WO2014148246A1 - 缶蓋の製造方法、缶蓋、および、缶体 - Google Patents

Abstract

伸長処理（図３（Ａ）に示す例）では，下方からパネル（１１）が支持されることでパネル（１１）の高さは維持され，また，カール加工部（１３）が上下から保持され，上方方向および左右方向へのカール加工部（１３）の移動が規制される。そして，この伸長処理では，この状態にて，環状溝（１２）の底部に対し図中下向き方向の外力が加えられ，環状溝（１２）の底部が押し下げられる。これにより，パネル（１１）の径方向における外側方向に向かってパネル（１１）が引っ張られるようになり，黒い矢印に示すように，パネル（１１）に対し張力が発生する。これにより，缶蓋への形状の追加を抑えつつ缶蓋に生じた歪みの低減を図る。

Description

缶蓋の製造方法、缶蓋、および、缶体

　本発明は、缶蓋の製造方法、缶蓋、および、缶体に関する。

　特許文献１には、中央パネル部を備えるとともに、中央パネル部の略中央部領域内にパネルフォーム成形によって形成された凹状のパネルリセス部が形成され、さらに、開口用スコアが形成された缶蓋が開示されている。

特開２０１０－１３２３５５号公報

　缶蓋の製造工程では、スコア線やリベットの形成など、金属性の板材に対し塑性加工が行われることが多く、このように塑性加工を行うと、缶蓋に歪みが生じやすくなる。ここで、缶蓋に生じる歪みは、凹み形状などの形状を缶蓋に追加し缶蓋を構成する板材を伸長することで低減できるが、缶蓋の形状やサイズによっては、缶蓋に対し形状を追加しにくい場合がある。
　本発明の目的は、缶蓋への形状の追加を抑えつつ缶蓋に生じた歪みの低減を図ることにある。

　本発明が適用される缶蓋の製造方法は、金属製の板材に環状の溝を形成する溝形成工程と、前記板材のうち、前記環状の溝が形成される箇所の内側に位置する内側領域に対して、塑性加工を行う加工工程と、前記塑性加工が行われた後、前記板材のうちの前記溝が形成された部分に外力を与えて、前記内側領域に張力を付与する張力付与工程と、を備える缶蓋の製造方法である。
　ここで、前記張力付与工程では、前記溝の深さを大きくする外力を当該溝に与え当該溝の深さを大きくすることで前記内側領域の径方向における外側に向かって作用する外力を当該内側領域に与え、当該内側領域に張力を付与することを特徴とすることができる。この場合、内側領域にて生じている歪みを低減できるようになる。
　また、前記溝形成工程における前記環状の溝の形成によって、前記板材には、当該溝が形成される面とは反対側の面から突出し且つ環状に形成された突出部が形成され、前記張力付与工程では、環状に形成された前記突出部の径方向における内側に位置する、当該突出部の側部を、当該突出部の径方向における外側方向に向けて押圧することで、前記外力の付与を行い、前記内側領域に張力を付与することを特徴とすることができる。この場合、内側領域にて生じている歪みを低減できるようになる。
　他の観点から捉えると、本発明が適用される缶蓋の製造方法は、金属製の板材に対して塑性加工を行う加工工程と、前記塑性加工が行われた後、前記板材の外周縁側に位置する部位であって当該塑性加工が行われた加工箇所よりも外側に位置する外側部位を保持したうえで、当該板材のうちの当該外側部位よりも内側に位置する部位に対し、当該板材の厚み方向に作用する外力を与える外力付与工程と、を備える缶蓋の製造方法である。
　他の観点から捉えると、本発明が適用される缶蓋の製造方法は、金属製の板材に対して塑性加工を行う加工工程と、前記板材に対し前記塑性加工が行われた後、当該板材のうちの当該塑性加工が行われた加工箇所の周囲に対して塑性加工を施して、当該加工箇所を取り囲む環状の溝を形成する溝形成工程と、を備える缶蓋の製造方法である。
　また、本発明を缶体と捉えた場合、本発明が適用される缶体は、開口を備え内容物が収容された缶本体と、当該缶本体の当該開口に取り付けられる缶蓋と、を備え、前記缶蓋が、上記の何れかに記載の缶蓋の製造方法により製造された缶蓋であることを特徴とする缶体である。
　また、本発明を缶蓋と捉えた場合、本発明が適用される缶蓋は、内容物が収容された缶本体に取り付けられる板状の本体部と、前記本体部の外周縁の内側に位置し、塑性加工が施された塑性加工部と、前記本体部の外周縁に沿って形成され、前記塑性加工部の周囲に形成された環状の溝と、を備え、前記塑性加工が前記本体部に対して行われた後に前記環状の溝に対して外力が加えられることで、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施され、又は、前記塑性加工が前記本体部に対して行われた後に塑性加工によって前記環状の溝が形成されることで、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施された缶蓋である。
　他の観点から捉えると、本発明が適用される缶蓋は、内容物が収容された缶本体に取り付けられる板状の本体部と、前記本体部の外周縁の内側の内側領域に位置し、塑性加工が施された塑性加工部と、を備え、前記塑性加工が行われた後に、前記本体部の外周縁を保持したうえで前記内側領域の少なくとも一部を当該本体部の厚み方向に押圧し、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施された缶蓋である。
　ここで、前記塑性加工によって、前記塑性加工部には、前記本体部に開口が形成される際に当該本体部の破断を促すスコア線が形成され、前記スコア線は、前記本体部の径方向における中央部側に一端および他端を有するとともに当該本体部の外周縁側に向かって膨らむように形成され且つ当該外周縁側に頂部を有し、前記本体部の径方向における中央部を挟んで相対する二つの領域のうちの一方の領域に前記一端および前記他端が位置し、他方の領域に前記頂部が位置するように、前記スコア線は形成されていることを特徴とすることができる。この場合、缶蓋に占める開口の割合を大きなものにすることが可能になるとともに、このように開口の割合が大きくなっても、板材のうちの開口が形成される部分の伸長処理を行える。
　また、本発明を缶体と捉えた場合、本発明が適用される缶体は、開口を備え内容物が収容された缶本体と、当該缶本体の当該開口に取り付けられる缶蓋と、を備え、前記缶蓋が、上記の何れかに記載の缶蓋であることを特徴とする缶体である。

