WO2015129798A1

WO2015129798A1 - 多角缶及びその成形方法

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Publication number: WO2015129798A1
Application number: PCT/JP2015/055584
Authority: WO
Inventors: 具実小林; 尚也松本; 武志藍原
Original assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2015-02-26
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2016-08-27
Also published as: EP3112043A1; CN106102951A; CN106102951B; KR101878767B1; EP3112043B1; US10525520B2; EP3112043A4; US20170008063A1; KR20160124180A

Abstract

　缶胴部に曲がりや歪みを生じさせずに円筒素缶と同等の加飾効果が得られる多角缶を得る。多角缶（Ｂ）の直線部（Ｂ－２）となる予定の円筒素缶の底部外周部分（Ａ－２）を半径方向内方に移動させる共に、多角缶の角部（Ｂ－１）となる予定の円筒素缶の底部外周部分（Ａ－１）を半径方向外方へ移動させることにより、前記円筒素缶の胴部断面周長と成形後の多角缶の胴部断面周長とが実質的に等長変換の関係にあるように成形する。

Description

多角缶及びその成形方法

　本発明は、有底の円筒素缶から成形した有底の多角缶及びその成形方法に関する。

　従来、金属製の多角缶の製造は、２ピース缶の場合、ブランクを絞りしごき成形して有底の円筒素缶を成形し、該円筒素缶を角形ダイと角形パンチで有底の多角缶に成形する方法が一般に知られている（例えば、特許文献１）。また、他の方法として、軟質アルミニウム合金のスラグからパンチとダイで一工程で有底の多角缶を成形するインパクト成形法が知られている。３ピース缶の場合は、無底の円筒素缶を内部から水圧で膨らませて缶胴を外型形状に沿わして成形するバルジ成形法、あるいはシーム接合した無底の円筒体を断面山形状の加工面を有する外型により内側方向に押圧して胴壁部を形成するとともに、先端に断面円弧状の加工面を有する内型により角部となる円筒体の一部を外側方向に押圧して角部を成形する方法が知られている（特許文献２）。後者の方法は、有底円筒缶から有底多角缶の成形への適用は想定されてなく、該方法では有底多角缶の成形はできない。

特開２０１０－１６７４５９号公報特開２０１１－５０９７９号公報

　前記従来の有底円筒缶を多角缶に成形する方法は、底部を円形から角形へ変形するに際して、必然的に底部に角部及び直線部となるところが縮径加工及び伸び加工を伴うため歪みが生じ、それが胴部に伝わり胴部壁面に曲がりや歪みが生じる問題点がある。

　一方、近年金属缶により美麗な印刷や塗装を施して加飾した加飾缶が流通している。円筒缶の場合それらの加飾は多色の曲面印刷により一工程で行うことができるが、多角缶の場合、曲面印刷は適用できないので円筒缶と同様な加飾品質を得るためには４面別々に印刷する必要がある。その場合缶の位置決め等複雑な印刷工程及び装置が必要となり、円筒缶と比較して生産性が悪化すると共に専用の加飾ラインを設けなければならない。それを回避するために、例えば図１４に模式的に示すように円筒素缶Ａの状態で曲面印刷により缶胴に画像Ｅを印刷または塗装し、その後該円筒缶を多角缶に成形する方法が考えられるが、底部を有する円筒缶（いわゆる２ピース缶）の場合、上記従来の方法で円筒缶から多角缶に成形すると、底部の一部が胴壁へ回り込み胴壁の加飾面に同図（ｂ）に示すように歪みや曲がりが生じて変形し、高品位な加飾が得られていないという問題点がある。缶胴に歪みが生じることによって、インキを保護するために最外面に塗られている仕上げワニスのグロス（光沢）が低下することや、網点印刷の場合は、網点の配列が不均一にゆがみ、モアレ縞が生じることがある。さらに、ベタ塗り印刷の部分においては、インキの盛り量が不均一になったり、微細なひび割れが顕微鏡観察により顕在化するなど、高品位の画像が得られないという問題が生じる。この問題はフィルムラベルにおいても同様に生じる。

　さらに、この問題を回避するために、成形により生じる歪をあらかじめ補正した印刷画面を円筒缶に施すことも考えられるが、現実的には材料の異方性又は不均一性等の不安定要因によって、高精度の加飾を得ることは困難である。

