JP2008132522A - 金属製缶胴およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】縮径ネック部を有する飲料用アルミニウム缶について、最大限の薄肉化による軽量化をはかりつつ、所要の強度を有し、かつネッキング加工やフランジ加工に対して良好な加工適性を有すると共に、耐デント性に優れた缶胴を提供しうるものとする。
【解決手段】ネッキング加工前の缶胴素缶１ａにおいて、缶胴１のネックショルダー部４となるその対応形成領域４０を凸状増肉部４１に構成し、上端の最大厚肉部５１からなるフランジ部形成領域５０からネックショルダー部形成領域４０に至る間のネック部形成領域２０の部分を、内面テーパー状の肉厚漸減部２１と中間厚肉部２２とで構成する。そして、この缶胴素缶１ａにネッキング加工及びフランジ加工を施して、対応肉厚分布を有する缶胴１を成形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビールをはじめとするアルコール飲料や炭酸飲料、ジュース等のソフトドリンク類の容器として使用される飲料用アルミニウム缶等の金属製缶胴、特に缶胴の上方の開口端部にネッキング加工を施して、上方に至るに従って段階的に缶径の縮小された縮径ネック部を有する金属製缶胴及びその製造方法に関する。

飲料用アルミニウム缶に使用される２ピース缶の缶胴は、ＤＩ加工と呼ばれる深絞りとしごき加工によって平板から有底筒状体の容器に成形されている。即ち、アルミニウムコイルから打抜かれた円形ブランクをカップリングプレスで深さの浅いカップ状に絞り加工し、次いで、該カップをＤＩ加工によって側壁を薄くしごくことによって最終製品の有底筒状形状に成形されている。

この飲料用アルミニウム缶において、コストダウンのための軽量化は重要課題であり、その一手段として缶胴の開口端部を縮径加工する、いわゆるネッキング加工が施されており、現在では４段ネック缶やスムースネック缶が主流となっている。

即ち、図４の（Ａ）図部分に示すように、缶胴（１）は、上部の縮径ネック部（２）、側壁部（３）、ボトム部（６）の部位に大別されるが、ネック部（２）は同図（Ｂ）図部分に示すように缶胴外径から段階的に口径を小さく絞っている部分であり、これで缶蓋の所要面積を小さくすることにより缶蓋の軽量化、ひいては飲料用アルミニウム缶の軽量化を図っている。

現在、上記のネッキング加工を施すに際し、ネッキング加工前の有底筒状体の缶胴素缶（１ａ）として、図４の（Ｃ）図部分に示すように、ネッキング加工時における缶胴の座屈変形を防止するとともに、先端にフランジ部（５）を形成するためのフランジ加工時においてフランジ割れの発生を防止するために、ネック部（２）の形成領域（２ａ）より上方の開口端部の肉厚（Ｔ₁）を側壁部（３）の形成領域（３ａ）の肉厚（Ｔ₂）に比べ厚肉となるように形成された形状のものが使用されている。

しかしながら、開口端部（１２）の肉厚を一律に厚く成形した缶胴素缶（１ａ）に複数段のネッキング加工を施した場合、缶胴の座屈変形やフランジ割れの発生を防ぐことは出来るが、ネッキング加工前の開口端部の厚肉部分がネッキング加工によって更に開口端部に向って厚肉となるため、ネック部分にしわが発生し易いのみならず、無駄な肉厚増加部分の存在が軽量化の要請に逆行する結果をもたらしている。

上記問題点を改良する方法として、下記特許文献１に開示されているように、缶胴の開口端部の下端部分を厚肉部として、該厚肉部から開口端部に向ってフランジ形成部或はその近傍を除いて厚みを次第に薄くした薄肉部を形成し、該薄肉部からフランジ形成部に向って次第に小径とする絞込加工を施して缶胴径より小径の縮径部を形成するという缶胴の製造方法の提案がなされている。
特開昭６３−５２７２１号公報

しかしながら、この提案方法によりネッキング加工された製品は、確かに従来製品のように開口端部分に過剰な厚肉部が形成されないために軽量化によるコストダウンを図りうるという点では効果は大きいが、ネッキング加工後の缶胴において、複数段のネック部分の肉厚は略均一な厚みとなるために、缶胴容器内に飲料を充填する際の押え圧（垂直荷重）に耐え難く缶胴が座屈変形し易い傾向を示すという問題が発生する。更に、ネッキング加工前の缶胴素缶として、フランジ形成部の下方が最も薄肉部に形成されているためにフランジ形成部に向って急激な段差、テーパー部が形成されることになり、ネッキング加工において歪が生じたり、ネッキング加工に支障が生じたりする恐れがある。

