JP2019077450A - 金属容器の製造方法および蓋体付金属容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蓋体を取り付けるときに加わる軸方向の荷重による金属容器の変形を効果的に抑制できる金属容器の製造方法および蓋体付金属容器の製造方法を提供する。【解決手段】金属容器１０は、有底円筒状の金属製缶体５０から変形させて製造する。金属製缶体５０は、本体部５３とそれに連なる先端部５４とを有している。金属容器１０の製造方法は、先端部を２７０度以上向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、先端部を本体部の外周面に当接させる工程を含む。そして、蓋体を取り付ける際に金属容器に加わる軸方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの軸方向の荷重を先端部に加える。【選択図】図７

Description

本発明は、金属容器の製造方法、およびこの金属容器を有する蓋体付金属容器の製造方法に関する。

飲料、食用品や薬剤等の容器に用いられる金属容器として、金属容器の開口部にスクリューキャップやマキシキャップなどの蓋体が取り付けられたボトル缶等が広く提供されている。

このような金属容器の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の金属容器は、胴部の一端に開口部が設けられている。開口部には、胴部の一端がその径方向外方に向けて折り返されることによりカール部が形成されている。胴部の外周面には、径方向内方に向けて凹んだ係止溝が設けられている。そして、カール部の先端が係止溝の内部に収容されている。そのため、カール部に対して荷重が加えられても、カール部の先端の移動が規制される。

特許４９９０７３６号公報

このような金属容器への蓋体の取り付けは、蓋体を開口部やカール部に押しつけながら金属容器に密着するように当該蓋体を変形させることにより行う。このとき、蓋体を押しつける軸方向の荷重によって金属容器の開口部やカール部が変形してしまうおそれがあった。

そこで、本発明は、蓋体を取り付けるときに加わる軸方向の荷重による金属容器の変形を効果的に抑制できる金属容器の製造方法および蓋体付金属容器の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様の金属容器の製造方法は、先端に開口を有し、前記開口を塞ぐ蓋体が取り付けられる金属容器の製造方法であって、有底円筒状の金属製缶体の本体部に連なる先端部を、２７０度以上向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、前記先端部を前記本体部の外周面に当接させる工程を含み、前記蓋体を取り付ける際に前記金属容器に加わる軸方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの軸方向の荷重を前記先端部に加えることを特徴とする。

本発明は、金属容器の前身である金属製缶体を変形して金属容器を得る製造方法に関する。金属製缶体は、有底円筒状に形成されており、本体部とそれに連なる先端部とを有している。本発明によれば、先端部を２７０度以上向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、先端部を本体部の外周面に当接させる工程を含む。蓋体を取り付ける際に金属容器に加わる軸方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの軸方向の荷重を先端部に加える。このようにしたことから、金属容器の製造時に、蓋体を取り付ける際の荷重と同等またはそれより大きい荷重が先端部に加えられる。これにより、先端部がこの荷重を受け止めた形状になる。そのため、蓋体を取り付ける際に荷重が加えられても、先端部がすでに当該荷重と同等またはそれより大きい荷重を受け止めた形状になっているので、さらなる先端部の変形を抑制できる。したがって、蓋体を取り付ける際の変形を効果的に抑制することができる。

本発明においては、前記先端部を巻くように折り返すことにより形成された当該先端部の凸の曲面を、前記本体部の外周面に当接させることが好ましい。このようにすることで、滑らかな曲面が本体部の外周面に当接される。そのため、本体部が傷ついてしまうことを抑制できる。

本発明においては、前記本体部の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝を形成し、前記先端部の凸の曲面を前記係止溝内の凹面に当接させることが好ましい。このようにすることで、係止溝内に先端部が係止される。そのため、先端部の移動が規制される。したがって、先端部に荷重が加わった際の変形をより効果的に抑制することができる。

本発明においては、前記荷重を加えて前記先端部を変形させることにより、前記先端部の凸の曲面を前記係止溝内の凹面に当接させることが好ましい。このようにすることで、先端部がこの荷重を受け止めた形状を、先端部が係止溝内に係止された最終形状とすることができる。そのため、先端部に荷重がかかった際の変形をより効果的に抑制することができる。

本発明においては、前記係止溝内の凹面の曲率半径を、前記先端部の凸の曲面の曲率半径以上にすることが好ましい。このようにすることで、係止溝内に先端部を進入させることができる。そのため、先端部を係止溝により確実に係止できる。また、係止溝内の凹面と先端部の凸の曲面との接触面積を確保できる。そのため、先端部にかかる荷重をより広い面積で受けることができ、荷重が集中することによる変形を効果的に抑制できる。

