特開 2023-125092 角型缶の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023125092

(43)【公開日】2023-09-07

(54)【発明の名称】角型缶の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/28 20060101AFI20230831BHJP

   B21D 22/20 20060101ALI20230831BHJP

   B21D 24/00 20060101ALI20230831BHJP

   B21D 37/16 20060101ALI20230831BHJP

   B21D 51/26 20060101ALI20230831BHJP

【ＦＩ】

B21D22/28 L

B21D22/20 H

B21D22/20 E

B21D24/00 M

B21D37/16

B21D51/26 F

B21D51/26 X

B21D22/28 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022029038

(22)【出願日】2022-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】313005282

【氏名又は名称】東洋製罐株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】塚田 和彦

(72)【発明者】

【氏名】大堀 圭

(72)【発明者】

【氏名】長船 達矢

(72)【発明者】

【氏名】小川 庸介

(72)【発明者】

【氏名】中川 高則

(72)【発明者】

【氏名】大貫 隆司

(72)【発明者】

【氏名】花田 諒介

【テーマコード（参考）】

4E050

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E050GA04

4E137AA10

4E137AA11

4E137AA18

4E137BA02

4E137BA05

4E137BB01

4E137BC09

4E137CA07

4E137CA09

4E137CA24

4E137CA29

4E137DA01

4E137DA05

4E137EA25

4E137EA36

4E137FA02

4E137FA15

4E137FA25

4E137GA02

4E137GB10

4E137GB17

4E137GB18

4E137HA06

(57)【要約】

【課題】本発明は、生産効率を上げる製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】プレス機を用いた深絞り加工による缶の製造方法において、前記缶は開口部が四角形の角型缶であり、パンチ及び／又はダイの内部に設けられた流路に流体である熱媒体を供給して前記パンチの温度及び／又は前記ダイの温度を制御する制御工程を含むことを特徴とする缶の製造方法。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プレス機を用いた深絞り加工による缶の製造方法において、
前記缶は開口部が四角形の角型缶であり、
パンチ及び／又はダイの内部に設けられた流路に流体である熱媒体を供給して前記パンチの温度及び／又は前記ダイの温度を制御する制御工程を含むことを特徴とする缶の製造方法。

【請求項2】

前記制御工程は、前記プレス機の生産開始前にあらかじめ前記流路に前記熱媒体として温熱媒体を供給して前記パンチ及び／又は前記ダイを加温する加温工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の缶の製造方法。

【請求項3】

前記制御工程は、さらに、前記熱媒体として冷熱媒体に切り替えて前記パンチ及び／又は前記ダイを冷却する冷却工程を含むことを特徴とする請求項２に記載の缶の製造方法。

【請求項4】

前記冷熱媒体への切り替えタイミングは、生産開始後３００秒までであることを特徴とする請求項３に記載の缶の製造方法。

【請求項5】

前記熱媒体は温熱媒体及び／又は冷熱媒体であり、前記温熱媒体は３５℃～１００℃、前記冷熱媒体は１０℃～２５℃であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の缶の製造方法。

【請求項6】

前記深絞り加工では複数工程の絞り加工及び／又は絞りしごき加工を行い、前記パンチの温度及び／又は前記ダイの温度を制御する前記パンチ及び／又は前記ダイは前記複数工程の絞り加工及び／又は絞りしごき加工の最終工程で使用される前記パンチ及び／又は前記ダイであることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の缶の製造方法。

【請求項7】

前記缶は、アルミ缶であることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の缶の製造方法。

【請求項8】

前記角型缶は開口部が長方形であり、前記長方形の長辺寸法／短辺寸法の値が２以上であることを特徴とする請求項７に記載の缶の製造方法。

【請求項9】

前記パンチの内部に設けられた前記流路はＶ字状に形成されていることを特徴とする請求項１～８のいずれか1項に記載の缶の製造方法。

【請求項10】

前記パンチは、前記缶の開口面と平行な断面形状が長方形であり、前記Ｖ字状の流路は、前記断面形状の長辺方向に複数配置されていることを特徴とする請求項９に記載の缶の製造方法。

