JPH03275223A - 金属終端部材用の金型組立体および金属終端部材成形方法 - 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】 〔産業上の材用分野〕 本発明は、金属製容器用の金属終端部材の成形における
有用な改良に関し、特に必要とされる容器内部圧力に対
して充分な強度を有しながら最小限の金属を用いて成形
される金属終端部材に関する。そして、この金属終端部
材は、特に炭酸飲料等の充填に用いるのに適合したもの
である。

〔従来の技術〕

本発明の主題である終端部ヰ４はチャックウォル（ｃｈ
ｕｃｋ　ｗａｌ　Ｉ）内側のセンターパネル周囲にさら
穴（ｃｏｕｎｔｅｒｓｊｎｋ　）を設けた点で優れてい
る。

初期に開発されたそのような終端部材は、１９７８年８
月２９日ｆ寸でシュルツ（ＳｃｈｕｌＬｚ　）に付与さ
れた米国特許節４．１．０９，５９９号に開示されてい
る。シュルツの特許によれば、アルミニウム終端部材は
型押しの第１セツト内でシェル（５ｈｅｌ　ｌ　）とし
て成形され、その後、型押しの第２セツトに移されて、
そのシェルのセンターパネルはセンターパネル周囲の金
属とともに周辺係合フランジに対して軸方向に移動され
曲げられて所望のさら穴が形成される。しかし、この特
許の型押しは商業目的に充分なものであることを証明し
得なかった。

シュルツの特許の後の異なった型押しは英国のメタルボ
ックス（Ｍｅｔａｌ　Ｂｏｘ　）により開発され、１９
８６年２月２５日付で米国特訂第４，５７１゜９７８号
が、また１９８６年８月１９日付て米国特許節４，６０
６，４７２号がタウベ（Ｔａｕｂｅ　）らに付与された
。これらの特許の型押しは所望の終端部材を成形するの
に単一の型押しとすることを可能としたが、オハイオ州
カントンのレディコン　コーポレーション（Ｒｅｄｊｃ
ｏｎ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　）により他の型押しが
開発され、米国特許箱４．５１６，４２０号、同４，５
８７，８２５号、同４，５８７，８２６号、同４，７１
５，２０８号がブルソ（Ｂｕｌｓｏ　）らに付与された
。これらの特許によれば、終端部材用のシェルの成形に
おいてパンチコア（ｐｕｎｃｈ　ｃｏｒｅ）は底部に周
囲突起物か設けられ、所望のさら穴が形成される。特に
プルソの米国特許箱４，７１５，２０８号に開示されて
いる型押しは購入されて試用された。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この型押によればシェルのチャックウオールが
成形されたときに、このチャックウォルは上部が円錐台
形状であるのに下部は円筒部分を有している。これらの
２つの部分は相互に角関係にあり、円形線に沿って交差
している。さら穴の深さを増すためのそのようなシェル
の再成形において、チャックウオールの円筒部分は消失
する。

しかし、チャックウオールは交差の以前の線においてな
お強度が弱く、所望の金属の厚さでの終端部材の所望の
強度は商業的に得られなかった。

ブルソらの米国特許箱４，７１５．２０８号の型押しに
おける他の困難性は、シェルの成形においてパンチコア
の底面で環状突起物の回りに金属か引っばられることで
あり、これにともなってその領域の金属が薄くなる。

シュルツの特許において明らかに説明したように、特有
の用途のために金属終端部材は所定の曲げ強度を有する
必要がある。特に炭酸飲料等を充填するための金属製容
器との結合に用いられるアルミニウム終端部材の曲げ強
度は９０ｐｓｉとなる。残念ながらブルソらの米国特許
箱４，７１５゜２０８号により選択された壁部厚さとア
ルミニウム原料で成形さけれた終端部材は９０ｐｓｉ未
満であることが判明した。

ここて、金属終端部材の成形の型押しと方法とはツユル
ツ、タウベら、ブルソらとで明らかに異なることを指摘
する。さらに、型押しの使用が相互に異なりツエルッで
は２つの型押しのセットが使用され、タウベらはセンタ
ーパネルを定位置に保持し外側型押しを用いてシェルを
成形し、その後さら穴を成形し、ブルソらは、特にさら
武功期成形パンチコアを使用している。

