有底筒状体形状の缶容器本体およびそれに飲料を充填した飲料缶製品
【課題】 缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させる。
【解決手段】 本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁（２０）と、この側壁に連接して一体的に形成された底部（３０）と、を有し、底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部（３１）と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚（３５）と、を備え、底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ（３８）を備えて構成する。
【解決手段】 本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁（２０）と、この側壁に連接して一体的に形成された底部（３０）と、を有し、底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部（３１）と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚（３５）と、を備え、底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ（３８）を備えて構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状体形状の缶容器本体、およびそれに飲料を充填した後に蓋シールさせた飲料缶製品に関し、さらに詳しくは、缶底部の形態に特徴を有し、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる底部形態を備える缶容器本体および飲料缶製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビール等の炭酸飲料を缶容器内に密封させたいわゆる陽圧缶の底部形状は、一般に、底部の大部分を占める中央エリアを容器の内部に入り込ませるようなドーム形状とし、底部の着座面として、ドーム形状の外周部にリング状の突起を連接して形成させた構造が採択されている。
【０００３】
このような従来の一般的な陽圧缶は、耐圧強度を確保するために、上記のごとく底部の中央部を容器の内部に入り込ませるようなドーム形状とされ、かつ、底部の厚さが缶の側面を構成する缶胴の厚と比べてかなり肉厚になるように設定されている
【０００４】
このような陽圧缶が用いられる市場規模は極めて大きく、個々の缶に使用されている金属のわずかな量の節約でも、全体を見れば極めて大きな費用削減効果が見込める。
【０００５】
このような観点から、特表２００２−５１５８４２号公報には、缶底壁の金属材の厚さを減らすことを主たる目的とし、外方に凸のドーム部分と、このドーム部分に形成した複数の略四角錘台形状の支持脚とを設け、これ等の支持脚を円周方向に交互に間隔をおいて配置し、ドーム部分を越えて下方に突出させてなる底壁の開示がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５１５８４２号公報
【０００７】
しかしながら、上記の先行特許文献１では、耐圧性、および容器の自立性を確保するための十分な構成の研究および開示はなされておらず、上記の先行特許文献１の開示の内容では、内圧が上昇した場合に、底中央部がわずかに膨らんだだけで容器の自立性が確保できなくなってしまうというおそれがある。
【０００８】
このような問題を解決するために、本出願に係る発明者らはすでに、特願２００９−２０２２３１号の発明を提案しており、この提案によれば、缶底部の薄肉化においても缶底部の剛性を維持することができ、内圧上昇に伴う自立性を確保できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、上記の特願２００９−２０２２３１号の発明をさらに改良させたものであって、特に、垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる底部形態を備える缶容器本体および飲料缶製品を提供することにある。つまり、いわゆるぺタロイド形状底の金属缶では、缶体の軸方向の垂直荷重がかかると、脚部が底中央部へ滑り込み、脚部が変形し、座屈が開始するという問題があり、本願発明では、当該問題点を解決することを主目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有する金属材料からなる有底筒状体形状の缶容器本体であって、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成される。
【００１１】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位が、湾曲支持脚の最も突出した位置であり、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して交叉する方向にリブが形成されてなるように構成される。
【００１２】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブの形成によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが２以上形成されるように構成される。
【００１３】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブの形成によって、当該リブそのものが缶底における２以上の接地ポイントとなるように構成される。
【００１４】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブは、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだ形状をなしているように構成される。
【００１５】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブはその形態が長細い窪み溝形状をなしているように構成される。
【００１６】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記湾曲支持脚の個数は、４〜８個であり、その各々の湾曲支持脚に前記リブを備えてなるように構成される。
【００１７】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部における湾曲支持脚の最も突出した位置において、さらに新たなリブを付加して形成し、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなるように構成される。
【００１８】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記２つのリブが交叉する形態によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが４つ形成されるように構成される。
【００１９】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記ドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件を満たす底部を備えるように構成される。
【００２０】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）が、５２〜９５ｍｍであるように構成される。
【００２１】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記湾曲支持脚の高さＬ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８を満たすように構成される。
