JP4593366B2 - キャップの検査方法およびキャップの検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、天板部および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるとともに、前記天板部の裏面にライナーが配設されたキャップの検査方法およびキャップの検査装置に関するものである。
従来から、飲料を充填、密封して販売する容器として、例えばボトル缶の口金部にキャップが螺着されてなるキャップ付ボトル缶が採用されている。この種のキャップ付ボトル缶に供されるキャップは、一般に、天板部、および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部と、前記天板部の裏面に配設されたライナーとが備えられている。そして、該ライナーがボトル缶口金部の開口端部に密接された状態で、前記周壁部がボトル缶の口金部に形成された雄ねじ部に螺着されることにより、キャップ付ボトル缶が構成されている。
ここで、ライナーをボトル缶口金部の開口端部に密接させるには、ライナーが口金部の開口端部に当接するように当該口金部にキャップを被冠した状態で、前記天板部の表面における外周縁部を缶軸方向下方に向けて押圧し、当該外周縁部を凹ませることがなされている。
このようにして得られるキャップ付ボトル缶に、良好な密封性を具備させるためには、ライナーの特に外周縁部の硬度に基づいて、天板部に対する前記押圧の最適荷重の大きさを決定することが必要とされる。すなわち、前記押圧の荷重が小さいと、口金部の開口端部に当接しているライナーの外周縁部が押し潰される量が小さくなり、キャップ付ボトル缶に良好な密封性を具備させることができず、また、前記押圧の荷重が大きいと、前記ライナーの外周縁部に破れが生ずるおそれがあり、やはり良好な密封性を具備させることができない。
したがって、従来からライナーの硬さを検査することがなされているが、該検査には一般に、例えば下記特許文献1に示されるような、デュロメータ硬度計が用いられている。このデュロメータ硬度計は、規格品としてその大きさが定められているので、このようなデュロメータ硬度計を用いて、天板部の裏面に配設された状態のライナーの硬度を検査することはできない。そのため、例えば液体窒素により天板部の裏面からライナーを剥がし、このライナーの硬度を前記デュロメータ硬度計により検査することがなされている。
ここで、ライナーが、キャップの天板部の裏面に溶融状態にある樹脂片を配置した後に、該樹脂片を押し潰すことにより成形されるいわゆるモールドタイプの場合には、この溶融前後で硬化状態にある樹脂材料の硬度が異なるので、前記良好な密封性を具備させるための前記押圧の最適荷重を決定するには、前記溶融前の樹脂材料の硬度を検査するだけでは足りず、前記天板部の裏面にライナーを配設した後、つまりモールド成形した後に、このライナーの硬度を検査する必要がある。
特開2002−55035号公報
しかしながら、前記従来の検査では、キャップの天板部の裏面にライナーを配設した後に、このライナーを天板部から剥がし、その後、前記検査がなされていたので、該検査の時間が増大するばかりでなく、前記剥がす過程で、ライナーに引張りや劣化が生ずる等して、キャップの裏面に配設された状態のライナーと、前記剥がされた後のライナーとではその硬度が異なるおそれがあった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ライナーの硬度を高精度に検査することができるキャップの検査方法およびキャップの検査装置を提供することを目的とする。
このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のキャップの検査方法は、天板部および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるとともに、前記天板部の裏面に、粘弾性特性を有する樹脂材料からなるライナーが配設されたキャップを対象として、前記天板部の裏面にライナーを配設した状態で、前記ライナーの表面のうち、少なくとも当該キャップがボトル缶の口金部に螺着されたときに該口金部に密接する外周縁部の硬度を検査する構成とされており、前記ライナーの表面に、荷重計に接続された接触子の先端を当接させた状態、若しくは押付けた状態から、一定量だけ前記荷重計および接触子を前記ライナーに向けて移動させて、前記接触子の先端を該ライナーの厚さ方向に押込み、この際に前記荷重計により検出された最大荷重に基づいて、当該ライナーの硬度を検査することを特徴とする。
