(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-09-25
(45)【発行日】2023-10-03
(54)【発明の名称】プレス成形方法
(51)【国際特許分類】
B21D 22/20 20060101AFI20230926BHJP
【ＦＩ】
B21D22/20 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022179815
(22)【出願日】2022-11-09
【審査請求日】2022-12-23
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】592204886
【氏名又は名称】冨士発條株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100128923
【弁理士】
【氏名又は名称】納谷 洋弘
(74)【代理人】
【識別番号】100128912
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100180297
【弁理士】
【氏名又は名称】平田 裕子
(72)【発明者】
【氏名】小田垣 敏弘
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－３２６３２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２１０６４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１７０５２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０５６５３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５１５７５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２１Ｄ ２２／２０ － ２４／００
Ｂ３０Ｂ １３／００
Ｂ２１Ｄ ５１／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法であって、長孔状の前記成形孔としての第１の成形孔を有するダイを含む第１の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回のプレス絞り加工工程を除いたプレス絞り加工工程のうちの少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される第１のプレス絞り加工工程と、
長孔状の前記成形孔としての第２の成形孔を有する第２の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの前記第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程として構成される第２のプレス絞り加工工程と、を備え、
前記第１の成形孔は、当該第１の成形孔が前記ダイを貫通する方向である上下方向の全長に亘って、前記第２の成形孔よりも、長孔状に延びる方向である長手方向に垂直な方向である幅方向の寸法が大きく形成され、
前記第１の成形孔は、前記上下方向の全長に亘って、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって窄まるように形成されている、
ことを特徴とするプレス成形方法。
【請求項2】
前記第１のプレス絞り加工工程は、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの初回のプレス絞り加工工程として構成される、ことを特徴とする請求項１に記載のプレス成形方法。
【請求項3】
前記第１の成形孔は、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって湾曲しながら窄まるとともに、前記長手方向における中央位置において前記幅方向の内側に最も窄まるように形成されている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプレス成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレス成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
プレス成形においては、成形孔が設けられたダイとワークをダイの成形孔に押し込むパンチとを備える金型を用いてワークの加工が行われる。そして、断面が長手方向を有する形状で底部を有する筒状の容器を成形する際には、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から筒状の容器を成形するプレス成形が行われる。例えば、非特許文献１には、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで、平板から断面が略長方形の角筒状の容器を成形するプレス成形方法が開示されている。
【0003】
非特許文献１に開示されているように、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法が実施されることで、平板から角筒状の容器が成形される。なお、複数回のプレス絞り加工工程を経て成形された容器の形状が製品としての最終形状を規定する場合もあるが、複数回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法が終了した後に、成形された角筒状の容器に対して更に扱き加工工程が施される場合もある。複数回のプレス絞り加工工程が終了した後に行われる扱き加工工程では、扱き加工用の金型を用い、成形された角筒状の容器に対して、容器の壁部の板厚みを扱いて減厚して製品としての最終形状を規定する扱き加工が行われる。
【0004】
非特許文献１に開示されているように、断面が略長方形の角筒状の容器を成形する際には、複数回のプレス絞り加工工程における最終回以外のプレス絞り加工工程において、直線部がなく外側に楕円状に広がった形状の成形孔を有する金型が用いられる。即ち、製品の最終形状を規定するもしくは製品の最終形状に対応するような形状を規定する最終回のプレス絞り加工工程以外の途中のプレス絞り加工工程においては、金型における長孔状の成形孔の形状は、全周に亘ってなだらかに円弧状につながって楕円状に広がった形状に形成される。
【0005】
長孔状の成形孔を有する金型を用いてプレス絞り加工を行う場合、プレス絞り加工されるワークには、成形孔が長孔状に延びる方向である長手方向の両端側で加工される部分において圧縮力が発生する。一方、長孔状の成形孔における長手方向に沿って延びる部分が直線状に形成されている場合、ワークにおいては、成形孔の長手方向の中央側で加工される部分では、周方向の力が生じずに曲げ加工が施される状態となってしまう。この場合、ワークにおいては、長手方向における両端側で加工される部分から長手方向の中央側で加工される部分に圧縮力が作用する状態となる。即ち、長手方向における両端側で加工される部分で圧縮力が生じることで、その影響により、曲げ加工される状態の長手方向の中央側でも圧縮力が生じることになる。このため、長手方向の中央側で加工される部分において座屈が生じてしわが発生し易くなる。そこで、非特許文献１に開示されているように、最終回以外のプレス絞り加工工程において長孔状の成形孔を有する金型を用いてプレス絞り加工が行われる場合は、全周に亘って外側に楕円状に広がった形状の成形孔の金型が用いられる。楕円状に広がった形状の成形孔の金型が用いられることで、プレス絞り加工されるワークにおいて、長手方向の両端側で加工される部分だけでなく、長手方向の中央側で加工される部分においても、圧縮力が生じることになる。このため、ワークにおいては、周方向の全周に亘って圧縮力が生じることになり、長手方向の中央側で加工される部分において座屈が生じにくくなってしわの発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0006】
【文献】吉田弘美著、「プレス加工大全」日刊工業新聞、２０１５年９月、ｐ．９４－９５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
長孔状の成形孔を有する金型を用いて行うプレス絞り加工工程において、楕円状に広がった形状の成形孔の金型が用いられることで、ワークにおいて、周方向の全周に亘って圧縮力を生じさせ、長手方向の中央側における座屈によるしわの発生を抑制することができる。しかし、長手方向の両端側での絞り加工量は大きく、長手方向の両端側から中央側へと材料の塑性流動が生じるため、長手方向の中央側で加工される部分でも周方向の圧縮力が生じている状態では、長手方向の中央側の材料の体積が過剰となる。このため、体積が過剰となった長手方向の中央側の材料は、金型のパンチとダイによって拘束されていないワークの底部側へと塑性流動することになる。これにより、プレス絞り加工後には、ワークにおける長手方向の中央側の部分の底部側に歪みが生じ易いという問題がある。また、複数回のプレス絞り加工工程が終了して成形されたワークである容器において、長手方向の中央側の部分の底部側に歪みが生じると、複数回のプレス絞り加工後に扱き加工工程が行われる場合、容器に対して全体的な歪みや寸法異常が生じることになる。より具体的には、複数回のプレス絞り加工後に長手方向の中央側の部分の底部側に歪みが生じると、その後に扱き加工工程が行われる場合、容器の底部側の部分だけでなく容器の壁部にも歪みが生じ、更に、容器の底部の角部分の寸法異常も生じることになる。したがって、複数回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形が実施された後に更に扱き加工工程が行われる場合には、ワークの底部側に歪みがあることで、扱き加工後の容器の壁部の歪みや容器の底部の角部分の寸法異常も発生させてしまうという問題がある。
【0008】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制できるプレス成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）本発明のプレス成形方法は、
長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法であって、
長孔状の前記成形孔としての第１の成形孔を有するダイを含む第１の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回のプレス絞り加工工程を除いたプレス絞り加工工程のうちの少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される第１のプレス絞り加工工程と、
長孔状の前記成形孔としての第２の成形孔を有する第２の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの前記第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程として構成される第２のプレス絞り加工工程と、を備え、
前記第１の成形孔は、当該第１の成形孔が前記ダイを貫通する方向である上下方向の全長に亘って、前記第２の成形孔よりも、長孔状に延びる方向である長手方向に垂直な方向である幅方向の寸法が大きく形成され、
前記第１の成形孔は、前記上下方向の全長に亘って、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって窄まるように形成されている、
ことを特徴とする。
長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法であって、
長孔状の前記成形孔としての第１の成形孔を有するダイを含む第１の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回のプレス絞り加工工程を除いたプレス絞り加工工程のうちの少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される第１のプレス絞り加工工程と、
長孔状の前記成形孔としての第２の成形孔を有する第２の金型を用いて行われ、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの前記第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程として構成される第２のプレス絞り加工工程と、を備え、
前記第１の成形孔は、当該第１の成形孔が前記ダイを貫通する方向である上下方向の全長に亘って、前記第２の成形孔よりも、長孔状に延びる方向である長手方向に垂直な方向である幅方向の寸法が大きく形成され、
前記第１の成形孔は、前記上下方向の全長に亘って、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって窄まるように形成されている、
ことを特徴とする。
【0010】
