(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚が０．２３０ｍｍ以下の蓋材を用いて形成した缶蓋を缶胴に巻締めてなる缶の二重巻締め構造であって、
前記缶胴は、有底円筒状の胴体部と、この胴体部の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフックとを有し、
前記缶蓋は、前記ボディーフックと前記胴体部との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフックと、前記カバーフックの下端から外周側に折り返されて上方に向けて延び前記ボディーフックの外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォールと、前記シーミングウォールの上端から内周側に折り返されたシーミングパネルと、このシーミングパネルの内周端から下方に向けて延び前記胴体部の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォールと、このチャックウォールの下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンクと、このカウンターシンクの内周側に設けられた円板状のパネルと、を有し、
前記チャックウォールの中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第１湾曲部と、この第１湾曲部の下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第２湾曲部とが形成されており、
前記シーミングパネルと前記シーミングウォールとの接続部分に形成され、半径方向外方に向けて凸であるシーミングウォールラジアスの外面の曲率半径が０．４８ｍｍ以上０．６７ｍｍ以下であり、かつ、前記第１湾曲部の内周面の曲率半径が０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下であることを特徴とする缶の二重巻締め部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は缶胴の開口端部に缶蓋の外周部を二重に巻締めてなる缶の二重巻締め部構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、清涼飲料等が充填される缶に、特許文献１に示されるように、有底円筒状の缶胴の開口部に缶蓋の外周部が二重巻締めされた構造が採用されている。このような缶の二重巻締め部は、予め、缶胴の開口端部にフランジ部を形成するとともに、缶蓋の外周部にカール部を形成しておき、缶胴のフランジ部に缶蓋のカール部を被せた状態でこれらを外側に一体にカールし、缶蓋のカール部を缶胴のフランジ部の外方から鉤状に折り返しながら抱き合わせるようにして巻き込んで、その巻込み部分をさらに半径方向外方から押しつぶすように押圧することにより、つまり缶蓋と缶胴の各上端部を重ねた状態で巻き込むように変形させることにより、缶蓋のカール部内面に塗布されたコンパウンドを缶胴と缶蓋との間に圧縮状態に介在させて密封した構造とされる。
【０００３】
内容物としてビールや炭酸飲料等の発泡性飲料を充填する場合、あるいは、お茶やコーヒー等の非発泡性飲料でも充填時に液体窒素が封入される場合など、密封した後に内圧が作用する、いわゆる陽圧缶では、その内圧に耐え得る強度を有することが要求される。例えば、缶蓋の耐圧強度を高めるために、カウンターシンクの幅を小さくしたり、チャック壁部の形状を工夫したりするなど、種々の提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１４０３３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
材料コストの低減のため、缶蓋の板厚を薄肉化することが求められている。しかしながら、缶蓋材を薄肉化した場合、缶胴への巻き込みが不十分となるドルーピングと呼ばれる巻締め不良が発生しやすくなったり、缶蓋が持ち上がりやすくなり缶胴と缶蓋との缶軸方向に沿った隙間（シームギャップ）が大きくなって密閉性が低下したりするおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、薄肉の缶蓋材を使用して、確実に密封性を確保し得る強度を有する缶の二重巻締め部構造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】
【０００７】
