JP2018144867A - ボトル缶及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボトル缶の密封性をさらに向上させる。
【解決手段】口部に、缶軸方向上方に向けて漸次縮径する縮径部と、該縮径部の上端から開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成されたカール部とを有するボトル缶であって、カール部は、缶軸方向に沿う縦断面において、縮径部の上端で屈曲する下部内周側屈曲部と、該下部内周側屈曲部より上方で半径方向外方に折り返され缶軸方向上方に向けて凸となる天頂折り返し部と、該天頂折り返し部の折り返し端より缶軸方向下方で半径方向内方に向けて屈曲する下部外周側屈曲部とを有し、下部内周側屈曲部と天頂折り返し部との間又は下部外周側屈曲部と天頂折り返し部との間の少なくとも一方に、カール部の半径方向に沿う厚さを缶軸方向の途中位置から下方部分に比べて上方部分を小さくする段部が形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、口部がキャップにより密封されるボトル缶に関する。

飲料等の内容物が充填される容器として、ボトル形状の缶（ボトル缶）の開口部に形成したねじ部に、金属製キャップ（キャップ）を螺合した容器が知られている。この種のボトル缶は、キャップとの良好な密封性を確保するために、その口部に形成されるねじ部及びカール部の形状が重要である。

例えば、特許文献１に開示のねじ付金属缶は、キャップを螺合したとき、キャップ天面のパッキン（ライナ）に食い込んで密閉できるように、口部の上端に形成されたカール部の外周面に、平面部を形成するためのカール潰し加工を施している。このカール潰し加工により、カール部の頂部は、上方に向けて若干の凸状となる円弧面に形成される。このねじ付金属缶は、パッキンとカール部との密着性を堅固とすることにより、密封性の向上を図っている。

特開２００１−２１３４１７号公報

しかしながら、材料の薄肉化等に伴い、密封性を高めるためのさらなる改善が求められる。特許文献１のボトル缶は高い密封性を有するが、ボトル缶の肉厚を薄くしたり、或いはライナの硬度を小さくした場合、密封性が低下することがあった。特に肉厚の薄いボトル缶に内容物を充填し、キャッピングしたキャップ付きボトル缶について、潰し加工したカール部頂部の曲率半径が小さくなり、意図したよりもライナへの食い込みが大きくなるので、ライナ切れの虞がでてくる、また、ライナの局所的な薄肉部が出来て、レトルト殺菌後にライナが硬化するので、その薄肉部が十分に回復されず密封性が低下することが分かった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボトル缶の密封性をさらに向上させることを目的とする。

本発明のボトル缶は、口部に、缶軸方向上方に向けて漸次縮径する縮径部と、該縮径部の上端から開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成されたカール部とを有するボトル缶であって、前記カール部は、缶軸方向に沿う縦断面において、前記縮径部の上端で屈曲する下部内周側屈曲部と、該下部内周側屈曲部より上方で半径方向外方に折り返され缶軸方向上方に向けて凸となる天頂折り返し部と、該天頂折り返し部の折り返し端より缶軸方向下方で半径方向内方に向けて屈曲する下部外周側屈曲部とを有し、前記下部内周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間又は前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間の少なくとも一方に、前記カール部の半径方向に沿う厚さを缶軸方向の途中位置から下方部分に比べて上方部分を小さくする段部が形成されている。

このボトル缶によれば、キャップを螺合すると、カール部における天頂折り返し部にキャップのライナが缶軸方向に押圧接触され、その天頂折り返し部からカール部の外周面にもライナが押圧状態に密接する。この場合、天頂折り返し部が缶軸方向の上方に向けて凸となる形状であり、カール部の上部の厚さが下部より小さく形成されていることから、天頂折り返し部の曲率半径が小さく、したがって、キャップのライナに十分に食い込んで密着する。この場合、ライナに食い込む天頂折り返し部は、特許文献１記載のカール部と異なり、カール部の真上に向けられているので、キャップのライナも厚肉に形成しておくことが可能であり、天頂折り返し部の食い込みによるライナ切れを生じにくくすることができる。また、キャッピング時にはプレッシャーブロックによりキャップの天面周縁部が絞り加工されるために缶軸方向及び半径方向内方に向けた荷重が作用するが、この荷重をカール部の外周面で受けライナに密着する。
したがって、天頂折り返し部からカール部外周面にかけてライナに堅固に密着し、その密封性を向上させることができる。

本発明のボトル缶において、前記段部は、前記下部内周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間に形成されている形態、あるいは、前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間に形成されている形態、あるいは、その両方に形成されている形態とすることができる。

