JP3784550B2

JP3784550B2 - 正内圧缶用缶蓋

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Publication number: JP3784550B2
Application number: JP27891598A
Authority: JP
Inventors: 義彦松川; 一夫松井
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: JP2000109068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、缶体の内圧が外気圧よりも大きい正内圧缶に用いられる缶蓋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コーラやサイダー、ビール等に代表される炭酸含有飲料が市場で好評を博している。そのため、それらを封入する正内圧缶が大量に生産されており、それに固着される正内圧缶用缶蓋も大量に生産されている。そして、省資源の観点と経済的な観点から、正内圧缶用缶蓋の板厚を減少させることが行われている。
【０００３】
一方、炭酸含有飲料が封入される正内圧缶に用いられる正内圧缶用缶蓋には、炭酸含有飲料から放出される二酸化炭素による圧力に耐えるだけの強度が必要である。しかしながら、缶蓋の板厚を減少させると、缶蓋の強度が減少する。そのため、缶蓋の形状を改良してその強度が減少することなしにその板厚を減少させる試みがなされている。
【０００４】
このような飲料缶用缶蓋１００の形状の一例を示すと、この種の缶蓋１００は、通常、図３に示すように、曲率内半径（ｒ1）の底壁部を持つほぼＵ字状の強化環状溝１０１により囲まれた中央の実質的平坦な中央パネル１０２を備えている。その強化環状溝１０１は内側壁１０３及びカウンターシンク外側壁１０４を備えている。カウンターシンク外側壁１０４の上端はショルダー壁１０５を介して半径方向外側に延びる外周フランジ・カール部１０６を備えている。さらにその外周フランジ・カール部１０６の末端部分は、二重巻締のために缶蓋の中心に向かって内側に折り曲げられている。そして、耐圧性能を向上させるために、カウンターシンク外側壁１０４の傾斜角を小さくしたり、中央パネル１０２の底部からの高さ（パネルハイト）を高くしたり、また強化環状溝の底壁部曲率内半径を小さくしたりすることが、製缶分野では周知慣用されている。
【０００５】
缶蓋における金属素材の板厚を減らしてその材料コストを下げるためには、蓋の剛性を向上させる必要があり、蓋を強化する方法として、例えば、実用新案登録第２５４４２２２号公報や特開平８−１９２８４０号公報等に記載されたのものが知られている。前者の実用新案登録２５４４２２２号公報には、実質的に平坦な中央パネルの外周側に、内側垂直壁と底壁部と外側垂直壁とからなる強化環状溝が連続して形成され、その強化環状溝の外周側にチャックウオールが連続した形状の缶蓋や缶底における耐圧容器用端壁が開示されている。その環状溝の内面壁と外面壁とが垂直に形成されていることによって、その部分の強度が向上する。その結果、缶蓋の板厚を薄くしても、強化環状溝や中央パネルのバックリングを起こし難くすることができるというものである。
【０００６】
また、後者の特開平８−１９２８４０号公報には、センターパネルから湾曲部を介して内側側壁が垂下し、その内側側壁から湾曲底部が外方に連続するとともに、その湾曲底部から上方にチャックウオールが立ち上がり、そのチャックウオールからシーミングパネルが突出する缶蓋が開示されている。そして、そのチャックウオールに屈曲点を設けて、その屈曲点より上部を第１ウオール、下部を第２ウオールとして、第１ウオールの開き角度を第２ウオールの開き角度よりも大きくすることによって、内圧がかかると第２ウオールが主に変形することによって高耐圧化させることができるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにカウンターシンク外側壁の一部に垂直壁を設けることにより、カウンターシンク壁の剛性を高くし、耐圧強度を向上させることが可能となり、内圧が高くなった場合、その壁の塑性変形（座屈）を防止することが一応可能と考えられる。しかしながら、スチールに比べ展延性の少ないアルミニウム製の缶蓋では、薄肉化に伴いチャック壁と外側垂直壁との接続部分が加工硬化を起こしてこの部分にくびれが生じ易く、その結果、このくびれ部分に応力が集中して、この部分から塑性破壊し易くなり、薄肉で耐圧を向上させる際の技術的な障害となっている。また、缶の内面側となる面に樹脂被覆したアルミニウム製缶蓋の場合には、くびれにより被膜にクラックが入りやすくなり、樹脂被膜のダメージに件い被膜性能を低下させる難点がある。
