JPH0150493B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 側壁と下壁を有し、側壁がほぼ軸方向に容器
の口を形成する自由縁まで延び、下壁が中央パネ
ルを含み、その周囲に容器の中空支持面が延在
し、中空支持面が中央パネルの周囲を側壁に連結
する変移部分に含まれている容器を再成形する方
法において、第１支持手段を容器の口に、中空支
持面の内側の下壁形状なりの端面を備えた円筒形
状の第２支持手段を容器の下壁に、それぞれ作用
させ、ほぼ截頭円錐加工面を有するロールを下壁
の変移部分に作用させ、変移部分の少なくとも一
部分が第２支持手段とロールの間にあるように配
置し、更に第２支持手段と相対的にロールに送り
をかけ、且つロールと容器の間の相互の転動を生
じさせ、それによつて前記中空支持面の横幅を狭
め、下壁の変移部分に内側環状垂直壁を再成形す
る工程を含むことを特徴とする方法。

２ 容器をその長手軸周囲に回転させると共に、
ロールを変移部分に作用させることを特徴とする
請求の範囲第１項記載の方法。

３ 容器の側壁が筒状であり、変移部分が中央パ
ネルの周囲から垂下する環状壁と、支持面を形成
する外方凸状ビードと、凸状ビードから側壁まで
径方向且つ軸方向に伸びる変移壁を含む請求の範
囲第１項又は第２項記載の方法において、ロール
を変移壁に作用させることを特徴とする方法。

４ 変移壁が截頭円錐形をなし、ロールがほぼ截
頭円錐加工面を有し、その円錐角は変移部分の円
錐角よりも大きく、従つてロールの第２支持手段
への相対移動により変移壁の円錐角を増大し、凸
状ビードの曲率を絞ることを特徴とする請求の範
囲第３項記載の方法。

５ ロールと第２支持手段の相対移動により、環
状壁がプラス5゜からマイナス5゜の範囲内で容器の
長手軸に対し或る角度で変形することを特徴とす
る請求の範囲第３項又は第４項記載の方法。

６ 凸状ビードの曲率半径が、ビードの外面で測
定して、0.005乃至0.050インチ（0.127乃至1.27
mm）の幅に縮径されていることを特徴とする請求
の範囲第３項から第５項まれのいずれか１項に記
載の方法。

７ 第２支持手段を下壁の支持面内に作用し、ロ
ールを変移部分の側方外面に作用することを、且
つロールを第２支持手段に向かつて、従つて容器
の軸に向かつて移動して、変移部分を再形成する
ことを特徴とする請求の範囲第１項から第６項ま
でのいずれか１項に記載の方法。

明細書 この発明は容器成形法に係わり、特にシートメ
タトを絞り加工した容器を再成形する方法に関す
るが、それに限るものではない。

米国特許第3730383号明細書には側壁と側壁よ
る若干厚い下端壁を含み、該下端壁が上方にドー
ム状ををなす中央部分を有し、ほぼ垂直の壁部分
をドーム状部分の周囲から容器本体の側壁に通ず
る外方且つ上方に張出す截頭円錐肩を備えた軽重
量容器が記載され且つ請求されている。下端壁は
垂直壁部分を中央ドーム状部分と張出肩、すなわ
ち前記截頭円錐肩と連結する小屈曲半径の部分を
含む。また張出肩は他の屈曲半径の部分によつて
側壁に連絡されている。薄い側壁は張出肩内にほ
ぼ全体に渡つて延在している。このような先行技
術のかんはアルミニウム合金から作られ、比較的
薄い壁と中空中央部分を有する厚い下部を生成す
るように圧延された壁である。かんの内側は保護
コーテイングで被覆され、下端壁は下端の中空部
分の外面に接合するパンチとかんの中に挿入され
て下端材料における中空部分周囲の環状部分を支
持する中空ダイス型との間で最終形状にプレス加
工され、パンチとダイス型の協働により端部材料
を引張り出してパンチとダイス型の型面に順応さ
せて、垂直壁部分により支持されたドーム状部分
を有する下端壁を形成する。

