WO2022202476A1 - 金属缶成形部材の検査装置、及び当該検査装置を備えた金属缶製造装置 - Google Patents

金属缶成形部材の検査装置、及び当該検査装置を備えた金属缶製造装置 Download PDF

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metal
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punch
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亮蔵 城石
尚也 松本
拓甫 熊谷
智裕 小川
祥平 三木
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東洋製罐グループホールディングス株式会社
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    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/28—Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/20—Investigating the presence of flaws

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus for metal can forming members, and more particularly to an inspection apparatus for metal can forming members that can be attached to a metal can manufacturing apparatus that forms a metal material including a pair of forming members consisting of a die and a punch. Regarding the device.
  • a metal cylindrical body with a bottom for example, a so-called seamless can body, is manufactured by drawing and ironing using a press die.
  • the punches and dies used in the above-mentioned drawing and ironing are generally placed in a severe working environment. That is, it has been proposed to improve the durability of the mold by coating the processed surface with a carbon film such as a diamond film or a DLC (diamond-like carbon) film.
  • a carbon film such as a diamond film or a DLC (diamond-like carbon) film.
  • Patent Document 5 conventionally, as a method for detecting wear of a cutting tool, a coating layer made of a non-conductive material is provided on the cutting edge of the cutting tool in a processing machine that processes a conductive work on the cutting tool. Disclosed is a cutting tool wear detection method for electrically detecting the reversal of conductivity between a workpiece and a cutting tool during machining of the workpiece.
  • JP-A-10-137861 JP-A-11-277160 JP 2013-163187 A International publication WO2017/033791 JP-A-61-265242
  • the inventors of the present invention found that while repeating the drawing and ironing process using the molds disclosed in Patent Documents 1 to 4, for some reason, the diamond film and the DLC (diamond-like carbon) film were damaged. It was noticed that (peeling, abrasion, etc.) occurred. If the molding process is continued with these damages left as they are, the surface of the resulting molded product may be damaged, which is not preferable from the viewpoint of productivity, design, corrosion resistance, and the like.
  • Damage to the diamond film or DLC (diamond-like carbon) film must be detected as early as possible before a large number of cans with scratches occur. However, it is not easy to visually confirm the presence or absence of damage when the damage is minute. Moreover, removing the metal mold from the metal can manufacturing apparatus periodically to visually confirm the presence or absence of the damage directly leads to a significant decrease in manufacturing efficiency.
  • the present inventors have made intensive studies in order to detect damage to the film of the mold as described above at an early stage with a simpler configuration, and have arrived at the present invention.
  • an inspection apparatus for metal can forming members is provided by: (1) being attached to a metal can manufacturing apparatus that includes a pair of forming members consisting of a die and a punch and forms a metal material; a connecting member in electrical communication with a power supply to at least one of the die and the punch; and electrically connected to the connecting member, the resistance value detection means for detecting a resistance value of a circuit including at least one of the die and the punch, and whether or not the molding member is damaged is detected based on the detected resistance value.
  • the presence or absence of damage to the non-conductive coating formed on at least a part of the surface of the die and the surface of the punch, based on the resistance value detected by the resistance value detection means. is preferably detected.
  • the resistance value detection means detects the circuit due to damage to a non-conductive film formed on at least a part of the surface of the die and the surface of the punch. is preferably detected.
  • the non-conductive film is damaged based on whether the resistance value detected by the resistance value detection means is lower than a pre-detected reference value. It is preferable to further have determination means for determining the presence or absence of.
  • an apparatus for manufacturing a metal can is characterized by comprising (7) an inspection apparatus for a metal can molded member according to any one of (1) to (6) above.
  • a method for inspecting a metal can forming member includes (8) presence or absence of damage to a forming member used in a metal can manufacturing apparatus for forming a metal material including a pair of forming members consisting of a die and a punch. , wherein a resistance value detection means electrically connected via a connection member that electrically connects at least one of the die and the punch to a power supply detects the die through the connection member and a resistance value detection step of detecting a resistance value of a circuit configured to include at least one of the punch and the punch, and inspecting whether or not the molded member is damaged based on the resistance value detected in the resistance value detection step. and a determination step.
  • the metal can manufacturing apparatus includes a pair of molding members consisting of a die and a punch to mold a metal material, Damage to a diamond film or DLC (diamond-like carbon) film formed on a mold can be detected early with a simpler configuration.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of another embodiment of the present invention
  • It is a flowchart explaining the procedure of the test
  • It is a schematic diagram which shows the modification in embodiment of this invention.
  • It is a schematic diagram which shows the modification in embodiment of this invention.
  • It is a schematic diagram which shows the modification in embodiment of this invention.
  • It is a schematic diagram which shows the modification in embodiment of this invention.
  • the apparatus for inspecting metal can forming members according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings as appropriate.
  • the following embodiment shows an example of this invention, and demonstrates the content, and does not limit this invention intentionally.
  • a seamless can body is described as a metal can, but the present invention is not intentionally limited.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of the embodiment of the invention.
  • An inspection apparatus 100 for a metal can forming member according to the present embodiment is an inspection apparatus that can be attached to a metal can manufacturing apparatus CM that includes a pair of forming members consisting of a die D and a punch P and forms a metal material MT.
  • the types of molding of the metal material MT include drawing, ironing, redrawing, drawing and ironing, stretch-draw molding, stretch-irning molding, and the like.
  • the inspection apparatus 100 includes a connection member 10 for electrically connecting the die D and the punch P to a known measuring power source E (hereinafter referred to as a power source E), and a resistance value detection means 20 which is provided on the connection member 10 and detects a resistance value R of a circuit including at least the die D and the punch P via the connection member 10 .
  • a power source E a known measuring power source E
  • a resistance value detection means 20 which is provided on the connection member 10 and detects a resistance value R of a circuit including at least the die D and the punch P via the connection member 10 .
  • an inspection device 100 in this embodiment can be attached to a metal can manufacturing device CM.
  • the metal can manufacturing apparatus CM there is a known apparatus capable of manufacturing a metal can.
  • the die D and the punch P described above are mounted on the metal can manufacturing apparatus CM.
  • a metal material MT for manufacturing a metal can is plastically worked between the die D and the punch P.
  • the metal material MT processed between the die D and the punch P is not particularly limited as long as it can be used for general metal press working.
  • metal press working for example, not only aluminum, copper, iron, steel, titanium, and pure metals, but also various known metal plates such as alloys thereof can be applied.
  • the die D or the punch P may be made of a known material, specifically, a cemented carbide obtained by sintering a mixture of tungsten carbide (WC) and a metal binder such as cobalt; Cermet obtained by sintering a mixture of a metal carbide such as titanium (TiC) or a titanium compound such as titanium carbonitride (TiNC) and a metal binder such as nickel or cobalt, die steel, high-speed steel, and the like.
