JP2021046227A - 缶体および製品缶 - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉化されても胴切れを生じることのない缶体を提供する。【解決手段】缶軸Ｃを中心とした有底円筒状の缶本体１を有して、缶本体１は、缶底部３と、この缶底部３の外周から缶軸Ｃ方向上端側に延びる缶軸Ｃを中心とした円筒状の缶胴部２とを備え、缶胴部２の外径が５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内、缶高さが１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内であり、缶胴部２は、缶底部３側のウォール部２ｂのウォール厚ｔ１よりも上端開口部２ａ側のフランジ部２ｃのフランジ厚ｔ２が厚くされ、缶胴部２の上端開口部２ａから缶軸Ｃ方向下端側に７ｍｍの位置におけるフランジ厚ｔ２と、缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に７９ｍｍの位置におけるウォール厚ｔ１との差である缶体段差ｔ２−ｔ１が６０μｍ以下である。【選択図】図３

Description

本発明は、缶底部と、この缶底部の外周から缶軸方向上端側に延びる缶軸を中心とした円筒状の缶胴部とを備えた缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を有する缶体、およびこのような缶体から成形された有底円筒体の製品缶本体と、この製品缶本体の上端開口部に巻き締められて取り付けられる缶軸を中心とした円盤状の蓋体とを有する製品缶に関するものである。

このような缶体および製品缶として、例えば特許文献１には、有底円筒状をなす缶本体と、この缶本体の開口部に巻き締められ、飲み口予定部が設けられた缶蓋とを備えた缶体（飲料缶）であって、缶本体は、缶軸に沿って延在する円筒状をなす缶胴部と、この缶胴部の缶軸方向下端側に設けられた缶底部と、前記缶胴部の缶軸方向上端側に連接されるとともに缶軸方向上方に向かうに従い漸次縮径されるネッキング部とを備えたものが記載されている。

ここで、この特許文献１に記載された缶体および製品缶では、缶胴部の外径が５５ｍｍ以上６０ｍｍ以下の範囲とされ、缶蓋のシーミングパネルの上端からネッキング部の下端までの缶軸方向高さが９ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内とされ、缶胴部の外径とネッキング部の最小外径との差が６ｍｍ以上８ｍｍ以下の範囲内とされている。また、缶本体の缶軸方向高さは１２０ｍｍ以上１９０ｍｍ以下の範囲内とされている。

このような缶体は、まずカッピングプレス機によるカッピングプレス工程において、金属板を円板状に打ち抜いて絞り加工を施すことにより深さの浅いカップ状素材を成形することから製造される。次に、このカップ状素材にＤＩプレス機によるＤＩプレス工程においてパンチによって再絞りおよびしごき加工を施して缶軸方向に延伸することにより、上述のような有底円筒状の缶体が成形される。

また、このような缶体では、缶胴部の外径（直径）が一定外径とされる一方、この缶胴部の缶底部側は肉厚が薄くされた薄肉部であるウォール部とされるとともに、缶底部とは反対の上端開口部側の部分はウォール部よりも肉厚とされたフランジ部とされたものが知られている。例えば、特許文献２には、ボトル缶に製造される缶体であって、金属板の元板厚が０．３４５ｍｍ〜０．３９０ｍｍではあるものの、フランジ部の肉厚（フランジ厚）とウォール部の肉厚（ウォール厚）との段差を０．１１０ｍｍ以下としたＤＩ缶が記載されている。

ここで、このような厚さの異なるウォール部とフランジ部とを缶胴部に形成するには、上述のようにＤＩプレス機において複数のしごきダイスとの間でしごき加工を行うパンチの外表面のフランジ部と対応する位置に、ウォール部とフランジ部との肉厚の差（段差）を考慮した深さの凹部を形成すればよい。

特開２０１６−００５９６７号公報 特開２０１８−１３１２６１号公報

ところで、近年では、このような缶体や製品缶を形成する金属材料の省資源化や材料製造の際の省エネルギー化のために缶本体や蓋体のさらなる薄肉化が強く求められている。例えば、アルミニウム合金製の缶体の場合には、板厚が０．２３０ｍｍ〜０．３００ｍｍ程度のアルミニウム合金よりなる板材からカップ状素材を絞り加工によって成形して缶本体を製造するようなことも要求されている。