本発明は、ネッキング加工において、缶胴の座屈変形やフランジ割れの発生を防止し、しかもネック部分にしわを発生させずに、無駄な肉厚を削減して最大限の軽量化を達成しうる金属製缶胴の製造方法を提供するとともに、ネックショルダー部における耐デント性に優れた金属製缶胴を提供しようとするものである。

本発明は、上記の課題に対する解決手段として、下記［１］〜［５］の構成を提示する。

［１］有底筒状の缶胴の上方開口端部に、フランジ部と、これに続く複数段の縮径ネック部とを有する金属製缶胴の製造方法において、
上記フランジ部及びネック部を形成する加工前の有底筒状の缶胴素缶の肉厚として、
ａ、フランジ部形成領域を最大厚肉部に構成し、
ｂ、その下方の縮径ネック部形成領域を、上記厚肉部から下方に向って漸次肉厚が減少する内面テーパー状の第１肉厚漸減部と、これに続く均一肉厚の中間厚肉部とで構成し、
ｃ、該ネック部形成領域の下端部からストレートな缶胴側壁形成領域の上端部にまたがるネックショルダー部形成領域を、前記中間厚肉部相当の肉厚に加えて内方に断面山形に膨出した、前記最大厚肉部未満の肉厚を有するデント対策用の凸状増肉部に構成する一方、
ｄ、更に、該ネックショルダー部形成領域から缶胴側壁の薄肉の側壁主体部形成領域に至る移行領域を、内面テーパー状の第２肉厚漸減部に構成したものとし、
上記缶胴素缶に対してネッキング加工及びフランジ加工を施すことを特徴とする金属製缶胴の製造方法。

［２］前記フランジ部形成領域の最大厚肉部の肉厚が、０．１５〜０．１８ｍｍの範囲に設定され、
前記縮径ネック部形成領域中の中間厚肉部の肉厚が、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲に設定され、
前記ネックショルダー部形成領域の凸状増肉部の頂部最大肉厚部分の肉厚が、０．１３〜０．１８ｍｍの範囲に設定され、
更に、缶胴側壁の薄肉主体部形成領域の肉厚が、０．１０〜０．１２ｍｍの範囲に設定されている、
前項［１］に記載の金属製缶胴の製造方法。

［３］前記第１肉厚漸減部における内面テーパー部の軸線に対する傾斜角度が、１分〜２５分の範囲に設定され、
前記第２肉厚漸減部の内面テーパー部の軸線に対する傾斜角度が、１０分〜３０分の範囲に設定されている前項［１］または［２］に記載の金属製缶胴の製造方法。

［４］有底筒状の缶胴の上方開口端部に、フランジ部と、これに続く複数段の縮径ネック部とを有する金属製缶胴において、
上端のフランジ部が最大厚肉部に構成され、
これの下方に続く縮径ネック部が、上記フランジ部より相対的に薄肉で、かつ下段から上段に向って漸次肉厚を厚くした肉厚漸増部に構成され、
ネック部の下端部からストレートな缶胴側壁部の上端部にまたがるネックショルダー部が、前記フランジ部の肉厚以下で、かつネック部の下端部の肉厚より大きい増肉部に構成され、
更に、缶胴側壁の上端部を除く薄肉主体部が、最小肉厚の薄肉部に構成されていることを特徴とする金属製缶胴。

［５］前記フランジ部の肉厚が、０．１６〜０．１９ｍｍの範囲であり、
前記縮径ネック部の肉厚が、０．１３〜０．１９ｍｍの範囲で変化したものであり、
前記ネックショルダー部の肉厚が、０．１３〜０．１８ｍｍの範囲であり、
前記缶胴側壁の薄肉主体部の肉厚が、０．１０〜０．１２ｍｍの範囲である、
前項［４］に記載の金属製缶胴。

上記［１］項に記載の発明は、金属製缶胴の製造方法に関するものであり、缶胴の上方開口端部のフランジ部及び縮径ネック部を形成する前の有底筒状の缶胴素缶の段階における各部の肉厚として、先ず、フランジ部形成領域を最大厚肉部に形成することにより、所要のフランジ強度を備える缶胴を製作しうるのはもとより、スピニング加工により缶胴上部の垂直状フランジ対応部を外側へ張出し成形してフランジを形成するフランジ加工時に割れが生じることを確実に防止できる。

