(57)【要約】【課題】缶軸方向に沿う長い変形領域で、径の変化量の大きな変形をさせる拡径加工を安定して施すことができ、缶胴への成形痕やしわ等の発生を防止して美麗な外観を有する缶を提供可能な缶の製造方法を提供する。【解決手段】缶胴の缶底側に配置される下部と開口端部側に配置される上部との間に設けられる拡径予定部に、缶軸方向に沿って缶胴の下部側から上部側に向かうに従い漸次大径となる拡径部を成形する拡径部成形工程を備え、拡径部成形工程は、缶胴の内部に拡径用金型を進入して缶軸方向に相対移動させることにより、該缶胴の開口端部から拡径予定部までの領域全体を拡径する拡径加工を、拡径用金型の加工径を段階的に大きくしながら複数回に分けて行い、拡径加工を施す度に、各拡径用金型により成形される局部拡径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら前記拡径部を成形する。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶胴と缶底とを備える有底筒状の缶の製造方法であって、
前記缶胴の前記缶底側に配置される下部と開口端部側に配置される上部との間に設けられる拡径予定部に、缶軸方向に沿って前記缶胴の下部側から上部側に向かうに従い漸次大径となる拡径部を成形する拡径部成形工程を備え、
前記拡径部成形工程は、
前記缶胴の内部に拡径用金型を進入して缶軸方向に相対移動させることにより、該缶胴の前記開口端部から拡径予定部までの領域全体を拡径する拡径加工を、前記拡径用金型の加工径を段階的に大きくしながら複数回に分けて行い、
前記拡径加工を施す度に、各拡径用金型により成形される局部拡径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら前記拡径部を成形することを特徴とする缶の製造方法。
【請求項２】
前記拡径部成形工程は、
複数回の各拡径加工において、前記缶胴の前記缶軸方向の高さを段階的に小さくしながら行うことを特徴とする請求項１に記載の缶の製造方法。
【請求項３】
前記拡径部成形工程において、
前記拡径加工を施す度に、前記拡径用金型により局部拡径部を成形するとともに、前回の拡径加工において成形された局部拡径部を整形することを特徴とする請求項１又は２に記載の缶の製造方法。
【請求項４】
前記缶胴の下部と前記缶胴の上部との外径差を前記下部の外径に対して２％以上１８％以下とする缶を製造する場合において、
前記拡径部成形工程は、前記拡径用金型の前記局部拡径部の加工径を１ｍｍ以下の拡径量で段階的に大きくしながら行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の缶の製造方法。
【請求項５】
前記拡径部成形工程において、
前記拡径用金型の先端部に、前記缶胴の下部の内周面と係合する係合軸部を設けておき、
前記係合軸部を前記缶胴の下部に挿通することにより、前記拡径用金型と前記缶胴との位置合わせを行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の缶の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料等の内容物が充填される２ピース缶やボトル缶等の缶体に用いられる有底筒状の缶の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料等の内容物が充填、密封される缶体として、缶胴（ウォール）と缶底（ボトム）を有する有底筒状の缶と、該缶の開口端部に巻締められる円板状の缶蓋と、を備えた２ピース缶が知られている。上記缶は、具体的にはＤＩ缶であり、「ＤＩ」とはＤｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇの略称である。また、缶の開口端部にキャップが螺着されたボトル缶も周知である。
このような缶体に用いられる缶は、アルミニウム合金材料の板材にカッピング工程（絞り工程）及びＤＩ工程（絞りしごき工程）を施すことにより、有底筒状に形成される。
【０００３】
また、缶体には、缶軸方向に沿ってストレート状に設けられた缶胴を有する缶が広く用いられているが、缶体のデザイン性を高めたり、持ちやすさ（グリップ性）を向上するために、缶胴を部分的に変形させた缶が用いられるようになってきている。
例えば特許文献１には、金属缶の底部付近と肩部付近の外周に絞り加工を施して、缶胴の中間部よりも小径の下部絞り部と上部絞り部が形成された缶が開示されている。また、特許文献２には、缶（有底筒状体）の缶胴の軸方向所定位置より上方（開口端側）を縮径する縮径加工を施した後、その縮径部を残した状態で、その上方に拡径加工を施すことにより、該缶胴における他の部位よりも小径とされたくびれ部を有する缶が開示されている。さらに、特許文献３には、缶（容器）の缶胴（胴部）の一端から他端に向かって拡径加工を施した後、拡径部を残した状態で、その上方に絞り加工を施した缶が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００‐２１８３３３号公報
【特許文献２】特開２００３‐３０５５２３号公報
【特許文献３】特開２００８‐２００７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１から３に記載されるように、缶胴を部分的に変形させた異形缶が製造されるようになってきているが、このような縮径加工や拡径加工を伴って製造される異形缶は、加工部分にしわや亀裂、破断が生じ易く、これに起因して加工が非常に困難であることから、成形可能な形状が限られていた。
すなわち、従来の缶の製造方法においては、缶軸方向（缶胴の軸方向）に沿う長い変形領域で拡径させる加工や、径の変化量の大きな変形をさせる加工を行おうとすると、缶胴と金型との摩擦が大きくなるので、缶胴の肉が引き延ばされることにより加工部分に成形痕が生じたり、しわや亀裂等が生じたりすることが問題となっていた。また、内外面に施された塗膜にもダメージが発生するおそれがあった。さらに、缶体の軽量化が進められていることから、缶胴の薄肉化が求められ、拡径加工がますます困難なものになっている。したがって、成形を行うことができる缶の形状は非常に限定されており、缶体のデザインを行う上での制約となっていた。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、缶軸方向に沿う長い変形領域で、径の変化量の大きな変形をさせる拡径加工を安定して施すことができ、缶胴への成形痕やしわ等の発生を防止して美麗な外観を有する缶を提供可能な缶の製造方法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、缶胴と缶底とを備える有底筒状の缶の製造方法であって、前記缶胴の前記缶底側に配置される下部と開口端部側に配置される上部との間に設けられる拡径予定部に、缶軸方向に沿って前記缶胴の下部側から上部側に向かうに従い漸次大径となる拡径部を成形する拡径部成形工程を備え、前記拡径部成形工程は、前記缶胴の内部に拡径用金型を進入して缶軸方向に相対移動させることにより、該缶胴の前記開口端部から拡径予定部までの領域全体を拡径する拡径加工を、前記拡径用金型の加工径を段階的に大きくしながら複数回に分けて行い、前記拡径加工を施す度に、各拡径用金型により成形される局部拡径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら前記拡径部を成形する。
【０００８】
