JPH08257659A - 所定形状の金属缶の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周縁壁が、成形及び再絞り成形技術の場合約
８％、絞り成形及びしごき加工技術の場合約３％の膨張
率である少なくとも一つの膨張領域を含む、所定形状の
金属缶を製造する方法を提供する。 【構成】 一方で、底部（１）と、該底部（１）と単一
体に形成され且つ少なくとも一つの膨張領域（２Ｂ）を
有する円筒状の周縁壁（２）とを備え、他方で、該周縁
壁（２）に圧着し又は結合した蓋を備える所定形状の金
属缶を製造する。該方法は、最初に、底部（１）に最も
近い第一の基本的領域から開始し、該底部（１）から最
も離れた最後の基本的領域で終了することにより、前記
周縁壁（２）の基本的領域を局部的に且つ連続的に膨張
させる段階を含む少なくとも一つの工程を実施すること
で、前記少なくとも一つの領域（２Ｂ）を形成する段階
を備えている。これらの基本的領域は、その一部分が重
なり合って前記少なくとも一つの膨張領域（２Ｂ）を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、缶入り飲料、又は食品
の所定形状の金属缶、より具体的には、一方で底部と、
該底部と単一体として形成された円筒状の周縁壁とを備
える一方、少なくとも一つの膨張領域を有し、また、該
周縁壁に圧着し、又は結合した蓋とを備える、所定形状
の金属缶に関する。

【０００２】

【従来の技術】少なくとも一つの膨張領域を有する周縁
壁と、該周縁壁の一端に圧着し又は結合させた底部と、
上記周縁壁の他端に圧着し、又は結合させた蓋とから成
る所定形状の金属缶を製造することは公知である。

【０００３】この蓋には、例えば、強度の弱い破断線に
より容易に開けることの出来る手段が設けられ、又は、
例えば、ねじ付き栓を受け入れるタップ・ネック部が設
けられる。

【０００４】この型式の金属缶の周縁壁は、長手方向に
溶接した円筒状スリーブで形成され、このスリーブは、
少なくとも一つの膨張領域を有している。

【０００５】通常、この周縁壁は、炭素含有量が少な
く、また、降伏強度が約250ＭＰａの軟鋼の金属ブラン
クから製造される。

【０００６】この型式の軟鋼は、溶接した円筒状スリー
ブを次式で計算される膨張比にて、格別に困難なく、局
部的に膨張させることが可能である。

【０００７】 （最終径Ｄ−当初径Ｄ）／（最終径Ｄ）×100 この値は、20％もの大きい値となり、当初径Ｄは、溶接
スリーブの当初径であり、最終径Ｄは、溶接した周縁壁
の膨張後の径である。

【０００８】この型式の所定形状の缶を製造するために
は、溶接したスリーブを製造し、このスリーブを局部的
に膨張させて、少なくとも一つの膨張領域を有する周縁
壁、又はスカートを形成し、底部及び蓋をそれぞれ、周
縁壁の各側部に圧着するか、又は結合する。

【０００９】この膨張領域は、通常、加圧空気又は窒素
を採用し、又は、非圧縮性流体を採用する成形方法、或
いは、セクターを有する工具を採用する物理的な膨張方
法によって、膨張すべき領域の高さの全体を膨張させて
形成される。

【００１０】また、一方で、底部と、該底部と単一体に
形成された周縁壁とから成り、他方で周縁壁に圧着し、
又は結合させた蓋とから成る、所定形状の金属缶を製造
することも公知である。

【００１１】底部及、び該底部と単一体として形成され
た周縁壁は、金属ブランク又はストリップから切断した
カップに対して絞り成形及び再絞り成形、又は絞り成形
及びしごき加工の何れかを行って製造される。

【００１２】この型式の缶を絞り成形及び再絞り成形法
で製造するとき、周縁壁を形成した後に、金属は、極め
て硬化状態となり、このため、上記周縁壁の降伏強度
は、約600ＭＰａとなる。

