(57)【要約】【課題】キャップをボトル缶の口金に被着したとき、肩部に亀裂が発生することなく、ボトル缶に対して密封性をより高めること。【解決手段】キャップ４０に肩部４５が形成されたとき、ボトル缶３０及びキャップ４０の軸線と平行な線Ｘと、肩部４５の凸部４５ａと凹部４５ｂとを結ぶ接線Ｙとの間が特定の角度θをなしている。この角度θは、キャップ４０内のライナー４４の周縁部と口金３１のカール部３４との接触面積を大きくさせると共に、双方の接触面圧を大きくできる角度であり、例えば３０°〜６０°の範囲に選定されている。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にライナーを装着し、かつボトル缶の口金に被せられたとき、外周上部に形成された肩部により、前記ライナーの周縁部がボトル缶の口金に設けられたカール部に密着され、かつ前記肩部は、外方に膨出する円弧状の凸部とその凸部の下端に連設された円弧状の凹部とを備えるキャップにおいて、前記肩部は、キャップの軸線と平行な線と、前記円弧状の凸部及び凹部間の接線との間が特定の角度をもって形成されていることを特徴とするキャップ。
【請求項２】
請求項１記載のキャップにおいて、
前記肩部における円弧状の凹部の曲率半径は、０．６〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とするキャップ。
【請求項３】
内部にライナーを装着したキャップが、ボトル缶の口金に被せられたとき、キャップの外周に一回目のねじ切りすると共に、押圧成形体の肩形成部によってキャップの外周上部に曲率を有する形状の肩部を一旦形成した後、ボトル缶上のキャップに二回目のねじ切りすると共に、前記押圧成形体の肩形成部がキャップの肩部を最終形状に形成して、キャップ内のライナーの周縁部をカール部に密着させるキャップの肩部形成方法において、
前記押圧成形体の肩形成部は、一回目の曲率半径より二回目の曲率半径が小さく形成されていることを特徴とするキャップの肩部形成方法。
【請求項４】
請求項３記載のキャップの肩部形成方法において、
前記押圧成形体の一回目の肩形成部が０．６〜２．０ｍｍの曲率半径をなし、
二回目の肩形成部が０．３〜１．５ｍｍの曲率半径をなしていることを特徴とするキャップの肩部形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ボトル缶の口金に被着されるキャップと、そのキャップをボトル缶に良好に被着させるためのキャップの形成方法に係り、特に、キャップとボトル缶との密着性を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボトル缶は、内部に飲料水等の内容が充填されると、口金にキャップが被着される。図５に示すボトル缶３０は、アルミニウム若しくはアルミニウム合金製からなっていて、先端開口部に口金３１が設けられており、口金３１の周囲にねじ部３２が形成された後、更に口金３１のねじ部３２より先端にはこれを外方に折り返して設けられたカール部３４が図６のように形成されている。キャップ４０は、下端が開口されると共に上部が天板４１によって塞がれた断面コ字状に形成され、その下部にいわゆるスカートと呼ばれる開口周縁部４２が連設されている。キャップ４０の内部にはシール材としてのライナー４４が設けられている。
【０００３】
このキャップ４０は、ボトル缶３０の口金３１に被せられると、図示しないプレッシャーブロックが天板４１をボトル缶３０に押圧し、その状態でねじ切りローラにより、外周に口金３１のねじ部３２と対応するようにねじ切りされると共に、開口周縁部４２が巻き締めローラによって口金３１の膨出部３３に巻き締められて、口金３１に被着される。
【０００４】
また、プレッシャーブロックがキャップ４０を押圧したとき、プレッシャーブロックの肩形成部によってキャップ４０に図６のような肩部４５が形成され、この肩部４５によってキャップ４０内のライナー４４が口金３１のカール部３４と密に接触することにより、キャップ４０とボトル缶３０の密封性を高めることができるようになっている。
キャップ４０に設けられる肩部４５は、図６のようにキャップ４０の外周において天板４１の下部に外側に若干膨出する円弧状の凸部４５ａが形成されると共に、その凸部４５ａの下端に円弧状に凹んで凹部４５ｂが連設された形状をなしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャップ４０は、上述したようにボトル缶３０の口金３１に被せられると、ねじ切りされたり巻き締められる他、プレッシャーブロックによって押圧されて肩部が形成されることにより、ライナー４４が口金３１のカール部３４に対し密に接触して密封性が得られるようになっている。
