(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状缶容器の缶蓋であって、缶蓋の中央を占めるセンターパネルと、該センターパネルの周縁から湾曲部を介して垂下する内側側壁と、該内側側壁から外方に連続する湾曲底部と、該湾曲底部から上方に立ち上がるチャックウオールと、該チャックウオールの外方に突出するシーミングパネルとを備え、これらが一体に形成された缶蓋において、上記チャックウオールに屈曲点を設けて上記チャックウオールを屈曲点より上部の第１ウオールと屈曲点より下部の第２ウオールとに分け、前記屈曲点の前記湾曲底部の缶容器側最下面からの高さ（ｈｂ  ）は、前記湾曲底部の缶容器側最下面からセンターパネルの周縁下端までの高さ（ｈｐ  ）と略同じ高さにあり、前記第１ウオールの開き角度（θ１ ）は前記第２ウオールの開き角度（θ２ ）よりも大きい値に規定され、かつ、当該第１ウオールの開き角度（θ１  ）は、前記屈曲点の存在により内圧強度を向上させる値に規定され、前記第２ウオールの開き角度（θ２  ）は、前記屈曲点の存在により向上する内圧強度を低下させない値になっていることを特徴とする
缶蓋。
【請求項２】
前記第１ウオールの開き角度（θ１  ）は１２〜２０°の範囲にあり、第２ウオールの開き角度（θ２  ）は０°〜２°の範囲にあり、前記湾曲底部の缶容器側最下面からセンターパネルの周縁下端までの高さ（ｈｐ  ）は、１．５〜３．０ｍｍの範囲にある
請求項１記載の缶蓋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ビール、炭酸飲料などの陽圧缶、非炭酸飲料などの陰圧缶に使用される缶蓋の内圧強度の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ビール、炭酸飲料等の陽圧缶の缶蓋には、比較的高い内圧に対して高耐圧を有することが求められていると同時に、コスト低減から缶蓋の板厚の削減が求められている。
【０００３】
例えば、現在アルミ缶は、ビール、炭酸、高炭酸などで保証値が異なり、ビール、炭酸、高炭酸はそれぞれ保証値が５．５、６．３、７．０ｋｇｆ／ｃｍ２  であり、これに対応するために板厚を変えている。従って、形状的に内圧強度を上げることができれば、１ランク下の板厚エンドの使用が可能になり、材料コストを下げることができる。
【０００４】
形状面から内圧強度を上げ、板厚を薄くすることが出来る缶蓋の形状として、図８に示すものが知られている（特開昭６０―１８３３５３号公報など）。この缶蓋Ａは、蓋の中央を占めるセンターパネル１０と、該センターパネル１０の周縁から湾曲部１１を介して垂下する内側側壁１２と、該内側側壁１２から外方に向けて連続する湾曲底部１３と、該湾曲底部１３から上方に立ち上がるチャックウオール１４と、該チャックウオール１４の外方に突出するシーミングパネル１５とを備え、これらが一体に形成され、上記湾曲底部１３と、その両側から立ち上がる内側側壁１２とチャックウオール１４とで、センターパネル１０を囲む強化円周溝１６を形成したものである。
【０００５】
このような缶蓋の形状や寸法などについては、種々検討されている。例えばパネルデプスと呼ばれる湾曲底部の容器側最下面からセンターパネル周縁下端までの高さ（本明細書において、角度、距離、高さなどは、缶容器の軸線を基準とし、また、下面は缶容器内容物に接する側、上面は外部と接する側をいうものとする）ｈｐ  は、高いほど内圧強度が向上することが知られている。また、湾曲底部１３の曲率半径ｒ１  、湾曲部１１の曲率半径ｒ２  が小さいほど、更に内側側壁１２の垂直方向に対する角度θ３  及びチャックウオール１４の開き角度θ’は０度、即ち垂直に近いほど内圧強度が向上することも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネルデプスｈｐ  を高くすると、センターパネル１０上面に設けられるタブが、内圧が負荷されたときにシーミングパネル１５の高さを超えてしまい、充填ラインにて、エンドが下になる状態で搬送するときなどに不具合が発生することから、パネルデプスｈｐ  を高くすることには限度がある。
【０００７】
また、チャックウオールの開き角度θ’を小さくして垂直方向に近くすると、シーミングパネル１５に巻きしめ治具が入りずらくなり、巻きしめ不良が発生する。一方、湾曲底部１３の曲率半径ｒ１  、湾曲部１１の曲率半径ｒ２  を小さくしたり、内側側壁１２の垂直方向に対する角度θ３  を小さくすると加工が困難になり、加工不良の増加を招くという問題がある。
