(57)【要約】本発明は容器本体を径方向に拡張する方法に関するものであり、当該方法は、ｉ）長手方向の溶接線を有する円筒状の容器本体（１）を形成する工程と、ｉｉ）容器本体（１）の少なくとも一方の端部にフランジ部を設ける工程と、ｉｉｉ）吊した状態で、フランジ部で周方向に容器本体（１）をクランプする工程と、ｉｖ）吊されてクランプされた本体を、クランプされた本体端部から吊された本体端部に向かって径方向に拡張する工程を有する。また、本発明は、装置、容器本体、容器に関するものである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器本体を径方向に拡張する方法であって、
ｉ）長手方向の溶接線を有する円筒状の容器本体を形成する工程と、
ｉｉ）前記容器本体の少なくとも一方の端部にフランジ部を形成する工程と、
ｉｉｉ）前記フランジで周方向に前記容器本体をクランプして吊した状態とする工程と、
ｉｖ）吊されてクランプされた本体を、クランプされた本体端部から吊された本体端部に向かって径方向に拡張する工程と、
を備える方法。
【請求項２】
前記本体は１０〜４０％、好ましくは１５〜３０％、拡張される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記円筒状の容器本体は３０〜１００ｍｍ、好ましくは４０〜８０ｍｍの直径を有する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体には、該本体の高さの一部分に開口部が形成される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記開口部は、前記容器本体のフランジ部を形成する際に形成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記本体は、首状本体端部を残しつつ、前記本体の高さ方向の実質的な部分において径方向に拡張される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
径方向に拡張された本体を形成する装置であって、
ｉ）クランプされた前記本体が径方向の拡張の間に自由度を保ちながら吊された状態となるように円筒状の容器本体のフランジ部を周方向にクランプするための手段と、
ｉｉ）外周に拡張表面を有するパンチ手段と、
ｉｉｉ）吊された前記容器本体のクランプされた端部を通して前記容器本体の高さ方向の少なくとも一部にわたって前記パンチ手段を駆動するための手段と、
を備えた装置。
【請求項８】
前記外周の拡張表面には、当該外周の拡張表面の直径を調整するための手段が設けられる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記駆動手段は、径方向に拡張される前記容器本体を通して前記パンチ手段を往復運動させる、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
径方向の調整手段は、径方向の拡張の後に前記パンチ手段が径方向に拡張された前記容器本体から取り外される際に、前記外周の拡張表面の径をより小さい直径となるよう調整する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記円筒状の容器本体に、フランジおよび／または開口部を設けるための手段を含む、請求項７〜１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
請求項１〜６に記載の方法に従い得られる、径方向に拡張された容器本体。
【請求項１３】
請求項１２に記載の径方向に拡張された容器本体を備え、キャップ部および／または底部が設けられた、容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は径方向に拡張された容器本体のための装置および方法、径方向に拡張された容器本体、および当該径方向に拡張された容器本体を備える容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、首部が設けられた容器は、真空容器、圧力容器、エアゾール容器等の容器を形成する際に用いられる。このような容器は、上部の閉鎖部材またはキャップ部材に接続される首部を有する容器本体を含んでいる。このような閉鎖部材は一般的に、容器本体の円柱状の閉込部内に存在する。当該容器本体の他方の端部には底端部が設けられる。このような頭部側端部と底部側端部とに異なる表面領域を有する容器においては、異なる厚みの材料を用いることが可能である。たとえば、底部側端部は約６５ｍｍの直径を有しており、頭部側端部は約５２ｍｍの直径を有する。このような底部側端部の壁の厚みは約０．１８ｍｍとすることができる。頭部側端部においては、大径部で約０．２６−０．２８ｍｍ以上の厚みを有することができる。
【０００３】
このような首部を有する圧力容器においては、長方形または矩形状の金属シートを円筒形状に成形することで作製された円筒状の容器本体から開始し、容器用の容器本体を生産するのが通例であり、金属シートの当接あるいは重なる長手方向の端部が長手方向の溶接線で共に溶接される。
【０００４】
