二重構造成形体の製造方法及び二重構造成形体
【課題】外装容器と内装容器との間に接着材や固定用部品を介在させなくても、外装成形体と内装成形体の開口端接合部に正確にフランジ加工等の後加工ができ、高速生産性に優れ、且つ保温性、保冷性、断熱性に優れた二重構造成形体を得る。
【解決手段】外装成形体内部に内装成形体３を隙間を有して配置してそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部４を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に内装成形体３が外装成形体２に対する軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部５を形成する。滑り阻止部は、外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させること、又は肉厚段差部を形成することにより形成することができる。
【解決手段】外装成形体内部に内装成形体３を隙間を有して配置してそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部４を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に内装成形体３が外装成形体２に対する軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部５を形成する。滑り阻止部は、外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させること、又は肉厚段差部を形成することにより形成することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保温性、保冷性、断熱性等が要求される二重構造容器等の二重構造成形体の製造方法及び二重構造成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の保温性、保冷性、断熱性を高めるために外装容器と内装容器で二重構造にした二重構造容器が、例えば飲料容器、金属缶、エアゾール缶、各種美術缶、魔法瓶、マグカップ等で知られている。近年、飲料缶等の缶詰缶にもこのような二重構造缶が提案されている(特許文献１参照)。缶詰缶や飲料容器等の場合、図７に示すように外装容器２の上部を縮径加工して内装容器３と接触させて開口端接触部４を形成し、該開口端部を一体にフランジ加工して蓋との巻締部となるフランジ６を形成している。または、必要により前記開口端接触部にネックイン加工、カール加工等の後加工を施している。しかしながら、単に開口部を縮径加工した外装容器に内装成形体を挿入して接触させた状態でフランジ加工等の後加工を行うと、図８（ａ）に示すように、加工工具８０から特に内装容器９２が強い軸力を受けるため、フランジ加工が進むにつれて内装容器９２が軸方向に滑って外装容器９１とずれてしまい図８(ｂ)に示すように、正確なフランジ加工ができないという問題点がある。その問題を解決するために、内装容器９２と外装容器９１を接着剤で接着するか、あるいは溶着するか、又は位置決め固定用部品や詰め物を隙間に介在させて内装容器が移動しないように外装容器に保持する方法等が用いられている。しかし、熱による接着や溶着では寸法精度が悪化し、ネックイン加工やフランジ加工の際には加工追従性に問題が生じる。また、内装容器と外装容器との隙間に介在物を存在させると工程が複雑になり生産性を阻害するばかりでなく、断熱性能が低下し二重構造容器の利点を損ない、且つ介在物を使用するのでそれだけ製造コストを増加させるという解決すべき問題点がある。
【特許文献１】特開平３−２５４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、外装容器と内装容器との間に接着材や固定用部品、あるいは詰め物等を介在させなくても、外装成形体と内装成形体の開口端接合部に正確にフランジ加工等の後加工ができ、高速生産性に優れ、且つ保温性、保冷性、断熱性に優れた二重構造成形体を得ることができる二重構造成形体の製造方法及び二重構造成形体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】
【０００４】
上記課題を解決する本発明の二重構造成形体の製造方法は、外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体の製造方法であって、外装成形体内部に内装成形体を配置して前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成させることを特徴とするものである。
【０００５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の二重構造成形体の製造方法において、前記滑り阻止部を、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させることにより形成させるようにしたものである。さらに、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の二重構造成形体の製造方法において、前記滑り阻止部を、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方に、開口端接触部の途中に肉厚段差部を形成し、該肉厚段差部に沿って前記外装成形体と前記内装成形体を接触させることにより形成させるようにしたものである。
【０００６】
