JPH05177285A - 耐圧性の板金製端末閉鎖部材 - Google Patents
耐圧性の板金製端末閉鎖部材Info
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- JPH05177285A JPH05177285A JP4015401A JP1540192A JPH05177285A JP H05177285 A JPH05177285 A JP H05177285A JP 4015401 A JP4015401 A JP 4015401A JP 1540192 A JP1540192 A JP 1540192A JP H05177285 A JPH05177285 A JP H05177285A
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Abstract
閉鎖部材ならびに閉鎖部材の成形方法および装置を提供
する。 【構成】 端末閉鎖部材10は、平坦な中央パネル12
と、該パネルのまわりのさら形部分16と、さら形部分
のまわりのつかみ壁部18と、つかみ壁部のまわりの湾
曲フランジ20と、中央パネルとさら形部分との間の段
付部分50と、段付部分をさら形部分と接続する圧印加
工された領域47とを含む。パネルの丸味がついた部分
15は中央パネルの周囲の二次成形前に該パネルの周囲
の少なくとも一部分のまわりで圧印加工される。中央パ
ネルの主要部分は、その周囲部分をさら形部分およびつ
かみ壁部と共に押し下げると、さら形部分から離れて移
動する。端末殻体の周囲部分を中央パネルに対して押下
げると、中央パネルの高さが増大し、圧印加工によりた
るんだ金属が使用される。その結果、殻体の金属が緊張
状態に保たれ、内圧による殻体のドーム状のふくれが減
少しまたはなくなる。
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
下向きの段付部分がと、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、端末殻体の金属が実質的に緊張状態に保たれ、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
属を実質的に緊張状態に保つ。これは、たるんだ金属の
すべてを使用しそしてパネルを緊張状態に保つことによ
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 (20)
- 【請求項1】 板金製閉鎖部材を座屈抵抗を高めるよう
に成形する方法において、 中央パネルと、中央パネルのまわりのパネルの丸味がつ
いた部分と、パネルの丸味がついた部分のまわりのさら
形部分と、さら形部分のまわりのつかみ壁部と、つかみ
壁部のまわりの湾曲したフランジとを有する板金製閉鎖
部材を準備し、 前記のパネルの丸味がついた部分が前記中央パネルの周
囲の少なくとも一部分のまわりで圧印加工し、そして前
記中央パネルの下面の主要部分を支持し、そして前記さ
ら形の丸味がついた部分、つかみ壁部および湾曲したフ
ランジを中央パネルの主要部分に対して下方に移動しな
がら前記中央パネルの外周部分を段付部分に二次成形し
て前記さら形部分の底部から上方の前記中央パネルの高
さを実質的に増大させることにより前記中央パネルを二
次成形する諸工程を含む方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法において、前記板
金製閉鎖部材が前記のパネルの丸味がついた部分を圧印
加工する工程の間に前記中央パネルの直径を増大させる
ために二次成形される方法。 - 【請求項3】 請求項1に記載の方法において、前記中
央パネルの外周部分を二次成形することにより前記中央
パネルの高さを少なくとも約20%だけ増大させる方
法。 - 【請求項4】 請求項1に記載の方法において、前記中
央パネルの外周部分を二次成形することにより環状のみ
ぞの底部から測定された前記中央パネルの高さをほぼ3
分の1だけ増大させる方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の方法において、パネル
の丸味がついた部分が中央パネルの周囲全体のまわりで
圧印加工される方法。 - 【請求項6】 耐圧性の板金製閉鎖部材を成形する方法
において、中央パネルと、中央パネルのまわりの下方に
突出したさら形部分と、さら形部分のまわりの全体とし
て切頭円錐形のつかみ壁部と、つかみ壁部のまわりの湾
曲した取付けフランジとを有する端末殻体を成形し、 前記中央パネルおよび前記さら形部分の接続部の付近の
閉鎖部材の金属を中央パネルの周囲の主要部分のまわり
で圧印加工し、そしてそれにより閉鎖部材の金属の表面
積を増大させ、そして前記圧印加工により生じた金属の
増大した表面積を利用し、そして閉鎖部材の金属を緊張
状態に保つために前記さら形部分の内方に隔置された前
記パネルの主要部分の高さを実質的に増大させることに
より前記中央パネルを二次成形する方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載の方法において、前記中
