JPH067868A - 軸強度を向上した金属容器の製造方法及び容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圧延パンチから金属容器を取り出す際に生じ
る環状の膨張部を除去することにより金属容器の軸強度
を向上させる。 【構成】 容器１０を回転移動させ、膨張部２０と係合
するようにベアリング要素４０を容器１０の閉口端部に
軸回りに向かって移動させ、続けて、容器の中央軸線と
関連して鋭角度に配設された直線経路に沿って予め定め
られた距離を軸回りにベアリング要素４０を移動させ、
それにより膨張部２０と容器の下部側壁部１９を半径方
向に内側へ曲げて膨張部２０を概ね減少させることによ
り、従来の取り出し作業の結果生じた膨張部２０を有す
る容器の下部側壁部を再加工する金属容器の製造方法及
び容器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、膨張部を減少させると
ともに軸強度を向上させた金属容器を製造する方法及び
その方法により製造される容器に関する。

【０００２】

【従来技術】競争の激しい容器産業においては、容器製
造に用いる金属量を小量に抑えるために容器の完成品は
極度に薄い側壁を有する。しかしながらそれは同時に、
容器がその円筒性を損なうことなく構造的完全性を保つ
ために充分な強度を有するということである。金属容器
は一般的に、２部品容器として製造される。２部品型に
おいては、容器本体と一方の端部が一体成形され、分離
した他方の端部は後で容器の開口部に取り付けられる。
２部品容器には幾つかの製造法がある。これらの製造法
の１つは、シェルカップを板金から従来の押し出し技術
を用いて生産し、全高を増加させ、直径を減少させたカ
ップへと押し出し加工を施すウォールアイロン工程を含
む。押し出し加工を施されたカップは、必要とされる本
体の高さと側壁の厚さを得るためにウォールアイロン工
程を施される。この製造法により生産された容器は、通
常押し出し加工及び圧延加工（”Ｄ＆Ｉ”）を施された
容器と呼ばれる。

【０００３】完全な端部を用いて容器本体を成形する第
２の製造法は、適切な直径と厚すぎる側壁を備えた標準
に達しないカップを衝撃押し出し成形工程により成形す
る衝撃圧延成形工程である。衝撃押し出しを施された標
準に達していないカップは、カップの側壁の厚さを減少
させて、トリミング及びフレンジング作業のために必要
とされる高さへ全高を増加させるために圧延ダイの中へ
押し込まれる。押し出し及び圧延工程または衝撃及び圧
延成形工程により容器本体が成形されると、前述の製造
法により成形されたカップは、パンチと密接するように
カップを成形し適切な容器本体の高さにカップの側壁を
圧延するために、一連の圧延リングを通過させる圧延措
置によりより高い容器本体へと成形される。従来の方法
はしばしば押し出し及び圧延を１つの機械へ合同させて
いる。圧延パンチ上で特大のカップが一連の圧延リング
を通過して圧延された後、成形された容器本体は圧延パ
ンチから取り出されなければならない。圧延パンチから
容器を取り除くために、取り出し工程は普通、パンチか
ら容器本体を取り出す基本的手段として、機械装置の一
部として設計された１つ以上の経路を通過して向けられ
た圧搾空気を使用する。機械的取り出しは時として、容
器本体がパンチから実際に取り外されたかどうかを確認
するために使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】圧延パンチから容器を
取り出す中で、環状の外側への膨張部が容器の下部また
は閉口端部に隣接して形成される。通常“取り出し膨張
部”（以降膨張部と記載）と呼ばれるこの膨張部は、容
器の軸強度を減少させ、それにより円筒的完全性を損な
うまたは失う傾向が強まることが判明している。膨張部
は製造業者に関係なく、ウォールアイロン工程を含む方
法により生産された概ね全ての容器において発見されて
いる。複数の製造業者が提示した幾多の容器の外形見取
り図が、膨張部の直径が容器の真っ直ぐな円筒の側壁部
よりも０．００４インチから０．０１０インチ大きいこ
とを示している。従来製造された容器の大部分は、製造
された状態で産業界へ売却されている。これまで膨張部
を減少または取り除くことを目的として容器の下部を再
加工し、圧延された容器の完全性を改善するための試み
は行われてこなかった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、容器の閉口端
部に隣接した側壁の下部の膨張部を再加工することによ
り、膨張部を備えた金属容器の強度を改善する方法を明
らかにしている。膨張部の減少が丈夫な圧延容器の強度
と信頼性の改善を導くと考えられ、丈夫な容器の軸強度
が本発明を用いた膨張部の減少を通じて改善されること
を試験が示している。特に、本発明は、膨張部のかなり
の部分を取り除くために容器の底部または閉口端部に隣
接した膨張部を再加工することによる圧延金属容器の製
造方法を明らかにしている。膨張部の再加工は、ローラ
ーを容器の閉口端部に隣接した膨張部に対して押圧し、
容器の中央軸線に向かって一般的に半径方向へ内側に変
形させるように、容器とローラーの相対的な回転運動を
提供し、容器の中央軸線に対して鋭角に配設された直線
の経路に沿って相対的に軸状にローラーを動かすことに
より実行される。ローラーは、狭い円筒状押圧面を備え
るベアリング要素により限定される。発明のその他の特
色は、図面と開示する作業方法の実施例から明確になる
であろう。

