JPH055571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に金属ブランクからツーピース容
器用の端パネルを成形する方法に関し、特にチヤ
ツク壁を設定するのにクツシヨン付き逆絞り加工
の構想を用いる複動プレスにおいて上記端パネル
を成形する方法に関する。

ツーピース金属容器または、ついでに言えば、
スリーピース金属容器用の端パネルは当業技術分
野においてはよく知られている。これらのパネル
を成形する上で金属の厚さを制御することが決定
的に重要である。種々なアール付け部分を有する
あらゆる種類の端パネルに関しては、これらの部
分を成形する際に金属が薄くなつてピースが弱化
するのを避けることが重要である。従来の製法に
おいては、仕上がつた製品がなおも十分な強度を
有するように十分な母材重量を有する金属を用い
ることによつてこの自然な薄肉化現象を補償する
ことが必要と考えられている。従つて、最終製品
の有効性を減殺することなく金属の母材重量を少
なくできる方法が望ましい。また、主として各種
飲料に用いられているようなプル・タブ缶に関し
て、引裂き切取り線は非常に精密な許容度まで保
持されることが必要であるので、パネルの金属の
厚さはさらに重要ですらあり、成形作業中のこの
寸法の制御は非常に重要である。

高速では、この種の端パネルを成形するのに通
常用いられるプレスのシヤツト・ハイトが変り、
このハイトがまた金属の厚さに影響をおよぼす。
従つて、金属の厚さを制御する手助けをするこの
シヤツト・ハイトを制御できることが重要であ
る。

とにかく、本出願の装置および方法の主題であ
る製品はそれ自体新規なものではない。しかし、
母材重量を減らし強度を落すことなく製品を製造
する方法があると信じられている。プレスのシヤ
ツト・ハイトを効果的に制御しチヤツク壁または
アール付け部分における金属の肉薄化を効果的に
制御できるように複動プレスにおいて作業できる
ある独特な工具構造体によつて上記の目的が達成
できることが判つた。上記のごとく、金属の厚さ
を制御することが決定的に重要であつて、複動プ
レスにおいては以下に記載の工具構造体の利用に
よつてこの目的が達成できると考えられている。

従つて、問題の工具構造体は基本的にはプレス
の外側ラムに支えられたパンチが下降して金属を
切刃に当てて打ち抜く間、プレスのボトム・フラ
テンに金属をあてて保持する流体作動の圧力押え
よりなる。

この工具構造体はパンチが下降する時、チヤツ
ク壁を先ず絞るアールを有するダイ・コア・リン
グを備えている。チヤツク壁を最終的に調整する
間、パンチの力に反動するように流体支持のクツ
シヨン部材をボトム・プラテンに用いる。事実、
この流体支持のクツシヨン装置が効果的逆絞り加
工の達成を可能にするのでチヤツク壁の付近の重
要なみぞ部分が不必要に金属を肉薄にすることが
なくできる。パンチの下降工程が終ると直ぐに僅
かな「バウンス」が達成され、このバウンスが、
上記のダイ・コア・リングの半径を中心に金属を
ワイピングすることと併せて、重要部分において
金属が不必要に肉薄になることなく、重要なアー
ルの形成を可能にしている。

従つて、本発明の主たる目的は端パネルを成形
するための装置の製造とこの装置を利用する方法
とにあり、その他の目的は次の明細書を添付の図
面を参考にして読めばさらに明白になる。

さて、図面の第１図について説明すると、上記
のごとく、この詳細な申請書の主題をなす工具構
造体は複動プレスに用いられることが理解されよ
う。プレスがその各開閉ごとに、またはプレスの
各サイクルごとに独立的に複動絞りをするイン
ナ・スライドおよびアウタ・スライドを本質的に
含むことを指摘する以外にここでは複動プレスの
作用については詳しくは図示説明していない。こ
の種のプレスの作業概要は当業技術者には公知
で、リジウエイの米国特許3902347号に見ること
ができ、この特許では調整自在なシヤツト・ハイ
トによりスライドのタイミングと運動を調整自在
に制御する能力が開示されている。

本装置の関連構成要素を第１図を参考にしてさ
らに第１図について説明すると、プレスの上側プ
ラテンは下側プラテン８０に対し往復するイン
ナ・スライド１０およびアウタ・スライド２０を
備えていることに注目されたい。アウタ・スライ
ド２０はインナ・スライド１０により支えられた
工具構造体を受取るために中心開口２０ａを有す
るので工具は後述するように開口２０ａ内を自由
に往復する。

