JP2000094053A - ネック部を有する壺状金属製品を液圧成形する際の中間成形体および該中間成形体を使用するネック部を有する壺状金属製品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヤカンや花瓶等のネック部を有する壺状金属
製品を液圧成形手段によって、能率よく、歩留まりよ
く、しかも安価に製造する方法を提供する。 【解決手段】 アルミニウム、銅またはステンレススチ
ール製の薄板１０を深絞りプレス成形して、カップ状の
素缶１３を成形する。次に、この素缶１３を円筒状部１
４とスカート状部１５よりなるプレス型１７で、プレス
成形することにより、中間成形体１８を成形する。次
に、この中間成形体１８を最終製品の形状をした雌型２
０内に収容して、可動式液圧成形機の可動型１９に成形
体１８の開口部を固定し、注入管２１より液体を圧入し
ながら、可動型１９を押し下げてゆく。この方法によれ
ば、中間成形体のネック部の材料が膨張する胴部に供給
されて、座屈や破裂を起こすことなく、均一な厚みを持
つネック部を有する壺状金属製品のワーク２２を製造す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヤカン、急須、花瓶、
水筒、タイの米櫃、シチュー用の鍋、ビール瓶状の缶等
の金属アルミニウム、アルミニウム合金、金属銅または
ステンレスチール製のネック部を有する壺状金属製品に
関し、特に、液圧成形手段によって成形するための中間
成形体およびその中間成形体を使用し、液圧成形手段に
よって上記ネック部を有する壺状金属製品を成形する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来このようなネック部を有する壺状金
属製品を成形するには、アルミニウム製のヤカンを例に
して述べれば、アルミニウム製の丸形の薄板を深絞りプ
レスして、最終製品のヤカンの最大径とほぼ同じ直径を
有するカップ状の素缶（ボビン）を形成し、次に、上方
の開口部の部分をスピニングマシン（へら加工機）で絞
り込んでヤカンの形に成形し、次に、口金をろう付け
し、表面処理して、最後に把手を取り付けて完成してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この従来の方法によれ
ば、素缶からヤカン形に成形するまでに、１個当たり６
０〜１２０秒かかり製造能率が悪く、しかも、首の部分
をへらで絞りこむので、この部分の厚みが薄くなり、変
形しやすいという欠点があった。

【０００４】また、プレス成形またはセイジング加工に
によってヤカンの開口部の径と同じ直形を持つ素缶を作
り、この素缶を使って液圧成形によって胴部を膨らませ
てヤカン状に成形しようとする試みもあったが、ヤカン
のように首の部分がくびれた製品の場合は、首の部分で
座屈するか、胴の部分が薄くなり過ぎて破裂したり、肌
荒れを起こして、満足な製品を製造することはできなか
った。

【０００５】本発明は、上記の欠点を改良し、金属アル
ミニウム、アルミニウム合金、金属銅またはステンレス
チール製のネック部を有する壺状金属製品を、液圧成形
技術によって能率よく、歩留まりが高く、安価に製造す
るための中間成形体を提供することを第１の目的とす
る。

【０００６】本発明は、金属アルミニウム、アルミニウ
ム合金、金属銅またはステンレスチール製のネック部を
有する壺状金属製品を、液圧成形技術によって、能率よ
く、歩留まりが高く、安価に製造するための、成形方法
を提供することを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のネック部を有す
る壺状金属製品を液圧成形する際の中間成形体は、環状
の開口部、該開口部に続いて下方垂直方向に延びる円筒
状のネック部、該ネック部に続いてラッパ状に下方に拡
大するテーパー部、および該テーパー部に続いて下方垂
直方向に延びるカップ状胴部よりなり、上記テーパー部
の傾斜角度をカップ状胴部の垂直面に対して１０〜３３
度としたことを特徴とする。

