特開 2022-120828 金属製カップの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022120828

(43)【公開日】2022-08-18

(54)【発明の名称】金属製カップの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21D 22/28 20060101AFI20220810BHJP

   B21D 51/18 20060101ALI20220810BHJP

【ＦＩ】

B21D22/28 A

B21D51/18 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022016097

(22)【出願日】2022-02-04

(31)【優先権主張番号】P 2021017303

(32)【優先日】2021-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】305060154

【氏名又は名称】アルテミラ製缶株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101465

【弁理士】

【氏名又は名称】青山 正和

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 貴志

【テーマコード（参考）】

4E137

【Ｆターム（参考）】

4E137AA01

4E137AA06

4E137AA08

4E137AA15

4E137BA05

4E137BB01

4E137CA07

4E137CA09

4E137CA11

4E137CA25

4E137DA15

4E137EA01

4E137GA02

4E137GB15

4E137HA06

(57)【要約】

【課題】外周面にしわやクラックが生じにくく、滑らかなテーパ状の胴部を有する金属製カップを製造する。
【解決手段】金属板をプレス成形して金属製カップを製造する方法であって、金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程と、絞りしごき工程後に、筒体に開口端部側からパンチを押し込んで、筒体の胴部を、底部側より開口端部側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部を有する中間筒体を形成する拡径工程と、を有する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属板をプレス成形して金属製カップを製造する方法であって、
金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程と、
絞りしごき工程後に、前記筒体に開口端部側からパンチを押し込んで、前記筒体の胴部を、底部側より前記開口端部側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部を有する中間筒体を形成する拡径工程と、
を有することを特徴とする金属製カップの製造方法。

【請求項2】

前記拡径工程は、
１つ以上の前記パンチを用いて、前記筒体の胴部に、該筒体の前記底部側の直径より前記開口端部側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、
１つ以上の前記パンチを用いて、前記段部を押し広げながら前記テーパ筒部に整形する整形工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項3】

前記拡径工程では、前記段部形成工程と前記整形工程とを交互に複数回行うことを特徴とする請求項２に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項4】

前記段部形成工程により複数の前記段部を形成した後に、これら段部に対して前記整形工程を実施することを特徴とする請求項２に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項5】

前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有するガイド部と該ガイド部より大径の成形部とを連続させた段付きパンチを備えており、
前記段付きパンチの前記ガイド部を先行して前記筒体に挿入することにより、前記ガイド部を前記筒体に嵌合しつつ前記成形部により前記筒体を拡径することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項6】

前記金属製カップの胴部には、底部付近に下部段部がさらに形成されており、
前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有する成形部を有する下部段部用パンチをさらに備え、
前記段付きパンチにより前記胴部の前記底部付近に初期段部を形成した後、該初期段部内に前記下部段部用パンチを嵌合して前記初期段部の下方部分を拡径しながら加工することにより、前記下部段部を形成することを特徴とする請求項５に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項7】

前記拡径工程の後、前記中間筒体の前記開口端部を折り返してカール部を形成するカール工程を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の金属製カップの製造方法。

【請求項8】

前記拡径工程において前記段部形成工程を実施することにより、前記中間筒体の前記開口端部に缶軸方向に沿う上部円筒部を形成することを特徴とする請求項７記載の金属製カップの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム合金等からなる金属製カップの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

既存の飲料用カップには陶器製、ガラス製、金属製、紙製、プラスチック製等がある。このうち、金属製、紙製、プラスチック製のカップは、陶器製やガラス製と比べて、軽量でスタックしても嵩張りにくいので、持ち運びに優れている。

【0003】

特許文献１にはテーパ状の金属カップ（金属製カップ）が開示されている。この金属製カップは、アルミニウム製で、プラスチックカップより硬く、耐久性があり、また、リサイクル性に優れていると記載されている。

