JP2022176310A - Seamless can body and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シームレス缶体及びシームレス缶体の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a seamless can body and a method for manufacturing a seamless can body.
従来、絞りしごき加工によって缶胴部などが成形される、いわゆるシームレス缶体が知られている。このシームレス缶体は、しごき加工により缶胴部が薄肉化されているため、軽量性に優れている。その一方で、これらのシームレス缶体底部においてはしごき加工のような強制的な薄肉化を施す加工法を採用することが難しく、缶体底部の厚さは素材厚さから大きくは変動しない。底部には、缶内圧による変形に対する抵抗する強度(耐圧性)が求められることから、缶体底部においても軽量化を図るべく素材厚さを薄くして且つ、耐圧性を維持又は向上させるための種々の提案が従来よりなされている。 Conventionally, a so-called seamless can body is known in which a can body and the like are formed by drawing and ironing. This seamless can body is excellent in light weight because the can body is thinned by ironing. On the other hand, it is difficult to employ a processing method such as ironing for forcibly thinning the bottom of these seamless can bodies, and the thickness of the bottom of the can body does not vary greatly from the material thickness. Since the bottom part is required to have strength (pressure resistance) to resist deformation due to the internal pressure of the can, the thickness of the material used for the bottom part of the can body has been reduced to reduce the weight and maintain or improve the pressure resistance. Various proposals have been made conventionally.
例えば特許文献1や特許文献2には、缶の内圧が耐圧強度を超えたときに現れる、缶底のドーム部が反転する現象(バックリング)を防止する目的で施す、いわゆるボトムリフォーム加工が開示されている。具体的には、缶底の接地部の、缶軸に直交する径方向の内側に位置する内周壁を押圧することにより、凹部を成形するボトムリフォーム加工が開示されている。
For example,
しかしながらボトムリフォーム加工は、以下のような問題を有していた。
すなわちこのボトムリフォーム工程は、缶底の内周壁を成形ローラ等を使用して押圧することにより、凹部を成形する。この成形ローラ等を使用した押圧の際には、特許文献3に記載されるように、押圧箇所に黒変を生じやすいという問題や、成形ローラ等への金属材料の凝着が生じやすいという問題があった。
However, bottom reform processing has the following problems.
That is, in this bottom reforming step, the concave portion is formed by pressing the inner peripheral wall of the can bottom using a forming roller or the like. When pressing using this forming roller or the like, as described in Patent Document 3, there is a problem that the pressed portion tends to be blackened, and a problem that the metal material tends to adhere to the forming roller or the like. was there.
また押圧の際に、加工をスムーズに行うため潤滑油が塗布されるが、ボトムリフォーム加工後にこの潤滑油を洗浄する工程が必要となるため、洗浄に要するコスト及び環境負荷の観点からは、さらなる改善が求められていた。 In addition, lubricating oil is applied during pressing in order to perform processing smoothly, but since a process for washing this lubricating oil is required after bottom reforming processing, from the viewpoint of the cost and environmental load required for washing, it is further Improvement was needed.
また昨今、シームレス缶体の軽量化を図るために、絞りしごき加工を行う前の素板(ブランク)の板厚を益々薄くすることが求められている。しかしながら上記ボトムリフォーム加工を施した場合、上記の押圧部の金属素材の厚みはその加工により延ばされて薄くなるため、素板(ブランク)の板厚を薄くすることに関しての限界があった。 Further, in recent years, in order to reduce the weight of the seamless can body, it is required to further reduce the thickness of the raw sheet (blank) before drawing and ironing. However, when the bottom reforming process is performed, the thickness of the metal material of the pressing portion is elongated and thinned by the process, so there is a limit to reducing the thickness of the blank.
また特許文献4に示すように、本発明者はシームレス缶体の耐圧性を向上する技術を公開した。しかしながらこの技術によっては、耐圧性は向上するものの、缶体(特に缶底部)の各部分の板厚分布を十分に最適化するものではなかった。したがって、缶体の軽量化の要求を十分に満たすものでなかった。
Further, as shown in
さらに特許文献5には、缶底の接地部の板厚が、加工前の素材の板厚よりも厚いことを特徴とする2ピース缶胴が示されている。しかしながら当該技術においては、装置が煩雑であり、工業レベルでの実現が困難もしくは設備上の高コスト化を招くなどの課題があった。
Furthermore,
本発明者は上記に例示した課題に鑑みて鋭意検討を繰り返した。その結果、素板(ブランク)の板厚を薄くすると同時に、缶底の耐圧性を高めてバックリングを抑制し、且つ、上記黒変や洗浄の問題も解決するシームレス缶体及びその製造方法をより簡易な製造装置で提供することを可能とし、本発明に至ったものである。 In view of the above-described problems, the inventor of the present invention has made extensive studies. As a result, we have developed a seamless can body and a method for manufacturing the same, in which the thickness of the blank is reduced, the pressure resistance of the can bottom is increased to suppress buckling, and the problems of black discoloration and washing are solved. The present invention has been achieved by making it possible to provide a simpler manufacturing apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態におけるシームレス缶体は、(1)筒状胴部と缶底部とを有するシームレス缶体であって、前記缶底部は、前記筒状胴部の下端から内側へ縮径するように連続する外周底部と、前記外周底部よりも内側に位置する周状接地部と、を含み、前記外周底部の板厚をt1とし、周状接地部の板厚をt2とした場合、t2>t1であることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a seamless can body in one embodiment of the present invention is a seamless can body having (1) a cylindrical body and a can bottom, wherein the can bottom is the cylindrical body It includes an outer peripheral bottom portion that is continuous from the lower end so as to reduce its diameter inward, and a circumferential ground portion positioned inside the outer peripheral bottom portion, wherein the thickness of the outer peripheral bottom portion is t1, and the thickness of the circumferential ground portion is t2, t2>t1.
また、上記(1)において、(2)前記缶底部は、前記周状接地部よりも内側に位置する内側端部202cを更に含み、前記内側端部の板厚をt3とした場合、t3>t1であることが好ましい。
In (1) above, (2) the can bottom portion further includes an
また、上記(2)において、(3)t3>t2となるように、前記外周底部から前記内側端部まで板厚が漸次増加することが好ましい。 In (2) above, it is preferable that the plate thickness gradually increases from the outer peripheral bottom portion to the inner end portion so that (3) t3>t2.
また、上記(1)~(3)のいずれかにおいて、(4)前記缶底部は、前記内側端部から上方に立ち上がる立ち上がり部202dを更に含み、前記立ち上がり部上端の板厚をt4とした場合、t4>t1であることが好ましい。
Further, in any one of the above (1) to (3), (4) when the can bottom further includes a rising
また、上記(4)において、(5)前記缶底部は、前記立ち上がり部と連続して上方に凸となるよう膨出する缶ドーム部と、を更に含み、前記缶ドーム部における中央の板厚をt5とした場合、t3>t4>t5となるように、前記缶ドーム部から前記内側端部まで板厚が漸次増加することが好ましい。 Further, in (4) above, (5) the can bottom portion further includes a can dome portion that bulges upward so as to be continuous with the rising portion, and the plate thickness at the center of the can dome portion is t5, it is preferable that the plate thickness gradually increases from the can dome portion to the inner end portion so that t3>t4>t5.
