金型およびこれを用いた金属容器の製造方法
【課題】 １台のプレス装置にセットした金型で、途中で金型を交換する作業を行わずに深い有底容器を製造することができるようにする。
【解決手段】 （ａ） 最も外側の補助パンチ２２を下降して円環状の溝を成形する工程、（ｂ）前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを下降して円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを繰り返す工程、（ｃ）補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で絞り加工を行う工程、（ｄ）成形ダイの外側に金属素材が残っているときは、以後（ｂ）〜（ｃ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造する。
【解決手段】 （ａ） 最も外側の補助パンチ２２を下降して円環状の溝を成形する工程、（ｂ）前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを下降して円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを繰り返す工程、（ｃ）補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で絞り加工を行う工程、（ｄ）成形ダイの外側に金属素材が残っているときは、以後（ｂ）〜（ｃ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属容器を製造するための金型および金属容器製造方法に関する。
ここでいう「容器」の用語は、底壁と側壁とを有する有底のカップ状製品をいい、完成品、半製品を問わず「容器」に含まれるものとする。その用途は特に限定されない。例えば、最終製品としての金属製圧力容器とともに、最終製品に加工される前の中間加工品である有底筒状ライナーのような半製品も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスを充填する圧力容器には、従来から、アルミ、鉄、ステンレス等の金属容器が用いられている。このような金属容器を製造する際に、円板状の金属素材（ブランク）を被加工部材として用いて、絞り加工によって円筒形の有底容器を製作することがなされている。
一般に、絞り加工では、孔（ダイ孔という）が形成されたダイの上に、被加工部材である板状素材を載せる。次いで、パンチをダイ孔に向けて圧下させ、板状素材をダイス孔に押し込むことにより底壁及び側壁の加工が行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
側壁を長くした深い容器を製造したい場合、一工程による絞り加工では限界絞り比を超えてしまい、破断するおそれがある。その場合は、大径の金型（パンチとダイ）による絞り加工によって被加工部材を大径のカップ形状に成形しておき、ついで小径の金型に交換して二回目の絞り加工を施して所望のカップ形状に加工する再絞り加工が利用されている（特許文献２参照）。さらに深い容器を形成する場合は、３つ以上の金型を交換するようにして、限界絞り比を超えないようにして再絞り加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３０５３５９号公報
【特許文献２】特開平０６−２３４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガソリンなどの化石燃料で走行する車に代わる次世代の自動車として、燃料電池走行車の開発が進められている。燃料電池走行車では、燃料として使用される水素ガスを充填するための車載用高圧ガス容器が搭載される。この車載用高圧ガス容器は、車幅以内の長さで、できるだけ長い容器にすることで、大容量の容器にすることが求められている。
【０００６】
円板状の金属素材（ブランク）から長い容器を製造するには、上述したように限界絞り比を超えないように加工する必要があり、そのため、従来は複数の金型を用意しておく必要があった。また、加工時に作業者はそれぞれ異なる金型を取り付けた複数のプレス装置間で金属素材を移動して加工したり、１台のプレス装置で金型を交換しながら加工したりする必要があり、手間がかかった。
【０００７】
そこで、本発明は、１つの金型を用いて通常の絞り加工で製造すれば、限界絞り比を超えてしまうため、決して加工できない深さの金属容器を、１台のプレス装置にセットした金型で、途中で金型を交換する作業を行わずに製造することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の金型は、円板状の金属素材から有底容器を製造するための金型であって、円筒状の成形パンチと、この成形パンチの外側下方の位置で成形パンチと同軸状に対向配置され、加工時に前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイとを備える。また、この成形ダイの外径より大径であり、成形パンチの外側の位置および成形ダイの外側の位置で交互に、かつ、同軸状に対向配置され、成形パンチと成形ダイとによる加工前に補助的な曲げ加工を行う少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとを備える。さらに、成形ダイの上面および各補助ダイの上面は、円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされる。そして、各補助パンチは、加工時に各補助パンチの外側下方位置に対向配置される補助ダイ、内側下方位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイの間に挿入され、金属素材に曲げ加工が行われて垂直壁が含まれる円環状の溝が形成されるようにしてある。
【０００９】
ここで、「補助的な曲げ加工」とは、加工の中間段階で行う一時的な仮の曲げ加工をいう。このときの曲げ加工によって形成された円環状の溝は、後の工程でさらに変形されることになる。
また、「円筒状の成形パンチ」、「中空円筒状の成形ダイ」、「中空円筒状の補助パンチ」、「中空円筒状の補助ダイ」は、金型として金属素材の加工に寄与する部分の形状をいい、これらをプレス装置に取り付ける取り合い部分の形状や取り付け構造については特に限定されない。
【００１０】