さらに第１図について、主としてインナ・スラ
イド１０とこれに支えられた工具構造体について
述べると、インナ・スライド１０の底縁にはパン
チの中心支柱３０が取付けられて、複数個のねじ
３０ａにより底縁に固定されていることに注目さ
れたい。パンチの中心支柱３０は細長く、その基
端は上記のごとくスライド１０に固定され、その
末端はパンチ・コア３１を支えている。パンチ・
コア３１はパンチの中心支柱３０の末端にねじス
リーブ構造体３２により調整自在に固定されてい
る。

パンチの中心支柱３０は中心透孔３０ｂを有
し、これが二次孔３３と流体的に連通し、この二
次孔３３が次にパンチ・コア３１の空気吹出し流
路３４と流体連通している。これら流路の全てが
さらにインナ・スライド１０の孔１０ａと流体的
に連通していて、孔１０ａは圧力空気源（図示せ
ず）に通じている。この配置は仕上り端パネルを
取外す手助けすることを目的としていて、パン
チ・コア３１の流路３４の特別な設計と動作はバ
ルソの米国特許4343173号に見ることができる。
ここでは最終的に成形された端パネルがパンチ・
コア３１にひつつく場合にはこれをはなすのに空
気が用いられると述べるだけにしておく。

上記装置は、即ちパンチの中心支柱３０とパン
チ・コア３１とは、上記のごとく、インナ・スラ
イド１０に固定されて、このスライドがプレスの
ボトム・プラテン８０に離接する時、スライド１
０と連動する。

さらに第１図、特にアウタ・スライド２０につ
き述べると、先きに述べたごとく、アウタ・スラ
イド２０が中心開口２０ａを有することに注目さ
れたい。この開口２０ａを取囲むものはスリーブ
５０を内部に配置した上側シリンダ４０である。
スリーブ５０はねじ５０ａによりキヤツプ５１に
固定され、キヤツプ５１が次にねじ５１ａでアウ
タ・スライド２０に固定されている。

スリーブ５０とアウタ・スライド２０の開口２
０ａの壁とにより形成された上側シリンダ４０内
にはさらに第１ピストン４１とこれに積み重ねら
れたピストン４２とが収容されている。

さらに、加圧流体を上側シリンダ４０に導入す
るためこのシリンダと連通する流路２１がアウ
タ・スライドに設けられているので、加圧流体は
ピストン４１および４２に後記するごとく作用す
る。半径方向に向けられた流路２２，２２が上記
流体を逃がすために設けられている。流路２１用
の流体圧源は図示されていない。

第１図についてさらに述べると、プレツシヤ・
スリーブ（流体作動の圧力装置）６０がさらにア
ウタ・スライド２０によつて支えられていること
に注目されたい。このプレツシヤ・スリーブはス
ライド２０に対し相対的に移動可能で、流路２１
を通つてシリンダ１０内に入る流体圧を受ける重
ねピストン４１，４２の作用を受ける。

アウタ・スライド２０もまたこのスライドにリ
テイナ７１によつて取付けられたパンチ・シエル
構造体７０を含み、このリテイナ７１は次にねじ
７１ａによつて所定位置に保持されている。この
パンチ・シエル構造体７０は第１図から明らかな
ごくプレツシヤ・スリーブを囲繞する関係または
プレツシヤ・スリーブと同心関係に配置されてい
る。

さらに第１図について、特にプレスのボトム・
プラテン８０について述べると、このプラテンが
中心凹陥部８１を含むことに注目されたい。後記
する目的でプラテン８０には流体通路８２および
空気流路８３も設けられている。

ボトム・プラテン８０にまたせん断切刃９０が
取付けられていて、切刃９０は中心凹陥部８１上
に重なり合う関係に取付けられ、プラテンにねじ
９０ａで保持されている。

ダイ・コア１００はボトム・プラテン８０上の
中心凹陥部８１内に支えられている。このダイ・
コア１００はねじスリーブ１０１によりボトム・
プラテン８０に固定されて取付けられていて、以
下に記載の目的でパンチ・コア３１の流路３４と
類似の空気吹出し貫流路１０２を有する。

ダイ・コア・リング・ライザ１１１上にのつて
いるダイ・コア・リング１１０はボトム・プラテ
ン８０の凹陥部８１に受入れられ、ライザ１１１
はねじ１１１ａでボトム・プラテンに固定されて
いる。ダイ・コア・リング・ライザ１１１は流体
流路１１１ｂを有し、ダイ・コア・リング１１０
もまた後記する目的で流体流路１１０ａを有す
る。

プレツシヤ・スリーブ１２０はまたせん断切刃
９０の下側のボトム・プラテンの凹陥部８１内に
受入れられている。プレツシヤ・スリーブ１２０
は凹陥部８１、ダイ・コア・リング１１０、ダ
イ・コア・ライザ１１１のそれぞれの壁によつて
形成されたシリンダ内に受入れられることが効果
的である。

