JP6952482B2 - Bottle can caps and how to cap bottle can caps - Google Patents
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本発明は、ボトル缶の缶本体の口金部に取り付けられるボトル缶用キャップ、およびボトル缶へのボトル缶用キャップのキャッピング方法に関するものである。 The present invention relates to a bottle can cap attached to a base portion of a can body of a bottle can , and a method of capping the bottle can cap to the bottle can.
このようなボトル缶用キャップとして、例えば特許文献1には、天板部、および天板部の周縁部から略垂下してなる周壁部を備えるキャップ本体と、天板部の内面に配設されたライナーとが備えられ、周壁部には、周方向に延び、かつ径方向内方に凹むスリット部がブリッジを介して周方向に複数形成された破断容易部が備えられ、このスリット部には当該周壁部を厚さ方向に貫通するスリットが形成され、周壁部をボトル缶の口金部に形成された雄ネジ部に螺合するとともに、周壁部の開放端部を雄ネジ部のボトル缶の缶軸方向下端に連設された膨出部に巻き込ませることにより、ボトル缶の口金部に螺着されるボトル缶用キャップが記載されている。
As such a cap for a bottle can, for example, in
このようなボトル缶用キャップのキャップ本体を製造するには、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金よりなる圧延板材を円板状に打ち抜き、円形孔を有するダイにこの円板状板材の外周部を挟み込んで支持して、上記円形孔に円柱状のパンチを挿入することにより上記円板状板材を絞り込んで有底円筒状(カップ状)のキャップ素体を成形する。その後に、このキャップ素体の周壁部にスリット部やブリッジを形成する。 In order to manufacture the cap body of such a cap for a bottle can, for example, a rolled plate material made of aluminum or an aluminum alloy is punched into a disk shape, and the outer peripheral portion of the disk shape plate material is sandwiched and supported by a die having circular holes. Then, by inserting a columnar punch into the circular hole, the disk-shaped plate material is narrowed down to form a bottomed cylindrical (cup-shaped) cap body. After that, a slit portion and a bridge are formed on the peripheral wall portion of the cap body.
ここで、特許文献1には、上記圧延板材を打ち抜いた元板厚0.21mm〜0.25mm、外径65.0mm〜65.8mmの円板状板材に絞り加工を施して、肉厚0.21mm〜0.30mm、外径38.2mm〜38.8mm、天板部の外面から周壁部の開放端までの中心線方向における長さ17.6mm〜17.8mmのキャップ素体を形成することが記載されており、すなわち円板状板材に絞り加工を施して有底円筒状のキャップ素体に成形すると、天板部の肉厚は元板厚と略等しいので、周壁部の肉厚が元板厚と等しいか元板厚よりも厚肉化することが示唆されている。
Here, in
また、上述のように製造されたキャップ本体は、天板部の内面にライナーが配設された後、このライナーの下面が口金部開口端のカール部に当接させられるように口金部に被せられ、天板部の外周縁が所定の荷重で缶軸方向に押圧されて絞り加工されることにより、外周側に向かうに従い下端側に延びる段部が外周縁に形成されてライナーがカール部に密着し、缶本体内を封止する。さらに、そのまま周壁部を内周側に押圧して口金部の雄ネジ部に倣うように成形することにより雄ネジ部に螺合する雌ネジ部が形成されるとともに、上述のように周壁部の開放端部が口金部の上記膨出部に巻き込ませられ、缶本体の口金部に取り付けられてキャッピングされる。 Further, in the cap body manufactured as described above, after the liner is arranged on the inner surface of the top plate portion, the lower surface of the liner is put on the base portion so as to be brought into contact with the curl portion at the opening end of the base portion. The outer peripheral edge of the top plate is pressed in the can axis direction with a predetermined load and drawn, so that a step portion extending toward the lower end side is formed on the outer peripheral edge toward the outer peripheral side, and the liner becomes a curl portion. Adhere and seal the inside of the can body. Further, by pressing the peripheral wall portion to the inner peripheral side as it is and molding it so as to imitate the male screw portion of the base portion, a female screw portion screwed to the male screw portion is formed, and as described above, the peripheral wall portion is formed. The open end portion is wound around the bulging portion of the base portion, and is attached to the base portion of the can body to be capped.
ところで、近年ではボトル缶の軽量化による省資源化、省エネルギー化を目的として、ボトル缶の缶本体に成形されるアルミニウム等の板材の元板厚を薄肉化することが要求されてきている。ところが、こうして元板厚を薄くしてボトル缶の缶本体を薄肉化したときに、キャップ本体の元板厚が厚いままで、上述のように天板部の肉厚も元板厚と略等しく厚いと、キャッピングの際の絞り加工において大きな荷重が必要となり、薄肉化によって強度が減った缶本体に缶軸方向の座屈が生じるおそれがある。そこで、ボトル缶の缶本体の薄肉化に伴い、キャップのキャップ本体も薄肉化する必要がある。 By the way, in recent years, for the purpose of resource saving and energy saving by reducing the weight of bottle cans, it has been required to reduce the original thickness of the plate material such as aluminum formed on the can body of the bottle can. However, when the base plate thickness is thinned in this way to thin the can body of the bottle can, the base plate thickness of the cap body remains thick, and the wall thickness of the top plate portion is almost equal to the base plate thickness as described above. If it is thick, a large load is required for drawing during capping, and the can body whose strength is reduced due to thinning may buckle in the can axial direction. Therefore, it is necessary to thin the cap body of the cap as the can body of the bottle can is thinned.
