JPS6050654B2

JPS6050654B2 - 密閉容器

Info

Publication number: JPS6050654B2
Application number: JP52080912A
Authority: JP
Inventors: ロジヤ−・ビ−・キヤノン; ア−リイン・エル・キヤンベル
Original assignee: Ball Corp
Current assignee: Ball Corp
Priority date: 1976-07-07
Filing date: 1977-07-06
Publication date: 1985-11-09
Also published as: GB1567518A; NL7706668A; CA1079659A; FR2370645B1; IT1106752B; JPS538287A; AU502822B2; MX146867A; DE2728511C2; FR2370645A1; AU2573077A; BE856527A; DE2728511A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は缶などの金属容器の製造に係る。

食品や飲料、特にソフトドリンクやビールは、その相
当部分が現在金属缶に包装されている。王片缶は、筒
形の側壁の一端に円板形の底を結合し、缶に品物を詰込
んでのち、反対端に円板形の蓋を結合することによつて
作られる。二片缶は、通常、円板形の素材を缶本体（
筒形の側壁と、その一端に一体につくられた円板型の底
とよりなつている）に成型し、該缶本体に品物を詰込み
、該缶本体の反対端に円板形の蓋を結合することによつ
て作られる。二片缶の側壁は変形加工によつて薄くなる
が、底部は缶を作る素材とほぼ同じ厚さに保たれる。（
これらの用語は当業界において必らずしも統一されてい
ない。二片缶は、缶本体が継ぎ目無しの単片であること
から、’゛単片’’缶または’゛シームレス’’缶と呼
ばれることもある。本出願においては、二片缶及び三片
缶の用語を上述したように用いている）最初のうちは
、Ξ片缶の方が所望寸法に作ることがより容易なため、
市場に於て優勢であつたが、適当な強度の缶をより多く
、効率的に製造するために、二片缶技術の開発が促進さ
れるようになつた。

その結果、ソフト●ドリンクとビールの大部分は、今日
、アルミニウムまたは鋼の薄い円板から、絞りとアイア
ニングとによつて、または絞りと再絞りとよつて製作さ
れた二片缶に詰められている。当業界においては、缶の
原材料を節減するため、缶本体の製作に関し革新的手段
の開発が求められている。ビールと飲料用の缶の年間消
費量は多大てあるから、金属消費量の節減は、直ちに多
大な金銭的節減になる。理由が何であれ、缶の底は現在
ほぼ平坦であるか、または中心において内方へドーム状
に湾曲しており、缶を平坦面上においたとき、その周縁
リングにおいて支持されて起立している。

缶は或る圧力に耐えるように設計される。

従来、ビール缶は約６．３ｋ９ノｄ（９０ｐ．ｓ．ｉ．
）の圧力に耐えるように設計されているが、実際に作用
する圧力はこの値よりかなり小さい。それにもかかわら
す、缶は損傷することがある。主たる損傷源は缶底であ
る。損傷は反転の形態て生じる。反転とは、缶底の内方
即ち上方へドーム状に湾曲した部分が、逆に外方へ膨出
するごとく変形し、缶底を平坦でなくすることを表現す
る用語である。したがつて、本発明の目的は、在来の缶
底形状に比較して、より大きい強度を与える缶底形状を
提供することてある。本発明は、円形の底壁と、該底壁
と１体につくられた円筒状の側壁とを有し、該底壁に複
数個の．独立した外側への突起が、底壁の周縁と中心と
の間に分布配列されている金属製缶本体を提供している
。

