特開 2022-158428 金属製容器

(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】P2022158428

(43)【公開日】2022-10-17

(54)【発明の名称】金属製容器

(51)【国際特許分類】

   B65D 1/26 20060101AFI20221006BHJP

【ＦＩ】

B65D1/26 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021063327

(22)【出願日】2021-04-02

(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

(72)【発明者】

【氏名】南馬 孝之

(72)【発明者】

【氏名】土橋 希望

【テーマコード（参考）】

3E033

【Ｆターム（参考）】

3E033AA08

3E033BA09

3E033DA08

3E033DA10

3E033DD02

3E033DD05

3E033FA01

3E033GA02

(57)【要約】

【課題】広口のカップとした場合でも口当たりの良いカール部を提供する。
【解決手段】有底筒状の胴部の開口端部に、該開口端部のエッジを含む端部が折り返されてなるカール部を有しており、カール部は、その始端部に連続する胴部の上端部の外面とエッジとの間に隙間が形成されるとともに、エッジを含むカール端部が胴部の中心軸に直交する平面に対して開口端に向けて上り勾配となるように傾斜しており、カール部の中心軸に沿う高さをＷ、カール部の半径方向に沿う幅をＴとしたとき、ＷはＴより小さい。
【選択図】 図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

有底筒状の胴部の開口端部に、該開口端部のエッジを含む端部が折り返されてなるカール部を有しており、前記カール部は、その始端部に連続する前記胴部の上端部の外面と前記エッジとの間に隙間が形成されるとともに、前記エッジを含むカール端部が前記胴部の中心軸に直交する平面に対して開口端に向けて上り勾配となるように傾斜しており、前記カール部の前記中心軸に沿う高さをＷ、前記カール部の半径方向に沿う幅をＴとしたとき、ＷはＴより小さいことを特徴とする金属製容器。

【請求項2】

前記カール部の下端から前記カール部の外面側における前記エッジまでの前記中心軸に沿う高さをＸとしたとき、（１／２０）×Ｗ＜Ｘ＜（１／２）×Ｗであることを特徴とする請求項１に記載の金属製容器。

【請求項3】

前記カール部の外面側における前記エッジと前記胴部の上端部の外面との間の前記中心軸に直交する平面に沿う距離をＢとしたとき、（１／２０）×Ｔ＜Ｂ＜（１／２）×Ｔであることを特徴とする請求項２に記載の金属製容器。

【請求項4】

前記カール部の前記中心軸に沿う高さＷが１．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である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金属製容器。

【請求項5】

前記カール端部が前記平面となす角度は５°以上８０°以下である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金属製容器。

【請求項6】

前記中心軸を通る縦断面において、前記胴部の上端に連続し上方に向かうにしたがって漸次拡径する上部内周側屈曲部と、該上部内周側屈曲部の外周端に連続し該上部内周側屈曲部との間で天頂折り返し部を形成するとともに下方に向けて屈曲する上部外周側屈曲部と、該上部外周側屈曲部の外周端に連続し斜め下方に向けて凸となる下部屈曲部と、該下部屈曲部に連続し前記カール端部とを備え、前記上部外周側屈曲部の外面の曲率半径が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の金属製容器。

【請求項7】

前記下部屈曲部により構成される前記カール部の最下端部位の外面が曲率半径０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の屈曲面に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の金属製容器。

【請求項8】

前記胴部の上端に、前記上部内周側屈曲部の始端部を構成するとともに前記中心軸を通る縦断面でほぼ直線状をなすテーパ面部が形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の金属製容器。

【請求項9】

前記胴部の上端部は前記中心軸に沿う円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の金属製容器。

【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容器に関する。

【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。
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。開口端部に形成されるカール部の内径は２．０インチ～５．０インチの間の直径であると記載されている。

【0003】

また、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）、その開口端部を丸めてカール部を形成した後、段階的絞り処理により、カール部から底部に向けて、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。

