特開 2024-45461 缶体

(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】P2024045461

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】缶体

(51)【国際特許分類】

   B65D 1/16 20060101AFI20240326BHJP

【ＦＩ】

B65D1/16 111

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024017227

(22)【出願日】2024-02-07

(62)【分割の表示】P 2020045342の分割

【原出願日】2020-03-16

(31)【優先権主張番号】P 2019149722

(32)【優先日】2019-08-19

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100142424

【弁理士】

【氏名又は名称】細川 文広

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】武井 政幸

(72)【発明者】

【氏名】飯村 友明

(72)【発明者】

【氏名】上神 宏一

(57)【要約】

【課題】缶本体には一定の耐圧荷重を確保しつつ、蓋体のバックリングを抑制する。
【解決手段】缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体１を備え、缶本体１の底部３の中央部には缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部４が形成され、ドーム部４の外周側には缶軸方向下端側に突出した後に缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い缶軸方向上端側に向かう環状凸部５が缶軸回りの周方向に連続して形成され、ドーム部４から缶軸方向の下端側に突出する環状凸部５の内壁部５ａにはボトムリフォーム加工によって缶軸に対する径方向外周側に凹んだ凹部５ｂが形成され、缶本体１の内部に無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５の最も缶軸方向下端側に突出した突端５ｄの缶軸方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を備えた缶体であって、
上記缶本体の底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
上記ドーム部から上記缶軸方向の下端側に突出する上記環状凸部の内壁部には、ボトムリフォーム加工によって上記缶軸に対する径方向外周側に凹んだ凹部が形成されており、
上記缶本体の内部に、無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記缶軸方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする缶体。

【請求項2】

上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６８６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量が、０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の缶体。

【請求項3】

上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６１８ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量が、０．５５ｍｍ～１．２９ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の缶体。

【請求項4】

上記缶本体の底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さが、０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の缶体。

【請求項5】

上記環状凸部の突端部は、上記缶軸に沿った断面において上記突端の周辺が上記缶軸方向下端側に凸となる凸円弧状に形成されており、
この凸円弧の上記缶本体内部における半径をＲ（ｍｍ）、上記突端が上記缶軸回りになす円の直径をＤ（ｍｍ）、上記凹部の上記缶軸に対する径方向の外周側に最も凹んだ底が上記缶軸回りになす円の直径をｄ（ｍｍ）、この底の部分から環状凸部の突端に至る間で突端部が最も缶軸側に突出した位置における缶軸に対する半径方向の缶本体の底部の肉厚をｔ（ｍｍ）としたときに、（Ｄ－２×（Ｒ＋ｔ）－ｄ）／２の絶対値で表されるボトムリフォーム深さが、０．６８０ｍｍ～１．０８５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の缶体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を備えて、内部に飲料等の内容物が充填された上で上端開口部が蓋体によって密封されるアルミニウム缶等の缶体に関するものである。

【背景技術】

【0002】

このような缶体においては、缶本体の底部の中央部に缶本体の上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い缶軸方向の下端側に突出した後に上端側に向かう環状凸部が缶軸回りの周方向に連続して形成されたものが知られている。

【0003】

このような缶体は、例えば内部に焼酎の炭酸水割り（いわゆる焼酎ハイボール。略して酎ハイ。）やウイスキーの炭酸水割り（いわゆるハイボール。）等の内容物が充填された上で、上端開口部にプルタブが付いた蓋体が巻き締められて取り付けられることによって密封され、いわゆる２ピース缶として市場に流通させられる。

【0004】

ところで、近年では、このような缶体を形成する金属材料の省資源化や材料製造の際の省エネルギー化のために缶本体や蓋体のさらなる薄肉化が強く求められており、例えばアルミニウム合金製の缶体の場合には、板厚が０．２３０ｍｍ～０．３００ｍｍ程度のアルミニウム合金よりなる板材からカップ状素材を絞り加工によって成形して缶本体を製造するようなことも要求されている。

【0005】

ところが、そのような薄肉の缶体では缶本体の耐圧強度の低下が顕著なものとなり、内部に充填される内容物が上述した炭酸飲料のようなものであると、缶本体に内容物が充填されて蓋体によって密封された充填済缶に内圧が作用することにより、缶本体の底部における環状凸部の突端が缶軸方向の下端側に突出変形するボトムグロースという現象が発生して充填済缶を搬送するためのシュートに詰まりを生じたり、ドーム部が缶本体の下端側に膨らむように突出するバックリングという現象が生じたりするおそれがある。