本発明に係る缶の製造方法では、拡径部成形工程において、複数回の拡径加工を繰り返して各成形用金型により局部拡径部を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら成形し、これらの局部拡径部を繋げて拡径部を成形する。また、拡径部成形工程では、缶胴の外周面を何ら拘束することなく、拡径用金型の加工径を段階的に大きくしながら、異なる加工径の拡径用金型を順に用いて複数回の拡径加工を施す。このように、各拡径加工は、缶胴の外周面（外方）を拘束せずに行われるので、拡径用金型を缶胴の内部に進入させると、缶胴の肉が拡径用金型により周方向に引き延ばされて径方向の外側（拡径方向）に移動する一方で、その拡径用金型の缶軸方向への移動に伴って缶胴が圧縮される方向に力を受けて、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に向かって寄せられることにより圧縮される。そして、拡径部成形工程では、複数回の拡径加工を施して拡径部を成形することとしており、１回の拡径加工における拡径量（加工量）を小さくすることで、缶胴の肉が径方向の外側に移動して周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に移動して寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、拡径加工に伴う加工部分の缶胴の板厚（ウォール厚）の減肉を抑制できる。そして、複数回の拡径加工を繰り返すことにより、局部拡径部を繋げた拡径量の大きな拡径部を成形することができる。
【０００９】
すなわち、本発明の缶の製造方法の前記拡径部成形工程においては、複数回の各拡径加工において、前記缶胴の前記缶軸方向の高さを段階的に小さくしながら行う。
【００１０】
各拡径加工において、缶胴の肉を缶軸方向の下部側に向かって寄せることで、缶胴の高さ（缶軸方向の高さ）を段階的に小さくする。このように、缶胴の高さを段階的に小さくしながら拡径加工を行うことで、缶胴の肉が径方向の外側に移動して周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に移動して寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、加工部分の缶胴の板厚が減肉されて加工部分に亀裂が入ることを回避できる。したがって、本発明に係る缶の製造方法では、加工部分にしわや亀裂等の損傷が生じることを回避でき、拡径量の大きな拡径部を安定して成形でき、大きく傾斜した拡径部や広範囲に傾斜した拡径部等、種々の形状の拡径部を成形できる。また、本発明に係る缶の製造方法では、縮径加工を伴わずに、拡径加工のみで拡径部を成形でき、工程を簡略化できる。
【００１１】
本発明の缶の製造方法の前記拡径部成形工程において、前記拡径加工を施す度に、前記拡径用金型により局部拡径部を成形するとともに、前回の拡径加工において成形された局部拡径部を整形する。
【００１２】
拡径加工を施す度に、前回の拡径加工において成形された局部拡径部も合わせて整形することで、缶胴に圧痕が残されることを防止できる。したがって、各局部拡径部の接続部分を滑らかに接続した拡径部を成形でき、缶の外観の美粧性を向上できる。
【００１３】
本発明の缶の製造方法において、前記缶胴の下部と前記缶胴の上部との外径差を前記下部の外径に対して２％以上１８％以下とする缶を製造する場合において、前記拡径部成形工程は、前記拡径用金型の前記局部拡径部の加工径を１ｍｍ以下の拡径量で段階的に大きくしながら行うとよい。
【００１４】
１回の拡径加工において加工する缶胴の拡径量が１ｍｍを超えると、缶胴の肉が周方向に引き延ばされることで減肉される量（減肉量）に対し、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に寄せられることで増肉する量（増肉量）が追いつかなくなる。すなわち、径方向の加工量（拡径量）に対し、缶胴の高さの縮小量が追いつかなくなり、缶胴の加工部分が減肉されることにより、加工部分に亀裂が生じやすくなる。一方、１回の拡径量を１ｍｍ以下とすることで、径方向の加工量に対応した缶軸方向への缶胴の肉の移動量（増肉量）を十分に確保できるので、缶胴の肉が周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に移動して寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、加工部分の缶胴の板厚が減肉されて加工部分に亀裂が発生することを回避できる。したがって、缶胴の上部と下部との外径差を下部の外径に対して２％以上１８％以下とする拡径量の大きな拡径部も安定して成形できる。
【００１５】
本発明の缶の製造方法の前記拡径部成形工程において、前記拡径用金型の先端部に、前記缶胴の下部の内周面と係合する係合軸部を設けておき、前記係合軸部を前記缶胴の下部に挿通することにより、前記拡径用金型と前記缶胴との位置合わせを行うとよい。
【００１６】
異なる拡径用金型のそれぞれについて係合軸部を設けておき、これらの係合軸部と拡径加工が施されない缶胴の下部とにおいて位置合わせを行うことで、繰り返し行われる複数回の拡径加工において、拡径用金型と缶胴とを正確に位置合わせができ、缶胴にズレのない高精度な加工を施すことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、缶軸方向に緩やかに拡径する拡径加工を安定して施すことができ、缶胴への成形痕やしわ等の発生を防止して、缶に美麗な外観を付与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法により製造される缶を示す半断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法のカッピング工程、ＤＩ加工及びトリミング加工を説明する模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、拡径用金型を缶の上方に離間させて配置した状態を示す。
【図５】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、１回目の拡径加工の状態を示す。
【図６】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、２回目の拡径加工の状態を示す。
【図７】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、３回目の拡径加工の状態を示す。
【図８】本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、４回目の拡径加工の状態を示す。
【図９】各拡径用金型と缶との関係を説明する缶胴の要部断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る缶の製造方法により製造される缶を示す半断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、５回目の拡径加工の状態を示す。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る缶の製造方法により製造される缶を示す半断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る缶の製造方法において、拡径部成形工程を説明する要部断面図であり、５回目の拡径加工の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る缶の製造方法において製造される缶は、例えば０．３０ｍｍ〜０．５０ｍｍのアルミニウム製の板を成形してなるものであり、飲料等の内容物が充填・密封される２ピース缶やボトル缶の缶体に用いられるものである。本実施形態では、このうちの２ピース缶に用いられる缶３０（図１参照）を例にして説明を行う。