　また、陳列性の観点から円筒缶と多角缶を比較した場合、円筒缶の場合は製品名などを正面に向けて陳列するためには正確な位置決め操作を要し作業性が悪いのに対し、多角缶は容易に製品名などを手前に向けて陳列することができ、且つ隙間なく陳列できるので、収納効率が高いという利点を有するが、前記理由で高品位な加飾を有する多角缶を得ることは困難である。
　そこで、本発明は、円筒缶から多角缶への成形時に缶胴壁に曲がりや歪みを生じさせずに円筒缶と同等の高品位の加飾効果が得られる有底多角缶、及びその成形方法を提供することを目的とするものである。

　上記課題を解決する本発明の多角缶は、胴部と底部からなる円筒素缶から成形された多角缶であって、底部周縁ならびに胴部横断面が直線部と角部とからなる略多角形形状で、前記円筒素缶の胴部断面周長と成形後の多角缶の胴部断面周長とが、実質的に等長変換の関係にあることを特徴とするものである。
　前記多角缶は、横断面において直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部の内側に位置する底面の一部に引込み部を形成しながら成形されることによって、直線部が確実に等長変化により得られる。
　さらに、前記多角缶は、横断面において角部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部の内側に位置する底面の一部に材料供給部が形成されている円筒素缶から成形されることによって、角部が確実に等長変化により得られる。
　前記多角缶は、必要に応じてその胴部にエンボスを形成してもよい。
　また、多角缶の形態として、開口部がフランジ成形され、缶蓋が巻締可能となっていることによって、通常の巻締装置で缶蓋を巻締することができる。円形にフランジ成形されていれば、円筒缶と同様の巻締装置により円形缶蓋を巻締することができる。
　さらに、前記多角缶は、開口部にネジ部を備え、ネジ蓋が装着可能となっていることによって、加飾された角形のボトル缶を提供することができる。
　さらに、前記多角缶は、底面に糸底状の突起を形成することによって、搬送性などを向上することができる。

　また、上記課題を解決する本発明の多角缶の製造方法は、胴部と底部からなる円筒素缶を胴部横断面において直線部と角部を有する多角缶に成形する多角缶の成形方法において、多角缶の直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部成形手段と、角部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向外方へ移動する角部成形手段とにより、底部外周の形状を多角缶の横断面に相当する形状に変形し、変形前と変形後の缶胴の断面周長が実質的に変わらないことを特徴するものである。
　上記構成を採用することによって、缶胴側壁は単に曲げられるだけとなり、加飾面に変形が生じなくなる。

　従って、角形成形前の円筒素缶に加飾を施すことによって、円筒素缶に施した美麗な加飾面を維持することができ、効率的に加飾された多角缶を得ることができる。
　そして、前記多角缶の製造方法において、前記多角缶の底部において直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方へ移動する際、底面の一部に凸部を形成することによって、直線部に変形部分の材料の一部を凸部に吸収することができ、より良好に成形することができ、望ましい。
　また、前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒缶の底部の一部に材料供給部が形成されており、該材料供給部を缶内に挿入された圧潰手段により押しながら、前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒缶の底部外周を半径方向外方へ移動することによって、側壁部に歪みを与えることなく、角部が良好に成形できる。

　さらに、前記多角缶の成形方法において、円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部成形手段による直線部成形と、円筒素缶の底部外周部分を半径方向外方に移動する前記角部成形手段による角部成形が同一行程で行なうことや、前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部変形手段として押圧具により行うことで、効率的に成形することができる。
　また、多角缶の成形方法において、前記押圧具と缶内に挿入されたシャフトにより多角缶の胴部にエンボスを形成することによって、側壁の強度を向上させることができ、缶材料のより薄肉化を図ることができ望ましい。

