JP4647303B2 - ボトル缶体の製造方法およびボトル缶体の製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、口金部に雄ねじ部とスカート部とを成形するボトル缶体の製造方法およびボトル缶体の製造装置に関するものである。

一般に、飲料等が充填されるボトル缶は、次のようにして形成されている。
まず、図５（ａ）に示すように、アルミニウム合金等からなる金属板に絞り、しごき加工を施して有底筒状体１を形成し、次いで、この筒状体１の開口部にネックイン加工を施し、図５（ｂ）に示すように、大径の胴部２と、この胴部２の缶軸方向上端に連設されるとともに、上方へ向うに従い漸次縮径された肩部３と、この肩部３の上端に連設されるとともに、缶軸方向上方へ延在した口金部４とを備えたボトル缶体５を形成する。そして、図５（ｃ）に示すように、このボトル缶体５の口金部４のうち、この下部４ａを除いた部分を一旦拡径した後に、この拡径した部分に、順次、缶軸方向上方へ加工位置をずらして縮径加工を施し、図５（ｄ）に示すボトル缶体５を形成する。

このボトル缶体５の口金部４は、口金部下部４ａの缶軸方向上端に連設され径方向外方へ膨出したスカート成形予定部４ｂと、このスカート成形予定部４ｂの上端に連設され上方に延在した雄ねじ成形予定部４ｃと、この雄ねじ成形予定部４ｃの上端に連設されるとともに、この成形予定部４ｃより小径とされたカール成形予定部４ｄとを備えている。なお、口金部下部４ａの缶軸方向上端部は、スカート成形予定部４ｂより小径とされた首部成形予定部４ｅとされている。

その後、図６に示すように、ボトル缶体５の口金部４のうち、雄ねじ成形予定部４ｃに、螺旋状の雄ねじ部６を成形するとともに、スカート成形予定部４ｂにスカート部７を成形した後に、カール成形予定部４ｄを径方向外方へ折り曲げてカール部８を成形する。スカート部７は、図７に示すように、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部７ａと、該第１周壁部７ａの下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部７ｂを介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部７ｃとを備える概略構成とされている。

ここで、雄ねじ部６およびスカート部７は一般に、図７に示す装置１００により成形されている。
この装置１００は、口金部４の内側に配置される内側成形駒１０１、および外側に配置される外側成形駒１０２を備え、これらの各成形駒１０１、１０２は、スカート成形部１０１ａ、１０２ａと、該スカート成形部１０１ａ、１０２ａと同軸的に配設された雄ねじ成形部１０１ｂ、１０２ｂとを備えている。そして、各成形駒１０１、１０２において、スカート成形部１０１ａ、１０２ａと雄ねじ成形部１０１ｂ、１０２ｂとは同一の軸線回りに回転自在に支持されるとともに、配置されたボトル缶体５に対して径方向および缶軸方向に接近離間可能に支持され、さらに、配置されたボトル缶体５の缶軸回りに回動可能に支持された構成とされている。

ここで、内側成形駒１０１のスカート成形部（以下、「内側スカート成形部」という）１０１ａには、径方向外方へ突出した内側押圧部１０１ｃが周方向に延在して全周に亙って形成されるとともに、その軸線方向下端に、径方向内方へ凹む内側逃げ部１０１ｄが形成されている。また、外側成形駒１０２のスカート成形部（以下、「外側スカート成形部」という）１０２ａには、口金部４を介して内側押圧部１０１ｃと対向する位置に、径方向内方へ向けて凹む外側逃げ部１０２ｃが形成されるとともに、その軸線方向下端に、径方向外方へ突出した外側押圧部１０２ｄが形成されている。さらに、前記各成形駒１０１、１０２の各雄ねじ成形部１０１ｂ、１０２ｂの外周面にはそれぞれ、その周方向における全域に亙って、各成形駒１０１、１０２の径方向外方へ凸とされた雄ねじ押圧部１０１ｅ、１０２ｅが螺旋状に形成されている。

以上の構成において、内側成形駒１０１および外側成形駒１０２が、互いに接近移動して口金部４を挟み込むと、スカート成形予定部４ｂは、その外表面が外側逃げ部１０２ｃにより外側スカート成形部１０２ａと非接触とされた状態で、その内表面のうち、凸曲面部７ｂの成形予定部が内側押圧部１０１ｃにより径方向外方へ向けて押圧されるようになっている。同時に、首部成形予定部４ｅは、その内表面が、内側逃げ部１０１ｄにより内側スカート成形部１０１ａと非接触とされた状態で、外表面が、外側押圧部１０２ｄにより径方向内方へ向けて押圧されるようになっている。さらに、雄ねじ成形予定部４ｃは、その内表面が、軸線方向の全長に亙って内側雄ねじ成形部１０１ｂと接触し、外表面のうち、ねじ山部６ｃの成形予定部が外側雄ねじ成形部１０２ｂと非接触とされた状態で、谷部６ｂの成形予定部が外側雄ねじ成形部１０２ｂの雄ねじ押圧部１０２ｅにより径方向内方へ向けて押圧されるようになっている。