　本発明によれば、缶蓋への形状の追加を抑えつつ缶蓋に生じた歪みの低減を図ることができる。

飲料缶に用いられる缶蓋の製造方法を説明するための図である。 本実施形態にかかる缶蓋であって図１の（Ｃ）にて示したスコア加工まで行われた缶蓋を示した図である。 本実施形態にて実施される伸長処理の概略を示した図である。 第１伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。 第２伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。 金型の他の構成例を示した図である。 第３伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。 第３伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。 本実施形態の缶蓋の正面図である。 上金型の他の構成例を示した図である。 缶蓋の他の構成例を示した図である。 タブが取り付けられる前の缶蓋の状態を示した正面図である。 パネルの状態を説明するための図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
　図１は、飲料缶に用いられる缶蓋の製造方法を説明するための図である。まず、最初に、この図１を参照し、缶蓋の一般的な製造方法を説明する。
　飲料缶で広く採用されている缶蓋２０は、まず、同図（Ａ）に示すように、アルミなどの金属性の板材を、プレス加工機で、シェル１０と呼ばれる皿状の形成物にすることから始まる。このシェル１０には、その中央部に、パネルと呼ばれる円形の平面が形成され（以下、この平面の部分を「パネル１１」と称する）、また、パネル１１の周囲には、曲げ加工（塑性加工）が施され、断面形状がＵ字状であり且つ円環状に形成された環状溝１２が形成される。

　ここで、環状溝１２は、缶蓋２０の外側方向（厚み方向における外側）へ缶蓋２０が膨らむなどの缶蓋２０の変形を抑制する役割があるとされている。飲料缶の内部の温度上昇や飲料缶の落下に起因して、飲料缶の内圧が上昇し、缶蓋２０を外側方向に変形させようとする荷重が缶蓋２０に作用することがあるが、環状溝１２が缶蓋２０に形成されていると、このような荷重が作用しても、缶蓋２０の変形が生じにくくなる。

　また、本実施形態の缶蓋２０では、同図（Ａ）に示すように、環状溝１２の外側に、曲げ加工（カール加工）がさらに施され、環状溝１２よりも外側に位置する部位には、内向きにカールしたカール加工部１３が設けられている。
　ここで、飲料缶の製造工程では、一般的に、内容物である飲料を飲料缶の本体部に充填した後に、缶蓋２０を取り付ける。この際に、この本体部の上部に位置する円形の開口縁に形成される外側に向かって広がるフランジ加工部２２と、缶蓋２０のカール加工部１３（缶蓋２０の縁部）とを重ねるとともに、この重ねた部分に対し、いわゆる巻き締め加工（曲げ加工）を行う。さらに説明すると、カール加工部１３と本体部の開口縁のフランジ加工部２２の両者に対して曲げ加工（カール加工）を施すとともに、さらに押し潰す加工を施す。これにより、本体部に対し缶蓋２０が固定される。

　その後、本実施形態では、同図（Ｂ）に示すように、缶蓋２０のうちの、環状溝１２よりも内側に位置する内側領域に対し、塑性加工の一例としてのリベット加工が施される。このリベット加工では、パネル１１の中央部に対し、開口具であるタブ（後述）の取り付けに用いられる突出部（突起）１４が形成される。なお、タブが取り付けられる際には、タブに形成された貫通孔にこの突出部１４が通されたうえで、この突出部１４の先端が加圧され潰される。これにより、抜け止めが形成され、タブが缶蓋２０に固定される。

　次いで、スコア加工が施される。具体的には、断面形状がＶ字状の楔をパネル１１に打ち込むことで、同図（Ｃ）に示すように、パネル１１に対し、溝状（線状）の凹部（刻み目）により構成され、パネル１１の破断を誘導するスコア線１５が形成される。ここで、飲料缶の内部の飲料が飲まれる際には、缶蓋２０に対して飲み口として機能する開口が形成されるが、この開口の形成に際しては、スコア線１５により囲まれた領域がタブにより押圧される。これにより、スコア線１５にてパネル１１の判断が生じ、缶蓋２０に開口が形成される。

　ところで、パネル１１の周囲には、環状溝１２が形成され、また、カール加工部１３が設けられているため、上記リベット加工やスコア加工の際にパネル１１にて発生する応力が、パネル１１の外側に逃げにくくなる。かかる場合、パネル１１の内部に応力が残留し、パネル１１が湾曲するなどパネル１１に変形（歪み）が生じやすくなる。

　具体的に説明すると、リベット加工は、例えば３段階のプレス加工により行われる。第１段階で半球形状のドームを形成し、第２段階では、このドームをリベットよりやや大きめの円柱形状の突起に絞り込み、第３段階で、リベット形状に仕上げる。このように、第１段階でパネル１１の一部を半球状であるドーム形状に膨らませて、第２段階、第３段階でドーム形状を円柱形状に絞る場合、特にリベットの付け根付近にて湾曲した面を平面に縮めるようとするため、パネル１１に歪みが生じやすくなる。また、スコア加工では、断面形状がＶ字状の楔をパネル１１に打ち込むため、パネル１１の表面では、Ｖ字の溝幅の分だけパネル１１の表面が伸ばされる。そして、この場合も、パネル１１に歪みが発生しやすくなる。

　そして、パネル１１に歪み（変形）が生じると、タブの操作性が低下し缶蓋２０に開口を形成しにくくなる。具体的には、タブの一端をパネルに押し付け開口を形成する際にタブが傾斜したりし、タブを操作する際の操作性が低下しやすくなる。また、タブの操作に必要な力が缶蓋２０毎に異なるようになり、缶蓋２０の品質がばらつくなどの不具合も生じるおそれがある。

　このため、一般的には、図１（Ｄ）に示すように、パネル１１のうちの、リベット加工およびスコア加工が施された箇所の周囲に対し、凹み加工を施す。より具体的には、パネル１１のうちの、リベット加工およびスコア加工が施された箇所が他の箇所よりも低くなるように、リベット加工およびスコア加工が施された箇所を凹ませる。これにより、リベット加工およびスコア加工が施された箇所が、パネル１１の面方向（配設方向）に沿って伸長し、これに伴い、パネル１１に生じた変形（歪み）が緩和される。