【００２２】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部は、その平均肉厚ｔ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５を満たすように構成される。
【００２３】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記隣接する湾曲支持脚の間隙、および複数の湾曲支持脚によって囲まれる底部の中央部分がドーム部を構成してなるように構成される。
【００２４】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記複数の湾曲支持脚により配置・構成される形態がぺタロイド形状であるように構成される。
【００２５】
本発明の飲料缶製品は、前記記載の有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部を蓋シールすることにより形成される。
【００２６】
また、本発明の飲料缶製品の好ましい態様として、缶内部の圧力は６４０ｋＰａ以下であるように構成される。
【００２７】
また、本発明の飲料缶製品の好ましい態様として、飲料が炭酸を含む飲料であるように構成される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有し、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成されているので、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。
【００２９】
＜作用＞
本発明において、底部の所定箇所に本願発明のリブを備えることにより、缶軸方向に垂直荷重を掛けたときに、脚部外側からの滑り込みが抑制できるとともに、底中央部の浮き上がりを抑制できる。これらの抑制作用に基づき垂直荷重に対する座屈強度が格段と向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の概略斜視図であって、底部方向から見た図面である。
【図２】図２は、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の底部の概略拡大斜視図である。
【図３】図３は、図２相当の底部の概略拡大斜視図であって、凹凸の形態イメージをラインを用いて、缶底の隆起する形態、特に、本発明の要部のリブの好適な一形態を明瞭に示したものである。リブの部分断面図も併記されている。
【図４】図４は、図３の変形例であって、湾曲支持脚の数が８個の場合の底部の概略拡大斜視図である。
【図５】図５は、図４の変形例であって、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる底部の概略拡大斜視図である。
【図６】図６は、缶容器本体の底部の模式的断面図であり、断面図において湾曲支持脚の断面が図面の両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚は半径方向に均等分割した断面図として表される。容器内部が加圧される前の状態である。
【図７】図７は、飲料缶製品としての缶容器本体の底部が、加圧されることにより変形する様子を示した模式的断面図であり、湾曲支持脚の断面が両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚を半径方向に均等分割した断面図である。底部の実線が加圧前、点線が加圧後の状態である。すなわち、点線は、飲料缶製品として構成されており、加圧されている状態である（陽圧缶の状態）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体およびそれに飲料を充填した後に蓋シールさせた飲料缶製品について詳細に説明する。
【００３２】
まず、最初に本発明の有底筒状体形状の缶容器本体について説明する。
【００３３】
有底筒状体形状の缶容器本体の説明
図１は本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の概略斜視図であって、底部方向から見た図面であり、図２は缶容器本体の底部の概略拡大斜視図であり、図３は、図２相当の底部の概略拡大斜視図であって、凹凸の形態イメージをラインを用いて、缶底の隆起する形態、特に、本発明の要部のリブの好適な一形態を明瞭に示したものである。なお、図１および図２は、缶容器本体の概略の形態を示すものであり、本願発明の要部であるリブの記載は省略されている。
【００３４】
図４は、図３の変形例であって、湾曲支持脚の数が８個の場合の底部の概略拡大斜視図である。図５は、図４の変形例であって、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる底部の概略拡大斜視図である。図６は、缶容器本体の底部の模式的断面図であり、断面図において湾曲支持脚の断面が図面の両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚は半径方向に均等分割した断面図として表される（容器内部が加圧される前の状態）。図７は、飲料缶製品としての缶容器本体の底部が、加圧されることにより変形する様子を示した模式的断面図であり、湾曲支持脚の断面が両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚を半径方向に均等分割した断面図である。底部の実線が加圧前、点線が加圧後の状態である。
【００３５】
なお、本発明でいう「下向き」あるいは「下方」とは、容器を正立載置している場合に、底に向かう方向をいう。換言すれば、容器を持ち上げている場合に、容器を底側から載置する方向として定義される。この反対方向が「上向き」あるいは「上方」である。
【００３６】
図１に示されるように本発明の缶容器本体１は、アルミニウムなどの金属材料からなり、円筒形の側壁２０（いわゆる、缶胴）と、この側壁２０に連接して一体的に形成された底部３０とを備える有底筒状体形状をなしている。
【００３７】
側壁２０の上方は、開口部１０が形成されており、缶蓋などの蓋シール材（図示していない）との密封・嵌着が可能なように首部１１が形成されている。
【００３８】
缶容器本体の底部３０は、図１に示されるように、下向き外方に湾曲して突出するドーム形状のドーム部３１と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚３５とを有し、さらに、図３に示されるように、本発明で最も特徴的なところは、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)３８を備えてなる点である。図３に示される実施形態では、５個の湾曲支持脚３５全てに、一つのリブ３８がそれぞれ、形成されている。
【００３９】
ドーム部３１は、湾曲支持脚３５の存在により、通常のドームとはイメージが異なり、隣接する湾曲支持脚３５同士の間隙（図１では５箇所）、および複数の湾曲支持脚３５によって囲まれる底部の中央部分（図１では中央１箇所）によって構成され、これらは一体的に連接されている。
【００４０】
ドーム部３１の形態は、図１を参照しつつ、かつ、図６に示される図面を見ることによってから明確に理解することができよう。すなわち、図６において、点線で示されているドーム部３１が隣接する湾曲支持脚３５同士の間隙に位置するドーム部であり、実線で示されているドーム部３１が複数の湾曲支持脚３５によって囲まれる底部の中央部分に位置するドーム部である。
【００４１】
本発明においては、図３に示されるように、缶底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位にリブ３８が形成されており、これによって、薄肉化された湾曲支持脚３５の垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる。
【００４２】