上記目的を達成するために、本発明の他の一態様の蓋体付金属容器の製造方法は、上記の製造方法により金属容器を製造し、前記金属容器に液体を収容したのち、前記金属容器の開口を塞ぐように蓋体を取り付けることを特徴とする。

本発明によれば、金属製缶体の先端部を２７０度以上向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、先端部を本体部の外周面に当接させる工程を含む。蓋体を取り付ける際に金属容器に加わる軸方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの軸方向の荷重を先端部に加える。このようにしたことから、金属容器の製造時において、蓋体を取り付ける際の荷重と同等またはそれより大きい荷重が先端部にあらかじめ加えられる。これにより、先端部がこの荷重を受け止めた形状になる。そのため、蓋体を取り付ける際に荷重が加えられても、先端部がすでに当該荷重と同等またはそれより大きい荷重を受け止めた形状になっているので、さらなる先端部の変形を抑制できる。したがって、蓋体を取り付ける際の変形を効果的に抑制することができる。

本発明によれば、蓋体を取り付けるときに加わる軸方向の荷重による金属容器の変形を効果的に抑制できる。

本発明の製造方法によって製造される蓋体付金属容器の正面図である。 図１の蓋体付金属容器の蓋体近傍を説明する図である。 図１の蓋体付金属容器の口金部近傍を拡大した縦断面図である。 金属容器の前身となる金属製缶体を説明する図である。 本発明の第１実施形態に係る製造方法における金属製缶体の先端部の変形過程を模式的に示す縦断面図である。 金属製缶体の先端部に軸方向の荷重を加える加工工具の一例を示す縦断面図である。 図６の加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。 金属製缶体の先端部に径方向の荷重を加える加工工具の一例を示す縦断面図である。 図８の加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る製造方法における金属製缶体の先端部の変形過程を模式的に示す縦断面図である。 図６の加工工具を第２実施形態に係る製造方法に適用した様子を示す図である。 図６の加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。 本発明に係る製造方法によって製造される金属容器の他の一例を示す拡大縦断面図である。 本発明に係る製造方法によって製造される金属容器のさらに他の一例を示す拡大縦断面図である。

以下に、本発明の実施形態に係る蓋体付金属容器の製造方法について説明する。

（蓋体付金属容器の構成）
はじめに、本発明の実施形態に係る製造方法で製造される蓋体付金属容器の構成について、図１〜図３を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る製造方法によって製造される蓋体付金属容器の正面図である。図２は、図１の蓋体付金属容器の蓋体近傍を説明する図である。図２では、蓋体および金属容器の上端を断面図で示している。図３は、図１の蓋体付金属容器の口金部近傍を拡大した縦断面図である。図３の左下円内では、係止溝近傍を拡大して示している。縦断面図とは、上下方向（図１の軸Ｌ方向）に沿う断面図のことをいう。径方向とは、本体の径方向（図１の軸Ｌと直交する方向）のことをいう。

蓋体付金属容器１は、例えば、清涼飲料やアルコール飲料などの液体飲料を収容する飲料用容器である。液体飲料以外にも、液体状または粒状の食用品や薬剤などの内容物を収容してもよい。図１に示すように、蓋体付金属容器１は、金属容器１０と、蓋体３０と、を有している。

金属容器１０は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属を材料とした金属製缶体５０（図４）を加工することにより得られる。本発明の目的に反しない限り、例えば鉄などの上記以外の金属材料で構成されていてもよい。金属容器１０は、軸Ｌに沿って延びる有底円筒状に形成されている。金属容器１０は、本体１１と、カール部１７（図２）とを一体に有している。

本体１１は、先端が開口した、有底円筒状に形成されている。本体１１は、底部１２、胴部１３、肩部１４、首部１５および開口部１６（図２）を一体に有している。胴部１３は、円筒状に形成されており、底部１２の周縁から一定の径のまま軸Ｌに沿って上方に延びている。肩部１４は、胴部１３の上端から上方に向かうにしたがい漸次縮径している。首部１５は、胴部１３より小径の円筒状に形成されており、肩部１４から上方に延びている。本実施形態において、首部１５は、上方に向かうにしたがい肩部１４より緩く漸次縮径している。開口部１６は、首部１５の上端に連なっている。

図３に示すように、開口部１６は、溝部分１６ａと、テーパー部１６ｂとを有している。溝部分１６ａは、首部１５寄りの箇所に全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝１６ａ１が設けられている。溝部分１６ａは、縦断面形状が円弧状となるように形成されている。係止溝１６ａ１内は凹面となるように形成されている。テーパー部１６ｂは、溝部分１６ａの上端に連なり、上方側に向かうにしたがい漸次縮径する円筒状に形成されている。

