JP3974228B2 - プレス成形装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天面壁と、天面壁の周縁から垂下するスカート壁と、スカート壁の下端から突出する突出片を有する金属製物品、殊に金属製キャップシェルを金属薄板からプレス成形するためのプレス成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス又は合成樹脂製容器のためのキャップの主要部を構成する金属製キャップシェル２としては、図１に示されている如き形態のものがよく知られている。このキャップシェル２は、天面壁４と、天面壁４の周縁から垂下する円筒状のスカート壁６と、スカート壁６の下端から突出する突出片（タブ）８を有している。突出片８は周方向の一部においてスカート壁６の下端から延びている。突出片８の少なくとも先端部は半径方向外側下方にかつ天面壁４を通る軸線に直交する面に対し角度αで延びている。突出片８には２個の貫通孔８ａが形成されている。突出片８の基部の両側縁に対応して、スカート壁６の下端には三角形状の一対の切欠き７、７が形成されている。スカート壁６及び天面壁４には、上記一対の切欠き７、７からスカート壁６を横切って上方へ延び、更に天面壁４を適宜の形状で延びる一対のスコアでよい破断可能ライン９、９が形成されている。
【０００３】
図１の如く構成された金属製キャップシェル２は、プレス成形装置によって例えばアルミニウム基合金薄板あるいはブリキ板等からなる金属薄板からプレス成形せしめられる。従来のこの種のプレス成形装置は、パンチ組立体とダイ組立体とを備えている。図１１を参照して、パンチ組立体は、所定の移動方向（図１１に示されている装置においては鉛直方向）に移動自在なパンチカッタ２００を含んでいる。ダイ組立体は、センタダイ２０２と、センタダイ２０２を囲繞しかつセンタダイ２０２に対し上記移動方向に相対移動自在なダイリング２０４と、ダイリング２０４を囲繞するダイカッタ２０６を含んでいる。ダイリング２０４の先端（上端）には、半径方向外側下方にかつ上記移動方向に直交する面に対し上記角度αで延びるしわ押さえ面２０８が形成されている。パンチカッタ２００の先端（下端）には、水平に対し上記角度αをなしかつ上記しわ押さえ面２０８に整合する絞り面２１０が形成されている。
【０００４】
パンチ組立体がダイ組立体の上方に離隔されている状態において、ダイ組立体上に金属薄板２１２が供給される。なお、金属薄板２１２の所定の部位には予め上記一対の切欠き７、７、貫通孔８ａ、８ａ及び一対の破断可能ライン９、９が形成されている。パンチ組立体、したがってパンチカッタ２００は、図示しない所定の上方位置から図示しない下死点まで下降せしめられる。パンチカッタ２００の下降により、先ず、パンチカッタ２００の先端外周縁とダイカッタ２０６の先端内周縁との協動による切断作用によって金属薄板２１２が所定の形状に切断される。次いで、パンチカッタ２００の絞り面２１０が、切断された金属薄板２１２を介してダイリング２０４のしわ押さえ面２０８を押圧しながら、図示しない弾性手段の付勢力に抗して徐々に下降せしめられる。この間にセンタダイ２０２に沿ってスカート壁６が絞り加工されて天面壁４と共にカップ形状が形成される。パンチカッタ２００が更に下降して下死点に到達した時点で、パンチカッタ２００の絞り面２１０とダイリング２０４のしわ押さえ面２０８との間には突出片８のみが挟み込まれて、突出片８に上記角度αが形成される。なお概略以上の如き構成及び作用を有するプレス成形装置については、例えば特許番号２５６５３６９号特許公報に記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如き従来のプレス成形装置においては、パンチカッタ２００の下降により、最初にダイカッタ２０６と協同して金属薄板２１２を所定の形状に切断し、次いでダイリング２０４及びセンタダイ２０２と協動して絞り加工を行い、最後に突出片８の角度αを成形する。そしてこの一連の成形加工を遂行するため、絞りダイでありかつカッタであるパンチカッタ２００先端の絞り面２１０及びダイリング２０４先端のしわ押さえ面２０８は、それぞれ突出片８の角度（最終成形角度）αに設定されている。
【０００６】
