(57)【要約】【課題】口金部のねじ部とキャップのねじ部との噛み合わせを深くすることによってキャップの耐圧強度を高める。【解決手段】ボトル缶の口金部に被せたキャップ材に口金部のねじ部に対応するねじ部を成形する外周面が曲面に形成される円盤状のキャッピングローラ３であって、外周面の上半部の曲率半径ｒｕ，下半部の曲率半径ｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、上半部の曲率半径及び下半部の曲率半径を設定する。キャッピングローラ３を口金部のねじ部に深く押し込むことができるので、キャップ材に成形されるねじ部と口金部のねじ部との噛み合わせを深くすることができ、キャップ３の耐圧強度を大幅に高めることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル缶の口金部に被せたキャップ材に口金部のねじ部に対応するねじ部を成形する外周面が曲面に形成される円盤状のキャッピングローラであって、前記外周面の上半部の曲率半径を下半部の曲率半径よりも小さく設定したことを特徴とするキャッピングローラ。
【請求項２】
請求項１に記載のキャッピングローラであって、外周面の上半部の曲率半径をｒｕ、下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、上半部及び下半部の曲率半径を設定したことを特徴とするキャッピングローラ。
【請求項３】
請求項１に記載のキャッピングローラであって、外周面の上半部の曲率半径をｒｕ、下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように、上半部及び下半部の曲率半径を設定したことを特徴とするキャッピングローラ。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載のキャッピングローラを備えてなることを特徴とするキャッピング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料用のボトル缶の口金部にキャップを被着させて、ボトル缶の内部に飲料を封入するのに用いられるキャッピングローラ及びキャッピング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リシール可能なキャップを備えたアルミニウム又はアルミニウム合金からなる飲料用ボトル缶が広く使われるようなっている。このようなボトル缶は、ＤＩ成形によって有底筒状に形成した後に、開口部を複数回ネックイン加工により縮径することによりテーパー部及び口金部を形成し、この後に口金部に膨出成形によりかぶら部を形成し、更に、口金部にねじ部及びカール部を形成することにより、ボトル状に形成されている。
【０００３】
そして、上記のようなボトル缶の内部にビール、炭酸飲料等の飲料を充填し、口金部にキャップ材を被せてキャッピング装置によりキャッピング加工を施すことにより、キャップ材がリシール可能なキャップに成形されて口金部に被着され、ボトル缶の内部にビール等の飲料が封入される。
【０００４】
すなわち、プレッシャーブロックとプレッシャーブロックインサートとキャッピングローラとを備えたキャッピング装置を用い、ボトル缶の口金部にキャップ材を被せ、キャップ材の天面部をプレッシャーブロックインサートによって缶底方向に押圧し、この状態でプレッシャーブロックによりキャッピング材の天面部の外周側に絞り加工を行い、キャップ材の肩部に段差部を形成する。
【０００５】
そして、キャッピングローラのＲＯローラを口金部のねじ部に沿って回転させることにより、キャップ材の周囲にねじ部（雌ねじ）を形成し、キャッピングローラのＰＰローラをかぶら部に沿って転動させることにより、キャップ材のフレアーを巻き締める。
【０００６】
このように、キャッピング装置によってキャップ材にキャッピング加工を施すことにより、キャップ材がリシール可能なキャップに成形されてボトル缶の口金部に被着され、ボトル缶の内部にビール等の飲料が封入されるものである。
【０００７】
ボトル缶の口金部にキャップを被着させるキャッピング装置に関する先行技術としては、各種のものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−３０２１９４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のキャッピング装置にあっては、図７に示すように、キャッピングローラであるＲＯローラ４０の外周面の曲率半径Ｒが０．７ｍｍ≦Ｒ≦１．１ｍに設定され、しかも外周面の上半部と下半部とが上下対象になっているため、ＲＯローラ４０をボトル缶の口金部のねじ部に沿って回転させた場合に、図４に破線で示すように、ＲＯローラ４０の外周部を口金部のねじ部内に深く押し込むことができない。このため、成形後のキャップのねじ部と口金部のねじ部との噛み合いが浅くなってしまい、図４に示すように、キャップのねじ部と口金部のねじ部との接触部ｘ２が浅い位置に位置することになり、キャップの耐圧強度が大幅に低下し、内容物である飲料の漏れ等の原因となる。この場合、ＲＯローラを深く押し込もうとしてＲＯローラのトルクを増大させると、耐圧強度を高めることはできるものの、ボトル缶の口金部が潰れてしまうことがある。
