JP2005342726A - Ｄｉ缶の製造方法およびｄｉ缶の製造装置並びにボトル缶および缶基体 - Google Patents

Abstract

【課題】 肉欠けや胴切れを生じさせることなくＤＩ缶を形成する。また、ボトル缶および缶基体の胴部における缶軸方向上端部が凹む等の変形することを抑制する。
【解決手段】 軸線方向に進退可能に支持されたパンチ１１と、パンチ１１と同軸上に配設された複数のリング状のしごきダイス１２〜１４とを備え、パンチ１１が金属製の有底筒状体Ｗの内部に挿入されて軸線Ｏ方向に前進することにより、有底筒状体Ｗの外表面を複数のしごきダイス１２〜１４の内表面により順次しごいて、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造装置１０であって、パンチ１１の外表面には、有底筒状体Ｗの、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、金属製の有底筒状体にしごき加工を施してＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造方法およびＤＩ缶の製造装置並びにＤＩ缶に基づいて形成されたボトル缶および缶基体に関するものである。

この種のＤＩ缶は従来から、飲料を充填する容器としての缶基体やボトル缶を製造するのに用いられている。すなわち、缶基体の場合、ＤＩ缶の開口部にネックイン加工やフランジ加工が施され、胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに径方向外方へ折り曲げられたフランジ部とが形成される。その後、この缶基体に内容物が充填され、前記フランジ部に缶蓋が巻き締められることにより缶が形成される。また、ボトル缶の場合、ＤＩ缶の開口部にネックイン加工、ねじ成形加工、およびカール部形成加工等が施され、胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ延在した口金部とが形成される。その後、このボトル缶に内容物が充填された後に、前記口金部にキャップが螺着されてキャップ付ボトル缶が形成される。

これらの缶基体およびボトル缶においては、ＤＩ缶の開口部に前述のようなネックイン加工等といった過酷な加工が施されるため、このような加工に耐え得るようにＤＩ缶の開口部は比較的厚肉にしておく必要がある。
このようなＤＩ缶は従来から、下記特許文献１に示されるように、軸線方向に進退可能に支持されたパンチと、該パンチと同軸上に配設された複数のリング状のしごきダイスとを備えるＤＩ缶の製造装置において、前記パンチが金属製の有底筒状体の内部に挿入されて軸線方向に前進することにより、前記有底筒状体の外表面を前記複数のしごきダイスの内表面により順次しごくことにより形成されている。つまり、金属製の有底筒状体にしごき加工を複数回施すことにより、胴部の缶軸方向上部における肉を、この胴部の缶軸方向上端に連設された開口部に順次流動させて、この開口部が厚肉とされたＤＩ缶が形成されている。ここで、前記複数回のしごき加工のうち、特に最後のしごき加工においては、ＤＩ缶の開口部をその全周に亙って均一にしごき、かつこの部分における肉厚を全周に亙って均一にするために、このしごき率はできるだけ大きい方が望ましい。なお、しごき率とは、しごき前の肉厚としごき後の肉厚との差をしごき前の肉厚で除することにより算出されるものであって、いわゆる肉厚の減少率のことをいう。
特開平８−１０８２３５号公報

ところが、ＤＩ缶を製造するに際して、一回のしごき加工でしごき率が４０％を超えると前記胴部が破断する、いわゆる胴切れが発生する可能性が高いため、このしごき率を大きくするには限界があり、前述した均一なしごきおよび均一な肉厚を実現することが困難であるという問題があった。このうち、前記均一なしごきを実現できない場合、この開口部のうち周方向でしごかれない部分が生ずる、いわゆる肉欠けが発生することになり、形成された缶基体およびボトル缶の外表面に印刷を施したときに、前記肉欠け部分が変色して容器自体の商品価値を著しく低下させるという問題がある。また、前記均一な肉厚を実現できない場合、特に缶基体において、そのフランジ部に缶蓋を全周に亙って均一に巻き締めることが困難になる虞がある。さらに、前記胴切れが発生した場合には、しごきダイスとパンチとが直に接することにより、これらの寿命を著しく低下させる虞もある。

