JPH0777653B2 - 容器の底板を成形するための方法および装置 - Google Patents

容器の底板を成形するための方法および装置

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JPH0777653B2
JPH0777653B2 JP62183233A JP18323387A JPH0777653B2 JP H0777653 B2 JPH0777653 B2 JP H0777653B2 JP 62183233 A JP62183233 A JP 62183233A JP 18323387 A JP18323387 A JP 18323387A JP H0777653 B2 JPH0777653 B2 JP H0777653B2
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レデイコン・コ−ポレイシヨン
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
    • B21D51/44—Making closures, e.g. caps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に二つまたは三つの部材からなる容器に
二重巻締めされるための底板に関し、特にそのような底
板の端ぐりアール部（countersink radius）およびチャ
ック壁を成形するための方法並びに装置に関する。
金属または他の材料からなる容器すなわち缶は当技術分
野において周知である。これらの容器は主に食品又は飲
料に対して使用されるが、食品以外の製品の収容にも用
いられる。
これらの容器には２部材からなるものと３部材からなる
ものとがあるが、いずれの場合にも、容器を完全なもの
にするために必要とされるふた部すなわち底板は、巻締
めチャックにより容器の端に２重巻締め作業により巻締
めされる。
したがって、中央板と２重巻締めに適した周囲フランジ
とを有し、これらが前記中央板に隣接する端ぐりアール
部および前記周囲フランジから前記端ぐりアール部に到
る先細のチャック壁により相互連結されている底板を製
作することが必要となる。底板のチャック壁は巻締めチ
ャックと係合するためのものであって、巻締め作業が容
器のふた閉めの成功にとって重要であるという事実を考
えるならば、チャック壁が底板成形作業中に滑らかに成
形されて巻締めチャックとの適正な係合が保証されるこ
とが必須である。
これに加えて、この通常の完成された容器は相当なゆが
み強さを必要とする、というのは、容器に収容される製
品の多くは最大6.3kg/cm2（90P.S.I）の圧力下で詰めら
れるからである。したがって最適のゆがみ強さが得られ
るように、端ぐりアール部ができる限り締まった、すな
わち小さくなるようにすることが必要である。もちろ
ん、金属の厚さを増すことを許すならば、実際上いかな
るゆがみ強さを得ることも可能であろう。しかし、文字
通り年間何十億個という底板が生産されているという事
実を考えるならば、明らかに経済的な理由から、金属厚
さをできる限り減少させることが望まれる。
したがって、問題のひとつは所要の端ぐりアール部を作
り、その結果として、最小の材料使用量で所用のゆがみ
強さを得るということである。
種々の底板ならびにそれらを成形するための従来の方法
および装置は、多くの特許、例えばBulsoの米国特許第4
587825号および同第4587826号、Nguyenの米国特許第457
7774号、スミスの米国特許第4559801号などにおいて見
ることができる。例えばBulsoの特許の場合には、チャ
ック壁と端ぐりアール部は適正に設計された工具により
成形され、整形作業においてチャック壁が短くされ、端
ぐりアール部が減少される。
シュルツの米国特許第4109599号においては、整形作業
においてチャック壁が短くされ、端ぐりアール部が減少
されるが、その際にフランジが固持されて下方に引っ張
られて端ぐりアール部において材料を折り重ねる、ない
しは曲げることにより、何らの工具の助けを得ずして端
ぐりアール部を成形する。
Taubeの米国特許第4571978号も、非抑制的方法による端
ぐりアール部の形成を開示している。
種々の方法によるこれらの特許のすべてが重要範囲にお
