JPH0146205B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明はしごき加工ポンチに関し、さらに詳し
くは、形成された金属缶胴体の抜出しが容易な、
しごき加工ポンチに関する。 （従来の技術） ビール缶やジユース缶等用に用いられる１ピー
ス金属缶胴体は、錫めつき鋼板、あるいはアルミ
ニウム合金薄板等の金属板ブランクより絞り形成
されたカツプ体を、ポンチとダイの協働により、
冷却潤滑液を吹付けながら、しごき加工すること
によつて製造される。しごき加工後、金属缶胴体
は、例えば特公昭43−19679号公報、実公昭54−
26352号公報、あるいは特開昭56−89335号公報に
おいて提案されているような、抜出装置の爪部と
缶胴の開口端縁を係合させて、ポンチを復帰させ
ることによつて、ポンチから抜出される。 （発明が解決しようとする問題点） しごき加工ポンチとしては、従来主として側壁
面が平滑なポンチが使用されているが、この場合
でも特に稼動開始時、側壁面と缶胴体内面間の摩
擦抵抗のため抜出しが困難、ないし不可能となつ
て、開口端縁のロールバツク（外方へ曲げられる
こと）、爪部の早期摩耗、あるいはダイスの損傷、
破壊等のトラブルを起こし易い。特開昭49−
90668号公報に提案されているような、しごき加
工性の向上のために、砥石又は機械仕上げ等によ
つて側壁面が粗面化されたポンチを用いた場合
は、上記摩擦抵抗が増大するため、上記のトラブ
ルが一層が発生し易い。 （発明の目的） 本発明は、しごき加工により形成された１ピー
ス金属缶胴体の、抜取装置による抜出し性が改善
されたしごき加工ポンチ提供することを目的とす
る。 （発明の構成） 本発明は、側壁面の全面にわたり、その平滑部
の中に多数の点状凹部が形成されており、各点状
凹部の面積は0.03〜0.8mm²、深さは0.1〜0.8μｍで
あり、かつ該点状凹部の該側壁面に沿つて占める
面積の割合が、側壁面の単位面積当り10〜40％で
あることを特徴とする、１ピース金属缶胴体形成
用しごき加工ポンチを提供するものである。 （実施例） 以下実施例である図面を参照しながら本発明に
ついて説明する。 第１図において、１はしごき加工ポンチであ
り、２はしごき加工により成形された直後の、１
ピース金属缶胴体であり、３は、ポンチ１が矢印
Ａ方向に復帰するとき、缶胴体２の開口端縁２ａ
と係合して、缶胴体２をポンチ１より抜出すため
の、抜出装置（図示されない）の爪部である。 （構成） ポンチ１の、超硬合金よりなる側壁面の、少な
くとも形成された缶胴体２の内面と接触すべき部
分（この部分を本明細書においては側壁面１ａと
よぶ）には、多数の点状凹部４がほぼ均一に分布
して形成されている。側壁面１ａの、点状凹部４
の形成されていない残りの部分は、好ましくは、
平均粗さが約0.1μｍ以下の平滑部５となつてい
る。 第２図、第３図、第４図に示すように、点状凹
部４の、側壁面１ａに沿う表面形状は、通常実質
的に真円又は楕円（長径対短形比が好ましくは約
２以下の）等の鋭いコーナ部のない円形状になつ
ている。後述のように凹部４は、好ましくは超音
波加工によつて形成されるのであるが、その場合
たとえ先端が鋭いコーナ部を有する断面形状のホ
ーンを用いても、形成される凹部の、前記コーナ
部に対応する部分は丸みを帯び、またホーンのコ
ーナ部も加工中に摩耗や欠けのため丸みを帯びて
くるからである。 点状凹部４の、側壁面１ａに沿う面積は0.03〜
0.8mm²であることが望ましい。すなわち凹部４が
第２図に示すように、実質的に真円形の場合は、
その直径ｄは約0.2〜1.0mmであることが望まし
い。かつ点状凹部４の側壁面１ａに沿つて占める
面積の割合は、単位面積当り10〜40％であること
が望ましい。 凹部４の断面形状は、第５図に示すように円弧
状、もしくは第６図に示すように鍋底状であるこ
とが好ましい。何れの場合も平滑部５との境界部
４ａは丸みを有していることが好ましい。第６図
に示すように鍋底状の場合は、側面４ｂと底面４
ｃとの境界部４ｄも丸みを有していることが好ま
しい。なお鍋底状の場合は、後述のように凸部８
が平滑部５に沿つて滑るさいの接触面積が増える
ので、特に凹部４の面積すなわち直径が大きい場
合は、円弧状に方がより好ましい。 凹部４の深さｈ（第５図、第６図）は、0.1〜
0.8μｍであること、より好ましくは0.3〜0.6μｍで
あることが望ましい。深さｈが0.1μｍより小さい
場合は、平滑部５との粗さの差が無くなつて、従
来の平滑仕上ポンチと抜出し性は同様であつて、
