(57)【要約】【課題】製造工程の短縮を図ることができ、缶軸方向に沿う広い領域における縮径加工を安定して施すことができ、美麗な外観を有するボトル缶の製造方法を提供する。【解決手段】縮径部成形工程は、胴部の開口端部から縮径予定部までの領域全体を縮径する縮径加工を成形面の加工径を段階的に小さくしながら複数回に分けて行い、縮径部の一部となる各局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形する工程とされ、各成形面は、局部縮径部を成形する成形凸曲面を有しており、複数回の縮径加工のうち、先行の縮径加工の後に行われる少なくとも１回の後行の縮径加工において使用される縮径用金型の成形面が縮径部に沿って形成されたテーパ面を有しており、成形凸曲面により後行の縮径加工において新たな局部縮径部を成形するとともに、テーパ面により先行の縮径加工において成形された局部縮径部を再成形し、縮径部の一部を成形する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の胴部を備える筒体の該胴部の縮径予定部に、缶軸方向に沿って前記胴部の下部側から開口端部側に配置される上部側に向かうに従い漸次縮径された縮径部を成形する縮径部成形工程を備え、
前記縮径部成形工程は、前記胴部の外面に縮径用金型の環状の成形面を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、該胴部の前記開口端部から前記縮径予定部までの領域全体を縮径する縮径加工を、前記成形面の加工径を段階的に小さくしながら複数回に分けて行い、前記縮径加工を施す度に、各縮径用金型により前記縮径部の一部となる各局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形する工程とされ、
各縮径用金型の前記成形面は、前記局部縮径部を成形する成形凸曲面を有しており、
複数回行われる前記縮径加工のうち、先行の縮径加工の後に行われる少なくとも１回の後行の縮径加工において使用される前記縮径用金型の前記成形面が前記縮径部に沿って形成されたテーパ面を有しており、
前記成形凸曲面により前記後行の縮径加工において新たな局部縮径部を成形するとともに、前記テーパ面により先行の縮径加工において成形された局部縮径部を再成形し、前記縮径部の一部を成形することを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項２】
前記後行の縮径加工は、前記テーパ面により、前記先行の縮径加工において成形された局部縮径部から前記新たな局部縮径部までの間を成形することを特徴とする請求項１に記載のボトル缶の製造方法。
【請求項３】
前記先行の縮径加工が複数回行われ、
前記後行の縮径加工は、前記テーパ面により、前記複数回の先行の縮径加工において成形された複数箇所の各局部縮径部の間を再成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のボトル缶の製造方法。
【請求項４】
複数回行われる前記縮径加工において使用される各縮径用金型の各成形面がそれぞれ前記成形凸曲面に連続して形成された前記テーパ面を有しており、
各縮径加工は、各縮径用金型の前記成形凸曲面及び前記テーパ面により、直前の縮径加工において成形された局部縮径部に連続して新たな局部縮径部を成形することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のボトル缶の製造方法。
【請求項５】
前記縮径部と前記胴部の缶軸とがなす角度αに対し、前記テーパ面と前記胴部の缶軸とがなす角度βが−２°以上０°以下の大きさに設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のボトル缶の製造方法。
【請求項６】
前記角度αが６°以上２０°以下である場合において、
前記縮径部成形工程は、１回の縮径量を０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で段階的に小さくしながら行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のボトル缶の製造方法。
【請求項７】
円筒状の胴部を備える筒体の該胴部の縮径予定部に、缶軸方向に沿って前記胴部の下部側から開口端部側に配置される上部側に向かうに従い漸次縮径された縮径部の一部となる複数の局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形するために用いられる複数の縮径用金型のうちの一つであり、
環状の成形面を有し、
前記成形面が、前記縮径予定部に新たな局部縮径部を成形する成形凸曲面と、前記縮径部に沿って形成され、先行して成形された局部縮径部を再成形するテーパ面と、を有することを特徴とする縮径用金型。
【請求項８】
前記テーパ面は、前記縮径部と前記胴部の缶軸とがなす角度αに対し、前記テーパ面と前記胴部の缶軸とがなす角度βが−２°以上０°以下の大きさに設定されていることを特徴とする請求項７に記載の縮径用金型。
【請求項９】
前記角度αが６°以上２０°である場合において、
前記成形面が、径方向に０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の大きさで形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の縮径用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部に金属製キャップが装着され、飲料等の内容物が充填されるボトル缶の製造方法及び縮径用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等の内容物が充填される容器として、ボトル形状の缶（ボトル缶）の開口部に、金属製キャップを装着して密封する容器が知られている。ボトル缶は、一般に、胴部（ウォール）と底部（ボトム）とを有する有底円筒状に形成され、その胴部の開口部側に上方へ向かうに従い漸次縮径する肩部、縮径部（ネック部）が設けられ、縮径部の上端に口部が設けられた構成とされている。このようなボトル缶は、金属板材（アルミニウム合金材料の板材）にカッピング工程（絞り工程）及びＤＩ工程（絞りしごき工程、Ｄｒａｗｉｎｇ  ＆  Ｉｒｏｎｉｎｇ）を施すことにより、胴部及び底部を有する有底円筒状の缶に形成され、その有底円筒状の缶の胴部に縮径加工を施すことにより縮径部が形成される。
【０００３】
縮径部を成形する縮径加工として、例えば特許文献１又は特許文献２に記載されているように、複数の成形金型を使用して缶の胴部を逐次変形させることにより、縮径部を階段状に形成することなくテーパ面状の滑らかな形状（スムースネック）とする成形方法が提案されている。これらの縮径加工では、有底円筒状の缶と各成形金型との間に缶の軸線方向に沿う相対移動を生じさせ、各成形金型の成形面を複数回にわたって缶の胴部外面に押し当てることにより胴部の開口部側を段階的に縮径して縮径部を成形する。
【０００４】
このうち、特許文献１には、成形金型の成形面を小円弧部と大円弧部とを滑らかに接続して円環状の成形面を形成し、この円環状の成形面により前の成形工程において成形された肩部とネック部との接続部を曲げ戻しつつ、成形面に沿う新たなネック部と肩部とを成形し、かつ、前の成形工程において成形された肩部の傾斜を漸次増大させて成形することが記載されている。また、特許文献１には、最終成形工程よりも前の成形工程においては、成形面の小円弧部と大円弧部との共通接線が目標とする肩部のテーパ角度よりも小さく設定され、最終成形工程において使用される成形金型にあっては、小円弧部と大円弧部との共通接線が他の成形工程の成形金型と比較して若干大きく、目標テーパと同等となるように設定されており、前工程までに成形された肩部の傾斜角度を最終成形工程において目標テーパまで変形させることが記載されている。
【０００５】
一方、特許文献２には、縮径ダイ（成形金型）の成形面をテーパ面により形成し、第１の縮径ダイのテーパ面により缶の開口端に第１テーパを形成した後、第２の縮径ダイのテーパ面を第１テーパの上部のみを整形（再成形）するまで押し付けて第１テーパを伸長させ、この操作を繰り返して、拡大した滑らかに整形された縮径形状を生じさせることが記載されている。また、特許文献２には、縮径部分の下部の弓形区分が複数回の縮径操作において最小限自由に整形され、上部の弓形区分を含む縮径部分の上部が繰り返し整形されることで、既に整形された部分と一体化されて縮径部分の上部と下部の弓形区分間に滑らかに内方にテーパ付された平坦な区分が形成されることが記載されており、製造されたカン（缶）のテーパ角度ＣＴ（特許文献２の表２、表４参照）は、縮径操作を繰り返すことにより、最終工程において目標とされるテーパに形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７‐１８５７０７号公報