　本発明の多角缶によれば、円筒素缶の胴部断面周長と成形後の多角缶の胴部断面周長とが、実質的に等長変換の関係にあるので、胴壁は単に曲げられるだけとなり、胴壁の加飾画面に歪みや変形が生じなくなり、インキを保護するために最外面に塗られている仕上げワニスのグロス（光沢）が低下することがない。また、網点印刷の部分は、網点の配列が不均一にゆがむことがなく、モアレ縞を生じない。さらに、ベタ塗り印刷の部分においては、インキの盛り量が均一に保たれ、顕微鏡観察においても微細なひび割れは観察されず、高品位な加飾を施した多角缶を得ることができる。これは、印刷フィルムを接着したラベル加飾方法においても同様の効果がもたらされ、成形によるフィルムの剥離を防止する。さらに、ホログラム加飾を用いた場合には加飾画面に歪みが生じないため、加飾の品位や発色性が保たれる。
　また、前記多角缶は、横断面において直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部の外側に位置する底面の一部に引込み部を形成しながら成形することによって、底部周縁の直線部成形時の余剰材料が底部面の引込み部に移動するので、胴部に回り込むことがなく等長変化の多角缶が容易に得られる。
　さらに、本発明の多角缶は、横断面において角部となる予定の円筒素缶の底部外周部の内側に位置する底面の一部に材料供給部が形成されている円筒素缶から成形されてなることによって、角部成形時の不足材料が材料供給部から供給されるので、缶胴に歪を生じない等長変形の多角缶が容易に得られる。

　また、本発明の多角缶は、その胴部にエンボスを形成することによって、缶胴部の剛性が増し、例えば負圧缶の場合に胴壁に歪みを生じさせることが防止され、高品位の加飾面を保つことができると共に、缶材の薄肉化を促進することができる。
　そして、本発明の多角缶は、開口部が角形に限らず、フランジが成形されて多角形または円形に形成することによって多角形又は円形の缶蓋が巻締可能となっている多角缶、或いは開口部にネジ部を備えた口部とすることによって、ネジ蓋が巻締可能となっている多角缶等、多様な形態の多角缶を得ることができる。

　本発明の方法によれば、底部外周の形状を多角缶の横断面に相当する形状に変形し、円形の変形前と角形への変形後の缶胴の周長が実質的に変わらないようにすることができ、側壁は単に曲げられるだけとなり、加飾画面に歪みが生じなくなる。また、印刷フィルムを接着したラベル加飾方法においては、成形によるフィルムの剥離を防止できる。さらに、ホログラム加飾を用いた場合には加飾画面に歪みが生じないため、加飾の品位や発色性が保たれる。
　また、従来の加飾設備で円筒缶に加飾を施すことができ、かつ円筒缶に施した美麗な加飾面を多角缶に成形後も維持することができ、従来と比べて加飾性の高い多角缶を効率的に得ることができる。

　さらに、前記多角缶の底部において直線部となる予定の円筒缶の底部外周部分を半径方向内方へ該底部の一部を半径方向内方へ移動する際、底部の一部に凸部を形成することによって、直線部に変形部分の材料の一部を底部の凸部に引き込んで吸収することができるので、余った材料が側壁に回るのを防ぎ、側壁に歪みを生じさせることなく良好に成形することができる。
　さらに、前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒缶の底部の一部に材料供給部が形成されており、該材料供給部を缶内に挿入された圧潰手段により押しながら、前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒缶の底部外周を半径方向外方へ移動することによって、円筒缶の外周部から外方へ突出する角部へ材料を供給することができ、缶胴部への成形歪みの影響を低減させることができ、角部外周部の薄肉化を防止でき、角部が良好に成形できる。

　さらに、多角缶成形において直線部の成形と角部の成形を同一行程で行なうことや、円筒缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する手段を押圧具により行うことによって、成形装置が単純化できかつ効率的に成形することができる。
　さらにまた、多角缶成形と同時に側壁にエンボスを形成することによって、効果的に側壁の剛性を向上させることができ、缶材料のより薄肉化を図ることができると共に、エンボス模様を水平線又は垂直線にすることによって、側壁の直角度を確保することができる。

