JP3661922B2 - 底付円筒容器の成形法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円板状の板材より底付円筒容器を成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
略円板状の板材（円板ブランク）より底付円筒容器を成形する成形法として、図１８に示すように、円板ブランクが絞り込まれる円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材（ブランクホルダ）と、円板ブランクを該絞込孔に絞り込む絞込手段（パンチ）と用い、円板ブランクを該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置して、円板ブランクを該絞込手段により該絞込孔に絞り込むことにより底付円筒容器を成形する方法がある（絞り加工法）。この成形法では、円板ブランクの絞込孔に引き込まれる前の部分（フランジ状の部分）が、絞込孔の中心軸に向かう方向（半径方向）に引張り応力を受け、円周方向に圧縮応力を受けて、絞込孔へ絞り込まれて変形をする（半径絞り変形）。
【０００３】
このような成形法では、板厚の小さい板材を用いると、周縁面上での板材部分の浮き上がりが生じたり、その板材部分の表面にしわが発生したりすることがある。そこで、こうした問題が生じないようにするため、図１８にも示したように、絞込孔形設部材の周縁面上の板材部分をその周縁面に押し付けることができる押付部材により、板材を絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けながら絞り込まれている。また、この押付部材によりフランジ状の部分の板厚を制御することができるとともに、その結果、縦壁部の板厚の制御を容易に行うことができるようになる。従って、この成形法によれば、容器の開口の周縁にフランジ部を形成する場合に、そのフランジ部にしわが生じないようにその板厚を容易に制御することができる。
【０００４】
ところで、図１８に示した成形法では、板材のフランジ状の部分が、絞込孔の中心軸に向かう方向に引張り応力を受けるため、その部分の板厚が小さくなってしまうことがある。その結果、縦壁部やフランジ部が底部に比べて厚みが小さくなってしまうなど、底付円筒容器の各部分の厚みを正確に制御することも難しくなる。また、底付円筒容器の用途によっては、筒部（縦壁部）やフランジ部の板厚を大きくしたいこともある。さらに、炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成された円板ブランクを用いた場合には、引張り応力によって割れが起こることがある。
【０００５】
特に、押付部材で円板ブランクを絞込孔形設部材に押さえ付けながら深絞りを行う加工法では、押付部材と絞込孔形設部材との間隔への材料流動が抑制されるため、フランジ部の板厚を大きくすることが難くなってしまう。
そこで、従来より、円板ブランクの側端面に液圧を作用させてその半径方向に押圧することにより、円板ブランクの材料流動を促進して、容器の各部分の厚みを制御する方法が提案されている。その一方で、シリンダやテーパ状のカムを複数用意し、それらで円板ブランクの外縁部を半径方向に押圧することにより、容器の各部分の厚みを制御する方法が提案されている。
【０００６】
しかし、液圧で押圧する方法では、加工装置において、円板ブランクの側端面に作用させる液圧の液体をシールする必要があるため、加工装置の構成が複雑になり、その装置の作製コストが大きくなってしまう。その結果、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
一方、複数のシリンダ又はカムで押圧する方法では、各シリンダ又は各カムが板材の側端面にそれぞれ異なった押圧力を作用させると、円板ブランクに滑りの異なる部分が生じて、加工精度が低下してしまうことがある。また、各シリンダ又は各カムにより円板ブランクに作用させる押圧力が大きすぎると、その作用させた箇所が凹んで、円板ブランクの側端面に凹凸が形成されてしまう。このように円板ブランクの側端面に凹凸が形成されないように、板材の側端面にそれぞれ均等でかつ適切な大きさの押圧を作用させることができるように、各シリンダ又は各カムの押圧力を制御する手段が必要となる。しかし、その制御手段を設けることにより、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
【０００７】
ここで、板材の側端面に凹凸部が形成されることを見越して、あらかじめ半径方向に対して大きめの円板ブランクを用意し、凹凸が形成された部分を絞り加工の後で除去することにより底付円筒容器を正確な形状に仕上げる方法もある。しかし、この方法では、その除去にかかる工程が増えてしまうため、成形コストが大きくなってしまう。また、円板ブランクにおいて、除去する部分を余計に形成する必要があるため、円板ブランクの材料費が大きくなってしまう。さらに、除去された部分の廃棄又はリサイクルなどの処理にかかるコストも大きくなってしまう。これらの結果、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
【０００８】
その一方で、開口部にフランジ部を有する底付円筒容器を成形する方法として、従来より、筒部を成形した後に、その先端部を外側に折り曲げてフランジ部を形成する方法もある。しかし、この方法では、縦壁部の先端部を折り曲げる際に、その先端部に引張応力が作用するため、板厚の減少により欠陥が発生したり、割れが発生したりする。
【０００９】
他方、底付円筒容器の筒部（縦壁部）の板厚を大きくする加工方法として、特開平６−２１８４４２号公報で開示されているように、縦壁部の端部に内向きのテーパ面をもつ底付円筒容器を成形した後、縦壁部の隅角の曲率半径より小さい曲率半径の隅角をもつ押さえパンチで押しながら据込みパンチで加圧することにより、縦壁部の板厚を大きくする方法が知られている。
【００１０】
しかし、この加工方法では、型の構成が複雑であるため、型のコストが大きくなってしまう問題がある。また、密閉された空間内で加工がなされる上に、押さえパンチ及びダイと縦壁部との間に大きな摩擦力が働くことで、縦壁部の変形が抑制されるため、据込パンチで縦壁部に作用させる加圧力には、大きな力が必要となる。特に縦壁部の板厚を均等に大きくするためには、その加圧力には極めて大きな力が必要とされる。これら結果、大きな加圧力を作用させることのできる据込みパンチが必要になるなど、加工にかかるコストが大きくなってしまう。
【００１１】
さらに、底部と縦壁部との境界部（Ｒ部）の板厚が大きくされる前に、その縦壁部の端部から底付円筒容器の深さ方向に加圧力が作用するため、図１９に示すように、その境界部において折れ込みが発生する可能性もある。この折れ込みにより境界部に割れが発生する恐れが出てくる。それゆえ、据込パンチで縦壁部に作用させる加圧力の制御が難しく、その制御にかかるコストが大きくなってしまう問題もある。
【００１２】
一方、上記公報の加工方法では、こうしたコスト上の問題に加えて、境界部のみの板厚を大きくすることもできない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、底付円筒容器の各部分の板厚を容易にかつ安価に制御することができる成型法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に記載の底付円筒容器の成形法は、円板状の板材が絞り込まれる円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材と、該板材を該絞込孔に絞り込む絞込手段とを用い、該板材を該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置して、該板材を該絞込手段により該絞込孔に絞り込むことにより底付円筒容器を成形する底付円筒容器の成形法において、前記絞込孔形設部材を挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面及び該絞込孔の各中心軸を略一致させて該傾斜面の拡径側の方向に移動させることにより、該側端面を該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら前記絞り込むことを行うことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項２に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項１に記載の底付円筒容器の成形法において、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させて前記傾斜面形設部材を移動させることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項３に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項１及び請求項２のいずれかに記載の底付円筒容器の成形法において、前記板材の外縁部の少なくとも一部を、前記傾斜面の拡径側の方向の側から押圧する押圧手段により、該外縁部の該移動方向への滑動を抑制することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項４に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項３に記載の底付円筒容器の成形法において、前記押圧手段は、前記板材の外縁部の少なくとも一部と、前記傾斜面形設部材の傾斜面とに当接され、該傾斜面形設部材の移動に伴って該傾斜面に沿って移動する協動部材であることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項５に記載の底付円筒容器の成形法は、円板状の板材より底付円筒容器を成形する成形方法において、成形後に前記底付円筒容器の底部となる前記板材の中心部を固定した後、前記底付円筒容器を深さ方向に挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面において該傾斜面の縮径側の方向に滑動させることにより、該中心部の周縁部を塑性変形させて前記底付円筒容器を成形することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の請求項６に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項５に記載の底付円筒容器の成形法において、前記周縁部を前記傾斜面の縮径側方向に変形させて、前記傾斜面と前記中心軸とのなす角度が該中心部と該周縁部とのなす角度より小さくなるようにした後に、該傾斜面に前記側端面を摺接させることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［請求項１に記載の底付円筒容器の成形法］
本発明では、略円板状の板材（以下、単に板材と記する）の側端面を該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら絞り込むため、その板材のフランジ状の部分の板厚を増加させることができる。それゆえ、縦壁部やフランジ部の板厚を十分に増加させることができる。特に、底付円筒容器の縦壁部やフランジ部の板厚を底部に比べて大きくすることができる。
【００２０】
先述のように、従来では縦壁部の板厚を増加させる工程は、絞り加工の工程とは別に行われていたが、本発明では、絞り加工と同時に縦壁部の板厚を増加させることができる。それゆえ、工程数を減らして短時間で底付円筒容器を成形できるようになり、底付円筒容器の生産性を高めることができる。
また、板材として、炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成されているものを用いても、割れを防止することができる。
【００２１】
傾斜面形設部材により板材の側端面に押圧を作用させることは、液圧を作用させる手段に比べると、液圧を作用させる手段のように液体をシールする必要がないなど、成形装置の構成及びその作動の制御を容易にすることができる。それゆえ、液圧を作用させる手段よりも本傾斜面形設部材を用いる方が、型費を低減することができるなど低コストで板材の側端面に押圧を作用させることができる。
【００２２】
また、傾斜面形設部材により板材の側端面に全周にわたって押圧を作用させるため、板材の側端面に均一な大きさの押圧力を容易に作用させることができる。それゆえ、その押圧力が大きくなりすぎても、側端面に凹凸が生じることがない。従って、本傾斜面形設部材を用いる方が、シリンダやテーパ状のカムを用いるよりも押圧力の制御が容易になる。その結果、板材の側端面に押圧を作用させることが、低コストで行えるようになる。
【００２３】
以上のような理由により、本発明の底付円筒容器の成形法によれば、板材より底付円筒容器を容易にかつ安価に成形することができる。
本発明の底付円筒容器の成形法の望ましい実施の形態を以下に説明する。
略円板状の板材の材質については特に限定されるものではなく、金属材料などよりなる板材を用いることができる。また、その板材は、正確な円板状である必要はなく、楕円状などの形状を有していてもよい。それらの材質及び板厚については、所望とする底付円筒容器の性能に応じて適宜選択することができる。
【００２４】
絞込孔形設部材については、板材が絞り込まれる略円柱状の絞込孔をもつものであれば特に限定されるものではなく、公知の絞込孔形設部材を用いることができる。
絞込手段についても、板材を絞込孔形設部材の絞込孔に絞り込むことができれば特に限定されるものではなく、公知の絞込手段を用いることができる。例えば、図１８に示したパンチや、液圧（液圧バルジ成形）などを用いることができる。
【００２５】
傾斜面形設部材については、その形状及び材質などの形態で特に限定されるものではないが、例えば図１〜図３に示す形状のものをそれぞれ挙げることができる。
図１では、傾斜面が断面テーパ状をしているものを示した。また、図２及び図３では、傾斜面が拡径側の方向に対して曲率を有するものを示した。なお、その曲率については特に限定されるものではないが、板材を摺動させることができるように適切に選択することが好ましい。傾斜面形設部材の材質については、その傾斜面の少なくとも面部が板材を容易に摺動させることができるように、滑り性に優れ、かつ板材との接触応力に耐えうる材料を選択することが好ましい。
【００２６】