【０００８】
一方、缶蓋をシーマーのスタッカーから１枚ずつ供給していくときセパレーターナイフとセパレーターロールとで缶蓋を１枚ずつ取り出すいわゆる蓋切りが行われるが、剛性を高めるためにカウンターシンク外側に垂直壁を設けると、蓋の横ずれ量が小さくなってシャッフル性（シーマーでの蓋切れ、流れ性を保証する目安）が悪くなり、そのため、セパレーターナイフが、積層した缶蓋と缶蓋との間に入りにくくなり、シーマーでの蓋切り作業に支障をきたしたり、あるいはセパレータナイフが入りにくくなることからフランジ・カール部末端を潰したり変形させたりし易い。このフランジ・カール部の変形により正常な巻締が得られずに漏れ缶を引き起こす危険性がある。更にスタッカー等ヘの缶蓋搬送シュート内でブロック状態のまま搬送されるため、滑らかな搬送が期待できなくなり生産性を低下させたり、シュートガイド等で缶蓋の外面搾り傷が発生しやすく品質の低下を招くなど大きな欠陥につながる問題がある。
【０００９】
さらに、くびれ位置によって耐圧性能が変わり耐圧強度にバラツキが生じやすくなるので、くびれの高さ位置の設定に微妙な調整が必要となるなど生産工程での煩わしさがある。
【００１０】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、薄板材を使用しても実用に耐え得る性能と強度及びシャッフル性を維持することのできる正内圧缶用缶蓋を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段およびその作用】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、ほぼ円盤状のパネル部の外周に、前記パネル部の板厚方向に窪んだ断面Ｕ字状の強化環状溝が形成されており、その強化環状溝の内側壁が前記パネル部の板厚方向に延出するように連続し、かつその内側壁の外周側に前記強化環状溝の底壁が前記パネル部の半径方向外側に連続して延出し、さらに、該底壁の外周側に前記強化環状溝の外側壁が前記パネル部の半径方向において前記内側壁と対向するように延出して連続し、該外側壁の外周側に前記パネル部の中心軸線方向に沿って切断した断面が湾曲した形状となる曲面連結壁が前記パネル部の板厚方向に延出するように連続し、該曲面連結壁の外周側にテーパ筒状のチャック壁が連続して形成されるとともに、該チャック壁の外周側にラッパ状のショルダー壁が連続し、さらに、該ショルダー壁の外周側に前記パネル部の半径方向で外側に延出し、半径方向内側に曲げ戻された外周端を有するフランジ・カール部が連続して形成された正内圧缶用缶蓋において、前記チャック壁と前記パネル部の中心軸線とのなす角度が１０°以上２０°以下であり、前記曲面連結壁が前記パネル部側に凸となる形状を有するとともにその凸となる部分の曲率半径が０．６６ｍｍ以上９．００ｍｍ以下であり、その曲面連結壁に接続している前記強化環状溝の外周側底壁の内側曲率円と該曲面連結壁に接続している前記ショルダー壁の外側曲率円とを結ぶ共通接線から該曲面連結壁の突出部までの最大距離が前記パネル部の板厚の１０％以上５０％以下であり、向きを揃えて積層した状態で半径方向にずらした際に、一方の曲面連結壁と他方の強化環状溝の底壁とが当接するように形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
従って、請求項１の発明によれば、パネル部の径方向における曲面連結壁の断面が曲線であり、その曲率半径が０．６６ｍｍ以上９．００ｍｍ以下であることによって、缶蓋にくびれが発生せず、薄板材から缶蓋を成形しても、耐圧強度に優れた缶蓋を得ることができるとともに、内面被膜に亀裂が発生することを防ぐことができる。
