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【発明の名称】 リブを備えた缶体の成形方法
【発明者】 【氏名】村山 恵司郎

【氏名】村山 勝彦

【氏名】田村 純一

【氏名】小西 正和

【要約】 【課題】アルミニウム材によって外面にリブを形成する有底筒状の缶体の成形方法において、ピンホールの発生を有効に防止する方法を提供する。

【構成】プレス金型6に断面が略円形で、内周面に複数条の溝7を形成した雌型8を形成し、雌型8の底にアルミニウム材のペレット9を配置した後、上記雌型8の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチ10を上記雌型8内でプレスする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アルミニウム材によって外面にリブを形成する有底筒状の缶体を成形する成形方法において、
プレス金型に断面が略円形で、内周面に複数条の溝を形成した雌型を形成し、雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチを上記雌型内でプレスする
ことを特徴とするリブを備えた缶体の成形方法。
【請求項2】
アルミニウム材によって内面にリブを形成する有底筒状の缶体を成形する成形方法において、
プレス金型に断面が略円形の雌型を形成し、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチの外周面に複数条の溝を形成し、上記雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記パンチを上記雌型内でプレスする
ことを特徴とするリブを備えた缶体の成形方法。
【請求項3】
上記雌型とパンチとの間の隙間と上記溝の溝幅とは略同じであることを特徴とする、請求項1又は2に記載のリブを備えた缶体の成形方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、主に釘やネジ等のファスナの打ち込み工具等用のガスを供給するためのガスカートリッジなどの2重缶で、その内缶又は外缶にリブを立てるためのリブを備えた缶体の成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
外部容器である外缶の内側に液化ガスを充填した内部容器としての内缶を配置し、さらに内外両缶間の内部空間に圧縮された高圧ガスを充填した多重構造を備え、内缶を上記内部空間内に充填された高圧ガスの圧力を利用して圧縮変形させることにより、内缶内のガスを放出(噴射)させるようにした構造のガスカートリッジ(二室構造加圧充填装置)は従来から知られている。
【0003】
さらに、上述のガスカートリッジとして、その外缶と内缶はアルミニウム製とされ、とりわけ内缶は高圧ガスの押圧力を受けて変形しやすく、また内部のガスが外部に透過しにくいことから容易に変形可能な薄肉のアルミニウム製容器が好まれている(特許文献1参照)。
【0004】
ところで、上述のガスカートリッジの多重構造の容器における内容ガスの放出は、内外両缶の内部空間に充填された高圧ガスの圧力により内缶を圧縮して凹み変形させることでなされるが、ガスの圧力を利用した内缶の変形は自由変形であって、均等には変形せず、内缶の変形初期において剛性の弱い部分が圧縮されて凹み変形し、さらにこの部分の変形がさらに助長されるので、多くの場合1個所のみが大きく凹み変形することになる。
【0005】
そして、外缶と内缶の開口部と底部は剛性が高く変形し難いので、中央部の一部において応力集中を起こし、また、初めに変形した部分のみがさらに大きく変形するため、この部分に皺や折れ目が生じ、亀裂やピンホールが発生する。内缶に亀裂やピンホールが発生すると、内外両缶の内部空間に充填された高圧ガスが内缶内に流出し、内容ガスの放出(噴射)時に高圧ガスも放出(噴射)されてしまうため、内外缶の圧力差が低下し、内容ガスが十分に外部に放出されないことになり、ガスが残留したままガス缶としての機能を失う。
【0006】
そこで、特許文献1のように、外缶と内缶(インナーバッグ)との間に変形誘導部を設け、内缶が均等に変形するようにすることが考えられている。変形を誘導する手段としては次のようなものが考えられている。
(1)内・外缶の間に別体のフレーム状部材を配置し、ガス充填時にフレーム状部材が配置された部分のみを変形させる。
(2)外缶を等間隔に潰し、潰した部分によって内缶を変形させる。
(3)内缶を予め変形させておく。
