JP2022119588A - 缶蓋用シェル製造方法及び缶蓋用シェル製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パネル壁にクラックが生じることを抑制する。【解決手段】下型のダイコアリングと上型の圧力スリーブとの間で金属板を挟みながら第１湾曲部と第２湾曲部とを連続させた形状にチャック壁部を形成するとともに、下型のパネルポンチと上型のダイセンターとの間で金属板の中央部を挟持する際に、パネルポンチの第１屈曲面と、ダイセンターの第２屈曲面を有する環状凸部とによりダイコアリングとパネルポンチの第１屈曲面との間に形成された隙間に向けて押し込むように第１屈曲面と第２屈曲面とで金属板を折り曲げることにより金属板に凹みを形成し、その挟持状態を維持したまま、ダイコアリング及び圧力スリーブに対して相対的に上昇移動することで、隙間に凹みの部分を徐々に落とし込んで凹みの深さを徐々に大きくして環状凹部に形成してカウンターシンク部を形成し、該カウンターシンク部の内側にパネル部を形成する。【選択図】 図１

Description

本発明は、缶胴の開口端部に巻締められる缶蓋となる缶蓋用シェルの製造方法及び缶蓋用シェル製造装置に関する。

従来の飲料用缶蓋は、中央の円盤状のパネル部と、その外周部のカウンターシンク部と、さらにその外周にチャック壁部を介して連設されたカール部とを備えており、パネル部に開口部を形成するためのスコアが形成され、開口操作のためのタブが設けられる。また、近年では、薄肉化の要請に伴い、ほぼストレートテーパ形状のチャック壁部に代えて、縦断面を凹凸二つの湾曲部の連続形状とするチャック壁部とすることにより、パネル部の直径を小さくした形状も増えてきている。

例えば、特許文献１には、チャック壁が、その下側部分で半径方向内方に向けて凸となる湾曲部と、上側部分で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる湾曲部を連続させた形状に形成されている。この場合、全体直径が（Ｄ４）＝約５６．８９６ｍｍの缶蓋と、（Ｄ８）＝５９．３６０ｍｍの缶蓋とが開示されている。当業者の公称径でいうと、前者が公称径２００、後者は公称径２０２である。
また、カウンターシンク部の外壁の内径が２００径で（Ｄ２）＝約４９．７０８ｍｍ、２０２径で（Ｄ６）＝４８．５１４ｍｍ、カウンターシンク部の内底面の曲率半径は２００径で約０．２５４ｍｍ、２０２径で約０．２２９～０．２７９ｍｍとされている。なお、板厚は、缶蓋に成形する前のブランクで約０．２１５９ｍｍとされている。なお、括弧内の符号は当該公報で用いられている符号である（特許文献２においても同様）。

一方、このような缶蓋を製造する方法として、特許文献２が開示されている。この特許文献２では、環状の外側の圧力スリーブ（５５）と、ダイのコアリング（９８）の上側部分（９９）との間でカップ部分（Ｃ）を挟持しつつ、この上側部分（９９）に形成された、傾斜したまたは円錐台状の表面（１５６）及び曲線状の環状の表面（１５８）と、内側の圧力スリーブ（８０）の対応表面（１４３，１４４）との間でチャック壁を形成している。また、ダイの中心ポンチ（６５）と円形のパネルポンチ（１１８）との間にカップ部分（Ｃ）の中央部分を挟持しつつ上下移動させることで、パネルポンチ（１１８）の外周部に形成した凹状の表面（１１６，１６８）により、カウンターシンクが形成される。

特許第４６４７２０７号公報 特許第５６４９１８９号公報

ところで、特許文献１に記載の缶蓋は、チャック壁が、その下側部分で半径方向内方に向けて凸となる湾曲部と、上側部分で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる湾曲部を連続させた形状に形成されているため、パネル部の平面径が小さく制限される。この場合、パネル部に加工されるスコアの縦方向の長さが短く制限され、注ぎ性が悪くなり、ボトル缶内の液残りが増加する。この点、パネル部の平面径を単に大きくすると、パネル部の外周部に連続するカウンターシンク部のパネル部側の壁部（以下、パネル壁という）に微小なクラックが生じる他、缶内圧が上昇してカウンターシンク部が反転するバックリング現象が生じた際に、パネル部の一部が持ち上がって角状に突出し、その角部の先端に亀裂が生じて、飲料物が噴出する不具合がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、パネル壁にクラックが生じることを抑制できる缶蓋用シェル製造方法及び缶蓋用シェル製造装置を提供することを目的とする。