また、上記課題を達成する本発明の二重構造成形体は、外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体であって、前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を有し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を有することを特徴とするものであり、請求項１の製造方法により得ることができたものである。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項４に記載の二重構造成形体において、前記滑り阻止部が、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方が径方向に変形して形成されてなるものである。また、請求項６の発明は、請求項５に記載の二重構造成形体において、前記内装成形体の開口端部が厚肉部となっているものである。また、請求項７の発明は、請求項４乃至６に記載の二重構造成形体において、前記滑り阻止部が、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方の厚肉部と薄肉部の肉厚段差からなるように形成したものである。さらに、請求項８の発明は、請求項６に記載の二重構造成形体において、前記内層成形体の開口端部が外側に厚肉部となっているものである。さらにまた、請求項９の発明は、請求項８に記載の二重構造成形体において前記外装成形体の開口端部が薄肉部となっているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の二重構造成形体によれば、開口端接触部の途中に内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成してあるので、開口端接触部以外では非接触状態に保ちながら外装成形体に内装成形体を正確に保持することができ、保温性・保冷性・断熱性に優れた二重構造成形体を得ることができる。また、内装成形体と外装成形体との隙間に位置決め固定具や詰物等を配置しなくても内装成形体を外装成形体内に良好に配置することができるので、高速生産性に優れていると共に生産コストを低減させることができる。さらに、開口端接触部にフランジ加工等の後加工を施す際、内装成形体に作用する軸力は前記滑り阻止部で外装成形体が受け外装成形体に対する内装成形体の滑りが阻止され、外装成形体と内装成形体が接着剤や溶着あるいは接合部材による接合をしてなくても、良好なフランジ加工・ネックイン加工、巻締等の様々な後加工が容易にでき、二重構造成形体の適用範囲を広げることができる。前記滑り阻止部を外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させて形成することにより、容易に滑り阻止部を形成することができる。また、前記滑り阻止部を外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方の肉厚段差によって形成することによって、外形的に大きなくびれを形成しなくても、良好に内装成形体の軸方向滑りを阻止することができる。また、内装成形体の開口端部が厚肉部を有することによって、加工性を阻害することなく内装成形体の他の部分の肉厚を薄くすることができる。外装成形体の開口端部を薄肉部にすることによって、外装成形体の外周面にくびれのない二重構造成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る二重構造成形体の開口端部の要部断面拡大図である。本実施形態に係る二重構造成形体１は、図７（ａ）に示すように外装成形体２内に内装成形体３を配して開口端部で外装成形体２と内装成形体３が接触している開口端接触部４を形成し、該開口端接触部４の途中を外装成形体と内装成形体を共に径方向内方に変形させてビード状の括れからなる滑り阻止部５を形成したものである。開口端接触部４の形成は、従来と同様に外装成形体の開口端部を内装成形体の開口端外径と同径まで縮径加工を施してから、内装成形体を挿入することによって形成できる。また他の方法として、内装成形体３を挿入しながら同時に外装成形体２を縮径加工することによって形成することも可能である。そして、開口端接触部４が形成された二重構造成形体へのビード状括れからなる滑り阻止部５の形成は、例えば図６に示すようなくびれ加工装置１０により行うことができる。
【００１０】
図６に示すくびれ加工装置１０は、装置本体に設けられた加工ヘッド１１の端部に取付けられたチャック１２を有し、該チャック１２を貫通して回転自在に設けられたスピンドル１３の端部の偏心位置から突出した偏心軸１４に前記チャック１２の下端面との間にくびれ部を形成するための所定の間隔を経てくびれ部の内径よりも小径のバックアップロール１５が回転自在に設けられている。また、ヘッド１１には、前記チャック下端とバックアップロール１４の間に外方より押し込み可能なくびれ成形ロール１６が設けられている。さらにくびれ加工装置１０は、ヘッド１１に対向して上下駆動可能に二重構造成形体を載置するリフター(図示してない)を有している。このような構成からなるくびれ加工装置１０による二重構造成形体の開口端接触部へのビード状くびれからなる滑り阻止部の形成は、リフターとチャック１２とで二重構造成形体を挟持した状態で回転させ、バックアップローラ１５を内装成形体の内周面に接触させ、この状態でチャック及びリフターと一体に二重構造成形体を回転させながらくびれ成形ロール１６を二重構造成形体外方からチャック１２とバックアップローラ１５との隙間に押し込むことによって、開口端接触部４の途中に周方向に沿ってビード状の滑り阻止部５を形成することができる。このように、開口端接触部の途中に滑り阻止部を形成することによって内装成形体を外装成形体に確実に保持することができ、開口端接触部以外の胴部や底部では外装成形体と内装成形体を確実に非接触状態に維持することができ、二重構造成形体の保温性等の本来の機能を容易に向上させることができる。
【００１１】
以上のように構成された二重構造成形体の開口端接触部にフランジを形成する場合は、例えば図８に示すようなフランジ加工工具８０によって、二重構造成形体の開口端から軸力を加えることによって、開口端がフランジ加工工具の成形面に沿って拡径しながら移動することによって所定形状のフランジ部６が形成される。フランジ加工に際して、図８から明らかなように、フランジ加工工具の成形面８１は内装成形体の開口端に当るので、内装成形体に軸力がより大きく作用するが、内装成形体３は外装成形体２と滑り阻止部５で係合して軸方向への滑り抵抗を与えているので、内装成形体に作用する軸力は該滑り阻止部で外装成形体が受け外装成形体に対する内装成形体の滑りが阻止され、外装成形体と内装成形体が接着剤や溶着あるいは接合部材による接合をしてなくても、図１（ｂ）に示すように、外装成形体と内装成形体のずれのない良好なフランジ部６を形成することができる。上記実施形態ではフランジ加工の場合を示したが、フランジ加工に限らず、カール加工、ネックイン加工あるいは蓋の巻締等、二重構造成形体の開口端接触部への後加工を同様に良好に行うことができる。そして、本実施形態によれば、接着剤や接合部材による複雑な接合工程を必要とすることなく、簡単に外装成形体と内装成形体の軸力による滑りを阻止するように接合部を加工できるので、高速生産性に優れ、かつ低コストで断熱性等に優れた二重構造成形体を得ることができる。
