WO2014057737A1 - 円筒容器の製造方法 - Google Patents

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WO2014057737A1
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hexagonal
drawing die
metal
groove forming
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池田　保之
慎一 田屋
功太 貞木
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東洋鋼鈑株式会社
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    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a cylindrical container using a metal plate with a metal exposed on at least one surface.
  • Patent Document 2 when drawing is performed using a hexagonal blank made of a resin-coated steel plate having a resin layer, a hexagonal corner of the wrinkle holding surface is used as a drawing die. A method of using a drawing die having a groove forming portion having a plurality of grooves in a portion corresponding to the portion is disclosed.
  • Cited Document 2 when a resin-coated steel sheet having a resin layer is used, it is possible to effectively suppress the occurrence of a portion (ear) in which the container height is higher than other portions.
  • the present inventors examined, when the metal plate which does not have a resin layer and the metal was exposed to the surface was used, generation
  • the present invention has been made in view of such a situation, and the object thereof is high in productivity when manufacturing a cylindrical container using a metal plate with a metal exposed on at least one surface, and the container height is high.
  • An object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of effectively suppressing the generation of a portion (ear) whose height is higher than that of other portions.
  • the present inventor obtained a hexagonal blank from a metal plate when using a metal plate with a metal exposed on at least one surface.
  • a plurality of grooves along the circumferential direction are formed in a portion corresponding to the side of the hexagonal blank on the surface as a drawing die and / or a blank holder. It has been found that the above-described object can be achieved by using a groove-forming portion in which is formed, and the present invention has been completed.
  • a method of manufacturing a cylindrical container using a metal plate with a metal exposed on at least one surface the step of obtaining a hexagonal blank from the metal plate;
  • a portion having a groove forming portion in which a plurality of grooves are formed along the circumferential direction is used in a portion corresponding to the side of the blank on the surface, and the metal of the blank is exposed.
  • the peripheral portion of the blank is a drawing die so that the surface faces the groove forming portion and the side of the blank is located at a position corresponding to the groove forming portion. If, and sandwiched between the blank holder, the manufacturing method of the cylindrical container, characterized in that processing the blank into a cylindrical shape is provided.
  • the groove forming portion on the surface of the drawing die and / or the blank holder is formed with a width of 15 ° to 45 °.
  • An object of the present invention is to provide a production method capable of effectively suppressing the occurrence of ears.
  • FIG. 1A is a schematic diagram in the case of punching a hexagonal blank 20 from a metal plate 10
  • FIG. 1B is a schematic diagram in the case of punching a circular blank 20 a from the metal plate 10.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the configuration of the hexagonal blank 20 obtained by the present embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the configuration of the drawing die 30 used in the present embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing a drawing method in the present embodiment.
  • FIG. 5A is a schematic surface view showing a specific configuration of the wrinkle pressing surface 32 of the drawing die 30 used in the present embodiment
  • FIG. 5B is a view of Vb ⁇ in FIG. It is sectional drawing which follows a Vb line.
  • FIG. 5A is a schematic surface view showing a specific configuration of the wrinkle pressing surface 32 of the drawing die 30 used in the present embodiment
  • FIG. 5B is a view of Vb ⁇ in FIG. It is sectional drawing which follows a Vb line.
  • FIG. 6 is a view for explaining the positional relationship between the hexagonal blank 20 and the groove forming portion 322.
  • FIG. 7 is a graph showing the measurement results of height variation ⁇ H in Example 1.
  • FIG. 8 is a graph showing the measurement results of thickness variation ⁇ t in Example 1.
  • FIG. 9 is a graph showing the measurement result of height variation ⁇ H in Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a graph showing the measurement results of the thickness variation ⁇ t in Comparative Example 1.
  • FIG. 1A a hexagonal shape is formed from a metal plate 10 (hereinafter, simply referred to as “metal plate 10”) having a metal exposed on at least one surface.
  • metal plate 10 a metal plate 10 having a metal exposed on at least one surface.
  • FIG. 1A is a schematic diagram when a hexagonal blank 20 is punched from the metal plate 10.
  • the metal plate 10 is not particularly limited and may be any metal plate that does not substantially have an organic resin layer and has a metal exposed on at least one surface, but has a metal exposed on both surfaces. These plates can be suitably used. Examples of the metal plate with the metal exposed on at least one surface include a metal plate used for battery containers, a metal plate used for beverage containers, and a metal plate used for food containers. Can be mentioned. In the present embodiment, specific examples of the metal plate 10 are not particularly limited, but include steel plates, tin-free steel, tinplate plates, aluminum alloy plates, galvanized steel plates, zinc-cobalt-molybdenum composite plated steel plates, zinc-nickel alloys.
  • Plates of various metals such as plated steel sheets, zinc-iron alloy plated steel sheets, galvannealed steel sheets, zinc-aluminum alloy plated steel sheets, zinc-aluminum-magnesium alloy plated steel sheets, nickel-plated steel sheets, copper-plated steel sheets or stainless steel sheets Can be mentioned.
  • FIG. 1 (A) when a blank for forming a cylindrical container is obtained from a metal plate 10, the blank is punched into a hexagonal shape to obtain FIG. 1 (B).
  • FIG. 5 compared with the case of punching a blank into a circular shape to obtain a plurality of circular blanks 20a, it is possible to suppress unnecessary portions that become gaps between the blanks, thereby improving the yield.