また上記(5)において、(6)さらに、t5<t1であることが好ましい。 In (5) above, (6) it is preferable that t5<t1.
また上記(4)~(6)のいずれかにおいて、(7)缶体軸の外方に向かって、前記立ち上がり部と前記ドーム部の接続部分が凸となるリング溝が形成されていることが好ましい。 Further, in any one of the above (4) to (6), (7) a ring groove is formed in which the connecting portion between the rising portion and the dome portion protrudes toward the outside of the can body axis. preferable.
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態におけるシームレス缶体の製造方法は、(8)筒状胴部と缶底部とを有するシームレス缶体の製造方法であって、金属素材を、筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から縮径するように続くカップ外周底部と、前記カップ外周底部から内側上方に向けて延出しドーム中央に向けて傾斜する傾斜部と、前記傾斜部からの端部から上方へ向けて第1の高さで膨出するカップドーム部と、を有するカップ体に成形する第1成形工程と、前記カップ体の前記カップ外周底部を下型成形部材に当接させながら上型成形部材で前記カップドーム部より缶外方に向かい押圧力を加えることで、前記第1の高さより低い第2の高さとなるように前記カップドーム部を押し下げて前記傾斜部に子午線方向ならびに周方向の圧縮応力を作用させ、当該傾斜部の厚みを増大させながら前記下型成形部材に押し込み、前記外周底部よりも内側に位置する周状接地部を形成するとともに、前記外周底部の板厚をt1とし、周状接地部の板厚をt2とした場合、t2>t1を満たすようにする第2成形工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a method for manufacturing a seamless can body in one embodiment of the present invention is (8) a method for manufacturing a seamless can body having a cylindrical body portion and a can bottom portion, comprising: an outer peripheral bottom portion of the cup extending from the lower end of the cylindrical body portion so as to reduce the diameter thereof; an inclined portion extending upward inward from the outer peripheral bottom portion of the cup and inclined toward the center of the dome; a first forming step of forming a cup body having a cup dome portion that bulges upward at a first height from an empty end portion; By applying a pressing force toward the outside of the can from the cup dome portion while being in contact with the cup dome portion, the cup dome portion is pushed down to a second height lower than the first height, and the inclination is applied. Compressive stress in the meridional direction and the circumferential direction is applied to the portion to increase the thickness of the inclined portion and push it into the lower mold forming member to form a circumferential ground contact portion positioned inside the outer peripheral bottom portion, and and a second forming step that satisfies t2>t1, where t1 is the plate thickness of the outer peripheral bottom portion and t2 is the plate thickness of the circumferential ground portion.
また、上記(8)において、(9)前記第2成形工程において、前記傾斜部を前記下型成形部材に押し込むことで、外周底部よりも内側に位置する周状接地部202bと、前記周状接地部よりも内側に位置する内側端部202cと、前記内側端部から上方に立ち上がって缶ドーム部へ接続する立ち上がり部202dが形成され、前記立ち上がり部202dと前記缶ドーム部201dとの接続部分(最外端201e)の内径(dx)が、前記内側端部202cの内径(dy)よりも大きくなるように、缶体軸の外方に向かって前記接続部分が凸となるリング溝が形成されることが好ましい。
In the above (8), (9) in the second forming step, the inclined portion is pushed into the lower mold forming member so that the
本発明のシームレス缶体によれば、素板(ブランク)の板厚を薄くした場合でも、従来のボトムリフォーム加工により得られる缶底以上に耐圧性の高い缶底を得ることができる。そのため、従来よりも薄い素板(ブランク)を用いてシームレス缶体を製造することができ、使用する金属材料の量を削減することができるためコスト的に有利である。さらに、シームレス缶体の軽量化により、リサイクル費、輸送費の削減等にも繋げることが可能となるものである。 According to the seamless can body of the present invention, it is possible to obtain a can bottom with higher pressure resistance than a can bottom obtained by a conventional bottom reforming process even when the plate thickness of the blank is reduced. Therefore, a seamless can body can be manufactured using a thinner base plate (blank) than before, and the amount of metal material used can be reduced, which is advantageous in terms of cost. Furthermore, the reduction in the weight of the seamless can can lead to the reduction of recycling costs and transportation costs.
また、本発明のシームレス缶体の製造方法によれば、素板(ブランク)の板厚を薄くした場合でも、簡易な製造装置により缶底の耐圧性を高めてバックリングを抑制することが可能である。且つ、ボトムリフォーム加工で問題となる黒変の問題を解決することが可能である。さらには、従来のボトムリフォーム加工の工程や、その後に潤滑油を洗浄する工程を必要としないため、コスト的及び環境的なメリットが大きい。 In addition, according to the method for manufacturing a seamless can body of the present invention, even when the plate thickness of the blank is reduced, it is possible to increase the pressure resistance of the can bottom and suppress buckling using a simple manufacturing apparatus. is. In addition, it is possible to solve the problem of black discoloration, which is a problem in bottom reforming. Furthermore, since the conventional bottom reforming process and the subsequent process of cleaning the lubricating oil are not required, there are great advantages in terms of cost and environment.
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明のシームレス缶体及びその製造方法について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を示してその内容について説明するものであり、本発明を意図的に限定するものではない。 Hereinafter, the seamless can body and the method for producing the same of the present invention will be specifically described with reference to the drawings as appropriate. In addition, the following embodiment shows an example of this invention, and demonstrates the content, and does not limit this invention intentionally.