また、本発明のキャップの検査装置は、天板部および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるとともに、前記天板部の裏面に、粘弾性特性を有する樹脂材料からなるライナーが配設されたキャップを前記天板部の表面側から支持するキャップ支持部と、該キャップ支持部に支持された前記キャップのライナーの表面に対して進退可能に設けられた荷重測定部とを備え、該荷重測定部は、その前進方向における端部に当該前進方向に延びる接触子を備えるとともに、該接触子の前記前進方向における後端部側に荷重計が接続され、前記荷重測定部を前進移動させたときに、前記ライナーの表面のうち、少なくとも当該キャップがボトル缶の口金部に螺着された際に該口金部に密接する外周縁部を、前記接触子の先端により当該ライナーの厚さ方向に押込む構成とされ、前記天板部の裏面にライナーを配設した状態で、前記ライナーの表面に、荷重計に接続された接触子の先端を当接させた状態、若しくは押付けた状態から、一定量だけ前記荷重計および接触子を前記ライナーに向けて移動させて、前記接触子の先端を該ライナーの厚さ方向に押込み、この際に前記荷重計により検出された最大荷重に基づいて、当該ライナーの硬度を検査する構成とされていることを特徴とする。
この発明によれば、ライナーをキャップの天板部から剥がすことなく、この天板部の裏面にライナーを配設した状態で、該ライナーの硬度を測定するので、ライナーに引張りや劣化等を生じさせることなく、このライナーの硬度を検査することが可能になり、高精度なライナーの硬度検査を実施することができる。
また、ライナーが粘弾性特性を有する樹脂材料からなることに起因して、前記接触子を押し込むと、徐々に前記荷重計により検出される荷重値が小さくなるので、その検査精度が安定しなくなるおそれが考えられるが、この発明では、前記荷重計により検出された最大荷重に基づいて、ライナーの硬度を検査するので、このような特性を有する材料であっても、その硬度の検査精度を安定させることができる。
また、本発明のキャップの検査方法は、前記ライナーの硬度を検査するに際し、前記荷重計に接続された複数の前記接触子の先端により前記ライナーの外周縁部の周方向における複数個所を同時に押込むようにしてもよく、さらに、本発明のキャップの検査装置は、前記接触子は複数備えられ、前記荷重測定部を前進移動させた際、前記ライナーの外周縁部の周方向における複数個所が、前記複数の接触子の先端により同時に押込まれるようにしてもよい。
これらの場合、押込む際に、前記接触子のライナーの表面に対する傾きを最小限に抑制することが可能になり、前記荷重計により検出される荷重値を安定させることができる。また、前記荷重計により検出される荷重値の大きさを大きくすることが可能になり、個々のキャップごとでライナーの硬度の相違を明確に把握することができ、高精度なライナーの硬度検査を実現することができる。
また、本発明のキャップの検査装置は、前記荷重測定部の前進移動量が測定可能とされた移動量測定手段が備えられていてもよい。
この場合、前記荷重測定部の押込み量を検査するキャップごとで一定にすることが可能になり、ライナーの硬度検査の再現性を高めることができる。
さらに、本発明のキャップの検査装置は、前記接触子の前記前進方向における大きさは、前記キャップの周壁部における開放端と、前記ライナーの外周縁部の表面との、当該キャップの軸線方向における距離より大きくされていてもよく、また、前記荷重測定部は、前記接触子と前記荷重計との間に設けられた接触子支持部を備え、該接触子支持部材の外径は、前記キャップの周壁部の内径より小さくされていてもよい。
この場合、ライナーの硬度を検査するに際し、キャップの内側に、前記荷重測定部を、前記接触子または前記接触子支持部および接触子に限定して挿入することが可能になり、ライナーをキャップの天板部から剥がすことなく、この天板部の裏面にライナーを配設した状態で、該ライナーの硬度検査を確実に実施することができる。
この発明に係るキャップの検査方法およびキャップの検査装置によれば、ライナーの硬度を高精度に検査することができる。
