(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金板または樹脂被覆アルミニウム合金板を略円形に打ち抜いた円形板に、少なくとも絞り加工としごき加工とを施すことで、缶底部と缶胴部とが一体成形された有底円筒缶を成形し、薄肉化された前記有底円筒缶の円筒状の缶胴部の開口端側を縮径加工して傾斜状の肩部と小径円筒状の口頸部とを成形し、その口頸部にネジ部及びカール部が形成されたネジ付き缶において、
総内容積が７０ｍｌ以上かつ１９０ｍｌ以下であって、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する口頸部の外径Ｄ（ｍｍ）の比率（Ｄ／ｄ）が０．５３〜０．８０の範囲であり、前記肩部は、縦断面が外向きに凸の円弧状となるドーム状であり、缶胴部高さｈが５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であり、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する総内容積Ｖ（ｍｌ）の比率（Ｖ／ｄ）が２．０〜３．６の範囲内であり、缶胴部の最小壁厚ｔ２に対する缶底中央部の板厚ｔ１の比率（ｔ１／ｔ２）が１．５〜２．０の範囲内であり、ｔ２が０．１７ｍｍ以下であることを特徴とするアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶。
【請求項２】
前記口頸部の外径が２８ｍｍ以上であり、前記肩部と口頸部との接続部から口頸部の開口端までの口頸部高さが２０〜２６ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶。
【請求項３】
前記口頸部と前記肩部とがその断面において所定の曲率半径を有する屈曲部によリ接続されていて、前記肩部と前記屈曲部との接点を通り前記肩部縦断面の円弧に接する接線と垂直線のなす接線角度が、ネジ付き缶を直立させた状態で、３０°〜６０°となる肩部形状を持つことを特徴とする請求項１または２に記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶。
【請求項４】
前記ネジ付き缶の缶底部が缶胴径よりも小径の接地部と、前記接地部と缶胴部を接続する傾斜部を備え、缶胴部と缶底部とがその縦断面において所定の曲率半径を有する接続部によリ接続され、前記缶底部断面における接地部と前記接続部とを結ぶ接線と水平線のなす傾斜角度が、缶を直立させた状態で、４０°〜５０°であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絞りしごき成形により缶底部と缶胴部を一体成形し、その胴部開口端側に傾斜状の肩部と小径円筒状の口頸部を成形し、その口頸部にネジ部及びカール部を形成したネジ付き缶に関する。特に、総内容積が７０ｍｌ〜１９０ｍｌのアルミニウム合金製の小容量のネジ付き缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドリンク剤や健康飲料など内容物の容量が５０ｍｌ〜１６０ｍｌ程度の飲料を販売する目的で使用される容器としては、従来から小型のガラス瓶が用いられている。このような小容量の飲料を販売するためのガラス瓶では、内容量が少ないわりには容器が重たく、また流通過程で落した場合には容器が破損しやすいなどの問題があり、軽くて割れにくい丈夫な容器が求められていた。このような目的に合致する容器として、インパクト成形等により成形されるアルミニウム製のネジ付き缶がある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１ー３１５７４５号公報
【特許文献２】特開２００５ー９６８４３号公報