このうち、下部外周側屈曲部と天頂折り返し部との間、つまりカール部の外周部に段部が形成されている形態とすると、カール部の上部外周面をほぼフラットの円筒面に形成することができ、前述したキャッピング時のプレッシャーブロックによる半径方向内方に向けた荷重をその円筒面で受けることができ、密封性を向上させることができる。
なお、キャッピング時のキャップ絞り成形の際、前述の円筒面にライナが密着するシール部分の長さ（缶軸方向に沿う長さ）は０．７ｍｍ以上であることが好ましい。このため、円筒面の長さ（缶軸方向に沿う長さ）は、１．０ｍｍ以上であるとよい。好ましくは、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下がよい。長すぎると、無駄な材料を使用することになり、また、キャップの高さが一定の場合、所定のねじ巻き数やねじピッチが得られなくなるおそれがある。

本発明に係るボトル缶によれば、その口部に形成したカール部とキャップの密封性を向上させることができる。

本発明のボトル缶とキャップ材とを示す部分断面図であり、キャップ材のボトル缶へのキャッピング前の状態である。 （ａ）がキャッピング前の状態、（ｂ）がキャッピング後の状態を示す口部付近の半断面図である。 ボトル缶のカール部を成形順に示す拡大断面図である。 ボトル缶の製造工程の前半部分を（ａ）〜（ｃ）の順に示す縦断面図である。 ボトル缶の製造工程の後半部分を（ａ）〜（ｃ）の順に示す縦断面図である。 ボトル缶製造装置を模式的に示す正面図である。 図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 キャッピング装置の要部を示す模式図である。 第２実施形態を示す（ａ）がキャッピング前の状態、（ｂ）がキャッピング後の状態を示す口部付近の半断面図である。 第２実施形態のカール部の拡大断面図である。 第３実施形態を示す（ａ）がキャッピング前の状態、（ｂ）がキャッピング後の状態を示す口部付近の半断面図である。 第３実施形態の容器全体の正面図である。 第３実施形態の容器全体の上面図である。 他の変形例を示すキャッピング後の口部付近の半断面図である。 図１４におけるカール部の拡大断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１〜図５８は、口部の外周部にねじ部を有するボトル缶の第１実施形態を示している。
このボトル缶１０は、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属からなり、図１に示すように、有底円筒状の胴部１１と、胴部１１の上端で半径方向内方に屈曲するように縮径された肩部１２と、肩部１２から缶軸方向の上方に向けて漸次縮径するテーパ筒部１３と、テーパ筒部１３の上端に連続する口部１４とにより形成されている。また、口部１４は、テーパ筒部１３の上端に形成された膨出部１５と、膨出部１５の上端に連続するねじ部１６と、ねじ部１６の上端から上方に向かうにしたがって漸次縮径する縮径部１７と、縮径部１７の上端で開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成されたカール部１８とを有している。そして、この口部１４に、図２（ａ）に示すようにキャップ材３が被せられ、キャップ材３の天面部３１内面のライナ４０がカール部１８に圧接され、ねじ部１６に沿ってキャップ材３の円筒状のスカート部３３がねじ加工され、そのスカート部３３の下端部が膨出部１５に係止されることにより、キャップ３０が成形され、口部１４が密封される（図２（ｂ）参照）。以下の説明においては、図１に示す向きで上下方向を定めるものとする。

カール部１８は、その缶軸方向下方位置に形成されている縮径部１７に連続して形成されており、図２及び図３（ｂ）に示すように、缶軸方向に沿う縦断面において、縮径部１７の上端で斜め内側に向けて凸となるように屈曲する内周側下向き屈曲部２１と、該内周側下向き屈曲部２１の上端から缶軸方向に延びる円筒状の内周筒部２２と、該内周筒部２２の上端で半径方向外方に折り返され缶軸方向上方に向けて凸となる天頂折り返し部２３と、該天頂折り返し部２３の折り返し端から缶軸方向下方に延びる円筒状の外周筒部２４と、該外周筒部２４の下端で半径方向外方に凹となるように屈曲する外周凹状屈曲部２５と、該外周凹状屈曲部２５の外周端から半径方向外方に向けて凸となるように湾曲する外向き湾曲部２６とを備えている。この外向き湾曲部２６は、縦断面が半円形に形成され、外周凹状屈曲部２５から半円弧状の外周側上向き屈曲部２６ａ、外周側下向き屈曲部２６ｂと連続して形成される。また、図示例では、天頂折り返し部２３も、内周側円弧部２３ａと外周側円弧部２３ｂとで曲率が異なり、内周側円弧部２３ａが外周側円弧部２３ｂよりも大きい曲率半径に形成されている。

