(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複動機械プレスの各ストロークで金属シートのストリップから一連のカップを成型するための方法であり、このプレスは、往復移動するように支持され、また、工具を支持し、この工具は、一連の、互いに水平方向に離間され、実質的に同じ複数のカップ成型ステーションを有し、各ステーションは、環状のドローパッドと、各ステーションでこのドローパッドに対向した環状のブランク／ドローダイと、各ステーションでドローパッドを囲む環状のカットエッジダイと、各ステーションでキャビティを規定し、ドローパッド内のダイ中心ポンチと、各ステーションでダイ中心ポンチと対向し、対応した底パネルパンチを囲む圧力スリーブとを具備し、この方法は、一連のディスク状ブランクを成型するステーションで、前記ストリップを前記環状のカットエッジダイと、これと対応したブランク／ドローダイとの間で切断する工程と、ステーションで環状のドローパッドとこれに対応した環状のブランク／ドローダイとの間で金属ブランクを保持する工程と、ブランクをカップにドローする工程とを有する方法において、
続いて、環状のドローパッドとこれに対応した環状のブランク／ドローダイとの間の金属ブランクに保持力を付与して、プレスの各ストロークの間でのプレスへの力学的な負荷を減じる工程と、
底パネルポンチを対応したダイ中心ポンチ内のキャビティ内に対応した底パネルポンチを移動させることにより、各ステーションで各カップの底内に内方に突出したボスを形成する工程とをさらに具備し、前記底パネルポンチの夫々は、内ラムのストロークの底近くで対応したダイ中心ポンチ内のキャビティ内に移動されて前記ボスを形成することを特徴とする方法。
【請求項２】
夫々のステーションで前記底パネルポンチは、プレスの各ストロークの間、プレスへの負荷をさらに減じるように、対応したダイ中心ポンチ内のキャビティ内に続いて移動される請求項１の方法。
【請求項３】
夫々のステーションでダイ中心ポンチは、続いて、プレスの各ストロークの間、プレスへの負荷をさらに減じるように、カップに金属ブランクをドローする請求項１の方法。
【請求項４】
夫々のステーションでカットエッジダイと、対応したブランク／ドローダイとは、続いて、プレスの各ストロークの間、プレスへの負荷をさらに減じるように、夫々のステーションでストリップを切断する請求項１の方法。
【請求項５】
続いてブランクをカップにドローするために夫々のステーションでダイ中心ポンチと対応したブランク／ドローダイとの間の間隔を変えるように僅かに異なる厚さのシーム部材を工具内に挿入する工程を具備する請求項１の方法。
【請求項６】
往復動可能に支持された内ラムと外ラムとを具備し、これらラムは、の往復動で金属シートのストリップから一群のカップを連続して同時に形成する複動機械プレスに使用される工具装置であり、この工具装置は、一連の、互いに水平方向に離間され、実質的に同じカップ成型ステーションを有し、各ステーションは、前記外ラムと共に移動するように接続された環状のドローパッドと、前記ステーションの夫々でドローパッドに対向した環状のブランク／ドローダイと、各ドローパッドを囲み、外ラムと共に移動するように接続された環状のカットエッジダイと、各ドローパッド内にあり、前記内ラムと共に移動するように接続されたダイ中心ポンチと、各ステーションでダイ中心ポンチと対向し、底パネルポンチを囲む圧力スリーブとを含むカップ成型工具構成要素を具備し、前記環状のカットエッジダイとこれに対応したブランク／ドローダイとは、前記夫々のステーションで、前記外ラムの各ストロークで一連のほぼ環状のディスク状ブランクを成型するように共動し、また、前記夫々のステーションで、対応したブランク／ドローダイとこれに対向したドローパッドとは、外ラムの各ストロークでドローパッドとブランク／ドローダイとの間に金属シートを保持するように共同する互いに対向した面を有する工具装置において、
前記夫々のステーションで、前記ダイ中心ポンチとこれに対応したブランク／ドローダイとは、前記内ラムの各ストロークでブランクをカップに連続してドローするために、これらの間に僅かに異なる間隔の互いに対向した面を有して、内ラムの各ストロークの間にプラスへの圧縮並びに引張り負荷を減少させ、また、前記夫々のステーションで底パネルポンチは、対応したダイ中心ポンチ内のキャビティと共同して、各カップの底内に内方に突出したボスを形成することを特徴とする工具装置。
【請求項７】
前記ブランク／ドローダイとこれと対向したドローパッドとは、外ラムの各ストロークで、前記夫々のステーションでドローパッドとブランク／ドローダイとの間に続いて金属シートを保持するために前記夫々のステーションでブランク／ドローダイとドローパッドとの間に僅かに異なる間隔を有する互いに対向した面を有して、外ラムの各ストロークの間、プレスへの負荷をさらに減じる請求項６の装置。