<シームレス缶体>
図1に示すように、本実施形態のシームレス缶体1は、筒状胴部10と缶底部20とを有するシームレス缶体である。本実施形態において缶底部20は、図1(a)及び図1(b)に示すように、シームレス缶体を水平面に載置した場合に当該水平面に接触しない缶底中央部201と、該缶底中央部201の外側に位置する足部202を含むことが好ましい。
本実施形態におけるシームレス缶体1の缶底中央部201は、水平形状であってもよいし、図1(a)に示すように缶内面側に盛り上がる(上方に凸となるよう膨出する)ドーム形状であってもよい。
<Seamless can body>
As shown in FIG. 1 , the seamless can
The can bottom
本実施形態において、図1(b)に示すように、缶底部20における足部202は、前記筒状胴部10の下端10eから、缶体軸RA方向に向かって缶底中央部201の最外端201eまでの部分と定義される。
なお、図2における上記足部202を拡大した断面図に示すように、「缶底中央部201の最外端201e」は、缶底中央部201がドーム形状の場合には当該ドーム形状においてドームの径が最大となる部分とする。
In this embodiment, as shown in FIG. 1(b), the
As shown in the enlarged cross-sectional view of the
本実施形態において、足部202のうちZ軸方向において最も下方の部分を周状接地部202bとする。すなわち、周状接地部202bは、本実施形態のシームレス缶体1を水平面に載置した場合に、当該水平面に接触する部分ということができる。
そして、筒状胴部10の下端10eから周状接地部202bまでを、外周底部202aと定義する。
In the present embodiment, the lowermost portion of the
A portion from the
すなわち本実施形態において、足部202は、前記筒状胴部10の下端10eから内側へ縮径するように連続する外周底部202aと、前記外周底部202aよりも内側に位置する周状接地部202bと、を含む。
言い換えると、本実施形態のシームレス缶体において前記外周底部202aは周状接地部202bよりも外側において筒状胴部10の下端10eまでリング状に位置する。
That is, in the present embodiment, the
In other words, in the seamless can body of the present embodiment, the outer
本実施形態において、外周底部202aのリング幅やその面積等には特に制限はなく、またその傾斜角度や湾曲状態についても公知の形状が適用され得る。すなわち、断面において直線状となっていてもよいし、缶体の内側に向けて湾曲した円弧状であってもよいし、逆に外側に湾曲した円弧状であってもよい。また、一部が内側に湾曲し残りが外側に湾曲し、これらを連続的に繋げた形状であってもよい。
本実施形態においては、図2において示すように、前記外周底部202aはその断面図において変曲点IPを有することが同種の缶詰の蓋上に重ねて載置しやすくなって好ましい。
In this embodiment, the ring width, area, etc. of the outer
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, it is preferable that the outer
図2に示されるように、本実施形態のシームレス缶体1はさらに、前記周状接地部202bよりも内側に位置する内側端部202cを含む。この内側端部202cは、上述した足部202のうち、断面図において最も缶体軸RA側に近い部分であると定義される。
またさらに本実施形態のシームレス缶体1は、この内側端部202cから上方向(Z軸の+方向)に向けて延伸する立ち上がり部202dを含む。この立ち上がり部202dは、図1(a)又は図2に示す断面図において、内側端部202cから缶底中央部201方向の最外端201eまでの部分と定義される。
As shown in FIG. 2, the
Furthermore, the
本実施形態のシームレス缶体は、前記外周底部202aの板厚をt1とし、周状接地部202bの板厚をt2とそれぞれした場合、「t2>t1」の関係が成り立つことを特徴とする。このような関係を満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体1において缶体の軽量化をはかりながら好ましい耐圧性を付与することが可能となる。また、t2>t1とすることにより、シームレス缶体1が缶底部20を下にして落下した場合の変形に対しての強度を付与することができ、好ましい。
なお、前記外周底部202aの板厚(t1)は、下端10eから周状接地部202bに至る長さ(形状に沿った長さ)の中間点の板厚とする。
The seamless can body of the present embodiment is characterized in that a relationship of "t2>t1" holds, where t1 is the plate thickness of the outer
The thickness (t1) of the outer
本実施形態のシームレス缶体は、さらに、内側端部202cの板厚をt3とした場合、「t3>t1」の関係が成立することが好ましい。このような関係を満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体1において缶体の軽量化をはかりながら好ましい耐圧性を付与することが可能となる。また、t3>t1とすることにより、シームレス缶体1が缶底部20を下にして落下した場合の変形に対しての強度を付与することができ、好ましい。
Further, in the seamless can body of the present embodiment, it is preferable that the relation of "t3>t1" is established when the plate thickness of the
本発明における上記厚みの規定に関しては、以下の理由によるものである。
すなわち、シームレス缶体の中に収容する液体がビールや炭酸飲料である場合には、缶底には常に内圧がかかっている。このように内圧がかかった状態で缶底に衝撃が加えられた場合や、何らかの理由で缶底に加えられる内圧が急激に大きくなった場合、缶の内圧が缶底の耐圧強度を超えて、缶底のドーム部が反転する現象(バックリング)が発生する。
The reason for defining the above thickness in the present invention is as follows.
That is, when the liquid contained in the seamless can body is beer or carbonated beverages, the internal pressure is always applied to the bottom of the can. When an impact is applied to the can bottom while the internal pressure is applied, or when the internal pressure applied to the can bottom suddenly increases for some reason, the internal pressure of the can exceeds the compressive strength of the can bottom, A phenomenon in which the dome portion of the can bottom is reversed (buckling) occurs.
このバックリング現象を抑制するためには、缶底の耐圧強度を高くする必要があるが、そのためには、缶底部分の板厚を厚くする方法が考えられる。
しかしながら昨今の軽量化の要求により素板(ブランク)の板厚は薄くなりつつあるため、缶底の耐圧強度を高くするために単純に素板(ブランク)の板厚を厚くした場合には、上記要求に反することとなる。
In order to suppress this buckling phenomenon, it is necessary to increase the compressive strength of the can bottom.
However, due to the recent demand for weight reduction, the thickness of the blank is becoming thinner. It goes against the above requirement.
そのため本発明者は、上記缶の軽量化及び缶底の耐圧強度の要求を同時に満たすシームレス缶体を実現すべく、鋭意検討した。その結果、素板(ブランク)の板厚を従来と同様または従来よりも薄くしつつも、缶底において耐圧強度の向上に寄与しやすい部分のみを厚くして缶底の耐圧強度を高くすることを実現し、本発明に想到した。 Therefore, the present inventors have made intensive studies to realize a seamless can body that simultaneously satisfies the requirements for weight reduction of the can and pressure resistance strength of the can bottom. As a result, it is possible to increase the pressure resistance strength of the can bottom by increasing only the portion of the can bottom that is likely to contribute to the improvement of the pressure resistance strength while making the plate thickness of the base plate (blank) the same as or thinner than the conventional one. realized the present invention.
本発明によれば、缶胴部に関しては、従来よりも薄い素板(ブランク)が採用可能なため、従来と同様の厳しい絞りしごき加工により、従来と同様または従来よりも薄い胴部板厚に到達することができる。そのため、軽量化及び缶底の耐圧強度の要求を高い次元で両立することが可能であるといえる。 According to the present invention, for the can body, it is possible to use a blank sheet (blank) that is thinner than before. can be reached. Therefore, it can be said that it is possible to satisfy both the weight reduction and the pressure resistance strength of the can bottom at a high level.