【特許文献３】特開平１０ー３００６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、小容量のネジ付き缶の製造においては成形荷重や打栓荷重が負荷されることによリ大容量のネジ付き缶よりも座屈等が発生し易いという問題がある。すなわち、缶胴径よりも小さな径を有する口頸部や肩部を成形するために、ネック成形によリ縮径加工が施される際には成形荷重が缶体に負荷され、また、ロールオンキャッピングによりピルファープルーフキャップを口頸部に巻締める際にはキャップを容器に対して押し付ける為の打栓荷重が負荷されることとなるが、これらの荷重は、缶胴部と口頸部との間の缶胴径が変化する部分に集中し、肩部の陥没や口頸部の座屈を引き起こすこととなる。前述のようなインパクト成形のネジ付き缶の場合には、その素材として比較的軟質のＪＩＳ１０００系のアルミニウム合金を使用して成形される。このようなアルミニウム合金は軟質であるため、インパクト成形における加工性は良好であるが、肩部の陥没や口頸部の座屈が特に発生し易い。したがって、ネジ付き缶の成形の過程で座屈等の不具合を生じさせない程度の強度を確保するため、缶体の壁厚を厚くすることにより対応する必要があった。このような缶体に対して、生産コストの低減を目的として缶胴を薄肉化することは容器の座屈強度の低下やネジの成形不良を招くおそれがあり、軽量化が困難で経済性に劣る問題があった。
【０００５】
これに対し、絞りしごき成形により成形された有底円筒状の缶を縮径加工し、円錐状やドーム状等の傾斜状の肩部と小径円筒状の口頸部を成形し、その口頸部にネジ部及びカール部を形成したＤＩ成形による比較的容量の大きなネジ付き缶がある(特許文献２参照)。しかし、このようなＤＩ成形によるネジ付き缶の技術を適用して、缶胴径を小径とした小容量のネジ付き缶を製造することは、以下の様な理由により従来は行われていなかった。
【０００６】
すなわち、小容量のネジ付き缶においては、キャップの開栓や閉栓の際の握り易さや取り扱いの容易さを考慮すると、ある程度の缶胴部の高さが必要となり、そのため、大容量の缶と比べて缶胴径が小さく設定されることとなる。この場合、同一の壁厚であれば、缶胴外径が小さくなると、それに応じて缶胴の横断面における缶胴壁の断面積も小さくなるので、大容量の缶と同一の荷重が掛かった場合には、作用する応力が大きくなり、座屈を生じやすくなる。このため、壁厚を厚くして強度を維持する必要があり、缶胴の壁厚を薄肉化して缶体を軽量化することができなかった。
【０００７】
一方、小容量のネジ付き缶を飲料容器に適用する場合は、内容物を充填した後の密封性を確認するため、缶胴を両側から挟持し、缶胴側壁を押し込んで、その押し込みに要する力と缶胴の押し込み量との関係から缶胴の内圧を検査する触圧式の内圧検査を行う場合がある（特許文献３）。この場合には、缶胴部の壁厚が厚いと測定精度が悪化する問題があり、インパクト成形によるネジ付き缶はもちろんのこと、ＤＩ成形によるネジ付き缶であっても側壁が厚い場合には触圧検査を精度良く行うことができなかった。そのため、小容量のネジ付き缶を飲料用の容器として採用することは困難だった。
【０００８】
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、絞りしごき成形による小容量のネジ付き缶において、容器の口頸部、肩部、缶胴部等の寸法構成や缶体の厚みを規定することにより、缶体の壁厚を従来より薄くしても、成形荷重や打栓荷重によって座屈が発生せず、かつ、触圧式の内圧検査を高い精度で行うことが可能で、開栓、閉栓時にも缶体を保持し易い、軽量化された小容量のアルミニウム合金製ネジ付き缶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、アルミニウム合金板または樹脂被覆アルミニウム合金板を略円形に打ち抜いた円形板に、少なくとも絞り加工としごき加工とを施すことで、缶底部と缶胴部とが一体成形された有底円筒缶を成形し、薄肉化された前記有底円筒缶の円筒状の缶胴部の開口端側を縮径加工して傾斜状の肩部と小径円筒状の口頸部とを成形し、その口頸部にネジ部及びカール部が形成されたネジ付き缶において、総内容積が７０ｍｌ以上かつ１９０ｍｌ以下であって、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する口頸部の外径Ｄ（ｍｍ）の比率（Ｄ／ｄ）が０．５３〜０．８０の範囲であり、前記肩部は、縦断面が外向きに凸の円弧状となるドーム状であり、缶胴部高さｈが５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲であり、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する総内容積Ｖ（ｍｌ）の比率（Ｖ／ｄ）が２．