JPH0687032A - ２ピース缶用缶胴のｄｉ加工方法およびこれに用いる加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 缶胴の偏肉量を小さくし、その薄肉化および
軽量化を推進する。 【構成】 ワークを加工中のダイス２のワークとの接触
部２ｂと、このダイス２の手前側に位置するダイス１の
ワークとの接触部１ｂとの離間距離ｌａを、手前側に位
置するダイスによる加工を受けた段階におけるワークの
側壁部の軸方向長さよりも長い距離に設定する。これに
より、ワークが、ダイス２による加工中に他のダイス１
による加工を受けることがない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２ピース缶を構成する
有底円筒状をなす缶胴を成形するためのＤＩ加工方法お
よびこの加工方法に用いる加工装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】まず、この方法に用いる装置の基本的な
構成について図５に基づいて説明する。この装置は、図
示例では、円形の貫通孔１ａを有する１枚の再絞りダイ
ス１と、この再絞りダイス１と同軸で配列され、円形の
貫通孔２ａ〜４ａを有する３枚のしごきダイス２〜４
と、前記各貫通孔１ａ〜４ａの内部に嵌合し、かつ、軸
方向に移動自在とされた円筒状のパンチスリーブ５と、
このパンチスリーブ５の外側に嵌合された円筒状のカッ
プホルダスリーブ６とを備えている。各ダイスの間に
は、スペーサ（図示せず）が配置されており、各ダイス
の間の距離を一定に保持するようになっている。また、
再絞りダイス１およびしごきダイス２〜４には、潤滑と
冷却のためのＤＩクーラントが供給されるようになって
いる。

【０００３】こうした装置においては、前工程であるカ
ッピングプレスによって得られた有底円筒状のカップ
（ワーク）７（図６ａ参照）をパンチスリーブ５と再絞
りダイス１との間に配置し、この状態でカップホルダス
リーブ６およびパンチスリーブ５を前進させる。まず、
カップホルダスリーブ６が再絞りダイス１の端面にカッ
プ７の底面を押し付ける。次に、カップホルダスリーブ
６によるカップ７の押し付け動作が行なわれつつ、パン
チスリーブ５がカップ７を再絞りダイス１の貫通孔１ａ
内に押込む。これにより、カップ７を細長い平底缶（ワ
ーク）８Ａに成形することができる。カップホルダスリ
ーブ６は、パンチスリーブ５の押込み動作中、再絞りダ
イス１の端面にカップ７を押し付けるが、これにより、
成形中にカップ７のフランジ部にシワが発生することを
防止することができるとともに、成形中のカップ７の側
壁円筒部（すなわち、平底缶８Ａの側壁円筒部）に張力
を負荷して、平底缶８Ａの底部円錐形状部１１（図６ｂ
参照）におけるシワの発生を防止することができる。再
絞りダイス１を通過した平底缶８Ａは、さらにしごきダ
イス２〜４の貫通孔２ａ〜４ａを順次通過して行き、徐
々にしごき加工が施されて、所定の肉厚を有する平底缶
８（図６ｃ参照）に成形される。パンチスリーブ５は、
しごき加工が終了した平底缶８をさらに前方に押し出
し、平底缶８の底部をボトム部成形用の金型（図示せ
ず）に押圧してドーム状に成形し、缶胴９（図６ｄ参
照）を製造することができる。得られた缶胴９は、この
後、常法の工程である、トリミング工程→洗浄・表面処
理／乾燥工程→外面塗装／焼付乾燥工程→内面塗装／焼
付乾燥工程→ネッキング・フランジング工程→検査工程
を経て最終の製品缶１０（図７参照）となる。この後、
製品缶に内容物を充填し、製品缶の開口部に缶蓋を巻締
めして内部を密封し、飲料缶を製造することができる。

【０００４】ところで、前記した製品缶１０の薄肉化、
軽量化を推進するためには、缶胴の側壁部の偏肉量（肉
厚の部分的な偏り）をより小さくすることが望まれてお
り、これにより、一層の薄肉化、軽量化を図ることがで
きる。ここで、側壁部の偏肉量について、図８および図
９に基づいて模式的に説明する。これらの図において
は、トリミング加工が終了した状態の缶胴９を、肉厚を
極端に厚くした状態で記載してある。また、図中符号ａ
は缶胴９の底部、符号ｂはベースウォール部、符号ｃは
サイドウォール部、符号ｄはトランジション部、符号ｅ
はフランジ部を示しており、符号ｂ〜ｅで示す部分が側
壁部を構成している。この図において、缶胴の最下端か
らの、高さｌの位置における偏肉量Ｒ（ｌ）は、次式で
表される（図８および図９参照）。

