角形状缶
【課題】コーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させた構造となる角形状缶を提供することである。
【解決手段】略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部１０の解放する両端それぞれに端板２０ａ、２０ｂを接合し、当該胴部１０の各コーナー部１８に縦方向に延びる補強ビード１５ａ、１５ｂが形成された角形状缶１００であって、前記胴部１０を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５である構成となる。各コーナー部１８に形成された補強ビード１５ａ、１５ｂと鋼板の硬さ（Ｔ−５）とが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部１０のコーナー部１８での強度の改善が有効に図られる。
【解決手段】略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部１０の解放する両端それぞれに端板２０ａ、２０ｂを接合し、当該胴部１０の各コーナー部１８に縦方向に延びる補強ビード１５ａ、１５ｂが形成された角形状缶１００であって、前記胴部１０を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５である構成となる。各コーナー部１８に形成された補強ビード１５ａ、１５ｂと鋼板の硬さ（Ｔ−５）とが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部１０のコーナー部１８での強度の改善が有効に図られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂１８リットル缶等の角形状缶に係り、詳しくは、コーナー部に縦方向に延びる補強ビードの形成された角形状缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂１８リットル缶等の角形状缶において、その材料となる鋼板をより薄くすることがコスト削減の観点及び軽量化の観点から望まれている。しかし、材料の鋼板を薄くすると、強度の低下を招くことから、従来、その強度の低下をできるだけ抑えるために、筒状の胴部のコーナー部分において、縦方向に延びる補強凸ビードを形成した角形状缶が提案されている（例えば、特許文献１）。このように胴部のコーナー部分に補強凸ビードを形成することにより、当該胴部を比較的薄い鋼板にて形成しても、そのコーナー部分での強度の低下を抑えることができ、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対して所望の耐久性を得ることができるものとなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、材料の鋼板をできるだけ薄くした状態を維持しつつ更なる耐久性向上の要望に対して、胴部に対する更なる補強ビードの形成や改良では限界があり、更なる工夫が必要となった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させた構造となる角形状缶を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る角形状缶は、略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、当該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、前記胴部を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）である構成となる。
【０００７】
このような構成により、各コーナー部分は、縦方向に延びる補強ビードによって補強されるとともに、胴部を形成する鋼板はその調質度がＴ−５の硬さとなるので、この鋼板の硬さと補強ビードとが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部のコーナー部での強度の改善が有効に図られる。
【０００８】
本発明に係る角形状缶において、前記鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有することを特徴とする。
より好ましくは、前記鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜０．０３％、Ｍｎ（マンガン）：０．４５〜０．６０％、Ｐ（リン）：≦０．０２％、Ｓ（硫黄）：≦０．０２５％、Ａｌ（アルミニウム）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．００３５％とすることができる。
また、前記の成分に加え、Ｎｂ（ニオブ）：０．００１〜０．１％、Ｔｉ（チタン）：０．００１〜０．１％、及びＢ（ホウ素）：０．０００５〜０．０１％のいずれか１種または、２種以上を含むことができる。
【０００９】
このような構成により、調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さを実現することができるようになる。
【００１０】
また、本発明に係る角形状缶において、前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された構成とすることができる。
【００１１】
このような構成により、鋼板の製缶（胴部形成）時の特性（巻き幅の特性等）を改善することができ、更に、製造のし易い角形状缶を実現することができるようになる。
【００１２】
本発明に係る角形状缶は、略四角形状の胴部となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された構成となる。
【００１３】
このような構成により、鋼板の製缶（胴部形成）時の特性（巻き幅の特性等）を改善することができ、製造のし易い角形状缶を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る角形状缶によれば、調質度がＴ−５となる鋼板の硬さと補強ビードとが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部のコーナー部での強度の改善が有効に図られるので、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る角形状缶の上から見た平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る角形状缶の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る角形状缶の斜視図である。
【図３Ａ】図１ＢにおけるＡ−Ａ部分断面図である。
【図３Ｂ】図１ＢにおけるＢ−Ｂ部分断面図である。
【図４】図１Ａ〜図３Ｂに示す構造の角形状缶（実施例）の全体荷重強度及び偏荷重強度のテスト結果を比較例とともに示す図である。
【図５Ａ】角形状缶の胴部を形成する鋼板の圧延方向を示す図である。
【図５Ｂ】鋼板の圧延方向が横方向となるように形成されたＣグレーンの胴部を示す図である。
【図５Ｃ】鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成されたＨグレーンの胴部を示す図である。
【図６】胴部を形成するための円筒状の鋼板の巻き幅についてのテスト結果をＣグレーンとＨグレーンとで比較して示す図である。
【図７】胴部を形成するための円筒状の鋼板のオーバーラップについてのテスト結果をＣグレーンとＨグレーンとで比較して示す図である。