【００１２】
本発明の二重構造成形体における滑り阻止部の形態及びその製造方法は、上記実施形態に限らず種々の設計変更が可能である。図２、図３、図４、図５に他の実施形態を示す。以下の実施形態において前記実施形態と同様な個所は同一符号を付し、相違点のみを説明する。
図２（ａ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体２０を示し、本実施形態では、ビード状くびれからなる滑り阻止部２１の形態を図１に示す実施形態と逆に、外側に凸となるように滑り阻止部２１を形成したものである。したがって、本実施形態ではたとえばフランジ加工に際して内装成形体が受ける軸力は、主にビード状の滑り阻止部の下面側の接触部２２で外装成形体２に伝達され、両者の滑りが防止される。
【００１３】
図２（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体２５を示し、本実施形態では、滑り阻止部２６を外装成形体２と内装成形体３を共に径方向外方に変形させて鉤状に形成したものである。即ち、開口端接触部４の途中に鉤状に滑り阻止部を形成することによって、内装成形体が外装成形体に対して軸方向に滑ることを阻止するように係合させることができる。本実施形態における滑り阻止部２６の形成は、開口端部接触部４を形成後、滑り阻止部となる部分の上方開口端部Ａを張り出し加工により拡径することによって、容易に形成することができる。
【００１４】
図２（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体３０を示し、本実施形態は図１（ａ）に示す実施形態の変形例であり、開口端接触部３２の途中に外装成形体２と内装成形体３を共に径方向に変形させてビード状の滑り阻止部５を形成した点は同様であるが、本実施形態では内装成形体３の少なくとも開口端接触部となる部分を他の部分と比べて厚肉に形成して、開口端部に厚肉部３１を形成したことに特徴を有するものである。このように、内装成形体３の後加工を施す開口端接触部３２となる部分を部分的に肉厚にすることによって、後加工での加工性を向上させることができる。逆にいえば、内装成形体の他の部分をより薄肉にすることが可能となり、使用材料を低減させることができる。前記厚肉部３１は、外側に厚肉となるように形成され、たとえば内装成形体の成形加工時に絞りしごき加工によって容易に厚肉部を形成することができる。
【００１５】
図３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体３５を示し、本実施形態では、内装成形体の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部３６を形成し、該厚肉部３６の下方部を肉厚段差部３７を形成し、外装成形体２を前記内装成形体の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部３８を形成したものである。外装成形体２は内装成形体の肉厚段差部３７に沿ってくびれ形状となり、外装成形体と内装成形体が軸方向荷重を伝達するように係合する滑り阻止部３９が形成される。したがって、本実施形態では滑り阻止部３９は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の肉厚段差３７により形成されている。本実施形態の場合は、外装成形体を縮径加工させることによって外装成形体の径方向変形の形成が可能であり、開口端接触部の接触加工と同時に外装成形体のくびれ形成加工ができるという利点がある。しかしながら、開口端接触部の接触加工と同時でなく、後加工により外装成形体の径方向変形加工を行ってもよい。
【００１６】
図３（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体を示し、本実施形態の二重構造成形体４０は、同図（ａ）の実施形態をさらに変形したものである。本実施形態では、内装成形体３に外側凸の厚肉部３６を形成すると共に、外装成形体２に内装成形体の厚肉部３６に対応する部分に内側凹の肉薄部４１を形成したことを特徴とする。薄肉部４１には、内装成形体の肉厚段差部３７と対応して該肉厚段差部と係合する外装成形体の肉厚段差部４２が形成され、この肉厚段差部３７、４２によって滑り阻止部４３が形成される。したがって、本実施形態では、滑り阻止部４３は、外装成形体と内装成形体の両方の肉厚段差から形成されている。本実施形態によれば、開口端接触部に軸荷重に対して内装成形体の滑りを防止する滑り阻止部を形成しながら、開口端部接触部４の途中に外形変形部を有していないので、容器の開口端部の形状は従来の容器と変更することなくできるという利点がある。
【００１７】
図３（ｃ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体を示し、本実施形態の二重構造成形体４５では滑り阻止部は外装成形体の肉厚段差と内装成形体厚肉部の径方向変形によって形成されている。
即ち、本実施形態の二重構造成形体４５では、外装成形体２を前記実施形態と同様に開口端から開口端接触部となる途中まで達するように、薄肉部４６を形成し、その下端が肉厚段差部４７となっている。一方、内装成形体３は図２（ｃ）に示す実施形態と同様に、少なくとも開口端接触部となる部分を厚肉部に形成し、開口端接触部では外装成形体の内周面に沿うように成形されている。その結果、外装成形体の肉厚段差部４７で内装成形体も段差状に変形して、段差部４８を形成して肉厚段差部４７と係合して軸方向に抵抗を与える滑り阻止部４９を形成している。内装成形体の段差部４８は、接合後又は接合前に内装成形体のＢ部を張出し加工したり、また、接合前であれば絞り加工することによって容易に形成することができる。
【００１８】
図４（ａ）は本発明のさらに他の実施形態にかかる二重構造容器５０を示し、本実施形態では、内装成形体３の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部５１を形成し、外装成形体２を前記内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部を形成したものである。外装成形体２は内装成形体３の鉤状変形部５２と肉厚段差部５３に沿ってくびれ形状となり、滑り阻止部５４及び５５が形成される。