また、その下方の縮径ネック部形成領域を、上記厚肉部から下方に向って漸次肉厚が減少する内面テーパー状の第１肉厚漸減部と、これに続く均一肉厚の中間厚肉部とで構成していることにより、複数段のネッキング加工を施した際にネック部を下段から上段に向って漸次肉厚が増加した理想的な形状とを有するものとすることができると共に、ネッキング加工時に座屈変形が生ぜず、しかも所要の肉厚を有しているのでしわの発生を防止できる。更に、容器内に飲料を充填する際の押さえ圧にも充分に耐える製品を得ることが出来る。また、ネック部形成領域の上方部分、即ちフランジ部形成領域の厚肉部と上記中間厚肉部間を緩やかなテーパー部に形成することにより、急激な肉厚の変化部位の発生を防止し、ネッキング加工時に歪等が生じるのを防ぐことができる。

また、上記ネック部形成領域の下端部からストレートな缶胴側壁形成領域の上端部にまたがるネックショルダー部形成領域を、前記中間厚肉部相当の肉厚に加えて内方に断面山形に膨出した、前記最大厚肉部未満の肉厚を有するデント対策用の凸状増肉部に構成していることにより、ネッキング加工後における金属製缶胴のネックショルダー部の肉厚が厚くなり、製缶ライン中での搬送時や缶胴輸送中での製品同士が激接し或いは擦れ合うことにより生じる凹み等の変形損傷の発生のおそれのない、いわゆる耐デント性に優れた製品を得ることができる。

更にまた、前記ネックショルダー形成領域から缶胴側壁の薄肉主体部形成領域に至る移行領域を、内面テーパー状の第２肉厚漸減部に構成したものとしたことにより、缶胴側壁部の肉厚は、ボトム形状やネック形状の最適化設計による耐圧強度の向上等により薄肉にして軽量化を図った上で、前記ネックショルダー部形成領域の増肉部と、缶胴の薄肉主体部との移行領域部分に急激な肉厚の変化部位が生じるのを防止し、ひいてはネッキング加工時に歪等が生じるのを効果的に防ぐことができる。

従って、この発明の製法にあっては、缶胴素缶の各部に所要の強度と加工適性を確保したものとしながら、その上端の開口端部近傍領域の肉厚、特にネック部形成領域の肉厚を更に削減して、従来品より一層の材料節減をはかり、ひいては軽量化、コストダウンを実現することができる。

また、上記［２］項及び［３］項に記載の発明にあっては、最も汎用されている３５０ｍｌ、５００ｍｌのアルミニウム缶用の缶胴の製造において、上記効果を確実かつ最適に確保することができる。

また、前記［４］［５］項に記載の発明は、上記［１］〜［３］項に記載の発明の製造方法によって得られる缶胴の構成に関するものである。

先ず、［４］項に記載の発明においては、フランジ部が最大厚肉部に形成されているので、所要のフランジ強度を有し、缶蓋のカール部との巻締め嵌合が安定よく行える。又、フランジ加工によるフランジ割れの発生を防止できる。

また、これの下方に続く縮径ネック部が、上記フランジ部より相対的に薄肉で、かつ下段から上段に向かって漸次肉厚を厚くした肉厚漸増部に構成されているので、容器内に飲料を充填する際の押え圧に充分耐えるものとすることが出来る。

また、ネック部の下端部からストレートな缶胴側壁部の上端部にまたがるネックショルダー部が、前記フランジ部の肉厚以下で、かつネック部の下端部の肉厚より大きい増肉部に構成されているので、耐デント性に優れたものとなしうる。

