JP3441317B2 - 胴部に凹凸模様をもつ変形金属缶の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、缶胴面に凹凸模
様を施した金属缶の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】飲料缶においては、電解クロム酸処理鋼
板や各種表面処理鋼板を用いて、四角い薄板（ブラン
ク）を作り、これを丸めて、半田付けや、溶接および接
着により胴部を形成し、その胴部の両端部に蓋を巻き締
めたスリーピース缶と、錫メッキ鋼板やアルミニウム合
金板を有底円筒状に深絞り加工して胴部を形成した深絞
り缶、深絞り加工後にさらにしごき加工して胴部を形成
した絞りしごき缶に代表されるツーピース缶が一般に製
造されている。そして、これらの飲料缶は、ほぼ同一の
形状であるため、大量にかつ安価に生産することができ
る。しかしながら、その反面、これらの容器は形状等の
点で個性がなく、商品自体を形状により容易に区別する
ことができなかった。

【０００３】金属缶は上述のように大量生産が容易で安
価であるから、飲料容器としてこれに替わるものが現在
では見当たらず、そのため、商品の個別化や差別化を目
的として、個性的な形状で、しかも安価な缶が、飲料缶
に飲料を充填して販売するメーカーより要求されている
のが実情である。

【０００４】この種の要求に応えるべく、缶メーカーで
改善検討が進められており、個別化や差別化を図れる缶
胴部の成形方法が提案されている。その一例として、エ
キスパンド金型を使った膨出加工（バルジ加工）が知ら
れている。

【０００５】具体的には、一例として、特開昭４９−２
８４９２号公報に開示された製造方法がある。この特開
昭４９−２８４９２号公報には、円周方向に複数の凹部
を配したゴム円筒の内部より、分割金型でエキスパンド
成形を行い、缶に剛性のある模様を施す製造方法が記載
されている。そして、この成形方法によって、絞りしご
き加工のような苛酷な加工を経ていないスリーピース缶
の缶胴であれば、素材そのものが未だ充分な伸びを有す
るので、大きな膨出量が確保でき、その結果、缶胴面に
凹凸面を形成することができるようになった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
製造方法によれば、スリーピース缶の缶胴の場合には、
素材そのものが未だ充分な伸びを有するので、大きな膨
出量が確保できるが、絞りしごき加工のような苛酷な加
工を経ている絞りしごき缶の場合には、素材そのものが
もはや充分な伸びを保有しないので、大きな膨出量を確
保することができず、膨出することによって得た模様が
ぼけて凹凸感がでないことがあった。

【０００７】具体的には、スリーピース缶等に比べ絞り
しごき缶はしごき限界までしごき加工され、壁厚を薄く
されており、缶胴は、加工硬化と大きな残留応力によ
り、材料の伸びが極端に減少してしまっている。このた
め、従来の方法では、絞りしごき缶の場合、所望の凹凸
模様を得る前に、缶胴部に破断が生じることがあった。
すなわち、凹凸模様は、その高低差（（最大膨出径−元
の缶胴径）／２）が大きいほど鮮明になるので、膨出量
を大きくすると、材料の伸びの限度を越えてしまい、缶
胴部に破断が生じる。

【０００８】また、そこで缶胴部の破断が生じないよう
に、膨出加工量を減らして成形するか、膨出加工前に焼
鈍処理を行い残留応力を取り除き、材料の伸びを回復さ
せて膨出加工が行われることになるが、下記の点で不都
合が生じる問題があった。

【０００９】すなわち膨出加工量を減らし膨出加工すれ
ば、凹凸の高低差が小さく個性的なデザイン面が得られ
ないという不都合があった。また一方、絞りしごき缶を
焼鈍すると缶強度や耐圧力が減少し、缶のネックイン加
工力や、缶蓋巻き締め時のリフター圧力により、缶胴部
が座屈したり、あるいは、缶に飲料を充填し密封した後
に缶内圧により缶底がバックリングするという不都合が
あった。また、これらの不都合を解消するために、缶胴
部の壁厚を厚くして強度不足を補おうとすれば、材料が
余分に必要となるため、材料コストが高くなり、不経済
となってしまう不都合があった。

【００１０】さらに、一方、スリーピース缶の缶胴の場
合も不都合が生じていた。すなわちスリーピース缶で
は、素材そのものが未だ充分な伸びを有しているので大
きな膨出量が確保できるものの、膨出部分で囲まれた凹
部が、その周囲の膨出により材料を引き摺られるため、
ある程度膨出してしまい、そのため膨出部の輪郭形状が
鮮明には出ずに、所望の凹凸高低差が得られず、ぼやけ
た感じの形状になってしまう不都合があった。