【図８Ａ】胴部を形成するための円筒状の鋼板の巻き幅Ｇを示す図である。
【図８Ｂ】胴部を形成するための円筒状の鋼板のオーバーラップＯＬを示す図である。
【図９】Ｃグレーンの胴部を有する角形状缶と、Ｈグレーンの胴部を有する角形状缶との全荷重強度のテスト結果を示す図である。
【図１０】Ｃグレーンの胴部を有する角形状缶と、Ｈグレーンの胴部を有する角形状缶との偏荷重強度のテスト結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る角形状缶は、図１Ａ乃至図３Ｂに示すように構成される。なお、図１Ａは本発明の実施の形態に係る角形状缶を上方から見た平面図であり、図１Ｂは本発明の実施の形態に係る角形状缶の正面図であり、図２はその角形状缶の斜視図であり、図３Ａは図１ＢにおけるＡ−Ａ部分断面図であり、図３Ｂは図１ＢにおけるＢ−Ｂ部分断面図である。
【００１８】
図１Ａ、図１Ｂ及び図２において、この角形状缶１００（所謂１８リットル缶）は、所定厚さの鋼板で形成され、略四角形状の筒体となる胴部１０の上端に天板２０ａ（端板）が巻締めにより接合固定され、当該胴部１０の下端に底板２０ｂ（端板）が巻締めにより接合固定された構造となっている。胴部１０の各側壁面には、２つの縦補強ビード１２、２つの横補強ビード１４及び矩形補強部１６（通称、額縁）がプレス加工により形成されている。矩形補強部１６は、胴部１０の各側壁面の略中央部分に位置し、２つの横補強ビード１４は矩形補強部１６の上側及び下側に位置している。各縦補強ビード１２は、胴部１０の各コーナー部分であるコーナー部１８の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部１８との境界部分に、天板２０ａとの接合部位から底板２０ｂとの接合部位まで延びるように形成されている。また、図３Ａに示すように、各縦補強ビード１２は、胴部１０の外側から内側に凹んだ凹形状となり、矩形補強部１６は、縁部がその内側より相対的に盛り上がった形状となっている。図示されてはいないが、各横補強ビード１４は、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。
【００１９】
更に、各コーナー部１８の縦方向に延びる頂部１８ａ（図２参照）上には、天板２０ａ側の端部から伸びるように縦補強ビード１５ａが形成されると共に、それと対になって底板２０ｂ側の端部から延びるように縦補強ビード１５ｂが形成されている。これら対になる縦補強ビード１５ａ、１５ｂは、図３Ｂに示すように、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。なお、これら対になる縦補強ビード１５ａ、１５ｂを前述した縦補強ビード１２と区別するため、以下、縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂと呼ぶ。
【００２０】
（強度テスト結果）
図４に、前述した本発明の実施の形態に係る角形状缶（実施例）の全体荷重強度及び偏荷重強度のテスト結果を比較例１、比較例２、比較例３、比較例４及び参考例とともに示す。
【００２１】
実施例は、各コーナー部１８が縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂで補強された構造（図１Ａ〜図３Ｂ参照：以下、「コーナー補強構造」という）の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。調質度はＪＩＳ（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に規定されており、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）は、ロックウェル硬さＨR３０Ｔ：６５±３に対応する。
比較例１は、各コーナー部に縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂが形成されていない構造（縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂを除いて図１Ａ〜図３Ｂに示す構造と同じ：以下、通常構造という）の角形状缶であって、厚さが０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さ（ロックウェル硬さＨR３０Ｔ：６１±３に対応）の鋼板にて胴部１０が形成されている。
参考例は、コーナー補強構造の角形状缶であって、厚さが０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例２は、通常構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−４の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例３は、コーナー補強構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例４は、通常構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
【００２２】
（角形状缶用原板の鋼成分）
上記目的を達成するため本発明に係る角形状缶用原板の鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有する。
Ｃ（炭素）は高強度冷延鋼板に高い調質度のため、０．０３重量％以上であることが望ましい。しかし、Ｃ（炭素）が０．３５重量％を超えると、炭化物析出量が増大し鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明においてはＣ（炭素）成分の上限値を０．３５重量％とする。さらに、Ｃ（炭素）は、０．０３〜０．１重量％の範囲がより望ましい。
【００２３】
Ｓｉ（シリコン）は、鋼中では大きな固溶強化機能を持ち、ばね性を得るのに有効な元素である。従って、０．０１重量％以上は必要である。また、Ｓｉ（シリコン）は、材質強化面では、多いほど良いが、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化を招くため上限値を３．０重量％とする。さらに、Ｓｉ（シリコン）は、０．０１〜０．０３重量％の範囲がより望ましい。
【００２４】
Ｍｎ（マンガン）は不純物であるＳ（硫黄）による熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であると同時に、前記のＣ（炭素）と同様に原板に高い調質度を与えるため、Ｍｎ（マンガン）成分は０．４重量％以上とする。しかし、ここでもＣ（炭素）同様に、多過ぎると冷間圧延の負荷の増大、スラブ圧延中の割れ発生、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となるため、Ｍｎ（マンガン）成分は上限値を３．０重量％とする。さらに、Ｍｎ（マンガン）は、０．４５〜０．６０重量％の範囲がより望ましい。
【００２５】
Ｐ（リン）は結晶粒微細化成分であり、また原板の強度を高めることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を阻害する。本発明の用途としては、Ｐが０．１０重量％を超えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下するためＰ（リン）成分の上限値を０．１０重量％とする。さらに、０．０２重量％以下の範囲がより望ましい。
【００２６】
