(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から境界部を経て内側へ縮径するように連続する外周底部を少なくとも備えた缶底部と、を含み、
前記筒状胴部の下端の板厚、前記境界部における板厚、及び、前記外周底部の少なくとも一部の板厚が、それぞれ前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚とほぼ等しい、ことを特徴とするシームレス缶体。
【請求項２】
前記筒状胴部の下端における板厚をｔＷＬとし、前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚をｔＷＣとする場合、
ｔＷＣ  ≦  ｔＷＬ  ＜  １．０９×ｔＷＣ
の関係にある、請求項１に記載のシームレス缶体。
【請求項３】
前記筒状胴部において、
ｔＷＣ  ≦  ｔ０  ＜  １．０９×ｔＷＣ
の関係にある（ただしｔ０は前記境界部の板厚）、請求項２に記載のシームレス缶体。
【請求項４】
前記筒状胴部の下端から前記境界部付近における６０度鏡面光沢度が３００％以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシームレス缶体。
【請求項５】
前記外周底部は、前記筒状胴部から連続する第２外周底部と、前記第２外周底部よりも内側に位置する周状接地部と、を含み、
前記第２外周底部のうち缶の高さ方向における中間位置の板厚をｔ１とし、周状接地部の板厚をｔ２とした場合、
ｔ２＞ｔ１
である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシームレス缶体。
【請求項６】
前記缶底部は、前記周状接地部よりも内側に位置する内側端部を更に含み、
前記内側端部の板厚をｔ３とした場合、
ｔ３ ＞ ｔ１
である、請求項５に記載のシームレス缶体。
【請求項７】
前記ｔ３が前記ｔ２よりも大きくなるように、前記第２外周底部から前記内側端部まで板厚が漸次増加する、請求項６に記載のシームレス缶体。
【請求項８】
金属素材を、しごき加工によって薄肉化された筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から続く外周底部と、前記外周底部から開口部へ向けて第１の高さで膨出する膨出部と、を有するカップ体に成形する第１成形工程と、
前記第１の高さより低い第２の高さとなるように前記膨出部を押し下げる第２成形工程と、を含み、
前記第１成形工程において、前記筒状胴部の下端の板厚が前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚とほぼ等しくなるように、前記筒状胴部の下端が引き込まれて前記筒状胴部の下端から境界部を経て内側へ縮径するように連続する前記外周底部が形成される、
ことを特徴とするシームレス缶体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シームレス缶体及びシームレス缶体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、絞りしごき加工によって缶胴部などが成形される、いわゆるシームレス缶体が知られている。このシームレス缶体は、浅絞り後のしごき加工により缶胴部が薄肉化されているため、軽量性に優れている。その一方で、これらのシームレス缶体において、薄肉化しても耐圧性を維持又は向上させるための種々の提案が従来なされている。
【０００３】
例えば特許文献１や特許文献２には、缶の内圧が耐圧強度を超えたときに現れる、缶底のドーム部が反転する現象（バックリング）を防止する目的で施す、いわゆるボトムリフォーム加工が開示されている。具体的には、缶底の接地部の、缶軸に直交する径方向の内側に位置する内周壁を押圧することにより、凹部を成形するボトムリフォーム加工が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１０３２２７号公報
【特許文献２】特開２０１６−４７５４１号公報
【特許文献３】特開２０１６−４３９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のとおり従来のシームレス缶体は軽量性には優れているものの、その側面となる缶胴部においては未だに改善すべき点が存在する。すなわち近年では缶胴部に様々な意匠を施すことで商品競争力を担保しており、かような観点から缶胴部に対してなるべく均質な写像性が要求される。
【０００６】
しかしながら従来のシームレス缶体の製造方法では、成形後における缶胴部の表面状態が軸方向に沿って揃っておらず、特に缶胴部の下端付近または缶胴部と缶底部との間に存在する縮径部（外周底部）において高い金属光沢を得ることができなかった。
この点について図１０を用いて詳述する。
【０００７】
図１０（ａ）は、しごき加工が完了した直後の缶胴部としごきパンチの先端部の部分的な状態を模式的に示している。図示されるとおり、パンチの円筒部のうち先端寄りには点Ａから点Ｂにかけてテーパー形状が設けられている。このテーパー形状は、しごき加工が開始される時にしごき率を緩やかに立ち上げるようにするために設けられている。したがって、このテーパー部分に相当する缶体部分はくさび状に板厚分布をもつ領域となる。なお図２などにも示したとおり、この領域は「ボディウォールステップ（ＢＷＳ）」とも称されることがある。また、このＢＷＳの下側には、缶の内側へと比較的大きく縮径するボディウォールラジアス（ＢＷＲ）とも称される部位が形成されている。
【０００８】
