(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内外面が有機被膜で被覆された絞り成形体に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で絞り成形体の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、絞り成形体の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にあるしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少して絞り成形体より細長い第１のシームレス缶を製造する方法において、
絞り成形体の側壁部肉厚のしごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、
絞り成形体の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とするシームレス缶の製造方法。
【請求項２】
第１のシームレス缶に、請求項１記載の方法を１回ないし複数回行なって、第１のシームレス缶より細長い第２のシームレス缶を製造する方法。
【請求項３】
第１のシームレス缶に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で第１のシームレス缶の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、第１のシームレス缶の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、第１のシームレス缶より細長い第３のシームレス缶を製造する方法において、第１のシームレス缶の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、第１のシームレス缶の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、
ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とするシームレス缶の製造方法。
【請求項４】
第２のシームレス缶に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で第２のシームレス缶の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、第２のシームレス缶の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、第２のシームレス缶より細長い第４のシームレス缶を製造する方法において、第２のシームレス缶の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、第２のシームレス缶の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる
高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、
ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とするシームレス缶の製造方法。
【請求項５】
絞り成形体に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で絞り成形体の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、絞り成形体の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、絞り成形体より細長い第５のシームレス缶を製造する方法において、絞り成形体の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、絞り成形体の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とするシームレス缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、再絞りーしごき加工法による、有機被膜で被覆されたシームレス缶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平７−２７５９６１号公報に、内外面が有機被膜で被覆された金属カップに皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で金属カップ底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、金属カップの側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にあるしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少して細長いシームレス缶を製造する方法、すなわち同一工程で行なう薄肉化再絞りーしごき加工法が提案されている。
