JPS61209731A - しごき加工ポンチ - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はしごき加工ポンチに関し、さらに詳しくは、形
成された金属缶胴体の抜出しが容易な、しごき加工ポン
チに関する。

（従来の技術） ビール缶やジュース缶等用に用いられる１ピース金属缶
胴体は、錫めっき鋼板、あるいはアルミニウム合金薄板
等の金属板ブランクよシ絞シ形成されたカップ体を、ポ
ンチとダイの協働によシ、冷却潤滑液を吹付けながら、
しごき加工することによって製造される。しごき加工後
、金属缶胴体は、例えば特公昭４３−１９６７９号公報
、実公昭５４−２６３５２号公報、あるいは特開昭５６
−８９３３５号公報において提案されているような、抜
出装置の爪部と缶胴の開口端縁を係合させて、ポンチを
復帰させることによって、ポンチから抜出される。

（発明が解決しようとする問題点） しごき加工ポンチとしては、従来主として側壁面が平滑
なピンチが使用されているが、との場合でも特に稼動開
始時、側壁面と缶胴体内面間の摩擦抵抗のため抜出しが
困難、ないし不可能となって、開口端縁のロールパック
（外方へ曲げられること）、爪部の早期摩耗、あるいは
ダイスの損傷、破壊等のトラブルを起こし易い。特開昭
４９−９０６６８号公報に提案されているような、しご
き加工性の向上のために、砥石又は機械仕上げ等によっ
て側壁面が粗面化されたポンチを用いた場合は、上記摩
擦抵抗が増大するため、上記のトラブルが一層発生し易
い。

（発明の目的） 本発明は、しごき加工によシ形成された１ピース金属缶
胴体の、抜取装置による抜出し性が改善されたしごき加
工ポンチを提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、側壁面の全面にわたり、その平滑部の中に多
数の点状四部が形成されており、各点状四部の面積は０
．０３〜０．８　ｍ１１２、深さは０．１〜０．８μｍ
であシ、かつ該点状四部の該側壁面に沿って占める面積
の割合が、側壁面の単位面積当シ１０〜４０％であるこ
とを特徴とする、１ピース金属缶胴体形成用しごき加工
ポンチを提供するものでおる。

（実施例） 以下実施例である図面を参照しながら本発明について説
明する。

第１図において、１はしごき加工ポンチであシ、２はし
ごき加工によシ成形された直後の、１ピース金属缶胴体
であシ、３は、ポンチ１が矢印入方向に復帰するとき、
缶胴体２の開口端縁２ａと係合して、缶胴体２をポンチ
１よシ抜出すための＼抜出装置（図示されない）の爪部
である＠（構　成） ポンチ１の、超硬合金よシなる側壁面の、少なくとも形
成された缶胴体２の内面と接触すべき部分（この部分を
本明細書においては側壁面１ａとよぶ）には、多数の点
状凹部４がほぼ均一に分布して形成されている＠側壁面
１ａの、点状凹部４の形成されていない残シの部分は、
好ましくは、平均粗さが約０．１μｍ以下の平滑部５と
なっている。

第２図、第３図、第４図に示すように、点状凹部４の、
側壁面１ｍに沿う表面形状は、通常実質的釦真円又は楕
円（長径対短形比が好ましくは約２以下の）等の鋭いコ
ーナ部のない円形状になっている。後述のように凹部４
は、好ましくは超音波加工によって形成されるのである
が、その場合たとえ先端が鋭いコーナ部を有する断面形
状のホーンを用いても、形成される凹部の、前記コーナ
部に対応する部分は丸みを帯び、またホーンのコーナ部
も加工中に摩耗や欠けのため丸みを帯びてくるからであ
る。

点状凹部４の、側壁面１＆に沿う面積は０．０３〜０．
８　ｍ＊２であることが望ましい。すなわち凹部４が第
２図に示すように、実質的に真円形の場合は、その直径
ｄは約０．２〜１．０　ＩＩＥであることが望ましい。