【０００５】Ｒ（ｌ）＝ｔ_w（ｌ）_max−ｔ_w（ｌ）_min 但し、ｔ_w（ｌ）；高さｌにおける肉厚 ｔ_w（ｌ）_max；高さｌでの肉厚の最大値 ｔ_w（ｌ）_min；高さｌでの肉厚の最小値 である。

【０００６】そして、側壁部における偏肉量Ｒとは、側
壁部におけるＲ（ｌ）の最大値として与えられるもので
あり、次式で示される。 Ｒ＝Ｒ（ｌ）_max 但し、Ｒ（ｌ）_max；Ｒ（ｌ）の最大値

【０００７】つまり、偏肉量Ｒが大きいということは、
所定の高さにおける、円周方向での肉厚のバラツキが大
きいということであり、肉厚の薄い部分を有していると
いうことである。

【０００８】そして、従来のＤＩ加工方法においては、
偏肉量Ｒが比較的大きいため、製品缶の側壁部の平均肉
厚をある程度以上に薄い値に設定すると、肉厚の薄い部
分において強度が不足し、全体としての強度、例えばコ
ラム強度（缶の軸方向荷重に対する座屈強度）が低下し
てしまう。したがって、缶の肉厚をある程度以上に薄い
値に設定することが困難となっていた。

【０００９】この偏肉という問題を解決するために、本
発明者が鋭意研究した結果、各ダイスの間隔を従来に比
して広く設定し、各ダイスがワークを単独で加工できる
構成とすることにより、偏肉量を減少させることができ
ることが判明した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した知
見に基づいてなされたもので、偏肉量の少ない缶胴を製
造することのできる缶胴のＤＩ加工方法およびこれに用
いる加工装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る２ピース
缶用缶胴のＤＩ加工方法は、ワークとして、１つのダイ
スによる加工中に他のダイスによる加工を受けない長さ
のものを用いる構成とした。

【００１２】請求項２に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ加
工装置は、ワークを加工中のダイスのワークとの接触部
と、このダイスの手前側に位置するダイスのワークとの
接触部との離間距離を、前記手前側に位置するダイスに
よる加工を受けた段階におけるワークの側壁部の軸方向
長さよりも長い距離に設定した。

【００１３】

【実施例】本発明に係る缶胴のＤＩ加工装置の一実施例
を図１〜図４に基づいて説明する。なお、本例の装置の
説明においては、前記した従来の加工装置と共通する構
成については同一符号を付して詳細についての説明を省
略する。

【００１４】本例の装置においては、再絞りダイス１の
貫通孔１ａの内周面に形成され、ワークに接触してこれ
を加工する部分であるランド部（接触部）１ｂと、しご
きダイス２の貫通孔２ａの内周面に形成されたランド部
（接触部）２ｂとの内のりの離間距離ｌａは、しごきダ
イス２によって加工される（すなわち、再絞りダイス１
によってカップ７から加工された）平底缶８Ａの側壁部
の軸方向長さＬａ（図２参照）よりも長く設定されてい
る。これにより、しごきダイス２による加工を受けてい
る平底缶（ワーク）８Ａが、その手前側に位置する再絞
りダイス１による加工を受けないようになっている。

【００１５】これと同様に、しごきダイス２のランド部
２ｂと、しごきダイス３のランド部３ｂ（接触部）との
内のりの離間距離ｌｂは、しごきダイス３によって加工
される（すなわち、しごきダイス２によって加工され
た）平底缶８Ｂの側壁部の軸方向長さＬｂ（図３参照）
よりも長く設定されており、しごきダイス３で加工され
ている平底缶（ワーク）８Ｂが、その手前側に位置する
しごきダイス２による加工を受けないようになってい
る。

【００１６】さらに、しごきダイス３のランド部３ｂ
と、しごきダイス４のランド部（接触部）４ｂとの内の
りの離間距離ｌｃは、しごきダイス４によって加工され
る（すなわち、しごきダイス３によって加工された）平
底缶８Ｃの側壁部の軸方向長さＬｃ（図４参照）よりも
長く設定されており、しごきダイス４で加工されている
平底缶（ワーク）８Ｃが、その手前側に位置するしごき
ダイス３による加工を受けないようになっている。

