(57)【要約】      （修正有）【課題】キャップの開栓性及びシール効果に優れた金属容器の製造方法及び金属容器を提供する。【解決手段】内駒３と外駒４とで金属容器の口部２を歯合し、金属容器の口部２にねじが成形される金属容器の製造方法において、内駒３の下底５外径を上底６外径より大きく形成すると共に、すべてのねじ切り部７を傾斜した内駒３を形成し、この内駒３と、軸方向に対して平行又は傾斜したねじ切り部を有する外駒４とで、金属容器１の口部２を歯合して、ねじを成形することを特徴とする金属容器の製造方法である。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内駒と外駒とで金属容器の口部を歯合し、該金属容器の口部にねじが成形される金属容器の製造方法において、内駒の下底外径を上底外径より大きく形成すると共に、すべてのねじ切り部を傾斜した内駒を形成し、該内駒と、軸方向に対して平行又は傾斜したねじ切り部を有する外駒とで、金属容器の口部を歯合して、ねじを成形することを特徴とする金属容器の製造方法。
【請求項２】
前記ねじ成形の後工程において、該金属容器の口部を、絞り型で再成形することを特徴とする請求項１又は２記載の金属容器の製造方法。
【請求項３】
前記請求項１又は２記載の製造方法で製造される金属容器であって、該金属容器の口部の上ねじのねじ山外径が、下ねじのねじ山外径より小さいことを特徴とする金属容器。
【請求項４】
前記請求項１又は２記載の製造方法で製造される金属容器であって、該金属容器の口部の上ねじのねじ山外径と、下ねじのねじ山外径が等しいことを特徴とする金属容器。
【請求項５】
内駒と外駒とが、相互に反対方向から金属容器の口部を歯合し、かつ内駒と外駒が同期してローリングすることにより、金属容器の口部にねじが成形される金属容器の製造方法において、固定された金属容器の口部外周面上で、外駒と口部外周面とが相互に当接し合いながら、外駒がスリップしないで転動することを特徴とする金属容器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、金属容器の口部のねじの成形方法に関し、さらに詳しくは、内容物による耐圧強度を低下させることなく、金属容器の口部からキャップを開封し、又は開封して再栓したキャップの開封を容易にすると共に、金属容器の口部の内面塗膜及び外面塗膜に損傷を与えることがなく、金属容器の口部のねじ部表面を滑らに、かつ歪みなく仕上げることにより、キャップの開栓性及びキャップのシール効果に優れた金属容器の製造方法及び金属容器を提供することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
従来の金属容器５０の口部５１のねじ成形方法としては、図１４及び図１５に示す方法がある。図１４は、金属容器５０の口部５１に、内駒５２と外駒５３を内外から歯合し、相互に回転させて金属容器５０の口部５１に、ねじを成形している状態を示す断面図である。すなわち、金属容器５０の口部５１の外面に、外駒５３の凹部が当接しかつの口部５１の内面に、内駒５２の凸部が当接して、金属容器５０の口部５１にねじの山部が形成される。金属容器５０の口部５１の外面に、外駒５３の凸部が当接し、かつ金属容器５０の口部５１の内面に、内駒５２の凹部が当接して、金属容器５０の口部５１にねじの谷部が形成される。
【０００３】
しかしながら、内駒５２と外駒５３とで金属容器５０の口部５１を歯合した場合、内駒５２及び外駒５３が、図１４に示すように、駒を支持する位置から遠くなるにつれて、内駒５２及び外駒５３が開いた状態で加工される。すなわち、全体として外方向に角度α（α＝０．３°〜３°）だけ傾いて口部５１に歯合する。そのため、図１５に示すように、金属容器５０の上ねじ５４のねじ山の外径が、下ねじ５５のねじ山の外径より大きく形成される逆テーパーの状態になるという欠点があった。そして、この逆テーパー現象は、ねじ上部の絞り加工やカール加工により、さらに助長される欠点があった。例えば、図１５に示すように、外径が３６φの金属容器５０の口部５１にねじを成形した場合、上ねじ５４のねじ山の外径Ｔが、下ねじ５５のねじ山の外径Ｓより０．１２ｍｍ大きく成形される。そして、このように上ねじ５４のねじ山の外径Ｔが、下ねじ５５のねじ山の外径Ｓより大きく形成された場合、キャップを金属容器５０の口部５１から初めて開栓する場合、下ねじ５５に対応するキャップの雌ねじの部位が、金属容器５０の口部５１の外径の大きな上ねじ５４を乗り越えて開栓されなければならないため、開栓性が頗る困難であるという欠点があった。又、一度開栓された後、再度開栓する場合に、同様に、下ねじ５５に対応するキャップの雌ねじの部位が、金属容器５０の口部５１の外径の大きな上ねじ５４を乗り越えて、開栓されなければならないため、開栓性が困難になるという欠点があった。
