(57)【要約】【課題】ボトル缶ごとの雄ネジ部が同品質に形成され、雄ネジ部にスジ状部分が形成されることなく一定のリード角で形成されるとともに、ネジ山の高さが均一に形成されるボトル缶の製造方法および製造装置を提供すること。【解決手段】ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するためのネジ形成部を外周に有する中子２３と、中子２３のネジ形成部２１と対応する形状のネジ形成部２２を外周に有する外子２４と、ネジ部成形作業時に転動自在に支持した中子２３および外子２４によって口金部を挟み込ませて回転するプレス機構２５とを備えたネジ成形装置２０であって、ネジ部成形開始作業時に中子２３および外子２４の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に中子２３および外子２４の転動を規制する制動機構３０が備えられていることを特徴とする。【選択図】        図３
2004160468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するネジ部成形工程を有するボトル缶の製造方法であって、
所定の向きで転動が規制されている中子および外子が互いに間隔をあけて位置し、該中子と外子との間に前記ボトル形状体の口金部が挿入された状態で、
上記中子および外子の転動の規制を解除するとともに、互いの間隔を狭める方向に該中子と外子とが移動するネジ部成形開始作業と、
上記中子と外子とによって上記口金部を挟み込み、該中子と外子とが転動しつつ、前記ボトル形状体の軸線回りに回転するネジ部成形作業と、
互いの間隔を広げる方向に上記中子と外子とが移動するとともに、所定の向きで中子および外子の転動を規制するネジ部成形終了作業とが行われるネジ部成形工程を有することを特徴とするボトル缶の製造方法。
【請求項２】
ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するためのネジ形成部を外周に有する中子と、該中子のネジ形成部と対応する形状のネジ形成部を外周に有する外子と、ネジ部成形作業時に転動自在に支持した該中子および外子によって前記口金部を挟み込ませて前記ボトル形状体の軸線回りに回転するプレス機構とを備えたネジ成形装置であって、
ネジ部成形開始作業時に前記中子および外子の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に前記中子および外子の転動を規制する制動機構が備えられていることを特徴とするネジ成形装置。
【請求項３】
請求項２に記載のネジ成形装置において、
前記制動機構は、前記中子および外子に固定されて段部を有しているカムと、前記段部に係合して前記カムの転動を係止する係止部を有している係止機構とを備えて構成されていることを特徴とするネジ成形装置。
【請求項４】
ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するためのネジ形成部を外周に有する中子と、該中子のネジ形成部と対応する形状のネジ形成部を外周に有する外子と、ネジ部成形作業時に転動自在に支持した該中子および外子によって前記口金部を挟み込ませて前記ボトル形状体の軸線回りに回転するプレス機構とを備えたネジ成形装置であって、
前記中子と外子との転動を同期させる同期機構を備えているとともに、
ネジ部成形開始作業時に前記中子および外子の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に前記中子および外子の転動を規制する制動機構が、前記中子または外子のいずれか一方に備えられていることを特徴とするネジ成形装置。
【請求項５】
請求項４に記載のネジ成形装置において、
前記制動機構は、前記中子または外子のいずれか一方に固定されて段部を有しているカムと、前記段部に係合して前記カムの転動を係止する係止部を有している係止機構とを備えて構成されていることを特徴とするネジ成形装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５のいずれかに記載のネジ成形装置において、
前記制動機構により転動を規制された前記外子の向きが、該外子のネジ形成部におけるネジ下端部を前記中子に対向する向き以外の方向に設定されていることを特徴とするネジ成形装置。