Ｓ（硫黄）は熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましいが、鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、工程中の脱硫も困難なことからある程度の残留もやむをえない。少量の残留Ｓによる赤熱脆性はＭｎ（マンガン）により軽減できるため、Ｓ（硫黄）成分の上限値は０．０６重量％とする。さらに、０．０２５重量％以下の範囲がより望ましい。
【００２７】
Ａｌ（アルミニウム）は製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、０．１０重量％以上になると連続鋳造時に酸化抑制剤、および、連続鋳造での鋳型への焼き付き防止剤として使用する鋳型パウダー中の酸素と過剰Ａｌ（アルミニウム）が反応し、本来のパウダー効果を阻害する。したがって、Ａｌ（アルミニウム）量は０．１０重量％以下とする。さらに、Ａｌ（アルミニウム）は、０．０３０〜０．０８０重量％の範囲がより望ましい。
【００２８】
Ｎ（窒素）はＣ（炭素），Ｍｎ（マンガン）と同様に原板に高い調質度を与える。耐力強化のために必要な成分であるが、０．００１重量％より少なくすることは製鋼上の困難を生じ、また一方０．０１６０重量％を超える添加は製鋼時に添加するフェロ窒化物の歩留の低下が著しく、安定性に欠けると同時に、プレス成形時の異方性を著しく劣化させる。さらに連続鋳造片の表面に割れが生じ、鋳造欠陥となるため本発明ではＮ（窒素）成分範囲を０．００１〜０．０１６０重量％とする。さらに、Ｎ（窒素）は、０．００１〜０．００３５重量％の範囲がより望ましい。
【００２９】
Ｔｉ（チタン）、Ｎｂ（ニオブ）は炭窒化化合物を形成しやすく、結晶粒を微細化する効果ある。Ｎｂ（ニオブ）は下限を０．０１重量％、Ｔｉ（チタン）は０．０１重量％とする。また、いずれの元素も多すぎると再結晶温度を上昇させ、連続焼鈍温度を上げなければならず、コスト増である。そこで、Ｔｉ（チタン）の上限は０．１重量％、Ｎｂ（ニオブ）の上限を０．１重量％とする。
【００３０】
Ｂ（ホウ素）は本発明の重要な組織であるマルテンサイトを得るために必要な元素であることと粒界に偏析しやすく、結晶粒粗大化を低減し結晶粒を微細化する効果があるため、必要に応じて０．０００５重量％以上を添加する。また、多過ぎてもその効果が飽和するため、コストなどの理由から、Ｂ（ホウ素）成分の上限を０．０１重量％とする。
【００３１】
（熱間圧延）
熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが、Ｎ（窒素）の積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から１１００℃以上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度をＡｒ３点以下にすると、熱間鋼帯の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、目的の強度が得られないので熱間圧延仕上温度はＡｒ３点以上とするのが望ましい。
熱延仕上圧延における圧延率、冷却条件は特定するものではないが、高強度を得るためには、平均結晶粒径が５μｍ以下となるようにできるだけ高圧下、急冷することが望ましい。また、平均粒径が５μｍ以下のフエライト中にマルテンサイトが分散してなる組織であることが望ましい。
巻き取り温度は本発明において特定するものではないが、結晶粒粗大化を抑制するために巻取温度は７００℃以下とするのが望ましい。
【００３２】
（冷間圧延）
前記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、この冷間圧延率は、成分とともに本発明の重要な強度因子であり、目的の強度を得るために、３０〜９０％で行う。
【００３３】
（焼鈍）
前記のように圧延率３０〜９０％の冷間圧延を施した材料は、クリーニング工程で脱脂を施した後、連続焼鈍では７００℃以上または、バッチ焼鈍では５５０℃以上の温度で焼鈍する。上限温度は、連続焼鈍では８３０℃、箱型焼鈍では７００℃とする。
【００３４】
（調質圧延）
焼鈍後、調質圧延により表面粗度を付与する。
つぎに、このようにして作成した鋼板としては、シ−ト状およびコイル状の鋼板に公知の表面処理を施し、塗装または有機樹脂フィルムでラミネートしたものを用いることができる。特に、表面処理した鋼鈑としては、下層が金属クロム、上層がクロム水和酸化物の２層構造をもつ電解クロム酸処理鋼板、ぶりきあるいは極薄錫めっき鋼板、ニッケルめっき鋼板及びびこれらのめっき鋼板にクロム水和酸化物あるいは上層がクロム水和酸化物、下層が金属クロム層からなる２層構造をもつ表面処理をほどこしたものが耐食性の点で優れている。有機樹脂フィルムとしては、ポリエステルフィルムなどを用いることができる。
【００３５】
（実施例または比較例４の鋼板成分）
調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の鋼板は、重量％にて
炭素（Ｃ）：０．０３〜０．１０％
マンガン（Ｍｎ）：０．４５〜０．６０％
シリコン（Ｓｉ）：０．０１〜０．０３％
リン（Ｐ）：≦０．０２％
硫黄（Ｓ）：≦０．０２５％
アルミニウム（Ａｌ）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ：０．００１〜０．００３５％、
を含有する。
（比較例１〜３の鋼板成分）
調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の鋼板は、重量％にて
炭素（Ｃ）：０．０３〜０．０６％
マンガン（Ｍｎ）：０．２５〜０．４５％
シリコン（Ｓｉ）：≦０．０３％
リン（Ｐ）：≦０．０２％
硫黄（Ｓ）：≦０．０２５％
アルミニウム（Ａｌ）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ：０．００１〜０．００３５％
を含有する。
特に炭素（Ｃ）及びマンガン（Ｍｎ）の含有量を増やすことによって鋼板の硬さを増大させている（Ｔ−４→Ｔ−５）。
【００３６】
実施例、比較例１〜４及び参考例それぞれの角形状缶の５個ずつのサンプルに対して縦方向に荷重（単位：Ｎ（ニュートン））をかけて、変形が開始するまでの最大荷重を荷重強度として測定した。全体荷重強度は、角形状缶の全体に対して荷重をかけた場合の強度であり、偏荷重強度は、１つのコーナー部分に荷重をかけた場合の強度である。図４は、各角形状缶について、５つのサンプルの測定値（全体荷重強度、偏荷重強度）の最大値、最小値及び平均値を示す。
【００３７】
図４に示すテスト結果をみると、（厚さ：０．３２ｍｍ、調質度Ｔ−４）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例１）をコーナー補強構造（参考例）にすることにより全体荷重強度及び偏荷重強度の双方とも改善された。（厚さ：０．２７ｍｍ、調質度Ｔ−４）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例２）をコーナー補強構造（比較例３）にすることにより全体荷重強度及び偏荷重強度の双方とも改善された。（厚さ：０．２７ｍｍ、調質度Ｔ−５）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例４）をコーナー補強構造（実施例）にすることにより偏荷重強度が改善された。
【００３８】
