JP3418628B2 - 耐圧性の板金製閉鎖部材、当該部材の成形方法および成形装置 - Google Patents
耐圧性の板金製閉鎖部材、当該部材の成形方法および成形装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D51/00—Making hollow objects
- B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
- B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
- B21D51/44—Making closures, e.g. caps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D17/00—Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions
- B65D17/06—Integral, or permanently secured, end or side closures
- B65D17/08—Closures secured by folding or rolling and pressing
Description
の板金製端末閉鎖部材に関する。本発明は、特に、内圧
による座屈に対する抵抗が高められた金属製端末閉鎖部
材ならびにこのような端末閉鎖部材を成形する方法およ
び装置に関する。
技術は容器の耐圧能力を高めるための種々の方法を教示
している。容器の耐圧性を高めることは、種々の理由か
ら望ましい。先づ、同等のゲージを有する端末殻体を有
する容器はより高い内圧に耐えるように構成することが
できる。そして、また、より薄いゲージの端末殻体を有
する容器は同等またはより高い圧力に耐えるように構成
することができる。十分な耐内圧性を維持すると共に、
容器用の端末殻体として使用される材料のゲージを減少
可能にすることにより、材料のコスト低減という重大な
利点が得られる。
び装置を開示する多数の米国およびその他の国の特許が
発行されてきた。米国特許第4,031,837号明細
書には、端末殻体の中央壁部を支持しながら延伸工具を
慣用の環状のみぞの中に移動して、それにより環状みぞ
の深さを増大させる過程において金属を延伸させること
により慣用の端末殻体を二次成形する方法が教示されて
いる。また、米国特許第4,109,599号明細書に
は、端末殻体のまわりの補強みぞが金属を延伸させない
で自由に形成される容器用の耐圧性端末殻体を成形する
方法が教示されている。したがって、端末殻体の厚さは
最終の成形操作においては減少されない。
細書に開示されているように、板金製端末閉鎖部材の強
度を高めるために該閉鎖部材のまわりの環状領域、すな
わち、ビードを打ち直しし、すなわち、圧印加工するこ
とが多年の間よく知られてきた。この米国特許明細書に
は、端末パネルを機械的にドーム状に形成することによ
り端部のたるんだ金属を利用することが開示されてい
る。耐圧性を高めるために端末殻体の中央パネルの周囲
のまわりに一つまたは複数個の環状領域を圧印加工する
ことを開示したその他の特許は、なかんずく米国特許第
4,577,774号、第4,641,761号および
第4,832,223号を含む。
074号明細書に開示されているように、さら形部分が
少なくとも三つの逆に湾曲した部分を介して中央パネル
と接続された強度が高められた金属製の端末殻体を成形
することが知られている。この発行された特許出願明細
書には、端末殻体における逆に湾曲したセグメントのう
ちの二つのセグメントの間に圧印加工された部分が開示
されている。米国特許第3,774,801号明細書に
は、耐圧性が高められた端部を構成する曲率を有する少
なくとも二つの半径方向に分離した周囲の凹面領域を有
する補強された金属製の缶端部が開示されている。
細書により開示されているように、缶端部の溝形成部
分、すなわち、圧印加工部分から生ずる過剰の金属を利
用するために缶端部に一つまたは複数個の高くしたビー
ドを設けることが知られている。高くしたビードを開示
したその他の特許は米国特許第3,417,898号、
第4,093,102号、第3,326,405号およ
び第3,638,825号を含む。
における重要な進歩にもかかわらず、依然として耐圧能
力をさらに改良する必要がある。
に、新規の改良された耐圧性の端末殻体ならびに端末殻
体を成形する方法および装置を提供することが所望され
ている。
部材は、加圧された製品の容器に使用されるものであ
り、実質的に平坦な中央パネルと、中央パネルのまわり
のさら形部分と、さら形部分のまわりのつかみ壁部と、
つかみ壁部のまわりの継合せフランジとを含む。この端
末閉鎖部材は、中央パネルとさら形部分との間の環状の
下向きの段付部分と、段付部分をさら形部分と接続する
パネルの丸味がついた部分における圧印加工された領域
とを含む。本発明は中央パネルとさら形部分との間のパ