【００２０】
２ピース缶の缶体は、図１に二点鎖線で示されるような有底筒状の缶３０と、この缶３０の開口端部に巻締められる円板状の缶蓋（不図示）とを備えるものである。缶３０は、具体的にはＤＩ缶であり、「ＤＩ」とはＤｒａｗｉｎｇ＆Ｉｒｏｎｉｎｇの略称である。なお、本実施形態の缶の製造方法により製造される缶３０は、缶胴径／開口径が公称径で２１１／２０４径缶に用いられるものであるが、これに限定されるものではなく、それ以外の例えば２１１／２０６径缶や、それよりも缶の外径が小さい２０４／２００径缶、２０４／２０２径缶等に適用してもよい。
【００２１】
図１に実線で示される缶２０は、後述する拡径部成形工程を経たものであるとともに、ネッキング工程前の状態を表しており、この缶２０の開口端部１１ａにネッキング工程及びブランジング工程を施すことにより、図１に二点鎖線で示されるように、上方に向かうに従い小径となるネック部１３と、ネック部１３の上方に配置される円環状のフランジ部１５とを有する缶３０に形成される。
【００２２】
図１に示されるように、缶２０は、円筒状をなす缶胴（ウォール）１１と、ドーム状をなす缶底（ボトム）１２とを備えている。図１において、缶胴１１及び缶底１２は、互いに同軸に配置されており、本実施形態において、これらの共通軸を缶軸Ｏと称して説明を行う。また、缶軸Ｏに沿う方向（缶軸Ｏ方向）のうち、缶胴１１の開口端部１１ａから缶底１２側へ向かう方向を下方、缶底１２から開口端部１１ａ側へ向かう方向を上方という。また、缶軸Ｏに直交する方向を径方向といい、径方向のうち、缶軸Ｏに接近する向きを径方向の内側（内方）といい、缶軸Ｏから離間する向きを径方向の外側（外方）という。また、缶軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。
【００２３】
缶胴１１における上端部は、缶２０の外部に開口する開口端部１１ａとなっている。内容物は、この開口端部１１ａを通して缶２０内に充填される。また、缶胴１１における下端部は、缶底１２により閉じられている。
【００２４】
缶胴１１は、図１に示されるように、その缶胴の缶底１２側に配置される下部２３の外径Ｄｂよりも、開口端部１１ａ側に配置される上部２１の外径Ｄｔが大径に設けられており、下部２３と上部２１との間に、缶軸Ｏ方向に沿って缶胴１１の下部２３側から上部２１側に向かうに従い漸次大径となる拡径部２２が形成されている。つまり、缶胴１１の上部２１と拡径部２２は、缶胴１１の下部２３よりも径方向の外側に向けて膨らんで形成されており、周方向に沿って缶胴１１の全周に延びる環状をなしている。また、図１に示される缶２０の縦断面視において、拡径部２２の下端側は、缶胴１１の内側（径方向の内側）へ向けて凹となる凹曲面状の凹曲面部２５とされ、拡径部２２の上端側は、缶胴１１の外側（径方向の外側）へ向けて凸となる凸曲面状の凸曲面部２４とされている。そして、缶胴１１の下部２３の上端は、凹曲面部２５の下端に接続し、拡径部２２の下端から連続して下方に向かって直線状に設けられている。また、缶胴１１の上部２１の下端は、凸曲面部２４の上端に接続し、拡径部２２の上端から連続して上方に向かって直線状に設けられている。
【００２５】
また、缶胴１１の下部２３、拡径部２２（凹曲面部２５及び凸曲面部２４）、上部２１は、互いに滑らかに連なっており、互いの間に段差を形成することなく滑らかに接続され
ている。具体的には、図１に示される縦断面視において、下部２３の上端が、拡径部２２の凹曲面部２５の下端と接して設けられ、下部２３が凹曲面部２５の接線となっている。また、上部２１の下端が、拡径部２２の凸曲面部２４の上端と接して設けられ、上部２１が凸曲面部２４の接線となっている。
【００２６】
そして、缶胴１１の下部２３の外径Ｄｂは、例えば５２〜６７ｍｍとされる。また、缶胴１１の上部２１と下部２３との外径差、すなわち下部２３に対して上部２１が径方向の外側に拡径する幅は２％以上１８％以下であり、上部２１の外径Ｄｔは例えば５３ｍｍ〜７９ｍｍとされる。本実施形態の缶１０では、拡径率（外径差）は１４％程度（直径差で８ｍｍ程度、径の片側幅ｇ０で４ｍｍ程度）とされている。
【００２７】
また、図１に示される缶２０の縦断面視において、製品となる拡径部２２の凹曲面部２５の曲率半径（凹曲面部２５の外周面における曲率半径）は、例えば５０ｍｍ〜２００ｍｍの範囲とされており、拡径部２２の凸曲面部２４の曲率半径（凸曲面部２４の外周面における曲率半径）は、例えば１００〜５００ｍｍの範囲とされている。ただし、上記曲率半径は、上記数値範囲に限られるものではなく、拡径部２２を曲面ではなく、缶軸Ｏ方向の上方に向かうに従い拡径するテーパ状に設けても良い。
図１に示す第１実施形態の缶２０の場合、缶胴１１の拡径部２２における凹曲面部２５の曲率半径が１００ｍｍ、凸曲面部２４の曲率半径が３００ｍｍとされており、凹曲面部２５は、缶胴１１の下部２３との接続端から拡径部２２の下端部の部分に形成されており、この下端部を除き拡径部２２の大部分は凸曲面部２４により形成される。
【００２８】
缶底１２は、缶軸Ｏ上に位置するとともに、上方（缶胴１１の内部）に向けて膨出するように形成されたドーム部１２ａと、該ドーム部１２ａの外周縁部と缶胴１１の下端部とを接続するヒール部１２ｃとを備えている。
図１に示される縦断面視で、ヒール部１２ｃは、缶胴１１の下端部から下方に向かうに従い漸次径方向の内側へ向けて傾斜している。またこの縦断面視で、ヒール部１２ｃにおける缶胴１１下端部との接続部分（つまりヒール部１２ｃの上端部）は、缶胴１１の外側へ向けて突出する凸曲線状をなしている。
【００２９】
また、缶底１２におけるドーム部１２ａとヒール部１２ｃとの接続部分は、この缶２０が正立姿勢（図１に示される、缶胴１１の開口端部１１ａが上方を向く姿勢）となるように接地面（載置面）上に載置されたときに、接地面に接する接地部１２ｂとなっている。接地部１２ｂは、缶底１２において最も下方に向けて突出しているとともに、周方向に沿って延びる環状をなしている。
【００３０】
なお、図１において符号Ｈで示される直線（２点鎖線）は、ヒール部１２ｃの上端部がなす凸曲線の曲率半径の中心を通り、缶軸Ｏに垂直な仮想の水平面を表している。
本明細書では、缶２０の周壁（外周壁）のうち、仮想の水平面Ｈの上方に位置する部位が缶胴１１とされ、仮想の水平面Ｈの下方に位置する部位が缶底１２とされている。具体的には、缶２０の周壁において、仮想の水平面Ｈの下方に位置する缶底１２の部分が、ヒール部１２ｃとなっている。
【００３１】
なお、缶２０にネッキング工程とフランジング工程とを施して成形される缶３０のネック部１３は、上方に向かうに従い漸次小径となるテーパ部５１と、テーパ部５１の下方に隣接配置されて缶胴１１の外側へ向けて凸となる凸曲面部５２と、テーパ部５１の上方に隣接配置されて缶胴１１の内側へ向けて凹となる凹曲面部５３とを有する。また、テーパ部５１、凸曲面部５２及び凹曲面部５３は、それぞれ缶胴１１の周方向全周にわたって延びる環状をなしている。これらの凸曲面部５２、テーパ部５１及び凹曲面部５３は、互いに滑らかに連なっている。具体的に、図１に示される缶３０の縦断面視において、テーパ部５１は、凸曲面部５２及び凹曲面部５３に接してこれらを繋ぐ接線となっている。