  • a cemented carbide obtained by sintering a mixture of tungsten carbide (WC) and a metal binder such as cobalt
  • Cermet obtained by sintering a mixture of a metal carbide such as titanium (TiC) or a titanium compound such as titanium carbonitride (TiNC) and a metal binder such as nickel or cobalt, die steel, high-speed steel, and the like.
  • a film IL is formed on the working surface of the die D for the purpose of improving the durability and formability of the mold.
  • a carbon film, a ceramic film, a fluororesin film, or the like can be preferably used as the material of the film IL.
  • a material having a higher electric resistivity than the material of the die D and the punch P is used as the film material.
  • the film IL will be referred to as a non-conducting film IL.
  • Examples of the carbon film as the material of the non-conductive film IL include a diamond film (diamond film) with a Vickers hardness of about Hv8000 to 12000, and a DLC (diamond-like carbon) film with a Vickers hardness of about Hv3000 to 7000. can.
  • the method of forming these carbon films is not particularly limited, and chemical vapor deposition (CVD) method, physical vapor deposition (PVD) method, etc. can be applied, for example.
  • Ceramics etc. can be mentioned.
  • fluorine resin film examples include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene/ Ethylene copolymer (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), and the like can be mentioned.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PFA tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether copolymer
  • FEP tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene copolymer
  • ETFE tetrafluoroethylene/ Ethylene copolymer
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PCTFE polychlorotrifluoroethylene
  • the non-conductive film IL is not shown on the working surface of the punch P in FIG. 1, the non-conductive film IL may be formed on the working surfaces of both the die D and the punch P. In addition, the non-conductive film IL does not have to be formed on the entire surface of the die D or the punch P, and the non-conductive film IL is formed on at least a part of the processing surface, for example, the part in contact with the metal material MT. It is good if it is.
  • the non-conductive films IL formed on the surface of the die D or the punch P may be of the same type or may be of different types.
  • a carbon film may be formed on the working surfaces of both the die D and the punch P, or a carbon film may be formed on the working surface of one of the die D or the punch P and a ceramic film on the working surface of the other.
  • the thickness of the non-conductive film IL is about 0.1 ⁇ m to 30 ⁇ m. Also, a known lubricating oil or coolant may be used as appropriate when manufacturing the metal can.
  • connection member 10 electrically connects the die D and the punch P described above in the inspection apparatus 100 of this embodiment.
  • connection member 10 a known electric wire, wire harness, or the like can be applied, and a connector, fixture, or the like for connection may be provided as appropriate.
  • the resistance value detection means 20 is installed in the circuit EC configured including the connection member 10, the die D, and the punch P, and has a function of detecting the resistance value R in the circuit EC. That is, the resistance value detection means 20 is set and adjusted in the measurement range according to the configuration of the metal can manufacturing apparatus, the type of metal material to be processed, etc., and a predetermined voltage is applied between the die D and the punch P. For example, the resistance value between the die D and the punch P is detected when a voltage of 1 to 10 V is applied.
  • the resistance value detection means 20 is not particularly limited as long as it is a known resistance value detection device capable of detecting the above-described resistance value, and for example, a voltage detection tester, a digital multimeter, or the like can be applied.
  • the detected resistance value R may be displayed on the display 60 as required.
  • the control unit 1 is computing means of a known computer such as a PC having a CPU, and has a function of controlling each unit of the inspection apparatus 100 of this embodiment. Note that the control unit 1 may have storage means (RAM, ROM, hard disk, etc.) not shown. The control unit 1 is connected to the resistance value detection means 20 described above. Further, the control unit 1 may be provided with or connectable to an operation unit 50 and a display 60, which will be described later.
  • the operation unit 50 is input means for inputting an instruction to start driving and values such as voltage and current in the inspection apparatus 100 of the present embodiment.
  • a known input device keyboard, etc.
  • the display 60 is means for displaying the resistance value R and the like detected by the resistance value detection means 20 as described above in the inspection apparatus 100 of this embodiment.
  • the display 60 can also display the input voltage value, current value, etc., as required.
  • a known display device such as a liquid crystal display or an LED display can be applied.
  • FIG. 3 shows that the inspection apparatus 100 of the present embodiment checks for damage (peeling, abrasion, etc.) of the non-conductive film IL formed on at least a part of the die D or the punch P in the metal can manufacturing apparatus CM.
  • damage peeleling, abrasion, etc.
  • the connection member 10 for example, during molding or non-molding of the metal material MT.
  • the circuit EC is configured by
  • S10 is a step of detecting the resistance value when current I is passed through this circuit EC.
  • the control unit 1 commands the resistance value detection means 20 to detect the above resistance value, and obtains information on the resistance value R in the circuit EC.
  • Resistance value R may be calculated from current I and voltage V in circuit EC according to known methods.
  • the current I flows through the circuit EC as the non-conductive film IL acts as a resistance. Electricity is interrupted.
  • damage abrasion or damage
  • the damaged portion X will not be electrically conductive. Due to the improvement of the electrical properties, the current I of the circuit EC can easily flow through the damaged portion X of the non-conductive film IL. That is, when the non-conductive film IL is damaged, electrical conductivity is improved between any one of the die D, the punch P and the metal material MT on which the non-conductive film IL is formed. It can be said.
  • S20 is a step in which the presence or absence of damage in the molded member is detected based on the resistance value R detected as described above.
  • the resistance value when the non-conducting film IL is not damaged becomes a relatively higher value than the resistance value when the non-conducting film IL is damaged.
  • the resistance value is close to 0 ⁇ when the non-conductive film IL is peeled off, whereas the resistance value is at least 1 ⁇ when the non-conductive film IL is not damaged. ⁇ 10 k ⁇ is detected. Therefore, whether or not at least a part of the non-conductive film IL is damaged can be determined from the magnitude of the resistance value R detected by the resistance value detection means 20 .
  • a resistance threshold value RS is set in advance for determining that the non-conducting film IL has been damaged, and the resistance value value R detected by the circuit EC is compared with the resistance threshold value RS to determine whether R ⁇ It may be determined that the above damage has occurred when it becomes R S. Alternatively, when R ⁇ R S , a warning may be displayed on the display 60, or the driving of the metal can manufacturing apparatus CM may be stopped.
  • the inspection procedure may be terminated (end), or the above procedure may be repeated after a predetermined period of time has elapsed.
  • control unit 1 includes determination means 30 and stop signal transmission means 40 . Therefore, the differences will be described in detail, and the same reference numerals will be given to the common points, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of an inspection apparatus 200 according to the second embodiment.
  • the control section 1 includes a determination means 30 and a stop signal transmission means 40 .
  • the control unit 1 also has storage means (RAM, ROM, etc.) (not shown), which stores a resistance value (resistance threshold value R S ) for determining that the non-conductive film IL has been damaged. .
  • the determination means 30 Based on the resistance value R detected by the resistance value detection means 20, the determination means 30 compares a preset and stored resistance threshold value R S to the damage (peeling, abrasion, etc.) of the non-conductive film IL. It has a function to automatically determine the presence or absence.
