(57)【要約】【課題】  内容物が充填され密封された缶の内圧検査を高精度に行う。【解決手段】  缶底部１１の外縁部に缶軸方向外方に突出する環状凸部１３が形成され、環状凸部１３は先端の接地部１４と、接地部１４の径方向内側に連なり、缶軸方向に立上がる内周壁１５とを備える構成の缶１０であって、内周壁１５の缶軸方向上端に、第１の凹曲面部１８を介して径方向内方かつ缶軸方向上方へ延びる傾斜壁１９が連設され、傾斜壁１９に、第２の凹曲面部２０を介して径方向内方へ延びる平坦なパネル部２１が連設され、パネル部２１の直径φＡは、接地面５０ａの直径φＢの０．４７倍以上０．８２倍以下とされている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶底部の外縁部に缶軸方向外方に突出する環状凸部が形成され、
該環状凸部は先端の接地部と、該接地部の径方向内側に連なり、缶軸方向に立上がる内周壁とを備える構成の缶であって、
前記内周壁の缶軸方向上端に、第１の凹曲面部を介して径方向内方かつ缶軸方向上方へ延びる傾斜壁が連設され、
該傾斜壁に、第２の凹曲面部を介して径方向内方へ延びる平坦なパネル部が連設され、
該パネル部の直径は、前記接地部の先端同士を周方向に連続して順次結んだときに得られる円形状の直径の０．４７倍以上０．８２倍以下とされていることを特徴とする缶。
【請求項２】
請求項１記載の缶において、
前記接地部の缶内方の曲率半径は０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とされ、
前記第１の凹曲面部の缶外方の曲率半径は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下とされていることを特徴とする缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物が充填、密封された缶を、該缶の底部側の内部に空間が形成されるように逆立ち姿勢とさせた状態で、該缶の底部のうち平滑面とされた径方向中央部を電磁誘導作用によって強制励振させることにより、缶内圧を検査する際に好適な缶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ミルク入りコーヒー等の低酸性飲料は、アルミニウム製の陽圧缶（液体窒素充填）あるいはスチール製の負圧缶に充填、密封され、レトルト殺菌をした後に、ケースに梱包されてパレットに積み込まれる。そして、ケース詰めされた缶は、７日程度放置した後、ケース毎にいわゆる打検による缶内圧検査を行い、漏れがないか確認が行われている。これは、万一、缶に微細なピンホールがある場合、スローリークするため充填直後に缶内圧を測定しても、缶内圧が充填前とさほど変わらず、リークの有無が分らないという問題があるからである。なお、内容物が低酸性飲料の場合は、一般に、缶に内容物を充填した後、窒素ガスを充填し、内容物の酸化防止を図っている。
【０００３】
ところで、前記打検により缶内圧を検査する手段としては、内容物が充填、密封された缶を、この缶の底部側の内部に空間が形成されるように逆立ち姿勢とさせた状態で、この缶の底部のうち平滑面とされた径方向中央部を電磁誘導作用によって強制励振させ、この際の缶からの反響音を捉えて算出されたピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいて缶の内圧を検査する方法が知られている（例えば下記特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、前記缶としては、筒状体の一方の開口部に、プルタブ等を有する缶蓋を巻締めるとともに、他方の開口部に全面が略平坦面とされた底蓋を巻締めた構成の３ピース缶や、金属板に絞り,しごき加工を施して形成された有底筒状体の開口部に前記缶蓋を巻締めた構成の２ピース缶や、筒状体の一方の開口部にネックイン加工等を施して口金部を形成し、この口金部にキャップを螺着するとともに、他方の開口部に前記底蓋を巻締めた構成の３ピース構造のキャップ付ボトル缶や、前記有底筒状体の開口部にネックイン加工等を施して口金部を形成し、この口金部にキャップを螺着した構成の２ピース構造のキャップ付ボトル缶が、主として供給されている。
【０００５】
これらの缶のうち、２ピース缶および２ピース構造のキャップ付ボトル缶の缶底部は一般に、缶胴の内部側へ凹む平滑面とされたドーム部と、このドーム部の周縁に缶軸方向外方へ突出する環状凸部とを備える概略構成とされ、この環状凸部は、先端の接地部と、この接地部の径方向内側に連なり、缶軸方向に立上がる内周壁とを備え、この内周壁は缶胴の内側へ凹む凹曲面部を介して前記ドーム部に連なる構成とされている。