本発明では、傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向の側から引張って移動させてもよいし、傾斜面の縮径側の方向から押圧して移動させてもよい。あるいは、その側面にベルトと掛合できる掛合部を設け、そのベルトで傾斜面形設部材を移動させてもよい。
また、傾斜面形設部材には、絞込孔形設部材の外周面と摺動できる摺動部を設けることが好ましい。この摺動部により、傾斜面形設部材を安定に移動させることができるようになる。
【００２７】
さらに、板材の側端面には、傾斜面形設部材の傾斜面から摩擦力が作用するため、板材の外縁部が傾斜面の拡径側の方向へ滑動してしまう。その滑動長さが十分に小さければ、板材の側端面に傾斜面形設部材の傾斜面から押圧力を効果的に作用させることができる。しかし、その滑動長さが大きいと、側端面と傾斜面とのなす角度が大きく変わって、板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができなくなってしまう。そこで、その滑動長さが十分に小さくなるように、傾斜面形設部材の移動速度を適切に選択することが好ましい。
【００２８】
本発明の底付円筒容器の成形法は、次の成形装置を用いて実施することができる。
その成形装置は、略円板状の板材が絞り込まれる略円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材と、該板材を該絞込孔に絞り込む絞込手段とが備えられ、該板材が該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置され、該板材が該絞込手段により該絞込孔に絞り込まれることにより底付円筒容器が成形される底付円筒容器の成形装置において、前記絞込孔形設部材を挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材が、該傾斜面及び該絞込孔の各中心軸を略一致させて往復移動できるように設けられ、該傾斜面が該板材の側端面に全周にわたって摺接しつつ該孔部の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動することにより、該側端面が該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧されながら前記絞り込むことが行われることを特徴とする。
（実施例１）
こうした成形装置として、例えば図４に示す成形装置を挙げることができる。
【００２９】
図４に例示した成形装置では、プレスのラム（図示せず）に取り付けられて上下方向に可動な上型１１０と固定された下型１１２との間に、円板状の板材１２０が絞り込まれる円柱状の絞込孔１３２をもつ絞込孔形設部材１３０と、板材１２０を絞込孔１３２に絞り込む絞込手段１４０と、絞込孔形設部材１３０を挿通できる挿通孔１５２を有し、かつ挿通孔１５２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面１５４が形設されている傾斜面形設部材１５０とが配設されている。
【００３０】
この形成装置では、絞込手段１４０として、円柱形状の金属より形成され、絞込孔形設部材（ブランクホルダ）１３０の絞込孔１３２に底付円筒容器の縦壁部と同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる第１パンチが用いられている。この第１パンチ１４０は、上型１１０を上下動させることによってブランクホルダ１３０の絞込孔１３２内を自在に上下動させることができ、その先端方向に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００３１】
ブランクホルダ１３０は、円筒形状の金属製部材である。このブランクホルダ１３０も、ロッド１３４を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端（周縁面１３０ａ）方向に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
傾斜面形設部材（テーパパンチ）１５０は、ブランクホルダ１３０の外周面１３０ｂに対して摺動する摺動部１５０ａと、傾斜面１５４をもつ傾斜面部１５０ｂとから構成される略円筒状の金属製部材である。このテーパパンチ１５０は、下型１１２に取り付けられて固定されている。
【００３２】
この成形装置を次のように作動させることにより、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ブランクホルダ１３０及びテーパパンチ１５０の位置を図４（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部１２０ａが図４（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク１２０を用意する。この円形ブランク１２０をブランクホルダ１３０の周縁面１３０ａ上に絞込孔を１３２を塞ぐようにして設置し、その側端面１２０ｂをテーパパンチ１５０の傾斜面１５４に摺接させる。
【００３３】
次いで、第１パンチ１４０を円形ブランク１２０の中心部に当接させた後、第１パンチ１４０及びブランクホルダ１３０をそれぞれ同時に下降させる。このとき、第１パンチ１４０をブランクホルダ１３０よりも高速度で下降させる。その結果、円形ブランク１２０の中心部が第１パンチ１４０により下方に押圧される。また、テーパパンチ１５０は、ブランクホルダ１３０に対して相対的に上昇することになる。
【００３４】
こうして、テーパパンチ１５０の傾斜面１５４に円形ブランク１２０の側端面１２０ｂを全周にわたって摺接させつつ、テーパパンチ１５０を傾斜面１５４の拡径側の方向に移動させる。その結果、円形ブランク１２０が、その側端面１２０ｂでテーパパンチ１５０の傾斜面１５４の中心軸に向かう方向に押圧されながら、ブランクホルダ１３０の絞込孔１３２内に絞り込まれる。
（変形態様）
本発明の底付円筒容器の成形法においては、前記板材を前記絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けながら前記絞り込むことを行うことが好ましい。これにより、絞込孔の周縁面での板材の浮き上がりを防止することができる。また、しわの発生を防ぐこともできる。この押し付ける手段については、板材を絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けることができれば特に限定されるものではなく、公知の押付手段を用いることができる。
【００３５】
例えば、図４に示した成形装置においては、図５に示すような略有孔円形板状の押付部材（第２パンチ）１６０（中心部に第１パンチ１４０が挿通される孔部１６２を有する）を設けることができる。絞込孔形設部材（ブランクホルダ）が板材１２０に押圧力を作用させる際、その板材１２０には、第２パンチ１６０より相対的に絞込孔形設部材１３０の周縁面１３４に押し付けられる力が作用する。
【００３６】
この成形装置では、板材１２０が絞り込まれるときに、傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４からその側端面１２０ｂに押圧力を受けるため、絞込孔形設部材１３０と押付部材１６０との間隔１６４への材料流動が促進され、板材１２０の伸びを抑制することができる。それゆえ、底部１２２、縦壁部１２４やフランジ部１２６の厚みを均等にとることができ、底付円筒容器の各部分の厚みの正確な制御が容易となる。
【００３７】
また、本発明の底付円筒容器の成形法では、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させて前記傾斜面形設部材を移動させることが好ましい。これにより板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができるようになる。
前述の成形装置において、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させる方法としては、次の２つの方法が挙げられる。
【００３８】
一つは、板材の外縁部をあらかじめ図４に示した形状に塑性変形させておき、その板材を押付部材で絞込孔形設部材に押し付けて固定した後、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させる方法である。この場合、板材をブランクとして打ち抜くときに、板材の外縁部を塑性変形させてもよい。
もう一つは、扁平な板材を押付部材で絞込孔形設部材に押し付けて固定し、その外縁部を図４に示した形状に変形させた後、傾斜面に側端面を垂直に摺接させる方法である。このとき、後述する押圧部材を用いて外縁部を変形させてもよいし、その押圧部材とは別の部材を用いて変形させてもよい。いずれの変形も、塑性変形であってもよいし、弾性変形であってもよい。
【００３９】
ところで、板材の外縁部が、傾斜面形設部材の傾斜面の拡径側の方向へ滑動することを抑制する方法として、傾斜面形設部材の移動速度を適切に選択する方法があることは先に述べた。しかし、この方法では、傾斜面形設部材の移動速度を適切に制御する制御手段が必要となり、成形装置が複雑化して、成形コストが大きくなる恐れがある。
【００４０】
一方、こうした傾斜面の拡径側の方向への外縁部の滑動を抑制する手段として、他に傾斜面の縮径側の方向に引っ張る手段を挙げることができる。ここで、引っ張る手段については特に限定されるものではないが、例えば吸引手段や、磁石を用いて引っ張ることができる。この磁石を用いた引張手段では、傾斜面形設部材の傾斜面の縮径側の方向の面部に磁石を埋め込んでおくなどして、外縁部を縮径側の方向に引っ張ることができる。ただし、吸引手段でも、成形装置の複雑化を招き、成形コストを大きくしてしまう恐れがある。また、磁石を用いた引張手段では、板材の材質により使用できないことがある。
【００４１】
そこで、前記板材の外縁部の少なくとも一部を、前記傾斜面の拡径側の方向の側から押圧する押圧手段により、傾斜面の拡径側の方向への板材の外縁部の滑動を抑制することが好ましい。この押圧手段により、成形装置を複雑化させることなく、かつ板材が如何なる材料からなるものであっても、その外縁部の該移動方向への滑動を抑制することができる。その結果、前記側端面と前記傾斜面とのなす角度を一定に保持することができる。その結果、板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができるようになる。
【００４２】
こうした押圧手段の形態は特に限定されるものではなく、気体、液体及び固体のいずれの材料を用いて板材の外縁部を押圧してもよい（気体又は液体を用いるのであれば、その気圧又は液圧で外縁部を押圧するのである。）。ただし、傾斜面形設部材の移動を妨げないようにその形態を選択する必要がある。
また、押圧手段には、前記板材の外縁部の一部と、前記傾斜面形設部材の傾斜面とに当接され、該傾斜面形設部材の移動に伴って該傾斜面に沿って移動する協動部材を用いることが好ましい。例えば、図４に示した成形装置においては、図６に示されるような転がり機構を有して傾斜面１５４上を転動する協動部材１７０を用いることができる。また、図５に示した成形装置においては、図７に示されるような傾斜面１５４上を摺動する協動部材１７２などを用いることができる。
【００４３】
図６に示した協動部材１７０は、自在に伸縮でき、かつその基端部で上型１１０に振り子運動できるように取り付けられた略棒状の基部１７０ａと、傾斜面１５４に当接され、転がり機構を有する先端部１７０ｂとからなるものである。この協動部材１７０は、板材１２０の外縁部１２０ａの一部と、傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４とに当接され、傾斜面形設部材１５０の移動に伴って傾斜面１５４上を転動することができる。
【００４４】
また、図７に示した協動部材１７２は、絞込孔形設部材１３０の周縁面１３０ａに対面する押付部材１６０’の面部に設けられた孔部１６６に取り付けられ、傾斜面１５４に摺接されるテーパ面１７２ａを有し、かつ孔部１６６を摺動できる摺動部１７２ｂと、該摺動部１７２ｂを孔部１６６で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されている。この協動部材１７２は、摺動部１７２ｂの摺動面１７２ａで板材１２０の外縁部１２０ａの一部と当接されるとともに、摺動部１７２ｂの下側面１７２ｃで傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４に当接され、傾斜面形設部材１５０の移動に伴って傾斜面１５４上を摺動することができる。
【００４５】
ところで、押圧手段により板材の外縁部を全周にわたって押圧すれば、その外縁部を全周にわたって偏りなく傾斜面の拡径側の方向への滑動を抑制することができる。しかし、板材の外縁部は絞り込みが進むにつれて縮径していくため、先の協動部材（固体）を用いた押圧手段ではその縮径に対応しながら外縁部を全周にわたって押圧することが難しい。すなわち、外縁部に押圧することのできない部分が生じてしまう。その結果、押圧手段で押圧されていない外縁部の部分において、傾斜面形設部材の移動方向への滑動を抑制することができなくなる。ただし、押圧手段に収縮材を用いれば、板材の外縁部の収縮に対応させることも可能になるが、逆にその外縁部を十分な押圧力で押圧することが難しくなってしまう。
【００４６】
そこで、この協動部材は、板材の外縁部上を全周にわたって周回するものであることが好ましい。こうした協動部材を押圧手段に用いることにより、板材の外縁部を全周にわたって容易に偏りなく押圧することができる。こうした協動部材として、例えば図８に示すものを挙げることができる。
図８に示した協動部材１７４は、絞込孔形設部材１３０の周縁面１３０ａに対面する押付部材１６０’の面部内に設けられた孔部１６８に取り付けられ、傾斜面１５４に当接されるテーパ面１７４ａを有し、かつ孔部１６８を摺動できるとともに、トルクを受けて自転することができる摺動部１７４ｂと、摺動部１７４ｂを孔部１６８で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されている。一方、図６に示した成形装置では、下型１１２’を傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４の中心軸に対して自在に回転させることができる。また、テーパパンチ１５０は、ブランクホルダ１３０の外周面１３０ａに対し、上下方向だけでなく円周方向にも摺動することができる。
【００４７】