【0004】

この金属製カップを製造する方法として、金属板を抜き及び絞り加工してカップを形成し、そのカップにしごき加工を施すことにより円筒状の垂直壁プリフォームを形成し（ＤＩ工程）、所定の高さに設定するため開口端部を切り取った後、その開口端部を丸めてカール部を形成し、さらに段階的絞り処理によりカール部から底部に向け連続的に小さくなる直径及び異なる高さの垂直壁区画を有する垂直絞りカップを形成し、その後、テーパ状の輪郭を有するダイを用いて、垂直壁区画の各々を拡げることにより、各垂直壁区画をテーパ状側壁としたテーパ状カップを形成し、最後に、カップの底に、ドーム部を形成する、ことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－５０８８７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１のように、金属板を絞り加工して、直径に比べて高さの大きい金属製カップを製造する場合、その胴部をテーパ状に形成すると、外周面にしわやクラックが生じやすい。特許文献１では、複数の区画により胴部に段階的にテーパ状側壁を形成しているが、カップの底部から開口端部まで滑らかなテーパ状の胴部に形成することが望まれる。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、外周面にしわやクラックが生じにくく、滑らかなテーパ状の胴部を有する金属製カップを製造することができる金属製カップ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】

【0008】

本発明は、金属板をプレス成形して金属製カップを製造する方法であって、金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程と、絞りしごき工程後に、前記筒体に開口端部側からパンチを押し込んで、前記筒体の胴部を底部側より前記開口端部側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部を有する中間筒体を形成する拡径工程と、を有する。

【0009】

特許文献１記載の製造方法では、有底円筒状の筒体を形成した後に、筒体の開口端部から底部に向けて段階的に直径を小さくするように絞り加工しているのに対して、本発明では、筒体を底部から開口端部に向けて徐々に拡径するように成形している。つまり、特許文献１記載の加工が外周側から半径方向内方に金属材料を圧迫する加工であるのに対して、本発明では内周側から半径方向外方に金属材料を押し広げる加工となるので、しわが生じにくく、滑らかなテーパ状の胴部を形成することができる。

【0010】

有底円筒状の筒体を形成する絞りしごき工程は、既存の飲料缶におけるそれと同じ技術を適用できる。この場合、既存の製造設備では、直径が約６６ｍｍの筒体を形成しており、手に持ちやすい大きさである。

【0011】

この既存設備の絞りしごき工程で得られる筒体を特許文献１記載の方法で金属製カップに形成すると、筒体から絞っていく加工であるので、最終形状のカップは小径のものとなってしまい、既存の筒体と同じ程度の容量にするには細長いカップとする必要がある。特に、底部が最も小径になるため、テーブル等の上に置いたときに倒れるおそれがある。一方、大きい直径のカップを製造しようとすると、絞りしごき工程の設備も大径の筒体を形成できるものへの大掛かりな変更が必要になる。

【0012】

本発明の製造方法においては、筒体を押し広げる加工であるので、容量は高さで調整可能であり、したがって、絞りしごき工程は、既存の飲料缶の製造工程と同じものを適用でき、既存の飲料缶の製造設備をそのまま用いることができて経済的である。

【0013】

本発明の金属製カップの製造方法において、１つ以上の前記パンチを用いて、前記拡径工程は、前記筒体の胴部に、該筒体の前記底部側の直径より前記開口端部側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、１つ以上の前記パンチを用いて、前記段部を押し広げながら前記テーパ筒部に整形する整形工程とを有するとよい。

【0014】

有底円筒状の筒体の胴部にテーパ筒部を形成する場合、そのテーパ角度が大きくなると、最初からテーパ状のパンチによって加工すると割れが生じやすい。このため、本発明では、まず段部形成工程により、底部側の直径より開口端部側の直径が大きい段部を形成し、その段部を押し広げながらテーパ筒部に形成しているので、割れが生じにくく、結果として、滑らかなテーパ面状に形成することができる。

【0015】

この場合、前記段部形成工程と前記整形工程とは交互に複数回行うことができる。

【0016】

あるいは、前記段部形成工程により複数の前記段部を形成した後に、これら段部に対して前記整形工程をそれぞれ、あるいは複数ずつまとめて実施することも可能である。

【0017】

本発明の金属製カップの製造方法において、前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有するガイド部と該ガイド部より大径の成形部とを連続させた段付きパンチを備えており、前記段付きパンチの前記ガイド部を先行して前記筒体に挿入することにより、前記ガイド部を前記筒体に嵌合しつつ前記成形部により前記筒体を拡径する方法としてもよい。