しかしながら、特にこのように薄肉化された缶体において、上述のように缶胴部の缶底部側は肉厚が薄くされた薄肉部であるウォール部とされるとともに、缶底部とは反対の上端開口部側の部分はウォール部よりも肉厚とされたフランジ部とされていて、フランジ厚とウォール厚との段差が大きいと、ＤＩプレス成形機においてパンチとしごきダイスとの間でしごき加工を行う際に、缶胴部に破断が生じる、いわゆる胴切れという現象が発生し易くなる。

そして、ひとたびこのような胴切れが発生すると、ＤＩプレス成形機内に破断した缶本体が残ってしまうため、一旦ＤＩプレス成形機による成形作業を中断して破断した缶本体を取り除かなければならない。このため、缶本体の生産性、ひいては製品缶の生産性も著しく低下することが避けられない。

本発明は、このような背景の下になされたもので、薄肉化されても胴切れを生じるのを抑制することが可能な缶体、およびこのような缶体から成形された有底円筒体の製品缶本体と蓋体とを有する製品缶を提供することを目的としている。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の缶体は、缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を有して、上記缶本体は、缶底部と、この缶底部の外周から上記缶軸方向上端側に延びる該缶軸を中心とした円筒状の缶胴部とを備え、上記缶胴部の外径が直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内であり、上記缶底部の缶底から上記缶胴部の上端開口部までの缶高さが１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内である缶体であって、上記缶胴部は、上記缶底部側のウォール部の厚さよりも上記上端開口部側のフランジ部の厚さが厚くされており、上記缶胴部の上端開口部から上記缶軸方向下端側に７ｍｍの位置における上記フランジ部の厚さであるフランジ厚と、上記缶底から上記缶軸方向上端側に７９ｍｍの位置における上記ウォール部の厚さであるウォール厚との差である缶体段差が６０μｍ以下であることを特徴とする。

また、本発明の製品缶は、缶軸を中心とした有底円筒状の製品缶本体と、この製品缶本体の上端開口部に巻き締められて取り付けられる上記缶軸を中心とした円盤状の蓋体とを有して、上記製品缶本体は、缶底部と、この缶底部の外周から上記缶軸方向上端側に延びる該缶軸を中心とした円筒状の缶胴部とを備え、上記缶胴部の外径が直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内であり、上記缶底部の缶底から上記蓋体の上端部までの製品缶高さが１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内である製品缶であって、上記缶胴部は、上記缶底部側のウォール部の厚さよりも上記上端開口部側のフランジ部の厚さが厚くされるとともに、このフランジ部の上記上端開口部側には、上記缶軸方向上端側に向かうに従い縮径させられた肩部と、この肩部の上端に連なる上記缶軸を中心とした円筒状の首部と、この首部の上端に連なり上記缶軸方向上端側に向かうに従い拡径させられた巻き締め部とが形成されて、この巻き締め部に上記蓋体が巻き締められて取り付けられており、上記蓋体の上端部から上記缶軸方向下端側に４ｍｍの位置における上記フランジ部の厚さであるフランジ厚と、上記缶底から上記缶軸方向上端側に７９ｍｍの高さの位置における上記ウォール部の厚さであるウォール厚との差である製品缶段差が７４μｍ以下であることを特徴とするものである。

このように構成された缶体および製品缶では、缶体においてはフランジ厚とウォール厚との差である缶体段差が６０μｍ以下とされるとともに、製品缶においてはフランジ厚とウォール厚との差である製品缶段差が７４μｍ以下とされており、いずれもフランジ厚がウォール厚よりも厚くされているものの、段差が小さく設定されている。

このため、ＤＩプレス機において複数のしごきダイスとの間でしごき加工を行うパンチの外表面の凹部の段差も小さくすることができるので、板厚の薄い金属板から缶本体を成形する場合でも、この段差に引っ掛かって缶本体に破断が生じるのを抑制することができる。従って、ＤＩプレス成形機による成形作業が胴切れによって中断するのを抑えることができ、缶体および製品缶の生産性の向上を図ることが可能となる。