この状態で、前記各成形駒１０１、１０２が缶軸回りに回動することにより、口金部４の全周に亙って雄ねじ部６とスカート部７とが成形されるようになっている。
なお、雄ねじ部６を成形する装置および方法については、例えば下記特許文献１に示される構成が知られている。
特開２００２−２１９５３９号公報

ところで、成形するスカート部７の缶軸方向における大きさａは、雄ねじ部６の螺旋形状に起因して、周方向で一定ではなく、図６に示すように、雄ねじ部６の缶軸方向下端の終わり部分６ａに位置する部分（以下、「周方向位置Ａ」という）が最も小さく、該位置Ａから周方向に雄ねじ部６が延在する方向Ｘに向かうに従い漸次大きくなる。そして、この大きさａは、雄ねじ部６の前記終わり部分６ａの、前記延在する方向Ｘと反対側の近傍（以下、「周方向位置Ｂ」という）に位置する部分で最も大きくなる。

従って、スカート部７を成形する際、前記周方向位置Ａにおいては、前記大きさａが最小となっているので、缶軸方向の延びが最小限に抑えられ、主として径方向外方へ向けて変形することとなり、成形後に前記各成形駒１０１、１０２がボトル缶体口金部４から離間しても、成形時の押し込み量を略維持することができるが、前記周方向位置Ｂにおいては、前記大きさａが最大となっているので、缶軸方向の延びが最大となり、該延びにより径方向外方へ向けた変形が阻害されることとなり、成形後に前記各成形駒１０１、１０２をボトル缶体口金部４から離間させると、いわゆるスプリングバックが発生して、前記押し込み量を維持できず、前記周方向位置Ｂにおけるスカート部７（凸曲面部７ｂ）の曲率半径Ｒ、およびスカート角度（第２周壁部７ｃの外表面、若しくはその接線が缶軸に直交する方向になす角度）θが、当該スカート部７における他の部分と比べて大きくなる場合があった。

このようなボトル缶体５に所定の加工が施されたボトル缶にキャップが螺着されたキャップ付ボトル缶においては、キャップを緩めたときに、ボトル缶のスカート部７に配置されるキャップのブリッジを破断できず、キャップのフレアーが拡径された状態で開栓され、再度このボトル缶をリシールすることが困難になる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、口金部にスカート部および雄ねじ部を高精度に成形することが可能になるボトル缶体の製造方法およびボトル缶体の製造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、本発明のボトル缶体の製造方法は、口金部の内側に配置される内側成形駒、および外側に配置される外側成形駒が備えられ、これらの各成形駒は、スカート成形部と、該スカート成形部と同軸的に配設された雄ねじ成形部とを備えるとともに、互いに接近移動して前記口金部を挟み込んだ状態で、缶軸回りに回動することにより、該口金部に、雄ねじ部と、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部、および該第１周壁部の下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部を介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部を備えるスカート部とを成形するボトル缶体の製造方法であって、前記スカート部のうち、前記雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分から、周方向に当該雄ねじ部が延在する方向と反対方向に向けて少なくとも約１８０°までの領域に位置する部分を、前記内側成形駒により、少なくとも前記凸曲面部の成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧して成形するに際し、前記第１周壁部の少なくとも一部、前記凸曲面部、および前記第２周壁部の各成形予定部の外表面を、前記外側成形駒のスカート成形部に押し当てることを特徴とする。

