KR100530253B1 - 다각형 단면을 갖는 캔 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

다각형 단면을 가진 캔을 제조하는 방법 및 다각형 단면을 가진 캔에 관한 것이다. 그 제조 방법은, 관형 몸체(10)의 원통형 측벽을 밀링하여, 연속하여 있고 축방향으로 간격을 두고 서로 떨어져 있으며 관형 몸체(10)의 원통형 측벽의 각각의 둘레 영역의 반경방향 소성 변형에 의해 형성되는 다수의 원주방향 리브(20)를 상기 벽에 제공하는 단계; 원주방향 리브(20)가 제거된 길이방향 모서리(12)를 형성하기 위해, 형성된 관형 몸체(10)를 확장시켜 변형시키는 단계; 및 상기 관형 몸체(10)에 캔의 바닥 및 상부 벽을 이중 시밍(double seaming)하는 단계를 포함한다. 이 방법은, 다각형 단면을 가지고 길이방향 모서리(12)들 사이에서 측벽에 원주방향 리브(20)들을 가지는 캔을 형성한다.

Description

다각형 단면을 갖는 캔 및 그의 제조방법{A process for manufacturing a can with a polygonal cross-section and a can with a polygonal cross-section}

본 발명은 측면에 길이방향 이음매(seam)가 있는 관형 몸체를 가지는 다각형, 일반적으로는, 정사각형 단면의 캔을 제조하는 방법에 관한 것이다.

금속 시트(sheet)를 절단하고, 그 절단된 시트를 원통 모양으로 캘린더 가공(calendering)하고, 그 원통체를 측면에서 폐쇄하기 위해 그 시트를 용접하는 통상의 작업에 의해 얻어지는 원통 모양의 몸체를 갖는 캔이 공지되어 있다.

캔 몸체의 측벽의 구조 저항을 증가시키기 위해, 일반적으로는 밀링(milling)기(機)에서, 그 측벽에 일정 수의 원주방향 보강 리브(rib)를 제공하는 작업을 추가로 행한다. 그 리브들은 축방향으로 서로 간격을 두고 떨어져 있고, 캔 몸체의 안쪽으로 약간 돌출하여 있다.

상기 리브들은 캔 몸체의 원통형 측벽의 변형에 의해 형성되어, 캔의 반경방향으로의 구조 저항을 증가시키고, 따라서, 캔을 제조하는데 얇은 플레이트를 사용할 수 있게 함으로써 최종 제품의 가격을 적절하게 감소시킨다.

그럼에도 불구하고, 상기한 구성은, 중단 없이 그리고 캔의 구조를 축방향으로 약화시킴 없이 리브들이 원주방향으로 연장하여 있는 원통형 캔에 적용될 경우에만 경제적 및 산업적으로 유용하다. 원통형 캔에서는, 연속하는 원주방향 리브를 제공하여도, 캔의 정규 작용을 손상시키기에 충분한 정도의 축방향 압축력에 대한 캔의 저항이 감소되지 않기 때문에, 그 보강 리브들을 제공함으로써 금속 시트의 두께 감소를 보상하는 것이 가능하다.

그러나, 다각형 단면의 캔, 더 구체적으로는, 정사각형 단면을 가지고 연속적인 둥근 길이방향 모서리를 가지는 캔의 경우에는, 반경방향 힘에 대한 벽의 저항을 증가시키면서 금속 시트의 두께를 감소시키기 위해 상기 연속적인 원주방향 보강 리브를 제공하는 것은, 축방향 압축력에 대한 저항이 크게 감소되어 캔의 작용을 저해시키는 캔의 길이방향 모서리를 그러한 리브가 용인되지 않을 정도로 약화시키기 때문에 적합한 것으로는 판명되지 않았다. 연속적인 원주방향 리브를 제공함으로써 정사각형 단면을 갖는 캔의 금속 시트의 두께 감소를 보상하기 위한 시도는 캔의 길이방향 모서리에서 발생되는 허약화(weakness)로 인해 만족스러운 결과에 이르지 못했다.

그러나, 캔의 길이방향 모서리의 영역에서 원주방향 리브를 중단시키는 것은, 각 리브의 단부 영역에서의 원치 않는 주름(wrinkle)의 생성을 일으킬 수 있는 복잡한 작업에 의해 측벽 부분에만 리브를 형성하는 것을 필요로 한다. 이러한 불편함 때문에, 다각형, 일반적으로는 정사각형 단면의 캔이 원주방향 보강 리브의 제공에 의해 보상되는 금속 시트의 두께 감소 효과를 가질 수 없게 된다.

