(57)【要約】【課題】有底円筒状体の胴体部周面を断面円形状から断面異種形状に形成するに際し、高効率で且つ高精度で形成することができる金型及び缶の製造装置並びにその製造方法及び缶を提供することにある。【解決手段】有底円筒状体の胴体部に軸方向に延在する複数の溝部を形成する金型４０であって、金型４０は、略円筒状に形成された本体部４２を備え、本体部４２の内周面には、径方向に突出して設けられた複数の凸部４４が環状配置されている。この金型４０に有底円筒状体を嵌挿して、凸部４４により有底円筒状体の胴体部周面に軸方向に対して下方及び径方向に対して内方に押圧することで、胴体部に溝部を形成する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する金型であって、
円筒状に形成された前記金型の内周面は、前記胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するための異種形状付与面を備えていることを特徴とする金型。
【請求項２】
有底円筒状体を各種形状に形成する金型であって、
前記金型は、円筒状に形成され有底円筒状体の開口部を縮径する絞り金型と、円筒状に形成され有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する異種形状形成金型とを備え、
前記絞り金型の一方の端面側における内周面は、前記開口部を縮径するための縮径部付与面を備え、
前記異種形状形成金型の内周面は、前記胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するための異種形状付与面を備え、
前記絞り金型の一方の端面部に前記異種形状形成金型が設けられていることを特徴とする金型。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の金型において、
前記異種形状付与面は、径方向に突出して設けられた複数の凸部であることを特徴とする金型。
【請求項４】
有底円筒状体の開口部又は底部を保持する保持装置と、該有底円筒状体を各種形状に成形する複数の成形ツールを有するツール保持部とを備え、該ツール保持部に設けられた前記各成形ツールによって順次前記有底円筒状体に対する加工を行うことにより缶を成形する装置であって、
前記成形ツールとして、請求項１から３のいずれかに記載の金型を備え、
該金型は、前記有底円筒状体の開口部又は底部に対向し、軸方向に相対的に進退可能に設けられていることを特徴とする缶の製造装置。
【請求項５】
有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する缶の製造方法であって、
請求項１又は３に記載の金型を、前記有底円筒状体の開口部又は底部と対向するように配し、該金型を前記有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させ、前記異種形状付与面により前記有底円筒状体の胴体部周面を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の缶の製造方法において、
前記胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するに際し、予め、前記有底円筒状体の開口部にネックイン加工を施すことを特徴とする缶の製造方法。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の缶の製造方法において、
前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成した後、該有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項８】
有底円筒状体を各種形状に形成する缶の製造方法であって、請求項２に記載の金型を、前記異種形状形成金型が、前記有底円筒状体の開口部と対向するように配し、該金型を前記有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させ、前記異種形状付与面により前記有底円筒状体の胴体部周面を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成し、さらに、前記絞り金型の前記縮径部付与面により前記有底円筒状体の開口部を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の開口部を縮径することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載の缶の製造方法において、
前記有底円筒状体の開口部を縮径した後、該有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項１０】
缶胴体部表面に複数の溝部が設けられ、該胴体部表面にフィルム部材が貼着さ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】