しかしながら、こうしてキャップ本体を薄肉化した場合に、キャップ本体の周壁部の肉厚が薄くなりすぎると、内圧がかかった飲料缶等において内圧が高くなった際にキャップ本体が持ち上がって変形して密封性が損なわれ、ボトル缶を落下させてしまったときに漏れが生じたり、場合によってはキャップ本体が缶本体から外れてしまったりするおそれがある。その一方で、特許文献1に記載された示唆に基づいて、周壁部の肉厚が元板厚と等しいか元板厚よりも厚肉化するように円板状の板材から有底円筒状のキャップ素体に絞り加工されると、特にキャッピングの際に雌ネジ部を形成するときの缶軸に対する径方向の荷重が大きくなり、この径方向において口金部に変形が生じるおそれがある。
However, when the thickness of the cap body is thinned in this way, if the wall thickness of the peripheral wall portion of the cap body becomes too thin, the cap body is lifted and deformed and sealed when the internal pressure becomes high in a beverage can or the like under internal pressure. The property is impaired, and when the bottle can is dropped, leakage may occur, and in some cases, the cap body may come off from the can body. On the other hand, based on the suggestion described in
本発明は、このような背景の下になされたもので、ボトル缶の缶本体の薄肉化に伴ってキャップ本体を薄肉化した場合でも、内圧が高くなった際に密封性が損なわれて漏れを生じたりキャップ本体が缶本体から外れてしまったりするのを防ぐことができるとともに、キャッピングの際に周壁部に雌ネジ部を形成するときに口金部に変形が生じるのを防止することが可能なボトル缶用キャップ、およびボトル缶への上記ボトル缶用キャップのキャッピング方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made under such a background, and even when the cap body is thinned due to the thinning of the can body of the bottle can, the sealing property is impaired and leaks when the internal pressure becomes high. It is possible to prevent the cap body from coming off from the can body, and it is also possible to prevent the base part from being deformed when forming a female screw part on the peripheral wall part during capping. It is intended a bottle can cap, and to provide a capping method of the cap for the bottle can to a bottle can.
ここで、本発明の発明者等は、上述のように円板状板材を絞り加工してキャップ素体を成形する際のダイにおいて、円板状板材の外周部を支持するダイのパンチ挿入方向に対向する上面と、円形孔の内周面との交差稜線部に形成される断面円弧状の面取部について、その円弧の半径を従来よりも大きくしたり、あるいは上面側の半径を円形孔の内周面の半径よりも大きくしたりすることにより、キャップ素体に成形される板材の元板厚を薄肉化した場合に、絞り加工によって成形されるキャップ素体の周壁部に天板部よりも肉厚の薄い薄肉部を形成しつつ、この薄肉部の肉厚を必要以上に薄くならないように制御することが可能であるとの知見を得るに至った。 Here, the inventors of the present invention have described the punch insertion direction of the die that supports the outer peripheral portion of the disk-shaped plate material in the die for forming the cap element by drawing the disk-shaped plate material as described above. Regarding the chamfered portion having an arc-shaped cross section formed at the intersection ridge between the upper surface facing the surface and the inner peripheral surface of the circular hole, the radius of the arc is made larger than before, or the radius on the upper surface side is set to the circular hole. When the original plate thickness of the plate material formed on the cap element is thinned by making it larger than the radius of the inner peripheral surface of the cap element, the top plate part on the peripheral wall part of the cap element formed by drawing. It has been found that it is possible to control the wall thickness of this thin-walled portion so as not to be unnecessarily thin while forming a thin-walled portion having a thickness thinner than that of the thin-walled portion.
そこで、本発明のボトル缶用キャップは、このような知見に基づき、上記課題を解決して、上述のような目的を達成するために、円板状の天板部と、この天板部の外周から該天板部の中心線を中心として円筒状に延びる周壁部とが一体に成形されたキャップ本体を備え、ボトル缶の缶本体の口金部に形成された雄ネジ部に螺着されるボトル缶用キャップであって、上記周壁部は、キャッピングの際に雌ネジが形成される雌ネジ形成予定部を有し、この雌ネジ形成予定部に、上記天板部よりも肉厚の薄い薄肉部が形成され、この薄肉部のうち肉厚が最も薄くなる最薄部の肉厚が、上記天板部の肉厚の92%以上であることを特徴とする。 Therefore, the cap for a bottle can of the present invention has a disk-shaped top plate portion and a disc-shaped top plate portion and the top plate portion in order to solve the above problems and achieve the above-mentioned object based on such findings. It has a cap body that is integrally molded with a peripheral wall portion that extends cylindrically from the outer circumference around the center line of the top plate portion, and is screwed onto a male screw portion formed on the base portion of the can body of a bottle can. A cap for a bottle can, the peripheral wall portion has a female screw forming planned portion on which a female screw is formed at the time of capping, and the female screw forming planned portion is thinner than the top plate portion. A thin portion is formed, and the thinnest portion of the thin portion having the thinnest wall thickness is 92% or more of the wall thickness of the top plate portion.
