CN115768694A

CN115768694A - 罐盖及其制造方法

Info

Publication number: CN115768694A
Application number: CN202180047850.5A
Authority: CN
Inventors: 小林具实; 山村勇贵
Original assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2021-06-08
Publication date: 2023-03-07
Also published as: WO2022009585A1; EP4180349A1; EP4180349A4; JP2022016093A; US20230256500A1; TW202216543A

Abstract

本发明的课题在于通过对板厚进行严格的研究，在满足将板厚进一步变薄的要求的同时，提高耐压强度。本发明的罐盖为具有中心板部、板壁部、卡紧壁圆弧部、卡紧壁部及卷曲部的罐盖，其中，当将所述中心板部的板厚设为t1、将所述板壁部下端的板厚设为t2时，t2＞t1。

Description

罐盖及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种罐盖及其制造方法。

背景技术

填充饮料等的金属罐为两片罐时，通过在有底筒状的罐身的开口端卷封罐盖而将内容物进行密封。这种罐盖通常采用带有留置式拉环型开口用拉环的罐盖。该罐盖在罐身内填充内容物之后，在罐身的开口端被卷封，因此通常与罐身分开并以层叠(堆叠)状态供给到内容物的填充处。

罐盖具有安装开口用拉环的中心板部，在其周围侧具有插入卷封机的内侧工具(卷封轧头(seaming chuck))的外缘突起的环状沟槽部。并且，罐盖在环状沟槽部的外周具有在罐身的开口端卷封的卷曲部(例如，参考下述专利文献1)。

而且，作为这种罐盖的结构，作为在环状沟槽部中的沟槽内壁部而成型有板壁部，在从沟槽内壁部至在环状沟槽部中的沟槽外壁部的部分成型有卡紧壁圆弧部，在从沟槽外壁部至卷曲部的部分成型有卡紧壁部。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-112143号公报

专利文献2：日本特开平3-275443号公报

发明内容

发明要解决的问题

关于金属罐，为了材料资源的节约和轻量化，要求尽可能将板厚变薄，但是若将板厚变薄，则罐内压力上升时的强度(耐压强度)会出现问题。

关于罐盖，若罐内压力上升，则会产生向上方上压中心板部的力，因此当罐内压力异常上升时，有时会出现因环状沟槽部向上方反向突出而使环状沟槽部及中心板部成为向上方突出成角状的状态的所谓屈曲。尤其，当内容物为碳酸饮料等时，若罐内温度因周围环境等而异常上升，则容易出现屈曲。

对此，关于用于提高耐压强度的罐盖的结构，如上述专利文献1所示的以往技术那样，研究出各种对策。然而，该对策如前述以往技术那样只侧重于，在卡紧壁部设置第1弯曲部及第2弯曲部，并规定第1弯曲部的曲率半径与第2弯曲部的曲率半径的关系之类的形状设计，关于板厚未进行严格的研究。

本发明是为了应对这种问题而提出的，本发明的课题在于通过对板厚进行严格的研究，在满足将板厚进一步变薄的要求的同时，得到耐压强度高的罐盖。

用于解决问题的方案

为了解决这种课题，基于本发明的罐盖具备以下结构。

一种罐盖，其特征在于，具有中心板部、板壁部、卡紧壁圆弧部、卡紧壁部及卷曲部，当将所述中心板部的板厚设为t1、将所述板壁部下端的板厚设为t2时，t2＞t1。

发明的效果

具有这种特征的罐盖能够在满足将板厚进一步变薄的要求的同时，得到耐压强度高的罐盖，从而能够实现罐盖的耐压强度的提高。

附图说明

图1是表示罐盖的局部剖面的说明图。

图2是表示罐盖的制造工序的说明图。

图3是表示制造工序中的成型体的说明图(图3(a)是通过从工序S1至工序S3而成型的成型体，图3(b)、图3(c)是通过工序S4而成型的成型体，图3(d)是最终得到的罐盖)。

