(57)【要約】【課題】密封性が高いだけでなく、缶内面塗料の損傷が少なく、成形時にカール部に割れが発生することも少なく、またカール部が変形しにくく、かつ軽量化可能なカール部を提供する。【解決手段】開口端部が外側に折り返されて形成されたカール部を有するボトル缶であって、缶軸を通る缶軸方向に沿う縦断面において、カール部が、内側連結湾曲部と上端湾曲部と外側連結湾曲部と外側湾曲部とがこの順に内側から外側に向かって連続して配置され、カール部の缶軸方向に沿う高さをＴｍｍ、半径方向に沿う幅をＷｍｍとすると、その比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下であり、外側連結湾曲部の曲率半径が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端部が外側に折り返されて形成されたカール部を有するボトル缶であって、缶軸を通る缶軸方向に沿う縦断面において、前記カール部が、内側連結湾曲部と上端湾曲部と外側連結湾曲部と外側湾曲部とがこの順に内側から外側に向かって配置され、前記カール部の缶軸方向に沿う高さをＴｍｍ、半径方向に沿う幅をＷｍｍとすると、その比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下であり、前記外側連結湾曲部の曲率半径が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であることを特徴とするボトル缶。
【請求項２】
前記カール部は、前記高さＴが、１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下、前記幅Ｗが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下、前記内側連結湾曲部の曲率半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記上端湾曲部の曲率半径が０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のボトル缶。
【請求項３】
前記カール部の最大外径となる位置に、前記外側連結湾曲部と前記外側湾曲部との接続部により半径方向外方に凸となる外側突出部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボトル缶。
【請求項４】
前記外側突出部の曲率半径は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載のボトル缶。
【請求項５】
前記外側湾曲部は、前記外側突出部から缶軸方向の下方に向かうにしたがって漸次缶軸に接近する方向に傾斜しており、その缶軸に対する傾斜角度は１０°以上３０°以下であり、且つ前記カール部の天面から前記外側突出部の最大外径位置までの高さは、前記カール部の高さＴに対して、０．３０以上０．４５以下の比率であることを特徴とする請求項３に記載のボトル缶。
【請求項６】
前記外側湾曲部の曲率半径は１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である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。
【請求項７】
前記外側湾曲部の厚みが０．３２０ｍｍ以上０．３５５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のボトル缶。
【請求項８】
板厚が０．３００ｍｍ以上０．３８５ｍｍ以下のアルミニウム合金板から絞りしごき加工により有底円筒状のＤＩ缶を成形するＤＩ工程と、該ＤＩ工程の後に前記ＤＩ缶の開口部を縮径するボトルネッキング工程と、該ボトルネッキング工程により縮径された小径部にねじ部及びカール部を形成する口部成形工程とを備え、前記ＤＩ工程では、前記ＤＩ缶の胴体における開口部側の厚肉部の厚みを０．１８０ｍｍ以上０．２３０ｍｍ以下とするとともに、前記胴体における底部側の薄肉部の厚みを０．１１５ｍｍ以上０．１３０ｍｍ以下とすることを特徴とするボトル缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャップが密封される開口端部にカール部を有するボトル缶及びその製造方法に関する。
