JP6216341B2 - インパクト成形用金属スラグ - Google Patents

Description

本発明は、インパクト成形用金属スラグに関し、さらに詳しくは、金属チューブ状容器の口部及び閉鎖膜の亀裂及び表面欠陥の発生を防止してインパクト成形されると共に、金属スラグ材料の節約を図ったインパクト成形用金属スラグに関する。

従来、アルミニウム、アルミニウム合金、錫等の材料をインパクト成形（衝撃押出成形）して、容器、産業用機器の構造部品等を製造する方法が知られている。例えば、アルミニウム製品では、エアゾール容器、チューブ容器、フェルトペン（マーカーペン）容器、コピー機等の感光ドラム基体又は消火器容器等がある。一般にこれらの製品は、図１６に示すように、アルミニウム、アルミニウム合金等の材料を、所望の直径を有するコイン状に切断されたインパクト成形用スラグ５０を使用する。このスラグ５０は、図１８に示すように、インパクトプレス機内に設置されたダイ５１内に置かれる。その後、パンチ５２の前進によりスラグ５０に衝撃力を加えると、スラグ５０の材料が押し出され、チューブ容器等のインパクト成形品が製造される。このようなインパクト成形に関する先行技術文献として、特許文献１がある。

特開２００４−５８０８７号公報

しかし、図１８に示す従来のインパクト成形において図１７に示す閉鎖膜付きチューブ容器５３を成形する場合、以下のような問題や欠点があった。
（１）インパクト成形によりパンチ５２でスラグ５０の材料を押し出す際に、図１７に示すように、チューブ容器５３の閉鎖膜近傍の口部に、亀裂５４が発生することがあった。その原因はスラグの中心部の厚さが関係している。図１６に示すように、スラグ５０の中心部の肉厚寸法Ｘが、インパクト成形に最適な肉厚より薄いと、インパクト成形時に、スラグ５０の中心部の材料が流れすぎてしまい、スラグ５０の材料の流れに断層を発生させるのである。このような断層を発生させないためには、スラグ５０の中心部の肉厚寸法を厚くする必要があり、中心部の肉厚は口部及び閉鎖膜の亀裂発生の有無に大きく影響を及ぼしていた。
（２）しかし、スラグ５０の中心部の肉厚を厚く形成すると、材料が無駄になるという問題があった。その原因は、従来のスラグが、図１６に示すように、中心部の肉厚寸法Ｘと外周端部の肉厚寸法Ｙとが略同じ厚さであることが関係している。すなわち、スラグ５０の中心部の肉厚を厚くした分だけ、外周端部も厚く形成されてしまうのである。このように全体を厚くしたスラグ５０を用いてインパクト成形すると、スラグ５０の外周端部を構成する材料が必要以上に多いため、チューブ容器５３の胴部が、所望する寸法以上に長く成形される。そのため、成形後に不要な部分を切断する必要があり、材料が無駄になっていた。
（３）また、図１８に示すように、スラグ５０の下面５０ａの形状とダイ５１の内面形状５１ａが異なるため、スラグ５０をダイ５１に載置した場合、スラグ５０と内面形状５１ａとの間に隙間が形成される。そのため、インパクト成形時にスラグ５０が移動しやすく、成形不良が発生する欠点があった。
この発明は、インパクト成形の際に、金属チューブ状容器の口部及び閉鎖膜近傍の亀裂及び表面欠陥の発生を防止すると共に、金属スラグ材料の節約を図り、さらには、成形不
良のない安定した成形ができる金属スラグを提供することにより、亀裂や表面欠陥の無い口部及び閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を提供することを目的とする。

この課題を解決するため、請求項１記載の発明の解決手段は、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグにおいて、中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、前記外周部の下面が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続的に下方に延びている傾斜面を有し、その傾斜面が、成形する金属チューブ状容器の肩部と実質的に同じ角度で、かつ１５°〜６５°であり、前記中心部の下面と外周部の下面が連続的に繋がっており、外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっており、上面が平面または上方に突出した湾曲面ないし山型となっていることを特徴とするインパクト成形用金属スラグである。

なお、ここで言う傾斜面は、湾曲したものも含む。

請求項２記載の発明の解決手段は、本発明の金属スラグであって、前記中心部の下面が水平方向に平行な平面であるインパクト成形用金属スラグである。

請求項３記載の発明の解決手段は、本発明の金属スラグであって、前記中心部の下面が下方に突出した湾曲面であるインパクト成形用金属スラグである。請求項４記載の解決手段は、本発明の金属スラグであって、前記中心部の下面が外周部の下面の傾斜面を同一角度で延長した円錐状を呈しているインパクト成形用金属スラグである。

請求項５記載の発明の解決手段は、本発明の金属スラグであって、断面が舟形形状の底ブロックと、該底ブロック上に設けられる円盤状の中間ブロックと、該中間ブロック上に設けられ中央部が膨出し、断面が凸レンズ形状の上ブロックとからなるインパクト成形用金属スラグである。

請求項６記載の発明の解決手段は、本発明の金属スラグであって、断面が舟形形状の底ブロックと、該底ブロック上に設けられる、上面が平面の円盤状の中間ブロックとからなるインパクト成形用金属スラグである。

請求項７記載の発明の解決手段は、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグであって、中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、前記底ブロックの外周部の下面が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続的に下方に延びている傾斜面を有し、その傾斜面の角度が１５°〜６５°であり、外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっており、断面が舟形形状の底ブロックと、前記底ブロック上に設けられる、上面が凹状の湾曲面または逆山型の凹面となっている上ブロックとからなるインパクト成形用金属スラグである。

