JPH0424129B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般にはツーピース容器の端部を閉じ
るための容器の端パネルまたはシエルを成形する
ことに関し、さらに詳しく述べると、使用材料を
より肉薄にする一方で同じか乃至はさらに改良さ
れた端バツクル強度を達成できるようにチヤツク
部分のアール付けを一層鋭く成形するための改良
された方法および装置に関する。本発明はチヤツ
ク壁のアールをきつくする（tightening up）こ
とによつて部分的に成形された端パネルを「再成
形」するために使用するか、または平らな金属材
料から端パネルを完全成形するめに使用できる。

〔従来の技術〕

金属容器または缶は主に食品や飲料品に用いら
れるが勿論他の製品にも用途があることは当業技
術分野においてはよく知られるところである。

現在のところ、この一般型の最も普通な容器本
体と、中味を入れてから缶の開口端に最終的に固
定される容器の端パネルとよりなるツーピース型
の容器である。両方の構成要素は平らな金属材料
をその最終形状に絞り加工し、さらに再絞り加工
するのが普通である。

種々の端パネルとこれを成形するための従来の
方法および装置に関しては幾多の米国特許例えば
カワリの米国特許第4348464号、ギマリンの米国
特許第4345696号、ダリその他の米国特許第
4305523号、村山の米国特許第4291567号、クライ
ンの米国特許第4244315号、エルザーの米国特許
第4215795号、ケリその他の米国特許第4213324
号、ケリその他の米国特許第4192244号、ラクロ
スの米国特許第4183445号、クラインの米国特許
第4119050号、クラスカの米国特許第4093102号、
およびジヨーダンの米国特許第4031837号がある。
この技術は端パネル成形に対する種々の取組み方
法を示すものである。

一般的原理としては、上記のごとく成形された
容器の内容物は加圧下で包装されることが多いこ
とに注目されたい。例えば、典型的な飲料容器は
座屈を起こさずに90psi程度の圧力に耐えるもの
でなければならない。座屈はチヤツク壁がその容
器本体との接続部から上方内側へチヤツク壁の少
なくとも安全で効果的な容器を造るためには、容
器のツーピース、即ち本体および端パネルの最も
薄い部分は内容物の最大内圧に耐え、座屈を回避
できるだけの強さと厚みとを備えてなければなら
ない。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来は、この点での難問の主たる原因ははぜ継
ぎ工程によつて円筒状本体の頂部に封着されるよ
うに種々の形状を備えた容器の端パネルにあつ
た。端パネルの形状には種々のアール部分が含ま
れる。一般に、絞り加工中にこれらのアール部分
は材料が絞られまたは延伸されるにつれて薄くな
る傾向があるので、上記のごとき難点が生まれ
る。

大部分の先行技術では、上記内圧に耐えるため
に仕上げ品のアール付け部分に十分な厚みをだす
のに必要以上に厚いゲージの金属を利用すること
によつてこの現象を補償することが必要であつ
た。

換言すれば、アール付け部分は通常は端パネル
の平らな部分以上に薄くなりがちなために、その
結果最終の端パネルのこれら部分は一般に必要以
上に厚い。事実上、これは材料の浪費になる過剰
な補償である。このことは、この形式の缶は大量
生産されるのが普通であるので、大きな欠点であ
り、少しでも金属の節約になれば製造容器の全体
数によつて大きくなるので、大きなコストの節約
になることが理解されよう。

叙上に難問の幾つかは出発原料の厚さが端パネ
ルの強度を犠牲にすることなく大幅に削減できる
装置およびこの装置の操作方法を提供することに
より克服できることが判つた。

従つて、本発明の主たる目的は仕上げ品の座屈
強度に影響せず、また成形作業中に原料の厚さが
薄くなるのを補償するため出発原料の厚さを増加
させる必要もなく、アール部分を所望通りに小さ
くまたはきつくしたアールを缶形に形成する端パ
ネル成形方法および装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的はチヤツク壁の長さを過絞り加工
（overdraw）してから、その過絞り部分の材料の
幾分かを後で端パネルの中心パネル中に引込める
ことができるようにした装置を提供することで達
成できることが判つた。

〔作用〕

この装置と成形方法とを利用すれば非常に鋭い
アールを形成する場合に普通発生する割れなど通
例の困難もなく極めて無駄のないアールが形成で
きることが判つた。非常に無駄のないアールをつ
けようとする際に通常起こる割れやせん断変形は
当業技術分野においてはよく知られるところで上
記の過剰な補償に至る原因である。

