JP2507311Y2 - 円筒深絞り成形用工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、アルミニウム薄板な
どの金属圧延板を円筒形状に深絞り加工をする深絞り成
形に用いられる円筒深絞り成形用工具に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように深絞り成形方法は、飲料缶
等の容器やウイスキ−キャップ等のクロ−ジャ−、鍋の
器物等の底付一体容器の製造法として広く用いられてい
る。

【０００３】一般にこの深絞り成形では、素材として圧
延材を用い、この圧延材を成形すべき容器等の最終形状
に基づき打抜いて、これを平滑なしわ押え板により適当
な力で挟持し、パンチの押圧によりダイスに押込んで成
形を行っている。

【０００４】ところで、圧延材は圧延の際の塑性変形に
より異方性を有する集合組織となり、圧延方向に対する
方位により、伸び等の機械的性質が異なる特性を有して
いる。このため、この圧延材を用いて深絞り成形を行う
と、容器縁部に耳が生じて高さが不揃いになってしま
う。例えば、冷間圧延により得られたアルミニウム圧延
材では、圧延方向に対して４５°方向の４か所に耳が発
生し、また圧延後、再結晶焼鈍し処理を行った圧延材で
は圧延方向およびこれと９０°方向の４か所に耳が発生
する。このようにして生ずる縁部の高さの不揃いは、後
行程で所定の高さに切り揃えられる。したがって、耳率
が大きいと切り捨て量が増大して歩留りが悪化する。ま
た、耳の先端が加工時に破断してダイス内に巻込まれる
ことなどにより加工トラブルの原因ともなる。そこで従
来は耳率の低い材料を求めて、素材メ−カ−による開発
が進められている。

【０００５】

【考案により解決すべき課題】しかしながら、深絞り用
の圧延材として求められる特性としては種々のものがあ
り、この耳率は深絞り用圧延材として求められる特性の
１つにすぎないものである。すなわち深絞り用圧延材と
しては強度、絞り性（限界絞り比）、加工面の仕上り具
合、表面処理性等の多岐に亘る特性が求められており、
耳率を犠牲にしても他の特性を優先させなければならな
い場合も有る。その結果としては耳率の改善が十分に果
たされず、前記した種々の問題が生じてしまう。

【０００６】考案者等は、この耳の発生機構について検
討したところ、深絞り成形途中のしわ押え面内での変形
挙動が耳の発生部（山部）と他部（谷部）とで異なるこ
とを見出し、このため、谷部では板厚が増加してしわ押
え力が圧延材に均等に加わらないことを明らかにした。
また、通常深絞り成形に供給される被加工材は、コイル
状、切板状等の形態に拘らず、一定の方向性を持って成
形機に送られるものである。従って圧延材の有する耳発
生傾向（異方性に依存）に応じて、しわ押え面での圧延
材の拘束状態を圧延方向に対する角度に従い変化させる
ことにより、しわ押え面での圧延材の変形を均一化して
耳率の発生を低下させるように工夫して本考案をするに
至ったものである。

【０００７】つまり、この考案は前記問題点を解決する
ことを基本的な目的とし、素材である圧延材の特性を変
更することなく、しわ押え面での拘束条件を変化させて
耳率を効果的に改善する深絞り成形方法に用いられる円
筒深絞り成形用工具を提供するものである。

【０００８】又、深絞り成形加工のダイス外面或いはし
わ押え板の外面の一部を弾性変形により膨出するように
した成形工具（特開昭５８−３８６１７号公報）や深絞
り成形加工の途中で、圧延材に当接するグリップを突出
させるようにした成形工具（実開昭５１−１４７１４８
号公報）があったが、前記弾性変形やグリップ突出の為
の機構が成形用工具を複雑化し、加えて、駆動力を与え
るための別の設備を必要とする問題点があった。この考
案は成形用工具の単純化を図ることができる深絞り成形
用工具を提供することも目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】また、この考案の円筒深
絞り成形用工具は、圧延材に接するダイス外面又はしわ
押え板面の少なくとも一方の面に、ポンチの押圧点を中
心として、圧延材の圧延方向に対する所定の角度領域内
で、前記ポンチによる深絞り加工の全工程期間に亘っ
て、圧延材に対する摩擦力を増加もしくは減少させる為
の摩擦調整区域として潤滑油塗布区域、微小溝形成区域
又は微小孔形成区域が前記面に直接設けたことを特徴と
するものである。

