JP6965076B2 - ボトル缶の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、開口部に金属製キャップが装着されるカール部を形成したボトル缶の製造方法に関する。

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）の開口部に瓶口と同様な形状のカール部が形成され、そのカール部に、マキシキャップ（日本クロージャー株式会社の登録商標）等の金属製キャップのスカート部を巻き込むように装着して密封する容器が提案されている。この種のボトル缶は、金属製キャップとの良好な密封性及び開封性を確保するために、そのカール部の形状が重要である。

例えば、特許文献１に開示の容器では、開口部のビード部（カール部）は、口部本体の上端に連接する第１の曲率部、第１の曲率部の下端より外側下方に、もしくは垂下して延びる外側部、および外側部の下端より第２の曲率部を介して内側にやや上方に向って延びる棚部を有しており、棚部の終端部はナイフエッジ状に先細になっていて、該終端部の先端コーナは、口部本体の外面に当接しており、かつ棚部の下面の最低点のレベルと、該棚部の上面のほぼ最低点のレベルの間に位置する形状に形成されている。この容器では、カール部の成形時に、その先端部が直径の減少に伴う円周方向の肉余りのため皺を発生するため、その先端の位置を詳細に規定している。
また、特許文献２に開示の金属製缶においては、口部は直状に延び、口部の先端部に形成されるビード部（カール部）は、内方に向けて傾斜し、その傾斜開始位置が当該ビード部の下端部位とカール開始位置との間に設定されている。また、カール部の先端は、口部の外周面に垂直に当接している。

実開昭５８−１６１８４３号公報 国際公開第２００７／１２２９７１号

ところで、このようなカール部を成形する場合、その先端部は、成形の最初の段階では半径方向外方に広げられ、その後、開口端から逆方向に折り返された後、最後には、半径方向内方に縮径させられる。
このように、カール部の先端部が最も苛酷な成形となるため、割れや皺が発生し易い。特許文献１では、皺を抑制するための工夫が施されているが、十分でない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、カール部の先端部における割れや皺の発生を有効に防止することができる製造方法を目的とする。

本発明のボトル缶の製造方法は、口部の外周部に、先端部を半径方向外側に折り返してカール部を形成するとともに、前記カール部は、折り返された状態の上端外周部に形成された外周上側折り返し部と、該外周上側折り返し部から延びる下端部で半径方向内方に屈曲する外周下側屈曲部と、該外周下側屈曲部から前記口部の外周面に向けて延びるカール端部とを有するボトル缶の製造方法であって、筒状の胴部の上部に該胴部より小径の小径筒部を形成する小径筒部成形工程と、前記小径筒部の先端部を半径方向外方に向けて屈曲させ、その屈曲部から先端方向に向かうにしたがって漸次拡径するテーパ形状の口広げ部を形成する口広げ工程と、該口広げ工程の後に前記小径筒部を折り返して前記カール部を形成するカール工程とを有し、前記カール工程では、前記屈曲部から前記口広げ部が前記口広げ工程で形成した形状で反転され、前記屈曲部を前記外周下側屈曲部に形成し、前記口広げ部を前記カール端部に形成する。

小径筒部の先端部を予め屈曲して、屈曲部及び口広げ部を形成した後、小径筒部を折り返して、外周下側屈曲部及びカール端部を形成するようにしているので、これら外周下側屈曲部及びカール端部に対するカール工程時の加工を小さくすることができるとともに、加工硬化しているため変形に対する強度が大きくなっており、カール工程時の割れや皺の発生を有効に防止することができる。

このボトル缶の製造方法の好ましい実施形態として、前記カール工程は、前記小径筒部を折り返すローリング工程と、該ローリング工程後に前記口広げ工程で形成された前記屈曲部の曲率半径を小さくするように成形することにより、前記外周下側屈曲部を形成するとともに、該外周下側屈曲部に連続する前記カール端部を形成する再成形工程とを有するとよい。