従つて、叙上の特徴を有する容器の端パネルを
成形する改良された方法および装置の製造が本発
明の主たる目的となると共にその他の目的も添付
の図面を参考にして次の簡単な明細書を読むこと
によつてさらに明白になる。

〔実施例〕

上記のごとく、本発明の工具構造体は復動プレ
スにおいて利用されることを目的としており、そ
の目的で、第１図はインナ・ラム１０とアウタ・
ラム１２とを示す。プレスについては詳述しなか
つた。理由はリジウエイの米国特許第3902347号
に例示されているごとく当業技術分野においては
よく知られているからでる。しかしながら、復動
形プレスでは所定のプレスサイクル中にプレスに
設けた工具構造体の動作を種々の方法で正確に制
御することができると述べておけば十分である。

さて次に本装置を第１図について述べると、第
１図は第４図に拡大して示す構造素子の位置にや
や類似する底の死点位置において工具構造体を示
していることに注目されたい。

さらに第１図について述べると、インナ・ラム
１０はパンチ・センタ・ポスト３０を備え、この
プスト３０は複数個のねじ３０ａ（１本のみ図示）
によつてインナ・ラム１０に固定されて共同す
る。パンチ・センタ・ポスト３０の下端にはパン
チ・コア３１がねじ３０ｂで取り付けられてい
る。パンチ・コア３１は通常のパンチ・コア・ス
ペーサ３２でセンタ・ポスト３０から隔離されて
いる。

アウタ・ラム１２に支えられるアウタ・パン
チ・ホルダ２０は加圧スリーブ４０とピストン４
１とを含む加圧スリーブシステムを備えている。
これらはパンチ・ホルダ２０の孔２０ａを通る空
気圧または液圧によつて作動される。孔２０ａか
らピストン４１を作動させるだけの十分な圧力が
出されるのでピストンは加圧スリーブ４０に当つ
てこれを後記する目的で底プラテン６０の方へ押
しやることに注目されたく、これ以外の詳しいこ
とはここには示していない。

アウタ・パンチ・ホルダ２０はさらに加圧スリ
ーブ・リテイナ４２とパンチシエル５０とを備え
ていて、パンチシエル５０は適当なねじ５１ａに
よりクランプ５１でリテイナ４２に取り付けられ
ている。

更に第１図について述べると、底プラテン６０
はその上縁に複数本のねじ６１ａによりプラテン
６０に取り付けられた支持リング６１を支えてい
る。この支持リング６１の頂部にはブランクせん
断切口７０が取り付けられていて、切口７０は複
数本のねじ７１により所定位置に保持されてい
る。支持リング６１およびせん断切口７０の内側
には第２加圧スリーブ８０がはめ込まれていて、
スリーブ８０は例えば液圧または空気圧のごとき
適当な流体圧によりプレスの上側位置または頂部
へ常時偏倚されている。勿論、第１図は工具構造
体を底部死点位置において示しているので、スリ
ーブ８０は「下降」位置において示されている。

加圧スリーブ８０の内側でさらに内部で同心方
向にダイ・コア・リング９２がはめ込まれてい
て、このリング９２も同じく流体圧により上方へ
常時偏倚されている（以下にさらに詳述する）。
この点では、他の流体も使用可能であるが、空気
が好ましき媒体である。さらに内側に同心方向に
ノツクアウトピストン１００が取り付けられてい
て、これもまた流体作動で、さらに内側にはダ
イ・コア・ライザ９０があり、このライザにダ
イ・コア９１がねじ９１ａにより固定されてい
る。これらの部材は底プラテン６０に固定されて
作業中は移動しない。

さらに第１図において特にダイ・コア・リング
９２について述べると、リング９２はピストン棒
９５に着座し、棒９５が第１支持ピストン９３そ
して第２支持ピストン９４によつて支えられてい
る。これらの部材は、本装置の動作に関して後記
するように下降方向に移動するより大きな力によ
つて克服されるまで、流体圧によつて上昇方向に
常時偏倚されている。

次に、第２図乃至第９図を参考に第１図の本発
明の装置の動作および工具構造体について説明す
ると、第２図に示すごとく、打抜き作業はパン
チ・シエル５０が下降することによつてブランク
せん断切口７０と協同して完了したと先ず仮定す
る。

