(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンパーエビデントバンドを備えた金属製キャップを、曲率半径Ｒ１の上方アール部と曲率半径Ｒ２の下方アール部を有する形状の顎部係止面を有する金属製ボトルに巻締するキャップシーリング装置において、
前記タンパーエビデントバンドを巻締するスカートローラの巻締成形面が、前記タンパーエビデントバンドとの接触開始点から曲率半径ｒ１の第１円弧部と、それに連なる曲率が逆向きになっている曲率半径ｒ２の第２円弧部から形成され、
前記第１円弧部の曲率半径ｒ１がほぼＲ２−ｔ（但し、ｔはタンパーエビデントバンドの肉厚）であり、前記第２円弧部の曲率半径ｒ２が略Ｒ１＋ｔであり、
前記第１円弧部で前記タンパーエビデントバンドを前記顎部係止面の最小外径部上方位置近傍に圧接させる下部成形面を形成し、前記第２円弧部で前記顎部係止面の最大外径部下方位置に圧接させる上部成形面を形成させてなり、
前記第１円弧部と前記第２円弧部との接続点が変曲点となって、前記第１円弧部で前記顎部係止面の曲率半径Ｒ２の下方アール部に沿って屈曲形成し、前記第２円弧部で前記顎部係止面の曲率半径Ｒ１の上方アール部に沿って押し曲げ押圧することによって、前記顎部係止面の最大外径部の下方位置に圧接させようにしてなることを特徴とするキャップシーリング装置。
【請求項２】
前記上部成形面は、少なくとも顎部係止面の最小外径部からの顎部係止面高さの５０％以上の位置まで前記タンパーエビデントバンドを圧接するようになっている請求項１に記載のキャップシーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンパーエビデンス性金属製キャップを金属製ボトルに密封巻締するキャップシーリング装置、特に金属製キャップのタンパーエビデントバンドをボトル口顎部に巻締するスカートローラの形状に関する。
【０００２】
【従来の技術】
金属製キャップ（以下、単にキャップという）をボトルに巻締密封する際、キャップがタンパーエビデントバンド（以下、ＴＥバンドという）を有するものである場合、ボトル口に装着したキャップシェルのスカート壁をスレッドローラでボトルのねじ部に押し当ててネジを成形し、スカートローラでＴＥバンドの下部をボトル口の顎部係止面に係合するように回転しながら押し込んで巻締成形している（例えば、実開昭６１−２７８９３号、特公昭４９−２１６２９号公報参照）。その際、ＴＥバンドを確実にボトルの顎部係止面に係止するように巻締成形し、開栓に際して密封が破壊される前にＴＥバンドがスカート壁から確実に破断されるようにしなければならない。ＴＥバンドのスカート部への巻締力が弱いと開栓時にブリッジが切れることがなく、キャップとＴＥバンドが同時にせり上がってしまいＴＥバンドの機能を発揮することなく、キャップがすっぽ抜けた状態で開栓されることがある。
【０００３】
金属製キャップ２０のＴＥバンド２２の巻締力保持のためには、図３（ａ）に示すように、ボトル口４０の顎部係止面４１の形状は、上方アール部と下方アール部の曲率半径ができるだけ小さく、上方アール部と下方アール部を結ぶ平坦部を有し、その傾斜角ができるだけ水平もしくはそれに近い鋭角になっているのが望ましい。ガラスボトルやＴＥＴボトルの場合、図３（ｂ）に拡大して示すように、ボトル口４０に形成される顎部係止面４１は、上方アール部４３及び下方アール部４４の曲率半径Ｒ1、Ｒ2が０．８ｍｍ以下、平坦部４２の傾斜角αが１２°以下になるように厳しい制約があり、これらの要求を満たすように構成されている。