(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方へ突出する環状凸部を形成し、
前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶であって、
前記環状凸部の先端のノーズ部を境界として、該ノーズ部より半径方向内側の領域に、前記缶胴の内部側へ凹む内側凹部を円周方向に複数形成するとともに、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に、前記缶胴の内側へ凹む成型加工部を形成し、前記内側凹部は、前記内周壁から前記ドーム部まで延出したことを特徴とする缶。
【請求項２】
前記成形加工部を前記外周壁に形成したことを特徴とする請求項１記載の缶。
【請求項３】
前記成形加工部を前記凸曲面部に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の缶。
【請求項４】
前記成形加工部が前記外周壁から前記凸曲面部まで延出したことを特徴とする請求項１、２または３記載の缶。
【請求項５】
缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方に突出する環状凸部を形成し、前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶を製造する製造方法であって、
缶胴の上端を、ベースに当接して該缶胴の缶軸方向の移動を規制するとともに、前記ドーム部を、先端側に付勢されたドーム支持部材の凸曲面状に形成された先端面に当接して該ドーム部の変形を規制した状態で、円周方向に複数設けた半径方向に移動可能な第１のポンチ爪の先端を、前記環状凸部の先端のノーズ部を境界として、該ノーズ部より半径方向内側の領域に当接して、該第１のポンチ爪の先端を半径方向外方に移動することで、缶胴の内部側へ凹む第１の凹部を前記内周壁から前記ドーム部まで延出させて、円周方向に複数成形する一方、円周方向に複数設けた半径方向に移動可能な第２のポンチ爪の先端を、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に当接して、該第２のポンチ爪の先端を半径方向内方に移動することで前記ノーズ部より半径方向外側の領域に、缶胴の内部側へ凹む第２の凹部を円周方向に複数成形することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項６】
缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方に突出する環状凸部を形成し、前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶を製造する製造装置であって、
缶胴の上端に当接して該缶胴の缶軸方向上端側への移動を規制するベースと、半径方向に移動可能な先端が円周方向に複数設けられ、該先端が前記ベース方向へ向けて突出して配置され、かつ前記ベースに移動を規制された缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられた第１のポンチ爪と、
該第１のポンチ爪の内方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第１のポンチ爪の先端に当接して該第１のポンチ爪の先端を外方に移動させる拡径部材と、
該拡径部材の内方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、凸曲面状に形成された先端面が前記ドーム部に当接して支持し、該ドーム部の変形を規制するドーム支持部材と、
半径方向に移動可能な先端が円周方向に複数設けられ、かつ前記第１のポンチ爪の外方に配置された第２のポンチ爪と、
該第２のポンチ爪の外方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第２のポンチ爪の先端に当接して該第２のポンチ爪の先端を内方に移動させる縮径部材とを具備したことを特徴とする缶の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方に突出する環状凸部を形成した構成の缶及びその製造方法並びに製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飲料用に用いる缶としては、有底円筒状に形成した缶胴の開口部に、缶蓋を固定して構成するアルミ合金製の２ピース缶が知られている。この２ピース缶の缶胴を製造するには、先ず、絞り装置を用いてアルミ合金製の素板を打ち抜き・絞り加工してカップ状部材を成形する。次いで、このカップを保持しつつ内部にパンチスリーブを挿入して再絞り・しごき加工を施すとともに、パンチスリーブと同軸上に対向配置した先端が半球面状のドーム成形部との間にカップの底部を挟みつつ底部の周縁部を絞って、図８に示す底部形状の缶胴１を得る。