【００３２】
そして、上部２１の下端側の直線状の部分と、ネック部１３の凸曲面部５２とは、滑らかに連なっている。また、ネック部１３の凹曲面部５３と、該凹曲面部５３の上方に隣接配置されるフランジ部１５も、滑らかに連なっている。
また、缶胴１１の下部は、缶底１２の後述するヒール部１２ｃの上端部に対して、滑らかに連なっている。
【００３３】
次に、図２〜図８を参照して、本実施形態の缶の製造方法によりアルミニウム合金材料の板材から拡径部２２を有する有底筒状の缶２０を製造する方法の一例を説明する。
図２に示されるように、缶２０は、打ち抜き及びカッピング工程、ＤＩ工程、トリミング工程、印刷工程、塗装工程、拡径部成形工程をこの順に経て、製缶される。また、缶３０は、拡径部成形工程を経て製造された缶２０に、ネッキング工程及びフランジング工程をこの順に施すことにより、製缶される。
【００３４】
［打ち抜き工程及びカッピング工程（絞り工程）］
アルミニウム合金材料からなる鋳塊に熱間圧延、冷間圧延及び焼鈍を施して所定板厚の中間板材を形成した後に、該中間板材に冷間仕上げ圧延を施すことにより最終板厚とされた圧延材を用意し、この圧延材をカッピングプレスによって打ち抜きながら絞り加工（カッピング加工）することにより、図３（ａ）に示されるように、比較的大径で浅いカップ状体Ｗ１を成形する。
【００３５】
［ＤＩ工程（絞りしごき工程）］
次に、ＤＩ加工装置によって、カップ状体Ｗ１にＤＩ加工（再絞りしごき加工）を施して、図３（ｂ）に示されるように、缶胴１１と缶底１２を備える有底筒状の缶Ｗ２に成形する。このＤＩ加工により、缶Ｗ２の缶底１２は、最終の缶２０の缶底形状に成形される。
【００３６】
詳述すると、ＤＩ加工装置は、再絞り加工するための円形の貫通孔を有する一枚の再絞りダイと、この再絞りダイと同軸に配列される円形の貫通孔を有する複数枚（例えば、３枚）のアイアニング・ダイ（しごきダイ）と、アイアニング・ダイと同軸とされ、上記それぞれのアイアニング・ダイの各貫通孔の内部に嵌合可能とされ、ダイの軸方向に移動自在とされる円筒状又は円柱状のパンチスリーブと、このパンチスリーブの外側に嵌合された円筒状のカップホルダースリーブと、を備えている。
【００３７】
ＤＩ加工装置による再絞り加工は、カップ状体Ｗ１をパンチスリーブと再絞りダイとの間に配置し、カップホルダースリーブ及びパンチスリーブを前進させて、カップホルダースリーブが、再絞りダイの端面にカップ状体Ｗ１の底面を押し付けてカップ押し付け動作を行いながら、パンチスリーブがカップ状体Ｗ１を再絞りダイの貫通孔内に押し込むことにより行われる。
その結果、所定の内径を有する再絞り加工されたカップ状体（不図示）が成形される。引き続き、再絞り加工されたカップ状体を複数のアイアニング・ダイを順次通過させて徐々にしごき加工をして、カップ状体の周壁をしごいて該周壁を延伸させ、周壁高さを高くするとともに壁厚を薄くして、有底筒状の缶Ｗ２を成形する。
【００３８】
しごき加工が終了した缶Ｗ２は、パンチスリーブがさらに前方に押し出して底部（缶底１２となる部分）をボトム成形金型に押圧することにより、底部が、上述のドーム形状に形成される。この缶Ｗ２は、上述のように周壁がしごかれることで加工硬化され、強度が高められる。
【００３９】
図３（ｂ）に示されるように、カッピング工程及びＤＩ工程を経た缶Ｗ２の開口端部１１ａは、周方向に向かうに従い上下に波打つような凹凸形状（凹凸波形状）に形成されている。なお、この凹凸波形状は、板材Ｗをカップ状体Ｗ１に成形したときから付与されるものである。
開口端部１１ａの凹凸波形状をなす上端縁のうち、上方に突出する山となっている部分（凸部）は、耳１９と呼ばれる。耳１９は、開口端部１１ａにおいて周方向に沿って複数形成される。これらの耳１９は、例えばアルミニウム合金の結晶学的異方性に起因して生じるものである。
【００４０】
［トリミング工程］
次に、缶Ｗ２の開口端部１１ａをトリミング加工する。
すなわち、上記ＤＩ加工装置によって形成された缶Ｗ２の開口端部１１ａは、耳１９が形成されて高さが不均一であるため、この缶Ｗ２の開口端部１１ａを切断してトリミングすることにより、図３（ｃ）に示されるように、缶胴１１の開口端部１１ａにおける缶軸Ｏ方向に沿う周壁の高さを、全周にわたって均等に揃える。これにより、缶胴１１の開口端部１１ａに耳１９を有さない（耳１９が切除された）、トリミング加工後の缶１０が得られる。なお、このトリミング工程は、ＤＩ工程の成形終了時に行われる。
この缶１０における缶軸Ｏ方向の高さ（缶底１２の下端（接地部１２ｂ）から開口端部１１ａの上端までの高さ）は、例えば、３５０ｍｌ缶の場合には１２４ｍｍ程度であり、５００ｍｌ缶の場合には１６８ｍｍ程度である。
【００４１】
［印刷工程、塗装工程］
この缶１０を洗浄し、潤滑油等を除去した後に、表面処理を施して乾燥し、次いで外面印刷、外面塗装を施し、その後内面塗装を施す。具体的に、印刷工程では、印刷用インクを使用して、缶１０の缶胴１１に外面印刷を施す。
次に、塗装工程では、外面塗装を施した後、内面塗装を施す。詳しくは、例えば、ポリエステル系塗料を使用して、缶１０の缶胴１１の外面に塗装をし、この外面塗装がされた缶１０をオーブンで加熱乾燥する。なお、オーブンにより加熱乾燥する際は、缶胴１１の開口端部１１ａから内部へ向けて、略水平方向に延在する搬送用ピンが挿入され、該搬送用ピンが缶１０を支持しつつ、チェーンやモータ等を備えた駆動機構により、移動させられる。次いで、缶１０の缶胴１１及び缶底１２の内面に、例えば、エポキシ系塗料を使用して塗装をし、この内面塗装がされた缶１０をコンベアで搬送しながらオーブンで加熱乾燥する。
【００４２】
［拡径部成形工程］
次に、図４に示されるように、缶１０の缶胴１１のうち下部２３と上部２８との間に位置する拡径予定部２９に、図１に示されるように、缶軸Ｏ方向に沿って下部２３側から上部２１側へ向かうに従い大径となる拡径部２２を成形するとともに、拡径部２２に隣接配置される上部２８を径方向の外側に拡径した上部２１を成形する。
【００４３】
拡径部成形工程では、下部２３と上部２１との間を接続する外径差（拡径率）の大きな拡径部２２を成形するため、缶１０の缶胴１１の内部に加工径の異なる複数個の拡径用金型を加工径の小さい側から順に嵌合して複数回の拡径加工を施す。この際、１回の拡径加工は、１ｍｍ以下の拡径量で行う。例えば、下部２３に対して上部２１を径方向の外側に拡径量を６ｍｍ（拡径率１０％）とする拡径を行う際に、１回の拡径加工により拡径される拡径量を０．５ｍｍに設定した場合には、合計１２回の拡径加工を経ることにより、外径差（拡径量）が６ｍｍの拡径部２２を成形することができる。以下、本実施形態では、説明の簡略化のため、図４〜図８に示されるように、加工径の異なる４個の拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄを用い、拡径部２２を４回に分けて、すなわち４回の拡径加工を経て拡径部２２及び上部２１を成形する場合を例にして、説明を行う。
【００４４】
各拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄは、具体的には缶胴１１の内部に嵌合する第１パンチ４０Ａ、第２パンチ４０Ｂ、第３パンチ４０Ｃ及び第４パンチ４０Ｄにより構成され、拡径加工は、缶胴１１の外周面を何ら拘束することなく、加工径を段階的に大きくしたパンチ４０Ａ〜４０Ｄを順に用いて行われる。以下、パンチに拡径用金型と同一の符号４０Ａ〜４０Ｄを用いる。
