JPH10277659A - 異形底カップを形成するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】従来のカップより高速で安全に移送できるよう
な変形に強いカップを形成するための方法及び装置を与
える。 【解決手段】異形底を有するカップ10を形成するための
装置及び方法は，概して複動プレスの第１レベルに配置
された絞り型20を含む。絞り型20は，一枚の材料Ｍから
形成されたブランク28を形成しかつ保持するべく絞りパ
ッド及び切断エッジ24と協働する。パンチ組立体30は絞
り型20を通じて移動するように構成され，それによって
ブランク28を絞り型20に対して絞り，カップ60を形成す
る。パンチ組立体30はカップ60をプレスの第２レベルへ
移送し，そこでカップは型コア50及びリングパッド51に
底付けされる。パンチ組立体のひとつのエレメントがプ
レスの第２レベルを越えて動き続け，それによってカッ
プ60の一部が型コア50に対して絞られかつカップの底が
プロファイルされる。その後，異形カップ10はプレスの
第２レベルまでもどされ，そこでパンチ組立体30から除
去され，移送される。異形底はカップが移送処理中にそ
の形状を保持することを保証する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は，概して絞り容器
を形成するための装置及び方法に関する。特に，本発明
は異形底(profiled bottom)を有する絞りカップを形成
するための装置及び方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】炭酸飲料用の缶のよう
な円筒形容器を形成する際の初期の工程のひとつは，カ
ップを形成することである。典型的なカップは円筒側面
に結合した円形底を含む。典型的に，該カップは仕上が
り容器よりも短くかつ広い。そこから，当該カップは，
多くの処理工程を経て仕上がり容器になっていく。

【０００３】容器製造ラインは大量の容器を製造するた
めに高速運転される。これらの製造ライン全体を通じ
て，容器エレメントはひとつの作業ステーションから別
の異なる製造工程が実行される他の作業ステーションへ
移送される。製造ライン設計上の問題のひとつは，ステ
ーション間を移動するときに容器エレメントが変形され
る点である。ラインの速度が速まるに従い，変形される
容器エレメントの数が増加する。この問題は，容器を形
成するのに使用される材料の寸法を減少させるという経
済的な要求が高まることにより深刻化する。変形は容器
エレメント同士の衝突または容器エレメントと機械との
接触の結果生じる。

【０００４】平坦なブランク材料からカップを形成する
初期工程が開始された後に，一つの変形の問題が生じ
る。一般に，カップは真っ直ぐな円筒側面とともに円形
底を有する。カップを形成するその後の処理工程は，実
質的に円筒形のカップに対して稼働するよう設計された
生産設備により実行される。しかし，カップが最初に形
成された後に，さまざまな力がカップを歪めようとす
る。もしカップが十分に歪められると，それから形成さ
れた容器はごみとして廃棄されなければならない。さら
に，設備にもダメージ及び／またはジャミングが発生す
る。したがって，歪み及び変形に対し抵抗力のあるカッ
プを形成することが所望される。

【０００５】したがって，本発明の主な目的は，従来の
カップより高速で安全に移送できるような変形に強いカ
ップを形成するための方法及び装置を与えることであ
る。

【０００６】本発明の他の目的は，カップを歪めまたは
変形させるさまざまな力に抵抗するべくカップを補助す
る異形底を有するカップを形成するための方法及び装置
を与えることである。

【０００７】本発明の他の目的は，異形底が普通に歪ん
だ平坦底を引き，続いてカップに円筒形を与えるべくカ
ップの側面を真っ直ぐに引くところの異形底を有するカ
ップを形成するための方法及び装置を与えることであ
る。

【０００８】さらに本発明の他の目的は，未成形材料が
一つのレベルにおいて複動プレス内へ挿入され，形成さ
れたカップが異なるレベルのプレスから放出されるとこ
ろの，異形底を有するカップを形成するための方法及び
装置を与えることである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】概して，本発明に従う異
形底を有するカップを形成するために利用される装置
は，環状絞り型，該絞り型を通じて移動するよう構成さ
れたパンチ組立体，該パンチ組立体の経路に配置された
型コア，及び該型コア付近及びパンチ組立体の経路に配
置されたリングパッドを含む。

【００１０】本願発明に従う異形底を有するカップを形
成する方法は，複動プレスの第１レベルにおいて材料の
１区画を打ち抜く工程と，カップを形成するようパンチ
組立体により絞り型全体にブランクを絞る工程と，該パ
ンチ組立体によりプレスの第２レベルへカップを運ぶ工
程と，カップの底をプロファイルするべくパンチ組立体
の一つのエレメントにより型コア上のカップを絞る工程
と，加工されたカップをプレスの第２レベルへ戻す工程
と，プロファイルされたカップをプレスから取り出す工
程と，を含む。

