JP6342309B2 - 缶の巻締め方法 - Google Patents

Description

本発明は、缶胴の開口端部に缶蓋の外周部を二重に巻締めして缶内を密閉する缶の巻締め方法に関する。

例えば清涼飲料等の容器に用いられる缶は、有底円筒状の缶胴の開口部に缶蓋の外周部を二重巻締めすることにより成形される。このような缶の二重巻締めは、予め缶胴の開口部に設けられたフランジ部に、缶蓋の外周部に設けられたカール部を被せた状態で、これらカール部とフランジ部とを一緒に巻き込むように加工することにより行われる。

このように、缶蓋と缶胴とを二重に巻き締める缶の巻締め装置としては、缶蓋に当接されるチャック部材と、缶胴を保持してその軸心方向に上下動するリフターと、チャック部材とリフターとにより挟持され回転する缶蓋及び缶胴に径方向外方から摺接して、フランジ部とカール部とを巻き込むようにして抱き合わせる第１巻締めロール（第１シーミングロール）と、これらフランジ部とカール部との巻き込み部をさらに径方向内方に向けて押圧して二重巻締め部を形成する第２巻締めロール（第２シーミングロール）とを備える装置が知られている。

この缶の巻締め装置において、第１巻締めロールは回転自在に支持されており、缶胴のフランジ部と缶蓋のカール部とを巻締める際には、回転する缶蓋及び缶胴と第１巻締めロールの成形凹部（溝部）とが当接すると、摩擦により第１巻締めロールも回転するようになっている。
このように、第１巻締めロールによる巻締め開始時には、回転する缶蓋に静止している第１巻締めロールが当接するため、缶蓋と第１巻締めロールの回転速度は一定とはならず、回転速度に差が生じる。したがって、巻締め開始時に、カール部の端縁と第１巻締めロールの成形凹部とが当接すると、カール部の先端が削られて薄切屑が発生しやすい。

この薄切屑の対策として、特許文献１には、缶蓋のカール部（周縁部）を端縁側ほど肉厚が薄くなるように形成することが提案されており、この特許文献１には、カール部の端縁が第１巻締めロールの成形凹部（溝部）と当接した際に、容易に曲折して、端縁に代わってカール部の中程の曲面が第１巻締めロールの成形凹部と当接することで、薄切屑を発生させることなく、巻締められることが記載されている。
また、巻始め開始時にカール部の端縁が成形凹部と接触することを回避するために、カール部と成形凹部との接触開始位置を、缶蓋のカール部の先端側ではなく、カール部の中程の曲面とした缶の巻締め装置が用いられるようになってきている。

特開平９‐２０３３４号公報

ところが、近年では、缶蓋を軽量化するために、缶蓋材を薄肉化することが検討されている。このため、特許文献１に記載の缶蓋のように、カール部の端縁の肉厚を薄くすることにも限界があり、薄切屑の発生を抑えることが難しくなっている。また、缶蓋材を薄肉化するだけではなく、従来よりもカール部の最大外周位置から先端までの径方向長さ（カール幅）を小さくすることが検討されており、従来の巻締め方法では、薄切屑の発生を防止することや、カール部を十分に巻き上げることが難しくなっている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、缶蓋と缶胴の巻締め時に、薄切屑の発生を防止するとともに、カール部の巻き上げ性を維持して良好な密封性を確保できる缶の巻締め方法を提供することを目的とする。

従来よりもカール部のカール幅を小さくすると、カール部の端縁が第１巻締めロールの成形凹部に接触しやすくなり、先端が削り取られて薄切屑が生じ易くなる。このため、本発明者は、第１巻締めロールの成形凹部の深さ（グルーブ深さ）を浅くして、巻締め開始時にカール部の端縁が成形凹部と接触することを回避することを検討したが、この場合には、カール部を十分に巻き上げることができないという別の問題が生じる結果となった。そこで、カール部の巻き上げ性を向上させるために、従来よりも成形凹部の幅（グルーブ幅）を小さくすることを検討した。しかし、成形凹部の幅を小さくしすぎると、フランジ部の先端が入り込みすぎることにより、カール部にダメージを与えて局所的な歪みを生じさせ、そのダメージ部分が起点となって二重巻締め部に亀裂を生ずるおそれがあることがわかった。
そこで、本発明者は、このような事情に鑑み、以下の解決方法とした。