ところで、上記絞り成形の遂行に際しては、当然のことながら、しわの発生を最小限に抑える必要がある。パンチカッタ２００が金属薄板２１２を切断した後、その絞り面２１０が金属薄板２１２を介してダイリング２０４のしわ押さえ面２０８を押圧するまでのタイムラグ（換言すれば、間隔）が小さいほどしわの発生を少なく抑えることができ、他方上記タイムラグが大きいほどしわの発生を抑えることが困難となる。上記タイムラグは、突出片８の角度αが小さいほど少なく、他方突出片８の角度αが大きいほど多くなる。そしてしわの発生を少なく抑えるためには上記角度αは２５°〜３０°が限界であった。しかしながら、突出片８に合成樹脂製のリングを一体成形してなる、いわゆるプラスチックタブの場合には、上記突出片８の角度αは、成形加工上等の理由から４０°〜５５°が望ましく、角度αがこの角度まで大きくなると、しわの発生を抑えることができなくなる、というのが実状であった。この問題を解消するためには、しわが発生しない小さな角度で２回の成形加工を順次遂行することによって、突出片８を、最終的に上記の如き大きな角度αに成形する手段が考えられるが、加工工程が増加するので、生産性の低下、バラツキの拡大による後工程のトラブル発生、更には設備コストしたがって製造コストの増加等の問題が新たに発生する。
【０００７】
なお上記課題は、天面壁と、天面壁の周縁から垂下するスカート壁と、スカート壁の下端から突出する突出片を有する金属製キャップシェルに限られるものではなく、他の金属製物品、例えば、スカート壁の下端から半径方向外側に突出する突出片が全周にわたって形成される金属製物品においても、共通して存在するものである。
【０００８】
上記の如き従来のプレス成形装置は、更に他の解決すべき課題を有している。この課題を図９及び図１０を参照して説明する。なお、図９及び図１０において、図１１と同一部分は同一符号で示されている。上記した如く、パンチカッタ２００が、図示しない所定の上方位置から図示しない下死点まで下降せしめられる過程において、最初にダイカッタ２０６と協同して金属薄板２１２が所定の形状に切断され、次いでダイリング２０４及びセンタダイ２０２と協動して絞り加工が行われる。そして、最後にパンチカッタ２００が下死点に到達した時点で、パンチカッタ２００の絞り面２１０とダイリング２０４のしわ押さえ面２０８との間には突出片８のみが挟み込まれて、突出片８に上記角度αが形成される。したがって、図９及び図１０から容易に理解されるように、パンチカッタ２００が下死点に到達する直前から下死点に到達するまでの間、センタダイ２０２の外周面（断面が円形）とダイリング２０４の下端部内周面（断面が円形）との間のクリアランス分だけダイリング２０４が傾いて摺動せしめられる。
【０００９】
このことに起因して、突出片８の角度αが上記の如く２５°〜３０°から４０°〜５５°と大きくなった場合には、センタダイ２０２及びダイリング２０４の軸線に直交する方向の荷重（ダイリング２０４のセンタダイ２０２への抱き付き力）、すなわち横方向の荷重Ｐが増大して２倍以上となることもあり、ツールであるセンタダイ２０２の外周面（断面が円形）とダイリング２０４の下端部内周面（断面が円形）との間に、いわゆる“かじり”が発生した。これは、横方向の荷重Ｐが“線”で受けるよう構成されており（上記の如く接触面が円形断面同士）、したがって単位面積当たりの荷重が大である故に摺動が不安定となることに起因するものである。その結果、上記摺動部分間に摺動不良を生じ、突出片８の成形不良や破損、ダイリング２０４及びセンタダイ２０２の摩耗キズの修正等、生産性の低下を招いていた。
【００１０】
本発明は上記事実に基づいてなされたものであり、その第一の技術的課題は、、天面壁を通る軸線に直交する面に対する角度αが比較的大きい突出片を有する金属製物品を、しわを発生せしめることなく、１回の成形工程で成形することができる、新規なプレス成形装置を提供することである。
【００１１】
本発明の第二の技術的課題は、天面壁を通る軸線に直交する面に対する角度αが比較的大きい突出片を有する金属製キャップシェルの成形において、ツールのいわゆる“かじり”の発生を確実に防止することができる、新規なプレス成形装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記第一の技術的課題を達成するため、本発明によれば、天面壁、該天面壁の周縁から垂下するスカート壁、及び該スカート壁の下端から突出する突出片を有し、該突出片の少なくとも先端部は半径方向外側下方にかつ該天面壁を通る軸線に直交する面に対し角度αで延びる金属製物品を、金属薄板からプレス成形するためのプレス成形装置にして、所定の移動方向に移動自在なパンチカッタと、センタダイ、該センタダイを囲繞しかつ該センタダイに対し該移動方向に相対移動自在なダイリング手段、及び該ダイリング手段を囲繞するダイカッタを含むダイ組立体とを備え、該パンチカッタの先端外周縁と該ダイカッタの先端内周縁との協動によって該金属薄板が切断され、該パンチカッタ及び該ダイリング手段が該センタダイに対し該移動方向に相対移動することにより該スカート壁及び該突出片が成形されるプレス成形装置において、
該ダイリング手段は、該センタダイを囲繞する内側ダイリング、及び該内側ダイリングを囲繞しかつ該内側ダイリングに対し該移動方向に相対移動自在な外側ダイリングからなり、