【００１３】
さらに強化環状溝の外側壁と曲面連結壁とが、それらの接続部及びその近傍では外周壁の傾斜角に近い角度でパネル部の板厚方向に連続し、外周側に移るのにしたがって徐々に傾斜角を増大するとともに、増大した箇所で缶蓋相互の当接点が存在するので、缶蓋の耐圧強度を向上させたまま缶蓋のシャッフル性を良好なものとすることができる。従って、シーマーへの缶蓋供給作業におけるフランジ・カール部の変形等のトラブルを解消することができるとともに、缶蓋を積層した状態でシュートによって搬送する場合においても、シュート内で缶蓋がブロッキングすることを防ぐことができ、シュート内で蓋詰まりを起こしたり内面被膜に傷がつくことを防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に加えて、前記強化環状溝の外側壁と前記パネル部の中心軸線とのなす角度が２°以上１０°以下であるように形成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
従って、請求項２の発明によれば、強化環状溝の外側壁がパネル部の中心軸線に対して２°以上１０°以下をなす方向に延出していることによって、強化環状溝のＵ字溝の深さを深くした場合でも、金型に抜き勾配が確保でき、くびれを防ぐことができる。なお、缶蓋成形用金型のクリアランスが板厚よりも小さくなると、金型が缶蓋に食い込むことによって加工硬化を起こしてくびれる。その結果、薄板材から缶蓋を成形しても、缶蓋の耐圧強度を維持することができるとともに、内面被膜に亀裂が発生することを防ぐことができる。また、缶蓋のシャッフル性を維持することができる。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２の発明に加えて、前記強化環状溝の内側壁が前記パネル部の中心軸線に対してほぼ平行であることを特徴とするものである。
【００１７】
従って、請求項３の発明によれば、強化環状溝の内側壁とパネル部の中心軸線とがほぼ平行であることによって、強化環状溝の内側壁と外側壁との強度が向上する。その結果、薄板材から缶蓋を成形しても、耐圧強度に優れた缶蓋を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。図１はこの発明の一実施例を示すものであって、ここに示す正内圧缶用缶蓋（以下、単に缶蓋という）１は、アルミニウム合金製の平板材（図示せず）から、通常公知の成形金型を用いて形成されている。なお、この平板材の一方の表面には、予め合成樹脂からなる内面被膜（図示せず）が形成されている。この内面被膜は保護塗料や樹脂フィルムから形成されている。その塗料としては、熱硬化性及び熱可塑性樹脂からなる任意の保護塗料、例えばフェノール−エポキシ塗料、アミノ−エポキシ塗料等の変成エポキシ塗料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エポキシフェノール変性−ビニル塗料等のビニルまたは変成ビニル塗料等の単独または２種以上の組み合わせが使用される。また、その樹脂フィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を基本構成とし、さらにポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩＴ）等のコポリマーでも適用できる。また、樹脂フィルムが内面被膜に用いられる場合、その樹脂フィルムは、未延伸のものでも二軸延伸のものでもよく、その厚さが８μｍ以上２５μｍ以下であるものが望ましい。これは、厚さが８μｍ未満である場合には、缶体の内容物によるとしても、内面被膜によって缶蓋１を充分保護することが難しいのであり、厚さが２５μｍを超える場合には、内面被膜に用いられる材料が過剰となり、好ましくない。
【００１９】
