JP2005263230A - キャッピング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 キャッピング工程においてボトル缶雄ねじ部の変形を最小限に抑制し、得られたキャップ付ボトル缶の開栓トルクおよびリシールトルクの増大を抑制することができるキャッピング方法を提供する。
【解決手段】 雄ねじ部２ｃが形成されたボトル缶２の口金部２ｄに、天板部１０ａと該天板部１０ａの外周縁から略垂下してなる周壁部１０ｂとを備えるキャップ１０を被冠する被冠工程と、天板部１０ａを缶軸方向下方に押圧し、該天板部１０ａの外周縁部に段部を形成する段部形成工程と、天板部１０ａを缶軸方向下方に押圧した状態で、周壁部１０ｂを雄ねじ部２ｃに沿って押圧し、該周壁部１０ｂに雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程とを有するキャッピング方法であって、雌ねじ部形成工程は、段部形成工程において天板部１０ａを缶軸方向下方に押圧した押圧力より小さい力で該天板部１０ａを押圧した状態で雌ねじ部を形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、ボトル缶の口金部にキャップを螺着して口金部を密閉するためのキャッピング方法に関するものである。

周知のように、飲料を充填して販売する容器として、ボトル缶の口金部にキャップが螺着されたキャップ付ボトル缶が広く採用されている。
従来から、この種のキャップ付ボトル缶は、ボトル缶の口金部にキャップを螺着するキャッピング加工が施されることにより形成されている。すなわち、雄ねじ部が形成されたボトル缶の口金部に、天板部と該天板部の外周縁から略垂下してなる周壁部とを備えるキャップを被冠する被冠工程と、前記天板部を缶軸方向下方に押圧し、該天板部の外周縁部に段部を形成する段部形成工程と、前記天板部を缶軸方向下方に押圧した状態で、前記周壁部を前記ボトル缶雄ねじ部に沿って押圧し、該周壁部に雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程とを経て、ボトル缶口金部にキャップを螺着するとともに、ボトル缶内容物を密封するようになっている。

キャッピング方法および装置については、例えば下記特許文献１に示すように従来から種々の発明が開示されているが、一般に前記段部形成工程を経た後に前記雌ねじ部形成工程を経ることによりキャップをボトル缶口金部に螺着している。そして、前記雌ねじ部形成工程では、前記段部形成工程において前記天板部を缶軸方向下方に押圧した押圧力と同等の力で、あるいはこれより大きい力で該天板部を押圧し、キャップをボトル缶口金部に保持した状態で、前記雌ねじ部を形成している。
特開平０７−２３２７９５号公報

しかしながら、前記雌ねじ部形成工程では、ボトル缶口金部の雄ねじ部が、缶軸方向下方へ向けて作用する軸力と、径方向内方へ向けて作用する圧縮力との双方を同時に受ける上に、前記従来では、段部を形成する際の前記押圧力と同じ力、あるいはこれより大きい力で天板部を押圧した状態で雌ねじ部を形成していたので、雌ねじ部を形成する過程において、ボトル缶雄ねじ部が缶軸方向下方へ押し潰され、この雄ねじ部とキャップ雌ねじ部とが大部分で密接する場合があり、開栓トルクおよびリシールトルクがともに増大する場合があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、キャッピング工程におけるボトル缶雄ねじ部の変形を最小限に抑制し、形成されたキャップ付ボトル缶の開栓トルクおよびリシールトルクの増大を抑制することができるキャッピング方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明のキャッピング方法は、雄ねじ部が形成されたボトル缶の口金部に、天板部と該天板部の外周縁から略垂下してなる周壁部とを備えるキャップを被冠する被冠工程と、前記天板部を缶軸方向下方に押圧し、該天板部の外周縁部に段部を形成する段部形成工程と、前記天板部を缶軸方向下方に押圧した状態で、前記周壁部を前記雄ねじ部に沿って押圧し、該周壁部に雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程とを有するキャッピング方法であって、前記雌ねじ部形成工程は、前記段部形成工程において前記天板部を缶軸方向下方に押圧した押圧力より小さい力で該天板部を押圧した状態で、前記雌ねじ部を形成することを特徴とする。

