(57)【要約】【課題】多面体壁と非加工領域の境目部の形状を変更することで、座屈強度の高い多面体壁を有する金属缶、陽圧缶及び金属缶の製造方法を提供する。【解決手段】缶胴の多面体壁と非加工領域との境目に位置する単位パネルの非加工領域との境目を構成する不完全な半パネル部を有する金属缶において、前記不完全な半パネル部の成形時に内型工具が接触する成形領域の横稜線からの前記中心軸線と平行方向の軸方向距離が、完全な半パネルの横稜線から頂部までの軸方向の距離もよりも短いことを特徴とする。また、境目に位置する不完全な半パネル部のパネル接触角が、完全な半パネル部のパネル接触角よりも小さいか、境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、完全な半パネルのパネルデプスよりも小さくなっている。【選択図】図１
2020193037.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、前記缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、前記中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記缶胴の中心軸線を通り、かつ前記単位パネルの前記横稜線の中点を通る前記中心面で前記缶胴を切断した前記単位パネルの外面側の輪郭線を単位パネルの中央軸方向輪郭線とすると、
前記境目に位置する不完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度が、前記完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度よりも小さくなっていることを特徴とする金属缶。
【請求項２】
前記境目に位置する不完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度が、前記完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度に対する割合をα［％］とし、前記多面体壁の前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
α≦０．５０×Ｎ＋５９．０
の数式を満足することを特徴とする金属缶。
【請求項３】
缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、前記缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記缶胴の中心軸線を通り、かつ前記単位パネルの横稜線の中点を通る中心面で前記缶胴を切断した前記単位パネルの外面側の輪郭線を前記単位パネルの中央軸方向輪郭線とし、
前記単位パネルの中央軸方向輪郭線上に位置する頂部を通り前記単位パネルの頂部を通り缶胴の中心軸と平行に引いた線を頂部外径線とし、
該頂部外径線から前記単位パネルの横稜線位置までの前記缶軸と直交方向の距離をパネ
ルデプスとすると、
前記境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、前記完全な半パネル部のパネルデプスよりも小さくなっていることを特徴とする金属缶。
【請求項４】
前記境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、前記完全な半パネル部のパネルデプスに対する割合をβ［％］とし、前記多面体壁の前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
β≦３．５０×Ｎ＋１２．９
の数式を満足することを特徴とする金属缶。
【請求項５】
缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、前記缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記単位パネルの前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記不完全な半パネル部の成形時に内型工具が接触する成形領域の先端から前記横稜線までの前記中心軸線と平行方向の軸方向距離が、前記完全な半パネルの横稜線から頂部までの軸方向距離もよりも短いことを特徴とする金属缶。
【請求項６】
前記成形領域の先端から前記横稜線までの前記中心軸線と平行方向の軸方向距離は、前記完全な半パネルの横稜線から頂部までの軸方向距離の、７０％以下に設定される請求項５に記載の金属缶。
【請求項７】
前記成形領域の距離は、横稜線から斜め稜線の端部位置までの距離とする請求項５または６に記載の金属缶。
【請求項８】
前記不完全な半パネル部の板厚が０．１０６ｍｍ以下である請求項１乃至７のいずれか１項に記載の金属缶。
【請求項９】
前記単位パネルの横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する断面が１３角以上である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の金属缶。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の金属缶と、該金属缶を陽圧状態で密閉する缶蓋とを備え、前記単位パネルは、自由状態では缶胴の内方に窪んだ形状で、前記缶胴に作用する内圧によって窪みが小さくなる方向に変形し、缶蓋の開封時に元の形状に復元する構成の陽圧缶。
【請求項１１】
円筒状の胴部ブランクの軸方向の一部領域を内型と外型で挟み、前記内型によって前記胴部ブランクに対して境界稜線を外向きに山折りすると共に、前記外型によって前記境界稜線で囲まれる領域を内向きに窪ませて複数の単位パネルを形成して多面体壁を成形し、前記胴部ブランクに、前記多面体壁と、前記多面体壁が加工されない円筒形状の非加工領
域とを成形し、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶の製造方法において、
前記不完全半パネル部の成形は、前記内型の前記胴部ブランクとの接触範囲を、前記完全な半パネル部の接触範囲より小さくして成形することを特徴とする金属缶の製造方法。
【請求項１２】
