JP2002192251A - 深絞り成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆるピンチング及びしわの発生を防止す
ると共に、プレス寿命の延長を図る。 【解決手段】 成形用のパンチと、成形用のダイス１２
と、ブランク材をダイス１２との間で押圧保持するブラ
ンクホルダ１３とを備えた深絞り成形型において、ブラ
ンクホルダ１３の押圧面側にリング溝４１を形成し、リ
ング溝４１と平坦部４２とで凹凸を構成した。さらに、
押圧面を構成する平坦部４２からリング溝４１へ移行す
る凹部入り側の傾斜面４１Ａ、及び、リング溝４１から
平坦部４２へ移行する凸部入り側の傾斜面４１Ｂと、ダ
イス１２側の押圧面１２Ａとの挟角θ1，θ2を共に鋭角
に設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属シート材を剪
断加工して得たブランク材に円筒深絞り加工を施す、い
わゆるカッピングプレス装置の深絞り成形型に関する。

【０００２】

【従来の技術】缶工業に於いて円筒深絞り容器（以下、
カップ）を製造する場合、例えば、米国特許第４０２０
６７０号，第４２４８０７６号及び第４４１６１４０号
に開示されたカッピングプレス装置（以下、プレス装
置）が使用されている。このプレス装置では、予め剪断
加工により金属シート材からブランク材を打ち抜いてお
き、該ブランク材に円筒深絞り加工を施すことにより、
カップを得る。

【０００３】図５は、この種プレス装置の深絞り成形型
による成形過程の一従来例を示した図であり、この深絞
り成形型は、パンチ１とダイス２とブランクホルダ３と
を備えて構成される。この構成によれば、ブランク材４
をダイス２の上に配置すると共に、その周端縁部４ａを
ブランクホルダ３でダイス２に押圧保持し、パンチ１を
下降させてブランク材４を押し下げながら、押圧保持さ
れたブランク材４の周端縁部４ａを被成形部へ滑らせて
送り込むことにより、しわのない所望のカップを得るこ
とができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、ブランク
材４の周端縁部４ａをブランクホルダ３で押圧しながら
被成形部へ引いて送ることは、成形品のしわ発生を防止
するために欠かせない。しかしながら、深絞り加工が進
み、ブランクホルダ３がその内周側底面でブランク材４
の周端縁部４ａのみを押圧する深絞り加工末期の段階に
おいては、該周端縁部４ａをダイス２の肩部２ａへ安定
的に滑らせて送るだけの押圧が加わってさえいれば、し
わ発生の虞はない。

【０００５】したがって、ブランク材４の押圧保持力を
それほど必要としない深絞り加工末期の段階において
も、継続的にそれまでと同等のしわ抑えのための押圧保
持力を維持すると、ブランク材４の周端が板厚方向に圧
縮変形して先鋭となる、いわゆるピンチングを生じるこ
とがあり、歩留まりの低下を招く。また、かかる場合に
は、深絞り加工末期の段階で、プレス装置に余計な負荷
をかけていることにもなるから、プレス寿命の低下も招
く。

【０００６】ここで、図６に示すように、ブランクホル
ダ３の押圧面側に、円弧状断面を有するリング溝５を形
成する構成も従来より知られているが、上記問題に対す
る有効な解決策とはなっていなかった。なお、図６中の
各部の寸法は、ブランク材４の板厚をｔとした場合に、
θ1＞２０゜，θ2＞１０゜，Ｗ＜１．４Ｌ，Ｌ＞５ｔに
設定されている。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、いわゆるピンチング
やしわの発生を防止すると共に、プレス寿命を延長させ
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、以下の手段を採用した。請求項１に記載した発明
は、成形用のパンチと、成形用のダイスと、ブランク材
を前記ダイスとの間で押圧保持するブランクホルダとを
備えた深絞り成形型において、前記ブランクホルダの押
圧面側に凹凸を形成すると共に、前記押圧面を構成する
凸部から凹部へ移行する凹部入り側の傾斜面、及び前記
凹部から前記凸部へ移行する凸部入り側の傾斜面と、前
記ダイス側の押圧面との挟角を共に鋭角に設定したこと
を特徴とする。

【０００９】このような構成によれば、リング溝内にて
ブランク材に故意に小さなしわを発生させると共に、こ
のしわを凸部入り側の凹凸移行部に引っかけることによ
り、ブランク材に適度な引張力を発生させることができ
る。

