(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底円筒状の缶と第１ネッキングダイとの間に相対的な軸方向移動を生じさせて、前記有底円筒状の缶の開口端部分を縮径させてネックイン部を形成した後、そのネックイン部にその開口端側から第２回目以降のネッキングダイによって縮径加工を施すことにより、開口端側の首部から曲率部および傾斜部ならびに肩部をなだらかに連続させて成形する薄肉缶用スムーズネック成形方法において、
前記第２回目以降のネッキングダイは、前記ネックイン部より小さい内径の円筒部と、その円筒部の軸線方向に続けて形成されかつ内径が次第に増大することにより前記缶の中心軸線側に凸となる第１凸円弧部からなる曲率部用加工面と、前記第１凸円弧部の最大外径部に続けて前記缶の中心軸線側に凸となる形状に形成されかつ前記第１凸円弧部の曲率半径より小さい曲率半径の第２凸円弧部を含むつなぎ部用加工面とを備え、
前記首部の先端部を、前記第１凸円弧部に接触させた後にノックアウトポンチに接触させる第１行程と、
前記第２回目以降のネッキングダイを前記缶の軸線方向に相対的に移動させて前記首部を縮径させる第２の行程と、
前記缶における前記曲率部と前記傾斜部との接続点を前記つなぎ部用加工面に前記缶の軸線方向において対向させた状態で前記第２回目以降のネッキングダイを前記缶の軸線方向に相対的に更に移動させることにより、前工程で既に成形されている曲率部を前記傾斜部の前記開口端側への延長形状に成形する第３の行程とからなり、
前記接続点に対向する前記つなぎ部用加工面上の点における接線の前記缶の中心軸線に対する角度を、前工程で既に成形されている前記傾斜部の前記缶の中心軸線に対する角度より大きくさせて前記第２回目以降のネッキングダイによる加工をおこなうことを特徴とする薄肉缶用スムーズネック成形方法。
【請求項２】
前記接線と前記缶の中心軸線との成す角度は、前記傾斜部の前記缶の中心軸線に対する角度の１．５倍乃至２．７倍であることを特徴とする請求項１に記載の薄肉缶用スムーズネック成形方法。
【請求項３】
有底円筒状の缶と第１ネッキングダイとの間に相対的な軸方向移動を生じさせて、前記有底円筒状の缶の開口端部分を縮径させてネックイン部を形成した後、そのネックイン部にその開口端側から第２回目以降のネッキングダイによって縮径加工を施すことにより、開口端側の首部から曲率部および傾斜部ならびに肩部をなだらかに連続させて成形する薄肉缶用スムーズネック成形工具において、
前記首部から傾斜部に到るつなぎ部を縮径加工するつなぎ部加工面を有し、
該つなぎ加工面が、前記首部を挿入させる円筒部と、その円筒部に軸線方向に続けて形成されかつ内径が次第に増大することにより前記缶の中心軸線側に凸となる第１凸円弧部と、前記第１凸円弧部の最大外径部に続けて前記缶の中心軸線側に凸となる形状に形成されかつ前記第１凸円弧部の曲率半径より小さい曲率半径の第２凸円弧部とを備えている
ことを特徴とする薄肉缶用スムーズネック成形工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は飲料用缶などの缶の開口端部分を小径に成形するための成形方法およびその方法を実行するために使用する成形工具に関し、特に、径が連続的に変化するなだらかに結ばれたネックイン部を多工程で成形する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
缶体の開口端部に形成されるネックイン部は、缶胴に対して小径であるために開口端部に取り付ける缶蓋を小径にすることができ、その結果、使用する蓋材料を節約する効果がある。そのため、最近では、より短いネック長さでネックイン部が形成できる肩部から首部へとなだらかに接続されているスムーズネックが増えている。スムーズネックの成形方法として、スピニング方式と多工程ダイ方式（例えば特開平６−２５４６４０号に記載の方式）が知られているが、多工程ダイ方式の方が缶体の内外面の塗膜に与える悪影響が小さいなど、缶の品質の点で有利である。
【０００３】
一方、飲料用絞りしごき缶はビール・炭酸飲料など充填後の缶内が陽圧になるガス飲料用に開発された容器であり、この種の缶では、缶内部の圧力によって側壁の凹みが抑制されるので、側壁の薄肉化、すなわち容器の軽量化が可能であり、資源・エネルギーを節約できる容器として広く使用されている。また、茶類やスポーツドリンクなどのノンガス飲料にも液体窒素充填法の適用で使用可能である。