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。
まず、この発明の一実施形態に係るキャップの検査装置10の検査対象としてのキャップ20の概略構成について、図1に従い説明する。このキャップ20は、例えばアルミニウム合金等により形成され、天板部21および該天板部21の周縁部から略垂下してなる周壁部22を備えるとともに、該周壁部22に周方向に延びるスコア23がブリッジ24を介して周方向に複数形成されている。また、天板部21の裏面に、その全域を覆うようにライナー30が配設されている。本実施形態のライナー30は、溶融状態にある樹脂材料を天板部21の裏面に配置した後に、この樹脂材料を押圧して硬化させることにより、天板部21の裏面に接着されて形成されている。
周壁部22は、天板部21側から開放端部側に向けて順次、径方向内方に向って凹とされた凹部が周方向に間隔をあけて複数形成されたナール部25と、このナール部25の下端(開放端側)に連なり当該ナール部25より小径とされたグルーブ26と、このグルーブ26の下端に連なり当該グルーブ26より大径とされるとともに、平滑面とされた雌ねじ部形成予定部27と、この雌ねじ部形成予定部27の下端に連なり当該雌ねじ部形成予定部27より大径とされた破断部28と、破断部28の下端に連なり下方に向かうに従い漸次拡径したフレア(開放端部)29とを備えている。そして、スコア23およびブリッジ24は、破断部28の、キャップ20の軸線方向における中央部に位置されている。
なお、このキャップ20を図示されないボトル缶の口金部に螺着させるには、ライナー30の外周縁部30aが口金部の開口端面に当接するように、キャップ20を口金部に被冠した状態で、天板部11の表面における外周縁部に、この外周縁に向かうに従い漸次、前記軸線方向下方へ延び、その端縁が周壁部22の前記軸線方向上端に連なる段部を押圧成形し、これにより、ライナー30の外周縁部30aをボトル缶の口金部の開口端部に密接させる。次に、雌ねじ部形成予定部27を、口金部に形成された雄ねじ部に沿うように径方向内方へ向けて押圧することにより、雌ねじ部形成予定部27に雌ねじ部を形成し、フレア29を、口金部における前記雄ねじ部の缶軸方向下端に連設された膨出部に沿うように巻き込ませることにより、キャップ20をボトル缶の口金部に螺着させる。
次に、この発明の一実施形態に係るキャップの検査装置10について説明する。
この検査装置10は、図2に示すように、表面にキャップ支持部11aが設けられたプレート部11b、およびプレート部11bの表面に立設された支柱部11cを備える基台11と、キャップ支持部11aに対して進退可能に設けられた荷重測定部12と、支柱部11cに設けられ、荷重測定部12をキャップ支持部11aに対して進退可能に支持する駆動手段13と、荷重測定部12の前進移動量が測定可能とされた移動量測定手段14とを備える概略構成とされている。なお、プレート部11bの上方には板状の支持台11dが設けられ、この支持台11dの表面には、キャップ支持部11aと対向する位置に貫通孔11eが形成されている。
本実施形態のキャップ支持部11aは、プレート部11bの表面に形成された凹部とされ、該凹部は、その内径がキャップ20の周壁部22の外径より若干大きく、その深さが、天板部21の表面と、ナール部25の前記軸線方向中央部との、該軸線方向における距離と同等とされている。このキャップ支持部11aに、周壁部22の天板部11側の端部が嵌め込まれることにより、キャップ20は、その内側がフレア29を介して上方へ向けて開放された状態で径方向への移動が拘束されるようになっている。
荷重測定部12は、その前進方向における端部に当該前進方向に延びる接触子12aを備えるとともに、該接触子12aの前記前進方向における後端部側に荷重計12bが接続され、この荷重計12bは、支柱部11cと対向するその下面側からプレート12cに支持された構成とされている。接触子12aと荷重計12bとは、支柱部11cの立設方向、若しくは荷重測定部12の進退方向と同一の方向に延びるように直列的に接続されている。なお、接触子12aの前記前進方向における先端部は球面とされてその曲率半径は約0.9mmとされている。