本発明は、径方向内側に巻き返されたカール部を備えた缶蓋を、缶胴の開口部に設けられたフランジ部に密着させて巻締める方法であって、前記缶蓋及び前記缶胴を前記缶胴の軸心方向に挟持するとともに、前記軸心回りに回転させ、その径方向外方から、第１巻締めロールを摺接させて前記フランジ部と前記カール部とを巻き込んで巻き込み部を加工する巻き込み工程と、前記巻き込み工程によって加工された前記フランジ部及び前記カール部を第２巻締めロールを用いて径方向内方に向けて押圧して二重巻締め部を加工する潰し工程とを有し、前記第１巻締めロールは、その外周面に、前記第１巻締めロールの軸心方向上側に位置する上顎部と、該軸心方向下側に位置する下顎部と、前記上顎部と前記下顎部との間で前記巻き込み部の外周面を成形するための成形凹部とが周方向に沿って形成され、前記成形凹部は、前記上顎部から前記下顎部にかけて順に複数の円弧面と直線部とを連続的につなげた形状とされ、前記直線部は、前記第１巻締めロールの軸心に沿った断面において、前記成形凹部内の最も下方に位置する円弧面と前記下顎部の円弧面とを結ぶ接線とされ、前記巻き込み工程の前記カール部と前記成形凹部との接触開始時において、前記カール部と前記成形凹部との接触開始位置が、前記カール部の中程の外周面に設けられるとともに、前記カール部の外周面先端の端縁における接線Ｔと、前記直線部を径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１が、前記下顎部の最大外周位置よりも前記第１巻締めロールの径方向外側に設けられる。

カール部のカール幅ＣＤ（カール部の最大外周位置から先端までの径方向長さ）を小さくしたことに対して、第１巻締めロールの成形凹部の形状を変更せずに加工を行うと、カール部が成形凹部に深く入り込むことで、カール部と成形凹部との接触開始位置が、従来よりも成形凹部の底側（径方向内側）に入り込んだ配置となる。このため、カール部の巻締めが進行すると、下顎部にカール部の先端が接触することにより、カール部の先端が削り取られて薄切屑が生じ易くなる。また、単にグルーブ深さＧＤ（成形凹部の深さ）を浅くして対応しようとすると、カール部を十分に巻き上げることが難しくなる。その結果、カバーフックの寸法を十分に確保することが難しくなったり、リバースリンクルが発生したりする等して、缶の良好な密封性を確保することが難しくなる。
そこで、本発明の方法では、まず、カール部と成形凹部との接触開始時において、そのカール部と成形凹部との接触開始位置をカール部の中程の外周面とすることにより、カール部の先端が成形凹部と接触することを回避でき、薄切屑の発生を防止できる。また、この接触開始時において、カール部は、その中程の外周面の曲面から円滑に押し下げられ、成形凹部に沿って円滑に案内されることから、巻き上げ性を良好に維持できる。そして、第１巻締めロールがさらに缶蓋に接近して巻締めが進行するのに伴い、カール部は、その中程の外周面から成形凹部の形状に沿って巻き上げられるが、この際、カール部と成形凹部とは、その接触開始時においてカール部の外周面先端の端縁における接線Ｔと、直線部を径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１を、下顎部の最大外周位置よりも第１巻締めロールの径方向外側に配置していることから、巻締めが進行してカール部が巻き込まれる過程においてもカール部の先端が成形凹部と接触することを回避でき、カール部を円滑に巻き上げることができる。
したがって、カール部のカール幅ＣＤを小さくしたことによる巻き上げ性の低下やリバースリンクル発生の問題を解消でき、カール部の先端と成形凹部とが接触することによる薄切屑の発生を防止することができる。

本発明の缶の巻締め方法の前記巻き込み工程において、前記接触開始位置が、前記下顎部の最大外周位置よりも前記第１巻締めロールの径方向内側に配置されるとよい。
カール部と成形凹部との接触開始位置を、下顎部の最大外周位置よりも第１巻締めロールの径方向内側に配置することで、下顎部の最大外周位置よりも径方向外側に配置した場合と比べて、カール部の外周面を成形凹部の円弧面の形状に沿って円滑に案内することが容易となる。したがって、巻き込み部を安定した形状に加工することができ、缶の良好な密封性を確保することができる。

