JPH04231119A

JPH04231119A - クーラント供給方法及びその装置

Info

Publication number: JPH04231119A
Application number: JP2417757A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Inoue; 賢一井上; Yasushi Enoki; 泰史榎木; Minoru Kanehara; 稔兼原
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1990-12-27
Filing date: 1990-12-27
Publication date: 1992-08-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、打ち抜きプレスのクー
ラント供給方法及びその装置に関し、特に、金属薄板を
絞って形成したカップの胴壁をドローアイアニング加工
で延伸するアイアニング加工部に供給する冷却・潤滑液
（以下これを「クーラント」という）の供給方法とその
装置に関する。

【０００２】

【従来技術】カッピングプレスで円盤等の形状に打ち抜
いた金属素材をカップに形成し、次いでこのカップの胴
壁をパンチとダイスでしごき加工して、比較的薄肉の側
壁部と比較的厚肉の底部とで構成されたＤＩ缶を製造す
る場合、冷却と潤滑のためにアイアニング加工部にクー
ラントを供給することは製缶上必要不可欠である。

【０００３】このクーラント供給手段としては、例えば
図６、図７に示すようなものがある。ここでは、クーラ
ントはダイ組立体１（一般的には数次のしごき加工がな
されるが、簡略に単一しごき加工の例を示す）に設けら
れたクーラント供給孔２から、ダイス３の入口側（パン
チ７の進行方向Ｚの手前側）に環状に配設されるクーラ
ント供給室４に一旦供給され、ここから中央に向けて噴
出される（その状態を図６にＳで示す）。冷却・潤滑に
使用された後、クーラントはダイ組立体１のパンチ進入
通路孔内をパンチ進行方向に向かい流れ、ダイ組立体１
の出口側から流出し、ダイ組立体１の下部に設けたクー
ラントパン５に回収され、ポンプで再生処理工程７に送
られ、再生処理された後、循環再利用されるのが一般的
である（特開昭４７─４０６３号、特開昭４９─７５４
５７号など）。

【０００４】しかしこのようなクーラント供給手段では
、近年の要請、即ちＤＩ缶の製法コスト低減のために単
位時間当たりの生産性を高めること、に対処しきれない
ものがあり、例えば１５０回／分以上の高速でパンチを
往復動させて加工すると、クーラントの供給が追いつか
ず、そのためアイアニング加工部の冷却効果が不十分と
なったり、ダイスにスラッジと呼ばれる金属粉や金属片
が凝着して缶胴表面にすり傷を発生させたり、或いはテ
イアオフ（側壁破断）等のトラブルが生じ、しごき加工
を高速で行えない。そこで例えば、クーラントの供給孔
を今までよりも多くして、加工部に供給するクーラント
の供給量を増やすことで対応を計る装置等が提案されて
いる（特開昭５５─１９４６６号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにクーラントを多量に供給すると、クーラントを循環
させているにも係わらず、クーラントの消費量が増大す
るという別個の問題が生じ、また、クーラントが機械廻
りの床面に飛散したり、ミストが発生して作業環境を悪
くする問題が発生する。本発明は、このような高速化に
対応して発生する問題点に鑑みてなされたものであって
、クーラント消費量を増加させることなく高速加工が行
え、しかも作業環境の改善が計れるクーラントの供給方
法と装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【問題を解決するための手段】クーラント供給量を従来
よりも増大させると、なぜそのような問題が起きるのか
本発明者らが研究した結果、ダイ組立体の出口側には、
通常，ＤＩ缶をストリップさせるストリッパー装置が設
けられており、パンチからＤＩ缶をストリップさせた直
後に、この出口側から流れ出るクーラントがＤＩ缶の内
面側に流れ込んだり、ＤＩ缶の外面側に付着してクーラ
ント回収経路外へ持ち出されてしまうことに主に起因し
ていることが判った。そして、クーラントを多くすれば
するほど、それだけクーラント回収経路外に持ち出され
るクーラント量も多くなり、ＤＩ缶について後工程に持
ち出されたものは、搬送途中で落下したり、またＤＩ缶
洗浄工程で洗浄液とともに洗い流され廃油処理されて回
収不能となる量も多くなる。また、パンチが高速でダイ
組立体のパンチ進入通路孔内を通過する際、多量のクー
ラント噴出流が加工中のカップの底面（カップが供給さ
れない空転時の場合はパンチの先端面となる）に激しく
衝突して、その衝撃の影響でクーラントがダイ組立体の
出口側に勢い良く押し出され機械廻りの床面に飛散した
りする量が多くなる。これらの原因が重なって、クーラ
ント消費量を多くさせていることが突き止められた。本
発明者らは、このクーラント回収経路外に持ち出される
クーラント量を減らせば高速加工してもクーラント消費
量を節減でき製缶コストが下げられ、又、床面飛散など
を防止できることに着眼して、本発明を完成させるに至
った。