【請求項８】
前記カットエッジダイとブランク／ドローダイとは、外ラムの各ストロークで、一連のプランクを連続して成型するために各ステージで僅かに異なる間隔を有する互いに対向した面を有する請求項６の装置。
【請求項９】
夫々が前記カップ形成ステーションを有する複数のカップ形成ステージを有し、各ステージのこれらカップ形成ステーションは、プレスの中心面に対して対称的に配置されている請求項７の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複動機械プレスの各ストロークで金属シートのストリップから一連のカップを成型するための方法、並びにその工具装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶工業においてカップや缶を製造する場合、例えば、米国特許Ｎｏ．４，０２０，６７０、Ｎｏ．４，２４８，０７６並びにＮｏ．４，４１６，１４０にて開示されているような一般的な形式のカップ形成工具を備えた複動機械プレスが一般に使用されている。このようなカップ形成用プレスは、１５０ないし２００ストローク／分（ｓｐｍ）の範囲内で一般に動作し、またプレスの各ストロークでカップのバッチを形成するように複数のカップ形成工具部品を有する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
缶工業における製造上の要求の向上に対応したために、例えば、２２０ないし２５ｓｐｍのような高速でカップ形成用プレスを作動させることが望まれるようになってきている。しかし、カップ形成用プレスの速度をこのように増加させると、プレスのダイナミック負荷、特に、複動プレスの外ラムにかかる圧縮並びに張力負荷が非常に大きくなる。このようなプレスへのダイナミック負荷の増加により、プレスに規定以上の負荷がかかり、プレスの構成部品が破損してしまう。
【０００４】
シート状の金属ワークピースからプレスの各ストロークごとに、シート状の金属ワークピースの厚さに相当して僅かに上方に各ポンチを位置させることにより、複数の部品をブランキング並びにカッテングするようにポンチ並びにダイを構成することが工具並びに缶工業で知られている。これによれば、部品のブランキングもしくはポンチングは連続してできるが、ワークピースの支持は連続してではなく１枚の板ごとになされる。
【０００５】
本発明は、プレス部品に過負荷がかからないで、高製造速度でプレスの各ストローク毎にカップ状の物品を成型することができるようにプレスのための工具を構成し動作させる、改良された方法並びに装置を提供する。例えば、本発明に従って構成された工具を備えたカップ成型プレスは、外ラムにかかる圧縮力もしくは負荷を５０％以下に減じることができ、この結果、プレスの規定の負荷を声内で、プレス速度を約１５０ｓｐｍから約２５０ｓｐｍに増加させることができる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の参考例並びに一実施の形態に係われば、カップ形成用プレスは、マルチステージの工具を備え、各工具ステージは、対応した環状のブランク／ドローダイと対向した一連の環状のドローパットと、各ドローパットを囲む環状のカットエッジダイと、各ドローパッド内のダイ中心ポンチとを具備する。これら工具のステージは、プレスの各ストロークの間、カットエッジダイと、これに対応したブランク／ドローダイとの間の一連の円形のブランクを連続して絞る正確なタイミングシーケンスで金属シートが係合し、ドローパッドと、これに対応したブランク／ドローダイとの間にブランクを連続して保持し、そして、ダイ中心ポンチが、これと対応したブランク／ドローダイ中に延出することによりブランクをカップに連続して絞るように構成されている。また、本発明に係われば、既存のカップ形成用プレスの工具が、ドローパッドの幾つかに一連の環状の挿入部材とカットエッジダイのための保持部材とを設置し、ブランク／ドローダイの幾つかを支持した保持部材を低くすることにより、容易に変更され得る。各ステージでの工具は、各カップの底壁内に再成型ボスを形成するために、ブランク／ドローダイ内で底パネルパンチを囲む圧力スリーブを有し得る。また、本発明は、試用期間の後に、工具の保守点検のために工具の上並びに下構成要素を都合良くまた迅速に取り外すことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の参考例である１４個のカップ成型工具のシステム１５の下面図、即ち、底工具の平面図である。