上述のように構成されたボトル缶用キャップでは、ボトル缶の缶本体における口金部の雄ネジ部に螺着される雌ネジ部が成形されるキャップ本体の周壁部に、キャップ素体の薄肉部から成形される天板部よりも肉厚が薄い薄肉部が形成されているので、キャッピングの際にキャップ本体の中心線に対する径方向の荷重をそれほど大きくしなくても雌ネジ部を成形することができ、薄肉化したボトル缶でもキャッピングの際の口金部の径方向の変形を防止することができる。 In the bottle can cap configured as described above, the thin-walled portion of the cap body is formed on the peripheral wall portion of the cap body in which the female screw portion screwed to the male screw portion of the base portion of the can body of the bottle can is formed. Since a thin part that is thinner than the top plate part that is formed from is formed, the female thread part can be formed without increasing the radial load on the center line of the cap body during capping. It is possible to prevent radial deformation of the base portion during capping even with a thin bottle can.
その一方で、この薄肉部の最薄部の肉厚は天板部の肉厚の92%以上であって、薄肉部が必要以上に薄くなることもなく、薄肉部においても周壁部に十分な強度が確保することができるので、内圧がかかった飲料缶等において内圧が高くなった場合でも、キャップ本体が持ち上がって変形することにより密封性が損なわれて漏れを生じたり、キャップ本体が缶本体から外れてしまったりするのを防ぐことができる。すなわち、この最薄部の肉厚が天板部の肉厚の92%未満であると、内圧が高くなった場合に周壁部に成形された雌ネジ部に変形が生じるおそれがある。 On the other hand, the wall thickness of the thinnest part of this thin part is 92% or more of the wall thickness of the top plate part, the thin part does not become thinner than necessary, and the thin part is sufficient for the peripheral wall part. Since the strength can be ensured, even if the internal pressure becomes high in a beverage can or the like to which the internal pressure is applied, the cap body is lifted and deformed to impair the sealing property and cause leakage, or the cap body is the can body. It is possible to prevent it from coming off from. That is, if the wall thickness of the thinnest portion is less than 92% of the wall thickness of the top plate portion, the female screw portion formed on the peripheral wall portion may be deformed when the internal pressure becomes high.
ここで、上記最薄部は、上記中心線方向において上記天板部の天面から10mm以内の範囲にあることが望ましい。この範囲は、周壁部に雌ネジ部が成形される範囲であり、このような範囲に最薄部があれば、キャップ本体の中心線およびボトル缶の缶軸に対する径方向において比較的小さな荷重で薄肉部に雌ネジ部を成形することができ、キャッピングの際の口金部の変形を一層確実に防ぐことが可能となる。 Here, it is desirable that the thinnest portion is within 10 mm from the top surface of the top plate portion in the direction of the center line. This range is the range in which the female threaded portion is formed on the peripheral wall portion, and if there is the thinnest portion in such a range, a relatively small load is applied in the radial direction with respect to the center line of the cap body and the can shaft of the bottle can. A female screw portion can be formed on the thin-walled portion, and deformation of the base portion during capping can be prevented more reliably.
さらに、本発明のキャッピング方法は、このようなボトル缶への上記ボトル缶用キャップのキャッピング方法であって、上記キャップ本体の天板部を900N以下の荷重(トップロード)で上記缶本体の口金部に上記中心線方向に押圧しつつ、上記周壁部を成形して上記雄ネジ部に螺着することを特徴とするものである。すなわち、上述のようにキャップ本体を薄肉化できるので、キャッピングの際の絞り加工の缶軸方向(キャップ本体の中心線方向)の荷重を小さくすることができ、缶本体の座屈をより確実に防止することができる。ここで、上記トップロードが900Nを上回ると缶本体の特に口金部の雄ネジ部に座屈が生じ、一旦開栓したボトル缶用キャップを雄ネジ部にねじ込んで封止するときのリシールトルクが増大するおそれがある。 Further, the capping method of the present invention is a method of capping the cap for a bottle can to such a bottle can, and the top plate portion of the cap body is placed on the top plate portion of the cap body with a load (top load) of 900 N or less to form a base of the can body. It is characterized in that the peripheral wall portion is formed and screwed to the male screw portion while pressing the portion in the direction of the center line. That is, since the cap body can be thinned as described above, the load in the can axis direction (center line direction of the cap body) of drawing processing at the time of capping can be reduced, and the buckling of the can body can be more reliably performed. Can be prevented. Here, if the top load exceeds 900 N, buckling occurs especially in the male screw portion of the base portion of the can body, and the reseal torque when the cap for the bottle can once opened is screwed into the male screw portion to seal it. May increase.
以上説明したように、本発明によれば、ボトル缶の缶本体の薄肉化に伴ってキャップ本体を薄肉化した場合でも、キャッピングの際に周壁部に雌ネジ部を形成するときに口金部に変形が生じるのを防止することが可能となるとともに、缶本体の内圧が高くなった際にキャップ本体が持ち上がって変形することにより密封性が損なわれて漏れを生じたり、キャップ本体が缶本体から外れてしまったりするのを防ぐことができる。 As described above, according to the present invention, even when the cap body is thinned due to the thinning of the can body of the bottle can, the base portion is formed when the female screw portion is formed on the peripheral wall portion during capping. It is possible to prevent deformation from occurring, and when the internal pressure of the can body rises, the cap body is lifted and deformed, resulting in impaired sealing performance and leakage, or the cap body is removed from the can body. You can prevent it from coming off.