本発明は、有底円筒状体の開口部又は底部を保持した状態で、ボトル缶その他の各種缶を成形する金型及び缶の製造装置並びにその製造方法及び缶に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、飲料水等はボトル缶その他の各種缶に充填され広く販売されている。ここで、缶に充填された飲料水等が加熱した状態で販売される場合、缶胴部表面の温度は約６０℃に達することがある。従って、需要者がこの飲料水等を購入し、これを開栓する際、缶胴体部表面の温度がある程度冷却するのを待って開栓せざるを得ない場合がある。この対策として、例えば、缶胴体部周面に、その軸線方向に延在する溝部を缶の周方向に複数環状に配置させるとともに、この胴体部にフィルム部材を貼着させる構成のものが考えられる。この場合、缶胴体部との接触面積を削減することができるとともに、フィルム部材を介して間接的に缶を把持することになるため、前記問題は解消できる。
【０００３】
このように構成された缶は、一般に次のように形成される。
まず、金属製の有底円筒状体を形成する。その後、この有底円筒状体の内径より小径の第１の回転体と、第１の回転体より大径の第２の回転体とを備える缶の製造装置に前記缶を配置する。すなわち、前記缶を第１の回転体に嵌挿し、前記缶の内周面に第１の回転体の外周面が、前記缶の外周面に第２の回転体の外周面が各々当接するように前記缶を配置する。ここで、第１の回転体の外周面には凹部が、第２の回転体の外周面には凸部がそれぞれ、各軸回りに環状に複数配置されている。
【０００４】
この状態で、前記各回転体を各軸回りに回転させ、第２の回転体に設けられた凸部が、缶胴体部周面を第１の回転体に設けられた凹部に順次嵌入することで、前記溝部が形成される。この溝部の形状、寸法は、各回転体に設けられた凸部及び凹部のそれらと対応することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の缶の製造方法によれば、缶胴体部周面に前記溝部を形成するに際し、前記各回転体を回転させ、前記溝部を順次一つづつ形成する必要があり、製造工数がかかるという問題があり、結果として、前記缶が高価になるという問題があった。また、前述したように、前記溝部を一つづつ形成するため、形成途中に缶軸のずれが生じ易く、このずれに起因して前記溝部の、缶胴体部周面における配設ピッチがずれる場合があり、美観に優れない缶を製造する場合があるという問題があった。さらに、製造装置が缶を回転させる回転機構を備えることになるため、装置の構造が複雑になり、装置が高価になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、有底円筒状体の胴体部周面を断面円形状から断面異種形状に形成するに際し、高効率且つ高精度で形成することができる金型及び缶の製造装置並びにその製造方法及び缶を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の金型は、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する金型であって、円筒状に形成された前記金型の内周面は、前記胴体部を異種形状に形成するための異種形状付与面を備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の金型は、前記異種形状付与面は、径方向に突出して設けられた複数の凸部であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の缶の製造装置は、有底円筒状体の開口部又は底部を保持する保持装置と、該有底円筒状体を各種形状に成形する複数の成形ツールを有するツール保持部とを備え、該ツール保持部に設けられた前記各成形ツールによって順次前記有底円筒状体に対する加工を行うことにより缶を成形する装置であって、前記成形ツールとして、請求項１又は２に記載の金型を備え、該金型は、前記有底円筒状体の開口部又は底部に対向し、軸方向に相対的に進退可能に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
この金型及び缶の製造装置では、保持装置に保持された有底円筒状体の開口部又は底部に対向して、軸方向に相対的に進退可能に前記金型が設けられた構成となっているため、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に高効率且つ高精度で形成できる。すなわち、胴体部を断面異種形状に形成する際、前記金型を有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させると、金型に設けられた前記異種形状付与面により、有底円筒状体の胴体部周面を、その径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧することになり、有底円筒状体に対して前記加工を１回だけ施せば、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成することができる。また、有底円筒状体を回転する機構を備えさせる必要がないため、缶の製造装置の高コスト化を抑制することができる。
