JP2022156804A - カップおよびカッピングプレス用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡便な構成で、外観を損ねることなく後工程における個々に対応するカッピングプレス用金型の追跡が可能なカップおよびこれを製造するためのカッピングプレス用金型を提供すること。【解決手段】カップは、２ピース缶Ｃ用の缶胴を製造するための前駆体となるカップであって、前記カップは、底部と胴部とを有する有底筒状のものであり、前記底部にエンボスＰを１個以上有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となるカップおよびこれを製造するためのカッピングプレス用金型に関する。

従来、例えば飲料缶などに用いられる缶として、有底筒状に形成された缶胴の開口に蓋を巻き締めて構成された金属製の２ピース缶が知られている。そして、この２ピース缶を製造する過程においては、金属の板材を打ち抜き・絞り加工して缶胴の前駆体となる短躯の有底筒状のカップを製造している。この前駆体となるカップを製造する装置としては、カッピングプレスが一般的に用いられている（特許文献１参照）。

カッピングプレスは、一般に、１回のストロークでカップを打ち抜き・絞り加工する金型が複数組（通常６組以上）配置され、カッピングプレスの１回のストロークで各金型において各々打ち抜き・絞り加工が行われ、これにより複数のカップが製造されるよう構成されている。

米国特許第３９０２３４７号公報

このようなカッピングプレスを用いて製造されたカップには、金型に起因した不良品が発生することがある。例えば、カップ成形時に特定の金型において飛散した金属粉がビルドアップされて外面にキズが発生し、それを放置して進行するとＥＲＶ不良と呼ばれる充填後の腐食の要因や破胴の要因等になる。不良品が発生した場合、該当のカップを製造した金型を特定しその修復作業を行う必要があるが、不良品がどの金型に起因しているものであるかを特定することは容易ではなく、各金型について順次検査を行うこととなって時間を要し、その結果、生産性が低下してしまう。
また、２ピース缶の製造は高速で行われており、具体的にはカッピングプレスは毎分１２０ストローク以上で稼働されてカップが短時間で大量に製造されているため、不良品を発見した時点で既に最終製品としての大量の２ピース缶が良品と不良品が混在した状態で製造済みとなっていることもあり、後の選別も困難であるために、良品の２ピース缶さえも大量に廃棄せざるを得ない、という問題があった。

上述した問題に対応するために、カップの底面に各金型に対応した数字を刻印することが考えられるが、金型の形状が複雑化するため金型の製作が煩雑化してコストが増大し、またカップの製造時の金属粉の発生や蓄積を助長させるおそれがある。さらに、数字の刻印は、消費者にとって全く不必要なものであり、美観を損ねる。また、レーザー等で目立たない様にマーキングする方法も考えられるが、新たにレーザー装置を備える等、装置の作製コストが増大してしまうという問題が依然としてある。

本発明は、上記のような課題を解決するものであり、低コストかつ簡便な構成で、外観を損ねることなく後工程における個々に対応するカッピングプレス用金型の追跡が可能なカップおよびこれを製造するためのカッピングプレス用金型を提供することを目的とする。

本発明に係るカップは、２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となるカップであって、
前記カップは、底部と胴部とを有する有底筒状のものであり、
前記底部にエンボスを１個以上有することを特徴とする。

本請求項１に係るカップによれば、缶胴の前駆体となるカップの底部にエンボスを１個以上有するので、カップの底部に複数のカッピングプレス用金型毎に互いに異なる状態にエンボスを形成することにより、低コストかつ簡便な構成によって、カッピングプレス用金型に起因する不良品が発生した場合でも製造したカップや後工程における個々の缶胴や２ピース缶から早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる。

本請求項２に係るカップによれば、エンボスがカップの軸中心から径方向外方に１０～７５％の領域に位置されていることによって、後工程のボディメーカー等でのリング状の接地部等の成形時においてもエンボスが潰されずに残すことができるので、確実に後工程のいずれにおいても早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる。

本請求項３に係るカップによれば、エンボスが、直径０．３～１０．０ｍｍかつ底部からの高さが１．０ｍｍ以下であることにより、上記の早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる効果が得られながら、最終的に得られる２ピース缶においてエンボスが目立たずに外観を損ねることが抑制される。また、エンボスを形成する際の底部の変形を小さく抑制することができるので、製造工程において金属粉の発生を最小限に抑制することができる。

