JP4554640B2 - 缶蓋のシェルプレス成形方法及びそれに用いるシェルプレス用金型 - Google Patents

Description

本発明は、ビール缶や炭酸飲料缶等の主として飲料用金属缶に適用される缶蓋、更に具体的には、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）缶、スチール缶等の金属缶に適用される主としてプッシュオープンタイプの缶蓋の製造のためのシェルプレス成形方法及びそれに用いるシェルプレス用金型に関する。

一般にこの種の缶蓋は、多くはアルミニウム製であり、中央パネル部の周縁に補強用の強化環状溝を介して缶胴側への巻締め部が設けられる一方、上記中央パネル部に切欠環状の開口スコアが形成され、この開口スコアに囲まれた開口片に対応する位置に、開缶操作用のタブが設けられ、このタブの操作端側を指先で引き上げることにより、てこの作用で上記開口スコアを切断し、開口片を缶内方に押し込み態様に位置させて飲み口ないし注出口を開口するようになされている。

近時、製缶メーカーにとって極めて重要な課題の１つは、材料コストの一層の削減であり、缶蓋にあっても更に一層の薄肉化が求められ、これに伴って耐圧強度の強化策が求められ、その一環として下記特許文献１〜４に見られるような、一般にスーパーエンド（商標）とも称される、例えば板厚を従来の０．２４５ｍｍから０．２４０ｍｍに薄肉化しつつ、パネル部直径を縮径した改良形の缶蓋（以下「パネル縮径型缶蓋」という）が提案され現実に実用化されはじめるに至っている。

この種のパネル縮径型缶蓋としては、当初特許文献１に示すようなストレートな緩傾斜のチャックウォールを備えるものとして提案されてきた。即ち、チャックウォールを、従来より緩やかな、例えば２０〜７０°、特に４０〜６０°の範囲の直線的な傾斜状のものとすることにより、センターパネル領域の面積を縮小したものである。この提案に係る缶蓋は、缶蓋材料の節減をはかりうる点では有効であるものの、缶胴への二重巻き締め装着性にいささか問題があった。即ち、一般に使用されている二重巻き締め装置による巻き締め操作では、チャックウォールが上端部に至るまで全体が緩やかな傾斜角度をもつため、当該チャックウォールとシーミングチャックとの十分な接触抵抗が得にくく、またシーミングチャックとシーミングロールとの隙間角が大きいために、巻き締め時におけるバックアップが不十分になり、巻き締め部がスプリングバックによって緩み易く、巻き締め安定性、密封性の点でいささか不安定要素が残るという問題である。

そこで、このような問題点を解決するための手段として、その後、前記特許文献２〜４に示されるような改善提案がなされてきた。これらの改善提案は、チャックウォールをその高さ方向の中間部で屈曲させ、急傾斜の上方ウォール部と緩傾斜の下方ウォール部とを有する２段階の段付きチャックウォールに構成するものである。
特許第３８０９１９０号公報 特開２００３−２０５９４０号公報 特開２００２−１７８０７２号公報 特開２００３−１３６１６８号公報

ところが、このような段付きチャックウォールに形成した缶蓋にあっては、新たな製造上の問題点が提起されてきた。

一般に、缶蓋の製造は、所定厚みのアルミニウムストリップからシェルと呼ばれる皿状の成形体をつくるシェルプレス成形工程と、該シェル成形体にリベットの成形工程、スコア成形工程、センターパネルリセスや指掛け凹所を形成するパネルフォーム成形工程、タブの取付け工程、レタリング成形工程等の各工程を含む８〜１０工程のコンバージョンプレス成形工程を経て製造される。上記シェルプレス成形工程では、ストリップ状のアルミニウム素板から成形用の円形ブランクを打ち抜いたのち、該ブランクに主として絞り成形を施すことにより、中央部に円形のセンターパネルを残して、その外周に補強用の強化環状溝が形成され、その外側壁から上方に向かってチャックウォールが延び、更に該チャックウォールの上端から巻き締め部となる断面円弧状のシーミングパネルが延びた成形体に製作される。

ところが、このシェルプレス成形工程で前述のような段付きチャックウォールをもつ成形体を成形する場合、従来の絞りプレス成形法に準じて１回のプレス操作で成形しようとすると、チャックウォール部分に絞りしわやキズが発生し易く、逆に、しわの発生を抑制するべくチャックウォール成形部分でのしわ押さえ力を増大すると、材料破断による絞りわれを生じるおそれが増大する。