【特許文献２】特表平３‐５０２５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１又は特許文献２に記載されるように、従来より、複数の成形金型を使用して缶の胴部を逐次変形させることにより、縮径部を階段状に形成することなくテーパ面状の滑らかな形状とする成形方法が提案されている。しかし、縮径部を広い領域（缶軸方向に沿う長い領域）で形成しようとすると、増加した領域の分だけ成形回数を増やす必要があり、製造コストが増加する。そこで、一回の成形による加工量を大きくして成形工程の短縮を図ることも考えられるが、この場合には、一回の成形における胴部と成形金型との摩擦が大きくなり、成形部分に成形痕が生じることで、滑らかな加工面を形成することが難しくなる。また、一回の成形に必要な成形荷重が増加することで、胴部の座屈を引き起こすおそれもある。さらに、胴部の缶軸と縮径部とがなす角度が例えば２４°以下に小さく設定されるような場合には、縮径部が立った状態となり、成形金型との接触領域を確保しにくくなるため、成形痕がより顕著に生じやすくなる。このため、従来の製造方法において成形できるボトル缶の形状は非常に制限されており、ボトル缶のデザインを行う上での制約となっている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、製造工程の短縮を図ることができるとともに、缶軸方向に沿う広い領域における縮径加工を安定して施すことができ、美麗な外観を有するボトル缶の製造方法及び縮径用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のボトル缶の製造方法は、円筒状の胴部を備える筒体の該胴部の縮径予定部に、缶軸方向に沿って前記胴部の下部側から開口端部側に配置される上部側に向かうに従い漸次縮径された縮径部を成形する縮径部成形工程を備え、前記縮径部成形工程は、前記胴部の外面に縮径用金型の環状の成形面を押し付けて缶軸方向に相対移動させることにより、該胴部の前記開口端部から前記縮径予定部までの領域全体を縮径する縮径加工を、前記成形面の加工径を段階的に小さくしながら複数回に分けて行い、前記縮径加工を施す度に、各縮径用金型により前記縮径部の一部となる各局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形する工程とされ、各縮径用金型の前記成形面は、前記局部縮径部を成形する成形凸曲面を有しており、複数回行われる前記縮径加工のうち、先行の縮径加工の後に行われる少なくとも１回の後行の縮径加工において使用される前記縮径用金型の前記成形面が前記縮径部に沿って形成されたテーパ面を有しており、前記成形凸曲面により前記後行の縮径加工において新たな局部縮径部を成形するとともに、前記テーパ面により先行の縮径加工において成形された局部縮径部を再成形し、前記縮径部の一部を成形する。
【００１０】
本発明のボトル缶の製造方法においては、複数回に分けて行われる縮径加工のうち、先行の縮径加工の後に行われる少なくとも１回の後行の縮径加工において、新たな局部縮径部を成形するとともに、その前に先行して成形された局部縮径部も併せて再成形（リフォーム）するので、各局部縮径部の間を滑らかに接続でき、縮径部に成形痕（圧痕）が残されることを防止できる。またこの際、後行の縮径用金型の成形凸曲面により、新たな局部縮径部を成形しながら、先行して成形された局部縮径部を縮径部に沿って再形成するので、別途のリフォーム工程を必要とせず、製造工程を簡略化でき、製造工程の短縮を図ることができる。また、各縮径加工において縮径部の一部を複数回に分けて段階的に成形及び再成形するので、一度の成形量及び再成形量を小さくできる。このため、各縮径工程における縮径用金型の成形荷重（再成形荷重）を小さく抑えることができる。さらに、各縮径加工において、先行して成形された局部縮径部を順に再成形するので、既に再成形された縮径部の一部分について真円度を高めることができ、各縮径加工時における胴部の座屈を円滑に防止できる。したがって、１回の縮径加工による加工量を大きくして縮径部成形工程の短縮を図ることができるとともに、加工量の大きな縮径部や広範囲に傾斜した縮径部等、種々の形状の縮径部を安定して成形できる。
また、本発明によれば、胴部の缶軸と縮径部とがなす角度が例えば２４°以下に小さく設定され、縮径部が立った状態とされた形状でも、縮径部に成形痕を残すことなく形成でき、美麗な外観を有するボトル缶を製造できる。なお、縮径部が立った状態（傾斜角度が２４°以下）、好ましくは縮径部の傾斜角度が６°以上２０°以下では、胴部のコラム強度（缶軸方向の荷重に対する強度）を確保しやすくなるので、複数回に分けて縮径及び再成形を行う本発明により、縮径部の加工時における胴部の座屈を確実に防止できる。
【００１１】
本発明のボトル缶の製造方法の好ましい実施形態において、前記後行の縮径加工は、前記テーパ面により、前記先行の縮径加工において成形された局部縮径部から前記新たな局部縮径部までの間を成形する。
【００１２】
後行の縮径加工において、成形凸曲面により新たな局部縮径部を成形するとともに、テーパ面によりその前に先行して成形された局部縮径部と新たな局部縮径部との間も併せて成形するので、先行して成形された局部縮径部と新たな局部縮径部との間を滑らかに接続でき、縮径部に成形痕が形成されることを防止できる。
【００１３】
本発明のボトル缶の製造方法の好ましい実施形態は、前記先行の縮径加工が複数回行われ、前記後行の縮径加工は、前記テーパ面により、前記複数回の先行の縮径加工において成形された複数箇所の各局部縮径部の間を再成形する。
【００１４】
先行の縮径用金型により、縮径部の一部となる局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら間隔をあけて成形した場合、これらの先行の縮径加工において成形された局部縮径部の間には、先行の縮径用金型の成形面に接触しない未成形領域が残りやすくなる。このため、先行の縮径用金型による各加工径の間隔を大きくした場合、未成形領域が大きく残りやすくなる。しかし、本発明のボトル缶の製造方法においては、後行の縮径用金型のテーパ面により、先行して成形された複数の局部縮径部の間の未成形領域を縮径部に沿って再成形できるので、未成形領域を残すことなく縮径部を成形できる。したがって、１回の縮径加工による加工量を大きくしても、縮径部に未成形領域を残すことなく、缶軸方向に沿う広い領域における縮径加工を安定して施すことができ、美麗な外観を有するボトル缶を製造できる。また、１回の縮径加工による加工量を大きくできるので、縮径部成形工程の短縮を図ることができる。
【００１５】
本発明のボトル缶の製造方法の好ましい実施形態は、複数回行われる前記縮径加工において使用される各縮径用金型の各成形面がそれぞれ前記成形凸曲面に連続して形成された前記テーパ面を有しており、各縮径加工は、各縮径用金型の前記成形凸曲面及び前記テーパ面により、直前の縮径加工において成形された局部縮径部に連続して新たな局部縮径部を成形する。
【００１６】
各縮径加工において使用される各縮径用金型の各成形面に成形凸曲面に連続するテーパ面を形成しておくことで、各テーパ面により、直前の縮径加工において成形された局部縮径部に連続して新たな局部縮径部を成形できるので、各局部縮径部の間に未成形領域が生じることを防止でき、滑らかに接続された縮径部を成形できる。
【００１７】
本発明のボトル缶の製造方法の好ましい実施形態として、前記縮径部と前記胴部の缶軸とがなす角度αに対し、前記テーパ面と前記胴部の缶軸とがなす角度βが−２°以上０°以下の大きさに設定されるとよい。
【００１８】
角度βを、縮径部の傾斜角度（角度α）と同じ（β＝α）か、それよりも僅かに小さい角度（α−２°＜β＜α）としておくことにより、各縮径工程において生じるスプリングバックを吸収して各局部縮径部を成形でき、縮径部を高精度に成形できる。
【００１９】
本発明のボトル缶の製造方法の好ましい実施形態として、前記角度αが６°以上２０°以下である場合において、前記縮径部成形工程は、１回の縮径量を０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で段階的に小さくしながら行うとよい。
【００２０】
１回の縮径加工において加工する胴部の縮径量が１．５ｍｍを超えると、各縮径加工時における胴部の座屈が生じやすくなる。一方、１回の縮径量が０．８ｍｍ未満では、加工回数が多くなり、必要な縮径用金型の数が多くなる。したがって、１回の縮径加工において加工する縮径量を０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下にすることで、角度α（傾斜角度）が６°以上２０°以下とされる立った形状の縮径部も安定して成形できる。また、この観点では、１回の縮径量は、好ましくは１．０ｍｍ以上１．４ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００２１】