このカール部１８の外周面の直径は、天頂折り返し部２３の外周端から円筒状の外周筒部２４までと、その下方の外向き湾曲部２６とで異なることから、カール部１８の上部が下部より小さい外径に形成されている。この場合、内周筒部２２はカール部１８のほぼ全体に形成されているため、カール部１８の半径方向に沿う厚さは、下部よりも上部が小さく形成される。このため、カール部１８の缶軸方向の途中位置で外周凹状屈曲部２５による段部が形成された形態となっている。この実施形態では、段部（外周凹状屈曲部２５）はカール部１８の外周部に形成される。

このような形状のボトル缶１０において、各部の寸法については必ずしも限定されるものではないが、例えば、元板厚が０．３００ｍｍ以上０．３８０ｍｍ以下のアルミニウム合金板により、胴部１１の厚さ（ウォール厚）が０．１１０ｍｍ以上０．１２５ｍｍ以下、ねじ部１６からカール部１８までの厚さが０．２１０ｍｍ以上０．２３０ｍｍ以下、カール部１８の外径（円筒状の外周筒部２４の外径）Ｄが３２．０ｍｍ以上３５．０ｍｍ以下で、図３（ｂ）に示す半径方向に沿う厚み（内周筒部２２の内周面から外周筒部２４の外周面までの距離）Ｗ１が１．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、缶軸方向の高さ（天頂折り返し部２３の上面から外周側下向き屈曲部２６ｂの下端までの距離）Ｈが１．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下に形成される。また、天頂折り返し部２３の外周側円弧部２３ｂの外面における曲率半径Ｒが０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に形成される。
また、外周筒部２４の外周面の缶軸方向長さ（天頂折り返し部２３の上面から外周凹屈曲部２５までの長さ）Ｌは、後述するライナが密着するシール部分の長さとして０．７ｍｍ以上確保するために、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。好ましくは、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下がよい。

一方、キャップ３０は、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属からなり、ボトル缶１０の口部１４に装着される前の形状のキャップ材３では、図１及び図２（ａ）に示すように、円板状の天面部３１と、天面部３１の外周縁から垂直下方に延びるスカート部３３と、天面部３１の内面に設けられたライナ４０とを有している。また、スカート部３３には、その上部の天面部３１に近い位置に、開栓時に手に摩擦力を付与するナール凹部３４と、開封時に内圧を開放するためのベントホール３５とが周方向に複数ずつ形成され、ベントホール３５の上側片３５ａが半径方向内方に押し込まれた状態に形成されることで、この上側片３５ａと天面部３１との間にライナ４０が配置され、抜け止めされる。
スカート部３３の下端部には、周方向に断続的にスリット３６が形成されており、このスリット３６を介してスカート部３３が筒上部３３ａと筒下部３３ｂとに分けられるとともに、スリット３６の間に形成される複数のブリッジ３７によって、筒上部３３ａと筒下部３３ｂとが連結した形状とされる。

ライナ４０は、全体が合成樹脂で円盤状に形成され、キャップ材３に対して回転自由に設置される。具体的には、ライナ４０は、エラストマー樹脂等で形成されてシール機能を有する密封層４１と、その密封層４１よりも高い硬度を有し、ポリプロピレン等で形成されてキャップ材３の天面部３１と摺動可能な摺動層４２との積層構造とされる。密封層４１は、摺動層４２よりも外径が小さく、外周部には厚肉のシール部４３が環状に形成される。シール部４３はボトル缶１０のカール部１８に密着する部分である。

ボトル缶１０を製造するには、まず、アルミニウム板材を打ち抜いて絞り加工することにより、図４（ａ）に示すように比較的大径で浅いカップ１を成形した後、このカップ１に再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、図４（ｂ）に示すように所定高さの筒体２を成形し、その上端をトリミングにより切り揃える。このＤＩ加工により、筒体２の底部は最終のボトル缶１０としての底部１０ａの形状に成形される。

次いで、図６及び図７に示すボトル缶製造装置５０により、ボトル缶１０を製造する。このボトル缶製造装置５０について次に説明する。なお、このボトル缶製造装置５０は、前述のようにして形成した筒体２を最終形状のボトル缶１０に加工するためのものであり、加工の進捗に応じて缶の形状が変化していくが、以下では、筒体２からボトル缶１０に至るまでの間で缶の形状を特に限定しない場合は、中間成形体４として説明する。

