JP2018176165A - シェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】缶蓋の強度の低下を抑制しつつ、軽量化及び材料削減を図ることを可能とするシェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋を提供する。【解決手段】金属製のブランクに対して絞り加工を行うことにより傾斜壁を成形する絞り加工工程と、パネル部が形成される予定の部位（パネル形成予定部１４ｄ）の少なくとも一部に対して金属板を引き伸ばす張り出し成形工程と、前記張り出し成形工程によって引き伸ばされた部分の形状を整えて前記パネル部を成形する整形工程と、を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、缶蓋を製造するための中間製品であるシェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋に関する。

飲料缶等に備えられる缶蓋は、中間製品であるシェルに対して、スコアが形成されたり、タブが取り付けられたりするなどの各種の加工が施されることにより得られる。そして、シェルは、円板形状の金属板（ブランクと呼ばれる）に対して絞り加工が行われることにより得られる。一般的に、シェルは、ブランクに対する１回のプレス工程による絞り加工によって得られる。ここで、缶蓋の強度は、シェルに設けられる強化環状溝が形成されている部分の肉厚によって左右される。従って、缶蓋の軽量化や材料削減のために、肉厚の薄いブランクを用いたくても、一定の強度を保つ必要性から、強化環状溝が形成されている部分の肉厚を薄くすることができないため、ブランクの肉厚を薄くすることはできない。

特表２０１５−５１７４０８号公報

本発明の目的は、缶蓋の強度の低下を抑制しつつ、軽量化及び材料削減を図ることを可能とするシェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋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、本発明のシェルの製造方法は、
パネル部及び傾斜壁を備えると共に、缶蓋を製造するための中間製品である金属製のシェルの製造方法であって、
金属板からなるブランクに対して絞り加工を行うことにより前記傾斜壁を成形する絞り加工工程と、
前記パネル部が形成される予定の部位の少なくとも一部に対して金属板を引き伸ばす張り出し成形工程と、
前記張り出し成形工程によって引き伸ばされた部分の形状を整えて前記パネル部を成形する整形工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、張り出し成形工程によって、パネル部が形成される予定の部位の少なくとも一部が引き伸ばされた後に、整形工程によって、パネル部が成形される。そのため、パネル部の少なくとも一部は、ブランクの肉厚よりも薄くなり、パネル部の体積量を削減することができる。従って、一定の強度を保つために、一定以上の肉厚のブランクを用いても、小径のブランクを適用することができ、シェル全体の材料の量を削減させることができる。

前記絞り加工工程と張り出し成形工程は、１プレス工程の中で行われるとよい。

これにより、製造工程の数の増加を抑制することができる。

本発明の缶蓋の製造方法は、上記の製造方法によって得られたシェルに対して、少なくともスコアを成形する工程を含むことを特徴とする。

本発明のシェルは、
パネル部及び該パネル部の外縁側に設けられる強化環状溝を備えると共に、缶蓋を製造するための中間製品である金属製のシェルであって、
前記パネル部が、前記強化環状溝の溝底の厚みの７０％以上９７％以下となる薄肉部を有し、かつ、該薄肉部の表面積が前記パネル部全体の表面積の３０％以上６０％以下であることを特徴とする。

これにより、一定の強度を保つために、パネル部以外の部分の肉厚（特に、強化環状溝の溝底の厚み）を確保しつつも、パネル部には薄肉部が設けられているので、シェル全体の材料の量を削減させることができる。

前記パネル部は円板形状であり、前記薄肉部は該パネル部の中心から同心円状に複数存在するとよい。

前記パネル部の外縁側には、
環状の傾斜壁と、
該傾斜壁と前記パネル部との間に設けられる前記強化環状溝と、
前記傾斜壁の外縁に沿って設けられ、径方向外側に向かって延びるカール部と、
が備えられているとよい。

本発明の缶蓋は、
パネル部及び該パネル部の外縁側に設けられる強化環状溝を備える缶蓋であって、
前記パネル部が、前記強化環状溝の溝底の厚みの７０％以上９７％以下となる薄肉部を有し、かつ、該薄肉部の表面積が前記パネル部全体の表面積の３０％以上６０％以下であることを特徴とする。

これにより、一定の強度を保つために、パネル部以外の部分の肉厚（特に、強化環状溝の溝底の厚み）を確保しつつも、パネル部には薄肉部が設けられているので、缶蓋全体の材料の量を削減させることができる。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

以上説明したように、本発明によれば、缶蓋の強度の低下を抑制しつつ、軽量化及び材料削減を図ることができる。

図１はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第１工程、（ｂ）は従来例の第１工程の説明図である。 図２はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第２工程、（ｂ）は従来例の第２工程の説明図である。 図３はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第３工程、（ｂ）は従来例の第３工程の説明図である。 図４はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第４工程、（ｂ）は従来例の第４工程の説明図である。 図５はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第５工程、（ｂ）は従来例の第５工程の説明図である。 図６はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第５工程、（ｂ）は従来例の第６工程の説明図である。 図７はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第６工程、（ｂ）は従来例の第６工程の説明図である。 図８はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第７工程、（ｂ）は従来例の第６工程の説明図である。 図９はシェルの製造工程を示し、（ａ）は本発明の実施形態の第８工程、（ｂ）は従来例の第７工程の説明図である。 図１０はシェルの模式的断面図を示し、（ａ）は本実施形態に係る製造方法により得られたシェルの模式的断面図、（ｂ）従来例による製造方法により得られたシェルの模式的断面図である。 図１１は本発明の実施形態に係る張り出し成形に用いる金型の模式的断面図である。 図１２は本発明の実施形態に係るシェルに各種の加工を施した中間製品の平面図である。 図１３は、図１２におけるＡ−Ａ断面図である。 図１４は、本発明の実施形態に係る缶蓋に装着されるタブの平面図である。 図１５は、図１４におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１６は本発明の実施形態に係る缶蓋の平面図である。 図１７は、図１６におけるＣ−Ｃ断面図である。