本発明の缶蓋用シェル製造方法は、一組の上型と下型との間で金属板を挟むようにプレス成形することにより、中央の円盤状のパネル部と、その外周に連続し、上方に向けた環状凹部を形成するカウンターシンク部と、該カウンターシンク部の外周縁から上方に向かうにしたがって漸次拡径するチャック壁部と、該チャック壁部の外周縁から半径方向外方に広がるショルダー部と、該ショルダー部に連続し、外周縁部を半径方向内方に向けて折り返してなるカール形状部と、を備える缶蓋用シェルを製造する方法であって、
前記下型に、上面と側面とを連結する角部が外方に向けて凸となる第１屈曲面に形成されたパネルポンチと、該パネルポンチの半径方向外側に隙間をあけて設けられたダイコアリングとを用いるとともに、前記上型に、下端側外周部から前記下型の前記隙間に向けて突出し、先端部が前記下型に向けて凸となる第２屈曲面に形成された環状凸部を有するダイセンターと、該ダイセンターの半径方向外側の圧力スリーブとを用い、
前記ダイコアリングと前記圧力スリーブとの間で前記金属板を挟みながら、半径方向内方に向けて凸となる第１湾曲部と、その上方で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる第２湾曲部とを連続させた形状に前記チャック壁部を形成するとともに、
該チャック壁部の半径方向内側で、前記パネルポンチと前記ダイセンターとの間で前記金属板の中央部を挟持する際に、前記第１屈曲面と前記環状凸部の前記第２屈曲面とにより前記金属板を前記隙間に向けて押し込むように折り曲げることにより前記金属板に凹みを形成し、次いで、前記パネルポンチと前記ダイセンターとによる挟持状態を維持したまま、その外側で前記金属板を挟持している前記ダイコアリング及び前記圧力スリーブに対して前記パネルポンチと前記ダイセンターとを相対的に上昇移動することで、前記隙間に前記金属板の前記凹みの部分を徐々に落とし込んで前記凹みの深さを徐々に大きくして前記環状凹部に形成して前記第２湾曲部の内周縁に連続する前記カウンターシンク部を形成し、該カウンターシンク部の内側に前記パネル部を形成する。

ここで、従来の缶蓋用シェルの製造方法では、成形プロセスの過程で図９（ａ）に示す下死点から図９（ｂ）に示す上昇ストロークに転じる際に、カウンターシンク部となる部位の外接する金型上で、金属板９Ｊが極端に屈曲して屈曲点Ｐ１が形成される。その後、カウンターシンク部の成形が図９（ｃ）、図９（ｄ）に示すように進むと金属板９Ｊ上の屈曲点Ｐ１は直線状に戻される形となり、図９（ｄ）に示すように、カウンターシンク部のパネル側の位置（パネル壁）に屈曲点Ｐ２が移動する。このようにパネル壁に過度の加工硬化が蓄積された結果、微小なクラックを生じる。
この現象は、使用する金属板の板厚が薄いほど顕著であり、またダイコアリング３６Jの内径面とパネルポンチ３３Jの外径面の間隙が小さいほど顕著となる。

本発明では、金属板を挟持してチャック壁部を形成するとともに、パネルポンチの第１屈曲面と環状凸部の第２屈曲面とにより金属板を曲げることにより、カウンターシンク部の環状凹部となる凹みを第２屈曲面に沿わせるようにあらかじめ形成しておくことで、金属板に屈曲点を生じさせることなく、曲げ応力が集中する部位をなくすことができる。そして、その凹みを徐々に深くするように成形しているので、カウンターシンクのパネル壁に過度の加工硬化が生じることがない。これにより、パネル壁にクラックが生じることを抑制でき、バックリング現象が生じても飲料物が噴出することを抑制できる。