图4是表示坯料冲压工序的说明图(图4(a)是冲压之前，图4(b)是冲压之后)。

图5是外周部拉深工序的说明图(图5(a)是拉深中途，图5(b)是拉深完成)。

图6是板部拉深工序的说明图(图6(a)是拉深开始时，图6(b)是拉深完成时)。

图7是板部下压工序的说明图(图7(a)是下压开始时，图7(b)是下压中途)。

图8是板部下压工序的说明图(图8(a)是下压完成，图8(b)是取出成型物)。

图9是表示板部拉深工序中施加减薄加工的例子的说明图。

图10是表示本发明的实施方式的另一形状的例子的说明图。

图11是表示卡紧壁部的中间部的板厚的测量位置的图(图11(a)是表示图10的另一实施方式的测量位置的图，图11(b)是表示实施方式的测量位置的图)。

具体实施方式

以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。以下说明中，不同的图中的相同符号表示相同功能的部位，并适当省略各图中的重复说明。

如图1所示，本发明的实施方式所涉及的罐盖1具有中心板部1A、板壁部1B、卡紧壁圆弧部1C、卡紧壁部1D及卷曲部1E。中心板部1A为罐盖1的中央部分的大致平坦状的部分，当为留置式拉环型时，设置刻痕或开口用拉环。

在中心板部1A的外缘有弯曲部分r1，从该弯曲部分r1的端部以直线状下降的部分成为板壁部1B。而且，在板壁部1B的下方成型的弯曲部分r2、即包括在中心板部1A的外周成型的环状沟槽部Cs的底部的部分为卡紧壁圆弧部1C。并且，从卡紧壁圆弧部1C的外侧的上端向上方延伸的直线状或一部分弯曲的部分、即从前述的环状沟槽部Cs的外壁进一步至卷曲部1E的弯曲之前为止的部分成为卡紧壁部1D。

而且，本发明的实施方式所涉及的罐盖1在将中心板部1A的板厚设为t1，将板壁部1B的下端的板厚设为t2时，成为t2＞t1。中心板部1A的板厚t1成为接近罐盖1成型加工之前的被加工材料的原板厚的值。

板壁部1B的下端为与卡紧壁圆弧部1C的弯曲部分r2的边界部分，在罐盖1中，通过在卡紧壁圆弧部1C的成型加工中采用新方法，将板壁部1B的下端的板厚t2设为比板厚t1厚，能够得到在以往的形状设计基础上耐压强度更高的罐盖1。通过将板厚t2设为比板厚t1的1.01倍更厚(t2＞1.01×t1)，能够得到耐压强度更高的罐盖1。

并且，关于罐盖1，当将卡紧壁圆弧部1C的板厚设为t3时，通过将板厚t3设为比板厚t1更厚，优选设为比板厚t1的1.01倍更厚(t3＞1.01×t1)，能够得到耐压强度高的罐盖1。

并且，关于罐盖1，当将卡紧壁部1D的中间部的板厚、即如图1所示将罐盖的实际高度分成两部分的位置的板厚设为t4时，成为t1＞t4。据此，通过将耐压强度的影响比较少的卡紧壁部1D的中间部变薄，在保持规定的耐压强度的同时，能够实现罐盖1的轻量化。

前述的罐盖1通过将作为在中心板部1A的外周成型的环状沟槽部Cs的、板壁部1B、卡紧壁圆弧部1C的板厚局部加厚，能够使环状沟槽部Cs和自此到卷曲部1E的部分的以往的形状设计更合理的基础上，进一步提高耐压强度。

前述的罐盖1能够将作为在中心板部1A的外周成型的环状沟槽部Cs的、板壁部1B、卡紧壁圆弧部1C的板厚设为比被加工材料的原板厚(中心板部1A的板厚t1)更厚，因此能够将被加工材料的原板厚尽可能变薄，从而能够有效地实现材料资源的节约和轻量化。

以下，对罐盖1的制造方法进行说明。罐盖1的制造工序如图2所示具有坯料冲压工序S1、外周部拉深工序S2、板部拉深工序S3、板部下压工序S4。

在这些工序中，通过工序S1至工序S3，成型图3(a)所示的成型体M1，在工序S4中，进行对成型体M1下压板部p(在中心板部1A加工的被加工部)的加工，成型图3(b)、图3(c)所示的成型体M2、M3，最终得到图3(d)所示的罐盖1。

对各工序进行具体说明。在各工序中，作为加工工具使用图4～图8所示的上工具U及下工具L。上工具U具备内侧工具U1及外侧工具U2，下工具L具备固定内侧工具L1、可动内侧工具L2、可动外侧工具L3及固定外侧工具L4。

坯料冲压工序S1中，如图4(a)所示，被加工材料M插入于上工具U与下工具L之间，如图4(b)所示，通过上工具U下降，利用基于外侧工具U2的加工面a与固定外侧工具L4的加工面b的冲压，成型圆盘状的成型体M01。

