JP7378200B2

JP7378200B2 - 缶体

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Publication number: JP7378200B2
Application number: JP2017245757A
Authority: JP
Inventors: 久幸常川
Original assignee: アルテミラ製缶株式会社
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2017-12-22
Publication date: 2023-11-13
Anticipated expiration: 2037-12-22
Also published as: JP2019112082A

Description

本発明は、内部に飲料等の内容物が充填される金属製の缶体に関するものであり、特に缶底部の中央に平坦なパネル部を有し、缶内圧の検査に好適な缶体に関する。

従来から、ミルク入りコーヒー等の低酸性飲料の内容物を充填した缶の内圧（缶内圧）の変化を検査し、缶内部の内容物の漏れの有無を検査することが行われている。缶内圧を検査する手段としては、一般には、内容物が充填される缶体の缶底部の中央に平坦なパネル部を形成しておき、この缶体に内容物を充填、密封した缶について、パネル部の軸方向の変位量を測定すること、あるいは、パネル部を電磁誘導作用によって強制励振させた際の反響音を測定することにより、缶内圧の適否を検査する手段が知られている。

缶底部の中央に平坦なパネル部を有する缶体としては、例えば特許文献１に、缶外方に凸となっている接地リム部と、接地リム部の内側に隣接した缶内方に凸となっている環状凹部、環状凹部の内周側からコーナー部を介して連続するパネル部（中央パネル）が平坦な缶底形状を有する缶体（シームレス缶体）が開示されている。この特許文献１には、環状凹部とパネル部との間のコーナー部の曲率半径が、パネル部の平坦度及び成形性に大きく影響し、曲率半径の値を適正値に設定することにより、パネル部の平坦度のバラツキが解消され、内圧検査特性及び成形性に優れた缶体が得られることが記載されている。また、特許文献１には、具体的な値として、コーナー部の曲率半径Ｒ_３を．５ｍｍ＜Ｒ_３≦６．０ｍｍ、環状凹部の深さを１．５ｍｍ～３．０ｍｍ未満、及びパネル部の平坦度（ＢＳＤ）を－０．１５～０．１５ｍｍとすることで、優れたパネル部の平坦度、耐圧性、及び成形性が得られることも記載されている。

一方、特許文献２には、缶底部の外縁部に缶軸方向外方に突出する環状凸部が形成され、環状凸部が、先端の接地部と、接地部の径方向内側に連なり缶軸方向に立ち上がる内周壁とを備え、内周壁の缶軸方向上端に第１の凹曲面部を介して径方向内方かつ缶軸方向情報へ延びる傾斜壁が連設され、傾斜壁に第２の凹曲面部を介して径方向内方へ延びる平坦なパネル部が連接された缶体（缶）が開示されている。また、この特許文献２には、内周壁と傾斜壁とを連結する第１の凹曲面部、傾斜壁とパネル部とを連結する第２の凹曲面部がともに缶胴の内側に凹んだ形状とされているので、缶内圧の上昇によって缶胴の外方へ膨出変形しようとするときの変形方向と反対向きに凸となっており、膨出変形に対して抗する構成であることが記載されている。さらに、特許文献２には、パネル部の直径が接地部の先端同士を周方向に連続して順次結んだときに得られる円形状の直径の０．４７倍以上０．８２倍以下とすることで、缶内の微小な内圧変化に対してもパネル部が的確に変形し、また、引張状態も変化することになり、高精度な内圧検査を実現でき、耐圧強度および落下強度の低下発生を抑制できることが記載されている。

特許第４８７７５３８号公報特開２００５‐１７０４７０号公報

このように、缶体の缶底部の中央に平坦なパネル部を有するとともに、耐圧強度の向上を図ることを目的とした缶体が種々提案されている。しかし、缶胴部と缶底部とが一体成形されたアルミニウム製２ピース缶やボトル缶において、缶底部に平坦なパネル部を有する缶体は商業的に成功していない。それは、平坦なパネル部に缶内圧の変化により塑性変形が生じ、パネル部が缶内圧の変化に応じて弾性変形できなくなくなることで、正確な缶内圧を測定できなくなるという問題を有しているからである。また、缶底部の平坦なパネル部はウォーターハンマー（水撃）の影響を受けやすく、平坦なパネル部を有する缶体は、特に落下強度が低くなるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内容物が充填、密封された缶の内圧検査を高精度に行うことができ、主に耐圧強度及び落下強度の向上を図ることができる缶体を提供することを目的とする。

