JPH08300078A - 金属テーパーチューブ容器の製造方法およびその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 塗装と印刷工程を終わった円筒状のチューブ
容器を、高圧気体を用いて胴部をテーパー状に拡径し、
ピンホールが少ない高品質の金属テーパーチューブ容器
を提供するものである。 【構成】 上方に向かって内径が拡大する内側テーパー
シリンダー５を下型１として、この内側中空部４に、円
筒状に成型された被加工金属チューブ容器３の裾開口部
を上にして挿入し、先端側に向かって外径が順次縮小
し、且つコイルスプリング20で弾性的に支持された上型
２となるポンチ16を下降させて、被加工金属チューブ容
器３の裾開口部から挿入してここをポンチ16の側面で塞
いだ状態で、ポンチ16の先端に形成した高圧気体噴出口
14から高圧気体を噴出させて、金属チューブ容器３の胴
部をテーパー状にブロー成型により順次拡径して金属テ
ーパーチューブ容器を製造することを特徴とするもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧気体を用いたブロ
ー成型による金属テーパーチューブ容器の製造方法およ
びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に金属チューブ容器は、医薬品や接
着剤、絵の具などの化学品の包装容器として多く使用さ
れている。この金属チューブ容器は、アルミニュームや
錫などの軟質で伸展性の高い金属を材料として、プレス
機械による衝撃押出加工法によって成型されている。こ
の金属チューブ容器はチューブメーカーで表面に塗装や
印刷をして、キャップを取付けた状態で出荷され、医薬
品や化学品のメーカーで内容物を充填して製品として販
売している。

【０００３】金属チューブ容器の製造工程は、ペレット
状の金属（スラグ）に潤滑剤を塗布して、これを上下一
対の型の間に介在させ、プレス機械による衝撃押出加工
法により円筒状に成型した後、ねじ形成や寸法調整など
のレース加工を行なう。次に焼鈍（アニール）を行なっ
た後、以下、内面塗装、焼付、下地塗装、表示印刷、キ
ャップ取付け、ピンホール検査、およびシーリング加工
の工程を順次経て製造されている。

【０００４】このように製造された空の金属チューブ容
器は、その胴部が円筒状をなしているので、嵌め合わせ
て運搬することができずかさばる問題があった。このた
め１本ずつバラの状態で運搬するため空気を運搬してい
るようなもので輸送コストが高くなる。また運搬中の容
器の潰れや、打痕などの変形を防止するためクッション
材を入れるなどの包装や梱包に手間がかかり、これに伴
う輸送や保管の費用が高く、これらが供給のための比較
的大きなコストになっているのが現状であった。

【０００５】このため金属チューブ容器の胴部をテーパ
ー状に拡径し、その裾開口部から複数個重ね合わせて挿
入して円柱状となし、充填前の状態における単位当り占
有容積を減少させることが検討されている。この金属テ
ーパーチューブ容器の製造方法としては、プレスによる
衝撃押出加工の工程において、型による成型も試みられ
たが成功例はない。また一旦、円筒状に成型したチュー
ブ容器に、複数のセグメントを組み合わせた拡張マンド
レルを裾開口部から胴部内側に挿入して、拡張マンドレ
ルを回転させながらセグメントの間隔を広げてマンドレ
ルをテーパー状にしながら、胴部を機械的に拡径する方
法が提案されている。

【０００６】しかしながら、この方法は拡張マンドレル
の構造が複雑な上、拡径工程で拡張マンドレルと、外径
支持部との間で胴部を機械的にシゴキながら塑性変形さ
せていくので印刷工程の前に行なわなければならず、ま
たピンホールの原因となる胴部材料の伸展にムラが発生
したり傷が生じて不良率が高い問題があった。またこの
拡径工程は塗装の前工程で行なわなければならず、また
印刷工程でもテーパー面に印刷するので、転写ローラー
もテーパー状に形成しなければならず、特に文字を印刷
する場合に高度の技術が必要となり、実用化には多くの
問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記欠点を除
去し、高圧気体を用いた極めて簡単な方法により、胴部
をテーパー状に拡径し、ピンホールが少ない高品質の製
品が製造できると共に、塗装と印刷工程を終わった円筒
状のチューブ容器の状態で拡径するので、通常の製造工
程の最終段階で１工程を追加するだけで済み製造コスト
も安い金属テーパーチューブ容器の製造方法およびその
製造装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
金属テーパーチューブ容器の製造方法は、上方に向かっ
て内径が拡大する内側テーパーシリンダーを下型とし
て、この内側中空部に、円筒状に成型された被加工金属
チューブ容器の裾開口部を上にして挿入し、先端側に向
かって外径が順次縮小し、且つ弾性的に支持された上型
となるポンチを下降させて、被加工金属チューブ容器の
裾開口部から挿入してここをポンチの側面で塞いだ状態
で、ポンチから高圧気体を噴出させて、金属チューブ容
器の胴部をテーパー状に順次拡径することを特徴とする
ものである。

