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技術 成形装置及び成形方法

出願人 株式会社積層金型東洋アルミエコープロダクツ株式会社
発明者 山崎久男山崎拓哉近藤忠和
出願日 2008年6月13日 (11年10ヶ月経過) 出願番号 2008-154980
公開日 2009年12月24日 (10年4ヶ月経過) 公開番号 2009-297743
状態 特許登録済
技術分野 型打ち,へら絞り,深絞り 金属プロフイルのための特殊な加工
主要キーワード 寸法数 アルミ箔シート 薄板積層 プレス成形材料 中空壁 外方部分 噴出状態 空気供給孔
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年12月24日)のものです。
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図面 (18)

課題

成形時における被成形体への衝撃を、潤滑剤を使用せずに緩和することのできる成形装置及び成形方法を提供する。

解決手段

成形装置1は、第1の型部材10とその上方に位置する第2の型部材30とから主に構成されている。第1の型部材10は円筒体20と縁部15とを備えており、円筒体20には第1の段溝11と第2の段溝12とが形成されている。円筒体20の中空壁面17の上端部近傍には、第1の段溝11及び第2の段溝12の山部分及び谷部分に複数の開口2が設けられている。第2の型部材30は、円錐体35と杵状押棒31とを備えている。円錐体35の側壁には、第1の段溝11に対応する傘歯車状溝39が形成されていると共に、杵状押棒31の側壁には、第2の段溝12に対応する歯車状溝33が形成されている。そして、第1の型部材10と第2の型部材30との間にセットされた被成形体は、開口2から空気が噴出された状態でプレスされる。

概要

背景

食品包装用容器プレス成形材料には、アルミニウム等の金属箔ポリプロピレン等の樹脂シート紙シート及びこれらを貼り合わせたものが使用されている。又、安価で大量生産を可能とするため、一般的にはこれらのシート複数枚重ね合わせた積層シートプレス成形されている。そして、プレス成形による積層シートの破れ割れ等の不具合を防止するため、積層シートの表面に潤滑剤を塗布することで滑り性を持たせ、シートに係るプレス成形による圧縮引張りの衝撃を緩和させている(例えば、特許文献1)。

しかし、食品包装用容器に添加物である潤滑剤を使用することは、消費者忌避する傾向にあったため、潤滑剤を使用しない種々のプレス成形法が提案された。これらの中で、潤滑補助材を用いたプレス成形法について以下に説明する。

図15は積層されたアルミ箔シートをプレス成形することによって得られる積層アルミ箔容器外観斜視図である。

図を参照して、積層アルミ箔容器45は、底部と襞部が形成された側壁部とからなるアルミ箔製容器60が複数直接重ね合わされた状態となっている。そして、使用時には1枚1枚上から順次剥がしながら1つのアルミ箔製容器60として使われている。

図16は特許文献2で開示されたアルミ箔製容器を形成するための成形装置概略構造を示す分解斜視図である。

図を参照して、成形装置は第1の型部材10と、被成形体である積層アルミ箔シート(図示せず)を介して第1の型部材10に対向する第2の型部材30とから構成されている。

第1の型部材10は、円筒形状を有しており、その上壁は内部方向に傾斜し、且つ、その表面には中心軸から放射状に広がる第1の段溝74が形成されている。又、内壁76には第2の段溝75が形成されており、第1の段溝74と第2の段溝75とは相互に接続されている。

一方、第2の型部材30は、円柱形状を有する杵状押棒31と、杵状押棒31がその中心部に形成された開口77に対して出し入れ自在となっている円錐体35とから構成されている。杵状押棒31はその軸方向に歯車状溝が形成されており、円錐体35の側壁には傘歯車状溝が形成されている。歯車状溝及び傘歯車状溝の各々は、第1の段溝74及び第2の段溝75の凸部分の数と位置とに対応したように設けられている。

図17は1組の成形単位シートを図16で示した成形装置に載置する載置工程を示した図である。

図を参照して、積層された複数のアルミ箔シート72の最下部打ち抜き仕切紙71が位置する成形単位シート70を成形装置の第1の型部材10の上に載置する。この状態で第2の型部材30が下降することによって図15で示した積層アルミ箔容器が形成される。ここで、前述した通り成形単位シート70の最下部には潤滑補助材である打ち抜き仕切紙71が位置しているため、成形単位シート70に係る成形時の衝撃に対してクッションの役目を果たし、積層された複数のアルミ箔シート72を保護することになる。
特開2006−15385号公報
特開2001−106221号公報

概要

成形時における被成形体への衝撃を、潤滑剤を使用せずに緩和することのできる成形装置及び成形方法を提供する。 成形装置1は、第1の型部材10とその上方に位置する第2の型部材30とから主に構成されている。第1の型部材10は円筒体20と縁部15とを備えており、円筒体20には第1の段溝11と第2の段溝12とが形成されている。円筒体20の中空壁面17の上端部近傍には、第1の段溝11及び第2の段溝12の山部分及び谷部分に複数の開口2が設けられている。第2の型部材30は、円錐体35と杵状押棒31とを備えている。円錐体35の側壁には、第1の段溝11に対応する傘歯車状溝39が形成されていると共に、杵状押棒31の側壁には、第2の段溝12に対応する歯車状溝33が形成されている。そして、第1の型部材10と第2の型部材30との間にセットされた被成形体は、開口2から空気が噴出された状態でプレスされる。