然しながら、ブリキ及び或る種のアルミニウム
合金のような材料の性質上、冷間加工後スプリン
グバツクがあり、パンチとダイス型が金属に密に
適合しても、下端壁のいわゆる“垂直壁”はこれ
らの工具から取出された時、垂直ではなく、垂直
又はほぼ垂直の壁の構成的利点は実際上且つ確実
には達成されない。

更に、容器の内面にラツカーのスプレーを可能
にするのに開放型面を備えた下壁を絞る事も今日
実際になされている。できるだけ垂直な壁を得る
ようにして、下壁を成形するのに用いられるパン
チとダイス型を金属に密に適合させると、内側の
ラツカーが摩耗により損傷する危険がある。

撓曲に対する下壁の抵抗は又容器の起立する外
側に凸状をなすビードの半径に依存する。小さな
半径の起立ビードと共に垂直環状壁の製造はこの
型のビードをパンチとダイス型の間で製造する成
形加工の性質によつて制限されている。

小さな半径のビードを製造するには、パンチの
ノーズの凸状半径が成形中容器材料に入り込まな
いように制限される。高こう配の環状壁に連結さ
れた小径部分を成形しようとすると、成形操作中
にパンチに伝達される応力に対して十分な強度を
有しない工具部分が生じる。

本発明の目的は上記の問題を縮減する容器の再
成形方法を提供するものである。

本発明によれば、側壁と下壁を有し、側壁が容
器の口を形成する自由縁にまでほぼ軸方向に延在
し、下壁が中央パネルを含み、その周囲に容器の
中空支持面が延在し、中空支持面が中央パネルの
周囲を側壁に連結する変移部分即ち連結部分に含
まれている容器再成形法において、第１支持手段
を容器の口に、下壁の中央パネルなりの端面を備
えた円筒形状の第２支持手段を容器の下壁に作用
し、ほぼ截頭円錐加工面を有するロールを下壁の
変移部分に作用し、第２支持手段とロールを変移
部分の少くとも一部がその間にあるように配置
し、更にロールと第２支持手段を互いに向つて相
互に移動させ即ち接近させ且つロールと容器の間
に相互の転動を引起して、それによつて該中空支
持面の側幅を減少し且つ下壁の変移部分に内側環
状垂直壁を再成形する工程を含む事を特徴とする
方法が提案される。

一実施例において、支持手段は容器がその長手
軸周囲に回転するように回転し、一方ロールは変
移部分に作用する。変形例では容器本体を固定状
態とし、作動ロールをその周囲に移動させる。

一実施例において、容器の側壁は筒状であり、
変移部分は中央パネルの周囲から垂下する環状壁
と、支持面を形成する外方凸状ビードと、凸状ビ
ードから側壁に径方向且つ軸方向に延在する変移
壁を含む。

本発明によれば、パンチとダイス型による方法
で製造しうるものよりも半径のより小さい外方凸
状ビームに連結した垂直壁の形成が可能な事がわ
かつた。

好ましくは、第２支持手段を底壁に支持面内に
作用し、ロールを変移部分の側方外面に作用し、
ロールは第２支持手段に対し且つ従つて容器の軸
に向つて移動して、変移部分を再成形する。

好ましくは、変移壁は截頭円錐状をなし、ロー
ルはほぼ截頭円錐状加工面を有し、その円錐角は
変移壁のそれよりも大きく、従つてロールの第２
支持手段へ向う運動により変移壁の円錐角を増大
し、凸状ビードの曲率を絞る。この変移壁と凸状
ビードの再成形により環状壁は移動して、容器の
軸に対してプラス5゜からマイナス5゜の範囲で傾斜
して延在するようになる。凸状ビードはビードの
外面で測定して曲率半径0.005から0.050インチ
（0.127―1.27mm）の範囲に縮径する。

一実施例では、変移壁は弧状横断面をなし、ロ
ールは特定形状の加工面を有し、ロールが第２支
持手段へ向つて相対的に移動する事により変移壁
を再成形し、凸状ビードの曲率を引締める。

容器の下壁の変移部分に補強メンバーとなるほ
ぼ円筒形の垂直壁を再成形することにより、容器
内に圧力が加わつても下壁の撓曲に耐える一層よ
い形状となる。従つて、強化した端壁を使用し
て、より高い内部圧力を含めるか或いはより薄い
金属を使用して、尚従来技術の方法により達成さ
れたものと同等の下壁の性能を達成する。