【００１３】この周縁壁の可能な全体的な膨張比は、約
2.5％である。

【００１４】この型式の缶を絞り成形及び再絞り成形技
術で製造するとき、周縁壁を絞り成形した後、金属は、
より一層、非常に硬化した状態となり、このため、周縁
壁の降伏強度は、約700ＭＰａ、又は、場合によって
は、それ以上ともなり、その結果、この壁の膨張性は略
零となる。

【００１５】周縁壁に可能な全体的な膨張比は、１％以
下、また、厚さが極めて薄い場合、0.5％以下となる。

【００１６】他方、絞り成形及び再絞り成形技術、又は
絞り成形及びしごき加工技術で製造された金属缶の有利
な点は、その缶の金属の機械的性質が極めて大きく、極
めて剛性であるため、極めて薄い肉厚が可能となり、そ
の結果、軽量となり、また、材料コストが低廉で済む点
である。

【００１７】更に、かかる缶は、単一体として形成され
た底部及び周縁壁という二つの部分で形成され、このこ
とは、審美的な点からして有利である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、底部と、該底部と単一体として形成された周縁壁と
から成り、該周縁壁が、成形及び再絞り成形技術の場
合、約８％、絞り成形及びしごき加工技術の場合、約３
％の膨張率である少なくとも一つの膨張領域を含む、飲
料用缶の型式による所定形状の金属缶を製造する方法を
提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、一
方で底部と、該底部と単一体として形成された円筒状の
周縁壁とを備える一方、少なくとも一つの膨張領域を有
し、また、該周縁壁に圧着し、又は結合した蓋とを備え
る、飲料用缶型式の所定形状の金属缶を製造する方法で
あって、底部に最も近い第一の基本的領域から開始し
て、該底部から最も離れた最後の基本的領域まで周縁壁
の基本的領域を局部的に且つ連続的に膨張させ、上記基
本的な領域の一部分が互いに重なり合って、上記少なく
とも一つの膨張領域を形成する段階を含む、少なくとも
一つの工程にて、前記少なくとも一つの領域が形成され
ることを特徴とする方法を提供するのである。

【００２０】本発明のその他の特徴は次の通りである。

【００２１】最初に、底部に最も近い膨張領域を形成
し、次に、上記底部から最も離れた膨張領域を形成する
ことにより、少なくとも二つの膨張領域が周縁壁に形成
され、基本的領域の各々が、上記基本的領域の形状に等
しい形状を有する膨張リングによって形成されること。
膨張リングの径が周縁壁の当初径の４％、又はそれ以下
であること。重なり合う各基本的領域のピッチは、膨張
リングの高さの2／3、又はそれ以上であること。基本的
領域の各々の深さは、膨張リングの高さの1／6、又はそ
れ以下であること。膨張リングの断面形状が球状のドー
ム状であること。膨張リングの断面形状が円形であるこ
と。膨張リングの断面形状が矩形であること。膨張リン
グの断面形状が三角形であること。膨張リングがエラス
トマーで出来ていること。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の特徴及び有利な点は、添
付図面に関して、単に一例としてのみ記述する以下の詳
細な説明から明らかになるであろう。これらの図面にお
いて、図示した所定形状缶の外形は、明確化のために誇
張して示してある点に留意すべきである。

【００２３】添付図面において、図１及び図２に図示す
るように、飲料缶型式の所定形状缶は、底部１と、該底
部１と単一体として形成された周縁壁２とを備えてい
る。

【００２４】該周縁壁２は、次のような連続的な領域を
備えている。

【００２５】即ち、底部に隣接する、直径Ｄの領域２
Ａ、領域２Ａの上方に位置する、直径Ｄ１の少なくとも
一つの膨張領域２Ｂ、領域２Ｂの上方に配置された、直
径Ｄの領域２Ｃである。

【００２６】図面に図示した実施例において、単一の膨
張領域２Ｂが示してあるが、所定形状缶は、その各々
が、膨張領域の径よりも小径の中間領域により分離され
た複数の膨張領域を備えるようにしてもよい。