【０００７】すなわち、金属製カップの胴壁をパンチと
ダイスとで深しぼり加工又はしごき加工する際に、パン
チ進入通路孔内に設けた噴出ノズル孔からクーラントを
金属製カップの周面に供給する方法において、クーラン
トを往復運動している該パンチに対して接線方向に噴出
させ、パンチが進入通路孔外に後退している時に、その
噴出流をパンチ進入通路孔内に沿って回流させることな
く、直ちに噴出ノズル孔と対面している受液孔で受け取
り、パンチ通路孔外に排出させるようにしたクーラント
供給方法である。クーラントの噴出方向をパンチの往又
は復動方向に傾斜させて複数条に噴出させることが好ま
しい。

【０００８】またこの方法を実施する装置として、本発
明は、パンチとダイスとで金属製カップの胴壁を深絞り
加工又はしごき加工するに際し、ダイスの入口手前に設
けられ、クーラントをパンチ外径の接線方向に噴出させ
るノズル孔を複数形成させたノズル部材を備えるクーラ
ント供給装置であって、該噴出ノズル孔から噴出された
クーラントを受液しパンチ進入通路孔外に排出させる受
液孔を該噴出ノズル孔と対面させて設けたクーラント供
給装置を提供する。ここで各クーラント噴出ノズル孔の
向きは、パンチの往又は復動方向に対して傾斜させるこ
とが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明にあっては、クーラントをパンチ外径に
対して接線方向に噴出させる噴出ノズル孔と、噴出され
たクーラントを受け取りパンチ進入通路孔外に排出する
受液孔とを対面させて設けているので、往復運動中のパ
ンチがパンチ進入通路孔を通過している時は、クーラン
トはパンチ又はカップの外周全体を包み込む流れを作り
、ダイスとの間に供給され冷却・潤滑に使用される。またパンチ進入通路に入る瞬間に、カップの先端又はパ
ンチの先端とクーラントとが衝突することもなくなる。

【００１０】更に、クーラントを噴出させる噴出ノズル
孔と、噴出されたクーラントを受け取りパンチ進入通路
孔外に排出する受液孔とが対面しているので、パンチ後
退時には、噴出されたクーラントはパンチ進入通路孔内
に沿って回流することなく直ちにパンチ侵入通路外に排
出され、ダイ組立体の出口側に向け流れ出ることなく、
従ってストリップ直後に缶の内側に流れ込むことがない
。

【００１１】なお、クーラントの噴出方向をパンチの往
動方向又は復動方向に傾斜させれば、全周に多くの噴出
ノズル孔を設けることができのでクーラントの回り込み
状態が一層良好となり、またクーラントとの接触面積を
多くさせることが出来、幅広く効果的に冷却・潤滑作用
が行われる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
、詳細に説明する。

【００１３】図１は、本実施例のダイ組立体（ツールパ
ック）２１を示す縦断面図であり、２２，２３は、ツー
ルパック２１の入口側及び出口側支持部材である。入口
および出口側支持部材２２，２３の間には、１つのドロ
ーダイス２４、３つのアイアニングダイス２５ａ，２５
ｂ，２５ｃと、ノズルリング２６ａ，２６ｂ，２６ｃを
各々嵌め込んだ３つのスペサーブロック２７ａ，２７ｂ
，２７ｃとをそれぞれ組み込んだコの字状中間ブロック
２８が、支持されている。

