(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶胴の側壁が周面に沿って複数の多面体が繰り返し形成された周状多面体壁を備え、前記周状多面体壁が、構成単位面と、前記構成単位面どうしが接する境界稜線と、前記境界稜線どうしが交わる交差部とを有し、前記境界稜線と前記交差部とが、相対的に缶外側に突出して凸状とされた周状多面体壁缶であって、
前記構成単位面が菱形状に形成され、缶周方向の対角線を境に缶軸方向の上側の面と下側の面とが缶外側に次第に隆起し、当該対角線上に谷線が形成される屈曲面として形成され、前記境界稜線が缶外側に尾根状に張り出して、前記交差部を頂点とする多面体が形成され、
缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分及び缶軸を含む断面における前記構成単位面の前記谷線で屈曲する二面のなす角を１５０．０°〜１６０．０°とし、
前記断面における前記交差部の頂角を１６５．０°〜１７５．０°とし、
前記断面における前記谷線と前記缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分との距離を０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍとしたことを特徴とする周状多面体壁缶。
【請求項２】
缶胴の側壁が周面に沿って複数の多面体が繰り返し形成された周状多面体壁を備え、前記周状多面体壁が、構成単位面と、前記構成単位面どうしが接する境界稜線と、前記境界稜線どうしが交わる交差部とを有し、前記境界稜線と前記交差部とが、相対的に缶外側に突出して凸状とされた周状多面体壁缶であって、
前記構成単位面が菱形状に形成され、缶周方向の対角線を境に缶軸方向の上側の面と下側の面とが缶外側に次第に隆起し、当該対角線上に谷線が形成される屈曲面として形成され、前記境界稜線が缶外側に尾根状に張り出して、前記交差部を頂点とする多面体が形成され、
缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分及び缶軸を含む断面における前記構成単位面の前記谷線で屈曲する二面のなす角を１５５．０°〜１５７．３°とし、
前記断面における前記交差部の頂角を１６７．３°〜１７２．２°としたことを特徴とする周状多面体壁缶。
【請求項３】
周面に沿った前記複数の多面体の繰り返し数が１１以上である請求項１又は２に記載の周状多面体壁缶。
【請求項４】
スチール製の陰圧缶であって、
前記缶胴の厚みが１２０μｍ〜１６５μｍであり、
前記交差部の外接円直径が５２．５０ｍｍ〜５３．５０ｍｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の周状多面体壁缶。
【請求項５】
多面体壁未加工部の直径が５２．００ｍｍ〜５３．００ｍｍである請求項４に記載の周状多面体壁缶。
【請求項６】
周面に沿った前記複数の多面体の繰り返し数が１１である請求項５に記載の周状多面体壁缶。
【請求項７】
缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分及び缶軸を含む断面における前記構成単位面が、缶外方に湾曲した形状であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の周状多面体壁缶。
【請求項８】
前記谷線が缶内方に湾曲することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の周状多面体壁缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、缶胴側壁の周面に沿って多面体形状が形成された周状多面体壁缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料缶などの缶胴の側壁に多面体形状を形成した周状多面体壁缶が知られている。
周状多面体壁缶は、構成単位面と、構成単位面どうしが接する境界稜線と、境界稜線どうしが交わる交差部とを有し、この境界稜線及び交差部は構成単位面に比べて相対的に缶外側に突出して凸状となっており、構成単位面の隣り合った缶軸方向の配列が位相差をなして配列されている。
【０００３】
本出願人は、このような周状多面体壁缶の製造者であり、缶胴を薄肉化しながらも周状多面体壁缶が耐変形性に優れていることを特許文献１，２などにおいて実証している。また、その製造装置等を特許文献３，４などにおいて提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−５１２７号公報