在外周部拉深工序S2中，通过上工具U进一步下降，如图5(a)所示，利用外侧工具U2的下表面c与可动外侧工具L3的上表面d夹住成型体M02的外周部，对成型体M02的外周部进行基于可动内侧工具L2的加工面e的拉深加工。通过上工具U进一步下降，如图5(b)所示，外侧工具U2的下表面c下压可动外侧工具L3，由此通过外侧工具U2的加工面f与可动内侧工具L2的加工面g进行对成型体M03的拉深加工。

在板部拉深工序S3中，如图6(a)所示，上工具U进一步下降，外侧工具U2的加工面h与可动内侧工具L2的加工面e夹住成型体M04的外周部，成型体M04的板部p抵接于固定内侧工具L1的上表面，因此进行板部p的拉深加工。并且，在该状态下，如图6(b)所示，上工具U进一步下降，通过一边夹住成型体M05的外周部，一边下压可动内侧工具L2，同时内侧工具U1的下表面与固定内侧工具L1的上表面夹住板部p，由此进行板部p的拉深加工。

然后，在板部下压工序S4中，如图7(a)所示，通过在加工面e与加工面h夹住成型体M06的外周部的状态下由可动内侧工具L2上压外侧工具U2，如图7(b)所示，成型体M06的板部p相对于外周部相对地被下压，从而成型成型体M07。

然后，如图8(a)所示，若进一步进行前述的板部p的相对性下压，则在成型体M08的板部p与外周部之间的卡紧壁圆弧部1C加工的被加工部被压入于在固定内侧工具U2与可动内侧工具L2之间设置的沟槽部j中。由此，成型板壁部1B和卡紧壁圆弧部1C。进而，通过板部p的相对性下压，在被加工面e与加工面h夹住的外周部成型卷曲部1E。并且，在被内侧工具U1的下表面与固定内侧工具L1的上表面夹住的板部p成型中心板部1A。之后，如图8(b)所示，松开上工具U及下工具L，并取出罐盖1的成型物。

之后，虽未图示，但通过公知的方法将罐盖1的成型物的最外周部卷曲成适于卷封的形状，并在其内表面部分涂布密封剂，并且根据用途对板部进行铆接加工、刻痕加工、拉环的敛缝等工序以完成罐盖。

根据前述的制造工序，通过下压作为在中心板部1A加工的被加工部的板部p，在卡紧壁圆弧部1C加工的被加工部被压入于沟槽部j中，并成型板壁部1B和卡紧壁圆弧部1C，因此加工工具的加工面不直接与板壁部1B和卡紧壁圆弧部1C接触便可进行成型加工。并且，通过板部p的下压，对在板壁部1B和卡紧壁圆弧部1C加工的被加工部施加与板厚方向正交的方向的压缩应力，因此出现如板厚上升的塑性变形。

并且，作为加工工具，如图9所示使用在固定内侧工具L10设置有减薄加工用凸部k1的模具。而且，通过在上工具U的外侧工具U2的内侧加工面k2与减薄加工用凸部k1之间将成型体减薄，能够在前述的板部拉深工序S3中，对卡紧壁部1D的中间部施加减薄加工。如此，若对卡紧壁部1D的一部分(尤其中央部)施加减薄加工，则能够将卡紧壁部1D的一部分板厚变薄。由此，在满足材料资源的节约和轻量化的要求的同时，能够有效地提高罐盖1的耐压强度。

另外，前述的制造工序是将从坯料的冲压至罐盖1的成型物为止在一个上下模具内以1次冲程进行的方法，但也能够使用单独的模具分多个阶段进行这些一系列的工序。尤其，基于板部下压工序S4中的板部p的下压的与板厚方向正交的方向的压缩应力的作用在图8(a)中所描绘的状态、即被加工部被压入于沟槽部j的底部中的状态下成为最大，因此将下压分为多个阶段，每次利用具备沟槽底部的模具进行板下压，由此能够进行进一步扩大增加板厚的范围的控制。

[实施例]

