JP2002178096A

JP2002178096A - 後方押出成形法による金属材製角型缶の製造方法

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Publication number: JP2002178096A
Application number: JP2000378684A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Ninomiya; 隆二二宮; Hideaki Moriya; 英明守谷; Kazumi Hongo; 和巳本郷; Moriyoshi Endo; 森義遠藤
Original assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Current assignee: Sankyo Manufacturing Co Ltd; Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority date: 2000-12-13
Filing date: 2000-12-13
Publication date: 2002-06-25

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な装置、操作でダイオリフィスを通過する
金属材の流動速度がダイオリフィスの各部分で同じにな
るように制御できる形状のランド部又はパンチ先端面を
有するパンチを用いて後方押出成形することにより金属
材製角型缶を製造する。【解決手段】先端側面にランド部を有するパンチ及びダ
イスを用いる後方押出成形法により金属材製角型缶を製
造する方法において、パンチ先端面の中心位置から周辺
の任意の位置までの長さが長くなるにつれて、該任意の
位置でのランドの高さが相対的に低くなっている形状の
ランド部を先端側面に有するパンチを用いるか、又は、
パンチ先端面はパンチの中心線とは垂直の平面になって
おり、パンチ先端面の周辺に供給される金属材の量が該
周辺の各部分で同じになるようにパンチ先端面の表面に
はその長辺方向にほぼ沿って滑らかな曲線状に延びた凸
部又は凹部が設けられているパンチを用いる、金属材製
角型缶の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は後方押出成形法によ
る単一金属元素からなる金属又は合金（本明細書中にお
いてはこの両者を総称して金属材という）製角型缶の製
造方法、特にマグネシウム又はマグネシウム合金（本明
細書中においてはこの両者を総称してマグネシウム材と
いう）製軽量角型缶の製造方法に関し、より詳しくは、
本発明は先端側面にランド部を有するパンチ及びダイス
を用いる後方押出成形法において、ダイオリフィスを通
過する金属材の流動速度がダイオリフィスの各部分で同
じになるように制御できる形状のランド部又はパンチ先
端面を有するパンチを用いて後方押出成形することによ
る金属材製角型缶の製造方法に関する。

【０００２】なお、本明細書において角型缶とは、底部
が閉鎖されている缶であって、その底面に平行な面での
缶の断面が正方形又は長方形であり、その正方形又は長
方形のコーナー部には一般的には丸みが設けられている
缶を意味し、例えば、角型電池缶、角型ライター缶、菓
子箱状の缶等がある。

【０００３】また、本明細書において、パンチ、ラン
ド、ダイス、パンチ先端面の中心位置ｏから周辺の任意
の位置ａ、ｂ又はｃまでの長さＬ₁、Ｌ₂又はＬ₃、該
任意の位置でのランドの高さＨ₁、Ｈ₂又はＨ₃、ダイ
オリフィス等はそれらの概略を示す図５の（Ａ）、
（Ｂ）及び（Ｃ）に表示してある通りである。図５の
（Ａ）及び（Ｃ）は概略斜視図であり、図５の（Ｂ）は
概略断面図である。

【０００４】

【従来の技術】従来、後方押出成形法により製造されて
いる角型缶としては亜鉛合金製、銅合金製、アルミニウ
ム合金製等があり、具体的には銅合金製ライター缶、ア
ルミニウム合金製電池缶等がある。また、従来、後方押
出成形法により角型缶を製造する際には、一般的には、
ダイオリフィスを通過する材料の流動速度を制御するこ
となしで成形している。

【０００５】従来技術に従って金属材の後方押出成形に
よって角型缶を成形した場合、特に軽量な角型缶を得る
ためのマグネシウム材の後方押出成形によって角型缶を
成形した場合に、その角型缶の形状にも依存するが、以
下の問題が発生することがあった。

【０００６】金属材、特にマグネシウム材について良好
な成形性が達成される成形温度及び成形速度で後方押出
成形しても、得られる角型缶の側壁、特に長辺側側壁の
開口部側に、角型缶の側壁形状の概略斜視図である図６
の（Ａ）に示すように割れが発生したり、概略斜視図で
ある図６の（Ｂ）に示すように凸部が生じたりすること
があった。そのような現象が生じる原因については次の
ように考えられる。