従って、協動部材１７４は、その摺動部１７４ｂの傾斜面１５４に当接するテーパ面１７４ａより下型１１２からトルクを受けて自転することができる。この自転により、協動部材１７４を傾斜面１５４に摺接させながら板材１２０の外縁部１２０ａ上を全周にわたって周回させることができる。
一方、前記絞込孔形設部材と前記押付部材との各対向面部の少なくとも一方の外縁部に切り欠きを形成することが好ましい。このような切り欠きを形成することにより、前記絞込孔形設部材と前記押付部材とで形成される間隔（板材が挟み込まれる間隔）において、その外縁部に他の部分よりも大きな間隔幅を有する間隔部を形成することができる。底付円筒容器にフランジ部を形成するときに、このような間隔部を設ければ、傾斜面の押圧による板材内での材料流動がフランジ部１２６の外縁部１２６ａで起こるとともに、絞込孔形設部材と押付部材とにその変形が規制されるため、その外縁部１２６ａに厚肉な部分（厚肉部）を形成することができる。
【００４８】
このような厚肉部の形状は、例えば図８に示したように、絞込孔形設部材（ブランクホルダ）１３０の押付部材（第２パンチ）１６０’と対向する面部において、その外縁部の全周にわたって適切な形状の切り欠き１３４を形設することにより所望の形状にすることができる。なお、厚肉部は、その外縁部１２６ａの全周にわたって形成してもよいし、外縁部１２６ａの一部の周部に形成してもよく、用途に応じて形成部位を適切に選択すればよい。
（実施例２）
本実施例では、図９に示す成形装置を用い、円板状の板材より底付円筒容器を成形した。
【００４９】
図９に示した成形装置は、上下方向に可動な上型２１０と固定された下型２１２との間に、円板状の板材２２０が絞り込まれる円柱状の絞込孔２３２をもつ絞込孔形設部材（ブランクホルダ）２３０と、円形ブランク２２０を絞込孔に絞り込む絞込手段（第１パンチ）２４０と、上型２１０に取り付けられ、板材２２０をブランクホルダ２３０の絞込孔２３２の周縁面２３４に押さえ付ける押付部材（第２パンチ）２５０と、ブランクホルダ２３０及び第２パンチ２５０の下方の部分が挿通される挿通孔２６２をもち、かつ挿通孔２６２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面２６４が形成されている傾斜面形設部材（テーパパンチ）２６０とを配設した装置である。
【００５０】
この成形装置におけるブランクホルダ２３０、第１パンチ２４０及びテーパパンチ２６０は、それぞれ先に図４で例示した成形装置のものと同じ部材である。なお、ブランクホルダ２３０の絞込孔２３２には、その絞込孔２３２内を摺動することができ、かつ先端部で板材２２０の中心部に下方から当接されるノックアウト２７０を設けた。このノックアウト２７０は、円柱形状の金属製部材で、ロッド２７２を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材２２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００５１】
また、ブランクホルダ２３０の周縁面２３０ａには、その外縁部に全周にわたって切り欠き２３４が形成されている。それゆえ、ブランクホルダ２３０と第２パンチ２５０との間に形成される間隔（板材２２０が挟持される間隔）は、その外縁部においてブランクホルダ側に他の部分よりも大きな間隔幅を有する。
さらに、上型２１０には、図６で示した協動部材１７０において、その先端部２８２に板材２２０の外縁部２２０ａ上も周回可能にする転がり機構が備えられた協動部材２８０を取り付けた。なお、この成形装置では、上型２１０を傾斜面２６４の中心軸に対して自在に回転させることができる。それゆえ、この協動部材２８０も、上型２１０とともに傾斜面２６４の中心軸に対して回転させて、傾斜面２６４に当接させつつ板材２２０の外縁部２２０ａ上を周回させることができる。
【００５２】
図９に示した成形装置を次のように作動させることにより、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ブランクホルダ２３０、テーパパンチ２６０及びノックアウト２７０の位置を図９（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部２２０ａが図９（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク２２０を用意する。この円形ブランク２２０を、ブランクホルダ２３０の周縁面２３０ａ上にその絞込孔２３２を塞ぐようにして設置した後、その側端面２２０ｂがテーパパンチ２６０の傾斜面２６４に垂直に摺接するように、第２パンチ２５０によりブランクホルダ２３０に押し付ける。
【００５３】
次いで、協動部材２８０を、円形ブランク２２０の外縁部２２０ａに当接させつつ、テーパパンチ２６０の傾斜面２６４に摺設する。続いて、上型２１０を傾斜面２６４の中心軸に対して回転させることにより、協動部材２８０を上型２１０とともに傾斜面２６４の中心軸に対して回転させ、傾斜面２６４に当接させつつ円形ブランク２２０の外縁部２２０ａ上を周回させる。
【００５４】
第１パンチ２４０を円形ブランク２２０に当接させ、上型２１０により第２パンチ２５０及び協動部材２８０を下方に押圧しながら、第２パンチ２５０及びブランクホルダ２３０に対して相対的にノックアウト２７０とともに下降させて、ブランクホルダ２３０の絞込孔２３２内に円形ブランク２２０を絞り込む。こうして円形ブランク２２０が、その側端面２２０ｂでテーパパンチ２６０の傾斜面２６４の中心軸に向かう方向に押圧されながら絞り込まれ、底付円筒容器に成形される。
【００５５】
最後に、第１パンチ２４０で底付円筒容器の底部２２２をその成形時と同じ押圧力で押圧させ、かつ協動部材２８０を円形ブランク２２０の外縁部２２０ａ上で周回させたまま、ノックアウト２７０の押圧力は除いて、上型２１０とブランクホルダ２３０の押圧力を増加させる。その結果、底付円筒容器のフランジ部２２６の外縁部２２６ａが、ブランクホルダ２３０、第２パンチ２５０、テーパパンチ２６０及び協動部材２８０の先端部２８２により押圧されて増肉される。こうして開口部の周縁にフランジ部２２６を有し、かつそのフランジ部２２６の外縁部２２６ａが増肉されている底付円筒容器を完成することができる。
【００５６】
ところで、上記従来の成形法において、このように開口部の周縁にフランジ部を有し、かつその外縁部が増肉された底付円筒容器の成形する際、絞りに関して、絞り及び再絞り限界値からその絞り率を０．３とするためには、例えば図１０に示すように５工程の成形工程を必要としていた。また、増肉に関しては、その増肉率を０．６以上にするためには、底付円筒容器の体程を確保するための絞り工程と、すえ込み成形を座屈が発生しないように実施するために増肉工程を２〜５工程とを必要としていた。
【００５７】
本実施例の成形法によれば、絞り率を０．３とし、かつ増肉率を０．６以上にするためには、上記のようにそれぞれ１工程で行うことができ、上記従来の成形法に比べて１／３以下に減らすことができる。
（実施例３）
本実施例では、図１１に示す成形装置を用い、円板状の板材より図１２に示すような形状の底付円筒容器を成形した。
【００５８】
図１１に示した成形装置は、上下方向に可動な上型３１０と固定された下型３１２との間に、円板状の板材３２０が絞り込まれ、円柱状の絞込孔３３２が形設された絞込孔形設部材（ブランクホルダ）３３０と、板材３２０を絞込孔３３２に絞り込む絞込手段３４０（第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４）と、上型３１０に一体的に取り付けられ、板材３２０をブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の周縁面３３０ａに押さえ付ける押付部材（第２パンチ）３５０と、ブランクホルダ３３０及び第２パンチ３５０の下方部が挿通される挿通孔３６２をもち、かつ挿通孔３６２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面３６４が形成されている傾斜面形設部材（テーパパンチ）３６０とを配設した装置である。
【００５９】
この成形装置におけるテーパパンチ３６０も、先に図４で例示した成形装置のものと同じ部材である。また、ブランクホルダ３３０も先に図４で例示した成形装置のものとほぼ同じ部材であるが、その周縁面３３０ａの内縁部に切り欠き３３０ｃを有する。
第１パンチ３４２は、先述の第１パンチ１４０と同様に、円柱形状の金属より形成され、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の下方に底付円筒容器の底部３２２側の縦壁部３２４ａと同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる部材である。この第１パンチ３４２も、ロッド３４３介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内を自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００６０】
また、第３パンチ３４４は、円筒形状の金属より形成され、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の上方部に底付円筒容器の開口側の縦壁部３２４ｂと同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる部材である。この第３パンチ３４４も、ロッド３４５を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、第１パンチ３４２及び第２パンチ３５０に対して摺動して、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内の上方部を自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。なお、この第３パンチ３４４には、第２パンチ３５０に対して一定の幅でしか摺動することができないように、第２パンチ３５０の突出部３５０ａとかみ合ってその移動を規制する突出部（ストッパー）３４４ａが形設されている。
【００６１】
一方、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２には、円柱形状の本体部３７２と、本体部３７２の上面３７２ａの外縁から円筒状に突出する突出部３７４とからなり、その絞込孔３３２内を摺動することができるノックアウト３７０を設けた。このノックアウト３７０も、ロッド３７６を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その上面３７２ａ及び突出部３７４で当接した板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。それゆえ、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２において、その内面と、第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４との間に、それぞれ径の異なる円筒状の間隔が連続的にかつ等間隔幅で形成される。
【００６２】
また、第２パンチ３５０には、ブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａに対面する面部に設けられた孔部３５２において、図７に示した協動部材１７２と同じ協動部材３８０が設けられている。すなわち、この協動部材３８０は、傾斜面３６４に摺接されるテーパ面３８２ａを有し、かつ円筒状に形成された孔部３５２（傾斜面の中心軸と同じ中心軸をもつ）を摺動できる摺動部３８２と、摺動部３８２を孔部３５２で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されるものである。この協動部材３８０は、板材３２０の外縁部３２０ａの一部を、テーパパンチ３６０の傾斜面の拡径側の方向の側から押圧することにより、その拡径側の方向へ外縁部３２０ａが滑動することを抑制することができる。
【００６３】
なお、この協動部材３８２は、孔部３５２をその中心軸に対して回転することができ、板材３２０の外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回することができる。
図１１に示した成形装置を、図１３に示すように各部材の油圧制御シリンダーの油圧を制御して、次のように作動させることにより、円板状の板材より図１２に示した底付円筒容器を２工程で成形することができる。
［第１工程］
先ず、ブランクホルダ３３０、テーパパンチ３６０及びノックアウト３７０の位置を図１１（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部が図１１（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク３２０を用意する。この円形ブランク３２０を、ブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａ上にその絞込孔３３２を塞ぐようにして設置した後、その側端面３２０ｂが傾斜面３６４に垂直に摺接するように、第２パンチ３５０によりブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａに押し付ける。
【００６４】
次いで、協動部材３８２を、円形ブランク３２０の外縁部３２０ａに当接させつつテーパパンチ３６０の傾斜面３６４に摺設し、その外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回させる。続いて、第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４を円形ブランク３２０の中心部に当接させた後、上型３１０により第２パンチ３５０を下方に押圧しながら、第２パンチ３５０及びブランクホルダ３３０に対して相対的にノックアウト３７０とともに下降させて、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内に円形ブランク３２０を絞り込む。こうして円形ブランク３２０が、その側端面３２０ｂで傾斜面３６４の中心軸に向かう方向に押圧されながら絞り込まれることにより、底付円筒容器の縦壁部及びフランジ部が形成される。
［第２工程］
第１パンチ３４２と第３パンチ３４４とで底付円筒容器の底部３２２及び縦壁部３２４をそれらの成形時と同じ押圧力で押圧させ、かつ協動部材３８２を外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回させたまま、ノックアウト３７０の押圧力を除いて、上型３１０とブランクホルダ３３０の押圧力を増加させる。その結果、底付円筒容器のフランジ部３２６の外縁部３２６ａがその押圧を受けて増肉される。こうして図１２に示した底付円筒容器を完成することができる。
