JP4431594B2 - 耐圧性に優れた缶蓋及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ビール缶や炭酸飲料缶等の内部が比較的高い陽圧となる飲料用金属缶に適用される缶蓋、更に具体的には、アルミニウム（アルミニウム合金を含む）缶、スチール缶等の金属缶に適用される主としてプッシュオープンタイプのイージーオープン缶蓋について、内圧の異常増大によって発生することのあるバックリングを抑制しうる耐圧強度の改善技術に関するものである。

近時、一般にこの種のイージーオープンタイプの缶蓋は、多くはアルミニウム製であり、中央パネル部の周縁に補強用の強化環状溝を介して缶胴側への巻締め部が設けられる一方、上記中央パネル部に切欠環状の開口スコアが形成され、この開口スコアに囲まれた開口片に対応する位置に、開缶操作用のタブが設けられ、このタブの操作端側を指先で引き上げることにより、てこの作用で上記開口スコアを切断し、開口片を缶内方に押し込み態様に位置させて飲み口ないし注出口を開口するようになされている。

この種のプッシュオープンタイプの缶蓋は、開口操作を確実かつ軽快に行いうるように、開口スコアの深さが比較的深く切り込まれ、残厚が極く薄いものとなされるため、プルオープンタイプの缶蓋に較べバックリングの発生によって不本意にスコアが破断し易い傾向がある。

ここに、バックリングというのは、飲料缶の運搬時における振動や不慮の落下、あるいは高温の車室内での保存等によって缶内圧が異常に増大した場合に、缶蓋に対してこれを内方から押し上げる強い力が働き、これが例えば規定内圧値の５３９ｋＰａ（５．５ｋｇｆ／ｃｍ²）を大きく超えるような事態に至ると、缶蓋の周縁部が強化環状溝の一部の反転現象を伴って上方に山形に盛り上がる現象である、環状溝の領域内での初期段階での軽度の角出し状態の盛り上がりはピーキングと称されることもある。

このようなバックリングの発生状態の一例を、従来の最も一般的な形式の缶蓋（１００）を例示物として、図８〜図１０に示している。

これらの図において、缶蓋（１００）は、中央パネル部（１０１）の外周縁に断面Ｕ字状の強化環状溝（１０２）を有し、その外側壁の延長部によって構成される巻締め部（１０３）が、別途製作される缶胴（１１０）の上端開口部周縁に巻き締め固定されるものである。そしてまた、上記中央パネル部（１０１）には、僅かに凹陥状に成形されるパネルリセス部（１０４）（図８参照）の内側領域において、その一端側に切欠環状の開口スコア（１０５）が設けられ、このスコアに囲まれた領域が飲み口ないし注ぎ口を形成する開口片（１０６）となされている。そして更に、上記パネルリセス部（１０４）上に開口用タブ（１０７）がリベット（１０８）を介して取付固定され、その押圧作用側の先端部が上記開口片（１０６）の基部側の上面に臨ませられたものとなされている。

このような缶蓋（１００）において、前記のバックリングは、図１０の（イ）に示すように、元来下方にＵ字状に形成されている周縁の強化環状溝（１０２）の一部が、缶内の異常な内圧の上昇に伴って同図（ロ）に示すように大きく上方に膨れ上がる現象として現れる。

ところで、従来から最も一般的に広く採用されてきた缶蓋は、前記図１０（イ）に示されているように、中央パネル部（１０１）の周縁の強化環状溝（１０２）の外側壁から延長されたチャックウォール（１０９）が缶軸方向と平行してほぼ垂直に立上がっているか、あるいは傾斜していてもせいぜい１５°未満の傾斜角度を有する程度のものとなされていた。

ところが、近時、コストの一層の削減のために、缶蓋にあっても更に一層の薄肉化が求められ、これに伴って耐圧強度の強化策が求められ、その一環として下記特許文献１〜４に見られるような、一般にスーパーエンド（商標）とも称される、例えば板厚を従来の０．２４５ｍｍから０．２４０ｍｍに薄肉化しつつ、パネル部直径を縮径した改良形の缶蓋（以下「パネル縮径型缶蓋」という）が提案され現実に実用化されはじめるに至っている。
特許第３８０９１９０号公報 特表２００６−５１４５９５号公報 特開２００２−１７８０７２号公報 特開２００３−１３６１６８号公報