更にまた、缶胴側壁の上端部を除く薄肉主体部が、最小肉厚の薄肉部に構成されていることにより、所要の耐圧強度、耐損傷性等を満足しつつ、最大限の軽量化を達成しうる。

前記［５］項に記載の発明においては、上記効果を確実かつ最適に確保することができる。

次に、本発明の好ましい実施形態について、添附図面に基づいて説明する。

本発明は、図１の（Ａ）図に示した缶胴（１）と同様に、缶胴側壁部（３）の上方開口端部に、フランジ部（５）と、これに続く複数段のネック部（２）とを有するアルミニウム製等の金属製缶胴（１）を製造するものであり、その製造工程としては、従来と同様に、アルミニウムコイル板等の金属元板から打ち抜かれた円形ブランクに、絞り加工及びしごき加工を施して、ストレートな有底筒状の缶胴素缶（１ａ）を形成したのち、その上方の開口端部にネッキング加工を施して、上端に至るに従って縮径された複数段の縮径ネック部（２）を形成し、更にその上端にフランジ加工を施して缶蓋の巻き締め装着用のフランジ部（５）を形成するものである。

上記の製缶工程は従来と同様であるが、本発明においては、上記ネッキング加工を施す前の、所定の絞り加工及びしごき加工を終えた段階での、ストレートな側壁部分を有する有底筒状の缶胴素缶（１ａ）の各部位の肉厚分布を特定範囲に規制するものである。

図１は、本発明の製造方法によって製造される缶胴（１）の上端開口部形状の一例を示すものであり、（２）は下部から順次小径の４段構成に縮径された縮径ネック部、（３）は缶胴側壁、（４）は縮径ネック部（２）下端部と缶胴側壁（３）の上端部とにまたがるネックショルダー部、（５）はネック部（２）の上端に連続するフランジ部である。

図２及び図３は、上記図１の缶胴（１）にネック部（２）及びフランジ部（５）を形成加工する前の段階の有底筒状の缶胴素缶（１ａ）の上端開口部近傍部位の肉厚分布状態を示しているものであり、特に図３は、各部の肉厚の変化を誇張して異倍率表示法により表したものである。

これらの図２、３において、（２０）は前記の製品缶胴（１）における縮径ネック部（２）に対応するネック部形成領域を示すものである。同様に（３０）は缶胴側壁（３）に対応する缶胴側壁形成領域、（４０）はネックショルダー部（４）に対応するネックショルダー部形成領域、（５０）はフランジ部（５）に対応するフランジ部形成領域を示すものである。

これらの対応関係を分かり易く示すために、図１には、上記の各領域（２０）（３０）（４０）（５０）の符号を、製品缶胴（１）の各部位と対応させて付記している。

本発明に係る缶胴（１）の製造方法においては、前記のように、上記フランジ部（５）及び縮径ネック部（２）を形成する前の、即ちネッキング加工及びフランジ加工を施す前の段階での缶胴素缶（１ａ）の肉厚分布を、下記ａ〜ｄの特定範囲に設定している。
ａ：先ず、フランジ部形成領域（５０）を最大厚肉部（５１）に構成している。

このフランジ部形成領域（５０）を最大厚肉部（５１）に形成することにより、製品の缶胴（１）におけるフランジ部（５）に所要の強度を与えることができると共に、スピニング加工によって缶胴素缶（１ａ）の垂直状の上端部を外方へ張り出し成形してフランジ部（５）を形成するフランジ加工時に材料割れを生じる事態の発生を確実に防止することができる。

このフランジ部形成領域（５０）の最大厚肉部（５１）の実際の肉厚としては、０．１５〜０．１８ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。０．１５ｍｍ未満の薄いものとするときは、フランジ加工時に割れを発生するおそれがあり、０．１８ｍｍより厚いものとするときは、材料が無駄であるとともに、フランジ（５）に皺が発生するおそれがある。特に好ましい肉厚の範囲は、０．１５５〜０．１６５ｍｍである。
ｂ：上記フランジ部形成領域（５０）の下方の縮径ネック部形成領域（２０）を、上記厚肉部（５１）から下方に向って漸次肉厚が減少する内面テーパー状の第１肉厚漸減部（２１）と、これに続く均一肉厚の中間厚肉部（２２）とで構成している。

ネック部形成領域（２０）を、上記のような肉厚漸減部（２１）とこれに続く均一な肉厚の中間厚肉部（２２）とで、しかもそれらの缶軸方向における長さの比を、およそ２：１〜１．５の割合に形成することにより、複数段のネッキング加工を施した際にネック部（２）を下段から上段に向かって漸次肉厚が増加した理想的な形状とすることができ、ネッキング加工時に座屈変形が生ぜず、しかも所要の肉厚を有しているのでしわの発生を防止できるものとすることができる。更に、容器内に飲料を充填する際の押さえ圧にも充分に耐える製品を得ることができる。

