特許 6117895 缶胴の形成方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6117895

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】缶胴の形成方法および装置

(51)【国際特許分類】

   B21D 51/44 20060101AFI20170410BHJP

【ＦＩ】

   B21D51/44 R

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-224482(P2015-224482)

(22)【出願日】2015年11月17日

(62)【分割の表示】特願2013-529123(P2013-529123)の分割

【原出願日】2011年9月15日

(65)【公開番号】特開2016-26116(P2016-26116A)

(43)【公開日】2016年2月12日

【審査請求日】2015年11月20日

(31)【優先権主張番号】12/924,077

(32)【優先日】2010年9月20日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】513063084

【氏名又は名称】コンテナー デベロプメント リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100103207

【弁理士】

【氏名又は名称】尾崎 隆弘

(72)【発明者】

【氏名】ピーター アール ストッド

【審査官】 石川 健一

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００５／１１０６４２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／００８９１１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２００８−５０８１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０２１５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７１３９５８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４７１６７５５（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４８０８０５２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９５５２２３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６５８９１１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０７３０２８２２（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｄ ５１／４４

Ｂ２１Ｄ ２２／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

機械プレスを用いて平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴（１５）を形成する装置であって、前記缶胴（１５）は環状のパネル壁部（１７、１８）によって概ねＵ形断面を有する環状のさら形部（１９）と連結される中心パネル（１６）を含み、前記さら形部（１９）は傾斜した環状のつかみ壁部（２３，２４、２５）によって環状のクラウン部（２８）と連結され、前記つかみ壁部（２３、２４、２５）は、下側つかみ壁部（２３）と、上側つかみ壁部（２４）と、前記下側つかみ壁部（２３）と前記上側つかみ壁部（２４）を連結するブレイク（２５）とを含んでおり、
前記金属シートから円板（１７０）をブランク加工するように支持される環状のブランクドローダイ（４８）および対向する環状の下側圧力スリーブ（１１０）と、
前記ブランクドローダイ（４８）内にある環状の外側圧力スリーブ（５５）と、前記下側圧力スリーブ（１１０）内にある対向する環状のダイコアリング（９８）と、
前記外側圧力スリーブ（５５）内にあり前記ダイコアリング（９８）と対向する内側圧力スリーブ（８０）と、
前記内側圧力スリーブ（８０）内にあるダイセンターポンチ（６５）と、前記ダイコアリング（９８）内にある対向するパネルポンチ（１１８）とを含み、
前記ダイコアリング（９８）の上端部（９９）は、先端から順に、弓形クラウン面（１５３）、第１外方湾曲面（１５４）、切頭円錐状面（１５６）、第１内方湾曲面（１５７）、第２外方湾曲面（１５８）および第２内方湾曲面（１６１）を有し、
前記内側圧力スリーブ（８０）は、前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面（１５４）、前記切頭円錐状面（１５６）、前記第１内方湾曲面（１５７）および前記第２外方湾曲面（１５８）と嵌り合う底輪郭面（１４３）を有し、前記クラウン部（２８）の内側クラウン壁部（２６）を協働して形成し、
前記パネルポンチ（１１８）は環状の周縁面（１６３〜１６５）を有し、前記パネルポンチ（１１８）を前記ダイセンターポンチ（６５）と共に前記パネルポンチ（１１８）から前記ダイセンターポンチ（６５）へ向かう方向へ移動させるのに呼応して前記パネル壁部（１７、１８）および前記さら形部（１９）が形成されるものであり、
前記ダイセンターポンチ（６５）はダイセンターポンチインサート（６８）を含み、前記ダイセンターポンチインサート（６８）は前記内側圧力スリーブ（８０）の内面から内方へ半径方向に間隔が空けられた角面（１７３）を有して、前記内側圧力スリーブ（８０）の内面と前記角面（１７３）の間に環状空間が形成され、
前記ダイセンターポンチ（６５）は更に、前記ダイセンターポンチインサート（６８）を取り囲み、且つ、前記環状空間に面すると共に、前記ダイコアリング（９８）の前記第２外方湾曲面（１５８）および前記第２内方湾曲面（１６１）と協働する輪郭端面（１６６）を有する環状のスカート部（１６７）を含み、前記ダイセンターポンチ（６５）の、前記ダイセンターポンチ（６５）から前記パネルポンチ（１１８）へ向かう方向への移動に呼応して前記つかみ壁部（２３，２４、２５）が形成され 、
前記内側圧力スリーブ（８０）の底輪郭面（１４３）および前記ダイセンターポンチ（６５）の前記スカート部（１６７）上の輪郭端面（１６６）がＳ字形であり、
前記ダイセンターポンチ（６５）およびダイセンターピストン（６０）の下部（６２）にある肩部の間に載置されており、前記ダイセンターピストン（６０）に対する前記ダイセンターポンチ（６５）の軸方向位置を精確に選択する平坦な環状スペーサ（６７）を含む装置。