かつ点状凹部４の側壁面１ａに沿って占める面積の割合
は、単位面積当シ１０〜４０％であることが望ましい。

四部４の断面形状は、第５図に示すように円弧状、もし
くは第６図に示すように鍋底状でおることが好ましい。

何れの場合も平滑部５との境界部４ａは丸みを有してい
ることが好ましい。第６図に示すように鍋底状の場合は
、側面４ｂと底面４ｃとの境界部４ｄも丸みを有してい
ることが好ましい。なお鍋底状の場合は、後述のように
凸部Ｒ充平番蝋ｑｒ処−イ襦ス七１への詑紬面薄φ！僧
ヰるので、特に凹部４の面積すなわち直径が大きい場合
は、円弧状の方がよシ好ましい。

凹部４の深さｈ（第５図、第６図）は、０．１〜０、８
μｍであること、よシ好ましくは０．３〜０．６μｍで
あることが望ましい。深さｈが０．１μｍよシ小さい場
合は、平滑部５との粗さの差が無くなって、従来の平滑
仕上ポンチと抜出し性は同様であって、抜出し性は改善
されない〇 （作　用） しごき加工のさいは、第７図に示すように、ポンチ１を
、絞シ成形されたカップ体と共に矢印Ｂ方向に移動する
ことによって、カップ体の胴壁□部２′ｂを、ポンチ１
と第１のリングダイス６が協働して、しごくことによっ
て、胴壁部２′ｂよシ薄い胴壁部２ｂが形成される。上
記の薄くなった胴壁部２ｂは、通常さらに第２のダイス
、必要に応じさらに第３のダイスを通ってしごかれて、
第８図に示すように、さらに薄くなシ、通常０．１０〜
０．２２朋程度の厚さＫなる。

上記しごき加工によシ、胴壁部２ｂの内面には、凹部４
の断面形状にほぼ対応する断面形状を有する凸部８が形
成される。そして第１のダイス６に入る前のポンチの凹
部４ｘ（第７図）には、冷却潤滑液７（通常は水エマル
ジョン油よシなる）が入っているので、しごき加工後も
、凹部４と凸部８間の僅かな隙間９には、冷却潤滑液７
が残留し、また凸部８が形成されるさい、凹部４から押
出された冷却潤滑液７は、ポンチの平滑部５と、胴壁部
２ｂの内面の間に潤滑膜７ａ（第８図参照）を形成して
いるものと推測される。

缶胴成形体２よシのポンチ１の抜出しは、爪部３に缶胴
成形体の開口端縁２ａ（第１図）を係合させて、缶胴成
形体２を固定した状態で、第８図に示すように、ポンチ
１を矢印Ａ方向に移動させることによって行なわれる。

そのさい例えば凹部４ｙと係合していた凸部８ｘは、凹
部４ｙに沿って滑シ上シながら、凹部４ｙから離れて平
滑部５ｘＫ沿って滑った後、次の凹部４ｚと係合すると
いう過程を繰返すことによって、抜出しが行なわれる。

この場合凹部４は油溜めとして機能して、凸部８、特に
平滑部５と接触する下端面８ａを潤滑し、また前述のよ
うに平滑部５には潤滑膜７ａが形成されているので、凸
部８の平滑部５に沿う滑シはスムースに行なわれる。丸
みを有する境界ｍ　４１Ｌ　−４ｄは、前述の凸部８の
滑シ上シがスムースに行なわれるのを容易にする。

しかしながら、凹部４の面積が０．０３１ｍ　よシ小さ
い場合、あるいは四部４の側壁面１ａに沿って占める面
積の割合が、側壁面１ａの全面にわたり、側壁面の単位
面積（通常１ｃ１ｒＬ２）当シ１０チよシ小さい場合は
、凹部４の油溜めとしての機能が十分でなく、また潤滑
膜７ａの形成も少ないので、上記滑シがスムースに行な
われ難い。