本発明の縮径用金型は、円筒状の胴部と備える筒体の該胴部の縮径予定部に、缶軸方向に沿って前記胴部の下部側から開口端部側に配置される上部側に向かうに従い漸次縮径された縮径部の一部となる複数の局部縮径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形するために用いられる複数の縮径用金型のうちの一つであり、環状の成形面を有し、前記成形面が、前記縮径予定部に新たな局部縮径部を成形する成形凸曲面と、前記縮径部に沿って形成され、先行して成形された局部縮径部を再成形するテーパ面と、を有する。
【００２２】
本発明の縮径用金型の好ましい実施形態として、前記テーパ面は、前記縮径部と前記胴部の缶軸とがなす角度αに対し、前記テーパ面と前記胴部の缶軸とがなす角度βが−２°以上０°以下の大きさに設定されているとよい。
【００２３】
本発明の縮径用金型の好ましい実施形態として、前記角度αが６°以上２０°以下である場合において、前記成形面が、径方向に０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下の大きさで形成されているとよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、１回の縮径加工による加工量（縮径量）を大きくして製造工程の短縮を図ることができるとともに、缶軸方向に沿う広い領域における縮径加工を安定して施すことができ、美麗な外観を有するボトル缶を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るボトル缶の製造方法により製造されるボトル缶を用いた容器の半分を缶軸を通る断面にした正面図である。
【図２】第１実施形態のボトル缶の製造方法のうち、カップを形成して筒体を形成するまでの工程を順に示す模式図であり、右半分については缶軸を通る縦断面にした正面図である。
【図３】第１実施形態のボトル缶の製造方法のうち、小径筒部を形成してカール部を形成するまでの工程を順に示す模式図であり、右半分については缶軸を通る縦断面にした正面図である。
【図４】ボトル缶製造装置の正面図である。
【図５】図４のＡ‐Ａ線に沿う断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程における各縮径用金型と中間成形体との関係を説明する缶軸を通る缶胴の要部断面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、縮径用金型を有底円筒状缶の上方に離間させて配置した状態を示す。
【図８】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、１回目の縮径加工の状態を示す。
【図９】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、２回目の縮径加工の状態を示す。
【図１０】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、３回目の縮径加工の状態を示す。
【図１１】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、４回目の縮径加工の状態を示す。
【図１２】本発明の第１実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、５回目の縮径加工の状態を示す。
【図１３】縮径加工における縮径量を説明する縮径部の部分模式図であり、縮径部の缶軸を通る断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るボトル缶の製造方法により製造されるボトル缶の缶軸を通る要部断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、１回目の縮径加工の状態を示す。
【図１６】本発明の第２実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、２回目の縮径加工の状態を示す。
【図１７】本発明の第２実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、３回目の縮径加工の状態を示す。
【図１８】本発明の第２実施形態の縮径部成形工程を説明する缶軸を通る要部断面図であり、４回目の縮径加工の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において製造されるボトル缶１０１と、ボトル缶１０１の開口端部１０ａに装着されるキャップ２０１と、を備える容器３０１の正面図であり、右半分を缶軸Ｏを通る断面にして示した半断面図である。図２、図３、図６〜図１２は、第１実施形態のボトル缶の製造方法の各工程を示す説明図である。このうち、図２はカップを成形して筒体４１を形成するまでの工程を順に示す模式図、図３は有底円筒状の中間成形体４２を成形してボトル缶１０１を製造するまでの工程を順に示す模式図、図６〜図１２は縮径部成形工程を説明する要部断面図を示している。また、図１３は、縮径部成形工程の各縮径加工による縮径量を説明する模式図を示している。
【００２７】
ボトル缶１０１は、アルミニウム又はアルミニウム合金等の薄板金属からなり、図１に示すように、円筒状をなす胴部（ウォール）１０とドーム状をなす底部（ボトム）２０とを備える有底円筒状に形成されている。
図１に示すように、胴部１０及び底部２０は互いに同軸に配置されており、本実施形態において、これらの共通軸を缶軸Ｏと称して説明を行う。また、缶軸Ｏに沿う方向（缶軸Ｏ方向）のうち、胴部１０の開口端部１０ａから底部２０側へ向かう方向を下方、底部２０から開口端部１０ａ側へ向かう方向を上方とし、以下の説明においては、図１〜図３及び図６〜図１２に示す向きと同様に上下方向を定めるものとする。また、缶軸Ｏに直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸Ｏに接近する向きを径方向の内側（内方）、缶軸Ｏから離間する向きを径方向の外側（外方）とする。また、缶軸Ｏ回りに周回する方向を周方向とする。
【００２８】
胴部１０は、図１に示されるように、底部２０側において円筒状に形成された円筒部１１と、円筒部１１の上端で径方向内方に屈曲するように縮径された肩部１２と、缶軸Ｏ方向の上方（開口端部１０ａ側）に向けて漸次縮径する縮径部１３と、これらの肩部１２の上端と縮径部１３との間を接続する変曲部１４と、縮径部１３の上端に形成された口部１５と、を備える。図１に示すように、縮径部１３と胴部１０の缶軸Ｏとがなす角度（傾斜角度）をαとすると、傾斜角度αは例えば６°以上２４°以下に設けられており、縮径部１３は缶軸Ｏ方向に立った形状に形成されている。なお、円筒部１１、肩部１２、変曲部１４、縮径部１３は、それぞれ胴部１０の周方向全周にわたって延びる環状をなしている。
【００２９】
また、これら円筒部１１と、肩部１２と、変曲部１４と、縮径部１３とは、互いに滑らかに連なっており、互いの間に段差を形成することなく滑らかに接続されている。具体的には、図１に示される縦断面視において、肩部１２が胴部１０の外側（径方向の外側）かつ上側へ向けて凸となる凸曲面状に形成されており、この肩部１２の下端と円筒部１１の上端とが接して設けられ、円筒部１１が肩部１２の接線とされ、下方に向かって直線状に設けられている。変曲部１４は、胴部１０の内側（径方向の内側）かつ下側へ向けて凹となる凹曲面状に形成されており、変曲部１４の下端と肩部１２の上端とが接して設けられ、これら肩部１２の上端と変曲部１４の下端とが共通の接線を有するように形成されている。また、変曲部１４の上端と縮径部１３の下端とは接して設けられ、縮径部１３が変曲部１４の接線となっている。
【００３０】
また、胴部１０の上部に配置された口部１５は、縮径部１３の上端で一旦拡径された大径部３１と、大径部３１の上端で再度縮径された小径部３２と、小径部３２の上端の開口端部１０ａに形成されたカール部３３とを有している。このように、口部１５は開口端部１０ａにより外部に開口しており、飲料等の内容物は口部１５を通じてボトル缶１０１の内部に充填される。また、図１に示すように、口部１５にキャップ２０１を装着することにより、ボトル缶１０１の内部に充填された内容物が密封されるようになっている。
【００３１】
なお、ボトル缶１０１の底部２０は、缶軸Ｏ上に位置するとともに、上方（胴部１０の内部）に向けて膨出するように形成されたドーム部２１と、該ドーム部２１の外周縁部と胴部１０の下端部とを接続するヒール部２２とを備えている。また、ドーム部２１とヒール部２２との接続部分は、ボトル缶１０１が正立姿勢（図１に示される、胴部１０の開口端部１０ａが上方を向く姿勢）となるように接地面（載置面）上に載置されたときに、接地面に接する接地部２３となっている。接地部２３は、底部２０において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。
