WO2018066308A1 - 金属容器および蓋体付金属容器 - Google Patents

Abstract

【課題】カール部による本体の損傷を効果的に抑制できる金属容器および蓋体付金属容器を提供する。 【解決手段】蓋体付金属容器１が有する金属容器１０は、一端が開口した有底筒状の本体１１と、本体１１の一端に連なりかつ径方向外方に向けて膨出するように形成されたカール部１７とを一体に有している。そして、カール部１７の先端部分１９の凸の曲面部分１９ｃが、本体１１の外周面である係止溝１６ａ１内の凹面に当接している。

Description

金属容器および蓋体付金属容器

　本発明は、金属容器および蓋体付金属容器に関する。

　一般に、清涼飲料水等の容器に用いられる金属容器として、金属容器の開口部に着脱可能なキャップが螺着されたボトル缶や、金属容器の開口部に蓋体が被着された広口容器等が広く提供されている。

　このような金属容器の一例が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている金属容器は、有底筒状の本体としての胴部を有している。胴部の一端に開口部が設けられている。この開口部には、胴部の一端がその径方向外方に向けて折り返されることによりカール部が形成されている。胴部の外周面には、径方向内方に向けて凹んだ係止溝が設けられている。そして、カール部の先端が係止溝の内部に収容されている。そのため、この金属容器では、キャップや蓋体を被着する際に、カール部に対して容器の軸線方向および径方向内方に向けた荷重が加えられても、カール部の先端の移動が規制される。したがって、カール部の先端が移動してしまうことによる変形を抑制できる。

特許４９９０７３６号公報

　しかしながら、上記金属容器では、胴部の係止溝内においてカール部の先端が胴部外周面に突き立てられている。そのため、カール部に荷重がかかった際にカール部の先端の角部によって胴部が傷ついてしまうおそれがあった。

　そこで、本発明は、カール部による容器本体の損傷を効果的に抑制できる金属容器および蓋体付金属容器を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の一態様の金属容器は、一端が開口した有底筒状の本体を有する金属容器であって、前記本体の一端に連なりかつ径方向外方に向けて膨出するように形成されたカール部を有し、前記カール部の凸の曲面部分が、前記本体の外周面に当接していることを特徴とする。

　本発明によれば、本体の一端が径方向外方に向けて張り出すように形成されたカール部の凸の曲面部分が、本体の外周面に当接している。このようにしたことから、カール部の先端の角部などの鋭角な箇所が本体の外周面に突き当たることがない。そして、角部のない滑らかな凸の曲面部分が本体の外周面に当接している。そのため、カール部に荷重がかかった際に本体が傷ついてしまうことを効果的に抑制できる。

　本発明においては、前記本体の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝が設けられ、前記カール部の凸の曲面部分が、前記係止溝内の凹面に当接していることが好ましい。このようにすることで、係止溝内にカール部の凸の曲面部分が設けられた箇所が係止される。そのため、カール部の当該箇所の移動が規制される。したがって、カール部に荷重がかかった際の変形を抑制することができる。

　本発明においては、前記係止溝内の凹面の曲率半径が、前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径以上であることが好ましい。さらには、前記係止溝内の凹面の曲率半径が、前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径と等しいことがより好ましい。このようにすることで、係止溝内の凹面とカール部の凸の曲面部分との接触面積をより大きくすることができる。そのため、カール部に荷重がかかった際に本体が傷ついてしまうことをより効果的に抑制できる。

　本発明においては、前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径をＲ２とし、前記カール部の凸の曲面部分の厚みをｔとしたとき、以下の式（１）および（２）を満たすことが好ましい。
　（１）０．２ｍｍ≦ｔ≦０．６ｍｍ
　（２）１．０×ｔ≦Ｒ２≦４．０×ｔ
　このように、カール部の厚みｔが０．２ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下の場合に、カール部の曲率半径Ｒ２を厚さｔの４倍以下にすることでカール部を形成する際の金属板の延び量を少なくしてカール部の先端の割れを抑制できる。厚みｔは、０．３ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下がより好ましい。