【請求項７】
請求項２から請求項６のいずれかに記載のネジ成形装置において、
前記中子および外子のネジ形成部には、前記口金部に三段のネジ山を形成する三段ネジ形成部と二段のネジ山を形成する二段ネジ形成部とが設けられており、
前記中子の三段ネジ形成部のネジ山凸型の高さが、二段ネジ形成部のネジ山凸型の高さより高く形成され、
前記外子の三段ネジ形成部のネジ山凹型の深さが、二段ネジ形成部のネジ山凹型の深さより深く形成されていることを特徴とするネジ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、口金部にネジ部が形成されているボトル缶の製造方法およびネジ成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、飲料用の缶として広く使われている金属製のボトル缶は、金属板材を絞り加工（Ｄｒａｗｉｎｇ）と、次いで行われるしごき加工（Ｉｒｏｎｉｎｇ）とによって形成される、一般にＤＩ缶と呼ばれている有底筒状体に、複数回の絞り加工によって縮径部を形成し、トリミング加工によって上端の高さが揃えられた後に、縮径部の上部にネジ部を有する口金部が形成されて製造されている。このボトル缶に内容物を充填した後、ボトル缶の口金部にキャップが被着されて、キャップ付ボトル缶とされる。
【０００３】
図７は、ボトル缶２の口金部６の側面図で、雄ネジ部７の下方終端点（ネジ切り終わり）Ａとボトル缶２の軸線Ｏとが重なる方向から見た図である。雄ネジ部７は、口金部６の周方向に螺旋状に形成されたネジ山１５と、ネジ山１５の間に形成されたネジ谷１６とによって形成されており、ネジ山１５が約２．２巻きで形成されているので、軸線Ｏ方向に三段のネジ山１５を有する三段ネジ山部分Ｘが設けられている。雄ネジ部７の三段ネジ山部分Ｘ以外の範囲は二段ネジ山部分とされ、二段のネジ山１５が形成されている範囲である。
【０００４】
また、ネジ山１５およびネジ谷１６は、軸線Ｏに直交する水平面に対して所定のリード角で形成されており、ネジ谷１６の下方終端点Ａ近傍は不完全ネジ部１６’とされている。不完全ネジ部１６’においてネジ谷１６は、下方終端点Ａに向かって徐々にネジ深さが浅く形成されるとともに、ネジ幅が狭く形成されている。このように形成された不完全ネジ部１６’は、雄ネジ部７に沿ってキャップ材をネジ溝加工ローラで押圧してキャップ材に雌ネジ部を形成することでボトル缶２にキャップを被着するキャッピング工程において、ネジ溝加工ローラを離型する目的に用いられるとともに、雌ネジ部を雄ネジ部７に案内されやすい形状とする目的に用いられている。そして、下方終端点Ａを過ぎた位置に所定のリード角で形成されずに、水平面に沿うように形成されたスジ状部分１７が形成されている。
【０００５】
このような口金部６の雄ネジ部７の加工は、中子と外子とを転動自在に支持するプレス機構を備えたネジ成形装置によって行われ、中子および外子の外周には、ネジ山１５とネジ谷１６とを形成するための互いに対応する形状のネジ形成部が設けられている。ネジ形成部には、一定の高さのネジ山型および一定の深さのネジ谷型が設けられているが、外子のネジ形成部は不完全ネジ部１６’を形成するために、ネジ終端に向かって徐々にネジ山型が低くなるようにネジ下端部が形成されている。
【０００６】
ネジ部加工工程は、互いに間隔をあけて位置している中子と外子との間に雄ネジ部の形成されていない略円筒状の口金部が挿入された状態において、中子と外子とによって口金部を挟み込むとともに、中子および外子がボトル形状体の軸線回りに回転する作業を有している。（例えば、特許文献１参照。）このとき、中子および外子は転動自在に支持されているので、中子と外子とが回転しつつ口金部を挟み込み始め、一定の摩擦力以上となった時に中子と外子とが転動する構成となっている。ここで、中子と外子とが口金部に当接してから転動するまでの間、中子および外子が口金部に対して滑動してしまい、所定のリード角とならない歪んだ部分が形成されるが、中子および外子が１回転以上軸線回りに回転することにより、リード角の歪んだ部分を矯正し、所定のリード角の雄ネジ部７を形成している。