【００１１】また、上述した特開昭４９−２８４９２号
公報の製造方法の場合について述べると、この方法は、
円周方向に複数の凹部を配したゴム円筒の内部より、分
割金型でエキスパンド成形を行い、缶に剛性のある模様
を製造する方法であるが、前記凹部に対応する缶胴面は
各凹部に隣接する膨出部の影響で膨出し、缶胴面に鮮明
な窪みを得ることができないという問題があり、隣接す
る膨出部の距離が近いほど、鮮明な窪みが得られず鮮明
な隆起形状を形成することができないとともに、高い剛
性を持つビード形状を作ることができない不都合があっ
た。

【００１２】さらに、従来、絞りしごき缶に着目した成
形方法として他に、特開昭６０−７５５５９号公報の製
造方法、すなわちアルミニウム合金板製の絞りしごき缶
を熱処理し、機械的伸び率を改善してエキスパンド成形
量を増大させる方法が開発されているが、この場合、膨
張加工工程だけでなく、特別の熱処理工程も追加する必
要があるので、加工コストが増加するという問題があっ
た。

【００１３】したがって、以上の理由から、従来、絞り
加工およびしごき加工缶についての膨出加工は、ほとん
ど実施されておらず、スリーピース缶にあっても特定デ
ザイン、例えば、樽形状等の凹部を強調する必要のない
デザインでしか利用されていないのが現状である。

【００１４】この発明は、上記の事情を背景としてなさ
れたものであり、缶胴に個性的な変形模様を施すことの
できるとともに、深絞り加工された表面処理鋼板やアル
ミニウム合金板製のツーピース缶や絞りしごき加工され
たアルミニウム合金板製のツーピース缶等の伸びが減少
した缶胴部に対しても、焼鈍等の熱処理を行わずに、凹
凸の高低差が大きな模様を施すことができる製造方法を
提供するを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、円筒状金属缶
の胴部に、その半径方向に突出した凸部と凹んだ凹部と
をもつ変形金属缶を製造する方法において、前記胴部の
内部に挿入した拡径を缶胴の半径方向外方に移動させる
ことにより、缶胴面に凸部を形成する工程と、前記缶胴
面に前記凸部を形成した後、前記拡径部材を缶胴の半径
方向内方に僅かに移動させて缶胴に対する押圧力を低下
させる工程と、前記押圧力を低下させた後に、前記拡径
部材による押圧力を受けていない缶胴部分の外面に押し
込み成形部材を押し当てることによって、缶胴面に凹部
を形成する工程とを備えていることを特徴とする方法で
ある。

【００１６】したがって請求項１の発明の製造方法によ
れば、まず、胴部の内部に拡径部材を挿入し、その拡径
部材を半径方向外方に移動させることにより、缶胴面に
凸部を形成する。なお、その場合、前記拡径部材に対応
しない缶胴面では、拡径部材の半径方向外方への移動に
伴って缶の半径方向に膨出されることになるものの、そ
の部分においては膨出に反発するように膨出成形前の形
状に戻ろうとする残留応力が作用することになるので、
缶胴面はその部分で平坦部分か断面Ｕ字形の輪郭のはっ
きりしない浅い窪み部になる。この平坦部分と膨出部分
との境界部分は鮮明に現れずに、缶胴面は全体的に一連
のぼやけた曲面に形成される。その後、前記拡径部材を
缶胴の半径方向内方に僅か移動させて缶胴に対する押圧
力を低下させる。このようにして押圧力を低下させた後
に、前記拡径部材による押圧力を受けていない缶胴部分
の外面に押し込み成形部材を押し当てて、缶胴面に凹部
を形成する。したがって、押圧力を掛けていない箇所の
引張り応力を減少させるとともに凸部からの材料流入を
しやすくさせるので、例えば、絞りしごき缶のように缶
材の伸びが極端に少なく膨出量の少ない缶に対しても凹
部形成時に缶胴部に破断を生じることなく、所望の凹凸
模様を得ることができる。すなわち、凹部を形成する前
段で、缶種に対応して拡径幅を縮小させることによっ
て、多種類の缶に対応でき、その缶胴に個性的な変形模
様を施すことができる。そして、例えば、絞りしごき加
工されたアルミニウム合金板製の絞りしごき缶や深絞り
加工された表面処理鋼板製およびアルミニウム合金板製
の深絞り缶のようなツーピース缶等の伸びが減少した素
材胴部に対しても、焼鈍等の熱処理を行わずに、凹凸の
高低差が大きな模様を施すことができ、個性的なデザイ
ン面が得られる。

【００１７】また請求項２の発明は、請求項１における
前記金属缶が、少なくともネックイン加工の施された円
筒状金属缶であることを特徴とする方法である。

【００１８】したがって請求項２の発明の製造方法によ
れば、少なくともネックイン加工の施された缶の缶胴部
分に、窪み部と膨出部との境界部分が鮮明な隆起形状が
成形される。すなわち、缶胴面に個性的な変形模様が施
されるとともに、凹凸の高低差の大きな模様が施され
る。