このパネル縮径型の缶蓋（２００）は、図１１及び図１２に示すように、中央パネル部（２０１）の周縁のカウンターシンクとも称される強化環状溝（２０２）の外側壁から、チャックウォール（２０９）が缶軸に対して２０°〜７０°、多くの場合４０°〜６０°の比較的大きな傾斜角度（θ）をもって斜め上方に傾斜したものとなされている。図１２においてこのチャックウォール（２０９）は、単一の平面をもった直線的な傾斜状のものとして示されているが、変形態様の縮径型缶蓋においては、特許文献３，４に見られるように、チャックウォールが、中窪み状のアール屈曲部を介して緩傾斜の下方ウォール部と急傾斜の上方ウォール部とで屈折形に形成されることもある。従って本明細書において、パネル縮径型缶蓋の用語は、上記のようにストレート型のチャックウォール（２０９）をもったもののほか、屈折形のチャックウォールに構成されたものも、少なくとも下方ウォール部の傾斜角度が４０°〜６０°の範囲にあるチャックウォールを備えた缶蓋のすべてを含む概念で用いられるものとする、尚、図１１，１２において、（２０３）は巻き締め部、（２０４）はパネルリセス部、（２０４ａ）は指掛け凹部、（２０５）は開口スコア、（２０６）は開口片、（２０７）はタブ、（２０８）はリベットである。

さて、このようなパネル縮径型缶蓋（２００）にあっては、チャックウォール（２０９）が緩やかな傾斜をもったものとなされている結果、該缶蓋の製造のためのＡｌ材料の打ち抜きブランク径を縮小して材料節減をはかり得る一方で、図１３（イ）に示すように缶胴（１１０）に巻き締め装着した状態において、パネル部（２０１）周縁の強化環状溝（２０２）と巻き締め部（２０３）との間に、やはり緩傾斜のウォール部分（２０９ａ）が残存されるため、この傾斜ウォール部分（２０９ａ）が、缶内圧の増大によって中央パネル部（２０１）を上方に突き上げようとする力に対してこれに対抗する突っ張り状の強度部材として機能する。従って、このパネル縮径型缶蓋（２００）の場合、缶の内圧増大に耐えてバックリングの発生を制御する耐圧強度の点で、従来の汎用型の図１０（イ）に示すような缶蓋に較べ一段と優れたものとなしうることが期待されていた。

ところが、実際上、この種のパネル縮径型缶蓋の耐圧強度、理論上期待されるほどには向上させることができなかった。

このために、缶蓋材料の肉厚を、例えば従来の一般的な０．２４５ｍｍから０．００５ｍｍ薄い０．２４０ｍｍのアルミニウム板材を用いてパネル縮径型缶蓋を製作した場合、従来の汎用型の缶蓋と同等水準以下の耐圧強度しか安定的に保有せしめることができず、むしろ限界耐圧力を超えて一旦バックリングが生じ始めると、図１３（ロ）に示すように中央パネル部（２０１）を含む膨出変形度合いが、変形速度、大きさともに顕著に大きなものとなることに基因して、特に上方に裏返し状態に反転変形することになる強化環状溝（２０２）の溝底部分で亀裂が発生し易いという問題があった。

本発明は、上記のような従来技術の背景下において、缶蓋の耐圧性能の一層の向上をはかりうるものとすること、ひいては、従来汎用型の缶蓋はもとより、パネル縮径型の缶蓋にあっても、その材料肉厚の一層の薄肉化を可能とし、コスト削減に貢献しうる耐圧性に優れた缶蓋とその製造方法を提供手段を提示することを目的とする。

そこで、本発明者らは、特にパネル縮径型缶蓋について、前記のように期待されるほどに耐圧性の向上効果を得ることができない原因事由について、種々多くの実験と研究を重ねたところ、意外にも、缶蓋の製造工程中における加工力の影響を受けて、缶蓋の外周領域部分、特に強化環状溝の外側壁からその外側領域の部分における真円度が低下してしまっていることに主たる原因があることを突き止めるに至り、この知見をもとに本発明を完成し得たものである。

即ち、従来製法による缶蓋では、特に指掛け凹所（１０４ａ）（２０４）の半径線方向外側部分、及び開口片（１０６）（２０６）の先端側の半径線方向外側部分において、強化環状溝（１０２）（２０２）の内外側壁部分が外方に張り出し状に変形して該側壁部分の真円度を低下したものとなっており、その結果、巻き締め装着後に缶内圧が増大したときに、上記張り出し状変形部分が強度上の弱点となってバックリングを誘発し、結果的に缶蓋の耐圧強度を大きく低下させる原因になっている。

