JP2023069570A - Metallic cup manufacturing method - Google Patents

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Abstract

To provide a method of manufacturing a tapered metallic cup having a relatively large diameter while enabling use of an existing facility.SOLUTION: A method for manufacturing a metallic cup having a tapered surface, which expands from a bottom side toward an opening side, on a shank by press molding of a metal plate comprises: a cylindrical body formation process in which a bottomed cylindrical body is formed by drawing and ironing the metal plate; and a tapered surface formation process in which a tapered surface is formed on a shank of the cylindrical body. In the tapered surface formation process, the tapered surface is formed via a diameter reduction process in which a diameter is reduced from a middle position in a lengthwise direction of the cylindrical body to the bottom side, and an expansion process in which a diameter is expanded from the middle position to the opening side.SELECTED DRAWING: Figure 2

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。
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。
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.
Patent Literature 1 discloses a tapered metal cup (metal cup). The metal cup is made of aluminum and is said to be harder, more durable and more recyclable than plastic cups.

また、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(筒体)を形成し(DI工程)、その開口端部を丸めてカール部を形成した後、段階的絞り処理により、カール部から底部に向けて、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。 In addition, as a method of manufacturing this metal cup, a metal plate is punched and drawn to form a cup, and the cup is ironed to form a cylindrical vertical wall preform (cylinder) ( DI step), after its open end is rolled to form a curl, a vertical draw having vertical wall sections of continuously decreasing diameter and different heights from the curl to the bottom by a stepwise drawing process. Forming the cup and then widening each of the vertical wall sections using a die having a tapered profile to form a tapered cup with each vertical wall section having a tapered sidewall, and finally the cup. Forming a dome on the bottom is described.

特開2020-508874号公報JP 2020-508874 A

ところで、テーパ状の金属製カップに形成する前の筒体の形成工程は、いわゆる2ピース缶の飲料缶に普通に用いられている絞りしごき加工によって形成されるため、既存の設備を用いることができれば、効率的である。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。 By the way, the step of forming the cylindrical body before forming it into a tapered metal cup is formed by drawing and ironing, which is commonly used for so-called two-piece beverage cans, so existing equipment can be used. Efficient if possible. The existing manufacturing equipment forms a cylindrical body with a diameter of about 66 mm, which is a size that is easy to hold.

しかしながら、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もある。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。 However, 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 Patent Document 1, the final shape cup will have a small diameter because it is a process of drawing from the cylindrical body. In order to achieve the same capacity as existing cylinders, it is necessary to make the cup elongated. In particular, since the bottom has the smallest diameter, there is a risk that it will fall over when placed on a table or the like. On the other hand, if an attempt is made to manufacture a cup with a large diameter, it is necessary to change the drawing and ironing process equipment on a large scale to one capable of forming a cylindrical body with a large diameter.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、既存の設備の使用を可能にしつつ、比較的大径のテーパ状金属製カップを製造することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to manufacture a tapered metal cup having a relatively large diameter while enabling the use of existing equipment.

本発明の金属製カップの製造方法は、金属板をプレス成形して、胴部に底部側より開口部側に向けて拡径するテーパ面を有する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筒体形成工程と、前記筒体の胴部に前記テーパ面を形成するテーパ面形成工程とを備え、前記テーパ面形成工程は、前記筒体の長さ方向の途中位置から底部側にかけて縮径する縮径工程と、前記途中位置から開口部側にかけて拡径する拡径工程と、を経て前記テーパ面を形成する。 The method for producing a metal cup of the present invention is a method of press-molding a metal plate to produce a metal cup having a body portion with a tapered surface that expands in diameter from the bottom side toward the opening side. A cylindrical body forming step of forming a bottomed cylindrical cylindrical body by drawing and ironing a plate; forms the tapered surface through a diameter reducing step in which the diameter is reduced from an intermediate position in the length direction of the cylindrical body to the bottom side, and a diameter expanding step in which the diameter is enlarged from the intermediate position to the opening side.

筒体の長さ方向の途中位置から底部側と開口部側とで加工方法を分けて、縮径工程を底部側のみとしていることから、既存の筒体形成設備を用いて形成した筒体を用いても、テーパ面を有する金属製カップの底部の直径を特許文献1記載のカップより大きく形成することが可能であり、全体として比較的大きい直径の金属製カップとすることができる。
また、縮径工程及び拡径工程を筒体の長さの途中位置から例えば半分の長さの範囲に対してのみ行うので、それぞれの加工の変形率(縮径率及び拡径率)を特許文献1記載の方法より小さくすることができ、しわや亀裂等の発生を抑制することができ、滑らかなテーパ面を形成することができるとともに、材料の薄肉化等も図ることが可能になる。
もちろん、筒体形成工程としては、通常の2ピース缶で用いられている既存の設備をそのまま転用することが可能である。
Since the processing method is divided between the bottom side and the opening side from the middle position of the cylinder in the length direction, and the diameter reduction process is performed only on the bottom side, the cylinder formed using the existing cylinder forming equipment is used. Even if it is used, it is possible to form the diameter of the bottom of the metal cup having a tapered surface larger than that of the cup described in Patent Document 1, and the metal cup as a whole can have a relatively large diameter.
In addition, since the diameter reduction process and the diameter expansion process are performed only in the range from the middle position of the cylinder to, for example, half the length, the deformation rate (diameter reduction rate and diameter expansion rate) of each processing is patented It can be made smaller than the method described in Document 1, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and cracks, and it is possible to form a smooth tapered surface, and it is also possible to reduce the thickness of the material.
Of course, as the cylindrical body forming step, it is possible to divert existing equipment used for ordinary two-piece cans as they are.