図1は、本発明のボトル缶用キャップの一実施形態を示すものであり、図2は、このようなボトル缶用キャップに成形されるキャップ素体を絞り加工する際に用いるダイを示すものであり、図3は、このボトル缶用キャップが取り付けられた本発明のボトル缶の一実施形態を示すものであり、図4は、このようなボトル缶に上記実施形態のボトル缶用キャップをキャッピングする場合の本発明のボトル缶へのボトル缶用キャップのキャッピング方法の一実施形態に用いるキャッピング装置を示すものである。 FIG. 1 shows an embodiment of a bottle can cap of the present invention, and FIG. 2 shows a die used for drawing a cap body formed into such a bottle can cap. FIG. 3 shows an embodiment of the bottle can of the present invention to which the bottle can cap is attached, and FIG. 4 shows the bottle can cap of the above embodiment attached to such a bottle can. It shows the capping apparatus used in one Embodiment of the cap cap for a bottle can to a bottle can of this invention in the case of capping.
本実施形態のボトル缶用キャップは、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料により形成されて中心線Oを中心とした有底円筒状のキャップ本体1を備えており、すなわちこのキャップ本体1においては、円板状の天板部2と、この天板部2の外周から上記中心線Oを中心として円筒状に延びる周壁部3とが一体に成形されている。また、天板部2の裏面(下面)2aには、例えばポリエチレンまたはポリプロピレンを主とする樹脂製の円板状のライナー4が配置されている。
The cap for a bottle can of the present embodiment includes a bottomed
キャップ本体1の周壁部3には、天板部2寄りの上端部側に、複数のナール凹部5aが周方向に等間隔をあけて形成されたナール5と、このナール5の下端に連なり、ナール5の外径よりも外径が小径とされたグルーブ6とが形成されるとともに、天板部2とは反対の下端部側には、上端部側にビード7Aおよび破断容易部7Bと、この破断容易部7Bの下端に連なり、下端部側に延びる円筒状のフレア(開放端部)8が形成されている。
On the
ナール凹部5aは、周方向にスリット状に開口形成されて開栓時に内圧を開放するベントホールであるスリット5bと、このスリット5bの上部開口端部および下部開口端部を周壁部3の内側に向けて曲げて形成した突起部とを備えている。ナール5は、開栓時にボトル缶用キャップとこれを把持する指との摩擦抵抗を増大させて手を滑らせることなく容易に開栓可能とするものである。
The
また、破断容易部7Bの中心線O方向の略中央部にも、側面視に周方向に延びて中心線Oに対する径方向内側に凹むスリット部7aが周方向に等間隔をあけて複数形成されるとともに、これらのスリット部7aの間の部分はブリッジ部7bとされている。このスリット部7aには、該スリット部7aの上端部側の長辺に、周壁部3を貫通するスリット7cが形成されている。
Further, in the substantially central portion of the
さらに、周壁部3の上端部側のグルーブ6と下端部側のビード7Aとの間の部分が、キャッピングの際に雌ネジ部が形成される雌ネジ形成予定部9とされ、この雌ネジ形成予定部9はグルーブ6の外径よりも大きく、ビード7Aよりは小さな外径の略一定外径とされている。そして、周壁部3には、天板部2よりも肉厚の薄い薄肉部3aが形成されており、この薄肉部3aのうち最も肉厚が薄くなる最薄部の肉厚は天板部2の肉厚の92%以上とされている。
Further, the portion between the
ここで、本実施形態では、薄肉部3aは周壁部3のうち天板部2寄りの上端部側に形成されており、天板部2の天面(上面)2bから周壁部3の下端までの中心線O方向における長さが17.6mm〜17.8mmのキャップ本体1において、最薄部は天面2bから10mm以内の範囲に位置している。さらに、この最薄部からキャップ本体1の下端部側に向かうに従い周壁部3の肉厚は徐々に厚くなってゆき、薄肉部3aとは反対の周壁部3のうち上記フレア8側の部分は、天板部2よりも肉厚が厚くされた厚肉部3bとされている。なお、この厚肉部3bにおける周壁部3の肉厚の最大値は天板部2の肉厚の120%程度とされるのが望ましい。
Here, in the present embodiment, the thin-
このようなボトル缶用キャップのキャップ本体1を製造するには、まず上記アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料の圧延板材を円板状に打ち抜き、この円板状板材の外周部を、図2(a)に示すような円形孔10aを有するダイ10の上面10bに配置して、上記円形孔10aと同軸の円形孔を有する押さえ(図示略)との間に挟み込んで支持するとともに、押さえの円形孔からダイ10の上記円形孔10aに円柱状のパンチ(図示略)を図中に符号Fで示すパンチ挿入方向に挿入することにより円板状板材を絞り込んで有底円筒状のキャップ素体に成形する。このとき、同時にキャップ素体の開放端部をトリミングして高さを揃える。しかる後、このキャップ素体の周壁部にナール5やグルーブ6、ビード7A、破断容易部7B、フレア8、および雌ネジ形成予定部9を成形してキャップ本体1を形成する。
In order to manufacture the
このとき、本実施形態では、図2(a)に示すように上記ダイ10のパンチ挿入方向Fに対向する上面10bすなわちパンチ挿入方向Fとは反対側を向く上面10bと、円形孔10aの内周面10cとの交差稜線部に、円形孔10aの中心線に沿った断面が円弧状をなす面取部10dを形成し、この面取部10dの円弧の半径Rを、例えば円板状板材の元板厚0.235mmに対して0.7mm〜0.13mm、望ましくは1.0mm〜1.3mmと、従来よりも大きくする。または、図2(b)に示すように上記面取部10dの断面がなす円弧を、ダイ10の上面10b側の半径Aを内周面10c側の半径Bよりも大きくした(例えば、内周面10c側の半径Bを0.7mm〜1.0mmとするとともに、上面10b側の半径Bを1.4mm〜2.0mmとした)複合円弧とする。
At this time, in the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the