しかしながら上記公報に記載の薄肉化再絞りーしごき加工法では、側壁部を薄くしようとすると、側壁部が破断し易く、そのため製造されるシームレス缶の側壁部の薄肉化、従ってシームレス缶の軽量化によるコスト低減が十分でないという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、側壁部を薄くしても側壁部の破断が起こり難い、改善された、同一工程で行なう薄肉化再絞りーしごき加工法によるシームレス缶の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明のシームレス缶の製造方法は、
内外面が有機被膜で被覆された絞り成形体に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で絞り成形体の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、絞り成形体の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にあるしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少して絞り成形体より細長い第１のシームレス缶を製造する方法において、
絞り成形体の側壁部肉厚のしごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、
絞り成形体の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とする。
しごき部が加工コーナの前端部にある時は、しごき部は円形線よりなる。加工コーナの前端部より前方にあるしごき部は、通常短円筒形である。
【０００５】
平坦なブランクから通常の絞り成形を行なう際に、絞り成形体の側壁部となるべき部分は、周方向に圧縮されながらダイキャビティ内に入っていくことによって形成される。また側壁部と底部の間の湾曲部は比較的高い延伸力を受ける。そのため絞り成形体の湾曲部はブランクの厚さよりやや薄くなるが、側壁部は下方から上方に向って次第に厚くなり、端面部の厚さはブランクの厚さよりかなり厚くなることが知られている。例えば端面部の厚さをｔｍ、ブランクの厚さをｔ０、絞り比をＲとすると、ｔｍは、ｔ０にＲの平方根を掛けた値に等しいとされている（「図解プレス加工辞典」、宮川松男編、第１１８〜１１９頁、昭和５１年１０月３０日、日刊工業新聞社発行）。なおこの関係式は、極く軟らかい深絞り用鋼板（ロックウエル３０Ｔ硬度が約５０）のブランクについて得られたものと思われる。
そのため従来の、全長が実質的に円筒形のポンチを用いて、絞り成形体の薄肉化再絞りーしごき加工を行なうと、形成されるシームレス缶の側壁部の肉厚が高さ方向に実質的に等しくなるため、減厚量、特にしごき量が上方になる程、すなわち開口端に近づく程大きくなる。従ってしごき量が破断上限に達し易く、成形中の側壁部の破断が起こり易くなるものと思われる。
【０００６】
請求項１に係わる発明の場合、ポンチに、減厚量が高さ方向に実質的に等しくなるように、絞り成形体の側壁部の高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って僅かに細くなるテーパ部が設けられている。そのため同じ再絞り比で、同じ高さが得られるようにした薄肉化再絞りーしごき加工で比較した場合、従来のポンチを使用した場合のように側壁部の減厚量が上方部において高くなることがない。従って側壁部の破断を起こすことなく、側壁部を薄くすることができる。
【０００７】
請求項２に係る発明は、被成形体を、絞り成形体でなく、請求項１記載の方法で形成された第１のシームレス缶として、第１のシームレス缶に、請求項１記載の方法を１回ないし複数回行なって、第１のシームレス缶より細長い第２のシームレス缶を製造する方法である。
