JP2007319871A - ダイ及びシームレス容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シームレス容器の製造方法及びダイを提供する。
【解決手段】板状のワークをＶ字形状に折曲げ加工するときに使用するダイ２３であって、ダイ本体２５Ａの上面に形成したＶ字形状の曲げ溝２９を構成する傾斜面３１Ａ，３１Ｂを対向して備え、一方の傾斜面３１Ａの長手方向の端部付近に、端部側ほど前記曲げ溝２９の幅寸法が次第に大きくなるように他方の傾斜面３１Ｂから離反するように傾斜した長手方向傾斜面３３が形成してあり、かつ前記一方の傾斜面３１Ａに備えた前記長手方向傾斜面部分の端部の高さ寸法は、他方の傾斜面３１Ｂの端部の高さ寸法より小さく形成してある。そして、ダイ２３は左右に分割した分割ダイ２５Ａ，２５Ｂであって、上記分割ダイ２５Ａ，２５Ｂの左右両端部付近の曲げ溝の形状は左右対称形に形成してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば四角形状の容器の製造方法に使用するダイ及び当該ダイを使用したシームレス容器の製造方法に関する。

従来、四角形状の容器を製造する場合、板状のワークを容器の大きさに対応した四角形状に切断すると共にワークの４箇所のコーナを四角形状に切断した後、ワークの４辺の曲げ加工を行って各辺に立上り部を形成し、かつ各立上り部の突き合せ部を溶接することによって四角形状の容器が製造されている。

上述のごとき従来技術に対して、四角形状に切断した板状のワークの各コーナ部を四角形状に切断することなく残した状態において、４辺の折曲げ加工を行った後、四角形状の受台のコーナ部にワークのコーナ部を位置決めした後、Ｖ字形状の周溝を備えた成形ローラによってワークのコーナ部の成形加工を行うことによって、溶接等の継目のない容器を製造する方法が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）
特許第２８４４５６４号公報 特開２０００−２４７１７号公報 特開２００１−３００１５号公報

図４に示すごとく、四角形状の底部１の各辺に立上り部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを備え、かつ各立上り部３Ａ〜３Ｄを接続したコーナ部５を、円弧状に形成することによって、溶接等の継目のないシームレス容器７を製造する場合、従来は、次のように行われている。

すなわち、図５に示すように、四角形状に切断した板状のワークＷの対向する２辺を、プレスブレーキなどのごとき折曲げ加工機により折曲げ加工を行って、立上り部９Ａ，９Ｂをそれぞれ形成する。次に、前記立上り部９Ａ，９Ｂと交差（直交）する２辺の折曲げ加工を行って、立上り部１１Ａ，１１Ｂを形成する。この際、前記立上り部９Ａ，９Ｂは両端部に渡って正確に折曲げ加工されているものの、立上り部１１Ａ，１１Ｂを折曲げ加工したときの折曲げ線１３Ａ，１３Ｂの両端部は前記立上り部９Ａ，９Ｂの折曲げ線１５Ａ，１５Ｂに近接した位置である。

したがって、前記立上り部９Ａ，９Ｂと立上り部１１Ａ，１１Ｂの両端部との接合部１７は、図６（Ａ）に示すように、立上り部９Ａ，９Ｂの折曲げ線１５Ａ，１５Ｂと立上り部１１Ａ，１１Ｂの端縁とが接続した形態の曲面を呈するものである。

次に、前記立上り部９Ａ（９Ｂ）を当接して位置決めを行うための位置決め面（成形面）１９Ａと前記立上り部１１Ａ（１１Ｂ）を当接して位置決めを行うための位置決め面１９Ｂとを上面（支持面）１９Ｕに対して垂直に形成し、かつ上記位置決め面１９Ａ，１９Ｂの接続したコーナ部１９Ｃを適宜の円弧状に形成した成形ダイ１９に対して、図６（Ｂ）に示すように、ワークＷの位置決めを行う。

そして、ワークＷを成形ダイ１９の支持面（上面）１９Ｕに押圧固定した状態において、Ｖ字形状の周溝を備えた成形ローラ２１によって、前記ワークＷの立上り部９Ａ（９Ｂ），１１Ａ（１１Ｂ）を成形ダイ１９に押圧するように、前記接合部１７の成形加工を行うことにより、立上り部９Ａ（９Ｂ）と立上り部１１Ａ（１１Ｂ）との接合部１７は円弧状の曲面に形成されると共に、接合部１７には、図６（Ｃ）に示されるように、突出部（コーナ立上り部）２２が形成される。

