JP6347337B1 - 金属製ボトルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ式のキャップの開閉が円滑に行われ、ボトルの内圧が大きい場合にねじ部によるキャップの密封が確実に行われる。【解決手段】有底筒状のボトル本体１Ａの上部に口金部２を有し、口金部２にねじ部３を形成し、ねじ部３の形成後に口金部２の先端にカール部４を形成する金属製ボトル１の製造方法であって、ねじ部３の形成時には、完全ねじ部における先端側から一段目のねじ山３Ａの高さと先端側から二段目のねじ山３Ｂの高さが略等しく、一段目のねじ山３Ａの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ１が、二段目のねじ山３Ｂの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ２より小さく形成され、カール部４の形成後には、一段目のねじ山３Ａの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ１’と、二段目のねじ山３Ｂの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ２’が略等しく形成される。【選択図】図３

Description

本発明は、ねじ部を有する金属製ボトルの製造方法に関するものである。

金属製ボトルは、有底筒状のボトル本体の上部に口金部を有し、その口金部にねじ式の金属製キャップを被着するものが、飲料製品などのキャップ付き容器として普及している。このような金属製ボトルは、ボトル本体を絞り加工、絞り−しごき加工等を施して有底筒状に形成し、上部を一端縮径して口金部を形成し、この口金部にねじ成形装置によってねじ部を形成している。

この際に用いられるねじ成形装置は、口金部の内周面に当接する中子と、口金部の外周面に当接する外子によって、口金部の外周に山部と谷部を有するねじ部を形成する。また、このような金属製ボトルにおける口金部の先端部には、カール成形装置によって、先端を外側に折り返したカール部が形成されている。

このような従来の金属製ボトルは、口金部にねじ部を形成した後にカール部などを形成する後加工を行うため、後加工による軸方向圧縮荷重により、後加工後にカール部に近い一段目のねじ山の頂部が他のねじ山の頂部より外側に突出する変形を起こし、キャップの開閉を円滑に行うことができなくなる問題があり、これに対する回避案が提案されている。例えば、下記特許文献１の従来技術では、ねじ部の一段目のねじ山（カール部に近いねじ山）の高さを、所定の角度範囲で他段目のねじ山の高さより低く形成し、口金部の先端にカール部を形成した後に、ねじ部の一段目のねじ山の高さと他段目のねじ山の高さが略同等になるようにしている。

特開２００８−８７０７１号公報

前述した従来技術によると、金属製ボトルのねじ部の形成時には、一段目のねじ山の高さを低く形成しておき、後加工でカール部を成形する際の変形によって、ねじ部の一段目のねじ山の高さと他段目のねじ山の高さを略同等の高さとしている。
そして、このような金属製ボトルに内容物を充填後、金属製キャップ（ねじ加工前のカップ状キャップ）を金属製ボトルの口金部に被せ、ねじ加工ロールでキャップを口金部のねじ部の形状に応じた形状にキャッピング加工して被着、密封される。

このように、キャップが金属製ボトルの口金部のねじ部の形状に応じた形状に被着されるが、キャップ付き容器として、ねじ式のキャップの円滑な開閉を保ちつつ、内容物のレトルト殺菌時や炭酸飲料充填時などの内圧が高くなる場合のねじ部によるキャップの密封性（保持力）、キャッピング加工のしやすさ、キャップ再栓の操作性の向上、落下衝撃耐性の向上などがより一層望まれている。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、口金部にねじ部を有する金属製ボトルの製造方法において、ねじ式のキャップの円滑な開閉を保ちつつ、ボトルの内圧が高くなる場合にねじ部によるキャップの密封が確実に行われ、キャッピング加工のしやすさ、キャップ再栓の操作性の向上、落下衝撃耐性の向上などが可能な金属製ボトルを容易に製造すること、また、前述した実用的に有利な効果を呈する金属製ボトルとすること、などが本発明の課題である。

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。

有底筒状のボトル本体の上部に口金部を有し、該口金部にねじ部を形成し、前記ねじ部の形成後に前記口金部の先端にカール部を形成する金属製ボトルの製造方法であって、前記ねじ部の形成時には、完全ねじ部における先端側から一段目のねじ山の高さと、先端側から二段目のねじ山の高さが略等しく、前記一段目のねじ山の頂部とボトル軸との距離が、前記二段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離より小さく形成され、前記カール部の形成後には、前記一段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離と、前記二段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離が略等しく形成されることを特徴とする金属製ボトルの製造方法。

本発明の金属製ボトルの製造方法によれば、ねじ式のキャップの円滑な開閉を保ちつつ、ボトルの内圧が高くなる場合にねじ部によるキャップの密封が確実に行われ、キャッピング加工のしやすさ、キャップ再栓の操作性の向上、落下衝撃耐性の向上などが可能な金属製ボトルを容易に製造することができる。
また、本発明の金属製ボトルによれば、前述した実用的に有利な効果を呈する金属製ボトルとすることができる。