ここで、前述のように形成されたＤＩ缶に基づいて缶基体およびボトル缶を形成すると、これらの缶基体およびボトル缶においては、その胴部の缶軸方向上部のうち、その上端部における肉が最も前記開口部に流動させられ易いため、この上端部は特に薄肉となっている。従って、この上端部に外力が作用することによって、容易に凹み等の変形が生ずる虞もあった。

本発明は、このような背景の下になされたもので、その第１の目的は、ＤＩ缶を製造するに際して、この開口部をその全周に亙って均一にしごき、この部分における肉厚を全周に亙って均一にすること、および胴切れが発生するのを抑制することの双方を実現することができるＤＩ缶の製造方法およびＤＩ缶の製造装置を提供することにある。
また、第２の目的は、ボトル缶および缶基体の胴部における缶軸方向上端部に外力が作用することにより、この部分が凹む等の変形することを抑制することができる缶基体およびボトル缶を提供することにある。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のＤＩ缶の製造方法は、金属製の有底筒状体にしごき加工を複数回施して、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造方法であって、前記有底筒状体に最後のしごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成する際に予め、前記有底筒状体において、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部を、該上端部を除く前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部の厚さより厚くしておき、その後しごき率４０％以下で前記最後のしごき加工を施すことを特徴とする。

この発明によれば、前記有底筒状体に最後のしごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成する際に予め、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部（以下、単に「厚肉部」という）を、該上端部を除く前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部の厚さより厚くしておくので、最後のしごき加工において、前記厚肉部の肉を開口部に容易に流動させることが可能になる。従って、前記最後のしごき加工のしごき率を４０％以下としても、前記開口部を全周に亙って均一にしごくことが可能になるとともに、その肉厚を全周に亙って均一にすることが可能になる。さらに、しごき率を４０％以下としていることから、胴切れが発生することを確実に抑制することができる。

ここで、前記有底筒状体に少なくとも３回しごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成するのが望ましい。この場合、最初のしごき加工により形成された前記厚肉部が、少なくとも１回しごかれ、この厚肉部の肉が前記開口部へ流動させられた後に、有底筒状体に最後のしごき加工が施され、ＤＩ缶が形成されることになる。従って、前記厚肉部に過負荷を作用させることなく、この厚肉部における肉を前記開口部に良好に流動させることが可能になり、胴切れを発生させることなく、開口部の肉厚をその全周に亙って均一にすることができるとともに、肉欠けが発生することを確実に抑制することができる。

また、本発明のＤＩ缶の製造装置は、軸線方向に進退可能に支持されたパンチと、該パンチと同軸上に配設された複数のリング状のしごきダイスとを備え、前記パンチが金属製の有底筒状体の内部に挿入されて軸線方向に前進することにより、前記有底筒状体の外表面を前記複数のしごきダイスの内表面により順次しごいて、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造装置であって、前記パンチの外表面には、前記有底筒状体の、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、前記パンチの外表面には、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部が形成されているので、このパンチを前進させて有底筒状体をしごく過程で前記厚肉部を形成することが可能になり、前記作用効果を有するＤＩ缶の製造方法を高効率に実現することができる。

また、本発明のボトル缶は、大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ延在した口金部とを備えるボトル缶であって、請求項１または２に記載の製造方法により製造されたＤＩ缶に基づいて製造され、前記胴部の缶軸方向上端部は、該上端部を除く前記胴部の缶軸方向上部における肉厚より厚くされていることを特徴とする。

また、本発明の缶基体は、大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに径方向外方へ折り曲げられたフランジ部とを備え、該フランジ部に缶蓋が巻き締められる構成とされた缶基体であって、請求項１または２に記載の製造方法により製造されたＤＩ缶に基づいて製造され、前記胴部の缶軸方向上端部は、該上端部を除く前記胴部の缶軸方向上部における肉厚より厚くされていることを特徴とする。