【０００６】
この種の缶の内圧を検査するに際しても、従来から、前記逆立ち姿勢とした状態で、ドーム部を強制励振させることによる前記打検がなされるのが一般的であった。
しかしながら、この種の缶においては、前記ドーム部の形状のために、缶内圧が上昇しても、径方向内方に向う圧縮力が主に発生し、缶胴の外側へ膨出変形し難い。したがって、缶の内圧が変化しても前記強制励振による反響音が変化し難く、高精度な内圧検査が困難であるという問題があった。特に、微小な内圧変化を検査することが困難であり、内圧について良缶を不良缶と判断したり、逆に不良缶を良缶と判断したりする場合があった。
【０００７】
このような問題を解決するための構成として、下記特許文献２に開示されているような、前記内周壁の缶軸方向上端に、缶胴の内側に凹む環状凹部が連設され、この環状凹部の径方向内側に、缶胴の外側に凸とされたコーナー部を介して連続する平坦な中央パネル部が連設された缶が知られている。この構成により、平坦な中央パネル部は、缶の内圧の変化に対応して、比較的リニアに膨出変形するとともに、引張状態も変化するので、高精度な内圧検査を実現することが可能になるものである。
【特許文献１】特開昭４９−３４３７６号公報
【特許文献２】特開２０００−１６４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の缶では、平坦な中央パネル部の外縁に、缶胴の外側に凸とされたコーナー部が連設されているので、耐圧強度および落下強度が低下するという問題があった。
【０００９】
すなわち、一般に、耐圧強度とは、中央パネル部が缶胴の外側へ所定量膨出変形する際の缶内圧値で評価し、また、落下強度とは、缶内圧を所定値まで上昇させるとともに、環状凸部の接地部を下方に向けた状態で、所定高さ位置から自然落下させたときに、この缶が受ける衝撃力によって、ドーム部が膨出する変形量で評価する。
したがって、内圧の上昇および衝撃力の発生により缶底部に作用する力の方向が、前記コーナー部の突出方向と一致することになるので、前記従来の、凹曲面部（前記缶底部に作用する力の方向と反対方向に凸となる）を有する構成の缶と比べて、前記力に抗する耐力が低下する、すなわち耐圧強度および落下強度が低下することになる。
【００１０】
本発明は前記状況に鑑みてなされたもので、内容物が充填され密封された缶の内圧検査を高精度に行うことができるとともに、このような構成においても耐圧強度および落下強度の低下発生を抑制できる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】
【００１１】
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。
請求項１に係る発明は、缶底部の外縁部に缶軸方向外方に突出する環状凸部が形成され、該環状凸部は先端の接地部と、該接地部の径方向内側に連なり、缶軸方向に立上がる内周壁とを備える構成の缶であって、前記内周壁の缶軸方向上端に、第１の凹曲面部を介して径方向内方かつ缶軸方向上方へ延びる傾斜壁が連設され、該傾斜壁に、第２の凹曲面部を介して径方向内方へ延びる平坦なパネル部が連設され、該パネル部の直径は、前記接地部の先端同士を周方向に連続して順次結んだときに得られる円形状の直径の０．４７倍以上０．８２倍以下とされていることを特徴とする。
【００１２】
この缶では、内容物を充填,密封した缶の内圧を検査するに際して、平坦面とされたパネル部を電磁誘導作用によって強制励振させることが可能になり、高精度な内圧検査を実現することができる。
すなわち、パネル部は平坦とされているので、缶内圧の変化に対して、比較的リニアに変形するとともに、引張状態も変化することになる。
【００１３】
特に、前記パネル部の直径を前記範囲に設定しているので、微小な内圧変化に対しても的確に変形し、また、引張状態も変化することになり、高精度な内圧検査を実現することができるとともに、このような構成においても、耐圧強度および落下強度の低下発生を抑制することが可能になる。