  • FIG. 1 (B) when a blank is punched into a circular shape, an approximately triangular unnecessary portion having a relatively large area is generated, whereas as shown in FIG. 1 (A).
  • FIG. 1 (A) when the blank is punched into a hexagonal shape, such an unnecessary portion does not occur, so that the utilization efficiency of the metal plate 10 can be effectively increased, and thereby the yield can be improved.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing the configuration of the hexagonal blank 20 obtained by the present embodiment.
  • the hexagonal blank 20 has a hexagonal shape and corners rounded into an arc shape. Effective cornering (particularly due to the sharp corners) resulting in height variations when molded into a cylindrical container by effectively rounding the corners into an arc. Can be prevented.
  • the radius of curvature R and the diagonal length 2r (2r ′) of the arc-shaped shape formed at the corner of the hexagonal blank 20 may be appropriately set according to the product size to be obtained.
  • the ratios R / 2r and R / 2r ′ are preferably in the range of 0.15 to 0.45, and more preferably in the range of 0.25 to 0.40. If it is smaller than this range, the shape of the blank will be too close to a circle and the yield will be reduced.
  • the hexagonal blank 20 is a pair of sides among the sides constituting the hexagonal blank 20 with respect to the rolling direction of the metal plate 10.
  • the present invention is not particularly limited to such an embodiment, and for example, an embodiment in which a pair of sides are punched in a direction parallel to the rolling direction may be employed.
  • the hexagon-shaped blank 20 is made into the shape based on a regular hexagon, it is not specifically limited,
  • the anisotropy of the metal plate 10 by rolling is shown. It may be a hexagonal shape as considered. That is, in FIG. 2, a hexagonal shape (that is, a hexagonal shape other than a regular hexagon) in which the relationship between the length 2r of the diagonal line orthogonal to the rolling direction and the length 2r ′ of the other diagonal line is 2r ⁇ 2r ′. It is also possible to use a hexagonal shape that is a square shape and the lengths of opposing sides are the same.
  • FIG. 3 it has a circular opening 31 and a wrinkle holding surface 32, and further has a shoulder 33 that moves from the wrinkle holding surface 32 to the opening 31 with a predetermined radius of curvature.
  • the hexagonal blank 20 is drawn. Specifically, as shown in FIG. 4, the hexagonal blank 20 is placed on the wrinkle holding surface 32 of the drawing die 30 so that the center thereof coincides with the center of the drawing die 30.
  • the doughnut-shaped blank holder 40 that is perforated so that the punch 50 can pass therethrough is brought into contact with the wrinkle holding surface 32 of the drawing die 30 and the blank holder 40, and the peripheral portion of the hexagonal blank 20.
  • the punch 50 is lowered in the direction of the arrow in a state in which the hexagonal blank 20 is drawn.
  • the drawing die 30 is moved from the wrinkle holding surface 32 to the opening 31 with a predetermined radius of curvature so that the hexagonal blank 20 is smoothly press-fitted into the opening 31 of the drawing die 30.
  • a shoulder 33 is provided.
  • the hexagonal blank 20 is loaded with a load (wrinkle pressing load) for suppressing wrinkle generation through the blank holder 40. In this way, the hexagonal blank 20 can be processed into a cylindrical shape by drawing to obtain a cylindrical container.
  • FIG. 5A the drawing die 30 corresponds to six sides of the hexagonal blank 20 to be drawn on the wrinkle holding surface 32.
  • One having six groove forming portions 322 is used at the position.
  • FIG. 5 (A) is a schematic surface view showing a specific configuration of the wrinkle pressing surface 32 of the drawing die 30 used in the present embodiment
  • FIG. 5 (B) is FIG. 5 (A).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line Vb-Vb.
  • the groove forming portion 322 includes a plurality of groove portions (recessed portions) 322 a having a depth d formed along the circumferential direction of the wrinkle pressing surface 32.
  • the groove forming portion 322 is formed at positions corresponding to the six sides of the hexagonal blank 20 to be drawn.
  • FIG. 4 when drawing the hexagonal blank 20 using the drawing die 30, the blank holder 40, and the punch 50, as shown in FIG. 6. Further, a hexagonal blank 20 (shown by a broken line in the figure) is placed on the wrinkle holding surface 32 of the drawing die 30, and the drawing die 30 and the blank holder 40 Drawing is performed in a state where the peripheral portion of the rectangular blank 20 is sandwiched.
  • the surface on which the metal is exposed is set to the direction facing the wrinkle pressing surface 32 of the drawing die 30, and the positions of the six sides of the hexagonal shape of the blank 20 are
  • the hexagonal six corners are arranged on the wrinkle holding surface 32 so that the positions of the six corners of the hexagonal shape correspond to the smooth part 321 where no groove is formed. , Drawing.
  • the portion corresponding to the side of the hexagonal blank 20 is opened to the opening 31.
  • the pull-in speed V s can be made slower than the pull-in speed V c into the opening 31 at the portion corresponding to the corner that is in contact with the smooth portion 321. That is, according to this embodiment, it is possible to pull rate V c into part of the opening 31 corresponding to the corners of the hexagonal shape of the blank 20 relative fast, thereby, due to the corners Further, it is possible to effectively prevent the occurrence of a portion (ear) where the container height is higher than the other portions.