次に本発明の実施例を例として添付の図を参考
して説明する。

第１図は再成形前の半ば断面で示した容器の側
面図である。

第２図は実線で再成形した下壁と、破線で再成
形前の容器の形を示す拡大部分図である。

第３図はその再成形前の本体を断面で示した容
器を再成形する装置の略図である。

第４図は容器本体の下壁が再成形された後の第
３図と同様の図である。

第５図は再成形前の第２容器本体を断面で示し
た容器を再成形する装置の略図である。

第６図は容器本体の再成形後の第５図と同様の
図である。

第７図は断面で示したかん本体の再成形前の再
成形装置の略図である。

第８図はかん本体の再成形後の第７図と同様の
図である。

第９図は再成形装置の他の実施例を再成形加工
後で示した略図である。

第１０図は再成形加工後の再成形装置の更に別
の実施例を示す。

第１１図は再成形後の再成形装置の他の実施例
と容器本体の他の実施例を示す。

第１２図は第１１図に示した容器本体の再成形
した下壁の拡大部分を示す。

第１図はアルミ合金のシートを絞り、次に再絞
りを行なつた容器本体１、および下壁３より薄い
側壁２を有する容器本体１の壁を示す。下壁３は
中央パネル４を含み、その周囲に中空支持面６が
延在し、支持面６は中央パネル４の周囲を側壁２
に連結する変移部分５，６，７に包含されてい
る。第１図に示した容器において、変移部分は、
中央パネル４の外周から、容器本体が起立する弧
状横断面の外側に突状をなすビード６まで延在す
る環状壁５と、凸状ビード６の外周から側壁２ま
で延在する変移壁７からなる。側壁は下壁から軸
方向に延び、容器の口を形成する肩部８、首部９
及びフランジ１０まで至る。通例本体の全体の直
径は2.59インチ（65.79mm）である。

第２図は容器本体１の部分断面を拡大して示
し、図中破線は再成形前の下壁形状を示し、実線
は少くとも一回の再成形加工後の下壁型面を示し
ている。第２図において、側壁２は容器本体１の
シリンダ軸に平行である。変移壁７は截頭円錐形
で、側壁２から軸方向且つ内側に延長して凸状ビ
ード６に結合する。壁７は“℃”で示した角度で
約．261インチ（66.04mm）の距離（軸に沿つて測
定して）だけ延在している。凸状ビード６は
“Ｒ”で示した外側曲率半径を有する。環状壁５
はビード６の内周からA°で示した角度で容器の
円筒軸に平行な垂直線に対し軸方向内側に延在し
ている。中央パネル４は約20インチ（50.8mm）の
球径のドーム状をなし、環状壁にまで延びてい
る。ドームの金属の厚さは、“ｔ”で示され、凸
状ビード６の先端上のドームの中心の高さは
“Ｈ”で示されている。凸状ビードの直径は“Ｄ”
で示され、上記の如く先端間で測定され、最初は
約2.15インチ（54.61mm）である。

第３図は容器本体１を再成形する装置を示す。
装置は回転パツド１１としての第１支持手段と、
同様に回転駆動されるドーム状チヤツク１２とし
ての第２支持手段と、ドーム状チヤツク１２へ移
動自在に設けられた回転自在加工ロール１３を含
む。第３図において、容器本体１は容器本体がそ
の長手軸周囲を回転するように回転しているドー
ムチヤツク１２とパツド１１の間に支持されてい
る。

回転パツド１１は本体１の首部９に挿入された
プラグ部分１８と容器本体１のフランジ１０に係
合したフランジ部分１９を含む。プラグ部分１８
は首部分９内に適合して、回転中容器本体の中心
決定を確実にするが、容器本体１上の内側ラツカ
ーに摩損を生ずるように密着はしない。

ドーム状チヤツク１２は中央パネル４の曲率に
一致する曲率を有するドーム面１２′を有し、回
転力が中央パネル４の全領域にわたつて供給され
るようになつている。スチール製ドーム状チヤツ
クで十分である事がわかつているが、所望なら
ば、摩擦係数がより高い材料の、例えばゴム製駆
動面を使用してもよい。