したがって、本実施形態では滑り阻止部５４及び５５は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の鉤状変形部５２及び肉厚段差部５３により形成されている。本実施形態の場合、内装成形体３の開口端部にあらかじめ径方向変形部５２と肉厚段差部５３を設けておき、外装成形体２を内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工することにより滑り阻止部５４及び５５を形成したものであるが、それに限るものではなく、該滑り阻止部５４の形成については鉤状の金型５６を用い外装成形体と内装成形体を該鉤状部に沿わせるように同時に縮径加工することにより形成させることもできる。
【００１９】
図４（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体６０を示し、本実施形態では、内装成形体３の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部６１を形成し、該厚肉部６１の下方部に肉厚段差部６２を形成し、該肉厚段差部６２と該開口端接触部下方との途中に鉤状変形部６３を形成し、外装成形体２を前記内装成形体の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部を形成したものである。外装成形体２は内装成形体３の肉厚段差部６２と鉤状変形部６３に沿ってくびれ形状となり、滑り阻止部６４及び６５が形成される。
したがって、本実施形態では滑り阻止部６４及び６５は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の肉厚段差部６２及び鉤状変形部６３により形成されている。本実施形態の場合、内装成形体３の開口端部にあらかじめ肉厚段差部６２と径方向変形部を設けておき、外装成形体２を内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工することにより滑り阻止部６４及び６５を形成したものであるが、それに限るものではなく、該滑り阻止部６５の形成については鉤状の金型６６を用い外装成形体と内装成形体を該鉤状部に沿わせるように同時に縮径加工することにより形成させることもできる。
【００２０】
図５は本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体７０を示し、これまでと同様に開口端接触部に滑り阻止部が形成されているが、内装成形体は金属７１の内外面に熱可塑性樹脂７２が被覆された樹脂被覆金属成形体７３となる。本実施形態では、内装成形体の肉厚段差及び外装成形体と内装成形体の径方向変形により滑り阻止部が形成されているが、滑り阻止部の形態は同図に限ったものではない。
本実施形態の場合、外装成形体２と内装成形体である樹脂被覆金属成形体７３を接触させる際、高周波加熱等や薬液等で該樹脂を軟化もしくは溶融させた状態で接触させることにより、該樹脂に接着剤としての機能を発揮させ、滑り阻止効果をより一層高めることが可能である。また、同時に該樹脂は断熱材としても効果を発揮し、二重構造成形体本来の機能がより一層高められる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、外装成形体と内装成形体を有する二重構造成形体としての飲料容器、種々の缶、美術缶、エアゾール缶、魔法瓶、マグカップ等種々の容器に好適に利用でき、それらの二重構造成形体は金属製に限らず、プラスチック製、紙製、及びそれらの複合材料製に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図であり、（ａ）は開口端接続部を形成した状態、（ｂ）はフランジ加工をした状態を示す。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の製造方法において、くびれ部加工装置によりビード状の滑り阻止部を形成している状態を示すよう部断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の製造工程における（ａ）は開口端接続部を形成した状態の二重構造成形体の断面図、（ｂ）はフランジ加工後の二重構造成形体の断面図である。
【図８】従来の二重構造成形体におけるフランジ加工状態を示す断面図であり、（ａ）はフランジ加工開始時の状態、（ｂ）はフランジ加工終了時の状態を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０ 二重構造成形体
２ 外装成形体 ３ 内装成形体
４、３２、３８ 開口端接触部
５、２１、２６、３９、４３、４９、５４、５５、６４、６５ 滑り阻止部
６ フランジ部 １０ くびれ加工装置
１１ ヘッド １２ チャック
１３ スピンドル １４ 偏心軸
１５ バックアップロール １６ くびれ形成ロール
３１、３６、５１、６１ 厚肉部 ３７、４２、４７、５３、６２ 肉厚段差部
４１、４６ 薄肉部 ５２、６３ 鉤状変形部
５６、６６ 金型 ７２ 熱可塑製樹脂
７３ 樹脂被覆金属成形体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保温性、保冷性、断熱性等が要求される二重構造容器等の二重構造成形体の製造方法及び二重構造成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器の保温性、保冷性、断熱性を高めるために外装容器と内装容器で二重構造にした二重構造容器が、例えば飲料容器、金属缶、エアゾール缶、各種美術缶、魔法瓶、マグカップ等で知られている。近年、飲料缶等の缶詰缶にもこのような二重構造缶が提案されている(特許文献１参照)。缶詰缶や飲料容器等の場合、図７に示すように外装容器２の上部を縮径加工して内装容器３と接触させて開口端接触部４を形成し、該開口端部を一体にフランジ加工して蓋との巻締部となるフランジ６を形成している。または、必要により前記開口端接触部にネックイン加工、カール加工等の後加工を施している。しかしながら、単に開口部を縮径加工した外装容器に内装成形体を挿入して接触させた状態でフランジ加工等の後加工を行うと、図８（ａ）に示すように、加工工具８０から特に内装容器９２が強い軸力を受けるため、フランジ加工が進むにつれて内装容器９２が軸方向に滑って外装容器９１とずれてしまい図８(ｂ)に示すように、正確なフランジ加工ができないという問題点がある。その問題を解決するために、内装容器９２と外装容器９１を接着剤で接着するか、あるいは溶着するか、又は位置決め固定用部品や詰め物を隙間に介在させて内装容器が移動しないように外装容器に保持する方法等が用いられている。しかし、熱による接着や溶着では寸法精度が悪化し、ネックイン加工やフランジ加工の際には加工追従性に問題が生じる。また、内装容器と外装容器との隙間に介在物を存在させると工程が複雑になり生産性を阻害するばかりでなく、断熱性能が低下し二重構造容器の利点を損ない、且つ介在物を使用するのでそれだけ製造コストを増加させるという解決すべき問題点がある。