これらの発明によれば、前記胴部の缶軸方向上端部は、該上端部を除く前記胴部の缶軸方向上部における肉厚より厚くされているので、この部分に外力が作用することによって、凹み等の変形が発生することを抑制することができる。ところで、ボトル缶の場合、その外表面のうち、前記胴部の缶軸方向上端部が径方向外方へ最も突出した部分の一部を構成するとともに、厚肉とされた肩部と隣接しているので、この部分は特に凹みが発生し易いため、前述した変形の発生抑制効果が特に著しく奏されることになる。また、前記ＤＩ缶に基づいてボトル缶を形成する場合においては、強度上の理由により、一般にＤＩ缶の前記開口部のうち最も肉厚の大きい部分の肉厚を、前記胴部のうち最も肉厚の小さい部分の肉厚より８０μｍ以上大きくする必要があり、このようなＤＩ缶を形成するには、従来では必然的に最後のしごき加工のしごき率を大きくせざるを得なかったため、前述した、前記最後のしごき加工のしごき率を４０％以下としても、前記開口部を全周に亙って均一にしごくことが可能になるとともに、その肉厚を全周に亙って均一にすることが可能になるといった作用効果が特に著しく奏されることになる。

ここで、前記ボトル缶は、前記肩部および前記口金部が前記ＤＩ缶の前記開口部に少なくとも１５回ネックイン加工されて形成されることが望ましい。この場合、肩部と胴部との肉厚の差が特に大きくなるので、ボトル缶に缶軸方向下方に向けた力、すなわち圧縮力が作用した場合、前記胴部の缶軸方向上端部に応力が集中し易く、座屈強度が低下する虞があるが、この部分は胴部の缶軸方向上部の中で最も厚肉とされているので、この座屈強度の低下を最小限に抑制することができる。

本発明によれば、ＤＩ缶を製造するに際して、この開口部をその全周に亙って均一にしごき、この部分における肉厚を全周に亙って均一にすること、および胴切れが発生するのを抑制することの双方を実現することができる。また、ボトル缶および缶基体の胴部における缶軸方向上端部に外力が作用することにより、この部分が凹む等の変形することを抑制することができる。

図１および図２は本発明の一実施形態に係るＤＩ缶の製造方法を実施するためのＤＩ缶の製造装置を示すものであって、この製造装置１０は、図２に示すように、軸線Ｏ方向に進退可能に支持されたパンチ１１と、該パンチ１１と同軸上に配設された複数のリング状のしごきダイス１２〜１４とを備え、パンチ１１が金属製（例えばアルミニウム合金）の有底筒状体Ｗの内部に挿入されて軸線Ｏ方向に前進することにより、有底筒状体Ｗの外表面が前記複数のしごきダイス１２〜１４の内表面に順次しごかれて、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶が形成されるようになっている。

さらに本実施形態では、複数のしごきダイス１２〜１４の配設位置よりパンチ１１の前進方向における後方側に、リング状の再絞りダイス１５がしごきダイス１２〜１４と同軸的に配設されている。また、再絞りダイス１５の配設位置よりパンチ１１の前進方向における後方側に、軸線Ｏ方向に進退可能に支持され、内側にパンチ１１が挿入されるとともに、その外周面が有底筒状体Ｗの内周面を支持する構成とされた円筒状のカップホルダスリーブ１６が配設されている。さらに、各しごきダイス１２〜１４において、パンチ１１の前進方向における前方（図２の左方）には、リング状のパイロットリング１７が各しごきダイス１２〜１４と同軸的に配設されており、有底筒状体Ｗが各しごきダイス１２〜１４にしごかれる過程で、その缶軸が各ダイス１２〜１４の軸線Ｏに対して位置ずれした場合においても、パンチ１１がそれぞれのダイス１２〜１４に衝突することを防止できるようになっている。