本発明によれば、雌ねじ部形成工程におけるボトル缶雄ねじ部に作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、この雄ねじ部の缶軸方向への潰れ発生を抑制することができ、形成されたキャップ付ボトル缶の開栓トルクおよびリシールトルクの増大を抑制することができる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施形態として示したキャッピング方法を実施するためのキャッピング装置を示す概略構成図である。
まず、このキャッピング装置に供されるボトル缶およびキャップについて説明する。ボトル缶２はアルミニウムまたはアルミニウム合金により形成され、この概略構成は、図１に示すように、有底筒状体とされており、大径の胴部２ａと、この胴部２ａの缶軸方向上端と連設され、缶軸方向上方かつ径方向内方へ延びる肩部２ｂと、この肩部２ｂの缶軸方向上端と連設され、缶軸方向上方へ延在した口金部２ｄとを備え、口金部２ｄの缶軸方向上端面は径方向内側が開口した開口端面とされている。そして、口金部２ｄは、雄ねじ部２ｃと、開口端部が径方向外方へ折り曲げられて形成されたカール部２ｅと、雄ねじ部２ｃの缶軸方向下端に連設され径方向外方へ膨出した膨出部２ｆとを備えている。
キャップ１０はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる圧延材により形成され、この概略構成は、図１に示すように、天面部１０ａとこの天面部１０ａの外周縁から略垂下してなる周壁部１０ｂとを備える有底筒状体とされており、天面部１０ａの内面に高分子材料からなる図示しないライナーが配設されている。

次に、図１に示すキャッピング装置の概略構成について説明する。この装置は、有底筒状のプレッシャーブロック２１と、プレッシャーブロック２１の開口部とされた下端部の内側中央部に設けられたプレッシャーブロックインサート２２と、プレッシャーブロック２１の上端部に連結された連結シャフト２４と、連結シャフト２４の上部に該シャフト２４と同軸的に設けられ、プレッシャーブロック２１を連結シャフト２４を介して下方に向けて付勢する図示しない付勢手段と、該付勢手段の上端部に連結された図示しない駆動シャフトと、それぞれの回転軸線を中心に回転自在に支持されたねじ切りローラ３１、および裾巻ローラ３２とを備える概略構成とされている。なお、プレッシャーブロック２１とプレッシャーブロックインサート２２との間には、ばね部材２３が配設されており、プレッシャーブロックインサート２２がキャップ天板部１０ａを缶軸方向下方に向けて押圧する時に、ボトル缶２に作用する衝撃力を緩和するようになっている。以上の構成のうち、プレッシャーブロック２１とプレッシャーブロックインサート２２と連結シャフト２４と前記付勢手段と前記駆動シャフトとばね部材２３とを備えるユニットを単に天板部成形機２０といい、またねじ切りローラ３１と裾巻ローラ３２とを備えるユニットを単に周壁部成形機３０という。

周壁部成形機３０はボトル缶２の缶軸回りに回動可能、かつキャップ周壁部１０ｂに対して径方向に接近離間可能に支持され、この成形機３０および天板部成形機２０はともに缶軸方向に進退可能に支持されている。周壁部成形機３０の前記径方向への移動、および各成形機２０、３０の前記缶軸方向への移動はそれぞれ別個の図示しないカム機構によりなされるようになっており、これらの移動のタイミングおよび移動量は図示しない主軸の回転移動量により制御できるようになっている。ここで、天板部成形機２０を構成する前記駆動シャフトには前記カム機構の一つが設けられ、前記主軸が回転移動したときに、前記駆動シャフトが当該カム機構を介して缶軸方向に進退移動されることにより、前記付勢手段および連結シャフト２４を介してプレッシャーブロック２１およびプレッシャーブロックインサート２２が同様に進退移動されるようになっている。