【００１４】Ｃは、ツールパック２１のダイスの中心孔
に合わせて入口側支持部材２２に供給された金属製カッ
プであり、Ｐ（２点鎖線で図示）は、このツールパック
２１でドローアイアニング加工されたＤＩ缶である。Ｐ
は出口側支持部材２３に組み込まれている公知のストリ
ッパー装置３２（環状に配置された多数の爪から構成さ
れるストリッパー）でパンチ３１から抜き取られる。

【００１５】出口側支持部材２３にはクーラント供給孔
３０があり、この孔の一端に配管接続具２９が接続され
、再生処理工程（図示せず）からクーラントが供給され
る。他端は中間ブロック２８に設けた水平孔３３に連通
させてある。

【００１６】一方、この中間ブロック２８には、クーラ
ント供給用の水平孔３３に対して、下側にはクーラント
排出孔３４が設けられていて、この孔から排出されたク
ーラントはクーラントパン（図示せず）から回収される
クーラントと合わせて再生処理工程に送られ循環再利用
される。

【００１７】次に、図１のＩＩーＩＩ、及びＩＩＩ　ー
ＩＩＩ　線で切断した横断面図である図２、図３にいて
説明する。図２に示すように、クーラント供給用のノズ
ルリング２６ａは、スペサーブロック２７ａの孔３５に
嵌め込まれ、中間ブロック２８に組み込まれる。スペサ
ーブロック２７ａの孔３５と、そこに嵌め込まれたノズ
ルリング２６ａの切欠形状の外周面３７とによって形成
される空間は２つあり、上部空間３６は、水平孔３３か
ら孔３９（スペサーブロック２７ａと中間ブロック２８
とにわたって設けられる）を通って供給されるクーラン
トを一旦ためるクーラントの入液室となり、下部空間３
８は、３９に類する別の孔４０を通して排出孔３４にク
ーラントを排出するためのクーラント受液室である。

【００１８】ノズルリング２６ａには、中央にパンチ３
１の外径よりも少し大きい孔４１があり、入液室３６か
ら受液室３８に向け中央孔４１の略接線方向（パンチ外
径の接線方向）にクーラントを直線的に噴出させる噴出
ノズル孔４２と、その噴出ノズル孔より大きい孔径をも
ち噴出流を確実に受け取り受液室３８に導出する受液孔
４３とが同一直線状に対面して設けてある。この噴出ノ
ズル孔４２と受液孔４３を一対とするノズル構造が並列
的に２対設けてある。

【００１９】一方、図３に示すノズルリング２６ｂは、
スペサーブロック２７ｂの孔４５に嵌め込まれ、中間ブ
ロック２８に組み込まれる。このノズルリング２６ｂは
、前記のノズルリング２６ａの形状と異なり巾広のリン
グ形状をしている。更に詳しくは、図４に示すようなノ
ズル構造を有する。図中５２ａ〜５２ｈ（但し５２ｇ，
５２ｈは図示せず）は、パンチ３１外径の接線方向にノ
ズル方向をもち、且つパンチ進行方向に僅かに角度θだ
け傾斜しているクーラント噴出ノズル孔である。一方、
５３ａ〜５３ｈ（但し、５３ｂは図示せず）は、噴出ノ
ズル孔５２とそれぞれ同一線上にあり、且つ噴出ノズル
孔５２の各孔と対面しているクーラント受液孔である。すなわち、噴出ノズル孔５２ａと受液孔５３ａが対面し
（図４の断面に図示）、以下同様に、５２ｂと５３ｂ、
５２ｃと５３ｃ、５２ｄと５３ｄ、５２ｅと５３ｅ、５
２ｆと５３ｆ、５２ｇと５３ｇ、５２ｈと５３ｈとがそ
れぞれ対面する。

