(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する方法であって、
環状のプレカール用成形溝を有するプレカール用金型を上記容器の中心軸線に沿って上記容器に近づけることにより、上記プレカール用成形溝を上記開口縁部に押し当て、上記開口縁部を外側に折り返して折返し部を成形するプレカール工程と、
上記容器側に配置され環状の第１成形溝を有する仕上げカール用第１金型に、環状の第２成形溝を有する仕上げカール用第２金型を、上記中心軸線に沿って近づけることにより、上記第１成形溝と第２成形溝が協働して上記折返し部を内側に巻き込み、上記カール部を成形する仕上げカール工程を備え、
上記プレカール用成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域と、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記プレカール用成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜しており、
上記プレカール工程において、上記プレカール用成形溝の上記突出領域を上記開口縁部の一部に最初に押し当て、この開口縁部の一部から上記折り返しを開始し、上記開口縁部における折り返し開始位置が上記突出領域から上記傾斜領域を経て上記後退領域へと移ることを特徴とする紙製容器のカール部成形方法。
【請求項２】
上記第１成形溝と上記第２成形溝の底面の各々は、全周にわたって上記容器の中心軸線方向の位置が一定であり、
上記仕上げカール工程では、上記第２成形溝を、上記折返し部において上記後退領域により成形された部位に、最初に押し当てることを特徴とする請求項１に記載の紙製容器のカール部成形方法。
【請求項３】
紙製の容器側に配置された環状の第１成形溝を有する第１金型に、環状の第２成形溝を有する第２金型を、上記容器の中心軸線に沿って近づけることにより、上記第２成形溝を上記容器の開口縁部に押し当てて外側へ折り返し、さらにこの折返し部を上記第１成形溝と上記第２成形溝の協働により内側へ巻き込むことにより、カール部を成形する方法において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域と、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記第２成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜しており、
上記第２金型が上記第１金型に近づく過程において、上記第２成形溝の上記突出領域を上記開口縁部の一部に最初に押し当て、この開口縁部の一部から上記開口縁部の外側への折り返しを開始し、上記開口縁部における折り返し開始位置が上記突出領域から上記傾斜領域を経て上記後退領域へと移ることを特徴とする紙製容器のカール部成形方法。
【請求項４】
円形をなす紙製の容器側に配置され円環状の第１成形溝を有する第１金型に、円環状の第２成形溝を有する第２金型を、回転させながら上記容器の中心軸線に沿って近づけることにより、上記第２成形溝で上記容器の開口縁部を外側へ折り返し、さらにこの折返し部を上記第１成形溝と上記第２成形溝が協働して内側に巻き込むことにより、カール部を成形する方法において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有し、
上記第２金型が回転しながら上記第１金型に近づく過程で、上記第２成形溝の上記突出領域を最初に上記開口縁部の一部に押し当て、この開口縁部の一部から上記開口縁部の外側への折り返しを開始し、この突出領域が上記開口縁部を押しながら周方向移動するのに伴って上記開口縁部を全周にわたって折り返すことを特徴とする紙製容器のカール部成形方法。
【請求項５】
紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する装置であって、
上記容器を保持するレシーバと、
上記レシーバに設けられ環状の第１成形溝を有する仕上げカール用第１金型と、
環状のプレカール用成形溝を有し、上記容器の中心軸線に沿って上記容器に近づくことにより、上記プレカール用成形溝を上記開口縁部に押し当てて上記開口縁部を外側に折り返して折返し部を成形するプレカール用金型と、
環状の第２成形溝を有し、上記中心軸線に沿って上記仕上げカール用第１金型に近づくことにより、上記第１成形溝と上記第２成形溝の協働により、上記折返し部を内側に巻き込んで上記カール部を成形する仕上げカール用第２金型と、
を備え、
上記プレカール用成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域と、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記プレカール用成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜していることを特徴とする紙製容器のカール部成形装置。
【請求項６】