そして上記のしごき加工を行った場合、しごき加工面の光沢度は、上記したＢＷＳの下端に位置する点Ｂでは元の素材表面とほぼ同等の光沢度であり、上記ＢＷＳの上端に位置する点Ａに近づくに従ってその光沢度は増して、点Ａ以降で最大の光沢度を呈することになる。
図１０（ｂ）は、しごき加工完了後にドーミングダイがしごきパンチの先端内部に相対的に没入することで、缶底にドーム部を形成した時点の缶胴部としごきパンチの先端部の部分的な状態を示す図である。缶底の底面部はドーム部となって引き込まれることで、図１０（ａ）で点Ａに位置していた部分は点Ａ´に、点Ｂに位置していた部分は点Ｂ´にそれぞれずれることになる。なおこれら各点の移動量（ずれ量）は、一例としておよそ２〜５ｍｍ程度となっている。このように缶胴部のうち円筒部分の最下部付近には依然として光沢度が低く印刷の鮮映性が劣る部分が存在する事となるが、従前よりこの部分における高い金属光沢を有した意匠性の高いシームレス缶体をも求められていた。
なお、上記ドーミングダイの没入する量を単純に増やすことで上記ずれ量を増やすことも可能ではあるが、成形される缶の内容量において著しい減少を招き、同時に缶の材料使用量が増してしまうといった課題が残る。
【０００９】
本発明者は上記に例示した課題に鑑みて鋭意検討を繰り返した結果、絞りしごき加工後における缶胴部に対して優れた写像性を付与可能なシームレス缶体及びその製造方法を提供することを可能とし、本発明に至ったものである。
また、缶胴部と缶底部との間に存在する縮径部（外周底部）において、高い金属光沢を有するシームレス缶体及びその製造方法を提供することを可能とし、本発明に至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一実施形態におけるシームレス缶体は、（１）筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から境界部を経て内側へ縮径するように連続する外周底部を少なくとも備えた缶底部と、を含み、前記筒状胴部の下端の板厚、前記境界部における板厚、及び、前記外周底部の少なくとも一部の板厚が、それぞれ前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚とほぼ等しいことを特徴とする。
【００１２】
また、上記（１）に記載のシームレス缶体においては、（２）前記筒状胴部の下端における板厚をｔＷＬとし、前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚をｔＷＣとする場合、ｔＷＣ≦ｔＷＬ＜１．０９×ｔＷＣの関係にあることが好ましい。
【００１３】
また、上記（２）に記載のシームレス缶体においては、（３）前記筒状胴部において、ｔＷＣ≦ｔ０＜１．０９×ｔＷＣの関係にある（ただしｔ０は前記境界部の板厚）ことが好ましい。
【００１４】
また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のシームレス缶体においては、（４）前記筒状胴部の下端から前記境界部付近における６０度鏡面光沢度が３００％以上であることが好ましい。
【００１５】
また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のシームレス缶体においては、（５）前記外周底部は、前記筒状胴部から連続する第２外周底部と、前記第２外周底部よりも内側に位置する周状接地部と、を含み、前記第２外周底部のうち缶の高さ方向における中間位置の板厚をｔ１とし、周状接地部の板厚をｔ２とした場合、ｔ２＞ｔ１であることが好ましい。
【００１６】
また、上記（５）に記載のシームレス缶体においては、（６）前記缶底部は、前記周状接地部よりも内側に位置する内側端部を更に含み、前記内側端部の板厚をｔ３とした場合、ｔ３＞ｔ１であることが好ましい。
【００１７】
また、上記（６）のいずれかに記載のシームレス缶体においては、（７）前記ｔ３が前記ｔ２よりも大きくなるように、前記第２外周底部から前記内側端部まで板厚が漸次増加することが好ましい。
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態におけるシームレス缶体の製造方法は、（８）金属素材を、しごき加工によって薄肉化された筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から続く外周底部と、前記外周底部から開口部へ向けて第１の高さで膨出する膨出部と、を有するカップ体に成形する第１成形工程と、前記第１の高さより低い第２の高さとなるように前記膨出部を押し下げる第２成形工程と、を含み、前記第１成形工程において、前記筒状胴部の下端の板厚が前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚とほぼ等しくなるように、前記筒状胴部の下端が引き込まれて前記筒状胴部の下端から境界部を経て内側へ縮径するように連続する前記外周底部が形成される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、缶胴部が軸方向の上端から下端に渡って高い光沢度をもち均質な写像性を有するシームレス缶体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態におけるシームレス缶体１ａの全体の縦断面を示す模式図である。
【図２】第１実施形態におけるシームレス缶体１ａと、従来構造におけるシームレス缶体との、筒状胴部１０の下端１０ｅ付近における比較図である。
【図３】シームレス缶体１ａの製造方法のうちの第１成形工程を示す図である。
【図４】図３におけるα部とβ部をそれぞれ部分的に拡大した模式図である。
【図５】シームレス缶体１ａの製造方法のうちの第２成形工程を示す図である。