本発明の実施形態に係る金属製ボトルの全体構成を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る金属製ボトルの口金部にねじ部を形成した状態を示した説明図（部分断面図）である。 本発明の実施形態に係る金属製ボトルの口金部にねじ部を形成した後にカール部を形成した状態を示した説明図（部分断面図）である。 本発明の他の実施形態を示した説明図である（（ａ）が口金部にねじ部を形成してカール部を形成する前の状態、（ｂ）が口金部にねじ部を形成した後にカール部を形成した状態を示している。）。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

図１に示すように、金属製ボトル１は、ボトル本体１Ａの上部にボトル軸Ｏと同軸の口金部２を有している。そして、口金部２には、ねじ部３が形成され、また、口金部２の先端にはカール部４が形成されている。口金部２におけるねじ部３とカール部４の形成は、前述したように、ねじ成形装置とカール成形装置が用いられる。

ねじ成形装置は、口金部２の内周面に中子を当接し、口金部２の外周面に外子を当接することで、口金部２の外周にねじ部３を形成する。カール成形装置は、口金部２にねじ部３を形成した後に、口金部２の先端にカール形状の型を押し当てて、口金部２の先端を外側に折り返してカール部４を形成する。

金属製ボトル１の口金部２には、キャップ５が被着される。キャップ５は、例えば、キャップ本体５Ａの下部に、スコア部５Ｂとブリッジ部５Ｃとリング部５Ｄを有している。キャップ５は、金属製ボトル１内に内容物を充填した後に被着され、図示省略のキャッピング装置によって、口金部２に設けたねじ部３に沿ってキャップ本体５Ａにねじ加工が施され、リング部５Ｄがねじ部３の下側にかしめ加工されるアルミニウム等の金属板から成る金属製キャップである。

図２は、金属製ボトル１の口金部２におけるねじ部３の形成状態を示している。ねじ部３は、図示の断面において、先端側から一段目のねじ山３Ａと二段目のねじ山３Ｂが少なくとも形成されている。一段目のねじ山３Ａと二段目のねじ山３Ｂは、それぞれ、外側に突出した頂部３０と内側に突出した底部３１を備えている。

そして、金属製ボトル１の口金部２においては、後述するねじ部３の完全ねじ部における一段目のねじ山３Ａの高さＴ１と、二段目のねじ山３Ｂの高さＴ２が略等しく、一段目のねじ山３Ａの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ１が、二段目のねじ山３Ｂの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ２より小さく（Ｒ１＜Ｒ２）形成されている。

ここで、「ねじ山の高さ」を、ねじ部３（ねじ山３Ａ，３Ｂ）において、底部３１を連ねた線Ｌと頂部３０との距離の最大値と定義する。また、ねじ部３は、ねじ始点から徐々にねじ山が高くなって略一定のねじ山の高さになるが、ねじ始点から徐々にねじ山が高くなっている範囲を不完全ねじ部、略一定のねじ山の高さの範囲を完全ねじ部と定義する。図２においては、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの高さが、頂部３０と直線Ｌとの距離Ｔ１であり、二段目のねじ山３Ｂの高さが、頂部３０と直線Ｌとの距離Ｔ２になる。本発明の実施形態においては、略等しく（等しくも含む）、（Ｔ１≒Ｔ２、Ｔ１＝Ｔ２）なるように形成されている。

図３は、金属製ボトル１の口金部２におけるカール部４の形成状態を示している。前述したように、カール部４はねじ部３の形成後に形成される。このため、カール部４のカール加工後は、ねじ部３、特に一段目のねじ山３Ａは外側に突出するように変形することになる。そして、カール部４の形成後には、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ１’と、二段目のねじ山３Ｂの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ２’ が略等しく（等しくも含む）、（Ｒ１’≒Ｒ２’、Ｒ１’＝Ｒ２’）形成される。

このような構成を有する本発明の実施形態によると、ねじ部３の形成後でカール部４の形成前の状態では、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ１が、二段目のねじ山３Ｂの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ２より小さく（Ｒ１＜Ｒ２）形成されている。このため、カール部４の形成時にねじ部３の一段目のねじ山３Ａが拡径変形した場合にも、ねじ山３Ａの頂部３０がねじ山３Ｂの頂部３０より外側に突出するのを防ぐことができる。これによって、キャップ５の開閉操作を円滑に行うことが可能になる。