このボトル缶のカール部に金属製キャップを装着すると、金属製キャップ内面のシール部がカール部の天頂部から外周上側折り返し部にかけて密接した状態で金属製キャップのスカート部がカール部の外周下側屈曲部の外側から巻き込むように変形させられることにより、内部を密封した状態とする。したがって、カール部の外周面形状が密封性を確保する上で重要である。金属材料の大きな変形によってカール部が形成されるので、一般にはスプリングバック等が生じて、正確な外面形状を確保することが難しい。
この点、外周下側屈曲部及びカール端部については前述したように事前に口広げ工程によってカール部の大部分の形状を形成しておくことにより、ローリング工程後の形状を安定させるとともに、ローリング工程の後に屈曲部を再成形しているので、スプリングバックを矯正して、カール部の外周面形状を均一で正確に仕上げることができ、良好な密封性を確保することができる。

このボトル缶の製造方法の好ましい実施形態として、前記口広げ工程と前記カール工程との間に、前記口広げ部の先端部をトリミングして高さを揃えるトリミング工程を有するとよい。

金属材料の成形時の伸びは圧延の方向に応じた方向性を有しており、口広げ部の先端の高さが周方向位置でばらつくように波打つ場合がある。このトリミング工程を設けることにより、口広げ部の長さ、言い換えるとカール工程後のカール端部の長さを安定させることができ、割れ等の発生を有効に防止することができるとともに、カール部の寸法を正確に形成することができる。

本発明によれば、予め口広げ部を形成してから折り返してカール部を形成するようにしたので、カール部の先端部における割れや皺の発生を有効に防止することができる

本発明の実施形態における容器の右半分を缶軸を通る断面にした正面図である。 キャップを巻締めた後のボトル缶のカール部付近の缶軸を通る拡大断面図である。 キャップを巻締める前のボトル缶のカール部付近の缶軸を通る拡大断面図である。 容器の正面図である。 容器の上面図である。 ボトル缶のカール部にキャップを巻締める加工を説明する缶軸を通る断面図である。 ボトル缶の製造工程のうち、カップを形成して筒体を形成するまでの工程を順に示す右半分については缶軸を通る断面にした正面図である。 ボトル缶の製造工程のうち、小径筒部を形成してカール部を形成するまでの工程を順に示すフローチャートである。 図８の工程順で変遷するボトル缶の口部付近を示し、右半分については缶軸を通る方向の断面にした正面図である。 口広げ部を拡大した缶軸を通る断面図である。 ボトル缶製造装置の側面図である。 図１１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 口広げツールを中間成形体の開口端に対向配置した状態を示す缶軸を通る断面図である。 口広げツールによって中間成形体に口広げ加工を施している状態を示す缶軸を通る方向の断面図である。 ローリングツールを中間成形体の開口端に対向配置した状態を示す缶軸を通る断面図である。 ローリングツールによって中間成形体にローリング加工を施している状態を示す缶軸を通る断面図である。 整形ツールによって中間成形体に整形加工を施している状態を示す缶軸を通る断面図である。 図１７の要部の拡大図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。
容器１は、図４及び図５に示すように、ボトル缶１０と、その開口端部に装着されるキャップ３０とからなる。以下の説明においては、図４に示す向きで上下方向を定めるものとする。
ボトル缶１０は、図１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、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、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の上端部で一旦拡径された拡径部１４、拡径部１４の上端で再度縮径された縮径部１５、縮径部１５の上端に形成されたカール部１６とを有している。ボトル缶１０において、このカール部１６を有する開口端部を口部１７と称す。

カール部１６は、図２及び図３に示すように、缶軸方向に沿う縦断面において、缶軸に対して所定角度で傾斜する縮径部１５の上端で缶軸方向と平行となるように屈曲する内周下側屈曲部２１と、内周下側屈曲部２１から缶軸方向に沿って延びる内周側円筒部２２と、内周側円筒部２２の上端から半径方向外方に向けて広がるように屈曲する内周上側屈曲部２３と、内周上側屈曲部２３の外周縁から缶軸方向の下方に向けて折り返すように凸曲面で湾曲する外周上側折り返し部２５と、外周上側折り返し部２５の外周縁から缶軸方向と平行に下方に延びる外周側円筒部２６と、外周側円筒部２６の下縁から半径方向内方に屈曲する外周下側屈曲部２７と、外周下側屈曲部２７から縮径部１５における缶軸方向の途中位置に向けて縮径しながら延びる内向きテーパ状のカール端部２８とが連続して形成されている。
カール端部２８が縮径部１５の途中位置に向けて延びているので、このカール端部２８の先端（下端）から上方の縮径部１５の上端部１５ａを含めてカール部１６が形成される。