【０００３】
従って、缶胴１の缶底３には、缶胴１の内部側へ球面状に凹んだドーム部５と、このドーム部５の周縁に連なり缶胴１の外部側へ缶軸方向に突出した環状凸部（リム）７とが形成される。この環状凸部７は、缶胴１を直立させた際に接地する脚となり、缶胴１の直立安定性及び支持強度を向上させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、省資源化や低コスト化の観点から缶の薄肉化が図られており、缶強度が低下することに起因して種々の不都合が生じている。すなわち、これらの不具合としては、内容物封入後の内圧に耐えられずに缶底３が変形する耐圧強度不足の問題、缶を落下させた際の衝撃に耐えられずに缶底が変形、損傷する落下強度不足の問題、あるいは缶を積み重ねた際などに上から加わる垂直荷重に耐えられずに缶胴と缶底との境界部において変形が発生する垂直荷重に対する強度不足の問題等が挙げられる。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、缶の薄肉化、特に缶底の薄肉化を図ることができるとともに、缶底及びその周辺部に変形を生じることがなく、十分な缶強度を確保することができる缶及びその製造方法並びに製造装置の提供を目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方へ突出する環状凸部を形成し、前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶であって、前記環状凸部の先端のノーズ部を境界として、該ノーズ部より半径方向内側の領域に、前記缶胴の内部側へ凹む内側凹部を円周方向に複数形成するとともに、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に、前記缶胴の内側へ凹む成型加工部を形成し、前記内側凹部は、前記内周壁から前記ドーム部まで延出したことを特徴とするものである。
この缶にあっては、環状凸部のノーズ部を境にして、該ノーズ部より半径方向内側の領域に複数の凹部を円周方向に形成し、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に成型加工部を形成することにより、前記缶底各部の剛性が高められて、缶底に加わる内圧、落下時の衝撃、あるいは垂直荷重等に十分に耐えられる強度が確保され、缶底の変形が確実に阻止される。
【０００６】
また、前記内側凹部が環状凸部の内周壁に形成されているので、この内側凹部によって、前記環状凸部の内周壁の剛性が高められて、内容物封入後の内圧に対して十分に耐えられる強度が確保され、内周壁が内圧に耐えきれずに外方に膨出することが阻止される。
【０００８】
さらに、内側凹部が環状凸部の内周壁からドーム部まで延出しているので、この内側凹部によって、内圧に対抗する耐圧強度の向上のみならず、ドーム部の周辺部の剛性が高められることにより、落下強度の大幅な向上が図られ、缶底が落下時の衝撃に十分に耐えられる。
【０００９】
本発明の請求項２の缶は、前記成形加工部を環状凸部の外周壁に形成したものである。この缶にあっては、環状凸部の外周壁に形成した成形加工部によって、環状凸部の外周壁の剛性を高めて、耐圧強度の向上を図る。
【００１０】
本発明の請求項３の缶は、前記成形加工部を前記凸曲面部に形成したものである。この缶にあっては、前記凸曲面部に形成した成形加工部によって、この凸曲面部の剛性が高められて、垂直荷重に十分に耐えられる強度が確保され、缶が積み重ねられた際などに凸曲面部付近が耐えきれずに外方に膨出することが阻止される。
【００１１】
本発明の請求項４の缶は、前記成形加工部が環状凸部の外周壁から前記凸曲面部まで延出したものである。この缶にあっては、環状凸部の外周壁から前記凸曲面部に至る成形加工部によって、内圧に対抗する耐圧強度の向上のみならず、前記凸曲面部の剛性が高められることにより、垂直荷重に対抗する十分な強度が確保されて、想定される垂直荷重に対して確実に耐えられる。
