(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の割型セグメントが拡開して缶胴の張出し成形を行う缶胴の張出し成形用金型であって、該金型の平面断面において前記各割型セグメントが、拡開した状態での外接円半径Ｒ1より小さい半径Ｒ2からなる成形面を有し、且つ該成形面の有効角θが次式
θ＞３６０°／金型の割数
を満たすように、半径Ｒ2を有する断面円形部材をｎ等分（ｎは３以上の整数）して得たｎ個の割型セグメントと、該割型セグメントと同様にして半径Ｒ2を有する他の断面円形部材から得られたａ個の割型セグメントとを組合せた（ｎ＋ａ）個の割型セグメントからなり、前記ａが、ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａを満たす最も大きい自然数であることを特徴とする缶胴の張出し成形用金型。
【請求項２】
複数個の割型セグメントからなり、各割型セグメントは金型の平面断面において、金型が拡開した状態での外接円半径Ｒ1より小さい半径Ｒ2からなる成形面を有し、且つ該成形面の有効角θが次式
θ＞３６０°／金型の割数
を満たすようにした缶胴の張出し成形用金型の製造方法であって、半径Ｒ2を有する断面円形部材をｎ等分（ｎは３以上の整数）してｎ個の割型セグメントを得、該割型セグメントと同様にして半径Ｒ2を有する他の断面円形部材から得られたａ個の割型セグメントとを組合せることにより、（ｎ＋ａ）個の割型セグメントからなる張出し成形用金型を製造することからなり、前記ａが、ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａを満たす最も大きい自然数であることを特徴とする缶胴の張出し成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶胴を張出し成形するための割型セグメントの組合せからなる金型及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、缶胴内部で拡開することによって缶胴の張出し成形を行う金型１０は、図４に示すように、複数個（図示の例では１０個）の割型セグメント１１に分割して、拡開可能に組立られている。各割型セグメントは、例えば、樽缶等の中央断面が全周に均一に膨出している缶成形用の金型の場合、拡開した状態での断面半径Ｒの成形型面１２を外周部に有し、その端部１３は拡大して示されているように、ごく小さな面取ｒが施されている。該割型セグメントは、半径Ｒを有する断面円形部材から機械加工により、図４に示す拡開状態から収縮状態に移行できるように収縮隙間ｓを取って分割成形により得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように割型セグメントの組合せからなる従来の張出し成形用金型で缶の張出し成形を行った場合、成形された缶には、各割型セグメントの端部の面取ｒの痕跡が縦方向に筋となって見える傾向にあり、滑らかな張出し成形面を得ることができないという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであり、割型セグメントによる張出し成形における縦筋の発生を防止して、張出し成形面が滑らかな張出し成形缶を得ることができる張出し成形用金型及び該金型を簡単に製造することができる張出し成形用金型の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するための研究過程で、従来の張出し成形において縦筋が発生するのは、張出し成形がラジアル方向に進行する結果、割型セグメントの成形型面両端の面取りした小さい曲率半径ｒの部分も成形に関与し、この部分の面圧が高くなることに主な原因があることに着目し、さらに研究を進めた結果、大きな曲率半径の成形型面部分だけで張出し成形を行う手段を見出し、本発明に到達したものである。
【０００６】
即ち、上記課題を解決する本発明の張出し成形用金型は、拡開して缶胴の張出し成形を行う複数の割型セグメントからなる缶胴の張出し成形用金型であって、該金型の平面断面において前記各割型セグメントが、拡開した状態での外接円半径Ｒ1より小さい半径Ｒ2からなる成形面を有し、且つ該成形面の有効角θが次式
θ＞３６０°／金型の割数
を満たすように、半径Ｒ2を有する断面円形部材をｎ等分（ｎは３以上の整数）して得たｎ個の割型セグメントと、該割型セグメントと同様にして半径Ｒ2を有する他の断面円形部材から得られたａ個の割型セグメントとを組合せた（ｎ＋ａ）個の割型セグメントからなり、前記ａが、ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａを満たす最も大きい自然数であることを特徴とするものである。
