(57)【要約】【課題】製造コストを増大させることなく、缶胴に用いる鋼板の薄化が可能なエキスパンド成形装置、エキスパンド成形方法及び缶体の製造方法を提供することを提供すること。【解決手段】エキスパンド成形装置は、軸心を中心に放射状に分割されるとともに、軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型２１を具備し、割型２１を軸心から離間する径方向に移動させることで、複数の割型２１の外周面に対向して配置された缶胴１００を成形する可動型１１と、割型２１を軸心から離間する径方向に移動させる駆動装置１２と、を備える。可動型１１は、缶胴１００の成形が行われたときの、缶胴１００に割型２１が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成される。【選択図】      図１
2015112610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させることで、前記複数の割型の外周面に対向して配置された缶胴を成形する可動型と、
前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させる駆動装置と、
を備え、
前記可動型は、前記缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、
０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８  
に形成されることを特徴とするエキスパンド成形装置。
【請求項２】
前記割型は、前記缶胴と対向する外面及び隣り合う前記割型と対向する側面の稜部が曲面によって面取りされた面取部を備えることを特徴とする請求項１に記載のエキスパンド成形装置。
【請求項３】
前記面取部は、半径が１．５ｍｍ乃至３．５ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項２に記載のエキスパンド成形装置。
【請求項４】
前記缶胴は、その一部に溶接部が形成された溶接缶であることを特徴とする請求項１に記載のエキスパンド成形装置。
【請求項５】
軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型により缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成された可動型に、前記缶胴の内周面が前記割型と対向するように前記缶胴を配置し、
駆動装置によって前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させることを特徴とするエキスパンド成形方法。
【請求項６】
前記割型は、前記缶胴と対向する外面及び隣り合う前記割型と対向する側面の稜部が曲面によって面取りされた面取部を備えることを特徴とする請求項５に記載のエキスパンド成形方法。
【請求項７】
前記面取部は、半径が１．５ｍｍ乃至３．５ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項６に記載のエキスパンド成形方法。
【請求項８】
前記缶胴は、その一部に溶接部が形成された溶接缶であることを特徴とする請求項５に記載のエキスパンド成形方法。
【請求項９】
鋼板の両端部を重ねて溶接することで缶胴を形成し、
軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型によって前記缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成された可動型に、前記缶胴の内周面が前記割型と対向するように前記缶胴を配置し、
駆動装置によって前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させることを特徴とする缶体の製造方法。
【請求項１０】
前記割型は、前記缶胴と対向する外面及び隣り合う前記割型と対向する側面の稜部が曲面によって面取りされた面取部を備えることを特徴とする請求項９に記載の缶体の製造方法。
【請求項１１】
前記面取部は、半径が１．５ｍｍ乃至３．５ｍｍに形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の缶体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶胴の一部を張出して成形するエキスパンド成形装置、エキスパンド成形方法及び缶体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、缶胴内に複数の割型を配置し、当該割型を径方向に移動させることで、缶胴の一部を張出して成形するエキスパンド成形方法が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このようなエキスパンド成形は、缶体の製造において円筒状の缶胴の形状を樽型形状や一部が凹凸する異形状とすることで、商品の差別化を行うことに用いられる。
【０００４】
また、エキスパンド成形に用いられる缶胴として、鋼板を円筒状に成形し、溶接することにより成形された溶接缶をエキスパンド成形に用いる技術も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５４−１５０３６５号公報