  • the reason why such an effect is exhibited is not necessarily clear, but the hexagonal blank is formed in the recess 322a formation portion by the action of the plurality of groove portions 322a formed in the groove formation portion 322. 20 bite has exposed metal surfaces occurred, this biting, pulling speed V s of the opening 31 of the portion corresponding to the sides of the hexagonal shape of the blank 20, when due to the relatively slow thinking It is done.
  • the metal surface is not exposed when a hexagonal blank made of a resin-coated steel sheet having a resin layer is used as in Patent Document 2 (International Publication No. 99/48631 pamphlet) described above. For this reason, it is considered that such biting does not occur.
  • the groove forming portion 322 is considered to act as a friction reducing portion as compared with the smooth portion 321.
  • the formation angle ⁇ 1 of the groove forming portion 322 is determined by the drawing speed V s into the opening 31 of the portion corresponding to the side of the hexagonal blank 20, and the drawing speed V s into the opening 31 of the portion corresponding to the corner portion.
  • a range of 15 ° to 45 ° is preferable and a range of 20 ° to 40 ° is more preferable so that an appropriate range is obtained in relation to the speed V c .
  • the formation angles ⁇ 1 of the six groove forming portions 322 formed on the wrinkle holding surface 32 may be the same or different, but in the obtained cylindrical container, the container height is other part.
  • the formation angles ⁇ 1 of the six groove forming portions 322 are all the same from the viewpoint that generation of a higher portion (ear) can be more appropriately suppressed.
  • the formation angle ⁇ 2 of the smooth portion 321 may be set according to the formation angle ⁇ 1 of the groove formation portion 322.
  • the number of the groove portions 322 a forming the groove forming portion 322 is three, but the number of the groove portions 322 a is not particularly limited, and the portion corresponding to the side of the hexagonal blank 20 is not limited.
  • pull speed V s of the opening 31 may be set so that the proper range in relation to the pull rate V c of the opening 31 of the portion corresponding to the corner portion.
  • the width w 1 of the groove 322a is not particularly limited, but is preferably 1 to 5 mm
  • the width w 2 between the grooves 322a is also not particularly limited, but is preferably 1 to 5 mm.
  • each groove part 322a and the width w 2 between each groove part 322a may be the same or different.
  • the depth d of the groove 322a is not particularly limited, and may be a depth at which the exposed metal surface of the hexagonal blank 20 is generated, but is preferably 0.1 to 1 mm.
  • the clamping force of the hexagonal blank 20 by the drawing die 30 and the blank holder 40 is the dimension of the hexagonal blank 20. It may be set as appropriate according to the strength of the material and is not particularly limited.
  • the groove forming portion 322 is a hexagonal blank of the blank holder 40. It is good also as a structure provided in the surface contact
  • the groove forming portion 322 is configured to include a plurality of groove portions 322a.
  • the groove portions 322a do not have to be plural, and may be one, for example.
  • the exposed metal surface of the hexagonal blank 20 may be bitten in the groove part 322a forming part.
  • the pulling speed V s into the opening 31 of the portion corresponding to the side of the hexagonal blank 20 can be relatively slowed, and as a result, the container height caused by the corner portion is reduced. Generation of a portion (ear) that is higher than the other portions can be effectively prevented.
  • the groove forming portion 322 is composed of a plurality of groove portions 322a, stress applied to the hexagonal blank 20 can be dispersed. Depending on the material, shape, and the like, it is preferable that the groove forming portion 322 includes a plurality of groove portions 322a.
  • the groove portion 322a has a shape along the circumferential direction.
  • the shape is not particularly limited to this shape, and the exposed metal surface of the hexagonal blank 20 is not limited thereto. Anything may be used as long as it has a concave shape that can cause biting.
  • the drawing die 30 having the following configuration is used.
  • Outer diameter of wrinkle holding surface 32 ⁇ 57mm Inner diameter of wrinkle holding surface 32: ⁇ 32mm Angle ⁇ 1 of groove forming portion 322 of wrinkle pressing surface 32: 30 ° Angle ⁇ 2 of smooth portion 321 of wrinkle pressing surface 32: 30 ° Angle ⁇ 3 between groove forming portions 322: 60 ° Number of groove portions 322a in groove forming portion 322: 4 Width w 1 of groove 322a: 1.5 mm Width w 2 between groove portions 322a: 1.5 mm Depth d of groove 322a: 0.3 mm
  • the blank holder 40 one having the same outer diameter and inner diameter as the wrinkle holding surface 32 of the drawing die 30 is used, and as the punch 50, a punch diameter: ⁇ 31.4 mm is used, and the drawing die 30 is used. And the clamping force by the blank holder 40: 20 kN.
  • FIG. 7 shows the result of the height variation ⁇ H
  • FIG. 8 shows the result of the thickness variation ⁇ t.
  • the blank samples 1 to 4 have a height variation ⁇ H when performing drawing using a drawing die 30 that does not have the groove forming portion 322, and
  • the thickness variation ⁇ t is measured, and is further sandwiched between the drawing die 30 and the blank holder 40 so that the hexagonal corners of the blank samples 1 to 4 are positioned corresponding to the groove forming portions 322 ( That is, from the state shown in FIG. 6, the hexagonal blank was rotated by 30 °, and the height variation ⁇ H and the thickness variation ⁇ t were measured when the drawing was performed.