央パネルの主要部分の高さを増大させることにより前記
中央パネルの周囲のまわりに下向きの段付部分が形成さ
れる方法。 - 【請求項8】 請求項7に記載の方法において、前記段
付部分がほぼ1.02mm(0.040インチ)ないし
1.78mm(0.070インチ)の範囲内の狭い幅を
有する方法。 - 【請求項9】 請求項6に記載の範囲において、環状の
みぞの底部から測定された前記中央パネルの高さが少な
くとも20%だけ増大せしめられる方法。 - 【請求項10】 請求項6に記載の方法において、前記
中央パネルの直径が増大せしめられ、かつ前記さら形部
分の内壁部の一部分が実質的に垂直方向に向けられる方
法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の方法において、中
央パネルの直径が増大せしめられ、かつ前記さら形部分
の内壁部が閉鎖部材の金属を圧印加工する同じ工具セッ
トにより実質的に垂直方向に向けられる方法。 - 【請求項12】 中央パネルと、中央パネルのまわりの
パネルの丸味がついた部分と、パネルの丸味がついた部
分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湾曲したフランジとを
有する板金製の閉鎖部材を成形する装置において、 前記閉鎖部材のパネルの丸味がついた部分を中央パネル
の周囲の少なくとも一部分のまわりで圧印加工する装置
と、 さら形部分の内方に隔置された中央パネルの主要部分の
高さを実質的に増大させ、そして高くした中央パネルと
パネルの丸味がついた部分との間に下向きの段付部分を
形成することにより中央パネルを二次成形する装置とを
備えた装置。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法において、閉
鎖部材の中央パネルを二次成形する前記装置が閉鎖部材
の中央パネルの下面の主要部分を支持する中央キャップ
を有する二次成形キャップ工具と、閉鎖部材のさら形部
分を支持する加圧パッドと、さら形部分を前記加圧パッ
ドに対して締めつけるさら形リングと、中央パネルの周
囲部分を二次成形し、そしてその周囲部分のまわりに下
向きの段付部分を成形する成形リングとを含む装置。 - 【請求項14】 請求項13に記載の装置において、前
記二次成形キャップ工具の中央キャップが該二次成形キ
ャップ工具のまわりの環状の表面から上方にほぼ0.5
1mm(0.020インチ)ないし1.02mm(0.
040インチ)の範囲内の高さを有する装置。 - 【請求項15】 請求項14に記載の装置において、前
記の環状の表面がほぼ1.02mm(0.040イン
チ)ないし1.78mm(0.070インチ)の範囲内
の半径方向の幅を有する装置。 - 【請求項16】 実質的に平坦な中央パネルと、前記中
央パネルのまわりのさら形部分と、前記さら形部分のま
わりのつかみ壁部と、前記つかみ壁部のまわりの継ぎ合
わせフランジとを備えた板金製閉鎖部材において、前記
中央パネルと前記さら形部分との間の環状の下向きの段
付部分と、前記中央パネルと前記段付部分との間のパネ
ルの第1の丸味がついた部分と、前記段付部分と前記さ
ら形の丸味がついた部分との間のパネルの第2の丸味が
ついた部分と、前記段付部分の少なくとも一部分のまわ
りの前記のパネルの第2の丸味がついた部分における圧
印加工された領域とを備えた板金製閉鎖部材。 - 【請求項17】 請求項16に記載の板金製閉鎖部材に
おいて、前記の下向きの段付部分がほぼ1.02mm
(0.040インチ)ないし1.78mm(0.070
インチ)の範囲内の半径方向の範囲を有する板金製閉鎖
部材。 - 【請求項18】 座屈抵抗およびドーム状のふくれに対
する抵抗が高められた板金製の閉鎖部材において、実質
的に平坦な中央パネルと、中央パネルを下向きの環状の
段付部分と接続する中央パネルの周囲のまわりのパネル
の内側の丸味がついた部分と、段付部分を実質的に垂直
のパネル壁部と接続する段付部分のまわりのパネルの外
側の丸味がついた部分と、パネル壁部と接続されたさら
形の丸味がついた部分と、さら形の丸味がついた部分と
接続されたつかみ壁部と、つかみ壁部と接続された継合
せフランジとを備え、前記のパネルの外側の丸味がつい
た部分がその環状の長さの少なくとも一部分のまわりに
圧印加工された領域を有し、かつ端末閉鎖部材の金属が
該閉鎖部材がシールされた容器内の圧力により中央パネ
ルがドーム状にふくれることを阻止するために緊張状態
に保たれる板金製閉鎖部材。 - 【請求項19】 請求項18に記載の板金製閉鎖部材に
おいて、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
記の圧印加工された領域がほぼ0.23mm(0.00
90インチ)の金属の厚さを有する板金製閉鎖部材。 - 【請求項20】 請求項18に記載の板金製閉鎖部材に
おいて、前記の下向きの環状の段付部分がほぼ1.3m
m(0.05インチ)ないし1.5mm(0.06イン
チ)の範囲内の幅を有する板金製閉鎖部材。
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