JP2016193730A - 缶体 - Google Patents

Abstract

【課題】負圧による吸引力が大きい場合であっても、缶胴の強度の低下及び缶胴表面の印刷等の視認性の低下を防ぐことができる缶体を提供する。
【解決手段】 円筒状の缶胴２を備える缶体１であって、缶胴２は、外周から内側に凹入する複数の凹入部５と、該凹入部間５を連結する連結部６とを有し、前記凹入部５は、径方向外側に湾曲し缶体内が減圧したとき前記湾曲が小さくなることで減圧を吸収するパネル部５１と、該パネル部５１と前記連結部６とを繋ぐ傾斜面部５２とを有し、前記傾斜面部５２は、該傾斜面部５２の径方向外側端と該連結部６とを屈曲自在に繋ぐ第１屈曲部５３と、傾斜面部の径方向内側端とパネル部の周方向外側端とを屈曲自在に繋ぐ第２屈曲５４とを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、減圧吸収構造を有する缶胴を備える缶体に関する。

一般に、飲料・食品缶詰に用いられる缶体は、コーヒーやお茶等を内容物とする場合、内容物を充填して密封した後に、レトルト釜に投入されて高温蒸気や熱水による加熱殺菌が行われる。この加熱後に、該内容物を含む缶体が常温以下に戻され、または、冷蔵販売時に冷却された場合、内容液の体積が冷却に伴って収縮することで、缶内圧が減圧して大気圧よりも小さくなる。

すると、前記缶体は、通常円筒状の缶胴を備えているところ、この缶胴が、上記のとおり缶内が負圧になることによる吸引力を受けて、缶胴の一部が缶内方向にいびつに凹む、所謂パネリングを生じさせ、美粧性を損なうおそれがある。

そこで、従来、缶胴に減圧吸収構造を有する缶体として、複数の縦リブと、該縦リブの間に形成され缶本体の減圧時に、内側に湾曲して凹む複数の側壁とから構成される缶胴を有する多角形状の減圧アルミニウム缶が知られている（特許文献１参照）。

前記減圧アルミニウム缶では、積極的に前記側壁を積極的に凹ませることで、いびつに凹むことを回避しようとしている。

実開昭６３−５４６１１号公報

しかしながら、前記減圧アルミニウム缶は、減圧吸収効果が十分でなく、負圧による吸引力が大きい場合には側壁が大きく湾曲して凹んでしまい、缶胴の強度が低下し、また、缶胴表面の文字や図柄などの印刷の視認性が低下するという不都合がある。

上記の点に鑑み、本発明は、負圧による吸引力が大きい場合であっても、缶胴の強度の低下及び缶胴表面の印刷等の視認性の低下を防ぐことができる缶体を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の缶体は、円筒状の缶胴を備える缶体であって、
缶胴は、外周から内側に凹入する複数の缶胴高さ方向に縦長の凹入部と、該凹入部間を連結する連結部とを有し、
前記凹入部は、径方向外側に湾曲し缶体内が減圧したとき前記湾曲が小さくなることで減圧を吸収するパネル部と、該パネル部と前記連結部とを繋ぐ傾斜面部とを有し、
前記傾斜面部は、該傾斜面部の径方向外側端と該連結部とを屈曲自在に繋ぐ第１屈曲部と、該傾斜面部の径方向内側端と前記パネル部の周方向外側端とを屈曲自在に繋ぐ第２屈曲部を有することを特徴とする。

本発明によれば、缶内が減圧されていくと、パネル部の湾曲量は、缶内の負圧による吸引力を受けて、徐々に小さくなっていき、次第に横断面視略直線状に変形していくので、該パネル部の周縁は、傾斜面部の径方向内側端を強制的に押し広げるようとする。このとき、本発明は第１屈曲部を有するので、該傾斜面部と前記連結部の接線とのなす角度が大きくなる方向に、第１屈曲部を軸として前記連結部に対し前記傾斜面部が回動する。言い換えれば、前記傾斜面部の径方向内側端（前記パネル部の周縁）が、凹入部の外側方向に移動するように第１屈曲部が屈曲し、上記パネル部の変形が許容される。