【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）の開口端部に形成したカール部に、金属製キャップ（キャップ）のライナを圧接し、カール部の下方に形成したねじ部にキャップを螺合した容器が知られている。この種のボトル缶は、キャップとの良好な密封性を確保するために、その口部に形成されるねじ部及びカール部の形状が重要である。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示のねじ付金属缶は、キャップを螺合したとき、キャップ天面のパッキン（ライナ）に食い込んで密閉できるように、口部の上端に形成されたカール部の外周面に、平面部を形成するための潰し加工を施している。この潰し加工により、カール部の頂部は、上方に向けて若干の凸状となる円弧面に形成される。このねじ付金属缶は、パッキンとカール部との密着性を堅固とすることにより、密封性の向上を図っている。
【０００４】
一方、特許文献２では、開口部の切断端部から所定の長さの部分を外側に一部分ずつ順次に二重以上に折り畳み加工するようにして切断端部を巻き込んだ外巻きのカール部を成形している。この折り畳み加工により、金属板が幅方向で三重に重なった状態でカール部の全体が幅方向で押し潰された状態に成形されている。
【０００５】
これらの技術に対して、特許文献３は、カール潰し加工を施すことなく、カール部の幅がカール部の高さよりも小さくなるように、縦断面で縦長の長円形に形成することにより、開栓性を悪化させることなく、密封性を向上させている。この特許文献３のカール部では、カール部内側面の上部からカール部の頂部に至る部分での曲率半径Ｒ１は約０．９ｍｍ、カール部の頂部の部分での曲率半径Ｒ２は約０．５ｍｍ、カール部の頂部から下方外方にカールしてカール部の最大外径部に至る部分での曲率半径Ｒ３は約０．９ｍｍ、カール部の最大外径部の部分での曲率半径Ｒ４は約０．５ｍｍ、カール部の最大外径部から下方内方にカールしてカール部の先端に至る部分での 曲率半径Ｒ５は約０．９ｍｍとなっている。
【０００６】
また、特許文献４には、上端開口縁に沿ってリング状に形成される外巻きのカール部について、その外径を２．５ｍｍにすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２１３４１７号公報
【特許文献２】特開２００４−１５４８６２号公報
【特許文献３】特開２００６−１８８２７９号公報
【特許文献４】特開２００１−１３９０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１のボトル缶は、高い密封性を有するが、カール部を潰し加工によって激しく潰すので、塗料のダメージが大きい。このため、ボトル缶の内面塗装に用いられる塗料の選択肢が限られる。塗料の選択によっては、塗料ダメージによる歩留まりの低下がありえる。
【０００９】
また、特許文献２の折り畳み成形では、加工が厳しくカール部に割れが生じやすい。また、天頂部が尖った形状となるので、密封性にも問題がある。さらに、三重に折り畳むので、多くの材料を使用することになり、ボトル缶の軽量化にも不向きである。
【００１０】
特許文献３のボトル缶は、カール部の頂部から下方外方にカールしてカール部の最大外径部に至る部分（外側連結湾曲部）の曲率半径Ｒ３が０．９ｍｍと大きいので、サイドシール性が悪く密封性に難がある。カール部の最大外径部の部分での曲率半径Ｒ４が小さいが、クサビ効果を得るためには、最大外径部が天面から離れすぎるため、キャップの絞り量が大きくなり、ボトル缶の軽量化に不向きである。
【００１１】
特許文献４に記載のカール部は、直径２．５ｍｍであり、曲率半径が１．２５ｍｍと大きいので、密封性に難がある。また、カール部が変形しやすい。
このため、密封性が高く、缶内面塗料の損傷が少なく、軽量化可能なカール形状が必要とされている。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、密封性が高いだけでなく、缶内面塗料の損傷が少なく、成形時にカール部に割れが発生することも少なく、またカール部が変形しにくく、かつ軽量化可能なカール部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】
【００１３】
本発明のボトル缶は、開口端部が外側に折り返されて形成されたカール部を有するボトル缶であって、缶軸を通る缶軸方向に沿う縦断面において、前記カール部が、内側連結湾曲部と上端湾曲部と外側連結湾曲部と外側湾曲部とがこの順に内側から外側に向かって配置され、前記カール部の缶軸方向に沿う高さをＴｍｍ、半径方向に沿う幅をＷｍｍとすると、その比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下であり、前記外側連結湾曲部の曲率半径が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下である。
【００１４】
