JP2022120828A - Manufacturing method of metallic cup - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミニウム合金等からなる金属製カップの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a metal cup made of aluminum alloy or the like.
既存の飲料用カップには陶器製、ガラス製、金属製、紙製、プラスチック製等がある。このうち、金属製、紙製、プラスチック製のカップは、陶器製やガラス製と比べて、軽量でスタックしても嵩張りにくいので、持ち運びに優れている。 Existing drinking cups are made of ceramic, glass, metal, paper, plastic, and the like. Of these, cups made of metal, paper, and plastic are lighter and less bulky when stacked than those made of ceramics or glass, so they are excellent in portability.
特許文献1にはテーパ状の金属カップ(金属製カップ)が開示されている。この金属製カップは、アルミニウム製で、プラスチックカップより硬く、耐久性があり、また、リサイクル性に優れていると記載されている。
この金属製カップを製造する方法として、金属板を抜き及び絞り加工してカップを形成し、そのカップにしごき加工を施すことにより円筒状の垂直壁プリフォームを形成し(DI工程)、所定の高さに設定するため開口端部を切り取った後、その開口端部を丸めてカール部を形成し、さらに段階的絞り処理によりカール部から底部に向け連続的に小さくなる直径及び異なる高さの垂直壁区画を有する垂直絞りカップを形成し、その後、テーパ状の輪郭を有するダイを用いて、垂直壁区画の各々を拡げることにより、各垂直壁区画をテーパ状側壁としたテーパ状カップを形成し、最後に、カップの底に、ドーム部を形成する、ことが記載されている。 As a method of manufacturing this metal cup, a metal plate is punched and drawn to form a cup, and the cup is subjected to ironing to form a cylindrical vertical wall preform (DI process). After trimming the open end to set the height, the open end is rolled to form a curl, and further stepwise drawing is performed to continuously reduce the diameter and height from the curl to the bottom. Forming a vertical drawn cup with vertical wall sections and then widening each of the vertical wall sections using a die having a tapered profile to form a tapered cup with tapered sidewalls for each vertical wall section. and finally forming a domed portion at the bottom of the cup.
特許文献1のように、金属板を絞り加工して、直径に比べて高さの大きい金属製カップを製造する場合、その胴部をテーパ状に形成すると、外周面にしわやクラックが生じやすい。特許文献1では、複数の区画により胴部に段階的にテーパ状側壁を形成しているが、カップの底部から開口端部まで滑らかなテーパ状の胴部に形成することが望まれる。
As in
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、外周面にしわやクラックが生じにくく、滑らかなテーパ状の胴部を有する金属製カップを製造することができる金属製カップの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a method for manufacturing a metal cup that is less prone to wrinkles and cracks on the outer peripheral surface and has a smoothly tapered barrel. intended to provide
本発明は、金属板をプレス成形して金属製カップを製造する方法であって、金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程と、絞りしごき工程後に、前記筒体に開口端部側からパンチを押し込んで、前記筒体の胴部を底部側より前記開口端部側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部を有する中間筒体を形成する拡径工程と、を有する。 The present invention is a method for producing a metal cup by press forming a metal plate, comprising a drawing and ironing step of forming a bottomed cylindrical cylindrical body by drawing and ironing the metal plate, and after the drawing and ironing step a punch is pushed into the cylindrical body from the opening end side to gradually expand the diameter of the trunk portion of the cylindrical body from the bottom side toward the opening end side to form an intermediate cylindrical body having a tapered cylindrical portion. and a diameter-expanding step.
特許文献1記載の製造方法では、有底円筒状の筒体を形成した後に、筒体の開口端部から底部に向けて段階的に直径を小さくするように絞り加工しているのに対して、本発明では、筒体を底部から開口端部に向けて徐々に拡径するように成形している。つまり、特許文献1記載の加工が外周側から半径方向内方に金属材料を圧迫する加工であるのに対して、本発明では内周側から半径方向外方に金属材料を押し広げる加工となるので、しわが生じにくく、滑らかなテーパ状の胴部を形成することができる。
In the manufacturing method described in
有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程は、既存の飲料缶におけるそれと同じ技術を適用できる。この場合、既存の製造設備では、直径が約66mmの筒体を形成しており、手に持ちやすい大きさである。 The drawing and ironing process for forming a bottomed cylindrical cylinder can apply the same technique as that for existing beverage cans. In this case, the existing manufacturing equipment forms a cylindrical body with a diameter of about 66 mm, which is a size that is easy to hold.
