(57)【要約】【課題】容器中心軸に対して胴部の傾斜角度が大きい容器であっても、確実にカール成形を行うことのできるテーパ付き容器のカール成形方法およびカール成形装置を提供すること。【解決手段】容器中心軸線に対してテーパ状に傾斜した胴部１ａと、前記胴部１ｂの下部に設けられる底部３１とを有する容器１の上側と下側との少なくともいずれか一方の開口端１ｂにカール成形金型３を当接させてカール成形するテーパ付き容器のカール成形方法およびカール成形装置であって、前記カール成形金型３を前記容器１の胴部のテーパ方向に沿うように押し込むことでカール成形することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器中心軸線に対してテーパ状に傾斜した胴部と、前記胴部の下部に設けられる底部とを有する容器の上側と下側との少なくともいずれか一方の開口端にカール成形金型を当接させてカール成形するテーパ付き容器のカール成形方法において、
前記カール成形金型を前記容器の胴部のテーパ方向に沿うように押し込んで前記開口端に前記胴部のテーパ方向に向けた荷重を掛けることにより前記開口端をカール成形することを特徴とするテーパ付き容器のカール成形方法。
【請求項２】
前記容器の開口端に沿って周方向に隙間が形成されるように分割された複数の金型部材によって前記カール成形金型を構成し、それらの金型部材を前記開口端に対して押し込むのに従って前記金型部材同士を前記容器の円周方向に離隔もしくは接近させつつ前記容器の半径方向に移動させることにより前記胴部のテーパ方向に向けた荷重を掛け、かつ前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることを特徴とする請求項１に記載のテーパ付き容器のカール成形方法。
【請求項３】
前記複数の金型部材のそれぞれを、前記胴部を形成しているテーパ面の母線の方向に対して垂直な軸線を中心に回転するロール部材によって構成し、前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることに伴って各ロール部材を自転させることを特徴とする請求項２に記載のテーパ付き容器のカール成形方法。
【請求項４】
容器中心軸線に対してテーパ状に傾斜した胴部と、前記胴部の下部に設けられる底部とを有する容器の上側と下側との少なくともいずれか一方の開口端にカール成形金型を当接させてカール成形するテーパ付き容器のカール成形装置において、
前記カール成形金型は、成形するべきカールの外形形状に倣った凹曲面を備え、その凹曲面を前記容器の胴部のテーパ方向に沿って前後動させるスライダーに前記カール成形金型が保持されていることを特徴とするテーパ付き容器のカール成形装置。
【請求項５】
前記カール成形金型は、前記容器の開口端に沿って周方向に隙間が形成されるように分割されかつ先端部に前記凹曲面がそれぞれ形成された複数の金型部材を備え、
前記スライダーは、各金型部材毎に設けられ、
前記複数の金型部材およびそれらの金型部材を保持している各スライダー部材が前記カール成形金型の中心軸を中心として周方向に回転可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載のテーパ付き容器のカール成形装置。
【請求項６】
前記複数の金型部材のそれぞれは、前記胴部を形成しているテーパ面の母線の方向に対して垂直な軸線を中心に回転可能に保持されかつ前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることに伴って自転するロール部材によって構成されていることを特徴とする請求項５に記載のテーパ付き容器のカール成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テーパ付き容器を構成する胴部における上端側や下端側の開口端にカーリングを施すカール成形方法およびカール成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙製のカップ状容器において、容器の開口縁や下側の端縁を丸めてカール成形したものが使用されている。このような容器における上側の開口端のカール成形方法として、特許文献１には、シート状ブランクをほぼ筒状に加工し底板と組合せて接着剤で接着することにより筒状容器を形成し、この筒状容器の開口縁をカール処理するカール処理方法において、筒状容器の開口縁をカール処理する環状溝を有するカール用金型をカール処理に先行して予熱しておき、この予熱したカール用金型の環状溝を前記筒状容器の開口縁に押圧する筒状容器のカール処理方法およびカール処理装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９６４０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されているようなカール処理方法およびカール処理装置では、容器の胴部の傾斜角度にかかわらず容器軸線方向（垂直方向）にカール用金型を押し下げているので、容器中心軸線に対して胴部の傾斜角度が大きい場合には、カール用金型を押し下げた際の容器の半径方向におけるカール用金型の位置とカーリング作用を受けている開口端の半径方向での位置との差、すなわちカール成形前の容器開口縁の上端の外径とカール成形後の容器開口縁の上端の外径との差が大きくなる。そのため、カール成形初期段階でのカール用金型に対する容器の開口端部の当接位置と、カール成形終了段階でのカール用金型に対する容器の開口端部の当接位置とのズレが大きくなってしまい、これが原因となってカール成形不良が生じたり、カール用金型による容器開口端部への垂直方向荷重により容器胴部に座屈が生じたりする虞がある。