【特許文献２】特公平７−５１２８号公報
【特許文献３】特公平７−９６１３９号公報
【特許文献４】特許２７０５６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
飲料缶などの缶は、その流通過程において、取り扱いや輸送中に缶どうしが衝突して缶胴が変形することがある。
特に、周状多面体壁缶では、交差部は構成単位面に比べて相対的に缶外側に突出していることから、この部分が他の部分に比べて外部からの衝撃が加わりやすいことになる。
このような衝撃による変形は、外観上の見栄えを損なうのみならず、内容物の漏出などの問題を生じさせるおそれがある。そこで、本発明者は、検証の結果、缶どうしの衝突等の衝撃に対して耐性を有する多面体形状を備える周状多面体壁缶を想到するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、缶胴側壁に加わる衝撃に対して耐性を有する周状多面体壁缶の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る周状多面体壁缶は、缶胴の側壁が、周面に沿って複数の多面体が繰り返し形成された周状多面体壁とされ、前記周状多面体壁が、構成単位面と、前記構成単位面どうしが接する境界稜線と、前記境界稜線どうしが交わる交差部とを有し、前記境界稜線と前記交差部とが、相対的に缶外側に突出して凸状とされた周状多面体壁缶であって、前記構成単位面が菱形状に形成され、缶周方向の対角線を境に缶軸方向の上側の面と下側の面とが缶外側に次第に隆起し、当該対角線上に谷線が形成される屈曲面として形成され、前記境界稜線が缶外側に尾根状に張り出して、前記交差部を頂点とする多面体が形成され、缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分及び缶軸を含む断面における前記構成単位面の前記谷線で屈曲する二面のなす角を１５０．０°〜１６０．０°とし、前記断面における前記交差部の頂角を１６５．０°〜１７５．０°とし、前記断面における前記谷線と前記缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分との距離を０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍとした構成としてある。
また、本発明に係る周状多面体壁缶は、缶胴の側壁が周面に沿って複数の多面体が繰り返し形成された周状多面体壁を備え、前記周状多面体壁が、構成単位面と、前記構成単位面どうしが接する境界稜線と、前記境界稜線どうしが交わる交差部とを有し、前記境界稜線と前記交差部とが、相対的に缶外側に突出して凸状とされた周状多面体壁缶であって、  前記構成単位面が菱形状に形成され、缶周方向の対角線を境に缶軸方向の上側の面と下側の面とが缶外側に次第に隆起し、当該対角線上に谷線が形成される屈曲面として形成され、前記境界稜線が缶外側に尾根状に張り出して、前記交差部を頂点とする多面体が形成され、缶軸方向に隣接する前記交差部をつなぐ線分及び缶軸を含む断面における前記構成単位面の前記谷線で屈曲する二面のなす角を１５５．０°〜１５７．３°とし、前記断面における前記交差部の頂角を１６７．３°〜１７２．２°とした構成とすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流通過程における缶どうしの衝突などの衝撃が加わることによる缶胴の変形が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る周状多面体壁缶の概略を示す正面図である。
【図２】（ａ）は、図１のＡ−Ａ断面図であり、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】図２（ａ）において鎖線で示す部分を拡大して示す要部拡大図であり、（ａ）は、概略拡大図、（ｂ）は詳細拡大図である。
【図４】図２（ａ）において鎖線で示す部分を拡大して示す他の要部拡大図である。
【図５】図２（ｂ）において鎖線で示す部分を拡大して示す要部拡大図であり、（ａ）は、谷線を湾曲形成したときの模式的拡大図、（ｂ）は、谷線を直線状に形成したときの拡大図、（ｃ）は、谷線を湾曲形成するとともに交差部に面取り加工を施したときの拡大図である。
【図６】落下試験機の概略を示す説明図である。
【図７】落下試験の試験結果を示す図表である。
【図８】落下試験の試験結果を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１１】
