JP7207873B2

JP7207873B2 - ボトル缶の製造方法

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Publication number: JP7207873B2
Application number: JP2018119572A
Authority: JP
Inventors: 一実末
Original assignee: Altemira Can Co Ltd
Current assignee: Altemira Can Co Ltd
Priority date: 2018-06-25
Filing date: 2018-06-25
Publication date: 2023-01-18
Anticipated expiration: 2038-06-25
Also published as: JP2020001704A

Description

本発明は、開口部に金属製キャップが装着され、飲料等の内容物が充填されるボトル缶の製造方法に関する。

飲料等の内容物が充填される容器として、ボトル形状の缶（ボトル缶）の開口部に、金属製キャップを装着して密封する容器が知られている。ボトル缶は、一般に、胴部と底部とを有する有底円筒状に形成され、その胴部の開口部側に上方へ向かうに従い漸次縮径する肩部、縮径部が設けられ、縮径部の上端に口部が設けられた構成とされている。このようなボトル缶は、金属板材（アルミニウム合金材料の板材）にカッピング工程（絞り工程）及びＤＩ工程（絞りしごき工程、Ｄｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇ）を施すことにより、胴部及び底部を有する有底円筒状の缶に形成され、その有底円筒状の缶の胴部に縮径加工を施すことにより肩部及び縮径部が形成される。

このようなボトル缶として、例えば、特許文献１に記載のボトル缶や特許文献２に記載のボトル缶が知られている。これらのうち、特許文献１に記載のボトル缶は、底部と胴部と肩部と首部（縮径部）と口部とを備えており、縮径部の傾斜角βが５０°～８９°（缶軸方向を０°とした場合には、１°～４０°）に設定されている。また、特許文献２に記載のボトル缶は、特許文献１に記載のボトル缶と同じ構成を備えており、肩部が胴部から略４５°（上記缶軸方向を０°とした場合において４５°）の角度で延出しており、縮径部の傾斜角が略６°に設定されている。これら特許文献１及び２に記載のボトル缶は、複数の成形金型を使用したダイネック加工により缶の胴部を逐次変形させながら、テーパ面状の滑らかな形状に成形されている。

特許第５３２３７５７号公報特表２０１７－５２６５９１号公報

しかし、上記形状のボトル缶では、肩部から首部にかけて滑らかな形状を得るためには、１回の加工量を小さくして、何回も縮径加工を施す必要がある。そして、その加工回数が増えると、製造ラインにおいて多くの成形金型を並べて配置する必要があり、その設置スペースも広く必要になる。このため、製造コストの増加を招く。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できるボトル缶の製造方法を提供することを目的とする。

本発明のボトル缶の製造方法は、円筒状の円筒部と、該円筒部の上端部から缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部と、該下側傾斜部の缶軸方向上側に設けられ、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度よりも小さい角度で缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の上側傾斜部と、前記上側傾斜部の缶軸方向上側に設けられる口部と、を備え、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第１接続部の外面の曲率半径が９ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度が２０°以上６０°以下であり、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第２接続部の外面の曲率半径が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、前記上側傾斜部の缶軸に対する角度が１°以上２０°未満であり、前記第１接続部と前記円筒部との連結部から前記第２接続部と前記上側傾斜部との連結部までの缶軸方向の長さをａ、前記上側傾斜部の下端部から前記口部の下端部までの缶軸方向の長さをｂとした場合に、２．０＜ｂ／ａ＜４．０であり、前記円筒部の外径をｃ、前記口部の外径をｄとした場合に、０．４＜ｄ／ｃ＜０．７である、ボトル缶の製造方法であって、有底円筒状の筒体を形成する筒体形成工程と、前記筒体を缶軸方向上側の切り揃えた上端に向かうに従って縮径させることにより、前記下側傾斜部及び前記上側傾斜部を形成する縮径部成形工程を備え、前記縮径部成形工程は、前記筒体に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸に対する角度が２０°以上６０°以下であり、缶軸を通る縦断面が直線状の前記下側傾斜部を成形し、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する前記第１接続部の外面の曲率半径を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下にするとともに、該下側傾斜部の上端部から第２接続部を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部を成形する下側傾斜部形成工程と、前記下側傾斜部形成工程により形成された前記小円筒部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸を通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部を成形する仮成形部形成工程と、前記仮成形部形成工程により形成された前記仮成形部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、前記仮成形部を滑らかにして前記上側傾斜部を成形するとともに、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第２接続部の外面の曲率半径を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下にするリフォーム工程と、を備える。

