JP3447418B2 - 金属缶胴体の縮径方法と工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、縮径工具と金属缶胴体
を相対運動させて、縮径量の大きいスムースネックイン
缶を縮径部にシワを発生させることなく製造する金属缶
胴体の縮径方法と工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビールやジュースおよび炭酸飲料用の缶
詰に用いられる缶は、蓋材料の節減を図るため、缶胴よ
り小さな径の蓋を巻き締めるべく、開口端にネックイン
加工が施されているのが一般的である。そして、ネック
イン加工は、縮径する毎に段状の肩部が形成される段ネ
ック加工と、縮径を繰り返してもなだらかな曲線で接続
されているスムース形状の肩部を得るスムースネック加
工とに大別される。

【０００３】ビールや炭酸飲料用の缶としては、缶胴が
呼径２１１（６６ｍｍ）のものが一般的で、現在はこの
缶胴の開口端をネックイン加工して呼径２０６（５７ｍ
ｍ）まで縮径したものが用いられている。そして、今後
さらに蓋材料の節減を図るため、呼径２０６よりも口径
を小さくさせる傾向にある。

【０００４】現在製缶されている呼径２０６の缶は、段
ネック加工で４段ネックが採用されている。２１１から
２０６に縮径する場合、１回の縮径工程でネックが１段
できるので、２０６は４回の縮径工程で成形される。

【０００５】ところが、１回の縮径量は２．１ｍｍ程度
が限界で、これを超えた量を１回で縮径すると、縮径部
にシワが発生したり、缶底が成形力で座屈する。これら
の問題は壁厚や材質によって違いはあるが、硬い材質の
場合には１回の縮径量は２．１ｍｍより小さくしなけれ
ばならない。このような理由から、２０４、２０２及び
それ以下に縮径する場合、ネック段数が増え、これに伴
い工程数も増加することになる。

【０００６】このように段ネック部の数が増えた缶胴体
は、図１１（ａ）に示すように縮径部の始まりの位置が
缶開口端縁より遠く、すなわち縮径部が缶底側に下がっ
た缶胴側壁位置から縮径されており、一方空缶の全高は
コスト上変えられないことから、空缶の内容積が減少
し、この容積損失のため従来と同じ容量の内容液を充填
できなくなったり、或は充填液面の上昇に伴いヘッドス
ペースを小さくさせる等の好ましくない問題を発生させ
る。したがって、充填量を調整する等の設備変更が余儀
なくされる。

【０００７】このように段形状から生じる容積損失すな
わち充填容量の損失を出さないようにするため、縮径部
を滑らかにした段のないスムースネック加工の方向で努
力がはらわれている。しかしながら、ロールを使ってス
ピニングするスムースネック成形法では、ロールによる
筋目が表面に現れたり、その表面に施されている塗膜を
傷付けたりすることから、例えば特表平３−５０２５５
１号公報に開示されているように、最近ではダイを使っ
たスムースダイネック加工法が種々提案されている。

【０００８】この発明は、ネッキングダイによりスムー
ス形状を分割成形するもので、前工程の縮径で成形され
た縮径部分の上部のみを整形し（下部は実質的に不
変）、２つの縮径部分を自由に合成させて、縮径部分を
伸長させるようにして、缶胴体の座屈強度を増大させ、
また縮径部のスクラッチやシワの発生を防止できるもの
である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】特表平３−５０２５５
１号公報に開示されているダイネック加工法において
は、滑らかな縮径部を形成することから、縮径部の始ま
りの位置が缶開口端縁より遠くならないで済み、容積損
失や充填量調整等の問題については一応解消できるもの
と考えられる。

【００１０】しかしながら、各工程で縮径を施しながら
縮径部分のスムース形状への整形も同時に行われるた
め、縮径操作では開口端部分の材料を縮ませて、開口端
側から缶底側に向かって力が働き、整形操作においては
材料を伸延させて、開口端部分に向かって力が働き、こ
れらの力が干渉する縮径部分で大きな応力を発生させ、
２０４、２０２又はそれ以下に縮径する場合、縮径部分
にシワが発生し易くなる。このため１回の縮径量を大き
くできず、その結果、工程数増加につながる設備上の難
点や、また高硬度の薄板材を使った軽量化にも不利とな
る問題があった。

