JPH0687033A

JPH0687033A - ２ピース缶用缶胴のｄｉ加工装置

Info

Publication number: JPH0687033A
Application number: JP4241045A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yamagiwa; 和男山際; Takaki Saito; 隆紀斉藤; Nobuyuki Sumino; 信幸角野; Masao Tachiki; 正夫立木
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1992-09-09
Filing date: 1992-09-09
Publication date: 1994-03-29

Abstract

(57)【要約】【目的】偏肉量の少ない缶胴を製造する。【構成】再絞りダイス１は、Ｏリング３０によって弾
性的に支持されているので、パンチスリーブの振動に追
従して移動することができる。したがって、缶胴のフラ
ンジ部の偏肉量を減少させることができる。

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
有底円筒状の缶胴を成形するためのＤＩ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ＤＩ加工装置の
概要について図３に基づいて説明する。ここに図示した
装置は、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の内部に嵌合可能とされ、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製造された有底円筒状のカップ
（ワーク）７（図３および図４ａ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。これにより、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（図３中２
点鎖線）。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に再絞り加工を施し、カップ７を細
長い平底缶（ワーク）８Ａ（図４ｂ参照）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
の底面を押し付けているので、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８Ａ１（図４ｂ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２
ａ〜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４ｃ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４ｄ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５参照）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、従来から、前記した製品缶１０
の薄肉化、軽量化を推進するために、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
まれている。ここで、側壁部の偏肉量について、図６お
よび図７に基づいて模式的に説明する。これらの図にお
いては、ＤＩ加工後、トリミング加工前の缶胴９を、肉
厚を極端に厚くした状態で記載してある。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、符号ｆは、トリミング加工によって除去さ
れるトリム代部を示しており、符号ｂ〜ｅで示す部分が
缶胴の側壁部を構成している。例えば、フランジ部ｅに
おける、高さｌの位置における偏肉量Ｒ（ｌ）は、次式
で表される。

【０００５】Ｒ（ｌ）＝ｔ_f（ｌ）_max−ｔ_f（ｌ）_min 但し、ｔ_f（ｌ）_max；高さｌでの肉厚の最大値ｔ_f（ｌ）_min；高さｌでの肉厚の最小値である。

【０００６】そして、フランジ部ｅにおける偏肉量Ｒと
は、ｌ₁≦ｌ≦ｌ₂（図６参照）という区間における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、
ある一定の高さｌ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、平均肉厚に対して肉厚の
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、
特にフランジ部ｅにおける偏肉量Ｒが比較的大きいこと
が判ってきている。このため、缶胴９のフランジ部ｅの
平均肉厚をある程度以上に薄い値に設定すると、製缶工
程のネッキング・フランジング工程において、ネック部
へこみやフランジ部シワと呼ばれる成形不良が発生し易
くなってしまい、工程不良缶の増加を招いてしまう。ま
た、同様にフランジ部ｅの平均肉厚が薄くなると、製品
缶のコラム強度（缶の軸方向荷重に対する座屈強度）の
低下を招いてしまう。このため、缶のフランジ部の平均
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、再絞りダイスを弾性的に支
持する構成とすることにより、フランジ部における偏肉
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加工装置は、再絞りダイスを、ホルダと
の間に介装した弾性部材によって弾性的に支持する構成
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、請求項１記載の装置において、弾性部材をＯ
リングとしたものである。

【００１３】請求項３に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ加
工装置は、請求項２記載の装置において、Ｏリングを、
ホルダに形成された溝の内部にはめ込む構成としてい
る。

【００１４】

【作用】再絞り加工において、パンチスリーブに振動を
生じた場合であっても、この振動を弾性部材によって吸
収することができる。すなわち、再絞りダイスは、弾性
部材によって弾性的に支持されているので、パンチスリ
ーブの振動に追従して移動することができる。したがっ
て、缶胴のフランジ部の偏肉量を減少させることができ
る。

【００１５】

【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および図２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。

【００１６】本例の装置においては、再絞りダイス１に
フランジ部１１が設けられており、このフランジ部１１
が、略リング状に構成されたホルダ２０に取り付けられ
ている。ホルダ２０には、再絞りダイス１を収納する凹
部２１が形成され、この凹部２１の側面には、合成ゴム
製のＯリング３０（弾性部材）を内部に収納した凹部２
１ａ（図２参照）が形成されている。

