JPS60238050A - シエル再成形方法および装置 - 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「シェル」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ックル強度を達
成できるようにチャッ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
明はチャック壁のアールをきつくする（　ｔｉｇｈｔｅ
ｎｉｎｇ　ｕｐ　）ことによって部分的に成形されたシ
ェルを「再成形」するために使用するか、または平らな
金属材料からシェルを完全成形するために使用できる。

金属容器または缶は主に食品や飲料品に用いられるがそ
の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（６） に固定される容器の端パネルまたは「シェル」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４３４５
６９６号、ケ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４２１５
７９５号、ケリその他の米国特許第４２１３３２４号、
ケリその他の米国特許４１９２２４４号、ラフロスの米
国特許第４１８３４４５号、クラインの米国特許４１１
９０５０、クラス力の米国特許第４０９３１０２号、お
よびジョーダンの米国特許第４０３１８３７号がある。

この技術はシェル成形に対する種々の取組み方法を示す
ものである。

（７） 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さずに９３　
ｐｓｉ程度の圧力に耐えるものでなければならない。座
屈はチャック壁がその容器本体との接続部から上方内側
へチャッ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、即ち本体およびシェルの最
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。

従来は、この点での難問の主たる原因ははぜ継ぎ工程に
よって円筒状本体の頂部に封着されるように種々の形状
を備えた容器のシェルにあった。シェルの形状には種々
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
品のアール付は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ってこの現象を補
償することが必要であった。

換言すれば、アール付は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、その結果最終シェル
のこれら部分は一般に必要以上に厚い。事実上、これは
材料の労費になる過剰な補償である。このことは、この
形式の缶は大量製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
体数によって大きくなるので、大きなコストの節約にな
ることが理解されよう。

斜上の難問の幾つかは出発原料の厚さがシェルの強度を
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
った。

従って、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く　９　） 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シェル成形
方法および装置を提供することにある。

上記目的はチャック壁の長さを過絞り加工（Ｏｖθｒｄ
ｒａｗ　）　してから、その過絞り部分の材料の幾分か
を後でシェ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った
。この形式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
雌もなく極めて無駄のないアールが形成できることが判
った。非常に無駄のないアールをっけようとする際に通
常起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。

従って、斜上の特徴を有する容器のシェルを成形する改
良された方法および装置の製造か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（１０） むことによってさらに明白になる。

上記のごとく、本発明の工具構造体は複動プレスにおい
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った。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ある。しか
しながら、複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成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、このポスト３０は複
数個のねじ３０ａ（１本のみ図示）によってインナ・ラ
ム１０に固定され（】　１　） −ｃ　共動する。パンチ・センタ・ポスト３０の他端に
はパンチ・コア３１がねじ３０ｂで取り付けられ、パン
チ・コアは通常のパンチ・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
は圧力スリーブ４０とピストン４１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
たは液圧によって作動される。孔２０ａからピストン４
１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に当ってこれを後記する目的で底
プラテン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とパンチシェル５０とを備えていて、パンチ
シェル５０は適当なねじ５１でリテイナ４２に取付けら
れている。

なお第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６０１こ取付け
られた支持リング６１を支えている。この支持リング６
１の頂部にはブランクせん断切ロア０が取付けられてい
て、切ロア０はまた複数本のねじ７１により所定位置に
保持されている。支持リング６１およびせん断切ロア０
の内側には第２加圧部材またはスリーブ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９
２も以下にさらに詳述するごとく同じく流体圧により上
方へ常時偏倚されている。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
に同心方向にノックアウト部材１００が取付け（１３） 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１こおいて特にダイ・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に看座し
、棒９５が次に第１支持ピストン９３および第２支持ピ
ストン９４によって支えられている。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って克服されるまで、流体圧によっ
て上昇方向に常時偏倚されている。

次に、第２図乃至９図を参考に第１図の本発明の装置の
動作および工具ｍ背体について説明すると、第２図に示
すことく、打抜き作業はパンチ・シェル５０がブランク
せん断切ロア０と協同して下降することによって完了し
たと先ず仮定する。