このボトル缶製造装置５０は、複数の中間成形体４を、その缶軸方向を水平に配置して保持するワーク保持部５１と、これら中間成形体４に各種成形加工を施す複数の成形ツール５２を保持するツール保持部５３と、両保持部５１，５３を駆動する駆動部５４とを備えている。中間成形体４を保持するワーク保持部５１のワーク保持側と、成形ツール５２を保持するツール保持部５３のツール保持側とが対向して配置されている。

ワーク保持部５１は、支持軸５５に支持された円盤５６におけるツール保持部５３と対向する表面に、中間成形体４を保持する複数の保持装置５７が周方向に沿う環状に配列された構成とされている。この円盤５６が駆動部５４によって支持軸５５を中心として間欠的に回転されることにより、供給部５８から供給側スターホイール５９を介して供給された中間成形体４の底部が保持装置５７に１個ずつ保持されて円盤５６の周方向に搬送される。中間成形体４は、円盤５６による搬送中にツール保持部５３の各成形ツール５２によって成形された後、成形後のボトル缶１０として排出側スターホイール６０を介して排出部６１に順次排出される。

ツール保持部５３は、支持軸６２に支持された円盤６３におけるワーク保持部５１と対向する表面に、複数の各種成形ツール５２が周方向に沿う環状に配列され、駆動部５４によって円盤６３が支持軸６２の軸方向に進退する構成とされている。支持軸６２は支持軸５５の内部に同軸上に設けられる。

このツール保持部５３には、中間成形体４の開口部を縮径（ネックイン加工）するための複数のネッキング型、及びねじ部を形成するためのねじ成形ツール、カール部１８を形成するためのカール部成形ツール等の、各加工段階に応じた加工を行うための成形ツール５２が複数備えられている。これらの成形ツール５２は、工程順に円盤６３上に周方向に並んで環状に配置されている。

支持軸５５の軸線を回転中心とするワーク保持部５１（円盤５６）の間欠的な回転停止位置は、開口部をツール保持部５３側に向けた各中間成形体４の缶軸が各成形ツール５２の中心軸にそれぞれ一致するように設定される。そして、駆動部５４による円盤５６の間欠的回転によって、各中間成形体４は次工程用の各成形ツール５２に対向する位置に回転移動されて、次の段階の加工が施される。

すなわち、ツール保持部５３が前進してワーク保持部５１とツール保持部５３とが互いに接近したときに、各成形ツール５２が各工程に応じた加工を中間成形体４に施し、両保持部５１，５３が互いに離間した状態のときに各中間成形体４に次工程の成形ツール５２が対向するようにワーク保持部５１が回転移動される。このように、両保持部５１，５３が接近して加工を行い、離間及び回転するという動作が繰り返されることにより、中間成形体４に肩部１２、テーパ筒部１３、口部１４が順次形成されてボトル缶１０が形成される。

この場合、まず、図４（ｃ）に示すように、上端部にストレートの円筒部５を有する中間成形体４が形成される。
そして、図５（ａ）に示すように、テーパ筒部１３の上端より若干上方位置から円筒部５を再度拡径した後に、その拡径部分の下端部を除き、上方部分を再度縮径するなどにより、ねじ加工する前の筒状部６を形成する。次いで、この筒状部６にねじ加工を施して、図５（ｂ）に示すようにねじ部１６を形成する。このねじ部１６が形成された状態では、ねじ部１６の上に、上方に向かうにしたがって漸次縮径する縮径部１７、及び、その上に連なり缶軸方向に沿うストレートの開口筒部８が形成されている。そして、その開口筒部８を半径方向外方に折り返してカール部１８を形成する（図５（ｃ））。

このカール部１８の成形をさらに詳細に説明すると、予備カール部成形工程と上部押しつぶし工程とにより行われる。先ず、予備カール部成形工程では、図５（ｂ）に示す状態から図３（ａ）に示すように、開口筒部８の上端部をＵターンさせながら巻き回して、上部折り返し部２８とその外周端に連続する外周壁部２９、外周壁部２９の下端に連続する外周下向き屈曲部２６ｂとからなる予備カール部１９を形成する。この予備カール部１９は、成形ツール５２として図５（ｂ）に二点鎖線で示す拡開用金型５２Ａと折り返し用金型５２Ｂとが用いられる。これら拡開用金型５２Ａ及び折り返し用金型５２Ｂは、それぞれロール状に形成され、矢印で示すように回転自在であるとともに、開口筒部８の周方向に沿って旋回自在に支持されており、旋回しながら開口筒部８を缶底方向に向けて押圧することにより、拡開用金型５２Ａによって開口筒部８を外方に開いた後、折り返し用金型５２Ｂによって折り返す。