【００１７】ホルダ２０の前面には、クランプリング１
４がボルト１５によって取り付けられており、これによ
って、再絞りダイス１のフランジ部１１がホルダ２０に
取り付けられたものとなっている。前記ボルト１５を締
め込んだ状態（図２参照）において、クランプリング１
４と再絞りダイス１との間には、間隔Ｌ₁が形成され、
再絞りダイス１とホルダ２０との間には、両者を同心と
した状態において、全周にわたって、間隔Ｌ₂が形成さ
れるように構成されている。本例では、間隔Ｌ₁が０．
０２ｍｍとされ、間隔Ｌ₂が０．１９ｍｍとされてい
る。ホルダ２０は、装置本体側に固定されているツール
カートリッジ４０に、ボルト４１によって固定されてい
る。

【００１８】Ｏリング３０は、断面円形に形成されてお
り、その直径が、ホルダ２０の凹部２１ａの深さよりも
大きくされ、Ｏリングの内周面が凹部２１ａの側面から
内側方向に突出するようになっている。Ｏリング３０の
材質は、本例では、ＤＩクーラントに侵されにくく、か
つ、弾性の高い材質が用いられている。本例の装置で
は、Ｏリング３０によって、再絞りダイス１がホルダ２
０に弾性的に支持されたものとなっている。

【００１９】また、本例の装置においては、再絞りダイ
ス１としごきダイス２との距離が十分長く取られてお
り、再絞りダイス１による再絞り加工中のワークがしご
きダイス２に接触しないようになっている。

【００２０】他の構成は、従来の装置と同様であるので
詳細についての説明を省略する。

【００２１】本例の装置においても、従来の装置と同様
に、カップホルダスリーブ６およびパンチスリーブ５を
前進させることによって、カップ７を缶胴９に成形する
ことができる。本例の装置によれば、再絞りダイス１が
Ｏリング３０を介してホルダ２０に弾性的に支持されて
いるので、パンチスリーブ５に振動を生じた場合であっ
ても、この振動をＯリング３０によって吸収することが
できる。したがって、再絞りダイス１をホルダ２０に固
定した場合に比較して、缶胴９における偏肉量を減少さ
せることができる。これにより、缶胴９の薄肉化、軽量
化を促進することができるという利点がある。

【００２２】また、本例の装置では、弾性部材としてＯ
リング３０を用いているので、構成が簡易でコストを押
えることができるばかりでなく、Ｏリング３０が劣化し
た場合の交換作業が容易で保守を行ないやすいという利
点もある。

【００２３】さらに、本例の装置では、Ｏリング３０
を、ホルダ２０に形成した凹部２１ａの内部に収納した
ので、Ｏリング３０をホルダ２０に確実に保持すること
ができ、再絞りダイス１をＯリング３０によって確実に
支持することができる。したがって、缶胴９における偏
肉量を確実に減少させ、缶胴９の薄肉化、軽量化を進め
ることができる。

【００２４】（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、再絞りダイスの前記した構成を除いて、従
来の装置と同一の構成とされている。ＤＩプレスのスピ
ードは約１８０［缶／分］、ストロークは約５８３ｍｍ
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０．３２ｍ
ｍの３５０ｍｌ缶（缶外径約６６．２ｍｍ）とした。ま
た、再絞りダイス１におけるしごき率は約０．２％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。本例の装置を用
いて製造した缶胴のフランジ部ｅの偏肉量Ｒを表１に示
す。

【００２５】（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とホルダ２０とがたがいに相対移動
しないように固定されたものとなっている。他の条件
は、実施例の装置と同様とした。比較例の装置によって
製造した缶胴のフランジ部ｅの偏肉量Ｒを表１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】この結果から明らかなように、本実施例の
装置によれば、フランジ部ｅの偏肉量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、フランジ部ｅの偏肉量Ｒ
の範囲も従来の装置によるものに比較して小さくするこ
とができる。