【特許文献２】特開２００４−２９８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したエキスパンド成形方法では、以下の問題があった。即ち、缶体の製造コストの低減が求められることから、缶胴に用いられる板厚が薄い鋼板の使用が試みられている。しかし、溶接缶を用いる場合には、缶胴に形成された溶接部は他部よりも厚いことから、エキスパンド成形時に溶接部の変形量が少ない。このため、薄い板厚の鋼板を用いると、溶接部近傍がより変形し、缶胴が破断する虞がある。
【０００７】
缶胴の破断を防止するために、エキスパンド成形の工程を変更することや、製造装置の改良等も提案されているが、製造コストが増大することから、薄い板厚の缶胴を用いた缶体の製品化が困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、製造コストを増大させることなく、缶胴に用いる鋼板の薄化が可能なエキスパンド成形装置、エキスパンド成形方法及び缶体の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のエキスパンド成形装置、エキスパンド成形方法及び缶体の製造方法は次のように構成されている。
【００１０】
本発明の一態様として、エキスパンド成形装置は、軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させることで、前記複数の割型の外周面に対向して配置された缶胴を成形する可動型と、前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させる駆動装置と、を備え、前記可動型は、前記缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成される。
【００１１】
本発明の一態様として、エキスパンド成形方法は、軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型により缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成された可動型に、前記缶胴の内周面が前記割型と対向するように前記缶胴を配置し、前記駆動装置によって前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させる。
【００１２】
本発明の一態様として、缶体の製造方法は、鋼板の両端部を重ねて溶接することで缶胴を形成し、軸心を中心に放射状に分割されるとともに、前記軸心から離間する径方向に移動可能に形成された複数の割型を具備し、前記割型によって前記缶胴の成形が行われたときの、前記缶胴に前記割型が接触する接触領域長さをＬ１とし、前記缶胴に前記割型が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、前記接触領域長さＬ１に対する前記非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成された可動型に、前記缶胴の内周面が前記割型と対向するように前記缶胴を配置し、前記駆動装置によって前記割型を前記軸心から離間する径方向に移動させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、製造コストを増大させることなく、缶胴に用いる鋼板の薄化が可能なエキスパンド成形装置、エキスパンド成形方法及び缶体の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るエキスパンド成形装置の構成を示す斜視図。
【図２】同エキスパンド成形装置の構成を示す斜視図。
【図３】同エキスパンド成形装置の要部構成及び缶胴の構成を示す断面図。
【図４】同エキスパンド成形装置の要部構成及び缶胴の構成を示す断面図。
【図５】同エキスパンド成形装置の要部構成及び缶胴の構成を拡大して示す断面図。
【図６】同エキスパンド成形装置の要部構成及び缶胴の構成を拡大して示す断面図。
【図７】同エキスパンド成形装置を用いた第１の評価試験の試験結果を示す説明図。
【図８】同エキスパンド成形装置を用いた第２の評価試験の試験結果を示す説明図。
【図９】本発明の変形例に係るエキスパンド成形装置の要部構成を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係るエキスパンド成形装置１を、図１乃至図６を用いて説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係るエキスパンド成形装置１の構成を示す斜視図、図２はエキスパンド成形装置１の構成を示す斜視図、図３はエキスパンド成形装置１の要部構成、具体的には割型２１の構成及び缶胴１００の構成であって、エキスパンド成形前の状態を示す断面図、図４は割型２１の構成及び缶胴１００の構成であって、エキスパンド成形後の状態を示す断面図、図５は割型２１の構成及び缶胴１００の構成であって、エキスパンド成形前の状態を拡大して示す断面図、図６は割型２１の構成及び缶胴１００の構成であって、エキスパンド成形後の状態を拡大して示す断面図である。
【００１６】