また、前記金型が、有底円筒状体の軸方向に相対的に進退可能に設けられるとともに、ツール保持部に成形ツールの一つとして設けられた構成となっているため、有底円筒状体を各種形状に成形する工程と、胴体部を断面異種形状に形成する工程とを同一の装置上でなすことができる。例えば、成形ツールとして、ネックイン加工を施す絞り金型、ネジ形成用ツール及び前記金型等を設けた場合、ボトル缶の形成と、胴体部の断面異種形状への形成とを同一の装置上でなすことができる。従って、前述した効果と相俟って、さらなる高効率生産を実現できることになる。
【００１１】
また、本発明の金型は、有底円筒状体を各種形状に形成する金型であって、前記金型は、円筒状に形成され有底円筒状体の開口部を縮径する絞り金型と、円筒状に形成され有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する異種形状形成金型とを備え、前記絞り金型の一方の端面側における内周面は、前記開口部を縮径するための縮径部付与面を備え、前記異種形状形成金型の内周面は、前記胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するための異種形状付与面を備え、前記絞り金型の一方の端面部に前記異種形状形成金型が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の缶の製造装置は、有底円筒状体の底部を保持する保持装置と、該有底円筒状体を各種形状に成形する複数の成形ツールを有するツール保持部とを備え、該ツール保持部に設けられた前記各成形ツールによって順次前記有底円筒状体に対する加工を行うことにより缶を成形する装置であって、前記成形ツールとして、請求項２に記載の金型を備え、該金型は、前記有底円筒状体の開口部に対向し、軸方向に相対的に進退可能に設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この金型及び缶の製造装置では、前記金型が、絞り金型と異種形状形成金型とを備えるとともに、軸方向に相対的に進退可能に設けられた構成となっているため、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する工程と、開口部にテーパ部及び口金部を形成する工程とを同時になすことができる。これにより、前述の高精度加工に加え、更なる高効率加工を実現することができる。
【００１４】
本発明の缶の製造方法は、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する缶の製造方法であって、請求項１又は３に記載の金型を、前記有底円筒状体の開口部又は底部と対向するように配し、該金型を前記有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させ、前記異種形状付与面により前記有底円筒状体の胴体部周面を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成することを特徴とする。
【００１５】
この缶の製造方法では、前記金型を、有底円筒状体の開口部又は底部に対向するように配置しておき、この金型を有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させるとともに、有底円筒状体を金型に嵌挿させ、さらに金型を前進させることにより、前記異種形状付与面が、有底円筒状体の胴体部周面を径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧することになる。この際に、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成することになり、有底円筒状体に対して１回の加工を施すことで、胴体部を前記断面異種形状に形成することができるため、該加工を高効率且つ高精度でなすことができる。
【００１６】
また、本発明の缶の製造方法は、前記胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するに際し、予め、前記有底円筒状体の開口部にネックイン加工を施すことを特徴とする。
【００１７】
この缶の製造方法では、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成するに際し、予め、この有底円筒状体の開口部にネックイン加工を施し、胴体部上端から上方へ向かうに従い漸次縮径するテーパ部と、胴体部の外径より小径の口金部とを形成するため、このテーパ部は、胴体部との境界部を含めて、肉厚が増すとともに加工硬化することから、他の部位より高強度になる。特に、有底円筒状体の胴体部とテーパ部との境界部における径方向の変形に対する剛性が増すことになる。さらに、胴体部を断面異種形状に形成する際、前記金型の異種形状付与面は当初、前記境界部を押圧することと相俟って、前記断面異種形状形成当初の有底円筒状体に作用する前記押圧力に起因した破れ等の発生を抑制でき、前記断面異種形状の形成を製造上の不具合を発生させることなく確実になすことができる。
【００１８】