【００１１】本願の上記目的及び従来技術に対する有利
な効果は，以下の詳細な説明及び図面により明らかにさ
れ，及びそこに説明された手段により達成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の装置及び方法により形成
された異形底を有するカップが概して符号10で図１に示
されている。異形カップ10は概して円筒形の外壁11を含
み，それはその底エッジにおいて環状の外側底面12の外
側エッジへ結合されている。概して円筒形の内壁13は，
外壁11と同軸で外側底面12の内側エッジから上方へ伸張
し，概して円形の内側底面14と結合する。

【００１３】図２を参照して，ここに示された設備は当
業者に周知の複動プレスに組み込まれると仮定する。材
料Ｍはシートまたは所望によりコイルストックのいずれ
かからプレスへ送り出されると仮定できる。

【００１４】これらの仮定を考慮して，さらに図２を参
照すれば，本願発明の装置の設備の断面であることがわ
かる。環状の絞り型20はプレス壁21により担持されてい
る。絞りパッド22は絞り型20の上に配置され，複動プレ
スの外側スライド23により担持されている。外側スライ
ド23は絞りパッド22を絞り型20から離して上方へ及び絞
り型20に対して下方へ移動させるべく往復移動可能であ
る。

【００１５】切断エッジ24は，絞りパッド22の半径方向
外側へ外側スライド上に配置され，外側スライド23が材
料Ｍを絞り型20に押し付けるべく絞りパッド22を下げた
後に，材料Ｍを打ち抜くように作用する。切断エッジ支
持パッド25は，バネ26により支持され，切断エッジ24の
下に配置されている。切断エッジ24が材料Ｍを打ち抜い
たとき，切断エッジの半径方向にあるスクラップ材料27
は支持パッド25により担持され，切断エッジ24の半径方
向内側にある円形ブランク28は絞り型20と絞りパッド22
の間に保持される。

【００１６】パンチ組立体30は絞り型22の半径方向内側
に配置され，プレスの内側スライド31により担持され
る。内側スライド31はパンチ組立体30を絞り型20を通じ
て垂直に移動させるべく往復運動する。パンチ組立体30
は環状パンチリング33により部分的に包囲され中央に配
置されたパンチコア32を含む。パンチコア32は実質的に
平坦な底及びそこを通過して伸びる流体通路34を有す
る。流体通路34は加圧空気などの流体圧力源（図示せ
ず）に選択的に結合され，以下に説明されるカップ除去
のために使用される。

【００１７】パンチ組立体30が図２から４及び図６に示
される位置にある時，パンチコア32及びパンチリング33
の底面は実質的に共面である。しかし，内側スライド31
はパンチリング33がパンチコア32と独立に動くように作
用する。パンチリング33はパンチコア32を通過して下方
へ移動され，その結果パンチリング33の底面はパンチコ
ア32の底面より下に配置される。しかし，パンチコア32
及びパンチリング33に形成された一対の協働ショルダ35
により，パンチリング33の底面はパンチコア32の底面よ
り上に上昇することが防止されている。

【００１８】絞り型20とともに，プレス壁21は，パンチ
組立体30及び絞りカップ10を受け取るよう構成された実
質的に円筒形のチャンバ40を形成する。チャンバ40の一
方の側面上に，流体ライン41がプレス壁21を通って伸張
する。以下に説明される目的のために，流体ライン41が
空気などの圧力流体源に選択的に結合される。流体ライ
ン41の反対側で，プレス壁21は，カップ10がチャンバ40
から放出される際に通過できるように構成された開口42
を有する。

【００１９】チャンバ40の底は内側型コア50と該内側型
コア50を包囲するリングパッド51の協働によって形成さ
れる。内側型コア50及びリングパッド51が図２から４及
び図６に示される位置にあるとき，内側型コア50及びリ
ングパッド51の上側面は実質的に共面である。内側型コ
ア50は下側プラテン52により担持され，カップ形成処理
中は固定されている。しかし，リングパッド51は複数の
スプリング53によって担持され，それによってリングパ
ッド51は内側型コア50に関してパンチリング33からの圧
力により垂直に移動する。リングパッド51の上側面が内
側型コア50の上側面のレベル以上に上昇しないように，
下側プラテン52に形成された一対のショルダ54及びリン
グパッド51は協働する。

【００２０】異形底を有するカップ10は以下の方法に従
って本発明の装置を使用して形成される。一枚の材料Ｍ
がプレスの第１レベルにおいて，絞り型20と絞りパッド
22の間に挿入される。材料Ｍが正しく配置されたとき，
外側スライド23が絞りパッド22を材料Ｍに対して移動
し，それによって材料Ｍが絞りパッド22と絞り型20の間
に押し付けられる。外側スライドの進行が続くと，切断
エッジ24が材料Ｍから実質的に円形のブランクを切断す
る。図２に示されるように，スクラップ材料27は支持体
25によって担持され，ブランク28は絞り型20と絞りパッ
ド22の間に押し付けられたまま残る。