【0018】

段付きパンチのガイド部を先行して筒体に挿入するので、筒体と段付きパンチとの芯合わせがなされ、その後の成形部による拡径加工を精度よく行わせることができ、真円度の高いカップを製造することができる。

【0019】

この場合、前記金属製カップの胴部には、底部付近に下部段部がさらに形成されており、前記段部形成工程で用いられる前記パンチは、円柱状外面を有する成形部を有する下部段部用パンチをさらに備え、前記段付きパンチにより前記胴部の前記底部付近に初期段部を形成した後、該初期段部内に前記下部段部用パンチを嵌合して前記初期段部の下方部分を拡径しながら加工することにより、前記下部段部を形成するとよい。

【0020】

下部段部は筒体の最も底部側に形成されるため、ガイド部を有する段付きパンチを用いて成形しようとすると、そのガイド部が筒体の内底面に当接するおそれがある。そのため、最初に、下部段部の形成位置より上方位置で段付きパンチにより初期段部を形成し、その初期段部の位置を下方に押し下げるように下部段部用パンチで加工している。下部段部用パンチは、ガイド部を有しない構造とすることができるため、底部に接近させて下部段部を成形しても、底部を変形させることはない。

【0021】

本発明の金属製カップの製造方法において、前記拡径工程の後、前記中間筒体の前記開口端部を折り返してカール部を形成するカール工程を有するとよい。開口端部にカール部を有するので、唇が振れたときの口触りが良くなる。

【0022】

この場合、前記拡径工程において、前記段部形成工程を実施することにより、前記中間筒体の前記開口端部に缶軸方向に沿うストレートの上部円筒部を形成するとよい。カール工程では、成形ツールを中間筒体の開口端部から缶軸方向に押し付ける加工となるため、その荷重をストレートの上部円筒部により受けることができ、カール部を精度良く形成することができる。

【0023】

換言すると、底部から開口端部まで漸次拡径する形状を連続させると、カール成形工程での変形が大きく、正確に形成することが難しい。そこで、開口端部に円筒部を形成して、その変形強度を高めることにより、カール成形工程でカール部を変形させることなく、より正確に形成することができる。

【0024】

また、前記上部円筒部は上部段部用パンチにより形成するとよい。拡径工程における最後の加工となるため、段付きパンチを用いると、その前の段階で形成したテーパ状部分がガイド部により変形させられるおそれがあるためである。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、外周面にしわやクラックが生じにくく、滑らかなテーパ面状の胴部を有する金属製カップを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明の一実施形態の製造方法で製造された金属製カップの缶軸を中心に半分を縦断面とした正面図である。

【図2】絞りしごき工程で得られる筒体の缶軸を中心に半分を縦断面図とした正面図である。

【図3】下部段部形成工程で加工している状態を示す要部の縦断面図である。

【図4】段部形成工程で加工している状態を示す要部の縦断面図である。

【図5】図４の段部形成工程に続く整形工程で加工している状態を示す要部の縦断面図である。

【図6】図５の整形工程に続く段部形成工程で加工している状態を示す要部の縦断面図である。

【図7】カーリング工程においてカーリングツールで加工している状態を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本発明に係る金属製カップの製造方法の実施形態を、図面を参照して説明する。

【0028】

本実施形態の製造方法によって製造される金属製カップ１は、図１に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属板をプレス成形により有底筒状に形成したものであり、底部２の直径より開口端部３の直径が大きく、全体として底部２から開口端部３に向けて漸次拡径するテーパ状の胴部４を有する。開口端部３に、エッジ部を含む端部を半径方向外方に巻き込んでなるカール部５が形成されている。この金属製カップ１の半径方向の中心を缶軸Ｃとする。

【0029】

底部２は、凹状に湾曲したドーム部６、その外周縁に連続し、缶軸方向下方に向かうにしたがって漸次拡径する内側テーパ壁部７、内側テーパ壁部７の外周縁に連続し、金属製カップ１をテーブル等に置いたときに接地するリム部８、リム部８の外周端から胴部４の最下端につながるテーパ状の立ち上がり部９を連続させた形状である。