  • Such determination means 30 may be implemented, for example, as one function in the above-described known computing means of a computer.
  • the stop signal transmission means 40 is a stop signal for stopping the driving of the metal can manufacturing apparatus CM when the determination means 30 determines that the non-conductive film IL is damaged (peeling, abrasion, etc.). has a function to send Such a stop signal transmitting means 40 may be implemented as one function in the computing means of the computer as described above. In addition, in the inspection apparatus 200 of the present embodiment, an example in which both the determination means 30 and the stop signal transmission means 40 are provided is described, but the stop signal transmission means 40 may be omitted as appropriate without being limited to this form. .
  • FIG. 5 shows that the inspection apparatus 200 of the present embodiment checks for damage (peeling, abrasion, etc.) of the non-conductive film IL formed on at least a part of the die D or the punch P in the metal can manufacturing apparatus CM. It is a flowchart explaining the procedure to test
  • the current I tries to flow in the circuit EC (start ).
  • Step S10 is a step of detecting the resistance value when the current I is passed through the circuit EC.
  • the control unit 1 commands the resistance value detection means 20 to detect the above resistance value, and obtains information on the resistance value R in the circuit EC.
  • Resistance value R may be calculated from current I and voltage V in circuit EC according to known methods.
  • Step S20 is a step for determining whether or not the molded member is damaged based on the resistance value R detected as described above.
  • the determining means 30 determines whether damage (peeling, abrasion, etc.) has occurred in at least a part of the non-conductive film IL. Specifically, the determination means 30 compares the resistance value R obtained in step S10 with the resistance threshold value R S stored in the above-described storage means, and if R ⁇ R S , "damaged ” is determined.
  • step S30 If it is determined that there is "damage”, the process may proceed to step S30, which will be described later, or the inspection procedure may end (end).
  • a warning such as "damage to the mold film” or "time to replace the mold” may be displayed on the display 60.
  • FIG. Furthermore, the driving of the metal can manufacturing apparatus CM may be stopped manually.
  • the inspection procedure may be terminated at this stage (END), or the above procedure may be repeated after a predetermined period of time has elapsed. good too.
  • Step S30 is means for transmitting a signal to stop driving the metal can manufacturing apparatus CM.
  • a stop signal is transmitted to the metal can manufacturing apparatus CM by the control section 1 (stop signal transmitting means 40) based on the determination of "damaged" in step S20. That is, if it is determined that there is damage in step S20, the metal can manufactured by the metal can manufacturing apparatus CM may have scratches on the surface. Therefore, by stopping the metal can manufacturing apparatus CM at this stage, there is an advantage that the manufacturing of unsuitable cans can be stopped early and the damage can be minimized.
  • the resistance threshold R S stored in the storage means may be set in multiple stages. For example, it may be set in three stages of resistance threshold R S1 , resistance threshold R S2 and resistance threshold R S3 (R S1 >R S2 >R S3 >0). In this case, in relation to the resistance value R obtained in step S10, for example, the following procedure may be adopted.
  • step S20 Although it is not determined that there is damage in step S20, a warning is displayed on the display 60.
  • FIG. Display example: "The mold film may be damaged."
  • step S20 If R S2 >R>R S3 : Although it is determined that there is damage in step S20, the process does not proceed to step S30, and the warning display on display 60 is changed. (Display example: "Mold replacement time has passed.")
  • step S20 If R S3 >R: It is determined that there is damage in step S20, and a stop signal is sent to the metal can manufacturing apparatus CM in step S30.
  • the warning display on display 60 is changed. (Display example: "Operation has been stopped due to damage to the mold film.")
  • step S30 After a stop signal is sent to the metal can manufacturing apparatus CM in step S30 and the driving of the metal can manufacturing apparatus CM is stopped, the inspection procedure ends (end).
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the case where the surfaces of both the die D and the punch P are formed with the non-conductive film IL.
  • FIG. 6(a) shows that the non-conductive films IL formed on the surfaces of both the die D and the punch P are not damaged at any point.
  • FIG. 6B shows that the non-conducting film IL of the die D is damaged at the damage location X, but the non-conducting film IL of the punch P is not damaged.
  • FIG. 6(c) shows that the non-conductive film IL of the die D is not damaged, while the non-conductive film IL of the punch P is damaged at the damage location X.
  • both the die D and the punch P are: It can be predicted that the non-conducting film IL is damaged, or that the surface of the die D or the punch P is damaged at multiple locations.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing a modification of the circuit EC.
  • the connection member 10 electrically connects the die D and the punch P with the metal material MT interposed therebetween.
  • the configuration is not limited. That is, in FIG. 7A, the die D does not form the circuit EC, and the connection member 10 electrically connects the punch P and the metal material MT to form the circuit EC. In this case, damage to the non-conductive film IL formed on the surface of the punch P can be detected from the resistance value R detected by the resistance value detection means 20 .
  • the punch P does not form the circuit EC, and the connection member 10 electrically connects the die D and the metal material MT to form the circuit EC.
  • damage to the non-conductive film IL formed on the surface of the die D can be detected from the resistance value R detected by the resistance value detection means 20 .
  • a plurality of resistance value detection means 20 may be installed on the circuit EC. That is, as shown in FIG. 7(c), the circuits shown in FIGS. (a) and (b) may be configured separately and in parallel. Alternatively, as shown in FIG. 7(d), the connection member 10 electrically connects the punch P and the metal material MT to connect the circuit EC1 to the die D, the punch P and the metal material MT. 10 may be arranged in parallel. According to the circuit configuration shown in FIG. 7D, for example, when damage occurs in the non-conductive film IL, the resistance detected by the resistance value detection means is relatively higher than before the damage occurs. value becomes smaller.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modification of wiring between the connection member 10 and the punch P.
  • the punch P moves in the can bottom direction (to the left in the drawing) with respect to the die D to apply plastic deformation to the metal material MT. Therefore, it is preferable that the wiring is performed so that the connection member 10 does not interfere with this movement.
  • the punch P of Modification 3 may have a structure in which a hollow space is formed along the axial direction and the connection member 10 is installed in the space via an insulating material. As shown in the figure, by passing the connecting member 10 through the insulating hollow member Y arranged in the punch P, the connecting member 10 can be punched even when a can having a long height is manufactured. It is preferable because it does not interfere with P and movement.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing an overall configuration example including an inspection device 300 when a plurality of dies D are included in the metal can manufacturing apparatus CM.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the overall configuration of an inspection apparatus 300 according to this modification.
  • the number of resistance value detection means 20 in this case may be equal to the number of dies D as shown in FIGS. In this case, it is possible to detect which part of the die D is damaged according to the correspondence relationship between the die D and the resistance value detection means 20 .
  • the resistance value detection means 20a detects a decrease in the resistance value R.
  • the resistance value detection means 20b detects a decrease in the resistance value R.