【０００９】また請求項２記載の金属テーパーチューブ
容器の製造装置は、上方に向かって内径が拡大し、円筒
状に成型された被加工金属チューブ容器を挿着する内側
中空部を設けた内側テーパーシリンダーで形成された下
型と、先端側に向かって外径が順次縮小し、先端部外径
が前記被加工金属チューブ容器の裾開口部の内径より小
さく、高圧気体噴出口が設けられていると共に、ポンチ
ベースに弾性材を介して支持されたポンチで形成された
上型とからなることを特徴とするものである。

【００１０】更に請求項３記載の金属テーパーチューブ
容器の製造装置は、上型となるポンチをポンチベースに
接続する弾性材が、コイルスプリング、または皿バネ、
若しくはゴムなどで形成されていることを特徴とするも
のである。

【００１１】

【作用】本発明は、先ず通常の工程に従って円筒状の被
加工金属チューブ容器を製造し、この表面の表示印刷ま
で行なう。次にこの被加工金属チューブ容器を、下型の
内側テーパーシリンダーに形成した中空部内に裾開口部
を上にして挿着する。この後、プレスのラムを下降させ
ていき、ポンチの先端が被加工金属チューブ容器の裾開
口部に達した時、上型の先端に形成した高圧気体噴出口
から高圧気体を噴出させてチューブ容器の胴部内に圧入
すると、管内圧は急激に上昇して胴部側壁を外側に押し
広げて塑性変形する。

【００１２】管内圧が更に上昇すると、弾性材で支持さ
れたポンチは上方に押し戻されて、被加工金属チューブ
容器の裾開口部とポンチの側面との間に隙間が形成され
て、ここから高圧気体が外部に噴出して管内圧が下が
る。更にポンチを下降させていくと、再び隙間が塞がれ
て管内圧が上昇し胴部側壁を外側に押し広げて塑性変形
し、更に管内圧が上昇すると弾性材を押し縮めてポンチ
が上方に押し戻されて、隙間から高圧気体が外部に噴出
して管内圧が下がる。以下同様の作用を繰り返してポン
チを上下微振動させながら下降させていくと、チューブ
容器の管内圧は昇圧・降圧を急速に繰り返しながら管内
径が次第に拡大していき、下型の中空部内径テーパー面
に密着するまで拡径されて金属テーパーチューブ容器が
成型される。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１ないし図６を参
照して詳細に説明する。図において１は下型、２はこの
内側に挿入される上型、３は下型２内に挿入された円筒
状の被加工金属チューブ容器である。下型１は図２に示
すように、上方に向かって内径が拡大した中空部４を設
けた内側テーパーシリンダー５で形成されている。この
内側テーパーシリンダー５の下部にはベース部材６が接
続され、ここを貫通して内側テーパーシリンダー５の下
部にエジェクターピン７が上下動自在に取付けられてい
る。下型１はベース部材６でプレスのボルスターに取付
けられ、またエジェクターピン７はボルスターの下面に
設置された図示しないエヤーシリンダーに連結されてい
る。

【００１４】また上型２は図３に示すように、プレスの
ラムに取付けられるポンチベース10の下部にシャフト11
が接合され、この下端に円板状の係止部12が突設されて
いる。更にこのシャフト11の中心部にはその軸方向に沿
って高圧気体流通路13が形成され、その下端部を高圧気
体噴出口14としている。また高圧気体流通路13の上端は
ポンチベース10内に横方向に形成された高圧気体流通路
13に連通し、その端部に高圧気体注入口15が形成されて
いる。

【００１５】また16はシャフト11の外側に取付けられた
ポンチで、これは先端側に向かって外径が順次縮小し、
先端部外径が被加工金属チューブ容器３の裾開口部の内
径より小さいテーパー状に形成されている。またポンチ
16の中心部にはシャフト11が挿着される貫通孔17が開孔
され、この下端に前記シャフト11に取付けた係止部12が
係合する凹部18が形成されている。更に貫通孔17の上端
には凹部19が形成され、ここにシャフト11の中間を囲む
ようにコイルスプリング20が取付けられて、上部がポン
チベース10の底部に当接してポンチ16が弾性的に上下動
自在に支持されている。