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を詳細に説明す
る。まず、この発明の製造方法で使用される缶は、スリ
ーピース缶およびツーピース缶のどちらでもよい。さら
に使用される缶材は特に限定するものではなく、Ｓｎメ
ッキ、Ｎｉメッキ、Ｓｎ／Ｎｉメッキのそれぞれメッキ
層の上に、化成処理を施した、メッキ鋼板や、電解クロ
ム酸処理鋼板等の各種表面処理鋼板、その他に表面処理
鋼板に合成樹脂を被覆したフイルムラミネート鋼板、ま
た化成処理をしたアルミニウム合金板を使用することが
できる。

【００２２】なお、凹凸のある缶胴部に印刷するのは困
難であるから、膨出加工前に缶胴部外面に予め印刷して
おくことが好ましい。また印刷済みの熱可塑性の合成フ
イルムを缶胴部外面に貼着する場合には、膨出加工後の
凹凸のある缶胴部に合成樹脂フイルムを貼着しにくいの
で膨出加工前に貼着しておくことが望ましい。いずれに
せよ押し込み成形部材により、缶外側より押し込み成形
するので、金型等を押し込み成形部材として採用した場
合、その押し込み成形部材と缶との金属面が直接接触す
ることは好ましくなく、こういった観点からも膨出加工
前の缶胴部は、塗膜が形成され、または合成樹脂フイル
ムが貼着されていることが好ましい。

【００２３】また、シームレス缶の缶胴部を膨出加工す
る場合、缶の開口部の材料が引き込まれるが、その引き
込まれ量が缶の円周方向で不均一である（金属板の圧延
方向の伸び率と、圧延方向に対し４５°の方向の伸び率
が不均一である）ことに起因して缶の高さにバラツキが
生じることを防止するために、膨出加工前に開口部を加
工硬化させることが好ましく、少なくともネックイン加
工を施すことが好ましい。なお、フランジ加工について
は膨出加工の前後で特に差異は生じないので、膨出加工
の前後どちらで加工を行っても良い。

【００２４】さらに、ネックイン加工の際にノックアウ
トパンチが缶内に挿入されるが、ノックアウトパンチと
缶との金属素地が直接に接触しないように、缶内面に予
め塗料を塗布しておくか、あるいは、原材料の板に予め
熱可塑性の溶融樹脂を押し出し塗布しておくか、または
樹脂フイルムを貼着しておき、それらの板で缶胴を成形
することにより、缶内面を合成樹脂フイルムで被覆して
おくのが望ましい。

【００２５】缶内部に挿入する拡径部材としては、所要
の凹凸面を有するとともに、拡径する部材であればよ
く、一例として、後述するような分割金型や所定の穴が
開けられたゴム型等を採用することができる。またその
凹凸形状も任意に設定できる。すなわち拡径時に所要部
分のみが缶内面と接触し、非接触部分と後述する押し込
み成形部材の凸部に対応するよう形成された部材を採用
することができる。なお、この拡径部材は回転自在に配
置するようにする。

【００２６】また、押し込み成形部材としては、前記拡
径部材の凹凸面に対応する凹凸面が形成された部材であ
ればよく、一例として、円弧状あるいは平面状などのの
板材で缶との接触面に前記凹凸面が形成されたものや、
前記拡径部材と相対的に回転するよう構成されたロール
で、その外周面に凹凸面が形成されたものなどを採用す
ることができる。

【００２７】なお、この押し込み成形方法としては、例
えば、押し込み成形部材として、前記円弧状もしくは平
面状の板材を採用し、固定された板材の凹凸面に、拡径
部材に挿着された缶を押圧するとともに、その缶を板材
に沿って転動させる方法もしくは板材を缶外面に押圧し
た状態で缶胴の接線方向に移動させて相対的に缶を回転
させる方法、あるいは、押し込み成形部材として前記ロ
ールを採用し、ロールに拡径部材に挿着された缶の胴面
を押圧するとともにロールと拡径部材とを相対的に回転
させる方法など、適宜手段によって形成することができ
る。

【００２８】次に、この発明の実施例を図面に基づき具
体的に説明する。この実施例にあっては、アルミニウム
合金３００４−Ｈ１９１の板厚０．３ｍｍ材を用いて、
絞りしごき加工し、缶胴径φ６２．５ｍｍ、缶高１３４
ｍｍ、胴部厚０．１５５ｍｍのツーピース缶を作成し、
缶外面に印刷・塗装を施し２５０℃で６秒乾燥させた
後、缶内面に、エポキシーフェノール系塗料をスプレー
塗装し、２３０℃で６０秒間乾燥させ、その後、図１に
示すように、ネックイン加工およびフランジ加工した缶
１を準備した。

