JP5271332B2 - Double winding structure of can - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は缶胴の開口端部に缶蓋の外周部を二重に巻締めてなる缶の二重巻締め部構造に関する。 The present invention relates to a double-clamping portion structure of a can obtained by double-wrapping an outer peripheral portion of a can lid at an opening end portion of a can body.
従来、清涼飲料等が充填される缶に、特許文献1に示されるように、有底円筒状の缶胴の開口部に缶蓋の外周部が二重巻締めされた構造が採用されている。このような缶の二重巻締め部は、予め、缶胴の開口端部にフランジ部を形成するとともに、缶蓋の外周部にカール部を形成しておき、缶胴のフランジ部に缶蓋のカール部を被せた状態でこれらを外側に一体にカールし、缶蓋のカール部を缶胴のフランジ部の外方から鉤状に折り返しながら抱き合わせるようにして巻き込んで、その巻込み部分をさらに半径方向外方から押しつぶすように押圧することにより、つまり缶蓋と缶胴の各上端部を重ねた状態で巻き込むように変形させることにより、缶蓋のカール部内面に塗布されたコンパウンドを缶胴と缶蓋との間に圧縮状態に介在させて密封した構造とされる。
Conventionally, as shown in
内容物としてビールや炭酸飲料等の発泡性飲料を充填する場合、あるいは、お茶やコーヒー等の非発泡性飲料でも充填時に液体窒素が封入される場合など、密封した後に内圧が作用する、いわゆる陽圧缶では、その内圧に耐え得る強度を有することが要求される。例えば、缶蓋の耐圧強度を高めるために、カウンターシンクの幅を小さくしたり、チャック壁部の形状を工夫したりするなど、種々の提案がなされている。 When filling effervescent beverages such as beer and carbonated beverages as contents, or when non-effervescent beverages such as tea and coffee are filled with liquid nitrogen during filling, so-called positive pressure is applied after sealing. The pressure can is required to have a strength that can withstand the internal pressure. For example, in order to increase the pressure resistance of the can lid, various proposals have been made such as reducing the width of the counter sink or devising the shape of the chuck wall.
材料コストの低減のため、缶蓋の板厚を薄肉化することが求められている。しかしながら、缶蓋材を薄肉化した場合、缶胴への巻き込みが不十分となるドルーピングと呼ばれる巻締め不良が発生しやすくなったり、缶蓋が持ち上がりやすくなり缶胴と缶蓋との缶軸方向に沿った隙間(シームギャップ)が大きくなって密閉性が低下したりするおそれがある。 In order to reduce the material cost, it is required to reduce the thickness of the can lid. However, when the can lid material is thinned, it becomes easy to cause a winding failure called drooping that makes it difficult to entrain the can body, or the can lid tends to lift and the can shaft between the can body and the can lid There is a possibility that the gap along the direction (the seam gap) becomes large and the sealing performance is lowered.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、薄肉の缶蓋材を使用して、確実に密封性を確保し得る強度を有する缶の二重巻締め部構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a double-clamped portion structure of a can having a strength capable of reliably ensuring sealing performance by using a thin can lid material. Objective.