本発明の缶体は、缶底部に、缶軸方向外方に突出する環状凸部と、前記環状凸部の径方向内側で缶軸方向内方に突出する環状凹部と、前記環状凹部の径方向内側で該環状凹部に囲まれた平坦なパネル部と、を有し、前記環状凸部が、前記缶底部の缶軸方向の最外位置に形成された接地部から径方向内側に突出する内周凸壁部と、径方向外側に突出する外周凸壁部と、を有し、前記環状凹部が、前記缶底部の缶軸方向の最内位置に形成された天井部から径方向内側に窪んだ内周凹壁部と、径方向外側に窪んだ外周凹壁部と、を有しており、前記内周凹壁部に連続して缶軸方向外方に立設する内周立壁部を有し、前記内周立壁部と前記パネル部との間を接続して径方向外側に突出するコーナー凸部を有し、前記接地部の直径をＤ１、前記パネル部の外周縁の直径をＤ３とし、前記接地部から前記天井部までの缶軸方向の垂直距離をＨ２、前記接地部から前記パネル部の外周縁までの缶軸方向の垂直距離をＨ３とし、前記内周凹壁部の曲率半径をｒ１、前記外周凹壁部の曲率半径をｒ２としたときに、前記直径Ｄ１と前記直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．６以上０．８５以下であり、前記距離Ｈ２と前記距離Ｈ３との比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．４以上０．９以下であり、前記曲率半径ｒ１と前記曲率半径ｒ２との関係がｒ１＜ｒ２であり、前記外周凹壁部と前記内周凸壁部との間に、前記外周凹壁部に向かうにしたがって缶軸方向内方に向けて漸次縮径し、前記外周凹壁部の下端に接続された縮径壁部が設けられ、前記内周立壁部は、前記内周凹壁部から缶軸方向外方に向けて漸次縮径する傾斜面状に形成されており、前記内周立壁部と缶軸とのなす角度αが３°以上１５°以下である。

接地部の直径Ｄ１とパネル部の外周縁の直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）の値が小さくなる程、すなわち直径Ｄ１と直径Ｄ３との径差が大きくなる程、平坦なパネル部の面積が小さくなるので、パネル部の落下強度が向上するが、その分、微小な内圧変化に対するパネル部の変形量や引張状態が変化し難くなる。また、比率（Ｄ３／Ｄ１）が大きくなる程、パネル部の直径Ｄ３が大きくなるため、ウォーターハンマーの影響を受けやすく、落下強度が低下する。さらに、パネル部の直径Ｄ３が大きくなる程、内圧検査精度が向上するが、塑性変形の影響を受けやすくなる。

この点、本発明の缶体においては、環状凸部（接地部）とパネル部との間に環状凹部を設けたので、環状凸部とパネル部との間の部分の剛性を高めることができる。また、パネル部側に配置された内周凹壁部の曲率半径ｒ１を外周凹壁部の曲率半径ｒ２よりも小さくしたので、パネル部の剛性をさらに高めることができ、パネル部に塑性変形が生じることを抑制できる。したがって、缶内圧検査の精度を向上できる。
内周凹壁部の曲率半径ｒ１は０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下が好ましく、外周凹壁部の曲率半径ｒ２は０．７ｍｍを超えて４．０ｍｍ以下が好ましい。また、接地部の直径Ｄ１とパネル部の外周縁の直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．６以上０．８５以下、接地部から天井部までの垂直距離Ｈ２と接地部からパネル部の外周縁までの垂直距離Ｈ３との比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．４以上０．９以下を満足する範囲内に設けることにより、バルジ強度の向上及び落下強度の向上、並びに缶内圧検査の精度向上のバランスを図った缶体を形成できる。

なお、バルジ強度とは、パネル部が環状凸部よりも缶軸方向外方に膨らむときの缶内圧値である。また、耐圧強度とは、缶内圧が上昇したときに、環状凹部が反転してバックリングが生じたときの缶内圧のピーク値により評価する。落下強度は、缶底部を下側に向けた状態で缶を落下させ、環状凹部が反転したときの落下高さで評価する。環状凹部が反転したときの落下高さが高い方が、落下強度が高い。

本発明の缶体の好適な実施態様として、前記内周立壁部と缶軸とのなす角度αが３°以上１５°以下であるとよく、角度αが３°以上８°以下であることがより好ましい。また、内周凹壁部とコーナー凸部とを滑らかに接続させることにより、内周凹壁部とコーナー凸部との接続部分（接点部分）に内周立壁部を形成してもよい。この場合、内周立壁部の角度αは、内周凹壁部とコーナー凸部との接点における共通接線と缶軸とがなす角度となる。