次に、長手方向の溶接線を有するこの円筒状の容器本体は、当該円筒状の容器本体の一方の端部を通して駆動され、容器本体の径方向の外側に力を加えて径方向に拡径するパンチ手段を用いて、当該パンチ手段を容器本体の内部を徐々に移動させながら、径方向に拡張される。円筒状の容器本体の内部を通してパンチ手段を駆動して円筒状の容器本体が径方向に拡張される過程で、当該本体は作業台の上に載置され、容器本体の内部表面に加えられるパンチ手段の駆動力に抵抗する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通例の方法により径方向に拡張された容器本体は、様々な欠点を有する。第１に、長手方向の溶接線上や、円筒状の容器本体の外部表面の他の領域には波打った構造が形成される。第２に、容器本体を径方向に拡張するために該容器本体を通してパンチ手段が駆動される容器本体の端部に、不規則な形状のエッジが形成され、主に容器の底部との接続を意図するフランジが端部に形成されるときに不規則となる。このような容器の端部における不規則な形状のエッジやフランジ状のエッジはイヤリングと呼ぶ。このような不規則な形状のエッジは、底端部を容器に、特に容器本体のフランジを介して接続するときに問題となる。そのばらつきは０．１ｍｍから約０．５ｍｍに達する場合がある。第３に、径方向に拡張される円筒状の容器本体の高さ方向の壁の厚みは実質的に一定ではなく、径方向の増加が始まる容器本体の端部から、中央部へ進むに連れて厚みは増加する傾向にある。
【０００６】
容器本体のエッジの形状ばらつきは、容器本体のエッジが実質的に均一な形状となるように切削加工をすることで取り除かれる。しかしながら、このような切削加工は厄介でありコスト高になる。
【０００７】
本発明は容器本体を径方向に拡張する方法を改良することと、上記の欠点を回避または最小限にすることとを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
したがって、本発明は径方向に容器本体を拡張する方法を提供するものであり、
ｉ）長手方向の溶接線を有する円筒状の容器本体を形成する工程と、
ｉｉ）少なくとも一方の端部においてフランジ部を有する容器本体を形成する工程と、
ｉｉｉ）フランジ部で吊るした状態で容器本体を周方向にクランプする工程と、
ｉｖ）吊るされてクランプされた本体を、クランプされた本体端部から吊るされた本体端部の方へ径方向に拡張する工程とを備える。
【０００９】
本発明は円筒状の容器本体が吊るされていて径方向の拡張時に作業台に接触しない場合、実質的にすべての上記の欠点が解決するという所見に基づいている。これはおそらく、自由に吊るされた状態では、容器本体が作業台に支えられても径方向の拡張が開始しないかあるいは逆方向の力や応力を生じないためである。したがって、径方向の拡張の間に、容器本体を構成する金属材料は径方向外方に移動し、また軸方向に関しては容器本体の吊るされた自由端に向かって移動し、径方向の拡張や軸方向の延長加工中に加わる応力が、材料の降伏点付近の大きさまで補償されたり中和されることを許容する。
【００１０】
したがって、径方向に拡張された容器本体には、長手方向の溶接線に沿う、あるいは容器本体の他の径方向に拡張された領域における波形状が実質的に形成されなくなる。さらに、当該容器本体の端部またはフランジ部の端部は実質的に均一でイヤリングが存在しない状態となるため、切削加工や、底部を径方向に拡張された容器本体に接続する際の干渉を回避できる。さらに、約０．２−０．４％のわずかな伸びの減少のため、径方向の拡張の後やパンチ手段の引き出しの間に、当該パンチ手段がより容易に取り外せるようになるという驚くべき事実が見出される。したがって、径方向の拡張の際に容器本体の内表面を潤滑する油を用いる必要がなくなる場合もあり、このことは後に食物、餌、飲物が入った容器の中にて本体容器を用いる際に重要である。
【００１１】
加えて、当該容器には、たとえばＤＲ８までの高い硬度を有する金属材料のような硬質金属材料が用いられうる。このことが座屈による隆起や波形構造の形成のさらなる減少をもたらす。さらに重要なことに、このことは、径方向に拡張された円筒状の容器本体や、生産された容器本体や最終的な容器の壁の厚みをさらに減少するという結果をもたらす。最終的に、本発明に従う方法によれば、伸び率がより大きくなるようである。
【００１２】
好ましい実施例においては、本発明に従う方法により本体は１０−４０％、好ましくは１５−３０％、拡張される。本発明に従う方法は本質的に、対称な断面を有するあらゆる容器本体を径方向に拡張する際に適切に用いられうる。本発明は、あらゆる寸法や直径のものに適用可能であるが、一例として、３０−１００ｍｍ、好ましくは４０−８０ｍｍの直径を有する円筒状の容器本体に適用可能である。
【００１３】
スムーズな径方向の拡張処理や径方向の拡張のためのパンチ手段の挿入のために、本体は該本体の高さ方向の一部に開口部が設けられることが好ましい。これにより、径方向に拡張するための手段を、円筒状の容器本体のこの開口部を介して、信頼性高く、迅速に挿入することができる。
【００１４】
好ましくは、加工時間を減じるために、上記開口部は、少なくとも径方向の拡張が始まる容器の端部に容器のフランジ部が形成される際に同時に形成されることが好ましい。明らかに、フランジ部、両方のフランジ部、特に底部のフランジ部と同時に、またはその前後のいずれかに形成することができる。