また、中子および外子は、雄ネジ部７を成形し口金部６から離間した後においても慣性によって転動し、たとえば中子および外子を支持している軸受けなどの摩擦によって転動が停止していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−６６６７４号公報（段落番号０００７、第４−８図）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように雄ネジ部７を形成する際に、中子および外子を１回転以上回転させてリード角の歪んだ部分を矯正しているが、中子および外子の転動の停止する向きは規制されていないので、ネジ部成形工程を繰り返すたびに中子および外子が異なる向きで口金部に当接し、ボトル缶２ごとに矯正箇所が異なる位置になってしまい、ボトル缶２ごとに雄ネジ部７の形状が若干異なるという問題があった。とくに、外子のネジ下端部を口金部に向けた状態で外子が口金部に当接する場合に、外子のネジ下端部においてネジ山型が低くなるように形成されており、外子を１回転以上回転させても十分に矯正することができずに、雄ネジ部７の下方部分にスジ状部分１７が形成されていた。スジ状部分１７が形成されることによって、雄ネジ部７に沿ってキャップ材に雌ネジ部を形成してボトル缶２にキャップを被着するキャッピング工程において、スジ状部分１７に沿ってキャップの雌ネジ部に水平部が形成されてしまうという問題があった。このように水平部が雄ネジ部７のリード角と異なる角度で形成されることで、キャップを回転する時に雄ネジ部７と水平部とが擦れ合ってしまい、回転トルクが増大したり、再栓する際に雄ネジ部７に雌ネジ部が案内され難くなるという不都合があった。
【０００９】
また、ネジ部加工工程において、中子と外子とが一定の力で口金部を挟み込んでいるが、三段ネジ山部分Ｘと二段ネジ山部分とではメタルフローが異なり、三段ネジ山部分Ｘにおける加工による変形量が多いので、三段ネジ山部分Ｘのネジ山１５が二段ネジ山部分のネジ山１５より低く形成されてしまうという問題があった。このように、ネジ山１５が部分的に低く形成され、ネジ山１５の高さが均一にならないことにより、所定のキャップの締結力が得られず、キャップ付ボトル缶の内圧が異常に上昇した場合に、口金部６からキャップがずれてしまうおそれがあった。
【００１０】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、ボトル缶ごとの雄ネジ部が同品質に形成され、雄ネジ部にスジ状部分が形成されることなく一定のリード角で形成されるとともに、ネジ山の高さが均一に形成されるボトル缶の製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るボトル缶の製造方法は、ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するネジ部成形工程を有するボトル缶の製造方法であって、所定の向きで転動が規制されている中子および外子が互いに間隔をあけて位置し、該中子と外子との間に前記ボトル形状体の口金部が挿入された状態で、上記中子および外子の転動の規制を解除するとともに、互いの間隔を狭める方向に該中子と外子とが移動するネジ部成形開始作業と、上記中子と外子とによって上記口金部を挟み込み、該中子と外子とが転動しつつ、前記ボトル形状体の軸線回りに回転するネジ部成形作業と、互いの間隔を広げる方向に上記中子と外子とが移動するとともに、所定の向きで中子および外子の転動を規制するネジ部成形終了作業とが行われるネジ部成形工程を有することを特徴とする。
【００１２】
この発明のボトル缶の製造方法において、ネジ部成形終了作業で所定の向きで中子および外子の転動を規制するとともに、ネジ部成形開始作業で中子および外子の転動の規制を解除するので、ネジ部成形工程を繰り返すたびに中子および外子が同じ向きで用いられる。つまり、ネジ部成形開始作業において中子および外子が常に同じ向きで口金部に当接し、中子および外子を１回転以上回転させた時に、中子および外子によって矯正される箇所が常に同じ箇所となるのである。これにより、形成されるネジ部の形状が、ボトル缶ごとにばらつくことが無くなり、常に同じ品質のネジ部を形成することができる。
【００１３】
また、本発明に係るネジ成形装置は、ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するためのネジ形成部を外周に有する中子と、該中子のネジ形成部と対応する形状のネジ形成部を外周に有する外子と、ネジ部成形作業時に転動自在に支持した該中子および外子によって前記口金部を挟み込ませて前記ボトル形状体の軸線回りに回転するプレス機構とを備えたネジ成形装置であって、ネジ部成形開始作業時に前記中子および外子の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に前記中子および外子の転動を規制する制動機構が備えられていることを特徴とする。