請求項８記載の発明の解決手段は、請求項７記載の金属スラグであって、前記傾斜面の角度が２５°〜３５°であるインパクト成形用金属スラグである。

請求項９記載の発明の解決手段は、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグであって、中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、前記外周部の下面が、外周部の端部から中心部まで連続的に下方に延びている傾斜面を有し、その傾斜面の角度が１５°〜６５°であり、外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっており、上面が突出した湾曲面または凹んだ湾曲面となっているインパクト成形用金属スラグである。

請求項１０記載の発明の解決手段は、請求項９記載の金属スラグであって、傾斜面の角度が１５°〜４５°であるインパクト成形用金属スラグである。

請求項１１記載の発明の解決手段は、請求項９記載の金属スラグであって、傾斜面の角度が４５°〜６０°であるインパクト成形用金属スラグである。

請求項１２記載の発明の解決手段は、本発明のインパクト成形用金属スラグを、ダイのダイ成形部に載置して固定し、パンチをスラグの上面側に加圧し、パンチの先端とノックアウトピンの間で閉鎖膜を形成しながらインパクト成形する、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器の製造方法である。

請求項１３記載の発明の解決手段は、本発明の金属チューブ状容器の製造方法であって、インパクト成形において、金属スラグの外周部の下面とダイの内面との間に、隙間が形成されないように、金属スラグの外周部の下面とダイ成形部の内面の形状を同一形状に形成したダイを用いて、インパクト成形する、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器の製造方法である。

この発明に係るインパクト成形用金属スラグによれば、インパクト成形の際に金属チューブ状容器の口部及び閉鎖膜近傍の亀裂や表面欠陥の発生を防止できると共に、金属スラグ材料の節約を図ることができる効果を奏する。また成形不良のない安定した成形が可能となる効果を有する。

本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける実施形態を示す平面図である。 図２ａは本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける実施形態を示す正面部分断面図であり、図２ｂは他の実施形態を示す正面部分断面である。 本発明に係るインパクト成形用のアルミスラグにおける他の実施形態を示す正面部分断面図である。 図４ａは本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおけるさらに他の実施形態を示す正面部分断面図であり、図４ｂは他の実施形態を示す正面部分断面である。 インパクトプレス機内に設置されたダイに、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグを固定し、パンチの前進によりインパクト成形する直前の状態を示す図面である。 本発明に係るインパクト成形用の金属スラグを、インパクト成形して金属チューブ状容器を製造している状態を示す断面図である。 図７ａ〜図７ｃは、それぞれ本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示す正面部分断面図である。 本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示す正面部分断面図である。 インパクトプレス機内に設置されたダイに、図８の金属スラグを固定し、パンチの前進によりインパクト成形する直前の状態を示す図面である。 本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示す正面部分断面図である。 本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示す正面部分断面図である。 本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおいて、各実施形態の肉厚寸法を示す図面である。 本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおいて、金属チューブ状容器の口部の高さ寸法を示す図面である。 本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおいて、外周端部の薄肉部の厚さ寸法を示す図面である。 本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおいて、金属チューブ状容器の胴部の高さ寸法を示す図面である。 図１６ａ、図１６ｂは、それぞれ従来のインパクト成形用金属スラグを示した断面図である。 従来のインパクト成形用金属スラグをインパクト成形した場合、チューブ容器の口部及び閉鎖膜近傍に、亀裂が生じる状態を示す正面断面図である。 従来のインパクト成形用金属スラグを、インパクトプレス機で成形している状態を示す図面である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１、図２ａ、図５及び図６は、本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおける第１の実施形態である。この実施形態では、アルミニウムやアルミニウム合金のスラグ１が用いられているが、錫、亜鉛、鉛、銅等の金属材料を用いてもよい。
図１に示すように鉛直視すると、スラグ１は、中心部１ａと、その周りに設けられた環状の外周部１ｂとからなる。図２ａに示すように、中心部１ａの中心Ｓ１の肉厚は、外周部１ｂの外縁Ｔの肉厚に比べて厚くなっている。スラグ１（の外周部１ｂ）の外径は、成形される金属チューブ状容器の胴部の一般的な大きさ（外径）、例えば１０ｍｍ〜５０ｍｍの胴部の外径に応じて適宜な外径寸法に形成される。中心部１ａの外径は、金属チューブ状容器の口部の形状および大きさに応じて適宜な外径寸法に形成される。
なお、この実施形態及び後述する他の実施形態に係る容器は、胴部を指で押し潰すことによって内容物を押し出す図１５のチューブ容器を例に説明しているが、本発明で定義する金属チューブ状容器はこのような容器に限定されない。本発明に係る金属チューブ状容器とは、胴部と、胴部よりも小径の口部と、胴部と口部との間に介在する肩部とを有する管状の容器のことを指す。特に、口部の上端付近が閉鎖膜で覆われ、胴部、口部、肩部及び閉鎖膜が一体の容器のことを指す。しかし、閉鎖膜で口部の上端が閉鎖されていなくてもよい。そのような金属チューブ状容器は、上記チューブ容器の他に、胴部を容易に押し潰すことができない容器も含まれる。