【図６】第１実施形態において立ち上がり部に付与される圧縮応力を示す模式図である。
【図７】第２実施形態におけるシームレス缶体１ｂの一部を示す模式図である。
【図８】シームレス缶体１ｂの缶底を示す拡大図である。
【図９】シームレス缶体１ｂにおける各点の板厚を示すグラフである。
【図１０】従来手法によるシームレス缶体と本実施形態によるシームレス缶体における構造の比較を行うための模式図である。
【図１１】図３で示すシームレス缶体１ａの製造方法のうちの第１成形工程に適用可能な他の例（その１）を示す模式図である。
【図１２】図３で示すシームレス缶体１ａの製造方法のうちの第１成形工程に適用可能な他の例（その２）を示す模式図である。
【図１３】本実施形態における境界部ＢＰの位置を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、適宜図面を参照しつつ、本発明のシームレス缶体及びその製造方法について具体的に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例を示してその内容について説明するものであり、本発明を意図的に限定するものではない。
【００２２】
［第１実施形態］
＜シームレス缶体１ａ＞
図１に示すように、本実施形態のシームレス缶体１ａは、筒状胴部１０と、この筒状胴部１０の下端から境界部ＢＰを経て内側へ縮径するように連続する外周底部２０ａを少なくとも備えた缶底部２０と、を有するシームレス缶体である。なお図示では筒状胴部１０より上方は一例としてネック・フランジ形状が描かれているが、筒状胴部１０より上方は開口部１０ａを有する公知のシームレス缶体の構造が適用できる。ここで、本実施形態における「筒状胴部１０の下端１０ｅ」とは、実質的に円筒面の下端に位置する部位であり、シームレス缶体の外表面に印刷を施す場合において、例えば公知のドライオフセット方式による曲面印刷が可能な領域のうちの下端であると定義できる。
【００２３】
筒状胴部１０は、シームレス缶体１ａの側面を構成する部位であり、後述するアルミニウムやスチールなど公知の金属板を絞りしごき加工することで形成される。この筒状胴部１０は、用途により幅はあるが例えば概ね０．０７〜０．４０ｍｍ程度の厚みを持つように構成されている。
本実施形態における筒状胴部１０は、後述する下端１０ｅを下端部として、上端部は図１に示すようにネックショルダー（軸方向上方に向かうに従って縮径される部位）との境界までと定義される。
【００２４】
缶底部２０は、図１のとおり上記した筒状胴部１０の下端１０ｅから内側へ縮径するように連続する外周底部２０ａと、この外周底部２０ａから開口部１０ａに向かって膨出する膨出部２０ｂとを少なくとも含んで構成されている。
なお図１からも明らかなとおり、本実施形態における外周底部２０ａと膨出部２０ｂは、シームレス缶体１ａをテーブルなどの平面上に載置した際に接地する周状接地部２０ｃを境に区分けされている。
【００２５】
また、本実施形態における「境界部ＢＰ」とは、缶底側の外観に関連する（すなわち缶の外側から観察が通常可能な）領域の境であって、図１３に示すように筒状胴部１０の下端１０ｅから変曲して外周底部２０ａへと連続する部位であって、且つ、この境界部ＢＰにおける外表面の接線と接地面Ｐとのなす角度γが４５°となる点と定義される。
【００２６】
本実施形態において上記角度γが４５°となる点を境界部ＢＰと定義する理由は次のとおりである。すなわちこのγが４５°より小さくなる位置においては、上記した外表面の法線が下向きになりすぎてしまう。すると、例えば本発明が適用された缶が陳列棚等に普通に置かれた（正立）状態において反射光が視界に入りにくくなるため、本発明の主旨とする缶外面の優れた光沢性が発揮しにくくなるためである。
【００２７】
なお図２（ａ）に示すとおり、従来の構造においては、上記したドーム部を成形する際に筒状胴部の薄肉部が下方へと引き込まれる量がごく小さいため、上記した境界部ＢＰ付近は相対的に厚みを有する部位となっている。
これに対して本実施形態のシームレス缶体１ａにおいては、図２（ｂ）にも示すとおり、しごき加工を経た筒状胴部１０の下端１０ｅを含む筒状胴部１０のうち下端側の一部が外周底部２０ａの側へ引き込まれるため、境界部ＢＰを超えて外周底部２０ａのうち少なくとも境界部ＢＰ付近までがしごき加工後の金属板で構成されることになる。
【００２８】
換言すれば、本実施形態のシームレス缶体１ａにおいては、少なくとも境界部ＢＰにおける板厚ｔ０が、筒状胴部１０の中間部における板厚ｔＷＣ（図１参照）とほぼ等しくなっていると言える。
したがって本実施形態の筒状胴部１０は、従来構造に比してその軸方向（図１のＺ方向）に関して上端から下端、さらに境界部ＢＰの位置まで高い光沢度を有し均質な写像性を発揮することが可能となっている。なお、しごき加工を経た筒状胴部１０が、高い光沢度を呈するためのしごき率は、用いる素材の特性や加工条件により異なるためこれに限定されないが、一例として総しごき率は少なくとも６０％以上であることが好ましい。
【００２９】
なお本実施形態においては、図１に示すとおり、筒状胴部１０のうち境界部ＢＰ付近（例えば筒状胴部１０の下端）における板厚をｔＷＬとし、筒状胴部１０の軸方向（Ｚ方向）における中間部の板厚をｔＷＣとする場合、ｔＷＣ≦ｔＷＬ＜１．０９×ｔＷＣの関係にあり、さらに好ましくはｔＷＣ≦ｔＷＬ＜１．０５×ｔＷＣの関係にあることが望ましい。これにより缶側面の写像性は高めつつシームレス缶体１ａの耐圧性も維持することが可能となっている。なお本実施形態における「筒状胴部１０の軸方向における中間部」とは、必ずしも厳密に上記軸方向における中間の板厚である必要はなく、中間付近も含むものと定義できる。