ところで、複数のしごきダイス１２〜１４は、本実施形態では、パンチ１１の前進方向後方側から前方側へ向けて順次、ファーストダイス１２とミドルダイス１３とエンドダイス１４とが軸線Ｏと同軸的に配設された構成となっており、つまり３つのしごきダイス１２〜１４を備えている。これらのしごきダイス１２〜１４の内径は、各しごきダイス１２〜１４によって、有底筒状体Ｗにしごき率が４０％以下のしごき加工が施されるような大きさとされている。例えば、再絞りダイス１６により絞り加工された有底筒状体Ｗが、ファーストダイス１２によってしごき率４０％以下でしごかれ、またファーストダイス１２によりしごかれた有底筒状体Ｗが、ミドルダイス１３によってしごき率４０％以下でしごかれ、さらにミドルダイス１３によりしごかれた有底筒状体Ｗが、エンドダイス１４によってしごき率４０％以下でしごかれるようになっている。

また、パンチ１１は、円筒状に形成されるとともにその外表面が有底筒状体Ｗの内表面と接する構成とされたパンチスリーブ２０と、このパンチスリーブ２０の内部に配設されるとともに、その後端部がパンチスリーブ２０の前進方向における後側の端面から突出したシャンク２１とを備えている。シャンク２１は図示しない駆動手段に連結され、この駆動手段が駆動されることにより、パンチ１１が進退移動されるようになっている。

ここで、パンチスリーブ２０の外表面には、図１に示すように、有底筒状体Ｗの、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部２２が形成されている。
凹部２２は、パンチスリーブ２０の前進方向における先端側から順次、その前進方向における後方側へ向かうに従い漸次縮径した第１傾斜部２２ａと、この第１傾斜部２２ａに連設されるとともに、軸線Ｏに対して平行に延在したストレート部２２ｂと、このストレート部２２ｂに連設されるとともに、前記後方側へ向かうに従い漸次縮径した第２傾斜部２２ｃとを備えている。そして、第２傾斜部２２ｃの後端は、形成するＤＩ缶の前記開口部を形成する開口部形成部２０ｂに連設されており、この開口部形成部２０ｂは、パンチスリーブ２０において、形成するＤＩ缶と対応する部分のうち最も外径が小さくされている。なお、第１傾斜部２２ａの傾斜角度は、軸線Ｏに対して例えば約０．８４°とされ、第２傾斜部２２ｃの傾斜角度は、軸線Ｏに対して例えば約０．１７°とされている。また、ストレート部２２ｂの表面とパンチスリーブ２０の先端部（凹部２０ａより先端側の部分）２０ａの外表面との距離、つまり凹部２２の深さは約０．００５ｍｍとされている。

次に、以上のように構成されたＤＩ缶の製造装置１０により有底筒状体ＷからＤＩ缶を製造する方法について説明する。
まず、その前進方向における後端側に位置するパンチ１１およびカップホルダスリーブ１６と、再絞りダイス１５との間に、これら１５、１６と同軸上に有底筒状体Ｗを配置し、その後パンチ１１およびカップホルダスリーブ１６を前進させて、これら１１、１６の先端面を有底筒状体Ｗの内側底面に押付ける。この際、パンチ１１の先端面は、有底筒状体Ｗの内側底面のうち、再絞りダイス１５の貫通孔１５ａと対応した部分に押付けられる一方、カップホルダスリーブ１６の先端面は、有底筒状体Ｗの内側底面のうち、再絞りダイス１５の貫通孔１５ａの外周縁部と対応した部分に押付けられる。つまり、カップホルダスリーブ１６は、その先端面が有底筒状体Ｗの内側底面を介して再絞りダイス１５の一方の表面１５ｂに衝突することにより、その前進移動が規制される。この状態で、パンチ１１のみをさらに前進させることにより、有底筒状体Ｗを、その外表面がカップホルダスリーブ１６の内表面に支持された状態で、再絞りダイス１５の内側に押込み、有底筒状体Ｗに再絞り加工を施す。すなわち、再絞り加工によって、有底筒状体Ｗの底面における外周縁部が缶軸方向上方へ向けて折り曲げられ、有底筒状体Ｗの外径および内径が縮径されるとともに、この筒状体Ｗの軸方向高さが高められる。

