JP4109187B2 - アルミチューブの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

この発明はアルミチューブの製造方法および製造装置に関し、より特定的には、肩部にかしめ部を有する開口アルミチューブの製造方法および製造装置に関する。

アルミチューブが未使用であることを保証するには、アルミチューブの口部に閉鎖膜がある閉鎖チューブを用いることが好ましい。しかし、たとえばチューブ内面に特殊な内面コートを施す場合には、閉鎖膜が邪魔になって内面コートを施すことができないため閉鎖チューブを用いることはできず、開口チューブを用いなければならない。

したがって、開口チューブにおいても未使用を保証できるものが要求されており、一例として特許文献１において、チューブの肩部に襟を立てたように薄肉のかしめ部を立設し、キャップの装着時にキャップの裾部を当該かしめ部で押さえ込むことによって改ざんを防止するチューブが本願出願人によって提案されている。
実開平２−７３１４４号公報

上述の特許文献１において提案されている薄肉のかしめ部をチューブの成形工程で得るために、ダイベースにかしめ部形成用の凹部を彫り込んだ場合、スラグの材質が錫であればスラグが凹部に容易に流れ込み、特に問題なくかしめ部を成形できる。

しかし、スラグの材質がアルミニウムの場合では、プレス成形の最初の数回分はかしめ部を成形できるが、それ以降はかしめ部が欠けてしまい良好に成形できない。これは、凹部からのアルミニウムの離型性が悪いため、成形されたチューブを取り出すとき実際には凹部内にアルミニウムが僅かに残ってしまい、それが積み重なる結果、プレス成形の数回目以降ではかしめ部が欠けてしまうと考えられる。

また、アルミチューブの肩部をグルービングしてかしめ部を形成する方法では、従来のアルミチューブ製造のラインスピードが得られず、生産コストが高くなってしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、生産性を低下させることなく肩部に所望のかしめ部を有するアルミチューブを得ることができる、アルミチューブの製造方法および製造装置を提供することである。

上述の目的を達成するために、請求項１に記載のアルミチューブの製造方法は、アルミチューブ本体の肩部に立設されるかしめ部を有するアルミチューブの製造方法であって、軸方向に形成される中空部を有する第１部材と中空部内に配置されかつ軸方向に移動可能に構成される第２部材とを含み第２部材は軸方向に形成される貫通孔およびかしめ部を形成するための凹部を有するダイベースと、ダイベースに対して進退可能に設けられるパンチヘッドと、パンチヘッドの後退方向に第２部材を弾発する弾性体とを用い、パンチヘッドによってプレス可能な位置にアルミスラグを配置する工程、パンチヘッドを第２部材の貫通孔に進入させるとともにパンチヘッドによって第２部材を弾性体による弾発力に抗して当該進入方向に移動させてアルミスラグをプレスしてアルミチューブを成形する工程、およびパンチヘッドを後退させるとともに第２部材を弾性体による弾発力によって当該後退方向に移動させてアルミチューブを取り出す工程を備える。

請求項２に記載のアルミチューブの製造方法は、請求項１に記載のアルミチューブの製造方法において、弾性体としてばね部材が用いられることを特徴とする。

請求項３に記載のアルミチューブの製造装置は、アルミチューブ本体の肩部に立設されるかしめ部を有するアルミチューブの製造装置であって、軸方向に形成される中空部を有する第１部材と中空部内に配置されかつ軸方向に移動可能に構成される第２部材とを含み第２部材は軸方向に形成される貫通孔およびかしめ部を形成するための凹部を有するダイベース、ダイベースの裏面に配置されるダイベース裏板、ダイベースの裏側から第２部材の貫通孔に挿入されるエジェクタピン、ダイベースの表側からダイベースに対して進退可能に設けられるパンチヘッド、および第２部材とダイベース裏板との間にギャップを形成できるように第２部材をパンチヘッドの後退方向に弾発する弾性体を備える。

請求項４に記載のアルミチューブの製造装置は、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置において、弾性体はばね部材であることを特徴とする。

請求項５に記載のアルミチューブの製造装置は、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置において、弾性体は第２部材内に設けられることを特徴とする。

請求項６に記載のアルミチューブの製造装置は、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置において、弾性体はダイベース裏板内に設けられることを特徴とする。