０〜３．６の範囲内であり、缶胴部の最小壁厚ｔ２に対する缶底中央部の板厚ｔ１の比率（ｔ１／ｔ２）が１．５〜２．０の範囲内であり、ｔ２が０．１７ｍｍ以下であることを特徴とするアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記口頸部の外径が２８ｍｍ以上であり、前記肩部と口頸部との接続部から口頸部の開口端までの口頸部高さが２０〜２６ｍｍであることを特徴とするアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶である。
【００１１】
また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記肩部は、断面が外向きに凸の円弧状となるドーム状であり、前記口頸部と前記肩部とがその縦断面において所定の曲率半径を有する屈曲部によリ接続されていて、前記肩部と前記屈曲部との接点を通り前記肩部断面の円弧に接する接線と垂直線のなす接線角度が、ネジ付き缶を直立させた状態で、３０°〜６０°となる肩部形状を持つことを特徴とするアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶である。
【００１２】
また、請求項４の発明は、請求項１から３の発明において、前記ネジ付き缶の缶底部が缶胴径よりも小径の接地部と、前記接地部と缶胴部を接続する傾斜部を備え、缶胴部と缶底部とがその縦断面において所定の曲率半径を有する接続部によリ接続され、前記缶底部断面における接地部と前記接続部とを結ぶ接線と水平線のなす傾斜角度が、缶を直立させた状態で、４０°〜５０°であることを特徴とするアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶である。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１において、小容量のネジ付き缶における缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する総内容積Ｖ（ｍｌ）の比率Ｖ／ｄの値を２．０〜３．６の範囲内として、内容量に対する缶胴内径と缶高さのバランスを規定した。ここで、総内容積Ｖはネジ付き缶の開口端まで内容物を充填した場合の内容量（満注容量）である。Ｖ／ｄが３．６を超えると総内容積に対し缶胴内径が細くなり過ぎ、缶胴の座屈強度が低下する問題がある。また、Ｖ／ｄが２．０未満であると、総内容積に対し缶胴内径が太くなり過ぎ、そのため、缶胴部の高さが小さくなって、消費者が開栓・閉栓時に缶胴部を手で保持し難くなる。Ｖ／ｄの値を２．０〜３．６の範囲内に設定することにより、必要な缶胴の座屈強度が確保され、開栓・閉栓時に缶体を保持し易く取り扱いの容易な缶体とすることができる。また、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する口頸部の外径Ｄ（ｍｍ）の比率（Ｄ／ｄ）を０．５３〜０．８０の範囲内と規定した。Ｄ／ｄをこの範囲とすることにより、肩部を形成する際の缶胴径から口頸部径までの総絞り量が小さくなることから、絞り形成の工程数を増加させて１工程当たりの絞り量を減少させることにより、１工程毎に缶体に加えられる成形力を小さくすることが可能となる。そのため、本発明においては缶胴側壁の厚みｔ２を０．１７ｍｍ以下としても缶胴が座屈せず、缶体が軽量化されると共に、触圧式の内圧検査を精度良く行うことが可能となる。なお、Ｄ／ｄが０．５３を下回ると缶胴径から口頸部径までの総絞り量が大きくなり過ぎるため、同じ工程数の場合には、１工程当たりの成形力が大きくなって、缶胴部に座屈を生じ易くなる。これに対し、工程数を増やして１工程当たりの成形力を小さくすることも考えられる。しかし、１台の成形機で成形できる工程数は決まっており、それ以上増やせないため、工程数を増やすことにより１工程当たりの成形力を小さくするには成形機を増やす必要があり、生産設備の設置面積が増加して生産設備の配置・レイアウトも困難となり、設備コストが高くなって生産コストが増加する問題がある。また、Ｄ／ｄが０．８０を上回ると総絞り量が小さくなるため、縮径による壁厚の増加量が小さくなり、ネジ成形を良好に行うために必要な壁厚を有する厚肉部を口頸部に形成することができなくなるので好ましくない。