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、例示的に詳しく説明する。ただし、この実施形態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。

図１〜図１７を参照して、本発明の実施形態に係るシェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋について説明する。一般的に、飲料缶や食料缶等に備えられる缶蓋は、次の工程により製造される。まず、コイル状に巻かれた金属板（コイルと呼ばれる）が平板状にされる。そして、この平板状にされた金属板に対して打ち抜き加工が施されることで、例えば円板形状の金属板（ブランクと呼ばれる）が得られる。また、このブランクに対して絞り加工が行われることでシェルが得られる。その後、この中間製品である金属製のシェルに対して各種の加工（リベット成形、スコアリング、エンボス加工、タブの固定等）が施されることで、缶蓋が得られる。本実施形態においては、ブランクからシェルを成形する方法に特徴があり、以下に詳細に説明する。なお、本実施形態においては、飲料缶の缶蓋を製造するための中間製品であるシェル（金属製の円板形状のブランクから製造されるシェル）の場合を例にして説明する。金属材料としては、ブリキやアルミを好適に採用することができる。

＜シェルの概略構成＞
シェルの製造方法の説明に先立って、シェルの概略構成について、図１０（ａ）を参照して簡単に説明する。図１０（ａ）は本実施形態に係るシェル１６の模式的断面図である。シェル１６は回転対称形状であり、図１０（ａ）においては、シェル１６を、その中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。

シェル１６は、円板形状のパネル部（センターパネル部とも呼ばれる）１６ｄを備えて
いる。そして、このパネル部１６ｄの外縁側には、環状の傾斜壁（チャックウォールとも呼ばれる）１６ｅと、傾斜壁１６ｅとパネル部１６ｄとの間に設けられる強化環状溝１６ｃと、傾斜壁１６ｅの外縁に沿って設けられ、径方向外側に向かって延びるカール部１６ａとが備えられている。また、カール部１６ａの先端には円筒部１６ｂが設けられている。なお、カール部１６ａ及び円筒部１６ｂは缶本体に巻き締めされる部位である。また、強化環状溝１６ｃは缶蓋の強度を高めるために設けられた部位であり、この強化環状溝１６ｃが形成されている部分の肉厚によって、缶蓋の強度が左右される。

＜シェルの製造方法＞
図１〜図９を参照して、本実施形態に係るシェルの製造方法について説明する。図１〜図９は本発明の実施形態に係るシェルの製造工程の説明図である。本実施形態に係るシェルの製造方法を分かり易くするために、各図においては、（ａ）に本実施形態に係るシェルの製造工程を示し、比較のため、（ｂ）に一般的なシェルの製造工程を示している。各図においては、金型の模式的断面図の一部を示している。金型は略回転対称形状であり、各図においては、金型を、その中心軸線を含む面で切断した断面図について、左側半分の一部（シェルが成形される付近の一部）を模式的に示している。なお、本実施形態に係るシェルの製造方法によって得られるシェルと、一般的な製造方法によって得られる従来例に係るシェルとは、パネル部の肉厚を除き、外形及び寸法が同一である。

一般的なシェルの製造方法の場合、背景技術の中でも説明した通り、ブランクに対して、１回のプレス工程による絞り加工によってシェルが製造される。これに対して、本実施形態に係るシェルの製造方法の場合、絞り加工工程、張り出し成形工程、及び整形工程の３つの工程によってシェルが製造される。このうち、絞り加工工程と張り出し成形工程は、１プレス工程の中で行われる。なお、本実施形態においては、製造工程を少なくするために、絞り加工工程と張り出し成形工程を１プレス工程の中で行うようにしているが、これらを別々に行うことも可能である。ここで、図１（ａ）〜図４（ａ）は絞り加工工程のみが行われている状態を示し、図５（ａ）は絞り加工工程と張り出し成形工程が同時に行われている状態を示している。また、図７（ａ）〜図９（ａ）は整形工程が行われている状態を示している。

＜＜絞り加工工程及び張り出し成形工程に用いられる金型＞＞
特に図１を参照して、絞り加工工程及び張り出し成形工程に用いられる金型１００の構成について説明する。図１（ａ）に示すように、金型１００は、張り出し成形を行うための上型１１１及び下型１１２と、カール部１６ａを成形するための第１カール成型工具１２１及び第２カール成型工具１２２と、成形品にシワが生じないように金属板を押さえるための第１押さえ部材１３１及び第２押さえ部材１３２とを備えている。また、金型１００は、平板状の金属板に対して打ち抜き加工を施すことでブランクを製造するためのカッター１４０を備えている。図１（ｂ）に示すように、従来例に係る金型５００についても同様に、上型５１１及び下型５１２と、第１カール成型工具５２１及び第２カール成型工具５２２と、第１押さえ部材５３１及び第２押さえ部材５３２と、カッター５４０とを備えている。ただし、従来例における上型５１１及び下型５１２は張り出し成形を行う機能は備えておらず、パネル部を成形するための型である。なお、以下の説明において、金型を構成する部材の「要部」とは、金型を構成する部材のうち、金属板に対して成形を施す付近の部位を意味する。