その後、前記突出部２２を、立上り部９Ａ（９Ｂ），１１Ａ（１１Ｂ）に合わせて切断することにより、前述したシームレス容器７が得られるものである。

前記説明より理解されるように、一方の立上り部９Ａ，９Ｂは両端部に達する折曲げ線１５Ａ，１５Ｂにおいて、両端部に渡って正確に折曲げ加工されているのに対し、交差する方向の立上り部１１Ａ，１１Ｂの折曲げ線１３Ａ，１３Ｂの両端部の位置は曖昧であり、しかも接合部１７は、立上り部９Ａ，９Ｂ側と立上り部１１Ａ，１１Ｂ側とでは非対称形である。

したがって、成形ローラ２１によって接合部１７の成形加工を行うとき、立上り部１１Ａ，１１Ｂ側と立上り部９Ａ，９Ｂ側とでは成形ローラ２１に作用する分力が相違し、成形加工時に成形ローラ２１の安定した移動が難しく、接合部１７の成形精度の向上を図る上に問題があった。

本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、本発明に係るダイは、板状のワークをＶ字形状に折曲げ加工するときに使用するダイであって、ダイ本体の上面に形成したＶ字形状の曲げ溝を構成する傾斜面を対向して備え、一方の傾斜面の長手方向の端部付近に、端部側ほど前記曲げ溝の幅寸法が次第に大きくなるように他方の傾斜面から離反するように傾斜した長手方向傾斜面が形成してあることを特徴とするものである。

また、前記ダイにおいて、前記一方の傾斜面に備えた前記長手方向傾斜面部分の端部の高さ寸法は、他方の傾斜面の端部の高さ寸法より小さく形成してあることを特徴とするダイものである。

また、前記ダイにおいて、ダイは左右に分割した分割ダイであって、上記分割ダイの左右両端部付近の曲げ溝の形状は左右対称形に形成してあることを特徴とするものである。

また、シームレス容器の製造方法であって、ダイ本体の上面に形成したＶ字形状の曲げ溝を構成する傾斜面を対向して備え、一方の傾斜面の左右両端部付近に、端部側ほど前記曲げ溝の幅寸法が次第に大きくなるように他方の傾斜面から離反するように傾斜した長手方向傾斜面を形成したダイの左右両端部からワークの左右両端部が突出した状態に位置決めした後、前記ダイの左右方向の寸法よりは長く前記ワークの左右方向の寸法よりも短いパンチと前記ダイとを係合してワークをＶ字形状に折曲げて、側面立上り部を形成する（ａ）工程と、多角形状のワークの各辺に沿って前記（ａ）工程の曲げ加工を行う（ｂ）工程と、上記（ｂ）工程において得られたワークの隣接した側面立上り部を成形ダイの支持面に交差して備えた成形面に当接してワークのコーナ部を前記成形ダイのコーナ部に位置決めする（ｃ）工程と、Ｖ字形状の周溝を備えた成形ローラにおける前記周溝を前記成形ダイのコーナ部に対応した状態を保持し、前記成形ダイの前記支持面に対して交差する方向へ前記成形ローラを移動することにより、前記ワークのコーナ部に、前記側面立上り部に連続したコーナ立上り部を形成する（ｄ）工程と、コーナ立上り部の高さ寸法を前記側面立上り部の高さ寸法に対応して切断する（ｅ）工程と、よりなることを特徴とするものである。

また、前記シームレス容器の製造方法において、多角形状のワークの各コーナ部を直線又は曲線によって予め切断する工程を有することを特徴とするものである。

本発明によれば、ワークに隣接して形成した立上り部の接続部は、隣接した立上り部側に対称形になるので、成形ローラによって前記接続部の成形加工を行うとき、成形ローラに作用する反対方向の分力はそれぞれほぼ等しくなるものであり、前記接続部の成形加工をより精度よく行うことができるものである。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明するに、前述した従来の構成要素と同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして重複した説明は省略する。