加工ロール１３はドーム状チヤツク１２に離合
方向に移動自在の取付台に回転自在に設けられ、
従つて加工ロールは再成形後引込められて、再成
形した容器の除去を可能にする。

加工ロール１３は略截頭円錐状の加工面１４を
有し、その円錐角は容器本体１の変移壁７のそれ
よりも大きい。加工ロール１３は加工面を越えて
延在する規成リング１５を有する。

容器本体１の下壁を再成形するのに、加工ロー
ル１３は容器本体１の長手軸に対して半径方向に
ドーム状チヤツク１２へ向つて移動し、一方容器
本体は回転する。かくして加工ロール面１４は変
移壁７と接合し、ロール１３の加工面１４と、ド
ーム状チヤツク１２の筒状部分１６の間の変移部
分の圧縮により、壁７、凸状ビード６、及び環状
壁５を再成形する。加工ロール１３の端位置が第
４図に示され、その図には又再成形された容器が
示されている。

第４図に示した実施例において、下壁は環状壁
５が容器本体１の長手軸に平行に延在するように
再生形される。環状壁５を第４図に示した位置よ
り更に内側に押圧して、長手軸に対して或る角度
で延長したい場合には、筒状部分１６を若干引つ
込ませる。然しながら、筒状部分１６の引つ込み
は深すぎてはいけない。さもないと完成容器をド
ーム状チヤツク１２から取出す事ができなくな
る。＋5゜と−5゜の間の軸に対する傾斜が実用的で
あり、有用な容器を生ずる。

加工ロール１３を変移壁７に作用する間、容器
の軸に対する変移壁の傾斜はそれがロール１３の
加工面１４に一致するにつれて増大する。更に凸
状ビードの内側曲率半径は減少する。適当な寸法
にした加工ロールを備える事により、内側曲率半
径は折線で示したゼロに減少しうる。然しなが
ら、実用目的には外側曲率半径Ｒが0.005から
0.040インチ（0.127―1.016mm）の範囲内の価を有
するように制御される。

第１図から第４図について説明したような容器
１内の圧力増加によりドーム状中央パネル４と環
状壁５が軸方向に移動を起し、それによつて環状
壁の金属周囲領域が凸状ビード周囲に流れて、環
状壁の金属がドーム状中央パネルにより伝達され
た力を制するフープとしての作用をなすのにもは
や不十分な時、最終的に反転が行なわれるまで、
転移壁を膨張すると考えられている。従つて第３
図及び第４図に示したように製造された再成形し
た下壁において、各変化したパラメータがその力
に貢献すると考えられる。従つて、絞られた外面
半径“Ｒ”が膨張を妨げる。環状壁の制御した傾
斜によりビード内への流れを妨げる。変移壁７の
容器の軸に対する増加した傾斜により凸状ビード
の直径の減少をもたらし、内側圧力が作用する領
域を減少する。

次の表はH19硬度条件におけるアルミニウム合
金、No.3004（１乃至1.5％Mn、0.8乃至1.3％Mg、
残りAl）の円板を絞り加工したかん本体を再成
形する時得られた結果の三つの例を記録したもの
である。

【表】 表の右欄は各例においてドームを形に反転又は
逆転した内側圧力が再成形後相当大きくなつてい
る事を示している。この事は金属の厚さに費用を
加える事なく再成形した型面が強化された事を示
している。然しながら、元の反転圧力が炭酸の少
ない飲料のような特殊な製品に十分ならば、より
薄い出発円板材料を用いて、再成形型面を形成
し、金属を節約する。

本再成形方法は又炭酸飲料に関連した高圧を含
んではならない処理食品用かんの性能を改善する
のに利用しうる。

第５図において、かん本体２１は再成形直前の
適当に成形したチヤツク２２を有する装置内で示
される。かん本体２１の下壁は中央パネをかん本
体２１の側壁と連結している周囲外方凸状ビード
２６に連結する弧状横断面の内側凸状環体２３か
らなる変移部分により囲まれた平担中央パネル２
４を含む。凸状ビード２６は外側変移面２７を有
し、それに対しロール１３の加工面が当接する。