本発明は、研究の成果として発見し得たこのような知見に基づき、耐圧強度の改善技術として、下記の技術手段を提示するものである。

［１］材料金属板から皿状成形体をつくるシェルプレス加工と、これにより得られた皿状成形体に、リベット成形、スコア成形、パネルフォーム成形、タブ取付けの各工程を含むコンバージョンプレス加工とを施す缶蓋の製造方法において、
前記コンバージョンプレス加工工程中における、中央パネルにパネルリセスと指掛け凹所を形成するパネルフォーム成形工程を終えた後において、中央パネルの外周縁に沿って設けられた強化環状溝の少なくともその外側壁に対して加工力を及ぼしうる真円度補正加工を少なくとも１回以上施すものとしたことを特徴とする耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［２］強化環状溝の外側壁から延びたチャックウォールの少なくとも下方ウォール部が、缶軸に対して４０〜６０°の傾斜角度を有する缶蓋からなる前項［１］に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［３］前記真円度補正加工は、強化環状溝の外側壁の高さの中間部に、半径方向外側に向って棚状に張り出した棚段部を成形するための成形用段部を内外周面にそれぞれ有する円環状の下金型と同上金型とを用い、上金型を前記環状溝の外側壁の内面側に強制圧入するプレス加工によって行う前項［１］または［２］に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［４］前記真円度補正加工を、コンバージョンプレス加工工程中のパネルフォーム成形工程後の所定の加工工程時に同時に行う前項［１］〜［３］のいずれか１項に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［５］前記真円度補正加工を、タブイヤー成形工程、レタリング成形工程の少なくともいずれか１の工程において当該工程と同時に行う前項［４］に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［６］前記真円度補正加工は、前記棚段部を強化環状溝の全周に亘って連続状に形成するプレス加工として行なう前項［３］〜［５］のいずれか１に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。

［７］前項［１］〜［６］のいずれか１に記載の缶蓋の製造方法によって製造された缶蓋であって、
前記強化環状溝の外側壁の上端部外周面の真円度が、最小二乗中心法による測定値において、７０μｍ以下である耐圧性に優れた缶蓋。

［８］中央パネル部の外周縁の強化環状溝の外側壁から延びたチャックウォールの少なくとも下方ウォール部が、缶軸に対して４０〜６０°の傾斜角度を有する前項［７］に記載の耐圧性に優れた缶蓋。

本発明の前記［１］の製法によれば、シェルプレス加工とコンバージョンプレス加工とを含む一連の缶蓋の製造工程において、缶蓋の外周の真円度を最も大きく損なわせるおそれのあるパネルフォーム加工後に、強化環状溝の外側壁の周方向の少なくとも一部に対して加工力を及ぼす真円度補正加工を施すものとしていることにより、従来品より一層真円度の高い製品を得ることができる。その結果、従来品において問題視されていた、特に指掛け凹所の近傍領域や、開口片の先端側近傍領域を弱点として比較的低い内圧負荷でバックリングを誘発する短所を克服し、耐バックリング性、耐圧強度を向上しうる。このことはまた、缶蓋の薄肉化を可能とし、一層のコストダウンに貢献しうる。

従って、この発明は前記［２］項に記載のようなパネル縮径型缶蓋に適用して特に有益であり、一層のコストダウン効果を達成することができる。

また、前記［３］項に記載のように、上金型と下金型とを用いたプレス加工によって、強化環状溝の外側壁に外方に向かって棚状に張り出した棚段部を成形する態様で真円度補正を行うものとすることにより、当該真円度補正加工を前記［４］項及び［５］項に記載のようにコンバージョンプレス加工工程中の、所定の工程を利用してそれと同時に行うことができる。従って、製造工程においてプレス工数の増加を招くことなく、従来汎用のコンバージョンプレス機を用いて、簡易に真円度補正加工を施すことができ、製造コスト上有利である。しかも前記棚段部を付形する態様で真円度補正を行うことで、缶蓋の真円度矯正を高精度に行いうると共に、製品の缶蓋はその環状溝の外側壁に上記棚段部が形成されたものとなるため、この棚段部が上記外側壁の突張り強度（耐圧剛性）を適度に下げ、耐圧限界を超えてバックリングが発生したときのその変形速度を穏やかにさせる。このため急速なバックリング、極端に言えば爆発的なバックリング変形が生じることに基因する強化環状溝部分の亀裂発生のおそれを低減しうる。

そして更に、前記［６］項に記載のように、前記棚段部を強化環状溝の外側壁の全周に亘って設けるものとすることにより、バックリング変形が周方向に進行していく過程でも、その進行を比較的緩慢に行わせることができ、バックリングの速い変形速度に基因する亀裂発生のおそれを一層確実に低減しうる。

上記［１］〜［６］項に記載のような方法によって得られる前記［７］項及び［８］項に記載のような缶蓋は、コストダウンをはかりつつ耐圧強度に優れたものとすることができる。