本発明の缶体の好適な実施態様として、前記直径Ｄ３が２２．０ｍｍ以上２８．５ｍｍ以下であり、前記距離Ｈ２が４．０ｍｍ以上８．５ｍｍ以下であるとよい。
直径Ｄ３及び接地部から天井部までの垂直距離Ｈ２を上記範囲内とすることで、バルジ強度、耐圧強度及び落下強度を向上させた缶体を構成できる。

本発明の缶体の好適な実施態様として、前記内周凸壁部と前記外周凹壁部との間に、前記内周凸壁部に連続して缶軸方向内方に立設し、前記縮径壁部の下端に接続した外周立壁部を有し、前記外周立壁部と缶軸とのなす角度βが３°以上２０°以下であるとよい。
外周立壁部の角度βを上記範囲内とすることで、環状凹部の反転を防止する効果を高めることができ、缶の耐圧強度をさらに高めることができる。

本発明の缶体の好適な実施態様として、前記内周凸壁部と前記外周凹壁部との間に、前記縮径壁部の下端に接続し、前記内周凸壁部の径方向の最内位置よりも径方向外側に窪んだ環状溝部を有し、前記内周凸壁部の径方向の最内位置から前記環状溝部の径方向の最外位置までの径方向の深さｗが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとよい。
環状溝部を形成することで、内周凸壁部と外周凹壁部との間の間隔部分の剛性を高めることができ、缶の耐圧強度をさらに高めることができる。

本発明によれば、内容物が充填、密封された缶の内圧検査を高精度に行うことができ、缶体のバルジ強度、耐圧強度及び落下強度の向上を図ることができる。

本発明の第１実施形態の缶体を示し、缶軸を通る中心から右半分を断面にした正面図である。図１に示す缶体の缶底部付近の拡大断面図である。図２に示す缶底部の環状凹部付近の拡大断面図である。缶体の製造工程の前半部分を（ａ）～（ｃ）の順に示す工程図である。缶体の製造工程の後半部分を（ａ）～（ｃ）の順に示す工程図である。本発明の第２実施形態の缶体を示し、缶軸を通る中心で断面にした缶底部付近の拡大断面図である。図６に示す缶底部の環状凹部付近の拡大断面図である。底部再成形工程を説明する筒状缶の底部付近の拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
本発明の缶体は、例えばアルミニウム製の金属板を成形してなるものであり、飲料等の内容物が充填、密封される１ピース缶やボトル缶の缶体に用いられるものである。本実施形態では、このうちのボトル缶に用いられるボトル形状の缶体１０１（図１参照）を例にして説明を行う。

図１は、本発明の第１実施形態の缶体１０１の全体を示す正面図であり、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。また、図２は、缶体１０１の缶底部１０付近を拡大した拡大断面図である。

缶体１０１は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属からなり、図１に示すように、円筒状をなす缶胴部（ウォール）２０と円板状をなす缶底部（ボトム）１０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、缶胴部２０及び缶底部１０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、缶胴部２０の開口端部２１側へ向かう方向を上方（内方）とし、以下の説明においては、図１及び図２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。
また、本実施形態では、特に説明を行わない限り、缶体１０１の凹凸形状は、缶体１０１の外面（外観面）における凹凸形状を表す。

缶体１０１の缶胴部２０は、図１の縦断面視に示されるように、缶底部１０側において円筒状に形成された円筒部２２と、円筒部２２の上端で径方向内方に屈曲するように縮径された肩部２３と、缶軸Ｏ方向の上方（開口端部２１側）に向けて漸次縮径するテーパ状の縮径部２４と、縮径部２４の上端に形成された口部２５と、を備える。また、これら円筒部２２と、肩部２３と、縮径部２４と、口部２５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。なお、円筒部２２、肩部２３、縮径部２４は、それぞれ缶胴部２０の周方向全周にわたって延びる環状をなしている。

また、缶胴部２０の上部に配置された口部２５は、縮径部２４の上端で一旦拡径された大径部２５１と、大径部２５１の上端で再度縮径された小径部２５２と、小径部２５２の上端の開口端部２１に形成されたカール部２５３と、を有している。また、小径部２５２には、ねじ部２５４が形成されている。このように、口部２５は開口端部２１により外部に開口しており、飲料等の内容物は口部２５を通じて缶体１０１の内部に充填される。また、図示は省略するが、口部２５にキャップ（図示略）を装着することにより、缶体１０１に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。