［請求項５に記載の底付円筒容器の成形法］
本発明の底付円筒容器の成形法では、成形後に底付円筒容器の底部となる板材の中心部を固定した後、傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させながら該傾斜面の中心軸に沿って該拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面で滑動させるため、板材の中心部の周縁に位置する周縁部が、図１４に示すように応力σAを受けて塑性変形する。このとき、板材の側端面に対して応力σBも作用し、板材の周縁部の板厚を増加させることができる。こうして、底付円筒容器の筒部（縦壁部）が、その板厚が増加されて形成される。すなわち、底付円筒容器の縦壁部を形成しながらその板厚を増加させることができる。その結果、縦壁部の板厚が底部よりも大きな底付円筒容器を得ることができる。
【００６５】
本発明では、板材の側端面が傾斜面により中心軸に向かう方向に押圧される押圧力を制御することにより、縦壁部の板厚を底部の１．５倍以上に増加させることができる。
また、先述した特開平６−２１８４４２号公報で開示されている成形法に比べ、工程数を少なくすることができる上、成形装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００６６】
さらに、板材の周縁部の塑性変形を開空間で起こさせることができるため、その周縁部は変形が他の部材によって抑制されることがない。すなわち、塑性変形の自由度が大きく、容易に塑性変形させることができる。それゆえ、傾斜面形設部材により板材の側端面に作用させる押圧力には大きな力を必要としない。
一方、板材の周縁部の板厚を大きくしながら塑性変形させるため、その板厚が小さいときに中心部と周縁部との境界部において折れ込みが発生することもない。それゆえ、境界部において割れなどが発生することがない。従って、傾斜面形設部材で板材の側端面に作用させる押圧力の制御が容易となり、その制御にかかるコストを小さくすることができる。特に、円形ブランクに炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成されているものを用いても、割れを防止することができる。また、縦壁部やフランジ部、底部の厚みをそれぞれ正確にとることができ、底付円筒容器の各部分の厚みの正確な制御が容易となる。
【００６７】
なお、本発明では、板材の周縁部の板厚が十分に大きくなってから折れ込みを起こさせることも可能である。このとき、境界部は、その板厚が十分に増加されているため、割れが発生しにくいものとなっている。
一方、傾斜面形設部材により板材の側端面に押圧を作用させることは、液圧を作用させる手段に比べると、液圧を作用させる手段のように液体をシールする必要がないなど、成形装置の構成及びその作動の制御が容易である。それゆえ、液圧を作用させる手段よりも本傾斜面形設部材を用いる方が、型費を低減することができるなど低コストで板材の側端面に押圧を作用させることができる。
【００６８】
以上のような理由により、本発明の底付円筒容器の成形法によれば、底付円筒容器の各部分の板厚を容易にかつ安価に制御することができる。それゆえ、各部分の板厚が異なる底付円筒容器を容易にかつ安価に成形することができる。
本発明の底付円筒容器の成形法の望ましい実施の形態を以下に説明する。
略円板状の板材の材質については特に限定されるものではなく、金属材料などよりなる板材を用いることができる。また、その板材は、正確な円板状である必要はなく、楕円状などの形状を有していてもよい。それらの材質及び板厚については、所望とする底付円筒容器の性能に応じて適宜選択することができる。
【００６９】
前記板材の略中心部を固定する方法については特に限定されるものではないが、底付円筒容器内に挿通できるだけの大きさの部材と、傾斜面形設部材に挿通できるだけの大きさの部材との２つ部材で挟持して固定することが好ましい。
傾斜面形設部材については、その形状及び材質などの形態で特に限定されるものではないが、例えば図１〜図３に示した形状のものをそれぞれ挙げることができる。なお、図２及び図３に示したように傾斜面が拡径側の方向に対して曲率を有するものでは、その曲率については特に限定されるものではないが、板材を滑動させることができるように適切に選択することが好ましい。傾斜面形設部材の材質については、その傾斜面の少なくとも面部が板材を容易に滑動させることのできるように、滑り性に優れ、かつ板材との接触応力に耐えうる材料を選択することが好ましい。
【００７０】
本発明では、傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向の側から引張って移動させてもよいし、傾斜面の縮径側の方向から押圧して移動させてもよい。あるいは、その側面にベルトと掛合できる掛合部を設け、そのベルトで傾斜面形設部材を移動させてもよい。
また、傾斜面形設部材には、前記傾斜面と連続し、かつ板材の完全に変形した周縁部（縦壁部）と摺動できる摺動面をもつ摺動部が設けられていることが好ましい。この摺動部により、縦壁部に損傷等を与えないようにしつつ、底付円筒容器を安定的に得ることができるようになる。
【００７１】
本発明の底付円筒容器の成形法は、次の成形装置を用いて実施することができる。
その成形装置は、略円板状の板材より底付円筒容器を成形する成形装置において、該板材の略中心部を挟持して固定する挟持部材と、前記底付円筒容器を深さ方向に挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面が形成され、該傾斜面の中心軸に沿って往復移動できる傾斜面形設部材と、から構成され、該挟持部材により該中心部を固定した後、傾斜面形設部材を、該板材の側端面を全周にわたって該傾斜面に摺接させながら該傾斜面の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面において該傾斜面の縮径側の方向に滑動させることにより、該中心部の周縁部を塑性変形させて該底付円筒容器の筒部を成形し、該底付円筒容器を成形することを特徴とする。
（実施例４）
こうした成形装置として、例えば図１５に示す成形装置を挙げることができる。この図１５では、板材の側端面を全周にわたって傾斜面に摺接させつつ該傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向に移動させている様子が示されている。
【００７２】
図１５に例示した成形装置では、上下方向に可動な上型４１０と固定された下型４１２との間に、板材４２０の中心部を挟持して固定する挟持部材（パンチ４３０及びノックアウト４４０）と、底付円筒容器をその深さ方向で挿通できる挿通孔４５２を有し、かつ挿通孔４５２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面４５４が形成され、傾斜面４５４の中心軸に沿って往復移動できる傾斜面形設部材（テーパパンチ）４５０と、が配設されている。
【００７３】
パンチ４３０は、上型４１０に固定され、上型４１０とともに上下動することができる。
ノックアウト４４０は、円柱形状の金属製部材で、その先端部で板材４２０の中心部に当接される。このノックアウト４４０は、クッション４４２を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材４２０の中心部に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００７４】
この成形装置は、次のように作動して、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ノックアウト４４０の位置を図１５（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部４２０ａが図１５（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク４２０を用意する。この円形ブランク４２０をノックアウト４４０上に設置し、その側端面４２０ｂをテーパパンチ４５０の傾斜面４５４に摺接させる。パンチを円形ブランク４２０に当接させ、パンチ及びノックアウトを下降させる。それゆえ、テーパパンチ４５０は、ノックアウト４４０に対して相対的に上方へ移動することになる。その結果、円形ブランク４２０が、テーパパンチ４５０により側端面４２０ｂが傾斜面４５４の中心軸に向かう方向に押圧されながら側端面４２０ｂを傾斜面４５４において下方に滑動し、その中心部の周縁部４２０ｂが傾斜面４５４の縮径側の方向に塑性変形する。なお、ノックアウト４４０及びテーパパンチ４５０の下降の速度を適切に制御して、円形ブランク４２０の中心部とその周縁部との境界部を折れ曲がらせることができる。こうして、図１５（ｂ）に示したように、底付円筒容器の筒部４２４を、底部４２２より大きな板厚で成形することができる。
（変形態様）
本発明では、前記周縁部を前記傾斜面の縮径側方向に変形させて、前記傾斜面と前記中心軸とのなす角度が該中心部と該周縁部とのなす角度より小さくなるようにした後に、該傾斜面に前記側端面を摺接させることが好ましい。これにより、板材の側端面に、傾斜面の縮径側の方向へ滑動させる応力を大きく作用させることができるため、その側端面を傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面で容易に滑動させることができる。
【００７５】
また、周縁部を小刻みで振動させながら、傾斜面形設部材の傾斜面で板材の側端面を傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧することが好ましい。これにより、周縁部の板厚をさらに効率的に増加させることができる。すなわち、傾斜面形設部材の傾斜面で板材の側端面を押圧する力を大きくせずとも、周縁部の板厚を大きくすることができる。先述の成形装置では、板材の挟持装置を小刻みに振動させれば、その振動が板材の底部を介して周縁部に伝えられる。
【００７６】
ところで、図１５に示した成形装置において、傾斜面形設部材４５０の摺動部４５０ｂの傾斜面４５４と隣接する内周面部に、図１６に示すようにその傾斜面の中心軸方向に突出する突出部４５０ｃを設けることが好ましい。上述のように板材４２０の周縁部４２０ａを塑性変形させて筒部（縦壁部）４２４を形成した後、この突出部４５０ｃと挟持部材（パンチ４３０及びノックアウト４４０）とを押し合わせることにより、図１６（ｂ）に示すように底部４２２と縦壁部４２４との境界部（Ｒ部）４２６の肉厚を増加させることができる。
【００７７】
また、図１７（ａ）に示すように、板材４２０の中心部とその周縁部４２０ａとの境界部４２０ｃを、あらかじめ増肉させておくことにより、図１７（ｂ）に示すように底付円筒容器の底部４２２と縦壁部４２４との境界部（Ｒ部）４２６’の板厚を底部４２２及び縦壁部４２４より大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図２】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図３】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図４】 実施例１において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図５】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図６】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図７】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図８】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図９】 実施例２において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図１０】 実施例２の成形法と従来の成形法とにおいて、板材の絞り率及びフランジ部の外縁部の増肉率をそれぞれ比較したグラフである。
【図１１】 実施例３において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図１２】 実施例３の成形法において、成形前の板材と、成形後の底付円筒容器をそれぞれ示す断面図である。
【図１３】 実施例３の底付円筒容器の成形時において、各部材の上下動を制御する油圧制御シリンダーの油圧の変化をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】 もう一つの本発明において、傾斜面形設部材の傾斜面から板材の側端面が受ける応力を模式的に示した断面図である。
【図１５】 実施例４において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１６】 実施例４の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１７】 実施例４の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１８】 従来の底付円筒容器の成形法を示す要部断面図である。
【図１９】 従来の底付円筒容器の成形法において、その底部と縦壁部との間の境界部に折れ込みが生じている様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１１０：上型 １１２：下型
１２０：板材 １２０ａ：外縁部 １２０ｂ：側端面
１３０：絞込孔形設部材 １３２：絞込孔 １３０ｂ：周縁面
１４０：絞込手段
１５０：傾斜面形設部材 １５２：挿通孔 １５４：傾斜面 １５０ａ：傾斜面部 １５０ｂ：摺動部
【発明の属する技術分野】
本発明は、略円板状の板材より底付円筒容器を成形する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
