JPH08168828A

JPH08168828A - Ｄｉ缶の成形方法

Info

Publication number: JPH08168828A
Application number: JP6311708A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Koyama; 克己小山; Takahiro Fujii; 貴浩藤井
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-07-02

Abstract

(57)【要約】【目的】缶底部のプロファイル部に皺や割れが発生し
ない、ＤＩ缶の成形方法を提供する。【構成】ＤＩ缶の成形方法において、再絞り加工を下
記条件 (1)〜(3) のうちの１つの条件又は２つ以上の条
件を満足させて行う。 (1) カップ１内に配置した皺押さえスリーブ３のカップ
１の上部に位置する部分の外径ｄ₁をカップ１の内径Ａ
の 1.004倍未満、 1.000倍以上、皺押さえスリーブ３の
ダイス２寄り部分の外径ｄ₂をカップ１の内径Ａの 1.0
00倍未満、 0.990倍以上にする。 (2) 皺押さえスリーブ３の底肩部５のＲをアルミニウム
素材の厚さｔの３倍以下、２倍以上にする。 (3) カップ１内径Ａを、再絞り加工後の缶状体６の内径
Ｂで除した、再絞り比（Ａ／Ｂ）を1.40未満、1.34以上
にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、缶底部のプロファイル
部（円錐状部）に皺や割れが発生しない、ＤＩ缶の成形
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＤＩ缶とは、Drawing(絞り) and Ironin
g(しごき) により成形した缶の略語である。ＤＩ缶の成
形は、図２イ〜ヘにその工程を示すようにアルミニウム
素材を打抜いて形成した円板７をカップ１に絞り加工す
る工程（図２イ、ロ）、前記カップ１を缶状体６に再絞
り加工する工程（図２ハ、ニ）、前記缶状体６の側壁を
しごき加工により薄肉化する工程（図２ホ）、前記しご
き加工後の缶状体６のボトム８をドーミング加工する工
程（図２ヘ）を順次施してなされる。ドーミング加工後
の缶状体６は、トリミング、洗浄、塗装、焼付け、ネッ
クイン、及びフランジ出しを順次行ったのち、内容物を
充填し、蓋を取付けて出荷される。蓋はＤＩ缶頂部にゴ
ムパッキンを介してカシメて取付けられる。ＤＩ缶に
は、通常、絞り加工性の良いJIS-3000系（Ａｌ−Ｍｎ
系）合金が使用され、蓋には強度の高いJIS-5000系（Ａ
ｌ−Ｍｇ系）合金が使用されている。アルミニウム素材
の厚さは約 0.3mmであるが、ＤＩ缶の側壁は絞りとしご
き加工により0.14mm程度に薄く加工して材料費が低減さ
れている。ＤＩ缶底部は、変形し易い為、比較的厚く、
且つドーム状に凹ませて強度を高めてある。缶全体の材
料費は、ＤＩ缶の頂部径を狭め、蓋を小径化する程安く
なる。ＤＩ缶の頂部径を狭めるのに合わせて缶低部も小
径化して、缶を上下に積み重ねる際の安定性を保つよう
にする。図３は、缶エンド部の小径化の変遷を辿ったも
のである。缶底部の径が大きいＡボトムから、Ｃボト
ム、ＣＶＮボトム（トリプルネック）、ＣＶＮボトム
（スピンネック）へと小径化してきている。缶低部が小
径化すると、プロファイル部（円錐状部）９が長くな
り、このプロファイル部に皺が発生し易くなる（図
４）。場合によっては割れが生じることがある。

【０００３】プロファイル部の皺や割れをなくす方法と
して、例えば、特開平3-215646号が提案されている。こ
の方法は、圧延後焼鈍されたときの耐力が25〜28Kgf/mm
²で、素材表面粗度Raが0.3 〜0.7 μｍとする方法であ
る。しかしながら、この方法には、アルミニウム素材を
低強度化することによる薄肉化への逆行、表面粗化によ
る缶の色調悪化という欠点があった。