この既存設備の絞りしごき工程で得られる筒体を特許文献1記載の方法で金属製カップに形成すると、筒体から絞っていく加工であるので、最終形状のカップは小径のものとなってしまい、既存の筒体と同じ程度の容量にするには細長いカップとする必要がある。特に、底部が最も小径になるため、テーブル等の上に置いたときに倒れるおそれがある。一方、大きい直径のカップを製造しようとすると、絞りしごき工程の設備も大径の筒体を形成できるものへの大掛かりな変更が必要になる。
If the cylindrical body obtained by the drawing and ironing process of the existing equipment is formed into a metal cup by the method described in
本発明の製造方法においては、筒体を押し広げる加工であるので、容量は高さで調整可能であり、したがって、絞りしごき工程は、既存の飲料缶の製造工程と同じものを適用でき、既存の飲料缶の製造設備をそのまま用いることができて経済的である。 In the manufacturing method of the present invention, since the cylindrical body is expanded, the capacity can be adjusted by height. It is economical because the equipment for manufacturing beverage cans can be used as it is.
本発明の金属製カップの製造方法において、1つ以上の前記パンチを用いて、前記拡径工程は、前記筒体の胴部に、該筒体の前記底部側の直径より前記開口端部側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、1つ以上の前記パンチを用いて、前記段部を押し広げながら前記テーパ筒部に整形する整形工程とを有するとよい。 In the method for manufacturing a metal cup of the present invention, one or more punches are used to increase the diameter of the body of the cylindrical body to the opening end side from the diameter of the bottom side of the cylindrical body. and a step forming step of forming a step portion having a large diameter, and a shaping step of shaping the step portion into the tapered tubular portion while expanding the step portion using one or more punches.
有底円筒状の筒体の胴部にテーパ筒部を形成する場合、そのテーパ角度が大きくなると、最初からテーパ状のパンチによって加工すると割れが生じやすい。このため、本発明では、まず段部形成工程により、底部側の直径より開口端部側の直径が大きい段部を形成し、その段部を押し広げながらテーパ筒部に形成しているので、割れが生じにくく、結果として、滑らかなテーパ面状に形成することができる。 When forming a tapered cylindrical portion in the trunk portion of a bottomed cylindrical cylindrical body, if the taper angle is large, cracks are likely to occur if the tapered punch is used from the beginning. For this reason, in the present invention, first, in the stepped portion forming step, a stepped portion having a larger diameter on the opening end side than the diameter on the bottom side is formed, and the tapered cylindrical portion is formed while expanding the stepped portion. Cracks are less likely to occur, and as a result, a smooth tapered surface can be formed.
この場合、前記段部形成工程と前記整形工程とは交互に複数回行うことができる。 In this case, the step forming step and the shaping step can be alternately performed a plurality of times.
あるいは、前記段部形成工程により複数の前記段部を形成した後に、これら段部に対して前記整形工程をそれぞれ、あるいは複数ずつまとめて実施することも可能である。 Alternatively, after forming a plurality of stepped portions in the stepped portion forming step, the shaping step may be performed on each of these stepped portions, or a plurality of stepped portions may be performed collectively.
本発明の金属製カップの製造方法において、前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有するガイド部と該ガイド部より大径の成形部とを連続させた段付きパンチを備えており、前記段付きパンチの前記ガイド部を先行して前記筒体に挿入することにより、前記ガイド部を前記筒体に嵌合しつつ前記成形部により前記筒体を拡径する方法としてもよい。 In the metal cup manufacturing method of the present invention, the punch used in the step forming step comprises a stepped punch in which a guide portion having a cylindrical outer surface and a forming portion having a larger diameter than the guide portion are connected. Alternatively, by inserting the guide portion of the stepped punch first into the cylindrical body, the diameter of the cylindrical body is expanded by the forming portion while the guide portion is fitted into the cylindrical body. good.
段付きパンチのガイド部を先行して筒体に挿入するので、筒体と段付きパンチとの芯合わせがなされ、その後の成形部による拡径加工を精度よく行わせることができ、真円度の高いカップを製造することができる。 Since the guide portion of the stepped punch is inserted into the cylindrical body first, the cylindrical body and the stepped punch are aligned with each other. can produce high cups.