【0030】

ドーム部６は、缶軸Ｃ上の位置において、リム部８先端からの距離が最も大きい凹状である。リム部８は、缶軸Ｃ周りにリング状に形成され、缶軸Ｃの下方に向けて凸となる屈曲面に形成され、その最も突出した位置で接地する。リム部８の最外周端は胴部４の最も径の小さい最下端よりも小径に形成されており、このリム部８の最外周端と胴部４の最下端との間が立ち上がり部９により連結されている。

【0031】

胴部４は、底部２付近と開口端部３付近とに缶軸Ｃに沿うストレート状の下部円筒部１１および上部円筒部１２が形成されている。底部２から連続する下部円筒部１１の上端に、わずかな範囲で下部段部１３が形成されるとともに、カール部５に連続する上部円筒部１２の下端にも、わずかな範囲で上部段部１４が形成されている。これら下部段部１３の上端と上部段部１４の下端との間が、下方から上方に向けて漸次直径が大きくなるテーパ筒部１５に形成されている。

【0032】

これらの諸寸法は必ずしも限定されるものではないが、例えば、以下のように設定される。
カール部の直径（外径）Ｄ１：７５ｍｍ以上１００ｍｍ以下
接地部の直径Ｄ２：４５ｍｍ以上６０ｍｍ以下
全体の高さＨ１：８０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下
ドーム部６の深さＨ２：１ｍｍ以上１５ｍｍ以下
下部円筒部１１の直径Ｄ３：５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下
上部円筒部１２の直径Ｄ４：７０ｍｍ以上９５ｍｍ以下
底面から下部段部１３の下端までの高さＨ３：８ｍｍ以上２５ｍｍ以下
カール部５の上端から上部段部１４の上端までの長さＨ４：８ｍｍ以上２０ｍｍ以下
水平面に対するテーパ筒部１５の角度θ：８０°以上８５°以下

【0033】

次に、この金属製カップ１の製造方法について説明する。金属製カップ１は、金属板を絞りしごき加工することにより有底円筒状の筒体２１を形成する筒体形成工程と、筒体形成工程後に、外径の異なる複数のパンチ４０～４３を外径の小さい順に用いながら、前記筒体２１に開口端部２２側から前記パンチ４０～４３を押し込んで、前記筒体２１の胴部２３を底部２側より開口端部２２側に向けて徐々に拡径してテーパ筒部１５を形成し、中間筒体５０を形成する拡径工程と、この拡径工程により形成された中間筒体５０の開口端部にカール部５を形成するカール工程と、を有する工程を経て製造される。以下、工程順に説明する。

【0034】

［筒体形成工程］
筒体形成工程では、アルミニウム又はアルミニウム合金製の板材を打ち抜いて絞り加工することにより、次工程の筒体２１よりも大径で浅いカップ２５を形成するカップ形成工程（図２（ａ））と、このカップ２５に絞り加工及びしごき加工（絞りしごき加工）を加えて、カップ２５より小径で図に示すように所定高さの有底円筒状の筒体２１を形成する絞りしごき工程（図２（ｂ））とを有する。

【0035】

この絞りしごき工程では、筒体２１の底部２は、金属製カップ１の底部２の最終形状に仕上げられ、ドーム部６、内側テーパ壁部７、リム部８、テーパ状の立ち上がり部９を有している。

【0036】

［拡径工程］
拡径工程は、複数の工程からなり、筒体２１の胴部２３に底部２側の直径より開口端部２２側の直径が大きい段部を形成する段部形成工程と、段部を押し広げながらテーパ面状に整形する整形工程とを、順次繰り返すことにより、図２（ｃ）に示す中間筒体５０を形成する。

【0037】

この場合、筒体２１の最下部に下部段部１３を形成する下部段部形成工程の後、その下部段部１３の若干上方位置に第１段部を形成する第１段部形成工程、その第１段部を整形する第１整形工程、その整形面の上端付近に第２段部を形成する第２段部形成工程、第２段部を整形する第２整形工程、・・・というように、最初の下部段部形成後は、段部形成工程と整形工程とを交互に施工し、一つの段部を形成して、その段部を整形しながら、全体をテーパ状に形成する。例えば、段部形成工程および整形工程を交互にそれぞれ１０～３０回行う。