  • the resistance value detection means 20c when the metal material MT is formed by the third stage die Dc, the die Dc and the punch P are electrically connected to the power supply through the connection member 10. is established. If the non-conducting film IL of either the die Dc or the punch P is damaged, a decrease in the resistance value R is detected by the resistance value detection means 20c.
  • the inspection apparatus 300 of this modified example is preferable in that it is possible to easily identify the damaged die when the metal can manufacturing apparatus CM includes a plurality of dies D.
  • a plurality of resistance value detecting means detect a decrease in resistance value, it is possible to determine that the punch P may have been damaged, which makes it possible to more easily identify the damaged portion.
  • the number of resistance value detection means 20 is not limited to the number of dies D. That is, the number of resistance value detection means 20 and the number of dies D may be different. Further, even when a plurality of dies D are included, one resistance value detection means 20 may be arranged.
  • the present invention can be suitably used in the field of highly efficient production of compacts such as metal cans by plastic working.
  • inspection device 100 inspection device 200 inspection device 10 connection member 20 resistance value detection means 30 determination means 40 stop signal transmission means 50 operation unit 60 display S10 step S20 step S30 step R S resistance threshold D die P punch IL non-conductive film MT metal material CM metal can manufacturing equipment

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Abstract

【課題】金型に形成されたダイヤモンド膜やＤＬＣ膜の損傷を、より簡易な構成で早期に検知することが可能な金属缶成形部材の検査装置を提供する。 【解決手段】ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に取り付け可能な検査装置であって、前記ダイ又は前記パンチとの間を電気的に接続する接続部材と、前記接続部材に設けられて、前記接続部材を介した少なくとも前記ダイ又は前記パンチで構成された回路の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、を有することを特徴とする金属缶成形部材の検査装置。

Description

金属缶成形部材の検査装置、及び当該検査装置を備えた金属缶製造装置
　本発明は金属缶成形部材の検査装置に関し、より詳細には、ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に取り付け可能な、金属缶成形部材の検査装置に関する。
　金属製の有底筒状体、例えば、いわゆるシームレス缶体は、プレス加工用金型を用いて絞りしごき加工によって製造される。
　上記絞りしごき加工において使用されるパンチ及びダイは、一般的に過酷な加工環境下に置かれることから、例えば特許文献１～４に示されるような金型が提案されている。すなわち、加工表面にダイヤモンド膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜などの炭素膜を被覆して、金型の耐久性を向上させることが提案されている。
　一方で従来、下記特許文献５において、切削工具の摩耗検知方法として、切削工具に導電性のワークを加工する加工機において、切削工具の切れ刃の部分に非導電性の材料によるコーティング層が設けられてなり、ワークの加工中にワークと切削工具との導電性の有無が逆転することを電気的に検知するようにした切削工具の摩耗検知方法が開示されている。
特開平１０－１３７８６１号公報 特開平１１－２７７１６０公報 特開２０１３－１６３１８７号公報 国際公開ＷＯ２０１７／０３３７９１号公報 特開昭６１－２６５２４２号公報
　本発明の発明者らは、上記特許文献１～４に開示されるような金型を使用して絞りしごき加工を繰り返すうちに、何らかの理由により、ダイヤモンド膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜の損傷（剥離、摩耗等）が生じることに気がついた。これらの損傷を放置したまま成形加工を継続した場合、得られる成形体の表面には傷付が生じるおそれがあり、生産性の面、また意匠性あるいは耐食性等の観点から好ましくない。
　上記ダイヤモンド膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜の損傷は、傷の形成された缶が多数発生する前に、できる限り早く検知される必要がある。しかしながら、損傷が微小である段階で、目視で損傷の有無を確認することは容易ではない。また、目視による上記損傷の有無を確認するために、定期的に金属缶の製造装置から金型を取り外すことは、製造効率の著しい低下に直結する。
　本発明者らは、上記のような金型の膜の損傷を、より簡易な構成で早期に検知するため鋭意検討し、本発明に至ったものである。
　上記目的を達成するため、本発明の一実施形態における金属缶成形部材の検査装置は、（１）ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に取り付け可能な検査装置であって、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して電源と電気的な導通を確立する接続部材と、前記接続部材と電気的に接続されて、前記接続部材を介して前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を含んで構成された回路の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、を有し、検出された前記抵抗値に基づいて前記成形部材における損傷の有無が検知されることを特徴とする。