上記プレカール用成形溝の上記突出領域はその両側に位置する傾斜領域の交差により形成され、これら突出領域とその両側の傾斜領域における上記プレカール用成形溝の底面は、上記中心軸線と直交する方向から見た時に山形をなしていることを特徴とする請求項５に記載の紙製容器のカール部成形装置。
【請求項７】
上記プレカール用成形溝と上記第１成形溝と上記第２成形溝は、上記容器の胴部形状に対応して非円形をなし、上記プレカール用成形溝の突出領域は、上記プレカール用成形溝において曲率半径が最も大きい部位に位置し、上記後退領域は曲率半径が最も小さい部位に位置していることを特徴とする請求項６に記載の紙製容器のカール部成形装置。
【請求項８】
上記容器は直交する２つの基準線について線対称をなし、
上記プレカール用成形溝の上記突出領域および後退領域はそれぞれ複数形成され、これら突出領域の形成位置と後退領域の形成位置が上記２つの基準線について線対称をなしていることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の紙製容器のカール部成形装置。
【請求項９】
上記第１成形溝および上記第２成形溝の底面の各々は、その底面の上記中心軸線方向の位置が全周にわたって一定であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の紙製容器のカール部成形装置。
【請求項１０】
紙製の容器を保持するレシーバと、上記レシーバに設けられ環状の第１成形溝を有する第１金型と、環状の第２成形溝を有する第２金型とを備え、
上記第２金型が上記容器の中心軸線に沿って上記第１金型に近づく過程で、上記第１成形溝と第２成形溝の協働により、開口縁部を内側に巻き込んでカール部を成形する装置において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域と、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記第２成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜している
ことを特徴とする紙製容器のカール部成形装置。
【請求項１１】
円形をなす紙製の容器を保持するレシーバと、上記レシーバに設けられ円環状の第１成形溝を有する第１金型と、円環状の第２成形溝を有する第２金型とを備え、
上記第２金型を回転させながら上記容器の中心軸線に沿って上記第１金型に近づける過程で、上記第１成形溝と第２成形溝の協働により、開口縁部を内側に巻き込んでカール部を成形する装置において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有していることを特徴とする紙製容器のカール部成形装置。
【請求項１２】
上記第２成形溝の底面の突出領域は、周方向に等間隔をなして複数形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の紙製容器のカール部成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙製の容器は、強度向上等のため、その開口縁部がカール部になっている。特許文献１には、この開口縁部にカール部を成形するための成形方法が開示されている。この成形方法では、プレカール工程と仕上げカール工程を実行する。
【０００３】
上記プレカール工程では、環状のプレカール用成形溝を有するプレカール用金型を用いる。このプレカール用金型を容器の中心軸線に沿って容器に近づけることにより、プレカール用成形溝を容器の開口縁部に押し当て、上記開口縁部を外側に折り返して折返し部を成形する。
【０００４】
上記仕上げカール工程では、容器側に配置され環状の第１成形溝を有する仕上げ用第１金型と、環状の第２成形溝を有する仕上げ用第２金型を用いる。第２金型を第１金型に近づけることにより、上記第１成形溝と第２成形溝が協働して上記折返し部を内側に巻き込みカール部を成形する。
【０００５】
上記プレカール用金型の上記プレカール用成形溝は、仕上げ用第１、第２金型の第１、第２成形溝と同様に、全周にわたって均一な断面形状、深さを有しており、その底面の容器の中心軸線方向の位置は全周にわたって一定である。
【０００６】
特許文献２及び３は、特許文献１と異なるタイプのカール部成形方法を開示する。これら文献のカール部成形方法では、カール部成形前の中間形状の容器の開口縁部の高さが周方向に異なっている。具体的には、開口縁部の曲率半径の大きな部分が高くなっている。これにより、金型の成形溝が開口縁部の全周に同時に当たることが回避され、結果として加工負荷の低減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３０４２３号公報
【特許文献２】実開昭５７−１３１４１０号公報
【特許文献３】特許第４５８０５００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、上記プレカール工程において、プレカール用成形溝が容器の開口縁部の全周に同時に当たり、全周にわたって同時に折り返し成形が開始されるため、容器に大きな加工負荷がかかり、胴部に座屈が生じることがある。