【0006】

そこで、このような缶本体底部のボトムグロースやバックリングを抑制するため、特許文献１には、このように缶本体の底部にドーム部と環状凸部が形成された缶体において、環状凸部のうち、ドーム部に連なる内周壁には、缶軸方向に沿う縦断面視で、缶軸に直交する径方向の外側へ向けて凹む曲線状をなす第１凹曲面部がボトムリフォーム加工により形成されるとともに、同縦断面視で、ドーム部には、缶軸上に位置するドームトップと、ドームトップの径方向の外側に接続し、ドームトップよりも曲率半径が小さい凹曲線状をなす第２凹曲面部と、ドーム部の外周縁部に配置され、第１凹曲面部と第２凹曲面部とを接続するとともに、第１凹曲面部および第２凹曲面部に接する直線状をなすテーパ部とが形成されたものが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１６－０４３９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

この特許文献１に記載された缶体では、テーパ部の両端に接続する第１、第２凹曲面部が屈曲するように形成されることとなり、具体的には、缶本体の縦断面視において、直線状のテーパ部に接続させられる第１、第２凹曲面部の曲率半径が小さくなり、曲がり具合いが急になる。

【0009】

このため、これら第１、第２凹曲面部に対して応力が集中し易くなることにより、応力が集中する箇所を安定して複数箇所確保することができるので、缶本体の底部の強度が向上して変形が抑制される。従って、缶本体の内圧が上昇したときに、第１、第２凹曲面部に応力が分散させられることで缶本体の耐圧強度が高められることにより、缶本体の底部のボトムグロースやバックリングを抑制することができる。

【0010】

しかしながら、このように缶本体の耐圧強度を高めることによって缶本体の底部のボトムグロースやバックリングを抑制するようにした場合には、蓋体も省資源化や省エネルギー化のために薄肉化されたものであると、蓋体の耐圧強度が低下するのに伴い、充填済缶において缶本体の内圧が上昇したときに、この蓋体が缶本体の上端側に膨らむように突出する蓋体のバックリングが生じるおそれがある。

【0011】

本発明は、このような背景の下になされたもので、缶本体には一定の耐圧荷重を確保しつつ、缶本体に内圧が作用したときに蓋体のバックリングが発生するのを抑制することが可能な缶体を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決することにより、このような目的を達成するために、本発明は、缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を備えた缶体であって、上記缶本体の底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、上記ドーム部から上記缶軸方向の下端側に突出する上記環状凸部の内壁部には、ボトムリフォーム加工によって上記缶軸に対する径方向外周側に凹んだ凹部が形成されており、上記缶本体の内部に、無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の最も上記缶軸方向下端側に突出した突端の上記缶軸方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする。

【0013】

このように構成された缶体においては、缶本体の内部に、無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部の最も缶軸方向下端側に突出した突端の缶軸方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされており、すなわち充填済缶を搬送するためのシュートに詰まりを生じさせない範囲で、環状凸部にある程度のボトムグロースが許容されている。

【0014】

従って、上端開口部に蓋体が取り付けられて密封された缶本体に内圧が作用しても、缶本体の底部の環状凸部がボトムグロースすることにより、内圧を吸収することができる。
このため、上記構成の缶体によれば、蓋体に作用する内圧を軽減することができるので、蓋体にバックリングが発生するのを抑制することが可能となる。

【0015】

ここで、缶本体の内部に７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部のボトムグロース量が１．０ｍｍを下回ると、蓋体のバックリングを防止することができない。また、これとは逆に、缶本体の内部に７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部のボトムグロース量が２．０ｍｍを上回ると、内容物が充填された充填済缶を搬送するためのシュートに詰まりが発生するおそれがある。

【0016】

なお、内圧の増加に対するボトムグロース量の増加の割合は、安定している方が、環状凸部に無理な応力が作用するのを避けることができるので望ましい。このため、上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６８６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量は、０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内とされているのが望ましく、また上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６１８ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量は、０．５５ｍｍ～１．２９ｍｍの範囲内とされていることが望ましい。

【0017】

すなわち、６８６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量や、６１８ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が上記範囲よりも小さいと、７０６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内となるには環状凸部の突端が急激に突出変形することになり、応力が集中する。また、６８６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量や、６１８ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が上記範囲よりも大きいと、無負荷の状態からこれらの内圧に至るまでに環状凸部の突端が急激に突出変形していることになり、やはり応力の集中を招く。

【0018】

なお、このような本発明の缶体は、上述したように省資源化や省エネルギー化のために薄肉化された缶本体を備えた缶体に適用されるのが望ましい。ここで、このような缶体の缶本体においては、缶本体底部のドーム部における缶軸上の厚さが、缶本体に成形される前の板材の厚さ（元板厚）に略等しい。