一方、ＴＥバンドをボトル口４０の顎部係止面に巻締加工するスカートローラ４５は、その巻締成形面の基本形状が、図３（ｃ）に示すように、最初にＴＥバンド下部が接触する曲率半径ｒのアール部４６からほぼ顎部係止面の平坦部に沿うような傾斜角β（≒α）で傾斜している平坦部４７を有するような形状に構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ガラスボトルやプラスチックボトルの場合は、顎部係止面のアール部４３、４４の曲率を小さくして平坦部４２を略水平に近い形状に形成できるので、ＴＥバンドの成形もアール部に続く平坦部からなる単純な成形面形状のスカートローラ４５でＴＥバンド下端部を単に押し込むことによって確実に係止させることができた。しかしながら、アルミニュームボトル等、金属板をＤＩ加工して成形した金属製ボトルの場合は、その成形加工上、顎部係止面のアール部の曲率を小さくして平坦部を略水平に近い形状に形成することが難しいため、図４に示すように、顎部係止面１１のアール部、特に上方アール部１２の曲率半径を大きくしなければならず、必然的に顎部係止面は大きな傾斜角で傾斜した形状となり、ＴＥバンドを係止しにくい形状となっている。このような顎部係止面を有する金属ボトル１０に、従来のスカートローラを使用して金属製キャップ２０を巻締加工した場合、図４に示すように、ＴＥバンド２２に対するスカートローラ４５の巻締成形面による圧接面積が少なくなり、必然的にボトル口の顎部係止面とＴＥバンドの係止力が弱く、ガラスボトル等の場合と比べて十分な係止が得られず、キャップ開栓時にブリッジが切れることなく、キャップとＴＥバンドが同時にせり上がってしまいＴＥバンドの機能を発揮することなく、キャップがすっぽ抜けた状態で開栓されるという問題点がある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑み創案されたものであって、タンパーエビデンス性金属製キャップを金属製ボトルに巻締する際に、ＴＥバンドが金属製ボトルの顎部係止面に確実に係止できるように巻締することができるように、スカートローラの形状を改良したキャップシーリング装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、金属製ボトルの顎部係止面形状をより詳細に分析する。上方アール部の開始位置である最大外径部１４と下方アール部の終了位置である最小外径部１５との間を顎部係止面とし、最大外径部１４と最小外径部１５との軸方向距離を顎部係止面高さｈとすると、金属製ボトルの場合は、図１及び図４に示すように、上方アール部１２と下方アール部１３の曲率半径Ｒ1、Ｒ2が大きい（通常、曲率半径が２．０ｍｍ以上）のでほぼ２つのアール部が連なったような形状となり、平坦部が殆ど存在せず、顎部係止面の傾斜角αが大きくなっており、顎部係止面高さｈが大きい。
【０００７】
このような顎部係止面形状において、従来のスカートローラ４５でＴＥバンドを巻締成形すると、図４に示すように、巻締成形面の平坦部４７は巻締に寄与せず、ＴＥバンドの巻締は殆どアール部４６によって巻締られることになり、ＴＥバンド２２は顎部係止面１１の最小外径部から略半分以下の高さ位置までしか成形面で圧接されず、顎部係止面の上半分に相当する位置に対応する部分は成形面で圧接されない状態で巻締されていることが分かる。本発明者は、このような顎部係止面形状において、ＴＥバンドの係止力を強める巻締方法について種々実験した結果、略半分以下の高さ位置だけでなく、顎部係止面の上部少なくとも顎部係止面高さｈの５０％以上の位置、望ましくは７０％以上の位置で、ＴＥバンドが顎部係止面に強く接触するように成形面で圧接することによって飛躍的に係止力が向上し、ＴＥバンドのすっぽ抜けを防ぐことができることを知見し、そのような巻締を得ることができるスカートローラ形状についてさらに研究した結果、本発明に到達したものである。
【０００８】