次に、この発明の好ましい実施形態について説明する。

図１〜２は、本発明を最も有用に適用しうるパネル縮径型アルミニウム製缶蓋についての好適な実施形態を示しているものである。

これらの図１〜２において、缶蓋（１）は、プッシュオープンタイプのイージーオープン型缶蓋であり、中央パネル部（２）の周縁にカウンターシンクとも称される補強用の強化環状溝（３）を有する。そしてこの環状溝（３）の外側壁（３ａ）の上端から、緩傾斜のチャックウォール（４）が延設されている。このチャックウォール（４）は、４０°〜６０°の緩勾配の傾斜角度（θ₁）を有する下方ウォール部（４ａ）と、アール状屈曲部（４ｃ）を介して延設された１°〜４０°未満の急勾配の傾斜角度（θ₂）を有する上方ウオール部（４ｂ）とで屈折形のものに形成されている。比較的傾斜角度の小さい上方ウォール部（４ｂ）は、缶蓋の巻締め装着操作の容易かつ確実性を向上するために設けられるものである。

チャックウォール（４）の上端からは、更に取付用の巻き締め部を構成するフランジ部（５）が延設されている。一方、中央パネル部（２）には、その略中央部領域内にパネルフォーム成形によって浅い凹状のパネルリセス部（６）が形成され、その一端部の内側領域内に切欠環状の開口用スコア（７）が形成されている。この開口用スコア（７）に囲まれた部分は開口片（８）を構成するものであり、その対応配置に開口操作用タブ（９）が設けられている。タブ（９）は、長さ方向の中間部が中央パネル部（２）から隆起形成されたリベット（１０）によって止着されており、一端の押圧作用側端部（９ａ）が開口片（８）の基部近くの上面に臨ませられ、他端の操作用端部（９ｂ）がパネルリセス部（６）の他端部に設けられた指掛け凹所（１１）に臨んで配置されている。

上記缶蓋（１）は、タブ（９）の操作端部（９ｂ）を指先で引き起こすことにより、リベット（１０）を中心とするてこの作用で押圧作用側端部（９ａ）が開口片（８）の根本部を強く押圧し、開口スコア（７）に上記端部（９ａ）近傍位置を起点として破断を生じさせる。そして開口片（８）をそのまま缶内方向に押し込み状態とすることによってスコアに囲まれた部分を注出口ないし飲み口として開放するものである。

以上の缶蓋の構成と取扱い仕様は、従来公知のパネル縮径型缶蓋と同様である。

次に、上記のような缶蓋（１）の従来の一般的な製造方法について説明する。

この種の缶蓋（１）は、従来から一般に、シェルと呼ばれる皿状の中間製品をつくるシェルプレス加工工程と、これによって得られた中間製品に一般的には８〜１０工程のプレス加工を加えて、タブ付きの所定の製品に仕上げるコンバージョンプレス加工工程とによって製造されるものである。

図５は、シェルプレス加工工程によって製作される中間製品としてのシェルと呼ばれる皿状成形体（１Ａ）を示すものであり、未だ全体に平板状である中央パネル部（２）を有し、その外周縁に強化環状溝（３）を有する。そして、この環状溝（３）の外側壁から斜め上方に屈折形のチャックウォール（４）が延び、更にその上端から巻き締めフランジ部（５）が延設されている。

この皿状中間製品（１Ａ）は、シェルプレス加工後にカーラーで上記フランジ部（５）がカールされ（図１０はこのカール後の形態で示している。）、続いて必要に応じて該カール部分の内側に、巻締められた後の気密性を向上するためのシール用コンパウンドが塗布されたのち、次工程のコンバージョンプレス工程に供される。

コンバージョンプレス工程では、自動送り機構を備えたコンバージョンプレス機により、次のような各加工が８〜１０工程に分けて順次自動的に遂行される。

即ち、先ず図６−Ａ₁、図６−Ａ₂に示すように、パネル部（２）の中央部にリベット成形用のバブル（１０ａ）が形成され、続いて図６−Ｂ₁、図６−Ｂ₂に示すように、１〜２工程で上記バブル（１０ａ）を整形してリベット（１０）とその周縁部のリベットリセス（１０ｂ）が形成される。

次に、図６−Ｃ₁、図６−Ｃ₂に示すように、スコアリング加工により中央パネル部（２）にスコア（７）が形成されたのち、続く１〜複数工程で、図６−Ｄ₁、図６−Ｄ₂に示すようにパネルリセス（６）、補強ビード（７ａ）、指掛け凹所（１１）等を形成するパネルフォーム成形加工が行われる。

