JP4667976B2 - 缶本体の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、有底筒状体とされた缶基体の胴部にエンボス加工を施して缶本体を形成する缶本体の製造方法に関する。
周知のように、清涼飲料水などが充填されている、いわゆる缶やボトル缶において、需要者の購買意欲を喚起するなどのために胴部にさまざまな模様などが付され、これら缶などに商品識別力を付与することがなされている。このような模様などを付す手段として、従来から例えば塗装やエンボス加工を施すことが知られている。
ここで、エンボス加工については、以下のような方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この加工方法は、まず、互いに平行な回転軸線を中心として回転可能に支持された2つの回転体のうち、一方の回転体を有底筒状の缶基体の内側に配置すると共に、他方の回転体を缶基体の外側に配置する。そして、これら2つの回転体を互いに接近させてこれら回転体の外周面により缶基体の胴部を挟み込んだ状態で、2つの回転体をこれらの回転軸線回りに回転させ、缶基体の胴部にエンボス加工を施すというものである。なお、缶基体は、例えば金属板に絞り加工及びしごき加工を施すことで形成されるDI缶がある。
ところで、このようなエンボス加工においても、缶などにさらなる商品識別力を付与するために、より多様な模様などを缶基体の胴部に付すことが求められている。このような模様として、例えば5〜6mm程度の間隔で直線状の稜線が形成され、凹凸量の小さい折曲部が複数隣接して形成された微細な模様によって識別力を増大させることが挙げられる。
特表2000−515072号公報
しかしながら、上記従来の缶本体の製造方法には以下の課題がある。すなわち、上記従来の缶本体の製造方法では、缶基体の胴部を第1及び第2回転体で挟み込みを行うことによって折曲部を形成するが、折曲部の凹凸量が小さい場合には折曲部の稜線を良好に形成できないという問題がある。これは、折曲部の凹凸量が小さい場合、第1及び第2回転体で胴部を挟み込んだときに胴部に対して十分な歪み変形を与えることが困難であるためである。
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、折曲部における稜線を良好に視認
することができる缶本体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる缶本体の製造方法は、互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第1及び第2回転体のうち、一方を有底筒状体の缶基体の内側に配置すると共に他方を該缶基体の外側に配置した後、前記第1及び第2回転体を互いに接近させて該第1及び第2回転体の各外周面で前記缶基体の胴部を挟み込み、前記第1及び第2回転体をそれぞれ回転軸線回りに回転させて、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施して缶本体を形成する缶本体の製造方法において、前記第1回転体の外周面には、径方向内方に凹とされた第1凹部が形成され、該第1凹部に径方向内方に凹とされた第1折曲凹部が形成され、径方向外方に凸とされた第2凸部が前記第1凹部と隣接して少なくとも1つ形成され、該第2凸部に径方向外方に凸とされた第2折曲凸部が形成され、前記第2回転体の外周面には、前記第1凹部と対応する位置に径方向外方に凸とされた第1凸部が形成され、該第1凸部のうち前記第1折曲凹部と対応する位置にて径方向外方に凸とされた第1折曲凸部が形成され、前記第2凸部と対応する位置に径方向内方に凹とされた第2凹部が形成され、該第2凹部のうち前記第2折曲凸部と対応する位置にて径方向内方に凹とされた第2折曲凹部が形成され、前記第1及び第2回転体の外周面により前記胴部の挟み込みを行うときに、前記胴部の弾性変形による歪み量が前記第1凸部の周縁部から前記第1折曲凸部に向かうにしたがって前記径方向の他方に向けて漸次増大するように、前記第1凸部で前記胴部を径方向の一方から他方に向けて押圧してこれと対応する前記径方向の他方の周面側を前記第1凹部に侵入させつつ、