JP2003205940A

JP2003205940A - 缶蓋

Info

Publication number: JP2003205940A
Application number: JP2002006445A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Washisaki; 俊郎鷲崎
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2002-01-15
Filing date: 2002-01-15
Publication date: 2003-07-22
Anticipated expiration: 2022-01-15
Also published as: JP4388726B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蓋の耐圧性を向上させることができ、且つ従
来の巻締装置でも巻締安定性、密封性が確保でき、缶蓋
ブランクの縮径、板厚減少に伴うゲージダウンが可能な
缶蓋を得る。【解決手段】センターパネル、強化環状溝、チャック
ウォール、及びカール部を有する缶蓋において、前記強
化環状溝が下端円弧部から垂直或いはほぼ垂直に立ち上
る外側壁を有し、且つ前記チャックウォールが、前記外
側壁の上端に接続する曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部
と曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部から成る第１チャッ
クウォール部、及び前記曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲
部と急傾斜部から成る第２チャックウォール部から成る
缶蓋とすることより、センターパネル縮径による耐圧性
向上を維持しながら、チャックウォールとシーミングチ
ャックとの係合性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、缶蓋、特に缶蓋材
料の節約を図った缶蓋に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料コスト低減の見地から、蓋材の使用
材料を最大限に低減させることが製罐メーカーにとって
重要な技術的課題となっており、以前から種々の方法が
提案されている。蓋材の低減を図るには、蓋の構成から
みれば、蓋材の薄肉化、及び蓋材表面積の縮小化が考え
られるが、これらの方策は当然缶内の陽圧又は負圧に対
する耐圧性（耐変形性）及び容器の密封性が確保でき、
しかも巻締作業性や使用勝手性が良い等の条件を満たさ
なければならない。

【０００３】従来、耐圧性を向上させて蓋材の薄肉化を
図る手段として、一般にチャックウォールとパネル面と
の間に強化環状溝を形成することが行われているが、強
化環状溝及びそれに連なるチャックウォールの形状が缶
蓋の耐圧性に重要な影響を及ぼすため、より耐圧性を高
めるために強化環状溝とチャックウォールの形状が近年
種々提案されている。例えば、強化環状溝の形態とし
て、従来の強化環状溝はほぼＶ字状に広がっていたが、
外側壁の開き角度を従来よりも小さくして垂直壁に近づ
くようにしたもの（例えば特開平８−１９２８４０号公
報、特開２０００−１０９０６８号公報）、さらに内側
壁及び外側壁ともほぼ垂直に構成したもの(例えば、実
用新案登録第２５４４２号公報、特表平１１−５０５７
９１号公報)、あるいは、内側壁を傾斜させ外側壁をほ
ぼ垂直にしたもの(米国特許４,２１７,８４３号明細
書、米国特許４,０９３,１０２号明細書)が提案されて
いる。

【０００４】一般に、環状強化溝の外側壁は垂直で且つ
高い程、内圧に対する耐圧強度が向上すると言われてい
るが、外側壁を垂直で且つ高くすると、蓋巻締時にシー
ミングチャックが入りづらくなリ、巻締不良を生じる不
都合が生じる。それを回避するには、外側壁が垂直で高
い程、それに応じてチャックウォールの開き角度を大き
くしなければならないが、そうすると外側壁とチャック
ウォールの繋ぎ部が高い位置で屈曲角度が大きくなっ
て、くびれが発生し易くなり、内圧増加に伴って飛び移
り変形してバックリングを起し易くなるという問題が生
じる。そのため、上記従来技術では強化環状溝の外側の
高さを、センターパネルよりも低くして屈曲位置を低く
するか、あるいは外側壁をやや傾斜させてその分若干高
くして、屈曲角度を小さくしており、強化環状溝の内側
壁及び外側壁ともほぼ垂直にして、しかも外側壁を高く
するという手段を採用することができない。

【０００５】さらに、耐圧性を維持しつつ蓋材の表面積
を小さくして蓋材の節約を図る手段として、チャックウ
ォールを３０°〜６０°の角度で傾斜させ、強化環状溝
の直径を小さくするようにしたものが提案されている
（特表平１１−５０５７９１号公報）。このようにチャ
ックウォールの傾斜角を大きくして強化環状溝の直径を
小さくして、中央パネル面の面積を小さくさせると、耐
圧強度が向上し、板厚減少、ブランク径の縮径が可能
で、蓋材節約に有効であるが、現在の二重巻締装置によ
る巻締では、チャックウォールとシーミングチャックと
の十分な接触抵抗が得にくく、また巻締時のシーミング
チャックとシーミングロールとの隙間角が大きいので、
巻締時のバックアップが十分でなく、巻締部がスプリン
グバックにより緩み易く、巻締安定性、密封性の点で満
足するものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
缶蓋の耐圧強度を高める手段として、強化環状溝を垂直
にして高くすること、センターパネル径を小さくするこ
とが有効な方策として提案されているが、一方において
これらの方策は、前記のように巻締時のシーミングチャ
ックとの係合性を悪くするという、一長一短があり、未
だ前記両手段がもつ有利な機能を十分に活用した缶蓋は
得られてない。