【請求項11】

缶の深絞り加工を行うプレス機において、
パンチとダイと制御部を備え、
前記パンチ及び／又は前記ダイは、開口部が四角形の角型缶の前記深絞り加工を行うものであり、
前記パンチ及び／又は前記ダイの内部には、流体である熱媒体の流路を有しており、
前記制御部は、前記パンチ及び／又は前記ダイに流す前記熱媒体の温度及び／又は流れを制御することを特徴とするプレス機。

【請求項12】

前記制御部は、前記プレス機の生産開始前にあらかじめ前記流路に前記熱媒体として温熱媒体を供給して前記パンチ及び／又は前記ダイを加温するように、前記温熱媒体の温度及び／又は流れを制御することを特徴とする請求項１１に記載のプレス機。

【請求項13】

前記制御部は、前記熱媒体として冷熱媒体に切り替えて前記パンチ及び／又は前記ダイを冷却するように、前記冷熱媒体の温度及び／又は流れを制御することを特徴とする請求項１２に記載のプレス機。

【請求項14】

前記制御部は、前記冷熱媒体への切り替えタイミングを生産開始後３００秒までとするよう制御することを特徴とする請求項１３に記載のプレス機。

【請求項15】

前記熱媒体は温熱媒体及び／又は冷熱媒体であり、前記制御部は、前記温熱媒体は３５℃～１００℃、前記冷熱媒体は１０℃～２５℃になるよう制御することを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載のプレス機。

【請求項16】

前記深絞り加工は複数工程の絞り加工及び／又は絞りしごき加工を行うものであり、
前記制御部は、前記深絞り加工における前記複数工程の絞り加工及び／又は絞りしごき加工のうちの最終工程で使用される前記パンチ及び／又は前記ダイに流す前記熱媒体の温度及び／又は流れを制御することを特徴とする請求項１１～１５のいずれか１項に記載のプレス機。

【請求項17】

前記缶は、アルミ缶であることを特徴とする請求項１１～１６のいずれか１項に記載のプレス機。

【請求項18】

前記角型缶は開口部が長方形であり、前記長方形の長辺寸法／短辺寸法の値が２以上であることを特徴とする請求項１７に記載のプレス機。

【請求項19】

前記パンチの内部の前記流路はＶ字状に形成されていることを特徴とする請求項１１～１８のいずれか１項に記載のプレス機。

【請求項20】

前記パンチは、前記缶の開口面と平行な断面形状が長方形であり、前記Ｖ字状の流路は、前記断面形状の長辺方向に複数配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のプレス機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、金属缶を深絞り加工により製造する方法及び金属缶を深絞り加工するためのプレス機に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金属缶の深絞り加工において、加工後の金属缶の寸法精度を向上するための様々な技術が知られている。
その一つに、パンチやワークに潤滑冷却剤（クーラント）を供給して、摩擦を減少させるとともに、熱による影響を防止する技術があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４－２３１１１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

金属缶を、プレス機により深絞り加工により製造する場合、加工時の発熱により製缶後の缶温は高くなり、常温に戻るにつれて熱膨張の影響で、缶の寸法が収縮する。
また金型自体も温度によって熱膨張するため、生産開始時は冷えているため金型寸法が小さく、生産が進むと温度が上昇し金型寸法が大きくなる。
このため、成形後の缶の寸法に誤差が生じるという問題があり、特に、電池ケースなどの長方形断面の角型缶を製造する場合は、長辺方向は長さが長いため熱による寸法変動が大きくなる。そのうえ、長辺寸法の要求精度が厳しいため、特に寸法が不安定な生産開始直後の缶は廃棄せざるを得ず、廃棄しなくてはならない缶が多くなるという問題があった。

【0005】

また、上記特許文献１に記載されたようなパンチやワークにクーラントを供給する技術では、大量のクーラントが必要であり、さらに、クーラントを使用すると、成形した缶の脱脂洗浄が必要となる。すると、工程が増えるとともに、洗浄によって生じる排水処理などの環境対策も必要となるから、効率や環境負荷の面で課題があった。