そして、このキャップ４０によるボトル缶３０の密封性を高めるため、キャップ４０の肩部４５における凹部４５ｂの曲率半径が小さくなると、ライナー４４と口金３１のカール部３４との接触面積及び接触面圧をより大きくさせることができる。
【０００６】
ところが、キャップ肩部４５の凹部４５ｂの曲率半径が小さすぎると、ライナー４４と口金３１のカール部３４間の接触面積が増大するものの、双方の接触面圧が小さくなってしまい、またプレッシャーブロックがキャップ４０を押し付けたとき、肩部４５に亀裂が入ってキャップ４０が破損するという問題があった。一方、逆に、肩部４５の曲率半径が大きいと、ライナー４４とカール部３４間の接触面圧が増大し過ぎてキャップの開栓トルクが大きくなってしまう等の問題があった。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、キャップをボトル缶の口金に被着したとき、肩部に亀裂が発生したり開栓トルクが大きくなることなく、ボトル缶に対して密封性をより高めることができるキャップ及びキャップの形成方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、内部にライナーを装着し、かつボトル缶の口金に被せられたとき、外周上部に形成された肩部により、前記ライナーの周縁部がボトル缶の口金に設けられたカール部に密着され、かつ前記肩部は、外方に膨出する円弧状の凸部とその凸部の下端に連設された円弧状の凹部とを備えるキャップにおいて、前記肩部は、キャップの軸線と平行な線と、前記円弧状の凸部及び凹部間の接線との間が特定の角度をもって形成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係るキャップによれば、キャップの肩部が、キャップの軸線と平行な線と、円弧状の凸部及び凹部間の接線との間が特定の角度をもつように形成され、この角度により、ライナーの周縁部とボトル缶のカール部の外周との接触面積を増大させるばかりでなく、双方の接触面圧を増大させるので、キャップによるボトル缶への密封性を高めることができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のキャップにおいて、前記肩部における円弧状の凹部の曲率半径が、０．６〜２．０ｍｍの範囲であることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係るキャップによれば、肩部における円弧状の凹部の曲率半径が、０．６〜２．０ｍｍの範囲であるので、キャップの軸線と平行な線と、前記円弧状の凸部及び凹部間の接線との間を確実に上記特定の角度にでき、ライナーとボトル缶のカール部との密着性を確実に高めることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、内部にライナーを装着したキャップが、ボトル缶の口金に被せられたとき、キャップの外周に一回目のねじ切りすると共に、押圧成形体の肩形成部によってキャップの外周上部に曲率を有する形状の肩部を一旦形成した後、ボトル缶上のキャップに二回目のねじ切りすると共に、前記押圧成形体の肩形成部がキャップの肩部を最終形状に形成して、キャップ内のライナーの周縁部をカール部に密着させるキャップの肩部形成方法において、前記押圧成形体の肩形成部は、一回目の曲率半径より二回目の曲率半径が小さく形成されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係るキャップの形成方法によれば、肩形成部が二回目の曲率半径より大きな曲率半径を有する押圧成形体で押し付けられることによってキャップの肩部が大きめの形状に形成された後、二回目には最初の曲率半径を有する肩形成部によって押し付けられて小さな曲率半径の形状に矯正形成されるので、つまり、肩部が二段階に渡り大きな曲率半径から小さな曲率半径に形成されるため、肩部を一度に小さな曲率半径で形成する場合と異なり、キャップに亀裂が生じるおそれがないばかりでなく、キャップが破損するのを防止でき、キャップに密着性の良好な肩部を良好に形成できる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項３記載のキャップの肩部形成方法において、前記押圧成形体の一回目の肩形成部が０．６〜２．０ｍｍの曲率半径をなし、二回目の肩形成部が０．３〜１．５ｍｍの曲率半径をなしていることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係るキャップの形成方法によれば、プレッシャーブロックの肩形成部が、０．６〜２．０ｍｍの曲率半径をなし、また二回目では０．３〜１．５ｍｍの曲率半径をなしているので、肩部を二段階に渡り大きな曲率半径から、ライナーとカール部間の密封性を高め得る小さな曲率半径に確実に矯正形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１から図４はこの発明の一実施の形態に係るキャップを示す図であって、図１はキャップを被着するためのキャッピングヘッドを示す断面図、図２はキャップとプレッシャーブロックとの関係を示す断面図、図３はキャップのライナーとボルト缶のカール部との関係を示す図２の要部の説明図、図４はプレッシャーブロックとキャップとの関係を示す説明図である。