該内側ダイリングの先端には、半径方向外側下方にかつ該移動方向に直交する面に対し該角度αで延びる内側しわ押さえ面が形成され、該外側ダイリングの先端には、半径方向外側下方にかつ該移動方向に直交する該面に対し角度βで延びる外側しわ押さえ面が形成され、
該パンチカッタの先端の半径方向内側には、該移動方向に直交する該面に対し該角度αをなしかつ該内側しわ押さえ面に整合する内側絞り面が形成され、該パンチカッタの先端の、該内側絞り面の半径方向外側には、該移動方向に直交する該面に対し該角度βをなしかつ該外側しわ押さえ面に整合する外側絞り面が形成され、
該角度βと該角度αとの関係は、β＜αに規定され、該角度βは、０°≦β≦３０°に規定されている、ことを特徴とするプレス成形装置、が提供される。
【００１３】
上記本発明におけるプレス成形装置においては、パンチカッタの下降により、先ず、金属薄板が切断されると略同時ないしは直後に、パンチカッタ先端の角度βを有する外側絞り面が、外側ダイリング先端の同じ角度βを有する外側しわ押さえ面を金属薄板を介して押圧し（これにより外側しわ押さえ面が有効に働く）、次いで、パンチカッタ先端の角度αを有する内側絞り面が、内側ダイリング先端の同じ角度αを有する内側しわ押さえ面を金属薄板を介して押圧する（これにより内側しわ押さえ面が有効に働く）。そして切断から絞り成形加工開始時において、突出片の角度αが上記の如く比較的大きい場合であっても、その角度αを有する内側しわ押さえ面が有効に働く前に、先ず角度αより小さな角度βを有する外側しわ押さえ面が有効に働くと共に、０°≦β≦３０°に規定されているので、外側しわ押さえ面が有効に働くまでのタイムラグ、したがって内側しわ押さえ面が有効に働くまでのタイムラグが著しく短くなる。その結果、角度αが比較的大きい突出片を有する金属製物品を、しわを発生せしめることなく、１回の成形工程で成形することができる。したがって本発明によれば、生産性が向上し、バラツキの低下によって後工程のトラブル発生が防止され、更には設備コストしたがって製造コストが低減される。
【００１４】
該角度βは、０°≦β≦２０°に規定されている、ことが好ましい。この発明によれば、外側しわ押さえ面が有効に働くまでのタイムラグ、したがって内側しわ押さえ面が有効に働くまでのタイムラグが更に短くなり、実用上好適な結果が得られている。
【００１５】
該金属製物品は金属製キャップシェルであり、該突出片は周方向の一部において該スカート壁の下端から延びている、ことが好ましい。この発明によれば、角度αが比較的大きい突出片を有する金属製キャップシェルを、しわを発生せしめることなく、１回の成形工程で成形することができる。
【００１６】
該内側ダイリングにおける該移動方向の下端部内周面及び該センタダイの対応する外周面の、該突出片が存在する周方向の該一部に対応する周方向の一部の各々間には、相互に面接触せしめられる平坦な摺動面が形成されている、ことが好ましい。この発明によれば、上記第二の技術的課題が達成される。すなわち、この発明においては、金属製キャップシェルの突出片の角度αが上記の如く大きくなって、内側ダイリングのセンタダイへの抱き付き力、すなわち横方向の荷重Ｐが増大しても、横方向の荷重Ｐが“面”で受けるよう構成されているので、単位面積当たりの荷重が低減され、上記摺動部分間の摺動が安定して遂行せしめられる。その結果、ツールであるセンタダイの外周面と内側ダイリングの下端部内周面との間の、いわゆる“かじり”の発生が確実に防止されるので、安定した摺動が遂行せしめられる。したがって、従来装置における、突出片の成形不良あるいは破損、内側ダイリング及びセンタダイの摩耗キズの修正、等の不具合が無くなり、生産性が向上せしめられる。
【００１８】
該センタダイには、その接線方向及び該移動方向に延在する平坦面を有する板部材が装着され、該内側ダイリングには、該板部材の該平坦面に密着する平坦面が形成され、該摺動面は該平坦面の各々により構成される、ことが好ましい。この発明によれば、比較的低コストで実用化することが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従って構成されたプレス成形装置の好適実施形態を、添付図面を参照して更に詳細に説明する。図２及び図３を参照して、図示のプレス成形装置は、図１に示されている如き構成を有する金属製キャップシェル２を成形するためのもので、固定基盤１０と、この固定基盤１０の上方に昇降動自在（この実施形態においては所定の移動方向である鉛直方向に昇降動自在）に装着された可動基盤１２とを備えている。固定基盤１０は、上固定基盤１４と、この上固定基盤１４の下側に固定された下固定基盤１６とを備えている。可動基盤１２には貫通開口１８が形成されており、この開口１８にパンチ組立体２０が装着されている。また上固定基盤１４にも、上記開口１８と同心状の貫通開口２２が形成されており、この開口２２にダイ組立体２４が装着されている。
【００２２】