  • the drawing die 30 and the blank are arranged so that the hexagonal side is located at a position corresponding to the groove forming portion 322 of the drawing die 30.
  • drawing is performed in a state of being held between the holders 40 (that is, as shown in FIG. 6)
  • the effect of improving the height variation ⁇ H and the thickness variation ⁇ t is high.
  • a state in which the hexagonal corner is sandwiched between the drawing die 30 and the blank holder 40 so that the corner corresponding to the groove forming portion 322 ie, from the state shown in FIG.
  • the blank samples 1 to 4 are more uneven in height than in the case where the drawing die 30 does not have the groove forming portion 322.
  • ⁇ H and thickness variation ⁇ t increased.
  • Example 1 the drawn blank sample 5 was used, and the drawing process was performed in the same manner as in Example 1 except that the clamping force between the drawing die 30 and the blank holder 40 was set to 15 kN. Manufactured. Then, the height variation ⁇ H and the thickness variation ⁇ t were also measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in FIGS. 9 and 10 also show the results of Sample 4 with the same diagonal length 2r and curvature radius R. In Comparative Example 1, if the clamping force between the drawing die 30 and the blank holder 40 is 20 kN, the resin layer is damaged. Therefore, in order to prevent the resin layer from being broken, the clamping force is set to 15 kN. .
  • the hexagonal corners are located at positions corresponding to the groove forming portions 322.
  • the sample 5 that has been drawn in a state of being sandwiched between the drawing die 30 and the blank holder 40 (that is, a state in which a hexagonal blank is rotated by 30 ° from the state shown in FIG. 6)
  • the height variation ⁇ H and the thickness variation ⁇ t were somewhat improved, the degree of improvement was extremely low compared to the blank sample 4 using a nickel-plated steel plate having no resin layer.

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Abstract

　少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いて、円筒容器を製造する方法であって、前記金属板から、六角形形状のブランクを得る工程と、前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持した状態で、前記ブランクの中央部をポンチで押し込むことで、前記ブランクを円筒形状に加工する工程とを備え、前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダとして、その表面の前記ブランクの辺に対応する部分に、周方向に沿って複数の溝が形成された溝形成部を有するものを用い、前記ブランクの金属が露出した面が前記溝形成部と対向した状態であり、かつ、前記ブランクの辺が前記溝形成部に対応した位置となるように、前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持して、前記ブランクを円筒形状に加工することを特徴とする円筒容器の製造方法を提供する。

Description

円筒容器の製造方法
　本発明は、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いた円筒容器の製造方法に関する。
　従来より、金属板を円筒に絞り加工する場合、円板に打ち抜かれたブランクが用いられている。しかしながら、長尺の金属圧延板から円板などのブランクを打ち抜く場合、打ち抜かれるブランク同士が千鳥状になるように配列し、隣接するブランク同士の間隙となる不要部分が最も少なくなるように配列しても、略三角形の不要部分がスクラップ部分として必然的に生じてしまい、歩留まりが低下してしまうという問題がある。これに対し、このようなスクラップ部分の発生を低減させるために、特許文献１では、ブランクを六角形形状に打ち抜く技術が提案されている。