【００１７】なお、図２〜図４において符号Ｈは、平底
缶８Ａ、８Ｂ、８および８の底部高さ（缶の底面からし
ごき加工開始位置までの高さ）を示すものである。

【００１８】（実験例）本例に係るＤＩ加工装置を用い
てＤＩ加工を行なった結果を表１に示す。この加工装置
においては、各ダイスの間隔を除いて、従来の装置と同
一構成のものを用いている。ＤＩプレスのスピードは約
１８０［缶／分］、ストロークは約５８３［ｍｍ］とし
た。ＤＩクーラントには水溶性のエマルジョン型の潤滑
油を使用した。サンプル缶は、元板厚約０．３２［ｍ
ｍ］の３５０ｍｌ缶（缶外径約６６．２［ｍｍ］）とし
た。この実験条件は、後述する比較例の条件と同一であ
る。なお、この実験例におけるサンプル数（測定を実施
したサンプル缶の数）ｎは６缶である。

【００１９】（比較例）比較例として、従来のＤＩ加工
装置を用いてＤＩ加工を行なった。この従来の装置で
は、再絞りダイス１としごきダイス２との間隔ｌａが平
底缶８Ａの側壁部の長さＬａより小さくされ、また、し
ごきダイス２と３との間隔ｌｂが平底缶８Ｂの側壁部の
長さＬｂより小さくされている。従来の装置では、この
構成によって、しごきダイス２および３による加工中
に、ワークが、他のダイスよる加工を受けるように構成
した。なお、しごきダイス３と４との間隔ｌｃは、従来
と同様に、平底缶８Ｃの側壁部の長さＬｃよりも長くさ
れている。他の条件は、実施例の装置と同様とした。

【００２０】

【表１】

【００２１】この結果から明らかなように、本実施例の
装置によれば、偏肉量Ｒの平均値（ｘバー）を、比較例
の装置によるものに比較して約３０％小さくすることが
できる。また、側壁部を構成するサイドウォール部にお
ける、缶底面から９０［ｍｍ］の位置でのサイドウォー
ル部の厚さの平均値（Ｘバー）がほぼ同等であるにも拘
らず、サイドウォール部の厚さの最小値の平均値（Ｘバ
ー）およびサイドウォール部の厚さの最小値の下限値
（範囲）において、実験例の方が比較例のものより厚く
なっていることが判る。

【００２２】したがって、本例の装置によれば、各ダイ
スの間隔を前記のように設定することにより、缶胴の偏
肉量を減少させ、缶の薄肉化、軽量化を一層進めること
が可能になるという利点を有している。

【００２３】ここで、本例の装置により偏肉量が減少す
る理由は、必ずしも明瞭ではないが、以下の事由による
ものと推察される。すなわち、仮に、２つのダイスによ
ってワークを同時に加工する場合には、ダイスとダイス
との間にあるワークの側壁部に、両ダイスからそれぞれ
力が作用し、多様な方向成分を持つ引張り力や圧縮力等
が加えられるため、肉厚が部分的に変化しやすい。ま
た、手前側のダイスでの加工が終了する前にワークが次
のダイスに突入すると、突入時や加工途中においてワー
クに与えられる振動が手前側でのダイスの加工に影響
し、部分的な肉厚変化を生じてしまう。さらには、この
振動により、両ダイスの間に存在するワークの側壁部に
たわみを生じ、後方に配置されたダイスの加工にも影響
して、偏肉を生じることになる。加えて、手前側のダイ
スでの加工が終了する時に発生する振動が、加工中のワ
ーク、ダイスに伝わり、加工中のダイスの加工に影響を
与えて偏肉を生じてしまう。そして、本例の装置によれ
ば、各ダイスどうしの間隔を前記のように構成すること
によって、こうした現象を防止でき、偏肉量を減少させ
ることができたと考えられる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ
加工方法は、ワークとして、１つのダイスによる加工中
に他のダイスによる加工を受けない長さのものを用いる
構成とされているので、缶胴の偏肉量を減少させ、缶の
薄肉化、軽量化を一層進めることが可能になる。

【００２５】請求項２に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ加
工装置は、ワークを加工中のダイスのワークとの接触部
と、このダイスの手前側に位置するダイスのワークとの
接触部との離間距離を、手前側に位置するダイスによる
加工を受けた段階におけるワークの側壁部の軸方向長さ
よりも長い距離に設定する構成とされているので、ワー
クが、１つのダイスによる加工中に他のダイスによる加
工を受けることがなく、したがって、缶胴の偏肉量を減
少させ、缶の薄肉化、軽量化を一層進めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＤＩ加工装置の要部を
示す説明図である。

