(57)【要約】【課題】従来と同じ形状で耐圧強度を向上させた缶蓋を提供すること。【解決手段】略円盤状のパネルの周縁部に環状溝１９が形成されている缶蓋において、パネルの平面部１８から環状溝１９に向かって円弧状に形成されているパネルＲ部２１、および環状溝１９の溝底に円弧状に形成されているカンウターシンク部２３のうち、少なくともいずれか一方に複数の微細な凹凸形状が形成されており、複数の凹凸形状が形成されている領域面積に対して、凹凸形状の形状面積が２０〜５０％の範囲であることを特徴とする。また、凹凸形状が、０．２〜５．０ｍｍの直径で、板厚に対して３〜１２％の深さの円形凹型形状であることを特徴とする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円盤状のパネルの周縁部に環状溝が形成されている缶蓋において、
前記パネルの平面部から前記環状溝に向かって円弧状に形成されているパネルＲ部、および前記環状溝の溝底に円弧状に形成されているカンウターシンク部のうち、少なくともいずれか一方に複数の微細な凹凸形状が形成されていることを特徴とする缶蓋。
【請求項２】
請求項１に記載の缶蓋であって、
前記複数の凹凸形状が形成されている領域面積に対して、凹凸形状の形状面積が２０〜５０％の範囲であることを特徴とする缶蓋。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の缶蓋であって、
前記凹凸形状が、０．２〜５．０ｍｍの直径で、板厚に対して３〜１２％の深さの円形凹型形状であることを特徴とする缶蓋。
【請求項４】
有底筒状の缶胴に缶蓋が巻き締められて構成される缶において、
請求項１から請求項３のいずれかに記載されている缶蓋が用いられていることを特徴とする缶。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶蓋および缶蓋が巻き締められた缶に関し、とくに、ビールや炭酸飲料などの比較的に内圧が高くなる飲料用に用いられる、耐圧強度を向上させた缶蓋および缶に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に使用されている清涼飲料、アルコール飲料等を充填する缶は、有底筒状の缶胴に、缶胴の開口端を塞ぐ円盤状の缶蓋を巻き締めることによって構成されている。缶蓋には様々なタイプのものがあるが、タブを付設して容易に缶を開封し得るイージーオープンタイプの缶蓋が主に用いられている。
従来、内容物が炭酸飲料やビールなどの場合に比較的に内圧が高くなり、この内圧によって缶蓋が外側に向けて凸状に変形してしまうバックリングを抑制するために、耐圧強度を向上させる様々な手段が用いられている。たとえば、缶蓋のパネルの厚みを厚くしたり、高強度の材料を使用したりすることによる耐圧強度向上手段がある。しかし、このような手段は缶蓋を製造するにあたりコストアップとなってしまうため、近年、パネルの周縁部に設けられている環状溝部の近傍部分の形状について、強度を有する形状に加工する耐圧強度向上手段が提案されている。
【０００３】
このような形状による耐圧強度向上手段としては、環状溝部の曲型底部を外側の円弧より小さい曲率半径で内側の円弧を形成して複合円弧の形状とする手段、および環状溝部の外側の壁部をほぼ垂直に立ち上げて屈曲部を介して外側に傾斜する壁部を形成する手段（例えば、特許文献１参照。）、パネルの平面部から環状溝部に向かう角部に押圧加工による円錐台面を一重または二重に形成する手段（例えば、特許文献２参照。）、および、上記角部に丸みのついた段付部分を環状に形成する手段（例えば、特許文献３参照。）がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−２７５４４３号公報
【特許文献２】
特開昭６４−４５２５１号公報
【特許文献３】
特開平５−１７７２８５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような形状による耐圧強度向上手段において、バックリングを抑制するための一定の効果を得ることはできたが、さらなる高強度化が望まれていた。また、それぞれの缶蓋の形状が、従来の缶蓋の形状とは若干異なってしまうため、従来の缶蓋の形状において最適に巻き締めることができるように設定されている巻締機において、良好に巻き締めることができなくなるおそれがあり、従来と同じ形状による耐圧強度向上手段が求められていた。