【００３２】
このように構成されるボトル缶１０１のその他の諸寸法について一例を挙げると、ボトル缶１０１の板厚は、成形前の元板厚が０．２５０ｍｍ〜０．５００ｍｍである。また、図１に示されるボトル缶１０１の缶軸Ｏを通る縦断面視において、製品となる円筒部１１の外径Ｄｂが５２ｍｍ〜６８ｍｍ、肩部１２の曲率半径Ｒ１１（肩部１２の外面における曲率半径）が１２ｍｍ〜３０ｍｍ、変曲部１４の曲率半径Ｒ１２（変曲部１４の外面における曲率半径）が１０ｍｍ〜２４ｍｍとされる。なお、縮径部１３の下端の外径Ｄｓ１（縮径部１３と変曲部１４との接点）は例えば３０ｍｍ〜４５ｍｍの範囲内とされ、縮径部１３の上端の外径Ｄｓ２（縮径部１３と口部１５との接点）は例えば２２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲内とされる。ただし、上記寸法は、上記数値範囲に限られるものではない。
【００３３】
図１に示される第１実施形態のボトル缶１０１の場合、円筒部１１の外径Ｄｂが６６ｍｍ、肩部１２の曲率半径Ｒ１１が２４ｍｍ、変曲部１４の曲率半径Ｒ１２が１８ｍｍ、縮径部１３の傾斜角度αが１０°とされる。
【００３４】
このように、縮径部１３を有するボトル缶１０１を製造するには、まず、アルミニウム合金等のアルミニウム板材を打ち抜いて絞り加工することにより、図２（ａ）に示すように比較的大径で浅いカップ４０を成形した後、このカップ４０に再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、図２（ｂ）に示すように所定高さの有底円筒状の筒体４１を成形し、その上端をトリミングにより切り揃える。このＤＩ加工により、筒体４１の底部は最終のボトル缶１０１としての底部２０の形状に成形される。
【００３５】
次いで、例えば図４及び図５に示すボトル缶製造装置５０１により、ボトル缶１０１を製造する。このボトル缶製造装置５０１について次に説明する。なお、このボトル缶製造装置５０１は、前述のようにして形成した筒体４１を最終形状のボトル缶１０１に加工するためのものであり、加工の進捗に応じて缶の形状が変化していくが、以下では、この筒体４１からボトル缶１０１に至るまでの間で有底円筒状の缶（本発明における胴部を備える筒体）の形状を特に限定しない場合は、中間成形体４２として説明する。また、以下では、中間成形体４２の胴部と底部とに、ボトル缶１０１の胴部１０及び底部２０と共通の符号を用いて説明する。
【００３６】
このボトル缶製造装置５０１は、複数の中間成形体４２を、その缶軸Ｏ方向を水平に配置して保持するワーク保持部５１１と、これら中間成形体４２に各種成形加工を施す複数の成形ツール５１２を保持するツール保持部５１３と、両保持部５１１，５１３を駆動する駆動部５１４とを備えている。中間成形体４２を保持するワーク保持部５１１のワーク保持側と、成形ツール５１２を保持するツール保持部５１３のツール保持側とが対向して配置されている。
【００３７】
ワーク保持部５１１は、支持軸５１５に支持された円盤５１６におけるツール保持部５１３と対向する表面に、中間成形体４２を保持する複数の保持装置５１７が周方向に沿う環状に配列された構成とされている。この円盤５１６が駆動部５１４によって支持軸５１５を中心として間欠的に回転されることにより、供給部５１８から供給側スターホイール５１９を介して供給された中間成形体４２の底部が保持装置５１７に１個ずつ保持されて円盤５１６の周方向に搬送される。中間成形体４２は、円盤５１６による搬送中にツール保持部５１３の各成形ツール５１２によって成形された後、成形後のボトル缶１０１として排出側スターホイール６０１を介して排出部６１１に順次排出される。
【００３８】
ツール保持部５１３は、支持軸６１２に支持された円盤６１３におけるワーク保持部５１１と対向する表面に、複数の各種成形ツール５１２が周方向に沿う環状に配列され、駆動部５１４によって円盤６１３が支持軸６１２の軸方向に進退する構成とされている。支持軸６１２は支持軸５１５の内部において支持軸５１５と同軸上に設けられる。
【００３９】
このツール保持部５１３には、中間成形体４２の開口部を縮径加工（ネックイン加工）するための複数の縮径用金型、及びカール部３３を形成するためのカール部成形ツール等の、各加工段階に応じた加工を行うための成形ツール５１２が複数備えられている。これらの成形ツール５１２は、工程順に円盤６１３上に周方向に並んで環状に配置されている。
【００４０】
支持軸５１５の軸線を回転中心とするワーク保持部５１１（円盤５１６）の間欠的な回転停止位置は、開口部をツール保持部５１３側に向けた各中間成形体４２の缶軸Ｏが各成形ツール５１２の中心軸にそれぞれ一致するように設定される。そして、駆動部５１４による円盤５１６の間欠的回転によって、各中間成形体４２は次工程用の各成形ツール５１２に対向する位置に回転移動されて、次の段階の加工が施される。
【００４１】
すなわち、ツール保持部５１３が前進してワーク保持部５１１とツール保持部５１３とが互いに接近したときに、各成形ツール５１２が各工程に応じた加工を中間成形体４２に施し、両保持部５１１，５１３が互いに離間した状態のときに各中間成形体４２に次工程の成形ツール５１２が対向するようにワーク保持部５１１が回転移動される。このように、両保持部５１１，５１３が接近して加工を行い、離間及び回転するという動作が繰り返されることにより、中間成形体４２に肩部１２、変曲部１４、縮径部１３、口部１５が順次形成されてボトル缶１０１が形成される。
【００４２】
次に、このボトル缶製造装置５０１を用いてボトル缶１０１を製造する方法について工程順に詳細を説明する。
アルミニウム合金等の薄板の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ成形）により図２（ｂ）に示す状態まで形成した筒体４１の上端部に対して、ツール保持部５１３の周方向に並ぶ複数の成形ツール５１２を順次使用しながら、この成形ツール５１２を缶軸Ｏ方向に沿って移動してダイネッキング加工を施すことにより、筒体４１の高さ方向の途中位置から上部を縮径して肩部１２、変曲部１４、及び、変曲部１４の上方部分を徐々にテーパ状に縮径した縮径部１３を順に形成し（図３（ａ））、その縮径部１３の上に大径部３１を形成した後に再度縮径して、上方に向かうにしたがって徐々に縮径する小径部３２を形成し、その小径部３２の上方に延びる筒状の小径筒部３４を形成する（図３（ｂ））。
【００４３】
このうち、縮径部１３を成形する縮径部成形工程では、図６及び図７に示すように、肩部１２と変曲部１４とが成形された中間成形体４２の胴部１０のうち、底部２０側に配置された下部４３（円筒部１１、肩部１２、変曲部１４）よりも上側の部分に加工を施し、下部４３と開口端部４２ａ側に配置された上部４５との間に位置する縮径予定部４４に、缶軸Ｏ方向に沿って下部側から上部側に向かうに従い漸次縮径された、すなわち漸次小径となる縮径部１３を成形するとともに、縮径部１３に隣接配置される上部４５にその上部４５よりも径方向の内側に縮径した円筒状の上部１６を成形する。なお、図７に破線で示した形状が、縮径部１３と上部１６とを形成した中間成形体４２である。
【００４４】
縮径部成形工程では、下部４３と上部４５との間を接続する広い領域の縮径予定部４４（缶軸Ｏ方向に沿う長い領域）に縮径部１３を成形するため、中間成形体４２の上部４５及び縮径予定部４４の外面に加工径の異なる環状の成形面を有する複数個の縮径用金型（ダイネッキング型）を、加工径の大きい側から順に嵌合させて複数回の縮径加工を施す。
【００４５】
図１に示すように、縮径部１３の傾斜角度α（縮径部１３と胴部１０の缶軸Ｏとがなす角度α）が６°以上２０°以下とされる立った形状を成形する場合には、１回の縮径量（加工量）を好ましくは０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下（片側幅で０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下）で段階的に小さくしながら行う。
【００４６】
以下、本実施形態では、図６〜図１２等に示されるように、加工径の異なる１０個の縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅ等（成形ツール５１２）を用い、傾斜角度α＝１０°の縮径部１３を１０回に分けて、すなわち１０回の縮径加工を経て、縮径部１３及び上部１６を成形する場合を例にして説明を行う。この場合、１回の縮径加工の縮径量は、図６に示すように、径の片側幅ｇ１〜ｇ１０（図６では、このうちのｇ１〜ｇ５のみ図示）でそれぞれ０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下（直径差で０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下）とされる。
【００４７】