図１乃至図６に示すように、エキスパンド成形装置１は、可動型１１と、可動型１１を駆動させる駆動装置１２と、駆動装置１２を制御する制御装置１３と、を備えている。エキスパンド成形装置１は、可動型１１を円筒状の缶胴１００に挿入させて可動型１１を駆動させることで、缶胴１００を張り出し成形可能に形成されている。
【００１７】
可動型１１は、その軸心から径方向に移動可能な複数の割型２１を備えている。可動型１１は、複数の割型２１によって、その周方向の外面形状が缶胴１００を成形する形状に形成されている。可動型１１は、その軸心を中心に放射状に分割された複数の割型２１により、中空の樽型形状に形成されている。
【００１８】
可動型１１は、複数の割型２１の缶胴１００の内周面と対向する外側面によって形成される成形部２３と、複数の割型２１の内面によって形成される摺動部２４と、割型２１の一端側に設けられる保持部２５と、を備えている。可動型１１は、駆動装置１２によって駆動されることで、拡径可能に形成されている。
【００１９】
可動型１１は、缶胴１００を成形するときに、複数の割型２１が可動型１１の軸心から径方向に離間する方向に移動することで、外径が拡径して成形部２３が缶胴１００を成形する形状となるように割型２１が配置される。また、可動型１１は、割型２１が可動型１１の軸心から径方向に離間する方向に移動することで、割型２１間に間隙が形成される。
【００２０】
摺動部２４は、例えば、可動型１１の軸心に対して傾斜する傾斜面により形成された開口である。摺動部２４は、駆動装置１２の一部が可動型１１の軸心方向に沿って挿入されることで、駆動装置１２の一部の直進方向の移動を、割型２１の径方向の移動に変更可能に形成されている。
【００２１】
保持部２５は、各割型２１を可動型１１の軸心に対して径方向に移動可能、且つ、割型２１をスプリング等の付勢部材によって可動型１１の軸心に向かって付勢可能に保持する保持体により保持される。
【００２２】
割型２１は、複数、例えば、本実施の形態においては１２個設けられる。複数の割型２１は、成形部２３、摺動部２４及び保持部２５を形成する。割型２１は、その外側面が曲面によって構成され、１２個が一体となることで、樽型形状の外面を構成する。割型２１は、成形部２３を形成する外側面と他の割型２１と対向する側面との稜部に面取部２８が形成されている。面取部２８は、例えば、半径が１．５ｍｍ乃至３．５ｍｍに形成された円弧状に形成されている。
【００２３】
このような可動型１１は、エキスパンド成形が行われたときの、缶胴１００に割型２１が接触する接触領域長さをＬ１とし、缶胴１００に割型２１が非接触な非接触領域長さをＬ２としたときに、接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１が、  
０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８  
に形成されている。
【００２４】
ここで、接触領域長さＬ１とは、割型２１が缶胴１００に接触する領域の周方向の長さである。また、非接触領域長さＬ２とは、隣り合う割型２１間の缶胴１００に非接触な領域の周方向の長さである。また、このような可動型１１は、保持部２５が保持体の付勢部材によって押圧されることで、常時、割型２１が可動型１１の軸心に向かって付勢される。
【００２５】
駆動装置１２は、くさび軸３１と、くさび軸３１を駆動する駆動手段３２と、を備えている。くさび軸３１は、軸部４１と、軸部４１の一方の端部に設けられた被摺動部４２と、を備えている。軸部４１は、駆動手段３２に接続される。被摺動部４２は、角錐状に形成され、可動型１１の摺動部２４に挿入される。被摺動部４２は、摺動部２４に挿入され、摺動部２４と摺動することで、各割型２１を径方向に移動させる。
【００２６】
駆動手段３２は、くさび軸３１を軸心方向に移動させることが可能に形成されている。
【００２７】
制御装置１３は、駆動手段３２を制御することで、くさび軸３１を、可動型１１に対して往復移動させる。
【００２８】
次に、このように構成されたエキスパンド成形装置１を用いた缶体の製造方法について説明する。  
まず、長方形状の鋼板に防食処理を施す。具体的には、缶胴１００としたときに内面となる面に、熱可塑性樹脂皮膜を形成する。次に、防食処理が施された長方形状の鋼板を円筒状に変形させる。次に、鋼板の端部同士をわずかに重ね合わせてその重合部を電気抵抗溶接等によって溶接し、円筒状の缶胴１００を形成する。なお、この溶接によって、缶胴１００には、図５及び図６に示すようなその厚さよりも若干厚い溶接部１０１が形成される。
【００２９】
次に、缶胴１００をエキスパンド成形する。具体的には、図１及び図３に示すように、可動型１１に缶胴１００を挿入する。次に、制御装置１３によって駆動手段３２を駆動し、くさび軸３１を移動させ、図２及び図４に示すように被摺動部４２を摺動部２４に挿入し、被摺動部４２を摺動部２４と摺動させる。これにより、被摺動部４２によって割型２１が可動型１１の軸心から離間する径方向に移動し、可動型１１が拡径する。可動型１１が拡径することで、図４に示すように、各割型２１が缶胴１００の内周面を押圧する。これにより、缶胴１００は外側へと張り出すように変形し、拡径した可動型１１の形状に成形される。
【００３０】