本発明の金属製カップの製造方法において、前記縮径工程の後に前記拡径工程を実施することができる。 In the method for manufacturing a metal cup of the present invention, the diameter-enlarging step can be performed after the diameter-reducing step.

また、本発明の金属製カップの製造方法において、前記縮径工程より先に前記拡径工程を実施するとともに、前記拡径工程後の中間筒体の開口端部に、そのエッジを含む端部を折り返してカール部を形成するカール工程を実施し、該カール工程の後に前記縮径工程を実施するとよい。 Further, in the method for manufacturing a metal cup of the present invention, the diameter-enlarging step is performed prior to the diameter-reducing step, and the opening end of the intermediate cylindrical body after the diameter-expanding step includes an end portion including the edge. It is preferable to carry out a curling step for forming a curled portion by folding back, and to carry out the diameter reducing step after the curling step.

拡径工程は筒体の底部を保持して、開口部側からパンチを用いて加工することになり、底部は筒体形成工程において加工されているので、その保持も容易であるが、縮径工程は、開口部側を保持して底部側を縮径する加工となる。このとき、筒体の開口部が筒体形成工程、あるいは拡径工程のままの円筒状の鋭利なエッジの状態であると、径方向に変形し易いため、安定して保持することは容易でない。上記のように拡径工程及びカール工程を先に実施することにより、開口端部に形成されるカール部を保持して縮径工程を実施することが可能になり、そのカール部は、変形しにくいとともに、平坦面を缶軸方向に当接させることができるため、保持が容易で、加工を安定して行うことができ、滑らかなテーパ面を形成することができる。 In the diameter-expanding process, the bottom of the cylindrical body is held and punched from the side of the opening. The process is a process of holding the opening side and reducing the diameter of the bottom side. At this time, if the opening of the cylindrical body remains in the shape of a cylindrical sharp edge in the cylindrical body forming process or the diameter expanding process, it is easy to deform in the radial direction, and it is not easy to hold it stably. . By performing the diameter-expanding step and the curling step first as described above, it is possible to perform the diameter-reducing step while holding the curled portion formed at the open end, and the curled portion is not deformed. In addition, since the flat surface can be brought into contact with the can axial direction, it is easy to hold, stable processing can be performed, and a smooth tapered surface can be formed.

なお、拡径工程より先に縮径工程を実施する場合、その縮径工程時に開口端部が断面楕円形になるなどの若干の変形が生じたとしても、その後に拡径工程により拡径されるので、開口端部を断面円形に矯正することができる。 In the case where the diameter reduction process is performed before the diameter expansion process, even if a slight deformation such as an elliptical cross section occurs at the opening end during the diameter reduction process, the diameter is expanded by the diameter expansion process after that. Therefore, the opening end can be corrected to have a circular cross section.

本発明によれば、筒体の長さ方向の途中位置から底部側を縮径工程により縮径し、開口部側を拡径工程により拡径しているので、既存の設備の使用を可能にするとともに、特許文献1記載のカップより大径のものを製造することができる。 According to the present invention, since the diameter of the bottom side is reduced by the diameter reduction process and the diameter of the opening side is expanded by the diameter expansion process from the middle position in the length direction of the cylinder, it is possible to use existing equipment. At the same time, it is possible to manufacture a cup having a larger diameter than the cup described in Patent Document 1.