『接地箇所相当部位』とは、接地される平面に対して、容器を底側から載置させた場合に当接するであろう箇所をいう。換言すれば、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位は、湾曲支持脚３５の最も突出した位置に相当し、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して、交叉する方向にリブ３８が形成される。
【００４３】
図３に示されるごとく、１つの湾曲支持脚３５に１つのリブ３８が存在する場合、リブ３８が交叉する方向は、半径方向に対して円周方向沿う略直角方向であることが好ましい。垂直荷重に対する座屈強度を効率良く向上させるためである。ここで、『略直角方向』とは、９０°±１５°の範囲をいう。
【００４４】
リブ３８は、薄肉の部分の剛性や強度を持たせるように作用すべく補強体（骨構造）であり、このような作用を発揮する限りにおいて、特にそのリブ形態は制限されるものではないが、本発明においては、図３に示されるごとく、その形態が長細い窪み溝形状をなし、その長手方向が半径方向に対して円周方向沿う略直角方向に配置されることが特に好ましい。長細い窪み溝形状は、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されるために、その溝形状の外枠形状が細長い楕円形状をなしている。つまり、図３の右下方に併記されたリブの部分断面図に示されるごとく、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだリブ本体３８ａが形成されている。
【００４５】
このような形状からなるリブ３８の形成によって、１つの湾曲支持脚３５について、缶底における接地ポイントが２以上形成される。好ましくは、当該リブの外縁そのものによって、缶底における２以上の接地ポイントを形成することが望ましい。このように２以上の接地ポイントを形成することによって、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。さらに、接地の安定性も向上する。
【００４６】
図４は、図３の変形例を示したものであって、湾曲支持脚３５が８個の場合であって、各脚３５について１つのリブ３８がそれぞれ形成された実施形態が示されている。この場合においても、図３同様に、リブ３８は、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して円周方向沿う略直角方向に配置・形成されることが好ましい。
【００４７】
図５は、図４のさらなる変形例であって、底部における湾曲支持脚３５の最も突出した位置において、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに沿って、さらに新たなリブ３９を追加して形成したものである。これによって、図５に示すごとく、湾曲支持脚３５最も突出した位置において２つのリブ３８と３９とが交叉する形態（ほぼ直交する形態）となっている。２つのリブ３８と３９とが交叉（直交）することによって、１つの湾曲支持脚３５について、缶底における接地ポイントが４つ形成され、垂直荷重に対する座屈強度の向上はもとより、接地安定性は格段と向上する。
【００４８】
図５に示されるごとく１つの湾曲支持脚３５に２つのリブ３８、３９が存在する場合、これらのリブ３８、３９が配置される形態として、半径方向を０度の基準とした場合に、（１）０°±１５°の範囲のリブと、９０°±１５°の範囲のリブとの組合せ（図５と同じ）、あるいは（２）４５°±１５°の範囲のリブと、１３５°±１５°の範囲のリブとの組合せとすることが好ましい。
【００４９】
上述してきた本発明において、複数の湾曲支持脚３５を花弁のごとく配置・構成される形態は、いわゆるぺタロイド形状と呼ばれることもある。
【００５０】
図１〜図３において、湾曲支持脚３５の個数は５個の場合が好適例として例示されている。湾曲支持脚３５の個数は４〜８個、特に、５個が好ましい。４未満となると安定自立が困難であり安定した搬送等ができなくなり、８を越えると成形が極めて困難となる。
【００５１】
本発明において、缶底の肉薄化が実現でき、かつ、安定な自立性を確保するためには、以下の要件を満たす缶底仕様とすることが望ましい。
【００５２】
すなわち、図６に示されるように、底部３０におけるドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、円筒形の側壁２０の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件、より好ましくは、１．１７≦Ｒ3／Ｄ≦１．３３の条件を満たす底部を備えるように構成することが望ましい。Ｒ3（ｍｍ）の基点は、図６に示される、缶の軸心Ｐ上に存在することは勿論である。
【００５３】
ドーム部の湾曲を規定する曲率半径Ｒ3（ｍｍ）は、設計上、複数分割して、場所によって曲率半径Ｒ3の値を局所的に変えることは、考え難いが、もし、ドーム部の湾曲を規定する際に、局所的に異なる２種以上の曲率半径の接合・組合せ半径を用いた場合には、本願発明に言う曲率半径Ｒ3（ｍｍ）としては、図６における中央部Ｇ１と側壁２０に接するＧ２，Ｇ３の３点から求め直した一定の曲率半径をＲ3として適用すればよい。
【００５４】
また、一般的な缶ビールの直径Ｄは６６ｍｍであり、例えば、この直径Ｄと肉厚とを考慮すれば、曲率半径Ｒ3は、６８．７〜１１０．１ｍｍ、好ましくは７２．１〜９９．２ｍｍ、さらに好ましくは７３．０〜９７．０ｍｍ、最も好ましくは、７７．２〜８７．５ｍｍとされる。
【００５５】
また、円筒形の側壁２０の外径が軸方向に局所的に変化している場合には、長手方向（軸方向）に直径Ｄの分布を採り、最も多く存在しているＤ値を円筒形の側壁２０の直径Ｄ（ｍｍ）として採用すればよい。本発明において、直径Ｄ（ｍｍ）は、５２〜９５ｍｍの範囲で適用可能である。
【００５６】
また、図６に示されるように、本発明における湾曲支持脚３５の高さＬ（ｍｍ）（図６に示されるようにドーム部の曲率半径Ｒ3の最外部が円筒形の側壁２０と交差する点Ｇ３から載置平面７０までの高さ方向の距離Ｌ）は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８、好ましくは、Ｌ／Ｄ＝０．１５とすることが望ましい。Ｌ単独で考えると、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｌ値は、８〜１２ｍｍの範囲、好ましくは１０ｍｍとされる。アルミニウムの加工限界により、直径Ｄとの関係で湾曲支持脚３５の高さに制約が設けられる。
【００５７】
また、本発明における底部３０の平均肉厚ｔ（ｍｍ）は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５、好ましくは、ｔ／Ｄ＝０．００３０とすることが望ましい。ｔ単独で考えると、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、ｔ値は、０．２０〜０．３０ｍｍ、好ましくは、０．２０〜０．２５ｍｍ、より好ましくは、０．２０〜０．２２ｍｍ、最も好ましくは０．２０ｍｍとされる。
【００５８】
上記Ｒ3／Ｄの値が、１．０４未満となると、図６に見られるドーム部最下位置Ｇ１と載置平面７０との距離Ｈが小さくなる傾向になり、この状態で、例えば、内圧が６４０ｋＰａの陽圧缶製品とした場合に、自立性が満足できなくなってしまうという不都合が生じ得る。この一方で、上記Ｒ3／Ｄの値が、１．６７を超えると、内圧が６４０ｋＰａの陽圧缶製品とした場合に、図７に示される湾曲支持脚３５の下方方向の伸びΔＬが１ｍｍ以上となり、缶全体の高さが大きくなってしまい、工程搬送中での缶詰まりや箱詰め不良が発生するという不都合が生じ得る。
【００５９】