最後に、ノツクアウト・ピストン１３０はダ
イ・コア・リング１１０の内壁とダイ・コア１０
０の外壁とによつて効果的に形成されたシリンダ
内にダイ・コア・リング１１０の内側に受入れら
れている。

この改良された工具構造体の操作について述べ
ると、インナ・スライド１０およびアウタ・スラ
イド２０の「オープン」位置である第１図の位置
へ構成要素が組立てられているものと先ず仮定す
る。端パネルを成形する材料を全体的にＭで示
し、これをプレスの第１図に示す位置におく。プ
レスに材料を送る装置は当業技術者には公知であ
るので詳しくは図示しない。一つの例はバルソの
米国特許3980297号に見られる。

プレスを閉めるとインナ・スライド１０および
アウタ・スライド２０はポトム・プラテン８０へ
向つて下降、または第１図の位置から２図の位置
へ移動する。材料Ｍにはまずパンチ・シエル構造
体７０が接触して打抜き作業を開始し、続いてプ
レツシヤ・スリーブ装置が作動される。プレツシ
ヤ・スリーブ６０を作動させるために、流体圧が
流路２１内を通つて上側シリンダ４０内に入る。
この圧力によつて重ねピストン４１および４２は
押し下げられ、次にこれらピストンがスリーブ６
０と係合してこれを動かして材料Ｍと係合してこ
れを保持する。このため材料Ｍは打抜き作業の一
部およびこれに続く作業の間保持され、プレツシ
ヤ・スリーブ６０の作動位置は第２図に示された
位置にある。

続けて第２図について述べると、プレスがさら
に下降することによつてパンチ・シエル構造体７
０は材料Ｍと接触し、パンチ・シエル構造体７０
の終端がダイ・ラインを通過すると、せん断切刃
９０と共動して、材料Ｍを切断または打抜いてツ
ーピースにする。（以下ツーピースの一方をブラ
ンクＢとし、他方をスクラツプＳとして記載す
る）。同時に、ダイ・コア・リング１１０の上面
のアール１１０ｂを中心としてブランクＢの予成
形がおこなわれる。

インナ・スライド１０がさらに下降することに
よつてパンチ・シエル構造体７０は第３図に示す
ごとく、ダイ・コア・リング１１０の突出端のア
ール１１０ｂを中心にしてブランクＢの外周縁を
こすりつつ曲げる。この点で注目されたいことは
ピストン４１および４２が流路２１からの流体圧
を支えて克服するようにダイ・コア・リング１１
０の抵抗があるのでプレツシヤ・スリーブ６０は
これ以上下降しないということである。従つてダ
イ・コア・リング１１０はダイ・コア・ライザ１
１１に支えられ、この段階でこの固定支持がプレ
ツシヤ・スリーブ６０のこれ以上の下降を防止す
る。

インナ・スライド１０はその下降を続ける時、
パンチ・コア３１はダイ・コア・リング１１０の
頂部を通過する。換言すれば、チン・ラインの下
側を通過する。チヤツク壁Ｃはかくして、パン
チ・シエル構造体７０が上記のごとく、また第４
図に見えるごとく固定ダイ・コア・リング１１０
の端の上面でブランクＢの外側寄りの縁をこすり
つつ曲げることによつて、ブランクＢ上に形成さ
れる。

この時、インナ・スライド１０がさらに下降
（第５図参照）すると、プレツシヤ・スリーブ６
０はダイ・コア・リング１１０の頂部と反対側に
金属となおも接触していることに注目されたい。
パンチ・コア３１が下降する時、金属はアール１
１０ｂの上面にさらに絞り込まれる。同時に、固
定されているダイ・コア１００はブランクＢの中
心部分を支えている。パンチ・コア３１の外周面
の圧力は孔１１０ａおよび１１１ｃを通るノツク
アウト・ピストン（流体支持ピストン）１３０の
底部に作用する圧力を克服して、ピストンをシリ
ンダ内でさらに下降させる。このためクツシヨン
効果が生れ、みぞＧはこのクツシヨンに当つて整
えられる。

この時点でブランクＢは第５図の形状になり、
最終的にセツトされたチヤツク壁と、更にこのチ
ヤツク壁とパネルの中央部との間で下方に凹んだ
アール部４−Ｒ（第７図参照）とを有する。これ
が全製造工程におけるこの段階での最終形状であ
る。