そして、缶蓋１の中央部には、円盤状のパネル部２が形成されている。さらに、そのパネル部２の外周には、図１においてほぼ下方向に窪むＵ字形であり、内側壁３ａと底壁３ｂと外側壁３ｃとによって形成された強化環状溝３が形成されている。なお、底壁３ｂと外側壁３ｃとの間は一定の曲率半径ｒを有する曲面となるように接続されている。また、外側壁３ｃは、パネル部２の中心軸線に沿う方向から角度θ１をなす方向に延出するように形成されている。なお、この角度θ１は２°以上１０°以下となっている。なお、角度θ１が２°以上になっているのは、２°未満では、缶蓋１を複数枚積層した際の耐圧強度とシャッフル性とが低下する可能性があるためである。例えば角度θ１が０°、つまりパネル部２の中心軸線に沿う方向と同じ方向に外側壁３ｃが延出している場合では、シャッフル値（図４によって表される長さｓ）が１．０mmよりも小さくなって、シャッフル性が低下する。さらに、コーラやビール等の炭酸含有飲料が封入される缶体の缶蓋に缶蓋１が採用する場合には、内側壁３ａをパネル部２の中心軸線に沿う方向、つまり図１における上下方向に延出するように形成し、缶蓋１の耐圧強化を図ることが望ましい。
【００２０】
そして、強化環状溝３の外側壁３ｃから図１においてほぼ上方に延出して曲面連結壁４が形成されている。なお、この曲面連結壁４は一定の曲率半径Ｒを有する曲面形状を有しており、その曲率半径の中心はパネル部２の側とは反対側に存在している。つまり、曲面連結壁４はパネル部２側に膨らみ突出するように形成されている。そして、図２に示すように、複数枚の缶蓋１を同じ向きに積層した際に、ある缶蓋１の曲面連結壁４のパネル部２側の表面（缶外面側となる面）に、それに隣接する缶蓋１の強化環状溝３の外面が当接することができるように、曲面連結壁４が形成されている。
【００２１】
また、曲面連結壁４から図１のほぼ上方向に延出してテーパ状のチャック壁５が形成されている。なお、このチャック壁５は、パネル部２の中心軸線に沿う方向から角度θ２をなす方向に延出するように形成されている。そして、この角度θ２は、上述の角度θ１よりも大きく、１０°以上２０°以下となっている。これは、その角度θ２が１０°未満であれば、缶蓋１を円筒状の缶胴（図示せず）に巻き締める際に、チャック工具が挿入しにくくなるうえに、チャックとの嵌合が緩めになり、二重巻締めの際の密封不良が生じやすくなる。また、角度θ２が２０°を超えると、強化環状溝３を維持した状態では、そのシャッフル性が低下する。また、逆にシャッフル性を維持した状態では、缶蓋１の径方向における強化環状溝３の直径を小さくせざるを得ず、それに伴いパネルの径も小さくなるため、缶蓋１がプルタブ式やステイオンタブ式といったイージーオープン缶蓋である場合には、パネル部２に形成され缶体の内容物を流出させるための開口部（図示せず）の位置が巻締部よりも遠くなり、消費者が缶体を傾け、缶蓋１の開口部から内容物を飲む際に、飲みづらくなるという不都合が生じる。
【００２２】
また、角度θ２を角度θ１よりも大きくするのは、角度θ２が角度θ１以下である場合には、曲面連結壁４がパネル部２とは反対側に膨らみ突出することになるため、缶蓋１の耐圧強度が低下する恐れがあるためである。
【００２３】
さらに、そのチャック壁５の上端から図１におけるほぼ上方向に延出するラッパ状のショルダー壁６が形成されている。そして、そのショルダー壁６から図１における左方向に延出してフランジ・カール部７が形成されている。このフランジ・カール部７は、缶蓋１の縁部をまるく丸めるようにカーリングすることによって形成されている。また、パネル部２の中心軸線に沿う方向におけるフランジ・カール部７の上端と下端との長さＴ（カール厚）が２．０ｍｍ以上２．３ｍｍ以下となっている。そして、このフランジ・カール部７が円筒状の缶胴（図示せず）の開口縁部に巻き締められることにより、缶蓋１が缶胴に固着され、正内圧缶（図示せず）が形成される。
【００２４】
なお、缶蓋１の板厚は０．２２０ｍｍ以上０．３３５ｍｍ以下となっている。これは、板厚が０．２２０ｍｍ以下では、缶蓋１の耐圧強度が低下するので、缶蓋１の耐圧強度を維持するために、強化環状溝３の底壁３ｂと外側壁３ｃとを連結する部分の曲率半径ｒを０．３５ｍｍ以下にする必要が生じる。その場合、缶蓋１の成形過程において、缶蓋１にくびれが生じ、底壁３ｂに亀裂が発生する可能性がある。一方、板厚が０．３３５ｍｍ以上では、缶蓋１に用いられる材料が過剰となり、経済的ではない。
【００２５】
