JPH0130571B2 - - Google Patents

Description

技術分野 この発明は円筒体の周辺部分に肩部分およびく
び部分を成形するために該周辺部分の直径を減少
する方法に関し、さらに詳しくは必ずしもそれに
限定するものではないがくび部分に外向きフラン
ジを有する缶体と成形する方法に関する。 背景技術 円筒体の直径を減少する伝統的な方法は、円筒
体の一端に円錐形ダイスを押し入れこのダイスが
円筒体の直径を減少する「ダイスくび付け」法、
およびロールを円筒体の外周に係合し円筒体が回
転されるにつれてろくろ細工或はビード出し工程
によつて肩部分形状をつくる「ロールくび付け」
方法を含む。 米国特許明細書第3995572号には、エーロゾル
弁を受け入れるための減少直径開口部をもつ継目
なし缶体の製造方法および製造装置が記述されて
いる。まず円筒形加工物から始めて、減少された
直径の円筒部分を支持する截頭円錐部分を各ダイ
スを順次に用いて形成し、最後に各ダイスによつ
て形成された曲線状形態を特徴とする肩部分を成
形する。一連のこの「ダイスくび付け」作業の不
利点は、各ダイスが缶直径に比較的僅かな減少の
みを与えるものであるから、数基のプレス機械の
経費を負担しなければならないことである。さら
に、形成された肩部分は必ずしも望ましくない波
形または段付き形状をもつ。 現在飲料缶がよく知られており、これは側壁の
頂部が缶体の素材の外径よりも小さい直径のアル
ミニウムの缶端材料を受け入れるためにくび付け
される。このような缶の目的は、アルミニウム缶
端材料の使用量を減らすことにあり、よつてこの
発明はまた減少直径のくび部分の製作方法を提供
する。 これら従来型缶は通常2.585in（65.6mm）直径で
くび部分では2.462in（62.5mm）の直径に減少され、
かつ従来から実施されている数種類のロール成形
方法の一つによつて造られる。 英国特許第1330346号に記述されるような或る
公知のロール成形方法において、缶体の側壁の周
辺縁をマンドレル上で旋転しながら外側ロールを
この周辺縁に押接して肩部分、くび部分およびフ
ランジを成形する。しかし、この方法を実施する
には収縮可能なマンドレルの使用が必要である。
出願人の英国特許第1534716号に記載するような
別のロール成形方法においては、缶体は軸方向に
圧縮を加えられて支持され、同時に缶体の開口端
部に隣接する周辺部分が一対の外側ローラによつ
て半径方向内方へ変形され、これにより軸方向力
および半径方向力の組み合わせによつて肩部分、
くび部分およびフランジを成形する。この方法で
は、くび部分が自由空間内に形成されるから簡単
な固形チヤツクを必要とするだけである。 発明の開示 従つてこの発明は、缶体の円筒形側壁の開口端
部に少くとも１つの肩部分、くび部分およびフラ
ンジを成形する方法を提供し、該方法は、(1)側壁
の開口端部を形成する周辺縁部分を、１個以上の
減径ダイス内に順次に押し入れて、円筒部分を支
持する対応する数の肩部分から成る減径された直
径部分を造り、(2)減径部分の少くとも一部分およ
び円筒部分に少くとも１つのロール作業を加えて
円筒部分の直径をさらに変化しかつくび部分およ
びフランジを支持する少くとも１つ肩部分をつく
る工程を含む。 この方法の好適実施例によれば、一対のロール
が英国特許第1534716号の特許請求の範囲第１か
ら第９項まで或は第２２項のいずれか１項に記載
の方法特許請求の範囲において缶に軸方向の力と
ともに半径方向の力をかける。この方法は苛酷な
冷間加工に耐える材料の缶体に適用可能で、この
方法は缶体がアルミニウム或はその合金で造られ
た場合に好適なローリング加工を次に実施する簡
単なダイスによるくび付けを含む。缶が冷間加工
に対して耐える程度が低い材料で造られるとき、
製造方法において余分のダイスくび付け加工が、
例えば缶体がぶりき或は剛いアルミニウ合金で造
られる場合などのように含まれる。 このダイスくび付け加工は側壁部分の厚さを増
すことは必要としないが、側壁の残部より厚い周