スラグ１は、図２ａに示すように水平視すると、下方から底ブロックＶ１、中間ブロックＶ２及び上ブロックＶ３とから構成されている。
底ブロックＶ１は、スラグ１の下部を構成しており、外周から中心に向かって斜め下向きに延びる傾斜面２と、該傾斜面２からスラグ１の軸心と略直交する方向（水平方向）に延びる下面３とを有している。底ブロックＶ１は全体として、縦断面形状が舟形形状（逆さ円錐台形状）である。また図示された角度αは、スラグ１の軸心と直交する平面に対する傾斜面２の角度であり、その角度は製造される金属チューブ状容器の肩部の角度と実質的に同じとなっている。そのため、その角度は、製造する金属チューブ状容器の肩部に応じて適宜設定される。しかし、好ましくは１５°〜６５°、次に好ましくは１５°〜４５°、さらに好ましくは２５°〜３５°である。
また、傾斜面２と下面３との間に、曲率半径Ｒが１ｍｍ〜１００ｍｍの円弧を介在させる、あるいは、傾斜面２と下面３との間に段差が形成されないように連続的に接続するのが好ましい。傾斜面２と下面３とを連続的に接続することにより、インパクト成形において、スラグの変形に伴うスラグの材料の流れをスムースにすることができ、成形不良が起こりにくい。また、段差による金型への損傷を防止でき、金型ダイの寿命を長くすることができる。
次に、この底ブロックＶ１の上部には、肉厚Ｔの円盤状の中間ブロックＶ２が構成され
ている。スラグ１の外周には、この中間ブロックＶ２による立上り壁４ａが形成されている。この立上り壁４ａの外径（スラグ１の外径）は、製造される金属チューブ状容器の胴部の外径と実質的に同じとなっている。
さらに、この中間ブロックＶ２の上部には、上ブロックＶ３が構成されている。該上ブロックＶ３の上面４は、中央が上方に膨出し、あるいは、上方に突出するように湾曲面となっており、縦断面形状が凸レンズ状を呈している。

スラグ１において、底ブロックＶ１の下面３が中心部１ａの下面を構成し、底ブロックＶ１の傾斜面２が外周部１ｂの下面を構成している。つまり、スラグ１において、下面３から鉛直上方に延びる円柱体が中心部１ａとなり、傾斜面２から鉛直上方にのびる環状体が外周部１ｂとなっている。
そして、中心部１ａの上面は中心を頂点として上方に突出して湾曲しており、中心部１ａの下面は水平面である。そのため、中心部１ａの肉厚は、一番厚い中心から半径方向外側に向かって薄くなっている。なお、中心部１ａの中心近辺の肉厚をＳ１となるように連続的に繋がる平面としてもよい。一方、外周部１ｂの下面（傾斜面２）は外周端から中心に向かって徐々に底ブロックＶ１の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部１ｂの上面も外周から中心に向かって徐々に上ブロックＶ３の肉厚が厚くなるように形成されている。つまり、外周部１ｂは、肉厚が半径方向内側に向かって徐々に増加する遷移領域をなしている。結果、中心部１ａの全体の肉厚の平均値は、外周部１ｂの全体の肉厚の平均値より大きくなっている。さらに、中心部１ａの肉厚は、常に外周部１ｂの肉厚以上となっている。
そして、底ブロックＶ１、中間ブロックＶ２及び上ブロックＶ３で構成される全体の厚さは、中心部１ａの中心の肉厚Ｓ１は２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に形成され、外周部１ｂの外縁（立上り部４ａ）の肉厚Ｔは０．５ｍｍ〜２ｍｍの範囲に形成されている。
なお、図２ｂに示すように、上ブロックＶ３の上面４は、中心部１ａが外周部１ｂより肉厚が厚くなることを条件に、断面傾斜直線と、その頂点（内端）を連続的に繋ぐ曲線とからなる山型としてもよい。これらの中心部１ａの中心の肉厚Ｓ１及び外周部１ｂの外縁の肉厚Ｔは、もちろん、Ｓ１＞Ｔの不等式が成り立ち、成形される金属チューブ状容器の胴部、肩部、口部の大きさ（外径）及び長さ寸法に応じて、任意に選択することができることはいうまでもない。

図５は、この実施形態に係るスラグ１を、インパクトプレス機内に設置されたダイ３１のダイ成形部３２に載置して固定し、パンチ３３の前進によりスラグ１をインパクト成形する直前の状態を示している。
ダイ３１は、閉鎖膜を備えた金属チューブ状容器を製造するためのものである。ダイ３１のダイ成形部３２は、ダイ３１を貫通する貫通孔である。その内面形状は、金属チューブ状容器の胴部８の外形を決める筒状の胴壁３２ｂと、その下端と連結する金属チューブ状容器の肩部の外形を決める肩壁３２ａと、その下端と連結する金属チューブ状容器の口部６の外形を決める口壁３２ｃと、エジェクターピン（図６の符号３５参照）を支持する誘導壁３２ｄとからなる。しかし、ダイ成形部３２は、少なくとも胴壁３２ｂと、肩壁３２ａとを備えていればよく、貫通孔でなくてもよい。また、図５に示すダイ３１は、一体の部品として示されているが、複数の部品で構成されてもよい。
パンチ３３は、金属チューブ状容器の胴部８の内形を決める柱状の本体３３ａと、その先端に設けられ、金属チューブ状容器の肩部の内形を決めるテーパー状の押圧肩３３ｂと、その先端に設けられ、金属チューブ状容器の口部の内形を決める柱状の突起３３ｃとからなる。押圧肩３３ｂは、肩壁３２ａと実質的に同じ傾斜角となっている。その傾斜角は、成形する金属チューブ状容器の肩部の角度と実質的に同じとなっている。
ダイ成形部３２の肩壁３２ａは、スラグ１の底ブロックＶ１の傾斜面２または傾斜面２及び下面３の縁部と同一形状に構成されており、下面３が口壁３２ｃの開口を塞ぐように配置され、スラグ１がダイ成形部３２の肩壁３２ａに間隙なく載置されている。また、ス
ラグ１の立上り壁４ａの外径とダイ成形部３２の胴壁３２ｂの内径の誤差が０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは０．２〜０．４ｍｍ、特に０．２５〜０．３５ｍｍの範囲としている。つまり、スラグ１の傾斜面２とダイ成形部３２の肩壁３２ａ、および、スラグ１の立上り壁４ａとダイ成形部３２の胴壁３２ｂが実質的に同一形状となっている。そのため、スラグ１は、ダイ成形部３２内にがたつくことなく固定される。しかし、傾斜面２のみがダイ成形部３２の肩壁３２ａと実質的に同一形状であってもがたつきは軽減される。これにより、インパクト成形時におけるスラグ１の移動が抑制されるので、成形性が頗るよい。また、図２に戻って、スラグ１の下面３と傾斜面２との間の曲率半径Ｒを適宜調整することにより、材料の過不足による金属チューブ状容器の不具合を解消し、良好な成形が可能となる。