本発明は、このような事情に鑑み創案されたものであり
、チャックウオールの内側のセンターパネル周囲に強度
に優れたさら穴を有する金属終端部材を成形するための
金型組立体と、金属終端部材成形方法を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、放射状の外側係合フランジと、下方向放射状
に内側に傾斜しているチャックウオールと、センターパ
ネルと、前記チャックウオールを前記センターパネルに
接続する軸方向下方のさら穴とを有する形式の金属終端
部材の成形方法において、前記方法は前記係合フランジ
と前記チャックウオールと前記センターパネルとを有し
前記センターパネルが最も低くかつ丸みによって前記チ
ャックウオールに接続するシェルを成形する段階と、前
記フランジと前記チャックウオールを外側金型コアリン
グにより支持する段階と、前記センターパネルをパンチ
コアと金型コア間で締める段階とを有し、前記金型コア
と前記パンチコア間に前記センターパネルを締めつける
間に、一方で前記外側金型コアリングを相対的に軸方向
に動かし、前記金型コアとパンチコアは前記センターパ
ネルと前記係合フランジを相対的に軸方向に動かし前記
チャックウオールを短かくし、これにより反対方向に反
転したさら穴を前記センターパネルとチャックウオール
の間に前記センターパネルの下方にぶらさがるようにほ
ぼ周囲に成形するよう構成されている。

また、本発明は、金属製容器用の金属終端部材であって
、ぶらさがりさら穴で囲まれたセンタパネルと、前記さ
ら穴から上方へ延びるチャックウオールと、チャックウ
オールにより保持される放射状の外側係合フランジとを
有する金属終端部　０ 材用の金型組立体において、前記組立体は平坦金属ブラ
ンクを外側係合フランジを成形するように形づくるため
の外側型押しと、前記外側型押しに対して軸方向に移動
可能であり、前記センターパネルを前記係合フランジに
対して軸方向にずらし凹状としながら保合フランジとチ
ャックウオールとセンターパネルを含むシェルを前記外
側型押しと協同して最初に成形する中央パンチコアと、
前記パンチコアと協同して前記パンチコアに対してセン
ターパネルを押しつけることができる金型コアと、前記
センターパネルを締めつけている間に前記パンチコアと
前記金型コアを同時に前記パンチコアの前の移動方向と
逆方向に動かし前記チャックウオールの下部を逆方向に
折り返して前記金型コア周囲にさら穴を成形するための
手段とを有するよう構成されている。

〔作用〕

本発明によれば、ブルソらの米国特許節４７１５．２０
８号の基本型押しを使用するが、パンチコアは変更され
てチエツクウオールの下部の円筒部分とさら穴の初期成
形は削除されている。

しかし、新しいパンチコアを用いてシェルが成形された
ときに、パンチコアのシェル成形ストロクの最終部にあ
るパンチコアは、下部金型コアとによるシェルのセンタ
ーパネルの締めを確実にし、その後、シェルの保合フラ
ンジは定位置に保持されているが、パンチコアと金型コ
アはセンターパネルを間に締めつけている状態でパンチ
コアのシェル成形移動と逆の方向に移動し、所望のさら
穴を成形するために金型コアを囲むシェルの金属の曲げ
を生じさせる。そして、ブルソらの型即しの変更により
結果物である終端部材の曲げ強度が１４０．７〜２１１
．．１ｇ／ｃＪ　（２’ｐｓ　１−３ｐｓｉ）増大し、
商業製造に要求される強度まで終端部材の曲げ強度を増
大させることが判明した。

角ぼって連接する２つの部分におけるチャックウオール
の初期成形のためのさら穴範囲の外側先端を囲む抑圧を
削除したことにより、曲げによる終端部材の失敗の傾向
が大幅に減少することが明らかになった。さらに、ブル
ソらの終端部材のバ１ ２ ンチコアの底部における丸みの周辺で金属が引っばられ
るので、シュルツの米国特許節４．１０９５９９号によ
り教示されているようなさら穴における金属肥厚の可能
性は排除された。

さらに、ブルソらの型押しでの予備成形と移動の組み合
せは、さら穴丸みを真の丸みに成形するのを妨害するこ
とが明らかになった。ブルソらのシェルでは、さら大半
径は少し変形される。

他方、パンチコアと金型コア間でのセンターパネルのし
っかりとした締めつけと、チャックウオールのその成形
金型に対する保持およびパンチコアと金型コアの一致し
た動きによることと対照的に、センターパネルは中央に
残り、センターパネルからの金属の変形はさら穴を均質
に成形し、シュルツの米国特許節４，１０９，５９９号
によるセンターパネルの非線めつけと、タウベらの特許
において教示されているようなセンターパネルの定位置
での保持と対照的である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