このシステム１５は、複動機械プレスのベッド２０（図２）に取着された下ダイシュ１８を有する。このプレスは、また内ラム２２と外ラム２４とを具備し、内ラム２２は、例えば、約５インチ（約１２．７ｃｍ）の垂直ストロークを有し、また外ラム２４は、例えば、２インチ（約５．０８ｃｍ）のような比較的短いストロークを有する。図１に示すように、下ダイシュ１８は、下ダイシュ１８を貫通してカップ排出チヤンバ２８へと垂直、即ち、下方に延びた１４個の孔、即ち、ポケット２６を有する。これらポケット２６は、ポケット１，２，１３，１４が第１のステージを構成し、ポケット３．４．１１．１２が第２のステージを構成し、ポケット５，６，９，１０が第３のステージを構成し、そしてポケット７，８が第４のステージを構成してなる４つのステージ（図１）に配設されている。
【０００８】
前記内ラム２２（図２）は、上、即ち、内ダイシュ３２を支持している。一連の垂直立上がり部３４が内ダイシュ３２の底面に取着されて、対応したポケット２６と垂直方向にアラインメントするように下方に延びている。ダイ中心ポンチ３８（図３）が、中心ねじ３９と精度位置決めピン４１とにより、各垂直立上がり部３４の下端部に取着されている。各ダイ中心ポンチ３８は固化された耐磨耗性外スリーブ４２を支持している。垂直立上がり部３４と、これに対応したダイ中心ポンチ３８との夫々は、垂直方向に延びた空気流路４４を有し、この空気流路４４には、ポンチからカップを取り除く時間タイミングで圧縮空気（圧力が加えられた空気）が供給される。図２から明らかなように、垂直立上がり部３４と、これに対応したダイ中心ポンチ３８とは、装着された内ダイシュ３２を介して内ラム２２により支持されて垂直方向に移動される。
【０００９】
各ポケット２６のための工具要素は実質的に同じなので、１つのポケットのための工具要素のみが図３に示されている。円筒状の案内スリーブ４６（図３）が垂直立上がり部３４の外周に設けられており、これは、上ダイシュ５２に装着された環状プレート４８に取着された上フランジを有する。この上ダイシュ５２は、周方向に互いに離間した複数のねじ５４（図２）により外ラム２４に支持されている。円筒状のライナー５７が、上ダイシュ５２に形成された穴を内張しており、ピストン６２のヘッド部を受ける流体、即ち空気チヤンバ５９を規定するように案内スリーブ４６並びに環状プレート４８と共同する。ヘッド部は、周方向に互いに間隔を有して形成された複数の孔６３内に耐磨耗性パッド（図示せず）を支持し、また、周方向に互いに離間した複数のねじ６６と精度位置決めピン６７とにより上ダイシュ５２に取着された環状の保持部材６４により空気チヤンバ５９内に規定されている。
【００１０】
２つのセクションからなるドローパッド（絞りパツト）７０が、ピストン６２の下方の保持部材６４内で垂直方向に摺動するように支持されている。このドローパッド７０の底面には、この面を不規則な面とするように一連の細い同心的な溝もしくは凹所が複数形成されている。また、このドローパッド７０の下部は、ピストン６２と係合しまた周方向に所定間隔を有して形成され中に耐磨耗性パッド（図示せず）を支持した複数の孔７３を有する上部よりも硬いスチールで形成されている。このドローパッド７０は、周方向に間隔を有して配設された複数のねじ７７により保持部材６４に取着された環状のカットエッジを有する保持部材７４により環状の保持部材６４内に支持されている。前記保持部材７４は、ドローパッド７０を囲む硬い環状のシアーダイ（剪断型）、即ち、カットエッジ７８を支持している。硬い平坦なスペーサリング８２が保持部材７４の上部に形成された凹所に挿入されて、ドローパッド７０の下方移動制限部材を形成している。
【００１１】
図３に示すように、下ダイシュ１８内の孔、即ちポケット２６の夫々は、対応したダイ中心ポンチ３８と垂直方向にアラインメントされ、これよりも径が僅かに大きい。下ダイシュ１８内のポケット２６の夫々と垂直方向にアラインメントするようにして２つの部分よりなるブランク／ドローダイ９０が設けられている。このダイブランク／ドローダイ９０は平坦な環状のスペーサ９６により環状の保持部材９３の円形凹所内で支持されている。各ブランク／ドローダイ９０は、１組の互いに周方向に離間したねじ９８により対応した保持部材９３に取着されており、また他の１組のねじ１０１により各保持部材９３は下ダイシュ１８に取着されている。また、１組のねじ１０２により前記スペーサ９６はブランク／ドローダイ９０に取着されている。複数の位置付けピン並びにブッシュ（図示せず）が、また、各ブランク／ドローダイ９０並びにその保持部材９３を下ダイシュ１８に精度良く位置付けるために使用されている。図３に示すように、ブランク／ドローダイ９０の上部分は、これの下部分内に挿入されて強制的に保持された硬いリングにより構成されている。