このような形状のカール部１６において、内周上側屈曲部２３の曲率半径に対して、外周上側折り返し部２５の曲率半径が十分に大きく形成されている。例えば、図３に示すように、外面における曲率半径で、内周上側屈曲部２３がＲ１＝０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１．０ｍｍとされる。また、外周上側折り返し部２５は、Ｒ２＝１．５ｍｍ〜３．５ｍｍに形成される。外周上側折り返し部２５の曲率半径Ｒ２が３．５ｍｍより大きいと密封性が低下し、１．５ｍｍより小さいと、カール工程時に割れや、塗料の割れのおそれがある。そして、この内周上側屈曲部２３と外周上側折り返し部２５との接続部付近がカール部１６において最も高い位置に配置される天頂部２４を形成している。

一方、外周下側屈曲部２７の缶軸方向の高さ位置は、内周下側屈曲部２１の缶軸方向の高さ位置よりもわずかに下方に配置されているが、上方位置に配置されてもよい。この場合、外面における曲率半径で、外周下側屈曲部２７がＲ３＝０．５ｍｍ〜１．２ｍｍに形成されている。外周下側屈曲部２７の曲率半径Ｒ３が１．２より大きいとキャップとの嵌合性が悪くなり、０．５より小さいと、カール工程時に割れや塗膜割れのおそれがある。また、この外周下側屈曲部２７の下端から延びるカール端部２８は、ほぼストレートのテーパ状に形成されており、このカール端部２８の外面が缶軸方向と直交する水平面となす角度θ１が０°〜４５°に設定されている。また、カール端部２８の先端は縮径部１５の外面にほぼ当接した状態に設けられており、その当接位置は天頂部２４の缶軸方向のほぼ真下に配置されている。このカール端部２８の長さＬ１は２．０ｍｍ〜４．０ｍｍが好ましい。縮径部１５は缶軸と平行な垂直面とのなす角度θ２は例えば１０°〜２５°、好ましくは１５°〜２５°に設定される。この角度θ２が２５°を超えると縮径回数が増える不都合がある。

また、内周側円筒部２２と外周側円筒部２６とは缶軸を中心とする同心円状に形成されるが、内周上側屈曲部２３の曲率半径Ｒ１が外周上側湾曲部２５の曲率半径Ｒ２より小さく形成されているため、内周側円筒部２２の缶軸方向の高さは外周側円筒部２６の缶軸方向の高さよりも十分に大きく形成されている。

その他の諸寸法について一例を挙げると、ボトル缶１０の板厚は、成形前の元板厚が０．２５０ｍｍ〜０．５００ｍｍであり、カール部１６においては、厚さ０．２００ｍｍ〜０．４００ｍｍである。また、カール部１６の外径Ｄは２５ｍｍ〜４０ｍｍ、半径方向に沿うカール部１６の幅Ｗ（内周側円筒部２２の内周面から外周側円筒部２６の外周面までの距離）は２．０ｍｍ〜４．５ｍｍ、好ましくは３．０ｍｍ〜４．０ｍｍとされる。カール部１６の高さＴ（天頂部２４の上面からカール端部２８の下端までの距離）は３．０ｍｍ〜５．０ｍｍ、好ましくは３．５ｍｍ〜４．５ｍｍとされる。カール部１６の幅Ｗが、４．５ｍｍを超えるとカール工程時に割れのおそれがあり、２．０より小さくなると、所定の外周上側折り返し部２５の形状が得られなくなる。