【００１０】
一方、上記のような問題に対処するために、ＲＯローラの外周面の曲率半径を小さく設定して、ＲＯローラの外周部を口金部のねじ部内に深く押し込むことも考えられるが、曲率半径を小さくしすぎた場合には、ＲＯローラの外周部が口金部のねじ部内に深く入りすぎてしまい、キャップに成形されるねじ部に亀裂が生じることがある。また、ねじ部に亀裂が生じない場合には、耐圧強度は高まることになるが、リシールトルクが大きくなってしまう。
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ボトル缶の口金部のねじ部と成形後のキャップのねじ部との噛み合わせを、キャップのねじ部に亀裂が生じることなく、ボトル缶の口金部が潰れてしまうことがなく、またリシールトルクが大きくなることなく、深くすることができ、これによりキャップの耐圧強度を大幅に高めることができて、内容物である飲料の漏れ等を確実に防止することができるキャッピングローラ及びキャッピング装置を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。すなわち、請求項１に係る発明は、ボトル缶の口金部に被せたキャップ材に口金部のねじ部に対応するねじ部を成形する外周面が曲面に形成される円盤状のキャッピングローラであって、前記外周面の上半部の曲率半径を下半部の曲率半径よりも小さく設定したことを特徴とする。
この発明によるキャッピングローラによれば、キャッピングローラをボルト缶の口金部のねじ部に沿って回転させることにより、キャップ材に口金部のねじ部に対応してねじ部が成形されることになる。この場合、キャッピングローラの外周面の上半部の曲率半径は下半部の曲率半径よりも小さく設定されているので、キャッピングローラの外周部をボトル缶のねじ部に深く押し込むことができるとともに、成形されるキャップ材のねじ部に亀裂等が生じるのを防止できることになる。
【００１３】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のキャッピングローラであって、外周面の上半部の曲率半径をｒｕ、下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、上半部及び下半部の曲率半径を設定したことを特徴とする。
この発明によるキャピングローラによれば、キャッピングローラをボルト缶の口金部のねじ部に沿って回転させることにより、キャップ材に口金部のねじ部に対応してねじ部が成形されることになる。この場合、キャッピングローラの外周面の上半部の曲率半径ｒｕと下半部の曲率半径ｒｄとは、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように設定されているので、キャッピングローラの外周部をボトル缶のねじ部に深く押し込むことができるとともに、成形されるキャップ材のねじ部に亀裂等が生じるのを防止できることになる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載のキャッピングローラであって、外周面の上半部の曲率半径をｒｕ、下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように、上半部及び下半部の曲率半径を設定したことを特徴とする。
この発明によるキャッピングローラによれば、キャッピングローラをボルト缶の口金部のねじ部に沿って回転させることにより、キャップ材に口金部のねじ部に対応してねじ部が成形されることになる。この場合、キャッピングローラの外周面の上半部の曲率半径ｒｕと下半部の曲率半径ｒｄとは、ｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように設定されているので、キャッピングローラの外周部をボトル缶のねじ部に深く押し込むことができるとともに、成形されるキャップ材のねじ部に亀裂等が生じるのを防止できることになる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載のキャッピングローラを備えてなることを特徴とするキャッピング装置。
この発明によるキャピング装置によれば、キャッピングローラをボルト缶の口金部のねじ部に沿って回転させることにより、キャップ材に口金部のねじ部に対応してねじ部が成形されることになる。この場合、キャッピングローラの外周面の上半部の曲率半径は下半部の曲率半径よりも小さく、具体的には、上半部の曲率半径ｒｕと下半部の曲率半径ｒｄとが、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、又はｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように設定されているので、キャッピングローラの外周部をボトル缶のねじ部に深く押し込むことができるとともに、成形されるキャップ材のねじ部に亀裂等が生じるのを防止できることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６には、本発明によるキャッピング装置の一実施の形態が示されていて、このキャッピング装置１は、ボトル缶２１の口金部２２にキャップ材２６を被着させるために用いられるものであって、キャップ材２６にキャッピング加工を施すキャッピングヘッド２を備えている。