【００１２】
図４に示すように、上ダイシュの上工具を構成する前記ダイ中心ポンチ３８と、ドローパッド７０と、保持部材７４と、カットエッジ７８と、ピストン６２と、保持部材６４とは、中心ねじ３９と、ねじ６６と、ねじ７７とを単に取り外すだけで上ダイシュ５２から都合良く、また迅速に取り外すことができる。さらに、これら部材は、上ダイシュ５２のさらに上方への移動や上工具のさらなる分解をしないで、耐磨耗性パッドやピストンシールリングのような部材を交換するために取り外され得る。
【００１３】
図２並びに図３を参照して、平坦なストックプレート１１０は、底、即ち下工具の一部を構成し、ブランク／ドローダイ９０の夫々を中に受けるための円形開口、即ち、間隙孔１１１を規定している。このストックプレート１１０は、一連のばね付勢ピストン１１５（図２）により、上面がブランク／ドローダイ９０の上面とほぼ同一平面となるようにして支持されている。これらピストン１１５は、図１に示すように、ブランク／ドローダイ９０間並びにこれらのまわりで下ダイシュ１８内に配置されている。また、これらピストン１１５は、ストックプレート１１０を所定の力で上昇位置（図２並びに３）に付勢しているが、カットエッジ７８並びに保持部材７４の下方ーの移動により力が加えられたときには、少しの摩擦でストックプレート１１０が下方に移動できるように設定されている。
【００１４】
次に、図５ないし図８に示すように、図１ないし図４を参照して説明したマルチステージ工具は、複数の組みの孔、即ち、ポケット２６に関連して、連続したブランキング、ホールデング、ドローイング動作を果たすように操作される。これら連続した動作は、ブランク／ドローダイ９０と、ドローパッド７０と、ダイ中心ポンチ３８との各ステージを、ベッド２０に対して所定の高さに精度良く位置付けることにより行われる。例えば、ブランク／ドローダイ９０を低くするように保持部材９３の幾つかの底面を砥ぎ、また第２、第３並びに第４ステージの各々に対して上工具に１組の挿入部材を加えることにより、既存のカップ成型工具が変更され得る。
【００１５】
図１並びに図２に示す工具のステージ４表す図３に示すように、平坦な環状の挿入部材１２０は、カットエッジ７８に対する各ドローパッド７０の下方移動を規定し、別の平坦な環状の挿入部材１２１は、所定の圧力でドローパッド７０を押圧する空気で作動されるピストン６２の下方への移動を規制する。また、別の平坦な環状の挿入部材１２２は、支持垂直立上がり部３４に対するダイ中心ポンチ３８に対してダイ中心ポンチ３８の幾つかの各々を離間、即ち、下にさせ、ドローパッド７０に対するダイ中心ポンチ３８の高さを精度良く決定する。
【００１６】
例えば、図８の表に示すように、第１並びに第２のステージの孔のためのブランク／ドローダイ９０は、夫々０．０１２インチ（約０．０３０ｃｍ）だけ下げられている。このように低くすることは、ブランク／ドローダイ９０を支持している保持部材９３の底面を砥ぐことにより達成される。ステージ２のポケット３，４，１１，１２のための挿入部材１２０，１２１は０．０２０インチ（０．０５１ｃｍ）の厚さを有し、この結果、ステージ２のポケットのためのピストン６２と、これに対応したドローパッド７０とは、ステージ１のポケット１，２，１３，１４のためのピストン６２並びにドローパッド７０より０．２０インチだけ上に位置する。ステージ２のポケット３．４．１１．１２のためのダイ中心挿入部材１２２は０．０６０インチ（０．１５２ｃｍ）の厚さを有し、この結果、これらポケットのためのダイ中心ポンチ３８は、ステージ１のポケットのダイ中心ポンチ３８に対して０．０６０インチだけ下方に位置する。
【００１７】
図８の表から明らかなように、ステージ３のポケット５，６，９，１０のための挿入部材１２０，１２１は０．０５２インチ（０．１３２ｃｍ）の厚さを有し、この結果、これらポケットのためのピストン６２とドローパッド７０とは、ステージ２のポケットのためのドローパッド７０に対して０．０４０インチだけ上方に位置する。また、ステージ３のポケットのためのダイ中心挿入部材１２２は０．１１６インチ（０．２９５ｃｍ）の厚さを有し、この結果、これらポケットのためのダイ中心ポンチ３８は、ステージ２のポケットのダイ中心ポンチ３８に対して０．０５６インチだけ下方に位置する。同様に、ステージ４のポケット７，８のための挿入部材１２０，１２１は０．０７２インチ（０．１８３ｃｍ）の厚さを有し、またこれらポケットのためのダイ中心挿入部材１２２は０．１９８インチ（０．５０３ｃｍ）の厚さを有する。この結果、これらポケットのためのドローパッド７０は、ステージ３のポケットのためのドローパッド７０に対して０．０７２インチだけ上方に位置し、また、ステージ４のポケットのためのダイ中心ポンチ３８は、ステージ３のポケットのダイ中心ポンチ３８に対して０．０８２インチだけ下方に位置する。