ここで、上記缶体において缶本体の缶胴部の上記フランジ厚と上記ウォール厚との差である缶体段差が６０μｍを上回ると、缶本体に胴切れが発生し易くなってしまう。また、上記製品缶においては、上述のような缶体の缶本体のフランジ部にネッキング加工が施されて上記肩部と首部、および巻き締め部が成形されるが、このネッキング加工によってフランジ部が縮径されることにより、フランジ部の厚さは厚くなる。従って、製品缶においては、缶体段差よりも大きい７４μｍ以下の製品缶段差であれば、缶体において胴切れが防止されていたとみなすことができる。

一方、このような缶体および製品缶においては、ＤＩプレス成形機の上記パンチおよびしごきダイスにより、上記缶底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成される。この缶底部の形状、寸法は、缶体の缶本体と製品缶の製品缶本体とで変わることはない。

そこで、このような缶底部において、上記ドーム部から上記缶軸方向下端側に突出する上記環状凸部の内壁部が、上記缶軸に沿った断面において上記缶本体または製品缶本体の内周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かって直線状に傾斜して延びるカウンター部とされている場合には、このカウンター部が上記断面において上記缶軸に平行な直線に対してなすカウンター角度は４°〜７°の範囲内とされていることが望ましい。

このカウンター角度が７°よりも大きいと、カウンター部が缶軸に対して大きな角度で傾斜することになるので、缶底部の耐圧強度が損なわれるおそれがある。また、逆に、このカウンター角度が４°よりも小さいと、カウンター部が缶軸に平行に近くなり、ＤＩプレス成形機の上記パンチとしごきダイスのカウンター部を成形する部分がカップ状素材の底面部に垂直に切り込まれるような成形状態となって、缶底部に亀裂が生じるおそれがある。

なお、このような本発明の缶体および製品缶は、上述したように省資源化や省エネルギー化のために薄肉化された缶本体および製品缶本体を備えたものに適用されるのが望ましい。ここで、このような缶体の缶本体や製品缶本体においては、缶底部のドーム部における缶軸上の厚さが、缶本体に成形される前の金属材料よりなる板材の厚さ（板厚）に略等しい。

そこで、上記缶底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さは、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされていることが望ましい。このドーム部における缶軸上の厚さが０．２７０ｍｍを下回ると、缶本体に必要な耐圧強度を確保することができなくなるおそれがあり、逆に０．２８５ｍｍを上回ると、十分な省資源化や省エネルギー化を図ることができなくなるおそれがある。

以上、説明したように、本発明によれば、薄肉化された缶体および製品缶であっても、フランジ部とウォール部との段差によって胴切れが発生するのを抑えることができ、胴切れによってＤＩプレス成形機による成形作業が中断されるのを抑制して、缶体および製品缶の生産性の向上を図ることができる。

本発明の缶体の一実施形態を示す缶軸に沿った断面図である。 図１に示す実施形態および図４に示す実施形態の製品缶の缶底部（図１におけるＡ部分）を示す拡大部分断面図である。 図１に示す実施形態の缶胴部の概略を示す部分断面図である（ただし、説明のため、フランジ部の厚さは大きく示されている。）。 図１に示す実施形態のフランジ部に肩部、首部、および巻き締め部を成形した状態を示す缶軸に沿った断面図である。 図４に示す缶体の巻き締め部に蓋体を取り付けた本発明の製品缶の一実施形態を示す側面図である。 図５に示す実施形態の巻き締め部を示す図５におけるＢ部分の拡大断面図である。

図１〜図３は、本発明の缶体の一実施形態を示すものであり（ただし、図２は、本発明の製品缶の一実施形態とも共通している。）、図４は、この一実施形態の缶体のフランジ部に肩部、首部、および巻き締め部を成形した状態を示すものである。また、図５および図６は、この図４に示す缶体の巻き締め部に蓋体を巻き締めて取り付けた本発明の製品缶の一実施形態を示すものである。

本実施形態の缶体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料によって形成された図１に示すような缶軸Ｃを中心とする有底円筒状の缶本体１を備えている。すなわち、この缶本体１は、缶軸Ｃを中心とする概略円筒状の缶胴部２と、この缶胴部２の下端側（図１〜図３において下側。）の開口部を閉塞する概略円盤状の缶底部３とが一体に形成されて構成されている。