カール部の幅と高さの比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下で円形に近いカール部となる。また、外側連結湾曲部の曲率半径を０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下として、カール部を小さく形成できるようにしたので、強い潰し加工をしなくても、ライナへの食い込みがよく、かつカール部の下端部付近まで密接できて、ライナとの密接範囲が大きく、密封性のよいボトル缶を得ることができる。また、強い潰し加工をしなくてもよいので、カール部の成形時の内面塗料の損傷を防止でき、缶内面塗料の選択が広くなり、様々な内容物への対応が可能となる。
【００１５】
この場合、Ｗ／Ｔが０．８未満では、カール部の缶軸方向に沿う縦断面が縦長で半径方向に押しつぶされたような形状になるため、上端湾曲部の加工が厳しくなって割れ等が生じるおそれがある。Ｗ／Ｔが１．０を超えると、カール部の縦断面が逆に横長形状となって上端湾曲部及び外側連結湾曲部の曲率半径が大きくなるため、キャップのライナへの食い込みが弱くなり、密封性を損なうおそれがある。外側連結湾曲部の曲率半径は、０．５ｍｍ未満では割れが生じるおそれがあり、０．８ｍｍを超えると、密封性が劣る。
【００１６】
本発明のボトル缶の好ましい実施態様として、前記カール部は、前記高さＴが、１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下、前記幅Ｗが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下、前記内側連結湾曲部の曲率半径が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、前記上端湾曲部の曲率半径が０．７ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であるとよい。
【００１７】
カール部が小さく、上端湾曲部の曲率半径も小さいので、キャップのライナへの食い込みがさらによくなり、密封性が高い。また、小さいカール部により変形強度も大きく、安定した密封性を維持することができる。さらに、ボトル缶の軽量化も図ることができる。
【００１８】
本発明のボトル缶の好ましい実施態様として、前記カール部の最大外径となる位置に、前記外側連結湾曲部と前記外側湾曲部との接続部により半径方向外方に凸となる外側突出部が形成されているとよい。
【００１９】
小さいカール部と相俟って、最大外径部が天面から比較的近い位置に配置されるので、くさび効果も有効に発揮させることができる。
この場合、本発明のボトル缶の好ましい実施態様としては、前記外側突出部の曲率半径は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとよい。
【００２０】
本発明のボトル缶の好ましい実施態様として、前記外側湾曲部は、前記外側突出部から缶軸方向の下方に向かうにしたがって漸次缶軸に接近する方向に傾斜しており、その缶軸に対する傾斜角度は１０°以上３０°以下であり、且つ前記カール部の天面から前記外側突出部の最大外径位置までの高さは、前記カール部の高さＴに対して、０．３０以上０．４５以下の比率であるとよい。
【００２１】
キャップのライナは、内側連結湾曲部から上端湾曲部及び外側連結湾曲部までの広い範囲で密接し、また、内圧上昇によるライナの持ち上がりが規制され、カール部へのライナの密着状態が維持される。このため、密封性を良好に維持することができる。
この場合、本発明のボトル缶の好ましい実施態様としては、前記外側湾曲部の曲率半径は１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であるとよい。
【００２２】
本発明のボトル缶の好ましい実施態様として、前記外側湾曲部の厚みが０．３２０ｍｍ以上０．３５５ｍｍ以下であるとよい。
カール部の厚みを小さくすることができるので、カール部を成形する前の缶体の肉厚を薄くすることができ、軽量化を図ることができる。
【００２３】
本発明のボトル缶の製造方法は、板厚が０．３００ｍｍ以上０．３８５ｍｍ以下のアルミニウム合金板から絞りしごき加工により有底円筒状のＤＩ缶を成形するＤＩ工程と、該ＤＩ工程の後に前記ＤＩ缶の開口部を縮径するボトルネッキング工程と、該ボトルネッキング工程により縮径された小径部にねじ部及びカール部を形成する口部成形工程とを備え、前記ＤＩ工程では、前記ＤＩ缶の胴体における開口部側の厚肉部の厚みを０．１８０ｍｍ以上０．２３０ｍｍ以下とするとともに、前記胴体における底部側の薄肉部の厚みを０．１１５ｍｍ以上０．１３０ｍｍ以下とするとよい。
【００２４】