目的

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、成形時における被成形体への衝撃を、潤滑剤を使用せずに緩和することのできる成形装置及び成形方法を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

シート状の被成形体プレス成形するための成形装置であって、第1の型部材と、前記第1の型部材に対して、前記被成形体を介して対向するように配置された第2の型部材と、前記被成形体をプレスするように、前記第1の型部材及び前記第2の型部材の少なくとも一方を駆動することができる駆動手段とを備え、前記第1の型部材のプレス面及び前記第2の型部材のプレス面の少なくとも一方に開口が設けられ、更に、前記開口から気体噴出させることができる気体噴出手段を備え、前記被成形体がプレスされる際に、前記開口から気体が噴出される、成形装置。

請求項2

前記第1の型部材は、上下方向に延びる円筒形状を有し、その上面は内方から外方に向かって上方に傾斜すると共に放射状に形成された第1の段溝が形成され、その中空壁面には前記第1の段溝に接続する第2の段溝が上下方向に平行に形成された円筒体を含み、前記第2の型部材は、上下方向に延びると共に中心部を上下に貫通する円柱状の中空部が形成され、その側壁には前記第1の段溝に対応する傘歯車状溝が形成された円錐体と、前記円錐体の下面にその下面位置が整列し、下方部が先細りとなるような円柱形状を有し、前記中空部に上下に摺動自在に係合すると共に前記中空壁面に挿通自在となる水平断面を有し、その側壁には前記第2の段溝に対応する歯車状溝が上下方向に形成された杵状押棒とを含み、前記駆動手段は、前記円錐体を下方向に駆動した後、更に前記杵状押棒を下方向に駆動し、前記開口は、前記円筒体における前記中空壁面の上端部の近傍における前記第1の段溝及び前記第2の段溝の所定範囲に複数形成される、請求項1記載の成形装置。

請求項3

前記開口の各々は、ほぼ同一の大きさに形成されると共にほぼ均一に配置される、請求項2記載の成形装置。

請求項4

前記開口は、前記第1の段溝及び前記第2の段溝の各々の山部分及び谷部分に形成される、請求項2又は請求項3記載の成形装置。

請求項5

前記開口の各々は、直径が0.05〜1.00mmの円に相当する開口面積を有する、請求項2から請求項4のいずれかに記載の成形装置。

請求項6

前記開口の各々の平面視における投影密度は、50〜300個/cm2である、請求項2から請求項4のいずれかに記載の成形装置。

請求項7

前記円筒体の特定部分薄板積層法による金型を加工して形成され、前記開口の各々は前記特定部分に形成される、請求項2から請求項6のいずれかに記載の成形装置。

請求項8

シート状の被成形体をプレス成形するための成形方法であって、対向する第1の型部材と第2の型部材との間に前記被成形体を配置する工程と、前記第1の型部材と前記第2の型部材とを接近させて前記被成形体をプレスすると共に、前記被成形体と前記第1の型部材のプレス面との間のスペース及び前記被成形体と前記第2の型部材のプレス面との間のスペースの少なくとも一方に気体を噴出する工程とを備えた、成形方法。

請求項9

積層された円板シート状の被成形体をプレス成形するための成形方法であって、上下方向に延びる円筒形状を有し、その上面は内方から外方に向かって上方に傾斜する第1の型部材の前記上面に前記被成形体を載置する工程と、前記被成形体の上方に配置され、上下方向に延びると共に中心部を上下に貫通する円柱状の中空部が形成された円錐体を降下させて前記被成形体を押圧する工程と、前記中空部に上下に摺動自在に係合すると共に前記中空壁面に挿通自在となる水平断面を有する杵状押棒を降下させて前記被成形体の中央部を前記円筒体の中空部分に押し込むと同時に、前記第1の型部材の前記上面の少なくとも一部から前記被成形体に向けて気体を噴出させると共に前記中空部分の上部から気体を噴出する工程とを備えた、成形方法。

技術分野

0001

この発明は成形装置及び成形方法に関し、特にシート状の被成形体プレス成形するための成形装置及びその成形方法に関するものである。

背景技術

0002

食品包装用容器プレス成形材料には、アルミニウム等の金属箔ポリプロピレン等の樹脂シート紙シート及びこれらを貼り合わせたものが使用されている。又、安価で大量生産を可能とするため、一般的にはこれらのシートを複数枚重ね合わせた積層シートがプレス成形されている。そして、プレス成形による積層シートの破れ割れ等の不具合を防止するため、積層シートの表面に潤滑剤を塗布することで滑り性を持たせ、シートに係るプレス成形による圧縮引張りの衝撃を緩和させている(例えば、特許文献1)。