辺縁部分は過度の加工による硬化にもとずくフラ
ンジの亀裂を避けるのに用いられる。 イギリス特許第1534716号で請求されているロ
ーリング方法が用いられるときは、ロール掛けを
受ける円筒部分の直径は成形される最終フラジの
直径よりも小さいことが好適である。 この発明はさらに上述の方法でつくられる場合
の肩部分、くび部分およびフランジをもつ缶体を
提供する。

【図面の簡単な説明】

単なる説明例として用いかつ附図を参照しつつ
種々の実施例についてこの発明を述べる。 第１図は従来のダイスくび付け工程によつて造
られたエーロゾルの側面図、第２図は飲料用缶体
の斜視図で側壁の厚さを示すために一部分を破断
して示し、第３図は第２図の缶体の斜視図で肩部
分、くび部分およびフランジの成形後の状態を示
し、第４ａ，ｂ，ｃ図はこの発明に係る方法の第
１実施例の肩部分、くび部分およびフランジを形
成する種々の段階における側壁の部分断面を示す
略図、第５ａ，ｂ，ｃ，ｄ図は、この発明に係る
方法の第２実施例を実施中の側壁の部分断面を示
す略図、第６図はダイスくび付け工具の部分を示
す断面図、第７図はロール成形前のロール成形装
置の部分を示す断面図、第８図は第７図と類似の
図であるがくび部分およびフランジをロール成形
後の装置を示し、第９図は２回のダイスくび付け
を実施した部品をロール成形する装置を示し、第
１０図は第９図の装置によつて造られた肩部分、
くび部分およびフランジの部分断面図、第１１
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ図はこの発明に係る方法の第
３実施例を実施中の側壁の部分断面略図、第１２
図は第１１図の方法におけるくび付けロール加工
開始時のロール位置を示し、第１３ａ，ｂ，ｃ，
ｄ，ｅ，ｆ図はこ発明に係る方法の第４実施例に
よつて造られるくび部形状の工程順序を示す。 実施例の説明 第１図において、金属薄板から引抜かれたエー
ロゾル缶１はそれぞれがダイスくび付け作業によ
つてつくられた一連の段部２を有することを特徴
とする肩部分をもつ。図示のように、エーロゾル
缶の肩部分の頂部の小径の孔は弁カツプ３によつ
て閉鎖される。 第２図は飲料缶体１０を示し、この缶体はカツ
プ状体を引抜きによつて金属薄板素材からつく
り、次に壁部を絞つて素材とほぼ等しい厚さの底
壁１１および底壁１１よりも薄い側壁１２をもつ
缶をつくる。このような缶体をその側壁の開口端
部まわりに側壁より厚さの大きい金属の周辺部分
１３をもつた構造に成形するのは通常の方法であ
る。側壁の残部よりも厚さの大きい金属のこの周
辺部分は、フランジ付けおよびそれに後続する二
重継合わせによる缶端部材の取付けに十分に耐え
得る。第１図の缶体は深絞りによつて浅い高さに
引抜かれたものであるから、側壁部材料はこれよ
り肉厚の周辺部分を必要とする程必然的に加工硬
化されない。 第３図は順次のダイスくび付けおよびロール掛
け作業を含む方法によつて肩部分１４、くび部分
１５およびフランジ１６に周辺部分を成形したの
ちの第２図の缶体を示す。 第４図は0.005in（0.127mm）に絞られた側壁をも
ちしかも約0.008in（0.203mm）の厚い周辺部分をも
つ直径2.585in（65.5mm）のアルミニウム合金製の
缶体を造る段階を含む方法の１実施例を図解式に
示す。周辺部分の軸方向長さは第４ａ図において
「Ｌ」で示しこの長さは成形される最終の肩部分、
くび部分およびフランジの長さによつて定まる。
この理由は缶端部の継合わせ作業およびその後の
缶の積重ね移動の際に生ずる荷重を支持できるよ
うに肉厚の周辺材料から成形された肩部分、くび
部分、フランジを有することが望ましいからであ
る。この例において、軸方向長さ「Ｌ」は、
2.585in（65.6mm）直径から最終内側くび直径
2.360in（59.9mm）までにくび付けできるためには
約0.55in（14mm）である。第４図ｂにおいて、第
４図ａの周辺部分１３は、約2.463in（62.6mm）の
内径の第１円筒部分１５を支持する第１肩部分１
