上記のようにして製造されたアルミチューブ２０を利用したアルミチューブ容器（製品）の一例であって、携帯用オイルライターに補充するオイルを収容する使い捨て型のアルミチューブ容器を示している。この製品においては、アルミチューブ２０の口部２４外周にネジを設けて、プラグ２１が不慮に折損することを防止するようにプラグ２１の外周を覆う筒状カバー３０を口部２４に取り付けている。この筒状カバー３０は、一端部（図５において下端部）から他端部に向けて徐々に小径とされ、一端部の内周面にはネジが設けられて、口部に着脱自在に螺着できるようになっている。カバー３０が口部２４に取り付けられた状態で、筒状カバー３０の他端部（図５において上端部）は、プラグ２１の上端部よりも上方に位置しており、該他端部には、図５において上端縁よりも下方に奥まった箇所にプラグ２１を把持可能な把持部３１が内周面に突設されている。したがって、保管時や流通時には筒状カバー３０によってプラグ２１を保護することで不慮にプラグ２１が折損することを防止できるとともに、使用時には、口部２４から取り外したカバー３０の他端部を利用して、容易かつ確実にプラグ２１を切断除去して口部２４を開封することが可能である。

さらに、図６に示すように、口部２４から取り外された筒状カバー３０の他端部の把持部３１がプラグ２１の基部近傍を把持した位置でプラグ２１に対する筒状カバー３０の押し込みを阻止するように筒状カバー３０の他端部の端縁部と口部２４の先端部とが当接するように構成することで、プラグ２１を切断除去するべく筒状カバー３０の他端部をプラグ２１に外嵌して押し込んでいく際に押し込み過ぎることがなく、確実にプラグ２１の基部近傍を筒状カバー３０によって把持させることができる。

本発明の一実施例に係るアルミチューブの衝撃押出成形工程を示す概略断面図である。本発明の一実施例に係るアルミチューブの衝撃押出成形工程を示す概略断面図である。本発明の一実施例に係るアルミチューブの衝撃押出成形工程を示す概略断面図である。本発明の一実施例に係るアルミチューブの衝撃押出成形工程を示す概略断面図である。本発明の一実施例に係るアルミチューブ容器の要部拡大断面図である。同アルミチューブ容器のプラグの切断除去工程を説明する断面図である。

符号の説明

１衝撃押出成形装置
３プレスダイ
４エジェクターピン
５ダイベース
６ダイリング
７プラグ成形用キャビティ
８金属スラグ
１０ダイヘッド
２０アルミチューブ
２１プラグ
２２チューブ本体
２３肩部
２４口部
３０カバー

Claims

プレスダイ内にスラグを設置し、該スラグに向けてパンチヘッドを突入させることにより、チューブ本体の一端部に肩部を介して口部が一体成形されるとともに口部を閉塞するプラグが口部の先端部に一体成形された金属チューブを成形する金属チューブの衝撃押出成形法であって、
前記プレスダイは、内部に前記スラグが収容されるとともにチューブ本体の外周面を賦形するダイリングと、前記肩部及び口部の外面を賦形するダイベースとを備え、該ダイベースの口部賦形部位よりも先端側にプラグを成形するためのキャビティを設けておき、該キャビティの内径を、前記パンチヘッドの先端部の外径とほぼ等しくし、前記パンチヘッドを突入させた際にスラグの一部を前記キャビティに流動させることによりプラグを成形した後、パンチヘッドの先端部をダイベースの前記キャビティの基端部近傍に近接させることによって、プラグと口部との境界部を薄肉に形成することを特徴とする金属チューブの衝撃押出成形法。
成形後に金属チューブをプレスダイから取り出すためのエジェクターピンが前記プレスダイに出没可能に設けられており、該エジェクターピンの端部によって、前記プラグを成形するためのキャビティの先端面が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属チューブの衝撃押出成形法。
スラグを内部に設置するプレスダイと、前記スラグに向けて突入されるパンチヘッドとを備えて、チューブ本体の一端部に肩部を介して口部が一体成形されるとともに口部を閉塞するプラグが口部の先端部に一体成形された金属チューブを成形する金属チューブの衝撃押出成形装置であって、
前記プレスダイは、内部に前記スラグが収容されるとともにチューブ本体の外周面を賦形するダイリングと、前記肩部及び口部の外面を賦形するダイベースとを備え、該ダイベースの口部賦形部位よりも先端側にプラグを成形するためのキャビティを設けておき、該キャビティの内径を、前記パンチヘッドの先端部の外径とほぼ等しくして、前記パンチヘッドを突入させることによりスラグの一部を前記キャビティに流動させてプラグを成形した後にパンチヘッドの先端部をダイベースの前記キャビティの基端部近傍に近接可能に構成したことを特徴とする金属チューブの衝撃押出成形装置。
成形後に金属チューブをプレスダイから取り出すためのエジェクターピンを前記プレスダイに出没可能に設け、該エジェクターピンの端部によって、前記プラグを成形するためのキャビティの先端面を構成することを特徴とする請求項３に記載の金属チューブの衝撃押出成形装置。
請求項１又は２に記載の衝撃押出成形法によって成形された金属チューブと、筒状カバーとを備え、該筒状カバーの一端部はチューブの口部に取り外し可能に取り付けられて該カバーによってプラグの外周が覆われるようになっており、さらに、口部から取り外された筒状カバーの他端部は、プラグに外嵌して該プラグの基部近傍を把持可能に構成されている金属チューブ容器。
口部から取り外された筒状カバーの他端部がプラグの基部近傍を把持した位置でプラグに対する筒状カバーの押し込みを阻止するように筒状カバーと口部とが当接するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の金属チューブ容器。