【０００５】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、容器中心軸線に対して胴部の傾斜角度が大きい容器であっても、その胴部の上端縁や下端縁を確実にカール成形することができるテーパ付き容器のカール成形方法およびカール成形装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、容器中心軸線に対してテーパ状に傾斜した胴部と、前記胴部の下部に設けられる底部とを有する容器の上側と下側との少なくともいずれか一方の開口端にカール成形金型を当接させてカール成形するテーパ付き容器のカール成形方法において、前記カール成形金型を前記容器の胴部のテーパ方向に沿うように押し込んで前記開口端に前記胴部のテーパ方向に向けた荷重を掛けることにより前記開口端をカール成形することを特徴としている。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記容器の開口端に沿って周方向に隙間が形成されるように分割された複数の金型部材によって前記カール成形金型を構成し、それらの金型部材を前記開口端に対して押し込むのに従って前記金型部材同士を前記容器の円周方向に離隔もしくは接近させつつ前記容器の半径方向に移動させることにより前記胴部のテーパ方向に向けた荷重を掛け、かつ前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることを特徴としている。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記複数の金型部材のそれぞれを、前記胴部を形成しているテーパ面の母線の方向に対して垂直な軸線を中心に回転するロール部材によって構成し、前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることに伴って各ロール部材を自転させることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明は、容器中心軸線に対してテーパ状に傾斜した胴部と、前記胴部の下部に設けられる底部とを有する容器の上側と下側との少なくともいずれか一方の開口端にカール成形金型を当接させてカール成形するテーパ付き容器のカール成形装置において、前記カール成形金型は、成形するべきカールの外形形状に倣った凹曲面を備え、その凹曲面が前記容器の胴部のテーパ方向に沿って前後動させるスライダーに前記カール成形金型が保持されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記カール成形金型は、前記容器の開口端に沿って周方向に隙間が形成されるように分割されかつ先端部に前記凹曲面がそれぞれ形成された複数の金型部材を備え、前記スライダーは、各金型部材毎に設けられ、前記複数の金型部材およびそれらの金型部材を保持している各スライダー部材が前記カール成形金型の中心軸を中心として周方向に回転可能に構成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記複数の金型部材のそれぞれは、前記胴部を形成しているテーパ面の母線の方向に対して垂直な軸線を中心に回転可能に保持されかつ前記金型部材を前記開口端の円周方向に回転させることに伴って自転するロール部材によって構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１および請求項４の発明によれば、カール成形金型を容器の胴部のテーパ方向に沿うように押し込むことにより、容器中心軸線に対して胴部の傾斜角度が大きい容器をカール成形する場合であっても、容器の開口端の外径に合わせてカール成形金型の成形部分の外径を小さくし、あるいは大きくすることができるため、容器の上下いずれかの開口端とカール成形金型との当接位置を一定に保つことができると共に、カール成形金型の押し込みにより容器の上下いずれかの開口端に加えられる荷重が胴部のテーパ方向に沿って負荷されるため、カール成形金型の押し込み時の荷重により容器胴部に座屈が生じることを回避または抑制することができる。
【００１３】
請求項２および請求項５の発明によれば、カール成形金型が、容器の上下いずれかの開口端に沿って周方向に隙間が形成されるように分割されており、分割された各金型部材が、カール成形金型の中心軸線方向及び半径方向に移動可能に構成されているから、カール成形する開口端に対して、胴部のテーパ方向に荷重を掛けることができ、またカール成形金型の中心軸を中心として周方向に回転可能に構成されていることにより、分割された各金型部材により容器の上下いずれかの開口端の複数の箇所を同時にカール成形できるため、容器の上下いずれかの開口端を全周で均一にカール成形することができる。
【００１４】