そして最後に、タブ（９）が供給され、図６−Ｅ₁、図６−Ｅ₂に示すようにリベット（１０）のかしめによって該タブ（９）の取付けが行われると共に、タブイヤーの折込み成形が行われ、更に図示しないが内容物表示用点文字等を付形するレタリング加工が行われて缶蓋（１）製品が完成される。

ところが、上記のような従来の製造方法によって製造された缶蓋（１）にあっては、特に図示のような緩傾斜のチャックウォール部分を有する薄肉のパネル縮径型缶蓋の場合にあっては、強化環状溝（３）の内外側壁（３ａ）（３ｂ）部分の真円度が想定範囲を超えてかなり大きく狂いを生じていることが判明した。ちなみに、強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）の上端部外周面の測定位置（Ｐ）（図２参照）における真円度を測定したところ、図４に実線で表わした計測円（Ｄ）に示すように、真円度に相当大きな歪みを生じていることが判明した。この歪みは、Ｙ軸線上で最大に現れる傾向がある。即ち、指掛け凹所（１１）の外方部分で最も大きく外方に突出状に膨らんだ山形歪み部分（ｄ₁）を有し、次に開口片（８）の先端側でも外方に大きな円弧で膨らんだ弧状歪み部分（ｄ₂）を有するものとなっている。これらの歪み部分（ｄ₁）（ｄ₂）の発生は、パネルリセス部（６）及び深い指掛け凹所（１１）を形成するパネルフォーム加工による加工歪みとして生じるものであり、缶蓋が薄肉化されるほど顕著に現れる傾向がある。

その結果、上記のような真円度の悪い缶蓋にあっては、これを缶胴に巻き締め密封装着した使用状態において、限界値を超える内圧がかかった場合、上記歪み部分（ｄ₁）（ｄ₂）に応力が集中し、バックリングが生じやすくなる。即ち、缶蓋の耐圧性能が低下する。

尚、図４において、点線で示した（Ｃ₁）（Ｃ₂）（Ｃ₃）は、真円度円筒形状測定器を用いて測定した軌跡による計測円（Ｄ）から、最小中心二乗法により設定される基準円と外接円と内接円をそれぞれ示すものである。

さて、缶蓋の耐圧強度の重要な低下要因の１つが、上記のような歪みの発生による真円度の低下に存することを知見し得たことに基づき、本発明においては、缶蓋の製造工程中、歪みを生じさせて真円度を低下させる原因となる特定の成形工程後において、当該工程で発生した歪みを矯正し、あるいは補正することによって、結果的に缶蓋の耐圧強度を向上することに成功をおさめ得たものである。

而して、このための真円度補正加工は、先ず第１に、上記のような歪みを生じさせる成形工程後において行われること、即ち、加工歪みを生じさせる主たる原因となる、パネルリセス部（６）や指掛け凹所（１１）を形成するパネルフォーム成形工程後において行われること、そして第２に、補強用環状溝（３）の少なくともその側壁壁（３ａ）に対して成形加工力を及ぼして、耐圧強度に大きな影響力を及ぼす当該外側壁（３ａ）部分に対して、そこに生じている歪みを確実に補正ないし矯正しうるような加工手段で行われること、が重要である。

このような加工条件を満足する具体的な手法・手段について、次に説明する。

先ず、真円度補正加工のタイミングは、図６に示した一連のコンバージョンプレス加工工程中、図６−Ｄ₁、Ｄ₂のパネルフォーム成形工程を終えた後の工程において行わなければならない。このことは、パネルフォーム成形工程において真円度を低下する歪みを生じやすいことに基づくが、当該パネルフォーム成形工程時においても同時に真円度補正加工を予備的に行うことをあえて排除するものではない。しかしながら、この場合でもパネルフォーム成形工程後に、あらためて真円度補正加工を施すものとすることが望ましい。この意味で、本発明は、補正加工をパネルフォーム成形後の工程で行うべきことを特定するものである。

真円度補正加工は、コンバージョンプレス加工工程のすべてを終えたのちに、別工程として付加的に行うものとしても良いが、好ましくは、コンバージョンプレス加工工程中の、図６−Ｅ₁、図６−Ｅ₂で示すようなタブイヤー成形工程、そして更には点文字を刻印するレタリング成形工程等を利用して、それらの工程と同時に併行して行うものとするのが有利である。

この補正加工は、１回だけに限らず、上記各工程を利用して複数回繰返し行うものとしても良い。また、必ずしも常に強化環状溝（３）の全周に亘って加工する必要はなく、加工歪みを生じやすいＹ軸線をはさむ所定角度領域部分のみに部分的に補正加工を施すものとしても良い。