【００１８】
図５ないし図７に示すように、例えば、０．０１１インチ（０．０２８インチ）の厚さのアルミニウムのような金属シートＳが、図１で下方の下工具と上工具との間に供給される。外ラム２４並びに上ダイシュ５２の下方への移動により、シートＳは、第１ないしステージ４ための環状のカットエッジ７８と環状のブランク／ドローダイ９０との間で裁断、即ちブランクにされて平坦な環状のブランクＢが連続して形成される。図５から明らかなように、挿入部材１２０，１２１の厚さが増している結果、ブランクＢは、第１ないしステージ４のためのドローパッド７０によりブランク／ドローダイ９０に対して連続してクランプ、即ち、支持される。図６並びに図７から明らかなように、内ラム２２並びに内ダイシュ３２が下方に移動されることにより、第１ないしステージ４のためのダイ中心ポンチ３８は連続してブランクＢと係合し、ブランクを対応したカップＣへと連続して絞る。図７から明らかなように、第１ないしステージ４のためのダイ中心ポンチ３８上の中心挿入部材１２２の厚さが増していることにより、ステージ１でのカップの前にステージ２のためのカップに充分に絞られ、またステージ３のためのカップＣに充分に絞られる前にステージ４のためのカップＣに充分絞られるようにして、カップＣは逆の順で連続して絞られる。
【００１９】
図９は、図３並びに図４を参照して上述したカップ成型工具と同様の、本発明の他の参考例に従って構成されたカップ成型工具の部分断面図である。図９において、上ダイジュー１３０は、例えば、約２インチのストロークで垂直方向に往復移動するように、外ラム２４に接続されている。円筒状のボア１３２が、工具の各ポケットもしくは位置のために上ダイシュ１３０内に形成されており、それぞれ対応した立上がり部１３４を摺動可能に支持している。この立上がり部１３４は、例えば、約５インチのストロークで垂直方向に往復移動するように、内ダイシュ３２に接続されている。各立上がり部１３４の下端部は、環状ハブ１３８と中心ねじ１４１とにより、立上がり部１３４に装着された環状のダイ中心ポンチ１３６を支持している。環状のスペーサくさびもしくはリング１４３が、ダイ中心ポンチ１３６と、立上がり部１３４の環状の肩部との間に配置されている。このスペーサリング１４３は、周方向に互いに離間した一連のねじ１４４により立上がり部１３４に取着されている。空気流路１４７が、前記空気流路に関連して前述したように、圧縮空気パルスを受けるように、立上がり部１３４とハブ１３８との中を軸方向に延びている。
【００２０】
環状体、即ち、保持部材１５０、が各立上がり部１３４と、これに対応したダイ中心ポンチ１３６とを囲んでおり、また、周方向に互いに離間し夫々が軸方向に延びた一連のばね１５３と、１セットの精度位置決めピン１５４とにより、前記上ダイシュ１３０の底面に装着されている。前記保持部材１５０は、上ダイシュ１３０内の流路１５９を介して圧縮空気を受ける環状チヤンバ１５８を中に規定している。環状ピストン１６５が、軸方向に移動可能に、チヤンバ１５８内に支持され、また、このピストンは、ダイ中心ポンチ１３６を囲む環状のドローパッド１６８に直接に接続された下部を有する。このドローパッド１６８は、ピストン１６５よりも硬い材料で好ましくは形成されており、圧力適合接続（嵌合）により取着されている。
【００２１】
環状のカットエッヂダイ１７２が、ドローパッド１６８を囲んでおり、また、圧力適合接続（プレスフイット接続）により、環状のカットエッジ保持部材１７４に取着されている。平坦なスペーサリング１７７が、周方向に互いに離間した一連のネジねじ１７６により、カットエッジ保持部材１７４に取着され、また、保持リング１８２が、周方向に互いに離間し、それぞれが軸方向に延びた一連のねじ１８３により保持部材１５０に取着されている。この保持リング１８２は、ピストン１６５の座部を構成して、ピストン１６５の下方への移動を規制する。周方向に互いに離間した一連のねじ１８６が、カットエッジ保持部材１７４と、スペーサリング１７７と、保持リング１８２に互いにアラインメントするように形成された孔を貫通し、保持部材１５０中にねじ留めされている。図９から明らかなように、ねじ１８６を取り外すことにより、カットエッジダイ１７２とダイ保持部材１７４とが容易に取り外すことができ、そして、ねじ１８３を取り外すことにより、保持リングと、ドローパット１６８が取着されたピストン１６５とを容易に取り外すことができる。前記保持部材１５０は、ねじ１５３を取り外すことにより、外され得る。