第６図において、加工ロール１３は周囲外方凹
状ビード２６の外面２７に作用して、凸状ビード
を再成形し、かんの起立する密な凸状ビード２９
に延長する截頭円錐外面２８を有するようにす
る。再成形中、環状部分３０が形成され、それに
より環体２３を支持し、従つて生来可撓性の中央
パネルが硬化再成形部分により支持され、容器側
壁は截頭円錐外側面と連結する硬化した、密な半
径“直立”ビードにより支持される。

第７図において、シートメタル基材を絞り加工
したかん本体３１は側壁３２と下壁３３を有す
る。下壁は中央パネル３４を含み、その周囲に変
移部分が延在し、中央パネル３４の周囲を側壁３
２に連結する。変移部分は側壁３２と連結する変
移部３７により囲まれた平担部分３６と連結する
小屈曲部分に軸方向且つ半径方向外側にに延びる
環状壁３５からなる。平担部分３６、変移部３７
及び平担部分を環状壁３５に連結する小屈曲部分
はかんが起立する中空支持面を構成する。かんの
口はフランジにより形成される。

かん本体３１はかん口に接合した回転パツド３
８及び中央パネル３４に接合したチヤツク３９に
よりその縦軸周囲に回転自在に支持される。

かん本体３１がその軸周囲に回転すると、加工
ロール４０は運動して、その加工面をかんの変移
部３７を圧迫するようにもたらし、その結果加工
ロールがチヤツク３９へ移動を続ける事により第
７図の変移部３７を第８図に示した截頭円錐壁４
１に再成形する。同時に環状壁３５のかん本体の
軸に対する傾斜は小屈曲部分がより小さな半径に
屈曲されると減少する。第８図に示された再成形
端壁３３Ａは充填後熱処理に付すかんに適してい
る。

上記の実施例では、チヤツクは容器本体の下壁
の一部の最終形に一致するように成形される。従
つて、第３図及び第４図からドーム状チヤツク１
２の表面１２′は中央パネル４の曲率と一致し、
一方第５図と第６図の実施例において、チヤツク
２２の表面は中央パネル２４と環状部分３０の最
終形に一致している事がわかる。

多くの形がチヤツクの面を下壁の最終形に一致
させる必要なしに形成できる事がわかつた。例え
ば、第３図及び第４図に示された実施例におい
て、再成形はロール１３の加工面１４により且つ
チクツク１２の筒状部分１６により実施される。
従つて、ドーム面１２′を有する代りに、チヤツ
ク１２は中央パネル４から間隔をおいた平担面を
有する事ができる。

或る場合には、例えば、長い時間作動して、加
工ロールとチヤツクが高い処理温度に達する時、
再成形した容器本体がチヤツクにくつつく傾向が
ある。この現象もチヤツクの端部と上に示唆した
通り仕上つた容器本体との間に間隔をおけば、抑
制されるが、そうであつても装置にチヤツクから
再成形した容器を放出する押出しパツドを含める
事が望まれる。

押出しパツドを含む装置の実施例が第９図に示
されている。第９図の装置は容器本体１の再生形
作動の完了時で示されているが、多くの点で第３
図と第４図の装置と同じであり、同様の部品は同
じ符号が付されている。チヤツク４２は筒状部分
１６と中央パネル４から間隔をおいた平担端面４
３を有する。押圧ロツド４４はチヤツク４２の軸
孔４５を貫通して延在するように構成され、一端
に押出しパツド４６を担持している。押圧ロツド
４４の他端は再成形作動の完了後容器本体１へロ
ツド４４を移動して、本体１をチヤツク４２を放
出する従来の手段（図示せず）に連結されてい
る。

押出しパツドはここに説明し且つ図示したいか
なる型面の側壁に備える事ができる。然しなが
ら、押出しパツドは例えば第１０図に示した実施
例の如く、再成形した容器の下壁がチヤツクを囲
んでいる場合には必需品である。第１０図の装置
は再成形作動の完了時で示されており、第９図の
ものと同様である。然しながら、チヤツク５２は
平担な端面５３を有し、その直径は筒状部分１６
のものよりも大きく、拡開面５４が形成される。
従つて、容器本体１の再形成において、環状壁５
は面５４に対して押圧され、容器本体の縦軸に対
して或る角度をもつて内側に延在する。環状壁５
がこのようにチヤツク５２を囲むと、押出しパツ
ド４６が容器本体１をチヤツクから取出すのに必
要である。

