JPS59147108A - ダイ装置 - 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】 個の金属円筒体の開口端部同士を嵌合するだめのグイ装
置に関する。

最近細口の口部を有する継目なし金属上部缶体（第１図
の１１参照）と、有底の継目なし金属下部缶体（第１図
の１２参照）の各開口端部を、熱可塑性樹脂よ□りなる
接着剤層を介して嵌合し、その後接着剤層を溶融又は軟
化して開口端部同士を熱接着してなる周状の接合部を有
する金属容器が、炭酸飲料等用の耐圧容器として提案さ
れている。

この場合、拐料費節約のため、開口端部の肉厚は比較的
薄肉（例えば０．１〜０．３ｍ＋ｎ）にすることが好ま
しい。

そして気密な接合部を得るためには、各開口端部の間に
圧力が加わった状態において熱接着を行なう必要がある
。このような加圧状態を得る一般的な手段は、上記嵌合
部、一方の開口端部を、グイ装置に嵌挿さ力、た他方の
開口端部内に絞り込みなが′ら嵌入することによって行
なうことである。

しかしながら、絞り込まれる側の開口端部が、比較的薄
肉で、特にアルミニウム（合金）等の比較的剛性の小さ
い材料よりなる場合、絞り込まねるさいに円周方向に座
屈し易く、座屈部に内外部を連通ずる孔部を生じて、形
成された接合部の気密性や液密性が損なわれ易い七いう
問題を生ずる。

本発明は以上に述べた従来技術の問題点の解消を図るこ
と全目的とする。

に記目的を達成するため、本発明は第１の金属円筒体の
開口端部内に、少なくとも外周面に接着剤層が形成され
、該接着剤層の外径が第１の金属円筒体の開口端部の内
径よりも大きい第２の金属円筒体の開口端部を嵌入する
だめのダイ装置であって、該ダイ装置は１対の半割ダイ
と、該半割ダイの開閉装置を備えており、該半割ダイは
完全に閉じブζ状態において、第１の金属円筒体の開口
端部を嵌挿可能な円筒形案内面を有する第１の孔部、該
円筒形案内面に連接して半径方向内方に延び、幅が第１
の金属円筒体の開口端部の厚さに等しいか、それより若
干大きい段差部、および該段差部に実質的に連接して外
方に拡がる、第２の金属円筒体の開口端部を案内するだ
めの截頭円錐形案内面を有する第２の孔部を備え、該開
閉装置は、該半割ダイに締付力を加えるだめの弾性手段
を備えており、該弾性手段による締付力は、嵌入の初期
までは該半割ダイを完全に閉じるように設定されており
、かつ該弾性手段は、嵌入初期径嵌入終了までの＋ＨＩ
　、第１の金属円筒体の開口端部が該弾性手段の締付力
に抗して拡開できるように、その弾性係数が定められて
いることを特徴とするグイ装置を提供するものである。

以下実施例である図面を参照しながら本発明について説
明する。

第１図は、上部缶体１１の開口端部１１ａ内に、下部缶
体１２の開口端部１２ａを、熱可塑性樹脂よりなる接着
剤層１３を介して嵌入して、嵌合部１４を形成した金属
容器組立体１ｏを示したものである。金属容器組立体１
０は、この後嵌合片グイ装置１５を開いて、熱接着ステ
ーションに移され、嵌合部１４を当該熱可塑性樹脂の熱
接着可能温度、すなわち融点または軟化点より高い温度
に加熱して、嵌合部１４を熱接着することによって、周
状の接合部（嵌合部１４に対応する）を形成され、金属
容器となる。

上部缶体１１は、比較的薄い（例えば帆１５〜０．３０
ｍｍ）金属ブランクの（例えばふりき、アルミニウム合
金等の）絞り加工等によって形成された継目無しの胴部
１１ｂ１肩部］、　１　ｃおよび細口の口部ｌｉｄを備
えている。本明細書においては、このような形状の缶体
をも金属円筒体とよぶ。下部缶体１２も、比較的薄い金
属ブランクの絞シ加工等によって形成された力、プ状体
であっ−ｃ１胴部１２ｂおよび底部１２ｃを備えている
。本明細書においては、このような形状の力、ゾ状体を
も金属円筒体とよぶ。上部缶体１１の胴部１１ｂの外径
と肉厚は、下部缶体１２の胴部１．２　ｂの外径と肉厚
に夫々実質的に等しい。１６および１７は夫々、嵌合の
ため用いられる上部缶体１１および下部缶体１２の押込
体である。