本発明の実施形態の製造方法で製造された金属製カップの缶軸を中心に半分を縦断面とした正面図である。1 is a front view of a metal cup manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention, with half taken as a longitudinal section centering on the can axis. FIG. 第1実施形態の製造方法を示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a manufacturing method of a 1st embodiment. 筒体形成工程で得られる筒体の缶軸を中心に半分を縦断面図とした正面図である。FIG. 3 is a front view of a cylindrical body obtained in a cylindrical body forming step, with half of the can axis taken as a center in longitudinal section. 縮径工程で加工している状態を(a)(b)の順に示す要部の縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the principal part which shows the state currently processed by the diameter reduction process in order of (a) and (b). 筒体の底部側に図4の金型セットで段部を形成した状態を示す半分を断面にした正面図である。FIG. 5 is a front view showing a state in which a stepped portion is formed on the bottom side of the cylindrical body by the mold set of FIG. (a)に縮径工程後の第1中間筒体、(b)に拡径工程後の第2中間筒体を示す半分を断面に下正面図である。It is a lower front view which shows the 1st intermediate cylinder body after a diameter-reduction process in (a), and shows the 2nd intermediate cylinder body after a diameter-expansion process in (b) in a half section. 拡径工程で段部を形成し、その段部をテーパ状に整形している状態を(a)(b)の順に示す要部の縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the principal part which shows in order of (a) and (b) the state which forms the stepped part by the diameter-expanding process, and is shaping the stepped part in the taper shape. カーリング工程においてカーリングツールで加工している状態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state of processing with a curling tool in a curling process; 本発明の第2実施形態の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of 2nd Embodiment of this invention. (a)で拡径工程後の第3中間筒体、(b)でカール工程後の第4中間筒体を示す半分を断面にした正面図である。It is the front view which made the half section which shows the 3rd intermediate cylinder after a diameter-expanding process in (a), and shows the 4th intermediate cylinder after a curling process in (b).

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。
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の直径より開口部3の直径が大きく、全体として底部2から開口部3に向けて漸次拡径するテーパ状の胴部4を有し、開口部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。
Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing a metal cup according to the present invention will be described with reference to the drawings.
The metal cup 1 manufactured by the manufacturing method of the present embodiment is, as shown in FIG. The opening 3 has a larger diameter, and has a tapered body 4 whose diameter gradually expands from the bottom 2 toward the opening 3 as a whole. A curled portion 5 is formed by being wrapped around. Let the can axis C be the center of the metal cup 1 in the radial direction.

胴部4は、開口部3付近に缶軸Cに沿うストレート状の円筒部12が形成されており、この上部円筒部12の下端から底部にかけて漸次直径が小さくなる(底部から開口部にかけて漸次直径が大きくなる)テーパ面15aを有するテーパ筒部15が形成されている。 The body portion 4 has a straight cylindrical portion 12 along the can axis C near the opening 3, and the diameter of the upper cylindrical portion 12 gradually decreases from the lower end to the bottom (the diameter gradually decreases from the bottom to the opening). A tapered cylindrical portion 15 having a tapered surface 15a is formed.

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、カール部の直径(外径)D1が75mm以上100mm以下、全体の高さH1が80mm以上180mm以下、上部円筒部12の直径D4が70mm以上95mm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が8mm以上20mm以下、水平面に対するテーパ筒部15のテーパ面15aの角度θが80°以上85°以下に形成される。 These dimensions are not necessarily limited. 70 mm or more and 95 mm or less, the length H4 from the upper end of the curled portion 5 to the upper end of the upper step portion 14 is 8 mm or more and 20 mm or less, and the angle θ of the tapered cylindrical portion 15 with respect to the horizontal plane is 80° or more and 85° or less. be done.

次に、この金属製カップ1の製造方法について説明する。
この金属製カップ1は、図2に示すように、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(図3参照)と、筒体形成工程後に、外径の異なる複数の金型のセットを外径の大きい順に用いながら、筒体21の胴部23の高さの途中位置(例えば半分の位置)より底部24側の部位を、開口部22側より底部24側にかけて徐々に縮径してテーパ状とすることにより、図6(a)に示すような第1中間筒体41を形成する縮径工程と、この第1中間筒体41の胴部の残りの部位を底部2側から開口部22側にかけて徐々に拡径してテーパ状とすることにより、テーパ面15aを有する第2中間筒体42(図6(b)参照)を形成する縮径工程と、この第2中間筒体42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。つまり、テーパ面15aを形成するためのテーパ面形成工程を、縮径工程と拡径工程とに分けて実施する。以下、工程順に説明する。
Next, a method for manufacturing the metal cup 1 will be described.
As shown in FIG. 2, the metal cup 1 is formed by drawing and ironing a metal plate to form a cylindrical body 21 with a bottom (see FIG. 3), and after the cylindrical body forming process. , while using a set of a plurality of molds having different outer diameters in descending order of the outer diameter, the portion of the cylindrical body 21 closer to the bottom 24 than the intermediate position (for example, half position) of the height of the body 23 is opened 22 . By gradually reducing the diameter from the side to the bottom portion 24 side to form a tapered shape, a first intermediate cylindrical body 41 as shown in FIG. A second intermediate cylinder 42 (see FIG. 6B) having a tapered surface 15a is formed by gradually increasing the diameter of the rest of the body from the bottom 2 side to the opening 22 side to form a tapered shape. and a curling step of forming the curled portion 5 at the open end of the second intermediate cylindrical body 42 . That is, the tapered surface forming process for forming the tapered surface 15a is performed by dividing the diameter reducing process and the diameter expanding process. The order of steps will be described below.