第２図では打抜き作業に続いて逆カップＣの（１４） 成形が示されている。この図では、パンチ・コア３１お
よびパンチ・シェル５０は図に矢印で示すごとく、また
第１２図のタイミング・グラフで示すごとく、下降して
いる。この時点で、第１加圧スリーブ４０は孔２０ａを
通ってピストン４１に加圧された状態で金属材料をダイ
・コアリング９２に当てて保持している。ダイ・コア・
リングはピストン９３および９４に支えられている。パ
ンチ・シェル５０が下降するとダイ・コア・リング９２
のアール９２ａとパンチ・シェル５０のアール５０ａと
の上にある材料が引張られ、その材料の周縁部がパンチ
・シェル５０と第２加圧スリーブ８０との間に保持され
ることが理解される。この結果、第２図に示ず「逆」カ
ップ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、リップＬを絞り、チャック壁部分ＣＷを確立する。

パンチ・シェル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ップ高さを設定す
る。また、（１５） ノックアウト部材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４２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２０１はアール９２
ｂの周りに実際に絞られてチャック壁を形成する。チャ
ック壁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、シェルまたは端
パネルはこの時点では過絞り加工になっている。

次に′＠４図について述べると、パンチ・シェル５０お
よび第２シエル加圧スリーブ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。従って、パ
ンチ・シェル５０が第２加圧スリーフ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た
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
は引張はほとんどなくなるのでチャック壁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
れる狂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って移動
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、チャック壁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９
２のアール９２ｂとパンチ・コア３１のアール３１８と
の周りに引出された材料は実際にシェルの中心パネルＣ
Ｐを成形し、環状の補強グループＧ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。従って、二重の
シェルかできる場合でも、工具構造体は損傷しないよう
に保護される。

（１７） 第５　図ｔｃついて述べると、パンチ・シェル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ｌＯ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・シェル５０とは
、これらがもはやパンチ・シェル５０で押えられてない
ので、上昇を開始している。

同時に、ノックアウト・リング１００もまた、これがも
はやパンチ・コア３１によって押えられてないので、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・ラムトソれに関連した
パンチ・ホルダとは両方ともなお上昇を続けており、ノ
ックアウト・リング１００もまた矢印で図示のごとく上
昇方向の（１８） 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ところを
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・シェル５０はシェルＣがノックアウト・
リング１００によってダイ線より上に持上げられてプレ
スから取外されるかまたは次のステーションへ移送され
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ップ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
わずられ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ャック壁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ば先き
にも述べたとおりである。これによってその部分に余分
の材料が蓄積することが可能になり、先きにも注目した
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、結果はチャック壁部分の最終厚（１９） さが所望の仕様に維持され、このチャック壁部分がその
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ップ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。チャック壁部分における材
料を絞るよりも引張ることによって、臨界点においてリ
ップＬに加わる圧力をずっと小さくすることができる。

これによって、重要なリッ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。リップにコイニングまた
は刻印加工をおこなう場合には、その後におこなわれる
はぜ継ぎ加工中にリップにき裂ができ易いからである。

環状グループＧのアールは所望の限りきひしくすること
ができることも明白である。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シェ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シェル用の特定の用途
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。

本発明の変形実施例を示す第１０図および１１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が１００シ
リーズにおいて用られていることに注目されたい。

従って、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１３２、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（２１） ブ・リテイナ１４２、パンチシェル・クランプ１５１、
およびパンチ・シェル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１９２およびノッ
クアウト部材２００を支えている。

第１図において、ダイ・コア・リング９２は棒９２によ
り支えられていて、棒９２は次いで流体作動ピストン９
３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１
９５およびピストンを流体圧で支えるよりもピストン１
９３はカム１９６で支えられている。またその上に、第
１図乃至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、且つカムが回転軌道を通過し、縮小直径部（２２） 分１９６６が接触する時、ピストン１９３、ピストン棒
１９５、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
合するように時機が合されており、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仮押え圧
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、チャック壁部分の全長にある金属の少
なくとも一部分がシェ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９図に示した作業の各段階は第１０図および
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。