　上記（１）において、（２）前記抵抗値検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記ダイの表面及び前記パンチの表面の少なくとも一部に形成された非導通性皮膜の損傷の有無が検知されることが好ましい。
　上記（１）又は（２）において、（３）前記抵抗値検出手段は、前記ダイの表面及び前記パンチの表面の少なくとも一部に形成された非導通性皮膜の損傷が生じたことによる前記回路の抵抗値変化を検出することが好ましい。
　上記（１）～（３）のいずれかにおいて、（４）前記抵抗値検出手段により検出された抵抗値が予め検出された基準値より低いか否かに基づいて、前記非導通性皮膜の損傷の有無を判定する判定手段をさらに有することが好ましい。
　上記（１）～（４）のいずれかにおいて、（５）複数の前記ダイを有し、前記接続部材は、前記電源に対して前記複数のダイをそれぞれ電気的に並列接続することが好ましい。
　上記（１）～（５）のいずれかにおいて、（６）前記非導通性皮膜がダイヤモンド皮膜であることが好ましい。
　また上記目的を達成するため、本発明の一実施形態における金属缶製造装置は、（７）上記（１）～（６）のいずれかの金属缶成形部材の検査装置を備えてなることを特徴とする。
　本発明の一実施形態における金属缶成形部材の検査方法は、（８）ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に用いられる前記成形部材の損傷有無を検査する方法であって、前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方と電源とを電気的に接続する接続部材を介して電気的に接続された抵抗値検出手段により、前記接続部材を介して前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を含んで構成された回路の抵抗値を検出する抵抗値検出ステップと、前記抵抗値検出ステップで検出された前記抵抗値に基づいて、前記成形部材の損傷有無を検査する判定ステップと、を有することを特徴とする。
　本発明の金属缶成形部材の検査装置と、その検査装置を備えた金属缶製造装置によれば、ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置において、金型に形成されたダイヤモンド膜やＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜の損傷を、より簡易な構成で早期に検知することが可能である。
本発明の実施形態の全体構成を示す模式図である。 本発明の実施形態の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の検査装置を用いた検査の手順を説明するフローチャートである。 本発明の他の実施形態の全体構成を示すブロック図である。 本発明の他の実施形態の検査装置を用いた検査の手順を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例を示す模式図である。 本発明の実施形態における変形例の全体構成を示すブロック図である。
　以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の金属缶成形部材の検査装置について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を示してその内容について説明するものであり、本発明を意図的に限定するものではない。また、下記実施形態においては、金属缶としてシームレス缶体を挙げて説明するが、本発明を意図的に限定するものではない。
［第１実施形態］
図１は本発明の実施形態の全体構成を示す模式図であり、図２は本発明の実施形態の全体構成を示すブロック図である。本実施形態における金属缶成形部材の検査装置１００は、ダイＤとパンチＰとからなる一対の成形部材を含んで金属材料ＭＴを成形する金属缶製造装置ＣＭに取り付け可能な検査装置である。なお、金属材料ＭＴの成形の種類としては、絞り成形、しごき成形、再絞り成形、絞りしごき成形、ストレッチ・ドロー成形、ストレッチ・アイアニング成形、等が挙げられる。
　そして本実施形態における検査装置１００は、図１に示すように、ダイＤ及びパンチＰと公知の測定用電源Ｅ（以下、電源Ｅと称する）の間を電気的に接続する接続部材１０と、接続部材１０に設けられて、この接続部材１０を介した少なくともダイＤ及びパンチＰを含んで構成された回路の抵抗値Ｒを検出する抵抗値検出手段２０と、を有する。
　　図１に示されるように、本実施形態における検査装置１００は、金属缶製造装置ＣＭに取り付け可能である。金属缶製造装置ＣＭとしては金属缶を製造可能な公知の装置が挙げられる。金属缶製造装置ＣＭには上述したダイＤ及びパンチＰが搭載されている。そして、金属缶を製造するための金属材料ＭＴがダイＤとパンチＰとの間で塑性加工される。
　なお、ダイＤとパンチＰとの間で加工される金属材料ＭＴとしては、一般的な金属プレス加工に供されるものであれば特に制限はない。例えば、アルミニウム、銅、鉄、鋼、チタン、さらに純金属だけでなく、それらの合金など公知の種々の金属板が適用できる。
　また、ダイＤ又はパンチＰは、公知の素材よりなるものが挙げられ、具体的には、タングステンカーバイド（ＷＣ）とコバルト等の金属バインダーとの混合物を焼結して得られる超硬合金；炭化チタン（ＴｉＣ）等の金属炭化物や炭窒化チタン（ＴｉＮＣ）等のチタン化合物とニッケルやコバルト等の金属バインダーとの混合物を焼結して得られるサーメット、ダイス鋼、ハイス鋼等を挙げることができる。
　図１に示されるように、ダイＤの加工表面には、金型の耐久性や成形性の向上等を目的として、皮膜ＩＬが形成されている。この皮膜ＩＬの材料としては、上記耐久性や成形性の観点等から、例えば炭素膜、セラミック膜、フッ素樹脂膜、等を好ましく用いることができる。これらの皮膜材料としては、ダイＤやパンチＰの素材よりも電気抵抗率が高い材料が用いられる。以下、皮膜ＩＬを非導通性皮膜ＩＬと称する。
　非導通性皮膜ＩＬの材料としての炭素膜としては、ビッカース硬度においてＨｖ８０００～１２０００程度のダイヤモンド膜（ダイヤモンド皮膜）や、ビッカース硬度においてＨｖ３０００～７０００程度のＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜等を挙げることができる。これら炭素膜の形成方法には特に制限はなく、例えば化学蒸着（ＣＶＤ）法や物理蒸着（ＰＶＤ）法等を適用することが可能である。
　また前記セラミック膜としては例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）や窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、炭化チタン（ＴｉＣ）、窒化チタン（ＴｉＣ）といった硬質セラミック等を挙げることができる。
　また前記フッ素樹脂膜としては例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、等を挙げることができる。
　なお、図１ではパンチＰの加工表面においてはこの非導通性皮膜ＩＬが表示されていないが、ダイＤとパンチＰの両方の加工表面に非導通性皮膜ＩＬが形成されていてもよい。また、ダイＤ又はパンチＰの表面の全面に非導通性皮膜ＩＬが形成されている必要はなく、加工表面の少なくとも一部、例えば金属材料ＭＴと接触する部分に、非導通性皮膜ＩＬが形成されていればよい。