このスラグ１において、中心部１ａは、スラグ１がダイ成形部３２に載置されたとき、実質的にパンチ３３の突起３３ｃを受ける部位であり、外周部１ｂは、スラグ１がダイ成形部３２に載置されたとき、実質的に肩壁３２ａに載置（または支持）される部位である。そのため、この実施形態に係るスラグ１を用いて、インパクト成形を行った場合、スラグ１の中心部１ａ近辺を厚肉に構成したので、図６に示すように、スラグ１の材料の流れが最適になり、安定した成形が可能になる。これは、スラグ１の材料の流れを、金属チューブ状容器５の口部６、閉鎖膜７及び胴部８の各部位ごとに制御できるためである。その結果、インパクト成形時に、口部６及び閉鎖膜７近傍に亀裂や表面欠陥が生じるのを確実に防ぐことができる。また、スラグ１の外周部１ｂの肉厚を中心部１ａの肉厚より薄く形成したから、金属チューブ状容器５の胴部８の寸法が、著しく長く成形されるのを防止でき、材料の節約を図ることができる。なお、上ブロックＶ３の上面を凸面としているため、中心部１ａの中心の肉厚をより厚くすることができ、口部６の形状（例えば、肉厚の口部本体３６ａと、その上端に形成された縮径部３６ｂと、その上端に形成された薄肉の開口部３６ｃと、閉鎖膜７とからなる口部６、図６参照）が複雑であっても亀裂や表面欠陥が生じることなく形成できる。本発明に係るインパクト成形用金属スラグにおいて、直径が３５ｍｍのアルミニウム製のスラグ１を用いた場合、約１７％の金属スラグ材料を削減することができた。

図３に戻って、図３は、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示している。スラグ１１は、中心部１１ａと、その周りに設けられた環状の外周部１１ｂとからなり、中心部１１ａの中心の肉厚Ｓ２が外周部１１ｂの外縁の肉厚Ｔに比べて厚くなっている。スラグ１１の外周部１１ｂおよび中心部１１ａの外径は、図２の実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部および口部の大きさ（外径）に応じて、適宜な寸法に形成されている。
この実施形態のスラグ１１は、下方から底ブロックＶ１及び中間ブロックＶ２とで構成されている。この実施形態は、中間ブロックＶ２の上部に上ブロックＶ３が構成されない点で図２の実施形態と異なっており、スラグ１１（中間ブロックＶ２）の上面１４がスラグ１１の軸心に対し直交する平面に形成されている。その他の構成は前記実施形態と同様であり、底ブロックＶ１は、外周から中心に向かって斜め下向きに延びる傾斜面１２と、該傾斜面１２からスラグ１１の軸心と略直交する方向に延びる下面１３とを有している。底ブロックＶ１は全体として、縦断面形状が舟形形状（円錐台形状）である。また図示された角度αは、図２の実施形態と同様に、スラグ１１の軸心と直交する平面に対する傾斜面２の角度である。好ましくは１５°〜６５°、次に好ましくは１５°〜４５°、さらに好ましくは２５°〜３５°である。また、傾斜面１２と下面１３との間に、曲率半径Ｒが１〜１００ｍｍの円弧を介在させてもよく、または、段差が形成されないように傾斜面１２と下面１３と連続的に接続する湾曲部を介在させてもよい。また、中間ブロックＶ２に基づいて、スラグ１１の外周には立上り壁１４ａが形成されている。なお、図１と同様に、底ブロックＶ１の下面１３が中心部１１ａの下面を構成し、底ブロックＶ１の傾斜面１２が外周部１１ｂの下面を構成している。
そして、中心部１１ａの上面および下面は水平面であり、中心部１１ａの肉厚は一定となっている。一方、外周部１１ｂの下面（傾斜面２）は外周端から中心に向かって徐々に底ブロックＶ１の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部１１ｂの上面は水平面となっている。つまり、外周部１１ｂは、肉厚が外周端から半径方向内側に向かって連続して徐々に減少する遷移領域をなしている。結果、中心部１１ａの肉厚は、外周部１１ｂの肉厚の平均値より大きくなっている。また中心部１１ａの肉厚は、常に外周部１１ｂの肉厚以上となっている。
底ブロックＶ１及び中間ブロックＶ２で構成される全体の厚さは、中心部１１ａの中心の肉厚Ｓ２が４ｍｍ〜７ｍｍであり、外周部１１ｂの外縁（立上り壁１４ａ）の肉厚Ｔが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。これら中心の肉厚Ｓ２及び外縁の肉厚Ｔは、前記実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部、肩部、口部の大きさ（外径）及び長さ寸法に応じて、任意に選択することができることはいうまでもない。
この実施形態のスラグ１１もまた、図５及び図６に示すダイ３１に載置して固定してインパクト成形される。この場合も、中心部１１ａは、ダイ成形部３２に載置されたとき、実質的にパンチ３３の突部３３ｃを受ける部位であり、外周部１ｂは、ダイ成形部３２に載置されたとき、実質的に肩壁３２ａに載置（または支持）される部位である。そのため、インパクト成形時におけるスラグ１１の移動が抑制されると共に、口部６及び閉鎖膜７近傍に亀裂や表面欠陥が生じるのを確実に防ぐことができる。