このうち、缶本体１の缶底部３には、該缶底部３の中央部に、缶軸Ｃ方向の上端側（図１〜図３において上側）に向けて凹む凹曲面状のドーム部４が形成されるとともに、このドーム部４の外周側には、缶軸Ｃ方向の下端側に突出した後に缶軸Ｃに対する径方向外周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向の上端側に向かう環状凸部５が缶軸Ｃ回りの周方向に連続して形成されている。ここで、本実施形態においては、この缶本体１の缶底部３のドーム部４における上記缶軸Ｃ上の厚さｔ０は、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされている。

また、上記ドーム部４から缶軸Ｃ方向の下端側に突出する上記環状凸部５の内壁部は、缶軸Ｃに沿った断面において図２に示すように缶本体１の内周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向の上端側に向かって直線状に傾斜して延びるカウンター部５ａとされている。そして、このカウンター部５ａが缶軸Ｃに沿った上記断面において缶軸Ｃに平行な直線Ｌに対してなすカウンター角度θは、本実施形態では４°〜７°の範囲内とされている。

一方、缶胴部２は、外径Ｄが直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内の一定の大きさとされている。また、上記缶底部３の環状凸部５の缶底５ｂ（環状凸部５の最も缶軸Ｃ方向下端側に突出した位置）から缶軸Ｃ方向に缶胴部２の上端開口部２ａまでの缶高さＨ１は、１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内一定の大きさとされており、本実施形態では１５７．４ｍｍとされている。

さらに、この缶胴部２は、上記缶底部３側がウォール部２ｂとされるとともに、上端開口部２ａ側がフランジ部２ｃとされており、ウォール部２ｂの缶軸Ｃに対する径方向の厚さであるウォール厚ｔ１よりも、フランジ部２ｃの缶軸Ｃに対する径方向の厚さであるフランジ厚ｔ２が厚くされていて、ウォール部２ｂとフランジ部２ｃとの間に缶本体１の段差である缶体段差部２ｄが形成されている。

ここで、上記ウォール部２ｂは、上記缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に１３２．０ｍｍ（缶胴部２と缶底部３との境界から缶軸Ｃ方向上端側に１０６．０ｍｍ）までの範囲内に形成されるとともに、上記フランジ部２ｃは、上記上端開口部２ａから缶軸Ｃ方向下端側に１５．４ｍｍまでの範囲内に形成され、これらウォール部２ｂとフランジ部２ｃとの間の１０．０ｍｍの範囲内に上記缶体段差部２ｄが形成される。

そして、フランジ部２ｃのフランジ厚ｔ２とウォール部２ｂのウォール厚ｔ１との缶体段差ｔ２−ｔ１は、６０μｍ以下とされている。なお、このフランジ部２ｃのフランジ厚ｔ２とウォール部２ｂのウォール厚ｔ１との缶体段差ｔ２−ｔ１は、５０μｍ以上とされるのが望ましい。

ここで、本実施形態では、缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に７９ｍｍの高さｈ１の位置において周方向に等間隔に８点の厚さを測定して、その平均値をウォール厚ｔ１としている。このときのウォール厚ｔ１のばらつきは±７μｍであるのが望ましい。また、本実施形態では、缶胴部２の上端開口部２ａから缶軸Ｃ方向下端側に７ｍｍの位置である缶底５ｂからの高さｈ２の位置において周方向に等間隔に８点の厚さを測定して、その平均値をフランジ厚ｔ２としている。このときのフランジ厚ｔ２のばらつきは±１０μｍであるのが望ましい。

このように成形された缶体は、必要に応じて上端開口部２ａがトリミングされて所定の上記缶高さＨ１に調整された後、図４に示すようにネッキング加工において上記フランジ部２ｃが縮径させられることにより上端開口部２ａに向かうに従い縮径させられて肩部６が成形されるとともに、この肩部６の上端に連なるように缶軸Ｃを中心とした円筒状の首部７が成形される。さらに、この首部７から上端開口部２ａは缶軸Ｃ方向上端側に向かうに従い缶軸Ｃに沿った断面において曲線状に拡径させられて、首部７の上端に連なる巻き締め部８が成形される。

