JP2020001704A - Bottle can and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、開口部に金属製キャップが装着され、飲料等の内容物が充填されるボトル缶及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a bottle can in which a metal cap is attached to an opening and is filled with contents such as a beverage, and a method for manufacturing the same.
飲料等の内容物が充填される容器として、ボトル形状の缶(ボトル缶)の開口部に、金属製キャップを装着して密封する容器が知られている。ボトル缶は、一般に、胴部と底部とを有する有底円筒状に形成され、その胴部の開口部側に上方へ向かうに従い漸次縮径する肩部、縮径部が設けられ、縮径部の上端に口部が設けられた構成とされている。このようなボトル缶は、金属板材(アルミニウム合金材料の板材)にカッピング工程(絞り工程)及びDI工程(絞りしごき工程、Drawing & Ironing)を施すことにより、胴部及び底部を有する有底円筒状の缶に形成され、その有底円筒状の缶の胴部に縮径加工を施すことにより肩部及び縮径部が形成される。 2. Description of the Related Art As a container to be filled with contents such as beverages, there is known a container in which a metal cap is attached to an opening of a bottle-shaped can (bottle can) and sealed. A bottle can is generally formed in a bottomed cylindrical shape having a body and a bottom, and a shoulder portion and a diameter-reducing portion are provided on the opening side of the body, the diameter gradually decreasing as going upward, and the diameter-reducing portion is provided. Is provided with a mouth at the upper end. Such a bottle can is formed by subjecting a metal plate (a plate of an aluminum alloy material) to a cupping process (drawing process) and a DI process (drawing and ironing process, Drawing & Ironing) to form a bottomed cylindrical shape having a body and a bottom. The shoulder and the reduced diameter portion are formed by reducing the diameter of the body of the cylindrical can with the bottom.
このようなボトル缶として、例えば、特許文献1に記載のボトル缶や特許文献2に記載のボトル缶が知られている。これらのうち、特許文献1に記載のボトル缶は、底部と胴部と肩部と首部(縮径部)と口部とを備えており、縮径部の傾斜角βが50°〜89°(缶軸方向を0°とした場合には、1°〜40°)に設定されている。また、特許文献2に記載のボトル缶は、特許文献1に記載のボトル缶と同じ構成を備えており、肩部が胴部から略45°(上記缶軸方向を0°とした場合において45°)の角度で延出しており、縮径部の傾斜角が略6°に設定されている。これら特許文献1及び2に記載のボトル缶は、複数の成形金型を使用したダイネック加工により缶の胴部を逐次変形させながら、テーパ面状の滑らかな形状に成形されている。
As such a bottle can, for example, a bottle can described in
しかし、上記形状のボトル缶では、肩部から首部にかけて滑らかな形状を得るためには、1回の加工量を小さくして、何回も縮径加工を施す必要がある。そして、その加工回数が増えると、製造ラインにおいて多くの成形金型を並べて配置する必要があり、その設置スペースも広く必要になる。このため、製造コストの増加を招く。 However, in the bottle can having the above shape, in order to obtain a smooth shape from the shoulder portion to the neck portion, it is necessary to reduce the amount of processing at one time and perform diameter reduction processing many times. When the number of times of processing increases, it is necessary to arrange a number of molding dies side by side on a production line, and a large installation space is required. This leads to an increase in manufacturing costs.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できるボトル缶の製造方法及びボトル缶を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a bottle can manufacturing method and a bottle can that can shorten the manufacturing process and can manufacture a bottle can excellent in design. With the goal.
本発明のボトル缶は、円筒状の円筒部と、該円筒部の上端部から缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部と、該下側傾斜部の缶軸方向上側に設けられ、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度よりも小さい角度で缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の上側傾斜部と、前記上側傾斜部の缶軸方向上側に設けられる口部と、を備え、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第1接続部の外面の曲率半径が9mm以上20mm以下であり、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度が20°以上60°以下であり、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第2接続部の外面の曲率半径が3mm以上15mm以下であり、前記上側傾斜部の缶軸に対する角度が1°以上20°未満であり、前記第1接続部と前記円筒部との連結部から前記第2接続部と前記上側傾斜部との連結部までの缶軸方向の長さをa、前記上側傾斜部の下端部から前記口部の下端部までの缶軸方向の長さをbとした場合に、2.0<b/a<4.0であり、前記円筒部の外径をc、前記口部の外径をdとした場合に、0.4<d/c<0.7である。 The bottle can of the present invention has a cylindrical cylindrical portion, a diameter reduced from the upper end of the cylindrical portion toward the upper side in the can axial direction, a vertical cross section passing through the can axis being a linear lower inclined portion, The upper inclined portion is provided on the upper side of the side inclined portion in the direction of the can axis, and the diameter is reduced toward the upper side in the can axis direction at an angle smaller than the angle of the lower inclined portion with respect to the can axis. Portion, and a mouth portion provided on the upper side of the upper inclined portion in the can axis direction, a radius of curvature of an outer surface of a first connecting portion connecting the cylindrical portion and the lower inclined portion is 9 mm or more and 20 mm or less. The angle of the lower inclined portion with respect to the can axis is not less than 20 ° and not more than 60 °, and the radius of curvature of the outer surface of the second connecting portion connecting the lower inclined portion and the upper inclined portion is not less than 3 mm and not more than 15 mm. The angle of the upper inclined portion with respect to the can axis is 1 ° or more and less than 20 °. The length in the direction of the can axis from the connecting portion between the first connecting portion and the cylindrical portion to the connecting portion between the second connecting portion and the upper inclined portion is a, and the lower end of the upper inclined portion is Assuming that the length in the can axis direction up to the lower end of the portion is b, 2.0 <b / a <4.0, the outer diameter of the cylindrical portion is c, and the outer diameter of the mouth is d. In this case, 0.4 <d / c <0.7.