【００１４】
この発明のネジ成形装置において、ネジ部成形開始作業時に中子および外子の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に中子および外子の転動を規制する制動機構が備えられているので、ネジ部成形工程を繰り返すたびに中子および外子の転動が同じ向きで規制される。これにより、形成されるネジ部の形状が、ボトル缶ごとにばらつくことが無くなり、常に同じ品質のネジ部を形成することができる。
【００１５】
また、本発明に係るネジ成形装置は、上述したネジ成形装置であって、前記制動機構は、前記中子および外子に固定されて段部を有しているカムと、前記段部に係合して前記カムの転動を係止する係止部を有している係止機構とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１６】
この発明のネジ成形装置において、制動機構は、中子および外子に固定されて段部を有しているカムと、段部に係合してカムの転動を係止する係止部を有している係止機構とを備えて構成されているので、プレス機構によって中子および外子が口金部を挟み込む方向に移動することにより、カムの段部と係止機構の係止部とが係合することによる中子および外子の転動の規制が解除され、ネジ部成形後に、中子および外子が互いの間隔を広げる方向に移動することにより、カムの段部に係止機構の係止部が係合しカムの転動が係止されて、中子および外子の転動が規制される。このように、制動機構はカムと係止機構により構成され、従来と同様の中子および外子の移動で、転動の規制およびその解除がなされるので、従来の装置から少ない改良で確実に転動の規制を行うことができる。
【００１７】
また、本発明に係るネジ成形装置は、ボトル形状体の口金部にネジ部を形成するためのネジ形成部を外周に有する中子と、該中子のネジ形成部と対応する形状のネジ形成部を外周に有する外子と、ネジ部成形作業時に転動自在に支持した該中子および外子によって前記口金部を挟み込ませて前記ボトル形状体の軸線回りに回転するプレス機構とを備えたネジ成形装置であって、前記中子と外子との転動を同期させる同期機構を備えているとともに、ネジ部成形開始作業時に前記中子および外子の転動の規制を解除し、かつネジ部成形終了作業時に前記中子および外子の転動を規制する制動機構が、前記中子または外子のいずれか一方に備えられていることを特徴とする。
【００１８】
さらに、本発明に係るネジ成形装置は、上述したネジ成形装置であって、前記制動機構は、前記中子または外子のいずれか一方に固定されて段部を有しているカムと、前記段部に係合して前記カムの転動を係止する係止部を有している係止機構とを備えて構成されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明のネジ成形装置において、中子と外子との転動を同期させる同期機構を備えているので、中子または外子のいずれか一方に制動機構を設けるだけで、中子および外子の両方の転動を規制することができる。また、制動機構を構成するカムおよび係止機構を一組だけ設けることでよいので、ネジ成形装置の構成をシンプルにすることができる。
【００２０】
また、本発明に係るネジ成形装置は、上述したいずれかのネジ成形装置において、前記制動機構により転動を規制された前記外子の向きが、該外子のネジ形成部におけるネジ下端部を前記中子に対向する向き以外の方向に設定されていることを特徴とする。
【００２１】
この発明のネジ成形装置において、制動機構により転動を規制された外子の向きが、外子のネジ形成部におけるネジ下端部を中子に対向する向き以外の方向に設定されているので、ネジ部を形成し始めるときにネジ下端部が口金部の外周面に当接することが回避される。これにより、雄ネジ部の下方部分にスジ状部分が形成されることなく、雄ネジ部を一定のリード角で形成することができる。したがって、キャップの雌ネジ部も一定のリード角で形成することができるので、再栓する際に雌ネジ部が雄ネジ部に案内されやすくなるとともに、キャップの回転トルクを低くすることができる。