【0006】

以上のように、本発明は、生産効率を上げる製造方法を提供することを課題とする。
また、本発明は、使い勝手のよいプレス機を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の、プレス機を用いた深絞り加工による缶の製造方法は、前記缶は開口部が四角形の角型缶であり、パンチ及び／又はダイの内部に設けられた流路に流体である熱媒体を供給して前記パンチの温度及び／又は前記ダイの温度を制御する制御工程を含むことで、前記課題を解決する。

【0008】

また、本発明の、深絞り加工により缶を製造するプレス機は、パンチとダイと制御部を備え、前記パンチ及び／又は前記ダイは、開口部が四角形の角型缶の深絞り加工を行うものであり、前記パンチ及び／又は前記ダイの内部には、流体である熱媒体の流路を有しており、前記制御部は、前記パンチ及び／又は前記ダイに流す前記熱媒体の温度及び／又は流れを制御することで、前記課題を解決する。

【発明の効果】

【0009】

本発明は、上述した構成により、生産効率を上げることができ、また、使い勝手のよいプレス機を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態であるプレス機を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態であるプレス機での成形工程を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態であるプレス機のうち、パンチを示す模式図である。

【図4】本発明の一実施形態であるプレス機を冷却するシステムのブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態であるプレス機を冷却するシステムの変形例のブロック図である。

【図6】本発明の他の実施形態であるプレス機を加熱冷却するシステムのブロック図である。

【図7】本発明のさらなる他の実施形態のプレス機のうち、パンチを示す模式図である。

【図8】本発明の実験例における出缶数と長辺寸法の関係を示すグラフである。

【図9】図８のグラフの一部を拡大したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

【実施形態１】

【0012】

以下、本発明の、プレス機１を用いた深絞り加工による缶、例えば、リチウムイオン電池などの電池セルケースの製造方法及び該製造方法に使用するプレス機１の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
本実施形態は、開口部が長方形状の角型缶であるリチウムイオン電池セルケースを製造するものである。

【0013】

［プレス機］
図１は、本発明の一実施形態であるプレス機１を示す図である。
本実施形態のプレス機１は、いわゆる、トランスファープレス機であって、図１に示すように、加工ステージ１１として、第１加工ステージ１１ａ、第２加工ステージ１１ｂ、第３加工ステージ１１ｃ、第４加工ステージ１１ｄを一列に並べて備えている。加工ステージ１１はパンチ１２とダイ１３を有し、第１～４加工ステージ１１ａ～ｄは、それぞれ、互いに対向する第１～４パンチ１２ａ～ｄと第１～４ダイ１３ａ～ｄを備えている。

【0014】

第１～４パンチ１２ａ～ｄはスライド１２１に保持されて所定の間隔で一列に並び、第１～４ダイ１３ａ～ｄは、ボルスター１３１に保持されて所定の間隔で一列に並んでいる。そして、第１～４加工ステージ１１ａ～ｄにまたがって、対向配置された４対のフィンガーから構成されるトランスファー装置（図示せず）が配置されており、上下移動するスライド１２１に保持された第１～４パンチ１２ａ～ｄが昇降する毎に、ワーク３を次の加工ステージ１１に移動させる。

【0015】

図２は、本発明の一実施形態であるプレス機１での成形工程を示す図である。
次に、図１も参照しつつ、成形工程を説明する。
第１加工ステージ１１ａは、ブランク加工ステージである。ブランク加工ステージでは、第１パンチ１２ａとしてブランクパンチを、第１ダイ１３ａとしてブランクダイを使用して、アルミニウムのシート２からブランク加工によりブランク３１が切り出されるブランク工程１１１が行われる。

【0016】

第２加工ステージ１１ｂ及び第３加工ステージ１１ｃは、絞り加工ステージである。絞り加工ステージは、ブランク工程１１１で切り出されたブランク３１をカップ状に成形していくものである。第２加工ステージ１１ｂでは、太めの楕円形である１ｓｔカップ３２に成形される１ｓｔ成形工程１１２が行われる。続いて、第３加工ステージ１１ｃでは、細い楕円形である２ｎｄカップ３３に成形される２ｎｄ成形工程１１３が行われる。