複数回の補正加工を繰り返す場合には、部分的な補正加工と、全周に亘る補正加工とを組み合わせて行うものとしても良い。

次に、上記真円度補正加工の具体的な加工手段は、歪矯正ないし補正を確実に行うために、少なくとも強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）に対して加工力を及ぼし、それに金属的な塑性変形を生じさせるような加工手段を用いて行うべきである。

このような補正加工の最も簡便で一般的な手法は、プレスによる方法である。即ち、上金型と下金型とを用いて、上記外側壁（３ａ）を挟圧プレスする加工法の採用が有利である。

図２及び図３には、このようなプレスによる真円度補正加工によって、前記強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）の高さ方向の中間部に、半径方向外側に向って棚状に張り出した棚段部（１２）を、前記環状溝（３）の全周に亘って設けるものとする、本発明の好ましい１つの実施形態が示されている。

かかる棚段部（１２）の成形加工は、例えば図７に示すように固定側の下金型（１３）上にワークを担持支承させた状態で、可動側の上金型（１４）でプレス成形することによって行い得る。

即ち、図７に示すように、周方向に均一な幅の成形用段部（１２Ａ）（１２Ｂ）を内外周面にそれぞれ形成した下金型（１３）と上金型（１４）とを用い、下金型（１３）上に保持した缶蓋に対して、その強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）の内面側に向けて上金型（１３）の成形用突部（１４ａ）を強制圧入することによって、上記外側壁（３ａ）の上部に所定幅（Ｗ）の傾斜段面をもった棚段部（１２）を成形することができる。そして、この棚段部（１２）の成形加工により、上記外側壁（３ａ）は真円の成形面を有する上下両金型（１３）（１４）による矯正加工力を受け、その真円度が補正される。

ここに、真円度補正加工後の缶蓋（１）は、その外側壁（３ａ）の上部外面の真円度が、前記真円度円筒形状測定器を用いて測定した最小二乗中心法による測定値において、７０μｍ以下となるように制御されたものとすることが望ましい。即ち、上記真円度が７０μｍ以下に制御された缶蓋においては、厚さ０．２４０ｍｍのパネル縮径型缶蓋にあっても規定内圧値の５３９ｋＰａを十分に凌ぐ少なくとも５８０ｋＰａ以上の耐圧強度を保有せしめたものとすることができる。真円度のより好ましい値は、６０μｍ以下である。

なお、真円度補正加工によって上記棚段部（１２）を形成したものとすることは、これによって次のような有益性も享受できる。即ち、上記棚段部（１２）は、強化環状溝（３）における外側壁（３ａ）の耐圧強度を弱めて、強化環状溝（３）の反転現象を伴うバックリング時の変形速度を遅らせる機能を果す。そのために、周方向の全周に亘って設けたものとすることが望ましい。即ち、周方向の一部のみに設けられたものであるときは、その部分だけが弱体化してバックリング起点となり易い。このこと自体は何ら有害な結果を招来しないが、一旦バックリングが発生したのちの変形の進行において、棚段部が設けられていない部分の変形速度が速いものとなり、結果的にその部分に急激な変形による急峻な角出し状の変形を生じやすく、亀裂発生のおそれが増大する。従って、棚段部（１２）が全周に設けられることは、主としてバックリングの変形速度の制御に基づく亀裂発生の防止に有効な手段となり得る。

ところで、前記棚段部（１２）の段幅（Ｗ）は、図２に示すように、強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）のうち、棚段部（１２）より上方の部分の壁面の延長線と、これに平行な直線が棚段部（１２）の下方の外側壁（３ａ）部分の上端に接する位置までの間の距離をもって定義されるものである。この棚段部（１２）の段幅（Ｗ）は、０．０５〜０．５０ｍｍ程度の範囲に設定するのが好ましい。０．０５ｍｍ未満のものとするときは、その成形加工によって外側壁（３ａ）に真円度補正のための十分な加工力を及ぼすることが困難である。のみならず、前述したようなバックリング連度の制御作用にも不十分なものとなる。逆に０．５０ｍｍを超えるような広幅な段幅（Ｗ）を有するものとするときは、外側壁（３ａ）自体の耐圧強度が低下する。最も好ましい段幅（Ｗ）の範囲は、０．２０〜０．３０ｍｍである。

また、棚段部（１２）の段面の傾斜角度（θ₃）は、特に限定されるものではないが、２５°〜４５°の範囲に設定するのが好ましい。特に好ましくは３０°〜４０°の範囲である。この角度（θ₃）が過度に大きいときは、外側壁（３ａ）の耐圧強度が劣るものとなり、逆に過度に小さいと、バックリング発生起点の誘導制御作用、バックリング変形速度の制御作用の点で不十分なものとなる。
次に、この発明の効果を確認するために行った各種実施例について説明する。