第１のシームレス缶を形成するポンチに、後方に向って僅かに細くなるテーパ部が付されているので、第１のシームレス缶の側壁部も、少なくとも上方部が上方に向って肉厚が大きくなっている。従って段落番号０００６に記載したのと同様の作用で、破断することなく、側壁部がより薄く、かつ少なくとも上方部が上方に向って肉厚が大きくなっている、細長い第２のシームレス缶を製造することができる。
請求項１記載の方法を複数回行なう場合についても、各回毎に同様のことがいえる。
【０００８】
請求項３に係わる発明のシームレス缶の製造方法は、
第１のシームレス缶に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で第１のシームレス缶の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、第１のシームレス缶の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、第１のシームレス缶より細長い第３のシームレス缶を製造する方法において、第１のシームレス缶の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、第１のシームレス缶の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、
ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とする。
【０００９】
段落番号０００７に記載したように、第１のシームレス缶の側壁部は上方に向って肉厚が大きくなっている。従って段落番号０００６に記載したのと同様の作用で、破断することなく、側壁部がより薄く、細長い第３のシームレス缶を製造することができる。
成形が終了した時点で、第１のしごき部と第２のしごき部の間の側壁部部分（開口端部に当たる）は、第２のしごき部によるしごき加工を受けない。従ってこの部分（開口端部）はその下方の側壁部部分より厚く（図１０の曲線２参照）、ネックイン加工やフランジ加工の際の皺や割れ等の成形不良が発生し難い。
【００１０】
請求項４に係わる発明のシームレス缶の製造方法は、
第２のシームレス缶に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で第２のシームレス缶の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、第２のシームレス缶の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、第２のシームレス缶より細長い第４のシームレス缶を製造する方法において、第２のシームレス缶の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、第２のシームレス缶の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる
高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、
ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とする。
段落番号０００７に記載したように、第２のシームレス缶の側壁部は、少なくとも上方部が上方に向って肉厚が大きくなっている。従って段落番号０００９に記載したように、破断することなく、側壁部がより薄く、細長い第４のシームレス缶を製造することができる。また成形が終了した時点における第１のしごき部と第２のしごき部の間の側壁部部分（開口端部に当たる）は、その下方の側壁部部分より厚く、ネックイン加工やフランジ加工の際の皺や割れ等の成形不良が発生し難い。
【００１１】
請求項５に係わる発明のシームレス缶の製造方法は、
絞り成形体に皺押さえ具を装入し、皺押さえ具で絞り成形体の底部をダイ平面部に対し押さえつつ、ポンチをダイのキャビティ内に前進させて、絞り成形体の側壁部外面を、ダイ平面部、ダイの曲率半径の小さい加工コーナに密接させながら、加工コーナにおける曲げ延伸により側壁部の板厚を減少し、さらにポンチと、加工コーナの前端部、または前端部より前方にある第１のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をより減少し、直ちに第１のしごき部に近接してその前方に設けられた第２のしごき部との協同によりしごき加工を行なって側壁部の板厚をさらに減少して、絞り成形体より細長い第５のシームレス缶を製造する方法において、絞り成形体の側壁部肉厚の曲げ延伸−しごき加工後の減厚量が高さ方向に等しくなるように、絞り成形体の側壁部の上方に向かって次第に肉厚が大きくなる高さ方向肉厚分布に対応した、後方に向って内側に０度１分〜０度３０分で傾斜するテーパ部を、ポンチの円筒形部の上端に接続して設けたポンチを用いて加工することを特徴とする。
