JPS5825815A - コツプ成形装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周辺フランジを有するコツプ形状物を細長い
缶にリドローするだめの改良に関し、特にリドロ一作業
の間中フランジを制御し材料素材をダイ面積へ流し外形
成形作業の間中缶底部へ過度の応力がかからないように
する環状ワイピング部材の使用に関する。同様にリドロ
ー中のアロイング作用によりアロイニング即ちしごきが
完了する部分において缶が破壊しないようになっている
。またポンチ先端半径部分に接するポンチ先端部の破壊
を減じることにより缶の破損を生じることなく太きいり
ドロー減少比を得ることが出来るのである。

通常、横方向寸法よりも大きい縦方向寸法を有する円筒
形のしぼり金属シートの如きうすい金属容器を成形する
ために種々の型式のプレスが使われている。かかる装置
は毎分１００〜１２５個の缶を生産出来、かつ多数の工
程を経ている。通常では例えば米国特許第４２６２５１
０号に示す様に、ブランキングしコツプ成形する工程、
リドローする工程、リドロー及び／又は底部成形工程、
所定直径にフランジをトリミングする工程などである。

容器は１９８１年２月１３日付の米国出願第２３４４５
２号に開示されている。

この形式の装置は、シングルレデュースドプレー）　（
ｓｉｎｇｌｅ　ｒｅｄｒｂｃｅｄ　ｐｌａｔｅ）、又は
約１４チ又はそれ以下の比較的低い二軸強度特性を有す
るダブルコールドレデュースドＣｄｏｗｂｌｅ　ｃｏｌ
ｄｒｅｄＬＬｃｅｄ）である低価格原料素材から缶を成
形すの理由で当該材料を缶製造に使うことは望ましいの
である。残念なことに、底部成形作業中缶底部が破壊す
る傾向がある。これはそれ以前の作業によりコツプ上に
残存している周辺フランジの無制御なしわの発生による
のである。この周辺７ランジの無制御なしわは、リドロ
ー圧カスリーブにおいてロックするためダイ内へ原材料
が流れ込めないようにしているのである。このため過度
の応力が底部成形作業中コツプの側壁及び／又は底部へ
働き、この結果底部に破壊が発生するのである。

同一の荷重条件下でより高い引張特性を有するより厚い
より高価な材料では、このような底部成形作業中の底部
への応力は材料の伸びにより部分的に補償されるのであ
る。

これまでフランジのしわを減じる努力が積み重ねたダイ
形状に対して払われていた。この積層ダイ形状は焼入鋼
を機械加工することにより又はカーバイトインサートを
有するツールにより加工されていた。しかしこの加工は
特殊ツールや熟練が必要であり、初期原価や維持費を高
価なものとしている。

これらの積層ダイは、リドロースリーブの外側半径に隣
接して直立している部分を有するよう作られている。こ
の部分は材料が外側半径部分を介してリドロースリーブ
とダイ表面との間の間隙内へ流れるようにしわを制御す
るよう使用される。

このような積層ダイは本来リドロースリーブにおいて金
属流を制御するだめのものであるが通常リドロースリー
ブの外側半径部分に達する前にフランジのしわを除去す
るようには考えられていない。

フランジを伸直することによりしわを処理しなければな
らない方法においては、′付加される荷重が、ピーク荷
重が発生するような他の成形作業と同時て発生しないよ
うにすることが重要である。従って本発明の目的及び開
示は、ピーク荷重が最小化されかつ過分な応力が防止さ
れる手段を開示する。

よって本発明の主目的は、比較的低い引張特性を有する
ダブルレデュースドの比較的薄い金属コツプ材料をリド
ローすることの改良を提供することである。

本発明の別の目的は、比較的薄い金属材料から成るコツ
プの周辺フランジを制御し、これにより金属がコツプ底
部及び側壁に沿って流れるようにする新規かつ簡便なコ
ツプリドロー装置を提供することである。