本発明は、板厚が0.230mm以下の蓋材を用いて形成した缶蓋を缶胴に巻締めてなる缶の二重巻締め構造であって、前記缶胴は、有底円筒状の胴体部と、この胴体部の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフックとを有し、前記缶蓋は、前記ボディーフックと前記胴体部との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフックと、前記カバーフックの下端から外周側に折り返されて上方に向けて延び前記ボディーフックの外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォールと、前記シーミングウォールの上端から内周側に折り返されたシーミングパネルと、このシーミングパネルの内周端から下方に向けて延び前記胴体部の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォールと、このチャックウォールの下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンクと、このカウンターシンクの内周側に設けられた円板状のパネルと、を有し、前記チャックウォールの中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第1湾曲部と、この第1湾曲部の下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第2湾曲部とが形成されており、前記シーミングパネルと前記シーミングウォールとの接続部分に形成され、半径方向外方に向けて凸であるシーミングウォールラジアスの外面の曲率半径が0.48mm以上0.67mm以下であり、かつ、前記第1湾曲部の内周面の曲率半径が0.3mm以上0.9mm以下である。 The present invention is a double winding structure of a can formed by winding a can lid formed using a lid material having a plate thickness of 0.230 mm or less around the can body, and the can body has a bottomed cylindrical shape. A body portion, and a substantially cylindrical body hook that is folded outward from the upper end of the body portion and extends downward, and the can lid is formed between the body hook and the body portion from below. A substantially cylindrical cover hook provided so as to enter, and a substantially cylindrical seaming wall provided to cover the outer periphery of the body hook, which is folded back from the lower end of the cover hook to the outer peripheral side and extends upward. A seaming panel that is folded back from the upper end of the seaming wall to the inner peripheral side, and a substantially cylinder that extends downward from the inner peripheral end of the seaming panel and covers the inner periphery of the body portion Shaped chuck wall An annular groove-shaped counter sink provided continuously to the lower portion of the chuck wall, and a disk-shaped panel provided on the inner peripheral side of the counter sink, A first curved portion projecting outward in the radial direction and a second curved portion projecting inward in the radial direction are formed below the first curved portion, and the seaming A radius of curvature of an outer surface of a seaming wall radius formed at a connection portion between the panel and the seaming wall and projecting radially outward is 0.48 mm or more and 0.67 mm or less, and the first The curvature radius of the inner peripheral surface of the curved portion is 0.3 mm or more and 0.9 mm or less.
本発明の二重巻締め部構造によれば、第1湾曲部の内面における曲率半径が0.3mm以上に設定されていることにより、巻締めによる変形に伴う著しい板厚減少を抑えて強度を確保し、パネルが外方へ膨らむバックリング時の亀裂発生を防止できる。また、第1湾曲部の内面における曲率半径が0.9mm以下、シーミングウォールラジアスの外面における曲率半径が0.48mm以上に設定されていることにより、内圧による巻締め部の変形を抑え、シームギャップの拡大による密閉性の低下を防止できる。一方、シーミングウォールラジアスの外面における曲率半径は、0.67mmを超えると巻締め工程においてドルーピングが発生するおそれがあるため、本発明では0.67mm以下に設定されている。 According to the double tightening portion structure of the present invention, since the radius of curvature on the inner surface of the first bending portion is set to 0.3 mm or more, the strength can be reduced by suppressing a significant decrease in the plate thickness due to deformation due to winding. It is possible to prevent the occurrence of cracks during buckling when the panel bulges outward. Further, since the radius of curvature on the inner surface of the first curved portion is set to 0.9 mm or less and the radius of curvature on the outer surface of the seaming wall radius is set to 0.48 mm or more, the deformation of the tightening portion due to internal pressure is suppressed, and the seam It is possible to prevent the sealing performance from being lowered due to the widening of the gap. On the other hand, if the radius of curvature of the outer surface of the seaming wall radius exceeds 0.67 mm, drooping may occur in the winding process, so that it is set to 0.67 mm or less in the present invention.
この缶の二重巻締め部構造における第1湾曲部やシーミングウォールラジアス等の曲率半径は、缶軸方向に沿う縦断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧とみなし、適切な範囲で定めた円弧状の3点から算出される。 The radius of curvature, such as the first curved part and seaming wall radius, in the double-clamping structure of this can, in the longitudinal section along the can axis direction, considers the arc whose dimension is to be obtained as a single arc, and within an appropriate range. Calculated from three arc-shaped points.
