JP2012110957A

JP2012110957A - 角型絞り缶の製造方法

Info

Publication number: JP2012110957A
Application number: JP2010264057A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Tsukada; 和彦塚田; Kei Ohori; 圭大堀
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2012-06-14
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP5668434B2

Abstract

【課題】角型絞り缶の変形を抑制可能とする、角型絞り缶の製造方法を提供する。
【解決手段】金属板材を絞ることによって、平板部１１と、缶胴部１２と、缶胴部１２における平板部１１とは反対側の周縁に沿って設けられる張り出し部１４とを備えた中間製品１０ａを形成する絞り工程と、該絞り工程の後に、中間製品１０ａにおける張り出し部１４にトリミングを施すことで巻き締め用フランジ部１３を形成するトリミング工程により形成する角型絞り缶の製造方法において、前記絞り工程とトリミング工程との間に、前記中間製品１０ａを加熱して、前記金属板材における変形部分の残留応力を減衰させる加熱工程を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、角型絞り缶の製造方法に関するものである。

従来、絞り加工によって角形缶などの容器を製造する技術が知られている。かかる角形缶は、缶本体と蓋とから構成される。缶本体を製造する際には、まず、金属板材に対して絞り加工によって、平板部（缶底部）と、缶胴部と、缶胴部の周縁に沿って設けられる張り出し部とを備える中間製品を製造する。その後、トリミングによって、張り出し部の一部を切り落として、巻き締め用フランジ部を形成することで缶本体が得られる。そして、この缶本体の開口端部に沿って設けられた巻き締め用フランジ部に巻き締めを行うことで、蓋を取付ける。

上記のように、絞り加工によって角形缶などの容器を製造する場合、トリミング加工後に、缶本体に歪み（捩れ）が生じてしまうことがある。かかる現象が生じる原因について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、缶本体に歪みが生じる原因を説明する説明図である。なお、図５においては缶本体の一部を断面で見た様子を示し、図６においては缶本体の底部側から斜めに見た様子を示している。

図５（ａ）は、板材に絞り加工を施すことにより得られた中間製品１００ａの断面の一部を示したものである。かかる中間製品１００ａは、平板部（缶底部）１１０と、缶胴部１２０と、張り出し部１４０とを備えている。絞り加工を施した場合、金属板材における変形部分の内部には応力が残留している。すなわち、例えば、平板部１１０と缶胴部１２０との間の変形部分を拡大して示したように、曲げられた部分の内側においては引張応力Ｐｓが残留し、外側においては圧縮応力Ｐｃが残留している。これにより、缶胴部１２０には開口端部側が外側に開く方向（図中矢印Ｍ方向）にモーメントが発生している。

ここで、トリミング前の状態においては、缶胴部１２０の周縁に沿って設けられる張り出し部１４０によって缶胴部１２０が支えられるため、中間製品１００ａの形状は維持される。しかしながら、トリミングによって、張り出し部１４０の一部を切り落として巻き締め用フランジ部１３０を形成すると（図５（ｂ）参照）、胴部１２０の周縁に沿って張り出された張り出し部１４０の寸法が短くなる。そのため、張り出し部１４０による缶胴部１２０を支える力が弱くなり、缶本体１００に歪みが生じてしまうことがある。すなわち、上記の通り、缶胴部１２０には、巻き締め用フランジ部１３０が外側に開く方向にモーメントが作用している。そのため、巻き締め用フランジ部１３０による缶胴部１２０を支える力が弱いと、例えば、図６に示す角形缶の場合、バランスがとれずに図中の対角線を中心に捩れが生じることがある。このように、捩れが生じてしまうと、蓋を取付ける際の巻き締め不良の原因にもなってしまう。

以上のような歪み（捩れ）は、浅絞り加工によって缶本体を製造する場合に生じ易い。すなわち、底部に比して胴部の深さが浅い容器の缶本体を絞り加工により製造する場合に生じ易い。また、金属板材の素材として硬い材料ほどスプリングバック量が大きく、特にアルミ合金，チタン合金，高張力鋼などを採用する場合に生じ易い。更に、金属板厚が薄く、缶形状による強度が低い場合に生じ易い。

かかる歪み変形の対策として、従来、金属板材の厚みを厚くすることにより強度を高めることで、残留応力による胴部の変形を抑制していた。しかしながら、金属板材の厚みを厚くすると、必要な材料の量が多くなってしまうばかりでなく、缶（容器）の重量が重く
なるため、搬送効率が低下する原因にもなってしまう。従って、より薄い金属板材を採用できることが望まれている。