本発明の缶本体は一般に絞りとアイアニングにより製作
され、その底壁には外方に膨んだいくつ．かの突起が、
底と同心の円周上形成されている。

缶詰作業が完了したとき、前記突起が缶底の他の部分よ
りも最も遠く外方へ突出し、缶を平坦面上に安定に支持
するようになつていさえすれば、缶底の形状は平坦であ
つてもあるいは中心において・外方または内方にドーム
状に湾曲されていてもよい。本明細書に開示される缶底
形状は、二片式または三片式のビール及び飲料容器、エ
ーロゾル容器及びその他の同様の耐圧容器に対して適用
される。本明細書に示した実施例の一つにおいては、缶
底は、充填前においては、内方へドーム状に湾曲してお
り、缶底の外周縁が最も外方へ突出している。ついで、
充填密閉後、缶内容物が例えばビール低温殺菌処理時に
おけるように内部圧力が上昇すると、中心のドーム状部
分が外方へ反転して、前記足を前記外周縁の越えて最も
外方へ突出させる。また缶底に足を設けることは、缶底
の剛性を向上させ、従つて、より薄い缶素材の使用を″
可能にする。本発明の原理につき、好適実施例を示す図
面を参照して以下説明する。

図示された特定の構造は、特許請求の範囲に記載される
本発明の形態を例示しているにすぎず、本発明を限定す
るものてはない。現在使用されている缶の或るものにお
いては、缶本体１０（第１図）がほぼ平坦な底１２を有
し、しかも缶本体１０を形成する金属材料の厚さ剛性は
、例えば缶に充填密閉された内容物の気体から生じる内
圧により、平坦な缶底１２が外方へ湾曲される（第２図
）程度に決められている。

このような缶底の膨出は缶の支持を不安定にし、缶は“
揺り子゛になり、平坦面Ｓ上に安定して直立することが
できない。現在使用されている缶の他のものにおいて、
缶本体１４（第３図及び第４図）は、初め、中心におい
て内方へ湾曲された底１６を有し、該底は円周方向に連
続し、かつ軸方向外方に膨らんでいるリング１８によつ
て包囲され、リング１８において底１６が缶側壁２０と
接続している。

正常な状態では、リング１８が広く分散された環状の平
坦な接触帯を構成し、それにより缶は安定して直立する
ことができる。しかし、もし缶本体１４を作つている金
属材料が充分な強度を有しないか、または、缶内の内圧
が、缶が充填密閉された後、過大になつた場合には缶底
１６が反転して不都合な状態となり、缶の支持は不安定
になる。もし反転したとき、湾曲面即ちドームの中心部
２４が接触帯２２よりもさらに外方へ軸線方向に変位し
ないとすれば、缶は平坦面Ｓ上に安定して直立する能力
を持ち続けるであろう。反転時中心部２４が接触帯２２
（第５図）よりも外方に変位したときは、缶ば揺り子゛
になり、安定して直立し得ない。連続したリング形の構
造によつて囲まれた平坦な缶底中心区域は、外方へ反転
しドーム形に突出し易いものである。

このような反転傾向は、缶底の中心区域の周縁に多くの
突起すなわち足を押圧形成し、局在させることによつて
、相当程度減じられることをわれわれは発見した。゜“
局在゛と言う用語は、前記足は缶底に同心状に配列され
るが、それぞれの足は円周方向には互いに離隔して位置
し、独立していることを表現している。本発明の缶底の
一形態が第６図と第７図に図示・されており、第２の形
態が第８図と第９図とに図示されており、第３の形態、
即ち現時点で最も推奨される形態が第１０図〜第１２図
に図示されている。第６図に示される缶本体３０は、缶
底壁３２が例えは５個の等間隔に離された位置に於て局
部的に変形されて、缶底壁３２の中心部３６と周縁部３
８との中間に位置する複数個の軸方向外方に突出した突
起即ち足３４が形成されていること以外は、第１図に図
示されている缶本体に類似している。

足３４は、例えば部分球形状に形成される。他の形状、
例えば、だ円形、涙滴形、トロイド形及び先端を丸めた
円錐形なども使用されうる。足の精密な寸法、位置、数
の選定は重要なことであり、もし足の深さが足の直径に
比して大きすぎたり、材料の強度が不足したような場合
には、損傷、破砕が生じ易くなる。この点に配慮してあ
れは、本発明の缶底に於ける複数個の足の排列としては
種々の形態が存在し得る。例１２１１Ｘ４１３缶本体に対するユナイテツドステー
１６．５ツ・ブルワ
ーズ社規格の材料で、約０．４２ＴＷＬ（−
１０００吋）の厚さの３００
４−Ｈｌ９アルミ合金から作られた１４個の絞られてア
イアン加工された二片式の飲料缶本体３０において、直
径約１．２７ｃｍ（Ｙ）の部分球形をなし、その中心に
おいて外方に概ね３．３瓢突出している５個の足３４が
、内型を使用して押し出されている。

