JPH10272520A - 飲料缶の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボトムにしわが生じることを効果的に抑制で
きる飲料缶の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 第２工程で、第１工程で得られた浅絞り
カップ２５ａに、再絞り加工、しごき加工およびボトム
成形加工を連続して施し、缶胴体を成形する。再絞り加
工は、（Ａ）に示すように、ホルダ２およびダイス４に
よって浅絞りカップ２５ａを保持した状態で、（Ｂ），
（Ｃ）に示すように、パンチ３を矢印の方向に移動して
行われる。このとき、浅絞りカップ２５ａのテーパ面２
５ａ１の図中右端の屈曲位置２５ａ２が、ホルダ２およ
びダイス４による浅絞りカップ２５ａの押圧領域の図中
右端の位置３０と、パンチ３の先端３ａによる浅絞りカ
ップ２５ａの押圧位置３１との間に位置するように、浅
絞りカップ２５ａがホルダ２およびダイス４にセットさ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飲料を収容するア
ルミ缶などの飲料缶の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビールや炭酸飲料などの陽圧アルミ缶
や、非炭酸飲料などの陰圧アルミ缶などのアルミ缶は、
例えば以下に示すような工程を経て製造される。すなわ
ち、先ず、第１工程で、図１１（Ａ）に示すように、板
状の素材５をブランクパンチ６およびドロウパッド８で
保持した状態で、図１１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、
ダイスセンタ９を移動して、素材５を板状から浅絞りカ
ップ状に成形する。ダイスセンタ９における素材５を押
圧する側の底部と側部とは略直角になっている。

【０００３】次に、第２工程で、浅絞りカップに再絞り
加工(Redrawing) 、しごき加工(Ironing) およびボトム
成形加工(Bottom Forming)を連続して施し、缶胴体(Bod
y)を成形する。再絞り加工では、図１２（Ａ）に示すよ
うに、ホルダ２およびダイス４によって浅絞りカップ状
の素材５を保持した状態で、図１２（Ｂ），（Ｃ）に示
すように、パンチ３を矢印の方向に移動して行われる。
この再絞り加工では、ボトムの予成形が行われ、ボトム
成形加工時にボトム全体が所定の形状に成形される。

【０００４】このようなアルミ缶の製造工程では、上述
した再絞り加工において、カップにしわが生じることを
抑制するために、例えば、ホルダー２に推力を加えるた
めのシリンダー圧力を調整するなどして、しわ押さえ力
を大きくしている。また、ボトム成形加工において、金
型を押しつける圧力を大きくしている。さらには、例え
ば、特願平７−８８５８０号に記載されるように、板材
から浅絞りカップを成形する際に、ボトムにしわを生じ
させないようにカップの底部に予成形を施す方法もあ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、蓋の
材料コストを下げるために、蓋の径を縮小化する要請が
ある。このように蓋の径を縮小化すると、スタッキング
性の確保などの観点から、アルミ缶のボトム接地径も縮
小化する必要性がある。しかしながら、アルミ缶のボト
ム接地径を小さくすると、例えば、再絞り加工でボトム
予成形を行う際に、ボトムにしわが生じやすくなるとい
う問題がある。このように、ボトム予成形時にしわが生
じると、ボトム成形加工を行ってもしわを消すことがで
きず、しわの痕跡が製品に残存してしまう。このボトム
しわは、再絞り加工時に、例えば、パンチ３の先端とダ
イス４のラジアス部との間で、素材５が金型などによる
拘束のない状態で成形されるために生じる。

【０００６】さらに、アルミ缶の肉厚を薄くすると、ボ
トムにしわがさらに生じやすくなる。また、前述したよ
うに、カップの底部に予成形を施す方法では、カッピン
グプレスの構造を大幅に変更する必要が生じ、当該変更
に伴う価格コストが膨大になってしまう。

【０００７】本発明は、上述した従来技術に鑑みてなさ
れ、アルミ缶などの飲料缶の製造工程において、製造装
置を大幅に変えることなく、ボトムにしわが生じること
を効果的に抑制できる飲料缶の製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した従来技術の問題
点を解決し、上述した目的を達成するために、本発明の
飲料缶の製造方法は、素材を浅絞りカップ状に成形した
後に、再絞り加工を行って飲料缶を製造する飲料缶の製
造方法であって、底部の所定位置から所定角度で外縁に
向かって屈曲したテーパ面を形成するように、前記素材
を浅絞りカップ状に成形し、前記浅絞りカップ状の素材
の保持位置とパンチ位置との間に、前記底部における前
記テーパ面の屈曲開始位置を置いた状態で、前記浅絞り
カップ状の素材に再絞り加工を行う。