このため、段付きチャックウォールを備えた缶蓋のシェルプレス成形方法としては、前記特許文献３に記載されているように、絞り成形工程を２回に分けて、１回目で概略形状に予備成形したのち、２回目で再絞り成形を加えて最終的なシェル成形体の形状に仕上げるという成形方法（特許文献３の図４，図５参照）が提案されている。

しかしながら、このようにシェルプレス成形を２回のプレス工程で行うものとするときは、工数増加による生産性の低下に加えて、依然として、しわやきずの発生の懸念を払拭できず、更には、そのような２回のプレス加工に適合する格別のシェルプレス機の準備を必要とし、従来型のシェルプレス機をそのまま使用することが困難であるというような新たな問題が派生してきている。

本発明は、上記のような従来技術の背景下において、段付きチャックウォールを備えたパネル縮径型の金属製缶蓋の製造において、最初のシェルプレス成形によるシェル成形体の製造を、１回のプレス工程のみで高能率に、しかもしわやきずの発生を十分に抑制しながら、かつ絞り割れを生じさせることなく行うことができるシェルプレス成形方法と、これに用いるシェルプレス成形用金型を提供することを目的とする。

上記の目的において、本発明は、先ず下記［１］〜［５］のシェルプレス成形方法を提示する。

［１］センターパネルの外周縁に強化環状溝を介してチャックウォールが設けられ、該チャックウォールが、その高さ方向の中間部に設けられた屈曲部を介して緩傾斜の下方ウォール部と急傾斜の上方ウォール部とを有する段付きチャックウォールに構成されたパネル縮径型缶蓋の製造のためのシェルプレス成形方法において、
固定側のダイユニットは、前記段付きチャックウォールの外面形状に対応したウォール成形面を有するダイコアリングを備える一方、可動側のパンチユニットは、緩傾斜の下方ウォール部の内面形状に対応したウォール成形面を有して、かつクッション手段によって常時弾力的に下方に付勢されたインナープレッシャースリーブを備えるものとし、
前記パンチユニットの下降移動により、素板から円形に打抜かれたブランクの所定部位を、前記ダイコアリングのウォール成形面とインナープレッシャースリーブのウォール成形面との間に弾力的に挾み込むことによって前記チャックウォールの予備成形を行ったのち、
この予備成形されたチャックウォールを、前記ダイ側およびパンチ側の両ウォール成形面間に所定のしわ押さえ圧力で弾力的に挾圧した状態に維持しながら、外周縁に下向きに突出した環状溝成形用凸部を有するパンチコアを相対的に下降移動させ、前記溝成形用凸部をダイコアとダイコアリングとの間に進入させることにより前記強化環状溝を成形し、
次いで、この環状溝の成形完了と同時に、パンチコアの昇降を司るパンチコアブロックに設けられた下死点制御用の下向き段面を、前記インナープレッシャースリーブの上面に当接させることによりパンチユニットの下死点制御を行うものとしたことを特徴とする缶蓋のシェルプレス成形方法。

［２］前記チャックウォールは、下方ウォール部の缶軸に対する傾斜角度が４０〜６０°であり、上方ウォール部の同傾斜角度が１〜３９°に設定されている前項［１］に記載の缶蓋のシェルプレス成形方法。

［３］前記クッション手段は、ばね定数１９．６〜２９．４Ｎ／ｍｍ（２．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ）のコイルばねを５〜７本用いたものとする前項［１］または［２］に記載の缶蓋のシェルプレス成形方法。