本実施形態に係る金型１００における第１カール成型工具１２１の要部は略円筒形状であり、その先端面１２１ａは下側に向かって突出する湾曲面により構成されている。また、第２カール成型工具１２２の要部も略円筒形状であり、その先端面１２２ａは下側に向かって凹んだ湾曲面により構成されている。従来例に係る金型５００における第１カール成型工具５２１の要部も略円筒形状であり、その先端面５２１ａも下側に向かって突出す
る湾曲面により構成されている。また、第２カール成型工具５２２の要部も略円筒形状であり、その先端面５２２ａも下側に向かって凹んだ湾曲面により構成されている。

ここで、本実施形態に係る第１カール成型工具１２１と従来例に係る第１カール成型工具５２１は寸法及び形状が同一であり、本実施形態に係る第２カール成型工具１２２と従来例に係る第２カール成型工具５２２についても、寸法及び形状が同一である。従って、本実施形態に係る第１カール成型工具１２１及び第２カール成型工具１２２の要部の内径（半径は図中ｒ１１）と、従来例に係る第１カール成型工具５２１及び第２カール成型工具５２２の要部の内径（半径は図中ｒ２１）は等しい。また、本実施形態に係る第１カール成型工具１２１及び第２カール成型工具１２２の要部の外径（半径は図中ｒ１２）と、従来例に係る第１カール成型工具５２１及び第２カール成型工具５２２の要部の外径（半径は図中ｒ２２）も等しい。

本実施形態に係る金型１００における第１押さえ部材１３１の要部は略円筒形状であり、その先端面は平面である。また、第２押さえ部材１３２の要部も略円筒形状であり、その先端面は平面である。ここで、第２押さえ部材１３２の先端のうち、外周面側の端縁１３２ａは、平板状の金属板に対して打ち抜き加工を施すためのカッターの役割を担っている。そして、本実施形態に係る金型５００におけるカッター１４０の要部は略円筒形状であり、その先端における内周面側の端縁１４１が金属板を打ち抜く役割を担っている。

そして、従来例に係る金型５００における第１押さえ部材５３１の要部も略円筒形状であり、その先端面は平面である。また、第２押さえ部材５３２の要部も略円筒形状であり、その先端面は平面である。ここで、第２押さえ部材５３２の先端のうち、外周面側の端縁５３２ａは、平板状の金属板に対して打ち抜き加工を施すためのカッターの役割を担っている。そして、本実施形態に係る金型５００におけるカッター５４０の要部は略円筒形状であり、その先端における内周面側の端縁５４１が金属板を打ち抜く役割を担っている。

本実施形態に係る金型１００における第１押さえ部材１３１，第２押さえ部材１３２及びカッター１４０と、従来例に係る金型５００における第１押さえ部材５３１，第２押さえ部材５３２及びカッター５４０とは、基本的な構成及び機能は同一である。ただし、本実施形態に係る第１押さえ部材１３１の要部の外径（半径は図中ｒ１３）の方が、従来例に係る第１押さえ部材５３１の要部の外径（半径は図中ｒ２３）よりも小さく構成されている点が異なっている。即ち、本実施形態に使用されるブランク径は従来例に使用されるブランクよりも小径である。なお、本実施形態に係る第１押さえ部材１３１の要部の外径は、第２押さえ部材１３２における先端の外周面側の端縁１３２ａの外径、及びカッター１４０における先端の内周面側の端縁１４１の内径と略等しい。同様に、従来例に係る第１押さえ部材５３１の要部の外径は、第２押さえ部材５３２における先端の外周面側の端縁５３２ａの外径、及びカッター５４０における先端の内周面側の端縁５４１の内径と略等しい。

本実施形態に係る金型１００における上型１１１の要部は略円柱形状であり、その先端面１１１ａには複数の凹凸が形成されている。なお、先端面１１１ａの円の中心に対して、環状の凹部と環状の凸部が同心円状に交互に並ぶように、複数の凹凸が形成されている。下型１１２の要部は略円筒形状であり、その先端面１１２ａには複数の凹凸が形成されている。下型１１２の要部の外径は、上型１１１の要部の外径よりも大きく構成されている。なお、先端面１１２ａの円の中心に対して、環状の凹部と環状の凸部が同心円状に交互に並ぶように、複数の凹凸が形成されている。また、上型１１１の先端面１１１ａに設けられている複数の環状と凹凸と、下型１１２の先端面１１２ａに設けられている複数の環状の凹凸は、位置がずれるように配置されている。具体的には、下型１１２の先端面１
１２ａに設けられる環状の凹部は、上型１１１の先端面１１１ａに設けられる環状の凸部に対応する位置に設けられている。また、下型１１２の先端面１１２ａに設けられる環状の凸部は、上型１１１の先端面１１１ａに設けられる環状の凹部に対応する位置に設けられている。また、上型１１１の先端面１１１ａにおいては、中心に近づくほど、下側に突出する量が多くなるように構成されている。そして、下型１１２の先端面１１２ａにおいては、中心から遠ざかるほど、上側に突出する量が多くなるように構成されている。

これに対して、従来例に係る金型５００における上型５１１の要部は略円柱形状であり、その先端面５１１ａは平面である。また、下型５１２の要部も略円柱形状であり、その先端面５１２ａも平面である。下型５１２の要部の外径は、上型５１１の要部の外径よりも大きく構成されている。