前記胴部を介して前記第1折曲凸部を前記第1折曲凹部に挿入し、かつ、前記胴部の弾性変形による歪み量が前記第2凸部の周縁部から前記第2折曲凸部に向けて漸次増大するように、前記第2凸部で前記胴部を前記径方向の他方から一方に向けて押圧してこれと対応する前記径方向の一方の周面側を前記第2凹部に侵入させつつ、前記胴部を介して前記第2折曲凸部を前記第2折曲凹部に挿入し、前記挟み込みを解除したときに、前記胴部のうち前記第1折曲凸部及び前記第1折曲凹部に対応する部分が、前記径方向の他方に向けて凸となるように折曲するとともに、前記胴部のうち前記第2折曲凸部及び前記第2折曲凹部に対応する部分が、前記径方向の一方に向けて凸となるように折曲することを特徴とする。
この発明によれば、第1凹部及び第1凸部で挟み込むことで径方向の他方に向けて弾性変形し、この状態でさらに第1折曲凹部及び第1折曲凸部で挟み込むことで、缶基体の胴部が径方向の他方に向けて凸となるように塑性変形されるので、折曲部の凹凸量が小さい場合であっても、折曲部の稜線を良好に視認することが可能な缶基体が得られる。すなわち、挟み込みを解除した際の缶基体の胴部の弾性変形による復元移動を考慮し、稜線をなす折曲部についてスプリングバックを考慮した大きな形状変化を与えるために、第1折曲凹部及び第1折曲凸部で挟み込んで折曲させる部分の周囲をあらかじめ余分に弾性変形させておく。これにより、第1折曲凹部及び第1折曲凸部で挟み込んだときに折曲部に対して十分な歪みの変形を与えることができ、折曲部を確実に塑性変形させることが可能となる。
また、缶基体の胴部を折曲させるための急激な変形加重を低減することができる。これにより、缶基体の内周面や外周面に塗布されている塗装膜が剥離するや缶基体の損傷などを防止する。
さらに、第2折曲凹部及び第2折曲凸部によって形成される折曲部は、上述した第1折曲凹部及び第1折曲凸部によって形成される折曲部とは突出方向が逆であるので、それぞれの折曲部を視覚的に強調させることができ、それぞれの稜線をより良好に視認することができる。
また、本発明の缶本体の製造方法は、前記挟み込みのときに、前記第1凸部に押圧される前記胴部の弾性変形による歪み量の変化率が、前記第1凸部の周縁部から前記第1折曲凸部に向かうにしたがって増大するように、前記胴部を前記第1凹部に侵入させる構成とされ、前記第2凸部に押圧される前記胴部の歪み量の変化率が前記第2凸部の周縁部から前記第2折曲凸部に向けて増大するように、前記胴部を前記第2凹部に侵入させることが好ましい。
この発明によれば、第1凸部に向かうにしたがって弾性変形による歪み量の変化率を漸次大きくすることで、折曲部に大きな変形を与え、より確実に第1折曲凸部及び第1折曲凹部の挟み込みによる折曲部の形成が行われる。また、折曲部の凹凸量が小さい場合であっても、確実に第2折曲凸部及び第2折曲凹部の挟み込みによる折曲部の形成が行われる。また、各折曲部の間を接続する胴部を断面直線状に形成することができる。
さらに、第1回転体を缶基体の内側に配置して缶基体の径方向内方に向けて凸となるように折曲部を形成した場合において、挟み込み後で第1回転体が折曲部に引っかかることなく、第1回転体を缶基体の内部から抜き出すことができる。また、第2回転体を缶基体の内側に配置して折曲部を形成した場合において、挟み込み後で第2回転体が折曲部に引っかかることなく第2回転体を缶基体の内部から抜き出すことができる。
また、本発明の缶本体の製造方法は、前記第1及び第2回転体が、ショアD硬度が65以上85以下のウレタン材料によって形成されていることが好ましい。
この発明によれば、挟み込みの際に胴部の内外周面に形成された塗装膜の損傷を回避する。
本発明の缶本体の製造方法によれば、第1凹部及び第1凸部で挟み込んで折曲部の周辺部をあらかじめ弾性変形させておくことで、第1折曲凹部及び第1折曲凸部で挟み込んだときに折曲部を確実に塑性変形させることができる。これにより、視認性に優れた稜線を形成することができる。
また、本発明の缶本体の製造方法によって製造された缶本体によれば、折曲部の稜線が良好に視認することができるので、この缶本体に商品識別力を付与することができる。