【0038】

また、筒体２１の最上部においては、最後に上部段部１４を形成するための上部段部形成工程を施工し、これにより拡径工程を終了する。

【0039】

以下、その詳細を説明する。なお、この拡径工程においては、筒体２１の形状が徐々に変化していくが、拡径工程の最後に形成される筒体を中間筒体５０とし、それまでの途中の工程で形成される筒体については、筒体形成工程で用いた筒体と同一の符号２１を付して説明する。

【0040】

（段部形成工程）
段部形成工程は、図３～図６に示すように、直径の異なる複数の段付きパンチ４０～４２と、２個の下部段部用パンチ４３と上部段部用パンチとが用いられる（図には直径の異なる３個の段付きパンチ４０～４２と、１個の下部段部用パンチ４３のみ示されている。上部段部用パンチは直径は異なるものの外形は下部段部用パンチと同様であるので、必要に応じて下部段部用パンチ４３を参照して説明する）。

【0041】

段付きパンチ４０～４２は、図４及び図６（図３及び図５にも二点鎖線で示している）に示すように、ガイド部４４と、ガイド部４４より大径の成形部４５とを連続させた段付き形状に形成されており、ガイド部４４を先端側に配置している。ガイド部４４は、筒体２１内に先行して挿入されるが、このガイド部４４では筒体２１が成形されることはなく、筒体２１との芯合わせのために用いられる。

【0042】

これら段付きパンチ４０～４２のガイド部４４の外周面は、先端側が丸面取り面４６に形成され、その丸面取り面４６の外周端からほぼストレートの円柱状外面４７に形成されている。各段付きパンチ４０～４２のガイド部４４の最大径は、自身の段付きパンチ４０～４２によって段部が形成される前の筒体２１の開口部の内径よりわずかに小さく形成される。

【0043】

成形部４５は、ガイド部４４の円柱状外面４７から半径方向外方に突出するように凸状湾曲面に形成され、その最大直径がガイド部４４の円柱状外面４７の直径より大きく形成されている。そして、その成形部４５により筒体２１の底部２側より開口端部２２側の直径が大きい段部５１～５３（図３～図６において、それぞれ成形部位の異なる段部を符号５１～５３にて示す）が形成される。

【0044】

下部段部用パンチ４３は、図３に示すように、段付きパンチ４０～４２のようなガイド部４４を有しない、成形部４８の表面を先端まで延長させ、先端周縁の角部を凸円弧面状に面取りした形状のパンチである。この図３では下部段部用パンチ４３は、段無し形状に形成されている。上部段部用パンチも直径は異なるが、下部段部用パンチ４３と同様、段付きパンチ４０～４２のようなガイド部４４を有さず、成形部（符号４８参照）の表面を先端まで延長させた形状である。

【0045】

下部段部用パンチ４３は、段付きパンチ４０～４２のうちの最も直径の小さい段付きパンチ４０の成形部４５と同じかそれよりわずかに小さい直径に形成され、上部段部用パンチは、整形工程で用いられる整形パンチ６１のうちの最も直径の大きい整形パンチ６１の整形面６５の最大直径と同じかそれよりわずかに小さい直径に形成されている（上部段部用パンチの図示は省略するが、その形状については下部段部用パンチ４３を代表して示すので、これを参照のこと）とから構成される。

【0046】

なお、これら下部段部用パンチ４３及び上部段部用パンチはガイド部４４を有しないので、成形部４８の凸状湾曲面４８ａが先端方向に延びて形成されており、その最小径が、これら下部段部用パンチ４３及び上部段部用パンチにより成形される前の筒体の内径よりそれぞれ小さく形成されている。

【0047】

（整形工程）
整形工程では、段部形成工程で形成した段部５２，５３を滑らかなテーパ面状に整形する。この整形工程で用いられる整形パンチ６１は、図５に示すように、先端部が丸面取り面６２に形成されるとともに、丸面取り面６２の後端に先端から後方に向かうにしたがって漸次拡大するテーパ状面６３が連続し、そのテーパ状面６３の後端面に大きな曲率半径の凸状湾曲面６４が形成されている。そして、そのテーパ状面６３の途中位置から凸状湾曲面６４の前半部分にかけた領域が整形面６５とされている。