【請求項2】

機械プレスを用いて平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴（１５）を形成する装置であって、前記缶胴（１５）は環状のパネル壁部（１７、１８）によって概ねＵ形断面を有する環状のさら形部（１９）と連結される中心パネル（１６）を含み、前記さら形部（１９）は傾斜した環状のつかみ壁部（２３，２４、２５）によって環状のクラウン部（２８）と連結され、前記つかみ壁部（２３、２４、２５）は、下側つかみ壁部（２３）と、上側つかみ壁部（２４）と、前記下側つかみ壁部（２３）と前記上側つかみ壁部（２４）を連結するブレイク（２５）とを含んでおり、
前記金属シートから円板（１７０）をブランク加工するように支持される環状のブランクドローダイ（４８）および対向する環状の下側圧力スリーブ（１１０）と、
前記ブランクドローダイ（４８）内にある環状の外側圧力スリーブ（５５）と、前記下側圧力スリーブ（１１０）内にある対向する環状のダイコアリング（９８）と、
前記外側圧力スリーブ（５５）内にあり前記ダイコアリング（９８）と対向する内側圧力スリーブ（８０）と、
前記内側圧力スリーブ（８０）内にあるダイセンターポンチ（６５）と、前記ダイコアリング（９８）内にある対向するパネルポンチ（１１８）とを含み、
前記ダイコアリング（９８）の上端部（９９）は、先端から順に、弓形クラウン面（１５３）、第１外方湾曲面（１５４）、切頭円錐状面（１５６）、第１内方湾曲面（１５７）、第２外方湾曲面（１５８）および第２内方湾曲面（１６１）を有し、
前記内側圧力スリーブ（８０）は、前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面（１５４）、前記切頭円錐状面（１５６）、前記第１内方湾曲面（１５７）および前記第２外方湾曲面（１５８）と嵌り合う底輪郭面（１４３）を有し、前記クラウン部（２８）の内側クラウン壁部（２６）を協働して形成し、
前記パネルポンチ（１１８）は環状の周縁面（１６３〜１６５）を有し、前記パネルポンチ（１１８）を前記ダイセンターポンチ（６５）と共に前記パネルポンチ（１１８）から前記ダイセンターポンチ（６５）へ向かう方向へ移動させるのに呼応して前記パネル壁部（１７、１８）および前記さら形部（１９）が形成されるものであり、
前記ダイセンターポンチ（６５）はダイセンターポンチインサート（６８）を含み、前記ダイセンターポンチインサート（６８）は前記内側圧力スリーブ（８０）の内面から内方へ半径方向に間隔が空けられた角面（１７３）を有して、前記内側圧力スリーブ（８０）の内面と前記角面（１７３）の間に環状空間が形成され、
前記ダイセンターポンチ（６５）は更に、前記ダイセンターポンチインサート（６８）を取り囲み、且つ、前記環状空間に面すると共に、前記ダイコアリング（９８）の前記第２外方湾曲面（１５８）および前記第２内方湾曲面（１６１）と協働する輪郭端面（１６６）を有する環状のスカート部（１６７）を含み、前記ダイセンターポンチ（６５）の、前記ダイセンターポンチ（６５）から前記パネルポンチ（１１８）へ向かう方向への移動に呼応して前記つかみ壁部（２３，２４、２５）が形成され、
ダイセンターピストン（６０）内にあり、空気通路（７６）によってリテーナ（３８）内のポート（７４）と連結され、制御可能な圧縮空気を第２空気ピストン室（８４）へ供給する空気貯蔵室（７０）を含み、前記第２空気ピストン室（８４）は前記ダイセンターピストン（６０）内の空気ばね通路（８８）を通り軸方向に延出すると共に、前記貯蔵室（７０）と連結される装置。

【請求項3】

前記リテーナ（３８）内にあり、制御可能な圧縮空気を前記空気ばね通路（８８）および前記第２空気ピストン室（８４）へ供給するために連結される第１ポート（７４）と、前記リテーナ（３８）内にあり、実質的により低圧の圧縮空気を前記外側圧力スリーブ（５５）用に第１空気ピストン室（８９）へ供給するために連結される第２ポート（９２）を含む請求項２の装置。

【請求項4】

機械プレスで平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴を形成する方法であって、前記缶胴は環状のパネル壁部によって、概ねＵ形断面を有する環状のさら形部と連結される中心パネルを含み、前記さら形部は傾斜した環状のつかみ壁部によって環状のクラウン部と連結されており、
前記金属シートから円板をブランク加工する工程と、
上端部の先端から順に、弓形クラウン面、第１外方湾曲面、切頭円錐状面、第１内方湾曲面、第２外方湾曲面および第２内方湾曲面を有する環状のダイコアリングを用いて、該ダイコアリングの前記弓形クラウン面および対向する環状の外側圧力スリーブの間で、前記円板を制御された圧力で把持する工程と、
前記環状の内側圧力スリーブ内に載置されたダイセンターポンチの環状のスカート部内にあるダイセンターポンチインサートを用いて、前記円板の中心部からカップ中心部の絞り加工を開始する工程と、
前記内側圧力スリーブが前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面、前記切頭円錐状面、前記第１内方湾曲面および前記第２外方湾曲面に接して前記缶胴の前記環状のクラウン部の傾斜した内側クラウン壁部を形成する工程と、
前記ダイセンターポンチのスカート部の輪郭端面が前記ダイコアリングの前記第２外方湾曲面および前記第２内方湾曲面と協働して前記缶胴の環状のつかみ壁部を形成しつつ、対向するパネルポンチと協働する前記ダイセンターポンチインサートを用いて前記カップ中心部の絞り加工を継続しカップ中心部を完成させる工程と、
前記内側クラウン壁部およびクラウン部を前記内側圧力スリーブおよび前記ダイコアリングの間で保持しつつ、前記パネルポンチおよび前記ダイセンターポンチを移動させて、前記パネルポンチの周縁面を用いて前記中心パネル、前記パネル壁部および前記さら形部を形成する工程と、
を含む方法において、
ダイセンターピストンに対する前記ダイセンターポンチの軸方向位置を精確に位置決めするために、取り外し可能な平坦な環状スペーサを前記ダイセンターポンチおよび前記ダイセンターピストンの下部にある肩部の間に位置させる工程を含むことを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、特許文献１乃至６に開示される方法および装置或いは工具など、金属シートまたはアルミニウムシートから缶胴を形成する方法および装置に関する。上記文献の開示は、本発明の詳細な説明を補足するために、参照により本明細書に援用される。