【００２２】
また、本発明に係るネジ成形装置は、上述したいずれかのネジ成形装置であって、前記中子および外子のネジ形成部には、前記口金部に三段のネジ山を形成する三段ネジ形成部と二段のネジ山を形成する二段ネジ形成部とが設けられており、前記中子の三段ネジ形成部のネジ山凸型の高さが、二段ネジ形成部のネジ山凸型の高さより高く形成され、前記外子の三段ネジ形成部のネジ山凹型の深さが、二段ネジ形成部のネジ山凹型の深さより深く形成されていることを特徴とする。
【００２３】
この発明のボトル缶のネジ成形装置において、中子の三段ネジ形成部のネジ山凸型の高さが、二段ネジ形成部のネジ山凸型の高さより高く形成され、外子の三段ネジ形成部のネジ山凹型の深さが、二段ネジ形成部のネジ山凹型の深さより深く形成されているので、口金部にネジ山を形成するために加えられる力が、二段ネジ形成部より三段ネジ形成部においてより高くなる。これにより、加工による変形量の多い三段ネジ山部分においても、規定のネジ山の高さとなるように加工することができ、ネジ山の高さをほぼ均一に形成することができる。したがって、所定の締結力でキャップを被着することができ、キャップ付ボトル缶の内圧が異常に上昇した場合であっても、ずれることなくキャップが被着されるボトル缶の雄ネジ部を形成することができる。
【００２４】
【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に示すように、キャップ付ボトル缶１は、アルミニウム合金などで形成された金属製のボトル缶２にキャップ３が被着された構成となっている。ボトル缶２は、円筒状の缶胴４から上方に向かって縮径する縮径部５が設けられ、縮径部５の上方に口金部６が設けられている。口金部６には、雄ネジ部７と膨出部８とカール部９とが形成されている。また、キャップ３には、天面部１０と雌ネジ部１１とピルファープルーフ部１２とブリッジ部１３とが形成されており、天面部１０の内面にはシール材であるライナー１４が貼着されている。ボトル缶２の雄ネジ部７とキャップ３の雌ネジ部１１とが嵌合し、膨出部８の下方にピルファープルーフ部１２の下端が巻き込む状態で、キャップ３はボトル缶２に被着しており、カール部９とライナー１４とが密着することで密封されている。
【００２５】
また、図２はボトル缶２の口金部６の側面図で、雄ネジ部７の下方終端点Ａとボトル缶２の軸線Ｏとが重なる方向から見た図である。雄ネジ部７は、口金部６の周方向に所定のリード角で螺旋状に形成されたネジ山１５と、ネジ山１５の間に形成されたネジ谷１６とによって構成されている。また、上方から一段目ネジ山１５ａ、二段目ネジ山１５ｂ、および三段目ネジ山１５ｃが三段で設けられている三段のネジ山１５を有する三段ネジ山部分Ｘと、二段のネジ山１５を有する二段ネジ山部分とが設けられている。ネジ谷１６には、下方終端点Ａに向かって徐々にネジ深さが浅く形成されるとともに、ネジ幅が狭く形成される不完全ネジ部１６’が形成されている。
【００２６】
図３に、ボトル缶２のネジ成形装置２０の一部を示す。ネジ成形装置２０は、ボトル缶２の雄ネジ部７を形成するためのネジ形成部２１を外周に有する中子２３およびネジ形成部２２を外周に有する外子２４と、中子２３および外子２４を転動自在に支持し、中子２３および外子２４を移動および回転させるプレス機構２５とを備えて構成されている。プレス機構２５は、内周に傾斜面２６を有する第１ハウジング２７と、カムローラ２８ａ、２８ｂを有する第２ハウジング２９とで構成されており、カムローラ２８ａと中子２３、およびカムローラ２８ｂと外子２４とがそれぞれ連動して移動することができる。また、ネジ部成形作業時には、駆動機構（図示せず）によってプレス機構２５が軸線Ｏ１回りに回転するとともに、第２ハウジング２７に対し第１ハウジング２６が軸線Ｏ１方向に移動するので、傾斜面２６にカムローラ２８ａ、２８ｂが案内されて内側に移動し、連動して中子２３と外子２４とが近接する方向に移動する構成となっている。また、中子２３は軸線Ｏ２、外子２４は軸線Ｏ３回りにそれぞれ転動し、図の状態において軸線Ｏ１と軸線Ｏ２とが一致した状態となっている。また、中子２３および外子２４は、同期機構によって転動が同期するように構成されており、同期機構は、中子２３と同軸に回転して第２ハウジング２９の内部に配置されるギヤ２３ａと、外子２４と同軸に回転して第２ハウジング２９の内部に配置されるギヤ２４ａと、ギヤ２３ａおよびギヤ２４ａを連動させる複数の連結ギヤ（図示せず）によって構成されている。同期機構によるギヤ比は、外子２４の１回転に対し中子２３が１回転、２回転、または３回転するように整数倍に設定され、このギヤ比となるように、ギヤ２３ａ、ギヤ２４ａ、および連結ギヤが選択される。