特許文献２，３では、容器に大きな加工負荷が加わるのを回避する工夫がなされているが、次の欠点がある。すなわち、一般的な容器の胴部は、開口縁部に向かって広がるようなテーパ形状をなしており、特許文献２，３に示すように胴部から延長して延びる開口縁部の一部を高くした場合、この開口縁部の先端縁が径方向に張り出す。そのため、金型の成形溝は、この径方向に張り出した先端縁を受け入れるために、幅を必要以上に広げることを余儀なくされ、良好なカール部成形を行えない。また、開口縁部の一部のカール代が必要以上に広くなるため、カール部にうねりが生じたり、カール太さが不均一になってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する方法であって、
環状のプレカール用成形溝を有するプレカール用金型を上記容器の中心軸線に沿って上記容器に近づけることにより、上記プレカール用成形溝を上記開口縁部に押し当て、上記開口縁部を外側に折り返して折返し部を成形するプレカール工程と、
上記容器側に配置され環状の第１成形溝を有する仕上げカール用第１金型に、環状の第２成形溝を有する仕上げカール用第２金型を、上記中心軸線に沿って近づけることにより、上記第１成形溝と第２成形溝が協働して上記折返し部を内側に巻き込み、上記カール部を成形する仕上げカール工程を備え、
上記プレカール用成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有し、上記プレカール工程において、上記プレカール用成形溝の上記突出領域を上記開口縁部の一部に最初に押し当て、この開口縁部の一部から上記折り返しを開始することを特徴とする。
上記方法によれば、開口縁部の一部から折返し部の成形を開始するので、少ない加工負荷でプレカール工程を開始することができ、容器の胴部の座屈を防止することができる。
【００１０】
好ましくは、上記第１成形溝と上記第２成形溝の底面の各々は、全周にわたって上記容器の中心軸線方向の位置が一定であり、上記仕上げカール工程では、上記第２成形溝を、上記折返し部において上記後退領域により成形された部位に、最初に押し当てる。
上記方法によれば、仕上げカール工程でも最初に折り返し部の一部に荷重が加わるので、加工負荷を軽減できる。また、第１及び第２成形溝の底面の位置がそれぞれ一定であるので、仕上げカール工程によって、開口縁部の全周にわたってカール部太さを均一にすることができる。
【００１１】
好ましくは、上記プレカール用成形溝は、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記プレカール用成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜しており、上記プレカール工程において、上記開口縁部における折り返し開始位置が上記突出領域から上記傾斜領域を経て上記後退領域へと移る。
上記方法によれば、プレカール用成形溝の突出領域から始まる開口縁部の折り返しの開始位置が、傾斜領域を経て徐々に後退領域に移るので、加工負荷の変動を抑制することができ、安定したプレカール成形を行える。
【００１２】
本発明はプレカール工程を省略してカール部を成形する方法にも提供できる。すなわち、紙製の容器側に配置された環状の第１成形溝を有する第１金型に、環状の第２成形溝を有する第２金型を、上記容器の中心軸線に沿って近づけることにより、上記第２成形溝を上記容器の開口縁部に押し当てて外側へ折り返し、さらにこの折返し部を上記第１成形溝と上記第２成形溝の協働により内側へ巻き込むことにより、カール部を成形する方法において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有し、
上記第１金型が上記第２金型に近づく過程において、上記第２成形溝の上記突出領域を上記開口縁部の一部に最初に押し当て、この開口縁部の一部から上記開口縁部の外側への折り返しを開始することを特徴とする。
【００１３】
円形をなす紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する方法にも適用できる。すなわち、容器側に配置され円環状の第１成形溝を有する第１金型に、円環状の第２成形溝を有する第２金型を、回転させながら上記容器の中心軸線に沿って近づけることにより、上記第２成形溝で上記容器の開口縁部を外側へ折り返し、さらにこの折返し部を上記第１成形溝と上記第２成形溝が協働して内側に巻き込むことにより、上記カール部を成形する方法において、
上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器に向かって最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有し、
