JP7381184B2

JP7381184B2 - 缶体加工方法

Info

Publication number: JP7381184B2
Application number: JP2017070728A
Authority: JP
Inventors: 政臣田村; 光彦青柳; 清澄眞仁田
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2023-11-15
Anticipated expiration: 2037-03-31
Also published as: JP2018172135A

Description

本発明は、胴部に凹凸加工部を有する缶体の加工方法に関し、特に、缶体搬送時に、凹凸加工部が搬送ガイドや隣り合う缶体胴部の凹凸加工部に接触しにくい缶体の加工方法に関する。

飲料等を充填した缶体において、顧客吸引力を高めるため、胴部に加飾、ロゴやデザインを凹凸加工されたものが公知である。
凹凸加工には、胴部の外周側に突出するエンボス（浮き出し、凸）加工、内周側に突出するデボス（型押し、凹）加工等があるが、エンボス加工を缶体胴部の最大径部に行った場合、エンボス加工部が缶体における最大外径部となるため、搬送時においてエンボス加工部が他の缶体又はガイド等に接触してしまい、外表面に疵が発生、又は変形するおそれがある。
また、デボス加工を最大径部に行った場合も、デボス加工部が他の缶体又はガイド等に接触した場合、デボス加工された箇所近傍の最大径部外表面に疵が発生、又は変形するおそれがある。
このような問題に対し、特許文献１には、表面に点字を有する缶体であって、胴部に設けられる点字の頂上における径は、点字が設けられている周囲の所定範囲における径以下に設定されている缶体が記載されている。
この構成によれば、隣り合う缶体どうしが擦れ合うように搬送された際にも、点字に対する衝撃が和らげられ、点字の形状を維持できる。
また、特許文献２には、アルミニウム合金板からなる包装容器であって、胴部は、その側壁の肉厚が最も薄くなる位置に、側壁が径方向内側に湾曲する湾曲部を周方向にわたって備える包装容器が記載されている。
この構成によれば、飲料等の充填後の包装容器の流通時における缶同士の側壁接触又は突起物等の側壁接触によって側壁が損傷し、飲料漏れの危険性を回避できる。
また、特許文献３には、金属缶の製造方法、及び前記製造方法により製造された飲料缶が記載されている（特許文献３の図７（Ｂ）参照）。
この製造方法によれば、絞り型及び底絞り型の内周面に、等間隔毎に縦リブあるいは多面形状を施すことにより飲料缶を製造することが可能となる。

特開２００２－３６２５７３号公報特開２００６－２６４７６９号公報特開２０００－２１８３３３号公報

胴部に小径部や凹凸加工部を有する缶体に関して、それぞれ様々な提案がなされているが、胴部の小径部と凹凸加工部の関係性について、更なる改良の余地がある。
特許文献１で公知のものは、胴部の周方向の一部に凹凸加工部を設けることは可能であるが、周方向の広範囲にわたって凹凸加工部を設けることは不可能であった。
特許文献２、３等で公知のものは、胴部の強度を落とすことなく、あるいは、強度を向上させるために変形を加えるものであり、多少の凹凸変形（凹条部、縦リブ、多面形状等）を設けることは言及されているが、胴部に加飾、ロゴやデザインを刻印するために凹凸加工等を施すことは考慮されておらず、周方向の広範囲にわたって加飾性の高い凹凸加工部を設けることは不可能であった。

本発明は、前述のような課題を解決するものであり、加飾性を高めつつ、搬送時等の接触に起因した損傷や変形のおそれがない凹凸加工部を有する缶体の加工方法を提供することを目的とする。

本発明に係る缶体加工方法は、底部と胴部を備えた有底筒状の缶体の加工方法であって、前記胴部の一部を縮径して、胴部に最大径部と、前記最大径部より小径で缶軸方向に所定の長さを有する環状小径部とを有するよう加工し、前記環状小径部は、前記胴部の開口側から複数回の縮径加工を行うことで前記環状小径部及び缶体開口側に肩部を設ける際、傾斜部を備える一体の肩部を形成するための複数回の縮径加工のうち１回目から１回以上の縮径加工を肩部所定位置よりも缶軸方向底部側に延長することで形成され、前記環状小径部に凹凸加工を行い、筒面と前記筒面に対し外方又は内方に突出した凹凸加工部を設けることにより、前記課題を解決するものである。