４をもつ減少直径を有する第１部分を形成するた
めにダイス内に挿入された。この加工に用いられ
たダイスを第６図に示し、これについては後述す
る。第４図ｃにおいて第４図ｂに示された減少直
径の第１部分は第７図および第８図の装置によつ
てロール成形したのちの状態を示し、第１円筒部
分１５の直径はさらに減少されかつくび部分１７
およびフランジ１８を支持するなだらかな肩部分
１６を形成する。くび部分１７の内径は2.360in
（59.9mm）である。 第４図を参照して述べた上記の方法は、冷間加
工に耐えるアルミニウムおよびその合金のような
材料に適用して好適であり、鋼やぶりきのような
金属は缶の直径にこれと相等の総減少量を達成す
るためにロール成形作業に先立つて付加的なダイ
ス減少工程を必要とする。 第５図は、2.585in（65.6mm）直径の壁部を絞つ
たぶりき缶体に内径2.260in（57.4mm）のくび部分
を成形する加工工程を順次に図解的に示す。第５
ａ図においては従前に使用した符号と同じ符号が
同一部分に対記されている。 側壁１２の厚さは0.004in（0.1mm）、周辺部分１
３の厚さは0.006in（0.15mm）、および周辺部分１３
の軸方向長さ「Ｌ」は約0.60in（15mm）である。
第５ｂ図において、第５ａ図の周辺部分１３は第
６図に示すものと類似のダイス内に押入されて直
径2.510in（63.7mm）の第１円筒部分１５ａを支持
する第１肩部分１４ａをもつ減少直径の第１部分
をつくる。第５ｃ図において第５ｂ図に示した減
少直径の第１部分は第２ダイス内に押入されて第
１円筒部分１５ａの直径をさらに減少しかつ第２
肩部分１９および直径2.410in（61.2mm）の第２円
筒部分２０をもつさらに直径が減少された第２部
分を形成する。第５ｄ図は第５ｃ図に示す減少直
径の第１および第２部分にロール加工を施して成
形されたなだらかな肩部分１６、くび部分１７お
よびフランジ１８を示す。 第５図を参照して述べた方法は、第１表に表記
した減少寸法を使用してアルミニウム缶のくび部
分の直径を減少するのに適用でき、前記表にはぶ
りき製の缶に対する寸法減少状態が比較のために
併記されている。

【表】 第６図は第４ｂ図および第５ｂ図に示すような
減少直径の第１部分をつくるのに用いられる第１
ダイスを示す。このようなダイスの原理は当業界
において公知でありかつこの明細書において考察
される直径減少加工のすべてに適用されるから、
１個のダイスについての動作を以下に述べる。第
６図において、この装置は、環状ハウジング２２
内に支持された外側環状くび付けダイス挿入体２
１、および前記ダイス挿入体に対し軸方向に可動
なマンドレル２３を含む。 環状ハウジング２２は截頭円錐表面２４をも
ち、この表面は缶体の周辺部分１３をダイス挿入
体の内向き心出し表面２５に中心に向つて導くの
に用いられる。ダイス挿入体の表面２５は円筒表
面２６に接続する。マンドレルは、円筒形加工表
面２８をもつ心出しリング２７、および該心出し
リング２７を支持する支持リング２９を含む。心
出しリング２７の加工表面２８およびダイス挿入
体の円筒表面２６は、ダイスくび付けされた缶体
の高さが第６図に示すように制御されるために、
缶の前縁が支持リングに当接するまで缶の周辺部
分の変形を許し得るのに十分な距離を保つて隔て
られている。実際の場合、缶体がこの装置内に押
入されると、表面２４が周辺部分１３の前縁をダ
イス挿入体の内向き心出し表面２５に向けて案内
し、この前縁は心出しリング２７の加工表面に向
けて変形され、さらにその前縁をマンドレルの円
筒加工表面２８とダイス挿入体の円筒表面２６と
の間のすき間に向けて進行させる。缶体に引続き
上昇運動をさせると、前縁が支持リング２９と当
接するまでくび部の第１円筒部分を成形する。次
に缶は、支持リング２９および心出しリング２７
をダイス挿入体２１から離れるまで下方に移動す
ることによつて装置から放出される。ひとたびく
び部分が装置から放出されると、装置は第６図に
示す位置に戻されて、別の缶体の加工準備態勢を