第２図では打抜き作業に続いて逆カツプＣの成
形が示されている。この図では、パンチ・コア３
１およびパンチ・シエル５０は図に矢印で示す如
く、また第１２図のタイミング・グラフで示す如
く、下降している。この時点で、第１加圧スリー
ブ４０は（孔２０ａを通つてピストン４１に加圧
された状態で）金属材料をダイ・コア・リング９
２に当てて保持している。ダイ・コア・リング９
２はピストン９３および９４に支えられている。
パンチ・シエル５０が下降すると材料の周縁部が
パンチ・シエル５０と第２加圧スリーブ８０との
間に保持されダイ・コア・リング９２のアール９
２ａとパンチ・シエル５０のアール５０ａとの上
にある材料が引張られることが理解される。この
結果、第２図に示す「逆」カツプＣが成形され
る。

第３図において、パンチ・コア３１はその下降
運動を続け、リツプＬを絞り、チヤツク壁部分
CWを確立する。パンチ・シエル５０は下降方向
に第２加圧スリーブ８０を押し下げ続け、はぜ継
ぎパネルのリツプ高さを設定する。また、ノツク
アウトピストン１００はパンチ・コア３１により
押し下げられる。ダイ・コア・リング９２は、ピ
ストン９３および９４の圧力がほぼ克服されてい
るので、この時点でほぼ底部に達しており、フラ
ンジＦはアール９２ｂの周りに実際に絞られてチ
ヤツク壁を形成する。チヤツク壁CWは以下に述
べる目的でこの時点では「過剰長」であることに
注目されたい。事実上、端パネルはこの時点では
過絞り加工になつている。

次に第４図について述べると、パンチ・シエル
５０および第２加圧スリーブ８０はダイ・コア・
リング９２と同様になお下降方向に移動中である
ことが理解されよう。その点において第１図につ
いて言えば、ダイ・コア・リング９２と第２加圧
スリーブ８０はこの時点で機械的に係合している
ことに注目されたい。従つて、パンチ・シエル５
０が第２加圧スリーブ８０を下降方向に押す時
は、スリーブ８０はダイ・コア・リング９２をつ
れて下り、第１加圧スリーブ４０は単にこれに追
従するだけである。この結果、ダイ・コア・リン
グ９２と第１加圧スリーブ４０との間の金属材料
に対する板押え圧または引張はほどんどなくなる
のでチヤツク壁CWにおける材料はアール９２ｂ
の周りに引き出される。このためしつかりした板
押え圧を以て鋭いアールの周りにおこなわれる在
来の絞りにしばしばおこる問題点が回避される。
上記問題はパンチ・コア３１が底の死点位置に向
かつて移動し底をつく近くになる時におこる。そ
うするとこの時点において効果的に、チヤツク壁
CWの長さがその最終寸法まで短縮され、上記の
ごとく、ダイ・コア・リング９２のアール９２ｂ
とパンチ・コア３１の環状ノーズを形成するアー
ル３１ａとの周りに引出された材料は実際に端パ
ネルの中心パネルCPを成形し、環状の補強グル
ーブＧである沈みアールを設定する。

パンチ・コア３１はダイ・コア９１において正
確には底をつかないということに注目されたい。
従つて、二重の端パネルに出会つても、工具構造
体は損傷しないように保護される。

第５図について述べると、パンチ・シエル５０
と第２加圧スリーブ８０とは本図では底の死点中
心にあるが、パンチ・コア３１はインナ・ラム１
０と共に上昇を開始した（第１２図参照）ところ
であることに注目されたい。

第６図はアウタ・パンチ・ホルダ２０が上昇し
始めた時の工具構造体の位置を示し、パンチ・コ
ア３１は後退し始めたことに注目されたい。ま
た、第２加圧スリーブ８０とパンチ・シエル５０
とは、これらがもはやパンチ・シエル５０で押え
られてないので、上昇を開始している。同時に、
ノツクアウト・ピストン１００もまた、これがも
はやパンチ・コア３１によつて押えられていない
ので、流体圧を受けて上昇を開始している。

第７図および第８図は上昇運動がさらに進行し
た段階を示すもので、この時点ではインナ・ラム
とそれに関連したパンチ・ホルダとは両方ともな
お上昇を続けており、ノツクアウト・ピストン１
００もまた矢印で図示のごとく上昇方向のままで
あることに注目されたい。

第９図は工具構造体が完全に開いた位置にある
ことろを示しており、パンチ・コア３１、第１加
圧スリーブ４０およびパンチ・シエル５０は逆カ
ツプＣがノツクアウト・ピストン１００によつて
ダイ線より上に持上げられてプレスから取出され
るかまたは次のステーシヨンへ移送されるために
少なくとも十分な程度に完全に邪魔にならないよ
う持上げられている。