請求項１に記載のアルミチューブの製造方法、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置では、パンチヘッドをダイベースに進入させアルミチューブを成形するとき第２部材ひいてはかしめ部形成用の凹部も当該進入方向に移動する。したがって、当該凹部が固定されている場合に比べて、凹部内にアルミスラグを緩やかに充填でき、その結果、凹部の幅の広狭に拘わらず、凹部に隙間なくアルミスラグを充填できる。また、パンチヘッドを後退させアルミチューブを取り出すときダイベースの第２部材ひいてはかしめ部形成用の凹部も当該後退方向に移動する。したがって、当該凹部が固定されている場合に比べて、凹部内に形成されるアルミチューブのかしめ部が凹部から緩やかに抜き出され、かしめ部が欠けることなくアルミチューブを取り出すことができる。このような処理は、アルミ成形に別工程を付加することも成形１サイクルの所要時間を長くすることもなく、通常（凹部を固定した場合）のラインスピードで行うことができる。したがって、生産性を低下させることなく所望のかしめ部を有するアルミチューブを得ることができる。

請求項２，４に示すように、弾性体としてばね部材を用いることによって、パンチヘッドの進退に伴って第２部分を簡単に移動させることができる。

弾性体は、請求項５に示すように第２部材内に設けられてもよく、請求項６に示すようにダイベース裏板内に設けられてもよい。

この発明によれば、生産性を低下させることなく所望のかしめ部を有するアルミチューブを得ることができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１および図２を参照して、この発明の一実施形態のアルミチューブの製造装置１０は、第１部材１２ａと第１部材１２ａ内に配置される第２部材１２ｂとを有するダイベース１２を含み、ダイベース１２の表面にはダイリング１４が配置され、ダイベース１２の裏面にはダイベース裏板１６が配置される。第１部材１２ａと第２部材１２ｂとは同質の材料で形成されることが望ましい。もし、両部材の強度差が大きければ、弱い方の部材が早く劣化するためである。

第１部材１２ａは軸方向に貫通しかつ中央部に形成される中空部１８を有し、中空部１８は、ダイリング１４側の小径部１８ａ、ダイベース裏板１６側の大径部１８ｂ、および小径部１８ａと大径部１８ｂとをつなぐ段部１８ｃから構成される。

図３をも参照して、第２部材１２ｂの外側面は、第１部材１２ａの小径部１８ａ、大径部１８ｂおよび段部１８ｃにそれぞれ対応する小径部２０ａ、大径部２０ｂおよび段部２０ｃを有する。また、第２部材１２ｂは、軸方向かつ中央部に形成される貫通孔２２を有し、貫通孔２２のダイリング１４側の部分は、成形すべきアルミチューブ４０（後述）の口部および肩部の形状に応じて拡径されている。図４からわかるように、第２部材１２ｂの大径部２０ｂの長さＬ１は第１部材１２ａの大径部１８ｂの長さＬ２よりギャップＧ１分だけ短く設定される。

また、第２部材１２ｂの小径部２０ａのダイリング１４側端部には、かしめ部５２（後述）を形成するための凹部２４が形成され、第２部材１２ｂの裏面（ダイリング裏板１６側の端面）には、貫通孔２２の周囲に複数（この実施形態では４個）の略円筒形状の凹部２６が形成され、各凹部２６には弾性体としてコイルスプリングなどのばね部材２８が装填される。第２部材１２ｂの凹部２４の形状は、形成すべきかしめ部５２の形状に合致するように設定され、この実施形態ではかしめ部５２を環状に形成するので凹部２４も環状に形成される（図３（ａ）参照）。凹部２４を第２部材１２ｂの小径部２０ａに形成する場合には、第１部材１２ａの小径部１８ａの形状によってかしめ部５２の外周面の形状が決定され、第２部材１２ｂの凹部２４の側面形状によってかしめ部５２の内周面の形状が決定される。

図４（ａ）に示すように、通常時（プレス成形前）には、第１部材１２ａの段部１８ｃと第２部材１２ｂの段部２０ｃとが接触するように、ばね部材２８が第２部材１２ｂを矢印Ｂ方向に弾発し、第２部材１２ｂの裏面とダイベース裏板１６との間にはギャップＧ１が形成される。図４（ｂ）に示すように、プレス成形時には、パンチヘッド３６（後述）を第２部材１２ｂの貫通孔２２に挿入するとパンチヘッド３６（主としてその肩部３７）によってアルミスラグを介して第２部材１２ｂが矢印Ｃ方向に押圧（スプリングバック）され、第２部材１２ｂの裏面がダイベース裏板１６と接触する。このとき、第１部材１２ａの段部１８ｃと第２部材１２ｂの段部２０ｃとの間に、ギャップＧ１と等しいギャップＧ２が形成される。