【特許文献1】特許第2873691号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、手段(1)では、コストがアップし、手段(2)では、外缶の表面の一部を潰すという加工工程が必要となり、手段(3)ではガス充填時に皺がよりやすいので、ピンホールが発生しやすい。このように、いずれも完全とはいえない。
【0008】
そこで、内缶又は外缶にリブを立てておき、内缶と外缶との間に高圧ガスを充填したとき、あるいは内缶内の液化ガスが消費されて減ったときに、リブによって内缶を変形させるようにすることが考えられている。
【0009】
例えば、外缶の内面にリブが形成されているときは、内缶内に液化ガスが充填されて内缶が膨らむとき、外缶のリブに当たった部分は変形しないから、他の部分のみが変形する。このように、自らは変形しにくいリブが他の部分の変形を促すことになり、しかも、内缶を予め変形させるわけではないので、ガス充填時の皺発生によるピンホールができにくい。内缶の外面又は内面にリブを形成した場合も、同様に他の部分の変形を促すことになるから、内缶を予め変形させておく必要がない。したがって、同じ効果が得られる。
【0010】
本発明は上述の問題点に鑑みて成立したもので、ピンホールの発生を有効に防止するためのリブを備えた缶体を成形することができる、缶体の成形方法を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、アルミニウム材によって外面にリブを形成する有底筒状の缶体を成形する成形方法において、プレス金型に断面が略円形で、内周面に複数条の溝を形成した雌型を形成し、雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチを上記雌型内でプレスすることを特徴とする。
【0012】
請求項2に係る発明は、アルミニウム材によって内面にリブを形成する有底筒状の缶体を成形する成形方法において、プレス金型に断面が略円形の雌型を形成し、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチの外周面に複数条の溝を形成し、上記雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記パンチを上記雌型内でプレスすることを特徴とする。
【0013】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、上記雌型とパンチとの間の隙間と上記溝の溝幅とは略同じであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に係る発明によれば、プレス金型に断面が略円形で、内周面に複数条の溝を形成した雌型を形成し、雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチを上記雌型内でプレスする。このとき、ペレットは逃げ場がないから、上記雌型・パンチ間の隙間および雌型の内周面に形成された溝に沿って上がっていく。そして、最終的にパンチの下面が雌型の底部の直前で停止した後、パンチを上げて雌型から成形物を取り出すと、複数条のリブが形成された内缶を得ることができる。
【0015】
このように、缶体とリブとは一体に成形できるので、コストも低く抑えることができる。
【0016】
請求項2に係る発明によれば、プレス金型に断面が略円形の雌型を形成し、上記雌型の内径よりもやや小さい外径を有する円柱状のパンチの外周面に複数条の溝を形成し、上記雌型の底にアルミニウム材のペレットを配置した後、上記パンチを上記雌型内でプレスする。このとき、ペレットは逃げ場がないから、上記雌型・パンチ間の隙間およびパンチの外周面に形成された溝に沿って上がっていく。そして、最終的にパンチの下面が雌型の底部の直前で停止すると、ペレットが成形される。パンチを上げて雌型から成形物を取り出すと、複数条のリブが形成された外缶を得ることができる。
【0017】
このように、缶体とリブとは一体に成形できるので、コストも低く抑えることができる。
【0018】
請求項3に係る発明によれば、請求項1又は請求項2において、上記雌型とパンチとの間の隙間と上記溝の溝幅とは略同じに形成されているから、上記隙間と溝に均一に成形材料が流れ込み、全体として均一な肉厚の外缶又は内缶が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0019】
本発明の実施形態を以下に図面に基づいて説明する。
【0020】
まず、ガスカートリッジAは、図1〜図3に示されるように、外缶1と、外缶1の内部に配置された内缶2と、内缶2内に充填されたガスを噴射するためのキャップバルブ部材3等から構成されている。