　その一方で、ブランクを六角形形状とした場合には、角部の影響により、円形状とした場合と比較して、絞り加工を行った際に、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）が発生しやすくなるという問題がある。これに対して、特許文献２では、樹脂層を有する樹脂被覆鋼板からなる六角形形状のブランクを用いて、絞り加工を行う際に、絞り加工用ダイスとして、しわ押さえ面の六角形形状の角部に対応する部分に、複数の溝を有する溝形成部を有する絞り加工用ダイスを用いる方法が開示されている。
国際公開第９８／５１４２６号パンフレット 国際公開第９９／４８６３１号パンフレット
　しかしその一方で、引用文献２の技術においては、樹脂層を有する樹脂被覆鋼板を用いた場合には、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を有効に抑えることができるものの、本発明者らが検討したところ、樹脂層を有しない、表面に金属が露出した金属板を用いた場合には、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を抑えることができないことがわかった。
　本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いた円筒容器を製造する際に、生産性が高く、しかも、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を有効に抑えることのできる製造方法を提供することにある。
　本発明者は、上記課題に対し鋭意研究した結果、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いた場合に、金属板から、六角形形状のブランクを得て、得られた六角形形状のブランクを用いて円筒容器を製造する際に、絞り加工用ダイスおよび／またはブランクホルダとして、その表面の六角形形状のブランクの辺に対応する部分に、周方向に沿って複数の溝が形成された溝形成部を有するものを用いることで、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
　すなわち、本発明によれば、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いて、円筒容器を製造する方法であって、前記金属板から、六角形形状のブランクを得る工程と、前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持した状態で、前記ブランクの中央部をポンチで押し込むことで、前記ブランクを円筒形状に加工する工程とを備え、前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダとして、その表面の前記ブランクの辺に対応する部分に、周方向に沿って複数の溝が形成された溝形成部を有するものを用い、前記ブランクの金属が露出した面が前記溝形成部と対向した状態であり、かつ、前記ブランクの辺が前記溝形成部に対応した位置となるように、前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持して、前記ブランクを円筒形状に加工することを特徴とする円筒容器の製造方法が提供される。
　本発明の円筒容器の製造方法においては、前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダの表面の前記溝形成部が、１５°～４５°の幅で形成されていることが好ましい。
　本発明によれば、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いた円筒容器を製造する際に、生産性が高く、しかも、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を有効に抑えることのできる製造方法を提供することにある。
図１（Ａ）は、金属板１０から、六角形形状のブランク２０を打ち抜く場合の模式図、図１（Ｂ）は、金属板１０から、円形状のブランク２０ａを打ち抜く場合の模式図である。 図２は、本実施形態により得られる六角形形状のブランク２０の構成を示す概略平面図である。 図３は、本実施形態で用いる絞り加工用ダイス３０の構成を示す概略斜視図である。 図４は、本実施形態における絞り加工方法を示す概略図である。 図５（Ａ）は、本実施形態で用いる絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２の具体的な構成を示す概略表面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＶｂ－Ｖｂ線に沿う断面図である。 図６は、六角形形状のブランク２０と、溝形成部３２２との位置関係を説明するための図である。 図７は、実施例１における、高さバラツキΔＨの測定結果を示すグラフである。 図８は、実施例１における、厚みバラツキΔｔの測定結果を示すグラフである。 図９は、比較例１における、高さバラツキΔＨの測定結果を示すグラフである。 図１０は、比較例１における、厚みバラツキΔｔの測定結果を示すグラフである。
　以下、本実施形態に係る円筒容器の製造方法を図面に基づいて説明する。
＜六角形形状のブランクを得る工程＞
　まず、本実施形態においては、図１（Ａ）に示すように、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板１０（以下、単に「金属板１０」とする。）から、六角形形状の複数のブランク２０を打ち抜くことで、円筒容器を形成するための六角形形状の複数のブランク２０を得る。なお、図１（Ａ）は、金属板１０から、六角形形状のブランク２０を打ち抜く場合の模式図である。
　金属板１０としては、特に限定されず、有機樹脂層を実質的に有さず、少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属の板であればよいが、両表面に金属が露出した金属の板を好適に用いることができる。このような少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属の板としては、たとえば、電池容器用途に用いられる金属板、飲料容器用途に用いられる金属板、食料容器用途に用いられる金属板などが挙げられる。本実施形態において、金属板１０の具体例としては、特に限定されないが、鋼板、ティンフリースチール、ぶりき板、アルミニウム合金板、亜鉛めっき鋼板、亜鉛―コバルトーモリブデン複合めっき鋼板、亜鉛―ニッケル合金めっき鋼板、亜鉛―鉄合金めっき鋼板、合金化溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛－アルミニウム合金めっき鋼板、亜鉛－アルミニウム－マグネシウム合金めっき鋼板、ニッケルめっき鋼板、銅めっき鋼板あるいはステンレス鋼板などの各種金属の板を挙げることができる。