【０００８】また、本発明のネック部を有する壺状金属
製品の成形方法は、金属アルミニウム、アルミニウム合
金、金属銅およびステンレススチールよりなる群より選
ばれたいずれか１種の金属よりなる薄板を深絞りプレス
成形手段によってカップ状素缶を形成する第１工程、該
カップ状素缶をプレス成形またはセージング加工等の成
形手段によって、環状の開口部、該開口部に続いて下方
垂直方向に延びる円筒状のネック部、該ネック部に続い
てラッパ状に下方に拡大するテーパー部、および該テー
パー部に続いて下方垂直方向に延びるカップ状胴部より
なる中間成形体を形成する第２工程、および該中間成形
体を可動式液圧成形手段によってネック部を有する壺状
金属製品のワークを形成する第３工程および該ネック部
を有する壺状金属製品のワークの最終仕上げをする第４
工程よりなることを特徴とする。

【０００９】上記中間成形体を製造するプレス成形は、
逆ロート状をした特殊のプレス型を用いてカップ状素缶
を低速プレスで数段に分けて絞り、最終の型で目的とす
る中間成形体の形状に仕上げる。なお、中子を用いたセ
ージング加工によっても中間成形体の成形は可能である
が、処理時間の点で上記プレス成形に劣る。

【００１０】本発明のネック部を有する壺状金属製品の
成形方法において、上記カップ状素缶の直径を、目的と
するネック部を有する壺状金属製品の最大径より小さ
く、上記中間成形体の開口部の直径よりも大きくするこ
とが必要である。

【００１１】可動式液圧成形手段とは、雌型内に収容し
た中間成形体の中に水または油等の液体を圧入して中間
成形体を膨張させて成形するいわゆる液圧成形方法にお
いて、中間成形体の開口部を固定した可動型を液体の圧
入と同時に押し下げて、膨張する胴部に開口部やネック
部の材料を補給しながら成形する方法である。

【００１２】ネック部を有する壺状金属製品のようにく
びれたネック部を有する製品の成形には、液圧だけで
は、胴部の厚さが薄くなり、破裂や、表面の肌荒れを起
こし、満足な製品を製造することができないが、この液
圧成形手段を用いれば、破裂や、表面の肌荒れを起こす
ことなく、品質の高いネック部を有する壺状金属製品を
製造することができる。

【００１３】可動型を押し下げる手段としては、上下に
スライドできるように構成した可動型の上方から機械的
圧力をかけて素缶の口を固定した可動型を雌型内に押込
む方法と、上下にスライドできるように構成した可動型
に素缶の口を固定し、液体の圧入により素缶が膨張する
際発生する力によって素缶を下方に引き込む方法とがあ
るが、いずれも使用可能である。

【００１４】しかも、可動式液圧成形手段を使用する
際、上記中間成形体の開口部の直径を、目的とするネッ
ク部を有する壺状金属製品の開口部の直径とほぼ同じに
し、上記テーパー部の傾斜角度を上記カップ状胴部の垂
直面に対して１０〜３３度とすることが重要である。

【００１５】すなわち、テーパー部の角度がカップ状胴
部の垂直平面に対して１０〜３３度の範囲内にないと、
液圧成形の際に材料の流れが悪くなり、座屈を起こした
り、破裂して、製品の収率は極端に悪くなる。

【００１６】上記第３工程で得られたネック部を有する
壺状金属製品のワークは、開口部のカーリング仕上げ、
拡張プレス加工、面取り加工、研磨加工、光沢だし加工
や、必要に応じて口や把手を付ける等の加工を伴う最終
仕上げ工程を経て、最終仕上げ製品であるネック部を有
する壺状金属製品が製造される。

【００１７】ネック部を有する壺状金属製品とは、膨張
した有底胴部の上にこの胴部よりも径の小さいネック部
を介して上方に開口する開口部を有する金属製品で、そ
の代表的なものとして、図３に示すようなケットル（ヤ
カン、急須）ａ、花瓶ｂ、タイ国の米櫃ｃ、水筒ｄ、ビ
ール瓶状の缶ｅ、シチュー用鍋ｆ等を例示することがで
きる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明に実施例について説明する。ま
ず、成形工程を図２によって説明する。第１工程ａで
は、素材として円形に切断しアルミニウムの薄板１０を
使用し、通常の深絞りプレス成形機によって雄型１１と
雌型１２を使用してカップ状素缶１３を形成する。この
際、このカップ状素缶１３の直径は目的とするネック部
を有する壺状金属製品２２の最大径より小さく、中間成
形体１８の開口部の直径よりも大きくする必要がある。