【０００４】
現在市販されている絞りしごき缶の側壁厚は、スチール缶の場合、例えば厚肉部、すなわちネックイン予定部で０．１４０〜０．１５０ｍｍであるが、近年、飲料缶においては、コストダウン並びに材料の節減が今まで以上に重要視されるようになり、一層の軽量化、すなわち素材と側壁の薄肉化が望まれている。しかし、ネックイン予定部を従来のものよりも薄肉化した場合は、従来のスムーズネック成形ではネックイン部にしわや陥没などの成形不良が発生しやすいという問題があった。
【０００５】
すなわち図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、缶体１の開口端部をネッキングダイ２に挿入して小径に加工した場合、ネッキングダイ２に挿入された缶体１の首部の先端部分は、ネッキングダイ２の内面形状に沿って成形され、前のネッキング工程で成形された開口端部分を上記ネッキングダイ２に挿入しノックアウトポンチ１５に付き当てたネッキング開始時点において、ネック部１１の先端はある程度内側に湾曲して縮径される。そのときに生じる外周側に凸を成す部分、すなわち、倒れ込み部６（平均傾斜角度θB がネッキング角度θneckより小さい）ができる。
【０００６】
図８（Ｂ）に示すように、ネッキングダイ２が缶体１の軸線方向に相対的に移動することによりネッキング成形が進行していくと、外周側に凸をなす倒れ込み部６が、前のネッキング工程で形成されているネッキング角度θneckの傾斜部５に近づいていく。
【０００７】
図８（Ｃ）に示す最終工程において、平均傾斜角度θB がネッキング角度θneckより小さいために倒れ込み部６が生じ、その倒れ込み部６が缶内方に最終工程まで残ると、この倒れ込み部６の余肉によって円周方向に圧縮応力が生じてしまい、ネックイン部３にしわや陥没などの成形不良が発生しやすくなるという問題があった。
【０００８】
本発明者は、このような成形不良を解消するためのネッキングダイの形状を、日本塑性加工学会誌「塑性と加工」第３９巻第４４４号によって既に提案した。
ここでの提案の内容は、ネッキングダイの先端部分側の円筒部に続けて、ネッキング角度とほぼ同等の傾斜角の第１加工面を形成するとともに、その第１加工面に続けて、傾斜角が更に大きい第２加工面を設け、その円筒部と第１加工面、および第１加工面と第２加工面とのそれぞれのつなぎ部分をエッジが生じないように円弧面としたネッキングダイ形状である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前掲の特開平６−２５４６４０号公報に記載されたネッキングダイの形状は、ネッキングダイが最大に押し込まれる位置精度やネック部の高さ精度にばらつきがある場合であっても、胴部の座屈を防止することを目的として、ネッキングダイと缶体ネックイン成形部との間に空隙が生じる形状としたものである。しかしながら、この公報に記載された形状では、上述したいわゆる倒れ込み部に起因する成形不良を解消するように作用する部分が設けられていないので、ネックイン加工の最終段階で生じるしわや陥没などの成形欠陥を確実に解消することは困難である。
【００１０】
また、本発明者が既に提案したネッキングダイ形状では、ネックイン予定部が従来の０．１４０〜０．１５０ｍｍで開口部の１工程あたりの縮径量がΔＤ＝０．９〜１．０ｍｍのように小さい場合には、成形不良を抑制できるが、工程数を削減して設備コストを下げるために、１工程ごとの縮径量を増大させた場合やネックイン予定部を薄肉化した場合には、未だしわや陥没などの成形不良が生じることがあり、更に改善する余地があった。
【００１１】
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、スムーズネッキング成形開始時に発生するネック部の倒れ込みに起因するしわや陥没等の成形不良を防止し、ネッキング速度が速くても胴部の座屈を生じにくくし、更に、ネックイン予定部を薄肉化し、かつ工程あたりの縮径量ΔＤを１．２０mmまで大きくしてもしわなどの成形不良を防止することのできるスムーズネック成形方法とその方法で使用する成形工具とを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段およびその作用】