[筒体形成工程]
筒体形成工程では、図3(a)に示すように、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3(b)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とを有する。この筒体21の底部24はほぼフラットに形成される。
[Cylinder Forming Step]
In the cylindrical body forming step, as shown in FIG. 3A, a plate material made of aluminum or an aluminum alloy is punched and drawn to form a cup 25 having a larger diameter and a shallower depth than the cylindrical body 21 in the next step. In addition to the forming step, drawing and ironing (drawing and ironing) are applied to the cup 25 to form a cylindrical body 21 having a diameter smaller than that of the cup 25 and a predetermined height as shown in FIG. 3(b). and a drawing and ironing step. A bottom portion 24 of the cylindrical body 21 is formed substantially flat.

[縮径工程]
この縮径工程及び次の拡径工程においては、筒体21の胴部23の形状が徐々に変化していくが、縮径工程の最後に形成される筒体を第1中間筒体41、拡径工程の最後に形成される筒体を第2中間筒体42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21、第1中間筒体41又は第2中間筒体42のいずれかの符号を付して説明する。
[Diameter reduction process]
In this diameter-reducing step and the subsequent diameter-expanding step, the shape of the body portion 23 of the cylindrical body 21 gradually changes. The cylindrical body formed at the end of the diameter-expanding process is referred to as the second intermediate cylindrical body 42, and the cylindrical bodies formed in the intermediate processes up to that time are the cylindrical body 21, the first intermediate cylindrical body 41, or the second intermediate cylindrical body. Description will be given by attaching one of the reference numerals of the body 42 .

縮径工程では、図4に示す金型セット31が用いられる。この金型セット31は、筒体21の胴部23内に挿入されるパンチ32及び該パンチ32の周囲を囲むように配置される筒状のしわ押さえリング33と、胴部23の外側で筒体21が底部24側から押し込まれることで、しわ押さえリング33との間で筒体21の一部を挟みながら縮径するリング状ダイ34とからなり、これら金型セット31が径の大きい順に複数組用いられることで、筒体21が徐々に縮径される。 A mold set 31 shown in FIG. 4 is used in the diameter reduction step. The mold set 31 includes a punch 32 inserted into the body 23 of the cylindrical body 21 , a cylindrical wrinkle holding ring 33 arranged so as to surround the punch 32 , and a cylindrical wrinkle holding ring 33 disposed outside the body 23 When the body 21 is pushed in from the side of the bottom part 24, it is composed of a ring-shaped die 34 whose diameter is reduced while holding a part of the cylindrical body 21 between it and a wrinkle suppressing ring 33. These die sets 31 are arranged in descending order of diameter. By using a plurality of sets, the cylindrical body 21 is gradually reduced in diameter.

具体的には、まず、最も大きい径の金型セット31を用いて、筒体21内にパンチ32としわ押さえリング33とを挿入し、これらと同軸上にリング状ダイ34を配置する。リング状ダイ34は、しわ押さえリング33の内径とほぼ同じ内径に形成されるとともに、しわ押さえリング33と対峙する先端部がしわ押さえリング33と同じ方向、ほぼ同じ角度で傾斜して形成されている。図4に示すように、しわ押さえリング33の先端部は、半径方向外方に向けて高さが小さくなる方向に傾斜しており、リング状ダイ34は、半径方向外方に向けて高さが大きくなる方向に傾斜している。 Specifically, first, using the die set 31 having the largest diameter, the punch 32 and wrinkle suppressing ring 33 are inserted into the cylindrical body 21, and the ring-shaped die 34 is arranged coaxially therewith. The ring-shaped die 34 is formed to have an inner diameter substantially the same as that of the wrinkle-retaining ring 33, and is formed so that the tip facing the wrinkle-retaining ring 33 is inclined in the same direction and at approximately the same angle as the wrinkle-retaining ring 33. there is As shown in FIG. 4, the tip of the wrinkle holding ring 33 is inclined in a direction of decreasing height radially outward, and the ring-shaped die 34 is inclined radially outward in height. is inclined in the direction of increasing

そして、これらパンチ32及びしわ押さえリング33と、リング状ダイ34とを相対的に移動させて、リング状ダイ34の先端部としわ押さえリング33の先端部との間で筒体21の一部を挟持しながら、リング状ダイ34の中に筒体21を押しこむようにして筒体21を絞り成形することにより、筒体21の長さの半分程度の長さまで外径を縮小させる。これにより、筒体21は、図5に示すように、開口部22側に図3(b)と同じ外径の胴部23Aが残るが、長さの半分程度から底部24側の胴部43の外径が小さくなり、その間に段部44が形成される。 Then, the punch 32 and the wrinkle holding ring 33 and the ring-shaped die 34 are moved relative to each other so that a part of the cylindrical body 21 is formed between the tip of the ring-shaped die 34 and the tip of the wrinkle holding ring 33 . is squeezed into the ring-shaped die 34 to draw the cylindrical body 21, the outer diameter of the cylindrical body 21 is reduced to about half the length of the cylindrical body 21. As a result, as shown in FIG. 5, the cylindrical body 21 has a trunk portion 23A having the same outer diameter as that shown in FIG. becomes smaller and a stepped portion 44 is formed therebetween.