〔実施例１〜３〕
缶蓋材料として、ＪＩＳ Ａ５１８２合金からなる厚さ０．２４０ｍｍのアルミニウム合金板材を用いて下記仕様のプッシュオープンタイプのパネル縮径型缶蓋を作成した。

中央パネル部直径： ４７．０ｍｍ
強化環状溝 ： 深さ ２．３ｍｍ
： 溝底部半径 ０．５ｍｍ
チャックウォール傾斜角度： 上方ウォール部 ２８°
下方ウォール部 ５５°

上記缶蓋の製造は、従来製法に準じ、シェルプレス加工によって図５に示すようなシェルと呼ばれる皿状成形体を作成し、フランジ部のカール加工及びシール用コンパウンドの塗布を行ったのち、コンパージョンプレスにて図６に示す各工程を順次実施することによって行った。

ここに、本発明の実施例１〜３においては、後掲の表１に示すようにパネルフォーム成形加工後の、タブイヤー成形工程、及びレタリング工程のいずれか１つの工程、または２つの工程で真円度補正加工を同時に行うものとした。

この真円度矯正加工は、図７に示すような棚段部成形用金型であって、成形用段部（１２Ａ）の段幅を０．４０ｍｍに設定した下金型（１３）と、これに対応する成形用段部（１２Ｂ）の段幅を０．３５ｍｍに設定した上金型（１４）とを用いてプレス加工することによって行った。

上記の真円度補正加工を行った缶蓋は、強化環状溝（３）の外側壁（３ａ）の上部に、段幅（Ｗ）が０．２０〜０．２８ｍｍの範囲の棚段部（１２）を有するものとなし得た。

［比較例１〜２］
比較例１は、真円度補正加工をコンバージョンプレスのリベット成形用のバブル成形時に同時に真円度補正加工を行ったものである。他は、実験例１〜３と同様の工程にて製造されたパネル縮径型缶蓋である。
比較例２は、真円度補正加工を行っていないことを除いて、他は実験例１〜３と同様の工程で製造されたパネル縮径型缶蓋である。

そこで、実施例１〜３及び後記比較例１〜２の各種缶蓋の３０個づつにつき、後述の真円度測定法によって外側壁（３ａ）の上部外周面の真円度を測定し、３０個の平均値を算出した。そして、これらの缶蓋を、別途製作した有底筒状のアルミニウム製缶胴の上端開口縁に常法による二重巻き締め加工によって密封装着し、得られた施蓋缶を、各実施例１〜３および比較例１〜２について、それぞれ３０缶づつを用意し、下記のバックリング試験を行い、耐圧強度を調べた。

その結果を、下記の表１に併記して示す。

［真円度測定］
ミツトヨ社製の真円度円筒形状測定器「ランドテストＲＡ−４００」を用いて測定した。真円度を評価するにあたり、中心を定義する際に、最小二乗中心法を採用した。最小二乗中心法とは、測定によって得られた形状に対して、偏差の二乗和が最小となる円に同心で外接する円と、内接する円との半径差をもって、その形状の真円度をとる方法である。真円度の測定値は小さい程歪みが小さいこと、すなわち真円であることを示す。逆に真円度の測定値が大きいほど歪みが大きいことを示す。

［バックリング試験・耐圧強度］
実験例１〜３及び比較例１〜２の各施蓋缶の缶胴部分を高さの中間部分で切断したのち、蓋付きの上部半体を供試体として、金属缶用耐圧試験機（株式会社テクノネット製「ＷＢＴ−５００」）にセッティングし、水圧により２６ｋＰａ／秒の速度で缶内圧を上昇させ、初回のバックリングが発生して内圧が急降下した時点での圧力を測定し、平均値を算出した。

〔実施例４〕
缶蓋材料として、ＪＩＳ Ａ５１８２合金からなる厚さ０．２４５ｍｍのアルミニウム合金板材を用いて従来仕様のプッシュオープンタイプの缶蓋を製作した。

これらは、チャックウォールが缶軸線に対して約７°の急角度の立上がり状に形成された、図１０（イ）に示されるような従来汎用型の缶蓋であり、実験例４として真円度補正加工をレタリング工程にて実施したものである。

〔比較例３〕
比較例３は、上記のもので真円度補正加工をしていない以外は、同じ条件のものである。
そこで、上記実施例４及び比較例３の供試材につき、前記同様の手法で真円度測定および耐圧強度を調べた。その結果を、下記表２に示す。

