説明

イージーオープン缶蓋のリベット成形方法

【課題】 イージーオープン缶蓋のリベット成形において、薄手材を割れ無く成形する方法を提供する。
【解決手段】タブ付きイージーオープン缶蓋のタブを固定するリベット用突出部を第1工程および第2工程からなる2工程の張り出し成形により成形するイージーオープン缶蓋のリベット成形方法であって、板厚0.19〜0.22mmの薄手材、または板厚0.15〜0.19mmの極薄硬質材の場合、それぞれ規定する寸法の工具を用いて、張り出し成形を行う。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は薄手材を用いたイージーオープン缶蓋のリベット成形方法に関し、2工程でリベット用突出部を張り出し成形した際に発生する割れを防止することを可能とする第1工程の成形技術に関するものである。
【背景技術】
【0002】
イージーオープン缶の缶蓋は、缶蓋本体に設けられたスコア線で区画される部分を引き裂くためのタブがリベットによって取付けられるのが一般的である。このリベットは缶蓋の本体に2工程で張り出し成形を施すことによって、その表面に円柱状の突出部を成形し、タブをその突出部に挿入した後、リベット用突出部を押し潰し、頭部をタブ穴よりも大きく拡径させることによってリベットを成形し、タブの取り付けを行う。しかし、コストダウンのために、薄手材を用いた場合、第1、第2張り出し成形の段階で、突出部の頂上もしくはパンチ肩で割れが発生する。従って、これまでは薄手材のような難成形材を突出成形する場合、予備成形である張り出し成形の工程数を増やし3工程で張り出し成形を行ってきた。
【0003】
しかし、そのためには新たな設備投資が必要となり、かえってコストの増加を招くという問題があった。特開平5-69067号公報ではリベット用突出部を第1予備成形にて上側に突出させ、次いで第1予備成形時の成形径より小さい径で下側に突出させるリベット予備成形を順に行う方法によって成形工程を短縮できる技術が開示されている。従来用いられている板厚0.22mmより厚い素材が対象であるなら、この成形方法によって少ない工程で成形することは可能であるが、本発明が対象としている薄手材を成形した場合は、かえって割れを助長する結果となる。また他のリベット成形方法として特開平9-165056号公報、特開2005-186089号公報があるが、これらはタブ回りの抑制を目的としており、この成形方法で本発明が対象としている板厚0.22mm以下の薄手材を成形した場合、割れが発生する可能性が高い。
【特許文献1】特開平5-69067号公報
【特許文献2】特開平9-165056号公報
【特許文献3】特開2005-186089号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述したように従来、薄手材のような難成形材を張り出し成形する場合、工程数を2工程から3工程に増やす必要があったが、本発明は第1工程の工具形状を規定することによって、リベット張り出し成形の工程数を増やすことなく、2工程で板厚0.22mm以下の薄手材を割れなく成形する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、前述の課題を解決するため鋭意検討の結果なされたものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
(1)タブ付きイージーオープン缶蓋のタブを固定するリベット用突出部を第1工程および第2工程からなる2工程の張り出し成形により成形するイージーオープン缶蓋のリベット成形方法であって、前記第1工程のパンチ径d1、パンチ高さh1、成形前のブランク断面線長L0(=ブランク径)、第1工程後のブランク断面線長L1、成形によるブランク断面の延伸量ΔL1(=L1−L0)、また前記第2工程のパンチ径d2、パンチ高さh2、第2工程後のブランク断面線長L2、成形によるブランク断面の延伸量ΔL2(=L2−L0)と定義した場合に、板厚0.19〜0.22mmの薄手材に対して、1.5d2<d1<4d2、1.2h2<h1<2.5h2なる工具を用いて、ブランク断面延伸量が0.7ΔL2<ΔL1<ΔL2となるような第1工程を行うことを特徴とするイージーオープン缶蓋のリベット成形方法。
(2)タブ付きイージーオープン缶蓋のタブを固定するリベット用突出部を第1工程および第2工程からなる2工程の張り出し成形により成形するイージーオープン缶蓋のリベット成形方法であって、前記第1工程のパンチ径d1、パンチ高さh1、成形前のブランク断面線長L0(=ブランク径)、第1工程後のブランク断面線長L1、成形によるブランク断面の延伸量ΔL1(=L1−L0)、また前記第2工程のパンチ径d2、パンチ高さh2、第2工程後のブランク断面線長L2、成形によるブランク断面の延伸量ΔL2(=L2−L0)と定義した場合に、板厚0.15〜0.19mmの極薄材に対して、2d2<d1<4d2、1.8h2<h1<2.5h2なる工具を用いて、ブランク断面延伸量が0.8ΔL2<ΔL1<ΔL2となるような第1工程を行うことを特徴とするイージーオープン缶蓋のリベット成形方法。
【発明の効果】
【0006】
第1予備成形の工具形状を前述した値に規定することによって、リベット予備成形の工程数を増やすことなく、板厚0.22mm以下の薄手難成形材を割れなく成形することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0007】