本請求項４に係るカップによれば、エンボスを複数個有することにより、例えばカップの底部に複数のカッピングプレス用金型毎に互いに異なる状態にエンボスを形成することを容易に実現することができ、上記の早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる効果を容易に得ることができる。

本請求項５に係るカップによれば、複数個のエンボスがカップの軸中心に対して同心円状に位置されていることにより、上記の早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる効果が確実に得られながら、すべてのエンボスを最終的に得られる２ピース缶において目立たない位置に配置することができて外観を損ねることが抑制される。

本請求項６に係るカッピングプレス用金型によれば、カッピングプレス用金型におけるカップの底部となる面と対向する底部形成面に、カップの底部にエンボスを形成する凸部を有するので、カップの底部に複数のカッピングプレス用金型毎に互いに異なる状態にエンボスを形成することにより、低コストかつ簡便な構成によって、カッピングプレス用金型に起因する不良品が発生した場合でも製造したカップや後工程における個々の缶胴や２ピース缶から早期にトラブルを有するカッピングプレス用金型を追跡して特定することが可能となる。また、カッピングプレス用金型そのものにカップの底部にエンボスを形成する凸部を備えることにより、カップを形成するための絞り加工と同時にエンボスを形成させることができるので、カップの底部における所望の位置からの位置ズレが発生することを防止することができる。また、別個にエンボスを形成させる工程を省くことができて、省エネルギー化を図ることができる。さらに、エンボスを簡単な構造の突起とすることによって、数字の刻印などの精細な構造を要しないので、金型の製作時の煩雑さを低下させることができる。

本発明のカップから最終的に得られる２ピース缶を底面から見た底面図である。 本発明のカッピングプレス用金型の一例を説明するための模式端面図である。

〔カップ〕
本発明の一実施形態に係るカップは、２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となる金属製のものであって、底部と胴部を有とを有する有底円筒状のカップである。
カップの底部には、エンボスを１個以上有する。エンボスは、対応するカッピングプレス用金型毎に互いに異なる状態に有する。カッピングプレス用金型毎に互いに異なる状態にエンボスを有するとは、その個数や形状、形成位置、あるいはこれらの組み合わせによって互いに識別可能であることを意味する。例えば、エンボスの個数は、並列に配置されるカッピングプレス用金型の各々に対応するカップ間で異なる個数であってもよい。
そして、エンボスの個数や形状、形成位置によって対応するカッピングプレス用金型を特定することができる。
エンボスの個数は、例えば、図１の２ピース缶においては２個（図１において円で囲った２つのエンボスＰ）とされている。
本発明において、エンボスとは、カップの内側から外側（図１において紙面の手前側）に突出した突状のものである。エンボスは、缶胴または２ピース缶の底面から見たときに視認可能に形成されている。

エンボスの形成位置は、製品となる２ピース缶Ｃの缶底形状を考慮して決定され、缶底の成形において潰される問題がなく、しかも美観を損なわない位置であることが望ましい。具体的には、後工程のボディメーカー等でのリング状の接地部Ｒ等の成形時においてもエンボスが潰されずに残る位置、例えばリング状の接地部Ｒのすぐ内側とされる。なお、図１において、Ｃは最終的に得られる２ピース缶であり、Ｒは、２ピース缶Ｃが水平面に接地した状態で安定した直立形態が保持されるよう、缶底側に凸となるよう膨出する断面が略Ｕ字状のリング状の接地部である。
エンボスは、具体的には、カップの胴部の軸中心（カップの底部の中心）から外縁までの半径を１００％としたときに、中心から径方向外方に１０～７５％の領域に位置され、より好ましくは、３５～７５％の領域に位置される。具体的には、缶胴の径が６６ｍｍの２ピース缶を製造するためのカップとするとき、エンボスのカップの軸中心からの距離が２２．５～２３．０ｍｍとされるように設定されている。
エンボスの形成位置が底部の中心に寄りすぎたり、若しくは底部の外縁に寄りすぎたりすると、カップに対してＤＩ加工や缶底成形加工を行ったときにエンボスが潰れて認識不可となってしまうおそれや、美観を損ねるおそれがある。
カップが複数個のエンボスを有する場合、すべてのエンボスが上記範囲に位置されていることが望ましく、また、各々が上記領域においてカップの軸中心に対して同心円状に位置されていることが望ましい。