本出願の図面はブルソらの米国特許節４７１５．２０８
号の図面と密接に関連し、パンチコアの形状と、終端部
材成形方法における外形変更の効果の点で異なる。した
がって、本発明が関係する型押しの構造上のさらに詳し
いことはブルソらの米国特許節４，７１５，２０８号が
参照されるべきである。さらに、本発明の型押しは、例
えばリッジウェイ（Ｒｉｄｗａｙ）の米国特許節３゜９
０２．３４７号に開示されているような典型的なプレス
において用いられる。

詳細について図面を参照すると、まず初めに、頂部中央
にパンチコア１０があり、このパンチコア１０は図示し
ない内部リングにより動かされ、内部リングにはパンチ
コア１０がパンチコア保持部（図示せず）によって固定
されている。

次に、頂部の型押しは最外側のパンチシェル１２を有し
、この最外側のパンチシェル１２はパンチシェル保持部
材１４を介して外側リング（図示せず）により動かされ
る。

　３ ］　４ パンチンエル１２から半径方向内側には第１加圧スリー
ブ１６があり、この第１加圧スリーブ１６は１以上のピ
ストン（図示せず）を有し、このピストンは第１加圧ス
リーブ１６の上方に配置され、液圧に応答して加圧スリ
ーブ１６上で稼動する。この加圧スリーブ１６はパンチ
シェル１２とパンチコア１０の双方に関して相対的に移
動可能である。

型押しはカットエツジ１８を動かす基部を備えている。

このカットエツジ１８の半径方向内側は第２加圧スリー
ブ２０てあり、この第２加圧スリーブ２０はパンチシェ
ル１２に対向するように型押し基部上に可動的に保持さ
れている。

さらに、半径方向内側は金型コアリング２２てあり、こ
の金型コアリング２２は基部上に固定保持されている。

さらに内側は打撃ピストン２４てあり、この打撃ピスト
ン２４は分離移動するために基部上に可動的に保持され
ている。

金型コアリング２２は第１加圧スリーブ１６に対向して
配設されており、打撃ピストン２４はパンチコア１０の
周囲に対向して配設されている。

金型コア２６は基部の型押し領域を仕上げるものであり
、ピストン（図示せず）によりベース６０に対して可動
である。

第５図を参照すると、金型コアリング２２は、丸みを有
する突出部２８をもつ上端部とともに特別の外形を有し
、突出部２８は下方内側へ傾斜している壁３０につなが
り、壁３０は下部直壁３２にて終っている。

加圧スリーブ１６は溝部３４を有する外形成形下部面を
備え、溝部３４は一般に丸みを有する突出部２８と互い
に補足し合うものである。

また、パンチコア１０は傾斜した側壁３６を備えた傾斜
した下部本体を有し、この側壁３６は金型コアリング２
２の傾斜壁３０と対向し、かつ平行である。側壁３６は
パンチコア１０の底面３８まで延びており丸み４０を介
して底面３８に接続している。

最後に、金型コア２６には上面４２が備えられ、この上
面４２はパンチコア１０の面３８に対向す　５ ６ る。この金型コア２６は円筒状の側壁４４を備え、この
側壁４４は打撃ピストン２４に対向している。

円筒状側壁４４は丸み４６を介して面４２に連接してい
る。

第１図を参照すると、シート状金属（好ましくはアルミ
ニウム）の所定のブランクＢはシート形状または原料の
コイルから引き出されてプレス内に挿入され、型押しの
上部半休、下部半休の間に保持される。特に、ブランク
Ｂは一方ではパンチシェル１２と加圧スリーブ２０との
間で締めつけられ、他方では加圧スリーブ１６と金型コ
アリング２２との間で締めつけられ、パンチシェル１２
と加圧スリーブ１６は矢印に示されるように下方に動く
。

さらに、木型押しの進歩は、第２図に示されるようない
わゆる逆カップまたはリバースカップとを成形するため
に、カットエツジ１８に接するブランクＢの圧断と、こ
れに続く金型コアリング２２の頂部の外面の周囲でのカ
ットブランクの周囲エツジのこすりをもたらす。カット
ブランクのこすれた周囲エツジは番号５０で示される。

また、パンチコア１０は、ちょうどこのリバースカップ
の中央部の頂部面と接触するところまで進入する。さら
に、パンチシェル１２は第２加圧スリーブ２０を支持す
る流体圧力に打ち勝つか、金型コアリング２２は固定さ
れその位置に残る。

この型押しの進歩はさらに第３図に見られ、パンチコア
１０は矢印の方向に下方進行を続け、金型２６を押し下
げる。この時点で、第５図の拡大図に示されているよう
に終端部材のセンターパネルＣＰは予備的に成形される
。

