JP5055539B2 - 角形状缶 - Google Patents

Description

本発明は、所謂１８リットル缶等の角形状缶に係り、詳しくは、コーナー部に縦方向に延びる補強ビードの形成された角形状缶に関する。

所謂１８リットル缶等の角形状缶において、縦方向荷重に対する耐久性を向上させるために筒状の胴部に縦方向の補強ビードを形成することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このような角形状缶では、胴部の各コーナー部における頂点部（はぜ合わせ部等）を挟んで両側にそれぞれ離れて、縦方向に延び、かつ内方に突出する補強ビードが形成されている。このように胴部の各コーナー部に補強ビードが形成されることにより、各コーナー部での縦方向荷重に対する耐久性が増し、例えば、多段積みされた角形状缶が荷崩れ等によってずれてコーナー部に偏荷重がかかったとしてもそのコーナー部での変形や座屈を防止することができるようになる。
実開昭５２−１４２０６３号公報 特公昭５２−４３１５４号公報

ところで、このような角形状缶では、その材料となる鋼板をより薄くすることがコスト削減の観点及び軽量化の観点から要望されている。このように鋼板を薄くすることは角形状缶の耐久性には不利に働くことから、胴部を補強するための補強ビードをどうのように形成するかが重要な問題となる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、材料となる鋼板をより薄くしても特にコーナー部において偏荷重等に対する所望の耐久性を得ることのできるようにした角形状缶を提供するものである。

本発明に係る角形状缶は、略四角形状の筒体となる胴部の開放する両端それぞれに端板を接合してなる角形状缶であって、前記胴部の各コーナー部の頂部上に、前記両端のそれぞれから延び、かつ外方に突出する一対の縦補強凸ビードが形成された構成となる。

このような構成により、胴部の各コーナー部の頂部上にその両端のそれぞれから延びるように形成された一対の縦補強凸ビードによって当該コーナー部が補強されるようになる。

各縦補強凸ビードの幅及び長さを含む形状は、角形状缶の大きさ、想定される荷重、衝撃、材料の物性及びその厚さ等に応じて最適なものに決めることができる。

更に、本発明に係る角形状缶において、前記胴部における前記各コーナー部の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部との境界部分に、一方の端板との接合部位から他方の端板との接合部位まで延びる所定幅の縦補強ビードが形成された構成とすることができる。

このような構成により、更に各コーナー部の隣接部位での偏荷重に対する十分な耐久性を確保することができるようになる。従って、各コーナー部がその近傍での変形等に伴ってなだれ的に変形や座屈することを有効に防止することができるようになる。

本発明に係る角形状缶によれば、胴部の各コーナー部の頂部上に、その両端のそれぞれから延びるように形成された一対の縦補強凸ビードによって当該コーナー部が補強されるようになるので、材料となる鋼板をより薄くしても特にコーナー部において偏荷重に対する所望の耐久性を得ることができるようになる。

以下、本発明の実施の一形態について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施の形態に係る角形状缶は、例えば、図１乃至図３に示すように構成されている。なお、図１は、本発明の実施の形態に係る角形状缶を上方から見た平面図（ａ）及び正面図（ｂ）であり、図２は、その角形状缶の斜視図であり、図３は、図１におけるＡ−Ａ部分断面図（ａ）及びＢ−Ｂ部分断面図（ｂ）である。

図１及び図２において、この角形状缶（所謂１８リットル缶）は、所定厚さの鋼板で形成され、略四角形状の筒体となる胴部１０の上端に天板２０ａ（端板）が巻締めにより接合固定され、その下端に底板２０ｂ（端板）が巻締めによって接合固定された構造となっている。胴部１０の各側壁面には、２つの縦補強ビード１２、２つの横補強ビード１４及び矩形補強部１６（通称、額縁）がプレス加工により形成されている。矩形補強部１６は胴部１０の各側壁面の略中央部に位置し、２つの横補強ビード１４は矩形補強部１６の上側及び下側に位置している。各縦補強ビード１２は、胴部１０の各コーナー部１８の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部１８との境界部分に、天板２０ａとの接合部位から底板２０ｂとの接合部位まで延びるように形成されている。また、図３（ａ）に示すように、各縦補強ビード１２は、胴部１０の外側から内側に凹んだ凹形状となり、矩形補強部１６は、縁部がその内側より相対的に盛り上がった形状となっている。図示されてはいないが、各横補強ビード１４は、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。