本発明の缶蓋用シェル製造装置は、一組の上型と下型との間で金属板を挟むようにプレス成形することにより、中央の円盤状のパネル部と、その外周部に連続し、上方に向けた環状凹部を形成するカウンターシンク部と、該カウンターシンク部の外周縁から上方に向かうにしたがって漸次拡径するチャック壁部と、該チャック壁部の外周縁から半径方向外方に広がるショルダー部と、該ショルダー部に連続し、外周縁部を半径方向内方に向けて折り返してなるカール部とを備える缶蓋用シェルを製造する装置であって、
前記上型と前記下型との中央部に、前記パネル部を成形するためのダイセンターとパネルポンチとが対向状態に設けられるとともに、これらダイセンターとパネルポンチとの外側に、半径方向内方に向けて凸となる第１湾曲部と、その上方で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる第２湾曲部とを連続させた形状の前記チャック壁部を形成する圧力スリーブとダイコアリングとが対向状態に設けられており、
前記パネルポンチの上面と側面とを連結する角部が外方に向けて凸となる第１屈曲面に形成されるとともに、前記ダイセンターの下端側外周部には、前記下型に向けて突出し、先端部が前記下型に向けて凸となり、かつ前記第１屈曲面よりも半径方向外方に位置する第２屈曲面を有する環状凸部が形成されており、前記ダイセンターの下端面から前記環状凸部の前記第２屈曲面の頂点までの高さが０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に設定されており、下側の前記ダイコアリングと前記パネルポンチとの間には隙間が形成され、前記環状凸部は前記隙間に対向状態で配置されている。

本発明によれば、パネル壁にクラックが生じることを抑制でき、これにより内圧上昇によりバックリング現象が生じたとしても、亀裂の発生を抑制し、液漏れを防止することができる。

本発明の一実施形態の缶蓋の要部を示す縦断面図である。 （ａ）に缶蓋用シェル、（ｂ）に缶蓋を示す縦断面図である。 本発明の缶蓋用シェル成形装置の実施形態の要部を示す縦断面図である。 図３の上型と下型との間で金属板を打ち抜いた状態を示す要部を拡大した断面図である。 図４の状態からさらに上型が下降し、外側圧力スリーブとダイコアリングとの間に金属板を挟持した状態を示す断面図である。 図５の状態からカール形状部を成形した状態を示す断面図である。 図６に示す状態からシェルの成形が完了した状態を示す断面図である。 図５から図６への変遷をさらに局部的に詳細に（ａ）から（ｄ）の順に示した拡大部である。 従来の缶蓋用シェルの製造工程におけるカウンターシンクとなる部位の近傍を局部的に詳細に（ａ）から（ｄ）の順に示した拡大部である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
まず、缶蓋１０となる前の缶蓋用シェル１について説明する。
この缶蓋用シェル１は、アルミニウム合金により、図１及び図２に示すように、その中央部分に配置される円板状をなすパネル部２と、パネル部２の外周縁からコーナー部３を介して連続し下方に向けた環状凹部４を形成するカウンターシンク部５と、カウンターシンク部５の外周縁から上方に向けてほぼ拡径しながら延在するチャック壁部６と、チャック壁部６の外周縁から半径方向外方に広がるショルダー部７と、ショルダー部７に連続し、外周縁部を下向きに折り曲げてなるカール形状部８ａとから構成されている。

パネル部２は、全体としては円板状に形成され、その中心にタブ５０が取り付けられるとともに、上面に、このタブ５０を起こすことによって開口され飲み口となるスコア（図示略）等が形成される。コーナー部３は、パネル部２の外周縁とカウンターシンク部５の内周縁との間を凸状の屈曲面により連結する形状である。

カウンターシンク部５では、コーナー部３に連なる内側壁部５２（本発明のパネル壁に相当）が鉛直下方に向かうに従ってわずかに拡径するように延びており、その内側壁部５２の下縁から内側屈曲部５５及びその外側に外側屈曲部５６が直接もしくは若干の幅の平面又は円弧面を介して連続している。これら屈曲部５５，５６は、その両方でカウンターシンク部５の底部を形成している。
そして、その外側屈曲部５６から上方に向けて若干拡径しながら外側壁部５７が延びており、これら内側壁部５２、内側屈曲部５５、外側屈曲部５６、外側壁部５７によって縦断面がほぼＵ字状の断面のカウンターシンク部５が構成されている。
なお、内側壁部５２及び外側壁部５７が下方に向かうにしたがって徐々に接近するように傾斜していることにより、環状凹部４は、下方に向かうにしたがって徐々に幅が狭くなっている。