【０００４】
又、従来金属容器の口部のねじ成形は、口部の中に、成形ツールである内駒を挿入して口部の内周面上を旋回させると共に、同じ成形ツールである外駒を、口部の外周面上を転動させ、それぞれの駒を同期させるローリング加工により行われていた。しかしながら、従来は内駒と外駒をスリップさせながら口部にねじ成形が施されるため、そのスリップによって生じる摩擦により、特に口部の外周面に内面塗膜の割れや剥離が発生し、口部の外周面が滑らかでなくなり、又成形されたねじに歪みが生じるため、キャップの開栓性及びシール効果が悪くなるという欠点があった。
【０００５】
この発明は、このような従来の課題に着目してなされたもので、内容物に対する耐圧強度を低下させることなく、金属容器の口部に形成されるねじ部に螺合されるキャップの開栓性の向上を企図すると共に、金属容器の口部の内面塗膜及び外面塗膜に損傷を与えることがなく、金属容器の口部のねじ部表面を滑らに、かつ歪みがない美麗なねじに仕上げることにより、キャップの開栓性及びシール効果に優れた金属容器の製造方法及び金属容器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、請求項１記載の発明に対応する手段は、内駒と外駒とで金属容器の口部を歯合し、金属容器の口部にねじが成形される金属容器の製造方法において、内駒の下底外径を上底外径より大きく形成すると共に、すべてのねじ切り部を傾斜した内駒を形成し、この内駒と軸方向に対して平行又は傾斜したねじ切り部を有する外駒とで、金属容器の口部を歯合して、ねじを成形することを特徴とする金属容器の製造方法。
【０００７】
請求項２記載の発明に対応する手段は、ねじ成形の後工程において、金属容器の口部を、絞り型で再成形することを特徴とする金属容器の製造方法である。
【０００８】
請求項３記載の発明に対応する手段は、金属容器の口部の上ねじのねじ山外径が、下ねじのねじ山外径より小さいことを特徴とする金属容器である。
【０００９】
請求項４記載の発明に対応する手段は、金属容器の口部の上ねじのねじ山外径と、下ねじのねじ山外径が等しいことを特徴とする金属容器である。
【００１０】
請求項５記載の発明に対応する手段は、内駒と外駒とが、相互に反対方向から金属容器の口部を歯合し、かつ内駒と外駒が同期してローリングすることにより金属容器の口部にねじが成形される金属容器の製造方法において、固定された金属容器の口部外周面上で、外駒と口部外周面とが相互に当接し合いながら、外駒がスリップしないで転動することを特徴とする金属容器の製造方法である。
【００１１】
【発明実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る第１実施の形態を示す図面である。１は金属容器であり、金属容器１の口部２に、ねじを形成する製造方法を示したものである。３は内駒であり、４は外駒である。金属容器１の口部２に、内駒３と外駒４を内外から歯合し、相互に回転させて金属容器１の口部２に、ねじを成形するものである。第１実施の形態の特徴は、内駒３の下底５の外径Ｄを、上底６の外径Ｃより大きく形成すると共に、ねじ切り部７を、すべてα傾斜させたものである。そして、これにより、図３に示すように、上ねじ切り部８が、下ねじ切り部９及び最下ねじ切り部１０より外径が小さく形成される。この内駒３と外駒４を用いて、金属容器１の口部２にねじを成形した場合、成形時に内駒３が、外方向にα傾いても上ねじ切り部８と、下ねじ切り部９及び最下ねじ切り部１０の山部を結ぶ線及び谷部を結ぶ線は、丁度軸方向に対して平行になる。なお、このねじ成形の際、外駒４のねじ切り部は、図１の第１実施の形態に示すように、軸方向に対して平行に形成されてもよく、又図２に示す第２実施の形態に示すように、外駒２４のねじ切り部２４ａは、内駒３と同様に角度αだけ傾斜して形成されてもよい。角度αの許容範囲は、α＝０．３°〜３°が適し、より好ましくはα＝０．５°〜１．５°が適する。なお、内駒３の谷底を形成する線は軸方向に対して平行であってもよい。