上記表１〜２の結果から判るように、本発明の適用による缶蓋は、パネルフォーム成形工程後に真円度補正加工を施すことによって真円精度が向上したものとなり、その結果耐圧強度において優れたものとなっていることが確認された。また、パネル縮径型缶蓋では、 バックリング時の亀裂発生を確実に防止しうることも判明した。従って、薄肉化を可能とするパネル縮径型缶蓋においても、確実に十全の耐圧強度を保有せしめたものとすることができる。

本発明の好適な実施形態示す缶蓋の平面図である。 図１のII−II線の拡大断面図である。 図１のIII−III線の中間部省略断面図である。 従来製法によって製造された缶蓋の強化環状溝の外側壁の真円度の測定図である。 シェルプレス加工によって製作される中間製品の断面図である。 バブル成形工程の時点におけるワークの平面図である。 バブル成形工程の時点におけるワークの断面図である。 バトン成形及びバトンリフォーム成形工程の時点におけるワークの平面図である。 バトン成形及びバトンリフォーム成形工程の時点におけるワークの断面図である。 スコア成形工程の時点におけるワークの平面図である。 スコア成形工程の時点におけるワークの断面図である。 パネルフォーム成形工程の時点におけるワークの平面図である。 パネルフォーム成形工程の時点におけるワークの断面図である。 タブ取付工程の時点におけるワークの平面図である。 タブ取付工程の時点におけるワークの断面図である。 真円度補正加工状態を示す断面図である。 従来の汎用型の缶蓋においてバックリングを発生したときの典型的な１つの変形状態を示す斜視図である。 図８のバックリングを生じた缶蓋の平面図である。 図８のＡ−Ａ線の断面図であって、（イ）はバックリング発生前、（ロ）はバックリング発生後の状態を示すものである。 従来公知であるパネル縮径型缶蓋の平面図である。 図１１のＢ−Ｂ線の断面図である。 図１１の缶蓋を缶胴に巻き締め装着した状態の周縁部の断面図であり、（イ）はバックリング発生前、（ロ）はバックリング発生後の状態を示すものである。

符号の説明

１…缶蓋
１Ａ…皿状成形体（中間製品）
２…中央パネル部
３…強化環状溝
４…チャックウォール
４ａ…下方ウォール部
４ｂ…上方ウォール部
５…フランジ部
６…パネルリセス部
７…開口スコア
８…開口片
９…タブ
１０…リベット
１１…指掛け凹所
１２…棚段部
１２Ａ、１２Ｂ…棚段部成形用段部
１３…下金型
１４…上金型
Ｄ…真円度測定軌跡線
Ｍ…バックリング変形部

Claims (8)

1. 材料金属板から皿状成形体をつくるシェルプレス加工と、これにより得られた皿状成形体に、リベット成形、スコア成形、パネルフォーム成形、タブ取付けの各工程を含むコンバージョンプレス加工とを施す缶蓋の製造方法において、
   前記コンバージョンプレス加工工程中における、中央パネルにパネルリセスと指掛け凹所を形成するパネルフォーム成形工程を終えた後において、中央パネルの外周縁に沿って設けられた強化環状溝の少なくともその外側壁に対して加工力を及ぼしうる真円度補正加工を少なくとも１回以上施すものとしたことを特徴とする耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
2. 強化環状溝の外側壁から延びたチャックウォールの少なくとも下方ウォール部が、缶軸に対して４０〜６０°の傾斜角度を有する缶蓋からなる請求項１に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
3. 前記真円度補正加工は、強化環状溝の外側壁の高さの中間部に、半径方向外側に向って棚状に張り出した棚段部を成形するための成形用段部を内外周面にそれぞれ有する円環状の下金型と同上金型とを用い、上金型を前記環状溝の外側壁の内面側に強制圧入するプレス加工によって行う請求項１または２に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
4. 前記真円度補正加工を、コンバージョンプレス加工工程中のパネルフォーム成形工程後の所定の加工工程時に同時に行う請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
5. 前記真円度補正加工を、タブイヤー成形工程、レタリング成形工程の少なくともいずれか１の工程において当該工程と同時に行う請求項４に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
6. 前記真円度補正加工は、前記棚段部を強化環状溝の全周に亘って連続状に形成するプレス加工として行なう請求項３〜５のいずれか１に記載の耐圧性に優れた缶蓋の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１に記載の缶蓋の製造方法によって製造された缶蓋であって、
   前記強化環状溝の外側壁の上端部外周面の真円度が、最小二乗中心法による測定値において、７０μｍ以下である耐圧性に優れた缶蓋。
8. 中央パネル部の外周縁の強化環状溝の外側壁から延びたチャックウォールの少なくとも下方ウォール部が、缶軸に対して４０〜６０°の傾斜角度を有する請求項７に記載の耐圧性に優れた缶蓋。

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