本実施形態のシームレス缶体は、図1(a)及び図2に示すように、缶底部20の足部202が、内側端部202cから立ち上がり部202dを介して、最外端201eの部分で缶底中央部201(缶ドーム部201d)に接続されている。
In the seamless can body of this embodiment, as shown in FIGS. 1A and 2, the
本実施形態において立ち上がり部202dは、その断面において内側端部202cから鉛直方向(Z軸の+方向)に延伸した直線又は曲線であってもよい。
また、図1(a)及び図2に示すように、立ち上がり部202dは、断面においてZ=-aX(Z>0)の直線に沿って延伸する直線又は曲線であってもよい。
In the present embodiment, the rising
Also, as shown in FIGS. 1A and 2, the rising
そして、図1(a)に示すように、立ち上がり部202dは、上記した最外端201eの内径(dx)が、内側端部202cの内径(dy)よりも大きくなるように、缶底中央部201(缶ドーム部201d)と接続する。
As shown in FIG. 1(a), the rising
言い換えると、図1(a)及び図2に示すように、最外端201eの付近では、断面図において概ね「⊂」又は「⊃」形状となっている。
また図1(a)を示して説明すると、Z軸の+方向に向かって、内側端部202cと缶ドーム部201dとの間には、缶体軸RAの外方に向かって最外端201eが凸となるリング溝を有していることが好ましい。
In other words, as shown in FIGS. 1A and 2, the vicinity of the
Further, referring to FIG. 1(a), in the + direction of the Z axis, between the
上記のような形状とすることにより、本実施形態のシームレス缶体1の耐圧性を向上させることが可能となる。
By adopting the shape as described above, it is possible to improve the pressure resistance of the
なお、上述したように、本実施形態においては、前記外周底部202aはその断面図において変曲点IPを有することが好ましい。この変曲点IPは、図2に示すように、最外端201eよりもZ軸の+方向に位置していてもよいし、逆にZ軸の-方向に位置していてもよい。
As described above, in this embodiment, the outer
本実施形態において、立ち上がり部202dと缶底中央部201が接続する最外端201e部分の板厚をt4とした場合、「t4>t1」の関係が成立することも、缶体の軽量化と耐圧性の観点からは好ましい。
In the present embodiment, when the plate thickness of the
本実施形態のシームレス缶体1はさらに、図1(a)に示すように、缶底部20において、前記立ち上がり部202dと連続して上方に凸となるよう膨出する缶ドーム部201dを含むことが好ましい。すなわち本実施形態においては、缶底中央部201の形状が図1(a)に示すようなドーム形状であることが好ましい。
As shown in FIG. 1(a), the
そして缶ドーム部201dの中央の板厚をt5とした場合、内側端部202cの板厚(t3)と立ち上がり部202dの板厚(t4)との関係において、以下の関係を満たすことが好ましい。
t3>t4>t5
すなわちこれは、缶ドーム部201dの中央部分から外側に向けて前記内側端部202cまで連続する金属板において、その板厚が漸次増加することを意味する。
Assuming that the central thickness of the
t3>t4>t5
That is, this means that the thickness of the metal plate extending outward from the central portion of the
さらに本実施形態において、図3に示すように、素板(ブランク)の板厚をt0とした場合、「t1>t0」且つ、「t2>t0」且つ、「t3>t0」且つ、「t4>t0」の関係を満たすことが、シームレス缶体1に望まれる耐圧性の観点からは好ましい。
一方で本実施形態においては缶ドーム部201dの中央の板厚(t5)は、素板(ブランク)の板厚(t0)以下となっていても問題はない(t5≦t0)。
Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. >t0” is preferable from the viewpoint of the pressure resistance desired for the
On the other hand, in the present embodiment, there is no problem even if the plate thickness (t5) at the center of the
なお本実施形態においては、図3(a)に示すように、各々の板厚が「t3>t2>t1」の関係を有していることが好ましい。言い換えると、外周底部202a、周状接地部202b、内側端部202c、の順に板厚が徐々に増加していることが好ましい。
このような関係を満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体1において好ましい耐圧性を付与することが可能となる。
In this embodiment, as shown in FIG. 3(a), it is preferable that the plate thicknesses have a relationship of "t3>t2>t1". In other words, it is preferable that the plate thickness gradually increases in the order of the outer
By satisfying such a relationship, it is possible to impart preferable pressure resistance to the
また、上記した「t3>t2>t1」の関係を満たすことにより、t3部分の板厚が増加した場合でも、缶の重量増加を抑えることが可能となるため好ましい。その理由として、t1→t2→t3の順に、それらの位置は缶体軸RAに近くなることから、それぞれの占める体積は順に小さくなるためである。
そのため結果的に、缶の重量増加を抑えつつ耐圧性を高めることができるため、好ましい。
Moreover, by satisfying the above-described relationship of "t3>t2>t1", it is possible to suppress an increase in the weight of the can even when the thickness of the t3 portion is increased, which is preferable. This is because their positions become closer to the can body axis RA in the order of t1→t2→t3, so that the volume occupied by each becomes smaller in order.
Therefore, as a result, it is possible to increase pressure resistance while suppressing an increase in the weight of the can, which is preferable.
しかしながら本実施形態はこれに限られるものではなく、図3(b)に示すように、t2とt3の厚みが同じであってもよいし、図3(c)に示すようにt2の厚みが最大であってもよい。 However, the present embodiment is not limited to this, and as shown in FIG. may be maximum.
なお、素板(ブランク)の板厚としては、通常シームレス缶体を製造される場合の板厚であればよく、概ねt0=0.15mm~0.32mm程度の厚さの金属板を打ち抜いて素板(ブランク)として使用することができるが、上記厚みに限定されるものではない。 The thickness of the raw plate (blank) may be any thickness that is normally used for manufacturing a seamless can body, and a metal plate with a thickness of about t0 = 0.15 mm to 0.32 mm is punched. Although it can be used as a base plate (blank), it is not limited to the above thickness.
以上のように、本実施形態のシームレス缶体1において、缶底部20の板厚は上記したような関係を有することが、望まれる耐圧性の観点からは好ましいことを述べた。
すなわち本実施形態におけるシームレス缶体1では、缶底部20の特に足部202の平均板厚が缶底中央部201よりも厚いことが好ましい。
As described above, in the
That is, in the
さらに、缶ドーム部201dの厚みが、外周底部202aの厚みよりも小さいことが好ましい。すなわち「t5<t1」であることが好ましい。
Furthermore, it is preferable that the thickness of the
上記のような板厚の関係を有することにより、耐圧性が向上する理由としては未だ詳細には明らかではないが、以下のような理由が考えられる。
耐圧性を数値で示したものがバックリング圧力である。すなわち、缶底の内側に凸のドーム部が、内圧によって外側に反転するように変形する現象を生じるまでの圧力のピーク値をバックリング圧力という。
Although the reason why the pressure resistance is improved by having the above relationship of plate thickness is not yet clarified in detail, the following reasons are conceivable.
The buckling pressure is a numeric representation of pressure resistance. That is, the buckling pressure is the peak value of the pressure at which the inwardly convex dome portion of the can bottom deforms outward due to the internal pressure.
バックリングの現象が生じる過程は、以下のように説明できる。
まず、ほぼ球面形状をなすドーム部は、内圧を受け始めると、これ自体はすぐに変形せず、ドーム部の投影面積と内圧の積がドーム部を缶外方に押し出す力となって、周状接地部202b、内側端部202c、立ち上がり部202dに負荷を与え変形を与えるように作用する。
換言すると、周状接地部202bから立ち上がり部202dにかけての狭い領域の部材によってドーム部外周は支えられている。
The process by which the buckling phenomenon occurs can be explained as follows.