【００３０】
さらに本実施形態においては、同じく図１に示すとおり、筒状胴部１０の軸方向における中間部の板厚をｔＷＣとする場合、ｔＷＣ≦ｔ０＜１．０９×ｔＷＣの関係にあり、さらに好ましくはｔＷＣ≦ｔ０＜１．０５×ｔＷＣの関係にあることが望ましい。ｔ０がｔＷＣ未満ではこの部分の軸荷重強度が低下する可能性が出てくるという問題が生じ、ｔ０がｔＷＣの１．０９倍以上であると筒状胴部の下端部分における光沢度が低下し本発明の効果が得られにくくなるという問題が生じるからである。
これにより缶側面の写像性は高めつつシームレス缶体１ａの耐圧性も維持することが可能となっている。
【００３１】
また、しごき加工後の金属板が境界部ＢＰを超えて外周底部２０ａの少なくとも一部まで到達することから、筒状胴部１０の下端１０ｅから境界部ＢＰ付近における６０度鏡面光沢度が３００％以上であることが望ましい。境界部ＢＰ付近における６０度鏡面光沢度が３００％未満であると、外観上、該当する部分において表面のざらつきやくすみ等が感じられるようになるため商品としての訴求力が低下するという問題が生じるからである。
なお本実施形態の鏡面光沢度は、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１−１９９７に規定された測定方法に準拠して測定される。
【００３２】
なお、本実施形態において、シームレス缶体１ａに用いられる金属素材の種類としては特に制限されない。すなわち、シームレス缶体に通常用いられる公知の金属板、例えばアルミニウム合金板や鋼板（例えばブリキ等）を使用することができる。また、金属板はその内面側に公知のフィルムを積層したものや、有機樹脂を塗装したもの、化成処理を施したもの等、表面被覆を適宜施していてもよい。
また、本実施形態のシームレス缶体１ａは、例えば公知のフランジ加工やネッキング加工、ねじ加工等が施され、また、ビールや炭酸飲料、コーヒー、ジュース、流動食品等が内容物として収容された後に、開口部１０ａに公知の方法で蓋が取り付けられる。
【００３３】
＜シームレス缶体１ａの製造方法＞
次に本実施形態におけるシームレス缶体１ａの製造方法について、図３〜６を適宜参照しつつ説明する。
本実施形態におけるシームレス缶体１ａの製造方法としては、図１に示すような筒状胴部１０と缶底部２０とを有するシームレス缶体の製造方法であって、下記に詳述する第１成形工程および第２成形工程を含むことを特徴とする。
【００３４】
［第１成形工程］
本実施形態におけるシームレス缶体１ａの製造方法は、図３に示される第１成形工程のように、金属素材（前駆体３）を、筒状胴部１０と、前記筒状胴部１０の下端にある境界部ＢＰから内側上方に向けて延出する傾斜部Ｓと、前記傾斜部Ｓの端部Ｓｅから上方へ向けて第１の高さＨｏで膨出するカップドーム部Ｄと、を有するカップ体２に成形する。ここで傾斜部Ｓの端部Ｓｅは、カップドーム部Ｄとの接続点ともいうことができる。
【００３５】
そして本実施形態の第１成形工程は、公知のプレス工程等によりしごき加工によって薄肉化された筒状胴部１０が成形された前駆体３に対し、上型と下型とを用いて実施される。すなわち、本実施形態の第１成形工程は、しごき加工を行う成形機のパンチストロークの終端位置（下死点付近）で行うことも可能であるし、しごき加工を行った機械とは別の機械において行うことも可能である。
具体的な例としては、図３に示されるように、カップ形状を有する前駆体３内に位置してこれを支持する筒状のパンチ４０１と、前駆体３の外周底部を前記パンチ４０１と協働して支持するドーミングダイ５０１と、により上記第１成形工程が実施される。このうちパンチ４０１の下端は、上記ドーミングダイ５０１に対応して上に凸の凹状となっており、周方向に沿って周壁部４０２が形成されている。なお、本実施形態における図３では周壁部４０２の断面形状として単一な円弧のものを例示しているが、この形状に限られず例えば図１１又は図１２のように複数の円弧とテーパー面を組み合わせた形状であってもよい。
【００３６】
まず、パンチ４０１とドーミングダイ５０１とで前駆体３を挟むようにプレスすると、前駆体３の底面がドーミングダイ５０１によって開口部に向けて膨出するとともに、下端周縁は周壁部４０２によって引っ張られる状態となる。換言すれば、第１成形工程においては、パンチ４０１の周壁部４０２で前駆体３の外周を支持するとともに、当該パンチ４０１とドーミングダイ５０１とを相互にかみ合うように駆動することで、ボトムに高さＨｏのカップドーム部Ｄを有するカップ体２を得ることができる。
【００３７】
なお、この第１成形工程でカップドーム部Ｄを形成する際に周壁部４０２およびその近傍にかけてしわが生じる場合には、必要により図１２に例示するしわ押さえ部材８０（ホールドダウンリングとも称する）を設置して、周壁部４０２としわ押さえ部材８０とによりしわ押さえ力を付加して成形することもできる。
【００３８】
このときカップドーム部Ｄ、端部Ｓｅ、および傾斜部Ｓをそれぞれ構成する材料が、後の第２成形工程によって図１における缶底部２０を構成可能となるように素材量を合わせてカップドーム部の高さＨｏを設定する必要がある。これにより、本実施形態における高さＨｏは従来構造のドーム高さに比べて高くなり、したがって筒状胴部１０が外周底部２０ａ側に引き込まれる量もそれに伴い大きくなる。
【００３９】
これにより、図４に示すとおり、しごき加工時に本来であれば筒状胴部１０の下端を構成する部位が、上記した筒状胴部１０と外周底部２０ａとの境界部ＢＰを超えて外周底部２０ａ側に引き込まれることになる（より具体的には図４に示す例では筒状胴部に位置していた点Ａと点Ｂはそれぞれ境界部ＢＰを超えて引き込まれる）。換言すれば、この第１成形工程において、筒状胴部１０の下端１０ｅが引き込まれて筒状胴部１０の下端１０ｅから縮径して連続する外周底部２０ａの一部（実質的にはまだ境界部ＢＰ付近の曲面の状態であり、これを第１外周底部２０ａ´と称する）が形成される。