凹部４の深さｈが０．８μｍよシ大きくなると、形成さ
れる凸部８の高さも、それに対応して深さｈに近い値ま
で大きくなる。しごき成形終了後の胴　）壁部２ｂは前
述の如く、比較的薄いので、弾性変形によシ撓み易い。

しかしながら凸部８の高さが大きくなると、それに比例
して、凸部８が平滑部５まで滑シ上ったときの胴壁部２
ｂの弾性伸び量も大きくなシ、従って胴壁部２ｂよシ凸
部８を介してポンチ１に加わる半径方向内方に向う弾性
力も大きくなる。そのため凹部４の深さｈが０．８μｍ
を越えると、凸部８が平滑部５まで滑シ上るさい、およ
び平滑部５に沿って滑るさいの摩擦力が潤滑膜７８等の
存在にも拘らず大きくなって、抜出し性が困難になるの
で、深さｈは０．８μｍ以下であることが望ましい。

このように凹部４は可成シ浅いので、その面積が０．８
０２を越えて大きくなると、凸部８が平滑部５まで滑シ
上るに要する移動距離が増えることによって摩擦抵抗が
増大し、また断面形状が円弧状の場合であっても、形成
される凸部８の底面は平面状になシ易く、そのため凸部
８が平滑部５に沿って滑るさいの摩擦抵抗が増大するた
め、抜出し性が悪くなるので、面積は０．８　ｍｓ以下
であることが望ましい。

凹部４の側壁面に沿って占める面積が、側壁面の単位面
積当、９４０％を越えると、凸部８が、凹部４に沿って
平滑部５に滑シ上る頻度が増大する０この滑シ上シに要
する摩擦抵抗は、凸部８が平滑部５に沿って滑るさいの
摩擦抵抗よシも大きい。

従って抜出し性が悪化するので、上記面積は４０−以下
であることが望ましい〇 同様の理由で、凹部４は、第２図、第３図、第４図に示
すように、抜出し方向である矢印Ａ方向に、すなわちポ
ンチ１の軸方向に整列しく例えば軸方向のピ；チｐが０
．５〜１．５ｎで）、隣シの列が、当該列に入シ込まな
いように形成されていることが好ましい。また凹部４の
占める面積の割合が、本発明の範囲内にある場合であっ
ても、その割合が比較的小さい場合は、局部的に四部４
のない面積が増えることがないように、凹部４は側壁面
１ａの全面にわたって、比較的均一に分布するように形
成されることが特に好ましい。

（凹部の形成方法） 第９図はポンチ１に四部４を形成する方法の例を示した
ものである。ポンチ１はチャック１１（例えば施盤の）
に取付けられ、好ましくは定速で（例えば２５　ｒ、ｐ
、ｍ、）で矢印Ｃ方向に回転されている。１２は超音波
振動子であって、図示されない超音波発振器によって加
振される。その先端１−６超硬合金よシな・ていて、形
成されるべき凹部４とほぼ対応する形状を有している。

振動子１２は図示されない送シ機構によシ、ポンチ１の
軸方向、すなわち矢印り方向に、好ましくは定速で（例
えばポンチ１回転当、９１ｍｍ）送られている。さらに
振動子１２は、低周波発振器１３（例えば周波数１３０
　Ｈｚ　）によシ増幅器１４を介して付勢されるコイル
１５によって、ピンチの半径方向、すなわち矢印Ｅ方向
に、ポンチの側壁面１ａとの当接、離脱を反復しながら
振動するように構成されている。

この当接のさいに側壁面１ａには、振動子の光間 端１２の形状にほぼ対応する形状の凹部４が形成される
。なお、側壁面１ａは、凹部形成の加工前に、例えば０
．４μｍ仕上げ後、う、ゾ仕上によって、例えば平均粗
さ０．０２μｍの平滑面に仕上げられている。