絞り加工等によって成形された直後の下部缶体１２の胴
部１２ｂは、開口端部まで同一径であるが、第２図（ａ
）に示すように、開口端部を縮径加工して、外径が上部
缶体１１の開口端部１　］、　ａの内径と実質的に等し
い、短円筒形の縮径部１２ａ′を形成する。縮径部１２
ａ′の長さは通常約２〜１０鴫である。１２ａ“は縮径
部１２ａ′形成に伴ない形成された肩部である。かくす
ることにより、下部缶体の開口端部、すなわち縮径部１
２８′の嵌入のさいの絞り込み量、すなわち嵌合代が、
上部缶体１１の開口端部１１ａの肉厚分だけ小さくなっ
て、すなわち嵌合代は接着剤層１３の厚さのみとなって
、嵌合時の前記の座屈が一層起り難くなる。

次に縮径部１２ａ′の外周面１２ａｌ′、端面１２ａ２
′および内周面の端（ｉ１２ａｚ’＆りの部分１２’ａ
３’に、接着剤層１３を形成する。端面１２　ａ２′を
接着剤層１３で被覆するのは、下部缶体１°２の内面（
上部缶体１１の内面も同じ）は、通常図示されない防食
塗膜で保護されているが、端面１２　ａ２’はカットエ
ツジであるため金属が露出しているので゛、この露出金
属を内容物による侵食に対して保護するためである。従
ってかかる保護を必要としない場合は、外周面１２　ａ
＋′のみの被覆でもよい。接着剤層１３（外周面１２　
ａｌ’上の）の形成は、接着剤の潤滑効果により嵌入を
容易にし、またパリのだめに接合部に気孔が生成するの
を防止できるという利点を有する。

接着剤層１３は、粉体塗装やスラリー塗装等によって形
成してもよいが、熱接着性プラスチ、クテーフ０（例え
ば変性線状、ｌ？　ＩＪエステル、区はナイロン１１も
しくは１２等の比較的低融点で極性基を有する熱可塑性
樹脂のチー′７′）を、必要に応じプライマ一層を介し
て貼着することによって形成するのが最も好ましい。所
定の均一の厚さの、かつ表面が平滑で気孔等のない接着
剤層１３を得ることができるからである。接着剤層１３
の厚さは、通常約３０〜１００μｍであって、開口端部
１１ａおよび縮径部１２ａ′の厚さく通常約０．１５〜
０．３０ｍｍ）よりも、はるかに薄い。

グイ装置１５は、第３図に示すように、１対の一半割ダ
イ１５ａ、１５ｂを備えており、半割ダイを完全に締付
けた状態において、第２図（ａ）に示すように、上部缶
体１１の開口端部１１ａ挿入用の孔部１８、および下部
缶体１２の縮径部１２ａ’挿入用の孔部１９を有してい
る。孔部１８には、円錆５台形の導入用案内面１８ａお
よび短円筒形の開口端部１１ａを嵌挿可能な案内面１８
ｂが形成されている。この場合の「嵌挿可能な」とは、
開口端部１１ａの固定（グイ装置１５と同心に）と整形
（断面真円形への）が可能な程度の比較的緩い嵌入が可
能であるという意味であって、例えば嵌合成約０．２ｍ
以下の場合をいう。

円筒形案内面１８ｂに連接して、半径方向内方に延びる
段差部２５が形成されている。図では段差部２５の半径
方向幅は、開口端部１１ａの厚さに等しくなっているが
、後者よシ若干（座屈を生じない範囲内で；例えば約帆
２瑞以下）大きくても差支えない。２１は段差部２５の
内径を定めるだめの、ごく細幅の円筒形面取シ部であっ
て、円筒形面取シ部２１を介して、段差部２５は孔部１
９の外方に拡がる截頭円錐形案内面１９ａに連接してい
る。このような連接の態様を本明細書においては、実質
的に連接すると呼ぶ。截頭円錐形案内面１９ａは、嵌合
が終了した時点（第２図（ｄ）参照）で、下部缶体１２
の肩部１２ａ“に接触しない程度（７）　ｆ　−ノｊを
有している。

各半割ダイ１５ａおよび１５ｂには夫々、グイ装置１５
を開閉するだめの駆動軸２０ａおよび２０ｂが、互に対
向して半径方向外側に延びるように固設されている。駆
動軸２０ａおよび２０ｂは、夫々固定体２１ａおよび２
１ｂの夫々のブ。

シンク２２ａおよび２２ｂに沿い、水平方向に摺動可能
に構成されている。

半割ダイ１５ａ゛と固定体２１ａの間には、駆動軸２０
ａを包囲して押圧コイルスプリング２３ａが設けられて
いる。同様にして半割ダイ１５ｂと固定体２．ｌｂＯ間
には、駆動軸２０ｂを包囲して抑圧コイルスプリング２
３ｂが設けられている。