この場合、前記金属製カップの胴部には、底部付近に下部段部がさらに形成されており、前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有する成形部を有する下部段部用パンチをさらに備え、前記段付きパンチにより前記胴部の前記底部付近に初期段部を形成した後、該初期段部内に前記下部段部用パンチを嵌合して前記初期段部の下方部分を拡径しながら加工することにより、前記下部段部を形成するとよい。 In this case, a lower stepped portion is further formed near the bottom of the body of the metal cup, and the punch used in the stepped portion forming step has a lower stepped portion having a forming portion having a cylindrical outer surface. After forming an initial stepped portion near the bottom portion of the body portion with the stepped punch, the lower portion of the initial stepped portion is formed by fitting the lower stepped portion punch into the initial stepped portion. It is preferable to form the lower stepped portion by processing while increasing the diameter of the .
下部段部は筒体の最も底部側に形成されるため、ガイド部を有する段付きパンチを用いて成形しようとすると、そのガイド部が筒体の内底面に当接するおそれがある。そのため、最初に、下部段部の形成位置より上方位置で段付きパンチにより初期段部を形成し、その初期段部の位置を下方に押し下げるように下部段部用パンチで加工している。下部段部用パンチは、ガイド部を有しない構造とすることができるため、底部に接近させて下部段部を成形しても、底部を変形させることはない。 Since the lower stepped portion is formed on the bottommost side of the cylindrical body, if a stepped punch having a guide portion is used for molding, the guide portion may come into contact with the inner bottom surface of the cylindrical body. For this reason, first, an initial stepped portion is formed by a stepped punch at a position above the formation position of the lower stepped portion, and the position of the initial stepped portion is pressed downward by a lower stepped portion punch. Since the punch for the lower stepped portion can have a structure that does not have a guide portion, the bottom portion will not be deformed even if the lower stepped portion is formed by bringing the punch closer to the bottom portion.
本発明の金属製カップの製造方法において、前記拡径工程の後、前記中間筒体の前記開口端部を折り返してカール部を形成するカール工程を有するとよい。開口端部にカール部を有するので、唇が振れたときの口触りが良くなる。 The method for manufacturing a metal cup according to the present invention preferably includes a curling step of folding back the open end portion of the intermediate cylinder to form a curled portion after the diameter expanding step. Since the opening end has a curled portion, the mouthfeel is improved when the lips are shaken.
この場合、前記拡径工程において、前記段部形成工程を実施することにより、前記中間筒体の前記開口端部に缶軸方向に沿うストレートの上部円筒部を形成するとよい。カール工程では、成形ツールを中間筒体の開口端部から缶軸方向に押し付ける加工となるため、その荷重をストレートの上部円筒部により受けることができ、カール部を精度良く形成することができる。 In this case, it is preferable to form a straight upper cylindrical portion along the can axial direction at the open end portion of the intermediate cylindrical body by performing the stepped portion forming step in the diameter expanding step. In the curling process, the molding tool is pressed from the open end of the intermediate cylinder in the can axial direction, so the load can be received by the straight upper cylindrical part, and the curled part can be formed with high accuracy.
換言すると、底部から開口端部まで漸次拡径する形状を連続させると、カール成形工程での変形が大きく、正確に形成することが難しい。そこで、開口端部に円筒部を形成して、その変形強度を高めることにより、カール成形工程でカール部を変形させることなく、より正確に形成することができる。 In other words, if the shape gradually increasing in diameter from the bottom to the open end is continued, deformation in the curl forming process is large, and it is difficult to form the shape accurately. Therefore, by forming a cylindrical portion at the open end to increase the deformation strength thereof, the curled portion can be formed more accurately without being deformed in the curl forming process.
また、前記上部円筒部は上部段部用パンチにより形成するとよい。拡径工程における最後の加工となるため、段付きパンチを用いると、その前の段階で形成したテーパ状部分がガイド部により変形させられるおそれがあるためである。 Further, the upper cylindrical portion is preferably formed by a punch for upper step portion. This is because the tapered portion formed in the previous step may be deformed by the guide portion if a stepped punch is used since this is the last step in the diameter-enlarging step.
本発明によれば、外周面にしわやクラックが生じにくく、滑らかなテーパ面状の胴部を有する金属製カップを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to manufacture a metal cup having a smoothly tapered trunk portion in which wrinkles and cracks are less likely to occur on the outer peripheral surface.