また、本発明のボトル缶体の製造装置は、口金部の内側に配置される内側成形駒、および外側に配置される外側成形駒が備えられ、これらの各成形駒は、スカート成形部と、該スカート成形部と同軸的に配設された雄ねじ成形部とを備えるとともに、互いに接近移動して前記口金部を挟み込んだ状態で、缶軸回りに回動することにより、該口金部に、雄ねじ部と、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部、および該第１周壁部の下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部を介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部を備えるスカート部とが成形される構成とされたボトル缶体の製造装置であって、前記内側成形駒のスカート成形部は、少なくとも前記凸曲面部の成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧する内側押圧部を備え、前記外側成形駒のスカート成形部は、前記スカート部のうち、前記雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分から、周方向に当該雄ねじ部が延在する方向と反対方向に向けて少なくとも約１８０°までの領域に位置する部分を成形するに際し、前記第１周壁部の少なくとも一部、前記凸曲面部、および前記第２周壁部の各成形予定部の外表面が押し当てられる支持部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、スカート部のうち、缶軸方向における大きさが大きい部分としての、前記雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分から、周方向に当該雄ねじ部が延在する方向と反対方向に向けて約１８０°までの領域に位置する部分を、前記内側成形駒により、少なくとも前記凸曲面部の成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧して成形するに際し、前記第１周壁部の少なくとも一部、前記凸曲面部、および前記第２周壁部の各成形予定部の外表面（以下、「スカート成形予定部の外表面」という）を、前記外側成形駒のスカート成形部（以下、「外側スカート成形部」という）に押し当てるので、該成形時に、前記領域に位置する前記スカート成形予定部に発生する缶軸方向の延びを抑えることが可能になり、該延びにより径方向外方へ向けた変形が阻害されることを抑制することができる。したがって、該成形後に前記各成形駒を口金部から離間させても、該領域に位置するスカート部に、前記延びに起因したいわゆるスプリングバックが発生することを抑制すること、すなわち成形時に当該領域に位置するスカート部に生じた押込み量を、成形後においても維持することが可能になる。以上により、スカート部を高精度に成形することができる。

ここで、前記スカート部のうち少なくとも前記領域に位置する部分を成形するに際し、前記内側成形駒のスカート成形部により、前記第２周壁部の成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げることが望ましく、この場合、前記内側成形駒のスカート成形部は、前記スカート部のうち少なくとも前記領域に位置する部分を成形するに際し、前記第２周壁部の成形予定部を、径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げる構成とされた折り曲げ部を備えることが望ましい。

この場合、前記領域に位置するスカート部を成形するに際し、前記第２周壁部の成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げるので、成形する第２周壁部の缶軸方向下端部を加工硬化させることが可能になる。したがって、成形後に前記各成形駒を口金部から離間させた際、成形時における押込み量を維持できずに、スカート部が径方向内方へ向けて変形移動しようとした場合においても、前記加工硬化された第２周壁部の缶軸方向下端部を、この変形移動に対して抗する強化部として作用させることが可能になる。これにより、成形時に生じた前記押込み量を成形後においても維持することを確実に実現することが可能になる。

また、前記スカート部を成形するに際し、前記内側成形駒の前記雄ねじ成形部により、前記口金部における雄ねじ部の成形予定部の内表面のうち、該雄ねじ部の山部の成形予定部を、前記雄ねじ部の谷部の成形予定部に非接触とした状態で、径方向外方に向けて押圧するとともに、前記外側成形駒の前記雄ねじ成形部により、前記雄ねじ部の成形予定部の外表面のうち、該雄ねじ部の谷部の成形予定部を、前記雄ねじ部の山部の成形予定部に非接触とした状態で、径方向内方に向けて押圧して、前記口金部に雄ねじ部を成形することが望ましく、この場合、前記内側成形駒および前記外側成形駒の各雄ねじ成形部の外周面にはそれぞれ、その周方向における全域に亙って、各成形駒の径方向外方へ凸とされた押圧部が螺旋状に形成され、該各押圧部の、前記雄ねじ成形部の外周面からの径方向における大きさは、成形する前記雄ねじ部のねじ山高さより大きくされていることが望ましい。

この場合、成形する雄ねじ部のうち、谷部の内表面と山部の外表面とが前記各雄ねじ成形部と非接触とされているので、成形時に雄ねじ部が厚さ方向に圧縮変形されて、その肉厚が薄くなることを防止することが可能になり、雄ねじ部の座屈強度の低下を防ぐことができる。
ここで、このように雄ねじ部の谷部の内表面と山部の外表面とが、前記非接触とされて雄ねじ部が成形されると、この非接触とされた面積が増大した分、ボトル缶体口金部による前記各成形駒の拘束が緩くなることから、前記各成形駒の回転軸線の傾きが、成形時における口金部の周方向位置ごとでばらつくことにより、雄ねじ部の山部の高さ、つまりねじ山高さが周方向位置ごとで安定せず、高精度な雄ねじ部を成形することが困難になるおそれが考えられる。