【００１１】このような問題に対して、本発明は、スム
ースネックイン缶を製造する際に、１回当たりの縮径量
を従来より大きくでき、開口端部の板厚が薄い場合でも
縮径部にシワを発生させることがなく、しかも缶の内容
積を大きく減少させることなく縮径口径を小さくできる
金属缶胴体の縮径方法と工具を提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の金属缶胴体の縮
径方法は、縮径工具と金属缶胴体とを缶軸方向で相対運
動させて開口端部を縮径するスムース形状の肩部と縮径
した首部とを有する金属缶胴体の縮径方法において、事
前成形工程と縮径工程とを含むことを特徴とする金属缶
胴体の縮径方法である。

【００１３】そして、前記事前成形工程は、縮径工具と
金属缶胴体とを缶軸方向で相対運動させる段ネック加工
工程を２回行って開口端部に縮径した首部と段状の第１
肩部および第２肩部とを有する２段ネック缶を成形する
工程である。

【００１４】また、前記縮径工程は、独立して缶軸方向
に往復運動可能なダイリングと整形リングとを備えた縮
径工具と事前成形した金属缶胴体とを同一軸線上に配置
し、該金属缶胴体と該縮径工具とを前記肩部を整形しな
い範囲で相対運動させて開口端部に少なくとも半径方向
内方に湾曲した口絞り部を成形する縮径操作と、ダイリ
ングを該整形リングに対して僅かに軸方向へ逃がして一
旦停止させ、整形リングを金属缶胴体の軸線方向且つ該
ダイリングから離れる方向へ移動させて前記第１肩部以
外の段状の肩部を前記第１肩部の肩面に沿うスムース形
状の肩部に整形する整形操作と、ダイリングを整形リン
グに追動させて前記口絞り部を前記スムース形状の肩部
までスライドさせて開口端部近傍に円筒状の縮径した首
部を成形するとともに前記スムース形状の肩部に新しい
段状の肩部を成形する縮径操作とからなる工程である。

【００１５】前記縮径工程を繰り返し行った後、前記新
しい段状の肩部を整形し、前記第１肩部と前記首部を滑
らかに継合する最終整形工程を含めることもできる。

【００１６】また、本発明の金属缶胴体の縮径工具は、
金属缶胴体の開口端部に円筒状の首部と２つの段状の肩
部を有する段ネック缶胴体の開口端部を更に縮径させ、
かつ段状の肩部をスムース形状の肩部に整形するための
縮径工具であって、縮径工具は、中心金型と、中心金型
に対して同軸かつ外側で往復運動可能なダイリングと整
形リングとを備える外金型とを有し、外金型の内周面の
上方部分を構成するダイリングと、外金型の内周面の下
方部分を構成する整形リングとは、接続部分においてダ
イリングの入口部と整形リングの出口部とが連続して一
つの成形面を構成し、その接続部分の開口径は金属缶胴
体の開口端部の口径と同一か僅かに大きく、整形リング
の内周面は、金属缶胴体の外径を案内する案内部分と、
案内部分に続く凸状の第１曲率部分と、第１曲率部分に
接続し半径方向内方かつ上方へ延びる少なくとも１つの
テーパ部分と、テーパ部分と出口部とを接続する凹状の
第２曲率部分とで構成され、ダイリングの内周面は、入
口部から凸状に湾曲する第３曲率部分と、第３曲率部分
と縮径内径部分とを接続する凹状の第４曲率部分と、縮
径内径部分とで構成され、外金型のダイリングと整形リ
ングとを独立して缶軸方向に往復運動可能にし、かつ肩
部整形時、整形リングの往復運動にダイリングの運動を
追動させる連結部材を備えていることを特徴とする金属
缶胴体の縮径工具である。

【００１７】

【作用】以下、缶胴の呼径２１１の金属缶胴体に、２工
程からなる事前工程と４工程からなる縮径工程、および
最終整形工程を行い、図１０に示すように開口端部の口
径を呼径２０２に縮径する例を挙げて作用を説明する。

【００１８】図１は各工程で使用する縮径工具を示す。
また、図２（ａ）〜（ｇ）は各工程後の缶開口端部の形
状を示す。なお、図１（ａ）、（ｂ）に示す縮径工具
は、従来の段ネック加工に用いられる縮径工具であり、
円筒状の開口端部に縮径した首部と２つの段状の肩部を
事前成形するための縮径工具であり、まずこれらの縮径
工具について説明する。