略円板状の板材（円板ブランク）より底付円筒容器を成形する成形法として、図１８に示すように、円板ブランクが絞り込まれる円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材（ブランクホルダ）と、円板ブランクを該絞込孔に絞り込む絞込手段（パンチ）と用い、円板ブランクを該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置して、円板ブランクを該絞込手段により該絞込孔に絞り込むことにより底付円筒容器を成形する方法がある（絞り加工法）。この成形法では、円板ブランクの絞込孔に引き込まれる前の部分（フランジ状の部分）が、絞込孔の中心軸に向かう方向（半径方向）に引張り応力を受け、円周方向に圧縮応力を受けて、絞込孔へ絞り込まれて変形をする（半径絞り変形）。
【０００３】
このような成形法では、板厚の小さい板材を用いると、周縁面上での板材部分の浮き上がりが生じたり、その板材部分の表面にしわが発生したりすることがある。そこで、こうした問題が生じないようにするため、図１８にも示したように、絞込孔形設部材の周縁面上の板材部分をその周縁面に押し付けることができる押付部材により、板材を絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けながら絞り込まれている。また、この押付部材によりフランジ状の部分の板厚を制御することができるとともに、その結果、縦壁部の板厚の制御を容易に行うことができるようになる。従って、この成形法によれば、容器の開口の周縁にフランジ部を形成する場合に、そのフランジ部にしわが生じないようにその板厚を容易に制御することができる。
【０００４】
ところで、図１８に示した成形法では、板材のフランジ状の部分が、絞込孔の中心軸に向かう方向に引張り応力を受けるため、その部分の板厚が小さくなってしまうことがある。その結果、縦壁部やフランジ部が底部に比べて厚みが小さくなってしまうなど、底付円筒容器の各部分の厚みを正確に制御することも難しくなる。また、底付円筒容器の用途によっては、筒部（縦壁部）やフランジ部の板厚を大きくしたいこともある。さらに、炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成された円板ブランクを用いた場合には、引張り応力によって割れが起こることがある。
【０００５】
特に、押付部材で円板ブランクを絞込孔形設部材に押さえ付けながら深絞りを行う加工法では、押付部材と絞込孔形設部材との間隔への材料流動が抑制されるため、フランジ部の板厚を大きくすることが難くなってしまう。
そこで、従来より、円板ブランクの側端面に液圧を作用させてその半径方向に押圧することにより、円板ブランクの材料流動を促進して、容器の各部分の厚みを制御する方法が提案されている。その一方で、シリンダやテーパ状のカムを複数用意し、それらで円板ブランクの外縁部を半径方向に押圧することにより、容器の各部分の厚みを制御する方法が提案されている。
【０００６】
しかし、液圧で押圧する方法では、加工装置において、円板ブランクの側端面に作用させる液圧の液体をシールする必要があるため、加工装置の構成が複雑になり、その装置の作製コストが大きくなってしまう。その結果、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
一方、複数のシリンダ又はカムで押圧する方法では、各シリンダ又は各カムが板材の側端面にそれぞれ異なった押圧力を作用させると、円板ブランクに滑りの異なる部分が生じて、加工精度が低下してしまうことがある。また、各シリンダ又は各カムにより円板ブランクに作用させる押圧力が大きすぎると、その作用させた箇所が凹んで、円板ブランクの側端面に凹凸が形成されてしまう。このように円板ブランクの側端面に凹凸が形成されないように、板材の側端面にそれぞれ均等でかつ適切な大きさの押圧を作用させることができるように、各シリンダ又は各カムの押圧力を制御する手段が必要となる。しかし、その制御手段を設けることにより、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
【０００７】
ここで、板材の側端面に凹凸部が形成されることを見越して、あらかじめ半径方向に対して大きめの円板ブランクを用意し、凹凸が形成された部分を絞り加工の後で除去することにより底付円筒容器を正確な形状に仕上げる方法もある。しかし、この方法では、その除去にかかる工程が増えてしまうため、成形コストが大きくなってしまう。また、円板ブランクにおいて、除去する部分を余計に形成する必要があるため、円板ブランクの材料費が大きくなってしまう。さらに、除去された部分の廃棄又はリサイクルなどの処理にかかるコストも大きくなってしまう。これらの結果、底付円筒容器の成形コストが大きくなってしまう。
【０００８】
その一方で、開口部にフランジ部を有する底付円筒容器を成形する方法として、従来より、筒部を成形した後に、その先端部を外側に折り曲げてフランジ部を形成する方法もある。しかし、この方法では、縦壁部の先端部を折り曲げる際に、その先端部に引張応力が作用するため、板厚の減少により欠陥が発生したり、割れが発生したりする。
【０００９】
他方、底付円筒容器の筒部（縦壁部）の板厚を大きくする加工方法として、特開平６−２１８４４２号公報で開示されているように、縦壁部の端部に内向きのテーパ面をもつ底付円筒容器を成形した後、縦壁部の隅角の曲率半径より小さい曲率半径の隅角をもつ押さえパンチで押しながら据込みパンチで加圧することにより、縦壁部の板厚を大きくする方法が知られている。
【００１０】
しかし、この加工方法では、型の構成が複雑であるため、型のコストが大きくなってしまう問題がある。また、密閉された空間内で加工がなされる上に、押さえパンチ及びダイと縦壁部との間に大きな摩擦力が働くことで、縦壁部の変形が抑制されるため、据込パンチで縦壁部に作用させる加圧力には、大きな力が必要となる。特に縦壁部の板厚を均等に大きくするためには、その加圧力には極めて大きな力が必要とされる。これら結果、大きな加圧力を作用させることのできる据込みパンチが必要になるなど、加工にかかるコストが大きくなってしまう。
【００１１】
さらに、底部と縦壁部との境界部（Ｒ部）の板厚が大きくされる前に、その縦壁部の端部から底付円筒容器の深さ方向に加圧力が作用するため、図１９に示すように、その境界部において折れ込みが発生する可能性もある。この折れ込みにより境界部に割れが発生する恐れが出てくる。それゆえ、据込パンチで縦壁部に作用させる加圧力の制御が難しく、その制御にかかるコストが大きくなってしまう問題もある。
【００１２】
一方、上記公報の加工方法では、こうしたコスト上の問題に加えて、境界部のみの板厚を大きくすることもできない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、底付円筒容器の各部分の板厚を容易にかつ安価に制御することができる成型法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に記載の底付円筒容器の成形法は、円板状の板材が絞り込まれる円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材と、該板材を該絞込孔に絞り込む絞込手段とを用い、該板材を該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置して、該板材を該絞込手段により該絞込孔に絞り込むことにより底付円筒容器を成形する底付円筒容器の成形法において、前記絞込孔形設部材を挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面及び該絞込孔の各中心軸を略一致させて該傾斜面の拡径側の方向に移動させることにより、該側端面を該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら前記絞り込むことを行うことを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項２に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項１に記載の底付円筒容器の成形法において、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させて前記傾斜面形設部材を移動させることを特徴とする。
上記課題を解決する本発明の請求項３に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項１及び請求項２のいずれかに記載の底付円筒容器の成形法において、前記板材の外縁部の少なくとも一部を、前記傾斜面の拡径側の方向の側から押圧する押圧手段により、該外縁部の該移動方向への滑動を抑制することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項４に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項３に記載の底付円筒容器の成形法において、前記押圧手段は、前記板材の外縁部の少なくとも一部と、前記傾斜面形設部材の傾斜面とに当接され、該傾斜面形設部材の移動に伴って該傾斜面に沿って移動する協動部材であることを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項５に記載の底付円筒容器の成形法は、円板状の板材より底付円筒容器を成形する成形方法において、成形後に前記底付円筒容器の底部となる前記板材の中心部を固定した後、前記底付円筒容器を深さ方向に挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面において該傾斜面の縮径側の方向に滑動させることにより、該中心部の周縁部を塑性変形させて前記底付円筒容器を成形することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の請求項６に記載の底付円筒容器の成形法は、請求項５に記載の底付円筒容器の成形法において、前記周縁部を前記傾斜面の縮径側方向に変形させて、前記傾斜面と前記中心軸とのなす角度が該中心部と該周縁部とのなす角度より小さくなるようにした後に、該傾斜面に前記側端面を摺接させることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［請求項１に記載の底付円筒容器の成形法］
本発明では、略円板状の板材（以下、単に板材と記する）の側端面を該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら絞り込むため、その板材のフランジ状の部分の板厚を増加させることができる。それゆえ、縦壁部やフランジ部の板厚を十分に増加させることができる。特に、底付円筒容器の縦壁部やフランジ部の板厚を底部に比べて大きくすることができる。
【００２０】
先述のように、従来では縦壁部の板厚を増加させる工程は、絞り加工の工程とは別に行われていたが、本発明では、絞り加工と同時に縦壁部の板厚を増加させることができる。それゆえ、工程数を減らして短時間で底付円筒容器を成形できるようになり、底付円筒容器の生産性を高めることができる。
また、板材として、炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成されているものを用いても、割れを防止することができる。
【００２１】
傾斜面形設部材により板材の側端面に押圧を作用させることは、液圧を作用させる手段に比べると、液圧を作用させる手段のように液体をシールする必要がないなど、成形装置の構成及びその作動の制御を容易にすることができる。それゆえ、液圧を作用させる手段よりも本傾斜面形設部材を用いる方が、型費を低減することができるなど低コストで板材の側端面に押圧を作用させることができる。
【００２２】
また、傾斜面形設部材により板材の側端面に全周にわたって押圧を作用させるため、板材の側端面に均一な大きさの押圧力を容易に作用させることができる。それゆえ、その押圧力が大きくなりすぎても、側端面に凹凸が生じることがない。従って、本傾斜面形設部材を用いる方が、シリンダやテーパ状のカムを用いるよりも押圧力の制御が容易になる。その結果、板材の側端面に押圧を作用させることが、低コストで行えるようになる。
【００２３】
以上のような理由により、本発明の底付円筒容器の成形法によれば、板材より底付円筒容器を容易にかつ安価に成形することができる。
本発明の底付円筒容器の成形法の望ましい実施の形態を以下に説明する。
略円板状の板材の材質については特に限定されるものではなく、金属材料などよりなる板材を用いることができる。また、その板材は、正確な円板状である必要はなく、楕円状などの形状を有していてもよい。それらの材質及び板厚については、所望とする底付円筒容器の性能に応じて適宜選択することができる。
【００２４】
絞込孔形設部材については、板材が絞り込まれる略円柱状の絞込孔をもつものであれば特に限定されるものではなく、公知の絞込孔形設部材を用いることができる。
絞込手段についても、板材を絞込孔形設部材の絞込孔に絞り込むことができれば特に限定されるものではなく、公知の絞込手段を用いることができる。例えば、図１８に示したパンチや、液圧（液圧バルジ成形）などを用いることができる。
【００２５】
傾斜面形設部材については、その形状及び材質などの形態で特に限定されるものではないが、例えば図１〜図３に示す形状のものをそれぞれ挙げることができる。
図１では、傾斜面が断面テーパ状をしているものを示した。また、図２及び図３では、傾斜面が拡径側の方向に対して曲率を有するものを示した。なお、その曲率については特に限定されるものではないが、板材を摺動させることができるように適切に選択することが好ましい。傾斜面形設部材の材質については、その傾斜面の少なくとも面部が板材を容易に摺動させることができるように、滑り性に優れ、かつ板材との接触応力に耐えうる材料を選択することが好ましい。
【００２６】
本発明では、傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向の側から引張って移動させてもよいし、傾斜面の縮径側の方向から押圧して移動させてもよい。あるいは、その側面にベルトと掛合できる掛合部を設け、そのベルトで傾斜面形設部材を移動させてもよい。
また、傾斜面形設部材には、絞込孔形設部材の外周面と摺動できる摺動部を設けることが好ましい。この摺動部により、傾斜面形設部材を安定に移動させることができるようになる。
【００２７】
さらに、板材の側端面には、傾斜面形設部材の傾斜面から摩擦力が作用するため、板材の外縁部が傾斜面の拡径側の方向へ滑動してしまう。その滑動長さが十分に小さければ、板材の側端面に傾斜面形設部材の傾斜面から押圧力を効果的に作用させることができる。しかし、その滑動長さが大きいと、側端面と傾斜面とのなす角度が大きく変わって、板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができなくなってしまう。そこで、その滑動長さが十分に小さくなるように、傾斜面形設部材の移動速度を適切に選択することが好ましい。