本発明に係る缶体加工方法によれば、缶体の胴部が最大径部より小径の環状小径部を有し、環状小径部は缶軸方向に所定の長さを有する筒面と、筒面に対し外方又は内方に突出した凹凸加工部とを有することにより、缶体に加飾性の高い凹凸加工部を設けつつ、凹凸加工部の外方への最大突出部又は凹部近傍の筒面を最大径部より小径とする缶体を得ることが可能となり、缶体の搬送時等の接触に起因した凹凸加工部の損傷や変形を防止することが可能となる。

本発明の缶体加工方法により成形される第１実施形態に係る缶体の側面図。本発明の缶体加工方法により成形される第１実施形態に係る缶体の寸法関係の説明図本発明の缶体加工方法により成形される第１実施形態に係る缶体の肩部加工説明図。参考例である他の缶体加工方法により成形される第１参考形態に係る缶体の側面図。参考例である他の缶体加工方法により成形される第２参考形態に係る缶体の側面図。

本発明の缶体加工方法により成形される第１実施形態に係る缶体１００は、ＴＦＳ（ティンフリースチール）製、ぶりき、アルミニウム合金製、又はその他の金属素材からなり、その表面に塗料やニス、合成樹脂等が塗布、又は被覆された缶体であって、図１に示すように、底部１２０と胴部１１０を備え、底部１２０の対向側には胴部１１０に続く肩部１３０が形成されて開口１４０で開口した有底円筒状に形成されている。
胴部１１０は、底部１２０から開口１４０側に形成された円筒状の最大径部１１１と、最大径部１１１から開口１４０側に形成され、最大径部１１１より小径で缶軸方向に所定の長さを有する円筒面１１４からなる環状小径部１１２とを有し、肩部１３０へと連なっている。最大径部１１１と環状小径部１１２の間は段差部１１５で連接され、最大径部１１１と底部１２０の間は連接傾斜部１２１で連接されている。
環状小径部１１２には、円筒面１１４に凹凸加工部１１３が公知のエンボス加工等により施されている。凹凸加工部１１３は、円筒面１１４の内方に突出した凹加工部、外方に突出した凸加工部、又はこれらの組み合わせからなり、点、線、記号、文字、模様等で形成されるロゴやデザインである。
凹凸加工部１１３が凸加工部の場合、凸加工部の円筒面１１４からの突出高さは、最大径部１１１より缶体１００の外方に突出しない高さに留めている。
なお、胴部１１０の最大径部１１１は同一直径の円筒状に形成されており、環状小径部１１２は、最大径部１１１より小径、かつ、凹凸加工部１１３を除き、同一直径の円筒状に形成されている。

各部分の寸法関係は、図２に示すように、胴部１１０の缶軸方向長さをＬＤ、環状小径部１１２の缶軸方向長さをＬＳ、凹凸加工部１１３の缶軸方向の加工範囲の長さをＬＥ、段差部１１５の缶軸方向との角度をθｄ、最大径部１１１と環状小径部１１２との段差をδ、凹凸加工部１１３の円筒面１１４に対し外方に突出する凸加工部の加工高さをｈとすると、
１０％≦（ＬＳ／ＬＤ）×１００≦３５％
５０％≦（ＬＥ／ＬＳ）×１００≦８５％
１０°≦θｄ≦３０°
０．１ｍｍ≦ｈ≦２．０ｍｍ、かつ、ｈ＜δ
の範囲に形成される。
なお、図２において、凹凸加工部１１３の凸加工部を側面から見た場合の突出状態を太線で示している。

上記により、凹凸加工部１１３を缶体１００の外方又は内方に突出したロゴやデザインとして加飾性を向上させることができるとともに、凹凸加工部１１３の凸加工部（最大突出部）又は凹加工部近傍の円筒面１１４を最大径部１１１より内方とすることが可能であり、搬送時等の接触に起因した凹凸加工部１１３の損傷や変形を防止することが可能となる。
また、環状小径部１１２の缶軸方向の長さが、胴部１１０の缶軸方向長さの１０％以上であることにより、環状小径部１１２に加飾性の高い凹凸加工部１１３を設けることが可能となり、３５％以下であることにより、缶体の強度を低下させることなく、さらに、本実施形態のように１箇所に環状小径部１１２を設ける場合は、内容量を充分に確保することが可能となる。
さらに、凹凸加工部１１３の缶軸方向の加工範囲の長さが、環状小径部１１２の缶軸方向の長さの５０％以上であることにより、加飾性の高い凹凸加工部１１３を設けることが可能となるとともに、８５％以下であることにより、缶体の強度を低下させることがない。
さらに、環状小径部１１２と最大径部１１１との段差部１１５の傾斜が、缶軸に対して１０～３０°であることにより、缶体の強度を低下させることがない。
さらに、凹凸加工部１１３の凸加工部の加工高さｈが、０．１～２．０ｍｍであるため、十分立体的な加飾を施すことができる。凸加工部が最大径部１１１より容器外方側に突出しないので（ｈ＜δ）、搬送時等の接触に起因した凸加工部の損傷や変形を防止することができる。
さらに、凹凸加工部１１３の突出部分の総面積が、環状小径部１１２の総面積の１～５０％とすることで、加飾性の高い凹凸加工部を設けることが可能となるとともに、缶体の強度を低下させることがない。
より具体的な例として、
最大径部１１１の外径φ６６ｍｍ
環状小径部１１２の外径φ６４ｍｍ
ＬＤ＝９５ｍｍ
ＬＳ＝２５ｍｍ
ＬＥ＝１７ｍｍ
θｄ＝２０°
δ＝１．０ｍｍ
ｈ＝０．８ｍｍ
凹凸加工部１１３の突出部分の総面積を、環状小径部１１２の総面積（５０２７ｍｍ^２）の６％（３００ｍｍ^２）に形成した。