【００１９】金属缶胴体の開口端部分に第１工程を施す
には、図１（ａ）に示す第１縮径工具ＳＴ１を用いる
が、第１縮径工具ＳＴ１は、中心金型１１と、該中心金
型１１を内包するダイリング１２とを備えている。この
ダイリング１２の内周面は、縮径加工を受ける金属缶胴
体の外径にほぼ等しく、金属缶胴体挿入の案内となる案
内部分１３と、該案内部分１３に続き金属缶胴体の開口
端部を縮径するための凸状の第１曲率部分１４と、凹状
の第２曲率部分１５と、該第２曲率部分１５に続く縮径
内径部分１６とをもつ。中心金型１１は該縮径内径部分
１６と適宜間隙１８をおいて対面し、第１曲率部分１４
まで延びている円筒部分１７をもっている。

【００２０】この第１縮径工具ＳＴ１を用いて段ネック
加工するには、金属缶胴体の開口端部をダイリング１２
の案内部分１３に沿って摺動進入させ、さらにダイリン
グ１２と中心金型１１との間隙１８に押し込んで、図２
（ａ）に示すように第１肩部（１段目の肩部）ＢＢ１と
円筒状の第１首部ＢＡ１を成形する。

【００２１】なお、前記第１肩部ＢＢ１の始まりの位置
Ｈ（開口端縁から第１肩部ＢＢ１の下端までの距離）
は、内容液の充填時に開口端部に適宜のヘッドスペース
ができるようにするため、Ｈ＝２２ｍｍの位置に維持
し、図２（ｈ）に示すように、最終的に開口端部をフラ
ンジ加工をした時の第１肩部ＢＣ２の始まりの位置Ｈ’
がほぼ１８ｍｍとなるようにする。

【００２２】第１工程の段ネック加工を施した金属缶胴
体の開口端部に更に第２工程の段ネック加工を施すに
は、図１（ｂ）に示すような第２縮径工具ＳＴ２を用い
る。この第２縮径工具ＳＴ２は、第１縮径工具ＳＴ１と
同様に、中心金型２１と、該中心金型２１を内包するダ
イリング２２とを備えている。ダイリング２２の内周面
は、縮径加工を受ける金属缶胴体の外径にほぼ等しく、
金属缶胴体挿入の案内となる案内部分２３に続き金属缶
胴体の開口端部を絞るための曲面部分が階段状に形成さ
れていて、凸状の第１曲率部分２４と、凹状の第２曲率
部分２５と、凸状の第３曲率部分２６と、凹状の第４曲
率部分２７と、縮径内径部分２８とをもっている。

【００２３】この第２縮径工具ＳＴ２を用いて第１工程
と同様に開口端部を押し込んで、図２（ｂ）に示すよう
な２段ネック缶、すなわち第１肩部ＢＢ１の曲率を維持
した第１肩部ＢＣ２の開口端部側に第２肩部（２段目の
肩部）ＢＢ２および円筒状の第２首部ＢＡ２を成形す
る。

【００２４】以上のようにして第２工程までに事前成形
した２段ネック缶の開口端部を更に小さな口径に縮径す
る縮径工程とそのために用いる縮径工具とが、本発明の
主な特徴部分である。

【００２５】まず、第３工程で用いる第３縮径工具ＳＴ
３を図１（ｃ）に示すが、第３縮径工具ＳＴ３は、中心
金型３１と、該中心金型３１を内包するダイリング３２
および該ダイリング３２を内包する整形リング３３を備
えている。

【００２６】図３に示すように、この第３縮径工具ＳＴ
３の中心金型３１は、第１連結部材１０１の下端にボル
ト１０２で固定され、ダイリング３２は、第１連結部材
１０１を内包する第２連結部材１０３の下端に取り付け
られた工具ベース１０４にセットリング１０５によりネ
ジ止めされ、整形リング３３は、第２連結部材１０３を
内包する第３連結部材１０６の下端に取り付けられた工
具ベース１０７にスペーサ１０８’を間に挟んでセット
リング１０８でネジ止めされている。そして各連結部材
１０１、１０３、１０６は図示しないカム機構により同
一軸線上で独立して往復運動するように構成されてい
る。なお、スペーサ１０８’は、ダイリング３２と整形
リング３３が往復運動中に接続部分３４（後述）で衝突
を起こさないように、厚みを変えて調整を行うものであ
る。