以下、本実施形態に係るシェルの製造方法について、製造工程の順に説明する。以下、説明の便宜上、本実施形態に係る製造工程について、図１（ａ）に示す工程を第１工程、図２（ａ）に示す工程を第２工程、図３（ａ）に示す工程を第３工程、図４（ａ）に示す工程を第４工程、図５（ａ）及び図６（ａ）に示す工程を第５工程、図７（ａ）に示す工程を第６工程、図８（ａ）に示す工程を第７工程、図９（ａ）に示す工程を第８工程と称する。また、従来例に係る製造工程について、図１（ｂ）に示す工程を第１工程、図２（ｂ）に示す工程を第２工程、図３（ｂ）に示す工程を第３工程、図４（ｂ）に示す工程を第４工程、図５（ｂ）に示す工程を第５工程、図６（ｂ）〜図８（ｂ）に示す工程を第６工程、図９（ｂ）に示す工程を第７工程と称する。

＜＜第１工程，第１工程＞＞
図１（ａ）には、上型１１１，第１カール成型工具１２１，第１押さえ部材１３１、及びカッター１４０が下降し、板状の金属板１０が第１押さえ部材１３１と第２押さえ部材１３２とにより挟み込まれた直後の状態が示されている。この第１工程については、同図（ｂ）に示す従来例についても同様である。同図（ｂ）においても、同図（ａ）と同様に、板状の金属板６１０が第１押さえ部材５３１と第２押さえ部材５３２とにより挟み込まれた直後の状態が示されている。

＜＜第２工程，第２工程＞＞
図２（ａ）に示すように、第１工程後、上型１１１，第１カール成型工具１２１、及びカッター１４０は、更に下降する。これにより、金属板１０は、カッター１４０における先端の内周面側の端縁１４１と第２押さえ部材１３２における先端の外周面側の端縁１３２ａとにより打ち抜かれ、円板形状のブランク１１が得られる。その後、このブランク１１は、第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２とによりプレスされて、環状の第１湾曲部１１ａが形成される。また、第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２とによりブランク１１が挟み込まれた後は、第１カール成型工具１２１と共に第２カール成型工具１２２も下降し始める。第１工程から第２工程までの工程については、図２（ｂ）に示す従来例についても同様である。図２（ｂ）においても、図２（ａ）と同様に、ブランク６１１に環状の第１湾曲部６１１ａが形成された直後の状態が示されている。

ここで、上述した通り、図１（ａ）に示す半径ｒ１３と、同図（ｂ）に示す半径ｒ２３とは、ｒ１３＜ｒ２３の関係にある。このことから分かるように、本実施形態に係るブランク１１の外径は、従来例に係るブランク６１１の外径よりも小さい。なお、本実施形態に係るブランク１１の肉厚と、従来例に係るブランク６１１の肉厚は等しい。従って、本実施形態に係るブランク１１の方が、従来例に係るブランク６１１に比べて、材料の量が少ない。

＜＜第３工程，第３工程＞＞
説明の便宜上、本実施形態において、第２工程から第３工程までの工程中の成形品を第１中間成形品１２と称し、従来例においても同様に、第２工程から第３工程までの工程中の成形品を第１中間成形品６１２と称する。図３（ａ）に示すように、第２工程後、上型１１１，第１カール成型工具１２１、カッター１４０、及び第２カール成型工具１２２は、更に下降する。これにより、第１中間成形品１２のうち第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２とにより挟み込まれた部位は下方に引っ張られるため、第１押さえ部材１３１と第２押さえ部材１３２とにより挟み込まれていた部位は、第１カール成型工具１２１の外周面と第２押さえ部材１３２の内周面との間に設けられている環状隙間Ｓに引きずり込まれる。これにより、第１中間成形品１２の径方向外側には円筒部１２ｂが形成される。

その後、更に、第１中間成形品１２のうち第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２とにより挟み込まれた部位が下方に引っ張られることによって、当該部位よりも径方向内側の部位が、下型１１２における外周面側の端縁付近に突き当たる。その後、第１中間成形品１２のうち当該部位よりも径方向外側の部分は、環状隙間Ｓ内を下方に移動し、かつ第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２との間の隙間内を径方向内側に向かって移動していく。この工程においても、第１中間成形品１２には第１カール成型工具１２１と第２カール成型工具１２２とにより挟み込まれた部位に、環状の第１湾曲部１２ａが形成される。また、この工程においては、下型１１２によって、第１中間成形品１２のうち環状の第１湾曲部１２ａよりも更に径方向内側にも環状の第２湾曲部１２ｃが形成される。なお、図３（ａ）においては、上型１１１が第１中間成形品１２に突き当たる直前の状態を示している。

第２工程から第３工程までの工程については、図３（ｂ）に示す従来例についてもほぼ同様である。従って、従来例においても、第１中間成形品６１２には、第１湾曲部６１２ａと、円筒部６１２ｂと、第２湾曲部６１２ｃが形成されている。ただし、従来例の場合には、下型５１２の先端面５１２ａは平面であることから、この先端面５１２ａは、全域に亘って第１中間成形品６１２に接した状態となる。また、図３（ｂ）においては、上型５１１等の下方へのストローク量が、図３（ａ）に示す上型１１１等の下方へのストローク量と同一の場合を示している。上記の通り、本実施形態に係るブランク１１の外径は、従来例に係るブランク６１１の外径よりも小さい。そのため、本実施形態に係る第１中間成形品１２における円筒部１２ｂの軸線方向の長さは、従来例に係る第１中間成形品６１２における円筒部６１２ｂの軸線方向の長さよりも短い。