本発明は、板厚が０．２３０ｍｍ以下の蓋材を用いて形成した缶蓋を缶胴に巻締めてなる缶の二重巻締め構造であって、前記缶胴は、有底円筒状の胴体部と、この胴体部の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフックとを有し、前記缶蓋は、前記ボディーフックと前記胴体部との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフックと、前記カバーフックの下端から外周側に折り返されて上方に向けて延び前記ボディーフックの外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォールと、前記シーミングウォールの上端から内周側に折り返されたシーミングパネルと、このシーミングパネルの内周端から下方に向けて延び前記胴体部の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォールと、このチャックウォールの下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンクと、このカウンターシンクの内周側に設けられた円板状のパネルと、を有し、前記チャックウォールの中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第１湾曲部と、この第１湾曲部の下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第２湾曲部とが形成されており、前記シーミングパネルと前記シーミングウォールとの接続部分に形成され、半径方向外方に向けて凸であるシーミングウォールラジアスの外面の曲率半径が０．４８ｍｍ以上０．６７ｍｍ以下であり、かつ、前記第１湾曲部の内周面の曲率半径が０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。
【０００８】
本発明の二重巻締め部構造によれば、第１湾曲部の内面における曲率半径が０．３ｍｍ以上に設定されていることにより、巻締めによる変形に伴う著しい板厚減少を抑えて強度を確保し、パネルが外方へ膨らむバックリング時の亀裂発生を防止できる。また、第１湾曲部の内面における曲率半径が０．９ｍｍ以下、シーミングウォールラジアスの外面における曲率半径が０．４８ｍｍ以上に設定されていることにより、内圧による巻締め部の変形を抑え、シームギャップの拡大による密閉性の低下を防止できる。一方、シーミングウォールラジアスの外面における曲率半径は、０．６７ｍｍを超えると巻締め工程においてドルーピングが発生するおそれがあるため、本発明では０．６７ｍｍ以下に設定されている。
【０００９】
この缶の二重巻締め部構造における第１湾曲部やシーミングウォールラジアス等の曲率半径は、缶軸方向に沿う縦断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧とみなし、適切な範囲で定めた円弧状の３点から算出される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の缶の二重巻締め部構造によれば、板厚が０．２３０ｍｍ以下の薄肉の蓋材からなる缶蓋を用いた場合あっても、十分な強度および密閉性が保たれる缶を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る缶の二重巻締め構造を示す拡大縦断面図である。
【図２】図１に示す二重巻締め構造の部分拡大図である。
【図３】二重巻締め工程における第１巻締め工程を示す部分拡大図である。
【図４】二重巻締め工程における第２巻締め工程を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明は、図１に示すように、缶胴１０に対して、板厚が０．２３０ｍｍ以下の蓋材を用いて形成した缶蓋２０を巻締めてなる缶の二重巻締め構造である。
【００１３】
缶胴１０は、有底円筒状の胴体部１１と、この胴体部１１の上端から外周側に折り返されて下方に向けて延びる略円筒状のボディーフック１２とを有する。
【００１４】
缶蓋２０は、ボディーフック１２と胴体部１１との間に下方から入り込むように設けられた略円筒状のカバーフック２１と、このカバーフック２１の下端から外周側に折り返されて上方に向けて延びボディーフック１２の外周を覆うように設けられた略円筒状のシーミングウォール２２と、このシーミングウォール２２の上端から内周側に折り返されたシーミングパネル２３と、このシーミングパネル２３の内周端から下方に向けて延び胴体部１１の内周を覆うように設けられた略円筒状のチャックウォール２４と、このチャックウォール２４の下部に連なって設けられた環状溝形のカウンターシンク２５と、このカウンターシンク２５の内周側に設けられた円板状のパネル２６と、を有する。
【００１５】
缶蓋２０において、チャックウォール２４の中途部分には、半径方向外方に向けて凸である第１湾曲部２４ａと、この第１湾曲部２４ａの下方に連なり半径方向内方に向けて凸である第２湾曲部２４ｂとが形成されている。シーミングウォール２２とチャックウォール２４とは、シーミングパネル２３によって接続されている。このシーミングパネル２３とシーミングウォール２２との接続部分には、半径方向外方に向けて凸である断面略円弧状のシーミングウォールラジアス２７が形成されている。このシーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１は０．４８ｍｍ以上０．６７ｍｍ以下である。また、第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２は０．３ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である。