上記（１）に記載のプレス成形方法によれば、第１の成形孔は、第２の成形孔の幅方向の寸法よりも大きい幅方向の寸法の範囲で、長手方向における両端側から中央側にかけて幅方向の内側に向かって窄まるように形成されている。これにより、第１のプレス絞り加工工程においては、ワークにおいて、第１の成形孔における長手方向の中央側で加工される部分では第１の成形孔の周方向に引張力が発生する状態となる。このため、ワークにおいて、第１の成形孔の長手方向の中央側で加工される部分で生じる周方向の引張力が、第１の成形孔の長手方向の両端側で加工される部分で生じる圧縮力と対向することになる。これにより、第１の成形孔の長手方向の中央側で加工される材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークの底部側へと塑性流動することが抑制される。したがって、ワークにおいて、長手方向の中央側の部分の底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。また、上記（１）に記載のプレス成形方法では、長手方向の中央側で加工される部分で生じる周方向の引張力が、長手方向の両端側で加工される部分で生じる周方向の圧縮力と対向するため、長手方向の中央側で加工される部分において座屈も生じにくくしわの発生も抑制することができる。
【0011】
以上の通り、上記（１）に記載のプレス成形方法によれば、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。
【0012】
（２）本発明のプレス成形方法において、
前記第１のプレス絞り加工工程は、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの初回のプレス絞り加工工程として構成される、
ようにするとより好ましい。
前記第１のプレス絞り加工工程は、前記複数回のプレス絞り加工工程のうちの初回のプレス絞り加工工程として構成される、
ようにするとより好ましい。
【0013】
平板に対してプレス絞り加工を行う初回のプレス絞り加工工程においては、成形孔の長手方向の両端側で加工される部分で生じる圧縮力も大きくなる。しかし、上記（２）に記載のプレス成形方法によれば、初回のプレス絞り加工工程において、成形孔の長手方向の両端側で加工される部分で生じる周方向の圧縮力と対向するように、成形孔の長手方向の中央側で加工される部分で周方向の引張力を生じさせることができる。このため、ワークの底部側の歪みを生じ易い初回のプレス絞り加工工程においても、効率よくワークの底部側の歪みの発生を抑制することができる。
【0014】
（３）本発明のプレス成形方法において、
前記第１の成形孔は、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって湾曲しながら窄まるとともに、前記長手方向における中央位置において前記幅方向の内側に最も窄まるように形成されている、
ようにするとより好ましい。
前記第１の成形孔は、前記長手方向における両端側から中央側にかけて前記幅方向の内側に向かって湾曲しながら窄まるとともに、前記長手方向における中央位置において前記幅方向の内側に最も窄まるように形成されている、
ようにするとより好ましい。
【0015】
上記（３）に記載のプレス成形方法によれば、長手方向の両端側で加工される部分で生じる周方向の圧縮力に対してより均等に対向するように、長手方向の中央側で加工される部分で周方向の引張力を生じさせることができる。このため、更に効率よくワークの底部側の歪みの発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によると、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制できるプレス成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態のプレス成型方法の実施に用いられるプレスシステムの一例である。
【図2】プレスシステムにおけるトランスファプレス装置の側断面図であって、トランスファプレス装置の一部を拡大して示す図である。
【図3】本実施形態のプレス成形方法の一例を示すフローチャートであって、本実施形態のプレス成形方法の後に行われる扱き加工工程とともに示すフローチャートである。
【図4】プレス成形方法における第１のプレス絞り加工工程で用いられる第１の金型の一例を示す図であって、図４（Ａ）は、第１の金型のうちのパンチの平断面図であり、図４（Ｂ）は、第１の金型のうちのダイの平面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。
【図5】プレス成形方法における第２のプレス絞り加工工程で用いられる第２の金型の一例を示す図であって、図５（Ａ）は、第２の金型のうちのパンチの平断面図であり、図５（Ｂ）は、第２の金型のうちのダイの平面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）のＢ－Ｂ線矢視断面図である。
【図6】プレス成形方法でプレス絞り加工が施されるワークについて説明するための図である。
【図7】第１の絞り加工工程及び第２の絞り加工工程で用いられるダイの成形孔を対比して模式的に示す図である。
【図8】第１のプレス絞り加工工程においてワークに作用する力を説明するための図である。
【図9】従来のプレス絞り加工工程について説明するための図であって、図９（Ａ）は、ダイを示す平面図であり、図９（Ｂ）は、ワークに絞り加工が施されている状態を示す断面図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）において破線で囲まれたＤ部を拡大して示す図である。
【図10】本実施形態の第１のプレス絞り加工工程について説明するための図であって、図１０（Ａ）は、ダイを示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、ワークに絞り加工が施されている状態を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）において破線で囲まれたＦ部を拡大して示す図である。
【図11】変形例に係るプレス成形方法を示すフローチャートである。
【図12】変形例に係るプレス成形方法におけるプレス絞り加工工程で用いられる金型の一例を示す図であって、図１２（Ａ）は、１回目プレス絞り加工工程で用いられる金型におけるパンチの平断面図及びダイの平面図であり、図１２（Ｂ）は、２回目プレス絞り加工工程で用いられる金型におけるパンチの平断面図及びダイの平面図であり、図１２（Ｃ）は、３回目プレス絞り加工工程で用いられる金型におけるパンチの平断面図及びダイの平面図である。
【図13】変形例に係るプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程の成形孔を対比して模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法として、種々の用途に広く適用することができるものである。以下の説明においては、まず、プレス成形方法の実施の際に用いられるプレスシステムの一例について説明し、次いで、本発明の実施形態に係るプレス成形方法について説明する。
【0019】
［１．プレスシステム］
図１は、本実施形態のプレス成型方法の実施に用いられるプレスシステム１の一例である。図２は、プレスシステム１におけるトランスファプレス装置５０の側断面図であって、トランスファプレス装置５０の一部を拡大して示す図である。なお、説明の便宜上、上下方向、左右方向、及び前後方向の各方向を図１及び図２に示すように定義する。
図１は、本実施形態のプレス成型方法の実施に用いられるプレスシステム１の一例である。図２は、プレスシステム１におけるトランスファプレス装置５０の側断面図であって、トランスファプレス装置５０の一部を拡大して示す図である。なお、説明の便宜上、上下方向、左右方向、及び前後方向の各方向を図１及び図２に示すように定義する。
【0020】
図１を参照して、プレスシステム１は、ワーク供給装置１０及びトランスファプレス装置５０を含んで構成されている。本実施形態では、左側にワーク供給装置１０が配置されており、右側にトランスファプレス装置５０が配置されている。ワーク供給装置１０は、トランスファプレス装置５０にワークＷを供給するものである。
【0021】
ワーク供給装置１０は、トランスファプレス装置５０にワークＷ（後述の図４及び図６（Ａ）を参照）を供給する装置であり、トランスファプレス装置５０のワーク搬送方向上流側に隣接して配置されている。ワーク供給装置１０は、鉛直に起立しかつ左右方向で対向する一対の側壁１３Ａ，１３Ｂで構成されるフレーム１２を備える。フレーム１２は、一対の側壁１３Ａ，１３Ｂの間に、ラム支持壁１４及びボルスタ支持壁１６等が差し渡された構造をなしている。なお、ワーク供給装置１０の左側の側部には、一対のレール８２Ａ，８２Ｂ（図２を参照）を駆動させる駆動部３２が配置されている。
【0022】
ラム支持壁１４は、上下方向に移動即ち昇降動作できるようにラム２０を支持している。ラム２０は、図示しないサーボモータからの動力をカムシャフト２２を通して受けて、上下方向に移動可能となっている。また、ラム２０は、図示しないパンチを支持している。カムシャフト２２の左側端部は、左右方向に対向配置された一対の側壁１３Ａ，１３Ｂのうち左側の側壁１３Ａを貫通して外側に突出している。左側の側壁１３Ａを貫通して外側に突出した部位は、プーリ２４と図示しないタイミングベルトとを介して上述の図示しないサーボモータが連結されている。図示しないサーボモータによりカムシャフト２２が回転駆動すると、ラム２０が上下に往復移動する。また、カムシャフト２２の左側端部には、プーリ２４とともにフライホイール２６が取り付けられている。プーリ２４、図示しないタイミングベルト、及びフライホイール２６を含む各種部材は、側壁１３Ａの外側面に固定されたサイドカバー２８で覆われている。
【0023】
ボルスタ支持壁１６は、ボルスタ１８を介してダイホルダ３０を支持している。ダイホルダ３０は、上段部及び下段部の２段構造をなしている。ダイホルダ３０の下段部の上面は、トランスファプレス装置５０の後述するダイホルダ７０の上面と面一となっている。ダイホルダ３０の上段部は、下段部の上面の上方に間隔を空けて配置されている。ダイホルダ３０の上段部には図示しないダイが保持されている。
【0024】
ワーク供給装置１０においては、ラム２０を下方に移動させてラム２０に支持された図示しないパンチとダイとによって板金を打ち抜くことで平板としてのワークＷ（後述の図４及び図６（Ａ）を参照）が形成される。ワーク供給装置１０にて形成された平板の状態のワークＷは、トランスファプレス装置５０へと供給される。
【0025】
図１を参照して、トランスファプレス装置５０は、ワーク供給装置１０のワーク搬送方向下流側に隣接して配置されている。ワーク供給装置１０で成型された平板の状態のワークＷは、トランスファプレス装置５０に搬送され、トランスファプレス装置５０によって、ワークＷに対して複数回のプレス絞り加工が施される。
【0026】
トランスファプレス装置５０は、鉛直に起立しかつ左右方向で対向する一対の側壁５３Ａ，５３Ｂで構成されるフレーム５２を備える。フレーム５２は、一対の側壁５３Ａ，５３Ｂの間に、図示しないラム支持壁及びボルスタ支持壁５６等が差し渡された構造をなしている。
【0027】
図示しないラム支持壁は、上下方向に移動即ち昇降動作できるようにラム６０を支持している。ラム６０は、図示しないサーボモータからの動力をカムシャフト６２を通して受けて、上下方向に移動可能となっている。また、ラム６０は、左右方向（即ちワーク搬送方向）に沿って配置された複数のパンチ７４を支持している。一対の側壁５３Ａ，５３Ｂの間には、図示しないラム支持壁より上側にカムシャフト６２が差し渡されている。カムシャフト６２のカム６１にはラム６０が係合している。
【0028】
カムシャフト６２の右側端部は、左右方向に対向配置された一対の側壁５３Ａ，５３Ｂのうち右側の側壁５３Ｂを貫通して外側に突出している。右側の側壁５３Ｂを貫通して外側に突出した部位は、プーリ６４と図示しないタイミングベルトとを介して上述の図示しないサーボモータが連結されている。
【0029】
図示しないサーボモータによりカムシャフト６２が回転駆動すると、ラム６０が上下に往復移動する。また、カムシャフト６２の右側端部には、プーリ６４とともにフライホイール６６が取り付けられている。プーリ６４、図示しないタイミングベルト、及びフライホイール６６を含む各種部材は、側壁５３Ｂの外側面に固定されたサイドカバー６８で覆われている。
【0030】
ボルスタ支持壁５６は、一対の側壁５３Ａ，５３Ｂの下端部の間に差し渡され、その上面にはボルスタ５８が固定されている。ボルスタ５８の上面には、ワーク搬送方向に沿って配置された複数のダイホルダ７０を介して、複数のダイ７２（図１及び図２を参照）が固定されている。複数のダイ７２と複数のパンチ７４とは同数であり、上下に配置された一対のダイ７２及びパンチ７４が、１回のプレス絞り加工工程を行うために用いられる金型を構成している。即ち、上下に配置された複数対のダイ７２及びパンチ７４のそれぞれは、複数回のプレス絞り加工工程をそれぞれ行うために用いられる金型を構成している。
【0031】
図１及び図２を参照して、トランスファプレス装置５０は、ワーク搬送方向に沿って配置された複数の金型である複数対のダイ７２及びパンチ７４を備えている。複数対のダイ７２及びパンチ７４は、それぞれ、左右方向に一定ピッチで配置されている。図２を参照して、各ダイ７２は、ダイホルダ７０に固定されている。ダイホルダ７０には、その上部に段差部７０Ａが形成されている。ダイホルダ７０の段差部７０Ａには、ダイ７２が固定されている。ダイ７２が段差部７０Ａに固定された状態で、ダイホルダ７０の上面とダイ７２の上面とは面一となる。ダイ７２には、上下方向に視た平面視で長孔状に形成された成形孔７３が設けられている。プレス絞り加工は、パンチ７４が、ダイ７２における長孔状の成形孔７３にワークＷを押し込んで通過させることで行われる。パンチ７４がダイ７２の長孔状の成形孔７３にワークＷを押し込むことで、ワークＷは、細長く延びる断面形状を有する筒状の形状に成形される。また、ダイ７２の成形孔７３に対応する下方には、ノックアウトピン９４が配置されている。ノックアウトピン９４は、パンチ７４がダイ７２の成形孔７３にワークＷを押し込んで成形する際、ワークＷの下面を上方に向けて押圧し、ワークＷの下方への膨出を規制する。また、パンチ７４が上昇する際、ワークＷをダイ７２の成形孔７３から上方に向けて押し出すことができる。