以下、本発明による缶本体の製造方法及び缶本体の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態における缶本体1は、図1に示すように、缶基体2の胴部に製造装置10を用いて折曲部を形成することによって製造される。
この缶本体製造装置(以下、製造装置と省略する)10は、缶基体2の胴部を径方向に押圧して胴部外周面に対して径方向外方に突出する折り曲げ加工部を形成する押圧型部11と、この押圧型部11の下方に配設されて缶基体2を押圧型部11に対して接近離間可能にかつ回転可能に支持する支持部12と、押圧型部11及び支持部12の駆動を制御する制御部13とを備えている。
押圧型部11は、互いに平行な回転軸線を中心として回転可能に支持された第1及び第2回転体21、22とを備えており、第1及び第2回転体21、22をそれぞれ回転方向が逆になるように同期回転させる第1駆動部23に接続されている。
支持部12は、缶基体2または缶本体1の底面を保持するチャック25と、チャック25を押圧型部11に対して接近離間可能に支持するスライド部26と、チャック25を缶軸回りに回転可能に支持するモータ部27とを備えている。
第1回転体21の外周面には、図2に示すように、径方向内方に向けて凹とされた第1凹部31と、第1回転体21の軸方向に沿って第1凹部31と隣接して配置されて径方向外方に向けて凸とされた第2凸部32とが軸方向に2組隣接して形成されている。
第1凹部31の底面には、径方向内方に向けて凹とされた第1折曲凹部33が形成されている。そして、第1凹部31は、第1折曲凹部33に向けて第1回転体21の径方向内方への凹み量が漸次増大すると共にその凹み量の変化率が増大するように形成されており、第1回転体21の外周面が曲面となっている。ここで、第1折曲凹部33の凹み量は、缶基体2の胴部がこの部分に沿って配置されたときに、胴部に発生する歪みが弾性限度を超えた変形となるように構成されている。
また、第2凸部32の天面には、径方向外方に向けて凸とされた第2折曲凸部34が形成されている。そして、第2凸部32は、第2折曲凸部34に向けて第1回転体21の径方向外方への突出量が漸次増大する共にその突出量の変化率が増大するように形成されており、曲面となっている。ここで、上述と同様に、第2折曲凸部34の凹み量は、缶基体2の胴部がこの部分に沿って配置されたときに、胴部に発生する歪みが弾性限度を超えた変形となるように構成されている。
そして、第1凹部31と第2凸部32とが平滑に接続されており、第1凹部31と第2凸部32のうち第1折曲凹部33と第2折曲凸部34との間において、断面S字状に形成されている。
第2回転体22の外周面には、第1凹部31と対応する位置に径方向外方に向けて凸とされた第1凸部41と、第1凹部31と対応する位置に径方向内方に向けて凹とされた第2凹部42とが缶軸方向に2組隣接して形成されている。
第1凸部41の天面には、第1折曲凹部33と対応する位置に径方向外方に向けて凸とされた第1折曲凸部43が形成されている。そして、第1凸部41は、第1折曲凸部43に向けて第2回転体22の径方向外方への突出量が漸次増大すると共にその突出量の変化率が増大するように形成されており、曲面となっている。
また、第2凹部42の底面には、第2折曲凸部34と対応する位置に径方向内方に向けて凹とされた第2折曲凹部44が形成されている。そして、第2凹部42は、第2折曲凹部44に向けて第2回転体22の径方向内方への凹み量が漸次増大すると共にその凹み量の変化率が増大するように形成されており、曲面となっている。
また、第2回転体22の外周面においても、上述と同様に、第1凸部41と第2凹部42とが平滑に接続されており、第1折曲凸部43と第2折曲凹部44との間において断面S字状に形成されている。
第1凹部31及び第1凸部41は、第1及び第2回転体21、22が互いに接近離間することにより、第1凹部31に第1凸部41が挿脱可能なように構成されている。同様に、第1折曲凹部33に第1折曲凸部43が挿脱可能なように構成され、第2凹部42に第2凸部32が挿脱可能なように構成され、第2折曲凹部44に第2折曲凸部34が挿脱可能なように構成されている。
なお、これら第1及び第2回転体21、22は、ショアD硬度が65以上85以下のウレタン材料によって形成されている。