すると、絞り加工時の板材の材料流れ性が向上し、キャップ本体1の周壁部3となるキャップ素体の周壁部のうちパンチ挿入方向F側(天板部2となる部分側)では材料がより大きく引き延ばされて薄肉部3aが形成される一方、パンチ挿入方向Fとは反対側(フレア8となる側)では絞り加工により肉厚がフレア8側に向かうに従い厚肉化して厚肉部3bが形成され、それぞれの肉厚が制御される。なお、天板部2となる部分の肉厚は、元板厚と略変わらずに一定である。
Then, the material flowability of the plate material during drawing is improved, and the material is released on the punch insertion direction F side (the portion side that becomes the top plate portion 2) of the peripheral wall portion of the cap body that becomes the
このように製造されたボトル缶用キャップのキャップ本体1は、図3に示すように飲料等の内容物が充填されたボトル缶の缶本体11の口金部12にキャッピングされて取り付けられ、市場に出荷される。ここで、ボトル缶の缶本体11は、キャップ本体1と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料により缶軸Cを中心とした有底円筒状に形成され、図示されない底部と、この底部の外周から缶本体11の上端側(図3において上側)の開口部13に向けて順に、缶軸Cを中心とした円筒状の胴部14と、上端側に向かうに従い一定の傾斜で漸次縮径する円錐台面状の肩部15と、筒状の首部16と、上記口金部12とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
この口金部12には、さらに上端側に向けて順に、外周側に膨らんでキャップ本体1の上記フレア8が巻き込まれる膨出部12aと、ねじ切り加工された雄ネジ部12bと、この雄ネジ部12bよりも上端側が外周側に折り返されてカールされてからスロットル加工によって径方向内側に再成形された最上端のカール部12cとが形成されている。このようなボトル缶は、その缶本体11も薄肉化されており、例えば胴部14となる部分の底部側の薄肉部であるウォール部の最薄部の厚さが0.100mm〜0.130mm、胴部14の底部とは反対側となる部分の厚肉部であるフランジ部の厚さが0.160mm〜0.210mm、フランジ部とウォール部の最薄部との段差が0.090mm以下とされた有底円筒体(DI缶)に肩部15、首部16、および口金部12を成形することにより製造され、コラム強度(缶軸C方向の圧縮に対する座屈強度)は1500N以下とされる。すなわち、フランジ部の厚さは、肩部15や首部16、口金部12を成形する前の上記有底円筒体での厚さである。
The
このようなボトル缶の缶本体11の口金部12に、上記実施形態のボトル缶用キャップのキャップ本体1は、図4に示すようなキャッピング装置によりキャッピングされて取り付けられる。このキャッピング装置は、缶軸C方向に進退可能とされて下端部が開口した有底筒状のプレッシャーブロック21と、このプレッシャーブロック21内にバネ部材22を介して支持された缶軸C方向に進退自在なプレッシャーブロックインサート23と、それぞれの軸線回りに回転自在、かつ缶軸C回りに回転可能とされるとともに缶軸Cに対する径方向に移動可能とされたネジ切りローラ24および裾巻きローラ25とを備えている。
The
このようなキャッピング装置による本発明のボトル缶へのボトル缶用キャップのキャッピング方法の一実施形態において、ボトル缶の缶本体11における上記口金部12に被せられたボトル缶用キャップのキャップ本体1は、缶軸Cおよびキャップ本体1の中心線Oと同軸に配置されたプレッシャーブロック21が缶軸C方向に降下することにより、天板部2の天面2b中央部がプレッシャーブロックインサート23によって押圧されるとともに、天板部2の外周部がプレッシャーブロック21の下端縁によって押圧されて絞り加工され、天板部2の外周部に図3に示したような段部2cが形成されてライナー4がカール部12cに密着させられる。なお、このキャップ本体1の天板部2を缶本体11の口金部12に押圧するときの荷重(トップロード)は、本実施形態では900N以下とされる。
In one embodiment of the method of capping a bottle can cap to a bottle can by such a capping device, the
次に、こう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23によって天板部2を押圧した状態のまま、ネジ切りローラ24と裾巻きローラ25を缶軸Cに対する径方向内周側に移動しつつ缶軸C回りに回転させて、裾巻きローラ25によってキャップ本体1のフレア8を口金部12の膨出部12aの下縁部に巻き込ませるとともに、ネジ切りローラ24を雄ネジ部12bのネジ谷部に沿って螺旋状に移動させることにより、キャップ本体1の雌ネジ形成予定部9に図3に示したような雌ネジ部9aを成形する。これにより、キャップ本体1が口金部12に螺着されて缶本体11内が封止され、ボトル缶用キャップがボトル缶にキャッピングされて取り付けられる。
Next, while the
上記構成のボトル缶用キャップにおいては、こうしてボトル缶の缶本体11における口金部12の雄ネジ部12bに螺着される雌ネジ部9aが成形されるキャップ本体1の周壁部3における雌ネジ形成予定部9に、キャップ素体の薄肉部から成形される天板部2よりも肉厚が薄い薄肉部3aが形成されている。このため、キャッピングの際にネジ切りローラ24によるキャップ本体1の中心線Oに対する径方向の荷重をそれほど大きくしなくても雌ネジ形成予定部9に雌ネジ部9aを成形することができ、上述のようにボトル缶の缶本体11を薄肉化しても、このキャッピングの際の口金部12の径方向の変形を防止することができる。
In the bottle can cap having the above configuration, the female screw is formed on the
その一方で、薄肉部3aとはいっても、この薄肉部3aには最薄部でも天板部2の肉厚の92%以上の肉厚が確保されており、薄肉部3aが必要以上に薄くなることはない。従って、薄肉部3aにおいても周壁部3の強度は十分に維持することが可能であるので、この薄肉部3aに雌ネジ形成予定部9が形成されてキャッピングにより雌ネジ部9aが形成されても、内圧がかかった飲料缶等のボトル缶において内圧が高くなった場合に、キャップ本体1が持ち上がって変形することにより密封性が損なわれて漏れを生じたり、キャップ本体1が缶本体11から外れてしまったりするのを防ぐことができる。すなわち、この最薄部の肉厚が天板部2の肉厚の92%未満であると、内圧が高くなった場合に雌ネジ部9aに変形が生じるおそれがある。