また、前記断面異種形状形成当初、前記異種形状付与面は前記境界部を押圧するため、有底円筒状体に作用する前記押圧力によって有底円筒状体に発生する反力を、テーパ部及び胴体部の各部が分散させて受けることになる。さらに、前述したテーパ部の高強度化と相俟って、前記断面異種形状形成時に有底円筒状体に発生する変形を最小限に抑制することができる。
従って、胴体部が前記断面異種形状に形成された缶を製造上の不具合を発生させることなく高精度に形成することができる。
【００１９】
また、本発明の缶の製造方法は、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成した後、該有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着することを特徴とする。
【００２０】
この缶の製造方法では、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成した後に、有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着するため、フィルム部材にしわ、破れ等の製造上の不具合を発生させることなく確実に前記貼着をなすことができる。
【００２１】
また、本発明の缶の製造方法は、有底円筒状体を各種形状に形成する缶の製造方法であって、請求項２に記載の金型を、前記異種形状形成金型が、前記有底円筒状体の開口部と対向するように配し、該金型を前記有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させ、前記異種形状付与面により前記有底円筒状体の胴体部周面を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成し、さらに、前記縮径部付与面により前記有底円筒状体の開口部を径方向及び軸方向に押圧して、前記有底円筒状体の開口部を縮径することを特徴とする。
【００２２】
この缶の製造方法では、前記金型を、前記異種形状形成金型が、有底円筒状体の開口部に対向するように配置しておき、この金型を有底円筒状体の軸方向に相対的に前進させるとともに、有底円筒状体を異種形状形成金型に嵌挿させ、さらに金型を前進させることにより、前記異種形状付与面が、有底円筒状体の胴体部周面を径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧し、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成することになる。これと同時に、絞り金型の前記縮径付与面が有底円筒状体の開口部を径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧し、テーパ部及び口金部が形成されることになる。以上により、有底円筒状体に対して１回の加工を施すことで、有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する工程と、開口部にテーパ部及び口金部を形成する工程とを同時になすことができ、断面異種形状に形成された胴体部と、テーパ部及び口金部を備えた開口部とを備えた有底円筒状体を高効率且つ高精度に形成できる。
【００２３】
また、本発明の缶の製造方法は、前記有底円筒状体の開口部を縮径した後、該有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着することを特徴とする。
【００２４】
この缶の製造方法では、有底円筒状体の開口部を縮径した後に、有底円筒状体の胴体部にフィルム部材を貼着するため、フィルム部材にしわ、破れ等の製造上の不具合を発生させることなく確実に前記貼着をなすことができる。
【００２５】
本発明の缶は、缶胴体部表面に複数の溝部が設けられ、該胴体部表面にフィルム部材が貼着されていることを特徴とする。
【００２６】
この缶では、胴体部表面に、前記溝部が形成されているため、この缶を把持するに際し、胴体部との接触面積を削減することができる。また、胴体部表面に、フィルム部材が貼着されているため、この缶を把持する際に、胴体部と直接接触することを回避することができるとともに、フィルム部材と前記溝部との間に空間が形成されるため、この空間が断熱効果を備えることになる。以上により、その内容物が加熱状態にある缶を把持する際に、その内容物の熱を把持する部位に伝達することを抑制することができる。具体的には、その内容物が加熱状態にある飲料水等である場合、この缶を人手により容易に把持及び開栓することができる。
さらに、胴体部に前記空間を備えさせることになるため、缶に、その内容物を保温する保温効果を備えさせることができる。従って、例えば、加熱状態にある飲料水等が充填された缶を雰囲気温度下に置いた場合でも、缶の内容物の温度が急激に雰囲気温度に近づくことを抑制することができる。
以上の、内容物の温度伝達抑制効果及び内容物の保温効果は、高い熱伝導性を有するアルミニウム系合金材料で形成された缶において特に著しい効果を奏することになり、内容物が加熱状態にある場合のみならず、冷却状態にある場合においても同様の効果を奏することになる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る缶の製造装置の第一実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。まず、図１に従い、有底円筒状体Ｗをボトル缶形状に成形するための製造装置１０について説明する。