また、上記課題を解決するためになされた本発明の金属容器製造方法は、上述した金型を用いて、成形ダイおよび補助ダイの上に載置した円板状の金属素材から有底容器を製造する金属容器製造方法であって、（ａ）最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、円板状の金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を成形する工程、（ｂ）前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを、直前工程で形成された円環状溝の内側垂直壁が消失しない範囲で下降して補助的な曲げ加工を行い、新たに垂直壁を有する円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを行い、最も内側の補助パンチを下降するまで繰り返す工程、（ｃ）最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で成形パンチを下降して絞り加工を行うことにより、有底容器を底側から成形する工程、（ｄ）前工程で、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、以後（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造するようにしている。
【００１１】
本発明によれば、まず、（ａ）の工程で、最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、金属素材上で当該補助パンチが圧下される位置に、円環状の溝を成形する。このとき円環状溝内に（ダイの側壁に沿って）垂直壁が形成されるまで補助パンチを下降する。
続いて、（ｂ）の工程で、最も外側の補助パンチを元の位置に戻し、１つ内側の補助パンチを下降して２本目の円環状溝を形成する。このとき、２本目の円環状溝の領域に部分的な絞り加工が行われることになり、先ほど形成された１本目の円環状溝の内側の垂直壁が変形（少しずつ短くなる）することになるが、この垂直壁が短くなって完全消失するまでは、当該垂直壁よりも外側にある金属素材の縮径変化を一時抑えることができるようになる。すなわち、加工に必要な力は、垂直壁を曲げ変形することに要する力（曲げ成形力Ｆ２という）が主となり、当該垂直壁より外側にある金属素材が縮径変化するのに要する力（縮みフランジ成形力Ｆ１という）が加わるのを抑えることができる。
よって、比較的小さな曲げ成形力Ｆ２による曲げ加工によって、２本目の円環状溝を形成することができるので、加工時に破断のおそれがなくなる。以後同様に、順次、１つずつ内側の補助パンチを下降させて、当該補助パンチに対向する位置に次々と垂直壁が含まれる円環状溝を形成する。
続いて、（ｃ）工程で、最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が完全に消失するまでの範囲で、成形パンチを下降して絞り加工を行う。これにより、有底容器を底側から成形する。このように少しずつ絞り加工を行うことで、限界絞り比を超えないようにしながら絞り加工を行う。
続いて、（ｄ）工程では、前工程までで、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行う。以後（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工が行われるまで、同様の加工を繰り返すことで、有底容器を完成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属素材から有底容器を加工する際に、多段の補助パンチおよび補助ダイによって円環状溝を外側から次々と形成し、そのときに形成される円環状溝の垂直壁を利用して、垂直壁が消失しない範囲で少しずつ絞り加工を進展させるようにしているので、垂直壁が変形している間は金属素材に縮径変化が生じず、金属素材に対し縮径変化するのに要する力が加わるのを抑えることができる。これにより、限界絞り比を超えた加工が行われるのを避けることができ、１つのプレス装置に取り付けた金型だけで、金型交換作業を行うことなく、安全に絞り加工を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である金型およびこれを用いた金属容器製造装置の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４Ａ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｂ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｃ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｄ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｅ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｆ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｇ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｈ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の金型、および、これを用いた金属容器製造方法について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である金型を取り付けた金属容器製造用プレス装置の全体構成を示す概略断面図、図２はそのＡ−Ａ’断面図、図３はそのＢ−Ｂ’断面図である。
【００１５】
プレス装置１０は、装置下方側に複合ダイ１１が設置され、複合ダイ１１の上方側には対向する位置に複合パンチ１２が取り付けられる。
複合パンチ１２は、中央に配置される円筒状の成形パンチ２１と、その外側に多段に配置される中空円筒状の補助パンチ２２、２３、２４とからなる。このうち、成形パンチ２１については、中空の円筒形状でも中実の円筒形状でもよい。中空円筒にすれば軽量化が図れ、中実円筒にすれば、底壁の形状を丸くしたり、任意の形状にしたりすることができる。
なお、本実施形態では補助パンチは３段であるが、加工対象である円板状金属素材Ｍの直径に応じて、段数を増減すればよい。具体的には、金属素材の直径が大きくなるにつれて段数を増やすことで限界絞り比を超えない加工ができるようにする。
【００１６】
複合ダイ１１は、成形パンチ２１の下方外側に配置される中空円筒状の成形ダイ３１と、その外側に多段に配置される中空円筒状の補助ダイ３２、３３、３４とからなる。補助ダイの段数は、上述した補助パンチの段数に合わせるようにしてある。
成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４は上面の高さを揃えるようにしてあり、これにより、円板状の金属素材Ｍをセットしたときに、それぞれのダイによって支持されるようにしてある。