図１に戻って、ダイリング１４にはその軸方向かつ中央部を貫通して、第１部材１２ａの小径部１８ａと略同径の中空部３０が形成され、ダイベース裏板１６の軸方向かつ中央部には、第２部材１２ｂの貫通孔２２と略同径の貫通孔３２が形成される。エジェクタピン３４が、ダイベース１２の裏側からダイベース裏板１６の貫通孔３２に挿通されさらに第２部材１２ｂの貫通孔２２に挿入される。パンチヘッド３６が、ダイベース１２の表側から第２部材１２ｂの貫通孔２２に進退可能に設けられる。

ついで、図５を参照して、製造装置１０の動作について説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、潤滑剤が塗布されたリング状のアルミスラグ３８をダイリング１４の中空部３０内に配置し、その状態で、図５（ｂ）に示すように、パンチヘッド３６を第２部材１２ｂの貫通孔２２内に進入させてパンチヘッド３６とエジェクタピン３４との間でアルミスラグ３８を衝撃突出成形によってプレスしてアルミチューブ４０を得る。このとき、パンチヘッド３６によって第２部材１２ｂも、ばね部材２８による弾発力に抗してパンチヘッド３６の進行方向に移動する。その後、図５（ｃ）に示すように、エジェクタピン３４を押し込むとともにパンチヘッド３６を第２部材１２ｂから後退させることによってアルミチューブ４０を取り出す。このとき、ばね部材２８の弾発力によって第２部材１２ｂもパンチヘッド３６の後退方向（矢印Ｂ方向）に移動する。
このようにして得られたアルミチューブ４０にねじ切り等の処理が施され、図６に示すような開口タイプのアルミチューブ４０ａが得られる。

アルミチューブ４０ａは、アルミチューブ本体４２を含み、アルミチューブ本体４２は、細径の口部４４と、口部４４の下端部から傾斜状に形成される肩部４６と、肩部４６の下端部から形成される胴部４８とを有する。口部４４の外周面にはキャップ螺合用ねじ５０が形成され、肩部４６の下端部には全周に亘って環状のかしめ部５２が一体的に立設される。

図７を参照して、アルミチューブ４０ａの肩部４６外表面の延長線とかしめ部５２内周面の延長線との交点をＸとすると、たとえば、交点Ｘからのかしめ部５２の高さＨは１．５ｍｍ、かしめ部５２の根元（交点Ｘの位置）における厚みＷ１は０．３ｍｍ、かしめ部５２の先端部における厚みＷ２は０．２ｍｍに設定される。

高さＨは、高すぎればキャップ５４（後述）が抜けにくく、低すぎれば折り曲げにくくなるので、１．０ｍｍ〜３．０ｍｍ程度が望ましい。また、かしめ部５２の根元（交点Ｘの位置）における厚みＷ１は０．１５ｍｍ〜１．０ｍｍ程度、かしめ部５２の先端部における厚みＷ２は０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ程度が望ましい。したがって、このような寸法のかしめ部５２が得られるように、第２部材１２ｂの凹部２４が設定される。

なお、アルミスラグ３８には純アルミニウムが用いられ、この実施形態では、Ａｌ：９９．７％以上、Ｃｕ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．０２％、Ｆｅ：０．２５％、Ｍｎ：０．０３％、Ｍｇ：０．０３％、Ｚｎ：０．０４％、Ｔｉ：０．０３％の組成のものが用いられる。しかし、アルミスラグ３８としては、Ａｌ：９９．０％以上であるその他の組成の純アルミニウム系合金が用いられてもよい。

図８に示すように、アルミチューブ４０ａの口部４４には合成樹脂製のキャップ５４が螺合される。キャップ５４の下端縁には肩部４６の上面に沿うように外方に折り曲げられた鍔部５６が形成され、鍔部５６は、アルミチューブ４０ａのかしめ部５２を折り曲げることによって肩部４６とかしめ部５２との間で挟持される。

鍔部５６を肩部４６とかしめ部５２とによる挟持状態から抜き取ってキャップ５４をアルミチューブ４０ａの口部４４から一旦取り外すと、その後キャップ５４をアルミチューブ４０ａに再装着しようとしても、キャップ５４の鍔部５６はアルミチューブ４０ａの肩部４６とかしめ部５２との間に挿入できず図８において破線で示すように捲れあがってしまい、一度開封すれば元の状態に戻すことはできない。