また、缶体１０１の缶底部１０は、図１及び図２に示すように、缶軸Ｏ方向外方（下方）に突出する環状凸部１１と、環状凸部１１の径方向内側で缶軸Ｏ方向内方（上方）に突出する環状凹部１２と、環状凹部１２の径方向内側でその環状凹部１２に囲まれた平坦なパネル部１３と、を有している。

環状凸部１１は、図２に示すように、缶底部１０の缶軸Ｏ方向の最外位置に形成された環状の接地部１１１と、接地部１１１から径方向内側に突出する内周凸壁部１１２と、接地部１１１から径方向外側に突出する外周凸壁部１１３と、を有している。また、環状凸部１１の外周凸壁部１１３は、缶軸Ｏ方向内方に向かって漸次拡径する外周壁部１４に接続されており、この外周壁部１４を介して缶胴部２０の缶軸Ｏ方向下端（円筒部２２の下端）と接続されている。本実施形態では、外周壁部１４は、円筒部２２と接続される上端部が径方向外側に突出する凸曲面状をなし、外周凸壁部１１３と接続される下端部が缶軸Ｏ方向下方（外方）に突出する凸曲面状をなし、上端部と下端部との間の中間部が缶軸Ｏ方向上方に向かうにつれて漸次拡径する傾斜面をなしている。

なお、接地部１１１は、缶体１０１が正立姿勢（図１に示される、缶胴部２０の開口端部２１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、接地面に接する部分であり、前述したように、缶底部１０において最も下方に向けて突出している。

環状凹部１２は、缶底部１０の缶軸Ｏ方向の最内位置に形成された環状の天井部１２１と、天井部１２１から径方向内側に窪んだ内周凹壁部１２２と、天井部１２１から径方向外側に窪んだ外周凹壁部１２３と、を有している。また、環状凹部１２の内周凹壁部１２２の曲率半径をｒ１、外周凹壁部１２３の曲率半径をｒ２としたときに、曲率半径ｒ１と曲率半径ｒ２との関係がｒ１＜ｒ２とされ、内周凹壁部１２２の曲率半径ｒ１が外周凹壁部１２３の曲率半径ｒ２よりも小さく設けられている。内周凹壁部１２２の曲率半径ｒ１は０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下が好ましく、外周凹壁部１２３の曲率半径ｒ２は０．７ｍｍを超えて４．０ｍｍ以下が好ましい。曲率半径ｒ１及び曲率半径を上記範囲内で形成することにより、缶内圧上昇時や、缶落下時に環状凹部１２が反転しにくくなる。

また、環状凹部１２の外周凹壁部１２３と環状凸部１１の内周凸壁部１１２との間には、内周凸壁部１１２に連続して缶軸Ｏ方向内方に立設する外周立壁部１５と、外周立壁部１５の上端に連続して缶軸Ｏ方向内方に向けて漸次縮径する縮径壁部１６と、が設けられており、これら外周立壁部１５と縮径壁部１６とを介して、環状凸部１１と環状凹部１２とが接続されている。
外周立壁部１５は、内周凸壁部１１２から缶軸Ｏ方向内方に向けて漸次縮径する傾斜面状に形成されている。外周立壁部１５と缶軸Ｏとのなす角度βは３°以上２０°以下であることが好ましい。角度βが３°以上２０°以下の外周立壁部１５を形成することにより、環状凹部１２の変転を防止する効果を高めることができ、缶の耐圧強度をさらに高めることができる。また、縮径壁部１６は径方向外側に窪んだ凹曲面状に形成されており、縮径壁部１６の上端と外周凹壁部１２３の下端とが互いに滑らかに連なって接続されている。

パネル部１３は、缶軸Ｏに直交する平坦な面、すなわち径方向に平坦な面で形成されている。環状凹部１２とパネル部１３との間には、環状凹部１２の内周凹壁部１２２に連続して缶軸Ｏ方向外方に立設する内周立壁部１８と、内周立壁部１８とパネル部１３との間を接続して径方向外側に突出するコーナー凸部１９と、が設けられており、これら内周立壁部１８とコーナー凸部１９とを介して、環状凹部１２とパネル部１３とが接続されている。

内周立壁部１８は、内周凹壁部１２２から缶軸Ｏ方向外方に向けて漸次縮径する傾斜面状に形成されている。内周立壁部１８と缶軸Ｏとのなす角度αは３°以上１５°以下であるとよく、３°以上８°以下であることがより好ましい。角度αが３°以上１５°以下の内周立壁部１８を形成することにより、パネル部１３が膨らみにくくなる。また、コーナー凸部１９の曲率半径ｒ３は、０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下が好ましい。コーナー凸部１９の曲率半径ｒ３を上記範囲内で形成することにより、パネル部１３が膨みにくくなる。
また、内周立壁部１８は、内周凹壁部１２２とコーナー凸部１９とを滑らかに接続させることにより、内周凹壁部１２２とコーナー凸部１９との接続部分（接点部分）に形成することもできる。この場合、内周立壁部１８の角度αは、内周凹壁部１２２とコーナー凸部１９との接点における共通接線と缶軸とがなす角度となる。