本発明によれば、缶蓋と缶胴の巻締め時に、薄切屑の発生を防止できるとともに、カール部のカール幅を小さくしたことによる巻き上げ性の低下やリバースリンクル発生の問題を解消して缶の良好な密封性を確保することができる。

本発明の一実施形態の第１巻締めロールによる巻き込みを説明する缶の軸心方向に沿った断面図であり、（ａ）が第１巻締めロールと缶蓋との接触開始時点、（ｂ）が第１巻締めロールが一回転した時点を示す。 巻き込み部を形成した後の第２巻締めロールによる巻締めを説明する軸心方向に沿った断面図である。 二重巻締め部の缶胴の軸心方向に沿った断面図である。 第１巻締めロールの成形凹部周辺を示す要部断面図である。 実施形態の缶の巻締め装置における一組の巻締めユニットを概略的に示した正面図である。 実施例及び比較例の第１巻締めロールの成形凹部周辺を示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図５に示す本実施形態の缶の巻締め装置１００は、径方向内側に巻き返されたカール部１４を備えた缶蓋１０を、缶胴２０の開口部に設けられたフランジ部２３に密着させて巻締めることにより缶を成形する装置であり、図３に示すように、缶胴２０の開口端部に缶蓋１０の周縁部が抱き合せられるように巻締められた二重巻締め構造を形成する。

図５に、二重巻締めされる前の缶蓋１０と缶胴２０を示す。巻締め前の缶胴２０は、アルミニウム合金製板材を広口のカップ状に打ち抜いた後、さらに絞りしごき加工（ＤＩ加工）することにより形成され、ストレートの有底円筒状の胴体部２１と、胴体部２１の上部を縮径して設けられるテーパ状の縮径部２１ａと、この縮径部２１ａの上端に設けられる首部２２を介して、半径方向外方に広がるフランジ部２３とが形成された形状である。なお、このフランジ部２３の板厚は、０．１６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下とされる。

一方、巻締め前の缶蓋１０は、アルミニウム合金製板材をプレス成形することにより形成され、中心部に設けられる缶胴２０の首部２２より小径の円形のパネル部１１と、このパネル部１１の外縁に環状溝を形成するカウンターシンク部１２を介して上方に延びて形成されるチャックウォール部１３と、このチャックウォール部１３の上端から半径方向外方に延びながら外周縁が内側にカールされたカール部１４とが形成された形状である。なお、カール部１４の板厚は、０．２０５ｍｍ以上０．２２５ｍｍ以下とされる。また、図示は省略するが、カール部１４の内面にはコンパウンドが塗布されている。

例えば本実施形態では、公称径が２０４の缶蓋１０を用いており、この缶蓋１０は、図１（ａ）及び図４に示すカール部１４のカール高さＣＬ（缶蓋１０の軸心Ｘに平行な方向の距離）が２．０ｍｍ以上２．４ｍｍ以下、このカール部１４の最大外周位置から先端までの径方向長さＣＤ（換言すると、カール幅ＣＤ）は０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、板厚が０．２０５ｍｍ以上０．２２５ｍｍ以下に形成される。特に、缶蓋の軽量化を目的として二重巻締め部を小さく成形するために用いる缶蓋は、カール幅ＣＤが０．７ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下と短く設けられており、巻き上げ性が悪くなるため、この巻き上げ性を改善するために、後述する本実施形態の第１巻締めロール５０を用いた巻締め方法が有効である。

そして、この缶蓋１０と缶胴２０とを巻締めるための缶の巻締め装置１００は、図示は省略するが、巻締め機本体のターレットに、図５に示す巻締めユニット３０が周方向に間隔を開けて複数組設けられた構成とされており、ターレットの旋回により、周方向に移動しつつ缶蓋１０及び缶胴２０を受け入れて、これらを挟持した状態で、缶胴２０のフランジ部２３と缶蓋１０のカール部１４とを巻締めるようになっている。