この装置１０によって製造されるボトル缶Ｂは、飲料水等を充填するためのものであって、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板から形成され、缶胴体部より小径でネジ部を有する口金部にキャップが装着されることにより密閉されるものである。
【００２８】
製造装置１０は、有底円筒状体（ワーク）Ｗを保持するワーク保持部２０と、この有底円筒状体Ｗを各種成形加工する成形ツール３２を保持するツール保持部３０と、両保持部２０，３０を駆動する駆動部１２とを備えている。これら保持部２０，３０は、ワーク保持側とツール保持側とが対向する配置となっており、対向する位置の成形ツール３２によってワークＷに対する加工が施される構成となっている。
【００２９】
ワーク保持部２０は、図２に示すように、支持軸１１に支持された円盤２１の片面に、ワークＷを保持する複数の保持装置２２が環状に配列された構成となっている。この円盤２１が駆動部１２によって間欠的に回転されることにより、供給部２３からワークＷが保持装置２２に供給されるとともに、成形されたボトル缶Ｂが排出部２４から順次排出される構成となっている。ここで、保持装置２２は、ワークＷの底部から胴体部の一部にかけた部分を把持して、ワークＷを保持する構成となっている。なお、図２では、円盤２１の全周に設けられた複数の保持装置２２のうち一部を図示し、残りの保持装置２２の図示を省略している。
【００３０】
ツール保持部３０は、支持軸１１に支持された円盤３１の片側に、複数の各種成形ツール３２が環状に配列され、駆動部１２によって円盤３１が軸方向に進退するように構成されている。ツール保持部３０には、有底円筒状体Ｗの開口部を縮径してテーパ部及び口金部を成形（ネックイン加工）するための多数の絞り金型や、胴体部に軸方向に延在する溝部（断面異種形状）を形成するための金型、口金部にネジ形状を形成するためのネジ形成用ツール、開口端にカール部を形成するためのカール加工用ツール等の、各加工段階に応じた加工を行うための成形ツール３２が備えられており、これらの成形ツール３２が工程順に円盤３１上に配列されている。これら各成形ツール３２は、ツール保持部３０が図１の左方に前進した際に、ワーク保持部２０に保持された各有底円筒状体Ｗに対して各別に加工を施す構成となっている。
【００３１】
支持軸１１を回転中心とするワーク保持部２０（円盤２１）の回転位置は、開口部をツール保持部３０側に向けた各有底円筒状体Ｗの中心軸が各成形ツール３２の中心軸に一致するように設定される。そして、駆動部１２による円盤２１の間欠的回転によって、各有底円筒状体Ｗは次工程用の各成形ツール３２に対向する位置に回転されて、次の段階の加工が施される構成となっている。
【００３２】
すなわち、ツール保持部３０が前進してワーク保持部２０とツール保持部３０とが互いに接近したときに、各成形ツール３２が各工程に応じた加工をワークＷに対して施し、両保持部２０，３０が離れたときに各ワークＷに対して次工程の成形ツール３２が対向するようにワーク保持部２０が回転する。このように、両保持部２０，３０が接近して加工を行い、離れるとともに回転するという動作が繰り返されることにより、有底円筒状体Ｗにはテーパ部、口金部、溝部、ネジ形状等が順次形成されてボトル缶Ｂとしての形状が付与される構成となっている。
【００３３】
図３、図４に成形ツール３２の一つである、有底円筒状体の胴体部に軸方向に延在する溝部を形成する金型４０を示す。金型４０は、円盤３１と当接する円筒状のフランジ部４１と、フランジ部４１より小径で円筒状の本体部４２とから構成され、本体部４２とフランジ部４１とは同軸に設けられた構成となっている。フランジ部４１には、本体部４２の配設位置の外方部に、厚さ方向に貫通する４つの貫通孔４３が環状に設けられ、これら貫通孔４３に図示しないボルトを嵌挿するとともに、円盤３１表面に設けられた図示しない雌ネジにねじ込むことで、金型４０が円盤３１表面に取り付けられる構成となっている。
【００３４】
また、図４（ａ）に示すように、本体部４２の内周面において、金型４０の本体部４２の端面５１から所定の距離離間したフランジ部４１側の位置には、図３（ａ）に示すように、本体部４２の径方向に対して中心軸側に突出する凸部（異種形状付与面）４４が周方向に１６個等間隔で環状に設けられている。これら凸部４４の突端面はそれぞれ、図３（ｂ）に示すように、本体部４２の中心軸と同軸の円形状の一部をなす円弧形状となっている。また、各凸部４４同士の間に形成され、本体部４２の径方向に対して外周面側に凹となる凹部４５の底面はそれぞれ、凸部４４と同様に、本体部４２の中心軸と同軸の円形状の一部をなす円弧形状となっている。
【００３５】