On the other hand, even though the thin-
また、本実施形態では、薄肉部3aの上記最薄部は、キャップ本体1の中心線O方向において天板部2の天面2bから10mm以内の範囲に位置している。この範囲は、上述のように周壁部3に雌ネジ部9aが成形される雌ネジ形成予定部9の位置する範囲であり、このような範囲に最薄部を配置することにより、中心線Oに対する径方向において比較的小さな荷重で薄肉部3aに雌ネジ部9aを成形することができるので、キャッピングの際の缶本体11における口金部12の変形をより確実に防ぐことが可能となる。
Further, in the present embodiment, the thinnest portion of the
さらに、このようなボトル缶用キャップを口金部12に螺着した上記構成のボトル缶では、やはり雌ネジ部9aが形成される雌ネジ形成予定部9における周壁部3の薄肉部3aの肉厚が天板部2の肉厚の92%以上とされているので、内圧がかかった飲料缶用ボトル缶等であって、内圧が高くなっても密封性が損なわれて漏れを生じたりキャップ本体1が缶本体11の口金部12から外れたりするのを防ぐことができる。
Further, in the bottle can having the above configuration in which such a bottle can cap is screwed to the
また、上記構成のボトル缶用キャップでは、元板厚を薄肉化しても缶本体11に確実に取り付けることができるので、キャッピングの際にキャップ本体1に段部2cを成形するときの絞り加工におけるキャップ本体1の中心線O方向および缶本体11の缶軸C方向の荷重を小さくすることができる。このため、上述のように缶本体11も薄肉化して、本実施形態のボトル缶のように缶本体11のコラム強度を1500N以下としても、この絞り加工の際に座屈が生じるのを防ぐことができるので、缶本体11においても確実に軽量化による省資源化、省エネルギー化を促すことができる。
Further, since the bottle can cap having the above configuration can be reliably attached to the
同様に、こうしてキャップ本体1の元板厚を薄肉化しても缶本体11に確実に取り付けることができるので、上記構成のキャッピング方法においては、上述のようにキャップ本体1の天板部2に段部2cを絞り加工する際に900N以下の荷重で缶本体11の口金部12に中心線O方向に押圧しつつ、周壁部3を成形して雄ネジ部12bに螺着することができる。
Similarly, even if the thickness of the base plate of the
すなわち、このキャッピング時に段部2cを成形する際の絞り加工の荷重であるトップロードが900Nを上回ると、口金部12の特に雄ネジ部12bに座屈が生じて変形し、一旦開栓したボトル缶用キャップを雄ネジ部12bにねじ込んで缶本体11を封止するときのねじ込みに要するトルク(リシールトルク)が増大するおそれがあるが、本実施形態では缶本体11を薄肉化しても、この絞り加工の際の缶本体11の座屈を一層確実に防止することができ、さらなる省資源化、省エネルギー化を図ることが可能となる。
That is, if the top load, which is the load of drawing when molding the
以下、本発明の実施例を挙げて、本発明の効果について実証する。本実施例では、上記実施形態に基づき、元板厚0.235mmのアルミニウム合金よりなる円板状の圧延板材に、上述のようにパンチ挿入方向を向く上面と円形孔との交差稜線部における面取部の断面がなす円弧を上面側の半径を内周面側の半径よりも大きくした複合円弧としたダイを用いて、これらの半径を調整することにより、周壁部に天板部よりも肉厚の薄い薄肉部が形成されるとともに、この薄肉部のうち肉厚が最も薄くなる最薄部の肉厚が天板部の肉厚の92%以上となるように制御した3種のボトル缶用キャップを1種は10個、残り2種は5個ずつ製造した。なお、上記円板状の圧延板材は塗装材であるが、上記ダイとパンチによる絞り加工時には、この塗装材の上にワックス等の潤滑剤は塗布していない。 Hereinafter, the effects of the present invention will be demonstrated with reference to examples of the present invention. In this embodiment, based on the above embodiment, a disk-shaped rolled plate material made of an aluminum alloy having a base plate thickness of 0.235 mm has a surface at an intersecting ridge between an upper surface facing the punch insertion direction and a circular hole as described above. By adjusting these radii using a die in which the arc formed by the cross section of the take part is a composite arc in which the radius on the upper surface side is larger than the radius on the inner peripheral surface side, the peripheral wall part is thicker than the top plate part. Three types of bottle cans in which a thin thin portion is formed and the wall thickness of the thinnest portion of the thin portion is controlled to be 92% or more of the wall thickness of the top plate portion. One type of cap was manufactured with 10 pieces, and the remaining 2 types were manufactured with 5 pieces each. Although the disk-shaped rolled plate material is a coating material, a lubricant such as wax is not applied on the coating material during drawing with the die and punch.