以下、本発明に係る金属製カップの製造方法の実施形態を、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a metal cup according to the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態の製造方法によって製造される金属製カップ1は、図1に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板をプレス成形により有底筒状に形成したものであり、底部2の直径より開口端部3の直径が大きく、全体として底部2から開口端部3に向けて漸次拡径するテーパ状の胴部4を有する。開口端部3に、エッジ部を含む端部を半径方向外方に巻き込んでなるカール部5が形成されている。この金属製カップ1の半径方向の中心を缶軸Cとする。
The
底部2は、凹状に湾曲したドーム部6、その外周縁に連続し、缶軸方向下方に向かうにしたがって漸次拡径する内側テーパ壁部7、内側テーパ壁部7の外周縁に連続し、金属製カップ1をテーブル等に置いたときに接地するリム部8、リム部8の外周端から胴部4の最下端につながるテーパ状の立ち上がり部9を連続させた形状である。
The
ドーム部6は、缶軸C上の位置において、リム部8先端からの距離が最も大きい凹状である。リム部8は、缶軸C周りにリング状に形成され、缶軸Cの下方に向けて凸となる屈曲面に形成され、その最も突出した位置で接地する。リム部8の最外周端は胴部4の最も径の小さい最下端よりも小径に形成されており、このリム部8の最外周端と胴部4の最下端との間が立ち上がり部9により連結されている。
The
胴部4は、底部2付近と開口端部3付近とに缶軸Cに沿うストレート状の下部円筒部11および上部円筒部12が形成されている。底部2から連続する下部円筒部11の上端に、わずかな範囲で下部段部13が形成されるとともに、カール部5に連続する上部円筒部12の下端にも、わずかな範囲で上部段部14が形成されている。これら下部段部13の上端と上部段部14の下端との間が、下方から上方に向けて漸次直径が大きくなるテーパ筒部15に形成されている。
The
これらの諸寸法は必ずしも限定されるものではないが、例えば、以下のように設定される。
カール部の直径(外径)D1:75mm以上100mm以下
接地部の直径D2:45mm以上60mm以下
全体の高さH1:80mm以上180mm以下
ドーム部6の深さH2:1mm以上15mm以下
下部円筒部11の直径D3:50mm以上70mm以下
上部円筒部12の直径D4:70mm以上95mm以下
底面から下部段部13の下端までの高さH3:8mm以上25mm以下
カール部5の上端から上部段部14の上端までの長さH4:8mm以上20mm以下
水平面に対するテーパ筒部15の角度θ:80°以上85°以下
Although these dimensions are not necessarily limited, they are set as follows, for example.
Curl portion diameter (outer diameter) D1: 75 mm or more and 100 mm or less Ground contact portion diameter D2: 45 mm or more and 60 mm or less Overall height H1: 80 mm or more and 180 mm or less Depth H2 of dome portion 6: 1 mm or more and 15 mm or less Lower
次に、この金属製カップ1の製造方法について説明する。金属製カップ1は、金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体21を形成する筒体形成工程と、筒体形成工程後に、外径の異なる複数のパンチ40~43を外径の小さい順に用いながら、前記筒体21に開口端部22側から前記パンチ40~43を押し込んで、前記筒体21の胴部23を底部2側より開口端部22側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部15を形成し、中間筒体50を形成する拡径工程と、この拡径工程により形成された中間筒体50の開口端部にカール部5を形成するカール工程と、を有する工程を経て製造される。以下、工程順に説明する。
Next, a method for manufacturing the
[筒体形成工程]
筒体形成工程では、アルミニウム又はアルミニウム合金製の板材を打ち抜いて絞り加工することにより、次工程の筒体21よりも大径で浅いカップ25を形成するカップ形成工程(図2(a))と、このカップ25に絞り加工及びしごき加工(絞りしごき加工)を加えて、カップ25より小径で図に示すように所定高さの有底円筒状の筒体21を形成する絞りしごき工程(図2(b))とを有する。
[Cylinder Forming Step]
In the cylindrical body forming step, a
この絞りしごき工程では、筒体21の底部2は、金属製カップ1の底部2の最終形状に仕上げられ、ドーム部6、内側テーパ壁部7、リム部8、テーパ状の立ち上がり部9を有している。
In this drawing and ironing process, the
[拡径工程]
拡径工程は、複数の工程からなり、筒体21の胴部23に底部2側の直径より開口端部22側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、段部を押し広げながらテーパ面状に整形する整形工程とを、順次繰り返すことにより、図2(c)に示す中間筒体50を形成する。