また、パネル部２の中心軸線に沿う方向における強化環状溝３の底壁３ｂから外側壁３ｃの上端までの長さｈ１が、パネル部２の厚さをｔ、スタック厚をｋとすると、（ｒ＋ｔ）を超え（ｋ＋ｒ＋ｔ）未満となっている。これは、ｈ１が小さすぎる場合には、缶蓋１を従来から知られている缶蓋成形用金型（例えば、特開昭６０−１７０５４０号公報に記載されたもの）によって成形する際に、チャック壁５が共通接線Ｌ（強化環状溝３の底壁３ｂと外周壁３ｃとを連結する部分とショルダー壁６との共通接線）に近づくため、曲面連結壁４をパネル部２側に膨らみ突出するように成形しようとすると、缶蓋１にくびれが生じたりその内面被膜が損傷を受ける可能性がある。一方、ｈ１が大きすぎる場合には、曲面連結壁４のパネル部２側に突出する位置が図１における上方に存在することになり、缶蓋１の強度を向上させることができない可能性がある。さらに、チャック壁５のパネル部２の中心軸線に沿う方向における長さが短くならざるを得ず、缶蓋１が缶胴に巻き締められる際に、正常な巻締が得られない可能性があり、形成された缶体の気密性が損なわれる恐れがある。
【００２６】
さらに、上述の曲面連結壁４は、その曲率半径Ｒが０．６６ｍｍ以上９．００ｍｍ以下となるように形成されている。これは、以下の理由による。曲面連結壁４の曲率半径Ｒが０．６６ｍｍ未満である場合では、曲面連結壁４が形成される際に、曲面連結壁４にくびれが生じる可能性がある。そして、くびれが生じることによって、くびれが生じた曲面連結壁４の部分を被覆している内面被膜に亀裂が生じる可能性がある。また、曲面連結壁４の曲率半径Ｒが９．００ｍｍを超える場合には、パネル部２側に突出する突出長さが小さくなり、かつ突出する位置が図１における上方に存在することになるので、缶蓋１の強度を向上させるには不充分である。
【００２７】
また、共通接線Ｌから曲面連結壁４の突出部までの最大距離が、缶蓋１の板厚の１０％以上５０％以下となるように曲面連結壁４が形成されている。これは、１０％未満では、曲面連結壁４による缶蓋１の強度向上を図ることができない。また、５０％を超える場合には、シャッフル値が１．０ｍｍ未満となって、積層された缶蓋１をセパレータナイフによって分離させる際に、セパレータナイフが缶蓋１と缶蓋１との間に容易に挿入されないばかりか、セパレータナイフによって缶蓋１のフランジ・カール部７が変形あるいは傷つく可能性がある。また、缶蓋１を搬送する場合に、缶蓋１同士が一旦重なり合うと、缶蓋１同士が密着嵌合した状態となって容易にシュートのガイドに沿わなくなり、ブロッキング現象を発生させ、シュート内に缶蓋１が詰まり生産性を低下させてしまう可能性がある。
【００２８】
さらに、パネル部２の中心軸線に沿う方向における強化環状溝３の底壁３ｂとの上面からフランジ・カール部７の上端面までの長さ（カウンターシンク深さ）ｈ２が６．０ｍｍ以上７．１ｍｍ以下に、パネル部２の中心軸線に沿う方向におけるパネル部２の上面と強化環状溝３の底壁３ｂとの間の長さ（パネルハイト）ｈ３が１．１ｍｍ以上２．４ｍｍ以下になるように缶蓋１が形成されている。なお、コーラやビール等の炭酸含有飲料が封入される缶体の缶蓋に採用する場合には、ｈ３を比較的長く設定し、缶蓋１の耐圧強化を図ることが望ましい。
【００２９】
つぎに、この発明の一実施例である正内圧缶用缶蓋１の効果を実証する実験について説明する。まず、材料のアルミニウムに５１８２系アルミニウムが用いられた缶蓋１を複数枚用意し、下記の三つの項目について測定した。
【００３０】
まず、第１の測定項目として、缶蓋１の耐圧強度を測定した。まず、缶蓋１を絞りしごき缶胴に巻き締めた後、缶胴の缶底側を開口し、耐圧検査装置によって缶胴内部にガス圧をかけ、缶蓋１の強化環状溝３の一部から一回目の角出し（バックリング）が発生したときの圧力をレコーダーによって計測した。
【００３１】
また、第２の測定項目として、缶蓋１の缶体内面となる面（図１における下面）を上に向けて、図４に示すように缶蓋１のフランジ・カール部７の厚さの総計が約５０．８ｍｍになるまで複数枚の缶蓋１を積層し、下の方の缶蓋１から順次横にずらして、そのシャッフル値（横ずれ量）ｓをシャッフルゲージ又はノギスによって測定した。
【００３２】