　本実施形態によれば、図１（Ａ）に示すように、金属板１０から、円筒容器を形成するためのブランクを得る際に、ブランクを六角形形状に打ち抜くことで、図１（Ｂ）に示すように、ブランクを円形状に打ち抜き、円形状の複数のブランク２０ａを得る場合と比較して、ブランク同士の間隙となる不要部分を少なく抑えることができ、これにより歩留まりの向上が可能となる。特に、図１（Ｂ）に示すように、ブランクを円形状に打ち抜いた場合には、比較的面積の広い略三角形の不要部分が発生してしまうのに対し、図１（Ａ）に示すように、ブランクを六角形形状に打ち抜いた場合には、このような不要部分が発生しないため、金属板１０の利用効率を効果的に高めることができ、これにより歩留まりの向上が可能となる。
　図２は、本実施形態により得られる六角形形状のブランク２０の構成を示す概略平面図である。図２に示すように、六角形形状のブランク２０は、六角形形状を基本とし、その角部が円弧状に丸めた形状を有するものであることが好ましい。角部を円弧状に丸めた形状とすることにより、円筒容器に成形した際における、角部に起因する（特に、角部が鋭角形状であることに起因する）高さバラツキの発生を有効に防止することができる。六角形形状のブランク２０の角部に形成された円弧状に丸めた形状の曲率半径Ｒおよび対角線長さ２ｒ（２ｒ’）は、得ようとする製品サイズに応じて適宜設定すればよいが、その比Ｒ／２ｒおよびＲ／２ｒ’が、好ましくは０．１５～０．４５の範囲であり、より好ましくは０．２５～０．４０の範囲である。この範囲より小さいとブランクの形状が円形に近づきすぎて歩留まりが低下し、この範囲より大きいと角部の影響により缶に成形したときの高さばらつきが大きくなる。
　さらに、図１（Ａ）、図２に示す例においては、六角形形状のブランク２０を、金属板１０の圧延方向に対して、六角形形状のブランク２０を構成する辺のうち、一対の辺が直交するような方向で打ち抜くような態様としたが、このような態様に特に限定されるものではなく、たとえば、一対の辺が圧延方向と平行となる方向で打ち抜くような態様としてもよい。
　また、図１（Ａ）、図２に示す例においては、六角形形状のブランク２０を、正六角形を基本とする形状としているが、特に限定されず、圧延による金属板１０の異方性を考慮したような六角形形状としてもよい。すなわち、図２中において、圧延方向と直交する対角線の長さ２ｒと、他の対角線の長さ２ｒ’との関係が２ｒ≠２ｒ’であるような六角形形状（すなわち、正六角形以外の六角形形状であり、かつ、対向する辺の長さがそれぞれ同じとなっている六角形形状）としてもよい。
＜絞り加工工程＞
　次いで、本実施形態では、上記のようにして得られた六角形形状のブランク２０について、絞り加工を行うことにより、円筒形状に加工する。
　本実施形態においては、図３に示すように円形の開口部３１としわ押さえ面３２とを有し、さらにしわ押さえ面３２から開口部３１にかけて、所定の曲率半径で移行する肩部３３を有する絞り加工用ダイス３０を用いて、六角形形状のブランク２０の絞り加工を行う。具体的には、図４に示すように、六角形形状のブランク２０を、その中心が絞り加工用ダイス３０の中心と一致するように絞り加工ダイス３０のしわ押さえ面３２上に置き、その上に、ポンチ５０が貫通自在となるように穿孔されたドーナツ形状のブランクホルダ４０を当接し、絞り加工ダイス３０のしわ押さえ面３２と、ブランクホルダ４０とで、六角形形状のブランク２０の周辺部を挟持した状態で、ポンチ５０を矢印方向に下降させることで、六角形形状のブランク２０の絞り加工が行われる。
　なお、絞り加工用ダイス３０には、六角形形状のブランク２０が絞り加工用ダイス３０の開口部３１に円滑に圧入するように、しわ押さえ面３２から開口部３１にかけては所定の曲率半径で移行する肩部３３が設けられている。また、六角形形状のブランク２０には、ブランクホルダ４０を介してしわ発生を抑制する荷重（しわ押さえ荷重）が負荷されている。このようにして、六角形形状のブランク２０について、絞り加工を行うことにより、円筒形状に加工し、円筒容器を得ることができる。
　ここで、本実施形態においては、絞り加工用ダイス３０として、図５（Ａ）に示すように、しわ押さえ面３２上に、絞り加工を行う六角形形状のブランク２０の６つの辺に対応する位置に、６つの溝形成部３２２を有するものを用いる。ここで、図５（Ａ）は、本実施形態で用いる絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２の具体的な構成を示す概略表面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＶｂ－Ｖｂ線に沿う断面図である。図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、溝形成部３２２は、しわ押さえ面３２の周方向に沿って形成された深さｄの複数の溝部（凹部）３２２ａを備えている。なお、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、この溝形成部３２２は、絞り加工を行う六角形形状のブランク２０の６つの辺に対応する位置に形成されている。すなわち、本実施形態では、溝形成部３２２は、角度θ３＝６０°おきに等間隔で形成されている。
　そして、本実施形態では、図４に示すように、絞り加工用ダイス３０、ブランクホルダ４０およびポンチ５０を用いて、六角形形状のブランク２０の絞り加工を行う際には、図６に示すように、六角形形状のブランク２０（図中、破線で示している。）を、絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２上に、配置し、絞り加工用ダイス３０とブランクホルダ４０とで、六角形形状のブランク２０の周辺部を挟持した状態で、絞り加工を行う。すなわち、六角形形状のブランク２０を、金属が露出している面を、絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２に対向する方向とし、かつ、ブランク２０の六角形形状の６つの辺の位置が、溝形成部３２２に対応する位置となり、六角形形状の６つの角部の位置が、溝部が形成されていない平滑部３２１に対応する位置となるように、しわ押さえ面３２上に配置して、絞り加工を行う。
　そして、本実施形態によれば、絞り加工を行う際に、溝形成部３２２の作用により、ポンチ５０で押し込んだ際における、六角形形状のブランク２０の辺に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｓを、平滑部３２１と当接している角部に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｃよりも遅くすることができる。すなわち、本実施形態によれば、六角形形状のブランク２０の角部に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｃを相対的に速くすることができ、これにより、角部に起因する、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を有効に防止することができる。