チャック壁部６は、カウンターシンク部５の外側壁部５７の上端縁に連続し半径方向内方に向けて凸となるように湾曲した第１湾曲部１８と、第１湾曲部１８の上端縁に直接もしくは若干の幅の平面又は円弧面を介して連続し半径方向外方に向けて凸となるように湾曲した第２湾曲部１９とからなる形状とされており、これら第１湾曲部１８及び第２湾曲部１９の連続形状により、全体としては上方に向けて拡径する形状とされている。

ショルダー部７は、チャック壁部６の第２湾曲部１９の上端縁（外周縁）に連続し、上方に向けて凸となるように湾曲しながら拡径して半径方向外方に延びている。この場合、チャック壁部６の第２湾曲部１９は、その内周面（缶蓋１としては外面）を斜め上方に向けた状態に湾曲していることから、全体としては下方から上方に向かうにしたがって漸次拡径する形状とされており、この第２湾曲部１９に連続するショルダー部７も下方から上方に向けて拡径している。
カール形状部８ａは、ショルダー部７の外周縁に連続して半径方向外方に広がり、その外周縁部を下方に折り曲げてなる形状とされている。このカール形状部８ａは、その後、カーリング工程を経ることにより、下方に向けた外周縁部を半径方向内方に向けて折り返してなる形状のカール部８に形成される。
また、パネル部２に飲み口となるスコア等が形成されるとともに、パネル部２の中心に開口のためのタブ５０が取り付けられ、カール部８の裏面にライニング材５１が設けられることにより、缶蓋１０となる。

一方、この缶蓋１０が巻き締められる缶体４０は、有底筒状の胴部（図示略）から縮径したネック部４１の上端に、屈曲部４２を介して外向きのフランジ部４３が連続して形成された形状とされている。
この缶体４０に缶蓋１０が被せられると、缶体４０の屈曲部４２に缶蓋１０のショルダー部７における外周面（缶蓋１０としては内面）側の凹面が対向するように配置され、フランジ部４３の上面にショルダー部７からカール部８にかけた裏面が対向して配置される。そして、その状態で、缶蓋１０のカール部８を缶体４０のフランジ部４３と一体に巻き込みながら円周方向に沿って巻き締めると、カール部８の巻き込み部の中に折り返された状態のフランジ部４３が入り込んで缶蓋１０と缶体４０とが相互に相手を挟み込んでなる二重巻き締め部（図示略）が形成される。

このように構成される缶蓋１０において、公称径が２０２（巻き締め部の最外径が５３．９ｍｍ～５４．５ｍｍ、巻き締め前の缶蓋１のカール部８の最外径Ｄ１が５９．１ｍｍ～５９．５ｍｍ）の場合は、カウンターシンク部５の最下端の直径Ｄ２が４６．５ｍｍ～４７．０ｍｍ、パネル部２の直径Ｄ３が４２．５ｍｍ～４４．５ｍｍ、ショルダー部７あるいはカール部８の最頂面からカウンターシンク部５の内底面までの深さＰが６．１ｍｍ～６．６ｍｍ、カウンターシンク部５の最下端からパネル部２の下面までの高さＨ１が１．８ｍｍ～２．３ｍｍとされる。板厚Ｔは０．２０３ｍｍ～０．２１３ｍｍである。
また、第１湾曲部１８外面の曲率半径Ｒ３は０．９ｍｍ～３．０ｍｍ、第２湾曲部１９外面の曲率半径Ｒ４は０．６ｍｍ～３．０ｍｍに設定される。また、ショルダー部７外面の曲率半径Ｒ５は１．２ｍｍ～３．０ｍｍに設定される。そして、ショルダー部７外面と第１湾曲部１８外面との共通接線Ａがパネル部２外面となす角度θ１が４５°～７０°とされている。

