JP2004261820A - 極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型 - Google Patents
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Abstract
【課題】しわの発生を効果的に押さえることが可能な極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型を提供する。
【解決手段】工程１で、抜きパンチ１３が抜きダイ２２内へ前進移動して、極薄板材Ｗからブランク材を抜き、次に先端面にテーパー凸面を形成した初絞りパンチ１２が初絞りダイ２３内へ前進移動して、先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材Ｗ１に絞り成形する。工程２で、このカップ状素材内のテーパー凹面に合致するテーパー凸面が先端面に形成された環状の押さえ部材１６を前進移動し、押さえ部材のテーパー凸面と係合する再絞りダイ３１のテーパー凹面にカップ状素材のテーパー部を押圧挟持したあとに、テーパー凸面が形成された再絞りパンチ１５を再絞りダイ内に前進移動させ、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材Ｗ２に深絞り成形する。
【選択図】 図１
【解決手段】工程１で、抜きパンチ１３が抜きダイ２２内へ前進移動して、極薄板材Ｗからブランク材を抜き、次に先端面にテーパー凸面を形成した初絞りパンチ１２が初絞りダイ２３内へ前進移動して、先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材Ｗ１に絞り成形する。工程２で、このカップ状素材内のテーパー凹面に合致するテーパー凸面が先端面に形成された環状の押さえ部材１６を前進移動し、押さえ部材のテーパー凸面と係合する再絞りダイ３１のテーパー凹面にカップ状素材のテーパー部を押圧挟持したあとに、テーパー凸面が形成された再絞りパンチ１５を再絞りダイ内に前進移動させ、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材Ｗ２に深絞り成形する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄板材からブランク材を抜いたあと、浅いカップ状素材に絞り成形後、更に深いカップ状素材に深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関し、更に詳しくは、前工程で成形されたカップ状素材の先端面のテーパー面を、押さえ部材と再絞りダイのそれぞれに設けたテーパー面で押圧挟持した状態で、先端にテーパー凸面を形成した再絞りパンチにより前記カップ状素材を深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、極薄板材からブランク材を抜いたあと、浅いカップ状素材に絞り成形後、更に深いカップ状素材に深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関して、以下の従来技術がある。
【０００３】
第１番目に、図７に示すように、ニッケルめっき金属板を前絞りカップに成形し、その前絞りカップをリング状の押さえ部材１１１とその下に配設する再絞りダイス１１２とで保持し、これらの押さえ部材１１１および再絞りダイス１１２と同軸となるようにかつ前記押さえ部材１１１内を往復運動するよう設けられている再絞りポンチ１１３と前記再絞りダイス１１２とで、前絞りカップ１２０よりも小径の深絞りカップを多工程成形する方法において、少なくとも一組の前記押さえ部材１１１のしわ押さえ面角度と前記再絞りダイス１１２のしわ押さえテーパー面角度が、それぞれ水平面に対し２０度〜４５度である押さえ部材１１１および再絞りダイス１１２を用い、前絞りカップ側壁部を引張曲げ加工することを特徴とする電池用薄肉化ニッケルめっき金属缶の製造方法（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
第２番目に、図８に示すように、カップ状被加工体ＰＣＳの底部外周内外面を、リング状のリドローダイ２０２と筒状のホルダー２０３との間に挟み込む工程と、前記ホルダー２０３の内周で、円柱状パンチ２０４を軸方向に移動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳの底部中央付近の内面に、前記パンチ２０４の先端を押し当て、そのまま前記パンチ２０４を更に軸線方向に移動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳの外周部を前記リドローダイ２０２とホルダー２０３との間で摺動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳを再絞りする工程とを有し、前記カップ状被加工体ＰＣＳの外周を挟み込む前記リドローダイ２０２と前記ホルダー２０３との摺動テーパー面が、パンチ２０４の軸線との直交面からパンチ２０４の前進方向に対して５〜６０°の角度に設定してある飲料缶の製造方法。（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この第２番目の従来技術は、図８に示すような始動位置から、リドローダイ２０２と対向して配されているホルダー２０３のリドローダイ２０２側の先端面には、リドローダイ２０２のダイス面２２０と所定面積で当接可能な面で構成される押さえ面２３０が設けられ、この押さえ面２３０にはダイス面２２０と同じ傾斜角度が与えられ、テーパー状の形状となっている。このホルダー２０３は軸線方向に移動可能で、かつ所定のしわ押さえ力Ｆでリドローダイ方向に押圧可能になっており、ホルダー２０３をリドローダイ２０２に向かって接近させ、これらのダイス面２２０と押さえ面２３０との間に被加工体を挟んで所定のしわ押さえ力Ｆで押圧できるようになっている。
【０００６】
第３番目に、図９に示すように、素材を浅絞りカップ状に成形した後に、再絞り加工を行って飲料缶を製造する飲料缶の製造方法において、底部の所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面３２５ａ１を形成するように、前記素材を浅絞りカップ３２５ａ状に成形し、前記浅絞りカップ３２５ａ状の素材の保持位置とパンチ３０３位置との間に、前記底部における前記テーパー面の屈曲開始位置３２５ａ２を置いた状態で、前記浅絞りカップ３２５ａ状の素材に再絞り加工を行う飲料缶の製造方法（例えば、特許文献３参照）。このアルミ缶の製造方法によれば、底部の外縁にテーパー面３２５ａ１が形成された浅絞りカップ３２５ａを再絞り加工するため、非拘束部の剛性を高めることができ、ボトムしわの発生が効果的に抑制される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１６２７３３号公報
【特許文献２】
特開平９−１２２８００号公報
【非特許文献１】
特開平１０−２７２５２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第１番目の従来技術は、金属板を前絞りカップに成形し、その前絞りカップ１２０をしわ押さえテーパー面角度が、それぞれ水平面に対し２０度〜４５度である押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２とで保持し、再絞りポンチ１１３と再絞りダイス１１２とで、前絞りカップ１２０よりも小径の深絞りカップを多工程成形する方法である。しかしながら、前絞りカップ１２０の底面は、先端面が平面で外縁が円弧で面取りされた形状の再絞りポンチ１１３で成形されるので、外縁が円弧で面取りされた平面であり、一方、この前絞りカップ１２０を保持する押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２のしわ押さえ面は水平面に対し２０度〜４５度のテーパー面角度をしている。従って、平面の前絞りカップ１２０の底面をテーパー面の押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２とで保持するため、押さえ部材１１１の先端が前絞りカップ１２０の平らな底面に当接するときに接触面積が小さいため打痕がつきやすく、また絞り始めてダイス１１２のテーパー面に沿うまでは、その当接位置から外縁までの間では前絞りカップ１２０底面は非拘束の状態なので、極薄板の金属板の場合には、その間で放射状のしわが発生するという問題がある。
【０００９】