【００１０】請求項２に記載した発明は、請求項１記載
の深絞り成形型において、前記凹部入り側の傾斜面と前
記ダイス側の押圧面との挟角θ1と、前記凸部入り側の
傾斜面と前記ダイス側の押圧面との挟角θ2との間に、
θ1＞θ2の関係があることを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、ブランク材への押圧保
持力を解放する凹部入り側にて、適度な大きさのしわを
ブランク材に発生させ得ると共に、このしわを凸部入り
側の凹凸移行部にて、より確実に抑えこみつつ引っかけ
ることができるようになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係
る深絞り成形型の一実施の形態を備えたプレス装置の部
分断面図である。但し、図示都合上、後述するリング溝
の記載は省略した。この深絞り成形型は、成形用のパン
チ１１と、成形用のダイス１２と、ブランク材を前記ダ
イス１２との間で押圧保持するブランクホルダ１３とを
備えて構成されている。

【００１３】ダイス１２は、その中央部にパンチ１１よ
りも僅かに大径のパンチ挿通孔２１が形成されており、
該パンチ挿通孔２１と同径のパンチ挿通孔２２を有する
下ダイシュ１４上に軸線を一致させて一体的に固定され
ている。他方、ブランクホルダ１３は、図１の上下方向
に移動可能であり、ダイス１２に対して接近又は離間で
きるようになっている。

【００１４】ブランクホルダ１３には、リング状の刃部
１５ａを備えた剪断パンチ１５が外周に嵌め込まれてい
ると共に、ホルダ上面押え１６が上面に載置されてい
る。このホルダ上面押え１６を介して、プレス荷重がブ
ランクホルダ１３に伝達されると、図１（ａ）に示すよ
うに、このブランクホルダ１３と剪断パンチ１５とが一
体となって下方移動する。

【００１５】この下方移動に伴い、金属シート材３１か
らは剪断パンチ１５によってブランク材３２が打ち抜か
れると共に、ブランクホルダ１３とダイス１２との間に
は、ブランク材３２の周端縁部３２ａでのしわ発生を抑
える押圧保持力が発生する。この状態から図１（ｂ）に
示すように、パンチ１１を下方移動させると、ブランク
材３１に深絞り成形が施される。

【００１６】しかる後、図１（ｃ）に示すように、剪断
パンチ１５が上方に駆動されてブランクホルダ１３が上
方移動すると、押圧保持力が解放されると共に、ダイス
１２が相対離間する。このブランクホルダ１３の上方移
動と共にパンチ１２を上方移動させれば、カップ３３が
得られる。

【００１７】次に、本発明の特徴部分であるブランクホ
ルダ１３の押圧面側形状につき、図２〜図４を参照しな
がら説明する。なお、図２はダイス１２にブランクホル
ダ１３が当接した状態を示す要部拡大図、図３はブラン
クホルダ１３を押圧面（下面）側から見た平面図、図４
はブランクホルダ１３の要部拡大図である。

【００１８】ブランクホルダ１３の押圧面側には、図２
及び図３に示すように、直径がそれぞれ異なる複数のリ
ング溝（凹部）４１が同心に形成されており、これらリ
ング溝４１と、リング溝４１の形成されていない平坦部
（凸部）４２とにより、凹凸が構成されている。さら
に、本実施の形態によるリング溝４１は、図２及び図４
に示すように、二等辺三角形断面を有している。

【００１９】この二等辺三角形断面の底辺寸法に対応す
るリング溝４１の幅Ｗ，該底辺と斜辺との挟角θ1，θ
2，リング溝４１の間隔Ｌ，及び二等辺三角形断面の高
さ寸法に対応するリング溝４１の深さＳは、以下の範囲
に設定しておくことが好ましい（図４参照）。なお、符
号ｔはブランク材３２の板厚である。

【００２０】１．５ｔ＜Ｌ＜５ｔ … １．４Ｌ＜Ｗ＜３．４Ｌ … ３゜＜θ1＜２０゜ … ３゜＜θ2＜１０゜ … ０．１ｔ＜Ｓ＜０．４ｔ …

【００２１】すなわち、本実施の形態においては、ブラ
ンクホルダ１３の押圧面側にリング溝４１を形成するこ
とによって、リング溝４１とリング溝未形成の平坦部４
２とで凹凸を構成すると共に、その凸部を構成する平坦
部４２から凹部を構成するリング溝４１へ移行する凹部
入り側の傾斜面４１Ａと、ダイス１２側の押圧面（上
面）１２Ａとの挟角θ1が鋭角に設定されている。

【００２２】また、リング溝４１からその径方向内側
（図２では紙面左側、図４では紙面右側）に隣り合う平
坦部４２へ移行する凸部入り側の傾斜面４１Ｂと、ダイ
ス１２側の押圧面１２Ａとの挟角θ2も鋭角に設定され
ている。さらに、本実施の形態においては、これら挟角
θ1，θ2が共に等しく設定されることにより、二等辺三
角形断面のリング溝４１になっている。