即ち、本発明のキャップシーリング装置は、タンパーエビデントバンドを備えた金属製キャップを、曲率半径Ｒ１の上方アール部と曲率半径Ｒ２の下方アール部を有する形状の顎部係止面を有する金属製ボトルに巻締するキャップシーリング装置において、前記タンパーエビデントバンドを巻締するスカートローラの巻締成形面が、前記タンパーエビデントバンドとの接触開始点から曲率半径ｒ１の第１円弧部と、それに連なる曲率が逆向きになっている曲率半径ｒ２の第２円弧部から形成され、前記第１円弧部の曲率半径ｒ１がほぼＲ２−ｔ（但し、ｔはタンパーエビデントバンドの肉厚）であり、前記第２円弧部の曲率半径ｒ２が略Ｒ１＋ｔであり、前記第１円弧部で前記タンパーエビデントバンドを前記顎部係止面の最小外径部上方位置近傍に圧接させる下部成形面を形成し、前記第２円弧部で前記顎部係止面の最大外径部下方位置に圧接させる上部成形面を形成させてなり、前記第１円弧部と前記第２円弧部との接続点が変曲点となって、前記第１円弧部で前記顎部係止面の曲率半径Ｒ２の下方アール部に沿って屈曲形成し、前記第２円弧部で前記顎部係止面の曲率半径Ｒ１の上方アール部に沿って押し曲げ押圧することによって、前記顎部係止面の最大外径部の下方位置に圧接させようにしてなることを特徴とする構成を採用することによって、上記課題を解決したものである。前記ＴＥバンドをボトルの顎部係止面の最大外径部下方位置に圧接させる成形面が、少なくとも顎部係止面の最小外径部からの顎部係止面高さの５０％以上、望ましく７０％以上の位置まで圧接するようにするのが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るキャップシーリング装置で、金属製キャップ（以下、単にキャップという）を巻締している状態を示している要部断面図である。図中、１はねじ部を成形するスレッドローラ、２は本発明の要部をなすＴＥバンドを巻締するスカートローラである。スカートローラ２の全体形状は、図２に示されており、軸３に取り付けられ、巻締成形中は回転しながらボトルに装着されたキャップシェルのＴＥバンドを押圧して巻締成形する。
【００１０】
スカートローラ２の巻締成形面の形状は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に拡大して示すように、金属製ボトル１０の顎部係止面上端位置である最大外径部１４と顎部係止面下端位置であるの最小外径部１５間に、キャップ２０のＴＥバンド２２の肉厚ｔの隙間を介して接触するように形成され、接触開始点４から曲率半径ｒ1の第１円弧部５と、それに連なる曲率が逆向きになっている曲率半径ｒ2の第２円弧部６、及び該第２円弧部６から逆向きのアールとなっている隅角アール部７から形成されている。第１円弧部の曲率半径ｒ1はほぼＲ2−ｔであり、第２円弧部の曲率半径ｒ2は略Ｒ1＋ｔであり、第１円弧部５でＴＥバンド２２を顎部係止面の最小外径部上方位置近傍に圧接させる成形面を形成し、第２円弧部６でボトルの顎部係止面の最大外径部下方位置に圧接させる成形面を形成している。
【００１１】
第２円弧部６は、曲率が第１円弧部５と逆方向になっているので、第１円弧部５と第２円弧部６との接続点が変曲点となって、第１円弧部５で、顎部係止面の曲率半径Ｒ２の下方アール部に沿って屈曲成形された上端部を、さらに第２円弧部で顎部係止面の曲率半径Ｒ１の上方アール部に沿って押し曲げて押圧することによって、最大外径部の直ぐ下方位置までＴＥバンドを強く顎部係止面に圧接することができる。第２円弧部６では、少なくとも最大外径部と最小外径部間の顎部係止面高さｈのうち、少なくとも最小外径部から半分以上の高さ、望ましくは７０％以上の高さ位置に達するまでＴＥバンド２２を直接押圧できるように形成する。図１に示す実施形態では、ＴＥバンドは、ボトル口の顎部係止面高さの下端から略８０％に達する位置までスカートローラの成形面で圧接されている。
【００１２】
本実施形態のスカートローラ２は、以上のように構成され、成形面が２つの円弧面からなる成形曲線を有しているので、従来の１個の円弧面と平坦部からなる成形面では、金属製ボトルの場合最大外径部の下方近傍部が顎部係止面から離れる方向にあり、十分な係止力が得られなかったが、第２円弧部を設けることによって該部を顎部係止面に強く圧接することができ、ＴＥバンドの係止保持力を一段と強くすることができ、開栓時にＴＥバンドのすっぽ抜けを防止することができる。それにより、従来と同様な巻締工程のみで、成形加工上顎部係止面形状が全体として傾斜状態となる金属製ボトルへの巻締であってもタンパーエビデンス機能を十分に維持することが可能となった。