【０００７】角型缶の後方押出成形では、例えば、図５
の（Ｃ）に示すようにパンチ先端面の中心位置ｏから周
辺の位置ａ、ｂ又はｃまでの長さＬ₁、Ｌ₂又はＬ₃が
それぞれ異なり、それぞれの位置までの金属材の流動抵
抗が異なるので、中心位置ｏから最も近い位置ａに供給
される金属材の量が一番多く、次に近い位置ｂに供給さ
れる金属材の量が次いで多く、最も遠い位置ｃに供給さ
れる金属材の量が最も少なくなる。従って、位置ａを通
過する金属材の量が一番多く、位置ｂを通過する金属材
の量が次いで多く、位置ｃを通過する金属材の量が最も
少なくなり、その結果として角型缶の側壁を形成する金
属材の流動速度が側壁の部分によって異なり且つ得られ
る角型缶の側壁の高さに差異が生じるので、側壁の開口
部端は図６の（Ｂ）に示すように凹凸状になったり、特
にマグネシウム材の場合に図６の（Ａ）に示すように割
れが発生したりすることになる。

【０００８】従って、後方押出成形法による上記のよう
な成形不良を抑制するためには、ダイオリフィスを通過
する金属材の流動速度がダイオリフィスの各部分で同じ
になるように制御することが望ましい。このように制御
する方法として、特開２０００−２３３２５５号公報
に、ダイオリフィスを通過する金属材の上部を加圧治具
で押さえて金属材の流動速度を一定にする方法が提案さ
れている。しかし、後方押出成形装置に加圧治具を設け
ると、装置、操作が複雑になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような従
来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、本発
明は簡単な装置、操作でダイオリフィスを通過する金属
材の流動速度がダイオリフィスの各部分で同じになるよ
うに制御できる形状のランド部又はパンチ先端面を有す
るパンチを用いて後方押出成形することによる金属材製
角型缶の製造方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の課題
を解決するために種々検討を重ねた結果、ダイオリフィ
スを通過する金属材の流動速度がダイオリフィスの各部
分で同じになるように制御する手段として、先端側面に
ランド部を有するパンチのランド部の形状又はパンチ先
端面の形状を特定の形状にすることが極めて有効である
ことを見出し、本発明を完成した。

【００１１】即ち、本発明の金属材製角型缶の製造方法
は、先端側面にランド部を有するパンチ及びダイスを用
いる後方押出成形法により金属材製角型缶を製造する方
法において、パンチ先端面の中心位置から周辺の任意の
位置までの長さが長くなるにつれて、該任意の位置での
ランドの高さが相対的に低くなっている形状のランド部
を先端側面に有するパンチを用いることを特徴とする。

【００１２】また、本発明の金属材製角型缶の製造方法
は、先端側面にランド部を有するパンチ及びダイスを用
いる後方押出成形法により金属材製角型缶を製造する方
法において、パンチ先端面はパンチの中心線とは垂直の
平面になっており、パンチ先端面の周辺に供給される金
属材の量が該周辺の各部分で同じになるようにパンチ先
端面の表面にはその長辺方向にほぼ沿って滑らかな曲線
状に延びた凸部又は凹部が設けられているパンチを用い
ることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の金属材製角型缶
の製造方法で用いるパンチのランド部の形状及びパンチ
先端面の形状等について具体的に説明する。本発明の製
造方法においては、パンチ先端面の中心位置ｏから周辺
の任意の位置ａ、ｂ又はｃまでの長さＬ₁、Ｌ₂又はＬ
₃が長くなるにつれて、該任意の位置でのランドの高さ
Ｈ₁、Ｈ₂又はＨ₃が相対的に低くなっている形状のラ
ンド部を先端側面に有するパンチを用いることができ
る。この要件を満足するパンチであれば、その形状につ
いては特には限定されない。

【００１４】上記の要件を満足するランド部を有するパ
ンチとしては、例えば、概略斜視図である図１に示すよ
うに、パンチ先端面はパンチの中心線とは垂直の平面に
なっており、ランド部のパンチ先端面側の端はパンチ先
端面と一致しており、且つパンチ先端面の中心位置から
周辺の任意の位置までの長さが長くなるにつれて該任意
の位置でのランドの高さが相対的に低くなるように、ラ
ンド部のパンチ先端面側とは反対側の端は山谷状になっ
ているパンチがある。ランド部の山谷状は図１に示すよ
うに丸みを持っていてもよく、概略斜視図である図２に
示すように直線状で三角の山谷状であってもよい。