整える。 第７図および第８図は英国特許第1534716号に
完全に記載されているように缶体の側壁にくび部
およびフランジをロール加工する装置を示し、読
者は該明細書から十分に理解できる。要約すれ
ば、この装置は、軸方向スラスト部材である制御
リング３１に囲われた第１周辺工具縁を有する案
内要素であるチヤツク３０と、チヤツク３０に向
かい、かつこれから接近離隔する方向に可動の缶
底支持要素である持上げパツド３２と、一方のみ
が図示された一対の自由回転式第２工具縁を有す
る成形要素である加工ロール３３とを含む。 第７図において、缶体１０は加工ロールが加工
を開始する直前の状態を示す。制御リング３１と
持上げパツド３２との間に締め付けられた缶体
は、チヤツク３０によつて回転軸線に対し心出し
状態に保持される。チヤツク３０、制御リング３
１、缶１０および持上げパツド３２から成る全組
立体は回転軸線まわりに回転されかつ加工ロール
３３はカム（図示せず）によつて前記軸線に向つ
て半径方向内方へ移動されて肩部分１４および第
１円筒部分１５に当接する。 くび部分およびフランジは、加工ロール３３に
対して制御リング３１および持上げパツド３２の
下向き軸方向運動を調整することによつて成形さ
れて仕上りの肩部分１６、くび部分１７およびフ
ランジ１８をつくる。 第８図において、肩部分１６およびくび部分１
７が自由空所内に成形されて収縮可能なマンドレ
ルを使用していないことが判るであろう。 第９図は第７図および第８図と同じ装置が、第
５ｃ図に関して記述したような第１および第２減
少直径部分をもつダイスくび付けされた缶を、第
１０図のなだらかな肩部分１６、くび部分１７お
よびフランジ１８を有する仕上がり缶に再成形す
る方法を示す。第９図に示すように、３３で示す
ような加工ロールがまず缶の回転につれて第１減
少直径部分１４ａに係合することが見られる。次
に制御リングと持上げパツドをチヤツクに対し下
向きに移動して肩部分、くび部分およびフランジ
が成形される。第８図から明らかなように、フラ
ンジ１８の周辺縁は最終的に制御リング３１の環
状凹部３４と加工ロール３３の上面との間で外向
きにはじかれる。このためにフランジ１８の外径
（第５ｄ図においてＹで示す）はロール加工装置
に取り付けられた状態でのダイスくび付け部分の
内径（第５ｃ図においてＸで示す）よりも大き
い。 第１１図に示すような製造方法の第３実施例
は、第１１ａ図に示すように比較的厚いリムをも
つ缶体を用い、このリムに３段階にわたつて順次
にダイスくび付け加工を実施し（第１１ｂ，ｃ，
ｄ図）、次に第３ダイスくび付け加工によつて造
られた部分にロール加工を施して第１１ｅ図のく
び部分およびフランジを形成する。 第１１ａ図の缶体は、厚さ0.0140in（0.36mm）の
アルミニウム合金薄板から切断された円板を直径
2.585in（65.6mm）のカツプ状体に引き抜いて造ら
れる。この例に用いた合金は、約１1/4％のマン
ガンを含むアルミニウムであるが、もち論他の合
金も使用できる。引抜きカツプの側壁１２は約
0.005in（0.13mm）の壁厚に絞られた部分と、その
他の部分はほぼ0.0075in（0.19mm）厚さの周辺リム
部分１３として残され、前記絞られた部分の軸方
向長さはくび部分およびフランジを形成するのに
十分な大きさをもつ。しかし、もし望むならば、
幾つかの傾斜部分をこのくび部分に成形すること
もできる。 第１ダイスくび付け作業は周辺リムの直径を、
2.585in（65.6mm）から第１１ｂ図に示すように第
１肩部分１４ｂ上に支持された約2.462in（62.5mm）
のくび部分１５ｂに減少する。第２ダイスくび付
け加工は、第１１ｂ図のくび部分１５ｂの上方部
分の直径を、第１１ｃ図に示すように第２支持部
分１９ｂ上に支持された約2.360in（59.0mm）のく
び部分２０ｂに減少する。第３ダイスくび付け加
工は第１１ｃ図のくび部分２０ｂの上方部分の直
径を、第３肩部分３６上に支持された2.260in
（57.4mm）直径の第３くび部分３５に減少する。 すべてのくび付け段階がなだらかなくび部分を