【背景技術】

【0002】

このような工具アセンブリまたは装置では、装置が上記特許文献４および６に開示されるような単動機械プレスで使用し、また例えば上記特許文献２および５に開示されるような複動機械プレスで使用するように構成されることが望ましいことが分かっている。単動高速プレスは構成するのがより容易であると共により経済的であり、また、操作および維持管理がより経済的であり、更に、例えば４．４５センチメートル（１．７５インチ）のストロークおよび毎分６５０ストロークの速度で、効果的且つ効率的に操作される。また、複動プレスよりも、ずっと多くの単動高速プレスが本分野で使用されている。

【0003】

また、内側圧力スリーブおよび外側圧力スリーブを組み入れると共に、両方のスリーブを空気圧で作動させるが、例えば特許文献６に開示されるように、周方向に間隔があけられると共に軸方向に延出するばねを用いて、或いは、例えば特許文献２に開示されるように、周方向に間隔があけられると共に軸方向に延出するピンを用いて内側圧力スリーブの作動を回避する装置または工具アセンブリが望ましいことも分かっている。ピンおよびピンを駆動するシングルピストンの高速軸方向往復運動により、好ましくない熱が生じてしまい、また、圧縮ばねの使用により、内側圧力スリーブへの調節可能且つ精確に制御可能な軸方向の力を生じさせることは難しくなる。

【0004】

高速プレス操作の間に、外側圧力スリーブおよびダイコアリングの間で材料を薄くすることを回避するために、外側圧力スリーブによって、材料シートに精確に制御可能な一定の力を作用させることが更に望ましい。缶胴の内側クラウン壁およびつかみ壁部を保持しつつ、シート状金属を薄くすることなく、缶胴のさら形部分、パネル壁部および中心パネルを形成するために、内側圧力スリーブへ、精確に制御可能な空気圧を作用させることも望ましい。また、当該分野に既存するより多くの単動高速プレスに対応すると共に、水冷式工具部品の使用を避けるように、より発熱が少なく高速で作動させるために、缶胴を製造する工具アセンブリの垂直方向高さを最小化することが望ましい。上記の特許を再度考察してみると、それらの特許のいずれもが、上述の望ましい特徴の全てを提供するものではないことは明らかである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第４，７１３，９５８号