次に、以上のように構成された製造装置10を用いた缶本体1の製造方法について説明する。
まず、缶基体2を製造装置10に搬入し、缶基体2の底面をチャック25で保持する。そして、モータ部27を回転駆動して缶基体2を缶軸回りに回転させることで、缶基体2を缶軸回りに位置決めする。
その後、缶基体2を支持部12のスライド部26を介して押圧型部11に向けて缶軸方向に前進移動し、第1回転体21を缶基体2の内側に配置することで、図2に示すように、第1回転体21を缶基体2の内側に配置し、第2回転体22を缶基体2の外側に配置する。次に、第1及び第2回転体21、22を互いに接近させて第1及び第2回転体21、22の各外周面で缶基体2の胴部を挟み込む。さらに、この状態で第1及び第2回転体21、22をこれらの回転軸線回りに回転させることで、缶基体2の胴部に折曲部を形成して缶本体1を形成する。ここで、第1及び第2回転体21、22は、缶基体2の胴部のうち挟み込んだ部分に対して1000N以上3500N以下の加工力を加える。そして、第1及び第2回転体21、22を互いに離間させた後で、支持部12を押圧型部11から離間させ、第1回転体21を缶本体1の内部から抜き出す。
ここで、第1及び第2回転体21、22での胴部の挟み込みによる折曲部の形成方法について詳細に説明する。
第1及び第2回転体21、22で缶基体2の胴部を挟み込むとき、図3に示すように、第1凸部41が缶基体2の胴部をその径方向外方(径方向の一方)から径方向内方(径方向の他方)に押圧することで、缶基体2の第1凸部41による押圧部分と対応する内周面側を第1凹部31に侵入させる。この状態で、第1折曲凸部43が、胴部を介して第1折曲凹部33に挿入する。
また、上述と同様に、第2凸部32が、缶基体2の第2凸部32による押圧部分と対応する外周面側を第2凹部42に侵入させる。この状態で、第2折曲凸部34が、胴部を介して第2折曲凹部44に挿入する。
ここで、缶基体2の胴部のうち第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33による押圧部分、すなわち折曲部では、発生する歪みが弾性限度を超えた変形となる。また、缶基体2の胴部のうち第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44による押圧部分では、上述と同様に、発生する歪みが弾性限度を超えた変形となっている。したがって、これら折曲部は、塑性変形される。
ここで、缶基体2の胴部のうち、第1凸部41及び第1凹部31による押圧部分が、第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33による押圧部分に向けて、挟み込みが解除されたときに胴部に与えられた変形のうち弾性変形分が復元されることで胴部の形状が成形前の形状に戻ろうとするためその量を付加して、変形量が漸次増大すると共に変形量の変化率が増大する、先鋭形状となっている。また、缶基体2の胴部のうち、第2凸部32及び第2凹部42による押圧部分が、第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44による押圧部分に向けて、上述と同様に弾性変形分が復元される量を付加して、変形量が漸次増大すると共に変形量の変化率が増大する、先鋭形状となっている。
この状態で、第1及び第2回転体21、22での胴部の挟み込みを解除すると、図4に示すように、第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33に対応する部分が、この部分の周辺部よりも缶基体2の径方向内方に位置する。また、第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44に対応する部分が、この部分の周辺部よりも缶基体2の径方向外方に位置する。
そして、胴部のうち第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33によって形成された折曲部と第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44によって形成された折曲部との間の部分は、弾性変形と塑性変形との少なくともいずれかにより成形されていて、この2つの折曲部を接続するような断面直線状の面となる。