本発明による円筒素缶から成形される多角缶の特徴部分を模式的に示す概念図である。本発明の実施形態に係る多角缶の斜視図である。本発明に係る多角缶の成形方法の原理を示す模式図である。本発明の実施形態に係る多角缶の成形方法における角部の成形部の断面を示し、（ａ）は成形開始前、（ｂ）は成形終了後の状態を示し、（ｃ－１）及び（ｃ－２）は材料供給部の他の実施例を示す。その直線部の成形部の断面を示し、（ａ）は成形開始前、（ｂ）は成形終了後の状態を示す。本発明の実施形態に係る多角缶の成形方法を適用した多角缶製造工程を示すブロック線図である。（ａ）～（ｃ）は多角缶の胴壁に施すエンボス模様の実施形態を示す正面図である。本発明の多角缶成形方法を実施する多角缶成形装置の実施例を示し、中心線より右半分は角部成形部、左半分は直線部成形部のそれぞれ成形開始前の状態を示している。図８の装置における成形開始時の状態を示している。図８の装置における成形終了時の状態を示している。本発明の実施形態に係る他の多角缶の実施形態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る多角缶の底部に設けた糸底状の突起の形状の一例を示す。本発明の実施形態に係るさらに他の多角缶の実施形態を示す斜視図である。従来の成形方法によって有底円筒缶から得られる加飾面を有する多角缶の模式図である。従来の円筒素缶から多角缶を成形する方法を示す模式図である。

　　１、５０、５５、６０　多角缶
　　３、３２　押圧具
　　４、４０　下型
　　５、１３　シャフト
　　６、１４　拡張具
　　８、１６　凹部
　　９、４１　突起
　１０　上型組立体
　１１　上型ベース
　１７　缶胴拡張部
　１８　駆動部
　１９　枢軸
　２５　押圧具作動杆
　２６　当接頭部
　３０　下型組立体
　３１　下型ベース
　３３　リニアガイド
　３４　部材
　３５　ベルクランク
　３６　駆動腕
　３７、３８　当接部
　４５　拡張具駆動杆
　Ａ　円筒缶
　Ａ－１　角部となる予定の円筒缶の底部外周部
　Ａ－２　直線部となる予定の円筒缶の底部外周部
　Ｂ　多角缶
　Ｂ－１　多角缶の角部
　Ｂ－２　多角缶の直線部
　Ｃ　材料供給部
　Ｄ　引込み部
　Ｆ　エンボス

発明の実施の形態

　以下、本発明に係る多角缶の成形方法の実施形態を、図面を基に説明する。
　図１は、有底の円筒素缶Ａから成形により有底の多角缶Ｂを得た概念図である。図１（ａ）で示す有底の円筒素缶Ａの缶胴には任意の画像Ｅが施されて加飾され、該円筒素缶を後述する方法で成形することにより、同図（ｂ）に示す本発明に係る有底の多角缶Ｂ（以下、本実施形態に係る多角缶１とする。）が得られる。該多角缶１は、底部周縁２ならびに胴部横断面が直線部と角部とからなる略多角形形状（本実施形態では断面略四角形状）で、前記円筒素缶の加飾面Ｅと成形後の多角缶胴部の加飾面Ｅとが実質的に等長変換の関係にある。その結果、多角缶への成形時に胴壁は曲げられるだけで加飾面Ｅに歪みが生じることなく、成形後も円筒素缶の加飾面と同様に高品位に維持している。
　なお、缶胴部について成形前後において、実質的に等長変換の関係にあることを確かめるには、仕上げワニスが塗られている場合は、仕上げワニスのグロス（光沢）を、市販されているグロスチェッカーで簡便に測定すればよく、ベタ塗り印刷の部分においては、顕微鏡観察により微細なひび割れを確認することで判断ができる。それ以外の場合でも、モアレ縞や歪みの有無で確認可能である。

　以下に、有底円筒缶から本発明の多角缶を成形する成形方法の実施形態を図３～図５を基に詳細に説明する。
　図３は、本発明の実施形態に係る成形方法の基本概念を説明するために同一周長の円筒素缶Ａと多角缶Ｂを軸心を一致させて底部からみた仮想図である。該図において、円筒素缶Ａから同一周長の多角缶Ｂに成形する場合、単に従来の方法で成形すると多角缶の角部Ｂ－１に相当する部分Ａ－１は多角缶の内側に位置するのでその部分は外側に拡開されて伸びてＢ－１となり、不足した材料は底部及び缶胴部から引き込まれるため、底部近傍の缶胴にも歪が生じる。逆に直線部Ｂ－２となる部分Ａ－２は多角缶の直線部より外側に位置しているので、部分Ａ－２を外側から押し込んで直線部Ｂ－２を形成することになる。従って、その際、直線部となるところは縮径となって材料が余りそれが胴壁部に回るため胴壁部に歪みが生じることになる。