通常構造において鋼板を薄くすると（比較例１→比較例２）、全体荷重強度が約７８％（平均値比：１１６１３Ｎ／１４８７８Ｎ）に低減するが、コーナー補強構造（比較例３）にすることによって全体荷重強度が約７９．７％（平均値比：１１８６２Ｎ／１４８７８Ｎ）に改善された。更に、鋼板の硬さを調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）から調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に上げることにより（実施例）、全体荷重強度が約８２．５％（平均値比：１２２７２Ｎ／１４８７８Ｎ）に改善された。
【００３９】
また、通常構造において鋼板を薄くすると（比較例１→比較例２）、偏荷重強度が約８１．９％（平均値比：３１８０Ｎ／３８８２Ｎ）に低減するが、コーナー補強構造（比較例３）にすることによって偏荷重強度が約９９．６％に改善された。更に、鋼板の硬さを調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）から調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に上げると（実施例）、偏荷重強度が約１０４．８％（平均値比：４０７０Ｎ／３８８２Ｎ）に著しく改善された。
【００４０】
鋼板を薄くすること（０．３２ｍｍ→０．２７ｍｍ）に対して、コーナー補強構造にして鋼板の硬さを上げる（調質度：Ｔ−４→Ｔ−５）ことは、全体荷重強度及び偏荷重強度の双方の観点から有効である。特に、偏荷重強度については、コーナー補強構造と鋼板の硬さ（調質度：Ｔ−５）とが相俟って、著しく改善されるものとなった。従って、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にてコーナー補強構造の角形状缶を形成することにより、比較的薄い鋼板にて形成される胴部１０のコーナー部１８での強度の改善を有効に図ることができる。その結果、コーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させた角形状缶を実現することができる。
【００４１】
なお、鋼板は硬ければ硬いほどよいわけではない。鋼板の硬さを上げていくと、筒状に丸めた鋼板を略四角形状の筒体（胴部）に成形する際に、その成形が次第にし難くなって、正常な胴部を成形することが難しくなる。このため、鋼板の硬さが高いと、成形機を設計変更しなければならなくなる可能性がある。しかし、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板であれば、従来の成形とほぼ同様の条件にて正常な胴部を成形することができる。
【００４２】
ところで、図５Ａに示すように鋼板Ｓにはその圧延方向と平行に細いスジがついている。このスジは、冷間圧延工程あるいは調質圧延工程での圧延ローラにて付けられるものでグレーン（grain）と呼ばれている。鋼板Ｓの圧延方向（グレーンの延びる方向）が図５Ｂに示すように横方向（高さ方向に直行する方向）となるように胴部１０が形成された場合、Ｃグレーン（Cross grain）と呼ばれ、鋼板Ｓの圧延方向が図５ｃに示すように縦方向（高さ方向）となるように胴部１０が形成された場合、Ｈグレーン（Height grain）と呼ばれる。
【００４３】
Ｃグレーン及びＨグレーンのそれぞれの場合で、巻き幅とオーバーラップとについての特性を測定した結果、図６及び図７に示すような結果が得られた。なお、厚さ０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４の硬さの鋼板Ｓの３つのサンプルについて測定した。
【００４４】
巻き幅は、図８Ａに示すように、胴部１０を成形するために鋼板Ｓを円筒状に丸めた際に形成される端辺間の隙間Ｇであって、鋼板Ｓの筒状体の一方端（胴部１０の上端に対応）Ｌｅ、その中央部Ｃｅ及び筒状体の他方端（胴部１０の下端に対応）Ｔｒの３カ所で測定した。オーバーラップは、図８Ａに示すように丸めた鋼板Ｓの両端辺を図８Ｂに示すように溶接した際の重なり量ＯＬであって、筒体の両端Ｌｅ、Ｔｒの２カ所で測定した。
【００４５】
巻き幅については、図６に示すように、Ｃグレーンでは、３つの測定位置（Ｌｅ、Ｃｅ、Ｔｒ）での３つのサンプルの測定値の最大値（１００ｍｍ）と最小値（−１５ｍｍ）の範囲、即ちバラつきが「１１５ｍｍ」であったのに対して、Ｈグレーンでは、３つの測定位置（Ｌｅ、Ｃｅ、Ｔｒ）での３つのサンプルの測定値の最大値（１１５ｍｍ）と最小値（９５ｍｍ）の範囲、即ちバラつきが「２０ｍｍ」であった。また、オーバーラップについては、図７に示すように、Ｃグレーンでは、両端の測定位置（Ｌｅ、Ｔｒ）での３つのサンプリングの測定値の最大値（０．４８９ｍｍ）と最小値（０．４６８ｍｍ）との範囲、即ちバラつきが「０．０２１ｍｍ」であったのに対して、Ｈグレーンでは、両端の測定位置（Ｌｅ、Ｔｒ）での３つのサンプリングの測定値の最大値（０．４６４ｍｍ）と最小値（０．４４８ｍｍ）との範囲、即ちバラつきが「０．０１６ｍｍ」であった。
【００４６】
前記のように巻き幅及びオーバーラップともバラつきが少ないＨグレーンの鋼板Ｓは、Ｃグレーンの鋼板Ｓに比べて安定的に巻くことができ、成形機及び溶接機にて胴部１０を容易に製造することができるようになる。
【００４７】
なお、全荷重強度及び偏荷重強度については、図９（全荷重強度）及び図１０（偏荷重強度）に示すように、Ｈグレーンの角形状缶（Ｈグレーン缶）と、Ｃグレーンの角形状缶（Ｃグレーン缶）とで、実質的な差はなかった。
【００４８】
なお、前述した実施の形態では、各コーナー部１８に、縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂが図１Ｂ、図２及び図３Ｂに示すように形成されるものであったが、各コーナー部１８に形成される補強ビードは、これに限られることなく、他の形状のものであっても、複数形成されるものであってもよい。また、胴部１０を形成する鋼板は、有機樹脂フィルムをラミネートしたラミネート鋼板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上、説明したように、本発明に係る角形状缶は、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させることができるという効果を有し、所謂１８リットル缶等の角形状缶として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 胴部
１２ 縦補強ビード
１４ 横補強ビード
１５ａ、１５ｂ 縦補強凸ビード
１６ 矩形補強部
１８ コーナー部
１８ａ 頂部
２０ａ 天板（端板）
２０ｂ 底板（端板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂１８リットル缶等の角形状缶に係り、詳しくは、コーナー部に縦方向に延びる補強ビードの形成された角形状缶に関する。
【背景技術】
【０００２】