そしてグイ装置１５を開くだめの駆動軸２０ａ　。

２０ｂの半径方向外側への移行は図示されない駆動機構
（例えばカム機構）によって行なわれ、グイ装置１５を
閉じるための駆動軸２０ａおよび２０ｂの半径方向内側
への移行は、夫々押圧コイルスゲリング２３ａおよび２
３ｂによって行なわれるように構成されている。

従って嵌合作業中に、半割ダイ１５ａ、１５ｂを介する
開口端部１１ａに加わる締付力は、押圧コイルスフ０リ
ング２３ａおよび２３ｂのばね強さによって定められる
。そして嵌入の初期（第２図（ｂ）の状態）ｉ！では、
半割ダイ１５ａ、１５ｂを完全に閉じる締付力が得られ
るように、上記ばね強さは設定されている。さらに嵌入
初期の後、嵌入終了までの間は、開口端部１１ａが押圧
コイルスゲリング２３　ａ　ｙ　２３　ｂの締伺カに抗
して拡開できるように、抑圧コイルスプリング２３　ａ
　、　２３ｂの弾性係数が定められている。

す々わち嵌入終了後の半割ダイ１５ａ、１５ｂ間の開き
量をｄ（第４図）とすると、各半割ダイ１　’５　ａ’
　、　１５　ｂの変位量はｄ／２である。そして初期締
伺力をＦ。、押圧コイルスプリング２３ａ。

２３ｂの弾性係数をεとすると、Ｆｏ＋ｄε／２が、嵌
入作業中に開口端部１１ａに加わる最大拡開力よりも小
さくなるように、上記弾性係数εの値は定められている
。

ダイ装置１５を用いて嵌合は次のようにして行なわれる
。先づ半割ダイ１５ａ　、１５ｂを締付け、固定した状
態において、押込体１６によって、第２図（ａ）に示す
ように、上部缶体１１の開口端部１１ａを、その端部１
１ａ２が段差部２５に出接するまで嵌太し、開口端部１
１ａの固定と整形（断面真円形への）を行なう。次に下
部缶体１２の縮径部１２ａ′を、押込体１．７により孔
部１９を通って、上部缶体１１と同軸にダイ１５に挿入
する。

縮径部１２ａ′の部分の外径は、接着剤層１３の厚さの
２倍だけ、段差部２５の内径より大きいので、段差部２
５、従って開口端部１１ａの端部１１ａ２に達するまで
に、外周面１２月′の先端部−Ｈの接着剤層１３が截頭
円錐形案内面１９ａに接触し、さらに押込まれると、第
２図（ｂ）に示すように、縮径部１２ａ′の先端は、実
質的に弾性的に内側に折曲げられて、上部缶体１１の開
口端部１１ａの先端内に嵌入される。

この段階まででは、抑圧コイルツノ０リング２３ａ。

２３ｂによる締伺力のため、半割ダイ１５ａ。

１５ｂは完全に閉じている。この段階までに半割ダイ１
５ａ、１５ｂが開くと、縮径部１２ａ′の先端が折曲げ
られず、従って開口端部１１ａ内への嵌入が不可能とな
るからである。

次いで縮径部１２ａ′の嵌入を続けると、抑圧コイルス
プリング２３ａ、２３ｂの弾性係数が前記のように定め
られているので、第２図（Ｃ）に示すようにグイ装置１
５が僅かに開いて、開口端部１１ａの嵌合部１４′が拡
開する。すなわち開口端部１１ａと縮径部１２ａ′先端
の嵌合部１４′の嵌合代である接着剤層１３の厚さ分だ
け、嵌合部１４′に対応する開口端部１１ａの部分およ
び縮径部１２ａ′の部分は、夫々実質的に弾性的に（若
干母型性変形が加わっても差支えない）拡開および収縮
する。引続いて縮径部１２ａ′をほぼその全長にわたり
、開口端部１１ａ内に嵌入することによって、第２図（
ｄ）に示すように、気密な嵌合部１４が形成される。以
上のように嵌合のさいに外側の開口端部１１ａが拡開す
るので、その分だけ、内側の縮径部１２ａ′の収縮量が
小さく、従って縮径部１２ａ′の座屈が起り難い。嵌合
部】４が形成された後、駆動軸２０ａ　、２０ｂを半径
方向外側に移行させて、金属容器組立体］０をグイ装置
１５から取外す。

以上のようにして形成された嵌合部１４にはスフ０リン
グパツクによる内部押圧力が加わっているので、接着剤
層１３の熱接着可能温度に加熱し、熱接着することによ
り、気密な接合部が得られる。

本発明は以上の実施例によって制限されるものでなく、
例えば第５図に示すように、下部半割ダイ１１５ｂを固
定体１０１に固設し、上部半割ダイ１１５ａが固定体１
０１にピン１０２を介して枢設され、上部半割ダイ１１
５ａは中間に抑圧スプリング１２３を備えた駆動軸１２
０を、図示されない駆動機構（例えばカム機構）によっ
て上下することによって開閉するように構成されたグイ
装置１１５であってもよい。