【0004】

一方、金属キャップが巻き締められる缶体として、特許文献２に開示のものがある。この缶体では、缶体の開口部に形成されたカール部は、カール部の内側の空間部の断面積が４ｍｍ^２以上であり、カール部の全周にわたって該カール部の基端側の外面と切断先端部との間に隙間が形成されている。カール部が設けられる開口端部の外径は２５ｍｍ以上４０ｍｍ以下と例示されている。また、缶軸を通る缶軸方向に沿う断面において、隙間の径方向の距離が切断先端部におけるカール部の板厚の２倍以上の大きさとされている。このようなカール部の形状とすることにより、カール部の内側の空間部に全周にわたって隙間が形成されているので、余剰の内容物が空間部に留まり難く、また、カール部の隙間を通じてカール部の内側の空間部を容易に洗浄できるので、口部の外観を美しく保つことができるとともに、口部を衛生的に保つことができると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－５０８８７４号公報

【特許文献2】特開２０１９－１７２２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、このような飲料容器の場合、開口部の周囲に形成されるカール部の形状は、消費者が飲料を飲む際に唇に直接触れる部位であるため、飲み心地に影響する。特許文献２記載の缶体は、開口端部の外径が小さいため、唇に触れる範囲も制限されるが、特許文献１記載の金属製カップのように、直径が大きくなると、唇に触れる範囲も横に長くなるため、その触感が飲み心地に大きく影響する。このため、口当たりの良いカール部形状とすることが望まれている。

【0007】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、広口のカップとした場合でも口当たりの良いカール部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】

本発明の金属製容器は、有底筒状の胴部の開口端部に、該開口端部のエッジを含む端部が折り返されてなるカール部を有しており、前記カール部は、その始端部に連続する前記胴部の上端部の外面と前記エッジとの間に隙間が形成されるとともに、前記エッジを含むカール端部が前記胴部の中心軸に直交する平面に対して前記中心軸に向かうにしたがって上り勾配となるように傾斜しており、前記カール部の前記中心軸に沿う高さをＷ、前記カール部の半径方向に沿う幅をＴとしたとき、ＷはＴより小さい。

【0009】

この金属製容器は、カール部の高さＷと幅ＴがＷ＜Ｔであり、その高さが小さいとともに、カール端部が上り勾配に傾斜しているため、このカール端部に触れる下唇もエッジ付近には触れにくく、したがって、違和感がなく、口当たりがよい。
なお、カール部のエッジと胴部の上端部の外面との間に隙間が形成されているため、洗浄等によりカール部内に水等が侵入した場合でも、速やかに排出することができる。

【0010】

この金属製容器において、前記カール部の下端から前記カール部の外面側における前記エッジまでの前記中心軸に沿う高さをＸとしたとき、（１／２０）×Ｗ＜Ｘ＜（１／２）×Ｗであるとよい。

【0011】

このようにエッジの位置を規制することにより、良好な口当たりを確保しつつ、カール部内に侵入した水等の排出を容易にすることができる。Ｘが（１／２０）×Ｗ以下であると、飲料を飲む際に下唇にエッジが当たるおそれがある。一方、Ｘが（１／２）×Ｗ以上であると、カール部内に侵入した水等を排出し難くなる。

【0012】

また、、前記カール部の外面側における前記エッジと前記胴部の上端部の外面との間の前記中心軸に直交する平面に沿う距離をＢとしたとき、（１／２０）×Ｔ＜Ｂ＜（１／２）×Ｔであるとよい。
Ｂが（１／２）×Ｔ以上であると、飲料を飲む際に下唇にエッジが当たるおそれがある。一方、Ｂが（１／２０）×Ｔ以下であると、カール部内に侵入した水等を排出し難くなる。

【0013】

この金属製容器において、前記カール部の前記中心軸に沿う高さＷが１．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であるとよい。

【0014】

この金属製容器において、前記カール端部が前記平面となす角度は５°以上８０°以下であるとよい。
カール端部の角度が５°未満であると、下唇をカール部に当てたときに、エッジ付近も唇に触れやすくなることから、口当たりの良さが低減する。その角度が８０°を超えるのは、カーリング加工が困難になる。