特開２００８−１０５０８８号公報特開平０４−０９１８２５号公報特開平０７−３１４０６８号公報特開２０００−２８５８７２号公報

本発明の目的は、角型絞り缶の変形を抑制可能とする、角型絞り缶の製造方法を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の角型絞り缶の製造方法は、
略矩形状の平板部と、該平板部の周縁から立ち上がる略角筒形状の缶胴部と、該缶胴部における前記平板部とは反対側の周縁に沿って設けられる巻き締め用フランジ部と、を備える角型絞り缶を、
金属板材を絞ることによって、前記平板部と、前記缶胴部と、該缶胴部における前記平板部とは反対側の周縁に沿って設けられる張り出し部と、を備えた中間製品を形成する絞り工程と、
前記絞り工程の後に、前記張り出し部にトリミングを施すことで前記巻き締め用フランジ部を形成するトリミング工程と、
により形成する、角型絞り缶の製造方法において、
前記絞り工程とトリミング工程との間に、前記中間製品を加熱して、前記金属板材における変形部分の残留応力を減衰させる加熱工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、絞り加工後の加熱工程によって、金属板材における変形部分の残留応力が減衰（場合によっては除去）される。従って、巻き締め用フランジ部を形成する際に、トリミングによって張り出し部の一部を切り落とすことにより、缶胴部の周縁に沿って張り出された張り出し部の寸法が短くなり、缶胴部を支える力が弱くなっても、缶胴部の変形を抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、角型絞り缶の変形を抑制することができる。

本発明の実施例に係る角型絞り缶を底部側から見た斜視図である。本発明の実施例に係る中間製品を底部側から見た斜視図である。本発明の実施例に係る中間製品にトリミング加工を施した際の様子を示す図である。本発明の実施例に係る角型絞り缶の製造工程図である。図５は缶本体に歪みが生じる原因を説明する説明図である。図６は缶本体に歪みが生じる原因を説明する説明図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係る角型絞り缶の製造方法について説明する。なお、本実施例においては、角形絞り缶の缶本体（巻き締めによって蓋を取付ける前の缶）を例に挙げて説明する。

＜角型絞り缶＞
本実施例に係る製造方法により得られる角型絞り缶の缶本体１０について、特に、図１を参照して説明する。缶本体１０は、略矩形状の缶底部としての平板部１１と、この平板部１１の周縁から立ち上がる筒形状の缶胴部１２と、缶胴部１２における平板部１１とは反対側の周縁に沿って設けられる巻き締め用フランジ部１３とを備えている。この缶本体１０は、浅絞り加工により得られる、缶底部の大きさに比して、缶胴部の深さが浅い絞り缶である。つまり、缶の底部の大きさに比して、胴部の深さが浅い缶であり、より具体的には、略矩形状の平板部１１における短辺側の長さをＬ、缶胴部１２の深さをＷとした場合に、Ｌ＞Ｗを満たす缶である。なお、缶本体１０の素材の例として、好適にはアルミ合金が挙げられるが、他にもブリキ、ＴＦＳ等のメッキ鋼板、チタン合金及び高張力鋼を挙げることができる。

上記のように構成される缶本体１０の内部に内容物を入れた後に、缶本体１０の開口部を塞ぐように不図示の蓋を取付けることで角形絞り缶が得られる。この不図示の蓋は、缶本体１０の開口端部に沿って設けられた巻き締め用フランジ部１３に巻き締めを行うことで取付けることができる。なお、巻き締めによる蓋の取付けに関しては、公知技術であるので、その説明は省略する。

＜角型絞り缶の製造方法＞
特に、図２〜図４を参照して、本実施例に係る角型絞り缶である缶本体１０の製造方法について説明する。

図２は、絞り加工により得られた中間製品１０ａを平板部１１側から見た斜視図である。図示のように、絞り加工によって、平板部１１と、缶胴部１２と、缶胴部１２における平板部１１とは反対側の周縁に沿って設けられる張り出し部１４とを備えた中間製品１０ａが得られる。

図３は、中間製品１０ａにトリミング加工を施すことによって缶本体１０が得られる際の様子を示す平板部１１側から見た斜視図である。図示のように、張り出し部１４の一部が、トリミングによって切り落とされることで、巻き締め用フランジ部１３が形成され、缶本体１０が得られる。なお、図中符号１５は切り落とされた部分を示している。

次に、特に図４を参照して、本実施例に係る缶本体１０の製造工程を説明する。

＜＜絞り工程＞＞
金属板材に絞り加工を施すことによって、上述した中間製品１０ａを製造する。図４（Ａ）は中間製品１０ａを示している。なお、図中左側の図は中間製品１０ａを底面側から見た底面図であり、図中右側は左側の図のＸＸ断面図である。金属板材に絞り加工を施すことによって、図示のような中間製品１０ａを製造する技術に関しては、公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。