【００２７】縮径工具ＳＴ３の内周面は、図１（ｃ）お
よび部分拡大図である図４に示すように、内周面の上方
部分を成すダイリング３２と、内周面の下方部分を成す
整形リング３３とで分割構成され、内周面は接続部分３
４において滑らかに連続するようになっている。

【００２８】ダイリング３２の内周面は、接続部分３４
において、第２工程で成形された２段ネック缶の開口端
の口径ｄ２と等しいかやや大きな開口径ｄ４を有し、こ
の開口径ｄ４から半径方向内方に湾曲する凸状の第３曲
率部分（外方へ凸状に湾曲した曲率部分）３５と、該第
３曲率部分３５に続く凹状の第４曲率部分（内方へ凸状
に湾曲した曲率部分）３６と、直径ｄ３を有する縮径内
径部分３７とを備えている。

【００２９】一方の整形リング３３の内周面は、金属缶
胴体の外径にほぼ等しく、金属缶胴体挿入の案内となる
案内部分３８と、該案内部分３８に続き金属缶胴体の開
口端部を絞るための凸状の第１曲率部分（外方へ凸状に
湾曲した曲率部分）３９と、第１曲率部分３９に続き該
案内部分３８に対して半径方向内側へ角度θ₁ で延びる
第１テーパ部分４０と、角度θ₂ で延びる第２テーパ部
分４１と、凹状の第２曲率部分（内方へ凸状に湾曲した
曲率部分）４２とを備えている。

【００３０】また、接続部分３４に押し込まれた開口端
が引っ掛からないようにするため、この接続部分３４に
おけるダイリング３２の開口部分の口径（入口部の口
径）と整形リング３３の開口部分の口径（出口部の口
径）は同一径としている。

【００３１】第１テーパ部分４０の角度θ₁ は、スプリ
ングバックを考慮して図２（ｈ）に示す製品のスムース
形状の肩部の角度θに対して大きめとする。たとえば、
θが３０度の場合には、θ₁ を３３度と設定する。一方
の第２テーパ部分４１の角度θ₂ は、シワを発生しにく
い角度として知られている２０度以下、たとえば１８度
に設定する。

【００３２】また、第１テーパ部分４０と第２テーパ部
分４１との交差部分は、第２肩部ＢＢ２に対向させた曲
面４３とし、θ₁ とθ₂ との交差点は、第２肩部ＢＢ２
の頂点から半径方向外方に位置させて、整形による材料
の伸びを開口端部に向かい易くさせて、スムース整形面
にシワを発生させないようにしている。

【００３３】更にまた、第１曲率部分３９は、第２工程
で維持された金属缶胴体の第１肩部ＢＣ２の曲率半径よ
り若干小さい曲率半径に設定してあり、事前成形された
第２肩部ＢＢ２をスムース形状の肩部ＢＣ３に成形する
際に、事前成形された第１肩部ＢＣ２の曲率半径が変化
しないようにしてある。

【００３４】一方、中心金型３１はダイリング３２の縮
径内径部分３７と適宜金属缶の開口端部の板厚より僅か
に広い間隙４６をおいて対面し、整形リング３３のテー
パ部分までのびている円筒部分４４をもっている。

【００３５】なお、第１連結部材１０１とボルト１０２
の中心軸には空気通路１０９が貫通して設けられ、空気
通路１０９を通して圧縮空気を噴出させられるように構
成されている。したがって、圧縮空気を噴出させて縮径
工具から金属缶胴体を離脱させたり、あるいは成形時に
缶胴壁での座屈を防ぐために適宜金属缶胴体の内部に空
気を噴出させて、缶内圧を陽圧にすることもできる。

【００３６】また、整形リング３３の第１曲率部分３９
には、成形面と材料面との間に挟まれる空気を外部に排
出させるエアー逃げ穴４５が数箇所設けられている。ま
た接続部分３４にも同様にエアー逃げ穴５３が数箇所設
けられている。