【００２３】上記関係式において、１．５ｔ＜Ｌとし
た理由は、Ｌ≦１．５ｔでは、しわ抑えの距離が短くな
り過ぎるため、リング溝４１で発生させたしわをその隣
り（径方向内側）に位置する平坦部４２で十分に抑えき
れず、該しわを次のリング溝４１に移行させてしまう
と、結果的に大きなしわが発生し、この大きなしわが凸
部入り側の凹凸移行部４３に引っかかると、カップ側壁
部に傷が発生するからである。

【００２４】また、上記関係式において、Ｌ＜５ｔと
した理由は、５ｔ≦Ｌでは、上記とは逆にしわ抑えの距
離が長くなり過ぎるため、しわ抑え力が一定の場合に
は、ブランク材４１に対するしわ抑え面圧（＝しわ抑え
力／平坦部の面積）が低くなり、その結果、カップ側壁
部にしわが発生し易くなるからである。

【００２５】上記関係式において、１．４Ｌ＜Ｗとし
た理由は、Ｗ≦１．４Ｌでは、リング溝４１の幅Ｗが短
くて押圧解放空間が小さくなり過ぎるため、リング溝４
１内にてブランク材３２に故意に小さなしわを発生させ
ると共に、このしわを凸部入り側の凹凸移行部４３に引
っかけてブランク材３２に適度な引張力を発生させるこ
とにより、大きなしわの発生を防ぐ、という本リング溝
形状による効果が期待できなくなり、カップ側壁部にし
わが発生するからである。

【００２６】また、上記関係式において、Ｗ＜３．４
Ｌとした理由は、３．４Ｌ≦Ｗでは、リング溝の幅Ｗが
長くて押圧解放空間が大きくなり過ぎるため、上記関係
式でＬ≦１．５ｔとした場合と同様に、結果的に大き
なしわを発生させることになり、カップ先端部に傷が発
生するからである。

【００２７】上記関係式において、３゜＜θ1とした
理由は、θ1≦３゜では、押圧解放空間が小さくなり過
ぎるため、上記関係式でＷ≦１．４Ｌとした場合と同
様に、本リング溝形状による効果が期待できなくなり、
カップ先端にピンチングが生じるからである。

【００２８】また、上記関係式において、θ1＜２０
゜とした理由は、２０゜≦θ1では、平坦部４２からリ
ング溝４１へと移行する凹部入り側にて急激にしわ抑え
が解放されるため、リング溝４１内で発生するしわが大
きくなり過ぎて、このしわを凸部入り側の凹凸移行部４
３で抑えることができなくなり、カップ先端部にしわが
発生するからである。

【００２９】上記関係式において、３゜＜θ2とした
理由は、θ2≦３゜では、凸部入り側の挟角θ2が小さく
なり過ぎるため、リング溝４１内にて故意に発生させた
しわを凸部入り側の凹凸移行部４３にて引っかけてブラ
ンク材３２に適度な引張力を発生させる、という本リン
グ溝形状による効果を期待できなくなり、カップ先端に
ピンチングが生じるからである。

【００３０】また、上記関係式において、θ2＜１０
゜とした理由は、１０゜≦θ2では、凸部入り側の挟角
θ2が大きくなり過ぎるため、リング溝４１内にて故意
に発生させたしわを凸部入り側の凹凸移行部４３にて滑
らかに延ばせなくなり、カップ先端部にしわが発生する
からである。

【００３１】上記関係式において、０．１ｔ＜Ｓとし
た理由は、Ｓ≦０．１ｔでは、押圧解放空間が小さくな
り過ぎるため、上記関係式でＷ≦１．４Ｌとした場合
と同様に、本リング溝形状による効果が期待できなくな
り、カップ先端部にピンチングが生じるからである。

【００３２】また、上記関係式において、Ｓ＜０．４
ｔとした理由は、０．４ｔ≦Ｓでは、上記関係式で２
０゜≦θ1とした場合と同様に、凹部入り側にて急激に
しわ抑えが解放されるため、リング溝４１内で発生する
しわが大きくなり過ぎて、このしわを凸部入り側の凹凸
移行部４３で抑えることができなくなり、カップ先端部
にしわが発生するからである。

【００３３】以上説明したように、本実施の形態による
深絞り成形型によれば、ブランクホルダ１３の押圧面側
に、二等辺三角形断面を有する複数のリング溝４１を同
心に形成し、これらリング溝４１内にてブランク材３２
に故意に小さなしわを発生させると共に、このしわを凸
部入り側の凹凸移行部４３に引っかけてブランク材３２
に適度な引張力を発生させているので、大きなしわとピ
ンチングの発生を防ぐことができる。