以上のような第１実施形態に係る缶体１００を製造する缶体加工方法について説明する。
まず、底部１２０、連接傾斜部１２１及び最大径部１１１のみからなる円筒状の胴部を絞り加工等の缶体加工によって形成する。
この工程は、公知の深絞り加工、絞り加工、再絞り加工、絞りしごき加工等の技術を含め、どのような加工方法によってもよい。
次に必要に応じて洗浄，乾燥，印刷，塗装，塗膜焼付等を施した後、縮径加工により、開口１４０側に環状小径部１１２及び肩部１３０を形成する。
縮径加工は、公知の縮径ダイによる加工でもよいし、ロール加工でもよい。
縮径加工として、胴部１１０の開口１４０側から複数回の縮径加工を行うことで、図３の肩部１３０と、その外方の点線で示す傾斜部とを備える一体の肩部を持つ缶体を形成する技術（図３の工程Ａ～Ｄ参照）が公知である。
本実施形態の缶体１００の加工方法では、同様の技術を用い、最初の１回の縮径加工を肩部所定位置より缶軸方向底部側に延長することで（図３のＡ＋工程）、環状小径部１１２と段差部１１５を形成し、その後の３回の縮径加工によって肩部１３０を形成している。
このことで、環状小径部１１２を形成するための別の工具を準備したり、別工程を設ける必要がなく、加工コストや加工時間が節約できる。
そして、環状小径部１１２に凹凸加工を行うことで、円筒面１１４と円筒面１１４に対し外方又は内方、あるいは外方及び内方に突出した凹凸加工部１１３を設ける。
この凹凸加工工程は、公知のエンボス加工等の技術を含め、どのような加工方法によってもよい。
最後に、開口１４０にフランジ加工を行い、図示しない缶蓋を巻き締める前の状態の缶体１００となる。
また、加工コストや加工時間の節約効果は少なくなるが、環状小径部１１２に凹凸加工を行う工程は、環状小径部１１２が形成された後であれば、肩部１３０が形成される前であっても、フランジ加工が行われた後でもよい。

以下、参考例である他の加工方法により成形される第１参考形態、第２参考形態に係る缶体について、第１実施形態と同じ内容は適宜割愛する。
第１参考形態に係る缶体１００ｂは、図４に示すように、底部１２０と胴部１１０を備え、底部１２０の対向側には胴部１１０に続く肩部１３０が形成されて開口１４０で開口した有底円筒状に形成されている。
胴部１１０は、肩部１３０に連なる最大径部１１１と、最大径部１１１から底部１２０にかけて形成された最大径部１１１より小径で缶軸方向に所定の長さを有する円筒面１１４からなる環状小径部１１２とを有し、最大径部１１１と環状小径部１１２の間は段差部１１５で連接され、環状小径部１１２と底部１２０の間は連接傾斜部１２１で連接されている。
環状小径部１１２にも、第１実施形態同様、円筒面１１４に凹凸加工部１１３が施されている。

以上のような第１参考形態に係る缶体１００ｂを製造する缶体加工方法について説明する。
まず、第１実施形態同様、底部１２０、連接傾斜部１２１及び最大径部１１１のみからなる円筒状の胴部を絞り加工等の缶体加工によって形成する。
次に、連接傾斜部１２１に連接する環状小径部１１２を再絞り加工や縮径加工によって形成する。
この工程も、公知の再絞り加工，縮径加工等の技術を含め、どのような加工方法によってもよい。再絞り加工の際は、最大径部１１１を残すよう、部分的に再絞り加工を行って環状小径部１１２、段差部１１５を形成する。（必要に応じて底部１２０、連接傾斜部１２１もリフォームする。）