【０００９】本発明の飲料缶の製造方法では、前記浅絞
りカップ状の素材の保持位置とパンチ位置との間に、前
記テーパ面の前記底部における屈曲開始位置を置いた状
態で、前記浅絞りカップ状の素材に再絞り加工を行うこ
とから、非拘束部の剛性が屈曲部によって高められ、ボ
トムしわの発生が効果的に抑制される。また、既存の設
備の大部分をそのまま用いることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係わる
アルミ缶の製造方法について説明する。図１は、本実施
形態のアルミ缶の製造方法の第１工程において、板状の
素材から絞りカップを成形する過程を示す片側側面図で
ある。図１において、一点鎖線は成形される絞りカップ
の中心軸を示している。本実施形態のアルミ缶の製造方
法では、図１（Ａ）に示すように、板状の素材２５をブ
ランクパンチ６およびドロウパッド８で保持した状態
で、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ダイスセンタ２
９を図中矢印の方向に移動して、板状の素材２５から浅
絞りカップ２５ａを成形する。本実施形態では、図１に
示すように、ダイスセンタ２９は、図中下端の底部の外
縁に所定の角度のテーパ面２９ａを備えた略円錐台形状
をしている。なお、図１において、点線は図１１に示す
従来のダイスセンタ９の外縁部の形状を対比のために示
している。第１工程で得られた浅絞りカップ２５ａは、
図１（Ｃ）に示すように、ダイスセンタ２９のテーパ面
２９ａに対応したテーパ面２５ａ１を備えた形状１にな
る。

【００１１】次に、第２工程で、第１工程で得られた浅
絞りカップ２５ａに、再絞り加工、しごき加工およびボ
トム成形加工を連続して施し、缶胴体を成形する。図２
は、浅絞りカップ２５ａに再絞り加工を行う過程を示す
片側側面図である。図２において、一点鎖線は成形され
る絞りカップの中心軸を示している。本実施形態では、
再絞り加工は、図２（Ａ）に示すように、ホルダ２およ
びダイス４によって浅絞りカップ２５ａを保持した状態
で、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、パンチ３を矢印
の方向に移動して行われる。このとき、浅絞りカップ２
５ａのテーパ面２５ａ１の図中右端の屈曲開始位置２５
ａ２が、ホルダ２およびダイス４による浅絞りカップ２
５ａの押圧領域の図中右端の保持位置３０と、パンチ３
の先端３ａによる浅絞りカップ２５ａのパンチ位置３１
との間に位置するように、浅絞りカップ２５ａがホルダ
２およびダイス４にセットされる。

【００１２】以下、浅絞りカップ２５ａのテーパ面２５
ａ１の傾斜角度および位置の適正値を実験結果に基づい
て考察する。先ず、テーパ面２５ａ１の位置について、
図３に示すように、テーパ面２５ａの傾斜角度θを１０
°に固定し、浅絞りカップ２５ａの中心軸からテーパ面
２５ａの図中右端の屈曲開始位置２５ａ２までの距離Ｒ
ｔ（ｍｍ）が異なる複数の浅絞りカップ２５ａを用いて
実験を行った。図３において、浅絞りカップ２５ａの中
心軸から、パンチ３の先端部３ａによるパンチ位置３１
までの距離Ｒｐを２３．７ｍｍとし、ダイス４の右端の
保持位置３０までの距離Ｒｄを３３．３ｍｍとした。

【００１３】図４は、このときのボトムしわの評価結果
である。図４に示すボトムしわ評価は、「０」がしわが
全く無い状態であり、「１」から「５」に向かうにつれ
てしわが増えたことを示している。図４から、距離Ｒｔ
が３０．９ｍｍ以上のときにボトムしわが殆ど発生せ
ず、図３に示すテーパ面２５ａの屈曲位置２５ａ２がダ
イス４に近づくにつれてボトムしわが減ることが分か
る。この結果から、距離Ｒｔが２８．５〜３３．３ｍｍ
の場合において、ボトムしわを従来より低減できること
が分かった。ここで、下記式（２）のように定義する
と、Ｋが４〜８となるように、テーパ面２５ａ１の位置
を設定すると、ボトムしわを従来より低減できる。な
お、より好適には、Ｋが６〜８となるように、テーパ面
２５ａ１の位置を設定する。

【数２】 Ｒｔ＝Ｒｐ＋（Ｒｄ−Ｒｐ）×Ｋ／８ …（２）

【００１４】なお、距離Ｒｔが２８．５ｍｍ未満でしわ
が多く発生するのは、非拘束部での素材量が多くなるた
めであると考えられる。また、距離Ｒｔが３３．３ｍｍ
を越えると、非拘束部に屈曲部が無くなってしまう。