図３を参照して、パンチ組立体２０は、センタパンチ（ノックアウトパンチ）２６及びこのセンタパンチ２６を囲繞しているパンチカッタ３０を含んでいる。パンチカッタ３０は全体として略円筒形状をなしているが、その下端部は、その周方向の一部が半径方向外方に延び出す突出部３２を有するよう形成されている。パンチカッタ３０の下端部の突出部３２は、金属薄板２１２の一部を、図１に示す金属製キャップシェル２の突出片８に相当する所定の前形状に切断するために形成されている。パンチカッタ３０の上端部は可動基盤１２の開口１８に固定されている。パンチカッタ３０には、小径上部３４と大径下部３６とを有する貫通開口が形成されている。全体として略円柱形状をなすセンタパンチ２６は、上記貫通開口の大径下部３６の内径と実質上同一の（僅かに小さい）外径を有する頭部３８と、頭部３８から上方へ延びかつ上記貫通開口の小径上部３４の内径と実質上同一の（僅かに小さい）外径を有する軸部４０とを有する。センタパンチ２６は、上記のとおりにして、パンチカッタ３０の上記貫通開口にその軸線方向、したがって所定の移動方向（鉛直方向）に移動自在に挿入されている。以下、「軸線方向」とは、全て上記「所定の移動方向」を意味するものとする。なぜならば、本装置の実施形態における各部材の軸線は鉛直方向と一致するよう配設されており、したがって各部材の「所定の移動方向」とは、すなわち「軸線方向」でもあるからである。なお、パンチカッタ３０の特徴ある構成については後に詳述する。
【００２３】
センタパンチ２６の上端には、ボルト４２によって環状フランジ部材４４が固定されている。フランジ部材４４の下面とパンチカッタ３０の上面との間には弾性手段である圧縮コイルばね４６が配設されている。圧縮コイルばね４６は、パンチカッタ３０に対してセンタパンチ２６を上方に付勢する。パンチカッタ３０に対するセンタパンチ２６の上方への移動は、センタパンチ２６の頭部３８の上面がパンチカッタ３０の貫通開口に形成されている肩部４８に当接することによって阻止されている。センタパンチ２６の上方には、静止当接部材４９が配設されている。
【００２４】
図２、図４及び図５を参照して、ダイ組立体２４は、センタダイ５０、センタダイ５０を囲繞しかつセンタダイ５０に対し軸線方向に相対移動自在な内側ダイリング５２、内側ダイリング５２を囲繞しかつ内側ダイリング５２に対し軸線方向に相対移動自在な外側ダイリング５４、及び外側ダイリング５４を囲繞するダイカッタ５６を含んでいる。外側ダイリング５４は、ダイカッタ５６に対して軸線方向に相対移動自在である。内側ダイリング５２及び外側ダイリング５４はダイリング手段を構成する。上固定基盤１４の開口２２内の下方にはカップ状部材５８が固定されている。カップ状部材５８は、底壁部５８ａと、底壁部５８ａの外周部から上方へ延びる側壁部５８ｂとを有している。開口２２内の上方には、ダイカッタ５６が、カップ状部材５８の側壁部５８ｂの頂部に積み重ねられた形態で固定されている。センタダイ５０は、大径頭部６０と、大径頭部６０から下方に延びる軸部６２とを有し、軸部６２の下端が下固定基盤１６の上面にボルト６４により直立状態で固定されている。
【００２５】
図８をも参照して、センタダイ５０の軸部６２の周方向の一部には、板部材６６がボルト６７によって装着されている。板部材６６は、一定の厚さ及び幅をもって軸線方向に延在しかつ軸部６２の接線方向及び軸線方向に延在する平坦面６８を有している。平坦面６８は、軸部６２の軸線方向から見て軸部６２の一つの接線と略一致するよう位置付けられている。板部材６６を平面から見て（図８の左方から見て）、その上記軸線方向の両端は、図示はされていないが円弧形状をなしている。後述する内側ダイリング５２は例えば超硬合金から形成されるが、板部材６６の少なくとも平坦面６８を構成する部分は、内側ダイリング５２より滑り性に優れた材料、例えば含油軸受部材から形成されることが好ましい。含油軸受部材の一例としては、オイレス工業株式会社から製造、販売されているウエアプレート（商品名）、「オイレス＃２０００」（型式名）を挙げることができる。板部材６６の少なくとも平坦面６８を構成する部分は、内側ダイリング５２より滑り性及び耐摩耗性に優れた材料であることが一層好ましいが、このような材料の一例としてはセラミックを挙げることができる。
【００２６】
内側ダイリング５２は、センタダイ５０の軸部６２が挿通する貫通開口７０が形成されている底壁部７２と、底壁部７２の外周部から上方へ延びる側壁部７４とを有する。側壁部７４の内周面は、センタダイ５０の大径頭部６０を囲繞するよう位置付けられている。貫通開口７０の内周面は、内側ダイリング５２の軸線方向の下端部内周面を規定する。なお、内側ダイリング５２の軸線方向の下端部内周面とは、更に包括的にいえば、内側ダイリング５２の、後述する内側しわ押さえ面１２０と反対側の端部内周面、を意味するものである。貫通開口７０の周方向の一部には、センタダイ５０の軸部６２に装着された板部材６６に摺動自在に嵌合する溝７６（図８参照）が形成されている。溝７６は一定の幅をもって軸線方向に延在しかつ貫通開口７０の接線方向及び軸線方向に延在する平坦面７８を有している。板部材６６の平坦面６８と溝７６の平坦面７８とは相互に面接触（密着）せしめられる平坦な摺動面を形成している。