巻締めユニット３０は、缶蓋１０に当接して缶胴２０に被せた缶蓋１０を上方から押さえるチャック部材４１と、缶胴２０を保持して上下移動するリフター４５と、このチャック部材４１とリフター４５との間に挟持された状態で回転させられる缶蓋１０及び缶胴２０に径方向外方から摺接して巻締め加工を行う第１巻締めロール５０及び第２巻締めロール６０とを備える。

リフター４５は、缶胴１が載置されるリフタープレート４６、及びこのリフタープレート４６を上方に付勢するスプリング等を保持したホルダー部４７が備えられており、巻締め機本体のターレットとともに旋回することにより、巻締め機本体に固定状態のリング状カム（図示略）に沿って移動しながら図５に矢印Ａで示すように上下移動し、矢印Ｂ１で示すように自身の軸心Ｘ回りに回転駆動させられる構成である。

チャック部材４１は、リフター４５と同一の軸心Ｘ上に配置され、全体としてスリーブ状に形成される。また、チャック部材４１の下部の外周面には、巻締め時に第１巻締めロール５０及び第２巻締めロール６０から加えられる半径方向内方に向けた押圧力を缶蓋１０のチャックウォール部１３の内側で支持するウォール面４３が、チャック部材４１の軸心Ｘに対して上方に向かうにしたがって漸次拡径する方向に傾斜して形成されており、そのウォール面４３の下方に、缶蓋１０のカウンターシンク部１２に嵌合する環状突出部４２が形成されている。なお、このチャック部材４１は、その上部が巻締め機本体のターレットに回転自在に支持されているとともに、ターレットの旋回に伴い、巻締め機本体のラックにピニオンギヤが係合して矢印Ｂ２で示すように回転駆動されるようになっている。
なお、これらチャック部材４１とリフター４５とは、同期して軸心Ｘ回りに回転駆動される。

第１巻締めロール５０及び第２巻締めロール６０は、外周面に成形凹部５３，６３が周方向に沿って形成され、チャック部材４１に対して図５の矢印Ｅ，Ｆで示すように半径方向に離間接近するとともに、自身の軸心Ｙ１，Ｙ２の回りに回転自在に支持されており、リフター４５とチャック部材４１との間に挟持されて回転している缶胴２０のフランジ部２３上の缶蓋１０のカール部１４に径方向外方から順番に接近して成形しながら巻締めるようになっている。

そして、第１巻締めロール５０は、チャック部材４１とリフター４５とによって挟持された缶蓋１０及び缶胴２０に対してその径方向外方から摺接することにより、缶蓋１０のカール部１４と缶胴２０のフランジ部２３とを径方向外方に巻き込んだ巻き込み部１５（図２参照）を加工するものである。
第１巻締めロール５０は、概略円板状をなし、自身の軸心Ｙ１回りに回転自在に支持されており、外周面に、軸心Ｙ１方向上側に位置する上顎部５１と、軸心Ｙ１方向下側に位置する下顎部５２と、これら上顎部５１と下顎部５２との間で巻き込み部１５の外周面を成形するための成形凹部５３とが、周方向に沿って形成されている。ここで、第１巻締めロール５０の軸心Ｙ１は、チャック部材４１とリフター４５とによって挟持された缶蓋１０及び缶胴２０の軸心Ｘに対して、軸心Ｘ方向上方に向かうに従い漸次軸心Ｘから離間するように角度αで傾斜して設けられており、チャック部材４１に対して図５の矢印Ｅで示すように、旋回移動しながら半径方向に離間接近するようになっている。したがって、第１巻締めロール５０は、その軸心Ｙ１が、缶蓋１０及び缶胴２０の軸心Ｘに対して傾斜した状態で、缶蓋１０のカール部１４に摺接されるようになっている。