【００１５】次に、テーパ面２５ａ１の傾斜角度につい
て、図５に示すように、浅絞りカップ２５ａの中心軸か
らテーパ面２５ａの図中右端の屈曲位置２５ａ２までの
距離Ｒｔ（ｍｍ）を３０．９ｍｍに固定し、テーパ面２
５ａ１の傾斜角度θが異なる複数の浅絞りカップ２５ａ
を用いて実験を行った。図６は、このときのボトムしわ
の評価結果である。図６に示すボトムしわ評価は、図４
の場合と同様に、「０」がしわが全く無い状態であり、
「１」から「５」に向かうにつれてしわが増えたことを
示している。図６から、傾斜角度θが１０°のときにボ
トムしわが殆ど発生せず、直線近似を利用して考察する
と、傾斜角度θが３°〜１３°の範囲においてボトムし
わを従来に比べて低減できることが分かった。なお、よ
り好適には、傾斜角度θを５°〜１０°の範囲に設定す
る。このように、テーパ面２５ａの傾斜角度θが３°未
満になるとボトムしわが増えるのは、テーパ面２５ａに
おける剛性が不足するためであると考えられる。また、
テーパ面２５ａの傾斜角度θが１０°を越えるとボトム
しわが増えるのは、非拘束部での素材量が増えるためで
あると考えられる。

【００１６】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態では、第１工程におい
て、図１に示すように、ダイスセンタ２９によって浅絞
りカップ２５ａにテーパ面２５ａ１を形成したが、例え
ば、図７に示すように、ホルダ４２およびダイス４４に
相互に対応した傾斜面４２ａ，４４ａを設け、この傾斜
面４２ａ，４４ａで素材２５を挟み込むことで、浅絞り
カップ２５ａにテーパ面２５ａ１を形成する工程を第１
工程と第２工程の間に設けても良い。なお、浅絞りカッ
プ２５ａに形成されるテーパ面２５ａ１の屈曲開始位置
は、図８に示すように、ホルダ５２の幅を変えることで
調整できる。

【００１７】以上説明したように、本実施形態のアルミ
缶の製造方法によれば、底部の外縁にテーパ面２５ａ１
が形成された浅絞りカップ２５ａを再絞り加工するた
め、非拘束部の剛性を高めることができ、ボトムしわの
発生が効果的に抑制される。また、本実施形態のアルミ
缶の製造方法によれば、前述した図１に示す第１の工程
において、ダイスセンタ２９の先端部の形状を従来と変
えるのみで、テーパ面２５ａ１が形成された浅絞りカッ
プ２５ａを成形することができるため、既存の設備の大
部分をそのまま用いることができる。

【００１８】第２実施形態 以下、前述したアルミ缶の製造方法の再絞り加工におい
て、逆再絞り加工を行った場合について説明する。すな
わち、本実施形態では、前述した図１に示す第１工程を
行い、板状の素材２５から、テーパ面２５ａ１を備えた
浅絞りカップ２５ａを形成する。図９は、浅絞りカップ
２５ａに逆再絞り加工を行う過程を示す片側側面図であ
る。図９において、一点鎖線は成形される絞りカップの
中心軸を示している。本実施形態では、逆再絞り加工
は、図９（Ａ）に示すように、ホルダ６２およびダイス
６４によって浅絞りカップ２５ａを保持した状態で、図
９（Ｂ），（Ｃ）に示すように、パンチ６３を矢印の方
向に移動して行われる。すなわち、図９に示すように、
浅絞りカップ２５ａは、ダイス６４がカップの内側に位
置するように、図２に示す場合とは逆向きにセットされ
る。

【００１９】このとき、浅絞りカップ２５ａのテーパ面
２５ａ１の図中右端の屈曲開始位置２５ａ２が、ホルダ
６２およびダイス６４による浅絞りカップ２５ａの押圧
領域の図中右端の保持位置３０と、パンチ６３の先端６
３ａによる浅絞りカップ２５ａのパンチ位置３１との間
に位置するように、浅絞りカップ２５ａがホルダ６２お
よびダイス６４にセットされる。

【００２０】ここで、テーパ面２５ａ１の傾斜角度につ
いて、図５の場合と同様に、浅絞りカップ２５ａの中心
軸からテーパ面２５ａの屈曲開始位置２５ａ２までの距
離Ｒｔ（ｍｍ）を３０．９ｍｍに固定し、テーパ面２５
ａ１の傾斜角度θが異なる複数の浅絞りカップ２５ａを
用いて実験を行った。図１０は、このときのボトムしわ
の評価結果である。図１０に示すボトムしわ評価は、図
４の場合と同様に、「０」がしわが全く無い状態であ
り、「１」から「５」に向かうにつれてしわが増えたこ
とを示している。図１０から、傾斜角度θが６°，１０
°，１５°のときにボトムしわが殆ど発生せず、直線近
似を利用して考察すると、傾斜角度θが３〜１５°の範
囲においてボトムしわを従来に比べて低減できることが
分かった。