各パンチ４０Ａ〜４０Ｄにより拡径加工される１回の缶胴１１の拡径量は１ｍｍ以下とされ、パンチ４０Ａ〜４０Ｄによる加工径を１ｍｍ以下の拡径量で段階的に大きくしながら拡径加工を行う。
【００４５】
詳しくは、各拡径加工では、図４〜図８に示すように、缶１０と各パンチ４０Ａ〜４０Ｄを缶軸Ｏ方向に相対的に接近移動（相対移動）させつつ、缶胴１１の内部に各パンチ４０Ａ〜４０Ｄを進入させることにより、缶胴１１の開口端部１１ａから拡径予定部２９までの領域全体（上部２８及び拡径予定部２９）を拡径加工する。そして、この拡径加工を、パンチ４０Ａ〜４０Ｄの加工径を段階的に大きくしながら複数回に分けて行い、１回の成形で加工される局部拡径部を符号３１から符号３４の順に示すように、缶胴１１の下部２３側から上部２８側にかけて位置をずらしながら成形する。
【００４６】
また、図９に示すように、パンチ４０Ａ〜４０Ｄの中心軸は、缶軸Ｏと同軸に配置されている。そして、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄのそれぞれの先端部には、缶胴１１の下部２３の内周面と係合する円柱状の係合軸部４１が設けられており、係合軸部４１を缶胴１１の下部２３に挿通することにより、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄと缶胴１１との位置合わせがなされるようになっている。また、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄには、係合軸部４１に連続して局部拡径部３１〜３４に対応する成形部４２ａ〜４２ｄが周方向全周にわたって形成されており、さらにこの成形部４２ａ〜４２ｄに連続して円柱状の直線成形部４３ａ〜４３ｄが設けられている。
【００４７】
各パンチ４０Ａ〜４０Ｄの成形部４２ａ〜４２ｄは、拡径部２２の凹曲面部２５を成形する部分が凹曲面状に形成されており、拡径部２２の凸曲面部２４を成形する部分が凸曲面状に形成されている。具体的に、成形部４２ａ〜４２ｄの凹曲面部２５を成形する部分の曲率半径が１００ｍｍ程度の大きな凹Ｒに設定され、凸曲面部２４を成形する部分の曲率半径が３００ｍｍ程度の大きな凸Ｒに設定される。また、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄのうち、パンチ４０Ａ〜４０Ｃの成形部４２ａ〜４２ｃは、直線成形部４３ａ〜４３ｃとの接続部が、曲率半径１０ｍｍ〜１５ｍｍのＲ面４６ａ〜４６ｃに形成され、Ｒ面４６ａ〜４６ｃにより滑らかに接続されている。また、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄのうち、最も大きい加工径を有する第４パンチ４０Ｄの成形部４２ｄは、直線成形部４３ｄと連続して滑らかに接続されている。そして、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄの直線成形部４３ａ〜４３ｄの外径差ｇ１〜ｇ４は１ｍｍ以下に設けられている。
【００４８】
なお、係合軸部４１の下端に隣接配置される各パンチ４０Ａ〜４０Ｄの先端側は、缶軸Ｏ方向に下方に向かうに従い漸次縮径するテーパ状の先端逃げ部４４が設けられており、係合軸部４１と先端逃げ部４４との間は、曲率半径１０ｍｍ〜１５ｍｍのＲ面４７により滑らかに接続されている。一方、直線成形部４３ａ〜４３ｄの上端に隣接配置されるパンチ４０Ａ〜４０Ｄの基端側は、直線成形部４３ａ〜４３ｄよりも径方向の内側に縮径して設けられた基端逃げ部４５ａ〜４５ｄが形成されている。
【００４９】
パンチ４０Ａ〜４０Ｄのうち、局部拡径部３１の成形を行う第１パンチ４０Ａは、図５及び図９に示すように、成形部４２ａの全域が局部拡径部３１を成形する拡径成形部４８ａとされており、拡径成形部４８ａの成形面は、局部拡径部３１に対応して上方に向かうに従い漸次拡径し、凹面から凸面に変化する湾曲面状に設けられている。一方、局部拡径部３１に連続する局部拡径部３２の成形を行う第２パンチ４０Ｂは、図６及び図９に示すように、成形部４２ｂの上部側に局部拡径部３２を成形する拡径成形部４８ｂが設けられており、下部側に既に第１パンチ４０Ａにより成形された局部拡径部３１を整形する整形部４９ｂが設けられている。拡径成形部４８ｂの成形面は、局部拡径部３２に対応して上方に向かうに従い漸次拡径する凸面状に設けられ、整形部４９ｂの整形面は、局部拡径部３１に対応する湾曲面状に設けられている。つまり、整形部４９ｂの整形面は、第１パンチ４０Ａの拡径成形部４８ａの成形面と同一の形状に形成されている。これにより、第２パンチ４０Ｂにより局部拡径部３２を成形する際に、拡径成形部４８ｂにより拡径予定部２９に局部拡径部３２を成形するとともに、整形部４９ｂが前回の拡径加工において成形された局部拡径部３１の内周面に当接して、局部拡径部３１の形状が整えられる。したがって、局部拡径部３２が局部拡径部３１に滑らかに接続され、局部拡径部３１と局部拡径部３１との接続部分に圧痕が残されることを防止できる。
【００５０】
また同様に、第３パンチ４０Ｃの成形部４２ｃは、図７及び図９に示すように、上部側に局部拡径部３３を成形する成形面を有する拡径成形部４８ｃが設けられており、下部側に第２パンチ４０Ｂの拡径成形部４８ｂの成形面と同一形状の整形面を有する整形部４９ｃが設けられている。拡径成形部４８ｃの成形面は、局部拡径部３３に対応して上方に向かうに従い漸次拡径する凸面状に設けられ、整形部４９ｃの整形面は、局部拡径部３１〜３２までの領域に対応する湾曲面状に設けられている。
【００５１】
さらに、第４パンチ４０Ｂの成形部４２ｄは、図８及び図９に示すように、上部側に局部拡径部３４を成形する成形面を有する拡径成形部４８ｄが設けられており、下部側に第３パンチ４０Ｃの拡径成形部４８ｃの成形面と同一形状の整形面を有する整形部４９ｄが設けられている。拡径成形部４８ｄの成形面は、局部拡径部３４に対応して上方に向かうに従い漸次拡径する凸面状に設けられ、整形部４９ｄの整形面は、局部拡径部３１〜３３までの領域に対応する湾曲面状に設けられている。
【００５２】
そして、拡径加工は、まず、図４に示すように加工径の最も小さい第１パンチ４０Ａを缶１０の上方に離間させて配置した状態から、缶１０と第１パンチ４０Ａとを缶軸Ｏ方向に相対的に接近移動（相対移動）させつつ、図５に示すように、缶１０の缶胴１１内にその開口端部１１ａから第１パンチ４０Ａを進入させて行う。この際、第１パンチ４０Ａによる拡径加工では、缶胴１１の缶軸Ｏ方向の高さ（缶の高さ、ハイト）を小さくしながら、缶胴１１の開口端部１１ａから拡径予定部２９までの領域の全体を拡径する
【００５３】
本実施形態では、第１パンチ４０Ａを缶１０に対して缶軸Ｏ方向に接近（前進）移動させる。この際、第１パンチ４０Ａの係合軸部４１が先ず缶胴１１内部に嵌合し、缶１０の缶軸と第１パンチ４０Ａの中心軸の位置合わせがなされる。そして、このように缶１０と第１パンチ４０Ａとの位置合わせがなされた状態で、図５に示すように、さらに第１パンチ４０Ａを前進移動させて缶胴１１の内部に進入させることにより、係合軸部４１から連続して設けられる拡径成形部４８ａに沿って、缶胴１１の開口端部１１ａから拡径予定部２９の下端までの領域が径方向外方に拡げられて拡径加工が施されていく。そして、拡径予定部２９の下端に、下部２３に連続する局部拡径部３１が成形される。
【００５４】