[Diameter expansion process]
The diameter-expanding step consists of a plurality of steps, a stepped portion forming step of forming a stepped portion having a larger diameter on the side of the opening
この場合、筒体21の最下部に下部段部13を形成する下部段部形成工程の後、その下部段部13の若干上方位置に第1段部を形成する第1段部形成工程、その第1段部を整形する第1整形工程、その整形面の上端付近に第2段部を形成する第2段部形成工程、第2段部を整形する第2整形工程、・・・というように、最初の下部段部形成後は、段部形成工程と整形工程とを交互に施工し、一つの段部を形成して、その段部を整形しながら、全体をテーパ状に形成する。例えば、段部形成工程および整形工程を交互にそれぞれ10~30回行う。
In this case, after the lower step portion forming step of forming the
また、筒体21の最上部においては、最後に上部段部14を形成するための上部段部形成工程を施工し、これにより拡径工程を終了する。
Finally, at the uppermost part of the
以下、その詳細を説明する。なお、この拡径工程においては、筒体21の形状が徐々に変化していくが、拡径工程の最後に形成される筒体を中間筒体50とし、それまでの途中の工程で形成される筒体については、筒体形成工程で用いた筒体と同一の符号21を付して説明する。
The details are described below. In this diameter-enlarging step, the shape of the
(段部形成工程)
段部形成工程は、図3~図6に示すように、直径の異なる複数の段付きパンチ40~42と、2個の下部段部用パンチ43と上部段部用パンチとが用いられる(図には直径の異なる3個の段付きパンチ40~42と、1個の下部段部用パンチ43のみ示されている。上部段部用パンチは直径は異なるものの外形は下部段部用パンチと同様であるので、必要に応じて下部段部用パンチ43を参照して説明する)。
(Stepped portion forming step)
As shown in FIGS. 3 to 6, the stepped portion forming step uses a plurality of stepped
段付きパンチ40~42は、図4及び図6(図3及び図5にも二点鎖線で示している)に示すように、ガイド部44と、ガイド部44より大径の成形部45とを連続させた段付き形状に形成されており、ガイド部44を先端側に配置している。ガイド部44は、筒体21内に先行して挿入されるが、このガイド部44では筒体21が成形されることはなく、筒体21との芯合わせのために用いられる。
The stepped punches 40 to 42, as shown in FIGS. 4 and 6 (indicated by two-dot chain lines in FIGS. 3 and 5 as well), have a
これら段付きパンチ40~42のガイド部44の外周面は、先端側が丸面取り面46に形成され、その丸面取り面46の外周端からほぼストレートの円柱状外面47に形成されている。各段付きパンチ40~42のガイド部44の最大径は、自身の段付きパンチ40~42によって段部が形成される前の筒体21の開口部の内径よりわずかに小さく形成される。
The outer peripheral surface of the
成形部45は、ガイド部44の円柱状外面47から半径方向外方に突出するように凸状湾曲面に形成され、その最大直径がガイド部44の円柱状外面47の直径より大きく形成されている。そして、その成形部45により筒体21の底部2側より開口端部22側の直径が大きい段部51~53(図3~図6において、それぞれ成形部位の異なる段部を符号51~53にて示す)が形成される。
The
下部段部用パンチ43は、図3に示すように、段付きパンチ40~42のようなガイド部44を有しない、成形部48の表面を先端まで延長させ、先端周縁の角部を凸円弧面状に面取りした形状のパンチである。この図3では下部段部用パンチ43は、段無し形状に形成されている。上部段部用パンチも直径は異なるが、下部段部用パンチ43と同様、段付きパンチ40~42のようなガイド部44を有さず、成形部(符号48参照)の表面を先端まで延長させた形状である。
As shown in FIG. 3, the lower stepped
下部段部用パンチ43は、段付きパンチ40~42のうちの最も直径の小さい段付きパンチ40の成形部45と同じかそれよりわずかに小さい直径に形成され、上部段部用パンチは、整形工程で用いられる整形パンチ61のうちの最も直径の大きい整形パンチ61の整形面65の最大直径と同じかそれよりわずかに小さい直径に形成されている(上部段部用パンチの図示は省略するが、その形状については下部段部用パンチ43を代表して示すので、これを参照のこと)とから構成される。
The lower stepped
なお、これら下部段部用パンチ43及び上部段部用パンチはガイド部44を有しないので、成形部48の凸状湾曲面48aが先端方向に延びて形成されており、その最小径が、これら下部段部用パンチ43及び上部段部用パンチにより成形される前の筒体の内径よりそれぞれ小さく形成されている。
Since the
(整形工程)