【００２７】
また、制動機構３０は、中子２３に固定されたカム３１と、第２ハウジング２９の底面に固定された係止機構３２とを有して構成されている。図４は、図３のＡ−Ａ矢視図で、ネジ部成形作業時において、プレス機構２５は回転方向Ｔ１、中子２３は回転方向Ｔ２、外子２４は回転方向Ｔ３に回転する。図に示すようにカム３１は略円盤形状をしており、その外周面に回転方向Ｔ２の前方を向く段部３３が設けられている。係止機構３２は、略棒状の係止部３４がその軸方向に移動自在に取り付けられており、係止機構３２の内部に備えられているバネ３５によって係止機構３２の外方向へ押し出される力が係止部３４に加えられている。また、バネ３５による係止部３４の移動可能距離は、プレス機構２５による中子２３の移動距離より短く設定されており、中子２３が移動することによって、係止部３４と段部３３との係合が解除される構成となっている。係止機構３２は、係止部３４が中子２３の軸線Ｏ２の方向を向くように固定されており、図３および図４（ａ）の状態において、係止部３４に段部３３が係合することでカム３１の転動が係止されている。
【００２８】
図５に、中子２３および外子２４の拡大断面図を示す。図５（ａ）は、三段ネジ山部分Ｘを形成する三段ネジ形成部３８の断面で、中子２３のネジ形成部２１の三段ネジ山凸型４０は、一段目ネジ山凸型４０ａ、二段目ネジ山凸型４０ｂ、および三段目ネジ山凸型４０ｃの三段で形成され、外子２４のネジ形成部２２の三段ネジ山凹型４１は、一段目ネジ山凹型４１ａ、二段目ネジ山凹型４１ｂ、および三段目ネジ山凹型４１ｃの三段で形成されている。図５（ｂ）は、二段ネジ山部分を形成する二段ネジ形成部３９の断面で、中子２３のネジ形成部２１の二段ネジ山凸型４２は、一段目ネジ山凸型４２ａおよび二段目ネジ山凸型４２ｂの二段で形成され、外子２４のネジ形成部２２の二段ネジ山凹型４３は、一段目ネジ山凹型４３ａおよび二段目ネジ山凹型４３ｂの二段で形成されている。また、三段ネジ山凸型４０の高さｈ１は、二段ネジ山凸型４２ｈ２より高く形成されており、三段ネジ山凹型４１の深さｄ１は、二段ネジ山凹型４３の深さｄ２より深く形成されている。
【００２９】
また、雄ネジ部７の不完全ネジ部１６’を形成するために、外子２４のネジ形成部２２の下方部分は、三段目ネジ山凹型４１ｃの下方に位置する凸部４１ｄが、外子２４の回転方向Ｔ３の反対側に向かって徐々に幅が狭くなるとともに高さが低くなるように形成された、ネジ下端部４５とされている。そして、ネジ下端部４５が中子２３の反対側を向くように外子２４の転動が規制されている。
【００３０】
上述したように構成されているネジ成形装置２０を用いてボトル缶２に雄ネジ部７を形成するネジ部成形工程について説明する。
図６（ａ）に示すように、中子２３および外子２４の間に雄ネジ部７が形成されていない状態のボトル形状体２’の口金部６’が挿入され、図４（ａ）に示すように制動機構３０によって、つまりカム３１の段部３３に係止機構３２の係止部３４が係合することによって、中子２３および外子２４の転動が規制されている。
【００３１】
まず、ネジ部成形開始作業において、プレス機構２５が回転方向Ｔ１に回転し始めるとともに、中子２３および外子２４が互いの間隔を狭める方向に移動、つまり図４（ｂ）に示されている移動方向Ｕ１に向かって中子２３が移動し、移動方向Ｕ２に向かって外子２４が移動する。このとき、中子２３とともにカム３１が移動するので、係止機構３２から離れる方向にカム３１が移動する。係止部３４は、バネ３５によって一定距離だけカム３１に追従して移動するが、一定距離以上にカム３１が移動すると係止部３４と段部３３とが離れて、中子２３の転動の規制が解除される。また、中子２３と外子２４とは同期機構によって転動が同期しているので、同時に外子２４も転動自在となる。
【００３２】