この実施形態のキャップは、ボトル缶３０の口金３１にキャップ４０が被せられると、キャッピングヘッド１によって被着される。そして、キャップ４０を被着する図１のキャッピングヘッド１は、装置本体に配設された円筒状のヘッド支持軸２の下部に一体に取り付けられている。このヘッド１にはローラ機構３を介してねじ切りローラ４と，巻き締めローラ５とが備えられている。
【００１７】
ローラ機構３は、図１において大別すると、支持ブロック６と、支持軸７と、支持アーム８とを有して構成されている。支持ブロック６は、ヘッド支持軸２の下部の周側部に固定されている。支持軸７は、支持ブロック６の周側部にその中心軸に沿って支持されている。支持軸７の下部には水平方向に回動可能に支持アーム８が取り付けられている。この支持アーム８の一端にローラ回転軸９を介して、キャップ４０にねじ切りをするためのねじ切りローラ４と、キャップ４０の開口周縁部４２をボトル缶３０の膨出部３３（図５参照）に巻き締めてテンパーエビデンス部を形成する巻き締めローラ５が軸周りに回転可能に取り付けられると共に、トーションスプリング２０によって弾性支持されている。
【００１８】
ねじ切りローラ４は、図２に示すように、ボトル缶３０の口金３１にキャップ４０が被せられたとき、そのキャップ４０を外周から口金３１に押し付けると共に、ねじ部３２に倣ってキャップ４０の外周を押し付けてねじ切りすることにより、キャップ４０の外周に図２のようなキャップねじ（符示せず）を形成する。巻き締めローラ５は、口金３１にキャップ４０が被せられたとき、キャップ４０の開口周縁部４２を外周から口金３１の膨出部３３に沿い押し付けて巻き締めることによりテンパーエビデンス部を形成する。キャップ４０の内部にはシール材としてのライナー４４が装着されている。
【００１９】
また、支持軸７には、ヘッド１の中心軸方向にねじ切りローラ４，巻き締めローラ５が接近するよう支持アーム８を常時付勢させるトーションスプリング１０が取り付けられている。支持軸７の上部にはロッド１２が回転可能に取り付けられ、そのロッド１２の一端部に枢軸を介してカムフォロア１４が水平方向に回転自在に取り付けられている。
【００２０】
カムフォロア１４は、ロアカム１５の下端の外周部に形成された拡径部１５ａに当接する状態では内方に変位しないが、所定のタイミングでロアカム１５が相対的に下方に降下したとき、図１のようにロアカム１５の細径部１５ｂに当接することによって内方に変位すると、支持アーム８がトーションスプリング１０の付勢力で回動することにより、ねじ切りローラ４，巻き締めローラ５をキャップ４０の周面に押し付けさせ、これによってキャップ４０が口金３１に被着される。
なお、ロアカム１５は、内部にヘッド支持軸２を挿通しており、キャップ４０の被着に際し、ヘッド支持軸２が降下した後、予め定められた所定のタイミングで降下するようになっている。
【００２１】
また、図１に示すように、ヘッド支持軸２の内方にはプレッシャーシャフト１６が挿通しており、プレッシャーシャフト１６の下端に、押圧成形体としてのプレッシャーブロック１７が装着されている。プレッシャーブロック１７の内部には、プレッシャーシャフト１６の下端にスプリング１８を介し、下方に付勢された押さえ板１９が設けられ、キャップ４０の被着に際し、プレッシャーブロック１７がキャップ４０を押圧したとき、押さえ板１９がばね力で図２のようにキャップ４０の天板をボトル缶３０の口金３１に押さえ付けるようになっている。
【００２２】
そして、プレッシャーブロック１７が図４のようにキャップ４０を押圧することにより、キャップ４０に肩部４５を形成するようになっている。肩部４５は、図３に示すように、キャップ４０の周囲において上部に外方に円弧状に膨出する凸部４５ａが形成されると共に、その凸部４５ａの下端に円弧状に凹んで設けられた円弧状の凹部４５ｂが連設されている。
また、プレッシャーブロック１７がキャップ４０をボトル缶３０に押し付けたとき、ねじ切りローラ４がキャップ４０の外周を口金３１のねじ部３２に倣ってねじ切りすると共に、巻き締めローラ５がキャップ４０の開口周縁部４２を膨出部３３に巻き締めることにより、一回目の被着に必要な加工を行うようになっている。
【００２３】