本実施形態に係る周状多面体壁缶１は、絞りしごき加工により有底筒状に成形された缶胴２と、この缶胴２の開口部に巻き締めて取り付けられる缶蓋３とを有する、いわゆる２ピース缶として作製される。缶胴２の側壁は、その周面に沿って複数の多面体が繰り返し形成された周状多面体壁４とされており、この周状多面体壁４は、構成単位面４ａと、構成単位面４ａどうしが接する境界稜線４ｂと、境界稜線４ｂどうしが交わる交差部４ｃとを有している。そして、境界稜線４ｂと交差部４ｃとは、相対的に缶外側に突出して凸状となっており、構成単位面４ａの隣り合った缶軸方向の配列が１／２の位相差をなして配列されている。
【００１２】
本実施形態において、構成単位面４ａは二つの二等辺三角形が底辺で接した菱形状に形成され、缶周方向の対角線を境に缶軸方向の上側の面と下側の面とが缶外側に次第に隆起し、当該対角線上に谷線４ｄが形成される屈曲面として形成されている。これにより、構成単位面４ａどうしが接する境界稜線４ｂが缶外側に尾根状に張り出すようにして、交差部４ｃを頂点とする多面体が形成される。
【００１３】
このような構成単位面４ａを形成するにあたり、本実施形態では、缶軸Ｃ（図１中の二点鎖線）方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１（図３参照）を１５０．０°〜１６０．０°、好ましくは１５５．０°〜１５７．３°としてある。また、この断面における交差部４ｃの頂角θ２（図３参照）を１６５．０°〜１７５．０°、好ましくは１６７．３°〜１７２．２°としてある。
さらに、このような角度θ１，θ２を有する構成単位面４ａは、この断面における谷線４ｄと缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分Ｌとの距離Ｄ（図４参照）を０．８０ｍｍ〜１．１０ｍｍ、好ましくは０．８５ｍｍ〜１．０５ｍｍとしてある。
【００１４】
構成単位面４ａは、缶軸方向断面を図３（ｂ）に誇張して示すように、缶外方に僅かに湾曲させた形状とすることが好ましく、さらに、湾曲形状の曲率半径をＲ５０ｍｍ〜Ｒ８０ｍｍとすることが好ましい。この場合、谷線４ｄで屈曲する二面はそれぞれ曲面となることから、角度θ１，θ２は、以下のように求める。
頂角θ２については、交差部４ｃには直線状の面取り（図３（ｂ）参照）、Ｒ形状などの所定の面加工が施されていることから、交差部４ｃを挟む二面のそれぞれについて、面上の３点を通る円弧として近似し、近似した円弧同士を仮想的に延長させたときに交わる交差部４ｃ´を通るとともに、二つの近似した円弧それぞれに接する二つの接線ｔのなす角をθ２とする。
一方、角度θ１については、谷線４ｄで屈曲する二面のつなぎ目の部分が直線状の面取り、Ｒ形状（図３（ｂ）参照）などの所定の面加工が施されていることから、谷線４ｄで屈曲する二面のそれぞれについて、前述の近似した円弧同士で仮想的に延長させたときに交わる交点４ｄ´を通るとともに、二つの近似した円弧それぞれに接する二つの接線ｔのなす角をθ１とする。
なお、交差部４ｃや谷線４ｄに面取りやＲ形状など所定の面加工を施した場合、距離Ｄは、缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃの面加工部の最外部（図３（ｂ）における、面取り部）をつなぐ線分Ｌと、谷線４ｄの面加工部の最内部（図３（ｂ）におけるＲ形状の底部）との距離とする。
【００１５】
このようにすることで、レトルト処理に供される場合などの加圧下での強度を維持しながら、缶胴２の側壁に衝撃が加わったときの変形が抑制される。特に、交差部４ｃは構成単位面４ａに比べて相対的に缶外側に突出していることから、この部分が他の部分に比べて外部からの衝撃が加わりやすいものの、このような角度θ１，θ２より特定され、また、より好適にはさらに距離Ｄにより特定される周状多面体壁４を形成することで、交差部４ｃに対する耐性が高まることになる。
これにより、周状多面体壁缶１は、内容物が充填された缶胴２に缶蓋３を巻き締めて最終製品としてから市場に流通されるが、内容物の充填工程などにおいて搬送される缶どうしの接触や、搬送装置との接触により衝撃が加わった場合にも、外観不良となることが抑止される。
【００１６】
また、このような周状多面体壁４をスチール製の陰圧缶に適用する場合には、缶胴２のスチール（印刷、塗装、仕上げニス、樹脂被覆層等を除く金属部分）の厚みは１２０μｍ〜１６５μｍであるのが好ましく、より好ましくは１２０μｍ〜１３５μｍであり、多面体壁未加工部（缶胴２側壁のうち多面体壁の形成されていない部分）の直径５２．００ｍｍ〜５３．００ｍｍに対し、多面体壁加工部交差部４ｃの外接円（周方向に隣接する交差部４ｃに外接する外接円）直径は、５２．５０ｍｍ〜５３．５０ｍｍであるのが好ましく、より好ましくは多面体壁未加工部の直径５２．２０ｍｍ〜５２．３０ｍｍに対し、多面体壁加工部交差部４ｃの外接円直径は、５２．８５ｍｍ〜５３．０５ｍｍである。