このように構成される缶体１０１において、接地部１１１の直径をＤ１、パネル部１３の外周縁の直径をＤ３としたときに、接地部１１１の直径Ｄ１とパネル部１３の外周縁の直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．６以上０．８５以下とされる。また、接地部１１１から天井部１２１までの缶軸Ｏ方向の垂直距離をＨ２、接地部１１１からパネル部１３の外周縁までの缶軸Ｏ方向の垂直距離をＨ３としたときに、距離Ｈ２と距離Ｈ３との比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．４以上０．９以下とされる。

このように構成される第１実施形態の缶体１０１においては、環状凸部１１（接地部１１）とパネル部１３との間に環状凹部１２を設けたので、環状凸部１１とパネル部１３との間の部分の剛性を高めることができる。また、パネル部１３側に配置された内周凹壁部１２２の曲率半径ｒ１を外周凹壁部１２３の曲率半径ｒ２よりも小さくしたので、パネル部１３の剛性をさらに高めることができ、パネル部１３に塑性変形が生じることを抑制できる。したがって、缶内圧検査の精度を向上できる。

また、缶体１０１では、接地部１１１の直径Ｄ１とパネル部１３の外周縁の直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．６以上０．８５以下、接地部１１１から天井部１２１までの垂直距離Ｈ２と接地部１１１からパネル部１３の外周縁までの垂直距離Ｈ３との比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．４以上０．９以下を満足する範囲内に設けているので、バルジ強度の向上及び落下強度の向上、並びに缶内圧検査の精度向上のバランスを図ることができる。
なお、接地部１１１の直径Ｄ１とパネル部１３の外周縁の直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）の値が０．６よりも小さくなると、すなわち直径Ｄ１と直径Ｄ３との径差が大きくなると、平坦なパネル部１３の面積が小さくなるため、パネル部１３の落下強度が向上する。しかし、その分、微小な内圧変化に対するパネル部１３の変形量や引張状態が変化し難くなり、缶内圧検査の精度が低下する。また、比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．８５よりも大きくなると、パネル部１３の直径Ｄ３が大きくなるため、ウォーターハンマーの影響を受けやすく、落下強度が低下する。さらに、パネル部１３の直径Ｄ３が大きくなる程、微小な内圧変化に対してパネル部１３の変形量や引張状態が変化しやすくなるので、内圧検査精度が向上するが、塑性変形の影響を受けやすくなる。

図１及び図２に示される第１実施形態の缶体１０１においては、接地部１１１の直径Ｄ１が２５．４５ｍｍ、パネル部１３の外周縁の直径Ｄ３が２０．０ｍｍとされており、比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．７９となっている。また、缶体１０１において、接地部１１１から天井部１２１までの垂直距離Ｈ２が５．５ｍｍ、接地部１１１からパネル部１３の外周縁までの垂直距離Ｈ３が３．５ｍｍとされており、比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．６４となっている。また、環状凹部１２の内周凹壁部１２２の曲率半径ｒ１が０．９ｍｍ、外周凹壁部１２３の曲率半径ｒ２が３．４ｍｍ、コーナー凸部１９の曲率半径ｒ３が０．９ｍｍとされる。そして、内周立壁部１８の角度αは３°とされている。なお、缶体１０１の板厚は、成形前の元板厚が０．３４５ｍｍである。また、缶体１０１の円筒部２２の外径Ｄ０は６６ｍｍであり、パネル部１３の板厚ｔ１は０．３４０ｍｍである。

ただし、上記寸法は、上記数値範囲に限られるものではなく、製品となる円筒部２２の外径Ｄ０が５２ｍｍ以上６８ｍｍ以下であり、パネル部１３の直径Ｄ３が２２．０ｍｍ以上２８．０ｍｍ以下、接地部１１１から天井部１２１までの垂直距離Ｈ２が４．０ｍｍ以上８．５ｍｍ以下とされる缶体に好適に適用できる。この場合、パネル部１３の板厚ｔ１は０．３００ｍｍ以上０．４００ｍｍ以下とすることが好ましい。接地部１１１の直径Ｄ１及び接地部１１１から天井部１２１までの垂直距離Ｈ２を上記範囲内とすることで、バルジ強度、耐圧強度及び落下強度を向上させた缶体１０１を構成できる。