前記ボトル缶では、下側傾斜部の缶軸に対する角度が２０°未満であると、軸荷重により変形しやすく、６０°を超えると下側傾斜部の軸荷重が低下するとともに、成形回数の増加を招く。より好ましい範囲は、４０°以上６０°以下である。また、円筒部の上端部と下側傾斜部とを接続する第１接続部の外面の曲率半径のより好ましい範囲は、９ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。さらに、第２接続部の曲率半径は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることから、下側傾斜部と上側傾斜部とを滑らかに接続できる。より好ましい範囲は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下である。このように、第１接続部及び第２接続部の曲率半径がいずれも小さく設定されているので、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部の長さを大きくできる。また、上側傾斜部の缶軸に対する角度が１°未満であると、ほぼ直立状態となってボトル缶としての意匠性を損ねる。この上側傾斜部の缶軸に対する角度を１°以上２０°未満にすることにより、上側傾斜部のリフォームを容易にして、上側傾斜部の成形回数を少なくできる。より好ましい範囲は、５°以上１０°以下である。さらに、ｂ／ａが上記範囲内であることから、下側傾斜部に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部とすることができ、ボトル缶の意匠性を高めることができる。より好ましい範囲は、１．５＜ｂ／ａ＜３．５である。加えて、上記ｄ／ｃが上記範囲内であることから、ボトル缶の見た目をより瓶に近づけることができ、かつ、上側傾斜部及び下側傾斜部の成形回数を少なくできる。より好ましい範囲は、０．５＜ｄ／ｃ＜０．６である。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、ボトル缶の意匠性を高めることができる。

本発明のボトル缶の製造方法では、下側傾斜部形成工程において、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部の缶軸に対する角度を上記範囲内とし、第１接続部の外面の曲率半径を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部及び第１接続部で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部及び第１接続部が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部及び第１接続部のリフォームを不要にできる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できる。

本発明によれば、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶を製造できる。

本発明の実施形態に係るボトル缶の製造方法により製造されるボトル缶を用いた容器の半分を缶軸を通る縦断面にした正面図である。上記実施形態のボトル缶の製造方法のうち、カップを形成して筒体を形成するまでの工程を順に示す模式図であり、右半分については缶軸を通る縦断面にした正面図である。ボトル缶製造装置の正面図である。図３のＡ－Ａ線に沿う断面図である。下側傾斜部形成工程後の中間成形体を示す断面図である。上部形成工程後の中間成形体を示す断面図である。リフォーム工程後の中間成形体を示す断面図である。本発明の実施例及び比較例に係るボトル缶を示す正面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るボトル缶の製造方法において製造されるボトル缶１の正面図であり、右半分を缶軸Ｏを通る断面にして示した半断面図である。このボトル缶１は、開口端部にキャップ（図示省略）が装着されることにより、飲料等を収容する容器として用いられる。図２～図７は、本実施形態のボトル缶の製造方法の各工程を示す説明図である。これらのうち、図２はカップを成形して筒体４１を形成するまでの工程を順に示す模式図、図３及び図４は、ボトル缶製造装置の正面図及び断面図、図５～図７は縮径部成形工程を説明する断面図を示している。