これにより、本発明では、傾斜面部が凹入部の外側方向に移動することで、連結部近傍の缶体の容積も減少して減圧を吸収する。更に、吸引力が大きい時は凸状アーチ型パネル部は直線状体から逆アーチ状に缶体内部に向かって凹入変形し、前記角度は元の傾斜角度に近づく方向に向かう。この変形過程で缶体内部の減圧を最も大きく吸収する変形状態に落ち着くか、或いは、減圧吸収力と復元力のバランスの取れたところで落ち着く。この減圧吸収変形過程で、高さ方向の傾斜面部とそれに挟まれた連結部で形成される断面台形状の構造部は缶体胴部の形状の補強部として働き、缶体の内部方向に吸引されるパネル部を側面部でしっかりと保持するとともに、缶体がいびつに変形することを防止することができる。よって、本発明によれば、負圧による吸引力が大きい場合であっても、缶胴のいびつ変形及び缶胴表面の印刷等の視認性の低下を防ぐことができる。

また、本発明の缶体において、前記第１屈曲部における該傾斜面部と前記連結部の接線とのなす角度は、パネル部が直線になった時が最も角度が大きく変化するが、傾斜面部とそれに挟まれた連結部で形成される縦長部は直角に近づくほど強度が大となる。そして、傾斜面と連結部とで形成する角度は、変形を通して、減圧を最大に吸収するよう最適な角度に設定することが望ましく、変形前の時点で２０〜８０度の角度になるように設定することが好ましい。

これにより、減圧を吸収する容積減少量を大きくし、かつ傾斜面部とそれに挟まれた連結部で形成される縦長部の強度を高く保持して缶胴の強度を高くすることができる。

本発明の缶体を示す説明図であって、図１Ａは缶胴の一部を断面視した側面図、図１Ｂは図１ＡのＩＢ−ＩＢ線断面図。 本発明の傾斜面部の変形を示す説明図

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の缶体１は、図１Ａに示すように、円筒状の缶胴２と、缶胴２の上端を閉塞する円盤状の天蓋３と、缶胴２の下端を閉塞する円盤状の底蓋４とによって構成される所謂スリーピース缶である。

缶胴２の材料は、板厚約０．１５mmの錫メッキ鋼板であり、内面と外面とにポリエステルフィルムが被覆されている。缶胴２の各部の寸法を具体的に示すと、缶径が約５２mm、缶高が約１０４mmである。なお、缶胴２の材料及び寸法はこれに限定されるものでない。

缶胴２には、複数の凹入部５が周方向に所定間隔を存して形成されている。凹入部５の数や寸法は適宜設定することができるが、本実施形態においては、缶胴２に６つの同一形状の缶の高さ方向に縦長の凹入部５が形成され、具体的な寸法は、周方向の幅が約２０mm、縦方向（高さ方向）の長さが約７５mm、深さ（凹入寸法）が約１．５mmに形成されている。

また、缶体１は、缶胴２のうち凹入部５が形成されていない部分に、凹入部５間を連結する縦長の側壁として連結部６を有する。本実施形態においては、缶胴２に６つの同一形状の連結部６が存在し、具体的な寸法は、周方向の幅が約５mm、縦方向（高さ方向）の長さが約７５mmに形成されている。

また、缶体１は、缶胴２のうち凹入部５及び連結部６以外の部分に、未加工部７を有する。本実施形態においては、未加工部７は、天蓋３及び底蓋４の缶端部から約１０ｍｍの範囲の全周が相当する。

前記凹入部５は、径方向外側に湾曲し缶体内が減圧したとき前記外側向き湾曲が小さくなることで減圧を吸収するパネル部５１と、該パネル部５１と連結部６とを繋ぐ傾斜面部５２とを有する。

パネル部５１の寸法乃至湾曲量（曲率半径）は適宜設定することができるが、本実施形態においては、パネル部５１の曲率半径は、缶胴２（連結部６）よりも小さい曲率半径に形成されている。

