JP2020100446A - 缶 - Google Patents

Abstract

【課題】缶重量の削減を図って缶の板厚を薄肉化しつつも、缶底の強度を十分に高めることができること。【解決手段】缶底４には、缶軸方向に沿う缶１０の内側へ向けて凹むドーム部５と、ドーム部５の外周縁部に連なり、缶軸方向に沿う缶１０の外側へ向けて突出するとともに缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部７と、が形成され、環状凸部７のうち、ドーム部５に連なる内周壁１４には、缶の縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部１が形成され、この縦断面視で、ドーム部５には、缶軸上に位置するドームトップ１６と、ドームトップ１６の径方向の外側に接続し、ドームトップ１６よりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部２と、ドーム部５の外周縁部に配置され、第１凹曲面部１と第２凹曲面部２とを接続するとともに、第１凹曲面部１及び第２凹曲面部２に接する直線状をなすテーパ部１７と、が形成される。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料等の内容物が密封される缶に関するものであり、具体的には、缶の底部（缶底）形状に関する。

飲料等の内容物が充填、密封される缶として、缶胴（ウォール）と缶底（ボトム）とを有するとともに、缶胴の開口端部に缶蓋を巻締めた２ピース缶や、缶胴の開口端部にキャップが螺着されたボトル缶が知られている。
従来、図２に示されるように、缶５０の缶底５３には、缶軸Ｏ方向に沿う缶５０の内側へ向けて凹むドーム部５５と、ドーム部５５の外周縁部に連なり、缶軸Ｏ方向に沿う缶５０の外側へ向けて突出するとともに缶軸Ｏ回りの周方向に沿って延びる環状凸部（リム）５７と、が形成されている。

また近年、ＣＯ_２排出量削減等環境保護の観点から、使用する原材料の削減による、アルミニウム缶の軽量化の要請が強くなっている。具体的には、０．１ｇ以上（約１％以上）の缶重量削減を目指し、耐圧強度の低下や生産性を阻害せず、さらに流通ピンホールに強い軽量缶の開発が必要になっている。一缶あたり、０．１ｇの削減でも、アルミニウム缶市場年間１８０億缶に適用できれば、大きな環境負荷低減が達成できる。

缶５０の軽量化を進める上では、板材（成形前の缶５０の板状素材、以下ブランクということがある）の元板厚を薄くせざるを得ないが、薄いブランクを使用すると、元板厚が維持される缶底５３の耐圧強度が低くなる。
耐圧強度が低くなると、内容物が封入された缶５０の内圧の作用（上昇）により、図３に２点鎖線で示されるように、缶底５３の環状凸部５７が、缶軸Ｏ方向に沿う缶５０の外側（図３における下方）へ突出しつつ、缶軸Ｏ方向に直交する径方向の外側（図３における左方）へ向けて変形する、いわゆるボトムグロースが発生する。

ボトムグロースが発生すると、缶５０の高さ（缶軸Ｏ方向の全長）が安定せず製造・出荷の不具合の原因になるなどして、好ましくない。また、缶５０の内圧が耐圧強度を超えると、缶底５３のドーム部５５が反転して缶軸Ｏ方向の外側に突出するバックリング（不図示）が生じる。

このようなボトムグロースやバックリングを抑制する手法として、缶底５３の環状凸部５７の内周壁（カウンターシンク）５９を、径方向外側へ向けて凹ませて強度を高める、いわゆるボトムリフォーム加工（ＢＰＲ加工）が知られている（例えば下記特許文献１、２を参照）。

特許第４１１２１３７号公報 米国特許第５７０４２４１号明細書

しかしながら、従来の缶においては、ボトムリフォーム加工を施した缶底の強度を、さらに高めることに改善の余地があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、缶重量の削減を図って缶の板厚を薄肉化しつつも、缶底の強度を十分に高めることが可能な缶を提供することを目的としている。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、缶胴と、缶底と、を有する缶であって、前記缶底には、缶軸方向に沿う当該缶の内側へ向けて凹むドーム部と、前記ドーム部の外周縁部に連なり、前記缶軸方向に沿う当該缶の外側へ向けて突出するとともに缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部と、が形成され、前記環状凸部のうち、前記ドーム部に連なる内周壁には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部が形成され、前記縦断面視で、前記ドーム部には、缶軸上に位置するドームトップと、前記ドームトップの前記径方向の外側に接続し、該ドームトップよりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部と、前記ドーム部の外周縁部に配置され、前記第１凹曲面部と前記第２凹曲面部とを接続するとともに、前記第１凹曲面部及び前記第２凹曲面部に接する直線状をなすテーパ部と、が形成されることを特徴とする。