さらに、缶胴部の高さを５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内と規定した。缶胴部の高さをこの範囲とすることにより、開栓・閉栓時に保持しやすい缶体となる。また、肩部の形状を、縦断面が外向きに凸の円弧状となるドーム状とした。ドーム形状は、カール成形における成形荷重や打栓荷重等の外力が作用しても変形し難い形状であるため、肩部の壁厚を薄肉化しても、肩部の陥没を防止することができる。加えて、缶胴部の壁厚に対して缶底部の板厚を適正な範囲に定めて缶体を軽量化する為に、缶底中央部の板厚ｔ１と缶胴部の最小壁厚ｔ２との関係（ｔ１／ｔ２）を規定した。缶底中央部の板厚ｔ１と側壁薄肉部の壁厚ｔ２との比率を１．５〜２．０と規定することにより、缶底および側壁を薄肉化することによる強度の低下と軽量化とのバランスをとり、缶体の強度を維持しながら軽量化されたネジ付き缶を得ることができる。すなわち、ｔ１／ｔ２が１．５より小さい場合には、ｔ１が薄くなりすぎることにより缶底部の強度が低くなるため、成形荷重や打栓荷重によって缶底部に座屈が発生しやすくなる。一方、ｔ１／ｔ２が２．０より大きい場合には、元板厚の厚いアルミニウム合金板を使用して成形しているため、ｔ１が厚くなり過ぎ、材料コストが増加するため、缶体の生産コストが増加する問題が生じる。
【００１４】
なお、これらの効果は総内容積が１９０ｍｌ以下の小容量ネジ付き缶において特に効果が高い。すなわち、前述のように、握り易さや取り扱いの容易さを考慮すると、ある程度の缶体の高さが必要となる。缶体の形状にも左右されるが、ネジ付き缶の開栓・閉栓を容易にするため、缶胴部を手でしっかりと握れるようにするには、少なくとも５０ｍｍ程度の缶胴部の高さが必要である。したがって、ネジ付き缶全体の高さとして、一般的には１００ｍｍ以上の缶体の高さが必要であり、総内容積が１９０ｍｌ以下になると、缶胴外径は、現在使用されている容量が３００ｍｌ以上の大容量のネジ付き缶と比べて、大幅に小さくせざるを得ない。缶胴の壁厚が同一の場合には、缶胴外径が小さくなると、それに応じて缶胴の横断面における缶胴壁の断面積が小さくなる。そのため、缶体に同一の荷重が作用しても、缶胴外径が小径である程、応力は大きくなり、座屈を生じ易くなる。すなわち、缶胴外径を小さくせざるを得ない総内容積１９０ｍｌ以下の小容量ネジ付き缶では、座屈強度の低下が著しくなる。そのため、このような小容量のネジ付き缶については、本発明に規定するような缶体の形状とすることにより、強度の低下を防ぎつつ、缶体の大幅な軽量化を達成することができる。
【００１５】
また、本発明においては、アルミニウム合金板の片面又は両面に樹脂を被覆した樹脂被覆アルミニウム合金坂を用いることができる。本発明において使用される樹脂としては、通常、缶容器の製造に用いられるものであれば特に限定されず、ポリエステル樹脂やポリプロピレン樹脂等、公知の熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂が用いられる。
【００１６】
アルミニウム合金板に樹脂層を設けた場合には、樹脂被覆金属板の表面の潤滑剤の塗布が不十分であった場合でも、絞りしごき成形またはしごき成形時に、缶内面側において、金属板とパンチが直接接触することがなく、アルミニウム合金板が削られて金属粉を発生させ、パンチおよびダイスの劣化を早めるような不具合がなくなる。また、アルミニウム合金板の缶内面となる面に樹脂層を形成した場合には．後工程で施される内面塗料の塗布の工程で塗布量を減少させたり、内面塗料の塗布の工程自体をなくすことが可能となる。
【００１７】
アルミニウム合金板に樹脂層を形成する樹脂として、熱可塑性樹脂を用いる場合には、特に耐熱性や耐内容物性の面から熱可塑性ポリエステル樹脂が好適に用いられる。アルミニウム合金板に熱可塑性樹脂層を形成する方法としては、溶融した樹脂をアルミニウム合金板表面に押し出して樹脂層を形成する方法や、予め樹脂フィルムを形成し、そのフィルムを接着剤や熱融着によりアルミニウム合金板に貼り付けて樹脂層を形成する方法などの公知の方法を適宜、用いることができる。予め作成した樹脂フィルムを接着剤によりアルミニウム合金板に接着する場合には、接着剤としてポリエステル系樹脂やエポキシ系樹脂等を適宜選定出来る。