0003

しかし、食品包装用容器に添加物である潤滑剤を使用することは、消費者忌避する傾向にあったため、潤滑剤を使用しない種々のプレス成形法が提案された。これらの中で、潤滑補助材を用いたプレス成形法について以下に説明する。

0004

図15は積層されたアルミ箔シートをプレス成形することによって得られる積層アルミ箔容器外観斜視図である。

0005

図を参照して、積層アルミ箔容器45は、底部と襞部が形成された側壁部とからなるアルミ箔製容器60が複数直接重ね合わされた状態となっている。そして、使用時には1枚1枚上から順次剥がしながら1つのアルミ箔製容器60として使われている。

0006

図16は特許文献2で開示されたアルミ箔製容器を形成するための成形装置の概略構造を示す分解斜視図である。

0007

図を参照して、成形装置は第1の型部材10と、被成形体である積層アルミ箔シート(図示せず)を介して第1の型部材10に対向する第2の型部材30とから構成されている。

0008

第1の型部材10は、円筒形状を有しており、その上壁は内部方向に傾斜し、且つ、その表面には中心軸から放射状に広がる第1の段溝74が形成されている。又、内壁76には第2の段溝75が形成されており、第1の段溝74と第2の段溝75とは相互に接続されている。

0009

一方、第2の型部材30は、円柱形状を有する杵状押棒31と、杵状押棒31がその中心部に形成された開口77に対して出し入れ自在となっている円錐体35とから構成されている。杵状押棒31はその軸方向に歯車状溝が形成されており、円錐体35の側壁には傘歯車状溝が形成されている。歯車状溝及び傘歯車状溝の各々は、第1の段溝74及び第2の段溝75の凸部分の数と位置とに対応したように設けられている。

0010

図17は1組の成形単位シート図16で示した成形装置に載置する載置工程を示した図である。

0011

図を参照して、積層された複数のアルミ箔シート72の最下部打ち抜き仕切紙71が位置する成形単位シート70を成形装置の第1の型部材10の上に載置する。この状態で第2の型部材30が下降することによって図15で示した積層アルミ箔容器が形成される。ここで、前述した通り成形単位シート70の最下部には潤滑補助材である打ち抜き仕切紙71が位置しているため、成形単位シート70に係る成形時の衝撃に対してクッションの役目を果たし、積層された複数のアルミ箔シート72を保護することになる。
特開2006−15385号公報
特開2001−106221号公報

発明が解決しようとする課題

0012

上記のような従来の成形装置及び成形方法では、成形後の積層アルミ箔容器から打ち抜き仕切紙を取り除かなければならず、手間がかかるため、工業的に好ましいものではなかった。

0013

又、型部材(金型)の表面を研磨処理メッキ処理又はテフロンコート(テフロンは登録商標です)処理などをおこなうことにより、型部材表面の粗度を減少させ滑り性を向上させる方法も試みられてきたが、潤滑剤を使用しない成形方法としては十分なものではなかった。

0014

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、成形時における被成形体への衝撃を、潤滑剤を使用せずに緩和することのできる成形装置及び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

0015

上記の目的を達成するために、請求項1記載の発明は、シート状の被成形体をプレス成形するための成形装置であって、第1の型部材と、第1の型部材に対して、被成形体を介して対向するように配置された第2の型部材と、被成形体をプレスするように、第1の型部材及び第2の型部材の少なくとも一方を駆動することができる駆動手段とを備え、第1の型部材のプレス面及び第2の型部材のプレス面の少なくとも一方に開口が設けられ、更に、開口から気体噴出させることができる気体噴出手段を備え、被成形体がプレスされる際に、開口から気体が噴出されるものである。

0016

このように構成すると、プレス面の少なくとも一方から被成形体に向かって気体が噴出される。

0017

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成において、第1の型部材は、上下方向に延びる円筒形状を有し、その上面は内方から外方に向かって上方に傾斜すると共に放射状に形成された第1の段溝が形成され、その中空壁面には第1の段溝に接続する第2の段溝が上下方向に平行に形成された円筒体を含み、第2の型部材は、上下方向に延びると共に中心部を上下に貫通する円柱状の中空部が形成され、その側壁には第1の段溝に対応する傘歯車状溝が形成された円錐体と、円錐体の下面にその下面位置が整列し、下方部が先細りとなるような円柱形状を有し、中空部に上下に摺動自在に係合すると共に中空壁面に挿通自在となる水平断面を有し、その側壁には第2の段溝に対応する歯車状溝が上下方向に形成された杵状押棒とを含み、駆動手段は、円錐体を下方向に駆動した後、更に杵状押棒を下方向に駆動し、開口は、円筒体における中空壁面の上端部の近傍における第1の段溝及び第2の段溝の所定範囲に複数形成されるものである。

0018

このように構成すると、被成形体がプレス時に大きく変形する箇所に気体が噴出する。

0019

請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の構成において、開口の各々は、ほぼ同一の大きさに形成されると共にほぼ均一に配置されるものである。

