JP2011189986A - 缶蓋 - Google Patents
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Abstract
【課題】金属材料の厚みを減少して金属材料の使用量削減を可能にすると共に耐圧性を向上させ、落下衝撃時等のバックリングによるチャックウォールの亀裂を有効に防止する缶蓋を提供する。
【解決手段】センターパネルの周縁から下方に突出する環状ビード、該環状ビードから上方にチャックウォール及びシーミングパネルが形成され、蓋外径が56乃至63mm、厚みが0.18乃至0.25mmのアルミニウム合金製の缶蓋において、前記環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hが7.0乃至7.6mm、環状ビードの外側壁の高さ寸法hが1.0mm以下であり、前記チャックウォールの軸線に対する角度αが20度を超え30度未満である缶蓋とする。
【選択図】図1
【解決手段】センターパネルの周縁から下方に突出する環状ビード、該環状ビードから上方にチャックウォール及びシーミングパネルが形成され、蓋外径が56乃至63mm、厚みが0.18乃至0.25mmのアルミニウム合金製の缶蓋において、前記環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hが7.0乃至7.6mm、環状ビードの外側壁の高さ寸法hが1.0mm以下であり、前記チャックウォールの軸線に対する角度αが20度を超え30度未満である缶蓋とする。
【選択図】図1
Description
本発明は、ビール、コーラ、サイダー等の炭酸飲料を充填する金属缶に用いられる缶蓋に関し、特に、金属材料の使用量を削減して耐圧性を向上させると共に、落下衝撃時等のバックリングによる亀裂が有効に防止された缶蓋に関する。
従来、この種の缶蓋は、一般的にセンターパネルの周縁に下方に突出する環状ビードが形成され、この環状ビードから上方にチャックウォール及びシーミングパネルが形成されており、コストダウン及び環境対応の観点から金属材料の使用量削減が求められている。
そして、この種の缶蓋の耐圧性向上、金属材料の使用量削減を図る缶蓋として、センターパネル径を縮小し、チャックウォールの傾斜角度を大きくすることにより、缶蓋を成形する金属材料の径(ブランク径)を小径とし、金属材料の使用量削減を図ると共に、耐圧性を向上させた缶蓋が提案されている(特許文献1)。
しかしながら、缶蓋の成形に使用する金属材料のブランク径を小径とすると、缶蓋を成形する金型のポンチカッター、リングダイ、コアポンチ、環状ダイ、及びコアダイ等から成るダイセットの大部分を新規に製作するための製作費用を要し、金属材料の使用量を削減してもコストダウンのメリットを得ることができない。
一方、耐圧性を向上させるための缶蓋も種々提案されている(特許文献2、3)。
しかしながら、より一層の金属材料の使用量削減を図り、耐圧性を有する缶蓋の提供が望まれている。
しかしながら、より一層の金属材料の使用量削減を図り、耐圧性を有する缶蓋の提供が望まれている。
本発明は、前述した従来技術の課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、金属材料の厚みを減少して使用量削減を可能にすると共に耐圧性を向上させ、落下衝撃時等のバックリングによるチャックウォールの亀裂を有効に防止する缶蓋を提供することにある。
本発明によれば、センターパネルの周縁から下方に突出する環状ビード、該環状ビードから上方にチャックウォール及びシーミングパネルが形成され、外径Dが56乃至63mm、厚みが0.18乃至0.25mmのアルミニウム合金製の缶蓋において、前記環状ビード下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hが7.0乃至7.6mm、環状ビードの外側壁の高さ寸法hが1.0mm以下であり、前記チャックウォールの軸線に対する角度αが20度を超え30度未満である缶蓋が提供される。
また、本発明の缶蓋においては、
1.前記センターパネルの深さが2乃至3mmであること、
前記環状ビードの底壁の曲率半径rが0.5乃至1mmであること、
が好ましい。
また、本発明の缶蓋においては、
1.前記センターパネルの深さが2乃至3mmであること、
前記環状ビードの底壁の曲率半径rが0.5乃至1mmであること、
が好ましい。
本発明の缶蓋によれば、金属材料の使用量を削減して耐圧性を向上させることができ、また、落下衝撃時等のバックリングによるチャックウォールの亀裂を有効に防止できる缶蓋とすることができる。
以下、本発明の缶蓋を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の缶蓋の部分断面図であって、コストダウン及び環境対応の観点から金属材料使用量を削減するため、外径Dを56乃至63mmの小径とし、厚みtを0.18乃至0.25mmと薄くしたアルミニウム金属板から成る缶蓋である。
そして、缶蓋1はセンターパネル2とセンターパネル2の周縁から下方に突出する環状ビード3、環状ビード3の外側壁3aの上端から立ち上がるチャックウォール4、及びチャックウォール4に連続して形成されたシーミングパネル5を有する。