【００１６】
なお、第１湾曲部２４ａ、第２湾曲部２４ｂ、シーミングウォールラジアス２７等の曲率半径は、缶軸方向に沿う縦断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧とみなし、適切な範囲で定めた円弧状の３点から算出される。
【００１７】
図１および図２に示すように、缶胴１０と缶蓋２０との間は、コンパウンド（シーミングコンパウンド）Ｃを圧縮状態で介在させて屈曲していることにより、密閉性が確保されている。ところが、図１に矢印で示す容器内圧が上昇して缶蓋２０が缶胴１０に対して持ち上がった場合、密閉性が損なわれるおそれがある。すなわち、缶蓋２０が内圧により持ち上がってシームギャップＧが拡大すると、容器の密閉性が損なわれる場合がある。
【００１８】
これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、缶蓋２０のチャックウォール２４の中途部分に、第１湾曲部２４ａと第２湾曲部２４ｂとが連続して形成されている。第１湾曲部２４ａの曲率中心が内周側（第１湾曲部２４ａより缶蓋中心側）にあり、第２湾曲部２４ｂの曲率中心が外周側（第２湾曲部２４ｂより缶蓋２０の外側）にあることから、容器内圧が上昇して図１に矢印で示すようなパネル２６を持ち上げる力が生じた場合には、これら第１湾曲部２４ａおよび第２湾曲部２４ｂが図１に２点鎖線で示すように変形して、パネル２６を変位させる。したがって、シーミングパネル２３の変形やシームギャップＧの拡大を防止しながら、缶蓋２０におけるパネル２６の変位を許容でき、これにより密閉性を維持できる。
【００１９】
この缶蓋２０において、第１湾曲部２４ａの曲率半径が小さすぎると、成形時に板厚が著しく減少して、バックリングが生じやすくなるおそれがある。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２が０．３ｍｍ以上であることにより、成形時に板厚が著しく減少することがないので、バックリングの発生を防止できる。
【００２０】
一方、第１湾曲部２４ａの曲率半径が大きすぎると、パネル２６を持ち上げる力が生じた場合に第１湾曲部２４ａが変形しにくく、缶蓋２０全体が缶胴１０に対して持ち上がり、シームギャップＧが拡大してしまう。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２が０．９ｍｍ以下であることにより、第１湾曲部２４ａが適度に変形しやすいので、シームギャップＧの拡大を防止できる。
【００２１】
また、この缶蓋２０において、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１は０．４８ｍｍ以上０．６７ｍｍ以下に設定されている。このシーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が小さすぎると、缶胴１０と缶蓋２０との間に形成される隙間の体積が大きくなり、コンパウンドＣの圧縮が不十分な状態となって密閉性が低くなるおそれがある。さらにこの場合、内圧上昇によってパネル２６が持ち上げられる力が作用すると、缶胴１０と缶蓋２０との間の密閉性が容易に失われるおそれがある。これに対して、本実施形態の二重巻締め部構造では、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が０．４８ｍｍ以上であるので、この部分の密閉性を十分に維持することができる。
【００２２】
一方、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が大きすぎると、第２シーミングロール５２（図４参照）の溝形状から蓋材の一部がはみ出て、巻締め幅（二重巻締め部の高さ方向の寸法）が見かけ上大きくなったりするドルーピングが発生しやすくなる。これに対して本実施形態の二重巻締め部構造では、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が０．６７ｍｍ以下であるので、ドルーピングの発生を防止できる。
【００２３】
ここで、缶の二重巻締め方法について説明する。二重巻締めされる前の缶胴３０は、元板厚が０．２３０ｍｍ〜０．３４０ｍｍのアルミニウム合金製板材を広口のカップ状に打ち抜いた後、さらに絞りしごき加工（ＤＩ加工）して形成したストレートの有底円筒状の胴体部３１の開口端部を若干縮径した上で拡径することにより、胴体部３１の上端から半径方向外方に広がるフランジ部３２が形成される（図３）。