【０００４】このようなことから、本発明者は、ＤＩ缶
のプロファイル部の皺発生を、缶の薄肉化を維持し且つ
缶の色調を損なわずに防止する方法について検討した。
その結果、プロファイル部の皺は、再絞り加工の際に、
プロファイル部に十分な荷重が掛け、プロファイル部を
加工硬化させることにより防止し得ることを知見し、更
にプロファイル部に十分な荷重が掛かる再絞り加工条件
について鋭意研究を重ねて本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、プロファイル部に皺や割れのないＤＩ
缶を、缶の薄肉化を維持し且つ缶の色調を損なわずに成
形する方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、アルミニウム
素材を円板に打抜く工程、前記円板をカップに絞り加工
する工程、前記カップを缶状体に再絞り加工する工程、
前記缶状体の側壁をしごき加工する工程、前記しごき加
工後の缶状体のボトムをドーミング加工する工程を順次
施すＤＩ缶の成形方法において、前記再絞り加工を下記
条件 (1)〜(3)のうちの１つの条件又は２つ以上の条件
を満足させて行うことを特徴とするＤＩ缶の成形方法で
ある。 (1) カップ内に配置した皺押さえスリーブのカップの上
部に位置する部分の外径ｄ₁をカップの内径Ａの1.004
倍未満、1.000 倍以上、皺押さえスリーブのダイス寄り
部分の外径ｄ₂をカップの内径Ａの1.000 倍未満、0.99
0 倍以上にする。 (2) 皺押さえスリーブの底肩部のＲをアルミニウム素材
の厚さｔの３倍以下、２倍以上にする。 (3) カップ内径Ａを、再絞り加工後の缶状体の内径Ｂで
除した、再絞り比（Ａ／Ｂ）を1.40未満、1.34以上にす
る。

【０００６】以下に本発明を図を参照して具体的に説明
する。図１イ〜ハは、本発明における再絞り加工の態様
を示す縦断面説明図である。図１イは、再絞り開始前の
状態を示す図である。カップ１がダイス２上に開口部を
上にして配置されており、前記カップ１底面上に皺押さ
えスリーブ３が、更に前記皺押さえスリーブ３内にパン
チ４が配置されている。前記カップ１、ダイス２、皺押
さえスリーブ３、及びパンチ４は、それぞれ同心円状
に、軸を一致させて配置されている。前記皺押さえスリ
ーブ３は上部が大径（ｄ₁)に、下部が小径（ｄ₂)に構成
されており、前記皺押さえスリーブ３外周面とカップ１
内周面とは、上部で接触し、ダイス２寄りの下部で僅か
なクリアランスが開いている。図１ロは、前記パンチ４
をダイス２内に押し込んで、カップ１を再絞り加工する
方法の説明図である。カップ１は、パンチ４によりダイ
ス２内に押し込まれ、再絞り加工される。その間、カッ
プ１は、前記ダイス２と皺押さえスリーブ３との間に押
さえつけられて皺の発生が防止される。又カップ１は、
皺押さえスリーブ３の底肩部５を通過する際に、曲げ曲
げ戻し加工されて縮径化される。図１ハは、再絞り加工
後の缶状体６の縦断面図である。前記缶状体６の側壁部
は薄く絞り加工されている。

【０００７】本発明において、再絞り条件(1) は、図１
イに示すように、カップ１内に配置した皺押さえスリー
ブ３のカップ１の上部に位置する部分の外径ｄ₁をカッ
プ１の内径Ａの1.004 倍未満、1.000 倍以上、皺押さえ
スリーブ３のダイス２寄り部分の外径ｄ₂をカップの内
径Ａの1.000 倍未満、0.990 倍以上に限定したものであ
る。この条件(1) で、皺押さえスリーブ３の外径ｄ₁を
カップ１の内径Ａの1.004倍未満、1.000 倍以上に限定
した理由は、外径ｄ₁が内径Ａの1.004 倍以上では、カ
ップ内に皺押さえスリーブが高速度に挿入されず、1.00
0 倍未満では、カップ端部の拘束力が生じない為であ
る。又皺押さえスリーブ３の外径ｄ₂をカップ１の内径
Ａの1.000 倍未満、0.990 倍以上に限定した理由は、外
径ｄ₂が内径Ａの1.000 倍以上では、再絞り加工工程の
最終段階までカップを拘束することになり割れ等の原因
になり、0.990 倍未満では、カップとダイスとの同心度
を確保できず偏った缶となる為である。皺押さえスリー
ブ３の大径部（外径がｄ₁ の部分）の位置及び長さ
（ｈ）は、カップ高さから再絞り時の缶底部形状が決定
されるまで材料が流れ込んだ後のカップ高さに相当する
ことが望ましい。皺押さえスリーブ３の大径部ｄ₁と小
径部ｄ₂の間に中径部を所望数設けておくと皺押さえス
リーブをカップへスムーズに押込める。径が変化する部
分のテーパー角度等形状は任意である。