この場合も押圧コイルスフ０リング１２３の嵌入初期の
締付力および弾性係数は前記と同様にして定められる。

嵌合終了後下部駆動軸１２０ｂが下降すると、下部駆動
軸１２０ｂの上端部１２０ｂ。

と、上部駆動軸１２０ａの下端部１２０ａ１が係合して
、上部駆動軸１２０ａが下降して、上部半割ダイ１１５
ａがピン１０２の周りに揺動して矢印方向に開いて、嵌
合部の形成された金属容器組立体１０をグイ装置１１５
から取出すことができる。

以上のグイ装置１５の場合、丁部半割ダイ１１５ｂが固
定されているので、軸線が安定しており、軸線の移動に
よる嵌合の困難又は不可能を招くおそれがないというメ
リットを有する。また下部半割ダイ１１５ｂは固定され
ていて′も、上部半割ダイ１１５ａは嵌入の進行に伴な
い上方に開き、かつ開口端部１１ａの拡開量はごく微少
であるので、座屈防止の点では、第３図の場合とほぼ同
等の効果を挙げることができる。

また第３図、第５図例れの場合も、弾性手段としてコイ
ルスプリングの代シにエアシリンダーを用いてもよい。

すなわち例えば第３図の場合、駆動軸２０ａ　、２０ｂ
をエアシリンダーのピストン口、ドに代えてもよい。こ
の場合の弾性係数には、エアシリンダー内の圧縮エアの
体積弾性率が対応する。

さらに弾性手段として、弾性ゴムやソレノイド等をも採
用することができる。

本発明によれば、嵌入される金属円筒体の開口端部が、
比較的薄肉の場合であっても、座屈を生ずるおそれがな
いという効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例である装置によシ形成さ
れた嵌合部を有する金属容器組立体の例を示す縦断面図
、第２図は本発明の第１の実施例である装置を用いて、
第１図の嵌合部を形成する工程を示す要部縦断面図であ
って、第２図（ａ）は嵌合前の状態を、第２図（ｂ）は
嵌合初期の状態を、第２図（ｃ）は、嵌合が進行中の時
点の状態を、第２図（ｄ）は嵌合が終了した時点の状態
を示す図面、第３図は第２図（ａ）のＩ−ＩＩＩ線に沿
う縦断面図、第４図は第２図（ｄ）のＩＶ−ＩＶ線に沿
う縦断面図、第５図は本発明の第２の実施例である装置
の１部切断正面図である。 １１・・・上部缶体（第１の金属円筒体）、１１ａ・・
開口端部、１２・・下部缶体（第２の金属円筒体）、１
２ａ′・・・縮径部、１３・・・接着剤層、１４・・・
嵌合部、１５　、１１５−・・グイ装置、１５ａ、１５
ｂ。 １１５　ａ　、　１１５　ｂ−半割グイ、１８　、１９
　：・・孔部、１８ｂ・・・円筒形案内面、１９ａ　截
頭円錐形案内面、２０ａ　、２０ｂ　、１２０−・駆動
軸（開閉装置の一部）、２３　ａ　、　２３　ｂ　、　
１２３−押圧コイルスプリング（弾性手段）、２５・・
・段差部。 第　１　図 第２図 （Ｇ）　　−ｔＩＩＩ （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （］）第１の金属円筒体の開口端部内に、少なくとも外
   周面に接着剤層が形成され、該接着剤層の外径が第１の
   金属円筒体の開口端部の内径よりも大きい第２の金属円
   筒体の開口端部を嵌入するだめのダイ装置であって、該
   ダイ装置は１対の半割ダイと、該半割ダイの開閉装置を
   備えており、該半割ダイは完全に閉じた状態において、
   第１の金属円筒体の開口端部を嵌挿可能な円筒形案内面
   を有する第１の孔部、該円筒形案内面に連接して半径方
   向内方に延び、幅が第１の金属円筒体の開口端部の厚さ
   に等しいか、それより若干大きい段差部、および該段差
   部に実質的に連接して外方に拡がる、第２の金属円筒体
   の開（］端部を案内するだめの截頭円錐形案内面を有す
   る第２の孔部を備え、該開閉装置は、該半割ダイに締付
   力を加えるだめの弾性手段を備えており、該弾性手段に
   よる締付力は、嵌入の初期寸では該半割ダイを完全に閉
   じるように設定されており、かつ該弾性手段は、嵌入初
   期径嵌入終了までの間、第１の金属円筒体の開口端部が
   弾性手段の締伺力に、抗して拡開できるように、その弾
   性係数が定められている６、と全特徴とするグイ装置。