First, when the dome, which has a nearly spherical shape, begins to receive internal pressure, it does not immediately deform, and the product of the projected area of the dome and the internal pressure becomes a force that pushes the dome outward. It acts so as to apply a load to the shaped
In other words, the outer circumference of the dome portion is supported by members in a narrow region from the
さらに内圧の上昇によって、周状接地部202bから立ち上がり部202dにかけての領域の変形が進むと、ドーム部外周を支える機能が失われる。すなわち、周状接地部202b、内側端部202c、立ち上がり部202dは缶体軸RAを中心とする円環形状を維持できなくなり、それに連なるドーム部外周に位置する最外端201eも円形を崩す形となり、さらにそれに連なる缶ドーム部201dは球面形状を維持できなくなるため、ドーム部の強度は急速に低下してドーム部は缶外方に反転(バックリング)する。
Furthermore, when the deformation of the area from the circumferential
したがって、耐圧性を向上させるためには、ドーム部の板厚そのものを厚くするよりも、
ドーム部外周の板厚を厚くする方が有効であると考えられる。よって、外周底部202aの厚みが缶ドーム部201dの中央の板厚よりも厚い、すなわち「t5<t1」である場合には、本実施形態において望ましい耐圧性を得ることができる。
Therefore, in order to improve pressure resistance, rather than increasing the plate thickness of the dome portion itself,
It is considered effective to increase the plate thickness of the outer periphery of the dome portion. Therefore, when the thickness of the outer
なお、シームレス缶体1における缶ドーム部201dの高さHpに関しては、特に制限はなく、ドーム部を有する公知のシームレス缶体と同様の高さとすることができる。
The height Hp of the
なお、本実施形態において、シームレス缶体1に用いられる金属素材の種類としては特に制限されない。すなわち、シームレス缶体に通常用いられる公知の金属板、例えばアルミニウム合金板や表面処理鋼板を使用することができる。また、金属板は公知のフィルムを積層したものや、有機樹脂を塗装したもの、化成処理を施したもの等、適宜表面処理を施していてもよい。
In addition, in this embodiment, the type of metal material used for the
本実施形態のシームレス缶体1は、公知のネッキング加工やフランジ加工、あるいはねじを形成する加工が施され、また、ビールや炭酸飲料等が内容物として収容された後に、開口部に公知の方法で蓋が取り付けられる。
The
<シームレス缶体の製造方法>
次に、本実施形態におけるシームレス缶体の製造方法について説明する。
本実施形態におけるシームレス缶体の製造方法としては、図1(a)に示すような筒状胴部10と缶底部20とを有するシームレス缶体1の製造方法であって、下記に詳述するような第1成形工程と第2成形工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
<Method for manufacturing seamless can body>
Next, a method for manufacturing a seamless can body according to the present embodiment will be described.
As a method for manufacturing a seamless can body in this embodiment, a method for manufacturing a
なお、本実施形態のシームレス缶体の製造方法において、筒状胴部10の成形方法としては、例えば特許文献4に記載のような公知の方法を採用可能である。
一方で、特に缶底部20の成型方法として下記に詳述するような第1成形工程と第2成形工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
In addition, in the method for manufacturing the seamless can body of the present embodiment, a known method such as that described in
On the other hand, the method of molding the
以下に、本実施形態におけるシームレス缶体の製造方法を説明する。
まず、上述した金属素材(ブランク)を用いて、公知の方法により缶胴部を形成することにより、カップ形状を有する前駆体3を準備する。
なお図4に示されるように、金属素材(前駆体3)としては、公知の絞りしごき方法等で得られるドームを有しないカップ形状を有していてもよい。また、以下の第1成形工程と第2成形工程が実現可能な限りにおいて、ドームを有したカップ形状を有していてもよい。
A method for manufacturing a seamless can body according to the present embodiment will be described below.
First, a cup-shaped precursor 3 is prepared by forming a can body by a known method using the metal material (blank) described above.
As shown in FIG. 4, the metal material (precursor 3) may have a cup shape without a dome obtained by a known drawing and ironing method or the like. Moreover, as long as the following first forming step and second forming step can be realized, it may have a cup shape with a dome.
この前駆体3に対して、以下の第1成形工程と第2成形工程を付与することにより、本実施形態におけるシームレス缶体1を得ることができる。
By subjecting the precursor 3 to the following first forming step and second forming step, the
まず、本実施形態におけるシームレス缶体1の製造方法のうち、第1成形工程においては、図4に示されるように、金属素材(前駆体3)を、筒状胴部10と、前記筒状胴部10の下端10eから縮径するように続くカップ外周底部Aと、前記カップ外周底部Aから内側上方に向けて延出する傾斜部Sと、前記傾斜部Sの端部Seから上方へ向けて第1の高さHoで膨出するカップドーム部Dと、を有するカップ体2に成形する。
ここで傾斜部Sの端部Seは、カップドーム部Dとの接続点ともいうことができる。
First, in the first forming step of the method for manufacturing the
Here, the end Se of the inclined portion S can also be said to be a connection point with the cup dome portion D. As shown in FIG.
図4に示される上記第1成形工程は、公知のプレス工程等により筒状胴部10が成形された前駆体3に対し、上型と下型とを用いて、分離した工程として実施することもできるし、しごき加工を行う工程に続くストローク終段で行うこともできる。
具体的な例としては、図4に示されるように、カップ形状を有する前駆体3内に位置してこれを支持する筒状のパンチ401と、前駆体3の外周底部を前記パンチ401と協動して支持するホールドダウンリング501と、ドーミングダイ502と、により上記第1成形工程が実施される。
まず、パンチ401のテーパ部402とホールドダウンリング501のテーパ状支持部503とで前駆体3の外周底部を保持し、パンチ401とドーミングダイ502とがかみ合うように駆動して相対的に近接させて、ボトムにHoのカップドーム部Dを有するカップ体2を得ることができる。
The first molding step shown in FIG. 4 is performed as a separate step using an upper mold and a lower mold for the precursor 3 in which the
As a specific example, as shown in FIG. The first forming step is carried out by the hold-
First, the tapered
ここで、上記第1成形工程により得られたカップ体2の形状について説明する。すなわち、カップ体2における傾斜部Sは、前記カップ外周底部Aから内側上方に向けて延出するものである。
すなわちカップ体2の傾斜部Sは、図4に示すように、Z軸方向においてカップ体2の最も低い部分と、カップドーム部Dとの接続点Seとで挟まれた曲線部分及び直線部分を言うものとする。
Here, the shape of the
That is, as shown in FIG. 4, the inclined portion S of the
図4(c)に示すように傾斜部Sは、垂直とはせず、所定の角度θ1で傾斜させることが好ましい。
すなわち、傾斜部SとZ軸のなす角度θ1については、5°~30°であることが、下記の第2成形工程において各部分の板厚を好ましく制御する観点から好ましい。
また、上記傾斜部SとZ軸のなす角度θ1について、10°~30°であることが、第1成形工程後に内面にスプレー塗装法により塗膜を形成する場合にスプレー塗装がしやすくなるため、より好ましい。
As shown in FIG. 4(c), it is preferable that the inclined portion S is not vertical but inclined at a predetermined angle θ1.
That is, the angle θ1 between the inclined portion S and the Z axis is preferably 5 ° to 30° from the viewpoint of preferably controlling the plate thickness of each portion in the second forming step described below.
In addition, when the angle θ 1 between the inclined portion S and the Z axis is 10° to 30°, spray coating is facilitated when a coating film is formed on the inner surface by a spray coating method after the first molding step. Therefore, it is more preferable.