更に、各コーナー部１８の縦方向に延びる頂部１８ａ上には、天板２０ａ側の端部から延びるように縦補強ビード１５ａが形成されると共に、それと対になって底板２０ｂ側の端部から延びように縦補強ビード１５ｂが形成されている。これら対になる縦補強ビード１５ａ、１５ｂは、図３（ｂ）に示すように、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。以下、これら一対となる縦補強ビード１５ａ、１５ｂを、前述した縦補強ビード１２と区別するために、縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂという。

各縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂの幅及び長さは、各コーナー部１８において偏荷重及び衝撃加重に対して所望の耐久性が得られるように決められる。

前述した構造の胴部１０は、例えば、図４及び図５に示す金型機構を有するプレス装置によって製造される。なお、図４及び図５は、金型機構全体を４分の１に分割した部分を示しているが、他の分割部分についても同様の構成となっている。

図４において、プレス面を外側に向けた内金型２３０、２４０の外側に、そのプレス面を内側に向けた外金型２１０、２２０が配置されている。内金型２３０、２４０のプレス面には、縦補強ビード１２（図１乃至図３参照）を形成するための凹部２３１、２４１や各ビードを形成するための凹凸部（図示略）が形成され、外金型２１０、２２０のプレス面の前記凹部２３１、２４１に対応する部位や内金型２３０、２４０の前記凹凸部に対応する部位には凸部２１１、２２１や対応する凹凸部（図示略）が形成されている。相互に端部が臨むようにそれぞれ直角に配置された内金型２３０と２４０との対向する角部位にはコーナースペース２０１が形成されており、そのコーナースペース２０１にコーナー内金型２６０が配置されている。コーナー内金型２６０の外方先端部が湾曲したプレス面となっている。また、コーナー内金型２６０の外方にプレス面を内側に向けたコーナー外金型２５０が配置されている。コーナー外金型２５０のプレス面にはコーナー内金型２６０の外方先端部分に対向して凹部２５１が形成されている。

各内金型２３０、２４０、各外金型２１０、２２０、コーナー内金型２６０及びコーナー外金型２５０は、油圧のエキスパンダー機構によって、型締め及び型開きされるようになっている。型締め時には、各内金型２３０、２４０が外方に、コーナー内金型２６０が斜め外方にそれぞれ移動すると共に、各外金型２１０、２２０が内方に、コーナー外金型２５０が斜め内方にそれぞれ移動する。また、型開き時には、各内金型２３０、２４０が内方に、コーナー内金型２６０が斜め内方にそれぞれ移動すると共に、各外金型２１０、２２０が外方に、コーナー外金型２５０が斜め外方にそれぞれ移動する。

このような金型機構において、胴部１０の原形となる鋼板製の筒体１００が内金型２３０、２４０と外金型２１０、２２０との間にセットされる。この状態で、まず、各内金型２３０、２４０が外方に移動する。これにより、コーナースペース２０１が広げられると、コーナー内金型２６０が外方に移動し、コーナー外金型２５０が内方に移動して、コーナー内金型２６０とコーナー外金型２５０との型締めがなされる。これにより、図５に示すように、コーナー内金型２６０の外方先端部とコーナー外金型２５０の凹部２５１の形成されたプレス面とによって筒体１００（胴部１０）のコーナー部の頂部が挟み込まれ、当該コーナー部の頂部上にコーナー外金型２５０の凹部２５１に合致した縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂが形成される。

その後、各外金型２１０、２２０が内方に移動して各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０との型締めがなされる。これにより、図５に示すように、筒体１００が胴部１０としての正規の外形形状（略四角形状）となるように成型されると共に、各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０とによって挟まれる部位に、各内金型２３０、２４０のプレス面に形成された凹凸形状（例えば、凹部２３１、２４１）及び各外金型２１０、２３０のプレス面に形成された凹凸形状（例えば、凸部２１１、２２１）に合致した各種補強ビード（例えば、縦補強ビード１２）が形成される。