抜出し性は改善されない。 （作用） しごき加工のさいは、第７図に示すように、ポ
ンチ１を、絞り成形されたカツプ体と共に矢印Ｂ
方向に移動することによつて、カツプ体の胴壁部
２′ｂを、ポンチ１と第１のリングダイス６が協
働して、しごくことによつて、胴壁部２′ｂより
薄い胴壁部２ｂが形成される。上記の薄くなつた
胴壁部２ｂは、通常さらに第２のダイス、必要に
応じさらに第３のダイスを通つてしごかれて、第
８図に示すように、さらに薄くなり、通常0.10〜
0.22mm程度の厚さになる。 上記しごき加工により、胴壁部２ｂの内面に
は、凹部４の断面形状にほぼ対応する断面形状を
有する凸部８が形成される。そして第１のダイス
６に入る前のポンチの凹部４ｘ（第７図）には、
冷却潤滑液７（通常は水エマルジヨン油よりな
る）が入つているので、しごき加工後も、凹部４
と凸部８間の僅かな隙間９には、冷却潤滑液７が
残留し、また凸部８が形成されるさい、凹部４か
ら押出された冷却潤滑油７は、ポンチの平滑部５
と、胴壁部２ｂの内面の間に潤滑膜７ａ（第８図
参照）を形成しているものと推測される。 缶胴成形体２よりのポンチ１の抜出しは、爪部
３に缶胴成形体の開口端縁２ａ（第１図）を係合
させて、缶胴成形体２を固定した状態で、第８図
に示すように、ポンチ１を矢印Ａ方向に移動させ
ることによつて行なわれる。そのさい例えば凹部
４ｙと係合していた凸部８ｘは、凹部４ｙに沿つ
て滑り上りながら、凹部４ｙから離れて平滑部５
ｘに沿つて滑つた後、次の凹部４ｚと係合すると
いう過程を繰返すことによつて、抜出しが行なわ
れる。 この場合凹部４は油溜めとして機能して、凸部
８、特に平滑部５と接触する下端面８ａを潤滑
し、また前述のように平滑部５には潤滑膜７ａが
形成されているので、凸部８の平滑部５に沿う滑
りはスムースに行なわれる。丸みを有する境界部
４ａ，４ｄは、前述の凸部８の滑り上りがスムー
スに行なわれるのを容易にする。 しかしながら、凹部４の面積が0.03mm²より小さ
い場合、あるいは凹部４の側壁面１ａに沿つて占
める面積の割合が、側壁面１ａの全面にわたり、
側壁面の単位面積（通常１cm²）当り10％より小さ
い場合は、凹部４の油溜めとしての機能が十分で
なく、また潤滑膜７ａの形成も少ないので、上記
滑りがスムースに行なわれ難い。 凹部４の深さｈが0.8μｍより大きくなると、形
成される凸部８の高さも、それに対応して深さｈ
に近い値まで大きくなる。しごき成形終了後の胴
壁部２ｂは前述の如く、比較的薄いので、弾性変
形により撓み易い。しかしながら凸部８の高さが
大きくなると、それに比例して、凸部８が平滑部
５まで滑り上つたときの胴壁部２ｂの弾性伸び量
も大きくなり、従つて胴壁部２ｂより凸部８を介
してポンチ１に加わる半径方向内方に向う弾性力
も大きくなる。そのため凹部４の深さｈが0.8μｍ
を越えると、凸部８が平滑部５まで滑り上るさ
い、および平滑部５に沿つて滑るさいの摩擦力が
潤滑膜７ａ等の存在にも拘らず大きくなつて、抜
出し性が困難になるので、深さｈは0.8μｍ以下で
あることが望ましい。 このように凹部４は可成り浅いので、その面積
が0.8mm²を越えて大きくなると、占部８が平滑部
５まで滑り上るに要する移動距離が増えることに
よつて摩擦抵抗が増大し、また断面形状が円弧状
の場合であつても、形成される凸部８の底面は平
面状になり易く、そのため凸部８が平滑部５に沿
つて滑るさいの摩擦抵抗が増大するため、抜出し
性が悪くなるので、面積は0.8mm²以下であること
が望ましい。 凹部４の側壁面に沿つて占める面積が、側壁面
の単位面積当り40％を越えると、凸部８が、凹部
４に沿つて平滑面５に滑り上る頻度が増大する。
この滑り上りに要する摩擦抵抗は、凸部８が平滑
部５に沿つて滑るさいの摩擦抵抗よりも大きい。
従つて抜出し性が悪化するので、上記面積は40％
以下あることが望ましい。 同様の理由で、凹部４は、第２図、第３図、第
４図に示すように、抜出し方向である矢印Ａ方向
に、すなわちポンチ１の軸方向に整列し（例えば
軸方向のピツチｐが0.5〜1.5mmで）、隣りの列が、
当該列に入り込まないように形成されていること
が好ましい。また凹部４の占める面積の割合が、
本発明の範囲内にある場合であつても、その割合
が比較的小さい場合は、局部的に凹部４のない面
積が増えることがないように、凹部４は側壁面１
ａの全面にわたつて、比較的均一に分布するよう
に形成されることが特に好ましい。 （凹部の形成方法） 第９図はポンチ１に凹部４を形成する方法の例
を示したものである。ポンチ１はチヤツク１１
（例えば施盤の）に取付けられ、好ましくは定速
で（例えば25r.p.m.）で矢印Ｃ方向に回転されて