なお、図６の断面図において、湾曲支持脚３５を構成する半径Ｒ1の値は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｒ1／Ｄ≦０．１８の範囲とすることが望ましく、Ｒ1単独の数値としては、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｒ1＝８〜１２ｍｍ、好ましくは、９〜１１ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍとされる。さらに、図６の断面図において、湾曲支持脚３５から中央部分に位置するドーム部に連なる半径Ｒ2の値は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｒ2／Ｄ≦０．１８の範囲とすることが望ましく、Ｒ2単独の数値としては、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｒ2＝８〜１２ｍｍ、好ましくは、９〜１１ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍとされる。
【００６０】
飲料缶製品の説明
上述してきたような特徴的な形態の底部を備える有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部１０に蓋を被着させて、密封シールすることにより、飲料缶製品が形成される。缶の内部に貯留される飲料としては、缶内部が陽圧となるようなビール、発泡酒、いわゆる第３のビール、炭酸入り清涼飲料、炭酸入りワイン、等の炭酸系の飲料が好適例として挙げられる。
【００６１】
また、本発明の飲料缶製品は、缶内部の圧力が６４０ｋＰａ以下となる製品を対象することが望ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の有底筒状体形状の缶容器に関する具体的実験例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００６３】
〔実験例Ｉ〕
有限要素法を用いたシュミレーション手法により、いわゆるぺタロイド形状の座屈解析を行った。
【００６４】
座屈解析の要領は以下のとおりとした。
＜座屈解析（Ｉ）＞
底部の厚さは、０．２５ｍｍとして解析した（なお、０．２０ｍｍ〜０．３０ｍｍの厚さ範囲において、０．２５ｍｍの場合と同様に本発明の効果は解析確認されている）。
【００６５】
また、底部の形状設定は、以下のとおり。
・湾曲支持脚３５の個数：５個（図３参照）又は８個（図４参照）
・脚高さＬ（図６参照）：１０ｍｍ
・脚の膨らみＲ1（図６参照）：１０ｍｍ
・ドーム部へと連接する脚の接合Ｒ2（図６参照）：１０ｍｍ
・円筒形の側壁２０の直径Ｄ：６６ｍｍ
・ドーム部の曲率半径Ｒ3（図６参照）：８４ｍｍ
・中央缶底から載置面までの距離Ｈ（図６参照）：３．２ｍｍ
・リブの形状および配置
（i）本発明実施品として、図３および図４に示されるごとくリブを各湾曲支持脚３５に１個づつ備える形態のサンプル
【００６６】
リブの大きさ
直径方向の幅：２ｍｍ
円周方向の幅：１０ｍｍ
深さ：１ｍｍ（最深部）
【００６７】
(ii)比較例としてリブなしの形態のサンプル
【００６８】
耐圧強度判定基準は、以下のとおりとした。
【００６９】
＜座屈解析基準＞
１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧縮荷重を漸増させて掛けたときに、どの程度の荷重（Ｎ）まで座屈せずに持ちこたえられるかを調べた。
解析結果のデータ値を下記表１に示した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
上記表１の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有し、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成されているので、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…缶容器本体
１０…開口部
２０…円筒形の側壁
３０…底部
３１…ドーム部
３５…湾曲支持脚
３８，３９…リブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状体形状の缶容器本体、およびそれに飲料を充填した後に蓋シールさせた飲料缶製品に関し、さらに詳しくは、缶底部の形態に特徴を有し、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる底部形態を備える缶容器本体および飲料缶製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビール等の炭酸飲料を缶容器内に密封させたいわゆる陽圧缶の底部形状は、一般に、底部の大部分を占める中央エリアを容器の内部に入り込ませるようなドーム形状とし、底部の着座面として、ドーム形状の外周部にリング状の突起を連接して形成させた構造が採択されている。
【０００３】
このような従来の一般的な陽圧缶は、耐圧強度を確保するために、上記のごとく底部の中央部を容器の内部に入り込ませるようなドーム形状とされ、かつ、底部の厚さが缶の側面を構成する缶胴の厚と比べてかなり肉厚になるように設定されている
【０００４】
このような陽圧缶が用いられる市場規模は極めて大きく、個々の缶に使用されている金属のわずかな量の節約でも、全体を見れば極めて大きな費用削減効果が見込める。
【０００５】
このような観点から、特表２００２−５１５８４２号公報には、缶底壁の金属材の厚さを減らすことを主たる目的とし、外方に凸のドーム部分と、このドーム部分に形成した複数の略四角錘台形状の支持脚とを設け、これ等の支持脚を円周方向に交互に間隔をおいて配置し、ドーム部分を越えて下方に突出させてなる底壁の開示がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００２−５１５８４２号公報
【０００７】
しかしながら、上記の先行特許文献１では、耐圧性、および容器の自立性を確保するための十分な構成の研究および開示はなされておらず、上記の先行特許文献１の開示の内容では、内圧が上昇した場合に、底中央部がわずかに膨らんだだけで容器の自立性が確保できなくなってしまうというおそれがある。
【０００８】
このような問題を解決するために、本出願に係る発明者らはすでに、特願２００９−２０２２３１号の発明を提案しており、この提案によれば、缶底部の薄肉化においても缶底部の剛性を維持することができ、内圧上昇に伴う自立性を確保できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本願発明は、上記の特願２００９−２０２２３１号の発明をさらに改良させたものであって、特に、垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる底部形態を備える缶容器本体および飲料缶製品を提供することにある。つまり、いわゆるぺタロイド形状底の金属缶では、缶体の軸方向の垂直荷重がかかると、脚部が底中央部へ滑り込み、脚部が変形し、座屈が開始するという問題があり、本願発明では、当該問題点を解決することを主目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために、本発明は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有する金属材料からなる有底筒状体形状の缶容器本体であって、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成される。
【００１１】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位が、湾曲支持脚の最も突出した位置であり、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して交叉する方向にリブが形成されてなるように構成される。
【００１２】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブの形成によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが２以上形成されるように構成される。
【００１３】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブの形成によって、当該リブそのものが缶底における２以上の接地ポイントとなるように構成される。