　また、ダイＤ又はパンチＰの表面に形成された非導通性皮膜ＩＬは同じ種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。例えば、ダイＤとパンチＰの両方の加工表面に炭素膜が形成されていてもよいし、ダイＤ又はパンチＰの一方の加工表面に炭素膜が、一方の加工表面にセラミック膜が形成されていてもよい。
　なお、非導通性皮膜ＩＬの厚みとしては、０．１μｍ～３０μｍ程度である。また、金属缶製造時に、適宜公知の潤滑油やクーラントが使用されていてもよい。
　接続部材１０は、本実施形態の検査装置１００において、上述のダイＤ及びパンチＰとの間を電気的に接続している。接続部材１０としては公知の電線やワイヤーハーネス等を適用でき、接続のためのコネクタや固定具等を適宜有していてもよい。
　抵抗値検出手段２０は、上記した接続部材１０、ダイＤ、及びパンチＰを含んで構成された回路ＥＣに設置されて、当該回路ＥＣにおける抵抗値Ｒを検出する機能を有する。すなわち抵抗値検出手段２０は、金属缶製造装置の構成、加工される金属材料の種類等に応じて、測定レンジの設定・調整等が行われ、ダイＤからパンチＰの間に所定の電圧、例えば１～１０Ｖを印加して通電した時の、ダイＤからパンチＰの間における抵抗値を検出する。抵抗値検出手段２０としては、上記した抵抗値を検出可能な公知の抵抗値検出機器であれば特に制限はなく、例えば検電テスター、デジタルマルチメーター等を適用できる。なお、検出された抵抗値Ｒは必要に応じてディスプレイ６０に表示されてもよい。
　制御部１は、例えばＣＰＵを有するＰＣなど公知のコンピューターの演算手段であり、本実施形態の検査装置１００の各部を制御する機能を有する。なお、制御部１は図示しない記憶手段（ＲＡＭやＲＯＭ、ハードディスク等）を有していてもよい。制御部１には、上述の抵抗値検出手段２０が接続されている。また、制御部１には、後述の操作部５０及びディスプレイ６０が具備されていたり接続可能とされていてもよい。
　操作部５０は、本実施形態の検査装置１００において、駆動開始の指示や、電圧、電流等の値を入力するための入力手段である。操作部５０としては公知の入力装置（キーボード等）を適用可能である。
　ディスプレイ６０は、本実施形態の検査装置１００において、上述したように抵抗値検出手段２０により検出された抵抗値Ｒ等を表示する手段である。なお、ディスプレイ６０には、必要に応じて、入力された電圧値、電流値等を併せて表示することも可能である。ディスプレイ６０としては、液晶式やＬＥＤ式等の公知の表示装置を適用できる。
　次に図３のフローチャートを用いて、本実施形態の検査装置１００を用いた検査の手順を説明する。
　図３は、本実施形態の検査装置１００が、金属缶製造装置ＣＭにおいて、ダイＤ又はパンチＰの少なくとも一部に形成された非導通性皮膜ＩＬの損傷（剥離、摩耗、等）の有無を検査する手順を説明するフローチャートである。
　なお、図１（ａ）に示した金属缶製造装置ＣＭでは、例えば金属材料ＭＴの成形時又は非成形時に、電源Ｅ、ダイＤ、パンチＰ、及び抵抗値検出手段２０が接続部材１０により接続されて回路ＥＣが構成されているものとする。
　まず、操作部５０に入力された駆動開始の指示に基づき、回路ＥＣに設けられた電源Ｅがオン状態となると、回路ＥＣ中に電流Ｉが流れようとする（スタート）。
　Ｓ１０は、この回路ＥＣに電流Ｉを流した場合における抵抗値を検出するステップである。このステップＳ１０において、制御部１は、抵抗値検出手段２０に上記した抵抗値を検出するように指令し、回路ＥＣにおける抵抗値Ｒの情報を得る。抵抗値Ｒは、公知の方法に従って、回路ＥＣ中の電流Ｉと電圧Ｖより算出されてもよい。
　図１（ａ）に示されるように、ダイＤの表面に設けられた非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていない場合、上記回路ＥＣに電流Ｉは、非導通性皮膜ＩＬが抵抗となって通電が阻害される。一方で図１（ｂ）に示されるように、仮にダイＤの表面において、金属材料ＭＴと接する箇所の非導通性皮膜ＩＬに損傷（摩耗又は損傷）が生じた場合、当該損傷箇所Ｘでは導電性が向上することから、回路ＥＣの電流Ｉは非導通性皮膜ＩＬの上記損傷箇所Ｘを通じて流れやすくなる。すなわち、非導通性皮膜ＩＬの損傷が生じた場合には、この非導通性皮膜ＩＬが形成されたダイＤ、パンチＰ及び金属材料ＭＴのいずれかの間で電気的な導電性が向上されるといえる。
　Ｓ２０は、上記のように検出された抵抗値Ｒに基づいて成形部材における損傷の有無が検知されるステップである。非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていない場合の抵抗値は、非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じている場合の抵抗値に対して、相対的に高い値となる。具体的な一例としては、非導通性皮膜ＩＬに剥離が生じている場合の抵抗値が０Ωに近いのに対して、非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていない場合の抵抗値は、少なくとも１～１０ｋΩは検出される。よって、抵抗値検出手段２０で検出された抵抗値Ｒの大小により、非導通性皮膜ＩＬの少なくとも一部に損傷が生じたか否かを判断することができる。
　この場合、抵抗値Ｒがあらかじめ設定された所定値より低くなった場合に、検査人によって上記損傷が生じたと判断することも可能である。すなわち、あらかじめ非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じたと判断すべき抵抗閾値ＲＳを設定しておき、当該抵抗閾値ＲＳと、回路ＥＣで検出された抵抗値Ｒとを比較して、Ｒ＜ＲＳとなった場合に、上記損傷が生じたと判断してもよい。あるいはＲ＜ＲＳとなった場合に、ディスプレイ６０に警告を表示したり、金属缶製造装置ＣＭの駆動を停止したりしてもよい。
　ステップＳ２０により成形部材における損傷の有無が検知された後は、検査手順を終了してもよいし（エンド）、所定期間が経過した後に上記手順を再度繰り返してもよい。
[第２実施形態]
　次に、以下の第２実施形態にかかる検査装置２００により本発明をさらに詳細に説明する。なお以下の第２実施形態は、制御部１が判定手段３０と停止信号送信手段４０を含む点において上述の第１実施形態と相違する。そのため、当該相違点について詳細に説明すると共に、共通点に関しては同一の符号を付してその説明を省略する。
　図４は、第２実施形態における検査装置２００の全体構成を示すブロック図である。本実施形態における検査装置２００において、制御部１は判定手段３０と停止信号送信手段４０を含む。また、制御部１は図示しない記憶手段（ＲＡＭやＲＯＭ等）を有しており、非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じたと判断すべき抵抗値の値（抵抗閾値ＲＳ）が記憶されている。
　判定手段３０は、抵抗値検出手段２０により検出された抵抗値Ｒに基づいて、予め設定され記憶された抵抗閾値ＲＳに照らして、非導通性皮膜ＩＬの損傷（剥離、摩耗、等）の有無を自動判定する機能を有している。かような判定手段３０は、例えば上記した公知のコンピューターの演算手段における一つの機能として実装されていてもよい。
　停止信号送信手段４０は、上記判定手段３０により、非導通性皮膜ＩＬに損傷（剥離、摩耗、等）があると判定された場合に、金属缶製造装置ＣＭの駆動を停止するための停止信号を送信する機能を有している。かような停止信号送信手段４０は、上記と同様にコンピューターの演算手段における一つの機能として実装されていてもよい。なお、本実施形態の検査装置２００においては判定手段３０と停止信号送信手段４０の双方を具備する例を説明しているが、この形態に限られず停止信号送信手段４０は適宜省略してもよい。
　次に図５のフローチャートを用いて、本実施形態の検査装置２００を用いた検査の手順を説明する。