この際の有底筒状体Ｗの肉厚分布を図３に示す。この図において、横軸は有底筒状体Ｗの外側底面からの高さ位置を示し、縦軸は肉厚を示すものであって、缶軸を中心として周方向に４５°づつ間隔をあけた周方向位置ごとに、複数の前記高さ位置で測定した肉厚を示すものである。この図から、再絞り加工後の有底筒状体Ｗの肉厚は、底面側か開口部側（缶軸方向上方）へ向かうに従い漸次その肉厚が大きくなっていることが確認される。

その後さらに、パンチ１１を前進させ、ファーストダイス１２の内側にパンチ１１とともに有底筒状体Ｗを押込み、この筒状体Ｗにしごき率４０％以下で最初のしごき加工を施す。すなわち、パンチ１１の外周面とファーストダイス１２の内周面とにより有底筒状体Ｗの内外周面を挟み込んだ状態で、パンチ１１および有底筒状体Ｗを前進移動させることにより、有底筒状体Ｗの肉を缶軸方向上方へ流動させる。ここで、パンチ１１のパンチスリーブ２０において、形成するＤＩ缶と対応する部分としての先端部２０ａ、凹部２２および開口部形成部２０ｂは、その外径がこの順に小さくされているので、このしごき加工により、有底筒状体Ｗの肉厚は、図４に示すように、パンチスリーブ２０の前記先端部２０ａの缶軸方向上部と対応する部分（図４に示すＡ１部）、凹部２２と対応する部分（図４に示すＢ１部）、および開口部形成部２０ｂと対応する部分（図４に示すＣ１部）の順に大きくなる。

有底筒状体Ｗにおける前記Ａ１部、Ｂ１部およびＣ１部は、本実施形態では、前記Ｃ１部がＤＩ缶における開口部の形成予定部に相当し、前記Ｂ１部がＤＩ缶における胴部の形成予定部の缶軸方向上端部に相当し、前記Ａ１部が前記Ｂ１部を除く前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部に相当する。すなわち、有底筒状体Ｗにおいて、ＤＩ缶の胴部の形成予定部における缶軸方向上端部Ｂ１は、この上端部Ｂ１を除く前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部Ａ１の厚さより厚く、この上端部Ｂ１の缶軸方向上端に連設される開口部形成予定部Ｃ１の厚さより薄くなる。なお、有底筒状体Ｗにおいて、パンチスリーブ２０の前記先端部２０ａと対応する部分のうち、前記Ａ１部を除く部分、つまりその缶軸方向下部と対応する部分（図４に示すＤ１部）は、前述のしごき加工によっても、その肉が缶軸方向上方へ流動され難いため、その肉厚は、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部Ｂ１の肉厚以上になる。

次に、前述と同様にして、ミドルダイス１３により有底筒状体Ｗに、しごき率４０％以下でしごき加工を施す。この場合、パンチスリーブ２０の前記先端部２０ａにより、図４の有底筒状体Ｗにおいて、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部のうちその上端部Ｂ１を除く部分Ａ１の肉が、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部Ｂ１、および開口部形成予定部Ｃ１に流動させられる。さらに、この前工程でファーストダイス１２により、図４に示す有底筒状体Ｗの、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部Ｂ１に流動させられていた肉が、開口部形成予定部Ｃ１に流動させられる。以上により、図５に示すように、胴部形成予定部の缶軸方向上部Ａ１、Ｂ１および開口部形成予定部Ｃ１が薄肉にされ、これらＡ１、Ｂ１、Ｃ１の中でも特に、胴部形成予定部の缶軸方向上部Ａ１、Ｂ１の肉が開口部形成予定部Ｃ１側へ流動させられて薄肉とされる。これにより、有底筒状体Ｗの缶軸方向における高さが高められるとともに、開口部形成予定部Ｃ１の肉厚が所定値以上に維持され、胴部形成予定部の缶軸方向上部Ａ２、Ｂ２および開口部形成予定部Ｃ２を有する有底筒状体Ｗが得られる。