【0032】
ワーク搬送方向の下流側へのワークＷの搬送は、トランスファ装置８０により行われる。ワークＷは、トランスファ装置８０によってワーク搬送方向の下流側へ搬送され、左右方向に並ぶ複数対のダイ７２及びパンチ７４のそれぞれにおいてプレス絞り加工が行われる。
【0033】
図１及び図２を参照して、トランスファ装置８０は、ダイホルダ７０の上に配置されており、一対のレール８２Ａ，８２Ｂと、複数対のフィンガー８４Ａ，８４Ｂと、複数対のフィンガー８４Ａ，８４Ｂのそれぞれを駆動させる駆動源としての複数対のエアシリンダ８６Ａ，８６Ｂと、一対のレール８２Ａ，８２Ｂを左右方向に作動させる駆動部３２（図１参照）とを備える。
【0034】
一対のレール８２Ａ，８２Ｂは、左右方向が長手方向となるように水平に配置され、複数対のダイ７２及びパンチ７４に亘って延びるように配置されている。一対のレール８２Ａ，８２Ｂは、前後方向に一定の距離を有して平行に配置されている。一対のレール８２Ａ，８２Ｂには、上下方向において各一対のダイ７２及びパンチ７４に対応する位置に、一対のフィンガー８４Ａ，８４Ｂ及び一対のエアシリンダ８６Ａ，８６Ｂが載置されている。そのため、駆動部３２（図１参照）により一対のレール８２Ａ，８２Ｂを左右方向に移動させると、複数のエアシリンダ８６Ａ，８６Ｂ、及び複数のフィンガー８４Ａ，８４Ｂについても、ともに左右方向に移動する。このようにして、フィンガー８４Ａ，８４Ｂで挟持されたワークＷをワーク搬送方向の下流側へと搬送することができる。なお、図２では、ワークＷがフィンガー８４Ａ，８４Ｂで挟持された態様を示している。
【0035】
図２に示されるように、フィンガー８４Ａ，８４Ｂは、それぞれ、エアシリンダ８６Ａ，８６Ｂのロッドの先端部に設けられており、エアシリンダ８６Ａ，８６Ｂの作動により開閉可能に構成されている。エアシリンダ８６Ａ，８６Ｂは、前側のエアシリンダ８６Ａと後側のエアシリンダ８６Ｂとが前後方向に対称的に作動する。即ち、エアシリンダ８６Ａが前方向から後方向に向けて作動するときは、エアシリンダ８６Ｂが後方向から前方向に向けて作動する。このとき、フィンガー８４Ａ，８４Ｂは、互いに接近する方向に向けて、即ち開から閉に向けて作動する。また、エアシリンダ８６Ａが後方向から前方向に向けて作動するときは、エアシリンダ８６Ｂが前方向から後方向に向けて作動する。このとき、フィンガー８４Ａ，８４Ｂは、互いに離間する方向に向けて、即ち閉から開に向けて作動する。このようにフィンガー８４Ａ，８４Ｂを開閉動作させることにより、ワークＷを離したり挟持したりすることができる。
【0036】
ワーク搬送方向（即ち左右方向）において隣り合うフィンガー８４Ａ，８４Ｂどうしの間隔は、左右方向において隣り合うパンチ７４（図１参照）及びダイ７２どうしの間隔と同じ一定ピッチである。駆動部（図１参照）は、ラム６０（図１参照）の昇降動作に同期して、一対のレール８２Ａ，８２Ｂを、水平状態を保ちつつ左右方向に一定ピッチの往復動作を繰り返す。また、複数対のエアシリンダ８６Ａ，８６Ｂは、一対のレール８２Ａ，８２Ｂの左右方向への往復動作によってワークＷが搬送されるように、フィンガー８４Ａ，８４Ｂの開閉動作を繰り返し行う。このようにして、ワークＷは、トランスファ装置８０によってワーク搬送方向上流側（即ち左側）からワーク搬送方向下流側（即ち右側）へと搬送され、複数対のダイ７２及びパンチ７４のそれぞれによって順番にプレス絞り加工が行われる。これにより、ワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程が行われる。
【0037】
プレスシステム１によってワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程が行われる際には、行われるプレス絞り加工工程の回数に応じた数のダイ７２とパンチ７４とが用いられる。なお、図１に例示するプレスシステム１では、８対のダイ７２及びパンチ７４が備えられた形態を例示している。ワークＷに対して８回のプレス絞り加工工程が行われる際には、８対のダイ７２及びパンチ７４が用いられる。例えば、ワークＷに対して２回のプレス絞り加工工程が行われる場合には、２対のダイ７２及びパンチ７４のみが用いられる。即ち、この場合、プレスシステム１においては、８対のダイ７２及びパンチ７４のうちのいずれかの２対のダイ７２及びパンチ７４のみが取り付けられて用いられ、他の６対のダイ７２及びパンチ７４は、プレスシステム１には取り付けられない。同様に、例えば、ワークＷに対して３回のプレス絞り加工が施される場合には、３対のダイ７２及びパンチ７４のみが用いられる。この場合、プレスシステム１においては、３対のダイ７２及びパンチ７４のうちのいずれかの３対のダイ７２及びパンチ７４のみが取り付けられて用いられ、他の５対のダイ７２及びパンチ７４は、プレスシステム１には取り付けられない。なお、プレスシステム１においてダイ７２が取り付けられない箇所においては、例えば、成形孔が設けられていないブロック状の部材が取り付けられる。
【0038】
［２．プレス成形方法］
次に、本発明の実施形態に係るプレス成形方法について説明する。
次に、本発明の実施形態に係るプレス成形方法について説明する。
【0039】
［２－１．プレス成形方法の概要］
本実施形態のプレス成形方法は、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法である。本実施形態のプレス成形方法は、例えば、プレスシステム１を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで実施される。よって、本実施形態のプレス成形方法は、ダイ７２及びパンチ７４を含んで構成されて長孔状の成形孔７３を有する複数の金型を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から筒状の容器を成形するプレス成形方法として構成される。
本実施形態のプレス成形方法は、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法である。本実施形態のプレス成形方法は、例えば、プレスシステム１を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで実施される。よって、本実施形態のプレス成形方法は、ダイ７２及びパンチ７４を含んで構成されて長孔状の成形孔７３を有する複数の金型を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から筒状の容器を成形するプレス成形方法として構成される。
【0040】
本実施形態のプレス成形方法は、複数回のプレス絞り加工工程を備えて構成される。本実施形態のプレス成形方法は、複数回のプレス絞り加工工程として、２回のプレス絞り加工工程を備えて構成されてもよく、また、３回以上のプレス絞り加工工程を備えて構成されてもよい。図３は、本実施形態のプレス成形方法の一例を示すフローチャートであって、本実施形態のプレス成形方法の後に行われる扱き加工工程とともに示すフローチャートである。図３に示す本実施形態の一例のプレス成形方法は、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１と、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２とを備えて構成されている。図３に例示するプレス成形方法は、２回のプレス絞り加工工程を備えて構成されており、１回目である初回のプレス絞り加工工程が第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を構成し、２回目である最終回のプレス絞り加工工程が第２のプレス絞り加工工程Ｓ２を構成している。
【0041】
なお、図３に示すように、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１と第２のプレス絞り加工工程Ｓ２とを行う本実施形態のプレス絞り加工工程が終了すると、続いて、扱き加工工程Ｓ３が行われてもよい。扱き加工工程Ｓ３は、複数回のプレス絞り加工工程を行う本実施形態のプレス成形方法が終了した後に、成形された筒状の容器に対して行われる。扱き加工工程Ｓ３では、扱き加工用の金型を用い、成形された筒状の容器に対して、容器の壁部の板厚みを扱いて減厚して製品としての最終形状を規定する扱き加工が行われる。なお、複数回のプレス絞り加工を行う本実施形態のプレス成形方法の後に扱き加工工程Ｓ３が行われない場合は、複数回のプレス絞り加工工程を経て成形された容器の形状が製品としての最終形状を規定することになる。
【0042】
第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回のプレス絞り加工工程を除いたプレス絞り加工工程のうちの少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される。図３に示すプレス成形方法は、２回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法として構成されるため、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、最終回である２回目のプレス絞り加工工程を除いた１回目のプレス絞り加工工程として構成される。そして、図３に示すプレス成形方法では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、複数回のプレス絞り加工工程のうちの初回のプレス絞り加工工程として構成される。
【0043】
第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、複数回のプレス絞り加工工程のうちの第１のプレス絞り加工工程Ｓ１の次のプレス絞り加工工程として構成される。図３に示すプレス成形方法は、２回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法として構成されるため、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、初回のプレス絞り加工工程としての第１のプレス絞り加工工程Ｓ１の次のプレス絞り加工工程である最終回のプレス絞り加工工程として構成される。本実施形態のプレス成形方法は、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１と第２のプレス絞り加工工程Ｓ２とが行われることで終了する。なお、図３に示すように、複数回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法が終了した後に、容器の壁部の板厚みを扱いて減厚するための扱き加工工程Ｓ３が実施されてもよい。
【0044】
［２－２．プレス絞り加工工程の特徴的な構成］
次に、本実施形態のプレス成形方法のプレス絞り加工工程の特徴的な構成について説明する。図４は、図３に示すプレス成形方法における第１のプレス絞り加工工程Ｓ１で用いられる第１の金型７１Ａの一例を示す図であって、図４（Ａ）は、第１の金型７１Ａのうちのパンチ７４Ａの平断面図であり、図４（Ｂ）は、第１の金型７１Ａのうちのダイ７２Ａの平面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。図５は、図３に示すプレス成形方法における第２のプレス絞り加工工程Ｓ２で用いられる第２の金型７１Ｂの一例を示す図であって、図５（Ａ）は、第２の金型７１Ｂのうちのパンチ７４Ｂの平断面図であり、図５（Ｂ）は、第２の金型７１Ｂのうちのダイ７２Ｂの平面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）のＢ－Ｂ線矢視断面図である。図６は、プレス成形方法でプレス絞り加工が施されるワークＷについて説明するための図である。
次に、本実施形態のプレス成形方法のプレス絞り加工工程の特徴的な構成について説明する。図４は、図３に示すプレス成形方法における第１のプレス絞り加工工程Ｓ１で用いられる第１の金型７１Ａの一例を示す図であって、図４（Ａ）は、第１の金型７１Ａのうちのパンチ７４Ａの平断面図であり、図４（Ｂ）は、第１の金型７１Ａのうちのダイ７２Ａの平面図であり、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。図５は、図３に示すプレス成形方法における第２のプレス絞り加工工程Ｓ２で用いられる第２の金型７１Ｂの一例を示す図であって、図５（Ａ）は、第２の金型７１Ｂのうちのパンチ７４Ｂの平断面図であり、図５（Ｂ）は、第２の金型７１Ｂのうちのダイ７２Ｂの平面図であり、図５（Ｃ）は、図５（Ｂ）のＢ－Ｂ線矢視断面図である。図６は、プレス成形方法でプレス絞り加工が施されるワークＷについて説明するための図である。
【0045】
図４を参照して、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１において用いられる第１の金型７１Ａは、ダイ７２Ａ及びパンチ７４Ａを含んで構成されている。ダイ７２Ａは、プレスシステム１において取り付けられる複数のダイ７２のうちの１つのダイ７２として設けられ、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１で用いられるダイ７２として構成される。パンチ７４Ａは、プレスシステム１において取り付けられる複数のパンチ７４のうちの１つのパンチ７４として設けられ、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１で用いられるパンチ７４として構成される。