この第１巻締めロール５０の軸心Ｙ１及び缶蓋１０及び缶胴２０の軸心Ｘに沿った断面の要部断面図を図１及び図４に示す。本実施形態の第１巻締めロール５０においては、図１及び図４に示すように、上顎部５１が第１巻締めロール５０の径方向内方に後退して設けられている。また、成形凹部５３は、図４に示すように、上顎部５１から下顎部５２にかけて順に３つの円弧面５４〜５６と直線部５７とを連続的に繋げた形状とされており、軸心Ｙ１に沿った断面において、上顎部５１に隣接する最初の円弧面（半径Ｒ１の円弧面）を第１円弧面５４、次の円弧面（半径Ｒ２の円弧面）を第２円弧面５５、成形凹部５３内の最も下方に位置する円弧面（半径Ｒ３の円弧面）を第３円弧面５６、第３円弧面５６と下顎部５２との間を接続する直線部分を直線部５７としている。この直線部５７は、図４に示すように、第１巻締めロール５０の軸心Ｙ１に沿った断面において、成形凹部５３内の最も下方に位置する第３円弧面５６と下顎部５２の円弧面５２ａとを結ぶ接線とされる。

なお、図４に示す本実施形態の第１巻締めロール５０においては、直線部５７は、軸心Ｙ１と直交する直交線Ｈに対して角度βを成して設けられる。具体的には、直線部５７は、第１巻締めロール５０の径方向外方に向かうにしたがって、軸心Ｙ１方向の下方（下顎部５２側）に向かって傾斜して配置されており、成形凹部５３の上縁部（上顎部５１側）と下縁部（下顎部５２側）とは、第１巻締めロール５０の径方向外方に向かうに互いに離間するように構成されている。

また、このように構成される成形凹部５３の表面は、缶蓋１０及び缶胴２０の回転力を第１巻締めロール５０に確実に伝達できるように、ショットピーニング等の表面処理を施すことにより、その表面粗さが最大高さでＲｍａｘ１．０以上、望ましくはＲｍａｘ１．０以上３．０以下に設定されている。このように、ショットピーニング処理等により表面処理を行うことで、缶蓋１０との接触時における成形凹部５３の表面の摩擦力が増加し、表面処理を行わない場合よりも早く第１巻締めロール５０の回転速度を缶蓋１０の回転速度に同期させることができる。
なお、図４に示す符号Ｃ１は第１円弧面５４の曲率中心、符号Ｃ２は第２円弧面５５の曲率中心、符号Ｃ３は第３円弧面５６の曲率中心である。

また、成形凹部５３のグルーブ幅ＧＬは、直線部５７の下端側を下顎部５２の最大外周位置から軸心Ｙ１と平行に引いた垂線Ｚまで延ばした仮想線Ｉ（図４に破線で示す。）を引き、この仮想線Ｉと垂線Ｚとの交点であるＰ２から垂線Ｚと成形凹部５３との交点であるＰ１までの軸心方向距離（軸心Ｙ１に平行な方向の距離）とされる。また、グルーブ深さＧＤは、垂線Ｚから成形凹部５３の最深位置までの径方向距離（垂線Ｚと直交する方向の距離）とされる。

具体的には、上述したようにカール部１４のカール高さＣＬが２．０ｍｍ以上２．４ｍｍ以下とされ、カール幅ＣＤが０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下（特に０．７ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下）とされる公称径が２０４の缶蓋１０を巻締めるための第１巻締めロール５０は、例えば、成形凹部５３のグルーブ幅ＧＬが１．９ｍｍ以上２．２ｍｍ以下に設けられ、グルーブ深さＧＤが１．０ｍｍ以上１．３ｍｍ以下に設けられる。

第２巻締めロール６０は、第１巻締めロール５０によって径方向内方に巻き込むように加工された缶蓋１０のカール部１４と缶胴２０のフランジ部２３とを径方向内方へと押圧して潰し加工を行い、図３に示す最終的な二重巻締め部１６の外周面を形成するものである。
第２巻締めロール６０は、図５に示すように、概略円板状をなし、外周面に、上顎部６１と下顎部６２との間で二重巻締め部１６を形成するための成形凹部６３が周方向に沿う溝状に設けられており、缶蓋１０及び缶胴２０の軸心Ｘに平行な自身の軸心Ｙ２を中心に回転自在な構成とされる。

そして、このように構成された缶の巻締め装置１００を用いた本実施形態の缶の巻締め方法について説明する。なお、この巻締め加工によって、缶蓋１０及び缶胴２０は部分的に変形するが、以下の説明では、缶蓋１０及び缶胴２０については、巻締め前、巻締め途中、巻締め後において同一符号を付している。