【特許文献2】米国特許第４，７１６，７５５号

【特許文献3】米国特許第４，８０８，０５２号

【特許文献4】米国特許第４，９５５，２２３号

【特許文献5】米国特許第６，６５８，９１１号

【特許文献6】米国特許第７，３０２，８２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、上述の望ましい特徴全てをもたらす改良型缶胴の高速製造方法および装置または工具に向けられる。本発明の工具アセンブリはまた、本願出願人の特許第７，３４１，１６３号や本願出願人の特許出願公開ＵＳ−２００５−００２９２６９号に開示されるように、缶胴を製造するのに理想的に適している。これらの開示は、参照により本明細書に援用される。本発明の方法および装置または工具アセンブリは、単動プレスまたは複動プレスでの使用に特に適すると共に、操作の間に、工具アセンブリの温度変化を回避するために、発熱を最小限にして高速で缶胴を均一且つ精確に製造するのに特に適する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、機械プレスを用いて平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴を形成する装置であって、前記缶胴は環状のパネル壁部によって概ねＵ形断面を有する環状のさら形部と連結される中心パネルを含み、前記さら形部は傾斜した環状のつかみ壁部によって環状のクラウン部と連結され、前記つかみ壁部は、下側つかみ壁部と、上側つかみ壁部と、前記下側つかみ壁部と前記上側つかみ壁部を連結するブレイクとを含んでおり、前記金属シートから円板をブランク加工するように支持される環状のブランクドローダイおよび対向する環状の下側圧力スリーブと、前記ブランクドローダイ内にある環状の外側圧力スリーブと、前記下側圧力スリーブ内にある対向する環状のダイコアリングと、前記外側圧力スリーブ内にあり前記ダイコアリングと対向する内側圧力スリーブと、前記内側圧力スリーブ内にあるダイセンターポンチと、前記ダイコアリング内にある対向するパネルポンチとを含み、前記ダイコアリングの上端部は、先端から順に、弓形クラウン面、第１外方湾曲面、切頭円錐状面、第１内方湾曲面、第２外方湾曲面および第２内方湾曲面を有し、前記内側圧力スリーブは、前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面、前記切頭円錐状面、前記第１内方湾曲面および前記第２外方湾曲面と嵌り合う底輪郭面を有し、前記クラウン部の内側クラウン壁部を協働して形成し、前記パネルポンチは環状の周縁面を有し、前記パネルポンチを前記ダイセンターポンチと共に前記パネルポンチから前記ダイセンターポンチへ向かう方向へ移動させるのに呼応して前記パネル壁部および前記さら形部が形成されるものであり、前記ダイセンターポンチはダイセンターポンチインサートを含み、前記ダイセンターポンチインサートは前記内側圧力スリーブの内面から内方へ半径方向に間隔が空けられた角面を有して、前記内側圧力スリーブの内面と前記角面の間に環状空間が形成され、前記ダイセンターポンチは更に、前記ダイセンターポンチインサートを取り囲み、且つ、前記環状空間に面すると共に、前記ダイコアリングの前記第２外方湾曲面および前記第２内方湾曲面と協働する輪郭端面を有する環状のスカート部を含み、前記ダイセンターポンチの、前記ダイセンターポンチから前記パネルポンチへ向かう方向への移動に呼応して前記つかみ壁部が形成され、前記内側圧力スリーブの底輪郭面および前記ダイセンターポンチの前記スカート部上の輪郭端面がＳ字形であり、前記ダイセンターポンチおよびダイセンターピストンの下部にある肩部の間に載置されており、前記ダイセンターピストンに対する前記ダイセンターポンチの軸方向位置を精確に選択する平坦な環状スペーサを含む装置である。
本発明はまた、機械プレスを用いて平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴を形成する装置であって、前記缶胴は環状のパネル壁部によって概ねＵ形断面を有する環状のさら形部と連結される中心パネルを含み、前記さら形部は傾斜した環状のつかみ壁部によって環状のクラウン部と連結され、前記つかみ壁部は、下側つかみ壁部と、上側つかみ壁部と、前記下側つかみ壁部と前記上側つかみ壁部を連結するブレイクとを含んでおり、前記金属シートから円板をブランク加工するように支持される環状のブランクドローダイおよび対向する環状の下側圧力スリーブと、前記ブランクドローダイ内にある環状の外側圧力スリーブと、前記下側圧力スリーブ内にある対向する環状のダイコアリングと、前記外側圧力スリーブ内にあり前記ダイコアリングと対向する内側圧力スリーブと、前記内側圧力スリーブ内にあるダイセンターポンチと、前記ダイコアリング内にある対向するパネルポンチとを含み、前記ダイコアリングの上端部は、先端から順に、弓形クラウン面、第１外方湾曲面、切頭円錐状面、第１内方湾曲面、第２外方湾曲面および第２内方湾曲面を有し、前記内側圧力スリーブは、前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面、前記切頭円錐状面、前記第１内方湾曲面および前記第２外方湾曲面と嵌り合う底輪郭面を有し、前記クラウン部の内側クラウン壁部を協働して形成し、前記パネルポンチは環状の周縁面を有し、前記パネルポンチを前記ダイセンターポンチと共に前記パネルポンチから前記ダイセンターポンチへ向かう方向へ移動させるのに呼応して前記パネル壁部および前記さら形部が形成されるものであり、前記ダイセンターポンチはダイセンターポンチインサートを含み、前記ダイセンターポンチインサートは前記内側圧力スリーブの内面から内方へ半径方向に間隔が空けられた角面を有して、前記内側圧力スリーブの内面と前記角面の間に環状空間が形成され、前記ダイセンターポンチは更に、前記ダイセンターポンチインサートを取り囲み、且つ、前記環状空間に面すると共に、前記ダイコアリングの前記第２外方湾曲面および前記第２内方湾曲面と協働する輪郭端面を有する環状のスカート部を含み、前記ダイセンターポンチの、前記ダイセンターポンチから前記パネルポンチへ向かう方向への移動に呼応して前記つかみ壁部が形成され、ダイセンターピストン内にあり、空気通路によってリテーナ内のポートと連結され、制御可能な圧縮空気を第２空気ピストン室へ供給する空気貯蔵室を含み、前記第２空気ピストン室は前記ダイセンターピストン内の空気ばね通路を通り軸方向に延出すると共に、前記貯蔵室と連結される装置である。
前記リテーナ内にあり、制御可能な圧縮空気を前記空気ばね通路および前記第２空気ピストン室へ供給するために連結される第１ポートと、前記リテーナ内にあり、実質的により低圧の圧縮空気を前記外側圧力スリーブ用に第１空気ピストン室へ供給するために連結される第２ポートを含むことが好ましい。