絞り成形体は、側壁部が上方に向って肉厚が大きくなっている。従って段落番号０００９に記載したように、破断することなく、側壁部がより薄く、細長い第５のシームレス缶を製造することができる。また成形が終了した時点における第１のしごき部と第２のしごき部の間の側壁部部分（開口端部に当たる）は、その下方の側壁部部分より厚く、ネックイン加工やフランジ加工の際の皺や割れ等の成形不良が発生し難い。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１に示すブランク１は、缶用金属板２の両面に薄い有機被膜３、例えば熱可塑性ポリエステル系フィルムが熱接着により被覆されたもので、円形で、全厚はｔ０である。
図２に示す絞り成形体４は、ブランク１より、比較的大きい曲率半径を有する加工コーナのダイを用いた通常の絞り成形法によって形成された絞り成形体である。絞り成形体４の底部４ａの厚さは、ブランク１の厚さｔ０に実質的に等しい。絞り成形体４の湾曲部４ｂの最小肉厚はｔ０より僅かに小さく、側壁部４ｃの肉厚は上方に向って次第に大きくなり、端面部４ｃ１において最大になる（図８の曲線１参照）。
【００１４】
図３は、絞り成形体４を薄肉化再絞りーしごき加工して、中間シームレス缶２５を形成している途中の状態を示す。１１はダイ、１２はダイ１１を支持するダイ支持部である。２０はポンチプレート（図示されない）にポンチ支持筒２２を介して着設された、ダイ１１と同軸のポンチ、２１は僅かな間隙１９をあけてポンチ２０を包囲して、ポンチ２０と同軸に上部ダイシュー（図示されない）に着設された皺押さえ具である。
ダイ１１は、上面である平坦な環状平面部１３、環状平面部１３に接続する曲率半径Ｒｄ１の小さい加工コーナ１４、加工コーナ１４の下端１４ａに連接する、逆円錐台形のアプローチ部１５、アプローチ部１５に曲率部またはシャープコーナ１６を介して接続する短円筒形のしごき部１７および逃げ面１８を備えている。加工コーナ１４で再絞り加工を行なう際に薄肉化を実現するために、加工コーナ１４の曲率半径Ｒｄ１は、（１〜５）ｘｔ０（ｔ０はブランクの板厚）、より好ましくは（１〜２．９）ｘｔ０であることが望ましい。
【００１５】
ポンチ２０は下方より、平坦でエア吹き出し孔の開口部（図示されない）を有する底面２０ａ、底面２０ａに接続する湾曲部２０ｂ、湾曲部２０ｂの上端に接続する僅かな高さの逆円錐台形部２０ｃ、逆円錐台形部２０ｃの上端に接続し、全高のほぼ半分を占める円筒形部２０ｄを備えている。ポンチ２０はさらに、円筒形部２０ｄの上端２０ｄ１に接続し、軸線に対する僅かなテーパ角βで内側上方に傾斜するテーパ部２０ｅを備えている。ポンチ２０の高さは、形成される中間シームレス缶２５の高さより若干大きい。
逆円錐台形部２０ｃは、加工の初期におけるしごき量を軽減するために設けられている。しごき加工の初期においては、前工程の底部すなわち元板厚部分をしごき加工することになるので、この部分のしごき量を軽減するためにテーパ部を有する逆円錐台形部２０ｃが設けられている。逆円錐台形部２０ｃの高さＨ１および中心軸に対する傾斜角αは、絞り比、元板厚としごきクリアランス（しごき量）によって決められる（図９参照）。通常、高さＨ１は２〜１０ｍｍ、傾斜角αは０度１０分〜１度３０分程度であるが、この限りでない。
【００１６】
中間シームレス缶２５の側壁部２５ａの高さ方向或る位置における厚さは、ダイ１１のしごき部１７とポンチ２０間のクリアランスによって決まる。クリアランスは、当該位置におけるポンチ２０の直径をｄ、しごき部の内径をＤとすると、（Ｄーｄ）／２である。
中間シームレス缶２５の側壁部２５ａのほぼ下半部は、絞り成形体４の底部４ａのポンチ底面２０ａと接触する部分の外側部、湾曲部４ｂおよび側壁部４ｃの下方部よりなる（図２参照）が、これらの部分の厚さはほぼ等しい。従ってこれらの部分は、ポンチ２０の円筒形部２０ｄとしごき部１７によってしごかれるが、しごき後の肉厚減少量すなわち減厚量（しごき後の或る部分に対応する絞り成形体４の側壁部４ｃの部分の肉厚から、しごき後上記部分の肉厚を引いた値）は実質的に同じである。絞り成形体４の上方部は上方に向って厚くなるが、この厚くなる割合に見合ってテーパ部２０ｅのテーパ角βを定めることによって、この部分のしごき後の減厚量を実質的に同じに、従って側壁部全体の減厚量を実質的に等しくすることができる。テーパ角βは、通常０度１分〜０度３０分、より好ましくは０度２分〜０度１５分である。