成型が終了すると、コーナー内金型２６０とコーナー外金型２５０との型開きがなされ、その後、各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０との型開きがなされる。そして、角形状缶の胴部１０としての正規の外形形状となり、各種の補強ビード（図１乃至図３参照）の形成された筒体１００が各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０との間から取出される。

なお、前述したプレス加工では、コーナー内金型２６０とコーナー外金型２５０の型締めがなされた後に、各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０との型締めがなされていたが、型締めの順序は逆、即ち、各内金型２３０、２４０と各外金型２１０、２２０との型締がなされた後にコーナー内金型２６０とコーナー外金型２５０との型締めがなされるようにしてもよい。

本発明の第２の実施の形態に係る角形状缶は、図６に示すように構成される。この第２の実施の形態に係る角形状缶は、各コーナー部１８に形成される縦補強凸ビードの数及び形成位置が異なる点を除いては、図１乃至図３に示す第１の実施の形態に係る角形状缶と同じである。

図６（ａ）、（ｂ）において、各コーナー部１８には、その頂部１８ａに沿って接合し、天板２０ａ側の端部から延びるように２つの縦補強凸ビード１５ａ１、１５ａ２が形成されると共に、それらと対になって底板２０ｂ側の端部から延びるように２つの縦補強凸ビード１５ｂ１、１５ｂ２が形成されている。これにより、各コーナー部１８は、二対（２列）の縦補強凸ビード１５ａ１、１５ｂ１と１５ａ２、１５ｂ２によって補強されることとなる。各縦補強凸ビード１５ａ１、１５ｂ１、１５ａ２、１５ｂ２の幅及び長さを含む形状は、各コーナー部１８において偏荷重及び衝撃加重に対して所望の耐久性が得られるように決められる。なお、図６（ｂ）に示すように並列する縦補強凸ビード１５ａ１、１５ａ２（１５ｂ１、１５ｂ２）の配列ピッチＰ１を、その縦補強凸ビードの幅と同じにすることにより、それら並列する縦補強ビード１５ａ１、１５ａ２（１５ｂ１、１５ｂ２）が頂部１８ａに沿って接合するようになる。

（強度テスト結果）
図７に、前述した本発明の第１の実施の形態に係る角形状缶（ＮＯ．１）、本発明の第２の実施の形態に係る角形状缶（ＮＯ．３）に対する強度テストの結果を比較例（ＮＯ．２、ＮＯ．４〜ＮＯ．６）と共に示す。各本発明の実施の形態に係る角形状缶における縦補強凸ビードの幅は８ｍｍであり、長さは５０ｍｍに設定した。

図６を参照するに、本発明の第１の実施の形態に係る角形状缶（ＮＯ．１）は、その偏荷重及び衝撃荷重に対する耐久性の点で最も好ましいものとなった。天板２０ａ側の端部から底板２０ｂ側の端部までの胴部１０の縦方向全体に（通しで）延びるようにコーナー部１８の頂部１８ａに縦補強凸ビード（幅：８ｍｍ）を形成しても、偏荷重に対する耐久性に関しては、良好な結果が得られなかった（ＮＯ．２参照）。また、本発明の第２の実施の形態に係る角形状缶（ＮＯ．３）は、衝撃荷重に対する耐久性に対して特に良好な結果が得られた。なお、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、各コーナー部１８にその頂部１８ａを挟んで両側にそれぞれ離れて２列（二対）の縦補強凸ビード１５ａ１、１５ｂ１と１５ａ２、１５ｂ２（幅：８ｍｍ、長さ：５０ｍｍ、ピッチＰ２：２４ｍｍ）が形成された角形状缶（ＮＯ．４）は、少なくとも偏荷重に対する耐久性に関して特に良好な結果が得られなかった。