【００１６】上記装置により金属テーパーチューブ容器
を製造する方法について説明する。先ず通常の工程に従
って、材料のプレス成型、レース（ネジ加工・トリミン
グ）、内面塗装、下地塗装、表示印刷を経て円筒状の被
加工金属チューブ容器３を製造する。このように製造さ
れたキャップ取付け前の被加工金属チューブ容器３を図
１に示すように、下型１の内側テーパーシリンダー５の
内側に形成した中空部４内に裾開口部を上にして挿着す
る。

【００１７】次にプレスのラムを下降させていき、ポン
チ16の先端が被加工金属チューブ容器３の裾開口部に達
したとき、ポンチベース10に開口した高圧気体注入口15
から窒素ガスやアルゴンガスなどの高圧ガスや高圧エア
ーあるいはこれらの混合気体を供給し、高圧気体は高圧
気体流通路13を通って、シャフト11の下端の高圧気体噴
出口14から噴出させて、被加工金属チューブ容器３の胴
部内に圧入する。このとき圧入される高圧気体が、ポン
チ16とチューブ裾開口部との間に隙間をつくりこの隙間
から外部に噴出する。更に上型２を下降させるとこの隙
間が塞がれ、管内圧は急激に上昇して胴部側壁を外側に
押し広げて塑性変形する。

【００１８】管内圧が更に上昇すると、コイルスプリン
グ20で弾性的に支持されたポンチ16は、コイルスプリン
グ20を押し縮めて上方に押し戻され、再び被加工金属チ
ューブ容器３の裾開口部とポンチ16の側面との間に隙間
が形成されて、ここから高圧気体が外部に噴出して管内
圧が下がる。更にポンチ16を下降させていくと、再び隙
間が塞がれて管内圧が上昇し胴部側壁を外側に押し広げ
て塑性変形し、更に管内圧が上昇するとコイルスプリン
グ20を押し縮めてポンチ16が上方に押し戻されて、隙間
が形成されてここから高圧気体が外部に噴出して管内圧
が下がる。

【００１９】以下同様の作用を繰り返してポンチ16の上
下微振動により、チューブ容器３の管内圧は昇圧・降圧
を急速に繰り返しながら図５に示すように管内径が次第
に拡大していき、被加工金属チューブ容器３は下型１の
中空部４の内径テーパー面に密着するまで拡径される。

【００２０】上型２が図４に示すように下死点に達する
と、被加工金属チューブ容器３は下型１の内側テーパー
状をなす中空部４の内壁に密着して外径が規制され、金
属テーパーチューブ容器21が成型される。上型２が上昇
に転ずると金属テーパーチューブ容器21は、高圧気体に
よってポンチ16から離脱し下型１内に残留する。ポンチ
16が下型１から抜けると、エヤーシリンダーにより駆動
されたエジェクターピン７が金属テーパーチューブ容器
21の首部を突上げ、下型１より離脱、排除される。この
一連の工程は0.4 〜0.8 秒で終了し、極めて短時間に成
型することができる。

【００２１】このようにブロー成形された金属テーパー
チューブ容器21は、図６に示すようにキャップ22を首部
に取付けてから、その裾開口部から複数個重ね合わせて
順次挿入して占有容積を減少させ、これを包装して出荷
する。薬品メーカーや化学品メーカーでは、重ね合わせ
た金属テーパーチューブ容器21を、そのまま充填機械に
セットし、先端側から１本ずつ順次外して充填すること
ができるので、充填装置も小型化することができる。

【００２２】なお本発明において仮にコイルスプリング
20を省略し、上型２がポンチベース10とポンチ16を一体
にした固定式の場合、上型２の下降速度が速い時には被
加工金属チューブ容器３の胴部が座屈し、またチューブ
容器３の裾部が軸方向に引き裂かれたように破裂音を発
して破断してしまう。また上型２をゆっくり下降させて
も、注入高圧気体が逃げる隙間が形成されないためポン
チ16の外周部とチューブ容器３の裾部内壁が圧接し、し
かも潤滑が存在しないために、前記と同様の座屈、破断
が発生する。

