JP3424079B2 - 缶体メーカー用軽量ラム - Google Patents

缶体メーカー用軽量ラム

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    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B23K15/04—Electron-beam welding or cutting for welding annular seams
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は、比較的底が浅いカップ体から長いワンピ
ースの金属缶体を形成する高速度装置に使用されるラム
の構造に関するものである。
ビール／飲料に多用されている形式の所謂ツーピース
金属容器または金属缶の主要部分または本体は、長くな
っているシリンドリカルな側壁、一体の底部および開放
された上部を含んでいる。そのような本体は、金属缶体
成形機および類似品のようなカップ形状製品成形機の再
引き抜きブランクホルダー位置決め機構について、E.Pa
ramonoffに対し1972年12月５日に交付された米国特許第
3,704,619号、ワンピースの金属缶体を形成する装置と
題するE.Paramonoffへ1973年５月29日に交付された米国
特許第3,735,629号、シームレス容器体製造装置に対し
W.SnyderおよびD.Dettmerへ1985年７月23日に交付され
た米国特許第4,530,228号に記載されている型式の引き
抜き及び平滑化機械で作られることが多い。前記の特許
に記載された装置は、徐々に変化する開口をもった一連
のリング状のダイエレメンツであるダイパックに往復運
動するラムを駆動させて、それぞれのカップを通すこと
で、比較的浅底のカップ状の形のブランクから缶体を作
るものである。それぞれのブランクは、まず最初最も大
径の開口を通り、該ブランクが次々に通される開口は、
その前に該ブランクが通された開口よりも僅かに径が細
くなっている。ラムの前端においてラムに取り付けられ
たリプレースできるポンチが各カップに係合してこれを
ダイパックに通す。ラムの後端は、後退戻りストローク
を伴う前進ワーキングストロークの間、ラムの水平に位
置する長さ方向軸にそってラムを往復運動させる駆動手
段に接続している。
これまでは、ラムは、１本の棒材から作られている。
このことは、ラムの長い中空のメインの中央部分の内部
を容易にマシンニングすることに厳しい制限を課してい
る。この問題は、ラムの両端における軸方向通路の直径
に規制があり、中央部分に所要の機械的強度（余分な壁
の厚さなしに）をもたせるようにしている中央部分の直
径よりもかなり細くなっていることに起因する。このよ
うに、従来の技術においては、主たる中央部分の壁の厚
さは、強度要件に合致する為に必要な厚さよりも異常に
厚くなっていいて、その結果、ラムは、必要以上に重く
なってしまっていた。
発明の概要 比較的軽量のラムを製造するために、本発明は、中央
部分を構成する長くて薄い壁のチューブの両端に、ノー
ズピースとテールピースとを冶金的に結合することで構
成した一体構造体を提供する。結合は、すべての実用面
に対し、シングルピースの棒材から作られたラムの強度
に匹敵する接合強度を達成する電子ビーム溶接を用いて
行われる。チューブの壁の厚さは、ラムに要求される仕
事に対する充分な強度を与えるに必要な厚さを実質的に
越えないように選択されることが好ましく、これによっ
て重量の軽減化が計れるものである。３つのピースを溶
接してラムを形成することで達成される軽量化は、重要
なことで、その結果、機械のサイクルレートが向上し、
缶の製造効率が高まる。
したがって、本発明の主たる目的は、缶体製造機のた
めに軽量のラムを提供することにある。
他の目的は、３つの要素が冶金的に接合されて一体構
造物にされた、このタイプのラムを提供することにあ
る。
さらに他の目的は、電子ビーム溶接技術を用いて製造
された、このタイプのラムを提供することにある。
他の目的は、ラムのメインの長くなっている中央部分
の長さ対壁の厚さの比率が100よりも大きななものにな
っている、このタイプのラムを提供することにある。
さらに他の目的は、機械速度にまさる、このタイプの
ラムを提供することにある。
この発明のこれらの目的ならびに他の目的は、添付図
面の下記の記述を読めば、直ちに明らかになるもので、
図面において： 図面の簡単な説明 図１は、本発明の教示により作られた軽量ラムの一部
切断側面図である。
図２は、図１の矢印２−２方向で見たラムの端面図で
ある。
ここで図面を参照する。