次いで、その次に径の大きい金型セットより同様に絞り成形するが、そのとき、絞り成形の長さは、先に絞り成形した位置の手前(段部44より底部24側)で終了するように設定する。これにより、段部44より底部24側にさらに段部44が形成され、この段部44より底部24側の胴部43がさらに縮径される。この操作を径の異なる金型セットで径の大きい順に繰り返すことで、図5の二点鎖線で示すように、筒体21の胴部43に、缶軸C方向に沿って径の異なる複数の段部44が形成される。 Next, the mold set with the next largest diameter is drawn in the same manner, but at this time, the length of the drawing is set so that it ends before the previously drawn position (on the side of the bottom 24 from the step 44). set to As a result, a stepped portion 44 is further formed closer to the bottom portion 24 than the stepped portion 44 , and the diameter of the body portion 43 closer to the bottom portion 24 than the stepped portion 44 is further reduced. By repeating this operation with mold sets having different diameters in descending order of diameter, as shown by the two-dot chain line in FIG. A stepped portion 44 is formed.

その後、筒体21内に外周面がテーパ状に形成されたパンチ(図示略)を挿入して、段部44を滑らかなテーパ状に整形することにより、胴部の高さ方向の中間部位から底部側のほぼ半分を底部側にかけて漸次縮径するテーパ面状に形成し、図6(a)に示す第1中間筒体41を形成する。この場合、底部2は先の筒体21の底部24より小径になり、最終形状の金属製カップ1の底部2と同じ外径、形状となる。この第1中間筒体41では、長さ方向(高さ方向)の中間部位から底部2側に漸次縮径するテーパ状胴部46が形成されるとともに、開口部22側には、テーパ状胴部46の最大径でストレート状の円筒状胴部23Aが残されている。 After that, a punch (not shown) having a tapered outer peripheral surface is inserted into the cylindrical body 21 to shape the stepped portion 44 into a smooth tapered shape. Approximately half of the bottom side is formed into a tapered surface whose diameter gradually decreases toward the bottom side to form the first intermediate cylindrical body 41 shown in FIG. 6(a). In this case, the bottom portion 2 has a smaller diameter than the bottom portion 24 of the cylindrical body 21 and has the same outer diameter and shape as the bottom portion 2 of the metal cup 1 in the final shape. In the first intermediate cylindrical body 41, a tapered body portion 46 whose diameter is gradually reduced toward the bottom portion 2 side from an intermediate portion in the length direction (height direction) is formed. A straight cylindrical body portion 23A having the maximum diameter of the portion 46 is left.

[拡径工程]
拡径工程は、縮径工程で形成された第1中間筒体41におけるテーパ状胴部46のテーパ面に連続するように、高さ方向の中間部位から開口部22側をテーパ面状に形成する。この拡径工程は、図7に示す複数のパンチ51,52を径の小さい順に用いながら、第1中間筒体41の胴部の高さ方向の中間部位から開口部22側の円筒状胴部23Aに、段部形成用パンチ51により底部2側の直径より開口部22側の直径が大きい段部53を形成する段部形成工程と、整形用パンチ52によって段部53を押し広げながらテーパ面54に整形する整形工程とを、順次繰り返すことにより、縮径工程で形成した底部2側のテーパ状胴部46のテーパ面に連続させたテーパ面を開口部22側に形成して、図6(b)に示すように、胴部の大部分をテーパ面15aとしたテーパ筒部15を有する第2中間筒体42を形成する。
[Diameter expansion process]
In the diameter-expanding step, the tapered surface is formed from the intermediate portion in the height direction to the opening portion 22 side so as to be continuous with the tapered surface of the tapered trunk portion 46 of the first intermediate cylindrical body 41 formed in the diameter-reducing step. do. In this diameter-expanding step, while using a plurality of punches 51 and 52 shown in FIG. 23A, a stepped portion forming step of forming a stepped portion 53 having a larger diameter on the opening 22 side than the diameter on the bottom portion 2 side by a stepped portion forming punch 51, and a taper surface while expanding the stepped portion 53 by a shaping punch 52. 54 is sequentially repeated to form a tapered surface on the side of the opening 22 that is continuous with the tapered surface of the tapered trunk portion 46 on the side of the bottom portion 2 formed in the diameter reduction step. As shown in (b), a second intermediate cylindrical body 42 is formed having a tapered cylindrical portion 15 with a tapered surface 15a for most of the trunk portion.