カール部１７は、本体１１の開口部１６の上端に連なり、径方向外方に膨出する（すなわち張り出す）ように形成されている。カール部１７は、金属製缶体５０を加工して本体１１（本体部５３）を形成した際に本体１１の上端に連なった先端部５４が、径方向外方に向けて全体的に丸く巻くように折り返されることにより形成されている。カール部１７は、当初は軸Ｌ方向上方を向いた先端部５４が３６０度向きを変えるように折り返されることにより形成されている。なお、先端部５４は、２７０度以上向きを変えるように折り返されていればよい。

カール部１７は、側壁部分１８と、巻込部分１９とを有している。側壁部分１８は、開口部１６の上端（本体１１の一端）に連なりかつ開口部１６との間に空間を設けるように配置されている。巻込部分１９は、側壁部分１８の先端１８ａに連なっている。

カール部１７の巻込部分１９は、縦断面略Ｊ字状に折り曲げられている。巻込部分１９は、その先端面１９ａを内側に巻き込んで当該先端面１９ａが上方を向きかつ折り曲げ箇所１９ｂが径方向内方を向くように折り返されている。折り曲げ箇所１９ｂの外面は凸の曲面状に形成されており、つまり、凸の曲面１９ｃとなる。

カール部１７は、巻込部分１９の折り曲げ箇所１９ｂが係止溝１６ａ１内に配置されており、凸の曲面１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面（すなわち、本体１１の外周面）に当接している。これにより、凸の曲面１９ｃを有する巻込部分１９は、係止溝１６ａ１に係止されて移動が規制される。なお、先端部５４の凸の曲面１９ｃではなく、先端面１９ａが開口部１６の外周面に当接された構成でもよい。

本実施形態では、縦断面において、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径Ｒ１（図３の一点鎖線）が、カール部１７の凸の曲面１９ｃの曲率半径Ｒ２（図３の二点鎖線）より大きくされている。曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２とを等しくすることがより好ましい。

カール部１７の凸の曲面１９ｃの曲率半径をＲ２とし、カール部１７の巻込部分１９（先端部５４）の厚みをｔとしたとき、以下の式（１）および（２）を満たすことが好ましい。
（１）０．２ｍｍ≦ｔ≦０．６ｍｍ
（２）１．０×ｔ≦Ｒ２≦４．０×ｔ
このように、厚みｔが０．２ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下の場合に、曲率半径Ｒ２を厚さｔの４倍以下にすることで先端部５４を折り返す際の際の金属板の延び量をより少なくすることができる。そのため、延伸による先端部５４の割れを抑制できる。厚みｔは、０．３ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下がより好ましく、延伸による先端部５４の割れをより効果的に抑制できる。

また、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径をＲ１としたとき、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
（３）１．０×Ｒ２≦Ｒ１≦２．０×Ｒ２
曲率半径Ｒ１を、曲率半径Ｒ２の１〜２倍の範囲にすることで、カール部１７を係止溝１６ａ１により適切に係止することができる。

本体１１の開口部１６とカール部１７とで、全体的に略中空ドーナツ形状（トーラス体状）となる口金部２０を構成している。

蓋体３０は、マキシキャップとも呼ばれるものであり、キャップ部３１と、シール材３２と、プルタブ部３３とを有している。キャップ部３１は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属を材料としている。キャップ部３１は、円板状の上部３１ａと、上部３１ａの周縁から下方に延びる環状の側部３１ｂと、を一体に有している。シール材３２は、弾力を有する合成樹脂製の円環状部材である。シール材３２は、上部３１ａの下面に重ねて配置されている。プルタブ部３３は、キャップ部３１の側部３１ｂの先端に一体に連なっている。

蓋体３０は、シール材３２が金属容器１０のカール部１７に密着するように押しつけられ、この状態でキャップ部３１の側部３１ｂの先端部が全周にわたってカール部１７に巻き締められる。これにより、蓋体３０は、金属容器１０に固定して取り付けられている。蓋体３０は、プルタブ部３３を手前から上方に引き上げることにより、キャップ部３１の側部３１ｂおよび上部３１ａが裂けて、金属容器１０から取り外すことができる。