【００１２】
本発明の請求項５の缶の製造方法は、缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方に突出する環状凸部を形成し、前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶を製造する製造方法であって、缶胴の上端を、ベースに当接して該缶胴の缶軸方向の移動を規制するとともに、前記ドーム部を、先端側に付勢されたドーム支持部材の凸曲面状に形成された先端面に当接して該ドーム部の変形を規制した状態で、円周方向に複数設けた半径方向に移動可能な第１のポンチ爪の先端を、前記環状凸部の先端のノーズ部を境界として、該ノーズ部より半径方向内側の領域に当接して、該第１のポンチ爪の先端を半径方向外方に移動することで、缶胴の内部側へ凹む第１の凹部を前記内周壁から前記ドーム部まで延出させて、円周方向に複数成形する一方、円周方向に複数設けた半径方向に移動可能な第２のポンチ爪の先端を、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に当接して、該第２のポンチ爪の先端を半径方向内方に移動することで前記ノーズ部より半径方向外側の領域に、缶胴の内部側へ凹む第２の凹部を円周方向に複数成形することを特徴とするものである。
この缶の製造方法にあっては、第１、第２のポンチ爪をそれぞれ半径方向に移動することにより、環状凸部のノーズ部を境にして半径方向内側及び外側の領域にそれぞれ第１、第２の凹部が同時にかつ確実に成形されるとともに、第１、第２のポンチ爪によって前記環状凸部のノーズ部の半径方向内側及び外側を挟み込むことにより、環状凸部がしっかりと支持されて、環状凸部が成形加工時に半径方向外方あるいは内方に逃げることがなく、円滑にかつ容易に所定形状の第１、第２の凹部の成形加工が行われる。
【００１４】
本発明の請求項６の缶の製造装置は、缶底に、缶胴の内部側へ凹むドーム部を形成するとともに、該ドーム部の周縁に缶軸方向外方に突出する環状凸部を形成し、前記環状凸部は、先端のノーズ部と、該ノーズ部より半径方向内側の内周壁と、前記ノーズ部より半径方向外側の外周壁とを備えるとともに、前記内周壁が環状の凹曲面部を介して前記ドーム部に連なり、かつ前記ノーズ部が前記外周壁及び環状の凸曲面部を介して前記缶胴に連なる構成とされた缶を製造する製造装置であって、缶胴の上端に当接して該缶胴の缶軸方向上端側への移動を規制するベースと、半径方向に移動可能な先端が円周方向に複数設けられ、該先端が前記ベース方向へ向けて突出して配置され、かつ前記ベースに移動を規制された缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられた第１のポンチ爪と、該第１のポンチ爪の内方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第１のポンチ爪の先端に当接して該第１のポンチ爪の先端を外方に移動させる拡径部材と、該拡径部材の内方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、凸曲面状に形成された先端面が前記ドーム部に当接して支持し、該ドーム部の変形を規制するドーム支持部材と、半径方向に移動可能な先端が円周方向に複数設けられ、かつ前記第１のポンチ爪の外方に配置された第２のポンチ爪と、該第２のポンチ爪の外方に前記缶胴の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第２のポンチ爪の先端に当接して該第２のポンチ爪の先端を内方に移動させる縮径部材とを具備したことを特徴とするものである。
この缶の製造装置にあっては、ドーム支持部材を軸線方向に移動することにより、該ドーム支持部材とベース間に缶胴がしっかりと挟持されて、成形加工時に缶底のドーム部に変形を生じることがない一方、拡径部材を軸線方向に移動することにより、該拡径部材によって第１のポンチ爪が押し拡げられて、缶のノーズ部より内側の領域に内側凹部が成形されるとともに、縮径部材が軸線方向に移動することにより、該縮径部材によって第２のポンチ爪が押し縮められて、前記ノーズ部より外側の領域に外側凹部（成形加工部）が形成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る缶及びその製造方法並びに製造装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は缶の底部を断面にした要部側面図、図２は図１の缶を底部側から視た平面図である。