すなわち、パネル部の直径を前記範囲を超えた大きさに設定すると、内圧の上昇に対する変形量が過多となるとともに、引張状態が変化し難くなることによって、パネル部を前記強制励振させたときの反響音から内圧値を算出することが困難になるとともに、場合によっては、適正な内圧値であっても、パネル部が塑性変形する場合が生じ、高精度な内圧検査を実現することができないからである。逆に、パネル部の直径を前記範囲より小さい大きさに設定すると、微小な内圧変化に対して的確に変形することや、引張状態が変化し難く、高精度な内圧検査を実現することができないからである。
【００１４】
また、内周壁と傾斜壁とを連結する第１の凹曲面部、および傾斜壁とパネル部とを連結する第２の凹曲面部はともに、缶胴の内側に凹んだ形状となっているので、缶内圧の上昇によって、これらの缶底部の各部が缶胴の外方へ膨出変形しようとしたときの変形方向と反対向きに凸となっており、前記膨出変形に対して抗する構成となっている。
以上により、高精度な内圧測定を実現することが可能になるとともに、このような構成においても、耐圧強度および落下強度の低下発生を確実に抑制することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の缶において、前記接地部の缶内方の曲率半径は０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下とされ、前記第１の凹曲面部の缶外方の曲率半径は１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明に係る缶によれば、内容物が充填,密封された缶の内圧検査を高精度に行うことができるとともに、このような構成においても耐圧強度および落下強度の低下発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る缶の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１および図２に示す缶１０は、缶胴１２と、この缶胴１２の缶軸方向下端部に連設された缶底部１１とを備える概略構成とされている。
なお、缶１０は、アルミニウム、アルミニウム合金,またはスチールにより形成され、特にアルミニウム合金の場合は３０００系の板材（板厚０．２５ｍｍ以上０．４６ｍｍ以下、０．２％耐力２４０ＭＰａ以上３２０ＭＰａ以下）に基づいて形成される。この缶１０は、円板状の前記板材に、絞り,しごき加工を施して有底筒状体を形成し、この際に、図１に示すような、缶胴１２および缶底部１１が形成される。そして、缶胴１２の缶軸方向上部に施される加工の種類によって、次の２つの構成の缶が形成されることになる。
【００１８】
まず１つ目は、缶胴１２の上端部に連設され、缶軸方向上方に向うに従い漸次縮径した肩部と、この肩部の缶軸方向上端部と連設され、缶軸方向上方に延在した口金部とを有し、かつこの口金部に、雄ねじ部が形成されるとともに、上端部が径方向外方へ折り返されたカール部が形成されたボトル缶に、内容物が充填され、前記口金部にキャップが螺着された構成のキャップ付ボトル缶がある。
次に２つ目は、缶胴１２の上端部にネックイン加工やフランジ加工等が施された後に、内容物が充填され、この開口端部としてのフランジ部に缶蓋が巻締められた構成の２ピース缶がある。
【００１９】
缶底部１１の外縁部には、缶軸方向外方に突出する環状凸部１３が形成され、この環状凸部１３は、先端の接地部１４と、この接地部１４の径方向内側に連なり、缶軸方向に立上がる内周壁１５と、接地部１４の径方向外側に連なり、缶軸方向外方かつ径方向外方へ連なる外周壁１６とを備えている。
そして、この外周壁１６は径方向外方へ凸とされた凸曲面部１７を介して缶胴１２の缶軸方向下端と連設された構成となっている。
【００２０】
また、内周壁１５の缶軸方向上端に、第１の凹曲面部１８を介して径方向内方かつ缶軸方向上方へ延びる平坦な傾斜壁１９が連設され、この傾斜壁１９に、第２の凹曲面部２０を介して径方向内方へ延びる平坦なパネル部２１が連設されている。
以上のように形成された缶底部１１における肉厚は、０．２５ｍｍ以上０．４６ｍｍ以下とされている。
なお、缶底部１１の環状凸部１３の内部は空間とされており、この空間は、図１に示すように、胴部１２の内部に形成された空間と連通した状態となっている。
【００２１】
ここで、パネル部２１の直径φＡは、接地部１４の先端同士を周方向に連続して順次結んだときに得られる円形状の直径φＢの０．４７倍以上０．８２倍以下に設定されている。
ここで、パネル部２１の直径φＡとは、パネル部２１の径方向外方端のうち缶軸を挟んで対向する位置同士の距離をいい、接地部１４の先端とは、接地部１４を缶軸方向下方に向けた状態で、この缶１０を平坦面５０上に載置したときに、接地部１４の外表面のうち平坦面５０と当接する部分のことをいう。すなわち、平坦面５０表面のうち、接地部１４の先端が当接する部分（以下、この部分を単に「接地面５０ａ」という）における直径がφＢとなる。