また、凸部４４は、図４（ｂ）に示すように、端面５１からフランジ部４１側へ向かうに従い漸次、本体部４２の内径が縮径するとともに、内方に凸となる曲率部５２と、曲率部５２と接するとともに、本体部４２の軸線と平行に設けられた第１の平坦部５３と、第１の平坦部５３と隣接するとともに、フランジ部４１側へ向かうに従い漸次、本体部４２の内径が縮径するように設けられた縮径部５４と、縮径部５４と隣接するとともに、本体部４２の軸線と平行に設けられた第２の平坦部５５と、第２の平坦部５５と隣接するとともに、フランジ部４１側へ向かうに従い漸次、本体部４２の内径が拡径するように設けられた拡径部５６とから構成されている。ここで、第２の平坦部５５は、第１の平坦部５３の軸方向の長さより長く形成されている。
【００３６】
以上のように構成された製造装置１０により、有底円筒状体から、胴体部の周面に軸方向に延在する溝部を備えたボトル缶を形成する方法について説明する。まず、図２に示すように、供給部２３によって保持装置２２に供給されたワークＷは、円盤２１の間欠的回転によって、ツール保持部３０に備えられた各工程用の成形ツール３２に対向する各位置へ順次移動する。
【００３７】
そして、円盤２１の間欠的回転とツール保持部３０の進退とが繰り返されることにより、各回転位置におけるワークＷに対して各工程の加工が施される。すなわち、有底円筒状のワークＷの開口部が、ネックイン加工により徐々に縮径されて、テーパ部および口金部が形成される。その後、図２に示す位置Ａにおいて、ワークＷの胴体部周面に、軸方向に延在するとともに、環状に複数配置された溝部を形成する。
【００３８】
この溝部の形成は、まず、ツール保持部３０を前進させ、図３に示す金型４０の本体部４２に、ワークＷの開口部を嵌挿する。さらに、ツール保持部３０を前進させると、図４（Ｂ）に示す金型４０の凸部４４を構成する縮径部５４が、ワークＷの胴体部とテーパ部との境界部を、ワークＷの径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧し凹みを形成する。そしてさらに、ツール保持部３０を所定の位置まで前進させると、縮径部５４が胴体部に凹みを形成しつつ更にこの凹みを第２の平坦部５５が径方向に押圧することで、胴体部周面に、軸方向に延在するとともに、環状に複数配置された溝部を形成する。この際、第２の平坦部５５の軸方向の長さは、第１の平坦部５３の前記長さと比し長く形成されているため、縮径部５４により形成された凹みを確実に溝部に形成（塑性変形）することができる。
【００３９】
その後、円盤２１の間欠的回転等が、前述と同様にして、繰り返されることにより、ワークＷに対してネジ形成加工、トリミング加工、カール部加工等が行われ、ボトル缶Ｂが成形される。そして、このボトル缶Ｂは、図２に示す排出部２４によって製造装置１０から排出され、図示しないフィルム部材貼着工程へ搬送される。このフィルム部材貼着工程において、ボトル缶Ｂの胴体部にフィルム部材が貼着され、図５に示す、胴体部に、軸方向に延在し環状に複数設けられた溝部６１と、フィルム部材６２とを備えたボトル缶Ｂが形成される。ここで、フィルム部材６２には、例えば、加熱すると収縮する、いわゆる熱収縮フィルムがある。
【００４０】
以上説明したように本実施形態による金型及び缶の製造装置並びにその製造方法によれば、保持装置２２に保持されたワークＷの開口部に対向して、軸方向に進退可能に金型４０が設けられた構成となっているため、ワークＷの胴体部周面に軸方向に延在する複数の溝部６１を高効率且つ高精度に形成できる。すなわち、溝部６１を形成する際、金型４０を、ワークＷの軸方向に前進させると、金型４０に複数環状に設けられた各凸部４４を構成する縮径部５４及び第２の平坦部５５がそれぞれ、ワークＷの胴体部周面を、径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧することになり、ワークＷに対して前記加工を１回だけ施せば、ワークＷの胴体部周面に複数の溝部６１を同時に形成することができる。
【００４１】
また、ツール保持部３０には、成形ツール３２として、ワークＷの開口部にネックイン加工を施す絞り金型、胴体部に溝部６１を形成する金型４０、口金部にネジ形状を形成するネジ形成用ツール、開口端にカール部を形成するカール加工用ツール等が設けられているため、同一の装置で、ボトル缶形状を形成する工程と、ボトル缶の胴体部に溝部６１を形成する工程とを経ることができる。従って、前述した効果と相俟って、さらなる高効率生産を実現できることになる。
【００４２】
さらに、ワークＷに溝部６１を形成するに際し、予め、このワークＷの開口部にネックイン加工を施し、胴体部上端から上方へ向かうに従い漸次縮径するテーパ部を形成するため、このテーパ部は、胴体部との境界部を含めて、肉厚が増すとともに加工硬化することから、他の部位より高強度になる。特に、胴体部とテーパ部との境界部における径方向の変形に対する剛性が増すことになる。さらに、胴体部に溝部６１を形成する際、金型４０の凸部４４は当初、前記境界部を押圧することと相俟って、前記溝部形成を確実になすことができる。すなわち、前記溝部形成当初のワークＷに作用する前記押圧力に起因したワークＷの破れ等の発生を抑制することができる。
【００４３】
また、前記溝部形成当初、凸部４４は前記境界部を押圧するため、ワークＷに作用する前記押圧力によりワークＷに発生する反力をテーパ部、口金部及び胴体部の各部が分散させて受ける構成となっている。さらに、前述したテーパ部及び口金部の高強度化と相俟って、前記溝部形成時にワークＷ本体に発生する変形を最小限に抑制することができる。従って、溝部６１を備えたボトル缶Ｂを製造上の不具合を発生させることなく高精度に形成することができる。