　その問題点を解消するために、本実施形態の多角缶の成形方法では次の方法を採用した。
　工程１：絞りしごきにより円筒素缶を成形する際に、多角缶の横断面において角部となる予定の底部に、内側に凸形状の材料供給部Ｃを形成した。本実施形態では、図３及び図４に示すように、材料供給部Ｃを角部となる４つの位置に互いに対角線上に位置するように形成したが必ずしもそれに限るものではない。円筒素缶に加飾を施す場合には、円筒素缶に材料供給部Ｃを形成する前に行うこともできるし、後に行っても良い。
　工程２：図３及び図４に示すように、前記円筒素缶Ａの底部に設けた上記材料供給部Ｃをシャフト５の端面で押し潰しながら、拡張具６により底部外周部を半径方向外方へ移動することで、４隅の角部を成形する。
　工程３：図５（ａ）（ｂ）に示すように、前記円筒素缶Ａを押圧具３により半径方向内方へ押し込む。その際、底部の一部に材料が引き込まれる引込み部Ｄを形成することにより、半径方向に押し込まれる材料が引込み部に吸収されるようにする。

　以上の工程を経ることにより、多角缶の角部となる予定の底部外周部Ａ－１近傍の底部の一部に材料供給部Ｃを予め形成することによって、角部成形に際して円筒素缶の外周部から外方へ突出成形される角部へ前記材料供給部Ｃから材料を供給することができ、缶胴部への成形歪みの影響を低減させることができる。また、同時に押圧具により胴壁が押し込まれるのに伴って底部に材料引込み部Ｄが形成され、縮径による余った材料が引込み部に引込まれるので、缶胴部への材料の移動が阻止されて缶胴に生じる歪みを軽減させることができる。
　その結果、円筒素缶の底部外周の形状を多角缶の横断面に相当する形状に変形し、変形前と変形後の缶胴の周長が実質的に変わらないようにすることができ、胴壁は単に曲げられるだけとなり、缶胴面に歪みや曲がりが生じなくなる。前記材料供給部Ｃ及び引込み部Ｄは、多角缶成形後はその底面に材料供給部加工面及び引込み部加工面として残る場合は、補正加工することによって目立たなくすることが可能である。

　上記工程を実施する本実施形態の多角缶成形装置は、円筒素缶の内部に挿入するシャフト５と多角缶の直線部となる位置を外部より押圧する押圧具３、及び下型４との組み合わせにより構成されている。
　多角缶の直線部及び底部を成形するシャフト５は角部となる位置を外側に移動して角部を成形する４個の拡張具６（図４）の組み合わせからなり、シャフト５の端面には、直線部となる位置の円周内側に引込み部を形成する凹部８（図５）がそれぞれ形成されている。前記シャフトの端面は、成形する多角缶の直線部内周面形状に一致する形状に形成されている。

　下型４は、シャフト５と協働して多角缶の底部を成形する成形型であり、前記シャフト端面の凹部８に対応する位置に直線部となる外周部の内側の底部の一部に複数個の引込み部Ｄとしての凸部を形成するように材料を引き込むための複数個の突起９（図５）が形成されている。

　以上のような構造からなる多角缶成形装置で、別途成形された有底の円筒素缶Ａから多角缶Ｂを次のように成形する。
　加飾缶の場合は円筒素缶の状態で外周面に適宜印刷や塗装等の加飾を施しておく。該円筒素缶を成形するに際して多角缶の角部となる予定の各位置の内周内側に材料供給部Ｃとなる凸部を形成しておく。該凸部が形成された円筒素缶Ａの内部にシャフト５が位置するようにセットして成形開始時には、図３に示す角部の対角線断面I－Iは図４（ａ）に示す状態であり、直線部の断面II－IIは図５（ａ）に示す状態である。
　この状態からさらにシャフト５を下降させながら、拡張具６を互いに対角線方向外側に移動すると、円筒素缶の底部の材料供給部Ｃである凸部がシャフト５の端面で平らに潰されながら拡張具６によって底部外周胴壁を押し広げて角部が成形される。その際材料供給部から成形される角部に材料が流れることになるので、底部外周胴壁に歪みを与えることなく、角部を成形することができる。