【００４０】
ここで、上記第１成形工程により得られたカップ体２の形状について説明する。
カップ体２における傾斜部Ｓは、前記第１外周底部２０ａ´から内側上方に向けて延出するものである。すなわちカップ体２の傾斜部Ｓは、図３（ｃ）などに示すように、Ｚ軸方向においてカップ体２の最も低い部分と、カップドーム部Ｄとの接続点（端部Ｓｅ）とで挟まれた曲線部分及び直線部分を言うものとする。
なお本第１成形工程では、上記した傾斜部Ｓおよびカップドーム部Ｄを含めて膨出部とも称する。したがって本実施形態のカップ体２は、筒状胴部１０と、この筒状胴部１０の底面に形成された膨出部とを含んで構成されているとも言える。
上記したカップドーム部Ｄの形状は一例であって、ドームの頂上を曲面状とせず例えば水平面状としてもよい。
【００４１】
さらに、カップ体２におけるカップドーム部Ｄの高さＨｏは、後述する第２成形工程により得られるシームレス缶体１における缶ドーム部２０１ｄの高さＨｐよりも大きいことが好ましい。この理由の一つとしては、後述する第２成形工程においてカップ体２におけるカップドーム部Ｄを押し下げながら、傾斜部Ｓに圧縮応力を付与するためである。すなわち、カップ体２におけるカップドーム部Ｄの高さＨｏを事前に大きくしておき、最終的にシームレス缶体１において好ましい缶ドーム部２０１ｄの高さＨｐを得るためである。
【００４２】
すなわちこの第１成形工程においては境界部ＢＰ付近の第１外周底部２０ａ´から開口部１０ａへ向けて第１の高さＨｏで膨出する膨出部がまず形成され、後述する第２成形工程では第１の高さＨｏより低い第２の高さとなるように当該膨出部が押し下げられることになる。
【００４３】
［第２成形工程］
次に図５を参照しつつ、本実施形態におけるシームレス缶体１ａの製造方法のうち第２成形工程について説明する。
上記第１成形工程により、第１外周底部２０ａ´及び傾斜部Ｓを有するカップ体２が成形された後に、以下の第２成形工程が実施される。
【００４４】
なお、上記第１成形工程と第２成形工程との間に、カップ体２に対して、適宜それぞれ公知の洗浄工程、表面処理工程、印刷工程、塗装工程、筒状胴部への形状付与加工、あるいは第２成形工程を行うのに支障がない範囲でのネックイン（口絞り）加工等が実施されてもよい。さらに必要に応じて、第１成形工程以降の搬送性や耐食性を確保する目的で、カップ体２の最下端の接地部から傾斜部Ｓにかけての範囲の部分に外面塗装を施すことができる。
【００４５】
第２成形工程においては、前記カップ体２に対して、上述の第１成形工程における成形金型は異なる金型により加工を施し、シームレス缶体１ａが成形される。すなわち図５に示すように、カップ体２を下型成形部材に当接させながら、上型成形部材を用いてカップ体２のカップドーム部Ｄに対して缶外方向（−Ｚ軸方向）に押圧力を加える。
【００４６】
より詳細には図５（ａ）に示すように、カップ体２の境界部ＢＰ付近をカップ外周側ホルダー６０に載せる。次いでドーム押し下げ工具７０が相対的に下降し、図５（ｂ）に示すとおりカップドーム部Ｄにドーム押し下げ工具７０の支持部７０１が接触する。なお図５では、支持部７０１の形状はカップドーム部Ｄの形状とほぼ一致して描かれているが、例えばカップドーム部Ｄの外周部で強く押圧がかかるように曲率に差を設けるなど、必ずしも形状を一致させる必要はない。
【００４７】
ここで、カップ外周側ホルダー６０はテーパー面６０１及び溝６０２を有しており、カップ体２の境界部ＢＰと第１外周底部２０ａ´が前記テーパー面６０１に接触した後に、ドーム押し下げ工具７０がさらに押し下げられる。これにより、図５（ｃ）に示すようにカップ体２の傾斜部Ｓの金属が、圧縮応力を受けながらテーパー面６０１に倣うように成形される。
【００４８】
次いで図５（ｄ）に示すように、ドーム押し下げ工具７０がさらに押し下げられることで、カップ体２の傾斜部Ｓのうちの残部（テーパー面６０１に倣った金属以外の部分）が溝６０２内に案内される。このとき前記した第１の高さＨｏより低い第２の高さＨｐとなるように、前記カップドーム部Ｄを押し下げる。同時に、上型成形部材（ドーム押し下げ工具）及び下型成形部材（カップ外周側ホルダー）を用いて、前記傾斜部Ｓに対して、子午線方向の圧縮応力σφならびに周方向の圧縮応力σθを作用させる。（図６参照）
これにより、カップ体２のうちテーパー面６０１に倣った金属は外周底部２０ａを構成し、溝６０２内に案内された金属は上記した周状接地部２０ｃを構成し、さらに周状接地部２０ｃから上方は膨出部２０ｂをそれぞれ構成することになる。（図５（ｅ）参照）
【００４９】
なお図６は、本実施形態において、傾斜部Ｓが子午線方向の圧縮応力σφならびに周方向の圧縮応力σθを受けた状態を模式的に示した状態図である。
この図６からも明らかなとおり、傾斜部Ｓを前記下型成形部材に押し倣わせる際には、当該傾斜部Ｓにおける金属素材の厚みは増大する（図６における矢印方向σψ）。
このようにして、第２成形工程を経た後にシームレス缶体１ａの缶底部２０が得られる。
以上の成形が終了したら、図５（ｅ）に示すとおり、ドーム押し下げ工具を相対的に上昇させ、シームレス缶体１をカップ外周側ホルダーから取り出せばよい。
【００５０】
以上説明した本実施形態による製造方法で成形されたシームレス缶体１ａは、まず缶側面となる筒状胴部１０がその軸方向における上端から下端までほぼ均質な表面状態を形成することができ、優れた外観性や写像性を発揮することができる。
【００５１】
［第２実施形態］