【００２９】図２はこの発明の実施例に係るシームレス
缶の側壁部への凹凸模様加工において用いる拡径部材と
押し込み成型加工部材との主要部分のみを示す図であ
る。図２に示すように、この実施例では、例えば、拡径
部材として後述するエキスパンド金型２を採用し、押し
込み成形部材として後述する外金型３を採用している。
そして、その各金型２，３には、所要の形状に凹凸面が
形成されている。なおこの凹凸面はそれぞれ互いに嵌合
できるような形状となっている。

【００３０】具体的には、この実施例の場合、エキスパ
ンド金型２は、一例として１０ケの分割金型４からな
り、これら分割金型４は全体として外面側は、缶径より
小径のほぼ缶１と相似の円筒形状に形成されており、内
面側は缶１の開口部に相当する側から底部に相当する側
に向って次第に小径となるように形成されている。すな
わち組み合わされた分割金型４の中央部分（内面側）は
図２の上方に行くに従って小径となるテーパー面となっ
ており、この組み合わされた分割金型４の中央部分と接
触して、これらの分割金型４を押し広げるテーパー面５
を持つプランジャ６が挿入されるようになっている。

【００３１】図３は、缶１に分割金型４を挿入するとと
もに、その分割金型４にプランジャ６が挿入されて、１
０ケの分割金型４がプランジャ６のテーパー面５を介し
て押し広げられ、かつ外金型３に対して缶胴面７を押圧
している状態を示した図である。図３に示すように、前
記分割金型４はそれぞれＬ字型に形成されており、プラ
ンジャ６によって拡径する際、径方向に、平行にスライ
ドするようプランジャ６のテーパー面５と対向するガイ
ド面８が設けられている。さらに、分割金型４を同じ方
向で縮小できるよう、分割金型４の缶１に挿入されない
部分すなわちスライド面９を持つベース部１０の先端部
分に、弾性部材の一例としてコイルスプリング１１が内
包されている。

【００３２】さらに、前記ベース部１０の下側には、分
割金型４を下側から支持する基台部１２が設けられ、そ
の中心部分に前記プランジャ６が配置されている。前記
基台部１２の外部に突出した外周部には、ピニオン１３
が備えられており、図３に示すように、後述する外金型
３が取り付けられた外金型支持部材１４の下方に設けら
れたラック３１と噛み合うように構成されて、外金型３
の移動に対して分割金型４が相対的に回転するよう構成
されている。そして前記基台部１２が適宜手段によって
回転自在に配置されることによって、分割金型４がプラ
ンジャ６とともに回転自在となっている。

【００３３】またさらに、エキスパンド金型２の外周面
を形成する分割金型４の外側表面には、図２，３に示す
ような膨出形状が設けられている。すなわち、この実施
例においては、一例として、缶胴面７に縦筋１５および
横筋１６を形成するために、それぞれに相当する溝部が
形成されている。具体的には、この実施例の場合、縦溝
はエキスパンド金型２の拡径時に生じる分割金型４，４
同士間の隙間１７となるので、特に分割金型４自体に形
成されないが、横溝１８は、分割金型４の缶１の軸方向
での中心となる部分および缶１の上下端部となる部分に
形成されている。すなわちエキスパンド金型２の軸方向
での中心部分および上下端部分の円周に横溝１８が形成
されている。

【００３４】また、缶種によって缶１の高さが異なるの
で、缶１の高さに対応して、その高さ調整を行い、缶胴
面７を模様形成箇所に合わせる調整スペーサ１９が、分
割金型４の缶１のフランジ加工された缶１の先端が当接
する箇所に設けられている。

【００３５】そして、外金型３には一例として平面状の
板材に取り付けられた金型が採用されている。そしてこ
の外金型３の缶１との接触面には、エキスパンド金型２
の拡径時すなわち缶１の膨出時に生じる分割金型４，４
同士の隙間１７のピッチに合わせて、縦リブ２０が分割
金型４の隙間１７の数と同数配置されるとともに、外金
型３の移動に伴って転動する缶１の転動方向に沿って膨
出時の缶１の円周長さより長い横リブ２１が、図２に示
すように前記分割金型４に形成した横溝１８に対応し
て、三箇所に形成されている。そして、この外金型３が
設けられた外金型支持部材１４を図示しないエアーシリ
ンダーによって直線的に移動させ、ラック３１とピニオ
ン１３とを介して、外金型３に対して、エキスパンド金
型２を転動させて、外金型３とエキスパンド金型２との
間に挟まれた缶胴面７に縦リブ２０と横リブ２１とを押
し込んで、押し込み成形を行うよう形成されている。