【００１８】
アルミニウム合金板に樹脂層を形成する樹脂として、熱硬化性樹脂を用いる場合には、熱硬化性ポリエステル樹脂が好適に用いられる。熱硬化性ポリエステル樹脂としてはエポキシ変性、ウレタン変性などの変性ポリエステル樹脂も好適に使用できる。熱硬化性樹脂に添加する硬化剤としては公知のものを用いることが可能であるが、加工性に優れていることから、アミノ樹脂またはメラミン樹脂を用いることが好ましい。また、特に、食品用の容器として使用する場合には、内面用としてフェノール樹脂を用いることが好ましい。フェノール樹脂を用いることにより、内容物へのホルマリンの溶出を防止することができる。
【００１９】
また、請求項２の発明においては、請求項１に記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶において、肩部と口頸部の接続部から口頸部の開口端までの高さを２０〜２６ｍｍと従来よりも短く設定することにより、ネジ部を形成するために口部近傍に形成される厚肉部の範囲が狭くなるため、ネジ付き缶を軽量化することができる。すなわち、従来の大容量ネジ付き缶においては、缶高さが比較的高いことから、内容物を充填する際に缶体が不安定になって転倒する場合があり、缶体を保持して充填する必要があった。このとき、内容物が充填されていない状態の缶胴部は強度が弱く、保持すると缶胴部が損傷するおそれがある。そこで、壁厚が高く強度の比較的強い口頸部のうち、肩部に連なるネジ部の形成されていない領域を保持して充填を行う必要があった。ここで、ネジ部を保持しないのは、保持によりネジ部が損傷するおそれがあるためである。そのため、従来は、口頸部において、ネジ部が形成されていない領域の高さを、充填時に保持できる程度の高さとする必要があり、口頸部全体の高さを２６ｍｍ以下とすることができなった。しかし、小容量のネジ付き缶では、大容量のネジ付き缶に比べて缶体の高さが低いため、充填の際にも缶体が比較的安定しているので、充填の際に口頸部を保持する必要がなく、口頸部の高さを２０〜２６ｍｍとすることができる。なお、口頸部の高さが２６ｍｍよりも大きくなるとネジ形成のために口頸部に形成される厚肉部の範囲が大きくなり、缶体の重量が増加するため好ましくない。また、口頸部の高さが２０ｍｍを下回るとネジ部を形成するために必要な高さが確保できず、ネジ成形ができなくなるため好ましくない。
【００２０】
また、請求項３の発明は、請求項１または２に記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶において、肩部断面の円弧と口頸部とが所定の曲率半径を有する屈曲部を介して接続し、肩部と屈曲部との接続点における肩部断面円弧の接線と垂直線とがなす接線角度αを３０°〜６０°と規定することにより、より一層、肩部の陥没を防止する効果を高め、強度の高い肩部の構造とすることができ、またさらにネジ付き缶の軽量化を図ることができる。
【００２１】
また、請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のアルミニウム合金製小容量ネジ付き缶において、缶底部に缶胴径よりも小径の接地部と、前記接地部と缶底部を接続する傾斜部が形成されることにより、薄い元板厚のアルミニウム合金板を使用してネジ付き缶を成形し缶底部の板厚を従来よりも薄肉化した場台でも、缶底部の座屈や変形が生じにくくなる。すなわち、このような構成とすることにより、ネック形成時に、接地部および傾斜部に当接して缶底部を保持する缶底保持具によって傾斜部を保持した状態でネック形成することが可能となり、形成荷重による傾斜部、接地部の座屈および缶底中央部の変形を防止することができる。また、缶胴部と傾斜部が所定の曲率半径を有する接続部を介して接続することにより、缶胴部と傾斜部の接続部近傍での座屈も防止することができる。
【００２２】
また、缶体を直立させた状態で、缶胴部と傾斜部の接続部と接地部とを結ぶ共通接線と水平線とのなす傾斜角度βを４０°〜５０°とすることにより、缶体に掛かる打栓荷重に対して、缶底部に掛かる荷量が緩和され、缶底部の変形が防止されるため、さらに有効な軽量化がなされる。すなわち、充填時には缶底保持具によって缶底を保持することができないため、打栓荷重が掛かった場合に、傾斜角度が４０°より小さくなると傾斜部が座屈し易くなるために、好ましくなく、また、５０°を超えると、缶体が荷重を受けた場合に、缶底部にかかる垂直方向の荷重成分が大きくなるため、傾斜部、接地部の座屈や缶底中央部の変形を生じ易くなり、好ましくない。