そして、ボトル缶３０に対するキャップ４０の一回目の被着が行われた後、そのキャップ４０付きのボトル缶３０が再びもう一台のキャッピングヘッドを通過し、そのキャッピングヘッドのプレッシャーブロックがキャップ４０をボトル缶３０に押し付けてキャップ４０の肩部４５を再形成すると共に、ねじ切りローラ４によるねじ切り及び巻き締めローラ５による巻き締めが再度行われ、これによってキャップ４０がボトル缶３０に最終的に被着されるようになっている。
【００２４】
即ち、キャップ４０は、ボトル缶３０に被せられると、プレッシャーブロック１７により押し付けられて肩部４５が二回に渡って形成されると共に、ねじ切り及び巻き締めも二回に渡って行われることにより、ボトル缶３０に被着されるようになっている。従って、キャップ４０の肩部４５は、プレッシャーブロック１７によって押圧成形されることにより、二回目で最終形状として形成されるようになっている。
【００２５】
この実施形態においては、図３のようにキャップ４０に肩部４５が形成されたとき、ボトル缶３０及びキャップ４０の軸線と平行な線Ｘと、肩部４５の凸部４５ａと凹部４５ｂとを結ぶ接線Ｙ（図３に示す肩部４５の断面形状において、凹部４５ｂの窪みの中心から凸部４５ａへ向かう領域中の直線部分に接する線）との間が特定の角度θをなすように形成されている。この特定の角度θは、プレッシャーブロック１７の肩形成部１７ａによってキャップ４０に肩部４５が形成されたとき、キャップ４０内のライナー４４の周縁部と口金３１のカール部３４との接触面積を大きくさせると共に、双方の接触面圧を大きくできる角度であり、例えば３０°〜６０°の範囲に選定されている。
【００２６】
その場合、肩部４５が角度θを得るようにするため、肩部４５の凹部４５ｂの曲率半径Ｒとしては、例えば０．６〜２．０ｍｍの寸法からなっている。
【００２７】
また、キャップ４０の肩部４５に特定の角度θに形成できるようにするため、プレッシャーブロック１７の肩形成部１７ａの曲率半径ｒは、例えば０．６〜２．０ｍｍの範囲に形成されている。そして、上記曲率半径ｒからなる肩形成部１７ａを有するプレッシャーブロック１７がキャップ４０を二回に渡って押し付けることにより、前記曲率半径Ｒに形成されるようになっている。
【００２８】
即ち、プレッシャーブロック１７がキャップ４０を最初に押し付けて肩部４５を形成する場合、例えば０．６〜２．０ｍｍの曲率半径ｒで形成され、その後、キャップ４０を二回目に押し付けて肩部４５を最終的に形成する場合、例えば０．３〜１．５ｍｍの曲率半径ｒで形成されるようにしている。つまり、プレッシャーブロック１７は、キャップ４０に対し、一回目と二回目とで肩形成部１７ａの曲率半径ｒを変えており、一回目は二回目より大きな曲率半径ｒで肩部４５を形成した後、二回目は一回目より小さな曲率半径ｒで肩部４５を最終的に形成することにより、キャップ４０の肩部４５に亀裂等が発生するのを防止できるようにしている。
【００２９】
この実施形態のキャップは、上記のように構成されるので、次に、キャップ４０の被着方法について以下に説明する。
まず、ボトル缶３０がキャップ供給位置に搬送されると、そのボトル缶３０の口金３１にキャップ４０が被せられ、そのキャップ４０付きのボトル缶３０が被着経路上に搬送されつつキャップ４０が一台目のキャッピングヘッド１によって被着されることとなる。
【００３０】
その際、一台目のキャッピングヘッド１が降下し、その降下によってプレッシャーブロック１７内の押さえ板１９がキャップ４０の天板４１をボトル缶３０の缶底方向に押圧すると共に、プレッシャーブロック１７がキャップ４０の周囲をボトル缶３０に押圧することにより、キャップ４０の外周上部に肩部４５が最初に形成される。
【００３１】
ボトル缶３０に対するキャップ４０の一回目の被着時、プレッシャーブロック１７の肩形成部の曲率半径ｒは０．６〜２．０ｍｍの大きさからなっている。
なお、この肩部４５が形成されているとき、ねじ切りローラ４がキャップ４０の外周にねじ切りすると共に、巻き締めローラ５がキャップ４０の開口周縁部を口金３１の膨出部３３に巻き締めることにより、一回目の被着が行われる。
【００３２】
このようにしてキャップ４０に最初の肩部４５が形成されると共にねじ切りされた後、このキャップ付きボトル缶３０が二台目のキャッピングヘッドに搬送されると、そのキャッピングヘッドのプレッシャーブロックがボトル缶３０上のキャップ４０に対し、同様にして押し付けてキャップ４０の肩部４５を再形成することにより、肩部４５が最終形状に形成される。
その際、二台目のキャッピングヘッドにおけるプレッシャーブロック１７の肩形成部１７ａは、曲率半径ｒが０．３〜１．５ｍｍの大きさからなっている。このように、１回目より２回目の曲率半径を小さくすることにより、１回目の形成時のスプリングバックが矯正され、予定した曲率半径を持った肩部４５が形成されることになる。
【００３３】