ネルの丸味がついた部分が中央パネルの周囲部分が二次
成形される前に中央パネルの周囲の少なくとも一部分の
まわりで圧印加工されるこのような板金製閉鎖部材を成
形する方法および装置を含む。本発明によれば、中央パ
ネルの主要部分は、中央パネルの外周部分をさら形部分
およびつかみ壁部と共に押し下げることにより、さら形
部分から離れるように移動せしめられる。端末殻体の周
囲部分を中央パネルに対して押し下げることにより、中
央パネルの高さが実質的に増大され、そして圧印加工操
作により生じたたるんだ金属が使用される。これによ
り、端末殻体の金属に実質的に張力が加えられ、殻体が
継ぎ合わされる容器の内圧による端末殻体の中央部のド
ーム状のふくれを減少しまたはなくすことを助ける。
の端末殻体10を示す。端末殻体10は、実質的に平坦
な中央パネル部分12と、中央パネル部分12のまわり
のパネルの丸味がついた部分15と、パネルの丸味がつ
いた部分15から下方に延びるパネル壁部14と、パネ
ル壁部14の外方のさら形部分、すなわち、さら形の丸
味がついた部分16と、上方に延びた実質的に切頭円錐
形のつかみ壁部(chuckwall)18とを有し、
つかみ壁部18は板金製端末閉鎖部材を二重に継ぎ合わ
せまたはその他の方法で図示していない缶またはその他
の容器に取り付けるためにさら形部分16からつかみ壁
部18のまわりの湾曲したフランジ20まで延びてい
る。
うになった内面と、環境にさらされるようになった外面
とを有している。端末殻体10は、代表的には、板金、
例えば、特別の硬度H−19のスズと銅の合金(ext
ra hard H−19temper)でコーティン
グされたアルミニウム合金5182で構成されている。
このアルミニウム製端末殻体は、代表的には、0.22
mm(0.0085インチ)から0.31mm(0.0
12インチ)までの範囲内のゲージを有している。例示
のために選択された実施例においては、板金の厚さは
0.29mm(0.00113インチ)である。スチー
ル、ブリキ板、重合体・アルミニウム積層体および複合
材料を含むアルミニウム板金以外の材料が本発明により
包含されている。
837号明細書の図3に示されているような慣用の形状
に形成することができ、または米国特許第4,031,
837号明細書に開示されているように二次成形するこ
とが可能であり、または米国特許第4,109,599
号明細書により形成することが可能であった。これらの
米国特許により端末殻体を二次成形しまたは成形するこ
とにより、殻体の耐圧性が高められ、かつ中央パネルの
中央部がドーム状にふくれないように補強される。
づ、図2に例示したように圧印加工される。端末殻体を
コイニングし、すなわち、圧印加工する工具は、下側成
形キャップ22と、心出しリング24と、加圧パッド2
6と、コイニング工具28とを含む。コイニング工具2
8は、パネルの丸味がついた部分15における比較的に
狭い金属の領域を下側成形キャップ工具22の丸味がつ
いた部分23により支持されたときに圧印加工するため
の角をなしたまたは切頭円錐形の圧印加工面30を含
む。また、図2の工具は、特定の金属製端末閉鎖部材1
0の選択により、中央パネル12の直径を増大させるよ
うに端末殻体を二次成形し、そしてパネル壁部14を米
国特許第4,031,837号明細書に開示されている
ように実質的に垂直になるように二次成形するためにも
使用することができる。また、別の態様として、米国特
許第4,109,599号により実質的に垂直のパネル
壁部を有するように形成された端末殻体10を選択する
ことができ、したがって、その場合には、パネル壁部を
図2のコイニング工具で二次成形する必要はない。米国
特許第4,109,599号により成形された端末殻体
については、図2の工具は、パネルの丸味がついた部分
15において端末殻体を圧印加工し、したがって、パネ
ル壁部14を二次成形する必要がない。
10をこの技術分野によく知られた態様で非伸縮性のベ
ルト(金属製または非金属製)によりステーションから
ステーションまで搬送することができる。図示していな
いベルトが上側工具および下側工具が開いているときに
これらの工具の間に端末殻体を搬送する。プレス操作に
よりこれらの工具を閉ざすことにより、閉鎖部材が工具
内に正確に着座せしめられ、そしてパネルの丸味がつい
た部分15が圧印加工される。また、閉鎖部材は、前述
したように、工具により二次成形することもできる。
いては、パネルの丸味がついた部分15が端末殻体の中
央パネル12の周囲全体のまわりで圧印加工される。缶
の端部の外面において測定されたときの圧印加工された
領域の幅はほぼ0.51mm(0.020インチ)ない
し1.02mm(0.040インチ)とすることがで
き、そしてこの板金は圧印加工された領域内に約0.2
3mm(0.009インチ)の残留した金属の厚さを残
すように圧印加工される。パネルの丸味がついた部分1
5を圧印加工することにより、圧印加工された領域内の
金属が加工され、そしてそれにより丸味がついた部分が