第２番目の従来技術は、ホルダー２０３の先端面には、リドローダイ２０２のダイス面２２０と所定面積で当接可能な面で構成される押さえ面２３０が設けられ、この押さえ面２３０とダイス面２２０とは同じ傾斜角度のテーパー状の形状となっていて、ホルダー２０３をリドローダイ２０２に向かって接近させ、これらのダイス面２２０と押さえ面２３０との間に被加工体を挟んで所定のしわ押さえ力Ｆで押圧できるようになっているものであるが、しかしながら、カップ状被加工体ＰＣＳの底部は外縁が円弧で面取りされた軸線に垂直な平面であり、一方、このカップ状被加工体ＰＣＳを挟み込むリドローダイ２０２のダイス面２２０とホルダー２０３の押さえ面２３０はテーパー状の形状となっている。従って、軸線に垂直な平面のカップ状被加工体の底部をテーパー状の押さえ面をしたホルダー２０３とリドローダイ２０２とで挟んで押圧するため、ホルダー２０３の先端がカップ状被加工体ＰＣＳの平らな底面に当接するときに、接触面積が小さいため打痕がつきやすく、また絞り始めてダイス面２２０に沿うまでは、その当接位置から外縁までの間ではカップ状被加工体ＰＣＳ底面は非拘束の状態なので、極薄板の金属板の場合には、その間で放射状のしわが発生するという問題がある。
【００１０】
第３番目の従来技術は、底部の所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面３２５ａ１を形成した浅絞りカップ状の素材の保持位置とパンチ当接位置との間に、底部におけるテーパー面の屈曲開始位置３２５ａ２を置いた状態で再絞り加工を行うことで、非拘束部の剛性を高め、ボトムしわの発生が効果的に抑制するものであるが、しかしながら、浅絞りカップ状の素材の底部は所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面であるのに対し、ホルダ３０２とダイス３０４とのしわ押さえ面は軸線方向に対して垂直であるため、浅絞りカップ状の素材のテーパー面とダイス３０４とが当接するときに、当接面積が小さいため打痕がつきやすいという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術が有している問題を解決しようとするものであり、極薄板金属缶の製造にあたり、しわの発生を効果的に押さえることが可能な極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、極薄板金属缶の製造方法であって、外縁に切り刃を形成した環状の抜きパンチが前記抜きパンチの切り刃と噛み合う切り刃を内縁に形成した抜きダイ内へ前進移動して、前記抜きパンチと前記抜きダイ間に供給された極薄板材からブランク材を抜き、更に前進移動した前記抜きパンチがその先端面で前記ブランク材を前記抜きダイの前方位置に同軸に並置した初絞りダイの後端面へ押圧したあとに、前記抜きパンチ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動して、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形する抜き絞り工程と、前工程で成形されたカップ状素材内のテーパー凹面に合致するテーパー凸面が先端面に形成された環状の押さえ部材が前記カップ状素材内に前進移動し、前記押さえ部材と対峙して設けられ前記押さえ部材のテーパー凸面と係合するテーパー凹面が後端面に形成された再絞りダイのテーパー凹面に前記カップ状素材のテーパー部を押圧挟持したあとに、前記押さえ部材内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された再絞りパンチを前記再絞りダイ内に前進移動し、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形する再絞り工程とを有するようにしたものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の極薄板金属缶の製造方法において、記抜き絞り工程は、前記初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動するとき、前記初絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられた受け具とで前記ブランク材を挟持しながら、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形するようにし、前記再絞り工程は、前記再絞りパンチが前記再絞りダイ内に前進移動するとき、前記再絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられたノックアウト部材とで前記カップ状素材の底部を挟持しながら、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形するようにしたものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の極薄板金属缶の製造方法において、前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲であるようにしたものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の極薄板金属缶の製造方法において、前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、極薄板金属缶の再絞り用金型であって、極薄板材から抜いたブランク材を初絞りパンチと初絞りダイとで初絞り成形した浅いカップ状素材を、再絞りパンチと再絞りダイとで縮径し深いカップ状素材に再絞り成形するトランスファプレス機における極薄板金属缶の製造装置において、所定工程毎にスライドに設けられ先端面に所定位置から外縁に向かって所定角度のテーパー凸面が形成された初絞りパンチ及び再絞りパンチと、前記再絞りパンチの外周に案内され前進方向へ常時付勢されて前後移動可能でかつ先端が所定角度のテーパー凸面に形成された環状の押さえ部材と、前記押さえ部材のテーパー凸面に係合するテーパー凹面が後端面に形成され前記再絞りパンチと同軸にボルスタ上に固着の再絞りダイとで構成し、前工程において前記初絞りパンチ又は前記再絞りパンチにより先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が成形されたカップ状素材のテーパー部を、前記押さえ部材と前記再絞りダイのそれぞれのテーパー面で押圧挟持した状態で、前記再絞りパンチと前記再絞りダイとの相対移動により、前記カップ状素材を縮径し深絞り成形すると同時に、次工程の再絞りのために先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー面が形成されたカップ状素材に成形するようにしたものである。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の極薄板金属缶の再絞り用金型であって、前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたものである。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の極薄板金属缶の再絞り用金型であって、前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面が次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたものである。
【００１９】
請求項１に記載の発明に係る手段の作用は、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、前工程で先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が成形されたカップ状素材を成形し、このカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持するようにしたので、押圧挟持するときにカップ状素材のしわ押さえ部分のテーパー面全域を非拘束部分が生じることなく同時に挟持し、再絞り時における放射状のしわの発生を防止することができると同時に、押さえ部材が大きい接触面積で当接するので打痕の発生を防止することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチを初絞りダイ内に前進移動させるとき、受け具とでブランク材を挟持しながら、浅いカップ状素材に絞り成形するようにし、また、再絞りパンチを再絞りダイ内に前進移動させるとき、ノックアウト部材で浅いカップ状素材又はカップ状素材の底部を圧接しながら、カップ状素材を縮径し深絞り成形するようにしたので、極薄板材のカップ状素材であっても、再絞りパンチがカップ状素材に当接するときにカップ状素材の底部を変形させることがなくなる。
【００２１】