本発明では、下側傾斜部の缶軸に対する角度が20°未満であると、軸荷重により変形しやすく、60°を超えると下側傾斜部の軸荷重が低下するとともに、成形回数の増加を招く。より好ましい範囲は、40°以上60°以下である。また、円筒部の上端部と下側傾斜部とを接続する第1接続部の外面の曲率半径のより好ましい範囲は、9mm以上12mm以下である。さらに、第2接続部の曲率半径は3mm以上15mm以下であることから、下側傾斜部と上側傾斜部とを滑らかに接続できる。より好ましい範囲は、3mm以上8mm以下である。このように、第1接続部及び第2接続部の曲率半径がいずれも小さく設定されているので、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部の長さを大きくできる。また、上側傾斜部の缶軸に対する角度が1°未満であると、ほぼ直立状態となってボトル缶としての意匠性を損ねる。この上側傾斜部の缶軸に対する角度を1°以上20°未満にすることにより、上側傾斜部のリフォームを容易にして、上側傾斜部の成形回数を少なくできる。より好ましい範囲は、5°以上10°以下である。さらに、b/aが上記範囲内であることから、下側傾斜部に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部とすることができ、ボトル缶の意匠性を高めることができる。より好ましい範囲は、1.5<b/a<3.5である。加えて、上記d/cが上記範囲内であることから、ボトル缶の見た目をより瓶に近づけることができ、かつ、上側傾斜部及び下側傾斜部の成形回数を少なくできる。より好ましい範囲は、0.5<d/c<0.6である。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、ボトル缶の意匠性を高めることができる。 In the present invention, when the angle of the lower inclined portion with respect to the can axis is less than 20 °, the lower inclined portion is easily deformed by an axial load, and when it exceeds 60 °, the axial load of the lower inclined portion is reduced and the number of moldings is increased. Invite. A more preferable range is 40 ° or more and 60 ° or less. Further, a more preferable range of the radius of curvature of the outer surface of the first connection portion connecting the upper end portion of the cylindrical portion and the lower inclined portion is 9 mm or more and 12 mm or less. Furthermore, since the radius of curvature of the second connection portion is 3 mm or more and 15 mm or less, the lower inclined portion and the upper inclined portion can be smoothly connected. A more preferred range is 3 mm or more and 8 mm or less. As described above, since the radius of curvature of each of the first connection portion and the second connection portion is set to be small, the length of the lower inclined portion having a vertical cross section passing through the can axis can be increased. On the other hand, if the angle of the upper inclined portion with respect to the can axis is less than 1 °, it becomes almost upright, impairing the design of the bottle can. By setting the angle of the upper inclined portion with respect to the can axis at 1 ° or more and less than 20 °, the upper inclined portion can be easily reformed and the number of times of forming the upper inclined portion can be reduced. A more preferable range is 5 ° or more and 10 ° or less. Furthermore, since b / a is within the above range, it is possible to form an upper inclined portion having a sufficiently long image of the neck with respect to the lower inclined portion, thereby improving the design of the bottle can. A more preferred range is 1.5 <b / a <3.5. In addition, since the d / c is within the above range, the appearance of the bottle can can be made closer to the bottle, and the number of times of forming the upper inclined portion and the lower inclined portion can be reduced. A more preferred range is 0.5 <d / c <0.6. Therefore, the manufacturing process can be shortened, and the design of the bottle can can be improved.