図４ａは、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおけるさらに他の実施形態を示している。スラグ２１は、中心部２１ａと、その周りに設けられた環状の外周部２１ｂとからなり、中心部２１ａの中心の肉厚Ｓ３が外周部２１ｂの外縁の肉厚Ｔに比べて厚くなっている。スラグ２１の外周部２１ａおよび中心部２１ａの外径は、図２、図３の実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部および口部の大きさ（外径）に応じて、適宜な寸法に形成されている。
この実施形態のスラグ２１は、底ブロックＶ１及び上ブロックＶ４とで構成されている。この実施形態は、底ブロックＶ１の上部に上ブロックＶ４が構成されている。該上ブロックＶ４は、その上面２４が下方に凹むように湾曲し、縦断面形状が凹レンズ状を呈している。つまり、スラグ２１の上面が、凹状の湾曲面となっている。また、上ブロックＶ４の外周面は、スラグ２１において鉛直方向に延びる立上り壁２４ａとなっている。この立上り壁２４ａの外径は、製造される金属チューブ状容器の胴部の外径と実質的に同じとなっている。底ブロックＶ１は、図２、３の実施形態と同様であり、外周から中心に向かって斜め下向きに延びる傾斜面２２と、該傾斜面２からスラグ２１の軸心と略直交する方向に延びる下面２３とを有している。底ブロックＶ１は全体として、縦断面形状が舟形形状（逆さ円錐台形状）である。また図示された角度αは、前記実施形態と同様に、スラグ２１の軸心と直交する平面に対する傾斜面２２の角度であり、好ましくは１５°〜６５°、次に好ましくは１５°〜４５°、さらに好ましくは２５°〜３５°である。また、傾斜面２２と下面２３との間に、曲率半径Ｒが１〜１００ｍｍの円弧を介在させる、あるいは、段差が形成されないように連続的に接続する湾曲部を介在させてもよい。なお、この実施形態も、底ブロックＶ１の下面２３が中心部２１ａの下面を構成し、底ブロックＶ１の傾斜面２２が外周部２１ｂの下面を構成する。
なお、スラグ２１は、中心部２１ａの上面は上ブロックＶ４の肉厚が外周端から中心に向かって薄くなるように湾曲しており、中心部２１ａの下面は水平面である。そのため、中心部２１ａは、外周端から半径方向内側に向かって徐々に肉厚が薄くなるように形成されている。一方、中心に向かって徐々に底ブロックＶ１の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部２１ｂの上面は中心から外周に向かって徐々に上ブロックＶ４の肉厚が厚くなるように形成されている。しかし、中心部２１ａの全体の肉厚の平均値が、外周部２１ｂ全体の肉厚の平均値より大きくなるように構成されている。
また次の条件は特に限定されるものではない。しかし、外周部２１ｂにおいて、下面の傾斜角が上面の傾斜角（湾曲面の接線の傾き）より常時大きくなるように上下面の湾曲面
を設定するのが好ましい。そして、外周部２１ｂの肉厚は外周端から半径方向内側に向かって徐々に増加するように構成するのが好ましい。また中心部２１ａの肉厚は、常に外周部２１ｂの肉厚以上となっているのが好ましい。
底ブロックＶ１及び上ブロックＶ４で構成される全体の厚さは、中心部２１ａの中心の肉厚Ｓ３が４ｍｍ〜５ｍｍであり、外周部２１ｂの外縁（立上り壁２４ａ）の肉厚Ｔが０．５ｍｍ〜２ｍｍである。なお、図４ｂに示すように上ブロックＶ４の上面２４は、下面より傾斜角が小さい断面傾斜直線と、その内端を連続的に繋ぐ湾曲線とからなる逆山型の凹面であってもよい。
これら中心部２１ａの中心の肉厚Ｓ３及び外周部２１ｂの外縁の肉厚Ｔは、前記実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部、肩部および口部の大きさ（外径）及び長さ寸法に応じて、任意に選択することができることはいうまでもない。また、この実施形態のスラグ２１もまた、図５及び図６に示すダイ３１に載置して固定してインパクト成形される。この場合も、中心部２１ａは、ダイ成形部３２に載置されたとき、実質的にパンチ３３の突部３３ｃを受ける部位であり、外周部２１ｂは、ダイ成形部３２に載置されたとき、実質的に肩壁３２ａに載置される部位である。そのため、インパクト成形時におけるスラグ２１の移動が抑制されると共に、口部６及び閉鎖膜７近傍に亀裂や表面欠陥が生じるのを確実に防ぐことができる。また、上ブロックＶ４の上面を凹ませているため、より効率良く金属材料を削減することができる。

ここで、上記３つの各実施形態において、図２〜図４に示す底ブロックＶ１の変形例について図７ａ〜図７ｃに説明する。図７ａのスラグ１ｃは、底ブロックＶ１の縦断面形状は舟形形状のままにして、直線状の傾斜面２、１２、２２を下向きに凸の曲面２ａに形成している。さらに他の変形例として、図７ｂのスラグ１ｄのように、直線状の傾斜面２及び下面３全体を下向きに凸の曲面２ｂに形成し、縦断面形状を半月形状に形成してもよい。また、さらに他の変形例として、図７ｃのスラグ１ｅのように、直線状の傾斜面２をスラグ１、１１、２１の軸心まで延長し、縦断面形状を逆三角形形状の傾斜面２ｃに形成してもよい。