【００１５】
好ましい実施例に従えば、円筒状の容器本体の径方向の拡張は、容器本体の長さの全体にわたって行なわれず、実質的に円筒状の容器本体の高さ方向の一部分において行なわれ、こうして直径が減少した部分が形成され、選択的に容器の首部が形成される。明らかに、追加の首部形成処理により、さらにこの首部の直径を減少することができる。もちろん、容器本体を高さ方向の全体にわたって径方向に拡張することも本発明の概念の範囲内である。
【００１６】
容器本体が形成される材料は、あらゆる種類の金属材料とすることができるが、鉄鋼などの鋼とすることが好ましい。必要であれば、径方向の拡張の前後に円筒状の容器本体の内側および外側表面にコーティングがなされてもよいが、径方向の拡張後とすることが好ましい。それは径方向の拡張後に、径方向に拡張された円筒状の容器本体の内側、より好ましくは外側の表面も、実質的に円形で平坦な内側および外側表面を構成するためである。
【００１７】
さらに本発明は径方向に拡張された本体を形成する装置を提供し、
ｉ）クランプされた本体が径方向の拡張時に自由に吊るされた状態となるように円筒状の容器本体のフランジ部を周方向にクランプする手段と、
ｉｉ）外周方向の拡張表面を有するパンチ手段と、
ｉｉｉ）パンチ手段を、吊るされた容器本体のクランプされた端部を通して容器本体の高さ方向の少なくとも一部分にわたって駆動する手段とを備える。
【００１８】
重要なのは、拡径される円筒状の容器本体のフランジ部を周方向にクランプする手段が、円筒状の容器本体の他方の端部が、実質的に全ての径方向の拡張動作の間に、作業台と接触しないことである。
【００１９】
周方向の拡張表面に、周方向の拡張表面の直径を調整する手段が設けられることが好ましい。したがって、円筒状の容器本体の所望の高さにわたる拡径後に、最小の力でパンチ手段を引き出すことができる。これはパンチ手段が、拡径後に、円筒状の容器本体の内側の表面と接触しないためである。駆動手段は、径方向に拡張される容器本体を通してパンチ手段を往復運動させることが好ましい。このようにすれば、径方向の拡張やパンチ手段のその後の引き出し操作を規則正しく円滑にすることができる。したがって、径方向の拡張の後にパンチ手段が径方向に拡張された容器本体から取り外される際に、径調整手段により周方向の拡張表面の直径をより小さい値となるよう調整することが好ましい。
【００２０】
ここにも前の部分にも記載されるように、径方向に拡張される円筒状の容器本体に開口部を設けることが好ましい。したがって、本発明に従う装置は円柱形の容器本体にフランジ部および／または開口部を設ける手段を含むことが好ましい。
【００２１】
本発明の他の側面は、上記の製法または上記の装置の使用により得られる径方向に拡張された容器本体に関するものである。この径方向に拡張された容器本体は、径方向に拡張された円筒状の容器本体の先行技術に対する上記の改良点が反映される。
【００２２】
さらに、本発明はまた、径方向に拡張された容器本体を備えており、たとえば真空容器のように、一方の端部に底部および／または他方の端部に容器を閉じるためのキャップが設けられた容器にも関連する。このような容器はたとえばエアロゾル容器やホイップクリーム用の容器に非常に適している。
【００２３】
上記のあるいは他の特徴を有する、本発明の方法、装置、容器本体および容器は、情報提供の目的であり、本発明の範囲を限定することを意図しない本発明の実施例を参照してさらに明らかにされるであろう。この観点から、添付の図面が参照されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】開口部が設けられた円筒状の容器本体が形成される概要を示す。
【図２】開口部が設けられた円筒状の容器本体が形成される概要を示す。
【図３】開口部が設けられた円筒状の容器本体が形成される概要を示す。
【図４】第１の実施例に従って径方向に拡張された容器本体を形成している様子を示す。
【図５】第１の実施例に従って径方向に拡張された容器本体を形成している様子を示す。
【図６】第１の実施例に従って径方向に拡張された容器本体を形成している様子を示す。
【図７】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図８】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図９】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図１０】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図１１】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図１２】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図１３】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【図１４】第２の実施例に従って容器本体を径方向に拡張する装置および方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は作業台２の上に載置された円筒状の容器本体１を示す。作業台２には溝部３が設けられ、その中で図２に示す動作中に本体１にフランジ部４が設けられる。さらに、拡径された開口部７（図５参照）を形成するための外部表面構造６が設けられたパンチツール５が図示されている。パンチツール５はさらに、容器本体１０の内部にフランジ９を形成するための凸状構造８を有している。