また、胴部のうち第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33によって形成された折曲部よりも缶軸方向下方の部分と、第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44によって形成された折曲部よりも缶軸方向上方の部分とは、弾性変形と塑性変形との少なくともいずれかにより成形されていて、滑らかな曲面となる。
このように構成された缶本体1の製造方法によれば、折曲部の凹凸量が小さい場合であっても、第1折曲凹部33及び第1折曲凸部43や第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44で挟み込んで折曲させる部分の周囲をスプリングバックを考慮してあらかじめ第1凹部31及び第1凸部41や第1凸部32及び第1凹部42で挟み込んで弾性変形させておくことで、第1折曲凹部33及び第1折曲凸部43や第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44で挟み込んだときに折曲部を確実に塑性変形させることができ、視認性に優れた稜線を形成することができる。
ここで、缶基体2の径方向内方に位置する折曲部と、径方向外方に位置する折曲部とが形成されているので、互いの折曲部が強調されることとなり、より良好にそれぞれの稜線を視認することができる。
さらに、挟み込んだときに、折曲部に向かうにしたがって歪みの大きい変形が施されるので、折曲部の凹凸量が小さい場合であっても、各折曲部間の胴部を断面直線状にすることができる。
そして、缶基体2の内側に配置された第1回転体21を、折曲部に引っかかることなく抜き出すことができる。
また、ショアD硬度が65以上85以下のウレタン材料によって第1及び第2回転体21、22を形成しているので、第1及び第2回転体21、22による挟み込みの際に胴部の内外周面に形成された塗装膜の損傷を回避する。
また、本実施形態の缶本体1によれば、上述した製造方法により、折曲部の稜線が良好に視認することができるので、この缶本体に商品識別力を付与することができる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、折曲部を缶基体2の周方向に形成しているが、缶基体2の缶軸方向に形成してもよい。
また、第1回転体21の外周面には2組の第1凹部31及び第2凸部32が形成されているが、1組形成された構成としてもよく、3組以上形成された構成としてもよい。このとき、第2回転体22の外周面には、第1回転体21の外周面に形成された第1凹部31及び第2凸部32と対応するように、第1凸部41及び第2凹部42が形成される。
また、第1回転体21の外周面には第1凹部31及び第2凸部32のうちのいずれか一方のみが形成された構成としてもよい。このとき、第2回転体22の外周には、上述と同様に、第1回転体21の外周面に形成された第1凹部31と第2凸部32とのいずれか一方と対応するように、第1凸部41と第2凹部42とのいずれか一方のみが形成される。
また、第1回転体21は、第1凹部31及び第2凸部32が、第1折曲凹部33と第2折曲凸部34との間において断面S字状となるように形成されているが、第1折曲凹部33から第2折曲凸部34に向けて漸次径方向外方に突出するように形成されていればよく、他の形状であってもよい。このとき、第2回転体22も第1回転体21と対応するように形成される。
また、缶基体2の胴部のうち、第1凸部41及び第1凹部31による押圧部分が第1折曲凸部43及び第1折曲凹部33による押圧部分に向けて、または第2凸部32及び第2凹部42による押圧部分が第2折曲凸部34及び第2折曲凹部44による押圧部分に向けて、変形量が漸次増大すると共に変形量の変化率が増大する、先鋭形状となっているが、変化率が一定となるように押圧してもよい。
また、第1回転体21を缶基体2の内部に配置しているが、第2回転体22を缶基体2の内部に配置する構成としてもよい。