本実施形態では、荷重計12bと接触子12aとの間に、前記立設方向と同一の方向に延在するとともに、荷重計12bの前記前進方向における先端部に連結された軸部12eと、該軸部12eの前記前進方向における先端部に連結された円板状の接触子支持部12dとが備えられている。なお、軸部12eは、前記支持台11dの表面に形成された貫通孔11eに挿入され、接触子支持部12dは、前記支持台11dよりも下側(キャップ支持部11a側)に位置されている。
接触子支持部12dの外径は、キャップ20の周壁部22の内径以下とされ、この接触子支持部12dの、キャップ支持部11aと対向する表面における外周縁部に、その周方向に所定の間隔をあけて複数の接触子12aが設けられている。なお、図1および図2では、1つの接触子12aのみを図示し、残りの接触子12aの図示を省略している。これらの各接触子12aの、荷重測定部12の進退方向における大きさ、つまり長さは、キャップ20の周壁部22における開放端と、ライナー30の外周縁部30aの表面との、前記軸線方向における距離より大きくされている。
移動量測定手段14は、前記支持台11dの表面よりも上方に位置する、軸部12eの軸線方向中央部に該軸部12eの径方向外方へ向けて延在して設けられたブラケット14aの、この延在方向における先端部に取り付けられている。移動量測定手段14は例えばダイヤルゲージとされ、その先端の接触子14bが、前記支持台11dの表面における外周縁部と対向するように位置されている。
駆動手段13は、支柱部11bの内部にこの支柱部11bの立設方向と同一の方向に立設された図示されないボールねじと、このボールねじの上端に連結されたハンドル部13aと、前記ボールねじに螺合された図示されないベアリング部若しくはスクリューナット部とを備えている。そして、前記ベアリング部若しくはスクリューナット部に、荷重測定部12のプレート12cがその下面から連結されている。
これにより、ハンドル部13aを回転させて前記ボールねじをその軸線回りに回転させることにより、前記ベアリング部等、荷重測定部12および移動量測定手段14が、キャップ支持部11aまたはキャップ支持部11aに支持されたキャップ20のライナー30の表面に対して進退移動できるようになっている。そして、荷重測定部12を前進移動させた際、ライナー30の外周縁部30aの周方向における複数個所が、複数の接触子12aの各先端により同時に当該ライナー30の厚さ方向に押込まれるようになっている。この際、荷重測定部12の各構成要素のうち、キャップ20の内側に位置されるのは接触子12aのみとなる。
以上の構成において、駆動手段13により、荷重測定部12および移動量測定手段14等を前進移動させる前における、移動量測定手段14の接触子14bの先端と前記支持台11dの表面との距離は、荷重測定部12の接触子12aの先端とキャップ支持部11aに支持されたキャップ20の前記外周縁部30aの表面との距離以下とされている。
次に、以上のように構成されたキャップの検査装置10により、ライナー30の硬度を検査する方法について説明する。
まず、周壁部22の天板部21側の端部をキャップ支持部11aに嵌め込み、キャップ20の内側をフレア29を介して上方に向けて開放させた状態でキャップの検査装置10に支持させる。次に、ハンドル部13aを回転させ、荷重測定部12および移動量測定手段14等をキャップ支持部11aに向けて前進移動させる。そして、荷重測定部12の接触子12aの先端がライナー30の外周縁部30aの表面に接触して、荷重計12bの表示が5Nとなったときに、前記前進移動を停止させる。この前進移動の過程において、移動量測定手段14の接触子14aは前記支持台11dの表面に接触することになり、該測定手段14により表示される移動量も増大する。
次に、移動量測定手段14の表示を零点合わせした後に、ハンドル部13aを回転させ、荷重測定部12および移動量測定手段14等をキャップ支持部11aに向けてさらに前進移動させる。そして、移動量測定手段14の表示が0.5mmとなったとき、つまり荷重測定部12の複数の接触子12aによりライナー30をその厚さ方向に同時に0.5mm押込んだときに、その移動を停止するとともに、このときの荷重計12bの表示の最大値を読み取る。この最大値により、過去の該最大値のデータと比較することによって、ライナー30の硬度を検査する。
なお、荷重測定部12の接触子12aによるライナー30の押込み量(0.5mm)は、キャップ20を前記のようにボトル缶の口金部に螺着させたときに、ライナー30の外周縁部30aが、このライナー30の厚さ方向に押し潰される量と同等とされている。
