JP2807824B2

JP2807824B2 - 成形方法及び成形装置

Info

Publication number: JP2807824B2
Application number: JP1102698A
Authority: JP
Inventors: 栄一竹内; 文昭永瀬; 政史山本
Original assignee: Toyo Aluminum KK
Current assignee: Toyo Aluminum KK
Priority date: 1989-04-21
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH02279319A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、アルミニウム箔或いはアルミニウム箔など
の金属薄膜層を有し且つ少なくとも片面に樹脂フィルム
を積層した樹脂ラミネート材などの成形方法及び成形装
置に関する。

従来技術とその問題点従来からアルミニウム箔などの成形は、通常一対の上
型と下型との組合わせからなる剛性のある金属製の成形
金型をクランクプレス機、油圧プレス機などに取り付け
て、実施している。

この様な公知の成形金型の一例の断面図を第２図に示
す。この形式の成形金型を使用する成形操作において
は、まず、上型（１）が下型（３）に向けて下降して、
成形加工材料（５）を打ち抜く。次いで、押し上げピン
（９）を介してシワ押さえスプリング（７）により上方
に押圧されているシワ押え（11）と上型（１）との間に
成形加工材料（５）を強く挟んだ状態で、上型（１）が
機械的に下金型（13）を下方に押し下げ、上金型（15）
内に成形加工材料（５）が引き込まれて、深絞り容器が
成形される。

しかしながら、この様にして成形容器を製造するに
は、複雑にして精巧な金型が必要であり、その製造費用
が高価となる。また、一度に複数個の成形品を製造する
複合金型の場合には、製造技術的にも、多くの問題点が
あり、作業も困難となることが多い。

また、第２図に示す形式の金型の上型と下型とを上下
組み替えた状態で成形を行う方式も存在する。しかしな
がら、この場合には、成形されつつある容器の器壁には
局部的に異なる加工度が加わるので、肉厚が不均一とな
ったり、薄い部分が破れたりする。従って、成形加工材
料としては、必要以上に大きい厚さのもの、或いは必要
以上に高強度のものなどを使用せざるを得ないため、経
済的に不利となる。

問題点を解決するための手段本発明者は、上記の如き従来技術の問題点に鑑みて研
究を進めた結果、特定構造の押し型を使用するととも
に、圧力流体により成形加工材料の補助的延展を行わせ
る場合には、成形加工材料の均一な変形が可能となり、
以て最小限の材料により容量の大きい容器を容易に製造
し得ることを見出した。

すなわち、本発明は、下記の装置及び方法を提供する
ものである：上型と下型との間に成形加工材料を保持しつつ成形
を行う装置において、上型内の空間部内に下方に向けて
外形が段階的に減少する多段式プラグを上下方向に運動
可能に配置するとともに、上型に成形加工材料上面を押
圧するための圧力流体の供給機構を設けたことを特徴と
する成形装置。

上型と下型との間に成形加工材料を保持して成形加
工するに際し、上型内の空間部内に設けた下方に向けて
外形が段階的に減少する多段式プラグにより成形加工材
料を押圧するとともに、成形加工材料の上方に圧力流体
を供給して多段式プラグに接する部分の成形加工材料の
延展を行うことを特徴とする成形方法。

以下図面を参照しつつ、本発明をさらに詳細に説明す
る。

第１図に基本構造を断面図として示す本発明による成
形金型においては、金型の上型（21）は、上型ベース
（23）に固定されており、成形操作中に移動しない。上
型（21）の内部空間部には、上下に移動するスピンドル
（25）に取り付けられた多段式プラグ（27）が位置して
おり、この形状が基本的に成形品の形状に対応してい
る。

下型（29）は、下型ベース（31）に取り付けられてお
り、これとともに上下に移動する。この移動は、成形操
作が始まって、上型（21）の下端面（33）と下型（29）
の上端面（35）とが強力に圧着されるまで可能である。

下型（29）の内部空間部には、必要ならば、押し上げ
板（37）とその押し上げ圧力を調整するためのスプリン
グ（39）などの加圧装置を配置することが出来る。

成形を行う場合には、成形加工材料（41）を上型（2
1）の下端面（33）と下型（29）の上端面（35）との間
に配置した後、下型（29）を上昇させて、成形加工材料
（41）を両端面（33）、（35）で挟み、挿入口（43）か
ら上型（21）の型内部空間部に圧縮空気などの成形用圧
力流体を供給する。成形用圧力流体の漏れを防止するた
めには、Ｏリング（45）を適宜配設しておくことが望ま
しい。