　本発明においては、前記係止溝内の凹面の曲率半径をＲ１としたとき、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
　（３）１．０×Ｒ２≦Ｒ１≦２．０×Ｒ２
　係止溝の曲率半径Ｒ１を、カール部の曲率半径Ｒ２の１～２倍の範囲にすることで、カール部を係止溝に適切に係止することができる。

　本発明においては、前記本体が、円筒状の首部と、前記首部に連なる円筒状の開口部と、を一体に有し、前記カール部が、前記開口部の一端に連なり、前記カール部の凸の曲面部分が、前記開口部の外周面に当接し、前記首部の延在方向と前記開口部の延在方向とがなす角をαとしたとき、以下の式（４）を満たすことが好ましい。
　（４）２０度≦α≦６０度
　首部の延在方向とカール部が当接する開口部の延在方向とがなす角αを２０度以上かつ６０度以下にすることで、カール部に荷重がかかった際の本体の変形を抑制しつつ、カール部を開口部に適切に係止することができる。角αが２０度を下回ると、カール部に荷重がかかった際にカール部が下方に移動して変形しやすくなる。角αが６０度を上回ると荷重がかかった際に首部と開口部とがより折れ曲がり変形しやすくなる。

　本発明においては、前記本体が、底部と、前記底部の周縁から軸線に沿って一方向に延びる円筒状の腹部と、前記腹部から前記一方向に向かうにしたがい漸次縮径する肩部と、前記肩部から軸線に沿って前記一方向に延びる、前記腹部より小径の円筒状の首部と、前記首部に連なる円筒状の開口部と、を一体に有し、前記カール部が、前記開口部の一端に連なり、前記カール部の凸の曲面部分が、前記開口部の外周面に当接していることが好ましい。

　上記目的を達成するために、本発明の他の一態様の蓋体付金属容器は、上記金属容器と、液体が収容された前記金属容器の開口を塞ぐように取り付けられた蓋体と、を有することを特徴とする。本発明によれば、上記金属容器を有するので、カール部に荷重がかかった際に本体が傷ついてしまうことを効果的に抑制できる。

　本発明によれば、カール部による本体の損傷を効果的に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る蓋体付金属容器の正面図である。 図１の蓋体付金属容器の蓋体近傍を説明する図である。 図１の蓋体付金属容器の口金部近傍を拡大した縦断面図である。 図１の金属容器の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。 図１の金属容器の他の変形例の構成を示す拡大縦断面図である。

　以下に、本発明の一実施形態に係る蓋体付金属容器について図１～図３を参照して説明する。

　図１は、本発明の一実施形態に係る蓋体付金属容器の正面図である。図２は、図１の蓋体付金属容器の蓋体近傍を説明する図であり、蓋体および金属容器の上端を断面図で示している。図３は、図１の蓋体付金属容器の口金部近傍を拡大した縦断面図である。図３の左下円内では、係止溝近傍を拡大して示している。縦断面図とは、上下方向（図１の軸線Ｌ方向）に沿う断面図のことをいう。径方向とは、本体の径方向（図１の軸線Ｌと直交する方向）のことをいう。

　図１に示すように、本実施形態の蓋体付金属容器１は、例えば、清涼飲料水やビールなどの液体飲料を収容する飲料用容器であって、金属容器１０と、蓋体３０と、を有している。

　金属容器１０は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属を材料としている。金属容器１０は、軸線Ｌに沿って延びる有底筒状に形成されている。金属容器１０は、本体１１と、カール部１７（図２）とを一体に有している。本発明の目的に反しない限り、例えば鉄などの上記以外の金属材料を用いてもよい。本体１１は胴部ともいう。