以上説明したように、本実施形態に係るキャップの検査方法によれば、ライナー30をキャップ20の天板部21から剥がすことなく、この天板部21の裏面にライナー30を配設した状態で、該ライナー30の硬度を測定するので、ライナー30に引張りや劣化等を生じさせることなく、このライナー30の硬度を検査することが可能になり、高精度なライナーの硬度検査を実施することができる。
また、ライナー30の表面に、荷重計12bに接続された接触子12aの先端を押付けた状態から、一定量だけ荷重計12bおよび接触子12aをライナー30の厚さ方向に押込み、この際に荷重計12bにより検出された最大荷重に基づいて、ライナー30の硬度を検査するので、ライナー30が粘弾性特性を有する樹脂材料からなることに起因して、前記接触子12aを押し込んだ後、徐々に荷重計12bにより検出される荷重値が小さくなるにもかかわらず、このような材質の硬度を検査する場合においても、この検査精度を安定させることができる。
また、ライナー30の硬度を検査するに際し、荷重計12bに接続された複数の接触子12aによりライナー30の外周縁部30aの周方向における複数個所を同時に押込むので、該押込み時に、接触子12aのライナー30の表面に対する傾きを最小限に抑制することが可能になり、荷重計12bにより検出される荷重値を安定させることができる。また、荷重計12bにより検出される荷重値の大きさを大きくすることが可能になり、個々のキャップ20ごとでライナー30の硬度の相違を明確に把握することができ、高精度なライナー30の硬度検査を実現することができる。
さらに、荷重測定部12の前進移動量が測定可能とされた移動量測定手段14が備えられているので、検査するキャップ20ごとで荷重測定部12の前記押込み量を一定にすることが可能になり、ライナー30の硬度検査の再現性を高めることができる。
また、接触子12aが複数備えられるとともに、前記検査時に、ライナー30の表面に接触子12aの先端を5N押付けた状態から、一定量だけ荷重計12bおよび接触子12aをライナー30の厚さ方向に押込むので、ライナー30の厚さがその周方向でばらつき、一部の接触子12aでは、その先端がライナー30の表面に接触していない状態で前記検査がされることを回避することが可能になり、誤検査の発生を確実に防ぐことができる。
さらに、本実施形態では、接触子12aの前記長さが、キャップ20の周壁部22における開放端と、ライナー30の外周縁部30aの表面との前記距離より大きくされているので、ライナー30の硬度を検査するに際し、キャップ20の内側に、荷重測定部12を、接触子12aに限定して挿入することが可能になり、ライナー30をキャップ20の天板部21から剥がすことなく、この天板部21の裏面にライナー30を配設した状態で、該ライナー30の硬度を検査することを確実に実施することができる。
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、検査対象としてのキャップは、前記実施形態に限られず、例えばプラスチック製のものであっても適用可能である。
また、荷重測定部12の接触子12aの前記長さを前記大きさに設定するのに代えて、この接触子12aの前記長さを、キャップ20の周壁部22における開放端と、ライナー30の外周縁部30aの表面との前記距離より小さくするとともに、接触子支持部12dの外径を、キャップ20の周壁部22の内径より小さくしてもよい。この場合においても、荷重測定部12のうち、接触子支持部12dおよび接触子12aのみをキャップ20の内側に挿入することが可能になり、天板部21の裏面にライナー30を配設した状態で、該ライナー30の硬度を検査することを確実に実施することができる。
さらに、前記駆動部13において、例えばハンドル13aに代えてモータを取り付け、該モータにより自動で荷重測定部12を進退移動させるようにしてもよい。
さらにまた、前記実施形態では、ライナー30の硬度を検査するに際し、このライナー30の表面に、荷重計12bに接続された接触子12aの先端を約5N押付けた状態から、一定量だけ荷重計12bおよび接触子12aをライナー30の厚さ方向に押込んだ方法を示したが、これに代えて、接触子12aの先端をライナー30の表面に当接させた状態で、押込むようにしてもよい。また、接触子12aは1つだけ設けるようにしてもよい。