0020

このように構成すると、気体が均一に噴出される。

0021

請求項4記載の発明は、請求項2又は請求項3記載の発明の構成において、開口は、第1の段溝及び第2の段溝の各々の山部分及び谷部分に形成されるものである。

0022

このように構成すると、被成形体のプレス時に力が集中する箇所に気体が噴出する。

0023

請求項5記載の発明は、請求項2から請求項4のいずれかに記載の発明の構成において、開口の各々は、直径が0.05〜1.00mmの円に相当する開口面積を有するものである。

0024

このように構成すると、気体の噴出が安定すると共に被成形体が開口に引っかかる虞が低減する。

0025

請求項6記載の発明は、請求項2から請求項4のいずれかに記載の発明の構成において、開口の各々の平面視における投影密度は、50〜300個/cm2であるものである。

0026

このように構成すると、気体の噴出密度が均一化する。

0027

請求項7記載の発明は、請求項2から請求項6のいずれかに記載の発明の構成において、円筒体の特定部分薄板積層法による金型を加工して形成され、開口の各々は特定部分に形成されるものである。

0028

このように構成すると、開口は薄板積層法によって形成される。

0029

請求項8記載の発明は、シート状の被成形体をプレス成形するための成形方法であって、対向する第1の型部材と第2の型部材との間に被成形体を配置する工程と、第1の型部材と第2の型部材とを接近させて被成形体をプレスすると共に、被成形体と第1の型部材のプレス面との間のスペース及び被成形体と第2の型部材のプレス面との間のスペースの少なくとも一方に気体を噴出する工程とを備えたものである。

0030

このように構成すると、プレス面の少なくとも一方と被成形体との間に気体が噴出される。

0031

請求項9記載の発明は、積層された円板シート状の被成形体をプレス成形するための成形方法であって、上下方向に延びる円筒形状を有し、その上面は内方から外方に向かって上方に傾斜する第1の型部材の上面に被成形体を載置する工程と、被成形体の上方に配置され、上下方向に延びると共に中心部を上下に貫通する円柱状の中空部が形成された円錐体を降下させて被成形体を押圧する工程と、中空部に上下に摺動自在に係合すると共に中空壁面に挿通自在となる水平断面を有する杵状押棒を降下させて被成形体の中央部を円筒体の中空部分に押し込むと同時に、第1の型部材の上面の少なくとも一部から被成形体に向けて気体を噴出させると共に中空部分の上部から気体を噴出する工程とを備えたものである。

0032

このように構成すると、被成形体がプレス時に大きく変形する箇所に気体が噴出する。

発明の効果

0033

以上説明したように、請求項1記載の発明は、プレス面の少なくとも一方から被成形体に向かって気体が噴出されるため、噴出された気体がプレス時に緩衝効果を発揮する。

0034

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の効果に加えて、被成形体がプレス時に大きく変形する箇所に気体が噴出するため、効率的な緩衝効果を発揮する。

0035

請求項3記載の発明は、請求項2記載の発明の効果に加えて、気体が均一に噴出されるため、安定した緩衝効果を発揮する。

0036

請求項4記載の発明は、請求項2又は請求項3記載の発明の効果に加えて、被成形体のプレス時に力が集中する箇所に気体が噴出するため、被成形体の損傷の可能性がより低減する。

0037

請求項5記載の発明は、請求項2から請求項4のいずれかに記載の発明の効果に加えて、気体の噴出が安定すると共に開口に被成形体が引っかかる虞が低減するため、信頼性が向上する。

0038

請求項6記載の発明は、請求項2から請求項4のいずれかに記載の発明の効果に加えて、気体の噴出密度が均一化するため、緩衝効果が安定すると共に必要以上の加工精度とはならない。

0039

請求項7記載の発明は、請求項2から請求項6のいずれかに記載の発明の効果に加えて、開口は薄板積層法によって形成されるため、開口の精度が向上し、コスト的に有利な型部材となる。

0040

請求項8記載の発明は、プレス面の少なくとも一方と被成形体との間に気体が噴出されるため、噴出された気体が緩衝効果を発揮する。

0041

請求項9記載の発明は、被成形体がプレス時に大きく変形する箇所に気体が噴出するため、効率的な緩衝効果を発揮する。

発明を実施するための最良の形態

0042

図1はこの発明の第1の実施の形態による成形装置の概略構造を示す分解斜視図であり、図2図1で示したII−IIラインの断面図である。

0043

これらの図を参照して、成形装置1は、図15で示したような積層アルミ箔容器をプレス成形するものであり、第1の型部材10と、第1の型部材10の上方に位置する第2の型部材30とから主に構成されている。

0044

第1の型部材10は、上下方向に延びる円筒形状を有し、その上面は内方から外方に向かって上方に傾斜する円筒体20と、円筒体20の上部に、その外縁全周に形成されたリング状の縁部15とを備えている。又、円筒体20の上面には内方から外方に向かう放射状に第1の段溝11が形成されると共に、円筒体20の中空壁面17には、第1の段溝11に接続する第2の段溝12が上下方向に平行に形成されている。