【００２７】
カップ状部材５８の底壁部５８ａ及び下固定基盤１６には、それぞれ共通の軸線を有する複数個の貫通孔が周方向に間隔をおいて形成され、各貫通孔には押圧ロッド８０が軸線方向に摺動自在に挿通されている。押圧ロッド８０の各々の一部は下固定基盤１６から下方に突出している。押圧ロッド８０の各々の上端は内側ダイリング５２の底壁部７２の下面に当接しうるよう位置付けられている。下固定基盤１６の下側には支持ロッド部材８２がねじ結合により固定されている。支持ロッド部材８２は、センタダイ５０と同一軸線上に位置付けられている。支持ロッド部材８２には押圧カラー部材８４が軸線方向に摺動自在に嵌合されている。押圧カラー部材８４は、支持ロッド部材８２に摺動自在に嵌合せしめられた円筒状部８６と、円筒状部８６の上端部において半径方向外方に延在するフランジ部８８を有している。押圧ロッド８０の各々の下端は、押圧カラー部材８４のフランジ部８８の上面に当接せしめられている。
【００２８】
支持ロッド部材８２の、押圧カラー部材８４の下側には略カップ状のリテイナ部材９０が、それに形成された貫通開口を介して軸線方向に移動自在に嵌合されている。リテイナ部材９０は、弾性手段である圧縮コイルばね９２により軸線方向上方に付勢されている。圧縮コイルばね９２の下端は、支持ロッド部材８２の下端に固定された図示しない他のリテイナ部材に当接・保持されている。圧縮コイルばね９２の付勢力は、リテイナ部材９０、押圧カラー部材８４及び押圧ロッド８０の各々を介して内側ダイリング５２の下面に伝達され、内側ダイリング５２を軸線方向上方に押圧する。この付勢力により、内側ダイリング５２の底壁部７２の上面がセンタダイ５０の、大径頭部６０と軸部６２との間に形成されている肩部９４に押圧されることにより、内側ダイリング５２のセット位置が規定される。なお、内側ダイリング５２の構成については更に後述する。
【００２９】
外側ダイリング５４は、小外径上部９６と大外径下部９８とを有している。そして外側ダイリング５４には、内側ダイリング５２の外周面に対し軸線方向に移動（摺動）自在に嵌合される貫通孔１００が形成されている。なお、外側ダイリング５４の構成については、更に後述する。
【００３０】
ダイカッタ５６は、外側ダイリング５４の小外径上部９６が軸線方向に移動（摺動）自在に嵌合される上部開口１０２と、外側ダイリング５４の大外径下部９８が軸線方向に移動自在に嵌合される下部開口１０４とを備えている。上部開口１０２及び下部開口１０４の周方向の一部（周方向の同一部分）は、それぞれ半径方向外方に延び出す突出部１０６を含んでいる。上部開口１０２及び下部開口１０４は、パンチカッタ３０の下端部の外周縁の形状と実質上同一（僅かに大きめ）に形成され、上記突出部１０６の周方向位置はパンチカッタ３０の突出部３２の周方向位置と整合されている。また突出部１０６は、パンチカッタ３０の突出部３２の断面形状と実質上同一（僅かに大きめ）に形成されている。なお上記カップ状部材５８の側壁部５８ｂの内径は、ダイカッタ５６の上記下部開口１０４の内径と実質上同一に規定されている。これにより外側ダイリング５４の、軸線方向下方への移動が許容される。
【００３１】
上記カップ状部材５８の底壁部５８ａ及び下固定基盤１６には、それぞれ共通の軸線を有する複数個の貫通孔が周方向に間隔をおいて形成され、各貫通孔には他の押圧ロッド１１０が軸線方向に摺動自在に挿通されている。なお、押圧ロッド１１０の各々が挿通される貫通孔の各々の周方向位置は、上記押圧ロッド８０の各々が挿通される上記貫通孔の各々と相違するよう規定されている。押圧ロッド１１０の各々は下固定基盤１６から下方に突出し、更に上記押圧カラー部材８４のフランジ部８８に形成された複数個の貫通孔を通ってフランジ部８８から下方に各々の一部が突出している。押圧ロッド１１０の各々の上端は外側ダイリング５４の大外径下部９８の下面に当接しうるよう位置付けられている。
【００３２】