そしてまた、本発明は、上記のシェルプレス成形方法の実施に用いる工具として、下記［４］〜［６］に記載のような構成のシェルプレス用金型を提示する。

［４］センターパネルの外周縁に強化環状溝を介してチャックウォールが設けられ、該チャックウォールが、その高さ方向の中間部に設けられた屈曲部を介して緩傾斜の下方ウォール部と急傾斜の上方ウォール部とを有する段付きチャックウォールに構成され、更に該チャックウォールの外周からシーミングパネルが延設されたパネル縮径型缶蓋の製造のためのシェルプレス成形用金型であって、
固定側のダイユニットと、このダイユニットに対して昇降作動される可動側のパンチユニットとからなり、
前記ダイユニットは、中心部に配置された固定のダイコアと、その外側に環状溝成形用空間を介して囲繞配置された固定のダイコアリングとを備え、
前記ダイコアは、その上面に缶蓋のセンターパネルの下面形状に対応する平坦なパネル成形面を有し、
前記ダイコアリングは、上面の外周側に缶蓋のシーミングパネルの下面形状に対応する膨出円弧状のフランジ成形面を有し、内周側に、缶蓋のチャックウォールの外面形状に対応するウォール成形面を有するものとなされる一方、
前記パンチユニットは、中心部に配置されたパンチコアと、該パンチコアの外周面と上面側周縁部とを覆う態様で配置された独立に昇降作動自在なインナープレッシャースリーブと、更にその外側に配置されたアッパープレッシャースリーブと、パンチコアの上方の中心部に配置されたパンチコアブロックと、該パンチコアブロックと前記インナープレッシャースリーブとの間に介在して、該インナープレッシャースリーブを常時下方に弾力的に付勢する、周方向に等間隔に配置された複数個のコイルばねとを備え、
前記パンチコアは、下面側に缶蓋のセンターパネルの上面に対応するパネル成形面を有すると共に、周縁部に下方に突出した強化環状溝成形用凸部を有し、
前記インナープレッシャースリーブは、その外周縁部下面に、缶蓋のチャックウォールのうちの少なくとも下方ウォール部と屈曲部の外面形状に対応する傾斜状のウォール成形面と屈曲部成形面とを有し、
前記アッパープレッシャースリーブは、下面に缶蓋のシーミングパネルの上面に対応する凹円弧状のフランジ成形面を有し、
前記パンチコアブロックは、パンチコアを一体的に昇降作動せしめるべく該パンチコアと連動連結されると共に、前記インナープレッシャースリーブが前記コイルばねの付勢力に抗して相対的に上昇されて所定の上限位置に達したときに該インナープレッシャースリーブの上面に当接する下死点制御用の下向き段面を有するものとなされ、
缶蓋のシェル成形工程において、素板から打ち抜かれた円形ブランクに対し、最初に該ブランクの周縁部をダイコアリングとアッパープレッシャースリーブとの各フランジ成形面間に所定の圧力で挾み込んだのち、インナープレッシャースリーブによって段付きチャックウォール部が前記コイルばねによる弾性付勢力で成形され、続いてパンチコアの更なる下降により環状溝成形用凸部によって強化環状溝の成形が行われ、この強化環状溝の成形完了時点でパンチコアブロックの下死点制御用下向き段面がインナープレッシャースリーブの上面に当接されることによりパンチブロックの下死点制御が行われるものとなされていることを特徴とする缶蓋のシェルプレス成形用金型。

［５］前記コイルばねは、ばね定数１９．６〜２９．４Ｎ／ｍｍ（２．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ）の圧縮コイルばねであり、インナープレッシャースリーブとパンチコアブロックとの対向面間に、周方向に５〜７個配設されている前項［４］に記載の缶蓋のシェルプレス成形用金型。

［６］前記コイルばねが、インナープレッシャースリーブの上面とパンチコアブロックの下面とに対向状に形成されたばね収容凹所内に設けられてなる前項［４］または［５］に記載の缶蓋のシェルプレス成形用金型。

本発明に係る前記［１］〜［３］項に記載の缶蓋のシェルプレス成形方法によれば、１回だけの絞りプレス工程でシェル成形体の成形を完了しうる。即ち、パンチユニットの１工程作動のみで、シェル成形体を完成しうる。従って、従来提案の２回絞りを行う成形方法に較べ、生産性を向上しうるのはもとより、従来から汎用されている缶蓋製造用のシェルプレス機を用いて、その成形用金型を取替える事で成形することができる点でも有利である。

そして、このような１工程でのプレスによる成形を可能にするのは、絞りしわやきず、更には絞り割れを生じるおそれが解消されることによるものであり、この解消理由は次のとおりに推定される。