請求項３に記載の発明に係る手段の作用は、押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたので、再絞り時において、極薄板材のカップ状素材であっても、カップ状素材の流れが良くなり、更にしわの発生を防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたので、次工程での再絞りにおけるカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持することができると同時に、再絞りパンチで絞り始めるとき再絞りパンチでカップ状素材の下面から押さえ部材内周縁位置まで連続して接圧することができるので、極薄板材のカップ状素材であっても、非拘束部分のしわの発生を防止することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明に係る手段の作用は、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、前工程で先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が成形されたカップ状素材を成形し、このカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持するようにしたので、押圧挟持するときにカップ状素材のしわ押さえ部分のテーパー面全域を非拘束部分を生じることなく同時に挟持し、再絞り時における放射状のしわの発生を防止することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明に係る手段の作用は、押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたので、再絞り時において、極薄板材のカップ状素材であっても、カップ状素材素材の流れが良くなりしわの発生を防止することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたので、次工程での再絞りにおけるカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持することができると同時に、再絞りパンチで絞り始めるとき再絞りパンチでカップ状素材の下面から押さえ部材内周縁位置まで連続して接圧することができるので、極薄板材のカップ状素材であっても、非拘束部分のしわの発生を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜４に基づいて説明する。図１はトランスファプレス機において、本発明の極薄板金属缶の工程毎の再絞り用金型を示す正面図であって、スライドが上昇位置にある場合である。図２は、図１における工程１の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）が中間位置にあるとき、（ｃ）が下降位置にあるときを示す。図３は、図１における第２工程の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）、（ｃ）が中間位置にあるとき、（ｄ）が下降位置にあるときを示す。図４は、被加工物の工程毎の形状を示す。
【００２７】
図１、２において、図示しないトランスファープレス機のスライド下面に取り着けの上台１１及びボルスタ面上に取り着けの下台２１には、それぞれ工程毎に抜き又は絞り工具が取り着けられている。工程１においては、紙面裏側から材質がＳＵＳ３０４で板厚が０．１ｍｍの極薄板材Ｗが供給され、この極薄板材Ｗからブランク材Ｗ０を抜き、更に連続して初絞りを行い浅いカップ状素材Ｗ１に成形し、図示しないトランスファ装置で次工程へ搬送される。工程２以降において、この浅いカップ状素材Ｗ１は順次再絞りされ、縮径された深いカップ状素材に成形され、図示しないが必要に応じて後工程でトリミング加工され、極薄板金属缶となる。
【００２８】
工程１の抜き絞り工程について、その構成を説明する。上台１１には中空の調整ねじ１４により上下位置調整可能に抜きパンチ１３が取り着けられている。抜きパンチ１３には下面より大径更に小径の連続した通し穴が明けられており、この通し穴の小径穴および調整ねじ１４の中空穴をガイドにして、抜きパンチと同軸に初絞りパンチ１２の軸部が上下移動可能に挿入されている。初絞りパンチ１２の先端部は通し穴の大径穴内に収まっていて、先端面に、後述の工程２の押さえ部材１６内径位置に対応する所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面１２ａが形成されている。すなわち、初絞りパンチ１２の先端面のテーパー起点で成る円の半径は後述の工程２の押さえ部材１６内径半径と略同一になっていて、初絞りパンチの半径とこの起点位置の半径の比は工程２での絞り前後のカップ状素材の半径比とほぼ同一となる。初絞りパンチ１２は図示しないプランジャー装置により、スライドの上下動に同期したタイミングで上下移動される。
【００２９】
下台２１には台座２５が取り着けられ、この台座２５上に取り着けのダイホルダ２６には、初絞りパンチ１２と同軸に、下から順に初絞りダイ２３、抜きダイ２２、及び材料ガイド２７が取り着けられている。台座２５には初絞りパンチ１２と同軸に中空穴が貫通しており、受け具２４が、スライドの上下動に同期したタイミングで上下移動可能に、この貫通穴内に挿入されている。
【００３０】
次に、工程１の抜き絞り工程の動作説明を行う。図２（ａ）は、スライドが上昇位置にある場合で、初絞りパンチ１２は抜きパンチ１３の中に収まり、受け具２４は抜きダイ２２の上面位置まで上昇している。抜きダイ２２上面と材料ガイド２７下面に挟まれて、極薄板材Ｗが供給されている。
【００３１】
スライドの下降にともない、まず、スライドと一体の抜きパンチ１３が初絞りパンチ１２とともに下降することにより、抜きダイ２２上面に供給されている極薄板材Ｗから、抜きパンチ１３の外周の切り刃と抜きダイ２２の内周の切り刃とによりブランク材Ｗ０が抜かれ、更に、下降し初絞りダイ２３の上面に達して、ブランク材Ｗ０は、抜きパンチ１３下面と初絞りダイ２３上面とに把持され、しわ押さえされた図２（ｂ）に示す状態となる。
【００３２】
次に初絞りパンチ１２のみが下降し、この下降により初絞りダイ２３との協働で、ブランク材Ｗ０は、先端面の所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面Ｗ１ａが形成された浅いカップ状素材Ｗ１に初絞りされ、図２（ｃ）に示す状態となる。
【００３３】
次に、工程２の再絞り工程について、図１、３に基づき構成を説明する。上台１１には、調整ねじ１９により上下位置調整可能に、パンチホルダー１７が取り着けられており、このパンチホルダー１７には再絞りパンチ１５が固定されている。この再絞りパンチ１５の先端面には所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面１５ａが形成されている。すなわち、再絞りパンチ１５の先端面のテーパー起点で成る円の半径は次工程３の押さえ部材内径半径と略同一になっていて、再絞りパンチ１５の半径とこの起点位置の半径の比は工程３での絞り前後のカップ状素材の半径比とほぼ同一となる。この再絞りパンチ１５の外周に案内されて、先端が１２０°のテーパー凸面１６ａに形成された環状の押さえ部材１６が、圧縮ばね１８により下方へ常時付勢されて、再絞りパンチ１５の肩部に当接して上下移動可能に懸架されている。
【００３４】
下台２１には、上面にダイホルダ３３が取り着けられており、このダイホルダ３３には、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａに係合する１２０°のテーパー凹面３１ａが上端面に形成された再絞りダイ３１が、再絞りパンチ１５と同軸に圧入されている。ダイホルダ３３及び再絞りダイ３１は軸方向に貫通穴が空けられ、スライドの上下動に同期したタイミングでこの貫通穴内を上下移動可能に、ノックアウト部材３２が挿入されている。
【００３５】
次に、工程２の再絞り工程の動作説明を以下行う。図３（ａ）は、スライドが上昇位置にある場合で、再絞りパンチ１５は押さえ部材１６内に収まっている。ノックアウト部材３２は、上面が搬送ライン３２ａまで上昇しており、その上に工程１から搬送されてきた浅いカップ状素材Ｗ１が待機している。スライドの下降にともない、まず、図３（ｂ）に示すように、スライドと一体の再絞りパンチ１５とともに押さえ部材１６が下降し、浅いカップ状素材Ｗ１の内部に入り、更にノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１を挟持しながら押し下げ、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａが再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａに浅いカップ状素材Ｗ１のテーパー部Ｗ１ａを、圧縮ばね１８の力により押圧挟持する。
【００３６】
更に、再絞りパンチ１５が下降することにより、図３（ｃ）に示すように、浅いカップ状素材Ｗ１は、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａと再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａとで圧縮ばね１８で設定された荷重でしわ押さえされながら、再絞りダイ３１内に前進移動させられ縮径・深絞りされ、図３（ｄ）に示すように、カップ状素材Ｗ２が成形される。このとき、カップ状素材Ｗ２の底部は、再絞りパンチ１５の先端面に形成されているテーパー凸面１５ａにより、先端面の所定位置から外縁に向かって新たな１２０°のテーパー凸面Ｗ２ａが形成される。