＜シームレス缶体１ｂ＞
次に図７〜９を適宜参照しつつ、本発明の第２実施形態におけるシームレス缶体１ｂについて説明する。なお上記第１実施形態のシームレス缶体１ａと構成及び機能が同様の要素には、それぞれ同じ番号を付して適宜その説明を省略する。
まず図７に示すように、本実施形態のシームレス缶体１ｂについても、基本的には上記第１実施形態と同様に、筒状胴部１０と缶底部２０とを有するシームレス缶体である。
【００５２】
他方で本実施形態における缶底部２０は、図７に示すように、シームレス缶体１ｂを水平面に載置した場合に当該水平面に接触しない缶底中央部２０１と、該缶底中央部２０１の外側に位置する足部２０２を含むことが好ましい。
なお、この足部２０２は、第１実施形態における外周底部２０ａ、周状接地部２０ｃ、および膨出部２０ｂに相当する。
また上記第１実施形態と同様に、本実施形態におけるシームレス缶体１ｂの缶底中央部２０１は、水平形状であってもよいし、図７に示すように缶内面側に盛り上がる（上方に凸となるよう膨出する）ドーム形状であってもよい。
【００５３】
本実施形態において、図７に示すように、缶底部２０における足部２０２は、前記筒状胴部１０の下端１０ｅから、缶体軸ＲＡ方向に向かって缶底中央部２０１の最外端２０１ｅまでの部分と定義される。
なお本実施形態においては、図８における上記足部２０２を拡大した断面図に示すように、「缶底中央部２０１の最外端２０１ｅ」は、缶底中央部２０１がドーム形状の場合には当該ドーム形状においてドームの径が最大となる部分とする。
【００５４】
このように本実施形態においては、足部２０２のうちＺ軸方向において最も下方の部分を周状接地部２０２ｂとする。すなわち、周状接地部２０２ｂは、本実施形態のシームレス缶体１を水平面に載置した場合に、当該水平面に接触する部分ということができる。
そして、筒状胴部１０の下端１０ｅから周状接地部２０２ｂまでを、第２外周底部２０２ａと定義する。
【００５５】
本実施形態において、足部２０２は、前記筒状胴部１０の下端１０ｅから内側へ縮径するように連続する第２外周底部２０２ａと、前記第２外周底部２０２ａよりも内側に位置する周状接地部２０２ｂと、を含む。
言い換えると、本実施形態のシームレス缶体１ｂにおいて、前記第２外周底部２０２ａは、周状接地部２０２ｂよりも外側において筒状胴部１０の下端１０ｅまでリング状に位置している。
【００５６】
本実施形態において、第２外周底部２０２ａのリング幅やその面積等には特に制限はなく、またその傾斜角度や湾曲状態についても公知の形状が適用され得る。すなわち、断面において直線状となっていてもよいし、缶体の内側に向けて湾曲した円弧状であってもよいし、逆に外側に湾曲した円弧状であってもよい。また、一部が内側に湾曲し残りが外側に湾曲し、これらを連続的に繋げた形状であってもよい。
なお図８において示すように、前記第２外周底部２０２ａは、その断面図において変曲点ＩＰを有することが、例えばシームレス缶体１ｂが缶詰の場合には同種の缶詰の蓋上に他の缶詰を重ねて載置しやすくなって好ましい。
【００５７】
図７及び８に示されるように、本実施形態のシームレス缶体１ｂはさらに、前記周状接地部２０２ｂよりも内側に位置する内側端部２０２ｃを含む。この内側端部２０２ｃは、上述した足部２０２のうち、断面図において最も缶体軸ＲＡ側に近い部分であると定義される。
またさらに本実施形態のシームレス缶体１ｂは、この内側端部２０２ｃから上方向（Ｚ軸の＋方向）に向けて延伸する立ち上がり部２０２ｄを含む。この立ち上がり部２０２ｄは、図７又は図８に示す断面図において、内側端部２０２ｃから缶底中央部２０１方向の最外端２０１ｅまでの部分と定義される。
【００５８】
本実施形態のシームレス缶体１ｂは、前記第２外周底部２０２ａのうち缶の高さ方向における中間位置の板厚をｔ１とし（図１３など参照）、周状接地部２０２ｂの板厚をｔ２とそれぞれした場合、「ｔ２＞ｔ１」の関係が成り立つことが好ましい。なお、上記した板厚の板厚測定方法としては以下のとおりとした。すなわち、成形したシームレス缶体１をエポキシ樹脂で包埋した後、エポキシ樹脂ごと、シームレス缶体１の縦軸（Ｚ軸）に沿って切断した。そしてこの切削後に入念な研磨加工で中心断面を露出させた後で、測定顕微鏡でｔ１およびｔ２部分の各々の厚さを測定した。
【００５９】
このような関係を満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体１ｂにおいて、耐内圧性を必要とする缶詰用途の場合には、特に好ましい耐圧性を付与することが可能となる。
なお足部２０２は境界部ＢＰ（図８参照）から周状接地部２０２ｂに向けて厚みが変化しているため、図１、２及び図４などからも明らかなとおり、実際の厚みがｔ１となる位置は、上記した第１実施形態で説明した筒状胴部１０との境界部ＢＰにおける板厚ｔ０の位置よりも周状接地部２０２ｂ側にシフトしていることになる。
【００６０】
このように本実施形態の外周底部は、筒状胴部１０から連続する第２外周底部２０２ａと、この第２外周底部２０２ａよりも内側に位置する周状接地部２０２ｂを含んで構成される。そして上述のとおり第２外周底部２０２ａのうち缶の高さ方向における中間位置の板厚ｔ１と、上記した周状接地部２０２ｂの板厚ｔ２との間には、ｔ２＞ｔ１の関係が成立していることになる。
【００６１】
ここで、本実施形態のシームレス缶体１ｂは、さらに、内側端部２０２ｃの板厚をｔ３とした場合、「ｔ３＞ｔ１」の関係が成立することが好ましい。このような関係を満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体１ｂにおいて好ましい耐圧性を付与することが可能となる。
【００６２】