したがって、キャップ５４の装着状態すなわち鍔部５６の状態を見れば、キャップ５４を取り外した形跡があるか、ひいてはアルミチューブ４０は未使用であるかを判断でき、改ざんを防止できる。

製造装置１０によれば、パンチヘッド３６をダイベース１２に進入させアルミチューブ４０を成形するとき第２部材１２ｂひいてはかしめ部５２形成用の凹部２４も当該進入方向に移動する。したがって、当該凹部２４が固定されている場合すなわちダイベース１２が第１部材１２ａと第２部材１２ｂとに２分割されていない場合に比べて、凹部２４内にアルミスラグ３８を緩やかに充填でき、その結果、凹部２４の幅の広狭に拘わらず、凹部２４に隙間なくアルミスラグ３８を充填できる。また、パンチヘッド３６を後退させアルミチューブ４０を取り出すときダイベース１２の第２部材１２ｂひいてはかしめ部５２形成用の凹部２４も当該後退方向に移動する。したがって、当該凹部２４が固定されている場合に比べて、凹部２４内に形成されるアルミチューブ４０のかしめ部５２が凹部２４から緩やかに抜き出され、凹部２４にアルミスラグ３８が残らずかしめ部５２が欠けることなくアルミチューブ４０を取り出すことができる。

このような処理は、アルミ成形に別工程を付加することも成形１サイクルの所要時間を長くすることもなく行え、かしめ部５２をプレス成形のみで得ることができるので、通常（凹部２４を固定した場合）のラインスピードでアルミチューブ４０を製造できる。したがって、生産性を低下させることなく所望のかしめ部５２を有するアルミチューブ４０を得ることができる。

また、弾性体としてばね部材２８を用いることによって、パンチヘッド３６の進退に伴って第２部分１２ｂを簡単に移動させることができる。

さらに、キャッパー機内でのキャップ締め工程とほぼ同時に、かしめ部５２を折り曲げてキャップ５４の鍔部５６を押さえることができ、インラインで改ざん防止機能を付与できる。

なお、上述の実施形態では、複数のばね部材２８が第２部材１２ｂに内蔵されかつエジエクタピン３４の周囲に設けられたが、これに限定されず、図９（ａ）に示すように、複数（この例では４個）のばね部材２８がダイベース裏板１６ａに内蔵されかつエジェクタピン３４の周囲に設けられてもよい。

また、図９（ｂ）に示すように、１つのばね部材２８ａが第２部材１２ｃの外周部にかつ第２部材１２ｃと同軸状に設けられてもよく、図９（ｃ）に示すように、１つのばね部材２８ａがダイベース裏板１６ｂ内にかつダイベース裏板１６ｂと同軸状に設けられてもよい。さらに、図１０（ａ）に示すように、１つのばね部材２８ｂが第２部材１２ｄの内周部にかつ第２部材１２ｄと同軸状に設けられてもよく、図１０（ｂ）に示すように、１つのばね部材２８ｂがダイベース裏板１６ｃの内周部にかつダイベース裏板１６ｃと同軸状に設けられてもよい。これらの場合には、ばね部材が１つで足りるので、アルミチューブの製造装置をより簡単に組み立てることができる。

なお、弾性体としてのばね部材の数は任意でよい。また、弾性体はばね部材に限定されず、ゴム部材であってもよい。

また、かしめ部５２は肩部４６の端部に形成される場合に限定されず、図１１に示すアルミチューブ４０ｂのように、肩部４６に段部５８が形成されそれより内側にかしめ部５２が形成されてもよい。この場合、たとえば図１２に示すような製造装置１０ａが用いられる。図１３（ａ）および（ｂ）からもわかるように、製造装置１０ａでは、かしめ部５２の形成位置に対応して第１部材１２ａの小径部１８ａよりやや径を大きくした中空部３０ａを有するダイリング１４ａ、およびダイリング１４ａに対応したパンチヘッド３６ａが用いられる。

段部５８を有するアルミチューブ４０ｂによれば、印刷工程においてチューブ胴部に圧力がかかってもかしめ部５２が折れることはない。

かしめ部５２を全周に環状に形成する場合、その先端部の高さは一律でなくてもよく、その先端部は波形に形成されてもよい。

さらに、かしめ部５２はアルミチューブの全周に環状に形成される場合に限定されず、部分的に設けられてもよい。この場合、かしめ部５２の折り曲げ作業がより容易となる。また、キャップ５４の鍔部５６は、キャップ５４の下端部の全周に形成されても部分的に形成されてもよく、部分的に形成される場合には、等間隔で４個程度形成されることが望ましい。なお、かしめ部５２を部分的に設ける場合には、キャップ５４の鍔部５６は全周に設けられることが望ましく、一方、キャップ５４の鍔部５６を部分的に設ける場合には、かしめ部５２は全周に形成されることが望ましい。