本発明の缶によれば、環状凸部の内周壁に連なるドーム部の外周縁部に、環状凸部の第１凹曲面部と、ドーム部の第２凹曲面部と、を接続するテーパ部が形成されており、該テーパ部は、この缶の縦断面視で第１、第２凹曲面部に接する直線状をなしている（つまり第１、第２凹曲面部の共通接線となっている）。このような特別な構成により、下記の顕著な作用効果を奏する。

すなわち、テーパ部の両端に接続する第１、第２凹曲面部が屈曲するように形成されることとなり、具体的には、缶の縦断面視において、直線状のテーパ部に接続させられる第１、第２凹曲面部の曲率半径が小さくなる（曲がり具合いがきつくなる）ことから、これら第１、第２凹曲面部に対して、応力が集中しやすくなる。つまり、応力が集中する箇所を、安定して複数箇所確保することができるので、缶底の強度が向上して変形が抑制される。このように、缶の内圧が上昇したときに、第１、第２凹曲面部（屈曲部）に応力が分散させられることで、缶の耐圧強度が高められる。
これにより、ボトムグロースやバックリングを効果的に抑制することができる。

より詳しくは、本発明の発明者が鋭意研究した結果、本発明とは異なり、例えば缶の縦断面視において、ドーム部の外周縁部が凹曲線状に形成されており、この外周縁部が内周壁の第１凹曲面部に直接接続された構成と比較して、本発明の構成によれば、有限要素法による強度解析の結果、２％以上も耐圧強度を向上できることが確認された。

また、ドーム部の外周縁部（テーパ部）の径方向内側に隣接して第２凹曲面部が配置されており、缶の縦断面視で、第２凹曲面部の曲率半径がドームトップの曲率半径よりも小さくされているので、ドーム部のなかでも環状凸部に近い第２凹曲面部において、缶底の変形を効果的に抑制することができる。従って、上述した効果がより顕著なものとなる。

以上より本発明によれば、缶重量の削減を図って缶の板厚を薄肉化しつつも、缶底の強度を十分に高めることが可能になる。またこれにより、缶の生産性を安定して高めることができ、かつ、品質を良好に維持することができる。

また、本発明の缶において、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第１凹曲面部の曲率半径が、０．８〜１．２ｍｍであることが好ましい。

上記構成によれば、環状凸部の内周壁にボトムリフォーム加工を施して第１凹曲面部を成形することにより上述のボトムグロースやバックリングを抑制する効果が得られつつ、さらに下記の効果を奏する。

すなわち、缶の縦断面視において、当該缶の外面における第１凹曲面部の曲率半径が０．８ｍｍ以上であるので、缶の表面処理層を破壊してしまうことなくこの第１凹曲面部を成形できる。つまり、表面処理層の性能を良好に維持することができるとともに、缶底の美観を損なうようなこともなく、安定して第１凹曲面部を成形できる。
また、缶の縦断面視において、当該缶の外面における第１凹曲面部の曲率半径が１．２ｍｍ以下であるので、成形後のスプリングバックが抑えられ、精度よくこの第１凹曲面部を成形できる。具体的には、スプリングバックが抑えられるので、所期する第１凹曲面部の形状を安定的に付与することができ、耐圧強度が安定して高められる。

また、本発明の缶において、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第２凹曲面部の曲率半径が、３．０〜５．０ｍｍであることが好ましい。

上記構成によれば、缶の縦断面視において、当該缶の外面における第２凹曲面部の曲率半径が３．０ｍｍ以上であるので、缶底の板厚がこの第２凹曲面部において減肉され過ぎるようなことが防止されて、所期する耐圧性能を安定して得ることができる。
また、缶の縦断面視において、当該缶の外面における第２凹曲面部の曲率半径が５．０ｍｍ以下であるので、該第２凹曲面部を適度に屈曲させて、この第２凹曲面部に応力を集中させやすくすることができる。つまり、応力が集中する箇所を、第１、第２凹曲面部の複数箇所に安定して設定できる（応力を確実に複数箇所に分散できる）ので、缶の耐圧強度が安定して高められる。

また、本発明の缶において、前記縦断面視で、前記第１凹曲面部の曲率半径の中心と、前記環状凸部における前記缶軸方向に沿う当該缶の外側の端縁と、の間の前記缶軸方向の距離が、２．０〜２．８ｍｍであることが好ましい。

上記構成によれば、環状凸部の内周壁に第１凹曲面部をボトムリフォーム加工する際の加工容易性を向上できるとともに、成形精度を確保でき、耐圧強度を安定的に高めることができる。また、ボトムグロース量（変形量）を効果的に抑制することができる。