さらに、中子２３と外子２４とが移動し、ネジ形成部２１が口金部６’の内周面に当接するとともにネジ形成部２２が口金部６’の外周面に当接し、一定の摩擦力以上となると、中子２３が回転方向Ｔ２に回転し始めるとともに外子２４が回転方向Ｔ３に回転し始め、図４（ｃ）および図５（ｂ）に示すようにネジ部成形作業が行われる。つまり、中子２３のネジ形成部２１のネジ山凸型４０と外子２４のネジ形成部２２のネジ山凹型４１とがお互いに噛み合うように口金部６’を挟み込み、軸線Ｏ１を中心に中子２３および外子２４が回転するとともに、中子２３が軸線Ｏ２を中心に転動し、外子２４が軸線Ｏ３を中心に転動するのである。また、ネジ部成形作業の始めに中子２３および外子２４と口金部６’との摩擦が一定の摩擦力となるまでの間に、口金部６’に対して中子２３および外子２４が滑動することによって所定のリード角とならない、歪んだ部分が形成されるが、中子２３および外子２４が軸線Ｏ１を中心に１回転以上回転し、歪んだ部分を所定のリード角に矯正する。これにより、図２に示すような雄ネジ部７が形成される。
【００３３】
つぎに、ネジ部成形終了作業において、中子２３と外子２４とが互いに離間する方向に移動して雄ネジ部７から離間しても、慣性によって中子２３と外子２４とは転動を続けたまま移動する。そして、中子２３とともに転動するカム３１が係止部３４と当接し、バネ３５によって係止部３４がカム３１に追従して移動し、段部３３と係止部３４とが係合するまでバネ３５の弾性力によって係止部３４が当接した状態でカム３１が転動する。そして、段部３３と係止部３４とが係合することによってカム３１の転動が係止され、中子２３の転動が停止する。また、中子２３と外子２４とは同期機構によって転動が同期しているので、同時に外子２４の転動も停止する。このとき、中子２３および外子２４の向きはネジ部成形開始作業の作業前と同じ向きに規制されている。
【００３４】
上述したようなネジ部成形工程により、ネジ成形装置２０を用いて雄ネジ部７を形成するので、ネジ部成形工程の前後において中子２３および外子２４の転動が同じ向きで規制され、ネジ部成形工程を繰り返すたびに中子２３および外子２４を同じ向きで用いることができる。たとえば、ネジ部成形作業の始めに形成される歪んだ部分は、常にネジ形成部２１、２２の同じ箇所で形成され、この歪んだ部分を矯正するのもネジ形成部２１、２２の同じ箇所とされるので、矯正箇所はボトル缶２ごとに同じ箇所に形成される。これにより、常に同じ品質の雄ネジ部７を形成することができる。
【００３５】
また、制動機構３０はカム３１と係止機構３２とを有し、プレス機構２５による移動によって転動の規制が解除される構成となっているので、従来のネジ成形装置から少ない改良でネジ成形装置２０を構成することができ、確実に転動の規制を行うことができる。また、同期機構によって中子２３および外子２４の転動が同期するように構成されているので、中子２３のみに制動機構３０を設けるだけで中子２３と外子２４との転動を規制することができ、ネジ成形装置２０をシンプルに構成することができる。また、係止部３４がバネ３５の弾性力によってカム３１に当接しているので、当接している面での摩擦によってカム３１の転動が停止することが無く、係止部３４と段部３３との係合によって転動が停止する構成とすることができる。
【００３６】
また、外子２４のネジ下端部４５が口金部６’の反対側を向くように外子２４の転動が規制されており、ネジ部成形開始作業において、口金部６’にネジ下端部４５が当接することがないとともに、ネジ下端部４５が歪んだ箇所の矯正に用いられることがないので、スジ状部分１７の形成を防止することができる。つまり、図２に示すように、雄ネジ部７を一定のリード角で形成することができるのである。これにより、キャップ３の雌ネジ部１１も一定のリード角で形成することができるので、キャップ３を口金部６に螺合させて再栓する際に、雌ネジ部１１が雄ネジ部７に案内されやすくなるとともに、キャップ３の回転トルクを低くすることができる。
【００３７】
また、中子２３の三段ネジ山凸型４０の高さｈ１は、二段ネジ山凸型４２の高さｈ２より高く形成されており、外子２４の三段ネジ山凹型４１の深さｄ１は、二段ネジ山凹型４３の深さｄ２より深く形成されているので、ネジ部成形作業において、二段ネジ山凸型４２が加工時に加える力より三段ネジ山凸型４０が加工時に加える力を高くすることができる。これにより、従来より三段ネジ山部分Ｘのネジ山１５を高く形成することができ、二段ネジ山部分のネジ山１５の高さと三段ネジ山部分Ｘのネジ山１５の高さとをほぼ均一に形成することができる。このように形成されたボトル缶２の雄ネジ部７は、所定の締結力でキャップ３を被着することができるので、キャップ付ボトル缶１の内圧が異常に上昇し、キャップ３に抜ける方向への力が加えられても、キャップ３のずれるおそれがなく、内容物の漏れを防止することができる。