なお、複数回行われる各縮径加工において、それぞれの縮径量は次のように算出される。図１３に縮径部１３の部分模式図を示したように、１回目の縮径加工の縮径量ｇ１は、１回目の縮径加工前の中間成形体４２の縮径予定部４４（及び上部４５）の外面の最小径と、縮径用金型７０１Ａの外面（成形面）の最小径と、の差分となる。また、２回目の縮径加工の縮径量ｇ２は、１回目で用いた縮径用金型７０１Ａの外面（成形面）の最小径と、縮径用金型７０１Ｂの外面（成形面）の最小径と、の差分となる。３回目以降の各縮径加工の縮径量ｇ３〜ｇ１０は、２回目の縮径量ｇ２と同様に算出され、それぞれ直前の縮径用金型の外面（成形面）の最小径と、それぞれの縮径加工で用いる縮径用金型の外面（成形面）の最小径と、の差分となる。なお、これらの縮径部１３の角度αと各縮径量ｇ１〜ｇ１０とから、各縮径量金型の缶軸Ｏ方向へのずらし量ｓ１〜ｓ１０（図１３では、このうちのｓ１〜ｓ３のみ図示）を算出することができる。
【００４８】
このように、縮径部成形工程では、合計１０回の縮径加工を経ることにより、外径差（Ｄｓ１−Ｄｓ２）で８ｍｍ〜１５ｍｍ程度、径の片側幅ｇ０で４ｍｍ〜７．５ｍｍ程度の縮径部１３が成形される。なお、縮径加工の回数は１０回に限定されず、縮径部１３の加工領域の大きさに応じて適宜調整される。以下、第１実施形態の説明においては、縮径部成形工程で行われる１０回の縮径加工のうち、６回〜１０回の縮径加工の説明を省略し、１回〜５回の縮径加工を例にして説明を行う。
【００４９】
各縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅは、具体的には、それぞれ中間成形体４２の内部に嵌合するパンチ７２Ａ〜７２Ｅと、中間成形体４２の外部に嵌合するダイス７１Ａ〜７１Ｅと、を有する構成とされる。各縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅの各パンチ７２Ａ〜７２Ｅと各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの中心軸は缶軸Ｏと同軸に配置されており、各縮径加工では、図６〜図１２に示すように、中間成形体４２と各縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅを缶軸Ｏ方向に相対的に接近移動（相対移動）させ、第１パンチ７２Ａと第１ダイス７１Ａ、第２パンチ７２Ｂと第２ダイス７１Ｂ、第３パンチ７２Ｃと第３ダイス７１Ｃ、第４パンチ７２Ｄと第４ダイス７１Ｄ、第５パンチ７２Ｅと第５ダイス７１Ｅの間に、順に中間成形体４２の上部４５及び縮径予定部４４を進入させることにより、中間成形体４２の開口端部４２ａから縮径予定部４４までの領域全体（上部４５及び縮径予定部４４）を縮径加工する。また、前述したように、各縮径加工は、縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅの加工径、具体的には、各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの成形面７１０ａ〜７１０ｅの加工径を段階的に小さくしながら複数回（この場合は５回、全体で１０回）に分けて行い、１回の縮径加工を施す度に、縮径部１３の一部となる局部縮径部を符号４６ａ〜４６ｅの順に示すように、縮径予定部４４の下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形する。
【００５０】
なお、各ダイス７１Ａ〜７１Ｅのそれぞれの先端部７３０には、中間成形体４２の下部４３に形成された円筒部１１の外面と係合する円環状のガイド面７３１が形成されており、ガイド面７３１と円筒部１１の外面とを係合させることにより、各縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅと中間成形体４２との位置合わせがなされるようになっている。
【００５１】
成形面７１０ａ〜７１０ｅは各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの内周面に形成されており、図８〜図１２の縦断面視に示すように、径方向内側かつ下方に向けて突出する凸曲面状の成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅと、この成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅの上端に連続した円柱状の直線成形面７１２ａ〜７１２ｅと、各成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅの下端に連続したテーパ状のテーパ面７１３ａ〜７１３ｅと、各テーパ面７１３ａ〜７１３ｅの下端に連続した凸曲面状のリフォーム凸曲面７１４ａ〜７１４ｅと、が周方向全周にわたり形成されている。
【００５２】
直線成形面７１２ａ〜７１２ｅは、各成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅの上端に滑らかに接続され、各成形面７１０ａ〜７１０ｅの最も内側（径方向の内側）において缶軸Ｏ方向と平行な直線状に形成されている。また、テーパ面７１３ａ〜７１３ｅは、各成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅの下端に滑らかに接続され、縮径部１３に沿ったテーパ状に形成されている。また、リフォーム凸曲面７１４ａ〜７１４ｅの曲率半径Ｒ２２は、変曲部１４の曲率半径Ｒ１２と同じか、それよりも小さい曲率半径に形成されており、成形面７１０ａ〜７１０ｅの下端に滑らかに接続されている。
【００５３】
第１実施形態の成形面７１０ａ〜７１０ｅの諸寸法について一例を挙げると、成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅの曲率半径Ｒ２１は４ｍｍ〜１０ｍｍとされ、リフォーム凸曲面７１４ａ〜７１４ｅの曲率半径Ｒ２２は５ｍｍ〜２４ｍｍとされる。また、各直線成形面７１２ａ〜７１２ｅの間隔（片側幅）ｇ１〜ｇ５は０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下（直径差で０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下）に設けられる。また、各テーパ面７１３ａ〜７１３ｅの傾斜角度β（テーパ面７１３ａ〜７１３ｅと缶軸Ｏとがなす角度）は、縮径部１３の傾斜角度αに対し、−２°以上０°以下の大きさに設定される。すなわち、テーパ面７１３ａ〜７１３ｅの傾斜角度βは、成形される縮径部１３の傾斜角度αと同じ角度（β＝α）か、それよりも僅かに小さい角度（α−２°＜β＜α）に形成される。
【００５４】
なお、成形面７１０ａ〜７１０ｅの下端に隣接配置される各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの先端側には、リフォーム凸曲面７１４ａ〜７１４ｅの下端に連続したテーパ状の先端逃げ面７１５ａ〜７１５ｅが形成されている。先端逃げ面７１５ａ〜７１５ｅは、リフォーム凸曲面７１４ａ〜７１４ｅの下端に滑らかに接続されており、下側に向かうにつれて変曲部１４及び肩部１２から離間するように形成されている。なお、前述したように、各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの先端部７３０には、円筒部１１と係合するガイド面７３１が設けられている。
一方、成形面７１０ａ〜７１０ｅの上端に隣接配置される各ダイス７１Ａ〜７１Ｅの基端側は、直線成形面７１２ａ〜７１２ｅよりも径方向の内側に縮径して設けられた基端逃げ面７１８ａ〜７１８ｅが形成されている。
【００５５】
また、このように構成されるダイス７１Ａ〜７１Ｅのうち、変曲部１４に連続した局部縮径部４６ａを成形する第１ダイス７１Ａでは、図７及び図８に示すように、成形面７１０ａを構成する成形凸曲面７１１ａとテーパ面７１３ａとが局部縮径部４６ａを成形する加工面とされ、テーパ面７１３ａの下端に連続するリフォーム凸曲面７１４ａの上部側が変曲部１４を再成形する再成形面とされる。
【００５６】
一方、局部縮径部４６ａに連続する局部縮径部４６ｂの成形を行う第２ダイス７１Ｂは、図９に示すように、成形面７１０ｂを構成する成形凸曲面７１１ｂとテーパ面７１３ｂの上部側とが局部縮径部４６ｂを成形する加工面とされ、テーパ面７１３ｂの下部側は、第１ダイス７１Ａにより成形された局部縮径部４６ａを再成形する再成形面とされる。つまり、テーパ面７１３ｂは、その下部側が局部縮径部４６ａに重なる位置まで延在して設けられている。これにより、第２ダイス７１Ｂによる後行の縮径加工により新たな局部縮径部４６ｂを成形する際に、テーパ面７１３ｂの上部側が第１ダイス７１Ａによる先行の縮径加工（直前の縮径加工）において成形された局部縮径部４６ａに連続して新たな局部縮径部４６ｂを成形する。また、このようにテーパ面７１３ｂの上部側により、直前の局部縮径部４６ａから新たな局部縮径部４６ｂまでの間を成形するとともに、テーパ面７１３ｂの下部側が先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａの外面に当接して、先行して成形された直前の局部縮径部４６ａの形状が整えられる。したがって、直前の局部縮径部４６ａと新たな局部縮径部４６ｂと間に未成形領域を生じさせることなく、新たな局部縮径部４６ｂが直前の局部縮径部４６ａに滑らかに接続され、接続部分に成形痕（圧痕）が形成されることを防止できる。