しかしながら、本発明では、外側スカート成形部に、前記スカート成形予定部の外表面が押し当てられ、かつ前記各成形駒により、少なくとも前記凸曲面部の内外表面が挟み込まれた状態で前記雄ねじ部が成形されるので、ボトル缶体口金部による前記各成形駒の拘束を必要十分確保することが可能になり、該成形時における前記回転軸線の傾きが口金部の周方向位置ごとでばらつくことを抑えることが可能になる。したがって、ねじ山高さの周方向位置ごとでのばらつきを最小限に抑えることが可能になり、高精度な雄ねじ部を成形することができる。

これに加え、第２周壁部の成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げながらスカート部を成形しつつ雄ねじ部を成形すると、前記各成形駒のスカート成形部が、第２周壁部の内外表面に面接触することになるので、該成形時において、前記回転軸線が傾こうとした場合でも、この面接触により、ボトル缶体口金部と各成形駒との間に発生した摩擦力によって、この傾きの発生を防ぐことが可能になり、高精度な雄ねじ部を確実に成形することができる。

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から図３は、この発明の一実施形態として示したボトル缶体の製造装置の概略構成を示すものである。この製造装置に供されるボトル缶体は、前述した図５に示す従来のものと同様であるのでその説明を省略するとともに、図６および図７で示した同一部分には同一符合を付してその説明は省略する。

ボトル缶体の製造装置１０は、図１から図３に示すように、ボトル缶体口金部４の内側に配置される内側成形駒６０、および外側に配置される外側成形駒５０を備え、これらの各成形駒５０、６０は、スカート成形部１２ａ、１２ｂと、該スカート成形部１２ａ、１２ｂと同軸的に配設された雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂとを備え、本実施形態では、各成形駒５０、６０において、軸線方向下部がスカート成形部１２ａ、１２ｂとされ、上部が雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂとされている。さらに各成形駒５０、６０は、配置されたボトル缶体５の口金部４に対して、缶軸方向および径方向に接近離間可能に支持されるとともに、それぞれの回転軸線回りに回転自在に支持されている。
ここで、以下説明の便宜のため、内側成形駒６０のスカート成形部１２ａを「内側スカート成形部１２ａ」といい、内側成形駒６０の雄ねじ成形部１１ａを「内側雄ねじ成形部１１ａ」といい、外側成形駒５０のスカート成形部１２ｂを「外側スカート成形部１２ｂ」といい、外側成形駒５０の雄ねじ成形部１１ｂを「外側雄ねじ成形部１１ｂ」という。

以上により、図３に示すように、内側成形駒６０が口金部４の内側に配置されるとともに、外側成形駒５０が外側に配置された後に、これらの各成形駒５０、６０が互いに接近移動することにより、この口金部４を挟み込んだ状態で、これら５０、６０が缶軸回りに回動することによって、該口金部４に、雄ねじ部６と、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部７ａ、および該第１周壁部７ａの下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部７ｂを介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部７ｃを備えるスカート部７とが成形される構成とされている。

ここで、内側および外側雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂの各外周面にはそれぞれ、その周方向における全域に亙って、各成形部１１ａ、１１ｂの径方向外方へ凸とされた雄ねじ押圧部１１ｃ、１１ｄが、互いの軸線方向における位置がずれるように螺旋状に形成されている。そして、本実施形態の各雄ねじ押圧部１１ｃ、１１ｄの、雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂの外周面からの径方向における大きさＣ、Ｄは、成形する雄ねじ部６のねじ山高さＥより大きくされている。これにより、雄ねじ部６の成形時において、外側雄ねじ成形部１１ｂの外周面と、雄ねじ部６のねじ山部６ｃの外表面とが非接触とされ、また、内側雄ねじ成形部１１ａの外周面と、雄ねじ部６の谷部６ｂの内表面とが非接触とされるようになっている。

外側スカート成形部１２ｂは、首部成形予定部４ｅの外表面を径方向内方へ向けて押圧する外側押圧部１０２ｄと、前記第１周壁部７ａの少なくとも一部、前記凸曲面部７ｂ、および前記第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面のうち、成形する雄ねじ部６の缶軸方向下端の終わり部分６ａから、周方向に当該雄ねじ部６が延在する方向Ｘ（図６参照）と反対方向に向けた少なくとも約１８０°までの領域（以下、「領域」という）に位置する部分を成形するに際し、第１周壁部７ａの少なくとも一部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面が押し当てられる支持部１２ｃとを備える構成とされている。本実施形態の支持部１２ｃは、第１周壁部７ａの缶軸方向下部、凸曲面部７ｂおよび第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面が、軸線方向に略連続的に押し当てられる構成とされ、成形するスカート部７の外表面形状と略同一の外周面形状とされるとともに、その軸線方向下端に前記外側押圧部１０２ｄが滑らかに連設されている。