所謂１８リットル缶等の角形状缶において、その材料となる鋼板をより薄くすることがコスト削減の観点及び軽量化の観点から望まれている。しかし、材料の鋼板を薄くすると、強度の低下を招くことから、従来、その強度の低下をできるだけ抑えるために、筒状の胴部のコーナー部分において、縦方向に延びる補強凸ビードを形成した角形状缶が提案されている（例えば、特許文献１）。このように胴部のコーナー部分に補強凸ビードを形成することにより、当該胴部を比較的薄い鋼板にて形成しても、そのコーナー部分での強度の低下を抑えることができ、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対して所望の耐久性を得ることができるものとなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０５８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、材料の鋼板をできるだけ薄くした状態を維持しつつ更なる耐久性向上の要望に対して、胴部に対する更なる補強ビードの形成や改良では限界があり、更なる工夫が必要となった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させた構造となる角形状缶を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る角形状缶は、略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、当該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、前記胴部を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）である構成となる。
【０００７】
このような構成により、各コーナー部分は、縦方向に延びる補強ビードによって補強されるとともに、胴部を形成する鋼板はその調質度がＴ−５の硬さとなるので、この鋼板の硬さと補強ビードとが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部のコーナー部での強度の改善が有効に図られる。
【０００８】
本発明に係る角形状缶において、前記鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有することを特徴とする。
より好ましくは、前記鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜０．０３％、Ｍｎ（マンガン）：０．４５〜０．６０％、Ｐ（リン）：≦０．０２％、Ｓ（硫黄）：≦０．０２５％、Ａｌ（アルミニウム）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．００３５％とすることができる。
また、前記の成分に加え、Ｎｂ（ニオブ）：０．００１〜０．１％、Ｔｉ（チタン）：０．００１〜０．１％、及びＢ（ホウ素）：０．０００５〜０．０１％のいずれか１種または、２種以上を含むことができる。
【０００９】
このような構成により、調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さを実現することができるようになる。
【００１０】
また、本発明に係る角形状缶において、前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された構成とすることができる。
【００１１】
このような構成により、鋼板の製缶（胴部形成）時の特性（巻き幅の特性等）を改善することができ、更に、製造のし易い角形状缶を実現することができるようになる。
【００１２】
本発明に係る角形状缶は、略四角形状の胴部となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された構成となる。
【００１３】
このような構成により、鋼板の製缶（胴部形成）時の特性（巻き幅の特性等）を改善することができ、製造のし易い角形状缶を実現することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る角形状缶によれば、調質度がＴ−５となる鋼板の硬さと補強ビードとが相俟って、比較的薄い鋼板にて形成される胴部のコーナー部での強度の改善が有効に図られるので、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】本発明の実施の形態に係る角形状缶の上から見た平面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施の形態に係る角形状缶の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る角形状缶の斜視図である。
【図３Ａ】図１ＢにおけるＡ−Ａ部分断面図である。
【図３Ｂ】図１ＢにおけるＢ−Ｂ部分断面図である。
【図４】図１Ａ〜図３Ｂに示す構造の角形状缶（実施例）の全体荷重強度及び偏荷重強度のテスト結果を比較例とともに示す図である。
【図５Ａ】角形状缶の胴部を形成する鋼板の圧延方向を示す図である。
【図５Ｂ】鋼板の圧延方向が横方向となるように形成されたＣグレーンの胴部を示す図である。
【図５Ｃ】鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成されたＨグレーンの胴部を示す図である。
【図６】胴部を形成するための円筒状の鋼板の巻き幅についてのテスト結果をＣグレーンとＨグレーンとで比較して示す図である。
【図７】胴部を形成するための円筒状の鋼板のオーバーラップについてのテスト結果をＣグレーンとＨグレーンとで比較して示す図である。
【図８Ａ】胴部を形成するための円筒状の鋼板の巻き幅Ｇを示す図である。
【図８Ｂ】胴部を形成するための円筒状の鋼板のオーバーラップＯＬを示す図である。
【図９】Ｃグレーンの胴部を有する角形状缶と、Ｈグレーンの胴部を有する角形状缶との全荷重強度のテスト結果を示す図である。
【図１０】Ｃグレーンの胴部を有する角形状缶と、Ｈグレーンの胴部を有する角形状缶との偏荷重強度のテスト結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明の実施の形態に係る角形状缶は、図１Ａ乃至図３Ｂに示すように構成される。なお、図１Ａは本発明の実施の形態に係る角形状缶を上方から見た平面図であり、図１Ｂは本発明の実施の形態に係る角形状缶の正面図であり、図２はその角形状缶の斜視図であり、図３Ａは図１ＢにおけるＡ−Ａ部分断面図であり、図３Ｂは図１ＢにおけるＢ−Ｂ部分断面図である。
【００１８】
図１Ａ、図１Ｂ及び図２において、この角形状缶１００（所謂１８リットル缶）は、所定厚さの鋼板で形成され、略四角形状の筒体となる胴部１０の上端に天板２０ａ（端板）が巻締めにより接合固定され、当該胴部１０の下端に底板２０ｂ（端板）が巻締めにより接合固定された構造となっている。胴部１０の各側壁面には、２つの縦補強ビード１２、２つの横補強ビード１４及び矩形補強部１６（通称、額縁）がプレス加工により形成されている。矩形補強部１６は、胴部１０の各側壁面の略中央部分に位置し、２つの横補強ビード１４は矩形補強部１６の上側及び下側に位置している。各縦補強ビード１２は、胴部１０の各コーナー部分であるコーナー部１８の両側それぞれに続く側壁面の当該コーナー部１８との境界部分に、天板２０ａとの接合部位から底板２０ｂとの接合部位まで延びるように形成されている。また、図３Ａに示すように、各縦補強ビード１２は、胴部１０の外側から内側に凹んだ凹形状となり、矩形補強部１６は、縁部がその内側より相対的に盛り上がった形状となっている。図示されてはいないが、各横補強ビード１４は、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。
【００１９】
更に、各コーナー部１８の縦方向に延びる頂部１８ａ（図２参照）上には、天板２０ａ側の端部から伸びるように縦補強ビード１５ａが形成されると共に、それと対になって底板２０ｂ側の端部から延びるように縦補強ビード１５ｂが形成されている。これら対になる縦補強ビード１５ａ、１５ｂは、図３Ｂに示すように、胴部１０の内側から外側に突出する凸形状となっている。なお、これら対になる縦補強ビード１５ａ、１５ｂを前述した縦補強ビード１２と区別するため、以下、縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂと呼ぶ。