【特許文献１】特開平３−２５４３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで、本発明は、外装容器と内装容器との間に接着材や固定用部品、あるいは詰め物等を介在させなくても、外装成形体と内装成形体の開口端接合部に正確にフランジ加工等の後加工ができ、高速生産性に優れ、且つ保温性、保冷性、断熱性に優れた二重構造成形体を得ることができる二重構造成形体の製造方法及び二重構造成形体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】
【０００４】
上記課題を解決する本発明の二重構造成形体の製造方法は、外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体の製造方法であって、外装成形体内部に内装成形体を配置して前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成させることを特徴とするものである。
【０００５】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の二重構造成形体の製造方法において、前記滑り阻止部を、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させることにより形成させるようにしたものである。さらに、請求項３の発明は、請求項１または２に記載の二重構造成形体の製造方法において、前記滑り阻止部を、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方に、開口端接触部の途中に肉厚段差部を形成し、該肉厚段差部に沿って前記外装成形体と前記内装成形体を接触させることにより形成させるようにしたものである。
【０００６】
また、上記課題を達成する本発明の二重構造成形体は、外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体であって、前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を有し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を有することを特徴とするものであり、請求項１の製造方法により得ることができたものである。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項４に記載の二重構造成形体において、前記滑り阻止部が、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方が径方向に変形して形成されてなるものである。また、請求項６の発明は、請求項５に記載の二重構造成形体において、前記内装成形体の開口端部が厚肉部となっているものである。また、請求項７の発明は、請求項４乃至６に記載の二重構造成形体において、前記滑り阻止部が、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方の厚肉部と薄肉部の肉厚段差からなるように形成したものである。さらに、請求項８の発明は、請求項６に記載の二重構造成形体において、前記内層成形体の開口端部が外側に厚肉部となっているものである。さらにまた、請求項９の発明は、請求項８に記載の二重構造成形体において前記外装成形体の開口端部が薄肉部となっているものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の二重構造成形体によれば、開口端接触部の途中に内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成してあるので、開口端接触部以外では非接触状態に保ちながら外装成形体に内装成形体を正確に保持することができ、保温性・保冷性・断熱性に優れた二重構造成形体を得ることができる。また、内装成形体と外装成形体との隙間に位置決め固定具や詰物等を配置しなくても内装成形体を外装成形体内に良好に配置することができるので、高速生産性に優れていると共に生産コストを低減させることができる。さらに、開口端接触部にフランジ加工等の後加工を施す際、内装成形体に作用する軸力は前記滑り阻止部で外装成形体が受け外装成形体に対する内装成形体の滑りが阻止され、外装成形体と内装成形体が接着剤や溶着あるいは接合部材による接合をしてなくても、良好なフランジ加工・ネックイン加工、巻締等の様々な後加工が容易にでき、二重構造成形体の適用範囲を広げることができる。前記滑り阻止部を外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させて形成することにより、容易に滑り阻止部を形成することができる。また、前記滑り阻止部を外装成形体と内装成形体の両方又は何れか一方の肉厚段差によって形成することによって、外形的に大きなくびれを形成しなくても、良好に内装成形体の軸方向滑りを阻止することができる。また、内装成形体の開口端部が厚肉部を有することによって、加工性を阻害することなく内装成形体の他の部分の肉厚を薄くすることができる。外装成形体の開口端部を薄肉部にすることによって、外装成形体の外周面にくびれのない二重構造成形体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面を基に詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る二重構造成形体の開口端部の要部断面拡大図である。本実施形態に係る二重構造成形体１は、図７（ａ）に示すように外装成形体２内に内装成形体３を配して開口端部で外装成形体２と内装成形体３が接触している開口端接触部４を形成し、該開口端接触部４の途中を外装成形体と内装成形体を共に径方向内方に変形させてビード状の括れからなる滑り阻止部５を形成したものである。開口端接触部４の形成は、従来と同様に外装成形体の開口端部を内装成形体の開口端外径と同径まで縮径加工を施してから、内装成形体を挿入することによって形成できる。また他の方法として、内装成形体３を挿入しながら同時に外装成形体２を縮径加工することによって形成することも可能である。そして、開口端接触部４が形成された二重構造成形体へのビード状括れからなる滑り阻止部５の形成は、例えば図６に示すようなくびれ加工装置１０により行うことができる。