押圧カラー部材８４の円筒状部８６には他の押圧カラー部材１１２が軸線方向に摺動自在に嵌合されている。押圧カラー部材１１２は、円筒状部８６に摺動自在に嵌合せしめられた円筒状部１１４と、円筒状部１１４の上端部において半径方向外方に延在するフランジ部１１６を有している。押圧ロッド１１０の各々の下端は、押圧カラー部材１１２のフランジ部１１６の上面に当接せしめられている。押圧カラー部材１１２は、上端がフランジ部１１６の下面に当接せしめられている、弾性手段である圧縮コイルばね１１８により軸線方向上方に付勢されている。圧縮コイルばね１１８の下端は、支持ロッド部材８２の下端に固定された図示しないリテイナ部材に当接・保持されている。圧縮コイルばね１１８の付勢力は、押圧カラー部材１１２及び押圧ロッド１１０の各々を介して外側ダイリング５４の大外径下部９８の下面に伝達され、外側ダイリング５４を軸線方向上方に押圧する。この付勢力により、外側ダイリング５４の大外径下部９８の上面がダイカッタ５６の、上部開口１０２と下部開口１０４との間に形成されている肩部１１９に押圧されることにより、外側ダイリング５４のセット位置が規定される。
【００３３】
図５を参照して、上記内側ダイリング５２の先端（上端）には、半径方向外側下方にかつ上記所定の移動方向に直交する面（したがってこの実施形態においては水平面）に対し角度αで延びる内側しわ押さえ面１２０が形成されている。角度αは、図１に示されているキャップシェル２の突出片８の角度αと同じに規定されている。外側ダイリング５４の先端（上端）には、半径方向外側下方にかつ上記所定の移動方向に直交する面に対し角度βで延びる外側しわ押さえ面１２２が形成されている。他方、パンチカッタ３０の先端（下端）の半径方向内側には、上記所定の移動方向に直交する面に対し上記角度αをなしかつ上記内側しわ押さえ面１２０に整合する内側絞り面１３０が形成されている。更に、パンチカッタ３０の先端（下端）の、内側絞り面１３０の半径方向外側には、上記所定の移動方向に直交する面に対し上記角度βをなしかつ上記外側しわ押さえ面１２２に整合する外側絞り面１３２が形成されている。そして、上記角度βと上記角度αとの関係は、β＜αに規定され、更に上記角度βは、０°≦β≦３０°、更に好ましくは０°≦β≦２０°に規定されることが重要である。なお上記角度αは４０°〜５５°に規定されている。
【００３４】
次に、上記の如く構成されたプレス成形装置の作用について説明する。図６と共に図５を参照して、プレス成形装置が図５及び図６（Ａ）に示されている状態（同じ状態）、すなわちパンチ組立体２０がダイ組立体２４から上方に離隔している状態において、金属薄板２１２が供給され、所定の成形加工位置に位置付けられる。次いで可動基盤１２（図３参照）、したがってパンチ組立体２０の下降が開始される。
【００３５】
パンチ組立体２０、したがってパンチカッタ３０が図６（Ｂ）に示される位置まで下降せしめられると、パンチカッタ３０の先端外周縁とダイカッタ５６の先端内周縁との協動による切断作用によって金属薄板２１２が所定の形状に切断される。同時にパンチカッタ３０先端の角度βを有する外側絞り面１３２が、外側ダイリング５４先端の角度βを有する外側しわ押さえ面１２２を金属薄板２１２を介して押圧する（挟み込む）。これにより外側しわ押さえ面１２２が直ちに有効に作用する。なお外側ダイリング５４及び内側ダイリング５２はセット位置に位置付けられた状態にある。
【００３６】
パンチカッタ３０が更に図６（Ｃ）に示される位置まで下降せしめられると、パンチカッタ３０先端の角度αを有する内側絞り面１３０が、内側ダイリング５２先端の角度αを有する内側しわ押さえ面１２０を金属薄板２１２を介して押圧する．これにより、外側しわ押さえ面１２２に続いて内側しわ押さえ面１２０が有効に作用する。外側ダイリング５４は、押圧ロッド１１０を介して作用せしめられている上記圧縮コイルばね１１８の付勢力に抗して、軸線方向下方に所定量だけ移動せしめられる。なおこの状態においても、パンチカッタ３０先端の外側絞り面１３２は、外側ダイリング５４先端の外側しわ押さえ面１２２を金属薄板２１２を介して押圧している。また内側ダイリング５２はセット位置に位置付けられた状態にある。金属薄板２１２の中央部はセンタダイ５０の頂部に当接させられていない（当接させられたとしても、絞られていない）。
【００３７】
本発明における上記プレス成形装置においては、上記角度αが４０°〜５５°に規定されていても、上記の如き成形加工開始工程において、角度αを有する、内側ダイリング５２の内側しわ押さえ面１２０が有効に働く前に、先ず、角度αより小さな角度βを有する、外側ダイリング５４の外側しわ押さえ面１２２が有効に働くことが重要である。しかも、０°≦β≦３０°に規定されているので、外側しわ押さえ面１２２が有効に働くまでのタイムラグ、したがって内側しわ押さえ面１２０が有効に働くまでのタイムラグが著しく短くなる。０°≦β≦２０°に規定された場合には、更にタイムラグが短縮される。
【００３８】
図７と共に図５を参照して、パンチカッタ３０が図６（Ｃ）に示される位置から更に図７（Ａ）に示される位置まで下降せしめられると、外側ダイリング５４と共に、内側ダイリング５２も、押圧ロッド８０を介して作用せしめられている上記圧縮コイルばね９２の付勢力に抗して、軸線方向下方に所定量だけ移動せしめられる。すでに所定の形状に切断されている金属薄板２１２は、センタダイ５０に当接せしめられて絞りが開始されている。