図８は、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示している。スラグ４１は、中心部４１ａと、その周りに設けられた環状の外周部４１ｂとからなり、中心部４１ａの中心の肉厚が外周部４１ｂの外縁の肉厚に比べて厚くなっている。スラグ４１の外周部４１ｂおよび中心部４１ａの外径は、図２、３、４の実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部および口部の大きさ（外径）に応じて、適宜な寸法に形成されている。
この実施形態のスラグ４１は、下方から円錐状の底ブロックＶ５、中間ブロックＶ２および上ブロックＶ３とから構成されている。この実施形態は、スラグ４１の下部に底ブロックＶ５を備えた点が図２の実施形態と異なっており、その他の構成は図２の実施形態と同様である。底ブロックＶ５は、外周から中心に向かって斜め下向きに延びる傾斜面４２と、該傾斜面４２の下端を連続する湾曲した下面４３とを有している。底ブロックＶ５は、全体として、縦断面形状が逆山型形状である。また、図示された角度αは、スラグ４１の軸心と直交する平面に対する傾斜面２ａの角度である。好ましくは１５〜６５°、次に好ましくは１５°〜４５°、さらに好ましくは３５〜６０°である。また、中間ブロックＶ２に基づいて、スラグ４１の外周には立上り壁４４ａが形成されている。なお、スラグ４１は、肩部の上端が開口した、あるいは、肩部の上端に閉鎖膜が設けられた金属チューブ状容器を成形するために好ましく用いられる。そして、例えば、図９に示すようなダイ３１、パンチ３３に用いられる。ダイ３１のダイ成形部３２の内面形状は、金属チューブ状容器の胴部８の外形を決める筒状の胴壁３２ｂと、その下端と連結する金属チューブ状容器の肩部の外形を決める肩壁３２ａと、エジェクターピンを支持する誘導壁３２ｄとからなる。つまり、底ブロックＶ５の下面４３と傾斜面４２の下部がダイ成形部３２の誘導壁３２ｄを閉じるように配置され、パンチ３３の突起３３ｃを受けるため、中心部４１ａ
の下面を構成する。そして、底ブロックＶ５の傾斜面４２の上部がダイ成形部３２の肩壁３２ａに支持されるため、外周部４１ｂの下面を構成する。
中心部４１ａの上面は中心を頂点として上方に突出して湾曲しており、中心部４１ａの下面は中心を頂点として下方に突出して湾曲あるいは傾斜している。そのため、中心部４１ａの中心の肉厚が最大となり、そこから半径方向外側に向かって徐々に肉厚が薄くなっている。一方、外周部４１ｂの下面（傾斜面４２）は外周端から中心に向かって徐々に底ブロックＶ５の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部４１ｂの上面も外周端から中心に向かって徐々に上ブロックＶ３の肉厚が厚くなるように形成されている。つまり、外周部４１ｂは、肉厚が半径方向内側に向かって連続して徐々に増加する遷移領域をなしている。結果、中心部４１ａの肉厚の平均値は、外周部４１ｂの肉厚の平均値より大きくなっている。さらに、中心部４１ａの肉厚は、常に外周部４１ｂの肉厚以上となっている。

図１０は、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示している。スラグ５１は、中心部５１ａと、その周りに設けられた環状の外周部５１ｂとからなり、中心部５１ａの中心の肉厚が外周部５１ｂの外縁の肉厚に比べて厚くなっている。スラグ５１の外周部５１ｂおよび中心部５１ａの外径は、図２、３、４の実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部および口部の大きさ（外径）に応じて、適宜な寸法に形成されている。
この実施形態のスラグ５１は、下方から円錐状の底ブロックＶ５および上ブロックＶ４とで構成されている。この実施形態は、スラグ５１の下部に底ブロックＶ５を備えた点が図４の実施形態と異なっており、その他の構成は図４の実施形態と同様であり、スラグ５１の外周は鉛直方向に延びる立上り壁５４ａとなっている。底ブロックＶ５は、図８の実施形態と実質的に同じである。なお、この実施形態も、図８の実施形態と同様に、図９のようなダイ３１、パンチ３３にてインパクト成形を行い、底ブロックＶ５の下面５３と傾斜面５２の下部（ダイ成形部３２口壁３２ｃの開口を閉じる部位）が中心部５１ａの下面を構成し、底ブロックＶ５の傾斜面５２の上部（ダイ成形部３２の肩壁３２ａに支持される部位）が外周部５１ｂの下面を構成する。
なお、スラグ５１は、中心部５１ａの上面は上ブロックＶ４の肉厚が外周端から中心に向かって薄くなるように湾曲しており、中心部５１ａの下面は中心を頂点として下方に突出して湾曲あるいは傾斜している。一方、外周部５１ｂの下面（傾斜面５２）は外周端から中心に向かって徐々に底ブロックＶ５の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部５１ｂの上面は外周端から中心に向かって徐々に上ブロックＶ４の肉厚が薄くなるように形成されている。しかし、中心部５１ａの肉厚の平均値が、外周部５１ｂの肉厚の平均値より大きくなるように構成されている。なお、上面の傾斜角が上面の傾斜角より常時大きくなるように上下面の湾曲面（傾斜面）を設定するのが好ましい。これにより、中心部５１ａの肉厚の最小値は中心部５１ａの縁部となり、中心部５１ａの肉厚は、常に外周部５１ｂの肉厚以上となる。また、上ブロックＶ４は、その上面が下方に凹むように湾曲し、底ブロックＶ５の材料を減らすようになっているが、上ブロックの上面は、図４と略同じ深さの凹状の湾曲面になっていてもよく、その深さは、口部の構造等によって適宜選択される。