【００２６】
図２に示すように、パンチツール５が容器本体１の内部に押し込まれることにより、開口部７とフランジ４とフランジ部９とが形成される。
【００２７】
図３に示すように、当該開口部はフランジ部９に隣接するように、径方向に拡張された領域１１および遷移領域１２を備えている。
【００２８】
図４〜図６に示すように、開口部７が設けられたこの容器本体１０は、本発明に従う、径方向に拡張された本体１４を形成するための装置１３に搭載される。当該装置１３は、クランプボルト２０により互いに押圧された下部クランプリング１８と上部クランプリング１９との間で、フランジ部９をクランプするための手段１７を搭載したフレーム１６を支える支持部１５を備えている。クランプ手段１７は、当該クランプ手段１７によってクランプされた本体１０が、径方向に拡張される全ての工程（図５参照）を行なう間、支持部１５上において、距離２１をあけて吊るされた状態となるような高さで支持部１５上に配置される。
【００２９】
容器本体１０を径方向に拡張するためのパンチ２３は、矢印２２の方向に、吊るされた容器本体１０のクランプ端２４を通して駆動される。パンチ２３は、パンチツール２５を搭載し、該パンチツール２５は、パンチ２３が下方に移動して、ツール２５が、クランプ手段１７によりそのフランジ部９がクランプされ径方向に拡張される容器本体１４の他方の端部２６に近づく程度になった際に得られる容器の意図した径方向の拡張形状に対応した外表面構造を有する。往復運動により、当該パンチ手段は径方向に拡張された容器本体１４から外される。容器本体が自由度のある吊るされた段階で径方向へ拡張されるため、油を用いなくても、パンチ２３は容器本体１４から比較的容易に取出される。
【００３０】
図６は本発明に従う、首状領域２８と遷移領域２９とを有する首部２７を備える容器本体１４を示している。なお、この首部は必要があればさらに細くしたり太くしてもよい。フランジ部４および９において容器本体１４はそれぞれ図示されない底部やキャップに接続されてもよい。
【００３１】
図７〜１４は本発明に従う容器本体を径方向に拡張するための他の装置３０を示している。ここでも、円筒状の容器本体１０は、クランプ手段１７のクランプリング１８および１９においてフランジ９でクランプされている。
【００３２】
パンチ手段３１は、ボルト３３を介してパンチ本体３４に接続されるパンチ先端部３２を有する。パンチ先端部３２には軸３５が設けられており、軸３５の周囲には楔リング部材３８と楔形表面３７にて接続される、径方向に移動可能な楔形要素３６が配置されている。これらの楔形リング部材はパンチツール３９の内部表面上に沿うように配置され、パンチ先端部３２の表面とともに、連続的に徐々に直径が増加する形状のパンチを形成する。
【００３３】
図８に示すようにパンチ手段３１は、矢印４０および４１に従う力が加えられることにより、容器本体１０の開口部７の内部へ挿入するように下方向へ駆動される。矢印４１の方向に中間要素４２を介して力が楔リング部材３７の上に加わり、楔型表面４３により、容器本体１０を径方向に拡張するパンチツール３９に対して楔リング部材３８が外側へ押し出される。
【００３４】
図１０に関連して述べたように、パンチ手段３１は、径方向に拡張される容器本体１４が支持部１５から吊り下げられ自由度を有する状態で、図９に示される程度にまで駆動される。
【００３５】
図１２に示す位置からパンチ手段３１を引き出す前に、図１０および図１１に示す矢印４１の方向の圧力が解放され、プレスツール３９の弾力特性の下で、楔リング部材３７が上方に動けるようになるので、楔リング部材３８は内側へ移動する。このため径方向に拡張された容器本体１４とパンチ手段３１との間の隙間４５が発生する。それに比例して中間要素４２は距離４６（図１４参照）の分だけ上方向に移動する。
【００３６】
径方向に拡張された容器本体１４とパンチ手段３１との間の隙間４５により、矢印４７の方向に、パンチ手段は、径方向に拡張された容器本体１４との間で実質的に摩擦抵抗を生じることなく上方向に動く。したがって、径方向に拡張し、また径方向に拡張された容器本体からパンチ手段を相互に引き離すように取り外す際に、油を用いる必要はない。
【００３７】
本発明に従う径方向に拡張された容器本体と、そのように径方向に拡張された容器を有する容器は、特に長手方向の溶接線において波打ったような構造が見られず、クランプのために用いられるフランジ部が実質的に均一で、切削が要求されず、底端部への接続のために使用可能である。さらに、径方向に拡張された容器本体の壁の厚みは実質的に一定であり、たとえば直径が約５２ｍｍであり、壁の厚みが約０．１８ｍｍの容器本体では、首部および径方向に拡張される部分にわたって、厚みは約０．１６５ｍｍから０．１７５ｍｍの間で変化する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2011518043.tif 000017
2011518043.tif 000018
2011518043.tif 000019