ボトル缶１は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の薄板金属からなり、図１に示すように、円筒状をなす胴部（ウォール）１０とドーム状をなす底部（ボトム）２０とを備える有底円筒状に形成されている。図１に示すように、胴部１０及び底部２０は互いに同軸に配置されており、本実施形態において、これらの共通軸を缶軸Ｏと称して説明を行う。

また、缶軸Ｏに沿う方向（缶軸Ｏ方向）のうち、胴部１０の開口端部１０ａから底部２０側へ向かう方向を下方、底部２０から開口端部１０ａ側へ向かう方向を上方とし、以下の説明においては、図１～図３、図５及び図６に示す向きと同様に上下方向を定めるものとする。また、缶軸Ｏに直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸Ｏに接近する向きを径方向の内側（内方）、缶軸Ｏから離間する向きを径方向の外側（外方）とする。また、缶軸Ｏ回りに周回する方向を周方向とする。

胴部１０は、図１に示されるように、底部２０側において円筒状に形成された円筒部１１と、円筒部１１の上端部から缶軸Ｏ方向上側（開口端部１０ａ側）に向かうに従って縮径し、缶軸Ｏを通る縦断面が直線状の下側傾斜部１３と、円筒部１１と下側傾斜部１３とを接続する第１接続部１２と、下側傾斜部１３の缶軸Ｏ方向上側に設けられ、下側傾斜部１３の缶軸Ｏに対する角度よりも小さい角度で缶軸Ｏ方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸Ｏを通る縦断面が直線状の上側傾斜部１５と、下側傾斜部１３と上側傾斜部１５とを接続する第２接続部１４と、上側傾斜部１５の缶軸Ｏ方向上側に設けられる口部１６と、を備えている。

図１に示すように、下側傾斜部１３の缶軸Ｏに対する傾斜角度θ１は、２０°以上６０°以下に設定されており、上側傾斜部１５の缶軸Ｏに対する傾斜角度θ２は、１°以上２０°未満に設定されている。より好ましくは、傾斜角度θ１は、４０°以上６０°以下、傾斜角度θ２は、５°以上１０°未満に設定されるとよい。すなわち、下側傾斜部１３の傾斜角度θ１は、上側傾斜部１５の傾斜角度θ２よりも大きい角度に設定されており、上側傾斜部１５が下側傾斜部１３よりも缶軸Ｏ方向に立った形状に形成されている。なお、円筒部１１、第１接続部１２、下側傾斜部１３、第２接続部１４、上側傾斜部１５は、それぞれ胴部１０の周方向全周にわたって延びる環状をなしている。

また、これら円筒部１１と、第１接続部１２と、下側傾斜部１３と、第２接続部１４と、上側傾斜部１５とは、互いに滑らかに連なっており、互いの間に段差を形成することなく滑らかに接続されている。具体的には、図１に示される縦断面視において、第１接続部１２が胴部１０の外側（径方向外側）かつ上側へ向けて凸となる凸曲面状に形成されており、この第１接続部１２により円筒部１１の上端部と下側傾斜部１３の下端部とが接続されている。また、第２接続部１４が胴部の外側（径方向外側）かつ下側に向けて凹となる凹曲面状に形成されており、この第２接続部１４により下側傾斜部１３の上端部と上側傾斜部１５の下端部とが接続されている。なお、第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１は、９ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定され、第２接続部１４の外面の曲率半径Ｒ２は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下に設定されている。より好ましくは、第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１は、９ｍｍ以上１２ｍｍ以下、第２接続部１４の外面の曲率半径Ｒ２は、３ｍｍ以上８ｍｍ以下であるとよい。

また、胴部１０の上部に配置された口部１６は、上側傾斜部１５の上端で一旦拡径された大径部１６１と、大径部１６１の上端に形成されたねじ部１６２と、ねじ部１６２の上端の開口端部１０ａに形成されたカール部１６３とを有している。このように、口部１６は、開口端部１０ａにより外部に開口しており、飲料等の内容物は口部１６を通じてボトル缶１の内部に充填される。この口部１６にキャップ（図示省略）を装着することにより、ボトル缶１の内部に充填された内容物が密封されるようになっている。