【００１７】
円筒形部２０ｄの高さＨｓ１と、テーパ部２０ｅのテーパ角βは、中間シームレス缶２５の側壁部２５ａが形成される前後の体積計算（体積一定の条件を入れた）と、減厚量計算（減厚量一定の条件を入れた）を、例えばＣＡＤを用いて行なうことによっておよその値が求められる。正確な値は、高さＨｓ１とテーパ角βの種々の組み合わせによる実験を行なって、「減厚量が実質的に一定」が得られる組み合わせを見つけることによって定められる。
【００１８】
以上の工具により中間シームレス缶２５は、次のようにして形成される。
絞り成形体４に皺押さえ具２１を装入し、皺押さえ具２１で絞り成形体４の底部４ａの周辺部をダイ１１の環状平面部１３に対して押圧しながら、ポンチ２０をダイ１１のキャビティ内に前進させて、絞り成形体４の側壁部４ｃ外面を、環状平面部１３およびダイ１１の曲率半径の小さい加工コーナ１４に密接させながら、加工コーナ１４における曲げ延伸により側壁部４ｃの板厚を減少させる。直ちにポンチ２０としごき部１７との協同により、板厚が減少した側壁部４ｃをしごき加工して肉厚を更に減少させ、フランジ部（後述の２５ｂ）が残る時点で成形を終了する。このようにして絞り成形体４を、それより側壁部（２５ａ）が薄く、細く、かつ高い中間シームレス缶２５に形成する。
図４は成形が終了して、フランジ部２５ｂが付いた中間シームレス缶２５が形成された状態を示す。中間シームレス缶２５の側壁部２５ａのほぼ下半を占める下方部２５ａ１の肉厚は実質的に均一である。側壁部２５ａのほぼ上半を占める上方部２５ａ２の肉厚は上方に向って直線的に次第に大きくなっている（図８の曲線２参照）。なお２５ａ３は、下方部２５ａ１と上方部２５ａ２との境界部である。
【００１９】
図５は、中間シームレス缶２５をさらに薄肉化再絞りーしごき加工して、より細く、かつ高いシームレス缶２７を形成中の状態を示す。
図５において、３１は薄肉化再絞り−しごきダイ、３２はしごきリングダイであり、しごきリングダイ３２は支持体４３によって支持されており、薄肉化再絞り−しごきダイ３１はしごきリングダイ３２の上に互いに同軸に取り付けられている。しごきリングダイ３２の内径は、再絞り−しごきダイ３１の内径より小さい。
４５は再絞り−しごきダイ３１およびしごきリングダイ３２と同軸のポンチであり、４６は僅かな間隙３０をあけてポンチ４５を包囲して、ポンチ４５と同軸に上部ダイシュー（図示されない）に着設された皺押さえ具である。
ダイ３１は、上面である平坦な環状平面部３３、環状平面部３３に接続する曲率半径Ｒｄ２の小さい加工コーナ３４、加工コーナ３４の下端３４ａに連接する逆円錐台形のアプローチ部３５、アプローチ部３５に曲率部またはシャープコーナ３６を介して接続する短円筒形の上しごき部３７および逃げ面３８を備えている。加工コーナ３４で絞り加工を行なう際に薄肉化を実現するために、加工コーナ３４の曲率半径Ｒｄ２は、（１〜５）ｘｔ０（ｔ０はブランクの板厚）、より好ましくは（１〜２．９）ｘｔ０であることが望ましい。
ダイ３２は、逆円錐台形のアプローチ部３９、アプローチ部３９に曲率部またはシャープコーナ４０を介して接続する短円筒形の下しごき部４１および逃げ面４２を備えている。
【００２０】
ポンチ４５は下方より、平坦でエア吹き出し孔の開口部（図示されない）を有する底面４５ａ、底面４５ａに接続する湾曲部４５ｂ、湾曲部４５ｂの上端に接続する僅かな高さの逆円錐台形部４５ｃ、逆円錐台形部４５ｃの上端に接続し、全高のほぼ半分を占める円筒形部４５ｄを備えている。ポンチ４５はさらに、円筒形部４５ｄの上端４５ｄ１に接続し、軸線に対する僅かなテーパ角ρで内側上方に傾斜するテーパ部４５ｅを備えている。ポンチ４５の高さは、形成されるシームレス缶２７の全高より若干大きい。
逆円錐台形部４５ｃの高さＨ２および中心軸に対する傾斜角θは、絞り比、元板厚としごきクリアランス（しごき量）によって決められる（図１１参照）。通常、高さＨ２は２〜１０ｍｍ、傾斜角θは０度１０分〜１度３０分程度であるが、この限りでない。
【００２１】
シームレス缶２７の側壁部２７ａの厚さは、前記のようにダイの上しごき部３７および下しごき部４１とポンチ４５間のクリアランスによって決まる。シームレス缶２７の側壁部２７ａのほぼ下半部は、中間シームレス缶２５の底部２５ｃのポンチ底面４５ａと接触する部分の外側部、湾曲部２５ｄおよび側壁部２５ａの下方部２５ａ１よりなる（図４参照）。前二者は、厚さは下方部２５ａ１より大きいが、クリアランスが比較的大きいポンチ先端の逆円錐台形部４５ｃと下しごき部４１によってしごかれる。側壁部２５ａの下方部２５ａ１はポンチ４５の円筒形部４５ｄと下しごき部４１によってしごかれるが、この部分の厚さはほぼ均一である。従って側壁部２７ａのほぼ下半部のしごき後の減厚量はほぼ均等である。