先ず、段付きチャックウォール部分を成形するパンチユニット側のインナープレッシャースリーブが、クッション手段によって常時下方に弾力的に付勢されたものとなされており、この弾性付勢力をパンチ力に利用して先ずはじめに段付きチャックウォール部分が予備成形される。そして、この成形後も、上記インナープレッシャースリーブでチャックウォール部分を弾力的に押圧しながら、続いて比較的苛酷な絞り成形となる強化環状溝部分の成形が行われる。従って、この環状溝の絞り成形時において、上記インナープレッシャースリーブのウォール成形面が弾力的なしわ押さえとして機能し、成形されるチャックウォール部分に円周方向の圧縮力に基づく絞りしわが発生するのを防止する。しかも、この環状溝成形時点で、チャックウォールの特に緩傾斜の下方ウォール部分は、既に、缶軸に対して４０〜６０°の範囲で傾斜したものとなされているから、パンチ力によって当該チャックウォール部分に作用する半径方向の引っ張り力に対して比較的スムーズに成形材料の送り込みが行われ、環状溝成形用凸部に接する荷重けん引部にかかる負荷を軽減する。従って、最大パンチ力を低減し、ひいては絞り割れの発生を防ぐ一方で、絞りきずの発生も抑制する。

そしてまた、本発明の成形方法にあっては、上記の強化環状溝のプレス成形を終わった時点で、インナープレッシャースリーブの上面に、パンチコアまたはその昇降を司るパンチコアブロックの下死点制御用の下向きの段面を当接せしめるものとし、この当接によってパンチユニットの成形工程、即ち下降パンチングストロークを停止して反転上昇せしめる下死点制御を行うものとなされている。従って、上記当接時点でインナープレッシャースリーブに瞬間的に加わる機械的な圧下力によってチャックウォールの成形精度が向上されると共に、過度の成形が行われることがなく、過押しによる部分的な薄肉化による強度低下が生じるのを防止できる。

また、本発明に係る前記［４］〜［６］項に記載のシェルプレス用金型によれば、上記のような成形方法を確実に遂行でき、それらと同様の効果を享受することができる。

次にこの発明の好ましい実施形態について説明する。

図１は、本発明によって製造しようとするアルミニウム製のパネル縮径型缶蓋の中間成形品であるシェル成形体を示すものであり、その好適な実施形態を示しているものである。

同図１に示すように、シェル成形体（１）は、中央パネル部（２）の周縁にカウンターシンクとも称される補強用の強化環状溝（３）を有する。そしてこの環状溝（３）の外側壁（３ａ）の上端から、緩傾斜のチャックウォール（４）が延設されている。このチャックウォール（４）は、缶軸に対する傾斜角度（θ₁）が４０°〜６０°の緩勾配の下方ウォール部（４ａ）と、アール状屈曲部（４ｃ）を介して延設された傾斜角度（θ₂）が１°〜４０°未満の急勾配の上方ウオール部（４ｂ）とで屈折形のものに形成されている。缶軸に対する傾斜角度が比較的小さい上方ウォール部（４ｂ）は、缶蓋の巻締め装着操作の容易かつ確実性を向上するために設けられるものである。また、チャックウォール（４）の上端からは、更に缶胴に対する取付用の巻き締め部を構成するシーミングウォール（５）が延設されている。なお、図１のシーミングウォール（５）は、シェルプレス成形後のシェル成形体（１）のフランジ部にカール加工を施してカール成形した状態で示しているものである。

ところで、チャックウォール（４）の下方ウォール部（４ａ）の傾斜角度（θ₁）は、これが上限値の６０°を超えると、環状溝（３）の外側壁（３ａ）との接続部である屈曲部（６）の加工率が大きくなって、加工脆化が起こり易くなる。屈曲部（６）が加工脆化すると、缶内圧の異常上昇によって缶蓋の上面が山形に膨出するバックリングが発生した場合に亀裂が入り内容物の噴出を起こし易くなる。また、センターパネル（２）の面積が過度に小さいものとなり、タブによる開口操作に支障を及ぼすおそれが増大する。

一方、傾斜角度（θ₁）が４０°未満では、缶蓋材料の節減によるコストダウン効果が少ない。

下方ウォール部（４ａ）の傾斜角度（θ₁）の特に好ましい範囲は５０〜５５°である。一方、上方ウォール部（４ｂ）の缶軸に対する傾斜角度（θ₂）の特に好ましい範囲は、２０〜３０°である。

上記のようなパネル縮径型缶蓋のシェル成形体（１）は、シェルプレス機により、図２〜４に示されるような成形用金型を用いて成形されるものである。

これらの図２〜４において、成形用金型は、固定側のダイユニット（１０）と、このダイユニット（１０）の上方に位置し該ダイユニットに対して昇降作動される可動側のパンチユニット（２０）とからなる。