なお、ボトル缶１の底部２０は、缶軸Ｏ上に位置するとともに、上方（胴部１０の内部）に向けて膨出するように形成されたドーム部２１と、該ドーム部２１の外周縁部と胴部１０の下端部とを接続するヒール部２２とを備えている。また、ドーム部２１とヒール部２２との接続部分は、ボトル缶１が正立姿勢（図１に示される、胴部１０の開口端部１０ａが上方を向く姿勢）となるように接地面（載置面）上に載置されたときに、接地面に接する接地部２３となっている。接地部２３は、底部２０において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。

このように形成されるボトル缶１は、第１接続部１２と円筒部１１との連結部から第２接続部１４と上側傾斜部１５との連結部までの缶軸方向の長さをａ、上側傾斜部１５の下端部から口部１６の下端部までの缶軸方向の長さをｂとした場合に、２．０＜ｂ／ａ＜４．０の範囲に設定されている。より好ましくは、１．５＜ｂ／ａ＜３．５の範囲であるとよい。このｂ／ａを上記範囲内とすることで、下側傾斜部１３に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部１５として、ボトル缶１の十分な首長効果を得るようにしている。また、円筒部１１の外径をｃ、口部１６の外径をｄとした場合に、０．４＜ｄ／ｃ＜０．７の範囲に設定されている。より好ましくは、０．５＜ｄ／ｃ＜０．６の範囲であるとよい。このｄ／ｃを上記範囲内とすることで、ボトル缶の見た目をより瓶に近づけている。例えば、ｂ／ａ及びｃ／ｄの数値が上記範囲内において、ａが１０ｍｍ～３０ｍｍ、ｂが２０ｍｍ～７０ｍｍ、ｃが５５ｍｍ～６０ｍｍ、ｄが２６ｍｍ～４０ｍｍに設定される。

このように構成されるボトル缶１の上記以外の諸寸法について一例を挙げると、ボトル缶１の板厚は、成形前の元板厚が０．２５０ｍｍ～０．５００ｍｍである。また、下側傾斜部１３の上端部の外径ｅが４０ｍｍ～５５ｍｍ、上側傾斜部１５の上端部の外径ｆが２６ｍｍ～４０ｍｍ、円筒部の缶軸Ｏ方向の長さｇが７０ｍｍ～８０ｍｍ、底部２０の缶軸Ｏ方向の長さｈが５ｍｍ～１０ｍｍ、ボトル缶１の缶軸Ｏ方向の長さｉ（ボトル缶１の高さ）が１５０ｍｍ～１８０ｍｍである。ただし、上記各寸法は、上記数値範囲に限られるものではない。

このような下側傾斜部１３及び上側傾斜部１５を有するボトル缶１は、以下に説明する製造方法により製造される。このボトル缶１の製造方法は、筒体形成工程、縮径部成形工程、及び口部形成工程を備える。

［筒体形成工程］
まず、アルミニウム合金等のアルミニウム板材を打ち抜いて絞り加工することにより、図２（ａ）に示すように比較的大径で浅いカップ４０を成形した後、このカップ４０に再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、図２（ｂ）に示すように所定高さの有底円筒状の筒体４１を成形し、その上端をトリミングにより切り揃える。このＤＩ加工により、筒体４１の底部は最終のボトル缶１としての底部２０の形状に成形される。

［ボトル缶製造装置の構成］
次いで、例えば図３及び図４に示すボトル缶製造装置５０１により、ボトル缶１を製造する。このボトル缶製造装置５０１について次に説明する。なお、このボトル缶製造装置５０１は、前述のようにして形成した筒体４１を最終形状のボトル缶１に加工するためのものであり、加工の進捗に応じて缶の形状が変化していくが、以下では、この筒体４１からボトル缶１に至るまでの間で有底円筒状の缶の形状を特に限定しない場合は、中間成形体４２として説明する。また、以下では、中間成形体４２の胴部と底部とに、ボトル缶１の胴部１０及び底部２０と共通の符号を用いて説明する。