カップにおけるエンボスは、後工程のボディメーカーにおいてＤＩ加工・缶底成形加工が施されたときに、これらの加工工程においてカップの底部のエンボスに工具が押圧されて変形等されたとしてもエンボスＰが視認可能に残る形状やサイズとされ、例えば直径０．３～１０．０ｍｍかつ底部からの高さ（外側の底面からの高さ）が１．０ｍｍ以下の突起とされる。
エンボスの直径が過大および／または底部からの高さが過大である場合は、最終的に得られる２ピース缶の底面から見た時の美観を損ねるおそれがある。一方、エンボスの直径が過小または底部からの高さが過小である場合は、カップに対してＤＩ加工や缶底成形加工を行ったときにエンボスが完全に潰れて視認不可となってしまうおそれがある。

カップを形成するための板材としては、例えば、両側に約０．０１ｍｍのＰＥＴフィルムをラミネートした板厚０．２０ｍｍ～０．３５ｍｍのアルミニウム合金の板材が用いられる。

〔カッピングプレス用金型〕
本発明のカッピングプレス用金型は、長尺の板材から２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となるカップを製造するためのものであって、金属の板材を打ち抜き・絞り加工を行うものである。本発明のカッピングプレス用金型においては、金属の板材を略円形のブランクＢに打ち抜き、それを絞り加工してカップ状に成型すると同時に底部にエンボスを形成する工程を、１回のストロークで行うことができる。
本発明の一実施形態に係るカッピングプレス用金型１００は、下端外縁にカットエンド機構（図示せず）を有する略円筒状のブランクパンチ１２０と、カップの底部にエンボスＰを形成するための凸部１３０と、ブランクパンチ１２０の貫通孔１２０Ｈ内に摺動自在に嵌合され、かつ、ブランクパンチ１２０と同軸状に挿通された略円柱状のパンチノーズ（金型）１５０と、ブランクパンチ１２０の下方に対向配置され、パンチノーズ１５０を内部に挿通可能な円筒状のドローパッド１９０とから構成されている。ブランクパンチ１２０のカットエンド機構は、ブランクＢを打ち抜くことができる構造であれば、従来公知の構成を採用することができる。
パンチノーズ１５０は、ブランクＢを絞り加工することが可能な外輪郭形状を有している。そして、パンチノーズ１５０における板材のカップの底部となる面と対向する底部形成面１５１に凸部１３０が１個以上（図２においては１個）備えられている。
凸部１３０は、略円柱状の打刻部１３２と、この打刻部１３２をパンチノーズ１５０の下部に形成された円盤状の凹状空間１５２の天井面１５３から下方に伸びる状態に設置するためのスペーサ１３１とから構成されており、打刻部１３２の先端（図２において下端）が板材（ブランクＢ）の上面に面する。この打刻部１３２が板材の表面に押圧されることによって、表面にエンボスを形成することができる。凸部１３０は、パンチノーズ１５０と一体的に形成されていてもよく、別個のものとして構成されて各種の留め具によってパンチノーズ１５０に固定されていてもよい。
打刻部１３２は、得られるカップの底部においてエンボスが所望の位置に形成可能となる位置に備えられていればよく、また、打刻部１３２の底部形成面１５１の最下端面（図２において破線）からの突出高さは、板材の板厚によっても異なり、所望するエンボスのカップの外底面からの突出高さが得られる大きさであればよい。図２の例においては、カップの軸中心となるパンチノーズ１５０の軸中心Ｘから凸部１３０の打刻部１３２の軸中心Ｙまでの距離ｄが２０ｍｍ、打刻部１３２の直径が０．５ｍｍ、打刻部１３２の底部形成面１５１の最下端面からの突出高さが０．５～０．７ｍｍとされている。