【0015】

この金属製容器において、前記中心軸を通る縦断面において、前記胴部の上端に連続し上方に向かうにしたがって漸次拡径する上部内周側屈曲部と、該上部内周側屈曲部の外周端に連続し該上部内周側屈曲部との間で天頂折り返し部を形成するとともに下方に向けて屈曲する上部外周側屈曲部と、該上部外周側屈曲部の外周端に連続し斜め下方に向けて凸となる下部屈曲部と、該下部屈曲部に連続する前記カール端部とを備え、前記上部外周側屈曲部の外面の曲率半径が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。

【0016】

前述したカール部の高さが小さいこととも相まって、上部外周側屈曲部の外面の曲率半径が１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下と小さいことから、カール部の剛性が高く、広口のカップの開口部に適用しても変形等を生じることが防止される。

【0017】

この金属製容器において、前記下部屈曲部により構成される前記カール部の最下端部位の外面が曲率半径０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下の屈曲面に形成されているとよく、丸みを帯びた形状により、唇への違和感をより緩和することができる。

【0018】

この金属製容器において、前記胴部の上端に、前記上部内周側屈曲部の始端部を構成するとともに前記中心軸を通る縦断面でほぼ直線状をなすテーパ面部が形成されている。

【0019】

上部内周側屈曲部の一部にテーパ面部が形成されることにより、その部位の剛性が向上し、さらに変形等を防止できる。この場合、上部内周側屈曲部であり、唇への接触は少ないので、飲料を飲むときに違和感が生じることは少ない。

【0020】

この金属製容器において、前記胴部の上端部は前記中心軸に沿う円筒状に形成されているとよい。
カール部の成形には、カーリング前のエッジに型を当てて、胴部の中心軸に沿って押圧する加工となるが、このカール部が連続する胴部の上端部が円筒状であることから、その型からの荷重を受けても座屈等の変形が生じにくく、したがって、正確にカーリングすることができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、広口のカップとした場合でも口当たりの良いカール部を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の一実施形態の金属製カップ（金属製容器）の中心軸を中心に半分を縦断面とした正面図である。

【図2】図１の金属製カップのカール部の拡大断面図である。

【図3】絞りしごき工程で得られる筒体の中心軸を中心に半分を縦断面図とした正面図である。

【図4】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5】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6】図５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7】図６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8】プレカール工程において加工している状態を示す要部の断面図である。

【図9】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。

【図10】図９を上方から視た図である。

【図11】カーリング工程の開始初期の状態を示す要部の断面図である。

【図12】カーリング工程でカール部を形成した状態を示す要部の断面図である。

【図13】テーパ状中間筒体がカーリング工程で変形しやすい場合にカーリングツールの位置を図１１に示す状態から移動して成形している状態を示す要部の断面図である。

【図14】図１３に示す加工により形成されたカール部を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る金属製容器の実施形態を図面を参照して説明する。
一実施形態の金属製容器は、図１に示すように広口の金属製カップ１である。この金属製カップ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の直径より開口部３の直径が大きく、全体として底部２から開口部３に向けて漸次拡径するテーパ状の胴部４を有し、開口部３に、エッジＥ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中心軸Ｃとする。

【0024】

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、中心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部となるリム部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。ドーム部６は、中心軸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、中心軸Ｃ周りにリング状に形成され、中心軸Ｃの下方に向けて凸となる屈曲面に形成され、その最も突出位置が接地部となる。リム部８の屈曲面の最外周端は胴部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。

【0025】

胴部４は、底部２付近と開口部３付近とに中心軸Ｃに沿うストレート状の円筒部１１，１２が形成されており、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、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。