【００１７】
本実施形態では成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４が一体になるように固定してあるが、金属素材の板厚によってダイとパンチとの隙間距離を変更できるように、それぞれ別々に分割して取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
また、図に示されるように、成形ダイ３１、成形パンチ２１、補助ダイ３２、３３、３４、補助パンチ２２、２３、２４は、共通の軸線を中心軸にして同軸状に配置され、かつ、交互に配置されるようにしてある。そして成形パンチ２１は成形ダイ３１の中空内に挿入され、各補助パンチ２２、２３、２４はそれぞれの内側と外側に隣接する成形ダイ３１または補助ダイ３１、３２、３３の間に緩やかに挿入されるようにしてある。各パンチおよび各ダイの径は、挿入された状態のときに金属素材を曲げることができるが、板厚が極端に延伸され薄くならないようにするために、金属素材の板厚とほぼ同程度またはわずかに小さい隙間がパンチとダイとの間に形成されるように設計してある。
また、各パンチおよび各ダイが金属素材と当接する端面は曲面にしてあり、この端面が当接する金属素材に曲面壁が形成されるようにしてある。
【００１９】
そして、成形パンチ２１と各補助パンチ２２、２３、２４は、それぞれが独立に油圧シリンダ４１〜４４のピストン４５〜４８に接続してあり、油圧シリンダ内に供給する油量を調整することによってピストンを上下移動することにより、各パンチが上下に移動するようにしてある。
【００２０】
また、成形パンチ２１は、製造する有底容器の深さに応じた長さが必要であるため、他の補助パンチ２２〜２４よりも側壁の長さを長くしてある。同様に、成形ダイ３１についても、製造する有底容器の深さに応じて他の補助ダイ３２〜３４よりも側壁を長くしてある。なお、本実施形態では補助パンチ２２、２３、２４の長さを同じにし、補助ダイ３２、３３、３４の長さも同じにしてあるが、内側になるほど長くして、補助パンチを押し込むときのストロークを内側ほど大きくするようにしてもよい。
【００２１】
プレス装置１０は通常のプレス装置と同様にコンピュータ制御されるが、制御パラメータとして、各パンチの初期設定位置、押し込み開始位置、押し込み開始時間、押し込み距離、押し込み終了時間、引き戻し開始時間、引き戻し距離、引き戻し終了時間、静止位置、押し込み速度、引き戻し速度、押し込み力について、予め、数値設定できるようにしてある。これらの数値設定は、製品を加工する前の予備試験や試行錯誤により、最適な条件を求めるようにする。
【００２２】
次に、上記プレス装置１０による容器製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｊ）は金属素材（ブランク材）から有底容器を製造するときの工程を順次説明する図である。以下の図では便宜上、複合ダイ１１（成形ダイ３１、補助ダイ３２、３３、３４）と、複合パンチ１２（成形パンチ２１、補助パンチ２２、２３、２４）と、金属素材Ｍとの位置関係のみを示している。
【００２３】
まず、図４（ａ）に示すように、加工対象である円板状の金属素材Ｍを、成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４の上に載せる。このとき金属素材Ｍの中心が、パンチおよびダイの中心軸と一致するように位置決めする。
続いて、図４（ｂ）に示すように、最も外側の補助パンチ２２を下降し、補助パンチ２２の外側に位置する補助ダイ３２と補助パンチ２２の内側に位置する補助ダイ３３との間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ１を形成する。
このとき、補助パンチ２２の端面と当接する部位に曲面壁Ｐ１、補助ダイ３３の端面と当接する部位に曲面壁Ｐ２が形成されるが、これらとともに曲面壁Ｐ１と曲面壁Ｐ２の間に垂直壁Ｔ１が形成されるように補助パンチ２２を十分に押し込むようにする。垂直壁Ｔ１は補助パンチ２２の側面と補助ダイ３３の側面とによって挟まれた部位に形成される。
【００２４】
続いて、図４（ｃ）に示すように、補助パンチ２２を元に戻し、１つ内側の補助パンチ２３を下降して、補助パンチ２３の外側に位置する補助ダイ３３、内側に位置する補助ダイ３３の間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ２を形成する。このとき、前工程（図４（ｂ）参照）で形成された溝Ｇ１の一部が、溝Ｇ２側に順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ１が完全に消失してしまわない範囲を限度に、補助パンチ２３の押し込み深さ（すなわち図１のピストン４７の押し込み長さ）を制限する。
【００２５】
補助パンチ２３の押し込み深さをこの範囲に制限することで、（垂直壁Ｔ１が縮んで）曲面壁Ｐ１が下から上に動く変化が生じるだけで、曲面壁Ｐ１の径方向の縮み変形は生じないようにすることができる。これにより、溝Ｇ２が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ１よりも外側の曲面壁Ｐ１が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。
【００２６】
そして、補助パンチ２３と補助ダイ３３との間に垂直壁Ｔ２が形成され、補助パンチ２３の端面と当接する部分に曲面壁Ｐ３が形成され、補助パンチ２３と補助ダイ３４との間に垂直壁Ｔ３が形成され、補助ダイ３４の端面と当接する部分に曲面壁Ｐ４が形成されるようにする。その結果、溝Ｇ１は変形し、元の位置から浮き上がるようになる。
【００２７】
続いて、図４（ｄ）に示すように、補助パンチ２３を元に戻し、補助パンチ２４を下降して、補助ダイ３４と成形ダイ３１との間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ３を形成する。このとき、前工程（図４（ｃ）参照）で形成された溝Ｇ２の一部が溝Ｇ３側に順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ３が完全に消失してしまわない範囲を限度に、補助パンチ２４の押し込み深さ（すなわち図１のピストン４６の押し込み長さ）を制限する。
これにより、溝Ｇ３が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ３よりも外側の曲面壁Ｐ３が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。そして、補助パンチ２４と補助ダイ３４との間に垂直壁Ｔ４が形成され、補助パンチ２４の端面に当接する部分に曲面壁Ｐ５が形成され、補助パンチ２４と成形ダイ３１との間に垂直壁Ｔ５が形成され、成形ダイの端面に当接する部分に曲面壁Ｐ６が形成されるようにする。このとき溝Ｇ１、Ｇ２は変形し、浮き上がるようになる。