【０００６】

【実施例】軸強度と信頼性の改善を目的とする側壁下部
１９の再加工による圧延金属容器１０の製造方法を明ら
かにする。図１は、例えばＤ＆Ｉ工程で成形された金属
容器１０を示す。金属容器１０は、閉口端部１４、開口
端部１６、側壁１８，側壁下部１９、閉口端部１４を側
壁下部１９に全体として結ぶ下部湾曲部１５と側壁下部
１９に形成された膨張部２０を有する本体１２から構成
される。前述のとおり、膨張部２０は成形パンチ（図示
せず）から容器１０の取り出した結果形成される。図１
と図２の膨張部２０は、閉口端部１４に隣接した容器本
体１２上を外側へ向かって環状に伸長している。軸方向
荷重抵抗試験を受けている２片Ｄ＆Ｉ容器が、膨張部２
０の曲がりをしばしば損ない、曲がりの損傷が容器１０
の円筒性と構造的完全性を喪失させていることが明らか
になっている。本発明は、結果として生じた容器の軸強
度を強化するために、側壁１８の下部１９を再加工する
ことにより膨張部を減少させる製造方法を明らかにす
る。

【０００７】図２は、典型的なＤ＆Ｉ成形方法により成
形された容器の膨張部２０と下部湾曲部１５の従来の配
置を示す、容器１０の側壁１８の下部１９の拡大断面図
である。図２は、側壁の基準円筒２２から膨張部２０が
どれだけ円周から外側へ向けて伸長しているかを示し、
本発明による外形の変化を示している。典型的な成形と
して、側壁１８と膨張部２０は、側壁の基準円筒２２を
横切り、点ｘにおいてすなわち容器１０の中央軸線に向
かって半径方向に伸長している。

【０００８】比較のために、図３は本発明の製造方法に
より生じた側壁１８の下部１９と下部湾曲部１５の外形
を示している。膨張部２０は容器の中央軸線に向かって
一般的に内側に半径方向である下部の歪みにより相当減
少させられている。それにより図２において最初に形成
された膨張部２０の位置より高い側壁１８の周辺部にお
いてわずかな膨張部の剰余２６が残される。アプリカン
トによる試験は、膨張部を完全に取り除くよりも剰余膨
張部２６を残したほうが都合がいいことを測定した。膨
張部２０を完全に取り除くことにより容器の薄い壁部を
大いに乱し、それにより容器１０の軸強度を減少させる
からである。結果として、再加工された区域２４をはっ
きりさせるため下部側壁部１９の広い部分が側壁の基準
円筒２２の内側へ歪められている。（図３に示した通
り、点ｘは側壁の基準円筒２２の内側にある。）本発明
の製造方法は、下部湾曲部１５の半径を図２の点ｙにお
ける約０．２００インチから図３において示すように約
０．１５０インチへと変更する。従って、下部湾曲部１
５の半径の減少は約０．０５０インチである。再加工作
業中に、再加工された金属が容器の底端部１４へ向かっ
て移動し、それにより湾曲部１５の半径が減少すると考
えられている。