【００２１】図５に示すように、ノズルリング２６ｂは
スペサーブロック２７ｂの中央孔４５に嵌め込まれ、孔
４５の内周面に設けた２列のリング溝４６、４７でクー
ラント入液室４８とクーラント受液室４９を形成する。クーラント入液室４８は孔５０で水平孔３３に連通し、
他方のクーラント受液室４９は孔５１（図３）で排出孔
３４に連通している。なお、ノズルリング２６ｃはノズ
ルリング２６ｂと同一形状につき説明を省略する。

【００２１】上記クーラント供給装置におけるクーラン
トの流れについて詳述すると、まず、支持部材２３の供
給孔３０から供給されたクーラントは供給孔３０，水平
孔３３を流れ、各入液室３６，４８に分配されこれらの
室を満たす。次に、入液室３６，４８のクーラントが、
各ノズルリングの噴出ノズル孔４２．５２のそれぞれか
らパンチ外径に対し接線方向、或いはネジレ角を持った
接線方向に複数条に噴出する。

【００２１】パンチ３１が通過するときは、噴出流はパ
ンチ３１表面に接触し表面張力によってパンチ全周を包
み込む流れを作り、パンチとダイスとの間に必要量のク
ーラントを供給する。この場合、パンチ又はカップ全周
に均一にクーラントを供給するためには、噴出流にネジ
レ角を持たせノズルピッチを狭くしてパンチ又はカップ
の外周の回りからクーラントを噴出させることが有効で
あり、また、噴出流を層流状態にしてパンチ又はカップ
の外周への回り込みを良くすることが好ましい。

【００２３】パンチの後退時は、噴出したクーラントを
受液室４３．５３に向かう直線的な噴出流となし、従来
のようにクーラントがツールパック内の出口側（パンチ
の進行方向）に向かい流れるようなことをなくし、直ち
に受液孔４３，５３で受け取り受液室３８，４９に導出
する。クーラントは孔５１から排出孔３４を通ってむだ
無く回収される。

【００２４】次に本実施例における具体的データを示す
。上記構成を備えているツールパック２１において、材
質３００４、調質Ｈ─１９１、板厚０．２８ｍｍのアル
ミ素材からカッピングプレスで形成されたカップを供給
し、内径約６５ｍｍのアルミＤＩ缶を次のクーラント供
給条件で製缶する。直接計測することは難しいクーラン
ト消費量は、缶に付着したクーラント量を調べることで
推計した。

【００２５】クーラント供給条件製缶速度　　　　　　　　　　　　　　　　２５０缶／
分クーラント　　　　　　　　　　　　　　エマルジョ
ン（乳液状）潤滑剤クーラント濃度　　　　　　　　　　６〜８％水溶液ク
ーラント供給流量　　　　　　１０〜１５　ｌ／分

【０
０２６】ノズルリングの構造噴出ノズル孔個数　　　　８個（但し、ノズルリング２
６ａは２個）噴出ノズル孔口径　　　　２ｍｍ受水個数　　　　　　　　　　　　８個（但し、ノズル
リング２６ａは２個）受水孔口径　　　　　　　　　　６ｍｍ傾斜角θ　　　
　　　　　　　　　１８度（但し、ノズルリング２６ａ
は０度）

【００２７】計測方法ストリッパー直後の缶に付着したクーラントの量を測定
する方法として、サンプリングした缶の重量をそのまま
はかりで計測し、その後溶剤で脱脂洗浄して乾燥させ再
度缶重量を計測して、前後の計測値を差引きすることで
缶に付着していたクーラント量を測定した。

【００２８】計測結果サンプリング数２５０缶調査した結果、１缶当たりのク
ーラント付着量は、０．８３ｇであった。

【００２９】一方、本例と比較するため、図７に示した
従来例で同様な計測を行ったが、本例と同じクーラント
供給流量では製缶の際、テイアオフ（側壁破断）が多発
して事実上製缶できなっかた。そこで、製缶できる程度
にクーラント供給流量を増やし３０〜４０　ｌ／分とし
て同様の計測を行った。その結果、１缶当たりのクーラ
ント付着量は、本例の約２倍（１．５２ｇ）であった。