【0017】

第４加工ステージ１１ｄは、最終工程である絞りしごき加工ステージである。絞り加工ステージに続いて、２ｎｄカップ３３を長方形状の３ｒｄカップ３４に成形するとともに、成形されたカップの厚みを所定の厚みに調整する３ｒｄ成形工程１１４が行われる。

【0018】

なお、プレス機１が、加工ステージ１１として、どのような種類の加工ステージを備えるか、また、いくつの加工ステージを備えるかは、製造する製品の種類、形状、大きさ等により、適宜変更し得るものである。また、プレス機１が、ブランク加工ステージ、絞り加工ステージ及び絞りしごき加工ステージの全部を備える必要はなく、他に、コイニングステージ、リフォーム加工ステージなどの必要な加工ステージ１１を追加して備えることも可能である。例えば、第２加工ステージ１１ｂ、第３加工ステージ１１ｃを絞りしごき加工ステージとしたり、第４加工ステージ１１ｄを絞り加工ステージとしても良い。

【0019】

［パンチ］
図３は、本発明の一実施形態であるプレス機１のうち、パンチ１２を示す模式図である
本実施形態のプレス機１では、第１～４パンチ１２ａ～ｄすべての内部に、図３に示すように、第１～４パンチ１２ａ～ｄを冷却するための熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）を通す流路１２２が形成されている。特に、絞り加工ステージ及び絞りしごき加工ステージのうちの最終の絞り加工ステージ又は絞りしごき加工ステージである第４加工ステージ１１ｄのパンチである第４パンチ１２ｄに、流路１２２を設けることが、缶の寸法誤差を減少させるために重要である。

【0020】

上面視（缶の開口面と平行な断面形状）が長方形状の第１～４パンチ１２ａ～ｄ内には、それぞれ、流路１２２が長辺に沿って、２か所形成されている。
なお、流路１２２の数は、長方形の長辺方向の長さにより、適宜設計し得ることができ、１か所のみあるいは３か所以上とすることもできるが、複数配置した方がパンチ１２をより均一に冷却することができるため好適である。
流路１２２は、図３に示される２重管状のほか、側断面Ｕ字状などの公知の他の形状のものを適宜用いることができる。

【0021】

［冷却手段・制御部］
図４は、本発明の一実施形態であるプレス機１を冷却するシステムのブロック図である。
パンチ１２を冷却する冷却手段４を、本発明の一実施形態であるプレス機１を冷却するシステムのブロック図である図４を用いて説明する。

【0022】

冷却手段４は、冷水器４１とポンプ４２を有する。冷水ＣＷ（冷熱媒体）は、冷水器４１からポンプ４２により、パンチ１２に供給され、パンチ１２内の流路１２２を通って、冷水器４１に戻される。冷水器４１には温度センサ４１１が備えられていて、冷水ＣＷ（冷熱媒体）が所定の温度（１０℃～２５℃程度）、例えば、２０℃となるように、制御部５により制御される。
また、ポンプ４２は、制御部５により、所定の流量となるように、制御される。
なお、熱媒体としては水に限定されず、オイル、クーラント液などの液体、又は気体など流動性のある物質であればよい。

【0023】

これにより、熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）は、冷水器４１により所定の温度に保たれ、パンチ１２内の流路１２２に所定の流量が供給され、パンチ１２を冷却して、パンチ１２の温度を安定させる。冷水ＣＷ（冷熱媒体）の所定の温度、所定の流量が適宜設定できることは言うまでもない。

【0024】

なお、冷却手段４は、プレス機１内、プレス機１外のどちらに設置されてもよいものである。また、制御部５は、冷却手段４に設置され、冷却手段４のみの制御を行う装置であってもよいし、プレス機１全体を制御する制御装置の機能一部、すなわち、制御プログラムの１つのモジュールとして構成することもできる。そして、プレス機１全体の制御装置は、プレス機１内、プレス機１外のどちらに設置されてもよいものであり、プレス機１と通信ネットワークを介して、プレス機１から遠方に設置することも可能である。さらには、制御部５の機能（プログラム）は、すべてが集中して配置されてもよいし、複数個所に分散配置されてもよいし、複数のプレス機１を制御できるような制御システムとしてもよい。