【０００７】そこで、本発明は、前記両手段がもつ有利
な機能を十分に活かして、蓋の形状効果による耐圧性を
向上させることができ、蓋のバックリング時の飛び移り
変形も少なく、且つ従来の巻締装置でも巻締安定性、密
封性を確保でき、缶蓋ブランクの縮径、板厚減少に伴う
ゲージダウンが可能な缶蓋を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の缶蓋は、センターパネル、強化環状溝、チャックウ
ォール、及びカール部を有する缶蓋において、前記強化
環状溝が下端円弧部から垂直或いはほぼ垂直に立ち上る
外側壁を有し、且つ前記チャックウォールが、前記外側
壁の上端に接続する曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部と
曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部から成る第１チャック
ウォール部、及び前記曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部
と急傾斜部から成る第２チャックウォール部から成るこ
とを特徴とするものである。このように、前記強化環状
溝の外側壁を、下端円弧部から垂直或いはほぼ垂直に立
ち上るような構成とすることにより耐圧性が向上し、ま
た、前記強化環状溝の外側壁の上部端と前記カール部を
繋ぐ前記チャックウォールを２以上の曲線の組み合わせ
を含む構成とすることによって、前記した垂直に立ち上
がる外側壁を設けても、特に高く設けても、前記チャッ
クウォールの曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部でのくび
れの発生を効果的に防止できる。さらに、前記チャック
ウォールは、カール部と繋がる側が急傾斜部となるよう
に構成して前記カール部と繋がるようにすることによっ
て、巻締時のチャックウォールとの係合性が向上し、巻
締安定性、密封性に優れた缶蓋が得られる。

【０００９】前記外側壁の高さｈ_２はセンターパネル内
面高さｈ_１より高く、ｈ_２＞ｈ_１の関係を満たすことが
望ましく、特に、ｈ_１＋ｔ≦ｈ_２≦３．２５ｍｍ（但
し、ｔはセンターパネルの板厚）の関係を満たしている
ことが望ましい。外側壁の高さｈ_２がｈ_１＋ｔよりも小
さいと強化環状溝による耐圧性が十分に向上せず、また
３．２５ｍｍ以上であると、チャックウォールが十分に
確保できないので、上記範囲が望ましい。また、前記強
化環状溝の下端円弧部は、曲率半径ｒ_２が、０．６５ｍ
ｍ≦ｒ_２≦２．００ｍｍの円弧部となっているのが望ま
しい。耐圧性向上には曲率半径は小さい方が有利である
が、小さ過ぎると成形加工が困難となるので、上記範囲
が望ましい。

【００１０】また、前記チャックウォールの曲率半径Ｒ
_１はＲ_１≧１．８５ｍｍ、曲率半径Ｒ_２はＲ_２≧０．６
５ｍｍの円弧部となっているのが望ましく、このような
構成にすることによって、より一層効果的に、前記チャ
ックウォールの曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部でのく
びれの発生を防止できる。その場合、前記チャックウォ
ールの曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部と、曲率半径Ｒ
_２の外側に凸の湾曲部分の間に、３０°〜６０°傾斜し
ている緩傾斜部を設けることが、前記曲率半径Ｒ_１とＲ
_２から成る湾曲部を滑らかに接続する点で望ましい。そ
の場合、チャックウォールの急傾斜部の高さｈ_３は、前
記カール部頂面から２．５〜３．５ｍｍであるのが望ま
しい。さらに、センターパネル径と缶蓋外径との比ｋを
０．７５＜ｋ≦０．８５の範囲にすると、センターパネ
ル縮径による耐圧性向上を維持しながら、チャックウォ
ールとの係合性を高めることができて望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。図１は本発明の実施形態に係る
缶蓋の要部断面を拡大して示している。本実施形態の缶
蓋１は、センターパネル２、強化環状溝３、チャックウ
ォール４、カール部５からなっている。強化環状溝３
は、センターパネル２の周縁部に曲率半径ｒ_１の湾曲部
１０を介して接続する垂直或いはほぼ垂直な内側壁１
１、半径ｒ_２の下端円弧部１２及び垂直或いはほぼ垂直
な外側壁１３からなり、該外側壁１３の上端がチャック
ウォール４に接続している。強化環状溝の外側壁１３及
び内側壁１１は互いに軸線に対して平行（即ち、垂直
壁）であることが望ましいが、外側壁１３は軸線に対し
て外側に０°〜２°、内側壁１１は軸線に対して内側に
０°〜２°傾斜しても良い。外側壁１３の高さｈ_２はセ
ンターパネル内面高さｈ_１よりも高く、ｈ_２＞ｈ_１の関
係を満たしていなければならず、より望ましくはｈ_１＋
ｔ≦ｈ_２≦３．２５ｍｍ（但し、ｔはセンターパネルの
板厚）の条件を満たすようにする。具体的には、ｈ_２は
センターパネル内面高さｈ_１よりも０．２３〜１．００
ｍｍ高くなるように形成する。