また、カップ外周底部Aから傾斜部Sのなす角θ2における曲率半径Rについては、R=5×t0~15×t0とすることが、下記の第2成形工程において各部分の板厚を好ましく制御する観点からは好ましい。 In addition, the radius of curvature R at the angle θ 2 formed by the inclined portion S from the outer peripheral bottom portion A of the cup is set to R = 5 × t0 to 15 × t0. It is preferable from the viewpoint of control.
さらに、カップ体2におけるカップドーム部Dの高さHoは、後述する第2成形工程により得られるシームレス缶体1における缶ドーム部201dの高さHpよりも大きいことが好ましい。この理由としては、後述するように、後述する第2成形工程においてカップ体2におけるカップドーム部Dを押し下げながら、傾斜部Sに圧縮応力を付与するためである。すなわち、カップ体2におけるカップドーム部Dの高さHoを事前に大きくしておき、最終的にシームレス缶体1において好ましい缶ドーム部201dの高さHpを得るためである。
Furthermore, the height Ho of the cup dome portion D in the
引き続き、第2成形工程について説明する。
上記第1成形工程により、カップ外周底部A及び傾斜部Sを有するカップ体2が成形された後に、以下の第2成形工程が実施される。
Next, the second molding step will be explained.
After the
なお、上記第1成形工程と第2成形工程との間に、カップ体2に対して、適宜公知の洗浄工程、表面処理工程、印刷工程、塗装工程、筒状胴部への形状付与加工、あるいは第2成形工程を行うのに支障がない範囲でのネックイン(口絞り)加工等が実施されてもよい。
さらに必要に応じて、第1成形工程以降の搬送性や耐食性を確保する目的で、カップ体2の最下端曲率部を中心として、カップ外周底部Aから傾斜部Sにかけての範囲の部分に外面塗装を施すことができる。
In addition, between the first molding process and the second molding process, the
Furthermore, if necessary, for the purpose of ensuring transportability and corrosion resistance after the first molding process, the outer surface is painted on the area from the cup outer peripheral bottom A to the inclined portion S centered on the lowermost curved portion of the
第2成形工程においては、前記カップ体2に対して、上述の第1成形工程における成形金型とは異なる金型により加工を施し、シームレス缶体1が成形される。すなわち、カップ体2を下型成形部材に当接させながら、上型成形部材を用いてカップ体2のカップドーム部Dに対して缶外方向(-Z軸方向)に押圧力を加える。
あるいは、カップ体2を下型成形部材及び上型成形部材に当接させながら、下型成形部材を用いて+Z軸方向に押圧力を加えてもよい。
In the second molding step, the
Alternatively, pressing force may be applied in the +Z-axis direction using the lower mold forming member while bringing the
より詳細には図5に示すように、カップ体2のカップ外周底部Aをカップ外周側ホルダー60に載せる。ドーム押し下げ工具70が相対的に下降し、カップドーム部Dにドーム押し下げ工具70の支持部701が接触する。ここで、カップ外周側ホルダー60はテーパ面601及び溝602を有しており、カップ体2のカップ外周底部Aが前記テーパ面601に接触した後に、ドーム押し下げ工具70がさらに押し下げられることにより、カップ体2の傾斜部Sの金属が、圧縮応力を受けながら溝602内に案内され、押し込まれる。
More specifically, as shown in FIG. 5 , the cup outer peripheral bottom portion A of the
そして、前記第1の高さHoより低い第2の高さHpとなるように、前記カップドーム部Dを押し下げる。同時に、上型成形部材(ドーム押し下げ工具)及び下型成形部材(カップ外周側ホルダー)を用いて、前記傾斜部Sに対して、子午線方向の圧縮応力σφならびに周方向の圧縮応力σθを作用させる。 Then, the cup dome portion D is pushed down to a second height Hp lower than the first height Ho. At the same time, using the upper mold forming member (dome pressing down tool) and the lower mold forming member (cup outer peripheral side holder), compressive stress σφ in the meridional direction and compressive stress σθ in the circumferential direction are applied to the inclined portion S. act.
なお図6は、本実施形態において、傾斜部Sが立ち上がり部202dに形成される際に付与される圧縮応力を示す模式図である。
すなわち、傾斜部Sを前記下型成形部材の溝602内に押し込まれる際、該傾斜部Sにはドーム押し下げ工具70の押す力により子午線方向の圧縮応力σφと下型成形部材に倣おうとして径方向内側に移動することによる周方向の圧縮応力σθが同時に作用して、当該傾斜部Sにおける金属素材の厚みは増大する(図6における矢印方向σψ)。
このようにして、第2成形工程を経た後にシームレス缶体1が得られる。
成形が終了したら、ドーム押し下げ工具を相対的に上昇させ、シームレス缶体1をカップ外周側ホルダーから取り出せばよい。
Note that FIG. 6 is a schematic diagram showing the compressive stress applied when the inclined portion S is formed on the rising
That is, when the inclined portion S is pushed into the
Thus, the
After the molding is finished, the dome pressing tool is relatively raised, and the
ここで、第2成形工程後に得られるシームレス缶体1としては、上述した本実施形態におけるシームレス缶体1であることが好ましい。
すなわち、第2成形工程後に得られるシームレス缶体1としては、図1に示すように、外周底部202a及び周状接地部202bを有し、さらに外周底部202aの板厚をt1とし、周状接地部202bの板厚をt2とそれぞれした場合、「t2>t1」の関係が成り立つものであることが好ましい。
Here, the
That is, as shown in FIG. 1, the
なお、第2成形工程は、以下の特徴を有することがさらに好ましい。
すなわち、第2成形工程は、上述したカップ体2を第2成形工程の下型成形部材60に押し込むことで、傾斜部Sを、外周底部202aよりも内側に位置する周状接地部202bと、前記周状接地部202bよりも内側に位置する内側端部202cと、前記内側端部202cから上方に立ち上がって前記缶ドーム部201dへ接続する立ち上がり部202dと、に形成することが好ましい。
In addition, it is more preferable that the second molding step has the following characteristics.
That is, in the second molding step, the
そして第2成形工程により、シームレス缶体1の前記立ち上がり部202dと前記缶ドーム部201dとの接続点(最外端201e)の内径(dx)が、内側端部202cの内径(dy)よりも大きくなるように、缶体軸RAの外方に向かって最外端201eが凸となるリング溝が形成されることが好ましい。
従来、回転ロールや割型を用いて上記したようなリング溝を形成するリフォーム成形方法(ボトムリフォーム加工)が存在した。しかしながら従来の方法では、加工部位が薄くなりやすく十分に深い溝を形成することが困難であった。
本発明の方法によればリング溝部の板厚は薄くならず逆に厚くなる傾向が生じ、且つ無理なく深い溝が形成できる。
Then, in the second forming step, the inner diameter (dx) of the connection point (
Conventionally, there has been a reform molding method (bottom reform processing) in which a ring groove as described above is formed using a rotary roll or a split mold. However, in the conventional method, the processed portion tends to be thin and it is difficult to form sufficiently deep grooves.
According to the method of the present invention, the plate thickness of the ring groove portion does not become thin, but conversely tends to become thick, and a deep groove can be formed without difficulty.