【0021】
図2(a)(b)に示されるように、燃料ガスG1や高圧ガスG2を充填する前は、外缶1は所定の径と長さで所定肉厚のアルミニウム製の円筒部材からなり、一端が開口されて他端が閉鎖されている。これに対し、内缶2は外缶1の内部に配置されることから、その内部に充填されるガスの未充填状態において、外缶1に類似する外形を有するとともに、外缶1よりも小さく、変形し易い薄肉のアルミニウム製の有底円筒部材からなる。
【0022】
ところで、上記内缶2の外周面には変形誘導部としてリブ4が突出形成されている。
【0023】
そこで、図4(a)(b)(c)によってガス充填によって内缶が変形していく様子を説明すると、まず同図(a)のようにガスが未充填の状態から、同図(b)に示すように内缶2内に液化した燃料ガスG1が充填されると、充填時の圧力によって内缶2は膨らむように変形するが、内缶2のリブ4が外缶1の内面に当たり、リブ4が邪魔をして膨らむことができないため、内缶2に凹部5が形成される。図5はこの状態を断面で示したものである。さらに、外缶1と内缶2の底部間の空間Sには、高圧の高圧ガスG2が充填されていく。なお、高圧ガスG2は内缶2の表面を押圧し、内缶2を押し潰して燃料ガスG1をキャップバルブ部材3の噴射パイプ3aから外部に噴射させるためのもので、通常はプロパン、プロピレン、ブタン等のガスが用いられる。
【0024】
上記構成において、上記ガスカートリッジを打ち込み工具等に使用すると、図5の噴射パイプ3aをバルブ体12を付勢するバネ13の力に抗して押し込むことでバルブ体12が開放され、これにより内缶2内部のガスが外部に噴射される。そして、内缶2内のガスが放出されるに伴い、外缶1内の高圧ガスG2により内缶2が押し潰されていき、内缶2内の圧力は減らないから、燃料ガスG1は連続して噴射される。このように、内缶2内の燃料ガスG1が消費されるにつれて内缶2は高圧ガスG2によって押し潰されて変形するが、図4(c)に示されるように、上記リブ4によって形成された変形凹部5から先に自然に変形が促され、進行していく。このため、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるから、局部的な応力集中が回避され、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0025】
なお、内缶2に形成される凹部5は予め形成されているものではなく、燃料ガスG1が充填されるときにリブ4によって初めて形成されるものであり、ガス充填時の変形のときは皺が発生しにくい。したがって、ピンホールもできにくい。
【0026】
しかも、均等変形させるために別体のフレーム状部材や特別の加工工程を必要としないので、コストも低く抑えることができる。
【0027】
次に、上記リブ4を備えた内缶2(缶体)を成形する成形方法の基本原理について説明すると、図6に示すように、プレス金型6に断面が略円形で、内周面に等間隔に3個の溝7を形成した雌型8を形成し、雌型8の底にアルミニウム材のペレット9を配置した後、このペレット9をパンチ10でプレスする。パンチ10は鉄製の円柱状部材で、その外径は上記雌型8の内径よりもやや小さい。
【0028】
上述のように雌型8の底に配置されたアルミニウム材のペレット9を図7(a)のようにパンチ10でプレスすると、ペレット9は逃げ場がないから、同図(b)のように、上記雌型8・パンチ10間の隙間および雌型8の内周面に形成された溝7に沿って成長していく。そして、最終的にパンチ10の下面が雌型8の底部の直前で停止すると、同図(c)に示すように上記ペレット9が成形される。パンチ10を上げて雌型8から成形物2aを取り出し、リブ4の上部を切除すれば、図3に示されるような3条のリブ4が形成された内缶2を得ることができる。
【0029】
なお、雌型8の溝7は3個に限定されない。2個でも4個以上でもよい。図8のように、一箇所に1対のリブ4を形成するような構造としてもよい。
【0030】
また、上記雌型8・パンチ10間の隙間11と上記溝7の溝幅とは略同じとする。通常は上記隙間11の間隔を0.15mm前後とし、上記溝7の溝幅も0.15〜0.30mm程度に設定するのが好ましい。その理由は、溝7の溝幅が上記隙間11の2倍を越えると、プレスしたときに成形材料(ペレット9)が隙間11よりも溝7の方に逃げてしまいやすいからである。
【0031】
なお、内缶2のリブは内缶の外周面に限定されない。内周面に形成してもよい。この場合、内缶内のガスが放出されるに伴い、外缶内の高圧ガスG2により内缶が押し潰されるときに、リブが設けられた部分は変形しにくいので、リブとリブの間の部分から先に変形していくことになり、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるからである。内周面にリブを形成するための成形方法については、次に示す外缶1の内周面にリブを形成するための成形方法と同じでよい。