本発明の缶の二重巻締め部構造によれば、板厚が0.230mm以下の薄肉の蓋材からなる缶蓋を用いた場合あっても、十分な強度および密閉性が保たれる缶を提供できる。 According to the double tightening portion structure of the can of the present invention, even when a can lid made of a thin lid material having a plate thickness of 0.230 mm or less is used, sufficient strength and hermeticity can be maintained. Can provide.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明は、図1に示すように、缶胴10に対して、板厚が0.230mm以下の蓋材を用いて形成した缶蓋20を巻締めてなる缶の二重巻締め構造である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the present invention is a double winding structure of a can formed by winding a
缶胴10は、有底円筒状の胴体部11と、この胴体部11の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフック12とを有する。
The
缶蓋20は、ボディーフック12と胴体部11との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフック21と、このカバーフック21の下端から外周側に折り返されて上方に向けて延びボディーフック12の外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォール22と、このシーミングウォール22の上端から内周側に折り返されたシーミングパネル23と、このシーミングパネル23の内周端から下方に向けて延び胴体部11の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォール24と、このチャックウォール24の下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンク25と、このカウンターシンク25の内周側に設けられた円板状のパネル26と、を有する。
The
缶蓋20において、チャックウォール24の中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第1湾曲部24aと、この第1湾曲部24aの下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第2湾曲部24bとが形成されている。シーミングウォール22とチャックウォール24とは、シーミングパネル23によって接続されている。このシーミングパネル23とシーミングウォール22との接続部分には、半径方向外方に向けて凸である断面略円弧状のシーミングウォールラジアス27が形成されている。このシーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1は0.48mm以上0.67mm以下である。また、第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2は0.3mm以上0.9mm以下である。
In the
なお、第1湾曲部24a、第2湾曲部24b、シーミングウォールラジアス27等の曲率半径は、缶軸方向に沿う縦断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧とみなし、適切な範囲で定めた円弧状の3点から算出される。
Note that the radius of curvature of the first
図1および図2に示すように、缶胴10と缶蓋20との間は、コンパウンド(シーミングコンパウンド)Cを圧縮状態で介在させて屈曲していることにより、密閉性が確保されている。ところが、図1に矢印で示す容器内圧が上昇して缶蓋20が缶胴10に対して持ち上がった場合、密閉性が損なわれるおそれがある。すなわち、缶蓋20が内圧により持ち上がってシームギャップGが拡大すると、容器の密閉性が損なわれる場合がある。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the sealing performance is secured between the
これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、缶蓋20のチャックウォール24の中途部分に、第1湾曲部24aと第2湾曲部24bとが連続して形成されている。第1湾曲部24aの曲率中心が内周側(第1湾曲部24aより缶蓋中心側)にあり、第2湾曲部24bの曲率中心が外周側(第2湾曲部24bより缶蓋20の外側)にあることから、容器内圧が上昇して図1に矢印で示すようなパネル26を持ち上げる力が生じた場合には、これら第1湾曲部24aおよび第2湾曲部24bが図1に2点鎖線で示すように変形して、パネル26を変位させる。したがって、シーミングパネル23の変形やシームギャップGの拡大を防止しながら、缶蓋20におけるパネル26の変位を許容でき、これにより密閉性を維持できる。
In contrast, in the double tightening portion structure of the present embodiment, the
この缶蓋20において、第1湾曲部24aの曲率半径が小さすぎると、成形時に板厚が著しく減少して、バックリングが生じやすくなるおそれがある。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2が0.3mm以上であることにより、成形時に板厚が著しく減少することがないので、バックリングの発生を防止できる。
In the
一方、第1湾曲部24aの曲率半径が大きすぎると、パネル26を持ち上げる力が生じた場合に第1湾曲部24aが変形しにくく、缶蓋20全体が缶胴10に対して持ち上がり、シームギャップGが拡大してしまう。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2が0.9mm以下であることにより、第1湾曲部24aが適度に変形しやすいので、シームギャップGの拡大を防止できる。
On the other hand, if the radius of curvature of the first
また、この缶蓋20において、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1は0.48mm以上0.67mm以下に設定されている。このシーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が小さすぎると、缶胴10と缶蓋20との間に形成される隙間の体積が大きくなり、コンパウンドCの圧縮が不十分な状態となって密閉性が低くなるおそれがある。さらにこの場合、内圧上昇によってパネル26が持ち上げられる力が作用すると、缶胴10と缶蓋20との間の密閉性が容易に失われるおそれがある。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が0.48mm以上であるので、この部分の密閉性を十分に維持することができる。
Further, in the can lid 20, the curvature radius R1 of the outer surface of the