【００１７】
缶胴１１の缶底１３には、缶胴１１の内部側へ凹むドーム部１５を形成してある。ドーム部１５の周縁には、缶胴１１の外部側へ缶軸方向に突出した環状凸部（リム）１７を形成してある。
環状凸部１７は、先端のノーズ部１７ａと、ノーズ部１７ａより半径方向内側の内周壁（インナーウォール）１７ｂと、ノーズ部１７ａより半径方向外方の外周壁（アウターウォール）１７ｃとからなる。インナーウォール１７ｂは環状の凹曲面部１９を介してドーム部１５に連なり、ノーズ部１７ａはアウターウォール１７ｃ及び環状の凸曲面部２０を介して缶胴１１に連なる。
インナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて、缶胴１１の内部側へ凹む四角形状の内側凹部２１を円周方向に複数形成してある。また、アウターウォール１７ｃには、缶胴１１の内部側へ凹む四角形状の外側凹部２２を円周方向に複数形成してある。
【００１８】
なお、各凹部２１、２２の形状は四角形以外のその他の多角形、あるいは円形等であってもよい。各凹部２１、２２の数は、円周方向の各凹部２１、２２の幅と、各凹部２１、２２同志のピッチとを考慮して缶底の剛性が高まるように最適に設定する。本実施の形態では、図２に示すように、内側凹部２１に比べて若干小さい幅分の間隔を隔てて、２４箇所の内側凹部２１をノーズ部１７ａより半径方向内側に周方向に等間隔で形成してあるとともに、内側凹部２１の間に位置して外側凹部２２をノーズ部１７ａより半径方向外側に周方向に等間隔に形成してある。
【００１９】
このように構成した缶２３では、インナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて、円周方向に複数の内側凹部２１が形成されているとともに、アウターウォール１７ｃの円周方向に複数の外側凹部２２が形成されているから、缶底１３の各部の剛性が高められることになる。このうち、内側凹部２１のインナーウォール１７ｂよりの部位は、内容物封入後の内圧に対抗するために設けられたものであり、これによって、インナーウォール１７ｂ付近が内圧に耐えきれずに外方に膨出することが阻止されることになる。また、ドーム部１５の周辺部に形成された内側凹部２１は、落下強度の向上に寄与するものである。すなわち、従来の缶においては、落下時の衝撃により、ドーム部１５の周辺部が膨出して、最悪の場合破損に至るが、前記内側凹部２１が形成されたことにより、落下時の衝撃に弱い部位であるドーム部１５の周辺部の剛性が高められて、落下強度が大幅に向上する。さらに、外側凹部２２がアウターウォール１７ｃに形成されているから、内容物封入後の内圧に十分に対抗することができて、アウターウォール１７ｃが外方へ膨出することが確実に防止されることになる。
【００２０】
なお、前記内側凹部２１はインナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて成形されているが、耐圧強度向上に寄与するインナーウォール１７ｂよりの部位と、落下強度向上に寄与するドーム部１５の周辺部との２つの凹部に分けて成形しても良い。また、前記外側凹部２２はアウターウォール１７ｃに設けた構成で説明したが、図３に示すように、前記外側凹部２２の他に、アウターウォール１７ｃと缶胴１１との境界部である凸曲面部２０に外側凹部２４を設けても良い。この場合には、缶を積み重ねた際などに上から加わる垂直荷重に確実に対抗することができ、変形等を生じることがない。さらに、前記外側凹部２２、２４を１つの外側凹部にした構成、すなわち、アウターウォール１７ｃから缶胴１１との境界部（凸曲面部２０）に至る外側凹部を形成した構成でも良い。さらにまた、内側凹部２１と外側凹部２２は、図２に示すように、互い違いの位置になるように図示したが、これに限らず、互いにノーズ部１７ａを挟んで対向する位置に形成した構成でも良い。
【００２１】
次に、上述の缶２３を製造する本発明に係る製造装置の構成を説明する。