【0048】

この場合、整形面６５は、その先端を符号６５ａで示したように、段部形成工程で形成された段部５２よりも先端方向に十分離れた位置から整形できるように先端方向に長く形成されており、一方、整形面６５の後端６５ｂが段部形成工程で形成された段部５２，５３の若干後方位置まで整形できる長さに形成されている。

【0049】

したがって、この整形面６５は、ストレートのテーパ面ではなく、半径方向外方にわずかに膨らむように湾曲した凸状湾曲面６４を有するテーパ面である。このような形状とすることにより、段部５２，５３の前後を含む広い領域を半径方向外方に押し広げたときの弾性回復（スプリングバック）を抑えることができ、筒体２１の胴部２３を確実にテーパ面に形成することができる。したがって、この整形工程では、段部形成工程で形成した段部５２，５３の前後の広い領域を滑らかなテーパ状に整形することができる。

【0050】

これら段部形成工程と整形工程とにおいて、まず、胴部４の最も下方に配置されている下部段部１３を成形する（図３、下部段部形成工程）。この下部段部１３は、最も直径の小さい段付きパンチ４０と下部段部用パンチ４３とにより形成され、最初に段付きパンチ４０により底部２付近に段部（このときの段部を初期段部とする）５１を形成する。

【0051】

この場合、筒体２１の底面に近い位置での加工であり、段付きパンチ４０で底部２に接近した位置まで加工すると、先に加工した底部２にガイド部４４が衝突して変形させるおそれがあるため、底部２に到達しない位置まで段付きパンチ４０で加工する。この段付きパンチ４０で加工した状態を図３の二点鎖線で示している。

【0052】

次いで、下部段部用パンチ４３を筒体２１に嵌合して、この段付きパンチ４０で形成した初期段部５１の位置を下方に押し下げるように、初期段部５１の下方を拡径しながら加工して、下部段部１３を形成する。この下部段部用パンチ４３は、段付きパンチ４０の成形部４５と同じかわずかに小さい外径に形成されているため、段部５２により拡径された筒体２１の胴部２３に嵌合され、該胴部２３と芯合わせされる。また、この下部段部用パンチ４３は、ガイド部４４を有していないため、段付きパンチ４０よりも底部２近くまで接近させることができる。

【0053】

なお、この下部段部用パンチ４３により形成される下部段部１３より下方位置は、下部段部形成工程を含め、拡径工程時にチャック部７０により筒体２１の外周面が保持される部分であり、テーパ状に形成しないで下部円筒部１１をストレートのまま残しておく。

【0054】

次に、二番目に直径の小さい段付きパンチ（便宜的に図４により説明する）４１により、下部段部１３（図４には図示略）の若干上方位置に第１段部５２を形成する。このとき、段付きパンチ４１のガイド部４４が下部段部１３の大径部内に挿入して、パンチ４１の筒体２１への芯合わせがなされる。

【0055】

そして、この第１段部５２を形成した後、第１段部５２の前後が整形パンチ６１によって滑らかなテーパ状に整形される（図５）。この場合、前述したように整形パンチ６１の整形面６５がストレートのテーパ面ではなく、半径方向外方にわずかに膨らんだ湾曲面状に形成されているので、前工程で形成された段部５２を半径内方から十分に押し広げて、その痕跡を有効に消すことができ、滑らかなテーパ状に形成することができる。

【0056】

そして、この段部形成工程と整形工程とを必要回数繰り返した後、最後に、上部段部用パンチ（図示略）によって筒体２１の開口端部２２の若干下方位置に上部段部１４を形成する（上部段部形成工程）。この上部段部用パンチも下部段部用パンチ４３と同様、ガイド部を有しない成形部４８のみのパンチである。

【0057】

この上部段部形成パンチは、最も直径の大きい整形パンチ６１の整形面６５と同じかわずかに小さい直径に形成されているので、それまでに形成した筒体２１の開口端部２２から抵抗なく嵌合して芯合わせされる。そして、整形パンチ６１で整形したテーパ面の最上部を加工して、上部段部１４を形成する。上部段部１４の上方はストレートの円筒状の上部円筒部１２´（図７の二点鎖線参照）となる。