【００５７】
また同様に、第３ダイス７１Ｃの成形面７１０ｃは、図１０に示すように、成形凸曲面７１１ｃとテーパ面７１３ｃの上部側とが局部縮径部４６ｃを成形する加工面とされ、テーパ面７１３ｃの下部側は、第２ダイス７１Ｂにより成形された局部縮径部４６ｂを再成形する再成形面とされる。また、第４ダイス７１Ｄの成形面７１０ｄも、図１１に示すように、成形凸曲面７１１ｄとテーパ面７１３ｄの上部側とが局部縮径部４６ｄを成形する加工面とされ、テーパ面７１３ｄの下部側は、第３ダイス７１Ｃにより成形された局部縮径部４６ｃを再成形する再成形面とされる。さらに、第５ダイス７１Ｅの成形面７１０ｅも、図１２に示すように、成形凸曲面７１１ｅとテーパ面７１３ｅの上部側とが局部縮径部４６ｅを成形する加工面とされ、テーパ面７１３ｅの下部側は、第４ダイス７１Ｄにより成形された局部縮径部４６ｄを再成形する再成形面とされる。
【００５８】
そして、縮径部成形工程は、まず、図７に示すように加工径の最も大きい縮径用金型７０１Ａを中間成形体４２の上方に離間させて配置した状態から、中間成形体４２と縮径用金型７０１Ａとを缶軸Ｏ方向に相対的に接近移動（相対移動）させつつ、図８に示すように、中間成形体４２の上部４５及び縮径予定部４４を第１ダイス７１Ａと第１パンチ７２Ａとの間に進入させて行う。この縮径用金型７０１Ａによる先行の縮径加工では、中間成形体４２の開口端部４２ａから縮径予定部４４の下端までの領域全体（上部４５及び縮径予定部４４の全体）を縮径加工する。なお、本実施形態では、縮径用金型７０１Ａを中間成形体４２に対して缶軸Ｏ方向に接近（前進）移動させる。
【００５９】
縮径用金型７０１Ａを中間成形体４２に接近させると、成形面７１０ａのテーパ面７１３ａの途中位置に中間成形体４２の開口端部４２ａが接触し、テーパ面７１３ａから成形凸曲面７１１ａ、直線成形面７１２ａの順に成形面７１０ａに沿って成形されることで、開口端部４２ａから縮径予定部４４の下端までの領域が径方向内方に縮径されて縮径加工が施されていく。そして、縮径予定部４４の下部側に、中間成形体４２の変曲部１４に連続する局部縮径部４６ａが成形される。
なお、縮径用金型７０１Ａによる縮径加工後は、縮径用金型７０１Ａを中間成形体４２に対して缶軸Ｏ方向に離間（後退）させる。これにより、中間成形体４２は第１ダイス７１Ａと第１パンチ７２Ａとの間から離脱させられ、元の位置（下降準備位置、待機位置）に戻される。
【００６０】
縮径用金型７０１Ａによる先行の縮径加工により局部縮径部４６ａを成形した後、縮径用金型７０１Ａよりも片側幅ｇ２だけ加工径が小さい縮径用金型７０１Ｂにより縮径加工（縮径用金型７０１Ａによる先行の縮径加工に対し、後行の縮径加工である。）を行う。図９に示すように、縮径用金型７０１Ｂの第２ダイス７１Ｂと第２パンチ７２Ｂとの間に中間成形体４２の開口端部４２ａを進入させ、成形凸曲面７１１ｂとテーパ面７１３ｂの上部側とにより、先行して成形された直前の局部縮径部４６ａの上部側に、この局部縮径部４６ａに連続して新たな局部縮径部４６ｂを成形するとともに、テーパ面７１３ｂの下部側を先行して成形された局部縮径部４６ａの外面に当接させて形状を整えることにより、局部縮径部４６ａと新たな局部縮径部４６ｂとを滑らかに接続する。この際、テーパ面７１３ｂの傾斜角度βが成形予定の縮径部１３の傾斜角度αに対して−２°以上０°以下の大きさ（α−２°＜β＜α）に設定されているので、縮径加工の際のスプリングバックを吸収して新たな局部縮径部４６ｂを成形でき、局部縮径部４６ａと新たな局部縮径部４６ｂとを滑らかに接続できる。
【００６１】
続けて、縮径用金型７０１Ｂよりも片側幅ｇ３だけ加工径が小さい縮径用金型７０１Ｃにより、縮径加工を行う。図１０に示すように、成形凸曲面７１１ｃとテーパ面７１３ｃの下部側とにより、先行して成形された直前の局部縮径部４６ｂの上部側に、この局部縮径部４６ｂに連続して新たな局部縮径部４６ｃを成形するとともに、テーパ面７１３ｂの上部側を先行して成形された局部縮径部４６ｂの外面に当接させて形状を整えることにより、局部縮径部４６ｂと新たな局部縮径部４６ｃとを滑らかに接続する。
【００６２】
また、縮径用金型７０１Ｃよりも片側幅ｇ４だけ加工径が小さい縮径用金型７０１Ｄにより、縮径加工を行う。図１１に示すように、成形凸曲面７１１ｄとテーパ面７１３ｄの上部側とにより先行して成形された局部縮径部４６ｃに連続して新たな局部縮径部４６ｄを成形するとともに、テーパ面７１３ｄの下部側を先行して成形された局部縮径部４６ｃの外面に当接させて形状を整え、局部縮径部４６ｃと新たな局部縮径部４６ｄとを滑らかに接続する。
【００６３】
さらに、縮径用金型７０１Ｄよりも片側幅ｇ５だけ加工径が小さい縮径用金型７０１Ｅにより、縮径加工を行う。図１２に示すように、成形凸曲面７１１ｅとテーパ面７１３ｅの上部側とにより先行して成形された局部縮径部４６ｄに連続して新たな局部縮径部４６ｅを成形するとともに、テーパ面７１３ｅの下部側を先行して成形された局部縮径部４６ｄの外面に当接させて形状を整え、局部縮径部４６ｄと新たな局部縮径部４６ｅとを滑らかに接続する。以降、縮径用金型７０１Ｄや縮径用金型７０１Ｅと同様の構成の縮径用金型を用いて６回目〜１０回目の縮径加工を行うことにより、順次、成形凸曲面とテーパ面の上部側とによって直前に成形された局部縮径部よりも上側に新たな局部縮径部を成形するとともに、テーパ面の下部側によって先行して成形された局部縮径部と新たな局部縮径部との間を滑らかに接続する。これにより、それぞれの局部縮径部４６ａ〜４６ｅ等が滑らかに接続された縮径部１３が成形されるとともに、縮径部１３の上端に連続して径方向の内側に縮径された円筒状の上部１６が成形される。
【００６４】
また、このようにして成形された中間成形体４２の上部１６には、図３（ｂ）に示すように、縮径部１３の上端よりも大径の大径部３１を形成し、この大径部３１を形成した後に再度縮径することにより、上方に向かうにしたがって徐々に縮径する小径部３２を形成し、その小径部３２の上方に延びる円筒状の小径筒部３４を形成する。そして、最後に、小径筒部３４に対してカーリング加工を施してカール部３３を形成し、口部１５を有するボトル缶１０１を製造する。
【００６５】
なお、このようにして製造されたボトル缶１０１の内部には、飲料等の内容物が充填され、口部１５にキャップ２０１が巻き締められ、内部が密封された容器３０１が製造される。
【００６６】
以上説明した本実施形態に係るボトル缶の製造方法によれば、複数回に分けて行われる縮径加工のうち、先行の縮径加工の後に行われる少なくとも１回の後行の縮径加工において、縮径部１３の一部となる新たな局部縮径部４６ｂ〜４６ｅを成形するとともに、その前に先行して成形された局部縮径部４６ａ〜４６ｄも併せて再成形するので、各局部縮径部４６ａ〜４６ｅの間を滑らかに接続でき、縮径部１３に成形痕が残されることを防止できる。また、この際、後行の縮径用金型７０１Ｂ〜７０１Ｅの成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｅにより、新たな局部縮径部４６ｂ〜４６ｅを成形しながら、先行して成形された局部縮径部４６ａ〜４６ｄを縮径部１３に沿って再成形（リフォーム）するので、別途のリフォーム工程を必要としない。このため、ボトル缶１０１の製造工程を簡略化でき、製造工程の短縮を図ることができる。
【００６７】
さらに、第１実施形態では、各縮径加工において使用される各縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅの各成形面７１０ａ〜７１０ｅに、成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｅに連続するテーパ面７１３ａ〜７１３ｅを形成したので、各テーパ面７１３ａ〜７１３ｅにより、直前の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａ〜４６ｄに連続して新たな局部縮径部４６ｂ〜４６ｅを成形できる。したがって、各局部縮径部４６ａ〜４６ｅの間に未成形領域が生じることを防止でき、滑らかに接続された縮径部１３を成形できる。
【００６８】