次に、図３～図６を参照して、本実施形態の缶体１０１を製造する工程の一例を説明する。缶体１０１は、例えば、筒状缶形成工程、印刷塗装工程、縮径部形成工程、拡径部形成工程ねじ部形成工程及びカール部形成工程、をこの順で行うことにより製造される。以下に詳しく説明する。

［筒状缶形成工程］
筒状缶形成工程では、まず、板厚０．３４５ｍｍの３１０４系アルミニウム合金の板材を打ち抜いて絞り加工することにより、図３（ａ）に示すように、円筒状の周壁部５１１と円板状の底部５１２とを有する比較的大径で浅いカップ５１を成形する。そして、このカップ５１に再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、カップ５１の周壁部５１１をしごいて延伸させることにより、周壁部５１１の高さを高くするとともに、周壁部５１１の板厚を薄くして、図３（ｂ）に示すように、周壁部５２１を所定高さ及び所定内径に成形する。そして、絞り加工及びしごき加工の最後に、図３（ｂ）に示すように、パンチ６１とダイ６２との間で底部５２２を挟持し、環状凸部１１、環状凹部１２及びパネル部１３を成形する。そして、開口上端をトリミングにより切り揃えた開口端部５２３を形成し、環状凸部１１、環状凹部１２及びパネル部１３を有する筒状缶５２を形成する。ここまでにおいて、筒状缶５２の底部５２２は、図２の缶体１０１となる缶底部１０と同様の底部形状に形成される。

筒状缶形成工程では、筒状缶５２の底部５２２に、外周壁部１４、環状凸部１１、環状凹部１２、パネル部１３が成形されるとともに、環状凸部１１と環状凹部１２との間を接続する外周立壁部１５及び縮径壁部１６、環状凹部１２とパネル部１３との間を接続する内周立壁部１８及びコーナー凸部１９が成形され、図２の缶体１０１となる缶底部１０と同様の底部形状に形成される。

［印刷塗装工程］
印刷塗装工程では、筒状缶５２を洗浄して潤滑油等を除去した後、筒状缶５２の外面に外面塗装を施し、さらに筒状缶５２の内面に内面塗装を施す。外面塗装は、下地層、印刷層及びオーバーコート層をこの順に積層した外面塗膜（図示略）を形成する。この場合、筒状缶５２の外面に下地層を構成する塗料を塗布した後、オーブン炉で加熱、乾燥させることにより、下地層を形成する。そして、この下地層の上にインキを印刷して印刷層を形成する。また、印刷層の上に、オーバーコート層を構成する外面塗料を塗布する。外面塗料は、筒状缶５２の外面の略全面に塗布し、印刷層及び下地層を被覆して形成する。この外面塗料の塗布後に、オーブン炉で筒状缶５２を加熱し、焼き付ける。また、内面塗装は、筒状缶５２の外面に外面塗膜を形成した後に実施される。内面塗装では、筒状缶５２の内面に内面塗料を吹き付けて、オーブン炉で加熱することにより焼き付け、内面塗膜（図示略）を形成する。

［縮径部形成工程及び拡径部形成工程］
縮径部形成工程では、図３（ｂ）に示される筒状缶５２にダイネッキング加工を施すことにより、周壁部５２１の高さの途中位置から開口端部５２３側を成形し、図３（ｃ）に示すように、缶軸Ｏ方向に沿って下部側から上部側に向かうに従い漸次縮径された、すなわち漸次小径となる肩部２３、縮径部２４を順に成形するとともに、その縮径部２４の上端に連続する円筒状の小径筒部５３１を形成する。
一方、拡径部形成工程では、小径筒部５３１を拡径して、図４（ａ）に示すように縮径部２４の上に縮径部２４の上端よりも大径の大径部２５１を形成する。この大径部２５１を形成した後に再度縮径することにより、上方に向かうにしたがって徐々に縮径する小径部２５２形成するとともに、その小径部２５２の上端に連続する円筒状のカール筒部５４１を形成する。

［ねじ部形成工程及びカール部形成工程］
最後に、図４（ｂ）に示すように筒状缶５４の口部５４２にねじ部２５４を形成するとともに、円筒状のカール筒部５４１に対してカーリング加工を施して、図４（ｃ）に示すようにカール部２５３を形成し、缶体１０１を製造する。