このボトル缶製造装置５０１は、複数の中間成形体４２を、その缶軸Ｏ方向を水平に配置して保持するワーク保持部５１１と、これら中間成形体４２に各種成形加工を施す複数の成形ツール５１２を保持するツール保持部５１３と、両保持部５１１，５１３を駆動する駆動部５１４とを備えている。中間成形体４２を保持するワーク保持部５１１のワーク保持側と、成形ツール５１２を保持するツール保持部５１３のツール保持側とが対向して配置されている。

ワーク保持部５１１は、支持軸５１５に支持された円盤５１６におけるツール保持部５１３と対向する表面に、中間成形体４２を保持する複数の保持装置５１７が周方向に沿う環状に配列された構成とされている。この円盤５１６が駆動部５１４によって支持軸５１５を中心として間欠的に回転されることにより、供給部５１８から供給側スターホイール５１９を介して供給された中間成形体４２の底部が保持装置５１７に１個ずつ保持されて円盤５１６の周方向に搬送される。中間成形体４２は、円盤５１６による搬送中にツール保持部５１３の各成形ツール５１２によって成形された後、成形後のボトル缶１として排出側スターホイール６０１を介して排出部６１１に順次排出される。

ツール保持部５１３は、支持軸６１２に支持された円盤６１３におけるワーク保持部５１１と対向する表面に、複数の各種成形ツール５１２が周方向に沿う環状に配列され、駆動部５１４によって円盤６１３が支持軸６１２の軸方向に進退する構成とされている。支持軸６１２は支持軸５１５の内部において支持軸５１５と同軸上に設けられる。

このツール保持部５１３には、中間成形体４２の開口部を縮径加工（ネックイン加工）するための複数の縮径用金型、及びカール部１６３を形成するためのカール部成形ツール等の、各加工段階に応じた加工を行うための成形ツール５１２が複数備えられている。これらの成形ツール５１２は、工程順に円盤６１３上に周方向に並んで環状に配置されている。

支持軸５１５の軸線を回転中心とするワーク保持部５１１（円盤５１６）の間欠的な回転停止位置は、開口部をツール保持部５１３側に向けた各中間成形体４２の缶軸Ｏが各成形ツール５１２の中心軸にそれぞれ一致するように設定される。そして、駆動部５１４による円盤５１６の間欠的回転によって、各中間成形体４２は次工程用の各成形ツール５１２に対向する位置に回転移動されて、次の段階の加工が施される。

すなわち、ツール保持部５１３が前進してワーク保持部５１１とツール保持部５１３とが互いに接近したときに、各成形ツール５１２が各工程に応じた加工を中間成形体４２に施し、両保持部５１１，５１３が互いに離間した状態のときに各中間成形体４２に次工程の成形ツール５１２が対向するようにワーク保持部５１１が回転移動される。このように、両保持部５１１，５１３が接近して加工を行い、離間及び回転するという動作が繰り返されることにより、中間成形体４２に第１接続部１２、下側傾斜部１３、第２接続部１４、上側傾斜部１５及び口部１６が順次形成されてボトル缶１が形成される。

次に、このボトル缶製造装置５０１を用いてボトル缶１を製造する方法について工程順に詳細を説明する。このボトル缶製造装置５０１は、アルミニウム合金等の薄板の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ成形）により図２（ｂ）に示す状態まで形成した筒体４１の上端部に対して、ツール保持部５１３の周方向に並ぶ複数の成形ツール５１２を順次使用しながら、この成形ツール５１２を缶軸Ｏ方向に沿って移動してダイネッキング加工を施すことにより、筒体４１の高さ方向の途中位置から円筒部を縮径し、第１接続部１２、下側傾斜部１３、第２接続部１４、上側傾斜部１５を順に形成する。すなわち、ボトル缶製造装置５０１は、縮径部成形工程を実行する。