【0025】

［製造方法］
上述したプレス機１による電池セルケースの製造方法を、特に、パンチ１２の温度制御（制御工程）について、説明する。
プレス機１では、パンチ１２とワーク３が接触することにより、熱が発生する。特に、絞り加工、絞りしごき加工では、大きな熱が発生して、パンチ１２及びワーク３の温度が上昇する。これらパンチ１２及びワーク３は金属製であるから、温度上昇によって、熱膨張する。加工後、ワーク３は、その温度が下がり、熱膨張していた状態から、収縮することとなるから、この膨張収縮により、ワーク３の寸法が変化する。ワーク３の温度が安定していないと、加工後の缶の熱収縮量が安定せず最終寸法も安定しないから、寸法誤差の変動が大きくなる。

【0026】

そこで、ワーク３の温度を安定させるために、パンチ１２内の流路１２２に、冷水ＣＷ（冷熱媒体）を供給する。パンチ１２の温度を安定させるために、熱媒体である水は、例えば、２０℃となるように制御されており、パンチ１２を冷却してその温度を安定させるのに必要な流量が供給される（冷却工程）。

【0027】

またパンチ１２自体も温度によって熱膨張するため、生産開始時は冷えているため寸法が小さいパンチ１２も、生産が進むと温度が上昇して寸法が大きくなるが、このことによる、成形後の缶の寸法の誤差を抑制することもできる。

【0028】

缶の長方形状の開口部の長辺寸法／短辺寸法の値が大きいと、長辺寸法の誤差と短辺寸法の誤差の差が大きくなり、缶全体としての寸法の変動の悪影響が大きくなる。すると、長辺寸法／短辺寸法の値が大きいほど、パンチ１２の温度制御による寸法誤差の抑制効果も大きい。長辺寸法／短辺寸法の値が２以上で効果が得られるが、長辺寸法／短辺寸法の値が５以上で効果が大きく、７以上ではより効果が大きく、１０以上ではさらに大きな効果が得られる。

【変形例１】

【0029】

（１）上述のプレス機１は、冷水ＣＷ（冷熱媒体）を所定の温度に制御するものであり、パンチ１２の温度を直接制御するものではなかった。しかしながら、図５に示すように、パンチ１２に温度センサ１２３を設けて、パンチ１２の温度が所定の温度となるように、制御部５により冷水ＣＷ（冷熱媒体）の温度や流量を制御するように構成することもできる。これにより、ワーク３の温度をより精密に調整することが可能になる。

【0030】

（２）上述のプレス機１では、ワーク３との接触面積の大きいパンチ１２の温度を制御することがワーク３の温度の安定に効果的であるため、パンチ１２のみを冷却したが、同様にダイ１３についても温度が上昇する。そこで、ダイ１３にも流路１２２を設けて、冷水ＣＷ（冷熱媒体）を供給することにより、ダイ１３を冷却して、ワーク３の温度をより安定化させることができる。パンチ１２と同様、最終の絞り加工ステージ又は絞りしごき加工ステージである第４加工ステージ１１ｄのダイである第４ダイ１３ｄに、流路１２２を設けることが、缶の寸法誤差を減少させるために特に重要である。

【0031】

（３）上述のプレス機１は、冷却手段４、制御部５により、冷水ＣＷ（冷熱媒体）の温度及び流量を制御したが、どちらか一方のみを制御するものであってもよい。

【0032】

（４）上述のプレス機１は、アルミニウム製のワーク３を加工するものであった。このほかに、ステンレスなどの他の金属製のワーク３を加工するものであってもよい。さらに、金属に樹脂等を被覆した積層構造のワーク３を加工するものであってもよい。