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、従来と同じ形状で耐圧強度を向上させた缶蓋および缶を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る缶蓋は、略円盤状のパネルの周縁部に環状溝が形成されている缶蓋において、前記パネルの平面部から前記環状溝に向かって円弧状に形成されているパネルＲ部、および前記環状溝の溝底に円弧状に形成されているカンウターシンク部のうち、少なくともいずれか一方に複数の微細な凹凸形状が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明の缶蓋において、缶蓋に形成された環状溝部の近傍部分には、パネルの平面部から環状溝に向かって円弧状の角部を形成しているパネルＲ部、パネルＲ部に連続して平面部に対してほぼ垂直に垂下する壁面を形成しているパネルウォール部、パネルウォール部に連続して円弧状の環状溝の溝底部を形成しているカンウターシンク部、および、カンウターシンク部に連続して外方向に向かう傾斜壁面を形成しているチャックウォール部が有り、このうちパネルＲ部およびカンウターシンク部のうち、少なくともいずれか一方に複数の微細な凹凸形状がプレス加工（圧印加工）によって形成されているので、凹凸形状を形成する際の加工硬化によりパネルＲ部およびカンウターシンク部の強度が向上する。このような複数の微細な凹凸形状を形成することによる耐圧強度向上手段により、缶蓋の耐圧強度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係る缶蓋は、上述した缶蓋であって、前記複数の凹凸形状が形成されている領域面積に対して、凹凸形状の形状面積が２０〜５０％の範囲であることを特徴とする。
この発明の缶蓋において、複数の凹凸形状が形成されている領域面積に対して、凹凸形状の形状面積が２０〜５０％の範囲とされているので、たとえば、パネルＲ部およびカンウターシンク部にのみ複数の凹型形状が形成されている場合、パネルＲ部およびカンウターシンク部の領域面積に対して、複数の凹型形状の凹部となる面積の総面積が２０〜５０％の範囲とされているので、より最適な加工硬化による強度となる。これにより、缶蓋の耐圧強度をより最適に向上させることができる。
【００１０】
また、本発明に係る缶蓋は、上述した缶蓋であって、前記凹凸形状が、０．２〜５．０ｍｍの直径、好ましくは０．５〜２ｍｍで、板厚に対して３〜１２％の深さの円形凹型形状であることを特徴とする。
この発明の缶蓋において、凹凸形状が円形凹型形状であって、直径が０．２〜５．０ｍｍで、板厚に対する深さが３〜１２％であるので、この円形凹型形状に対応する凸型を有するプレス成形用型を用いることで容易に円形凹型形状を成形することができ、容易に耐圧強度を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明に係る缶は、上述したいずれかの缶蓋が有底筒状の缶胴に巻き締められて構成されるので、比較的高い内圧に対してもバックリングが抑制される。また、缶蓋の形状は、従来の缶蓋の形状と略同一であるので、従来より用いられている巻締機を用いて良好に巻き締めをすることができる。これにより、耐圧強度が高く、缶蓋が良好に巻き締められている缶を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、缶蓋１の正面図で、缶蓋１は、円盤状の薄板に様々な凹凸形状が形成されているパネル２と、パネル２に一体に形成されたリベット３によって取り付けられているタブ４とを備えて構成されている。パネル２は、中央付近にリベット３が設けられ、リベット３の近傍から周縁部に向けて略舌形状に延びるようにスコア５に囲まれたティアストリップ６が設けられている。
【００１３】
タブ４は略長円状に形成されており、長手方向のうちの一端がティアストリップ６を押圧するタブノーズ７とされ、他端が開口時に引き上げられるタブテール８とされている。また、タブ４の３箇所に穴（切り欠き）が設けられており、タブノーズ７側の円弧の中心を含むようにリベットホール９が設けられ、リベットホール９の外周をＵ字状に囲うようにタング１０が設けられ、タング１０とタブテール８との間にフィンガーホール１１が設けられている。リベットホール９は、リベット３を貫通させてタブ４をパネル２に取り付けるために用いられ、タング１０は開口時にタブ４を変形させるために形成されており、フィンガーホール１１は開口時に指などを掛けるために用いられている。
【００１４】