【００２０】
（強度テスト結果）
図４に、前述した本発明の実施の形態に係る角形状缶（実施例）の全体荷重強度及び偏荷重強度のテスト結果を比較例１、比較例２、比較例３、比較例４及び参考例とともに示す。
【００２１】
実施例は、各コーナー部１８が縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂで補強された構造（図１Ａ〜図３Ｂ参照：以下、「コーナー補強構造」という）の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。調質度はＪＩＳ（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に規定されており、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）は、ロックウェル硬さＨR３０Ｔ：６５±３に対応する。
比較例１は、各コーナー部に縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂが形成されていない構造（縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂを除いて図１Ａ〜図３Ｂに示す構造と同じ：以下、通常構造という）の角形状缶であって、厚さが０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さ（ロックウェル硬さＨR３０Ｔ：６１±３に対応）の鋼板にて胴部１０が形成されている。
参考例は、コーナー補強構造の角形状缶であって、厚さが０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例２は、通常構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−４の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例３は、コーナー補強構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
比較例４は、通常構造の角形状缶であって、厚さが０．２７ｍｍで、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にて胴部１０が形成されている。
【００２２】
（角形状缶用原板の鋼成分）
上記目的を達成するため本発明に係る角形状缶用原板の鋼板成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１０〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有する。
Ｃ（炭素）は高強度冷延鋼板に高い調質度のため、０．０３重量％以上であることが望ましい。しかし、Ｃ（炭素）が０．３５重量％を超えると、炭化物析出量が増大し鋼板の加工性の低下をもたらすと同時に、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となる。そのため本発明においてはＣ（炭素）成分の上限値を０．３５重量％とする。さらに、Ｃ（炭素）は、０．０３〜０．１重量％の範囲がより望ましい。
【００２３】
Ｓｉ（シリコン）は、鋼中では大きな固溶強化機能を持ち、ばね性を得るのに有効な元素である。従って、０．０１重量％以上は必要である。また、Ｓｉ（シリコン）は、材質強化面では、多いほど良いが、冷間圧延の負荷の増大、形状の劣化を招くため上限値を３．０重量％とする。さらに、Ｓｉ（シリコン）は、０．０１〜０．０３重量％の範囲がより望ましい。
【００２４】
Ｍｎ（マンガン）は不純物であるＳ（硫黄）による熱延中の赤熱脆性を防止するために必要な成分であると同時に、前記のＣ（炭素）と同様に原板に高い調質度を与えるため、Ｍｎ（マンガン）成分は０．４重量％以上とする。しかし、ここでもＣ（炭素）同様に、多過ぎると冷間圧延の負荷の増大、スラブ圧延中の割れ発生、形状の劣化、連続焼鈍工程での通板性阻害等、生産性低下の原因となるため、Ｍｎ（マンガン）成分は上限値を３．０重量％とする。さらに、Ｍｎ（マンガン）は、０．４５〜０．６０重量％の範囲がより望ましい。
【００２５】
Ｐ（リン）は結晶粒微細化成分であり、また原板の強度を高めることから一定の割合で添加されるが、一方で耐食性を阻害する。本発明の用途としては、Ｐが０．１０重量％を超えると耐食性、特に耐孔明性が著しく低下するためＰ（リン）成分の上限値を０．１０重量％とする。さらに、０．０２重量％以下の範囲がより望ましい。
【００２６】
Ｓ（硫黄）は熱延中において赤熱脆性を生じる不純物成分であり、極力少ないことが望ましいが、鉄鋼石等からの混入を完全に防止することができず、工程中の脱硫も困難なことからある程度の残留もやむをえない。少量の残留Ｓによる赤熱脆性はＭｎ（マンガン）により軽減できるため、Ｓ（硫黄）成分の上限値は０．０６重量％とする。さらに、０．０２５重量％以下の範囲がより望ましい。
【００２７】
Ａｌ（アルミニウム）は製鋼に際し脱酸剤として鋼浴中に添加されるが、０．１０重量％以上になると連続鋳造時に酸化抑制剤、および、連続鋳造での鋳型への焼き付き防止剤として使用する鋳型パウダー中の酸素と過剰Ａｌ（アルミニウム）が反応し、本来のパウダー効果を阻害する。したがって、Ａｌ（アルミニウム）量は０．１０重量％以下とする。さらに、Ａｌ（アルミニウム）は、０．０３０〜０．０８０重量％の範囲がより望ましい。
【００２８】
Ｎ（窒素）はＣ（炭素），Ｍｎ（マンガン）と同様に原板に高い調質度を与える。耐力強化のために必要な成分であるが、０．００１重量％より少なくすることは製鋼上の困難を生じ、また一方０．０１６０重量％を超える添加は製鋼時に添加するフェロ窒化物の歩留の低下が著しく、安定性に欠けると同時に、プレス成形時の異方性を著しく劣化させる。さらに連続鋳造片の表面に割れが生じ、鋳造欠陥となるため本発明ではＮ（窒素）成分範囲を０．００１〜０．０１６０重量％とする。さらに、Ｎ（窒素）は、０．００１〜０．００３５重量％の範囲がより望ましい。
【００２９】
Ｔｉ（チタン）、Ｎｂ（ニオブ）は炭窒化化合物を形成しやすく、結晶粒を微細化する効果ある。Ｎｂ（ニオブ）は下限を０．０１重量％、Ｔｉ（チタン）は０．０１重量％とする。また、いずれの元素も多すぎると再結晶温度を上昇させ、連続焼鈍温度を上げなければならず、コスト増である。そこで、Ｔｉ（チタン）の上限は０．１重量％、Ｎｂ（ニオブ）の上限を０．１重量％とする。
【００３０】
Ｂ（ホウ素）は本発明の重要な組織であるマルテンサイトを得るために必要な元素であることと粒界に偏析しやすく、結晶粒粗大化を低減し結晶粒を微細化する効果があるため、必要に応じて０．０００５重量％以上を添加する。また、多過ぎてもその効果が飽和するため、コストなどの理由から、Ｂ（ホウ素）成分の上限を０．０１重量％とする。
【００３１】
（熱間圧延）
熱間圧延工程における鋼片加熱温度は本発明において特定するものではないが、Ｎ（窒素）の積極的分解固溶および熱間仕上圧延温度の安定的確保の見地から１１００℃以上とするのが望ましい。熱間圧延仕上温度をＡｒ３点以下にすると、熱間鋼帯の結晶組織が混粒化するとともに粗大化し、目的の強度が得られないので熱間圧延仕上温度はＡｒ３点以上とするのが望ましい。
熱延仕上圧延における圧延率、冷却条件は特定するものではないが、高強度を得るためには、平均結晶粒径が５μｍ以下となるようにできるだけ高圧下、急冷することが望ましい。また、平均粒径が５μｍ以下のフエライト中にマルテンサイトが分散してなる組織であることが望ましい。