こうして成形された缶体には、飲料等の内容物が充填された後、図５および図６に示すように上記巻き締め部８に図示されないプルタブが備えられた蓋体９が巻き締められて取り付けられ、本発明の製品缶（充填済缶）の一実施形態に製造される。すなわち、この製品缶の一実施形態も、缶軸Ｃを中心とした有底円筒状の製品缶本体１０と、この製品缶本体１０の上端開口部に巻き締められて取り付けられる缶軸Ｃを中心とした円盤状の上記蓋体９とを有している。

また、この製品缶本体１０も、上記缶体の缶本体１と同様の缶底部３と、この缶底部３の外周から缶軸Ｃ方向上端側に延びる肩部６、首部７、巻き締め部８、および蓋体９を除いて缶軸Ｃを中心とした略円筒状の缶胴部２とを備えている。ここで、缶胴部２の外径は缶本体１と同じく直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内であり、缶底部３の缶底５ｂから蓋体９の上端部９ａまでの製品缶の缶高さＨ２は、１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内であって、本実施形態では１５５．６ｍｍであり、缶体の缶高さＨ１よりは僅かに低くされている。

ここで、この製品缶の製品缶本体１０におけるウォール部２ｂのウォール厚ｔ３は缶本体１のウォール厚ｔ１と略等しい。一方、上記ネッキング工程においてフランジ部２ｃが縮径されて肩部６および首部７が成形されることにより、この製品缶の製品缶本体１０の肩部６および首部７におけるフランジ部２ｅのフランジ厚ｔ４は、缶体の缶本体１におけるフランジ部２ｃのフランジ厚ｔ２よりも厚くなる。

そして、この製品缶本体１０におけるフランジ部２ｅのフランジ厚ｔ４とウォール部２ｂのウォール厚ｔ３との製品缶段差ｔ４−ｔ３は、７４μｍ以下とされている。なお、この製品缶の製品缶本体１０におけるフランジ部２ｅのフランジ厚ｔ４とウォール部２ｂのウォール厚ｔ３との製品缶段差ｔ４−ｔ３は、６０μｍ以上とされるのが望ましい。

ここで、本実施形態の製品缶においても、ウォール部２ｂのウォール厚ｔ３は、缶体と同じく缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に７９ｍｍの高さｈ１の位置において周方向に等間隔に８点の缶胴部２の厚さを測定して、その平均値をウォール厚ｔ３としている。このときのウォール厚ｔ３のばらつきは±７μｍ以内であるのが望ましい。

また、本実施形態の製品缶においては、フランジ部２ｅのフランジ厚ｔ３は、図６に示すように蓋体９の上端部９ａから缶軸Ｃ方向下端側に４ｍｍの高さｈ３の位置において周方向に等間隔に８点の厚さを測定して、その平均値をフランジ厚ｔ４としている。この高さｈ３の位置は、上記首部７の位置に略相当する。なお、このときのフランジ厚ｔ４のばらつきは±１０μｍ以内であるのが望ましい。

さらに、この製品缶において、缶底部３の形状や寸法は、缶体と略変わることがない。従って、本実施形態の製品缶においても、缶底部３のドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さｔ０は、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされるとともに、カウンター部５ａが缶軸Ｃに沿った断面において缶軸Ｃに平行な直線Ｌに対してなすカウンター角度θも、４°〜７°の範囲内とされる。

このように構成された缶体および製品缶では、缶体においては缶本体１のフランジ厚ｔ２とウォール厚ｔ１との差である缶体段差ｔ２−ｔ１が６０μｍ以下とされるとともに、製品缶においては製品缶本体１０のフランジ厚ｔ４とウォール厚ｔ３との差である製品缶段差ｔ４−ｔ３が７４μｍ以下とされており、いずれもフランジ厚ｔ２、ｔ４がウォール厚ｔ１、ｔ３よりも厚くされているものの、缶体段差ｔ２−ｔ１や製品缶段差ｔ４−ｔ３が小さく設定されている。

このため、ＤＩプレス機において複数のしごきダイスとの間でしごき加工を行うパンチの外表面の凹部の段差も小さくすることができるので、板厚の薄い金属板から缶本体１を成形する場合でも、この段差に引っ掛かって缶本体１に破断が生じて胴切れが発生するのを抑えることができる。従って、ＤＩプレス成形機による成形作業が胴切れによって中断するのを抑制することができるので、缶体の生産性の向上を図ることができ、ひいては製品缶の生産性の向上も図ることが可能となる。