図１を参照するに、図１は、前述したシームレス容器７を折曲げ加工する際に使用するダイ２３を示すものである。このダイ２３は、例えばプレスブレーキ等のごとき折曲げ加工機に装着して使用されるものであって、パンチ（図示省略）と協働して板状のワークＷの折曲げ加工を行うものである。ところで、ダイ２３と協働してワークＷの折曲げ加工を行うパンチは、プレスブレーキ等に装着して使用される一般的な構成であるから、パンチの構成についての詳細な説明は省略する。

さて、前記ダイ２３は、一般的な分割ダイと同様に、左右に分割した左右の分割ダイ２５Ａ，２５Ｂによって構成してある。このように左右に分割してあることにより、分割ダイ２５Ａ，２５Ｂの間に適宜長さの分割ダイを介在することができ、左右方向の長さ寸法を種々変更することができるものである。ダイ２３の構成としては、左右の分割ダイ２５Ａ，２５Ｂに分割してあることが望ましいが、必ずしも分割する必要はないものである。すなわち、ワークＷの左右方向の幅寸法に対応して、左右方向の長さ寸法が種々異なるダイをそれぞれ製作してもよいものである。

前記左右の分割ダイ２５Ａ，２５Ｂは左右対称形に形成してあるので、一方の分割ダイ２５Ａ（又は２５Ｂ）のみについて詳細に説明し、他方の分割ダイ２５Ｂ（又２５Ａ）において同一機能を奏する構成要素には同一符号を付することとして、重複した説明は省略する。

分割ダイ２５Ａは、通常の分割ダイと同様に、プレスブレーキ等の折曲げ加工における下部テーブルに装着するダイ本体２７を備えており、このダイ本体２７の上面には、左右方向に長いＶ字形状の曲げ溝２９が形成してある。上記曲げ溝２９は、前後の傾斜面３１Ａ，３１Ｂを対向して備えることによってＶ字形状に形成してある。

そして、一方の傾斜面３１Ａ（プレスブレーキに装着時にはバックゲージ側であって後側になる）の長手方向の端部付近、すなわち左右の分割ダイ２５Ａ，２５Ｂを接続する場合に接続側となる端部の反対側の端部付近の形状は、図１（Ａ）に示すように、平面視したとき、前記曲げ溝２９の幅寸法が端部側ほど次第に大きくなるように形成してある。換言すれば、一方の傾斜面３１Ａの端部付近には、曲げ溝２９の長手方向（左右方向）に対して前後方向に傾斜した長手方向傾斜面３３が形成してある。

上記長手方向傾斜面３３は、図１（Ａ）に示すように、ダイ２３を平面視したとき、一方の傾斜面３１Ａの端部側が他方の傾斜面３１Ｂから次第に離反するように傾斜した傾斜面であって、大きな半径で描かれる円弧状の傾斜面であることが望ましい。しかし、直線的な傾斜面であってもよいものである。さらに、前記分割ダイ２５Ａ，２５Ｂにおいて、前記長手方向傾斜面３３を形成した肩部３５は、端部側が次第に低くなるように傾斜した逃げ曲面３５が形成してある。すなわち、一方の傾斜面３１Ａに備えた前記長手方向傾斜面３３の端部の高さ寸法は、他方の傾斜面３１Ｂの端部の高さ寸法より小さく（低く）形成してある。

以上のごとき構成において、前述したシームレス容器７を製造するには、先ず、図２（Ａ）に示すように、シームレス容器７の大きさに対応してワークＷを四角形状（多角形状）に切断する。そして、前述のダイ２３及び一般的なパンチＰを用いてワークＷの４辺の折曲げ加工を行うに当り、ワークＷの辺ＷＡの折曲げ加工を行うには、辺ＷＡの寸法ＬＡに対してパンチＰの寸法がＰＡであり、ダイ２３の寸法がＤＡであって、ＬＡ＞ＰＡ＞ＤＡの関係になるように、パンチＰ，ダイ２３の寸法を調整する。同様に、ワークＷの辺ＷＢの折曲げ加工を行うには、図２（Ａ）に示すように、ＬＢ＞ＰＢ＞ＤＢの関係になるようにパンチＰ，ダイ２３の長さを調整する。