また、ネック部形成領域（２０）の上方部分、即ちフランジ部形成領域（５０）の厚肉部（５１）と上記中間厚肉部（２２）との間を内面が穏やかなテーパー状をなす肉厚漸減部（２１）に形成していることにより、急激な肉厚の変化部位の発生を防止し、ネッキング加工時に缶胴に歪等が生じるのを防ぐことができる。

上記中間厚肉部（２２）の厚さとしては、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲が好ましい。０．１２ｍｍより薄い場合には、ネッキング加工時に座屈変形が生じる恐れがあり、０．１６ｍｍより厚いものとすると材料が無駄となる。特に好ましい厚さは０．１３〜０．１４ｍｍの範囲である。

また、ネック部形成領域（２０）の上方、即ちフランジ部形成領域（５０）の厚肉部（５１）と上記中間厚肉部（２２）との間の、第１肉厚漸減部（２１）の内面のテーパー面（２１ａ）の傾斜角度（θ₁）は、フランジ部形成領域（５０）の厚肉部（５１）の厚さと、ネック部形成領域（２０）の中間厚肉部（２２）の厚さとの差によって変わるが、缶軸方向に対して１分〜２５分の範囲とするのが好ましい。傾斜角度が１分より小さい場合には、ネック部の上段部に無駄な肉厚増加部が生じ、２５分より大きい場合にはネッキング加工時にしわが生じる恐れがある。特に好ましい傾斜角度は８分〜１５分の範囲である。

ｃ：次に、上記ネック部形成領域（２０）の下端部からストレートな缶胴側壁形成領域（３０）の上端部にまたがるネックショルダー部形成領域（４０）を、前記中間厚肉部（２２）相当の肉厚に加えて内方に断面山形に膨出した台形膨出部（４１ａ）を有し、この膨出部（４１ａ）の頂部の肉厚において前記最大厚肉部（５１）未満の肉厚を有するデント対策用の凸状増肉部（４１）に構成している。

ネック部形成領域（２０）と缶胴側壁形成領域（３０）との間の位置に、上記両領域に跨る態様で上記凸状増肉部（４１）を形成することにより、ネッキング加工後における缶胴（１）のネックショルダー部（４）の肉厚が厚くなり、製造ライン中での搬送時や缶胴輸送中での製品同士が擦れ合うことにより生じる凹み等を防止する、いわゆる耐デント性に優れた製品を得ることができる。

上記台形膨出部（４１ａ）の突出高さは、中間厚肉部（２２）に対し、０．０１〜０．０２ｍｍ程度であり、中間厚肉部（２２）相当分の厚さを含む全体の最大厚さとして０．１３〜０．１８ｍｍの範囲が好ましい。０．１３ｍｍより薄い場合には、耐デント性の効果が少なく、０．１８ｍｍを超える厚さにしても耐デント性の効果はさほど変わらないのに対し、材料の無駄を生じる。特に好ましい厚さは０．１５〜０．１７ｍｍの範囲である。

ｄ：更に、上記ネックショルダー部形成領域（４０）から缶胴側壁（３）の側壁主体部（３ａ）形成領域（３０ａ）に移行する移行領域（３０ｂ）を、内面テーパー状の第２肉厚漸減部（３１）に構成し、上記側壁主体部形成領域（３０ａ）を所定の薄肉部（３２）に構成したものとしている。

上記側壁主体部形成領域（３０ａ）の肉厚は、製品の缶胴（１）における缶胴側壁主体部（３ａ）と同等に設定されるものであり、ボトム形状やネック部形状の最適化設計による耐圧強度の向上等により、極力薄肉にして軽量化が図られるものである。而して、この側壁主体部形成領域（３０ａ）の薄肉部（３２）の肉厚は、従来品と略同等の０．１０〜０．１２ｍｍの厚さに形成されている。０．１０ｍｍより薄くすることも可能であるが、缶胴が損傷する恐れがあり、又０．１２ｍｍより厚くすると軽量化に逆行することになる。特に０．１０５〜０．１１ｍｍの範囲が好ましい。