つくるようにロール加工される第５図の方法とは
異り、第１１図の方法においては、最外側くび部
分３５および肩部分３６のみがロール加工されて
なだらかなくび部分３７およびフランジ３８を造
る。第１１図において、ロール加工によつてつく
られたくび部分３７の最小直径は2.063in（52.4mm）
である。 第１２図に示す装置は、第７，８，９図に関し
て述べたものと同様にして加工する。チヤツク３
０が缶体に挿入されてくび部分３５を支持し、同
時に３３で示すようなロールを第３肩部分３６お
よびくび部分に加工して第１１ｅ図に示すくび部
分３７およびフランジ３８を形成する。 第１３図はぶりき或はアルミニウム缶体に加え
られるこの発明に係る方法の第４実施例を図解的
に示す。この実施例において、ぶりき缶体は第１
３ｂ，ｃ図に示すように２回のくび付け加工を受
け、これに続いて第１３ｄ，１３ｅ，１３ｆ図に
示すように３回のロール加工を施す。 第１３ａ図において、この缶体は缶口１２をも
つ直径2.585in（65.6mm）の円筒形側壁１２を有す
る。第１および第２ダイスくび付け加工、その完
了品を第１３ｂおよび１３ｃ図に示す、は缶口の
直径をそれぞれ2.510in（63.8mm）および2.410in
（61.2mm）の直径に減少し、この方法は第５図に
関して述べた方法と実質的に同一である。 第５図に関して既述したロール加工は、
2.210in（56.1mm）のくび部分内径をもち従つて第
５図に示すものより小さい直径のフランジ３９を
形成した第１３ｄ図のフランジ付き缶体をつくる
のに用いられた。このフランジは第１３ｅ図の缶
体をつくるためにさらにロール加工を施して除去
され、その缶口は2.245in（57mm）直径の円筒形く
び部分４０を成形する。この再度のロール加工に
よつてくび部分内径は僅かに増大する。 第１３ｅ図の缶体のくび部分４０にさらにロー
ル加工を実施して通常の缶製造称呼における202
サイズの缶末端に二重継ぎ合わせ構造に好適な外
向きフランジ４１を終端とする最小直径2.063in
（52.4mm）のなだらかなくび部分をつくる。 この発明の方法の各種実施例を比較して、この
方法は缶体に減少した直径の肩部分、くび部分お
よびフランジを成形するためダイスくび付けおよ
びロール加工を種々に組み合わせて実施できるこ
とが理解されるであろう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 缶体の円筒形側壁の開口端部に肩部分、くび
   部分およびフランジを成形する方法において、ま
   ずダイスくび付け加工を実施した後にロール掛け
   加工を実施し、 前記ダイスくび付け加工が側壁の開口端部を形
   成する周辺縁部分がダイスに押入されて円筒形部
   分を支持する肩部分を有する減少させた直径の部
   分をつくるダイスくび付け工程を含み、そして、 前記ロール掛け加工が、前記缶体が缶底支持要
   素と軸方向スラスト部材との間で縦方向に支持さ
   れ、前記開口端部を有する前記缶体の終端縁を前
   記軸方向スラスト部材に係合させ、前記缶底支持
   要素と前記軸方向スラスト部材との間に相対軸方
   向運動を実施すると同時に半径方向の力を加え缶
   体が短縮されるように前記縦方向の支持を維持し
   て行われることにより前記円筒形部分の直径をさ
   らに減少し、かつくび部分およびフランジを支持
   するなだらかな肩部分を形成するように前記減少
   された直径の部分にロール掛けを実施するロール
   掛け工程を含むことを特徴とする缶体の開口端部
   に肩部分、くび部分およびフランジを成形する方
   法。 ２ ダイスくび付け加工が、順次に個々のダイス
   を用いて前記減少された直径の部分を個々に成形
   して実施する複数の前記ダイスくび付け工程を含
   み、かつロール掛け加工が、少なくとも最終のダ
   イスくび付け工程において造られた減少された直
   径の部分がロール掛けによつて減少されてくび部