【００２８】
本発明の底付円筒容器の成形法は、次の成形装置を用いて実施することができる。
その成形装置は、略円板状の板材が絞り込まれる略円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材と、該板材を該絞込孔に絞り込む絞込手段とが備えられ、該板材が該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置され、該板材が該絞込手段により該絞込孔に絞り込まれることにより底付円筒容器が成形される底付円筒容器の成形装置において、前記絞込孔形設部材を挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材が、該傾斜面及び該絞込孔の各中心軸を略一致させて往復移動できるように設けられ、該傾斜面が該板材の側端面に全周にわたって摺接しつつ該孔部の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動することにより、該側端面が該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧されながら前記絞り込むことが行われることを特徴とする。
（実施例１）
こうした成形装置として、例えば図４に示す成形装置を挙げることができる。
【００２９】
図４に例示した成形装置では、プレスのラム（図示せず）に取り付けられて上下方向に可動な上型１１０と固定された下型１１２との間に、円板状の板材１２０が絞り込まれる円柱状の絞込孔１３２をもつ絞込孔形設部材１３０と、板材１２０を絞込孔１３２に絞り込む絞込手段１４０と、絞込孔形設部材１３０を挿通できる挿通孔１５２を有し、かつ挿通孔１５２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面１５４が形設されている傾斜面形設部材１５０とが配設されている。
【００３０】
この形成装置では、絞込手段１４０として、円柱形状の金属より形成され、絞込孔形設部材（ブランクホルダ）１３０の絞込孔１３２に底付円筒容器の縦壁部と同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる第１パンチが用いられている。この第１パンチ１４０は、上型１１０を上下動させることによってブランクホルダ１３０の絞込孔１３２内を自在に上下動させることができ、その先端方向に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００３１】
ブランクホルダ１３０は、円筒形状の金属製部材である。このブランクホルダ１３０も、ロッド１３４を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端（周縁面１３０ａ）方向に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
傾斜面形設部材（テーパパンチ）１５０は、ブランクホルダ１３０の外周面１３０ｂに対して摺動する摺動部１５０ａと、傾斜面１５４をもつ傾斜面部１５０ｂとから構成される略円筒状の金属製部材である。このテーパパンチ１５０は、下型１１２に取り付けられて固定されている。
【００３２】
この成形装置を次のように作動させることにより、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ブランクホルダ１３０及びテーパパンチ１５０の位置を図４（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部１２０ａが図４（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク１２０を用意する。この円形ブランク１２０をブランクホルダ１３０の周縁面１３０ａ上に絞込孔を１３２を塞ぐようにして設置し、その側端面１２０ｂをテーパパンチ１５０の傾斜面１５４に摺接させる。
【００３３】
次いで、第１パンチ１４０を円形ブランク１２０の中心部に当接させた後、第１パンチ１４０及びブランクホルダ１３０をそれぞれ同時に下降させる。このとき、第１パンチ１４０をブランクホルダ１３０よりも高速度で下降させる。その結果、円形ブランク１２０の中心部が第１パンチ１４０により下方に押圧される。また、テーパパンチ１５０は、ブランクホルダ１３０に対して相対的に上昇することになる。
【００３４】
こうして、テーパパンチ１５０の傾斜面１５４に円形ブランク１２０の側端面１２０ｂを全周にわたって摺接させつつ、テーパパンチ１５０を傾斜面１５４の拡径側の方向に移動させる。その結果、円形ブランク１２０が、その側端面１２０ｂでテーパパンチ１５０の傾斜面１５４の中心軸に向かう方向に押圧されながら、ブランクホルダ１３０の絞込孔１３２内に絞り込まれる。
（変形態様）
本発明の底付円筒容器の成形法においては、前記板材を前記絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けながら前記絞り込むことを行うことが好ましい。これにより、絞込孔の周縁面での板材の浮き上がりを防止することができる。また、しわの発生を防ぐこともできる。この押し付ける手段については、板材を絞込孔形設部材の絞込孔の周縁面に押さえ付けることができれば特に限定されるものではなく、公知の押付手段を用いることができる。
【００３５】
例えば、図４に示した成形装置においては、図５に示すような略有孔円形板状の押付部材（第２パンチ）１６０（中心部に第１パンチ１４０が挿通される孔部１６２を有する）を設けることができる。絞込孔形設部材（ブランクホルダ）が板材１２０に押圧力を作用させる際、その板材１２０には、第２パンチ１６０より相対的に絞込孔形設部材１３０の周縁面１３４に押し付けられる力が作用する。
【００３６】
この成形装置では、板材１２０が絞り込まれるときに、傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４からその側端面１２０ｂに押圧力を受けるため、絞込孔形設部材１３０と押付部材１６０との間隔１６４への材料流動が促進され、板材１２０の伸びを抑制することができる。それゆえ、底部１２２、縦壁部１２４やフランジ部１２６の厚みを均等にとることができ、底付円筒容器の各部分の厚みの正確な制御が容易となる。
【００３７】
また、本発明の底付円筒容器の成形法では、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させて前記傾斜面形設部材を移動させることが好ましい。これにより板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができるようになる。
前述の成形装置において、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させる方法としては、次の２つの方法が挙げられる。
【００３８】
一つは、板材の外縁部をあらかじめ図４に示した形状に塑性変形させておき、その板材を押付部材で絞込孔形設部材に押し付けて固定した後、前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させる方法である。この場合、板材をブランクとして打ち抜くときに、板材の外縁部を塑性変形させてもよい。
もう一つは、扁平な板材を押付部材で絞込孔形設部材に押し付けて固定し、その外縁部を図４に示した形状に変形させた後、傾斜面に側端面を垂直に摺接させる方法である。このとき、後述する押圧部材を用いて外縁部を変形させてもよいし、その押圧部材とは別の部材を用いて変形させてもよい。いずれの変形も、塑性変形であってもよいし、弾性変形であってもよい。
【００３９】
ところで、板材の外縁部が、傾斜面形設部材の傾斜面の拡径側の方向へ滑動することを抑制する方法として、傾斜面形設部材の移動速度を適切に選択する方法があることは先に述べた。しかし、この方法では、傾斜面形設部材の移動速度を適切に制御する制御手段が必要となり、成形装置が複雑化して、成形コストが大きくなる恐れがある。
【００４０】
一方、こうした傾斜面の拡径側の方向への外縁部の滑動を抑制する手段として、他に傾斜面の縮径側の方向に引っ張る手段を挙げることができる。ここで、引っ張る手段については特に限定されるものではないが、例えば吸引手段や、磁石を用いて引っ張ることができる。この磁石を用いた引張手段では、傾斜面形設部材の傾斜面の縮径側の方向の面部に磁石を埋め込んでおくなどして、外縁部を縮径側の方向に引っ張ることができる。ただし、吸引手段でも、成形装置の複雑化を招き、成形コストを大きくしてしまう恐れがある。また、磁石を用いた引張手段では、板材の材質により使用できないことがある。
【００４１】
そこで、前記板材の外縁部の少なくとも一部を、前記傾斜面の拡径側の方向の側から押圧する押圧手段により、傾斜面の拡径側の方向への板材の外縁部の滑動を抑制することが好ましい。この押圧手段により、成形装置を複雑化させることなく、かつ板材が如何なる材料からなるものであっても、その外縁部の該移動方向への滑動を抑制することができる。その結果、前記側端面と前記傾斜面とのなす角度を一定に保持することができる。その結果、板材の側端面に傾斜面から効果的に押圧力を作用させることができるようになる。
【００４２】
こうした押圧手段の形態は特に限定されるものではなく、気体、液体及び固体のいずれの材料を用いて板材の外縁部を押圧してもよい（気体又は液体を用いるのであれば、その気圧又は液圧で外縁部を押圧するのである。）。ただし、傾斜面形設部材の移動を妨げないようにその形態を選択する必要がある。
また、押圧手段には、前記板材の外縁部の一部と、前記傾斜面形設部材の傾斜面とに当接され、該傾斜面形設部材の移動に伴って該傾斜面に沿って移動する協動部材を用いることが好ましい。例えば、図４に示した成形装置においては、図６に示されるような転がり機構を有して傾斜面１５４上を転動する協動部材１７０を用いることができる。また、図５に示した成形装置においては、図７に示されるような傾斜面１５４上を摺動する協動部材１７２などを用いることができる。
【００４３】
図６に示した協動部材１７０は、自在に伸縮でき、かつその基端部で上型１１０に振り子運動できるように取り付けられた略棒状の基部１７０ａと、傾斜面１５４に当接され、転がり機構を有する先端部１７０ｂとからなるものである。この協動部材１７０は、板材１２０の外縁部１２０ａの一部と、傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４とに当接され、傾斜面形設部材１５０の移動に伴って傾斜面１５４上を転動することができる。
【００４４】
また、図７に示した協動部材１７２は、絞込孔形設部材１３０の周縁面１３０ａに対面する押付部材１６０’の面部に設けられた孔部１６６に取り付けられ、傾斜面１５４に摺接されるテーパ面１７２ａを有し、かつ孔部１６６を摺動できる摺動部１７２ｂと、該摺動部１７２ｂを孔部１６６で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されている。この協動部材１７２は、摺動部１７２ｂの摺動面１７２ａで板材１２０の外縁部１２０ａの一部と当接されるとともに、摺動部１７２ｂの下側面１７２ｃで傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４に当接され、傾斜面形設部材１５０の移動に伴って傾斜面１５４上を摺動することができる。
【００４５】
ところで、押圧手段により板材の外縁部を全周にわたって押圧すれば、その外縁部を全周にわたって偏りなく傾斜面の拡径側の方向への滑動を抑制することができる。しかし、板材の外縁部は絞り込みが進むにつれて縮径していくため、先の協動部材（固体）を用いた押圧手段ではその縮径に対応しながら外縁部を全周にわたって押圧することが難しい。すなわち、外縁部に押圧することのできない部分が生じてしまう。その結果、押圧手段で押圧されていない外縁部の部分において、傾斜面形設部材の移動方向への滑動を抑制することができなくなる。ただし、押圧手段に収縮材を用いれば、板材の外縁部の収縮に対応させることも可能になるが、逆にその外縁部を十分な押圧力で押圧することが難しくなってしまう。
【００４６】
そこで、この協動部材は、板材の外縁部上を全周にわたって周回するものであることが好ましい。こうした協動部材を押圧手段に用いることにより、板材の外縁部を全周にわたって容易に偏りなく押圧することができる。こうした協動部材として、例えば図８に示すものを挙げることができる。
図８に示した協動部材１７４は、絞込孔形設部材１３０の周縁面１３０ａに対面する押付部材１６０’の面部内に設けられた孔部１６８に取り付けられ、傾斜面１５４に当接されるテーパ面１７４ａを有し、かつ孔部１６８を摺動できるとともに、トルクを受けて自転することができる摺動部１７４ｂと、摺動部１７４ｂを孔部１６８で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されている。一方、図６に示した成形装置では、下型１１２’を傾斜面形設部材１５０の傾斜面１５４の中心軸に対して自在に回転させることができる。また、テーパパンチ１５０は、ブランクホルダ１３０の外周面１３０ａに対し、上下方向だけでなく円周方向にも摺動することができる。
【００４７】
従って、協動部材１７４は、その摺動部１７４ｂの傾斜面１５４に当接するテーパ面１７４ａより下型１１２からトルクを受けて自転することができる。この自転により、協動部材１７４を傾斜面１５４に摺接させながら板材１２０の外縁部１２０ａ上を全周にわたって周回させることができる。
一方、前記絞込孔形設部材と前記押付部材との各対向面部の少なくとも一方の外縁部に切り欠きを形成することが好ましい。このような切り欠きを形成することにより、前記絞込孔形設部材と前記押付部材とで形成される間隔（板材が挟み込まれる間隔）において、その外縁部に他の部分よりも大きな間隔幅を有する間隔部を形成することができる。底付円筒容器にフランジ部を形成するときに、このような間隔部を設ければ、傾斜面の押圧による板材内での材料流動がフランジ部１２６の外縁部１２６ａで起こるとともに、絞込孔形設部材と押付部材とにその変形が規制されるため、その外縁部１２６ａに厚肉な部分（厚肉部）を形成することができる。
【００４８】