巻き取り温度は本発明において特定するものではないが、結晶粒粗大化を抑制するために巻取温度は７００℃以下とするのが望ましい。
【００３２】
（冷間圧延）
前記の成分系で熱延された鋼板を冷間圧延するが、この冷間圧延率は、成分とともに本発明の重要な強度因子であり、目的の強度を得るために、３０〜９０％で行う。
【００３３】
（焼鈍）
前記のように圧延率３０〜９０％の冷間圧延を施した材料は、クリーニング工程で脱脂を施した後、連続焼鈍では７００℃以上または、バッチ焼鈍では５５０℃以上の温度で焼鈍する。上限温度は、連続焼鈍では８３０℃、箱型焼鈍では７００℃とする。
【００３４】
（調質圧延）
焼鈍後、調質圧延により表面粗度を付与する。
つぎに、このようにして作成した鋼板としては、シ−ト状およびコイル状の鋼板に公知の表面処理を施し、塗装または有機樹脂フィルムでラミネートしたものを用いることができる。特に、表面処理した鋼鈑としては、下層が金属クロム、上層がクロム水和酸化物の２層構造をもつ電解クロム酸処理鋼板、ぶりきあるいは極薄錫めっき鋼板、ニッケルめっき鋼板及びびこれらのめっき鋼板にクロム水和酸化物あるいは上層がクロム水和酸化物、下層が金属クロム層からなる２層構造をもつ表面処理をほどこしたものが耐食性の点で優れている。有機樹脂フィルムとしては、ポリエステルフィルムなどを用いることができる。
【００３５】
（実施例または比較例４の鋼板成分）
調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の鋼板は、重量％にて
炭素（Ｃ）：０．０３〜０．１０％
マンガン（Ｍｎ）：０．４５〜０．６０％
シリコン（Ｓｉ）：０．０１〜０．０３％
リン（Ｐ）：≦０．０２％
硫黄（Ｓ）：≦０．０２５％
アルミニウム（Ａｌ）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ：０．００１〜０．００３５％、
を含有する。
（比較例１〜３の鋼板成分）
調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の鋼板は、重量％にて
炭素（Ｃ）：０．０３〜０．０６％
マンガン（Ｍｎ）：０．２５〜０．４５％
シリコン（Ｓｉ）：≦０．０３％
リン（Ｐ）：≦０．０２％
硫黄（Ｓ）：≦０．０２５％
アルミニウム（Ａｌ）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ：０．００１〜０．００３５％
を含有する。
特に炭素（Ｃ）及びマンガン（Ｍｎ）の含有量を増やすことによって鋼板の硬さを増大させている（Ｔ−４→Ｔ−５）。
【００３６】
実施例、比較例１〜４及び参考例それぞれの角形状缶の５個ずつのサンプルに対して縦方向に荷重（単位：Ｎ（ニュートン））をかけて、変形が開始するまでの最大荷重を荷重強度として測定した。全体荷重強度は、角形状缶の全体に対して荷重をかけた場合の強度であり、偏荷重強度は、１つのコーナー部分に荷重をかけた場合の強度である。図４は、各角形状缶について、５つのサンプルの測定値（全体荷重強度、偏荷重強度）の最大値、最小値及び平均値を示す。
【００３７】
図４に示すテスト結果をみると、（厚さ：０．３２ｍｍ、調質度Ｔ−４）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例１）をコーナー補強構造（参考例）にすることにより全体荷重強度及び偏荷重強度の双方とも改善された。（厚さ：０．２７ｍｍ、調質度Ｔ−４）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例２）をコーナー補強構造（比較例３）にすることにより全体荷重強度及び偏荷重強度の双方とも改善された。（厚さ：０．２７ｍｍ、調質度Ｔ−５）の鋼板を用いた角形状缶では、通常構造（比較例４）をコーナー補強構造（実施例）にすることにより偏荷重強度が改善された。
【００３８】
通常構造において鋼板を薄くすると（比較例１→比較例２）、全体荷重強度が約７８％（平均値比：１１６１３Ｎ／１４８７８Ｎ）に低減するが、コーナー補強構造（比較例３）にすることによって全体荷重強度が約７９．７％（平均値比：１１８６２Ｎ／１４８７８Ｎ）に改善された。更に、鋼板の硬さを調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）から調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に上げることにより（実施例）、全体荷重強度が約８２．５％（平均値比：１２２７２Ｎ／１４８７８Ｎ）に改善された。
【００３９】
また、通常構造において鋼板を薄くすると（比較例１→比較例２）、偏荷重強度が約８１．９％（平均値比：３１８０Ｎ／３８８２Ｎ）に低減するが、コーナー補強構造（比較例３）にすることによって偏荷重強度が約９９．６％に改善された。更に、鋼板の硬さを調質度Ｔ−４（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）から調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）に上げると（実施例）、偏荷重強度が約１０４．８％（平均値比：４０７０Ｎ／３８８２Ｎ）に著しく改善された。
【００４０】
鋼板を薄くすること（０．３２ｍｍ→０．２７ｍｍ）に対して、コーナー補強構造にして鋼板の硬さを上げる（調質度：Ｔ−４→Ｔ−５）ことは、全体荷重強度及び偏荷重強度の双方の観点から有効である。特に、偏荷重強度については、コーナー補強構造と鋼板の硬さ（調質度：Ｔ−５）とが相俟って、著しく改善されるものとなった。従って、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板にてコーナー補強構造の角形状缶を形成することにより、比較的薄い鋼板にて形成される胴部１０のコーナー部１８での強度の改善を有効に図ることができる。その結果、コーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させた角形状缶を実現することができる。
【００４１】
なお、鋼板は硬ければ硬いほどよいわけではない。鋼板の硬さを上げていくと、筒状に丸めた鋼板を略四角形状の筒体（胴部）に成形する際に、その成形が次第にし難くなって、正常な胴部を成形することが難しくなる。このため、鋼板の硬さが高いと、成形機を設計変更しなければならなくなる可能性がある。しかし、調質度Ｔ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）の硬さの鋼板であれば、従来の成形とほぼ同様の条件にて正常な胴部を成形することができる。
【００４２】
ところで、図５Ａに示すように鋼板Ｓにはその圧延方向と平行に細いスジがついている。このスジは、冷間圧延工程あるいは調質圧延工程での圧延ローラにて付けられるものでグレーン（grain）と呼ばれている。鋼板Ｓの圧延方向（グレーンの延びる方向）が図５Ｂに示すように横方向（高さ方向に直行する方向）となるように胴部１０が形成された場合、Ｃグレーン（Cross grain）と呼ばれ、鋼板Ｓの圧延方向が図５ｃに示すように縦方向（高さ方向）となるように胴部１０が形成された場合、Ｈグレーン（Height grain）と呼ばれる。
【００４３】
Ｃグレーン及びＨグレーンのそれぞれの場合で、巻き幅とオーバーラップとについての特性を測定した結果、図６及び図７に示すような結果が得られた。なお、厚さ０．３２ｍｍで、調質度Ｔ−４の硬さの鋼板Ｓの３つのサンプルについて測定した。
【００４４】
