JP5048223B2 - 缶体の製造方法及び缶体 - Google Patents

Description

本発明は、蓋体の周縁部を缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めた構造となる缶体の製造方法及びその缶体に関する。

従来、蓋体の周縁部を缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めた構造となる缶体がある（例えば、特許文献１参照）。このような構造の缶体では、蓋体の周縁部と缶胴体の開放端部との接合部位に形成される巻締め部によりその気密性が保持される。
特開２００２−１７８０７２号公報

ところで、コーナ部の曲率半径の小さい角型形状の缶体では、缶胴体の開放端部に蓋体の周縁部を巻締めると、そのコーナ部においてカールされる蓋体の周縁部の缶胴体から外側の部位にシワが発生し易い。このシワが多く発生することは、缶体の気密性保持の観点から好ましくない。

所定の大きさの巻締め部を形成するには（所定の巻締め寸法を確保するには）、前記蓋体の周縁部の幅が大きいほど、シワが発生し易い。一方、前記蓋体の周縁部の幅を小さくしすぎると、所定の大きさの巻締め部が形成することができず、気密性を損なうおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、曲率半径の小さい角型形状のコーナ部においてもシワの少ない巻締め部を形成することのできる缶体の製造方法及びその缶体を提供するものである。

本発明に係る缶体の製造方法は、０．４５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の板厚となる蓋体と缶胴体とを有し、前記蓋体の周縁部を缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めることにより形成された巻締め部を有するアルミニウム製の角型形状の缶体の製造方法であって、角型形状のコーナ部での絞り比が１．４０以上１．５６未満となる条件で前記蓋体の周縁部を前記缶胴体の開放端部に巻締めて前記巻締め部を形成する工程を有し、前記コーナ部の半径中心から前記巻締め部の外縁までの距離が７．３mm以上１１．２mm以下となるように前記巻締め部を形成する構成となる。

巻締め加工は、絞り加工と同種の加工とみなし得ることから、前記角型形状のコーナ部での絞り比は、前記コーナ部の半径中心から巻締め部の外縁までの距離に対する前記半径中心から巻締め前の蓋体の外縁までの距離の比で定義され、そのコーナ部における巻締めるべき蓋体の周縁部の幅と、その周縁部をカールして形成される巻締め部の大きさとの関係を表す。絞り比が大きいということは、蓋体の比較的大きい幅となる周縁部を巻締めて比較的小さい巻締め部を形成すること意味し、絞り比が小さいということは、蓋体の比較的小さい幅となる周縁部を巻締めて比較的大きい巻締め部を形成することを意味する。

本発明に係る缶体は、０．４５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の板厚となる蓋体と缶胴体とを有し、前記蓋体の周縁部を前記缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めることにより形成された巻締め部を有するアルミニウム製の角型形状の缶体であって、角型形状のコーナ部での絞り比が１．４０以上１．５６未満となる条件で前記蓋体の周縁部を前記缶胴体の開放端部に巻締めることにより、前記コーナ部の半径中心から前記巻締め部の外縁までの距離が７．３mm以上１１．２mm以下となる構成となる。

本発明に係る缶体の製造方法及び缶体によれば、角型形状のコーナ部における巻締めるべき蓋体の周縁部の幅と、その周縁部をカールして形成される巻締め部の大きさとの関係を表す絞り比が１．４０以上１．５６未満となる条件で前記蓋体の周縁部を缶胴体の開放端部に巻締めるようにしたので、曲率半径の小さい角型形状のコーナ部においてもシワの少ない巻締め部を形成することができた。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

本発明の実施の一形態に係る缶体の外観が図１に示される。この缶体１００は、角型形状の缶体であって、例えば、車載用のコンデンサ容器である。角型形状のコンデンサ容器を複数車両に積載する場合、その積載面積をできるだけ小さくするために、その各コーナ部Ｃの曲率半径はできるだけ小さくなるように設定される。例えば、各辺の長さが５０mm程度の角型形状のコンデンサ容器（缶体）で、各コーナ部Ｃの半径Ｒは１０ｍｍ以下に、更に具体的には、５ｍｍ程度に設定されている。

図１において、この缶体１００（コンデンサ容器）は、ビード１５の形成された缶胴体１０、天蓋２０ａ及び底蓋２０ｂを有している。天蓋２０ａの周縁部を缶胴体１０の一方の開放端部にシール材（コンパウンド）を挟み込んで巻締めることにより巻締め部４０ａが形成され、底蓋２０ｂの周縁部を缶胴体１０の他方の開放端部にシール材を挟み込んで巻締めることにより巻締め部４０ｂが形成されている。天蓋２０ａの略中央部位には、電極支持部２５が設けられ、電極支持部２５から各電極（図示略）が突出する。