【００３７】次に、第３縮径工具ＳＴ３を用いる第３工
程を、各操作ごとに分解して示した図５（ａ）〜（ｄ）
を用いて説明する。なお、中心金型３１は図示を省略す
る。

【００３８】まず、縮径操作として、図５（ａ）に示す
ように、金属缶胴体をその開口端側から整形リング３３
の案内部分３８に沿って摺動進入させ、次に金属缶胴体
の開口端部をダイリング３２の開口部分に挿入させ、さ
らに開口端部を図１（ｃ）に示すダイリング３２と中心
金型３１との間隙４６に押し込んで、点線で示す第２首
部ＢＡ２を短円筒状の第３首部ＢＡ３’に縮径すると共
に口絞り部ＢＢ３’’を成形するが、第２肩部ＢＢ２は
整形しないように、整形リング３３の曲面４３が第２肩
部ＢＢ２に接触しない位置で金属缶胴体の摺動進入を停
止する。

【００３９】続いて、整形操作を行うため、図５（ｂ）
に示すように、ダイリング３２を缶軸方向に約０．５ｍ
ｍ上昇させて一旦停止させる。この理由は、後述するよ
うに第２肩部ＢＢ２を整形する際に、第２肩部ＢＢ２と
口絞り部ＢＢ３’’との間に形成される中間首部ＢＢ
３’が開口端部側へ多少伸びるため、この伸びに伴い口
絞り部ＢＢ３’’がダイリング３２で圧縮されてシワを
発生させることがないように逃げを設けるためである。

【００４０】ダイリング３２を上記のように整形リング
３３から多少逃がして停止させた後、図５（ｃ）に示す
ように、整形リング３３を缶軸方向に２．８ｍｍ下方移
動させ、交差部分の曲面４３を事前成形されている第２
肩部ＢＢ２に当接させて、第２肩部ＢＢ２を第１肩部Ｂ
Ｃ２の肩面に沿って斜め上方に延びるスムース形状の肩
部ＢＣ３に整形する。

【００４１】その後、縮径操作を行うため、図５（ｃ）
に示すように、整形リング３３と離れている状態のダイ
リング３２を整形リングと接触する位置まで追動下降さ
せることにより、口絞り部ＢＢ３’’をスムース形状の
肩部ＢＣ３につなげて第３肩部（３段目の肩部）ＢＢ３
を成形すると共に、短円筒状の第３首部ＢＡ３’を長円
筒状の第３首部ＢＡ３に再成形する（図５（ｄ））。

【００４２】なお、図５（ｂ）→（ｃ）の第２肩部ＢＢ
２の整形時、整形リング３３と肩部外周面とで挟まれた
空間５０内の空気は図３、図４に示すエアー逃げ穴４５
を通して排出される。また、図５（ｃ）→（ｄ）で、ダ
イリング３２と整形リング３３との連結空間５１内の空
気は図３に示すエアー逃げ穴５３を通して排出される。

【００４３】このように、ダイリング３２と整形リング
３３を１つの縮径工具に備え、ダイリング３２による開
口端部の縮径と、整形リング３３による肩部のスムース
整形とを同一ストローク内で両者の下降時の位相をズラ
して行うことにより、１工程当たりの縮径量を大きくす
ることができる。なお、上昇時には、ダイリング３２と
整形リング３３とは一体となって上昇移動する。

【００４４】金属缶の開口端部の縮径においては、縮径
操作では開口端部の材料を縮ませるので、縮径に伴い発
生する成形力は開口端部から下向きに作用する。他方、
肩部の整形力は、肩部が伸延されるので肩部から上向き
に開口端部に向かって作用する。そのため、これら両方
の力が同時に作用してしまう従来のダイネック成形法で
は、各々の力が互いに干渉して円周方向力に転化し、円
周ちぢみ力として作用して肩部から首部にかけての移行
部分にシワを発生させてしまうのに対して、本発明はこ
れら両方の力を同時に作用させないことで成形力の干渉
を抑制してシワの発生を防止するものであり、１工程当
たりの縮径量を従来よりも大きくすることを可能とす
る。

【００４５】第３工程で成形された金属缶胴体の開口端
部に更に第４〜６工程を施すには、第３縮径工具ＳＴ３
と同様な第４縮径工具ＳＴ４、第５縮径工具ＳＴ５、第
６縮径工具ＳＴ６を用いる。なお、各縮径工具において
第３縮径工具ＳＴ３と同一の構成部分には同一符号をつ
けた。