　その後は、図１（Ｅ）に示すように、シェル１０に対し、開口具として機能するタブ１６が取り付けられ、缶蓋２０が完成する。なお、タブ１６のこの取り付けは、上記にて説明したとおり、タブ１６に形成された貫通孔に、パネル１１に形成された突出部１４（図１（Ｂ）参照）が通されたうえで、この突出部１４の先端が潰される。これにより、抜け止めが形成され、缶蓋２０からのタブ１６の離脱が防止される。
　なお、完成した缶蓋２０は、図１（Ｆ）に示すように、飲料が充填された円筒形の缶本体２１の上部に対して取り付けられ、これにより、缶体の一例としての飲料缶が完成する。なお、この取り付けは、上記にて説明したとおり、いわゆる巻き締めにより行われる。

　図２は、本実施形態にかかる缶蓋２０であって図１の（Ｃ）にて示したスコア加工まで行われた缶蓋２０を示した図である。なお、同図（Ａ）は正面図であり、同図（Ｂ）は側面図である。また、上記にて説明した機能と同様の機能を有する部分については、上記と同じ符号を用いている。

　本実施形態における缶蓋２０は、３５０ｍｌや５００ｍｌなどの飲料缶に用いられる一般的な缶蓋よりもその直径が小さくなっており、本実施形態のこの缶蓋２０の直径（パネル１１の直径（図中符号Ｌ参照））は、４５ｍｍ以下となっている。ここで、本発明は、３５０ｍｌや５００ｍｌなどの約５５ｍｍの飲料缶の蓋（４５ｍｍを超える蓋）にも適用できる。なお、より大きな効果を奏するのは４５ｍｍ以下が好ましく、さらに大きな効果を奏するのは３５ｍｍ以下が好ましい。
　また、本実施形態でも、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本体部として機能するパネル１１の外周に（パネル１１よりも径方向における外側に）、断面形状がＵ字状に形成され且つ円環状に形成された環状溝１２が形成されている。また、環状溝１２の外側には、下向き（図２（Ｂ）参照）に湾曲するカール加工部１３が設けられている。

　さらに、本実施形態の缶蓋２０には、パネル１１の破断を促すスコア線１５、タブの固定に用いられる突出部（リベット）１４が設けられている。ここで、スコア線１５および突出部１４は何れも塑性加工によって形成されており、スコア線１５、突出部１４が形成された箇所は塑性加工部として捉えることができる。
　また、本実施形態の缶蓋２０には、ユーザがタブを操作する際の操作性を向上させる凹部（フィンガーホールエンボス）１７が形成されている。ここで、この凹部１７を形成した場合、パネル１１の表面とタブとの間に隙間が大きくなり、ユーザの指がタブとパネル１１との間に入りやすくなる。これにより、ユーザは、タブ（の後端部）の持ち上げを行いやすくなる。

　ところで、本実施形態のように、缶蓋２０の直径が小さくなる場合、図２（Ａ）に示すように、スコア線１５や凹部１７に対し環状溝１２が接近する。かかる場合、図１（Ｄ）にて説明した凹み加工を行うことが難しくなる。付言すると、凹み加工は、上記のように、リベット加工およびスコア加工が施された箇所の周囲にて行うが、缶蓋２０の直径が小さくなると、スコア線１５や凹部１７に対し環状溝１２が接近し、この凹み加工を行う領域が小さくなってしまう。

　そこで、本実施形態では、凹み加工に替えて、パネル１１の外周部などに追加工を行う。付言すると、本実施形態では、パネル１１に対して凹み形状を付加することでパネル１１の伸長を行うという概念から、パネル１１の外周部などに追加工を行うことでパネル１１の伸長を行うという概念に切り替えている。この場合、パネル１１に対して新たな形状を付加する必要がなくなり、パネル１１上のレイアウトはそのままで、パネル１１の伸長処理を行える。

　図３は、本実施形態にて実施される伸長処理の概略を示した図である。
　本実施形態では、図３（Ａ）～（Ｃ）に示す、第１伸長処理～第３伸長処理の何れかを実行し、パネル１１の面方向に沿ってパネル１１を伸ばす。

　なお、図３（Ａ）～（Ｃ）の各々では、図中左側の図において、シェル１０に加えられる外力を示し、図中右側の図において、シェル１０に生じる張力を示している。また、図３（Ａ）～（Ｃ）の各々では、シェル１０の保持を行っている部分を白い三角で表し、シェル１０に加える外力を白い矢印で表し、シェル１０に作用する張力を黒い矢印で表わしている。また、図３（Ａ）～（Ｃ）の各々では、シェル１０の右半分に位置する部分に作用する外力や張力を表示しているが、この外力や張力はシェル１０の全周に亘って作用している。また、図３（Ａ）～（Ｃ）の各々では、シェル１０の右半分に位置する部分の支持状態を示しているが、シェル１０の周方向における他の部分の支持状態も、図３（Ａ）～（Ｃ）の各々で示す支持状態と同じとなっている。

　まず、図３（Ａ）に示す第１伸長処理では、下方からパネル１１が支持されることでパネル１１の高さは維持され、また、カール加工部１３が上下から保持され、上方方向および左右方向へのカール加工部１３の移動が規制されている。第１伸長処理では、この状態にて、環状溝１２の底部に対し図中下向き方向の外力が加えられ、環状溝１２の底部が押し下げられる。これにより、パネル１１の径方向における外側方向に向かってパネル１１が引っ張られるようになり、黒い矢印に示すように、パネル１１に対し張力が発生する。付言すると、缶蓋２０のうちの環状溝１２よりも内側に位置する内側領域に対して径方向外側に向かうように張力が発生する。

　また、図３（Ｂ）に示す第２伸長処理では、環状溝１２の高さが維持され、また、カール加工部１３が上下から保持され、上方方向および左右方向へのカール加工部１３の移動が規制されている。そしてこの第２伸長処理では、パネル１１を上方に移動させようとする外力をパネル１１に作用させる。