この場合、最初に段部形成工程により段部形成用パンチ51で段部53を形成し、その段部53を整形工程により整形用パンチ52でテーパ状に整形し、次いで、先に形成した段部53の位置より若干開口部22側に次の段部を形成して、その段部を整形する、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ながら、底部2側から開口部22側へと胴部23Aを徐々にテーパ状に形成する。この拡径工程は、第1中間筒体41の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。
なお、この拡径工程における最終形状の第2中間筒体42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が施工され、これにより拡径工程を終了する。
上部段部14を形成した後は、この上部段部14より開口部22側に形成される上部円筒部12Aをストレートのまま残しておく。
In this case, the stepped portion 53 is first formed by the stepped portion forming punch 51 in the stepped portion forming step, the stepped portion 53 is tapered by the shaping punch 52 in the shaping step, and then the previously formed stepped portion is formed. The next stepped portion is formed slightly closer to the opening 22 than the position of the portion 53, and the stepped portion is shaped. While alternately repeating the stepped portion forming step and the shaping step, the opening is made from the bottom portion 2 side. The trunk portion 23A is gradually tapered toward the portion 22 side. Since this diameter-expanding process is a process for expanding the metal material radially outward from the inner peripheral side of the first intermediate cylindrical body 41, wrinkles are less likely to occur.
At the top of the second intermediate cylindrical body 42 in the final shape in this diameter-enlarging process, the upper-stepped-part forming process for forming the upper stepped part 14 is performed lastly, and thus the diameter-expanding process is finished. .
After forming the upper stepped portion 14, the upper cylindrical portion 12A formed closer to the opening 22 than the upper stepped portion 14 is left straight.

[カール工程]
拡径工程の後、第2中間筒体42の上部円筒部12A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8に示すように、複数のカーリングツール71,72が用いられる。このカーリングツール71,72は、缶軸Cに公差する方向に沿う軸C1,C2を中心に回転自在であり、その周方向に沿って成形用溝を有している。そして、このカーリングツール71,72を第2中間筒体42の開口端に缶軸C方向に押し付けながら、上部円筒部12Aの周囲を旋回させることにより、成形用溝によって上部円筒部12A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。
[Curl process]
After the diameter-expanding step, the curled portion 5 is formed by winding the end portion including the edge of the upper cylindrical portion 12A of the second intermediate cylindrical body 42 radially outwardly. In this curling process, as shown in FIG. 8, a plurality of curling tools 71 and 72 are used. The curling tools 71 and 72 are rotatable about axes C1 and C2 extending in a direction crossing the can axis C, and have forming grooves along their circumferential direction. The curling tools 71 and 72 are rotated around the upper cylindrical portion 12A while being pressed against the opening end of the second intermediate cylindrical body 42 in the direction of the can axis C, so that the edges of the upper cylindrical portion 12A are bent by the shaping grooves. The curled portion 5 is formed by folding while expanding the end portion including.

このカール工程では、カーリングツール71,72が第2中間筒体42を缶軸C方向に押圧することになるが、第2中間筒体42の開口部は缶軸Cに沿うストレートの上部円筒部12Aにより形成されているとともに、それまでの縮径工程及び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。
なお、図8において符号73は、第1中間筒体41及び成形後の第2中間筒体42の底部2を保持する保持具であり、縮径工程後に第1中間筒体41の底部2を保持した後、拡径工程及びカール工程中においても、その保持状態が維持される。
In this curling process, the curling tools 71 and 72 press the second intermediate cylindrical body 42 in the can axis C direction. 12A, and the effect of work hardening due to the previous diameter-reducing and diameter-expanding steps, buckling and deformation are less likely to occur.
In FIG. 8, reference numeral 73 denotes a holder that holds the bottom portion 2 of the first intermediate cylinder 41 and the second intermediate cylinder 42 after molding. After holding, the held state is maintained even during the diameter expanding process and the curling process.

このようにして製造される金属製カップ1は、開口部3付近に若干の長さのストレートの円筒部12が形成され、この円筒部12より底部側の胴部4の大部分が底部2から開口部3に向けて漸次拡径するテーパ状に形成されている。
また、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。
The metal cup 1 manufactured in this manner has a straight cylindrical portion 12 with a slight length near the opening 3, and most of the body portion 4 on the bottom side of this cylindrical portion 12 extends from the bottom portion 2. It is formed in a tapered shape that gradually increases in diameter toward the opening 3 .
In addition, since the curled portion 5 is formed in the opening 3, the mouthfeel is smooth.

次に、この金属製カップ1の製造方法の第2実施形態について説明する。
第2実施形態の製造方法では、図9に示すように、筒体形成工程は第1実施形態と同じであるが、その後、第1実施形態とは逆に拡径工程を縮径工程より先に実施し、拡径工程と縮径工程との間にカール工程を実施する。
Next, a second embodiment of the method for manufacturing the metal cup 1 will be described.
In the manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIG. 9, the cylindrical body forming step is the same as in the first embodiment, but after that, contrary to the first embodiment, the diameter expanding step precedes the diameter reducing step. , and a curling process is performed between the diameter-expanding process and the diameter-reducing process.

