CN104185516A - 带螺纹瓶罐的制造方法及制造装置 - Google Patents

Abstract

一种带螺纹瓶罐的制造方法，能够进行螺纹成型加工而不对涂装等带来损伤，并且尺寸稳定性优良，还提高再次密封操作性。具有：中间成型体形成工序，在瓶体部的上方形成肩部(3)、筒状部(18)、锥部(17)和开口端部(16)；和螺纹部形成工序，通过夹入筒状体(18)的内模(64A)和外模(64B)形成螺纹部，在中间成型体形成工序中，将筒状部的外径形成为螺纹部的顶径与底径之间的中径，在螺纹部形成工序中，以在锥部的中途位置形成螺纹起始部的方式从锥部至筒状部形成螺纹部，并且将内模的右螺纹状凸部的第一级的高度在从螺纹起始部起沿圆周方向连续的90°的角度范围内形成为低于第二级以后的高度，使具有内模及外模的螺纹成型工具从中间成型体的开口端朝向底部的方向观察时左旋公转的同时进行转动。

Description

带螺纹瓶罐的制造方法及制造装置

技术领域

本发明涉及一种具有螺纹连接瓶盖的螺纹的带螺纹瓶罐的制造方法及制造装置。

本申请基于2012年3月27日提交的特愿2012-71109号要求优先权，并且在此援引其内容。

背景技术

作为充填饮料等内容物的容器，已知有在具有螺纹部的口部上螺纹连接瓶盖的铝合金制的瓶子形状的罐(瓶罐)。

如专利文献1至专利文献3中公开的，该瓶罐通过如下方式来制造：通过拉伸加工及减薄加工(DI成型)将铝合金板成型为底板部和圆筒状侧面部为一体的筒体，并将其开口部缩径而形成肩部，并且与形成于该肩部的上端的小径的颈部相比在上方部分形成用于螺纹成型的扩径了的筒状部之后，对该筒状部实施螺纹成型加工，且在开口端部实施卷边部形成加工等。

在该瓶罐的制造工序中，通过在筒状部内插入的内模与筒状部的外侧配置的外模之间夹入筒状部，并且使这些内模和外模自转的同时围绕罐的轴心公转而形成螺纹部。螺纹部通常为右螺纹，为了形成该右螺纹，在内模上形成有右螺纹状凸部，并且在外模上形成有左螺纹装凸部。

在专利文献3中，作为不对罐的内表面涂装带来损伤地加工开口部的方法记载有如下方法：在进行螺纹成型加工之前的中间成型体中，通过从肩部至少进行两级以上拉伸加工来形成口部，在从开口端起第二级的部位上形成具有螺纹的牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中径的外径的筒状部，并且由内模和外模夹入该筒状部以进行螺纹成型加工。

另外，本申请人在专利文献4中提出有如下方法：在形成有多圈的螺纹部中，将从开口端起第一级牙顶部的高度设定为低于第二级以后的牙顶部的高度，由此降低开启瓶盖之后再次拧紧时的转矩。

专利文献1：美国专利第5704240号说明书

专利文献2：特开平5-229545号公报

专利文献3：特开2002-66674号公报

专利文献4：特开2004-74168号公报

这种瓶罐在开启之后，能够再次盖上瓶盖进行密封，并且根据专利文献4所记载的技术能够实现再次密封操作的改善，但是由于与瓶容器不同，为金属制的瓶罐，因此具有螺纹部的尺寸不稳定的问题。即，螺纹加工时，如专利文献3所述需要以不对涂装带来损伤的方式进行加工，但另一方面，若其加工缓慢则由于回弹等而具有尺寸易于不均，产生再次密封操作时的转矩变高的不良情况的问题，从而要求进一步改善。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于，提供一种能够进行螺纹成型加工而不对涂装等带来损伤，并且尺寸稳定性优良，再次密封操作性也提高了的带螺纹瓶罐的制造方法及制造装置。

本发明者对开启后的再次密封操作进行专心研究的结果，达到如下结论：如专利文献4所记载的那样，将从开口端起牙顶部的第一级的高度设定为低于第二级以后的高度，有利于当再次密封时盖上瓶盖时的阻力的降低，但为了切实地成型该状态，将用于螺纹部成型的内模和外模的转动方向设为特定的方向是很重要的。进而，达到如下结论，即使减小该牙顶部的第一级的高度，仅此是不充分的，当再次密封操作时，直至瓶盖的内表面侧的螺纹条的最下端引导到牙顶部的第一级与第二级之间的牙底部期间不产生阻力也是很重要的，下面为解决方法。