【００３６】なお、前記横リブ２１には、缶胴面７の横
筋１６部分を押し込み成形する場合、最初から缶胴面７
に対して深く押し込みを行うとショックマークが発生す
るので、徐々に押し込み量を増加させるように、エント
リーアングルを設けることが好ましい。

【００３７】また外金型３にあっては縦リブ２０や横リ
ブ２１およびその他の模様などの押し込み量を加減でき
るよう、外金型３と外金型３が取り付けられた外金型支
持部材１４との間に、図３に示すような調整スクリュー
２２等の調整できる機構を採用することが好ましい。

【００３８】さらに、エキスパンド金型２等の拡径部材
および外金型３等の押し込み成形部材の凹凸模様には前
記縦や横の溝部およびリブだけでなく、他に彫刻された
模様等の複雑な模様を採用することもできる。なお、押
し込み成形にあっては、押し込み成形部材となる外金型
３と拡径部材となるエキスパンド金型２とで缶胴面部分
の材料を圧接しなければ、その部分の材料を痛めること
はない。

【００３９】以下、上記のように構成された拡径部材と
なるエキスパンド金型２、押し込み成形部材となる外金
型３を用いて、前記缶１に模様を施す手順を説明する
（図３，４，５参照）。

【００４０】まず、図４に示すように、拡径していない
分割金型４を予め準備した缶１に挿入する。なおこの
際、缶１のフランジ部が分割金型４に付属する前記調整
スペーサ１９（図３参照）に当接するが、缶１はこの調
整スペーサ１９によって、缶胴面７の所定位置に模様が
施されるように位置決めされてセットされる。

【００４１】そしてプランジャ６を、例えば、油圧シリ
ンダ等により押し上げ、テーパー面５を介してエキスパ
ンド金型２を、その軸に対して直角方向に拡径させる。
すなわち各分割金型４を缶１の半径方向外方に移動させ
る。すると、エキスパンド金型２の各分割金型４の間に
それぞれ隙間１７が生じるとともに、エキスパンド金型
２の外周面が缶１の内面に当接し、さらに缶１の内面が
押圧され、缶１の胴径より大きく分割金型４が張り出さ
れる。したがって、分割金型４が張り出されることによ
って、エキスパンド金型２の外周面すなわち分割金型４
の外面に形成した横溝１８と、各分割金型４の間に生じ
た隙間１７とが、缶胴面７に横および縦の窪み部２３と
して現れる。すなわちエキスパンド金型２を拡径させる
ことによって缶１の内面と所要部分すなわち各分割金型
４の外面とが接触し、分割金型４の外面との接触部分の
みを缶１の内面から放射状に押圧して缶１を膨出させ
る。そしてその際、エキスパンド金型２の拡径時の外周
面すなわち分割金型４の外面が拡径部材としての凸部形
成部として作用し、その分割金型４同士の隙間１７およ
び横溝１８が拡径部材としての凹部形成部となって、該
拡張部材の凸部形成部に相当する分割金型４の外面によ
って、缶胴面７に膨出部２４が形成される（図５の中央
の缶参照）。

【００４２】なお、缶胴面７に窪み部２３が形成される
仕組みを具体的に説明すると、上記の成形時には、エキ
スパンド金型２は拡径時に隣り合った分割金型４，４同
士の間でそれぞれ隙間１７を生じ、この隙間１７では各
分割金型４は缶１の内周面と非接触状態となる。そして
このために、この隙間１７部分および分割金型４の外周
に形成した横溝１８部分においては缶１の内面が、各分
割金型４によって押圧されず、分割金型４の接触部分に
比べて膨出量が小さくなる。すなわち、缶胴面７は拡径
部材となるエキスパンド金型２によって、全体としては
膨出するものの、その分割金型４が接触していない部分
においては、膨出前の形状に戻ろうとする復元作用が生
じて、分割金型４との非接触部は接触部に比べて膨出量
が小さくなる。その結果、缶胴面７において、分割金型
４の接触部と非接触部との間に僅かに膨出量の差が生
じ、また膨出成形時に生じる缶１の円周方向への引張り
作用によって分割金型４との非接触部となる缶胴面７に
は、分割金型４によって膨出された部分と異なり、隙間
１７部分においては平坦面２３ａ（縦の窪み部２３）が
形成され、横溝１８部分においては断面Ｕ字形部分２３
ｂ（横の窪み部２３）が形成される。また、それに伴っ
て、缶胴面７における分割金型４との接触部分と非接触
部分との境界は、はっきりと形成されず、図５に示すよ
うに、金型の縁に沿って輪郭のはっきりしない縦筋１
５、横筋１６となって缶胴面７に現れるのみである。

【００４３】前述したように、缶胴面７は円周方向の引
張り作用を生じるので、隣り合った分割金型４，４同士
の隙間１７で生じた窪み部２３は平坦面２３ａに形成さ
れる。また、この場合、分割金型４の隆起による形状が
その金型４の縁に沿ったラインでしか区分されず、彫り
の深い凹凸面を出すまでには至らない。