【００３７】
図４は工程毎の素材の形状を示す図である。図４（ａ）は工程１で抜かれたブランク材Ｗ０を示し、図４（ｂ）は同じく工程１で絞られた浅いカップ状素材Ｗ１を示す。また、図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は工程２、３、４、５で順次段階的に縮径され深絞りされたカップ状素材Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５を示す。最終的には先端角が所定半径０．５ｍｍに形成された再絞りパンチにより、図４（ｆ）のＷ５ａに示すような底部内側角が所定半径０．５ｍｍに形成された極薄板金属缶に成形される。この後工程で必要に応じて口端部のトリミングを行い、最終的な極薄板金属缶が完成する。
【００３８】
他の実施例として、図５、図６を元に説明する。図５は、工程１の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）が中間位置にあるとき、（ｃ）が下降位置にあるときを示す。図６は、第２工程の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）、（ｃ）が中間位置にあるとき、（ｄ）が下降位置にあるときを示す。図５において初絞りパンチ１２Ａ以外は図２と同じ形状であり、図６において再絞りパンチ１５Ａ以外は図３と同じ形状である。初絞りパンチ１２Ａは、先端面が工程２の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａｂに対応する位置１２Ａｂから外縁に向かってテーパー凸面１２Ａａが形成されている。すなわち、テーパー起点位置１５Ａｂと１２Ａｂのそれぞれの軸心からの距離は同一である。
【００３９】
この他の実施例の場合、工程１においては図５に示すように、スライドの下降にともない、まず、スライドと一体の抜きパンチ１３が初絞りパンチ１２Ａとともに下降することにより、抜きダイ２２上面に供給されている極薄板材Ｗから、抜きパンチ１３外周の切り刃と抜きダイ２２の内周の切り刃とによりブランク材Ｗ０が抜かれ、更に抜きパンチ１３が下降し初絞りダイ２３上面に達すると、ブランク材Ｗ０は、抜きパンチ１３下面と初絞りダイ２３上面とに把持され、しわ押さえされた図５（ｂ）に示す状態となる。
【００４０】
今度は初絞りパンチ１２Ａの単独下降により初絞りダイ２３との協働で、図５（ｃ）に示すように、工程２の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａｂに対応する初絞りパンチ１２Ａのテーパー起点位置１２Ａｂにより成形されたテーパー起点位置Ｗ１Ａｂから外に向かって、１２０°のテーパー凹面Ｗ１Ａａが形成された浅いカップ状素材Ｗ１Ａに初絞りされる。
【００４１】
この浅いカップ状素材Ｗ１Ａは、図示しないトランスファー装置で工程２に搬送され、図６（ａ）に示すように上昇位置にあるノックアウト部材３２に載置される。スライドの下降にともない、まず、図６（ｂ）に示すように、スライドと一体の再絞りパンチ１５Ａとともに押さえ部材１６が下降し、浅いカップ状素材Ｗ１Ａの内部に入り、更にノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１Ａを挟持しながら押し下げ、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａが再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａに浅いカップ状素材Ｗ１Ａのテーパー部Ｗ１Ａａの外周側半部を、圧縮ばね１８で設定された荷重で押圧挟持する。同時に、再絞りパンチ１５Ａのテーパー凸面１５Ａａで、テーパー部Ｗ１Ａａの残りの内周側半部Ｗ１Ａｃを接圧する。その結果、浅いカップ状素材Ｗ１Ａは下面から外周縁まで連続して挟持又は接圧されることになる。
【００４２】
このようにすることにより、再絞りパンチ１５Ａのカップ状素材Ｗ１Ａへの当接時および深絞り時において、極薄板材のカップ状素材はテーパー部を含め下面全域が少なくとも内側では再絞りパンチ１５Ａで規制されるので、非拘束部分Ｗ１Ａｃでのしわの発生を防止することができる。
【００４３】
更に、再絞りパンチ１５Ａがノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１Ａを挟持しながら押し下げ、浅いカップ状素材Ｗ１Ａは、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａと再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａとでテーパー部をしわ押さえされながら、縮径され深絞りされ、図６（ｄ）に示すように、カップ状素材Ｗ２Ａが成形される。
【００４４】
図示しないが、工程３以降も必要に応じて、再絞りパンチ１５Ａは、先端面が次工程の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａａに対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成される。最終的には先端角が所定半径０．５ｍｍに形成された再絞りパンチにより、図４（ｆ）のＷ５ａに示すような底部内側角が所定半径０．５ｍｍに形成された極薄板金属缶に成形される。この後工程で必要に応じて口端部のトリミングを行い、最終的な極薄板金属缶が完成する。
【００４５】
本実施例においては、テーパー角度は１２０°であるが、１００°以下の場合には極薄板金属缶の底部のテーパー部でにしわが発生し、又は１５０°以上にすると流れが悪くなり底部周辺でしわが発生することがわかった。また、本実施例においては、極薄板材は材質が難絞り材であるＳＵＳ３０４で板厚が０．１ｍｍの板材を使用した場合を説明したが、板厚０．１５ｍｍ以下で０．１ｍｍまでのものであれば本発明の製造方法及び再絞り用金型を用いることにより、直径の３倍以上の深絞りも可能となり、著しい効果的を見ることができた。
【００４６】
なお、本発明に係る極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型は、上述した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさまざまな形態に構成することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型によれば、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、再絞り時におけるカップ状素材下部での放射状のしわの発生を防止することができると同時に、再絞り時のカップ状素材素材の流れが良くなり底部周辺でのしわの発生を防止することができ、極薄板材を用いて高精度の極薄板金属缶を製造することができる。ひいては、この極薄板金属缶を使用した乾電池等の質量を低減することに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で極薄板金属缶の工程毎の再絞り用金型を示す正面図。
【図２】図１における工程１の動作説明図。
【図３】図１における工程２の動作説明図。
【図４】被加工物の工程毎の形状を示す説明図。
【図５】本発明の他の実施例で工程１の動作説明図。
【図６】本発明の他の実施例で工程２の動作説明図。
【図７】第１番目にあげた従来技術の説明図。
【図８】第２番目にあげた従来技術の説明図。
【図９】第３番目にあげた従来技術の説明図。
【符号の説明】
１１ 上台
１２ 初絞りパンチ
１３ 抜きパンチ
１４ 調整ねじ
１５ 再絞りパンチ
１６ 押さえ部材
１８ 圧縮ばね
１７ パンチホルダー
１９ 調整ねじ
２１ 下台
２２ 抜きダイ
２３ 初絞りダイ
２４ 受け具
２５ 台座
２６ ダイホルダ
２７ 材料ガイド
３１ 再絞りダイ
３２ ノックアウト部材
３３ ダイホルダ
Ｗ 極薄板材
Ｗ０ ブランク材
Ｗ１ 浅いカップ状素材
【発明の属する技術分野】
本発明は、極薄板材からブランク材を抜いたあと、浅いカップ状素材に絞り成形後、更に深いカップ状素材に深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関し、更に詳しくは、前工程で成形されたカップ状素材の先端面のテーパー面を、押さえ部材と再絞りダイのそれぞれに設けたテーパー面で押圧挟持した状態で、先端にテーパー凸面を形成した再絞りパンチにより前記カップ状素材を深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、極薄板材からブランク材を抜いたあと、浅いカップ状素材に絞り成形後、更に深いカップ状素材に深絞り成形する極薄板金属缶の製造に関して、以下の従来技術がある。
【０００３】