［縮径部成形工程］
なお、縮径部成形工程は、第１接続部１２、下側傾斜部１３及び下側傾斜部１３の上端部から第２接続部１４を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部１５０を成形する下側傾斜部形成工程と、下側傾斜部形成工程後に上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部１５ａを成形する仮成形部形成工程と、仮成形部形成工程後に仮成形部１５ａをリフォームして第２接続部１４及び上側傾斜部１５を成形するリフォーム工程と、を備える。

［下側傾斜部形成工程］
下側傾斜部形成工程では、図２（ｂ）に示す状態まで形成した筒体４１に、図２（ｂ）に二点鎖線で示した加工径の異なる環状の成形面を有する複数個の縮径用金型７０（ダイネッキング型）を加工径の大きい順で押し付けて、缶軸Ｏ方向に相対移動させることにより、缶軸Ｏに対する角度が２０°以上６０°以下であり、缶軸Ｏを通る縦断面が直線状の下側傾斜部１３を成形し、円筒部１１と下側傾斜部１３とを接続する第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下にするとともに、下側傾斜部１３の上端部から第２接続部１４を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部１５０を成形する。なお、図５に示した形状が、第１接続部１２、下側傾斜部１３、第２接続部１４及び小円筒部１５０を形成した中間成形体４２である。

［仮成形部形成工程］
仮成形部形成工程では、図５に示した形状の中間成形体４２に対して、加工径の異なる環状の成形面を有する複数個（例えば、４個）の縮径用金型を加工径の大きい側から押し付けて、缶軸Ｏ方向に相対移動させることにより、缶軸Ｏを通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部１５ａを成形する。この仮成形部形成工程では、４個の縮径用金型を成形面の加工径の大きい側から押し付けることから、仮成形部１５ａは、図６に示すように、例えば、４段の階段状に形成される。また、仮成形部形成工程では、仮成形部１５ａの上端部から缶軸Ｏに沿う上側に直線状に延び、かつ、小円筒部１５０より径の小さい口部用円筒部１６ａも併せて形成する。

［リフォーム工程］
リフォーム工程では、図６に示した形状の中間成形体４２の仮成形部１５ａの外面に加工径の異なる環状の成形面を有する複数個（例えば、３個）の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、仮成形部１５ａを滑らかにリフォームして、缶軸Ｏに対する角度が１°以上２０°未満であり、缶軸Ｏを通る縦断面が直線状の上側傾斜部１５を成形するとともに、下側傾斜部１３と上側傾斜部１５とを接続する第２接続部１４の外面の曲率半径Ｒ２を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下にする。

ここで、上側傾斜部１５は、缶軸Ｏに対する角度が１°以上２０°未満と小さいため、例えば、リフォーム工程を行うことなくこのような形成を得るためには、１回の縮径量を小さくして、多数の縮径用金型を用いて、少しずつ成形する必要がある。これに対し、本実施形態では、４つの縮径用金型を用いて仮成形部１５ａを形成した後、３つの縮径用金型を用いて仮成形部１５ａをリフォームすることにより、上側傾斜部１５を成形している。すなわち、本実施形態の製造工程は、従来の製造工程よりも縮径用金型を用いる数を減らすことが可能となる。

また、下側傾斜部形成工程において、第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部１５０の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部１３及び第１接続部１２で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部１３及び第１接続部１２が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部１３及び第１接続部１２のリフォームを不要としている。

［口部形成工程］
また、このようにして成形された中間成形体４２の口部用円筒部１６ａには、図１に示すように、上側傾斜部１５の上端よりも大径の大径部１６１を形成し、この大径部１６１を形成した後にキャップのねじ部（図示省略）が螺合するねじ部１６２を形成する。そして、最後に、口部用円筒部１６ａの上端部に対してカーリング加工を施してカール部１６３を形成し、口部１６を有するボトル缶１を製造する。