ＤＩ缶における胴体の開口部側の厚肉部（いわゆるフランジ部）の厚み及び底部側の薄肉部（いわゆるウォール部）の厚みをそれぞれ小さくし、元板厚の小さいアルミニウム合金板を用いているので、ボトル缶を軽量化することができる。そして、その板厚が小さいので、小さいカール部を割れ等を生じることなく、良好に成形することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るボトル缶によれば、密封性が高く、缶内面塗料の損傷が少なく、成形時にカール部に割れが発生することが少なく、カール部が変形しにくく、かつ軽量化可能なカール部を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態のボトル缶とキャップ材とを示す部分断面図であり、キャップ材のボトル缶へのキャッピング前の状態である。
【図２】実施形態のボトル缶のカール部の缶軸方向に沿う縦断面図である。
【図３】実施形態のボトル缶にキャップを装着した状態を示す要部の縦断面図である。
【図４】図３における部分拡大図である。
【図５】ボトル缶の製造工程の一部を（ａ）〜（ｃ）の順に示す縦断面図である。
【図６】カール部の成形工程を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
ボトル缶１０は、アルミニウム合金の薄板金属からなり、図１に示すように、有底円筒状の胴部１１と、胴部１１の上端で半径方向内方に屈曲するように縮径された肩部１２と、肩部１２から缶軸方向の上方に向けて漸次縮径するテーパ筒部１３と、テーパ筒部１３の上端に連続する口部１４とにより形成されている。また、口部１４は、テーパ筒部１３の上端に首部１５ａを介して形成された膨出部１５と、膨出部１５の上端に連続するねじ部１６と、ねじ部１６の上端から上方に向かうにしたがって漸次縮径する縮径部１７と、縮径部１７の上端で開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成したカール部１８とを有している。そして、この口部１４に、キャップ材３が被せられ、キャップ材３の天板部３１内面のライナ４０がカール部１８に圧接され、ねじ部１６に沿ってキャップ材３の円筒状のスカート部３３がねじ加工され、そのスカート部３３の下端部が膨出部１５に係止されることにより、キャップ３０が成形され、口部１４が密封される。以下の説明においては、図１に示す向きで上下方向を定めるものとする。
【００２８】
ボトル缶１０のカール部１８は、その缶軸方向下方位置でねじ部１６の上方に形成されている縮径部１７に連続して形成されており、図２に示すように、缶軸Ｃを通り缶軸方向に沿う縦断面において、縮径部１７の上端に連続し、缶軸方向の斜め下方から半径方向内方に向けて屈曲し半径方向内方に凸となるように湾曲する内側湾曲部２１と、内側湾曲部２１の上端に連続し、半径方向内方から缶軸方向の斜め上方に向けて凸となるように湾曲した内側連結湾曲部２２と、内側連結湾曲部２２の上端に連続し、半径方向内方から半径方向外方に向けて折り返されるように、缶軸方向の上方に向けて凸となる上端湾曲部２３と、上端湾曲部２３の外周端に連続し、半径方向外方で缶軸方向の斜め上方に向けて凸となるように湾曲した外側連結湾曲部２４と、外側連結湾曲部２４の下端に連続し、半径方向外方で缶軸方向の斜め下方に向けて凸となる外側湾曲部２５とが、この順に内側から外側に向けて形成されている。上端湾曲部２３は、カール部１８の天面を構成しており、缶軸方向と直交する方向（半径方向）の幅（図２にＸで示す範囲）が周方向に一定に形成され、その幅方向のほぼ中央位置がカール部１８の最上端に配置される。
【００２９】
この場合、各接続部、つまり、縮径部１７の上端と内側湾曲部２１の下端との接続部、内側湾曲部２１の上端と内側連結湾曲部２２の下端との接続部、内側連結湾曲部２２の上端と上端湾曲部２３の内周端との接続部、上端湾曲部２３の外周端と外側連結湾曲部２４の上端との接続部、外側連結湾曲部２４の下端と外側湾曲部２５の上端との接続部は、いずれも滑らかな曲面で連続している。
また、外側連結湾曲部２４の下端と外側湾曲部２５の上端との間の接続部は、半径方向外方に凸となるように突出しており、外側突出部２６を構成している。この外側突出部２６は、外側連結湾曲部２４の下端と外側湾曲部２５の上端との間を滑らかに接続する部分であるため、わずかな範囲で湾曲しており、缶軸方向に沿う幅が一定に形成され、缶軸方向のほぼ中央位置が半径方向外方に最も突出している。その半径方向外方に最も突出している突出端（外周端）の位置が、カール部１８の最外径となる位置である。
【００３０】
そして、カール部１８の缶軸方向に沿う高さ（上端湾曲部２３の天面から外側湾曲部２５の下端までの高さ）をＴｍｍ、カール部１８の半径方向に沿う幅（内側連結湾曲部２２の内周端から外側突出部２６の外周端までの半径方向の距離）をＷｍｍとすると、高さＴが、１．２ｍｍ以上１．７ｍｍ以下、幅Ｗが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であり、その比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下に形成されている。したがって、全体として円形に近い縦断面形状をしている。