上記第２金型が回転しながら上記第１金型に近づく過程で、上記第２成形溝の上記突出領域を最初に上記開口縁部の一部に押し当て、この開口縁部の一部から上記開口縁部の外側への折り返しを開始し、この突出領域が上記開口縁部を押しながら周方向移動するのに伴って上記開口縁部を全周にわたって折り返すことを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の態様は、紙製の容器の開口縁部にカール部を成形する装置であって、
上記容器を保持するレシーバと、上記レシーバに設けられ環状の第１成形溝を有する仕上げカール用第１金型と、環状のプレカール用成形溝を有し、上記容器の中心軸線に沿って上記容器に近づくことにより、上記プレカール用成形溝を上記開口縁部に押し当てて上記開口縁部を外側に折り返して折返し部を成形するプレカール用金型と、環状の第２成形溝を有し、上記中心軸線に沿って上記仕上げカール用第１金型に近づくことにより、上記第１成形溝と上記第２成形溝の協働により、上記折返し部を内側に巻き込んで上記カール部を成形する仕上げカール用第２金型と、を備え、
上記プレカール用成形溝は、その底面の上記中心軸線方向の位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有していることを特徴とする。
【００１５】
好ましくは、上記プレカール用成形溝は、上記突出領域と上記後退領域を連ねる傾斜領域を有し、この傾斜領域では、上記プレカール用成形溝の底面が上記中心軸線と直交する平面に対して傾斜している。
【００１６】
好ましくは、上記プレカール用成形溝の上記突出領域はその両側に位置する傾斜領域の交差により形成され、これら突出領域とその両側の傾斜領域における上記プレカール用成形溝の底面は、上記中心軸線と直交する方向から見た時に山形をなしている。
この構成によれば、突出領域が狭く局所的に開口縁部の一部折り返しを開始できるので、プレカール工程の初期の加工負荷をより一層軽減できる。
【００１７】
好ましくは、上記プレカール用成形溝と上記第１成形溝と上記第２成形溝は、上記容器の胴部形状に対応して非円形をなし、上記プレカール用成形溝の突出領域は、上記プレカール用成形溝において曲率半径が最も大きい部位に位置し、上記後退領域は曲率半径が最も小さい部位に位置している。
上記構成によれば、胴部のうち曲率半径が最も大きく座屈し易い部位において、加工負荷を確実に軽減することができる。
【００１８】
好ましくは、上記容器は直交する２つの基準線について線対称をなし、上記プレカール用成形溝の上記突出領域および後退領域はそれぞれ複数形成され、これら突出領域の形成位置と後退領域の形成位置が上記２つの基準線について線対称をなしている。
上記構成によれば、容器にバランス良く加工負荷をかけることができ、円滑にプレカール工程を実行できる。
【００１９】
好ましくは、上記第１成形溝および上記第２成形溝の底面の各々は、その底面の上記中心軸線方向の位置が全周にわたって一定である。
【００２０】
プレカール工程を実行しないカール部成形装置では、下記のようにして本発明が適用される。
紙製の容器を保持するレシーバと、上記レシーバに設けられ環状の第１成形溝を有する第１金型と、環状の第２成形溝を有する第２金型とを備え、上記第２金型が上記容器の中心軸線に沿って上記第１金型に近づく過程で、上記第１成形溝と第２成形溝の協働により、開口縁部を内側に巻き込んでカール部を成形する装置において、上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有していることを特徴とする。
【００２１】
円形をなす紙製の容器のための回転式のカール部成形装置では、下記のようにして本発明が適用される。
容器を保持するレシーバと、上記レシーバに設けられ円環状の第１成形溝を有する第１金型と、円環状の第２成形溝を有する第２金型とを備え、上記第２金型を回転させながら上記容器の中心軸線に沿って上記第１金型に近づける過程で、上記第１成形溝と第２成形溝の協働により、開口縁部を内側に巻き込んでカール部を成形する装置において、上記第２金型の第２成形溝は、その底面の上記中心軸線方向位置が周方向にわたって変化しており、その底面が上記容器側に最も突出した突出領域と、その底面が上記容器から最も後退した後退領域を有していることを特徴とする。
【００２２】
上記回転式のカール部成形装置において、好ましくは、上記第２成形溝の底面の突出領域は、周方向に等間隔をなして複数形成されている。
この構成によれば、バランス良く安定してカール部を成形できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、カール部成形前の容器の開口縁部の形状を変更せずに、カール部成形工程での容器への加工負荷を軽減でき、容器の胴部に座屈が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態をなす方法、装置によりカール部を成形された最終形状の紙製容器を示す斜視図であり、（Ｂ）はカール部成形前の中間形状の紙製容器の斜視図である。
【図２】同第１実施形態のカール部成形装置の概略図である。
【図３】同第１実施形態で最初に実行される折り曲げ工程を示す断面図である。