図３（ａ）は、このようにして成形された予備カール部１９を示しており、缶軸方向の先端部が上方に凸となる円弧面に形成され、その下方に開口筒部８の残りの部分（内周壁部２２）と上部折り返し部２８から延びる外周壁部２９とがほぼ平行に配置され、外周下向き屈曲部２６ｂの下端が縮径部１７に向けられている。
次に、上部押しつぶし工程では、成形ツール５２として、図３（ａ）に二点鎖線で示すように、上部折り返し部２８により形成される開口部内に挿入される内側ロール５２Ｃと、予備カール部１９の半径方向外方に配置した外側ロール５２Ｄとを用いて予備カール部１９の上部を加工する。この場合、内側ロール５２Ｃは、その缶軸方向の高さは予備カール部１９の高さよりも大きく、これにより、予備カール部１９の全体を内周側から支持する。これに対して、外側ロール５２Ｄの下端は、予備カール部１９の缶軸方向の途中位置に配置される。そして、両ロール５２Ｃ，５２Ｄを相互に接近させることにより、予備カール部１９の内周部を内側ロール５２Ｃにより支持しながら、外周部の上部を半径方向外方から外側ロール５２Ｄにより板厚方向に押しつぶしながら両ロール５２Ｃ，５２Ｄの間に挟持することにより、図６（ｂ）に示すように、予備カール部１９の下部はそのままにして、上部の半径方向厚さを小さくする。これにより、外側ロール５２Ｄで押圧された部分には、外周側円弧部２３ｂ、外周筒部２４、外周凹状屈曲部２５、外周側上向き屈曲部２６ａが形成され、その下方に、外周側下向き屈曲部２６ｂが残される。

このボトル缶１０の口部１４にキャップ材３を被着してキャッピング加工を施すためには、例えば、図８に示すようなキャッピングヘッド７０を複数備えるキャッピング装置が用いられる。そして、このキャッピングヘッド７０によって、ボトル缶１０に対するキャップ材３の被着が行われる。
このキャッピングヘッド７０は、キャップ押さえ６１を備えたプレッシャーブロック６２と、ＲＯロール(ロールオンロール)としての第１ロール６３と、ＰＰロール（ピルファープルーフロール）としての第２ロール６４とを備えている。プレッシャーブロック６２は下端部が筒状に形成されており、その内側に配置されるキャップ押さえ６１との間で缶軸方向に相対移動可能であり、キャップ押さえ６１との間にばね６５が設けられている。また、第１ロール６３及び第２ロール６４はプレッシャーブロック６２の周囲を旋回可能かつ缶軸方向に移動可能に支持されている。

そして、ボトル缶１０の口部１４にキャップ材３を被せた状態でキャップ押さえ６１がキャップ材３のキャップ材３の天面部３１を押さえ、その状態でプレッシャーブロック６２が天面部３１の外周部に絞り成形を施すことにより絞り部３１ａを形成する。また、第１ロール６３によりキャップ材３にキャップねじ部３８を成形するとともに、第２ロール６４により筒下部３３ｂを膨出部１５に巻き込んで固定する構成とされる。
このようにキャッピングされることで、キャップ３０内のライナ４０が、ボトル缶１０の口部１４に押し付けられ、内部を密封する。

以上のように構成したボトル缶１０において、カール部１８における天頂折り返し部２３が缶軸方向の上方に向けて凸となっているので、キャッピングにより、キャップ３０のライナ４０に天頂折り返し部２３が食い込んで密着する。また、プレッシャーブロック６２によりキャップ材３の天面部３１の周縁部が絞り加工されることにより、ライナ４０が天頂折り返し部２３の外周側円弧部２３ｂから外周筒部２４の外周面に密接させられる。
したがって、天頂折り返し部２３から外周筒部２４にかけてライナ４０に堅固に密着し、その密封性を向上させることができる。

この場合、天頂折り返し部２３の外周側円弧部２３ｂの曲率半径Ｒが０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下に形成されているので、ライナ４０への食い込み量が適切になり、ライナ４０に局所的に薄肉部ができてライナ切れの虞が生じるなどの欠陥の発生を防止することができる。
前述したように、特許文献１記載のボトル缶のカール部ではシール切れのおそれがある。この特許文献１ではカール部のサイドでシールする構造としているため、そのサイド面から天頂の間の屈曲部でシール部が薄肉になり、シール切れが生じ易い。これに対して、本実施形態のボトル缶１０のカール部１８では、天頂折り返し部２３が真上に向けられているため、キャップ３０のライナ４０のシール部４３も厚肉に形成しておくことが可能であり、天頂折り返し部２３の食い込みによるライナ切れが生じにくくなる。