前記不完全半パネル部の成形は、前記内型の前記胴部ブランクとの接触範囲を、前記完全な半パネル部の接触範囲の７０％以下とする請求項１１に記載の金属缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、缶胴に複数の単位パネルによって構成される多面体壁を有する金属缶、陽圧缶及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の多面体壁を有する金属缶としては、たとえば、特許文献１に記載のようなものが知られている。
この金属缶は、缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有している。単位パネルは境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結ぶ谷折りの横稜線を有している。多面体壁は、複数の前記単位パネルが缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が、周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、単位パネルの横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する断面が多角形状となっている。
多面体壁と非加工領域との境目に位置する単位パネルは、横稜線に対して非加工領域側の半パネル部が、この半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しないで非加工領域に移行する不完全な半パネル部の形状となっており、多面体壁の多角形状からなめらかに非加工領域の円筒形状に移行する形状となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０５００４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、缶胴の一部に多面体壁を加工した金属缶の場合、従来から多面体壁よりも円筒状の非加工領域の方が軸圧縮荷重に対する座屈強度が高いので、多面体壁で座屈が生じることが知られている。
近年、容器の軽量化を図るために、板厚を薄肉化する要請があり、板厚を薄くしていくと、多面体壁と非加工領域の境目付近で座屈変形が生じる傾向となるがわかった。板厚を厚肉とすれば、境目付近での座屈が生じにくくなるが、容器重量が増しコストアップとなる。
座屈変形が生じるのは、非加工領域との境目に周方向に配列される不完全な半パネル部の間の領域から生じている。この領域で座屈が生じるのは、不完全な半パネル部には頂部が無いものの、軸圧縮荷重が作用した場合に、斜め稜線の延長線の交点付近に圧縮応力の応力集中部が生じ、この部分が疑似頂部として缶の外方に突出する方向に変形し、応力集中部の間の領域には缶内方に窪ませる方向に引っ張り応力が生じ、窪みが生じると一気に座屈変形が進行するものと考えられる。
鋭意研究した結果、多面体壁から非加工領域に移行する境目の不完全な半パネル部の形状によって、板厚を薄くしても境目での座屈が生じにくくなり、結果的に座屈強度を高めることができるという知見を得た。
本発明の目的は、多面体壁と非加工領域の境目の不完全な半パネル部の形状を変更することで、多面体壁を有する座屈強度の高い金属缶、陽圧缶及び金属缶の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本願の第１の発明は、
缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記缶胴の中心軸線を通り、かつ前記単位パネルの横稜線の中点を通る中心面で前記缶胴を切断した前記単位パネルの外面側の輪郭線を単位パネルの中央軸方向輪郭線とすると、
前記境目に位置する不完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度が、前記完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度よりも小さくなっていることを特徴とする。
本発明は、多面体壁と非加工領域の境目に位置する不完全な半パネル部の傾斜角度に着目した。すなわち、不完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と缶胴の中心軸線とのなす角度を、完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と缶胴の中心軸線とのなす角度よりも小さくした。
これにより、軸圧縮荷重が作用した場合に、非加工領域の境目に位置する不完全な半パネル部の斜め稜線の延長線上に生じる圧縮応力の応力集中部において、缶の外方に突出させる方向の分力は、多面体壁の頂部に作用する力よりも小さくなり、応力集中部の間に作用する引っ張り応力も小さくなって、従来よりも座屈変形しにくい構造となり座屈強度が高い金属缶とすることができる。
【０００６】
また、第１の発明は次のように構成することができる。
１．前記境目に位置する不完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度が、前記完全な半パネル部の中央軸方向輪郭線と前記缶胴の中心軸線とのなす角度に対する割合をα［％］とし、前記多面体壁の前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
α≦０．５０×Ｎ＋５９．０
の数式を満足する構成とする。
このようにすれば、より確実に非加工部との境目付近での座屈強度を大きくできる。
【０００７】
また、本願の第２の発明は、
缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記缶胴の中心軸線を通り、かつ前記単位パネルの横稜線の中点を通る中心面で前記缶胴を切断した前記単位パネルの外面側の輪郭線を単位パネルの中央軸方向輪郭線とし、
前記単位パネルの中央軸方向輪郭線上に位置する頂部を通り前記単位パネルの頂部を通り缶胴の中心軸と平行に引いた線を頂部外径線とし、
該頂部外径線から前記単位パネルの横稜線位置までの前記缶軸と直交方向の距離をパネルデプスとすると、