このような厚肉部の形状は、例えば図８に示したように、絞込孔形設部材（ブランクホルダ）１３０の押付部材（第２パンチ）１６０’と対向する面部において、その外縁部の全周にわたって適切な形状の切り欠き１３４を形設することにより所望の形状にすることができる。なお、厚肉部は、その外縁部１２６ａの全周にわたって形成してもよいし、外縁部１２６ａの一部の周部に形成してもよく、用途に応じて形成部位を適切に選択すればよい。
（実施例２）
本実施例では、図９に示す成形装置を用い、円板状の板材より底付円筒容器を成形した。
【００４９】
図９に示した成形装置は、上下方向に可動な上型２１０と固定された下型２１２との間に、円板状の板材２２０が絞り込まれる円柱状の絞込孔２３２をもつ絞込孔形設部材（ブランクホルダ）２３０と、円形ブランク２２０を絞込孔に絞り込む絞込手段（第１パンチ）２４０と、上型２１０に取り付けられ、板材２２０をブランクホルダ２３０の絞込孔２３２の周縁面２３４に押さえ付ける押付部材（第２パンチ）２５０と、ブランクホルダ２３０及び第２パンチ２５０の下方の部分が挿通される挿通孔２６２をもち、かつ挿通孔２６２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面２６４が形成されている傾斜面形設部材（テーパパンチ）２６０とを配設した装置である。
【００５０】
この成形装置におけるブランクホルダ２３０、第１パンチ２４０及びテーパパンチ２６０は、それぞれ先に図４で例示した成形装置のものと同じ部材である。なお、ブランクホルダ２３０の絞込孔２３２には、その絞込孔２３２内を摺動することができ、かつ先端部で板材２２０の中心部に下方から当接されるノックアウト２７０を設けた。このノックアウト２７０は、円柱形状の金属製部材で、ロッド２７２を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材２２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００５１】
また、ブランクホルダ２３０の周縁面２３０ａには、その外縁部に全周にわたって切り欠き２３４が形成されている。それゆえ、ブランクホルダ２３０と第２パンチ２５０との間に形成される間隔（板材２２０が挟持される間隔）は、その外縁部においてブランクホルダ側に他の部分よりも大きな間隔幅を有する。
さらに、上型２１０には、図６で示した協動部材１７０において、その先端部２８２に板材２２０の外縁部２２０ａ上も周回可能にする転がり機構が備えられた協動部材２８０を取り付けた。なお、この成形装置では、上型２１０を傾斜面２６４の中心軸に対して自在に回転させることができる。それゆえ、この協動部材２８０も、上型２１０とともに傾斜面２６４の中心軸に対して回転させて、傾斜面２６４に当接させつつ板材２２０の外縁部２２０ａ上を周回させることができる。
【００５２】
図９に示した成形装置を次のように作動させることにより、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ブランクホルダ２３０、テーパパンチ２６０及びノックアウト２７０の位置を図９（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部２２０ａが図９（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク２２０を用意する。この円形ブランク２２０を、ブランクホルダ２３０の周縁面２３０ａ上にその絞込孔２３２を塞ぐようにして設置した後、その側端面２２０ｂがテーパパンチ２６０の傾斜面２６４に垂直に摺接するように、第２パンチ２５０によりブランクホルダ２３０に押し付ける。
【００５３】
次いで、協動部材２８０を、円形ブランク２２０の外縁部２２０ａに当接させつつ、テーパパンチ２６０の傾斜面２６４に摺設する。続いて、上型２１０を傾斜面２６４の中心軸に対して回転させることにより、協動部材２８０を上型２１０とともに傾斜面２６４の中心軸に対して回転させ、傾斜面２６４に当接させつつ円形ブランク２２０の外縁部２２０ａ上を周回させる。
【００５４】
第１パンチ２４０を円形ブランク２２０に当接させ、上型２１０により第２パンチ２５０及び協動部材２８０を下方に押圧しながら、第２パンチ２５０及びブランクホルダ２３０に対して相対的にノックアウト２７０とともに下降させて、ブランクホルダ２３０の絞込孔２３２内に円形ブランク２２０を絞り込む。こうして円形ブランク２２０が、その側端面２２０ｂでテーパパンチ２６０の傾斜面２６４の中心軸に向かう方向に押圧されながら絞り込まれ、底付円筒容器に成形される。
【００５５】
最後に、第１パンチ２４０で底付円筒容器の底部２２２をその成形時と同じ押圧力で押圧させ、かつ協動部材２８０を円形ブランク２２０の外縁部２２０ａ上で周回させたまま、ノックアウト２７０の押圧力は除いて、上型２１０とブランクホルダ２３０の押圧力を増加させる。その結果、底付円筒容器のフランジ部２２６の外縁部２２６ａが、ブランクホルダ２３０、第２パンチ２５０、テーパパンチ２６０及び協動部材２８０の先端部２８２により押圧されて増肉される。こうして開口部の周縁にフランジ部２２６を有し、かつそのフランジ部２２６の外縁部２２６ａが増肉されている底付円筒容器を完成することができる。
【００５６】
ところで、上記従来の成形法において、このように開口部の周縁にフランジ部を有し、かつその外縁部が増肉された底付円筒容器の成形する際、絞りに関して、絞り及び再絞り限界値からその絞り率を０．３とするためには、例えば図１０に示すように５工程の成形工程を必要としていた。また、増肉に関しては、その増肉率を０．６以上にするためには、底付円筒容器の体程を確保するための絞り工程と、すえ込み成形を座屈が発生しないように実施するために増肉工程を２〜５工程とを必要としていた。
【００５７】
本実施例の成形法によれば、絞り率を０．３とし、かつ増肉率を０．６以上にするためには、上記のようにそれぞれ１工程で行うことができ、上記従来の成形法に比べて１／３以下に減らすことができる。
（実施例３）
本実施例では、図１１に示す成形装置を用い、円板状の板材より図１２に示すような形状の底付円筒容器を成形した。
【００５８】
図１１に示した成形装置は、上下方向に可動な上型３１０と固定された下型３１２との間に、円板状の板材３２０が絞り込まれ、円柱状の絞込孔３３２が形設された絞込孔形設部材（ブランクホルダ）３３０と、板材３２０を絞込孔３３２に絞り込む絞込手段３４０（第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４）と、上型３１０に一体的に取り付けられ、板材３２０をブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の周縁面３３０ａに押さえ付ける押付部材（第２パンチ）３５０と、ブランクホルダ３３０及び第２パンチ３５０の下方部が挿通される挿通孔３６２をもち、かつ挿通孔３６２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面３６４が形成されている傾斜面形設部材（テーパパンチ）３６０とを配設した装置である。
【００５９】
この成形装置におけるテーパパンチ３６０も、先に図４で例示した成形装置のものと同じ部材である。また、ブランクホルダ３３０も先に図４で例示した成形装置のものとほぼ同じ部材であるが、その周縁面３３０ａの内縁部に切り欠き３３０ｃを有する。
第１パンチ３４２は、先述の第１パンチ１４０と同様に、円柱形状の金属より形成され、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の下方に底付円筒容器の底部３２２側の縦壁部３２４ａと同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる部材である。この第１パンチ３４２も、ロッド３４３介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内を自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００６０】
また、第３パンチ３４４は、円筒形状の金属より形成され、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２の上方部に底付円筒容器の開口側の縦壁部３２４ｂと同じ形状の筒状の間隔を空けて挿通することができる部材である。この第３パンチ３４４も、ロッド３４５を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、第１パンチ３４２及び第２パンチ３５０に対して摺動して、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内の上方部を自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。なお、この第３パンチ３４４には、第２パンチ３５０に対して一定の幅でしか摺動することができないように、第２パンチ３５０の突出部３５０ａとかみ合ってその移動を規制する突出部（ストッパー）３４４ａが形設されている。
【００６１】
一方、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２には、円柱形状の本体部３７２と、本体部３７２の上面３７２ａの外縁から円筒状に突出する突出部３７４とからなり、その絞込孔３３２内を摺動することができるノックアウト３７０を設けた。このノックアウト３７０も、ロッド３７６を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その上面３７２ａ及び突出部３７４で当接した板材３２０に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。それゆえ、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２において、その内面と、第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４との間に、それぞれ径の異なる円筒状の間隔が連続的にかつ等間隔幅で形成される。
【００６２】
また、第２パンチ３５０には、ブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａに対面する面部に設けられた孔部３５２において、図７に示した協動部材１７２と同じ協動部材３８０が設けられている。すなわち、この協動部材３８０は、傾斜面３６４に摺接されるテーパ面３８２ａを有し、かつ円筒状に形成された孔部３５２（傾斜面の中心軸と同じ中心軸をもつ）を摺動できる摺動部３８２と、摺動部３８２を孔部３５２で摺動させるコイルバネ（図示せず）とで構成されるものである。この協動部材３８０は、板材３２０の外縁部３２０ａの一部を、テーパパンチ３６０の傾斜面の拡径側の方向の側から押圧することにより、その拡径側の方向へ外縁部３２０ａが滑動することを抑制することができる。
【００６３】
なお、この協動部材３８２は、孔部３５２をその中心軸に対して回転することができ、板材３２０の外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回することができる。
図１１に示した成形装置を、図１３に示すように各部材の油圧制御シリンダーの油圧を制御して、次のように作動させることにより、円板状の板材より図１２に示した底付円筒容器を２工程で成形することができる。
［第１工程］
先ず、ブランクホルダ３３０、テーパパンチ３６０及びノックアウト３７０の位置を図１１（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部が図１１（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク３２０を用意する。この円形ブランク３２０を、ブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａ上にその絞込孔３３２を塞ぐようにして設置した後、その側端面３２０ｂが傾斜面３６４に垂直に摺接するように、第２パンチ３５０によりブランクホルダ３３０の周縁面３３０ａに押し付ける。
【００６４】
次いで、協動部材３８２を、円形ブランク３２０の外縁部３２０ａに当接させつつテーパパンチ３６０の傾斜面３６４に摺設し、その外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回させる。続いて、第１パンチ３４２及び第３パンチ３４４を円形ブランク３２０の中心部に当接させた後、上型３１０により第２パンチ３５０を下方に押圧しながら、第２パンチ３５０及びブランクホルダ３３０に対して相対的にノックアウト３７０とともに下降させて、ブランクホルダ３３０の絞込孔３３２内に円形ブランク３２０を絞り込む。こうして円形ブランク３２０が、その側端面３２０ｂで傾斜面３６４の中心軸に向かう方向に押圧されながら絞り込まれることにより、底付円筒容器の縦壁部及びフランジ部が形成される。
［第２工程］
第１パンチ３４２と第３パンチ３４４とで底付円筒容器の底部３２２及び縦壁部３２４をそれらの成形時と同じ押圧力で押圧させ、かつ協動部材３８２を外縁部３２０ａ上を全周にわたって周回させたまま、ノックアウト３７０の押圧力を除いて、上型３１０とブランクホルダ３３０の押圧力を増加させる。その結果、底付円筒容器のフランジ部３２６の外縁部３２６ａがその押圧を受けて増肉される。こうして図１２に示した底付円筒容器を完成することができる。
［請求項５に記載の底付円筒容器の成形法］
本発明の底付円筒容器の成形法では、成形後に底付円筒容器の底部となる板材の中心部を固定した後、傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させながら該傾斜面の中心軸に沿って該拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面で滑動させるため、板材の中心部の周縁に位置する周縁部が、図１４に示すように応力σAを受けて塑性変形する。このとき、板材の側端面に対して応力σBも作用し、板材の周縁部の板厚を増加させることができる。こうして、底付円筒容器の筒部（縦壁部）が、その板厚が増加されて形成される。すなわち、底付円筒容器の縦壁部を形成しながらその板厚を増加させることができる。その結果、縦壁部の板厚が底部よりも大きな底付円筒容器を得ることができる。
【００６５】
本発明では、板材の側端面が傾斜面により中心軸に向かう方向に押圧される押圧力を制御することにより、縦壁部の板厚を底部の１．５倍以上に増加させることができる。
また、先述した特開平６−２１８４４２号公報で開示されている成形法に比べ、工程数を少なくすることができる上、成形装置の構成を簡易なものとすることができる。