（第１実施形態に係る製造方法）
次に、上述した金属容器１０の本発明の第１実施形態に係る製造方法について、図４〜図９を参照して説明する。

図４は、金属容器の前身となる金属製缶体を説明する図である。図４（ａ）および（ｂ）は、金属製缶体の斜視図および縦断面図である。図４（ｃ）は、金属製缶体の本体部（金属容器の本体）と本体部に連なる先端部とを示す縦断面図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る製造方法における金属製缶体の先端部の変形過程を模式的に示す縦断面図である。図６は、金属製缶体の先端部に軸方向の荷重を加える加工工具の一例を示す縦断面図である。図７は、図６の第１加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。図７（ａ）は第１加工工具の押当部材の凹部に先端部を挿入した状態を示す縦断面図である。図７（ｂ）は第１加工工具全体を押し下げて軸方向の荷重を加えた状態を示す縦断面図である。図７（ｃ）は、第１加工工具によって荷重を加える前後の先端部の形状を模式的に示す図である。

図８は、金属製缶体の先端部に径方向の荷重を加える加工工具の一例を示す縦断面図である。図９は、図８の加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。図９（ａ）は第２加工工具の円環状の隙間に先端部を挿入した状態を示す縦断面図である。図９（ｂ）は第２加工工具全体を押し下げて径方向の荷重を加えた状態を示す縦断面図である。図９（ｃ）は、第２加工工具によって荷重を加える前後の先端部の形状を模式的に示す図である。図７（ｃ）および図９（ｃ）において、一点鎖線が荷重を加える前を示し、実線が荷重を加えた後を示す。

金属容器１０は、図４に示す金属製缶体５０に絞りしごき加工（Ｄｒａｗｉｎｇ ａｎｄ Ｉｒｏｎｉｎｇ；ＤＩ加工）を施すことにより形成される。金属製缶体５０は、先端が開口した有底円筒状に形成されている。金属製缶体５０は、円板状の底部５１と、底部５１の周縁から軸Ｌに沿って上方に延びる円筒状の側部５２とを一体に有している。

本実施形態の製造方法では、先端部５４に荷重を加える工具として、図６に示す第１加工工具６０および図８に示す第２加工工具７０を用いる。もちろん、これら加工工具は一例であって、他の加工工具を用いてもよい。

第１加工工具６０は、上板６１と、下板６２と、荷重調整部材６３と、ガイド部材６４と、押当部材６５とを有している。上板６１および下板６２は、上下方向に間隔を空けて対向配置されている。荷重調整部材６３は、上板６１と下板６２の間に配置されている。荷重調整部材６３は、下板６２に上板６１との間隔を狭める方向の荷重が加わったときに、当該荷重が設定値になるまではその間隔を保持する。そして、荷重調整部材６３は、当該荷重が設定値を超えると間隔保持を解除して、設定値を超える荷重が加わらないようにする。この設定値は、蓋体３０を取り付ける際に金属容器１０に加わる軸Ｌ方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの範囲内で設定される。本実施形態では、設定値が蓋体３０を取り付ける際に金属容器１０に加わる軸Ｌ方向の荷重の１．１倍の大きさに設定されている。ガイド部材６４は、棒状に形成されている。ガイド部材６４の上端部は、上板６１に固定されている。ガイド部材６４の下端部は、下板６２に形成された貫通孔６２ａに貫通方向（上下方向）に移動可能に挿通されている。ガイド部材６４は、上板６１に対して下板６２が横方向にずれないように移動を案内する。押当部材６５は、先端部５４に押し当てられる部材である。押当部材６５は、下板６２の下面に固定して取り付けられている。押当部材６５は、下方を向く凹部６５ａが形成されている。凹部６５ａは、軸Ｌ方向から見たときに円形となる凹みであり、開口近傍において下方に向かうにしたがって徐々に径が大きくなるように形成されている。

第２加工工具７０は、基部７１と、円柱部７２とを有している。基部７１は、直方体形状を有し、中央に上下方向に貫通する円形の貫通孔７１ａが形成されている。貫通孔７１ａは、下方を向く開口近傍において下方に向かうにしたがって徐々に径が大きくなるように形成されている。円柱部７２は、貫通孔７１ａの径より小さくかつ開口部１６の上端の径と同一の径を有している。円柱部７２の下端部は、貫通孔７１ａから下方に突き出しており、先端に向かうにしたがって徐々に径が小さくなるように形成されている。円柱部７２は、基部７１の貫通孔７１ａに同軸となるよう収容され、図示しない支持部によって基部７１に固定されている。基部７１と円柱部７２との間には円環状の隙間７３が形成されている。