【0019】

そこで、上記缶本体の底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さは、０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされていることが望ましい。このドーム部における缶軸上の厚さが０．２７０ｍｍを下回ると、缶本体に必要な耐圧強度を確保することができなくなるおそれがあり、逆に０．２９０ｍｍを上回ると、十分な省資源化や省エネルギー化を図ることができなくなるおそれがある。

【0020】

また、上記環状凸部の突端部が、上記缶軸に沿った断面において上記突端の周辺が上記缶軸方向下端側に凸となる凸円弧状に形成されている場合には、この凸円弧の上記缶本体内部における半径（後述するパンチＲ）をＲ（ｍｍ）、上記突端が上記缶軸回りになす円の直径（接地径）をＤ（ｍｍ）、上記凹部の上記缶軸に対する径方向の外周側に最も凹んだ底が上記缶軸回りになす円の直径（ボトムリフォーム内径）をｄ（ｍｍ）、この底の部分から環状凸部の突端に至る間で突端部が最も缶軸側に突出した位置における缶軸に対する半径方向の缶本体の底部の肉厚をｔ（ｍｍ）としたときに、（Ｄ－２×（Ｒ＋ｔ）－ｄ）／２の絶対値で表されるボトムリフォーム深さが、０．６８０ｍｍ～１．０８５ｍｍの範囲内とされていることが望ましい。

【0021】

このボトムリフォーム深さが１．０８５ｍｍを上回ると、缶本体底部の環状凸部の延伸性が損なわれて、上記ボトムグロース量を１．０ｍｍ以上の１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とすることができなくなるおそれがある。一方、逆にボトムリフォーム深さが０．６８０ｍｍを下回ると、環状凸部における耐圧強度が低下するおそれがある。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明によれば、缶本体の上端開口部に蓋体が取り付けられて密封された状態で缶本体に内圧が作用しても、缶本体底部の環状凸部がある程度ボトムグロースすることによって内圧を吸収することが可能となり、省資源化や省エネルギー化のために蓋体が薄肉化されていても、このような内圧によって蓋体にバックリングが発生するのを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態を示す缶本体の缶軸に沿った断面図である。

【図2】図１に示す実施形態の缶本体の底部の拡大断面図である。

【図3】図１に示す実施形態において、上端開口部側にネッキング加工が施される前の缶本体のボトムグロース量を測定する際の缶軸に沿った断面図である。

【図4】図１に示す実施形態における缶本体の内圧とボトムグロース量との関係を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

図１および図２は本発明の一実施形態を示すものであり、図３はこの一実施形態において、上端開口部側にネッキング加工が施される前の缶本体のボトムグロース量を測定する状態を示すものである。また、図４は、図１に示す実施形態における缶本体の内圧とボトムグロース量との関係を示す図である。

【0025】

本実施形態の缶体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料によって形成された図１に示すような缶軸Ｃを中心とする有底円筒状の缶本体１を備えている。すなわち、この缶本体１は、缶軸Ｃを中心とする概略円筒状の胴部２と、この胴部２の下端側（図１および図２において下側。図３においては上側）の開口部を閉塞する概略円盤状の底部３とが一体に形成されて構成されている。

【0026】

この缶本体１の底部３には、該底部３の中央部に、缶軸Ｃ方向の上端側（図１および図２において下側。図３においては上側）に向けて凹む凹曲面状のドーム部４が形成されるとともに、このドーム部４の外周側には、缶軸Ｃ方向の下端側に突出した後に缶軸Ｃに対する径方向外周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向の上端側に向かう環状凸部５が缶軸Ｃ回りの周方向に連続して形成されている。ここで、本実施形態では、この缶本体１の底部３のドーム部４における上記缶軸Ｃ上の厚さは、０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされている。

【0027】

この環状凸部５の缶軸Ｃ側を向く内壁部５ａの上記ドーム部４側には、底部３にボトムリフォーム加工が施されることにより、缶軸Ｃに沿った断面において図２に示すように、缶軸Ｃに対する径方向外周側に凹曲線状に凹んだ凹部５ｂが形成されている。さらに、環状凸部５の突端部（下端部）５ｃは、同じく缶軸Ｃに沿った断面において図２に示すように、この突端部５ｃが最も缶軸Ｃ方向の下端側に突出した突端５ｄの周辺で缶軸Ｃ方向の下端側に凸となる凸円弧状に形成されている。