次に、制御装置１３は、駆動手段３２を駆動させてくさび軸３１を可動型１１から離間する方向に移動させる。これにより、可動型１１は、保持部２５が保持体の付勢部材によって付勢されることで、割型２１が可動型１１の軸心に近接する径方向に移動し、可動型１１が縮径する。可動型１１が縮径することで、成形部２３は、成形された缶胴１００の内面から離間し、缶胴１００が可動型１１に対して移動可能となる。次に、可動型１１から缶胴１００を取り外し、缶胴１００の両端にフランジャー等によってフランジを形成する。
【００３１】
次に、缶蓋を缶胴１００の一端側のフランジにシーマ−等によって巻締めにより固着する。これにより、一方の端部が開口する缶体が製造される。例えば、このような缶体は、内部に飲料等を充填後、他端側に缶蓋を巻締めすることで、飲料等が充填された缶体が製造される。
【００３２】
（第１の評価試験）
次に、このように構成されたエキスパンド成形によって成形された缶胴１００に対する評価方法の一である第１の評価試験について以下に説明する。第１の評価試験は、本実施の形態のエキスパンド成形装置１を用いたエキスパンド成形方法により形成した缶胴１００を実施例とし、当該実施例と以下に示す従来例のエキスパンド成形装置を用いたエキスパンド成形方法により形成した缶胴である比較例と比較を行う。
【００３３】
（実施例）
実施例に用いるエキスパンド成形装置１は、可動型１１として、割型２１を１２個用い、割型２１の面取部２８は半径が２．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。このような可動型１１は、接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１＝１．１に設定されている。
【００３４】
エキスパンド成形装置１は、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値をφ６０．００ｍｍ、φ６０．２０ｍｍ、φ６０．５０ｍｍ、φ６０．７５ｍｍ、φ６１．００ｍｍのそれぞれで行う。
【００３５】
実施例に用いる缶胴１００は、その内面に、熱可塑性樹脂皮膜が形成され、第１材料として厚さが０．２３ｍｍの鋼板を、第２材料として厚さが０．２１ｍｍの鋼板をそれぞれ円筒状に丸めて電気抵抗溶接によって溶接された２種類の缶胴を用いる。より具体的には、缶胴１００は、熱可塑性樹脂被膜鋼板が縦９６ｍｍに、横１６５．７ｍｍに切断され、両端をわずかに重ねて電気抵抗溶接によって溶接されることで、内径がφ５２．３ｍｍに形成されている。なお、第１材料とは、従来から一般的な缶胴１００に用いられている厚さの鋼板である。
【００３６】
（比較例）
比較例に用いるエキスパンド成形装置は、可動型として、割型を１２個用い、割型の面取部は半径が１．０ｍｍに形成されている。また、可動型は、成形前に缶胴１００と接触する可動型の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。このような可動型は、接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１＝０．５に設定されている。
【００３７】
エキスパンド成形装置は、拡径時の可動型の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値をφ６０．００ｍｍ、φ６０．２０ｍｍ、φ６０．５０ｍｍ、φ６０．７５ｍｍ、φ６１．００ｍｍのそれぞれで行う。
【００３８】
なお、比較例のエキスパンド成形装置は、実施例のエキスパンド成形装置１と、割型２１の面取部２８の構成のみが異なり、他の構成は同一の構成とする。
【００３９】
比較例に用いる缶胴１００は、その内面に、熱可塑性樹脂皮膜が形成され、第１材料として厚さが０．２３ｍｍの鋼板を、第２材料として厚さが０．２１ｍｍの鋼板をそれぞれ円筒状に丸めて電気抵抗溶接によって溶接された２種類の缶胴１００を用いる。より具体的には、缶胴１００は、熱可塑性樹脂被膜鋼板が縦９６ｍｍ、横１６５．７ｍｍに切断され、両端をわずかに重ねて電気抵抗溶接によって溶接されることで、内径がφ５２．３ｍｍに形成されている。なお、比較例に用いる第１材料及び第２材料からなる缶胴１００の第１材料及び第２材料は、実施例に用いる第１材料及び第２材料からなる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００４０】
（評価方法）
缶胴１００を成形後の缶胴１００の内径の各狙い値となるまで樽型形状にエキスパンド成形する。次に、成形された缶胴１００を目視確認し、缶胴１００の破断の有無を確認する。なお、エキスパンド成形によって缶胴１００が破断した場合には試験回数を１０回行い、缶胴１００が破断しない場合には試験回数を５０回行う。
【００４１】
なお、実施例及び比較例の双方とも、缶胴１００の溶接部１０１は、図５及び図６に示すように、割型２１間の非接触部に位置するように、缶胴１００を可動型１１に配置させて試験を行う。
【００４２】
これは、溶接部１０１の厚さが缶胴１００の厚さよりも厚いことから、溶接部１０１の周辺において、より変形が生じやすいためである。また、缶胴１００は、缶胴１００が割型２１に接触することで摩擦が発生することから、割型２１に接触する接触部よりも、割型２１に非接触な非接触部においてより変形が生じやすいためである。即ち、これらの要因から、本評価方法においては、より破断しやすい条件として、缶胴１００の溶接部１０１を割型２１間の非接触部に位置させることで、評価を行う。