【図４】図３の折り曲げ用金型の底面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、同第１実施形態で実行されるプレカール工程を順を追って示す断面図である。
【図６】同第１実施形態で用いられるプレカール用金型の底面図である。
【図７】上記プレカール用金型のプレカール用成形溝の深さの相違を説明する要部拡大図である。
【図８】（Ａ）は上記プレカール用成形溝の突出領域におけるプレカール工程初期の容器開口縁部の状態を示し、（Ｂ）はプレカール用成形溝の後退領域における同時期の開口縁部の状態を示す。
【図９】（Ａ）はプレカール用成形溝の突出領域におけるプレカール工程終了時の容器開口縁部の状態を示し、（Ｂ）はプレカール用成形溝の後退領域における同時期の開口縁部の状態を示す。
【図１０】（Ａ）、（Ｂ）は、同第１実施形態で実行される仕上げカール工程を、順を追って示す断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態でのプレカール工程を示す概略図である。
【図１２】本発明の第３実施形態のカール部成形方法を示す概略図である。
【図１３】本発明の第４実施形態のカール部成形方法により作られた容器の斜視図である。
【図１４】同第４実施形態のカール部成形方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第１実施形態を、図１〜図１０を参照しながら説明する。
図１（Ａ）は、最終形状の紙製容器１を示す。この容器１は、胴部２と、底部３と、開口縁部としてのカール部４Ｃとを有している。容器１は平面視で非円形であり、本実施形態では楕円をなしており、長軸と短軸の２つの直交する基準線について線対称をなしている。カール部４Ｃは底部３より大きく、胴部２は底部３からカール部４Ｃに向かって徐々に広がるようなテーパをなしている。
【００２６】
図１（Ｂ）は、上記カール部４Ｃを成形する前の中間形状の容器１’を示す。この容器１’では、カール代として提供される開口縁部４Ａが胴部２に連続するとともに胴部２と等しいテーパをなして上方に延びている。換言すれば、開口縁部４Ａは胴部２の延長方向に延びている。この開口縁部４Ａの先端縁は全周にわたって同一高さにある。すなわち、容器１’の中心軸線Ｌ（図３参照）方向の位置が全周にわたって一定である。
【００２７】
まず、中間形状の容器１’の製造工程を簡単に説明する。
原紙に樹脂をラミネートしたシートを扇形に打ち抜くことにより、胴紙を得る。同様のシートを打ち抜いて楕円形に形成された底紙を得る。
上記胴紙をマンドレルに巻き、その両端部を溶着することにより、テーパをなす楕円形の筒にする。この筒の端縁部に上記底紙の周縁部を溶着し固定することにより、上記容器１’を得る。
【００２８】
上記中間形状の容器１’の開口縁部４Ａを、図２のカール部成形装置を用いて成形することにより、最終形状の容器１を得る。
上記カール部成形装置は、回転台１０を備えており、この回転台１０の外周には周方向に等間隔をなして複数例えば８個のレシーバ２０（図２では省略し、図３にのみ示す）が周方向に等間隔をなして取り付けられており、各レシーバ２０には、仕上げカール用の第１金型３０が別体または一体をなして設けられている。
【００２９】
上記回転台１０の間欠回転により、上記レシーバ２０、第１金型３０が装填位置Ｐ１、ルブリケーション位置Ｐ２、折り曲げ位置Ｐ３、プレカール位置Ｐ４、仕上げカール位置Ｐ５、搬出位置Ｐ６の順に所定時間停止するようになっている。
【００３０】
上記装填位置Ｐ１で上記中間形状の容器１’がレシーバ２０に装填され、ルブリケーション位置Ｐ２で開口縁部４Ａに潤滑剤が塗布され、折り曲げ位置Ｐ３で折り曲げ用金型４０により開口縁部４Ａの先端縁が外側に折り曲げられ、プレカール位置Ｐ４でプレカール用金型５０により開口縁部４Ａが折り返され、さらに仕上げカール位置Ｐ５で仕上げカール用の第２金型６０と上記第１金型３０により、折返し部が内側に巻き込まれて上記カール部４Ｃが成形される。最後に搬出位置Ｐ６で最終形状の容器１が搬出される。
【００３１】
以下、詳細に説明する。
図３に示すようにレシーバ２０は、上記容器１’の胴部２の形状に合致した支持穴２１を有しており、上記装填位置Ｐ１で容器１’が支持穴２１に装填された後、排出位置Ｐ６に至るまで、容器１’を保持し続ける。この装填状態において、容器１’の中心軸線Ｌは、回転台１０の回転中心を通っている。
【００３２】
上記レシーバ２０に固定された第１金型３０は、仕上げカール位置Ｐ５でのみ容器１’の成形に係るものであり、容器１’の胴部２が収容される楕円形状の収容穴３１を有しており、この収容穴３１を囲むようにして楕円形状の環状の成形溝３２（第１成形溝）を有している。
【００３３】
上記成形溝３２は、その横断面形状がＵ字形をなし、その断面形状および深さは全周にわたって一定であり、その底面の高さ、すなわち第１金型３０の中心軸線（容器１’の中心軸線Ｌ）方向の位置は、全周にわたって一定である。
【００３４】
上記装填状態の容器１’の開口縁部４Ａは、上記第１金型３０から中心軸線Ｌ方向に突出している。開口縁部４Ａの突出量は全周にわたって一定である。