【００３９】
パンチカッタ３０が更に図７（Ｂ）に示される位置まで下降せしめられると、それと共に外側ダイリング５４及び内側ダイリング５２も下降せしめられるが、その間に金属薄板２１２は、センタダイ５０により絞られて天面壁４及びスカート壁６からなるカップ形状が成形される（図７（Ｂ）の２点鎖線はスカート壁６の下端を示している）。したがって、パンチカッタ３０の先端の周方向の一部と外側ダイリング５４及び内側ダイリング５２の各々の先端の周方向の一部、すなわち、パンチカッタ３０の突出部３２の先端（外側絞り面１３２、内側絞り面１３０）と、これに整合するダイカッタ５６の開口１０２の突出部１０６の周方向部位における外側ダイリング５４及び内側ダイリング５２の各々の先端（外側しわ押さえ面１２２、内側しわ押さえ面１２０）、との間に、突出片８の最終成形前の部分のみが挟み込まれた状態となる。その他の周方向の部位の上記先端間は、金属薄板２１２の厚さと略同じ隙間が形成された状態となる。
【００４０】
パンチカッタ３０が更に図７（Ｃ）に示される位置（下死点）まで下降せしめられると、パンチカッタ３０の突出部３２の内側絞り面１３０と、これに整合する内側ダイリング５２の内側しわ押さえ面１２０との間に突出片８のみが挟み込まれた状態となり、上記角度αを有する突出片８が形成される（その他の周方向の部位の上記先端間は、上記の如き隙間が形成された状態となる）。外側ダイリング５４の外側しわ押さえ面１２２は、上記圧縮コイルばね１１８によって、パンチカッタ３０の外側絞り面１３２に直接押圧された状態となる。
【００４１】
図２及び図３を参照して、以上のとおりにして金属薄板２１２が所定の形状に切断され、絞り加工により図１に示す如き金属製キャップシェル２が成形されると、可動基盤１２が上昇、したがってパンチ組立体２０が上昇せしめられる。パンチ組立体２０におけるパンチカッタ３０の上昇に応じて、ダイ組立体２４における外側ダイリング５４及び内側ダイリング５２は、それぞれ押圧ロッド１１０及び８０を介して作用する圧縮コイルばね１１８及び９２の上方への付勢力によって上昇され、したがって成形されたキャップシェル２はパンチカッタ３０に付随して上昇せしめられる。パンチ組立体２０が図３に示す位置よりも更に図示しない上方位置まで上昇せしめられると、ボルト４２の頭部が静止当接部材４９に当接し、センタパンチ２６の上昇が阻止される。したがって、可動基盤１２と共にパンチカッタ３０が更に上昇せしめられると、センタパンチ２６は圧縮コイルばね４６の付勢力に抗してパンチカッタ３０に対して相対的に下降され、パンチカッタ３０に付随して上昇せしめられていたキャップシェル２を落下せしめる。成形されたキャップシェル２はパンチ組立体２０から離脱され、それ自体は周知の形態でよい適宜の図示しない取出手段によってプレス成形装置から取り出される。
【００４２】
上記の如き成形加工が遂行されるに際して、更に具体的には、成形加工のためにパンチカッタ３０が下降するに際して、キャップシェル２の突出片８の角度αが上記の如く４０°〜５５°と大きい場合には、上記した如く、内側ダイリング５２のセンタダイ５０への抱き付き力Ｐが増大する（図８参照）。本発明に従って構成された上記プレス成形装置においては、図８に示すように、センタダイ５０の軸部６２には板部材６６が配設され、他方内側ダイリング５２の、対応する部分には板部材６６に摺動自在に嵌合する溝７６が形成されている。板部材６６の平坦面６８と溝７６の平坦面７８とは相互に面接触（密着）せしめられる平坦な摺動面を形成しているので、上記横方向の荷重Ｐは“面”で受けられる。したがって、単位面積当たりの荷重が低減され、摺動が安定して遂行せしめられるので、センタダイ５０の軸部６２の外周面と内側ダイリング５２の下端部内周面との間の、いわゆる“かじり”の発生は確実に防止される。板部材６６の少なくとも平坦面６８を構成する部分を、内側ダイリング５２より滑り性に優れた材料、例えば上記ウエアプレート（商品名）、「オイレス＃２０００」（型式名）により形成した場合には、センタダイ５０の軸部６２の外周面と内側ダイリング５２の下端部内周面との間の相対的摺動が円滑かつ安定して遂行される。
【００４３】
以上、添付図面を参照して、本発明に従って構成されたプレス成形装置の好適実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。例えば、上記プレス成形装置は、図１に示す如き構成を有する金属性キャップシェル２を成形加工する実施形態として構成されているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、スカート壁の下端から突出する突出片が全周にわたって形成される金属性物品を成形加工する実施形態もある。更に、上記実施形態において、各移動部材の所定の移動方向（軸線方向）は鉛直方向と一致するよう配設されているが、鉛直方向に対して傾斜した一つの方向と一致するよう配設される実施形態もある。