本実施形態の製造装置３１は、缶胴１１の上端に当接して缶胴１１の缶軸方向の移動を規制するベース３３と、ベース３３に垂直な軸線方向で前後移動可能となった成形機構３５と、ベース３３と成形機構３５との間に凹部２１、２２、２４の未だ形成されていない缶（ワーク）３７を供給するターレット機構３９とにより概略構成してある。
【００２２】
缶胴１１は、絞り加工により素板から有底円筒状のカップを成形する絞り工程と、カップにパンチスリーブを挿入して再絞り加工及びしごき加工を施すとともに、缶底１３をパンチスリーブとドーム成形部とで挟んでドーム部１５を成形する再絞り・しごき加工及び缶底成形工程と、缶胴１１の外面を印刷する印刷工程と、缶胴１１の開口上端部（ネック）を形成するネッキング工程とを順次経て製造されて行く。本実施形態では、このうちネッキング工程の中の一工程に製造装置３１を設けてある。
【００２３】
ベース３３は、製造装置３１の不図示のフレームに固設してあり、一側面がワーク３７の上端を当接する当接面３３ａとなっている。ワーク３７は、上端をベース３３の当接面３３ａに当接することで、缶軸方向上端側への移動が規制されることになる。
成形機構３５は、第１のポンチ爪４１と、該第１のポンチ爪４１の内方に前記缶胴１１の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第１のポンチ爪４１の先端に当接して該第１のポンチ爪４１の先端を外方に移動させる拡径部材４３と、該拡径部材４３の内方に前記缶胴１１の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記ドーム部１５に当接して支持するドーム支持部材４５と、第１のポンチ爪４１の外方に配置された第２のポンチ爪４７と、該第２のポンチ爪４７の外方に前記缶胴１１の缶軸方向に前後移動可能に設けられ、前記第２のポンチ爪４７の先端に当接して該第２のポンチ爪４７の先端を内方に移動させる縮径部材４９とにより概略構成してある。
【００２４】
第１、第２のポンチ爪４１、４７は、バネ鋼、ダイス鋼等からなる円筒の先端側を複数本に分割して形成したもので、第１のポンチ爪４１のリング状の基端４１ａを第２のポンチ爪４７の内部に装着して、該第２のポンチ爪４７の環状の基端４７ａに取り付けてある。各ポンチ爪４１、４７の各先端４１ｂ、４７ｂは、その中間部４１ｃ、４７ｃに比べて半径方向の幅を大きく形成してあり、各先端４１ｂ、４７ｂが弾性変形して半径方向に移動可能になっている。第１のポンチ爪４１の各先端面４１ｄは先にいくほど半径方向内側にいくように傾斜する傾斜面となっており、この先端面４１ｄが前記缶底１３に形成された内側凹部２１の形状に対応している。
【００２５】
また、第１のポンチ爪４１の各先端４１ｂの内面側は、円筒状の拡径部材４３の先細状に形成された先端の外周傾斜面４３ａに当接するようになっている。拡径部材４３の内部には小径孔部４３ｂを形成してあり、この小径孔部４３ｂにリング状のブッシュ５１を装着してある。ブッシュ５１の内部にはボルト５３を摺動可能に装着してあり、ボルト５３には前記ドーム支持部材４５をねじ込んである。ドーム支持部材４５はＴ字状の断面形状を有するもので、このドーム支持部材４５の先端面４５ａは凸曲面状に形成してある。拡径部材４３の小径孔部４３ｂに装着されたブッシュ５１は、その先端にフランジ５１ａを形成してあり、このフランジ５１ａが前記小径孔部４３ｂに係止することにより、ブッシュ５１の基端側（図４において左側）への移動が規制されている。拡径部材４３、ドーム支持部材４５、ブッシュ５１及びボルト５３で構成される空間内にはリング５５とスプリング５７を装着してあり、このスプリング５７によってドーム支持部材４５とボルト５３とが先端側（図４において右側）へ付勢されるようになっている。
【００２６】
第２のポンチ爪４７の先端面４７ｄは先にいくほど半径方向外側にいくように傾斜する傾斜曲面とされており、この先端面４７ｄが前記缶底１３に形成された外側凹部２２あるいは外側凹部２４の形状に対応している。第２のポンチ爪４７の先端外周は先にいくほど半径方向外側にいくように傾斜する傾斜曲面４７ｅとされている。そして、この第２のポンチ爪４７の傾斜曲面４７ｅに、前記円筒状の縮径部材４９の先端内面に形成された傾斜面４９ａが当接するようになっている。
【００２７】
図５に示すように、ターレット機構３９には、成形機構３５の軸線と平行な回転軸７１により回転自在となった把持板７３を設けてある。把持板７３の円周方向には、缶胴１１を保持可能としたポケット部７５を等間隔で複数設けてある。ポケット部７５は、例えばバキュームにより缶胴１１を吸着保持するようになっている。上述した成形機構３５は、任意のポケット部７５の位置に、このポケット部７５に把持された缶胴１１と同軸上で配置してある。