　そして、このような外力をパネル１１に作用させると、パネル１１の外周部の移動が規制されているために、パネル１１に対し、黒い矢印で示す張力が作用する。付言すると、この第２伸長処理では、シェル１０の外周縁側に位置する部位であってリベット加工やスコア加工が行われた加工箇所よりも外側に位置する外側部位を保持したうえで、シェル１０のうちのこの外側部位よりも内側に位置する部位に対して、シェル１０の厚み方向に作用する外力を与える。これにより、パネル１１に対し、パネル１１の径方向に作用する張力が発生する。

　また、図３（Ｃ）に示す第３伸長処理では、図３（Ｂ）に示す伸長処理と同様、環状溝１２の高さが維持され、また、カール加工部１３が上下から保持され、上方方向および左右方向へのカール加工部１３の移動が規制されている。そして、この第３伸長処理では、環状溝１２を構成する二つの側壁（内側壁１２Ａ、外側壁１２Ｂ）のうちの、パネル１１の中央部側に位置する一方の側壁（内側壁１２Ａ）を、パネル１１の径方向における内側から押圧する。これにより、上記と同様、黒い矢印に示すように、パネル１１に対し張力が作用する。

　付言すると、本実施形態のように、シェル１０の一方の面側から環状溝１２を形成すると、この一方の面とは反対側の面から突出し且つ環状に形成された突出部が形成される。そして、この第３伸長処理では、環状に形成されたこの突出部の内側に位置する側面（内側壁１２Ａ）を、突出部の径方向における外側方向に向けて押圧する。これにより、シェル１０のうちの環状溝１２よりも内側に位置する領域に対して張力が付与されるようになる。

　ところで、缶蓋２０の直径が小さくなる場合であっても、タブ１６（図１（Ｅ）参照）、スコア線１５（図２（Ａ）参照）、凹部１７（図２（Ａ）参照）などを小さくすれば、上記凹み加工のためのスペース（スコア線１５等と環状溝１２との間の領域）を生み出すことができるようになる。しかしながら、凹部１７を小さくしてしまうと、ユーザの指先がタブ１６の下に入りにくくなり、凹部１７が役割を果たさなくなってしまうおそれがある。

　また、例えば、タブ１６を小さくすると、タブ１６の支点（リベットにより支持される部分）と力点（ユーザにより持ち上げられる部分）との距離が小さくなる場合があり、この場合、タブ１６の持ち上げ（引き起こし）に要する操作荷重が大きくなってしまう。特に、タブの作用点（タブの先端部）と支点との距離が変化せずに、支点と力点との距離が小さくなる場合、操作荷重が特に大きくなる。

　また、タブ１６の全体を小さくした場合には、支点と作用点との距離、支点と力点との距離の比は変化せず、タブ１６の引き起こしに必要な操作荷重の増大は生じにくくなると考えられるが、この場合は、形成される開口が小さくなりやすい。タブ１６の全体を小さくした場合、支点と作用点との間に位置する部位の長さが小さくなり、これにより、タブ１６がパネル１１を押し下げる際の押し下げ量が低下する。そしてこの場合、形成される開口（飲み口）が小さくなってしまう。

　また、タブ１６の小型化の他に、スコア線１５（スコア線１５により囲まれる領域）を小さくすることも考えられるが、この場合も開口が小さくなってしまう。
　一方で、本実施形態では、タブ１６、スコア線１５、凹部１７などの小型化を行わずに済むため、上記にて説明した不具合が生じにくくなる。

　第１伸長処理～第３伸長処理についてさらに説明する。
　図４は、第１伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。
　この第１伸長処理では、上記のとおり、シェル１０に形成されている環状溝１２をさらに深くすることにより、パネル１１を伸長し、パネル１１に生じた歪みを緩和する。

　具体的に説明すると、この第１伸長処理では、同図（Ａ）に示すように、待機位置にある上金型４１と、同じく待機位置にある下金型４２との間に、スコア加工までが行われたシェル１０（図１の（Ｃ）にて示した処理までが完了したシェル１０）が投入され、図４（Ｂ）に示すように、下金型４２の上にシェル１０が置かれる。

　ここで、上金型４１は、図４（Ａ）に示すように、円筒状に形成された第１上金型４１１と、この第１上金型４１１の内側に配置された第２上金型４１２とから構成されている。この第２上金型４１２は、円柱状に形成された基体４１２Ａと、基体４１２Ａの図中下面から突出した突出部４１２Ｂとにより構成されている。ここで、この突出部４１２Ｂは、基体４１２Ａの周方向に沿うように形成され且つ円環状に形成されている。
　一方で、下金型４２は、円柱状に形成されるとともに、シェル１０の下面に倣った形状を有した上面を有している。ここで、この上面には、下金型４２の周方向に沿って形成された環状の溝（以下、「金型溝４２Ａ」と称する）が形成されている。

　ここで、本実施形態のシェル１０には、環状溝１２が形成されることによって、図４（Ａ）に示すように、環状溝１２が形成されている面とは反対側の面に、突出部１０Ａ（以下、「シェル側突出部１０Ａ」と称する）が形成されている。そして、本実施形態では、下金型４２の上にシェル１０が置かれると、図４（Ｂ）に示すように、下金型４２に形成された金型溝４２Ａに、シェル１０に形成されたこのシェル側突出部１０Ａが入り込む。なお、本実施形態では、金型溝４２Ａの深さの方が、シェル側突出部１０Ａの突出量よりも大きくなっている。

　下金型４２の上にシェル１０が置かれた後、本実施形態では、図４（Ｃ）に示すように、第１上金型４１１および第２上金型４１２を下降させる。これにより、同図に示すように、第１上金型４１１と下金型４２とによって、シェル１０のカール加工部１３が挟まれ（クランプされ）、第１上金型４１１と下金型４２とによって、シェル１０のカール加工部１３が保持される。