けるゆがみ強さを向上させるための方法および装置を開
示しており、またそれのすべてが多くかれ少なかれそれ
らが意図した目的に対して恐らく有効であろう。
例えば、端ぐりアール部における曲率半径がシュルツや
Taubeにより提案されたように十分に減少され、それに
より目的が達成されるとしても、チャック壁においてし
わが、抑制の欠如のために生じると思われる。
両方の要件（アール部の曲率半径を十分に減少するこ
と、そしてチャック壁にしわを生ぜしめないこと）を本
発明の方法および装置が最もよく充足できるようにした
のである。
本発明の目的は、チャック壁の滑らかさと端ぐりアール
部の同心性を維持しつつ、最少の材料使用量で最高のゆ
がみ強さを提供することにある。
上記の目的は、環状鼻端を持つポンチコアにより中央板
とそのまわりの端ぐりアール部が当初に成形され、続い
て端ぐりアール部の半径を減少するように整形され、こ
の作業の間、しわの発生を阻止するためにチャック壁に
なおも保持圧力を付与するということにより達成される
ことが判明した。
チャック壁が周囲フランジから中央板の方へ先細に延
び、端ぐりアール部に対して接線方向にある垂直区分に
つながるように当初に成形されるならば、この方法の効
果がさらに増すことが判明した。
次いで整形の際に、この垂直区分の少なくとも一部分が
垂直状態に維持される。すなわち、ポンチコアによる保
持圧力がこの垂直区分をダイコア・リングの内壁に維持
するため、チャック壁は変化しないのであり、そのため
チャック壁にしわが生じないことが保証される。なお端
ぐりアール部を当初に成形することと、その後に整形し
て端ぐりアール部の半径を減少させることとが同じで工
具ででき、また、一回のプレスストロークでできる。
さらに、底板に前記垂直区分を設けることによりゆがみ
強さが高められることが判明した。
この方法は、環状鼻端（このアール部は整形作業後に完
成する端ぐりアール部の半径よりも大きい）、垂直な外
周壁面、および先細壁を持つポンチコアにより達成でき
る。このポンチコアの形状と同じ形のチャック壁と端ぐ
りアール部が当初に成形されるが、ポンチコアが後退す
るときに、ポンチコアの垂直の外周壁面が当初に成形し
たチャック壁の垂直区分をダイコア・リングの垂直壁面
に対して押圧して垂直状態に維持する機能を果し、それ
によりチャック壁自身はしわを生じないが端ぐりアール
部の曲率半径は減少されることになる。
底板を成形するための本発明の方法および装置の詳細は
添付図面を考慮した以下の説明により明らかとなる。
第１図は、本発明の容器の底板を成形するための装置の
断面図である。
第２図〜第６図は、第１図の装置の成形作業の諸段階中
の種々の状態を拡大して示す図である。
最初に理解されるのは、本発明の装置および方法は互い
に独立して運動できまた制御できる内側ラムおよび外側
ラムを持つ複動式プレスを利用していることである。こ
の型式のプレスについてあまり詳しい説明を行わない、
というのは、リッジウェー米国特許第3902347号により
技術上周知だからである。
さて、第１図を参照して、内側ラム10はひとつまたはそ
れ以上のねじ11aにより固定されたポンチコア・ライザ1
1を有する。ポンチコア12は、調節ねじ12aによりポンチ
コア・ライザ11の末端に固定されている。
他の図面、殊に第１図よりも大きな尺度の第4A図〜第5E
図を参照することにより、ポンチコア12をより詳細に吟
味できる。
これら拡大図から、ポンチコア12はその底面から突き出
した環状鼻端12bを有していることが判る。ポンチコア
は先細の壁12cも有する。この先細の壁12cはそれより下
方の環状鼻端12bに向って細くなっている。更に詳しく
説明すると先細の壁12cは下方に延びた垂直な外周壁面1
2dを経て環状鼻端12bにつながっている。この形状の重
要性については、以下に説明を行う。
再び第１図を参照して、外側ラム20はポンチシエル21を
担持しており、このシエルはポンチシエル・シテイナ22
にひとつまたはそれ以上のねじ22aにより固定されてい
ることが判る。
ポンチシエル21の内側に位置しているのは第１圧力スリ
ーブ23である。この圧力スリーブ23の上方にひとつまた
はそれ以上のピストン24および25が配置されている。こ
れらのピストンは流体圧力に応答して第１圧力スリーブ
23に作用する。かくして第１圧力スリーブ23はラム20に
関して上下運動する。