移行領域（３０ｂ）における第２肉厚漸減部（３１）は、内面を緩やかなテーパー面（３１ａ）として急激な肉厚の変化を生じるのを防止し、ネッキング加工時に歪等が生じるのを防ぐ役目を果たしている。而して、このテーパー面（３１ａ）の傾斜角度（θ₂）は、上記凸状増肉部（４１）の厚さと側壁主体部（３ａ）の薄肉部（３２）の厚さとの差によって変わるが、缶軸方向に対して１０分〜３０分の範囲が好ましい。傾斜角度（θ₂）が１０分より小さい場合には缶胴側壁部（３）の上方に無駄な肉厚増加部が生じ、３０分より大きい場合にはネッキング加工時に座屈変形が生じる恐れがある。特に好ましい傾斜角度（θ₂）は１５分〜２５分の範囲である。

本発明に係る缶胴の製造方法は、各部位の肉厚を、上記のような分布状態に形成した缶胴素缶（１ａ）に対し、従来の常法に従ってネッキング加工、及びフランジ加工を施し、図１に示すような所定の上端開口部形状をもった缶胴（３）に形成するものである。

なお、ここに上記ネッキング加工は、缶胴素缶の開口上部を段階的に口径を小さく絞っていく成形であり、現状では４段ネック缶やスムースネック缶が主流となっている。なお、実施例では、縮径ネック缶として４段ネック缶について説明したが、スムースネック缶にも適用可能である。また、このネッキング加工は、一般的にはダイネック方式で行われている。即ち、ネッキングダイとガイドブロックの隙間に缶胴素缶の上端を押込んで軸対称の口絞りを行う方式で行われている。ガイドブロックはしわ防止と口絞り後の内径寸法安定化の作用を担うものである。

本発明に係る上記の製法によって得られるアルミニウム等の金属製缶胴（１）は、缶胴素缶（１ａ）の上記のような肉厚分布に基づき、これもまた図１に示すように上端のフランジ部（５）が最大厚肉部（１５）に構成され、これの下方に続く縮径ネック部（２）が、上記フランジ部（５）より相対的に薄肉で、かつ下段から上段に向って漸次肉厚を厚くした肉厚漸増部（１２）に構成され、ネック部（２）の下端部からストレートな缶胴側壁部（３）の上端部にまたがるネックショルダー部（４）が、前記フランジ部（５）の肉厚以下で、かつネック部（２）の下端部の肉厚より大きい増肉部（１４）に構成され、更に、缶胴側壁（３）の上端部を除く側壁主体部（３ａ）が、最小肉厚の薄肉部（１３ａ）に構成されている。なお、缶胴側壁（３）の上端部は、素缶（１ａ）の肉厚漸減部（３１）に対応する肉厚漸減部（１３ｂ）に形成されている。

このように、フランジ部（５）が最大厚肉部に形成されているので、所要のフランジ強度を有し、缶蓋のカール部との巻締め嵌合を安定よく行えるものとなしうる。又、フランジ加工によるフランジ割れの発生を防止できる。

フランジ部（５）の肉厚は、通常０．１６〜０．１９ｍｍの範囲に設定するのが好適である。

また、ネック部（２）が下段から上段に向って漸次肉厚が厚く形成されているので、容器内に飲料を充填する際の押さえ圧に充分耐えることが出来るものとすることができる。このネック部（２）の肉厚は、特に、０．１３〜０．１９ｍｍの範囲内で段階的に厚肉に形成されたものとするのが好ましい。

また、ネック部（２）の下端部と缶胴側壁部（３）の上端部とを含んで両者間に跨るネックショルダー部（４）が、ネック部（２）の下端の肉厚より厚肉の増肉部（１４）に形成されているので、耐デント性に優れた凹損変形の生じにくい缶胴を提供しうる。

このネックショルダー部（４）の最大肉厚部分は、缶胴側壁部（３）の上端部の、ネック部（２）との境界の変曲点の近傍位置に設定するのが好適であり、この部分の肉厚において、０．１３〜０．１８ｍｍの範囲に設定するのが好ましい。

また、缶胴（１）の側壁部（３）の薄肉主体部（３ａ）の厚さは、前述のように、耐圧強度、耐損傷性等を満足しうる範囲で、最大限の軽量化を達成し得る厚さに設定されるものであり、通常は０．１０〜０．１２ｍｍの厚さに形成される。

〈実施例〉
Ａ３１０４アルミニウム合金製の元板から打ち抜いた円形ブランクを使用し、カッピングプレスによってカップ状容器に成形したのち、ＤＩ加工によりいずれも３５０ｍｌ缶用の有底筒状の各種缶胴素缶としての、試料Ｎｏ．１〜６をそれぞれ多数個製作した。