一方、キャップ３０は、図４及び図５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、スカート部３３の下縁の一部を面方向に延長するように突出するタブ３４と、天面部３１の内面からスカート部３３の上端部内面にかけて形成されたシール材３５とを有しており、天面部３１及びスカート部３３の外側表面に、スカート部３３の下縁におけるタブ３４の両側縁からスカート部３３、屈曲部３２、天面部３１にわたって一対のスコア３６が形成されている。タブ３４は、開封時につまむことにより操作されるリング部３７と、リング部３７とスカート部３３との間を連結する連結部３８とから形成され、連結部３８が所定の幅でスカート部３３の下縁に直交する方向に延びている。リング部３７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３６は、図４及び図５に示す例では、タブ３４の連結部３８とスカート部３３との接続位置の両側縁からスカート部３３を経由してスカート部３３と天面部３１との間の屈曲部３２を乗り越えた後、天面部３１においては、その外周に沿うように円弧状に形成され、天面部３１の半分を超えた位置で再び屈曲部３２を経由してスカート部３３に至る形状に形成されている。スコア３６は、このような形状のものの他にも、天面部３１においては、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３１の途中までしか形成されず、スカート部３３にタブ３４の連結部３８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３５は、例えば合成樹脂によってキャップ３０の内面で成形されたものであり、天面部３１の内面を覆うように形成されている。また、ボトル缶１０の口部１７に被せられたときにカール部１６の内周上側屈曲部２３の内側に入り込む凸条３９が周方向に沿って形成されている。天面部３１においては、スコア３６は、シール材３５の凸条３９よりも半径方向外方位置に設けられる。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。

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７（ａ）に示すように比較的大径で浅いカップ４０を成形した後、このカップ４０に再度の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ加工）を加えて、図７（ｂ）に示すように所定高さの筒体４１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４１の底部は最終のボトル缶１０としての底部形状に成形される。

次いで、図１１及び図１２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４１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、この筒体４１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４２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４２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４２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４２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４２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４２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４２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４２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、及びカール部１６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４２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４２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４２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４２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４２に肩部１２、テーパ筒部１３、拡径部１４、縮径部１５、カール部１６が順次形成されてボトル缶１０が形成される。

次に、このボトル缶製造装置５０を用いてボトル缶１０を製造する方法について工程順に説明する。
アルミニウム合金等の薄板の絞り加工及びしごき加工（ＤＩ成形）により図７（ｂ）に示す状態まで形成した筒体４１の上端部に対して、ツール保持部５３の周方向に並ぶ複数の成形ツール５２を順次使用しながら、この成形ツール５２を缶軸方向に沿って移動してダイネッキング加工を施すことにより、筒体４１の高さ方向の途中位置から上部を縮径して肩部１２を形成し、その肩部１２の上方部分を徐々に縮径してテーパ筒部１３を形成し、そのテーパ筒部１３の上に拡径部１４を形成した後に再度縮径して、上方に向かうにしたがって徐々に縮径する縮径部１５を形成し、その縮径部１５の上方に延びる筒状の小径筒部１８を形成する。図９（ａ）が小径筒部１８を形成した状態である。この肩部１２から小径筒部１８までを形成するための一連の成形ツール５２をネッキング型と称す。

次に、この小径筒部１８に対してカール部１６を形成する。このカール部を形成するための加工は、図８にフローチャート、図９（ａ）〜（ｃ）に加工による口部付近の形状の変遷を順に示したように、口広げ工程と、口広げ工程の後に行うトリミング工程と、カール工程とに分けられ、カール工程はさらにローリング工程と再成形工程とからなる。
そして、このカール部１６を形成するための成形ツールは、図１３及び図１４に示すように、小径筒部１８まで形成した中間成形体４２における小径筒部の開口端部を半径方向外方に向けて屈曲させて口広げ加工を行う口広げツール７０と、図１５及び図１６に示すように、口広げ後の小径筒部１８を折り返しながら丸めるローリングツール７５と、図１７及び図１８に示すように、丸めた後の端部を再成形する再成形ツール８０とを有している。

口広げツール７０は、前述したネッキング型と同様、缶軸方向に沿って移動して中間成形体４２を加工するダイネッキング加工形式のツールであるが、ローリングツール７５及び再成形ツール８０は、いずれも中間成形体４２の周囲を旋回しながら成形する。前述したように、ボトル缶製造装置５０においては中間成形体４２は水平に配置され、図１３〜図１８では、中間成形体４２の缶軸方向を左右方向に配置して示している。