【００１２】
次に、図４は、この発明に係る第３実施の形態を示す図面である。第３実施の形態の特徴は、第１及び２実施の形態と同様に、上ねじ切り部１８が、下ねじ切り部１９より外径が小さく形成されているが、上ねじ切り部１８が鉛直線となす角度βと、下ねじ切り部１９及び最下ねじ切り部２２が、鉛直線となす角度αの２種類で構成されている点にある。角度βの許容範囲は、２°〜７°が適する。又角度αの許容範囲は、α＝０．３°〜３°が適する。そして、この場合の外駒のねじ切り部の形状は、軸方向に対して平行方向に形成されてもよく、或いは内駒３と同様に角度αだけ傾斜して形成されてもよい。なお、内駒２３の谷底を形成する線は軸方向に対して平行であってもよい。
【００１３】
この発明に係る製造方法で成形された金属容器１の口部２の上ねじ１１と、下ねじ１２は、図５のように形成される。すなわち、上ねじ１１のねじ山の外径Ｙは、下ねじ１２のねじ山の外径Ｘより小さく形成される。又他の実施の形態として、図６に示すように、上ねじ１３のねじ山の外径Ｚと、下ねじ１４のねじ山の外径Ｚとが等しく形成される。図５及び図６から、少なくとも、上ねじのねじ山の外径が、下ねじのねじ山の外径より大きく形成されるのを防止することができる。なお、図４に示すように、傾斜したねじ切り部１７において、上ねじ切り部１８の傾斜角度βがαより大きく傾斜し、上ねじ切り部１８の外径がより小さい場合の内駒２３を用いて、金属容器１の口部２を成形した場合には、図５における下ねじ１２のねじ山の外径Ｘと、上ねじ１１のねじ山の外径Ｙとの外径差がより大きくなることが判明した。
【００１４】
図７はねじ山が、上ねじ１５、下ねじ１６、最下ねじ２１が、各々Ｊ＜Ｉ＜Ｈの外径寸法順に成形された他の実施の形態を示す図面である。なお、図８に示すように、金属容器１の口部２の上ねじ１１及び下ねじ１２の寸法誤差を一定にするために、絞り金型１８のテーパー面１８ａで、上ねじ１１のねじ山及び下ねじ１２のねじ山を、再成形する工程を経ることにより、口部２のねじ山の外径のバラツキをなくすことができる。なお、図９及び図１０は、この発明に係る製造方法で造られた、ねじ付金属容器の実施例を示す図面であり、図９は、薄い板材を打ち抜いた後、絞り加工及び絞りしごき加工を経て製造されるねじ付金属容器１９、又、図１０はインパクト加工により、製造されるねじ付金属容器２０を示す図面である。
【００１５】
図１１、図１２及び図１３は、この発明の第４実施の形態を示す断面図である。図１１及び図１２は、内駒３３及び外駒３４が、同期して口部３２の周りをローリングすることによりねじ成形が行われる様子を示す図面である。図１３は、内駒３３が口部３２の内周面上を旋回し、外駒３４が口部３２の外周面上を転動する一連のねじ成形の過程を示す平面図である。本発明の特徴は、外駒３４が口部３２の外周面を転動する場合に、スリップを生じさせない点にある。図１３（ａ）において、Ｚは口部３２の成形開始位置を示す。又、Ｘは内駒３３と外駒３４が、それぞれ口部３２を挟んでローリングを開始する最初の駒の位置を示す目印である。図１３（ｂ）、図１３図（ｃ）、図１３（ｄ）及び図１３（ｅ）は、内駒３３が口部３２の内周面上を旋回し、外駒３４が口部３２の外周面上を転動する場合における内駒３３及び外駒３４に付けた目印Ｘの位置関係を示した平面図である。１３図（ｆ）は、内駒３３と外駒３４のそれぞれの目印Ｘが、再度向かい合った場合を示す平面図である。この目印Ｘが再度向かい合う１３図（ｆ）の位置において、外駒３４が、図１３（ａ）に示す位置から丁度１回転を終了し、かつ内駒３３と外駒３４のねじ成形が終了する。すなわち、外駒３４は元の口部３２の成形開始位置Ｚから角度θだけ進んだ位置において、内駒３３と外駒３４の目印Ｘが向かい合うことになる。これは、口部３２の外周寸法より外駒３４の外周寸法が長いため、スリップを生じないで外駒３４が１回転すると、必然的にその外周の寸法の差だけ、外駒３４がより多くの距離を進むためである。又図１１及び図１２に示すように、本発明は内駒３３と外駒３４が、相互に反対方向から接近して口部３２を挟み込むようにして、ねじ成形する点が特徴である。すなわち、内駒３３は口部３２の材料を外駒３４側へ押し込み、外駒３４は、口部３２の材料を内駒３３側へ押し込み、内駒３３及び外駒３４の両方の駒で、口部３２を挟み込むようにしてねじ成形が行われる。
【００１６】
