JPH0245353A - 薄肉缶の底部構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液体又は気体を封入する薄肉缶の底部構造に関
するものである。

（従来の技術） 従来の代表的な缶の底部構造の断面図を第７図に示す。

缶の底部構造はドーム部１、カウンター部２、接地部３
、ヒール部４及びサイドウオール部５からなる。ところ
で現在市販されている缶は、形状の種類から下記の３つ
のタイプに大別できる。

それぞれの前記タイプの代表的な底部構造の断面形状を
第７図（タイプ１）、第８図（タイプ２）、第９図（タ
イプ３）に示す。なお、タイプ３の球面ドームＣ型の缶
は旧式の型であって、現在はタイプ１又は２に移行する
傾向にある。

（発明が解決しようとする課題） 従来の缶の底板の断面形状は、曲率の急変点を有してい
る（第７図の急変点はＡ点であり、球面の半径Ｒ，から
カウンターコーナ部の半径ｒ１に不連続に変わる。また
第８図の急変点は第７図のＡ点に相当する個所に加えて
Ｂ点にもあり、これは円板と円錐の交点となっていて折
れ曲がっている）。このため缶に内圧が作用すると、曲
率の不連続部で局部的な応力集中が生じ、断面が塑性化
してドーム部（底板）の支持条件を悪化させ、缶の耐圧
強度を低下させるなどの問題があった。

またドーム部１に作用する圧力をスムーズに接地部３に
伝えるためには、カウンターシンク角度θ（カウンター
部２の断面と鉛直線のなす角）を小さくする事が効果的
である。しかし球面ドームも、フラントドームもカウン
ターシンク角度θを小さくするためには、曲率半径の小
さいコーナーを設けなければならないが、これは前述の
曲率の急変点を作ることになり、カウンターシンク角度
θを小さ（し、缶の耐圧強度を向上させても、その効果
が十分に現われないなどの問題があった。

本発明は前記従来の課題を解決するために提案されたも
のである。

（課題を解決するための手段） このため本発明は、薄肉缶の底部構造において、ドーム
部の断面形状を曲率半径がほぼ連続的に変化する曲線で
形成すると共に、ドーム部に連接するカウンター部を同
ドーム部の延長方向に一致させるように形成し、またカ
ウンター部の断面と鉛直線のなす角がＯ°〜１５°であ
り、かつカウンター部から接地部を経てサイドウオール
部に至る間のヒール部の断面形状を内側に湾曲した円弧
としてなるもので、これを課題解決のための手段とする
ものである。

（作用） 本発明の底部構造は、ドーム部の断面形状を曲率半径が
ほぼ連続的に変化する曲線で形成したため、急変点がな
いことにより、局部的な応力集中がなく、またカウンタ
ーシンク角がＯ°〜１５°と小さいため、ドーム部に作
用する圧力がスムーズに接地部に伝わる。更にヒール部
の断面形状を内側に湾曲した円弧としたので、大きな圧
壊圧に耐え、かつ座屈時の缶底部の上下方向変位が小さ
い等の利点がある。

（実施例） 以下本発明を図面の実施例について説明すると、第１図
は本発明の第１実施例における薄肉缶の底部の断面形状
を示すものである。この第１図に示す例では、ドーム部
１の断面は短半径ａ１ｍ、長半径ｂｎを有する楕円形の
一部となっている。従ってこの楕円形の一部となってい
るドーム部１の断面形状を表わす曲線は、第３図の如く
曲率半径（Ｒ＋　、　Ｒ２１Ｒ３−Ｒｎ）が連続的に変
化する曲線である。従ってドーム部１とカウンター部２
との接合点には曲率の急変点はなく、両者は滑らかな面
で連続的に接続されている。

なお、前記ドーム部の断面形状を表わす曲線としては、
第１図に示す楕円形の一部のみに限定されるものではな
く、曲率半径がほぼ連続的に変化する曲線であれば、他
の曲線を用いることもできる。例えば放物線、懸垂線（
カテナリー）、サイクロイド、円の伸開線、双曲うず巻
線などの曲線の一部が使用可能であり、更に第４図及び
第５図に示す立体の断面の曲線も使用できる。即ち、第
４図の場合は楕円体の中心を通る斜線で示す断面を形成
する曲線が利用でき、第５図の場合は放物面の中心点を
通る斜線で示す断面を形成する曲線が利用できる。また
この他に第６図に示す如く懸垂線を例にとり、ドーム部
の断面形状に適用した場合、任意の点λに垂直な線（−
点鎖線）を缶のセンターラインとし、懸垂線の一部を利
用できる。また以上の各曲線の他にも、曲率半径がほぼ
連続的に変化する曲線であれば利用可能である。