ターレット機構３９は、把持板７３を回転することで、ポケット部７５に把持したワーク３７を成形機構３５へ供給するとともに、成形機構３５にて成形の施された缶２３を、成形機構３５から移動して、次の工程へ受渡しするようになっている。
【００２８】
次に、このように構成した製造装置３１を用いての缶２３の製造方法を説明する。
先ず、缶底１３を成形したワーク３７を、ターレット機構３９により、ベース３３と成形機構３５との間に供給し、上端部をベース３３の当接面３３ａに当接して、成形機構３５と同軸上に位置決めする。
次いで、成形機構３５を、不図示の円周カムによりベース３３側へ移動することにより、第１のポンチ爪４１の先端が、缶底１３の環状凸部１７のインナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけた部位に当接する位置で停止するとともに、第２のポンチ爪４７の先端が、アウターウォール１７ｃに当接する位置で停止する。この際、ドーム支持部材４５は、スプリング５７によって、各ポンチ爪４１、４７の先端より前方に付勢されているため、各ポンチ爪４１、４７の先端より先に缶底１３のドーム部１５に、先端面４５ａが当接し、その反力により、スプリング５７を圧縮して基端側（図４において左側）へ後退する。
【００２９】
従って、この状態で、ワーク３７は、スプリング５７で付勢されたドーム支持部材４５によって、ベース３３側へ押し付けられて、ベース３３とドーム支持部材４５とで挟持される。また、この状態で、ドーム支持部材４５の先端面４５ａが、ドーム部１５に当接することで、成形工程におけるドーム部１５の変形が規制されることになる。これにより、所望の形状のドーム部１５が得られ、内容物封入後の内圧に十分に対抗できる耐圧強度が確保される。
【００３０】
次に、不図示の円周カムにより、拡径部材４３と縮径部材４９を、ベース３３側にさらに移動させる。これにより、拡径部材４３の外周傾斜面４３ａが第１のポンチ爪４１の内周面に押し付けられ、第１のポンチ爪４１の先割れ状の先端４１ｂを拡径するとともに、縮径部材４９の先端内面の傾斜面４９ａが第２のポンチ爪４７の先端外周の傾斜曲面４７ｅに押し付けられ、第２のポンチ爪４７の先割れ状の先端４７ｂを縮径する。
【００３１】
この結果、第１のポンチ爪４１は、環状凸部１７のインナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけての領域を押圧して、この領域に円周方向に複数の内側凹部２１を成形するとともに、第２のポンチ爪４７は、環状凸部１７のアウターウォール１７ｃを押圧して、このアウターウォール１７ｃに円周方向に複数の外側凹部２２を成形し、あるいは前記第２のポンチ爪４７は、缶胴１１との境界部である凸曲面部２０を押圧して、この凸曲面部２０に円周方向に複数の外側凹部２４を成形する。この際、環状凸部１７には、外方に拡がろうとする力と内方に縮まろうとする力がそれぞれ作用するが、これらの力が相殺して環状凸部１７が内外何れかの方向に無理に変形する（逃げる）ことがない。
【００３２】
さらに、各凹部２１、２２、２４を成形した後、拡径部材４３及び縮径部材４９を後退させることにより、各ポンチ爪４１、４７は弾性力により半径方向内側及び外側に移動する。次いで、成形機構３５を缶底１３から離れる方向へ後退させる。この時、ドーム支持部材４５は、スプリング５７の付勢力により、前方に移動し缶底１３を押圧し続けるから、万一、缶底１３から各ポンチ爪４１、４７が円滑に離れていない場合にも、缶底１３から各ポンチ爪４１、４７を確実に引き離す。次いで、前記ドーム支持部材４５は、次の缶底１３の押圧に備えて待機位置に戻る。以上により、缶底１３への内側凹部２１及び外側凹部２２、２４の成形を終了する。
【００３３】
各凹部２１、２２、２４の成形が終了した缶２３は、ターレット機構３９の把持板７３を回転することにより、ベース３３と成形機構３５との間から移動し、次工程へと受け渡される。このようにして、缶底１３に容易に凹部２１、２２、２４が成形される。ここで、各ポンチ爪４１、４７は、鋼製の円筒の一体物の先端側にスリット加工を施すだけで容易に製作される。従って、機構が簡単で、メンテナンスが容易な上に、各ポンチ爪４１、４７の半径方向への移動が、その弾性変形によっているから、作動が確実で長期間にわたって安定して使用することができる。