【００２７】該膨張領域２Ｂの外形部分は、図１に図示
するように矩形とし、又は図２に図示するように膨れ状
部分とすることが出来る。

【００２８】かかる缶を製造するためには、絞り成形及
び再絞り成形技術、又は絞り及びしごき加工技術により
鋼、アルミニウム、又はアルミニウム合金の金属ブラン
クから、第一の段階において、底部分と、周縁壁又は所
定形状缶の周縁壁２の領域２Ａの直径Ｄに等しい直径の
スカートとを備える準備的な形状が形成される。

【００２９】現在まで、膨張すべき領域の高さの全体を
膨張させるか、加圧空気又は窒素を採用する成形方法に
より、又は、非圧縮性流体を採用する成形方法、或いは
セクターを有する工具を使用する物理的な膨張方法によ
る第二の段階を通じて、膨張領域が形成されている。

【００３０】しかし、この周縁壁の領域において、この
周縁壁の成形又は絞り成形の結果、金属は、著しく硬化
されているため、周縁壁の膨張比は小さい。

【００３１】実際には、例えば、高温の圧延ストリップ
を常温圧延し、焼鈍し、常温圧延して形成された、低炭
素量で、降伏強度が400ＭＰａで、次の重量比組成を有
する鋼のような金属ブランクを原材料とする試験を行っ
た。即ち、 炭素：0.008％ マグネシウム：0.139％ リン：0.07％ 硫黄：0.011％ 窒素：0.005％ シリコン：＜0.002％ 銅：0.015％ ニッケル：0.034％ クロム：0.009％ アルミニウム：0.014％

【００３２】金属ブランクを絞り成形及び再絞り成形し
て、底部と、該底部と単一体に形成された直径Ｄ84ｍｍ
の周縁壁とから成る円筒状の準備的プレス成形品を形成
し、他方、金属ブランクを絞り成形し、しごき加工し
て、従来の飲用缶に相当する直径Ｄ66ｍｍの円筒状の準
備的なプレス成形品を形成する方法により、この鋼から
所定形状の缶が製造される。

【００３３】次に、膨張すべき領域の高さの全体を膨張
させることにより、こうした準備的なプレス成形品を膨
張させている。

【００３４】当初Ｄが84ｍｍの絞り成形及び再絞り成形
缶に対して準備的なプレス成形品の場合、周縁壁の平均
降伏強度は、600ＭＰａであり、膨張すべき領域の中央
における周縁壁の平均厚さは、0.15ｍｍである。

【００３５】全体的な膨張により領域２Ｂを成形した
後、形成可能な最大径は86.1ｍｍであることが確認され
た。この膨張領域における缶の直径が更に増大すれば、
周縁壁の金属は、引き裂れる。直径86.1ｍｍの膨張領域
２Ｂの中央における周縁壁の厚さは、0.12ｍｍである。

【００３６】このため、かかる缶に許容可能な最大の膨
張比は2.5％である。

【００３７】絞り成形し且つしごき加工を行った、当初
径Ｄが66ｍｍの缶の場合、準備的なプレス成形品で測定
したときの周縁壁の平均降伏強度は、720ＭＰａであ
り、膨張すべき領域の中心における周縁壁の平均厚さは
0.145ｍｍである。

【００３８】全体的に膨張させて領域２Ｂを形成した
後、形成可能な最大径は、66.3ｍｍ、即ち最大膨張比が
0.4％であることが確認された。

【００３９】この場合、膨張領域２Ｂの中央における肉
厚は0.135ｍｍである。

【００４０】このように、絞り成形及び再絞り成形によ
り得られた所定形状の缶の場合、金属の破断前に得られ
る膨張比は、約2.5％である一方、絞り成形及びしごき
加工により得られた所定形状の缶の場合、破断前の金属
の膨張比は、約0.4％であることが分かる。

【００４１】本発明による方法は、その膨張比が著しく
大きい少なくとも一つの膨張領域をこの型式の所定形状
缶に形成することを可能にする。

【００４２】この目的のため、また、図３及び図４に図
示するように、本発明による製造方法は、底部１に最も
近い第一の基本的領域１０ａから開始して、上記底部か
ら最も離れた最後の基本的領域１０ｎまで続けることに
より、周縁壁２の基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…
１０ｎを局部的に且つ連続的に膨張させる段階を含む少
なくとも一つの工程を採用することにより、膨張領域２
Ｂを形成する段階を含む。