【００４６】各工程では、図６〜８に示すように、上記
第３工程と同様に、縮径操作と整形操作を分けて行い、
縮径操作の間に肩部の整形操作を行う。なお、最初の縮
径操作を行わずに整形操作、続いて縮径操作を行う方法
でも成形は可能となるが、缶押し込みストロークやネッ
キングダイストロークを増大させる必要があり、高速成
形には不向きである。

【００４７】なお、図８（ａ）に示すように、第６工程
においては、開口端部はダイリング３２の入口部に少し
挿入され、口絞り部ＢＢ６’’が成形されているが、ダ
イリング３２に開口端が案内されていれば、口絞り部Ｂ
Ｂ６’’を成形せずに、肩部ＢＢ５の整形操作が行われ
ても成形上支障はない。

【００４８】上記のように、事前成形した２段ネック缶
に第３〜６工程を行えば、事前成形を含めて合計６工程
で開口端部の口径を呼径２１１（６６．０ｍｍ）から呼
径２０２（５２．５２ｍｍ）にすることができる（実施
例参照）。

【００４９】さらに、図９に示すように、第６工程まで
成形された縮径缶の首部下端の段状の第６肩部ＢＢ６を
含めて肩部全体をスムース形状に整形するには、図１
（ｇ）に示す第７縮径工具ＳＴ７を用いる。この第７縮
径工具ＳＴ７は、中心金型７１と、該中心金型７１を内
包する最終整形リング７２とを備えている。この最終整
形リング７２の内周面は、金属缶胴体の外径にほぼ等し
く、金属缶胴体挿入の案内となる案内部分７３と、該案
内部分７３に続く凸状の第１曲率部分７４と凹状の第２
曲率部分７５とを備え、傾斜部分は該案内部分７３に対
して半径方向内側へ角度θ₁ で延びる第１テーパ部分７
６と角度θ₂ で延びる第２テーパ部分７７とで構成し、
第２テーパ部分７７は第２曲率部分７５を介して縮径内
径部分７８に接続している。

【００５０】なお、縮径内径部分７８の内径ｄａは、開
口端部の縮径を施さないので第６工程で成形された開口
端部の直径と等しくしてあり、この最終整形リング７２
の第１曲率部分７４、第１、第２テーパ部分の角度θ
₁ 、θ₂ 、および角度θ₁ とθ₂ との交差部分の曲面７
９も前工程と同様に設定してある。

【００５１】中心金型７１は縮径内径部分７８と適宜間
隙８１をおいて対面し、第１テーパ部分７６まで延びて
いる円筒部分８０をもっている。

【００５２】この縮径工具ＳＴ７を用いてスムース整形
加工するには、金属缶胴体の開口端部を最終整形リング
７２の案内部分７３に沿って摺動進入させ、さらに最終
整形リング７２と中心金型７１との間隙８１に挿入させ
た状態で、最終整形リング７２を下降移動させ、最終整
形リング７２のθ₁ とθ₂ との交差部分の曲面７９を第
６肩部ＢＢ６に押し当てて第６肩部ＢＢ６およびその下
端近傍をスムース形状の肩部ＢＣ６に沿ったなだらかな
スムース形状の肩部ＢＣ７に整形する。その後、常法に
よりフランジ加工を行い、図２（ｈ）に示す断面形状と
する。

【００５３】なお、第７工程を行わず、第６工程後の図
２（ｆ）の段階で開口端部にフランジを施して製品とす
ることもできる。

【００５４】

【実施例】缶胴外径の呼径２１１（６６．００ｍｍ）の
開口端部の壁厚が１６２μのアルミニウム缶（３００４
−Ｈ１９）から第１、２工程により２段ネック缶を事前
成形した。第１工程の第１肩部の始まり位置Ｈは２２ｍ
ｍとした。

【００５５】この事前成形した缶に本発明の縮径工具を
使用して第３〜６工程を行い、第７工程で最終整形し
た。各工程の縮径量は表１に示す通りで、各工程のシワ
の発生状況を１０缶について調査した。また、開口端部
の壁厚が１５０μのアルミニウム缶と、１４０μのブリ
キ缶も上記と同様に縮径し、同様に調査した。それぞれ
の結果を表１に示す。

