JP6284419B2 - 缶体 - Google Patents

Description

本発明は、エキスパンド成形による拡径加工が施された缶胴を備える缶体に関する。

飲料缶等の缶体においては、エキスパンド成形により拡径加工を施した缶胴を備えるものが知られている（例えば、下記特許文献１及び２参照）。この種の缶胴は、内部に収束状態で挿入した複数の割型工具を缶胴内部で放射状に外側へ移動させ、各割型工具の外側面に備えた押圧面で、缶胴の内周面を外方に押圧することにより所定の外径に拡径される。

エキスパンド成形は、割型工具の押圧面の形状により缶胴に所望の凹凸を付けることができ、これによって缶胴に高いデザイン性を付与し、或いは、持ち易さを考慮した形状に形成することが行われている。

特公昭５４−６９８７号公報 特開２００４−８３０９５号公報

ところで、エキスパンド成形による拡径加工を施すことにより高いデザイン性や握り易さを備えた缶胴を得る場合、拡径加工により拡径される形状が複雑となる。このため、拡径加工後の缶胴の肉厚が薄く引き伸ばされて缶胴の強度が低下するおそれがある。

そこで、従来においては、缶胴を形成する金属板として板厚の比較的厚いもの（具体的には、特許文献２に見られるように、肉厚が０．２２mmの金属板）が用いられ、これによって、拡径加工後の強度低下を抑えることが行われていた。

しかし、缶胴を形成する金属板として板厚を厚くすると缶胴の材料コストが増加し、安価な缶体を提供することができない。このように、エキスパンド成形による拡径加工を施した缶胴を備える缶体においては、デザイン性や握り易さを考慮した場合には、胴部の材料コストの削減と高い強度とを両立させることが困難となる不都合があった。

上記の点に鑑み、本発明は、デザイン性に優れて握り易く、しかも、胴部の材料コストの削減と高い強度とを両立させた缶体を提供することを目的とする。

本発明は、高さ方向に延びる円筒状の缶胴と、該缶胴の上端に巻締められた天蓋と、前記缶胴の下端に巻締められた底蓋とを備え、前記缶胴の所定位置にエキスパンド成形による拡径加工が施されて、天蓋の上縁から底蓋の下縁までの寸法である缶高が８０mm〜１１０mmの缶体において、前記缶胴は、上部に位置して前記拡径加工により最大外径に拡径された上部最大拡径部と、下部に位置して前記拡径加工により最大外径に拡径された下部最大拡径部と、前記上部最大拡径部と前記下部最大拡径部との間に位置して拡径されていない中間未拡径部と、該中間未拡径部から前記上部最大拡径部にかけて次第に大径となる形状に形成された前記拡径加工による第１テーパ壁部と、前記中間未拡径部から前記下部最大拡径部にかけて次第に大径となる形状に形成された前記拡径加工による第２テーパ壁部とを備え、前記拡径加工前の前記缶胴は、板厚が０．１５mm〜０．２０mmの何れかの金属板により、外径が４６．０mm〜５０．８mmの何れかに形成され、前記上部最大拡径部と前記下部最大拡径部とは、前記拡径加工前の前記缶胴の外径に対して３％〜１４％の何れかの外径に拡径されていることを特徴とする。

缶高が８０mm〜１１０mmの範囲内にある缶体は、一般に飲料を内容物とするのに好適な大きさであり、拡径加工前の缶胴の外径が４６．０mm〜５０．８mmのものは、一般に既存の缶蓋巻締装置が使用可能となる。

本発明の缶体は、エキスパンド成形による拡径加工が施された缶胴を備えている。即ち、缶胴に形成されている上部最大拡径部、下部最大拡径部、中間未拡径部、第１テーパ壁部、及び第２テーパ壁部は、拡径加工前の外径が４６．０mm〜５０．８mmの何れかの缶胴に対して拡径加工を施すことによって形成されたものである。

缶胴の外径は、上部最大拡径部と下部最大拡径部とが最も大きく、中間未拡径部が最も小さい。そして、第１テーパ壁部は上部最大拡径部から中間未拡径部にかけてを傾斜面で繋いでおり、第２テーパ壁部は下部最大拡径部から中間未拡径部にかけてを傾斜面で繋いでいる。このように滑らかに括れた形状の缶胴を有することにより、缶体はデザイン性に優れて握り易いものとなっている。