すなわち、前記距離が２．０ｍｍ以上であるので、環状凸部の内周壁に第１凹曲面部を成形する際、ボトムリフォーム機構（缶底再成形装置）の成形ローラを前記内周壁に接触させた状態を良好に維持することができ、安定してボトムリフォーム加工することができる。これにより、所期する第１凹曲面部の形状を安定的に付与することができ、耐圧強度が安定して高められる。
また、前記距離が２．８ｍｍ以下であるので、環状凸部における第１凹曲面部よりも缶軸方向に沿う缶の外側に位置する部分の、缶軸方向の長さを小さく抑えることができ、これによりボトムグロース量を確実に抑制できる。

また、本発明の缶において、前記縦断面視で、当該缶の外面のうち、前記第１凹曲面部における最も前記径方向の外側に位置する部分と、前記環状凸部における前記第１凹曲面部よりも前記缶軸方向に沿う当該缶の外側に位置する部分の、最も前記径方向の内側に位置する部分と、の間の前記径方向の距離が、０．８〜１．４ｍｍであることが好ましい。

上記構成によれば、缶の縦断面視で、前記距離が０．８ｍｍ以上であるので、環状凸部の内周壁に、第１凹曲面部を十分な深さで成形することができ、所期する耐圧強度を安定して得ることができる。
また、缶の縦断面視で、前記距離が１．４ｍｍ以下であるので、環状凸部における第１凹曲面部、及び該第１凹曲面部よりも缶軸方向に沿う缶の外側に位置する部分において、缶底の板厚が減肉され過ぎたり破断するようなことが防止される。

本発明に係る缶によれば、缶重量の削減を図って缶の板厚を薄肉化しつつも、缶底の強度を十分に高めることができる。

本発明の一実施形態に係る缶において、缶底の要部を拡大して示す縦断面図である。 従来の缶の側面図であり、缶底を縦断面図で表している。 従来の缶の缶底を拡大して示す縦断面図であり、ボトムグロース現象について説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る缶１０について説明する。
本実施形態の缶１０は、飲料等の内容物が充填、密封される２ピース缶である。
図１において、缶１０は、缶胴（ウォール）３と缶底（ボトム）４とを有しており、内部に内容物が充填された状態で、図示しない缶蓋を缶胴３の開口端部に巻締めることで、密封される。缶１０の外観については、上述した図２に示される従来の缶５０と概ね同様であるが、本実施形態の缶１０は、缶底４の構成が従来の缶底５３とは異なっている。

なお、本明細書でいう缶１０とは、缶胴３と缶底４とを有する有底筒状の缶（つまり内容物が充填される前の空缶）であってもよいし、或いは、内容物が充填され、缶蓋が装着された製品（流通品）としての缶であってもよい。

図１において、缶１０の缶胴３及び缶底４は、互いに同軸に配置されており、本明細書では、これらの共通軸を缶軸（不図示）という（この缶軸については、図２に示される缶軸Ｏを参照）。また、缶軸方向のうち、缶１０の外部から内部へ向かう方向を缶軸方向に沿う缶１０の内側といい、缶軸方向のうち、缶１０の内部から外部へ向かう方向を缶軸方向に沿う缶１０の外側という。なお、本実施形態では、缶１０の構成要素の説明を明りょうに行うため、缶軸方向に沿う缶底４側を下方といい、缶軸方向に沿う缶底４とは反対側（缶胴３の開口端部側）を上方ということがある。
また、缶軸に直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸に接近する向きを径方向の内側、缶軸から離間する向きを径方向の外側という。また、缶軸回りに周回する方向を周方向という。

また、本明細書でいう「凹」、「凸」、「凹む」、「突出する」とは、特に説明を行わない限り、缶１０の外面（缶１０の外部に露出する表面）における凹凸形状を表している。
また、図１に示される縦断面視において、各構成要素の説明に用いる「曲線（凹曲線・凸曲線）」、「直線」、「接線」とは、特に説明を行わない限り、この縦断面視で缶１０の外面における各種の線を表している。

図１において、本実施形態の缶１０のうち、缶胴３における上端部（不図示）は、該缶１０の外部に開口する開口端部となっている。内容物は、この開口端部を通して缶１０内に充填される。また、缶胴３における下端部は、缶底４により閉じられている。缶胴３の外径は、例えば６５〜６７ｍｍである。

缶底４は、缶軸上に位置するとともに、上方（缶軸方向に沿う缶１０の内側）へ向けて凹むドーム部５と、該ドーム部５の外周縁部に連なり、下方（缶軸方向に沿う缶１０の外側）へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状凸部（リム）７と、を備える。