【００３８】
なお、三段ネジ山凸型４０の高さは、一段目ネジ山凸型４０ａ、二段目ネジ山凸型４０ｂ、および三段目ネジ山凸型４０ｃが同じ高さｈ１で構成されていなくてもよく、たとえばネジ山１５の二段目が低く形成される傾向がある場合、二段目ネジ山凸型４０ｂの高さを一段目ネジ山凸型４０ａおよび三段目ネジ山凸型４０ｃの高さより高くなるように三段ネジ山凸型４０を形成してもよい。三段ネジ山凹型４１についても同様に深さが異なっていても良い。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るボトル缶の製造方法によれば、中子および外子の転動が所定の向きで規制され、ネジ部成形工程を繰り返すたびに同じ向きで中子および外子を用いることができるので、常に同じ品質のネジ部を形成することができる。つまり、ボトル缶ごとのネジ部の形状のばらつきを防止することができる。
【００４０】
また、本発明に係るネジ成形装置によれば、制動機構が備えられているので、ネジ部成形工程を繰り返すたびに、同じ向きで中子および外子の転動を規制することができる。これにより、常に同じ品質のネジ部を形成することができるネジ成形装置を構成することができる。
また、制動機構は、カムと係止機構とを備えて構成されているので、プレス機構による中子および外子の移動により、転動の規制およびその解除を行うことができ、従来の装置から少ない改良で確実に転動の規制を行うことができる。
また、同期機構により中子と外子との転動を同期させることで、中子または外子のいずれか一方に制動機構を設けるだけで、中子および外子の両方の転動を規制することができ、ネジ成形装置の構成をシンプルにすることができる。
また、制動機構により転動を規制された外子の向きが、外子のネジ形成部におけるネジ下端部を中子に対向する向き以外の方向に設定されているので、雄ネジ部の下方部分にスジ状部分が形成されることなく、雄ネジ部を一定のリード角で形成することができる。
【００４１】
また、中子の三段ネジ形成部のネジ山凸型の高さが、二段ネジ形成部のネジ山凸型の高さより高く形成され、外子の三段ネジ形成部のネジ山凹型の深さが、二段ネジ形成部のネジ山凹型の深さより深く形成されているので、ネジ山の高さをほぼ均一に形成することができる。これにより、所定の締結力でキャップを被着することができ、キャップ付ボトル缶の内圧が異常に上昇した場合であっても、ずれることなくキャップが被着されるボトル缶の雄ネジ部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるキャップ付ボトル缶の部分断面図である。
【図２】ボトル缶の口金部の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるネジ成形装置の概略構成図である。
【図４】図３に示すネジ成形装置のＡ−Ａ矢視図で、（ａ）はネジ部成形開始作業の作業前の状態で、（ｂ）は中子および外子の移動中の状態で、（ｃ）ネジ部成形作業の作業中の状態である。
【図５】ネジ成形装置の中子および外子の拡大断面図で、（ａ）は三段ネジ山凸型および三段ネジ山凹型の部分で、（ｂ）は二段ネジ山凸型二段ネジ山凹型４３の部分である。
【図６】ネジ部成形工程の説明図で、（ａ）はネジ部成形開始作業の作業前の状態で、（ｂ）はネジ部成形作業の作業中の状態である。
【図７】従来のボトル缶の口金部の側面図である。
【符号の説明】
２  ボトル缶
２’  ボトル形状体
６，６’  口金部
７  ネジ部（雄ネジ部）
２０  ネジ成形装置
２１，２２  ネジ形成部
２３  中子
２４  外子
２５  プレス機構
３０  制動機構
３１  カム
３２  係止機構
３３  段部
３４  係止部
３８  三段ネジ形成部
３９  二段ネジ形成部
４０  三段ネジ山凸型
４１  三段ネジ山凹型
４２  二段ネジ山凸型
４３  二段ネジ山凹型
【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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