【００１２】前記チャックウォール４は、前記強化環状
溝３の外側壁１３とカール部５間に位置し、第１チャッ
クウォール部１５と第２チャックウォール部１６から成
り、前記第１チャックウォール部１５は、外側壁１３の
上端に接続する曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部１７
と、曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部１８及び両湾曲部
を繋ぐ繋ぎ部１９から構成されている。繋ぎ部１９は、
より望ましくは、内側に凸の湾曲部１７と外側に凸の湾
曲部１８が直接繋がって形成されるか、或いは内側に凸
の湾曲部１７と外側に凸の湾曲部１８とを次第に曲率半
径を変化させた１または複数の曲線で繋いで、連続的に
内側凸から外側凸に滑らかに変化する曲線で形成するの
が望ましい。尚、前記繋ぎ部１９は、垂直面に対して傾
斜した傾斜部としても良く、傾斜部の傾斜角度θ_１は３
０°〜６０°、望ましくは４０〜５０°である。３０°
以下であるとセンターパネルの縮径効果が得られず、６
０°以上である巻締が困難となると共に、耐圧性向上に
も不利となる。

【００１３】また、前記第２チャックウォール部１６
は、外側に凸の湾曲部１８と急傾斜部２０から構成さ
れ、前記湾曲部１８から滑らかに急傾斜部２０に変化さ
せて形成するのが望ましく、前記急傾斜部２０の傾斜角
度θ_２は、３°〜１５°外側に傾斜させるのが望まし
く、３゜以下であるとシーミングチャックの嵌合が困難
となり、一方、１５°よりも大きいと二重巻締時の巻締
ロールに対するバックアップ効果が得られず、巻締がル
ーズとなる。そして、前記した第１チャックウォール部
１５及び第２チャックウォール部１６により、くびれの
原因となる屈曲をなくして曲率変化部の応力集中を緩和
し座屈強度を向上させることができる。

【００１４】第１チャックウォール部１５の湾曲部１７
の曲率半径Ｒ_１は、０．６５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲が
望ましく、０．６５ｍｍ以下では繋ぎ部が尖がり状とな
り、応力が集中し易くなり望ましくない。また、曲率半
径Ｒ_１の上限は、前記外側壁１３の上端の位置から制限
を受け、大きすぎると垂直、或いはほぼ垂直に立ち上が
る前記外側壁１３の長さが短くなると共に、曲率半径Ｒ
_２の湾曲部１８の形成が困難になるため、２．０ｍｍ以
下が望ましい。また、湾曲部１８の曲率半径Ｒ_２は、第
２チャックウォール部１６の急傾斜部２０の傾斜角度と
湾曲部１７の曲率半径Ｒ_１から決定される。前記急傾斜
部２０の高さｈ_３は、カール部頂面からの垂直距離で
２．５〜３．５ｍｍの範囲、缶蓋の高さＨに対してはそ
の上部から約３５〜５５％、望ましくは４０〜５０％の
範囲内の位置にあればよく、これにより二次巻締時にお
けるシーミングチャックの垂直部でのバックアップ性が
向上する。

【００１５】本発明のセンターパネル径Ｄ_１は、缶蓋外
径（カール部外径）Ｄ_２との比ｋ（＝Ｄ_１／Ｄ_２）が
０．７５＜ｋ≦０．８５の範囲となるように選択する。
センターパネル径と缶蓋外径との比ｋが０．７５よりも
小さいと、センターパネル外径が缶蓋外径に対して小さ
くなりすぎ、外側壁１３を強化環状溝３の下端円弧部１
０からほぼ垂直に、或いは垂直に立ち上がるように設け
ることができない。また、チャックウォールの傾斜角も
上記限度を超えて大きくしなければならないか、或いは
缶蓋高さを高くしなければならない不都合が生じる。一
方、ｋが０．８５よりも大きいとセンターパネルの縮径
効果が得られない。