【０００７】
そして、本発明の張出し成形用金型の製造方法は、複数個の割型セグメントからなり、各割型セグメントは金型の平面断面において、金型が拡開した状態での外接円半径Ｒ1より小さい半径Ｒ2からなる成形面を有し、且つ該成形面の有効角θが次式
θ＞３６０°／金型の割数
を満たすようにした缶胴の張出し成形用金型の製造方法であって、半径Ｒ2を有する断面円形部材をｎ等分（ｎは３以上の整数）してｎ個の割型セグメントを得、該割型セグメントと同様にして半径Ｒ2を有する他の断面円形部材から得られたａ個の割型セグメントとを組合せることにより、（ｎ＋ａ）個の割型セグメントからなる張出し成形用金型を製造することからなり、前記ａが、ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａを満たす最も大きい自然数であることを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の缶胴の張出し成形用金型の断面及びその製造方法を示している。本実施形態では、１０個の割型セグメント２、２・・・からなる張出し成形用金型１を示している。該成形用金型１は、半径Ｒ1の張出し成形部の張出し成形をする金型であり、図１に示すように金型が拡開した状態の外接円が半径Ｒ1となるようになっている。各割型セグメント２は、金型が拡開した状態での外接円半径Ｒ1より小さい半径Ｒ2からなる成形型面３を有し、且つ該成形面の有効角θが次式
θ≧３６０°／金型の割数・・・・（１）
を満たすように設計されている。なお、本実施形態の各割型セグメント成形面の両端部は、従来の場合と相違して特に面取ｒを施す必要はなく、本実施形態でも面取を行っていない。
【０００９】
本実施形態に係る張出し成形用金型１は、以上のように構成されているので、張出し成形に際して、微視的にみれば各割型セグメントの中央部が最初に缶胴に内接し、拡開するにつれて各割型セグメントの中央部から左右の円弧面が次第に当り、同様に隣接する割型セグメントからも成形が進んでくる。即ち、張出し成形が成形型面３の中央部を基準にして接線方向に進むことになる。その際、缶胴は各割型セグメントの中央を基準にその間の成形が半径Ｒ2の円弧面で行われるが、成形面が中央部から接線方向に進むので、中央部間も両側から連続的な半径Ｒ1の円弧面に成形され、全体として滑らかな半径Ｒ1の円形に張出し成形される。従って、割型セグメントの端部も半径Ｒ2の連続する円弧面にあるので、割型セグメント間の隙間部分も連続して接線方向に成形が進み、隙間も滑らかに成形され、従来のような縦筋状の痕跡を発生させることなく張出し成形ができる。
【００１０】
次に、上記構成の成形用金型の製造方法の実施形態について説明する。
前記実施形態の張出し成形用金型を、従来と同様な方法、即ち、半径Ｒ1を有する断面円形部材から、異なる半径Ｒ2の成形型面を有する各割型セグメントを機械加工により製造することは非常に困難であるが、本発明では、半径Ｒ2を有する２本の断面円形部材から、従来と同様な方法で得られた割型セグメントを組合せることによって、簡単に前記金型を製造することを可能にした。
【００１１】
即ち、図２に示すように、まず半径Ｒ2を有する断面円形部材５1を収縮隙間ｓを除きｎ等分（ｎは３以上の整数）してｎ個（図の実施形態では８個）の割型セグメント２を得る。その場合、このようにして得られたｎ個の割型セグメントだけでは、割型セグメントが不足するので、不足分ａ個（本実施形態では２個）を図２（ｂ）に示すように同様にして他の断面円形部材５2から得られたものを採用して、図１に示すように、拡開時の外接円半径がＲ1となるように組合せることによって、半径Ｒ2を有する割型セグメント（ｎ＋ａ）個（本実施形態では１０個）からなる張出し成形用金型１を簡単に得ることができる。
【００１２】
上記製造に際して、半径Ｒ2を有する２つの断面円形部材から得たものを組合せて図２に示すように１つの割型に組立るには、少なくとも前記ａは
ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａ
を満たす関係にある整数でなければならないが、そのうちの最も大きな整数を選択するのが望ましい。この条件を満たすように、Ｒ2及びａ、ｎを選択することによって、本発明の張出し成形用金型を容易に得ることができる。
【００１３】
以上のように、本発明の方法によれば、各割型セグメントの成形型面は、成形用金型全体の外接円と違う曲率を有していても、従来と同様に断面円形部材を単に等分割して組み立てるだけで得ることができるので、製造方法が非常に簡単である。しかも、各割型成形型面は、面取り加工する必要も特にないので、その工程分図４に示すような従来の張出し成形用金型の製造方法よりも、簡単な工程で製造できる。