プレスのベース60は内側ラム10および外側ラム20の反対
側に配置され、ひとつまたはそれ以上のねじ61aで切刃6
1を固定保持している。
切刃61の内側には第２圧力スリーブ62があるが、これは
ポンチシエル21と対向した関係にベース60に配置されか
つ流体により支持されている。
さらに内側にあるのは、ベース60上に固定的に支持され
ているダイコア・リング63であり、さらにその内側には
ノックアウト・ピストン64があり、これはベース上に流
体により支持されている。ダイコア・リング63は第１圧
力スリーブ23と対向して配置され、ノックアウト・ピス
トン64はポンチコア12の環状鼻端12bと対向して配置さ
れている。
ダイコア・リング63も、第4A図〜第5E図において最もよ
く判るように、特定の形状を有する。ダイコア・リング
63の上端は、下方および内側に先細の壁63b（これの上
方は曲がった突端63aに到る）と下方の垂直壁面63cとを
有している。この形状により、以下に解説するように、
一回のプレス・ストロークで当初の成形作業と整形作業
との両方をブランク材料に施すべくダイコア・リング63
はポンチコア12と共同に作用することができる。
ノックアウト・ピストン64の内側にダイコア65がある。
これで工具のすべてがるが、このダイコア65はピストン
65aによりベース60に対して移動することができる。
次に、本発明の装置の作動および方法を第２図〜第６図
を参照して以下に説明する。ブランク材料Ｍがプレス内
へ挿入される。この材料Ｍはシート形状で、あるいはコ
イル材から供給される。材料Ｍはベース60と内側ラム10
並びに外側ラム20との間ではさまれることが第２図から
判る。
第２図において、ポンチシエル21と第１圧力スリーブ23
が、矢印で示すように下方に進み、金属材料Ｍの上面と
係合し、金属材料Ｍの底面は第２圧力スリーブ62とダイ
コア・リング63の上縁により支持されることが判る。
さらに工具が前進することにより、材料Ｍを切刃61に当
てて打抜き、かつ打抜かれた材料Ｍの周縁をダイコア・
リング63の頂部のまわりにこすりつつ曲げる。かくして
第３図に示されるように、逆または倒立カップと呼ばれ
るものが作られる。
次いで、ポンチコア12が前進して逆カップの中央板CPの
上面と接触する。なおこのとき、ポンチシエル21は第２
圧力スリーブ62を支持している流体圧力に打ち勝つが、
ダイコア・リング63は固定されており、その位置に留ま
っている。
さらに工具が前進するとポンチコア12は第４図に示す矢
印方向の下方前進を継続して、ノックアウト・ピストン
64を降下させ、更にはダイコア65を下降させる。この時
点で底板の中央板CPは、ポンチコア12の環状鼻端12bが
材料Ｍとの係合により端ぐりアール部Ｒが得られるよう
に、当初に成形される。第4A図には、この配置が示され
ている。
第4A図から、ポンチコア12の先細の壁12cが固定のダイ
コア・リング63の先細の壁63bと共同してチャック壁CW
を成形していることが判る。なお、この成形作業中、第
１圧力スリーブ23が材料をダイコア・リング63の頂部に
対して保持していることにも注目すべきであり、これに
よりしわのない精密な寸法の壁が得られる。この時点
で、チャック壁CWは本質的にその最終形状となってお
り、以後の作業により変化せず、また影響されないこと
にも注目すべきである。
ポンチコア12の垂直な外周壁面12dとダイコア・リング6
3の垂直壁面63cが、底板のチャック壁に垂直区分CW1を
成形する。
第4A図を参照して、ポンチコア12の環状鼻端12bが端ぐ
りアール部Ｒを当初に成形していることが判る。この端
ぐりアール部はこの時点では最終形状のものより大きめ
となるであろう。例えばある典型的な応用においては、
この時点で半径は0.0762cm（0.030インチ）である。こ
の時点で中央板CPが成形されていることも判る。
次に第５図を参照して説明する。なお第5A図〜第5E図は
端ぐりアール部Ｒが最終的な形状になされるまでの工具
の種類の位置を拡大して示している。なお、第５図の位
置は、ほぼ第１図に示された位置に対応している。
先ず第5A図で、ポンチコア12の垂直な外周壁面12dはチ
ャック壁の垂直区分CW1と係合し、それをダイコア・リ
ング63の垂直壁面63cに対して押圧して垂直状態に維持
することが判る。
次いで、内側ラム10はベース60から離れ始め、それと共