そして、このように、天頂折り返し部２３によるライナ４０への食い込み、及び外周筒部２４によるサイドシールにより、これら天頂折り返し部２３から外周筒部２４までの間でライナ４０の密封層４１のシール部４３が強固に密着されているので、陽圧状態（炭酸ガス入り飲料、窒素ガス封入飲料等）の内容物の圧力が上昇して、キャップ３０の天面部３１がライナ４０とともに缶軸方向上方へ膨出する方向に変形したとしても、天頂折り返し部２３から半径方向外方側のライナ４０の持ち上がりが規制され、その密着状態が維持される。このため、密封性を良好に維持することができる。
このようなシール構造において、外周筒部２４の外周面にライナ４０が密着するシール部分の長さは０．７ｍｍ以上であることが好ましい。このため、外周筒部２４の外周面の長さＬは、１．０ｍｍ以上であるとよい。好ましくは、１．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下がよい。長すぎると、無駄な材料を使用することになり、また、キャップ材３の高さが一定の場合、所定のねじ巻き数やねじピッチが得られなくなるおそれがある。

（第２実施形態）
前述の実施形態では、カール部１８は、予備カール部１９の上部の外周部を半径方向内方に押しつぶして形成したが、図９及び図１０に示すように、予備カール部１９の内周部も半径方向外方に押しつぶすことにより、さらに上部を薄肉にしたカール部８１を形成してもよい。
この実施形態のカール部８１は、縮径部１７の上端の内周側下向き屈曲部２１に連続して内周側上向き屈曲部８２が形成されることにより、これら内周側下向き屈曲部２１と内周側上向き屈曲部８２とにより半径方向内方に向けて凸となるように湾曲する内向き湾曲部８３が形成され、該内向き湾曲部８３の上端から缶軸方向上方に向けて屈曲する内周凹状屈曲部８４と、該内周凹状屈曲部８４の上端からほぼ円筒状の内周筒部８５とが連続して形成され、その内周筒部８５の上端に天頂折り返し部８６が形成されている。この天頂折り返し部８６に、第１実施形態と同様に、外周筒部２４、外周凹状屈曲部２５、外向き湾曲部２６が連続して形成される。
つまり、このカール部８１は、その下部に対して、上部の内周部及び外周部の両方が半径方向に押しつぶされている。このため、天頂折り返し部８６は、内周側円弧部８６ａと外周側円弧部８６ｂとがほぼ同じ曲率半径Ｒに形成され、厚み（内周筒部８５の内周面から外周筒部２４の外周面までの距離）Ｗ２も小さく形成されている。曲率半径Ｒは０．４ｍｍ以上１．２ｍｍ以下の曲率半径に形成されている。この実施形態では、カール部８１の半径方向に沿う厚さを缶軸方向の途中位置から下方部分に比べて上方部分を小さくする段部は、外周側と内周側との両方に設けられており、外周部側の外周凹状屈曲部２５と、内周部側の内周凹状屈曲部８５とにより形成される。
キャップ３０のシール部４３は、天頂折り返し部８６から外周筒部２４にかけて密着するが、第１実施形態と比べて、天頂折り返し部８６の内周側円弧部８６ａも曲率半径が小さいので、天頂折り返し部８６がより強固に食い込んで密着する。

（第３実施形態）
さらに、前述した第１実施形態及び第２実施形態のカール部の形状の場合、マキシキャップ（登録商標）等の金属製キャップ（例えば、実開昭５８−１６１８４３号公報、国際公開第２００７／１２２９７１号公報等に開示の金属製キャップ）を巻き締めることも可能である。
このキャップ材１００は、図１１から図１３に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金の薄板金属からなり、円板状の天面部１０１と、天面部１０１の外周縁から垂直下方に延びるスカート部１０３と、スカート部１０３の下縁の一部を面方向に延長するように突出するタブ１０４と、天面部１０１の内面からスカート部１０３の上端部内面にかけて形成されたシール材１０５とを有しており、天面部１０１及びスカート部１０３の外側表面に、スカート部１０３の下縁におけるタブ１０４の両側縁からスカート部１０３、天面部１０１にわたって一対のスコア１０６が形成されている。タブ１０４は、開封時につまむことにより操作されるリング部１０７と、リング部１０７とスカート部１０３との間を連結する連結部３８とから形成され、連結部１０８が所定の幅でスカート部１０３の下縁に直交する方向に延びている。リング部１０７は合成樹脂によって形成される場合もある。