【0026】

カール部５は、図２に示すように、中心軸Ｃを通る断面（縦断面）において、胴部４における上部円筒部１２の上端に連続し上方に向かうにしたがって漸次拡径する上部内周側屈曲部７１と、上部内周側屈曲部７１の外周端に連続し上部内周側屈曲部７１との間で天頂折り返し部７２を形成するとともに下方に向けて屈曲する上部外周側屈曲部７３と、上部外周側屈曲部７３の外周端に連続し斜め下方に向けて凸となる下部屈曲部７４と、下部屈曲部７４に連続しエッジＥを有するカール端部７５とが連続して形成されている。上部内周側屈曲部７１の後半部分から上部外周側屈曲部７３の前半部分にかけて配置される天頂折り返し部７２の中間位置がカール部５において最も上端位置に配置され、下部屈曲部７４の後半部分がカール部５において最も下端位置に配置されている。

【0027】

また、カール部５の始端部に連続する胴部４の上部円筒部１２の上端部の外面とカール部５の外面側におけるエッジＥとの間に隙間ｇが形成されるとともに、エッジＥを含むカール端部７５が胴部４の中心軸Ｃに直交する平面に対して中心軸Ｃに向かうにしたがって上り勾配となるように傾斜している。このカール端部７５は下部屈曲部７４に連続しており、中心軸Ｃを通る縦断面において、下方に凸となるようにわずかに湾曲しているが、下部屈曲部７４の曲率半径Ｒ５より大きく、長さも短いため、下部屈曲部７４の終端からほぼ直線状に延びているとみなしてよい。

【0028】

このカール部５は、例えば、カール部５の直径（開口端部の外径）Ｄ１が７５ｍｍ以上１００ｍｍ以下、上部円筒部１２の直径Ｄ４が７０ｍｍ以上９５ｍｍ以下、カール部５の半径方向の厚さＴが１．８ｍｍ以上５．０ｍｍ以下、金属製カップ１の中心軸Ｃに沿うカール部５の高さＷが１．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。この場合、ＷはＴより小さい（Ｗ＜Ｔ）。また、胴部４の上部円筒部１２の上端部の外面とカール部５の外面側におけるエッジＥとの間の隙間ｇは、中心軸Ｃに直交する平面に沿う寸法Ｂが０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下である。

【0029】

また、カール部５の下端からカール部５の外面側におけるエッジＥまでの中心軸に沿う高さＸは０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、好ましくは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下である。この場合、ＸとＢとは、カール部５の高さＷ、幅Ｔに対して、（１／２０）×Ｗ＜Ｘ＜（１／２）×Ｗ、かつ、（１／２０）×Ｔ＜Ｂ＜（１／２）×Ｔの関係に設定される。

【0030】

各屈曲部については、それぞれ外面の曲率半径で、上部内周側屈曲部７１の曲率半径Ｒ１が０．８ｍｍ以上５．０ｍｍ以下である。上部外周側屈曲部７３は、大きく分けて前半部分と後半部分との二つの曲率部からなり、前半部分の曲率半径Ｒ２が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ、好ましくは１．３ｍｍ以上２．５ｍｍ以下であり、後半部分の曲率半径Ｒ３が１．３ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であり、好ましくは１．５ｍｍ以上３．８ｍｍ以下である。下部屈曲部７４も、大きく分けて前半部分と後半部分との二つの曲率部からなり、前半部分の曲率半径Ｒ４が０．５ｍｍ以上２．５ｍｍ以下である。後半部分の曲率半径Ｒ５が０．８ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、１．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下が好ましい。カール部５の最下端部位の外面は曲率半径Ｒ５の下部屈曲部７４により形成される。
また、胴部４の中心軸Ｃに直交する平面に対するカール端部７５の傾斜角度θ１は５°以上８０°以下に設定されており、好ましくは１０°以上５０°以下である。