【００３１】
各部の曲率半径は、カール部１８の外面の曲率半径で、内側から順に、内側湾曲部２１の曲率半径ｒ０が１．２ｍｍ以上２．３ｍｍ以下、内側連結湾曲部２２の曲率半径ｒ１が０．４ｍｍ以上０．７ｍｍ以下、上端湾曲部２３の曲率半径ｒ２が０．７ｍｍ以上１．２mm以下、外側連結湾曲部２４の曲率半径ｒ３が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、外側湾曲部２５の曲率半径ｒ４は１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。また、外側突出部２６の曲率半径ｒ５は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。
また、外側湾曲部２５は、全体としては外側突出部２６から缶軸方向の下方に向かうにしたがって漸次缶軸Ｃに接近する方向（半径方向内方）に向けて傾斜しており、その缶軸Ｃに対する傾斜角度θは１０°以上３０°以下に設定される。この外側湾曲部２５の傾斜角度θは、外側湾曲部２５の長さが短いので、その長さ方向の中間位置における接線と缶軸Ｃとのなす角度として設定すればよい。
【００３２】
また、外側突出部２６の曲率半径ｒ５は０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、カール部１８の天面から外側突出部２６の最外径位置までの高さＹは、カール部１８の高さＴに対して、０．３０以上０．４５以下の比率となるように設定される。
また、外側湾曲部２５の厚みｔｃは０．３２０ｍｍ以上０．３５５ｍｍ以下である。なお、外側湾曲部２５以外のカール部１８を構成している内側湾曲部２１、内側連結湾曲部２２、上端湾曲部２３、外側連結湾曲部２４も、その厚みは０．３２０ｍｍ以上０．３５５ｍ以下の範囲内である。
【００３３】
このボトル缶１０のカール部１８以外の部分の寸法についても記載しておくと、成形前の元板厚ｔ０が０．３００ｍｍ以上０．３８０ｍｍ以下のアルミニウム合金板により、胴部１１の底部２０側の薄肉部１１ａ（後述するＤＩ缶の薄肉部５３ａであり、いわゆるウォール部）の厚みｔ１が０．１１５ｍｍ以上０．１３０ｍｍ以下とされ、胴部１１の外径が６４．２４ｍｍ以上６８．２４ｍｍ以下である。また、ねじ部１６の外径は３０．４ｍｍ以上３４．３ｍｍ以下である。
【００３４】
一方、キャップ３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属からなり、ボトル缶１０の口部１４に装着される前の形状のキャップ材３では、円板状の天板部３１と、天板部３１の外周縁から垂直下方に延びるスカート部３３と、天板部３１の内面に設けられたライナ４０とを有している。また、スカート部３３には、その上部の天板部３１に近い位置に、開栓時に手に摩擦力を付与するナール凹部３４と、開封時に内圧を開放するためのベントホール３５とが周方向に複数ずつ形成され、ベントホール３５の上側片が半径方向内方に押し込まれた状態に形成されることで、この上側片と天板部３１との間にライナ４０が配置され、抜け止めされる。
スカート部３３の下端部には、周方向に断続的にスリット３６が形成されており、このスリット３６を介してスカート部３３が筒上部３３ａと筒下部３３ｂとに分けられるとともに、スリット３６の間に形成される複数のブリッジ３７によって、筒上部３３ａと筒下部３３ｂとが連結した形状とされる。
【００３５】
ライナ４０は、全体が合成樹脂で円盤状に形成され、キャップ材３に対して回転自由に設置される。具体的には、ライナ４０は、エラストマー樹脂等で形成されてシール機能を有する密封層４１と、その密封層４１よりも高い硬度を有し、ポリプロピレン等で形成されてキャップ材３の天板部３１と摺動可能な摺動層４２との積層構造とされる。密封層４１は、摺動層４２よりも外径が小さく、外周部には厚肉のシール部４３が環状に形成される。シール部４３はボトル缶１０のカール部１８に密着する部分である。
【００３６】
次に、ボトル缶１０の製造方法について説明する。このボトル缶１０は、板厚ｔ０が０．３００ｍｍ以上０．２８５ｍｍ以下のアルミニウム合金板から絞りしごき加工により有底円筒状のＤＩ缶を成形するＤＩ工程と、該ＤＩ工程の後にＤＩ缶の開口部を縮径するボトルネッキング工程と、該ボトルネッキング工程により縮径された小径部にねじ部及びカール部を形成する口部成形工程とを備えている。
これら工程を順に説明する。
【００３７】
＜ＤＩ工程＞