本発明のボトル缶の製造方法は、上記ボトル缶の製造方法であって、有底円筒状の筒体を形成する筒体形成工程と、前記筒体を缶軸方向上側に向かうに従って縮径させることにより、前記下側傾斜部及び前記上側傾斜部を形成する縮径部成形工程を備え、前記縮径部成形工程は、前記筒体に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸に対する角度が20°以上60°以下であり、缶軸を通る縦断面が直線状の前記下側傾斜部を成形し、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第1接続部の外面の曲率半径を9mm以上20mm以下にするとともに、該下側傾斜部の上端部から第2接続部を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部を成形する下側傾斜部形成工程と、前記下側傾斜部形成工程により形成された前記小円筒部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸を通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部を成形する仮成形部形成工程と、前記仮成形部形成工程により形成された前記仮成形部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、前記仮成形部を滑らかにして前記上側傾斜部を成形するとともに、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第2接続部の外面の曲率半径を3mm以上15mm以下にするリフォーム工程と、を備える。 The method for manufacturing a bottle can according to the present invention is the method for manufacturing a bottle can described above, wherein a step of forming a cylindrical body having a bottomed cylindrical shape, and reducing the diameter of the cylindrical body toward the upper side in the axial direction of the can. By providing a reduced diameter portion forming step of forming the lower inclined portion and the upper inclined portion, the reduced diameter portion forming step includes forming a plurality of diameter reducing dies having different molding surfaces on the cylindrical body. By pressing and relatively moving in the can axis direction, the angle to the can axis is not less than 20 ° and not more than 60 °, and the longitudinal section passing through the can axis forms the lower inclined portion having a linear shape, and the cylindrical portion and the cylindrical portion are formed. The radius of curvature of the outer surface of the first connecting portion that connects to the lower inclined portion is set to 9 mm or more and 20 mm or less, and linearly upward from the upper end of the lower inclined portion through the second connecting portion in the axial direction of the can. Forming a lower inclined portion for forming an elongated small cylindrical portion; and forming the lower inclined portion. By pressing a plurality of diameter reducing dies having different diameters of the forming surface against the outer surface of the small cylindrical portion formed by the forming process and relatively moving in the direction of the can axis, the longitudinal section passing through the can axis is directed upward. A temporary forming portion forming step of forming a step-shaped temporary forming portion to be reduced in diameter, and a plurality of diameter reducing dies having different forming surface diameters on the outer surface of the temporary forming portion formed in the temporary forming portion forming step. By pressing and relatively moving, the temporary molding portion is smoothed to form the upper inclined portion, and the radius of curvature of the outer surface of the second connecting portion connecting the lower inclined portion and the upper inclined portion is 3 mm. And a reforming step of making the thickness not less than 15 mm.
本発明では、下側傾斜部形成工程において、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部の缶軸に対する角度を上記範囲内とし、第1接続部の外面の曲率半径を9mm以上20mm以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部及び第1接続部で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部及び第1接続部が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部及び第1接続部のリフォームを不要にできる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できる。 