   分およびフランジを支持するなだらかな肩部分を
   成形する工程を含む特許請求の範囲第１項記載の
   方法。 ３ 缶体を軸方向に圧縮支持した状態で、前記開
   口端部に軸方向収縮力と同時に半径方向内向き力
   を加えて前記開口端部に隣接する缶体を変形する
   工程を含む特許請求の範囲第１項または第２項記
   載の方法。 ４ 案内要素をその第１周辺工具縁を前記缶体内
   で同軸に配設し、前記半径方向の力を前記第１周
   辺工具縁から一定の軸方向成分をもつ距離だけ隔
   たつた第２工具縁によつて加え、前記第１周辺工
   具縁が缶体を変形させるための支点として作用す
   る特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 第２工具縁が缶体に対して半径方向に移動さ
   れる特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 軸方向に圧縮支持された缶体が缶体自身と、
   前記第１周辺工具縁と第２工具縁との間で相対運
   動を受け、これによりくび部分およびフランジが
   前記終端縁に向けて順次に成形される特許請求の
   範囲第４項または第５項記載の方法。 ７ 前記缶体を、缶底支持要素と軸方向スラスト
   部材との間において、前記缶体の開口端部におい
   て前記缶体の終端縁を前記軸方向スラスト部材に
   係合しかつ第１周辺工具縁を有する案内要素を缶
   体内で同軸に配置した状態で支持し、かつ一方に
   おいて缶本体、缶底支持要素および軸方向スラス
   ト部材間で、相対軸方向運動を実施しおよび他方
   において前記案内要素および第２工具縁を有する
   成形要素とが前記缶体に係合し、同時に缶体と前
   記第２工具縁との間の相対半径方向運動および前
   記缶底支持要素と軸方向スラスト部材との間の相
   対軸方向運動を実施し、この間缶体を短縮させな
   がら支持し続け、これにより少なくとも前記フラ
   ンジおよびくび部の部分が、支点として作用する
   前記第１周辺工具縁とともに前記第２工具縁によ
   つて缶本体に成形され、前記第１周辺工具縁およ
   び第２工具縁が相互に一定距離軸方向に隔つたそ
   れぞれの平面内に維持される特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の方法。 ８ 前記成形要素がロールであり、前記第２工具
   縁がその周辺に形成され、かつロールがくび部分
   およびフランジの成形中にそれ自身の軸線まわり
   に回転される特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 缶体が、前記缶底支持要素および軸方向スラ
   スト部材の同時回転によつてそれ自身の軸線まわ
   りに回転される特許請求の範囲第７項または第８
   項記載の方法。 １０ 前記第１周辺工具縁と第２工具縁とが固定
   された軸方向平面内にそれぞれ維持され、缶体、
   缶底支持要素および軸方向スラスト部材が前記第
   １周辺工具縁と第２工具縁に対し軸方向に移動さ
   れる特許請求の範囲第７項から第９項までのいず
   れか１項記載の方法。 １１ 缶体がぶりき或はアルミニウムまたはアル
   ミニウム合金で造られることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項から第１０項までのいずれか１項
   に記載の方法。 １２ 周辺縁部分が缶体の側壁の残余部よりも厚
   いことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第
   １１項までのいずれか１項に記載の方法。 １３ ロールが印加される円筒形部分の直径が成
   形された最終フランジ直径よりも小さいことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第１０項まで
   のいずれか１項に記載の方法。