(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器口部に載置されたキャップの天板部を押圧するトッププレッシャーと、
前記キャップ天板部より垂下するスカート部を側方より押圧し、該スカート部に、容器口部のネジ山に適合するネジ部を形成するネジ形成ロールと、
前記スカート部の下端部に当接して、内側に絞り込む下端絞りロールと、
を備えたキャッピング装置において、
前記下端絞りロールは、その下部の直径が、上部の直径よりも大きく形成されており、かつ下部と上部とが凹状の曲面で連結され、さらに該下端絞りロールの下部外周には円柱状の平頭部分が形成されており、該平頭部分の高さが０．１５〜０．３０ｍｍであることを特徴とするキャッピング装置。
【請求項２】
請求項１記載のキャッピング装置において、下端絞りロールの下部外周平頭部分上端部の曲率半径は０．３０〜０．６０ｍｍであることを特徴とするキャッピング装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のキャッピング装置において、下端絞りロールの下部外周より上部外周にかけての凹状曲面の垂直面に対する最大傾斜角度が４０〜７０度であ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】
本発明はキャッピング装置、特に金属板製のキャップスカート部の下端を当接する下端絞りロール形状の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、容器の金属板製キャップは天板部とその外周より垂下するスカート部より構成される。そして、容器口部にキャップが被せられ、その後にキャップスカート部外側よりネジ形成ロールにより押圧され、容器口部のネジ山と適合したネジ部を有するキャップが形成される（特開平１−９９９６７号公報等参照）。
【０００３】
このようにキャップを容器口部に載置した後に、該キャップにネジ部を形成する方法は、キャップに予めネジ部を設けておき、これを容器口部にねじ込む方法に比較し、常に容器口部に適合したネジ形状を形成することができ、しかも作業効率が高いという点で優れた方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように容器口部に金属板製キャップを被せた後にネジ形状を形成する方法は、キャップのみならず、容器口部近傍にも相当の応力を加えるため、座屈等を生じ易いという課題があった。
本発明者らが検討したところによると、このような座屈は容器胴部の端部が細口形状に形成された薄板金属容器（ボトル型缶）に特に生じ易いことが解った。これは、細口容器を形成する際に、該細口部の壁厚が部分的に薄くなり、ここにキャップへのネジ形成時の応力が集中しやすいことによると考えられる。
【０００５】
また、座屈までには至らなくても、キャップが開栓不良を生じ易いこと及び製品を落下させた時に内容液の漏洩が発生し易いことも問題になっている。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的はキャップにネジ部を形成する際にも座屈、密封不良、開栓不良などを生じ難いキャッピング装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明にかかるキャッピング装置は、容器口部に載置されたキャップの天板部を押圧するトッププレッシャーと、前記キャップ天板部より垂下するスカート部を側方より押圧し、該スカート部に、容器口部のネジ山に適合するネジ部を形成するネジ形成ロールと、前記スカート部の下端部に当接して、内側に絞り込む下端絞りロールと、を備え、
前記下端絞りロールは、その下部の直径が、上部の直径よりも大きく形成されており、かつ下部外周と上部外周とが凹状の曲面によって連結されていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明にかかる装置において、下端絞りロールの下部外周には円柱状の平頭部分が形成されており、該平頭部分の高さが０．１５〜０．３０ｍｍであることが好適である。
また、本発明にかかる装置において、下端絞りロールの下部外周平頭部分上端部の曲率半径は０．３０〜０．６０ｍｍであることが好適である。