　本体１１は、有底筒状に形成されており、底部１２、腹部１３、肩部１４、首部１５および開口部１６を一体に有している。腹部１３は、円筒状に形成されており、底部１２の周縁から一定の径のまま軸線Ｌに沿って上方に延びている。肩部１４は、腹部１３の上端から上方に向かうにしたがい漸次縮径している。首部１５は、腹部１３より小径の円筒状に形成されており、肩部１４から上方に延びている。本実施形態において、首部１５は、上方に向かうにしたがい肩部１４より緩く漸次縮径している。開口部１６は、円筒状に形成されており、首部１５の上端に連なっている。

　図３に示すように、開口部１６は、溝部分１６ａと、テーパー部１６ｂとを有している。溝部分１６ａは、首部１５寄りの箇所に全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝１６ａ１が設けられている。テーパー部１６ｂは、溝部分１６ａの上端に連なり、上方側に向かうにしたがい漸次縮径する円筒状に形成されている。溝部分１６ａは、縦断面形状が円弧状となるように形成されており、係止溝１６ａ１内は凹面となるように形成されている。

　カール部１７は、金属材料を延ばして本体１１を形成した際に本体１１の上端に連なった箇所が、径方向外方に向けて全体的に丸く巻くように折り返されて形成されている。カール部１７は、径方向外方に膨出する（すなわち張り出す）ように形成されている。

　カール部１７は、側壁部分１８と、先端部分１９とを有している。側壁部分１８は、開口部１６の上端（本体１１の一端）に連なりかつ開口部１６と間隔をあけて配置されている。先端部分１９は、側壁部分１８の先端１８ａに連なっている。

　カール部１７の先端部分１９は、縦断面略Ｕ字状に折り曲げられるとともに、その先端面１９ａを内側に巻き込んで当該先端面１９ａが径方向外方を向いて側壁部分１８の内面１８ｂ（本体１１側の面）に当接しかつ折り曲げ箇所１９ｂが径方向内方を向くように折り返されている。折り曲げ箇所１９ｂの外面は凸の曲面状に形成されており、つまり、凸の曲面部分１９ｃとなる。

　カール部１７は、先端部分１９の折り曲げ箇所１９ｂが係止溝１６ａ１内に配置されており、凸の曲面部分１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面（すなわち、本体１１の外周面）に当接している。これにより、凸の曲面部分１９ｃを有する先端部分１９は、係止溝１６ａ１に係止されて移動が規制される。

　本実施形態では、縦断面において、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径Ｒ１（図３の一点鎖線）が、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃの曲率半径Ｒ２（図３の二点鎖線）より大きくされている。曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２とを等しくすることがより好ましい。

　カール部１７の凸の曲面部分１９ｃの曲率半径をＲ２とし、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃの厚みをｔとしたとき、以下の式（１）および（２）を満たすことが好ましい。
　（１）０．２ｍｍ≦ｔ≦０．６ｍｍ
　（２）１．０×ｔ≦Ｒ２≦４．０×ｔ
　このように、厚みｔが０．２ｍｍ以上かつ０．６ｍｍ以下の場合に、曲率半径Ｒ２を厚さｔの４倍以下にすることでカール部１７を形成する際の金属材料の延び量を少なくしてカール部の先端の割れを抑制できる。厚みｔは、０．３ｍｍ以上かつ０．５ｍｍ以下がより好ましい。

　また、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径をＲ１としたとき、以下の式（３）を満たすことが好ましい。
　（３）１．０×Ｒ２≦Ｒ１≦２．０×Ｒ２
　係止溝１６ａ１の曲率半径Ｒ１を、カール部１７の曲率半径Ｒ２の１～２倍の範囲にすることで、カール部１７を係止溝１６ａ１に適切に係止することができる。

　また、カール部１７は、先端部分１９が縦断面略Ｕ字状に折り曲げられかつ先端面１９ａが側壁部分１８の内面１８ｂに当接されている。これにより、先端部分１９によって、側壁部分１８の先端１８ａおよび内面１８ｂの二箇所が支持されている。換言すると、先端部分１９は、側壁部分１８の先端１８ａおよび内面１８ｂを支持する、径方向に延在する２つの支持部分１９ｄ、１９ｅを有している。これら支持部分１９ｄ、１９ｅにより、側壁部分１８に加わる径方向内方に向かう荷重を分散して支える。