In the present invention, in the lower inclined portion forming step, the vertical section passing through the can axis has an angle with respect to the can axis of the linear lower inclined portion within the above range, and the radius of curvature of the outer surface of the first connection portion is 9 mm or more and 20 mm or more. Since the size is reduced as follows, the force generated in the step of reducing the diameter of the small cylindrical portion performed in the temporary forming portion forming step can be supported by the linear lower inclined portion and the first connection portion. . For this reason, the lower inclined portion and the first connecting portion can be prevented from being deformed by the temporary forming portion forming step and the reforming step, and the reforming of the lower inclined portion and the first connecting portion after the reforming step can be eliminated. Therefore, the manufacturing process can be shortened, and a bottle can with excellent design can be manufactured.
本発明によれば、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while shortening a manufacturing process, it can manufacture a bottle can excellent in design.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係るボトル缶の製造方法において製造されるボトル缶1の正面図であり、右半分を缶軸Oを通る断面にして示した半断面図である。このボトル缶1は、開口端部にキャップ(図示省略)が装着されることにより、飲料等を収容する容器として用いられる。図2〜図7は、本実施形態のボトル缶の製造方法の各工程を示す説明図である。これらのうち、図2はカップを成形して筒体41を形成するまでの工程を順に示す模式図、図3及び図4は、ボトル缶製造装置の正面図及び断面図、図5〜図7は縮径部成形工程を説明する断面図を示している。
FIG. 1 is a front view of a bottle can 1 manufactured by the method for manufacturing a bottle can according to one embodiment of the present invention, and is a half cross-sectional view in which the right half is a cross section passing through a can axis O. The bottle can 1 is used as a container for accommodating a beverage or the like by attaching a cap (not shown) to the opening end. 2 to 7 are explanatory views showing each step of the method for manufacturing a bottle can of the present embodiment. Among these, FIG. 2 is a schematic view sequentially showing steps from forming a cup to forming a
ボトル缶1は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の薄板金属からなり、図1に示すように、円筒状をなす胴部(ウォール)10とドーム状をなす底部(ボトム)20とを備える有底円筒状に形成されている。図1に示すように、胴部10及び底部20は互いに同軸に配置されており、本実施形態において、これらの共通軸を缶軸Oと称して説明を行う。
The bottle can 1 is made of a thin metal such as aluminum or an aluminum alloy, and has a bottomed cylindrical shape having a cylindrical body (wall) 10 and a dome-shaped bottom (bottom) 20 as shown in FIG. Is formed. As shown in FIG. 1, the
また、缶軸Oに沿う方向(缶軸O方向)のうち、胴部10の開口端部10aから底部20側へ向かう方向を下方、底部20から開口端部10a側へ向かう方向を上方とし、以下の説明においては、図1〜図3、図5及び図6に示す向きと同様に上下方向を定めるものとする。また、缶軸Oに直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸Oに接近する向きを径方向の内側(内方)、缶軸Oから離間する向きを径方向の外側(外方)とする。また、缶軸O回りに周回する方向を周方向とする。
In the direction along the can axis O (the can axis O direction), a direction from the opening
胴部10は、図1に示されるように、底部20側において円筒状に形成された円筒部11と、円筒部11の上端部から缶軸O方向上側(開口端部10a側)に向かうに従って縮径し、缶軸Oを通る縦断面が直線状の下側傾斜部13と、円筒部11と下側傾斜部13とを接続する第1接続部12と、下側傾斜部13の缶軸O方向上側に設けられ、下側傾斜部13の缶軸Oに対する角度よりも小さい角度で缶軸O方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸Oを通る縦断面が直線状の上側傾斜部15と、下側傾斜部13と上側傾斜部15とを接続する第2接続部14と、上側傾斜部15の缶軸O方向上側に設けられる口部16と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、下側傾斜部13の缶軸Oに対する傾斜角度θ1は、20°以上60°以下に設定されており、上側傾斜部15の缶軸Oに対する傾斜角度θ2は、1°以上20°未満に設定されている。より好ましくは、傾斜角度θ1は、40°以上60°以下、傾斜角度θ2は、5°以上10°未満に設定されるとよい。すなわち、下側傾斜部13の傾斜角度θ1は、上側傾斜部15の傾斜角度θ2よりも大きい角度に設定されており、上側傾斜部15が下側傾斜部13よりも缶軸O方向に立った形状に形成されている。なお、円筒部11、第1接続部12、下側傾斜部13、第2接続部14、上側傾斜部15は、それぞれ胴部10の周方向全周にわたって延びる環状をなしている。
As shown in FIG. 1, the inclination angle θ1 of the lower
また、これら円筒部11と、第1接続部12と、下側傾斜部13と、第2接続部14と、上側傾斜部15とは、互いに滑らかに連なっており、互いの間に段差を形成することなく滑らかに接続されている。具体的には、図1に示される縦断面視において、第1接続部12が胴部10の外側(径方向外側)かつ上側へ向けて凸となる凸曲面状に形成されており、この第1接続部12により円筒部11の上端部と下側傾斜部13の下端部とが接続されている。また、第2接続部14が胴部の外側(径方向外側)かつ下側に向けて凹となる凹曲面状に形成されており、この第2接続部14により下側傾斜部13の上端部と上側傾斜部15の下端部とが接続されている。なお、第1接続部12の外面の曲率半径R1は、9mm以上20mm以下に設定され、第2接続部14の外面の曲率半径R2は3mm以上15mm以下に設定されている。より好ましくは、第1接続部12の外面の曲率半径R1は、9mm以上12mm以下、第2接続部14の外面の曲率半径R2は、3mm以上8mm以下であるとよい。
The