作为被加工材料M，使用在板厚0.26mm的Al合金(A5182-H19)涂布15mg/dm²的外表面涂料及100mg/dm²的内表面涂料的卷材涂覆材料，在前述的制造工序中成型罐盖1，并将测量各部的板厚的例子示于下述表1。另外，t5为板壁部1B的上端的板厚。在此，实施例1中固定内侧工具L1的外径φh＝51.58，实施例2中为φh＝52.18，实施例3中为φh＝51.58mm，在卡紧壁部1D的中间部以约7％的减薄率实施减薄加工，除此之外以与实施例1相同的方式成型。

[表1]

板厚部位	t1	t2	t3	t4	t5	耐压强度(MPa)
							实施例1	0.260	0.290	0.271	0.275	0.280	0.752
实施例2	0.260	0.302	0.279	0.285	0.291	0.766
							实施例3	0.260	0.307	0.282	0.256	0.301	0.777
比较例	0.260	0.242	-	0.258	0.240	0.691

如表1所示，实施例1中板厚t2比板厚t1的1.01倍更厚，实施例2中板厚t2及板厚t3比板厚t1的1.01倍更厚。并且，实施例3中，通过减薄加工将板厚t4变薄，从而能够相应地填充更多的在板壁部1B和卡紧壁圆弧部1C加工的被加工部的金属部分。其结果，通过基于板部p的下压的与板厚方向正交的方向的压缩应力的作用，能够进一步加厚板厚t2、t3。通过这种板厚的调整，与通过专利文献2中的以往方法进行的比较例相比，能够提高耐压强度。

如以上说明，本发明的实施方式所涉及的罐盖1能够在满足将板厚进一步变薄的要求的同时，得到耐压强度高的罐盖1，从而实现罐盖1的耐压强度的提高。该罐盖1卷封于罐身的罐头在确保高耐压强度的同时，能够实现金属罐的重量相对于内容物重量的轻量化。

以上，参考附图对本发明的实施方式进行了详细说明，但具体结构并不限于这些实施方式，即使存在不脱离本发明的宗旨的范围的设计变更等，也包含于本发明中。并且，上述各实施方式只要在其目的及结构等上没有特别的矛盾或问题，则能够沿用彼此的技术并进行组合。例如，专利文献1中所示的如图10那样的剖面形状的罐盖1中，也能够组合本发明来进行。

图11是表示卡紧壁部的中间部的板厚的测量位置的图，图11(a)是表示图10的另一实施方式的测量位置的图，而且，图11(b)是表示实施方式的测量位置的图。

在图11(a)及图11(b)的任一情况下，当将罐盖1的卡紧壁部1D的中间部的板厚、即罐盖的实际高度分成两部分的位置的板厚设为t4时，均成为t1＞t4。在另一实施方式中，通过将耐压强度的影响比较少的卡紧壁部1D的中间部变薄，在保持规定的耐压强度的同时，能够实现罐盖1的轻量化。

另外，图11(a)的另一实施方式及图11(b)的实施方式分别表示图10的罐盖1的一部分及图1的罐盖1的一部分卷封于罐身之后的局部剖面。将卷封之前的图10及图1与卷封之后的图11的各状态进行比较，也未发现卷封罐盖1前后的实际高度的变化，因此图11(a)另一实施方式与图11(b)另一实施方式的板厚t4成为大致相同的位置。

附图标记说明

1-罐盖，1A-中心板部，1B-板壁部，1C-卡紧壁圆弧部，1D-卡紧壁部，1E-卷曲部，U-上工具，L-下工具，p-板部。

Claims

1.一种罐盖，其具有中心板部、板壁部、卡紧壁圆弧部、卡紧壁部及卷曲部，所述罐盖的特征在于，

当将所述中心板部的板厚设为t1、将所述板壁部下端的板厚设为t2时，

t2＞t1。

2.根据权利要求1所述的罐盖，其特征在于，

t2＞1.01×t1。

3.根据权利要求1或2所述的罐盖，其特征在于，

当将所述卡紧壁圆弧部的板厚设为t3时，

t3＞1.01×t1。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的罐盖，其特征在于，

当将所述卡紧壁部的中间部的板厚设为t4时，

t1＞t4。

5.一种罐头，其使用权利要求1至4中任一项所述的罐盖。

6.一种罐盖的制造方法，其为权利要求1至4中任一项所述的罐盖的制造方法，其特征在于，

通过相对地下压在所述中心板部加工的被加工部，成型所述卡紧壁圆弧部。

7.根据权利要求6所述的罐盖的制造方法，其特征在于，

对所述卡紧壁部的一部分施加有减薄加工。