【0008】

本願発明はまた、機械プレスで平坦な金属シートからカップ形状の円形の缶胴を形成する方法であって、前記缶胴は環状のパネル壁部によって、概ねＵ形断面を有する環状のさら形部と連結される中心パネルを含み、前記さら形部は傾斜した環状のつかみ壁部によって環状のクラウン部と連結されており、前記金属シートから円板をブランク加工する工程と、上端部の先端から順に、弓形クラウン面、第１外方湾曲面、切頭円錐状面、第１内方湾曲面、第２外方湾曲面および第２内方湾曲面を有する環状のダイコアリングを用いて、該ダイコアリングの前記弓形クラウン面および対向する環状の外側圧力スリーブの間で、前記円板を制御された圧力で把持する工程と、前記環状の内側圧力スリーブ内に載置されたダイセンターポンチの環状のスカート部内にあるダイセンターポンチインサートを用いて、前記円板の中心部からカップ中心部の絞り加工を開始する工程と、前記内側圧力スリーブが前記ダイコアリングの前記第１外方湾曲面、前記切頭円錐状面、前記第１内方湾曲面および前記第２外方湾曲面に接して前記缶胴の前記環状のクラウン部の傾斜した内側クラウン壁部を形成する工程と、前記ダイセンターポンチのスカート部の輪郭端面が前記ダイコアリングの前記第２外方湾曲面および前記第２内方湾曲面と協働して前記缶胴の環状のつかみ壁部を形成しつつ、対向するパネルポンチと協働する前記ダイセンターポンチインサートを用いて前記カップ中心部の絞り加工を継続しカップ中心部を完成させる工程と、前記内側クラウン壁部およびクラウン部を前記内側圧力スリーブおよび前記ダイコアリングの間で保持しつつ、前記パネルポンチおよび前記ダイセンターポンチを移動させて、前記パネルポンチの周縁面を用いて前記中心パネル、前記パネル壁部および前記さら形部を形成する工程と、を含む方法において、ダイセンターピストンに対する前記ダイセンターポンチの軸方向位置を精確に位置決めするために、取り外し可能な平坦な環状スペーサを前記ダイセンターポンチおよび前記ダイセンターピストンの下部にある肩部の間に位置させる工程を含むことを特徴とする方法である。

【0009】

本発明の他の特徴および利点については、以下の詳細な説明、添付の図面および請求の範囲から明白であろう。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係り構成されて作動する工具アセンブリの軸方向断面図。

【図2】本発明の変形実施形態または別の実施形態に係り構成されて作動する図１の工具アセンブリの軸方向断面図。

【図3】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図4】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図5】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図6】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図7】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図8】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図9】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図10】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【図11】本発明に係る単動または複動プレスでの缶胴の製造の進行工程を説明する図１および図２に示す工具アセンブリの拡大部分図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１１を参照すると、大きく拡大された缶胴１５は、約０．２０８３ミリメートル（０．００８２インチ）の厚みを備えた金属シートまたはアルミニウムシートから形成される。缶胴１５は円形状の平坦な中心パネル１６を含み、この中心パネル１６は、切頭円錐形即ち傾斜環状パネル壁部１７および略円柱状パネル壁部１８を備える環状のパネル壁部１７、１８により、傾斜状即ち切頭円錐状内壁部２１を有すると共に概してＵ字形断面形状を備えた環状のさら形部１９と連結される。さら形部１９はまた、僅かに傾斜する環状外壁部２２を有し、この環状外壁部２２は環状で傾斜した下側つかみ壁部２３と連結され、下側つかみ壁部２３は僅かに角度が付けられたブレイク２５によって、上方に湾曲する上側つかみ壁部２４と連結される。湾曲状の上側つかみ壁部２４は、下方に湾曲する外周縁部２９を有するクラウン部２８の傾斜即ち切頭円錐形状の環状の内側クラウン壁部２６とつながる。缶胴１５の断面形状即ち輪郭は、上述の特許出願公開ＵＳ−２００５−００２９２６９号に詳細に説明されている。しかしながら、本発明方法および装置は、軸方向断面の輪郭が異なる缶胴を製造するために適用されてもよい。

【0012】

図１を参照すると、工具アセンブリ３５は、単動または複動機械プレスの上側ダイシュー４０に据え付けられる環状上側リテーナ３８を含む。リテーナ３８は、上側ダイシュー４０内の嵌め合い空隙４２まで上方に突出する円柱状部４１を有すると共に、圧縮空気室４４を画定する。環状のブランクドローダイ４８は、円周方向に間隔が空けられた一組のねじ５１によって、リテーナ３８に固定される外方に突出する上側フランジ部４９を有する。平坦なグランド環状スペーサ５２はブランクドローダイ４８の上側フランジ部に固定されると共に、ブランクドローダイ４８を上側リテーナ３８に対して軸方向に精確に間隔が空くようにする。

【0013】

環状の外側圧力スリーブ５５は、ブランクドローダイ４８の中で、軸方向に移動するように支持されると共に、半径方向プラスチック製摩耗ピン５７を有する一体形成ピストン５６を含む。ダイセンターピストン６０は、上側リテーナ３８の中で軸方向に移動するように支持されると共に、ダイセンターポンチ６５を支持する下部６２を含み、ダイセンターポンチ６５は中心キャップねじ６６によって、ダイセンターピストン６０に取り外し可能に固定される。平坦なグランド環状硬質スペーサ６７は、ダイセンターポンチ６５およびダイセンターピストン６０の下部６２にある肩部の間に位置決めされており、ダイセンターピストン６０でのダイセンターポンチ６５の軸方向位置を精確に選択する。環状のダイセンターポンチインサート６８はダイセンターポンチ６５の端部を形成すると共に、円周方向に間隔が空けられた一組のキャップねじ６９によって固定される。円柱状圧縮空気貯蔵室７０は、ダイセンターピストン６０の中心部内に形成されると共に、キャップ板７１によって上部が閉鎖される。貯蔵室７０は、リテーナ３８内に形成されると共に環状溝７５に連結されるポート７４と、ダイセンターピストン６０内に形成される一組の半径方向通路７６を介して圧縮空気を受け入れる。