　次いで、本実施形態では、同図（Ｄ）に示すように、第２上金型４１２をさらに下降させる。そして、この第２上金型４１２が予め定められた箇所に達すると、環状溝１２の内部に突出部４１２Ｂが入り込むとともに、第２上金型４１２の更なる下降に伴い、環状溝１２の底部が突出部４１２Ｂの頂部により押圧される。これにより、パネル１１（シェル１０のうちの環状溝１２の内側に位置する部分）に対して、張力が作用するようになる。これにより、リベット加工、スコア加工が行われた部分が伸ばされるようになる。

　次に、第２伸長処理について説明する。
　図５は、第２伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。
　この第２伸長処理では、パネル１１を直接押圧することでパネル１１を伸長し、パネル１１に生じた歪みを緩和する。

　ここで、この第２伸長処理に用いられる金型では、図５（Ａ）に示すように、下金型４２が、円筒状に形成された第１下金型４２１と、この第１下金型４２１の内側に配置された第２下金型４２２とから構成されている。

　第２下金型４２２は、円柱状に形成され、図中上方に上端面を有している。ここで、この上端面は、シェル１０が有するパネル１１の下面に倣った形状を有している。
　一方、第１下金型４２１は、円筒状に形成され、上端面４２１Ａを有している。また、第１下金型４２１は、この上端面４２１Ａから図中上方に向かって突出した突出部４２１Ｂを有している。ここで、この突出部４２１Ｂは、第１下金型４２１の周方向に沿って形成され且つ円環状に形成されている。

　一方で、上金型４１は、円柱状に形成された基体４１３と、基体４１３の図中下面から突出した突出部４１４とにより構成されている。ここで、この突出部４１４は、基体４１３の周方向に沿うように形成され且つ円環状に形成されている。

　ここで、第２伸長処理では、上記と同様、まず、同図（Ａ）に示すように、待機位置にある上金型４１と、同じく待機位置にある下金型４２との間に、スコア加工までが行われたシェル１０が投入され、同図（Ｂ）に示すように、下金型４２の上にシェル１０が置かれる。なお、下金型４２の上にシェル１０が置かれると、同図（Ｂ）に示すように、第１下金型４２１の突出部４２１Ｂの上にカール加工部１３が載り、また、突出部４２１Ｂの内側に、シェル側突出部１０Ａが位置するようになる。

　その後、この処理では、図５（Ｃ）に示すように、第１下金型４２１および第２下金型４２２を上昇させる。これにより、同図に示すように、第１下金型４２１と上金型４１とによって、シェル１０のカール加工部１３が挟まれ（クランプされ）、第１下金型４２１と上金型４１とによって、カール加工部１３が保持される。また、この処理では、第１下金型４２１および第２下金型４２２を上昇させると、図５（Ｃ）に示すように、上金型４１に形成された突出部４１４が、シェル１０の環状溝１２に入り込む。

　次いで、同図（Ｄ）に示すように、第２下金型４２２をさらに上昇させる。そして、第２下金型４２２が予め定められた箇所に達すると、シェル１０のパネル１１がこの第２下金型４２２により下方から押圧されるようになる。この際、カール加工部１３の保持が上記のとおり行われており、パネル１１が第２下金型４２２により下方から押圧されると、パネル１１に対し、張力が作用するようになる。これにより、この第２伸長処理でも、リベット加工、スコア加工が行われた部分が伸ばされるようになる。

　なお、図６（金型の他の構成例を示した図）の（Ａ）に示すように、上金型４１を図４にて示した上金型４１で構成し、下金型を図５に示した下金型４２で構成するようにしてもよい。この場合、図６（Ｂ）に示すように、上金型４１に設けられた突出部４１２Ｂが環状溝１２の底部を押圧することでパネル１１が径方向に伸長し、また、下金型４２に設けられた第２下金型４２２がパネル１１を押し上げることでパネル１１が径方向に伸長する。

　次に、第３伸長処理について説明する。
　図７、図８は、第３伸長処理の具体的な処理手順を示した図である。
　この第３伸長処理では、上記のとおり、環状溝１２を構成する二つの側壁のうちの、パネル１１の中央部側に位置する一方の側壁を、パネル１１の径方向における内側から押圧して、パネル１１の伸長を行う。

　ここで、この第３伸長処理に用いられる金型では、第２伸長処理で用いられる金型と同様、図７（Ａ）に示すように、下金型４２が、円筒状に形成された第１下金型４２１と、この第１下金型４２１の内側に配置された第２下金型４２２とから構成されている。ここで、上記と同様、第２下金型４２２は、円柱状に形成され、図中上方に上端面を有している。ここで、この上端面は、シェル１０が有するパネル１１の下面に倣った形状を有している。

　また、第１下金型４２１は、上記と同様、円筒状に形成されるとともに図中上端部に上端面４２１Ａを有している。また、第１下金型４２１には、この上端面４２１Ａから図中上方に向かって突出した突出部４２１Ｂが設けられている。ここで、この突出部４２１Ｂは、第１下金型４２１の周方向に沿って形成され且つ円環状に形成されている。
　また、上金型４１は、上記と同様、円柱状に形成された基体４１３と、基体４１３の図中下面から突出した突出部４１４とにより構成されている。ここで、この突出部４１４は、基体４１３の周方向に沿うように形成され且つ円環状に形成されている。

　ここで、第３伸長処理では、上記と同様、まず、図７（Ａ）に示すように、待機位置にある上金型４１と、同じく待機位置にある下金型４２との間に、スコア加工までが行われたシェル１０が投入され、同図（Ｂ）に示すように、下金型４２の上にシェル１０が置かれる。なお、下金型４２の上にシェル１０が置かれると、同図（Ｂ）に示すように、第１下金型４２１の突出部４２１Ｂによりカール加工部１３が支持され、また、突出部４２１Ｂの内側に、シェル側突出部１０Ａが位置するようになる。

　その後、この処理でも、図７（Ｃ）に示すように、第１下金型４２１および第２下金型４２２を上昇させる。これにより、上記と同様、第１下金型４２１と上金型４１とによって、シェル１０のカール加工部１３が保持される。また、第１下金型４２１および第２下金型４２２を上昇させると、図７（Ｃ）に示すように、上金型４１に形成された突出部４１４が、シェル１０の環状溝１２に入り込む。