いる。１２は超音波振動子であつて、図示されな
い超音波発振器によつて加振される。その先端１
２ａは超硬合金よりなつていて、形成されるべき
凹部４とほぼ対応する形状を有している。 振動子１２は図示されない送り機構により、ポ
ンチ１の軸方向、すなわち矢印Ｄ方向に、好まし
くは定速で（例えば１ポンチ回転当り１mm）送ら
れている。さらに振動子１２は、低周波発振器１
３（例えば周波数130Hz）により増幅器１４を介
して付勢されるコイル１５によつて、ポンチの半
径方向、すなわち矢印Ｅ方向に、ポンチの側壁面
１ａとの当接、離脱を反復しながら振動するよう
に構成されている。 この当接のさいに側壁面１ａには、振動子の先
端１２ａの形状にほぼ対応する形状の凹部４が形
成される。なお、側壁面１ａは、凹部形成の加工
前に、例えば0.4μｍ仕上げ後、ラツプ仕上によつ
て、例えば平均粗さ0.02μｍの平滑面に仕上げら
れている。 凹部４の面積は主として先端１２ａの形状と、
上記当接の時間によつて、また凹部４の深さｈ
は、主として上記当接の時間によつて定められ
る。また軸方向ピツチｐはポンチ１の回転数と振
動子１２の送り速度によつて、さらに凹部形成方
向のピツチｑ（第２図）は、主として発振器１３
の周波数およびポンチ１の回転数によつて定めら
れる。これらのピツチｐ、ｑおよび各凹部４の面
積から、凹部４の側壁面１ａの単位面積に占める
面積の割合が定められる。 （発明の効果） 本発明のしごき加工ポンチは、しごき加工後の
缶胴体の抜出し性に優れているという効果を奏す
る。 （具体例） 次に具体例について説明する。 大径部１a₁の直径52.6mm、小径部１a₂の直径
52.5mmの超硬合金よりなるポンチの、平均粗さ
0.02μｍにラツピング仕上げされた側壁面１ａの、
底端１ｂから高さ145mmの範囲にわたり、第９図
に示す方法で、第１表に示すように、形状が真円
形で、面積、深さ、分布割合等の異なる、第２
図、第５図に示すタイプの点状凹部４を均一に分
布するように形成して、各種の点状凹部４を有す
るポンチ１を作製した。 これらのポンチ、および凹部４の形成されない
平滑部５のみの平滑ポンチ、ならびに側壁面がシ
ヨツトブブラス加工された粗面ポンチを用いて、
厚さ0.3mmの錫めつき鋼板より形成された、外径
71mm、平均高さ37mmの絞りカツプ（図示されな
い）を、公知の再絞り−３段しごき成形機によ
り、冷却潤滑液７として水エマルジヨン油を用い
（スプレー量60〜120リツトル／分）、同一条件で
しごき加工して、胴壁部２ｂの、大径部１a₁に接
触する部分の平均肉厚が0.10mm、小径部１a₂に接
触する部分の肉厚が0.15mm、平均高さ142mmの缶
胴体２を形成した。上記形成後、特公昭60−133
号公報に記載のタイプの抜出装置の爪３に、開口
端縁２ａを係合させて、ポンチ１を抜出した。稼
動開始時における抜出し結果を第１表に示す。

【表】 較的多発するが、作業が安定した連続稼動時
は発生し難い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例であるポンチの平面
図、第２図、第３図および第４図は、第１図のＡ
部の拡大図であつて、点状凹部の側壁面に沿う形
状が、第２図は真円の場合、第３図は短軸が軸方
向に延びる楕円の場合、第４図は長軸が軸方向に
延びる楕円の場合の図面、第５図および第６図は
点状凹部の断面形状の例を示すための図面であつ
て、第５図は第２図の−線に沿う縦断面図、
第６図は第３図の−線に沿う縦断面図、第７
図は第１図のポンチを用いて缶胴体をしごき形成
している状態を示す説明用要部縦断面図、第８図
は形成された缶胴体より第７図のポンチを抜出し
ている状態を示す説明用要部縦断面図、第９図は
第１図のポンチの点状凹部を形成している状態の
例を示す説明用平面図である。 １……しごき加工ポンチ、１ａ……側壁面、２
……１ピース金属缶胴体、４……点状凹部、５…
…平滑部、１２……超音波振動子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 側壁面の全面にわたり、その平滑部の中に多
   数の点状凹部が形成されており、各点状凹部の面
   積は0.03〜0.8mm²、深さは0.1〜0.8μｍであり、か
   つ該点状凹部の該側壁面に沿つて占める面積の割
   合が、側壁面の単位面積当り10〜40％であること
   を特徴とする、１ピース金属缶胴体形成用しごき
   加工ポンチ。 ２ 点状凹部が超音波加工によつて形成された特
   許請求の範囲第１項記載のしごき加工ポンチ。