ライナーの硬度を高精度に検査することができる。
本発明に係る一実施形態として示したキャップの検査装置の一部拡大断面側面図である。 本発明に係る一実施形態として示したキャップの検査装置の概略構成図である。
符号の説明
10 キャップの検査装置
11a キャップ支持部
12 荷重測定部
12a 接触子
12b 荷重計
12d 接触子支持部
14 移動量測定手段
20 キャップ
21 天板部
22 周壁部
30 ライナー
30a 外周縁部

Claims (7)

  1. 天板部および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるとともに、前記天板部の裏面に、粘弾性特性を有する樹脂材料からなるライナーが配設されたキャップを対象として、前記天板部の裏面にライナーを配設した状態で、前記ライナーの表面のうち、少なくとも当該キャップがボトル缶の口金部に螺着されたときに該口金部に密接する外周縁部の硬度を検査する構成とされており、
    前記ライナーの表面に、荷重計に接続された接触子の先端を当接させた状態、若しくは押付けた状態から、一定量だけ前記荷重計および接触子を前記ライナーに向けて移動させて、前記接触子の先端を該ライナーの厚さ方向に押込み、この際に前記荷重計により検出された最大荷重に基づいて、当該ライナーの硬度を検査することを特徴とするキャップの検査方法。
  2. 請求項1に記載のキャップの検査方法において、
    前記ライナーの硬度を検査するに際し、前記荷重計に接続された複数の前記接触子の先端により前記ライナーの外周縁部の周方向における複数個所を同時に押込むことを特徴とするキャップの検査方法。
  3. 天板部および該天板部の外周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるとともに、前記天板部の裏面に、粘弾性特性を有する樹脂材料からなるライナーが配設されたキャップを前記天板部の表面側から支持するキャップ支持部と、該キャップ支持部に支持された前記キャップのライナーの表面に対して進退可能に設けられた荷重測定部とを備え、該荷重測定部は、その前進方向における端部に当該前進方向に延びる接触子を備えるとともに、該接触子の前記前進方向における後端部側に荷重計が接続され、
    前記荷重測定部を前進移動させたときに、前記ライナーの表面のうち、少なくとも当該キャップがボトル缶の口金部に螺着された際に該口金部に密接する外周縁部を、前記接触子の先端により当該ライナーの厚さ方向に押込む構成とされ、
    前記天板部の裏面にライナーを配設した状態で、前記ライナーの表面に、荷重計に接続された接触子の先端を当接させた状態、若しくは押付けた状態から、一定量だけ前記荷重計および接触子を前記ライナーに向けて移動させて、前記接触子の先端を該ライナーの厚さ方向に押込み、この際に前記荷重計により検出された最大荷重に基づいて、当該ライナーの硬度を検査する構成とされていることを特徴とするキャップの検査装置。

  4. 請求項3に記載のキャップの検査装置において、
    前記接触子は複数備えられ、前記荷重測定部を前進移動させた際、前記ライナーの外周縁部の周方向における複数個所が、前記複数の接触子の先端により同時に押込まれる構成とされたことを特徴とするキャップの検査装置。
  5. 請求項3または4に記載のキャップの検査装置において、
    前記荷重測定部の前進移動量が測定可能とされた移動量測定手段が備えられていることを特徴とするキャップの検査装置。
  6. 請求項3から5のいずれか一項に記載のキャップの検査装置において、
    前記接触子の前記前進方向における大きさは、前記キャップの周壁部における開放端と、前記ライナーの外周縁部の表面との、当該キャップの軸線方向における距離より大きくされていることを特徴とするキャップの検査装置。
  7. 請求項3から6のいずれか一項に記載のキャップの検査装置において、
    前記荷重測定部は、前記接触子と前記荷重計との間に設けられた接触子支持部を備え、該接触子支持部材の外径は、前記キャップの周壁部の内径より小さくされていることを特徴とするキャップの検査装置。
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