ここで、缶体において缶本体１の缶胴部２のフランジ厚ｔ２とウォール厚ｔ１との差である缶体段差ｔ２−ｔ１が６０μｍを上回ると、缶本体１に胴切れが発生し易くなってしまう。また、製品缶においては、上述のように缶体の缶本体１のフランジ部２ｃにネッキング加工が施されてフランジ部２ｃが縮径されることにより、フランジ厚ｔ４は厚くなるので、缶体段差ｔ２−ｔ１よりも大きい７４μｍ以下の製品缶段差ｔ４−ｔ３であれば、缶体のＤＩプレス成形機によるＤＩプレス工程において胴切れが防止されていたとすることができる。

一方、このような缶体および製品缶では、ＤＩプレス成形機のパンチおよびしごきダイスにより、上述のように缶本体１および製品缶本体１０の缶底部３には、その中央部に缶軸Ｃ方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部４が形成されるとともに、このドーム部４の外周側には、缶軸Ｃ方向下端側に突出した後に缶軸Ｃに対する径方向外周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向上端側に向かう環状凸部５が缶軸Ｃ回りの周方向に連続して形成されている。ここで、この缶底部３の形状、寸法は、上述のように缶本体１と製品缶本体１０とで略変わることはない。

そして、本実施形態の缶体および製品缶では、このような缶底部３におけるドーム部４から缶軸Ｃ方向下端側に突出する環状凸部５の内壁部が、缶軸Ｃに沿った断面において缶本体１または製品缶本体１０の内周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向上端側に向かって直線状に傾斜して延びるカウンター部５ａとされており、このカウンター部５ａが上記断面において缶軸Ｃに平行な直線Ｌに対してなすカウンター角度θが４°〜７°の範囲内とされている。

このため、本実施形態によれば、缶底部３の耐圧強度を確保しつつ、ＤＩプレス工程において缶底部３に亀裂が生じて缶体および製品缶の生産性が損なわれるのを避けることができる。すなわち、このカウンター角度θが７°よりも大きいと、カウンター部５ａが缶軸Ｃに対して大きな角度で傾斜して、缶底部３の耐圧強度が損なわれるおそれがある。

一方、逆に、このカウンター角度θが４°よりも小さいと、カウンター部５ａが缶軸Ｃに平行に近くなり、ＤＩプレス成形機のパンチとしごきダイスのカウンター部５ａを成形する部分がカップ状素材の底面部に垂直に切り込まれるような成形状態となって、缶底部３に亀裂が生じるおそれがある。

また、本実施形態では、この缶底部３のドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さｔ０が、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされており、このドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さｔ０は、缶体に成形される金属板の板厚と略等しいので、より薄い金属板から缶体および製品缶を成形することができる。このため、本実施形態によれば、缶体や製品缶を形成する金属材料の省資源化やこのような材料製造の際の省エネルギー化を図ることができる。

ここで、このドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さｔ０が０．２７０ｍｍを下回るほど薄いと、缶本体１に必要な耐圧強度を確保することができなくなるおそれがあり、製品缶本体１０においても耐圧強度が不足するおそれがある。一方、逆に、このドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さｔ０が０．２８５ｍｍを上回るほど厚いと、缶体や製品缶に成形される金属板の板厚も厚くなって十分な省資源化や省エネルギー化を図ることができなくなるおそれがある。

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。本実施例では、アルミニウム合金材よりなる板厚０．２８５ｍｍで材料強度２７ｋ材、２６ｋ材、２５ｋ材と変化させた３種の金属板から、７種の缶体の缶本体１をＤＩプレス成形機によって１００万缶ずつ成形し、上述した測定手法によりフランジ厚ｔ２およびウォール厚ｔ１を測定して缶体段差ｔ２−ｔ１を計算した。これらを、実施例１〜７として表１にカウンター角度とともに示す。なお、実施例１〜３と実施例４〜６と実施例７とでは、カウンター角度が異なっている。