【００１６】図２は、本発明の実施形態に係る缶蓋の巻
き締め時及び内圧負荷時の要部断面を示し、鎖線の状態
が巻き締め時の形状を示し、実践が内圧負荷時（０．７
ＭＰａ）の形状を示している。この図２から明らかなよ
うに、本発明の缶蓋の内圧負荷時における形状は、セン
ターパネル２が上方に膨張すると共に湾曲部１０の曲率
半径ｒ_１が大となり、その結果、外側壁１３の上端に接
続する曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部１７を支点とし
て、環状強化溝３が上方及び径方向内方に移動する。

【００１７】この時、環状強化溝３を構成する内側壁１
１、下端円弧部１２及び垂直或いはほぼ垂直に立ち上が
る外側壁１３の内、前記内側壁１１及び下端円弧部１２
は、その形状を保ちながら上方に移動する。一方、外側
壁１３は、垂直或いはほぼ垂直状態から急傾斜に変化す
るが、そのその状態が急傾斜であるため耐圧性が低下す
ることはなく、特に外側壁１３の高さが高い程この傾向
が現れる。また、内側に凸の湾曲部１７が支点となるた
め、内圧負荷時外側に凸の湾曲部１８でのくびれの発生
を効果的に防止できる。さらに、前記チャックウォール
４のカール部と繋がる側が急傾斜部２０であるため、同
様に耐圧性が向上し、密封性に優れた缶蓋とすることが
できる。

【００１８】以上のように形成された本実施形態の缶蓋
は、図３に示すように、急傾斜部作用面２２と緩傾斜部
作用面２３とを備えた従来のシーミングチャック２１を
有する通常のシーマで巻締可能であり、シーミングチャ
ック２１が缶蓋１に嵌合した状態でチャックウォール４
の急傾斜部２０とシーミングチャックの急傾斜部作用面
２２との隙間傾斜角αが小さいので、巻締開始時から湾
曲部１８を中心としてシーミングチャックと広い接触面
積で圧接し、第１巻締ロールの接触開始時の強い抵抗に
対しても缶蓋とシーミングチャックとの滑りが生じるこ
となく巻締することができる。そして、チャックウォー
ル４の急傾斜部２０とシーミングチャックの急傾斜部作
用面２２との隙間傾斜角が小さいので、１次巻締終了時
には、巻締部のチャックウォール４がシーミングチャッ
クの急傾斜部作用面２２にバックアップされた状態にな
り、より完全に所定形状に１次巻締することができる。

【００１９】そして、この状態から第２巻締ロールによ
る２次巻締が行われるので、２次巻締は巻締開始から巻
締部がシーミングチャックにバックアップされた状態で
行われる。その結果、より強い圧接力で巻締することが
でき、巻締部が強固に成形される。従って、巻締終了後
のスプリングバック量が少なく、巻締部が緩むことなく
強固な巻締が達成できる。

【００２０】

【実施例】次に実施例として、図１に示す形態の缶蓋、
また比較例１として、特表平１１−５０５７９１号公報
記載の缶蓋形状を実施例１とほぼ同様の缶蓋外径となる
ように変更した缶蓋、比較例２として従来の缶蓋を、そ
れぞれ表１に示す各寸法とし、それらの内圧変化とセン
ターパネルの中央部分の変形量との関係を調べた。その
結果を図４のグラフに示す。尚、図４は実施例と比較例
１、２との缶蓋形状の相違点が明確になるように重ねあ
わせて比較したものであり、実線が実施例１の缶蓋１、
１点鎖線が比較例１の缶蓋３０、点線が比較例２の缶蓋
３１を表している。