　次いで、同図（Ｄ）に示すように、第２下金型４２２をさらに上昇させる。そして、この第２下金型４２２が予め定められた箇所に達すると、環状溝１２を構成する二つの側壁（内側壁１２Ａ、外側壁１２Ｂ）のうちの、パネル１１の中央部側に位置する一方の側壁（内側壁１２Ａ）に対して、第２下金型４２２の角部（縁部）が接触するようになる。

　図８を参照して詳細に説明すると、シェル１０のカール加工部１３が上金型４１と第１下金型４２１とにより保持されている状態にて、第２下金型４２２を上昇させると、図８（Ａ）の矢印８Ａに示すように、パネル１１に対して第２下金型４２２が接近する。そして、第２下金型４２２が予め定められた箇所に達すると、図８（Ｂ）に示すように、一方の側壁（内側壁１２Ａ）に対して、第２下金型４２２の角部（外周縁）が接触するようになる。なお、この際、本実施形態では、環状溝１２の底部に対して突出部４１４の頂部が接触しており、環状溝１２の位置が変動しないようになっている。

　そして、第２下金型４２２がさらに上昇すると、一方の側壁である内側壁１２Ａが、突出部４１４の内壁４１４Ａ（図８（Ｂ）参照）に近づくようになり、これに伴い、パネル１１に対して張力が作用するようになる。
　より詳細に説明すると、本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、内側壁１２Ａの曲率の中心Ｒ１は、第２下金型４２２の角部の外表面の曲率の中心Ｒ２に比べ、距離Ｙだけ内側に位置する。このため、第２下金型４２２が上昇すると、内側壁１２Ａに対して第２下金型４２２の角部が接触し、これにより、内側壁１２Ａが突出部４１４の内壁４１４Ａ側に倒れるようになる。これに伴い、パネル１１に対して張力が作用する。

　なお、上記符号Ｙで示したずれ量（中心Ｒ１と中心Ｒ２とのずれ量）は、円盤状に形成されたシェル１０の周方向において一定とすることもできるし、部位に応じて、このずれ量を大きくしたり小さくしたりすることができる。パネル１１における歪みは、パネル１１の全域に亘って一律に生じるのではなく、図９（本実施形態の缶蓋２０の正面図）の符号９Ｃで示す領域のように、リベット加工やスコア加工が施された箇所にてより多く発生する。このような場合、この符号９Ｃで示す領域を中心に伸長処理を行えば、歪みを効果的に減らすことができるようになる。

　さらに説明すると、一般的に、スコア線１５は、パネル１１の中心に対し偏心した位置に形成されるため、パネル１１にて生じる歪みは、パネル１１の中心に対し偏心した位置にて生じることが多くなる。このような場合、パネル１１の全周に亘って一律に張力を付与するのではなく、歪みが生じた部分に作用する張力を大きくすれば、パネル１１の歪みをより効果的に緩和できるようになる。なお、図９にて示した例では、例えば、パネル１１のうちの符号９Ａで示す領域に対して作用する張力を大きくすれば、パネル１１に生じている歪みをより効果的に緩和できるようになる。

　なお、図９では、上記ずれ量（中心Ｒ１と中心Ｒ２とのずれ量）をシェル１０の周方向において異ならせることで、パネル１１の作用する張力を部分的に増大させたが、張力の部分的な増大は、図１０（上金型４１の他の構成例を示した図）で示す構成によっても行なうことができる。

　この図１０に示す構成では、上金型４１に形成した突出部４１２Ｂの突出量を異ならせることで、張力の部分的な増大を図る。ここで、上記にて説明した第１伸長処理では、突出部４１２Ｂを環状溝１２の底部に接触させてこの底部を押し下げることで、パネル１１に張力を付与したが、図１０に示す上金型４１を用いた場合、環状溝１２の底部の押し下げ量がシェル１０の周方向において異なるようになり、これにより、パネル１１の作用する張力を部分的に増大させることができるようになる。

　なお、上記では説明を省略したが、上記にて説明した第１伸長処理では、環状溝１２の一部に対して突出部４１２Ｂ（図４（Ａ）参照）を押し当てるようにしてもよい。付言すると、上記にて説明した第１伸長処理では、環状溝１２の全周に亘って、環状溝１２の底部に対して突出部４１２Ｂを押し当てた場合を説明した。ところで、このような態様に限られず、環状溝１２の一部に対して突出部４１２Ｂを押し当てるようにしてもよい。

　また、第２伸長処理では、図５（Ｄ）のように、パネル１１の全面に対し第２下金型４２２を押し当てたが、パネル１１の一部に対して第２下金型４２２を押し当てる構成としてよい。同様に、図７で示した第３伸長処理でも、内側壁１２Ａ（図７（Ｄ）参照）の全周に亘ってではなく、内側壁１２Ａの周方向における一部に対し、第２下金型４２２を押し当てる構成とすることができる。
　また、上記では、小径の缶蓋２０を一例に説明したが、上記にて説明した処理は、通常のサイズの缶蓋２０に対しても行なうことができる。通常のサイズの缶蓋２０に対して本実施形態の伸長処理を行う場合、上記凹み加工（図１（Ｄ）参照）を省略できるようになる。

　また、上記では、環状溝１２の形成後に、スコア加工やリベット加工などを行い、その後、環状溝１２などを再度利用して伸長処理を行った。ところで、このような処理に限られず、スコア加工やリベット加工などの加工をまず行い、その後、スコア加工やリベット加工を行った箇所の周囲に、環状溝１２を形成し、この環状溝１２の形成によって伸長処理を行うようにしてもよい。

　図１を参照して具体的に説明すると、例えば、図１（Ａ）では、平坦な円盤状のシェル１０のみを形成し、図１（Ｂ）、（Ｃ）にてスコア加工やリベット加工などの加工を行い、その後、シェル１０に対し金型を押し当てて、シェル１０に対し環状溝１２およびカール加工部１３を形成する。この処理の場合、環状溝１２を形成する際に、シェル１０の中央部が径方向に引き伸ばされるようになり、環状溝１２を形成する際に、スコア加工やリベット加工が施された部分が伸長するようになる。

