JP2013133154A - 金属製角缶 - Google Patents

Abstract

【課題】容量２〜６Ｌの金属製角缶として、薄肉化しても十分な耐圧縮強度が得られ、薄肉化による省資源及び材料コスト低減を図りことができ、耐久性や耐漏液性を向上でき、簡素な構成で既存の製缶工程の自動化ラインを殆ど改変することなく利用できるものを提供する。
【解決手段】縦長で平面視略長方形をなすブリキ製又はティンフリースチール製の角缶であって、板材を角筒状に成形して両側縁部をシーム溶接１ｃした缶胴部１に、注出口２１を備えた天板２と底板３とが加締により固着され、缶容量が２〜６Ｌで、缶胴部１の肉厚が０．１７〜０．２４ｍｍ、天板２及び底板３の肉厚が０．２６〜０．２８ｍｍであり、缶胴部１における両側の広幅側面１ａ，１ａの各々中央部に、高さ方向全長にわたる凹陥部１１を有し、該凹陥部１１の左右幅ｗ１が缶左右幅ｗ２に対して５０〜８５％で、該凹陥部１１と非凹陥部１３との高低差ｄが０．３〜１．０ｍｍの範囲にある。
【選択図】図２

Description

本考案は、縦長で平面視略長方形をなし、燃料オイル、塗料、溶剤、食用油等の液状製品の容器として汎用される金属製角缶に関する。

一般的に、容量２〜６Ｌの金属製角缶として、縦長で平面視略長方形をなすブリキ製又はティンフリースチール製のものが汎用されている。このような金属製角缶は、板材を角筒状に成形して両側縁部をシーム溶接した缶胴部の上下両端の開口周縁に、それぞれ天板及び底板の縦断面Ｕ字形に曲成した周縁部を嵌合し、その嵌合部分を巻き締める形で加締て該缶胴部と注出口を有する天板及び底板とを一体に固着したものであり、容量３Ｌ以上では天板にブリッジ状やつる環状の把手が設けてある（例えば、非特許文献１，２）。

そして、従来汎用の容量２〜６Ｌの金属製角缶では、天板及び底板の厚みが０．２４〜０．２７ｍｍ程度、缶胴部の厚みが０．２４ｍｍ程度のものが普通であったが、近年においては、耐久性や耐漏液性の改善に加え、省資源及び材料コスト低減の観点から使用板材を薄くすることが検討されており、特に大面積になる缶胴部の板材の薄肉化が重要視されている。しかるに、缶胴部を薄肉化すると耐圧縮強度が低下し、液剤充填状態で積み重ねた際の下位缶に加わる荷重や輸送時の動荷重によって変形し易くなる上、その変形に伴って缶胴部と天板及び底板との加締部分が局部的に弛んで液漏れを生じる懸念があることから、薄肉化による耐圧縮強度の低下を補うために様々なパターンの補強ビードや他の凹凸部を設けることも試みられている。

http://www.item.rakuten.co.jp/paint/kan_kaku_04(2011/12/19) http://www.item.rakuten.co.jp/can_taichiro/c/0000000162(2011/12/19)

しかるに、缶胴部を例えば０．１８〜０．２０ｍｍ程度まで薄肉化する場合、１８Ｌ缶等で採用されているような通常の補強ビードや凹凸部を設けても、その薄肉化による耐圧縮強度の低下を十分に補えるような補強効果を得ることは困難であった。一方、３Ｌ缶や４Ｌ缶を始めとする量産缶の製缶では、原料板材の裁断から缶胴部、天板及び底板を製作し、これらを組み付けて缶製品とするまでの多段階の工程を高速の自動化ラインで行うのが普通であるから、特殊な補強ビードや凹凸部によって加締部分の構造まで変えることは、設備改変に膨大なコスト負担を生じるために非現実的である。

本発明は、上述の事情に鑑みて、容量２〜６Ｌの金属製角缶として、薄肉化しても十分な耐圧縮強度が得られ、薄肉化による省資源及び材料コスト低減を図り得ると共に、耐久性や耐漏液性を向上でき、且つ簡素な構成で既存の製缶工程の自動化ラインを殆ど改変することなく利用できるものを提供することを目的としている。