パネル２の周縁部には、環状溝１９が形成されており、環状溝１９の形状はいずれの径方向の断面においても同形状となっている。図２に、パネル２の周縁部における径方向の断面、たとえば図１におけるＡ−Ａ断面の拡大図を示す。図に示すように、環状溝１９の近傍部分は、パネル２の平面部１８から環状溝１９に向かって円弧状の角部を形成しているパネルＲ部２１、パネルＲ部２１に連続して平面部１８に対してほぼ垂直に垂下する壁面を形成しているパネルウォール部２２、パネルウォール部２２に連続して円弧状の環状溝１９の溝底部を形成しているカンウターシンク部２３、および、カンウターシンク部２３に連続して外方向に向かう傾斜壁面を形成しているチャックウォール部２４を有している。また、チャックウォール部２４からさらに外方向に向かって、缶胴（図示せず）への巻き締めに用いられるフランジ部２５が設けられている。
【００１５】
このように形成されている環状溝１９の近傍部分、つまり、パネルＲ部２１とパネルウォール部２２と環状溝１９とカンウターシンク部２３とチャックウォール部２４との表面側の全面に、図３に示すような複数の微細な円形凹型２６が押圧加工されることで環状強化部２０が形成される。円形凹型２６が形成されている領域面積は、環状強化部２０の全面積（図においてハッチングされている範囲の周方向に渡る全表面積）とされ、この領域面積に対する円形凹型２６の形状面積が占有する総面積の比率Ｘが２０〜５０％の範囲となるように形成されている。この面積の割合は、図に示すように円形凹型２６が同形状で等間隔に形成されている場合、一定の面積当たりの円形凹型２６の個数によって求めることができ、たとえば、１ｃｍ２当たりに０．５ｍｍ２の面積の円形凹型２６を８０個形成すると比率Ｘ＝４０％と求めることができる。
【００１６】
また、円形凹型２６は、直径Ｄが０．２〜５．０ｍｍで、板厚に対する深さが３〜１２％、たとえば、缶蓋の厚みが０．３ｍｍの場合において９〜３６μｍで形成されている。このような円形凹型２６は、図４に示すようなプレス成形用型３０を用いたプレス工程によって形成される。プレス成形用型３０は、平面部１８の下方面に当接するコアダイ３１、チャックウォール部２４の外周に当接するリングダイ３２、および、環状強化部２０の表面側に当接するコアポンチ３３とを備えて構成されている。コアポンチ３３の当接面３４には、円形凹型２６に対応する円形の凸型が設けられており、円形の凸型の形状や形成されている範囲によって、上述したような円形凹型２６の各条件が設定される。このようなプレス成形用型３０を用いたプレス工程は、缶蓋１の製造工程のシェルプレス工程やコンバージョンプレス工程など、いずれの工程でも行うことができる。
【００１７】
上述したように環状強化部２０が形成されている缶蓋１は、円形凹型２６を形成することによる加工硬化によって環状強化部２０が高強度となるので、缶蓋１の耐圧強度を向上させることができる。とくに、円弧状に形成されているパネルＲ部２１およびカンウターシンク部２３の強度を向上させることによって、内圧が加えられることによる円弧状の形状が広がるように変形することを抑制することができ、耐圧強度を向上させるにあたってより有効となる。
【００１８】
また、円形凹型２６の面積の比率Ｘが２０〜５０％となるように形成されているので、より最適な加工硬化を得ることができ、缶蓋１の耐圧強度をより最適に向上させることができる。たとえば、比率Ｘが２０％以下の場合は、得られる加工硬化が十分でなく、５０％以上の場合は、円形凹型２６を形成する際のプレス工程において、過大なプレス荷重が必要となってしまい、このようなプレス荷重に耐えられるプレス装置やプレス成形用型３０を準備しなければならないので好ましくない。
【００１９】
また、円形凹型２６は、直径Ｄが０．２〜５．０ｍｍで、板厚に対する深さが３〜１２％となるように形成されているので、コアポンチ３３の当接面３４に円形凹型２６に対応する円形の凸型を設けることによって、容易に円形凹型２６を成形することができ、容易に耐圧強度を向上させることができる。たとえば、直径Ｄが０．２ｍｍ以下の場合は、十分な加工硬化を得ることができず、直径Ｄが５．０ｍｍ以上の場合は、上述した比率Ｘの範囲内とするためには円形凹型２６の間隔を広くしなければならず、円形凹型２６がまばらとなり好ましくない。また、板厚に対する深さが３％以下の場合は、十分な加工硬化を得ることができず、板厚に対する深さが１２％以上の場合は、必要以上に材料を変形させてしまうことで押し出された材料を制御することができなかったり、環状強化部２０の表面の平坦度が悪くなることで巻き締めに悪影響を与えるおそれがあったりするので、好ましくない。
【００２０】