そして、これらのボトル缶用キャップを、1種のうち5個と残り2種の5個ずつについては、キャッピングの際の絞り加工における中心線O方向の荷重(トップロード)を850Nで押圧して、ボトル缶の缶本体の口金部にキャッピングした。これらを各種ごとに実施例1〜3とする。また、これら実施例1〜3に対する比較例として、薄肉部の最薄部の肉厚が天板部の肉厚の92%未満となるものを5個製造してトップロード850Nでキャッピングして比較例1とした。さらに、実施例1と等しい肉厚の1種5個のボトル缶用キャップをトップロード1000Nでキャッピングして比較例2とした。 Then, for 5 of these bottle can caps and 5 of the remaining 2 types, the load (top load) in the center line O direction in the drawing process during capping is pressed with 850 N. , Capped on the base of the can body of the bottle can. These are referred to as Examples 1 to 3 for each type. Further, as a comparative example with respect to Examples 1 to 3, five pieces having a wall thickness of the thinnest part of the thin part of less than 92% of the wall thickness of the top plate part were manufactured and capped with a top load 850N for comparison. Example 1 was used. Further, five bottle can caps of the same thickness as in Example 1 were capped with a top load of 1000 N to obtain Comparative Example 2.
そして、これら実施例1〜3と比較例1、2とで、ボトル缶用キャップによるボトル缶の密封性と座屈の有無とを評価した。その結果を、天板部の肉厚(mm)、薄肉部のうちの最薄部の肉厚(mm)、天板部の肉厚に対する最薄部の肉厚の割合(%、表1では板厚比と称する。)、トップロード(N)とともに表1に示す。なお、肉厚は各種5個のボトル缶用キャップの平均値である。また、実施例1〜3および比較例1、2ともに最薄部は天面から中心線O方向に約5mmの位置にあり、キャップ本体の周方向の測定位置は圧延板材における異方性の観点から最も延びやすく薄肉化し易い圧延目に対して90°の位置とした。 Then, in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the sealing property of the bottle can by the bottle can cap and the presence or absence of buckling were evaluated. The results are shown in the thickness of the top plate (mm), the thickness of the thinnest part of the thin part (mm), and the ratio of the thickness of the thinnest part to the wall thickness of the top plate (%, in Table 1). It is shown in Table 1 together with the plate thickness ratio) and top load (N). The wall thickness is an average value of 5 bottle can caps of various types. Further, in both Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the thinnest portion is located at a position of about 5 mm from the top surface in the center line O direction, and the measurement position in the circumferential direction of the cap body is from the viewpoint of anisotropy in the rolled plate material. The position was set to 90 ° with respect to the rolled grain, which is most easily extended from the ground and thinned.
さらに、ボトル缶には275ml用(全量338ml)のアルミニウム合金よりなるボトル缶を用い、その缶本体のコラム強度は1500Nであった。そして、このボトル缶に水を275ml充填し、水面よりも上のヘッドスペース部分に液体窒素を滴下して空気を置換し、キャッピングを行った。各ボトル缶の初期内圧は20℃で0.1MPa(1.02kgf/cm2)に設定するとともに、殺菌時125℃の蒸気圧控除後の内圧では3.65kgf/cm2となるように設定し、このようにキャッピングした各ボトル缶について、121℃‐20分のレトルト処理を加えた。 Further, as the bottle can, a bottle can made of an aluminum alloy for 275 ml (total volume 338 ml) was used, and the column strength of the can body was 1500 N. Then, 275 ml of water was filled in this bottle can, and liquid nitrogen was dropped into the head space portion above the water surface to replace the air and capping was performed. The initial internal pressure of each bottle can is set to 0.1 MPa (1.02 kgf / cm 2 ) at 20 ° C, and the internal pressure after steam pressure deduction at 125 ° C during sterilization is set to 3.65 kgf / cm 2. , Each bottle can thus capped was subjected to a retort treatment at 121 ° C.-20 minutes.