【００１７】
ボトル缶２１は、図１及び図２に示すように、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されるものであって、ＤＩ成形によって有底筒状に形成した後に、開口部を複数回ネックイン加工により縮径してテーパー部及び口金部２２を形成し、この後に、口金部２２を膨出成形することによりかぶら部２３を形成し、更に口金部２２に雄ねじのねじ部２４を形成し、更に口金部２２の先端部にカール部２５を形成することにより、ボトル状に形成されている。
【００１８】
キャップ材２６は、図５に示すように、ボトル缶２１と同様にアルミニウム又はアルミニウム合金から形成されるものであって、天面部２７、ナール２８、グルーブ２９、ビード３０、及びフレアー３１からなる有底筒状に形成され、天面部２７の内側にはシール材であるライナー３２が貼着されている。
【００１９】
キャッピングヘッド２は、図１及び図３に示すように、装置本体にヘッド支持軸１２を介して取り付けられるものであって、ボトル缶２１の口金部２２に被せたキャップ材２６に雌ねじのねじ部３３を成形する本発明のキャッピングローラであるＲＯローラ３と、キャップ材２６のフレアー３１をボトル缶２１の口金部２２のかぶら部２３に巻き締めるキャッピングローラであるＰＰローラ４と、両キャッピングローラ３、４を回転可能に支持するローラ支持機構５とを備えている。
【００２０】
ローラ支持機構５は、ヘッド支持軸１２の下端部に取り付けられる支持ブロック６と、支持ブロック６の周縁部に取り付けられる複数の支持軸７と、各支持軸７の下端部に回動自在に取り付けられる支持アーム１０とを備えており、各支持アーム１０の端部にローラ回転軸１１を介してＲＯローラ３又はＰＰローラ４が回転自在に取り付けられるようになっている。
【００２１】
各支持軸７の周囲にはコイルばね８が装着され、このコイルばね８の下端部は係止ピン９を介して支持アーム１０側に固定され、上端部は支持ブロック６側に固定され、このコイルばね８の付勢力によって支持アーム１０を介してＲＯローラ３又はＰＰローラ４がキャッピングヘッド２の中心部の方向に常時付勢されるようになっている。
【００２２】
各支持軸７の上端部には、枢軸１３を介してカムフォロア１４が回転自在に取り付けられている。カムフォロア１４は、ヘッド支持軸１２に上下方向に移動可能に取り付けられているコーンカム１５の周面に当接し、コーンカム１５の下端部の拡径部１６に当接しているときには、支持アーム１０はコイルばね８の付勢力に抗して図１の位置に保持され、コーンカム１５が下降してカムフォロア１４がコーンカム１５の細径部１７に移動したときには、支持アーム１０はコイルばね８の付勢力によってキャッピングヘッド２の中心部方向に回動するようになっている。
【００２３】
ヘッド支持軸１２の下端部には、上端が閉塞された筒状のプレッシャーブロック１８が取り付けられ、このプレッシャーブロック１８の内部にコイルばね１９を介してプレッシャーブロックインサート２０が装着されるようになっている。そして、このプレッシャーブロック１８をキャップ材２６の上部に被せることにより、キャップ材２６の天面部２７がコイルばね１９の付勢力によりプレッシャーブロックインサート２０を介してボトル缶２１の底部の方向に押圧され、キャップ材２６がボトル缶２１の口金部２２に被せられた状態に保持されるものである。
【００２４】
ＲＯローラ３は、図３に示すように、円盤状をなすものであって、先端部が異なる曲率半径の２つの曲面を繋ぎ合わせた曲面に形成されている。すなわち、先端部の中心を通る水平線ｈの上側に位置する上半部の曲率半径をｒｕ、下側に位置する下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、上半部の曲率半径ｒｕ及び下半部の曲率半径ｒｄが設定されている。
【００２５】
この場合、ＲＯローラ３の先端部の上半部の曲率半径ｒｕ及び下半部の曲率半径はｒｄ、ｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように設定するのがより好ましい。この実施の形態においては、ｒｕ＝０．５ｍｍ、ｒｄ＝０．８ｍｍに設定している。また、上半部の曲面に連続する部分は、水平線ｈに対する傾斜角度αが１０°±３０′の傾斜面に形成され、下半部の曲面に連続する部分は、水平線ｈに対する傾斜角度βが１０°±３０′の傾斜面に形成されている。
【００２６】
そして、ボトル缶２１の口金部２２にキャップ材２６を被せ、プレッシャーブロック１８をキャップ材２６の上部に被せ、コイルばね１９の付勢力によってプレッシャーブロックインサート２０を介してキャップ材２６の天面部２７をボトル缶２１の底部の方向に押圧する。
【００２７】
そして、コーンカム１５を下降させてカムフォロア１４をコーンカム１５の細径部１７に移動させることにより、支持アーム１０をコイルばね８の付勢力によってキャッピングヘッド２の中心部方向に回動させ、ＲＯローラ３及びＰＰローラ４をキャップ材２６の周面に押し付ける。