図1は本発明の缶蓋の部分断面図であって、コストダウン及び環境対応の観点から金属材料使用量を削減するため、外径Dを56乃至63mmの小径とし、厚みtを0.18乃至0.25mmと薄くしたアルミニウム金属板から成る缶蓋である。
そして、缶蓋1はセンターパネル2とセンターパネル2の周縁から下方に突出する環状ビード3、環状ビード3の外側壁3aの上端から立ち上がるチャックウォール4、及びチャックウォール4に連続して形成されたシーミングパネル5を有する。
缶蓋1の環状ビード3の外側壁3a及び内側壁3bは垂直に直線状に立ち上がり、底壁3cが円弧状に形成され、前記環状ビード3の外側壁3a上端からチャックウォール4が軸線(中心軸線)に対して20度を超え30度未満、好ましくは20度を超え25度未満の角度αで傾斜して形成され、一方、前記環状ビード3の内側壁3bはセンターパネル2に連接されている。
そして、前記角度αが20度未満であると耐圧性が低下し、30度以上であるとセンターパネル2の径が小径となり、図示しないが前記センターパネル2に形成される開口部(スコア等)の位置がシーミングパネル5から遠くなり、金属缶に缶蓋を巻き締めた際に内容物の飲料が飲みづらくなる。
尚、前記環状ビード3の外側壁3aは、垂直な直線に限定されず、底壁3cを形成する円弧状の曲線、或いは前記直線と曲線で形成されていても良く、前記円弧の曲率半径rは、環状ビード3の成形性、缶蓋1の耐圧性の向上の点から0.5乃至1mmとし、前記環状ビード3の外側壁3aと内側壁3bの間隔は1乃至2mmとすることが好ましい。
そして、前記環状ビード3の曲率半径rが0.5mm未満であるとバックリング時に応力集中によって亀裂が生じ易く、1mmを越えると耐圧性が低下する。
同様に、環状ビード3の外側壁3aと内側壁3bの間隔が1mm未満であるとバックリング時に応力集中によって亀裂が生じ易く、2mmを越えると耐圧性が低下する。
そして、前記角度αが20度未満であると耐圧性が低下し、30度以上であるとセンターパネル2の径が小径となり、図示しないが前記センターパネル2に形成される開口部(スコア等)の位置がシーミングパネル5から遠くなり、金属缶に缶蓋を巻き締めた際に内容物の飲料が飲みづらくなる。
尚、前記環状ビード3の外側壁3aは、垂直な直線に限定されず、底壁3cを形成する円弧状の曲線、或いは前記直線と曲線で形成されていても良く、前記円弧の曲率半径rは、環状ビード3の成形性、缶蓋1の耐圧性の向上の点から0.5乃至1mmとし、前記環状ビード3の外側壁3aと内側壁3bの間隔は1乃至2mmとすることが好ましい。
そして、前記環状ビード3の曲率半径rが0.5mm未満であるとバックリング時に応力集中によって亀裂が生じ易く、1mmを越えると耐圧性が低下する。
同様に、環状ビード3の外側壁3aと内側壁3bの間隔が1mm未満であるとバックリング時に応力集中によって亀裂が生じ易く、2mmを越えると耐圧性が低下する。
そして、環状ビード3の下端からシーミングパネル5までの高さ寸法Hは7.0乃至7.6mm、環状ビード3の外側壁3aの高さ寸法hを1.0mm以下(ゼロも含む)、好ましくは0.95mm以下、より好ましくは0.75乃至0.95mmとしており、このような構成とすることにより、厚みtが0.18乃至0.25mmといった薄いアルミニウム金属板を用いても、缶蓋1の耐圧性を向上させ、落下衝撃時等のバックリングによるチャックウォール4の亀裂を有効に防止することが可能となる。
上記環状ビード3の下端からシーミングパネル5までの高さ寸法Hは、上方に凸形状に湾曲するシーミングパネル5の裏面の最も高い部分までの寸法である。
上記環状ビード3の下端からシーミングパネル5までの高さ寸法Hは、上方に凸形状に湾曲するシーミングパネル5の裏面の最も高い部分までの寸法である。
また、缶蓋1のセンターパネル2の径D1は、前述した缶蓋1の構成と相まって、金属材料の使用量削減し、耐圧性を向上させるため、外径Dが56mmの場合は42.2乃至
43.2mm、外径Dが63mmの場合は、47.5乃至48.6mmとすることが好ましい。
43.2mm、外径Dが63mmの場合は、47.5乃至48.6mmとすることが好ましい。
図2は、開口するためのスコア加工やリベットを取り付ける前の缶蓋1を成形するプレスの成形工程を示す図であり、図2(A)は行き工程を示し、図2(Bは)戻り工程を示す。
図2(A)に示すように、アルミニウム金属板20からポンチカッター21によって円形ブランクを打ち抜き、シーミングパネル対応部24をリングダイ22及びリングポンチ28によって保持しながらコアポンチ23により絞り加工を行い、シーミングパネル対応部24、チャックウォール対応部25、垂直の外側壁対応部26及び中央パネル対応部27を成形する。
さらに、図2(B)に示すように、コアポンチ23と円筒状コアダイ29で中央パネル対応部27を挟んだ状態で上昇させ、外側壁3a、内側壁3b、及び底壁部3cから成る環状ビード3を成形して缶蓋1とする。
図2(A)に示すように、アルミニウム金属板20からポンチカッター21によって円形ブランクを打ち抜き、シーミングパネル対応部24をリングダイ22及びリングポンチ28によって保持しながらコアポンチ23により絞り加工を行い、シーミングパネル対応部24、チャックウォール対応部25、垂直の外側壁対応部26及び中央パネル対応部27を成形する。