整形工程では、段部形成工程で形成した段部52,53を滑らかなテーパ面状に整形する。この整形工程で用いられる整形パンチ61は、図5に示すように、先端部が丸面取り面62に形成されるとともに、丸面取り面62の後端に先端から後方に向かうにしたがって漸次拡大するテーパ状面63が連続し、そのテーパ状面63の後端面に大きな曲率半径の凸状湾曲面64が形成されている。そして、そのテーパ状面63の途中位置から凸状湾曲面64の前半部分にかけた領域が整形面65とされている。
(Shaping process)
In the shaping step, the stepped
この場合、整形面65は、その先端を符号65aで示したように、段部形成工程で形成された段部52よりも先端方向に十分離れた位置から整形できるように先端方向に長く形成されており、一方、整形面65の後端65bが段部形成工程で形成された段部52,53の若干後方位置まで整形できる長さに形成されている。
In this case, the shaping
したがって、この整形面65は、ストレートのテーパ面ではなく、半径方向外方にわずかに膨らむように湾曲した凸状湾曲面64を有するテーパ面である。このような形状とすることにより、段部52,53の前後を含む広い領域を半径方向外方に押し広げたときの弾性回復(スプリングバック)を抑えることができ、筒体21の胴部23を確実にテーパ面に形成することができる。したがって、この整形工程では、段部形成工程で形成した段部52,53の前後の広い領域を滑らかなテーパ状に整形することができる。
Therefore, the shaping
これら段部形成工程と整形工程とにおいて、まず、胴部4の最も下方に配置されている下部段部13を成形する(図3、下部段部形成工程)。この下部段部13は、最も直径の小さい段付きパンチ40と下部段部用パンチ43とにより形成され、最初に段付きパンチ40により底部2付近に段部(このときの段部を初期段部とする)51を形成する。
In the steps of forming the stepped portion and the shaping step, first, the lower stepped
この場合、筒体21の底面に近い位置での加工であり、段付きパンチ40で底部2に接近した位置まで加工すると、先に加工した底部2にガイド部44が衝突して変形させるおそれがあるため、底部2に到達しない位置まで段付きパンチ40で加工する。この段付きパンチ40で加工した状態を図3の二点鎖線で示している。
In this case, the processing is performed at a position near the bottom surface of the
次いで、下部段部用パンチ43を筒体21に嵌合して、この段付きパンチ40で形成した初期段部51の位置を下方に押し下げるように、初期段部51の下方を拡径しながら加工して、下部段部13を形成する。この下部段部用パンチ43は、段付きパンチ40の成形部45と同じかわずかに小さい外径に形成されているため、段部52により拡径された筒体21の胴部23に嵌合され、該胴部23と芯合わせされる。また、この下部段部用パンチ43は、ガイド部44を有していないため、段付きパンチ40よりも底部2近くまで接近させることができる。
Next, the
なお、この下部段部用パンチ43により形成される下部段部13より下方位置は、下部段部形成工程を含め、拡径工程時にチャック部70により筒体21の外周面が保持される部分であり、テーパ状に形成しないで下部円筒部11をストレートのまま残しておく。
The position below the lower stepped
次に、二番目に直径の小さい段付きパンチ(便宜的に図4により説明する)41により、下部段部13(図4には図示略)の若干上方位置に第1段部52を形成する。このとき、段付きパンチ41のガイド部44が下部段部13の大径部内に挿入して、パンチ41の筒体21への芯合わせがなされる。
Next, a first stepped
そして、この第1段部52を形成した後、第1段部52の前後が整形パンチ61によって滑らかなテーパ状に整形される(図5)。この場合、前述したように整形パンチ61の整形面65がストレートのテーパ面ではなく、半径方向外方にわずかに膨らんだ湾曲面状に形成されているので、前工程で形成された段部52を半径内方から十分に押し広げて、その痕跡を有効に消すことができ、滑らかなテーパ状に形成することができる。
After forming the first stepped
そして、この段部形成工程と整形工程とを必要回数繰り返した後、最後に、上部段部用パンチ(図示略)によって筒体21の開口端部22の若干下方位置に上部段部14を形成する(上部段部形成工程)。この上部段部用パンチも下部段部用パンチ43と同様、ガイド部を有しない成形部48のみのパンチである。
After repeating the steps of forming the stepped portion and the shaping step a required number of times, finally, the upper stepped
この上部段部形成パンチは、最も直径の大きい整形パンチ61の整形面65と同じかわずかに小さい直径に形成されているので、それまでに形成した筒体21の開口端部22から抵抗なく嵌合して芯合わせされる。そして、整形パンチ61で整形したテーパ面の最上部を加工して、上部段部14を形成する。上部段部14の上方はストレートの円筒状の上部円筒部12´(図7の二点鎖線参照)となる。
Since this upper step forming punch is formed to have the same diameter as or slightly smaller than the shaping