【００２２】
前記下ダイシュ１８に装着された工具の構成要素は、図３を参照して上述した下工具構成要素と実質的に同じであるから、同じ参照符号が種々の構成要素や部分に使用ている。図９に示す上工具と図３に示されている上工具との比較から明らかなように、図９に示す工具は、同じような機能を奏するけれども、部品点数が少ない。図９に示す工具の構成要素は、ダイシュが引っ込んだときに、ねじ１４１，１８６，１８３，１５３を取り外すことにより、単に、上ダイシュ１３０から都合良く取り外される。
【００２３】
上述した一連の工具装置並びにこの装置を使用する方法は、例えば、米国特許Ｎｏ．５，３９４，７２７に開示されているような、内方もしくは外方に突出したボスを備えた底を有する金属カップの製造もしくは成型のために実際に適している。この特許で示されているように、上方に突出したボスは、漏斗形状の断面の環状底壁部を形成するように再成型される。本発明の参考例に係われば、このようなカップを生産するための工具装置歯、図１に示し、前述したような、４つのステージのような複合ステージを含む。各ステージは、図１を参照して上述した各ポケット２６において実質的に等しく、各々が図１０に示すような本発明の一実施の形態に係わる装置の構造の複数の工具セットを好ましくは有する。従って、１セットの銅の工具のみを以下に説明する。
【００２４】
図１０に示すように、内リム２２と外リム２４とに接続された上工具構成要素は、図９を参照して説明した工具構成要素と実質的に同じで或る。従って、これら構成要素には同じ参照符号が付されている。しかし、このダイのセットは、図２を参照して説明した下ダイシュ１８とは異なる構造で、下ダイシュ２１８（図１０）に装着された、異なる下工具構成要素を含む。
【００２５】
図１０に示すように、下ダイシュ２１８は、各工具ステーションのためのブランク／ドローダイ２２０を支持している。このダイ２２０は、対応したダイポケット２６（図１）を規定している、内方に突出した環状舌部２２２を有する。また、このブランク／ドローダイ２２０は、円筒コラムをほぼ形成するような実質的な高さを有し、さらに、環状のベース２２４を備えている。この環状のベース２２４は、下ダイシュ２１８内に形成された対向ーボア内に配置され、ここに位置付けピン２２７により位置された環状保持部材２２６に取着されている。ブランク／ドローダイ２２０は、１セットの環状のスペーサもしくはくさびプレート２２８，２２９の上に乗っており、周方向に互いに離間した複数のねじ２３１により保持部材に取着されている。
【００２６】
横方向に延出したカップ排出開口もしくはポート２３３が、ブランク／ドローダイ２２０内に形成されており、また、これは、チューブ状の排出コンベヤもしくはダクト２３６に接続している。エアージェットチューブ２３８が、ブランク／ドローダイ２２０の反対側を介して圧力空気供給ダクト２４０から延出している。また、１セットの３つのストリップ指部２４２がブランク／ドローダイ２２０を通って横方向に延びている。各指部２４２は、ストリップ位置（図１０並びに図１５）へと内方にばねにより付勢されている。環状のエアーチヤンバ２４４が、工具保持部材２２６内に規定されており、また、これは、オバーストロークピストン２４８の円筒状のロッド部２４６により閉成されている。このピストン２４８は、下ダイシュ２１８内の対向ボアをライニングする円筒状のスリーブ２５４により規定されたエアチヤンバ２５２内で、垂直方向に移動可能に支持されている。円筒状の静止ハブ２５６が、チヤンバ２５２の中央に位置し、１セットのねじ２５７により下ダイシュ２１８に取着された底フランジを有する。この静止ハブ２５６は、前記オーバストロークピストン２４８内の円筒状のボア内へと上方に突出しており、圧縮空気が、後述するような目的のために、ポート２５９と、流路２６１と、ピストンロッド２４６内の流路２６３並びに排出ポート２６４に供給される。
【００２７】
ほぼ円筒状の底パネルポンチ２６５が、１つの中心ねじ２６７により前記オーバストロークピストンロッド２４６に取着されている。また、環状のスペーサプレート２６９が、前記パネルポンチ２６５の環状肩部に、１セツトのねじ２７１により取着されている。下圧力スリーブ２７５がパネルポンチ２６５を囲んでおり、また、これは、ブランク／ドローダイ２２０の下部２２４内で垂直方向に移動可能に支持されている。この圧力スリーブ２７５は、前記エアーチヤンバ２４４内に摺動可能に支持された下環状ヘッドもしくはピストン２７８を有する。１セットの弾性Ｏーリングシールがピストン２４８，２７８、環状保持部材２２６，スリーブ２５４、並びにロッド２５６の対応した溝内に係合されており、この結果、環状のエアーチヤンバ２４４，２５２内に圧縮空気を閉じ込める流体気密シールが形成されている。