上記目的を達成するための手段を図面の参照符号を付して示せば、請求項１の発明に係る金属製角缶１Ａ〜１Ｃは、縦長で平面視略長方形をなすブリキ製又はティンフリースチール製の角缶であって、板材を角筒状に成形して両側縁部をシーム溶接１ｃした缶胴部１に、注出口２１を備えた天板２と底板３とが加締により固着され、缶容量が２〜６Ｌで、缶胴部１の肉厚が０．１７〜０．２４ｍｍ、天板２及び底板３の肉厚が０．２６〜０．２８ｍｍであり、缶胴部１における両側の広幅側面１ａ，１ａの各々中央部に、高さ方向全長にわたる凹陥部１１を有し、該凹陥部１１の左右幅ｗ１が缶左右幅ｗ２に対して５０〜８５％で、該凹陥部１１と非凹陥部１３との高低差ｄが０．３〜１．０ｍｍの範囲にあることを特徴としている。

請求項２の発明は、上記請求項１の金属製角缶１Ａ〜１Ｃにおいて、缶容量が３Ｌ又は４Ｌであり、天板２に把手２２，２３を備え、缶胴部１の肉厚が０．１７〜０．２１ｍｍである構成としている。

請求項３の発明は、上記請求項１又は２の金属製角缶において、凹陥部１１の左右両側縁と左右両側の非凹陥部１３，１３との間が、凹陥部１１の底平面に対して３０〜６０°の角度θで傾斜して上下方向に連続する段差部１２をなす構成としている。

次に本発明の効果を図面の参照符号を付して説明する。まず、請求項１の発明によれば、缶胴部１と天板２及び底板３の肉厚が特定範囲にある缶容量２〜６Ｌの金属製角缶において、缶胴部１の両側の広幅側面１ａ，１ａの各々中央部に、特定範囲の左右幅および凹み量で高さ方向全長にわたる凹陥部１１を有することから、特に大面積になる缶胴部１を上記肉厚範囲で薄肉化しても十分な耐圧縮強度が得られ、その薄肉化によって大幅な省資源及び材料コスト低減を図ることができると共に、缶胴部１の肉厚を上記範囲内の厚肉側に設定した場合には耐久性や耐漏液性が大きく向上する。また、この金属製角缶は、缶胴部１の両側の広幅側面１ａ，１ａに凹陥部１１を設けるだけの簡単な構成であるから、その製缶に際して既存の自動化ラインに該凹陥部１１を形成するエンボス加工等のプレス工程を組み入れるだけでよく、僅かな設備コスト負担で量産できるという利点がある。

請求項２の発明によれば、特に缶容量が３Ｌ又は４Ｌである汎用型の金属製角缶として、缶胴部１が著しく薄肉化しているにも関わらず、十分な耐圧縮強度を備えるものが提供される。

請求項３の発明によれば、上記の金属製角缶において、凹陥部１１の左右両側縁と左右両側の非凹陥部１３，１３との間が上下方向に連続した傾斜状の段差部１２をなすから、缶胴部１１の上下の開口縁部１０と天板２及び底板３の周縁部２０，３０との加締構造に各別な改変を施すことなく、該段差部１２が位置する加締部分からの漏液を確実に防止できると共に、十分な耐圧縮強度を確保できる。

本発明の第一及び第二実施形態に係る金属製角缶を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 同金属製角缶の缶胴部を示し、（ａ）は図１（ｂ）におけるＸ−Ｘ線の断面図、（ｂ）は（ａ）の仮想線円Ｙ内の拡大図である。 同金属製角缶における缶胴部と天板との加締部分を示す縦断側面図である。 本発明の第三実施形態に係る金属製角缶の平面図である。

以下に、本発明に係る金属製角缶の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図１は第一及び第二実施形態の金属製角缶Ｃ１，Ｃ２を示すが、第一実施形態の金属製角缶Ｃ１は容量４Ｌで下端が同図（ｂ）の実線位置にあり、第二実施形態の金属製角缶Ｃ２は容量３Ｌで下端が同図（ｂ）の仮想線位置にある。

これら金属製角缶Ｃ１，Ｃ２は、全体がブリキ製又はティンフリースチール製であって、板材を角筒状に成形して両側縁部をシーム溶接した缶胴部１の上下両端の開口周縁に、略長方形の天板２及び底板３が加締によって固着され、縦長で平面視略長方形をなしている。また、天板２には円環状に突出した注出口２１とブリッジ状把手２２が設けてあり、注出口２１は図示省略したキャップによって封止するようになっている。そして、両金属製缶Ｃ１，Ｃ２共に、缶胴部１の肉厚が０．１７〜０．２１ｍｍ、天板２及び底板３の肉厚が０．２６〜０．２８ｍｍに設定されている。