【００１０】前記した摩擦調整区域は、所定の角度領域
内へ選択的に潤滑油を塗布して摩擦力を減少させること
により設けることが可能である。

【００１１】また、所定の角度領域内へダイス外面もし
くはしわ押え板面の外縁から中心に向けた方向（中心方
向）に沿って微小溝を形成して摩擦力を相対的に減少さ
せることや、この中心方向と交叉する方向、望ましくは
直交する方向に沿って微小溝を形成して摩擦力を相対的
に増加させることにより摩擦調整区域を設けることも可
能である。なお中心方向と直交する方向に沿って微小溝
を設けることにより効果的に摩擦力を増加させることが
できる。

【００１２】さらに、しわ押え板面に微小孔を設けるこ
とにより摩擦を増大させることも可能である。

【００１３】

【作用】この考案によれば、ダイス外面としわ押え板面
とからなるしわ押え面の少なくとも片面に、摩擦力を増
加もしくは減少させた摩擦調整区域を設けたので、摩擦
調整区域を圧延材の異方性に適合させることにより、し
わ押え面内での変形が均一になり、異方性による耳の発
生を極力防止することができる。すなわち、耳が発生し
やすい角度領域の摩擦力を相対的に減少させることによ
り、圧延材における他の部分との変形の差を阻止して耳
率を減少させる。

【００１４】

【実施例】次に、この考案の円筒深絞り成形用工具を図
１〜図５に基づいて説明する。

【００１５】冷間圧延により圧延されたアルミニウム圧
延材を用いて、筒状の容器を深絞り成形で得るべく、こ
の圧延材を円形に打抜いて深絞り成形用圧延材１として
用意する。この圧延材１は圧延方向に対し、４５°の傾
きに異方性を有しており、従来の方法により深絞り成形
を行えば、４５°方向の部分に耳の発生が見られる。

【００１６】この圧延材１に対して当接するしわ押え板
２には、その当接面（しわ押え板面３）に摩擦調整区域
を設けておく。すなわち、当接する圧延材１における圧
延方向を基準として、この方向に対し、所定の傾きを有
する角度領域内の摩擦力を増加もしくは減少させる。し
たがって、圧延材１をしわ押え板２に対して、圧延方向
を基準として常に一定の姿勢を保って深絞り成形用工具
に送り込むように構成すれば、しわ押え板２はしわ押え
の際には圧延材に合せて角度調整をすることは不要とな
る。

【００１７】実施例ではしわ押え板面３において、圧延
方向に対して４５°の傾きを有する角度線を中心とする
角度領域４に、それぞれ潤滑油５を選択的に塗布して摩
擦力を減少させる（図１）。

【００１８】図２は実施例２を示し、上記した角度領域
４をしわ押え板面３の外縁から中心に向けた方向（中心
方向）に沿って、所定粗さのサンドペ−パなどにより研
磨して多数の微小溝を形成し、角度領域４の摩擦力を相
対的に減少させたものである。

【００１９】次に図３および図４に示されるしわ押え板
面３は、前記実施例とは異なり圧延方向およびこれと９
０°の傾きを有する角度線を中心とする角度領域６に摩
擦調整区域を設けたものである。すなわち、第３図に示
された実施例３では、しわ押え板面３の角度領域６を、
上記中心方向と直交する方向（交叉方向）に沿ってサン
ドペ−パなどにより研磨して複数の微小溝を形成し、角
度領域６の摩擦力を相対的に増加させたものである。ま
た図４に示される実施例４では、しわ押え板面３の前記
角度領域６に、ドリル加工により多数の微小孔７を設け
て、角度領域６の摩擦力を同じく相対的に増加させたも
のである。

【００２０】これらの実施例における角度領域６は、図
１および図２で示した実施例における角度領域４とは重
複しない領域であり、しわ押え板面３のうち角度領域４
を除いた他部が角度領域６と一致する。

【００２１】前述したように実施例１、２では角度領域
４の摩擦力を減少させ、実施例３、４では角度領域６の
摩擦力を増大させている。ところで、角度領域４の摩擦
力を減少させることは、他部との相対的な関係では、こ
の他部の摩擦力を増大させたに等しいものである。