【００２８】
図１１に示すように、各ダイステーションもしくはポケットに対して図１０を参照して説明した工具構成要素のセットは、ほぼ円形の金属シートブランクＢ１から引抜金属カップＣ１を効果的に製造する。各カップＣ１は、円筒状の側壁と、内方もしくは外方に突出したほぼ円筒状のボス２８５を備えた底壁とを有する。上述したように、ボス２８５は、米国特許Ｎｏ．５，３９４，７２７に開示されているように、再引抜並びに再成型動作で使用されて、この特許のＦＩＧ．８に示されている飲み物用のコンテナーでの底端部形態を形成する。二重作動プレスの各ストロークの間、カップＣ１は、対応したブランクＢ１から各ダイステーションで形成される。図１２ないし図１７は、種々のステーションにおける工具構成要素と、二重作動プレスの内ラム並びに外ラムの上下方向の移動に伴う、状態に対応した種々のカップとを示す。
図１４並びに図１５から明らかなように、ボス２８５は、内ラム２２の底ストローク並びに接続されたダイ中心パンチ１３６に向かって各カップＣ１内に形成されている。ダイ中心パンチ１３６が、環状の圧力スリーブ２７５（図１４）の上端に対してカップＣ１の底壁をプレスするのに従って、パネルパンチ２６５は、ダイ中心パンチ１３６のハブ部分（環状ハブ）１３８内の円形キャビティ２８８内へと上方に底壁の内部を連続的に押圧し（図１５）、ボス２８５を形成する。好ましくは、チヤンバ２４４に供給される空気（図１０）は、３０ないし４０ｐｓｉの圧力範囲であり、一方、オーバストロークチヤンバ２５２に供給される圧力は、約４００ｐｓｉに維持される。かくして、パネルパンチ２６５（図１５）は、ボス２８８が、ダイ中心パンチハブ１３８のキャビティ２８８内に形成された後のオーバストロークの間に、２〜３千インチの１のみ下方に移動する。
【００２９】
内ラム２２がプレスストロークの下限（図１６）の後の上方の移動に従って、圧力スリーブ２７５により付勢される上方への力と、空気供給流路２５９，２６３並びにポート２６４を介してカップの下に供給される圧縮空気とにより、カップは、ダイ中心パンチ１３６と共に上方に移動する。カップＣ１が、図１６並びに図１７に示す位置へと上方に移動すると、ストリップ指部２４２は、カップの上縁と係合して、カップをダイ中心パンチ１３６に対して滑らせる。そして、ダイ中心パンチ１３６がカップＣ１の上方に移動し、カップが滑らされるとすぐに、図１８に示すように、チューブ２３８からの空気ジェットは、ポート２３３を介して、空気搬送チューブ、即ち、ダクト２３６に、カップを吹き出す。かくして、各カッブは、ストックプレート１１０上に乗っているシートメタルブランクのレベルの下で、プレスから横方向に排出される。
【００３０】
種々の４つのステージのためにシームワッシャ、即ち、プレート１４３，１８２，２２９，２６９の夫々の厚さを正確に選定することにより、ブランクＢ１は、カットエッジ１７２とこれと対応したブランク／ドローダイ２２０との間で切断、即ち、パンチされ、そして、ドローパット１６８とこれと対応したブランク／ドローダイ２２０との間で支持され、続いて、対応したブランク／ドローダイ２２０内に移動するダイ中心パンチ１３６によりドローされる（絞られる）。さらに、続いて、カップＣ１のボス２８５は、４つのステージで成型、即ち、ドローされる。
【００３１】
図面並びに上記説明から、本発明に従って構成された工具を備えたカップ形成用機械プレスは望まし態様並びに効果を奏することは自明である。１つの重要な態様として、ステージ１ないしステージ４でドローパッド７０もしくは１６８とブランク／ドローダイ９０もしくは２２０との間に連続してブランクＢもしくはＢ１を保持、即ち、把持することにより、外ラム２４へのダイナミック負荷は実質的に減じられる。例えば、２５０ｓｐｍで動作され、８つのポケットを持った工具を備えた１５０トン・プレスの外ラムにかかる９８トンの圧縮負荷は、本発明に従って構成された工具を使用する場合には４８トンの圧縮負荷に減じられる。このことは、５０％以上の外ラムへの圧縮負荷の減少を示し、かくして、プレスに過負荷がかからないでプレスの速度を実質的に早くすることを可能とする。
【００３２】
さらに、各ステーションで図１０に示された工具構成要素で連続した動作を組合わせることにより、再成型されたボス２８５を有するカップＣ１は、２−インチ・ストロークを有する外ラムと５インチ・ストロークを有する内ラムとを有する既存のプレスを使用して高速度で製造され得る。この分野で知られている銅プレスは、図１０に示されるような連続したステージの工具で再適合され得る。この結果、１５０トンのカップのプレスは、プレスの内ラムや外ラムのオーバロード無しで、毎分２５０トンで動作され得る。