ネッキングダイを用いて、缶体の開口端部に径が順次加工工程でなだらかに変化するスムーズネックイン部を形成する行程は大きく３つに分類することができる。第１の行程は、缶体の開口端部がネッキングダイに接触してからノックアウトポンチに接触するまでのネック成形初期行程であり、第２の行程は第１の行程に引き続いてネックイン部を缶胴の軸線方向と平行な方向に延長させる行程、第３の行程は第２の行程に続いて成形中のネックイン部を前のネッキング工程までで成形されたネック傾斜部にスムーズにつなぎ合わせる行程であり、本発明者は薄肉缶のスムーズネック成形において、第１乃至第２の行程において何ら不具合が生じない場合においても第３の行程、すなわちつなぎ部成形においてしわや陥没が発生することがあることに着目し、その成形不良の抑制方法を鋭意研究した結果、本発明をなすに到ったのである。
【００１３】
すなわち請求項１の発明は、有底円筒状の缶と第１ネッキングダイとの間に相対的な軸方向移動を生じさせて、前記有底円筒状の缶の開口端部分を縮径させてネックイン部を形成した後、そのネックイン部にその開口端側から第２回目以降のネッキングダイによって縮径加工を施すことにより、開口端側の首部から曲率部および傾斜部ならびに肩部をなだらかに連続させて成形する薄肉缶用スムーズネック成形方法において、前記第２回目以降のネッキングダイは、前記ネックイン部より小さい内径の円筒部と、その円筒部の軸線方向に続けて形成されかつ内径が次第に増大することにより前記缶の中心軸線側に凸となる第１凸円弧部からなる曲率部用加工面と、前記第１凸円弧部の最大外径部に続けて前記缶の中心軸線側に凸となる形状に形成されかつ前記第１凸円弧部の曲率半径より小さい曲率半径の第２凸円弧部を含むつなぎ部用加工面とを備え、前記首部の先端部を、前記第１凸円弧部に接触させた後にノックアウトポンチに接触させる第１行程と、前記第２回目以降のネッキングダイを前記缶の軸線方向に相対的に移動させて前記首部を縮径させる第２の行程と、前記缶における前記曲率部と前記傾斜部との接続点を前記つなぎ部用加工面に前記缶の軸線方向において対向させた状態で前記第２回目以降のネッキングダイを前記缶の軸線方向に相対的に更に移動させることにより、前工程で既に成形されている曲率部を前記傾斜部の前記開口端側への延長形状に成形する第３の行程とからなり、前記接続点に対向する前記つなぎ部用加工面上の点における接線の前記缶の中心軸線に対する角度を、前工程で既に成形されている前記傾斜部の前記缶の中心軸線に対する角度より大きくさせて前記第２回目以降のネッキングダイによる加工をおこなうことを特徴とする薄肉缶用スムーズネック成形方法である。
【００１４】
したがって請求項１の発明によれば、第２回目以降のネッキング加工によってつなぎ成形を行う場合、第１ネッキングダイで成形されたネックイン部のうち、前記第１ネッキングダイの中心軸線を通る断面において、縮径首部近傍の缶内側に凸をなす曲率部を有する部分がネッキングダイの中心軸線とネックイン部の肩部と曲率部との間に位置する傾斜部が延長するように整形する工程で、第３の工程のつなぎ成形で首部の先端部が第１凸円弧部のネッキングダイに接触する点と首部の先端部が第１凸円弧部のネッキングダイに接触して縮径されるときにできる外側に凸状の湾曲した部分、即ち、倒れ込み部が第１凸円弧部に接触しながら移動するが、その第１凸円弧部に続けて形成されている第２凸円弧部の曲率半径が第１凸円弧部より小さくなっていて、缶の軸線方向に対する後退の度合いが第１凸円弧部より大きくなっているので、その倒れ込み部の傾斜角度（一般にはネッキングダイのダイ半角の１／２に相当する角度）が、既に成形されている傾斜部の角度まで速やかに近づけることが可能になり、つなぎ成形終了時点では倒れ込み部と傾斜部との接続部がスムーズに成形される。更に、前記ネックイン部の曲率部と傾斜部との接続点と対向する前記第２凸円弧部上に位置する点における接線角度は、前のネッキング工程で成形された前記傾斜部の缶中心軸線とのなす角度より大きいので、前記第３行程におけるつなぎ成形中に生じる倒れ込み部の傾斜角度が徐々に大きくなり、つなぎ成形の最終段階ではその傾斜角度が、既に成形されている傾斜部の缶中心軸線との成す角度、すなわち傾斜部の角度とほぼ同一となるので、該倒れ込み部が既に成形されている傾斜部により内側に押し込まれることがなくなるので、ネックイン部のしわや陥没などの成形不良が抑制もしくは防止される。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明における、前記接線と前記缶の中心軸線との成す角度が、前記傾斜部の前記缶の中心軸線に対する角度の１．５倍乃至２．７倍であることを特徴とする薄肉缶用スムーズネック成形方法である。