また、第1及び第1回転体21、22はショアD硬度が65以上85以下のウレタン材料によって形成されているが、他の硬度のウレタン材料によって形成されてもよく、金属など他の材料によって形成されてもよい。
この発明によれば、缶本体の製造方法及び缶本体において、折曲部の凹凸量が小さい場合であっても、折曲部における稜線を良好に視認することができるので、産業上の利用可能性が認められる。
本発明の一実施形態における缶本体製造装置を示す該略図である。 一実施形態における缶本体の製造方法を示す部分拡大断面図である。 同じく、一実施形態における缶本体の製造方法を示す部分拡大断面図である。 同じく、一実施形態における缶本体の製造方法を示す部分拡大断面図である。
符号の説明
1 缶本体
2 缶基体
10 缶本体製造装置(製造装置)
21 第1回転体
22 第2回転体
31 第1凹部
32 第2凸部
33 第1折曲凹部
34 第2折曲凸部
41 第1凸部
42 第2凹部
43 第1折曲凸部
44 第2折曲凹部

Claims (3)

  1. 互いに平行な回転軸線を中心に回転可能に支持された第1及び第2回転体のうち、一方を有底筒状体の缶基体の内側に配置すると共に他方を該缶基体の外側に配置した後、
    前記第1及び第2回転体を互いに接近させて該第1及び第2回転体の各外周面で前記缶基体の胴部を挟み込み、
    前記第1及び第2回転体をそれぞれ回転軸線回りに回転させて、前記缶基体の胴部にエンボス加工を施して缶本体を形成する缶本体の製造方法において、
    前記第1回転体の外周面には、径方向内方に凹とされた第1凹部が形成され、該第1凹部に径方向内方に凹とされた第1折曲凹部が形成され、径方向外方に凸とされた第2凸部が前記第1凹部と隣接して少なくとも1つ形成され、該第2凸部に径方向外方に凸とされた第2折曲凸部が形成され、
    前記第2回転体の外周面には、前記第1凹部と対応する位置に径方向外方に凸とされた第1凸部が形成され、該第1凸部のうち前記第1折曲凹部と対応する位置にて径方向外方に凸とされた第1折曲凸部が形成され、前記第2凸部と対応する位置に径方向内方に凹とされた第2凹部が形成され、該第2凹部のうち前記第2折曲凸部と対応する位置にて径方向内方に凹とされた第2折曲凹部が形成され、
    前記第1及び第2回転体の外周面により前記胴部の挟み込みを行うときに、前記胴部の弾性変形による歪み量が前記第1凸部の周縁部から前記第1折曲凸部に向かうにしたがって前記径方向の他方に向けて漸次増大するように、前記第1凸部で前記胴部を径方向の一方から他方に向けて押圧してこれと対応する前記径方向の他方の周面側を前記第1凹部に侵入させつつ、前記胴部を介して前記第1折曲凸部を前記第1折曲凹部に挿入し、かつ、前記胴部の弾性変形による歪み量が前記第2凸部の周縁部から前記第2折曲凸部に向けて漸次増大するように、前記第2凸部で前記胴部を前記径方向の他方から一方に向けて押圧してこれと対応する前記径方向の一方の周面側を前記第2凹部に侵入させつつ、前記胴部を介して前記第2折曲凸部を前記第2折曲凹部に挿入し、
    前記挟み込みを解除したときに、前記胴部のうち前記第1折曲凸部及び前記第1折曲凹部に対応する部分が、前記径方向の他方に向けて凸となるように折曲するとともに、前記胴部のうち前記第2折曲凸部及び前記第2折曲凹部に対応する部分が、前記径方向の一方に向けて凸となるように折曲することを特徴とする缶本体の製造方法。
  2. 前記挟み込みのときに、前記第1凸部に押圧される前記胴部の弾性変形による歪み量の変化率が、前記第1凸部の周縁部から前記第1折曲凸部に向かうにしたがって増大するように、前記胴部を前記第1凹部に侵入させる構成とされ、前記第2凸部に押圧される前記胴部の歪み量の変化率が前記第2凸部の周縁部から前記第2折曲凸部に向けて増大するように、前記胴部を前記第2凹部に侵入させることを特徴とする請求項1に記載の缶本体の製造方法。
  3. 前記第1及び第2回転体が、ショアD硬度が65以上85以下のウレタン材料によって形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の缶本体の製造方法。
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