本発明においては、缶胴の上部最大拡径部と下部最大拡径部とが、拡径加工前の缶胴が有する外径に対して３％〜１４％の拡径量となるように形成されている。このような拡径量を採用したことにより、拡径加工に伴う缶胴拡径部の過度な薄肉化が抑えられている。そして、本発明の最大拡径部を缶胴の所定上下部に形成する前記缶胴構成とすることとあいまって、十分な強度を維持しながら、缶胴を形成する金属板として板厚が０．１５mm〜０．２０mmという薄い金属板を使用することができる。

以上のように本発明の缶胴は、板厚が０．１５mm〜０．２０mmの何れかの金属板を使用し、且つ、上記構成によって薄肉化が抑えられて十分な強度を維持することができるので、缶胴の材料コストを低減することができ、安価な缶体を提供することができる。

また、本発明において、前記上部最大拡径部と前記天蓋の巻締め部との間には、拡径されていない上端未拡径部が設けられ、前記天蓋の巻締め部の上縁から上端未拡径部の下縁までの距離が４mm〜９mmとされており、前記下部最大拡径部と前記底蓋の巻締め部との間には、拡径されていない下端未拡径部が設けられ、前記底蓋の巻締め部の下縁から下端未拡径部の上縁までの距離が４mm〜９mmとされていることを特徴とする。

天蓋の巻締め部と底蓋の巻締め部とは、缶胴の端部に形成される缶蓋巻締用フレンジ部と缶蓋との二重巻締による折り重ねによって形成されているため、強度が極めて高い。一方、缶胴の上部最大拡径部と下部最大拡径部とは、拡径加工量が最も大きいために拡径加工前の缶胴の肉厚よりも薄くなっているおそれがある。

本発明においては、天蓋の巻締め部の上縁から上端未拡径部の下縁までの距離を４mm〜９mmとし、底蓋の巻締め部の下縁から下端未拡径部の上縁までの距離を４mm〜９mmとすることにより、天蓋の巻締め部の近傍に上部最大拡径部が位置し、底蓋の巻締め部の近傍に下部最大拡径部が位置する。

これによれば、天蓋の巻締め部によって上部最大拡径部が補強され、底蓋の巻締め部によって下部最大拡径部が補強されるので、薄肉の缶胴を拡径することによる強度低下を十分に抑えることができる。

また、本発明において、前記缶胴は、前記中間未拡径部に、該缶胴の周方向に沿って凹入加工を施した環状のビードを備えることが好ましい。ビードを設けることによって、拡径加工を施した薄肉の缶胴のパネリング強度（例えば、レトルト処理に伴う内圧変化に対する変形強度）を向上させることができ、一層強度の高い缶体を提供することができる。

また、本発明において、前記缶胴は、該缶胴の内部に複数の割型工具を収束状態で挿入した後、各割型工具を放射状に外側へ移動させることにより、各割型工具の押圧面により該缶胴の内周面を押圧するエキスパンド成形が施され、当該エキスパンド成形における各割型工具の押圧面に対応して、周方向に沿って所定間隔を存して高さ方向に延びる複数の拡径面が形成され、該拡径面が前記上部最大拡径部、前記下部最大拡径部、前記中間未拡径部、前記第１テーパ壁部、及び前記第２テーパ壁部を形成していることを特徴する。

更に、前記割型工具は、前記押圧面が、前記上部最大拡径部を形成する上部押圧面部と、前記下部最大拡径部を形成する下部押圧面部と、前記上部押圧面部に連続して前記第１テーパ壁部を形成する第１テーパ押圧面部と、前記下部押圧面部に連続して前記第２テーパ壁部を形成する第２テーパ押圧面部と、前記第１テーパ押圧面部と前記第２テーパ押圧面部との間に位置して前記中間未拡径部を形成する非押圧部とを備えると共に、前記缶胴の周方向を前記押圧面の幅方向としたとき、前記上部押圧面部と前記下部押圧面部とは前記非押圧部より小さい幅寸法で当該幅寸法を一定として上下方向に延びる形状とされ、前記第１テーパ押圧面部は前記上部押圧面部から前記非押圧部に向かって次第に幅寸法が大となる形状とされ、前記第２テーパ押圧面部は前記下部押圧面部から前記非押圧部に向かって次第に幅寸法が大となる形状とされたものが用いられ、前記缶胴の前記拡径面は、前記押圧面の押圧による拡径加工時に該押圧面の形状に対応する形状に形成されていることを特徴とする。