【００１６】
請求項２の発明によれば、前記接線角度は、前記傾斜部の缶中心軸線との成す角度の１．５乃至２．７倍であるので、前記第３の行程におけるつなぎ成形中に生じる倒れ込み部の傾斜角度を、傾斜部の缶中心軸線との成す角度まで引き起こすことができるので、倒れ込み部を徐々に大きくさせることができ、倒れ込み部が既に成形されている傾斜部より内側に押し込まれることがなくなるので、ネックイン予定部の肉厚が薄い場合であってもスムーズなネックイン形状に成形できる。
【００１７】
仮に、接線角度が１．５倍より小さいと、ネックイン開始部に生じる倒れ込み部の影響でつなぎ成形の終了時にしわなどが生じやすくなり好ましくない。一方、接線角度が２．７倍より大きいと、接線角度が実質的に９０度を超えることになり好ましくない。
【００１８】
請求項３の発明は、有底円筒状の缶と第１ネッキングダイとの間に相対的な軸方向移動を生じさせて、前記有底円筒状の缶の開口端部分を縮径させてネックイン部を形成した後、そのネックイン部にその開口端側から第２回目以降のネッキングダイによって縮径加工を施すことにより、開口端側の首部から曲率部および傾斜部ならびに肩部をなだらかに連続させて成形する薄肉缶用スムーズネック成形工具であって、前記首部から傾斜部に到るつなぎ部を縮径加工するつなぎ部加工面を有し、該つなぎ加工面が、前記首部を挿入させる円筒部と、その円筒部に軸線方向に続けて形成されかつ内径が次第に増大することにより前記缶の中心軸線側に凸となる第１凸円弧部と、前記第１凸円弧部の最大外径部に続けて前記缶の中心軸線側に凸となる形状に形成されかつ前記第１凸円弧部の曲率半径より小さい曲率半径の第２凸円弧部とを備えていることを特徴とする薄肉缶用スムーズネック成形工具である。
【００１９】
請求項３の発明によれば、縮径首部近傍の缶内側に凸をなす曲率部がネックイン部の肩部と曲率部との間に位置する傾斜部が延長するように整形するつなぎ成形時に、首部の先端部が第１凸円弧部のネッキングダイに接触して縮径されるときにできる外側に凸状の湾曲した部分、即ち、倒れ込み部に伴うネックイン部のしわや陥没などの発生が抑制されることで、スムーズネック成形一工程あたりの縮径量を大きくすることができるので、工程数の削減が可能になる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に本発明を図に示す具体例に基づいて説明する。図１は、スムーズネック成形工具におけるネッキングダイの形状を示す部分断面図であり、図２は、スムーズネック成形工具を使用した場合のつなぎ成形の状況を概略的に示す部分断面図である。
【００２１】
本発明の成形工具で成形する缶１０は、例えば図３（Ａ）に示す形状のＤＩ缶であって、底の付いた円筒体である。図３（Ｂ）は、開口端部分を縮径しネック部１１とネックイン部１３とが形成された成形途中の缶を示し、図３（Ｃ）は、複数回のネッキング成形工程を経て成形されたネック部１１Ｃとスムーズネック部１３Ｃを有するスムーズネック成形缶を示す。そして、本発明は、そのネック部１１Ｃと缶１０のいわゆる本体側壁部分１２とをつなぐネック部１１Ｃから、連続的になだらかに変化し、しわや段のないスムーズなつなぎ部を有するスムーズネック部１３Ｃを形成するための薄肉缶用スムーズネック成形方法とそれに用いる成形工具に関するものである。
【００２２】
図３（Ｃ）に示すスムーズネック成形缶のスムーズネック成形は、図１に示されるネッキングダイ１４およびノックアウトポンチ１５を使用し、複数回に分けて缶１０の開口端部分を次第に小径に変形されて行われる。本発明に係る成形工具は、第２回目以降のネッキング成形で使用されるものであって、ネッキングダイ１４の加工面の形状に特徴がある。
【００２３】
図１及び図４は、その薄肉缶用スムーズネック成形方法とそれに用いる成形工具の主要部分を模式的に示しており、缶１０の開口端部が挿入されるネッキングダイ１４の内周側に缶１０の開口端部を当接させて、成形後の缶１０をネッキングダイ１４から押し出すノックアウトポンチ１５が配置されている。このノックアウトポンチ１５は、缶１０の開口端部の内部に挿入されて缶１０の開口端部の内径を規制するコア１６に相当する部分を有している。
【００２４】