【０００８】本発明において、再絞り条件(2) は、図１
イに示すように、皺押さえスリーブ３の底肩部５のＲを
アルミニウム素材の厚さ（カップの厚さ）ｔの３倍以
下、２倍以上に限定したものである。この条件(2) で、
皺押さえスリーブ３の底肩部５のＲをアルミニウム素材
の厚さｔの３倍以下、２倍以上に限定した理由は、Ｒが
ｔの３倍を超えると曲げ曲げ戻しに伴う抵抗の増加が期
待されず、２倍未満では割れ等の不具合が生じる可能性
が高くなる為である。

【０００９】本発明において、再絞り条件(3) は、図１
イ、ハに示すように、カップ１内径Ａを再絞り加工後の
缶状体６の内径Ｂで除した再絞り比（Ａ／Ｂ）を1.40未
満、1.34以上に限定したものである。この条件(3) で、
前記再絞り比（Ａ／Ｂ）を1.40未満、1.34以上に限定し
た理由は、再絞り比（Ａ／Ｂ）が1.34未満では皺抑止効
果が小さく、1.40を超えると割れ等の問題が生じる為で
ある。

【００１０】本発明において、条件(1) 、(2) 、(3) の
再絞り条件は、各々の条件を単独で設定して再絞り加工
しても相応の効果が得られるが、これらの条件を２つ以
上同時に設定することにより、その効果は一層向上す
る。又皺押さえスリーブのカップと接触する面（底肩部
から底部に至る面等）を、粗面化しておくと、或いは前
記接触面に微小な溝（クロスハッチ）を設けておくと、
荷重が増加してプロファイル部がより硬化して皺発生防
止が助長される。

【００１１】

【作用】本発明は、ＤＩ缶の再絞り加工の際に、少なく
ともプロファイル部が形成される部位に所定の荷重が掛
かるようにするので、前記プロファイル部が硬化して、
プロファイル部に皺や割れが生じなくなる。本発明で
は、ＤＩ缶のプロファイル部の皺や割れの発生を防止す
るのに、アルミニウム素材の強度を弱めたり、表面を粗
面化したりしないので、得られるＤＩ缶は薄肉で、色調
が良好なものとなる。

【００１２】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。（実施例１）アルミニウム素材に 0.3mm厚さのJIS-3004
合金のＨ19材を用いて 350ml缶を１万缶製造した。缶底
形状は、蓋径204 に対応した所謂ＣＶＮタイプ（スピン
ネック）とした。再絞り加工に際し、皺押さえスリーブ
の外径ｄ₁、ｄ₂を種々に変化させた。カップ内径Ａは
87.3mmφ、皺押さえスリーブの底肩部のＲは1.8 mm、再
絞り比は1.32とした。皺押さえスリーブ外面とカップ内
面との接触長さｈは20mmとした（図１参照）。得られた
ＤＩ缶について、プロファイル部の皺の深さ、割れの発
生率、及びパンチの押込み荷重を調べた。皺の深さは、
プロファイル部の表面粗度を触針式表面粗度計を用いて
計測し、触針の振れ幅の平均値で表した。結果を表１に
示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】表１より明らかなように、本発明例品(No.
1,2)は、プロファイル部に皺がなく、又割れも生じなか
った。これは、皺押さえスリーブのカップの上部に位置
する部分の外径ｄ₁をカップの内径Ａの 1.000倍以上に
した為、プロファイル部が形成される初期の押込み荷重
が高くなり、缶状体のプロファイル部が硬化した為であ
る。これに対し、比較例品のNo.3は、（ｄ₁/Ａ）が小さ
すぎた為、荷重が十分に掛からず、プロファイル部に皺
が発生した。No.4は（ｄ₁/Ａ）が大きすぎた為、皺押さ
えスリーブの挿入ができなかった。No.5は（ｄ₂/Ａ）が
小さすぎ、成形の途中から軸振れが起き偏肉が生じた。
No.6は（ｄ₂/Ａ）が大きすぎて最大荷重が掛かりすぎて
缶状体の側面に割れが生じた。

【００１５】（実施例２）再絞り加工に際し、図１に示
した皺押さえスリーブ３の底肩部Ｒを種々に変化させ、
皺押さえスリーブの外径ｄ₁、ｄ₂をともに87.0mmφ、
カップ１の内径を87.3mmφ、再絞り比を1.32とした他
は、実施例１と同じ方法により 350ml缶を１万缶連続製
造した。得られたＤＩ缶について、プロファイル部９の
皺の深さ、割れの発生率、及びパンチの押込み荷重を実
施例１と同じ方法により調べた。結果を表２に示す。