缶胴の上部最大拡径部、下部最大拡径部、中間未拡径部、第１テーパ壁部、及び第２テーパ壁部は、缶胴の周方向に沿って所定間隔を存して高さ方向に延びる複数の拡径面によって形成されている。そして、缶胴の拡径面は、前記割型工具の押圧面に押圧されることにより形成される。

缶胴において最も拡径される上部最大拡径部と下部最大拡径部とは、各割型工具の押圧面の上部押圧面部と下部押圧面部とによって押圧されることにより形成される。拡径加工時に缶胴に付与される押圧力は、第１テーパ押圧面部及び第２テーパ押圧面部で次第に大きくなり、上部押圧面部及び下部押圧面部で最大となる。

このとき、各割型工具の上部押圧面部と下部押圧面部とは、押圧面のなかで最も小さな面であるため、缶胴の内面への接触面積が小さい。小さな接触面積で缶胴の上部最大拡径部と下部最大拡径部とを形成するので、最も大きな拡径量に対して比較的小さな押圧力で拡径することができて有利である。

本発明の缶体の実施形態を示す側面図。 缶胴の拡径加工の各工程を示す説明図。 割型工具とその作動を示す図であり、（ａ）は収束状態の割型工具を半断面視した図、（ｂ）は収束状態の割型工具を半断面視した図。 凹入成形装置の概略構成とその作動を示す説明図。 本発明の缶体の他の実施形態を示す側面図。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態の缶体１は一般に３ピース缶と言われるものであり、図１に示すように、円筒状の缶胴２と、缶胴２の図示されない上端フレンジ部に巻締られた天蓋３と、缶胴２の図示されない下端フレンジ部に巻締られた底蓋４とで構成されている。缶胴２の上端には天蓋３を巻締めることによって帯状の上部巻締め部５が形成されており、缶胴２の下端には底蓋４を巻締めることによって帯状の下部巻締め部６が形成されている。

かかる缶体１では、例えば、先に缶胴２の上端フレンジ部に天蓋３を巻締めておき、缶胴２の下端の開放側を上に向けて缶体１内部にコーヒーやお茶等の飲料を充填する。その後、缶胴２の下端フレンジ部に底蓋４を巻締めることにより缶体１の内部に飲料が密封される。そして、缶体１内部の飲料を飲用するときには、天蓋３に設けられた図示しない破断開口部を破断することにより飲み口が形成されるようになっている。

缶体１は、缶高Ｈ（天蓋３の上縁から底蓋４の下縁までの寸法）が約１０４mmとなっている。この缶高Ｈは、自動販売機による販売を考慮して適宜設定されるものであり、本発明の構成では、８０mm〜１１０mmの何れかの寸法に選択して設定することができる。

図１に示すように、缶胴２は、後述するエキスパンド成形による拡径加工を施したことによって形成された、周方向に沿って所定間隔を存して高さ方向に延びる複数の拡径面７と、略中央部の周壁を凹入加工することにより形成されたビード８とを備えている。

各拡径面７は、夫々、上端部と下端部とに位置する一対の矩形面９，１０と、両矩形面９，１０の間でビード８を介して上下対称形状とされた一対の高さ方向に極度に長い台形面１１，１２とにより構成されている。

缶胴２の周方向を拡径面７の幅方向としたとき、各矩形面９，１０は、幅寸法を一定として上下方向に延びる形状とされている。また、各矩形面９，１０の幅寸法は、台形面１１，１２のビード８側の端縁の幅寸法よりも小さい。そして、各台形面１１，１２は矩形面９，１０からビード８に向かって幅寸法が次第に大きくなり且つ缶胴２の内側方向に傾斜する。

缶体１の上端側の各矩形面９は、缶体１の径方向外側に向かう突出量が最も大きい。上端側の各矩形面９が配設されていることにより、缶胴２において拡径加工量が最も大きい上部最大拡径部１３が形成されている。同様に、缶体１の下端側の各矩形面１０も、缶体１の径方向外側に向かう突出量が最も大きい。そして、下端側の各矩形面１０が配設されていることにより、上部最大拡径部１３と同じように、缶胴２において拡径加工量が最も大きい下部最大拡径部１４が形成されている。上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４とは、外径が約５４mmとなっている。これにより、缶体１の取り扱い時に缶体１同士が接触する場合、或いは、自動販売機内で缶体１が回転移動するとき、缶胴２の外周面は、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４における最大径の面で接触するため、缶体１の損傷が抑えられる。