第１０図に示した構造は凹角ドームを含む図示
の型面を備えるのに使用しうる。或いは、この装
置はスプリングバツクを備えた材料に環状壁５が
完成容器の容器本体の縦軸にほぼ平行に延在する
ようにする方法を提供する。かくして、この場
合、環状壁５は縦軸に対して例えば5゜までの小さ
な角度だけ内側に延長するように再形成され、ス
プリングバツクにより環状壁が縦軸にほぼ平行に
なる。

上記の実施例において、ほぼ截頭円錐加工面を
有する加工ロールが使用されているが、所望なら
ば、他の型面の加工面も使用しうる。例えば、加
工面は弧状又は指数特質のものでよい。

第１１図はかん本体６０の下壁６１を再成形す
る装置を示す。この実施例において、かん本体６
０は下壁６１の再成形前に充填され、ふた６２が
それに取付けられている。充填したかんはテーブ
ル６３上にふた６２を接して、さかさまに支持さ
れ、チヤツク６５を下壁６１と接するようにもた
らす。下壁６１の中央パネルとかん本体の側壁の
間に変移部分の再成形はロール６６を用いて行な
われる。この実施例において、ロール６６は下壁
６１の変移部分の外面に凹面６７を形成するよう
に設けられている円弧状縁部r′を備えた筒状加工
面を有する。

第１１図において、かんは充填されて且つその
軸が再成形作動中垂直に延在するように支えられ
て示されている。勿論、充填前及び／又はその長
手軸を水平にして再成形できる。同様に、図示の
装置の他の実施例を使用して充填した容器を再成
形でき、又容器本体を再成形加工中その長手軸を
垂直、水平又は特に傾斜して延在させるかどうか
は選択の問題である。

第１１図に示したかん本体６０は充填したかん
が確実に積重ねられるように特に構成された下壁
６１を有する。かん本体６０の一部の拡大断面が
第１２図に示されている。かん本体６０は絞り加
工と壁の圧延により形成され、下壁６１より薄い
側壁７０を有する。下壁は中央ドーム状パネル７
４を含み、その周囲に中空支持面７６が延在して
おり、中空支持面７６は中央パネル７４の周囲を
側壁７０に連結する変移部分７５，７６，７７に
統合されている。第１１図及び第１２図に示した
実施例において、変移部分は中央パネル７４の周
囲から、かん本体の起立する支持面を形成する弧
状横断面の外方凸状ビード７６まで延在する環状
壁７５と、凸状ビーム７６の外周から側壁７０ま
で延在する変移壁７７からなる。凹面６７は変移
壁７７内に形成されている。

変移壁７７は側壁７０から凸状ビード７６に結
合するように軸方向且つ内側に延在している。壁
７７は約0.524インチ（13.31mm）の距離だけ内側
に延在している。凸状ビード７６は約0.041イン
チ（1.04mm）の外方曲率半径Ｒを有する。中央パ
ネル７４は0.396インチ（10.06mm）程度の凸状ビ
ード７６の端部の上でその中心が高さＨに達する
ドームの形状をなしている。凸状ビード７６の直
径Ｄは前述のその端部間で、測定して、最初約
2.074インチ（52.68mm）である。

第１１図及び第１２図に示した下壁の形は充填
したかんが確実に積重ねられるようにする。従つ
て、凸状ビード７６と側壁７０の外径の間の距離
Ｉはビード７６が別のかんのふた６２に、ふた６
２をかん本体に固定する時生じた二重継ぎ目内で
接合できるように十分大きい。更に、二重継ぎ目
は凹面６７に重ねるように構成される。凹面６７
は0.030−0.075インチ（0.76―1.90mm）の幅の曲
率半径ｒを有し、図示の実施例では約0.076イン
チ（1.78mm）である。これを達成するためにロー
ル６６の円弧状縁部r′の曲率半径は好ましくは
0.020―0.050インチ（0.51―1.27mm）程度である。

本方法をアルミニウム合金から作られた容器に
ついて説明したが、本方法はブリキ、アルミニウ
ム及びアルミニウム合金のような容器材料に応用
しうる。