上記から明白なことはリツプＬの高さは最初に
第３図の作業工程に設定され、続く種々の作業中
は変化せず手をわずらわすことがないことは明白
である。しかしながら、第３図に最初に設定され
たチヤツク壁CWの高さはその最終寸法より僅か
に長いことが重要であることは先にも述べたとお
りである。これによつてその部分に余分の材料が
蓄積することが可能になり、先にも注目したとお
り、その材料が実際に中心パネルCPに引込まれ
てそのパネルを成形する。しかしながら、結果は
チヤツク壁部分の最終厚さが所望の仕様に維持さ
れ、このチヤツク壁部分がその時点で絞り加工を
受けた場合のごとく実際には薄くならないという
ことである。

この種の作業ではリツプＬのコイニングが回避
されるということにも注目されたい。チヤツク壁
部分における材料を絞るよりも引張ることによつ
て、臨界点においてリツプＬに加わる圧力をずつ
と小さくすることができる。これによつて、重要
なリツプに刻印加工乃至コイニングをおこなうこ
とが避けられる。リツプがコイニングまたは刻印
加工を受けると、その後におこなわれるはぜ継ぎ
加工中にリツプに亀裂ができ易いからである。

環状の補強グループＧの沈みアールは所望の限
りきびしくするとができことも明白である。絞り
作業においてどの程度きびしいアールが達成でき
るかについては若干の制限があるが、このように
成形された端パネルの場合にはこの部分における
アールの鋭さに事実上制限はない。当然のことな
がら、このように成形された端パネル用の特定の
用途に必要で所望とあれば、グループＧを形成す
る金属の両面を金属対金属の接触においておこな
う程きびしい沈みアールにすることもできよう。

本システムは「再成形」加工として説明してい
るが、成形加工にも等しく利用でき、その場合は
打抜きおよび成形作業を省くことになるのは明白
であると考えられる。

本発明の他の実施例を示す第１０図および第１
１図について述べると、本発明構造体の基本的構
成素子はダイ・コア・リングを制御する装置を除
いては同一であること、また工具構造体が変わる
場合以外同様な部材100シリーズにおいて用いら
れていることに注目されたい。

従つて、インナ・ラム１１０はパンチ・セン
タ・ポスト１３０、パンチ・コア・スペーサ１３
２、およびパンチ・コア１３１を支えていること
が理解されよう。

アウタ・パンチ・ホルダ１２０は加圧スリーブ
１４０および加圧スリーブピストン１４１を支え
ている。ホルダ１２０はまた加圧スリーブ・リテ
イナ１４２、パンチシエル・クランプ１５１、お
よびパンチ・シエル１５０を支えている。

底プラテン１６０はせん断切口１７０、第２加
圧スリーブ１８０、およびダイ・コア・リング１
９２およびノツクアウトピストン２００を支えて
いる。

第１図において、ダイ・コア・リング９２は棒
９５により支えられていて、棒９５は次いで流体
作動のピストン９３および９４により支えられて
いる。しかし、本発明のこの実施例ではダイ・コ
アリング１９２、ピストン棒１９５およびピスト
ン１９３，１９４を流体圧で支えるよりもピスト
ン１９３はカム１９６で支えられている。またそ
の上に、第１図乃至第９図の本発明の実施例の流
体圧の機能に類似のカム１９６の機能は外径部分
１９６ａがピストン１９３と接触している場合に
ダイ・コア・リングを上側位置へ常時偏倚させる
ことにあろう。しかし、カムが回転する時、且カ
ムが回転軌道を通過し、縮小直径部分１９６ｂが
接触する時、ピストン１９３、ピストン棒１９
５、およびダイ・コア・リング１９２は落下する
ことができる。これは加圧スリーブ１４０の下降
運動と符合するように時期が合わされており、さ
らにその上に、本装置の動作のこの段階中には金
属にはほとんど板押え圧は加えられないのでその
金属を非常にきびしいアールの周りに引出させ、
チヤツク壁部分の全長にある金属の少なくとも一
部分が端パネルの中心部分に引込まれることを可
能にする。