缶胴２における上部最大拡径部１３と天蓋３の上部巻締め部５との間には、拡径されていない上端未拡径部１５が設けられており、缶胴２における下部最大拡径部１４と底蓋４の下部巻締め部６との間には、拡径されていない下端未拡径部１６が設けられている。上端未拡径部１５と下端未拡径部１６とは、外径が約５０．８mmとなっており、後述する拡径加工前の缶胴２の外径と略等しい。

拡径加工前の缶胴２は、図２（ａ）に示すように、上端から下端まで同一径（外径が約５０．８mm）の円筒に形成されている。拡径加工前の缶胴２は、板厚が０．１７mmの矩形状の錫メッキ鋼板等の金属板を円筒状に丸めて端縁同士を溶接して形成したものである。金属板には、図示しないが、缶胴２を形成したときに外周面となる面と内周面となる面とにポリエステルフィルムによる保護被覆層が設けられている。更に、缶胴２を形成したときに外周面となる面には、商品表示等の印刷が施されている。

従来から、エキスパンド成形による拡径加工を施す缶胴は、肉厚が０．２２mmの金属板により形成されていたが、これに比べて、本実施形態のように板厚が０．１７mmの金属板を用いた缶胴２は薄肉である。このように、薄い板厚の金属板により缶胴２を形成することにより、缶胴２の材料コストを低減して安価な缶体１が提供できる。

更に、缶胴２の外周面と内周面とにはポリエステルフィルムによる保護被覆層が設けられているため、後述する拡径加工や凹入加工の際、及び販売時等において、缶胴２の傷つき等の損傷が防止される。

また、図１に示すように、缶体１は、天蓋３の上部巻締め部５の上縁から上端未拡径部１５の下縁までの距離Ｌ１と底蓋４の下部巻締め部６の下縁から下端未拡径部１６の上縁までの距離Ｌ２とが、何れも５mmとされている。従って、上部最大拡径部１３は上部巻締め部５の近傍に位置し、下部最大拡径部１４は下部巻締め部６の近傍に位置している。

上部巻締め部５及び下部巻締め部６は両蓋３，４の周縁部と缶胴２の端部との折り重ねによって形成されているため、外力に対する強度が極めて高い。一方、上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４とは、拡径加工量が最も大きいために拡径加工前の缶胴２の肉厚よりも薄くなっていて、本実施形態のように薄肉の缶胴２である場合には特に強度低下が懸念される。

しかし、本実施形態の缶体１は、後述するように、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４が、拡径前の外径に対する拡径量が約６．３％とされていることで拡径加工に伴う薄肉化が抑えられている。また、上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４とが、夫々、上部巻締め部５と下部巻締め部６との近傍に位置していることにより、上部最大拡径部１３が上部巻締め部５によって補強され、下部最大拡径部１４が下部巻締め部６によって補強される。このように、本実施形態の缶体１では、薄肉の缶胴２を拡径することによる強度低下が十分に抑えられている。

なお、発明者の知見によれば、上記の距離Ｌ１，Ｌ２は、何れも、４mm〜９mmの範囲内に設定されるのが好ましい。距離Ｌ１，Ｌ２が４mmより小さいと、図示しない缶蓋巻締装置による両蓋３，４の巻締めが困難となる。距離Ｌ１，Ｌ２が９mmより大きいと、上部巻締め部５及び下部巻締め部６による上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４の補強効果が十分に得られない。

上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４との間に位置している缶胴２の中央部は、拡径されていない中間未拡径部１７となり、この中間未拡径部１７にビード８が形成されている。ビード８が形成されていない状態の中間未拡径部１７は、後述する拡径加工前の缶胴２の外径と略等しい約５０．８mmとなるが、ビード８が形成されることにより縮径されるため、拡径加工前の缶胴２の外径は維持されていない。ビード８の寸法は、深さ０．３mm、高さ方向の幅７mmで、缶胴２の周方向全周に連続して形成されている。

中間未拡径部１７と上部最大拡径部１３との間には、缶胴２の上半部側の各台形面１１が配設されて、上部最大拡径部１３に向かって次第に大径となる第１テーパ壁部１８が形成されている。同様に、中間未拡径部１７と下部最大拡径部１４との間には、缶胴２の下半部側の各台形面１２が配設されて、下部最大拡径部１４に向かって次第に大径となる第２テーパ壁部１９が形成されている。