固定側の下方のダイユニット（１０）は、中心部に配置された固定のダイコア（１１）と、その外側に環状溝成形用空間（１３）を介して囲撓配置された固定のダイコアリング（１２）とを備える。そして、上記ダイコア（１１）は、その上面にシェル成形体（１）のセンターパネル（２）の下面形状に対応する平坦なパネル成形面（１１ａ）を有する。また、ダイコアリング（１２）は、上面の外周寄りの位置にシェル成形体（１）のシーミングパネル（５）の下面形状に対応する膨出円弧状のフランジ成形面（１４）を有し、内周側に、チャックウォール（４）の外面（下面）形状に対応するウォール成形面（１５）を有するものとなされている。ウォール成形面（１５）は、緩傾斜の下部成形面（１５ａ）と、急傾斜の上部成形面（１５ｂ）と、それらの間の凹状屈曲部（１５ｃ）とを有する。

前記パンチユニット（２０）は、中心部に配置されたパンチコア（２１）と、該パンチコア（２１）の外周面と上面側周縁部とを覆う態様で配置された独立に昇降作動自在なインナープレッシャースリーブ（２２）と、更にその外側に配置されたアッパープレッシャースリーブ（２３）と、パンチコア（２１）の上方の中心部に配置されたパンチコアブロック（２４）と、該パンチコアブロック（２４）と前記インナープレッシャースリーブ（２２）との間に介在して、該インナープレッシャースリーブ（２２）を常時下方に弾力的に付勢している、周方向に等間隔に配置された複数個のコイルばね（２５）とを備える。

前記パンチコア（２１）は、周縁部から下方に突出した環状溝成形用凸部（２７）を有する。

前記インナープレッシャースリーブ（２２）は、ダイコアリング（１２）のウォール成形面（１５）のうち、緩傾斜の下部成形面（１５ａ）と屈曲部（１５ｃ）に対応してその上方に位置されたものであり、その外周縁部下面に、少なくとも成形体（１）のチャックウォール（４）の下方ウォール部（４ａ）と屈曲部（４ｃ）とに対応する傾斜状のウォール成形面（２２ａ）と屈曲部成形面（２２ｃ）とを有する。この実施形態では、ダイコアリング（１２）の急傾斜の上部成形面（１５ｂ）に対応する傾斜状のウォール成形面を備えていないが、アッパープレッシャースリーブ（２３）の幅を少し薄くして成形しておくことも可能である。そして、該インナープレッシャースリーブ（２２）は、常時はウォール成形面（２２ａ）の下端が環状溝成形用凸部（２７）の下端と略同じ高さに位置して待機するものとなされている。

また、前記アッパープレッシャースリーブ（２３）は、ダイコアリング（１２）のフランジ成形面（１４）に対してその上方に対向配置されたものであり、下面に成形体（１）のシーミングパネル（５）の上面に対応する凹円弧状のフランジ成形面（２８）を有する。

そして、前記パンチコアブロック（２４）は、パンチコア（２１）と一体的に昇降作動されるように該パンチコアと連動連結されると共に、前記インナープレッシャースリーブ（２２）が前記コイルばね（２５）の付勢力に抗して相対的に上昇されて所定の上限位置に達したときには該インナープレッシャースリーブ（２２）の上面（２２ｂ）に当接する下向きの下死点制御用段面（２４ａ）を有するものとなされている、
前記コイルばね（２５）は、１本づつのばねのばね定数が１９．６〜２９．４Ｎ／ｍｍ（２．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ）の圧縮コイルばねが用いられ、該ばねがインナープレッシャースリーブ（２２）の上面とパンチコアブロック（２４）との段面（２４ａ）との対向面間に穿設されたばね収容凹所（２９）に１本づつ、やや圧縮した状態で装填されており、周方向に等間隔に５〜７個配置されている。これによって、インナープレッシャースリーブ（２２）には、その自重を除いて、常時１３００〜１７００Ｎ（１３０ｋｇｆ〜１７０ｋｇｆ）の範囲の、好ましくは１４００〜１６００Ｎの、更に好ましい具体的数値としては１５００Ｎ（１５０ｋｇｆ）程度の下方への弾性付勢力が働いているものとなされている。