まず、図５に示すようにリフター４５に載せた缶胴２０のフランジ部２３に、図１（ａ）に示すように缶蓋１０のカール部１４を被せ、その上方からチャック部材４１を缶蓋１０に嵌合して、チャック部材４１とリフター４５との間で缶蓋１０と缶胴２０とを挟んで軸心Ｘ方向に挟持するとともに、軸心Ｘ回りに回転させる。そして、これらの径方向外方から、第１巻締めロール５０を摺接させて、缶蓋１０のカール部１４と缶胴２０のフランジ部２３とを巻き込んで、巻き込み部１５を加工する（巻き込み工程）。

具体的には、缶蓋１０及び缶胴２０の径方向外方から第１巻締めロール５０を図１（ａ）に示すように旋回させて接近させることにより、第１巻締めロール５０の成形凹部５３に缶蓋１０のカール部１４と缶胴２０のフランジ部２３とを挿入する。そして、この巻き込み工程におけるカール部１４と成形凹部５３との接触開始時において、図４に示すように、これらカール部１４と成形凹部５３との接触開始位置Ｓは、カール部１４の中程の外周面に設けられるとともに、カール部１４の外周面先端の端縁における接線Ｔと直線部５７を第１巻締めロール５０の径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１が、下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも第１巻締めロール５０の径方向外方に設けられる。また、第１巻締めロール５０の成形凹部５３と缶蓋１０のカール部１４との接触開始位置Ｓは下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも第１巻締めロール５０の径方向内側にあり、このように、カール部１４の中程の外周面の曲面が成形凹部５３と最初に摺接するため、カール部１４の外周面が接触開始位置Ｓから円滑に押し下げられ、成形凹部５３に沿って案内される。したがって、図１（ｂ）に示す第１巻締めロール５０が一回転した時点において、カール部１４の先端を内側に向けて巻き込んだ状態にすることができる。さらに、成形凹部５３に沿って缶蓋１０のカール部１４と缶胴２０のフランジ部２３とが内側に一体にカールされ、カール部１４がフランジ部２３の外方から鉤状に折り返しながら抱合せるようにして巻き込まれ、最終的には、図２に示すように、巻き込み部１５が形成される。

次いで、第１巻締めロール５０を巻き込み部１５から径方向外方に離間させ、第１巻締めロール５０による加工（巻き込み工程）が終了した後で、図２の矢印で示すように、第２巻締めロール６０を径方向外方側から巻き込み部１５に接近させ、巻き込み部１５をさらに径方向内方に向けて押し潰すように押圧して、図３に示すように二重巻締め部１６を加工する（潰し工程）。
このとき、缶蓋１０のカウンターシンク部１２にはチャック部材４１の環状突出部４２が嵌合しており、このチャック部材４１の外周面のウォール面４３が缶蓋１０のチャックウォール部１３を缶蓋１０の径方向内側から支持し、このウォール面４３と第２巻締めロール６０との間に缶蓋１０と缶胴２０とが挟み込まれる。これにより、コンパウンド（図示略）を缶蓋１０と缶胴２０との間に圧縮状態に介在させた二重巻締め部１６が形成され、缶蓋１０が缶胴２０のフランジ部２３に装着される。