　なお、本実施形態において、このような作用を奏する理由としては、必ずしも明らかではないが、溝形成部３２２に形成された複数の溝部３２２ａの作用により、凹部３２２ａ形成部分において、六角形形状のブランク２０の露出した金属表面の食い込みが発生し、この食い込みにより、六角形形状のブランク２０の辺に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｓが、相対的に遅くなることに起因すると考えられる。
　一方で、上述した特許文献２（国際公開第９９／４８６３１号パンフレット）のように、樹脂層を有する樹脂被覆鋼板からなる六角形形状のブランクを用いた場合には、金属表面が露出していないため、このような食い込みが発生しないものと考えられ、そのため、この場合には、溝形成部３２２は、平滑部３２１と比較して摩擦軽減部として作用するものと考えられる。
　また、溝形成部３２２の形成角度θ１は、六角形形状のブランク２０の辺に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｓが、角部に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｃとの関係で適正な範囲となるように、１５°～４５°の範囲とすることが好ましく、２０°～４０°の範囲とすることがより好ましい。なお、しわ押さえ面３２上に形成する６つの溝形成部３２２の形成角度θ１は、全て同じであっても、異なっていてもよいが、得られる円筒容器において、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生をより適切に抑制することができるという点より、６つの溝形成部３２２の形成角度θ１は、全て同じであることが好ましい。また、平滑部３２１の形成角度θ２は、溝形成部３２２の形成角度θ１に応じて設定すればよい。
　なお、図５に示す例では、溝形成部３２２を形成する溝部３２２ａの数を３個としたが、溝部３２２ａの数は特に限定されず、六角形形状のブランク２０の辺に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｓが、角部に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｃとの関係で適正な範囲となるように設定すればよい。また、溝部３２２ａの幅ｗ１は、特に限定されないが、好ましくは１～５ｍｍであり、また、溝部３２２ａ間の幅ｗ２も、特に限定されないが、好ましくは１～５ｍｍである。なお、各溝部３２２ａの幅ｗ１および各溝部３２２ａ間の幅ｗ２は、同じであっても異なっていてもよい。また、溝部３２２ａの深さｄは、特に限定されず、六角形形状のブランク２０の露出した金属表面の食い込みが発生するような深さとすればよいが、好ましくは０．１～１ｍｍである。
　また、本実施形態において、六角形形状のブランク２０について絞り加工を行う際における、絞り加工ダイス３０およびブランクホルダ４０による、六角形形状のブランク２０の挟持力は、六角形形状のブランク２０の寸法や材料の強度に応じて、適宜設定すればよく、特に限定されない。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
　たとえば、上述した実施形態では、絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２上に、溝形成部３２２を設けるような構成を例示したが、溝形成部３２２をブランクホルダ４０の、六角形形状のブランク２０と当接する面に設けるような構成としてもよい。さらには、絞り加工用ダイス３０のしわ押さえ面３２およびブランクホルダ４０の両方に溝形成部３２２を設けるような構成としてもよい。
　また、上述した実施形態では、溝形成部３２２を、複数の溝部３２２ａを備えるような構成としたが、溝部３２２ａは複数である必要はなく、たとえば、一つであってもよい。特に、このように溝形成部３２２を、一つの溝部３２２ａのみを有するような構成とした場合でも、溝部３２２ａ形成部分において、六角形形状のブランク２０の露出した金属表面の食い込みを発生させることができ、これにより六角形形状のブランク２０の辺に対応する部分の開口部３１への引き込み速度Ｖｓを、相対的に遅くすることができ、結果として、角部に起因する、容器高さが他の部分よりも高くなる部分（耳）の発生を有効に防止することができる。なお、その一方で、溝形成部３２２を、複数の溝部３２２ａからなるものとすることにより、六角形形状のブランク２０に印加される応力を分散することができるため、六角形形状のブランク２０の材質や形状等によっては、溝形成部３２２を、複数の溝部３２２ａからなるものとすることが好ましい。
　同様に、上述した実施形態では、溝部３２２ａを周方向に沿った形状を有するものとしたが、このような形状に特に限定されるものではなく、六角形形状のブランク２０の露出した金属表面の食い込みを発生させることができるような凹部形状を有するものであれば何でもよい。
　以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
　実施例１
　まず、金属板１０として、板厚が０．２５ｍｍの、樹脂層を有しないニッケルめっき低炭素鋼板を準備した。そして、準備したニッケルめっき低炭素鋼板から、図２に示すような六角形形状のブランクを打ち抜いた。なお、本実施例では、対角線長さ２ｒ＝５７ｍｍであり、かつ、角部に形成された円弧状に丸めた形状の曲率半径Ｒを下記の通りに変化させた正六角形形状のブランク試料１～４を準備した。
　　試料１：２ｒ＝５７ｍｍ、Ｒ＝２４．５ｍｍ
　　試料２：２ｒ＝５７ｍｍ、Ｒ＝２２．０ｍｍ
　　試料３：２ｒ＝５７ｍｍ、Ｒ＝１９．５ｍｍ
　　試料４：２ｒ＝５７ｍｍ、Ｒ＝１７．０ｍｍ
　そして、得られたブランク試料１～４を用いて、図３～５に示す絞り加工ダイス３０、ブランクホルダ４０、およびポンチ５０を用いて、ブランク試料１～４の六角形形状の辺が絞り加工ダイス３０の溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態）で、絞り加工を行い、容器高さ約１８ｍｍの円筒容器を製造した。なお、本実施例では、絞り加工ダイス３０として、以下の構成を有するものを用いた。
　　しわ押さえ面３２の外径：φ５７ｍｍ
　　しわ押さえ面３２の内径：φ３２ｍｍ
　　しわ押さえ面３２の溝形成部３２２の角度θ１：３０°
　　しわ押さえ面３２の平滑部３２１の角度θ２：３０°
　　溝形成部３２２間の角度θ３：６０°
　　溝形成部３２２中の溝部３２２ａの数：４
　　溝部３２２ａの幅ｗ１：１．５ｍｍ
