CN204916414U - 罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种在不增加板厚的情况下提高罐底部强度的罐。本实用新型的罐在罐底部具备：接地部，朝向罐轴方向的外侧呈环状突出；跟部，设置于接地部的外周侧且连结罐身部和接地部；埋头部，设置于接地部的内周侧且朝向罐轴方向倾斜；和圆顶部，与埋头部相连且朝向罐轴方向的内侧凹陷成半球状，其中在包含罐轴的剖面上，圆顶部为以随着从罐轴朝向径向外侧曲率半径依次减小的方式排列连接曲率半径不同的多条曲线而成的形状，在从罐轴至接地部为止的径向距离为L的情况下，曲率半径最大的径向内侧的曲线和与该曲线连接的曲线之间的连接位置配置为从罐轴朝向径向外侧为0.15L以上且0.50L以下的位置。

Description

罐

技术领域

本实用新型涉及一种在内部填充饮料等内容物的由金属制造的罐。

背景技术

作为用作饮料等容器的罐，具有在呈有底筒状的罐的开口部上双重卷封有罐盖的双片罐和在形成于罐的开口部的口部上覆盖有带螺纹盖的带螺纹罐。

构成这些双片罐和带螺纹罐的罐在呈圆筒状的罐身部的一端部一体地形成有罐底部。而且，在罐底部设置有：接地部，朝向罐轴方向的外侧呈环状突出；埋头部(カウンタ部)，与该接地部的径向内侧(内周侧)相连且朝向罐轴方向的内侧倾斜；圆顶部，与埋头部相连且朝向罐轴方向的内侧凹陷成大致半球状；和跟部，连接接地部的径向外侧端与罐身部的一端部。

就这种具有罐底部的罐而言，从低成本化和轻量化的观点出发进行使罐材料的板厚变薄(薄壁化)的加工，但单纯地使罐材料的板厚变薄会导致罐底部的强度下降。因此，在这种经薄壁化的罐中，容易产生在填充内容物之后由于内压或冲击而圆顶部反转并膨出及变形的屈曲等不良情况。

关于这一点，专利文献1公开了如下内容：与圆顶部的偏内侧的部位的半径R1连续地，用半径R2形成有偏外周的部位，从而与半径R2的部位的剖面形成为直线的情况相比，能够提高强度。

另外，专利文献2公开了将圆顶部的剖面形状形成为曲率半径几乎连续变化的曲线的薄壁罐的底部结构，并且记载了在该圆顶部中由于不存在曲率的突变点而没有局部应力集中。

专利文献1：特开2001-139012号公报

专利文献2：专利第2647485号公报

但是，专利文献1仅公开了用两个半径R1和R2形成圆顶部形状的情况的一例，并且在专利文献2中没有记载关于圆顶部形状的曲率半径等具体尺寸，从而具有如下问题：采用构成圆顶部的多条曲线的组合，会引起强度下降，不能抑制产生屈曲。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够在不增加板厚的情况下提高罐底部强度的罐。

本实用新型的罐在设置于圆筒状罐身部一端部的罐底部具备：接地部，朝向罐轴方向的外侧呈环状突出；跟部，设置于所述接地部的外周侧且连结所述罐身部和该接地部；埋头部，设置于所述接地部的内周侧且朝向所述罐轴方向倾斜；和圆顶部，与该埋头部相连且朝向所述罐轴方向的内侧凹陷成半球状，其中在包含所述罐轴的剖面上，所述圆顶部为以随着从所述罐轴朝向径向外侧而曲率半径依次减小的方式排列连接曲率半径不同的多条曲线而成的形状，在从所述罐轴至所述接地部为止的径向距离为L的情况下，曲率半径最大的径向内侧的曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2之间的连接位置配置为从所述罐轴方向的径向外侧为0.15L以上且0.50L以下的位置。

本实用新型的设计人发现圆顶部中的屈曲以曲率变化较大的圆顶部的径向外侧为变形起点来产生，进而发现在构成圆顶部的各曲线的连接位置配置为径向外侧这一侧的情况下容易产生变形。特别是，在曲率半径最大的径向内侧的曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2之间的连接位置配置为圆顶部的偏径向外侧的情况下，因强度下降而容易变形。

在此，在本实用新型中，通过将圆顶部设为由曲率半径不同的多条曲线连接而成的形状，由此消除曲率的突变点而保持避免局部应力集中的效果，特别是，通过将径向内侧的曲率半径最大的曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2之间的连接位置配置为圆顶部的偏径向内侧的部位(0.5L以下的范围)，从而进一步提高对下落冲击的强度。由此，在本实用新型的罐中，能够在不增加板厚的情况下提高罐底部的强度，并且能够良好地防止产生屈曲。