前記境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、前記完全な半パネル部のパネルデプスよりも小さくなっていることを特徴とする。
この第２の発明によっても、軸圧縮荷重が作用した場合に、非加工領域の境目に位置する不完全な半パネル部によって生じる圧縮応力の応力集中部を缶の外方に突出させる方向の分力は、多面体壁の頂部に作用する力よりも小さくなり、応力集中部の間に作用する引っ張り応力も小さくなって、従来よりも座屈変形しにくい構造となり座屈強度の高い金属缶とすることができる。
また、第２の発明は次のように構成することができる。
１．前記境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、前記完全な半パネル部のパネルデプスに対する割合をβ［％］とし、前記多面体壁の前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
β≦３．５０×Ｎ＋１２．９
の数式を満足する構成とする。
このようにすれば、より確実に非加工部との境目付近での座屈強度を大きくできる。
【０００８】
また、第３の発明は、缶胴の一部に凸状の境界稜線によって区画された多数の単位パネルで構成される多面体壁を有し、
前記単位パネルは前記境界稜線としての斜め稜線によって区画される菱形形状で、缶胴の中心軸線を通る中心面上に位置する２つの頂部と、中心面に対して対称位置に位置する２つの頂部の計４つの頂部を有し、前記中心面に対して対称位置に位置する頂部を結び前記中心面と直交する谷折りの横稜線を有し、
前記多面体壁は、複数の前記単位パネルが前記缶胴の中心軸線と平行方向に並んだ単位パネル列が周方向に互いに半位相ずつずらして交互に配列され、前記単位パネルの横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面形状が多角形状で、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶において、
前記不完全な半パネル部の成形時に内型工具が接触する成形領域の先端から前記横稜線までの前記中心軸線と平行方向の軸方向距離が、前記完全な半パネルの横稜線から頂部までの軸方向距離もよりも短いことを特徴とする。
境目を構成する不完全な半パネル部と周方向に隣接する領域は、非加工領域の円筒面形状の一部が入り込んだ部分円筒領域となっており、この円筒領域の円筒形状が斜め境界稜線を越えて、境目の不完全な半パネル部の形状をあいまいな形状としている。
本発明者らは、この部分円筒領域から境目の不完全な半パネル部に至るあいまいな形状は、成形加工段階での成形型の接触状態で変化し、加工度合をより甘くすることで、より円筒に近くなり、圧縮応力を分散させて座屈強度が高まることを見出した。
加工度合いをより甘くするために、本第３の発明では、内型工具と外型工具で挟まれる
成形領域の横稜線からの軸方向の距離を短くしている。このようにすれば、部分円筒領域の円筒形状の影響がより大きくなり、形状的に円筒に近くなって、座屈強度を高めることができる。
【０００９】
また、第３の発明は次のように構成することができる。
１．前記成形領域の先端から前記横稜線までの前記中心軸線と平行方向の軸方向距離は、前記完全な半パネルの横稜線から頂部までの軸方向距離の、７０％以下に設定される。
このようにすれば、座屈強度を大きくすることができる。
２．前記成形領域の距離は、横稜線から斜め稜線の端部位置までの距離とする。
このように構成することにより、接触範囲を確認することができる。
【００１０】
また、上記第１の発明から第３の発明は、次のように構成することもできる。
１．前記不完全な半パネル部の板厚が、０．１０６ｍｍ以下とする。
この程度の薄肉の板厚であっても、非加工部との境目付近での座屈の発生を防止できる。
２．前記単位パネルの横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する断面が１３角以上であることを特徴とする。
このように１３角以上の場合、単位パネルが小さくなりパネルデプスが小さくなるため、座屈強度が向上し、薄肉化と多角化を実現することができる。
また、本願の第４の発明は、
上記した第１の発明、第２の発明または第３の発明に係る金属缶と、金属缶を陽圧状態で密閉する缶蓋と、を備え、前記単位パネルは、自由状態では缶胴の内方に窪んだ形状で、前記缶胴に作用する内圧によって窪みが小さくなる方向に変形し、缶蓋の開封時に元の形状に復元する陽圧缶に使用されること特徴とする。
陽圧缶に使用すると、内圧により座屈強度が向上し、薄肉化を実現することができる。
【００１１】
また、本願の第５の発明は、
円筒状の胴部ブランクの軸方向の一部領域を内型と外型で挟み、前記内型によって前記胴部ブランクに対して境界稜線を外向きに山折りすると共に、前記外型によって前記境界稜線で囲まれる領域を内向きに窪ませて複数の単位パネルを形成して多面体壁を成形し、前記胴部ブランクに、前記多面体壁と、前記多面体壁が加工されない円筒形状の非加工領域とを成形し、
前記缶胴の前記多面体壁が形成されていない領域を円筒状の非加工領域とすると、前記多面体壁と前記非加工領域との境目に位置する単位パネルの前記横稜線に対して前記非加工領域側に形成される半パネル部が、該半パネル部を構成する斜め稜線が頂部を形成しない不完全な半パネル部となっており、それ以外の半パネル部は前記横稜線と前記斜め稜線により完全な半パネル部が形成されている金属缶の製造方法において、
前記不完全半パネル部の成形は、前記内型の前記胴部ブランクとの接触範囲を、前記完全な半パネル部の接触範囲より小さくして成形することを特徴とする。
このように接触範囲を制限するだけで、非加工領域との境目に位置する単位パネルの不完全な半パネル部の傾斜角度を、本願第１の発明のように、完全な半パネル部の傾斜角度よりも小さく成形することができる。
また、本願第２の発明のように、不完全な半パネル部を有する単位パネルのパネルデプスを、完全な半パネルのパネルデプスに対して制御することができる。
さらに、本願第３の発明のように、加工度合いをより甘くなって、隣接する部分円筒領域の円筒形状の影響がより大きくなり、形状的に円筒に近くなって、座屈強度を高めることができる。