この上部段部14を形成した後は上部円筒部12´をストレートのまま残しておくため整形工程を実施しないが、上部段部14を段付きパンチ41,42により形成すると、その前に実施された整形工程で整形したテーパ状部分がガイド部44により変形させられてしまうため、ガイド部44を有しないパンチ(上部段部用パンチ)を用いることにより上部段部14の下方部位を変形させないようにしている。
After the upper stepped
したがって、この一連の拡径工程によって形成されるテーパ状中間筒体51は、その底部2付近が缶軸Cに沿うストレート状の下部円筒部11に形成され、開口部22が同じくストレート状の上部円筒部12´に形成される。
Therefore, the tapered intermediate
[カール工程]
拡径工程の後、中間筒体50の上部円筒部12´のエッジを含む端部を径方向の外側に折り返しながら巻回することによりカール部5を形成する。このカール工程では、図7に示すように、複数のカーリングツール71が用いられる。
[Curl process]
After the diameter-expanding step, the curled
各カーリングツール71は、缶軸Cに公差する方向に沿う軸C1を中心に回転自在であり、その周方向に沿って成形用溝72を有している。そして、各カーリングツール71を中間筒体50の開口端に缶軸C方向に押し付けながら、上部円筒部12´の周囲を旋回させることにより、成形用溝72によって上部円筒部12´のエッジを含む端部を拡開しながら折り返して、カール部5を形成する。
Each curling
このカール工程では、カーリングツール71がテーパ状中間筒体50を缶軸C方向に押圧するが、中間筒体50の開口端部は缶軸Cに沿うストレートの上部円筒部12´により形成されているとともに、それまでの拡径工程を経たことによる加工硬化の効果も相俟って、座屈や変形が生じにくい。
In this curling process, the curling
このようにして製造される金属製カップ1は、底部2及び開口端部3付近に若干の長さのストレートの円筒部11,12が形成され、その間の胴部4の大部分が底部2から開口端部3に向けて漸次拡径するテーパ状に形成されている。その製造方法においては、筒体21の底部2側より開口端部22側の直径が大きい段部52,53を形成した後、その段部52,53を押し広げるようにテーパ状に整形するという工程を繰り返すことにより、胴部4の全体を滑らかなテーパ状に形成している。
The
この場合、内周側から半径方向外方に金属材料を押し広げる加工となるので、しわが生じにくい。また、最初に段部52,53を形成してからテーパ状に整形しているので、段部52,53を形成せずにテーパ状に加工する場合に比べて割れの発生も少なくなる。このため、滑らかなテーパ状の胴部4を形成することができる。
In this case, since the metal material is expanded radially outward from the inner peripheral side, wrinkles are less likely to occur. Moreover, since the stepped
また、この金属製カップ1の底部2は、最初の段階で形成される有底円筒状の筒体21に形成した底部2をそのまま用いており、この底部2より上方部分を拡径加工している。したがって、筒体21を形成する工程(筒体形成工程)は、既存の飲料缶用の設備をそのまま用いて実施することができる。
In addition, the
なお、開口部3にはカール部5が形成されているため、口触りも滑らかである。
In addition, since the curled
上記実施形態では、拡径工程において、一つの段部を形成した後、この段部をテーパ面状に整形し、その後、その上方に新たな段部を形成してテーパ面状に整形するというように、段部形成工程と整形工程とを交互に繰り返したが、段部形成工程を複数回実施することにより、缶軸Cに沿って複数個の段部を形成した後、これら段部を底部側から1個ずつ順次整形することとしてもよい。また、2個以上の段部をまとめて整形することも可能である。 In the above-described embodiment, in the diameter expanding step, after forming one stepped portion, this stepped portion is shaped into a tapered surface, and then a new stepped portion is formed above it to shape it into a tapered surface. , the stepped portion forming step and the shaping step are alternately repeated, but by performing the stepped portion forming step a plurality of times, a plurality of stepped portions are formed along the can axis C, and then these stepped portions are formed. It is good also as shaping one by one from the bottom part side one by one. It is also possible to collectively shape two or more stepped portions.