さらに、第３の測定項目として、アセトン中に硫酸銅を溶解させ、その溶液中に缶蓋１を１０分間浸漬し、その後水洗し、実体顕微鏡によって強化環状溝３に位置する内面被膜の腐食状態を測定した。そして、腐食されている箇所が点であってその点が５つまで発生している場合はその缶蓋１を可とし、腐食点が６箇所以上または点ではなく腐食が面に亘って発生している場合はその缶蓋１を不可と判定した。
【００３３】
【実施例１】
まず、本発明の缶蓋１として２種類の缶蓋を用意する。それらの缶蓋Ａ，Ｂは５１８２−Ｈ３９アルミニウム合金からなり、板厚が０．２３５ｍｍであって、缶体内面となる表面にフェノール−エポキシ塗料が１１０ｍｇ／ｄｍ２塗布、焼付け硬化されている。また、缶蓋Ａ，Ｂはフランジ・カール部の外径が５７．２０ｍｍ（蓋呼称２００）であって、強化環状溝３の底壁３ｂの上面からフランジ・カール部７の上端面までの長さｈ２が６．０５ｍｍ、強化環状溝の底壁３ｂと外側壁３ｃとを連結する部分の曲率半径ｒが０．６６ｍｍ、曲面連結壁４の曲率半径Ｒが０．６６ｍｍ、ショルダー壁６の曲率半径が２．００ｍｍ、パネルハイトｈ３が１．３ｍｍ、フランジ・カール部７の上端と下端との長さＴが２．１０ｍｍとなるように形成されている。また、缶蓋Ａは角度θ１が６．３°、角度θ２が１６．０°、長さｈ１が１．３ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が３８．７％になっている。また、缶蓋Ｂは角度θ１が６．５°、角度θ２が１５．０°、長さｈ１が１．０ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が１６．６％になっている。
【００３４】
また、比較例の缶蓋として、９種類の缶蓋を用意する。それらの缶蓋ａ，ｂ，...，ｉは、特に記述しない限り本発明の正内圧缶用缶蓋１である缶蓋Ａと同様の形状を有するものである。缶蓋ａは、チャック壁の傾斜角度θ２を１９．９°とし、強化環状溝の外側壁をパネル部の板厚方向に延出するように形成されている。また、缶蓋ｂは、チャック壁の傾斜角度θ２を１４．４°とし、曲面連結壁の突出長さを０として形成されている。さらに、缶蓋ｃは、曲面連結壁の曲率半径Ｒを１０．００ｍｍとして形成されている。そして、缶蓋ｄと缶蓋ｅは角度θ１、角度θ２を変動させることにより、曲面連結壁の突出長さを本発明の缶蓋１における曲面連結壁の突出長さの範囲から除外させて形成されている。
【００３５】
また、缶蓋ｆは、チャック壁の角度θ２を９．０°とし、θ１がθ２よりも大きくなるように、強化環状溝の外側壁をパネル部とは反対側へ突出させて形成されている。さらに、缶蓋ｇは、チャック壁の角度θ２を２２．５°とし、内面被膜に欠陥が生じないように曲面連結壁を形成して形成されている。そして、缶蓋ｈは、強化環状溝の底壁の底面から外側壁の上端までの長さｈ１を３．２ｍｍとし、内面被膜に欠陥が生じないように曲面連結壁を形成して形成されている。また、缶蓋ｉは、外側壁の角度θ１を０．０°とし、強化環状壁の外側壁をパネル部の板厚方向に延出するように形成されている。
【００３６】
上記の缶蓋Ａ，Ｂと、缶蓋ａ，ｂ，...，ｉとについて上記の３つの項目の測定を行った。その結果を表１に示す。
【００３７】
【表１】

表１からわかるように、比較例の缶蓋ａ，ｂ，...，ｉでは、そのそれぞれが缶蓋の耐圧強度とシャッフル値との少なくとも一方が所望の値を満たすことができないことがわかる。また、内面被膜の欠陥が不可と判定されている缶蓋も存在することがわかる。一方、本発明の実施例である缶蓋Ａ，Ｂでは、どちらも缶蓋の耐圧強度とシャッフル値との所望の値を満たしているとともに、内面被膜の欠陥が可と判定されていることがわかる。
【００３８】
【実施例２】