公称径が２００（巻き締め部の最外径が５１．９ｍｍ～５２．５ｍｍ、巻き締め前の缶蓋１のカール部８の最外径Ｄ１が５６．８ｍｍ～５７．２ｍｍ）の場合は、カウンターシンク部５の最下端の直径Ｄ２が４４．１ｍｍ～４４．５ｍｍ、パネル部２の直径Ｄ３が４０．７ｍｍ～４２．５ｍｍ、ショルダー部７あるいはカール部８の最頂面からカウンターシンク部５の内底面までの深さＰが６．１ｍｍ～６．６ｍｍ、カウンターシンク部５の最下端からパネル部２の下面までの高さＨ１が１．８ｍｍ～２．３ｍｍとされる。板厚Ｔは０．２０３ｍｍ～０．２１３ｍｍである。
また、第１湾曲部１８外面の曲率半径Ｒ３は０．９ｍｍ～３．０ｍｍ、第２湾曲部１９外面の曲率半径Ｒ４は０．６ｍｍ～３．０ｍｍに設定される。また、ショルダー部７外面の曲率半径Ｒ５は１．２ｍｍ～３．０ｍｍに設定される。そして、ショルダー部７外面と第１湾曲部１８外面との共通接線Ａがパネル部２外面となす角度θ１が４５°～７０°とされる。

また、パネル部２の直径Ｄ３がカウンターシンク部５の最下端の直径Ｄ２の９３％未満となると、注ぎ性が悪化して液残りがより増加する。このため、本実施形態では、パネル部２の直径Ｄ３は、カウンターシンク部５の最下端の直径Ｄ２の９３％以上とされている。

この缶蓋用シェル１のパネル部２に飲み口となるスコア等が形成され、パネル部２の中心に開口のためのタブ５０が取り付けられ、カール部８の裏面にライニング材５１（図１には略）が設けられることにより、図２（ｂ）に示す缶蓋１０となる。

この実施形態の缶蓋用シェル１を製造する缶蓋用シェル成形装置１１は、図３に示すように、プレス機（図示略）に上型１２と下型１３とが取り付けられてなり、これら上型１２と下型１３との間に金属板９を配置し、これを円形に打ち抜きながら缶蓋用シェル１を成形するものである。
その要部を図４～図８に示している。

上型１２には、シェル１のパネル部２の表面を形成するためのダイセンター２３と、ダイセンター２３を囲むように環状のブランクドローダイ２４とが設けられるとともに、このブランクドローダイ２４とダイセンター２３との間に、内側圧力スリーブ２５及び外側圧力スリーブ２６が設けられている。この場合、内側圧力スリーブ２５の先端部２５ａはダイセンター２３側に配置され、外側圧力スリーブ２６の先端部２６ａはブランクドローダイ２４側に配置されており、これら内側圧力スリーブ２５の先端部２５ａと外側圧力スリーブ２６の先端部２６ａとは、ダイセンター２３の軸心と同心上に二重のスリーブ状に配置される。

また、ダイセンター２３の下端側外周部には、下型１３に向けて突出し、先端部が下型１３に向けて凸となる第２屈曲面２３２、第２屈曲面２３２の半径方向内方基端側に形成された第３屈曲面２３３、及び第２屈曲面２３２の半径方向外方基端側に形成された第４屈曲面２３４を有する環状凸部２３１が形成されている。この環状凸部２３１の高さ、すなわち、ダイセンター２３の下端面から第２屈曲面２３２の頂点までの高さｗ１は、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に設定されている。なお、第２屈曲面２３２の曲率半径は０．３ｍｍ～０．８ｍｍ、第３屈曲面２３３の曲率半径は０．３ｍｍ～１．２ｍｍ、第４屈曲面２３４の曲率半径は０．８ｍｍ～１．８ｍｍとされている。