【００４３】これらの基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０
ｃ…１０ｎは、部分的に重なり合って、膨張領域２Ｂを
形成する。

【００４４】基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０
ｎは、複数の段階、即ち、図１及び図２に図示するよう
に、径Ｄ１よりも小さい第一の径Ｄ′１を形成し、膨張
領域２Ｂの最終径Ｄ１が得られる迄、次々と複数の連続
的な送り工程を行って形成される。

【００４５】周縁壁２が少なくとも二つの膨張領域を備
える場合、底部１に最も近い膨張領域は、最初に上述の
方法で形成し、次に、底部１から最も離れた膨張領域を
形成する。

【００４６】図３及び図４に図示するように、基本的領
域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎは、上記基本的領域
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎに対応した形状を有す
る膨張リング２１をその外周に備える工具２０により形
成される。

【００４７】膨張リング２１の径は、周縁壁２の当初径
Ｄの４％、又はそれ以下である。

【００４８】更に、基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
…１０ｎの重なり合う部分の各々は、膨張リング２１の
高さｈの2／3、又はそれ以上である、即ち、基本的領域
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎを形成する膨張リング
２１の送りピッチは、上記膨張リング２１の高さｈの1
／3、又はそれ以下である。

【００４９】更に、基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ
…１０ｎの各々の深さは、膨張リング２１の高さｈの1
／6、又はそれ以下である。

【００５０】膨張リング２１は、球状ドーム、円形断
面、矩形断面又は三角形断面の形状とすることが出来、
この断面の形状は、形成すべき膨張領域２Ｂの外形に対
応する。

【００５１】好ましくは、膨張リング２１を構成する材
料はエラストマーとする。

【００５２】工具２０は、膨張リング２１により基本的
領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎを形成し得るよう
半径方向に可動である並置したセクターにより形成する
ことが出来る一方、この工具２０の段階的な垂直方向へ
の送り動作は、例えば、ジャッキ２２（図４）で制御す
ることが可能である。

【００５３】所望の外形の膨張領域２Ｂが形成されるよ
うに、工具２０の変位距離、膨張程度及び段階的な送り
動作を適宜にプログラム化し制御することが可能であ
る。

【００５４】基本的領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０
ｎを形成する間、缶は、要素２４により底部１に押し付
けられた状態に保たれる一方、上記底部１から離れた周
縁壁２の端部は、自由である（図４）。

【００５５】更に、周縁壁２の周りには、対向した部分
２５が設けられている。この対向した部分２５は、例え
ば、エラストマーで形成するが、この場合は、周縁壁２
の外面に直接押し付けるが、或いは金属製とし、この場
合は、周縁壁の外面と共に、領域２Ｂの膨張を許容する
空のスペースを画成するようにする。

【００５６】試験の結果、本発明による方法は、膨張の
最大比を増大させることが確認された。

【００５７】絞り成形し且つ再絞り成形した缶の場合、
膨張すべき領域の中央における径Ｄは84ｍｍで、平均厚
さが0.15ｍｍの準備的なプレス成形品を本発明の方法に
より膨張させた。

【００５８】形成可能な最大径は、90.5ｍｍである、即
ち、膨張比が８％であることが確認された。

【００５９】この場合、膨張した領域２Ｂの中心におけ
る周縁壁２の厚さは0.12ｍｍである。

【００６０】本発明による方法により、領域２Ｂの全体
的な膨張に得られた最大径に等しい86.1ｍｍの径まで膨
張させた同一の準備的なプレス成形品について更なる試
験を行った。

【００６１】膨張領域２Ｂの中央における周縁壁２の厚
さは、0.14ｍｍである、即ち、膨張すべき領域２Ｂの高
さの全体に亙って膨張させた場合、0.02ｍｍだけ厚くな
る。

【００６２】こうした試験の結果、周縁壁の基本的領域
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…１０ｎの局部的な且つ連続的
な膨張中、その自由縁部付近の周縁壁の部分から局部的
な膨張を行った領域に向けて金属が流れることが確認さ
れた。