なお、図１および図２に示す缶底部１１においては、パネル部２１の直径φＡは２５ｍｍ、接地面５０ａの直径φＢは５０．９ｍｍとされ、φＡはφＢの０．４９倍となっている。
【００２２】
以上のように構成された缶底部１１の各部の寸法について説明する。
接地部１４の缶内方の曲率半径ｒ１は、０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下に設定されている。曲率半径ｒ１が０．５ｍｍより小さい場合、この接地部１４を成形加工する際に、この部分に亀裂が生じる等の製造上の不具合が発生する虞があり、また、２．５ｍｍより大きいと、缶底部１１に必要十分な耐圧強度および落下強度を具備させることができないからである。
また、第１の凹曲面部１８の缶外方の曲率半径ｒ２は、１．０ｍｍ以上８．０ｍｍ以下に設定されている。曲率半径ｒ２がこの範囲内にない場合、缶底部１１に必要十分な耐圧強度および落下強度を具備させることができないからである。
さらに、接地面５０ａとパネル部２１の外表面との距離Ｃは、６．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下に設定されている。この距離Ｃが６．０ｍｍより小さい場合、缶底部１１に必要十分な耐圧強度および落下強度を具備させることができず、１０．０ｍｍより大きいと、このパネル部２１を成形加工する際に、この部分が裂ける虞があり、製造上の不具合が生ずる虞があるからである。
なお、外周壁１６の外表面と、平坦面５０の表面とがなす角度θ１は、３０°以上６０°以下に、好ましくは３８°以上５０°以下に設定され、また、内周壁１５の外表面と、缶軸とのなす角度θ２は、０°以上６°以下に設定されている。
【００２３】
以上のように構成された缶１０は、内容物が充填された後に、開口部に缶蓋が巻締められたり、あるいはキャップが螺着されることにより、密封状態とされ、その後、レトルト殺菌を施した後に、ケースに梱包されてパレットに積み込まれ、７日程度放置される。その後、ケース内の缶１０の全てを、この缶１０の底部１１側の内部に空間が形成されるように逆立ち姿勢とさせた状態で、このケースの外側から、加振器により電磁誘導作用によって、パネル部２１を強制励振させる。そして、この際の缶１０からの反響音をマイクロフォンにより捉え、ピーク周波数を算出する。その後、このピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいて缶の内圧を検査する。
【００２４】
ここで、以上のように構成された缶１０について、打検適正および耐圧強度についての評価試験を行った。結果を図３に示す。
この試験に供する缶１０として、前述した構成のうち、φＡ／φＢを０．４７倍以上０．８２倍以下の範囲内で、パネル部２１の直径φＡを異ならせて７種類の缶１０を形成した（実施例１から７）。また、比較例として、φＡ／φＢが前記範囲内とならないように、パネル部２１の直径φＡを異ならせて３種類の缶を形成した（比較例１から３）。なお、これらの実施例および比較例の缶は、前記実施形態で示した各寸法のうち、パネル部直径φＡのみを異ならせ、この他の寸法は全て同一にしている。
【００２５】
そして、形成された缶に内容物を充填,密封した後に、これらにレトルト処理を施す。次に、この缶の胴部に孔を穿設し、缶内圧を大気圧と同等にした後に、この孔にエア供給針を嵌入する。その後、この缶を底部が缶軸方向上方へ向くように逆立ち姿勢とした状態で、パネル部２１を電磁誘導作用によって、強制励振させ、この際の反響音を捉えてピーク周波数を算出する。次に、前記エア供給針からエアを供給し、缶内圧を０．１ＭＰａだけ上昇させたときに、再度前記ピーク周波数を算出し、内圧上昇前後のピーク周波数の変化量を算出する。このピーク周波数の変化量が大きい程、微小な内圧変化をも検出することが可能になるといえる。
また、前記エア供給針により缶内圧を徐々に上昇させた後に、パネル部２１が缶軸方向下方に所定量膨出変形したときの内圧値、すなわち耐圧強度を測定した。
【００２６】
図３から、φＡ／φＢが０．４７倍以上０．８２倍以下の場合は、缶内圧が０．１ＭＰａ変化したときに、ピーク周波数が３５０Ｈｚ以上変化することが確認でき、良好な打検適正を具備させることができることが確認できた。また、このような構成においても、耐圧強度は通常の使用に耐え得る必要十分な０．７０ＭＰａ以上となっており、強度の低下を抑制できることが確認できた。