具体的には、口広げツール７０は、図１３及び図１４に示すように全体として筒状に形成されるとともに、その外径は、先端部７１が基端部７２よりも小径に形成されている。この小径の先端部７１は、中間成形体４２の小径筒部１８の内径よりわずかに小さい外径に形成され、小径筒部１８内に緊密に挿入できるようになっている。また、その先端部７１と基端部７２との間の段部が先端部７１から基端部７２に向けて漸次拡径するテーパ部７３に形成されている。また、先端部７１の後端とテーパ部７３の先端との間には凹円弧部７４が形成される。そして、この口広げツール７０の先端部７１を中間成形体４２の小径筒部１８内に挿入しながら、その小径筒部１８の先端をテーパ部７３によって缶軸方向に押圧することにより、図１４に示すように中間成形体４２の小径筒部１８の先端部をテーパ部７３の傾斜に沿って半径方向外方に向けて広げる。この加工により、中間成形体４２の小径筒部１８の先端部に、図１０に示すように、先端方向に向かうにしたがって漸次拡径する口広げ部４５が形成される。この口広げ部４５において、口広げ加工後に残る小径筒部１８ａと口広げ部４５との間に、口広げツール７０の凹円弧部７４によって屈曲部４６が形成される。

口広げ部４５は先端に行くほど直径を増す直線状のテーパー形状が望ましく、缶軸方向に対する角度θ３が、１０°から４５°好ましくは１５°から２０°がよい。４５°を超えると拡径率が大きくなるので、割れのリスクが高まる。また、口広げ部４５の長さＬ２は、カール部１６のカール端部２８の長さＬ１とほぼ等しい。
なお、口広げ部４５は直線状のテーパ形状が望ましいが、必ずしも直線状でなくとも、ボトル缶１の缶軸に向かって凸状に湾曲していてもよい。口広げ部４５を形成することにより、先端部の形状剛性が得られる。また、後工程のカール工程時に、中間成形体４２の先端と金型（拡開用金型）への接触の衝撃を小さく出来る。さらに、カール工程時、先端のカール軌道がより小さな円孤を描くことにより、先端の拡径率を実質的に小さく出来るので、カール時の割れを防止することができる。
この口広げ部４５は、後述のローリング工程及び再成形工程を経て、図１０の二点鎖線で示すようにカール部１６のカール端部２８に加工され、屈曲部４６は外周下側屈曲部２７に加工される。

続いて行われるトリミング工程では、図９（ｂ）に矢印で示すように、口広げ部４５の先端部を缶軸方向と直交する水平方向に切断する。アルミニウム材料の圧延方向とこれに直交する方向、及びこれらに対して４５°の方向でそれぞれ伸びが異なることから、口広げ部４５の先端がわずかに波打っており、その波打ちの部分を除去する程度の位置で切断される。ただし、前述したように図７（ｂ）に示すＤＩ加工の後に筒体４１の先端部がトリミングされており、この図７（ｂ）から図９（ｂ）までの加工で生じる先端の波打ちを除去するものであるので、この図９（ｂ）でのトリミング加工における切断代はわずかな寸法である。

ローリング工程で用いられるローリングツール７５は、ツール保持部５３の回転軸（図示略）の先端に連結された回転体７６と、回転体７６に同軸上に連結され、口広げ加工後の小径筒部１８ａの開口端から小径筒部１８ａの内部に挿入される回転自在な中子７７と、回転体７６に対し中子７７を中心として旋回可能に取り付けられた拡開用金型部７８及び折り返し用金型部７９とを備えている。これら拡開用金型部７８及び折り返し用金型部７９は、それぞれロール状に形成され、回転体７６に所定角度の向きで回転自在に支持されている。また、図示は省略したが、中子７７は、小径筒部１８ａの内周面に接する外周部は中心部に対して回転自在に支持されている。