また、胴部10の上部に配置された口部16は、上側傾斜部15の上端で一旦拡径された大径部161と、大径部161の上端に形成されたねじ部162と、ねじ部162の上端の開口端部10aに形成されたカール部163とを有している。このように、口部16は、開口端部10aにより外部に開口しており、飲料等の内容物は口部16を通じてボトル缶1の内部に充填される。この口部16にキャップ(図示省略)を装着することにより、ボトル缶1の内部に充填された内容物が密封されるようになっている。
In addition, the
なお、ボトル缶1の底部20は、缶軸O上に位置するとともに、上方(胴部10の内部)に向けて膨出するように形成されたドーム部21と、該ドーム部21の外周縁部と胴部10の下端部とを接続するヒール部22とを備えている。また、ドーム部21とヒール部22との接続部分は、ボトル缶1が正立姿勢(図1に示される、胴部10の開口端部10aが上方を向く姿勢)となるように接地面(載置面)上に載置されたときに、接地面に接する接地部23となっている。接地部23は、底部20において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。
In addition, the bottom 20 of the bottle can 1 is located on the can axis O, and is formed so as to bulge upward (inside the body 10). And a
このように形成されるボトル缶1は、第1接続部12と円筒部11との連結部から第2接続部14と上側傾斜部15との連結部までの缶軸方向の長さをa、上側傾斜部15の下端部から口部16の下端部までの缶軸方向の長さをbとした場合に、2.0<b/a<4.0の範囲に設定されている。より好ましくは、1.5<b/a<3.5の範囲であるとよい。このb/aを上記範囲内とすることで、下側傾斜部13に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部15として、ボトル缶1の十分な首長効果を得るようにしている。また、円筒部11の外径をc、口部16の外径をdとした場合に、0.4<d/c<0.7の範囲に設定されている。より好ましくは、0.5<d/c<0.6の範囲であるとよい。このd/cを上記範囲内とすることで、ボトル缶の見た目をより瓶に近づけている。例えば、b/a及びc/dの数値が上記範囲内において、aが10mm〜30mm、bが20mm〜70mm、cが55mm〜60mm、dが26mm〜40mmに設定される。
The bottle can 1 formed in this manner has a length in the can axis direction from a connecting portion between the first connecting
このように構成されるボトル缶1の上記以外の諸寸法について一例を挙げると、ボトル缶1の板厚は、成形前の元板厚が0.250mm〜0.500mmである。また、下側傾斜部13の上端部の外径eが40mm〜55mm、上側傾斜部15の上端部の外径fが26mm〜40mm、円筒部の缶軸O方向の長さgが70mm〜80mm、底部20の缶軸O方向の長さhが5mm〜10mm、ボトル缶1の缶軸O方向の長さi(ボトル缶1の高さ)が150mm〜180mmである。ただし、上記各寸法は、上記数値範囲に限られるものではない。
As an example of various dimensions other than the above of the bottle can 1 configured as described above, the original plate thickness of the bottle can 1 before molding is 0.250 mm to 0.500 mm. The outer diameter e of the upper end of the lower
このような下側傾斜部13及び上側傾斜部15を有するボトル缶1は、以下に説明する製造方法により製造される。このボトル缶1の製造方法は、筒体形成工程、縮径部成形工程、及び口部形成工程を備える。
The bottle can 1 having the lower
[筒体形成工程]
まず、アルミニウム合金等のアルミニウム板材を打ち抜いて絞り加工することにより、図2(a)に示すように比較的大径で浅いカップ40を成形した後、このカップ40に再度の絞り加工及びしごき加工(DI加工)を加えて、図2(b)に示すように所定高さの有底円筒状の筒体41を成形し、その上端をトリミングにより切り揃える。このDI加工により、筒体41の底部は最終のボトル缶1としての底部20の形状に成形される。
[Tube forming step]
First, a relatively large-diameter
[ボトル缶製造装置の構成]
次いで、例えば図3及び図4に示すボトル缶製造装置501により、ボトル缶1を製造する。このボトル缶製造装置501について次に説明する。なお、このボトル缶製造装置501は、前述のようにして形成した筒体41を最終形状のボトル缶1に加工するためのものであり、加工の進捗に応じて缶の形状が変化していくが、以下では、この筒体41からボトル缶1に至るまでの間で有底円筒状の缶の形状を特に限定しない場合は、中間成形体42として説明する。また、以下では、中間成形体42の胴部と底部とに、ボトル缶1の胴部10及び底部20と共通の符号を用いて説明する。
[Configuration of bottle can manufacturing equipment]
Next, the bottle can 1 is manufactured by, for example, the bottle can manufacturing
このボトル缶製造装置501は、複数の中間成形体42を、その缶軸O方向を水平に配置して保持するワーク保持部511と、これら中間成形体42に各種成形加工を施す複数の成形ツール512を保持するツール保持部513と、両保持部511,513を駆動する駆動部514とを備えている。中間成形体42を保持するワーク保持部511のワーク保持側と、成形ツール512を保持するツール保持部513のツール保持側とが対向して配置されている。
The bottle can manufacturing
ワーク保持部511は、支持軸515に支持された円盤516におけるツール保持部513と対向する表面に、中間成形体42を保持する複数の保持装置517が周方向に沿う環状に配列された構成とされている。この円盤516が駆動部514によって支持軸515を中心として間欠的に回転されることにより、供給部518から供給側スターホイール519を介して供給された中間成形体42の底部が保持装置517に1個ずつ保持されて円盤516の周方向に搬送される。中間成形体42は、円盤516による搬送中にツール保持部513の各成形ツール512によって成形された後、成形後のボトル缶1として排出側スターホイール601を介して排出部611に順次排出される。
The
ツール保持部513は、支持軸612に支持された円盤613におけるワーク保持部511と対向する表面に、複数の各種成形ツール512が周方向に沿う環状に配列され、駆動部514によって円盤613が支持軸612の軸方向に進退する構成とされている。支持軸612は支持軸515の内部において支持軸515と同軸上に設けられる。
The
このツール保持部513には、中間成形体42の開口部を縮径加工(ネックイン加工)するための複数の縮径用金型、及びカール部163を形成するためのカール部成形ツール等の、各加工段階に応じた加工を行うための成形ツール512が複数備えられている。これらの成形ツール512は、工程順に円盤613上に周方向に並んで環状に配置されている。
The
支持軸515の軸線を回転中心とするワーク保持部511(円盤516)の間欠的な回転停止位置は、開口部をツール保持部513側に向けた各中間成形体42の缶軸Oが各成形ツール512の中心軸にそれぞれ一致するように設定される。そして、駆動部514による円盤516の間欠的回転によって、各中間成形体42は次工程用の各成形ツール512に対向する位置に回転移動されて、次の段階の加工が施される。
The intermittent rotation stop position of the work holding portion 511 (disk 516) about the axis of the