【図面の簡単な説明】

＠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概
略図、第１Ｏ図は（２３） 両ラムに対し底の死点中心位置に−Ｌ具構造体が位置す
る本発明の変形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・ラムを持ち揚げ後の第１０
図の変形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、１
２．１１２はアウタ・ラム、３１゜１３１はパンチ・コ
ア、４０．１４０は第１加圧スＩＪ−ブ、５０．１５１
はパンチ・シェル、６０．１６０は底プラテン、８０．
１８０は第２圧力スリーブ、９１　．１９１はグイ・コ
ア、９２．１９２はダイ・コア・リング、１００゜２０
０はノックアウトピストン、Ｃは逆カップ、Ｌはリップ
、ＣＷはチャック壁である。 特許出願人　レディコン・コーポレイション 手続補正書 ム）し調１万父牙シ万弘丸・ｒイメ゛シダ５【３、補正
をする者 事１１；との関係　牙ＩＢ帆腟ｘ 由＃斡−港日斤 五一一名称　レディっン・つ−水°レイＶづン４、代理
人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ］５周縁を加圧保持しながら逆カップを打抜いて絞り加
   工する工程と、端パネルのリップを絞り加工して過長の
   チャック壁をつくる工程と、板押え圧を解放し金属をチ
   ャック壁から引き出して端パネルの中心パネルに入れる
   と同時にチャック壁のアールを設定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・リングとして流
   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（２） により前記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、対向関係に配置されたパンチ・コアおよび固定ダイ
   ・コアと、対向関係に配置面された第１加圧装置および
   ダイ・コア・リングと、該第１加圧装置は端パネルを該
   ダイ・コア・リングに常時圧接・保持していること、上
   記第１加圧装置と上記ダイ・コア・リングとを共同して
   上記端パネルに対する板押え圧を低下させる装置とより
   なる可動インナ・ラムおよびアウタ・ラムを有する複動
   プレスにおいて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・リングは前記第１加圧装置へ常時
   偏倚され、パンチ・シェルはアウタ・ラムにより第２加
   圧スリーブと対向関係に支えられていて、該第２加圧ス
   リーブが上記パンチ・シェルの移動に応動して上記ダイ
   ・コア・リングと係合して第１加圧装置と共に該ダイ・
   コアリングを動かすようにした特許請求の範囲第５項に
   記載の装置。 （３） ７．前記コア・リングが流体圧によって前記第１加圧装
   置へ常時偏倚されている特許請求の範囲第６項に記載の
   装置。 ８、　前記ダイ・コア・リングはカム作動構造体により
   前記第１加圧装置へ常時偏倚されている特許請求の範囲
   第６項に記載の装置。 ９、　可動インナ・ラムおよびアウタ・ラムと固定プラ
   テンとを有する複動ブレスにおいて、インナ・ラムに支
   えられたパンチ・コアと、該パンチコアに対し対向関係
   にプラテンに支えられたダイ・コアと、アウタ・ダイに
   支えられた第１加圧スリーブシステムと、該加圧スリー
   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・リングと、インナ・ラムに支えられたパンチ・
   シェルと、該パンチ・シェルに対し対向関係にプラテン
   に支えられた第２加圧スリーブ装置と、上記パンチ・コ
   ア１こ対し対向関係に、また上記ダイ・コアに対しては
   曲端関係にプラテンにより支えられた流体作動ノックア
   ウト・ピストンとよりなり、上記第１加圧スリーブシス
   テムは流体圧下に上記シート材料を上記タイ・コア・リ
   ングに当てて保持し、前記パンチシェルはアウタ・ラム
   かプラテンへ向って移動すると材料を上記ダイ・コア・
   リング上に絞って第２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、上記パンチ
   ・コアはインナ・ラムがプラテンへ向って移動すると７
   ツクアウト・ピストンを下方へ押し下げて端パネルのチ
   ャック壁を成形し、上記第２加圧スリーブ装置、上記第
   １加圧スＩＪ−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協
   同して動くようにした、平らなシート材料から容器の端
   パネルを成形する装置。 ｌＯ１前記ダイ・コア・リングは流体圧下で前記第１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９項に記載の装置。 １１、前記ダイ・コア・リングはカム作動構造体によっ
   て前記第１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９項に記載（５） の装置。