前のネッキング工程で成形された缶１０の開口端部側には、図３（Ｂ）及び図４に示すように成形途中のほぼ円筒状をなすネック部１１が形成されており、それに続くネックイン部１３は肩部２１から縮径された首部２２を有するネック部１１へとなだらかに結ばれた傾斜状になっている。ネッキングダイ１４は、そのネック部１１を形成する円筒部１７と、その円筒部１７に続けて、母線に沿う断面すなわちネッキングダイ１４の中心軸線を通る面での断面が中心線側に凸状に湾曲する第１凸円弧部１８とそれに続く第２凸円弧部１９とを後述するように備えている。この第２凸円弧部１９は、母線に沿う断面すなわち前記中心軸線を通る面での断面が中心線側に凸となり、かつ第１凸円弧部１８と内接し、次第に内径が大きくなる円弧面を形成する部分であり、その曲率半径Ｒ2 は第１凸円弧部１８の曲率半径Ｒ1 より小さい半径である。
【００２５】
その第１凸円弧部１８の内径は、円筒部１７側で最小となっており、その最小径側の端部で円筒部１７に接続されている。また、第１凸円弧部１８の内径は、母線に沿う断面が所定の曲率半径Ｒ1 を有する円弧状の加工面となっている。この第１凸円弧部１８とそれに続く第２凸円弧部１９とは、中心角θ1 が所定の角度（本例では３０度）に設定されており、その中心角θ1 の位置で第１凸円弧部１８と第２凸円弧部１９とが内接し、２つの円弧状の加工面が、スムーズネック部加工面、つまり、つなぎ部加工面として形成されている。
【００２６】
更に、図１に示すように、その第２凸円弧部１９における前記円筒部１７の内面から半径方向に所定の寸法ｒ2 （これについては後述する）の点Ｋでの接線角度θ2 が、ネッキング角度θneck（前のネッキング工程で成形されたネックイン部１３の傾斜角度）より大きい角度となるように、第２凸円弧部１９の曲率半径Ｒ2 が定められている。
【００２７】
前述したように、ネックイン成形部を軸線方向に延長させる過程で、ネックイン開始時点において、中心軸線に対する平均傾斜角度がネッキングダイ１４の接線角度θ２の１／２になる倒れ込み部６が生じることは、既に本発明者が日本塑性加工学会誌「塑性と加工」第３９巻第４４４号で発表したが、更に研究を重ねた結果、前段で成形された、即ち、前のネッキング工程で成形されたネックイン部１３の径までネッキング加工の施された傾斜部２０の中心軸線との成す角度θneckより接線角度が小さくなり始める点Ｑ、言い換えれば、前記ネックイン部１３において内側に凸をなす曲率部Ｐと傾斜部２０との接続点に相当する点Ｑの前記円筒部１７の内面からの半径方向距離をｒ2 とした場合、第２凸円弧部１９の加工面において前記円筒部１７の内面から半径方向距離ｒ2 だけ隔たった点Ｋにおける接線角度θ2 をネッキング角度θneckより大きくすることがスムーズネック成形上重要であることがわかった。これらの角度比（θ2 ／θneck）は、１．５乃至２．７の範囲に設定することが重要であり、好ましくは２．０乃至２．１とする。その角度比が１．５より小さい場合には、図８に示すようなネックイン開始部に生じるいわゆる倒れ込み部６の影響がネックイン成形の第３行程であるつなぎ成形の終了時まで残り易く、ネックイン予定部の板厚が例えば０．１２０mmのスチール製薄肉缶、０．１３０mmのアルミニウム製薄肉缶の場合には、スムーズネックイン部に陥没やしわなどの成形不良が発生しやすい。また、一方、缶のネッキング角度は２８度乃至３３度が成形性、耐座屈性の観点から好まれて採用されているため、スムーズネック成形のつなぎ成形終了時点におけるつなぎ部加工面の接線角度θ2 がネッキング角度θneckの２．７倍より大きい場合には、スムーズネック成形工具におけるつなぎ部加工面の接線角度θ2 が実質的に９０度を超えることになり、実用的でないばかりか、つなぎ部成形の第３の行程において前のネッキング工程で成形された曲率部Ｐを傾斜部２０が延長するように整形することが難しくなり、ネックイン部に成形の跡が目立つようになるため好ましくない。従って、つなぎ部成形をよりスムーズに行うには、ネッキングダイ１４のつなぎ部成形が終了する時点における加工面の接線角度θ2 がネッキング角度θneckの１．５倍乃至２．７倍に設定する必要があり、ネックイン予定部の板厚が薄い場合には、２．０倍乃至２．１倍にすることが好ましい。
【００２８】
ここで、上記の各寸法および角度の関係を示すと以下の通りである。先ず、第２凸円弧部１９の円弧のうち前記中心軸線に最も近い部分と円筒部１７の内面との半径方向での距離Ａは、
Ａ＝Ｒ1 −Ｒ2 −（Ｒ1 −Ｒ2 ）cosθ1
＝ｒ2  −Ｒ2 （１−cosθ2 ）
であるから、第２凸円弧部１９の曲率半径Ｒ2 は、