また、第５の発明は、次のように構成することもできる。
１．前記不完全半パネル部の成形は、前記内型の前記胴部ブランクとの接触範囲を、前記完全な半パネル部の接触範囲の７０％以下とする。
このようにすれば、より確実に座屈強度を高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、多面体壁と非加工領域の境目の不完全半パネル部の形状を変更することで、座屈強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る１６角の金属缶を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、である。
【図２】図２（Ａ）は図１の金属缶の要部拡大斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のタテＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】図３は内型工具と外型工具による多面体壁加工状態を示す缶軸方向からみた概念図である。
【図４】図４（Ａ）は図３の内型工具と外型工具を離して示す要部斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の内型工具と外型工具によって胴部ブランクを加工している状態の一部断面正面図である。
【図５】図５（Ａ）は図２の金属缶の多面体壁を成形する内型工具の成形領域と非加工領域との境目付近の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の内型工具のＢ−Ｂ断面位置にて金属缶の成形状態を切断して示す断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面位置にて金属缶の成形状態を切断した断面図である。
【図６】図６（Ａ）は図１の金属缶のパネル列を示す図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】図７は、パネル傾斜角とパネルデプスを測定する測定装置を示す図である。
【図８】図８（Ａ）は傾斜角比率と多面体壁の角数との関係、（Ｂ）はデプス比率と多面体壁の角数との関係を示す図である。
【図９】図９は座屈強度の測定方法を示す図で、（Ａ）は測定装置全体図、（Ｂ）は座屈強度を測定する際に用いるネック部補強ジグを示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、本実施形態の金属缶に内圧が陽圧となる内容物を充填して缶蓋を巻締めた陽圧缶、（Ｂ）は陽圧の開放状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る金属缶の全体構成について説明する。
この金属缶１は、一般的なアルミ合金等の絞りしごき缶で、ストレートに延びる円筒形状の缶胴２１と、缶胴２１の上端の径を絞ったネック部２２と、底部２３とを有する構成で、ネック部２２上端の口部に、不図示の缶蓋が巻締められるフランジ２４が設けられている。
この実施形態では、たとえば、内容量が１６０ｍｌ〜５００ｍｌ用、５℃における缶内圧が２０〜３００［ｋＰａ］の陽圧缶に使用される金属缶で、缶胴２１の板厚は、０．０７５〜０．１３５［ｍｍ］であり、缶胴径Ｄが５０〜７０［ｍｍ］（２０２径〜２１１径）、缶高さＨが９０〜１７０［ｍｍ］の範囲で使用を想定している。缶胴径Ｄに対する缶高さＨの比率は、１．３〜２．６程度である。
なお、本発明は陽圧缶用の金属缶に限らず、陰圧缶用にも適用可能であり、また、アルミ合金等に限らず、スチール缶にも適用でき、金属缶に広く適用可能である。
【００１５】
多面体壁４は、缶胴２１の周長は変化させずに折り構造によって凹凸形状としたもので、境界稜線５１の折り目で区画された菱形形状の多数の単位パネル５で構成されている。
単位パネル５は缶胴２１の中心軸線である缶軸Ｏと平行方向（以下、単に軸方向という）に所定数配列されてパネル列（単位パネル列）５０を構成し、このパネル列５０が缶胴２１の周方向に全周的に配列された構成となっている。互いに隣り合うパネル列５０の単位パネル５の軸方向の位相は、単位パネル５の軸方向の長さの半分だけずらして配列され、単位パネル５が軸方向及び周方向に密に配列されている。
隣り合うパネル列５０は、単位パネル５の長さの半分だけ軸方向にずれているので、周方向に一つ置きに位置するパネル列５０の単位パネル５は、軸方向に同一位相にあり、谷折りの横稜線５２が、共通する頂部５３を介してつながっている。
したがって、単位パネル５の横稜線５２の位置で、缶軸Ｏに対して軸直角方向に切断した軸直角断面形状は、図１（Ｂ）に示すように、正多角形状となる。図示例では、好適な例として正１６角形の断面形状のものを例示しているが、角数は１６角に限定されず、１６角よりも少ない角数の多角形状であってもよいし、１６角よりも多い角数の多角形上であってもよい。
多面体壁４は、この例では、缶胴２１の軸方向中途部分に、帯状に設けられ、多面体壁４の上部及び下部の非加工領域は、凹凸の無い円筒状のストレート部２１ａ，２１ｂとなっている。
【００１６】
図１０は、上記金属缶を用いた陽圧缶１０を示している。図１０（Ａ）は開口前の内圧が加わった状態、図１０（Ｂ）は開口した段階の内圧開放状態を示している。
すなわち、陽圧缶１０は、金属缶１と、金属缶に内容物を充填して陽圧状態で密閉する缶蓋３とを備え、多面体壁４の単位パネル５は自由状態では缶胴２の内方に窪んだ形状で、図１０（Ａ）に示すように、缶胴２に作用する内圧によって窪みが小さくなる方向に変形し、缶蓋３の開封時に、図１０（Ｂ）に示すように、元の形状に復元する構成となっている。
【００１７】
本発明は、多面体壁４の軸方向両端に位置する単位パネル５の、非加工領域との境目の形状を工夫したものである。以下、図２を参照して、単位パネルの形状について説明する。
図２（Ａ）は、図１の多面体壁の開口端側の端部とストレート部との境界付近の単位パネルを軸直角方向に対して仰角を有する視点で見た要部斜視拡大図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿って缶軸を通る面で切断した断面図である。多面体壁の底部側の端部とストレート部との境目付近についても上下対称となるだけで、同じ構造である。