本发明的瓶罐的制造方法具有：中间成型体形成工序，形成中间成型体，所述中间成型体具有从瓶体部的上端朝向上方逐渐缩径的肩部、从该肩部的上端向上方延伸的筒状的颈部、围绕该颈部的上端部且向外膨出的凸条状或向内膨出的凹槽状的余料部、从该余料部的上端向上方延伸的筒状部和从该筒状部的上端朝向开口端部逐渐缩径的锥部；螺纹部形成工序，使用具备内模和外模的螺纹成型工具，所述内模具有右螺纹状凸部及围绕该右螺纹状凸部的下方且向外膨出的内模膨出部，所述外模具有左螺纹状凸部及围绕该左螺纹状凸部的下方且向外方膨出的外模膨出部，将所述内模配置在所述筒状部及所述余料部的内侧，并且将所述外模配置在所述筒状部及所述余料部的外侧，在该内模及外模之间夹入所述余料部及所述筒状部附近，在该夹入状态下沿所述筒状部的圆周方向使所述螺纹成型工具从所述中间成型体的开口端朝向底部的方向观察时左旋公转的同时进行转动，由此在所述中间成型体上形成螺纹部及围绕该螺纹部的下部且向外膨出的鄂部，在所述中间成型体形成工序中，将所述筒状部的外径形成为所述螺纹部形成工序后的所述螺纹部的牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中间的外径，所述螺纹成型工具被设置成，在所述螺纹部形成工序的所述夹入状态下，在所述内模的所述右螺纹状凸部与所述外模的左螺纹状凸部的牙底之间以及在所述内模的所述右螺纹状凸部的牙底与所述外模的左螺纹状凸部之间，形成大于所述中间成型体的板厚的间隙，在所述螺纹部形成工序后的所述螺纹部中，将包含最大直径部分的规定范围中的所述牙顶部距邻接的所述牙底部的平均高度设定为h，并且在所述螺纹部的上方侧，将所述牙顶部距邻接的所述牙底部的高度为0.5h的位置设定为0°螺纹起始部，将从该螺纹起始部起360°的位置设定为第二级起始部，在所述内模的所述右螺纹状凸部中，将形成所述螺纹部的所述第二级起始部的部分设为第二级起始形成部，在所述螺纹部形成工序中，将所述螺纹成型工具和所述中间成型体配置为，使得在所述螺纹起始部中的沿罐轴方向的所述中间成型体的纵剖面中，所述锥部与所述筒状部之间的弯曲部被配置在所述内模的所述第二级起始形成部的牙顶部与其上方的牙底部之间，将所述牙顶部形成为，在从所述螺纹起始部起至360°的所述第二级起始部的范围中所述牙顶部的外径增大，并且在从所述螺纹起始部起90°的范围中所述牙顶部距邻接的所述牙底部的高度超过0.5h且小于h，在所述中间成型体的所述锥部的中途位置上形成所述螺纹起始部，并且从所述锥部至所述筒状部形成螺纹部。

根据该制造方法，通过在从瓶罐的螺纹部的螺纹起始部起至360°的第二级起始部的范围中使牙顶部的外径增加，即，将螺纹部的第一级的高度形成为低于第二级以后的高度，从而能够减小当再次密封时盖上瓶盖时的阻力。

但是，当在该螺纹部上形成右螺纹时，若使具有内模及外模的螺纹成型工具从中间成型体的开口端朝向底部的方向观察时右旋公转的同时进行转动，则由于从上方朝向下方形成螺纹牙，因此靠近开口端的上端为自由端因而把材料拉到附近。为此，在未作用充分的张力的状态下进行弯曲加工，从而产生回弹而具有处于第一级的牙顶部的高度高于目标的倾向。

与此相对，若使具有内模及外模的所述螺纹成型工具滚动以从所述中间成型体的开口端朝向底部的方向观察时左旋公转的方式转动，则由于螺纹形成部分的下端(底部侧)固定在瓶体部上，因此能够以从筒状部的下端侧朝向开口端部拉长原材料的方式形成螺纹部。即，在中间成型体中的螺纹部的原材料上充分作用有张力的状态下进行弯曲加工，从而使螺纹部的形状容易依照内模的形状。因此，根据本发明的方法，能够将螺纹部的第一级的牙顶部的高度切实地形成为低于第二级以后的牙顶部的高度。

进一步，在本发明中，事先在中间成型体中设置围绕筒状体的下部的余料部，当螺纹成型加工时使该余料部成型为膨出的鄂部。为此，通过形成鄂部的螺纹成型工具按压筒状部的下部，能够在对筒状部容易作用张力的状态下成型螺纹部。另外，通过设置余料部，从而当螺纹成型时对筒状部的下部不会作用过大的张力，能够防止材料破损。

在专利文献3所记载的方法中，螺纹部形成前的筒状部的外径被形成为螺纹部的牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中径，并且在该中径的位置进行螺纹成型加工。为此，在从卷边部至螺纹部的牙顶部的第一级的一周部分的锥部(特别是，螺纹起始部的靠前的部分)中，残留有具有与牙底部的外径相比更大的外径的未加工部，该未加工部为再次密封瓶盖时的阻力。

与此相比，在本发明的方法中，通过事先使筒状部的外径形成为螺纹部的牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中间的外径，并且以在锥部的中途位置形成螺纹起始部的方式进行螺纹成型加工，从而即使在螺纹起始部的靠前残留有未加工的锥部，也能够抑制该未加工部大于螺纹部的牙底部的外径。因此，当再次密封瓶盖时，能够减小盖上瓶盖直到瓶盖内侧的螺纹条的最下端引导至瓶罐的螺纹起始部与牙顶部的第二级之间的牙底部期间的阻力。

此时，由于将螺纹部形成前的筒状部形成为牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中间的外径，因此螺纹部形成工序中的加工时的塑性变形量较小。另外，在从形成于锥部的螺纹起始部起沿圆周方向连续的至少90°的角度范围的区域中，加工小于牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中间的外径的外径部分。该部分为作为不完整螺纹部的第一级的螺纹成型，其上方的开口端部未成型，因此加工时很少约束材料的流动。

另外，在本发明的瓶罐的制造方法中，在螺纹部的成型时内模与外模之间设置有大于板厚的间隙，因此金属的流动良好，从而能够防止涂料的剥离和材料的破损。

如此，在本发明中，由于使螺纹部的牙顶部的第一级的高度切实低于第二级以后，并且使螺纹起始部的靠前的部分的锥部的最大直径不大于牙底部的外径，因此能够减小再次密封瓶盖时的阻力。

此外，在此使成型的螺纹部的牙底部具有大致固定的外径，将牙顶部和与该牙顶部邻接的牙底部之间的半径差称作牙顶部的“高度”，有时将牙顶部的外径称作顶径，将牙底部的外径称作底径。

进一步，在本发明所涉及的制造方法中，在沿所述螺纹起始部中的罐轴方向的纵剖面中，将所述螺纹成型工具和所述中间成型体配置，使得所述中间成型体的所述锥部与所述筒状部之间的弯曲部被配置在所述内模的所述第二级起始部的所述牙顶部与其上方的所述牙底部之间范围内。由此，能够使螺纹牙的上方未加工的锥部的最大外径为螺纹部的底径以下。