【００１０】
図６に示すくびれ加工装置１０は、装置本体に設けられた加工ヘッド１１の端部に取付けられたチャック１２を有し、該チャック１２を貫通して回転自在に設けられたスピンドル１３の端部の偏心位置から突出した偏心軸１４に前記チャック１２の下端面との間にくびれ部を形成するための所定の間隔を経てくびれ部の内径よりも小径のバックアップロール１５が回転自在に設けられている。また、ヘッド１１には、前記チャック下端とバックアップロール１４の間に外方より押し込み可能なくびれ成形ロール１６が設けられている。さらにくびれ加工装置１０は、ヘッド１１に対向して上下駆動可能に二重構造成形体を載置するリフター(図示してない)を有している。このような構成からなるくびれ加工装置１０による二重構造成形体の開口端接触部へのビード状くびれからなる滑り阻止部の形成は、リフターとチャック１２とで二重構造成形体を挟持した状態で回転させ、バックアップローラ１５を内装成形体の内周面に接触させ、この状態でチャック及びリフターと一体に二重構造成形体を回転させながらくびれ成形ロール１６を二重構造成形体外方からチャック１２とバックアップローラ１５との隙間に押し込むことによって、開口端接触部４の途中に周方向に沿ってビード状の滑り阻止部５を形成することができる。このように、開口端接触部の途中に滑り阻止部を形成することによって内装成形体を外装成形体に確実に保持することができ、開口端接触部以外の胴部や底部では外装成形体と内装成形体を確実に非接触状態に維持することができ、二重構造成形体の保温性等の本来の機能を容易に向上させることができる。
【００１１】
以上のように構成された二重構造成形体の開口端接触部にフランジを形成する場合は、例えば図８に示すようなフランジ加工工具８０によって、二重構造成形体の開口端から軸力を加えることによって、開口端がフランジ加工工具の成形面に沿って拡径しながら移動することによって所定形状のフランジ部６が形成される。フランジ加工に際して、図８から明らかなように、フランジ加工工具の成形面８１は内装成形体の開口端に当るので、内装成形体に軸力がより大きく作用するが、内装成形体３は外装成形体２と滑り阻止部５で係合して軸方向への滑り抵抗を与えているので、内装成形体に作用する軸力は該滑り阻止部で外装成形体が受け外装成形体に対する内装成形体の滑りが阻止され、外装成形体と内装成形体が接着剤や溶着あるいは接合部材による接合をしてなくても、図１（ｂ）に示すように、外装成形体と内装成形体のずれのない良好なフランジ部６を形成することができる。上記実施形態ではフランジ加工の場合を示したが、フランジ加工に限らず、カール加工、ネックイン加工あるいは蓋の巻締等、二重構造成形体の開口端接触部への後加工を同様に良好に行うことができる。そして、本実施形態によれば、接着剤や接合部材による複雑な接合工程を必要とすることなく、簡単に外装成形体と内装成形体の軸力による滑りを阻止するように接合部を加工できるので、高速生産性に優れ、かつ低コストで断熱性等に優れた二重構造成形体を得ることができる。
【００１２】
本発明の二重構造成形体における滑り阻止部の形態及びその製造方法は、上記実施形態に限らず種々の設計変更が可能である。図２、図３、図４、図５に他の実施形態を示す。以下の実施形態において前記実施形態と同様な個所は同一符号を付し、相違点のみを説明する。
図２（ａ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体２０を示し、本実施形態では、ビード状くびれからなる滑り阻止部２１の形態を図１に示す実施形態と逆に、外側に凸となるように滑り阻止部２１を形成したものである。したがって、本実施形態ではたとえばフランジ加工に際して内装成形体が受ける軸力は、主にビード状の滑り阻止部の下面側の接触部２２で外装成形体２に伝達され、両者の滑りが防止される。
【００１３】
図２（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体２５を示し、本実施形態では、滑り阻止部２６を外装成形体２と内装成形体３を共に径方向外方に変形させて鉤状に形成したものである。即ち、開口端接触部４の途中に鉤状に滑り阻止部を形成することによって、内装成形体が外装成形体に対して軸方向に滑ることを阻止するように係合させることができる。本実施形態における滑り阻止部２６の形成は、開口端部接触部４を形成後、滑り阻止部となる部分の上方開口端部Ａを張り出し加工により拡径することによって、容易に形成することができる。
【００１４】
図２（ｃ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体３０を示し、本実施形態は図１（ａ）に示す実施形態の変形例であり、開口端接触部３２の途中に外装成形体２と内装成形体３を共に径方向に変形させてビード状の滑り阻止部５を形成した点は同様であるが、本実施形態では内装成形体３の少なくとも開口端接触部となる部分を他の部分と比べて厚肉に形成して、開口端部に厚肉部３１を形成したことに特徴を有するものである。このように、内装成形体３の後加工を施す開口端接触部３２となる部分を部分的に肉厚にすることによって、後加工での加工性を向上させることができる。逆にいえば、内装成形体の他の部分をより薄肉にすることが可能となり、使用材料を低減させることができる。前記厚肉部３１は、外側に厚肉となるように形成され、たとえば内装成形体の成形加工時に絞りしごき加工によって容易に厚肉部を形成することができる。
【００１５】
図３（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体３５を示し、本実施形態では、内装成形体の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部３６を形成し、該厚肉部３６の下方部を肉厚段差部３７を形成し、外装成形体２を前記内装成形体の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部３８を形成したものである。外装成形体２は内装成形体の肉厚段差部３７に沿ってくびれ形状となり、外装成形体と内装成形体が軸方向荷重を伝達するように係合する滑り阻止部３９が形成される。したがって、本実施形態では滑り阻止部３９は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の肉厚段差３７により形成されている。本実施形態の場合は、外装成形体を縮径加工させることによって外装成形体の径方向変形の形成が可能であり、開口端接触部の接触加工と同時に外装成形体のくびれ形成加工ができるという利点がある。しかしながら、開口端接触部の接触加工と同時でなく、後加工により外装成形体の径方向変形加工を行ってもよい。