第２図乃至第９図に示した作業の各段階は第１
０図および第１１図の変形実施例においても同様
におこなわれ、基本的な相違はダイ・コア・リン
グを支える装置として流体圧に代えてカム１９６
を使用したことである。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明のシエル再成形方法および装
置はチヤツク壁の長さを過絞り加工してから、そ
の過絞り部分の材料の幾分かを後で端パネルの中
心パネル中に引込めることができるので、無駄の
ないアールが形成でき、従つて端バツクル強度を
損なうことなく端パネルの使用材料に肉薄のもの
を採用できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は両ラムに対して底の死点中心位置に工
具構造体を示す正面断面図、第２図乃至第９図は
成形および再成形作業中の工具構造体の種々の位
置を示す部分的正面図、第１０図は両ラムに対し
底の死点中心位置に工具構造体が位置する本発明
の他の実施例を示す正面断面図、第１１図は端パ
ネル成形に続いてインナ・ラムを持ち上げ後の第
１０図の実施例の部分的正面図、第１２図はタイ
ミング・グラフである。 なお図において、符号１０，１１０はインナ・
ラム、１２，１１２はアウタ・ラム、３１，１３
１はパンチ・コア、４０，１４０は第１加圧スリ
ーブ、５０，１５１はパンチ・シエル、６０，１
６０は底プラテン、８０，１８０は第２加圧スリ
ーブ、９１，１９１はダイ・コア、９２，１９２
はダイ・コア・リング、１００，２００はノツク
アウト・ピストン、Ｃは逆カツプ、Ｌはリツプ、
CWはチヤツク壁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 周縁を加圧保持しながら逆カツプを打抜いて
   絞り加工する工程と、前記プレスの同じ方向への
   引き続くストローク中に、端パネルの前記周縁か
   らの材料を絞り加工して過長のチヤツク壁を前記
   周縁とパネル中央部との間に作る工程と、板押え
   圧を解放してチヤツク壁から材料を引いて端パネ
   ルの中央部に入れると同時に沈みアールを成形し
   かつチヤツク壁の長さを減少する工程とよりなる
   平らなシート材料から容器の端パネルを成形する
   方法。 ２ 前記板押え圧が対向のダイ・コア・リングと
   協働するように流体作動加圧装置により与えら
   れ、該ダイ・コア・リングと該流体作動加圧装置
   とは最終工程中に共動して板押え圧を解放する特
   許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記ダイ・コア・リングは流体圧により前記
   流体作動加圧装置へ常時偏倚されている特許請求
   の範囲第２項に記載の方法。 ４ 前記ダイ・コア・リングはカム作動構造体に
   より前記流体作動加圧装置へ常時偏倚されている
   特許請求の範囲第２項に記載の方法。 ５ 可動インナ・ラムおよびアウタ・ラムと固定
   のプラテンとを有する複動プレスにおいて容器の
   端パネルを平らなシート材料から成形する装置で
   あつて： インナ・ラムに支えられかつ環状ノーズを形成
   するアールを有したパンチ・コア； 該パンチ・コアに対し対向関係に前記プラテン
   に支えられたダイ・コア； アウタ・ラムに支えられた第１流体作動加圧ス
   リーブシステム； 該第１流体作動加圧スリーブシステムに対し対
   向関係にプラテンに支えられたダイ・コア・リン
   グ； インナ・ラムに支えられたパンチ・シエル； 該パンチ・シエルに対し対向関係にプラテンに
   支えられた加圧スリーブ； 上記パンチ・コアに対し対向関係に、また上記
   ダイ・コアに対しては囲撓関係にプラテンにより
   支えられた流体作動ノツクアウト・ピストン； 上記第１流体作動加圧スリーブシステムは流体
   圧下に上記シート材料の周縁を上記ダイ・コア・
   リングに当てて保持するように可動であること； 前記パンチ・シエルはアウタ・ラムがプラテン
   へ向つて移動すると前記シート材料を上記ダイ・
   コア・リング上に絞つて前記加圧スリーブを下方
   へ押し下げて該ダイ・コア・リングと機械的に係
   合させるようにプラテンに向つて可動であるこ
   と； 上記パンチ・コアはインナ・ラムがプラテンへ
   向つて移動するとノツクアウト・ピストンを下方
   へ押し下げつつ端パネルのチヤツク壁と沈みアー
   ルとを成形すること；および 上記加圧スリーブ、上記第１流体作動加圧スリ
   ーブ・システム、および上記ダイ・コア・リング
   は上記パンチ・コアがその延伸位置に近づくと一
   体になつて動いてシート材料の前記周縁上の加圧
   保持を解放すること； からなることを特徴とする平らなシート材料から
   容器の端パネルを成形する装置。 ６ 前記ダイ・コア・リングは流体圧下で前記第
   １流体作動加圧スリーブ・システムへ常時偏倚さ
   れている特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 前記ダイ・コア・リングはカム作動構造体に
   よつて前記第１流体作動加圧スリーブ・システム
   へ常時偏倚されている特許請求の範囲第５項に記
   載の装置。