第１番目に、図７に示すように、ニッケルめっき金属板を前絞りカップに成形し、その前絞りカップをリング状の押さえ部材１１１とその下に配設する再絞りダイス１１２とで保持し、これらの押さえ部材１１１および再絞りダイス１１２と同軸となるようにかつ前記押さえ部材１１１内を往復運動するよう設けられている再絞りポンチ１１３と前記再絞りダイス１１２とで、前絞りカップ１２０よりも小径の深絞りカップを多工程成形する方法において、少なくとも一組の前記押さえ部材１１１のしわ押さえ面角度と前記再絞りダイス１１２のしわ押さえテーパー面角度が、それぞれ水平面に対し２０度〜４５度である押さえ部材１１１および再絞りダイス１１２を用い、前絞りカップ側壁部を引張曲げ加工することを特徴とする電池用薄肉化ニッケルめっき金属缶の製造方法（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
第２番目に、図８に示すように、カップ状被加工体ＰＣＳの底部外周内外面を、リング状のリドローダイ２０２と筒状のホルダー２０３との間に挟み込む工程と、前記ホルダー２０３の内周で、円柱状パンチ２０４を軸方向に移動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳの底部中央付近の内面に、前記パンチ２０４の先端を押し当て、そのまま前記パンチ２０４を更に軸線方向に移動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳの外周部を前記リドローダイ２０２とホルダー２０３との間で摺動させ、前記カップ状被加工体ＰＣＳを再絞りする工程とを有し、前記カップ状被加工体ＰＣＳの外周を挟み込む前記リドローダイ２０２と前記ホルダー２０３との摺動テーパー面が、パンチ２０４の軸線との直交面からパンチ２０４の前進方向に対して５〜６０°の角度に設定してある飲料缶の製造方法。（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
この第２番目の従来技術は、図８に示すような始動位置から、リドローダイ２０２と対向して配されているホルダー２０３のリドローダイ２０２側の先端面には、リドローダイ２０２のダイス面２２０と所定面積で当接可能な面で構成される押さえ面２３０が設けられ、この押さえ面２３０にはダイス面２２０と同じ傾斜角度が与えられ、テーパー状の形状となっている。このホルダー２０３は軸線方向に移動可能で、かつ所定のしわ押さえ力Ｆでリドローダイ方向に押圧可能になっており、ホルダー２０３をリドローダイ２０２に向かって接近させ、これらのダイス面２２０と押さえ面２３０との間に被加工体を挟んで所定のしわ押さえ力Ｆで押圧できるようになっている。
【０００６】
第３番目に、図９に示すように、素材を浅絞りカップ状に成形した後に、再絞り加工を行って飲料缶を製造する飲料缶の製造方法において、底部の所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面３２５ａ１を形成するように、前記素材を浅絞りカップ３２５ａ状に成形し、前記浅絞りカップ３２５ａ状の素材の保持位置とパンチ３０３位置との間に、前記底部における前記テーパー面の屈曲開始位置３２５ａ２を置いた状態で、前記浅絞りカップ３２５ａ状の素材に再絞り加工を行う飲料缶の製造方法（例えば、特許文献３参照）。このアルミ缶の製造方法によれば、底部の外縁にテーパー面３２５ａ１が形成された浅絞りカップ３２５ａを再絞り加工するため、非拘束部の剛性を高めることができ、ボトムしわの発生が効果的に抑制される。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１６２７３３号公報
【特許文献２】
特開平９−１２２８００号公報
【非特許文献１】
特開平１０−２７２５２０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
第１番目の従来技術は、金属板を前絞りカップに成形し、その前絞りカップ１２０をしわ押さえテーパー面角度が、それぞれ水平面に対し２０度〜４５度である押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２とで保持し、再絞りポンチ１１３と再絞りダイス１１２とで、前絞りカップ１２０よりも小径の深絞りカップを多工程成形する方法である。しかしながら、前絞りカップ１２０の底面は、先端面が平面で外縁が円弧で面取りされた形状の再絞りポンチ１１３で成形されるので、外縁が円弧で面取りされた平面であり、一方、この前絞りカップ１２０を保持する押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２のしわ押さえ面は水平面に対し２０度〜４５度のテーパー面角度をしている。従って、平面の前絞りカップ１２０の底面をテーパー面の押さえ部材１１１と再絞りダイス１１２とで保持するため、押さえ部材１１１の先端が前絞りカップ１２０の平らな底面に当接するときに接触面積が小さいため打痕がつきやすく、また絞り始めてダイス１１２のテーパー面に沿うまでは、その当接位置から外縁までの間では前絞りカップ１２０底面は非拘束の状態なので、極薄板の金属板の場合には、その間で放射状のしわが発生するという問題がある。
【０００９】
第２番目の従来技術は、ホルダー２０３の先端面には、リドローダイ２０２のダイス面２２０と所定面積で当接可能な面で構成される押さえ面２３０が設けられ、この押さえ面２３０とダイス面２２０とは同じ傾斜角度のテーパー状の形状となっていて、ホルダー２０３をリドローダイ２０２に向かって接近させ、これらのダイス面２２０と押さえ面２３０との間に被加工体を挟んで所定のしわ押さえ力Ｆで押圧できるようになっているものであるが、しかしながら、カップ状被加工体ＰＣＳの底部は外縁が円弧で面取りされた軸線に垂直な平面であり、一方、このカップ状被加工体ＰＣＳを挟み込むリドローダイ２０２のダイス面２２０とホルダー２０３の押さえ面２３０はテーパー状の形状となっている。従って、軸線に垂直な平面のカップ状被加工体の底部をテーパー状の押さえ面をしたホルダー２０３とリドローダイ２０２とで挟んで押圧するため、ホルダー２０３の先端がカップ状被加工体ＰＣＳの平らな底面に当接するときに、接触面積が小さいため打痕がつきやすく、また絞り始めてダイス面２２０に沿うまでは、その当接位置から外縁までの間ではカップ状被加工体ＰＣＳ底面は非拘束の状態なので、極薄板の金属板の場合には、その間で放射状のしわが発生するという問題がある。
【００１０】
第３番目の従来技術は、底部の所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面３２５ａ１を形成した浅絞りカップ状の素材の保持位置とパンチ当接位置との間に、底部におけるテーパー面の屈曲開始位置３２５ａ２を置いた状態で再絞り加工を行うことで、非拘束部の剛性を高め、ボトムしわの発生が効果的に抑制するものであるが、しかしながら、浅絞りカップ状の素材の底部は所定位置３２５ａ２から所定角度で外縁に向かって屈曲したテーパー面であるのに対し、ホルダ３０２とダイス３０４とのしわ押さえ面は軸線方向に対して垂直であるため、浅絞りカップ状の素材のテーパー面とダイス３０４とが当接するときに、当接面積が小さいため打痕がつきやすいという問題がある。
【００１１】
本発明は、このような従来の技術が有している問題を解決しようとするものであり、極薄板金属缶の製造にあたり、しわの発生を効果的に押さえることが可能な極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、極薄板金属缶の製造方法であって、外縁に切り刃を形成した環状の抜きパンチが前記抜きパンチの切り刃と噛み合う切り刃を内縁に形成した抜きダイ内へ前進移動して、前記抜きパンチと前記抜きダイ間に供給された極薄板材からブランク材を抜き、更に前進移動した前記抜きパンチがその先端面で前記ブランク材を前記抜きダイの前方位置に同軸に並置した初絞りダイの後端面へ押圧したあとに、前記抜きパンチ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動して、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形する抜き絞り工程と、前工程で成形されたカップ状素材内のテーパー凹面に合致するテーパー凸面が先端面に形成された環状の押さえ部材が前記カップ状素材内に前進移動し、前記押さえ部材と対峙して設けられ前記押さえ部材のテーパー凸面と係合するテーパー凹面が後端面に形成された再絞りダイのテーパー凹面に前記カップ状素材のテーパー部を押圧挟持したあとに、前記押さえ部材内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された再絞りパンチを前記再絞りダイ内に前進移動し、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形する再絞り工程とを有するようにしたものである。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の極薄板金属缶の製造方法において、記抜き絞り工程は、前記初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動するとき、前記初絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられた受け具とで前記ブランク材を挟持しながら、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形するようにし、前記再絞り工程は、前記再絞りパンチが前記再絞りダイ内に前進移動するとき、前記再絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられたノックアウト部材とで前記カップ状素材の底部を挟持しながら、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形するようにしたものである。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の極薄板金属缶の製造方法において、前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲であるようにしたものである。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３に記載の極薄板金属缶の製造方法において、前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたものである。