【００１５】このような形状のパンチを用いることによ
り、パンチ先端面の中心位置から周辺の最も近い位置ま
での金属材の流動抵抗が最も小さいが、その位置でのラ
ンド部の高さが最も高いのでそのランド部を通過する金
属材の流動抵抗が最も大きくなり、また、パンチ先端面
の中心位置から周辺の最も遠い位置までの金属材の流動
抵抗が最も大きいが、その位置でのランド部の高さが最
も低いのでそのランド部を通過する金属材の流動抵抗が
最も小さくなるので、ダイオリフィスを通過する金属材
の流動速度をダイオリフィスの各部分で同じにすること
ができる。

【００１６】上記の要件を満足するその他のランド部を
有するパンチとしては、例えば、概略斜視図である図３
の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ランド部のパンチ先
端面側とは反対側の端は直線状になっており、且つパン
チ先端面の中心位置から周辺の任意の位置までの長さが
長くなるにつれて該任意の位置でのランドの高さが相対
的に低くなるように、ランド部のパンチ先端面側の端は
山谷状になっており、しかもパンチ先端面はランド部の
パンチ先端面側の端とパンチ先端面の中心位置とを結ぶ
面で構成されているパンチがある。

【００１７】このような形状のパンチを用いることによ
り、図１又は図２に示すパンチを用いる場合と同様に、
パンチ先端面の中心位置から周辺の最も近い位置までの
金属材の流動抵抗が最も小さいが、その位置でのランド
部の高さが最も高いのでそのランド部を通過する金属材
の流動抵抗が最も大きくなり、また、パンチ先端面の中
心位置から周辺の最も遠い位置までの金属材の流動抵抗
が最も大きいが、その位置でのランド部の高さが最も低
いのでそのランド部を通過する金属材の流動抵抗が最も
小さくなり、更には、パンチ先端面は四方に傾斜してお
り、中心位置から最も近い位置までの傾斜が最も小さく
（又は傾斜がなく）、且つ中心位置から最も遠い位置ま
での傾斜が最も大きいので、ダイオリフィスを通過する
金属材の流動速度をダイオリフィスの各部分で同じにす
ることができる。

【００１８】また、本発明の製造方法においては、例え
ば、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、パンチ先端
面はパンチの中心線とは垂直の平面になっており、パン
チ先端面の周辺に供給される金属材の量が該周辺の各部
分で同じになるようにパンチ先端面の表面にはその長辺
方向にほぼ沿って滑らかな曲線状に延びた凸部又は凹部
が設けられているパンチを用いることもできる。図４の
（Ａ）は凸部の設けられたパンチの概略斜視図であり、
図４の（Ｂ）は図４の（Ａ）のパンチの概略断面図であ
る。

【００１９】このような形状のパンチを用いることによ
り、滑らかな曲線状に延びた凸部又は凹部がパンチ先端
面の周辺に供給される金属材の量が該周辺の各部分で同
じになるように配置されているので、ダイオリフィスを
通過する金属材の流動速度をダイオリフィスの各部分で
同じにすることができる。

【００２０】本発明の製造方法においては上記したパン
チを用いることが必須であるが、各々の金属材について
良好な成形性が達成される成形温度及び成形速度で後方
押出成形することが望ましい。無論、この良好な成形性
が達成される成形温度は金属材の種類、成形する缶の形
状、成形速度等に依存して異なり、また金属材、パンチ
及びダイスの何れか１つ又は２つ或いは全部を加熱する
かによっても異なる。例えば、マグネシウム材の場合に
は、好ましい成形温度は一般的には室温〜５５０℃程度
であり、好ましい成形速度は一般的には１００〜５００
ｍｍ／ｓ程度である。

【００２１】

【実施例】以下に、実施例及び比較例に基づいて本発明
を具体的に説明する。比較例１〜２パンチ先端面はパンチの中心線とは垂直の平面になって
おり、ランド部のパンチ先端面側の端はパンチ先端面と
一致しており、ランド部のパンチ先端面側とは反対側の
端はパンチ先端面と平行になっており、パンチのランド
部の寸法は高さが全周で２ｍｍであり、長辺側の長さが
３０ｍｍであり、短辺側の長さが６ｍｍであり、厚さが
０．１ｍｍであるパンチを用いた。またダイスとして、
該パンチとの組合せでダイオリフィス（成形品の壁厚と
同じ）が０．５ｍｍとなり、深さが４０ｍｍの角型缶を
成形することのできるダイスを用いた。