＜＜第４工程，第４工程＞＞
説明の便宜上、本実施形態において、第３工程から第４工程までの工程中の成形品を第２中間成形品１３と称し、従来例においても同様に、第３工程から第４工程までの工程中の成形品を第２中間成形品６１３と称する。図４（ａ）に示すように、第３工程後、上型１１１，第１カール成型工具１２１、カッター１４０、及び第２カール成型工具１２２は、更に下降する。これにより、上型１１１が第２中間成形品１３に突き当たり、第２中間成形品１３の中央付近が下方に向かって突き出るように湾曲した状態となる。第２中間成形品１３における径方向外側の部位の挙動については、上記第３工程の場合と同様である。従って、この第２中間成形品１３においても、第１湾曲部１３ａと、円筒部１３ｂと、第２湾曲部１３ｃが形成されている。

図４（ｂ）に示す従来例においては、上型５１１等の下方へのストローク量が、図４（ａ）に示す上型１１１等の下方へのストローク量と同一の場合を示している。図４（ｂ）に示す従来例の場合、この第４工程においては、上型５１１は第２中間成形品６１３には突き当たっていない。第２中間成形品６１３における径方向外側の部位の挙動については
、上記第３工程の場合と同様である。従って、この第２中間成形品６１３においても、第１湾曲部６１３ａと、円筒部６１３ｂと、第２湾曲部６１３ｃが形成されている。

＜＜第５工程，第５工程＞＞
説明の便宜上、本実施形態において、第４工程から第５工程までの工程中の成形品を第３中間成形品１４と称し、従来例においても同様に、第４工程から第５工程までの工程中の成形品を第３中間成形品６１４と称する。図５（ａ）に示すように、第４工程後、上型１１１，第１カール成型工具１２１、カッター１４０、及び第２カール成型工具１２２は、更に下降する。これにより、第３中間成形品１４において、パネル部１６ｄが形成される予定の部位（以下、パネル形成予定部１４ｄと称する）が、上型１１１の先端面１１１ａに設けられている複数の環状と凹凸と、下型１１２の先端面１１２ａに設けられている複数の環状の凹凸によって挟み込まれた状態となる。従って、パネル形成予定部１４ｄにおいては、径方向外側に向かって引っ張られる部分と、径方向内側に向かって引っ張られる部分とが複数存在する。これにより、パネル形成予定部１４ｄの少なくとも一部（本実施形態の場合には、ほぼ全域）について金属板が引き伸ばされる。つまり、パネル形成予定部１４ｄの少なくとも一部に対して金属板を引き伸ばす張り出し成形がなされる。第３中間成形品１４における径方向外側の部位の挙動については、上記第３，４工程の場合と同様である。従って、この第３中間成形品１４においても、第１湾曲部１４ａと、円筒部１４ｂと、第２湾曲部１４ｃが形成されている。

図５（ｂ）に示す従来例においては、上型５１１等の下方へのストローク量が、図５（ａ）に示す上型１１１等の下方へのストローク量と同一の場合を示している。図５（ｂ）に示す従来例の場合、この第５工程において、上型５１１における平面状の先端面５１１ａが、第３中間成形品６１４に突き当たる。第３中間成形品６１４における径方向外側の部位の挙動については、上記第３，４工程の場合と同様である。従って、この第３中間成形品６１４においても、第１湾曲部６１４ａと、円筒部６１４ｂと、第２湾曲部６１４ｃが形成されている。

＜＜第５工程，第６工程＞＞
説明の便宜上、従来例において、第５工程から第６工程までの工程中の成形品を第４中間成形品６１５と称する。図６（ａ）には、従来例との対比のために、上述した本実施形態の第５工程までが終了した状態を示している。従来例においては、図６（ｂ）に示すように、第５工程後、第１カール成型工具５２１、カッター５４０、及び第２カール成型工具５２２は、更に下降する。第４中間成形品６１５における径方向外側の部位の挙動については、上記第３〜５工程の場合と同様である。従って、この第４中間成形品６１５においても、第１湾曲部６１５ａと、円筒部６１５ｂと、第２湾曲部６１５ｃが形成されている。

この第６工程により得られた従来例に係る第４中間成形品６１５における円筒部６１５ｂの軸線方向の長さと、上述した第５工程により得られた本実施形態に係る第３中間成形品１４における円筒部１４ｂの軸線方向の長さが同一となる。一方、本実施形態に係る第３中間成形品１４における第１湾曲部１４ａから第２湾曲部１４ｃまでの軸線方向の距離Ｈ１は、第４中間成形品６１５における第１湾曲部６１５ａから第２湾曲部６１５ｃまでの軸線方向の距離Ｈ２よりも短い。

＜＜第６工程，第６工程＞＞
本実施形態においては、第５工程により得られた第３中間成形品１４は、整形工程用の金型２００によって、プレス加工が行われる。この整形工程用の金型２００について、図７（ａ）を参照して説明する。この金型２００は略回転対称形状であり、各図においては、金型を、その中心軸線を含む面で切断した断面図について、左側半分の一部（シェルが
成形される付近の一部）を模式的に示している。なお、以下の説明において、金型を構成する部材の「要部」とは、金型を構成する部材のうち、金属板に対して成形を施す付近の部位を意味する。