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を適宜変更可能である。 In addition, the above embodiments can be modified as appropriate without departing from the scope of the present invention.
C 缶軸
1 金属製カップ
2 底部
3 開口端部
4 胴部
5 カール部
6 ドーム部
7 内側テーパ壁部
8 リム部
9 立ち上がり部
11 下部円筒部
12 上部円筒部
13 下部段部
14 上部段部
15 テーパ筒部
21 筒体
25 カップ
41,42 段付きパンチ
43 下部段部用パンチ
44 ガイド部
45 成形部
47 円柱状外面
48 成形部
48a 凸状湾曲面
50 中間筒体
51 段部(初期段部)
52,53 段部
61 整形パンチ
63 テーパ状面
64 凸状湾曲面
65 整形面
70 チャック部
71 カーリングツール
72 成形用溝
C Can
52, 53
Claims (8)
金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程と、
絞りしごき工程後に、前記筒体に開口端部側からパンチを押し込んで、前記筒体の胴部を、底部側より前記開口端部側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部を有する中間筒体を形成する拡径工程と、
を有することを特徴とする金属製カップの製造方法。 A method for manufacturing a metal cup by press-molding a metal plate,
A drawing and ironing step of forming a bottomed cylindrical cylinder by drawing and ironing a metal plate;
After the drawing and ironing process, a punch is pushed into the cylindrical body from the opening end side, and the body portion of the cylindrical body is gradually expanded from the bottom side toward the opening end side to form an intermediate portion having a tapered cylindrical portion. a diameter-expanding step of forming a cylindrical body;
A method for manufacturing a metal cup, comprising:
1つ以上の前記パンチを用いて、前記筒体の胴部に、該筒体の前記底部側の直径より前記開口端部側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、
1つ以上の前記パンチを用いて、前記段部を押し広げながら前記テーパ筒部に整形する整形工程とを有することを特徴とする請求項1に記載の金属製カップの製造方法。 The diameter-expanding step includes:
a stepped portion forming step of forming a stepped portion having a larger diameter on the opening end side than the diameter on the bottom side of the cylindrical body in the trunk portion of the cylindrical body using one or more of the punches;
2. The method of manufacturing a metal cup according to claim 1, further comprising a shaping step of shaping the tapered cylindrical portion while spreading the stepped portion using one or more of the punches.
前記段付きパンチの前記ガイド部を先行して前記筒体に挿入することにより、前記ガイド部を前記筒体に嵌合しつつ前記成形部により前記筒体を拡径することを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の金属製カップの製造方法。 The punch used in the stepped portion forming step comprises a stepped punch in which a guide portion having a cylindrical outer surface and a forming portion having a larger diameter than the guide portion are connected,
By inserting the guide portion of the stepped punch first into the cylindrical body, the diameter of the cylindrical body is expanded by the forming portion while the guide portion is fitted into the cylindrical body. Item 5. A method for manufacturing a metal cup according to any one of Items 2 to 4.
前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有する成形部を有する下部段部用パンチをさらに備え、
前記段付きパンチにより前記胴部の前記底部付近に初期段部を形成した後、該初期段部内に前記下部段部用パンチを嵌合して前記初期段部の下方部分を拡径しながら加工することにより、前記下部段部を形成することを特徴とする請求項5に記載の金属製カップの製造方法。 A lower stepped portion is further formed near the bottom of the body of the metal cup,
The punch used in the stepped portion forming step further includes a lower stepped portion punch having a forming portion having a cylindrical outer surface,
After forming an initial stepped portion near the bottom portion of the body portion with the stepped punch, the punch for the lower stepped portion is fitted into the initial stepped portion, and the lower portion of the initial stepped portion is processed while expanding the diameter. 6. The method of manufacturing a metal cup according to claim 5, wherein the lower stepped portion is formed by:
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