更に、前記縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂ（図１乃至図３参照）に代えて、胴部１０の外側から内側に凹む凹形状の補強ビード（幅：８ｍｍ、長さ：５０ｍｍ）を形成した場合（ＮＯ．６）、及びこのような凹形状の補強ビード（幅：８ｍｍ）を天板２０ａ側の端部から底板２０ｂ側の端部までの胴部１０の縦方向全体に（通しで）延びるようにコーナー部１８の頂部１８ａに形成した場合（ＮＯ．５）、偏荷重及び衝撃荷重に対する耐久性に関して良好な結果を得ることができなかった。これは、凹状の補強ビードの場合、縦方向荷重が加わったときに、コーナー部１８ではその内折れを有効に阻止することができないものと推察される。

前述したように、各コーナー部１８の頂部１８ａ上に天板２０ａ側の端部及び底板２０ｂ側の端部のそれぞれから延びるように形成された一対の縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂによって当該コーナー部１８を補強した角形状缶（第１の実施の形態、強度テスト結果ＮＯ．１）によれば、それら一対の縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂの形状を設けることにより、材料となる鋼板をより薄くしても特にコーナー部１８において偏荷重及び衝撃荷重に対する所望の耐久性を得ることが可能となる。また、各コーナー部１８の頂部１８ａに沿って接合し、天板２０ａ側の端部から延びるように２つの縦補強凸ビード１５ａ１、１５ａ２が形成されると共に、それらと対になって底板２０ｂ側の端部から延びるように２つの縦補強凸ビード１５ｂ１、１５ｂ２が形成された角形状缶（第２の実施の形態、強度テスト結果ＮＯ．３）によれば、それら二対（２列）の縦補強凸ビード１５ａ１、１５ｂ１と、１５ａ２、１５ｂ２の形状を設けることにより、材料となる鋼板を薄くしても特にコーナー部１８において偏荷重及び衝撃荷重に対する所望の耐久性を得ることが可能となる。

前述した各角形状缶では、特に、各コーナー部１８の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部１８との境界部分に天板２０ａ側の端部から底板２０ｂ側の端部まで延びる縦補強ビード１２が形成されているので、各コーナー部１８がその隣接部位での変形等に伴ってなだれ的に変形や座屈することを有効に防止することができるようになる。

以上、説明したように、本発明に係る角形状缶は、材料となる鋼板をより薄くしても特にコーナー部において偏荷重に対する所望の耐久性を得ることのできるようになるという効果を有し、所謂１８リットル缶等の角形状缶として有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る角形状缶の上から見た平面図と正面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る角形状缶の斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ部分断面図（ａ）とＢ−Ｂ部分断面図（ｂ）である。 胴部を製造するプレス装置の金型機構を示す断面図である。 図４に示す金型機構によって胴部をプレス成型している状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る角形状缶の斜視図（ａ）及びコーナー部の断面図（ｂ）である。 角形状缶のコーナー部における偏荷重及び衝撃荷重に対する耐久性についての評価結果を示す図である。 比較例としての角形状缶の構造を示す斜視図（ａ）とそのコーナー部の断面図（ｂ）である。

符号の説明

１０ 胴部
１２ 縦補強ビード
１４ 横補強ビード
１５ａ、１５ｂ 縦補強凸ビード
１５ａ１、１５ａ２、１５ｂ１、１５ｂ２ 縦補強凸ビード
１６ 矩形補強部
１８ コーナー部
１８ａ 頂部
２０ａ 天板（端板）
２０ｂ 底板（端板）
１００ 筒体
２０１ コーナースペース
２１０、２２０ 外金型
２１１、２２１ 凸部
２３０、２４０ 内金型
２３１、２４１ 凹部
２５０ コーナー外金型
２５１ 凹部
２６０ コーナー内金型

Claims (2)

1. 略四角形状の筒体となる胴部の開放する両端それぞれに端板を接合してなる角形状缶であって、
   前記胴部の各コーナー部の頂部上に、前記両端のそれぞれから延び、かつ外方に突出する一対の縦補強凸ビードが形成されたことを特徴とする角形状缶。
2. 前記胴部における前記各コーナー部の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部との境界部分に、一方の端板との接合部位から他方の端板との接合部位まで延び、縦補強ビードが形成されたことを特徴とする請求項１に記載の角形状缶。

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