請求項３および請求項６の発明によれば、カール成形金型が、自転可能なロール部材となっており、ロール部材は、カール成形金型の中心軸線方向及び半径方向に移動可能に構成されると共に、カール成形金型の中心軸を中心として周方向に回転可能に構成されていることにより、容器の上下いずれかの開口端とロール部材とが当接した際に、ロール部材は容器の上下いずれかの開口端との間の摩擦力により回転させられる（または自転する）ため、両者の間の摩擦は主として転がり摩擦となり、通常の滑り摩擦に比べて摩擦力が大幅に小さくなる結果、ロール部材と容器の上下いずれかの開口端との間の摩擦力を大幅に低減することができる。その結果、容器の上下いずれかの開口端とカール成形金型とが過度に擦れてカール部の表面品位を低下させることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】（ａ），（ｂ）は、本発明の第１実施例のテーパ付き容器のカール成形方法およびカール成形装置を具体的に示す概略図である。
【図２】この発明の第１実施例のカール成形装置を具体的に示す概略断面図である。
【図３】図２におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、第２実施例のカール成形方法およびカール成形装置を具体的に示す概略構成図である。
【図５】この発明の第２実施例のカール成形装置を具体的に示す概略断面図である。
【図６】図５におけるＥ−Ｅ断面図である。
【図７】下部開口端をカール成形する本発明に係る装置の例を示す概略断面図であって、カール成形開始直前の状態を示す図である。
【図８】下部開口端をカール成形する本発明に係る装置の例を示す概略断面図であって、カール成形がほぼ終了した状態を示す図である。
【図９】下部開口端をカール成形する本発明に係る装置の他の例を示す概略断面図であって、カール成形開始直前の状態を示す図である。
【図１０】下部開口端をカール成形する本発明に係る装置の他の例を示す概略断面図であって、カール成形がほぼ終了した状態を示す図である。
【図１１】容器胴部に嵌合させられた底板における脚部をホットエアノズルによって加熱する状態を説明するための図である。
【図１２】カール成形された箇所を圧着している状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明を実施するための形態について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１実施例のテーパ付き容器のカール成形方法およびカール成形装置を具体的に示す概略図である。本発明で対象とするテーパ付き容器１は、紙基材の両面に合成樹脂製被膜を積層したシート状ブランクの直線状の側端部を重ね合わせて円筒状に加工し、下部の外径に比べて上部の外径が大きくなるようなテーパ状に筒状胴部を形成し、筒状胴部の下端側の開口部に底板を接着したものである。具体的な容器胴部１ａのテーパ形状における母線角度は、容器１の中心軸に対して５°〜４５°の範囲で傾斜したものが使用でき、特に傾斜角度が比較的大きい１０°〜４５°の範囲で傾斜したものが好適に使用できる。図１ないし図５に示す例は、このような胴部がテーパ状の容器１の上端側の開口端１ｂを外側に折り返し丸めてカール部を成形する方法および装置である。
【００１７】
そのカール成形装置２は、テーパ付き容器の上部開口端１ｂを折り返し、カール部の上面側を成形するカール成形金型３と、カール成形金型３により折り返された上部開口端１ｂを更に折り返してカール部の下面側を成形する下部成形金型４とを有している。
【００１８】
そして、本発明のカール成形方法およびカール成形装置の第１の実施例では、カール成形金型３は、容器１の上部開口端１ｂの上方（あるいは先端側）にカール成形金型３の中心軸線Ａと容器１の中心軸とが一致するように配置される。カール成形金型３は、容器１の上部開口端１ｂに沿って周方向に隙間が形成されるように４〜１２個の範囲で分割されており、分割された各金型部材が、カール成形金型３の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されている。さらにカール成形金型３の中心軸線Ａを中心として周方向に回転（公転）可能に構成されている。分割された各金型部材の下面側には、容器１の上部開口端１ｂの形状に対応するように配置され、容器１の上部開口端１ｂと当接させてカール成形するための縦断面Ｕ字状の成形溝部５が形成されている。この成形溝部５は、中心軸線Ａに対する容器胴部１ａを形成している円錐面の母線の傾斜角度（母線角度）よりも大きく傾斜した内周壁６と、中心軸線Ａとほぼ平行に延在する外周壁７と、内周壁６と外周壁７とを接続する縦断面円弧状の湾曲面８とを有している。この湾曲面８が本発明における凹曲面に相当している。なお、本実施例では、中心軸線Ａ（容器１の中心軸）に対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）が１１°に設定されているのに対して、中心軸線Ａに対する成形溝部５の内周壁６の傾斜角度は、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも１〜１５°の角度範囲で大きく設定されている。
【００１９】
また、下部成形金型４は、容器１の上部開口端１ｂの下方かつ容器胴部１ａの外方に、容器の外周を全周的に囲むように環状に配置され、カール成形金型３の成形溝部５と対向するように、上面にカール部の成形面となる縦断面円弧状の湾曲面９が形成され、内周側の側壁面４ａは、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）に沿うような傾斜面に形成されている。
【００２０】