また、本実施形態の外側スカート成形部１２ｂは、支持部１２ｃの軸線方向上端に連設されて、軸線方向上方へ向かうに従い漸次縮径する第１凸曲面部１２ｄが備えられている。
以上により、スカート部７の成形時において、第１周壁部７ａの下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面が、支持部１２ｃに押し当てられるようになっている。言い換えれば、後述する内側スカート成形部１２ａにより、第１周壁部７ａの下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面が、支持部１２ｃの外表面に押し当てられるようになっている。

本実施形態の内側スカート成形部１２ａは、第１周壁部７ａの軸線方向下部、および凸曲面部７ｂの各成形予定部における内表面を径方向外方へ向けて押圧する内側押圧部１２ｅと、第２周壁部７ｃの成形予定部のうち、少なくとも前記領域に位置する部分を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げる折り曲げ部１２ｆとを備えている。これらの内側押圧部１２ｅと折り曲げ部１２ｆとは、軸線方向で滑らかに連設されており、その外周面形状は、成形するスカート部７の内表面形状と略同一とされている。本実施形態では、内側押圧部１２ｅおよび折り曲げ部１２ｆは内側スカート成形部１２ａの外周面に全周に亙って形成されている。

次に、以上のように構成されたボトル缶体の製造装置により、ボトル缶体口金部４に雄ねじ部６およびスカート部７を成形する方法について説明する。
まず、ボトル缶体５を図示されない保持テーブル上に缶軸と装置１０の中心軸線Ｏとを一致させた状態で保持した後に、外側成形駒５０および内側成形駒６０をボトル缶体５に向けて前進移動させる。ここで、内側成形駒６０の回転軸線は装置１０の中心軸線Ｏと略一致し、かつ内側成形駒６０の外径はボトル缶体口金部４の内径より小さくされており、また、外側成形駒５０は、その回転軸線とボトル缶体口金部４の外表面との距離が、外側成形駒５０の半径よりも大きくなる位置に位置しており、以上により、装置１０、つまり内側成形駒６０および外側成形駒５０をボトル缶体５に向けてその缶軸方向に前進移動させると、内側成形駒６０はボトル缶体口金部４の内側に配置され、外側成形駒５０はボトル缶口金部４の外側に配置される。

その後、図示されない駆動手段により、内側成形駒６０をボトル缶体５の径方向外方へ向けて移動させるとともに、外側成形駒５０をボトル缶体５の径方向内方へ向けて移動させて、各成形駒５０、６０を互いが接近する方向に移動させることにより、図３に示すように、口金部４が各成形駒５０、６０の外周面により挟時される。この口金部４のうち、雄ねじ成形予定部４ｃは、内側および外側雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂにより挟時され、スカート成形予定部４ｂは、内側および外側スカート成形部１２ａ、１２ｂにより挟時される。

これらのうち、雄ねじ成形予定部４ｃは、その内表面が内側雄ねじ成形部１１ａの雄ねじ押圧部１１ｃにより径方向外方へ向けて押圧されて、ねじ山部６ｃが成形されるとともに、外表面が外側雄ねじ成形部１１ｂの雄ねじ押圧部１１ｄにより径方向内方へ向けて押圧されて、谷部６ｂが成形される。さらにこの際、谷部６ｂの内表面は、内側雄ねじ成形部１１ａの外周面と非接触とされるとともに、ねじ山部６ｃの外表面は、外側雄ねじ成形部１１ｂの外周面と非接触とされる。

一方、スカート成形予定部４ｂの内表面のうち、第１周壁部７ａの軸線方向下部、および凸曲面部７ｂの各成形予定部が、内側スカート成形部１２ａの内側押圧部１２ｅにより径方向外方へ向けて押圧されるとともに、第２周壁部７ｃの成形予定部が、その下端部を支点として、内側スカート成形部１２ａの折り曲げ部１２ｆにより径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げられる。

また、スカート成形予定部４ｂの外表面のうち、第２周壁部７ｃの成形予定部における軸線方向下端部が、外側スカート成形部１２ｂの外側押圧部１０２ｄにより径方向内方へ向けて押圧されるとともに、第１周壁部７ａの軸線方向下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部が、外側スカート成形部１２ｂの支持部１２ｃに押し当てられる。すなわち、内側スカート成形部１２ａの内側押圧部１２ｅによる前記径方向外方へ向けた押圧によって、第１周壁部７ａの下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部の略全域の外表面が、支持部１２ｃに押し当てられる。