図１１は、本発明に係るインパクト成形用の金属スラグにおける他の実施形態を示している。スラグ６１は、中心部６１ａと、その周りに設けられた環状の外周部６１ｂとからなり、中心部６１ａの中心の肉厚が外周部６１ｂの外縁の肉厚に比べて厚くなっている。スラグ６１の外周部６１ｂおよび中心部６１ａの外径は、図２、３、４の実施形態と同様に、成形される金属チューブ状容器の胴部および口部の大きさ（外径）に応じて、適宜な寸法に形成されている。
この実施形態のスラグ６１は、下方から底ブロックＶ１および上ブロックＶ６とで構成されている。この実施形態は、上ブロックＶ６の上面に上方に突出した突出部６５が形成
された点が図４の実施形態と異なっており、その他の構成は図４の実施形態と同様であり、スラグ６１の外周は鉛直方向に延びる立上り壁６４ａとなっている。つまり、上ブロックＶ６は、外周から中心に向かって湾曲する湾曲面６４と、その内端を繋ぐように形成された山型の突出部６５とからなる。突出部６５の頂きは連続して湾曲している。なお、湾曲面６４は、傾斜面であってもよい。底ブロックＶ１は、図２、３の実施形態と同様である。なお、この実施形態は、底ブロックＶ１の下面３が中心部６１ａの下面を構成し、底ブロックＶ１の傾斜面６２が外周部６１ｂの下面を構成する。
中心部６１ａの上面には突出部６５が形成されており、中心部６１ａの下面６３は水平面である。そのため、中心部６１ａの肉厚は中心に向かって徐々に肉厚が厚くなるように形成されており、中心部６１ａの肉厚の最小値は中心部６１ａの縁部となる。一方、外周部６１ｂの下面（傾斜面６２）は外周から中心に向かって徐々に底ブロックＶ１の肉厚が厚くなるように形成されており、かつ、外周部６１ｂの上面は外周端から中心に向かって徐々に上ブロックＶ６の肉厚が薄くなるように形成されている。そして、中心部６１ａの肉厚の平均値が、外周部６１ｂの肉厚の平均値より小さくなるように構成されている。
なお、図４の実施形態と同様に次の条件は特に限定されるものではない。しかし、外周部６１ｂにおいて、下面の傾斜角が上面の傾斜角より常時大きくなるように上下面の湾曲面を設定するのが好ましい。そして、外周部６１ｂの肉厚は半径方向内側に向かって徐々に増加するように構成するのが好ましい。さらに、中心部６１ａの肉厚の最小値が外周部６１ｂの肉厚の最大値以上となっているのが好ましい。
なお、突出部６５は、図２の実施形態の上ブロックＶ３の中心部または図３の実施形態の中間ブロックＶ２の中心部の上に設けてもよい。この場合も、突出部６５は、段差とならないように連続的に設けられるのが好ましい。

図１２は、本発明に係る各実施形態の中心部近辺の肉厚Ｓ１、Ｓ２及びＳ３の肉厚寸法を示しており、図１３は、金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａ（口部基部（肩部上端））から閉鎖膜７までの高さ寸法Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３を示している。本発明に係るスラグ１の中心部近辺の肉厚は、口部の構造が同じであれば、所望する金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａから閉鎖膜７までの高さ寸法に応じて決定される。すなわち、図１３（ａ）に示すように、金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａから閉鎖膜７までの高さ寸法がＨ１の場合（長い場合）は、図１２に示すように、スラグ１の中心部近辺の厚さをＳ１で示す厚さに厚く形成される必要がある。また、図１３（ｂ）に示すように、金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａから閉鎖膜７までの高さ寸法がＨ２の場合（Ｈ１よりも若干短い場合）は、図１２に示すように、スラグ１の中心部近辺の厚さがＳ２で示す厚さに若干薄く形成される（Ｓ１よりも少し薄く形成される）。さらに、図１３（ｃ）に示すように、金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａから閉鎖膜７までの高さ寸法がＨ３の場合（Ｈ１、Ｈ２よりも短い場合）は、図１２に示すように、スラグ１の中心部近辺の厚さがＳ３で示す厚さに薄く形成される（Ｓ１及びＳ２よりも薄く形成される）。

一般に、金属チューブ状容器５の口部６の基準線６ａから閉鎖膜７までの寸法が長い場合、成形において、口部６又は閉鎖膜７近傍に亀裂が発生し易い。したがって、この亀裂の発生を防止するためには、スラグ１の中心部の肉厚を厚肉にする必要がある。また薄肉部の寸法Ｔは、所望する金属チューブ状容器５の胴部８の長さに応じて決定され、口部６の基準線６ａ（口部基部）から閉鎖膜７までの高さ寸法Ｈが同寸法の金属チューブ状容器５で比較した場合、胴部８の寸法が長い方が多くのスラグ材料を必要とする。すなわち、図１５（ａ）に示すように、胴部８が長い高さ寸法Ｊ１を有する場合、図１４（ａ）に示すように、薄肉部の肉厚寸法Ｔ１は厚く形成される必要がある。また、図１５（ｂ）に示すように、胴部８が図１５（ａ）よりも短い高さ寸法Ｊ２を有する場合、図１４（ｂ）に示すように、薄肉部の肉厚寸法Ｔ２は図１４（ａ）よりも薄く形成される。なお、図１４（ａ）（ｂ）のスラグ１の中心部近辺の肉厚寸法は、共に寸法Ｓの肉厚を有する。このよ
うに、発明者等は、スラグ１の中心部近辺の厚肉部の厚さＳを厚く形成し、かつ外周近傍の端部の薄肉部の厚さＴを胴部８の高さ寸法に対応して、薄く形成することにより、金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用の金属スラグ材料を節約できる共に、金属チューブ状容器５の口部６及び閉鎖膜７近傍の亀裂や表面欠陥の発生を防止して、金属チューブ状容器５をインパクト成形することができたのである。