前述したような缶体１００（コンデンサ容器）は、図２乃至図１０に示す手順にしたがって製造される。なお、図２乃至図１０の各図において、（ａ）は製造品の平面図であり、（ｂ）はその縦断面図である。

まず、カッピング工程において、素材金属板に対して絞り加工が施されることによって、図２（ａ）、（ｂ）に示すような丸形状の第１カップ１０（１）が形成される。再絞り工程において、前記カッピング工程で得られた第１カップ１０（１）に対して再度絞り加工が施されて、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにその径及び深さが更に調整された第２カップ１０（２）が形成される。トリム工程において、前記再絞り工程で得られた第２カップ１０（２）の上端部と下端部とを切り落とすことにより、図４（ａ）、（ｂ）に示すような円筒体１０（３）が形成される。そして、リフォーム工程において、前記トリム工程で得られた円筒体１０（３）が金型によってリフォームされ、図５（ａ）、（ｂ）に示すような缶胴体１０の原形となる第１角筒体１０（４）が形成される。

次いで、ネック成型工程において、前記リフォーム工程で得られた第１角筒体１０（４）の上下開放端部のそれぞれを絞ることにより、図６（ａ）、（ｂ）に示すように両端が絞りネック部となる第２角筒体１０（５）が形成される。ビード成型工程において、前記ネック成型工程にて得られた第２角筒体１０（５）の各側面に対して凹凸加工がなされ、図７（ａ）、（ｂ）に示すようなビード１５付きの第３角筒体１０（６）が形成される。そして、フランジ成型工程において、前記ビード成型工程にて得られた第３角筒体１０（６）の各開放端部（ネック部）を外方に押出すことにより、図８（ａ）、（ｂ）に示すように各開放端部にフランジ１２ａ、１２ｂが形成される。これにより、各側面にビード１５が形成されると共に各開放端部にフランジ１２ａ、１２ｂが形成された角型形状の缶胴体１０が完成する。

次に、底蓋巻締め工程において、底蓋２０ｂの周縁部を缶胴体１０のフランジ１２ｂの形成された開放端部にシール材を挟み込んで巻締めることにより（巻締め機による）、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、底蓋２０ｂが缶胴体１０の一方の開放端部に接合され、その接合部位に巻締め部４０ｂが形成される。更に、天蓋巻締め工程において、天蓋２０ａの周縁部を缶胴体１０のフランジ１２ａの形成された開放端部にシール材を挟み込んで巻締めることにより（巻締め機による）、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、天蓋２０ａが缶胴体１０の他方の開放端部に接合され、その接合部位に巻締め部４０ａが形成される。

前述したような手順により、図１に示すような外観構造となる缶体１００（コンデンサ容器）が完成する。

更に、前述した天蓋２０ａ及び底蓋２０ｂの詳細な構造、缶胴体１０の開放端部の詳細な構造、底蓋巻締め工程（図９（ａ）、（ｂ）参照）及び天蓋巻締め工程（図１０（ａ）、）（ｂ））の詳細について図１１及び図１２を参照して説明する。前記底蓋巻締め工程と前記天蓋巻締め工程とは、同じ手順にてなされるので、図１１及び図１２において、天蓋２０ａ及び底蓋２０ｂが蓋体２０として代表的に示され、フランジ１２ａ、１２ｂがフランジ１２として代表的に示され、更に、天蓋２０ａと缶胴体１０との接合部位に形成される巻締め部４０ａ及び底蓋２０ｂと缶胴体１０との接合部位に形成される巻締め部４０ｂが巻締め部４０として代表的に示されている。なお、図１１は、巻締め前の蓋体の周縁部及び缶胴体のフランジの形成された開放端部を拡大して示す断面図であり、図１２は、前記蓋体の周縁部を缶胴体の開放端部に巻締めて形成される巻締め部の構造を拡大して示す断面図である。

図１１に示すように、缶胴体１０の開放端部には外方に突出するフランジ１２が形成されており、蓋体２０は、缶胴体１０の開放口を閉鎖する蓋本体２１及び蓋本体２１の外縁に続く周縁部２２にて構成される。蓋体２０の周縁部２２は、蓋本体２１に続く基部２２１、基部２２１に続くチャンネル部２２２及びチャンネル部２２２に続くリップ部２２３から構成され、それら基部２２１、チャンネル部２２２及びリップ部２２３によって蓋体２０の内方（図１１における下方向）に開口する溝が形成される。