これらスコア１０６は、図１２及び図１３に示す例では、タブ１０４の連結部１０８とスカート部１０３との接続位置の両側縁からスカート部１０３を経由してスカート部１０３と天面部１０１との間の屈曲部を乗り越えた後、天面部１０１においては、その外周に沿うように円弧状に形成され、タブ１０４とは反対側で再度接近してスカート部１０３に至る形状に形成されている。スコア１０６は、このような形状のものの他にも、天面部１０１においては、天面部１０１とスカート部１０３との間の屈曲部を乗り越えた後、中心角９０°以内の範囲で円弧状に連なるが天面部１０１の途中までしか形成されず、スカート部１０３にタブ１０４の連結部１０８との接続位置とは別に、複数のスリット又はスコアを形成したものもある。

シール材１０５は、例えば合成樹脂によってキャップ材１００の内面で成形されたものであり、天面部１０１の内面を覆うように形成されている。また、シール材１０５の外周部には厚肉のシール部１０６が環状に形成されており、このシール部１０６が、ボトル缶９０のカール部８１に被せられたときにカール部８１に接触する。合成樹脂製のシール材以外にも、コンパウンドを塗布したものもある。

一方、このボトル缶９０にキャップ材１００を巻締める装置は、図１１（ｂ）に鎖線で示したように、ボトル缶９０のカール部８１に被せたキャップ材１００の天面部１０１を上方から押圧するプレッシャーブロック９５と、周方向に沿って並べられた複数の爪９６と、これら爪９６の先端部を半径方向内方に向けて押圧付勢する弾性部材（図示略）とを備えている。爪９６は、その先端部の径方向の相互間隔をカール部８１の最大径よりも大きく広げることができるが、最も縮小した状態では、カール部８１の最大径よりも小さく形成される。
そして、ボトル缶９０のカール部８１にキャップ材１００を被せた後、プレッシャーブロック９５によって天面部１０１を上方から缶軸方向に押圧してシール材１０５を圧縮した状態で、爪９６をスカート部１０３の高さ方向の途中位置からスカート部１０３を半径方向内方に矢印で示すように押圧しながら下降させることにより、カール部８１の下部の外周面、つまり外向き湾曲部２６の外周面に倣わせるようにキャップ材１００のスカート部１０３を変形させつつ、スカート部１０３の下端部を外向き湾曲部２６の外周側下向き屈曲部２６ｂに引っ掛けるように巻締める。

この巻締め状態において、キャップ１０２のシール材１０５は、図１１（ｂ）に示すように、カール部８１の天頂折り返し部８６、外周筒部２４、外向き湾曲部２６に密接する。
また、巻締め時に爪９６がキャップ１０２のスカート部１０３を押圧しながら下降することから、スカート部１０３には引っ張り力が作用し、天頂折り返し部８６から外向き湾曲部２６にかけてシール部１０６が堅固に密着する。

一方、キャップ１０２を開封する際は、タブ１０４を起こして、そのままスカート部１０３のスコア１０６を破断し、タブ１０４を引き上げながら天面部１０１のスコア１０６を破断する。この天面部１０１のスコア１０６を破断すると、このスコア１０６が天面部１０１の外周に沿う円弧状に形成されていることから、両スコア１０６の間の天面部１０１の中央部が持ち上げられ、その左右の円弧状部がカール部８１上に残された状態となる。次いで、そのままタブ１０４を引き上げれば、両円弧状部がカール部８１から離脱して、キャップ１０２全体がカール部８１から外される。

（他の変形例）
また、この金属製キャップ１０２が巻締められるカール部としては、第１実施形態のものとは逆に、図４及び図１５に示すように、予備カール部１９の外周面は、変形させずに、上部の内周部のみを半径方向に押しつぶして変形させたカール部１１０も適用することができる。
このカール部１１０は、内周部のみに段部が形成されており、縮径部１７の上端の内周側下向き屈曲部２１に、内周側上向き屈曲部８２、内周凹状屈曲部（段部）８４、内周筒部８５が連続して形成され、その内周筒部８５の上端に天頂折り返し部１１１が形成され、天頂折り返し部１１１の下端に外周壁部２９が形成され、外周壁部２９の下端に外周側下向き屈曲部２６ｂが形成される。
また、天頂折り返し部１１１は、内周側円弧部１１１ａよりも外周側円弧部１１１ｂが大きい曲率半径に形成されている。
そして、このカール部１１０にキャップ材１００を被せて、図１２（ｂ）に鎖線で示す巻締め装置によって巻締めると、キャップ材１００のスカート部１０３が外周側下向き屈曲部２６ｂに倣って巻き込まれ、シール部１０６が天頂折り返し部１１１から外周壁部２９、外周側下向き屈曲部２６ｂに圧接させられ、図１４に示す状態となる。