【００３５】
図３に示すように、折り曲げ用金型４０は、折り曲げ位置Ｐ３にある容器１’と、中心軸線Ｌ上において対峙している。図３、図４に示すように、この金型４０は、円盤形状のホルダ４１と、このホルダ４１に固定され周方向に間隔をおいて配置された多数のヘッド４２とを有している。各ヘッド４２は下方に突出する成形部４２ａを有しており、径方向外方向に湾曲しながら進むように配置されている。全てのヘッド４２は、中心軸線Ｌ方向から見ると渦巻を描くように配置されている。
【００３６】
上記金型４０を、図２に概略的に示す駆動部４９により、中心軸線Ｌに沿って容器１’に近づけるとともに回転させる。すると、ヘッド４２の成形部４２ａが容器１’の開口縁部４Ａの先端縁４ａに当たり、この先端縁４ａを径方向外側に向かって僅かに折れ曲げる。この折り曲げ成形は、後述のプレカール工程での開口縁部４の折り返しを容易にするためである。
【００３７】
次に、図５〜図９を参照しながら、プレカール用金型５０とプレカール工程について説明する。図５（Ａ）に示すように、プレカール用金型５０は、プレカール位置Ｐ４にある容器１’と中心軸線Ｌ上において対峙しており、挿入凸部５１とこの挿入凸部５１の根元を囲む環状の成形溝５２（プレカール用成形溝）を有している。挿入凸部５１は横断面が楕円形をなし、その外面がテーパをなしている。
【００３８】
上記成形溝５２は、容器１’の開口縁部４Ａに対応して楕円形をなし、その断面形状がＵ字形状をなしている。成形溝５２の断面形状および深さは周方向にわたって変化し、その底面の高さ、すなわち中心軸線Ｌ方向の位置が周方向にわたって変化している。以下、詳述する。
【００３９】
上記成形溝５２は、図６に示す楕円形状の短軸Ａ１上に位置する２点が最も浅く、その底面は容器１’に向かって最も突出している。以下、この２点を突出領域５２ｘと言う。成形溝５２は、上記楕円の長軸Ａ２上に位置する２点を中心とする領域が最も深く、その底面は容器１’から最も後退している。以下、この部位を後退領域５２ｙと言う。理解を容易にするため図７において、突出領域５２ｘの底面と後退領域５２ｙの底面の、中心軸線Ｌ方向位置の差を符号Ｈで示す。
【００４０】
上記後退領域５２ｙにおいて、成形溝５２は周方向に所定長さにわたって（所定角度範囲にわたって）一定の深さを有しており、その底面は容器１’の中心軸線Ｌ方向の位置が一定である。
【００４１】
上記成形溝５２は、上記突出領域５２ｘと上記後退領域５２ｙを連ねる傾斜領域５２ｚを有している。この傾斜領域５２ｚでは成形溝５２が後退領域５２ｙに向かって深くなり、その底面が徐々に後退するように傾斜している（中心軸線Ｌと直交する平面に対して傾斜している）。本実施形態では、隣接する対をなす傾斜領域５２ｚが交差する点に上記突出領域５２ｘが局所的に形成される。その結果、図５に破線で示すように、突出領域５２ｘと対をなす傾斜領域５２ｚの底面は、容器１’の中心軸線Ｌと直交する方向から見たときに山形をなしている。
【００４２】
上記説明から明らかなように、上記成形溝５２の突出領域５２ｘは上記楕円形状における曲率半径が最も大きい部位に位置し、後退領域５２ｙの中心は曲率半径が最も小さい部位に位置している。
上記成形溝５２の楕円は、上記短軸Ａ１、長軸Ａ２（２つの基準線）について線対称をなし、２つの突出領域５２ｘ、２つの後退領域５２ｙ、４つの傾斜領域５２の形成位置もそれぞれ短軸Ａ１、長軸Ａ２について線対称をなしている。
【００４３】
図５（Ａ）に示すように、上記金型５０を駆動部５９（図２に概略的に示す）により、中心軸線Ｌに沿って金型３０および容器１’に近づけると、その挿入凸部５１が容器１’に入り込み、やがて、図５（Ｂ）に示すように成形溝５２が容器１’の開口縁部４Ａに当たり、この開口縁部４Ａを外側に折返して折返し部４Ｂを成形する。
【００４４】
上記プレカール工程（折返し部成形工程）において、図８（Ａ）に示すように、上記プレカール用成形溝５２の突出領域５２ｘが上記開口縁部４Ａの一部に最初に当たり、この開口縁部４Ａの一部から上記折り返し成形が開始される。この時、図８（Ｂ）に示すようにプレカール用成形溝５２の後退領域５２ｙでは開口縁部４Ａの折り返し成形は始まっていない。
【００４５】
その後、開口縁部４Ａの折り返し開始位置が突出領域５２ｘの両側の傾斜領域５２ｚに移り、さらに後退領域５２ｙに移る。このように、折り返し成形が開口縁部４Ａの全周にわたって同時に開始されず、周方向に沿って折り返し開始位置が移るため、加工負荷が小さくて済み、胴部２での座屈の発生を防止することができる。
【００４６】
特に本実施形態では、曲率半径が最大で胴部２の座屈が最も生じやすい２点から局所的に折り返し成形が開始されるため、胴部２の座屈を確実に防止できる。最後に開口縁部４Ａにおいて曲率半径が小さい領域では、プレカール用成形溝５２の後退領域５２ｙによって略同時に折り返し成形が開始されるが、この領域に対応する胴部２では、曲率半径が小さく圧縮荷重に対する強度が比較的高いので、座屈は生じない。
【００４７】