【００２１】材料Ｍが打ち抜かれた後，内側スライド31
によりパンチ組立体30がブランク26の方へ移動しかつ絞
り型20を通過する。この移動により，ブランク28は絞り
型20のエッジ20a全体にわたって絞られ，カップ11の外
壁11が図３に示されるように形成され始める。パンチ組
立体30が絞り型20を通じて移動するに従い，絞り型20と
絞りパッド22の間の押しつけ圧力は外側スライド23によ
り制御される。

【００２２】パンチ組立体30は，ブランク28全体がカッ
プを形成しながら絞り型20に対して絞られるまで，絞り
型20を通じて移動し続ける。その際，内側スライド31が
パンチ組立体30及びカップ60をプレスの第２レベルまで
下方へ動かし続ける。カップ60は図４に示すようにパン
チ組立体30上に残る。パンチコア32が内側コア型50上に
底付けされたとき，パンチリング33は内側スライド31に
よりスプリング53の力に打ち勝ってリングパッド51に抗
して下方に移動させられる。パンチリング33のこの動き
によりカップ60の底面は，カップ60の底をプロファイル
するべく内側型コア50のエッジ50aにわたって絞られ
る。図５に示されるように，パンチリング33の伸張によ
り，異形カップ10の内側底面14及び外側底面12並びに概
して円筒形の内壁13が形成された。

【００２３】パンチリング33が完全に延伸した後に，内
側スライド31は逆動作し，パンチリング33は引っ込めら
れる。リングパッド51の下側に配置されたスプリング53
は，リングパッド51に対しパンチリング33に抗して上方
へ負荷をかけ，カップ10をプレスの第２レベルまで戻さ
せる。ショルダ54及びショルダ35は同時に一致してリン
グパッド51がさらに上昇することを防止し，パンチリン
グ33及びパンチコア32が一緒に上昇し始める。パンチ組
立体30が引っ込められるに従い，カップ10はパンチ組立
体30上に残る傾向がある。図６に示されるように，パン
チコア32内に配置された流体ライン34の作用により，カ
ップ10をパンチ組立体30から分離するための空気圧が与
えられる。その際，プレス壁21内の流体ライン41はプレ
ス壁21内の開口42からカップ10を押し出すための空気圧
力を作り出すよう作動し，その後カップ10は次の処理用
の装置へ移送される。本願は特許法の定める規則に従っ
て完全に説明されてきたが，特許請求の範囲に記載され
た発明の思想及び態様から離れることなく修正が可能で
あることが理解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は，本発明に従って形成された異形底を有
するカップの断面斜視図である。

【図２】図２は，最初のブランク及び絞り工程を示す本
発明に従う装置の部分断面図である。

【図３】図３は，図２と同様に，最初の絞り工程を示す
装置の配置を示したものである。

【図４】図４は，図２と同様に，最初の絞り工程終了後
の装置の配置を示したものである。

【図５】図５は，第２の絞り工程終了後の装置の配置を
示したものである。

【図６】図６は，異形底を有するカップが本発明の方法
に従って形成された後の装置の配置を示したものであ
る。

【符号の説明】

20 絞り型 21 プレス壁 22 絞りパッド 23 外側スライド 24 切断エッジ 27 スクラップ材 28 ブランク 30 パンチ組立体 31 内側スライド 32 パンチコア 33 環状パンチリング 34 流体通路 35 ショルダ 40 チャンバ 41 流体ライン 42 開口 50 型コア 51 リングパッド 53 スプリング 54 ショルダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597062959 2824 Ｗｏｏｄｌａｗｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｎ．Ｗ．，Ｃａｎｔｏｎ，Ｏｈｉｏ，Ｔｈ ｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 テリー・エル・ガング，ジュニア アメリカ合衆国オハイオ州カントン，エ ヌ・ダブリュー，ブレーク・アベニュー 2615アパートメント５ (72)発明者 グレゴリイ・エー・カルデロン アメリカ合衆国オハイオ州マシロン，エ ヌ・ダブリュー，オウドゥボン・ストリー ト8277 (72)発明者 ハリー・ディー・ステュワート アメリカ合衆国オハイオ州ノースカント ン，エヌ・イー，ローリングリッジ3843 (72)発明者 ウイリアム・ジェー・シモンズ アメリカ合衆国オハイオ州カントン，エ ヌ・ダブリュー，ダンケイス・ドライブ 1730