【００１４】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブは、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだ形状をなしているように構成される。
【００１５】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記リブはその形態が長細い窪み溝形状をなしているように構成される。
【００１６】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記湾曲支持脚の個数は、４〜８個であり、その各々の湾曲支持脚に前記リブを備えてなるように構成される。
【００１７】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部における湾曲支持脚の最も突出した位置において、さらに新たなリブを付加して形成し、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなるように構成される。
【００１８】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記２つのリブが交叉する形態によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが４つ形成されるように構成される。
【００１９】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記ドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件を満たす底部を備えるように構成される。
【００２０】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）が、５２〜９５ｍｍであるように構成される。
【００２１】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記湾曲支持脚の高さＬ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８を満たすように構成される。
【００２２】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記底部は、その平均肉厚ｔ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５を満たすように構成される。
【００２３】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記隣接する湾曲支持脚の間隙、および複数の湾曲支持脚によって囲まれる底部の中央部分がドーム部を構成してなるように構成される。
【００２４】
また、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の好ましい態様として、前記複数の湾曲支持脚により配置・構成される形態がぺタロイド形状であるように構成される。
【００２５】
本発明の飲料缶製品は、前記記載の有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部を蓋シールすることにより形成される。
【００２６】
また、本発明の飲料缶製品の好ましい態様として、缶内部の圧力は６４０ｋＰａ以下であるように構成される。
【００２７】
また、本発明の飲料缶製品の好ましい態様として、飲料が炭酸を含む飲料であるように構成される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有し、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成されているので、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。
【００２９】
＜作用＞
本発明において、底部の所定箇所に本願発明のリブを備えることにより、缶軸方向に垂直荷重を掛けたときに、脚部外側からの滑り込みが抑制できるとともに、底中央部の浮き上がりを抑制できる。これらの抑制作用に基づき垂直荷重に対する座屈強度が格段と向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の概略斜視図であって、底部方向から見た図面である。
【図２】図２は、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の底部の概略拡大斜視図である。
【図３】図３は、図２相当の底部の概略拡大斜視図であって、凹凸の形態イメージをラインを用いて、缶底の隆起する形態、特に、本発明の要部のリブの好適な一形態を明瞭に示したものである。リブの部分断面図も併記されている。
【図４】図４は、図３の変形例であって、湾曲支持脚の数が８個の場合の底部の概略拡大斜視図である。
【図５】図５は、図４の変形例であって、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる底部の概略拡大斜視図である。
【図６】図６は、缶容器本体の底部の模式的断面図であり、断面図において湾曲支持脚の断面が図面の両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚は半径方向に均等分割した断面図として表される。容器内部が加圧される前の状態である。
【図７】図７は、飲料缶製品としての缶容器本体の底部が、加圧されることにより変形する様子を示した模式的断面図であり、湾曲支持脚の断面が両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚を半径方向に均等分割した断面図である。底部の実線が加圧前、点線が加圧後の状態である。すなわち、点線は、飲料缶製品として構成されており、加圧されている状態である（陽圧缶の状態）。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体およびそれに飲料を充填した後に蓋シールさせた飲料缶製品について詳細に説明する。
【００３２】
まず、最初に本発明の有底筒状体形状の缶容器本体について説明する。
【００３３】
有底筒状体形状の缶容器本体の説明
図１は本発明の有底筒状体形状の缶容器本体の概略斜視図であって、底部方向から見た図面であり、図２は缶容器本体の底部の概略拡大斜視図であり、図３は、図２相当の底部の概略拡大斜視図であって、凹凸の形態イメージをラインを用いて、缶底の隆起する形態、特に、本発明の要部のリブの好適な一形態を明瞭に示したものである。なお、図１および図２は、缶容器本体の概略の形態を示すものであり、本願発明の要部であるリブの記載は省略されている。
【００３４】
図４は、図３の変形例であって、湾曲支持脚の数が８個の場合の底部の概略拡大斜視図である。図５は、図４の変形例であって、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる底部の概略拡大斜視図である。図６は、缶容器本体の底部の模式的断面図であり、断面図において湾曲支持脚の断面が図面の両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚は半径方向に均等分割した断面図として表される（容器内部が加圧される前の状態）。図７は、飲料缶製品としての缶容器本体の底部が、加圧されることにより変形する様子を示した模式的断面図であり、湾曲支持脚の断面が両端に均等に現れるように、湾曲支持脚の数は、４個（あるいは、６個、８個）の場合であり（ただし、リブの記載は省略）、湾曲支持脚を半径方向に均等分割した断面図である。底部の実線が加圧前、点線が加圧後の状態である。
【００３５】
なお、本発明でいう「下向き」あるいは「下方」とは、容器を正立載置している場合に、底に向かう方向をいう。換言すれば、容器を持ち上げている場合に、容器を底側から載置する方向として定義される。この反対方向が「上向き」あるいは「上方」である。