【００３４】
次に、図６と図７に基づいて、本発明の第２の実施の形態を説明する。図６は缶底１３のインナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて凹部（内側凹部）２１を成形する状態を説明する断面図、図７は缶底１３のアウターウォール１７ｃに成形加工部（外側凹部）２５を成形する状態を説明する断面図である。これらの図において、前記第１の実施の形態と同様の構成の部分は同符号を付けて説明を簡略化する。
【００３５】
すなわち、第２の実施の形態において、内側凹部２１を成形する構成である部分は第１の実施の形態と同様の構成を有している。第２の実施の形態においては、第１の実施の形態における成形機構３５の第２のポンチ爪４７及び縮径部材４９の代わりに、フリーに回転可能な成形ローラ６１を缶底１３の外方に接近離間可能に設けるとともに、成形機構３５′（前記成形機構３５から第２のポンチ爪４７及び縮径部材４９を除いたものを成形機構３５′と称する）を、ワーク３７の缶底に対して接近離間可能に設ける一方、ワーク３７の上端面に当接して該ワーク３７を位置決めするベース（図示せず）と前記成形機構３５′とをその間に挟み込んだワーク３７とともに缶軸まわりに回転させる回転機構（図示せず）を設けたものである。
【００３６】
このように構成された缶の製造装置においては、先ず、成形機構３５′を、ベース側へ移動することにより、第１の実施の形態で説明したのと同様の手順により、ポンチ爪４１を用いて、ベースの当接面に位置決めされたワーク３７の缶底１３にインナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて内側凹部２１を成形する（図６参照）。次いで、成形機構３５′のポンチ爪４１、拡径部材４３及びドーム支持部材４５を缶底１３に装着したままの状態で、図７に示すように、ワーク３７を、前記回転機構によって缶軸まわりに回転させるとともに、成形ローラ６１を缶底１３のアウターウォール１７ｃに押し付けることにより、該アウターウォール１７ｃの全周にわたって環状の外側凹部（成形加工部）２５が成形される。この場合、該凹部２５の成形時に缶底１３がポンチ爪４１及びドーム支持部材４５によって支持されているから、凹部２５の成形時に缶底１３の環状凸部１７が内側に不必要に変形することがなく、所望の形状の凹部２５が円滑にかつ確実に成形される。
【００３７】
このようにして成形された缶においては、インナーウォール１７ｂからドーム部１５にかけて、円周方向に複数の内側凹部２１が形成されているとともに、アウターウォール１７ｃの円周方向に全周にわたって環状の外側凹部２５が形成されているから、缶底１３の各部の剛性が高められることになる。すなわち、内側凹部２１のインナーウォール１７ｂよりの部位により、内容物封入後の内圧に対抗する耐圧強度が向上するとともに、ドーム部１５の周辺部に形成された内側凹部２１によって、落下強度の向上が図られる一方、環状の外側凹部２５がアウターウォール１７ｃに形成されているから、内容物封入後の内圧に十分に対抗することができて、アウターウォール１７ｃが外方へ膨出することが確実に防止されることになる。また、前記環状の外側凹部２５によって、環状凹部１７が半径方向内方に押圧され、アウターウォール１７ｃの下部の外径が小さくなるから、缶を積み重ねた際に、下段の缶の小口径蓋の内方に、ノーズ部１７ａを容易に挿入することができ、缶のスタッキングも可能となり、安定して缶を積み重ねることができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の請求項１の缶によれば、環状凸部のノーズ部を境にして、該ノーズ部より半径方向内側の領域に複数の凹部を円周方向に形成し、前記ノーズ部より半径方向外側の領域に成形加工部を形成することにより、前記缶底各部の剛性が高められて、缶底に加わる内圧、落下時の衝撃、あるいは垂直荷重等に十分に耐えられる強度を容易に確保することができ、缶底の変形を確実に阻止することができる。従って、缶の薄肉化、特に缶底の薄肉化を図ることができて、省資源化、低コスト化の要請に十分に応えることができる。
【００３９】
また、環状凸部の内周壁に形成した内側凹部によって、前記環状凸部の内周壁の剛性が高められることにより、内容物封入後の内圧に対して十分に耐えられる強度を確実に確保することができ、内周壁が内圧に耐えきれずに外方に膨出することを未然に阻止することができる。