【0046】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）を参照して、ダイ７２Ａには、ダイ７２の長孔状の成形孔７３としての第１の成形孔７３Ａが設けられている。即ち、ダイ７２Ａには、上下方向に視た平面視で長孔状に形成された成形孔７３としての第１の成形孔７３Ａが設けられている。なお、第１の成形孔７３Ａは、長孔状の断面形状でダイ７２Ａを上下方向に貫通するように設けられている。第１の成形孔７３Ａは、長孔状に延びる方向である長手方向Ｘの寸法が、長手方向Ｘに垂直な方向である幅方向Ｙの寸法よりも大きくなるように形成されている。なお、図４（Ｂ）では、長手方向Ｘについては両端矢印Ｘで示しており、幅方向Ｙについては両端矢印Ｙで示している。
【0047】
第１の成形孔７３Ａは、例えば、長手方向Ｘの両端部のそれぞれが半円弧状に形成されている。そして、第１の成形孔７３Ａは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分の形状が、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。即ち、第１の成形孔７３Ａは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分の形状が、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの寸法が徐々に小さくなるように形成されている。更に、第１の成形孔７３は、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲しながら窄まるとともに、長手方向Ｘにおける中央位置ＣＸにおいて幅方向Ｙの内側に最も窄まるように形成されている。なお、図４（Ｂ）では、ダイ７２Ａの第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘにおける中央位置ＣＸについては一点鎖線ＣＸで示している。
【0048】
図４（Ａ）を参照して、パンチ７４Ａは、ダイ７２Ａの第１の成形孔７３Ａに対応した形状に形成される。即ち、パンチ７４Ａの外周形状は、ダイ７２Ａの第１の成形孔７３Ａに対応した形状に形成される。このため、パンチ７４Ａは、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘと平行な方向の両端部がそれぞれ半円弧状の断面形状となるように形成されている。そして、パンチ７４Ａは、周方向における上記の半円弧状の断面形状の両端部を除く部分の形状が、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘに平行な方向における両端側から中央側にかけて、第１の成形孔７３Ａの幅方向Ｙに平行な方向における内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲して凹むように形成されている。
【0049】
第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、長孔状の成形孔７３としての第１の成形孔７３Ａを有する第１の金型７１Ａを用いて行われる。即ち、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、長孔状で長手方向Ｘの中央側にかけて幅方向Ｙの内側に滑らかに窄んだ形状の第１の成形孔７３Ａが設けられたダイ７２Ａと、第１の成形孔７３Ａに対応する断面形状のパンチ７４Ａとを用いて行われる。第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、プレスシステム１のワーク供給装置１０から供給される平板の状態のワークＷとしてのワークＷ１に対して、ダイ７２Ａとパンチ７４Ａとを用いたプレス絞り加工が施される。なお、図６（Ａ）では、平板の状態のワークＷとしてのワークＷ１が斜視図で示されており、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）では、ワークＷ１が二点鎖線で示されている。
【0050】
第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、パンチ７４Ａがダイ７２Ａの第１の成形孔７３ＡにワークＷ１を押し込むことで、ワークＷ１は、底部を有する筒状の形状のワークＷとしてのワークＷ２に成形される。なお、図６（Ｂ）では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を経て成形されたワークＷとしてのワークＷ２が斜視図で示されている。ワークＷ２は、底部を有するとともに、第１の成形孔７３Ａの形状に対応した断面形状で筒状に延びる形状に形成されている。
【0051】
図５を参照して、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２において用いられる第２の金型７１Ｂは、ダイ７２Ｂ及びパンチ７４Ｂを含んで構成されている。ダイ７２Ｂは、プレスシステム１において取り付けられる複数のダイ７２のうちの１つのダイ７２として設けられ、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２で用いられるダイ７２として構成される。パンチ７４Ａは、プレスシステム１において取り付けられる複数のパンチ７４のうちの１つのパンチ７４として設けられ、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２で用いられるパンチ７４として構成される。
【0052】
図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）を参照して、ダイ７２Ｂには、ダイ７２の長孔状の成形孔７３としての第２の成形孔７３Ｂが設けられている。即ち、ダイ７２Ｂには、上下方向に視た平面視で長孔状に形成された成形孔７３としての第２の成形孔７３Ｂが設けられている。なお、第２の成形孔７３Ｂは、長孔状の断面形状でダイ７２Ｂを上下方向に貫通するように設けられている。第２の成形孔７３Ｂは、長孔状に延びる方向である長手方向Ｘの寸法が、長手方向Ｘに垂直な方向である幅方向Ｙの寸法よりも大きくなるように形成されている。なお、図５（Ｂ）では、長手方向Ｘについては両端矢印Ｘで示しており、幅方向Ｙについては両端矢印Ｙで示している。
【0053】
第２の成形孔７３Ｂは、長手方向Ｘに細長く延びる略長方形の形状に形成されている。より詳細には、第２の成形孔７３Ｂは、長方形の四隅の角部が円弧状に形成された長方形の形状に形成されている。なお、本実施形態では、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、最終回のプレス絞り加工工程を構成している。このため、第２の成形孔７３Ｂの形状は、本実施形態のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程を経て最終的に成形される製品としての筒状の容器の断面形状に対応した形状となっている。
【0054】
図５（Ａ）を参照して、パンチ７４Ｂは、ダイ７２Ｂに対応した形状に形成される。即ち、パンチ７４Ｂの外周形状は、ダイ７２Ｂの第２の成形孔７３Ｂに対応した形状に形成される。このため、パンチ７４Ｂは、第２の成形孔７３Ｂの長手方向Ｘと平行な方向に細長く延びる略長方形の断面形状に形成されている。
【0055】
第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、略長方形の形状の長孔状の成形孔７３としての第２の成形孔７３Ｂを有する第２の金型７１Ｂを用いて行われる。即ち、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、略長方形の長孔状の第２の成形孔７３Ｂが設けられたダイ７２Ｂと、第２の成形孔７３Ｂに対応する断面形状のパンチ７４Ｂとを用いて行われる。第２のプレス絞り加工工程Ｓ２では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を経て成形された筒状のワークＷ１に対して、ダイ７２Ｂとパンチ７４Ｂとを用いたプレス絞り加工が施される。なお、図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）では、ワークＷ２が二点鎖線で示されている。
【0056】
第２のプレス絞り加工工程Ｓ２では、パンチ７４Ｂがダイ７２Ｂの第２の成形孔７３ＢにワークＷ２を押し込むことで、ワークＷ２は、底部を有する角筒状の容器の形状のワークＷとしてのワークＷ３に成形される。図６（Ｃ）では、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２を経て成形されたワークＷとしてのワークＷ３が斜視図で示されている。なお、本実施形態では、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２は、最終回のプレス絞り加工工程を構成している。このため、第２のプレス絞り加工工程Ｓ２を経て成形されたワークＷ３は、本実施形態のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程を経て最終的に成形される製品の形状に形成されており、底部を有する角筒状の容器を構成している。
【0057】
ここで、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１と第２のプレス絞り加工工程Ｓ２とにおけるダイ７２の成形孔７３の形状の関係について更に説明する。図７は、第１の絞り加工工程Ｓ１及び第２の絞り加工工程Ｓ２で用いられるダイ７２の成形孔７３を対比して模式的に示す図である。即ち、図７では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１で用いられるダイ７２Ａの第１の成形孔７３Ａと第２のプレス絞り加工工程Ｓ２で用いられるダイ７２Ｂの第２の成形孔７３Ｂとを対比して模式的に示している。なお、当然に、ダイ７２Ａとダイ７２Ｂとは、１つのダイ７２ではなく別々の異なるダイ７２であるが、図７では、第１の成形孔７３Ａと第２の成形孔７３Ｂとの対比のため、ダイ７２Ａとダイ７２Ｂとを重ねた状態で模式的に図示している。
【0058】
図７を参照して、第１の成形孔７３Ａの領域は、第２の成形孔７３Ｂの領域よりも、領域の全周に亘って大きくなっている。即ち、ダイ７２Ａとダイ７２Ｂとを重ねた状態では、平面視において、第１の成形孔７３Ａの輪郭と第２の成形孔７３Ｂの輪郭とが重なることなく、第１の成形孔７３Ａの内側に第２の成形孔７３Ｂが配置される状態となる。このため、第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂよりも、長孔状に延びる方向である長手方向Ｘに亘って長手方向Ｘと垂直な幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。より詳細には、まず、第２の成形孔７３Ｂは略長方形の形状であり、第２の成形孔７３Ｂの幅方向Ｙにおける寸法である幅寸法ＹＢは、一定の寸法に設定されている。一方、第１の成形孔７３Ａは、長手方向Ｘの両端部の半円弧状の部分は、第２の成形孔７３Ｂの長手方向の両端部を外側で囲む大きさに形成されている。更に、第１の成形孔７３Ａは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分では、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの寸法が徐々に小さくなり、長手方向Ｘにおける中央位置ＣＸにて最も小さい幅寸法ＹＡとなるように形成されている。そして、第１の成形孔７３Ａにおける長手方向Ｘの両端部以外の部分で最も幅方向Ｙの寸法が小さい部分の幅寸法ＹＡは、第２の成形孔７３Ｂの幅寸法ＹＢよりも大きく形成されている。このため、第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂよりも、長孔状に延びる方向である長手方向Ｘと垂直な幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。
【0059】
（第１のプレス絞り加工工程の作用）
次に、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１の作用について説明する。図８は、第１の絞り加工工程Ｓ１においてワークＷに作用する力を説明するための図である。なお、図８では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１においてダイ７２Ａとパンチ７４Ａとによってプレス絞り加工が施されている途中の状態のワークＷであるワークＷ１を模式的に示している。また、図８では、ダイ７２Ａ及びパンチ７４Ａの図示は省略しており、第１の成形孔７３Ａを二点鎖線で模式的に図示している。
次に、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１の作用について説明する。図８は、第１の絞り加工工程Ｓ１においてワークＷに作用する力を説明するための図である。なお、図８では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１においてダイ７２Ａとパンチ７４Ａとによってプレス絞り加工が施されている途中の状態のワークＷであるワークＷ１を模式的に示している。また、図８では、ダイ７２Ａ及びパンチ７４Ａの図示は省略しており、第１の成形孔７３Ａを二点鎖線で模式的に図示している。