巻き幅は、図８Ａに示すように、胴部１０を成形するために鋼板Ｓを円筒状に丸めた際に形成される端辺間の隙間Ｇであって、鋼板Ｓの筒状体の一方端（胴部１０の上端に対応）Ｌｅ、その中央部Ｃｅ及び筒状体の他方端（胴部１０の下端に対応）Ｔｒの３カ所で測定した。オーバーラップは、図８Ａに示すように丸めた鋼板Ｓの両端辺を図８Ｂに示すように溶接した際の重なり量ＯＬであって、筒体の両端Ｌｅ、Ｔｒの２カ所で測定した。
【００４５】
巻き幅については、図６に示すように、Ｃグレーンでは、３つの測定位置（Ｌｅ、Ｃｅ、Ｔｒ）での３つのサンプルの測定値の最大値（１００ｍｍ）と最小値（−１５ｍｍ）の範囲、即ちバラつきが「１１５ｍｍ」であったのに対して、Ｈグレーンでは、３つの測定位置（Ｌｅ、Ｃｅ、Ｔｒ）での３つのサンプルの測定値の最大値（１１５ｍｍ）と最小値（９５ｍｍ）の範囲、即ちバラつきが「２０ｍｍ」であった。また、オーバーラップについては、図７に示すように、Ｃグレーンでは、両端の測定位置（Ｌｅ、Ｔｒ）での３つのサンプリングの測定値の最大値（０．４８９ｍｍ）と最小値（０．４６８ｍｍ）との範囲、即ちバラつきが「０．０２１ｍｍ」であったのに対して、Ｈグレーンでは、両端の測定位置（Ｌｅ、Ｔｒ）での３つのサンプリングの測定値の最大値（０．４６４ｍｍ）と最小値（０．４４８ｍｍ）との範囲、即ちバラつきが「０．０１６ｍｍ」であった。
【００４６】
前記のように巻き幅及びオーバーラップともバラつきが少ないＨグレーンの鋼板Ｓは、Ｃグレーンの鋼板Ｓに比べて安定的に巻くことができ、成形機及び溶接機にて胴部１０を容易に製造することができるようになる。
【００４７】
なお、全荷重強度及び偏荷重強度については、図９（全荷重強度）及び図１０（偏荷重強度）に示すように、Ｈグレーンの角形状缶（Ｈグレーン缶）と、Ｃグレーンの角形状缶（Ｃグレーン缶）とで、実質的な差はなかった。
【００４８】
なお、前述した実施の形態では、各コーナー部１８に、縦補強凸ビード１５ａ、１５ｂが図１Ｂ、図２及び図３Ｂに示すように形成されるものであったが、各コーナー部１８に形成される補強ビードは、これに限られることなく、他の形状のものであっても、複数形成されるものであってもよい。また、胴部１０を形成する鋼板は、有機樹脂フィルムをラミネートしたラミネート鋼板であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
以上、説明したように、本発明に係る角形状缶は、特にコーナー部分での荷重（偏荷重）に対する耐久性を更に向上させることができるという効果を有し、所謂１８リットル缶等の角形状缶として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
１０ 胴部
１２ 縦補強ビード
１４ 横補強ビード
１５ａ、１５ｂ 縦補強凸ビード
１６ 矩形補強部
１８ コーナー部
１８ａ 頂部
２０ａ 天板（端板）
２０ｂ 底板（端板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、当該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、
前記胴部を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）である角形状缶。
【請求項２】
前記鋼板の成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有することを特徴とする請求項１記載の角形状缶。
【請求項３】
前記鋼板の成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜０．０３％、Ｍｎ（マンガン）：０．４５〜０．６０％、Ｐ（リン）：≦０．０２％、Ｓ（硫黄）：≦０．０２５％、Ａｌ（アルミニウム）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ（窒素）：０．００１〜０．００３５％含有することを特徴とする請求項２記載の角形状缶。
【請求項４】
前記鋼板は、前記成分に加え、重量％で、Ｎｂ（ニオブ）：０．００１〜０．１％、Ｔｉ（チタン）：０．００１〜０．１％、及びＢ（ホウ素）：０．０００５〜０．０１％のいずれか１種または、２種以上を含むことを特徴とする請求項２または３記載の角形状缶。
【請求項５】
前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された請求項１乃至４のいずれかに記載の角形状缶。
【請求項６】
略四角形状の胴部となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、
前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された角形状缶。
【請求項１】
略四角形状の筒体となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、当該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、
前記胴部を形成する前記鋼板の調質度がＴ−５（ＪＩＳ Ｇ ３３０３）である角形状缶。
【請求項２】
前記鋼板の成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．３５％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜３．０％、Ｍｎ（マンガン）：０．４〜３．０％、Ｐ（リン）：≦０．１％、Ｓ（硫黄）≦０．０６％、Ａｌ（アルミニウム）：≦０．１％、Ｎ（窒素）：０．００１〜０．０１５０％、残部Ｆｅ（鉄）を含有することを特徴とする請求項１記載の角形状缶。
【請求項３】
前記鋼板の成分は、重量％で、Ｃ（炭素）：０．０３〜０．１０％、Ｓｉ（シリコン）：０．０１〜０．０３％、Ｍｎ（マンガン）：０．４５〜０．６０％、Ｐ（リン）：≦０．０２％、Ｓ（硫黄）：≦０．０２５％、Ａｌ（アルミニウム）：０．０３０〜０．０８０％、Ｎ（窒素）：０．００１〜０．００３５％含有することを特徴とする請求項２記載の角形状缶。
【請求項４】
前記鋼板は、前記成分に加え、重量％で、Ｎｂ（ニオブ）：０．００１〜０．１％、Ｔｉ（チタン）：０．００１〜０．１％、及びＢ（ホウ素）：０．０００５〜０．０１％のいずれか１種または、２種以上を含むことを特徴とする請求項２または３記載の角形状缶。
【請求項５】
前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された請求項１乃至４のいずれかに記載の角形状缶。
【請求項６】
略四角形状の胴部となる鋼板にて形成された胴部の解放する両端それぞれに端板を接合し、該胴部の各コーナー部に縦方向に延びる補強ビードが形成された角形状缶であって、
前記胴部は、前記鋼板の圧延方向が縦方向となるように形成された角形状缶。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−９３６１３（Ｐ２０１１−９３６１３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８０１５１（Ｐ２０１０−１８０１５１）
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（３９００３１３６９）本州製罐株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１１日（２０１０．８．１１）
【出願人】（３９００３１３６９）本州製罐株式会社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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