【００４４】次に、押し込み成形を行う前段で、その缶
１の缶胴部の伸び率および押し込み加工量に応じて、押
し込み成形時に缶胴が破断するのを避けるために、エキ
スパンド金型２の拡径幅が調整される（拡径幅を維持ま
たは縮小させる）。具体的には分割金型４に挿入された
プランジャ６の挿入量の調整（挿入量の維持または減
少）が行われる。なお、実施例では、絞りしごき加工を
施した缶１を採用したので、プランジャ６を分割金型４
に対して下側に後退させてエキスパンド金型２を缶胴の
膨出時よりも縮径させる。

【００４５】なお、押し込み成形する際、スリーピース
缶のような絞り加工などの苛酷な加工を受けていない材
料では充分な材料の伸び率があるため、分割金型４の拡
径幅の調整を行わなくとも問題なく加工できるが、絞り
加工や絞りしごき加工されたツーピース缶では、缶胴材
料の伸び率が低下している。このためエキスパンド金型
２の拡張量も限界がある。膨出比をＲとして、 Ｒ＝（膨出後の缶胴直径）／（元の缶胴直径） で表せば、膨出限界としてはローティンチールと呼ばれ
る薄スズメッキ鋼板を用いたスリーピース缶でＲ＝１．
１５程度、絞りしごき加工されたアルミニウム合金板製
の缶では、Ｒ＝１．０５程度である。

【００４６】したがって、深絞りや絞りしごき加工した
ツーピース缶にあっては、押し込み成形による材料の伸
び率低下による破断を避けるため、拡径したエキスパン
ド金型２を一度縮径させる。すなわち膨出時において、
缶胴面７には膨出による円周方向の引張力が作用したま
まの状態になっているので、押し込み成形をする前にこ
れらを取り除くことが望ましい。

【００４７】なお、この場合、缶胴面７はバックリング
により若干縮むので、エキスパンド金型２の縮径幅は、
バックリングで縮む量程度が好ましい。また、縮径幅を
大きく取ると、缶１が円周方向に廻ったり、ぐらついた
り、がたつくので缶１につけられた膨出形状とエキスパ
ンド金型２の分割金型４の外面の位置とがずれてしまう
不都合がある。すなわち押し込み成形部材となる外金型
３とエキスパンド金型２の各分割金型４，４間の隙間１
７のピッチとがずれることになるので、缶胴面に押し込
み成形する際に、膨出成形時に形成された窪み部２３と
外金型３の押圧箇所がずれてしまい、缶胴面７に所要の
模様が正確に施されない問題が発生するので、それらを
考慮して縮径幅を設定するのが好ましい。なお、それら
の影響が少ないような模様においては、膨出した材料を
ルーズメタルとして利用し、より深い押し込み量を確保
するために縮小幅を大きくとることが可能である。

【００４８】なお、本実施例では、膨出成形後の最大外
径（最も突出している凸部の最大外径）が６５．５ｍｍ
で縮径幅は直径で０．５ｍｍとした。また最大押し込み
量は１．２ｍｍである。

【００４９】そして、前記缶１の内部においてエキスパ
ンド金型２を拡径させた状態で維持し、各分割金型４の
膨出時の隙間１７のピッチに合わせて、すなわち分割金
型４，４の同士の隙間１７に対応する箇所に合わせて、
缶胴面７の外側から押し込み成形部材となる外金型３で
押圧する。なお、この場合、同時にエキスパンド金型２
の前記基台部１２の突出した外周部に設けたピニオン１
３部分に、外金型３が取り付けられた外金型支持部材１
４のラック３１部分が噛み合う。そして、この状態で、
缶胴面７の接線方向に外金型３を移動させて、エキスパ
ンド金型２を相対的に転動させ、これによって缶１を円
周方向に回転させる。すなわち外金型３の移動に合わせ
て缶１を回転させて、缶１の内面と分割金型４とが接触
していない部分すなわち拡径時の分割金型４，４同士の
隙間１７に対応する缶胴面７の前記平坦部２３ａ（縦の
窪み部２３）に、外金型３の縦リブ２０によって、１縦
筋ずつ押し込み成形を行うとともに、缶胴面７の外周の
前記エキスパンド金型２に形成した横溝１８に対応する
前記断面Ｕ字形部分２３ｂ（横の窪み部２３）に、外金
型３の横リブ２１を徐々に押し込んで押し込み成形を行
う。すなわち分割金型４の缶１の内面に対する押圧箇所
と異なる部分、すなわち拡径部材の凹部形成部となるエ
キスパンド金型２の横溝１８およびその分割金型４，４
同士の隙間１７に、押し込み成形部材となる外金型３の
横条および縦条の各リブ２０，２１を、缶１の外面から
缶１の内部に向けて押し込む。その結果、押し込み模様
が缶胴面７に形成される（図５，６参照）。