【００２８】
続いて、図４（ｅ）に示すように、補助パンチ２４を元に戻し、成形パンチ２１を下降して、成形ダイ３１の内側に挿入する。このとき、容器の底壁Ｕ０が形成される。さらに成形パンチ２１を押し込むことにより、側壁Ｕ１が形成されていく。
このとき、前工程（図４（ｄ）参照）で形成された溝Ｇ３が、底壁Ｕ０および側壁Ｕ１側に、順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ５が完全に消失してしまわないまでを限度に、成形パンチ２１の押し込み深さを制限するようにする。これにより、底壁Ｕ０および側壁Ｕ１が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ５よりも外側の曲面壁Ｐ５が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。
【００２９】
以上の工程により、有底容器の一部が形成されるが、成形ダイ３１の外側には、まだ波形に変形した金属素材Ｍの一部が残っている。図４（ｅ）では補助ダイ３２と補助ダイ３３との間の位置まで金属素材Ｍの残り部分が存在しているので、以後は補助パンチ２２から加工を続ける。
【００３０】
すなわち、図４（ｆ）に示すように、補助パンチ２２を下降し、補助ダイ３２と補助ダイ３３との間に挿入することにより、一部が欠けた円環状の溝Ｇ１を再び形成する。この場合曲面壁Ｐ１が図４（ｂ）のときより短くなっているが、垂直壁Ｔ１は形成されている。
【００３１】
その後は、図４（ｃ）〜図４（ｆ）で説明した動作を何回か繰り返し、側壁Ｕ１を少しずつ延ばしていく。このとき、垂直壁Ｔ５の長さが１回あたりの側壁Ｕ１の長さ変化の上限となる。そして、完成直前になると、図４（ｇ）に示すように、補助パンチ２４による垂直壁Ｔ５の最後の加工が行われる。
【００３２】
続いて、図４（ｈ）に示すように、補助パンチ２４を元に戻し、成形パンチ２１を下降する。これにより、すべての金属素材Ｍが成形パンチ２１と成形ダイ３１によって絞られ、所望の有底容器Ｕ２が形成される。
以上の手順により、円板状の金属素材から有底容器を製造する際に、１つのプレス装置で確実に破断を生じることなく絞り加工を行うことができる。
【００３３】
（他の形実施形態）
上述した金属容器製造装置１０では補助パンチ２２、２３、２４と、補助ダイ３２、３３、３４とを、同じ高さにしたが、外側の補助パンチ２２、および補助ダイ３２を浅く、内側になるほど深くするようにしてもよい。
これにより、形成される円環溝を内側になるほど深くすることができるので、効率的に加工することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、円板状の金属素材から有底容器を製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０： 金属容器製造装置
１１： 複合ダイ
１２： 複合パンチ
２１： 成形パンチ
２２、２３、２４： 補助パンチ
３１： 成形ダイ
３２、３３、３４： 補助ダイ
４１、４２、４３、４４： 油圧シリンダ
４５、４６、４７、４８： ピストン
Ｔ１〜Ｔ５： 垂直壁
Ｐ１〜Ｐ６： 曲面壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属容器を製造するための金型および金属容器製造方法に関する。
ここでいう「容器」の用語は、底壁と側壁とを有する有底のカップ状製品をいい、完成品、半製品を問わず「容器」に含まれるものとする。その用途は特に限定されない。例えば、最終製品としての金属製圧力容器とともに、最終製品に加工される前の中間加工品である有底筒状ライナーのような半製品も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
高圧ガスを充填する圧力容器には、従来から、アルミ、鉄、ステンレス等の金属容器が用いられている。このような金属容器を製造する際に、円板状の金属素材（ブランク）を被加工部材として用いて、絞り加工によって円筒形の有底容器を製作することがなされている。
一般に、絞り加工では、孔（ダイ孔という）が形成されたダイの上に、被加工部材である板状素材を載せる。次いで、パンチをダイ孔に向けて圧下させ、板状素材をダイス孔に押し込むことにより底壁及び側壁の加工が行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
側壁を長くした深い容器を製造したい場合、一工程による絞り加工では限界絞り比を超えてしまい、破断するおそれがある。その場合は、大径の金型（パンチとダイ）による絞り加工によって被加工部材を大径のカップ形状に成形しておき、ついで小径の金型に交換して二回目の絞り加工を施して所望のカップ形状に加工する再絞り加工が利用されている（特許文献２参照）。さらに深い容器を形成する場合は、３つ以上の金型を交換するようにして、限界絞り比を超えないようにして再絞り加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０５−３０５３５９号公報
【特許文献２】特開平０６−２３４０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ガソリンなどの化石燃料で走行する車に代わる次世代の自動車として、燃料電池走行車の開発が進められている。燃料電池走行車では、燃料として使用される水素ガスを充填するための車載用高圧ガス容器が搭載される。この車載用高圧ガス容器は、車幅以内の長さで、できるだけ長い容器にすることで、大容量の容器にすることが求められている。
【０００６】
円板状の金属素材（ブランク）から長い容器を製造するには、上述したように限界絞り比を超えないように加工する必要があり、そのため、従来は複数の金型を用意しておく必要があった。また、加工時に作業者はそれぞれ異なる金型を取り付けた複数のプレス装置間で金属素材を移動して加工したり、１台のプレス装置で金型を交換しながら加工したりする必要があり、手間がかかった。
【０００７】