另外，在本发明的带螺纹瓶罐的制造方法中，可以使所述锥部相对于罐轴方向为10°～30°的角度。

另外，在本发明的带螺纹瓶罐的制造方法中，优选在所述螺纹部形成工序之后具有卷边加工工序，该卷边加工工序通过翻卷所述开口端部的同时进行倒圆，并进一步朝半径方向内侧按压，从而与所述螺纹部相比在上方形成卷边部。在从下端侧朝向开口端成型螺纹部的情况下，若开口端的刚性高则具有妨碍螺纹部的成型的可能性。为此，优选在形成螺纹部之后，形成提高开口端的刚性的卷边部。

根据本发明，由于使充分的张力起作用来成型螺纹部，因此能够防止螺纹部的牙顶部的第一级的高度大于第二级以后的高度，并且由于能够抑制螺纹部的第一级中的螺纹起始部的靠前的锥部大于螺纹部的牙底部的外径，因此容易进行再次密封操作。另外，由于螺纹成型加工时的塑性变形量也较小，并且在第一级的牙顶部的加工中成型时的材料流动的约束少，因此还能够抑制对内表面涂装的损伤。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式中的瓶罐的上半部分的正视图。

图2是按(a)～(c)的顺序表示瓶罐的制造工序的初期步骤的剖视图。

图3是按(a)～(d)的顺序表示中间成型体的成型工序的主要部分剖视图。

图4是中间成型体的筒状部附近的正视图。

图5是示意性表示瓶罐制造装置的正视图。

图6是沿图5的A-A线的向视图。

图7是表示对带有台阶的成型体的小径部进行扩径的冲头的剖视图。

图8是表示对由图7所示的加工形成的大径部进行缩径的冲模缩颈加工用成型工具的剖视图。

图9是表示螺纹成型工具的剖视图。

图10是沿图9的D-D线的从开口端朝向底部的方向的向视图。

图11是沿图9的E-E线的从底部朝向开口端的方向的向视图。

图12是表示卷边部成型工具的剖视图。

图13是将螺纹起始部配置在左端侧的状态的螺纹成型工具的内模的正视图。

图14是表示隔着中间成型体的筒状部配置螺纹成型工具的内模和外模的状态，是沿螺纹部的螺纹起始部中的罐轴方向的中间成型体的纵剖视图。

图15是表示使内模与中间成型体的筒状部接触的状态的中间成型体的纵剖视图。

图16是表示在内模与外模之间夹入中间成型体的筒状部的状态的中间成型体的纵剖视图。

图17是表示与沿图1所示的-45°的位置中的罐轴方向的瓶罐对应的位置的中间成型体的纵剖视图及该位置中的螺纹成型工具的纵剖视图。

图18是表示本发明所涉及的一实施方式的瓶罐与瓶盖的关系的剖视图，分别为左半部分表示瓶盖螺纹连接在瓶罐上的状态，右半部分表示再次螺纹连接之前使瓶盖盖在瓶罐上的状态。

图19是表示现有瓶罐与瓶盖的关系的与图17同样的剖视图。

图20是对于实施例及比较例所涉及的各瓶罐的螺纹部，沿与图1所示的-45°的位置对应的罐轴方向的纵剖视图。

具体实施方式

下面，对本发明的一实施方式进行说明。

瓶罐1由铝或铝合金的薄板金属构成，如图1所示，在有底圆筒状的瓶体部2上形成有：肩部3，朝向上方逐渐缩径；筒状小径的颈部4，从该肩部3的上端向上方延伸；口部5，形成在该颈部4的上端。口部5具有：螺纹部6，形成在外周上；鄂部7，与螺纹部6相比形成在下方，且固定瓶盖的裙端部；卷边部8，与螺纹部6相比形成在上方。

为了制造该瓶罐1，首先，通过冲压铝板材来进行拉伸加工，如图2的(a)所示，在成型直径较大且浅的杯体10之后，对该杯体10施加再次的拉伸加工及减薄加工(DI加工)，如图的2的(b)所示，成型规定高度的筒体11，并且通过修边而切齐其上端。通过该DI加工，筒体11的底部成型为作为最终的瓶罐1的底部形状。

其次，通过如图5及图6所示的瓶罐制造装置20，制造瓶罐1。接下来，对该瓶罐制造装置20进行说明。此外，该瓶罐制造装置20是用于将以前述方式形成的筒体11加工成瓶罐1的装置，根据加工的进展罐的形状不断变化，以下，在从该筒体11至瓶罐1期间未特别限定罐的形状的情况下，作为有底筒状体W来进行说明。

该瓶罐制造装置20具备：工件保持部30，保持多个有底筒状体W；工具保持部40，保持对这些有底筒状体W实施各种成型加工的多个成型工具42；和驱动部22，驱动两个保持部30、40。保持有底筒状体W的工件保持部30的工件保持侧与保持成型工具42的工具保持部40的工具保持侧相对配置。

工具保持部30为如下结构：在支撑轴21上支撑的圆盘31中的与工具保持部40相对的表面上，保持有底筒状体W的多个保持装置32沿圆周方向环状地排列。该圆盘31通过驱动部32以支撑轴21为中心间歇旋转，从而在每个保持装置32中保持一个从供给部33经由供给侧星轮34供给的有底筒状体W并沿圆盘31的圆周方向运送。有底筒状体W在由圆盘31的运送中通过保持部40的各成型工具42成型之后，作为成型后的瓶罐1经由排出侧星轮35依次排出到排出部36中。

在此，保持装置32具备：底座部37，与有底筒状体W的底面抵接；和环状部38，具有能够保持底部的外周面的气动卡盘等(参照图9)，夹持从有底筒状体W的底部至瓶体部的罐轴方向下部的部分，从而保持有底筒状体W。此外，在图5中，图示了圆盘31的整周上设置的多个保持装置32的一部分，省略剩余的保持装置32的图示。