【００１９】第２工程ｂでは、円筒状部１４とその下に
ラッパ状に下方に拡大するスカート部１５を有するネッ
キング用プレス型１７と雌型１６とを使用して、カップ
状素缶１３をプレス成形して中間成形体１８を形成す
る。このネッキング用プレス加工は、円筒状部１４でカ
ップ状素缶１３の上部を延伸しながら径を絞り、スカー
ト部１５で中間成形体１８のテーパー部を成形する。こ
のプレス加工は、数段に分けて順次、低速で開口部の外
径を絞り、テーパー部の角度を大きくしてゆき、最終の
型によって、目的とする中間成形体１８を成形する。

【００２０】この際、上記中間成形体１８の開口部１お
よびネック部２の直径は、目的とするネック部を有する
壺状金属製品２２の開口部の直径と同じにし、上記テー
パー部２の傾斜角度αはカップ状胴部４の垂直面に対し
て１０〜３３度とする必要がある。

【００２１】第３工程ｃでは、上記中間成形体１８を使
用し、可動式液圧成形機によって、目的とするネック部
を有する壺状金属製品のワーク２２を成形する。この
際、液圧だけで、胴部を膨張させ、板の伸びが１８％以
上になると、破裂したり、座屈を起したりする。また、
時には、製品の板厚が薄くなり、表面の肌は梨地状にざ
らざらになり、製品にはならなくなる。

【００２２】そこで、中間成形体１８を目的とするネッ
ク部を有する壺状金属製品を型取った雌型２０内に位置
させ、中間成形体１８の開口部を押込式の可動式液圧成
形機の可動型１９に固定し、液体を注入口２１より中間
成形体１８内に注入しながら可動型１９を下方に押し下
げてゆく。このようにして、中間成形体のネック部およ
びテーパー部を雌型内に押し込んで、膨張する胴部に材
料を補給しながら成形し、胴部が薄くなるのを防止す
る。

【００２３】しかし、この際、テーパー部３の角度がカ
ップ状胴部４の垂直平面に対して１０〜３３度の範囲内
にないと、材料の流れが悪くなり、座屈を起こしたり、
破裂して、製品の歩留まりは極端に悪くなる。

【００２４】雌型２０は、縦割りの２個乃至は４個の分
割型を用いる。雌型に模様または凹みを設けると、製品
の成形と同時に表面の模様や、底部の凹みを形成するこ
とができる。なお、製品の形状によっては横割りの雌型
を使用することもできる。模様を付けた場合は、型離れ
を良くするために、雌型は３個以上の割り型にするの好
ましい。

【００２５】第４工程では、ネック部を有する壺状金属
製品のワーク２２の開口部にカーリング加工施したり、
必要に応じて口や把手を付ける等の最終加工を施して、
最終製品であるネック部を有する壺状金属製品が得られ
る。

【００２６】（製造例１）板厚０．８ｍｍ、直径２２０
ｍｍの金属アルミニウムの円形薄板を深絞りの金型を用
い、プレス加工で、直径１０５ｍｍ、深さ１００ｍｍの
カップ形状の素缶を成形する。

【００２７】この素缶を図２ｂの形状をした金型１７を
用い低速プレスで、数段に分けて、素缶のカップの上部
を開口部の直径が７５ｍｍになる迄順次絞り込み、直径
７５ｍｍの開口部、高さ３７ｍｍのネック部、高さ４０
ｍｍ、傾斜角度α２３度のテーパーを持つテーパー部、
直径１０５ｍｍ、高さ２８ｍｍの胴部よりなる図１の中
間成形品を成形する。

【００２８】最終製品の形状をした雌型内に、上記の中
間成形品を収容し、中間成形品の開口部を可動式液圧成
形機の移動型に固定し、中間成形品内に水を６００ｋｇ
／平方ｃｍで圧入しながら、移動型を押し下げてゆく。
この成形に要する時間は、セットに２秒、成形に１秒、
製品取出しに３秒合計６秒であった。