此外，当曲线C1与曲线C2之间的连接位置小于0.15L时，不能充分发挥通过将圆顶部设为由多条曲线连接而成的形状而得到的强度提高的效果，而成为与用单一的曲线形成圆顶部的情况相似的性能。因此，难以得到必要的强度。

在本实用新型的罐中，优选所述曲线C1和所述曲线C2以在连接位置使彼此的切线相同的状态连接。

通过以具有共同的切线的方式光滑地连接曲线C1和曲线C2，能够进一步提高避免局部应力集中的效果。

在本实用新型的罐中，优选所述圆顶部位为连接两条曲线而成的形状，所述曲线C1的曲率半径R1为55mm以上且62mm以下，并且与该曲线C1连接的曲线C2的曲率半径R2为33mm以上且37mm以下。

另外，优选所述距离L为21.5mm以上且25mm以下。

通过以上述尺寸形成曲线C1的曲率半径R1和曲线C2的曲率半径R2，能够消除圆顶部中曲率的突变点，并且能够避免局部应力集中。另外，在此情况下，通过将距离L配置在21.5mm以上且25mm以下的位置上，能够将曲线C1与曲线C2的连接位置配置为0.15L以上且0.50L以下的位置。

在本实用新型的罐中，优选所述圆顶部为连接所述曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2这两条曲线而成的形状，设置有与所述曲线C2连接以使所述埋头部与所述圆顶部之间连接的曲线C3，所述曲线C1和所述曲线C3通过相接的曲线C2被光滑地连接。

由此，能够借助曲线C3和埋头部将作用于圆顶部的压力顺利地传递给接地部，并能实现罐底部的强度提高。

根据本实用新型，通过将圆顶部设为连接多条曲线而成的形状，从而能够在不增加板厚的情况下提高罐底部的强度，并且能够良好地防止产生屈曲。

附图说明

图1是表示作为本实用新型实施方式的罐的侧面局部剖视图。

图2是包括图1所示的罐的罐轴的剖面的主要部分放大图。

具体实施方式

下面，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的罐为例如由铝或铝合金制造的有底筒状的罐1。另外，该罐1通过在内部填充饮料等内容物之后，在开口端部卷封安装罐盖来进行密封。

如图1所示，罐1由铝或铝合金的薄板金属构成，具有圆筒状的罐身部20和设置于该罐身部20的一端部的罐底部30。罐1通过在例如将由铝合金制造的板材冲压成宽口的杯状之后再进行拉拔减薄加工(DI加工)而形成为有底筒状。另外，在罐身部20形成有朝向上方逐渐缩径的肩部21，在该肩部21的上端形成有小径的颈部22，并且在该颈部22的上端形成有向径向外侧扩大的凸缘部23

另外，罐身部20的直径D设定在52mm以上且67mm以下的范围内，在本实施方式中，罐身部20的直径为58mm。

在罐底部30上设置有：接地部31，朝向罐轴O方向的外侧(在图1和图2中为下方)突出成以罐轴O为中心的环状；跟部32，设置于接地部31的外周侧且连结罐身部20和接地部31；埋头部33，设置于接地部31的内周侧且朝向罐轴O方向倾斜；和圆顶部34，与埋头部33相连且朝向罐轴O方向的内侧(在图1和图2中为上方)凹陷成半球状。

如图2所示，跟部32在包含罐轴O的剖面上呈向内侧弯曲的形状，其曲率半径R6设置为6mm。另外，接地部31设置为其剖面形状的外侧的曲率半径R5为1.5mm且内侧的曲率半径R4为1.2mm的曲线形状，并且如前述，以罐轴O为中心形成为环状，从接地部31的向罐轴O方向的外侧最突出的接地点P1至罐轴O为止的径向距离L设置为23.5mm。

而且，埋头部33设置为该埋头部33的剖面与铅直线(与罐轴O平行的直线)所成的角度即埋头孔角度θ为3°40′且相对于罐轴O稍微倾斜，并且能够将作用于圆顶部34的压力顺利地传递给接地部31。

另外，如图2所示，圆顶部34为以在包含罐轴O的剖面上随着从罐轴O朝向径向外侧曲率半径R1、R2依次变小的方式排列连接曲率半径不同的两条曲线C1、C2而成的形状，并且以在这些曲线C1和C2的连接位置P2使彼此的切线相同的状态设置。而且，相对于从罐轴O至接地部31的接地点P1为止的径向距离L，将曲率半径最大的径向内侧的曲线C1和与曲线C1连接的曲线C2之间的连接位置P2配置为从罐轴O朝向径向外侧为0.15L以上且0.50L以下的位置。即，罐轴O与连接位置P2之间的径向距离A1为罐轴O与接地点P1之间的径向距离L的15％以上且50％以下的大小。