その他、図２〜４において、（１６）はカットエッジ、（２６）はパンチシェル、（１Ａ）は素板から打ち抜かれた円形ブランクを示す。

次に、上記成形用金型を用いて行うシェル成形体（１）のシェルプレス成形工程について、図２〜４の参照によって説明する。

図２は成形初期の状態、即ち、パンチユニット（２０）の下降により、素板からカットエッジ（１６）とパンチシェル（２６）とで円形ブランク（１Ａ）が打ち抜かれ、この円形ブランク（１Ａ）の周縁部が、打ち抜きとほぼ同期して、ダイコアリング（１２）のフランジ成形面（１４）とアッパープレッシャースリーブ（２３）の下面のフランジ成形面（２８）との間に、エアー圧によって軸線方向に所定圧力で挾持されたときの状態を示している。このときに上記アッパープレッシャースリーブ（２３）側に加えられるエアー圧は、しわ押さえとして機能するために、一般的には０．２９４〜０．３９２ＭＰａ（３〜４ｋｇｆ／ｃｍ²）程度に設定される。

続いて、パンチユニット（２０）が成形位置に向かって更に下降される。この成形途上の状態を図３に示している。

同図に示すように、当初はインナープレッシャースリーブ（２２）とパンチコア（２１）とは同期して下降し、それらの下端がブランク（１Ａ）の上面にほぼ同時に当接する。そして、更なる下降により、主としてインナープレッシャースリーブ（２２）の下面のウォール成形面（２２ａ）と屈曲部成形面（２２ｃ）とがブランク（１Ａ）を押し下げ、やがて該ブランク（１Ａ）をダイコアリング（１２）側のウォール成形面（１５）に押し付るようにしてこれを弾力的に挾圧し、該ウォール成形面（１５）に沿ったチャックウォール（４）が予備成形される。この予備成形は、コイルばね（２５）の付勢力をパンチ力とする絞り成形として行われるものであるから、必ずしも未だ形状的に十分に高精度なチャックウォール（４）が成形されることが保証されるものではない。

続いて更に、パンチコアブロック（２４）の下降移動が継続される。ところが、インナープレッシャースリーブ（２２）は、ダイコアリング（１２）によってそれ以上の下降移動を阻止されるため、コイルばね（２５）に圧縮変形を生じさせながらその位置に停止状態に保たれ、図４に示すように内側のパンチコア（２１）のみが下降移動を継続される。

即ちパンチコア（２１）との相対的な関係ではインナープレッシャースリーブ（２２）が相対的に上昇されることになるが、常にコイルばね（２５）による下方への付勢力が働いているため、ブランク（１Ａ）側のチャックウォール（４）成形部分はウォール成形面（２２ａ）によって上方から常に弾力的な押圧状態に保持される。この押圧力は、チャックウォール（４）に対して、絞りしわの発生を防止するしわ押さえとして機能する。

そこで、パンチコア（２１）の外周縁部下面に有する環状溝成形用凸部（２７）によって、チャックウォール（４）に隣接するその内側の領域部分が、ダイコア（１１）とダイコアリング（１２）との間の環状溝成形用空間（１３）に向って押し込まれ、強化環状溝（３）の絞り成形が行われる。

この強化環状溝（３）の絞り成形が行われる際、チャックウォール（４）部分に対しては、環状溝成形用凸部（２７）の頂面に当接する部分（荷重けん引部）を通して引張り力が作用するが、チャックウォール（４）部分は屈折形の段付きのものであるにもかかわらず、インナープレッシャースリーブ（２２）によって弾力的に、しかも中間の屈曲部（４ｃ）から下の下方ウォール部（４ａ）にかけての領域部分のみで押さえ付けられているにすぎず、急傾斜の上方ウォール部（４ｂ）は押圧力を受けていないことにより、比較的スムーズに材料の半径方向の送り込みが行われる。

従って、強化環状溝（３）の絞り成形時に急激に成形に要するパンチ力が増大することがなく、ひいては材料の絞りわれ（荷重けん引部われ、ないし底部破断）を生じるのが防止される。しかも、上記チャックウォール（４）部分は、特に円周方向の圧縮歪みを生じ易い下方ウォール部（４ａ）が、傾斜面であるウォール成形面（２２ａ）で上から弾力的に押さえられているため、絞りしわを発生するのが効果的に防止される。

強化環状溝（３）の成形が完了した時点では、図４に示すようにコイルばね（２９）が圧縮限界に到達する前に、インナープレッシャースリーブ（２２）の上面（２２ｂ）に、パンチコアブロック（２４）の下面の下死点制御用の下向き段面（２４ａ）が同時に当接される。そして、この当接により、パンチユニット（２０）の下降移動を停止する下死点制御が行われ、すぐさまパンチユニット（２０）が上昇移動に転じられる。