第１図に示す成形金型を使用して成形操作を行う場合
の各部分の作動状況および成形用圧力流体の使用状況を
第３図（ａ）〜（ｆ）に示す。

第３図（ａ）の段階では、上型（21）と下型（29）と
の間に成形加工材料（41）が配置されている。

第３図（ｂ）の段階で、下型（21）が上昇して、上型
（29）との間で成形加工材料（41）を強く挟む。

第３図（ｃ）の段階で、圧縮空気の如き成形用圧力流
体が、挿入口（43）から上型（21）の型内部空間部に供
給され始めるとともに、第３図（ｄ）に示す段階に移行
して、スピンドル（25）が下降し始め、その結果、多段
式プラグ（27）が、空気を滑剤として下降して、成形を
行う。この間、多段式プラグ（27）が下死点にいたるま
で、成形用圧力流体の供給は継続される。

多段式プラグ（27）は下死点に到達したら、第３図
（ｅ）に示す様に、成形用圧力流体が挿入口（43）から
装置外に排出されると同時に、スピンドル（25）が上昇
して、多段式プラグ（27）は、再び上方に戻る。

成形用圧力流体が排出されたことを確認した後、第３
図（ｆ）に示す様に、下型（29）を下降させ、成形品
（41′）を装置外に取り出す。

その後、新たな成形加工材料（41）を上型（21）と下
型（29）との間に配置し、次の成形工程が開始される。

上記の過程において、下型（29）の上型（21）に対す
る押し上げ圧力は、供給される成形用圧力流体の圧力よ
りも、大きいことが必要である。

また、成形加工材料を上型（21）と下型（29）との間
で強力に保持して、成形加工材料（41）の金型内への引
込みをより確実に防止するためには、上型（21）と下型
（29）との少なくとも一方の端面の接触面積を小さくす
ることが好ましい。この様な一例は、第１図に示す様
に、下型（29）の端面（35）に突出部分（47）を設けた
ものである。この様な構成とすることにより、成形部分
以外の部分が平面状態に保持されるので、同一平面内に
複数個の金型を配置することが可能となり、単一の操作
で複数個の容器が製造される。

本発明で使用する多段式プラグ（27）は、成形時に成
形用圧力流体（例えば、圧縮された空気）を滑剤として
成形加工材料との接触圧力を減少させるとともに、各段
での材料の伸び、即ち変型量を均一とすることにより、
最小限の成形加工材料から最大内容量の容器を製造する
という極限加工性の実現を可能とするものである。

第１図に示す下型（29）内の押し上げ板（37）は、成
形容器の底部の形状を規定するためにも活用することが
できる。該押し上げ板（37）は、多段式プラグ（27）の
下死点到達時点よりも少し前に、成形加工材料（41）を
挟んで多段式プラグ（27）と接触するように構成してお
くことが最も有利である。

また、成形容器の底部にマーキングなどの型押しを行
う場合には、多段式プラグ（27）の最下段の表面形状と
対応する形状を押し上げ板（37）の表面に設けておくこ
とにより、成形操作とマーキング操作とを同時に行うこ
とができる。

第４図（ａ）にスピンドル（25）に対する多段式プラ
グ（27）の取付け状況を示す。多段式プラグ（27）に
は、上下に貫通する貫通孔（49）および各段の接続部に
該貫通孔（49）に連絡する通路孔（51）、（53）および
（55）が、設けれられている。これらの連通孔は、それ
ぞれ放射状に設けることが好ましい。

成形加工時には、第４図（ｂ）に示す様に、成形加工
材料（41）は、多段式プラグ（27）に接触しつつ、次第
に変形する。この際、成形加工材料（41）は、多段式プ
ラグ（27）の角部に通常強く接触して、局部的に強い圧
力を受け、変形量が不均一となる。本発明装置において
は、貫通孔（49）から貫通孔（51）、（53）および（5
5）に供給される成形用圧力流体（例えば、圧縮された
空気）が、上記接触部以外の箇所で成形加工材料（41）
を外側に押し拡げるので、成形加工材料（41）と多段式
プラグ（27）の角部との接触圧が軽減されて、成形加工
材料（41）が全面的に均一に延展作用を受ける。その結
果、上型（21）の端面（33）と下型（29）の端面（35）
とに囲まれた成形加工材料が、全体的に均一に成形加工
されることになる。