【００５０】こうして作られた変形缶１は図６に示すよ
うに膨出部（凸部）２４と押し込み部（凹部）２５との
高低差が充分に施された状態に仕上がり、その境界部分
もはっきりと形成され、缶胴面７に隆起感のある模様が
形成される。なお、この変形缶１の胴部未加工部の外径
は６２．５ｍｍであるが、膨出部２４の外径（各膨出部
２４を結ぶ仮想円の直径）は６４．５ｍｍであり、膨出
部２４と押し込み部２５との高低差は、０．８ｍｍであ
った。そして上述したように缶１の缶胴部の伸び率およ
び押し込み加工量に合わせて拡径部材となるエキスパン
ド金型２の拡径幅が調整されるので、伸び率の低下した
深絞り缶や絞りしごき缶に対しても、焼鈍などの操作な
しに適用することができる。またエキスパンド金型２の
拡径幅を減少して製造する場合であっても、プランジャ
６の挿入量を減少するだけで済み、複雑な機構を必要と
しない。

【００５１】なお、本実施例では、缶１の中央部の押し
込み部２５の上方部分と下方部分の膨出部２４の外径を
等しくしたが、分割金型４の外面形状を変更することで
上方部分と下方部分の膨出部２４の外径を変えることが
できる。すなわち、この発明では、最初に缶胴面７に膨
出加工を施してから押し込み加工をするので、膨出加工
の際に、ワイン樽のように中央部が半径方向外方へ大き
く突出した凸部をもつ形状、中央部に比べて上方部分と
下方部分とが外方へ大きく突出した凸部をもつ形状等、
変化に富んだ形状に膨出加工できるので、缶１の高さ方
向で凸部の外径の異なる凹凸模様を成形できる。したが
って、例えば、著名なコカコーラ（登録商標）の瓶の胴
部形状のような複雑で面白味に富んだ凹凸模様を缶１に
形成することができる。

【００５２】なお、従来のようなバルジ加工によって膨
出成形を缶１に施した場合、缶１の内面全体に押圧力を
掛けることになるから、缶胴面７の全体に押圧力が掛か
る。そのため、缶胴面７にさらに押し込み成形を行うと
すると、残留応力が残っている部分にさらに成形力を加
えることになるので、缶１の材料に対して苛酷な成形加
工となり、缶胴面７に亀裂等が発生するおそれがある
が、この実施例の製造方法によれば、膨出成形加工の際
に、バルジ加工のように缶の内側から缶内全面に押圧力
を掛けるのではなく、缶胴面７の内側から外側に向け
て、所要の一部分が残るように押圧力を掛けて、膨出さ
せて膨出部（凸部）２４を形成した後、膨出成形時に押
圧力を掛けていない部分すなわち缶１の膨出前の形状に
戻ろうとする復元作用が生じる部分に、缶胴面７の外側
から内側に向けて押圧力を掛けて、押し込み成形加工を
行うので、缶１の材料に対して苛酷な成形加工となら
ず、缶胴面に亀裂等が発生することなく、缶胴面７にお
いて凹凸の段差が非常に大きく形成され、その結果、缶
胴面に模様が鮮明に形成される。

【００５３】なお、この実施例においては、平面状の板
材に取り付けられた外金型３を缶胴面７に対してその接
線方向に移動させ、その移動に伴って缶１を相対的に転
動させて缶胴面７に模様が形成されるよう構成したが、
図７に示すように外金型３として、内周面に前記縦リブ
２０や横リブ２１のような凹凸面が形成された円弧状金
型２６を採用し、その円弧状金型２６を固定して、その
内周面に沿ってエキスパンド金型２を転動させるように
構成してもよい。また具体的には、図７に示すように、
エキスパンド金型２の拡径時の分割金型４，４同士間の
隙間１７に対応する箇所に合わせた後、エキスパンド金
型２を回転させてラック３１とピニオン１３との噛み合
いにより円弧状金型２６の内周面を転動させて、円弧状
金型２６の内周面に形成した縦リブ２０を缶胴面７に１
縦筋ずつ押し込んで、缶胴面７に押し込み成形を施すと
ともに、横リブ２１を缶胴面７に徐々に押し込んで押し
込み成形を施すように構成してもよい。なお、この場合
においても、前述したように初期の押し込み量を加減で
きる調整機構を採用することが望ましく、例えば、図７
に示すように押し込み調整スクリュー２２等を採用する
のが好ましい。

【００５４】また、上記実施例の缶胴面７の模様は縦横
の溝に形成したが、これに限定されず、缶胴面７に模様
を施す拡径部材と押し込み成形部材との凹凸面を任意に
設定して、任意の形状に成形することもできる。