このように絞り加工によって得られた中間製品１０ａにおいては、金属板材における変形部分の内部に応力が残留している。すなわち、背景技術で説明したように、缶胴部１２には、開口端部側（張り出し部１４側）が外側に開く方向にモーメントが発生している。しかし、缶胴部１２の周縁（開口端部）に沿って設けられている張り出し部１４は、その幅が広く、その強度が大きい。従って、缶胴部１２が張り出し部１４により支えられるため、残留応力によって中間製品１０ａが変形してしまうことはない。

＜＜加熱工程＞＞
上記のようにして得られた中間製品１０ａをオーブン２０によって加熱する（図４（Ｂ）参照）。これにより、金属板材における変形部分の内部に残留している応力（残留応力）を減衰させることができる。ここで、残留応力は完全に除去することが望ましいが、現実的には困難であり、多少の残留応力が残ってしまうのは構わない。つまり、この加熱工程は、後述のトリミング工程後に、残留応力によって缶胴部１２が変形して、缶本体１０が歪んでしまう（捩れてしまう）のを抑制または防止するために行うものであるが、トリミングによって得られる巻き締め用フランジ部１３も、缶胴部１２の変形を抑制または防止するための強度を備えているため、缶胴部１２の変形を巻き締め用フランジ部１３が抑制できる程度であれば、加熱工程後に残留応力が残っていても構わない。なお、残留応力を十分に除去することが可能な加熱温度及び加熱時間は、金属板材の材料や板厚によって異なる。例えば、金属板材として、厚さ０．５ｍｍ程度のアルミニウム材（５０５２系）を採用した場合には、中間製品１０ａの外形寸法（トリミング前の張り出し部を含む）が、長辺約３５０ｍｍ、短辺約２００ｍｍ、高さ４０ｍｍ、開口部寸法が、長辺３００ｍｍ、短辺１４０ｍｍであって、２００℃で６０〜１５０秒間、中間製品１０ａを加熱することによって残留応力をほぼ除去することが可能である。

＜＜トリミング工程＞＞
残留応力が減衰された中間製品１０ａにおける張り出し部１４の一部をトリミングによって切り落とし、巻き締め用フランジ部１３を形成する。これにより、缶本体１０を得ることができる。図４（Ｃ）は缶本体１０を示している。なお、図中左側の図は缶本体１０を底面側から見た底面図であり、図中右側は左側の図のＹＹ断面図である。なお、トリミングについては公知技術であるので、その詳細な説明は省略する。

＜本実施例に係る絞り加工品の製造方法の優れた点＞
本実施例に係る製造方法によれば、絞り加工後の加熱工程によって、金属板材における変形部分の残留応力が減衰（場合によっては除去）される。従って、トリミングによって、巻き締め用フランジ部１３を形成するために、張り出し部１４の一部を切り落とすことで、缶胴部１２の周縁に沿って張り出された張り出し部１４の寸法が短くなり、缶胴部１２を支える力が弱くなっても、缶胴部１２の変形を抑制することができる。これにより、その後、蓋を取付けるための巻き締めの不具合を解消することもできる。

そして、上記の通り、缶胴部１２の変形を抑制可能になることで、比較的歪み（捩れ）が生じ易い、浅絞り加工によって得られる加工品においても、歪み（捩れ）を抑制することができる。また、絞り加工を行う金属板材の素材として、スプリングバックが大きな硬い材料を用いたとしても、トリミング後の変形を抑制できるので、材料選択の幅が拡がる。更に、金属板厚が薄く、缶形状による強度が低くても、トリミング後の変形を抑制できるので、金属板材の板厚を薄くすることも可能となる。その結果、金属板材の材料の量を少なくでき、かつ缶本体１０を軽量化させることも可能となる。従って、搬送効率も向上し、コスト削減にもつながる。

なお、加熱工程においては、中間製品１０ａに潤滑油が付着している場合、潤滑油を蒸
発させ、減らしたり除去したりする効果もある。

１０缶本体
１０ａ中間製品
１１平板部
１２缶胴部
１３巻き締め用フランジ部
１４張り出し部
２０オーブン
Ｐｃ圧縮応力
Ｐｓ引張応力

Claims

略矩形状の平板部と、該平板部の周縁から立ち上がる略角筒形状の缶胴部と、該缶胴部における前記平板部とは反対側の周縁に沿って設けられる巻き締め用フランジ部と、を備える角型絞り缶を、
金属板材を絞ることによって、前記平板部と、前記缶胴部と、該缶胴部における前記平板部とは反対側の周縁に沿って設けられる張り出し部と、を備えた中間製品を形成する絞り工程と、
前記絞り工程の後に、前記張り出し部にトリミングを施すことで前記巻き締め用フランジ部を形成するトリミング工程と、
により形成する、角型絞り缶の製造方法において、
前記絞り工程とトリミング工程との間に、前記中間製品を加熱して、前記金属板材における変形部分の残留応力を減衰させる加熱工程を有することを特徴とする、角型絞り缶の製造方法。