そして、図２（Ｂ）に示すように、ダイ２３の左右両端部に対するパンチＰの左右両端部の突出量が等しくなるように、パンチＰ及びダイ２３を、プレスブレーキ等の折曲げ加工機に装着し、前記パンチＰ，ダイ２３の左右両端部に対するワークＷの左右両端側の突出量が等しくなるように位置決めを行った後、パンチＰ，ダイ２３によってワークＷをＶ字形状に折曲げ加工する。この際、パンチＰの左右両端部は、各辺ＷＡ，ＷＢの両端縁より内側のＳ点に当接することになる。そして、ダイ２３の左右両端部は、前記Ｓ点を結ぶ直線上であってＳ点の内側のＴ点に当接することになる。

ところで、パンチＰとダイ２３によってワークＷの各辺ＷＡ，ＷＢに立上り部３７Ａ，３７Ｂ（図３参照）の折曲げ加工を行うと、ダイ２３におけるＶ字形状の曲げ溝２９を構成する一方の傾斜面３１Ａの端部には長手方向傾斜面３３が形成してあり、かつ逃げ曲面３５が形成してあるので、ワークＷの、上記長手方向傾斜面３５及び逃げ曲面３５に対応した部分の曲げ加工が甘くなる。

そして、図３に示すように、辺ＷＡの立上り部３７ＡとワークＷのコーナ端部ＷＰとの接続部３９Ａは、立上り部３７Ａの曲げ方向へ折り曲げられ、かつ前記点Ｔ，Ｓ，ＷＰを結ぶ三角形の領域は、曲げ加工が甘い部分であって、前記立上り部３７Ａよりも外方向へ膨らむ形態の湾曲面に形成されるものである。前記辺ＷＡ側の立上り部３７Ａに隣接した辺ＷＢ側の立上り部３７Ｂも、前記立上り部３７Ａと同一条件でもって折曲げ加工されるものであるから、立上り部３７Ｂ側の接続部３９Ｂは、立上り部３７Ａ側の接続部３９Ａとほぼ対称形に形成されるものである。

すなわち、図３において、Ｓ点とコーナ端部ＷＰとを結ぶ線を境界として、立上り部３７Ａ側の接続部３９Ａと立上り部３７Ｂ側の接続部３９Ｂはほぼ対称形状をなすものである。

このように、ワークＷの各辺ＷＡ，ＷＢにそれぞれ立上り部３７Ａ，３７Ｂの折曲げ加工を行った後、前述した従来技術と同様に、成形ダイ１９上にワークＷを位置決め固定し、その後に、成形ローラ２１によって立上り部３７Ａ，３７Ｂの接続部３９Ａ，３９Ｂの成形加工を行うと、図６（Ｃ）に示した突出部２２と同様のコーナ立上り部（突出部）が形成されるので、この突出部を、立上り部３７Ａ，３７Ｂの高さに合わせて切断することにより、シームレス容器７が得られるものである。

ところで、立上り部３７Ａ，３７Ｂの接続部３９Ａ，３９Ｂを成形ローラ２１によって成形加工すると、突出部２２が形成されるものである。この突出部２２は、立上り部３７Ａ，３７Ｂの高さに合わせて切断するものであるから、図２に示すように、曲線又は直線で示される切断線４１においてワークＷの各コーナ部を、立上り部３７Ａ，３７Ｂの折曲げ加工を行う前に予め切断しておくことが望ましいものである。

このように、ワークＷの各コーナ部を予め切断しておくと、突出部２２の突出寸法は短くなるものである。したがって、成形ローラ２１によって接続部３９Ａ，３９Ｂの成形加工を行う場合の抵抗力が低減されることとなり、成形加工がより容易になるものである。よって、ワークＷが厚板の場合であっても、成形ローラ２１によって前記接続部３９Ａ，３９Ｂの成形加工が可能になるものである。すなわち、前記立上り部３７Ａ，３７Ｂの立上り寸法が比較的大きく、かつワークＷの板厚が比較的厚くなると、突出部２２は、板厚が厚い上に突出寸法が大きくなり、折曲げ及び成形加工時に大きな抵抗を生じ、場合によっては折曲げ不能及び成形不能になることがあるが、ワークＷの各コーナ部を予め三角形状に切断しておくことにより、突出部２２の突出寸法を抑制でき、成形加工時の抵抗を低減することができるものである。