まず、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５（ａ）に示すように比較的大径で浅いカップ５１を成形する（カップ成形工程）。次いで、このカップ５１に外径の小さい金型を用いてＤＩプレス機で再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、所定高さの有底円筒体を成形し、その上端をトリミングにより切り揃えることにより、図５（ｂ）に示すＤＩ缶５２が作製される。
【００３８】
このＤＩ工程により得られるＤＩ缶５２は、その底部２０は最終のボトル缶１０としての底部２０の形状に成形され、胴体５３は円筒状に形成される。このＤＩ缶５２の胴体５３は、その開口端部から所定高さまでの部分は厚肉に形成され、それより下方の底部２０付近は薄肉に形成される。開口端部付近の厚肉部５３ｂをフランジ部と称し、底部２０側の薄肉部５３ａをウォール部と称している。
【００３９】
このＤＩ工程では、胴体５３の厚肉部５３ｂの厚みｔ２を０．１８０ｍｍ以上０．２３０ｍｍ以下とするとともに、底部側（底部１９から開口部に向けて所定高さまで）の薄肉部５３ａの厚みｔ１を０．１１５ｍｍ以上０．１３０ｍｍ以下とするとよい。また、これら厚肉部５３ｂと薄肉部５３ａとの厚み方向の段差（厚みｔ１と厚みｔ２との差（ｔ１−ｔ２））が０．１００ｍｍ以下であるとよい。
薄肉部５３ａの厚みｔ１が０．１１５ｍｍを下回ると、後述のボトルネッキング工程において缶本体に座屈が生じるおそれがある。また、厚肉部５３ｂの厚みｔ２が０．１８０ｍｍを下回ると、飲料等の充填後のキャッピング工程においてキャップを取り付ける際にボトル缶１０の口部１４に座屈や変形を生じるおそれがあり、開栓後のリシール時のトルクが増大するおそれがある。さらに、薄肉部５３ａの厚みｔ１が０．１３０ｍｍを上回ったり、厚肉部５３ｂの厚みｔ２が０．２３０ｍｍを上回ったりすると、上述のような薄い元板厚ｔ０の金属板から成形される有底円筒体において必要な高さを得ることができなくなったり、トリム代不足を招いたりするおそれがある。
さらに、厚肉部５３ｂと薄肉部５３ａとの段差が０．１００ｍｍを上回ると、ＤＩ工程においてパンチの抜け不良が発生したり、胴切れや座屈等が発生したりするおそれがある。また、ボトルネッキング工程において段差の部分に成形荷重による応力が集中して、やはり座屈や変形を生じるおそれもある。
【００４０】
＜ボトルネッキング工程＞
次いで、ボトルネッキング工程により、ＤＩ缶５２の上端部を縮径して、図５（ｃ）に示すように、円筒状の胴部１１の上に肩部１２、テーパ筒部１３、小径部５４を形成する。このボトルネッキング工程では、成形部の直径の異なる複数のネッキング型（図示略）を径の大きい順に用いながら、そのネッキング型によりＤＩ缶５２の上端部を缶軸方向に押圧しながら縮径する、いわゆるダイネッキング加工である。このボトルネッキング工程によって得られた缶をボトルネッキング缶５５とする。
【００４１】
＜口部成形工程＞
口部成形工程は、ねじ部成形工程とカール部成形工程とに分けられる。
（ねじ部成形工程）
ねじ部成形工程は、ボトルネッキング工程で上端部に形成されたボトルネッキング缶５５の小径部５４を加工して首部１５ａ、膨出部１５及びねじ部１６を形成する。この場合、小径部５４の上端部を残してねじ部１６を形成する部分を拡径した筒状部を形成し、その筒状部に内駒を挿入するとともに、筒状部の外側に外駒（いずれも図示略）を押し当て、これら内駒と外駒との間に筒状部の周方向の一箇所を挟み込み、その状態で筒状部の周囲に内駒と外駒とを転動させることにより、ねじ部１６を形成する。
このねじ部１６を成形すると、ねじ部１６の上方に、縮径部１７を介して小径の筒部５６が形成される（図６参照）。
【００４２】
（カール部成形工程）
ねじ部１６の上方部分にカール部成形工程を施して、カール部１８を成形する。
このカール部成形工程をさらに詳細に説明すると、このカール部１８の成形には、折り返し用金型と整形用金型とを有する成形ツールが用いられる。これら折り返し用金型と整形用金型とは、それぞれロール状に形成され、回転体に回転自在に支持されている。図６には成形ツール６０として折り返し用金型と整形用金型とを区別することなく模式化して示したが、実際には、折り返し用金型と成形用金型とが複数個ずつ交互に周方向に相互間隔をおいて配置される。
そして、折り返し用金型と整形用金型の双方が筒部５６に沿って旋回しながら、折り返し用金型によって筒部５６の上端から缶軸方向下方に押すことにより筒部５６を半径方向外方に押し開くようにして折り返し、折り返した部分をさらに整形用金型によって押すことにより、ほぼ円形のカール形状に整えるように成形する。これにより、縮径部１７の上端から連続するカール部１８が形成される。
なお、カール部１８の外周部を半径方向内方にわずかに押圧して、若干の潰し加工を施してもよい。