次に、以上説明したキャッピング装置によりボトル缶口金部２ｄにキャップ１０を螺着するキャッピング方法について、図２に示すカム線図に基づいて説明する。この図２において、横軸は前記主軸の回転角度位置を示すものであり、（ａ）は天板部成形機２０を構成する前記駆動シャフトの缶軸方向下方への移動量を示すものであり、この線図において下側に位置する方が缶軸方向下方へ位置していることを示しており、また（ｂ）は周壁部成形機３０の径方向への移動量を示すものであり、この線図において下側に位置する方がこの成形機３０が径方向内方へ位置していること示している。

まず、内容物が充填されたボトル缶２の口金部２ｄにキャップ１０を被冠した後に（被冠工程）、図示しない前記主軸を回転移動させ、前記各成形機２０、３０を缶軸方向下方に向けて前進移動する。そして、天板部成形機２０においては、プレッシャーブロックインサート２２の下端面によりキャップ天板部１０ａの径方向中央部を缶軸方向下方に向けて押圧するとともに、プレッシャーブロック２１の下端面に連なる前記開口部の周縁部がキャップ天板部１０ａの外周縁部を径方向内方かつ缶軸方向下方に押圧してこの外周縁部に段部を形成し、また周壁部成形機３０においては、ねじ切りローラ３１をキャップ周壁部１０ｂの缶軸方向上部における径方向外方に位置させるとともに、裾巻ローラ３２を前記周壁部１０ｂの缶軸方向下端部における径方向外方に位置させる（段部形成工程（図２におけるＡ））。ここで、天板部成形機２０によるキャップ天板部１０ａの前記押圧は、前記付勢手段の連結シャフト２４を介した缶軸方向下方に向けた付勢力によりなされることになる。

そして、さらに前記主軸を回転移動させることにより、天板部成形機２０の前記駆動シャフトを前記カム機構を介して缶軸方向上方へ所定量だけ移動して、前記付勢手段の圧縮変形量を小さくすることにより、プレッシャーブロックインサート２２およびプレッシャーブロック２１がキャップ天板部１０ａを前記押圧する押圧力を、前記段部形成工程における押圧力の０．３倍以上０．５倍以下にする（図２におけるＢ）。その後、さらに前記主軸を回転移動させることにより、周壁部成形機３０をキャップ周壁部１０ｂに接近させ、各ローラ３１、３２をこの周壁部１０ｂに圧接させた後に（図２におけるＣ）、この周壁部成形機３０を缶軸回りに回動し、キャップ周壁部１０ｂを全周に亙って押圧成形する（図２におけるＤ）。その後、一旦周壁部成形機３０をキャップ周壁部１０ｂから径方向に離間させるとともに、ねじ切りローラ３１をキャップ周壁部１０ｂの缶軸方向上部における径方向外方位置に戻し（図２におけるＥ）、その後前述と同様にして再度キャップ周壁部１０ｂを押圧成形して、雌ねじ部および裾巻部を形成しキャップ付ボトル缶を形成する（図２におけるＦ）。
ここで、前述した周壁部成形機３０によるキャップ周壁部１０ｂの押圧成形の間（図におけるＤ〜Ｆ）、天板部成形機２０を構成する前記駆動シャフトを缶軸方向下方に漸次移動させる。

以上説明したように本実施形態によるキャッピング方法によれば、雌ねじ部形成工程（図２のＤ〜Ｆ）は、段部形成工程（図２のＡ）においてキャップ天板部１０ａを缶軸方向下方に押圧した押圧力より小さい力で天板部１０ａを押圧した状態で前記雌ねじ部を形成するので、雌ねじ部形成工程でボトル缶雄ねじ部２ｃに作用する負荷を最小限に抑制することが可能になり、この雄ねじ部２ｃの缶軸方向への潰れ発生を抑制することができ、形成されたキャップ付ボトル缶の開栓トルクおよびリシールトルクの増大を抑制することができる。