これら金属製角缶Ｃ１，Ｃ２の缶胴部１は、両側の幅広側面１ａ，１ａの各々中央部に、エンボス加工によって形成された高さ方向全長にわたる浅い凹陥部１１を有しており、この凹陥部１１と左右両側の非凹陥部１３，１３との間が上下方向に連続した傾斜状の段差部１２，１２となっており、片側の幅狭側面１ｂの缶コーナー寄りの位置をシーム溶接部１ｃとしている。しかして、図２（ａ）に示すように、該凹陥部１１の左右幅ｗ１が缶左右幅ｗ２に対して５０〜８５％の範囲に設定され、また同図（ｂ）に示すように、該凹陥部１１と非凹陥部１３との高低差ｄが０．３〜１．０ｍｍの範囲に、凹陥部１１の底平面に対する段差部１２の角度θが３０〜６０°の範囲にそれぞれ設定されている。段差部１２から非凹陥部１３及び凹陥部１１への移行部分は、０．３ｍｍ前後のアールＲ１，Ｒ２をなしている。

缶胴部１と天板２及び底板３との加締部分は、天板２及び底板３の周縁部２０，３０を予め縦断面Ｕ字状に曲成して立ち上げ、これら周縁部２０，３０に缶胴部１の開口周縁部を嵌合した状態で、図３において天板２側で代表して示すように、該嵌合部分を巻き締める形で加締している。なお、図中の４は嵌合部分に介在するゴム質のパッキン層であり、予め天板２及び底板３の周縁部２０，３０の内面側に塗着形成されている。この場合、缶胴部１の広幅側面１ａには凹陥部１１と左右両側の非凹陥部１３，１３とで段差部１２を介した高低差があるが、加締部分では該高低差が内外方向の圧縮差として吸収されて外観状で曲がり等の差異を殆ど生じない。なお、天板２及び底板３は、周縁部２０，３０の立ち上げによる突縁部２ａ（底板３側は図示省略）を有すると共に、板面には該突縁部２ａに沿って緩く盛り上がる補強ビード部２ｂ（底板３側は図示省略）が設けてある。

上記第一及び第二実施形態の金属製角缶Ｃ１，Ｃ２では天板２にブリッジ状把手２２を溶接しているが、図４に示す第三実施形態の金属製角缶Ｃ３（容量３Ｌ又は４Ｌ）では、天板２につる環状把手２３が該天板２に溶接した枢支片２４を介して起倒自在に取り付けられている。なお、この第三実施形態の金属製角缶Ｃ３は、つる環状把手２３を備えること以外は第一及び第二実施形態の金属製角缶Ｃ１，Ｃ２と同様構成である。

上述した第一〜第三実施形態の金属製角缶Ｃ１〜Ｃ３では、いずれも両側の幅広側面１ａ，１ａの各々中央部に高さ方向全長にわたる浅い凹陥部１１を有することにより、該缶胴部１が肉厚０．１７〜０．２１ｍｍと著しく薄肉化しているにも関わらず、後述する実施例の圧縮試験、落下試験、回転ドラム試験等の結果から実証されるように、十分な耐圧縮強度を具備しており、液剤充填状態で積み重ねた際の下位缶に加わる荷重や輸送時の動荷重によっても変形しにくいため、該変形に伴って缶胴部１と天板２及び底板３との加締部分が局部的に弛んで液漏れを生じる懸念はない。また、天板２及び底板３は肉厚０．２６〜０．２８ｍｍと比較的に厚いが、これによって天板２及び底板３が荷重による変形を生じにくくなるため、該荷重が缶胴部１に対して均等に加わることになり、もって薄肉化した缶胴部１も変形しにくくなる。そして、天板２及び底板３は比較的に厚肉であっても、これらに対して缶胴部１は格段に大きい面積を持つから、該缶胴部１の薄肉化によって缶全体としては大幅な材料減となり、省資源及び材料コスト低減に大きく貢献できる。従って、本発明の金属製角缶では天板２及び底板３の肉厚を０．２６〜０．２８ｍｍに設定する。