また、本実施形態の製造方法では、各縮径工程において縮径部１３の一部を複数回に分けて段階的に成形及び再成形するので、一度の成形量及び再成形量をそれぞれ小さくできる。このため、各縮径工程における縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｅの成形荷重（再成形荷重）を小さく抑えることができる。さらに、各縮径加工において、先行して成形された局部縮径部４６ａ〜４６ｄを順に再成形するので、既に再成形された縮径部１３の一部分について真円度を高めることができ、各縮径加工時おける胴部１０の座屈を円滑に防止できる。したがって、１回の縮径加工による加工量（縮径量）を大きくして縮径部成形工程の短縮を図ることができるとともに、加工量の大きな縮径部や広範囲に傾斜した縮径部等、種々の形状の縮径部を安定して成形できる。
【００６９】
また、本実施形態の製造方法によれば、縮径部１３の傾斜角度αが例えば２４°以下に小さく設定され、縮径部１３が立った状態とされた形状でも、縮径部１３に成形痕を残すことなく形成でき、美麗な外観を有するボトル缶１０１を製造できる。なお、縮径部１３が立った状態（傾斜角度α≦２４°）、好ましくは傾斜角度αが６°以上２０°以下では、胴部１０のコラム強度（缶軸Ｏ方向の荷重に対する強度）を確保しやすくなるので、複数回に分けて縮径及び再成形を行う本実施形態の製造方法により、縮径部１３の加工時における胴部の座屈を確実に防止できる。
【００７０】
なお、１回の縮径加工において加工する胴部１０（縮径予定部４４及び上部４５）の縮径量はそれぞれ０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下（片側幅ｇ１〜ｇ５で０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下）、好ましくは１．０ｍｍ以上１．４ｍｍ以下で行うことが望ましい。このように縮径量を設定することで、傾斜角度αが６°以上２０°以下とされる立った形状の縮径部１３も安定して成形できる。なお、１回の縮径量が１．５ｍｍを超えると、各縮径加工時における胴部の座屈が生じやすくなる。一方、１回の縮径量が０．８ｍｍ未満では、加工回数が多くなり、必要な縮径用金型の数が多くなる。
【００７１】
（第２実施形態）
図１４は、本発明の第２実施形態に係るボトル缶の製造方法において製造されるボトル缶１０２を示す缶軸Ｏを通る断面図であり、第１実施形態の図６同様の要部断面図である。以下、第２実施形態において、第１実施形態と共通する部分には同一の符号を付して説明を簡略化する。
【００７２】
この第２実施形態の製造方法により製造されるボトル缶１０２の胴部１０は、図１４に示すように、縮径部１３の傾斜角度αが、第１実施形態のボトル缶１０１と比較して急勾配（図示例では６°）に設定されている。この第２実施形態においても、縮径部成形工程は、図１５〜図１８に示すように、複数の縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｄを用いて、それぞれの縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｄによる加工径を段階的に小さくしながら複数回の縮径加工を行い、１回の縮径加工を施す度に、縮径部１３の一部となる局部縮径部を符号４６ａ〜４６ｄの順に示すように、縮径予定部４４の下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形する。なお、図１４〜図１８には、４回分の縮径加工の様子を図示しているが、縮径加工の回数は４回に限定されず、縮径部１３の加工領域の大きさに応じて、図１８に示す状態から局部縮径部４６ｄに連続して新たな局部縮径部を成形できる。
なお、第２実施形態においては、ボトル缶の製造方法のうち、第１実施形態と異なる部分である縮径部１３を成形する縮径部成形工程について説明する。
【００７３】
第２実施形態においては、図１５に示すように、最初の局部縮径部４６ａの成形を行う縮径用金型７０１Ａは、第１ダイス７１Ａの成形面７１０ａが成形凸曲面７１１ａと、この成形凸曲面７１１ａの上端に連続した直線成形面７１２ａとで形成され、テーパ面を有していない。また、第１ダイス７１Ａには、成形面７１０ａの下端に連続してテーパ状の先端逃げ面７１５ａが形成されている。
【００７４】
一方、この先行する局部縮径部４６ａの上側に順に新たな局部縮径部４６ｂ〜４６ｄを成形する各縮径用金型７０１Ｂ〜７０１Ｄは、図１６〜図１８に示すように、各ダイス７１Ｂ〜７１Ｄの成形面７１０ｂ〜７１０ｄが、成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄと、各成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄの上端に連続した直線成形面７１２ｂ〜７１２ｂと、各成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄの下端に連続した円柱状の直線面７１６ｂ〜７１６ｄと、各直線面７１６ｂ〜７１６ｄの下端に連続した凸曲面７１７ｂ〜７１７ｄと、各凸曲面７１７ｂ〜７１７ｄの下端に連続したテーパ状のテーパ面７１３ｂ〜７１３ｄと、各テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄの下端に連続したリフォーム凸曲面７１４ｂ〜７１４ｄと、で形成されている。このように、各成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄと各テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄとは、各直線面７１６ｂ〜７１６ｄ及び各凸曲面７１４ｂ〜７１４ｄを挟んで離れて配置され、各テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄは各成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄの下側に形成されている。また、ダイス７１Ｂ〜７１Ｄには、成形面７１０ｂ〜７１０ｄの下端に連続してテーパ状の先端逃げ面７１５ｂ〜７１５ｄが形成されている。
【００７５】
直線成形面７１２ａ〜７１２ｄは、第１実施形態と同様に、各成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｄの上端に滑らかに接続され、各成形面７１０ａ〜７１０ｄの最も内側（径方向の内側）において缶軸Ｏ方向と平行な直線状に形成されている。また、テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄは、縮径部１３に沿ったテーパ状に形成されている。そして、各成形凸曲面７１１ｂ〜７１１ｄと各テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄとの間に形成される各直線面７１６ｂ〜７１６ｄは、それぞれ先行する縮径加工において使用される各ダイス７１Ａ〜７１Ｃの直線成形面７１２ａ〜７１２ｃと同程度の直径に形成されている。また、各凸曲面７１７ｂ〜７１７ｄも、それぞれ先行する縮径加工において使用される各ダイス７１Ａ〜７１Ｃの成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｃど同程度の曲率半径に形成されている。リフォーム凸曲面７１４ｂ〜７１４ｄの曲率半径Ｒ２２は、変曲部１４の曲率半径Ｒ１２と同じか、それよりも小さい曲率半径に形成されており、テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄの下端に滑らかに接続されている。
【００７６】
なお、第１ダイス７１Ａの先端逃げ面７１５ａは成形凸曲面７１１ａの下端に滑らかに接続され、その他のダイス７１Ｂ〜７１Ｄの先端逃げ面７１５ｂ〜７１５ｄはリフォーム凸曲面７１４ｂ〜７１４ｄの下端に滑らかに接続されており、それぞれ下側に向かうにつれて変曲部１４及び肩部１２から離間するように形成されている。
【００７７】
第２実施形態の成形面７１０ａ〜７１０ｄの諸寸法について一例を挙げると、成形凸曲面７１１ａ〜７１１ｄの曲率半径Ｒ２１は４ｍｍ〜１０ｍｍとされ、凸曲面７１７ｂ〜７１７ｄの曲率半径Ｒ２３は６ｍｍ〜２０ｍｍとされ、リフォーム凸曲面７１４ｂ〜７１４ｄの曲率半径Ｒ２２は５ｍｍ〜２４ｍｍとされる。また、各直線成形面７１２ａ〜７１２ｄの間隔（片側幅）ｇ１〜ｇ４は０．４ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下（直径差で０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下）に設けられる。また、各テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄの傾斜角度β（テーパ面７１３ｂ〜７１３ｄと缶軸Ｏとがなす角度）は、縮径部１３の傾斜角度αに対し、−２°以上０°以下の大きさに設定される。
【００７８】
また、このように構成されるダイス７１Ａ〜７１Ｅのうち、変曲部１４に連続した局部縮径部４６ａを成形する第１ダイス７１Ａでは、図１５に示すように、成形面７１０ａを構成する成形凸曲面７１１ａが局部縮径部４６ａを成形する加工面とされる。