にポンチコア12も移動する。この上昇運動に追随するの
は、第5A図における矢印により明確に図示されているよ
うに、ダイコア65である。ポンチコア12の環状鼻端12b
も、底板の端ぐりアール部Ｒから退出し始める。しか
し、この移動の少なくとも一部に対しては、矢印200の
方向の保持圧力がポンチコア12の垂直な外周壁面12dと
ダイコア・リング63の垂直壁面63cとの間に保持され
る。これにより、チャック壁CWがこの作業中の工具運動
によって影響されないことが確保される。
次に生じるのは、金属が矢印100の方向に縦に引張られ
ることにより底板の端ぐりアール部Ｒが固められること
である。すなわちポンチコア12の環状鼻端12bが底板の
端ぐりアール部Ｒの内面から引き上げられるときに端ぐ
りアール部Ｒの半径が減少されるのである。典型例にお
いては半径は0.0508cm（0.020インチ）とされる。な
お、注目すべきは、垂直壁面63cにかかる保持圧力（矢
印200）のおかげで端ぐりアール部Ｒの位置が底板全体
に関して不変であり、それにより端ぐりアール部の同心
性が高められることである。このことは容器に底板が組
立てられる際の最終の二重巻締め作業において極めて重
要なことである。
ポンチコア12の環状鼻端12bのアールを金属材料Ｍの厚
さの３倍以下にすることが、整形作業で正確な端ぐりア
ール部寸法を得るために望ましいということが判った。
第６図は内側ラム10および外側ラム20により担持される
工具のすべてがベース60から引き上げられた位置を示し
ている。ノックアウト・ピストン64はその支持流体圧力
により持ち上げられて仕上げられた底板を突き出してい
る。
このようにして仕上げられた底板はわずかな垂直区分
（保持圧力がかけられた垂直区分CW1の一部CW2）を有し
ているということも注目される、というのは、その引張
強さは圧縮により増加されたからである。
本発明の方法および装置は少なくとも三つの理由におい
て改良された底板をもたらす。
第１に、チャック壁CWは工具により確実動作的に成形さ
れる。これはチャック壁におけるしわの発生を回避し
て、このチャック壁と巻締めチャックとの最終的係合を
向上させる。
第２に、端ぐりアール部Ｒは、材料が工具の小さなアー
ルの鼻端のまわりで絞られることなく、またチャック壁
が全く影響されることなく、所望の小さなアールへ引き
締められ、さらにこの引き締め作業中に保持力が垂直区
分CW1の少なくとも一部CW2に付与されているので、端ぐ
りアール部Ｒはその同心性が乱されないのである。
第３に、製作された底板は、通常のチャック壁および端
ぐりアール部に加えて、ゆがみ強さを高めるわずかな垂
直区分（保持圧力がかけられた垂直区分CW1の一部CW2）
を含んでいる。
これのすべては、工具の小さなアールのまわりで絞られ
ると通常生じる厚みの減少を伴わずに遂行され、また端
ぐりアール部が何らの抑制を受けずに引き締められると
チャック壁にしわが生じるのであるがこのようなしわを
発生させずに遂行される。なお、わずかな垂直区分（保
持圧力がかけられた垂直区分CW1の一部CW2）は厚さに関
して注意深く制御され、所望ならば薄くすることもでき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の種々の工具要素を備えた装置の正面断
面図である。 第２図は成形作業の一段階中の装置の状態を示す拡大断
面図である。 第３図は成形作業の第２図に続く段階中の装置の状態を
示す拡大断面図である。 第４図は成形作業の第３図に続く段階中の装置の状態を
示す拡大断面図である。 第4A図は第４図の一部を更に拡大して示す図である。 第５図は成形作業の第４図に続く段階中の装置の状態を
示す拡大断面図である。 第5A図〜第5E図は成形作業の第５図の段階中においての
細かな状態を詳細に示す拡大図である。 第６図は成形作業の第５図に続く段階中の装置の状態を
示す拡大断面図である。 CP……中央板、CW……チャック壁、CW1……垂直区分、C
W2……垂直区分、Ｒ……アール部、12……ポンチコア、
12b……環状鼻端、12c……先細の壁、12d……外周壁
面、23……第１圧力スリーブ、63……ダイコア・リン
グ、63b……先細の壁、63c……垂直壁面、64……ノック
アウト・ピストン、65……ダイコア。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ブランク材料から容器用底板を成形する方