本実施形態の製造方法では、はじめに、図示しない絞りしごき加工工具を用いて、金属製缶体５０を加工して本体１１を形成する（本体形成工程Ｓ１）。

具体的には、金属製缶体５０を軸Ｌ方向に細長く延ばし、その下部を底部１２および胴部１３とし、その上部に絞り加工を施して肩部１４、首部１５および開口部１６を順次形成する。開口部１６には、係止溝１６ａ１を設けて溝部分１６ａを形成し、さらに、溝部分１６ａの上端に連なるテーパー部１６ｂを形成する。この状態において、金属製缶体５０は、図４（ｃ）に示すように、本体１１に相当する本体部５３と、本体部５３の上端に連なる円筒状の先端部５４とを有した形状となる。

次に、開口部１６の上端に連なる先端部５４を径方向外方に向けて全体的に丸く巻くように折り返し、先端部５４を開口部１６の外周面に当接させてカール部１７を形成する（カール部形成工程Ｓ２）。

図５（ａ）〜（ｅ）に、カール部形成工程Ｓ２における金属製缶体５０の先端部５４の変形過程を模式的に示す。図５（ａ）に示す円筒状の先端部５４を、その先端面１９ａの向きが上方（０度）から図５（ｂ）に示すように下方（１８０度）に向くように変形させる。さらに、図５（ｃ）に示すように先端面１９ａが上方（３６０度）に向くように変形させる。この時点で、先端部５４は開口部１６の外周面と当接していない。

次に、図６に示す第１加工工具６０を用いて、先端部５４に軸Ｌ方向の荷重を加える。

第１加工工具６０を上方から先端部５４に近づけて、図７（ａ）に示すように、押当部材６５の凹部６５ａに図５（ｃ）の形状の先端部５４を挿入する。先端部５４の頂部Ａおよび側部Ｂが凹部６５ａの内面に接する。そして、第１加工工具６０全体を軸Ｌ方向に押し下げると、図７（ｂ）に示すように、押当部材６５により先端部５４に軸Ｌ方向の荷重が加わり、先端部５４が変形する。そして、先端部５４に加わる荷重を徐々に大きくし、当該荷重が荷重調整部材６３の設定値を超えると、荷重調整部材６３が上板６１と下板６２との間隔保持を解除して、先端部５４に加わる荷重を減少させる。つまり、先端部５４に加わる荷重の最大値はこの設定値となる。先端部５４は、第１加工工具６０によって荷重を加えることにより、図７（ｃ）に示すように変形する。このようにして、先端部５４を図５（ｄ）に示す形状に変形させる。この時点で、先端部５４は開口部１６の外周面と当接していない。

次に、図８に示す第２加工工具７０を用いて、先端部５４が開口部１６に当接するように変形させる。

第２加工工具７０を上方から先端部５４に近づけて、円柱部７２の下端部を開口部１６内に挿入する。これにより、図９（ａ）に示すように、円環状の隙間７３の下方を向く開口内に先端部５４を位置づける。そして、第２加工工具７０全体を軸Ｌ方向に押し下げると、先端部５４が円環状の隙間７３に進入する。これにより、先端部５４に径方向内方を向く荷重が加わる。この荷重により、先端部５４が開口部１６に近づくように変形して、図９（ｂ）に示すように、先端部５４が開口部１６の外周面に当接される。先端部５４は、第２加工工具７０によって荷重を加えることにより、図９（ｃ）に示すように変形する。

図９（ｃ）に示すように、径方向内方を向く荷重を加えた後は、先端部５４の凸の曲面１９ｃが開口部１６の係止溝１６ａ１内の凹面に当接されている。このようにして、先端部５４を図５（ｅ）に示す最終形状に変形させる。これにより、側壁部分１８および巻込部分１９を有するカール部１７が完成し、カール部１７と開口部１６とで口金部２０が構成される。こうして、金属容器１０が製造される。

そのあと、金属容器１０の内部に液体飲料などの内容物を収容する（内容物収容工程Ｓ３）。そして、金属容器１０の開口を塞ぐように巻き締め加工前の蓋体３０が口金部２０に被せられる。キャッピング装置によって蓋体３０を金属容器１０の口金部２０に押しつけるとともに、蓋体３０の側部３１ｂの先端部をカール部１７に巻き締めて蓋体３０を口金部２０に取り付ける（蓋体取付工程Ｓ４）。このとき、蓋体３０が口金部２０に押しつけられることにより軸Ｌ方向の荷重が加わる。上記カール部形成工程Ｓ２において、この荷重より大きい荷重があらかじめ口金部２０に加えられているので、口金部２０のさらなる変形を抑制できる。こうして、蓋体付金属容器１が完成する。