Ｒ2 ＝｛ｒ2 −Ｒ1 （１−cosθ1 ）｝／（cosθ1 −cosθ2 ）
で表される。そして、ｒ2 は、
ｒ2 ＝ΔＤ／２＋Ｒ1 （１−cosθneck）（ΔＤは工程当たりの縮径量）
であるから、第１凸円弧部１８の曲率半径Ｒ1 および各凸円弧部１８，１９の共通接線の中心軸線に対する角度、すなわち第１凸円弧部１８の中心角度θ1 ならびにネッキング角度θneck、第２凸円弧部１９における円筒部１７の内面から半径方向にｒ2 の点での接線角度θ2と工程当たりの縮径量ΔＤを与えることにより、第２凸円弧部１９の曲率半径Ｒ2 が求められる。
【００２９】
図５乃至図７に示すように、ネッキングダイ１４が缶１０の軸線方向に相対的に移動することにより、前のネッキング工程で成形されたネックイン部１３の首部の先端部が、第１凸円弧部１８に接触してからノックアウトポンチ１５に接触し、そのときに生じる外周側に凸をなす倒れ込み部６を、図６に示すように、ネッキング成形が進行し、その倒れ込み部６を前のネッキング工程で既に成形されているネックイン部１３の傾斜部２０につなげる行程（図７）に到る。その場合、倒れ込み部６が前のネッキング工程で形成されているネッキング角度θneckの傾斜部２０に近づいていき最終的には、そのネッキング角度θneckの傾斜部２０になるように外周側に引き起こされ整形される。本発明に係る上記のネッキングダイ１４では、点Ｑに対向する第２凸円弧部１９上の点Ｋにおける接線角度θ2 がネッキング角度θneckの１．５倍乃至２．７倍になっているので、図６の成形途中に示すように、ネッキングダイ１４の第１凸円弧部１８の加工面で倒れ込み部６を成形していくと、倒れ込み部６が前のネッキング工程で成形されたネックイン部１３の傾斜部２０になるように徐々に引き起こされていく。その時に、接触点（首部の先端部が第１凸円弧部１８のネッキングダイ１４に接触する点）が第１凸円弧部１８から第２凸円弧部１９に移るために、その倒れ込み部６の平均傾斜角度θB を、既に成形されている傾斜部２０の角度まで近づけることが可能になるので、倒れ込み部６の平均傾斜角度θB をネッキング角度θneckまで引き起こすことができる。即ち、平均傾斜角度θB の立ち上がりを大きくすることが可能になる。図７は、ネッキング角度θneckと倒れ込み部６の平均傾斜角度θB が同一になり倒れ込み部６が消滅した最終段階の図を示すもので、第３の行程のつなぎ部を成形する最終段階では、倒れ込み部６の平均傾斜角度θB を徐々にネッキング角度θneckまで引き起こすように、第２凸円弧部１９の外面がネックイン部１３の傾斜部２０から後退することで、倒れ込み部６の立ち上がりを大きくすることができる。よって、つなぎ部を成形する最終段階では倒れ込み部６をネックイン部１３から消滅することができるので、倒れ込み部６が既に成形されているネックイン部１３の傾斜部２０より缶内方に押し込まれることがなくなり、ネックイン部でしわや陥没などの成形不良が抑制もしくは防止される。
【００３０】
本発明の実施形態では、第３の行程でのつなぎ部の成形を、第１凸円弧部１８と第２凸円弧部１９とで構成される加工面で行うようにして加工面を単純化しているが、これに限定されずに、第１凸円弧部１８と第２凸円弧部１９との間に一部直線部を含んだ加工面や、第２凸円弧部１９を複数の曲率半径で構成された加工面にしても同様な目的を達成することができる。
【００３１】
次に本発明の効果を確認するために行った実施例および比較例を示す。
【実施例１】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１３０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径（そのまま缶蓋を巻締めた場合の巻締部の外径が２＋１１／１６インチ）の缶を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、７工程で公称２０６径（缶蓋を巻締めた場合の巻締部の外径が２＋６／１６インチ）までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３２】
【実施例２】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１３０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、９工程で公称２０４径までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３３】