第５図に示されるように、パンチコア１０の傾斜壁３６
は、固定された金型コアリング２２の傾斜壁３０と共働
してチャックウオールＣＷを成形する。この時点で第１
加圧スリーブ１６はブランク原料を金型コアリング２２
の頂部に接して保持し、シワのない正確な寸法の壁を得
る成形操作の間、金属を制御する。また、この時点で壁
ＣＷの上部は、この状態でその最終の形状であり、変形
されず、その後の操作により影響されない。

　７ ８ 特に、パンチコア１０の底面３８は、金型コア２６の上
部面４２よりも大きな直径であることに注意すべきであ
る。したがって、成形されたセンターパネルＣＰの直径
は、その最終の直径よりも大きい。

第６図を参照すると、型押しが第５図の位置に到達した
後、パンチコア１０に係合していたリングは、パンチコ
ア１０を伴なって加圧基部から引き離れる。第５図に矢
印で示されるように、上方向へ金型コア２６が追従する
。

パンチコア１０と金型コア２６が一体となって上方に移
動するので、パネルセンターＰＣも上方に動き、金型コ
ア２６の頂部周囲で再成形を開始する。さらに、パンチ
コア１０の丸み４０の回りで予備成形された丸み５２は
再成形を開始し、直径が減少し始める。

パンチコア１０と金型コア２６との連結した動きにより
パネルセンターＰＣが上方に移動を続けるので、丸み５
４は丸み４６の回りに成形され、これに伴って丸み５４
はパネルセンターＰＣの周囲を画定する。この結果、さ
ら穴が成形され、これは一般に番号５６で示され、これ
は金型コア２６の頂部の回りの周囲関係において下方向
にぶらさがっている。同時に、チャックウオールＣＷの
長さが減少する。得られたさら穴５６は下部波曲部５８
を有し、この下部湾曲部５８はその内側で丸み５４に、
またその外側でチャックウ４−ルＣＷの下端と直接つな
がっている。

種々の成形操作の間、ピストン２４の上部はさら穴５６
を成形するためにさら穴５６に係合１７ている。

得られた終端部材６０は、外側係合フランジ６２を有し
、この外側係合フランジ６２はチャックウオールＣＷを
備え、このチャックウオールＣＷはさら穴５６により半
径が減少したパネルセンターＰＣにつながっている。

この時、型押しは、型押しの下半分の各部材が第７図に
示されるように当初の位置に達するまで上昇を続ける。

この時、終端部材６０はピストン２４により型押しの底
部の先端で保持される。

１つ 　０ そして、型押しの先端は完成した終端部材を取り出し、
新たなブランクＢを供給するのに充分な空間が得られる
までさらに上昇を続ける。

上述のようにして型押しにより成形された終端部材に関
して試験を行ない以下のことが明らかになった。終端部
材は要求される曲げ強度を堅実に有し、このような終端
部材の成形方法の変化と結果として生じる終端部材の構
造は、要求されている１４０．７〜２１１．１　ｇ／ｃ
ｊｔ　（２〜３ｐｓｉ）の曲げ強度をさらに提供する。

上記においては型押しと、この型押しを用いた好ましい
態様のみが述べられているが、請求の範囲に記載されて
いる本発明の精神と観点から離れないで型押しおよびこ
れを用いた方法に変更を加えることは可能である。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によればチャックウオール
内側のセンターパネル周囲にさら穴が設けられた金属終
端部材が成形され、この金属終端部材は最小限の金属材
料を用いていながら充分な曲げ強度を有し、さらにこの
金属終端部材のさら穴の成形は安定して確実に行なえる
という効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は締めつけられたブランクに対する成形操作の最
初の段階における型押しの部分断面図、第２図は型押し
が前進してブランクの周辺部を引き延ばす状態を示す第
１図と同様の部分断面図、第３図は終端部材シェルを成
形するように型押しが作動した状態を示す他の部分断面
図、第４図はシェルを改変しさら穴を成形する型押しの
動きを示す他の部分断面図、 第５図は成形されたシェルの特有の形状を示す型押しの
一部分のみの拡大部分断面図、第６図はセンターパネル
がパンチコアと金型コア間で上方へ移動することにより
シェルが改変されてさら穴が形成される状態を示す第５
図と同様の拡大部分断面図、 第７図は成形された終端部材が型押しから取り１ ２ 除かれる方法を示す第１図と同様の部分断面図である。 ］０・・パンチコア ］２・・・パンチシェル １６・・第１加圧スリーブ １８・・・カットエツジ ２０・・・第２加圧スリーブ ２２・・・金型コアリング ２４・・・打撃ピストン ２６・・・金型コア ２８・・・突出部 ３０・・傾斜壁 ３６．４４・・・側壁 ３８・・・底面 ４２・・・上面 ４０．４６，５２．５４・・・丸み ５６・・・さら穴