さらに、この有底筒状体Ｗに、ミドルダイス１３と同様にして、エンドダイス１４によるしごき加工、すなわち最後のしごき加工を施し、図６に示すような、胴部の缶軸方向上端部Ｂ３が、この上端部Ｂ３を除く胴部の缶軸方向上部Ａ３より厚肉とされ、かつ開口部Ｃ３より薄肉とされるとともに、開口部Ｃ３の周方向における肉厚のばらつきが抑えられたＤＩ缶が形成される。

ところで、本実施形態では、凹部２２とパンチスリーブ２０の先端との距離は、形成するＤＩ缶において、胴部の缶軸方向上端部Ｂ３と外側底面との距離と同一とされており、図４から図６に示すように、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部Ａ１、Ｂ１およびＡ２、Ｂ２の前記外側底面からの距離は、しごきダイス１２〜１４にしごかれる過程において不変であり、この缶軸方向上部Ａ１、Ｂ１およびＡ２、Ｂ２は、順次しごかれ薄肉とされることにより、ＤＩ缶の胴部における缶軸方向上部Ａ３、Ｂ３に形成される。

このように形成されたＤＩ缶は例えば、開口部Ｃ３に少なくとも１５回のネックイン加工が施されて、胴部Ａ３、Ｂ３、Ｄ３の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径された肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ延在する口金部とを形成した後に、この口金部にねじ成形加工、カール部形成加工が施されて、ボトル缶に形成される。このように形成されたボトル缶においては、図７および図８に示すように、胴部Ａ４、Ｂ４、Ｄ４の缶軸方向上端部Ｂ４は、該上端部Ｂ４を除く前記胴部の缶軸方向上部Ａ４における肉厚より厚くなる。この厚さの差は、具体的にはＤＩ缶におけるものと略同等であるが、図７および図８に示す例では、約０．０１ｍｍとなっている。また、前記上端部Ｂ４の缶軸方向下端と、ボトル缶の外側底面との距離、および前記上端部Ｂ４の缶軸方向における長さは、ＤＩ缶若しくは形成するボトル缶のサイズ（例えば容量）によって異なり、例えばボトル缶の全長が１３３ｍｍの場合、前記距離は４０ｍｍ以上６４ｍｍ以下、前記長さは約２５ｍｍとされ、またボトル缶の全長が１６４ｍｍの場合、前記距離は５０ｍｍ以上８０ｍｍ以下、前記長さは約３０ｍｍとされ、またボトル缶の全長が１９５ｍｍの場合、前記距離は８０ｍｍ以上１２０ｍｍ以下、前記長さは約４０ｍｍとされる。

なお、前記ＤＩ缶に基づいて、胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに径方向外方へ折り曲げられたフランジ部と備え、このフランジ部に缶蓋が巻き締められることにより缶が形成される構成とされた缶基体を形成することも可能である。この場合、前記ＤＩ缶の開口部Ｃ３にネックイン加工やフランジ加工を施すことにより形成される。

以上説明したように、本実施形態によるＤＩ缶の製造方法によれば、有底筒状体Ｗにエンドダイス１４による最後のしごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成する際に予め、前記胴部の形成予定部Ａ１、Ｂ１、Ｄ１、およびＡ２、Ｂ２、Ｄ２における缶軸方向上端部Ｂ１、Ｂ２を、該上端部Ｂ１、Ｂ２を除く前記胴部の形成予定部Ａ１、Ｂ１、Ｄ１、およびＡ２、Ｂ２、Ｄ２における缶軸方向上部Ａ１、Ａ２の厚さより厚くしておくので、最後のしごき加工において、前記上端部Ｂ２の肉を開口部Ｃ３に容易に流動させることが可能になる。従って、前記最後のしごき加工のしごき率を４０％以下としても、開口部Ｃ３を全周に亙って均一にしごくことが可能になるとともに、その肉厚を全周に亙って均一にすることが可能になる。さらに、しごき率を４０％以下としていることから、胴切れが発生することを確実に抑制することができる。