なお、このようにして製造されたボトル缶１の内部には、飲料等の内容物が充填され、口部１６にキャップ（図示省略）が巻き締められ、内部が密封された容器が製造される。

以上説明した本実施形態に係るボトル缶１は、下側傾斜部１３の缶軸Ｏに対する角度が２０°以上６０°以下であるため、軸荷重による変形を抑制し、かつ成形回数の増加を抑制できる。また、円筒部１１の上端部と下側傾斜部１３とを接続する第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１が９ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。さらに、第２接続部１４の曲率半径Ｒ２は、３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であることから、下側傾斜部１３と上側傾斜部１５とを滑らかに接続できる。このように、第１接続部１２及び第２接続部１４の曲率半径がいずれも小さく設定されているので、下側傾斜部１３の長さを大きくできる。また、上側傾斜部１５の缶軸Ｏに対する角度を１°以上２０°未満にすることにより、上側傾斜部１５のリフォームを容易にして、上側傾斜部１５の成形回数を少なくできる。さらに、ｂ／ａが上記範囲内であることから、下側傾斜部１３に対して十分に首長のイメージを有する上側傾斜部１５とすることができ、ボトル缶１の意匠性を高めることができる。加えて、上記ｄ／ｃが上記範囲内であることから、ボトル缶１の見た目をより瓶に近づけることができ、かつ、上側傾斜部１５及び下側傾斜部１３の成形回数を少なくできる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、ボトル缶１の意匠性を高めることができる。

また、本実施形態のボトル缶１の製造方法では、下側傾斜部形成工程において、缶軸Ｏを通る縦断面が直線状の下側傾斜部１３の缶軸Ｏに対する角度を上記範囲内とし、第１接続部１２の外面の曲率半径Ｒ１を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下と、小さくしていることから、仮成形部形成工程において行われる小円筒部１５０の縮径工程の際に生じる力を上記直線状の下側傾斜部１３及び第１接続部１２で支持することができる。このため、仮成形部形成工程及びリフォーム工程により下側傾斜部１３及び第１接続部１２が変形することを抑制でき、リフォーム工程後の下側傾斜部１３及び第１接続部１２のリフォームを不要とすることができる。従って、製造工程の短縮を図ることができるとともに、意匠性に優れたボトル缶１を製造できる。

なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、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、ボトル缶として、予め有底円筒状の筒体４１を形成して、その開口端部を成形したが、筒体は底部を有していないものも含むものとし、縮径部を成形した後に、筒体の胴部に、別に形成した底部を巻き締めるようにしてもよい。

次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。なお、以下の実施例及び比較例では、上記実施形態における図２（ｂ）に示した形状の筒体に対して、縮径部を形成する工程を比較する。具体的には、実施例では、上記実施形態にて示したように、図２（ｂ）に示した形状の筒体に対して下側傾斜部形成工程、仮成形部形成工程及びリフォーム工程を施した例を示し、比較例では、図８にて一点鎖線で示す形状の縮径部を形成する縮径部成形工程（図８の範囲Ａで示した範囲の成形工程）を施した例を示す。これらのうち、実施例おける下側傾斜部の缶軸に対する傾斜角度θ１は、３２°であり、上側傾斜部の缶軸に対する傾斜角度θ２は、７°に設定される。一方、比較例における縮径部の缶軸に対する傾斜角度θ３は、１５°に設定される。すなわち、比較例における縮径部は、１つの傾斜部により形成される。なお、実施例及び比較例における図２（ｂ）に示した形状の筒体の幅は、５７．６ｍｍであり、これに対する総絞り量は３０．１ｍｍであり、いずれも同一の絞り量である。また、実施例及び比較例における縮径部形成後に成形される口部の外径は、３３ｍｍに設定される。