これらの缶胴素缶における各部位の肉厚等の寸法設定は、次表１のとおりとした。

次に、上記試料Ｎｏ．１〜６の各缶胴素缶に対し、従来の常法に準じてネッキング加工及びフランジ加工を行い、上方に至るに従って順次縮径された４段の縮径ネック部と、その上端に続くフランジ部を成形した。なお、このネッキング加工等を行う前に、缶胴素缶には常法に準じた脱脂処理、化成皮膜処理、外面塗装、外面印刷、内面塗装等の通常の表面処理を施した。

上記ネッキング加工及びフランジ加工によって得られた各試料Ｎｏ．１〜６のアルミニウム製缶胴における各部位の肉厚を測定したところ、次表２に示す通りであった。

そこで、各試料Ｎｏ．１〜６につき、上記ネッキング加工及びフランジ加工時の加工適性及び、製品である缶胴の耐デント性を比較するとともに、ネック部の肉厚削減による軽量化の達成度合いについて対比し、その評価結果を次表３に示す。

尚、上記の評価方法は次の通りとした。

軽量化：
試料Ｎｏ．５に示す現行製品相当の比較１の缶胴（缶胴径６６ｍｍの３５０ｍｌ 用缶）の重量を１００とした場合の各試料の重量比を、１０缶平均値で算出して対 比した。

なお、表３における軽量化の効果は、各試料（缶胴）全体の重量比で現している が、本発明の効果が現出されるネック部分の体積比率は缶胴全体の約１２％である ため、本発明による直接的な軽量化効果は得られた軽量化率に約８．３倍した値で あると評価できる。

缶胴の座屈変形：
ネッキング加工時において、缶胴の一部に軸線方向の圧縮力による座屈変形が生 じていないかどうかを肉眼検査し、試料Ｎｏ．１〜６の１０缶についていずれにも 全く認められなかったものを○印、一部にでも座屈変形部位の存在が認められたも のを×印で示した。

フランジ割れ：
フランジ加工により、フランジ部に割れが生じなかったかどうかを肉眼で観察し 、試料Ｎｏ．１〜６の各１０缶についていずれにも割れの発生が全く認められなか ったものを○印、一部にでも割れの発生が認められたものを×印で示した。

しわの発生：
ネッキング加工によって形成されたネック部に、周方向の一部において皺が発生 していないかどうかを肉眼検査し、試料Ｎｏ．１〜６の各１０缶についていずれに も皺の発生が全く認められなかったものを○印、発生していたものを×印で示した 。

加工歪：
ネッキング加工及びフランジ加工によって、缶胴側壁部、ネック部、及びフラン ジ部に、真円度を低下させるような加工歪が生じていないかどうかを真円度測定機 （ミツトヨ（株）製ラウンドテストＲＡー４００）を用いて検査し、各試料Ｎｏ． １〜６の各１０缶においていずれにも全く加工歪の発生が認められなかったものを ○印、加工歪の発生が認められたものを×印で示すものとした。

耐デント性：
ネッキング加工及びフランジ加工を施した缶胴内に内容物として所定量のビール を充填し、かつ蓋を施したビール缶を治具に固定し、該ビール缶のネックショルダ ー部の上部に荷重を加えるためにビール缶外径と同寸法の円筒物治具を押し当て、 圧縮試験機にて２５０Ｎの荷重を加えた。その時のネックショルダー部の凹損変形 の発生の有無を肉眼検査し、凹みの発生が全く認められなかったものを○印、一部 にでも凹みの発生が認められたものを×印で示した。

本発明によれば、上記実施例における各試料の対比評価から明らかなように、軽量化を達成し、ひいては材料コストの削減をはかりうるものとしながら、ネッキング加工時及びフランジ加工時において缶胴の座屈変形やフランジ割れを発生することがなく、しかもネック部に皺を発生することもなく、良好な加工適性を有すると共に、耐デント性に優れた缶胴製品を製作提供できる。

本発明の実施に係る缶胴の上端開口部の縦断面図である。 図１の缶胴の製造のためのネッキング加工前の缶胴素缶の上端開口部近傍領域の縦断面図である。 図２の上端開口部近傍領域の肉厚分布状態を分かり易く異倍率で示した断面図である。 従来の缶胴形状と、その上端開口部近傍領域の断面形状と、該缶胴の製造のための缶胴素缶の開口部近傍領域の肉厚分布状態とを、相互に対応させて示した説明図である。