強められ、そして端末殻体が取り付けられた容器の内圧
による座屈に対する端末殻体の抵抗がより大きくなる。
また、端末殻体のパネルの丸味がついた部分15を圧印
加工することにより、端末殻体の金属の表面積が増大
し、そして金属のたるみが生ずる。この金属のたるみ
は、中央パネル12が内圧をうけたときにドーム状にふ
くれることがあるので、望ましくない。缶の端部のパネ
ルの中央部がドーム状にふくれることが望ましくない一
つの理由は、「タブの立上がり」と呼ばれている中央パ
ネル上の開口タブの早期の立上がりが生ずるからであ
る。
り圧印加工された端末殻体は、好ましくは、図示してい
ないベルトにより、端末殻体を二次成形するための図3
に例示したような工具の別の組まで移送される。これら
の工具は、キャップ36を有する二次成形キャップ工具
34と、成形リング38と、ノーズ42を有する心出し
リング40とを含む。二次成形キャップ工具34のキャ
ップ36はその周囲のまわりに環状の丸味がついた部分
44を有している。丸味がついた部分44は、この好ま
しい工具においては、約0.56mm(0.022イン
チ)の曲率半径を有している。また、二次成形キャップ
工具34は、その周囲のまわりに、丸味がついた部分4
6を有している。この丸味がついた部分46は、この好
ましい実施例においては、0.46mm(0.018イ
ンチ)の曲率半径を有している。この丸味がついた部分
46は、図2に例示した下側成形キャップ工具22の丸
味がついた部分23とほぼ同じであることが好ましい。
したがって、パネルの丸味がついた部分15は、図3に
例示した工具により二次成形されないことが好ましい。
10は、好ましくは、移動するベルトによりステーショ
ンからステーションまで搬送されるときに、成形リング
38により下方に移動され、そして二次成形キャップ工
具34に押しつけられて、それにより、端末殻体の中央
パネルの周囲のまわりに環状の段付部分50を形成す
る。成形リング38はその底部の内側隅部に約0.4m
m(0.015インチ)の丸味がついた部分45を有し
ている。この丸味がついた部分45は中央パネル部分1
2の上面を押圧してそれによりこのような中央パネルの
周囲部分を二次成形キャップ工具34の丸味がついた部
分44および46の間の環状の段部中に押し込める。
により支持されたときに下方にプレスする成形リング3
8の作用により、中央パネルの外周部が二次成形され
て、このような中央パネルに下向きの段付部分50が形
成され、そして中央パネルの主要部分をさら形部分16
に対して上向きに延伸させる。この中央パネルの二次加
工は、図2のコイニング操作により生じた端末閉鎖部材
の過剰の金属、すなわち、たるんだ金属の実質的にすべ
てを使用し、そして高くした中央パネル部分における金
属に実質的に張力を加える。これは、たるんだ金属のす
べてを使用しそしてパネルに張力を加えることにより端
末殻体の座屈する傾向を実質的に低減し、そしてまた端
末殻体がシールされた容器内の内圧をうけたときに中央
パネルが隆起し、すなわち、上向きにドーム状にふくれ
る傾向を実質的になくすことができる点で本発明の一つ
の重要な局面である。中央パネルがこのように上向きに
ドーム状にふくれると、端末殻体に形成された容易に開
口する端部上のタブの立上がりを生じ、そしてタブの立
上がりにより缶が偶然に開口しまたは缶を積み重ねるこ
とが困難になるという望ましくない結果が生ずるので、
このような上向きのドーム状のふくれを減少させること
が望ましい。したがって、圧印加工後に段部を形成する
シーケンスは本発明の一つの重要な特徴である。
により、さら形部分16の底部に対する中央パネル部分
の高さが実質的に増大する。本発明の好ましい一実施例
においては、中央パネル部分12の高さは、約2.0m
m(0.078インチ)の当初の高さから約2.8mm
(0.110インチ)の最終の高さまで増大せしめられ
る。
に圧印加工されかつ二次成形された後の本発明の端末殻
体を例示している。端末殻体10は、圧印加工されかつ
二次成形されたときに、実質的に平坦な中央パネル12
と、中央パネル部分のまわりの環状の段付部分50と、
段付部分50の外方のパネルの第1の丸味がついた部分
15と、段付部分50と中央パネル部分12との間のパ
ネルの第2の丸味がついた部分48と、段付部分50と
隣接したパネルの丸味がついた部分15における圧印加
工された領域47とを含む。この端末閉鎖部材は、さら
に、パネル壁部14と、さら形部16と、つかみ壁部1
8と、端末閉鎖部材を容器に取り付けるための湾曲した
フランジ20とを含む。本発明の端末殻体のパネル壁部
14は、実質的に垂直であることが好ましいが、頂部か
ら底部まで僅か内方にまたは外方に傾斜させることがで
きる。パネル壁部14は、好ましい一実施例において
は、耐圧力を高めるために、頂部から底部まで負の角度
に、すなわち、僅か内方に傾斜させることができる。例
示の目的のために選択した実施例は、パネルの丸味がつ
いた部分15の上面から上方にほぼ0.76mm(0.