另外，关于有底筒状体W，在供给部33中供给通过DI成型形成的筒体11，因加工而依次变形，在排出部36中成为最终形状的瓶罐1。

工具保持部40为如下结构：在支撑轴23上支撑的圆盘41中的与工件保持部30相对的表面上，沿圆周方向环状地排列有多个各种成型工具42，通过驱动部22圆盘41在支撑轴23的轴向上进退。支撑轴23同轴地设置在支撑轴21的内部。

在该工具保持部40上具备用于对有底筒状体W的开口部进行缩径(颈缩加工)的多个肩部缩颈模、对缩径后的开口部进行局部扩径之后进行缩径来形成后述的筒状部18的整修模、在该筒状体18的上方形成锥部17及开口端部16的口部缩颈模、用于形成螺纹部6的螺纹成型工具和用于形成卷边部8的卷边部成型工具等用于进行与各加工步骤相应的加工的多个成型工具42。这些成型工具42按照工序顺序在圆盘41上沿圆周方向排列且环状地配置。

以支撑轴21的轴线为旋转中心的工件保持部30(圆盘31)的间歇旋转停止位置被设定使得开口部朝向工具保持部40侧的各有底筒状体W的罐轴分别与各成型工具42的中心轴一致。而且，通过由驱动部22引起的圆盘31的间歇旋转，各有底筒状体W旋转移动至与下一工序用的各成型工具42相对的位置，从而实施下一步骤的加工。

即，当工具保持部40前进工件保持部30和工具保持部40相互接近时，各成型工具42对有底筒状体W实施与各工序相应的加工，当两个保持部30、40处于相互分离的状态时，旋转移动工件保持部30，使得下一工序的成型工具42与各有底筒状体W相对。如此，通过重复两个保持部30、40接近以进行加工、分离及旋转的动作，从而在有底筒状体W上形成肩部3和螺纹部6等来形成瓶罐1。

当工具保持部40朝向工件保持部30向图5的左方前进时，这些各成型工具42对工件保持部30上保持的各有底筒状体W分别实施加工。以下，关于这些成型工具，在未限定特定工具的情况下，使用符号42来说明。

下面，对该瓶罐制造装置20的细部结构进行说明的同时，按工序顺序说明制造瓶罐1的方法。

将通过铝合金等的薄板的拉伸加工及减薄加工(DI成型)而形成至图2的(b)所示的状态的筒体11的上部如图2的(c)所示地进行缩径，并且按图3所示的工序顺序，制造进行螺纹加工前的中间成型体。

具体来讲，首先，依次使用沿工具保持部40的圆周方向排列的多个成型工具42，通过冲模缩颈加工使筒体11的开口部逐渐缩径，如图2的(c)及图3的(a)所示，成型肩部3及从肩部3向上方延伸的筒状的小径部12，从而形成带台阶的成型体13。用于形成该肩部3及小径部12的成型工具42具备多个仅加工前后的直径不同基本结构相同的成型工具，并且向相邻的成型工具42移送有底筒状体W的同时依次进行加工。将用于形成该肩部3及小径部12的一系列的成型工具42称作肩部缩颈模。

下面，如图3的(b)所示，对于该小径部12，从除去其下端部距肩部3的上端稍上方位置起再次进行扩径，形成大径部14。如图7所示，此时的成型工具42A在前端部具备扩径冲头51，压入到缩径成图3的(a)所示的状态的小径部12的内部，在压入的长度的范围内对小径部12进行扩径而成为大径部14。通过该大径部14的加工，在小径部12的下端部未被扩径加工的部分成为颈部4。

下面，如图3的(c)所示，除去大径部14的下端部，对该下端部的上方部分再次进行缩径，形成缩径部15。此时的加工为与图3的(a)所示的情况相同的冲模缩颈加工。

图8中表示在该冲模缩颈加工中所使用的成型工具42B。该成型工具42B具备插入到有底筒状体W(此时为筒体11)内的内侧冲模52和被配置于其外侧的外侧冲模53。内侧冲模52的外径小于加工前的有底筒状体W的开口部内径，被形成为缩径后的外径。在外侧冲模53的内周面，从前端起依次形成有：内径引导面54，接收加工前的有底筒状体W的开口部；锥面55，对其开口部进行缩径用于拉伸加工；和小径面56，在其与内侧冲模52的外周面52a之间形成有插入缩径后的开口部的间隙。

而且，当沿外侧冲模53的引导面54压入由工件保持部30保持的有底筒状体W的开口部时，以仿照外侧冲模53的锥面55的方式进行缩径，有底筒状体W的开口端部插入到内侧冲模52的外周面52a与外侧冲模53的小径面56之间。此外，在前述的图3的(a)所示的加工中使用的成型工具42中，具备与图8所示的成型工具42B直径不同，但为相同结构的多种内侧冲模和外侧冲模的组合。

而且，通过该缩径部15的加工，缩径部15的下方未加工的部分成为余料部9。此时，缩径部15被形成为大于颈部4的外径，且被形成为后述的螺纹部6的牙底部的外径与牙顶部的外径的中间的外径。该缩径部15的外径由外侧冲模的小径面的内径来设定。此外，在本实施方式中，将余料部9设置成围绕颈部4的上端部且向外方膨出的凸条状，但还可以将余料部9设置成向内方膨出的凹槽状。

在此，将该图3的(a)所示的带台阶的成型体13加工成直至图3的(c)所示的状态的形状，将成为后述的筒状部18的缩径部15的外径形成为瓶罐1的螺纹部6的牙底部的外径与牙顶部的外径的中间的外径的成型工具42A、42B称作整修模。

下面，如图3的(d)所示，使缩径部15的上半部分左右朝向上端缩径，形成缩径的开口端部16和与此相连的锥部17。该情况也是与图3的(a)及图3的(c)相同的冲模缩颈加工，成型工具42也可以使用与图8所示的成型工具相同的结构且直径不同的内侧冲模与外侧冲模的组合。而且，通过该开口端部16和锥部17的加工，在其下方未加工的部分成为筒状部18。由此，形成中间成型体19。此外，该筒状部18的厚度被形成为0.25～0.4mm。