【0031】

その他の諸寸法は必ずしも限定されるものではないが、例えば、接地部の直径Ｄ２が４５ｍｍ以上６０ｍｍ以下、全体の高さＨ１が８０ｍｍ以上１８０ｍｍ以下、ドーム部６の深さＨ２が１ｍｍ以上１５ｍｍ以下、下部円筒部１１の直径Ｄ３が５０ｍｍ以上７０ｍｍ以下、底面から下部段部１３の下端までの高さＨ３が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が８ｍｍ以上２０ｍｍ以下、水平面に対するテーパ筒部１５の角度θ２が８０°以上８８°以下に形成される。

【0032】

次に、この金属製カップ１の製造方法について説明する。
この金属製カップ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側より開口部２２側に向けて徐々に拡径してテーパ状のテーパ状中間筒体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テーパ状中間筒体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。

【0033】

［筒体形成工程］
筒体形成工程では、図３（ａ）（ｂ）に示すように、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とを有する。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。

【0034】

［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３（ｃ）に示すテーパ状中間筒体５０を形成する。
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。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。

【0035】

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テーパ状中間筒体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。

【0036】

（段部形成工程）
段部形成工程は、図４～図７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個の段無しパンチ４３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個の段無しパンチ４３のみ示されている。以下では、段付きパンチを符号４０～４２、段無しパンチを符号４３により代表して説明する）。

【0037】

段付きパンチ４０～４２は、図５及び図７（図４及び図６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。

【0038】

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。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側より開口部２２側の直径が大きい段部５１～５３（図４～図７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。

【0039】

段無しパンチ４３は、図４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のみからなるパンチである。
そして、２個の段無しパンチ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た下部段部用パンチ４３と、整形パンチ６１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た上部段部用パンチ（図示略、段無しパンチを代表して符号４３により示す）とから構成される。なお、これら段無しパンチ４３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、段無しパンチ４３により成形される前の筒体２１の内径より小さく形成されている。

【0040】

（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工程である。この整形工程で用いられる整形パンチ６１は、図６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。

【0041】

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。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。

【0042】

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（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。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４の二点鎖線で示している。次いで、段無しパンチ（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。この段無しパンチ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、この段無しパンチ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。
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。

【0043】

次に、二番目に直径の小さい段付きパンチ（便宜的に図５により説明する）４１により、下部段部１３（図５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。

【0044】

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。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。

【0045】

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。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の開口部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９の二点鎖線参照）となる。

【0046】

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。
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５０は、その底部２付近が中心軸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。

【0047】

［カール部成形工程］
拡径工程の後、テーパ状中間筒体５０の上部円筒部１２´のエッジＥ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。
このカール部成形工程は、上部円筒部１２´の先端部を特定の曲率半径で半径外方に押し広げるように加工するプレカール工程と、プレカール工程後に、エッジＥを反転させるように、押し広げた部分より下方部分を丸めるカーリング工程との二段階に分けて行われる。

【0048】

（プレカール工程）
プレカール工程においては、図８に示すプレカール型８０が用いられる。このプレカール型８０は、上部円筒部１２´内に挿入されるガイド部８１と、ガイド部８１の基端部で周方向に沿う環状に形成された成形用凹部８２とを備える。この成形用凹溝８２は、軸線Ｃを通る縦断面において円弧状凹面に形成されており、その成形用凹溝８２を上部円筒部１２´の開口端（エッジＥ）に対向させた状態でこれらを同軸上に配置し、中心軸Ｃに沿ってプレカール型８０のガイド部８１を上部円筒部１２´内に挿入し、成形用凹部８２の内周側に上部円筒部１２´の開口端部を導入して押圧することにより、エッジＥを含む端部を成形用凹溝８２の内周面に沿って押し広げるように加工して、円弧状に屈曲したプレカール部８３を形成する。
なお、このプレカール工程でも、エッジＥ付近は加工が難しく、わずかな曲率かほぼ直線状に形成される。

【0049】

（カーリング工程）
カーリング工程では、図９に示すように、複数のカーリングツール８５が用いられる。このカーリングツール８５は、中心軸Ｃに交差する方向に沿う軸Ｃ１を中心に回転自在であり、テーパ状中間筒体５０の周方向に等間隔で複数設けられている。図１０に示す例では、６個のカーリングツール８５が設けられており、それぞれの軸Ｃ１がテーパ状中間筒体５０の中心軸Ｃに直交し、中心軸Ｃを中心として放射状に配置されている。