上記プレカール工程において、突出領域５２ｘ、後退領域５２ｙ、傾斜領域５２ｚが短軸Ａ１，長軸Ａ２について線対称をなしているので、バランス良く安定した折り返し成形を行うことができる。
【００４８】
上記成形溝５２は、容器１’に応じて適宜設計変更できる。例えば容器１’の強度が低い場合には、後退領域５２ｙを突出領域５２ｘと同様に狭くし（例えばほぼ点にし）、全周にわたり傾斜領域５２ｚを形成してもよい。また、突出領域５２ｘは点ではなく所定の角度範囲を占めていてもよい。ただし、突出領域５２ｘが占める範囲は後退領域５２ｙが占める範囲より狭い方が好ましい。
【００４９】
上記プレカール工程が終了した時、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、折返し部４Ｂにおいて、後退領域５２ｙで成形された部位４Ｂｙの折り返し量Ｌｙは、成形溝５２の突出領域５２ｘで成形された部位４Ｂｘの折り返し量Ｌｘより小さい。そのため、折返し部４Ｂにおいて、後退領域５２ｙで成形された部位４Ｂｙの高さＨｙ（例えば第１金型３０からの高さ）が、成形溝５２の突出領域５２ｘで成形された部位４Ｂｘの高さＨｘより、高くなっている。
【００５０】
次に、図１０を参照しながら、仕上げカール用第２金型６０と仕上げカール工程について詳述する。図１０（Ａ）に示すように、第２金型６０は、仕上げカール位置Ｐ５にある第１金型３０および容器１’と、その中心軸線Ｌ上において対峙しており、挿入凸部６１とこの挿入凸部６１の根元を囲む環状の成形溝６２（第２成形溝）を有している。挿入凸部６１は横断面が楕円形をなし、その外面がテーパをなしている。
【００５１】
上記成形溝６２は、容器１’の開口縁部４に対応して楕円形をなし、その断面形状がＵ字形状をなしている。成形溝６２の深さは一定であり、その底面の中心軸線Ｌ方向の位置が全周にわたって一定である。
【００５２】
図１０（Ａ）に示すように、上記第２金型６０を駆動部６９（図２に概略的に示す）により、中心軸線Ｌに沿って第１金型３０および容器１’に近づけると、その挿入凸部６１が容器１’に入り込み、やがて、図１０（Ｂ）に示すように第２成形溝６２が容器１’の折返し部４Ｂに当たり、さらにこの折り返しを深めながら第１金型３０に近づき、やがて第１成形溝３２と第２成形溝６２が協働して、折返し部４Ｂを内側に巻き込むことにより、カール部４Ｃを成形し、最終形状の容器１が完成する。
【００５３】
上述したように、折返し部４Ｂにおいて、後退領域５２ｙで成形された部位４Ｂｙの高さＨｙが、成形溝５２の突出領域５２ｘで成形された部位４Ｂｘの高さＨｘより高く、傾斜領域５２ｚに対応する部位４Ｂｚでは部位４Ｂｘに向かって徐々に低くなっている（図１０（Ａ）参照）。そのため、上記仕上げカール工程において第２成形溝６２は、最初に部位４Ｂｙに当たり、その後で部位４Ｂｚ、部位４Ｂｘに順に当たる。このように折返し部４Ｂの全周にわたって同時に成形が開始されないので、この仕上げカール工程でも胴部２の座屈を防止できる。
【００５４】
上記のようにしてカール部４Ｃが成形されるが、上述したように中間形状の容器１’お開口縁部４Ａの高さは一定であり、成形溝３２，６２の深さが一定（成形溝３２，６２の底面の中心軸線方向位置が一定）であるため、カール部４Ｃは、全周にわたって巻き量が等しく均一太さにすることができる。
【００５５】
本実施形態のカール部成形装置を用いてカール部４Ｃを成形したところ、容器１００００個のうち２個しか胴部２の座屈が生じなかった（座屈発生率０．２％）。比較例として、成形溝５２が全周にわたって一定深さをなし、その底面の高さが一定であるカール部成形装置を用いてカール部４Ｃを成形したところ、容器１００００個のうち１００００個に胴部２の座屈が生じた（座屈発生率１００％）。
【００５６】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
図１１に示す第２実施形態では、折り曲げ工程を省き、図１（Ｂ）に示す中間形状の容器１’に対してプレカール工程を実行する。上述したように、プレカール工程では折り返しの開始を全周にわたって同時に行わず、折り返しの開始位置を周方向に移動させるため加工負荷を小さくできる。そのため、折り曲げ工程を省いても座屈を回避しつつプレカールを実行することができる。折り曲げ成形を省くことにより、生産性を向上させることができる。他は第１実施形態と同様であるから詳細な説明を省略する。
【００５７】
図１２に示す第３実施形態では、折り曲げ成形、プレカールを実行せず、図１（Ｂ）に示す中間形状の容器１’の開口縁部４Ａにカール部を成形する。この実施形態で用いられる第１金型３０’の成形溝３２’は、第１実施形態の第１金型３０の成形溝３２と同様の断面形状を有している。第２金型６０’の成形溝６２’は、第１実施形態の第２金型６０の成形溝６２と断面形状は似ているが、第１実施形態のプレカール用成形溝５２と同様に突出領域と後退領域と傾斜領域を有している。第２金型６０’が中心軸線に沿って第１金型３０’に向かって近づくと、成形溝６２’が開口縁部４Ａを外側に折り返し、さらに成形溝３２’、６２’が協働して折り返し部を内側に巻き込んでカール部を成形する。上記成形溝６２’の突出領域、傾斜領域、後退領域での作用は、第１実施形態でのプレカール用成形溝５２と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００５８】