【0033】

（５）上述のプレス機１は、開口部が長方形状の缶を製造するものであった。このほかに、開口部が正方形の缶、さらには、四角形に限らず、円形の缶、楕円形の缶などの他の形状の缶を製造するものであってもよい。そして、実施形態１が奏し得る寸法誤差を抑制できるという効果は、他の形状の缶の製造においても奏し得ることは当然である。

【実施形態２】

【0034】

実施形態１は、温度上昇したパンチ１２を熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）で冷却して、その温度を安定させるものであった。
これに加えて、実施形態２は、温度が低い状態のパンチ１２を熱媒体である温水ＨＷ（温熱媒体）で加熱するものであり、プレス機１、パンチ１２、ダイ１３等の基本的な構成は、実施形態１と同様である。

【0035】

［加熱冷却手段・制御部］
図６は、本発明の他の実施形態であるプレス機１を加熱冷却するシステムのブロック図である。
実施形態１の冷却手段４に換えて、図６に示すように、冷水器６１と温水器６２を有する加熱冷却手段６を用いる。冷水器６１と温水器６２は、それぞれ、温度センサ６１１、６２１が備えられていて、冷水ＣＷ（冷熱媒体）が所定の温度（１０℃～２５℃程度）、例えば、２０℃となるように、温水ＨＷ（温熱媒体）が所定の温度（３５℃～１００℃程度）、例えば、７０℃となるように、制御部５により制御される。

【0036】

加熱冷却手段６には、冷水ＣＷ（冷熱媒体）と温水ＨＷ（温熱媒体）を切り替える切替手段６３が設けられていて、パンチ１２を加熱するか冷却するかに応じて切り替えられる。
切替手段６３で選択された冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）は、制御部５によりポンプ４２から所定の流量となるように制御されて、パンチ１２に供給され、パンチ１２内の流路１２２を通って、冷水器６１又は温水器６２に戻される。
なお、熱媒体としては水に限定されず、オイル、クーラント液などの液体、又は気体など流動性のある物質であればよい。

【0037】

これにより、熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）及び温水ＨＷ（温熱媒体）は、それぞれ、冷水器６１、温水器６２により所定の温度に保たれ、パンチ１２内の流路１２２に所定の流量が供給され、パンチ１２を冷却して、パンチ１２の温度を安定させる。冷水ＣＷ（冷熱媒体）、温水ＨＷ（温熱媒体）の所定の温度、所定の流量が適宜設定できることは言うまでもない。

【0038】

なお、加熱冷却手段６は、プレス機１内、プレス機１外のどちらに設置されてもよいものである。また、制御部５は、加熱冷却手段６に設置され、加熱冷却手段６のみの制御を行う装置であってもよいし、プレス機１全体を制御する制御装置の一部、すなわち、制御プログラムの１つのモジュールとして構成することもできる。そして、プレス機１全体の制御装置は、プレス機１内、プレス機１外のどちらに設置されてもよいものであり、プレス機１と通信ネットワークを介して、プレス機１から遠方に設置することも可能である。さらには、制御部５の機能（プログラム）は、すべてが集中して配置されてもよいし、複数個所に分散配置されてもよいし、複数のプレス機１を制御できるような制御システムとしてもよい。

【0039】

［製造方法］
上述したプレス機１による電池セルケースの製造方法を、特に、パンチ１２の温度制御（制御工程）について、説明する。
パンチ１２の冷却については、実施形態１と同様であるから、加熱について説明する。

【0040】

一般的に生産開始直後はプレス機本体やパンチなどの金型は冷えているため、加工中のワーク３や加工直後の缶の温度は低く、生産数が増えるにつれて加工時の発熱により加工中のワーク３や加工直後の缶の温度は高くなり、ある温度で一定となる。よって、生産開始直後は缶の最終寸法が大きくなり、生産数が増えるにつれて缶の最終寸法が小さくなる傾向がある。

【0041】

そこで、生産開始後のワーク３の温度を早期に安定させるために、生産開始に先立って、パンチ１２の温度を上げておくとよい。そのために、生産開始前から、切替手段６３により、パンチ１２の流路１２２に熱媒体である温水ＨＷ（温熱媒体）として、例えば７０℃の温水ＨＷ（温熱媒体）を供給する（加温工程）。