【００２２】
中間シームレス缶２５の上方部２５ａ２は上方に向って厚くなるが、この厚くなる割合に見合ってテーパ部４５ｅのテーパ角ρを定めることによって、この部分のしごきによる減厚量を実質的に同じに、従って側壁部２５ａ全体の減厚量を実質的に等しくすることができる。テーパ角ρは、通常０度１分〜０度３０分、より好ましくは０度２分〜０度１５分である。
【００２３】
円筒形部４５ｄの高さＨｓ２と、テーパ部４５ｅのテーパ角ρは、シームレス缶２７の側壁部２７ａが形成される前後の体積計算（体積一定の条件を入れた）と、減厚量計算（減厚量一定の条件を入れた）を、例えばＣＡＤを用いて行なうことによっておよその値が求められる。正確な値は、高さＨｓ２とテーパ角ρの種々の組み合わせによる実験を行なって、「減厚量が実質的に一定」が得られる組み合わせを見つけることによって定められる。
【００２４】
以上の工具によりシームレス缶２７は、次のようにして形成される。
中間シームレス缶２５に皺押さえ具４６を装入し、皺押さえ具４６で中間シームレス缶２５の底部２５ｃの周辺部をダイ３１の環状平面部３３に対して押圧しながら、ポンチ４５をダイ３１、３２のキャビティ内に前進させて、中間シームレス缶２５の側壁部２５ａ外面を、環状平面部３３およびダイ３１の曲率半径の小さい加工コーナ３４に密接させながら、加工コーナ３４における曲げ延伸により側壁部２５ａの板厚を減少させる。
直ちにポンチ４５と上しごき部３７および下しごき部４１との協同により、板厚が減少した側壁部２５ａをしごき加工して肉厚を更に減少させ、フランジ部（後述の２７ｂ）が残る時点で成形を終了する。この場合、成形が終了した時点で、下しごき部４１としごき３７の間にある側壁部２５ａの部分である開口端部２７ｘは下しごき部４１によるしごき加工を受けない。従って開口端部２７ｘは、減厚された側壁部２５ａ（後述の２７ａ）の他の部分に比べて特に厚い（図１０の曲線２の（２７ｘ）参照）。このようにして中間シームレス缶２５を、それより側壁部２７ａが薄く、細く、かつ高いシームレス缶２７に形成する。
【００２５】
図６は成形が終了して、フランジ部２７ａが付いたシームレス缶２７が形成された状態を示す。シームレス缶２７の側壁部２７ａの下方部２７ａ１の肉厚は実質的に均一であり、上方部２７ａ２の肉厚は上方に向って次第に大きくなった後、下しごき部４１に接触する部分から上の開口端部２７ｘは一段と大きくなっている。なお２７ａ３は、下方部２７ａ１と上方部２７ａ２との境界部である。
【００２６】
シームレス缶２７は、次の工程で底部２７ｃをドーミング加工された後、工具から取り出される。その後、側壁部２７ａをフランジ部２７ｂ下方から切断され、開口端部２７ｘをネックイン加工およびフランジ加工され、例えば図７に示すような、フランジ部２８ａ、ネックイン部２８ｂ、側壁部２８ｃ、チャイム部２８ｄおよび内側に凹んだドーム部２８を有する、缶詰等に用いられるシームレス缶２８に形成される。
開口端部２７ｘは、外面が円筒形で、内面が僅かなテーパ角ρの円錐台形である。そのため上記切断後の開口端部２７ｘの端面が側壁部２７ａの中で最も厚い。従って側壁部２７ａの主部の肉厚を薄くしても、この端面は比較的厚いので、ネックイン加工時の皺やフランジ加工時の割れが起こり難い。
【００２７】
図示は省略したが、図３に示すタイプのポンチとダイを用いて、中間シームレス缶２５を薄肉化再絞りーしごき加工して、中間シームレス缶２５より細長く、かつ側壁部がより薄く、その減厚量が全高に亘り実質的に等しいシームレス缶を製造することができる。このシームレス缶を、さらに図３に示すタイプのポンチとダイを用いて１回もしくは複数回薄肉化再絞りーしごき加工して、より細長く、かつ側壁部がより薄く、その減厚量が全高に亘り実質的に等しい別のシームレス缶を製造することができる。
図示は省略したが、上記のようにして製造したシームレス缶を、図５に示すタイプのポンチとダイを用いて、薄肉化再絞りーしごき加工して、より細長く、かつ側壁部がより薄く、その減厚量が全高に亘り実質的に等しい、かつ比較的肉厚の開口端部を有するシームレス缶を製造することができる。
さらに図示は省略したが、絞り成形体４を、図５に示すタイプのポンチとダイを用いて、薄肉化再絞りーしごき加工して、より細長く、かつ側壁部がより薄く、その減厚量が全高に亘り実質的に等しい、かつ比較的肉厚の開口端部を有するシームレス缶を製造することができる。
【００２８】
【実施例】