そして、ねじ部３の形成後でカール部４の形成前の状態で、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの高さ（距離Ｔ１）と、二段目のねじ山３Ｂの高さ（距離Ｔ２）が略等しく（等しくも含む）（Ｔ１≒Ｔ２、Ｔ１＝Ｔ２）形成されているので、カール部４の形成後には、一段目のねじ山３Ａが拡径変形することで、一段目のねじ山３Ａの高さ（距離Ｔ１’）が、二段目のねじ山３Ｂの高さ（距離Ｔ２’）より高く形成されることになる（Ｔ１’＞Ｔ２’）。これによって、キャップ５を被着した状態で、一段目のねじ山３Ａの高さ（距離Ｔ１’）を十分に高く設定でき、ボトル内圧が高い場合にも、ねじ部３によるキャップ５の密封性を十分に確保することができる。

また、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの高さを比較的高くすることで、ねじ谷を深くすることができるので、キャッピング加工時に、キャッピング装置の加工ローラがねじ谷に入り易くなり、キャッピング加工がし易くなる。

更には、ねじ部３の一段目のねじ山３Ａの高さを比較的高くすることで、キャップ５を再栓する際に、キャップ５がねじ山を探しやすくなるので、再栓の操作を円滑に行うことが可能になる。

また、図３に示すように、本発明の実施形態に係る金属製ボトル１は、ボトル軸Ｏに対してねじ部３の底部３１を連ねた線Ｌが上に行く程中心寄りに傾斜している。これによって、金属製ボトル１全体の軸荷重強度が増すことになり、変形し難く、口金部２に形成されたねじ部３の落下時の衝撃耐性を高めることができる。

なお、前述した実施形態では、ねじ部３は一段目のねじ山３Ａと二段目のねじ山３Ｂを有する例を示しているが、本発明におけるねじ部３は、図４に示すように、三段目以上にねじ部（ねじ山）を備えるものであってもよい。

図４は、ねじ部３が一段目のねじ山３Ｘと二段目のねじ山３Ｙと三段目のねじ山３Ｚを備える例を示してる。この例では、図４（ａ）に示すカール加工前は、三段のねじ山３Ｘ，３Ｙ，３Ｚのねじ山の高さＴ０１，Ｔ０２，Ｔ０３の関係は、（Ｔ０１≒Ｔ０２≒Ｔ０３、Ｔ０１＝Ｔ０２＝Ｔ０３）になっている。また、ねじ山３Ｘ，３Ｙ，３Ｚの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ０１，Ｒ０２，Ｒ０３の関係は、（Ｒ０１＜Ｒ０２≒Ｒ０３、Ｒ０１＜Ｒ０２＝Ｒ０３）になっている。

そして、図４（ｂ）に示すカール部４を形成するカール加工後には、三段のねじ山３Ｘ，３Ｙ，３Ｚのねじ山の高さＴ０１’，Ｔ０２’，Ｔ０３’の関係は、（Ｔ０１’＞Ｔ０２’≒Ｔ０３’、Ｔ０１’＞Ｔ０２’ ＝Ｔ０３’）になり、ねじ山３Ｘ，３Ｙ，３Ｚの頂部３０とボトル軸Ｏとの距離Ｒ０１’，Ｒ０２’，Ｒ０３’の関係は、（Ｒ０１’≒Ｒ０２’≒Ｒ０３’、Ｒ０１’＝Ｒ０２’ ＝Ｒ０３’）になっている。

以上説明したように、本発明の実施形態に係る金属製ボトルの製造方法は、ねじ式のキャップの円滑な開閉を保ちつつ、ボトルの内圧が高くなる場合にねじ部によるキャップの密封が確実に行われ、キャッピング加工のしやすさ、キャップ再栓の操作性の向上、落下衝撃耐性の向上などが可能な金属製ボトルを容易に製造することができる。また、前述した実用的に有利な効果を呈する金属製ボトルとすることができる。

１：金属製ボトル，１Ａ：ボトル本体，２：口金部，
３：ねじ部，４：カール部，５：キャップ，５Ａ：キャップ本体，
５Ｂ：スコア部，５Ｃ：ブリッジ部，５Ｄ：リング部，
３０：頂部，３１：底部

Claims (2)

1. 有底筒状のボトル本体の上部に口金部を有し、該口金部にねじ部を形成し、前記ねじ部の形成後に前記口金部の先端にカール部を形成する金属製ボトルの製造方法であって、
   前記ねじ部の形成時には、完全ねじ部における先端側から一段目のねじ山の高さと、先端側から二段目のねじ山の高さが略等しく、前記一段目のねじ山の頂部とボトル軸との距離が、前記二段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離より小さく形成され、
   前記カール部の形成後には、前記一段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離と、前記二段目のねじ山の頂部と前記ボトル軸との距離が略等しく形成されることを特徴とする金属製ボトルの製造方法。
2. 前記カール部の形成後には、完全ねじ部における一段目のねじ山の高さが、前記二段目のねじ山の高さより高くなることを特徴とする請求項１に記載された金属製ボトルの製造方法。

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