一方、下型１３には、上型のダイセンター２３に対向して、シェル１のパネル部２の裏面を形成するための円形のパネルポンチ３３と、ブランクドローダイ２４との間で金属板９を打ち抜く環状のカットエッジダイ３４とが設けられるとともに、このカットエッジダイ３４とパネルポンチ３３との間に、上型のブランクドローダイ２４に対向する下部圧力スリーブ３５と、内側圧力スリーブ２５及び外側圧力スリーブ２６に対向するダイコアリング３６とが設けられている。この場合、下部圧力スリーブ３５の先端部３５ａはカットエッジダイ３４側に配置され、ダイコアリング３６の先端部３６ａはパネルポンチ３３側に配置されており、これら下部圧力スリーブ３５の先端部３５ａとダイコアリング３６の先端部３６ａとが、パネルポンチ３３の軸心（前述したダイセンター２３の軸心と同軸）と同心上に二重のリング状に配置される。

パネルポンチ３３とダイコアリング３６との間には、カウンターシンク部５を形成するための隙間６０が形成されている。この隙間６０の幅は、１．１ｍｍ～１．６ｍｍに設定されており、上述したダイセンター２３の環状凸部２３１と対向状態とされている。
また、パネルポンチ３３の上面と側面とを連結する角部は、外方に向けて凸となる第１屈曲面３３１に形成され、第１屈曲面３３１の曲率半径が０．３ｍｍ～１．１ｍｍとされる。この第１屈曲面３３１は、第２屈曲面２３２よりも半径方向内方に配置されており、第２屈曲面２３２とともに金属板９を曲げて凹み９１を形成するために設けられている。

次に、以上のように構成された缶蓋用シェル成形装置１１により缶蓋用シェル１を成形する方法について説明する。
アルミニウム合金等からなる金属板９を缶蓋用シェル成形装置１１の上型１２と下型１３との間に配置して、両型１２，１３を閉じるように上型１２を下降させると、まず、図４に示すように、金属板９を上型１２のブランクドローダイ２４と下型の下部圧力スリーブ３５との間に挟持するとともに、ブランクドローダイ２４とカットエッジダイ３４との間で金属板９を円形に打ち抜く。
さらに上型１２を下降させると、図５に示すように、ブランクドローダイ２４と下部圧力スリーブ３５との間で挟持されている外周縁部よりも内側で、外側圧力スリーブ２６とダイコアリング３６との間に金属板９を環状に挟持し、その挟持状態でさらに上型１２を下降すると、図６に示すように、金属板９の外周縁部をブランクドローダイ２４と下部圧力スリーブ３５との間で挟持しながら絞り加工し、ダイコアリング３６の先端外周部で屈曲するようにカール形状部８ａを成形する。一方、外側圧力スリーブ２６の内側では、内側圧力スリーブ２５が下降してダイコアリング３６との間で金属板９を挟持することにより、上側湾曲部１９及び下側湾曲部１８を有するチャック壁部６を成形しつつ、ダイセンター２３とパネルポンチ３３との間で金属板９の中央部を挟持する。
次いで、図７に示すように、ダイセンター２３及びパネルポンチ３３を若干上昇させるように、内側圧力スリーブ２５及びダイコアリング３６に対して相対的に移動しながらパネル部２及びカウンターシンク部５を成形する。

このカウンターシンク部５の成形工程を図８によりさらに詳細に説明すると、前述したようにパネルポンチ３３とダイコアリング３６との間に隙間６０が形成されていることから、ダイセンター２３とパネルポンチ３３とが金属板９を挟持すると、図８（ａ）に示すように、金属板９が環状凸部２３１により隙間６０に向けて押圧され、パネルポンチ３３の第１屈曲面３３１と環状凸部２３１の第２屈曲面２３２により金属板９が折り曲げられて凹み９１が形成される。このように第２屈曲面２３２に沿わせるようにあらかじめ凹み９１形成しておくことで、金属板９に極端な屈曲点を生じさせることなく、曲げ応力が集中する部位をなくしている。この挟持状態を維持した状態で図８（ａ）に示す下死点から同図（ｂ）に示すように、内側圧力スリーブ２５及びダイコアリング３６に対して相対的に上昇移動すると、金属板９において隙間６０の上方に配置されている部分が下方からの支持がないため、第１屈曲面３３１に沿って隙間６０内に落とし込まれるように入り込む。この際、凹み９１は、ダイセンター２３とパネルポンチ３３との上昇移動に伴い、隙間６０内を下方に延びていき、凹みの深さが徐々に大きくなるように変形する。これにより、図８（ｃ）に示すように、凹み９１が環状凹部４に形成され、カウンターシンク部５となる。