図２および図２のＥ−Ｅ断面図である図３に示すように第１実施例のカール成形方法およびカール成形装置では、カール成形金型３が周方向に均等に分割されており、その分割された金型部材３Ａが、カール成形金型３の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されている。すなわち、各金型部材３Ａは、カール成形を施すべき開口端の曲率とほぼ等しい曲率の円弧状をなし、それぞれの先端部（容器１側の端部）に前記成形溝部５が形成されている。これらの各金型部材３Ａは、容器１に向けて前後動するスライダー１０の先端部に取り付けられている。したがって、スライダー１０は各金型部材３Ａ毎に設けられている。
【００２１】
そして、各スライダー１０は、外周面がテーパ状に形成されたロータ１１の外周面にガイド部材１２を介して取り付けられている。このロータ１１のテーパ角度は、カール成形を施すべき容器１を構成している胴部１ａのテーパ角度と同じ角度、もしくは近似した角度になっている。またガイド部材１２はロータ１１の外周面における母線に沿って取り付けられており、したがってガイド部材１２はロータ１１のテーパ角度に沿ってスライダー１０を案内するように構成されている。そして、ロータ１１の中心軸線は、カール成形金型３の中心軸線Ａと一致するように構成されており、また、ロータ１１の中心軸線と前記容器１の中心軸とが一致するようにロータ１１と容器１との相対位置が決められており、ロータ１１はその中心軸線Ａを中心に回転するように構成されている。
【００２２】
そのため、カール成形金型３の中心軸線Ａと容器１の中心軸とを位置合わせした状態で、カール成形金型３を周方向に回転させながら、容器胴部１ａのテーパ方向に沿うように、分割された金型部材を中心軸線Ａ方向下方かつ半径方向内方（斜め下方）に向かって押し込むことにより、複数の分割された金型を同時に容器１の上部開口端１ｂに当接させてカール成形するようになっている。カール成形装置のロータ１１の内部に容器１の内部に向けて前後動（上下動）するシャフト１３が設けられており、その先端に保持部材１４が取り付けられている。そして、この保持部材１４はカール成形時に容器１の内部に挿入され、容器内面に接触し、容器１の回転を防止する押さえとして機能する。
【００２３】
詳細には、図１に示すように、初めに容器１の上部開口端１ｂがカール成形金型３の成形溝部５の内周壁６に当接し、そこから更にカール成形金型３を斜め下方に下降させることで、上部開口端１ｂがカール成形金型３の成形溝部５の内周壁６から湾曲面８を経て外周壁７へと接触しつつ折り返されるように変形させられる。
【００２４】
次に、折り返された上部開口端１ｂが、下部成形金型４の上面に形成された湾曲面９の外周部から内周部に沿うように当接することで、上部開口端１ｂが容器半径方向内方かつ上方に折り曲げられ、最終的には、カール成形金型３と下部成形金型４とによって上部開口端１ｂが挟み込まれるようにしてカール成形が行われる。
【００２５】
次に図４（ａ）、（ｂ）に示す本発明のカール成形方法およびカール成形装置の第２の実施例を説明すると、第２の実施例では、カール成形金型１５は、容器１の上部開口端１ｂの上方にカール成形金型１５の中心軸線Ａと容器１の中心軸とが一致するように配置されている。カール成形金型１５は、自転可能な円板状の各金型部材１５Ａを、カール成形金型１５の中心軸線Ａから同一半径上でかつ上部開口端１ｂに沿うように周方向に間隔をおいて４〜１２個の範囲で複数個有している。なお、これらの各金型部材１５Ａの自転中心は、前述した容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に対して垂直な軸線である。各金型部材１５Ａは、カール成形金型１５の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されており、さらにカール成形金型１５の中心軸線Ａを中心として周方向に回転（公転）可能に構成されている。各金型部材１５Ａの周縁部には、容器１の上部開口端１ｂと当接させてカール成形するための縦断面Ｕ字状の成形溝部１６が形成されており、この成形溝部１６は、第１実施例と同様に、中心軸線Ａに対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも大きく傾斜した内周壁１７と、中心軸線Ａとほぼ平行に延在する外周壁１８と、内周壁１７と外周壁１８とを接続する縦断面円弧状の湾曲面１９とを有している。
【００２６】
なお、本実施例では、中心軸線Ａ（容器１の中心軸）に対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）が１１°に設定されているのに対して、中心軸線Ａに対する成形溝部１６の内周壁１７の傾斜角度は、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも１〜１５°の角度範囲で大きく設定されている。また、各金型部材１５Ａの自転軸Ｂは容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に対して直交するように設定されている。
【００２７】