このような構成とされた本実施形態の缶の巻締め方法では、カール幅ＣＤ（カール部１４の最大外周位置から先端までの径方向長さ）を０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下（特に０．７ｍｍ以上０．８５ｍｍ以下）と小さくした缶蓋１０において、第１巻締めロール５０の成形凹部５３の深さ（グルーブ深さＧＤ）を浅くした場合であっても、カール部１４の成形凹部５３との接触開始位置Ｓを、カール部１４の先端ではなく、カール部１４の中程の外周面に配置する。これにより、カール部１４と成形凹部１４との接触開始時において、カール部１４の先端が成形凹部５３と接触することを回避でき、薄切屑の発生を防止できる。また、カール部１４の先端で成形凹部５３が接触する場合と比べて、カール部１４は確実に摩擦抵抗を得ることができ、カール部１４は、その中程の曲面から円滑に押し下げられ、成形凹部５３（ここでは、成形凹部５３の上方に位置する第１円弧面５４又は第２円弧面５５）に沿って円滑に案内されることから、カール部１４の巻き上げ性を良好に維持できる。そして、第１巻締めロール５０がさらに缶蓋１０に接近してカール部１４の巻締めが進行するのに伴い、カール部１４が成形凹部５３の下方に位置する円弧面（ここでは、第３円弧面５６）及び直線部５７に沿って巻き上げられる。この際、カール部１４と成形凹部５３とは、その接触開始時において、カール部１４の外周面先端の端縁における接線Ｔと直線部５７を径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１を、下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも第１巻締めロール５０の径方向外側に配置していることから、このように巻締めが進行してカール部１４が巻き込まれる過程においてもカール部１４の先端が成形凹部５３と接触することを回避できる。このように、交点Ｑ１の配置を調整することにより、カール部１４の巻き込み過多や巻き込み不足を防止し、カール部１４のカール幅ＣＤを小さくしたことによる巻き上げ性の低下やリバースリンクル発生の問題を解消でき、カール部１４の先端と成形凹部５３とが接触することによる薄切屑の発生を防止することができる。

また、本実施形態では、巻き込み工程において、カール部１４と成形凹部５３との接触開始位置Ｓを、下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも第１巻締めロール５０の径方向内側に配置することとしており、下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向外側に配置した場合と比べて、カール部１４の外周面を成形凹部５３の各円弧面の形状に沿って円滑に案内することが容易となっている。したがって、巻き込み部１５を安定した形状に加工することができ、缶の良好な密封性を確保することができる。

次に、本発明の効果を確認するために行った比較実験の結果について説明する。なお、以下の説明でも、便宜のため、上記実施形態で使用した符号を付して説明する。
缶蓋１０は、公称径が２０４のものであり、アルミニウム合金板を成形して、カール部１４のカール高さＣＬが２．０ｍｍ以上２．４ｍｍ以下、カール幅ＣＤが０．７ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、板厚が０．２０５ｍｍ以上０．２２５ｍｍ以下に形成されたものを使用した。また、缶胴２０には、アルミニウム合金板を成形し、フランジ部２３の幅ＦＷが２．０ｍｍ以上２．５ｍｍ以下、板厚が０．１６ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下に形成されたものを使用した。

そして、缶胴２０にガスボリューム２．７の内溶液（水）を充填して缶蓋１０を巻締め、飲料缶を作製した。その際、表１及び図６に示すように、各寸法を変更することにより、カール部１４と成形凹部５３との接触開始時における交点Ｑ１の配置を変更した実施例１及び比較例１，２の第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃを形成し、これら形状の異なる第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃにより巻締めた飲料缶を２０缶ずつ作製した。

実施例１では、図６（ａ）に示すように、カール部１４の中程の外周面に第１巻締めロール５０Ａとの初期接触位置Ｓを設定し（表１の「初期接触位置Ｓ」の項目では「外周面」と表記）、そのカール部１４と成形凹部５３との接触開始時において、交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向外側に配置した。
比較例１では、図６（ｂ）に示すように、カール部１４の先端に第１巻締めロール５０Ｂとの初期接触位置Ｓを設定し（表１の「初期接触位置Ｓ」の項目では「先端」と表記）、そのカール部１４と成形凹部５３との接触開始時において、交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向内側に配置した。
比較例２では、図６（ｃ）に示すように、カール部１４の中程の外周面に第１巻締めロール５０Ｃとの初期接触位置Ｓを設定し、そのカール部１４と成形凹部５３との接触開始時において、交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向内側に配置した。なお、比較例２の第１巻締めロール５０Ｃは、直線部５７の径方向長さＬを、実施例１の第１巻締めロール５０Ａよりも長く設定することにより、交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置よりも径方向内側に配置した。

なお、第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃと缶蓋１０とは、第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃの軸心Ｙ１が缶蓋１０の軸心Ｘに対して傾いて初期接触するように構成した。また、巻締め速度としては、いずれも２０００缶／分に相当する速度とした。