【００３６】
図１に示されるように本発明の缶容器本体１は、アルミニウムなどの金属材料からなり、円筒形の側壁２０（いわゆる、缶胴）と、この側壁２０に連接して一体的に形成された底部３０とを備える有底筒状体形状をなしている。
【００３７】
側壁２０の上方は、開口部１０が形成されており、缶蓋などの蓋シール材（図示していない）との密封・嵌着が可能なように首部１１が形成されている。
【００３８】
缶容器本体の底部３０は、図１に示されるように、下向き外方に湾曲して突出するドーム形状のドーム部３１と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚３５とを有し、さらに、図３に示されるように、本発明で最も特徴的なところは、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)３８を備えてなる点である。図３に示される実施形態では、５個の湾曲支持脚３５全てに、一つのリブ３８がそれぞれ、形成されている。
【００３９】
ドーム部３１は、湾曲支持脚３５の存在により、通常のドームとはイメージが異なり、隣接する湾曲支持脚３５同士の間隙（図１では５箇所）、および複数の湾曲支持脚３５によって囲まれる底部の中央部分（図１では中央１箇所）によって構成され、これらは一体的に連接されている。
【００４０】
ドーム部３１の形態は、図１を参照しつつ、かつ、図６に示される図面を見ることによってから明確に理解することができよう。すなわち、図６において、点線で示されているドーム部３１が隣接する湾曲支持脚３５同士の間隙に位置するドーム部であり、実線で示されているドーム部３１が複数の湾曲支持脚３５によって囲まれる底部の中央部分に位置するドーム部である。
【００４１】
本発明においては、図３に示されるように、缶底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位にリブ３８が形成されており、これによって、薄肉化された湾曲支持脚３５の垂直荷重に対する座屈強度を向上させることができる。
【００４２】
『接地箇所相当部位』とは、接地される平面に対して、容器を底側から載置させた場合に当接するであろう箇所をいう。換言すれば、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位は、湾曲支持脚３５の最も突出した位置に相当し、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して、交叉する方向にリブ３８が形成される。
【００４３】
図３に示されるごとく、１つの湾曲支持脚３５に１つのリブ３８が存在する場合、リブ３８が交叉する方向は、半径方向に対して円周方向沿う略直角方向であることが好ましい。垂直荷重に対する座屈強度を効率良く向上させるためである。ここで、『略直角方向』とは、９０°±１５°の範囲をいう。
【００４４】
リブ３８は、薄肉の部分の剛性や強度を持たせるように作用すべく補強体（骨構造）であり、このような作用を発揮する限りにおいて、特にそのリブ形態は制限されるものではないが、本発明においては、図３に示されるごとく、その形態が長細い窪み溝形状をなし、その長手方向が半径方向に対して円周方向沿う略直角方向に配置されることが特に好ましい。長細い窪み溝形状は、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されるために、その溝形状の外枠形状が細長い楕円形状をなしている。つまり、図３の右下方に併記されたリブの部分断面図に示されるごとく、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだリブ本体３８ａが形成されている。
【００４５】
このような形状からなるリブ３８の形成によって、１つの湾曲支持脚３５について、缶底における接地ポイントが２以上形成される。好ましくは、当該リブの外縁そのものによって、缶底における２以上の接地ポイントを形成することが望ましい。このように２以上の接地ポイントを形成することによって、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。さらに、接地の安定性も向上する。
【００４６】
図４は、図３の変形例を示したものであって、湾曲支持脚３５が８個の場合であって、各脚３５について１つのリブ３８がそれぞれ形成された実施形態が示されている。この場合においても、図３同様に、リブ３８は、底部における湾曲支持脚３５の接地箇所相当部位に、半径方向に対して円周方向沿う略直角方向に配置・形成されることが好ましい。
【００４７】
図５は、図４のさらなる変形例であって、底部における湾曲支持脚３５の最も突出した位置において、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに沿って、さらに新たなリブ３９を追加して形成したものである。これによって、図５に示すごとく、湾曲支持脚３５最も突出した位置において２つのリブ３８と３９とが交叉する形態（ほぼ直交する形態）となっている。２つのリブ３８と３９とが交叉（直交）することによって、１つの湾曲支持脚３５について、缶底における接地ポイントが４つ形成され、垂直荷重に対する座屈強度の向上はもとより、接地安定性は格段と向上する。
【００４８】
図５に示されるごとく１つの湾曲支持脚３５に２つのリブ３８、３９が存在する場合、これらのリブ３８、３９が配置される形態として、半径方向を０度の基準とした場合に、（１）０°±１５°の範囲のリブと、９０°±１５°の範囲のリブとの組合せ（図５と同じ）、あるいは（２）４５°±１５°の範囲のリブと、１３５°±１５°の範囲のリブとの組合せとすることが好ましい。
【００４９】
上述してきた本発明において、複数の湾曲支持脚３５を花弁のごとく配置・構成される形態は、いわゆるぺタロイド形状と呼ばれることもある。
【００５０】
図１〜図３において、湾曲支持脚３５の個数は５個の場合が好適例として例示されている。湾曲支持脚３５の個数は４〜８個、特に、５個が好ましい。４未満となると安定自立が困難であり安定した搬送等ができなくなり、８を越えると成形が極めて困難となる。
【００５１】
本発明において、缶底の肉薄化が実現でき、かつ、安定な自立性を確保するためには、以下の要件を満たす缶底仕様とすることが望ましい。
【００５２】
すなわち、図６に示されるように、底部３０におけるドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、円筒形の側壁２０の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件、より好ましくは、１．１７≦Ｒ3／Ｄ≦１．３３の条件を満たす底部を備えるように構成することが望ましい。Ｒ3（ｍｍ）の基点は、図６に示される、缶の軸心Ｐ上に存在することは勿論である。
【００５３】
ドーム部の湾曲を規定する曲率半径Ｒ3（ｍｍ）は、設計上、複数分割して、場所によって曲率半径Ｒ3の値を局所的に変えることは、考え難いが、もし、ドーム部の湾曲を規定する際に、局所的に異なる２種以上の曲率半径の接合・組合せ半径を用いた場合には、本願発明に言う曲率半径Ｒ3（ｍｍ）としては、図６における中央部Ｇ１と側壁２０に接するＧ２，Ｇ３の３点から求め直した一定の曲率半径をＲ3として適用すればよい。
【００５４】
また、一般的な缶ビールの直径Ｄは６６ｍｍであり、例えば、この直径Ｄと肉厚とを考慮すれば、曲率半径Ｒ3は、６８．７〜１１０．１ｍｍ、好ましくは７２．１〜９９．２ｍｍ、さらに好ましくは７３．０〜９７．０ｍｍ、最も好ましくは、７７．２〜８７．５ｍｍとされる。
【００５５】
また、円筒形の側壁２０の外径が軸方向に局所的に変化している場合には、長手方向（軸方向）に直径Ｄの分布を採り、最も多く存在しているＤ値を円筒形の側壁２０の直径Ｄ（ｍｍ）として採用すればよい。本発明において、直径Ｄ（ｍｍ）は、５２〜９５ｍｍの範囲で適用可能である。
【００５６】