まず、缶底４の構成要素のうち、環状凸部７について説明する。
環状凸部７は、この缶１０が正立姿勢（缶胴３の開口端部が上方を向く姿勢、図２を参照）となるように不図示の接地面（載置面）上に載置されたときに、該接地面に接するノーズ部（接地部）１３と、該ノーズ部１３の径方向内側（図１における右方）に位置する内周壁（カウンターシンク）１４と、該ノーズ部１３の径方向外側（図１における左方）に位置する外周壁（ヒール）１５と、を備える。

ノーズ部１３は、環状凸部７の下端縁（環状凸部７における缶軸方向に沿う缶１０の外側の端縁）に位置している。
外周壁１５は、缶胴３の下端部に連なっており、かつ、ノーズ部１３を介して内周壁１４の径方向外側に隣接配置されている。図１に示される缶軸方向に沿う缶１０の縦断面視において、外周壁１５は、缶胴３の下端部から下方に向かうに従い漸次径方向の内側へ向けて傾斜して形成されている。

外周壁１５は、上端部が缶胴３の下端部に接続するとともに凸曲面状をなしており、下端部が内周壁１４に接続するとともに凸曲面状をなしており、上端部と下端部との間に位置する中間部が凹曲面状をなしている。
また、外周壁１５の上端部と缶胴３の下端部、及び、外周壁１５の下端部（径方向内側の端部）と内周壁１４の下端部（径方向外側の端部）は、図１の縦断面視で、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。

図１に示される縦断面視で、外周壁１５の上端部は、径方向外側及び下方へ向けて（つまり外径側・斜め下方へ向けて）凸となる曲線状（凸曲線）に形成されている。そして缶１０の周壁のうち、この凸曲線の曲率半径の中心を通り缶軸に垂直な仮想平面（不図示）を基準として、該仮想平面の下方が缶底４とされ、上方が缶胴３とされている。

またこの縦断面視において、外周壁１５の下端部は、前記外径側・斜め下方へ向けて凸となる曲線状をなしており、この下端部が第１凸曲面部１１とされている。図１の縦断面視で、缶１０の外面における第１凸曲面部１１の曲率半径Ｒ１１は、１．８〜２．３ｍｍである。

また、缶１０の外面における外周壁１５の上端部の曲率半径は、第１凸曲面部１１の曲率半径Ｒ１１よりも大きくされており、具体的には、例えば曲率半径Ｒ１１の１．５〜３倍程度である。
また、缶１０の外面における外周壁１５の中間部（上端部と下端部の間に位置する部位）の曲率半径は、前記上端部の曲率半径よりも大きくされている。

図１の縦断面視で、外周壁１５における上端部と中間部、及び、中間部と下端部（第１凸曲面部１１）は、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。
また中間部は、この縦断面視における缶１０の外面形状が、単一の円弧で形成されていなくてもよく、例えば、曲率半径が互いに異なる複数の円弧を組み合わせて形成されていてもよい。

内周壁１４は、ドーム部５の径方向外側の端部（外周縁部）に連なっており、かつ、ノーズ部１３を介して外周壁１５の径方向内側に隣接配置されている。図１に示される縦断面視において、内周壁１４は、全体としては缶軸方向に沿うようにノーズ部１３から立設されている。

内周壁１４は、その下方部分（下半分）が外周壁１５に接続するとともに凸曲面状をなしており、その上方部分（上半分）がドーム部５の外周縁部に接続するとともに凹曲面状をなしている。
また、内周壁１４の上端部とドーム部５の下端部（外周縁部）は、図１の縦断面視で、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。この接続部分については、詳しく後述する。

図１に示される縦断面視で、内周壁１４の下方部分は、径方向内側へ向けて凸となる曲線状をなしており、この下方部分が第２凸曲面部１２とされている。この縦断面視で、缶１０の外面における第２凸曲面部１２の曲率半径Ｒ１２は、０．８〜１．０ｍｍである。

またこの縦断面視において、内周壁１４の上方部分は、径方向外側へ向けて凹む曲線状をなしており、この上方部分が第１凹曲面部１とされている。図１の縦断面視で、缶１０の外面における第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１は、０．８〜１．２ｍｍである。
この縦断面視で、内周壁１４における上方部分（第１凹曲面部１）と下方部分（第２凸曲面部１２）は、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。

図１に示される縦断面視で、第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１の中心と、ノーズ部１３と、の間の缶軸方向の距離ｈは、２．０〜２．８ｍｍである。より好ましくは、距離ｈは、２．０〜２．４ｍｍである。
なお、本実施形態では、第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１の中心と、缶１０の外面のうち、第１凹曲面部１において最も径方向の外側に位置する部分（最深部）と、の缶軸方向の位置が略同じとされている。従って、缶１０の外面のうち、第１凹曲面部１において最も径方向の外側に位置する部分と、ノーズ部１３と、の間の缶軸方向の距離も、上記距離ｈと同じく２．０〜２．８ｍｍであり、より好ましくは、２．０〜２．４ｍｍである。