【００６６】
さらに、板材の周縁部の塑性変形を開空間で起こさせることができるため、その周縁部は変形が他の部材によって抑制されることがない。すなわち、塑性変形の自由度が大きく、容易に塑性変形させることができる。それゆえ、傾斜面形設部材により板材の側端面に作用させる押圧力には大きな力を必要としない。
一方、板材の周縁部の板厚を大きくしながら塑性変形させるため、その板厚が小さいときに中心部と周縁部との境界部において折れ込みが発生することもない。それゆえ、境界部において割れなどが発生することがない。従って、傾斜面形設部材で板材の側端面に作用させる押圧力の制御が容易となり、その制御にかかるコストを小さくすることができる。特に、円形ブランクに炭素の含有量の高い鋼材などの脆性材料より形成されているものを用いても、割れを防止することができる。また、縦壁部やフランジ部、底部の厚みをそれぞれ正確にとることができ、底付円筒容器の各部分の厚みの正確な制御が容易となる。
【００６７】
なお、本発明では、板材の周縁部の板厚が十分に大きくなってから折れ込みを起こさせることも可能である。このとき、境界部は、その板厚が十分に増加されているため、割れが発生しにくいものとなっている。
一方、傾斜面形設部材により板材の側端面に押圧を作用させることは、液圧を作用させる手段に比べると、液圧を作用させる手段のように液体をシールする必要がないなど、成形装置の構成及びその作動の制御が容易である。それゆえ、液圧を作用させる手段よりも本傾斜面形設部材を用いる方が、型費を低減することができるなど低コストで板材の側端面に押圧を作用させることができる。
【００６８】
以上のような理由により、本発明の底付円筒容器の成形法によれば、底付円筒容器の各部分の板厚を容易にかつ安価に制御することができる。それゆえ、各部分の板厚が異なる底付円筒容器を容易にかつ安価に成形することができる。
本発明の底付円筒容器の成形法の望ましい実施の形態を以下に説明する。
略円板状の板材の材質については特に限定されるものではなく、金属材料などよりなる板材を用いることができる。また、その板材は、正確な円板状である必要はなく、楕円状などの形状を有していてもよい。それらの材質及び板厚については、所望とする底付円筒容器の性能に応じて適宜選択することができる。
【００６９】
前記板材の略中心部を固定する方法については特に限定されるものではないが、底付円筒容器内に挿通できるだけの大きさの部材と、傾斜面形設部材に挿通できるだけの大きさの部材との２つ部材で挟持して固定することが好ましい。
傾斜面形設部材については、その形状及び材質などの形態で特に限定されるものではないが、例えば図１〜図３に示した形状のものをそれぞれ挙げることができる。なお、図２及び図３に示したように傾斜面が拡径側の方向に対して曲率を有するものでは、その曲率については特に限定されるものではないが、板材を滑動させることができるように適切に選択することが好ましい。傾斜面形設部材の材質については、その傾斜面の少なくとも面部が板材を容易に滑動させることのできるように、滑り性に優れ、かつ板材との接触応力に耐えうる材料を選択することが好ましい。
【００７０】
本発明では、傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向の側から引張って移動させてもよいし、傾斜面の縮径側の方向から押圧して移動させてもよい。あるいは、その側面にベルトと掛合できる掛合部を設け、そのベルトで傾斜面形設部材を移動させてもよい。
また、傾斜面形設部材には、前記傾斜面と連続し、かつ板材の完全に変形した周縁部（縦壁部）と摺動できる摺動面をもつ摺動部が設けられていることが好ましい。この摺動部により、縦壁部に損傷等を与えないようにしつつ、底付円筒容器を安定的に得ることができるようになる。
【００７１】
本発明の底付円筒容器の成形法は、次の成形装置を用いて実施することができる。
その成形装置は、略円板状の板材より底付円筒容器を成形する成形装置において、該板材の略中心部を挟持して固定する挟持部材と、前記底付円筒容器を深さ方向に挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面が形成され、該傾斜面の中心軸に沿って往復移動できる傾斜面形設部材と、から構成され、該挟持部材により該中心部を固定した後、傾斜面形設部材を、該板材の側端面を全周にわたって該傾斜面に摺接させながら該傾斜面の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面において該傾斜面の縮径側の方向に滑動させることにより、該中心部の周縁部を塑性変形させて該底付円筒容器の筒部を成形し、該底付円筒容器を成形することを特徴とする。
（実施例４）
こうした成形装置として、例えば図１５に示す成形装置を挙げることができる。この図１５では、板材の側端面を全周にわたって傾斜面に摺接させつつ該傾斜面形設部材をその傾斜面の拡径側の方向に移動させている様子が示されている。
【００７２】
図１５に例示した成形装置では、上下方向に可動な上型４１０と固定された下型４１２との間に、板材４２０の中心部を挟持して固定する挟持部材（パンチ４３０及びノックアウト４４０）と、底付円筒容器をその深さ方向で挿通できる挿通孔４５２を有し、かつ挿通孔４５２の隣接面に略円錐台側面状の傾斜面４５４が形成され、傾斜面４５４の中心軸に沿って往復移動できる傾斜面形設部材（テーパパンチ）４５０と、が配設されている。
【００７３】
パンチ４３０は、上型４１０に固定され、上型４１０とともに上下動することができる。
ノックアウト４４０は、円柱形状の金属製部材で、その先端部で板材４２０の中心部に当接される。このノックアウト４４０は、クッション４４２を介して連結された油圧制御シリンダー（図示せず）により、自在に上下動させることができ、その先端部に当接された板材４２０の中心部に任意の大きさの押圧力を作用させることができる。
【００７４】
この成形装置は、次のように作動して、円板状の板材より底付円筒容器を成形することができる。
先ず、ノックアウト４４０の位置を図１５（ａ）に示した位置にそれぞれ設定する。その一方で、円板状の板材として、金属材料よりなり、かつ外縁部４２０ａが図１５（ａ）に示したように塑性変形された円形ブランク４２０を用意する。この円形ブランク４２０をノックアウト４４０上に設置し、その側端面４２０ｂをテーパパンチ４５０の傾斜面４５４に摺接させる。パンチを円形ブランク４２０に当接させ、パンチ及びノックアウトを下降させる。それゆえ、テーパパンチ４５０は、ノックアウト４４０に対して相対的に上方へ移動することになる。その結果、円形ブランク４２０が、テーパパンチ４５０により側端面４２０ｂが傾斜面４５４の中心軸に向かう方向に押圧されながら側端面４２０ｂを傾斜面４５４において下方に滑動し、その中心部の周縁部４２０ｂが傾斜面４５４の縮径側の方向に塑性変形する。なお、ノックアウト４４０及びテーパパンチ４５０の下降の速度を適切に制御して、円形ブランク４２０の中心部とその周縁部との境界部を折れ曲がらせることができる。こうして、図１５（ｂ）に示したように、底付円筒容器の筒部４２４を、底部４２２より大きな板厚で成形することができる。
（変形態様）
本発明では、前記周縁部を前記傾斜面の縮径側方向に変形させて、前記傾斜面と前記中心軸とのなす角度が該中心部と該周縁部とのなす角度より小さくなるようにした後に、該傾斜面に前記側端面を摺接させることが好ましい。これにより、板材の側端面に、傾斜面の縮径側の方向へ滑動させる応力を大きく作用させることができるため、その側端面を傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面で容易に滑動させることができる。
【００７５】
また、周縁部を小刻みで振動させながら、傾斜面形設部材の傾斜面で板材の側端面を傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧することが好ましい。これにより、周縁部の板厚をさらに効率的に増加させることができる。すなわち、傾斜面形設部材の傾斜面で板材の側端面を押圧する力を大きくせずとも、周縁部の板厚を大きくすることができる。先述の成形装置では、板材の挟持装置を小刻みに振動させれば、その振動が板材の底部を介して周縁部に伝えられる。
【００７６】
ところで、図１５に示した成形装置において、傾斜面形設部材４５０の摺動部４５０ｂの傾斜面４５４と隣接する内周面部に、図１６に示すようにその傾斜面の中心軸方向に突出する突出部４５０ｃを設けることが好ましい。上述のように板材４２０の周縁部４２０ａを塑性変形させて筒部（縦壁部）４２４を形成した後、この突出部４５０ｃと挟持部材（パンチ４３０及びノックアウト４４０）とを押し合わせることにより、図１６（ｂ）に示すように底部４２２と縦壁部４２４との境界部（Ｒ部）４２６の肉厚を増加させることができる。
【００７７】
また、図１７（ａ）に示すように、板材４２０の中心部とその周縁部４２０ａとの境界部４２０ｃを、あらかじめ増肉させておくことにより、図１７（ｂ）に示すように底付円筒容器の底部４２２と縦壁部４２４との境界部（Ｒ部）４２６’の板厚を底部４２２及び縦壁部４２４より大きくすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図２】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図３】 本発明において用いることのできる傾斜面形設部材を示す図である。（ａ）はその斜視図である。（ｂ）は縦断面図である。
【図４】 実施例１において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図５】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図６】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図７】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図８】 実施例１の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図９】 実施例２において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図１０】 実施例２の成形法と従来の成形法とにおいて、板材の絞り率及びフランジ部の外縁部の増肉率をそれぞれ比較したグラフである。
【図１１】 実施例３において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を絞り込む前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を絞り込んだ後の成形装置の様子を示す図である。
【図１２】 実施例３の成形法において、成形前の板材と、成形後の底付円筒容器をそれぞれ示す断面図である。
【図１３】 実施例３の底付円筒容器の成形時において、各部材の上下動を制御する油圧制御シリンダーの油圧の変化をそれぞれ示すグラフである。
【図１４】 もう一つの本発明において、傾斜面形設部材の傾斜面から板材の側端面が受ける応力を模式的に示した断面図である。
【図１５】 実施例４において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１６】 実施例４の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１７】 実施例４の変形態様において用いた成形装置を示すとともに、その作動方法を示す断面図である。（ａ）は、板材を変形させる前の成形装置の様子を示す図である。（ｂ）は、板材を変形させた後の成形装置の様子を示す図である。
【図１８】 従来の底付円筒容器の成形法を示す要部断面図である。
【図１９】 従来の底付円筒容器の成形法において、その底部と縦壁部との間の境界部に折れ込みが生じている様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１１０：上型 １１２：下型
１２０：板材 １２０ａ：外縁部 １２０ｂ：側端面
１３０：絞込孔形設部材 １３２：絞込孔 １３０ｂ：周縁面
１４０：絞込手段
１５０：傾斜面形設部材 １５２：挿通孔 １５４：傾斜面 １５０ａ：傾斜面部 １５０ｂ：摺動部
Claims (6)
- 円板状の板材が絞り込まれる円柱状の絞込孔をもつ絞込孔形設部材と、該板材を該絞込孔に絞り込む絞込手段とを用い、該板材を該絞込孔の周縁面上に該絞込孔を塞ぐようにして設置して、該板材を該絞込手段により該絞込孔に絞り込むことにより底付円筒容器を成形する底付円筒容器の成形法において、
前記絞込孔形設部材を挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面及び該絞込孔の各中心軸を略一致させて該傾斜面の拡径側の方向に移動させることにより、該側端面を該傾斜面の中心軸に向かう方向に押圧しながら前記絞り込むことを行うことを特徴とする底付円筒容器の成形法。 - 前記傾斜面に前記側端面を垂直に摺接させて前記傾斜面形設部材を移動させる請求項１に記載の底付円筒容器の成形法。
- 前記板材の外縁部の少なくとも一部を、前記傾斜面の拡径側の方向の側から押圧する押圧手段により、該外縁部の該移動方向への滑動を抑制する請求項１及び請求項２のいずれかに記載の底付円筒容器の成形法。
- 前記押圧手段は、前記板材の外縁部の少なくとも一部と、前記傾斜面形設部材の傾斜面とに当接され、該傾斜面形設部材の移動に伴って該傾斜面に沿って移動する協動部材である請求項３に記載の底付円筒容器の成形法。
- 円板状の板材より底付円筒容器を成形する成形方法において、
成形後に前記底付円筒容器の底部となる前記板材の中心部を固定した後、前記底付円筒容器を深さ方向に挿通できる挿通孔を有し、かつ該挿通孔の隣接面に円錐台側面状の傾斜面が形設されている傾斜面形設部材を、該傾斜面に該板材の側端面を全周にわたって摺接させつつ該傾斜面の中心軸に沿って該傾斜面の拡径側の方向に移動させ、該側端面を該中心軸に向かう方向に押圧しながら該側端面を該傾斜面において該傾斜面の縮径側の方向に滑動させることにより、該中心部の周縁部を塑性変形させて前記底付円筒容器を成形することを特徴とする底付円筒容器の成形法。 - 前記周縁部を前記傾斜面の縮径側の方向に変形させて、前記傾斜面と前記中心軸とのなす角度が該中心部と該周縁部とのなす角度より小さくなるようにした後に、該傾斜面に前記側端面を摺接させる請求項５に記載の底付円筒容器の成形法。
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