表１に示すように、実施例における縮径部成形工程（下側傾斜部形成工程、仮成形部形成工程及びリフォーム工程）では、絞り加工を２３回行うことで、第１接続部１２、下側傾斜部１３、第２接続部１４及び上側傾斜部１５を形成できた。一方、比較例における縮径部成形工程では、絞り加工を３６回行うことで、縮径部Ｈ１を形成できた。これらのことから、本発明の縮径部成形工程を筒体に施すことで、縮径回数を大幅に少なくすることができた。

１ボトル缶
１０胴部
１０ａ開口端部
１１円筒部
１２第１接続部
１３下側傾斜部
１４第２接続部
１５上側傾斜部
１５ａ仮成形部
１６口部
１６ａ口部用円筒部
２０底部
２１ドーム部
２２ヒール部
２３接地部
４０カップ
４１筒体
４２中間成形体（筒体）
７０縮径用金型
１５０小円筒部
１６１大径部
１６２ねじ部
１６３カール部
５０１ボトル缶製造装置
５１１ワーク保持部
５１２成形ツール
５１３ツール保持部
５１４駆動部
５１５支持軸
５１６円盤
５１７保持装置
５１８供給部
５１９供給側スターホイール
６０１排出側スターホイール
６１１排出部
６１２支持軸
６１３円盤
Ｈ１縮径部

Claims

円筒状の円筒部と、該円筒部の上端部から缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の下側傾斜部と、該下側傾斜部の缶軸方向上側に設けられ、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度よりも小さい角度で缶軸方向上側に向かうに従って縮径し、缶軸を通る縦断面が直線状の上側傾斜部と、前記上側傾斜部の缶軸方向上側に設けられる口部と、を備え、
前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する第１接続部の外面の曲率半径が９ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記下側傾斜部の缶軸に対する角度が２０°以上６０°以下であり、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第２接続部の外面の曲率半径が３ｍｍ以上１５ｍｍ以下であり、前記上側傾斜部の缶軸に対する角度が１°以上２０°未満であり、前記第１接続部と前記円筒部との連結部から前記第２接続部と前記上側傾斜部との連結部までの缶軸方向の長さをａ、前記上側傾斜部の下端部から前記口部の下端部までの缶軸方向の長さをｂとした場合に、２．０＜ｂ／ａ＜４．０であり、前記円筒部の外径をｃ、前記口部の外径をｄとした場合に、０．４＜ｄ／ｃ＜０．７である、ボトル缶の製造方法であって、
有底円筒状の筒体を形成する筒体形成工程と、前記筒体を缶軸方向上側の切り揃えた上端に向かうに従って縮径させることにより、前記下側傾斜部及び前記上側傾斜部を形成する縮径部成形工程を備え、
前記縮径部成形工程は、前記筒体に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸に対する角度が２０°以上６０°以下であり、缶軸を通る縦断面が直線状の前記下側傾斜部を成形し、前記円筒部と前記下側傾斜部とを接続する前記第１接続部の外面の曲率半径を９ｍｍ以上２０ｍｍ以下にするとともに、該下側傾斜部の上端部から第２接続部を介して缶軸方向上側に直線状に延びる小円筒部を成形する下側傾斜部形成工程と、
前記下側傾斜部形成工程により形成された前記小円筒部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、缶軸を通る縦断面が上側に向かうに従って縮径する階段状の仮成形部を成形する仮成形部形成工程と、
前記仮成形部形成工程により形成された前記仮成形部の外面に成形面の径が異なる複数の縮径用金型を押し付けて相対移動させることにより、前記仮成形部を滑らかにして前記上側傾斜部を成形するとともに、前記下側傾斜部と前記上側傾斜部とを接続する第２接続部の外面の曲率半径を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下にするリフォーム工程と、を備えることを特徴とするボトル缶の製造方法。