【００４３】
（試験結果）
図７は、エキスパンド成形装置１の第１の評価試験の試験結果を示す表である。図７に示すように、実施例においては、第１材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．００ｍｍ、φ６０．２０ｍｍ、φ６０．５０ｍｍ、φ６０．７５ｍｍにおいて缶胴１００の破断が生じなかった。なお、第１材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６１．００ｍｍの場合にのみ、缶胴１００の破断が発生した。
【００４４】
また、実施例において、第２材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．００ｍｍ、φ６０．２０ｍｍ、φ６０．５０ｍｍにおいて缶胴１００の破断が生じなかった。また、第２材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．７５ｍｍ、φ６１．００ｍｍの場合に缶胴１００の破断が発生した。
【００４５】
比較例においては、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．００ｍｍ、φ６０．２０ｍｍにおいて缶胴１００の破断が生じなかった。なお、第１材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．５０ｍｍ、φ６０．７５ｍｍ、φ６１．００ｍｍの場合に缶胴１００の破断が発生した。
【００４６】
また、比較例において、第２材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．００ｍｍにおいてのみ缶胴１００の破断が生じなかった。なお、第２材料の缶胴１００は、缶胴１００の内径の狙い値がφ６０．２０ｍｍ、φ６０．５０ｍｍφ、６０．７５ｍｍ、φ６１．００ｍｍの場合に缶胴１００の破断が発生した。
【００４７】
このような結果から、本実施の形態に係るエキスパンド成形装置１の可動型１１を用いたエキスパンド成形においては、従来のエキスパンド成形装置に比べて、缶胴１００の破断を防止することが可能となり、缶胴１００を構成する鋼板の板厚を薄くすることが可能となる。
【００４８】
（第２の評価試験）
次に、エキスパンド成形によって成形された缶胴１００に対する評価方法の一である第２の評価試験について以下に説明する。第２の評価試験は、本実施の形態のエキスパンド成形装置１を、接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に設定した可動型１１用いてエキスパンド成形方法により缶胴１００を成形する実施例１乃至実施例４と、これらの比率Ｌ２／Ｌ１の上限及び下限から外れた可動型１１を用いてエキスパンド成形方法により缶胴を成形する比較例１及び比較例２との比較を行う。
【００４９】
（実施例１）
実施例１に用いるエキスパンド成形装置１の可動型１１は、割型２１を１２個用い、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、接触領域長さＬ１が９．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が６ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が０．６に設定されている。
【００５０】
可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００５１】
実施例１に用いる缶胴１００は、厚さ０．２１ｍｍの熱可塑性樹脂被膜鋼板が縦９６ｍｍ、横１６５．７ｍｍに切断され、両端をわずかに重ねて電気抵抗溶接によって溶接されることで、内径がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００５２】
（実施例２）
実施例２に用いるエキスパンド成形装置１の可動型１１は、割型２１を１２個用い、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、接触領域長さＬ１が８．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が７ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が０．８に設定されている。
【００５３】
可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００５４】
実施例２に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００５５】
（実施例３）
実施例３に用いるエキスパンド成形装置１の可動型１１は、割型２１を１２個用い、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、接触領域長さＬ１が７．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が８ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が１．１に設定されている。