そこで、本発明は、１つの金型を用いて通常の絞り加工で製造すれば、限界絞り比を超えてしまうため、決して加工できない深さの金属容器を、１台のプレス装置にセットした金型で、途中で金型を交換する作業を行わずに製造することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた本発明の金型は、円板状の金属素材から有底容器を製造するための金型であって、円筒状の成形パンチと、この成形パンチの外側下方の位置で成形パンチと同軸状に対向配置され、加工時に前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイとを備える。また、この成形ダイの外径より大径であり、成形パンチの外側の位置および成形ダイの外側の位置で交互に、かつ、同軸状に対向配置され、成形パンチと成形ダイとによる加工前に補助的な曲げ加工を行う少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとを備える。さらに、成形ダイの上面および各補助ダイの上面は、円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされる。そして、各補助パンチは、加工時に各補助パンチの外側下方位置に対向配置される補助ダイ、内側下方位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイの間に挿入され、金属素材に曲げ加工が行われて垂直壁が含まれる円環状の溝が形成されるようにしてある。
【０００９】
ここで、「補助的な曲げ加工」とは、加工の中間段階で行う一時的な仮の曲げ加工をいう。このときの曲げ加工によって形成された円環状の溝は、後の工程でさらに変形されることになる。
また、「円筒状の成形パンチ」、「中空円筒状の成形ダイ」、「中空円筒状の補助パンチ」、「中空円筒状の補助ダイ」は、金型として金属素材の加工に寄与する部分の形状をいい、これらをプレス装置に取り付ける取り合い部分の形状や取り付け構造については特に限定されない。
【００１０】
また、上記課題を解決するためになされた本発明の金属容器製造方法は、上述した金型を用いて、成形ダイおよび補助ダイの上に載置した円板状の金属素材から有底容器を製造する金属容器製造方法であって、（ａ）最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、円板状の金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を成形する工程、（ｂ）前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを、直前工程で形成された円環状溝の内側垂直壁が消失しない範囲で下降して補助的な曲げ加工を行い、新たに垂直壁を有する円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを行い、最も内側の補助パンチを下降するまで繰り返す工程、（ｃ）最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で成形パンチを下降して絞り加工を行うことにより、有底容器を底側から成形する工程、（ｄ）前工程で、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、以後（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造するようにしている。
【００１１】
本発明によれば、まず、（ａ）の工程で、最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、金属素材上で当該補助パンチが圧下される位置に、円環状の溝を成形する。このとき円環状溝内に（ダイの側壁に沿って）垂直壁が形成されるまで補助パンチを下降する。
続いて、（ｂ）の工程で、最も外側の補助パンチを元の位置に戻し、１つ内側の補助パンチを下降して２本目の円環状溝を形成する。このとき、２本目の円環状溝の領域に部分的な絞り加工が行われることになり、先ほど形成された１本目の円環状溝の内側の垂直壁が変形（少しずつ短くなる）することになるが、この垂直壁が短くなって完全消失するまでは、当該垂直壁よりも外側にある金属素材の縮径変化を一時抑えることができるようになる。すなわち、加工に必要な力は、垂直壁を曲げ変形することに要する力（曲げ成形力Ｆ２という）が主となり、当該垂直壁より外側にある金属素材が縮径変化するのに要する力（縮みフランジ成形力Ｆ１という）が加わるのを抑えることができる。
よって、比較的小さな曲げ成形力Ｆ２による曲げ加工によって、２本目の円環状溝を形成することができるので、加工時に破断のおそれがなくなる。以後同様に、順次、１つずつ内側の補助パンチを下降させて、当該補助パンチに対向する位置に次々と垂直壁が含まれる円環状溝を形成する。
続いて、（ｃ）工程で、最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が完全に消失するまでの範囲で、成形パンチを下降して絞り加工を行う。これにより、有底容器を底側から成形する。このように少しずつ絞り加工を行うことで、限界絞り比を超えないようにしながら絞り加工を行う。
続いて、（ｄ）工程では、前工程までで、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行う。以後（ｂ）〜（ｄ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工が行われるまで、同様の加工を繰り返すことで、有底容器を完成する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、金属素材から有底容器を加工する際に、多段の補助パンチおよび補助ダイによって円環状溝を外側から次々と形成し、そのときに形成される円環状溝の垂直壁を利用して、垂直壁が消失しない範囲で少しずつ絞り加工を進展させるようにしているので、垂直壁が変形している間は金属素材に縮径変化が生じず、金属素材に対し縮径変化するのに要する力が加わるのを抑えることができる。これにより、限界絞り比を超えた加工が行われるのを避けることができ、１つのプレス装置に取り付けた金型だけで、金型交換作業を行うことなく、安全に絞り加工を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態である金型およびこれを用いた金属容器製造装置の概略構成図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図である。
【図４Ａ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｂ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｃ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｄ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｅ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｆ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｇ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【図４Ｈ】図１の金属容器製造装置による加工状態の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の金型、および、これを用いた金属容器製造方法について、図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施形態である金型を取り付けた金属容器製造用プレス装置の全体構成を示す概略断面図、図２はそのＡ−Ａ’断面図、図３はそのＢ−Ｂ’断面図である。