このように、缶体１は、その缶胴２に拡径面７を備えることにより極めて高いデザイン性を得ている。また、缶体１は、缶胴２の第１テーパ壁部１８と第２テーパ壁部１９とによって括れた形状となっているので握り易く、缶体１が手から滑り落ちることも防止される。また、第１テーパ壁部１８と第２テーパ壁部１９とは缶胴２の中間未拡径部１７に向かって次第に拡径量が小さくなることにより、缶胴２の中央部分の肉厚が比較的厚い状態となる。これにより、パネリング強度（例えば、レトルト処理に伴う内圧変化に対する変形強度）を然程低下させることなく拡径させた缶胴２を得ることができる。

図１に示す缶体１の缶胴２は、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４の外径と上端未拡径部１５及び下端未拡径部１６の外径との寸法差から明らかなように、エキスパンド成形による拡径加工により拡径加工前の缶胴２に対して最大外径が約６．３％に拡径されている。

拡径加工前の缶胴２としては、外径が４６．０mm〜５０．８mmの何れかのものを選択して用いる。これにより、既存の缶蓋巻締装置が使用でき、設備変更が不要となる。そして、缶胴２においては、拡径前の外径に対して拡径後の拡径量を３％〜１４％の範囲内に設定する必要があり、より好ましい拡径量は３％〜７％である。本実施形態においては、拡径前の外径に対して上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４が約６．３％拡径されている。

発明者の知見によれば、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４の拡径量が３％未満であると、缶胴２に拡径面７が殆ど形成されず、高いデザイン性や握り易さが得られなくなる。また、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４の拡径量が１４％を超えると、上部最大拡径部１３及び下部最大拡径部１４が極度に肉薄化されて強度低下が生じるだけでなく、缶胴２の外周面に設ける商品表示等の印刷が歪んで視認性が低下する。

また、拡径前の外径に対して拡径後の拡径量を３％〜１４％の範囲内に設定することにより、缶胴２を形成する金属板として板厚が０．１５mm〜０．２０mmの何れかのものが使用でき、肉厚の薄い金属板を用いて拡径加工を施した缶胴２を形成することができるので、材料コストを低減することができる。

また、ビード８を設けることによって、拡径加工を施した薄肉の缶胴２のパネリング強度を向上させることができる。ビード８の深さ及び幅は、本実施形態で採用した上記の寸法に限るものではなく、発明者の知見によれば、深さ０．２mm〜１．０mm、幅２mm〜１０mmに設定することが好ましい。ビード８の深さについては、０．２mmより小さいとビード８によるパネリング強度の向上が望めず、１．０mmより大きいとビード８の形成部分が極度に薄肉となってパネリング強度の向上が望めない。ビード８の幅については、２mmより小さいと凹入加工が困難であり、１０mmより大きいと拡径された部分との重なる領域が大きくなるため缶胴２への加工に伴う負担がかかり、缶胴２の強度が低下する。なお、本実施形態とは別に、図示しないが、ビード８は高さ方向に隣接して複数設けてもよい。

次に、缶胴２の拡径加工による拡径面７の形成及び凹入加工によるビード８の形成について説明する。缶胴２は、図２（ａ）に示すように、上端から下端まで同一径の円筒に形成されたものをに対してエキスパンド成形による拡径加工を施す。エキスパンド成形による拡径加工を施した缶胴２は、図２（ｂ）に示す形状となり、拡径面７が形成される。その後、拡径面７が形成された缶胴２に凹入加工を施す。これにより、図２（ｃ）に示すように、ビード８が形成される。

その後、図示しないが、缶胴２の上端未拡径部１５と下端未拡径部１６との夫々にフレンジ（上述した上端フレンジ部及び下端フレンジ部）を形成し、各フレンジ部に天蓋３、底蓋４を巻締装置を用いて二重巻締することにより図１の缶体１が得られる。

拡径加工は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に要部を示すエキスパンド成形装置２０により行われる。エキスパンド成形装置２０は、円周状に配列された１２個の同一形状の割型工具２１を備えている。各割型工具２１は、缶胴２の高さ寸法に対応する長さを有し、その外側面には缶胴２の内周面に当接する押圧面２２が形成されている。なお、割型工具２１の数は１２個に限るものではなく、拡径加工前の缶胴２の外径に応じて変更可能である。ただし、拡径加工前の缶胴２の外径が４６．０mm〜５０．８mmである場合には９個〜１４個の範囲内とするのが好ましい。