また、溝部６１を形成した後に、ワークＷの胴体部にフィルム部材６２を貼着するため、フィルム部材６２にしわ、破れ等の不具合を発生させることなく確実に前記貼着をなすことができる。
【００４４】
また、以上により形成されたボトル缶Ｂは、胴体部表面に、溝部６１が形成されているため、ボトル缶Ｂを把持するに際し、胴体部との接触面積を削減することができる。また、胴体部表面にフィルム部材６２が貼着されているため、ボトル缶Ｂを把持するに際し、胴体部と直接接触することを回避することができるとともに、フィルム部材６２と溝部６１との間に空間が形成されるため、この空間が断熱効果を備えることになる。以上により、その内容物が加熱状態にあるボトル缶Ｂを把持する際に、その内容物の熱を把持する部位に伝達することを抑制することができる。具体的には、前記内容物が加熱状態にある飲料水等である場合でも、このボトル缶Ｂを人手により容易に把持及び開栓することができる。
【００４５】
さらに、胴体部には、前記空間が形成されることになるため、ボトル缶Ｂに、その内容物を保温する保温効果を備えさせることができる。従って、例えば、加熱状態にある飲料水等が充填されたボトル缶Ｂを雰囲気温度下に置いた場合でも、その飲料水等の温度が急激に雰囲気温度に近づくことを抑制することができる。
以上の、内容物の温度伝達抑制効果及び内容物の保温効果は、高い熱伝導性を有するアルミニウム系合金材料で形成されたボトル缶Ｂにおいて特に著しい効果を奏することになり、内容物が加熱状態にある場合のみならず、冷却状態にある場合においても同様の効果を奏することになる。
なお、フィルム部材６２が断熱効果を備えた断熱性フィルム（例えば、ＰＥＴフィルム、発泡ポリスチレンフィルム、発泡ポリプロピレンフィルム等）の場合には、更なる前記効果を奏することになる。
【００４６】
次に、本発明に係る第二実施形態について説明するが、前述の第一実施形態と同様の部位には、同一符号を付し、その説明を省略する。
本第二実施形態による金型７０は、図６に示すように、円筒状に形成され有底円筒状体の開口部を縮径する絞り金型７１と、円筒状に形成され有底円筒状体の胴体部を断面円形状から断面異種形状に形成する異種形状形成金型７２とを備えている。絞り金型７１の一方の端面７３側における内周面は、有底円筒状体の開口部を縮径するための縮径部付与面７４を備えている。また、異種形状形成金型７２は、本体部４２とフランジ部４１とを備え、本体部４２の内周面の端面５１側は、有底円筒状体の胴体部に軸方向に延在する溝部を形成するための凸部（異種形状付与面）４４を備えている。
【００４７】
この構成において、絞り金型７１の一方の端面７３に異種形状形成金型７２のフランジ部４１が設けられている。以上のように構成された金型７０は、絞り金型７１の他方の端面７５が、ツール保持部３０の円盤３１表面に保持され、円盤３１上に設けられた中子８０が絞り金型７１に嵌挿された構成となっている。また、金型７０は、ワーク保持部２０において図２に示す後述する位置Ａと対向するように、ツール保持部３０の円盤３１表面に保持された構成となっている。
【００４８】
以上のように構成された金型７０により、有底円筒状体に加工を施す方法について説明する。
ワーク保持部２０に保持された有底円筒状のワークＷの開口部が、前述と同様にして、ネックイン加工により徐々に縮径されるとともにテーパ部及び口金部形状が徐々に形成され、最終段階のネックイン加工を施せば、テーパ部及び口金部が形成されるワークＷが図２に示す位置Ａに到達する。この際、ツール保持部３０がワーク保持部２０側に前進し、図６に示す金型７０を構成する異種形状形成金型７２の本体部４２がワークＷの開口部に嵌挿される。
【００４９】
さらに、ツール保持部３０を前進させると、異種形状形成金型７２の凸部４４が、ワークＷの胴体部とテーパ部との境界部を、ワークＷの径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧する。そしてさらに、ツール保持部３０を所定の位置まで前進させると、前述の実施形態と同様に、胴体部周面に、軸方向に延在するとともに、環状に複数配置された溝部が形成される。この際、絞り金型７１の縮径部形成面７４がワークＷの開口部に略形成されたテーパ部及び口金部を更に径方向に対して内方及び軸方向に対して下方に押圧することにより、テーパ部及び口金部が形成される。
【００５０】
その後、前述の第一実施形態と同様にして、ワーク保持部２０の円盤２１が間欠的回転等が繰り返されることにより、ボトル缶Ｂが成形される。そして、このボトル缶Ｂは、前述の第一実施形態と同様にして、図５に示す、胴体部に複数の溝部６１と、フィルム部材６２とを備えたボトル缶Ｂが形成される。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態による金型及び缶の製造装置並びにその製造方法によれば、ワークＷの開口部に対するネックイン加工と、胴体部に対する溝部形成加工とを同時になすことができ、ボトル缶Ｂを高効率に形成することができる。また、前記ネックイン加工と前記溝部形成加工とを経てボトル缶Ｂを形成した後に、ボトル缶Ｂの胴体部にフィルム部材を貼着するため、フィルム部材にしわ、破れ等の製造上の不具合を発生させることなく確実に前記貼着をなすことができる。