またこの縦断面視で、缶１０の外面のうち、第１凹曲面部１における最も径方向の外側に位置する部分と、環状凸部７における第１凹曲面部１よりも下方（缶軸方向に沿う缶１０の外側）に位置する部分（つまり内周壁１４の下方部分）の、最も径方向の内側に位置する部分と、の間の径方向の距離ｄが、０．８〜１．４ｍｍである。
つまり、上記距離ｄとは、図１の縦断面視において、缶１０の外面のうち、第１凹曲面部１の径方向の外端部（最深部）と、第２凸曲面部１２の径方向の内端部（最頂部）と、の径方向の距離である。

次に、缶底４の構成要素のうち、ドーム部５について説明する。
ドーム部５は、缶軸上に位置するドームトップ１６と、ドームトップ１６の径方向外側に接続する第２凹曲面部２と、このドーム部５の径方向外側の端部（外周縁部）に配置されるとともに、内周壁１４の第１凹曲面部１と上記第２凹曲面部２とを接続するテーパ部１７と、を備える。

図１に示される縦断面視で、ドームトップ１６は、缶軸上に位置するとともに上方（缶軸方向に沿う缶１０の内側）へ向けて凹む曲線状をなす第１ドームトップ部２１と、第１ドームトップ部２１の径方向外側に連なり、上方及び径方向外側へ向けて（つまり外径側・斜め上方へ向けて）凹む曲線状をなすとともに、該第１ドームトップ部２１の曲率半径よりも小さな曲率半径とされた第２ドームトップ部２２と、を備える。

つまり本実施形態のドームトップ１６は、複数の凹曲面（縦断面視で凹曲線）が組み合わされて形成されており、具体的には図１の縦断面視において、第１ドームトップ部２１の曲率半径が例えば６０ｍｍであり、第２ドームトップ部２２の曲率半径が例えば３５ｍｍである。
ただしこれに限定されるものではなく、この縦断面視においてドームトップ１６は、上方へ向けて凹む単一の円弧で形成されていてもよい。この場合、ドームトップ１６の曲率半径は、例えば４８ｍｍである。
また、図１の縦断面視においてドームトップ１６が、３つ以上の凹曲線を組み合わせて形成されていてもよい。

図１に示される縦断面視で、第２凹曲面部２は、前記外径側・斜め上方へ向けて凹む曲線状に形成されており、また第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２は、ドームトップ１６の曲率半径よりも小さくされている。具体的に、この縦断面視で、缶１０の外面における第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２は、３．０〜５．０ｍｍである。

そして、図１の縦断面視において、テーパ部１７は、第１凹曲面部１及び第２凹曲面部２に接する直線状をなしている。またこの縦断面視で、テーパ部１７は、第２凹曲面部２の外周縁部（下端部）から径方向外側へ向かうに従い漸次下方へ向けて傾斜して形成されている。

図１に示される縦断面視で、ドーム部５におけるドームトップ１６と第２凹曲面部２、及び、第２凹曲面部２とテーパ部１７は、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。また、ドームトップ１６の第１ドームトップ部２１と第２ドームトップ部２２は、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。
また、ドーム部５の外周縁部（下端部）に位置するテーパ部１７と、内周壁１４の上端部に位置する第１凹曲面部１は、この縦断面視で、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっている。

次に、本実施形態の缶１０の製造方法について、一例を説明する。
特に図示していないが、缶１０は、アルミニウム合金材料の板材（ブランク）を用いて成形されており、具体的には、板材打ち抜き工程、絞りしごき工程（カッピング工程及びＤＩ工程を含む）、トリミング工程、印刷工程、塗装工程、ネッキング工程、ボトムリフォーム工程、及びフランジング工程をこの順に経て、製缶される。なお、上記ネッキング工程の代わりにプリネッキング工程を用いてもよく、この場合、上述の塗装工程以降が、プリネッキング工程（第１ネッキング工程）、ボトムリフォーム工程、スムースネッキング工程又はスピンフローネッキング工程（第２ネッキング工程）、及びフランジング工程となる。

ただし、本実施形態の缶１０の製造方法は、上述した缶底４の形状を付与できればよいことから、製造工程の種類や順序は上述したものに限られない。具体的に、本実施形態の缶１０の製造方法は、缶底４の形状を付与するにあたって、少なくとも絞りしごき工程及びボトムリフォーム工程を備えていればよい。