すなわち、筒体形成工程後に、外径の異なる複数のパンチ51,52を外径の小さい順に用いながら、前記筒体21に開口部22側から前記パンチ51,52を押し込んで、前記筒体21の胴部23の高さの半分より開口部22側の部位を、底部24側より開口部22側に向けて徐々に拡径してテーパ状とした第3中間筒体61を形成する拡径工程と、この第3中間筒体61の開口端部にカール部5を形成するカール工程と、カール工程後の第4中間筒体63の胴部23の残りの部位を底部24側にかけて徐々に縮径してテーパ状とすることにより金属製カップ1を形成する縮径工程と、を有する工程を経て製造される。この第2実施形態では、拡径工程と、カール工程の後の縮径工程とにより、テーパ面15aが形成されるテーパ面形成工程となる。 That is, after the cylindrical body forming step, a plurality of punches 51 and 52 having different outer diameters are used in ascending order of the outer diameter, and the punches 51 and 52 are pushed into the cylindrical body 21 from the opening 22 side to form the cylindrical body 21 . The portion closer to the opening 22 than half the height of the body 23 is gradually expanded from the bottom 24 toward the opening 22 to form a third intermediate cylindrical body 61 that is tapered. a curling step of forming the curled portion 5 at the open end of the third intermediate cylinder 61; and a diameter reduction step of forming the metal cup 1 by reducing the diameter to form a tapered shape. In the second embodiment, a tapered surface forming step is performed in which the tapered surface 15a is formed by the diameter expanding step and the diameter reducing step after the curling step.

[拡径工程]
拡径工程においては、筒体21の底部24を保持した状態でその胴部23の高さ方向の中間部位から開口部22側を漸次拡径する。その拡径方法は第1実施形態と同様である。筒体21の底部24の保持は、図8において示した保持具73と同様、底部24を外側から保持し、その保持状態は、拡径工程及び次のカール工程の間、変えることなく維持される。得られた第3中間筒体61は、底部24側が筒体21の胴部23が円筒状に残されており、その胴部23Bに対して開口部22に向けて漸次拡径するテーパ筒部62が形成された形状となる。この場合も、第1実施形態の場合と同様、開口端部付近に上部段部14を形成して、上部円筒部12Aを残しておく。
[カール工程]
次いで、カール工程も第1実施形態の場合と同様であり、開口端部のエッジを含む端部を折り返してカール部5を形成する。図10(b)がカール工程後の第4中間筒体63である。
[縮径工程]
縮径工程は、第1実施形態と同様に、パンチ32としわ押さえリング33とリング状ダイ34とからなる複数の金型セットを用いて段部を形成し、その段部をテーパ状に整形する方法である。
[Diameter expansion process]
In the diameter-expanding step, the diameter of the opening 22 side is gradually expanded from the intermediate portion in the height direction of the trunk portion 23 while the bottom portion 24 of the cylindrical body 21 is held. The diameter-expanding method is the same as in the first embodiment. The holding of the bottom 24 of the cylindrical body 21 is the same as that of the holder 73 shown in FIG. be. In the obtained third intermediate cylinder 61, the body 23 of the cylinder 21 remains cylindrical on the bottom 24 side, and the body 23B has a tapered cylinder whose diameter gradually increases toward the opening 22. It becomes the shape where 62 was formed. Also in this case, as in the case of the first embodiment, the upper stepped portion 14 is formed near the opening end, leaving the upper cylindrical portion 12A.
[Curl process]
Next, the curling process is also the same as in the first embodiment, and the curled portion 5 is formed by folding back the end including the edge of the open end. FIG. 10(b) shows the fourth intermediate cylindrical body 63 after the curling process.
[Diameter reduction process]
In the diameter reduction process, as in the first embodiment, a stepped portion is formed using a plurality of die sets each including a punch 32, a wrinkle holding ring 33, and a ring-shaped die 34, and the stepped portion is shaped into a tapered shape. It is a way to