ところで、前記雌ねじ部形成工程においては、プレッシャーブロック２１およびプレッシャーブロックインサート２２によりキャップ天板部１０ａを缶軸方向下方に向けて押圧し、この状態でねじ切りローラ３１によりキャップ周壁部１０ｂを径方向内方に向けて押圧するので、必然的にボトル缶２の全長が短くなる。したがって、この工程において、天板部成形機２０の前記駆動シャフトを缶軸方向における定位置に固定したままでは、プレッシャーブロック２１およびプレッシャーブロックインサート２２によるキャップ天板部１０ａの缶軸方向下方に向けた押圧力が徐々に低下し、キャップ１０をボトル缶２に対して定位置に安定して保持することができず、ボトル缶雄ねじ部２ｃとキャップ雌ねじ部との螺着不良が発生するおそれがある。
しかしながら、本実施形態では、周壁部成形機３０によるキャップ周壁部１０ｂの押圧成形の間（図におけるＤ〜Ｆ）、ボトル缶２の前述した変形移動に追従するように、天板部成形機２０を構成する前記駆動シャフトを缶軸方向下方に漸次移動させるので、この雌ねじ部形成工程中、キャップ１０とボトル缶２との缶軸方向における密接力が、この工程を通じた全過程において同等に維持されることになり、この工程中、キャップ１０をボトル缶口金部２ｄに対して定位置に安定して保持することが可能になる。したがって、キャップ雌ねじ部とボトル缶雄ねじ部２ｃとの螺着不良を発生させることなく、前述したボトル缶雄ねじ部２ｃの変形抑制効果を奏することが可能になる。

以上説明した作用効果についての検証試験を実施した。この試験は、段部形成工程後、雌ねじ部形成工程に入る前に、キャップ天板部１０ａに作用させる缶軸方向下方に向けた押圧力を種々変えてキャップ付ボトル缶を形成し、このキャップ付ボトル缶を開栓後、リシールしたときに要したトルクを測定して評価した。段部形成工程時の前記押圧力は全ての試験で１０５０Ｎとし、これと同一の押圧力をかけた状態で雌ねじ部形成工程を経たものを比較例とし、実施例として、雌ねじ部形成工程における前記押圧力を５００Ｎ、４００Ｎ、および３００Ｎとしたものをそれぞれ実施例１〜３として評価した。結果、実施例１では０〜６Ｎ・ｃｍ、実施例２、および実施例３では０〜３Ｎ・ｃｍであったのに対し、比較例では９〜２２Ｎ・ｃｍであり、前述した作用効果を立証できた。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、周壁部成形駒２０によりキャップ周壁部１０ｂを押圧成形する全過程において（図２のＤ〜Ｆ）、天板部成形機２０の前記駆動シャフトを継続的に徐々に缶軸方向下方へ移動させた方法を示したが、これに限らず、この過程において、周壁部成形機３０を一旦キャップ周壁部１０ｂから離間させ、再度の押圧成形を開始するまでの間は、前記駆動シャフトの前記移動を一旦停止させるようにしてもよい。

キャッピング工程においてボトル缶雄ねじ部の変形を最小限に抑制し、得られたキャップ付ボトル缶の開栓トルクおよびリシールトルクの増大を抑制することができる。

本発明に係る一実施形態におけるキャッピング方法を実施するためのキャッピング装置を示す概略構成図である。 図１に示す天板部成形機および周壁部成形機のカム線図である。

符号の説明

２ ボトル缶
２ｃ 雄ねじ部
２ｄ 口金部
１０ キャップ
１０ａ 天板部
１０ｂ 周壁部

Claims (1)

1. 雄ねじ部が形成されたボトル缶の口金部に、天板部と該天板部の外周縁から略垂下してなる周壁部とを備えるキャップを被冠する被冠工程と、
   前記天板部を缶軸方向下方に押圧し、該天板部の外周縁部に段部を形成する段部形成工程と、
   前記天板部を缶軸方向下方に押圧した状態で、前記周壁部を前記雄ねじ部に沿って押圧し、該周壁部に雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程とを有するキャッピング方法であって、
   前記雌ねじ部形成工程は、前記段部形成工程において前記天板部を缶軸方向下方に押圧した押圧力より小さい力で該天板部を押圧した状態で、前記雌ねじ部を形成することを特徴とするキャッピング方法。
   
   

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