另外，圆顶部34的曲线C2与埋头部33之间为通过与曲线C2连接的曲线C3被连接的形状，并且曲线C1与曲线C3之间通过与曲线C1和曲线C3相接的曲线C2被光滑地连接。由此，借助曲线C3和埋头部33将作用于圆顶部34的压力顺利地传递给接地部31。

而且，就这些构成罐底部30的各曲线的尺寸来说，曲线C1的曲率半径R1设定为55mm以上且62mm以下，与曲线C1连接的曲线C2的曲率半径R2设定为33mm以上且37mm以下，曲线C3的曲率半径R3设定为2.0mm以上且2.5mm以下。

如此，通过将形成圆顶部34的曲线C1的曲率半径R1设为55mm以上且62mm以下，并将曲线C2的曲率半径R2设为33mm以上且37mm以下，从而能够消除圆顶部34中的曲率的突变点，并且能够避免圆顶部34中产生的局部应力集中。另外，在此情况下，通过将距离L配置在21.5mm以上且25mm以下的位置上，从而能够将曲线C1与曲线C2之间的连接位置配置为0.15L以上且0.50L以下的位置。

此外，在图1和图2所示的本实施方式的罐1中，径向内侧的曲线C1的曲率半径R1为60mm，与曲线C1连接的曲线C2的曲率半径R2为35mm，并且与曲线C2(圆顶部34)连接且连接曲线C2与埋头部33之间的曲线R3的曲率半径R3为2mm，其曲率半径R3的中心高度H3为3.2mm，罐轴O与接地点P1之间的径向距离L为23.5mm。另外，由该圆顶部34构成的罐底部30的板厚设置为0.290mm，从接地点P1至圆顶部34的最顶部为止的底部深度H1为10mm。

如此，在通过连接曲率半径不同的曲线C1、C2而构成圆顶部34的罐1中，能够消除圆顶部34中曲率的突变点而维持避免局部应力集中的效果。另外，在以在连接位置P2使彼此的切线相同的状态连接曲线C1和曲线C2，并通过光滑的曲线来形成圆顶部34的情况下，能够进一步提高避免应力集中的效果。

而且，通过将径向内侧的曲率半径最大的曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2的连接位置P2配置为圆顶部34的偏径向内侧的部分(0.50L以下的范围，即从罐轴O至接地点P1为止的径向距离L的50％以下的范围)，进一步能够提高对下落冲击的强度。由此，能够在不增加罐底部30的板厚的情况下提高强度，因此能够有效地防止产生屈曲，最终能够实现罐底部30的薄壁化。

此外，当曲线C1与曲线C2的连接位置P2处于小于0.15L的位置，即处于不足从罐轴O至接地点P1之间的径向距离L的15％的位置时，不能充分发挥通过将圆顶部34设为连接多条曲线而成的形状而得到的强度提高的效果，而成为与采用单一的曲线形成圆顶部的情况相似的性能。因此，难以得到必要的强度。

[实施例]

接下来，为了确认本实用新型的效果，进行了试验。

使用铝合金板，并根据下述的表1所示的尺寸成型出实施例1～8及比较例1～3的各试样的罐。此外，就成型出的各试样的铝合金板的原板厚度来说，实施例1～8和比较例3为0.290mm，比较例1为0.270mm，比较例2为0.300mm。

表1所示的各附图标记对应图2所示的附图标记。另外，除了罐底部之外，各试样的形状设置为相同。

另外，实施例1～8和比较例1、3中的试样为用曲率半径不同的两条曲线形成圆顶部的罐。另一方面，比较例2的试样为利用单一(相同)的曲率半径形成构成圆顶部的曲线的罐，因此在表1中示出“曲率半径R1”的尺寸，并且由于不存在“曲率半径R2”和“连接位置P2”，因此记载为“—”。

此外，在实施例1～8和比较例1～3的各试样中，关于罐底部的其他尺寸，每个试样均用相同的尺寸来形成，并且将与圆顶部连接且连接该圆顶部与埋头部之间的曲线的曲率半径R3设置为2mm，将接地部的外侧的曲率半径R5设置为1.5mm，将接地部的内侧的曲率半径R4设置为1.2mm，将跟部的曲率半径R6设置为6mm。

[表1]