【０００９】本発明の作業の最適な方法を図４と図５に
おいて説明する。本発明が提供する製造方法は一般的
に、ベアリング要素４０とともに提供されたローラー３
０の使用により一般的に半径方向に内側へ下部１９の決
定された部分を変形させて膨張部２０を取り除くことを
目的として側壁１８の下部１９を再加工することを含ん
でいる。容器１０とローラー３０は、相互に関連した回
転とともに提供され、ベアリング要素４０が側壁１８上
の選択された点において下部１９の膨張部２０と最初に
係合するように、ローラー３０は矢印６０の方向へ閉口
端部１４に向かって容器１０に関連して一般的に軸方向
に回転し、側壁の基準円筒２２に対して鋭角度ａにおい
て直線経路３５に沿って膨張部２０と連続して係合した
状態で移動する。鋭角度ａは、約１度から２度である。
ベアリング要素４０が最初に膨張部２０と係合する側壁
１８上の選択された点は、容器の閉口端部１４に隣接し
ている。ローラー３０が直線経路３５に沿って移動し容
器の側壁を半径方向に内側へ曲げる間、ベアリング要素
４０は膨張部２０と連続して係合した状態に保たれる。
前述の再加工の方法の結果として、容器１０の下部１９
の結果として生じた外形では、側壁１８は本来形成され
た膨張部２０よりも一般的に高い位置にある剰余膨張部
２６を有し、剰余膨張部２６は本来形成された膨張部２
０よりも最終的直径が小さい。図３に示すように、結果
として生じた外形はさらに、側壁の基準円筒２２の内側
に変形された再加工部２４を備える。

【００１０】本発明の製造方法においては、側壁１８の
要求された下部１９のみを再加工することが望ましい
く、約１度から２度のローラー３０の移動の角度ａは、
ローラー３０が側壁１８の要求された下部１９のみ加工
することを保証する。再加工の深さまたは総計は、再加
工作業前の膨張部２０の最大直径を決め、膨張部２０を
取り除くために容器の軸線に沿ってローラー３０を移動
させ、規定された計約０．０１０インチから０．０３０
インチだけローラー３０を容器の中央軸線に向かって進
ませ、ローラー３０を直線経路３５の軸線に沿って移動
することから決定される。閉口端部１４が適当な旋盤型
装置上において適合プラグ（図示せず）により外部底面
を支持される間、容器１０の開口端部１６に適合するプ
ラグ（図示せず）を用いて、回転運動のために容器１０
を固定する方法を試験は示している。

【００１１】図５においては、ローラー３０は、円筒の
押圧面４２を備えたベアリング要素を有し、ベアリング
要素はヨーク４６内において支持されている。押圧面４
２は、なるべくなら小幅ｄで、例えばｄは約０．０３０
インチである。図５のベアリング要素４０が傾斜した側
面４８を有する８角形断面図を有するような外形である
と同時に、ベアリング要素の各自の形状は容器と係合す
る実際の押圧面と同じ長さを必要とせず、狭い幅を有す
る。例えば、円筒または狭い長方形断面を備えた缶係合
外周を有するベアリング要素を本発明において使用して
もよい。幅広な押圧面を有するベアリング要素が再加工
範囲において容器面上に浅い窪みをつける傾向があり、
この窪みが容器の軸荷重抵抗を弱めることをアプリカン
トによる試験は示している。さらに、ローラー３０が膨
張部２０を横断する時、容器を切断してしまうことを防
止するため断面の外形に係わらず押圧面４２に隣接する
ベアリング要素４０が丸い縁を有することが望ましい。
本発明の製造方法は、次の例においてさらに理解されよ
う。

【００１２】例 １ 試験においては、１組の容器１０の開口端部１６を旋盤
の主軸台に面して配設してプラグにより固定し、容器の
閉口端部１４を旋盤の心押し台が支持する自在に回転す
るプラグ上に支持した。容器の試験グループは、まった
く等しい状態で作業した３台の製缶装置（Ｂ／Ｍ）から
選ばれた。製缶装置１及び２が製造した容器は同じ単一
の金属コイルから製造されている。再加工されていない
容器と本発明により再加工された容器の軸強度を試験し
た。製缶装置３が製造した容器は異なる金属コイルから
製造されている。下記の結果が得られた。 表１ 軸強度データ Ｂ／Ｍ＃１ Ｂ／Ｍ＃２ Ｂ／Ｍ＃３ 再加工されていない容器 ３４８±１７ ３１９±３２ ２６３±２６ 再加工済容器 ３４９± ６ ３３３±２７ ２６５±３０ １度につき０．０１０ 再加工済容器 ３５６± ３ ３５０±１９ ２８２±２６ １度につき０．０２０ 再加工済容器 ３５７± ３ ３５０±２９ １度につき０．０３０