なお、図示は省略するが、缶体１０１の内部には、飲料等の内容物が充填され、口部２５にキャップが巻き締められ（螺着され）、内部が密閉された缶が製造される。

（第２実施形態）
図６及び７は、本発明の第２実施形態の缶体１０２の缶底部８１付近を示す断面図であり、それぞれ図２及び図３同様の拡大断面図である。以下、第２実施形態において、第１実施形態との共通部分には同一符号を付して説明を簡略化する。
図１及び図２に示した第１実施形態の缶体１０１においては、環状凸部１１と環状凹部１２との間を缶軸Ｏ方向内方に向けて立設された外周立壁部１５と、缶軸Ｏ方向内方に向けて漸次縮径する縮径壁部１６と、を介して接続したが、図６及び図７に示す第２実施形態の缶体１０２のように、環状凸部１１と環状凹部１２との間に、環状凸部１１（内周凸壁部１１２）の径方向の最内位置よりも径方向外側に窪んだ環状溝部３１を形成することができる。

図６及び図７に示すように、缶体１０２の環状凸部１１と環状凹部１２との間に、内周凸壁部１１２の上端に連続して缶軸Ｏ方向内方に向けて漸次縮径する拡径壁部３２と、拡径壁部３２の上端に連続して缶軸Ｏ方向内方に向けて漸次縮径する縮径壁部３３と、が設けられており、これら拡径壁部３２と縮径壁部３３との接続部分に、環状凸部１１の内周凸壁部１１２の径方向の最内位置よりも径方向外側に窪んだ環状溝部３１が形成されている。この環状溝部３１の深さ、すなわち、内周凸壁部１１２の径方向の最内位置から環状溝部３１の径方向の最外位置までの径方向の深さｗは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。このように、環状溝部３１を形成することで、内周凸壁部１１２と外周凹壁部１２３との間の間隔部分の剛性を高めることができ、缶の耐圧強度をさらに高めることができる。なお、縮径壁部３３は径方向外側に窪んだ凹曲面状に形成されており、縮径壁部３３の上端と外周凹壁部１２３の下端とが互いに滑らかに連なって接続されている。

このように構成される第２実施形態の缶体１０２は、例えば、筒状缶形成工程、印刷塗装工程、縮径部形成工程、拡径部形成工程、底部再成形工程、ねじ部形成工程及びカール部形成工程、をこの順で行うことにより製造される。なお、筒状缶形成工程と底部再成形工程を除く部分は、第１実施形態の缶体１０１の製造方法と同様であるから、説明を省略する。

［筒状缶形成工程］
筒状缶形成工程では、第１実施形態と同様に、アルミニウム合金の板材から、図８に実線で示す底部形状を有する筒状缶５５を成形する。筒状缶５５の底部５５２には、外周壁部１４、環状凸部１１、環状凹部１２、パネル部１３が成形されるとともに、環状凹部１２とパネル部１３との間を接続する内周立壁部１８及びコーナー凸部１９が成形される。また、環状凸部１１と環状凹部１２との間には接続壁部３４が成形される。接続壁部３４は、環状凸部１１の内周凸壁部１１２と接続される下端部の外面が缶軸Ｏに沿った垂直面状をなし、環状凹部１２の外周凹壁部１２３と接続される上端部の外面が缶軸Ｏ方向上方（内方）に向けて漸次縮径する凹曲面状をなしている。この接続壁部３４に、後の底部再成形工程において拡径壁部３２と縮径壁部３３とを成形することにより、環状溝部３１が形成される。

次に、第１実施形態と同様に、印刷塗装工程、縮径部形成工程、拡径部形成工程を順に行った後、底部再成形工程を行う。

［底部再成形工程］
底部再成形工程では、図８に示すように、筒状缶５５の底部５５２の接続壁部３４を再成形することにより拡径壁部３２と縮径壁部３３とを形成し、図６及び図７に示すように、これら拡径壁部３２と縮径壁部３３との接続部分に環状溝部３１を形成する。
まず、筒状缶５５が動くごとがないように缶軸Ｏ方向及び径方向に向けて支持（拘束）する。そして、この支持状態で、図８に矢印Ａで示されるように、成形ローラ７１を接続壁部３４に向けて径方向外側に移動させて接続壁部３４に当接させるとともに、この接続壁部３４上を周方向に転動させる。このようにして、成形ローラ７１により接続壁部３４を径方向外側に押圧し、拡径壁部３２及び縮径壁部３３を周方向に沿って順に成形し、周方向の全周にわたって延びる環状溝部３１を形成する。これにより、筒状缶５５は、図６及び図７の缶体１０２となる缶底部８１と同様の底部形状に形成される。