【００２３】
なお、傾斜角度βが５０°を超えると缶胴側壁部の長さが短くなり、缶胴側壁部に印刷を施すことができる領域の面積が減少し外観特性が低下するが、傾斜角度を４０°〜５０°とすることにより、印刷領域の面積の減少を抑制して缶胴側壁部の長さを確保することができ、容器としての外観を損なうことなく、缶底部の強度を維持し、缶体を軽量化することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明にかかる軽量化された小容量ネジ付き缶を示す図、図２は本発明にかかる軽量化された小容量ネジ付き缶の製造工程を示す図である。また、図３は本発明の請求項４にかかる小容量ネジ付き缶の底部を示す図である。
【００２５】
図１に示す小容量ネジ付き缶１は、アルミニウム合金材として３１０４−Ｈ１９材を使用し、後述するような製造工程により、板厚０．２８ｍｍの材料から成形されており、缶高さが約１０６ｍｍ、缶胴部高さｈが約６４ｍｍ、総内容積Ｖが約１３０ｍｌ、缶胴内径ｄが４５ｍｍであり、缶容積と缶胴内径の比率（Ｖ／ｄ）の値が約２．８９となっている小容量ネジ付き缶である。
【００２６】
ボトム部２における中央付近の板厚ｔ１が０．２８ｍｍ、缶胴３の側壁の最小壁厚ｔ２が０．１５ｍｍであり、ｔ１／ｔ２の値が１．８７である。また、図１に示す小容量ネジ付き缶では、口頸部１７の外径Ｄが２８ｍｍであり、缶胴内径ｄ（ｍｍ）に対する口頸部の外径Ｄ（ｍｍ）の比率（Ｄ／ｄ）が０．６２となっている。肩部１６と口頸部１７との接続部から口部の開口端までの高さＨが２２ｍｍに形成されており、缶重量は１０．６ｇとなっている。口頸部１７が缶胴径から縮径されることにより、ネジ部成形に必要な適切な厚さの厚肉部が形成されるとともに、厚肉部の形成される範囲が、必要最小限に設定されるため、ネジ部の成形性やネジ部の強度を損なうことなくネジ付き缶の軽量化が達成されている。さらに、図１に示す小容量ネジ付き缶において、肩部１６の形状は、その断面の円弧の曲率半径ｒ１が２５ｍｍで、外方に凸となるド一ム状となるように形成されている。これにより、肩部の壁厚を薄くしてネジ付き缶を形成した場合でも肩部１６に必要な強度を維持することができる。このｒ１は２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲が好ましい。ｒ１が２０ｍｍ以下では、口頸部外径との関係で、接線角度αが６０°以上となる場合があり、またｒ１が３０ｍｍ以上では接線角度αが３０°以下となる場合があるため、いずれも座屈を生じ易くなる問題がある。さらに、肩部１６と口頸部１７は曲率半径ｒ２が約３ｍｍの屈曲部４を介して接続しており、その接続点における接線と垂直線とのなす接線角度αが約４５°となっている。この屈曲部の曲率半径ｒ２は１〜５ｍｍの範囲が好ましい。この範囲外では、口頸部外径及び肩部の曲率半径ｒ１との関係で接線角度αを３０°〜６０°の範囲とすることが困難となる場合があり、肩部の陥没等を生じやすくなるため好ましくない。このように構成された本発明にかかる小容量ネジ付き缶は、アルミニウム合金材として、板厚０．３３ｍｍの３１０４一Ｈ１９材を使用して、同様の外形寸法を有する缶を作成した従来の缶体に比べ、約０．７ｇの軽量化が達成されている。
【００２７】
次に、本発明にかかる小容量ネジ付き缶の製造工程について説明する。本発明ではアルミニウム合金板を円形に打ち抜いた円形板１０の直径Ｄを缶胴内径ｄの２．５倍以上とし、絞り成形を３回以上とすることにより、従来よりも薄いアルミニウム合金材を使用することにより、缶底部を薄肉化し、缶胴側壁部の最小薄肉部との比率を小さくすることにより小容量ネジ付き缶を軽量化することができる。すなわち、従来よりも大径の円形板１０を使用し、絞り成形を３回以上として、缶胴成形における総絞り比を大きくすることにより、絞り成形により形成されるカップ１１の開口側の壁厚が厚肉化される効果により、ネジ成形に必要な厚肉部を好適に形成することができる。絞り成形を２回以下とした場合には、缶容積と缶胴内径の比率（Ｖ／ｄ）が３．６を超えるような小容量ネジ付き缶を製造しようとすると、各絞り工程における絞り比が大きくなるため、缶胴のシワや破断等の不良が発生し、生産性が低下するため好ましくない。