図９に、一例として本実施形態に好適なシームレス缶体１ｂにおける各点の板厚を比較したグラフを示す。なお、ｔｚはシームレス缶体加工前の金属板（素板）の板厚を示している。
このような厚みの規定に関しては、以下の理由によるものである。
すなわち、シームレス缶体の中に収容する液体がビールや炭酸飲料である場合には、缶底には常に内圧がかかっている。このように内圧がかかった状態で缶底に衝撃が加えられた場合や、何らかの理由で缶底に加えられる内圧が急激に大きくなった場合、缶の内圧が缶底の耐圧強度を超えて、缶底のドーム部が反転する現象（バックリング）が発生する。
【００６３】
これに対して本実施形態においては、境界部ＢＰを超えて筒状胴部１０の下端１０ｅを第２外周底部２０２ａの側へ引き込むとともに、缶底を厚くして当該缶底の耐圧強度を高くすることを実現させた。
これにより本実施形態によれば、筒状胴部１０に関しては上端から下端まで歪みが抑制されて優れた外観性や写像性を発揮しつつ、軽量化及び缶底の耐圧強度の要求を高い次元で両立することが可能となる。
【００６４】
なお本実施形態のシームレス缶体１ｂは、図７及び図８に示すように、缶底部２０の足部２０２が、内側端部２０２ｃから立ち上がり部２０２ｄを介して、最外端２０１ｅの部分で缶底中央部２０１（缶ドーム部２０１ｄ）に接続されている。
そして図７に示すように、本実施形態の立ち上がり部２０２ｄは、上記した最外端２０１ｅの内径（ｄｘ）が、内側端部２０２ｃの内径（ｄｙ）よりも大きくなるように、上方に向けて末広がりとなるように延伸して缶底中央部２０１（缶ドーム部２０１ｄ）と接続する形態であることが好ましい。
【００６５】
言い換えると、図７及び図８に示すように、最外端２０１ｅの付近では、断面図において概ね「⊂」又は「⊃」形状となっている。
さらに換言すれば、本実施形態のシームレス缶体１ｂは、Ｚ軸の＋方向に向かって、内側端部２０２ｃと缶ドーム部２０１ｄとの間には、缶体軸ＲＡの外方に向かって最外端２０１ｅが凸となるリング溝を有していることが好ましい。
上記のような形状とすることにより、本実施形態のシームレス缶体１ｂの耐圧性を向上させることが可能となる。
【００６６】
なお、上述したように、本実施形態においては、前記第２外周底部２０２ａはその断面図において変曲点ＩＰを有することが好ましい。この変曲点ＩＰは、図８に示すように、最外端２０１ｅよりもＺ軸の＋方向に位置していてもよいし、逆にＺ軸の−方向に位置していてもよい。
【００６７】
また、本実施形態においては、立ち上がり部２０２ｄと缶底中央部２０１が接続する最外端２０１ｅ部分の板厚をｔ４とした場合、「ｔ４＞ｔ１」の関係が成立することも、耐圧性の観点からは好ましい。
【００６８】
本実施形態のシームレス缶体１ｂはさらに、図７に示すように、缶底部２０において、前記立ち上がり部２０２ｄと連続して上方に凸となるよう膨出する缶ドーム部２０１ｄを含むことが好ましい。すなわち本実施形態においては、缶底中央部２０１の形状が図７に示すようなドーム形状であることが好ましい。
【００６９】
そして、内側端部２０２ｃの板厚（ｔ３）と立ち上がり部２０２ｄの板厚（ｔ４）との関係において、以下の関係を満たすことが好ましい。
ｔ３＞ｔ４
すなわちこれは、缶ドーム部２０１ｄの中央部分から外側に向けて前記内側端部２０２ｃまで連続する金属板において、その板厚が漸次増加することを意味する。
【００７０】
さらに本実施形態において、図９に示すように、素板（ブランク）の板厚をｔｚとした場合、「ｔ１＞ｔｚ」且つ、「ｔ２＞ｔｚ」且つ、「ｔ３＞ｔｚ」且つ、「ｔ４＞ｔｚ」の関係を満たすことが、シームレス缶体１ｂに望まれる耐圧性と軽量化の両立の観点からは好ましい。
一方で本実施形態においては缶ドーム部２０１ｄにおける中央付近の板厚（ｔ５）は、素板（ブランク）の板厚（ｔｚ）以下となっていても問題はない（ｔ５≦ｔｚ）。
【００７１】
なお本実施形態においては、図９に示すように、各々の板厚が「ｔ３＞ｔ２＞ｔ１」の関係を有していることが好ましい。言い換えると、第２外周底部２０２ａ、周状接地部２０２ｂ、内側端部２０２ｃ、の順に板厚が漸次増加していることが好ましい。
上記のような関係をそれぞれ満たすことにより、本実施形態のシームレス缶体１において好ましい耐圧性を重畳して付与することが可能となる。
【００７２】
なお素板（ブランク）の板厚ｔｚとしては、通常シームレス缶体を製造される場合の板厚であればよく、用途により概ねｔｚ＝０．１５ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の厚さの金属板を打ち抜いて素板（ブランク）として使用することができるが、上記厚みに限定されるものではない。
【００７３】
また、本実施形態におけるシームレス缶体１ｂの製造方法については、例えば上記した第１実施形態で用いた成形型を応用することで実施することができる。
より具体的には、第２成形工程において上記した第２外周底部２０２ａ、周状接地部２０２ｂ、内側端部２０２ｃ、立ち上がり部２０２ｄ、及び缶ドーム部２０１ｄがそれぞれ成形されるように、カップ外周側ホルダー６０の溝６０２やドーム押し下げ工具７０の下端形状などをそれぞれ改良すればよい。
【００７４】
このように本実施形態における第２成形工程は、以下の特徴を有している。
すなわち、第２成形工程は、上述したカップ体２を第２成形工程の下型成形部材（カップ外周側ホルダー６０）に押し倣わせることで、傾斜部Ｓを、第２外周底部２０２ａと、この第２外周底部２０２ａよりも内側に位置する周状接地部２０２ｂと、前記周状接地部２０２ｂよりも内側に位置する内側端部２０２ｃと、前記内側端部２０２ｃから上方に立ち上がって前記缶ドーム部２０１ｄへ接続する立ち上がり部２０２ｄと、に形成する。
【００７５】