更に別の目的は、周辺フランジを有するコツプをリドロ
ーしその後コツプ底部又は側壁へ破損を生じることなく
その底部を成形する新規でかつ経済的な方法を提供する
ことである。

即ち本発明は、ポンチ及びリドロースリーブに対し相対
的に移動するダイ部材と同軸をなす環状のフランジワイ
ピング部材を有することにより達成されるものであり、
これによりコツプの周辺フラングがリドロ一作業中制御
されか、つ原料が環状フランジワイピング部材を取巻く
ダイ内へ流れ込めるようにしてあり、こうして特に底部
形状が成形されるときに金属破壊をもたらすことがある
コツプの側壁又は底部へ余分な応力が付与されないよう
にしている。

本発明は、比較的低い引張特性を有するダブルコールト
リデユースド材料から作られたコツプであって周辺フラ
ンジが形成しであるコツプを細長い缶にリドローし、底
部を形成部材で成形する方法及び装置に関する。ダイは
ポンチ及びリドロースリーブに関して移動し、材料を細
長い形状にリドローする。ダイはその頂部に環状フラン
ジワンピング部材を載置しており、このワンピング部材
はポンチ及びリドロースリーブに関して一緒に軸線方向
に移動しこうしてリドロ一作業中周辺フランジをポンチ
軸線に平行に移動させる。このようにして材料は環状フ
ランジワンピンク部材内のダイ内へ流れ、缶底部及び側
壁に、沿って過重な応力が成形作業中生じないようにし
ている。

以下具体例について述べる。

第１図には、従来技術によるコツプの再しぼり装置即ち
リドロー装置１０が示しである。このコツプは望ましく
はダブルコールトリデユースト（ｄｏｕｂｌｅ　ｃｏｌ
ｄ　ｒｅｄｕＣｅｄ）材料であり約１４％シシ 以下のさσ軸強度特性を有する原材料から作られ　。

でいる。リドロ一作業は米国特許第４２６２５１０号の
プレスによってダイ１２をポンチ１４及びリドロースリ
ーブ１６に関し移動することにより行なわれる。リドロ
ースリーブはりドロ一作業中、原材料１１を中心づけか
つこれに対して圧力を付加している。コツプの周辺フラ
ンジ１７は、−次の絞り即ちドロー又はリドロ一作業に
よるフランジ金属のためにしわが寄っている。このフラ
ンジのしわはりドロ一作業の間中、リドロースリーブ１
６とダイ１２との間の面内へ材料が流れ込むのを禁じて
いる。この結果、外部形状形成部材（プロフィルフォー
ミングメンバ）１８が底部外形形状を形成するためコツ
プの底部へ移動するときにコツプの底部に割れ１９が発
生することがある。

第２．３．４図には同様な番号が同様な要素を示してい
る本発明のりドロー装置２０の作業順序を示している。

これらの図から判るように、ダイ１２の頂部には該ダイ
と一緒に移動するように環状のフランジワイピング部材
（ａｎｎｗｌａｒ　ｆｌａｎｇｅｗｉｐｉｎｇ　ｍｅｍ
ｂｅｒ）　８０が載置されている。このフラン・オワイ
ピング部材３０は、複数の保持ボルト８１（第６図）な
どのような適当な方法により、ダイ１２へ固定されてい
る。この環状のフランジワイピング部材３０がポンチ１
４及びリドロースリーブ１６に関して上方へ移動すると
、コツプの周辺フランジが上方へこすられ、部材８０と
スリーブ１６とによりフランジ１７のしわ発生が防止さ
れ該フランジ１７かりドロースリーブ１６とダイ１２と
の間の部分へ自由に移動するよう制御される。同様に原
材料１１はダイ内へ流れてコツプ底部を強化ししごき加
工された側壁への過度のストレスを防止し又は底部外形
形状形成作業中の過度のストレスを防止する。この結果
、側壁が破れたりコツプ底部が割れたりすることが防止
される。