本実施形態のシームレス缶体の製造方法において、第1成形工程と第2成形工程との間で、カップ体2のカップ外周底部Aの上部の形状や長さに変化は与えられない。
すなわち、カップ体2を外周側ホルダー60に載せた際に、カップ体2のカップ外周底部Aとカップ外周側ホルダー60のテーパ面601とが接触する面の、Z軸方向において最も低い点をT点とする。このT点は、ドーム押し下げ工具70の下降及びカップドーム部Dの押し下げに伴って、位置は変化しない。(図5参照)
In the seamless can body manufacturing method of the present embodiment, the shape and length of the upper portion of the cup outer peripheral bottom portion A of the
That is, when the
一方で、第2成形工程により、カップ体2の傾斜部Sであった部分は、シームレス缶体1の外周底部202aの一部と周状接地部202bと内側端部202cと立ち上がり部 202dとに成形される。すなわちカップ体2の傾斜部Sは、カップ外周側ホルダー60の溝602に最終的には全て入り込む。
なおこの第2成形工程において、カップ体2と上下金型との間の接触には著しい摺動がない。そのため、カップ体2の金属表面の損傷を生じることはなく、もとより潤滑剤を使用する必要はない。
On the other hand, in the second forming step, the portion that was the inclined portion S of the
In this second molding process, there is no significant sliding between the
図5に示すように、上記T点は、シームレス缶体1における変曲点IPとなる。第2成形工程により付与される圧縮応力が原因で、下記のようにその金属長さが短くなる。
すなわち、図5(f)における変曲点IPから最外端201eまでの金属長さは、図5(b)におけるT点からSeまでの金属長さに比べて、0.85~0.99倍程度に短くなる。
As shown in FIG. 5 , the point T is an inflection point IP in the
That is, the metal length from the inflection point IP to the
一方で、当該部分の金属素材の厚みは、第2成形工程により、最も厚さが増大する部分で素板厚さ(t0)の1.1~1.3倍に増大される。 On the other hand, the thickness of the metal material in this portion is increased by 1.1 to 1.3 times the base plate thickness (t0) at the portion where the thickness increases the most by the second forming step.
以下、実施例及び比較例により本発明の内容をさらに具体的に説明する。しかしながら、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。 The contents of the present invention will now be described in more detail with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is by no means limited to the following examples.
(実施例1)
以下に示す方法により、内容積350mLの絞りしごき缶(DI缶)を製造した。
まず、素板としてアルミニウム合金板(JIS H 4000 A3104-H19材、0.28mm)を用意した。次いで、上記アルミニウム合金板の両面に、絞り加工時の潤滑剤として、公知のカッピング油を所定量塗布した。
(Example 1)
A drawn and ironed can (DI can) having an internal volume of 350 mL was manufactured by the method shown below.
First, an aluminum alloy plate (JIS H 4000 A3104-H19 material, 0.28 mm) was prepared as a base plate. Next, a predetermined amount of known cupping oil was applied as a lubricant during drawing to both surfaces of the aluminum alloy plate.
次いで、上記アルミニウム合金板を絞り成形機で、直径160mmの円盤状に打ち抜いた後、直ちに直径90mmの絞りカップ(図示せず)となるように絞り成形を行った。
得られた絞りカップをボディーメーカ(缶体製造機)に搬送し、直径66mmの形状になるように再絞り成形を行った後、クーラントを用いて、直径66mm、高さ130mm、側壁最小厚さ0.105mmの形状の絞りしごき加工によってつくられた前駆体3となるようにしごき加工を行った。
Then, the aluminum alloy plate was punched out into a disk shape with a diameter of 160 mm by a drawing machine, and then immediately drawn into a drawn cup (not shown) with a diameter of 90 mm.
The resulting drawn cup is conveyed to a body maker (can body manufacturing machine) and redraw-formed so that it has a shape of 66 mm in diameter. The ironing process was performed so as to obtain a precursor 3 made by drawing and ironing in a shape of 0.105 mm.
次いで、缶底の成形加工を行うため、上記で得られた前駆体3に対し、以下の第1成形工程及び第2成形工程を施した。
まず第1成形工程としては前記のボディメーカでしごき加工に続く行程のストローク終段で行い、図4に示されるパンチ401、ホールドダウンリング501及びドーミングダイ502を用いてカップ外周底部A及び傾斜部Sを有するカップ体2とした。このときのカップ外周底部A及び傾斜部Sの長さ及び板厚は表1に示すとおりである。
Next, in order to form the can bottom, the precursor 3 obtained above was subjected to the following first forming step and second forming step.
First, the first forming step is carried out at the end of the stroke following the ironing process by the body maker. A
次に第2成形工程として図5に示す上型成形部材70と下型成形部材60を用いて、カップドーム部Dを押し下げると共に傾斜部Sにおける金属素材の厚みを増大させて、シームレス缶体1を成形した。
Next, in a second forming step, an upper
次いで、t1~t5の各部分の板厚を測定した。なお、t1~t5の各部分の箇所としては、上記実施形態及び図2に示すとおりとした。また、板厚の板厚測定方法としては以下のとおりとした。すなわち、成形したシームレス缶体1をエポキシ樹脂で包埋した後、エポキシ樹脂ごと、シームレス缶体1の縦軸(Z軸)に沿って切断した。切削加工、および入念な研磨加工で中心断面を露出させた後、測定顕微鏡でt1~t5部分の各々の厚さを測定した。各部分の板厚を表1に示す。
Next, the thickness of each portion from t1 to t5 was measured. Note that the locations of each portion from t1 to t5 are as shown in the above embodiment and FIG. Moreover, the plate thickness was measured as follows. That is, after embedding the molded
(実施例2)
素板厚さを0.225mmとし、前駆体3の側壁最小厚さを0.093mmにした以外は実施例1と同様に行った。得られたシームレス缶体の各部分の板厚等に関しては表1に示す。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was repeated except that the thickness of the base plate was set to 0.225 mm and the minimum thickness of the side wall of the precursor 3 was set to 0.093 mm. Table 1 shows the plate thickness of each part of the obtained seamless can body.
(比較例1)
缶底の成形加工については、公知の缶底成型金型を使用し、公知の缶底成型方法により1工程で行った。それ以外は実施例1と同様に行った。
なお、比較例1で用いたシームレス缶体の缶底の部分拡大図を図7に示す。
得られたシームレス缶体の各部分の板厚等に関しては表1に示す。ただし、表1においてt3の数値は、傾斜部の下端(図7の(1))、t4の数値は傾斜部の上端(図7の(2))を測定して得た。
(Comparative example 1)
The can bottom molding process was carried out in one step by a known can bottom molding method using a known can bottom molding die. Otherwise, the procedure was the same as in Example 1.
A partially enlarged view of the bottom of the seamless can body used in Comparative Example 1 is shown in FIG.
Table 1 shows the plate thickness of each part of the obtained seamless can body. However, in Table 1, the value of t3 was obtained by measuring the lower end of the inclined portion ((1) in FIG. 7), and the value of t4 was obtained by measuring the upper end of the inclined portion ((2) in FIG. 7).