金型２００は、パネル部１６ｄを整形するための上型２１１及び下型２１２と、第３中間成形品１４における第１湾曲部１４ａを固定するための一対の固定部材２２１，２２２とから構成される。この金型２００における上型２１１の要部は略円柱形状であり、その先端面の中央は平面により構成され、かつ先端の外周縁に沿って環状凸部２１１ａが設けられている。また、金型２００における下型２１２の要部は略円柱形状であり、その先端面は平面により構成されている。下型２１２の要部の外径は、上型２１１の要部の外径よりも小さく構成されている。一対の固定部材２２１，２２２の要部は、いずれも略円筒形状である。以上のように構成された金型２００に対して、上述した第５工程によって得られた第３中間成形品１４を配置させる。すなわち、第１湾曲部１４ａが一対の固定部材２２１，２２２によって挟み込まれるように、金型２００に第３中間成形品１４を固定させる。図７（ａ）においては、金型２００に第３中間成形品１４を固定させた後に、プレス加工が始まり、上型２１１が下降し始めた状態が示されている。図７（ｂ）には、従来例において、本実施形態との対比のために、上述した第６工程までが終了した状態を示している。

＜＜第７工程，第６工程＞＞
説明の便宜上、本実施形態において、第６工程から第７工程までの工程中の成形品を第４中間成形品１５と称する。図８（ａ）に示すように、第６工程後、上型２１１は、更に下降する。これにより、第４中間成形品１５におけるパネル形成予定部１５ｄは、上型２１１の先端面と下型２１２の先端面によって上下から挟み込まれ始める。第４中間成形品１５における径方向外側の部位については、特に変化はない。従って、この第４中間成形品１４における第１湾曲部１５ａと、円筒部１５ｂと、第２湾曲部１５ｃについては、第６工程までの形状が維持されている。図８（ｂ）には、従来例において、本実施形態との対比のために、上述した第６工程までが終了した状態を示している。

＜＜第８工程，第７工程＞＞
第８工程が終了することにより、図９（ａ）に示すように、シェル１６が形成される。本実施形態においては、第７工程後、上型２１１は、更に下降する。これにより、第４中間成形品１５におけるパネル形成予定部１５ｄが、上型２１１の先端面と下型２１２の先端面によって上下から完全に挟み込まれて平板状になり、パネル部１６ｄが形成される。このように、第６工程〜第８工程により、上述した張り出し成形工程（第５工程）によって引き伸ばされた部分の形状が整えられてパネル部１６ｄが成形される。また、上型２１１に設けられた環状凸部２１１ａにより、強化環状溝１６ｃが形成される。なお、シェル１６における径方向外側の部位については、特に変化はなく、カール部１６ａと円筒部１６ｂについては、第７工程における第１湾曲部１５ａと円筒部１５ｂの形状が維持されている。

従来例においては、図９（ｂ）に示すように、第１カール成型工具５２１，第２カール成型工具５２２及びカッター５４０が上昇する。これにより、シェル６１６におけるパネル部６１６ｄが上型５１１と下型５１２により固定されたまま、シェル６１６の径方向外側の部位が持ち上げられることで、強化環状溝６１６ｃが形成される。

＜シェル＞
本実施形態に係るシェルの製造方法により得られたシェル１６について、図１０を参照して、より詳細に説明する。図１０（ａ）には、上述した本実施形態に係る製造方法（第１〜第８工程）により得られたシェル１６の模式的断面図を示している。また、図１０（
ｂ）には、上述した従来例に係る製造方法（第１工程〜第７工程）により得られたシェル６１６の模式的断面図を示している。

本実施形態に係るシェル１６は、円板形状のパネル部１６ｄと、環状の傾斜壁１６ｅと、これらパネル部１６ｄと傾斜壁１６ｅとの間に設けられる強化環状溝１６ｃと、傾斜壁１６ｅの外縁に沿って設けられるカール部１６ａと、カール部１６ａの先端の円筒部１６ｂとから構成される。従来例に係るシェル６１６についても同様に、パネル部６１６ｄと、傾斜壁６１６ｅと、強化環状溝６１６ｃと、カール部６１６ａと、カール部６１６ａの先端の円筒部６１６ｂとから構成される。

そして、本実施形態に係るシェル１６と、従来例に係るシェル６１６とは、パネル部１６ｄ，６１６ｄの肉厚を除き、外形及び寸法が同一である。すなわち、本実施形態に係るパネル部１６ｄにおいては、従来例に係るパネル部６１６ｄよりも肉厚が薄い薄肉部が設けられている。つまり、これらを製造するためのブランク１１，６１１の肉厚は等しいものの、本実施形態に係る製造方法の場合には、張り出し成形工程（第５工程）を有する。そのため、パネル部１６ｄには薄肉部が設けられている。