缶胴２の厚み及び直径が上記範囲内にあるときに、より確実に耐性を向上させることができる。
また、周面に沿った複数の多面体の繰り返し数は「１１以上」であることが好ましく、多面体壁加工前の直径が５２．００ｍｍ〜５３．００ｍｍのスチール製の陰圧缶に適用する場合には、繰り返し数は「１１」であることが好ましい。
特に、繰り返し数を「１１」とするときには、周方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分（あるいは、谷線４ｄ）を含み、かつ、缶軸Ｃに直交する断面における交差部４ｃの頂角θ３（図５（ａ）参照）を１３７．５°〜１４２．５°とするのが好ましく、さらに１３９．６°〜１４０．２°とすることが好ましい。
谷線４ｄを直線状に形成した場合（図５（ｂ））、理論上の頂角（θ３）は、１４７．２７°（≒１８０°−（３６０°÷１１））となるが、実際には谷線４ｄを僅かに缶内方に湾曲させた形状とすることが好ましく、さらに、湾曲形状の曲率半径をＲ９０ｍｍ〜Ｒ１４０ｍｍとすることが好ましい。この場合、湾曲した２本の谷線４ｄどうしの交差部４ｃ´（缶内壁面側）を通り、それぞれの谷線４ｄに接する二つの接線ｔのなす角を頂角θ３とすることができ、その角度は理論上の頂角よりも小さい角度とすることが好ましい。
また、交差部４ｃに直線状の面取り（図５（ｃ）参照）、Ｒ形状などの所定の面加工が施されているときには、湾曲した２本の谷線４ｄのそれぞれについて、谷線４ｄ上の３点を通る円弧として近似し、近似した円弧を仮想的に延長させたときに交わる交差部４ｃ´´（缶外壁面側）を通るとともに、それぞれの谷線４ｄに接する二つの接線ｔのなす角を頂角θ３とする。
【００１７】
このような周状多面体壁缶１は、例えば、本出願人が提案した特許文献３，４等に記載された装置を用いて、特に図示しないが、凹凸状の多面体を外周に有するインナローラと、このインナローラと凹凸が逆の多面体を外周に有するアウタローラとの間に缶胴２の側壁を挟み込んで、インナローラとアウタローラとを同期回転させることによって、当該側壁の全周にわたって多面体形状を成形することによって作製することができる。
【実施例】
【００１８】
以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。
【００１９】
［実施例１］
スチール製の２ピース缶により、内容量１８５ｇ、多面体壁未加工部外径５２．２ｍｍ、多面体壁加工部交差部４ｃの外接円直径が５２．９５ｍｍのコーヒー飲料用の飲料缶を作製するにあたり、スチールの厚み１２５μｍを有する缶胴２の側壁を、ほぼ菱形状の構成単位面を備える周状多面体壁４とし、多面体の繰り返し数を１１とした。
また、缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１を１５５．０°、この断面における交差部４ｃの頂角θ２を１６７．３°とし、このときのこの断面における谷線４ｄと線分Ｌの距離Ｄを１．０５ｍｍとした。
【００２０】
［実施例２］
缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１を１５６．４°、この断面における交差部４ｃの頂角θ２を１７０．９°とし、このときのこの断面における谷線４ｄと線分Ｌの距離Ｄを０．９４ｍｍとした以外は、実施例１と同様なコーヒー飲料用の飲料缶を作製した。
【００２１】
［実施例３］
缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１を１５７．３°、この断面における交差部４ｃの頂角θ２を１７２．２°とし、このときのこの断面における谷線４ｄと線分Ｌの距離Ｄを０．８５ｍｍとした以外は、実施例１と同様なコーヒー飲料用の飲料缶を作製した。
【００２２】
［比較例Ｓ］
缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１を１５８．４°、この断面における交差部４ｃの頂角θ２を１７３．１°とし、このときのこの断面における谷線４ｄと線分Ｌの距離Ｄを０．７６ｍｍとした以外は、実施例１と同様なコーヒー飲料用の飲料缶を作製した。
【００２３】
［落下試験］
これらの実施例１〜３及び比較例Ｓにて作成された飲料缶について、内容物を充填しないで缶胴に缶蓋を巻き締め、開口した状態で、図６に示す試験機により落下試験を行った。