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、極薄板金属缶の再絞り用金型であって、極薄板材から抜いたブランク材を初絞りパンチと初絞りダイとで初絞り成形した浅いカップ状素材を、再絞りパンチと再絞りダイとで縮径し深いカップ状素材に再絞り成形するトランスファプレス機における極薄板金属缶の製造装置において、所定工程毎にスライドに設けられ先端面に所定位置から外縁に向かって所定角度のテーパー凸面が形成された初絞りパンチ及び再絞りパンチと、前記再絞りパンチの外周に案内され前進方向へ常時付勢されて前後移動可能でかつ先端が所定角度のテーパー凸面に形成された環状の押さえ部材と、前記押さえ部材のテーパー凸面に係合するテーパー凹面が後端面に形成され前記再絞りパンチと同軸にボルスタ上に固着の再絞りダイとで構成し、前工程において前記初絞りパンチ又は前記再絞りパンチにより先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が成形されたカップ状素材のテーパー部を、前記押さえ部材と前記再絞りダイのそれぞれのテーパー面で押圧挟持した状態で、前記再絞りパンチと前記再絞りダイとの相対移動により、前記カップ状素材を縮径し深絞り成形すると同時に、次工程の再絞りのために先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー面が形成されたカップ状素材に成形するようにしたものである。
【００１７】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の極薄板金属缶の再絞り用金型であって、前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたものである。
【００１８】
上記目的を達成するために、請求項７に記載の発明は、請求項５又は６に記載の極薄板金属缶の再絞り用金型であって、前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面が次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたものである。
【００１９】
請求項１に記載の発明に係る手段の作用は、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、前工程で先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が成形されたカップ状素材を成形し、このカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持するようにしたので、押圧挟持するときにカップ状素材のしわ押さえ部分のテーパー面全域を非拘束部分が生じることなく同時に挟持し、再絞り時における放射状のしわの発生を防止することができると同時に、押さえ部材が大きい接触面積で当接するので打痕の発生を防止することができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチを初絞りダイ内に前進移動させるとき、受け具とでブランク材を挟持しながら、浅いカップ状素材に絞り成形するようにし、また、再絞りパンチを再絞りダイ内に前進移動させるとき、ノックアウト部材で浅いカップ状素材又はカップ状素材の底部を圧接しながら、カップ状素材を縮径し深絞り成形するようにしたので、極薄板材のカップ状素材であっても、再絞りパンチがカップ状素材に当接するときにカップ状素材の底部を変形させることがなくなる。
【００２１】
請求項３に記載の発明に係る手段の作用は、押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたので、再絞り時において、極薄板材のカップ状素材であっても、カップ状素材の流れが良くなり、更にしわの発生を防止することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたので、次工程での再絞りにおけるカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持することができると同時に、再絞りパンチで絞り始めるとき再絞りパンチでカップ状素材の下面から押さえ部材内周縁位置まで連続して接圧することができるので、極薄板材のカップ状素材であっても、非拘束部分のしわの発生を防止することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明に係る手段の作用は、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、前工程で先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が成形されたカップ状素材を成形し、このカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持するようにしたので、押圧挟持するときにカップ状素材のしわ押さえ部分のテーパー面全域を非拘束部分を生じることなく同時に挟持し、再絞り時における放射状のしわの発生を防止することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明に係る手段の作用は、押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲としたので、再絞り時において、極薄板材のカップ状素材であっても、カップ状素材素材の流れが良くなりしわの発生を防止することができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明に係る手段の作用は、初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されるようにしたので、次工程での再絞りにおけるカップ状素材のテーパー面に合致する押さえ部材のテーパー凸面と再絞りダイのテーパー凹面とでカップ状素材のテーパー部を押圧挟持することができると同時に、再絞りパンチで絞り始めるとき再絞りパンチでカップ状素材の下面から押さえ部材内周縁位置まで連続して接圧することができるので、極薄板材のカップ状素材であっても、非拘束部分のしわの発生を防止することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜４に基づいて説明する。図１はトランスファプレス機において、本発明の極薄板金属缶の工程毎の再絞り用金型を示す正面図であって、スライドが上昇位置にある場合である。図２は、図１における工程１の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）が中間位置にあるとき、（ｃ）が下降位置にあるときを示す。図３は、図１における第２工程の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）、（ｃ）が中間位置にあるとき、（ｄ）が下降位置にあるときを示す。図４は、被加工物の工程毎の形状を示す。
【００２７】
図１、２において、図示しないトランスファープレス機のスライド下面に取り着けの上台１１及びボルスタ面上に取り着けの下台２１には、それぞれ工程毎に抜き又は絞り工具が取り着けられている。工程１においては、紙面裏側から材質がＳＵＳ３０４で板厚が０．１ｍｍの極薄板材Ｗが供給され、この極薄板材Ｗからブランク材Ｗ０を抜き、更に連続して初絞りを行い浅いカップ状素材Ｗ１に成形し、図示しないトランスファ装置で次工程へ搬送される。工程２以降において、この浅いカップ状素材Ｗ１は順次再絞りされ、縮径された深いカップ状素材に成形され、図示しないが必要に応じて後工程でトリミング加工され、極薄板金属缶となる。
【００２８】