【００２８】
図２に本発明に係る小容量ネジ付き缶の製造方法の一例について示す。まず、アルミニウム合金板を最終製品の内径ｄの２．５倍以上の円形に打ち抜いた直径Ｄの円形板１０に２回の絞り成形を施し、次いで、成形されたカップ１１に対し、絞り成形としごき成形を１回のパンチのストロークにより同一の工程で施す絞りしごき成形を行う。本発明において、絞り成形は１回のパンチのストロークによりしごき形成と同一の工程で行っても、絞り成形単独の工程として行っても良い。
【００２９】
このようにして得られた缶体１２にしごき成形を行って、缶胴に薄肉部１５を形成し、側壁部１３の開口部付近にネジ成形のための厚肉部１４を設ける。本実施の形態においては、厚肉部１４の最大壁厚ｔ３は０．２４ｍｍ、薄肉部１５の最小壁厚ｔ２が０．１５ｍｍであり、その差は０．０９ｍｍとなっている。この差が０．１０ｍｍ超えると、しごき成形後にパンチ（図示せず）を缶体１２から引き抜く際に缶体１２の内面に傷を生じさせてしまうため、側壁部を十分に薄肉化することができない。そこで、本実施の形態では、上記の差を０．１０ｍｍ以下とした。
【００３０】
次いで、しごき成形により得られた缶体１２の開口端側を所定量トリミングした後、適宜、缶体表面の化成処理、外面の印刷、クリア塗布、内面塗装等の工程を経て、開口端側に複数回の絞り形成を施すネック成形を行う。ネック成形工程により缶体の開口端側を所定量縮径し、傾斜状の肩部１６及び傾斜状の肩部１６に続く口頸部１７を形成する。このとき、口頸部の壁厚は増加し、ネジ成形に必要な厚肉部を形成することができる。このような効果を得るために、口頸部外径Ｄは２８ｍｍ〜３３ｍｍの範囲が好ましい。その後、ネジ成形、カール成形を施して、口頸部１７の外周のネジ部１８、口頸部１７の開口端のカール部１９を形成し、かつ傾斜状の肩部１６に続く口頸部１７にピルファープループキャップの下端部を係合させるためのビード２０を成形することにより、製品として従来よりも軽量化された小容量ネジ付き缶が得られる。なお、ネジ部１８に巻き締められるキャップは、金属製あるいは樹脂製のいずれであってもよい。
【００３１】
また、図３に請求項４にかかる発明のネジ付き缶における缶底部の縦断面を示す。このネジ付き缶では、缶底部に缶胴外径よりも小径の接地部３０と傾斜部３１が形成されている。接地部３０の縦断面は曲率半径ｒ３が１ｍｍとなる曲面として構成されている。この接地部３０の曲率半径ｒ３は０．５〜２．０ｍｍとすることが好ましい。この範囲外では、上方から大きな荷重を受けた際に接地部における座屈を生じやすくなるからである。また、傾斜部３１と缶胴部３２の接続部３３は縦断面の曲率半径ｒ４が約２．４ｍｍの曲面部により接続されている。接続部３３の曲率半径ｒ４は２．０ｍｍ以上とすることが好ましい。２．０ｍｍ未満の範囲では、接続部において座屈を生じやすくなるからである。そして、この傾斜部３１と缶胴部３２との接続部３３と接地部３０とを結ぶ接線が水平線となす傾斜角度βが約４５°となるように形成されている。これにより、薄い元板厚のアルミニウム合金板を使用して缶底部の板厚を薄肉化しても、缶底部に作用する荷重を緩和して座屈を防ぐことが可能となり、また、缶胴部の印刷面を広く取ることができるので、外観の美観にも優れた容器とすることができる。
【実施例】
【００３２】
以下、本発明の効果を検証する為、実施例及び比較例について説明する。本実施例及び比較例においては、アルミニウム合金板としてＪＩＳ３１０４−Ｈ１９材を使用し、前述した形成方法により、以下のような寸法の小容量ネジ付き缶を作成した。
【００３３】
すべての実施例、比較例において口頸部外径Ｄは２８ｍｍ、口頸部高さＨは２２ｍｍ、接線角度αは４５°、屈曲部の曲率半径ｒ２は３ｍｍとした。また、缶底部は接地部及び傾斜部を備えた形状とし、接地部の曲率半径ｒ３は１ｍｍ、缶胴部と缶底部の接続部の曲率半径ｒ４は２．４ｍｍ、傾斜角度βは４５°とした。その他の寸法については、表１に示す通りの寸法とした。
【００３４】