在此，将在该筒状部18的前端侧成型锥部17和缩径的开口端部16的成型工具称作口部缩颈模。通过前述的肩部缩颈模、整修模(成型工具42A、42B)、口部缩颈模及驱动这些的驱动部22来构成罐上部形成机构。

如图4中示出的那样，经过该一系列的制造工序，中间成型体19具有：开口端部16，被形成为具有为了成型卷边部8所需的距上端的尺寸量的直线状；锥部17，从该开口端部16的下端朝向下方逐渐扩径；和筒状部18，形成在该锥部17的下端。该筒状部18被形成为直的圆筒状，在筒状部18的下端部设置有外径大于筒状部18的余料部9。在该余料部9的下端连续地形成有缩径的颈部4和从颈部4的下端扩径的肩部3。

在中间成型体19中，开口端部16的外径D1设定为小于应成型的螺纹部6的螺纹底径D2。另外，筒状部18的外径D3设定为螺纹顶径D4与底径D2的中径。例如，当螺纹顶径D4为37mm，螺纹底径D2为36.3mm，螺纹的第一级与第二级的间隔为2.5mm～4.5mm时，筒状部18的外径D3设定为36.5mm～36.8mm。连接筒状部18与开口端部16之间的锥部17相对于罐轴方向的倾斜角θ为10°～30°，沿罐轴方向的长度H设定为2.0～6.0mm。

下面，使用图9至图11所示的螺纹成型工具来成型螺纹部6。

成型螺纹部6的螺纹成型工具42C具有：第一外壳61，安装在圆盘31上；和第二外壳62，如图9的箭头B所示那样，相对于第一外壳61进退自如地安装。通过驱动部22使该螺纹成型工具42C整体以旋转轴心63为中心如箭头C所示那样旋转驱动。

第二外壳62通过未图示的偏压部件而相对于第一外壳61被偏压保持在前端侧(图9的下方)，在其内侧具备与有底筒状体W的筒状部18的内周面抵接的内模64A和与外周面抵接的外模64B。

如图13所示，内模64A在大致圆柱状的前端部外周面上具有：右螺纹状的凹凸形状(螺纹形成用凸部91及螺纹形成用凹部93)，用于形成右螺纹状的螺纹部6；和用于形成鄂部7的内模膨出部96，并且内模64A以轴65为中心旋转自如地支撑。在该内模64A的螺纹形成用凸部91中，将形成瓶罐1的螺纹部6的螺纹起始部103的部分称为螺纹起始形成部95，将形成螺纹部6的第二级起始部105的部分称为第二级起始形成部106。此外，图14至图16是从图1所示的箭头F方向观察成型瓶罐1的向视图。图14至图16所示的中间成型体19表示图1所示的0°位置中的剖面。

如图14所示，外模64B在大致圆柱状的前端部外周面上具有：左螺纹状的凹凸形状(螺纹形成用凸部92及螺纹形成用凹部94)，用于形成右螺纹状的螺纹部6；和用于形成鄂部7的外模膨出部99，并且外模64B以轴66为中心旋转自如地支撑。

内模64A的轴65旋转自如地收容在兼作齿轮箱的块体67中。块体67以支撑轴69为中心在与轴65正交的方向上摆动自如地支撑在第二外壳62内。外模64B的轴66旋转自如地收容在兼作齿轮箱的块体68中。块体68以支撑轴70为中心在与轴66正交的方向上摆动自如地支撑在第二外壳62内。

在块体67的支撑轴69上设置有齿轮71，在块体68的支撑轴70上设置有齿轮72。齿轮71和齿轮72相互啮合。另外，在内模64A的轴65上设置有齿轮73，并且在外模64B的轴66上设置有齿轮74，这些齿轮71～74依次啮合。

具体来讲，齿轮按内模64A的齿轮73、收容该内模64A的块体67内的齿轮71、另一块体68内的齿轮72、收容在该块体68中的外模64B的齿轮74的顺序啮合。收容内模64A的块体67内的齿轮71与驱动部22连接，通过驱动该齿轮(驱动齿轮)71，使内模64A和外模64B同步旋转。而且，在维持两个块体67、68的各齿轮71、72的啮合状态的情况下，块体67、68能够以各自的支撑轴69、70为中心在与轴65、66正交的方向上摆动。

此外，关于内模64A和外模64B的同步的旋转，例如相对于外模64B的转速内模64A的转速被设定为整数倍，使得相对于外模64B旋转一次，内模64A旋转一次，或旋转两次、三次。

另外，如图11中箭头所示，从该螺纹成型工具42C的下端侧观察该内模64A及外模64B时，内模64A绕逆时针(左旋)旋转，外模64B绕顺时针(右旋)旋转，并且具有内模64A及外模64B的螺纹成型工具42C通过第二外壳62以旋转中心63为中心绕顺时针(右旋)公转。换言之，沿从有底筒状体W的开口端朝向底部的方向观察时，内模64A右旋自转，外模64B左旋自转，包括内模64A及外模64B的螺纹成型工具42C左旋公转。

通过这些各齿轮71～74及驱动部22而构成螺纹工具旋转机构。

另外，在支撑内模64A的块体67上通过轴82而连结有辅助块体81。该辅助块体81在与内模64A的轴65及外模64B的轴66正交的方向上移动自如地支撑在第二外壳62内。凸轮辊83通过与第二外壳62的进退方向正交的轴85而旋转自如地支撑在该辅助块体81的外侧部。另外，凸轮辊84通过与第二外壳62的进退方向正交的轴85而旋转自如地支撑在支撑外模64B的块体68的外侧部上。

这些凸轮辊83、84分别与第二外壳62内表面的凸轮面86、87接触。凸轮辊83、84按照由驱动部22引起的第一外壳61与第二外壳62的相对位置的变化，沿第二外壳62的径向移动。如图10中箭头所示，当这些凸轮辊83、84被第二外壳62内表面的凸轮面86、87向第二外壳62的内侧挤压时，内模64A和外模64B接近而能够使有底筒状体W的筒状部18的壁夹入到彼此的外周面的凹凸之间以使其变形。