また、図６に示されるように、本発明における湾曲支持脚３５の高さＬ（ｍｍ）（図６に示されるようにドーム部の曲率半径Ｒ3の最外部が円筒形の側壁２０と交差する点Ｇ３から載置平面７０までの高さ方向の距離Ｌ）は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８、好ましくは、Ｌ／Ｄ＝０．１５とすることが望ましい。Ｌ単独で考えると、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｌ値は、８〜１２ｍｍの範囲、好ましくは１０ｍｍとされる。アルミニウムの加工限界により、直径Ｄとの関係で湾曲支持脚３５の高さに制約が設けられる。
【００５７】
また、本発明における底部３０の平均肉厚ｔ（ｍｍ）は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５、好ましくは、ｔ／Ｄ＝０．００３０とすることが望ましい。ｔ単独で考えると、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、ｔ値は、０．２０〜０．３０ｍｍ、好ましくは、０．２０〜０．２５ｍｍ、より好ましくは、０．２０〜０．２２ｍｍ、最も好ましくは０．２０ｍｍとされる。
【００５８】
上記Ｒ3／Ｄの値が、１．０４未満となると、図６に見られるドーム部最下位置Ｇ１と載置平面７０との距離Ｈが小さくなる傾向になり、この状態で、例えば、内圧が６４０ｋＰａの陽圧缶製品とした場合に、自立性が満足できなくなってしまうという不都合が生じ得る。この一方で、上記Ｒ3／Ｄの値が、１．６７を超えると、内圧が６４０ｋＰａの陽圧缶製品とした場合に、図７に示される湾曲支持脚３５の下方方向の伸びΔＬが１ｍｍ以上となり、缶全体の高さが大きくなってしまい、工程搬送中での缶詰まりや箱詰め不良が発生するという不都合が生じ得る。
【００５９】
なお、図６の断面図において、湾曲支持脚３５を構成する半径Ｒ1の値は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｒ1／Ｄ≦０．１８の範囲とすることが望ましく、Ｒ1単独の数値としては、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｒ1＝８〜１２ｍｍ、好ましくは、９〜１１ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍとされる。さらに、図６の断面図において、湾曲支持脚３５から中央部分に位置するドーム部に連なる半径Ｒ2の値は、直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｒ2／Ｄ≦０．１８の範囲とすることが望ましく、Ｒ2単独の数値としては、直径Ｄ＝６６ｍｍの場合、Ｒ2＝８〜１２ｍｍ、好ましくは、９〜１１ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍとされる。
【００６０】
飲料缶製品の説明
上述してきたような特徴的な形態の底部を備える有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部１０に蓋を被着させて、密封シールすることにより、飲料缶製品が形成される。缶の内部に貯留される飲料としては、缶内部が陽圧となるようなビール、発泡酒、いわゆる第３のビール、炭酸入り清涼飲料、炭酸入りワイン、等の炭酸系の飲料が好適例として挙げられる。
【００６１】
また、本発明の飲料缶製品は、缶内部の圧力が６４０ｋＰａ以下となる製品を対象することが望ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明の有底筒状体形状の缶容器に関する具体的実験例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。
【００６３】
〔実験例Ｉ〕
有限要素法を用いたシュミレーション手法により、いわゆるぺタロイド形状の座屈解析を行った。
【００６４】
座屈解析の要領は以下のとおりとした。
＜座屈解析（Ｉ）＞
底部の厚さは、０．２５ｍｍとして解析した（なお、０．２０ｍｍ〜０．３０ｍｍの厚さ範囲において、０．２５ｍｍの場合と同様に本発明の効果は解析確認されている）。
【００６５】
また、底部の形状設定は、以下のとおり。
・湾曲支持脚３５の個数：５個（図３参照）又は８個（図４参照）
・脚高さＬ（図６参照）：１０ｍｍ
・脚の膨らみＲ1（図６参照）：１０ｍｍ
・ドーム部へと連接する脚の接合Ｒ2（図６参照）：１０ｍｍ
・円筒形の側壁２０の直径Ｄ：６６ｍｍ
・ドーム部の曲率半径Ｒ3（図６参照）：８４ｍｍ
・中央缶底から載置面までの距離Ｈ（図６参照）：３．２ｍｍ
・リブの形状および配置
（i）本発明実施品として、図３および図４に示されるごとくリブを各湾曲支持脚３５に１個づつ備える形態のサンプル
【００６６】
リブの大きさ
直径方向の幅：２ｍｍ
円周方向の幅：１０ｍｍ
深さ：１ｍｍ（最深部）
【００６７】
(ii)比較例としてリブなしの形態のサンプル
【００６８】
耐圧強度判定基準は、以下のとおりとした。
【００６９】
＜座屈解析基準＞
１０ｍｍ／ｍｉｎの速度で圧縮荷重を漸増させて掛けたときに、どの程度の荷重（Ｎ）まで座屈せずに持ちこたえられるかを調べた。
解析結果のデータ値を下記表１に示した。
【００７０】
【表１】
【００７１】
上記表１の結果より、本発明の効果は明らかである。すなわち、本発明の有底筒状体形状の缶容器本体は、円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有し、前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出させて形成された湾曲支持脚と、を備え、前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなるように構成されているので、缶底部を薄肉化しても缶底部の剛性を維持することができ、特に、脚部の滑り込みを抑制し、垂直荷重に対する座屈強度を格段と向上させることができる。
【符号の説明】
【００７２】
１…缶容器本体
１０…開口部
２０…円筒形の側壁
３０…底部
３１…ドーム部
３５…湾曲支持脚
３８，３９…リブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有する金属材料からなる有底筒状体形状の缶容器本体であって、
前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚と、を備え、
前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなることを特徴とする有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項２】
前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位が、湾曲支持脚の最も突出した位置であり、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して交叉する方向にリブが形成されてなる請求項１に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項３】
前記リブの形成によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが２以上形成される請求項１または請求項２に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項４】
前記リブの形成によって、当該リブそのものが缶底における２以上の接地ポイントとなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項５】
前記リブは、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだ形状をなしている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項６】