まず、ストレート部の境目の単位パネルではなく、端から２番目の単位パネル５を例にとって、完全な形態の単位パネル５（完全単位パネル）の構成について説明する。
単位パネル５は、缶胴２１の缶軸Ｏを通る中心面Ｍ上に位置する２つの頂部５３、５３と、中心面Ｍに対して対称位置に位置する２つの頂部５３、５３の計４つの頂部を有している。これら４つの頂部５３は、理想的には缶軸Ｏを中心とする円筒面上に位置し、中心面Ｍに対して対称位置に位置する頂部５３、５３を結ぶ谷折りの横稜線５２によって、軸方向に缶胴２１の内方にくの字状に屈曲して窪んだ構成となっている。４つの頂部５３〜５３を通る仮想の円筒面の径は、缶胴２１の最大径となる。
横稜線５２を隔てて、開口端側に位置する三角形状の部分を上半パネル部５ａと、底部側に位置する三角形状部分を下半パネル部５ｂとすると、上半パネル部５ａと下半パネル部５ｂは、横稜線５２を底辺とし、中心面Ｍ上に位置する頂部５３を頂点とする同一形状の二等辺三角形状であり、以後、完全半パネル部と呼ぶ。
【００１８】
次に、ストレート部２１ａとの境目に位置する不完全な形態な単位パネル５（不完全単位パネル）について説明する。
この端部に位置する単位パネルは、下半パネル部５ｂは横稜線５２を底辺とし、頂部５３を頂点とする完全半パネル部であるが、上半パネル部５ａは、横稜線５２を底辺とするものの、頂部が無く、横稜線５２から軸方向開口端側に向かってほぼ直線的に缶の外側に
傾斜する直線的傾斜面Ｘ１と、直線的傾斜面Ｘ１から徐々に傾斜が緩やかになってストレート部２１ａに移行する曲線的傾斜面Ｘ２を備えている不完全半パネル部となっている。また、周方向に上半パネル部５ａと隣接する逆三角状の領域は、ストレート部２１ａの円筒面形状の一部が入り込んだ部分円筒領域Ｙとなっており、境界稜線５１は、加工時の折り曲げ度合が甘くなっている。そのため、部分円筒領域Ｙの円筒形状が境界稜線５１を越えて上半パネル部５ａに入り込み、横稜線５２の近傍の形状剛性の高い直線的傾斜面Ｘ１を囲むように、曲線的傾斜面Ｘ２に連続している。
本発明者らは、この部分円筒領域Ｙから曲線的傾斜面Ｘ２に至るあいまいな形状について、不完全半パネル部のパネル傾斜角またはパネルデプスを、その他の完全半パネル部のパネル傾斜角またはパネルデプスよりも小さくすることで、形状的に軸荷重を分散させることができ、座屈強度を高めることができることを見出した。
パネル傾斜角について
まず、パネル傾斜角について説明する。
各半パネル部５ａ、５ｂのパネル傾斜角θａ，θｂは、図２（Ｂ）に示すように、缶胴２１の缶軸（中心軸線）Ｎを通り、かつ単位パネル５の横稜線５２の中点ｍを通る中心面Ｍ上において、各半パネル部５ａ、５ｂと、缶軸Ｏとのなすパネル傾斜角θａ，θｂである。より具体的には、パネル傾斜角は、缶胴の缶軸Ｏを通り、かつ単位パネル５の横稜線５２の中点ｍを通る中心面Ｍで切断した単位パネル５の外面側の輪郭線（中央軸方向輪郭線）Ｚと、中心面Ｍ上において、中点ｍを通る缶軸Ｏと平行な基準線Ｌ１となす角度である。
不完全半パネル部は、円筒面に移行する部分であり、他の完全な半パネル部のように三角形の平面形状とならず、横稜線５２からの立ち上がり部分は直線的に立ち上がり、徐々に傾斜角が小さくなって非加工領域に移行する曲面構成となるが、本実施形態では、この直線的傾斜面Ｘ１についての角度をパネル傾斜角とする。
そして、本発明では、不完全半パネル部のパネル傾斜角を、完全半パネル部のパネル傾斜角よりも小さく設定している。
これにより、軸圧縮荷重が作用した場合に、非加工領域の境目に位置する不完全な半パネル部の斜め稜線（境界稜線）５１の延長線上に生じる圧縮応力の応力集中部において、缶の外方に突出させる方向の分力は、多面体壁の頂部に作用する力よりも小さくなり、応力集中部の間に作用する引っ張り応力も小さくなって、従来よりも座屈変形しにくい構造となり座屈強度を高めることができる。
この不完全な半パネル部のパネル傾斜角が、完全な半パネル部のパネル傾斜角に対する割合を傾斜角比率α［％］すると、傾斜角比率αは、多面体壁４の横稜線５２を通り缶軸Ｏ（缶胴２の中心軸）と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
α≦０．５０×Ｎ＋５９．０
の数式を満足する構成とする。
このようにすれば、より確実に非加工部との境目付近での座屈強度を大きくできる。
【００１９】
パネルデプスについて
各単位パネル５の完全半パネル部についてのパネルデプスは、缶胴２１の缶軸Ｏを通り、かつ単位パネル５の横稜線５２の中点ｍを通る中心面Ｍ上において、各単位パネルの各半パネル部の頂部と中点ｍとの間の前記缶軸Ｏと直交方向の距離である。この実施形態では、中心面Ｍ上において、頂部を通り缶軸Ｏと平行に引いた基準線（頂部外径線）Ｌ２から横稜線位置まで、すなわち横稜線の中点ｍまでの、缶軸Ｏと直交方向の距離である。
また、上部ストレート部２１ａとの境目に位置する不完全の上半パネル部５ａ１のパネルデプスは、横稜線５２の中点を通る中心面Ｍ上において、上部ストレート部２１ａから横稜線の中点ｍまでの、缶軸Ｏと直交方向の距離とする。
そして、本発明では、不完全半パネル部のパネルデプスを、完全半パネル部のパネルデプスよりも小さく設定している。
このように設定すれば、パネル傾斜角と同様に、軸圧縮荷重が作用した場合に、非加工
領域の境目に位置する不完全な半パネル部によって生じる圧縮応力の応力集中部を缶の外方に突出させる方向の分力は、多面体壁の頂部に作用する力よりも小さくなることを意味しており、応力集中部の間に作用する引っ張り応力も小さくなって、従来よりも座屈変形しにくい構造となり座屈強度を高めることができる。
そして、境目に位置する不完全な半パネル部のパネルデプスが、前記完全な半パネル部のパネルデプスに対する割合をβ［％］とし、前記多面体壁の前記横稜線を通り前記缶胴の中心軸と直交する軸直角断面の多角形状の角数をＮとすると、
β≦３．５０×Ｎ＋１２．９
の数式を満足する構成とする。
このようにすれば、より確実に非加工部との境目付近での座屈強度を大きくできる。
【００２０】