傾斜面部５２は、傾斜面部の径方向外側端と該連結部とを屈曲自在に繋ぐ第１屈曲部５３を有する。また、傾斜面部５２は、傾斜面部の径方向内側端とパネル部５１とを屈曲自在に繋ぐ第２屈曲部５４を有する。

第１屈曲部５３において、傾斜面部５２は、連結部６の接線からみて傾斜角λで、傾斜するよう形成されている。傾斜角λは、適宜設定することができるが、２０〜８０度、好ましくは３０〜７０度が適しており、本実施形態においては、約５０度に形成されている。

次に、図２を用いて、本実施形態の缶体１が負圧による吸引力が発生した場合における缶体の変形を説明する。

まず、図２Ａに示すように、缶体１の内部が負圧になった場合、缶胴２には、軸心方向に向かって引っ張る力（吸引力）がかかる（図２の矢印Ａ方向）。このとき、本実施形態では、連結部６はその両側の傾斜面部に挟まれた断面台形状の縦長構造となっているため耐変形強度が高く実質的に凹入変形せず、パネル部５１が内側に沈み込むように変形して断面視略直線状に近づいていく。このパネル部５１の変形により、缶体１の内容積は減少する。

同時に、パネル部５１が断面視略直線状に変形される際には、パネル部５１の両端（第２屈曲部５４）パネル部の端部における接線方向に引っ張られる力がかかる（図２の矢印Ｂ方向）。この力は、同時にパネル部５１と繋がれた傾斜面部５２にもかかる。しかし、傾斜面部５２は、第１屈曲部５３において連結部６に屈曲可能に固定されているため、第１屈曲部を軸として矢印Ｃ方向へのモーメントに変換される。

この結果、パネル部５１が断面視直線状に変形するまで、傾斜面部５２は矢印Ｃに沿って移動する。言い換えれば、パネル部５１が直線状に変形することを許容するために、傾斜面部５２が図２において左右方向に広がる。かかる傾斜面部５２の移動により、缶体１の内容積は更に減少する。

そして、前記変形による内容積の減少でもなお減圧が不十分な場合、外側に凸状のアーチ型パネル部５１は直線状から更に凹入して逆アーチ状に変形し、傾斜面部５２は元の角度に戻ろうとする。このような変形の過程を経て減圧吸収効果の最適となる変形に落ち着く。

この結果、本実施形態の缶体１は、パネル部だけでなく傾斜面部５２も変形することによって減圧吸収するので、負圧による吸引力が大きい場合であっても、缶胴のパネル部及び傾斜部を除く基本原形状は保持され、いびつな変形等を防ぐことができ、美観を損ねることを防ぐことができる。

また、本実施形態の缶体１では、変形後における、傾斜面部５２と連結部６の接線とのなす傾斜角λ’が、約９０度に近づくにつれて、傾斜面部５２で挟まれた連結部６で構成される縦長部は耐変形強度は高くなるため、パネル部の凹入変形の過程で、凹入パネル部５１を保持し、缶胴のいびつな変形を防止する。

したがって、第１屈曲部５３において、傾斜面部５２と連結部６の接線の傾斜角λは、減容積に応じて適宜設定することができるが、２０〜８０度、好ましくは３０〜７０度が適しており、角度が小さい場合は連結部と傾斜部で構成される縦長部の強度が低く、減容積が小さくなり缶体がいびつ変形をおこす恐れが大きく、また角度が大きくなりすぎると変形の過程で更に角度が大きくなるため、缶体の美観を損ね、連結部と傾斜部で構成される縦長部の強度も低下する恐れがあるので好ましくない。

この結果、本実施形態の缶体１は、連結部６及び連結部６と隣接する傾斜面部５２とが、略直方体形状の柱体を形成するので、缶体全体としての強度を向上させることができる。

つまり、缶体１は、缶体加工が可能な範囲において、パネル部５１が側面視略直線状に変形したときに、傾斜角λ’が約９０度になるように、変形前の形状を設計すればよい。また、缶体加工が可能な範囲において、傾斜面部５２の径方向の長さは長く、パネル部５１の屈曲率は小さくした方が、減圧吸収効果は高くなる。