【0014】

環状の内側圧力スリーブ８０は、外側圧力スリーブ５５の中で軸方向に移動するように支持されると共に、一体ピストン８２を含み、一体ピストン８２は、ピストン８２およびダイセンターピストン６０の下部６２にある半径方向肩部８６の間に画定される環状の空気ピストン室８４内に制限される。空気ピストン室８４は、円周方向に間隔が空けられた３個の空気通路８８を介して圧縮空気を受け入れ、空気通路８８は肩部８６から、ダイセンターピストン６０内の空気貯蔵室７０へ軸方向に延出する。適当な二片空気シールリングは、内側圧力スリーブ８０のピストン８２および外側圧力スリーブ５５のピストン５６、並びにダイセンターピストン６０の上部によって支えられる。外側圧力スリーブ５５のピストン５６は、停止肩部９０まで延出すると共に、環状空気室９１とつながる環状空気圧室８９内に制限される。室８９，９１は、リテーナ３８のポート９２から圧縮空気を受け入れる。

【0015】

工具アセンブリ３５はまた、単動または複動プレスの静止下側ダイシュー９５に据え付けられた固定式環状下側リテーナ９４を含む。下側リテーナ９４は環状の上端部９９を有する固定式のダイコアリング９８を支持すると共に、環状のカットエッジダイ１０５を受け入れると共に制限する固定式環状リテーナ１０２も支持する。平坦な環状グランドスペーサ１０７は、カットエッジダイ１０５を制限するためにリテーナ１０２に固定されており、且つ、ダイコアリング９８の上端部９９に対してカットエッジダイ１０５を軸方向に精確に位置決めする。環状の下側圧力スリーブ１１０はカットエッジダイ１０５およびダイコアリング９８の上端部９９の間に位置決めされると共に、環状圧縮空気圧室１１４内で軸方向に移動するように支持される一体ピストン１１２を有し、圧縮空気圧室１１４は、下側リテーナ９４およびダイコアリング９８の間に画定される。室１１４は、下側リテーナ９４内のポート（図示なし）を介して、圧縮空気を受け入れる。

【0016】

円形のパネルポンチ１１８はダイコアリング９８の上端部９９内に位置決めされると共に、パネルポンチピストン１２２と共に軸方向に移動するように固定され、パネルポンチピストン１２２はダイコアリング９８内に形成される段付き円柱状ボア１２３内で支持される。平坦な環状グランドスペーサ１２６は、パネルポンチ１１８をピストン１２２上で軸方向に精確に位置決めするように、パネルポンチ１１８およびパネルポンチピストン１２２の間に位置決めされる。適当な二片空気シールリングは、摺動気密シールを形成するために、下側圧力スリーブ１１０のピストン１１２およびパネルポンチピストン１２２によって支えられる。軸方向に延出する空気圧通路１２７は、パネルポンチピストン１２２の中心に形成されると共に、交差通路１２８および環状室１２９を通る圧縮空気を受け入れる。通路１２７はパネルポンチ１１８内の中心開口１３１を通り上方へ圧縮空気噴流をもたらし、図１１に示すように、プレス行程の終わり近くに、スリーブが上方へ移動するにつれて、缶胴１５を外側圧力スリーブ５５に接した状態で保持し、完成した缶胴１５を一般的な方法で、迅速に横方向に取り外す。

【0017】

図２を参照すると、変形工具アセンブリ３５’は、ダイセンターピストン６０’が内室７０を有していない点を除き、工具アセンブリ３５と同じように構成される。代わりに、空気ばね通路８８’は半径方向通路１３５を介して圧縮空気を受け、通路１３５はポート９２を介して圧縮空気を受ける環状室９１と連結される。この圧縮空気は、外側圧力スリーブ５５のピストン５６と内側圧力スリーブ８０のピストン８２に同じ圧力が付与されるように、０．８６２〜１．１７ＭＰａ（１２５〜１７０ｐ．ｓ．ｉ．）程度であってよい。図１の工具アセンブリ３５と比較して、空気貯蔵室７０は、ポート７４、環状室７５および通路７６を介して、１．１０〜１．１７ＭＰａ（１６０〜１７０ｐ．ｓ．ｉ．）程度の圧縮空気を受け入れる一方、外側圧力スリーブ５５のピストン５６は、ポート９２を介して、０．５５２〜０．６２１ＭＰａ（８０〜９０ｐ．ｓ．ｉ．）程度のより低圧の圧縮空気を受ける。

【0018】

工具アセンブリ３５または３５’の追加の構成および操作を説明する図３〜図１１の拡大部分図を参照すると、各プレス行程に伴い、内側圧力スリーブ８０は、上側ダイシュー４０の初期の下降行程（図３）および最後の上昇行程（図１１）の間に、ダイセンターポンチインサート６８の平坦な底面と通常は同一平面内にあり、或いは同じ高さである端部即ちノーズ部１４０を有する。ノーズ部１４０は環状の逆Ｓ字形の底輪郭面１４３を有しており、外方に湾曲する底端面１４４と、内方に湾曲する上面１４７を含む。外側圧力スリーブ５５の底端は、ダイコアリング９８の上端部９９に形成される弓形クラウン面１５３と対向すると共に嵌り合う僅かに弓形のすなわち凹状の面１５１を有する。ダイコアリング９８の環状の上端部９９はまた、第１外方湾曲面１５４と、傾斜状即ち切頭円錐状面１５６と、第１内方湾曲面１５７と、第２外方湾曲面１５８と、第２内方湾曲面１６１を有する。第１外方湾曲面１５４と、切頭円錐状面１５６と、第１内方湾曲面１５７と、第２外方湾曲面１５８を含むＳ字形輪郭面１５４，１５６，１５７，１５８は、内側圧力スリーブ８０の底端にある対応するＳ字形の底輪郭面１４３と対向すると共に嵌り合う。