この発明に係る第１〜第３実施の形態の作用について説明する。実際にα＝０．７°の傾斜をもつ内駒３を用いてねじ成形を行った場合、図５示すように、上ねじ１１のねじ山の外径Ｙは、下ねじ１２のねじ山の外径Ｘより小さく形成されるか、或いは図６に示すように、上ねじ１３のねじ山の外径と、下ねじ１４のねじ山の外径とが等しく形成されたので、この発明に係る製造方法で成形された金属容器の口部にキャップを螺合した場合について、初めてキャップを開栓する場合、キャップの雌ねじの下ねじが、口部の上ねじを乗り越えて開栓することがないから、開栓性が頗る良好だった。又、一度開栓した後リシールし、再度開栓する場合においても、同様に開栓性が頗る良好であるという効果が得られた。
【００１７】
次に、この発明に係る第４実施の形態の作用について説明する。
本発明に係る内駒３３と外駒３４とで行うねじの成形方法は、外駒３４と口部３２の外周面とは、面と面とが相互に当接し合いながら、外駒３４が口部３２の外周面上でスリップしない状態で転動するから、ねじ成形時に外駒３４と口部３２の外周面との間にまったく摩擦が発生しない。したがって、外面塗膜の割れ及び剥離を防止することができ、口部３２の外周面を滑らに、かつねじに歪みが全くなく美麗に仕上げることができる。したがって、この発明に係る製造方法で成形された口部３２に、キャップを螺合した場合、キャップの開栓性及びキャップのシール効果に優れる。次に、内駒３３は従来のように、単に口部３２の内周面に当接して支持し、外駒３４が口部３２の材料を一方的に押し込む作用によってねじを成形するものではなく、内駒３３と外駒３４とで、相互に容器の口部を歯合してねじ成形するので、ねじ成形の際に、口部３２のねじ部の内周面に急激な遡性変形が起こらない。したがって、内面塗膜の割れ、剥離も防止することができ、口部３２の内周面も滑らかでねじの歪みがなくる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、この発明によれば、金属容器の口部にねじを成形する場合において、内容物による耐圧強度を低下させることなく、キャップの開栓性が頗る良好であるという効果がある。又、一度キャップを開栓した後リシールし、再度開栓する場合においても、開栓性が頗る良好であるという効果を有する。さらに、この発明によれば、金属容器の口部の内面塗膜及び外面塗膜に損傷を与えることがなく、金属容器の口部のねじ部を滑らに、歪みなく美麗に仕上げることができるので、キャップの開栓性が良くかつキャップのシール効果が高い効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る第１実施の形態を示す図面。
【図２】この発明に係る第２実施の形態を示す図面。
【図３】この発明に係る内駒のねじ切り部を示す拡大断面図。
【図４】この発明に係る第３実施の形態を示す図面。
【図５】この発明に係る製造方法で造られた金属容器の口部の上ねじと下ねじを示す拡大断面図。
【図６】この発明に係る製造方法で造られた金属容器の口部の上ねじと下ねじを示す他の拡大断面図。
【図７】この発明に係る製造方法で造られた金属容器の口部の上ねじ、下ねじ及び最下ねじを示す拡大断面図。
【図８】この発明に係る製造方法で造られた金属容器の口部に絞り金型を被せて、ねじ部に再成形を施している状態を示す断面図。
【図９】この発明に係る製造方法及び絞りしごき加工方法で造られたねじ付金属容器を示す正面図。
【図１０】この発明に係る製造方法及びインパクト加工方法で造られたねじ付金属容器を示す正面図。
【図１１】この発明に係る第４実施の形態を示す縦断面図。
【図１２】この発明に係る第４実施の形態を示す平面図。
【図１３】この発明に係る第４実施の形態において、一連のねじ成形工程を示す平面図。
【図１４】従来の製造方法を示す断面図。
【図１５】従来の製造方法で造られた金属容器の上ねじ及び下ねじを示す断面図。
【符号の説明】
１    ３１  金属容器
２  ３２  口部
３  ２３  ３３  内駒
４  ２４  ３４  外駒
５  下底
６  上底
７  １７  ねじ切り部
１１  １３  １５  上ねじ
１２  １４  １６  下ねじ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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