工程１の抜き絞り工程について、その構成を説明する。上台１１には中空の調整ねじ１４により上下位置調整可能に抜きパンチ１３が取り着けられている。抜きパンチ１３には下面より大径更に小径の連続した通し穴が明けられており、この通し穴の小径穴および調整ねじ１４の中空穴をガイドにして、抜きパンチと同軸に初絞りパンチ１２の軸部が上下移動可能に挿入されている。初絞りパンチ１２の先端部は通し穴の大径穴内に収まっていて、先端面に、後述の工程２の押さえ部材１６内径位置に対応する所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面１２ａが形成されている。すなわち、初絞りパンチ１２の先端面のテーパー起点で成る円の半径は後述の工程２の押さえ部材１６内径半径と略同一になっていて、初絞りパンチの半径とこの起点位置の半径の比は工程２での絞り前後のカップ状素材の半径比とほぼ同一となる。初絞りパンチ１２は図示しないプランジャー装置により、スライドの上下動に同期したタイミングで上下移動される。
【００２９】
下台２１には台座２５が取り着けられ、この台座２５上に取り着けのダイホルダ２６には、初絞りパンチ１２と同軸に、下から順に初絞りダイ２３、抜きダイ２２、及び材料ガイド２７が取り着けられている。台座２５には初絞りパンチ１２と同軸に中空穴が貫通しており、受け具２４が、スライドの上下動に同期したタイミングで上下移動可能に、この貫通穴内に挿入されている。
【００３０】
次に、工程１の抜き絞り工程の動作説明を行う。図２（ａ）は、スライドが上昇位置にある場合で、初絞りパンチ１２は抜きパンチ１３の中に収まり、受け具２４は抜きダイ２２の上面位置まで上昇している。抜きダイ２２上面と材料ガイド２７下面に挟まれて、極薄板材Ｗが供給されている。
【００３１】
スライドの下降にともない、まず、スライドと一体の抜きパンチ１３が初絞りパンチ１２とともに下降することにより、抜きダイ２２上面に供給されている極薄板材Ｗから、抜きパンチ１３の外周の切り刃と抜きダイ２２の内周の切り刃とによりブランク材Ｗ０が抜かれ、更に、下降し初絞りダイ２３の上面に達して、ブランク材Ｗ０は、抜きパンチ１３下面と初絞りダイ２３上面とに把持され、しわ押さえされた図２（ｂ）に示す状態となる。
【００３２】
次に初絞りパンチ１２のみが下降し、この下降により初絞りダイ２３との協働で、ブランク材Ｗ０は、先端面の所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面Ｗ１ａが形成された浅いカップ状素材Ｗ１に初絞りされ、図２（ｃ）に示す状態となる。
【００３３】
次に、工程２の再絞り工程について、図１、３に基づき構成を説明する。上台１１には、調整ねじ１９により上下位置調整可能に、パンチホルダー１７が取り着けられており、このパンチホルダー１７には再絞りパンチ１５が固定されている。この再絞りパンチ１５の先端面には所定位置から外縁に向かって１２０°のテーパー凸面１５ａが形成されている。すなわち、再絞りパンチ１５の先端面のテーパー起点で成る円の半径は次工程３の押さえ部材内径半径と略同一になっていて、再絞りパンチ１５の半径とこの起点位置の半径の比は工程３での絞り前後のカップ状素材の半径比とほぼ同一となる。この再絞りパンチ１５の外周に案内されて、先端が１２０°のテーパー凸面１６ａに形成された環状の押さえ部材１６が、圧縮ばね１８により下方へ常時付勢されて、再絞りパンチ１５の肩部に当接して上下移動可能に懸架されている。
【００３４】
下台２１には、上面にダイホルダ３３が取り着けられており、このダイホルダ３３には、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａに係合する１２０°のテーパー凹面３１ａが上端面に形成された再絞りダイ３１が、再絞りパンチ１５と同軸に圧入されている。ダイホルダ３３及び再絞りダイ３１は軸方向に貫通穴が空けられ、スライドの上下動に同期したタイミングでこの貫通穴内を上下移動可能に、ノックアウト部材３２が挿入されている。
【００３５】
次に、工程２の再絞り工程の動作説明を以下行う。図３（ａ）は、スライドが上昇位置にある場合で、再絞りパンチ１５は押さえ部材１６内に収まっている。ノックアウト部材３２は、上面が搬送ライン３２ａまで上昇しており、その上に工程１から搬送されてきた浅いカップ状素材Ｗ１が待機している。スライドの下降にともない、まず、図３（ｂ）に示すように、スライドと一体の再絞りパンチ１５とともに押さえ部材１６が下降し、浅いカップ状素材Ｗ１の内部に入り、更にノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１を挟持しながら押し下げ、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａが再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａに浅いカップ状素材Ｗ１のテーパー部Ｗ１ａを、圧縮ばね１８の力により押圧挟持する。
【００３６】
更に、再絞りパンチ１５が下降することにより、図３（ｃ）に示すように、浅いカップ状素材Ｗ１は、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａと再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａとで圧縮ばね１８で設定された荷重でしわ押さえされながら、再絞りダイ３１内に前進移動させられ縮径・深絞りされ、図３（ｄ）に示すように、カップ状素材Ｗ２が成形される。このとき、カップ状素材Ｗ２の底部は、再絞りパンチ１５の先端面に形成されているテーパー凸面１５ａにより、先端面の所定位置から外縁に向かって新たな１２０°のテーパー凸面Ｗ２ａが形成される。
【００３７】
図４は工程毎の素材の形状を示す図である。図４（ａ）は工程１で抜かれたブランク材Ｗ０を示し、図４（ｂ）は同じく工程１で絞られた浅いカップ状素材Ｗ１を示す。また、図４（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は工程２、３、４、５で順次段階的に縮径され深絞りされたカップ状素材Ｗ２、Ｗ３、Ｗ４、Ｗ５を示す。最終的には先端角が所定半径０．５ｍｍに形成された再絞りパンチにより、図４（ｆ）のＷ５ａに示すような底部内側角が所定半径０．５ｍｍに形成された極薄板金属缶に成形される。この後工程で必要に応じて口端部のトリミングを行い、最終的な極薄板金属缶が完成する。
【００３８】
他の実施例として、図５、図６を元に説明する。図５は、工程１の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）が中間位置にあるとき、（ｃ）が下降位置にあるときを示す。図６は、第２工程の動作説明図であり、（ａ）が上昇位置にあるとき、（ｂ）、（ｃ）が中間位置にあるとき、（ｄ）が下降位置にあるときを示す。図５において初絞りパンチ１２Ａ以外は図２と同じ形状であり、図６において再絞りパンチ１５Ａ以外は図３と同じ形状である。初絞りパンチ１２Ａは、先端面が工程２の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａｂに対応する位置１２Ａｂから外縁に向かってテーパー凸面１２Ａａが形成されている。すなわち、テーパー起点位置１５Ａｂと１２Ａｂのそれぞれの軸心からの距離は同一である。
【００３９】
この他の実施例の場合、工程１においては図５に示すように、スライドの下降にともない、まず、スライドと一体の抜きパンチ１３が初絞りパンチ１２Ａとともに下降することにより、抜きダイ２２上面に供給されている極薄板材Ｗから、抜きパンチ１３外周の切り刃と抜きダイ２２の内周の切り刃とによりブランク材Ｗ０が抜かれ、更に抜きパンチ１３が下降し初絞りダイ２３上面に達すると、ブランク材Ｗ０は、抜きパンチ１３下面と初絞りダイ２３上面とに把持され、しわ押さえされた図５（ｂ）に示す状態となる。
【００４０】
今度は初絞りパンチ１２Ａの単独下降により初絞りダイ２３との協働で、図５（ｃ）に示すように、工程２の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａｂに対応する初絞りパンチ１２Ａのテーパー起点位置１２Ａｂにより成形されたテーパー起点位置Ｗ１Ａｂから外に向かって、１２０°のテーパー凹面Ｗ１Ａａが形成された浅いカップ状素材Ｗ１Ａに初絞りされる。
【００４１】
この浅いカップ状素材Ｗ１Ａは、図示しないトランスファー装置で工程２に搬送され、図６（ａ）に示すように上昇位置にあるノックアウト部材３２に載置される。スライドの下降にともない、まず、図６（ｂ）に示すように、スライドと一体の再絞りパンチ１５Ａとともに押さえ部材１６が下降し、浅いカップ状素材Ｗ１Ａの内部に入り、更にノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１Ａを挟持しながら押し下げ、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａが再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａに浅いカップ状素材Ｗ１Ａのテーパー部Ｗ１Ａａの外周側半部を、圧縮ばね１８で設定された荷重で押圧挟持する。同時に、再絞りパンチ１５Ａのテーパー凸面１５Ａａで、テーパー部Ｗ１Ａａの残りの内周側半部Ｗ１Ａｃを接圧する。その結果、浅いカップ状素材Ｗ１Ａは下面から外周縁まで連続して挟持又は接圧されることになる。