蓋体２０（底蓋、天蓋）の巻締めは、次の２工程にてなされる。
まず、第１工程では、前述したような構造となる蓋体２０の周縁部２２の内側面にシール材（コンパウンド）が塗布される。このシール材３０は、蓋体２０の周縁部２２におけるチャンネル部２２２の略中央部から基部２２１と蓋本体２１との境界部近傍まで略均一に塗布される。そして、蓋本体２１が缶胴体１０の開放口を閉鎖するように缶胴体１０の開放端部に蓋体２０がセットされる。これにより、蓋体２０の周縁部２２の基部２２１とチャンネル部２２２との境界部分が缶胴体１０のフランジ１２の根元部分に対向した状態となる。

次に第２工程では、前記状態で（図１１参照）、蓋体２０の周縁部２２が、図１２に示すように缶胴体１０の開放端部に巻締められ（二重巻締め）、缶胴体１０の開放端部と蓋体２０との接合部位に巻締め部４０が形成される。

このようにして缶胴体１０の開放端部に蓋体２０の周縁部２２が巻締められて缶胴体１０と蓋体２０との接合部位に巻締め部４０の形成された缶体１００では、巻締め部４０において、巻締めによりカールされた蓋体２０の周縁部２２と、同様にカールされた缶胴体１０の開放端部（フランジ１２に相当する部分）との間にシール材３０が挟み込まれた状態となる。このようにシール材３０を挟み込んで蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０のフランジ１２の形成された開放端部に巻締めて巻締め部４０を形成することにより、蓋体２０と缶胴体１０との接合部位での気密性が保持される。

（実験例）
次に、実験例について説明する。

板厚が０．４５mm〜０．６５mmとなるアルミニウム製の蓋体２０を同じアルミニウム製で同等の板厚の缶胴体１０の開放端部に前述した手順に従って巻締めて角型形状の缶体を造り、コーナ部に形成される巻締め部４０についての評価を行なった。

図１２に示す角型形状のコーナ部における蓋体２０の基部２２１内側の曲率半径Ｒを３．９mmに設定し、巻締め寸法Ｔが３．４mmとなるように巻締めを行なった。その結果、当該コーナ部の半径中心ＣＬから巻締め部４０の外縁までの距離、即ち、距離Ｂは７．３mmになるように巻締めがなされた。前記板厚の蓋体２０の基部２２１内側での前記曲率半径Ｒ＝３．９mmは、缶体の巻締め部４０の略中央部での曲率半径が約５mmに相当する。

図１１に示す蓋体２０の基部２２１の内側から周縁部２２の先端までの距離として定義されるチャンネル幅ＷＣと、周縁部２２の先端部に位置するリップ部２２３の先端とチャンネル部２２２の外側面との距離として定義されるリップハイトＨＬと、絞り比とを種々変化させて、以下の４つの巻締め実験を行なった。なお、絞り比は、図１２に示す角型形状のコーナ部の半径中心ＣＬから巻締め部４０の外縁までの距離（距離Ｂ）に対する前記半径中心ＣＬから巻締め前の蓋体２０（図１２における破線参照）の外縁までの距離、即ち、距離Ａの比で定義され、そのコーナ部における巻締めるべき周縁部２２の幅（実質的チャンネル幅ＷＣに相当）とその周縁部２２をカールして形成される巻締め部４０の大きさ（実質的に巻締め寸法Ｔに相当）との関係を示す。

前記４つの巻締め実験により、目視によるシワ評価及び巻締め寸法Ｔ（巻締め部４０の大きさ）の評価について表１のような結果を得た。

実験例１では、
チャンネル幅ＷＣ＝７．５mm
リップハイトＨＬ＝１．８mm〜２．５mm
絞り比（Ａ／Ｂ）＝１．５６
の条件で蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０の開放端部に巻締めた。

その結果、巻締め部４０における蓋体２０の周縁部２２の缶胴体１０より外側の部位にシワが比較的多く発生した。巻締め寸法Ｔは良好であった。

実験例２では、
チャンネル幅ＷＣ＝７．１mm
リップハイトＨＬ＝１．８mm〜２．５mm
絞り比（Ａ／Ｂ）＝１．５１
の条件で蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０の開放端部に巻締めた。

その結果、巻締め部４０における蓋体２０の周縁部２２の缶胴体１０より外側の部位のシワは僅かであった。巻締め寸法Ｔは良好であった。

実験例３では、
チャンネル幅ＷＣ＝６．７mm
リップハイトＨＬ＝１．８mm〜２．５mm
絞り比（Ａ／Ｂ）＝１．４５
の条件で蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０の開放端部に巻締めた。

その結果、巻締め部４０における蓋体２０の周縁部２２の缶胴体１０より外側の部位のシワの状態は良好であった。また、巻締め寸法Ｔも良好であった。

実験例４では、
チャンネル幅ＷＣ＝６．３mm
リップハイトＨＬ＝１．８mm〜２．５mm
絞り比（Ａ／Ｂ）＝１．４０
の条件で蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０の開放端部に巻締めた。