また、上述したような円形凹型２６を形成する際には、円形凹型２６の周辺に押し出された材料による凸部が形成されることが考えられるが、このような凸部が形成されないようにプレス工程を行い、加工前の表面を基準として凹状となる円形凹型２６のみが形成されるように加工を施すことが好ましい。また、缶蓋１の裏側面には、内容物の保護および缶蓋の腐食などの不具合を防止するために塗膜やフィルムなどによって被覆が施されており、この被覆が損傷しないように缶蓋１の裏側面は平坦となるように加工を施すことが好ましい。
【００２１】
また、上述したような缶蓋１を用いて構成される缶は、缶蓋１が最適な加工硬化によって耐圧強度が向上しているので、比較的高い内圧に対してもバックリングを抑制することができる。たとえば、厚みが０．２６０ｍｍの缶蓋１の環状強化部２０の全表面に、直径Ｄが０．５ｍｍ、深さが１５μｍ、比率Ｘが４０％の円形凹型２６を形成した場合、従来より高い内圧においてもバックリングが抑制され、従来より１．０〜１．５％程度の耐圧強度向上を図ることができる。このように耐圧強度が向上することで、従来より出荷時の耐圧検査による不合格品が少なくなって歩留まりを向上させることができ、または、従来より１．０〜１．５％程度薄い板厚でも従来と同等の耐圧強度を得ることができるので材料費を削減することができる。これらのことによるコストダウンの効果は、１缶当たりにとっては小さな割合であるが、生産量全体から見ると大きなコストダウンとなる。また、缶蓋１の形状は、従来の缶蓋の形状と略同一であるので、従来より用いられている巻締機を用いて良好に巻き締めをすることができる。
【００２２】
なお、本実施の形態においては、環状強化部２０の全表面に円形凹型２６が形成されている形態について説明を行ったが、環状強化部２０の全表面でなく、少なくともパネルＲ部２１およびカンウターシンク部２３に円形凹型２６が形成されていればよい。また、環状強化部２０の表側面だけでなく、裏側面に円形凹型２６を形成してもよい。また、微細な凹凸形状として円形凹型２６が用いられているが、凹凸形状は円形に限られずに多角形、楕円形、長円形、またはこれら以外の不定形な形状でも同様な効果が得られる。また、コアポンチ３３に凹型を形成して、環状強化部２０に凸型を形成することで加工硬化を得てもよい。また、コアダイ３１およびリングダイ３２の当接面に、コアポンチ３３に形成される凸型と対応する凹型を形成してもよく、この場合、凸型によって押し出された材料を吸収することができ、環状強化部２０の平坦度を向上させる効果が得られる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る缶蓋によれば、パネルＲ部およびカンウターシンク部のうち、少なくともいずれか一方に複数の微細な凹凸形状が形成されているので、凹凸形状を形成する際の加工硬化によりパネルＲ部およびカンウターシンク部の強度を向上させることができ、このような複数の微細な凹凸形状を形成することによる耐圧強度向上手段により、缶蓋の耐圧強度を向上させることができる。
また、複数の凹凸形状が形成されている領域面積に対して、凹凸形状の総面積が２０〜５０％の範囲とされているので、より最適な加工硬化を得ることができ、缶蓋の耐圧強度をより最適に向上させることができる。
また、凹凸形状が円形凹型形状であって、直径が０．２〜５．０ｍｍで、板厚に対する深さが３〜１２％であるので、この円形凹型形状に対応する凸型を有するプレス成形用型を用いることで容易に円形凹型形状を成形することができ、容易に耐圧強度を向上させることができる。
【００２４】
また、本発明に係る缶によれば、上述したいずれかの缶蓋が有底筒状の缶胴に巻き締められて構成されるので、比較的高い内圧に対してもバックリングを抑制することができ、缶蓋の形状は従来の缶蓋の形状と略同一であるので、従来より用いられている巻締機を用いて良好に巻き締めをすることができる。これにより、耐圧強度が高く、缶蓋が良好に巻き締められている缶を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における缶蓋の正面図である。
【図２】缶蓋の周縁部の径方向における断面の拡大図である。
【図３】形成される凹凸形状の一例図である。
【図４】凹凸形状を形成するためのプレス成形用型の概略構成図である。
【符号の説明】
１  缶蓋
２  パネル
１８  平面部
１９  環状溝
２１  パネルＲ部
２３  カンウターシンク部
２６  円形凹型（凹凸形状）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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