【００１６】
図３（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体を示し、本実施形態の二重構造成形体４０は、同図（ａ）の実施形態をさらに変形したものである。本実施形態では、内装成形体３に外側凸の厚肉部３６を形成すると共に、外装成形体２に内装成形体の厚肉部３６に対応する部分に内側凹の肉薄部４１を形成したことを特徴とする。薄肉部４１には、内装成形体の肉厚段差部３７と対応して該肉厚段差部と係合する外装成形体の肉厚段差部４２が形成され、この肉厚段差部３７、４２によって滑り阻止部４３が形成される。したがって、本実施形態では、滑り阻止部４３は、外装成形体と内装成形体の両方の肉厚段差から形成されている。本実施形態によれば、開口端接触部に軸荷重に対して内装成形体の滑りを防止する滑り阻止部を形成しながら、開口端部接触部４の途中に外形変形部を有していないので、容器の開口端部の形状は従来の容器と変更することなくできるという利点がある。
【００１７】
図３（ｃ）は、本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体を示し、本実施形態の二重構造成形体４５では滑り阻止部は外装成形体の肉厚段差と内装成形体厚肉部の径方向変形によって形成されている。
即ち、本実施形態の二重構造成形体４５では、外装成形体２を前記実施形態と同様に開口端から開口端接触部となる途中まで達するように、薄肉部４６を形成し、その下端が肉厚段差部４７となっている。一方、内装成形体３は図２（ｃ）に示す実施形態と同様に、少なくとも開口端接触部となる部分を厚肉部に形成し、開口端接触部では外装成形体の内周面に沿うように成形されている。その結果、外装成形体の肉厚段差部４７で内装成形体も段差状に変形して、段差部４８を形成して肉厚段差部４７と係合して軸方向に抵抗を与える滑り阻止部４９を形成している。内装成形体の段差部４８は、接合後又は接合前に内装成形体のＢ部を張出し加工したり、また、接合前であれば絞り加工することによって容易に形成することができる。
【００１８】
図４（ａ）は本発明のさらに他の実施形態にかかる二重構造容器５０を示し、本実施形態では、内装成形体３の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部５１を形成し、外装成形体２を前記内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部を形成したものである。外装成形体２は内装成形体３の鉤状変形部５２と肉厚段差部５３に沿ってくびれ形状となり、滑り阻止部５４及び５５が形成される。
したがって、本実施形態では滑り阻止部５４及び５５は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の鉤状変形部５２及び肉厚段差部５３により形成されている。本実施形態の場合、内装成形体３の開口端部にあらかじめ径方向変形部５２と肉厚段差部５３を設けておき、外装成形体２を内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工することにより滑り阻止部５４及び５５を形成したものであるが、それに限るものではなく、該滑り阻止部５４の形成については鉤状の金型５６を用い外装成形体と内装成形体を該鉤状部に沿わせるように同時に縮径加工することにより形成させることもできる。
【００１９】
図４（ｂ）は本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体６０を示し、本実施形態では、内装成形体３の開口端部に開口端から開口端接触部となる途中に達するまでの領域に外側凸となる厚肉部６１を形成し、該厚肉部６１の下方部に肉厚段差部６２を形成し、該肉厚段差部６２と該開口端接触部下方との途中に鉤状変形部６３を形成し、外装成形体２を前記内装成形体の開口端部に沿わせて縮径加工して開口端接触部を形成したものである。外装成形体２は内装成形体３の肉厚段差部６２と鉤状変形部６３に沿ってくびれ形状となり、滑り阻止部６４及び６５が形成される。
したがって、本実施形態では滑り阻止部６４及び６５は、外装成形体２の径方向変形と内装成形体３の肉厚段差部６２及び鉤状変形部６３により形成されている。本実施形態の場合、内装成形体３の開口端部にあらかじめ肉厚段差部６２と径方向変形部を設けておき、外装成形体２を内装成形体３の開口端部に沿わせて縮径加工することにより滑り阻止部６４及び６５を形成したものであるが、それに限るものではなく、該滑り阻止部６５の形成については鉤状の金型６６を用い外装成形体と内装成形体を該鉤状部に沿わせるように同時に縮径加工することにより形成させることもできる。
【００２０】
図５は本発明のさらに他の実施形態に係る二重構造成形体７０を示し、これまでと同様に開口端接触部に滑り阻止部が形成されているが、内装成形体は金属７１の内外面に熱可塑性樹脂７２が被覆された樹脂被覆金属成形体７３となる。本実施形態では、内装成形体の肉厚段差及び外装成形体と内装成形体の径方向変形により滑り阻止部が形成されているが、滑り阻止部の形態は同図に限ったものではない。
本実施形態の場合、外装成形体２と内装成形体である樹脂被覆金属成形体７３を接触させる際、高周波加熱等や薬液等で該樹脂を軟化もしくは溶融させた状態で接触させることにより、該樹脂に接着剤としての機能を発揮させ、滑り阻止効果をより一層高めることが可能である。また、同時に該樹脂は断熱材としても効果を発揮し、二重構造成形体本来の機能がより一層高められる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、外装成形体と内装成形体を有する二重構造成形体としての飲料容器、種々の缶、美術缶、エアゾール缶、魔法瓶、マグカップ等種々の容器に好適に利用でき、それらの二重構造成形体は金属製に限らず、プラスチック製、紙製、及びそれらの複合材料製に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図であり、（ａ）は開口端接続部を形成した状態、（ｂ）はフランジ加工をした状態を示す。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る二重構造成形体の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の製造方法において、くびれ部加工装置によりビード状の滑り阻止部を形成している状態を示すよう部断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る二重構造成形体の製造工程における（ａ）は開口端接続部を形成した状態の二重構造成形体の断面図、（ｂ）はフランジ加工後の二重構造成形体の断面図である。