【００１３】上記のデータは、本発明の製造方法による
金属容器の軸強度の向上が均一でもなければ製造された
全ての容器に適用できるわけでもないことを示してい
る。本発明の製造方法は、容器の通常の強度を高めるこ
とが明らかである（Ｂ／Ｍ＃１及びＢ／Ｍ＃２の結果参
照）が、従来製造された根本的に品質の悪い容器の強度
を改善する効果はない（Ｂ／Ｍ＃３の結果を参照）。こ
の現象に対する明確な根拠は、未だに完全に解明されて
はいない。

【００１４】

【発明の効果】本発明の製造方法は、品質の良い容器を
製缶装置のパンチから取り出す際に形成される環状の膨
張部を取り除くことにより容器の強度と信頼性を改善す
る。本発明により提供された方法は選ばれた実施例とと
もに説明されたが、修正及び応用が請求項で述べた本発
明の範囲内であることは当業者には明白である。そのよ
うな修正及び応用は、本発明の請求項の範囲内であると
考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】例えば従来のＤ＆Ｉ方法により成形された完全
な膨張部を有する容器の縦の断面図。

【図２】図１の容器の下部側壁部に成形された膨張部を
示す拡大断面図。

【図３】本発明の再加工された結果生じた容器の下部側
壁部の外形の拡大図。

【図４】本発明の再加工作業において使用されるローラ
ーの容器に対する直線経路を示す図。

【図５】本発明により提供されたローラーの平面図。

【符号の説明】

１０ 金属容器 １４ 閉口端部 １５ 下部湾曲部 １６ 開口端部 １８ 側壁 １９ 側壁下部 ２０ 取り出し膨張部 ２２ 側壁の基準円筒 ３０ ローラー ４０ ベアリング要素 ４２ 押圧面

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器の下部の円周上に形成された側面の
   膨張部を有する金属容器の製造方法において、前記容器
   の中央軸線に向かって半径方向に内側へ前記膨張部を変
   形させることにより膨張部のかなりの部分を取り除くこ
   とからなる軸強度を向上した金属容器の製造方法。
2. 【請求項２】 小幅のローラーにより膨張部の変形を実
   行する請求項１記載の金属容器の製造方法。
3. 【請求項３】 円筒形の側壁と、閉口端部と、開口端部
   と、前記側壁と前記閉口端部の間に挟まれた湾曲部とを
   有し、前記側壁は一般的に垂直な上部と容器の閉口端部
   に隣接した外側に向かって伸長した膨張部を備え、前記
   側壁の垂直部は側壁の基準円筒を形成し、前記側壁の下
   部と前記膨張部は前記側壁の基準円筒の外側へ配設され
   た容器を用意する工程と、 小幅な円筒形の押圧面を備えるベアリング要素を提供
   し、 容器に回転運動を与える工程と、 前記ベアリング要素の押圧面が側壁の膨張部と係合する
   ように容器の閉口端部向かって容器に対して軸方向へベ
   アリング要素を移動させ、膨張部を一般的に半径方向に
   内側へ曲げるために膨張部と係合した前記ベアリング要
   素の押圧面を保持する間に側壁の基準円筒に対して鋭角
   度に配設された直線経路に沿ってベアリング要素を移動
   させることにより、容器の外形が減少した膨張部を有す
   る円筒状の側壁と側壁の基準円筒の内側に配設された下
   部を有する容器を加工する工程、からなる延性金属を材
   料とする飲料容器の製造方法。
4. 【請求項４】 取り出し膨張部が前記の加工工程中に概
   ね取り除かれる請求項３記載の金属容器の製造方法。
5. 【請求項５】 前記鋭角度が約１度から２度である請求
   項３記載の金属容器の製造方法。
6. 【請求項６】 前記ベアリング要素の押圧面が概ね幅
   ０．０３０インチである請求項３記載の金属容器の製造
   方法。
7. 【請求項７】 前記湾曲部が予め定められた最初の半径
   寸法を有し、 前記加工工程が前記寸法の半径を減少させる、請求項３
   記載の金属容器の製造方法。
8. 【請求項８】 前記加工工程が湾曲部の半径を約０．２
   ００インチから約０．１５０インチへ減少させる請求項
   ７記載の金属容器の製造方法。
9. 【請求項９】 取り出し膨張が本来形成された位置より
   も一般的に高い位置の容器の側壁に剰余膨張が残る請求
   項３記載の金属容器の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項３記載の金属容器の製造方法に
    よって製造された容器。