なお、図３には図示していないが、前記エア供給針により缶内圧を所定量だけ上昇させた後に、この缶を、接地部の先端が缶軸方向下方に向いた状態で、所定の高さ位置から缶軸方向に自然落下させたときの膨出量を測定し、落下強度を検査した。
結果、φＡ／φＢが前記範囲内にある場合は、平坦なパネル部２１を有さない従来の構成の缶と略同一、あるいは若干小さい落下強度を有していることが確認できた。また、φＡ／φＢが前記範囲より大きい場合は、落下強度が大きく低下していることが確認できた。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態による缶によれば、内容物を充填して密封した缶の内圧を検査するに際して、平坦面とされたパネル部２１を電磁誘導作用によって強制励振させることが可能になり、高精度な内圧検査を実現することができる。すなわち、パネル部２１は平坦とされているので、缶内圧の変化に対して、比較的リニアに変形するとともに、引張状態も変化することになる。
【００２８】
特に、パネル部２１の直径を前記範囲に設定しているので、微小な内圧変化に対しても的確に変形し、また、引張状態も変化することになり、高精度な内圧検査を実現することができるとともに、このような構成においても、耐圧強度および落下強度の低下発生を抑制することが可能になる。
すなわち、パネル部２１の直径φＡを前記範囲を超えた大きさに設定すると、内圧の上昇に対する変形量が過多となるとともに、引張状態が変化し難くなることによって、パネル部２１を前記強制励振させたときの反響音からピーク周波数を算出することが困難になるとともに、場合によっては、適正な内圧値であっても、パネル部２１が塑性変形する場合が生じ、高精度な内圧検査を実現することができないからである。逆に、パネル部２１の直径φＡを前記範囲より小さい大きさに設定すると、微小な内圧変化に対して的確に変形することや、引張状態が変化せず、高精度な内圧検査を実現することができないからである。
【００２９】
また、内周壁１５と傾斜壁１９とを連結する第１の凹曲面部１８、および傾斜壁１９とパネル部２１とを連結する第２の凹曲面部２０はともに、缶胴１２の内側に凹んだ形状となっているので、缶内圧の上昇によって、これらの缶底部１１の各部が缶胴の外方へ膨出変形しようとするときの変形方向と反対向きに凸となっており、前記膨出変形に対して抗する構成となっている。
以上により、缶の高精度な内圧測定を実現することが可能になるとともに、このような構成においても、耐圧強度および落下強度の低下発生を確実に抑制することが可能になる。
【００３０】
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、図１において、傾斜壁１９を径方向内方かつ缶軸方向上方へ延びる平坦壁とした構成を示したが、缶胴１２の内側へ凹む凹曲面壁としてもよい。
また、前記実施形態では、電磁誘導作用によって缶１０を強制励振させ、この際の缶１０からの反響音を捉えて算出されたピーク周波数と、予め設定された缶内圧値とピーク周波数との相関とに基づいて缶の内圧を検査する方法を示したが、これに限らず、缶１０を強制励振させることによって得られた反響音に基づいて缶内圧を検査する方法であれば本発明を適用することは可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
内容物が充填,密封された缶の内圧検査を高精度に行うことができるとともに、このような構成においても耐圧強度,および落下強度の低下発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る缶の一実施形態として示した拡大断面側面図である。
【図２】図１に示す缶の概略構成図である。
【図３】パネル部の直径を異ならせて複数の缶を形成し、これらの缶についての打検適正および耐圧強度を評価した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  缶
１１  缶底部
１３  環状凸部
１４  接地部
１５  内周壁
１８  第１の凹曲面部
１９  傾斜壁
２０  第２の凹曲面部
２１  パネル部
φＡ  パネル部の直径
φＢ  接地面の直径（円形状の直径）
【図１】
2005170470.tif 000003
【図２】
2005170470.tif 000004
【図３】
2005170470.tif 000005