030インチ)高くした中央パネル部分と、パネルの丸
味がついた部分15の上面からほぼ1.96mm(0.
077インチ)下方に形成されたさら形部分16とを有
している。パネルの第1の丸味がついた部分15は、そ
の内面にほぼ0.46mm(0.018インチ)の曲率
半径を有し、そしてパネルの第2の丸味がついた部分4
8は、その内面にほぼ0.56mm(0.022イン
チ)の曲率半径を有している。圧印加工された領域47
はほぼ0.76mm(0.30インチ)の幅を有しかつ
ほぼ0.23mm(0.009インチ)の金属の残留厚
さを有している。端末閉鎖部材の段付部分50はほぼ
1.4mm(0.055インチ)の幅を有しかつ中央パ
ネル部分12の周囲全体のまわりに延びている。
したと考えるが、当業者には、例示しかつ記載した細部
について、本発明の精神、すなわち、特許請求の範囲か
ら逸脱することなく種々の変更を行うことができること
は理解されよう。
工具は1組の複動式工具に組み合わせるかまたは三つの
ステーションに分割することができよう。上側成形リン
グ38およびコイニング工具28もまた、端末殻体のさ
ら形部分に着座させるための別個のさら形リング工具を
構成するように内側部分および外側部分に分離すること
ができる。端末殻体の段付部分50もまた例示した一つ
の段部よりもむしろ二つまたはそれ以上のより小さい段
部を備えることができよう。端部の圧印加工された領域
もまた端部のまわりに二つまたはそれ以上のセグメント
に形成し、かつ該セグメントの端部の間の金属を圧印加
工しないようにすることができる。その他の変更、変型
は当業者には明らかであろう。
体の部分横断面図。
工されるときの図1の端末殻体の部分横断面図。
面図であり、かつ中央パネルと端部のさら形部分との間
に下向きの段付部分を形成するために端末殻体の中央パ
ネル部分を二次成形するための好ましい工具を示した
図。
の二次加工された板金の端末閉鎖部材の部分横断面図。
Claims (9)
- 【請求項1】 中央パネル(12)と、該中央パネル
(12)のまわりの下方に突出したさら形部分(16)
と、該さら形部分(16)のまわりの全体として切頭円
錐形のつかみ壁部(18)と、該つかみ壁部(18)の
まわりの湾曲した取付けフランジ(20)とを有する端
末殻体(10)を成形又は準備する段階と、 閉鎖部材の金属を圧印加工して圧印加工領域(47)を
形成する段階とを含む、耐圧性の板金製閉鎖部材を成形
する方法において、 前記圧印加工は、前記中央パネル(12)の周囲の主要
部分のまわりの段付部分(50)となるべき部分に隣接
した第1の丸味がついた部分(15)の一部において行
われ、それにより前記閉鎖部材の金属の表面積を増大さ
せ、また、 前記さら形部分(16)の底部から測定した高さを実質
的に増大させることにより前記中央パネル(12)に二
次成形を施し、前記圧印加工によって生じた前記閉鎖部
材の金属の増大された表面積を利用して該閉鎖部材の金
属に張力を加え、これによって、前記中央パネル(1
2)の主要部分の高さを増大させたことが、該中央パネ
ル(12)の周囲のまわり及び隣接する前記圧印加工領
域(47)に下向きの段付部分(50)を形成すること
となるようにすることを特徴とする板金製閉鎖部材の成
形方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記さ
ら形部分(16)の底部から測定された前記中央パネル
(12)の高さが少なくとも20%増大せしめられる板
金製閉鎖部材の成形方法。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の方法におい
て、前記中央パネル(12)の下面の主要部分を支持
し、そして前記さら形部分(16)の底部から上方の前
記中央パネル(12)の高さを実質的に増大させるため
に前記さら形部分(16)、前記つかみ壁部(18)お