各割型工具２１の内側には、柱状部材２３が設けられている。柱状部材２３は、下方に向って次第に縮径する形状とされ、その外周にテーパ面２４が形成されている。各割型工具２１の内側には、柱状部材２３のテーパ面２４に対応する傾斜面２５が形成されている。

割型工具２１には、その上端部と下端部とに溝部２６が形成されている。この溝部２６には、夫々、リング状のばね部材２７が装着されている。ばね部材２７は、図３（ａ）に示すように各割型工具２１を収束させる方向に付勢している。

柱状部材２３は図示しない昇降手段により上下方向に昇降移動される。柱状部材２３が下方に移動すると、そのテーパ面２４が各割型工具２１の傾斜面２５に沿って移動する。これに伴い、ばね部材２７の付勢に抗して各割型工具２１が水平方向外側に移動する。

これにより、各割型工具２１は、放射状に外側へ移動し、図３（ｂ）に示すように互いに隣り合う割型工具２１同士が周方向に離れて拡開した状態とされる。逆に、柱状部材２３が上方に移動すると、そのテーパ面２４が各割型工具２１の傾斜面２５に沿って移動し、ばね部材２７の付勢によって図３（ａ）に示すように収束状態となる。

割型工具２１の押圧面２２は缶胴２の周方向に沿った形状に湾曲しており、上部立ち上げ面部２２ａ、上部押圧面部２２ｂ、第１テーパ押圧面部２２ｃ、非押圧部２２ｄ、第２テーパ押圧面部２２ｅ、下部押圧面部２２ｆ、及び、下部立ち上げ面部２２ｇの７つの面から構成される。

上部押圧面部２２ｂと下部押圧面部２２ｆとは押圧面２２のなかで最も小さな略矩形の面（幅寸法を一定として上下方向に延びる形状の面）で、各割型工具２１の拡開方向に向かって最も突出している。上部押圧面部２２ｂと下部押圧面部２２ｆとは、缶胴２に矩形面９，１０（図１参照）を形成する。

第１テーパ押圧面部２２ｃと第２テーパ押圧面部２２ｅとは非押圧部２２ｄに向かって次第に幅寸法が大となる形状の面であって、しかも、非押圧部２２ｄに向かって深くなる方向（柱状部材２３に接近する方向）に傾斜している。第１テーパ押圧面部２２ｃと第２テーパ押圧面部２２ｅとは、缶胴２に台形面１１，１２（図１参照）を形成する。

非押圧部２２ｄは、押圧面２２のなかで周方向に最も長い線状の角部で、第１テーパ押圧面部２２ｃと第２テーパ押圧面部２２ｅとの境界に位置している。非押圧部２２ｄは、缶胴２に中間未拡径部１７（図２（ｂ）参照）を形成する。

エキスパンド成形装置２０を用いて、缶胴２に拡径加工を施すときには、先ず、図３（ａ）に示すように、未加工の缶胴２の内部に収束状態の各割型工具２１を挿入する。次いで、図３（ｂ）に示すように、柱状部材２３を下方に移動させ、各割型工具２１を放射状に移動させる。これにより、各割型工具２１が缶胴２をその内側から押し広げ、缶胴２が拡径される。

なお、缶胴２に対する各割型工具２１の押圧力は、その押圧力を解除した際の缶胴２のスプリングバックを考慮して設定されている。また、非押圧部２２ｄは、各割型工具２１の拡開時に缶胴２の内面を全く押圧しないわけではなく、押圧を解除したときに缶胴２が押圧されない外径に戻るように設計されているため、本発明においては実質的に押圧しない（非押圧）ものとしている。

そして、各割型工具２１の押圧面２２により内部から押圧された缶胴２には、各割型工具２１の押圧面２２に対応する形状の拡径面７が形成される。即ち、缶胴２には、拡径面７を構成する矩形面９（上部最大拡径部１３）、台形面１１（第１テーパ壁部１８）、台形面１２（第２テーパ壁部１９）、及び矩形面１０（下部最大拡径部１４）が形成される。

缶胴２において最も拡径される上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４とは、各割型工具２１の押圧面２２の上部押圧面部２２ｂと下部押圧面部２２ｆとによる押圧部分である。従って、拡径加工時に缶胴２に付与される押圧力は、第１テーパ押圧面部２２ｃ及び第２テーパ押圧面部２２ｅで次第に大きくなって上部押圧面部２２ｂ及び下部押圧面部２２ｆで最大となる。