ここで、ボトムリフォーム工程については、例えば上述の特許文献２（米国特許第５７０４２４１号明細書）に記載のボトムリフォーム機構（缶底再成形装置）を用いてボトムリフォーム加工（ＢＰＲ加工）することができる。
ただし、本実施形態で説明した缶底４の形状を付与するにあたっては、上記特許文献２のＦｉｇ．６やＦｉｇ．１４に記載のリフォーミングローラ（成形ローラ）２６、２３０のローラ外周縁部の形状や、缶底４の内周壁１４に対する周方向のオーバーラップ量（周方向のローラ成形長さ）や、缶軸方向及び径方向のローラ成形位置（リフォーミングローラのストローク長）などを適宜調整して、成形後に、所期する内周壁１４及びドーム部５の形状となるように設定する必要がある。

そこで、特に図示していないが本実施形態では、リフォーミングローラのローラ軸に沿う縦断面視で、ローラ外周縁部をなす凸曲線の曲率半径を、０．８〜１．２ｍｍに設定しており、より好ましくは１．０ｍｍとした。
また、リフォーミングローラを缶底４の内周壁１４に対して周方向に回転させる成形時のオーバーラップ量は、例えば２０％（つまりローラ成形長さが周方向に計１．２回転）である。オーバーラップ量が２０％であると、成形精度を安定して確保することができ、かつ、ローラへの成形負荷を抑えて工具寿命を延長できる。

以上説明した本実施形態の缶１０によれば、環状凸部７の内周壁１４に連なるドーム部５の外周縁部に、環状凸部７の第１凹曲面部１と、ドーム部５の第２凹曲面部２と、を接続するテーパ部１７が形成されており、該テーパ部１７は、この缶１０の縦断面視で第１、第２凹曲面部１、２に接する直線状をなしている（つまり第１、第２凹曲面部１、２の共通接線となっている）。このような特別な構成により、下記の顕著な作用効果を奏する。

すなわち、テーパ部１７の両端に接続する第１、第２凹曲面部１、２が屈曲するように形成されることとなり、具体的には、図１に示される縦断面視において、直線状のテーパ部１７に接続させられる第１、第２凹曲面部１、２の曲率半径が小さくなる（曲がり具合いがきつくなる）ことから、これら第１、第２凹曲面部１、２に対して、応力が集中しやすくなる。つまり、応力が集中する箇所を、安定して複数箇所確保することができるので、缶底４の強度が向上して変形が抑制される。このように、缶１０の内圧が上昇したときに、第１、第２凹曲面部（屈曲部）１、２に応力が分散させられることで、缶１０の耐圧強度が高められる。
これにより、ボトムグロースやバックリングを効果的に抑制することができる。

より詳しくは、本発明の発明者が鋭意研究した結果、本実施形態とは異なり、例えば缶１０の縦断面視において、ドーム部５の外周縁部が凹曲線状に形成されており、この外周縁部が内周壁１４の第１凹曲面部１に直接接続された構成（不図示）と比較して、本実施形態の構成によれば、有限要素法による強度解析の結果、２％以上も耐圧強度を向上できることが確認された。

また、ドーム部５の外周縁部（テーパ部１７）の径方向内側に隣接して第２凹曲面部２が配置されており、缶１０の縦断面視で、第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２がドームトップ１６の曲率半径よりも小さくされているので、ドーム部５のなかでも環状凸部７に近い第２凹曲面部２において、缶底４の変形を効果的に抑制することができる。従って、上述した効果がより顕著なものとなる。

以上より本実施形態によれば、缶重量の削減を図って缶１０の板厚を薄肉化しつつも、缶底４の強度を十分に高めることが可能になる。またこれにより、缶１０の生産性を安定して高めることができ、かつ、品質を良好に維持することができる。

また本実施形態では、缶１０の縦断面視で、当該缶１０の外面における第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１が、０．８〜１．２ｍｍであるので、環状凸部７の内周壁１４にボトムリフォーム加工を施して第１凹曲面部１を成形することにより、上述のボトムグロースやバックリングを抑制する効果が得られつつ、さらに下記の効果を奏する。

すなわち、缶１０の縦断面視において、当該缶１０の外面における第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１が０．８ｍｍ以上であるので、缶１０の表面処理層を破壊してしまうことなくこの第１凹曲面部１を成形できる。つまり、表面処理層の性能を良好に維持することができるとともに、缶底４の美観を損なうようなこともなく、安定して第１凹曲面部１を成形できる。
また、缶１０の縦断面視において、当該缶１０の外面における第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１が１．２ｍｍ以下であるので、成形後のスプリングバックが抑えられ、精度よくこの第１凹曲面部１を成形できる。具体的には、スプリングバックが抑えられるので、所期する第１凹曲面部１の形状を安定的に付与することができ、耐圧強度が安定して高められる。