さらに、図2(B)に示すように、コアポンチ23と円筒状コアダイ29で中央パネル対応部27を挟んだ状態で上昇させ、外側壁3a、内側壁3b、及び底壁部3cから成る環状ビード3を成形して缶蓋1とする。
このように、本発明の缶蓋1の製造に際しては、金型のダイセットのリングダイ22、コアポンチ23,円筒状コアダイ29の形状を変更、或いは交換するだけで製造可能であり、前記ダイセットの大部分を新規に製作するための費用は不要であり、コストの低減が図れる。
(実験例)
厚み0.235mm、5182−H19材のアルミニウム金属板を使用し、外径D:204径(62.3mm)、センターパネル径:48.5mm、センターパネルの深さhp:2.5mm、チャックウォール角度α:21度、環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法H:7.00mm、7.20mm,7.40mm及び7.60mmにおいて、環状ビードの外側壁の高さ寸法h:0.75mm、0.95mmの缶蓋シェルを作成して耐圧性を確認した。
厚み0.235mm、5182−H19材のアルミニウム金属板を使用し、外径D:204径(62.3mm)、センターパネル径:48.5mm、センターパネルの深さhp:2.5mm、チャックウォール角度α:21度、環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法H:7.00mm、7.20mm,7.40mm及び7.60mmにおいて、環状ビードの外側壁の高さ寸法h:0.75mm、0.95mmの缶蓋シェルを作成して耐圧性を確認した。
確認した結果、図3に示すように、前記H:7mmにおいて、h:0.75mm、0.95mmでチャックウォールに亀裂が発生せず、耐圧圧力はそれぞれ600kPa、620kPaであった。
また、前記H:7.20mm、7.40mm、7.60mmにおいては、h:0.75mm、0.95mmで同様にチャックウォールに亀裂が発生せず、耐圧圧力もh:0.75mmで625乃至705kPa、h:0.95mmで655乃至725kPaと耐圧圧力が向上した。
これらの結果から、環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hを7.0mmから7.6mmの範囲とし、環状ビードの外側壁の高さ寸法hを1mm以下、特に0.75乃至0.95mmとすることにより、チャックウォールの傾斜角度αが20度を超え30度未満といった小さい角度であっても耐圧性が向上し、使用するアルミニウム金属板を薄くできることが判る。
また、前記H:7.20mm、7.40mm、7.60mmにおいては、h:0.75mm、0.95mmで同様にチャックウォールに亀裂が発生せず、耐圧圧力もh:0.75mmで625乃至705kPa、h:0.95mmで655乃至725kPaと耐圧圧力が向上した。
これらの結果から、環状ビードの下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hを7.0mmから7.6mmの範囲とし、環状ビードの外側壁の高さ寸法hを1mm以下、特に0.75乃至0.95mmとすることにより、チャックウォールの傾斜角度αが20度を超え30度未満といった小さい角度であっても耐圧性が向上し、使用するアルミニウム金属板を薄くできることが判る。
1 缶蓋
2 センターパネル
3 環状ビード
4 チャックウォール
5 シーミングパネル
20 アルミニウム金属板
21 ポンチカッター
22 リングダイ
23 コアポンチ
24 シーミングパネル対応部
25 チャックウォール対応部
26 外側壁対応部
27 センターパネル対応部
28 リングポンチ
29 円筒状コアダイ
2 センターパネル
3 環状ビード
4 チャックウォール
5 シーミングパネル
20 アルミニウム金属板
21 ポンチカッター
22 リングダイ
23 コアポンチ
24 シーミングパネル対応部
25 チャックウォール対応部
26 外側壁対応部
27 センターパネル対応部
28 リングポンチ
29 円筒状コアダイ
Claims (3)
- センターパネルの周縁から下方に突出する環状ビード、該環状ビードから上方にチャックウォール及びシーミングパネルが形成され、外径Dが56乃至63mm、厚みが0.18乃至0.25mmのアルミニウム合金製の缶蓋において、前記環状ビード下端からシーミングパネルまでの高さ寸法Hが7.0乃至7.6mm、環状ビードの外側壁の高さ寸法hが1.0mm以下であり、前記チャックウォールの軸線に対する角度αが20度を超え30度未満であることを特徴とする缶蓋。
- 前記センターパネルの深さが2乃至3mmであることを特徴とする請求項1に記載の缶蓋。
- 前記環状ビードの底壁の曲率半径rが0.5乃至1mmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の缶蓋。
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