【００２２】すなわち、上記した実施例１〜実施例４で
は、圧延材の異方性に従い、耳が発生しやすい角度領域
の摩擦力を、他部よりも相対的に減少させたものであ
り、その手段として実施例１、２では耳が発生しやすい
角度領域の摩擦力を減少させたものであり、実施例３、
４では他部の摩擦力を増大させたものである。

【００２３】以上のようにしわ押え板面に摩擦調整区域
を設けておいたこれらの実施例１〜実施例４と、しわ押
え板の表面の全面を方向性を持たせることなく、サンド
ペーパーなどにより平滑に研磨しておいた比較例とによ
り、所定の深絞り加工での耳の発生、すなわち耳率を測
定する試験を行った。

【００２４】各実施例および比較例の加工条件を第１表
に示すように定め、それぞれの試験条件では各５個の試
験片用いて、図５に示される成形機で深絞り成形を行っ
た。すなわち、円形に打抜かれた圧延材１をダイス８の
外面に配置して、その周縁を実施例もしくは比較例で示
したしわ押え板２で深絞り加工の全工程期間に亘って押
え、ポンチ９で圧延材１を押し込んで深絞り成形を行
う。この試験の結果、すなわち耳率は第１表に示され
る。

【００２５】なお、耳率は後記式により求め、第１表に
は５個の試験片の平均値を示した。

【００２６】

【数１】

【００２７】

【表１】

【００２８】この試験結果に示されるように、比較例に
対し、実施例１〜実施例４により深絞り成形した場合で
は、いずれも耳率が低く（耳率が２％以上低下）、耳発
生の改善効果は顕著である。

【００２９】なお、上記した実施例では、冷間圧延によ
り得られ、圧延方向に対して４５°の方向で耳の発生が
認められる圧延材について説明したが、再結晶焼鈍など
の熱処理を施して、圧延方向に対して９０°の方向で耳
が生じやすい圧延材では、この方向性に従い、しわ押え
板面に、所定の角度領域で摩擦調整区域を設けることに
より同様の効果を得ることが可能である。

【００３０】すなわち、圧延方向およびこれと９０°の
傾きを有する角度線を中心とする角度領域の摩擦力を相
対的に減少させ、もしくは、この角度領域の他部であっ
て、圧延方向と４５°の傾きを有する角度線を中心とす
る角度領域の摩擦力を、相対的に増大させることにより
耳の発生を防止する。

【００３１】また前記実施例ではしわ押え板面に摩擦調
整区域を設けたが、圧延材と接するダイス外面に摩擦調
整領域を設けることも可能であり、さらにはしわ押え板
面およびダイス外面の両側に設けることも可能である。

【００３２】

【考案の効果】この考案の円筒深絞り成形用工具を用い
れば、耳が発生することなく成形品が得られるという効
果がある。

【００３３】又、この考案によれば円筒深絞り加工の途
中で、圧延材との摩擦を変化させる機構を不要とできる
ので、成形用工具の複雑化を避けて、簡単な構造にでき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例１で用いられるしわ押え板の
正面図。

【図２】同じく実施例２で用いられるしわ押え板の正面
図。

【図３】同じく実施例３で用いられるしわ押え板の正面
図。

【図４】同じく実施例４で用いられるしわ押え板の正面
図。

【図５】実施例もしくは比較例で用いられる深絞り成形
用工具の一部省略断面図。

【符号の説明】

１ 圧延材 ２ しわ押え板 ３ しわ押え板面 ４ 角度領域 ５ 潤滑油 ６ 角度領域 ８ ダイス ９ ポンチ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 しわ押え板で成形用圧延材をダイス外面
   に押しつけつつポンチの押圧により深絞り加工する成形
   用工具において、圧延材に接するダイス外面又はしわ押
   え板面の少なくとも一方の面に、ポンチの押圧点を中心
   とした圧延材の圧延方向に対する所定の角度領域内で、
   前記ポンチによる深絞り加工の全工程期間に亘って、圧
   延材に対する摩擦力を増加もしくは減少させる為の摩擦
   調整区域として潤滑油塗布区域、微小溝形成区域又は微
   小孔形成区域が前記面に直接設けられた円筒深絞り成形
   用工具。