この際、外側および内側成形駒５０、６０はともに、図示されない回転軸の一端部に支持され、この回転軸の他端部が装置１０の図示されない本体に連結されているので、これらの各成形駒５０、６０により口金部４を前述のように挟時すると、前記回転軸とこれを支持する軸受とのクリアランスによって、外側成形駒５０は、その回転軸の前記一端部側が口金部４の外表面から離間する方向に僅かに傾き、また、内側成形駒６０は、その回転軸の前記一端部が口金部４の内表面から離間する方向に僅かに傾くこととなる。したがって、成形時において、第１周壁部７ａの缶軸方向下部のうち、その上端部は、外側スカート成形部１２ｂの第１凸曲面部１２ｄにより径方向内方へ向けて押圧されることになる。

以上のように、ボトル缶体口金部４が外側および内側成形駒５０、６０により挟時された状態で、装置１０が缶軸Ｏ回りに回動されることにより、口金部４の全周に亙って、雄ねじ部６およびスカート部７が成形される。なお、この成形過程において、第１周壁部７ａの缶軸方向下部における上端部の外表面は、前記第１凸曲面部１２ｄにより径方向内方へ向けて押圧されることによって、当該上端部の外表面に、図６に示されるような、径方向内方へ凹み、かつ周方向に延びる凹部９（図６参照）が連続的にまたは断続的に形成される場合がある。なお、凹部９は条、若しくは溝状に形成される。

以上説明したように、本実施形態によるボトル缶体の製造方法および製造装置によれば、成形するスカート部のうち、少なくとも前記領域に位置する部分を、内側成形駒１２ａにより、少なくとも前記凸曲面部７ｂの成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧して成形するに際し、第１周壁部７ａの缶軸方向下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの各成形予定部の外表面（以下、「スカート成形予定部の外表面」という）を、外側スカート成形部１２ｂの支持部１２ｃに押し当てるので、該成形時に、前記領域に位置する前記スカート成形予定部に発生する缶軸方向の延びを抑えることが可能になり、該延びにより径方向外方へ向けた変形が阻害されることを抑制することができる。

したがって、該成形後に前記各成形駒５０、６０を口金部４から離間させても、該領域に位置するスカート部７に、前記延びに起因したいわゆるスプリングバックが発生することを抑制すること、すなわち成形時に当該領域に位置するスカート部７に生じた押込み量を、成形後においても維持することが可能になる。以上により、スカート部７を高精度に成形することができる。

また、前記領域に位置するスカート部７を成形するに際し、内側スカート成形部１２ａの折り曲げ部１２ｆにより、第２周壁部７ｃの成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げるので、成形する第２周壁部７ｃの缶軸方向下端部を加工硬化させることが可能になる。したがって、成形後に前記各成形駒５０、６０を口金部４から離間させた際、成形時における押込み量を維持できずに、スカート部７が径方向内方へ向けて変形移動しようとした場合においても、前記加工硬化された第２周壁部７ｃの缶軸方向下端部を、この変形移動に対して抗する強化部として作用させることが可能になる。これにより、成形時に生じた前記押込み量を成形後においても維持することを確実に実現することが可能になる。

さらに、雄ねじ成形予定部４ｃに雄ねじ部６を成形するに際し、谷部６ｂの内表面とねじ山部６ｃの外表面とが前記各雄ねじ成形部１１ａ、１１ｂと非接触とされているので、成形時に雄ねじ部６が厚さ方向に圧縮変形されて、その肉厚が薄くなることを防止することが可能になり、雄ねじ部６の座屈強度の低下を防ぐことができる。
ここで、このように雄ねじ部６の谷部６ｂの内表面とねじ山部６ｃの外表面とが前記非接触とされて雄ねじ部６が成形されると、この非接触とされた面積が増大した分、ボトル缶体口金部４による前記各成形駒５０、６０の拘束が緩くなることから、前記各成形駒５０、６０の回転軸線の傾きが、成形時における口金部４の周方向位置ごとでばらつくことにより、ねじ山高さＥが周方向位置ごとで安定せず、高精度な雄ねじ部６を成形することが困難になるおそれが考えられる。

しかしながら、本実施形態では、外側スカート成形部１２ｂの支持部１２ｃに、第１周壁部７ａの下部、凸曲面部７ｂ、および第２周壁部７ｃの外表面が押し当てられ、かつ前記各成形駒５０、６０により、少なくとも前記凸曲面部７ｂの内外表面が挟み込まれた状態で雄ねじ部６が成形されるので、ボトル缶体口金部４による前記各成形駒５０、６０の拘束を必要十分確保することが可能になり、該成形時における前記回転軸線の傾きが、口金部４の周方向位置ごとでばらつくことを抑えることが可能になる。したがって、ねじ山高さＥの周方向位置ごとでのばらつきを最小限に抑えることが可能になり、高精度な雄ねじ部６を成形することができる。