第５図には装置内の作動をよりよく示すため本発明装置
の別の実施例の拡大断面を示す。第２〜４図と同様な部
分は同様な番号を有し、同様な材料は同様な寸法を有し
ている。

しぼり加工前の望ましい材料厚みは、約０．００７吋の
金属の両面に合計で約０．０００５吋の有機コーテング
を付与した合計厚みが約０．００７５吋のものである。

しかしフランジ部分では成形による厚み増加により厚み
が約０．０１０吋である。初めに材料は、ダイ１２が取
付ポンチ１４の周りにしぼる材料を担持しているのでポ
ンチ１４でしぼられる。材料１１は最初ダイ半径１２ｂ
を通るコツプの一部の形態をなす。周辺フランジ１７は
ポンチ１４とダイ１２との作用によって環状のフランジ
ワイピング部材８・０の方へ移動し、該フランジ１７は
該部材８０と接するようになり、該フランジ１７の半径
３３は、締付はスリーブ１６と同軸をなすよう平行に形
成される。この具体例の半径３３は約０．０９８吋であ
る。この半径３３が垂直線と接する点では、このフラン
ジワイピング部材は第５図に示すように約８°の角αだ
け内方に傾いている。この傾きは約０．００５吋の深さ
の解放溝８４まで伸びている。この溝３４はフランジワ
イピング部材の側壁に沿った角αの傾きの底部から帯部
即ち面取部８５まで伸びている。面取部８５はダイ１２
に隣接したフランジワイピング部材３０の脚部に位置づ
けられており、材料１１がリドロースリーブ１６の外側
半径部８６周りを通るときに材料１１を支持するように
働く。この支持はスリーブ１６とダイ面１２ａとの間で
の材料の動きを制御する助けをする。スリーブ１６の外
側半径８６は０．０８０吋で面取部３５は通常４５゜で
あり垂直線と半径８６の水平接線点との間の最大材料曲
げ点における半径８６と面取部８５との間の間隔が約０
．０１２吋になるようにしである。

作動時に、材料１１が曲げられる際に、フランジワイピ
ング部材８００半径部３３とスリーブ１６の側部と前記
フランジワイピング部材３０の脚部の面取部３５との間
で０．０１２吋の間隔に制御される。逃溝８４は材料１
１がフランジワイピング材料３０とスリーブ１６との間
を通る時の張力減少をもたらしこうして材料への負荷を
最小化する。フランジワイピング部材３０の脚部の面取
部８５によりもたらされる付加的制御は金属の制御量を
増しかつ半径部８６のしわを防止する。それはこの点で
の金属的げは面取部８５とスリーブ１６との間の減少間
隔の圧力下にあるからである。

面取部３５においては半径部８６の曲率に従うのが望ま
しいが、フランジワイピング部材がしぼりダイしめ付は
面１２αに衝合するそぎ端が弱いので実用的ではない。

このため面取部８５が選択されたのだが、そぎ端のない
部分半径部が実用的である。

第７図は、コツプのりドローイング及び底部形成の際の
ポンチと時間との間の荷動特性を示すグラフである。Ｘ
で示す実線は環状のフランジワイピング部材を用いない
装置の荷重特性を示す。Ｙで示す破線は本発明の環状フ
ランジワイピング部材を使用するポンチの荷重と時間と
を示す。この発明の場合にはポンチの最大荷重はフラン
ジワイピングのないポンチ荷重に比して減少している。

最大荷重は底部形成作業の後半部分にて発生する。

これは環状フランジワイピング部材３０によるワイプ作
業中の周辺フランジ１７全体の制御によるものである。

これは底部形成前に生じるので側壁から底部への材料の
流れは底部形成の間中応力を減じる。この結果、材料へ
のピーク荷重は底部形成の間中低下する。

上記本発明において、ダブルコールトリデユースト材料
で比較的低い引張特性を有する材料からコツプをしぼり
かつしごき側壁に沿いかつその底部に余分な応力を形成
することなしでドーム状の底部を有する容器を形成する
ことが出来るのである。本発明による新規な方法及び装
置は、最小の価格でかつ高価な工具や労力を伴なう複雑
な装置を設計する必要なしで達成出来る成形作業を提供
することがわかる。例えば本発明は特に特定のプレスの
第８の作業の使用に関する。当業者は、本発明がこれま
でのりドロ一作業間又は異なるプレスと共に使用されう
ることを理解するであろう。