図６に示す試験機は、実施例１〜３及び比較例Ｓにて作成された飲料缶１を固定し、缶軸Ｃ方向ほぼ中央に位置する交差部４ｃと、谷線４ｄとにそれぞれハンマー５の打撃面を当接させた状態で、カム６により重り７を所定の高さｈまで持ち上げて落下させるように構成されている。ハンマー５の打撃面は、缶どうしの衝突を想定し、缶径にほぼ等しい曲率半径５３ｍｍの球面とした。
重り７の重さは５００ｇであり、かかる重り７を、高さｈから落下させ、缶胴に打撃を加えて、変形量の大きさを測定した。
高さｈは調整可能であり、ハンマー５の打撃面を交差部４ｃに向けて落下させる試験では、高さｈを２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍとし、ハンマー５の打撃面を谷線４ｄに向けて落下させる試験では、高さｈを３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍとして試験を行った。
なお、ハンマー５の打撃面を谷線４ｄに向けて落下させる試験では、谷線４ｄを打撃面の目標ポイントとするものの、谷線４ｄは屈曲する二面には挟まれていることから、ハンマー５の打撃面が谷線４ｄに衝突することはなく、屈曲する二面にハンマー５の打撃面が衝突することになる。
測定結果を図７に示すとともに、これをグラフ化したものを図８に示す。
【００２４】
ハンマー５の打撃面を交差部４ｃに向けて落下させる試験の結果において（図７（ａ），図８（ａ）参照）、比較例Ｓでは、高さｈの低い段階から大きな変形が認められるが、実施例１〜３では、低い段階での変形は僅かであり、ある高さｈ（例えば、３５ｍｍ以上）を境にして変形量が増大するという傾向が見られる。
また、実施例１〜３の中では、θ１，θ２の角度が小さくなり、距離Ｄが大きくなるほど、衝撃に対する耐性が向上する傾向が見られる。
また、ハンマー５の打撃面を谷線４ｄに向けて落下させる試験では（図７（ｂ），図８（ｂ）参照）、屈曲する二面にハンマー５の打撃面が衝突することになるので、衝撃が交差部４ｃに集中する場合に比べて分散されることになり、各実施例１〜３及び比較例Ｓにおいても変形量に差が生じないことが分かる。
このような試験結果から、缶軸Ｃ方向に隣接する交差部４ｃをつなぐ線分及び缶軸Ｃを含む断面における構成単位面４ａの谷線４ｄで屈曲する二面のなす角θ１は、１５５．０°〜１５７．３°が好ましく、この断面における交差部４ｃの頂角θ２は、１６７．３°〜１７２．２°好ましいといえる。また、この断面における谷線４ｄと線分Ｌの距離Ｄは０．８５ｍｍ〜１．０５ｍｍが好ましいといえる。
【００２５】
以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
【００２６】
例えば、前述した実施形態では、２ピース缶に本発明を適用した例を示したが、筒状の缶胴に缶蓋と缶底とを巻き締めて取り付けた、いわゆる３ピース缶にも本発明を適用することができ、内容物も飲料品に限定されない。
【００２７】
また、前述した実施形態では、スチール製の陰圧缶を例示したが、スチール製の陽圧缶にも適用することができる。さらに、アルミニウム製の陽圧缶にも適用することができ、この場合、缶胴２のアルミニウム部分（印刷、塗装、仕上げニス、樹脂被覆層等を除く）の厚みは１２０μｍ〜１６５μｍであるのが好ましく、より好ましくは１２０μｍ〜１３５μｍであり、多面体壁未加工部の直径５２．００ｍｍ〜５３．００ｍｍに対し、多面体壁加工部交差部４ｃの外接円直径は５２．５０ｍｍ〜５３．５０ｍｍであるのが好ましく、より好ましくは多面体壁未加工部の直径５２．２０ｍｍ〜５２．３０ｍｍに対し、多面体壁加工部交差部４ｃの外接円直径は５２．８５ｍｍ〜５３．０５ｍｍである。
さらに、缶のスチール材やアルミニウム材の表面には合成樹脂を被覆したり、印刷や、塗装、仕上げニス、樹脂ラベルなど、公知の処理を組み合わせて施してよい。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、例えば、飲料缶などの缶に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１          周状多面体壁缶
２          缶胴
３          缶蓋
４          周状多面体壁
４ａ          構成単位面
４ｂ          境界稜線
４ｃ          交差部
４ｄ          谷線
【図１】
0006458425.tif 000002
【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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