【０００８】
このように、従来、形状面から缶蓋の高耐圧化は未だ不十分であった。しかし、板厚の一層の削減は、この業界の切実な要求である。
本発明は、上記要望に鑑みなされたもので、製造面の不具合を生じさせずに形状面から高耐圧化を達成した缶蓋を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、下記の缶蓋を提供する。
（１）円筒状缶容器の缶蓋であって、缶蓋の中央を占めるセンターパネルと、該センターパネルの周縁から湾曲部を介して垂下する内側側壁と、該内側側壁から外方に連続する湾曲底部と、該湾曲底部から上方に立ち上がるチャックウオールと、該チャックウオールの外方に突出するシーミングパネルとを備え、これらが一体に形成された缶蓋において、上記チャックウオールに屈曲点を設けて上記チャックウオールを屈曲点より上部の第１ウオールと屈曲点より下部の第２ウオールとに分け、前記屈曲点の前記湾曲底部の缶容器側最下面からの高さ（ｈｂ  ）は、前記湾曲底部の缶容器側最下面からセンターパネルの周縁下端までの高さ（ｈｐ  ）と略同じ高さにあり、前記第１ウオールの開き角度（θ１ ）は前記第２ウオールの開き角度（θ２ ）よりも大きい値に規定され、かつ、当該第１ウオールの開き角度（θ１  ）は、前記屈曲点の存在により内圧強度を向上させる値に規定され、前記第２ウオールの開き角度（θ２  ）は、前記屈曲点の存在により向上する内圧強度を低下させない値になっていることを特徴とする缶蓋。
（２）前記第１ウオールの開き角度（θ１  ）は１２〜２０°の範囲にあり、第２ウオールの開き角度（θ２  ）は０°〜２°の範囲にあり、前記湾曲底部の缶容器側最下面からセンターパネルの周縁下端までの高さ（ｈｐ  ）は、１．５〜３．０ｍｍの範囲にある上記（１）記載の缶蓋。
【００１０】
【作用】
本発明の缶蓋は、従来の缶蓋のチャックウオールを屈曲させ、チャックウオールを屈曲点より上部の第１ウオールと屈曲点より下部の第２ウオールとに分け、該第１ウオールの開き角度を該第２ウオールの開き角度より大きくしたもので、これにより製造上の不具合がないと共に、高耐圧化を達成したものである。
【００１１】
即ち、後に詳述するが、チャックウオールに屈曲点を設けることにより、内圧がかかると屈曲点下部の垂直に近い第２ウオールが主に変形し、屈曲点上部のより角度の大きい（寝ている）第１ウオールが第２ウオールの変形許容量を大きくさせるため、これにより高耐圧化すると考えられる。また、シーミングパネルと連なる第１ウオールの角度が大きい（寝ている）ために巻きしめ治具が入りやすく、製造上の不具合がない。
【００１２】
この場合、屈曲点の位置によって内圧強度が変化し、湾曲底部の容器側最下面からチャックウオールの屈曲点までの高さｈｂ  （ｍｍ）が、ｈｐ  −０．６≦ｈｂ  ≦ｈｐ  ＋１．５（ｈｐ  は、湾曲底部の容器側最下面からセンターパネルの周縁下端までの高さを示す。）の関係を満たすことにより、チャックウオールに屈曲点を設けた効果が最大に発揮されるものである。
【００１３】
また、第１ウオールの開き角度θ１  を６〜２０°の範囲とすることが好ましいのは、開き角度θ１  が、これより小さいと巻きしめ時の不具合が多くなり、一方２０°より大きくなると、パネル径が小さくなってしまい、のみ口が内側に入り、飲みずらくなるからである。また、第２ウオールの角度θ２  を５°以内とすることが好ましいのは、この角度が大きくなると屈曲させた効果がなくなってしまうからである。
【００１４】
【実施例】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について具体的に説明する。図１は、本発明の缶蓋の一実施例の要部を示す断面図である。
この缶蓋１は、缶蓋１の中央を占めるセンターパネル１０と、該センターパネル１０の周縁から下方に向かって湾曲する湾曲部１１を介して垂下する内側側壁１２と、該内側側壁１２から外方に向けて連続する湾曲底部１３と、該湾曲底部１３から上方に立ち上がるチャックウオール１４と、該チャックウオール１４の外方に突出するシーミングパネル１５とを備え、これらが一体に形成されており、湾曲底部１３とこの両端から立ち上がる内側側壁１２とチャックウオール１４下部とでセンターパネル１０を囲む環状溝１６を形成している。また、チャックウオール１４は、屈曲点２０を境として上下に区分され、上部の第１ウオール１４ａと下部の第２ウオール１４ｂによって構成されている。