【００２８】したがって、本例の装置によれば、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。

【００２９】ここで、本例の装置により偏肉量が減少す
る理由は、以下の事由によるものと推察される。まず、
偏肉量がフランジ部ｅにおいて大きくなる理由として
は、以下の理由が考えられる。まず、特に再絞り加工終
了近くにおいては、カップ７の再絞り加工時の抵抗力
（すなわち、カップ７を再絞り加工するために必要な荷
重）が短時間のうちに急激に減少してしまうため、パン
チスリーブ５が不安定な状態となる。このため、プレス
動作による振動や、パンチスリーブのたわみといった原
因により、特に再絞り加工終了近く（すなわち、再絞り
ダイスにおいてフランジ部ｅの加工が行なわれている時
点）において、パンチスリーブ５に振動が発生しやす
い。また、カップ７には、通常の場合、再絞り加工によ
って、材料の方向性に起因する耳ができ（開口端が一定
の高さとならず高い所と低い所ができる。）、その開口
端は、側面視して波状となる。この波状の開口端が、カ
ップホルダスリーブ６の先端や再絞りダイス１を通過し
ていくため、不均一な力がパンチスリーブ５に作用し、
パンチスリーブ５に振動を生じる。これに対し、従来の
装置では、再絞りダイス１がホルダ２０に固定されてい
るために、パンチスリーブ５の振動を吸収することがで
きず、缶胴のフランジ部ｅとなる位置に、偏肉を生じて
しまっていると考えられる。

【００３０】これに対し、本例の装置によれば、再絞り
ダイス１とホルダ２０との間にＯリング３０を介装し、
再絞りダイス１を弾性的に支持する構成としたので、パ
ンチスリーブ５の振動をＯリング３０によって吸収する
ことができ、これによって、フランジ部ｅにおける偏肉
量を減少させることが可能となったのである。

【００３１】なお、本例の装置においては、弾性部材と
してＯリングを用いたが、これに限るものではなく、要
は、再絞りダイス１を弾性的に支持できるものであれば
よい。

【００３２】また、本発明におけるホルダとしては、図
示の例に限られるものではなく、要は、再絞りダイスを
支持する機能を有する部材であればよい。

【００３３】さらに、本例の装置では、Ｏリング３０を
ホルダ２０に取り付ける構成としたが、再絞りダイス１
の外周に凹部を形成し、この凹部内にＯリング３０をは
め込んで、このＯリング３０によって再絞りダイス１を
弾性的に支持する構成であってもよい。要は、再絞りダ
イス１がホルダ２０に対して弾性的に支持されており、
ある範囲内で移動できる構成であればよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ
加工装置は、再絞りダイスを、ホルダとの間に介装した
弾性部材によって弾性的に支持する構成としたので、缶
胴の、特にフランジ部における偏肉量を減少させ、缶の
薄肉化、軽量化を促進することができる。

【００３５】請求項２に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ加
工装置は、請求項１記載の装置において、弾性部材をＯ
リングとしたので、劣化した場合の交換が容易であり、
また、装置としてのコストを押えることができる。

【００３６】請求項３に係る２ピース缶用缶胴のＤＩ加
工装置は、請求項２記載の装置において、Ｏリングを、
ホルダに形成された溝の内部にはめ込む構成としている
ので、Ｏリングがホルダから脱落しにくく、再絞りダイ
スとホルダとの間隙を確実に保持することができる。し
たがって、缶の薄肉化、軽量化を一層進めることが可能
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るＤＩ加工装置の要部の
断面図である。

【図２】図１において矢印Ａで示す部分の拡大図であ
る。

【図３】従来のＤＩ加工装置の要部の断面図である。

【図４】ワークのＤＩ加工に伴う変形状態を示す断面図
である。

【図５】缶蓋を取り付ける前の製品缶の断面図である。

【図６】缶胴の軸方向に沿う半断面図である。

【図７】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５パンチスリーブ７カップ（ワーク）９缶胴２０ホルダ３０Ｏリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者立木正夫静岡県駿東郡小山町菅沼1500番地三菱マテリアル株式会社富士小山工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ホルダに支持された再絞りダイスとパン
チスリーブとを同軸上に配置し、有底円筒状をなすワー
クの内部に前記パンチスリーブを挿入した状態で、前記
パンチスリーブを前記再絞りダイスに向けて前進させ、
前記ワークを前記再絞りダイスの内部に押込むことによ
って前記ワークに再絞り加工を施すＤＩ加工装置におい
て、前記再絞りダイスは、前記ホルダとの間に介装され
た弾性部材によって弾性的に支持されていることを特徴
とする２ピース缶用缶胴のＤＩ加工装置。
【請求項２】前記弾性部材は、Ｏリングであることを
特徴とする請求項１記載の２ピース缶用缶胴のＤＩ加工
装置。
【請求項３】前記Ｏリングは、前記ホルダに形成され
た溝の内部にはめ込まれていることを特徴とする請求項
２記載の２ピース缶用缶胴のＤＩ加工装置。