【００１５】
プレス装置１０は、装置下方側に複合ダイ１１が設置され、複合ダイ１１の上方側には対向する位置に複合パンチ１２が取り付けられる。
複合パンチ１２は、中央に配置される円筒状の成形パンチ２１と、その外側に多段に配置される中空円筒状の補助パンチ２２、２３、２４とからなる。このうち、成形パンチ２１については、中空の円筒形状でも中実の円筒形状でもよい。中空円筒にすれば軽量化が図れ、中実円筒にすれば、底壁の形状を丸くしたり、任意の形状にしたりすることができる。
なお、本実施形態では補助パンチは３段であるが、加工対象である円板状金属素材Ｍの直径に応じて、段数を増減すればよい。具体的には、金属素材の直径が大きくなるにつれて段数を増やすことで限界絞り比を超えない加工ができるようにする。
【００１６】
複合ダイ１１は、成形パンチ２１の下方外側に配置される中空円筒状の成形ダイ３１と、その外側に多段に配置される中空円筒状の補助ダイ３２、３３、３４とからなる。補助ダイの段数は、上述した補助パンチの段数に合わせるようにしてある。
成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４は上面の高さを揃えるようにしてあり、これにより、円板状の金属素材Ｍをセットしたときに、それぞれのダイによって支持されるようにしてある。
【００１７】
本実施形態では成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４が一体になるように固定してあるが、金属素材の板厚によってダイとパンチとの隙間距離を変更できるように、それぞれ別々に分割して取り付けるようにしてもよい。
【００１８】
また、図に示されるように、成形ダイ３１、成形パンチ２１、補助ダイ３２、３３、３４、補助パンチ２２、２３、２４は、共通の軸線を中心軸にして同軸状に配置され、かつ、交互に配置されるようにしてある。そして成形パンチ２１は成形ダイ３１の中空内に挿入され、各補助パンチ２２、２３、２４はそれぞれの内側と外側に隣接する成形ダイ３１または補助ダイ３１、３２、３３の間に緩やかに挿入されるようにしてある。各パンチおよび各ダイの径は、挿入された状態のときに金属素材を曲げることができるが、板厚が極端に延伸され薄くならないようにするために、金属素材の板厚とほぼ同程度またはわずかに小さい隙間がパンチとダイとの間に形成されるように設計してある。
また、各パンチおよび各ダイが金属素材と当接する端面は曲面にしてあり、この端面が当接する金属素材に曲面壁が形成されるようにしてある。
【００１９】
そして、成形パンチ２１と各補助パンチ２２、２３、２４は、それぞれが独立に油圧シリンダ４１〜４４のピストン４５〜４８に接続してあり、油圧シリンダ内に供給する油量を調整することによってピストンを上下移動することにより、各パンチが上下に移動するようにしてある。
【００２０】
また、成形パンチ２１は、製造する有底容器の深さに応じた長さが必要であるため、他の補助パンチ２２〜２４よりも側壁の長さを長くしてある。同様に、成形ダイ３１についても、製造する有底容器の深さに応じて他の補助ダイ３２〜３４よりも側壁を長くしてある。なお、本実施形態では補助パンチ２２、２３、２４の長さを同じにし、補助ダイ３２、３３、３４の長さも同じにしてあるが、内側になるほど長くして、補助パンチを押し込むときのストロークを内側ほど大きくするようにしてもよい。
【００２１】
プレス装置１０は通常のプレス装置と同様にコンピュータ制御されるが、制御パラメータとして、各パンチの初期設定位置、押し込み開始位置、押し込み開始時間、押し込み距離、押し込み終了時間、引き戻し開始時間、引き戻し距離、引き戻し終了時間、静止位置、押し込み速度、引き戻し速度、押し込み力について、予め、数値設定できるようにしてある。これらの数値設定は、製品を加工する前の予備試験や試行錯誤により、最適な条件を求めるようにする。
【００２２】
次に、上記プレス装置１０による容器製造方法について説明する。図４（ａ）〜図４（ｊ）は金属素材（ブランク材）から有底容器を製造するときの工程を順次説明する図である。以下の図では便宜上、複合ダイ１１（成形ダイ３１、補助ダイ３２、３３、３４）と、複合パンチ１２（成形パンチ２１、補助パンチ２２、２３、２４）と、金属素材Ｍとの位置関係のみを示している。
【００２３】
まず、図４（ａ）に示すように、加工対象である円板状の金属素材Ｍを、成形ダイ３１および補助ダイ３２、３３、３４の上に載せる。このとき金属素材Ｍの中心が、パンチおよびダイの中心軸と一致するように位置決めする。
続いて、図４（ｂ）に示すように、最も外側の補助パンチ２２を下降し、補助パンチ２２の外側に位置する補助ダイ３２と補助パンチ２２の内側に位置する補助ダイ３３との間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ１を形成する。
このとき、補助パンチ２２の端面と当接する部位に曲面壁Ｐ１、補助ダイ３３の端面と当接する部位に曲面壁Ｐ２が形成されるが、これらとともに曲面壁Ｐ１と曲面壁Ｐ２の間に垂直壁Ｔ１が形成されるように補助パンチ２２を十分に押し込むようにする。垂直壁Ｔ１は補助パンチ２２の側面と補助ダイ３３の側面とによって挟まれた部位に形成される。
【００２４】
続いて、図４（ｃ）に示すように、補助パンチ２２を元に戻し、１つ内側の補助パンチ２３を下降して、補助パンチ２３の外側に位置する補助ダイ３３、内側に位置する補助ダイ３３の間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ２を形成する。このとき、前工程（図４（ｂ）参照）で形成された溝Ｇ１の一部が、溝Ｇ２側に順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ１が完全に消失してしまわない範囲を限度に、補助パンチ２３の押し込み深さ（すなわち図１のピストン４７の押し込み長さ）を制限する。
【００２５】
補助パンチ２３の押し込み深さをこの範囲に制限することで、（垂直壁Ｔ１が縮んで）曲面壁Ｐ１が下から上に動く変化が生じるだけで、曲面壁Ｐ１の径方向の縮み変形は生じないようにすることができる。これにより、溝Ｇ２が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ１よりも外側の曲面壁Ｐ１が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。