【0058】

この上部段部１４を形成した後は上部円筒部１２´をストレートのまま残しておくため整形工程を実施しないが、上部段部１４を段付きパンチ４１，４２により形成すると、その前に実施された整形工程で整形したテーパ状部分がガイド部４４により変形させられてしまうため、ガイド部４４を有しないパンチ（上部段部用パンチ）を用いることにより上部段部１４の下方部位を変形させないようにしている。

【0059】

したがって、この一連の拡径工程によって形成されるテーパ状中間筒体５１は、その底部２付近が缶軸Ｃに沿うストレート状の下部円筒部１１に形成され、開口部２２が同じくストレート状の上部円筒部１２´に形成される。

【0060】

［カール工程］
拡径工程の後、中間筒体５０の上部円筒部１２´のエッジを含む端部を径方向の外側に折り返しながら巻回することによりカール部５を形成する。このカール工程では、図７に示すように、複数のカーリングツール７１が用いられる。

【0061】

各カーリングツール７１は、缶軸Ｃに公差する方向に沿う軸Ｃ１を中心に回転自在であり、その周方向に沿って成形用溝７２を有している。そして、各カーリングツール７１を中間筒体５０の開口端に缶軸Ｃ方向に押し付けながら、上部円筒部１２´の周囲を旋回させることにより、成形用溝７２によって上部円筒部１２´のエッジを含む端部を拡開しながら折り返して、カール部５を形成する。

【0062】

このカール工程では、カーリングツール７１がテーパ状中間筒体５０を缶軸Ｃ方向に押圧するが、中間筒体５０の開口端部は缶軸Ｃに沿うストレートの上部円筒部１２´により形成されているとともに、それまでの拡径工程を経たことによる加工硬化の効果も相俟って、座屈や変形が生じにくい。

【0063】

このようにして製造される金属製カップ１は、底部２及び開口端部３付近に若干の長さのストレートの円筒部１１，１２が形成され、その間の胴部４の大部分が底部２から開口端部３に向けて漸次拡径するテーパ状に形成されている。その製造方法においては、筒体２１の底部２側より開口端部２２側の直径が大きい段部５２，５３を形成した後、その段部５２，５３を押し広げるようにテーパ状に整形するという工程を繰り返すことにより、胴部４の全体を滑らかなテーパ状に形成している。

【0064】

この場合、内周側から半径方向外方に金属材料を押し広げる加工となるので、しわが生じにくい。また、最初に段部５２，５３を形成してからテーパ状に整形しているので、段部５２，５３を形成せずにテーパ状に加工する場合に比べて割れの発生も少なくなる。このため、滑らかなテーパ状の胴部４を形成することができる。

【0065】

また、この金属製カップ１の底部２は、最初の段階で形成される有底円筒状の筒体２１に形成した底部２をそのまま用いており、この底部２より上方部分を拡径加工している。したがって、筒体２１を形成する工程（筒体形成工程）は、既存の飲料缶用の設備をそのまま用いて実施することができる。

【0066】

なお、開口部３にはカール部５が形成されているため、口触りも滑らかである。

【0067】

上記実施形態では、拡径工程において、一つの段部を形成した後、この段部をテーパ面状に整形し、その後、その上方に新たな段部を形成してテーパ面状に整形するというように、段部形成工程と整形工程とを交互に繰り返したが、段部形成工程を複数回実施することにより、缶軸Ｃに沿って複数個の段部を形成した後、これら段部を底部側から１個ずつ順次整形することとしてもよい。また、２個以上の段部をまとめて整形することも可能である。

【0068】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態を適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0069】

Ｃ 缶軸
１ 金属製カップ
２ 底部
３ 開口端部
４ 胴部
５ カール部
６ ドーム部
７ 内側テーパ壁部
８ リム部
９ 立ち上がり部
１１ 下部円筒部
１２ 上部円筒部
１３ 下部段部
１４ 上部段部
１５ テーパ筒部
２１ 筒体
２５ カップ
４１，４２ 段付きパンチ
４３ 下部段部用パンチ
４４ ガイド部
４５ 成形部
４７ 円柱状外面
４８ 成形部
４８ａ 凸状湾曲面
５０ 中間筒体
５１ 段部（初期段部）
５２，５３ 段部
６１ 整形パンチ
６３ テーパ状面
６４ 凸状湾曲面
６５ 整形面
７０ チャック部
７１ カーリングツール
７２ 成形用溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】