このような不完全半パネル部の部分円筒領域Ｙから曲線的傾斜面Ｘ２に至るあいまいな形状は、後述する製造方法における成形加工段階での成形型の接触状態で変化し、加工度合をより甘くすることで、より円筒に近くなり、軸荷重を分散させて座屈強度を高めることができる。本発明は、不完全な半パネル部の成形時に内型工具と外型工具で挟まれる成形領域Ｗの先端から横稜線５２までの軸方向の距離（図５のＬ１１）が、完全半パネルの横稜線５２から頂部５３までの軸方向の距離（図５のＬ１０）もよりも短く設定している。
成形領域Ｗは、内型工具のエッジ部の成形痕として残る斜め稜線５１の端部位置までの距離である。
具体的には、この距離は、完全半パネルの横稜線から頂部までの軸方向の距離の、７０％以下に設定することが好適である。
【００２１】
製造方法
次に、図３乃至図５を参照して、本実施形態の金属缶の製造方法について説明する。
図３は、製造方法に用いる成形型の一例である。
図に示すように、胴部ブランク４００の軸方向の一部領域を内型工具２００と外型工具３００で内周側と外周側からはさみ、内型工具２００と外型工具３００を同期して回転することで、外型工具３００の周面に設けられた凸部３０５を、内型工具２００の周面に設けられた単位パネル形状の凹部２０５に押し込んで、順次単位パネル５を成形していく。すなわち、内型工具２００によって胴部ブランク４００に対して境界稜線５１を外向きに山折りすると共に、外型工具３０によって境界稜線５１で囲まれる領域を内向きに窪ませて単位パネル５を成形する。
外型工具３００は回転体ではなく、公知の扇形状の円弧上の周面に凸部を設けたものでもよいし、凸部を平面上に直線状に並べて直線運動させるものでもよい。
図４には、内型工具２００の凹部２０５のパターンと、外型工具３００の凸部３０５のパターンを示している。
内型工具２００の外周面には、多面体壁４に対応して、ｎ個の単位パネル成形用の凹部２０５と、位相が半位相ずれた（ｎ−１）個の凹部２０５で構成されるパネル列成形部２５０が周方向に交互に形成されている。
内型工具２００の凹部２０５は、単位パネル５の横稜線５２に対応する屈曲線２５２を底辺とし、上半パネル部５ａを成形する三角形状の上半パネル成形面２０５ａと、下半パネル部５ｂを成形する三角形状の下半パネル成形面２０５ｂとを有し、各上，下半パネル成形面２０５ａ，２０５ｂは、底辺となる屈曲線２５２から三角形の頂部側に向かって、回転軸からの距離が拡大する方向に傾斜している。
外型工具３００の凸部３０５は、胴部ブランク４００を凹部２０５との間で挟み込み、内型工具２００の回転に合わせて転がるように連れ回りする構成で、横稜線５２を成形するための円弧状稜線３５２を有し、この円弧状稜線３５２を隔てて、上半パネル成形面２０５ａ及び下半パネル成形面２０５ｂの傾斜に合わせた互いに逆向きの円錐の一部を構成する上半パネル押さえ面３５２ａと、下半パネル押さえ面３５２ｂとを備えている。
【００２２】
次に、図５を参照して、非加工領域であるストレート部と多面体壁４との境目の成形について説明する。図５（Ａ）は、上部ストレート部の境目付近の多面体壁を成形する内型工具の要部概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ―Ｂ断面位置での内型工具と外型工具による成形状態の概略断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ断面位置での内型工具と外型工具による成形状態の概略断面図である。
多面体壁４と上部ストレート部２１ａとの境目にある、１番目の単位パネル５（１）に対応する１番目の凹部２０５（１）の上半パネル（不完全半パネル）成形面２０５ａは、先端部分が軸方向に切断された逃げ部２０５ｃとなっており（図５（Ａ）及び（Ｂ）参照）、胴部ブランク４００に接触する接触領域における屈曲線２５２から逃げ部２０５ｃまでの軸方向距離Ｌ１１（内型工具で言えば、内型工具の回転軸と平行方向、胴部ブランクの中心軸と並行であり、成形される金属缶の缶軸方向と平行方向の距離）が、完全半パネル部の半パネル成形面２０５ａ，２０５ｂの屈曲線２５２から頂部２５３までの軸方向距離Ｌ１０よりも短く設定されている。
この凹部２０５の上半パネル成形面２０５ａの接触領域が、金属缶１のストレート部２１ａとの境目の単位パネル５の上半パネル部５ａ（不完全半パネル部）の成形領域となる。
なお、図５（Ａ）中、×を付した部分は、胴部ブランク４００に、外型工具３００と内型工具２００が共に接触して成形する領域であり、点（・）を付した逃げ部２０５ｃの領域は、外型工具３００の凸部上半パネル押さえ面３５２ａで接触して成形はするが、内型工具２００が接触しない領域、白抜きの逆三角形状の領域２１０は、外型工具３００の円筒部２０５ｄが接触して円筒形状を保持するものの、押圧することなく成形しない領域である。
この成形領域について、屈曲線２５２から接触領域の先端（逃げ部２０５ｃとの境界）までの軸方向距離Ｌ１１は、完全半パネル部の半パネル成形面２０５ａ，２０５ｂの屈曲線２５２から頂部２５３までの軸方向距離Ｌ１０の７０％以下とすることが好ましく、６４％以下とすることがより好ましい。
【００２３】
次に、このように成形された金属缶の軸荷重についての評価試験について説明する。
試験は、本実施形態のように、ストレート部との境目の不完全半パネル部について、内型工具の接触範囲を制限して製造した金属缶を実施例、内型工具の接触範囲を制限しないで１００％接触させて製造した金属缶を比較例とし、図１のＡ−Ａ断面の角数と不完全半パネル部（境目）の板厚を変えている。
比較例１，２及び実施例１，２は、３５０ｍｌの飲料に用いられる１３角のアルミ缶である。不完全半パネル部（境目）の板厚は、それぞれ、０．１１８ｍｍ、０．０９７ｍｍである。
比較例３，４および実施例３，４は、３５０ｍｌの飲料缶に用いられる１６角のアルミ缶で、不完全半パネル部（境目）の板厚は、０．１１８ｍｍ，０．１０６ｍｍである。
比較例５，６及び実施例５，６は、５００ｍｌ用の飲料缶に用いられる１６角のアルミ缶で、不完全半パネル部（境目）の板厚は、０．１０５ｍｍ、０．１０２ｍｍである。
比較例１〜６の金属缶は、いずれも、内型工具２００の胴部ブランク４００との接触範囲を、完全な半パネル部の接触範囲の１００％で成形されている。
実施例については、１３角の実施例１，２の金属缶は、内型工具２００の胴部ブランク４００との接触範囲を、完全な半パネル部の接触範囲の６４％で成形されている。１６角の実施例３〜６の金属缶は、内型工具２００の胴部ブランク４００との接触範囲を、完全な半パネル部の接触範囲の７０％で成形されている。