また本実施形態では、缶１０の縦断面視で、当該缶１０の外面における第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２が、３．０〜５．０ｍｍであるので、下記の効果を奏する。
すなわち、缶１０の縦断面視において、当該缶１０の外面における第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２が３．０ｍｍ以上であるので、缶底４の板厚がこの第２凹曲面部２において減肉され過ぎるようなことが防止されて、所期する耐圧性能を安定して得ることができる。
また、缶１０の縦断面視において、当該缶１０の外面における第２凹曲面部２の曲率半径Ｒ２が５．０ｍｍ以下であるので、該第２凹曲面部２を適度に屈曲させて、この第２凹曲面部２に応力を集中させやすくすることができる。つまり、応力が集中する箇所を、第１、第２凹曲面部１、２の複数箇所に安定して設定できる（応力を確実に複数箇所に分散できる）ので、缶１０の耐圧強度が安定して高められる。

また本実施形態では、缶１０の縦断面視で、第１凹曲面部１の曲率半径Ｒ１の中心と、環状凸部７における缶軸方向に沿う缶１０の外側の端縁（ノーズ部１３）と、の間の缶軸方向の距離ｈが、２．０〜２．８ｍｍであるので、下記の効果を奏する。
すなわち、環状凸部７の内周壁１４に第１凹曲面部１をボトムリフォーム加工する際の加工容易性を向上できるとともに、成形精度を確保でき、耐圧強度を安定的に高めることができる。また、ボトムグロース量（変形量）を効果的に抑制することができる。

具体的には、前記距離ｈが２．０ｍｍ以上であるので、環状凸部７の内周壁１４に第１凹曲面部１を成形する際、ボトムリフォーム機構（缶底再成形装置）の成形ローラを内周壁１４に接触させた状態を良好に維持することができ、安定してボトムリフォーム加工することができる。これにより、所期する第１凹曲面部１の形状を安定的に付与することができ、耐圧強度が安定して高められる。
また、前記距離ｈが２．８ｍｍ以下であるので、環状凸部７における第１凹曲面部１よりも下方（缶軸方向に沿う缶１０の外側）に位置する部分の、缶軸方向の長さを小さく抑えることができ、これによりボトムグロース量を確実に抑制できる。なお、前記距離ｈが２．４ｍｍ以下であると、ボトムグロース量をより確実に抑制でき、好ましい。

また本実施形態では、缶１０の縦断面視で、当該缶１０の外面のうち、第１凹曲面部１における最も径方向の外側に位置する部分（最深部）と、環状凸部７における第１凹曲面部１よりも下方（缶軸方向に沿う缶１０の外側）に位置する部分の、最も径方向の内側に位置する部分（最頂部）と、の間の径方向の距離ｄが、０．８〜１．４ｍｍであるので、下記の効果を奏する。

すなわち、缶１０の縦断面視で、前記距離ｄが０．８ｍｍ以上であるので、環状凸部７の内周壁１４に、第１凹曲面部１を十分な深さで成形することができ、所期する耐圧強度を安定して得ることができる。
また、缶１０の縦断面視で、前記距離ｄが１．４ｍｍ以下であるので、環状凸部７における第１凹曲面部１、及び該第１凹曲面部１よりも下方（缶軸方向に沿う缶１０の外側）に位置する部分（第２凸曲面部１２）において、缶底４の板厚が減肉され過ぎたり破断するようなことが防止される。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、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、前述の実施形態では、缶１０が、缶胴３の開口端部に缶蓋を巻締めた２ピース缶であるとしたが、これに限定されるものではない。すなわち本発明は、缶胴の開口端部が、該開口端部以外の部位よりも縮径されているとともに、この開口端部にキャップが螺着されたボトル缶に対しても適用可能である。

また、曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２、及び、距離ｈ、ｄは、前述の実施形態で説明した各数値範囲に限定されるものではない。

その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１ 第１凹曲面部
２ 第２凹曲面部
３ 缶胴
４ 缶底
５ ドーム部
７ 環状凸部
１０ 缶
１３ ノーズ部（環状凸部における缶軸方向に沿う缶の外側の端縁）
１４ 内周壁
１６ ドームトップ
１７ テーパ部
ｄ 距離
ｈ 距離
Ｒ１ 第１凹曲面部の曲率半径
Ｒ２ 第２凹曲面部の曲率半径