図面の詳細な記述 ラム10は、ノーズピース12を薄い壁の筒状中央部11の
前端に冶金的に結合する溶接部14と、テールピース13を
メインセクション11の後端に冶金的に結合する溶接部15
とを用いて構成された溶接物である。溶接部14,15は、
所謂、電子ビーム溶接の産物である。代表的には、メイ
ンセクション11は、約42インチである長さＬを有し、そ
れは、メインセクション11の壁の厚さＴよりも少なくと
も100倍もある。実用上の構造においては、メインセク
ション11は、外径が約2.5インチで、内径が約２インチ
である。この結果は、1/4インチの壁の厚さは、シング
ルピースの棒材から研削した従来技術のラムの中央部分
の11/16インチの壁の厚さに対し、最大5/3インチの64％
の減少になる。メインセクション11の壁の厚さが1/2イ
ンチであるとき、これは、従来技術における11/16イン
チの壁の厚さに対し82％の減少になる。
ノーズピース12とテールピース13の軸の長さの適当な
ものは、それぞれ約6.6インチ、1.7インチである。ノー
ズピースとテールピースそれぞれの軸方向の通路16,17
の直径は、図面では、通路16の方が通路17よりも断面で
やや大きく描かれているが、約3/4インチのものであ
る。
ノーズピース12は、パンチノーズ21とスリーブ22とを
作業位置に装着するもので、後者は、ノーズピース12の
シリンドリカルな外表面部19を囲み、これにぴったり密
接する。パンチエレメンツ21,22は、リテーナースクリ
ュウ23により適所に固定され、該スクリュウは、通路16
の前端にある内面のネジ溝24に螺合するネジ溝が外面に
きってある。ノーズ21から離れたパンチスリーブ22の端
部には、スペーサリング27がスリーブ22とノーズピース
肩部18との間に介在している。
テールピース13は、ラム10を長さ方向軸25にそって往
復動させる駆動手段（図示せず）に結合するようになっ
ている。ラム10の適当な駆動手段ならびに缶体成形装置
の他の詳細は、前記した米国特許第3,704,619号、3,73
5,629号および／または4,530,228号に記載されている。
これら三つの特許の教示は、参照文献として、ここに組
み入れる。
溶接部14,15を形成し、そして、これによってエレメ
ンツ11、12、13の間に冶金的結合を達成する電子ビーム
溶接は、実用目的上、一体のシングルピース構造を有す
るに匹敵する強度を達成する。
筒状メインセクション11の壁は、要求されるものより
も本質的に厚くないから、ラム10は、比較的軽量で、そ
の結果、慣性力は、低減される。従来技術のラムにラム
10を比較すると、約45％まで重量を軽減することができ
る。これによって、ファウンデーションバイブレーショ
ンは、低下し、機械損耗の度合いが大幅に低くなり、有
害な作用なしに機械速度を早めることが可能となる。ラ
ム10は、また、コンベンショナルなワンピース構造のラ
ムと互換性がある。
エレメンツ11,12,13は、この目的にあった9310VARの
スチール合金から作られている。エレメンツ11,12,13を
軸方向に整列させ、ついで溶接部14,15によって接合し
た後、該アッセンブリーは、応力除去、浸炭、そして、
ネジ溝24の形成を含む仕上げ研削操作に付される。さも
なければ、アッセンブリーされる前で、溶接部14,15を
付した後、これらの溶接部14,15に近接する箇所にのみ
局部的に応力除去がなされる。
本発明は、特定の実施例に関して記述されたが、他の
多くのバリエーションとモディフィケーションおよび他
の用法は、当業者に明らかである。したがって、本発明
は、ここにおける特定の記述のみに限定されず、添付の
請求の範囲により限定されるのが好ましい。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−131225（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−149033（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−64069（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−150479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−59765（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−125961（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−77200（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−16067（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−25879（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭45−9873（ＪＰ，Ｂ１) 