なお、Ｄ／ｄの値については、比較例１〜３で本発明で規定する数値範囲外となっている。また、Ｖ／ｄについては比較例１及び比較例３で、ｔ１／ｔ２については比較例１及び比藪例２で、それぞれ本発明で規定する数値範囲外となっている。
【００３５】
上記のような寸法で実施例、比較例の小容量ネジ付き缶をそれぞれ１０缶ずつ形成し、缶体の重量および座屈強度を測定し、各実施例、比較例についてそれぞれ平均値を算出した。また、それぞれの缶体に１００ｍｌの水を充填してから、所定量の液体窒素を充填し、金属製のピルファープルーフキャップを巻き締めることにより、内圧を約１９６ｋＰａとした内圧検査用のサンプルを１０缶ずつ製造した。そして、特許文献３に記載された構成の触圧式内圧検査装置を使用し、これらの缶体の内圧検査を行った。触圧式の内圧検査を行った後、缶を破壊して内圧を直接測定し、全てのサンプルについて触圧式の内圧検査の測定値が直接測定による測定値に対して、上下５ｋＰａの範囲に入ったものは内圧検査結果が良好とし、１缶でもその範囲を外れたものは不良とした。総合評価として、缶体の重量が１１．３ｇ以下で、座屈強度が製品として要求される最小値である１４７１Ｎを上回り、かつ内圧検査が良好であるものについては、本発明の目的が達成できたとして総合評価を○とし、それ以外は本発明の目的を達成できなかったとして総合評価を×とした。その結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
実施例１〜３では、本発明の条件を満たした缶体となっているため、缶体重量が軽量で、座屈強度も十分であり、触圧検査の結果も良好だった。これに対し、比較例１は、Ｖ／ｄが１．９０と下限値の２．００を下回っているため、総内容積に対して缶胴内径が大きくなり過ぎて缶胴部高さが２８ｍｍと短くなり、開栓・閉栓時に缶体の保持がし難い缶となった。また、缶体重量は軽量であり、ｔ２が０．１６４ｍｍと薄く、触圧式内圧検査の結果も良好であるが、ｔ１／ｔ２が１．４０と下限値の１．５０を下回っているため、缶底部との座屈強度が弱く、座屈強度が１４０１Ｎと低くなった。なお、比較例１は、Ｄ／ｄの値が下限値の０．５３を下回っており、総絞り量が大きいため、肩部成形工程において、缶胴部で座屈する缶が発生した。比較例２はＶ／ｄが２．４１と本発明で規定する数値範囲内であるが、ｔ２が０．１９０ｍｍと厚く、触圧式内圧検査の結果が不良であった。また、Ｄ／ｄの値が下限値の０．５３を下回っており、総絞り量が大きいため、肩部成形工程において、缶胴部で座屈する缶が発生した。比較例３は、Ｄ／ｄの値が上限値の０．８０を上回っており、総絞り量が小さいため、縮径量が小さく、ネジ成形に必要な壁厚の厚肉部が形成されないため、ネジ成形工程において口頸部の座屈を生ずる缶が発生した。また、ｔ１／ｔ２が２．０９と本発明で規定する数値範囲を上回っており、ｔ１が厚いために、缶重量が重くなって缶体の軽量化が達成できなかった。また、Ｖ／ｄが３．７６と上限値の３．６０を上回っているため、座屈強度が１４４７Ｎと低くなった。
【００３８】
なお、本案施例においてはアルミニウム合金材として３１０４ーＨ１９材を使用したが、３００４材等の他のアルミニウム合金を適宜使用することも可能であり、また、板材の片面または両面に樹脂を被覆したラミネート材を使用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明にかかる軽量化された小容量ネジ付き缶を示す図である。
【図２】本発明にかかる軽量化された小容量ネジ付き缶の製造工程を示す模式図である。
【図３】本発明の請求項４にかかる小容量ネジ付き缶の底部を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…小容量ネジ付き缶、  ２…缶底中央部、  ３…缶胴、  ４…屈曲部、  １０…円形板、  １１…カップ、  １２…缶体、  １３…側壁部、  １４…厚肉部、  １５…薄肉部、  １６…肩部、  １７…口頸部、  １８…ネジ部、  １９…カール部、  ２０…ビード、  ３０…接地部、  ３１…傾斜部、  ３２…缶胴部、  ３３…接続部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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