【0060】
図８を参照して、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１が開始されると、ダイ７２Ａに載置されたワークＷ１がパンチ７４Ａによって第１の成形孔７３Ａに押し込まれる。ワークＷ１が第１の成形孔７３Ａに押し込まれる際には、ワークＷ１において第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端側の半円弧状の領域で加工される部分には、第１の成形孔７３Ａの周方向において圧縮力が生じることになる。なお、図８及び後述の図１０（Ａ）では、ワークＷ１において第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端側で加工される部分については、一点鎖線の両端矢印Ｐ１で示しており、以下、この部分について、「両端側加工部分Ｐ１」とも称する。ワークＷ１における両端側加工部分Ｐ１は、縮みフランジ成形の状態となるため、周方向に圧縮力が生じることになる。
【0061】
一方、ワークＷ１が第１の成形孔７３Ａに押し込まれる際、ワークＷ１において第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端部以外の中央側の領域で加工される部分には、第１の成形孔７３Ａの周方向において引張力が生じることになる。なお、図８及び後述の図１０（Ａ）では、ワークＷ１において第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端部以外の中央側の領域で加工される部分については、一点鎖線の両端矢印Ｐ２で示しており、以下、この部分について「中央側加工部分Ｐ２」とも称する。ワークＷ１における中央側加工部分Ｐ２は、伸びフランジ成形の状態となるため、周方向に引張力が生じることになる。
【0062】
上述のように、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、ワークＷ１において、両端側加工部分Ｐ１では周方向に圧縮力が生じ、中央側加工部分Ｐ２では周方向に引張力が生じる。このため、ワークＷ１において、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力と対向することになる。そして、ワークＷ１において、圧縮力が生じている両端側加工部分Ｐ１側から引張力が生じている中央側加工部分Ｐ２側へと円滑に塑性流動が生じ、ダイ７２Ａとパンチ７４Ａとの間でワークＷ１がプレス加工され、ワークＷ１がワークＷ２の形状へと成形される。また、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、圧縮力が生じている両端側加工部分Ｐ１側から引張力が生じている中央側加工部分Ｐ２側へと円滑に塑性流動が生じるため、中央側加工部分Ｐ２で材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ２の形状に成形されている部分の底部側へと塑性流動することが抑制される。これにより、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を経てワークＷ１がワークＷ２へと成形された際に、長手方向Ｘの中央側の部分におけるワークＷ２の底部側に歪みが生じてしまうことが抑制される。
【0063】
ここで、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を経て成形されたワークＷ２において底部の歪みが生じることが抑制される作用について、従来のプレス絞り加工工程と対比して更に説明する。図９は、従来のプレス絞り加工工程について説明するための図であって、図９（Ａ）は、ダイ１７２Ａを示す平面図であり、図９（Ｂ）は、ワークＷ１０１に絞り加工が施されてワークＷ１０２が成形されている状態を示す断面図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）において破線で囲まれたＤ部を拡大して示す図である。なお、図９を参照して説明する従来のプレス絞り加工工程は、複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板のワークＷ１０１から筒状の容器を成形する従来のプレス成形方法における初回のプレス絞り加工工程を構成している。
【0064】
図９を参照して、従来のプレス絞り加工工程は、長孔状の成形孔１７３Ａが設けられたダイ１７２Ａと、ダイ１７２Ａに対応するパンチ１７４Ａとを用いて行われる。ダイ１７２Ａの成形孔１７３Ａは、長孔状に延びる方向である長手方向Ｘの寸法が、長手方向Ｘに垂直な方向である幅方向Ｙの寸法よりも大きくなるように形成されている。なお、図９（Ａ）では、長手方向Ｘについては両端矢印Ｘで示しており、幅方向Ｙについては両端矢印Ｙで示している。また、ダイ１７２Ａの成形孔１７３Ａは、全周に亘って外側に楕円状に広がった形状に形成されている。パンチ１７４Ａは、ダイ１７２Ａの成形孔１７３Ａに対応した形状に形成されている。即ち、パンチ１７４Ａの外周形状は、ダイ１７２Ａの成形孔の形状と同様に、全周に亘って外側に楕円状に広がった形状に形成されている。
【0065】
従来のプレス絞り加工工程では、平板の状態のワークＷ１０１に対して、ダイ１７２Ａとパンチ１７４Ａとを用いたプレス絞り加工が施される。なお、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）では、ワークＷ１０１が二点鎖線示されている。従来のプレス絞り加工工程では、パンチ１７４Ａがダイ１７２Ａの成形孔１７３ＡにワークＷ１０１を押し込むことで、ワークＷ１０１は、底部を有する筒状のワークＷ１０２に成形される（図９（Ｂ）を参照）。ワークＷ１０１が成形孔１７３Ａに押し込まれる際、ワークＷ１０１においては、周方向の全周に亘って周方向の圧縮力が生じることになる。即ち、従来のプレス絞り加工工程では、全周に亘って外側に楕円状に広がった成形孔１７３Ａでワーク１０１が成形されるため、ワークＷ１０１において、成形孔１７３Ａの長手方向Ｘの両端側で加工される部分だけでなく、成形孔１７３Ａの長手方向Ｘの中央側の領域で加工される部分においても、圧縮力が生じることになる。なお、図９（Ａ）では、ワークＷ１０１において成形孔１７３Ａの長手方向Ｘの両端側で加工される部分については、一点鎖線の両端矢印Ｐ１０で示しており、以下、この部分について「両端側加工部分Ｐ１０」とも称する。そして、ワークＷ１０１において成形孔１７３Ａの中央側の領域で加工される部分については、一点鎖線の両端矢印Ｐ２０で示しており、以下、この部分について「中央側加工部分Ｐ２０」とも称する。
【0066】
従来のプレス絞り加工工程では、ワークＷ１０１において、成形孔１７３Ａの全周に亘って周方向の圧縮力が生じ、両端側加工部分Ｐ１０及び中央側加工部分Ｐ２０のいずれにおいても周方向の圧縮力が生じる。しかし、全周に亘って外側に楕円状に広がった長孔状の成形孔１７３Ａは、長手方向Ｘの両端部の曲率の方が長手方向Ｘの中央側の部分の曲率よりも大きいため、両端側加工部分Ｐ１０の加工量の方が、中央側加工部分Ｐ２０の加工量よりも大きくなる。このため、両端側加工部分Ｐ１０から中央側加工部分Ｐ２０へと塑性流動が生じ、中央側加工部分Ｐ２０の材料の体積が過剰となる。このため、体積が過剰となった中央側加工部分Ｐ２０の材料は、ダイ１７２Ａとパンチ１７４Ａとによって拘束されていないワークＷ１０２の底部側へと塑性流動することになる。これにより、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）に示すように、従来のプレス絞り加工工程では、プレス絞り加工が施されたワークＷ１０２の底部の長手方向Ｘの中央側の部分の一部がパンチ１７４Ａから離れて膨らんだような状態となり易く、長手方向Ｘの中央側の部分におけるワークＷ１０２の底部に歪みが生じ易くなる。
【0067】
一方、本実施形態の第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１を経て成形されたワークＷ２において底部の歪みが生じることが抑制される。図１０は、本実施形態の第１のプレス絞り加工工程Ｓ１について説明するための図であって、図１０（Ａ）は、ダイ７２Ａを示す平面図であり、図１０（Ｂ）は、ワークＷ１に絞り加工が施されてワークＷ２が成形されている状態を示す断面図であり、図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）において破線で囲まれたＦ部を拡大して示す図である。
【0068】
図１０を参照して、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１は、長手方向Ｘの両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まった形状に形成された第１の成形孔７３Ａが設けられたダイ７２Ａと、ダイ７２Ａに対応するパンチ７４Ａとを用いて行われる。そして、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、平板の状態のワークＷ１に対して、ダイ７２Ａとパンチ７４Ａとを用いたプレス絞り加工が施される。そして、パンチ７４Ａがダイ７２Ａの第１の成形孔７３ＡにワークＷ１を押し込むことで、ワークＷ１は、底部を有する筒状のワークＷ２に成形される（図１０（Ｂ）を参照）。ワークＷ１が第１の成形孔７３Ａに押し込まれる際、ワークＷ１における両端側加工部分Ｐ１には、第１の成形孔７３Ａの周方向において圧縮力が生じることになる。一方、ワークＷ１が第１の成形孔７３Ａに押し込まれる際、ワークＷ１における中央側加工部分Ｐ２には、第１の成形孔７３Ａの周方向において引張力が生じることになる。
【0069】
第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、ワークＷ１において、両端側加工部分Ｐ１では周方向に圧縮力が生じ、中央側加工部分Ｐ２では周方向に引張力が生じる。このため、ワークＷ１において、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力と対向する。そして、ワークＷ１において、圧縮力が生じている両端側加工部分Ｐ１側から引張力が生じている中央側加工部分Ｐ２側へと円滑に塑性流動が生じ、ダイ７２Ａとパンチ７４Ａとの間でワークＷ１がプレス加工され、ワークＷ１がワークＷ２の形状へと成形される。即ち、圧縮力が生じている両端側加工部分Ｐ１側から引張力が生じている中央側加工部分Ｐ２側へ塑性流動した材料は、中央側加工部分Ｐ２にて体積が過剰となることなく中央側加工部分Ｐ２の成形に供されることになる。このように、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、圧縮力が生じている両端側加工部分Ｐ１側から引張力が生じている中央側加工部分Ｐ２側へと円滑に塑性流動が生じるため、中央側加工部分Ｐ２で材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ２の形状に成形されている部分の底部側への塑性流動が抑制される。これにより、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、プレス絞り加工が施されたワークＷ２の底部の長手方向Ｘの中央側の部分は、パンチ７４Ａから離れにくく、パンチ７４Ａと略同一の形状又はパンチ７４Ａの形状に相当に近づいた形状となる。このため、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１では、長手方向Ｘの中央側の部分におけるワークＷ２の底部側に歪みが生じてしまうことが抑制される。
【0070】
［２－３．本実施形態の効果］
本実施形態のプレス成形方法によれば、第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂの幅方向Ｙの寸法である幅寸法ＹＢよりも大きい幅方向Ｙの寸法の範囲で、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。これにより、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１においては、ワークＷ１において、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの中央側で加工される部分である中央側加工部分Ｐ２では第１の成形孔７３Ａの周方向に引張力が発生する状態となる。このため、ワークＷ１において、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端側で加工される部分である両端側加工部分Ｐ１で生じる圧縮力と対向することになる。これにより、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの中央側で加工される材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ２の底部側へと塑性流動することが抑制される。したがって、ワークＷ２において、長手方向Ｘの中央側の部分の底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。また、本実施形態のプレス成形方法では、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力と対向するため、中央側加工部分Ｐ２において座屈も生じにくくしわの発生も抑制することができる。なお、本実施形態のプレス成形方法によると、ワークＷの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。このため、本実施形態のプレス成形方法の後に扱き加工工程Ｓ３が行われる場合において、扱き加工工程Ｓ３が行われた後のワークＷとしての容器の壁部に歪みが生じることも抑制でき、更に、容器の底部の角部分の寸法異常が生じることも抑制することができる。