さて第１図の場合は、カウンター部２の断面と鉛直線と
のなす角θ（第７図）、即ちカウンターシンク角θはＯ
ｏで、接地部３に連続している。

また本発明は、カウンターシンク角θをＯ°〜１５″と
するもので、この場合にはドーム部１とカウンター部２
とを接合する際、接合点に曲率の急変点を形成すること
なく、滑らかな面で連続になるような形状に形成できる
ものである。

第２図は本発明の第２実施例を示し、ドーム部１、カウ
ンター部２、接地部３、サイドウオール部５は第１図の
場合と同じであるが、ヒール部４の構造を異にするもの
である。即ち、第２図においてヒール部４は、断面形状
を内側に湾曲した半径Ｒの円弧に形成してなるものであ
る。なお、このＲは２〜１０”の半径とした場合に効果
が大きく、例えばＲ＝７．５”とした場合には圧壊圧が
８．４２ｋｇ／＝で、Ｒ＝１２．５”及びＲ＝１７ｍｍ
＋とした場合の圧壊圧８．３８ｋｇ／−及び８．３６ｋ
ｇ／ｃｍの場合より圧壊圧が大きく優れている。

また座屈時の缶底部の上下方向変位は、Ｒ＝７．５璽貫
テは０．５２０ｔｍテ、Ｒ＝１２．５”及びＲ＝１７”
（７）０．５２９”及び０．５６１０の場合に比べて小
さい。なお、Ｒ＝２鶴以下とした場合にはヒール部の湾
曲成形が困難となる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は構成されているので、
缶の底部の耐圧強度が向上し、缶を薄肉化出来る。

ここで本発明の効果を実験的に確認した例を以下に示す
、サイドウオール径（Ｒｓ）６６．０”、接地径（Ｒｅ
）５１．１”、センターデプス（Ｈ）９．５”■、接地
部パンチ先端半径（ｒｏ）　１．５”、カウンターシン
ク角（第７図のθ）Ｏｏの缶の底部構造について、ドー
ム形状として本発明による断面形状を曲率半径がほぼ連
続的に変化するように形成した曲線の１つである楕円形
断面ドーム、及び従来の球面ドーム並びにフラットドー
ムを採用した場合の耐圧強度を比較して次に示す。なお
、試験素材は３００４系アルミニウム合金、２１０℃×
１０分焼鈍後の０．２％耐力が２８ｋｇ’／鶴、原板厚
が０．３６５鶴であり、ドーム形状以外の条件は同一と
した。

本発明による楕円形断面ドームを採用した缶の耐圧強度
は、球面ドームの缶に比べて約１４％、フラットドーム
の缶に比べて約２０％向上する事が確認出来た。またヒ
ール部の円弧をＲ＝２〜１０”とした場合には、複数の
缶を積重ねた際の安定性が極めてよく、特にＲ＝７．５
”　とした場合には１０”以上とした場合よりも、圧壊
圧は８．４２ｋｒ／ｃＩｎで優れており、また座屈時の
缶底部の上下方向変位は０．５２”と他よりも小さかっ
た。

従って耐圧強度を同一とした場合、球面ドーム及びフラ
ットドームの缶に比べ、本発明による曲率半径がほぼ連
続的に変化する曲線による断面ドームの缶は、缶底部の
板厚を薄くする事が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明の第１．第２実施例を示
す薄肉缶の底部構造の一部を示す断面図、第３図はドー
ム部の断面形状を楕円形とした場合の曲率半径の変化を
示す説明図、第４図。 第５図及び第６図は夫々本発明においてドーム部の曲線
として利用できる曲線の例を示す説明図、第７図、第８
図及び第９図は夫々従来のドーム部形状を球面、フラッ
ト及び球面（Ｃ型）とした薄肉缶の底部構造を示す一部
の断面図である。 図の主要部分の説明 １−　ドーム部 ２−カウンター部 ３・・−接地部 ４−ヒール部 ５−サイドウオール部 θ−カウンターシンク角 Ｒ・・−ヒール部の円弧径

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）薄肉缶の底部構造において、ドーム部の断面形状
   を曲率半径がほぼ連続的に変化する曲線で形成すると共
   に、ドーム部に連接するカウンター部を同ドーム部の延
   長方向に一致させるように形成してなることを特徴とす
   る薄肉缶の底部構造。
2. （２）請求項１記載の薄肉缶の底部構造において、カウ
   ンター部の断面と鉛直線のなす角が０°〜１５°である
   ことを特徴とする薄肉缶の底部構造。
3. （３）請求項１、２記載の薄肉缶の底部構造において、
   カウンター部から接地部を経てサイドウォール部に至る
   間のヒール部の断面形状を内側に湾曲した円弧としてな
   ることを特徴とする薄肉缶の底部構造。