しかしながら、上記インナープレッシャースリーブ（２２）の上面（２２ｂ）とパンチコアブロック（２４）の段面（２４ａ）とが当接された際、瞬間的ではあるが、インナープレッシャースリーブ（２２）は、パンチコアブロック（２４）との当接による下方への押動作用を受ける。このため、インナープレッシャースリーブ（２２）の下面のウォール成形面（２２ａ）によって、予備成形状態のチャックウォール（３）が瞬間的に強くダイコアリング（１２）のウォール成形面（１５）側に向かって押し付けられる。従って、チャックウォール（４）が最終的には、精度の高い仕上げ成形状態に成形される。

本発明の実施形態によれば、以上説明したような成形作動が行われることにより、パンチユニット（２０）の１回の昇降作動による１工程で、屈折形のチャックウォールを備えたパネル縮径型缶蓋のシェル成形体を、われ、しわ、きずを生じさせることなく、高能率に製造することができるメリットを享受できるものである。

なお、上記実施形態では、１つの屈曲部のみを有する２段階の段付きチャックウォールを備えた缶蓋のシェルプレス成形について説明したが、２つ以上の屈曲部を介して、３段階以上の傾斜ウォール部を備えた缶蓋のシェルプレス成形の場合にあっても、本発明は同様に適用しうる。

本発明によって成形される缶蓋のシェル成形体の断面図である。 本発明の好ましい実施形態の成形用金型による成形の初期状態を示す断面図である。 成形工程の中間工程時の状態を示す断面図である。 成形工程の絞り成形終了時点の状態を示す断面図である。

符号の説明

１…缶蓋のシェル成形体
１Ａ…円形ブランク
２…センターパネル
３…強化環状溝
４…チャックウォール
４ａ…下方ウォール部
４ｂ…上方ウォール部
４ｃ…屈曲部
５…シーミングパネル
１０…ダイユニット
１１…ダイコア
１１ａ…パネル成形面
１２…ダイコアリング
１３…環状溝成形空間
１４…フランジ成形面
１５…チャックウォール成形面
２０…パンチユニット
２１…パンチコア
２２…インナープレッシャースリーブ
２２ａ…ウォール成形面
２２ｂ…上面
２２ｃ…屈曲部成形面
２３…アッパープレッシャースリーブ
２４…パンチコアブロック
２５…コイルばね（クッション手段）
２７…強化環状溝成形用凸部
２８…フランジ成形面
２９…コイルばね収容凹所

Claims (6)