西独国特許出願公開3704792（ＤＥ, Ａ１) 国際公開86／07553（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21D 22/28 B23K 15/00 501 B23K 15/00 505 B30B 15/06

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リングタイプのダイに比較的浅いカップを
    通すことで比較的長い缶体を作る高速装置の軽量ラムを
    構成する溶接物であって、該溶接物は、以下のものを含
    む： 前記ラムにパンチを作業部位に装着するようになってい
    るノーズピース； 該ラムをその長さ方向軸にそって往復動させる駆動手段
    に結合するようになっているテールピース； 前端と後端とを有する長い比較的薄い壁のチューブ； 軸方向に整列し、前記ノーズピースと前記テールピース
    との間に介在されている前記チューブである前記チュー
    ブ、前記ノーズピースおよび前記テールピース； 前記チューブの先端において、前記チューブに前記ノー
    ズピースを固定し、これを前方へ伸ばすようにする第１
    の溶接部；そして、 前記チューブの後端において、前記チューブに前記テー
    ルピースを固定し、これを後方へ伸ばすようにする第２
    の溶接部。
  2. 【請求項２】第１と第２の溶接部は、該チューブを該ノ
    ーズピースと該テールピースそれぞれに冶金的に接合す
    る請求の範囲１に規定の溶接物。
  3. 【請求項３】第１と第２の溶接部は、電子ビーム溶接に
    よって作られるものである請求の範囲２に規定の溶接
    物。
  4. 【請求項４】該チューブ、該ノーズピースおよび該テー
    ルピースは、アロイスチールで作られている請求の範囲
    １に規定の溶接物。
  5. 【請求項５】該チューブの長さは、その壁の厚さの100
    倍よりも大きいものである請求の範囲１に規定の溶接
    物。
  6. 【請求項６】該チューブ、該ノーズピースおよび該テー
    ルピースを貫通する正合された軸方向通路があり、該チ
    ューブの軸方向通路の直径は、該ノーズピースと該テー
    ルピース両者の軸方向通路の直径の少なくとも２倍であ
    る請求の範囲５に規定された溶接物。
  7. 【請求項７】該チューブは、該チューブの外径の75％よ
    りも大きい直径をもつ軸方向通路を有している請求の範
    囲５に規定された溶接物。
  8. 【請求項８】リングタイプのダイに比較的浅いカップを
    通すことで比較的長い缶体を作る高速装置の軽量ラムを
    構成する方法であって、該方法は、以下の工程を含む： 前記ラムにパンチを作業部位に装着するようになってい
    るノーズピースを作り、該ラムをその長さ方向軸にそっ
    て往復動させる駆動手段に結合するようになっているテ
    ールピースを作ること； 該ノーズピースを長い比較的薄い壁のチューブの前端に
    冶金的に結合し、そして、該テールピースを該チューブ
    の後端に冶金的に結合し、該チューブ、該ノーズピース
    および該テールピースが軸方向に整列したラムを作るこ
    と。
  9. 【請求項９】冶金的結合は、電子ビーム溶接の結果であ
    る請求の範囲８に記載されたラムを作る方法。
  10. 【請求項１０】冶金的結合に続いて、該ラムは、応力除
    去と浸炭に付される請求の範囲９に記載されたラムを作
    る方法。
  11. 【請求項１１】下記の工程を含む請求の範囲８に記載さ
    れたラムを作る方法： 該チューブ、該ノーズピースおよび該テールピースを一
    体に接合する前に、これらを熱処理すること；そして、 アッセンブリーされたチューブ、ノーズピースおよびテ
    ールピースを、 該チューブと該ノーズピースとの間のインターフェース
    および該チューブと該テールピースとの間のインターフ
    ェースに近接の局部領域においてのみ、応力除去される
    こと。
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