【００３０】この差は一見微量であるが、大量生産され
るＤＩ缶の製缶上からみれば、クーラント消費量は大巾
に節減されることを意味する。

【００３１】尚、本実施例はしごき加工の場合を示して
いるが、本発明はこれに限定されず例えば絞り比１：３
〜１：７の深絞り加工する場合にも適用できる。

【００３２】また、クーラントの噴出方向をパンチの前
進方向にしたが、クーラントの入液室と受液室を逆にし
て、パンチの後退方向に傾斜させても良い。

【００３３】

【発明の効果】以上のように、本発明は、被加工物に付
着してクーラント回収経路外に持ち出されるクーラント
の持出量を少なくすることができるため、クーラント消
費量が大巾に節減され、大量生産されるＤＩ缶の製造コ
ストの低減が計れる。更に、次工程に搬送する途中で落
下するクーラントの量もクーラント持出量が少なくなる
に伴い少なくなり、その上、加工時又はパンチ進入時、
ツールパック内にクーラントが残っていないので、パン
チ又はカップの先端で押し出される心配がなく、高速加
工してもクーラントの飛散やミストの発生が防止され、
作業環境の悪化を防ぐとともに、機械廻りの油汚れも減
少させられるので高速生産に対応できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例におけるツールパックの縦断面図
。

【図２】図１のＩＩーＩＩ切断横断面図。

【図３】図１のＩＩＩ　ーＩＩＩ　切断横断面図。

【図４】本実施例のノズルリングの一部を破断した拡大
斜視図。

【図５】本実施例のノズルリング部の部分拡大断面図。

【図６】従来技術を説明する一部破断斜視図。

【図７】従来装置におけるダイス手前側部分拡大図。

【符号の説明】

１，２１─ダイ組立体（ツールパック）、２．３０─ク
ーラント供給孔、２２─入口側支持部剤、２３─出口側
支持部剤、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ−ダイス、２６ａ，
２６ｂ，２６ｃ−ノズルリング、２７ａ，２７ｂ，２７
ｃ−スペーサーブロック、２８─中間ブロック、３１─
パンチ、３３─水平孔、３４─クーラント排出孔、３６
，４８─入液室、３８，４９─受液室、４２，５２─噴
出ノズル孔、４３，５３─受液孔、Ｃ−カップ、Ｐ−Ｄ
Ｉ缶、θー傾斜角。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属製カップの胴壁をパンチとダイスとで
深絞り加工又はしごき加工する際に、該パンチ進入通路
孔内に設けた噴出ノズル孔からクーラントを金属製カッ
プの周面に供給する方法において、クーラントを往復運
動している該パンチに対して接線方向に噴出させ、該パ
ンチがパンチ進入通路孔外に後退している時にその噴出
流をパンチ進入通路孔内に沿って回流させることなく、
直ちに、噴出ノズルと対面している受液孔で受取り、パ
ンチ通路孔外に排出させることを特徴とするクーラント
供給方法。
【請求項２】クーラントの噴出方向をパンチの往動方向
に傾斜させ、クーラントを複数条に噴出させる請求項１
記載のクーラント供給方法。
【請求項３】クーラントの噴出方向をパンチの復動方向
に傾斜させ、クーラントを複数条に噴出させる請求項１
記載の供給方法。
【請求項４】パンチとダイスとで金属製カップの胴壁を
深絞り加工又はしごき加工するに際し、ダイスの入口手
前に設けられ、クーラントをパンチ外径の接線方向に噴
出させる噴出ノズル孔を複数形成させたノズル部材を備
えるクーラント供給装置であって、該噴出ノズル孔から
噴出されたクーラントを受液しパンチ進入通路孔外に排
出させる受液孔を該噴出ノズル孔と対面させて設けたこ
とを特徴とするクーラント供給装置。
【請求項５】クーラント噴出ノズル孔の向きがパンチの
往動方向に対して傾斜している請求項４記載の供給装置
。
【請求項６】クーラント噴出ノズル孔の向きがパンチの
復動方向に対して傾斜している請求項４記載の供給装置
。