　一方、直線部成形面では角部成形と同時にシャフト５を下降させながら、押圧具３を外側４面から缶内方に向けて収縮移動することによって、円筒素缶の外周部を押圧して四角側面を成形する。その際、押圧具３の収縮に伴ってシャフト５が下降することで、底部の底面が下型４の頂面に形成された突起９に当たり、該突起と対向して形成されたシャフト端面の凹部８に押し込まれ、押圧具３によって押し込まれて縮径される底部の余剰材料がシャフトの凹部８に引き込まれる（図５（ｂ））ので、底部の直線部の縮径による底部外周部に与える歪みを極力軽減することができる。
　その結果、底部外周部は直線部及び角部とも歪みを極力軽減して実質的に等長変換させて角形に成形することができる。それに伴い、底部周壁の上部の缶胴部は単に曲げ加工を受けるだけの等長変換で成形されるので、加飾面に歪みを生じることなく、円筒素缶外周面に施した加飾効果を維持することができる。

　以上のように、本発明の多角缶の成形方法により加飾多角缶を得る場合、図６のブロック線図で示すように、２ピース円筒缶の既存の製造ラインにおける加飾工程まではそのまま利用でき、多角缶成形ラインで加飾された有底円筒素缶を本実施形態に係る成形方法で多角缶を成形し、その後、多角缶成形ラインでネックフランジ成形等を行なうことによって、円筒素缶と同様に加飾された多角缶を製造効率よく得ることができる。

　また、必要に応じて多角缶に成形された缶胴直線部に例えば図７に示すようなエンボス成形を施すことができる。エンボス成形は角形成形後に別工程で行なうこともでき、角形成形と同一工程で施すことも可能である。成形と同時に行なう場合は、シャフトの直線部成形面にエンボス型を形成すると共に、押圧具の対向する面に対向型を形成することによって、円筒素缶から多角缶の直線部を形成すると同時に押圧具とシャフトの協働作用により直線面にエンボスを施すことができる。また、エンボス形状を例えば図７（ａ）－（ｃ）に示すＦ１～Ｆ３に示すように、水平線或いは垂直線を有する形状にすることによって、胴部の剛性を増大させ、胴壁の垂直度を確保することができて缶胴の変形を低減させ、負圧缶等に対してより有効な加飾缶を得ることができる。または、印刷画面に対応した形状のエンボスを施すこともできる。

　図８～図１０は、本発明の多角缶の成形方法を実施する多角缶の成形装置の実施例を示す。
　図において、中心線から右半部が角部成形部の断面を示し、左半分が直線部成形部の断面を示している。本実施例に係る多角缶の成形装置は、上型組立体１０、下型組立体３０からなり、両者は相対的に同軸方向に接離可能に配置されている。上型組立体１０の上型ベース１１には、内型組立体１２と、下端部に当接頭部２６を有する押圧具作動杆２５が垂下して設けられている。

　内側組立体１２は、多角缶の直線部及び底部を成形するシャフト１３と、角部となる位置を外側に移動して角部を成形する４個の拡張具１４の組み合わせからなり、シャフト１３の下端面には圧潰部と前述のように底部外周の各直線部となる位置の円周内側に引込み部を形成する凹部１６がそれぞれ形成されている。拡張具１４は、缶胴拡張部１７と駆動部１８とからなるベルクランク状に形成され、図示のようにその枢点がシャフトの上方部のブラケットに設けられた枢軸１９に揺動可能に取り付けられている。駆動部１８の先端部には後述する下型３０に立設された拡張具作動杆４５の頭部４６に当接して缶胴拡張部１７を揺動させる当接部２０が設けられている。拡張具１４の缶胴拡張部１７の先端部は、図示のように楔状に形成されてその先端が底部成形部の内周部に位置し、先端が揺動することによって缶胴の底部外周部を内側から拡張できるように構成されている。

　下型組立体３０の下型ベース３１には、缶胴の直線部を成形する押圧具３２が底部外周部を含む缶胴部を外方より押圧するように、缶胴に対してリニアガイド３３に沿って水平方向に往復動できるように設けられている。また、下型ベース３１には、押圧具駆動部材が設けられている。押圧具駆動部材は、下型ベースに立設された部材３４にベルクランク３５が揺動自在に支持されてなる。ベルクランク３５は、その駆動腕３６に設けた当接部３７に上型組立体に設けた押圧具作動杆２５の当接頭部２６が当接することにより揺動して、その下方部に設けられた当接部３８が押圧具３２を押圧して缶胴を押し込んで直線部を成形する。