【００１５】
ここで、第１ウオールの開き角度θ１  は、第２ウオールの開き角度θ２  より大きく、具体的には第１ウオールの開き角度θ１  を６〜２０°、より好ましくは１２〜２０°、第２ウオールの開き角度θ２  を５°以内、好ましくは０〜２°程度とすることが望ましい。
【００１６】
図２は、湾曲底部１３の曲率半径ｒ１  を０．６４ｍｍ及び０．８９ｍｍとし、第２ウオールの開き角度θ２  を２°とした場合に、第１ウオールの開き角度θ１  の変化に対する内圧強度の変化を示すグラフである。これによれば、θ１  が大きいほど内圧強度が向上するが、上述したような理由から好ましい上限が存在する。内圧強度は、チャックウオール１４が内圧増加に伴って変形し、ある限界の圧力に達するときに飛び移り座屈することによって決定されるのが一般的であるが、チャックウオール１４に屈曲点２０が適切な位置にある場合には、図３に示すように、その飛び移り座屈は第２ウオールの開き角度θ２  が内圧増加に伴って第１ウオールの開き角度θ１  と等しいか大きくなってから（θ２  ≧θ１  ）生じるので、θ１  が大きいほど内圧強度が向上する理由は、θ１  が大きいほどチャックウオール部における飛び移り座屈が生じる（図中一点鎖線で示した）までの第２ウオールの変形許容量が増加することが原因であると考えられる。
【００１７】
また、屈曲点２０の位置が内圧強度に与える影響も大きい。図４は、湾曲底部の曲率半径ｒ１  が０．６４ｍｍ、湾曲部１１の曲率半径ｒ２  が０．８９ｍｍ、湾曲底部１３の最下面からセンターパネル１０の周縁下端までのパネルデプスｈｐ  が２．３８ｍｍの場合に、湾曲底部１３の最下面からチャックウオールの屈曲点２０までの高さｈｂ  を変化させて、内圧強度の変化を測定したグラフである。
【００１８】
この図４によれば、屈曲点の高さｈｂ  がパネルデプスｈｐ  とほぼ同じ高さの時に内圧強度が最大になり、ｈｂ  がｈｐ  −０．６〜ｈｐ  ＋１．５の関係を満たす場合に、内圧強度は、屈曲点を設けないとき（図中、０．０ｍｍ）より、約６％以上向上することが認められる。
【００１９】
このように、屈曲点の位置によって内圧強度が変化する理由を図５で説明する。内圧がかかったときに、屈曲点２０の高さが高すぎると、（ａ）に示したように、屈曲点２０の位置（図中黒丸で示した）よりも実際に屈曲する位置（図中、矢印で示した）が下になり、一方屈曲点２０の高さが低すぎると、（ｂ）に示したように、屈曲点２０の位置よりも実際に屈曲する位置が上になり、何れも屈曲点２０と実際に屈曲する位置とがずれることにより、変形許容量が減少することが原因であると考えられる。
【００２０】
また、パネルデプスｈｐ  が２．３８ｍｍの場合に、第１ウオールの開き角度θ１  を変えて、屈曲点２０の高さｈｂ  に対する内圧強度の関係を図６に示した。これによれば、θ１  の角度が６°より小さいと内圧強度の向上は認められないと共に、ｈｂ  の高さがｈｐ  とほぼ同じ高さの時に内圧強度が最大となることが認められる。更に、上述したように、一般的には湾曲底部の曲率半径ｒ１  が大きいと内圧強度が低下するといわれているが、この図からｒ１  を０．６４から０．８９にしても、θ１  を大きく１２°にして屈曲点を設けることによって、内圧強度が大きくなることが認められる。
【００２１】
本発明の缶蓋は、上述したチャックウオールに屈曲点を設けた以外は通常の缶蓋の形状、寸法等を採用することができる。
例えば、パネルデプスｈｐ  は、高くなれば内圧強度は向上する。しかし、上述したタブとの関係で上限は決められてしまう。パネルデプスｈｐ  の値は、一般に１．５〜３．０ｍｍの範囲が適切である。また、湾曲底部１３の曲率半径ｒ１  と、湾曲部１１の曲率半径ｒ２  は、それぞれ小さいほど内圧強度は向上するが、加工が困難となるため、通常それぞれ０．３〜１．０ｍｍの範囲が適切である。この場合、ｒ１  は、図７に示したように、内側側壁１２側とチャックウオール１４側とで曲率半径を変えてもよい。更に、内側側壁の開き角度θ３  は、できる限り垂直に近くするほうがよい。
【００２２】