而且，使用这些各试样，评价“耐压强度”和“下落强度”。

“耐压强度”和“下落强度”均为经过如下评价的项目：将每个试样罐在屈曲测试仪(technonet株式会社制造)中固定在从接地部为95mm的位置上，并利用水压以33kPa/S的升压速度提升罐内压力，检测直到圆顶部反转(屈曲)时的最高到达压力。

而且，关于“耐压强度”，以如下方式进行评价：在固定每个试样的罐身部但不固定罐底部的状态下进行测定，将此时的最高到达压力为750kPa以上的试样评价为优“○”，除此之外的试样评价为劣“×”。另一方面，关于“下落强度”，以如下方式进行评价：在使铁板与罐底部抵接并约束接地部的拉伸的状态下进行测定，将此时的最高到达压力为900kPa以上的试样评价为优“○”，除此之外的试样评价为劣“×”。

此外，就“耐压强度”的评价而言，由于在其测定中不约束罐底部的接地部，因此产生埋头部拉伸的底部生长。另外，对“下落强度”来说，具有与本试验的评价方法不同的如下的评价方法：使填充罐的罐底部朝下地从规定高度垂直下落到铁板上，并根据罐底部的屈曲程度或产生该屈曲的罐数量进行评价，但在该“下落强度”的评价中，难以产生底部生长。因此，在本试验的“下落强度”的评价中，使罐底部的接地部与铁板抵接并进行约束，在难以产生底部生长的状态下提升罐内压力，由此作为使用填充罐的下落试验的代用试验。

表2中示出这些评价结果。

[表2]

试样	耐压强度	下落强度
			实施例1	○	○
实施例2	○	○
			实施例3	○	○
实施例4	○	○
			实施例5	○	○
实施例6	○	○
			实施例7	○	○
实施例8	○	○
			比较例1	○	×
比较例2	○	×
			比较例3	○	×

从表2的结果可知，关于圆顶部的连接位置P2与距离L的比率为15％以上且50％以下的实施例1～8的试样，在“耐压强度”和“下落强度”两方面得到了良好的结果。

另一方面，关于连接位置P2为超过距离L的50％的位置的比较例1、用单一曲线形成圆顶部的比较例2和连接位置P2为不足距离L的15％的比较例3，不能满足“下落强度”。

此外，本实用新型并不限定于上述实施方式，在不脱离本实用新型的主旨的范围内，可进行多种变更。

例如，在上述实施方式中，关于在开口端部卷封有罐盖的类型的罐进行了说明，但本实用新型的罐并不限定于该类型的罐，也可以适用在呈有底筒状的罐的开口端形成有口部，并在该口部设置有外螺纹部的带螺纹罐。

附图标记说明

1罐

20罐身部

21肩部

22颈部

23凸缘部

30罐底部

31接地部

32跟部

33埋头部

34圆顶部

Claims (6)

1.一种罐，在设置于圆筒状罐身部的一端部的罐底部具备：接地部，朝向罐轴方向的外侧呈环状突出；跟部，设置于所述接地部的外周侧且连结所述罐身部和该接地部；埋头部，设置于所述接地部的内周侧且朝向所述罐轴方向倾斜；和圆顶部，与该埋头部相连且朝向所述罐轴方向的内侧凹陷成半球状，所述罐的特征在于，

在包含所述罐轴的剖面上，所述圆顶部为以随着从所述罐轴朝向径向外侧而曲率半径依次减小的方式排列连接曲率半径不同的多条曲线而成的形状，

在从所述罐轴至所述接地部为止的径向距离为L的情况下，曲率半径最大的径向内侧的曲线C1和与该曲线C1连接的曲线C2之间的连接位置配置为从所述罐轴朝向径向外侧为0.15L以上且0.50L以下的位置。

2.根据权利要求1所述的罐，其特征在于，

所述曲线C1和所述曲线C2以在连接位置使彼此的切线相同的状态连接。

3.根据权利要求1或2所述的罐，其特征在于，

所述圆顶部为连接两条曲线而成的形状，所述曲线C1的曲率半径R1为55mm以上且62mm以下，与该曲线C1连接的曲线C2的曲率半径R2为33mm以上且37mm以下。

4.根据权利要求3所述的罐，其特征在于，

所述距离L为21.5mm以上且25mm以下。

5.根据权利要求3所述的罐，其特征在于，

设置有曲线C3，所述曲线C3与所述曲线C2连接，以使所述曲线C2与所述埋头部之间连接，所述曲线C1和所述曲线C3通过相接的曲线C2被光滑地连接。

6.根据权利要求4所述的罐，其特征在于，

设置有曲线C3，所述曲线C3与所述曲线C2连接，以使所述曲线C2与所述埋头部之间连接，所述曲线C1和所述曲线C3通过相接的曲线C2被光滑地连接。