本発明及びその多くの利点は具体例についての上記記載
から理解されると共に、当業者は、特許請求の範囲に記
載の概念から出ることなく上述の事項における材料及び
成分の形状、構造、選択、配置等における変形を改良を
なしうるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のコツプしぼり加工装置、第２図第３図、
第４図は本発明によるリドロー装置の作動の手順を示す
側面図、第５図は本発明の環状フランジワイピング部材
の詳細を示す部分拡大断面図、第６図は環状フランジワ
イピング部材の部分斜視図、第７図は本発明と公知装置
との荷重特性を比較するグラフを示す。 符号の説明 １１：材料　１２：ダイ　１４：ポンチ　１６：リドロ
ースリーブ　１７：フランジ　８０：フランジワイピン
グ部材　３Ｂ、８６：半径部分３４：溝　３５：面取部 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　比較的低い引張特性を有する比較的うすい金
   属材料から成る、周辺フ、ランジを備えたコツプ色グイ
   及びポンチを相互に対しかつそれらと同軸とりドロー締
   付は中心材はスリーブに関して移動して細長い容器にリ
   ドローし、その後コツプ底部に外形形状を形成するため
   ポンチへ抗してダイへ対し軸線方向に底部形成部材を付
   与する装置において、 ダイの頂部へ同軸をなすようリドロースリーブに対し滑
   動可能に所定距離だけはなして環状のフランジワイピン
   グ部材を載置し、コツプの周辺フランジをこすりかつコ
   ツプ側壁及び底部に沿って該環状フランジ部材の周辺に
   てダイ内へ材料の流れをもたらし連続的ドーム形成作業
   の間中コツプ底部への過度の応力を減じしごき作業の間
   中側壁への過負荷を防止するコツプ成形装置。 （２）ダイの頂面へ環状フランジ部材を着脱可能に取付
   ける保持手段を有している特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 （３）環状フランジワイピング部材とりドロースリーブ
   との間の間隙が少なくとも約０．０１２吋である特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 →（４）環状フランジワイピング部材がリドロースリー
   ブに隣接し該スリーブから約０．００５吋の間隔を有し
   て同心上に配置した溝を有している特許請求の範囲第８
   項記載の装置。 （５）原材料に接する環状フランジ部材の第１蔀分が弓
   形に形成されかつリドロースリーブとの間に約０．０１
   ２吋の間隙を有している特許請求の範囲第４項記載の装
   置。 （６）原材料に接するフランジ部材の第２部分がリドロ
   ースリーブとの間に約０．０１２吋の間隔を有する室を
   形成されている特許請求の範囲第５項記載の装置。 （７）比較的低い引張特性を有する比較的うすい金属材
   料から作られかつ周辺フランジを形成されたコツプを細
   長い容器にリドローする方法であって、ポンチに関して
   移動される環状フランジワイピング部材を載置している
   ダイと、協働するりドロースリーブと、の間に材料を加
   圧し、リドロースリーブと環状ワイピング部材との間の
   所定の間隔によりコツプの周辺フランジをこすりこれに
   よりへの過度の応力が減少されることを特徴とするコツ
   プリドロ一方法。 （８）材料厚みが減少され、約０．０１０吋の厚みと約
   １４％以下の引張特性を有するようになる特許請求の範
   囲第７項記載の方法。 （９）環状フランジワイピング部材が焼入鋼材料から作
   られている特許請求の範囲第７項記載の方法。 ＧＯ）　　ポンチへのピーク荷重が、ドーム成形作業の
   間中減少される特許請求の範囲第７項記載の方法。