【００５６】
可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００５７】
実施例３に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００５８】
（実施例４）
実施例４に用いるエキスパンド成形装置１の可動型１１は、割型２１を１２個用い、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、接触領域長さＬ１が６．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が９ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が１．４に設定されている。
【００５９】
可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００６０】
実施例４に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００６１】
（実施例５）
実施例５に用いるエキスパンド成形装置１の可動型１１は、割型２１を１２個用い、拡径時の可動型１１の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型１１は、接触領域長さＬ１が５．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が１０ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が１．８に設定されている。
【００６２】
可動型１１は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型１１の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００６３】
実施例５に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００６４】
（比較例１）
比較例１に用いるエキスパンド成形装置の可動型は、割型を１２個用い、拡径時の可動型の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型は、接触領域長さＬ１が１０．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が５ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が０．５に設定されている。
【００６５】
可動型は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００６６】
なお、比較例１のエキスパンド成形装置は、実施例１乃至実施例４のエキスパンド成形装置１と、割型２１の面取部２８の構成のみが異なり、他の構成は同一の構成とする。比較例１に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００６７】
（比較例２）
比較例２に用いるエキスパンド成形装置の可動型は、割型を１２個用い、拡径時の可動型の外径（成形後の缶胴１００の内径）の狙い値がφ５９．５ｍｍに形成されている。また、可動型は、接触領域長さＬ１が４．６ｍｍに形成され、非接触領域長さＬ２が１１ｍｍに形成され、Ｌ２／Ｌ１が２．４に設定されている。
【００６８】
可動型は、最も縮径した状態の外径がφ５１．３ｍｍ、成形前に缶胴１００と接触する可動型の外径（成形前の缶胴１００の内径）がφ５２．３ｍｍに形成されている。
【００６９】
なお、比較例２のエキスパンド成形装置は、実施例１乃至実施例５のエキスパンド成形装置１と、割型２１の面取部２８の構成のみが異なり、他の構成は同一の構成とする。比較例２に用いる缶胴１００は、実施例１に用いる缶胴１００と同一のものを用いる。
【００７０】
（評価方法）
缶胴１００を成形後の缶胴１００の内径の狙い値となるまで樽型形状にエキスパンド成形する。次に、成形された缶胴１００を目視確認し、成形状態として缶胴１００の破断の有無及び成形形状を確認する。破断が無く、且つ、成形形状が所定の樽型形状であれば良好と、破断が有るか又は成形形状が所定の形状でない場合は不良と判断する。
【００７１】
なお、実施例及び比較例共に、缶胴１００の溶接部１０１は、図５及び図６に示すように、割型２１間の非接触部に位置するように、缶胴１００を可動型１１に配置させて試験を行う。
【００７２】
（試験結果）
図８は、エキスパンド成形装置１の第２の評価試験の試験結果を示す表である。図８に示すように、実施例１乃至実施例５においては、缶胴１００の破断が無く、また、成形形状も所定の樽型形状であり、成形状態が良好なエキスパンド成形ができた。
【００７３】
比較例１においては、缶胴１００は、溶接部１０１近傍で破断し、成形状態が不良であった。比較例２においては、缶胴１００に破断は発生しなかったものの、所定の樽型形状とすることができず、成形状態が不良であった。
【００７４】