この薄肉部は、ブランク１１の厚みよりも薄くなった部分である。ここで、パネル部１６ｄに設けられる薄肉部については、強化環状溝１６ｃの溝底の厚みの７０％以上９７％以下となり、かつ、薄肉部の表面積がパネル部１６ｄ全体の表面積の３０％以上６０％以下であると好適である。なお、本実施形態に係るパネル部１６ｄにおいては、略全域に亘って、薄肉部が形成される。また、本実施形態に係るパネル部１６ｄは円板形状であり、上記の薄肉部はパネル部１６ｄの中心から同心円状に複数存在する。これは、張り出し成形工程において用いられる上型１１１の先端面１１１ａに設けられている複数の環状と凹凸と、下型１１２の先端面１１２ａに設けられている複数の環状の凹凸が同心円状に設けられていることに起因する。以上の構成により、本実施形態に係るシェル１６のパネル部１６ｄの平均肉厚をｄ１とし、従来例に係るシェル６１６のパネル部６１６ｄの平均肉厚をｄ２とすると、ｄ１＜ｄ２を満たす。また、本実施形態に係るシェル１６の強化環状溝１６ｃの溝底部分の肉厚をｄ３とし、従来例に係るシェル６１６の強化環状溝６１６ｃの溝底部分の肉厚をｄ４とした場合、ｄ３とｄ４はほぼ等しい。また、ｄ２とｄ４もほぼ等しいのに対して、ｄ１とｄ３はｄ１＜ｄ３の関係を満たす。

＜＜張り出し成形工程に用いられる上型と下型＞＞
図１１を参照して、張り出し成形工程に用いられる上型と下型について、より具体的な例を説明する。上記の通り、上型１１１の先端面１１１ａと下型１１２の先端面１１２ａには、それぞれ複数の環状の凹凸が同心円状に設けられている。これらの型を、それぞれ１部材によって構成することも可能であるが、先端面の加工にコストがかかってしまう。そこで、より簡単に製造が可能な上型１１１Ｘと下型１１２Ｘの具体例を説明する。

図１１に示すように、上型１１１Ｘは、先端が半球面で構成された略円柱状部材１１１Ｘａと、いずれも先端が湾曲面で構成された略円筒状部材１１１Ｘｂ，１１１Ｘｃ，１１１Ｘｄとから構成される。そして、略円柱状部材１１１Ｘａの外周面に対して略円筒状部材１１１Ｘｂが嵌合され、この略円筒状部材１１１Ｘｂの外周面に対して略円筒状部材１１１Ｘｃが嵌合され、この略円筒状部材１１１Ｘｃの外周面に対して略円筒状部材１１１Ｘｄが嵌合されている。また、略円柱状部材１１１Ｘａが最も下方に突き出るように構成され、径方向外側の略円筒状部材ほど、突出量が少なくなるように構成されている。

そして、下型１１２Ｘは、いずれも先端が湾曲面で構成された略円筒状部材１１２Ｘａ，１１２Ｘｂ，１１２Ｘｃ，１１２Ｘｄとから構成される。そして、略円筒状部材１１２Ｘａの外周面に対して略円筒状部材１１２Ｘｂが嵌合され、この略円筒状部材１１２Ｘｂ
の外周面に対して略円筒状部材１１２Ｘｃが嵌合され、この略円筒状部材１１２Ｘｃの外周面に対して略円筒状部材１１２Ｘｄが嵌合されている。また、略円柱状部材１１２Ｘｄが最も上方に突き出るように構成され、径方向内側の略円筒状部材ほど、突出量が少なくなるように構成されている。

以上のような構成を採用することで、簡単に上型１１１Ｘと下型１１２Ｘを製造することが可能となる。また、パネル部１６ｄの表面積全体に対する薄肉部の占める割合を減らしたい場合には、略円柱状部材や略円筒状部材の数を減らせばよい。例えば、上記の上型１１１Ｘにおいて、略円柱状部材１１１Ｘａを用いずに略円筒状部材１１１Ｘｂ，１１１Ｘｃ，１１１Ｘｄのみで構成し、下型１１２Ｘにおいて、略円筒状部材１１２Ｘｂ，１１２Ｘｃ，１１２Ｘｄのみで構成することができる。さらに、前述のように、上型１１１Ｘと下型１１２Ｘを複数の略円筒状部材を用いた分割型とすることで、各々の略円筒状部材の突出量を容易に調整できる利点もある。

また、上型１１１Ｘを下方に、下型１１２Ｘを上方に設置する、すなわち、上型１１１Ｘと下型１１２Ｘの配置を上下入れ替えて、パネル張り出し方向を反転させてもよい。この場合は、必要に応じて、整形工程または後工程において強化環状溝を形成すればよい。

上述のとおり、上型１１１の先端面１１１ａと下型１１２の先端面１１２ａに設けられている複数の環状の凹凸は同心円状に設けられているが、これに限定されず、離心円状に設けられていてもよい。また、張り出し成形工程に用いられる上型と下型の形状を略円柱状や略円筒状としたが、これに限定されず、略多角柱状や略多角筒状としてもよい。さらに、複数の凹凸は断続的に設けられてもよい。

＜缶蓋＞
上述の製造方法によって得られたシェル１６を中間製品として、缶蓋を製造する方法、及び缶蓋について説明する。なお、シェルから缶蓋を製造する方法については、一般的な製造方法を適用できるため、ここでは図１２〜図１７を参照して、簡単に説明する。図１２は、本発明の実施形態に係るシェルに各種の加工を施した中間製品の平面図を示している。図１３は、図１２におけるＡ−Ａ断面図である。図１４は、本発明の実施形態に係る缶蓋に装着されるタブの平面図である。図１５は、図１４中のＢ−Ｂ断面図である。図１６は本発明の実施形態に係る缶蓋の平面図である。図１７は、図１６中のＣ−Ｃ断面図である。

上述した中間製品であるシェル１６に対して各種の加工が施される。すなわち、スコアリングによってスコア２１が形成され、リベット成形によってリベット２２が形成され、エンボス加工によって、タブ３０の廻り止め用の突起２３が形成される（図１２、図１３参照）。その他の加工については省略する。