　本体１１の開口部１６とカール部１７とで、全体的に略中空ドーナツ形状（トーラス体状）となる口金部２０を構成している。

　蓋体３０は、キャップ部３１と、シール材３２と、プルタブ部３３とを有している。キャップ部３１は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属を材料としている。キャップ部３１は、円板状の上部３１ａと、上部３１ａの周縁から下方に延びる環状の側部３１ｂと、を一体に有している。シール材３２は、弾力を有する合成樹脂製の円環状部材である。シール材３２は、上部３１ａの下面に重ねて配置されている。プルタブ部３３は、キャップ部３１の側部３１ｂの先端に一体に連なっている。

　蓋体３０は、シール材３２が金属容器１０のカール部１７に密着された状態でキャップ部３１の側部３１ｂの先端部が全周にわたってカール部１７に巻き締められる。これにより、蓋体３０は、金属容器１０に固定して取り付けられている（被着されている）。蓋体３０は、プルタブ部３３を手前から上方に引き上げることにより、キャップ部３１の側部３１ｂおよび上部３１ａが裂けて、金属容器１０から取り外すことができる。

　次に、上述した金属容器１０の製造方法について説明する。

　はじめに、上端が開口した有底筒状で軸線Ｌ方向全体にわたって一定の径に形成された金属容器体に対し、下部をそのまま残して腹部１３とする。そして、金属容器体の上部に絞り加工を施して肩部１４、首部１５および開口部１６を順次形成する（本体形成工程Ｓ１）。

　次に、開口部１６の上端に連なった部分に対して当該部分の先端を径方向外方に向けて全体的に丸く巻くように折り返してカール部１７を形成する（カール部形成工程Ｓ２）。このとき、カール部１７の先端部分１９を、縦断面略Ｕ字状に折り曲げるとともに、その先端面１９ａを内側に巻き込んで当該先端面１９ａが径方向外方を向いて側壁部分１８の内面１８ｂに当接しかつ折り曲げ箇所１９ｂが径方向内方を向くように折り返す。

　次に、カール部１７を径方向内方に向けて押圧する（圧縮工程Ｓ３）。これにより、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面に当接して、口金部２０が形成される。こうして、本実施形態の金属容器１０が製造される。

　このように構成された金属容器１０は、内部に飲料などの内容物が充填された後に、その開口を塞ぐように巻き締め加工前の蓋体３０が口金部２０に被せられる。キャッピング装置によって蓋体３０の側部３１ｂの先端部がカール部１７に巻き締められて蓋体３０が口金部２０に取り付けられる。このとき、シール材３２がカール部１７に密着するように、カール部１７には軸線Ｌ方向および径方向内方への荷重が加わる。この荷重に対し、カール部１７の先端部分１９が係止溝１６ａ１に係止されて移動が規制されるので、カール部１７の先端部分１９が移動してしまうことによる変形を抑制できる。また、先端部分１９によって径方向内方に向かう荷重を支えて、カール部１７の変形を抑制できる。

　以上説明したように、本実施形態の蓋体付金属容器１によれば、本体１１の一端が径方向外方に向けて折り返されたカール部１７を有する。そして、カール部１７の先端部分１９に設けられた凸の曲面部分１９ｃが本体１１の外周面（具体的には、係止溝１６ａ１内の凹面）に当接している。このようにしたことから、カール部１７の先端の角部などの鋭角な箇所が本体１１の外周面に突き当たることがない。そして、角部のない滑らかな凸の曲面部分１９ｃが本体１１の外周面に当接している。そのため、カール部１７に荷重がかかった際に本体１１が傷ついてしまうことを効果的に抑制できる。