【００４１】
さらに、環状凸部の内周壁からドーム部に至る内側凹部によって、内圧に対抗する耐圧強度の向上を図ることができるのみならず、ドーム部の周辺部の剛性が高められることにより、落下強度の大幅な向上を図ることができ、落下時の衝撃に十分に耐えられる缶底を成形することができる。
【００４２】
本発明の請求項２の缶によれば、環状凸部の外周壁に形成した成形加工部によって、環状凸部の外周壁の剛性を高めることができ、内容物封入後の内圧に対する耐圧強度の向上を図ることができる。
【００４３】
本発明の請求項３の缶によれば、前記凸曲面部に形成した成形加工部によって、この凸曲面部の剛性を高めることにより、垂直荷重に十分に耐えられる強度を円滑に確保することができ、缶が積み重ねられた際などに、前記凸曲面部付近が耐えきれずに外方に膨出することを確実に防止することができる。
【００４４】
本発明の請求項４の缶によれば、環状凸部の外周壁から前記凸曲面部に至る成形加工部によって、内圧に対抗する耐圧強度の向上を図ることができるのみならず、この凸曲面部の剛性が高められることにより、垂直荷重に対抗する十分な強度を確保することができて、想定される垂直荷重に対して確実に耐えられる缶を成形することができる。
【００４５】
本発明の請求項５の缶の製造方法によれば、第１、第２のポンチ爪をそれぞれ半径方向に移動することにより、環状凸部のノーズ部を境にして半径方向内側及び外側の領域にそれぞれ内側凹部と外側凹部とを同時にかつ確実に成形することができるとともに、第１、第２のポンチ爪によって環状凸部のノーズ部の半径方向内側及び外側を挟み込むことにより、環状凸部がしっかりと支持されて、環状凸部が成形加工時に半径方向外方あるいは内方に逃げることがなく、円滑にかつ容易に所定形状の内側凹部及び外側凹部の成形加工を行うことができる。
【００４７】
本発明の請求項６の缶の製造装置によれば、ドーム支持部材を軸線方向に移動することにより、該ドーム支持部材とベース間に缶胴がしっかりと挟持されて、成形加工時に缶底のドーム部に変形を生じることがなく、該ドーム部が十分な耐圧強度を確保することができる一方、拡径部材を軸線方向に移動することにより、該拡径部材によって第１のポンチ爪が押し拡げられて、缶のノーズ部より内側の領域に内側凹部が成形されるとともに、縮径部材が軸線方向に移動することにより、該縮径部材によって第２のポンチ爪が押し縮められて、前記ノーズ部より外側の領域に外側凹部（成形加工部）が形成される。従って、拡径部材及び縮径部材の軸線方向への移動だけで、第１、第２のポンチ爪による缶底への内側凹部及び外側凹部の成形を容易にかつ確実に行うことができるとともに、機構が簡単でメンテナンスが容易な上に、長期間にわたって安定的に作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  缶の底部を断面にした要部側面図である。
【図２】  図１の缶を底部側から視た平面図である。
【図３】  缶の他の実施の形態の底部を断面にした要部側面図である。
【図４】  缶の製造装置の一例を示す断面図である。
【図５】  ターレット機構を回転軸方向から視た説明図である。
【図６】  缶の製造装置の他の一例を示すもので、缶底のインナーウォールからドーム部にかけて内側凹部を成形する状態を説明する断面図である。
【図７】  図６の缶の製造装置において、缶底のアウターウォールに成形加工部（外側凹部）を成形する状態を説明する断面図である。
【図８】  従来の缶の底部を断面にした側面図である。
【符号の説明】
１１  缶胴
１３  缶底
１５  ドーム部
１７  環状凸部
１７ａ  ノーズ部
１７ｂ  インナーウォール（内周壁）
１７ｃ  アウターウォール（外周壁）
２０  凸曲面部（境界部）
２１  内側凹部
２２、２４  外側凹部
２３  缶
２５  成形加工部（環状の外側凹部）
３１  製造装置
３３  ベース
３３ａ  当接面
３５、３５′  成形機構
４１  （第１の）ポンチ爪
４３  拡径部材
４５  ドーム支持部材
４７  （第２の）ポンチ爪
４９  縮径部材
６１  成形ローラ
【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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