【0050】

各カーリングツール８５は、カーリング成形のための成形用溝８６が形成されている。この成形用溝８６は、カーリングツール８５の全周に周方向に連続して形成されており、カーリングツール８５が図９及び図１０に示す配置であることから、テーパ状中間筒体５０の接線方向に沿って配置される。そして、図１１に示すように、この成形用溝８６において、テーパ状中間筒体５０の半径方向内側の側面にプレカール部８３の基端部付近を当接させながら、成形用溝８６に沿って巻回することにより、エッジＥを含む端部を折り返しながらカール部５を形成する。

【0051】

この場合、成形用溝８６は、断面円弧状の凹円弧面部８７と、凹円弧面部８７におけるテーパ状中間筒体５０の半径方向内方側の側縁に連続し成形用溝８６の開口幅を広げる方向に傾斜するテーパ面８８と、凹円弧面部８７におけるテーパ状中間筒体５０の半径方向外方側の側縁に連続し軸Ｃ１にほぼ直交する平面部８９とを有している。テーパ面８８におけるテーパ状中間筒体５０の半径方向内側の側縁には凸円弧面状の面取り部９０がさらに連続している。

【0052】

そして、このカーリングツール８５の成形用溝８６の内面をテーパ状中間筒体５０の開口端部に中心軸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８６の内面によって上部円筒部１２´のエッジＥより若干下方部位の端部（プレカール部８３の基端部付近）を拡開しながら折り返して、カール部５を形成する。
このとき、エッジＥ付近は予めプレカール工程によって円弧状に屈曲させられているので、エッジＥが成形用溝８６の内面に当接することなく移動して、図１２に示すように、小さなカール部５を円滑に成形することができる。また、このプレカール部８３によりエッジＥ付近の剛性が高められているので、カーリング工程時に変形が抑制される。このプレカール部８３は、カーリング工程後には、カール部５の下部屈曲部７４の後半部分からカール端部７５を形成し、わずかな形状変化は生じるが、ほぼプレカール工程時の形状が維持される。

【0053】

なお、このカール部成形工程では、テーパ状中間筒体５０の胴体に対しても、プレカール工程ではプレカール型８０が軸方向に押圧し、カーリング工程でもカーリングツール８５が軸方向に押圧することになるが、テーパ状中間筒体５０の開口部は中心軸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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

また、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。特に、このカール部５は、高さＷが幅Ｔより小さい（Ｗ＜Ｔ）とともに、カール端部７５が上り勾配に傾斜しているため、このカール端部７５に触れる下唇もエッジＥ付近には触れにくく、したがって、違和感がなく、口当たりがよい。この場合、高さＷが１．２ｍｍ以上４．０ｍｍ以下と比較的小さいことも、口当たりを良くする効果がある。なお、カール端部７５の角度θ１が５°未満であると、下唇をカール部５に当てたときに、エッジＥ付近も唇に触れやすくなることから、口当たりの良さが低減する。その角度θ１が８０°を超えるのは、カーリング加工が困難になる。

【0058】

また、カール部５の外面におけるエッジＥの位置を（１／２０）×Ｗ＜Ｘ＜（１／２）×Ｗ、かつ、（１／２０）×Ｔ＜Ｂ＜（１／２）×Ｔに設定したことにより、良好な口当たりを確保しつつ、カール部内に侵入した水等の排出を容易にすることができる。Ｘが（１／２０）×Ｗ以下、又はＢが（１／２）×Ｔ以上であると、飲料を飲む際に下唇にエッジＥが当たるおそれがある。一方、Ｘが（１／２）×Ｗ以上、又はＢが（１／２０）×Ｔ以下であると、カール部５内に侵入した水等を排出し難くなる。