本発明は先ず第1工程にてリベット用突出部を成形するための予備成形である張り出し成形を行う。続いて第2工程にてリベット用突出部形状を所定の形状にするための成形を行う。この第2工程後の形状は、その後のリベット成形にてタブを確実に加締めるために必要な形状であるため、使用するタブの形状によってほぼ規定され、第1工程に比べ形状の変更代が小さい。リベット成形とはリベット用突出部を押し潰し、タブ穴系よりも突出部を拡径することによってタブを固定する成形方法であるから、押し潰し後、十分な径を得るためには第2工程後の突出形状は円柱状であることが好ましく、そのパンチのRは小さい方が好ましい、またタブを固定するに十分な張り出し高さも必要となる。つまり、第2工程を単独で成形する場合、非常に厳しい張り出し成形を行うことになる。そのため、通常1ないしは2工程の予備成形を行い、徐々に成形を行うことによって、急激な成形による割れを防止している。本発明は、第1予備成形の工具形状を規定することによって、リベット予備成形の工程数を増やすことなく、板厚0.22mm以下の薄手材のような難成形材を割れなく成形することを目的としており、第1工程の工具形状について鋭意研究を重ねた結果、以下の結論に達した。
【0008】
<第1工程パンチ径d1>
第1工程後のブランク断面の延伸量を前述した範囲に制御した場合、第1工程のパンチ径が小さすぎると、パンチ頂上部もしくはパンチR部にて変形が集中し、第1工程で割れが発生してしまう。そのため、第1工程のパンチ径を大きくし、変形の集中を緩和する必要がある。つまり、板厚0.19〜0.22mmの薄手材を成形する場合、第1工程のパンチ径d1、第2工程のパンチ径d2とするとd1>1.5d2とする。また、板厚0.15〜0.19mmとより板厚が薄く、より厳しい条件で成形を行う場合はd1>2d2とする。一方パンチ径が大きすぎるとパンチ荷重が過大となり成形が不安定となるためd1<4d2とする。
<第1工程パンチ高さh1>
第1工程のパンチ高さが低く、張り出し高さが不足している場合、第1工程で必要なブランク断面の延伸量が得られないだけでなく、その分第2工程におけるブランクの張り出し量が増えるため、第2工程で割れが発生してしまう。そのため、第1工程のパンチ高さh1、第2工程のパンチ高さh2とすると、板厚0.19〜0.22mmの薄手材を成形する場合、h1>1.2h2とする。また板厚0.15〜0.19mmとより板厚が薄く、より厳しい条件で成形を行う場合はh1>1.8h2とする。一方第1工程のパンチ径が高すぎると、第1工程で割れが発生するため、h1<2.5h2とする。
<第1工程後のブランク断面の延伸量ΔL1>
前述したように、第2工程のパンチ形状はRが小さく、パンチ径に対して、パンチ高さが高いことから、第2工程単独で見た場合、非常に厳しい張り出し成形であり、割れが発生する確率が非常に高い。そこで、極力第2工程で材料を張り出す(延伸させる)事を避け、形状を所定の形に整えるためだけの工程とすることが望ましく、その分を第1工程で張り出しておく必要がある。そのため、板厚0.19〜0.22mmの薄手材を成形する場合、第1工程後のブランク断面の延伸量ΔL1が、第2工程後のブランク断面の延伸量ΔL2の70%以上、つまり0.7ΔL2<ΔL1とする。また、板厚0.15〜0.19mmとより板厚が薄く、より厳しい条件で成形を行う場合は0.8ΔL2<ΔL1とする。一方、ΔL2に対して、ΔL1が大きすぎると第2成形後、材料が余り、規定のリベット用突出形状が得られないばかりか、第1工程での張り出し量が過大となるため、第1工程で割れが発生してしまう。そのため、ΔL1の上限はΔL2とする。
【実施例】
【0009】
本発明の実施例を図1に示す。ブランク板厚は本発明が対象とする、0.21mm及び、極薄の0.17mmの2種類を用いた。板厚0.21mmの試験結果を表1に、板厚0.17mmの試験結果を表2に示す。ブランク径は69.2mmであり、薄肉化しても缶として必要な強度を確保するため、圧延により強度向上させた材料(引張り強度550Mpa、全伸び6%)を用いている。このような特性のブランクを予備成形である第1工程で張り出し成形をした後、第2工程でリベット突出形状を決める成形を行い、その後タブを加締めるリベット成形を行う。第2工程のパンチ径はタブの形状から決まる固定した値であり、本実施例ではパンチ径4.66mm、パンチ高さ1.82mmである。これに対して第1工程の工具は表1、2に示すサイズの工具を用いて成形を行った。板厚0.19〜0.22mmの薄手材を成形する場合、本発明適用の第1工程工具条件は1.5d2<d1<4d2、1.2h2<h1<2.5h2であるため、第1工程パンチ径は6.99〜18.64mm、第1工程パンチ高さは2.18〜4.55mmが本発明適用範囲となる。
【0010】
また板厚0.15〜0.19mmの極薄材を成形する場合、本発明適用の第1工程工具条件は2d2<d1<4d2、1.8h2<h1<2.5h2であるため、第1工程パンチ径は9.32〜18.64mm、第1工程パンチ高さは3.28〜4.55mmが本発明適用範囲となる。また第2工程をパンチ径4.66mm、パンチ高さ1.82mmの工具で成形した場合のブランク断面の延伸量ΔL2は1.8mm(L2=71.0mm)であった。これに対して第1工程後のブランク断面の延伸量ΔL1及びΔL1をΔL2で割った値を表中に示しており、板厚0.19〜0.22mmの薄手材を成形する場合、ΔL1/ΔL2の値が0.7以上、1.0以下が本発明適用範囲である。板厚0.15〜0.19mmの極薄手材を成形する場合、ΔL1/ΔL2の値が0.8以上、1.0以下が本発明適用範囲である。
【0011】
【表1】