すなわち、ツール保持部513が前進してワーク保持部511とツール保持部513とが互いに接近したときに、各成形ツール512が各工程に応じた加工を中間成形体42に施し、両保持部511,513が互いに離間した状態のときに各中間成形体42に次工程の成形ツール512が対向するようにワーク保持部511が回転移動される。このように、両保持部511,513が接近して加工を行い、離間及び回転するという動作が繰り返されることにより、中間成形体42に第1接続部12、下側傾斜部13、第2接続部14、上側傾斜部15及び口部16が順次形成されてボトル缶1が形成される。
That is, when the
次に、このボトル缶製造装置501を用いてボトル缶1を製造する方法について工程順に詳細を説明する。このボトル缶製造装置501は、アルミニウム合金等の薄板の絞り加工及びしごき加工(DI成形)により図2(b)に示す状態まで形成した筒体41の上端部に対して、ツール保持部513の周方向に並ぶ複数の成形ツール512を順次使用しながら、この成形ツール512を缶軸O方向に沿って移動してダイネッキング加工を施すことにより、筒体41の高さ方向の途中位置から円筒部を縮径し、第1接続部12、下側傾斜部13、第2接続部14、上側傾斜部15を順に形成する。すなわち、ボトル缶製造装置501は、縮径部成形工程を実行する。
Next, a method of manufacturing the bottle can 1 using the bottle can manufacturing
[縮径部成形工程]
なお、縮径部成形工程は、第1接続部12、下側傾斜部13及び下側傾斜部13の上端部から第2接続部14を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部150を成形する下側傾斜部形成工程と、下側傾斜部形成工程後に上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部15aを成形する仮成形部形成工程と、仮成形部形成工程後に仮成形部15aをリフォームして第2接続部14及び上側傾斜部15を成形するリフォーム工程と、を備える。
[Reduced diameter forming process]
In addition, the reduced diameter portion forming step includes the first connecting
[下側傾斜部形成工程]
下側傾斜部形成工程では、図2(b)に示す状態まで形成した筒体41に、図2(b)に二点鎖線で示した加工径の異なる環状の成形面を有する複数個の縮径用金型70(ダイネッキング型)を加工径の大きい順で押し付けて、缶軸O方向に相対移動させることにより、缶軸Oに対する角度が20°以上60°以下であり、缶軸Oを通る縦断面が直線状の下側傾斜部13を成形し、円筒部11と下側傾斜部13とを接続する第1接続部12の外面の曲率半径R1を9mm以上20mm以下にするとともに、下側傾斜部13の上端部から第2接続部14を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部150を成形する。なお、図5に示した形状が、第1接続部12、下側傾斜部13、第2接続部14及び小円筒部150を形成した中間成形体42である。
[Lower inclined portion forming step]
In the lower inclined portion forming step, the
[仮成形部形成工程]
仮成形部形成工程では、図5に示した形状の中間成形体42に対して、加工径の異なる環状の成形面を有する複数個(例えば、4個)の縮径用金型を加工径の大きい側から押し付けて、缶軸O方向に相対移動させることにより、缶軸Oを通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部15aを成形する。この仮成形部形成工程では、4個の縮径用金型を成形面の加工径の大きい側から押し付けることから、仮成形部15aは、図6に示すように、例えば、4段の階段状に形成される。また、仮成形部形成工程では、仮成形部15aの上端部から缶軸Oに沿う上側に直線状に延び、かつ、小円筒部150より径の小さい口部用円筒部16aも併せて形成する。
[Temporary molded part forming step]
In the temporary forming portion forming step, a plurality of (for example, four) diameter reducing dies having annular forming surfaces having different working diameters are formed on the intermediate formed
[リフォーム工程]
リフォーム工程では、図6に示した形状の中間成形体42の仮成形部15aの外面に加工径の異なる環状の成形面を有する複数個(例えば、3個)の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、仮成形部15aを滑らかにリフォームして、缶軸Oに対する角度が1°以上20°未満であり、缶軸Oを通る縦断面が直線状の上側傾斜部15を成形するとともに、下側傾斜部13と上側傾斜部15とを接続する第2接続部14の外面の曲率半径R2を3mm以上15mm以下にする。
[Reform process]
In the reforming step, a plurality (for example, three) of diameter reducing dies having annular forming surfaces having different processing diameters are pressed against the outer surface of the temporary forming
ここで、上側傾斜部15は、缶軸Oに対する角度が1°以上20°未満と小さいため、例えば、リフォーム工程を行うことなくこのような形成を得るためには、1回の縮径量を小さくして、多数の縮径用金型を用いて、少しずつ成形する必要がある。これに対し、本実施形態では、4つの縮径用金型を用いて仮成形部15aを形成した後、3つの縮径用金型を用いて仮成形部15aをリフォームすることにより、上側傾斜部15を成形している。すなわち、本実施形態の製造工程は、従来の製造工程よりも縮径用金型を用いる数を減らすことが可能となる。
Here, since the angle with respect to the can axis O of the upper
また、下側傾斜部形成工程において、第1接続部12の外面の曲率半径R1を9mm以上20mm以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部150の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部13及び第1接続部12で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部13及び第1接続部12が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部13及び第1接続部12のリフォームを不要としている。
In the lower inclined portion forming step, the radius of curvature R1 of the outer surface of the
[口部形成工程]
また、このようにして成形された中間成形体42の口部用円筒部16aには、図1に示すように、上側傾斜部15の上端よりも大径の大径部161を形成し、この大径部161を形成した後にキャップのねじ部(図示省略)が螺合するねじ部162を形成する。そして、最後に、口部用円筒部16aの上端部に対してカーリング加工を施してカール部163を形成し、口部16を有するボトル缶1を製造する。
[Mouth forming step]
Further, as shown in FIG. 1, a large-
なお、このようにして製造されたボトル缶1の内部には、飲料等の内容物が充填され、口部16にキャップ(図示省略)が巻き締められ、内部が密封された容器が製造される。
In addition, the inside of the bottle can 1 manufactured in this manner is filled with contents such as beverages, and a cap (not shown) is wound around the