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定下側プラテン及び可動上側プラテン
   を有するプレス内で一枚の材料から異形底カップ10を形
   成するための装置であって，下側プラテンにより担持さ
   れた絞り型20と，上側プラテンにより担持され，パンチ
   コア32及び環状パンチリング35を有することを特徴とす
   るパンチ組立体30であって，前記環状パンチリングは前
   記パンチコアの外壁と同軸に配置され，前記パンチコア
   に関して選択的に移動可能であるところのパンチ組立体
   と，前記下側プラテンにより担持された内側型コア50
   と，前記内側型コアを包囲しかつ前記内側型コアに関し
   て独立に移動可能であるリングパッド51と，から成り，
   前記パンチ組立体は，前記絞り型を通じて前記内側型コ
   ア及び前記リングパッドの方へ移動可能である，ところ
   の装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の装置であって，さらに，
   前記リングパッドに対し前記環状パンチリング方向への
   負荷をかける少なくとも一つのスプリング53から成り，
   該少なくとも一つのスプリングは前記下側プラテンによ
   り担持されている，ところの装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の装置であって，前記内側
   型コア及び前記リングパッドは上側面を有し，前記リン
   グパッド及び前記下側プラテンは一対の協働ショルダ54
   を有し，前記一対の協働ショルダは前記リングパッドの
   前記上側面が前記型コアの前記上側面より上へ上昇する
   ことを防止する，ところの装置。
4. 【請求項４】請求項１に記載の装置であって，前記環状
   パンチリング及び前記パンチコアは底面及び一対の協働
   ショルダを有し，該一対の協働ショルダは前記環状パン
   チリングの前記底面が前記パンチコアの前記底面より上
   に上昇するのを防止する，ところの装置。
5. 【請求項５】請求項１に記載の装置であって，前記パン
   チコアはそこを通過する流体通路を有し，該流体通路は
   選択された流体によって加圧空気源と連通している，と
   ころの装置。
6. 【請求項６】請求項１に記載の装置であって，さらに，
   前記絞り型付近に配置され，前記パンチ組立体と独立に
   前記絞り型の方向へ及びそこから離れて選択的に移動可
   能である絞りパッドから成る，ところの装置。
7. 【請求項７】請求項６に記載の装置であって，さらに前
   記絞りパッドの半径方向外側に配置された切断エッジか
   ら成る，ところの装置。
8. 【請求項８】外側底面から上方へ伸張する外側壁及び内
   側底面と外側底面を結合する内側壁を有する異形底カッ
   プ10を形成するための，請求項１に記載の装置であっ
   て，前記パンチコア32及び前記型コア50は異形底カップ
   の内側底面を形成するように大きさが決定され，パンチ
   リング33及び型リングパッド51は異形底カップの外側壁
   及び外側底面を形成するように大きさが決定されてい
   る，ところの装置。
9. 【請求項９】パンチ組立体及び絞り型を有するプレス内
   で一枚の材料から異形底カップ10を形成する方法であっ
   て，板状の材料から概して円形のブランクを打ち抜く工
   程と，パンチコア及び環状パンチリングを有するパンチ
   組立体によって，前記ブランクを絞り型に対して絞るこ
   とにより，外側壁及び底面を有するカップを形成する工
   程と，該カップの底面を型コアに対して絞ることにより
   カップの底面をプロファイルする工程と，から成ること
   を特徴とする方法。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の方法であって，前記概
    して円形のブランクを打ち抜く工程が，板状材料をプレ
    スの第１レベルへ挿入する工程と，板状材料を絞りパッ
    ドと絞り型の間に押さえつける工程と，材料の一区画か
    ら実質的に円形のブランクを切り取るべく板状材料を通
    過して切断エッジを送る工程と，から成る方法。
11. 【請求項１１】請求項９に記載の方法であって，前記概
    して円形のブランクを打ち抜く工程はプレスの第１レベ
    ルにおいて実行され，さらに，カップをプレスの第２レ
    ベルへ移送する工程から成る，ところの方法。
12. 【請求項１２】請求項９に記載の方法であって，前記カ
    ップの底面をプロファイルする工程が，パンチコアを型
    コアに底付けする工程と，カップの底面を型コアに対し
    て絞るべく，パンチコアを通過してプレスの第２レベル
    よりも下方へパンチリングを送り続ける工程と，から成
    るところの方法。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載の方法であって，パン
    チリングがパンチコアを通過して送られるとき，該パン
    チリングは少なくとも一つのスプリングに抗してリング
    パッドを押しのける，ところの方法。
14. 【請求項１４】請求項１３に記載の方法であって，異形
    底カップを形成する方法がさらに，前記カップをプレス
    の第２レベルまで戻す工程から成る，ところの方法。
15. 【請求項１５】請求項１４に記載の方法であって，さら
    に異形底カップをプレスの第２レベルから放出する工程
    から成る，ところの方法。