いくつかの缶において使用された或る範囲のブレス圧に
おいては、足の中心深さが大きくなりすぎ、前記内型に
マッチした型を用いて外側から支持した。前記１４個の
試験缶のうち、５個は試験されなかつた。試験された９
個において、足成形型圧力は、約１５８８ｋｇ（３５０
０ボンド）と約２７２２ｋ９（６０００ボンド）との間
の範囲内に選ばれ、平均１８１４ｋ９（４０００ボンド
）であつた。足の中心深さは、比較的軽圧で押出された
１個の缶の場合の約２．６順（イ）．１０２″）から、
少くとも約１８１４ｋ９（４０００ボンド）を使用して
押出された数個の缶の場合の約２．８？（イ）泪０″″
）までの範囲にわたつた。９個の缶に約１１ｋｇＩｃＩ
ｔ（１６０ボンド毎平方インチ（Ｐ．ｓ．ｉ．））の内
圧を加えてみたが、金属の損傷または漏れは全く生じな
かつた。

（普通、飲料缶は、例えば、アルコールを含まない炭
酸飲料を収容するために使用されるとき約７ｋ９１ｃ！
ｔ（１００ｐ．ｓ．ｉ．）以上の内圧に耐えることまで
は要求されない。

）さらに、前記９個の缶に対し、支持安定度の試験とし
て、缶を平坦面Ｓ（第７図）上に起立させ、缶底が膨出
してその中心が平坦面Ｓに接触するまて缶に内圧を加え
、その内圧力を測定した。

その内圧力は、足の深さに比例して、約９．８ｋ９ノｄ
（１４０ｐ．ｓ．ｉ．）〜約１０．９ｋ９１ｄ（１５５
ｐ．Ｓ．ｉ．）であり、平均して約１０．４ｋｇＩｃＩ
ｔ（１４８ｐ．ｓ．］．）てあつた。これは通常の炭酸
飲料缶内の圧力に比べかなり大きい。前記試験において
、内圧を加えて缶底をドーム状に膨出させた結果、缶ば
゜成長゛してその高さ１
００″７が約２．０３Ｔｆ！：ｍ（孔舘）〜２．５４Ｔ
ｗｔ（両）だけ高くなつた。

この程度の成長の大きさ、およびそれにともなう缶容積
の増加は缶市場の大部分によつて容認されると思われる
が、このような成長が望ましくないような場合を考慮し
、第８図と第９図とに図示される実施例が開発された。
第８図と第９図とに図示した缶本体４０は、缶底壁が、
初めから、例えば、約１．５２７７０７！（皐？）〜５
１０００１．７８７Ｗｉ（伶情）程度概ね球形に僅かに
外方に膨出されていること以外は第６図及び第７図に示
した缶本体３０と同じである。

従つて、缶本体４０がＯ充填密閉され、約７ｋ９１ｃＦ
１ｉ（１００ｐ．Ｓ．ｉ．）まで内部圧力が上昇される
とき、缶は約０．５Ｔｎ！ｎ（７１）〜
１００００．７６？（？袢）そ
の高さを増す程度゜“成長゛するにすぎない。この理由
は、前記初めのドーム状膨出によつて缶は部分的に゜゜
予成長゛しているからである。缶本体４０は、足が無い
点以外は類似している飲料缶を作るのに用いられている
ものと同１６．５″″
じ厚さの薄板金、例えば約０．４２Ｔｎの（？）厚さの
板金から作ることもできる。この場合、缶本体４０は、
より強くなり、例えば、約１０．４ｋｇ１ｃＩｔ（１４
８ｐ．Ｓ．ｉ．）の内圧を加えた場合にも、その中心４
６が平坦面Ｓに接触することはなく、缶は足４４によつ
て安定に支持される。これは、在来の凹んた下−ム形の
足無しの缶底が、約６．３〜７ｋ９ノｄ（９０〜１００
ｐ．Ｓ．１．）の内圧によつて外側にドーム状に膨んだ
り、反転したりするのとは対照的てある。従来のドーム
状の底を有する缶とほぼ同程度の強度をもたせる場合に
は、缶本体４０は、より薄１３．５″
い板金例えば約０．３４Ｔ！ｒ！ｎ（一）の厚さの３０
０４− １０００Ｈ１９アルミ合金缶
材を用いて作ることができる。