次に、縮径加工により、開口１４０側に肩部１３０を形成する。
この工程も、第１実施形態と同様、公知の縮径加工等の技術を含め、どのような加工方法によってもよい。
そして、環状小径部１１２に凹凸加工を行うことで、円筒面１１４と円筒面１１４に対し外方又は内方に突出した凹凸加工部１１３を設ける。
この凹凸加工工程も第１実施形態同様、公知のエンボス加工等の技術を含め、どのような加工方法によってもよい。
最後に、開口１４０にフランジ加工を行い、図示しない缶蓋を巻き締める前の状態の缶体１００ｂとなる。
なお、環状小径部１１２に凹凸加工を行う工程は、環状小径部１１２が形成された後であれば、肩部１３０が形成される前であっても、フランジ加工後であってもよい。

第２参考形態に係る缶体１００ｃは、図５に示すように、底部１２０から開口１４０側に形成された円筒状の下方の最大径部１１１と、下方の最大径部１１１から開口１４０側に形成され、最大径部１１１より小径で缶軸方向に所定の長さを有する円筒面１１４からなる環状小径部１１２と、環状小径部１１２からさらに開口１４０側に形成され、下方の最大径部１１１と同径の上方の最大径部１１１とを有し、肩部１３０へと連なっている。
上方及び下方の最大径部１１１と環状小径部１１２の間はそれぞれ段差部１１５で連接され、下方の最大径部１１１と底部１２０の間は連接傾斜部１２１で連接されている。
環状小径部１１２にも、第１実施形態同様、円筒面１１４に凹凸加工部１１３が施されている。

以上のような第２参考形態に係る缶体１００ｃを製造する缶体加工方法について説明する。
まず、第１実施形態同様、底部１２０、連接傾斜部１２１及び最大径部１１１のみからなる円筒状の胴部を絞り加工等の缶体加工によって形成する。
次に、最大径部１１１の缶軸方向中間部に、環状小径部１１２をロール加工による縮径加工によって形成する。

次に、ネッキング加工により、開口１４０側に肩部１３０を形成する。
そして、環状小径部１１２に凹凸加工を行い凹凸加工部１１３を設ける。
最後に、開口１４０にフランジ加工を行う。
なお、環状小径部１１２に凹凸加工を行う工程は、環状小径部１１２が形成された後であれば、いずれの段階で行ってもよい。

以上、本発明の缶体加工方法により成形される好適な実施形態について説明したが、本発明の缶体加工方法により成形される缶体は上記の実施形態により限定されるものではない。
例えば、環状小径部１１２は、第１実施形態に、第１参考形態や第２参考形態を組み合わせて、２箇所以上設けてもよい。環状小径部１１２を２箇所以上設けた場合、凹凸加工部１１３は、少なくとも１つの環状小径部１１２に設ければよい。
さらにまた、缶体１００として、口部にねじ式キャップを螺合可能なボトル缶に適用してもよい。
また、缶体の筒面は、実施形態では円筒面であるが、角型等の他の外形でもよく、缶体の底部は、実施形態では胴部と一体に形成されているが、胴部と別体のものであってもよい。
さらに、缶体の胴部は、平板の端部を溶接して筒型としたものであってもよい。

１００・・・缶体
１１０・・・胴部
１１１・・・最大径部
１１２・・・環状小径部
１１３・・・凹凸加工部
１１４・・・円筒面（筒面）
１１５・・・段差部
１２０・・・底部
１２１・・・連接傾斜部
１３０・・・肩部
１４０・・・開口

Claims

底部と胴部を備えた有底筒状の缶体の加工方法であって、
前記胴部の一部を縮径して、胴部に最大径部と、前記最大径部より小径で缶軸方向に所定の長さを有する筒面からなる環状小径部とを有するよう加工し、
前記胴部の開口側から複数回の縮径加工を行うことで前記環状小径部及び缶体開口側に肩部を設ける際、前記環状小径部は、傾斜部を備える一体の肩部を形成するための複数回の縮径加工のうち１回目から１回以上の縮径加工を肩部所定位置よりも缶軸方向底部側に延長することで形成され、
前記環状小径部に凹凸加工を行い、前記筒面に対し外方又は内方に突出した凹凸加工部を設けることを特徴とする缶体加工方法。
前記凹凸加工が、前記筒面に対し外方に突出させる凸加工を含み、前記凸加工の前記筒面からの加工高さが０．１～２．０ｍｍであり、前記最大径部より外方に突出しないことを特徴とする、請求項１に記載の缶体加工方法。