　また、本体１１の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝１６ａ１が設けられている。そして、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃが、係止溝１６ａ１内の凹面に当接している。このようにすることで、凸の曲面部分１９ｃが設けられたカール部１７の先端部分１９が係止溝１６ａ１に係止される。これにより、カール部１７の先端部分１９の移動が規制されるので、カール部１７に荷重がかかった際の変形を抑制することができる。

　また、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径Ｒ１が、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃの曲率半径Ｒ２より大きい。このようにすることで、係止溝１６ａ１内の凹面とカール部１７の凸の曲面部分１９ｃとの接触面積をより大きくすることができる。そのため、カール部に荷重がかかった際に本体１１が傷ついてしまうことをより効果的に抑制できる。なお、係止溝１６ａ１内の凹面の曲率半径Ｒ１を、カール部１７の凸の曲面部分１９ｃの曲率半径Ｒ１と等しくすることで、カール部１７に荷重がかかった際に本体１１が傷ついてしまうことをより一層効果的に抑制できる。

　本実施形態の蓋体付金属容器１によれば、カール部１７による１１の損傷を効果的に抑制できる。

　上述した実施形態では、縦断面略Ｕ字状の先端部分１９が設けられたカール部１７を有する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図４に示す変形例のように、上記先端部分１９に代えて縦断面略Ｊ字状の先端部分１９Ａが設けられたカール部１７Ａを有する構成を採用してもよい。

　カール部１７Ａの先端部分１９Ａは、縦断面略Ｊ字状に折り曲げられるとともに、その先端面１９ａを内側に巻き込んで当該先端面１９ａが上方を向きかつ折り曲げ箇所１９ｂが径方向内方を向くように折り返されている。折り曲げ箇所１９ｂの外面は凸の曲面状に形成されており、つまり、凸の曲面部分１９ｃとなる。

　カール部１７Ａは、先端部分１９Ａの折り曲げ箇所１９ｂが係止溝１６ａ１内に収容されており、凸の曲面部分１９ｃが係止溝１６ａ１内の凹面（すなわち、本体１１の外周面）に当接している。これにより、凸の曲面部分１９ｃが設けられた箇所である先端部分１９Ａは、係止溝１６ａ１に係止されて移動が規制される。

　この構成においても、上述した実施形態と同様の作用効果を奏し、カール部１７Ａによる本体１１の損傷を効果的に抑制できる。

　また、上述した実施形態では、係止溝１６ａ１が設けられた開口部１６を有する構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、図５に示す変形例のように、係止溝１６ａ１およびテーパー部１６ｂが設けられた開口部１６に代えて、係止溝１６ａ１が省略されてテーパー部１６ｂのみ設けられた開口部１６Ａを有する構成を採用してもよい。

　この構成においても、カール部１７の先端の角部などの鋭角な箇所が開口部１６Ａ（すなわち本体１１）の外周面に突き当たることがない。そして、角部のない滑らかな凸の曲面部分１９ｃが本体１１の外周面に当接していることにより、カール部１７に荷重がかかった際に本体１１が傷ついてしまうことを効果的に抑制できる。

　この構成において、首部１５の延在方向Ｈ１と開口部１６Ａの延在方向Ｈ２とがなす角をαとしたとき、以下の式（４）を満たすことが好ましい。
　（４）２０度≦α≦６０度
　首部１５の延在方向Ｈ１とカール部１７が当接する開口部１６Ａの延在方向Ｈ２とがなす角αを２０度以上かつ６０度以下にすることで、カール部１７に荷重がかかった際の本体１１の変形を抑制しつつ、カール部１７を開口部に適切に係止することができる。角αが２０度を下回ると、カール部１７に荷重がかかった際にカール部１７の先端部分１９が下方に移動しやすくなる。角αが６０度を上回ると荷重により首部１５と開口部１６Ａとがより折れ曲がりやすくなる。なお、「延在方向」とは、縦断面図において各部位が延在する方向をいう。図３および図４に示す金属容器１０のように、係止溝１６ａ１が設けられた開口部１６を有する構成であっても、上記式（４）を満たすことで同様の効果を奏する。