このとき、上部押圧面部２２ｂと下部押圧面部２２ｆとは、押圧面２２のなかで最も小さな面であるため、缶胴２の内面への接触面積が小さい。このように、小さな接触面積で缶胴２において最も拡径される上部最大拡径部１３と下部最大拡径部１４とを形成するので、拡径量に対して比較的小さな押圧力で拡径することができ、拡径加工が容易となる。

各割型工具２１により缶胴２に拡径面７を形成した後には、柱状部材２３を上方に移動させることにより、ばね部材２７の付勢によって図３（ａ）に示すように各割型工具２１を収束させ、収束状態の各割型工具２１を缶胴２の内部から抜き取る。これにより、図２（ｂ）に示すように拡径面７を備える缶胴２が形成される。

続いて、拡径面７が形成された缶胴２に凹入加工を施すことにより、図２（ｃ）に示すように、ビード８を備える缶胴２を形成する。

凹入加工は、図４に要部を示す凹入成形装置２８により行われる。凹入成形装置２８は、缶胴２の一端開口側に気密に当接する第１保持部材２９と、缶胴２の他端開口側に気密に当接する第２保持部材３０と、缶胴２の外周面の一部を押圧する押圧ローラ３１とを備えている。

第１保持部材２９は、缶胴２の軸線と同一軸線回りに回転自在であり且つ缶胴２の軸線方向に沿って進退自在に設けられている。また、第１保持部材２９には、缶胴２の内部に向かってエアを導入するエア導入口３２が設けられている。図示しないが、凹入成形装置２８は、第１保持部材２９を進退させる進退駆動手段と、エア導入口３２に接続されて所定圧のエアを供給するエア供給手段とを備えている。

第２保持部材３０は、図示しない回転駆動手段が備える回転軸３３に連結されており、回転駆動手段の駆動により回転軸３３を介して缶胴２の軸線と同一軸線回りに回転される。

押圧ローラ３１は、缶胴２に向かって昇降自在に設けられており、下降により缶胴２に圧接して缶胴２を凹入させる。図示しないが、凹入成形装置２８は、押圧ローラ３１を昇降させる昇降手段を備えている。

凹入成形装置２８を用いて、缶胴２に凹入加工によるビード８を形成するときには、先ず、第１保持部材２９と第２保持部材３０とで缶胴２を挟持する。次いで、第１保持部材２９のエア導入口３２を介して缶胴２の内部にエアを導入する。このとき缶胴２の内部に導入されたエアの圧力は、ビード８が形成されるまで前記エア供給手段によって維持される。

続いて、回転駆動手段により第２保持部材３０を回転させる。このとき、第１保持部材２９が回転自在に設けられていることにより、缶胴２が回転する。この状態で、押圧ローラ３１を下降させ、缶胴２の外周面を押圧することにより凹入変形させる。缶胴２は押圧ローラ３１の押圧を受けた状態で回転し、これによって、缶胴２の全周にわたって凹入変形部分が延び、図２（ｃ）に示すようにビード８を備える缶胴２が形成される。

なお、本実施形態においては、上記構成の凹入成形装置２８を用いて缶胴２にビード８を形成したが、他の構成の凹入成形装置を用いてもよい。また、本実施形態においては、缶胴２に対して拡径加工による拡径面７を形成した後に、凹入加工によるビード８を形成するようにしたが、これに限らず、例えば、図示しないが、拡径加工と凹入加工とが同時に行える装置を用いて、缶胴２に対して拡径面７とビード８とを同時に形成してもよい。

また、本実施形態においては、図１に示すように、缶胴２の中間未拡径部１７にビード８を形成することにより、缶胴２のパネリング強度を向上させたものを示したが、これ以外に、図５に示す缶体３４のように、缶胴３５の中間未拡径部１７にビードを形成しなくてもよい。この場合にも、缶胴３５は、上記構成の拡径面７を備え、中間未拡径部１７はその肉厚が比較的厚い部分となっているため、パネリング強度の低下が抑えられている。そして、これによれば、缶胴３５にビードを形成する工程を省いて製造コストを削減できる。

また、本実施形態においては、図１に示すように、缶胴２の上端未拡径部１５と下端未拡径部１６とで、拡径加工前の外径が維持されているものを示したが、これに限らず、図示しないが、缶胴２の上端未拡径部１５と下端未拡径部１６との何れか一方又は両方にネックイン加工を施してもよい。