【００２４】
二重巻締めされる前の缶蓋４０は、元板厚が０．２３０ｍｍ以下、例えば０．２００ｍｍ〜０．２３０ｍｍのアルミニウム合金製蓋材をプレス成形することにより、缶胴３０の胴体部３１より小径の円形のパネル４１が中心部に形成される。このパネル４１の外縁には、環状溝を形成するカウンターシンク４２を介して、チャックウォール４３が上方に延びて形成される。このチャックウォール４３の上端から、半径方向外方に延びながら外周縁が外側にカールされたカール部４４が形成される。このカール部４４の内面には、コンパウンドＣが塗布されている（図３）。
【００２５】
二重巻締め工程においては、まず、図３に示すように、リフター（図示略）に載せた缶胴３０のフランジ部３２に缶蓋４０のカール部４４を被せ、その上方からチャック５０を缶蓋４０に嵌合して、チャック５０とリフターとの間で缶胴３０と缶蓋４０とを缶軸方向に沿って挟んだ状態で、これらの半径方向外方から第１シーミングロール５１を接近させ、缶蓋４０のカール部４４と缶胴３０のフランジ部３２とを外側に一体にカールさせ、缶蓋４０のカール部４４を缶胴３０のフランジ部３２の外方から鉤状に折り返しながら抱き合わせるようにして巻き込む（第１巻締め工程）。
【００２６】
次いで、図４に示すように、この巻込み部分に対して半径方向外方から第２シーミングロール５２を接近させ、巻き込み部分をさらに半径方向外方から押しつぶすように押圧する（第２巻締め工程）。これにより、缶胴３０と缶蓋４０との間にコンパウンドＣを圧縮状態に介在させた二重巻締め部が形成される（図２）。
【実施例】
【００２７】
次に、本発明の実施例について、比較例と対比して説明する。
缶胴としては，元板厚が０．２７０ｍｍのアルミニウム合金を成形し、缶蓋としては、元板厚が０．２２０ｍｍのアルミニウム合金を成形した。缶胴にガスボリューム３．０の内容液を充填して缶蓋を巻締めて飲料缶を作製した。その際、巻締め装置のシーミングロールの形状や押し付け力等を変更して、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１および第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２が異なる飲料缶を複数缶ずつ作製した。
【００２８】
缶の巻締め幅（二重巻締め部の缶軸方向の長さ）はＷ＝２．５５ｍｍ、巻締め厚さ（二重巻締め部の厚さ）はＴ＝１．２０ｍｍとした（図２参照）。
【００２９】
各部分の寸法は、ガスボリューム３．０の内容液を充填した飲料缶を１週間以上放置した後に、缶胴を切断して内容液を排出し、巻締め部分を樹脂で固めた状態として、缶蓋のリベットの中心を通るように切断し、その断面を研磨した後に顕微鏡で拡大して測定した。測定に当たっては、各断面において、寸法を得たい円弧を単一円弧と見なし、適切な範囲で定めた円弧状の３点から算出した。各試料とも５缶ずつ作製し、一つの断面から１８０°離れた二箇所の巻締め部を測定した。したがって、測定箇所は１０箇所となる。表１に、１０箇所の測定結果の平均値を示す。
【００３０】
シームギャップＧは、測定値が蓋材の板厚を超えた場合をＮＧとした。ドルーピングは、巻締め幅Ｗが設定値の１．２倍を超えた場合をＮＧとした。
【００３１】
【表１】
0005271332.tif 000002
【００３２】
表１の結果からわかるように、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が０．４８ｍｍまたは０．６７ｍｍ、かつ第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２が０．３０ｍｍ、０．５０ｍｍまたは０．９ｍｍである場合にはシームギャップの過剰な拡大とドルーピングの発生がなかった。すなわち、シーミングウォールラジアス２７の外面の曲率半径Ｒ１が０．４８ｍｍ以上０．６７ｍｍ以下、かつ第１湾曲部２４ａの内周面の曲率半径Ｒ２が０．３０ｍｍ以上０．９ｍｍ以下である場合には、密閉性の低下を招くシームギャップの拡大およびドルーピングの発生が防止されていることが確認できた。
【００３３】
なお、本発明は上記実施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。
【符号の説明】
【００３４】
１０  缶胴
１１  胴体部
１２  ボディーフック
２０  缶蓋
２１  カバーフック
２２  シーミングウォール
２３  シーミングパネル
２４  チャックウォール
２４ａ  第１湾曲部
２４ｂ  第２湾曲部
２５  カウンターシンク
２６  パネル
２７  シーミングウォールラジアス
Ｃ  コンパウンド（シーミングコンパウンド）
Ｇ  シームギャップ
【図１】
0005271332.tif 000003
【図２】
0005271332.tif 000004
【図３】
0005271332.tif 000005
【図４】
0005271332.tif 000006