【0042】

冷水ＣＷ（冷熱媒体）から温水ＨＷ（温熱媒体）に切り替えられるタイミングは、パンチ１２の流路１２２内で冷水ＣＷ（冷熱媒体）から温水ＨＷ（温熱媒体）に切り替わるタイミングであって、例えば、生産開始後３００秒までの間で調整される。具体的な生産工程によっては、生産開始前に切り替えてもよい。なお、実際の切替手段６３での切り替えタイミングは、切替手段６３からパンチ１２の流路１２２に熱媒体が到達する時間を考慮して、パンチ１２の流路１２２内での切り替えタイミングより早く切り替えるように制御することは言うまでもない。

【0043】

またパンチ１２自体も温度によって熱膨張するため、生産開始直後は冷えているため寸法が小さいパンチ１２も、生産が進むと温度が上昇して寸法が大きくなるが、このことによる、成形後の缶の寸法の誤差を抑制することもできる。

【0044】

そして、生産開始後しばらく経過した後は、切替手段６３により、実施形態１と同様、前記パンチ１２内の流路１２２に、熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）として、例えば、２０℃の冷水ＣＷ（冷熱媒体）を供給して、パンチ１２を冷却して温度を安定させる（冷却工程）。

【0045】

缶の長方形状の開口部の長辺寸法／短辺寸法の値が大きいと、長辺寸法の誤差と短辺寸法の誤差の差が大きくなり、缶全体としての寸法の変動の悪影響が大きくなる。すると、長辺寸法／短辺寸法の値が大きいほど、パンチ１２の温度制御による寸法誤差の抑制効果も大きい。長辺寸法／短辺寸法の値が２以上で効果が得られるが、長辺寸法／短辺寸法の値が５以上で効果が大きく、７以上ではより効果が大きく、１０以上ではさらに大きな効果が得られる。

【変形例２】

【0046】

（１）上述のプレス機１では、所定の切り替えタイミングで、冷水ＣＷ（冷熱媒体）から温水ＨＷ（温熱媒体）に切り替えるものであったが、冷水ＣＷ（冷熱媒体）の供給を停止して所定時間後に、温水ＨＷ（温熱媒体）に切り替えて供給を開始することも考えられる。

【0047】

（２）上述のプレス機１では、冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）を所定の温度に制御するものであり、パンチ１２の温度を直接制御するものではなかった。しかしながら、図５に示すように、パンチ１２に温度センサ１２３を設けて、パンチ１２の温度が所定の温度となるように、制御部５により冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）の温度や流量を制御するように構成することもできる。これにより、ワーク３の温度をより精密に調整することが可能になる。

【0048】

（３）上述のプレス機１では、ワーク３との接触面積の大きいパンチ１２の温度を制御することがワーク３の温度の安定に効果的であるため、パンチ１２のみを加熱冷却したが、ダイ１３にも流路１２２を設けて、冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）を供給して、ダイ１３を加熱冷却して、ワーク３の温度をより安定化させることができる。パンチ１２と同様、最終の絞り加工ステージ又は絞りしごき加工ステージである第４加工ステージ１１ｄのダイである第４ダイ１３ｄに、流路１２２を設けることが、缶の寸法誤差を減少させることために特に重要である。

【0049】

（４）上述のプレス機１では、加熱冷却手段６、制御部５により、冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）の温度及び流量を制御したが、どちらか一方のみを制御するものであってもよい。

【0050】

（５）上述のプレス機１では、アルミニウム製のワーク３を加工するものであったが、ステンレスなどの他の金属製のワーク３を加工するものであってもよい。さらに、金属に樹脂等を被覆した積層構造のワーク３を加工するものであってもよい。

【0051】

（６）上述のプレス機１では、開口部が長方形状の缶を製造するものであったが、開口部が正方形の缶、さらには、四角形に限らず、円形の缶、楕円形の缶などの他の形状の缶を製造するものであってもよい。そして、実施形態２が奏し得る寸法誤差を抑制できるという効果は、他の形状の缶の製造においても奏し得ることは当然である。