符号の説明

１……缶胴
１ａ…缶胴素缶
２……縮径ネック部
３……缶胴側壁
３ａ…側壁主体部
４……ネックショルダー部
５……フランジ部
６……缶底部
１２…肉厚漸増部
１３ａ…薄肉部
１４…増肉部
１５…最大厚肉部
２０…ネック部形成領域
２１…第１肉厚漸減部
２１ａ…テーパー面
２２…中間厚肉部
３０…缶胴側壁形成領域
３０ａ…側壁主体部形成領域
３０ｂ…移行領域
３１…第２肉厚漸減部
３１ａ…テーパー面
３２…薄肉部
４０…ネックショルダー部形成領域
４１…凸状増肉部
４１ａ…膨出部
５０…フランジ部形成領域
５１…最大厚肉部

Claims (5)

1. 有底筒状の缶胴の上方開口端部に、フランジ部と、これに続く複数段の縮径ネック部とを有する金属製缶胴の製造方法において、
   上記フランジ部及びネック部を形成する加工前の有底筒状の缶胴素缶の肉厚として、
   ａ、フランジ部形成領域を最大厚肉部に構成し、
   ｂ、その下方の縮径ネック部形成領域を、上記厚肉部から下方に向って漸次肉厚が減少する内面テーパー状の第１肉厚漸減部と、これに続く均一肉厚の中間厚肉部とで構成し、
   ｃ、該ネック部形成領域の下端部からストレートな缶胴側壁形成領域の上端部にまたがるネックショルダー部形成領域を、前記中間厚肉部相当の肉厚に加えて内方に断面山形に膨出した、前記最大厚肉部未満の肉厚を有するデント対策用の凸状増肉部に構成する一方、
   ｄ、更に、該ネックショルダー部形成領域から缶胴側壁の薄肉の側壁主体部形成領域に至る移行領域を、内面テーパー状の第２肉厚漸減部に構成したものとし、
   上記缶胴素缶に対してネッキング加工及びフランジ加工を施すことを特徴とする金属製缶胴の製造方法。
2. 前記フランジ部形成領域の最大厚肉部の肉厚が、０．１５〜０．１８ｍｍの範囲に設定され、
   前記縮径ネック部形成領域中の中間厚肉部の肉厚が、０．１２〜０．１６ｍｍの範囲に設定され、
   前記ネックショルダー部形成領域の凸状増肉部の頂部最大肉厚部分の肉厚が、０．１３〜０．１８ｍｍの範囲に設定され、
   更に、缶胴側壁の薄肉主体部形成領域の肉厚が、０．１０〜０．１２ｍｍの範囲に設定されている、
   請求項１に記載の金属製缶胴の製造方法。
3. 前記第１肉厚漸減部における内面テーパー部の軸線に対する傾斜角度が、１分〜２５分の範囲に設定され、
   前記第２肉厚漸減部の内面テーパー部の軸線に対する傾斜角度が、１０分〜３０分の範囲に設定されている請求項１または２に記載の金属製缶胴の製造方法。
4. 有底筒状の缶胴の上方開口端部に、フランジ部と、これに続く複数段の縮径ネック部とを有する金属製缶胴において、
   上端のフランジ部が最大厚肉部に構成され、
   これの下方に続く縮径ネック部が、上記フランジ部より相対的に薄肉で、かつ下段から上段に向って漸次肉厚を厚くした肉厚漸増部に構成され、
   ネック部の下端部からストレートな缶胴側壁部の上端部にまたがるネックショルダー部が、前記フランジ部の肉厚以下で、かつネック部の下端部の肉厚より大きい増肉部に構成され、
   更に、缶胴側壁の上端部を除く薄肉主体部が、最小肉厚の薄肉部に構成されていることを特徴とする金属製缶胴。
5. 前記フランジ部の肉厚が、０．１６〜０．１９ｍｍの範囲であり、
   前記縮径ネック部の肉厚が、０．１３〜０．１９ｍｍの範囲で変化したものであり、
   前記ネックショルダー部の肉厚が、０．１３〜０．１８ｍｍの範囲であり、
   前記缶胴側壁の薄肉主体部の肉厚が、０．１０〜０．１２ｍｍの範囲である、
   請求項４に記載の金属製缶胴。

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