一方、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が大きすぎると、第2シーミングロール52(図4参照)の溝形状から蓋材の一部がはみ出て、巻締め幅(二重巻締め部の高さ方向の寸法)が見かけ上大きくなったりするドルーピングが発生しやすくなる。これに対して本実施形態の二重巻締め部構造では、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が0.67mm以下であるので、ドルーピングの発生を防止できる。
On the other hand, if the curvature radius R1 of the outer surface of the
ここで、缶の二重巻締め方法について説明する。二重巻締めされる前の缶胴30は、元板厚が0.230mm〜0.340mmのアルミニウム合金製板材を広口のカップ状に打ち抜いた後、さらに絞りしごき加工(DI加工)して形成したストレートの有底円筒状の胴体部31の開口端部を若干縮径した上で拡径することにより、胴体部31の上端から半径方向外方に広がるフランジ部32が形成される(図3)。
Here, the double winding method of a can is demonstrated. The
二重巻締めされる前の缶蓋40は、元板厚が0.230mm以下、例えば0.200mm〜0.230mmのアルミニウム合金製蓋材をプレス成形することにより、缶胴30の胴体部31より小径の円形のパネル41が中心部に形成される。このパネル41の外縁には、環状溝を形成するカウンターシンク42を介して、チャックウォール43が上方に延びて形成される。このチャックウォール43の上端から、半径方向外方に延びながら外周縁が外側にカールされたカール部44が形成される。このカール部44の内面には、コンパウンドCが塗布されている(図3)。
The
二重巻締め工程においては、まず、図3に示すように、リフター(図示略)に載せた缶胴30のフランジ部32に缶蓋40のカール部44を被せ、その上方からチャック50を缶蓋40に嵌合して、チャック50とリフターとの間で缶胴30と缶蓋40とを缶軸方向に沿って挟んだ状態で、これらの半径方向外方から第1シーミングロール51を接近させ、缶蓋40のカール部44と缶胴30のフランジ部32とを外側に一体にカールさせ、缶蓋40のカール部44を缶胴30のフランジ部32の外方から鉤状に折り返しながら抱き合わせるようにして巻き込む(第1巻締め工程)。
In the double tightening step, as shown in FIG. 3, first, the
次いで、図4に示すように、この巻込み部分に対して半径方向外方から第2シーミングロール52を接近させ、巻き込み部分をさらに半径方向外方から押しつぶすように押圧する(第2巻締め工程)。これにより、缶胴30と缶蓋40との間にコンパウンドCを圧縮状態に介在させた二重巻締め部が形成される(図2)。
Next, as shown in FIG. 4, the
次に、本発明の実施例について、比較例と対比して説明する。
缶胴としては,元板厚が0.270mmのアルミニウム合金を成形し、缶蓋としては、元板厚が0.220mmのアルミニウム合金を成形した。缶胴にガスボリューム3.0の内容液を充填して缶蓋を巻締めて飲料缶を作製した。その際、巻締め装置のシーミングロールの形状や押し付け力等を変更して、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1および第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2が異なる飲料缶を複数缶ずつ作製した。
Next, examples of the present invention will be described in comparison with comparative examples.
An aluminum alloy having a base plate thickness of 0.270 mm was formed as the can body, and an aluminum alloy having a base plate thickness of 0.220 mm was formed as the can lid. The can body was filled with a content liquid having a gas volume of 3.0, and the can lid was wound to prepare a beverage can. At that time, the shape and pressing force of the seaming roll of the tightening device are changed so that the radius of curvature R1 of the outer surface of the seaming
缶の巻締め幅(二重巻締め部の缶軸方向の長さ)はW=2.55mm、巻締め厚さ(二重巻締め部の厚さ)はT=1.20mmとした(図2参照)。 The winding width of the can (the length of the double winding portion in the can axis direction) was W = 2.55 mm, and the winding thickness (the thickness of the double winding portion) was T = 1.20 mm (see FIG. 2).
各部分の寸法は、ガスボリューム3.0の内容液を充填した飲料缶を1週間以上放置した後に、缶胴を切断して内容液を排出し、巻締め部分を樹脂で固めた状態として、缶蓋のリベットの中心を通るように切断し、その断面を研磨した後に顕微鏡で拡大して測定した。測定に当たっては、各断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧と見なし、適切な範囲で定めた円弧状の3点から算出した。各試料とも5缶ずつ作製し、一つの断面から180°離れた二箇所の巻締め部を測定した。したがって、測定箇所は10箇所となる。表1に、10箇所の測定結果の平均値を示す。 The dimensions of each part are as follows: after allowing a beverage can filled with the content liquid of gas volume 3.0 to stand for more than one week, the can body is cut and the content liquid is discharged; It cut | disconnected so that it might pass through the center of the rivet of a can lid, and after grind | polishing the cross section, it expanded and measured with the microscope. In the measurement, in each cross section, an arc whose dimension was to be obtained was regarded as a single arc, and calculation was performed from three arc-shaped points determined within an appropriate range. Five cans were prepared for each sample, and two tightened portions 180 ° apart from one cross section were measured. Therefore, there are 10 measurement locations. Table 1 shows the average value of the measurement results at 10 locations.