    法において、 中央板（CP）と周囲フランジとを有し、これらは前記中
    央板に隣接する端ぐりアール部（Ｒ）および前記周囲フ
    ランジから前記端ぐりアール部（Ｒ）に到る先細のチャ
    ック壁（CW）により相互連結されており、前記チャック
    壁は前記中央板に向ってその長さの一部が先細となって
    おりかつ前記端ぐりアール部に隣接する部分が垂直区分
    （CW1）となっている底板を当初に成形する工程およ
    び、 前記垂直区分の少なくとも一部（CW2）を垂直状態に維
    持しながら前記端ぐりアール部を減少させるように前記
    の当初に成形された底板を整形する工程からなり、 前記の当初の成形工程は前記の整形工程により生ぜしめ
    られた減少したアール部よりも大きなアール部を有する
    環状鼻端（12b）を備えたポンチコア（12）を用いて前
    記端ぐりアール部を成形することを含み、 前記整形工程は前記ポンチコアの引退後に前記アール部
    を減少することを含むことを特徴とするブランク材料か
    ら容器用底板を成形する方法。
  2. 【請求項２】前記整形工程の少なくとも一部の間におい
    て前記チャック壁の前記垂直区分の少なくとも一部に対
    して保持圧力が維持されている特許請求の範囲第１項に
    記載のブランク材料から容器用底板を成形する方法。
  3. 【請求項３】前記の当初の成形工程および前記整形工程
    が前記底板を転送することなく一回のプレスストローク
    において行われる特許請求の範囲第１項に記載のブラン
    ク材料から容器用底板を成形する方法。
  4. 【請求項４】ベース（60）と、このベースに対して相対
    運動するように前記ベースに担持されたダイコア（65）
    と、このダイコアと同心状に前記ベースに担持されたダ
    イコア・リング（63）と、前記ダイコアと対向するよう
    に配置されかつ前記ダイコアに対して接近離反するよう
    に可動であるポンチコア（12）と、前記ダイコア・リン
    グと対向するように配置されかつダイコア・リングに対
    して接近離反するように可動である第１圧力スリーブ
    （23）とを備えたブランク材料から容器用底板を成形す
    る装置において、 前記ダイコア・リング（63）は前記ダイコア（65）から
    半径方向に間隔を置いて離れており、 前記ポンチコア（12）は前記ブランク材料にアール部
    （Ｒ）を当初に成形するために前記ダイコアとダイコア
    ・リングとの間の空所に進入できる突き出した環状鼻端
    （12b）を有しており、 前記ダイコアは前記ポンチコアに向って選択的に動くこ
    とが出来、 前記アール部を整形して減少すべく前記ダイコアが前記
    ポンチコアに向けて移動する時に前記ポンチコアの前記
    の突き出した環状鼻端は前記ダイコアと前記ダイコア・
    リングとの間の空所から出ることが出来るようにしたこ
    とを特徴とするブランク材料から容器用底板を成形する
    装置。
  5. 【請求項５】前記ダイコア・リング（63）が上端および
    下端を持ち、前記ポンチコアが突き出した下端を持ち、
    さらに前記ダイコア・リングの前記上端の垂直壁面（63
    c）と前記ポンチコアの前記下端の外周壁面（12d）が相
    補的に構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第４項記載の装置。
  6. 【請求項６】前記ダイコア・リング（63）の前記上端は
    その長さの一部について下方および内側へ先細となり前
    記垂直壁面（63c）に移行すること、また前記ポンチコ
    アの前記下端が下方および内側に先細となり前記外周壁
    面（12d）に移行することを特徴とする特許請求の範囲
    第５項記載の装置。
JP62183233A 1986-10-30 1987-07-22 容器の底板を成形するための方法および装置 Expired - Fee Related JPH0777653B2 (ja)

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