本実施形態のプレス成形方法によれば、第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂの幅方向Ｙの寸法である幅寸法ＹＢよりも大きい幅方向Ｙの寸法の範囲で、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。これにより、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１においては、ワークＷ１において、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの中央側で加工される部分である中央側加工部分Ｐ２では第１の成形孔７３Ａの周方向に引張力が発生する状態となる。このため、ワークＷ１において、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの両端側で加工される部分である両端側加工部分Ｐ１で生じる圧縮力と対向することになる。これにより、第１の成形孔７３Ａの長手方向Ｘの中央側で加工される材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ２の底部側へと塑性流動することが抑制される。したがって、ワークＷ２において、長手方向Ｘの中央側の部分の底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。また、本実施形態のプレス成形方法では、中央側加工部分Ｐ２で生じる周方向の引張力が、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力と対向するため、中央側加工部分Ｐ２において座屈も生じにくくしわの発生も抑制することができる。なお、本実施形態のプレス成形方法によると、ワークＷの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。このため、本実施形態のプレス成形方法の後に扱き加工工程Ｓ３が行われる場合において、扱き加工工程Ｓ３が行われた後のワークＷとしての容器の壁部に歪みが生じることも抑制でき、更に、容器の底部の角部分の寸法異常が生じることも抑制することができる。
【0071】
以上の通り、本実施形態のプレス成形方法によれば、長孔状の成形孔７３を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークＷの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。
【0072】
また、平板に対してプレス絞り加工を行う初回のプレス絞り加工工程においては、成形孔７３の長手方向Ｘの両端側で加工される部分で生じる圧縮力も大きくなる。しかし、本実施形態のプレス成形方法によれば、第１のプレス絞り加工工程Ｓ１として構成される初回のプレス絞り加工工程において、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力と対向するように、中央側加工部分Ｐ２で周方向の引張力を生じさせることができる。このため、ワークＷの底部側の歪みを生じ易い初回のプレス絞り加工工程においても、効率よくワークＷの底部側の歪みの発生を抑制することができる。
【0073】
また、本実施形態のプレス成形方法では、第１の成形孔７３Ａは、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって湾曲しながら窄まるとともに、長手方向Ｘにおける中央位置ＣＸにおいて幅方向Ｙの内側に最も窄まるように形成されている。これにより、本実施形態のプレス成形方法によれば、両端側加工部分Ｐ１で生じる周方向の圧縮力に対してより均等に対向するように、中央側加工部分Ｐ２で周方向の引張力を生じさせることができる。このため、更に効率よくワークＷの底部側の歪みの発生を抑制することができる。
【0074】
［３．変形例］
上述の実施形態では、複数回のプレス絞り加工工程として２回のプレス絞り加工工程を備え、１回目である初回のプレス絞り加工工程が第１のプレス絞り加工工程として構成され、２回目である最終回のプレス絞り加工工程が第２のプレス絞り加工工程として構成されたプレス成形方法を例にとって説明したが、この通りでなくもよい。複数回のプレス絞り加工工程として、３回以上のプレス絞り加工工程を備えたプレス成形方法が実施されてもよい。また、３回以上のプレス絞り加工工程を備えたプレス成形方法において、第１のプレス絞り加工工程及び第２のプレス絞り加工工程が、複数回に亘って構成される形態のプレス成形方法が実施されてもよい。例えば、図１１に示すプレス成形方法が実施されてもよい。
上述の実施形態では、複数回のプレス絞り加工工程として２回のプレス絞り加工工程を備え、１回目である初回のプレス絞り加工工程が第１のプレス絞り加工工程として構成され、２回目である最終回のプレス絞り加工工程が第２のプレス絞り加工工程として構成されたプレス成形方法を例にとって説明したが、この通りでなくもよい。複数回のプレス絞り加工工程として、３回以上のプレス絞り加工工程を備えたプレス成形方法が実施されてもよい。また、３回以上のプレス絞り加工工程を備えたプレス成形方法において、第１のプレス絞り加工工程及び第２のプレス絞り加工工程が、複数回に亘って構成される形態のプレス成形方法が実施されてもよい。例えば、図１１に示すプレス成形方法が実施されてもよい。
【0075】
図１１は、変形例に係るプレス成形方法を示すフローチャートである。図１１に示す本変形例のプレス成形方法は、長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板の状態のワークＷから底部を有する筒状の容器を成形するプレス成形方法である。本変形例のプレス成形方法は、例えば、プレスシステム１を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで実施される。したがって、本変形例のプレス成形方法は、ダイ７２及びパンチ７４を含んで構成されて長孔状の成形孔７３を有する複数の金型を用いてワークＷに対して複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から筒状の容器を成形するプレス成形方法として構成される。
【0076】
本変形例のプレス成形方法は、複数回のプレス絞り加工工程として、３回のプレス絞り加工工程を備えて構成されている。即ち、図１１に示すように、本変形例のプレス成形方法は、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１と、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２と、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３とを備えて構成されている。１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１は、初回のプレス絞り加工工程である。２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１に次いで行われるプレス絞り加工工程である。３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２に次いで行われる最終回のプレス絞り加工工程である。なお、図１１においては、本変形例のプレス成形方法が終了した後に扱き加工工程が行われる形態を例示していないが、本変形例のプレス成形方法の終了後に扱き加工工程が行われてもよい。即ち、１～３回目プレス絞り加工工程Ｓ１１～Ｓ１３を行う本変形例のプレス成形方法が終了した後に、成形された筒状の容器に対して、容器の壁部の板厚みを扱いて減厚するための扱き加工工程が行われてもよい。
【0077】
１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１は、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回の３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３を除いたプレス絞り加工工程のうちの１つのプレス絞り加工工程であり、本発明における第１のプレス絞り加工工程を構成している。
【0078】
２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程のうちの第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程であり、本発明の第２のプレス絞り加工工程を構成している。即ち、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、第１のプレス絞り加工工程としての１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１の次のプレス絞り加工工程であり、第２のプレス絞り加工工程を構成している。また、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１に対しては、第２のプレス絞り加工工程を構成しているが、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３に対しては、第１のプレス絞り加工工程を構成している。具体的には、２回目プレス絞り加工Ｓ１２は、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程のうちから最終回の３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３を除いたプレス絞り加工工程のうちの１つのプレス絞り加工工程であり、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３に対しては、本発明における第１のプレス絞り加工工程を構成している。
【0079】
３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程のうちの第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程であり、本発明の第２のプレス絞り加工工程を構成している。即ち、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、第１のプレス絞り加工工程としての２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２の次のプレス絞り加工工程であり、第２のプレス絞り加工工程を構成している。以下、１～３回目プレス絞り加工工程Ｓ１１～Ｓ１３について更に詳しく説明する。
【0080】
図１２は、本変形例のプレス成形方法におけるプレス絞り加工工程で用いられる金型の一例を示す図である。より具体的には、図１２（Ａ）は、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられる金型７１Ｃにおけるパンチ７４Ｃの平断面図及びダイ７２Ｃの平面図である。図１２（Ｂ）は、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられる金型７１Ｄにおけるパンチ７４Ｄの平断面図及びダイ７２Ｄの平面図である。図１２（Ｃ）は、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられる金型７１Ｅにおけるパンチ７４Ｅの平断面図及びダイ７２Ｅの平面図である。なお、１～３回目プレス絞り加工工程Ｓ１１～Ｓ１３で用いられるダイ７２Ｃ～７２Ｅには、長孔状の成形孔７３がそれぞれ設けられている。図１２（Ａ）～（Ｃ）では、成形孔７３が長孔状に延びる方向である長手方向Ｘについては両端矢印Ｘで示しており、長手方向Ｘに垂直な方向である幅方向Ｙについては両端矢印Ｙで示している。
【0081】
図１２（Ａ）を参照して、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１において用いられる金型７１Ｃは、ダイ７２Ｃ及びパンチ７４Ｃを含んで構成されている。ダイ７２Ｃは、プレスシステム１において取り付けられる複数のダイ７２のうちの１つのダイ７２として設けられ、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１において用いられるダイ７２として構成される。パンチ７４Ｃは、プレスシステム１において取り付けられる複数のパンチ７４のうちの１つのパンチ７４として設けられ、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるパンチ７４として構成される。
【0082】