　また、缶蓋２０の構成は、図２にて示した構成以外の構成とすることができる。
　図１１は、缶蓋２０の他の構成例を示した図である。
　図１１に示す缶蓋２０は、上記と同様、円盤状のパネル１１を有している。また、パネル１１にはタブ１６が取り付けられている。ここで本実施形態では、タブ１６は、パネル１１の中央部（中心）からずれた位置に設けられたリベット９００によってパネル１１に固定されている。

　図１２は、タブ１６が取り付けられる前の缶蓋２０の状態を示した正面図である。
　パネル１１は、上記と同様、円盤状に形成されている。また、パネル１１には、リベット加工が施されており、上記と同様、パネル１１には突出部１４が形成されている。ここでこの突出部１４は、パネル１１の中心部ＣＰから外れた箇所に設けられている。

　また、本実施形態では、上記と同様、スコア加工が施されており、パネル１１の表面に、第１スコア線４３０が形成されている。この第１スコア線４３０は、パネル１１のうちのタブ１６により押圧される領域ＲＡを囲むように形成されている。また、第１スコア線４３０は、パネル１１の外周縁４１０側に向かって膨らむように形成され、パネル１１を正面から眺めた場合に略Ｕ字状に形成されている。さらに、第１スコア線４３０は、パネル１１の中心部ＣＰ側に一端部４３１および他端部４３２を有し、パネル１１の外周縁４１０側に頂部４３３Ａを有している。

　また、本実施形態では、タブ１６の中心線ＣＬ（図１１も参照）と直交する第１仮想線ＫＬ１であって突出部１４を通る第１仮想線ＫＬ１を想定した場合に、上記一端部４３１および他端部４３２は、この第１仮想線ＫＬ１よりもパネル１１の中心部ＣＰ側に設けられている。また、本実施形態では、パネル１１の中心部ＣＰを通る第２仮想線ＫＬ２を挟んで相対する２つの領域のうちの一方の領域内に頂部４３３Ａが設けられ、他方の領域内に一端部４３１および他端部４３２が設けられている。さらに、本実施形態では、この一方の領域内に、突出部１４が設けられている。

　さらに説明すると、リベットとなる突出部１４は、パネル１１のうちの第１スコア線４３０により囲まれている部位であって、第１スコア線４３０の一端部４３１および他端部４３２よりも頂部４３３Ａ側に位置する部位に設けられている。また、第１スコア線４３０は、図１２に示すように湾曲部４３３を有している。この湾曲部４３３は、一端部４３１と他端部４３２とを結ぶとともに突出部１４が設けられている側に膨らみ且つ突出部１４よりもパネル１１の外周縁４１０側を通るように設けられている。また、湾曲部４３３は、中心線ＣＬ（タブ１６の中心線ＣＬ）と交わる箇所に頂部４３３Ａを有している。

　ここで本実施形態では、ユーザによりタブ１６が操作されることで、第１スコア線４３０により囲まれた領域がタブ１６により押圧され、第１スコア線４３０が形成されている箇所にてパネル１１の破断が生じる（詳細は後述）。これにより、第１スコア線４３０が形成されている領域が舌片状となり、且つ、この領域が飲料缶の内部に向かって折れ曲がる。これにより、飲料缶に飲み口としての役割を果たす開口が形成される。なお、以下の説明では、第１スコア線４３０にて生じる破断により形成される上記舌片状の部位を舌片部と称する場合がある。

　また、本実施形態では、パネル１１の表面に、第２スコア線４５０が形成されている。なおこの第２スコア線４５０も、パネル１１の表面に形成された溝により構成されており、パネル１１の破断を誘導する役割を果たす。ここで、第２スコア線４５０は、一端部４５１および他端部４５２を有している。第２スコア線４５０の他端部４５２は、第１スコア線４３０の湾曲部４３３に接続されている。このため、本実施形態では、第１スコア線４３０と第２スコア線４５０とが接続する箇所にて、スコア線が分岐するようになっている。

　また、第２スコア線４５０は、第１スコア線４３０との接続部から、第１スコア線４３０により囲まれている領域内に向かうように設けられている。また、第２スコア線４５０の一端部４５１は、突出部１４の近傍に設けられている。さらに説明すると、第２スコア線４５０は、他端部４５２から突出部１４に向かう直線部４５３を有している。さらに、第２スコア線４５０は、直線部４５３に接続されるとともに円柱状に形成された突出部１４との間に距離を有して配置され且つ突出部１４に沿うように設けられた湾曲部４５４を有している。

　ここで図１３（パネル１１の状態を説明するための図）も参照しながら、タブ１６が操作された際のパネル１１の状態を説明する。なお、図１３では、パネル１１を正面から眺めた場合の状態、および、パネル１１を側方から眺めた場合の状態を図示している。

　本実施形態では、タブ１６の後端部がユーザにより持ちあげられた際、タブ１６の先端部５１０（図１１参照）が、第２スコア線４５０の湾曲部４５４と第１スコア線４３０の頂部４３３Ａとの間に位置する上記領域ＲＡ（図１２参照）を押圧する。そして領域ＲＡがタブ１６により押圧されると、まず、この領域ＲＡと突出部１４（リベット９００）との間を通過するように設けられた第２スコア線４５０の湾曲部４５４にてパネル１１が破断する（図１３の（Ｂ）参照）。

　その後、第２スコア線４５０に沿ってパネル１１の破断が進行し、第１スコア線４３０と第２スコア線４５０との接続部まで、パネル１１が破断した状態となる。ここで本実施形態では、第１スコア線４３０と第２スコア線４５０との上記接続部にて、スコア線が分岐した状態となっている。このため、第２スコア線４５０の上記湾曲部４５４から上記接続部までパネル１１の破断が進行した後、本実施形態では、図１３の（Ｃ）に示すように、接続部から第１スコア線４３０の一端部４３１に向かう破断が進行する。また、図１３の（Ｄ）に示すように、接続部から第１スコア線４３０の他端部４３２に向かう破断も進行する。