また、これら金属製角缶Ｃ１〜Ｃ３は、缶胴部１の両側の広幅側面１ａ，１ａのみに凹陥部１１を設けるだけの簡単な構成であるから、その製缶に際して既存の自動化ラインに該凹陥部１１を形成するエンボス加工等のプレス工程を組み入れるだけでよく、僅かな設備コスト負担で量産できるという利点がある。

なお、第一〜第三実施形態では特に汎用型である容量３Ｌ及び４Ｌの金属製角缶Ｃ１〜Ｃ３を例示したが、本発明は容量２〜６Ｌの金属製角缶に好ましく適用できる。しかして、第一〜第三実施形態の金属製角缶Ｃ１〜Ｃ３の缶胴部１は肉厚０．１７〜０．２１ｍｍに設定しているが、本発明では該缶胴部１の肉厚が０．１７〜０．２４ｍｍの範囲のものを包含する。これは、該缶胴部１の肉厚が上記範囲内の厚肉側に設定した場合、やはり該缶胴部１の幅広側面１ａに凹陥部１１を有することにより、缶全体としての耐久性や耐漏液性が大きく向上することによる。ただし、缶胴部１の肉厚が０．２４ｍｍを超える場合は、省資源及び材料コスト低減の観点からして好ましくない。一方、缶胴部１の肉厚が０．１７ｍｍ未満になると、缶胴部１の幅広側面１ａに凹陥部１１を有していても十分な耐圧縮強度は得られない。

缶胴部１の凹陥部１１と非凹陥部１３との高低差ｄは、既述のように０．３〜１．０ｍｍの範囲がよく、小さ過ぎては十分な耐圧縮強度が得られず、逆に大き過ぎては缶胴部１と天板２及び底板３との加締部分の構造改変を余儀なくされ、そのために製造工程に介在する各種加工装置の仕様変更や新機種の導入が必要になって大幅な設備コスト増を招くことになる。また、該凹陥部ｗ１の左右幅ｗ１は、元々強度が大きい缶コーナー部と段差部１２との位置関係から、既述のように缶左右幅Ｗ２の５０〜８５％の範囲とするのがよく、狭過ぎても逆に広過ぎても十分な耐圧縮強度が得られない。更に，段差部１２については、缶胴部１１と天板２及び底板３との加締部分からの漏液を確実に防止すると共に十分な耐圧縮強度を確保する上で、上下方向に連続した傾斜状とすることが好ましく、特に実施形態のように凹陥部１１の底平面に対する角度θを３０〜６０°の範囲にすることが推奨される。

図１、図３で示す全体形状及び加締構造を有する、容量４Ｌのティンフリースチール製角缶（全高２４０ｍｍ、左右幅１８１ｍｍ、前後幅１０６ｍｍ）として、缶胴部１と天板２及び底板３が後記表１，表２記載の肉厚であって、缶胴部１の前後面（広幅側面）の中央に左右幅１３８ｍｍで深さ（高低差ｄ）０．７ｍｍの高さ方向全長にわたる凹陥部１１（段差部１２の角度θ＝４５°）を設けた試料缶Ａ１〜Ａ１０と、該凹陥部１１を設けていない試料缶Ｂ１〜Ｂ６の各々多数個を製作した。そして、これら試料缶Ａ１〜Ａ１０，Ｂ１〜Ｂ６について、次の方法によって圧縮試験、気密試験、耐圧試験、単缶及びケースでの落下試験、回転ドラム試験を行った。その結果を後記表１，表２に示す。なお、各試験の方法と評価は次のとおりである。

〔圧縮試験〕
島津製作所社製のＲＨ−１０型万能試験機を用い、定盤上に置いた試料缶の天板上に当て板を載せ、この当て板を介して上方から圧縮速度０．５ｍｍ／分で圧力を加えてゆき、破壊荷重（kgf)と破壊時の変形量（ｍｍ）を測定した。なお、測定は試料缶の種類毎に５缶ずつ行ったが、試料缶Ｂ５，Ｂ６については変形量を測定していない。

〔気密試験〕
試料缶の底板に通気孔を設けて送気管を接続し、注出口にキャップを装着して密閉状態とした該試料缶内にエアーコンプレッサーによって０．２kgf/cm² の空気を送り込み、この状態で缶全体を水中に４分間浸漬して空気漏れの有無を調べた。測定は試料缶の種類毎に１０缶ずつ行い、測定結果は漏れを生じた缶数ｎ／１０（試験缶数）として示した。