도 1은 본 발명에 따라 원주방향 리브가 제공된 정사각형 단면의 캔의 부분 절제 사시도이다.

도 2는 리브 단면의 일 예를 나타내는, 도 1의 캔의 측벽 부분의 확대된 부분 종단면도이다.

도 3은 도 1의 캔의 길이방향 모서리 부분의 확대된 부분 종단면도로서, 그 모서리의 영역에서의 원주방향 리브를 역으로 변형시킨 것을 나타내는 도면이다.

도 4는 캔의 측벽 부분의 리브를 따라 취한, 도 1의 캔의 확대 단면도로서, 길이방향 모서리 영역의 리브 형상의 변경을 나타내는 도면이다.

따라서, 본 발명의 목적은, 다각형, 일반적으로는 정사각형 단면의 캔의 길이방향 모서리의 약해짐을 일으키지 않고 상기 캔의 측벽을 형성하는 금속 시트의 두께를 감소시키도록, 측벽에 원주방향 보강 리브를 가진 상기 캔을 간단한 작업을 통해 제공할 수 있게 하는, 다각형, 일반적으로는 정사각형 단면의 캔의 제조 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 다각형 캔의 길이방향 모서리에서는 중단되어 있는 원주방향 보강 리브가 관형 몸체에 제공된 다각형 단면의 캔을 제공하는데 있다.

다각형 단면의 캔을 제조하는 방법은 초기 단계로서, 금속 시트(sheet)로부터, 길이방향 이음매(seam)가 있는 원통형 측벽을 가지는 관형 몸체를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 제조 방법은 또한,

연속하여 있고, 서로 축방향으로 간격을 두고 떨어져 있으며, 관형 몸체의 원통형 측벽의 각각의 둘레 영역을 소정의 정도로 반경방향으로 소성 변형시킴으로써 형성되는 다수의 원주방향 리브를 상기 관형 몸체의 원통형 측벽에 제공하기 위해, 그 원통형 측벽을 밀링(milling) 가공하는 단계;

원주방향 리브들이 제거된 길이방향 모서리들을 형성하기 위해 캔의 관형 몸체를 변형시키도록 그 관형 몸체를 소망의 다각형 단면 형상으로 확장시키는 단계; 및

다각형 단면의 관형 몸체에 캔의 바닥 및 상부 벽을 이중 시밍(double seaming)하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 방법에 따르면, 캔 몸체를 형성하는 단계는 간단하고, 복잡한 절차를 필요로 하지 않으며, 캔의 관형 몸체를 측면에서 폐쇄하는 시점까지는 일반적으로 사용되는 것과 동일하다. 그러나, 그 후, 다각형 단면을 갖는 캔을 형성하는 단계는 이미 공지된 것과는 구별된다. 관형 몸체는 연속적인 원주방향 리브들을 가지고 있고, 그 리브들은 원래의 원통형 형상으로부터 소망의 다각 관 형상으로 관형 몸체를 확장시키는 단계 중에 캔의 길이방향 모서리에서 제거된다.

리브를 형성하기 위해 측벽을 변형시키는 정도는, 관형 몸체를 다각형 형태로 확장시키는 단계 후에 리브들이 캔의 길이방향 모서리의 영역에서 실제적으로 제거되어, 그 길이방향 모서리에 의해 형성된 기둥의 구조적 완전함을 유지하도록 결정된다. 그러나, 상기 리브는 다각형인 관형 몸체의 각각의 측벽 부분에서는 여전히 유지되어 있어, 이들 측벽 부분의 저항을 증가시키고, 캔의 구조를 손상시킴이 없이 금속 시트의 두께를 감소시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 다각형 단면의 캔, 일반적으로는, 정사각 단면의 9 리터 캔의 제조에 적용된다.

본 발명의 방법은, 캘린더 가공(calendering) 후, 제조될 캔의 다각형 단면의 둘레와 실질적으로 동일한 둘레를 갖는 원통 모양의 관형 몸체(10)를 형성할 수 있도록 계산된 치수와 소정의 두께를 가지는 금속 시트를 절단하는 것과 같은, 관형 몸체를 성형하는 공지의 단계를 요한다. 관형 몸체(10)의 측면 폐쇄는 일반적으로, 캘린더 가공된 금속 시트의 양단부 모서리를 길이방향으로 서로 용접하여 길이방향 이음매(seam)(11)를 형성함으로써 이루어진다.