次いで、これらの缶体にネッキング加工によって肩部６および首部７と成形するとともに巻き締め部８を成形して蓋体９を巻き締めて取り付けることにより製品缶の製品缶本体１０を製造し、同じく上述した測定手法によってフランジ厚ｔ４およびウォール厚ｔ３を測定して製品缶段差ｔ４−ｔ３を計算した。さらに、これらの製品缶の落下耐圧強度とコラム強度とをシミュレーションで計算するとともに実測値を測定した。この結果も表１に併せて示す。

また、これら実施例１〜７に対する比較例として、アルミニウム合金材よりなる板厚０．２８５ｍｍで材料強度を実施例１〜６と同じく変化させた３種の金属板から、３種の缶体の缶本体をＤＩプレス成形機によって１００万缶ずつ成形し、同様にフランジ厚ｔ２およびウォール厚ｔ１を測定して缶体段差ｔ２−ｔ１を計算した。

さらに、これらの比較例においても、成形できた缶本体に蓋体９を取り付けて製品缶の製品缶本体１０を製造し、同じくフランジ厚ｔ４およびウォール厚ｔ３を測定して製品缶段差ｔ４−ｔ３を計算した。また、これらの比較例においても、製品缶の落下耐圧強度とコラム強度とをシミュレーションで計算するとともに実測値を測定した。この結果も比較例１〜３として表１に併せて示す。

なお、耐圧強度の欄に比率とあるのは、比較例１の結果を１００％としたときの比率である。また、実施例および比較例において、製品缶におけるフランジ厚ｔ４およびウォール厚ｔ３が缶体のフランジ厚ｔ２およびウォール厚ｔ１よりも厚くなっているのは、塗装の厚みも含んでいる。

このとき、実施例１〜７の缶体では、ＤＩプレス成形機による成形の際には１００万缶のうち５缶にしか胴切れが発生することはなかった。これに対して、比較例１の缶体では、１００万缶のうち５０缶において胴切れが発生し、また比較例２の缶体では、１００万缶のうち５００缶以上において胴切れが発生し、さらに比較例３の缶体でも、１００万缶のうち５００缶以上において胴切れが発生した。また、成形できた缶体から製造した製品缶においても、比較例３では耐圧強度やコラム強度が実施例１〜７や比較例１、２と比べて小さかった。なお、これら実施例１〜６および比較例１〜３では、缶底部３に亀裂が発生することはなかった。

次に、実施例３、６、７と同じく材料強度２５ｋ材の板厚０．２８５ｍｍのアルミニウム合金材よりなる金属板から実施例３、６、７と同じフランジ厚ｔ２、ウォール厚ｔ１、缶体段差ｔ２−ｔ１を有し、ただしカウンター角度が異なる４種の缶体を実施例３、６、７と同数成形した。

さらに、こうして成形することができた缶体にネッキング加工によって肩部６および首部７と成形するとともに巻き締め部８を成形して蓋体９を巻き締めて取り付けることにより製品缶の製品缶本体１０を製造した。この製品缶本体１０においてもフランジ厚ｔ４、ウォール厚ｔ３を測定するとともに製品缶段差ｔ４−ｔ３を計算し、製品缶の落下耐圧強度とコラム強度とをシミュレーションで計算するとともに実測値を測定した。この結果を比較例１１〜１４として表２に示す。

これら比較例１１〜１４のうち、比較例１１、１２では、カウンター角度が７°よりも大きく、カウンター部５ａが缶軸Ｃに対して大きな角度で傾斜しているため、シミュレーションにおいて耐圧強度が小さかった。また、比較例１３、１４においては、成形できた缶体から製造した製品缶では、耐圧強度、コラム強度を確保することができたものの、カウンター角度が４°よりも小さかったため、缶体のＤＩプレス成形機による成形の際にそれぞれ１００万缶のうち１缶で缶底部３に亀裂が発生していた。缶底部３に亀裂が発生する製品缶は機能欠陥となる不良品であるため、１缶でも市場に流通させることはできない。