また一方、本発明の缶蓋１として４種類の缶蓋を用意する。それらの缶蓋Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆは５１８２−Ｈ３８アルミニウム合金からなり、板厚が０．２６ｍｍであって、缶体内面となる表面に塩化ビニルオルガノゾル塗料が１４０ｍｇ／ｄｍ２塗布、焼付け硬化されている。また、缶蓋Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆはフランジ・カール部の外径が６４．６５ｍｍ（蓋呼称２０６）であって、強化環状溝３の底壁３ｂの上面からフランジ・カール部７の上端面までの長さｈ２が６．９０ｍｍ、強化環状溝の底壁３ｂと外側壁３ｃとを連結する部分の曲率半径ｒが０．３５ｍｍ、ショルダー壁６の曲率半径が１．８０ｍｍ、パネルバイトｈ３が２．３ｍｍ、フランジ・カール部７の上端と下端との長さＴが２．２８ｍｍとなるように形成されている。また、缶蓋Ｃは曲面連結壁４の曲率半径Ｒが７．００ｍｍ、角度θ１が６．５°、角度θ２が１３．５°、長さｈ１が１．８ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が４６．５％になっている。また、缶蓋Ｄは曲面連結壁４の曲率半径Ｒが３．５０ｍｍ、角度θ１が７．５°、角度θ２が１３．５°、長さｈ１が２．２ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が４５．４％になっている。さらに、缶蓋Ｅは曲面連結壁４の曲率半径Ｒが０．６６ｍｍ、角度θ１が８．５°、角度θ２が１３．０°、長さｈ１が２．５ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が３７．３％になっている。また、缶蓋Ｆは曲面連結壁４の曲率半径Ｒが７．００ｍｍ、角度θ１が５．０°、角度θ２が１３．５°、長さｈ１が１．３ｍｍであり、曲面連結壁４の最大突出長さの板厚に対する割合が５０．０％になっている。
【００３９】
また、比較例の缶蓋として、９種類の缶蓋を用意する。それらの缶蓋ｊ，ｋ，...，ｒは、特に記述しない限り本発明の缶蓋１である缶蓋Ｃと同様の形状を有するものである。缶蓋ｊは、チャック壁の傾斜角度θ２を１３．５°とし、強化環状溝の外側壁をパネル部の板厚方向に延出するように形成されている。また、缶蓋ｋは、チャック壁の傾斜角度θ２を１１．２°とし、曲面連結壁の突出長さを０として形成されている。さらに、缶蓋ｌは、曲面連結壁の曲率半径Ｒを１０．００ｍｍとして形成されている。そして、缶蓋ｍと缶蓋ｎは角度θ１、角度θ２を変動させることにより、曲面連結壁の突出長さを本発明の缶蓋１における曲面連結壁の突出長さの範囲から除外させて形成されている。
【００４０】
また、缶蓋ｏは、チャック壁の角度θ２を９．０°とし、θ１がθ２よりも大きくなるように、強化環状溝の外側壁をパネル部とは反対側へ突出させて形成されている。さらに、缶蓋ｐは、外側壁の角度θ１を０．０°とするとともに、チャック壁の角度θ２を２２．５°とし、強化環状溝の外側壁をパネル部の板厚方向に延出するように形成されている。そして、缶蓋ｑは、強化環状溝の底壁の底面から外側壁の上端までの長さｈ１を３．５ｍｍとし、内面被膜に欠陥が生じないように曲面連結壁を形成して形成されている。また、缶蓋ｒは、外側壁の角度θ１を１．０°とし、強化環状壁の外側壁をパネル部の板厚方向にほぼ延出するように形成されている。
【００４１】
上記の缶蓋Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆと、缶蓋ｊ，ｋ，...，ｒとについて前記の３つの項目の測定を行った。その結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】

表２からわかるように、比較例の缶蓋ｊ，ｋ，...，ｒでは、缶蓋ｎ以外の缶蓋において缶蓋の耐圧強度が所望の値を満たすことができないとともに、缶蓋ｎについてはシャッフル値が所望の値を満たすことができないことがわかる。また、内面被膜の欠陥が不可と判定されている缶蓋も存在することがわかる。一方、本発明の実施例である缶蓋Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆでは、どちらも缶蓋の耐圧強度とシャッフル値との所望の値を満たしているとともに、内面被膜の欠陥が可と判定されていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明では、パネル部の径方向における曲面連結壁の断面が曲線であり、その曲率半径が０．６６ｍｍ以上９．００ｍｍ以下であることによって、缶蓋にくびれが発生せず、薄板材から缶蓋を成形しても、耐圧強度に優れた缶蓋を得ることができるとともに、内面被膜に亀裂が発生することを防ぐことができる。