［変形例］
凹入部５の軸方向の長さは、缶体加工が可能な範囲であれば長いほどよい。例えば、缶蓋巻締めの影響を受けないように、天面及び底面の缶端部から１０ｍｍの範囲を除いた範囲であれば、当該加工可能である。

また、凹入部５の面積は缶胴２全体の６０〜７０％が望ましい。７０％超過の場合には連結部６の幅が狭くなり当該部分の強度が低下し、他方、６０％未満の場合には、減圧変形時の内容積変化量が小さくなる。

また、凹入部５は、軸方向において、複数設けてもよい。この構成によれば、更に缶体１の強度を維持することができる。

連結部６は、缶胴の強度を保持し、パネル部が減圧変形したときのパネル部を支えるために、周方向の幅が５ｍｍ以上であることが好ましい。

傾斜面部５２の缶胴軸芯方向の深さは、１〜３ｍｍ、好ましくは１〜２ｍｍが適している。１ｍｍ未満の場合には、内容積変化量が小さくなり減圧吸収効果が減少する。３ｍｍを超えると加工変形量が大きくなりすぎて好ましくない。

傾斜角λは、減圧吸収による変形後の傾斜角λ’が９０度に近づくためには、約３０度〜７０度程度が好ましい。

缶体１の材料としては、スチール材が適しており、板厚は、薄い方が減圧により内容積を減少させる方向で変形しやすいが、その他の実用性能をふまえ０．２５〜０．１０ｍｍの範囲が適している。

スチール材としては、従来より使用されてきた公知ブリキ材、ティンフリースチール材等を用いることができ、少なくとも缶内面側がプラスチックフィルム、好適にはポリエステルフィルムでラミネート被覆された缶胴材が適している。

缶胴２としては、短冊状の缶体材料用金属板の両端縁を重ね合わせて溶接接合してなる溶接缶体であってもよく、缶体材料用金属板を絞り加工又はしごき加工してなる有底筒状缶体であってもよいが、溶接缶体の場合は、金属板が絞り加工やしごき加工がされていない未加工板材の状態で缶胴が形成され、缶胴形成後に本発明の加工が施されるという製造工程をとるため材料の加工変形負荷がより少ないため特に好適である。前記溶接缶体は、両端に缶蓋を二重巻締めすることにより、いわゆる３ピースの缶体１を形成することができる。また、前記有底円筒状缶体は開放端に缶蓋を二重巻締めすることにより、いわゆる２ピースの缶体１を形成することができる。

缶体１の容量は、１６０〜６５０ｍｌ缶に好適に適用される。缶蓋としては、従来用いられていた打検適性のある形状の缶蓋を用いることができる。

なお、本実施形態の缶体１では、減圧吸収による変形によって、パネル部５１が断面視略直線状、傾斜面部５２と連結部６の接線とのなす傾斜角λ’は、約９０度、にそれぞれ変形するが、この「断面視略直線状」、「約９０度」とは、数学的な厳密な意味ではなく、それぞれ、約１割程度の誤差を含む趣旨である。

１…缶体、２…缶胴、５…凹入部、６…連結部、５１…パネル部、５２…傾斜面部、５３…第１屈曲部、５４…第２屈曲部。

Claims (2)

1. 円筒状の缶胴を備える缶体であって、
   缶胴は、外周から内側に凹入する複数の缶胴高さ方向に縦長の凹入部と、該凹入部間を連結する連結部とを有し、
   前記凹入部は、径方向外側に湾曲し缶体内が減圧したとき前記湾曲が小さくなることで減圧を吸収するパネル部と、該パネル部と前記連結部とを繋ぐ傾斜面部とを有し、
   前記傾斜面部は、該傾斜面部の径方向外側端と該連結部とを屈曲自在に繋ぐ第１屈曲部と、該傾斜面部の径方向内側端と前記パネル部の周方向外側端とを屈曲自在に繋ぐ第２屈曲部を有することを特徴とする缶体。
2. 前記傾斜面部の径方向外側端と前記連結部とを屈曲自在に繋ぐ第１屈曲部における傾斜面部と連結部接線との角度が２０〜８０度であることを特徴とする請求項１記載の缶体。