この際、缶胴１１の外周面（外方）は何ら拘束されていないので、第１パンチ４０Ａを缶胴１１の内部に進入させて前進移動させると、缶胴１１の肉が周方向に引き延ばされて径方向の外側（拡径方向）に移動する一方で、その第１パンチ４０Ａの前進移動に伴って缶胴１１が缶軸Ｏ方向の下部２３に向けて圧縮される方向に力を受けて、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部２３側に向かって寄せられる。これにより、缶胴１１が圧縮され、その分だけ、拡径加工前よりも加工後の方が、缶胴１１の高さ（缶の高さ）が小さくなる。また、第１パンチ４０Ａによる加工量（拡径量ｇ１）は径方向の外側に１ｍｍ以下とされる僅かな拡径量であるので、缶胴１１の肉が径方向の外側に移動して周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部２３側に移動して寄せられることによる増肉とが相まって、加工部分の缶胴１１の板厚が減肉されることが抑制される。したがって、第１パンチ４０Ａによる拡径加工では、缶胴１１の高さを小さくしながら、加工部分の缶胴１１の板厚に極端な減肉を生じさせることなく、局部拡径部３１を成形できる。
なお、第１パンチ４０Ａによる拡径加工後は、第１パンチ４０Ａを缶１０に対して缶軸Ｏ方向に離間（後退）移動させる。そして、第１パンチ４０Ａは缶胴１１の内部から離脱させられ、元の位置（加工準備位置、待機位置）に戻される。
【００５５】
局部拡径部３１を成形した後、第１パンチ４０Ａよりも拡径量ｇ２だけ加工径が大きい第２パンチ４０Ｂを缶胴１１の内部に進入させ、上述の第１パンチ４０Ａと同様の拡径加工を施し、図６に示すように、拡径成形部４８ｂにより局部拡径部３１から上部側にずれた位置の局部拡径部３２を成形するとともに、前回の拡径加工により成形された局部拡径部３１の内周面に整形部４９ｂを当接させて形状を整えることにより、局部拡径部３１と局部拡径部３２とを滑らかに接続する。この場合、加工時に缶１０の外周面は押圧されないので、第１パンチ４０Ａで成形される拡径部２２の凹曲面部２５は、縦断面が直線状の円錐面に成形されやすいが、次の第２パンチ４０Ｂで加工する際に、拡径成形部４８ｂにより缶１０の肉が押圧されて、図６及び図９において白抜き矢印Ｍで表すように、時計回りのモーメントが作用し、これにより拡径成形部４８ｂの前方（下方）部分が、整形部４９ｂの外周面に押圧されて、湾曲面状に整形される。
【００５６】
続いて、第２パンチ４０Ｂよりも拡径量ｇ３だけ加工径が大きい第３パンチ４０Ｃにより、図７に示すように、局部拡径部３２から上部側にずれた位置の局部拡径部３３を成形するとともに、局部拡径部３１から隣接する局部拡径部３２までの領域を整形し、局部拡径部３２〜３３までを滑らかに接続する。さらに、第３パンチ４０Ｃよりも拡径量ｇ４だけ加工径が大きい第４パンチ４０Ｄにより、図８に示すように、局部拡径部３３から上部側にずれた位置の局部拡径部３４を成形するとともに、局部拡径部３１〜３３までの領域を整形し、局部拡径部３１〜局部拡径部３４が滑らかに接続された拡径部２２を成形する。
【００５７】
このように、拡径部成形工程では、拡径予定部２９に、缶胴１１の外周面を拘束せずに、パンチ４０Ａ〜４０Ｄの加工径を段階的に大きくしながら複数回の拡径加工が施される。各拡径工程においては、缶胴１１の外周面を拘束することなく、１回に加工される拡径量を小さくしているので、パンチ４０Ａ〜４０Ｄを缶胴１１の内部に進入させると、缶胴１１の肉がパンチ４０Ａ〜４０Ｄにより周方向に引き延ばされて径方向の外側に移動する一方で、パンチ４０Ａ〜４０Ｄの缶軸Ｏ方向の移動に伴って、缶胴１１が圧縮される方向に力を受けて、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部２３側に向かって寄せられ、缶胴１１の高さを段階的に小さくしながら、拡径加工が行われる。そして、局部拡径部３１〜３４を下部側から上部側にかけて位置をずらしながら段階的に複数回に分けて成形することで、これらの局部拡径部３１〜３４が繋げられた拡径量の大きい拡径部２２を成形できる。
【００５８】
また、各拡径加工における１回の拡径量を１ｍｍ以下としているので、それぞれの拡径加工の際に、拡径に伴って缶胴１１の肉が周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部２３側に寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、径方向の加工量（拡径量）に対応した缶軸Ｏ方向への缶胴１１の肉の移動量（増肉量）を確保できる。すなわち、これら減肉と増肉とを相殺させることができ、加工部分の缶胴１１の板厚が減肉されて加工部分に亀裂が発生することを回避できる。
【００５９】
なお、１回の拡径加工において加工する缶胴１１の拡径量が１ｍｍを超えると、缶胴１１の肉が周方向に引き延ばされることで減肉される量（減肉量）に対し、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部２３側に寄せられることで増肉する量（増肉量）が追いつかなくなる。すなわち、径方向の加工量（拡径量）に対し、缶胴１１の高さ（ハイト）の縮小量が追いつかなくなり、缶胴１１の加工部分が減肉されることにより、加工部分に亀裂が生じやすくなる。
なお、各拡径加工において缶胴１１の肉を缶軸方向に移動させることで、缶胴１１の減肉を抑制していることから、拡径部成形工程前よりも工程後の方が、缶の高さ（缶胴１１の高さ）が小さくなる。
【００６０】
また、本実施形態の例では、２回目以降の拡径加工に用いられるパンチ４０Ｂ〜４０Ｄの成形部４２ｂ〜４２ｄは、拡径成形部４８ｂ〜４８ｄの前方部分が、それまでの拡径加工に用いられたパンチ４０Ａ〜４０Ｃの成形部４２ａ〜４２ｃを繋げた形状と同一の形状（つまり、拡径部２２のうち、前の加工までに成形された部分と同一の形状）に設けられた整形部４９ｂ〜４９ｄを含む形状に形成されており、各パンチ４０Ｂ〜４０Ｄにより新たな局部拡径部３２〜３４を成形する際に、予め加工された局部拡径部３１〜３３を整形できる。これにより、直前の拡径加工で加工された局部拡径部３１〜３３に後から加工される局部拡径部３２〜３４を滑らかに接続できる。このように、各パンチ４０Ａ〜４０Ｄにより複数回の拡径加工を施す度に、それよりも前の拡径加工において成形された局部拡径部も合わせて整形できるので、缶胴１１に圧痕が残されることを防止でき、局部拡径部３１〜３４が滑らかに繋げられた拡径部２２を有する美粧性の高い缶２０を製造できる。
【００６１】
［ネッキング工程］
次いで、缶２０にネッキング加工を施す。
本実施形態では、ネッキング用金型（縮径用金型）を用いて、缶胴１１の開口端部１１ａに、滑らかな傾斜形状を備えたネック部１３をネッキング加工により成形する。図示は省略するが、具体的には、缶２０の缶胴１１の内部及び外部にネッキング用金型（パンチとダイス）を嵌合し、パンチとダイスとの間で、缶胴１１の開口端部１１ａに上方へ向かうに従い小径となる縮径加工を施して、ネック部１３を成形する。また、この縮径加工により、ネック部１３の上方に円筒状をなすフランジ予定部を成形する。
【００６２】
なお、ネッキング工程では、上述のネッキング用金型を用いたネッキング加工に代えて、缶胴１１の開口端部１１ａをスピンフローネッキング加工により成形してもよい。
スピンフローネッキング装置は、予めダイネッキングにより缶胴１１の開口端部１１ａ周辺にプレネックが施された缶２０の缶底１２を吸着支持するベースパッドと、該ベースパッドにより缶２０を缶軸Ｏ回りに回転させながら缶２０の開口端部１１ａ周辺に嵌入されるスライドロールと、該スライドロールより小径で缶２０の内部に挿入される内部ロールと、缶の外部に配置され缶２０の径方向に往復移動可能に設けられる成形ロール（外部ロール）と、を備える。