0045

更に、円筒体20の中空壁面17の上端部近傍には、ほぼ同一の大きさを有し、ほぼ均一に第1の段溝11及び第2の段溝12の所定範囲の山部分及び谷部分に複数の開口2が設けられている。この開口2は、図示しない気体噴出手段からの空気を噴出するためのものである。開口2の詳細な構造や効果については後述する。

0046

第2の型部材30は、上下方向に延びると共に中心部を上下に貫通する円柱状の中空部41が形成された円錐体35と、円錐体35の下面位置にその下面位置が整列し、下方部37が先細りとなるような円柱形状を有する杵状押棒31とを備えている。又、円錐体35の側壁には、第1の段溝11に対応する傘歯車状溝39が形成されていると共に、杵状押棒31の側壁には、第2の段溝12に対応する歯車状溝33が形成されている。杵状押棒31は、中空部41に上下に摺動自在に係合すると共に、中空壁面17に挿通自在となる水平断面を有している。

0047

成形時には、まず被成形体を第1型部材の上面に載置する。次に、第2の型部材30である円錐体35と杵状押棒31とを、図示しない駆動手段により下方向に駆動した後、更に杵状押棒31を下方向に駆動すると同時に、複数の開口2から空気を噴出する。このような成形方法の詳細については後述する。

0048

ここで、この実施の形態による成形装置1における空気の噴出をおこなう開口2に関する第1の型部材10の詳細な内部構造について説明する。

0049

図3図2で示したX部分の拡大図であり、図4図3で示したIV−IVラインの断面図であり、図5図2で示したV−Vラインの拡大断面図である。

0050

これらの図を参照して、開口2a〜2nは上下方向に、且つ円筒体20の中空壁面17に沿ってほぼ均一に設けられると共に、第1の段溝及び第2の段溝の山部分に設けられている。そして、開口2a〜2nの各々は、放射状に外方に向かって水平に延びており、平面視円形形状を有し、垂直方向に延びる空気供給孔25aに接続されている。図4で示した点線部分は、第1の段溝及び第2の段溝の谷部分に設けられる開口であり、上記で示した開口2a〜2nとほぼ同一形状を有し、開口2a〜2nと周方向位相をずらした状態で上下方向に交互に設けられ、空気供給孔25aに隣接する同様の空気供給孔25bに接続されている。これらの開口は円筒体20の中空壁面17の上端部近辺における第1の段溝及び第2の段溝の山部分及び谷部分の全てに、同様に設けられている。

0051

空気供給孔25a、25bは、図3で示すように垂直方向に延びており、中空壁面17を囲うように複数設けられており、各々の下方端は円溝22と接続している。従って、円溝22は円筒体20の中空壁面17を囲うようなリング形状を有することによって、円筒体20に形成された複数の空気供給孔25a、25bと接続している。円溝22は、平面視円形形状を有し、下方に延びる空気孔24と接続している。そして、空気孔24は、図示しない気体噴出手段と接続するように構成されている。

0052

円筒体20内は上記のように構成されているため、気体噴出手段から噴出された空気は、空気孔24を通って円溝22に到達する。次に、円溝22に到達した空気は、複数の空気供給孔25a、25bを通り、各々に接続している複数の開口2を通り、空気を噴出することが可能となる。このように、第1の型部材10は複雑な内部構造となっているが、このような複雑な内部構造を形成するためには、例えば薄板積層法による製造が有効である。この薄板積層法による第1の型部材10の製造方法については後述する。

0053

次に、この実施の形態による成形装置1によって図15で示した積層アルミ箔容器を成形する成形方法について説明する。

0054

図6図1で示した成形装置によって積層アルミ箔容器を成形する成形方法を示した概略工程図である。

0055

まず、(1)を参照して、第1の型部材10の上面に、被成形体である成形単位シート50を載置する。成形単位シート50は、図17で示した従来の成形単位シートとほぼ同一であるが、その最下方に潤滑補助材である打ち抜き仕切紙が備えられていない点が大きく異なる。この時、成形単位シート50の上部には第2型部材30である円錐体35と杵状押棒31とが位置している。

0056

又、上記のように成形単位シート50を載置したとき、成形単位シート50は縁部15によって外方を囲まれているため、成形単位シート50が水平方向に移動する虞が無く、載置状態が安定する。

0057

次に、(2)を参照して、図示しない駆動手段によって、型部材30を下方向に駆動させる。すると、円錐体35の傘歯車状溝37と第1型部材10の第1の段溝11とによって成形単位シート50の外方部分が押圧され、成形単位シート50が変形する。

0058

このような状態の時、前述した複数の開口2から空気が噴出される。従って、成形単位シート50と第1の段溝11との間に空気の噴出がおこなわれるため、プレス成形による変形や力に対して緩衝効果が発揮されることになる。