図１２（Ａ）を参照して、ダイ７２Ｃには、ダイ７２の長孔状の成形孔７３としての成形孔７３Ｃが設けられている。即ち、ダイ７２Ｃには、長手方向Ｘの寸法が幅方向Ｙの寸法よりも大きく、平面視で長孔状に形成された成形孔７３Ｃが設けられている。成形孔７３Ｃは、例えば、長手方向Ｘの両端部のそれぞれが半円弧状に形成されている。そして、成形孔７３Ｃは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分の形状が、長手方向Ｘの両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。即ち、成形孔７３Ｃは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分の形状が、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの寸法が徐々に小さくなるように形成されている。更に、成形孔７３Ｃは、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲しながら窄まるように形成されている。
【0083】
図１２（Ａ）を参照して、パンチ７４Ｃは、その外周形状が、ダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃに対応した形状に形成される。このため、パンチ７４Ｃは、成形孔７３Ｃの長手方向Ｘと平行な方向の両端部がそれぞれ半円弧状の断面形状となるように形成されている。そして、パンチ７４Ｃは、周方向における上記の半円弧状の断面形状の両端部を除く部分の形状が、成形孔７３Ｃの長手方向Ｘに平行な方向における両端側から中央側にかけて、成形孔７３Ｃの幅方向Ｙに平行な方向における内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲して凹むように形成されている。
【0084】
なお、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１は、第１のプレス絞り加工工程を構成している。このため、成形孔７３Ｃは、本発明の第１の成形孔を構成し、第１の成形孔としての成形孔７３Ｃが設けられたダイ７２Ｃとダイ７２Ｃに対応するパンチ７４Ｃとを有する金型７１Ｃは、本発明の第１の金型を構成している。
【0085】
１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１は、第１の成形孔としての成形孔７３Ｃを有する第１の金型としての金型７１Ｃを用いて行われる。１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１では、プレスシステム１のワーク供給装置１０から供給される平板の状態のワークＷとしてのワークＷ１１に対して、ダイ７２Ｃとパンチ７４Ｃとを用いたプレス絞り加工が施される。なお、図１２（Ａ）では、平板の状態のワークＷ１１が二点鎖線で示されている。１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１では、パンチ７４Ｃがダイ７２Ｃの成形孔７３ＣにワークＷ１１を押し込むことで、ワークＷ１１は、底部を有する筒状の形状のワークＷとしてのワークＷ１２（図１２（Ｂ）を参照）に成形される。なお、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１を経て成形されたワークＷ１２は、底部を有するとともに、成形孔７３Ｃの形状に対応した断面形状で筒状に延びる形状に形成されており、図１２（Ｂ）では、平面視で見た状態のワークＷ１２を二点鎖線で示している。
【0086】
図１２（Ｂ）を参照して、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２において用いられる金型７１Ｄは、ダイ７２Ｄ及びパンチ７４Ｄを含んで構成されている。ダイ７２Ｄは、プレスシステム１において取り付けられる複数のダイ７２のうちの１つのダイ７２として設けられ、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２において用いられるダイ７２として構成される。パンチ７４Ｄは、プレスシステム１において取り付けられる複数のパンチ７４のうちの１つのパンチ７４として設けられ、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるパンチ７４として構成される。
【0087】
図１２（Ｂ）を参照して、ダイ７２Ｄには、ダイ７２の長孔状の成形孔７３としての成形孔７３Ｄが設けられている。即ち、ダイ７２Ｄには、長手方向Ｘの寸法が幅方向Ｙの寸法よりも大きく、平面視で長孔状に形成された成形孔７３Ｄが設けられている。成形孔７３Ｄは、例えば、長手方向Ｘの両端部のそれぞれが半円弧状に形成されている。そして、成形孔７３Ｄは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分の形状が、長手方向Ｘの両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲しながら窄まるように形成されている。また、成形孔７３Ｄは、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が小さく形成されている。言い換えれば、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃは、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。
【0088】
図１２（Ｂ）を参照して、パンチ７４Ｄは、その外周形状が、ダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄに対応した形状に形成される。このため、パンチ７４Ｄは、成形孔７３Ｄの長手方向Ｘと平行な方向の両端部がそれぞれ半円弧状の断面形状となるように形成されている。そして、パンチ７４Ｄは、周方向における上記の半円弧状の断面形状の両端部を除く部分の形状が、成形孔７３Ｄの長手方向Ｘに平行な方向における両端側から中央側にかけて、成形孔７３Ｄの幅方向Ｙに平行な方向における内側に向かって滑らかに円弧状に湾曲して凹むように形成されている。
【0089】
なお、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、第１のプレス絞り加工工程としての１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１に対しては、第２のプレス絞り加工工程を構成している。このため、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１との関係では、成形孔７３Ｄは、本発明の第２の成形孔を構成し、第２の成形孔としての成形孔７３Ｄが設けられたダイ７２Ｄとダイ７２Ｄに対応するパンチ７４Ｄとを有する金型７１Ｄは、本発明の第２の金型を構成している。また、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、第２のプレス絞り加工工程としての３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３に対しては、第１のプレス絞り加工工程を構成している。このため、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３との関係では、成形孔７３Ｄは、本発明の第１の成形孔を構成し、第１の成形孔としての成形孔７３Ｄが設けられたダイ７２Ｄとダイ７２Ｄに対応するパンチ７４Ｄとを有する金型７１Ｄは、本発明の第１の金型を構成している。
【0090】
２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１に対しては、第２の成形孔としての成形孔７３Ｄを有する第２の金型としての金型７１Ｄを用いて行われることになる。また、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２は、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３に対しては、第１の成形孔としての成形孔７３Ｄを有する第１の金型としての金型７１Ｄを用いて行われることになる。２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２では、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１を経て成形された筒状のワークＷ１２に対して、ダイ７２Ｄとパンチ７４Ｄとを用いたプレス絞り加工が施される。２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２では、パンチ７４Ｄがダイ７２Ｄの成形孔７３ＤにワークＷ１２を押し込むことで、ワークＷ１２は、筒状のワークＷとしてのワークＷ１３（図１２（Ｃ）を参照）に成形される。なお、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２を経て成形されたワークＷ１３は、ワークＷ１２に対して面積が同等もしくは小さい底部を有するとともに、成形孔７３Ｄの形状に対応した断面形状で筒状に延びる形状に形成されており、図１２（Ｃ）では、平面視で視た状態のワークＷ１３を二点鎖線で示している。
【0091】
図１２（Ｃ）を参照して、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３において用いられる金型７１Ｅは、ダイ７２Ｅ及びパンチ７４Ｅを含んで構成されている。ダイ７２Ｅは、プレスシステム１において取り付けられる複数のダイ７２のうちの１つのダイ７２として設けられ、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３において用いられるダイ７２として構成される。パンチ７４Ｅは、プレスシステム１において取り付けられる複数のパンチ７４のうちの１つのパンチ７４として設けられ、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられるパンチ７４として構成される。
【0092】
図１２（Ｃ）を参照して、ダイ７２Ｅには、ダイ７２の長孔状の成形孔７３としての成形孔７３Ｅが設けられている。即ち、ダイ７２Ｅには、長手方向Ｘの寸法が幅方向Ｙの寸法よりも大きく、平面視で長孔状に形成された成形孔７３Ｅが設けられている。成形孔７３Ｅは、長手方向Ｘに細長く延びる略長方形の形状に形成されている。より詳細には、成形孔７３Ｅは、長方形の四隅の角部が円弧状に形成された形状に形成されている。また、成形孔７３Ｅは、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が小さく形成されている。言い換えれば、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄは、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられるダイ７２Ｅの成形孔７３Ｅよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。なお、本変形例では、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、最終回のプレス絞り加工工程を構成している。このため、成形孔７３Ｅの形状は、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程を経て最終的に成形される製品としての筒状の容器の断面形状に対応した形状となっている。
【0093】
図１２（Ｃ）を参照して、パンチ７４Ｅは、その外周形状が、ダイ７２Ｅの成形孔７３Ｅに対応した形状に形成される。このため、パンチ７４Ｅは、成形孔７３Ｂの長手方向Ｘと平行な方向に細長く延びる略長方形の断面形状に形成されている。
【0094】
なお、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、第１のプレス絞り加工工程としての２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２に対して、第２のプレス絞り加工工程を構成している。このため、成形孔７３Ｅは、本発明の第２の成形孔を構成し、第２の成形孔としての成形孔７３Ｅが設けられたダイ７２Ｅとダイ７２Ｅに対応するパンチ７４Ｅとを有する金型７１Ｅは、本発明の第２の金型を構成している。
【0095】
３回目のプレス絞り加工工程Ｓ１３は、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２に対しては、第２の成形孔としての成形孔７３Ｅを有する第２の金型としての金型７１Ｅを用いて行われることになる。３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３では、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２を経て成形された筒状のワークＷ１３に対して、ダイ７２Ｅとパンチ７４Ｅとを用いたプレス絞り加工が施される。３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３では、パンチ７４Ｅがダイ７２Ｅの成形孔７３ＥにワークＷ１３を押し込むことで、ワークＷ１３は、底部を有する角筒状の容器の形状のワークＷに成形される。なお、本変形例では、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３は、最終回のプレス絞り加工工程を構成している。このため、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３を経て成形されたワークＷは、本変形例のプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程を経て最終的に成形される製品の形状に形成されており、底部を有する角筒状の容器を構成している。