【００４３】
このようにして製造されたボトル缶１０の口部１４にキャップ材３を被せてキャッピング加工を施して、キャップ材３を装着する。
この場合、図４に鎖線で示したように、キャップ材３の天板部３１をキャップ押さえ６１で缶軸方向に押さえ、天板部３１の周縁部をプレッシャーブロック６２によって絞り成形することにより、段部３１ａを形成し、その状態でスレッドローラー及びスカートローラー（ともに図示略）によって半径方向外方から内方に向けて押圧しながら、スレッドローラーによってスカート部３３にキャップねじ部３８を成形するとともに、スカートローラーによって筒下部３３ｂを膨出部１５に巻き込んで固定する（図３参照）。
このようにキャッピングされることで、キャップ３０内のライナ４０の密封層４１のシール部４３が、ボトル缶１０のカール部１８に押し付けられ、内部を密封する。
【００４４】
以上のように構成したボトル缶１０において、キャップ３０のライナ４０は、カール部１８の上端湾曲部２３から外側湾曲部２５の上部にかけて密接する。この場合、カール部１８は、幅Ｗと高さＴの比Ｗ／Ｔが０．８以上１．０以下で円形に近く、小さい縦断面形状をしているので、ライナ４０のシール部４３が広い範囲で密接し、密封性に優れている。特に、カール部１８の外側連結湾曲部２４の曲率半径ｒ３が０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下と小さいので、ライナ４０に外側連結湾曲部２４が食い込んだ状態となり、高い密封性を確保することができる。このため、特許文献１に示されるような強い潰し加工としなくても、キャップ３０のライナ４０への食い込みがよく、密封性に優れるので、カール部１８を成形する際に内面塗料の損傷を防止でき、各種の内面塗料を用いることができ、その選択の幅が広がるため、様々な内容物への対応が可能となる。
【００４５】
カール部１８のＷ／Ｔが０．８未満では、カール部１８の缶軸方向に沿う縦断面が縦長で半径方向に押しつぶされたような形状になるため、上端湾曲部２３の加工が厳しくなって割れ等が生じるおそれがある。Ｗ／Ｔが１．０を超えると、カール部１８の縦断面が逆に横長形状となって上端湾曲部２３及び外側連結湾曲部２４の曲率半径ｒ２、ｒ３が大きくなるため、キャップ３０のライナ４０への食い込みが弱くなり、密封性を損なうおそれがある。
外側連結湾曲部２４の曲率半径ｒ３は、０．５ｍｍ未満では加工が厳しくなって割れが生じるおそれがあり、０．８ｍｍを超えると、ライナ４０への食い込みが浅くなって密封性が劣る。また、この外側連結湾曲部２４に連続する小さい曲率半径ｒ５の外側突出部２６（最大外径部）が天面から比較的近い位置に配置されるので、ライナ４０に対するくさび効果も有効に発揮させることができる。
さらに、このような小さいカール部１８により変形強度も大きく、安定した密封性を維持することができる。また、ボトル缶１０の軽量化も図ることができる。
【００４６】
その他、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で種々の変更を加えることが可能である。
図４では、ライナ４０のシール部４３が上端湾曲部２３から半径方向外側の部分に密接しているが、シール部４３が半径方向内側で内側連結湾曲部２２の上部まで圧接されるようにしてもよい。
【実施例】
【００４７】
次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。金属板の元板厚ｔ０、ＤＩ缶５２の厚肉部５３ｂの厚さｔ２、薄肉部５３ａの厚さｔ１および段差ｔ２−ｔ１を種々に変化させた有底円筒のＤＩ缶５２を１０００個ずつ成形してＤＩプレス機による成形性（ＤＩ成形性）を確認した。このＤＩ成形にはストレートパンチを使用した。成形したＤＩ缶の寸法ばらつきは０．０１ｍｍ以内であった。また、ＤＩ缶の質量を測定した。
このうち１００個ずつのＤＩ缶５２をボトルネッキング工程においてボトルネッキング缶５５に成形して、各部の寸法を測定するとともに、その際のネッキング成形性（ＢＮ成形性）を確認し、さらにキャッピング工程においてキャッピングした後に開栓してからキャップ３を再び口部にねじ込んでリシールする際のリシールトルクを測定することにより密封性を確認し、また、落下強度試験を行った。
なお、試料３は、縦断面がほぼ円形のカール部を成形し、試料１，２，４，５は、半径方向に若干の潰し加工を加えて変形させた。
これらの結果を表１に示す。
【００４８】
ここで、ＤＩ成形性の評価は、成形しようとした１０００個のＤＩ缶のうちすべてが座屈や変形、胴切れ、パンチの抜け不良等を生じることなくＤＩプレス成形できていた場合を「〇」とし、１０００個中１個までに座屈や変形、胴切れ等が生じてＤＩプレス機が１回停止した場合を「△」とし、ＤＩプレス機が２回以上停止した場合を「×」とした。