【００２６】
そして、補助パンチ２３と補助ダイ３３との間に垂直壁Ｔ２が形成され、補助パンチ２３の端面と当接する部分に曲面壁Ｐ３が形成され、補助パンチ２３と補助ダイ３４との間に垂直壁Ｔ３が形成され、補助ダイ３４の端面と当接する部分に曲面壁Ｐ４が形成されるようにする。その結果、溝Ｇ１は変形し、元の位置から浮き上がるようになる。
【００２７】
続いて、図４（ｄ）に示すように、補助パンチ２３を元に戻し、補助パンチ２４を下降して、補助ダイ３４と成形ダイ３１との間に挿入することにより、円環状の溝Ｇ３を形成する。このとき、前工程（図４（ｃ）参照）で形成された溝Ｇ２の一部が溝Ｇ３側に順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ３が完全に消失してしまわない範囲を限度に、補助パンチ２４の押し込み深さ（すなわち図１のピストン４６の押し込み長さ）を制限する。
これにより、溝Ｇ３が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ３よりも外側の曲面壁Ｐ３が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。そして、補助パンチ２４と補助ダイ３４との間に垂直壁Ｔ４が形成され、補助パンチ２４の端面に当接する部分に曲面壁Ｐ５が形成され、補助パンチ２４と成形ダイ３１との間に垂直壁Ｔ５が形成され、成形ダイの端面に当接する部分に曲面壁Ｐ６が形成されるようにする。このとき溝Ｇ１、Ｇ２は変形し、浮き上がるようになる。
【００２８】
続いて、図４（ｅ）に示すように、補助パンチ２４を元に戻し、成形パンチ２１を下降して、成形ダイ３１の内側に挿入する。このとき、容器の底壁Ｕ０が形成される。さらに成形パンチ２１を押し込むことにより、側壁Ｕ１が形成されていく。
このとき、前工程（図４（ｄ）参照）で形成された溝Ｇ３が、底壁Ｕ０および側壁Ｕ１側に、順次引き込まれていくように変形するが、垂直壁Ｔ５が完全に消失してしまわないまでを限度に、成形パンチ２１の押し込み深さを制限するようにする。これにより、底壁Ｕ０および側壁Ｕ１が形成されるときに金属素材Ｍに加わる力を、曲げ変形に要する力だけが加わるようにし、垂直壁Ｔ５よりも外側の曲面壁Ｐ５が引き込まれ始めたときに、新たに加わることになる縮み変形に要する大きな力が加わらないようにする。このようにして、誤って金属素材Ｍに大きな力が加わり破断してしまう不具合をなくす。
【００２９】
以上の工程により、有底容器の一部が形成されるが、成形ダイ３１の外側には、まだ波形に変形した金属素材Ｍの一部が残っている。図４（ｅ）では補助ダイ３２と補助ダイ３３との間の位置まで金属素材Ｍの残り部分が存在しているので、以後は補助パンチ２２から加工を続ける。
【００３０】
すなわち、図４（ｆ）に示すように、補助パンチ２２を下降し、補助ダイ３２と補助ダイ３３との間に挿入することにより、一部が欠けた円環状の溝Ｇ１を再び形成する。この場合曲面壁Ｐ１が図４（ｂ）のときより短くなっているが、垂直壁Ｔ１は形成されている。
【００３１】
その後は、図４（ｃ）〜図４（ｆ）で説明した動作を何回か繰り返し、側壁Ｕ１を少しずつ延ばしていく。このとき、垂直壁Ｔ５の長さが１回あたりの側壁Ｕ１の長さ変化の上限となる。そして、完成直前になると、図４（ｇ）に示すように、補助パンチ２４による垂直壁Ｔ５の最後の加工が行われる。
【００３２】
続いて、図４（ｈ）に示すように、補助パンチ２４を元に戻し、成形パンチ２１を下降する。これにより、すべての金属素材Ｍが成形パンチ２１と成形ダイ３１によって絞られ、所望の有底容器Ｕ２が形成される。
以上の手順により、円板状の金属素材から有底容器を製造する際に、１つのプレス装置で確実に破断を生じることなく絞り加工を行うことができる。
【００３３】
（他の形実施形態）
上述した金属容器製造装置１０では補助パンチ２２、２３、２４と、補助ダイ３２、３３、３４とを、同じ高さにしたが、外側の補助パンチ２２、および補助ダイ３２を浅く、内側になるほど深くするようにしてもよい。
これにより、形成される円環溝を内側になるほど深くすることができるので、効率的に加工することができるようになる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、円板状の金属素材から有底容器を製造する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１０： 金属容器製造装置
１１： 複合ダイ
１２： 複合パンチ
２１： 成形パンチ
２２、２３、２４： 補助パンチ
３１： 成形ダイ
３２、３３、３４： 補助ダイ
４１、４２、４３、４４： 油圧シリンダ
４５、４６、４７、４８： ピストン
Ｔ１〜Ｔ５： 垂直壁
Ｐ１〜Ｐ６： 曲面壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の金属素材から有底容器を製造するための金型であって、
円筒状の成形パンチと、
前記成形パンチの外側下方の位置で前記成形パンチと同軸状に対向配置され、加工時に前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイと、
前記成形ダイの外径より大径であり、前記成形パンチの外側の位置および前記成形ダイの外側の位置で交互に、かつ、同軸状に対向配置され、前記成形パンチと前記成形ダイとによる加工前に補助的な曲げ加工を行う少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとからなり、
前記成形ダイの上面および前記各補助ダイの上面は前記円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされ、
前記各補助パンチは、加工時に各補助パンチの外側下方位置に対向配置される補助ダイと内側下方位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイとの間に挿入されて金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を形成することを特徴とする金型。
【請求項２】
成形ダイの軸方向の長さは、補助ダイよりも長く形成される請求項１に記載の金型。
【請求項３】
成形ダイおよび各補助ダイは、一体になるように固定してある請求項１に記載の金型。
【請求項４】
成形ダイおよび各補助ダイは、それぞれ別々に分割して取り付けられる請求項１に記載の金型。
【請求項５】