通过这些凸轮辊83、84、第二外壳62的凸轮面86、87和驱动部22而构成螺纹工具夹持机构。而且，通过前述的螺纹工具旋转机构及该螺纹夹持机构而构成螺纹部形成机构。

另外，在第二外壳62的前端旋转自如地设置有，具有沿有底筒状体W的瓶体部2的圆筒面88a的环状部件88。另一方面，在工件保持部30侧设置有挡块部件89。当工具保持部40(螺纹成型工具42C)相对于有底筒状体W前进时，环状部件88与挡块部件89抵接，从而第二外壳62相对于有底筒状体W的最前进位置被固定。

下面，对该螺纹成型工具42C的内模64A和外模64B的细部结构及使用该螺纹成型工具42C在中间成型体19的筒状部18上形成螺纹部6的工序的详细情况进行说明。

如图13及图14所示，在这些内模64A及外模64B的外周面上，螺旋状地且以相互对应的形状分别形成有用于在中间成型体19的筒状部18上形成右螺纹状的螺纹部6的螺纹形成用凸部91、92及螺纹形成用凹部93、94。这些内模64A及外模64B如前所述相互接近，在内模膨出部96与外模膨出部99之间夹入余料部9，并且在彼此的凹凸部之间夹入中间成型体19的筒状部18，且绕中间成型体19的轴心旋转，由此在筒状部18上形成螺纹部6的同时，余料部9被成型为鄂部7。内模64A的螺纹形成用凸部91被形成为右螺纹状(以下，称作右螺纹状凸部91)，外模64B的螺纹形成用凸部92被形成为左螺纹状(以下，称作左螺纹状凸部92)。

在此，在螺纹部形成工序之后的螺纹部6中，将包含最大直径部分的规定范围中的牙顶部101距邻接的牙底部104的平均高度设定为h，并且将在螺纹部6的上方侧牙顶部101距邻接的牙底部104的高度为0.5h的位置设定为0°的螺纹起始部103，将从该螺纹起始部103起360°的位置设定为第二级起始部105。

此外，在此，在瓶罐1的螺纹部6中，牙底部104具有大致固定的外径，将牙顶部101与邻接于该牙顶部101的牙底部104之间的半径差称作牙顶部101的“高度”。

为此，如图13及图14所示，内模64A的右螺纹状凸部91形成为：在从内模64A的螺纹起始形成部95(用点划线K表示的位置)起360°的范围使螺纹部6的牙顶部101的外径增加，并且在从螺纹起始形成部95起90°的范围使牙顶部101距邻接的牙底部104的高度超过0.5h且小于h。为此，如图13所示，内模64A的螺纹起始形成部95被形成为与第二级起始形成部106(用点划线L表示的位置)相比高度低△h。

对螺纹起始部103进行说明。如图1所示，在瓶罐1的螺纹部6上，存在其牙顶部101距邻接的牙底部104的高度逐渐变大直至为规定的尺寸h的不完整螺纹部102。螺纹起始部103是指在该不完整螺纹部102中牙顶部101的高度为0.5h的部分。内模64A中的螺纹起始形成部95为与螺纹部6的螺纹起始部103对应的部分。同样，将与螺纹部6的第二级起始部105对应的内模64A的部分称作内模64A的第二级起始形成部106。

此外，并不限制一定要从螺纹起始部103开始螺纹成型加工，可从任意位置加工。

图14表示内模64A和外模64B隔着筒状部18的壁对峙的状态。图15表示内模64A和外模64B接近从锥部17的中途开始夹入筒状部18的状态。另外，为了方便起见，图14表示正视观察内模64A的图，并且通过正视观察一半来表示外模64B，省略剩余一半的图示。在图15、图16、图17中，内模64A、外模64B均仅表示外形线。图17表示图1所示的-45°的位置中的中间成型体19的剖面。

如图14所示，在从该螺纹起始形成部95至沿圆周方向连续的90°的角度范围中，中间成型体19的筒状部18与锥部17之间的弯曲部J被配置在右螺纹状凸部91的第二级L与其上方的牙底部M之间的范围内。在图14所示的例子中，大致在牙底部M的位置上配置弯曲部J。若从该图14所示的状态使内模64A及外模64B接近，夹入筒状部18来进行螺纹成型加工，则例如在图1所示的-45°的位置中，形成于最上方的牙顶部101的上部中残留的锥部17的最大外径与螺纹底径D2相等，或小于螺纹底径D2。

如图16所示，从由内模64A及外模64B夹入筒状部18的状态起，使内模64A及外模64B自转的同时沿中间成型体19的圆周方向公转，从而进行该螺纹成型加工。具体来讲，内模64A及外模64B如图10、图11及图16中用箭头表示的那样进行旋转(自转及公转)。

沿从开口端部16朝向底部的方向观察时，通过设定使内模64A右旋自转，使外模64B左旋自转，并且使包括这些内模64A及外模64B的螺纹成型工具42C左旋公转的旋转方向，从而以从筒状部18的下端侧朝向开口端部16拉长原材料的方式成型螺纹部6。此时，由于通过内模64A的内模膨出部96与外模64B的外模膨出部99夹着并支撑筒状部18下方的余料部9，因此在使张力充分作用于筒状部18的状态下进行弯曲加工，成型的螺纹部6的形状容易沿着内模64A的右螺纹状凸部91的形状。

如前述，在从螺纹起始形成部95起沿圆周方向连续的90°的角度范围内，内模64A的右螺纹状凸部91被形成为第一级K的高度比第二级L的高度低△h(图13)。按照内模64A的右螺纹状凸部91的形状，螺纹部6也形成为在从螺纹起始部103起沿圆周方向连续的90°的角度范围内，牙顶部101的第一级的高度低于第二级以后的高度的形状。