上記第１〜第３実施形態は、楕円形状の容器に限らず、多角形状の容器や長円形状の容器のカール部成形にも適用できる。容器の開口縁部が直線部（曲率半径が無限大）を有している場合には、成形溝において、開口縁部の直線部に対応する直線部の中央に突出領域にするのが好ましい。
上記第１〜第３実施形態は、円形の容器にも適用することができる。この場合、成形溝の突出領域は周方向に等間隔離れた複数箇所に形成し、後退領域を突出領域間の中央に形成するのが好ましい。
【００５９】
図１３は円形の容器５を示す。この容器５は、胴部６と、底部と、開口縁部としてのカール部７Ｃを有している。図１４は、この円形容器５のカール部７Ｃを成形するための成形方法および装置（本発明の第４実施形態）を示す。
【００６０】
上記第４実施形態において、第１金型７０の第１成形溝７２は円環形状をなしている。第２金型８０は、中心軸線Ｌ方向に第１金型７０に向かって移動するばかりではなく、この移動の過程で回転する。第２金型８０の第２成形溝８２は円環形状をなし、突出領域８２ｘ、後退領域８２ｙ、傾斜領域８２ｚを有している。突出領域８２ｘは、周方向に等間隔をおいて複数点に形成され（例えば１８０°間隔をおいて２点に形成され）、後退領域８２ｙが突出領域８２ｘ間の中央に所定角度範囲にわたって形成され、突出領域８２ｘと後退領域８２ｙが傾斜領域８２ｚを介して連なっている。
【００６１】
レシーバ２０に中間形状の容器５’を装填する。この容器５’は、胴部６に連続して上方に延びる開口縁部７Ａを有している。開口縁部７Ａは全周にわたって一定の高さを有している。
第２金型８０を回転させながら中心軸線Ｌに沿って上記第１金型７０に近づけることにより、上記開口縁部７Ａを外側に折り返し、さらにこの折返し部を上記第１成形溝７２と第２成形溝８２の協働により、開口縁部７Ａを内側に巻き込んでカール部７Ｃを成形する。
第２金型８０の第２成形溝８２は、上記開口縁部７Ａに全周にわたって同時に当たらず、第２成形溝８２の上記突出領域８２ｘが最初に上記開口縁部７Ａの一部に当たり、この開口縁部７Ａの一部から外側への折り返しが開始される。この突出領域８２ｘが開口縁部７Ａを押しながら周方向移動するのに伴って、上記開口縁部７Ａが全周にわたって折り返される。
上記のように、第２金型８０が回転することにより、カール部７Ｃは全周にわたって巻量が等しく、均一な大きさにすることができる。また、全周にわたって同じ高さの容器５が得られる。
【００６２】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。例えば、プレカール用金型の容器への移動、第２金型の第１金型への移動は、相対的なものであり、上記実施形態とは逆に容器をプレカール用金型に向かって移動させてもよいし、第１金型を第２金型に向かって移動させてもよい。また、第４実施形態において第２金型を回転させる代わりに第１金型を回転させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明はカール部付き容器の製造に適用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１  最終形状の容器
１’  中間形状の容器
２  胴部
３  底部
４Ａ  中間形状の容器の開口縁部
４Ｂ  折返し部
４Ｃ  カール部
２０  レシーバ
３０  仕上げカール用第１金型
３０’  第１金型
３２，３２’  第１成形溝
５０  プレカール用金型
５２  プレカール用成形溝
５２ｘ  突出領域
５２ｙ  後退領域
５２ｚ  傾斜領域
６０  仕上げカール用第２金型
６０’  第２金型
６２，６２’  第２成形溝
７０  第１金型
７２  第１成形溝
８０  第２金型
８２  第２成形溝
８２ｘ  突出領域
８２ｙ  後退領域
８２ｚ  傾斜領域
【図１】
0006512937.tif 000002
【図２】
0006512937.tif 000003
【図３】
0006512937.tif 000004
【図４】
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【図５】
0006512937.tif 000006
【図６】
0006512937.tif 000007
【図７】
0006512937.tif 000008
【図８】
0006512937.tif 000009
【図９】
0006512937.tif 000010
【図１０】
0006512937.tif 000011
【図１１】
0006512937.tif 000012
【図１２】
0006512937.tif 000013
【図１３】
0006512937.tif 000014
【図１４】
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