【0028】

ここで、環状凸部５の缶軸Ｃ側を向く上記内壁部５ａにはボトムリフォーム加工が施されており、これにより該内壁部５ａは、ドーム部４から凹部５ｂにおいて缶軸Ｃに対する径方向外周側に凹んだ後、突端部５ｃにおいて缶軸Ｃに対する径方向内周側に断面凸曲線状に突出して断面凸円弧状の突端部５ｃの上記突端５ｄに至る。また、環状凸部５は、この突端５ｄから缶軸Ｃに対する径方向外周側に向かうに従い缶軸Ｃ方向上端側に傾斜しつつ延びて胴部２の下端に連なる。

【0029】

さらにまた、環状凸部５の上記内壁部５ａの缶軸Ｃに対する径方向内周側に最も突出した位置から、上記ボトムリフォーム加工によって形成された上記凹部５ｂの缶軸Ｃに対する径方向外周側に最も凹んだ底５ｅまでの凹み量、すなわちボトムリフォーム深さｅは、缶軸Ｃに沿った断面において環状凸部５の上記突端５ｄ周辺がなす凸円弧の缶本体１内部における半径をＲ（ｍｍ）、上記突端５ｄが缶軸Ｃ回りになす円の直径（接地径）をＤ（ｍｍ）、上記凹部５ｂの底５ｅが缶軸Ｃ回りになす円の直径（ボトムリフォーム内径）をｄ（ｍｍ）、この底５ｅの部分から環状凸部５の突端５ｄに至る間で突端部５ｃが最も缶軸Ｃ側に突出した位置における缶軸Ｃに対する半径方向の缶本体１の底部３の肉厚をｔ（ｍｍ）としたときに、（Ｄ－２×（Ｒ＋ｔ）－ｄ）／２の絶対値で表される。このボトムリフォーム深さｅは、本実施形態では０．６８０ｍｍ～１．０８５ｍｍの範囲内とされている。

【0030】

そして、この缶本体１の底部３は、缶本体１の内部に内圧を作用させたときに上記環状凸部５が缶軸Ｃ方向下端側に突出するように変形してボトムグロースするように形成されており、缶本体１の内部に無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたとき、環状凸部５の突端５ｄの缶軸Ｃ方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内となるようにされている。

【0031】

また、本実施形態では、缶本体１の内部に無負荷の状態から６８６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５の突端５ｄのボトムグロース量は、０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内となるようにされている。さらに、本実施形態では、缶本体１の内部に無負荷の状態から６１８ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５の突端５ｄのボトムグロース量は、０．５５ｍｍ～１．２９の範囲内となるようにされている。

【0032】

なお、缶本体１の胴部２は、本実施形態では、底部３の外周部に連なる下端側の部分が肉厚の薄いウォール部２ａとされるとともに、上端側の部分は、このウォール部２ａよりも肉厚の厚いフランジ部２ｂとされている。また、この肉厚の厚いフランジ部２ｂとされた上端部は、図１に示すように上端側に向けて段階的に縮径するように肩部２ｃが形成され、さらにこの肩部２ｃの最上端には、図示されないプルタブ付きの蓋体が巻き締められて取り付けられる蓋体取付部２ｄが缶軸Ｃに対する径方向外周側に張り出すように形成されている。

【0033】

このような缶体の缶本体１は、まずカッピングプレス機によるカッピングプレス工程において、金属板を円板状に打ち抜いて絞り加工を施すことにより深さの浅いカップ状素材を成形することから製造する。このカッピングプレス工程においてカップ状素材に成形される金属板は、本実施形態では元板厚が缶本体１の底部３のドーム部４における上記缶軸Ｃ上の厚さと略等しい０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされたアルミニウム板またはＪＩＳ Ｈ １９におけるＡ３００４あるいはＡ３１０４のアルミニウム合金板であって、２０５℃×２０分ベーキング後の０．２％耐力が２５５Ｎ／ｍｍ^２～２９５Ｎ／ｍｍ^２の範囲のものが用いられ、より好ましくは２６５Ｎ／ｍｍ^２～２８４Ｎ／ｍｍ^２の範囲のものが用いられる。

【0034】

次に、このカップ状素材にＤＩプレス機によるＤＩプレス工程においてパンチによって再絞りおよびしごき加工を施して缶軸Ｃ方向に延伸することにより、外周部に上記缶軸Ｃを中心とした円筒部１２が形成されるとともに、底部３には缶本体１と同様のドーム部４と環状凸部５が形成された、図３に示すような有底円筒体１１を成形する。