【００１４】
【実施例】
張出し成形部の半径が３４．７５mmの樽缶を成形する金型を次のような寸法を設定して得た。
Ｒ2＝２６．５０mmの断面円形部材を使用して、各割型セグメント間に拡開に必要な隙間ｓ＝１．６０mmを除いて円形断面を８等分して割型セグメント部材を得、且つ該割型セグメント部材の成形面端部にｒ＝０．２０mmの面取りを施して、成形型面の半径Ｒ2＝２６．５０mm、成形型面の有効角θ＝４０．６４°の割型セグメントを得た。同様にして他の断面円形部材から得られた２個と合わせて合計１０個の割型セグメントを、最大拡開時の外接円半径Ｒ1が３４．７５mmとなるように組立てて、図３に示すような張出し成形用金型７を得た。なお、図３において８は割型セグメントを表わし、（ａ）は張出し成形用金型が収縮している状態、（ｂ）は拡開している状態を示しているが、寸法関係は該実施例に必ずしも正確に一致しているものではない。
【００１５】
このようにして得られた成形用金型により、アルミニュームの２ピース缶に張出し成形を行って樽型形状の缶を得た。このようにして得られた缶には、通常の視覚では縦筋は観察できず、本発明の張出し成形用金型が縦筋の発生に極めて有効であることが確認された。なお、上記実施例では、成形型面の端部に面取りを施したが、該面取り部分は、成形には何も関与しないので、面取りは行わなくても良い。
【００１６】
また、元板厚さ０．１７５mmの両面ポリエステル樹脂被覆鋼板を薄肉化深絞り・しごき成形した３５０ml用スチール製２ピース缶について、上記成形金型及び図４のような従来の金型（Ｒ1＝３４．７５mm、ｒ＝０．５０mm）を用い、それぞれ樽型形状の張出し成形を行って、成形性を比較した。その結果、従来の金型で成形したものでは割型端部で縦筋の発生が見られ、張出し量を増すと縦筋部からクラックが発生した。そのときの拡径率は４．０％であった。これに対し、本案の上記成形金型を使用した場合には、縦筋の発生は全く見られず、またクラックの発生限界（割型中央頂点部を起点に発生）は拡径率で４．５％であり、成形性の向上が確認された。
【００１７】
また、他の実施例として、前記Ｒ1、Ｒ2は前記実施例と同じ寸法を設定し、断面円形部材を１０分割して１つの断面円形部材から１０個の割型セグメントを得ると、前記ｎ（Ｒ1−Ｒ2）／Ｒ2≧ａを満たす最大の整数ａは３となり、この場合は、１３個の割型セグメントからなる成形用金型を得ることができた。その場合の有効角θはθ＝３２．５４゜（ｓ＝１．６０mm、面取りｒなし）であった。それによっても、缶胴の成形面には、縦筋の発生は全く観察されなかった。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の張出し成形用金型によれば、成形に関与するのは曲率半径の大きい成形面だけであるので、割型セグメントの両端部による縦筋の発生がなく、張出し成形面が滑らかな張出し成形缶を得ることができる。
【００１９】
また、本発明の張出し成形用金型製造方法によれば、半径Ｒ2を有する２本の断面円形部材から、従来と同様な方法で得られた割型セグメントを組合せることによって、各割型セグメントの成形型面は、成形用金型全体の外接円と違う曲率を有していても、断面円形部材を単に等分割して得ることができるので、製造方法が非常に簡単である。しかも、各割型セグメントの成形型面は、面取り加工する必要も特にないので、従来の張出し成形用金型の製造方法よりも、簡単な工程で製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る缶胴張出し成形用金型の平面断面を示す模式図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は図１の張出し成形用金型の製造方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施例に係る缶胴張出し成形用金型の平面断面を示す模式図であり、（ａ）は金型収縮している状態、（ｂ）は拡開している状態をそれぞれ示している。
【図４】従来の缶胴張出し成形用金型の平面断面を示す模式図である。
【符号の説明】
１、７  張出し成形用金型      ２、８  割型セグメント
３  成形型面                ５1、５2 断面円形部材
Ｒ1 外接円半径Ｒ1 Ｒ2 割型セグメントの成形型面の半径
【図１】
0003981990.tif 000002
【図２】
0003981990.tif 000003
【図３】
0003981990.tif 000004
【図４】
0003981990.tif 000005