その結果、缶本体の金属重量は約１１％〜１８％節約さ
れる。このような金属重量の節約は米国のビール並びに
飲料産業に対して、１０００缶あたり約５５０円（２ド
ル）、あるいは年間約２関億円（９０００万ドル）の節
約をもたらすものと推定される。第６，７図の缶本体３
０や、第８，９図の缶本体４０は、内部的に加圧される
以前に既に足３４，４４が、缶本体の底か側壁と合体と
する底周縁部に延在するリツジ部分よりもさらに軸線方
向外方に突出していることに注目を要する。

この足３の突出が特別問題にならない場合も多いが、本
発明の顧客である缶製造業者や缶詰業者のなかには、そ
のような突出している足は、彼等の現在のプラントで使
用している特定のコンベヤを用いて缶を搬送しようとす
る場合には、缶の渋滞や誤送３の原因になりはしないか
というもつともな懸念を抱く人もあろう。また、缶は蓋
の折曲げ接合を行うときに軸方向の圧縮力を受けること
も考慮に入れなくてはならない。

缶は、飲料充填と折曲げ接合の工程におい４て最大約１
６３ｋ９（３６０ボンド）、普通約１１３ｋ９（２５０
ボンド）、の軸方向圧縮力を受けるであろう。特に現在
用いられているよりも薄い薄板金を使用している第６〜
９図の缶の足３４，４４は凹んだり、つぶれたりする可
能性がある。上述の問題を克服するため、第１０図〜
第１２図に示す第３の実施例が開発された。

第１０図〜第１２図は、在来の缶を示す第３〜７５図
に対比される。

第１０図〜第１２図に示す実施例の缶本体５０が第３
図の缶本体と異る点は、缶底５２に、第６図について説
明したような複数個の足５４が設けられていることであ
る。

複数個の足５４が、それＯに沿つて配列されている仮想
同心円の半径は、缶底５２（第１０図）の初めのくぼみ
の湾曲度と、個々の足５４の中心深さとを勘案して、最
初には、缶底５２が側壁５８と曲線状の遷移部を形成し
て合体する環状の周縁リム即ち帯５６におい７て、缶底
５２が平坦面上に支持されるように選ばれ、周縁リム５
６が第１底部支持部を形成する。これは重要なことであ
る。すなわち、製缶プラント、醸造所または缶詰工場な
どにおける搬送作業時においては、缶の足は引込められ
ており、コン”ベア上で損傷を受けるおそれはない。故
に、第１０〜１２図に示すように形成された缶底は、そ
のまま在来の充填ラインにおいて使用できる。第１０図
において、足５４は平坦な支持面Ｓに達していない。ま
た、缶に例えば炭酸飲料６０を詰込み、缶本体の反対端
６４において、缶の周縁に沿つて蓋６２を折曲げ接合す
るときには、缶は第１底部支持部である周縁リム５６に
おいて広く分散されて支持されており、その支持方法と
支持場所とは在来の缶のそれにきわめて似ている（第３
図参照）。缶５０が充填され閉鎖され、しかもまだ内
圧が発生していない状態においては、底壁は上述の形態
すなわち内方に凹んだ形状を保つている。