【００４２】
このようにすることにより、再絞りパンチ１５Ａのカップ状素材Ｗ１Ａへの当接時および深絞り時において、極薄板材のカップ状素材はテーパー部を含め下面全域が少なくとも内側では再絞りパンチ１５Ａで規制されるので、非拘束部分Ｗ１Ａｃでのしわの発生を防止することができる。
【００４３】
更に、再絞りパンチ１５Ａがノックアウト部材３２とで浅いカップ状素材Ｗ１Ａを挟持しながら押し下げ、浅いカップ状素材Ｗ１Ａは、押さえ部材１６のテーパー凸面１６ａと再絞りダイ３１のテーパー凹面３１ａとでテーパー部をしわ押さえされながら、縮径され深絞りされ、図６（ｄ）に示すように、カップ状素材Ｗ２Ａが成形される。
【００４４】
図示しないが、工程３以降も必要に応じて、再絞りパンチ１５Ａは、先端面が次工程の再絞りパンチ１５Ａの小径側テーパー起点位置１５Ａａに対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成される。最終的には先端角が所定半径０．５ｍｍに形成された再絞りパンチにより、図４（ｆ）のＷ５ａに示すような底部内側角が所定半径０．５ｍｍに形成された極薄板金属缶に成形される。この後工程で必要に応じて口端部のトリミングを行い、最終的な極薄板金属缶が完成する。
【００４５】
本実施例においては、テーパー角度は１２０°であるが、１００°以下の場合には極薄板金属缶の底部のテーパー部でにしわが発生し、又は１５０°以上にすると流れが悪くなり底部周辺でしわが発生することがわかった。また、本実施例においては、極薄板材は材質が難絞り材であるＳＵＳ３０４で板厚が０．１ｍｍの板材を使用した場合を説明したが、板厚０．１５ｍｍ以下で０．１ｍｍまでのものであれば本発明の製造方法及び再絞り用金型を用いることにより、直径の３倍以上の深絞りも可能となり、著しい効果的を見ることができた。
【００４６】
なお、本発明に係る極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型は、上述した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲においてさまざまな形態に構成することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の極薄板金属缶の製造方法及び再絞り用金型によれば、極薄板材のカップ状素材を再絞りするとき、再絞り時におけるカップ状素材下部での放射状のしわの発生を防止することができると同時に、再絞り時のカップ状素材素材の流れが良くなり底部周辺でのしわの発生を防止することができ、極薄板材を用いて高精度の極薄板金属缶を製造することができる。ひいては、この極薄板金属缶を使用した乾電池等の質量を低減することに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で極薄板金属缶の工程毎の再絞り用金型を示す正面図。
【図２】図１における工程１の動作説明図。
【図３】図１における工程２の動作説明図。
【図４】被加工物の工程毎の形状を示す説明図。
【図５】本発明の他の実施例で工程１の動作説明図。
【図６】本発明の他の実施例で工程２の動作説明図。
【図７】第１番目にあげた従来技術の説明図。
【図８】第２番目にあげた従来技術の説明図。
【図９】第３番目にあげた従来技術の説明図。
【符号の説明】
１１ 上台
１２ 初絞りパンチ
１３ 抜きパンチ
１４ 調整ねじ
１５ 再絞りパンチ
１６ 押さえ部材
１８ 圧縮ばね
１７ パンチホルダー
１９ 調整ねじ
２１ 下台
２２ 抜きダイ
２３ 初絞りダイ
２４ 受け具
２５ 台座
２６ ダイホルダ
２７ 材料ガイド
３１ 再絞りダイ
３２ ノックアウト部材
３３ ダイホルダ
Ｗ 極薄板材
Ｗ０ ブランク材
Ｗ１ 浅いカップ状素材
Claims (7)
- 外縁に切り刃を形成した環状の抜きパンチが前記抜きパンチの切り刃と噛み合う切り刃を内縁に形成した抜きダイ内へ前進移動して、前記抜きパンチと前記抜きダイ間に供給された極薄板材からブランク材を抜き、更に前進移動した前記抜きパンチがその先端面で前記ブランク材を前記抜きダイの前方位置に同軸に並置した初絞りダイの後端面へ押圧したあとに、前記抜きパンチ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動して、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形する抜き絞り工程と、
前工程で成形されたカップ状素材内のテーパー凹面に合致するテーパー凸面が先端面に形成された環状の押さえ部材が前記カップ状素材内に前進移動し、前記押さえ部材と対峙して設けられ前記押さえ部材のテーパー凸面と係合するテーパー凹面が後端面に形成された再絞りダイのテーパー凹面に前記カップ状素材のテーパー部を押圧挟持したあとに、前記押さえ部材内に同軸にかつ前後移動可能に設けられ先端面に所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された再絞りパンチが前記再絞りダイ内に前進移動し、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形する再絞り工程とを有することを特徴とする極薄板金属缶の製造方法。 - 前記抜き絞り工程は、前記初絞りパンチが前記初絞りダイ内へ前進移動するとき、前記初絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられた受け具とで前記ブランク材を挟持しながら、前記ブランク材を先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成された浅いカップ状素材に絞り成形するようにし、
前記再絞り工程は、前記再絞りパンチが前記再絞りダイ内に前進移動するとき、前記再絞りダイ内に同軸にかつ前後移動可能に設けられたノックアウト部材とで前記カップ状素材の底部を挟持しながら、前工程で成形されたカップ状素材を、先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー凸面が形成されたカップ状素材に縮径し深絞り成形するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の極薄板金属缶の製造方法。 - 前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲であることを特徴とする請求項１又は２に記載の極薄板金属缶の製造方法。
- 前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面の次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の極薄板金属缶の方法。
- 極薄板材から抜いたブランク材を初絞りパンチと初絞りダイとで初絞り成形した浅いカップ状素材を、再絞りパンチと再絞りダイとで縮径し深いカップ状素材に再絞り成形するトランスファプレス機における極薄板金属缶の製造装置において、
所定工程毎にスライドに設けられ先端面に所定位置から外縁に向かって所定角度のテーパー凸面が形成された初絞りパンチ及び再絞りパンチと、
前記再絞りパンチの外周に案内され前進方向へ常時付勢されて前後移動可能でかつ先端が所定角度のテーパー凸面に形成された環状の押さえ部材と、
前記押さえ部材のテーパー凸面に係合するテーパー凹面が後端面に形成され前記再絞りパンチと同軸にボルスタ上に固着の再絞りダイとで構成し、
前工程において前記初絞りパンチ又は前記再絞りパンチにより先端面の所定位置から外縁に向かってテーパー凸面が成形されたカップ状素材のテーパー部を、前記押さえ部材と前記再絞りダイのそれぞれのテーパー面で押圧挟持した状態で、前記再絞りパンチと前記再絞りダイとの相対移動により、前記カップ状素材を縮径し深絞り成形すると同時に、次工程の再絞りのために先端面の所定位置から外縁に向かって新たなテーパー面が形成されたカップ状素材に成形するようにしたことを特徴とする極薄板金属缶の再絞り用金型。 - 前記環状の押さえ部材の先端面に形成したテーパー凸面、前記再絞りダイの後端面に形成したテーパー凹面、及び前記初絞りパンチと前記再絞りパンチの先端面に所定位置から外縁に向かって形成したテーパー凸面のそれぞれのテーパー角度は１００°から１５０°の範囲であることを特徴とする請求項５に記載の極薄板金属缶の製造装置。
- 前記初絞りパンチ又は再絞りパンチは、先端面が次工程の再絞りパンチの小径側テーパー起点位置に対応する位置から外縁に向かってテーパー凸面が形成されたことを特徴とする請求項５又は６に記載の極薄板金属缶の製造装置。
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