特に本実施形態では、第２周壁部７ｃの成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げながらスカート部７を成形しつつ雄ねじ部６を成形するので、前記各スカート成形部１２ａ、１２ｂが、第２周壁部７ｃの内外表面に面接触することになるので、該成形時において、前記回転軸線が傾こうとした場合でも、この面接触により、ボトル缶体口金部４と各成形駒５０、６０との間に発生した摩擦力によって、この傾きの発生を防ぐことが可能になり、高精度な雄ねじ部６を確実に成形することができる。

また、本実施形態では、成形時において、第１周壁部７ａの缶軸方向下部のうち、その上端部は、その外表面が外側スカート成形部１２ｂの第１凸曲面部１２ｄにより径方向内方へ向けて押圧されるとともに、内表面が内側スカート成形部１２ａの内側押圧部１２ｅにより径方向外方へ向けて押圧されて、当該上端部の内外表面が強固に挟時されることとなる。したがって、前述のように第２周壁部７ｃの下端部が加工硬化することと相俟って、スカート部７の成形時において、スカート成形予定部４ｂは、缶軸方向へ向けた延びの発生が最小限に抑制されることになる。これにより、いわゆるスプリングバックの発生を確実に抑えることが可能になり、高精度なスカート部７を確実に成形することができる。

ここで、本実施形態に係るボトル缶体の製造装置および製造方法についての評価試験を実施した。評価方法として、前記製造装置１０により形成した２０個のボトル缶体５それぞれについて、スカート部７のうち、周方向位置を任意に異ならせた３箇所でスカート角度θ（図６参照）、およびねじ山高さＥ（図１参照）を測定した。比較例として、従来技術としての図７に示す製造装置１００により形成したボトル缶体５を用い、同様にスカート角度θ、およびねじ山高さＥを測定した。
結果、比較例では、前記角度θの標準偏差が３．３９８であったのに対し、本実施形態に係る前記製造装置１０により形成したボトル缶体５では、１．５４９であった。また、比較例では、ねじ山高さＥの標準偏差が０．０７５であったのに対し、本実施形態に係る前記製造装置１０により形成したボトル缶体５では、０．０２１であった。
以上により、本実施形態に係る装置および方法の前述した作用効果が立証できた。

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、前記実施形態では、内側スカート成形部１２ａに折り曲げ部１２ｆを設けた構成を示したが、図４に示すように、折り曲げ部１２ｆを有さない内側スカート成形部２１を採用し、スカート成形予定部４ｂの内表面のうち、第２周壁部７ｃを支持しない状態で、その他は前記実施形態と同様にしてスカート部７を成形してもよい。
このような構成においても、スカート角度θの標準偏差が１．６７１となり、また、ねじ山高さＥの標準偏差が０．０３８となることを、前述と同様の評価方法により確認することができた。これにより、図４に示す内側スカート成形部２１を採用しても、前記比較例と比べて有利な作用効果を有することが確認できた。

口金部にスカート部および雄ねじ部を高精度に成形することが可能になるボトル缶体の製造方法およびボトル缶体の製造装置を提供する。

本発明の一実施形態として示したボトル缶体の製造装置の要部拡大断面図である。 本発明の一実施形態として示したボトル缶体の製造装置を示す概略側面図であって、第１工程を示す図である。 図２に示すボトル缶体の製造装置の概略側面図であって、第２工程を示す図である。 本発明の他の実施形態として示したボトル缶体の製造装置の要部拡大断面図である。 有底筒状体からボトル缶体を形成する工程を示す工程図である。 本発明の一実施形態に係るボトル缶体の製造方法およびボトル缶体の製造装置により形成されたボトル缶体に基づいて成形されたボトル缶を示す拡大側面図である。 本発明に係る従来例において、ボトル缶体の製造装置を示す拡大側面断面図である。

符号の説明

４ 口金部
５ ボトル缶体
６ 雄ねじ部
６ａ 雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分
６ｂ 谷部
６ｃ 山部
７ スカート部
７ａ 第１周壁部
７ｂ 凸曲面部
７ｃ 第２周壁部
１０ ボトル缶体の製造装置
１１ａ 内側雄ねじ成形部
１１ｂ 外側雄ねじ成形部
１１ｃ、１１ｄ 押圧部
１２ａ 内側スカート成形部
１２ｂ 外側スカート成形部
１２ｃ 支持部
１２ｅ 内側押圧部
１２ｆ 折り曲げ部
５０ 外側成形駒
６０ 内側成形駒
Ｃ、Ｄ 押圧部の、雄ねじ成形部の外周面からの径方向における大きさ
Ｅ ねじ山高さ
Ｘ 雄ねじ部が延在する方向