【００５２】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、溝部６１を形成する際に、一回の加工で形成したが、溝部６１の深さ等に応じて、複数回加工を施してもよい。また、ボトル缶に限らず、各種缶にも適応可能である。さらに、胴体部周面に溝部６１を形成したが、溝形状に限らず胴体部周面に軸方向に延在する複数の平坦部又は曲面部を形成してもよい。
【００５３】
さらにまた、前述した実施形態においては、ボトル缶Ｂの胴体部に溝部６１を形成する際、図２において、金型４０及び異種形状形成金型７２の凸部４４の縮径部５４により胴体部に凹みを形成しつつ、この凹みを第２の平坦部５５により径方向に押圧することで、軸方向に延在する溝部を形成したが、以下のようにして溝部６１を形成しもよい。
すなわち、曲率部５２により胴体部に第１の凹みを形成しつつ、この第１の凹みを第１の平坦部５３により径方向に押圧することで、第１の溝部を形成する。これに追従して、第１の溝部に、縮径部５４により第２の凹みを形成しつつ、この第２の凹みを第２の平坦部５５により径方向に押圧することで、第１の溝部をより深さの深い第２の溝部に形成してもよい。この場合、一回の加工で２段階に分けた溝加工をなすため、比較的深さの深い溝部６１を高効率に形成することができる。
【００５４】
また、金型４０の凸部４４及び凹部４５の個数は、１６個に限らず、それ以上でも以下でもよく、前記突端面及び底面の形状も前記形状に限らず、例えば図６、図７に示すような形状であってもよい。
【００５５】
図７、図８は、図３（ａ）に示す金型４０の凸部４４及び凹部４５の一部拡大図を示すものである。
まず、図７において、凸部４４は、周方向に３２個等間隔で環状に設けられ、これら凸部４４の突端面は、本体部４２の中心軸と同軸の円形状の一部をなす円弧形状となっている。また、各凸部４４同士の間に形成された凹部４５の底面は、本体部４２の径方向に対して外周面側に凹となる曲面形状をなしている。
【００５６】
次に、図８において、凸部４４は周方向に３２個等間隔で環状に設けられ、これら凸部４４の突端面は、本体部４２の径方向に対して中心軸側に凸となる曲面形状をなしている。また、各凸部４４同士の間に形成された凹部４５の底面は、本体部４２の中心軸と同軸の円形状の一部をなす円弧形状となっている。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る金型及び製造装置並びに製造方法によれば、有底円筒状体に対して前記加工を１回だけ施せば、有底円筒状体の胴体部周面に複数の前記溝部を形成することができる。これにより、前記溝部を備えた有底円筒状体を高効率且つ高精度で形成できる。また、ボトル缶の形成と、胴体部への前記溝部の形成とを同一の装置上でなすことができるため、前記効果と相俟って、さらなる高効率生産を実現できることになる。
【００５８】
本発明に係る缶によれば、その内容物が加熱状態にある缶を把持するに際し、その内容物の熱を把持する部位に伝達することを抑制することができる。さらに、フィルム部材と胴体部との間に空間を備えさせることになるため、缶に、その内容物を保温する保温効果を備えさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示した缶の製造装置の側面図である。
【図２】図１のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図３】本発明の第一実施形態として示した金型の平面図及び一部拡大図である。
【図４】図３のＸ２−Ｘ２線矢視一部断面図及びＸ２−Ｘ２線矢視一部拡大断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態として示した缶の側面図である。
【図６】本発明の第二実施形態として示した金型の側面断面図である。
【図７】本発明の第三実施形態として示した金型の一部拡大図である。
【図８】本発明の第四実施形態として示した金型の一部拡大図である。
【符号の説明】
１０　製造装置
２２　保持装置
３０　ツール保持部
３２　成形ツール
４０、７０　金型
４２　本体部
４４　凸部（異種形状付与面）
６１　溝部
６２　フィルム部材
７１　絞り金型
７２　異種形状形成金型
７４　縮径部付与面
Ｂ　ボトル缶（缶）
Ｗ　ワーク（有底円筒状体）
【図１】
2004066295.tif 000003
【図２】
2004066295.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004066295.tif 000006
【図５】
2004066295.tif 000007
【図６】
2004066295.tif 000008
【図７】
2004066295.tif 000009
【図８】
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