このようにして成形が終了したら、図８（ｄ）に示すように、ダイセンター２３をパネル部２から離間して上昇させるとともに、内側圧力スリーブ２５、外側圧力スリーブ２６及びブランクドローダイ２４を上昇させることにより、缶蓋用シェル１からこれらを離間する。
前述したように、缶蓋用シェル１は、パネル部２に飲み口となるスコア等が形成されるとともに、パネル部２の中心に開口のためのタブ５０が取り付けられ、カール部８の裏面にライニング材５１が設けられることにより、缶蓋１０となる。

このようにして製造された缶蓋１０は、金属板９を挟持してチャック壁部６を形成するとともに、パネルポンチ３３の第１屈曲面３３１と環状凸部２３１の第２屈曲面２３２とにより金属板９を曲げることにより、カウンターシンク部５の環状凹部４となる凹み９１を第２屈曲面２３２に沿わせるようにあらかじめ形成しておくことで、金属板９に極端な屈曲点を生じさせることなく、曲げ応力が集中する部位をなくすことができる。そして、その凹み９１を徐々に深くするように成形しているので、カウンターシンク部５のパネル壁（内側壁部５２）に過度の加工硬化が生じることがない。これにより、パネル壁（内側壁部５２）にクラックが生じることを抑制でき、バックリング現象が生じても飲料物が噴出することを抑制できる。

なお、本発明は、上記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、パネルポンチ平面部の外径をより大きく設定するために、パネルポンチの第１屈曲面３３１を大小２つのＲの組み合わせとし、パネルポンチ平面から連接するＲの曲率半径をパネルポンチ外径に連接するＲの曲率半径よりも小さく設定してもよい。この場合、パネル部２の直径Ｄ３を確実にカウンターシンク部５の最下端の直径Ｄ２の９３％以上にできる。

図１に示す各部の寸法が、板厚Ｔ＝０．２０８ｍｍ、外径Ｄ１＝５９．３ｍｍ、Ｐ＝６．３５ｍｍ、Ｈ１＝２．０ｍｍである缶蓋を作製した。このとき、実施例では、ダイセンターに第２屈曲面の曲率半径Ｒ＝０．４ｍｍ、第３屈曲面の曲率半径Ｒ＝１．０２ｍｍ、第４屈曲面の曲率半径Ｒ＝１．５５ｍｍ、高さ０．４５ｍｍの環状凸部を設け、比較例では環状凸部を設けることなく、ダイセンターの角部の曲率半径Ｒを１．５５ｍｍとした。また、実施例及び比較例のいずれの場合もパネルポンチの第１屈曲面の曲率半径Ｒを０．８ｍｍとして、カウンターシンク部を形成した。
これら缶蓋を缶胴に巻締手、耐圧強度、バックリング時に亀裂を生じた蓋数を測定した。
耐圧強度としては、缶蓋を巻き締めた缶を水圧式バックリングテスター（エーステック株式会社製）に接地部から９５ｍｍの位置で固定し、水圧により昇圧スピード３３ｋＰａ／ｓで缶内圧を上昇させ、ドーム状の中央部が反転する（バックリングする）までの最高到達圧を評価した。また、このバックリング時の亀裂の有無を目視により観察した。
それぞれ１２０缶測定し、その結果を表１に示す。

実施例、比較例とも平均耐圧強度において大きな差異はないが、比較例ではバックリング時に１００％で亀裂が生じたのに対して、実施例では亀裂が生じた缶はなかった。

１ 缶蓋用シェル
２ パネル部
３ コーナー部
４ 環状凹部
５ カウンターシンク部
５２ 内側壁部（パネル壁）
６ チャック壁部
７ ショルダー部
８ カール部
８ａ カール形状部
９ 金属板
１０ 缶蓋
１１ シェル成形装置
１２ 上型
１３ 下型
２３ ダイセンター
２３１ 環状凸部
２３２ 第２屈曲面
２３３ 第３屈曲面
２３４ 第４屈曲面
２４ ブランクドローダイ
２５ 内側圧力スリーブ
２６ 外側圧力スリーブ
３３ パネルポンチ
３３１ 第１屈曲面
３４ カットエッジダイ
３５ 下部圧力スリーブ
３６ ダイコアリング
５０ タブ
５１ ライニング材
６０ 隙間
６１ 凸状屈曲面
６２ 縦壁面
６３ 凹状屈曲面
６４ フランジ面
６４ａ 円弧面