このスピンフローネッキング装置により、缶２０の缶胴１１を内部ロールと成形ロールとの間に挟んで開口端部１１ａの上端に向けて縮径し、ネック部１３及びフランジ予定部を成形する。
【００６３】
［フランジング工程］
次いで、缶胴１１の開口端部１１ａに位置するフランジ予定部をフランジング加工して、ネック部１３の上端から径方向外側へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状のフランジ部１５を成形する。
本実施形態では、フランジ予定部をスピンフロー成形によりフランジング加工して、フランジ部１５を形成している。ただしこれに限定されるものではなく、スピンフロー成形に代えて、金型（パンチ）を用いてフランジ予定部をフランジング加工して、フランジ部１５を形成してもよい。
【００６４】
このようにして缶３０が製造され、フランジング工程の後工程へと搬送される。この後工程では、缶３０の内部に飲料等の内容物が充填され、フランジ部１５に缶蓋が巻締めら
れて、缶体が密封される。
【００６５】
以上説明した本実施形態に係る缶３０の製造方法によれば、複数回の拡径加工を繰り返して各成形用金型（パンチ）４０Ａ〜４０Ｄにより成形される局部拡径部３１〜３４を、下部２３側から上部２１側にかけて位置をずらしながら成形し、これらの局部拡径部３１〜３４を繋げて拡径部２２を成形する。そして、缶胴１１の外周面を何ら拘束することなく、拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄの加工径を段階的に大きくしながら、異なる加工径の拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄを順に用いて複数回の拡径加工を施す。このように、缶胴１１の外周面を拘束せずに、また１回の拡径量ｇ１〜ｇ４（加工量）を小さくした拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄを缶胴１１の内部に進入させることで、各拡径用金型４０Ａ〜４０Ｄの移動に伴って、缶胴１１の肉が径方向の外側（拡径方向）に移動して周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴１１の肉が缶軸Ｏ方向の下部側に移動して寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、各拡径加工に伴って加工部分の缶胴１１の板厚が減肉されることを抑制できる。そして、複数回の拡径加工により、局部拡径部３１〜３４を段階的に成形して、これらの局部拡径部３１〜３４を繋げた拡径部２２を成形できる。このように、本実施形態に係る缶の製造方法によれば、加工部分にしわや亀裂等の損傷が生じることを回避でき、拡径加工を繰り返すことで、拡径量の大きな拡径部２２を安定して成形できる。よって、大きく傾斜した拡径部や広範囲に傾斜した拡径部等、種々の形状の拡径部を成形できる。
【００６６】
なお、１回の拡径加工において加工する缶胴の拡径量は、１ｍｍ以下で、好ましくは０．３ｍｍ以上で行うことが望ましい。１回の拡径量が１ｍｍを超えると、缶胴の肉が周方向に引き延ばされることで減肉される量（減肉量）に対し、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に寄せられることで増肉する量（増肉量）が追いつかなくなる。すなわち、径方向の加工量（拡径量）に対し、缶胴の高さ（ハイト）の縮小量が追いつかなくなり、缶胴の加工部分が延びて減肉されることにより、加工部分に亀裂が生じやすくなる。一方、１回の拡径量を１ｍｍ以下とすることで、径方向の加工量に対応した缶軸方向への缶胴の肉の移動量（増肉量）を確保できるので、缶胴の肉が周方向に引き延ばされることによる減肉と、缶胴の肉が缶軸方向の下部側に移動して寄せられることによる増肉とのバランスを図ることができ、加工部分の缶胴の板厚が減肉されて加工部分に亀裂が発生することを回避できる。したがって、缶胴の上部と下部との外径差を下部の外径に対して２％以上１８％以下とする拡径量の大きな拡径部も安定して成形できる。なお、１回の拡径量が０．３ｍｍ未満では、スプリングバックが生じ易くなるため、拡径量は０．３ｍｍ以上に設定することが望ましい。
【００６７】
また、本発明に係る缶の製造方法では、上述したように、縮径加工を伴わずに拡径加工のみで拡径部２２を成形できるので、工程を簡略化できる。さらに、本発明に係る缶の製造方法では、缶胴１１の肉を缶軸Ｏ方向の下部側に向かって寄せることにより、缶胴１１の高さを小さくし（縮め）ながら拡径加工を行うことで、拡径加工に伴う缶胴の減肉を抑制できるので、缶胴のウォール厚を部分的に肉厚に設けた缶等を加工する際にも対応できる。また、缶胴１１の下部２３には拡径加工が施されないことから、缶胴１１のウォール厚のうち、下部２３の板厚（下部ウォール厚）を拡径予定部２９や上部２８よりも薄肉化して設けることもできる。
【００６８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、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、前述の実施形態では、拡径部２２が形成された缶１０は、その開口端部１１ａに缶蓋が巻締められる２ピース缶（缶体）に用いられるとしたが、これに限定されるものではなく、缶１０は、その開口端部１１ａにキャップが螺着されるボトル缶（缶体）に用いられるものであってもよい。
【００６９】
（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態に係る缶の製造方法において製造される缶を示す図１同様の半断面図である。図１と同様、実線で示す缶２０１が拡径部成形工程を経たネッキング工程前の缶、二点鎖線で示す缶３０１が缶２０１の開口端部１１ａにネッキング工程及びフランジング工程を施した後の缶である。以下、この第２実施形態及び第３実施形態において、第１実施形態と共通部分には同一符号を付して説明を簡略化する。
第１実施形態の製造方法で製造される缶２０の缶胴１１１は、図１に示すように、拡径部２２が、その下端部（下部２３との接続部付近）では凹曲面部２５に形成され、拡径部２２の大部分は凸曲面部２４により形成されている。これに対して、第２実施形態で製造される缶２０１は、図１０に示すように、拡径部２２の上端部（上部２１との接続部付近）が凸曲部２４に形成されているが、拡径部２２の大部分は凹曲面部２５により形成されている。また、第１実施形態の缶２０よりも、拡径部２２が長く形成されている。
【００７０】
この第２実施形態においては、図１１に示すように、拡径部２２が長い分、拡径用金型として第１パンチ４００Ａから第５パンチ４０１Ｅの５つのパンチによって成形するものとして図示している。これらパンチ４０１Ａ〜４０１Ｅは、第１実施形態のものと異なり係合軸部４１を有していない。
最初の局部拡径部３１の成形を行う第１パンチ４０１Ａは、拡径成形部４８ａが凸面に形成されている。この拡径成形部４８ａはわずかな長さの範囲で形成されており、その先端は逃げ面４４とされている。局部拡径部３１は、第１パンチ４０１Ａの拡径成形部４８ａによって上部が拡径され、その下部においては第１パンチ４０１Ａが接触していないが、拡径成形部４８ａにより拡径された上部から下部にかけて全体として滑らかな凹状面に形成される。次に、この局部拡径部３１に連続する局部拡径部３２の成形を行う第２パンチ４０１Ｂは、第１パンチ４０１Ａの拡径成形部４８ａに連続するように長い拡径成形部４８ｂを有しており、長い範囲で局部拡径部３２を成形する。この拡径成形部４８ｂの成形面は、局部拡径部３２に対応して上方に向かうに従い漸次拡径する凹面状に形成されている。