前記リブはその形態が長細い窪み溝形状をなしている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項７】
前記湾曲支持脚の個数は、４〜８個であり、その各々の湾曲支持脚に前記リブを備えてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項８】
前記底部における湾曲支持脚の最も突出した位置において、さらに新たなリブを付加して形成し、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項９】
前記２つのリブが交叉する形態によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが４つ形成される請求項８に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１０】
前記ドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件を満たす底部を備える請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１１】
前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）が、５２〜９５ｍｍである請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１２】
前記湾曲支持脚の高さＬ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８を満たす請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１３】
前記底部は、その平均肉厚ｔ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５を満たす請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１４】
前記隣接する湾曲支持脚の間隙、および複数の湾曲支持脚によって囲まれる底部の中央部分がドーム部を構成してなる請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１５】
前記複数の湾曲支持脚により配置・構成される形態がぺタロイド形状である請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部を蓋シールすることにより形成される飲料缶製品。
【請求項１７】
缶内部の圧力が６４０ｋＰａ以下である請求項１６に記載の飲料缶製品。
【請求項１８】
飲料が炭酸を含む飲料である請求項１６に記載の飲料缶製品。
【請求項１】
円筒形の側壁と、この側壁に連接して一体的に形成された底部と、を有する金属材料からなる有底筒状体形状の缶容器本体であって、
前記底部は、下向き外方に湾曲して突出するドーム部と、均等に角度割されたドーム部の複数の周縁箇所をさらに下向き外方に湾曲状に突出（隆起）させて形成された湾曲支持脚と、を備え、
前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位に、半径方向に対して交叉する方向に形成されたリブ(rib)を備えてなることを特徴とする有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項２】
前記底部における湾曲支持脚の接地箇所相当部位が、湾曲支持脚の最も突出した位置であり、当該位置を通る半径方向の湾曲ラインに対して交叉する方向にリブが形成されてなる請求項１に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項３】
前記リブの形成によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが２以上形成される請求項１または請求項２に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項４】
前記リブの形成によって、当該リブそのものが缶底における２以上の接地ポイントとなる請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項５】
前記リブは、湾曲支持脚の最も突出した位置を通る半径方向の断面で見た場合に、凹状に窪んだ形状をなしている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項６】
前記リブはその形態が長細い窪み溝形状をなしている請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項７】
前記湾曲支持脚の個数は、４〜８個であり、その各々の湾曲支持脚に前記リブを備えてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項８】
前記底部における湾曲支持脚の最も突出した位置において、さらに新たなリブを付加して形成し、最も突出した位置において２つのリブが交叉する形態を備えてなる請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項９】
前記２つのリブが交叉する形態によって、１つの湾曲支持脚について、缶底における接地ポイントが４つ形成される請求項８に記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１０】
前記ドーム部の湾曲を規定する曲率半径をＲ3（ｍｍ）とした場合に、前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、１．０４≦Ｒ3／Ｄ≦１．６７の条件を満たす底部を備える請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１１】
前記円筒形の側壁の直径Ｄ（ｍｍ）が、５２〜９５ｍｍである請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１２】
前記湾曲支持脚の高さＬ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．１２≦Ｌ／Ｄ≦０．１８を満たす請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１３】
前記底部は、その平均肉厚ｔ（ｍｍ）が、前記側壁の直径Ｄ（ｍｍ）との関係で、０．００３０≦ｔ／Ｄ≦０．００４５を満たす請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１４】
前記隣接する湾曲支持脚の間隙、および複数の湾曲支持脚によって囲まれる底部の中央部分がドーム部を構成してなる請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１５】
前記複数の湾曲支持脚により配置・構成される形態がぺタロイド形状である請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体。
【請求項１６】
請求項１ないし請求項１５のいずれかに記載の有底筒状体形状の缶容器本体に飲料を充填した後、開口部を蓋シールすることにより形成される飲料缶製品。
【請求項１７】
缶内部の圧力が６４０ｋＰａ以下である請求項１６に記載の飲料缶製品。
【請求項１８】
飲料が炭酸を含む飲料である請求項１６に記載の飲料缶製品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−６８３６１（Ｐ２０１１−６８３６１Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１８５７５（Ｐ２００９−２１８５７５）
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【出願人】（３０７０２７５７７）麒麟麦酒株式会社 (350)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]