(比較例2)
比較例1により得られたシームレス缶体に対して、ボトムリフォーム加工を施した。すなわち、缶底の接地部の缶体軸に直交する径方向の内側に位置する内周壁を回転ロールで押圧することにより周状に凹部を成形した。それ以外は、比較例と同様に行った。得られたシームレス缶体の各部分の板厚等に関しては表1に示す。
(Comparative example 2)
The seamless can body obtained in Comparative Example 1 was subjected to bottom reforming. That is, the recess was formed in a circumferential shape by pressing the inner peripheral wall of the contact portion of the can bottom located inside in the radial direction orthogonal to the can body axis with a rotating roll. Otherwise, the procedure was the same as in the comparative example. Table 1 shows the plate thickness of each part of the obtained seamless can body.
(比較例3)
素板厚さを0.225mmとし、側壁最小厚さを0.093mmにした以外は比較例2と同様に行った。得られたシームレス缶体の各部分の板厚等に関しては表1に示す。
(Comparative Example 3)
The same procedure as in Comparative Example 2 was carried out, except that the blank thickness was 0.225 mm and the minimum side wall thickness was 0.093 mm. Table 1 shows the plate thickness of each part of the obtained seamless can body.
[評価]
上記方法により得られたDI缶について、以下の方法により評価を行った。結果を表1に示す。
[evaluation]
The DI cans obtained by the above method were evaluated by the following methods. Table 1 shows the results.
[耐圧性試験方法]
カップ内に水を満たした状態で、送水管を設けた栓で開口端を密封する。次いで送水ポンプから送水管を通じてカップ内に加圧水を送り込む。カップの内圧が上昇し、ある時点でドーム部が外方に反転するように瞬時に変形する(バックリング)。通常、この変形と同時に缶の内圧が急激に低下する。この間における缶内圧の最高値を耐圧力(MPa)とする。
[Pressure resistance test method]
With the cup filled with water, the open end is sealed with a stopper provided with a water pipe. Next, pressurized water is fed into the cup from the water pump through the water pipe. The internal pressure of the cup rises, and at a certain point, the dome instantly deforms so as to reverse outward (buckling). Normally, the internal pressure of the can suddenly drops simultaneously with this deformation. The maximum value of the can internal pressure during this period is defined as the withstand pressure (MPa).
実施例及び比較例の結果により、缶底の特定部分の厚みを制御することにより、素板(ブランク)の板厚を薄くした場合でも好ましい耐圧性(炭酸飲料用途として求められる0.618MPa以上)が得られることが示された。 From the results of Examples and Comparative Examples, by controlling the thickness of a specific part of the can bottom, preferable pressure resistance (0.618 MPa or more required for carbonated beverages) even when the plate thickness of the blank (blank) is reduced. was shown to be obtained.
本発明によれば、シームレス缶体の素板(ブランク)の板厚を薄くしつつも耐圧性能を向上させてバックリングの現象を抑制することが可能となる。したがって、シームレス缶体の製造コストや輸送にかかるコスト等を削減することが可能となる。また、製造や輸送に必要とされる燃料等も削減できるため、環境に配慮したシームレス缶体の製造を実現することが可能である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to suppress the phenomenon of a buckling by improving pressure resistance performance, while making the plate|board thickness of the base plate (blank) of a seamless can thin. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost of the seamless can body, the transportation cost, and the like. In addition, since the fuel required for manufacturing and transportation can be reduced, it is possible to realize environmentally friendly manufacturing of seamless can bodies.
1 シームレス缶体
2 カップ体
3 前駆体
10 筒状胴部
10e 下端
20 缶底部
201 缶底中央部
201d 缶ドーム部
201e 最外端
202 足部
202a 外周底部
202b 周状接地部
202c 内側端部
202d 立ち上がり部
A カップ外周底部
D カップドーム部
S 傾斜部
Se 端部
Hp 缶ドーム部の高さ(第2の高さ)
Ho カップドーム部の高さ(第1の高さ)
70 上型成形部材
60 下型成形部材
1 Seamless Can
Ho Cup dome height (first height)
70 upper
Claims (6)
前記缶底部は、前記筒状胴部の下端から内側へ縮径するように連続する外周底部と、前
記外周底部よりも内側に位置する周状接地部と、を含み、
前記筒状胴部の下端から前記周状接地部に至る前記外周底部の形状に沿った長さの中間点の板厚をt1とし、周状接地部の板厚をt2とした場合、
t2>t1
であって、前記缶底部は、前記周状接地部よりも内側に位置する内側端部を更に含み、
前記内側端部の板厚をt3とした場合、
t3>t1
であることを特徴とするシームレス缶体。 A seamless can body having a cylindrical body and a can bottom,
The can bottom portion includes an outer peripheral bottom portion that continues from the lower end of the cylindrical body portion so as to reduce the diameter inward, and a peripheral ground portion positioned inside the outer peripheral bottom portion,
Let t1 be the plate thickness at the midpoint of the length along the shape of the outer peripheral bottom portion from the lower end of the cylindrical trunk portion to the circumferential ground contact portion, and t2 be the plate thickness of the circumferential ground contact portion,
t2>t1
wherein the can bottom further includes an inner end located inside the circumferential grounding portion,
When the plate thickness of the inner end is t3,
t3>t1
A seamless can body characterized by:
項1に記載のシームレス缶体。 The seamless can body according to claim 1, wherein the plate thickness gradually increases from the outer peripheral bottom portion to the inner end portion such that t3>t2.
前記立ち上がり部上端の板厚をt4とした場合、
t4>t1
である請求項1又は2に記載のシームレス缶体。 The can bottom further includes a rising portion rising upward from the inner end,
When the plate thickness of the upper end of the rising portion is t4,
t4>t1
The seamless can body according to claim 1 or 2.
を更に含み、前記ドーム部における中央の板厚をt5とした場合、t3>t4>t5とな
るように、前記ドーム部から前記内側端部まで板厚が漸次増加する請求項3に記載のシームレス缶体。 The can bottom portion includes a dome portion that bulges upward so as to be continuous with the rising portion;
4. The seamless according to claim 3, wherein the plate thickness gradually increases from the dome portion to the inner end portion so that t3>t4>t5, where t5 is the plate thickness at the center of the dome portion. can body.
グ溝が形成されている請求項3~5のいずれか一項に記載のシームレス缶体。
The seamless can body according to any one of claims 3 to 5, wherein a ring groove is formed in which a connection portion between the rising portion and the dome portion protrudes toward the outside of the can body axis.
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JPS63202612U (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-27 | ||
JPH01116120U (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | ||
JPH09285832A (en) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Kishimoto Akira | Seamless can and its forming method |
WO2018070542A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 新日鐵住金株式会社 | Method for forming two-piece can body, device for manufacturing same, and two-piece can body |
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---|---|---|---|---|
JPS63202612U (en) * | 1987-06-17 | 1988-12-27 | ||
JPH01116120U (en) * | 1988-01-29 | 1989-08-04 | ||
JPH09285832A (en) * | 1996-04-23 | 1997-11-04 | Kishimoto Akira | Seamless can and its forming method |
WO2018070542A1 (en) * | 2016-10-13 | 2018-04-19 | 新日鐵住金株式会社 | Method for forming two-piece can body, device for manufacturing same, and two-piece can body |
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