【0059】

また、上部外周側屈曲部７３の外面の曲率半径Ｒ２が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、Ｒ３が１．３ｍｍ以上５．０ｍｍ以下と小さいことから、カール部５の高さＷが小さいこととも相まって、カール部５の剛性が高く、広口のカップの開口部に適用しても変形等を生じることが防止される。
なお、カール部５のエッジＥと胴部４の上部円筒部１２の外面との間に隙間ｇが形成されているため、洗浄等によりカール部５内に水等が侵入した場合でも、速やかに排出することができる。この場合、カール端部７５が傾斜しているが、その角度が小さく、隙間が大きいことから、内部の水等を容易に排出することができる。

【0060】

ところで、本実施形態のような広口（Ｄ１が７５ｍｍ以上１００ｍｍ以下）のテーパ状中間筒体５０を複数個のカーリングツール８５で成形する場合、カーリングツール８５が当接した部分で局部的に押し広げられ、テーパ状中間筒体５０の開口端部は真円でなく、各カーリングツール８５の当接位置を角部とする多角形状に変形しやすい。実施形態のように６個のカーリングツール８５によりカール成形する場合、テーパ状中間筒体５０の開口端部は六角形状に変形する。

【0061】

若干の変形程度では問題ないが、テーパ状中間筒体５０の上部円筒部１２´の肉厚が薄い場合などが原因で大きく多角形状に変形する場合は、その変形の間は成形用溝８６の凹円弧面部８７に入り込まないように、図１１に示される位置よりもカーリングツール８５を半径方向外方に配置して、カーリングツール８５のテーパ面８８の内周部でプレカール部８３を受けるようにする。そして、中心軸Ｃ方向（図１３の矢印Ａ方向）に押圧することにより、テーパ状中間筒体５０のプレカール部８３が鎖線で示す位置に変形した状態でもテーパ面８８に当接した状態を維持する。その状態でさらに矢印Ａで示すように押圧することにより、プレカール部８３をテーパ面８８から凹円弧面部８７に案内して折り返すようにしている。これにより、カール成形時に開口端部が半径方向外方に逃げてしまって成形不良になったり、開口端部にクラックが生じたりする不具合の発生を防止し、所望の形状のカール部５を形成することができる。
このテーパ面８８の中心軸Ｃ方向と平行な方向（垂直方向）に対する角度θ３は５０°以上８０°以下、テーパ状中間筒体５０の半径方向に沿うテーパ面８８の距離Ｌは０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下が好ましい。
このようにして成形されたカール部５Ａは、図１４に示すように、上部内周側屈曲部７１の始端部が、カーリングツール８５のテーパ面８８で押されることにより、中心軸Ｃを通る縦断面でほぼ直線状をなすテーパ面部７１ａにより構成される。このテーパ面部７１ａの中心軸Ｃ方向と平行な方向（垂直方向）に対する角度θ４は５°以上４０°以下となる。このほぼ直線状は、直線だけでなく、直線とみなし得る程度に小さい曲率である場合も含む。

【0062】

上記実施形態では、カール工程において、６個のカーリングツール８５を用いたが、その個数は限定されない。３個以上あればよい。
また、プレカール工程は必ずしも設けなくでもよく、テーパ状中間筒体５０の上部円筒部１２´のエッジＥをカーリングツール８５の成形用溝８６の内周面に当接させながらカーリングしてもよい。
また、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、中心軸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。
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】

【0063】

Ｃ 中心軸
Ｅ エッジ
１ 金属製カップ
２ 底部
３ 開口部
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 段無しパンチ（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 テーパ状中間筒体
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 上部内周側屈曲部
７２ 天頂折り返し部
７３ 上部外周側屈曲部
７４ 下部屈曲部
７５ カール端部
８０ プレカール型
８１ ガイド部
８２ 成形用凹溝
８３ プレカール部
８５ カーリングツール
８６ 成形用溝
８７ 凹円弧面部
８８ テーパ面部
８９ 平面部
９０ 面取り部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】