본 발명의 방법에 따르면, 캘린더 가공된 원통 형태로 되어 있는 관형 몸체(10)는 적절한 공지 구성의 밀링(milling)기(機)(도시되지 않음)에서 밀링 가공되어, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 그 관형 몸체의 측벽을 원주방향 및 반경방향 내측으로 변형시킴으로써, 다수의 원주방향 리브(rib)(20)가 제공되도록 한다. 그 리브들은 연속적이고, 캔의 전체 둘레를 따라 그 캔의 반경방향 내측으로 돌출하여 있다.

관형 몸체(10)의 측벽의 변형 정도는, 금속 시트의 두께를 대략 15%까지 감소시키면서도 반경방향으로의 측벽의 구조 저항을 증가시키도록 결정된다.

리브(20)가 캔의 길이방향 모서리(12)를 약화시키지 않도록 하기 위해, 적절한 장치(도시되지 않음)에서 관형 몸체(10)를 소망의 다각형 단면 형상으로 확장시키는 단계 중에 길이방향 모서리의 영역에서 그 리브들이 제거된다. 관형 몸체(10)를 확장시키는 단계에서, 궁형(弓形)의 길이방향 모서리(12)를 형성하기 위해 그 관형 몸체에 가해지는 반경방향 힘은, 그 영역에서 리브(20)를 역으로 변형시켜, 길이방향 모서리(12)에 의해 형성된 기둥에 대한 구조적 영향을 고려하여 그 리브를 실제적으로 제거하기에 충분하다. 그리하여, 모서리 영역에서의 측벽의 형상을 변경시키지 않고 그 측벽의 중간 부분에만 리브(20)를 제공하는 것이 가능하다.

삭제

관형 몸체(10)의 확장 후에, 다각형 단면의 관형 몸체(10)에 캔의 바닥 및 상부 벽을 이중 시밍(double seaming)하는 단계가 행해진다.

본 발명의 방법에서는, 캔의 축선을 가로지르는 면에 배치되고, 관형 몸체의 측벽의 반경방향 변형에 의해 얻어지며, 캔의 길이방향 모서리들의 축방향으로의 구조적 완전함을 유지하기 위해 캔의 길이방향 모서리의 영역에서는 제거되어 있는 원주방향 리브들에 의해 구조적으로 보강되고 금속 시트의 두께가 비교적 감소된 다각형 단면의 캔을 제조하는 것이 가능하다.

도시된 실시예에서는, 원주방향 리브(20)는 둥근 V자형 단면을 갖지만, 이 기본 형상은 소망의 반경방향 보강 기능을 무시함이 없이 다르게 변경될 수도 있을 이해하여야 한다.

Claims (6)

1. 금속 시트로부터, 상부 단부와 하부 단부 및 길이방향 이음매를 가진 원통형 측벽을 가지는 관형 몸체를 형성하는 단계;

   상기 관형 몸체의 종축선을 가로지르는 면에 있고 연속적이고 축방향으로 간격을 두고 서로 떨어져 있으며 상기 관형 몸체의 상기 원통형 측벽의 원주방향 영역의 반경방향 소성 변형에 의해 형성되는 다수의 원주방향 리브를 상기 관형 몸체의 상부 단부와 하부 단부 사이의 측벽 부분에 형성하기 위해 상기 관형 몸체의 원통형 측벽을 밀링 가공하는 단계;

   2개의 인접한 벽이 모서리에 의해 연결된 다수의 벽을 가지는 소망의 다각형 단면의 캔 몸체를 형성하기 위해, 상기 다수의 원주방향 리브를 가진 상기 관형 몸체를 확장시키는 단계;

   상기 다각형 단면의 캔 몸체의 상부 단부와 하부 단부 사이의 전체 길이에 걸쳐 상기 캔 몸체의 축방향으로 연속하여 있고 상기 원주방향 리브가 제거되어 있는 길이방향 영역을 상기 캔 몸체의 각 모서리에 형성하기 위해, 상기 확장 단계 중에 상기 캔 몸체를 변형시키는 단계; 및

   상기 다각형 단면의 캔 몸체에 캔의 바닥과 상부 벽을 이중 시밍(double-seaming)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 가진 캔의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원주방향 리브를 형성하기 위한 상기 원통형 측벽의 밀링 가공이 상기 캔의 바깥쪽으로부터 안쪽으로 행해지는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 가진 캔의 제조 방법.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 모서리에 형성된 상기 길이방향 영역이, 상기 모서리를 형성하는 상기 캔 몸체의 2개의 벽들 각각의 일부를 이루는 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 가진 캔의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 각각의 상기 모서리에 형성된 상기 길이방향 영역이 가지는 상기 부분이 상기 캔 몸체의 벽과 동일 면에 있는 것을 특징으로 하는 다각형 단면을 가진 캔의 제조 방법.