【0032】
ところで、高圧ガスによる変形を均等に分散させる手段として、リブ4を外缶1に形成してもよい。すなわち、図9において、外缶1の外周面の周方向に等間隔に3個のリブ4が長手方向に沿って形成されている。ガスが未充填のときは図10(a)の状態になっているが、内缶2に燃料ガスG1が充填されたとき、内缶2は膨らみ、同図(b)に示されるように、上記リブ4によって内缶2の外周面には凹部5が形成される。
【0033】
この場合も、内缶2内のガスが消費されるにつれて内缶2は高圧ガスG2によって押し潰されて変形するが、上記変形凹部5から先に変形が促され、進行していくため、押圧による変形が3個所に均等に分散され、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0034】
次に、上記リブ4を備えた外缶1(缶体)を成形する成形方法について説明すると、図11に示すように、プレス金型6に断面が略円形の雌型8を形成し、この雌型8の底にアルミニウム材のペレット9を配置した後、このペレット9をパンチ10でプレスする。パンチ10は鉄製の円柱状部材で、その外径は上記雌型8の内径よりもやや小さく、その外周面に等間隔に3個の溝7が形成されている。
【0035】
図12(a)のように、雌型8の底に配置されたアルミニウム材のペレット9をパンチ10でプレスすると、ペレット9は逃げ場がないから、同図(b)のように上記雌型8・パンチ10間の隙間11およびパンチ10の外周面に形成された溝7に沿って上がっていく。そして、同図(c)のように、最終的にパンチ10の下面が雌型8の底部の直前で停止すると、ペレット9が成形される。パンチ10を上げて雌型8から成形物1aを取り出して必要な処理を施すことにより、3条のリブ4が形成された外缶1(図9参照)を得ることができる。
【0036】
なお、溝7は3個に限定されない。2個でも4個以上でもよく、あるいは、図8に対応し、一箇所に1対のリブを形成するような構造としてもよい。
【0037】
また、上記雌型8・パンチ10間の隙間11と上記パンチ10の溝7の溝幅についても、前述と同じ理由から略同じとする。ただし、これらの隙間11と溝7の幅は、内缶2の場合よりも大きく設定する。
【0038】
これらの実施形態によれば、外缶1と内缶2との間に特別の変形誘導部を設ける必要がないので、外径が大きくなったり、外観が損なわれたりするおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【0039】
【図1】本発明の実施形態に係るガスカートリッジの斜視図である。
【図2】(a)は上記ガスカートリッジのガス充填前の縦断面図であり、(b)は(a)のX−X線上の断面図である。
【図3】上記ガスカートリッジの分解斜視図である。
【図4】ガスカートリッジの横断面図で、(a)はガス未充填時の、(b)は燃料ガス充填後の、(c)は内缶の燃料ガスが消費されている途中の横断面図である。
【図5】ガス充填後のガスカートリッジの縦断面図
【図6】内缶の成形方法を示す斜視図である。
【図7】(a)は内缶の成形工程の成形直前の状態を示す中央縦断面図、(b)は成形途中の状態を示す中央縦断面図であり、(c)は成形工程の最終状態を示す中央横断面図である。
【図8】内缶の他の形態の横断面図である。
【図9】他の形態の外缶を有するガスカートリッジの分解斜視図である。
【図10】(a)(b)は図9の形態のガスカートリッジにガスを充填する前と後の横断面図である。
【図11】上記形態の外缶の成形方法を示す斜視図である。
【図12】(a)は外缶の成形工程の成形直前の状態を示す中央縦断面図、(b)は成形途中の状態を示す中央縦断面図であり、(c)は成形工程の最終状態を示す中央横断面図である。
【符号の説明】
【0040】
1 外缶
2 内缶
4 リブ
7 溝
8 雌型
9 ペレット
10 パンチ
【出願人】 【識別番号】000006301
【氏名又は名称】マックス株式会社
【出願日】 平成18年9月8日(2006.9.8)
【代理人】 【識別番号】100074918
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬川 幹夫


【公開番号】 特開2008−62279(P2008−62279A)
【公開日】 平成20年3月21日(2008.3.21)
【出願番号】 特願2006−244296(P2006−244296)