四部４の面積は主として先端１２ａの形状と、上記当接
の時間によって、また凹部４の深さｈは、主として上記
当接の時間によって定められる。また軸方向ピッチｐは
ポンチ１の回転数と振動子１２の送シ速度によって、さ
らに四部形成方向のピッチｑ（第２図）は、主として発
振器１３の周波数およびポンチ１の回転数によって定め
られる。

これらのピッチｐ、ｑおよび各凹部４の面積から、四部
４の側壁面１ａの単位面積に占める面積の割合が定めら
れる。

（発明の効果） 本発明のしごき加工ピンチは、しごき加工後の缶胴体の
抜出し性に優れているという効果を奏する。

（具体例） 次に具体例について説明する０ 大径部ｌａ１の直径５２．６１１１％小径部ｌＢ２の　
　′直径５２．５　ｕｒｎの超硬合金よシなるポンチの
、平均粗さ０．０２μｍにう、ピング仕上げされた側壁
面１ａの、底端１ｂから高さ１４５皿の範囲にわたり、
第９図に示す方法で、第１表に示すように、形状が真円
形で、面積、深さ、分布割合等の異なる、第２図、第５
図に示すタイプの点状凹部４を均一に分布するように形
成して、各種の点状凹部４を有するポンチ１を作製した
０ これらのポンチ、および凹部４の形成されない平滑部５
のみの平滑ピンチ、ならびに側壁面がショットプラス加
工された粗面−ンチを用いて、厚さ０．３　ｗｍの錫め
っき鋼板よシ形成された、外径７１寵、平均高さ３７Ｂ
の絞シカッｆ（図示されない）を、公知の再絞り−３段
しごき成形機によシ、冷却潤滑液７として水エマルジョ
ン油を用い（スグレー量６０〜１２０リットル／分）、
同一条件でしごき加工して、胴壁部２ｂの、大径部ｌａ
ｘに接触する部分の平均肉厚が０．１０　ｍｍ　、小径
部１ａ２に接触する部分の肉厚が０．１５ｍ５平均高さ
１４２ｎの缶胴体２を形成した。上記形成後、特公昭６
０−１３３号公報に記載のタイプの抜出装置の爪部３に
、開口端縁２ａを係合させて、ポンチ１を抜出した。稼
動開始時における抜出し結果を第１表に示鳴

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例であるポンチの平面図、第２
図、第３図および第４図は、第１図のＡ部の拡大図であ
って、点状凹部の側壁面に沿う形状が、第２図は真円の
場合、第３図は短軸が軸方向に延びる楕円の場合、第４
図は長軸が軸方向に延びる楕円の場合の図面、第５図お
よび第６図は点状凹部の断面形状の例を示すための図面
であって、第５図は第２図の■−ｖ線に沿う縦断面図、
第６図は第３図のＶｌ−Ｖｌ線に沿う縦断面図、第７図
は第１図のポンチを用いて缶胴体をしごき形成している
状態を示す説明用要部縦断面図、第８図は形成された缶
胴体よシ第７図のポンチを抜出している状態を示す説明
用要部縦断面図、第９図は第１図のポンチの点状凹部を
形成している状態の例を示す説明用平面図である。 １・・・しごき加工ポンチ、ｌａ・・・側壁面、２・・
・１ピース金属缶胴体、４・・・点状凹部、５ｍ＠＠平
滑部、第１図 第２図　　　　第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）側壁面の全面にわたり、その平滑部の中に多数の
   点状凹部が形成されており、各点状凹部の面積は０．０
   ３〜０．８ｍｍ＾２、深さは０．１〜０．８μｍであり
   、かつ該点状凹部の該側壁面に沿って占める面積の割合
   が、側壁面の単位面積当り１０〜４０％であることを特
   徴とする、１ピース金属缶胴体形成用しごき加工ポンチ
   。
2. （２）点状凹部が超音波加工によって形成された特許請
   求の範囲第１項記載のしごき加工ポンチ。