【００７１】
次いで、この局部拡径部３２に連続する局部拡径部３３の成形を行う第３パンチ４０１Ｃは、その上部に、第２パンチ４０１Ｂの拡径成形部４８ｂに連続するように拡径成形部４８ｃが形成され、下部に、第２パンチ４０１Ｂにより成形された局部拡径部３２を整形する整形部４９ｃが設けられている。拡径成形部４８ｃの成形面は、局部拡径部３３に対応して上方に向かうに従い漸次拡径する凹面状に形成され、整形部４９ｂの整形面は、第２パンチ４０１Ｂの拡径成形部４８ｂの成形面と同一の形状に形成されている。
以降、第４パンチ４０１Ｄ、第５パンチ４０１Ｅは、第３パンチ４０１Ｃと同様の構成であり、順次、拡径成形部４８ｄ，４８ｅによって局部拡径部３３に連続する局部拡径部３４，３５を形成しながら、先に成形した局部拡径部３３，３４を整形部４９ｄ，４９ｅによって整形することにより、拡径部２２全体を成形する。
【００７２】
（第３実施形態）
図１２は、本発明の第３実施形態に係る缶の製造方法において製造される缶を示す図１同様の半断面図である。実線で示す缶２０２が拡径部成形工程を経たネッキング工程前の缶、二点鎖線で示す缶３０２が缶２０２の開口端部１１ａにネッキング工程及びフランジング工程を施した後の缶であることは、図１及び図１０と同様である。
この第３実施形態で製造される缶２０２の缶胴１１２は、図１２に示すように、拡径部２２の上端部（上部２１との接続部付近）は上部２１との接続のため凸曲面部２４に形成され、拡径部２２の下端部（下部２３との接続部付近）は下部２３との接続のため凹曲面部２５に形成されているが、これらの間の拡径部２２の大部分は缶軸方向に沿う縦断面が直線状のテーパ面部２６に形成されている。
【００７３】
この第３実施形態においても、第２実施形態と同様、拡径用金型として第１パンチ４０２Ａから第５パンチ４０２Ｅの５つのパンチによって拡径部２２を成形するものとして図示している。これらパンチ４０２Ａ〜４０２Ｅが係合軸部４１を有していない点も第２実施形態と同様である。
また、最初の局部拡径部３１の成形を行う第１パンチ４０２Ａは、拡径成形部４８ａがわずかな長さの範囲で凸面に形成されており、その先端は逃げ面４４とされている。局部拡径部３１は、第１パンチ４０２Ａの拡径成形部４８ａによって上部が拡径され、その下部においては第１パンチ４０２Ａが接触していないが、拡径成形部４８ａにより拡径された上部から下部にかけて凹曲面部２５が形成される。次に、この局部拡径部３１に連続する局部拡径部３２の成形を行う第２パンチ４０２Ｂは、第１パンチ４０２Ａの拡径成形部４８ａに連続するように長い拡径成形部４８ｂを有しており、長い範囲で局部拡径部３２を成形する。この拡径成形部４８ｂの成形面は、局部拡径部３２に対応して上方に向かうに従い漸次拡径するテーパ面状に形成されている。
【００７４】
そして、この局部拡径部３２に連続する局部拡径部３３の成形を行う第３パンチ４０２Ｃは、その上部に、第２パンチ４０２Ｂの拡径成形部４８ｂに連続するように拡径成形部４８ｃが形成され、下部に、第２パンチ４０２Ｂにより成形された局部拡径部３２を整形する整形部４９ｃが設けられている。拡径成形部４８ｃの成形面は、局部拡径部３３に対応して上方に向かうに従い漸次拡径するテーパ面状に形成され、整形部４９ｂの整形面は、第２パンチ４０２Ｂの拡径成形部４８ｂの成形面と同一の形状に形成されている。
以降、第４パンチ４０２Ｄ、第５パンチ４０２Ｅは、第３パンチ４０２Ｃと同様の構成であり、順次、拡径成形部４８ｄ，４８ｅによって局部拡径部３３に連続する局部拡径部３４，３５を形成しながら、先に成形した局部拡径部３３，３４を整形部４９ｄ，４９ｅによって整形することにより、拡径部２２全体を成形する。
【００７５】
その他、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、前述の実施形態、変形例及びなお書き等で説明した各構成（構成要素）を組み合わせてもよく、また、構成の付加、省略、置換、その他の変更が可能である。また本発明は、前述した実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【実施例】
【００７６】
次に、本実施形態の缶の製造方法について、その効果を確認するために実験を行った。
図４に示されるように、板厚０．４７５ｍｍのアルミニウム合金材料（３１０４系アルミニウム合金）からなる板材を加工し、缶軸Ｏ方向の高さ（ハイト）が１５７ｍｍ、缶胴１１の外径Ｄ０が５７ｍｍ、缶胴１１の拡径予定部２９の下端から開口端部１１ａまでの間（拡径予定部２９及び上部２８）の上部ウォール厚が０．２３ｍｍ、下部２３の下部ウォール厚が０．１６ｍｍとされる有底円筒状の缶１０を形成し、この缶１０に対し、表１に示す条件で拡径部成形工程を施して、図１に示されるように、拡径部２２を有する缶２０を製造した。また、表１に示す各条件において、それぞれ５０缶ずつ缶２０を製造した。そして、製造された缶２０について、缶胴１１の下部２３と上部２１との外径差、缶の高さ（ハイト）、缶胴の板厚（上部ウォール厚）を測定するとともに、成形性の確認を行った。「成形性」の評価は、各条件において製缶された５０缶の缶２０の外観を観察し、クラック（亀裂）が１缶以上発生した場合を「×」、１缶もクラックが発生しなかった場合を「○」とした。
結果を表１に示す。
【００７７】
【表１】
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【００７８】
表１の結果からわかるように、拡径量を１ｍｍ以下として複数回の拡径加工を施すことにより、缶胴を損傷させることなく、缶胴の下部と上部との拡径率（外径差）を下部の外径Ｄｂに対して２％以上１８％以下の範囲内で種々の大きさの拡径部を成形した缶を製造できる。
なお、全体の拡径率が１８％を超える比較例１や、１回の拡径量が１ｍｍを超える比較例２では、加工部分にクラックが生じた。
【符号の説明】
【００７９】
１０，２０，３０，２０１，２０２，３０１，３０２  缶
１１，１１１，１１２  缶胴
１１ａ  開口端部
１２  缶底
１３  ネック部
１５  フランジ部
１９  耳
２１  上部
２２  拡径部
２３  下部
２４  凸曲面部
２５  凹曲面部
２６  テーパ面部
２８  上部
２９  拡径予定部
３１，３２，３３，３４，３５  局部拡径部
４０Ａ，４０１Ａ，４０２Ａ  第１パンチ（拡径用金型）
４０Ｂ，４０１Ｂ，４０２Ｂ  第２パンチ（拡径用金型）
４０Ｃ，４０１Ｃ，４０２Ｃ  第３パンチ（拡径用金型）
４０Ｄ，４０１Ｄ，４０２Ｄ  第４パンチ（拡径用金型）
４０１Ｅ，４０２Ｅ  第５パンチ（拡径用金型）
４１  係合軸部
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ  成形部
４３ａ  直線成形部
４４  先端逃げ部
４５  基端逃げ部
４６ａ，４６ｂ，４６ｃ  Ｒ面
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ，４８ｅ  拡径成形部
４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ，４９ｅ  整形部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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