（第２実施形態に係る製造方法）
以下に、本発明の第２実施形態に係る蓋体付金属容器の製造方法について、図１０〜図１２を参照して説明する。

図１０は、本発明の第２実施形態に係る製造方法における金属製缶体の先端部の変形過程を模式的に示す縦断面図である。図１１は、図６の加工工具を第２実施形態に係る製造方法に適用した様子を示す縦断面図である。図１２は、図６の加工工具を用いて金属製缶体の先端部を加工する様子を示す図である。図１２（ａ）は第１加工工具の押当部材の凹部に先端部を挿入した状態を示す縦断面図である。図１２（ｂ）は第１加工工具全体を押し下げて軸方向の荷重を加えた状態を示す縦断面図である。図１２（ｃ）は、第１加工工具によって荷重を加える前後の先端部の形状を模式的に示す図である。

上述した第１実施形態の製造方法では、第１加工工具６０により先端部５４に軸Ｌ方向の荷重を加えたあとに、先端部が本体部に当接するように変形させる製造方法であった。しかしながら、本発明はこのような製造方法に限定されるものではない。

第２実施形態に係る製造方法は、上述した本体形成工程Ｓ１、内容物収容工程Ｓ３および蓋体取付工程Ｓ４を含む。また、第２実施形態に係る製造方法は、上述したカール部形成工程Ｓ２に代えて、先端部が本体部に当接するように変形させたあとに軸Ｌ方向の荷重を加えるカール部形成工程Ｓ２Ａを含む。本体形成工程Ｓ１、内容物収容工程Ｓ３および蓋体取付工程Ｓ４については、第１実施形態と同一であるため説明を省略する。この第２実施形態に係る製造方法を用いることでも、上記蓋体付金属容器１を製造することができる。

図１０（ａ）〜（ｅ）に、上述した第２実施形態に係る製造方法におけるカール部形成工程Ｓ２Ａでの金属製缶体５０の先端部５４の変形過程を模式的に示す。このカール部形成工程Ｓ２Ａでは、図１０（ａ）に示す円筒状の先端部５４を、その先端面１９ａの向きが上方（０度）から図１０（ｂ）に示すように下方（１８０度）に向くように変形させる。さらに、図１０（ｃ）に示すように先端面１９ａが上方（３６０度）に向くように変形させる。そして、先端部５４に径方向の荷重を加えて、図１０（ｄ）に示すように先端部５４が開口部１６の外周面に当接するように変形させる。図１０（ｃ）の形状から図１０（ｄ）の形状への変形は、例えば、上述した第２加工工具７０と同様の工具を用いて行ってもよい。この時点で、先端部５４は開口部１６の外周面における係止溝１６ａ１より上方の箇所に当接している。

そして、図１１に示すように第１加工工具６０を用いて先端部５４に軸Ｌ方向の荷重を加える。第１加工工具６０を上方から先端部５４に近づけて、図１２（ａ）に示すように、押当部材６５の凹部６５ａに図１０（ｄ）の形状の先端部５４を挿入する。先端部５４の頂部Ａが凹部６５ａの内面に接する。そして、第１加工工具６０全体を軸Ｌ方向に押し下げると、図１２（ｂ）に示すように、押当部材６５により先端部５４に軸Ｌ方向の荷重が加わり、先端部５４が変形する。そして、先端部５４に加わる荷重を徐々に大きくし、当該荷重が荷重調整部材６３の設定値を超えると、荷重調整部材６３が上板６１と下板６２との間隔保持を解除して、先端部５４に加わる荷重を減少させる。つまり、先端部５４に加わる荷重の最大値はこの設定値となる。先端部５４は、第１加工工具６０によって軸Ｌ方向の荷重を加えることにより全体的に軸Ｌ方向にずれ、先端部５４の凸の曲面１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面に当接して、先端部５４を図１０（ｅ）に示す最終形状に変形する。これにより、側壁部分１８および巻込部分１９を有するカール部１７が完成し、カール部１７と開口部１６とで口金部２０が構成される。こうして、金属容器１０が製造される。そして、金属容器１０に内容物が収容されるとともに蓋体３０が取り付けられて、蓋体付金属容器１が完成する。

以上説明したように、各実施形態の製造方法によれば、先端部５４を、３６０度向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、先端部５４を開口部１６の外周面に当接させるカール部形成工程Ｓ２、Ｓ２Ａを含む。そして、この工程において、蓋体３０を取り付ける際に金属容器１０に加わる軸方向の荷重の１．１倍の大きさの荷重を先端部５４に加える。このようにしたことから、金属容器１０の製造時において、蓋体３０を取り付ける際の荷重より大きい荷重が先端部５４にあらかじめ加えられる。これにより、先端部５４がこの荷重を受け止めた形状になる。そのため、蓋体３０を取り付ける際に荷重が加えられても、先端部５４であるカール部１７がすでに当該荷重より大きい荷重を受け止めた形状になっているので、さらなる変形を抑制できる。したがって、蓋体３０を取り付ける際の変形を効果的に抑制することができる。