【００２２】金属材としてＭｇ−９％Ｌｉ合金を用い、
プレス機として８０トンプレスを用い、成形温度につい
ては金属材、ダイス、プレスの全てを室温とし、成形速
度は２９０ｍｍ／ｓとして成形した。しかし、得られた
角型缶においては、長辺側側壁の開口部側に図６の
（Ａ）に示すような割れが発生していた。また、金属材
としてＭｇ−９％Ｌｉ合金の代わりにＡＺ３１（Ｍｇ−
３％Ａｌ−１％Ｚｎ）合金を用い、成形温度については
金属材、ダイス、プレスの全てを３００℃として上記と
同様に成形した場合にも同じ結果であった。

【００２３】実施例１〜２図１に示すように、パンチ先端面はパンチの中心線とは
垂直の平面になっており、ランド部のパンチ先端面側の
端はパンチ先端面と一致しており、ランド部のパンチ先
端面側とは反対側の端は山谷状になっており、パンチの
ランド部の寸法は高さが長辺側の中間点で５ｍｍであ
り、短辺側の中間点で３ｍｍであり、コーナー部で２ｍ
ｍであり、長辺側の長さが３０ｍｍであり、短辺側の長
さが６ｍｍであり、厚さが０．１ｍｍであるパンチを用
いた。

【００２４】その他は比較例１と同じ条件にして成形し
た。金属材としてＭｇ−９％Ｌｉ合金を用いた場合も、
ＡＺ３１（Ｍｇ−３％Ａｌ−１％Ｚｎ）合金を用い場合
も、得られた角型缶においては、側壁の開口部端はほぼ
水平であり、良好に成形できた。

【００２５】

【発明の効果】本発明の後方押出成形法による金属材製
角型缶の製造方法を採用することにより、簡単な装置、
操作でダイオリフィスを通過する金属材の流動速度がダ
イオリフィスの各部分で同じになるように制御でき、得
られる角型缶の側壁、特に長辺側側壁の開口部側に割れ
が発生したり、凸部が生じたりすることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いるパンチの一例を示す概略斜視
図である。

【図２】本発明で用いるパンチの他の例を示す概略斜
視図である。

【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明で用いるパンチ
のその他の例を示す概略斜視図である。

【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明で用いるパンチ
の別の例を示す概略斜視図及び概略断面図である。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、本明細書で用
いる用語の説明をするための概略斜視図及び概略断面図
である。

【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は、従来技術で得られる不
良角型缶の例を示す概略斜視図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者守谷英明埼玉県上尾市原市1333−２三井金属鉱業株式会社総合研究所内 (72)発明者本郷和巳東京都江戸川区西一之江４−６−16 株式会社三協製作所営業部内 (72)発明者遠藤森義山形県長井市今泉1680番地株式会社三協製作所ＶＡ推進本部内Ｆターム(参考） 4E087 AA03 AA05 BA03 CA24 EC17 EC38 HB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端側面にランド部を有するパンチ及びダ
イスを用いる後方押出成形法により金属材製角型缶を製
造する方法において、パンチ先端面の中心位置から周辺
の任意の位置までの長さが長くなるにつれて、該任意の
位置でのランドの高さが相対的に低くなっている形状の
ランド部を先端側面に有するパンチを用いることを特徴
とする金属材製角型缶の製造方法。
【請求項２】パンチ先端面はパンチの中心線とは垂直の
平面になっており、ランド部のパンチ先端面側の端はパ
ンチ先端面と一致しており、ランド部のパンチ先端面側
とは反対側の端は山谷状になっているパンチを用いる請
求項１記載の金属材製角型缶の製造方法。
【請求項３】ランド部のパンチ先端面側とは反対側の端
は直線状になっており、ランド部のパンチ先端面側の端
は山谷状になっており、パンチ先端面はランド部のパン
チ先端面側の端とパンチ先端面の中心位置とを結ぶ面で
構成されているパンチを用いる請求項１記載の金属材製
角型缶の製造方法。
【請求項４】先端側面にランド部を有するパンチ及びダ
イスを用いる後方押出成形法により金属材製角型缶を製
造する方法において、パンチ先端面はパンチの中心線と
は垂直の平面になっており、パンチ先端面の周辺に供給
される金属材の量が該周辺の各部分で同じになるように
パンチ先端面の表面にはその長辺方向にほぼ沿って滑ら
かな曲線状に延びた凸部又は凹部が設けられているパン
チを用いることを特徴とする金属材製角型缶の製造方
法。
【請求項５】金属材がマグネシウム材である請求項１、
２、３又は４記載の金属材製角型缶の製造方法。