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、缶胴と、缶底と、を有する缶であって、前記缶底には、缶軸方向に沿う当該缶の内側へ向けて凹むドーム部と、前記ドーム部の外周縁部に連なり、前記缶軸方向に沿う当該缶の外側へ向けて突出するとともに缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部と、が形成され、前記環状凸部のうち、前記ドーム部に連なる内周壁には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部が形成され、前記縦断面視で、前記ドーム部には、缶軸上に位置するドームトップと、前記ドームトップの前記径方向の外側に接続し、該ドームトップよりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部と、前記ドーム部の外周縁部に配置され、前記第１凹曲面部と前記第２凹曲面部とを接続するとともに、前記第１凹曲面部及び前記第２凹曲面部に接する直線状をなすテーパ部と、が形成され、前記環状凸部は、前記内周壁の径方向外側に隣接配置される外周壁を備え、前記縦断面視において、前記外周壁の前記缶軸方向に沿う前記缶底側の下端部は、凸曲線状をなす第１凸曲面部とされており、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第１凸曲面部の曲率半径は、１．８〜２．３ｍｍであることを特徴とする。

以上より本発明によれば、缶重量の削減を図って缶の板厚を薄肉化しつつも、缶底の強度を十分に高めることが可能になる。またこれにより、缶の生産性を安定して高めることができ、かつ、品質を良好に維持することができる。
また、本発明の缶において、前記内周壁は、前記第１凹曲面部よりも前記缶軸方向に沿う当該缶の外側に位置する第２凸曲面部を有し、前記縦断面視で、前記第２凸曲面部は、径方向内側へ向けて凸となる曲線状をなしており、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第２凸曲面部の曲率半径は、０．８〜１．０ｍｍであることとしてもよい。
また、本発明の缶において、前記内周壁は、前記第１凹曲面部よりも前記缶軸方向に沿う当該缶の外側に位置する第２凸曲面部を有し、前記縦断面視で、前記第２凸曲面部は、径方向内側へ向けて凸となる曲線状をなしており、前記縦断面視で、前記第１凹曲面部と前記第２凸曲面部は、互いの接続部分において共通の接線を有するように、滑らかに連なっていることとしてもよい。
また、本発明の缶において、前記外周壁は、前記缶軸方向に沿う前記缶胴の開口端部側の上端部が凸曲面状をなしており、前記上端部と前記第１凸曲面部との間に位置する中間部が凹曲面状をなしており、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記中間部の曲率半径は、前記上端部の曲率半径よりも大きくされていることとしてもよい。
また、本発明の缶において、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第１凸曲面部の曲率半径の中心を円中心とし前記第１凸曲面部が円周の一部とされる仮想円の内部に、当該缶の外面における前記第１凹曲面部の曲率半径の中心があることとしてもよい。
また、本発明の缶において、前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第１凸曲面部の曲率半径の中心を円中心とし前記第１凸曲面部が円周の一部とされる仮想円と、当該缶の外面における前記第２凹曲面部の曲率半径の中心を円中心とし前記第２凹曲面部が円周の一部とされる仮想円とが、互いに重なることとしてもよい。

Claims (5)

1. 缶胴と、缶底と、を有する缶であって、
   前記缶底には、
   缶軸方向に沿う当該缶の内側へ向けて凹むドーム部と、
   前記ドーム部の外周縁部に連なり、前記缶軸方向に沿う当該缶の外側へ向けて突出するとともに缶軸回りの周方向に沿って延びる環状凸部と、が形成され、
   前記環状凸部のうち、前記ドーム部に連なる内周壁には、前記缶軸方向に沿う縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部が形成され、
   前記縦断面視で、前記ドーム部には、
   缶軸上に位置するドームトップと、
   前記ドームトップの前記径方向の外側に接続し、該ドームトップよりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部と、
   前記ドーム部の外周縁部に配置され、前記第１凹曲面部と前記第２凹曲面部とを接続するとともに、前記第１凹曲面部及び前記第２凹曲面部に接する直線状をなすテーパ部と、が形成されることを特徴とする缶。
2. 請求項１に記載の缶であって、
   前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第１凹曲面部の曲率半径が、０．８〜１．２ｍｍであることを特徴とする缶。
3. 請求項１又は２に記載の缶であって、
   前記縦断面視で、当該缶の外面における前記第２凹曲面部の曲率半径が、３．０〜５．０ｍｍであることを特徴とする缶。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の缶であって、
   前記縦断面視で、
   前記第１凹曲面部の曲率半径の中心と、
   前記環状凸部における前記缶軸方向に沿う当該缶の外側の端縁と、の間の前記缶軸方向の距離が、２．０〜２．８ｍｍであることを特徴とする缶。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の缶であって、
   前記縦断面視で、当該缶の外面のうち、
   前記第１凹曲面部における最も前記径方向の外側に位置する部分と、
   前記環状凸部における前記第１凹曲面部よりも前記缶軸方向に沿う当該缶の外側に位置する部分の、最も前記径方向の内側に位置する部分と、の間の前記径方向の距離が、０．８〜１．４ｍｍであることを特徴とする缶。

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