この第2実施形態では、カール工程を実施した後に縮径工程を実施する。この縮径工程においては、第4中間筒体63の開口部3にカール部5が形成されているので、開口部3の機械的強度が向上しており、このカール部5を保持して、胴部の底部側(23B)を加工することにより、安定した加工を実施することができる。前述の第1実施形態の場合も、縮径工程においては、開口部側を保持して加工を施すことになるが、第1実施形態の場合の開口部22はストレートの円筒形状のエッジであり(図6(a)参照)、径方向の変形が容易である。このため、第1実施形態においては、開口部22を保持する場合に、開口部22を内側及び外側から挟むように保持する必要があり、構造が複雑化する。
第2実施形態の場合は、カール部5の剛性が高いとともに、開口端が円弧面になるので、その先端を当接させて、安定して保持することができる。
In this second embodiment, the diameter reduction process is performed after the curling process is performed. In this diameter reduction step, the curled portion 5 is formed in the opening 3 of the fourth intermediate cylindrical body 63, so that the mechanical strength of the opening 3 is improved. By processing the bottom side (23B) of the barrel, stable processing can be carried out. In the case of the above-described first embodiment as well, in the diameter reduction process, the processing is performed while holding the opening side, but in the case of the first embodiment, the opening 22 is a straight cylindrical edge. (See FIG. 6(a)), radial deformation is easy. Therefore, in the first embodiment, when holding the opening 22, it is necessary to hold the opening 22 from the inside and the outside, which complicates the structure.
In the case of the second embodiment, since the curled portion 5 has high rigidity and the open end is an arcuate surface, the tip can be brought into contact and held stably.

上記実施形態では、縮径工程において、缶軸C方向に沿って複数の段部を形成した後、これら段部をテーパ面状に整形したが、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、次いで、次の段部を形成してテーパ面状に形成する、というように段部の形成とテーパ面状の整形とを交互に実施してもよい。 In the above embodiment, in the diameter reduction step, after forming a plurality of stepped portions along the direction of the can axis C, these stepped portions are shaped into a tapered surface. may be formed into a tapered surface, and then the next step may be formed to form a tapered surface.

一方、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。
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。
On the other hand, 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 the stepped portion to shape it into a tapered surface. The steps of forming the stepped portion and the shaping step were alternately repeated, but by performing the stepped portion forming step a plurality of times, after forming a plurality of stepped portions along the can axis C, these stepped portions were removed from the bottom side. It is also possible to shape them sequentially one by one. It is also possible to collectively shape two or more stepped portions.
In addition, the above embodiments can be modified as appropriate without departing from the gist of the present invention.

C 缶軸
1 金属製カップ
2 底部
3 開口部
4 胴部
5 カール部
12 上部円筒部
14 上部段部
15 テーパ筒部
15a テーパ面
21 筒体
23 胴部
24 底部
25 カップ
31 金型セット
32 パンチ
33 しわ押さえリング
34 リング状ダイ
41 第1中間筒体
42 第2中間筒体
43 胴部
44 段部
46 テーパ状胴部
51 段部形成用パンチ
52 整形用パンチ
61 第3中間筒体
62 テーパ筒部
63 第4中間筒体
71,72 カーリングツール
73 保持具
C Can Shaft 1 Metal Cup 2 Bottom 3 Opening 4 Body 5 Curl 12 Upper Cylinder 14 Upper Step 15 Tapered Cylinder 15a Tapered Surface 21 Cylinder 23 Body 24 Bottom 25 Cup 31 Mold Set 32 Punch 33 Wrinkle holding ring 34 Ring-shaped die 41 First intermediate cylinder 42 Second intermediate cylinder 43 Body 44 Stepped part 46 Tapered body 51 Stepped part forming punch 52 Shaping punch 61 Third intermediate cylinder 62 Tapered cylinder 63 fourth intermediate cylinders 71, 72 curling tool 73 holder

Claims (3)

金属板をプレス成形して、胴部に底部側より開口部側に向けて拡径するテーパ面を有する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筒体形成工程と、前記筒体の胴部に前記テーパ面を形成するテーパ面形成工程とを備え、
前記テーパ面形成工程は、前記筒体の長さ方向の途中位置から底部側にかけて縮径する縮径工程と、前記途中位置から開口部側にかけて拡径する拡径工程と、を経て前記テーパ面を形成することを特徴とする金属製カップの製造方法。
A method of press-molding a metal plate to produce a metal cup having a tapered surface on the body portion that expands in diameter from the bottom side toward the opening side, wherein the metal plate is drawn and ironed to form a bottomed cylinder. and a tapered surface forming step of forming the tapered surface on the body of the cylindrical body,
The tapered surface forming step includes a diameter reducing step in which a diameter is reduced from an intermediate position in the length direction of the cylindrical body toward the bottom side, and a diameter increasing step in which the diameter is increased from the intermediate position toward the opening side, and then the tapered surface is formed. A method of manufacturing a metal cup, characterized by forming a
前記縮径工程の後に前記拡径工程を実施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。 2. The method of manufacturing a metal cup according to claim 1, wherein the diameter-enlarging step is performed after the diameter-reducing step. 前記縮径工程より先に前記拡径工程を実施するとともに、前記拡径工程後の中間筒体の開口端部に、そのエッジを含む端部を折り返してカール部を形成するカール工程を実施し、該カール工程の後に前記縮径工程を実施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 is performed prior to the diameter-reducing step, and a curling step is performed to form a curled portion by folding back the end including the edge to the opening end of the intermediate cylinder after the diameter-expanding step. 2. The method of manufacturing a metal cup according to claim 1, wherein said diameter reducing step is carried out after said curling step.
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