【００２３】従って本発明は、ポンチ16をコイルスプリ
ング20によって弾性的に支持させ、コイルスプリング20
の弾性と注入高圧気体の圧力とのバランスによって、ポ
ンチ16を高速に微振動させることにより、注入高圧気体
が逃げる隙間を形成して、この隙間を通る高圧気体層が
潤滑作用をなして、急激な内圧上昇を防ぎながら順次拡
径していくことによりブロー成型が可能となったもので
ある。このブロー成型は、高圧気体を用いて塑性変形す
る過程で被加工金属チューブ容器３の内外両面はポンチ
16や中空部４に接触しないで拡径させるので、従来の拡
張マンドレルを用いて機械的にシゴキながら塑性変形さ
せていく方法に比べて胴部材料の伸展にムラが発生した
り傷が生ずる事がなく、ピンホールや印刷面の損傷のな
い良好な製品を成型することができる。

【００２４】また本発明は高圧気体層に潤滑作用を代行
させるので、塑性加工のための潤滑処理工程を要せず、
拡径加工後の潤滑剤の除去工程も要しない利点があり、
印刷工程の終わった通常規格の被加工金属チューブ容器
３を拡径するので、通常の製造工程の最終段階で１工程
追加するだけで済み、設備費や製造コストも安くするこ
とができる。

【００２５】なお上記実施例では、ポンチベース10とポ
ンチ16との間にコイルスプリング20を介在させた場合に
ついて示したが、皿バネやゴムなどの弾性材を用いた構
造でも良い。またポンチ16の形状は、下型１の中空部４
の内径形状と相似形でなくても良く、要はポンチ16の最
大径が製品の内径寸法を越える円錐状又は砲弾型で、テ
ーパー角度が下型１の中空部４の内径テーパー角より鈍
角であれば、被加工金属チューブ容器３は、注入高圧気
体によって中空部４の内壁に押圧され、ポンチ16の形状
寸法に係りなく、中空部４の内径形状寸法に忠実に拡
径、成型される。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、高圧
気体を用いたブロー成型により、被加工金属チューブ容
器の胴部をテーパー状に拡径し、ピンホールが少ない高
品質の製品が製造できると共に、塗装と印刷工程を終わ
った円筒状のチューブ容器の状態で拡径するので印刷面
の損傷もなく、通常の製造工程の最終段階で１工程を加
するだけで済み製造コストも安い金属テーパーチューブ
容器の製造方法およびその製造装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による下型に被加工金属チュ
ーブ容器を挿着して下型を下降させていく状態を示す金
属テーパーチューブ容器の製造装置を示す断面図であ
る。

【図２】図１に示す下型の拡大断面図である。

【図３】図１に示す上型の拡大断面図である。

【図４】図１に示す状態から上型を下降させて金属テー
パーチューブ容器を成型した製造装置を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の製造方法による管内圧と管径との関係
を示すグラフである。

【図６】本発明により製造された金属テーパーチューブ
容器を重ねた状態を示す正面図である。

【符合の説明】

１ 下型 ２ 上型 ３ 被加工金属チューブ容器 ４ 中空部 ５ 内側テーパーシリンダー ６ ベース部材 ７ エジェクターピン 10 ポンチベース 11 シャフト 12 係止部 13 高圧気体流通路 14 高圧気体噴出口 15 高圧気体注入口 16 ポンチ 17 貫通孔 18 凹部 19 凹部 20 コイルスプリング 21 金属テーパーチューブ容器 22 キャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方に向かって内径が拡大する内側テー
   パーシリンダーを下型として、この内側中空部に、円筒
   状に成型された被加工金属チューブ容器の裾開口部を上
   にして挿入し、先端側に向かって外径が順次縮小し、且
   つ弾性的に支持された上型となるポンチを下降させて、
   被加工金属チューブ容器の裾開口部から挿入してここを
   ポンチの側面で塞いだ状態で、ポンチから高圧気体を噴
   出させて、金属チューブ容器の胴部をテーパー状に順次
   拡径することを特徴とする金属テーパーチューブ容器の
   製造方法。
2. 【請求項２】 上方に向かって内径が拡大し、円筒状に
   成型された被加工金属チューブ容器を挿着する内側中空
   部を設けた内側テーパーシリンダーで形成された下型
   と、先端側に向かって外径が順次縮小し、先端部外径が
   前記被加工金属チューブ容器の裾開口部の内径より小さ
   く、高圧気体噴出口が設けられていると共に、ポンチベ
   ースに弾性材を介して支持されたポンチで形成された上
   型とからなることを特徴とする金属テーパーチューブ容
   器の製造装置。
3. 【請求項３】 上型となるポンチをポンチベースに接続
   する弾性材が、コイルスプリング、または皿バネ、若し
   くはゴムなどで形成されていることを特徴とする請求項
   ２記載の金属テーパーチューブ容器の製造装置。