【００５６】

【比較例１、２】実施例と同じ金属缶胴体を用い、前記
同様、１、２工程で事前成形を行ってから、ダイリング
と整形リングとを独立して運動できないように一体化さ
せた縮径工具を用いて、順次スムースネック加工を施
し、表１に示す１回の縮径量でスムースネック缶を製造
した。その各工程におけるシワの発生状況を各１０缶に
ついて調査した。その結果を表１に示す。

【００５７】

【比較例３、４】実施例と同じ金属缶胴体を用い、事前
成形せずに、１工程より１つのテーパー壁を持つネッキ
ングダイ（特表平３−５０２５５１号公報開示のものに
相当する）を用いて、表１に示す１回の縮径量でスムー
スネック缶を製造した。

【００５８】

【表１】

【００５９】表１の結果から、比較例１、２では、３工
程で、縮径と段状の整形操作を同時に行うときに、段状
の肩部でシワが発生し、たとえ縮径量を小さくしてもシ
ワがなくならなかったのに対して、実施例では３工程以
降の縮径量を２．４ｍｍとしてもシワの発生は皆無であ
り、スムースネック缶を少ない工程で成形できることが
確認できた。これは縮径操作と整形操作を分けて行うこ
とにより、縮径に伴う成形力が開口端部より下方に作用
するのと、肩部の整形力が肩部から上向きに作用するタ
イミングをずらし、双方の力が互いに干渉して発生する
円周方向ちじみ力を抑制した結果によると考えられる。
この状況はブリキ缶の場合も同様であった。

【００６０】また、比較例３、４では、１回の縮径量を
少なくしても、板厚を１６２μから１５０μに薄くする
とシワが発生して第２工程以降では縮径できなかった
が、実施例では板厚を１５０μまで薄くしてもシワの発
生は見られず、スムーズネック缶を成形できた。これは
縮径操作と整形操作を分けて行うことで、実施例の３〜
６工程で用いた凸状の曲率部分と凹状の曲率部分を組み
合わせた壁面構造にでき、絞り始めに材料が壁面に張り
付き、シワ押さえ力が有効的に働くのに対して、比較例
３、４では、テーパー状の壁面構造のため絞り始めにシ
ワ押さえ力が発生しないものと推定される。

【００６１】更にまた、第１肩部の始まりの位置の開口
端縁からの距離Ｈを２２ｍｍとした状態でスムースネッ
ク形状をシワなく成形できたため、図１１（ｂ）に示す
ように、従来の呼径２０６の段ネック缶と比べた場合の
空缶容積の損失体積を小さく抑えることができた。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、開口端部の縮径操作と肩部の
整形操作を同一工程で時期をずらして行うことにより、
薄肉缶であっても１回の縮径量を大きくでき、縮径量の
大きなスムースネックイン缶を従来よりも少ない工程で
シワを発生させることなく、しかも空缶内容積を大幅に
変えることなく製造可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に用いる縮径工具を示す断面図で
ある。