本発明の缶蓋は、内圧強度を高くすることができるため、ビール、炭酸飲料などの内圧が比較的高い缶容器に用いることができるが、非炭酸飲料などの陰圧缶にも用いることができ、また、缶容器の底蓋としても用いることができる。缶蓋の材質はアルミニウム、アルミニウム合金、鉄その他を用いることができる。
【００２３】
本発明の缶蓋は、一般の缶蓋の製造方法に従い、製造することができる。例えば最終形態に近い形状のプリフォームを形成し、次いでプリフォームの内側側壁を垂直に、湾曲底部の曲率を小さくする２段目の成形の際に、チャックウオールに屈曲点を形成することができる。
［実施例、比較例］
次に、図７に示した缶蓋の各部分を表１に示した寸法で形成した缶蓋を用いて、内圧強度を測定した。なお、板厚は０．２６ｍｍである。結果を表１に併記する。
【００２４】
【表１】
0003581183.tif 000002
【００２５】
表１の結果より、チャックウオールに屈曲点を設けた缶蓋と、屈曲点を設けない以外は同一の形状、寸法の缶蓋とを比較すると、屈曲点を設けた缶蓋のほうが約８．３％内圧強度が向上しており、その他の改良点を加えたもの（実施例３）は、約１３％も内圧強度が向上しており、屈曲点を設けた効果が明確に認められる。
【００２６】
本発明の缶蓋は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば湾曲部とセンターパネルの間に段差を設けたり、湾曲部に圧印加工を施してもよく、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明の缶蓋は、製造面の不具合を生じさせずに形状面から高耐圧化を達成できたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の缶蓋の一実施例の要部を示す断面図である。
【図２】第１ウオールの開き角度と内圧強度の関係を示すグラフである。
【図３】第１ウオールの開き角度が大きいほど内圧強度が高くなる理由を説明する概略図である。
【図４】チャックウオール屈曲点の位置と内圧強度の関係を示すグラフである。
【図５】屈曲点の位置によって内圧強度が変化する理由を説明する概略図である。
【図６】第１ウオールの開き角度と屈曲点の位置を変えた場合の内圧強度を示すグラフである。
【図７】表１に対応する缶蓋各部の符号を表した缶蓋の断面図である。
【図８】従来の缶蓋の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１                            缶蓋
１０                        センターパネル
１１                        湾曲部
１２                        内側側壁
１３                        湾曲底部
１４                        チャックウオール
１４ａ                    第１ウオール
１４ｂ                    第２ウオール
１５                        シーミングパネル
２０                        屈曲点
θ１                          第１ウオールの開き角度
θ２                          第２ウオールの開き角度
ｈｂ                          屈曲点の高さ
ｈｐ                          センターパネルの高さ（パネルデプス）
ｒ１                          湾曲底部の曲率半径
ｒ１ａ                        湾曲底部のチャックウオール側の曲率半径
ｒ１ｂ                        湾曲底部の内側側壁側の曲率半径
ｒ２                          湾曲部の曲率半径
【図１】
0003581183.tif 000003
【図２】
0003581183.tif 000004
【図３】
0003581183.tif 000005
【図４】
0003581183.tif 000006
【図５】
0003581183.tif 000007
【図６】
0003581183.tif 000008
【図７】
0003581183.tif 000009
【図８】
0003581183.tif 000010