【００２４】
パネル傾斜角及びパネルデプスの測定
評価試験にあたって、境目の不完全半パネル部の形状を特徴づける要素として、パネル傾斜角とパネルデプスを測定した。
図６には、一つのパネル列の各単位パネルについての、パネル傾斜角とパネルデプスを示している。
図において、パネル列５０の５個の単位パネル５について、上部ストレート部２１ａ側の端部に位置する単位パネルを１番目とし、下部ストレート部側に向けて昇順に番号を付け、５（１），５（２），・・５（５）とし、各単位パネル５の上半パネル部５ａと下半パネル部５ｂを、５ａ１，５ｂ１、・・５ａ５，５ｂ５とする。
各単位パネル５について、上半パネル部と下半パネル部の２つのパネル傾斜角を測定し、それぞれのパネル傾斜角θａ，θｂを、θａ１，θｂ１、・・・θａ５，θｂ５とする。また、パネルデプスについても、上半パネル部と下半パネル部の２つのパネルデプスを測定し、それぞれのパネルデプスを、ｄａ１，ｄｂ１、・・・ｄａ５，ｄｂ５とする。
一番目の単位パネル５（１）の上半パネル部５ａ１と、５番目の単位パネル５（５）の下半パネル部５ｂ５が、不完全半パネル部である。
【００２５】
図７には、パネル傾斜角とパネルデプスの測定装置を示している。
・パネル傾斜角の測定
測定台１０３上に置かれた２個のＶブロック１０２に、缶胴２のストレート部２１ａ，２１ｂが接触するように金属缶１を載せ、缶胴２の缶軸Ｏを水平に合わせる。そして、形状測定装置１００の測定子１０１を缶胴に接触させ、測定子１０１を缶軸Ｏ方向にスライドさせて輪郭形状データを取得する。測定装置１００としては、株式会社ミツトヨ製のコントレーサＣＶ−４１００を用いた。
得られた輪郭形状データをＣＡＤデータに変換し、ＣＡＤ上で各半パネル部と水平線（缶軸と平行）との成す角度を測定する。両端の不完全半パネル部５ｘは横稜線５２近傍では直線的な傾斜面であるが、途中から曲面となるため、直線的な傾斜面での傾斜角度を測定する。
・パネルデプスの測定
パネル傾斜角と同様に輪郭形状データをＣＡＤデータに変換し、ＣＡＤ上で各頂部又はストレート部と横稜線部分の垂直方向距離を測定する。
【００２６】
表１には、比較例１〜６、実施例１〜６の、パネル傾斜角とパネルデプスを示している。
【００２７】
【表１】
2020193037.tif 000003
【００２８】
各単位パネル５の上半パネル部と下半パネル部のパネル傾斜角θａ，θｂは、板厚分布
や加工精度等によってばらつきがあるために、各完全半パネル部のパネル傾斜角の平均値をとり、この完全半パネル部のパネル傾斜角の平均値に対する、不完全半パネル部のパネル傾斜角の平均値の割合を規定するものとする。
すなわち、不完全半パネル部である１番目の上半パネル部５ａ１のパネル傾斜角θａ１及び５番目の下半パネル部５ｂ５のパネル傾斜角θｂ５の平均値［（θａ１＋θｂ５）／２］、それ以外の完全半パネル部を構成する上半ネル部及び下半パネル部（５ｂ１、５ａ２，５ｂ２、・・・５ａ５）のパネル傾斜角（θｂ１，θａ２，θｂ２，・・・θａ５）の平均値[（θｂ１＋θａ２＋θｂ２＋・・＋θａ５）／８]から、その比率を算出した。この比率をパネル傾斜角比率αとし、パーセンテージで示すものとする。すなわち、パネル傾斜角比率αは、次式で示される。
α＝［［（θａ１＋θｂ５）／２］／[（θｂ１＋θａ２＋θｂ２＋・・＋θａ５）／
８]］×１００
同様に、不完全半パネル部である１番目の上半パネル部５ａ１のパネルデプスｄａ１及び５番目の下半パネル部５ｂ５のパネルデプスｄｂ５の平均値：（（ｄａ１＋ｄｂ５）／２）が、完全半パネル部のパネルデプス（ｄｂ１，ｄａ２，ｄｂ２，・・・ｄａ５）の平均値[（ｄｂ１＋ｄａ２＋ｄｂ２＋・・＋ｄａ５）／８]から、その比率を算出した。この比率をパネルデプス比率βとし、パーセンテージで示すものとする。すなわち、パネルデプス比率βは、次式で示される。
β＝［［（ｄａ１＋ｄｂ５）／２］／[（ｄｂ１＋ｄａ２＋ｄｂ２＋・・＋ｄａ５）／
８]］×１００
【００２９】
（パネル傾斜角とパネルデプスの測定結果）
図８（Ａ）は、表1に示したパネル傾斜角の比率αと角数の関係を示すグラフである。
グラフから明らかなように、実施例１〜６は、いずれも比較例１〜６に対して低い値となり、明瞭に分かれている。パネル傾斜角の比率αは多面体壁４の角数Ｎが大きくなると大きくなる傾向があり、１３角から１６角の間は比例的に変化すると考えられるので、比例配分をし、１３角における最大値（実施例２の６５．５％）と１６角における最大値（実施例４の６７％）を通る直線より下方の領域を示す、
α≦０．５０×Ｎ＋５９．０
の数式を得た。この領域に入るように、不完全半パネル部のパネル傾斜角を設定することが好適である。
すなわち、１６角であれば、比率が６７％以下に、１３角であれば、６５．５％以下になるように設定することが好ましく、１４角、１５角あるいは１６角より大きい場合には、上式の比例配分で求めた比率以下に設定することが好ましい。
この１３角、１６角におけるパネル傾斜角の比率αの意味は、内型工具２００の胴部ブランク４００との接触範囲と関係し、座屈荷重の向上が認められ始めるパネル傾斜角の比率αを、実験的に求めたものであり、たとえば、６６．７％あるいは７０％程度に設定することもできる。
【００３０】
図８（Ｂ）は、表１に示したパネルデプスの比率βと角数の関係を示すグラフである。グラフから明らかなように、実施例１〜６は、パネル傾斜角と同様に、いずれも比較例１〜６に対して低い値となり、明瞭に分かれている。パネルデプスの比率βは多面体壁４の角数Ｎが大きくなると、パネル傾斜角と同様に、大きくなる傾向があり、１３角から１６角の間は比例的に変化すると考えられるので、比例配分をし、１３角における最大値（実施例２の５８．４％）と１６角における最大値（実施例４の６８．９％）を通る直線より下方の領域を示す、
β≦３．５０×Ｎ＋１２．９
の数式を得た。この領域に入るように、不完全半パネル部のパネルデプスを設定することが好適である。
すなわち、１３角であれば、比率が５８．４％以下に、１６角であれば、６８．９％以
下になるように設定することが好ましく、１４角、１５角あるいは１６角より大きい場合には、上式の比例配分で求めた比率以下に設定することが好ましい。