【0012】
【表2】

表1にブランク板厚0.21mmの試験結果を示す。条件No.1、2が本発明例である。条件No.1、2はΔL1/ΔL2を0.7以上1.0以下とし、更にパンチ径、パンチ高さを請求項1に記載の範囲とすることによって、板厚0.21mmの薄手材であっても、2工程とも割れの発生なく成形が可能である。条件No.3は、パンチ高さが不足しているため、第1工程で十分なブランク断面の延伸量が得られておらず、その分、第2成形時の変形量が増し、第2工程で割れが発生した。条件No.4はパンチ径が小さい上に、径に対するパンチ高さが高いため、成形が可能であるものの、材料余りが発生した。条件No.5はブランク断面の延伸量は本発明範囲内であるが、パンチ高さに対して、パンチ径が小さすぎるため、変形が一部に集中し、第2工程で割れが発生した。
【0013】
表2にブランク板厚0.17mmの試験結果を示す。条件No.6、7が本発明例である。条件No.6、7はΔL1/ΔL2を0.8以上1.0以下とし、更にパンチ径、パンチ高さを請求項2に記載の範囲とすることによって、板厚0.17mmの極薄材であっても、2工程とも割れの発生なく成形が可能である。条件No.8はパンチ径、パンチ高さ共に不足しているため、第1工程で十分なブランク断面の延伸量が得られておらず、その分、第2成形時の変形量が増し割れが発生した。条件No.9はパンチ高さが高すぎるために、第1工程で割れが発生した。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明のイージーオープン缶蓋のリベット成形方法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【0015】
1 成形前ブランク断面
2 第1工程上ダイス
3 第1工程後ブランク断面
4 第1工程パンチ
5 第2工程上ダイス
6 第2工程後ブランク断面
7 第2工程パンチ
L0 成形前ブランク断面線長(mm)
L1 第1工程後のブランク断面線長(mm)
d1 第1工程パンチ径(mm)
h1 第1工程パンチ高さ(mm)
L2 第2工程後のブランク断面線長(mm)
d2 第2工程パンチ径(mm)
h2 第2工程パンチ高さ(mm)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
タブ付きイージーオープン缶蓋のタブを固定するリベット用突出部を第1工程および第2工程からなる2工程の張り出し成形により成形するイージーオープン缶蓋のリベット成形方法であって、前記第1工程のパンチ径d1、パンチ高さh1、成形前のブランク断面線長L0(=ブランク径)、第1工程後のブランク断面線長L1、成形によるブランク断面の延伸量ΔL1(=L1−L0)、また前記第2工程のパンチ径d2、パンチ高さh2、第2工程後のブランク断面線長L2、成形によるブランク断面の延伸量ΔL2(=L2−L0)と定義した場合に、板厚0.19〜0.22mmの薄手材に対して、1.5d2<d1<4d2、1.2h2<h1<2.5h2なる工具を用いて、ブランク断面延伸量が0.7ΔL2<ΔL1<ΔL2となるような第1工程を行うことを特徴とするイージーオープン缶蓋のリベット成形方法。
【請求項2】
タブ付きイージーオープン缶蓋のタブを固定するリベット用突出部を第1工程および第2工程からなる2工程の張り出し成形により成形するイージーオープン缶蓋のリベット成形方法であって、前記第1工程のパンチ径d1、パンチ高さh1、成形前のブランク断面線長L0(=ブランク径)、第1工程後のブランク断面線長L1、成形によるブランク断面の延伸量ΔL1(=L1−L0)、また前記第2工程のパンチ径d2、パンチ高さh2、第2工程後のブランク断面線長L2、成形によるブランク断面の延伸量ΔL2(=L2−L0)と定義した場合に、板厚0.15〜0.19mmの極薄材に対して、2d2<d1<4d2、1.8h2<h1<2.5h2なる工具を用いて、ブランク断面延伸量が0.8ΔL2<ΔL1<ΔL2となるような第1工程を行うことを特徴とするイージーオープン缶蓋のリベット成形方法。


【図1】
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【公開番号】特開2007−283364(P2007−283364A)
【公開日】平成19年11月1日(2007.11.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−113943(P2006−113943)
【出願日】平成18年4月18日(2006.4.18)
【出願人】(000006655)新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Fターム(参考)】