また、下部成形金型２０は、カール成形金型１５と同様に、自転可能な円板状の下部ロール部材２０ａを、カール成形金型１５の中心軸線Ａからほぼ同一半径上で容器１の上部開口端１ｂの下方かつ容器胴部１ａの外方にカール成形金型１５の各金型部材１５Ａと対向するように間隔をおいて４〜１２個の範囲で複数個有している。下部成形金型２０の中心軸線は、カール成形金型１５の中心軸線Ａと一致するように構成されており、下部ロール部材２０ａは、カール成形金型１５の中心軸線Ａを中心としてカール成形金型１５と同期して周方向に回転（公転）可能に構成されている。円板状の下部ロール部材２０ａは、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）に沿うように傾斜して配置されており、下部ロール部材２０ａの自転軸Ｃは容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に対して直交するように設定されている。下部ロール部材２０ａの周縁部には、カール部の成形面となる縦断面円弧状の湾曲面２１が形成され、下部ロール部材２０ａの円板状壁面は容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向と平行に延在するように形成されている。
【００２８】
なお、下部成形金型２０は、上記のような形状に限定されず、第１実施例と同様な構造でも良い。
【００２９】
第２の実施例におけるカール成形装置においても、前述した第１の実施例におけるカール成形金型３と同様に、カール成形金型１５は、複数に分割され、かつ分割されたそれぞれが前述した容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に前後動（上下動）するように構成されている。
【００３０】
図５および図５のＥ−Ｅ断面図である図６に示すように、第２実施例のカール成形方法およびカール成形装置では、カール成形金型１５が分割されており、その分割された各金型部材１５Ａが、カール成形金型１５の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されている。すなわち、各金型部材１５Ａは、カール成形を施すべき開口端の曲率とほぼ等しい曲率の円弧状をなし、それぞれの先端部（容器１側の端部）に前記成形溝部１６が形成されている。これらの各金型部材１５Ａは、容器１に向けて前後動するスライダー１０の先端部に取り付けられている。したがって、スライダー１０は各金型部材１５Ａ毎に設けられている。
【００３１】
そして、各スライダー１０は、外周面がテーパ状に形成されたロータ１１の外周面にガイド部材１２を介して取り付けられている。このロータ１１のテーパ角度は、カール成形を施すべき容器１を構成している胴部１ａのテーパ角度と同じ角度、もしくは近似した角度になっている。またガイド部材１２はロータ１１の外周面における母線に沿って取り付けられており、したがってガイド部材１２はロータ１１のテーパ角度に沿ってスライダー１０を案内するように構成されている。そして、ロータ１１の中心軸線は、カール成形金型１５の中心軸線Ａと一致するように構成されており、また、ロータ１１の中心軸線と前記容器１の中心軸とが一致するようにロータ１１と容器１との相対位置が決められており、ロータ１１はその中心軸線Ａを中心に回転するように構成されている。
【００３２】
そのため、カール成形金型１５の中心軸線Ａと容器の中心軸とを位置合わせした状態で、各金型部材１５Ａを周方向に回転させながら、容器胴部１ａのテーパ方向に沿うように、各金型部材１５Ａをカール成形金型１５（容器１）の中心軸線Ａ方向下方かつ半径方向内方（斜め下方）に向かって押し込むことにより、カール成形金型１５を容器１の上部開口端１ｂに当接させてカール成形している。
【００３３】
詳細には、図４に示すように、初めに容器１の上部開口端１ｂが各金型部材１５Ａの成形溝部１６の内周壁１７に当接し、そこから更にカール成形金型１５を斜め下方に下降させることで、上部開口端１ｂが各金型部材１５Ａの成形溝部１６の内周壁１７から湾曲面１９を経て外周壁１８へと当接しつつ折り返されるように変形させられる。なお、この時、各金型部材１５Ａは、容器１の上部開口端１ｂとの摩擦力により、各金型部材１５Ａの自転軸Ｂを中心に自転している。次いで、折り返された上部開口端１ｂが、下部成形金型２０の下部ロール部材２０ａに形成された湾曲面２１の外周部２２から内周部２３に沿うように当接させられることで、上部開口端１ｂが容器半径方向内方かつ上方に折り曲げられ、最終的には、金型部材１５Ａと下部ロール部材２０ａとによって上部開口端部１ｂが挟み込まれるようにしてカール成形が行われる。
【００３４】
なお、第１実施例と第２実施例では、容器胴部１ａのテーパ形状が上部から下部に至るにつれて外径が小さくなるような容器に対してカール成形を施す方法について詳述したが、本発明は、容器胴部１ａの開口部付近が上部開口端１ｂから下方に至るにつれて外径が大きくなるように設定されたテーパ付き胴部を有する容器１に対してカール成形を施す場合においても適用可能なものであり、この場合は、分割された金型部材やロール部材をカール成形金型３，１５（容器１）の中心軸線Ａ方向下方かつ半径方向外方に移動させることにより、カール成形金型３，１５を容器１の上部開口端１ｂに当接させてカール成形することができる。
【００３５】
また、第１実施例と第２実施例では、容器１の上部開口端１ｂを外側に折り返し丸めてカール部を成形しているが、本発明は、上部開口端１ｂをカール成形金型３，１５の成形溝部５，１６の外周壁７，１８から湾曲面８，１９を経て内周面６，１７へと接触させつつ内側に折り返し丸めてカール部を成形する場合においても適用可能なものであり、さらに、容器１の容器胴部１ａの上端側の開口端１ｂをカール成形する場合だけでなく、容器１の容器胴部１ａの下端側の端部をカール成形する場合においても適用可能なものである。
【００３６】