0059

次に、(3)を参照して、駆動手段によって、杵状押棒31のみを更に下方向に駆動させる。すると、成形単位シート50は、杵状押棒31によって円筒体20の中空壁面に沿って、杵状押棒31の歯車状溝33と第1型部材10の第2の段溝12とによって押圧されながら、下方向に押し出されるように移動する。このとき、杵状押棒31の下面と成形単位シート50とが接する部分が、積層アルミ箔容器の底面に相当することになると共に、第2の段溝12と歯車状溝33との押圧によって、積層アルミ箔容器の襞状側壁が形成される。

0060

更に、前述した通り、杵状押棒の下方部37は先細り形状であるため、成形された積層アルミ箔容器の側壁が上方に外方に向かって傾斜するため、その形状が安定すると共に、成形単位シート50がプレスされる力が緩和する。

0061

(3)においては、成形単位シート50に加わる変形及び押圧のための力が最も大きくなっている。従って、(2)と同様に複数の開口2から空気が噴出するように設定している。開口2は円筒体20の中空壁面の上端部の近傍に設けられているため、上述した成形単位シート50に加わる変化が最も大きい箇所において空気の噴出がおこなわれることになる。従って、緩衝効果が効率的に発揮される。

0062

又、(2)及び(3)における空気の噴出に関して、複数の開口2はほぼ同一の大きさを有し、ほぼ均一に配置されているため、成形単位シート50に対して気体が均一に噴出される。従って、安定した緩衝効果が発揮される。

0063

更に、複数の開口2は第1の段溝11及び第2の段溝12の山部分及び谷部分に設けられている。この山部分及び谷部分は、成形単位シート50がプレスされるときに、その力が集中する箇所である。従って、このような箇所から気体が噴出することによって、成形単位シート50のプレス成形による損傷の可能性はより低減することになる。

0064

次に、(4)を参照して、駆動手段によって更に下方向へと上押棒31を駆動することで、成形単位シート50を更に下方向へと移動させる。この時、杵状押棒31の歯車状溝33と第1の型部材10の第2の段溝12とによる、成形単位シート50への押圧は(3)に続いておこなわれているが、空気の噴出はおこなわれていない。これは、(2)及び(3)において成形単位シート50に加わる変形は終了しており、空気を噴出しなくても成形単位シート50が損傷する可能性が低いためである。即ち、効率的な空気の噴出を目的として、必要時において空気の噴出をおこなうように設定しているためである。そして、この状態で下方に押し出し、図15で示したような積層アルミ容器を成形する。

0065

ここで、薄板積層法による第1の型部材の製造方法について説明する。前述した通り、この実施の形態による成形装置1における開口及び空気供給孔は、複雑な内部構造となっている。例えば、円筒形状の金属塊を用意し、これを切削するような通常の型部材の作成方法では、上記のような複雑な内部構造の型部材を作成するのは困難である。

0066

図7図1で示した第1の型部材(図8において二点鎖線で示す。以下、図9図10及び図14も同様)の製造に用いるための円筒体の概略斜視図であり、図8図7で示したVIII−VIIIラインの断面図である。

0067

図を参照して、円筒形状を有し、その中心に平面視円形形状を有する開口61が形成された鉄等の金属よりなる第1円筒体51が、その軸方向が垂直になるように配置されている。そして、第1円筒体51の下方に、開口61とほぼ同一形状の開口が形成された鉄等の金属よりなる薄板が複数枚積層された第2円筒体52が、第1円筒体51と重なり合うように配置されている。第2円筒体は前述した複雑な内部構造を有する部分であり、詳細については後述する。そして、第2円筒体52の下方に、円筒形状を有し、開口61とほぼ同一形状の開口が形成された鉄等の金属よりなる第3円筒体53が第2円筒体52と重なり合うように配置されている。

0068

又、第1円筒体51、第2円筒体52及び第3円筒体53の各々には、各々が重なり合った状態で上下方向に貫通するように整列された、平面視円形形状を有する開口62、63が、外方側に各々が対向するように形成されている。そして、円柱形状を有する保持部材55a、55bを開口62、63に挿通することによって、第1円筒体51、第2円筒体52及び第3円筒体53は、一体となって重なり合う状態が保持されることになる。

0069

次に、各々の円筒体の形状について説明する。

0070

図9図7で示した第1円筒体の平面図である。

0071

図を参照して、前述した通り、第1円筒体51は、その中心に開口61aが形成されると共に、外方側に各々が対向するように開口62a、63aが形成されている。開口62a、63aは上述のように第1円筒体51、第2円筒体52及び第3円筒体53を重なり合う状態で保持するための保持部材を挿通するためのものである。

0072

図10図7で示した第2円筒体を構成する2種類の薄板の形状を示す平面図であり、図11図10で示した2種類の薄板を重ね合わせた状態の平面図であり、図12図10で示したY部分の拡大図であり、図13図12で示したXIII−XIIIラインの拡大断面図である。

0073

まず、図10の(1)、図12及び図13を参照して、薄板52aは、その中心に開口61bが形成されると共に、外方側に各々が対向するように開口62b、63bが形成されている。開口62b、63bは、上述のように保持部材を挿通するためのものである。更に、開口61bを円周状に囲うように円形状の第1開口4a及び第2開口5aが周方向に交互に形成されると共に、第1開口4aの各々には、各々から開口61bに向かって延びる第1溝6が形成されている。