よび前記湾曲した取付けフランジ(20)を前記中央パ
ネル(12)の主要部分に対し下方に移動しながら前記
中央パネル(12)の外周部分を段付部分(50)に二
次成形することにより、前記中央パネル(12)を二次
成形する板金製閉鎖部材の成形方法。 - 【請求項4】 請求項3に記載の方法において、前記板
金製閉鎖部材が、前記圧印加工領域(47)を形成する
ための前記閉鎖部材の金属の圧印加工段階において前記
中央パネル(12)の直径を増大させるように二次成形
される板金製閉鎖部材の成形方法。 - 【請求項5】 中央パネル(12)と、該中央パネルの
まわりの丸味がついた部分(15)と、該丸味がついた
部分(15)のまわりのさら形部分(16)と、該さら
形部分(16)のまわりのつかみ壁部(18)と、該つ
かみ壁部(18)のまわりの湾曲したフランジ(20)
と、前記丸味がついた部分(15)を圧印加工するため
の手段(22,24,26,28)とを備える板金製閉
鎖部材を成形するための装置において、 前記圧印加工するための手段は、段付部分(50)とな
るべき部分に隣接した前記丸味がついた部分(15)の
一部において前記中央パネル(12)の周囲の少なくと
も主要部分のまわりの前記閉鎖部材の圧印加工領域(4
7)を圧印加工できるように位置決めされており、ま
た、 前記装置は、前記さら形部分(16)の内方に隔置され
た前記中央パネル(12)の主要部分の、前記さら形部
分(16)の底部から測定した高さを実質的に増大させ
ることにより前記中央パネル(12)を二次成形すると
ともに、高くした該中央パネル(12)と前記丸味がつ
いた部分(15)との間に下向きの段付部分(50)を
形成する手段(34,36,46,40,38)を含む
ことを特徴とする板金製閉鎖部材の成形装置。 - 【請求項6】 請求項5に記載の装置において、前記閉
鎖部材の中央パネル(12)を二次成形するための前記
手段が、該閉鎖部材の前記中央パネル(12)の下面の
主要部分を支持する中央キャップ(36)を有する二次
成形キャップ工具(34)と、該閉鎖部材の前記さら形
部分(16)を支持する加圧パッド(46)と、該さら
形部分(16)を前記加圧パッド(46)に対して締め
つけるさら形リング(40)と、該中央パネル(12)
の周囲を二次成形し且つ当該周囲のまわりに下向きの段
付部分(50)を成形する成形リング(38)とを含む
板金製閉鎖部材の成形装置。 - 【請求項7】 実質的に平坦な中央パネル(12)と、
前記中央パネル(12)のまわりのさら形部分(16)
と、前記さら形部分(16)のまわりのつかみ壁部(1
8)と、前記つかみ壁部(18)のまわりの継ぎ合わせ
フランジ(20)と、前記中央パネル(12)と前記さ
ら形部分(16)との間の環状の下向 きの段付部分(5
0)と、前記さら形部分(16)と前記段付部分(5
0)との間の第1の丸味がついた部分(15)と、前記
段付部分(50)と前記中央パネル(12)との間の第
2の丸味がついた部分(48)とを含む板金製閉鎖部材
において、前記段付部分(50)の少なくとも主要部分のまわりの
該段付部分(50)に隣接する前記第1の丸味がついた
部分(15)に、圧印加工された領域(47)があるこ
とを特徴とする 板金製閉鎖部材。 - 【請求項8】 請求項7に記載の板金製閉鎖部材におい
て、端末の前記閉鎖部材(10)の金属に張力が加えら
れており、該閉鎖部材によりシールされる容器内の圧力
によって前記中央パネル(12)がドーム状に膨れるこ
とを阻止できる板金製閉鎖部材。 - 【請求項9】 請求項8に記載の板金製閉鎖部材におい
て、該閉鎖部材がほぼ0.24mm(0.0096イン
チ)の厚さのアルミニウム合金から成形され、かつ前記
圧印加工された領域(47)がほぼ0.23mm(0.
0090インチ)の金属の厚さを有する板金製閉鎖部
材。
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