容器胴部１ａの下部開口端１ｃをカール成形する方法および装置の例を以下に説明する。図７は、底板３１が取り付けられた容器胴部１ａの下部開口端１ｃをカール成形する例を示しており、その底板３１は容器胴部１ａの底部側の内径とほぼ同じ外径の底壁部３１ａと、その底壁部３１ａの外周部を下方へ折り曲げて筒状に形成された脚部３１ｂとを備えており、その脚部３１ｂを下側に向けた状態で、上部開口端１ｂ側から容器胴部１ａの内部に挿入され、容器胴部１ａの内周面と脚部３１ｂの外周面とが接合されている。脚部３１ｂの容器胴部１ａに対する接着は、その素材であるシート状ブランクにラミネートされている合成樹脂被膜を熱融着させることにより行ってもよく、あるいは接着剤によって行ってもよい。また、底板３１は、その脚部３１ｂの下端が、容器胴部１ａにおける下部開口端１ｃから脚部３１ｂの高さ程度、上側に位置するように容器胴部１ａの底部側に接合されている。したがって、容器胴部１ａの下端部は、底板３１の脚部３１ｂより下側に延びている。
【００３７】
その下部開口端１ｃをカール成形する下端カール成形金型３２が設けられており、この下端カール成形金型３２は、前述した上部開口端１ｂをカール成形するためのカール成形金型３を上下反転させた構成と同様に構成されている。すなわち、これらの下端成形金型３２は、容器１の下部開口端１ｃに沿って周方向に隙間が形成されるように４〜１２個の範囲で分割されており、分割された各金型部材が、下端カール成形金型３２の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されている。さらに下端カール成形金型３２の中心軸線Ａを中心として周方向に回転（公転）可能に構成されている。分割された各金型部材の上面側には、容器１の下部開口端１ｃの形状に対応するように配置され、容器１の下部開口端１ｃに当接させてカール成形するための縦断面Ｕ字状の成形溝部３３が形成されている。この成形溝部３３は、中心軸線Ａに対する容器胴部１ａを形成している円錐面の母線の傾斜角度（母線角度）よりも大きく傾斜した外周壁３４と、中心軸線Ａとほぼ平行に延在する内周壁３５と、外周壁３４と内周壁３５とを接続する縦断面円弧状の湾曲面３６とを有している。この湾曲面３６が本発明における凹曲面に相当している。なお、本実施例では、中心軸線Ａ（容器１の中心軸）に対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）が１１°に設定されているのに対して、中心軸線Ａに対する成形溝部３３の外周壁３４の傾斜角度は、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも１〜１５°の角度範囲で大きく設定されている。なお、下端カール成形金型３２は、容器１の下部開口端１ｃを内周側に湾曲させた後に、底板３１の脚部３１ｂを挟み込むように二つ折りするためのものであるから、前述した上部開口端１ｂをカール成形するためのカール成形金型３における下部成形金型４に対応する金型は下端カール成形金型３２には設けられていない。
【００３８】
下端カール成形金型３２はその互いに分割された金型部材が、容器胴部１ａを構成しているテーパ面の母線角度に沿って容器胴部１ａ側に移動することにより、その下部開口端１ｃをカール成形するように構成され、そのように金型部材を移動させる機構は、特には図示しないが、前述した図２に示す構成に準じた構成とされている。すなわち、各金型部材は、それぞれに対応して設けられ、かつ、容器１に向けて前後動するスライダーの先端部に取り付けられている。それらの各スライダーは、外周面がテーパ状に形成されて、容器１もしくはこれを嵌合させているマンドレルと同一軸線上に配置されたロータの外周面にガイド部材を介して取り付けられている。このロータのテーパ角度は、カール成形を施すべき容器１を構成している胴部１ａのテーパ角度と同じ角度、もしくは近似した角度になっている。またガイド部材はロータの外周面における母線に沿って取り付けられており、したがってガイド部材はロータのテーパ角度に沿ってスライダーを案内するように構成されている。そして、ロータの中心軸線は、下端カール成形金型３２の中心軸線と一致するように構成されており、また、ロータの中心軸線と前記容器の中心軸とが一致するようにロータと容器との相対位置が決められており、ロータはその中心軸線を中心に回転するように構成されている。
【００３９】
そのため、下端カール成形金型３２の中心軸線と容器の中心軸とを位置合わせした状態で、下端カール成形金型３２を周方向に回転させながら、容器胴部１ａのテーパ方向に沿うように、分割された金型部材を中心軸線方向上方かつ半径方向外方（斜め上方）に向かって押し込むことにより、複数の分割された金型部材を同時に容器１の下部開口端１ｃに当接させてカール成形するようになっている。なお、下部開口端１ｃのカール成形を行っている間、容器１をマンドレルに嵌合させている状態で、容器胴部１ａの外面をクランパーにより押さえることにより、容器１の回転を防止する押さえとして機能させている。
【００４０】
図７は、下端カール成形金型３２を容器１の下部開口端１ｃに接触するまで容器１に接近もしくは上昇させた状態を示しており、また図８はその下端カール成形金型３２を更に前進もしくは上昇させて下部開口端１ｃ側に押し込んだ状態を示しており、その過程で、先ず、下部開口端１ｃが下端カール成形金型３２における成形溝部３３の外周壁３４に当接する。その状態から下端カール成形金型３２を更に前進もしくは上昇させることにより、下部開口端１ｃが下端カール成形金型３２における成形溝部３３の外周壁３４から湾曲面３６を経て内周壁３５に接触位置を変えつつ折り返されるように変形させられる。その結果、底板３１における脚部３１ｂが下部開口端１ｃに挟み込まれるようにしてカール成形が行われる。