【００７９】
一方、局部縮径部４６ａの上側に形成される局部縮径部４６ｂの成形を行う第２ダイス７１Ｂは、図１６に示すように、成形凸曲面７１１ｂが局部縮径部４６ｂを成形する加工面とされるが、さらに凸曲面７１７ｂ、テーパ面７１３ｂ及びリフォーム凸曲面７１４ｂが、新たに成形される局部縮径部４６ｂよりも下側の部分、つまり、先行する縮径加工において成形された局部縮径部４６ａから下側の部分（先行して成形された局部縮径部４６ａを含む縮径予定部４４の下側の部分）を、縮径部１３に沿って再成形する再成形面とされる。つまり、テーパ面７１３ｂは、変曲部１４の上端と局部縮径部４６ａとに重なる位置（跨る位置）に形成されている。これにより、第２ダイス７１Ｂによる縮径加工により新たな局部縮径部４６ｂを成形する際に、テーパ面７１３ｂが先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａを含む縮径予定部４４の下部の外面に当接して、その直前の局部縮径部４６ａの形状が整えられるとともに、局部縮径部４６ａよりも下側の部分もテーパ面７１３ｂに対応して縮径部１３に沿った形状に再成形される。したがって、変曲部１４の上端から直前の局部縮径部４６ａまでの間が滑らかに接続され、これらの間に成形痕が残されることを防止できる。
【００８０】
また同様に、第３ダイス７１Ｃの成形面７１０ｃは、図１７に示すように、成形凸曲面７１１ｃが直前に形成された局部縮径部４６ｂの上側に形成される局部縮径部４６ｃを成形する加工面とされる。そして、凸曲面７１７ｃ、テーパ面７１３ｃ及びリフォーム凸曲面７１４ｃが、新たに成形される局部縮径部４６ｃよりも下側の部分であり、最初に行われた先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａから最も最後（直前）に行われた先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ｂまでの間を、縮径部１３に沿って再成形する再成形面とされる。つまり、テーパ面７１３ｃは、最初に成形された局部縮径部４６ａと直前に成形された局部縮径部４６ｂとに重なる位置に形成されている。これにより、第３ダイス７１Ｃによる後行の縮径加工により新たな局部縮径部４６ｃを成形する際に、テーパ面７１３ｃが縮径予定部４４の外面に当接して、先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａから局部縮径部４６ｂまでの間が、テーパ面７１３ｃに対応して縮径部１３に沿った形状に再成形される。したがって、各局部縮径部４６ａ，４６ｂの間が滑らかに接続され、これらの間に成形痕が残されることを防止できる。
【００８１】
また、第４ダイス７１Ｄの成形面７１０ｄは、図１８に示すように、成形凸曲面７１１ｄが直前に形成された局部縮径部４６ｃの上側に形成される局部縮径部４６ｄを成形する加工面とされる。そして、凸曲面７１７ｄ、テーパ面７１３ｄ及びリフォーム凸曲面７１４ｄが、新たに成形される局部縮径部４６ｄよりも下側の部分であり、２回目に行われた先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ｂから直前の３回目に行われた先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ｃまでの間を、縮径部１３に沿って再成形する再成形面とされる。つまり、テーパ面７１３ｄは、２回目に成形された先行の局部縮径部４６ｂと直前の３回目に成形された先行の局部縮径部４６ｃとに重なる位置に形成されている。これにより、第４ダイス７１Ｄによる後行の縮径加工により新たな局部縮径部４６ｄを成形する際に、テーパ面７１３ｄが縮径予定部４４の外面に当接して、先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ｂから局部縮径部４６ｃまでの間が、テーパ面７１３ｄに対応して縮径部１３に沿った形状に再成形される。したがって、各局部縮径部４６ｂ，４６ｃの間が滑らかに接続され、これらの間に成形痕が残されることを防止できる。
【００８２】
以降、第３ダイス７１Ｃや第４ダイス７１Ｄと同様の構成のダイスを用いて縮径加工を行うことにより、順次、成形凸曲面によって直前に成形された局部縮径部よりも上側に新たな局部縮径部を成形するとともに、テーパ面によって複数回の先行の縮径加工において成形された各局部縮径部の間を再成形することができる。これにより、それぞれの局部縮径部が滑らかに接続された縮径部１３全体が成形される。
【００８３】
この第２実施形態のように、テーパ面を有しない先行の縮径用金型７０１Ａにより縮径部１３の一部となる局部縮径部４６ａ成形し、次工程の縮径用金型７０１Ｂにより先行して成形された局部縮径部４６ａから離して局部縮径部４６ｂを成形した場合、つまり、このように先行の縮径加工において、各局部縮径部４６ａ〜４６ｃを縮径予定部４４の下部側から上部側にかけて位置をずらしながら間隔をあけて成形した場合、これらの先行の縮径加工において成形された局部縮径部４６ａ〜４６ｃの間には、それぞれ先行の縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｃの成形面７１０ａ〜７１０ｃに接触しない未成形領域が残りやすくなる。このため、先行の縮径用金型７０１Ａ〜７０１Ｃによる各加工径の間隔を大きくした場合、未成形領域が大きく残りやすくなる。しかし、本実施形態のボトル缶の製造方法においては、後行の縮径用金型７０１Ｃ〜７０１Ｄのテーパ面７１３ｃ，７１３ｄにより、先行して成形された複数の局部縮径部４６ａ〜４６ｃの間の未成形領域を縮径部１３に沿って再成形できるので、未成形領域を残すことなく縮径部１３を成形できる。したがって、１回の縮径加工による加工量を大きくしても、縮径部１３に未成形領域を残すことなく、缶軸Ｏ方向に沿う広い領域における縮径加工を安定して施すことができ、美麗な外観を有するボトル缶１０２を製造できる。また、この場合、１回の縮径加工による加工量を大きくできるので、縮径部成形工程の短縮を図ることができる。
【００８４】
なお、上述した第２実施形態では、後行の縮径加工は、新たな局部縮径部を成形するとともに、複数回行われる先行の縮径工程において直前に成形された局部縮径部とその直前の前に成形された局部縮径部との間を再成形することとしていたが、再成形箇所はこれに限定されるものではない。例えば、後行の縮径加工において、複数回の先行の縮径加工のうち最も最初に行われる先行の縮径加工において成形された局部縮径部から、最も最後に行われる先行の縮径加工において成形された局部縮径部までの間を再成形することもできる。この場合、複数回行われる後行の縮径加工の度に、最初に成形された局部縮径部から最後に成形された局部縮径部までの領域を重ねて再成形できる。
【００８５】
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、ボトル缶として、予め有底円筒状の筒体４１を形成して、その開口端部を成形したが、筒体は底部を有していないものも含むものとし、縮径部を成形した後に、筒体の胴部に、別に形成した底部を巻き締めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０  胴部
１１  円筒部
１２  肩部
１３  縮径部
１４  変曲部
１５  口部
１６  上部
２０  底部
２１  ドーム部
２２  ヒール部
２３  接地部
３１  小径部
３２  大径部
３３  カール部
３４  小径筒部
４０  カップ
４１  筒体
４２  中間成形体（筒体）
４３  下部
４４  縮径予定部
４５  上部
４６ａ〜４７ｅ  局部縮径部
７１Ａ〜７１Ｅ  ダイス
７２Ａ〜７２Ｅ  パンチ
１０１，１０２  ボトル缶
２０１  キャップ
３０１  容器
５０１  ボトル缶製造装置
５１１  ワーク保持部
５１２  成形ツール
５１３  ツール保持部
５１４  駆動部
５１５  支持軸
５１６  円盤
５１７  保持装置
５１８  供給部
５１９  供給側スターホイール
６０１  排出側スターホイール
６１１  排出部
６１２  支持軸
６１３  円盤
７０１Ａ〜７０１Ｅ  縮径用金型
７１０ａ〜７１０ｅ  成形面
７１１ａ〜７１１ｅ  成形凸曲面
７１２ａ〜７１２ｅ  直線成形面
７１３ａ〜７１３ｅ  テーパ面
７１４ａ〜７１４ｅ  リフォーム凸曲面
７１５ａ〜７１５ｅ  先端逃げ面
７１６ｂ〜７１６ｄ  直線面
７１７ｂ〜７１７ｄ  凸曲面
７１８ａ〜７１８ｅ  基端逃げ面
７３０  先端部
７３１  ガイド面
【図１】
2019058924.tif 000003
【図２】
2019058924.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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