【００１３】
【実施例】
図１及び図２に示す形状のスカートローラにおいて、顎部係止面の最小外径部からの顎部係止面高さのほぼ８０％の位置まで圧接するように上部成形面となる第２円弧部を形成し、該スカートローラで１０本の図１に示す金属製ボトルに金属製キャップを巻締荷重１１kgfで巻締を行った。得られた密封ボトルのＴＥバンド部の巻締形状を観察したところ、何れも皺や巻あまりの発生がなく奇麗な形状に巻締られていた。そして、開栓して開栓時のブリッジの破断状況を観察したところ、全ボトルについてＴＥバンドを連結するブリッジが破断され、ＴＥバンドがすっぽ抜けることなく開栓された。
【００１４】
また、比較例して、図４に示す従来のスカートローラで、実施例の場合と同様の金属製ボトルに金属製キャップを同様に巻締荷重１１kgfで１０本の巻締を行った。その結果、ＴＥバンドの巻締形状は何れも皺が発生しているのが観察された。また、開栓時のブリッジの破断状況を観察したところ、比較例の場合は、１０本中２本についてブリッジが破断されずに、ＴＥバンドがキャップ本体と共にせりあがってすっぽ抜けた状態で開栓された。以上の実施例及び比較例の結果から、本発明によるスカートローラの巻締成形面の形状が、金属製ボトルに金属製キャップを巻締密封するのに、非常に有効であることが確認された。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、タンパーエビデンス性金属製キャップを金属製ボトルに巻締する際に、従来のスカートローラではその顎部係止面への十分な係止力が得られなかったＴＥバンドを、確実に係止できるように巻締することができ、タンパーエビデンス機能を向上させることができる。また、本発明のスカートローラによれば、ＴＥバンドを皺や巻あまり等の発生がなく巻締することができ、巻締形状が従来と比べてきれいである等の格別な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明のキャップシーリング装置の金属製キャップを金属製ボトルに巻締している状態を示す要部断面図であり、（ｂ）はその要部拡大図である。
【図２】（ａ）はスカートローラの正面図であり、（ｂ）はその要部断面拡大図である。
【図３】（ａ）は従来のキャップシーリング装置でガラスボトルに金属製キャップを巻締している状態の要部断面図あり、（ｂ）はガラスボトルの顎部係止面拡大図であり、（ｃ）は従来のスカートローラの要部断面図である。
【図４】従来のスカートローラで金属製ボトルに金属製キャップを巻締する場合の要部断面図である。
【符号の説明】
１  スレッドローラ                  ２  スカートローラ
３  軸                              ４  接触開始点
５  第１円弧部                      ６  第２円弧部
７  隅角アール部                  １０  金属製ボトル
１１  顎部係止面                    １２  上方アール部
１３  下方アール部                  １４  最大外径部
１５  最小外径部                    ２０  金属製キャップ
２２  タンパーエビデントバンド
【図１】
0004402821.tif 000002
【図２】
0004402821.tif 000003
【図３】
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【図４】
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