以上説明した本実施形態に係るボトル缶1は、下側傾斜部13の缶軸Oに対する角度が20°以上60°以下であるため、軸荷重による変形を抑制し、かつ成形回数の増加を抑制できる。また、円筒部11の上端部と下側傾斜部13とを接続する第1接続部12の外面の曲率半径R1が9mm以上20mm以下である。さらに、第2接続部14の曲率半径R2は、3mm以上15mm以下であることから、下側傾斜部13と上側傾斜部15とを滑らかに接続できる。このように、第1接続部12及び第2接続部14の曲率半径がいずれも小さく設定されているので、下側傾斜部13の長さを大きくできる。また、上側傾斜部15の缶軸Oに対する角度を1°以上20°未満にすることにより、上側傾斜部15のリフォームを容易にして、上側傾斜部15の成形回数を少なくできる。さらに、b/aが上記範囲内であることから、下側傾斜部13に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部15とすることができ、ボトル缶1の意匠性を高めることができる。加えて、上記d/cが上記範囲内であることから、ボトル缶1の見た目をより瓶に近づけることができ、かつ、上側傾斜部15及び下側傾斜部13の成形回数を少なくできる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、ボトル缶1の意匠性を高めることができる。
In the bottle can 1 according to the present embodiment described above, since the angle of the lower
また、本実施形態のボトル缶1の製造方法では、下側傾斜部形成工程において、缶軸Oを通る縦断面が直線状の下側傾斜部13の缶軸Oに対する角度を上記範囲内とし、第1接続部12の外面の曲率半径R1を9mm以上20mm以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部150の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部13及び第1接続部12で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部13及び第1接続部12が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部13及び第1接続部12のリフォームを不要とすることができる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶1を製造できる。
In the method of manufacturing the bottle can 1 of the present embodiment, in the lower inclined portion forming step, the angle of the lower
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ボトル缶として、予め有底円筒状の筒体41を形成して、その開口端部を成形したが、筒体は底部を有していないものも含むものとし、縮径部を成形した後に、筒体の胴部に、別に形成した底部を巻き締めるようにしてもよい。
The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and various changes can be made in the detailed configuration without departing from the gist of the present invention. For example, as a bottle can, a
次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。なお、以下の実施例及び比較例では、上記実施形態における図2(b)に示した形状の筒体に対して、縮径部を形成する工程を比較する。具体的には、実施例では、上記実施形態にて示したように、図2(b)に示した形状の筒体に対して下側傾斜部形成工程、仮成形部形成工程及びリフォーム工程を施した例を示し、比較例では、図8にて一点鎖線で示す形状の縮径部を形成する縮径部成形工程(図8の範囲Aで示した範囲の成形工程)を施した例を示す。これらのうち、実施例おける下側傾斜部の缶軸に対する傾斜角度θ1は、32°であり、上側傾斜部の缶軸に対する傾斜角度θ2は、7°に設定される。一方、比較例における縮径部の缶軸に対する傾斜角度θ3は、15°に設定される。すなわち、比較例における縮径部は、1つの傾斜部により形成される。なお、実施例及び比較例における図2(b)に示した形状の筒体の幅は、57.6mmであり、これに対する総絞り量は30.1mmであり、いずれも同一の絞り量である。また、実施例及び比較例における縮径部形成後に成形される口部の外径は、33mmに設定される。 Next, the effects of the present invention will be demonstrated with reference to examples of the present invention. In the following examples and comparative examples, the process of forming the reduced diameter portion with respect to the cylindrical body having the shape shown in FIG. Specifically, in the example, as shown in the above embodiment, the lower inclined portion forming step, the temporary forming section forming step, and the reforming step are performed on the cylindrical body having the shape shown in FIG. In the comparative example, an example in which a reduced-diameter portion forming step of forming a reduced-diameter portion having a shape indicated by a chain line in FIG. 8 (a forming step in a range indicated by a range A in FIG. 8) is performed. Show. Among these, the inclination angle θ1 of the lower inclined portion with respect to the can axis in the embodiment is 32 °, and the inclined angle θ2 of the upper inclined portion with respect to the can axis is set at 7 °. On the other hand, the inclination angle θ3 of the reduced diameter portion with respect to the can axis in the comparative example is set to 15 °. That is, the reduced diameter portion in the comparative example is formed by one inclined portion. In addition, the width of the cylindrical body having the shape shown in FIG. 2B in the example and the comparative example is 57.6 mm, and the total amount of contraction is 30.1 mm, which is the same amount of contraction. . Further, the outer diameter of the mouth formed after the formation of the reduced diameter portion in the example and the comparative example is set to 33 mm.