另一方面，图17表示与螺纹起始形成部95及螺纹起始部103相比更靠前位置的纵剖面。换言之，是右螺纹状凸部91的第二级起始形成部106的靠前位置的纵剖面。在该图17的剖面中，关于点划线的位置，将第一级(从螺纹起始形成部95卷绕360°而成为第二级的靠前的右螺纹状凸部91、图1中的-45°的位置)设为P，并且将作为其上方的牙底部的靠前位置设为Q。

如图17所示，在与螺纹起始形成部95相比更靠前的位置中，也从筒状部18的锥部17的中途位置起进行螺纹成型加工，从而螺纹部6的牙顶部101的第一级的位置(卷绕接近一圈的位置)的上方的锥部17的最大直径与螺纹底径D2相等，或小于螺纹小径D2。

此外，当加工该螺纹部6时，同时还高精度整修设置于螺纹部6的下方的凸条状或凹槽状(本实施方式中为凸条状)的余料部9，从而成为鄂部7。

如此，在螺纹成型加工后，进一步对开口端部16进行缩径，对该缩径的开口端部16进行卷边加工以形成卷边部8，从而制造出瓶罐1。如图12所示，用于成型该卷边部8的成型工具42D具有：圆凹模97，翻卷有底筒状体W的开口端部16的同时倒圆；和按压模98，朝半径方向内侧按压倒圆后的开口端部，该圆凹模和按压模分别被形成为辊状，在有底筒状体W的周围进行旋转的同时进行成型。此时，由于在螺纹成型加工后进行卷边加工，因此能够在开口端部16的刚性低的状态下螺纹成型。

另一方面，盖到该瓶罐1上的瓶盖111具有圆形的顶板部112和圆筒状的裙部113。在该瓶盖111盖到瓶罐1的口部5上后，通过压盖辊以使裙部113仿照口部5的螺纹部6及鄂部7的方式对裙部113进行成型，从而在裙部113上形成螺纹条114，并且成为螺纹连接在口部5上的状态。另外，通过使裙部113的下端部115卷入到鄂部7，从而如图18的左半部分所示，瓶盖111和瓶罐1被固定在螺纹连接状态。如此，由于瓶盖111被螺纹连接在口部5的螺纹部6上，因此瓶盖111的螺纹条114的内径与口部5的螺纹底径D2一致。

如前所述，在螺纹成型工序中，螺纹部6的牙顶部101的第一级的高度被形成为低于第二级以后，但由于卷边加工及该压盖时沿罐轴方向受到压缩载荷，因此牙顶部101的第一级的高度大于刚螺纹成型工序之后的高度。在该瓶罐的制造方法中，通过以事先降低因卷边加工及该压盖引起的牙顶部101的高度变化量的尺寸设定进行螺纹成型，从而即使产生由之后的压缩载荷引起的高度的增加，也抑制牙顶部101的第一级的高度大于第二级以后的高度的现象。

下面，对在开启瓶盖111之后，进行再次密封的情况进行说明。

若从图18的左半部分所示的螺纹连接状态旋转以松开瓶盖111，则在形成于裙部113的狭缝116的部分处下端部115与其上部之间断裂，下端部115带状地残留在鄂部7上，从而能够从口部5取下瓶盖111的上部。

其次，如图18的右半部分所示，若为了再次进行密封而使该取下的瓶盖111盖到口部5上，则瓶盖111的内周面的螺纹条114的最下端在口部5的锥部17上滑动的同时下降。在从瓶罐1的螺纹起始部103起沿圆周方向连续的90°的角度范围内，当螺纹成型时，将螺纹部6的牙顶部101的第一级的高度设定为低于第二级以后，以使即使作用有卷边加工及压盖时的压缩负载，也不大于第二级以后的高度。因此，在该范围内，当瓶罐111的螺纹条114的最下端与牙顶部101的第一级的上表面抵接时，越过该第一级的牙顶部101时的阻力小。因此，能够使螺纹条114的最下端容易配置在牙顶部101的第一级与第二级之间的牙底部104中。

另外，在从螺纹起始部103起90°的角度范围以外的部分中，瓶盖111的螺纹条114的最下端与瓶罐1的螺纹部6抵接时，通过使瓶盖111向右旋转，从而将螺纹条114的最下端顺着牙顶部101的第一级的上表面，引导到其下方的牙底部104的入口。

如前所述，由于锥部17被形成为其最大外径与螺纹底径D2相同或小于螺纹底径D2的尺寸，因此瓶盖111的内周面的螺纹条114很少承受由锥部17引起的阻力，能够顺利达到牙顶部101的第一级的上表面，之后，容易引导到第一级的下方的牙底部104的入口。

如此，在使瓶盖111的螺纹条114的最下端引导到瓶罐1的螺纹部6中的牙顶部101的第一级与第二级之间的牙底部104之后，使瓶盖111旋转，从而能够沿牙底部104使螺纹条114的最下端进入来拧进。

顺便说一句，如图19所示，在现有的瓶罐中，由于在瓶罐的螺纹部的牙顶部121的第一级的上方的锥部122上残留有大于螺纹底径D2的部分，因此再次密封瓶罐111时，瓶盖111的螺纹条114与大于螺纹底径D2的部分的接触量较大，从而拧入螺纹时的阻力大，因而再次密封操作困难。

在此，表示本发明所涉及的实施例及比较例。实施例的带螺纹瓶罐与上述的实施方式相同，在螺纹成型工序中沿从开口端朝向底部的方向观察时，是使螺纹成型工具左旋公转的同时进行成型而获得的。另一方面，比较例的带螺纹瓶罐是使与成型实施例的瓶罐的螺纹成型工具相同的螺纹成型工具沿与本实施例相反的方向公转的同时进行成型而获得的。