１ 缶本体
２ 缶胴部
２ａ 缶胴部２の上端開口部
２ｂ 缶体および製品缶のウォール部
２ｃ 缶体のフランジ部
２ｄ 缶体段差部
２ｅ 製品缶のフランジ部
３ 缶底部
４ ドーム部
５ 環状凸部
５ａ カウンター部
５ｂ 缶底
６ 肩部
７ 首部
８ 巻き締め部
９ 蓋体
９ａ 蓋体９の上端部
１０ 製品缶本体
Ｃ 缶軸
Ｄ 缶胴部２の外径
Ｈ１ 缶体の缶高さ
Ｈ２ 製品缶の缶高さ
ｈ１ 缶体および製品缶における缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に７９ｍｍの高さ
ｈ２ 缶体における缶底５ｂから缶軸Ｃ方向上端側に１５０ｍｍの高さ
ｈ３ 蓋体９の上端部９ａから缶軸Ｃ方向下端側に４ｍｍの高さ
ｔ０ 缶底部３のドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さ
ｔ１ 缶体におけるウォール厚
ｔ２ 缶体におけるフランジ厚
ｔ３ 製品缶におけるウォール厚
ｔ４ 製品缶におけるフランジ厚
Ｌ 缶軸Ｃに平行な直線
θ カウンター角度

Claims (6)

1. 缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を有して、
   上記缶本体は、缶底部と、この缶底部の外周から上記缶軸方向上端側に延びる該缶軸を中心とした円筒状の缶胴部とを備え、
   上記缶胴部の外径が直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内であり、上記缶底部の缶底から上記缶胴部の上端開口部までの缶高さが１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内である缶体であって、
   上記缶胴部は、上記缶底部側のウォール部の厚さよりも上記上端開口部側のフランジ部の厚さが厚くされており、
   上記缶胴部の上端開口部から上記缶軸方向下端側に７ｍｍの位置における上記フランジ部の厚さであるフランジ厚と、上記缶底から上記缶軸方向上端側に７９ｍｍの位置における上記ウォール部の厚さであるウォール厚との差である缶体段差が６０μｍ以下であることを特徴とする缶体。
2. 上記缶底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
   上記ドーム部から上記缶軸方向下端側に突出する上記環状凸部の内壁部は、上記缶軸に沿った断面において上記缶本体の内周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かって直線状に傾斜して延びるカウンター部とされており、
   このカウンター部が上記断面において上記缶軸に平行な直線に対してなすカウンター角度が４°〜７°の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の缶体。
3. 上記缶底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
   上記缶底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さが、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の缶体。
4. 缶軸を中心とした有底円筒状の製品缶本体と、この製品缶本体の上端開口部に巻き締められて取り付けられる上記缶軸を中心とした円盤状の蓋体とを有して、
   上記製品缶本体は、缶底部と、この缶底部の外周から上記缶軸方向上端側に延びる該缶軸を中心とした円筒状の缶胴部とを備え、
   上記缶胴部の外径が直径で５５ｍｍ〜６０ｍｍの範囲内であり、上記缶底部の缶底から上記蓋体の上端部までの製品缶高さが１５０ｍｍ〜１９０ｍｍの範囲内である製品缶であって、
   上記缶胴部は、上記缶底部側のウォール部の厚さよりも上記上端開口部側のフランジ部の厚さが厚くされるとともに、
   このフランジ部の上記上端開口部側には、上記缶軸方向上端側に向かうに従い縮径させられた肩部と、この肩部の上端に連なる上記缶軸を中心とした円筒状の首部と、この首部の上端に連なり上記缶軸方向上端側に向かうに従い拡径させられた巻き締め部とが形成されて、この巻き締め部に上記蓋体が巻き締められて取り付けられており、
   上記蓋体の上端部から上記缶軸方向下端側に４ｍｍの位置における上記フランジ部の厚さであるフランジ厚と、上記缶底から上記缶軸方向上端側に７９ｍｍの高さの位置における上記ウォール部の厚さであるウォール厚との差である製品缶段差が７４μｍ以下であることを特徴とする製品缶。
5. 上記缶底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
   上記ドーム部から上記缶軸方向下端側に突出する上記環状凸部の内壁部は、上記缶軸に沿った断面において上記製品缶本体の内周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かって直線状に傾斜して延びるカウンター部とされており、
   このカウンター部が上記断面において上記缶軸に平行な直線に対してなすカウンター角度が４°〜７°の範囲内とされていることを特徴とする請求項４に記載の製品缶。
6. 上記缶底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
   上記缶底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さが、０．２７０ｍｍ〜０．２８５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の製品缶。

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