　その後、タブ１６の後端部がユーザにより更に持ち上げられることで、第１スコア線４３０の一端部４３１および他端部４３２までパネル１１の破断がさらに進行する。これにより、第１スコア線４３０により囲まれていた領域が上述した舌片部となる。また、舌片部の根元（第１スコア線４３０の一端部４３１と他端部４３２との間に位置する箇所）にて舌片部は折り曲げられ、図１３（Ｅ）に示すように、舌片部は飲料缶１００の内部に進入する。これにより飲料缶には飲み口として機能する開口が形成される。なお、本実施形態のタブ１６には、タブ１６の長手方向と直交するスリットがタブ１６の表面側に形成されており、本実施形態では、引き起こされたタブ１６が元の状態に戻される際に、図１３（Ｆ）に示すように、タブ１６が折れ曲がる。

　ここで、図１１～図１３にて示した缶蓋２０においても、上記にて説明した伸長処理が施されている。このため、スコア加工やリベット加工により生じた歪みが低減されている。
　ここで、本実施形態のように（図１２に示したように）、一端部４３１および他端部４３２が、パネル１１の中心部ＣＰを通る第２仮想線ＫＬ２を挟んで相対する２つの領域のうちの一方の領域内に設けられ、頂部４３３Ａがこの２つの領域のうちの他方の領域に位置する場合、一端部４３１、他端部４３２、頂部４３３Ａが何れか一方の領域のみ位置する構成に比べ、開口がより大きいものとなる。

　小径の缶蓋２０では、開口が小さくなりやすく、この場合、内部の飲料を飲みにくくなるが、本実施形態の構成では、開口を大きくすることができ、小径の缶蓋２０でも、内部の飲料が飲みやすくなる。
　ここで、図１にて示した一般的な製造工程では、このように開口を大きくすると、図１（Ｄ）にて示した凹み加工を更に行いにくくなり伸長処理が難しくなる。一方で、本実施形態では、凹み加工を行わず環状溝１２などを利用して伸長処理を行うため、このように開口が大きい場合でも伸長処理を施せるようになる。

１１…パネル、１２…環状溝、１２Ａ…内側壁、１４…突出部、１５…スコア線、２０…缶蓋、２１…缶本体

Claims (10)

1. 　金属製の板材に環状の溝を形成する溝形成工程と、
   　前記板材のうち、前記環状の溝が形成される箇所の内側に位置する内側領域に対して、塑性加工を行う加工工程と、
   　前記塑性加工が行われた後、前記板材のうちの前記溝が形成された部分に外力を与えて、前記内側領域に張力を付与する張力付与工程と、
   を備える缶蓋の製造方法。
2. 　前記張力付与工程では、前記溝の深さを大きくする外力を当該溝に与え当該溝の深さを大きくすることで前記内側領域の径方向における外側に向かって作用する外力を当該内側領域に与え、当該内側領域に張力を付与することを特徴とする請求項１記載の缶蓋の製造方法。
3. 　前記溝形成工程における前記環状の溝の形成によって、前記板材には、当該溝が形成される面とは反対側の面から突出し且つ環状に形成された突出部が形成され、
   　前記張力付与工程では、環状に形成された前記突出部の径方向における内側に位置する、当該突出部の側部を、当該突出部の径方向における外側方向に向けて押圧することで、前記外力の付与を行い、前記内側領域に張力を付与することを特徴とする請求項１記載の缶蓋の製造方法。
4. 　金属製の板材に対して塑性加工を行う加工工程と、
   　前記塑性加工が行われた後、前記板材の外周縁側に位置する部位であって当該塑性加工が行われた加工箇所よりも外側に位置する外側部位を保持したうえで、当該板材のうちの当該外側部位よりも内側に位置する部位に対し、当該板材の厚み方向に作用する外力を与える外力付与工程と、
   を備える缶蓋の製造方法。
5. 　金属製の板材に対して塑性加工を行う加工工程と、
   　前記板材に対し前記塑性加工が行われた後、当該板材のうちの当該塑性加工が行われた加工箇所の周囲に対して塑性加工を施して、当該加工箇所を取り囲む環状の溝を形成する溝形成工程と、
   を備える缶蓋の製造方法。
6. 　開口を備え内容物が収容された缶本体と、当該缶本体の当該開口に取り付けられる缶蓋と、を備え、
   　前記缶蓋が、請求項１乃至５の何れかに記載の缶蓋の製造方法により製造された缶蓋であることを特徴とする缶体。
7. 　内容物が収容された缶本体に取り付けられる板状の本体部と、
   　前記本体部の外周縁の内側に位置し、塑性加工が施された塑性加工部と、
   　前記本体部の外周縁に沿って形成され、前記塑性加工部の周囲に形成された環状の溝と、
   を備え、
   　前記塑性加工が前記本体部に対して行われた後に前記環状の溝に対して外力が加えられることで、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施され、又は、
   　前記塑性加工が前記本体部に対して行われた後に塑性加工によって前記環状の溝が形成されることで、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施された缶蓋。
8. 　内容物が収容された缶本体に取り付けられる板状の本体部と、
   　前記本体部の外周縁の内側の内側領域に位置し、塑性加工が施された塑性加工部と、
   を備え、
   　前記塑性加工が行われた後に、前記本体部の外周縁を保持したうえで前記内側領域の少なくとも一部を当該本体部の厚み方向に押圧し、当該本体部のうちの前記塑性加工部が位置する箇所に対し伸長処理が施された缶蓋。
9. 　前記塑性加工によって、前記塑性加工部には、前記本体部に開口が形成される際に当該本体部の破断を促すスコア線が形成され、
   　前記スコア線は、前記本体部の径方向における中央部側に一端および他端を有するとともに当該本体部の外周縁側に向かって膨らむように形成され且つ当該外周縁側に頂部を有し、
   　前記本体部の径方向における中央部を挟んで相対する二つの領域のうちの一方の領域に前記一端および前記他端が位置し、他方の領域に前記頂部が位置するように、前記スコア線は形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の缶蓋。
10. 　開口を備え内容物が収容された缶本体と、当該缶本体の当該開口に取り付けられる缶蓋と、を備え、
    　前記缶蓋が、請求項７乃至９の何れかに記載の缶蓋であることを特徴とする缶体。

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