第７図ではこの形式の端パネルが金属を不当に
肉薄にすることなくどのようにして成形されるか
が示されている。

従つて、重要なアール部分Ｒ−１，Ｒ−２，Ｒ
−３，Ｒ−４およびＲ−５は所望の厚さに維持さ
れ、母材重量は軽減できる。例えば、これらの部
分における肉薄化では約0.00508cm（0.002イン
チ）の厚さにすることが常法であるが、本発明の
方法では0.0010から0.0127cm（0.0004から0.0005
インチ）の許容範囲で十分であることが判つた。
この形式の工具構造体で多数のピースが製造され
ることが普通であることを考えると、これは材料
の大きな節約になる。

このようにパネルが成形されプレスの最終動作
が終ると、インナ・スライド１０およびアウタ・
スライド２０は第５図の位置から第６図の位置に
後退する。最終的に成形された缶の端パネルＥと
のパンチ・コア３１の接触が解放されると、ノツ
クアウト・ピストン１３０はダイ・コア・リン
グ・ライザ１１１の流路１１１ｃおよびダイ・コ
ア・リング１１０の流路１１０ａを通つてポト
ム・プラテンの流路８２から伝達される流体圧を
受けてダイ・ラインの方へ上昇後退する。このた
め缶の端パネルＥはダイ・ラインまで上昇し、こ
こからパネルＥはプレスから外されて次のステー
シヨンへ送られるか、または次のプレスに送ら
れ、そこで別の作業、例えば、引裂き線の切込み
を受けてリベツトをつけるなどの作業を受ける。

パネルＥを取外す時にパネルがパンチ・コア３
１にひつつくことがあれば、流路３４から空気を
作動させれば外れる。同様にパネルがダイ・コア
１００から外れない時は、流路１０２および１１
１ｂから空気を作動させれば外れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は動作前の本装置の装置を示す一部断面
の立面図、第２図は打抜き作業に続く本装置の構
成要素の相対位置を示す第１図同様の立面図、第
３図はワイピング（こすりながら曲げ加工）に続
く装置の要素の相対位置を示す第１図同様の立面
図、第４図は端パネルの初期成形後の装置の構成
要素の相対位置を示す第１図同様の立面図、第５
図は端パネルの最終成形後の装置の要素の相対位
置を示す第１図同様の立面図、第６図は上側プラ
テンが後退し、成形された端パネルをプレスから
取外す前の装置の要素の相対位置を示す第１図同
様の立面図、第７図は端パネルの重要なアール部
分を示す拡大断面図である。 なお図において、符号１０はインナ・スライ
ド、２０はアウタ・スライド、４１，４２は重ね
ピストン、１１０は固定ダイ・コア・リング、Ｂ
はブランク、Ｃはチヤツク壁である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複動プレスにおいてシート材料から容器用の
   端パネルを成形する方法であつて、 流体作動の圧力装置を流体圧下で前記パネルと
   係合する工程； 切断ヘリにあててパネルを打抜く工程； 周辺フランジを形成するために固定のダイ・コ
   ア・リングに入れ子式にかさぶるパンチ・シエル
   を用いて前記パネルの周囲を前記ダイ・コア・リ
   ングにあててこすりつつ曲げる工程； パンチ・コアを前進させ前記ダイ・コア・リン
   グのまわりで材料を絞り加工することによりチヤ
   ツク壁を形成する工程；および 更に前記パンチ・コアを前進させて前記チヤツ
   ク壁を最終的にセツトしかつ前記チヤツク壁と前
   記パネルの中央部分との間に下方に凹んだアール
   部を流体支持ピストンで支持しつつ形成する工程
   からなることを特徴とする端パネル成形方法。 ２ 複動プレスにおいてシート材料から容器用に
   端パネルを成形する装置であつて、 プレスのアウタ・スライドに支えられ、かつ前
   記シート材料に保持係合するように動くことが出
   来る流体作動の圧力装置； プレスのアウタ・スライドに支えられたパン
   チ・シエル兼打抜き部材； 前記パンチ・シエル兼打抜き部材と共同するた
   めにプレスの基部に支えられた切断ヘリ； プレスのインナ・スライドに支えられたパン
   チ・コア； 前記パンチ・コアと対向関係にプレスの基部に
   支えられたダイ・コア； 前記ダイ・コアと同心状にプレスの基部に支え
   られ、かつ前記の第一の流体作動の圧力装置と対
   向関係にある固体ダイ・コア・リング；および 前記ダイ・コアと前記ダイ・コア・リングとの
   間において、かつ前記パンチ・コアと対向関係
   に、前記ダイ・コアと同心状にプレスの基部に支
   えられ、端パネルの最終成形の間、前記端パネル
   を下方に凹んだアール部において支持する流体支
   持ピストンを具備したことを特徴とする端パネル
   成形装置。