　図５は、本実施形態の検査装置２００が、金属缶製造装置ＣＭにおいて、ダイＤ又はパンチＰの少なくとも一部に形成された非導通性皮膜ＩＬの損傷（剥離、摩耗、等）の有無を検査する手順を説明するフローチャートである。
　上記第１実施形態と同様に、まず操作部５０に入力された駆動開始の指示に基づき、回路ＥＣに設けられた電源がオン状態となると、回路ＥＣ中に電流Ｉが流れようとする（スタート）。
　ステップＳ１０は、回路ＥＣに電流Ｉを流した場合における抵抗値を検出するステップである。このステップＳ１０において、制御部１は、抵抗値検出手段２０に上記した抵抗値を検出するように指令し、回路ＥＣにおける抵抗値Ｒの情報を得る。抵抗値Ｒは、公知の方法に従って、回路ＥＣ中の電流Ｉと電圧Ｖより算出されてもよい。
　ステップＳ２０は、上記のように検出された抵抗値Ｒに基づいて成形部材における損傷の有無を判定するステップである。このステップＳ２０では、上記ステップＳ１０において得られた抵抗値Ｒに基づき、非導通性皮膜ＩＬの少なくとも一部に損傷（剥離、摩耗等）が発生しているかが判定手段３０によって判定される。具体的に判定手段３０により、ステップＳ１０において得られた抵抗値Ｒと、上述の記憶手段において記憶された抵抗閾値ＲＳと、が比較されて、Ｒ＜ＲＳである場合には「損傷有」と判定される。
　「損傷有」と判定された場合には、後述のステップＳ３０に進んでもよいし、検査手順を終了してもよい（エンド）。また、ディスプレイ６０に「金型皮膜に損傷発生」又は「金型交換時期」等の警告を表示したりしてもよい。さらには、金属缶製造装置ＣＭの駆動を手動で停止したりしてもよい。
　一方で「損傷有」と判定されなかった場合（Ｒ＞ＲＳの場合）は、この段階で検査手順を終了してもよいし（エンド）、所定期間が経過した後に上記手順を再度繰り返してもよい。
　ステップＳ３０は、金属缶製造装置ＣＭの駆動を停止する信号を送信する手段である。このステップＳ３０においては、上記ステップＳ２０での「損傷有」との判定に基づいて、制御部１（停止信号送信手段４０）により、金属缶製造装置ＣＭに対して停止信号が送信される。すなわち、上記ステップＳ２０において「損傷有」と判定された場合には、金属缶製造装置ＣＭにより製造される金属缶は表面に傷を有している可能性がある。そのため、この段階で金属缶製造装置ＣＭを停止することにより、実用に適さない缶の製造を早期に停止し損害を最小限に抑えることができるというメリットがある。
　なお、本実施形態において、図示しない記憶手段に記憶される抵抗閾値ＲＳとしては、複数段階で設定されていてもよい。例えば、抵抗閾値ＲＳ１、抵抗閾値ＲＳ２、抵抗閾値ＲＳ３（ＲＳ１＞ＲＳ２＞ＲＳ３＞０）の三段階で設定されていてもよい。この場合、ステップＳ１０において得られた抵抗値Ｒとの関係において、例えば以下のような手順とすることも可能である。
（１）ＲＳ１＞Ｒ＞ＲＳ２である場合・・・ステップＳ２０で「損傷有」とは判定されないが、ディスプレイ６０に警告が表示される。（表示例：「金型皮膜が損傷している可能性があります」）
（２）ＲＳ２＞Ｒ＞ＲＳ３である場合・・・ステップＳ２０で「損傷有」と判定されるが、ステップＳ３０には進まず、ディスプレイ６０の警告表示が変更される。（表示例：「金型交換時期を過ぎています」）
（３）ＲＳ３＞Ｒである場合・・・ステップＳ２０で「損傷有」と判定され、ステップＳ３０において金属缶製造装置ＣＭに対して停止信号が送信される。ディスプレイ６０の警告表示が変更される。（表示例：「金型皮膜が損傷したため運転を停止しました」）
　ステップＳ３０において金属缶製造装置ＣＭに対して停止信号が送信され、金属缶製造装置ＣＭの駆動が停止した後は、検査手順は終了する（エンド）。
[変形例１]
　次に、以下の変形例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。
　図６は、ダイＤ及びパンチＰの双方の表面に非導通性皮膜ＩＬが形成されている場合を示す模式図である。図６（ａ）は、ダイＤ及びパンチＰの双方の表面に形成された非導通性皮膜ＩＬはいずれの箇所においても損傷を生じていないことを示す。一方で図６（ｂ）では、ダイＤの非導通性皮膜ＩＬは損傷箇所Ｘにおいて損傷を生じているが、パンチＰの非導通性皮膜ＩＬは損傷を生じていないことを示す。一方で図６（ｃ）では、ダイＤの非導通性皮膜ＩＬは損傷を生じていない一方で、パンチＰの非導通性皮膜ＩＬは損傷箇所Ｘにおいて損傷を生じていることを示す。
　本変形例において、図６（ａ）に示すようにダイＤの非導通性皮膜ＩＬ、及びパンチＰの非導通性皮膜ＩＬ、の双方において損傷が発生していない場合には、回路ＥＣ上に流れようとする電流Ｉは非導通性皮膜ＩＬに阻まれる。一方で、図６（ｂ）又は図６（ｃ）の状態では、電流Ｉは損傷箇所Ｘにより、図６（ａ）の状態より相対的に流れやすくなる。よって、抵抗値検出手段２０により検出される抵抗値Ｒとしては、図６（ｂ）又は図６（ｃ）における抵抗値Ｒよりも図６（ａ）における抵抗値Ｒのほうが高くなる。このように、抵抗値検出手段２０により検出される抵抗値Ｒの低下を確認することにより非導通性皮膜ＩＬの損傷を検知することが可能である。また、図６（ｂ）又は図６（ｃ）で示す状態の抵抗値Ｒよりもさらに抵抗値Ｒの低下が確認された場合には、図示はしないが、ダイＤ及びパンチＰの双方において、非導通性皮膜ＩＬに損傷が発生している、あるいは、ダイＤ又はパンチＰのいずれで、表面の複数箇所において損傷が発生している、等の状態が予測できる。
[変形例２]
　図７は、回路ＥＣに関しての変形例を示す模式図である。上述した第１実施形態及び第２実施形態における回路ＥＣにおいては、金属材料ＭＴを介在させてダイＤとパンチＰとの間を接続部材１０が電気的に接続していたが、本発明はこの構成に限られるものではない。すなわち図７（ａ）では、ダイＤは回路ＥＣを構成せず、パンチＰと金属材料ＭＴとの間を接続部材１０が電気的に接続して回路ＥＣが構成されている。この場合、抵抗値検出手段２０により検出された抵抗値Ｒにより、パンチＰの表面に形成された非導通性皮膜ＩＬの損傷を検知することが可能となる。
　一方で、図７（ｂ）では、パンチＰは回路ＥＣを構成せず、ダイＤと金属材料ＭＴとの間を接続部材１０が電気的に接続して回路ＥＣが構成されている。この場合、抵抗値検出手段２０により検出された抵抗値Ｒにより、ダイＤの表面に形成された非導通性皮膜ＩＬの損傷を検知することが可能となる。
　さらに図７（ｃ）、（ｄ）に示すように、回路ＥＣ上に複数の抵抗値検出手段２０を設置してもよい。すなわち図７（ｃ）に示すように、図（ａ）及び（ｂ）に示す回路を別個に並行して構成してもよい。又は図７（ｄ）に示すように、パンチＰ及び金属材料ＭＴとの間を接続部材１０が電気的に接続して回路ＥＣ１と、ダイＤ、パンチＰ及び金属材料ＭＴとの間を接続部材１０が電気的に接続して構成された回路ＥＣ２と、が並列に配置されていてもよい。図７（ｄ）に示される回路構成によれば、例えば非導通性皮膜ＩＬにおける損傷が生じた場合には、当該損傷が生じる前と比較して相対的に抵抗値検出手段により検知される抵抗値が小さくなる。そのため、抵抗値検出手段２０ｄによれば抵抗値の低下が観察されている一方で抵抗値検出手段２０ｐにより検知される抵抗値に変化がない場合には、ダイＤにおける非導通性皮膜ＩＬの損傷が生じた可能性があると判断できる。一方で抵抗値検出手段２０ｄによる抵抗値の低下は観察されない一方で抵抗値検出手段２０ｐにより検知される抵抗値は低下が観察された場合には、パンチＰの非導通性皮膜ＩＬに損傷が発生した可能性があると判断できる。このように図７（ｄ）に示される回路構成によれば、ダイＤとパンチＰのどちらの非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じているかを検知できる点において好ましい。
[変形例３]