【図８】従来の二重構造成形体におけるフランジ加工状態を示す断面図であり、（ａ）はフランジ加工開始時の状態、（ｂ）はフランジ加工終了時の状態を示す。
【符号の説明】
【００２３】
１、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、６０、７０ 二重構造成形体
２ 外装成形体 ３ 内装成形体
４、３２、３８ 開口端接触部
５、２１、２６、３９、４３、４９、５４、５５、６４、６５ 滑り阻止部
６ フランジ部 １０ くびれ加工装置
１１ ヘッド １２ チャック
１３ スピンドル １４ 偏心軸
１５ バックアップロール １６ くびれ形成ロール
３１、３６、５１、６１ 厚肉部 ３７、４２、４７、５３、６２ 肉厚段差部
４１、４６ 薄肉部 ５２、６３ 鉤状変形部
５６、６６ 金型 ７２ 熱可塑製樹脂
７３ 樹脂被覆金属成形体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体の製造方法であって、外装成形体内部に内装成形体を配置して前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成させることを特徴とする二重構造成形体の製造方法。
【請求項２】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させることにより形成させる請求項１に記載の二重構造成形体の製造方法。
【請求項３】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方に、開口端接触部の途中に肉厚段差部を形成し、該肉厚段差部に沿って前記外装成形体と前記内装成形体を接触させることにより形成させる請求項１または２に記載の二重構造成形体の製造方法。
【請求項４】
外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体であって、前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を有し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を有することを特徴とする二重構造成形体。
【請求項５】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方が径方向に変形して形成されてなる請求項４に記載の二重構造成形体。
【請求項６】
前記内装成形体の開口端部が厚肉部を有する請求項５に記載の二重構造成形体。
【請求項７】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方の厚肉部と薄肉部の肉厚段差からなる請求項４乃至６に記載の二重構造成形体。
【請求項８】
前記内層成形体の開口端部が外側に厚肉部を有する請求項７に記載の二重構造成形体。
【請求項９】
前記外装成形体の開口端部が薄肉部を有する請求項８に記載の二重構造成形体。
【請求項１】
外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体の製造方法であって、外装成形体内部に内装成形体を配置して前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を形成し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を形成させることを特徴とする二重構造成形体の製造方法。
【請求項２】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方を径方向に変形させることにより形成させる請求項１に記載の二重構造成形体の製造方法。
【請求項３】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方に、開口端接触部の途中に肉厚段差部を形成し、該肉厚段差部に沿って前記外装成形体と前記内装成形体を接触させることにより形成させる請求項１または２に記載の二重構造成形体の製造方法。
【請求項４】
外装成形体の内部に隙間を介して内装成形体を有する二重構造成形体であって、前記外装成形体と前記内装成形体のそれぞれの開口端部が接触する開口端接触部を有し、該開口端接触部の少なくとも途中に前記内装成形体と前記外装成形体に軸方向滑り抵抗を与える滑り阻止部を有することを特徴とする二重構造成形体。
【請求項５】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方が径方向に変形して形成されてなる請求項４に記載の二重構造成形体。
【請求項６】
前記内装成形体の開口端部が厚肉部を有する請求項５に記載の二重構造成形体。
【請求項７】
前記滑り阻止部は、前記外装成形体と前記内装成形体の両方又は何れか一方の厚肉部と薄肉部の肉厚段差からなる請求項４乃至６に記載の二重構造成形体。
【請求項８】
前記内層成形体の開口端部が外側に厚肉部を有する請求項７に記載の二重構造成形体。
【請求項９】
前記外装成形体の開口端部が薄肉部を有する請求項８に記載の二重構造成形体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１８１８６３（Ｐ２００７−１８１８６３Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７６５（Ｐ２００６−１７６５）
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月６日（２００６．１．６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【Ｆターム（参考）】
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