【００２８】
そして、キャッピングヘッド２を回転させることによりＲＯローラ３を口金部２２のねじ部２４に沿って回転させ、ＰＰローラ４を口金部２２のかぶら部２３に沿って転動させることにより、キャップ材２６に口金部２２のねじ部２４に対応した雌ねじのねじ部３３が成形されるとともに、キャップ材２６のフレアー３１がかぶら部２３に巻き締められ、図４に示すように、口金部２２にリシール可能なキャップ３５が被着されるものである。
【００２９】
上記のように構成したこの実施の形態によるキャッピング装置１にあっては、ＲＯローラ３の先端部の上半部の曲率半径をｒｕ、下側に位置する下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、好ましくは、ｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように、上半部の曲率半径ｒｕ及び下半部の曲率半径ｒｄが設定されているので、ＲＯローラ３によってキャップ材２６にねじ部３３を成形する場合に、ＲＯローラ３の先端部をボトル缶２１の口金部２２のねじ部２４に深く押し込むことができることになる。
【００３０】
従って、成形された後のキャップ３５のねじ部３３と口金部２２のねじ部２４との噛み合いを、キャップ３５のねじ部３３に亀裂を生じさせることなく、ボトル缶２１の口金部２２が潰れてしまうことがなく、またリシールトルクが大きくなることなく、深くすることができることになる。この結果、口金部２２のねじ部２４とキャップ３５のねじ部３３との接触部ｘ１（開栓方向外側）を従来の接触部ｘ２よりも奥方に位置させることができるので、キャップ３５に内圧が作用しても、キャップ３５のねじ部３３が口金部２２のねじ部２４を乗り越えるようなことはなく、キャップ３５の耐圧強度を大幅に高めることができることになる。なお、口金部２２のねじ部２４とキャップ３５のねじ部３３との間のうち、開栓方向内側には隙間があっても特にシール性に問題はないものである。
【００３１】
図６に、本発明によるキャッピングローラ３及びキャッピング装置１を用いてねじ部３３を成形したキャップ３５の耐圧強度の試験結果を示す。この場合、キャッピングローラ３の先端部の曲率半径ｒｕ及びｒｄは、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍ、０．３≦（ｒｕ＋ｒｄ）／２≦０．７の２つの条件を満たすように設定している。この試験結果から、本発明のキャッピングローラ３及びキャッピング装置１を使用することにより、キャップ３５の耐圧強度を大幅に高めることができるのが良く分かる。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のキャッピングローラ及びキャッピング装置によれば、外周面の上半部の曲率半径を下半部の曲率半径よりも小さく設定したので、具体的には、外周面の上半部の曲率半径をｒｕ、下半部の曲率半径をｒｄとしたときに、ｒｕ≦ｒｄ≦０．８ｍｍの条件を満たすように、又はｒｕ≦０．８ｍｍ、ｒｄ≦０．８ｍｍ、及び（ｒｕ＋ｒｄ）／２≧０．３ｍｍの３つの条件を満たすように、上半部及び下半部の曲率半径を設定したので、キャッピングローラによってキャップ材にねじ部を成形する場合に、キャッピングローラの先端部をボトル缶の口金部のねじ部に深く押し込むことができることになる。
従って、成形された後のキャップ材のねじ部と口金部のねじ部との噛み合いを、ねじ部に亀裂が生じることなく、ボトル缶の口金部が潰れてしまうことがなく、またリシールトルクが大きくなることなく、深くすることができることになる。この結果、口金部のねじ部とキャップのねじ部との接触部（開栓方向外側）を奥方に位置させることができるので、キャップ材に内圧が作用してもキャップ材のねじ部が口金部のねじ部を乗り越えるようなことはなく、キャップ材の耐圧強度を大幅に高めることができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるキャッピングローラ及びキャッピング装置の一実施の形態を示したものであって、キャッピングローラを備えたキャッピングヘッドの全体図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１のキャッピングローラ（ＲＯローラ）の部分拡大図である。
【図４】本発明及び従来のボトル缶の口金部のねじ部とキャップのねじ部との関係を示した説明図である。
【図５】キャップ材の全体図である。
【図６】本発明によるキャッピングローラ及びキャッピング装置を用いて成形したキャップの耐圧強度の試験結果を示した説明図である。
【図７】従来のキャッピングローラ（ＲＯローラ）の部分拡大図である。
【符号の説明】
１  キャッピング装置
３  キャッピングローラ（ＲＯローラ）
２１  ボトル缶
２２  口金部
２４  ねじ部
２６  キャップ材
３３  ねじ部
ｒｕ、ｒｄ  曲率半径
【図１】
2004291999.tif 000003
【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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