そして、このように各種の加工が施されることにより得られた中間製品２０に対して、図１４及び図１５に示すタブ３０が、リベット２２により固定されることで、中間製品２０に取付けられる。なお、タブ３０の製造方法についても公知技術を適用可能であるので、その説明は省略する。

以上により、缶蓋５０が得られる。缶蓋５０におけるパネル部５１においても、シェル１６のパネル部１６ｄと同様に、薄肉部が設けられている。この薄肉部についても、シェル１６の場合と同様に、ブランク１１の厚みよりも薄くなった部分である。ここで、パネル部５１に設けられる薄肉部については、強化環状溝１６ｃの溝底の厚みの７０％以上９７％以下となり、かつ、薄肉部の表面積がパネル部５１全体の表面積の３０％以上６０％以下であると好適である。なお、本実施形態に係るパネル部５１においては、略全域に亘
って、薄肉部が形成される。また、本実施形態に係るパネル部５１は円板形状であり、上記の薄肉部はパネル部５１の中心から同心円状に複数存在する。その理由については、シェル１６において説明した通りである。

＜本発明の実施形態に係るシェルの製造方法、缶蓋の製造方法、シェル及び缶蓋の優れた点＞
本実施形態に係るシェル１６の製造方法よれば、張り出し成形工程（第５工程）によって、パネル部１６ｄが形成される予定の部位の少なくとも一部が引き伸ばされた後に、整形工程（第６〜第８工程）によって、パネル部１６ｄが成形される。そのため、パネル部１６ｄの少なくとも一部は、ブランク１１の肉厚よりも薄くなる。従って、一定の強度を保つために（強化環状溝１６ｃが形成されている部分の肉厚を一定以上にするために）、一定以上の肉厚のブランク１１を用いても、小径のブランクを適用することができ、シェル１６全体の材料の量を削減させることができる。従って、缶蓋５０の強度の低下を抑制しつつ、軽量化及び材料削減を図ることができる。

１０ 金属板
１１ ブランク
１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ 第１湾曲部
１２ 第１中間成形品
１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ 円筒部
１２ｃ，１３ｃ，１４ｃ，１５ｃ 第２湾曲部
１３ 第２中間成形品
１４ 第３中間成形品
１４ｄ，１５ｄ パネル形成予定部
１５ 第４中間成形品
１６ シェル
１６ａ カール部
１６ｃ 強化環状溝
１６ｄ パネル部
１６ｅ 傾斜壁
２０ 中間製品
２１ スコア
２２ リベット
２３ 突起
３０ タブ
５０ 缶蓋
５１ パネル部
１００ 金型
１１１，１１１Ｘ 上型
１１１Ｘａ 略円柱状部材
１１１Ｘｂ，１１１Ｘｃ，１１１Ｘｄ 略円筒状部材
１１２，１１２Ｘ 下型
１１２Ｘａ，１１２Ｘｂ，１１２Ｘｃ，１１２Ｘｄ 略円筒状部材
１２１ 第１カール成型工具
１２２ 第２カール成型工具
１３１ 第１押さえ部材
１３２ 第２押さえ部材
１４０ カッター
２００ 金型
２１１ 上型
２１１ａ 環状凸部
２１２ 下型
２２１，２２２ 固定部材

Claims (7)

1. パネル部及び傾斜壁を備えると共に、缶蓋を製造するための中間製品である金属製のシェルの製造方法であって、
   金属板からなるブランクに対して絞り加工を行うことにより前記傾斜壁を成形する絞り加工工程と、
   前記パネル部が形成される予定の部位の少なくとも一部に対して金属板を引き伸ばす張り出し成形工程と、
   前記張り出し成形工程によって引き伸ばされた部分の形状を整えて前記パネル部を成形する整形工程と、
   を有することを特徴とするシェルの製造方法。
2. 前記絞り加工工程と張り出し成形工程は、１プレス工程の中で行われることを特徴とする請求項１に記載のシェルの製造方法。
3. 請求項１または２のシェルの製造方法によって得られたシェルに対して、少なくともスコアを成形する工程を含むことを特徴とする缶蓋の製造方法。
4. パネル部及び該パネル部の外縁側に設けられる強化環状溝を備えると共に、缶蓋を製造するための中間製品である金属製のシェルであって、
   前記パネル部が、前記強化環状溝の溝底の厚みの７０％以上９７％以下となる薄肉部を有し、かつ、該薄肉部の表面積が前記パネル部全体の表面積の３０％以上６０％以下であることを特徴とするシェル。
5. 前記パネル部は円板形状であり、前記薄肉部は該パネル部の中心から同心円状に複数存在することを特徴とする請求項４に記載のシェル。
6. 前記パネル部の外縁側には、
   環状の傾斜壁と、
   該傾斜壁と前記パネル部との間に設けられる前記強化環状溝と、
   前記傾斜壁の外縁に沿って設けられ、径方向外側に向かって延びるカール部と、
   が備えられていることを特徴とする請求項４または５に記載のシェル。
7. パネル部及び該パネル部の外縁側に設けられる強化環状溝を備える缶蓋であって、
   前記パネル部が、前記強化環状溝の溝底の厚みの７０％以上９７％以下となる薄肉部を有し、かつ、該薄肉部の表面積が前記パネル部全体の表面積の３０％以上６０％以下であることを特徴とする缶蓋。

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