また、本実施形態によるＤＩ缶の製造装置によれば、パンチ１１の外表面に、前記上端部Ｂ１、Ｂ２と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部２２が形成されているので、このパンチ１１を前進させて有底筒状体Ｗをしごく過程で前記上端部Ｂ１、Ｂ２を厚肉に形成することが可能になり、前記作用効果を有するＤＩ缶の製造方法を高効率に実現することができる。

特に、本実施形態では、しごきダイスとして、ファーストダイス１２、ミドルダイス１３、およびエンドダイス１４の３つ備え、有底筒状体Ｗに３回のしごき加工が施されるようになっているので、ファーストダイス１２により形成された前記上端部Ｂ１が、ミドルダイス１３によりしごかれ、この上端部Ｂ１の肉が前記開口部形成予定部Ｃ１へ流動させられて、前記上端部Ｂ２および前記開口部形成予定部Ｃ２が形成された後に、この有底筒状体Ｗがエンドダイス１４によりしごかれ、ＤＩ缶が形成されることになる。つまり、エンドダイス１４によりＤＩ缶が形成される前に少なくとも一回、厚肉とされた前記上端部Ｂ１がしごかれることになる。従って、前記上端部Ｂ１、Ｂ２に過負荷を作用させることなく、この上端部Ｂ１、Ｂ２における肉を前記開口部等Ｃ２、Ｃ３に良好に流動させることが可能になり、胴切れを発生させることなく、ＤＩ缶の開口部Ｃ３の肉厚をその全周に亙って均一にすることができるとともに、肉欠けが発生することを抑制することができる。

また、本発明のボトル缶および缶基体によれば、ＤＩ缶において、前記胴部の缶軸方向上端部Ｂ３は、該上端部Ｂ３を除く前記胴部の缶軸方向上部Ａ３における肉厚より厚くされているので、この部分Ｂ３に外力が作用することによって、凹み等の変形が発生することを抑制することができる。ところで、ボトル缶の場合、その外表面のうち、前記上端部Ｂ３が径方向外方へ最も突出した部分の一部を構成しているとともに、厚肉の肩部と隣接しているので、この部分は特に凹みが発生し易いため、前述した変形の発生抑制効果が特に著しく奏されることになる。また、前記ＤＩ缶に基づいてボトル缶を形成する場合においては、強度上の理由により、一般にＤＩ缶の開口部Ｃ３のうち最も肉厚の大きい部分の肉厚を、胴部のうち最も肉厚の小さい部分、つまり胴部の缶軸方向上部のうち上端部Ｂ３を除く部分Ａ３の肉厚より８０μｍ以上大きくする必要があり、このようなＤＩ缶を形成するには、従来では必然的に最後のしごき加工のしごき率を大きくせざるを得なかったため、前述した、前記最後のしごき加工のしごき率を４０％以下としても、前記開口部を全周に亙って均一にしごくことが可能になるとともに、その肉厚を全周に亙って均一にすることが可能になるといった作用効果が特に著しく奏されることになる。

さらに、このボトル缶は、ＤＩ缶の開口部Ｃ３に少なくとも１５回ネックイン加工されるので、肩部と胴部との肉厚の差が特に大きくなるため、ボトル缶に缶軸方向下方に向けた力、すなわち圧縮力が作用した場合、前記胴部Ａ４、Ｂ４、Ｄ４の缶軸方向上端部Ｂ４に応力が集中し易く、座屈強度が低下する虞があるが、この部分Ｂ４は胴部の缶軸方向上部の中で最も厚肉とされているので、この座屈強度の低下を最小限に抑制することができる。

ＤＩ缶を製造するに際して、この開口部をその全周に亙って均一にしごき、この部分における肉厚を全周に亙って均一にすること、および胴切れが発生するのを抑制することの双方を実現することができる。また、ボトル缶および缶基体の胴部における缶軸方向上端部に外力が作用することにより、この部分が凹む等の変形することを抑制することができる。