１，３４…缶体、２，３５…缶胴、３…天蓋、４…底蓋、５…上部巻締め部（巻締め部）、６…下部巻締め部（巻締め部）、７…拡径面、８…ビード、１３…上部最大拡径部、１４…下部最大拡径部、１５…上端未拡径部、１６…下端未拡径部、１７…中間未拡径部、１８…第１テーパ壁部、１９…第２テーパ壁部、２１…割型工具、２２…押圧面、２２ｂ…上部押圧面部、２２ｃ…第１テーパ押圧面部、２２ｄ…非押圧部、２２ｅ…第２テーパ押圧面部、２２ｆ…下部押圧面部。

Claims (5)

1. 高さ方向に延びる円筒状の缶胴と、該缶胴の上端に巻締められた天蓋と、前記缶胴の下端に巻締められた底蓋とを備え、前記缶胴の所定位置にエキスパンド成形による拡径加工が施されて、天蓋の上縁から底蓋の下縁までの寸法である缶高が８０mm〜１１０mmの缶体において、
   前記缶胴は、上部に位置して前記拡径加工により最大外径に拡径された上部最大拡径部と、下部に位置して前記拡径加工により最大外径に拡径された下部最大拡径部と、前記上部最大拡径部と前記下部最大拡径部との間に位置して拡径されていない中間未拡径部と、該中間未拡径部から前記上部最大拡径部にかけて次第に大径となる形状に形成された前記拡径加工による第１テーパ壁部と、前記中間未拡径部から前記下部最大拡径部にかけて次第に大径となる形状に形成された前記拡径加工による第２テーパ壁部とを備え、
   前記拡径加工前の前記缶胴は、板厚が０．１５mm〜０．２０mmの何れかの金属板により、外径が４６．０mm〜５０．８mmの何れかに形成され、
   前記上部最大拡径部と前記下部最大拡径部とは、前記拡径加工前の前記缶胴の外径に対して３％〜１４％の何れかの外径に拡径されていることを特徴とする缶体。
2. 前記上部最大拡径部と前記天蓋の巻締め部との間には、拡径されていない上端未拡径部が設けられ、前記天蓋の巻締め部の上縁から上端未拡径部の下縁までの距離が４mm〜９mmとされており、
   前記下部最大拡径部と前記底蓋の巻締め部との間には、拡径されていない下端未拡径部が設けられ、前記底蓋の巻締め部の下縁から下端未拡径部の上縁までの距離が４mm〜９mmとされていることを特徴とする請求項１記載の缶体。
3. 前記缶胴は、前記中間未拡径部に、該缶胴の周方向に沿って凹入加工を施した環状のビードを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の缶体。
4. 前記缶胴は、該缶胴の内部に複数の割型工具を収束状態で挿入した後、各割型工具を放射状に外側へ移動させることにより、各割型工具の押圧面により該缶胴の内周面を押圧するエキスパンド成形が施され、当該エキスパンド成形における各割型工具の押圧面に対応して、周方向に沿って所定間隔を存して高さ方向に延びる複数の拡径面が形成され、
   該拡径面が前記上部最大拡径部、前記下部最大拡径部、前記中間未拡径部、前記第１テーパ壁部、及び前記第２テーパ壁部を形成していることを特徴する請求項１〜３の何れか１項記載の缶体。
5. 前記割型工具は、前記押圧面が、前記上部最大拡径部を形成する上部押圧面部と、前記下部最大拡径部を形成する下部押圧面部と、前記上部押圧面部に連続して前記第１テーパ壁部を形成する第１テーパ押圧面部と、前記下部押圧面部に連続して前記第２テーパ壁部を形成する第２テーパ押圧面部と、前記第１テーパ押圧面部と前記第２テーパ押圧面部との間に位置して前記中間未拡径部を形成する非押圧部とを備えると共に、前記缶胴の周方向を前記押圧面の幅方向としたとき、前記上部押圧面部と前記下部押圧面部とは前記非押圧部より小さい幅寸法で当該幅寸法を一定として上下方向に延びる形状とされ、前記第１テーパ押圧面部は前記上部押圧面部から前記非押圧部に向かって次第に幅寸法が大となる形状とされ、前記第２テーパ押圧面部は前記下部押圧面部から前記非押圧部に向かって次第に幅寸法が大となる形状とされたものが用いられ、
   前記缶胴の前記拡径面は、前記押圧面の押圧による拡径加工時に該押圧面の形状に対応する形状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の缶体。