【００２９】製品の厚みは、胴部中央０．８ｍｍ、底部
０．８ｍｍ、底のアールの部分０．７５ｍｍ、ネック部
の付け根１．１ｍｍ、ネック部１．０ｍｍで、ほぼ均一
な厚みを有し、しかも、地肌の滑らかな製品が得られ
た。なお、模様を付けた雌型を用いた場合は、胴部に繊
細でシャープな押し型の模様が形成された。

【００３０】

【発明の効果】（１）本発明の中間成形体は、特殊の形
状をしているので、ネック部を有する壺状金属製品を液
圧成形する際に使用すれば、座屈、破裂または肌荒れを
起こすことなく、均一な厚みの製品を能率よく、歩留ま
りよく、しかも安価に製造することができる。

【００３１】（２）本発明のネック部を有する壺状金属
製品の成形方法によれば、特殊な形状をした中間成形体
を用い、可動式液圧成形手段を使用するので、高い品質
を持つ金属アルミニウム、アルミニウム合金、金属銅ま
たはステンレススチール製のネック部を有する壺状金属
製品を、座屈、破裂または肌荒れを起こすことなく、能
率よく、歩留まりよく、しかも安価に製造することがで
きる。

【００３２】（３）本発明では、ネック部を有する壺状
金属製品の成形に特殊な形状をした中間成形体を用い、
可動式液圧成形手段を使用するので、極めて短時間に品
質の良いネック部を有する壺状金属製品を製造すること
ができる。ちなみに従来のスピニング技術では、素缶か
ら壺状金属製品のワークを製造するのに６０〜１２０秒
かかったが、本発明の方法によれば、素缶から中間成形
体までが約２０秒、中間成形体から壺状金属製品のワー
クを製造するのに６〜１５秒ですむ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中間成形体の断面図である。

【図２】本発明のネック部を有する壺状金属製品の成形
方法を示す説明図である。

【図３】ネック部を有する壺状金属製品の具体例を示す
説明図である。

【符号の説明】

１０ 薄板 １２ 雌型 １３ 素缶 １６ 雌型 １７ ネッキング用プレス型 １８ 中間成形体 １９ 可動型 ２０ 雌型 ２１ 注入口 ２２ ネック部を有する壺状金属製品のワーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 環状の開口部、該開口部に続いて下方垂
   直方向に延びる円筒状のネック部、該ネック部に続いて
   ラッパ状に下方に拡大するテーパー部、および該テーパ
   ー部に続いて下方垂直方向に延びるカップ状胴部よりな
   る中間成形体において、上記テーパー部の傾斜角度を上
   部カップ状胴部の垂直面に対して１０〜３３度としたこ
   とを特徴とするネック部を有する壺状金属製品を液圧成
   形する際の中間成形体。
2. 【請求項２】 金属アルミニウム、アルミニウム合金、
   金属銅およびステンレススチールよりなる群より選ばれ
   たいずれか１種の金属よりなる薄板を深絞りプレス成形
   手段によってカップ状素缶を形成する第１工程、該カッ
   プ状素缶をプレス成形またはセイジング加工等の成形手
   段によって、環状の開口部、該開口部に続いて下方垂直
   方向に延びる円筒状のネック部、該ネック部に続いてラ
   ッパ状に下方に拡大するテーパー部、および該テーパー
   部に続いて下方垂直方向に延びるカップ状胴部よりなる
   中間成形体を形成する第２工程、該中間成形体を可動式
   液圧成形手段によってネック部を有する壺状金属製品の
   ワークを形成する第３工程および該ネック部を有する壺
   状金属製品のワークの最終仕上げを行なう第４工程より
   なることを特徴とするネック部を有する壺状金属製品の
   成形方法。
3. 【請求項３】 上記カップ状素缶の直径を、目的とする
   ネック部を有する壺状金属製品の最大径より小さく、上
   記中間成形体の開口部の直径よりも大きくしたことを特
   徴とする請求項２のネック部を有する壺状金属製品の成
   形方法。
4. 【請求項４】 上記中間成形体の開口部の直径を、目的
   とするネック部を有する壺状金属製品の開口部の直径と
   ほぼ同じにし、上記テーパー部の傾斜角度を上記カップ
   状胴部の垂直面に対して１０〜３３度としたことを特徴
   とする請求項２のネック部を有する壺状金属製品の成形
   方法。