　図８は、接続部材１０とパンチＰとの配線の変形例を示す図である。金属缶製造装置ＣＭにより金属材料ＭＴから金属缶が製造される際には、パンチＰはダイＤに対して缶底方向（紙面左方向）に移動して金属材料ＭＴに塑性変形を付与する。そのため、接続部材１０がこの移動の妨げとならないように配線が行われることが好ましい。より具体的に変形例３のパンチＰは、軸方向に沿って中空の空間が形成されて当該空間内に絶縁材料を介して接続部材１０が設置される構造となっていてもよい。同図に示されるように、パンチＰ内に配置された絶縁性の中空部材Ｙの内部に接続部材１０を通すことにより、缶高さの長い缶を製造する際等にも接続部材１０がパンチＰと移動を妨げることがなく好ましい。
[変形例４]
　図９は、金属缶製造装置ＣＭにおいて複数個のダイＤが含まれる場合の、検査装置３００を含む全体構成例を示す模式図である。また図１０は本変形例にかかる検査装置３００の全体構成を示すブロック図である。図９に示されるように、金属缶の製造においてダイＤによるしごき加工が複数段において行われる際には、一台の金属缶製造装置ＣＭにおいて複数個のダイＤが含まれる場合がある。この場合における抵抗値検出手段２０の数は、図９及び図１０に示されるようにダイＤの数と等しくてもよい。この場合、ダイＤと抵抗値検出手段２０との対応関係に応じて、どの箇所のダイＤが損傷を生じているかを検知することができる。また、複数の抵抗値検出手段２０において、抵抗値Ｒの低下が確認された場合には、パンチＰの損傷が生じた可能性についても検知できる。なお図９においてダイＤ及びパンチＰにおける非導通性皮膜ＩＬは、その記載を省略する。
　本変形例では、図９（ａ）に示されるように、４個のダイ（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、及びＤｄ）と、それに各々対応する４台の抵抗値検出手段２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び２０ｄが並列配置され、金属材料ＭＴを介して回路ＥＣが構成される。
　金属材料ＭＴが１段目のダイＤａで成形加工される際、ダイＤａとパンチＰに対して接続部材１０を介して電源と電気的な導通が確立される。そして、ダイＤａ又はパンチＰのいずれかの非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていた場合には、抵抗値検出手段２０ａにより抵抗値Ｒの低下が検知される。
　次に、金属材料ＭＴが２段目のダイＤｂで成形加工される際、ダイＤｂとパンチＰに対して接続部材１０を介して電源と電気的な導通が確立される。そして、ダイＤｂ又はパンチＰのいずれかの非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていた場合には、抵抗値検出手段２０ｂにより抵抗値Ｒの低下が検知される。
　同様に図９（ｂ）に示されるように、金属材料ＭＴが３段目のダイＤｃで成形加工される際、ダイＤｃとパンチＰに対して接続部材１０を介して電源と電気的な導通が確立される。そして、ダイＤｃ又はパンチＰのいずれかの非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていた場合には、抵抗値検出手段２０ｃにより抵抗値Ｒの低下が検知される。
　次いで金属材料ＭＴが４段目（最終段）のダイＤｄで成形加工される際、ダイＤｄとパンチＰに対して接続部材１０を介して電源と電気的な導通が確立される。そして、ダイＤｄ又はパンチＰのいずれかの非導通性皮膜ＩＬに損傷が生じていた場合には、抵抗値検出手段２０ｄにより抵抗値Ｒの低下が検知される。
　本変形例の検査装置３００によれば、金属缶製造装置ＣＭに複数個のダイＤが含まれる場合に、損傷したダイの特定を容易にすることができる点において好ましい。また、複数台の抵抗値検出手段において抵抗値の低下が検知された場合、パンチＰが損傷した可能性もあると判断できる点において、損傷箇所の特定をより容易に行うことができる。
　なお言うまでもなく、本発明においては抵抗値検出手段２０の数をダイＤの数と等しくすることに限られるものではない。すなわち抵抗値検出手段２０の数とダイＤの数とが異なる個数であってもよい。また、複数個のダイＤが含まれる場合であっても抵抗値検出手段２０の数を一つ配置するものであってもよい。
　本発明は、高効率で金属缶等の塑性加工による成形体を製造する分野において、好適に利用することが可能である。
１００　検査装置
２００　検査装置
１０　　接続部材
２０　　抵抗値検出手段
３０　　判定手段
４０　　停止信号送信手段
５０　　操作部
６０　　ディスプレイ
Ｓ１０　ステップ
Ｓ２０　ステップ
Ｓ３０　ステップ
ＲＳ　　抵抗閾値
Ｄ　　ダイ
Ｐ　　パンチ
ＩＬ　非導通性皮膜
ＭＴ　　金属材料
ＣＭ　　金属缶製造装置
 

Claims (8)

  1. 　ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に取り付け可能な検査装置であって、
    　前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方に対して電源と電気的な導通を確立する接続部材と、
    　前記接続部材と電気的に接続されて、前記接続部材を介して前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を含んで構成された回路の抵抗値を検出する抵抗値検出手段と、
    　を有し、
    　検出された前記抵抗値に基づいて前記成形部材における損傷の有無が検知されることを特徴とする金属缶成形部材の検査装置。
  2. 　前記抵抗値検出手段により検出された前記抵抗値に基づいて、前記ダイの表面及び前記パンチの表面の少なくとも一部に形成された非導通性皮膜の損傷の有無が検知される、請求項１に記載の金属缶成形部材の検査装置。
  3. 　前記抵抗値検出手段は、前記ダイの表面及び前記パンチの表面の少なくとも一部に形成された非導通性皮膜の損傷が生じたことによる前記回路の抵抗値変化を検出する、請求項１又は２に記載の金属缶成形部材の検査装置。
  4. 　前記抵抗値検出手段により検出された抵抗値が予め検出された基準値より低いか否かに基づいて、前記非導通性皮膜の損傷の有無を判定する判定手段をさらに有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の金属缶成形部材の検査装置。
  5. 　複数の前記ダイを有し、
    　前記接続部材は、前記電源に対して前記複数のダイをそれぞれ電気的に並列接続する、請求項１～４のいずれか一項に記載の金属缶成形部材の検査装置。
  6. 　前記非導通性皮膜がダイヤモンド皮膜である、請求項１～５のいずれか一項に記載の金属缶成形部材の検査装置。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の検査装置を備えた、金属缶製造装置。
  8. 　ダイとパンチとからなる一対の成形部材を含んで金属材料を成形する金属缶製造装置に用いられる前記成形部材の損傷有無を検査する方法であって、
    　前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方と電源とを電気的に接続する接続部材を介して電気的に接続された抵抗値検出手段により、前記接続部材を介して前記ダイ及び前記パンチの少なくとも一方を含んで構成された回路の抵抗値を検出する抵抗値検出ステップと、
    　前記抵抗値検出ステップで検出された前記抵抗値に基づいて、前記成形部材の損傷有無を検査する判定ステップと、
    　を有することを特徴とする金属缶成形部材の検査方法。
     
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