本発明に係るインパクト成形用金属スラグは、亀裂や表面欠陥の無い口部及び閉鎖膜を有する金属チューブ状容器をインパクト成形することができ、かつ金属スラグ材料の節約を図ることができるので、医薬品、化粧品、食品、加圧ガス等を収容できる金属チューブ状容器を製造するためのインパクト成形用金属スラグとして、広く利用することができる。

１、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１１、２１、４１、５１、６１ スラグ
１ａ、１１ａ、２１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ 中心部
１ｂ、１１ｂ、２１ｂ、４１ｂ、５１ｂ、６１ｂ 外周部
２、２ｃ、１２、２２、４２、５２、６２ 傾斜面
２ａ、２ｂ 曲面
３、１３、２３、４３、５３、６３ 下面
４ａ、１４ａ、２４ａ、４４ａ、５４ａ、６４ａ 立上り壁
４、１４、２４ 上面
５ 金属チューブ状容器
６ 口部
６ａ 基準線
７ 閉鎖膜
８ 胴部
３１ ダイ
３２ ダイ成形部
３２ａ 肩壁
３２ｂ 胴壁
３２ｃ 口壁
３２ｄ 誘導壁
３３ パンチ
３３ａ 本体
３３ｂ 押圧肩
３３ｃ 突起
３５ エジェクターピン
３６ａ 口部本体
３６ｂ 縮径部
３６ｃ 開口部
６４ 湾曲面
６５ 突出部
Ｖ１、Ｖ５ 底ブロック
Ｖ２ 中間部ロック
Ｖ３、Ｖ４、Ｖ６ 上ブロック

Claims (13)

1. 口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグにおいて、
   中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、
   前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、
   前記外周部の下面が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続的に下方に延びている傾斜面を有し、
   その傾斜面が、成形する金属チューブ状容器の肩部と実質的に同じ角度で、かつ１５°〜６５°であり、
   前記中心部の下面と外周部の下面が連続的に繋がっており、
   外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっており、
   上面が平面または上方に突出した湾曲面ないし山型となっていることを特徴とするインパクト成形用金属スラグ。
2. 前記中心部の下面が水平方向に平行な平面であることを特徴とする請求項１記載のインパクト成形用金属スラグ。
3. 前記中心部の下面が下方に突出した湾曲面であることを特徴とする請求項１記載のインパクト成形用金属スラグ。
4. 前記中心部の下面が外周部の下面の傾斜面を同一角度で延長した円錐状を呈している請求項１記載のインパクト成形用金属スラグ。
5. 断面が舟形形状の底ブロックと、
   前記底ブロック上に設けられる円盤状の中間ブロックと、
   前記中間部ロック上に設けられ中央部の上面が膨出し、断面が凸レンズ形状の上ブロックとからなることを特徴としている請求項１、２または３記載のインパクト成形用金属スラグ。
6. 断面が舟形形状の底ブロックと、前記底ブロック上に設けられる、上面が平面の円盤状の中間ブロックとからなることを特徴としている請求項１、２または３記載のインパクト成形用金属スラグ。
7. 口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグにおいて、
   中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、
   前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、
   断面が舟形形状の底ブロックと、前記底ブロック上に設けられる、上面が凹状の湾曲面または逆山型の凹面となっている上ブロックとからなり、
   前記底ブロックの外周部の下面が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続的に下方に延びている傾斜面を有し、
   その傾斜面の角度が１５°〜６５°であり、
   外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっていることを特徴としているインパクト成形用金属スラグ。
8. 前記傾斜面の角度が２５°〜３５°であることを特徴としている請求項７記載のインパクト成形用金属スラグ。
9. 口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器を成形するためのインパクト成形用金属スラグにおいて、
   中心部と、その周りに設けられた環状の外周部とからなり、
   前記中心部の肉厚が前記外周部の肉厚に比べて厚くなっており、
   前記外周部の下面が、外周部の端部から中心部まで連続的に下方に延びている傾斜面を有し、
   その傾斜面の角度が１５°〜６５°であり、
   外周部の肉厚が、外周部の端部から半径方向内側に向かって連続して徐々に厚くなっており、
   上面が突出した湾曲面または凹んだ湾曲面となっていることを特徴としているインパクト成形用金属スラグ。
10. 前記傾斜面の角度が１５°〜４５°であることを特徴としている請求項９記載のインパクト成形用金属スラグ。
11. 前記傾斜面の角度が３５°〜６０°であることを特徴としている請求項９記載のインパクト成形用金属スラグ。
12. 請求項１乃至１１いずれか記載のインパクト成形用金属スラグを、ダイのダイ成形部に載置して固定し、パンチをスラグの上面側に加圧し、パンチの先端とノックアウトピンの間で閉鎖膜を形成しながらインパクト成形する、口部に閉鎖膜を有する金属チューブ状容器の製造方法。
13. インパクト成形において、前記金属スラグの外周部の下面とダイの内面との間に、隙間が形成されないように、前記金属スラグの外周部の下面と内面の形状を同一にしたダイを用いて、インパクト成形することを特徴とした請求項１２記載の金属チューブ状容器の製造方法。