【００３４】さらに、ブランクホルダ１３に本実施の形
態によるリング溝４１が形成されていない従来の深絞り
成形型に比して、ブランクホルダ１３のしわ抑え力を大
幅に（最大で１／３まで）軽減させ得るので、ピンチン
グが低減して歩留まりの向上を図ることができる。しか
も、リング溝４１にてしわ抑え面圧が解放されて、ブラ
ンク材３２の押圧保持力が低減するので、プレス装置に
かかる負荷が減り、プレス寿命も延びる。

【００３５】なお、本発明は上記実施の形態に限られる
ものではなく、また、前述した各具体的数値は好ましい
数値の一例であって、これに限られるものではない。例
えば、上記実施の形態では、リング溝４１の断面形状を
二等辺三角形としているが、この形状に限られるわけで
はなく、不等辺三角形や台形等のように任意の形状を採
用をし得る。

【００３６】また、不等辺三角形断面を有するリング溝
においては、凹部入り側の挟角θ1と、凸部入り側の挟
角θ2との間に、上記〜に加えてさらに、θ1＞θ2
の関係を成立させておくことが好ましい。この構成によ
れば、ブランク材３２への押圧保持力を解放するリング
溝内で適度な大きさのしわをブランク材３２に発生させ
得ると共に、このしわを凸部入り側の凹凸移行部にて、
より確実に抑えこみつつブランク材３２に適度な引張力
を発生させ得るようになり、しわの発生をより効果的に
防ぐことができる。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、以下の効果を得る。 （１）請求項１記載の発明によれば、リング溝内にてブ
ランク材に故意に小さなしわを発生させると共に、この
しわを凸部入り側の凹凸移行部に引っかけることによ
り、ブランク材に適度な引張力を発生させ得るので、結
果的にしわの発生を有効に防止できると共に、いわゆる
ピンチングの発生も防止でき、歩留まりが向上する。さ
らに、凹部にてしわ抑え面圧が解放されて、ブランク材
の押圧保持力が低減するので、プレス装置への負荷が軽
減し、プレス寿命も延ばすことができる。

【００３８】（２）請求項２記載の発明によれば、ブラ
ンク材への押圧保持力を解放する凹部入り側にて、適度
な大きさのしわをブランク材に発生させ得ると共に、こ
のしわを凸部入り側の凹凸移行部にて、より確実に抑え
こみつつ引っかけることができるようになるので、しわ
発生の防止効果がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る深絞り成形型の一実施の形態に
よるカップ成形工程を段階的に示す部分断面図であり、
（ａ）は金属シートを剪断してブランク材を打ち抜いて
いる状態を示す図、（ｂ）は深絞り成形の初期の段階を
示す図、（ｃ）は深絞り成形を終えてパンチを引き上げ
ている状態を示す図である。

【図２】 図１に示すブランクホルダをダイスに当接さ
せた状態を示す要部拡大図である。

【図３】 図１に示すブランクホルダを押圧面側から見
た平面図である。

【図４】 図１に示すブランクホルダの要部拡大図であ
って、ダイス対向面に形成したリング溝における各部の
寸法を説明するための図である。

【図５】 深絞り成形型の一従来例を示す要部断面図で
ある。。

【図６】 押圧面側にリング溝が形成された深絞り成形
型の一従来例を示す要部拡大図である。

【符号の説明】

１１ パンチ １２ ダイス １３ ブランクホルダ ３２ ブランク材 ４１ リング溝（凹部） ４２ 平坦部（凸部） ４１Ａ 凹部入り側の傾斜面 ４１Ｂ 凸部入り側の傾斜面 θ1 凹部入り側の傾斜角 θ2 凸部入り側の傾斜角

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形用のパンチと、成形用のダイスと、
   ブランク材を前記ダイスとの間で押圧保持するブランク
   ホルダとを備えた深絞り成形型において、 前記ブランクホルダの押圧面側に凹凸を形成すると共
   に、 前記押圧面を構成する凸部から凹部へ移行する凹部入り
   側の傾斜面、及び前記凹部から前記凸部へ移行する凸部
   入り側の傾斜面と、前記ダイス側の押圧面との挟角を共
   に鋭角に設定したことを特徴とする深絞り成形型。
2. 【請求項２】 前記凹部入り側の傾斜面と前記ダイス側
   の押圧面との挟角θ1と、前記凸部入り側の傾斜面と前
   記ダイス側の押圧面との挟角θ2との間に、 θ1＞θ2 の関係があることを特徴とする請求項１記載の深絞り成
   形型。