【００１６】

【表２】

【００１７】表２より明らかなように、本発明例品（N
o.7、8)は、皺押さえスリーブの底肩部のＲとアルミニ
ウム素材の厚さｔ(0.3mm) の比率（Ｒ／ｔ）が３倍以
下、２倍以上の為、プロファイル部に皺が発生せず、又
割れも生じなかった。これに対し、比較例品のNo.9は
（Ｒ／ｔ）が大きかった為、プロファイル部成形時に十
分に荷重が掛からず皺が発生した。又No.10 は（Ｒ／
ｔ）が小さかった為最大荷重が掛かりすぎて缶状体側壁
部に割れが生じた。

【００１８】（実施例３）再絞り加工に際し、図１に示
した、皺押さえスリーブ３の外径ｄ₁、ｄ₂をともに8
7.0mmφとし、皺押さえスリーブ３の底肩部５のＲは1.8
mmとし、カップ１の内径Ａと缶状体６の内径Ｂとの再
絞り比（Ａ／Ｂ）を種々に変化させた他は、実施例１と
同じ方法により 350ml缶を１万缶連続製造した。得られ
たＤＩ缶について、プロファイル部９の皺の深さ、割れ
の発生率、及びパンチ４の押込み荷重を実施例１と同じ
方法により調べた。結果を表３に示す。

【００１９】

【表３】

【００２０】表３より明らかなように、本発明例品のN
o.11,12は、再絞り比（Ａ／Ｂ）が本発明条件を満足す
る為、プロファイル部に皺が発生せず又割れも生じなか
った。これに対し、比較例品のNo.13 は、再絞り比が大
きかった為、最大成形荷重が増大して缶状体側壁部に割
れが生じた。No.14 は、再絞り比が小さかった為、プロ
ファイル部に皺が生じた。

【００２１】（実施例４）再絞り加工に際し、本発明の
３つの絞り加工条件のうちの少なくとも２条件を満足さ
せた他は、実施例１と同じ方法により 350ml缶を１万缶
連続製造した。得られたＤＩ缶について、プロファイル
部の皺の深さ、割れの発生率、及びパンチの押込み荷重
を実施例１と同じ方法により調べた。結果を表４に示
す。

【００２２】

【表４】

【００２３】表４より明らかなように、本発明例品(No.
15〜18) は、いずれもプロファイル部に皺が発生せず、
又割れも生じなかった。尚、上記実施例１〜４において
得られた本発明のＤＩ缶は、いずれも色調が良好であっ
た。

【００２４】以上、アルミニウム素材にJIS-3004合金の
Ｈ19材を用い、ＣＶＮタイプ（スピンネック）のＤＩ缶
を製造する場合について説明したが、本発明は、他の材
種のアルミニウム素材を用い、又他のタイプのＤＩ缶を
製造する場合に適用しても同様の効果が得られるもので
ある。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明では、ＤＩ缶
の再絞り加工の際に、プロファイル部位を、所定の押込
み荷重を付与して硬化させるので、プロファイル部に皺
や割れのない高品質のＤＩ缶を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における再絞り加工の態様を示す縦断面
図である。

【図２】ＤＩ缶の成形方法の工程図である。

【図３】缶エンド部の小径化の変遷を示す説明図であ
る。

【図４】缶エンド部のプロファイル部を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１──カップ２──ダイス３──皺押さえスリーブ４──パンチ５──底肩部６──缶状体７──円板８──ボトム９──プロファイル部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム素材を円板に打抜く工程、
前記円板をカップに絞り加工する工程、前記カップを缶
状体に再絞り加工する工程、前記缶状体の側壁をしごき
加工する工程、前記しごき加工後の缶状体のボトムをド
ーミング加工する工程を順次施すＤＩ缶の成形方法にお
いて、前記再絞り加工を下記条件(1)〜(3) のうちの１
つの条件又は２つ以上の条件を満足させて行うことを特
徴とするＤＩ缶の成形方法。 (1) カップ内に配置した皺押さえスリーブのカップの上
部に位置する部分の外径ｄ₁をカップの内径Ａの 1.004
倍未満、 1.000倍以上、皺押さえスリーブのダイス寄り
部分の外径ｄ₂をカップの内径Ａの 1.000倍未満、 0.9
90倍以上にする。 (2) 皺押さえスリーブの底肩部のＲをアルミニウム素材
の厚さｔの３倍以下、２倍以上にする。 (3) カップ内径Ａを、再絞り加工後の缶状体の内径Ｂで
除した、再絞り比（Ａ／Ｂ）を1.40未満、1.34以上にす
る。