　また、下型ベース３１には、上型のシャフト１３の端面に対向する位置に下型４０が固定されている。下型４０は、シャフト１３と協働して多角缶の底部を成形する成形型であり、その上端面にはシャフト１３の下端の凹部１６に対向する位置に底部の直線部となる外周部の内側に複数個の凸部を形成するように材料を引き込むための複数個の突起４１が形成されている。さらに、下型ベース３１には上型に設けられた拡張具１８を作動させるための拡張具駆動杆４５が立設している。

　したがって、上記実施例においては、押圧具３２、押圧具駆動部材であるベルクランク３５、押圧具作動杆２５が直線部となる予定の円筒缶の底部外周部と缶胴外周部を半径方向内方に移動する手段を構成している。また、拡張具１４、拡張具駆動杆４５で角部となる予定の円筒缶の底部外周を半径方向外方へ移動する手段を構成している。

　上記のように構成された角形成形装置は、成形前は図８に示す状態にあり、内型組立体１２の外周部に円筒缶（素缶）が装着された状態にある。
　この状態から、上型が下降することにより、図９に示すように、上型に設けた押圧作動杆２５の当接頭部２６と下型に設けたベルクランク３５の当接部３７が接触し、且つコーナー成形部では拡張具１４の当接部２０が下型ベースに立設した拡張具作動杆４５の頭部に当接して、拡張具１４及び押圧具を作用させる成形開始時の状態になる。また、この状態で直線部となる予定の円筒缶Ａの底部面が下型の引込み部形成手段である突起４１に当接する（図５（ａ）参照）とともに、角部となる予定の底部に形成された材料供給部Ｃの上面にシャフト１３の端面が当接した状態（図４（ａ）参照）となる。

　この状態からシャフトがさらに下降することによって、押圧具、シャフト及び拡張具が共に作動して、底部の底面が下型４０の頂面に形成された突起４１に当たり、シャフトの下降に伴って押圧具３２によって押し込まれて縮径される底部の余剰材料がシャフトの凹部１６に引き込まれて底面に引込み部Ｄを形成しながら直線部が成形される（図５（ｂ）参照）。それと同時に、拡張具が開くことにより、シャフトにより材料供給部Ｃを押し潰しながら底部外周部が押し広げられて４隅の角部が成形されて（図４（ｂ）参照）、成形が終了する。

　以上、本発明を実施する多角缶成形装置の一実施例を説明したが、多角缶成形装置は上記実施例に限らずその技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。例えば、拡張具ならびに押圧具の駆動は図示しないが、シャフトの下降位置に同期して、油圧もしくは空圧、サーボモーターなどのアクチュエータによって行うことができる。
　また、円筒素缶の底部に形成される材料供給部及び引込み部は、一つの角部に対して凸部が１個の場合に限らず、小さい複数の凸部や適宜形状の凸部が採用でき、また引込み部も一つの直線部に対して１個の凸部を形成する場合に限らず、複数個の微小な凸部や適宜形状の凸部を形成できるように、下型に形成される凸部の形状や個数は任意に変更可能である。また、凸部の方向は、底部の内側に限らず外側へ向けて設けることもできる。さらに、材料供給部の形状は図４（ｃ-１）に示す材料供給部Ｃ－１のように例えば張出し成形したり、インパクト成形により円筒缶を成形する場合には、図４（ｃ-２）に示す材料供給部Ｃ－２のように板厚分布を変えるものでも良い。また、成形中に底部面に形成される材料供給部Ｃ及び引込み部Ｄが多角缶の底壁面に残り、不都合が生じる場合は、成形後に適宜の補正加工により平坦面等へ補正することによって、解消することができる。

　また、缶の材質は、スチールやアルミニウムなど公知のものおよびそれらの複合材が適用できる。また、加飾面は印刷や塗装したものに限らず、缶胴にフィルムラベルをラミネートしたものなど、公知の加飾方法も適用できる。当然のことながら本発明は加飾缶に限らず、通常の缶体の成形にも適用できる。さらに、缶胴の横断面形状が五角形、六角形など多角形の缶にも適用できる。