　また、上述した実施形態の蓋体付金属容器１は、金属容器１０の口金部２０に蓋体３０が被着される構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、金属容器の口金部に着脱可能なキャップが螺着されたボトル缶などに、本発明を適用してもよい。

　上記に本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施形態の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

１…蓋体付金属容器、１０…金属容器、１１…本体、１２…底部、１３…腹部、１４…肩部、１５…首部、１６、１６Ａ…開口部、１６ａ…溝部分、１６ａ１…係止溝、１６ｂ…テーパー部、１７、１７Ａ…カール部、１８…側壁部分、１８ａ…先端、１８ｂ…内面、１９、１９Ａ…先端部分、１９ａ…先端面、１９ｂ…折り曲げ箇所、１９ｃ…凸の曲面部分、１９ｄ、１９ｅ…支持部分、２０…口金部、３０…蓋体、３１…キャップ部、３１ａ…上部、３１ｂ…側部、３２…シール材、３３…プルタブ部、Ｌ…軸線、Ｒ１…係止溝の凹面の曲率半径、Ｒ２…カール部の凸の曲面部分の曲率半径、Ｓ１…本体形成工程、Ｓ２…カール部形成工程、Ｓ３…圧縮工程。

Claims (8)

1. 　一端が開口した有底筒状の本体を有する金属容器であって、
   　前記本体の一端に連なりかつ径方向外方に向けて膨出するように形成されたカール部を有し、
   　前記カール部の凸の曲面部分が、前記本体の外周面に当接していることを特徴とする金属容器。
2. 　前記本体の外周面に、全周にわたって径方向内方に向けて凹んだ係止溝が設けられ、
   　前記カール部の凸の曲面部分が、前記係止溝内の凹面に当接していることを特徴とする請求項１に記載の金属容器。
3. 　前記係止溝内の凹面の曲率半径が、前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径以上であることを特徴とする請求項２に記載の金属容器。
4. 　前記係止溝内の凹面の曲率半径をＲ１とし、前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径をＲ２とし、前記カール部の凸の曲面部分の厚みをｔとしたとき、以下の式（１）、（２）および（３）を満たすことを特徴とする請求項３に記載の金属容器。
   　（１）０．２ｍｍ≦ｔ≦０．６ｍｍ
   　（２）１．０×ｔ≦Ｒ２≦４．０×ｔ
   　（３）１．０×Ｒ２≦Ｒ１≦２．０×Ｒ２
5. 　前記カール部の凸の曲面部分の曲率半径をＲ２とし、前記カール部の凸の曲面部分の厚みをｔとしたとき、以下の式（１）および（２）を満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の金属容器。
   　（１）０．２ｍｍ≦ｔ≦０．６ｍｍ
   　（２）１．０×ｔ≦Ｒ２≦４．０×ｔ
6. 　前記本体が、円筒状の首部と、前記首部に連なる円筒状の開口部と、を一体に有し、
   　前記カール部が、前記開口部の一端に連なり、
   　前記カール部の凸の曲面部分が、前記開口部の外周面に当接し、
   　前記首部の延在方向と前記開口部の延在方向とがなす角をαとしたとき、以下の式（４）を満たすことを特徴とする請求項５に記載の金属容器。
   　（４）２０度≦α≦６０度
7. 　前記本体が、底部と、前記底部の周縁から軸線に沿って一方向に延びる円筒状の腹部と、前記腹部から前記一方向に向かうにしたがい漸次縮径する肩部と、前記肩部から軸線に沿って前記一方向に延びる、前記腹部より小径の円筒状の首部と、前記首部に連なる円筒状の開口部と、を一体に有し、
   　前記カール部が、前記開口部の一端に連なり、
   　前記カール部の凸の曲面部分が、前記開口部の外周面に当接していることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の金属容器。
8. 　請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の金属容器と、
   　液体が収容された前記金属容器の開口を塞ぐように取り付けられた蓋体と、を有することを特徴とする蓋体付金属容器。

Images