图20表示图1所示的-45°的位置中的实施例及比较例所涉及的带螺纹瓶罐的螺纹部附近的外形。在通过使螺纹成型工具左旋公转而从瓶体部侧朝向开口端成型螺纹部的实施例的瓶罐(用实线表示的形状)中，形成为第一级的牙顶部低于第二级。与此相比，在通过使螺纹成型工具右旋公转而从开口端朝向瓶体部侧成型螺纹部的比较例的瓶罐(用虚线表示的形状)中，形成为第一级的牙顶部高于第二级。

对在这些实施例及比较例所涉及的瓶罐的口部上拧入瓶盖时的阻力值也进行了比较。在日本电产株式会社制造的数字扭矩表上保持各瓶罐的状态下测量再次密封瓶盖时的再密封转矩(将瓶盖盖在口部上来进行密封操作时直至使瓶盖顶面的衬垫接触到瓶罐的卷边部顶面所产生的阻力值)，其结果，在实施例的瓶罐中为0.2N·cm，但在比较例的瓶罐中为8.7N·cm。

此外，本发明并不限于上述实施方式的结构，在不脱离本发明的主旨的范围内能够对细部结构施加多种变更。

工业上的可利用性

能够提供一种可进行螺纹成型加工而不对涂装等带来损伤，并且尺寸稳定性优良，还提高再次密封操作性的带螺纹瓶罐的制造方法及制造装置。

符号说明

1 瓶罐

2 瓶体部

3 肩部

4 颈部

5 口部

6 螺纹部

7 鄂部

8 卷边部

9 余料部

13 带台阶的成型体

14 大径部

15 缩径部

16 开口端部

17 锥部

18 筒状部

19 中间成型体

20 瓶罐制造装置

22 驱动部

30 工件保持部

32 保持装置

40 工具保持部

42、42A～42D 成型工具

51 扩径冲头

52 内侧冲模

53 外侧冲模

61 第一外壳

62 第二外壳

64A 内模

64B 外模

67、68 块体

71～74 齿轮

81 辅助块体

83、84 凸轮辊

86、87 凸轮面

91 右螺纹状凸部(螺纹形成用凸部)

92 左螺纹状凸部(螺纹形成用凸部)

93、94 螺纹形成用凹部

95 螺纹起始形成部

96 内模膨出部

97 圆凹模

98 按压模

99 外模膨出部

100 牙顶部

102 不完整螺纹部

103 螺纹起始部

104 牙底部

105 (螺纹部的)第二级起始部

106 (内模的)第二级起始形成部

111 瓶盖

112 顶板部

113 裙部

114 螺纹条

115 下端部

116 狭缝

W 有底筒状体

h 牙顶部的平均高度

Claims (3)

1.一种带螺纹瓶罐的制造方法，其特征在于，具有：

中间成型体形成工序，形成中间成型体，所述中间成型体具有从瓶体部的上端朝向上方逐渐缩径的肩部、从该肩部的上端向上方延伸的筒状的颈部、围绕该颈部的上端部且向外膨出的凸条状或向内膨出的凹槽状的余料部、从该余料部的上端向上方延伸的筒状部和从该筒状部的上端朝向开口端部逐渐缩径的锥部；和

螺纹部形成工序，使用具备内模和外模的螺纹成型工具，所述内模具有右螺纹状凸部及围绕该右螺纹状凸部的下方且向外膨出的内模膨出部，所述外模具有左螺纹状凸部及围绕该左螺纹状凸部的下方且向外方膨出的外模膨出部，将所述内模配置在所述筒状部及所述余料部的内侧，并且将所述外模配置在所述筒状部及所述余料部的外侧，在该内模及外模之间夹入所述余料部及所述筒状部附近，在该夹入状态下沿所述筒状部的圆周方向使所述螺纹成型工具从所述中间成型体的开口端朝向底部的方向观察时左旋公转的同时进行转动，由此在所述中间成型体上形成螺纹部及围绕该螺纹部的下部且向外膨出的鄂部，

在所述中间成型体形成工序中，将所述筒状部的外径形成为所述螺纹部形成工序后的所述螺纹部的牙顶部的外径与牙底部的外径之间的中间的外径，

所述螺纹成型工具被设置成，在所述螺纹部形成工序的所述夹入状态下，在所述内模的所述右螺纹状凸部与所述外模的左螺纹状凸部的牙底之间以及在所述内模的所述右螺纹状凸部的牙底与所述外模的左螺纹状凸部之间，形成大于所述中间成型体的板厚的间隙，

在所述螺纹部形成工序后的所述螺纹部中，将包含最大直径部分的规定范围中的所述牙顶部距邻接的所述牙底部的平均高度设定为h，并且在所述螺纹部的上方侧，将所述牙顶部距邻接的所述牙底部的高度为0.5h的位置设定为0°螺纹起始部，将从该螺纹起始部起360°的位置设定为第二级起始部，

在所述内模的所述右螺纹状凸部中，将形成所述螺纹部的所述第二级起始部的部分设为第二级起始形成部，

在所述螺纹部形成工序中，将所述螺纹成型工具和所述中间成型体配置为，使得在所述螺纹起始部中的沿罐轴方向的所述中间成型体的纵剖面中，所述锥部与所述筒状部之间的弯曲部被配置在所述内模的所述第二级起始形成部的牙顶部与其上方的牙底部之间，

将所述牙顶部形成为，在从所述螺纹起始部起至360°的所述第二级起始部的范围中所述牙顶部的外径增大，并且在从所述螺纹起始部起90°的范围中所述牙顶部距邻接的所述牙底部的高度超过0.5h且小于h，

在所述中间成型体的所述锥部的中途位置上形成所述螺纹起始部，并且从所述锥部至所述筒状部形成螺纹部。

2.根据权利要求1所述的带螺纹瓶罐的制造方法，其特征在于，

所述锥部相对于罐轴方向为10°～30°的角度。

3.根据权利要求1所述的带螺纹瓶罐的制造方法，其特征在于，

在所述螺纹部形成工序之后具有卷边加工工序，该卷边加工工序通过翻卷所述开口端部的同时进行倒圆，并进一步朝半径方向内侧按压，从而与所述螺纹部相比在上方形成卷边部。