〔耐圧試験〕
試料缶の底板に通気孔を設けて送液管を接続し、注出口にキャップを装着して密閉状態とした該試料缶内に水圧ポンプによって最大圧力０．８kgf/cm² になるまで水を注入し、水漏れの有無を調べた。測定は試料缶の種類毎に１０缶ずつ行い、測定結果は漏れを生じた缶数ｎ／１０（試験缶数）として示した。

〔単缶落下試験〕
試料缶内に水を９８％まで充填し、缶底のシーム溶接側の端縁が下端になる斜め姿勢で、高さ１００ｃｍの位置から３２ｍｍ厚の鋼板上へ落下させ、水漏れの有無を調べた。測定は試料缶の種類毎に５缶ずつ行い、測定結果は漏れを生じた缶数ｎ／５（試験缶数）として示した。なお、水漏れは底板側の加締部分で生じている。

〔ケース落下試験〕
内部に水を９８％まで充填した試料缶を６缶ずつ段ボール製ケースに詰め、各ケースを底部の長手方向一端側の端縁が下端になる斜め姿勢で、高さ１００ｃｍの位置から３２ｍｍ厚の鋼板上へ落下させ、水漏れを生じた缶数を調べた。測定は試料缶の種類毎に５ケースずつ行い、測定結果は漏れを生じた缶数ｎ／２４（試験缶総数）として示した。なお、いずれの水漏れも底板側の加締部分で生じている。

〔回転ドラム試験〕
ＪＩＳ Ｚ０２０９に準じ、内部に水を９８％まで充填した試料缶を６缶ずつ７型試験機の回転六角ドラム内に上下３段・横２列に装填し、回転速度１・５／６ｒｐｍで３５回転させて水漏れを生じた缶数を調べた。測定は試料缶の種類毎に３回ずつ行ったが、試料缶Ｂ１〜３，Ｂ５，Ｂ６については測定していない。なお、測定結果は、漏れを生じた缶数ｎ／１８（試験缶総数６×３）として示した。

表１及び表２で示すように、缶胴部１の広幅側面に凹陥部１１を有して、且つ缶胴部１と天板２及び底板３の肉厚が本発明の規定範囲にある試料缶Ａ１〜Ａ４は、凹陥部１１を設けていない試料缶Ｂ群で肉厚が近いものに比較して、総じて耐圧縮強度が高い上に変形しにくく、しかも気密試験、耐圧試験、単缶及びケースでの落下試験、回転ドラム試験のいずれにおいても漏れを生じていない。しかるに、凹陥部１１を有していても天板２及び底板３の肉厚が薄い試料缶Ａ５〜Ａ10では、ケース落下試験や回転ドラム試験での漏れ発生が認められ、本発明の金属製角缶よりも性能的に劣ることが明らかである。

１ 缶胴部
１ａ 広幅側面
１ｃ シーム溶接部
１０ 開口縁部
１１ 凹陥部
１２ 段差部
１３ 非凹陥部
２ 天板
２０ 周縁部
２１ 注出口
２２ ブリッジ状把手
２３ つる環状把手
３ 底板
３０ 周縁部
Ｃ１〜Ｃ３ 金属製角缶
ｄ 高低差
ｗ１ 凹陥部の左右幅
ｗ２ 缶左右幅
θ 角度

Claims (3)

1. 縦長で平面視略長方形をなすブリキ製又はティンフリースチール製の角缶であって、板材を角筒状に成形して両側縁部をシーム溶接した缶胴部に、注出口を備えた天板と底板とが加締により固着され、
   缶容量が２〜６Ｌで、前記缶胴部の肉厚が０．１７〜０．２４ｍｍ、天板及び底板の肉厚が０．２６〜０．２８ｍｍであり、
   缶胴部における両側の広幅側面の各々中央部に、高さ方向全長にわたる凹陥部を有し、 該凹陥部の左右幅が缶左右幅に対して５０〜８５％で、該凹陥部と非凹陥部との高低差が０．３〜１．０ｍｍの範囲にあることを特徴とする金属製角缶。
2. 缶容量が３Ｌ又は４Ｌであり、天板に把手を備え、前記缶胴部の肉厚が０．１７〜０．２１ｍｍである請求項１に記載の金属製角缶。
3. 前記凹陥部の左右両側縁と左右両側の非凹陥部との間が、凹陥部の底平面に対して３０〜６０°の角度で傾斜して上下方向に連続する段差部をなす請求項１又は２に記載の金属製角缶。

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