【0019】

パネルポンチ１１８は、傾斜状即ち切頭円錐状面１６３、略円柱状面１６４および傾斜状即ち切頭円錐状面１６５によって囲まれた平坦な円形上面１６２を有し、ダイセンターポンチ６５の円柱状のスカート部１６７の下端にあるＳ字形の輪郭端面１６６と対向する。図３および図４に示すように、上側ダイシュー４０が下降行程を開始すると、ブランクドローダイ４８はカットエッジダイ１０５と協働して、薄状の金属シートまたはアルミニウムシートの略円形状の円板１７０にブランク加工を施す。上側ダイシューの連続下降行程（図４）により、円板１７０の環状部は、外側圧力スリーブ５５のピストン５６に対して選択された空気圧によって決定される制御圧力で、外側圧力スリーブ５５およびダイコアリング９８の間で挟持される。円板１７０の外側周縁部は、ブランクドローダイ４８の下方への移動および対向する下側圧力スリーブ１１０によって、下側圧力スリーブ１１０のピストン１１２に対して選択された室１１４内の空気圧によって制御された挟持圧力で、ダイコアリング９８の上端部９９の周りで下方へ絞られる。

【0020】

図４および図５に示すように、ダイセンターポンチインサート６８は、内側圧力スリーブ８０にあるＳ字形の底輪郭面１４３の底端面１４４よりも大きい大半径を備えた角面１７３を有する。ダイセンターポンチインサート６８は、外側圧力スリーブ５５およびダイコアリング９８内において、円板１７０の中心部からカップ中心部Ｃ（図５）の絞り加工を開始する。缶胴１５の内側クラウン壁部２６は、内側圧力スリーブ８０上の底輪郭面１４３と、ダイコアリング９８の嵌め合い面の間で形成される（図５）。上側ダイシュー４０の連続下降行程により、ダイセンターポンチ６５のダイセンターポンチインサート６８はパネルポンチ１１８と協働して、カップ中心部Ｃの絞りを継続する一方、円板１７０の外部は、外側圧力スリーブ５５とダイコアリング９８とブランクドローダイ４８の間で摺動する。図７に示すように、上側ダイシュー４０の連続下降行程により、ダイセンターポンチ６５の環状のスカート部１６７は、スカート部１６７の輪郭端面１６６が第２外方湾曲面１５８および第２内方湾曲面１６１と協働して、僅かに角度が付けられたブレイク２５によって連結される下側つかみ壁部２３および上側つかみ壁部２４を形成するまで、内側圧力スリーブ８０から延出する。同時に、内側圧力スリーブ８０の底輪郭面１４３は、円板１７０の中間環状部を、ダイコアリング９８の嵌め合い輪郭面である第１内方湾曲面１５７、切頭円錐状面１５６，第１外方湾曲面１５４で形成および挟持して、缶胴１５の環状部である下側つかみ壁部２３，上側つかみ壁部２４，内側クラウン壁部２６（図１１）を形成する。缶胴１５のクラウン部２８および外側カール状縁部２９は、外側圧力スリーブ５５のピストン５６への制御された力により、ダイコアリング９８上で同時に形成される。

【0021】

プレスの上側ダイシュー４０が下降行程の下端に達し（図７）、且つ、ピストン５６がダイセンターピストン６０の肩部９０で止まると、ダイセンターピストン６０の上方にある室４４内の制御された空気圧により、ダイセンターピストン６０およびダイセンターポンチ６５は、例えば約２．５４ミリメートル（０．１０インチ）だけ僅かに上方に移動することができる。これにより、数回のプレス加工の間に、最終的な缶胴１５すべての全体高さが、常に一定且つ均一であることが確実になる。その他のより精密に制御されたプレス加工では、ダイセンターピストン６０は、リテーナ３８または３８’に固定されてもよい。

【0022】

ダイシュー４０が上昇行程を開始すると（図８）、ダイセンターポンチ６５は、対向するパネルポンチ１１８と同様に上方へ移動する一方、内側圧力スリーブ８０は、内側クラウン壁部２６およびクラウン部２８を内側圧力スリーブ８０およびダイコアリング９８の嵌め合い面の間で保持するために、制御された一定の圧力を保つ。図１０に示すように、内側圧力スリーブ８０のこの制御された圧力が維持されつつ、傾斜状即ち切頭円錐状面１６３、略円柱状面１６４および傾斜状即ち切頭円錐状面１６５を含む周縁面１６３，１６４，１６５が缶胴１５の環状部であるパネル壁部１７，１８、およびさら形部１９を形成するように、パネルポンチピストン１２２によって作用させられる力により、パネルポンチ１１８は上方へ移動する。上側ダイシュー４０が上昇行程を続けると、完成した缶胴１５は、パネルポンチ１１８の中心孔１３１を介して、中心パネル１６に対して上方へ向けられる空気噴流により、外側圧力スリーブ５５の上方への移動に伴い、ダイコアリング９８およびパネルポンチ１１８から上方へ移動する。