その結果、巻締め部４０における蓋体２０の周縁部２２の缶胴体１０より外側の部位のシワの状態は良好であった。巻締め寸法Ｔは、略良好であったが、僅かに目標の寸法（Ｔ＝３．４mm）とならない場合があった。

以上の実験結果から、チャンネル幅ＷＣが狭いほどシワについては良好な結果が得られるが、チャンネル幅ＷＣが狭すぎると規定の巻締め寸法が得られない可能性がある。概ね、絞り比が１．４０以上１．５６未満の範囲で良好な結果が得られた。蓋体２０の板厚によって適正な巻締め部４０の大きさが種々変わり得るが、絞り比を一定に保持することにより、その絞り比に応じたシワ及び巻締め寸法に対する前述したのと同等の評価が得られるものと予想することができる。

従って、絞り比が１．４０以上１．５６未満の条件で蓋体２０の周縁部２２を缶胴体１０の開放端部に巻締めることにより、曲率半径が小さい（例えば、蓋体２０の基部２２１内側での曲率半径Ｒ＝３．９mm）コーナ部にシワの少ない良好な巻締め部４０を形成することができる。また、その巻締め部４０（巻締め寸法Ｔ）もより小さいものとすることができる。

なお、前記実験例では、蓋体２０の基部２２１内側での曲率半径Ｒが３．９mm（巻締め部４０の略中央部での曲率半径が約５mmに相当）に設定されたが、その曲率半径Ｒを前記Ｒ＝３．９mmより大きくすると、シワについては条件的には良くなる。しかし、巻締め部４０の略中央部での曲率半径が約１０mm以下の場合、前述した条件（絞り比１．４０以上１．５６未満）で巻締めることがシワの発生を防止するうえで好ましい。巻締め部４０の略中央部での曲率半径が約１０mmとなる場合、前記板厚の蓋体２０の基部２２１内側での曲率半径Ｒは約７．８mmとなり、前記距離Ｂは、３．４mmの巻締め寸法Ｔを得る場合、約１１．２mmとなる。

以上のように、本発明に係る缶体及びその製造方法は、曲率半径の小さい角型形状のコーナ部においてもシワの少ない巻締め部を形成することのできるという効果を有し、蓋体の周縁部を缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めた構造となる缶体の製造方法及びその缶体として有用である。

本発明の実施の一形態に係る缶体の外観を示す斜視図である。 カッピング工程にて得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 再絞り工程にて得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 トリム工程において得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 リフォーム工程において得られる製造品（缶胴体の原形）を示す平面図（ａ）及び縦断面図である。 ネック成型工程において得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 ビード成型工程において得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 フランジ成型工程において得られる製造品（缶胴体）を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 底蓋巻締め工程において得られる製造品を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 天蓋巻締め工程において得られる製造品（缶体）を示す平面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。 巻締め前の蓋体の周縁部及び缶胴体のフランジの形成された開放端部を拡大して示す断面図である。 蓋体の周縁部を缶胴体の開放端部に巻締めて形成される巻締め部の構造を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１０ 缶胴体
１２、１２ａ、１２ｂ フランジ
１５ ビード
２０ 蓋体
２０ａ 天蓋
２０ｂ 底蓋
２１ 蓋本体
２２ 周縁部
３０ シール材（コンパウンド）
４０ 巻締め部
１００ 缶体
２２１ 基部
２２２ チャンネル部
２２３ リップ部

Claims (2)

1. ０．４５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の板厚となる蓋体と缶胴体とを有し、前記蓋体の周縁部を前記缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めることにより形成された巻締め部を有するアルミニウム製の角型形状の缶体の製造方法であって、
   角型形状のコーナ部での絞り比が１．４０以上１．５６未満となる条件で前記蓋体の周縁部を前記缶胴体の開放端部に巻締めて前記巻締め部を形成する工程を有し、
   前記コーナ部の半径中心から前記巻締め部の外縁までの距離が７．３mm以上１１．２mm以下となるように前記巻締め部を形成することを特徴とする缶体の製造方法。
2. ０．４５ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下の板厚となる蓋体と缶胴体とを有し、前記蓋体の周縁部を前記缶胴体のフランジの形成された開放端部に巻締めることにより形成された巻締め部を有するアルミニウム製の角型形状の缶体であって、
   角型形状のコーナ部での絞り比が１．４０以上１．５６未満となる条件で前記蓋体の周縁部を前記缶胴体の開放端部に巻締めることにより、前記コーナ部の半径中心から前記巻締め部の外縁までの距離が７．３mm以上１１．２mm以下となることを特徴とする缶体。

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