厚さ０．１８０ｍｍ、ＤＲー６Ｍ（２回冷延鋼板：ロックウエル３０Ｔ硬度：６６〜７２）のティンフリースチール２（電解クロム酸処理鋼板）の、缶内面となるべき面に厚さ０．０２５ｍｍの、缶外面となるべき面に厚さ０．０１７ｍｍの二軸延伸エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体（モル比：８８／１２，融点２３０℃，ガラス転移温度Ｔｇ：７０℃）フィルム３を熱接着することにより作製されたラミネート鋼板（総厚さｔ０＝０．２２２ｍｍ）に、パラフィンワックス（融点Ｔｍ：６０℃）を両面に各約５０ｍｇ／ｍ２を塗布した。
このラミネート鋼板を、絞り成形機（図示されない）により、直径１５４ｍｍの円形ブランク１に打ち抜き、ブランク１を加工コーナの曲率半径が０．８ｍｍの通常のダイを用いて、絞り比１．６２で絞り加工することにより、平均高さＨ０が４３ｍｍ、内径Ｄ０が９５ｍｍの絞り成形体４（図２）を作製した。絞り成形体４の側壁部４ｃの厚さと底部４ａ内面からの高さとの関係を図８の曲線１に示す。
【００２９】
絞り成形体４を、加工コーナ１４の曲率半径Ｒｄ１が０．５０ｍｍ（Ｒｄ１／ｔ０＝２．２５）、アプローチ部１５の中心軸に対する上方傾斜角が５度、１６がシャープコーナ、しごき部１７の内径Ｄ１が８１．９７ｍｍのダイ１１、および湾曲部２０ｂの曲率半径が５ｍｍ、逆円筒形部２０ｃの高さＨ１が６ｍｍ、傾斜角αが１度、円筒形部２０ｄの直径ｄ１が８１．７０ｍｍ、高さＨｓ１が２３ｍｍ、テーパ部２０ｅの高さが３６ｍｍ、テーパ角βが０度４分のポンチ２０（表面温度を５０℃に保持した）を備える図３に示すタイプの工具を用いて、絞り比１．１６で薄肉化再絞り−しごき加工を行ない、高さが７２ｍｍの中間シームレス缶２５を作製した。
中間シームレス缶２５の側壁部２５ａの厚さと底部２５ｃ内面からの高さとの関係を図８の曲線２に示す。曲線２において、底部内面よりの高さが約４〜５ｍｍの位置の箇所において板厚減少が無いのは、図９に示すように、逆円筒形部２０ｃの下端部近傍では、しごき部１７とポンチ２０とのクリアランスが、当該位置における絞り成形体の側壁部４ｃの肉厚より大きいためである。
曲線１と曲線２との対応する部分（例えば点ａと点ｂ、または点ｃと点ｄ）の厚さの差から、対応する部分における減厚量（ｍｍ）が求められる。ポンチストローク（ポンチ底面２０ａがダイ１１の平面部１３に達した時のストロークを０ｍｍとする）と減厚量との関係を曲線３に示す。減厚量は、高さが約４〜５ｍｍの位置で０であるのを除いて約０．０６ｍｍと実質的に一定である。なお曲線１における点ｃと点ｅの間の部分はフランジ部２５ｂである。
【００３０】
比較のため、テーパ部２０ｅを有しない、逆円錐台形部２０ｃを除いては全長が円筒形のポンチを用いた点以外は、前記と同様にして、絞り成形体４を再絞りーしごき加工したが、ポンチの底面から約６５ｍｍの位置で側壁部が破断して成形が不可能であった。破断位置の減厚量は約０．０９ｍｍであった。
【００３１】
段落番号００２９に記載のようにして作製した、中間シームレス缶２５を図５に示すタイプの工具を用いて、薄肉化再絞りーしごき加工して高さが１２７ｍｍのシームレス缶２７を作製した。
この場合、加工コーナ３４の曲率半径Ｒｄ２が０．７０ｍｍ（Ｒｄ２／ｔ０＝３．１５）、上しごき部３７の内径Ｄ２が６６．３２ｍｍのダイ３１、および下しごき部４１の内径Ｄ３が６６．２３ｍｍで、ダイ３１の上しごき部３７の上端からダイ３２の下しごき部４１の上端までの垂直高さが１８．５ｍｍであった。アプローチ部３５の中心軸に対する上方傾斜角が４度、アプローチ部３９の中心軸に対する上方傾斜角が２度、３６および４０はシャープコーナであった。
ポンチ４５の湾曲部４５ｂの曲率半径が５ｍｍ、逆円筒形部４５ｃの高さＨ２が１５ｍｍ、傾斜角θが０度３５分、円筒形部４５ｄの直径ｄ２が６６．０５ｍｍ、高さＨｓ２が５５ｍｍ、テーパ部４５ｅの高さが４２ｍｍ、テーパ角ρが０度３分２０秒であった。ポンチ４５の表面温度を５０℃に保持した。
【００３２】
シームレス缶２７の側壁部２７ａの厚さと底部２７ｃ内面からの高さとの関係を図１０の曲線２に示す。中間シームレス缶２５の側壁部２５ａの厚さと底部２５ｃ内面からの高さとの関係も図１０の曲線１に示す。
曲線１と曲線２との対応する部分（例えば点ｆと点ｇ、または点ｈと点ｉ）の厚さの差から、対応する部分における減厚量（ｍｍ）が求められる。ポンチストローク（ポンチ底面４５ａがダイ３１の平面部３３に達した時のストロークを０ｍｍとする）と減厚量との関係を曲線３に示す。減厚量は、高さが４０ｍｍに至るまでの位置においては比較的小さい範囲内で変動する。これは図１１に示すように、逆円錐台形部４５ｃのため、上しごき部３７のみによってしごかれるからである。減厚量は、高さが４０ｍｍを越えた位置では約０．０４ｍｍであり、ほぼ一定である。なお点ｊと点ｌの間の部分はフランジ部２５ｂを、点ｋと点ｍの間の部分はフランジ部２７ｂを示す。