【実施例３】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１３０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、１１工程で公称２０２径までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３４】
【実施例４】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１２０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、７工程で公称２０６径までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３５】
【実施例５】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１２０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、９工程で公称２０４径までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３６】
【実施例６】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１２０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を本発明のスムーズネック成形工具を用いて、１１工程で公称２０２径までダイスムーズネックイン加工を試みた。しわや陥没などの成形不良を生じることなく、成形可能であった。
【００３７】
【比較例１】
ネックイン予定部のスチール肉厚が０．１２０mmになるように絞り−しごき加工を行い、所定高さにトリムした公称２１１径の缶胴を、つなぎ成形が終了する点における接線角がネッキング角度θneckの１．３５倍のスムーズネック成形工具を用いて、１１工程で公称２０２径までダイスムーズネックイン加工を試みた。その結果、ネックイン部の陥没とネック部のしわが散発し、良好な成形性が得られなかった。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の薄肉缶用スムーズネック成形方法とそれに用いる成形工具によれば、ネックイン予定部がかなり薄肉であっても、またネックイン加工の縮径量が大きい場合であっても、ネックイン部にしわや陥没などの欠陥を生じることなく良好にスムーズネック成形を行うことができる。そのため、本発明によれば、ネックイン予定部の薄肉化及びネックイン部の小径化によって材料資源を更に節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスムーズネック成形工具におけるネッキングダイの形状を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係るスムーズネック成形工具を使用した場合のつなぎ成形の状況を概略的に示す部分断面図である。
【図３】ネックイン加工前の缶体の形状およびスムーズネックイン加工を施した缶体の形状を示す図である。
【図４】スムーズネックイン加工の加工過程の一つを示す模式的な部分断面図である。
【図５】本発明のネッキングダイによる加工過程の初期状態を模式的に示す部分断面図である。
【図６】本発明のネッキングダイによる加工過程の中間状態を模式的に示す部分断面図である。
【図７】本発明のネッキングダイによる加工過程の終期状態を模式的に示す部分断面図である。
【図８】従来のネッキングダイにより生じる成形不良の状況を模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
１０…缶、  １１…ネック部、  １２…本体部分、  １３…ネックイン部、  １４…ネッキングダイ、  １７…円筒部、  １８…第１凸円弧部、  １９…第２凸円弧部、  Ｒ1 …（第１凸円弧部の）曲率半径、  Ｒ2 …（第２凸円弧部の）曲率半径。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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