【００６３】絞り成形し且つしごき加工した缶の場合、
膨張すべき領域の中央における直径Ｄが66ｍｍであり、
平均厚さが0.145ｍｍの準備的なプレス成形品を本発明
の方法により膨張させた。

【００６４】形成可能な最大径は68ｍｍである、即ち、
膨張比が３％であることが確認された。

【００６５】この場合、膨張領域２Ｂの中央における周
縁壁２の厚さは、0.136ｍｍである一方、缶の高さは、
準備的なプレス成形品の高さよりも２ｍｍ低くすること
が出来、このことは、その自由縁部付近の周縁壁の部分
から膨張を行った領域に向けて金属が供給されることを
明確に示す。

【００６６】本発明による所定形状の缶を製造する方法
は、鋼、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属ブラ
ンクから、膨れ部分がより顕著な所定形状の缶を製造す
ることを可能にする。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法により形成することの出来る所定
形状の缶の第一の実施例の縦半断面図及び半平面図、

【図２】本発明の方法により形成することの出来る所定
形状の缶の第二の実施例の縦判断面図及び半平面図、

【図３】本発明の方法により形成された所定形状缶の膨
張領域を形成する連続的な段階を示す縦断面図、

【図４】本発明の方法により製造し得る所定形状缶の製
造工具の一実施例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 底部 ２ 周縁壁 ２Ａ 領域 ２Ｂ 膨張領域 １０ａないし１０ｎ 基本的領域 ２１膨張リング

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方で底部と、該底部と単一体として形
   成され少なくとも一つの膨張領域を有する円筒状の周縁
   壁と、他方で、該周縁壁に圧着し、又は結合した蓋とを
   備える、飲料用缶型式の所定形状の金属缶を製造する方
   法にして、 底部に最も近い第一の基本的領域から開始して、該底部
   から最も離れた最後の基本的領域まで周縁壁の基本的領
   域を局部的に且つ連続的に膨張させ、上記基本的な領域
   の一部分が互いに重なり合って、上記少なくとも一つの
   膨張領域を形成する段階を含む、少なくとも一つの工程
   にて、前記少なくとも一つの領域が形成されることを特
   徴とする方法。
2. 【請求項２】 請求の範囲第１項に記載の方法にして、
   最初に、前記底部に最も近い膨張領域を形成し、次に、
   前記底部から最も離れた膨張領域を形成することによ
   り、少なくとも二つの膨張領域が前記周縁壁に形成され
   るようにしたことを特徴とする方法。
3. 【請求項３】 請求の範囲第２項に記載の方法にして、
   前記基本的領域の各々が、該基本的領域の形状に対応し
   た形状の膨張リングにより形成されることを特徴とする
   方法。
4. 【請求項４】 請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記膨張リングの直径が、前記
   周縁壁の当初径の４％、又はそれ以下であることを特徴
   とする方法。
5. 【請求項５】 請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記補助的領域の各々の重なり
   合い部分のピッチが、前記膨張リングの高さの2／3、又
   はそれ以上であることを特徴とする方法。
6. 【請求項６】 請求の範囲第１項乃至第３項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記基本的領域の各々の深さ
   が、前記膨張リングの高さの1／6、又はそれ以下である
   ことを特徴とする方法。
7. 【請求項７】 請求の範囲第３項乃至第６項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記膨張リングが球状ドーム形
   の断面形状であることを特徴とする方法。
8. 【請求項８】 請求の範囲第３項乃至第６項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記膨張リングが、円形の断面
   形状であることを特徴とする方法。
9. 【請求項９】 請求の範囲第３項乃至第６項の何れかの
   項に記載の方法にして、前記膨張リングが矩形の断面形
   状であることを特徴とする方法。
10. 【請求項１０】 請求の範囲第３項乃至第６項の何れか
    の項に記載の方法にして、前記膨張リングが三角形の断
    面形状であることを特徴とする方法。
11. 【請求項１１】 請求の範囲第３項乃至第１０項の何れ
    かの項に記載の方法にして、前記膨張リングがエラスト
    マーで出来ていることを特徴とする方法。