表1に示すように、実施例における縮径部成形工程(下側傾斜部形成工程、仮成形部形成工程及びリフォーム工程)では、絞り加工を23回行うことで、第1接続部12、下側傾斜部13、第2接続部14及び上側傾斜部15を形成できた。一方、比較例における縮径部成形工程では、絞り加工を36回行うことで、縮径部H1を形成できた。これらのことから、本発明の縮径部成形工程を筒体に施すことで、縮径回数を大幅に少なくすることができた。
As shown in Table 1, in the reduced diameter portion forming process (lower inclined portion forming process, temporary forming portion forming process, and reforming process) in the example, the drawing process is performed 23 times, so that the
1 ボトル缶
10 胴部
10a 開口端部
11 円筒部
12 第1接続部
13 下側傾斜部
14 第2接続部
15 上側傾斜部
15a 仮成形部
16 口部
16a 口部用円筒部
20 底部
21 ドーム部
22 ヒール部
23 接地部
40 カップ
41 筒体
42 中間成形体(筒体)
70 縮径用金型
150 小円筒部
161 大径部
162 ねじ部
163 カール部
501 ボトル缶製造装置
511 ワーク保持部
512 成形ツール
513 ツール保持部
514 駆動部
515 支持軸
516 円盤
517 保持装置
518 供給部
519 供給側スターホイール
601 排出側スターホイール
611 排出部
612 支持軸
613 円盤
H1 縮径部
DESCRIPTION OF
70 Die reduction die 150 Small
Claims (2)
前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第1接続部の外面の曲率半径が9mm以上20mm以下であり、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度が20°以上60°以下であり、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第2接続部の外面の曲率半径が3mm以上15mm以下であり、前記上側傾斜部の缶軸に対する角度が1°以上20°未満であり、前記第1接続部と前記円筒部との連結部から前記第2接続部と前記上側傾斜部との連結部までの缶軸方向の長さをa、前記上側傾斜部の下端部から前記口部の下端部までの缶軸方向の長さをbとした場合に、2.0<b/a<4.0であり、前記円筒部の外径をc、前記口部の外径をdとした場合に、0.4<d/c<0.7であることを特徴とするボトル缶。 A cylindrical portion, and a diameter is reduced from an upper end portion of the cylindrical portion toward the upper side in the can axis direction, and a longitudinal section passing through the can axis is a linear lower inclined portion, and a can axis direction of the lower inclined portion. An upper inclined portion, which is provided on the upper side, is reduced in diameter toward the upper side in the can axial direction at an angle smaller than the angle of the lower inclined portion with respect to the can axis, and has a straight vertical section passing through the can axis, and the upper inclined portion. A mouth portion provided on the upper side in the can axial direction,
The radius of curvature of the outer surface of the first connecting portion connecting the cylindrical portion and the lower inclined portion is 9 mm or more and 20 mm or less, and the angle of the lower inclined portion with respect to the can axis is 20 ° or more and 60 ° or less, The radius of curvature of the outer surface of the second connecting portion connecting the lower inclined portion and the upper inclined portion is 3 mm or more and 15 mm or less, and the angle of the upper inclined portion with respect to the can axis is 1 ° or more and less than 20 °, The length in the can axis direction from the connecting portion between the first connecting portion and the cylindrical portion to the connecting portion between the second connecting portion and the upper inclined portion is a, from the lower end of the upper inclined portion to the mouth portion. Assuming that the length in the can axis direction up to the lower end of b is b, 2.0 <b / a <4.0, and the outer diameter of the cylindrical portion is c, and the outer diameter of the mouth is d. A bottle can characterized by 0.4 <d / c <0.7.
有底円筒状の筒体を形成する筒体形成工程と、前記筒体を缶軸方向上側に向かうに従って縮径させることにより、前記下側傾斜部及び前記上側傾斜部を形成する縮径部成形工程を備え、
前記縮径部成形工程は、前記筒体に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸に対する角度が20°以上60°以下であり、缶軸を通る縦断面が直線状の前記下側傾斜部を成形し、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第1接続部の外面の曲率半径を9mm以上20mm以下にするとともに、該下側傾斜部の上端部から第2接続部を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部を成形する下側傾斜部形成工程と、
前記下側傾斜部形成工程により形成された前記小円筒部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸を通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部を成形する仮成形部形成工程と、
前記仮成形部形成工程により形成された前記仮成形部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、前記仮成形部を滑らかにして前記上側傾斜部を成形するとともに、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第2接続部の外面の曲率半径を3mm以上15mm以下にするリフォーム工程と、を備えることを特徴とするボトル缶の製造方法。 It is a manufacturing method of the bottle can of Claim 1, Comprising:
Forming a cylindrical body having a bottomed cylindrical shape, and forming a reduced diameter portion forming the lower inclined portion and the upper inclined portion by reducing the diameter of the cylindrical body toward the upper side in the axial direction of the can. Process,
The diameter-reduced portion molding step is performed by pressing a plurality of diameter-reducing dies having different diameters of the molding surface against the cylindrical body and relatively moving in the can axis direction, so that the angle with respect to the can axis is 20 ° or more and 60 ° or less. Yes, the lower inclined portion whose longitudinal section passing through the can axis is linear is formed, and the radius of curvature of the outer surface of the first connecting portion that connects the cylindrical portion and the lower inclined portion is 9 mm or more and 20 mm or less. Together with a lower inclined portion forming step of molding a small cylindrical portion extending linearly upward in the can axial direction from the upper end of the lower inclined portion via the second connection portion;
By pressing a plurality of diameter reducing dies having different diameters of the molding surface against the outer surface of the small cylindrical portion formed by the lower inclined portion forming step and relatively moving in the can axis direction, a longitudinal section passing through the can axis A temporary forming part forming step of forming a step-like temporary forming part whose diameter is reduced as going upward.
By pressing a plurality of diameter reducing dies having different diameters of the forming surface against the outer surface of the temporary forming portion formed in the temporary forming portion forming step and relatively moving the same, the temporary forming portion is smoothed and the upward inclined Forming a portion, and a reforming step of setting a radius of curvature of an outer surface of a second connecting portion connecting the lower inclined portion and the upper inclined portion to 3 mm or more and 15 mm or less, Production method.
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