また、先端部５４を巻くように折り返すことにより形成された当該先端部５４の凸の曲面１９ｃを、開口部１６の外周面に当接させる。このようにすることで、滑らかな曲面が開口部１６の外周面に当接される。そのため、開口部１６が傷ついてしまうことを抑制できる。

また、開口部１６の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝１６ａ１を形成し、先端部５４の凸の曲面１９ｃを係止溝１６ａ１内の凹面に当接させる。このようにすることで、係止溝１６ａ１内に先端部５４が係止される。そのため、先端部５４であるカール部１７の移動が規制される。したがって、カール部１７に荷重が加わった際の変形をより効果的に抑制することができる。

また、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径Ｒ１を、先端部５４の凸の曲面１９ｃの曲率半径Ｒ２以上にする。このようにすることで、係止溝１６ａ１内に先端部５４を収めることができる。そのため、先端部５４であるカール部１７を係止溝１６ａ１により確実に係止できる。また、係止溝１６ａ１内の凹面と先端部５４の凸の曲面１９ｃとの接触面積を確保できる。そのため、先端部５４であるカール部１７にかかる荷重をより広い面積で受けることができ、荷重が集中することによる変形を効果的に抑制できる。

また、第２実施形態に係る製造方法においては、軸Ｌ方向の荷重を加えて先端部５４を変形させることにより、先端部５４の凸の曲面を係止溝１６ａ１内の凹面に当接させる。このようにすることで、先端部５４がこの荷重を受け止めた形状を、先端部５４が係止溝１６ａ１内に係止された最終形状とすることができる。そのため、先端部５４に荷重がかかった際の変形をより効果的に抑制することができる。

本実施形態の製造方法によれば、蓋体３０を取り付けるときに加わる軸Ｌ方向の荷重による変形を効果的に抑制できる金属容器１０および蓋体付金属容器１を得ることができる。

（金属容器の他の構成例）
また、上述した各実施形態に係る製造方法では、縦断面略Ｊ字状の巻込部分１９が設けられたカール部１７を有する金属容器１０を製造する方法であったが、カール部１７とは異なる形状の他のカール部を有する金属容器を製造することもできる。例えば、図１３に示すように、上記巻込部分１９に代えて縦断面略Ｕ字状の巻込部分１９Ａが設けられたカール部１７Ａを有する金属容器１０Ａを製造するようにしてもよい。金属容器１０Ａでは、開口部１６とカール部１７Ａとで口金部２０Ａを構成している。

カール部１７Ａは、巻込部分１９Ａが縦断面略Ｕ字状に折り曲げられかつ先端面１９ａが側壁部分１８の内面１８ｂに当接されている。つまり、カール部１７Ａは、先端部５４を、４５０度向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、先端面１９ａが側壁部分１８の内面１８ｂに当接するように形成されている。これにより、巻込部分１９Ａによって、側壁部分１８の先端１８ａおよび内面１８ｂの二箇所が支持されている。換言すると、巻込部分１９Ａは、側壁部分１８の先端１８ａおよび内面１８ｂを支持する、径方向に延在する２つの支持部分１９ｄ、１９ｅを有している。これら支持部分１９ｄ、１９ｅにより、側壁部分１８に加わる径方向内方に向かう荷重を分散して支える。

カール部１７Ａは、巻込部分１９Ａの折り曲げ箇所１９ｂが係止溝１６ａ１内に収容されており、凸の曲面１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面に当接している。これにより、凸の曲面１９ｃが設けられた箇所である巻込部分１９Ａは、係止溝１６ａ１に係止されて移動が規制される。

上述した製造方法により、このような形状のカール部１７Ａを有する金属容器１０Ａも製造することができる。

また、上述した各実施形態に係る製造方法では、係止溝１６ａ１が設けられた開口部１６を有する金属容器１０を製造する方法であったが、開口部１６とは異なる形状の他の開口部を有する金属容器を製造することもできる。例えば、図１４に示すように、係止溝１６ａ１およびテーパー部１６ｂが設けられた開口部１６に代えて、係止溝１６ａ１が省略されてテーパー部１６ｂのみ設けられた開口部１６Ｂを有する金属容器１０Ｂを製造するようにしてもよい。この場合、本体形成工程Ｓ１において、溝部分１６ａを形成せずに、テーパー部１６ｂのみ形成する。金属容器１０Ｂでは、開口部１６Ｂとカール部１７Ａとで、口金部２０Ｂを構成している。