0074

次に、図10の(2)を参照して、薄板52bは、薄板52aとほぼ同一形状を有しており、各々の開口は薄板52aに対応した位置に設けられている。ただし、薄板52bには前述した第1溝6は形成されておらず、第2開口5bの各々から開口61cに向かって延びる第2溝7が形成されている。

0075

次に、図11を参照して、前述した薄板52a、52bを重ね合わせると、このような状態になる。図11においては、薄板52aが上になるように配置している。図で示した通り、薄板52aの開口61b、62b、63b、第1開口4a及び第2開口5aと、薄板52bの開口61c、62c、63c、第1開口4b及び第2開口5bとは、上下に対応した位置に各々の開口が形成されているため、これら全ての開口が重ね合わさり、上下に挿通する状態となっている。第1溝6及び第2溝7に関しては、薄板52a、52bの各々にのみ形成されているため、これらの開口のように上下で挿通する状態とはならない。

0076

図11においては薄板は2枚で重ね合わせたものであるが、薄板52a、52bを更に複数枚交互に重ね合わせたものが、図7で示した第2円筒体52となる。即ち、第2円筒体52の軸中心から第1溝6及び第2溝7を見ると、これらの端部が開口として上下方向に交互に、且つ均一に配置されることになる。そして、これらの開口の各々は、第1溝6又は第2溝7を介して、薄板52a、52bを複数枚重ね合わせることで垂直方向に挿通状態となる第1開口4a、4b又は第2開口5a、5bに連通される。

0077

図14図7で示した第3円筒体の平面図である。

0078

図を参照して、中心の開口61d及び外方側に形成される開口62d、63dについては、第1円筒体及び第2円筒体と同様である。第3円筒体53においては、これに加えて開口61dを囲むように形成された平面視リング形状を有する円溝22が形成されており、円溝22の底部には、図8における下方へと延びるような円柱形状を有する空気供給孔24が形成されている。

0079

ここで、再度図7及び図8を参照して、上記の様に形成されている円筒体を、上から第1円筒体51、第2円筒体52、第3円筒体53の順番で重ね合わせ、保持部材55a、55bでこれらの重ね合わせ状態を保持する。そして、例えば各々の接合面間に生じる原子拡散を利用する拡散接合法等によって、これらを一体化する。一体化された第1円筒体51、第2円筒体52及び第3円筒体53を、図8図10及び図14において二点鎖線で示した第1型部材の形状に切削することにより、図1で示した複数の開口2を有する第1型部材10の円筒体20が形成される。

0080

このように、空気を噴出するための開口を有する第1の型部材の特定部分を薄板積層法によって製造することで、開口の位置及び大きさ等の精度が向上すると共に、コスト的に有利な型部材となる。

0081

尚、上記の第1の型部材の製造方法においては、特定部分のみを薄板積層法で製造しているが、全体又は特定部分以外の部分を薄板積層法で製造しても良い事は言うまでもない。

0082

又、第1の型部材の製造方法は上記の薄板積層法に限らず、空気を噴出する開口が形成出来れば他の方法であっても良い。

0083

尚、上記の実施の形態では、第1の型部材と第2の型部材とは特定形状を有しているが、第1の型部材と、第1の型部材に対してシート状の被成形体を介して対向するように配置された第2の型部材とによって被成形体をプレス成形するものであっても良い。この場合、第1の型部材のプレス面及び第2の型部材のプレス面の少なくとも一方に開口が設けられ、被成形体がプレスされる際に、開口から空気が噴出されるものであっても良い。又は、被成形体と第1の型部材のプレス面との間のスペース及び被成形体と第2の型部材のプレス面との間のスペースの少なくとも一方に、被成形体がプレスされる際に、空気が噴出されるものであっても良い。

0084

又、上記の実施の形態では、駆動手段は第2の型部材を駆動するためのものであるが、第1の型部材及び第2の型部材の少なくとも一方を駆動することができるものであっても良い。

0085

更に、上記の実施の形態では、緩衝効果を発揮させるために空気を噴出しているが、他の気体であっても良い。

0086

更に、上記の実施の形態では、空気を噴出するための開口の各々は、ほぼ同一の大きさに形成されると共にほぼ均一に配置されているが、開口の各々は同一の大きさでなくても良く、均一に配置されていなくても良い。

0087

更に、上記の実施の形態では、空気を噴出するための開口は第1の段溝及び第2の段溝の山部分及び谷部分に設けられているが、第1の段溝又は第2の段溝で構成されるプレス面であれば、他の部分に設けられていても良い。

0088

更に、上記の実施の形態では、被成形体は積層された複数のアルミ箔シートであるが、被成形体はポリプロピレン等の樹脂シートや紙シート等のアルミ箔シート以外のものであっても良い。又、シートの枚数は複数ではなく1枚であっても良い。