なお、底部再成形工程は、成形ローラ７１を用いる加工方法に限定されるものではなく、他の加工方法を用いて接続壁部３４を再成形し、拡径壁部３２、縮径壁部３３、環状溝部３１を形成することもできる。図示は省略するが、例えば、複数のポンチ爪の先端を接続壁部３４に当接させ、これらのポンチ爪の先端を径方向外側に移動して接続壁部３４を押圧することにより、再成形することもできる。

最後に、ねじ部形成工程及びカール部形成工程を行うことにより、缶体１０２を製造する。

なお、本発明は上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、前述の実施形態では、缶体１０１は、開口端部２１にキャップが螺着されるボトル形状の缶体に適用したが、これに限定されるものではない。本発明の缶体は、開口端部に缶蓋が巻締められる２ピース缶（缶体）に適用してもよい。

１０缶底部
１１環状凸部
１２環状凹部
１３パネル部
１４外周壁部
１５外周立壁部
１６縮径壁部
１８内周立壁部
１９コーナー凸部
２０缶胴部
２１開口端部
２２円筒部
２３肩部
２４縮径部
２５口部
３１環状溝部
３２拡径壁部
３３縮径壁部
３４接続壁部
５１カップ
５２，５３，５４，５５筒状缶
６１パンチ
６２ダイ
７１成形ローラ
８１缶底部
１０１，１０２缶体
１１１接地部
１１２内周凸壁部
１１３外周凸壁部
１２１天井部
１２２内周凹壁部
１２３外周凹壁部
２５１大径部
２５２小径部
２５３カール部
２５４ねじ部
５１１，５２１周壁部
５１２，５２２，５５２底部
５２３開口端部
５３１小径筒部
５４１カール筒部
５４２口部

Claims

缶底部に、缶軸方向外方に突出する環状凸部と、前記環状凸部の径方向内側で缶軸方向内方に突出する環状凹部と、前記環状凹部の径方向内側で該環状凹部に囲まれた平坦なパネル部と、を有し、
前記環状凸部が、前記缶底部の缶軸方向の最外位置に形成された接地部から径方向内側に突出する内周凸壁部と、径方向外側に突出する外周凸壁部と、を有し、
前記環状凹部が、前記缶底部の缶軸方向の最内位置に形成された天井部から径方向内側に窪んだ内周凹壁部と、径方向外側に窪んだ外周凹壁部と、を有しており、
前記内周凹壁部に連続して缶軸方向外方に立設する内周立壁部を有し、
前記内周立壁部と前記パネル部との間を接続して径方向外側に突出するコーナー凸部を有し、
前記接地部の直径をＤ１、前記パネル部の外周縁の直径をＤ３とし、
前記接地部から前記天井部までの缶軸方向の垂直距離をＨ２、前記接地部から前記パネル部の外周縁までの缶軸方向の垂直距離をＨ３とし、
前記内周凹壁部の曲率半径をｒ１、前記外周凹壁部の曲率半径をｒ２としたときに、
前記直径Ｄ１と前記直径Ｄ３との比率（Ｄ３／Ｄ１）が０．６以上０．８５以下であり、
前記距離Ｈ２と前記距離Ｈ３との比率（Ｈ３／Ｈ２）が０．４以上０．９以下であり、
前記曲率半径ｒ１と前記曲率半径ｒ２との関係がｒ１＜ｒ２であり、
前記外周凹壁部と前記内周凸壁部との間に、前記外周凹壁部に向かうにしたがって缶軸方向内方に向けて漸次縮径し、前記外周凹壁部の下端に接続された縮径壁部が設けられ、
前記内周立壁部は、前記内周凹壁部から缶軸方向外方に向けて漸次縮径する傾斜面状に形成されており、
前記内周立壁部と缶軸とのなす角度αが３°以上１５°以下であることを特徴とする缶体。
前記直径Ｄ３が２２．０ｍｍ以上２８．５ｍｍであり、記距離Ｈ２が４．０ｍｍ以上８．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の缶体。
前記内周凸壁部と前記外周凹壁部との間に、前記内周凸壁部に連続して缶軸方向内方に立設し、前記縮径壁部の下端に接続した外周立壁部を有し、
前記外周立壁部と缶軸とのなす角度βが３°以上２０°以下であることを特徴とする請請求項１又は２に記載の缶体。
前記内周凸壁部と前記外周凹壁部との間に、前記縮径壁部の下端に接続し、前記内周凸壁部の径方向の最内位置よりも径方向外側に窪んだ環状溝部を有し、
前記内周凸壁部の径方向の最内位置から前記環状溝部の径方向の最外位置までの径方向の深さｗが０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の缶体。