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、放射状の外側係合フランジと、下方向放射状に内側
   に傾斜しているチャックウォールと、センターパネルと
   、前記チャックウォールを前記センターパネルに接続す
   る軸方向下方のさら穴とを有する形式の金属終端部材の
   成形方法において、前記方法は前記係合フランジと前記
   チャックウォールと前記センターパネルとを有し前記セ
   ンターパネルが最も低くかつ丸みによって前記チャック
   ウォールに接続するシェルを成形する段階と、前記フラ
   ンジと前記チャックウォールを外側金型コアリングによ
   り支持する段階と、前記センターパネルをパンチコアと
   金型コア間で締める段階とを有し、前記金型コアと前記
   パンチコア間に前記センターパネルを締めつける間に、
   一方で前記外側金型コアリングを相対的に軸方向に動か
   し、前記金型コアとパンチコアは前記センターパネルと
   前記係合フランジを相対的に軸方向に動かし前記チャッ
   クウォールを短かくし、これにより反対方向に反転した
   さら穴を前記センターパネルとチャックウォールの間に
   前記センターパネルの下方にぶらさがるようにほぼ周囲
   に成形することを特徴とする金属終端部材成形方法。 ２、前記さら穴の成形において前記センターパネルの直
   径が減少することを特徴とする請求項１記載の金属終端
   部材成形方法。 ３、前記パンチコアと前記金型コアは異なった直径の対
   向面を有し前記パンチコア面の直径が大きく、前記さら
   穴の成形において前記センターパネルの形状と寸法はパ
   ンチコア面の形状と寸法から金型コア面の形状と寸法へ
   と移行することを特徴とする請求項１記載の金属終端部
   材成形方法。 ４、前記パンチコアと前記金型コアは異なった直径の対
   向面を有し前記パンチコア面の直径が大きく前記さら穴
   の成形において前記センターパネルの形状と寸法は前記
   センターパネルの直径の減少とともにパンチコア面の形
   状と寸法から金型コア面の形状と寸法へと移行すること
   を特徴とする請求項１記載の金属終端部材成形方法。 ５、前記さら穴は前記チャックウォールの連続として前
   記チャックウォールと前記センターパネルとに丸みを介
   して直接に接続されている下部湾曲部を有するＵ字形断
   面を有することを特徴とする請求項１記載の金属終端部
   材成形方法。 ６、前記さら穴は前記チャックウォールの連続として前
   記チャックウォールと前記センターパネルとに前記パン
   コアにより画定される丸みを介して直接に接続されてい
   る下部湾曲部を有するＵ字形断面を有することを特徴と
   する請求項１記載の金属終端部材成形方法。 ７、金属製容器用の金属終端部材であって、ぶらさがり
   さら穴で囲まれたセンターパネルと、前記さら穴から上
   方へ延びるチャックウォールと、チャックウォールによ
   り保持される放射状の外側係合フランジとを有する金属
   終端部材用の金型組立体において、 前記組立体は平坦金属ブランクを外側係合フランジを成
   形するように形づくるための外側型押しと、前記外側型
   押しに対して軸方向に移動可能であり、前記センターパ
   ネルを前記係合フランジに対して軸方向にずらし凹状と
   しながら係合フランジとチャックウォールとセンターパ
   ネルを含むシェルを前記外側型押しと協同して最初に成
   形する中央パンチコアと、前記パンチコアと協同して前
   記パンチコアに対してセンターパネルを押しつけること
   ができる金型コアと、前記センターパネルを締めつけて
   いる間に前記パンチコアと前記金型コアを同時に前記パ
   ンチコアの前の移動方向と逆方向に動かし前記チャック
   ウォールの下部を逆方向に折り返して前記金型コア周囲
   にさら穴を成形するための手段とを有することを特徴と
   する金属終端部材用の金型組立体。 ８、前記パンチコアと前記金型コアは異なった直径の平
   坦面を対向して有し、シェル段階におけるセンターパネ
   ルの直径は最終の終端部材におけるセンターパネルの直
   径よりも大きいことを特徴とする請求項７記載の金属終
   端部材用の金型組立体。 ９、前記パンチコアは丸みを介して前記パンチコア平坦
   面に直接接続された円錐台の本体壁部を有し、前記金型
   コアは丸みを介して前記金型コア平坦面に直接接続され
   た円筒状本体壁部を有することを特徴とする請求項８記
   載の金属終端部材用の金型組立体。