そして、ローリング工程では、ツール保持部５３が前進移動して中子７７が小径筒部１８ａ内に挿入して小径筒部１８ａを内側から支持し、また回転体７６が回転されると、拡開用金型部７８及び折り返し用金型部７９の双方が小径筒部１８ａの周面を旋回して、拡開用金型部７８が小径筒部１８ａの開口端部を外方に開くと共に、その開いた開口端部が折り返し用金型部７９によって折り返される。このローリングツール７０によって成形された開口端部をロール部１９とする。
このローリング工程においては、事前に口広げ工程で形成した屈曲部４６から口広げ部４５は、その缶軸方向に沿う断面形状が、ほぼ口広げ工程時に形成した形状のまま反転され、ロール部１９の外周側の下端部を形成する。

次に、再成形工程で用いられる再成形ツール８０は、ツール保持部５３の先端に連結された回転体（図示略）に同軸上に連結され、中間成形体４２のロール部１９内に挿入される回転自在な中子８１と、中子８１を中心として旋回可能かつ水平な軸を中心に揺動可能に取り付けられた回転自在なローラ８２と、このローラ８２を揺動させるカム機構（図示略）とを備えている。なお、図１７では、再成形ツール８０のローラ８２がロール部１９に接触する前の状態（上側に示す状態）と、接触して再成形している状態（下側に示す状態）とをそれぞれ表している。
ローラ８２は、その外周部に成形凹部８４が周方向に沿う溝状に形成されており、その成形凹部８４は、図１８に示すように、最深部の円筒面８５、その円筒面８５の上端（図１８では右端）から続く凹湾曲面８６、円筒面８５の下端（図１８の左端）から続く下方（同図の左方）に向けて下り勾配のテーパ面８７を有している。
また、中子８１は、ロール部１９の内側に挿入される支持部８８と、支持部８８の上端（図１８の右端）に連続し、支持部８８がロール部１９の内側に挿入され、ローラ８２で半径内方に押圧されたときに、ロール部１９の内周部を成形する成形部８９とを有している。成形部８９は、その外周面の大部分が缶軸方向に沿う円筒面８９ａに形成され、上端部（図１８の右端部）が凹円弧面８９ｂに形成されている。

そして、再成形工程では、装置本体が前進移動して中子８１の支持部８８がロール部１９内に挿入してロール部１９を内部から支持しつつ、成形部８９をロール部１９の天面近傍に配置し、その状態でローラ８２を半径方向内方に移動して、その成形凹部８４によってロール部１９の外周部を押圧することにより、ロール部１９の内周部を支持部８８の成形部８９により、また、ロール部１９の外周部をローラ８２の成形凹部８４により、それぞれ再成形して、縮径部１５に続く内周下側屈曲部２１、内周側円筒部２２、内周上側屈曲部２３、外周上側折り返し部２５、外周側円筒部２６が形成され、予め形成しておいた屈曲部４６及び口広げ部４５が、外周下側屈曲部２７、カール端部２８となって、これらが連続したカール部１６が形成される。

具体的には、支持部８８の成形部８９とローラ８２の成形凹部８４との間にロール部１９を挟むように押圧して、支持部８８の外周円筒面８９ａにより内周側円筒部２２、凹円弧面８９ｂにより内周上側屈曲部２３を再成形し、ローラ８２の円筒面８５により外周側円筒部２６、凹湾曲面８６により外周上側湾曲部２５を再成形しており、成形凹部８４のテーパ面８７は口広げ部４５が反転した後のカール端部２８を添わせるように再成形する。この再成形は、その前段階のローリング工程までの間にカール部の大部分の形状が概略的に形成されているので、いずれの部分も加工量はわずかであり、ローリング工程時の加工後にスプリングバックによって戻される部分を再成形する程度である。特に、外周下側屈曲部２７及びカール端部２８は、口広げ工程時に形成された屈曲部４６及び口広げ部４５が、前述したようにローリング工程においてほぼその口広げ工程時の形状のまま反転されるが、スプリングバックによって屈曲部３２の曲率半径がわずかに大きくなるので、この再成形工程において、成形凹部８４により押圧して屈曲部３２の曲率半径を小さくするように加工して、外周下側屈曲部２７を形成する。