また、密封性の評価は、レトルト処理後1日放置したボトル缶を、30cmの高さから10°傾斜した鉄板上に倒立(垂直)姿勢で落下させた後、正置にして1日放置し、落下前後の内圧を測定して30kPa以上低下した場合を漏れが発生したとして、5個のボトル缶用キャップが取り付けられた5缶のボトル缶のうち1缶でも漏れが発生した場合を不合格(バツ印)とし、漏れが発生しなかった場合を合格(丸印)とした。 To evaluate the sealing performance, a bottle can that has been left for one day after retort treatment is dropped on an iron plate that is tilted 10 ° from a height of 30 cm in an inverted (vertical) position, and then placed upright and left for one day. If the internal pressure before and after the drop is measured and drops by 30 kPa or more, a leak occurs, and if even one of the 5 bottle cans with 5 bottle can caps is leaked, it fails. (Cross mark), and pass (circle mark) when no leakage occurred.
さらに、座屈の有無については、ボトル缶を一度開栓した後、元の位置よりも手前に30°まで戻してリシールしたときに要した最大トルクを測定し、その最大トルクが10N・cm以上のボトル缶が1缶でもある場合を口金部の雄ネジ部に座屈が生じたものとして不合格(バツ印)とし、5缶すべての最大トルクが10N・cm未満であった場合を座屈が無いものとして合格(丸印)とした。 Furthermore, regarding the presence or absence of buckling, after opening the bottle can once, return it to 30 ° in front of the original position and measure the maximum torque required when resealing, and the maximum torque is 10 Ncm or more. If there is even one bottle can, it is considered that the male screw part of the mouthpiece has buckled and it is rejected (cross mark), and if the maximum torque of all five cans is less than 10 Ncm, it is buckled. Passed (circled) as if there was no.
この表1の結果より、まず天板部の肉厚に対する最薄部の肉厚の割合である板厚比が92%未満の89%である比較例1では、薄肉部が薄くなりすぎたために内圧によって雌ネジ部が変形して落下漏れを生じたボトル缶があり、密封性が損なわれていた。また、キャッピングの際の絞り加工における中心線O方向の荷重であるトップロードが900Nよりも大きい1000Nであった比較例2では、キャッピング時に雄ネジ部に座屈が生じて変形した結果、雌ネジ部との摩擦が大きくなり、リシールに要した最大トルクが10N・cm以上となるものがあった。これら比較例1、2に対して、実施例1〜3では、缶本体内における内圧が高くなっても雌ネジ部の変形による漏れを生じることが無く、またリシールに要した最大トルクも10N・cm未満であって、座屈も認められなかった。 From the results in Table 1, first, in Comparative Example 1 in which the plate thickness ratio, which is the ratio of the wall thickness of the thinnest part to the wall thickness of the top plate part, is 89%, which is less than 92%, the thin part is too thin. There was a bottle can in which the female screw part was deformed by the internal pressure and a drop leak occurred, and the sealing property was impaired. Further, in Comparative Example 2 in which the top load, which is the load in the center line O direction in the drawing process during capping, was 1000N, which is larger than 900N, the male screw portion was buckled and deformed during capping, resulting in the female screw. In some cases, the friction with the part became large, and the maximum torque required for resealing was 10 N · cm or more. In contrast to Comparative Examples 1 and 2, in Examples 1 to 3, leakage did not occur due to deformation of the female screw portion even when the internal pressure in the can body became high, and the maximum torque required for resealing was 10 N. It was less than cm and no buckling was observed.
1 キャップ本体
2 天板部
3 周壁部
3a 薄肉部
3b 厚肉部
9 雌ネジ形成予定部
9a 雌ネジ部
10 ダイ
11 缶本体
12 口金部
12a 膨出部
12b 雄ネジ部
12c カール部
O キャップ本体1の中心線
C 缶軸
1
Claims (3)
上記周壁部は、キャッピングの際に雌ネジが形成される雌ネジ形成予定部を有し、この雌ネジ形成予定部に、上記天板部よりも肉厚の薄い薄肉部が形成され、
この薄肉部のうち肉厚が最も薄くなる最薄部の肉厚が、上記天板部の肉厚の92%以上であることを特徴とするボトル缶用キャップ。 It is provided with a cap body in which a disk-shaped top plate portion and a peripheral wall portion extending cylindrically from the outer periphery of the top plate portion about the center line of the top plate portion are integrally formed. A bottle can cap that is screwed onto the male thread formed on the base.
The peripheral wall portion has a female screw forming planned portion in which a female screw is formed at the time of capping, and a thin-walled portion thinner than the top plate portion is formed in the female screw forming planned portion.
A cap for a bottle can, wherein the thinnest portion of the thin portion has a wall thickness of 92% or more of the wall thickness of the top plate portion.
上記キャップ本体の天板部を900N以下の荷重で上記缶本体の口金部に上記中心線方向に押圧しつつ、上記周壁部を成形して上記雄ネジ部に螺着することを特徴とするボトル缶へのボトル缶用キャップのキャッピング方法。 A method for capping a bottle can cap into a bottle can, wherein the bottle can cap according to claim 1 or 2 is screwed onto a male screw portion formed on a base portion of the can body of the bottle can.
A bottle characterized in that the top plate portion of the cap body is pressed against the base portion of the can body with a load of 900 N or less in the direction of the center line, the peripheral wall portion is molded, and the bottle is screwed to the male screw portion. How to cap a bottle can cap on a can.
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