以上のごとき説明より理解されるように、前述したダイ２３を用いてワークＷの立上り部３７Ａ，３７Ｂの折曲げ加工を行うと、ワークＷのコーナ部における上記立上り部３７Ａ側の接続部３９Ａと立上り部３７Ｂ側の接続部３９Ｂは対称形に形成されるので、前記両立上り部３７Ａ，３７Ｂを接続するコーナ立上り部（突出部）２２を成形ローラ２１によって成形加工するとき、精度のよい加工を行うことができ、形状精度の向上を図ることができるものである。

本発明の実施形態に係るダイの説明図である。 折曲げ加工前のワーク及びワークの折曲げ加工を行うときの、パンチ，ワーク，ダイの位置関係を示す説明図である。 隣接した立上り部の接続部分の形状を示す説明図である。 シームレス容器の説明図である。 シームレス容器を製造する前の従来のワークの形状を示す説明図である。 図５に示したワークを成形加工してシームレス容器を製造する場合の工程の説明図である。

符号の説明

７ シームレス容器
１９ 成形ダイ
２１ 成形ローラ
２２ コーナ立上り部（突出部）
２３ ダイ
２５Ａ，２５Ｂ 左右の分割ダイ
２７ ダイ本体
２９ 曲げ溝
３１Ａ，３１Ｂ 傾斜面
３３ 長手方向傾斜面
３５ 逃げ曲面
３７Ａ，３７Ｂ 立上り部
３９Ａ，３９Ｂ 接続部

Claims (5)

1. 板状のワークをＶ字形状に折曲げ加工するときに使用するダイであって、ダイ本体の上面に形成したＶ字形状の曲げ溝を構成する傾斜面を対向して備え、一方の傾斜面の長手方向の端部付近に、端部側ほど前記曲げ溝の幅寸法が次第に大きくなるように他方の傾斜面から離反するように傾斜した長手方向傾斜面が形成してあることを特徴とするダイ。
2. 請求項１に記載のダイにおいて、前記一方の傾斜面に備えた前記長手方向傾斜面部分の端部の高さ寸法は、他方の傾斜面の端部の高さ寸法より小さく形成してあることを特徴とするダイ。
3. 請求項１又は２に記載のダイにおいて、ダイは左右に分割した分割ダイであって、上記分割ダイの左右両端部付近の曲げ溝の形状は左右対称形に形成してあることを特徴とするダイ。
4. シームレス容器の製造方法であって、次の各工程を備えていることを特徴とする製造方法、
   （ａ）ダイ本体の上面に形成したＶ字形状の曲げ溝を構成する傾斜面を対向して備え、一方の傾斜面の左右両端部付近に、端部側ほど前記曲げ溝の幅寸法が次第に大きくなるように他方の傾斜面から離反するように傾斜した長手方向傾斜面を形成したダイの左右両端部からワークの左右両端部が突出した状態に位置決めした後、前記ダイの左右方向の寸法よりは長く前記ワークの左右方向の寸法よりも短いパンチと前記ダイとを係合してワークをＶ字形状に折曲げて、側面立上り部を形成する工程、
   （ｂ）多角形状のワークの各辺に沿って前記（ａ）工程の曲げ加工を行う工程、
   （ｃ）上記（ｂ）工程において得られたワークの隣接した側面立上り部を成形ダイの支持面に交差して備えた成形面に当接してワークのコーナ部を前記成形ダイのコーナ部に位置決めする工程、
   （ｄ）Ｖ字形状の周溝を備えた成形ローラにおける前記周溝を前記成形ダイのコーナ部に対応した状態を保持し、前記成形ダイの前記支持面に対して交差する方向へ前記成形ローラを移動することにより、前記ワークのコーナ部に、前記側面立上り部に連続したコーナ立上り部を形成する工程、
   （ｅ）コーナ立上り部の高さ寸法を前記側面立上り部の高さ寸法に対応して切断する工程。
5. 請求項４に記載のシームレス容器の製造方法において、多角形状のワークの各コーナ部を直線又は曲線によって予め切断する工程を有することを特徴とするシームレス容器の製造方法。

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