３，１００ キャップ材
４ 中間成形体
５ 円筒部
６ 筒状部
８ 小筒部，開口筒部
１０，９０ ボトル缶
１４ 口部
１５ 膨出部
１６ ねじ部
１７ 縮径部
１８，８１，１１０ カール部
１９ 予備カール部
２１ 内周側下向き屈曲部
２２，８５ 内周筒部
２３，８６，１１１ 天頂折り返し部
２３ａ，８６ａ，１１１ａ 内周側円弧部
２３ｂ，８６ｂ，１１１ｂ 外周側円弧部
２４ 外周筒部
２５ 外周凹状屈曲部（段部）
２６ 外向き湾曲部
２６ａ 外周側上向き屈曲部
２６ｂ 外周側下向き屈曲部
２８ 上部折り返し部
２９ 外周壁部
３０，１０２ キャップ
３１，１０１ 天面部
３１ａ 絞り部
３３，１０３ スカート部
３８ キャップねじ部
４０ ライナ
４１ 密封層
４２ 摺動層
４３，１０６ シール部
６２，９５ プレッシャーブロック
６３ 第１ロール
６４ 第２ロール
６５ ばね
７０ キャッピングヘッド
８２ 内周側上向き屈曲部
８３ 内向き湾曲部
８４ 内周凹状屈曲部（段部）
８５ 内周筒部
９６ 爪
１０２ キャップ
１０４ タブ
１０５ シール材
１０６ スコア

本発明は、口部がキャップにより密封されるボトル缶及びその製造方法に関する。

本発明のボトル缶は、口部に、缶軸方向上方に向けて漸次縮径する縮径部と、該縮径部の上端から開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成されたカール部とを有するボトル缶であって、前記カール部は、缶軸方向に沿う縦断面において、前記縮径部の上端で屈曲する内周側屈曲部と、該内周側屈曲部より上方で半径方向外方に折り返され缶軸方向上方に向けて凸となる天頂折り返し部と、該天頂折り返し部の折り返し端より缶軸方向下方で屈曲する外周凹状屈曲部と、該外周凹状屈曲部の外周端から半径方向外方に向けて凸となるように湾曲する外向き湾曲部とを有しており、
前記外周凹状屈曲部は、前記外向き湾曲部より半径方向内方に凹状に屈曲している。
また、そのボトル缶を製造する方法は、前記縮径部の上に連続する開口筒部を有する中間成形体を成形しておき、前記中間成形体の前記開口筒部を外方に開いて折り返すことにより予備カール部を成形する予備カール部成形工程と、前記予備カール部の外周部の上部を半径方向外方から押しつぶす上部押しつぶし工程とを有する。

本発明のボトル缶は、外周凹状屈曲部により、下部外周側屈曲部と天頂折り返し部との間にカール部の半径方向に沿う厚さを缶軸方向の途中位置から下方部分に比べて上方部分を小さくするように段部が形成されるようにしてもよく、前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間にも段部を形成することができる。

Claims (4)

1. 口部に、缶軸方向上方に向けて漸次縮径する縮径部と、該縮径部の上端から開口端部を半径方向外側に折り返した状態に形成されたカール部とを有するボトル缶であって、前記カール部は、缶軸方向に沿う縦断面において、前記縮径部の上端で屈曲する下部内周側屈曲部と、該下部内周側屈曲部より上方で半径方向外方に折り返され缶軸方向上方に向けて凸となる天頂折り返し部と、該天頂折り返し部の折り返し端より缶軸方向下方で半径方向内方に向けて屈曲する下部外周側屈曲部とを有し、
   前記下部内周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間又は前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間の少なくとも一方に、前記カール部の半径方向に沿う厚さを缶軸方向の途中位置から下方部分に比べて上方部分を小さくする段部が形成されていることを特徴とするボトル缶。
2. 前記段部は、前記下部内周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間に形成されていることを特徴とする請求項１記載のボトル缶。
3. 前記段部は、前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間に形成されていることを特徴とする請求項１記載のボトル缶。
4. 前記段部は、前記下部内周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間、及び前記下部外周側屈曲部と前記天頂折り返し部との間にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載のボトル缶。

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