1. センターパネルの外周縁に強化環状溝を介してチャックウォールが設けられ、該チャックウォールが、その高さ方向の中間部に設けられた屈曲部を介して緩傾斜の下方ウォール部と急傾斜の上方ウォール部とを有する段付きチャックウォールに構成されたパネル縮径型缶蓋の製造のためのシェルプレス成形方法において、
   固定側のダイユニットは、前記段付きチャックウォールの外面形状に対応したウォール成形面を有するダイコアリングを備える一方、可動側のパンチユニットは、緩傾斜の下方ウォール部の内面形状に対応したウォール成形面を有して、かつクッション手段によって常時弾力的に下方に付勢されたインナープレッシャースリーブを備えるものとし、
   前記パンチユニットの下降移動により、素板から円形に打抜かれたブランクの所定部位を、前記ダイコアリングのウォール成形面とインナープレッシャースリーブのウォール成形面との間に弾力的に挾み込むことによって前記チャックウォールの予備成形を行ったのち、
   この予備成形されたチャックウォールを、前記ダイ側およびパンチ側の両ウォール成形面間に所定のしわ押さえ圧力で弾力的に挾圧した状態に維持しながら、外周縁に下向きに突出した環状溝成形用凸部を有するパンチコアを相対的に下降移動させ、前記溝成形用凸部をダイコアとダイコアリングとの間に進入させることにより前記強化環状溝を成形し、
   次いで、この環状溝の成形完了と同時に、パンチコアの昇降を司るパンチコアブロックに設けられた下死点制御用の下向き段面を、前記インナープレッシャースリーブの上面に当接させることによりパンチユニットの下死点制御を行うものとしたことを特徴とする缶蓋のシェルプレス成形方法。
2. 前記チャックウォールは、下方ウォール部の缶軸に対する傾斜角度が４０〜６０°であり、上方ウォール部の同傾斜角度が１〜３９°に設定されている請求項１に記載の缶蓋のシェルプレス成形方法。
3. 前記クッション手段は、ばね定数１９．６〜２９．４Ｎ／ｍｍ（２．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ）のコイルばねを５〜７本用いたものとする請求項１または２に記載の缶蓋のシェルプレス成形方法。
4. センターパネルの外周縁に強化環状溝を介してチャックウォールが設けられ、該チャックウォールが、その高さ方向の中間部に設けられた屈曲部を介して緩傾斜の下方ウォール部と急傾斜の上方ウォール部とを有する段付きチャックウォールに構成され、更に該チャックウォールの外周からシーミングパネルが延設されたパネル縮径型缶蓋の製造のためのシェルプレス成形用金型であって、
   固定側のダイユニットと、このダイユニットに対して昇降作動される可動側のパンチユニットとからなり、
   前記ダイユニットは、中心部に配置された固定のダイコアと、その外側に環状溝成形用空間を介して囲繞配置された固定のダイコアリングとを備え、
   前記ダイコアは、その上面に缶蓋のセンターパネルの下面形状に対応する平坦なパネル成形面を有し、
   前記ダイコアリングは、上面の外周側に缶蓋のシーミングパネルの下面形状に対応する膨出円弧状のフランジ成形面を有し、内周側に、缶蓋のチャックウォールの外面形状に対応するウォール成形面を有するものとなされる一方、
   前記パンチユニットは、中心部に配置されたパンチコアと、該パンチコアの外周面と上面側周縁部とを覆う態様で配置された独立に昇降作動自在なインナープレッシャースリーブと、更にその外側に配置されたアッパープレッシャースリーブと、パンチコアの上方の中心部に配置されたパンチコアブロックと、該パンチコアブロックと前記インナープレッシャースリーブとの間に介在して、該インナープレッシャースリーブを常時下方に弾力的に付勢する、周方向に等間隔に配置された複数個のコイルばねとを備え、
   前記パンチコアは、下面側に缶蓋のセンターパネルの上面に対応するパネル成形面を有すると共に、周縁部に下方に突出した強化環状溝成形用凸部を有し、
   前記インナープレッシャースリーブは、その外周縁部下面に、缶蓋のチャックウォールのうちの少なくとも下方ウォール部と屈曲部の外面形状に対応する傾斜状のウォール成形面と屈曲部成形面とを有し、
   前記アッパープレッシャースリーブは、下面に缶蓋のシーミングパネルの上面に対応する凹円弧状のフランジ成形面を有し、
   前記パンチコアブロックは、パンチコアを一体的に昇降作動せしめるべく該パンチコアと連動連結されると共に、前記インナープレッシャースリーブが前記コイルばねの付勢力に抗して相対的に上昇されて所定の上限位置に達したときに該インナープレッシャースリーブの上面に当接する下死点制御用の下向き段面を有するものとなされ、
   缶蓋のシェル成形工程において、素板から打ち抜かれた円形ブランクに対し、最初に該ブランクの周縁部をダイコアリングとアッパープレッシャースリーブとの各フランジ成形面間に所定の圧力で挾み込んだのち、インナープレッシャースリーブによって段付きチャックウォール部が前記コイルばねによる弾性付勢力で成形され、続いてパンチコアの更なる下降により環状溝成形用凸部によって強化環状溝の成形が行われ、この強化環状溝の成形完了時点でパンチコアブロックの下死点制御用下向き段面がインナープレッシャースリーブの上面に当接されることによりパンチユニットの下死点制御が行われるものとなされていることを特徴とする缶蓋のシェルプレス成形用金型。
5. 前記コイルばねは、ばね定数１９．６〜２９．４Ｎ／ｍｍ（２．０〜３．０ｋｇｆ／ｍｍ）の圧縮コイルばねであり、インナープレッシャースリーブとパンチコアブロックとの対向面間に、周方向に５〜７個配設されている請求項４に記載の缶蓋のシェルプレス成形用金型。
6. 前記コイルばねが、インナープレッシャースリーブの上面とパンチコアブロックの下面とに対向状に形成されたばね収容凹所内に設けられてなる請求項４または５に記載の缶蓋のシェルプレス成形用金型。

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