【図２】各工程後の開口端部形状とフランジ加工状態を
示す図である。

【図３】本発明の縮径工具の取付例を示す部分断面図で
ある。

【図４】本発明の縮径工具の成形面の部分拡大図であ
る。

【図５】第３工程の成形状況を示す図である。

【図６】第４工程の成形状況を示す図である。

【図７】第５工程の成形状況を示す図である。

【図８】第６工程の成形状況を示す図である。

【図９】第７工程の成形状況を示す図である。

【図１０】本発明法により縮径した開口端部にフランジ
加工を施した状態を示す部分断面図である。

【図１１】開口端部の縮径による缶の容積損失を示す図
である。

【符号の説明】

１１、２１、３１、７１ 中心金型 １２、２２、３２ ダイリング ３３ 整形リング １３、２３、３８、７３ 案内部分 １４、２４、３９、７４ 第１曲率部分 １５、２５、４２、７５ 第２曲率部分 １６、２８、３７、７８ 縮径内径部分 １７、４４、８０ 円筒部分 １８、４６、８１ 間隙 ２６、３５ 第３曲率部分 ２７、３６ 第４曲率部分 ３４ 接続部分 ４０、７６ 第１テーパ部分 ４１、７７ 第２テーパ部分 ４３ 曲面 ４５ エアー逃げ穴 ５０ 空間 ５１ 連結空間 ５３ エアー逃げ穴 ７２ 最終整形リング ７９ 曲面 １０１ 第１連結部材 １０２ ボルト １０３ 第２連結部材 １０４ 工具ベース １０５ セットリング １０６ 第３連結部材 １０７ 工具ベース １０８ セットリング １０８’ スペーサ １０９ 空気通路 ＢＡ１ 第１首部 ＢＡ２ 第２首部 ＢＡ３ 第３首部 ＢＡ４ 第４首部 ＢＡ５ 第５首部 ＢＡ６ 第６首部 ＢＡ７ 第７首部 ＢＢ１、ＢＣ２ 第１肩部 ＢＢ２ 第２肩部 ＢＢ３ 第３肩部 ＢＢ３’’ 口絞り部 ＢＢ４ 第４肩部 ＢＢ５ 第５肩部 ＢＢ６ 第６肩部 ＢＢ６’’ 口絞り部 ＢＣ３、ＢＣ４、ＢＣ５、ＢＣ６、ＢＣ７ スムース形
状の肩部 Ｆ フランジ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−39971（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−248729（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−71673（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−238379（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−299731（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210135（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−157031（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−207933（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−74563（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−502551（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B21D 51/26 B21D 41/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縮径工具と金属缶胴体とを缶軸方向で相
   対運動させて開口端部を縮径するスムース形状の肩部と
   縮径した首部とを有する金属缶胴体の縮径方法におい
   て、 縮径工具と金属缶胴体とを缶軸方向で相対運動させる段
   ネック加工工程を２回行って開口端部に縮径した首部と
   段状の第１肩部および第２肩部とを有する２段ネック缶
   を成形する事前成形工程と、 独立して缶軸方向に往復運動可能なダイリングと整形リ
   ングとを備えた縮径工具と事前成形した金属缶胴体とを
   同一軸線上に配置し、該金属缶胴体と該縮径工具とを前
   記肩部を整形しない範囲で相対運動させて開口端部に少
   なくとも半径方向内方に湾曲した口絞り部を成形し、ダ
   イリングを該整形リングに対して僅かに軸方向へ逃がし
   て一旦停止させ、整形リングを金属缶胴体の軸線方向且
   つ該ダイリングから離れる方向へ移動させて前記第１肩
   部以外の段状の肩部を前記第１肩部の肩面に沿うスムー
   ス形状の肩部に整形し、ダイリングを整形リングに追動
   させて前記口絞り部を前記スムース形状の肩部までスラ
   イドさせて開口端部近傍に円筒状の縮径した首部を成形
   するとともに前記スムース形状の肩部に新しい段状の肩
   部を成形する縮径工程とを含むことを特徴とする金属缶
   胴体の縮径方法。
2. 【請求項２】 新しく成形した段状の肩部のみを整形
   し、前記スムース形状の肩部と前記首部を滑らかに継合
   させる最終整形工程を含む請求項１記載の金属缶胴体の
   縮径方法。
3. 【請求項３】 金属缶胴体の開口端部に円筒状の首部と
   ２つの段状の肩部を有する段ネック缶胴体の開口端部を
   更に縮径させ、かつ段状の肩部をスムース形状の肩部に
   整形するための縮径工具であって、 縮径工具は、中心金型と、中心金型に対して同軸かつ外
   側で往復運動可能なダイリングと整形リングとを備える
   外金型とを有し、 外金型の内周面の上方部分を構成するダイリングと、外
   金型の内周面の下方部分を構成する整形リングとは、接
   続部分においてダイリングの入口部と整形リングの出口
   部とが連続して一つの成形面を構成し、その接続部分の
   開口径は金属缶胴体の開口端部の口径と同一か僅かに大
   きく、 整形リングの内周面は、金属缶胴体の外径を案内する案
   内部分と、案内部分に続く凸状の第１曲率部分と、第１
   曲率部分に接続し半径方向内方かつ上方へ延びる少なく
   とも１つのテーパ部分と、テーパ部分と出口部とを接続
   する凹状の第２曲率部分とで構成され、 ダイリングの内周面は、入口部から凸状に湾曲する第３
   曲率部分と、第３曲率部分と縮径内径部分とを接続する
   凹状の第４曲率部分と、縮径内径部分とで構成され、 外金型のダイリングと整形リングとを独立して缶軸方向
   に往復運動可能にし、かつ肩部整形時、整形リングの往
   復運動にダイリングの運動を追動させる連結部材を備え
   ていることを特徴とする金属缶胴体の縮径工具。