図２の例においては、パンチノーズ１５０、ブランクパンチ１２０およびドローパッド１９０等からなるカッピングプレス用金型１００を１つのみ示しているが、これは、長尺の板材の延びる方向（水平方向）に離間して複数設けられており、１つの板材からカッピングプレスの１サイクルで複数のカップを製造可能に構成されている。
各カッピングプレス用金型１００は、互いに異なる状態にエンボスを形成可能なものとされている。具体的には、各カッピングプレス用金型１００は、エンボスの個数や形状、形成位置、あるいはこれらの組み合わせによって互いに識別可能とされている。

このようなカッピングプレス用金型１００においては、板材が搬送されてブランクパンチ１２０とドローパッド１９０との間の所定位置にセットされた状態でブランクパンチ１２０が下降され、下降するブランクパンチ１２０と固定されたドローパッド１９０との相対移動によって、板材がブランクパンチ１２０のカットエンド機構と環状のドローパッド１９０との間で裁断されて円形のブランクＢとして打ち抜かれる。打ち抜かれたブランクＢがブランクパンチ１２０とドローパッド１９０との間においてクランプされた状態においてパンチノーズ１５０が下降されることにより、パンチノーズ１５０がブランクＢと係合し、パンチノーズ１５０の外輪郭形状に対応する形状のカップへと絞り加工が行われる。そして、絞り加工と同時に凸部１３０も下降されて打刻部１３２の先端がブランクＢの上面に当接し、この打刻部１３２がブランクＢに向かって押圧されるので、ブランクＢの上面の所定位置に打刻部１３２によってエンボス加工が行われてエンボスが形成され、これにより、カップが得られる。
得られたカップは、ボディメーカーにおいてＤＩ加工・缶底成形加工が施され、これらの加工工程においてカップの底部のエンボスに工具が当たらない、或いは工具が部分的に当たるので、エンボスＰが視認可能に残る。さらに、常法の洗浄処理、内・外面塗装およびネッキング・フランジング加工が施されることにより、底面にエンボスを１個以上有する缶胴を製造することができる。

以上のように得られた各カップや缶胴、さらに最終的に得られる２ピース缶Ｃには、底面に図１に示したようなエンボスを有する。このエンボスの個数や形状、さらには板材の圧延方向に対する形成位置は、対応するカッピングプレス用金型毎に異なるので、これらに基づいて対応するカッピングプレス用金型１００を特定することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る容器について詳述したが、本発明の一実施形態は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。

１００ ・・・ カッピングプレス用金型
１２０ ・・・ ブランクパンチ
１２０Ｈ・・・ 貫通孔
１３０ ・・・ 凸部
１３１ ・・・ スペーサ
１３２ ・・・ 打刻部
１５０ ・・・ パンチノーズ
１５１ ・・・ 底部形成面
１５２ ・・・ 凹状空間
１５３ ・・・ 天井面
１９０ ・・・ ドローパッド
Ｂ ・・・ ブランク
Ｃ ・・・ ２ピース缶
Ｐ ・・・ エンボス
Ｒ ・・・ 接地部
Ｘ ・・・ 軸中心
Ｙ ・・・ 軸中心

Claims (6)

1. ２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となるカップであって、
   前記カップは、底部と胴部とを有する有底筒状のものであり、
   前記底部にエンボスを１個以上有することを特徴とするカップ。
2. 前記エンボスが、前記カップの軸中心から径方向外方に７５％以内の領域に位置されていることを特徴とする請求項１に記載のカップ。
3. 前記エンボスが、直径０．３～１０．０ｍｍかつ底部からの高さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカップ。
4. 前記エンボスを、複数個有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカップ。
5. 前記複数個のエンボスが、前記カップの軸中心に対して同心円状に位置されていることを特徴とする請求項４に記載のカップ。
6. ２ピース缶用の缶胴を製造するための前駆体となるカップを製造するためのカッピングプレス用金型であって、
   前記カップは、底部と胴部とを有する有底筒状のものであり、
   前記カッピングプレス用金型における前記カップの底部となる面と対向する底部形成面には、前記カップの底部にエンボスを形成する凸部を有することを特徴とするカッピングプレス用金型。
   

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