0089

更に、上記の実施の形態では、開口からは空気を噴出しているが、霧状の潤滑剤を噴出させても良い。開口から潤滑剤を噴出させることによって、被成形体の特定部分に所定量のみの潤滑剤を効率的に布設することが出来るため、従来と比べて使用する潤滑剤の量が削減される。

0090

ここで、第1の実施の形態による成形装置1の種々の数値を設定し、成形の実験をおこなった。

0091

再度図8を参照して、A、即ち、空気を噴出する箇所の高さを22.0mm、Bを7.3mm、Cをほぼ90.0mm、Dをほぼ50.0mmとした。又、再度図12及び図13を参照して、空気供給に使用する第1開口4a及び第2開口5aの直径E及び直径Fを1.0mm、第1溝6及び第2溝(図示せず)の幅Gを0.3mm及び薄板の厚さHを0.5mmとした。尚、図8における第2円筒体52の薄板積層部分の薄板の枚数については、図面を簡略化している。

0092

上記のように成形装置1の寸法数値を限定したうえで、空気を噴出する開口の平面視における投影密度を約140個/cm2とする。即ち、垂直方向には薄板の厚みに相当する0.5mm間隔で、水平方向には山部分及び谷部分に対応する1.5〜2.0mm間隔で開口を形成する。そして、気体噴出手段からの全体の空気流量を約0.2m3/分とする。

0093

次に、厚さ約60μmの紙を10枚積層したものを試料1、厚さ32μmのフィルムを20枚積層したものを試料2、厚さ11μmのアルミニウム箔を40枚積層したものを試料3とする。

0094

この実験においては、第1型部材の上に各々の試料を載置し、第2型部材の杵状押棒の圧縮速度を100mm/分、移動距離が30mmで、空気の噴出の有無による成形時の負荷を評価するため、ピーク抵抗値を測定した。ピーク抵抗値は圧縮試験機ロードセル側に第2型部材の杵状押棒を取り付けると共に、支持側に第1型部材を取り付けて測定した。圧縮試験機は、株式会社島津製作所製の品名:オートグラフAGS−1KNGを使用した。

0095

下記の表は、試料1、試料2及び試料3を用いた成形時におけるピーク抵抗値を示す表である。

0096

上記の表を参照して、試料1、試料2及び試料3の全ての試料において、空気の噴出をしない従来の成形方法でのピーク抵抗値に比べ、空気の噴出をおこなう成形方法のピーク抵抗値のほうが低い値を示すことが分かった。即ち、この実施例による成形装置1によると、成形時における被成形体に対する負荷が減少することが判明した。

0097

尚、上記の実施例では、開口の各々の平面視における投影密度は、気体の噴出状態を均一化するために約140個/cm2に設定しているが、投影密度は50〜300個/cm2であれば良い。投影密度が50個/cm2未満の場合、被成形体に対する緩衝効果が不十分な部分が発生する為、気体の噴出密度が均一化しない虞がある。又、300個/cm2を超える投影密度を有する場合、緩衝効果が飽和する上、第1の型部材に必要以上の加工精度を要することになる。

0098

又、上記の実施例では、開口の各々は0.5mm×0.3mmの長方形形状を有しているが、開口の各々の直径が0.05〜1.00mmの円に相当する開口面積を有していれば、開口からの空気の噴出が安定すると共に、被成形体が開口と引っかかる虞が低減する。開口の直径が0.05mm未満の円に相当する開口面積であっても、噴出する空気の流量が十分であれば緩衝効果に影響は無いが、加工上の観点からは0.05mm以上を採用することが望ましい。

図面の簡単な説明

0099

この発明の第1の実施の形態による成形装置の概略構造を示す分解斜視図である。
図1で示したII−IIラインの断面図である。
図2で示したX部分の拡大図である。
図3で示したIV−IVラインの断面図である。
図2で示したV−Vラインの拡大断面図である。
図1で示した成形装置によって積層アルミ箔容器を成形する成形方法を示した概略工程図である。
図1で示した第1の型部材の製造に用いるための円筒体の概略斜視図である。
図7で示したVIII−VIIIラインの断面図である。
図7で示した第1円筒体の平面図である。
図7で示した第2円筒体を構成する2種類の薄板の形状を示す平面図である。
図10で示した2種類の薄板を重ね合わせた状態の平面図である。
図10で示したY部分の拡大図である。
図12で示したXIII−XIIIラインの拡大断面図である。
図7で示した第3円筒体の平面図である。
積層されたアルミ箔シートをプレス成形することによって得られる積層アルミ箔容器の外観斜視図である。
従来のアルミ箔製容器を形成するための成形装置の概略構造を示す分解斜視図である。
1組の成形単位シートを図16で示した成形装置に載置する載置工程を示した図である。

符号の説明

0100

1…成形装置
2…開口
10…第1の型部材
11…第1の段溝
12…第2の段溝
17…中空壁面
20…円筒体
30…第2の型部材
31…杵状押棒
33…歯車状溝
35…円錐体
37…下方部
39…傘歯車状溝
41…中空部
50…成形単位シート
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

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