上述した実施形態の製造方法により、このような形状の開口部１６Ｂを有する金属容器１０Ｂも製造することができる。

なお、金属容器１０Ｂを製造する際、首部１５の延在方向Ｈ１と開口部１６Ｂの延在方向Ｈ２とがなす角をαとしたとき、以下の式（４）を満たすことが好ましい。
（４）２０度≦α≦６０度
首部１５の延在方向Ｈ１とカール部１７が当接する開口部１６Ｂの延在方向Ｈ２とがなす角αを２０度以上かつ６０度以下にすることで、カール部１７Ａに荷重がかかった際の本体１１の変形を抑制しつつ、カール部１７Ａを開口部に適切に係止することができる。角αが２０度を下回ると、カール部１７Ａに荷重がかかった際にカール部１７Ａの巻込部分１９Ａが下方に移動しやすくなる。角αが６０度を上回ると荷重により首部１５と開口部１６Ｂとがより折れ曲がりやすくなる。なお、「延在方向」とは、縦断面図において各部位が延在する方向をいう。図３および図１０に示す金属容器１０、１０Ａのように、係止溝１６ａ１が設けられた開口部１６を有する構成であっても、上記式（４）を満たすことで同様の効果を奏する。

また、上述した実施形態では、金属容器１０の口金部２０にマキシキャップである蓋体３０を巻き締めして取り付ける方法であったが、これに限定されるものではない。例えば、金属容器に着脱可能なスクリューキャップを取り付けるボトル缶の製造方法等にも、本発明を適用することが可能である。

上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…蓋体付金属容器、１０、１０Ａ、１０Ｂ…金属容器、１１…本体、１２…底部、１３…胴部、１４…肩部、１５…首部、１６、１６Ｂ…開口部、１６ａ…溝部分、１６ａ１…係止溝、１６ｂ…テーパー部、１７、１７Ａ…カール部、１８…側壁部分、１８ａ…先端、１８ｂ…内面、１９、１９Ａ…巻込部分、１９ａ…先端面、１９ｂ…折り曲げ箇所、１９ｃ…凸の曲面、１９ｄ、１９ｅ…支持部分、２０、２０Ａ、２０Ｂ…口金部、３０…蓋体、３１…キャップ部、３１ａ…上部、３１ｂ…側部、３２…シール材、３３…プルタブ部、５０…金属製缶体、５１…底部、５２…側部、５３…本体部、５４…先端部、６０…第１加工工具、６１…上板、６２…下板、６２ａ…貫通孔、６３…荷重調整部材、６４…ガイド部材、６５…押当部材、６５ａ…凹部、７０…第２加工工具、７１…基部、７１ａ…貫通孔、７２…円柱部、７３…円環状の隙間、Ｌ…軸、Ｒ１…係止溝の凹面の曲率半径、Ｒ２…凸の曲面の曲率半径、Ｓ１…本体形成工程、Ｓ２、Ｓ２Ａ…カール部形成工程、Ｓ３…内容物収容工程、Ｓ４…蓋体取付工程

Claims (6)

1. 先端に開口を有し、前記開口を塞ぐ蓋体が取り付けられる金属容器の製造方法であって、
   有底円筒状の金属製缶体の本体部に連なる先端部を、２７０度以上向きを変えるように径方向外方に向けて巻くように折り返し、前記先端部を前記本体部の外周面に当接させる工程を含み、
   前記蓋体を取り付ける際に前記金属容器に加わる軸方向の荷重の１．０〜１．２倍の大きさの軸方向の荷重を前記先端部に加えることを特徴とする金属容器の製造方法。
2. 前記先端部を巻くように折り返すことにより形成された当該先端部の凸の曲面を、前記本体部の外周面に当接させることを特徴とする請求項１に記載の金属容器の製造方法。
3. 前記本体部の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝を形成し、
   前記先端部の凸の曲面を前記係止溝内の凹面に当接させることを特徴とする請求項２に記載の金属容器の製造方法。
4. 前記荷重を加えて前記先端部を変形させることにより、前記先端部の凸の曲面を前記係止溝内の凹面に当接させることを特徴とする請求項３に記載の金属容器の製造方法。
5. 前記係止溝内の凹面の曲率半径を、前記先端部の凸の曲面の曲率半径以上にすることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の金属容器の製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の製造方法により金属容器を製造し、
   前記金属容器に液体を収容したのち、前記金属容器の開口を塞ぐように蓋体を取り付けることを特徴とする蓋体付金属容器の製造方法。
   
   
   

Images