Claims (6)

1. 口金部の内側に配置される内側成形駒、および外側に配置される外側成形駒が備えられ、これらの各成形駒は、スカート成形部と、該スカート成形部と同軸的に配設された雄ねじ成形部とを備えるとともに、互いに接近移動して前記口金部を挟み込んだ状態で、缶軸回りに回動することにより、該口金部に、雄ねじ部と、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部、および該第１周壁部の下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部を介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部を備えるスカート部とを成形するボトル缶体の製造方法であって、
   前記スカート部のうち、前記雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分から、周方向に当該雄ねじ部が延在する方向と反対方向に向けて少なくとも約１８０°までの領域に位置する部分を、前記内側成形駒により、少なくとも前記凸曲面部の成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧して成形するに際し、
   前記第１周壁部の少なくとも一部、前記凸曲面部、および前記第２周壁部の各成形予定部の外表面を、前記外側成形駒のスカート成形部に押し当てることを特徴とするボトル缶体の製造方法。
2. 請求項１記載のボトル缶体の製造方法において、
   前記スカート部のうち少なくとも前記領域に位置する部分を成形するに際し、
   前記内側成形駒のスカート成形部により、前記第２周壁部の成形予定部を径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げることを特徴とするボトル缶体の製造方法。
3. 請求項１または２に記載のボトル缶体の製造方法において、
   前記スカート部を成形するに際し、前記内側成形駒の前記雄ねじ成形部により、前記口金部における雄ねじ部の成形予定部の内表面のうち、該雄ねじ部の山部の成形予定部を、前記雄ねじ部の谷部の成形予定部に非接触とした状態で、径方向外方に向けて押圧するとともに、前記外側成形駒の前記雄ねじ成形部により、前記雄ねじ部の成形予定部の外表面のうち、該雄ねじ部の谷部の成形予定部を、前記雄ねじ部の山部の成形予定部に非接触とした状態で、径方向内方に向けて押圧して、前記口金部に雄ねじ部を成形することを特徴とするボトル缶体の製造方法。
4. 口金部の内側に配置される内側成形駒、および外側に配置される外側成形駒が備えられ、これらの各成形駒は、スカート成形部と、該スカート成形部と同軸的に配設された雄ねじ成形部とを備えるとともに、互いに接近移動して前記口金部を挟み込んだ状態で、缶軸回りに回動することにより、該口金部に、雄ねじ部と、缶軸方向下方に向かうに従い漸次拡径された第１周壁部、および該第１周壁部の下端に径方向外方へ凸とされた凸曲面部を介して連設されるとともに、下方に向かうに従い漸次縮径された第２周壁部を備えるスカート部とが成形される構成とされたボトル缶体の製造装置であって、
   前記内側成形駒のスカート成形部は、少なくとも前記凸曲面部の成形予定部の内表面を径方向外方へ向けて押圧する内側押圧部を備え、
   前記外側成形駒のスカート成形部は、前記スカート部のうち、前記雄ねじ部の缶軸方向下端の終わり部分から、周方向に当該雄ねじ部が延在する方向と反対方向に向けて少なくとも約１８０°までの領域に位置する部分を成形するに際し、前記第１周壁部の少なくとも一部、前記凸曲面部、および前記第２周壁部の各成形予定部の外表面が押し当てられる支持部を備えることを特徴とするボトル缶体の製造装置。
5. 請求項４記載のボトル缶体の製造装置において、
   前記内側成形駒のスカート成形部は、前記スカート部のうち少なくとも前記領域に位置する部分を成形するに際し、前記第２周壁部の成形予定部を、径方向外方へ向けて缶軸方向下方に折り曲げる構成とされた折り曲げ部を備えることを特徴とするボトル缶体の製造装置。
6. 請求項４または５に記載のボトル缶体の製造装置において、
   前記内側成形駒および前記外側成形駒の各雄ねじ成形部の外周面にはそれぞれ、その周方向における全域に亙って、各成形駒の径方向外方へ凸とされた押圧部が螺旋状に形成され、
   該各押圧部の、前記雄ねじ成形部の外周面からの径方向における大きさは、成形する前記雄ねじ部のねじ山高さより大きくされていることを特徴とするボトル缶体の製造装置。
   
   

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