【0035】

この有底円筒体１１および缶本体１の底部３のドーム部４における上記缶軸Ｃ上の厚さは、カッピングプレス工程においてカップ状素材に成形される金属板の元板厚と略等しく、また環状凸部５の突端５ｄ周辺が缶軸Ｃに沿った断面においてなす凸円弧の缶本体１内部における半径Ｒ（ｍｍ）は、上記パンチの先端が缶軸Ｃに沿った断面においてなす凸円弧の半径（パンチＲ）と略等しい。

【0036】

また、この有底円筒体１１の上記円筒部１２は、その外径（直径）が缶本体１の胴部２の外径と略等しい一定外径とされる。さらに、この円筒部１２の底部３側の部分は上述のように肉厚が薄くされた薄肉部であるウォール部１３とされるとともに、底部３とは反対の上端側（図３において下側）の部分は、同じく上述のようにウォール部１３よりも肉厚とされたフランジ部１４とされている。

【0037】

ここで、このような厚さの異なるウォール部１３とフランジ部１４とを円筒部１２に形成するには、上述のようにＤＩプレス機において複数のしごきダイスとの間でしごき加工を行うパンチの外表面のフランジ部１４と対応する位置に、肉厚の差を考慮した深さの凹部を形成しておけばよい。また、缶本体１の底部３の内壁部５ａにはボトムリフォーム加工が施されて上述のような凹部５ｂが形成される。

【0038】

このように成形された有底円筒体１１は、トリマーによるトリミング工程において円筒部１２の上端縁が所定のトリム代で切断されて高さが揃えられてから、第１の洗浄工程において洗浄、乾燥され、次に塗装工程において内外面に塗装が施されて焼き付けられる。
さらに、塗装が施された有底円筒体１１は、ボトルネッカーによるボトルネック成形工程において、円筒部１２のうちフランジ部１４の範囲が縮径されて上記肩部２ｃが形成されるとともに、エキスパンディング工程において上記蓋体取付部２ｄが形成され、炭酸飲料等の内容物が充填された後に蓋体が巻き締めされて取り付けられる。

【0039】

このようにして成形されて製造される上記構成の缶体においては、上述のように缶本体１の内部に、無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５の最も缶軸Ｃ方向下端側に突出した突端５ｄの缶軸Ｃ方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、図４に示すように１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされている。つまり、内容物が充填された充填済缶を搬送するためのシュートに詰まりを生じさせない範囲で、環状凸部５にある程度のボトムグロースが許容されている。

【0040】

このため、缶本体１の上端開口部の蓋体取付部２ｄに蓋体が取り付けられて密封された缶本体１に内圧が作用しても、缶本体１の底部３の環状凸部５がボトムグロースすることにより、この内圧を吸収することができるので、蓋体に作用する内圧を軽減することができる。従って、上記構成の缶体によれば、このような内圧によって蓋体にバックリングが発生するのを抑制することが可能となる。

【0041】

ここで、このような缶本体１の底部３における環状凸部５のボトムグロース量を測定するには、図３に示すように底部３を上向きにして有底円筒体１１の上端開口部を気密に密封し、内部に圧縮空気等を供給して７０６ｋＰａに内圧を上昇させながら、底部３の環状凸部５における突端５ｄのボトムグロース量（突出変形量）を変位計２１によって測定すればよい。なお、有底円筒体１１の底部を下向きや横向きにして測定してもよく、また肩部２ｃと蓋体取付部２ｄが成形された缶本体１において突端５ｄのボトムグロース量を測定してもよい。

【0042】

ここで、缶本体１の内部に７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５のボトムグロース量が１．０ｍｍを下回ると、缶本体１による内圧の吸収が不十分となるため、蓋体のバックリングを防止することができない。また、これとは逆に、缶本体１の内部に７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５のボトムグロース量が２．０ｍｍを上回ると、缶本体１に内容物が充填されて蓋体が取り付けられた充填済缶を搬送するためのシュートに詰まりが発生するおそれがある。なお、７０６ｋＰａは、図１に示すような２０６口径の缶体の耐圧保証値である。

【0043】

また、本実施形態では、缶本体１の内部に、無負荷の状態から６８６ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５のボトムグロース量が、０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内とされるとともに、缶本体１の内部に、無負荷の状態から６１８ｋＰａの内圧を作用させたときの環状凸部５のボトムグロース量は、０．５５ｍｍ～１．２９ｍｍの範囲内とされており、内圧の増加に対するボトムグロース量の増加の割合が安定している方ので、環状凸部５に無理な応力が作用するのを避けることができる。