この１３角、１６角におけるパネルデプスの比率βの意味について、パネル傾斜角と同様に、内型工具２００の胴部ブランク４００との接触範囲と関係し、軸荷重の向上が認められ始めるパネルデプスの比率βを、実験的に求めたものである。
【００３１】
次に座屈強度の測定方法について説明する。
座屈強度の測定装置には「株式会社島津製作所」製、オートグラフ（型番：ＡＧ−２０００Ｄ）を用いた。まず、金属缶１のフランジ２４側が上向きになるように測定装置６の受圧テーブル６１に置き、図８（Ｂ）に示す様に、金属缶１の開口部にネック部補強ジグ６２を載せる。次に、図８（Ａ）に示すように、試験装置にて、金属缶１に載せたネック部補強ジグ６２に１０ｍｍ／ｍｉｎの圧縮速度で圧縮荷重を加え、横軸に圧縮量、縦軸に圧縮荷重のグラフを出力する。座屈が発生すると圧縮荷重が低下するので、グラフの最大値を読み取り、その値を座屈強度とする。測定数量は１２缶以上とし、その平均値を求めた。
【００３２】
（試験結果）
表２は、上記した比較例１〜６の金属缶と、実施例１〜６の金属缶についての、座屈強度の測定結果である。表１中の（ｎ）は、測定したサンプル数である。
比較例１と実施例１を比較すると、比較例１の座屈強度の平均値は、１１６５Ｎ、実施例１の座屈強度の平均値は、１１７４Ｎに増大した。
比較例２と実施例２とを比較すると、比較例２の座屈強度の平均値は７９４Ｎに対して、実施例２の座屈強度の平均値は８３１Ｎに増大した。
比較例３と実施例３とを比較すると、比較例３の座屈強度の平均値は１４００Ｎで、実施例３の座屈強度の平均値は１３８３Ｎとなった。
比較例４と実施例４とを比較すると、比較例４の座屈強度の平均値は１０８４Ｎで、実施例４の座屈強度の平均値は１１２９Ｎに増大した。
比較例５と実施例５とを比較すると、比較例５の座屈強度の平均値は１１３８Ｎで、実施例５の座屈強度の平均値は１２３８Ｎとなった。
比較例６と実施例６とを比較すると、比較例６の座屈強度の平均値は９７７Ｎで、実施例６の座屈強度の平均値は１０８１Ｎとなった。
比較例３と実施例３の場合を除いて、すべて実施例の方が、座屈強度が増大している。実施例３の場合は座屈強度が９８．８％と僅かに低下しているが、測定誤差を考慮するとほぼ変わらないものと判断される。実施例３は板厚が厚く、板厚が厚いと座屈強度が境目の不完全半パネル部の形状よりも板厚に依存する傾向が大きくなる。
板厚が低下するほど、本実施例の、不完全半パネル部のパネル傾斜角及びパネルデプスで特徴づけられる形状変更の効果が高くなる。表２の結果からすると、境目の不完全半パネル部の板厚が０．１０６ｍｍ以下の場合に、１３角、１６角共に、座屈強度増大の効果がより顕著に得られる。
なお、座屈強度は、３５０ｍｌ同士を比べると、１３角（実施例１,実施例２）よりも
１６角（実施例３,実施例４）の方が大きくなっているが、１６角においては、３５０ｍ
ｌ（実施例３,実施例４）より５００ｍｌ（実施例５,実施例６）の方が小さくなっている。これは、缶胴の長さが５００ｍｌの方が長いためであり、実施例５、実施例６についても、同じ容量で比較すれば、比較例５,比較例６に比べて座屈強度は大きくなっている。
このように座屈強度の大きさ自体は、容器の容量、寸法によって異なるが、パネル傾斜角比率、パネルデプス比率を適切な範囲に選択することによって、座屈強度を増大させることができる。
【００３３】
【表２】
2020193037.tif 000004
【００３４】
なお、上記実施形態では、５個の単位パネルを有するパネル列と、半位相ずれた４個の
単位パネルを有するパネル列があり、５個の単位パネルを有するパネル列の両端に不完全半パネル部を有する形状であるが、２種類のパネル列の単位パネル数が同数であり、一方のパネル列の軸方向一端側に不完全半パネル部を有し、他方のパンチ列の軸方向他端側に不完全半パネル部を有するような構成でもよい。
また、上記実施形態では、多面体壁が周方向全周にわたって形成されているが、周方向に部分的に設けられていてもよい。さらに、軸方向に複数の多面体壁が非加工部を隔てて配置されているような場合にも適用可能である。
さらに、上記実施形態では、開口端側及び底部側の両方にストレート部（非加工領域）を有する形状となっているが、開口端側と底部側の一方にのみストレート部（非加工領域）があるような構成の金属缶にも適用可能である。要するに、本発明は、非加工領域との境目に位置する不完全半パネル部の形状に適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１        金属缶
４        多面体壁
５        単位パネル
５０      パネル列
５１    境界稜線（斜め稜線）、５２    横稜線、５３    頂部
５ａ    上半パネル部、５ｂ    下半パネル部
５ａ１  上半パネル部(不完全半パネル部)、
５ｂ５  下半パネル部（不完全半パネル部）
２１      缶胴、２１ａ，２１ｂ  ストレート部（非加工領域）
２２      ネック部、２３      底部、２４      フランジ
１００    形状測定装置
１０１  測定子、１０２  Ｖブロック、１０３  測定台
６        測定装置
６１      受圧テーブル、６２      ネック部補強ジグ
２００    内型工具、２０５    凹部
２０５ａ  上半パネル成形面、２０５ｂ  下半パネル成形面
２０５ｂ  半パネル成形面
２５０    パネル列成形部、２５１    稜線、２５２    屈曲線
３００    外型工具
３０５    凸部、３５２    円弧状稜線
４００    胴部ブランク
Ｌ１      基準線、Ｌ２      基準線
Ｌ１０、Ｌ１１  軸方向距離
Ｍ        中心面、Ｏ      缶軸（中心軸線）
Ｗ        成形領域
Ｘ１      直線的傾斜面、Ｘ２      曲線的傾斜面
Ｙ        部分円筒領域
Ｚ        輪郭線
ｍ        中点、
θａ，θｂ    パネル傾斜角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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