JP2011189986A

JP2011189986A - 缶蓋

Info

Publication number: JP2011189986A
Application number: JP2010175670A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Nagafune; 達矢長船; Hideki Nishimoto; 英樹西本
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2011-09-29
Also published as: WO2011102066A1

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

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。

特許第３８０９１９０号公報特開平８−１９２８４０号公報特許第３７８４５５０号公報

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。

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。

本発明の缶蓋の部分断面図本発明の缶蓋のシェル成形工程を示す参考図本発明の缶蓋の耐圧性を確認する実験結果を示すグラフ

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。

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、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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims

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。