また、この第２成形工程により、シームレス缶体１ｂの前記立ち上がり部２０２ｄと前記缶ドーム部２０１ｄとの接続点（最外端２０１ｅ）の内径（ｄｘ）が、内側端部２０２ｃの内径（ｄｙ）よりも大きくなるように、缶体軸ＲＡの外方に向かって最外端２０１ｅが凸となるリング溝が形成される。
【００７６】
このように本実施形態の第２成形工程によって、カップ体２の傾斜部Ｓであった部分は、第１成形工程で第１外周底部２０ａ´を構成した部分と合わさって第２外周底部２０２ａを構成するとともに、さらに上記した周状接地部２０２ｂ、内側端部２０２ｃ及び立ち上がり部２０２ｄに成形される。
【００７７】
以上の工程を経ることで本実施形態のシームレス缶体１ｂが成形される。
本実施形態による製造方法で成形されたシームレス缶体１ｂは、缶側面となる筒状胴部１０がその軸方向における上端から下端までほぼ均質な表面状態を形成して優れた外観性や写像性を発揮するとともに、缶底部において優れた耐圧性をも同時に両立することが可能となっている。
【００７８】
ここで、上記の各実施形態で説明したシームレス缶体１ａ及び１ｂが従来構造に対して有利であることを図１０を用いて改めて説明する。ここで図１０（ａ）は従来の製法によりしごき成形された直後のシームレス缶体における缶胴部の下端付近の構造を抜粋して示しており、図１０（ｂ）はそれからさらにドーム成形を行った缶胴部の下端付近の構造を抜粋して示している。これらに対して図１０（ｃ）は、本実施形態のシームレス缶体１ａまたは１ｂにおける缶胴部の下端付近の構造を抜粋して示している。なお図１０（ｃ）では筒状胴部１０の下端における板厚ｔＷＬが筒状胴部の軸方向における中間部の板厚ｔＷＣと等しいが、本発明はこの形態に限られずｔＷＬ＜１．０９×ｔＷＣであってもよいことは上述のとおりである。
【００７９】
すなわち、シームレス缶体を成形するためのしごき加工が行われる場合、まず上述のとおり従来手法の図１０（ａ）では、点Ｂにおいてしごき率０でしごき加工が開始され、点Ａに近づくに従ってしごき率は上昇していき、点Ａ以降でしごき率が最大となる。したがって、例えば缶胴部に関するしごき加工面の光沢度は、点Ｂでは元の素材表面とほぼ同等の光沢度で、点Ａに近づくに従って光沢度は増していき、そして点Ａ以降で最大の光沢度を呈することになる。
【００８０】
そして図１０(ｂ)は、しごき加工完了後にドーミングダイがしごきパンチの先端内部に相対的に没入することで缶底部にドーム部を形成した状態となる。これにより缶底部の一部はドーム部に引き込まれる形となり、もともと点Ａに位置していた部位は点Ａ′に、もともと点Ｂに位置していた部位は点Ｂ′にそれぞれずれ込むことになる。なお上記した従来手法の各部位のずれ量は、一例としておよそ２〜５ｍｍ程度である。したがって、缶胴の円筒部最下部には依然として光沢度が低く印刷の鮮映性が劣る部分が残存する事となる。
【００８１】
一方、本実施形態のシームレス缶体では、図１０（ｃ）などからも明らかなとおり、しごき加工後の金属板が境界部ＢＰを超えて外周底部の少なくとも一部まで到達することから、境界部ＢＰ付近における光沢度が缶胴部と同等となる。これにより、缶胴部が軸方向の上端から下端に渡って高い光沢度をもつことが可能となっている。
【００８２】
以上説明した第１実施形態および第２実施形態は本発明の趣旨を具現化した一例であり、本発明の上記趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えてもよい。さらには本発明の上記趣旨を逸脱しない範囲で第１実施形態および第２実施形態で示したシームレス缶体に対して公知の構造を追加してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、外観性や写像性を高めることが要求される容器に対して適用可能であり、特に飲料や薬品などの液体を貯蔵可能な缶体に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１ａ、１ｂ    シームレス缶体
２      カップ体
３      前駆体
１０    筒状胴部
１０ａ  開口部
１０ｅ  下端
２０    缶底部
２０ａ  外周底部
２０ａ´  第１外周底部
２０ｂ  膨出部
２０１  缶底中央部
２０１ｄ   缶ドーム部
２０１ｅ  最外端
２０２  足部
２０２ａ  第２外周底部
２０２ｂ  周状接地部
２０２ｃ  内側端部
２０２ｄ  立ち上がり部
Ｄ      カップドーム部
Ｓ      傾斜部
Ｓｅ    端部
Ｈｐ    缶ドーム部の高さ（第２の高さ）
Ｈｏ    カップドーム部の高さ（第１の高さ）
６０    下型成形部材
７０    上型成形部材
【要約】
【課題】缶胴部の下端付近において歪みが生じにくく、軸方向に関して均質な写像性を実現可能なシームレス缶体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のシームレス缶体は、筒状胴部と、前記筒状胴部の下端から境界部を経て内側へ縮径するように連続する外周底部を少なくとも備えた缶底部と、を含み、前記筒状胴部の下端の板厚が前記筒状胴部の軸方向における中間部の板厚とほぼ等しいことを特徴とする。
【選択図】図１【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】
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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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