【００５５】さらに、上記実施例では、膨出成形時と押
し込み成形時とで拡径部材を共用したが、それぞれの成
形時で別の拡径部材を使用してもよい。

【００５６】また、前述したように、拡径部材としては
エキスパンド金型２の分割金型４に限定されず、所定の
凹凸形状を有しかつ拡径可能な適宜ゴム型等であっても
よい。その場合、ゴム型に凹部を設け、その凹部におい
ては缶胴を積極的には拡径しないようにし、押し込み加
工をその凹部に相当する部分に施すことが好ましい。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
製造方法によれば、凹部を形成する前段で、膨出時の拡
径部材の拡径幅が縮小されて、すなわち拡径部材を缶胴
の半径方向で内側に僅かに移動させて、缶胴に対する押
圧力を低下させ、押圧力を掛けていない箇所の引張り応
力を減少させるとともに凸部からの材料流入をしやすく
させるので、例えば、絞りしごき缶のように缶材の伸び
が極端に少なく膨出量の少ない缶に対しても凹部形成時
に缶胴部に破断を生じることなく、所望の凹凸模様を得
ることができる。すなわち、凹部を形成する前段で、缶
種に対応して拡径幅を縮小させることによって、多種類
の缶に対応でき、その缶胴に個性的な変形模様を施すこ
とができる。そして、例えば、絞りしごき加工されたア
ルミニウム合金板製の絞りしごき缶や深絞り加工された
表面処理鋼板製およびアルミニウム合金板製の深絞り缶
のようなツーピース缶等の伸びが減少した素材胴部に対
しても、焼鈍等の熱処理を行わずに、凹凸の高低差が大
きな模様を施すことができ、個性的なデザイン面が得ら
れる。

【００５８】また請求項２の発明の製造方法によれば、
少なくともネックイン加工の施された缶の缶胴部分に、
窪み部と膨出部との境界部分が鮮明な隆起形状を成形す
ることができる。すなわち、缶胴面に個性的な変形模様
を施すことができるとともに、凹凸の高低差の大きな模
様を施すことができる。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例におけて絞りしごき加工の施
された缶にネックイン加工およびフランジ加工を施す工
程順を示す工程図である。

【図２】この発明の実施例における拡径部材と押し込み
成形部材とを示す概略図である。

【図３】缶内部にその拡張部材が挿入されるとともに、
拡径部材にプランジャが挿入されて拡径し、かつ缶胴面
に外金型が押圧されている状態を示す断面図である。

【図４】ネックイン加工およびフランジ加工が施された
缶の胴面に凸部および凹部を成形していく工程順を示す
概略工程図である。

【図５】前記ネックイン加工およびフランジ加工が施さ
れた絞りしごき缶に、膨出成形が施された状態、押し込
み成形が施された状態を順に示す概略図である。

【図６】この発明の実施例において膨出成形および押し
込み成形が施された絞りしごき缶の正面図と正面図にお
ける缶胴部のＡ−Ａ断面図とを示す概略図である。

【図７】この発明の実施例において外金型を変更した場
合を示す概略図である。

【符号の説明】

１…缶、 ２…エキスパンド金型、 ３…外金型、 ４
…分割金型、 ６…プランジャ、 ７…缶胴面、 １５
…縦筋、 １６…横筋、 １７…隙間、 １８…横溝、
２０…縦リブ、 ２１…横リブ、 ２３…窪み部、
２４…膨出部、２５…押し込み部、 ２６…円弧状金
型。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−7028（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−90328（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−193728（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−187118（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−8288（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−168737（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−28492（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−75559（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−122798（ＪＰ，Ａ) 特表2000−515072（ＪＰ，Ａ) 特表2000−515071（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−504724（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 51/26 B21D 41/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状金属缶の胴部に、その半径方向に
   突出した凸部と凹んだ凹部とをもつ変形金属缶を製造す
   る方法において、 前記胴部の内部に挿入した拡径部材を缶胴の半径方向外
   方に移動させることにより、缶胴面に凸部を形成する工
   程と、 前記缶胴面に前記凸部を形成した後、前記拡径部材を缶
   胴の半径方向内方に僅かに移動させて缶胴に対する押圧
   力を低下させる工程と、 前記押圧力を低下させた後に、前記拡径部材による押圧
   力を受けていない缶胴部分の外面に押し込み成形部材を
   押し当てることによって、缶胴面に凹部を形成する工程
   とを備えているこ とを特徴とする胴部に凹凸模様をもつ
   変形金属缶の製造方法。
2. 【請求項２】 前記金属缶は、少なくともネックイン加
   工の施された円筒状金属缶であることを特徴とする請求
   項１に記載の胴部に凹凸模様をもつ変形金属缶の製造方
   法。