【００４４】
さらに強化環状溝の外側壁と曲面連結壁とが、それらの接続部及びその近傍では外周壁の傾斜角に近い角度でパネル部の板厚方向に連続し、外周側に移るのにしたがって徐々に傾斜角を増大するとともに、増大した箇所で缶蓋相互の当接点が存在するので、缶蓋の耐圧強度を向上させたまま缶蓋のシャッフル性を良好なものとすることができる。従って、シーマーへの缶蓋供給作業におけるフランジ・カール部の変形等のトラブルを解消することができるとともに、缶蓋を積層した状態でシュートによって搬送する場合においても、シュート内で缶蓋がブロッキングすることを防ぐことができ、シュート内で蓋詰まりを起こしたり内面被膜に傷がつくことを防ぐことができる。
【００４５】
また、請求項２の発明では、強化環状溝の外側壁がパネル部の中心軸線に対して２°以上１０°以下をなす方向に延出していることによって、強化環状溝のＵ字溝の深さを深くした場合でも、金型に抜き勾配が確保でき、くびれを防ぐことができる。なお、缶蓋成形用金型のクリアランスが板厚よりも小さくなると、金型が缶蓋に食い込むことによって加工硬化を起こしてくびれる。その結果、薄板材から缶蓋を成形しても、缶蓋の耐圧強度を維持することができるとともに、内面被膜に亀裂が発生することを防ぐことができる。また、缶蓋のシャッフル性を維持することができる。
【００４６】
さらに、請求項３の発明では、強化環状溝の内側壁とパネル部の中心軸線とがほぼ平行であることによって、強化環状溝の内側壁と外側壁との強度が向上する。その結果、薄板材から缶蓋を成形しても、耐圧強度に優れた缶蓋を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の缶蓋の実施例を示す断面図である。
【図２】この発明の缶蓋を積層した状態を示す断面図である。
【図３】従来の缶蓋のパネル部からフランジ部に到る部分の形状の一例を示す部分断面図である。
【図４】この発明の缶蓋のシャッフル値を測定する説明図である。
【符号の説明】
１…缶蓋、２…パネル部、３…強化環状溝、４…曲面連結壁、５…チャック壁、６…ショルダー壁、７…フランジ・カール部。

Claims

ほぼ円盤状のパネル部の外周に、前記パネル部の板厚方向に窪んだ断面Ｕ字状の強化環状溝が形成されており、その強化環状溝の内側壁が前記パネル部の板厚方向に延出するように連続し、かつその内側壁の外周側に前記強化環状溝の底壁が前記パネル部の半径方向外側に連続して延出し、さらに、該底壁の外周側に前記強化環状溝の外側壁が前記パネル部の半径方向において前記内側壁と対向するように延出して連続し、該外側壁の外周側に前記パネル部の中心軸線方向に沿って切断した断面が湾曲した形状となる曲面連結壁が前記パネル部の板厚方向に延出するように連続し、該曲面連結壁の外周側にテーパ筒状のチャック壁が連続して形成されるとともに、該チャック壁の外周側にラッパ状のショルダー壁が連続し、さらに、該ショルダー壁の外周側に前記パネル部の半径方向で外側に延出し、半径方向内側に曲げ戻された外周端を有するフランジ・カール部が連続して形成された正内圧缶用缶蓋において、
前記チャック壁と前記パネル部の中心軸線とのなす角度が１０°以上２０°以下であり、
前記曲面連結壁が前記パネル部側に凸となる形状を有するとともにその凸となる部分の曲率半径が０．６６ｍｍ以上９．００ｍｍ以下であり、
その曲面連結壁に接続している前記強化環状溝の外周側底壁の内側曲率円と該曲面連結壁に接続している前記ショルダー壁の外側曲率円とを結ぶ共通接線から該曲面連結壁の突出部までの最大距離が前記パネル部の板厚の１０％以上５０％以下であり、
向きを揃えて積層した状態で半径方向にずらした際に、一方の曲面連結壁と他方の強化環状溝の底壁とが当接するように形成されていることを特徴とする正内圧缶用缶蓋。
前記強化環状溝の外側壁と前記パネル部の中心軸線とのなす角度が２°以上１０°以下であるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の正内圧缶用缶蓋。
前記強化環状溝の内側壁が前記パネル部の中心軸線に対してほぼ平行であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の正内圧缶用缶蓋。