この形態を第１安定形態と称し、その容積を第１容積と
称する。ついで普通の缶ビール低温殺菌工程におけるよ
うに、缶内部に内圧が生じると、当初内方に凹んでいた
缶底５２（第１０図）は反転して外方へ膨出した状態に
なる（第１２図）。この形態を第２安定形態と称し、そ
の容積を第２容積とｒ称する。一般に約１．２〜１．
４ｋ９１ｄ（１８〜２部．Ｓ．ｉ．）の圧力において生
じる上記現象によつて、足５４は周縁リム即ち帯５６よ
りも遠く軸線方向へ突出し、第２底部支持部を形成し、
内圧を与えられた″０５０は第２底部支持部である数個
の足５４を介して平坦面Ｓ上に安定して起立する。本実
施例においては、足５４は軸線方向の長さが比較的短か
く、例えば約２〜２．２ｗｉ（』灸″〜灸″）の深さ
１０００１０００であり、缶が第１０
図の形状から第１２図の形状．
１６０，〜に変形するとき、最大約４〜４．６ｗ
ｎ（− １０００Ｎ″）の
高さの゛成長゛を行う。

このような高さの増加は缶容積の変化を伴い、変化量は
缶の長さ対直径比に依存する。３４０ｙ（１２オンス）
２１１飲料缶、即ち約６．Ｂｃｒｆｔ（２見″）の直径
を有する缶を作る通常の設備を使用して絞り、アイアン
加工された缶５０における容積の増加は、一般に約３９
１ｙ（１３．８オンス）〜４０７ｙ（１４．３５オンス
）である。

上述の足付きの缶５０は、約０．３４順１３．５（−５
）の厚さの３００４−Ｈｌ９アルミ合金缶材を用いれば
、約７ｋ９１ｃ＃ｉ（１００ｐ．ｓ．１．）までの内部
圧力が生じた場合にも、缶底が膨出しすぎて、缶の支持
が不安定になるようなことはない。

本発明の原理は、内圧を生じさせる内容物が何であれ、
同じように有効に働らくことは明らかである。

従つて、本発明は、ビール、ソフト・ドリンクまたは飲
料などの缶に限定されることなく、エーロゾル缶や他の
圧力容器に実施されうる。同様に、本発明は三片式の缶
本体に適用されても同様の結果を得ることができる。以
上の諸実施例においては、現在広く使用されている特定
の合金を引用したが、それに限定されるものではない。

本発明は、ぶりき缶及びアルミ缶にも適用され得る。本
発明の本質的利点は、缶の製造材料に依存しない。本発
明に従う缶底は、缶本体を絞るブレス工程と、足を押出
すブレス工程を別個にしてもよく、あるいは、ブレス機
構を改修して、缶本体の絞り成形と足の押し出しとを同
時に行つてもよい。

また、これに代えて、缶本体メーカーに渡す前に足を形
成しておいたり、または缶本体メーカーの工程の完了時
に別の工程として足を形成することも可能である。本発
明の缶を作るその他の手段または方法は、当業者ならば
種々考えることができよ本発明の実施例の一つは、規定
の内圧が発生したかどうかを監視したり、表示したりす
るのに便利に使用される。該内圧は、缶の内容物が或る
規定された熱または圧力を受け、低温殺菌、圧力加工、
または調理、色抜き、または滅菌などの処理が行なわれ
たことを示すことができる。炭酸飲料の従来の缶詰作業
においては、缶に規定量の液体を供給し、液体とそれか
ら生じる泡が静まるのを待つて缶を密閉している。

液体上方の空間は、密閉前に二酸化炭素によつて占めら
れている。ほとんどのビール缶詰工程においては、ビー
ルは容器内に密閉されたのち低温殺菌される。容器の内
圧は容器が密閉されたのち生じる。内圧を受ける前には
缶底が内方へ凹んでいる本発明の実施例においては、内
圧発生後の容器の容積は内圧発生前の容器の容積よりも
大きい。従つて、缶の口部における液体上方の空間は、
缶の容積が密閉後増加することを考慮すれば、予め削減
しておいてもよい。上方空間のような削減の程度は、缶
に内容物を充填したのち缶を密閉するまでの間の缶の搬
送方法、缶詰工程などの改善の度合に左右される。しか
し、金属使用量をさらに節減し、かつ本発明を最も効果
的に使用するため、缶本体の寸法−を、密閉し内圧発生
後に所望の容積が得られるように選択することもできる
。