【００４１】
本発明において容器１の下部開口端１ｃをカール成形する装置および方法は、前述した上部開口端１ｂをカール成形する場合と同様に、ローラを使用したものとすることができる。その例を図９および図１０に示してある。これらの図に示す下端カール成形金型４０は、容器１の下部開口端１ｃの下方に下端カール成形金型４０の中心軸線Ａと容器１の中心軸とが一致するように配置されている。下端カール成形金型４０は、自転可能な円板状の各金型部材４０Ａを、下端カール成形金型４０の中心軸線Ａから同一半径上でかつ下部開口端１ｃに沿うように周方向に間隔をおいて４〜１２個の範囲で複数個有している。なお、これらの各金型部材４０Ａの自転中心は、前述した容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に対して垂直な軸線である。各金型部材４０Ａは、下端カール成形金型４０の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されており、さらに下端カール成形金型４０の中心軸線Ａを中心として周方向に回転（公転）可能に構成されている。各金型部材４０Ａの周縁部には、容器１の下部開口端１ｃと当接させてカール成形するための縦断面Ｕ字状の成形溝部４１が形成されており、この成形溝部４１は、図７および図８に示す例と同様に、中心軸線Ａに対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも大きく傾斜した外周壁４２と、中心軸線Ａとほぼ平行に延在する内周壁４３と、外周壁４２と内周壁４３とを接続する縦断面円弧状の湾曲面４４とを有している。
【００４２】
なお、本実施例では、中心軸線Ａ（容器１の中心軸）に対する容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）が１１°に設定されているのに対して、中心軸線Ａに対する成形溝部４１における外周壁４２の傾斜角度は、容器胴部１ａの傾斜角度（テーパ母線角度）よりも１〜１５°の角度範囲で大きく設定されている。また、各金型部材４０Ａの自転軸Ｂは容器胴部１ａを形成している円錐面における母線の傾斜方向に対して直交するように設定されている。なお、下端カール成形金型４０を上記のようにローラ構造とした場合であっても、これは底板３１の脚部３１ｂを挟み込むように二つ折りするためのものであるから、前述した上部開口端１ｂをカール成形するためのカール成形金型１５における下部成形金型２０に対応する金型は下端カール成形金型４０には設けられていない。
【００４３】
下端カール成形金型４０はその互いに分割された金型部材４０Ａが、容器胴部１ａを構成しているテーパ面の母線角度に沿って容器胴部１ａ側に移動することにより、その下部開口端１ｃをカール成形するように構成され、そのように金型部材４０Ａを移動させる機構は、特には図示しないが、前述した図５に示す構成に準じた構成とされている。すなわち、互いに分割された各金型部材４０Ａは、下端カール成形金型４０の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されている。これらの各金型部材４０Ａは、カール成形を施すべき開口端の曲率とほぼ等しい曲率の円弧状をなし、それぞれの先端部（容器１側の端部）に前記成形溝部４１が形成されている。これらの各金型部材４０Ａは、容器１に向けて前後動するスライダーの先端部に取り付けられている。したがって、スライダーは各金型部材４０Ａ毎に設けられている。
【００４４】
そして、各スライダーは、外周面がテーパ状に形成されたロータの外周面にガイド部材を介して取り付けられている。このロータのテーパ角度は、カール成形を施すべき容器１を構成している胴部１ａのテーパ角度と同じ角度、もしくは近似した角度になっている。またガイド部材はロータの外周面における母線に沿って取り付けられており、したがってガイド部材はロータのテーパ角度に沿ってスライダーを案内するように構成されている。そして、ロータの中心軸線は、カール成形金型４０の中心軸線Ａと一致するように構成されており、また、ロータの中心軸線と前記容器１の中心軸とが一致するようにロータと容器１との相対位置が決められており、ロータはその中心軸線Ａを中心に回転するように構成されている。
【００４５】
そのため、カール成形金型４０の中心軸線Ａと容器の中心軸とを位置合わせした状態で、各金型部材４０Ａを周方向に回転させながら、容器胴部１ａのテーパ方向に沿うように、各金型部材４０Ａをカール成形金型４０（容器１）の中心軸線Ａ方向上方かつ半径方向外方（斜め上方）に向かって押し込むことにより、カール成形金型４０を容器１の下部開口端１ｃに当接させてカール成形するようになっている。
【００４６】
図９は、下端カール成形金型４０を容器１の下部開口端１ｃに接触するまで容器１に接近もしくは上昇させた状態を示しており、また図１０はその下端カール成形金型４０を更に前進もしくは上昇されて下部開口端１ｃ側に押し込んだ状態を示しており、その過程で先ず、容器１の下部開口端１ｃが各金型部材４０Ａにおける成形溝部４１の外周壁４２に当接し、そこから更にカール成形金型４０を斜め上方に上昇させると、下部開口端１ｃが各金型部材４０Ａの成形溝部４１における外周壁４２から湾曲面４４を経て内周壁４３に接触位置を変えつつ折り返されるように変形させられる。なお、この時、各金型部材４０Ａは、容器１の下部開口端１ｃとの摩擦力により、各金型部材４０Ａの自転軸Ｂを中心に自転している。その結果、底板３１における脚部３１ｂが下部開口端１ｃに挟み込まれるようにしてカール成形が行われる。