この発明は、アルミチューブの内面に合成樹脂製内装チューブを形成した二重チューブにも有効である。

この発明の一実施形態を示す断面図解図である。 図１の実施形態のＡ−Ａ断面図解図である。 （ａ）は第２部材を示す側面図であり、（ｂ）はその断面図である。 （ａ）はプレス成形前の第２部材近傍の状態を示す図解図であり、（ｂ）はプレス成形時の第２部材近傍の状態を示す図解図である。 図１の実施形態の動作の一例を示す図解図である。 アルミチューブの一例を示す要部断面図である。 図６の一点鎖線Ｄの部分を示す拡大図である。 アルミチューブにキャップを取り付けた状態の一例を示す断面図である。 この発明の他の実施形態を示す断面図解図である。 この発明のその他の実施形態を示す断面図解図である。 アルミチューブの他の例を示す要部断面図である。 この発明の他の実施形態を示す断面図解図である。 図１２に示す実施形態において、（ａ）はプレス成形前の第２部材近傍の状態を示す図解図であり、（ｂ）はプレス成形時の第２部材近傍の状態を示す図解図である。

符号の説明

１０，１０ａ アルミチューブの製造装置
１２ ダイベース
１２ａ 第１部材
１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 第２部材
１４，１４ａ ダイリング
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ ダイベース裏板
１８ｃ，２０ｃ 段部
２２，３２ 貫通孔
２４，２６ 凹部
２８，２８ａ，２８ｂ ばね部材
３４ エジェクタピン
３６，３６ａ パンチヘッド
３８ アルミスラグ
４０，４０ａ，４０ｂ アルミチューブ
５２ かしめ部
５４ キャップ
５６ 鍔部
Ｇ１，Ｇ２ ギャップ

Claims (6)

1. アルミチューブ本体の肩部に立設されるかしめ部を有するアルミチューブの製造方法であって、
   軸方向に形成される中空部を有する第１部材と前記中空部内に配置されかつ軸方向に移動可能に構成される第２部材とを含み前記第２部材は軸方向に形成される貫通孔および前記かしめ部を形成するための凹部を有するダイベースと、前記ダイベースに対して進退可能に設けられるパンチヘッドと、前記パンチヘッドの後退方向に前記第２部材を弾発する弾性体とを用い、
   前記パンチヘッドによってプレス可能な位置にアルミスラグを配置する工程、
   前記パンチヘッドを前記第２部材の貫通孔に進入させるとともに前記パンチヘッドによって前記第２部材を前記弾性体による弾発力に抗して当該進入方向に移動させて前記アルミスラグをプレスしてアルミチューブを成形する工程、および
   前記パンチヘッドを後退させるとともに前記第２部材を前記弾性体による弾発力によって当該後退方向に移動させて前記アルミチューブを取り出す工程を備える、アルミチューブの製造方法。
2. 前記弾性体としてばね部材が用いられる、請求項１に記載のアルミチューブの製造方法。
3. アルミチューブ本体の肩部に立設されるかしめ部を有するアルミチューブの製造装置であって、
   軸方向に形成される中空部を有する第１部材と前記中空部内に配置されかつ軸方向に移動可能に構成される第２部材とを含み前記第２部材は軸方向に形成される貫通孔および前記かしめ部を形成するための凹部を有するダイベース、
   前記ダイベースの裏面に配置されるダイベース裏板、
   前記ダイベースの裏側から前記第２部材の貫通孔に挿入されるエジェクタピン、
   前記ダイベースの表側から前記ダイベースに対して進退可能に設けられるパンチヘッド、および
   前記第２部材と前記ダイベース裏板との間にギャップを形成できるように前記第２部材を前記パンチヘッドの後退方向に弾発する弾性体を備える、アルミチューブの製造装置。
4. 前記弾性体はばね部材である、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置。
5. 前記弾性体は前記第２部材内に設けられる、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置。
6. 前記弾性体は前記ダイベース裏板内に設けられる、請求項３に記載のアルミチューブの製造装置。
   

Images