【００３３】
ブランクＢもしくはＢ１の連続した保持はプレスへの負荷を非常に減少させるが、平坦な円形のブランクＢもしくはＢ１を形成するためにシートＳの連続したブランク形成は、また複動プレスの外ラムへの圧縮負荷をも減少させる。また、ブランクＢもしくはＢ１を連続してカップＣもしくはＣ１に絞ることは、内ラム２２への負荷をさらに減少させる。工具の連続した使用により、ラムがその方向をストロークの底のところで変更するときにプレスの構成要素にかかる最大引張り負荷も減じる、ことは自明である。
【００３４】
本発明は、既存の銅工具で一連のブランキング、ホールディング並びにドローイング動作を果たすために挿入部材（シーム）１２０，１２１，１２２もしくはシーム１４３，１８２，２２９，２６９を使用することとして説明したが、新規な銅工具が、挿入部材１２０，１２１，１２２の必要性をなくすデイメンションで構成され得ることは、自明である。さらに、図８の表は１４のカップ、即ち、ポケットを備えた工具のための工程シーケンスを示しているが、第１ないしステージ４のための工程の相違は、ステージの数、ポケットの数、工具の形式並びに機械プレスの形式に従って変更され得る。また、ここで使用した“カップ状物品”とは、夫々が上方に延出した筒状壁と一体的な底壁を有する金属の絞り加工による種々の物品を含む。
【００３５】
記載した方法並びに装置の形態は、本発明の好ましい実施の形態であるが、記載した方法並びに装置の形態だけに限定されることは無く、請求の範囲で規定するような範囲並びに精神から逸脱しないで種々の変化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明の参考例に従って構成された下カップ成型工具を、ストックプレートを除去して示す概略的な平面図である。
【図２】  図２は、図１の２−２線に沿って切断して工具のマルチステージを示す、複動プレスの上並びに下カップ成型工具の部分断面図である。
【図３】  図３は、図２に示す工具ステージのうちの１つのステージの拡大部分断面図である。
【図４】  図４は、図３に示す上工具要素の集合体を示す分解図である。
【図５】  図５は、本発明の参考例に係わる一連のブランキング、ホールディング並びにドローイング動作を説明するための、最初の工程の図２並びに図３に示す工具要素の拡大断面図である。
【図６】  図６は、図５に続く工程の図２並びに図３に示す工具要素の拡大断面図である。
【図７】  図７は、図６に続く工程の図２並びに図３に示す工具要素の拡大断面図である。
【図８】  図８は、図２並びに図５ないし図７に示す、マルチステージと段階的な工具構成要素との関係を示す表の図である。
【図９】  図９は、工具ステージの変形例を示す、図３と同様の図である。
【図１０】  図１０は、本発明の一実施の形態に係わる装置の工具を示す、図３並びに図９と同様の図である。
【図１１】  図１１は、図１０に示された工具を使用して、底に予め形成されたボスを備えたカップの引抜きを説明するための図である。
【図１２】  図１２は、図１１に示すカップを形成するために一工程を示す図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１３】  図１３は、図１２に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１４】  図１４は、図１３に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１５】  図１５は、図１４に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１６】  図１６は、図１５に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１７】  図１７は、図１６に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【図１８】  図１８は、図１７に続く工程の図１０の工具の構成要素の一部断面図である。
【符号の説明】
１３０…上ダイシュ、１３６…ダイ中心パンチ、１３８…ダイ中心パンチハブ、２１８…下ダイシュ、２２０…ブランク／ドローダイ、２４６…ピストンロッド、２６５…パネルポンチ、２７５…圧力スリーブ、２７８…ピストン、２８５…ボス、Ｃ１…カップ、Ｂ１…ブランク
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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