【００４７】
なおここで、前述した底板３１を容器胴部１ａに接着する工程を簡単に説明すると、それぞれの素材の表面にラミネートされている合成樹脂フィルムを接着剤として機能させるために、底板３１における脚部３１ｂを加熱する。図１１はその工程を説明するためのものであって底板３１を下端側の部分に嵌合させた容器胴部１ａをマンドレル５０で保持し、その底部側からホットエアノズル５１が挿入される。そのホットエアノズル５１は、容器胴部１ａの下端開口径より小さい径の円盤状の部材があって、その外周面に多数のエア噴出口が形成され、ここから所定の温度に加熱されたエアが噴射されるように構成されている。そのホットエアノズル５１は容器胴部１ａに嵌合させられた前記脚部３１ｂの内周側に挿入され、その状態でホットエアを噴射することにより、前記脚部３１ｂやその周辺部分が加熱昇温される。
【００４８】
ついで、前述した図７および図８に示すようにして、もしくは図９および図１０に示すようにして下部開口端１ｃがカール成形され、加熱昇温された脚部３１ｂが、折り返された下部開口端１ｃによって挟み込まれる。
【００４９】
このカール成形部分の内周側に円形状金型すなわち圧着ローラ５２を挿入し、図１２に示すように、その圧着ローラ５２を容器１に対して偏芯させることにより、カール成形された箇所に押し付け、その状態で圧着ローラ５２をカール成形された箇所の内周面に沿って転がすように回転させることにより、カール成形された箇所の全周を圧着する。すなわち、カール成形された箇所を完全に二つ折りし、底板３１における脚部３１ｂをカール成形した下部開口端１ｃによって挟み込んで固定する。
【００５０】
このような本発明のカール成形方法およびカール成形装置によれば、カール成形金型３，１５もしくは下端カール成形金型３２，４０を容器１の容器胴部１ａのテーパ方向に沿うように押し込むので、容器１の中心軸に対して胴部の傾斜角度が大きい容器をカール成形する場合であっても、容器１の上部開口端１ｂあるいは下部開口端１ｃの外径に合わせてカール成形金型３，１５もしくは下端カール成形金型３２，４０の成形部分の外径を小さくあるいは大きくすることができる。そのため、容器１の上部開口端１ｂとカール成形金型３，１５との接触位置、あるいは下部開口端１ｃと下端カール成形金型３２，４０との接触位置を一定に保つことができると共に、カール成形金型３，１５もしくは下端カール成形金型３２，４０の押し込みにより上部開口端１ｂあるいは下部開口端１ｃに加えられる荷重が胴部１ｂのテーパ方向に沿って負荷されるため、カール成形金型３，１５もしくは下端カール成形金型３２，４０の押し込み時の荷重により容器胴部１ａに座屈が生じることを抑制することができる。
【００５１】
また、第１実施例のカール成形方法およびカール成形装置によれば、カール成形金型３が、容器１の上部開口端１ｂに沿って周方向に隙間が形成されるように分割されており、分割された各金型部材３Ａが、カール成形金型３の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されると共に、カール成形金型３の中心軸線Ａを中心として周方向に回転可能に構成されていることにより、分割された各金型部材３Ａにより上部開口端１ｂの複数の箇所を同時にカール成形できるため、上部開口端１ｂを全周で均一にカール成形することができる。このような作用・効果は、図７および図８に示す下部開口端１ｃをカール成形する例においても同様に得ることができる。
【００５２】
さらに、第２実施例のカール成形方法およびカール成形装置によれば、カール成形金型１５が、自転可能な各金型部材１５Ａとなっており、各金型部材１５Ａは、カール成形金型１５の中心軸線Ａ方向及び半径方向に移動可能に構成されると共に、カール成形金型１５の中心軸線Ａを中心として周方向に回転可能に構成されていることにより、上部開口端１ｂと各金型部材１５Ａとが当接した際に、各金型部材１５Ａは上部開口端１ｂとの間の摩擦力により回転させられる（または自転する）ため、各金型部材１５Ａと上部開口端１ｂとの間の摩擦は主として転がり摩擦となり、両者の摩擦力は通常の滑り摩擦の場合よりも大幅に低減される。その結果、上部開口端１ｂとカール成形金型１５とが過度に擦れてカール部の表面品位を低下させることを防止することができる。このような作用・効果は、図７および図８に示す下部開口端１ｃをカール成形する例においても同様に得ることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１…容器、  １ａ…容器胴部、  １ｂ…上部開口端、  １ｃ…下部開口端、  ２…カール成形装置、  ３，１５…カール成形金型、  ４，２０…下部成形金型、  ４ａ…側壁面、  ５，１６，３３，４１…成形溝部、  ６，１６，３５，４３…内周壁、  ７，１８，３４，４２…外周壁、  ８，９，１９，３６，４４…湾曲面、  １０…スライダー、  １１…ロータ、  １２…ガイド部材、，３２，４０…下端カール成形金型、  Ａ…中心軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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