このような結果から、本実施の形態に係るエキスパンド成形装置１の可動型１１を用いたエキスパンド成形においては、可動型１１の缶胴１００の接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成することで、缶胴１００の良好なエキスパンド成形が可能となる。
【００７５】
このように構成されたエキスパンド成形装置１によれば、可動型１１の缶胴１００の接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に形成することで、エキスパンド成形を行ったとしても、缶胴１００の破断を防止することが可能となる。また、エキスパンド成形装置１によれば、比率Ｌ２／Ｌ１の値を増加させることで、缶胴１００の破断を防止可能とすることが可能であるが、比率Ｌ２／Ｌ１の値が大きすぎると、非接触領域の変形量が増加することから、所定の成形形状とは異なる虞があり、その上限はＬ２／Ｌ１≦１．８が好ましい。
【００７６】
また、可動型１１は、割型２１の外側面と側面との間の稜部に面取部２８を曲面状とすることで、缶胴１００の内周面に、面により当接することが可能となる。可動型１１は、曲面状の面取部２８を半径１．５ｍｍ乃至３．５ｍｍとすることで、比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８に保った状態で、缶胴１００の内周面に圧痕等の損傷が発生することが防止可能となる。
【００７７】
また、エキスパンド成形装置１によれば、缶胴１００を形成する鋼板の板厚を薄くすることが可能となり、従来用いていた板厚（０．２３ｍｍ）の鋼板よりも薄い０．１７ｍｍ〜０．２２ｍｍの板厚を用いてエキスパンド缶を成形することが可能となる。これにより、使用する材料コスト及び缶胴１００の重量が減少し、製造コスト及び搬送コストの低減が可能となる。
【００７８】
また、エキスパンド成形装置１は、可動型１１の、接触領域長さＬ１に対する非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８とする簡単な構成でよく、エキスパンド成形の工程の増加等がなく、製造コストの増加も防止可能となる。
【００７９】
上述したように、本発明の一実施の形態に係るエキスパンド成形装置１によれば、可動型１１の缶胴１００への接触領域長さＬ１に対する缶胴１００への非接触領域長さＬ２の比率Ｌ２／Ｌ１を０．６≦Ｌ２／Ｌ１≦１．８とすることで、製造コストを増大させることなく、缶胴１００に用いる鋼板の薄化が可能となる。
【００８０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、割型２１の面取部２８は、曲面状に形成する構成を説明したがこれに限定されず、平面による面取りであってもよい。ただし、エキスパンド成形時に缶胴１００の内面の損傷を防止するために、外側面及び面取部２８の稜部を曲面により面取りすることが望ましい。
【００８１】
また、上述した例では、可動型１１の割型２１を１２個とする構成を説明したがこれに限定されず、割型２１が複数設けられ、エキスパンド成形可能な構成であれば適宜設定可能である。また、上述した例では、可動型１１は、樽型形状に円筒状の缶胴１００をエキスパンド成形可能な構成を説明したが、樽型形状に限定されず、適宜設定可能である。
【００８２】
また、上述した例では、割型２１の外側面が曲面状に形成されている構成を説明したがこれに限定されない。例えば、図９に示す変形例に係るエキスパンド成形装置１の可動型１１の割型２１Ａに断面で示すように、割型２１Ａの外側面に、凹部５１を設ける構成であってもよい。このような凹部５１を設けることで、割型２１と缶胴１００の摩擦を低減することが可能となる。また、成形する缶胴１００に所定の模様形状を設けることも可能となる。
【００８３】
また、上述した例では、缶胴１００は、溶接部１０１を備える所謂溶接缶である構成を説明したが、エキスパンド成形装置１でエキスパンド成形を行う缶胴１００は、溶接缶に限定されない。即ち、エキスパンド成形装置１は、溶接部１０１を有さない缶胴１００のエキスパンド成形に用いることも可能である。但し、溶接部１０１が設けられた缶胴１００は、当該溶接部１０１近傍の破断が生じやすいことから、エキスパンド成形装置１を用いることで、溶接部１０１が設けられた缶胴１００の破断を防止することが可能となり、このような溶接部１０１を有する缶胴１００にエキスパンド成形装置１を用いることで、溶接部１０１が起因の破断を防止可能となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１…エキスパンド成形装置、１１…可動型、１２…駆動装置、１３…制御装置、２１…割型、２３…成形部、２４…摺動部、２５…保持部、２８…面取部、３１…くさび軸、３２…駆動手段、４１…軸部、４２…被摺動部、５１…凹部、１００…缶胴、１０１…溶接部。
【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】
2015112610.tif 000007
【図６】
2015112610.tif 000008
【図７】
2015112610.tif 000009
【図８】
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【図９】
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