【実施形態３】

【0052】

図７は、本発明のさらなる他の実施形態のプレス機１のうち、パンチ１２を示す模式図である。
パンチ１２の流路１２２の形状の別の実施形態を説明する。
本実施形態のプレス機１では、第１～４パンチ１２ａ～ｄすべての内部に、図７に示すように、第１～４パンチ１２ａ～ｄを冷却するための熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は加温するための熱媒体である温水ＨＷ（温熱媒体）を通す流路１２２が形成されている。特に、絞り加工ステージ及び絞りしごき加工ステージのうちの最終の絞り加工ステージ又は絞りしごき加工ステージである第４加工ステージ１１ｄのパンチである第４パンチ１２ｄに、流路１２２を設けることが、缶の寸法誤差を減少させるために重要である。

【0053】

上面視（缶の開口面と平行な断面形状）が長方形状の第１～４パンチ１２ａ～ｄ内には、それぞれ、流路１２２が長辺に沿って、２か所形成されている。
なお、流路１２２の数は、長方形の長辺方向の長さにより、適宜設計し得ることができ、１か所のみあるいは３か所以上とすることもできるが、複数配置した方がパンチ１２をより均一に冷却することができるため好適である。

【0054】

実施形態３では、流路１２２は、図７に示されるように、側断面がＶ字状になるように設けられる。この形状により、熱媒体である冷水ＣＷ（冷熱媒体）又は温水ＨＷ（温熱媒体）とパンチ１２との接触面積を大きくして、パンチ１２の冷却効率又は加熱効率を高めることができるだけでなく、このようなＶ字状の流路１２２はパンチ１２の上面から２つの孔を穿設するのみで容易に形成することができるという利点がある。

【0055】

［実験例］
本発明のプレス機１により、開口部が長方形状のアルミニウム製電池セルケースをプレス機１により加工する際、パンチ１２の流路１２２に２０℃の冷水ＣＷ（冷熱媒体）を供給した場合の、加工後の電池セルケースの長辺寸法の変動と、製造開始前は温水ＨＷ（温熱媒体）を供給し、製造開始時に冷水ＣＷ（冷熱媒体）に切り替えた場合の、加工後の電池セルケースの長辺寸法の変動を計測した。電池セルケースの長辺寸法は１００ｍｍ、短辺寸法は１０ｍｍで、長辺寸法／短辺寸法の値は１０である。

【0056】

本発明の実験例における出缶数と長辺寸法の関係を示すグラフである図８に示されるように、温水ＨＷ（温熱媒体）から冷水ＣＷ（冷熱媒体）に切り替えた場合の方が、寸法が安定するまでの出缶数が少ないことがわかる。また、図８のグラフの一部を拡大したグラフである図９に示されるように、長辺寸法が規格上限以下に収まるまでの出缶数も少なくなっていることがわかる。

【0057】

以上、本発明に係る実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、前述の各実施形態は、その目的および構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
実施形態１～実施形態３を組み合わせた発明とすることができることも本発明に含まれることは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明は、加工性や成形安定性を維持しつつ環境に配慮する缶の製造の分野において、好適に利用することが可能である。

【符号の説明】

【0059】

１ プレス機
１１ 加工ステージ
１１ａ～ｄ 第１～４加工ステージ
１１１ ブランク工程
１１２ １st成形工程
１１３ ２nd成形工程
１１４ ３rd成形工程
１２ パンチ
１２ａ～ｄ 第１～４パンチ
１２１ スライド
１２２ 流路
１２３ 温度センサ
１３ ダイ
１３ａ～ｄ 第１～４ダイ
１３１ ボルスター
２ シート
３ ワーク
３１ ブランク
３２ １ｓｔカップ
３３ ２ｎｄカップ
３４ ３ｒｄカップ
４ 冷却手段
４１ 冷水器
４１１ 温度センサ
４２ ポンプ
５ 制御部
６ 加熱冷却手段
６１ 冷水器
６１１ 温度センサ
６２ 温水器
６２１ 温度センサ
６３ 切替手段
ＣＷ 冷水
ＨＷ 温水

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】