【0044】

すなわち、６８６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量や、６１８ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が上記範囲よりも小さいと、７０６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内となるには環状凸部５の突端５ｄが急激に突出変形することになり、応力が集中する。また、６８６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量や、６１８ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が上記範囲よりも大きいと、無負荷の状態からこれらの内圧に至るまでに環状凸部５の突端５ｄが急激に突出変形することになるので、やはり応力の集中を招く。

【0045】

また、上記実施形態の缶体は、缶本体１の底部３のドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さが０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされている。このような缶体の缶本体１においては、この缶本体１の底部３のドーム部４における缶軸Ｃ上の厚さが、缶本体１に成形される前の板材の厚さに略等しくなり、このような薄肉の板材から成形される缶本体１において、上述のように環状凸部５のボトムグロース量を制御することによって蓋体のバックリングを抑制することで、缶本体１に成形される金属材料の省資源化や省エネルギー化を図るのに有効である。

【0046】

さらに、本実施形態では、上記環状凸部５の突端部５ｃが、缶軸Ｃに沿った断面において上記突端５ｄの周辺が缶軸Ｃ方向下端側に凸となる凸円弧状に形成されており、この凸円弧の缶本体１内部における半径（パンチＲ）をＲ（ｍｍ）、突端５ｄが缶軸Ｃ回りになす円の直径（接地径）をＤ（ｍｍ）、ボトムリフォーム加工によって環状凸部５の内壁部５ａに形成された凹部５ｂの缶軸Ｃに対する径方向の外周側に最も凹んだ底５ｅが缶軸Ｃ回りになす円の直径（ボトムリフォーム内径）をｄ（ｍｍ）、この底５ｅの部分から環状凸部５の突端５ｄに至る間で突端部５ｃが最も缶軸Ｃ側に突出した位置における缶軸Ｃに対する半径方向の缶本体１の底部３の肉厚をｔ（ｍｍ）としたときに、（Ｄ－２×（Ｒ＋ｔ）－ｄ）／２の絶対値で表されるボトムリフォーム深さｅが、０．６８０ｍｍ～１．０８５ｍｍの範囲内とされている。

【0047】

このため、環状凸部５における座屈強度や耐圧強度を損なうことなく、確実にボトムグロース量を１．０ｍｍ以上の１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内として、蓋体のバックリングを抑えることができる。すなわち、このボトムリフォーム深さｅが１．０８５ｍｍを上回ると、缶本体１の底部３における環状凸部５の延伸性が損なわれて、ボトムグロース量を１．０ｍｍ以上の１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とすることができなくなるおそれがある一方、逆にボトムリフォーム深さｅが０．６８０ｍｍを下回ると、環状凸部５における耐圧強度が損なわれるおそれがある。

【実施例0048】

次に、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について説明する。本実施例では、図１に示したような缶本体１の底部３の環状凸部５における上記突端５ｄから蓋体取付部２ｄの上端開口部までの缶高さＨ１が１２２．２ｍｍ、突端５ｄから肩部２ｃの下端までの高さＨ２が１０２．２ｍｍ、肩部２ｃの上端までの高さＨ３が１１８ｍｍ、胴部２の内径Ａが６６．３ｍｍ、蓋体取付部２ｄの内径Ｂが５７．３ｍｍ、蓋体取付部２ｄの缶軸Ｃに対する径方向外周側への張り出し量Ｅが２．２５ｍｍ、この蓋体取付部２ｄが張り出した部分の缶軸Ｃに沿った断面における半径ｒが１．８ｍｍ、突端５ｄが缶軸Ｃ回りになす円の直径（接地径）Ｄが４８ｍｍの缶体を元板厚０．２８５ｍｍのアルミニウム合金材から成形した。

【0049】

本実施例では、このような缶本体１の底部３における環状凸部５の内壁部５ａに、異なる大きさの凹部５ｂが形成されるようにボトムリフォーム加工を施し、凹部５ｂの缶軸Ｃに対する径方向の外周側に最も凹んだ底５ｅが缶軸Ｃ回りになす円の直径（ボトムリフォーム内径）ｄとボトムリフォーム深さｅが異なる６種の缶体を１００缶ずつ製造し、図３に示したような測定方法によりボトムグロース量を測定した。これらを実施例１～６とする。

【0050】

なお、これら実施例１～６において、胴部２のウォール部２ａの厚さ（ウォール厚）は０．１０１ｍｍであり、フランジ部２ｂの厚さ（フランジ厚）は０．１６１ｍｍ、缶本体１の質量は１１．７ｇであって、突端部５ｃの突端５ｄ周辺が缶軸Ｃに沿った断面においてなす凸円弧の缶本体１内部における半径は、パンチの先端半径（パンチＲ）と等しく１．２ｍｍであった。