【0023】

工具アセンブリ３５または３５’の構成および作用によれば、上記第１頁に記載する重要且つ好ましい特徴および効果がもたらされることが分かっている。例えば、小型の工具アセンブリは、単動機械プレス並びに複動プレスでの作動に適応しており、また、工具アセンブリの全高が減少することにより、工具アセンブリは、当該技術分野に既存する殆どの単動高速プレスで使用することができる。別の重要な効果としては、空気貯蔵室７０およびダイセンターピストン６０内にある円周方向に間隔が空けられた一組の空気ばね通路８８により、ピストン室８４でより低圧の空気を使用することができ、また、内側圧力スリーブ８０のピストン８２へのより低圧の空気により、高速作動の間に、工具アセンブリの上部における発熱が低減し、その結果、工具アセンブリはより均一且つ精密な缶胴１５を製造することができる。

【0024】

室７０および／または９１、および通路８８または８８’内の圧縮空気は、空気ばねとしても作用する。これらの空気ばねは、発熱を低減させるだけでなく、固定されたダイコアリング９８に対する内側圧力スリーブ８０による所望の精確な挟持力を保証するために、内側圧力スリーブ８０のピストン８２へ作用する弾性力を精確に選択できる。工具アセンブリ３５は、外側圧力スリーブ５５のピストン５６へ、例えば０．４８から０．６２ＭＰａ（７０から９０ｐ．ｓ．ｉ．）のより低圧の施設供給空気を使用することも可能にし、且つ、外側圧力スリーブ５５への精確に制御されたより低い空気圧により、カップ中心部Ｃの形成の間に、外側圧力スリーブ５５、ダイコアリング９８およびブランクドローダイ４８の間で金属シートが摺動する時に、金属シートの伸張を回避することができる。

【0025】

更なる効果は、ダイセンターポンチ６５、ダイセンターポンチインサート６８、ダイコアリング９８およびパネルポンチ１１８の構成によってもたらされる。例えば、ダイコアリング９８の上端部９９にある弓形クラウン面１５３、第１外方湾曲面１５４、切頭円錐状面１５６、第１内方湾曲面１５７、第２外方湾曲面１５８および第２内方湾曲面１６１およびパネルポンチ１１８の上部にある周縁面１６３、１６４、１６５に対して内側圧力スリーブ８０の底端にある底輪郭面１４３およびダイセンターポンチ６５のスカート部１６７の底にある輪郭端面１６６を備えたプレスの作動およびタイミングにより、缶胴１５を形成する金属シートに皺や裂け目を生じさせることなく、極めて均一な壁厚を備えた缶胴１５を確実に製造することができる。工具はまた、より少ない空気圧で缶胴１５を形成することができるので、缶胴１５により高い座屈強度をもたらすのを助ける。例えば、ポート９２（図１）の空気圧は、外側圧力スリーブ５５のピストン５６に対して０．４８〜０．６２ＭＰａ（７０〜９０ｐ．ｓ．ｉ．）であり、また、外側圧力スリーブおよび内側圧力スリーブ８０のピストン８２の両方を加圧するためのポート９２（図２）への空気圧は、０．７５８〜０．８９６ＭＰａ（１１０〜１３０ｐ．ｓ．ｉ．）であってよい。より低圧の空気圧を使用することによるこれらの利点によれば、発熱がより少なくなり、工具アセンブリを約４．４５センチメートル（１．７５インチ）のプレスストロークで毎分６５０行程といった高速プレスで作動させる時に特に好ましい。また、ダイセンターポンチ６５の輪郭端面１６６は、精確に僅かな角度付きブレイク２５によりつかみ壁部２３、２４、２５を精確に形成するので、缶胴１５の座屈強度も高まる。工具は更に、金属シートをダイの間で圧縮させることなく、缶胴１５にパネル壁部１７、１８（図８および図９）およびさら形部１９を形成するものであり、それにより、缶胴１５のこれらの部分は、精確に均一な厚みを維持すると共に、より均一な座屈強度をもたらす。

【0026】

本明細書で説明した装置または工具アセンブリ、およびそれらの作動方法は、本発明の好適な実施形態を構成するものであるが、当然のことながら、本発明は記載される工具アセンブリおよび方法工程のみに限定されるものではなく、添付の請求の範囲で定義される発明の範囲および趣旨から逸脱することなく、本発明には変更がおこなわれてもよい。

【符号の説明】

【0027】

１５ 缶胴
１６ 中心パネル
１７、１８ パネル壁部
１９ さら形部
２３ 下側つかみ壁部
２４ 上側つかみ壁部
２８ クラウン部
３８，１０２ リテーナ
４８ ブランクドローダイ
５５ 外側圧力スリーブ
６０ ダイセンターピストン
６５ ダイセンターポンチ
６８ ダイセンターポンチインサート
８０ 内側圧力スリーブ
８８ 空気ばね通路
９８ ダイコアリング
１１８ パネルポンチ
１６７ スカート部
１７０ 円板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】