シームギャップGは、測定値が蓋材の板厚を超えた場合をNGとした。ドルーピングは、巻締め幅Wが設定値の1.2倍を超えた場合をNGとした。 The seam gap G was determined to be NG when the measured value exceeded the thickness of the lid. Drooping was determined as NG when the tightening width W exceeded 1.2 times the set value.
表1の結果からわかるように、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が0.48mmまたは0.67mm、かつ第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2が0.30mm、0.50mmまたは0.9mmである場合にはシームギャップの過剰な拡大とドルーピングの発生がなかった。すなわち、シーミングウォールラジアス27の外面の曲率半径R1が0.48mm以上0.67mm以下、かつ第1湾曲部24aの内周面の曲率半径R2が0.30mm以上0.9mm以下である場合には、密閉性の低下を招くシームギャップの拡大およびドルーピングの発生が防止されていることが確認できた。
As can be seen from the results in Table 1, the radius of curvature R1 of the outer surface of the seaming
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。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
10 缶胴
11 胴体部
12 ボディーフック
20 缶蓋
21 カバーフック
22 シーミングウォール
23 シーミングパネル
24 チャックウォール
24a 第1湾曲部
24b 第2湾曲部
25 カウンターシンク
26 パネル
27 シーミングウォールラジアス
C コンパウンド(シーミングコンパウンド)
G シームギャップ
10 Can
G Seam gap
Claims (1)
前記缶胴は、有底円筒状の胴体部と、この胴体部の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフックとを有し、
前記缶蓋は、前記ボディーフックと前記胴体部との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフックと、前記カバーフックの下端から外周側に折り返されて上方に向けて延び前記ボディーフックの外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォールと、前記シーミングウォールの上端から内周側に折り返されたシーミングパネルと、このシーミングパネルの内周端から下方に向けて延び前記胴体部の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォールと、このチャックウォールの下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンクと、このカウンターシンクの内周側に設けられた円板状のパネルと、を有し、
前記チャックウォールの中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第1湾曲部と、この第1湾曲部の下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第2湾曲部とが形成されており、
前記シーミングパネルと前記シーミングウォールとの接続部分に形成され、半径方向外方に向けて凸であるシーミングウォールラジアスの外面の曲率半径が0.48mm以上0.67mm以下であり、かつ、前記第1湾曲部の内周面の曲率半径が0.3mm以上0.9mm以下であることを特徴とする缶の二重巻締め部構造。 A double winding structure of a can formed by winding a can lid formed using a lid material having a plate thickness of 0.230 mm or less around a can body,
The can body has a cylindrical body portion with a bottom and a substantially cylindrical body hook that is folded from the upper end of the body portion toward the outer periphery and extends downward.
The can lid has a substantially cylindrical cover hook provided so as to enter from between the body hook and the body portion from below, and is folded back from the lower end of the cover hook to the outer peripheral side and extends upward. A substantially cylindrical seaming wall provided so as to cover the outer periphery of the body hook, a seaming panel folded back from the upper end of the seaming wall to the inner peripheral side, and downward from the inner peripheral end of the seaming panel A substantially cylindrical chuck wall provided extending so as to cover the inner periphery of the body portion, an annular groove-shaped counter sink provided continuously to the lower portion of the chuck wall, and an inner peripheral side of the counter sink A disk-shaped panel provided in
In the middle of the chuck wall, there are a first curved portion that is convex outward in the radial direction, and a second curved portion that is continuous below the first curved portion and is convex inward in the radial direction. Formed,
The radius of curvature of the outer surface of the seaming wall radius formed at the connection portion between the seaming panel and the seaming wall and convex outward in the radial direction is 0.48 mm to 0.67 mm, and The double winding part structure of a can, wherein a radius of curvature of an inner peripheral surface of the first curved part is 0.3 mm or more and 0.9 mm or less.
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