第５図に本発明による成形動作中の下型（29）、多段
式プラグ（27）、圧力流体および成形加工材料（41）の
挙動を総括してフローダイヤグラムとして示す。

第６図は、本発明における圧力流体の制御回路の一例
を示すものである。圧力流体源（Ｐ）からの圧力流体
は、圧力計（P₁）を経て圧力調節器（R₁）において調圧
された後、センサースィッチ（Ｓ）から送られてくる下
型（29）の移動信号に応じて、圧力計（P₂）を経てバル
ブ（V₁）から上型（21）内に供給される。成形が終了し
て、再びセンサースィッチ（Ｓ）から下型（29）の移動
信号送られてくると、バルブ（V₁）が閉じられるととも
に、バルブ（V₂）が開かれて、上型（21）内の圧力流体
が装置外に排出される。

成形に使用する圧力流体としては、水、油などの液
体；空気、ガスなどの気体のいずれであっても良く、成
形加工材料の種類、成形製品の寸法および形状などに応
じて適宜選択すれば良い。例えば、簡易な構成の材料を
使用する食品用容器の成形の場合には、圧縮空気を使用
するのが良い。

本発明により成形される材料としては、特に限定され
ず、アルミニウム箔、アミニウム箔の少くとも片面に合
成樹脂フィルム層を有するラミネート材などが例示され
る。

多段式プラグの材料は、金属のみならず、圧力流体に
対する耐性を有する硬質プラスチック（例えば、ポリア
ミド、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、
エポキシ樹脂、アクリル樹脂など）であっても良い。ま
た、上型、下型および他の部分の材料も、金属に限られ
ず、やはり硬質プラスチックを使用することができる。

発明の効果本発明によれば、以下の如き顕著な効果が達成され
る。

（ａ）圧力流体と構造の簡単な型を使用して成形を行う
ので、経済的である。

（ｂ）成形加工材料の変形が均一に行われるので、低強
度材料或いは薄い材料を使用して容量の大きい容器を容
易に製造することが出来る。

（ｃ）成形時の絞り込みによるシワなどのない良好な製
品が得られる。

（ｄ）複数個の容器を連列した状態で順次成形加工する
ことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による成形金型の基本構造を示す断面
図である。第２図は、公知の成形金型の一例を示す断面図である。第３図（ａ）〜（ｆ）は、第１図に示す成形金型を使用
して成形操作を行う場合の各部分の作動状況および成形
用圧力流体の使用状況を示す図面である。第４図（ａ）および（ｂ）は、スピンドル（25）に対す
る多段式プラグ（27）の取付け状況および多段式プラグ
（27）の作動状況を示す図面である。図中の矢印は、圧
力流体の流れを示す。第５図は、本発明による成形動作中の下型（29）、多段
式プラグ（27）、圧力流体および成形加工材料（41）の
挙動を総括して示すフローダイヤグラムである。第６図は、本発明における圧力流体の制御回路の一例を
示す図面である。（１）……上型（３）……下型（５）……成形加工材料（７）……シワ押えスプリング（９）……押し上げピン（11）……シワ押え（13）……下金型（15）……上金型（21）……上型（23）……上型ベース（25）……スピンドル（27）……多段式プラグ（29）……下型（31）……下型ベース（33）……上型（21）の端面（35）……下型（29）の端面（37）……押し上げ板（39）……スプリング（41）……成形加工材料（43）……加圧流体用挿入口（45）……Ｏリング（47）……突出部分（49）……貫通孔（51）、（53）、（55）……貫通孔（49）に連絡する連
通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 9:00 (56)参考文献特開昭58−158212（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−56614（ＪＰ，Ｕ) 特公昭58−37886（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 51/08 - 51/20 B29C 51/30 - 51/42 B29C 33/42 B32B 15/08 B32B 31/20 B29L 9:00 B21D 24/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上型と下型との間に成形加工材料を保持し
つつ成形を行う装置において、上型内の空間部内に下方
に向けて外形が段階的に減少する多段式プラグを上下方
向に運動可能に配置するとともに、上型に成形加工材料
上面を押圧するための圧力流体の供給機構を設けたこと
を特徴とする成形装置。
【請求項２】上型と下型との間に成形加工材料を保持し
て成形加工するに際し、上型内の空間部内に設けた下方
に向けて外形が段階的に減少する多段式プラグにより成
形加工材料を押圧するとともに、成形加工材料の上方に
圧力流体を供給して多段式プラグに接する部分の成形加
工材料の延展を行うことを特徴とする成形方法。