【００２１】

【表１】

【００２２】前記実施例と比較例１、２の缶蓋における
内圧上昇に対するセンターパネル中央部分の変形量は、
図５に示すように、本実施例の方が明らかに小さくなっ
ている。特に実施例と比較例２とは内圧が０．１ＭＰａ
から変形量に明らかな差があり、内圧が高くなるにつれ
てその差は次第に拡大している。例えば、比較例１が内
圧０．３ＭＰａでは約０．３ｍｍ多く、０．５ＭＰａで
は約０．５ｍｍに拡大している。また、比較例１と比較
すると、内圧が０．３ＭＰａまではセンターパネルの変
形量は殆ど同じであるが、内圧が０．４ＭＰａからは明
らかに比較例２の方が変形量が多くなっている。以上の
結果から本発明の缶蓋が内圧上昇に対するセンターパネ
ルの変形量が少なく耐圧性に優れていることが分かる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、前記強
化環状溝の外側壁を下端円弧部から垂直或いはほぼ垂直
に立ち上るような構成とすること、及び前記強化環状溝
の外側壁の上部端と前記カール部を繋ぐ前記チャックウ
ォールを２以上の曲線と急傾斜部の組み合わせを含む構
成とすることによって、両手段がもつ有利な機能を活か
して、蓋の形状効果による耐圧性が向上させることがで
き、蓋のバックリング時の飛び移り変形も少なく、且つ
従来の巻締装置でも巻締安定性、密封性を確保でき、缶
蓋ブランクの縮径、板厚減少に伴うゲージダウンが可能
な缶蓋を得ることができる。特に前記環状強化溝の外側
壁を垂直に、且つセンターパネルよりも高くする手段を
用いることにより、顕著に耐圧性、巻安定性、密封性、
ゲージダウン等を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る缶蓋の要部断面図であ
る。

【図２】本発明の実施形態に係る缶蓋の巻き締め時及び
内圧負荷時の要部断面図である。

【図３】缶胴への第１次巻締前の状態を示す要部断面図
である。

【図４】本発明の実施例の缶蓋と比較例１、２の缶蓋と
を比較するために重ね合わせた要部断面図である。

【図５】実施例と比較例の缶蓋の内圧力とセンターパネ
ル中央部の変形量との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１缶蓋２センターパネ
ル３強化環状溝４チャックウォ
ール５カール部１０湾曲部１１内側壁１２下端円弧部１３外側壁１５第１チャッ
クウォール部１６第２チャックウォール部１７、１８湾曲
部１９繋ぎ部２０急傾斜部２１シーミングチャック２２急傾斜部作
用面２３緩傾斜部作用面ｈ_１センターパネル内面高さｈ_２強化環状溝の外側壁高さ θ_１繋ぎ部の傾斜角度 θ_２急傾斜部の傾斜角度Ｒ_１湾曲部１７の曲率半径Ｒ_２湾曲部１８の曲率半径Ｄ_１センターパネル径Ｄ_２缶蓋外径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】センターパネル、強化環状溝、チャック
ウォール、及びカール部を有する缶蓋において、前記強
化環状溝が下端円弧部から垂直或いはほぼ垂直に立ち上
る外側壁を有し、且つ前記チャックウォールが、前記外
側壁の上端に接続する曲率半径Ｒ_１の内側に凸の湾曲部
と曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部から成る第１チャッ
クウォール部、及び前記曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲
部と急傾斜部から成る第２チャックウォール部から成る
ことを特徴とする缶蓋。
【請求項２】前記外側壁の高さｈ_２はセンターパネル
内面高さｈ_１より高く、ｈ_２＞ｈ_１の関係を満たしてい
る請求項１に記載の缶蓋。
【請求項３】前記外側壁の高さｈ_２とセンターパネル
内面高さｈ_１は、ｈ _１＋ｔ≦ｈ_２≦３．２５ｍｍ（但
し、ｔはセンターパネルの板厚）の関係を満たしている
請求項１又は２に記載の缶蓋。
【請求項４】前記強化環状溝の下端円弧部は曲率半径
ｒ_２が、０．６５ｍｍ≦ｒ_２≦２．００ｍｍの円弧部と
なっている請求項１〜３の何れかに記載の缶蓋。
【請求項５】前記チャックウォールの曲率半径Ｒ_１が
Ｒ_１≧１．８５ｍｍ、曲率半径Ｒ_２がＲ_２≧０．６５ｍ
ｍの円弧部である請求項１〜４の何れかに記載の缶蓋。
【請求項６】前記チャックウォールの曲率半径Ｒ_１の
内側に凸の湾曲部と、曲率半径Ｒ_２の外側に凸の湾曲部
分の間に、３０°〜６０°傾斜している緩傾斜部を有し
ていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の
缶蓋。
【請求項７】センターパネル径と缶蓋外径との比ｋが
０．７５＜ｋ≦０．８５である請求項１〜６の何れかに
記載の缶蓋。
【請求項８】前記チャックウォールの急傾斜部の高さ
ｈ_３は、前記カール部頂面から２．５〜３．５ｍｍであ
る請求項１〜７の何れかに記載の缶蓋。