【0051】

実施例１～６では、このような缶体の内部に内容物を充填した後に蓋体を取り付けて充填済缶を製造し、６０℃で１０分～４０分の滞留試験で蓋体のバックリングの有無を確認すするとともに、充填済缶を搬送するためのシュートにおける詰まりを確認した。なお、内容物はガスボリューム（ＧＶ）３．０のウイスキーの炭酸水割り（ハイボール）であり、蓋体の耐圧強度は７４０ｋＰａであった。これら実施例１～３の諸元を、缶本体１の耐圧強度、座屈強度、ボトムグロース量、蓋体の耐圧強度とともに表１に示す。

【0052】

また、これら実施例１～６に対する比較例として、実施例１～６と等しい０．２８５ｍｍの元板厚のアルミニウム合金から実施例１～６と略等しい外形寸法の缶体を１００缶成形してボトムグロース量を測定した。これを比較例１とする。ただし、この比較例１のボトムリフォーム内径ｄとボトムリフォーム深さｅは、実施例１～６よりも大きい。

【0053】

さらに、実施例１～６および比較例１よりも厚い０．３３５ｍｍの元板厚のアルミニウム合金から実施例１～６および比較例１と略等しい外形寸法の缶体を１００缶成形してボトムグロース量を測定した。これを比較例２とする。ただし、この比較例２には、ボトムリフォーム加工は施されていない。

【0054】

さらにまた、実施例１～６および比較例１と等しい０．２８５ｍｍの元板厚のアルミニウム合金から実施例１～６と略等しい大きさの缶体を１００缶成形してボトムグロース量を測定した。これを比較例３とする。ただし、この比較例３においても、ボトムリフォーム加工は施されていない。

【0055】

そして、これら比較例１～３においても、実施例１～６と同様の内容物を充填して蓋体を取り付けて充填済缶を製造し、同一の条件により蓋体のバックリングの有無と内容物が充填された充填済缶を搬送するシュートにおける詰まりを確認した。これら比較例１～３についても、その諸元を、缶本体の耐圧強度、座屈強度、ボトムグロース量、蓋体の耐圧強度とともに表１に示す。なお、表１に示した諸元等は、実施例１～６および比較例１～３ともに、各１００缶の缶体および充填済缶の平均値である。

【0056】

【表1】

【0057】

この表１において、缶本体１に７０６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされるとともに、６８６ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内とされ、さらに６１８ｋＰａの内圧を作用させたときのボトムグロース量が０．５５ｍｍ～１．２９ｍｍの範囲内とされた実施例１～６の缶体では、元板厚０．２８５ｍｍと薄肉化されていても、１００缶の缶体から製造された充填済缶のうち蓋体のバックリングが生じたものはなく、また内容物が充填された充填済缶を搬送するシュートでの詰まりもなかった。

【0058】

これに対して、ボトムグロース量が１．０ｍｍよりも小さい０．９２ｍｍである比較例１では、１００缶の缶体のうち１０缶に蓋体のバックリングが認められた。また、元板厚が０．３３５ｍｍと厚い比較例２では、蓋体のバックリングは認められなかったものの、缶本体の質量が１３．３ｇと実施例１よりも１ｇ以上重く、缶本体に成形される金属材料（アルミニウム合金材）の省資源化や省エネルギー化を図ることはできない。なお、これら比較例１、２では、シュートにおける詰まりはなかった。

【0059】

一方、比較例３では、蓋体のバックリングは認められなかったものの、ボトムグロース量が３ｍｍ以上と大きかったため、缶体に内容物を充填して蓋体を取り付けた充填済缶を搬送するシュートにおいて詰まりが頻発した。