【図２】本発明の一実施例に係るＤＩ加工装置によって
加工されるワークの断面図である。

【図３】本発明の一実施例に係るＤＩ加工装置によって
加工されるワークの断面図である。

【図４】本発明の一実施例に係るＤＩ加工装置によって
加工されるワークの断面図である。

【図５】従来のＤＩ加工装置の要部の断面図である。

【図６】ワークのＤＩ加工に伴う変形状態を示す断面図
である。

【図７】缶蓋を取り付ける前の製品缶の断面図である。

【図８】缶胴の軸方向に沿う半断面図である。

【図９】缶胴の径方向に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 再絞りダイス １ａ 再絞りダイスの貫通孔 １ｂ 再絞りダイスにおけるワークとの接触部 ２・３・４ しごきダイス ２ａ・３ａ・４ａ しごきダイスの貫通孔 ２ｂ・３ｂ・４ｂ しごきダイスにおけるワークとの接
触部 ５ パンチスリーブ ７ カップ（ワーク） ８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８ 平底缶（ワーク） ９ 缶胴 ｌａ・ｌｂ・ｌｃ ダイスどうしの離間距離 Ｌａ・Ｌｂ・Ｌｃ ワークの側壁部の軸方向長さ

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【手続補正書】

【提出日】平成５年１０月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】なお、図２〜図４および図６において符号
Ｈは、平底缶８Ａ、８Ｂ、８Ｃおよび８の底部高さ（缶
の底面からしごき加工開始位置までの高さ）を示すもの
である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】この結果から明らかなように、本実施例の
装置によれば、偏肉量Ｒの平均値（ｘバー）を、比較例
の装置によるものに比較して約３０％小さくすることが
できる。また、側壁部を構成するサイドウォール部にお
ける、缶底面から９０［ｍｍ］の位置でのサイドウォー
ル部の厚さの平均値（Ｘバー）がほぼ同等であるにも拘
らず、サイドウォール部の厚さの最小値の平均値（Ｘバ
ー）およびサイドウォール部の厚さの最小値の下限値に
おいて、実験例の方が比較例のものより厚くなっている
ことが判る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】 １ 再絞りダイス １ａ 再絞りダイスの貫通孔 １ｂ 再絞りダイスにおけるワークとの接触部 ２・３・４ しごきダイス ２ａ・３ａ・４ａ しごきダイスの貫通孔 ２ｂ・３ｂ・４ｂ しごきダイスにおけるワークとの接
触部 ５ パンチスリーブ ７ カップ（ワーク） ８Ａ・８Ｂ・８Ｃ・８ 平底缶（ワーク） ９ 缶胴 ｌａ・ｌｂ・ｌｃ ダイスどうしの離間距離 Ｌａ・Ｌｂ・Ｌｃ ワークの側壁部の軸方向長さＨ 缶の底面から、しごき加工開始位置までの高さ

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 貫通孔を有する複数のダイスを同軸で並
   列に設置し、前記貫通孔に嵌合するパンチスリーブを軸
   方向に移動自在に設置した加工装置を用い、前記パンチ
   スリーブによって、有底円筒状をなすワークを前記貫通
   孔の内部に押込むことによって、前記ワークを２ピース
   缶用缶胴に成形する加工方法であって、前記ワークとし
   ては、１つのダイスによる加工中に他のダイスによる加
   工を受けない長さのものを用いることを特徴とする２ピ
   ース缶用缶胴のＤＩ加工方法。
2. 【請求項２】 貫通孔を有する複数のダイスを同軸で並
   列に設置するとともに、前記貫通孔に嵌合するパンチス
   リーブを軸方向に移動自在に設置し、前記パンチスリー
   ブによって、有底円筒状をなすワークを前記貫通孔の内
   部に押込むことによって、前記ワークを２ピース缶用缶
   胴に成形する加工装置であって、前記ワークを加工中の
   ダイスにおけるワークとの接触部と、このダイスの手前
   側に位置するダイスのワークとの接触部との離間距離
   は、前記手前側に位置するダイスによる加工を受けた段
   階における前記ワークの側壁部の軸方向長さよりも長く
   設定されていることを特徴とする２ピース缶用缶胴のＤ
   Ｉ加工装置。