【0096】
ここで、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１と２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２と３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３とにおけるダイ７２の成形孔７３の形状の関係について更に説明する。図１３は、変形例に係るプレス成形方法における複数回のプレス絞り加工工程の成形孔７３を対比して模式的に示す図である。即ち、図１３では、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃと、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄと、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられるダイ７２Ｅの成形孔７３Ｅとを対比して模式的に示している。なお、当然に、ダイ７２Ｃ、ダイ７２Ｄ、及びダイ７２Ｅは、１つのダイ７２ではなく別々の異なるダイ７２であるが、図１３では、成形孔７３Ｃと成形孔７３Ｄと成形孔７３Ｅとの対比のため、ダイ７２Ｃとダイ７２Ｄとダイ７２Ｅとを重ねた状態で模式的に図示している。
【0097】
まず、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃと、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄとの形状の関係について説明する。第１のプレス絞り加工工程としての１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１と第２のプレス絞り加工工程としての２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２との関係では、成形孔７３Ｃは第１の成形孔を構成しており、成形孔７３Ｄは第２の成形孔を構成している。図１３を参照して、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｃの領域は、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｄの領域よりも、領域の全周に亘って大きくなっている。即ち、ダイ７２Ｃとダイ７２Ｄとを重ねた状態では、平面視において、成形孔７３Ｃの輪郭と成形孔７３Ｄの輪郭とが重なることなく、成形孔７３Ｃの内側に成形孔７３Ｄが配置される状態となる。このため、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｃは、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｄよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。より詳細には、成形孔７３Ｃは、長手方向Ｘの両端部の半円弧状の部分が、成形孔７３Ｄにおける長手方向Ｘの両端部の半円弧状の部分を外側で囲む大きさに形成されている。そして、成形孔７３Ｃにおける長手方向Ｘの両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に窄まるように形成された部分は、成形孔７３Ｄにおける長手方向Ｘの両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に窄まるように形成された部分を、幅方向Ｙの外側で囲む大きさに形成されている。このため、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｃは、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｅよりも、幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。
【0098】
次に、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄと、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられるダイ７２Ｅの成形孔７３Ｅとの形状の関係について説明する。第１のプレス絞り加工工程としての２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２と第２のプレス絞り加工工程としての３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３との関係では、成形孔７３Ｄは第１の成形孔を構成しており、成形孔７３Ｅは第２の成形孔を構成している。図１３を参照して、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｄの領域は、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｅの領域よりも、領域の全周に亘って大きくなっている。即ち、ダイ７２Ｄとダイ７２Ｅとを重ねた状態では、平面視において、成形孔７３Ｄの輪郭と成形孔７３Ｅの輪郭とが重なることなく、成形孔７３Ｄの内側に成形孔７３Ｅが配置される状態となる。このため、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｄは、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｅよりも、長手方向Ｘに亘って幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。より詳細には、まず、成形孔７３Ｅは略長方形の形状であり、成形孔７３Ｅの幅方向Ｙにおける寸法である幅寸法ＹＥは、一定の寸法に設定されている。一方、成形孔７３Ｄは、長手方向Ｘの両端部の半円弧状の部分は、成形孔７３Ｅの長手方向の両端部を外側で囲む大きさに形成されている。更に、成形孔７３Ｄは、周方向における長手方向Ｘの両端部を除く部分では、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの寸法が徐々に小さくなり、長手方向Ｘにおける中央位置にて最も小さい幅寸法ＹＤとなるように形成されている。そして、成形孔７３Ｄにおける長手方向Ｘの両端部以外の部分で最も幅方向Ｙの寸法が小さい部分の幅寸法ＹＤは、成形孔７３Ｅの幅寸法ＹＥよりも大きく形成されている。このため、第１の成形孔を構成する成形孔７３Ｄは、第２の成形孔を構成する成形孔７３Ｅよりも、幅方向Ｙの寸法が大きく形成されている。
【0099】
以上説明した本変形例に係るプレス成形方法によると、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１で用いられるダイ７２Ｃの成形孔７３Ｃは、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄよりも幅方向Ｙの寸法が大きい範囲で、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。これにより、１回目プレス絞り加工工程Ｓ１１においては、ワークＷ１１において、成形孔７３Ｃの長手方向Ｘの中央側で加工される部分では成形孔７３Ｃの周方向に引張力が発生する状態となる。このため、ワークＷ１１において、成形孔７３Ｃの長手方向Ｘの中央側で加工される部分で生じる引張力が、成形孔７３Ｃの長手方向Ｘの両端側で加工される部分で生じる圧縮力と対向することになる。これにより、成形孔７３Ｃの中央側で加工される材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ１２の底部側へと塑性流動することが抑制される。したがって、ワークＷ１２において、長手方向Ｘの中央側の部分の底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。
【0100】
更に、本変形例に係るプレス成形方法によると、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２で用いられるダイ７２Ｄの成形孔７３Ｄは、３回目プレス絞り加工工程Ｓ１３で用いられるダイ７２Ｅの成形孔７３Ｅよりも幅方向Ｙの寸法が大きい範囲で、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。これにより、２回目プレス絞り加工工程Ｓ１２においては、ワークＷ１２において、成形孔７３Ｄの長手方向Ｘの中央側で加工される部分では成形孔７３Ｄの周方向に引張力が発生する状態となる。このため、ワークＷ１２において、成形孔７３Ｄの長手方向Ｘの中央側で加工される部分で生じる引張力が、成形孔７３Ｄの長手方向Ｘの両端側で加工される部分で生じる圧縮力と対向することになる。これにより、成形孔７３Ｄの中央側で加工される材料の体積が過剰となることが抑制され、ワークＷ１３の底部側へと塑性流動することが抑制される。したがって、ワークＷ１３において、長手方向Ｘの中央側の部分の底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。
【0101】
以上の通り、本変形例のプレス成形方法によれば、長孔状の成形孔７３を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークＷの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制することができる。
【0102】
以上、本発明の実施形態及び変形例について説明したが、本発明は、上述の実施形態及び変形例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて種々変更して適用することが可能なものである。
【0103】
例えば、上述の実施形態及び変形例において説明した第１のプレス絞り加工工程及び第２のプレス絞り加工工程は、２回のプレス絞り加工工程又は３回のプレス絞り加工工程を行うことで実施されるプレス成形方法に限られず、４回以上のプレス絞り加工工程を行うことで実施されるプレス成形方法において適用することもできる。また、上述の実施形態及び変形例において説明した第１のプレス絞り加工工程及び第２のプレス絞り加工工程は、複数の金型が設けられたトランスファプレス装置５０を有するプレスシステム１を用いて複数回のプレス絞り加工を行うプレス成形方法に限らず、金型がそれぞれ設けられた単発のプレス機を複数備えたプレスシステムを用いて複数回のプレス絞り加工を行うプレス成形方法において適用することもできる。なお、複数の単発のプレス機を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うプレス成形方法においては、ワークは、複数のプレス機の間において、作業者によって搬送されてもよく、また、ワーク搬送機によって搬送されてもよい。
【符号の説明】
【0104】
７１Ａ 第１の金型
７１Ｂ 第２の金型
７３ 成形孔
７３Ａ 第１の成形孔
７３Ｂ 第２の成形孔
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ ワーク
Ｓ１ 第１のプレス絞り加工工程
Ｓ２ 第２のプレス絞り加工工程
７１Ｂ 第２の金型
７３ 成形孔
７３Ａ 第１の成形孔
７３Ｂ 第２の成形孔
Ｗ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３ ワーク
Ｓ１ 第１のプレス絞り加工工程
Ｓ２ 第２のプレス絞り加工工程
【要約】 （修正有）
【課題】長孔状の成形孔を有する複数の金型を用いて複数回のプレス絞り加工工程を行うことで平板から底部を有する筒状の容器を成形する際に、ワークの底部側に歪みが生じてしまうことを抑制できるプレス成形方法を提供する。
【解決手段】第１のプレス絞り加工工程は、長孔状の第１の成形孔７３Ａを有する第１の金型を用いて行われ、最終回以外の少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される。第２のプレス絞り加工工程は、長孔状の第２の成形孔７３Ｂを有する第２の金型を用いて行われ、第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程として構成される。第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂよりも、長手方向Ｘに垂直な幅方向Ｙの寸法が大きく形成され、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。
【選択図】図７
【解決手段】第１のプレス絞り加工工程は、長孔状の第１の成形孔７３Ａを有する第１の金型を用いて行われ、最終回以外の少なくともいずれかのプレス絞り加工工程として構成される。第２のプレス絞り加工工程は、長孔状の第２の成形孔７３Ｂを有する第２の金型を用いて行われ、第１のプレス絞り加工工程の次のプレス絞り加工工程として構成される。第１の成形孔７３Ａは、第２の成形孔７３Ｂよりも、長手方向Ｘに垂直な幅方向Ｙの寸法が大きく形成され、長手方向Ｘにおける両端側から中央側にかけて幅方向Ｙの内側に向かって窄まるように形成されている。
【選択図】図７
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】