【００４４】
【発明の効果】
本発明に係るプレス成形装置によれば、水平に対する角度αが比較的大きい突出片を有する金属製物品を、しわを発生せしめることなく、１回の成形工程で成形することができる。本発明に係るプレス成形装置によればまた、水平に対する角度αが比較的大きい突出片を有する金属製キャップシェルの成形において、ツールのいわゆる“かじり”の発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来から知られている金属製キャップシェルを示す斜視図。
【図２】本発明に従って構成されたプレス成形装置の実施形態の一部を示す縦断面図。
【図３】図２に示すプレス成形装置に含まれるパンチ組立体の縦断面図。
【図４】図２に示すプレス成形装置に含まれるダイ組立体の一部を示す上面図。
【図５】図２に示すプレス成形装置の要部を拡大して示す縦断面図。
【図６】図２に示すプレス成形装置による成形工程の一部を段階的に示す要部縦断面図。
【図７】図２に示すプレス成形装置による成形工程の他の部分を段階的に示す要部縦断面図。
【図８】図２に示すプレス成形装置の他の要部を拡大して示す横断面図。
【図９】従来のプレス成形装置の一部を示す横断面であって、図８に相当する横断面図。
【図１０】図９の縦断面図であって、更に他の部材を含む縦断面図。
【図１１】従来のプレス成形装置の他の一部を示す横断面。
【符号の説明】
２ 金属製キャップシェル
８ 突出片
１０ 固定基盤
１２ 可動基盤
２０ パンチ組立体
２４ ダイ組立体
２６ センタパンチ
３０ パンチカッタ
５０ センタダイ
５２ 内側ダイリング
５４ 外側ダイリング
６６ 板部材
６８及び７８ 平坦面
１２０ 内側しわ押さえ面
１２２ 外側しわ押さえ面
１３０ 内側絞り面
１３２ 外側絞り面
α 突出片、内側しわ押さえ面、内側絞り面、の水平に対する角度
β 外側しわ押さえ面、外側絞り面、の水平に対する角度

Claims (5)

1. 天面壁、該天面壁の周縁から垂下するスカート壁、及び該スカート壁の下端から突出する突出片を有し、該突出片の少なくとも先端部は半径方向外側下方にかつ該天面壁を通る軸線に直交する面に対し角度αで延びる金属製物品を、金属薄板からプレス成形するためのプレス成形装置にして、所定の移動方向に移動自在なパンチカッタと、センタダイ、該センタダイを囲繞しかつ該センタダイに対し該移動方向に相対移動自在なダイリング手段、及び該ダイリング手段を囲繞するダイカッタを含むダイ組立体とを備え、該パンチカッタの先端外周縁と該ダイカッタの先端内周縁との協動によって該金属薄板が切断され、該パンチカッタ及び該ダイリング手段が該センタダイに対し該移動方向に相対移動することにより該スカート壁及び該突出片が成形されるプレス成形装置において、
   該ダイリング手段は、該センタダイを囲繞する内側ダイリング、及び該内側ダイリングを囲繞しかつ該内側ダイリングに対し該移動方向に相対移動自在な外側ダイリングからなり、
   該内側ダイリングの先端には、半径方向外側下方にかつ該移動方向に直交する面に対し該角度αで延びる内側しわ押さえ面が形成され、該外側ダイリングの先端には、半径方向外側下方にかつ該移動方向に直交する該面に対し角度βで延びる外側しわ押さえ面が形成され、
   該パンチカッタの先端の半径方向内側には、該移動方向に直交する該面に対し該角度αをなしかつ該内側しわ押さえ面に整合する内側絞り面が形成され、該パンチカッタの先端の、該内側絞り面の半径方向外側には、該移動方向に直交する該面に対し該角度βをなしかつ該外側しわ押さえ面に整合する外側絞り面が形成され、
   該角度βと該角度αとの関係は、β＜αに規定され、該角度βは、０°≦β≦３０°に規定されている、ことを特徴とするプレス成形装置。
2. 該角度βは、０°≦β≦２０°に規定されている、請求項１記載のプレス成形装置。
3. 該金属製物品は金属製キャップシェルであり、該突出片は周方向の一部において該スカート壁の下端から延びている、請求項１又は請求項２記載のプレス成形装置。
4. 該内側ダイリングにおける該移動方向の下端部内周面及び該センタダイの対応する外周面の、該突出片が存在する周方向の該一部に対応する周方向の一部の各々間には、相互に面接触せしめられる平坦な摺動面が形成されている、請求項３記載のプレス成形装置。
5. 該センタダイには、その接線方向及び該移動方向に延在する平坦面を有する板部材が装着され、該内側ダイリングには、該板部材の該平坦面に密着する平坦面が形成され、該摺動面は該平坦面の各々により構成される、請求項４記載のプレス成形装置。

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