缶本体の寸法の変更としては各種の方式がある。

例えば、缶本体の長さを変更してもよく、缶本体の直径
を変更してもよい。または、長さと直）径とを同時に変
更してもよい。どのような変更がよいかは、顧客の希望
または生産ラインの諸機械をなるべくそのまま使いたい
という缶詰業者の希望に従つて決定される。何れにしろ
、最終の結果は、所望の容積の缶に必要とされる金属量
をさら夕に減じることである。内圧によつて密閉後“成
長゛する缶本体を提供する本発明の構造は、本質的に前
記目的に合致している。一体的に足を形成された本発明
の容器は、明細書において述べたように、本発明の原理
から逸脱９することなく種々の形態が考えられるから、
本発明は特許請求の範囲の精神と範囲内に含まれるすべ
ての形態を包含するものとして理解さるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は内圧を生じていない在来の二片式平底缶本体の
部分縦断面図；第２図は、第１図の缶が内部圧力を受け
て、その缶底を外方へドーム状に湾曲させ、揺り子状態
になつた断面図；第３図は内方へドーム状に湾曲した底
を有する在来の二片式缶の、内圧のない状態の部分縦断
面図；第４図は第３図の缶本体の下面図：第５図は第３
，４図に示した缶体が内圧を受けて缶底を外方へ反転さ
せ揺り子状になつた缶本体の縦断面図；第６図と第７図
は、それぞれ本発明の第１実施例の内圧発生の前と後に
おける状態を示す部分縦断面図であり、上方図示してい
ない部分は在来缶と外観ともに同じである：第８図と第
９図は、それぞれ本発明の第２実施例の内圧発生前後の
状態を示す部分縦断面図；第１０図は、現在推奨される
第３実施例の内圧発生前の状態の縦断面図てあり、足は
引込まれている；第１１図は第１０図の缶の下面図；第
１２図は内圧によつてドーム状湾曲部が反転され、足が
突出された状態の第１０図と第１１図の缶の縦断面図で
ある。図面上、３０，４０，５０はｊ缶本体』；３４，４４，
５４はｊ足に３２はｊ缶底壁』；３６はｊ中心ｊ；３８
はｊ周縁』；４６はｊ中心ｊ；５２は丁缶底１；５６は
ｒ周縁帯』；５８はｊ側壁』；６０はｊ炭酸飲料．０：
Ｓはｊ平坦面』を示す。

Claims

【特許請求の範囲】１底壁と１体につくられている側壁を有し、前記底壁
は内方に凹んでいてその外側周縁近くに第１底部支持部
を備えており、かつ内方に凹んだ部分に第２底部支持部
を有しており、さらに前記底壁は、缶に内圧が加わつた
場合に前記第２底部支持部が前記第１底部支持部を越え
て突出するように反転してほぼ凸状になり、前記圧力が
減じても再び内方に凹まないようにされており、前記第
１および第２底部支持部は缶を平坦面上に置いた場合缶
を安定に支持していることを特徴とする缶本体。２特許請求の範囲第１項に記載の缶本体において、前
記第１底部支持部が、周縁に配置されており、前記第２
底部支持部が内方に凹んだ底壁の周縁の内側にあり、缶
本体と同心状に配置された複数個の凸部であることを特
徴とする缶本体。３特許請求の範囲第１項に記載の缶本体において、前
記缶本体が側壁および内方に凹んだ壁の間に曲線状の遷
移部を有し、かつ内方へ凹んだ壁の材料厚さおよび湾曲
度が缶に内圧が加わつた場合に内方へ凹んだ壁をその全
体にわたつて外方へ凸になつた壁に反転させるようにな
つていることを特徴とする缶本体。