ＤＩ缶の質量は任意の５缶の平均値である。
【００４９】
また、ＢＮ成形性の評価は、ＤＩ工程において所定の寸法通りに成形できたＤＩ缶のうち１００個に、ボトルネッキング工程及び口部成形工程において肩部、テーパ筒部、口部を成形し、これらを目視で観察して、すべてが座屈等を生じることなく所定の寸法通りに成形できた場合を「〇」とし、１個までに座屈等が生じていた場合を「△」、２個以上に座屈や変形等が生じていた場合を「×」とした。
なお、ボトル缶の各部の寸法は任意の１０缶の平均値である。
【００５０】
さらに、ボトルネッキング工程及び口部成形工程において座屈等を生じることなく成形された１０個のボトル缶の口部に、キャッピング工程において天板部とスカート部を有する直径３３ｍｍのキャップ材を被せて、株式会社ＣＳＩジャパン製のキャッパーにより、１０００Ｎの缶軸方向の垂直荷重（トッププレッシャー）を加えることによって天面外周を絞り加工して段部を成形するとともに、ロールセット径３９．０ｍｍ、スレッドローラートルク３．８Ｎ・ｍでスレッドローラーによりスカート部の天面側に缶軸に対する径方向内周側に荷重を与えてねじ部に倣うようにキャップねじ部を成形し、さらに同じくロールセット径３９．０ｍｍ、スカートローラートルク３．０Ｎ・ｍでスカートローラーによりスカート部の天面とは反対側の筒下部に缶軸に対する径方向内周側に荷重を与えて膨出部下端の首部に巻き締め（裾巻き）した。
【００５１】
ここで、スレッドローラートルクおよびスカートローラートルクとは、それぞれスレッドローラーがキャップ材にキャップねじ部を成形する際にスカート部に与える荷重の大きさ、およびスカートローラーがキャップ材の裾巻き部を膨出部下端の首部に巻き締める際に裾巻き部に与える荷重の大きさの代用値であり、すなわち各ローラーを缶軸に対する径方向内周側に押し付けるための駆動アームのトルク値のことを示す。また、ロールセット径とは、これらのローラーが缶軸から最も離れた初期の設定位置にあるときの向かい合うローラーの径方向内周側の縁部同士の距離（缶軸を中心として対向するローラーの内周縁に内接する円の直径）であり、このロールセット径とスレッドローラートルクおよびスカートローラートルクからねじ部成形時と裾巻き時の各ローラーの先端荷重を計算することができる。
【００５２】
そして、密封性については、こうしてキャッピング工程においてキャップ材から成形されて口部に取り付けられたキャップを一旦開栓してから再び口部にねじ込んでリシールする際のリシールトルクを測定し、このリシールトルクが２０Ｎ・ｃｍ以上となるものが０缶であった場合を「〇」、１缶であった場合を「△」、２缶以上であった場合を「×」とした。キャッピング工程における成形荷重によって口部に座屈や変形が生じると、缶本体のねじ部とキャップのキャップねじ部との摩擦抵抗が増大し、リシールトルクも増大することになる。
【００５３】
落下強度試験は、水平面から１０°傾けた鋼板の上に、各種の高さからキャップを下向きにしてボトル缶を１０缶落下させ、漏れの有無を確認した。漏れの有無は、落下試験の前後の重量を測定し、その差が２０ｍｇ以上となった場合を漏れ缶とし、漏れ缶が１缶でも発生したときの落下高さを測定した。
【００５４】
これらの評価結果を表２に示す。
【００５５】
【表１】
2019131265.tif 000003
【００５６】
【表２】
2019131265.tif 000004
【００５７】
試料１〜５のボトル缶では、ＤＩ成形性、ネッキング成形性ともに良好で、密封性、落下強度にも優れていることがわかる。また、塗料の損傷も認められなかった。
【符号の説明】
【００５８】
３  キャップ材
１０  ボトル缶
１１  胴部
１２  肩部
１３  テーパ筒部
１４  口部
１５  膨出部
１５ａ  首部
１６  ねじ部
１７  縮径部
１８  カール部
３０  キャップ
２１  内側湾曲部
２２  内側連結湾曲部
２３  上端湾曲部
２４  外側連結湾曲部
２５  外側湾曲部
２６  外側突出部
３１  天板部
３１ａ  段部
３３  スカート部
３３ａ  筒上部
３３ｂ  筒下部
３４  ナール凹部
３５  ベントホール
３６  スリット
３７  ブリッジ
３８  キャップねじ部
４０  ライナ
４１  密封層
４２  摺動層
４３  シール部
５２  ＤＩ缶
５３  胴体
５３ａ  薄肉部
５３ｂ  厚肉部
５５  ボトルネッキング缶
５６  筒部
６２  プレッシャーブロック
【図１】
2019131265.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019131265.tif 000008
【図５】
2019131265.tif 000009
【図６】
2019131265.tif 000010