　以上のようにして円筒素缶から成形された本実施例の多角缶５０は、図２に示すように缶胴部５１にしわや歪がなく、円筒素缶に多色曲面印刷により印刷した画像５２にも歪がなく、高品位の加飾缶が得られた。
　以上のように角形に成形された缶は、その後必要に応じてネックイン成形及びフランジ成形を行う。なお、ネックイン成形に際して缶開口部を角形にネックイン成形することによって、四角形の缶蓋を巻締する四角缶を得ることができるし、缶開口部を円形にネックイン成形することによって、図１１に示す円形蓋を巻締した頂端が円形の多角缶５５を得ることができる。図１１は、得られた多角缶の開口部を円筒状にネック成形後フランジ成形して缶本体を成形し、ステイオンタブ付の缶蓋５３を巻締した状態を示している。
　また、この成形方法によって成形された多角缶について、搬送性向上などのため、さらに底部にたとえば図１２に示すような糸底状の突起を追加工して形成してもよい。本実施例では糸底状の突起５４は環状突起として形成されている。
　さらに、図１３に示すように、開口部にネジ部を有する口頸部を形成することによってネジキャップ６３を装着できる胴部が角形のいわゆるボトル缶状の多角缶６０を得ることができる。

　本発明は、有底の円筒素缶から得られる有底の多角缶であり、特に円筒素缶の状態で胴部に印刷や塗装等により加飾を施した円筒素缶を、缶胴部に歪を生じさせることなく角形に成形できるので、高品位で陳列効果の高い角形加飾缶を得ることができ、産業上の利用可能性がきわめて高い。

Claims

　胴部と底部からなる円筒素缶から成形された多角缶であって、底部周縁ならびに胴部横断面が直線部と角部とからなる略多角形形状で、前記円筒素缶の胴部断面周長と成形後の多角缶の胴部断面周長とが、実質的に等長変換の関係にあることを特徴とする多角缶。
　前記多角缶は、横断面において直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部の内側に位置する底面の一部に引込み部を形成しながら成形されてなる請求項１に記載の多角缶。
　前記多角缶は、横断面において角部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部の内側に位置する底面の一部に材料供給部が形成されている円筒素缶から成形されてなる請求項１に記載の多角缶。
　前記多角缶胴部にエンボスが形成されている請求項１に記載の多角缶。
　開口部にフランジ成形され缶蓋が巻締可能となっている請求項１に記載の多角缶。
　開口部はネジ部を備えネジ蓋が装着可能な円筒口部となっている請求項１に記載の多角缶。
　前記多角缶は、底面に糸底の突起が形成されている請求項１に記載の多角缶。
　胴部と底部からなる円筒素缶を胴部横断面において直線部と角部を有する多角缶に成形する多角缶の成形方法において、多角缶の直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部成形手段と、角部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向外方へ移動する角部成形手段とにより、底部外周の形状を多角缶の横断面に相当する形状に変形し、変形前と変形後の缶胴の断面周長が実質的に変わらないことを特徴する多角缶の成形方法。
　前記円筒素缶の少なくとも円筒面には、加飾が施されている請求項８に記載の多角缶の成形方法。
　前記多角缶の底部において直線部となる予定の前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方へ移動する際、底面の一部に凸部を形成することを特徴とする請求項８に記載の多角缶の成形方法。
　前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒素缶の底面の一部に材料供給部が形成されており、該材料供給部を缶内に挿入された圧潰部材により押しながら、前記多角缶の底部において角部となる予定の円筒素缶の底部外周部分を前記角部成形手段により半径方向外方へ移動することを特徴とする請求項８に記載の多角缶の成形方法。
　円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部成形手段による直線部成形と、円筒素缶の底部外周部分を半径方向外方に移動する前記角部成形手段による角部成形が同一行程で行なわれることを特徴とする請求項８に記載の多角缶の成形方法。
　前記円筒素缶の底部外周部分を半径方向内方に移動する直線部変形手段が押圧具である請求項８に記載の多角缶の成形方法。
　前記押圧具と缶内に挿入されたシャフトにより多角缶の胴部にエンボスを形成することを特徴とする請求項１３に記載の多角缶の成形方法。