その結果、キャップ４０の肩部４５には、円弧状の凸部４５ａ及び凹部４５ｂ間の接線Ｙが、キャップ４０（及びボトル缶３０）の軸線と平行な線Ｘに対して特定の角度θをもつように形成され、この角度θにより、ライナー４４の周縁部と口金３１のカール部３４の外周との接触面積を増大させるばかりでなく、双方の接触面圧を増大させるので、キャップ４０によるボトル缶３０への密封性を確実に高めることができる。
【００３４】
しかも、肩部４５における凹部４５ｂの曲率半径Ｒが、０．６〜２．０ｍｍの範囲であるので、キャップ４０の軸線と平行な線Ｘと、凸部４５ａ及び凹部４５ｂ間の接線Ｙとの間を確実に上記特定の角度θにでき、これにより、ライナー４４とボトル缶３０のカール部３４との密着性を確実に高めることができる。
【００３５】
また、肩部４５は、最初、肩形成部１７ａが二回目の曲率半径ｒより大きな曲率半径ｒを有するプレッシャーブロック１７によって押し付けられることによって大きめの形状に形成された後、二回目には最初の曲率半径ｒを有する肩形成部１７ａによって押し付けられて小さな曲率半径Ｒの形状に矯正形成される。つまり、肩部４５が二段階に渡り大きな曲率半径Ｒから小さな曲率半径Ｒに矯正形成されるので、肩部を一度に小さな曲率半径Ｒで形成する場合と異なり、キャップ４０に亀裂が生じるおそれがなく、キャップ４０が破損するのを防止できる。
【００３６】
そして、プレッシャーブロック１７の肩形成部１７ａは、一回目では０．６〜２．０ｍｍの曲率半径ｒをなし、また二回目では０．３〜１．５ｍｍの曲率半径ｒをなしているので、肩部４５を二段階に渡り大きな曲率半径Ｒから、ライナー４４とカール部３４間の密封性を高める得る小さな曲率半径Ｒに確実に矯正形成することができる。
【００３７】
なお、キャップ４０に対するプレッシャーブロック１７の二回目の押し付け時にも、ねじ切りローラ４がキャップ４０の外周にねじ切りすると共に、巻き締めローラ５が開口周縁部を口金３１の膨出部３３に巻き締められ、これによってキャップ４０がボトル缶の口金３１に最終的に被着されることとなる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、キャップの肩部が特定の角度に形成されることにより、ライナーの周縁部とボトル缶のカール部の外周との接触面積を増大させるばかりでなく、双方の接触面圧を増大させるので、キャップによるボトル缶への密封性を高めることができる効果が得られる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、キャップの軸線と平行な線と、キャップ肩部の凸部及び凹部間の接線との間を確実に上記特定の角度にでき、ライナーとボトル缶のカール部との密着性を確実に高めることができる効果が得られる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、キャップの肩部が二段階に渡り大きな曲率半径から小さな曲率半径に形成されるので、肩部を一度に小さな曲率半径で形成する場合と異なり、キャップに亀裂が生じるおそれがないばかりでなく、キャップが破損するのを防止でき、キャップに密着性の良好な肩部を良好に形成できる効果が得られる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、キャップ肩部を二段階に渡り大きな曲率半径から、ライナーとカール部間の密封性を高める得る小さな曲率半径に確実に矯正形成することができる効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態に係るキャップを被着するためのキャッピングヘッドを示す断面図である。
【図２】キャップとプレッシャーブロックとの関係を示す断面図である。
【図３】キャップのライナーとボルト缶のカール部との関係を示す図２の要部の説明図である。
【図４】押圧成形体としてのプレッシャーブロックとキャップとの関係をを示す説明図である。
【図５】キャップとこれに被着されたボトル缶の口金とを示す説明図である。
【図６】ボトル缶口金のカール部とキャップのライナーとの関係を示す図５の要部拡大図である。
【符号の説明】
１　　キャッピングヘッド
２　　ヘッド支持軸
１７　　押圧成形体としてのプレッシャーブロック
１７ａ　　肩形成部
３０　　ボトル缶
３１　　口金
３２　　ねじ部
３３　　膨出部
３４　　カール部
４０　　キャップ
４１　　天板
４２　　開口周縁部
４４　　シール材としてのライナー
４５　　肩部
４５ａ　　円弧状の凸部
４５ｂ　　円弧状の凹部
θ　　特定の角度
Ｒ　　キャップの肩部の曲率半径
ｒ　　プレッシャーブロックの肩形成部の曲率半径
【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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