本発明に係る一実施形態において、ＤＩ缶の製造装置のパンチ部の一部拡大断面図である。 本発明に係る一実施形態において、ＤＩ缶の製造装置を示す概略構成図である。 図２に示す再絞りダイスより再絞り加工が施されたときの有底筒状体Ｗの肉厚分布である。 図２に示すファーストダイスによりしごき加工が施されたときの有底筒状体Ｗの肉厚分布である。 図２に示すによりミドルダイスによりしごき加工が施されたときの有底筒状体Ｗの肉厚分布である。 図２に示すによりエンドダイスによりしごき加工が施されて形成されたＤＩ缶の肉厚分布である。 図１および図２に示すＤＩ缶の製造装置により形成されたＤＩ缶に基づいて形成されたボトル缶の肉厚分布のグラフである。 図７に示すボトル缶の肉厚分布のグラフのデータを示す図である。

符号の説明

１０ ＤＩ缶の製造装置
１１ パンチ
１２〜１４ しごきダイス
２２ 凹部
Ａ１、Ａ２ 上端部を除く胴部の形成予定部における缶軸方向上部
Ａ３ 上端部を除くＤＩ缶の胴部における缶軸方向上部
Ａ４ 上端部を除くボトル缶の胴部における缶軸方向上部
Ｂ１、Ｂ２ 胴部の形成予定部における缶軸方向上端部
Ｂ３ ＤＩ缶の胴部における缶軸方向上端部
Ｂ４ ボトル缶の胴部における缶軸方向上端部
Ｃ３ ＤＩ缶の開口部
Ｏ 軸線
Ｗ 有底筒状体

Claims (6)

1. 金属製の有底筒状体にしごき加工を複数回施して、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造方法であって、
   前記有底筒状体に最後のしごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成する際に予め、前記有底筒状体において、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部を、該上端部を除く前記胴部の形成予定部における缶軸方向上部の厚さより厚くしておき、その後しごき率４０％以下で前記最後のしごき加工を施すことを特徴とするＤＩ缶の製造方法。
2. 請求項１記載のＤＩ缶の製造方法において、
   前記有底筒状体に少なくとも３回しごき加工を施して前記ＤＩ缶を形成することを特徴とするＤＩ缶の製造方法。
3. 軸線方向に進退可能に支持されたパンチと、該パンチと同軸上に配設された複数のリング状のしごきダイスとを備え、前記パンチが金属製の有底筒状体の内部に挿入されて軸線方向に前進することにより、前記有底筒状体の外表面を前記複数のしごきダイスの内表面により順次しごいて、開口部と、該開口部の缶軸方向下端に連設され缶軸方向下方に延びる胴部とを備え、該胴部の缶軸方向上部は前記開口部より薄肉とされたＤＩ缶を製造するＤＩ缶の製造装置であって、
   前記パンチの外表面には、前記有底筒状体の、前記胴部の形成予定部における缶軸方向上端部と対応する位置に、その全周に亙って径方向内側へ凹む凹部が形成されていることを特徴とするＤＩ缶の製造装置。
4. 大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ延在した口金部とを備えるボトル缶であって、
   請求項１または２に記載の製造方法により製造されたＤＩ缶に基づいて製造され、前記胴部の缶軸方向上端部は、該上端部を除く前記胴部の缶軸方向上部における肉厚より厚くされていることを特徴とするボトル缶。
5. 請求項４記載のボトル缶において、
   前記肩部および前記口金部は、前記ＤＩ缶の前記開口部に少なくとも１５回のネックイン加工が施されて形成されることを特徴とするボトル缶。
6. 大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端に連設されるとともに缶軸方向上方へ向かうに従い漸次縮径した肩部と、該肩部の缶軸方向上端に連設されるとともに径方向外方へ折り曲げられたフランジ部とを備え、該フランジ部に缶蓋が巻き締められる構成とされた缶基体であって、
   請求項１または２に記載の製造方法により製造されたＤＩ缶に基づいて製造され、前記胴部の缶軸方向上端部は、該上端部を除く前記胴部の缶軸方向上部における肉厚より厚くされていることを特徴とする缶基体。
   
   

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