　　溝部３２２ａ間の幅ｗ２：１．５ｍｍ
　　溝部３２２ａの深さｄ：０．３ｍｍ
　また、ブランクホルダ４０としては、絞り加工ダイス３０のしわ押さえ面３２と同じ外径および内径を有するものを用い、ポンチ５０としては、ポンチ径：φ３１．４ｍｍであるものを用い、絞り加工ダイス３０とブランクホルダ４０による挟持力：２０ｋＮとした。
　そして、得られた円筒容器について、周方向１２箇所について、容器高さと、容器底面から１３ｍｍの高さ位置における側壁厚みとを測定し、高さバラツキΔＨ（ΔＨ＝「容器高さの最大値」－「容器高さの最小値」）、および、厚みバラツキΔｔ（Δｔ＝「側壁厚みの最大値」－「側壁厚みの最小値」）を算出した。高さバラツキΔＨの結果を図７に、厚みバラツキΔｔの結果を図８に、それぞれ示す。
　また、本実施例においては、比較のため、ブランク試料１～４について、絞り加工ダイス３０として溝形成部３２２を有しないものを用いて、絞り加工を行った際における、高さバラツキΔＨ、および厚みバラツキΔｔの測定、さらには、ブランク試料１～４の六角形形状の角部が溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態から、六角形形状のブランクを３０°回転させた状態）として、絞り加工を行った際における、高さバラツキΔＨ、および厚みバラツキΔｔの測定も行った。そして、これらの結果も、図７、図８に併せて示した。
　図７、図８に示すように、ブランク試料１～４の全てにおいて、六角形形状の辺が絞り加工ダイス３０の溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態）で、絞り加工を行った場合には、高さバラツキΔＨおよび厚みバラツキΔｔの改善効果が高いことが確認できる。一方で、六角形形状の角部が溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態から、六角形形状のブランクを３０°回転させた状態）とした場合には、ブランク試料１～４の全てにおいて、絞り加工ダイス３０として溝形成部３２２を有しないものを用いた場合よりも、高さバラツキΔＨおよび厚みバラツキΔｔが大きくなる結果となった。
　比較例１
　金属板１０として、板厚が０．２５ｍｍのニッケルめっき低炭素鋼板に代えて、厚さ０．２２ｍｍの低炭素鋼板に、樹脂層として、１５μｍのポリエステル樹脂をラミネートしてなるラミネート鋼板を用いて、図２に示すような六角形形状のブランクを打ち抜いた。なお、比較例１では、対角線長さ２ｒ＝５７ｍｍであり、角部に形成された円弧状に丸めた形状の曲率半径Ｒ＝１７．０ｍｍとした正六角形形状のブランク試料５を作製した。
　そして、作製したブランク試料５を用い、絞り加工ダイス３０とブランクホルダ４０による挟持力を１５ｋＮとした以外は、実施例１と同様にして、絞り加工を行い、容器高さ約１８ｍｍの円筒容器を製造した。そして、実施例１と同様にして、高さバラツキΔＨ、および厚みバラツキΔｔの測定も行った。結果を、図９、図１０に示す。図９、図１０においては、対角線長さ２ｒおよび曲率半径Ｒを同様とした試料４の結果も併せて示した。なお、比較例１において、絞り加工ダイス３０とブランクホルダ４０による挟持力を２０ｋＮとすると、樹脂層が損傷してしまうため、このような樹脂層の破損を防止するため、挟持力を１５ｋＮとした。
　また、比較例１においても、比較のため、ブランク試料５について、絞り加工ダイス３０として溝形成部３２２を有しないものを用いて、絞り加工を行った際における、高さバラツキΔＨ、および厚みバラツキΔｔの測定、さらには、ブランク試料５の六角形形状の角部が溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態から、六角形形状のブランクを３０°回転させた状態）として、絞り加工を行った際における、高さバラツキΔＨ、および厚みバラツキΔｔの測定も行った。そして、これらの結果も、図９、図１０に併せて示した。
　図９、図１０に示すように、樹脂層としてのポリエステル樹脂をラミネートしてなるラミネート鋼板を用いた場合には、六角形形状の角部が溝形成部３２２に対応する位置となるように、絞り加工ダイス３０と、ブランクホルダ４０とで挟持した状態（すなわち、図６に示すような状態から、六角形形状のブランクを３０°回転させた状態）で、絞り加工を行った試料５では、高さバラツキΔＨおよび厚みバラツキΔｔは多少改善するものの、樹脂層を有しないニッケルめっき鋼鈑を用いたブランク試料４と比較して、その改善度合いは極めて低いものであった。
１０…金属板
２０…六角形状のブランク
３０…絞り加工ダイス
　３２…しわ押さえ面
　　３２１…平滑部
　　３２２…溝形成部
　　　３２２ａ…溝部
４０…ブランクホルダ
５０…ポンチ

Claims (4)

  1. 　少なくとも一方の面の表面に金属が露出した金属板を用いて、円筒容器を製造する方法であって、
    　前記金属板から、六角形形状のブランクを得る工程と、
    　前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持した状態で、前記ブランクの中央部をポンチで押し込むことで、前記ブランクを円筒形状に加工する工程とを備え、
    　前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダとして、その表面の前記ブランクの辺に対応する部分に、凹部を有するものを用い、
    　前記ブランクの金属が露出した面が前記溝形成部と対向した状態であり、かつ、前記ブランクの辺が前記溝形成部に対応した位置となるように、前記ブランクの周辺部を絞り加工用ダイスと、ブランクホルダとで挟持して、前記ブランクを円筒形状に加工することを特徴とする円筒容器の製造方法。
  2. 　前記凹部は、前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダの表面の前記ブランクの辺に対応する部分に形成された複数の溝によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒容器の製造方法。
  3. 　前記凹部は、前記絞り加工用ダイスおよび／または前記ブランクホルダの表面の前記ブランクの辺に対応する部分に周方向に沿って形成された複数の溝によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の円筒容器の製造方法。
  4. 　前記ブランクの辺に対応する部分に周方向に沿って形成された複数の溝は、周方向において１５°～４５°の幅で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の円筒容器の製造方法。
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