円筒状の成形パンチと、前記成形パンチの外側下方の位置で前記成形パンチと同軸上に対向配置され、前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイと、前記成形ダイの外径より大径であり、前記成形パンチの外側の位置および前記成形ダイの外側の位置を交互に、かつ、同軸状に対向配置される少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとを備え、さらに、前記成形ダイの上面および前記各補助ダイの上面は前記円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされ、前記各補助パンチは、各補助パンチの外側位置に対向配置される補助ダイと内側位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイとの間に挿入される構造の金型を用いて、前記成形ダイおよび前記補助ダイの上に載置した円板状の金属素材から有底容器を製造する金属容器製造方法であって、
（ａ） 最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、円板状の金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を成形する工程、
（ｂ） 前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを直前工程で形成された垂直壁が消失しない範囲で下降して補助的な曲げ加工を行い、垂直壁が含まれる円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを行い、最も内側の補助パンチを下降するまで繰り返す工程、
（ｃ） 最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で成形パンチを下降して絞り加工を行うことにより、有底容器を底側から成形する工程、
（ｄ） 前工程の後、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、以後（ｂ）〜（ｃ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造する金属容器製造方法。
【請求項１】
円板状の金属素材から有底容器を製造するための金型であって、
円筒状の成形パンチと、
前記成形パンチの外側下方の位置で前記成形パンチと同軸状に対向配置され、加工時に前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイと、
前記成形ダイの外径より大径であり、前記成形パンチの外側の位置および前記成形ダイの外側の位置で交互に、かつ、同軸状に対向配置され、前記成形パンチと前記成形ダイとによる加工前に補助的な曲げ加工を行う少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとからなり、
前記成形ダイの上面および前記各補助ダイの上面は前記円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされ、
前記各補助パンチは、加工時に各補助パンチの外側下方位置に対向配置される補助ダイと内側下方位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイとの間に挿入されて金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を形成することを特徴とする金型。
【請求項２】
成形ダイの軸方向の長さは、補助ダイよりも長く形成される請求項１に記載の金型。
【請求項３】
成形ダイおよび各補助ダイは、一体になるように固定してある請求項１に記載の金型。
【請求項４】
成形ダイおよび各補助ダイは、それぞれ別々に分割して取り付けられる請求項１に記載の金型。
【請求項５】
円筒状の成形パンチと、前記成形パンチの外側下方の位置で前記成形パンチと同軸上に対向配置され、前記成形パンチが内側に挿入可能な中空円筒状の成形ダイと、前記成形ダイの外径より大径であり、前記成形パンチの外側の位置および前記成形ダイの外側の位置を交互に、かつ、同軸状に対向配置される少なくとも1つの中空円筒状の補助パンチおよび少なくとも1つの中空円筒状の補助ダイとを備え、さらに、前記成形ダイの上面および前記各補助ダイの上面は前記円板状の金属素材の下面を同時に支持するように同一高さに合わされ、前記各補助パンチは、各補助パンチの外側位置に対向配置される補助ダイと内側位置に対向配置される補助ダイまたは成形ダイとの間に挿入される構造の金型を用いて、前記成形ダイおよび前記補助ダイの上に載置した円板状の金属素材から有底容器を製造する金属容器製造方法であって、
（ａ） 最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、円板状の金属素材に垂直壁が含まれる円環状の溝を成形する工程、
（ｂ） 前工程で下降した補助パンチを戻した後、１つ内側の補助パンチを直前工程で形成された垂直壁が消失しない範囲で下降して補助的な曲げ加工を行い、垂直壁が含まれる円環状の溝を成形し、以後、１つずつ内側の補助パンチに対して同様の下降と戻しを行い、最も内側の補助パンチを下降するまで繰り返す工程、
（ｃ） 最も内側の補助パンチを戻した後、成形ダイの外周側に形成された垂直壁が消失しない範囲で成形パンチを下降して絞り加工を行うことにより、有底容器を底側から成形する工程、
（ｄ） 前工程の後、成形ダイの外側に残っている金属素材を、その時点で金属素材に補助的な曲げ加工を行うことができる最も外側の補助パンチを下降して補助的な曲げ加工を行い、以後（ｂ）〜（ｃ）の工程を繰り返し、すべての金属素材に対し成形パンチと成形ダイにより絞り加工を行うようにして有底容器を製造する金属容器製造方法。
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図１】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図４Ｇ】
【図４Ｈ】
【図１】
【公開番号】特開２０１１−６１３（Ｐ２０１１−６１３Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４５６８５（Ｐ２００９−１４５６８５）
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５９３１６６４６２）サムテック株式会社 (12)
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【出願人】（５９３１６６４６２）サムテック株式会社 (12)
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