【００２１】本実施形態のアルミ缶の製造方法によって
も、前述した第１実施形態のアルミ缶の製造方法と同様
に、逆絞り工程において、非拘束部の剛性を高めること
ができ、ボトムしわの発生が効果的に抑制される。ま
た、既存の設備の大部分をそのまま用いることができ
る。

【００２２】本発明は上述した実施形態には限定されな
い。例えば、上述した実施形態では、飲料缶としてアル
ミ缶を例示したが、飲料缶の素材は、アルミニウム以外
に、スチールなどでもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の飲料缶の
製造方法によれば、浅絞りカップ状の素材の保持位置と
パンチ位置との間に、テーパ面の底部における屈曲開始
位置を置いた状態で、前記浅絞りカップ状の素材に再絞
り加工を行うため、非拘束部の剛性を高めることがで
き、ボトムしわの発生が効果的に抑制される。また、本
発明の飲料缶の製造方法によれば、既存の設備の大部分
をそのまま用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施形態のアルミ缶の製
造方法の第１工程において、板状の素材から絞りカップ
を成形する過程を示す片側側面図である。

【図２】図２は、本発明の第１実施形態のアルミ缶の製
造方法において、浅絞りカップに再絞り加工を行う過程
を示す片側側面図である。

【図３】図３は、浅絞りカップにおけるテーパ面の位置
を検討する実験結果を説明するための図である。

【図４】図４は、浅絞りカップにおけるテーパ面の位置
を検討する実験結果を示す図である。

【図５】図５は、浅絞りカップにおけるテーパ面の傾斜
角度を検討する実験結果を説明するための図である。

【図６】図６は、浅絞りカップにおけるテーパ面の傾斜
角度を検討する実験結果を示す図である。

【図７】図７は、本発明の第１実施形態のアルミ缶の製
造方法において、板状の素材から絞りカップを他の方法
で成形する過程を示す片側側面図である。

【図８】図８は、本発明の第１実施形態のアルミ缶の製
造方法において、板状の素材から絞りカップをその他の
方法で成形する過程を示す片側側面図である。

【図９】図９は、本発明の第２実施形態において、浅絞
りカップに逆再絞り加工を行う過程を示す片側側面図で
ある。

【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態において、
浅絞りカップにおけるテーパ面の傾斜角度を検討する実
験結果を示す図である。

【図１１】図１１は、従来のアルミ缶の製造方法の第１
工程において、板状の素材から絞りカップを成形する過
程を示す片側側面図である。

【図１２】図１２は、従来のアルミ缶の製造方法におい
て、浅絞りカップに再絞り加工を行う過程を示す片側側
面図である。

【符号の説明】

２…ホルダ、３…パンチ、４…ダイス、５，２５…素
材、６…ブランクパンチ、７…ブランクダイス、８…ド
ロウパッド、９，２９…ダイスセンタ、２５ａ…浅絞り
カップ、２９ａ…テーパ面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】素材を浅絞りカップ状に成形した後に、再
   絞り加工を行って飲料缶を製造する飲料缶の製造方法に
   おいて、 底部の所定位置から所定角度で外縁に向かって屈曲した
   テーパ面を形成するように、前記素材を浅絞りカップ状
   に成形し、 前記浅絞りカップ状の素材の保持位置とパンチ位置との
   間に、前記底部における前記テーパ面の屈曲開始位置を
   置いた状態で、前記浅絞りカップ状の素材に再絞り加工
   を行う飲料缶の製造方法。
2. 【請求項２】前記浅絞りカップ状の素材の中心軸から前
   記屈曲開始位置までの距離をＲｔとし、前記浅絞りカッ
   プ状の素材の中心軸から前記パンチ位置までの距離をＲ
   ｐとし、前記浅絞りカップ状の素材の中心軸から前記保
   持位置のパンチ位置側の端部までの距離をＲｄとし、Ｋ
   を４〜８の整数としたときに、 前記距離Ｒｔが下記式（１）が成り立つように、前記素
   材を浅絞りカップ状に成形する請求項１に記載の飲料缶
   の製造方法。 【数１】 Ｒｔ＝Ｒｐ＋（Ｒｄ−Ｒｐ）×Ｋ／８ …（１）
3. 【請求項３】前記テーパ面が屈曲する所定角度は、３°
   〜１３°である請求項１または２に記載の飲料缶の製造
   方法。