【００３３】
比較のため、テーパ部４５ｅを有しない、逆円錐台形部４５ｃを除いては全長が円筒形のポンチを用いた点以外は、前記と同様にして、中間シームレス缶２５を薄肉化再絞りーしごき加工したが、ポンチの底面から約１０５ｍｍの位置で側壁部が破断して成形が不可能であった。破断位置の減厚量は約０．０６ｍｍであった。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１、２に係わる発明の、同一工程で行なう薄肉化再絞りーしごき加工法によるシームレス缶の製造方法は、側壁部を薄くしても側壁部の破断が起こり難いという効果を奏する。請求項３、４、５に係わる発明は、上記効果に加えて、形成された開口端部にネックインする時の皺やフランジ加工する時の割れ等が発生し難いという利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の絞り成形体を形成するためのブランクの例の縦断面図である。
【図２】図２は、絞り成形体の例の縦断面図である。
【図３】図３は、図２の絞り成形体を薄肉化再絞りーしごき加工している途中の状態を示す要部縦断面図である。
【図４】図４は、図３に示す薄肉化再絞りーしごき加工が終了して、中間シームレス缶が形成された時点の状態を示す要部縦断面図である。
【図５】図５は、図２の絞り成形体より形成された中間シームレス缶を薄肉化再絞りーしごき加工している途中の状態を示す要部縦断面図である。
【図６】図６は、図５に示す薄肉化再絞りーしごき加工が終了してシームレス缶が形成された時点の状態を示す要部縦断面図である。
【図７】図７は、図６のシームレス缶に、ドーミング加工、ネックイン加工およびフランジ加工を施してなる缶体の例の縦断面図である。
【図８】図８は、図３および図４に示す成形における、絞り成形体および中間シームレス缶の側壁部の厚さと、それぞれの缶底部内面からの高さとの関係、ならびに成形時における側壁部の減厚量とポンチストロークとの関係を示す線図である。
【図９】図９は、図３に示す成形の初期における状態を示す要部縦断面図である。
【図１０】図１０は、図５および図６に示す成形における、中間シームレス缶およびシームレス缶の側壁部の厚さと、それぞれの缶底部内面からの高さとの関係、ならびに成形時における側壁部の減厚量とポンチストロークとの関係を示す線図である。
【図１１】図１１は、図５に示す成形の初期における状態を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
３          有機被膜
４          絞り成形体
４ａ        底部
４ｃ        側壁部
１１        ダイ
１３        環状平面部（ダイ平面部）
１４        加工コーナ
１４ａ      下端（前端部）
１７        しごき部
２０        ポンチ
２０ｄ      円筒形部
２０ｅ      テーパ部
２１        皺押え具
２５        中間シームレス缶（第１のシームレス缶）
２５ａ      側壁部
２５ｃ      底部（第１のシームレス缶の底部）
２７        シームレス缶（第３のシームレス缶）
２７ａ      側壁部
２８        シームレス缶
３１        ダイ
３２        リングダイ
３３        環状平面部（ダイ平面部）
３４        加工コーナ
３４ａ      下端（前端部）
３７        上しごき部（第１のしごき部）
４１        下しごき部（第２のしごき部）
４５        ポンチ
４５ｄ      円筒形部
４５ｅ      テーパ部
４６        皺押え具
【図１】
0003582319.tif 000002
【図２】
0003582319.tif 000003
【図３】
0003582319.tif 000004
【図４】
0003582319.tif 000005
【図５】
0003582319.tif 000006
【図６】
0003582319.tif 000007
【図７】
0003582319.tif 000008
【図８】
0003582319.tif 000009
【図９】
0003582319.tif 000010
【図１０】
0003582319.tif 000011
【図１１】
0003582319.tif 000012