Claims (2)

1. 一組の上型と下型との間で金属板を挟むようにプレス成形することにより、中央の円盤状のパネル部と、その外周に連続し、上方に向けた環状凹部を形成するカウンターシンク部と、該カウンターシンク部の外周縁から上方に向かうにしたがって漸次拡径するチャック壁部と、該チャック壁部の外周縁から半径方向外方に広がるショルダー部と、該ショルダー部に連続し、外周縁部を半径方向内方に向けて折り返してなるカール形状部と、を備える缶蓋用シェルを製造する方法であって、
   前記下型に、上面と側面とを連結する角部が外方に向けて凸となる第１屈曲面に形成されたパネルポンチと、該パネルポンチの半径方向外側に隙間をあけて設けられたダイコアリングとを用いるとともに、前記上型に、下端側外周部から前記下型の前記隙間に向けて突出し、先端部が前記下型に向けて凸となる第２屈曲面に形成された環状凸部を有するダイセンターと、該ダイセンターの半径方向外側の圧力スリーブとを用い、
   前記ダイコアリングと前記圧力スリーブとの間で前記金属板を挟みながら、半径方向内方に向けて凸となる第１湾曲部と、その上方で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる第２湾曲部とを連続させた形状に前記チャック壁部を形成するとともに、
   該チャック壁部の半径方向内側で、前記パネルポンチと前記ダイセンターとの間で前記金属板の中央部を挟持する際に、前記第１屈曲面と前記環状凸部の前記第２屈曲面とにより前記金属板を前記隙間に向けて押し込むように折り曲げることにより前記金属板に凹みを形成し、次いで、前記パネルポンチと前記ダイセンターとによる挟持状態を維持したまま、その外側で前記金属板を挟持している前記ダイコアリング及び前記圧力スリーブに対して前記パネルポンチと前記ダイセンターとを相対的に上昇移動することで、前記隙間に前記金属板の前記凹みの部分を徐々に落とし込んで前記凹みの深さを徐々に大きくして前記環状凹部に形成して前記第２湾曲部の内周縁に連続する前記カウンターシンク部を形成し、該カウンターシンク部の内側に前記パネル部を形成することを特徴とする缶蓋用シェルの製造方法。
2. 一組の上型と下型との間で金属板を挟むようにプレス成形することにより、中央の円盤状のパネル部と、その外周部に連続し、上方に向けた環状凹部を形成するカウンターシンク部と、該カウンターシンク部の外周縁から上方に向かうにしたがって漸次拡径するチャック壁部と、該チャック壁部の外周縁から半径方向外方に広がるショルダー部と、該ショルダー部に連続し、外周縁部を半径方向内方に向けて折り返してなるカール部とを備える缶蓋用シェルを製造する装置であって、
   前記上型と前記下型との中央部に、前記パネル部を成形するためのダイセンターとパネルポンチとが対向状態に設けられるとともに、これらダイセンターとパネルポンチとの外側に、半径方向内方に向けて凸となる第１湾曲部と、その上方で半径方向内方に凹（半径方向外方に向けて凸）となる第２湾曲部とを連続させた形状の前記チャック壁部を形成する圧力スリーブとダイコアリングとが対向状態に設けられており、
   前記パネルポンチの上面と側面とを連結する角部が外方に向けて凸となる第１屈曲面に形成されるとともに、前記ダイセンターの下端側外周部には、前記下型に向けて突出し、先端部が前記下型に向けて凸となり、かつ前記第１屈曲面よりも半径方向外方に位置する第２屈曲面を有する環状凸部が形成されており、前記ダイセンターの下端面から前記環状凸部の前記第２屈曲面の頂点までの高さが０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に設定されており、下側の前記ダイコアリングと前記パネルポンチとの間には隙間が形成され、前記環状凸部は前記隙間に対向状態で配置されていることを特徴とする缶蓋用シェルの製造装置。
   

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