表１に、各第１巻締めロール５０により巻締めた各飲料缶についての評価結果を示す。
各飲料缶について観察を行い、薄切屑の有無を評価した。。

薄切屑は、巻締め時に発生する糸状のアルミニウム片のことであり、この薄切屑の評価については、第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃがその軸心Ｙ１回りに回転しないように固定した状態とし、この最も薄切屑が発生しやすい状態で缶蓋１０の巻締めを行うことにより、過酷試験を実施した。この場合、第１巻締めロール５０Ａ〜５０Ｃは、巻締め開始時だけでなく、巻締め開始後においても回転することがないので、巻締め時にカール部１４の先端が成形凹部５３と接触することで、常に薄切屑が発生しやすい条件となっている。そして、この過酷試験において、薄切屑が発生した缶数を表１に記載するとともに、２０缶中１缶でも薄切屑が発生した条件を不合格「×」とし、薄切屑が発生しなかった条件（缶数０）を合格「○」とした。
このように、薄切屑の評価は、製品として問題なく使用できる基準よりも過酷な条件のもとで、試験を行った。

表１の結果から明らかなように、カール部１４と成形凹部５３との接触開始位置Ｓをカール部１４の中程の外周面に設けるとともに、カール部１４の外周面先端の端縁における接線Ｔと直線部５７を径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向外側に設けて巻締めを行った実施例１の飲料缶については、薄切屑は発生しなかった。
なお、交点Ｑ１を下顎部５２の最大外周位置（垂線Ｚ）よりも径方向内側に設けて巻締めを行った比較例１及び比較例２では、薄切屑が発生するものがあった。

なお、本発明は、前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１０ 缶蓋
１１ パネル部
１２ カウンターシンク部
１３ チャックウォール部
１４ カール部
１５ 巻き込み部
１６ 二重巻締め部
２０ 缶胴
２１ 胴体部
２１ａ 縮径部
２２ 首部
２３ フランジ部
３０ 巻締めユニット
４１ チャック部材
４２ 環状突出部
４３ ウォール面
４５ リフター
４６ リフタープレート
４７ ホルダー部
５０，５０Ａ〜５０Ｃ 第１巻締めロール
５１ 上顎部
５２ 下顎部
５３ 成形凹部
５４ 第１円弧面
５５ 第２円弧面
５６ 第３円弧面
５７ 直線部
６０ 第２巻締めロール
６１ 上顎部
６２ 下顎部
６３ 成形凹部
１００ 缶の巻締め装置

Claims (2)

1. 径方向内側に巻き返されたカール部を備えた缶蓋を、缶胴の開口部に設けられたフランジ部に密着させて巻締める方法であって、
   前記缶蓋及び前記缶胴を前記缶胴の軸心方向に挟持するとともに、前記軸心回りに回転させ、その径方向外方から、第１巻締めロールを摺接させて前記フランジ部と前記カール部とを巻き込んで巻き込み部を加工する巻き込み工程と、
   前記巻き込み工程によって加工された前記フランジ部及び前記カール部を第２巻締めロールを用いて径方向内方に向けて押圧して二重巻締め部を加工する潰し工程とを有し、
   前記第１巻締めロールは、
   その外周面に、前記第１巻締めロールの軸心方向上側に位置する上顎部と、該軸心方向下側に位置する下顎部と、前記上顎部と前記下顎部との間で前記巻き込み部の外周面を成形するための成形凹部とが周方向に沿って形成され、
   前記成形凹部は、前記上顎部から前記下顎部にかけて順に複数の円弧面と直線部とを連続的につなげた形状とされ、
   前記直線部は、前記第１巻締めロールの軸心に沿った断面において、前記成形凹部内の最も下方に位置する円弧面と前記下顎部の円弧面とを結ぶ接線とされ、
   前記巻き込み工程の前記カール部と前記成形凹部との接触開始時において、
   前記カール部と前記成形凹部との接触開始位置が、前記カール部の中程の外周面に設けられるとともに、
   前記カール部の外周面先端の端縁における接線Ｔと、前記直線部を径方向に延長した仮想線Ｉとの交点Ｑ１が、前記下顎部の最大外周位置よりも前記第１巻締めロールの径方向外側に設けられる缶の巻締め方法。
2. 前記巻き込み工程において、
   前記接触開始位置が、前記下顎部の最大外周位置よりも前記第１巻締めロールの径方向内側に配置される請求項１記載の缶の巻締め方法。

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