この再成形工程は、ロール部１９を中子８１の成形部８９とローラ８２の成形凹部８４とで半径方向に挟むように押圧する操作により行うことができ、容易である。特に、成形部８９の円筒状の外周面及び成形凹部８４の円筒面８５によりロール部１９を半径方向に押圧することにより、カール部１６の両円筒部２２，２６を再成形しつつカール部１６の内周上側屈曲部２３や外周上側湾曲部２５の凸曲面を再成形することができる。
また、外周下側屈曲部２７及びカール端部２８については事前に口広げ工程によって大部分の形状を確保しておくことにより、ローリング工程後の形状を安定させるとともに、ローリング工程の後に再成形工程を設けて外周下側屈曲部２７を再成形しているので、スプリングバックを矯正して、前述した諸寸法でカール部１６を精度よく形成することができ、良好な密封性を確保できるカール部１６を形成することができる。
なお、缶軸を通る縦断面おいて、カール端部２８は直線状でもよいし、カール部１６の内側に向かって凸状の曲線、或いは凹状の曲線であってもよい。

一方、このボトル缶１０にキャップ３０を装着する装置は、図６に鎖線で示したように、ボトル缶１０の口部１７に被せたキャップ３０の天面部３１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１６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１６の最大径よりも小さく形成される。
そして、ボトル缶１０のカール部１６にキャップ３０を被せた後、プレッシャーブロック９５によって天面部３１を上方から缶軸方向に押圧してシール材３５を圧縮した状態で、爪９６をスカート部３３の高さ方向の途中位置からスカート部３３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１６の外周面、つまり外周側円筒部２６、外周下側屈曲部２７、カール端部２８に倣わせるようにキャップ３０のスカート部３３を変形させつつ、スカート部３３の下端部をカール部１６のカール端部２８に引っ掛けるように巻き込む。

このキャップ３０の装着状態において、キャップ３０の下端部は、カール部１６の外周下側屈曲部２７からカール端部２８に引っ掛けられた状態であるので、カール部１６の特に天頂部２４から外周上側折り返し部２５の凸曲面にかけてシール材３５が強固に密着し、ボトル缶１０の内部を確実に密封する。
また、カール部１６の天頂部２４のほぼ真下でカール端部２８の先端が縮径部１５に当接しているので、プレッシャーブロック９５からの缶軸方向の荷重を縮径部１５を介してボトル缶１０の胴部１１で強固に支持することができる。カール端部２８の先端が縮径部１５に当接した状態でなくても、これらの間の隙間がわずかであり、プレッシャーブロック９５からの缶軸方向の荷重が作用したときに当接する程度に近接していればよい。

また、キャップ３０の装着時に爪９６がキャップ３０のスカート部３３を押圧しながら下降することから、スカート部３３には引っ張り力が作用し、その引っ張り力が天面部３１のスコア３６に作用すると、スコア３６が天面部３１の外周に沿う円弧状に形成されていることから、引っ張り力がスコア３６の延在方向と直交する方向、つまりスコア３６を広げる方向に作用することになる。このような現象に対して、この容器においては、スコア３６が天頂部２４の真上に配置されていることから、爪９６による引っ張り力が天頂部２４の外周縁で支えられ、天頂部２４の上方にまで到達することが抑制される。したがって、スコア３６が破断することが防止される。
なお、カール部１６の外周部に外周側円筒部２６が形成されており、この外周側円筒部２６は缶軸方向に延びたストレートの筒状面に形成されるため、キャップ３０を巻締める際にカール部１６とキャップ３０との径方向の位置決めを精密に行うことができ、カール部１６の天頂部２４の真上にキャップ３０のスコア３６を正確に位置決めすることができる。

一方、キャップ３０を開封する際は、タブ３４を起こして、そのままスカート部３３のスコア３６を破断し、屈曲部３２を乗り越えた後、タブ３４を引き上げながら天面部３１のスコア３６を破断する。この天面部３１のスコア３６を破断すると、このスコア３６が天面部３１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３６の間の天面部３１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１６上に残された状態となる。次いで、そのままタブ３４を引き上げれば、両円弧状部がカール部１６から離脱して、キャップ３０全体がカール部１６から外される。この一連の開封操作において、天面部３１のスコア３６を破断した後に左右に残る円弧状部が大きいと、その後のタブ３４の引き上げ操作によって円弧状部をカール部１６から離脱するのに大きな力が必要となるが、スコア３６がカール部１６の天頂部２４の真上に配置されていたことから、カール部１６上に残る円弧状部の幅も小さく、したがって、その後の円弧状部の離脱も容易であり、開封性に優れている。

なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、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、再成形工程において、中子８１の成形部８９を外周円筒面と凹円弧面とにより形成したが、必ずしも凹円弧面がなくとも、ロール部１９の内周部を外周円筒面のみで再成形するようにしてもよい。
また、ボトル缶として、予め有底円筒状の筒体４１を形成して、その開口端部を成形したが、筒体は必ずしも底部を有していないものも含むものとし、カール部を成形した後に、その胴部に、別に形成した底部を巻き締めるようにしてもよい。

１ 容器
１０ ボトル缶
１１ 胴部
１２ 肩部
１３ テーパ筒部
１４ 拡径部
１５ 縮径部
１５ａ 上端部
１６ カール部
１７ 口部
１８ 小径筒部
１８ａ 小径筒部
１９ ロール部
２１ 内周下側屈曲部
２２ 内周側円筒部
２３ 内周上側屈曲部
２４ 天頂部
２５ 外周上側折り返し部
２６ 外周側円筒部
２７ 外周下側屈曲部
２８ カール端部
３０ キャップ
３１ 天面部
３２ 屈曲部
３３ スカート部
３４ タブ
３５ シール材
３６ スコア
３７ リング部
３８ 連結部
３９ 凸条
４０ カップ
４１ 筒体
４２ 中間成形体
４５ 口広げ部
４６ 屈曲部
５０ ボトル缶製造装置
５１ ワーク保持部
５２ 成形ツール
５３ ツール保持部
５４ 駆動部
５５，６２ 支持軸
５６，６３ 円盤
５７ 保持装置
５８ 供給部
５９ 供給側スターホイール
６０ 排出側スターホイール
６１ 排出部
７０ 口広げツール
７１ 先端部
７２ 基端部
７３ テーパ部
７４ 凹円弧部
７５ ローリングツール
７６ 回転体
７７ 中子
７８ 拡開用金型部
７９ 折り返し用金型部
８０ 再成形ツール
８１ 回転体
８２ 中子
８４ 成形凹部
８５ 円筒面
８６ 凹湾曲面
８７ テーパ面
８８ 支持部
８９ 成形部
８９ａ 外周円筒面
８９ｂ 凹円弧面
９５ プレッシャーブロック
９６ 爪

Claims (3)

1. 口部の外周部に、先端部を半径方向外側に折り返してカール部を形成するとともに、前記カール部は、折り返された状態の上端外周部に形成された外周上側折り返し部と、該外周上側折り返し部から延びる下端部で半径方向内方に屈曲する外周下側屈曲部と、該外周下側屈曲部から前記口部の外周面に向けて延びるカール端部とを有するボトル缶の製造方法であって、筒状の胴部の上部に該胴部より小径の小径筒部を形成する小径筒部成形工程と、前記小径筒部の先端部を半径方向外方に向けて屈曲させ、その屈曲部から先端方向に向かうにしたがって漸次拡径するテーパ形状の口広げ部を形成する口広げ工程と、該口広げ工程の後に前記小径筒部を折り返して前記カール部を形成するカール工程とを有し、前記カール工程では、前記屈曲部から前記口広げ部が前記口広げ工程で形成した形状で反転され、前記屈曲部を前記外周下側屈曲部に形成し、前記口広げ部を前記カール端部に形成することを特徴とするボトル缶の製造方法。
2. 前記カール工程は、前記小径筒部を折り返すローリング工程と、該ローリング工程後に前記口広げ工程で形成された前記屈曲部の曲率半径を小さくするように成形することにより、前記外周下側屈曲部を形成するとともに、該外周下側屈曲部に連続する前記カール端部を形成する再成形工程とを有することを特徴とする請求項１記載のボトル缶の製造方法。
3. 前記口広げ工程と前記カール工程との間に、前記口広げ部の先端部をトリミングして高さを揃えるトリミング工程を有することを特徴とする請求項１又は２記載のボトル缶の製造方法。

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