【符号の説明】

【0060】

１ 缶本体
２ 胴部
２ａ、１３ ウォール部
２ｂ、１４ フランジ部
２ｃ 肩部
２ｄ 蓋体取付部
３ 底部
４ ドーム部
５ 環状凸部
５ａ 内壁部
５ｂ 凹部
５ｃ 突端部
５ｄ 突端
５ｅ 凹部５ｂの缶軸Ｃに対する径方向の外周側に最も凹んだ底
１１ 有底円筒体
１２ 円筒部
２１ 変位計
Ｃ 缶軸
Ｄ 突端部５ｃの突端５ｄが缶軸Ｃ回りになす円の直径（接地径）
Ｒ 缶軸Ｃに沿った断面において突端部５ｃの突端５ｄ周辺がなす凸円弧の缶本体１内
部における半径（パンチＲ）
ｄ 凹部５ｂの底５ｅが缶軸Ｃ回りになす円の直径（ボトムリフォーム内径）
ｔ 凹部５ｂの底５ｅの部分から環状凸部５の突端５ｄに至る間で突端部５ｃが最も缶
軸Ｃ側に突出した位置における缶軸Ｃに対する半径方向の缶本体１の底部３の肉厚
ｅ ボトムリフォーム深さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2024-03-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を備え、上端開口部に蓋体が取り付けられて密封される缶体であって、
上記缶本体の底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、
上記ドーム部から上記缶軸方向の下端側に突出する上記環状凸部の内壁部には、ボトムリフォーム加工によって上記缶軸に対する径方向外周側に凹んだ凹部が形成されており、
上端開口部に前記蓋体が取り付けられて密封された状態で内圧が作用した際に、前記環状凸部が上記缶軸方向下端側へ突出変形することにより、前記蓋体におけるバックリングの発生を抑制するとともに、前記ドーム部が缶軸方向下端側へ突出するように変形するのを抑制することを特徴とする缶体。

【請求項2】

上端開口部に蓋体が取り付けられて密封された状態で、上記前記缶体の耐圧強度と蓋耐圧強度との差が１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の缶体。

【請求項3】

上記缶本体の内部に、無負荷の状態から７０６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記缶軸方向下端側への突出変形量であるボトムグロース量が、１．０ｍｍ～２．０ｍｍの範囲内とされ、上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６８６ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量が、０．８９ｍｍ～１．７１ｍｍの範囲内とされ、上記缶本体の内部に、無負荷の状態から６１８ｋＰａの内圧を作用させたときの上記環状凸部の突端の上記ボトムグロース量が、０．５５ｍｍ～１．２９ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の缶体。

【請求項4】

上記缶本体の底部の上記ドーム部における上記缶軸上の厚さが、０．２７０ｍｍ～０．２９０ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の缶体。

【請求項5】

上記環状凸部の突端部は、上記缶軸に沿った断面において上記突端の周辺が上記缶軸方向下端側に凸となる凸円弧状に形成されており、
この凸円弧の上記缶本体内部における半径をＲ（ｍｍ）、上記突端が上記缶軸回りになす円の直径をＤ（ｍｍ）、上記凹部の上記缶軸に対する径方向の外周側に最も凹んだ底が上記缶軸回りになす円の直径をｄ（ｍｍ）、この底の部分から環状凸部の突端に至る間で突端部が最も缶軸側に突出した位置における缶軸に対する半径方向の缶本体の底部の肉厚をｔ（ｍｍ）としたときに、（Ｄ－２×（Ｒ＋ｔ）－ｄ）／２の絶対値で表されるボトムリフォーム深さが、０．６８０ｍｍ～１．０８５ｍｍの範囲内とされていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の缶体。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0012】

上記課題を解決することにより、このような目的を達成するために、本発明は、缶軸を中心とした有底円筒状の缶本体を備え、上端開口部に蓋体が取り付けられて密封される缶体であって、上記缶本体の底部には、中央部に上記缶軸方向上端側に向けて凹む凹曲面状のドーム部が形成されるとともに、このドーム部の外周側には、上記缶軸方向下端側に突出した後に上記缶軸に対する径方向外周側に向かうに従い上記缶軸方向上端側に向かう環状凸部が上記缶軸回りの周方向に連続して形成されていて、上記ドーム部から上記缶軸方向の下端側に突出する上記環状凸部の内壁部には、ボトムリフォーム加工によって上記缶軸に対する径方向外周側に凹んだ凹部が形成されており、上端開口部に前記蓋体が取り付けられて密封された状態で内圧が作用した際に、前記環状凸部が上記缶軸方向下端側へ突出変形することにより、前記蓋体におけるバックリングの発生を抑制するとともに、前記ドーム部が缶軸方向下端側へ突出するように変形するのを抑制することを特徴とする。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】削除

【補正の内容】

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0014】

このように構成された缶体においては、上端開口部に蓋体が取り付けられて密封された缶本体に内圧が作用しても、缶本体の底部の環状凸部がボトムグロースすることにより、内圧を吸収することができる。
このため、上記構成の缶体によれば、蓋体に作用する内圧を軽減することができるので、蓋体にバックリングが発生するのを抑制することが可能となる。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0015】

本発明の缶体においては、上端開口部に蓋体が取り付けられて密封された状態で、上記前記缶体の耐圧強度と蓋耐圧強度との差が１０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下の範囲内であることが好ましい。