また、本発明にかかる装置において、下端絞りロールの下部外周より上部外周にかけての凹状曲面の垂直面に対する最大傾斜角度が４０〜７０度であることが好適である。
【０００８】
なお、本発明にかかるキャッピング装置の適用は特に限定されないが、容器口部近傍の壁厚が０．５ｍｍ以下程度の薄板金属容器に好適に使用され、この場合のトッププレッシャー圧は８８３〜１２７４Ｎ（９０〜１３０ｋｇｆ）程度、両ロールによるサイド荷重は２．９４〜３．９２Ｎ・ｍ（３０〜４０ｋｇｆｃｍ）程度である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の好適な実施形態を説明する。
図１には本発明が適用されるキャッピング装置の概要が示されており、また図２〜図６にはキャッピング工程における詳細が示されている。
図１に示されるように、本実施形態にかかるキャッピング装置１０は複数のキャッピングユニットを備えており、各キャッピングユニットはそれぞれ、トッププレッシャー１２と、ネジ形成ロール１４と、下端絞りロール１６とを備える。そして、各キャッピングユニットは、キャッピング工程の進行に応じてキャッピングユニット１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…の状態を経る。
【００１０】
すなわち、図１左側より搬送されてきた細口容器１８に、タンパーエビデンス機構を備えたアルミニウム合金製のキャップ２０が順次載置され、キャッピングユニット１０ａ下部に搬送される。次にキャッピングユニット１０ｂに示すようにトッププレッシャー１２によりキャップ２０の天板部２０ａを所定のトッププレッシャー圧で押さえ（図２参照）、その上でキャッピングユニット１０ｃのように下端絞りロール１６がキャップ２０の下端部を支持し、またネジ形成ロール１４がキャップ２０スカート部の上方ネジ形成端部２０ｂに配置され、キャップ中心方向へ押圧を開始する（図３参照）。さらに、キャッピングユニット１０ｄに示すように徐々にネジ形成ロール１４を回転・下降させながら、キャッピングユニット１０ｄ自体をキャップ２０を中心として回動させることにより、キャップ２０スカート部にネジ部２０ｂを形成することができる（図４参照）。この際、下端絞りロール１６はキャップ２０最下端部を絞り込み、細口容器１８のネジ部の下方にある環状の凸ビード１８ａの下側面に沿わせることによって、キャップ２０のゆるみを防止し、開栓確認を可能とするブリッジ２０ｃを形成する（図７参照）。
【００１１】
この後、キャッピングユニット１０ｅに示すようにネジ形成ロール１４および下端絞りロール１６をキャップ２０より待避させ（図５参照）、さらにキャッピングユニット１０ｆに示すようにトッププレッシャー１２をキャップ２０上面より待避させることで、容器１８のキャッピングが終了する（図６参照）。
【００１２】
本発明において特徴的なことは、図７に示すように下端絞りロール１６の下部１６ａの直径が上部１６ｂの直径よりも大きく形成され、かつ両者が外周下方より外周上方にかけて凹状の曲面１６４で連結されていることである。この曲面１６４はキャップ２０の最下端部を絞り込む時に下端絞りロールの上部１６ｂがキャップのブリッジ２０ｃに接触しないように十分逃がしてある。また、下部１６ａには円柱状の平頭部分１６２が形成されている。
【００１３】
この結果、本実施形態にかかる特殊形状の下端絞りロール１６は、その下部１６ａの上面側１６３の曲率半径（図８（Ａ）Ｒ３参照）でキャップ下端部を最適に絞り込み、かつ円柱状の平頭部分１６２で容器１８の凸ビード１８ａ下側面に面保持できるため、特に座屈などの発生し易い容器細口部分への応力集中を緩和し、かつキャップ２０のゆるみを防止できるものと考えられる。
図８は、本実施形態にかかる下端絞りロール１６（図８（Ａ））を、従来の一般的な下端絞りロール１６（図８（Ｂ））と対比して詳細に示している。
【００１４】
図８（Ａ）に示す下端絞りロール１６の各部は、
Ｌ１＝１．７０ｍｍ  …下部１６ａと上部１６ｂの半径差
Ｌ２＝０．３０ｍｍ  …下端絞りロール１６の上端面と凹状曲面１６４の曲率半径の中心との高低差
Ｌ３＝２．９０ｍｍ  …下端絞りロール１６の外周部の厚さ
Ｌ４＝０．２１ｍｍ  …曲率半径の中心Ｒ３とＲ４との高低差
Ｒ１＝０．３０ｍｍ  …上部１６ｂの曲率半径
Ｒ２＝１．７０ｍｍ  …凹状曲面１６４の曲率半径
Ｒ３＝０．４０ｍｍ  …下部１６ａの上面側１６３の曲率半径
Ｒ４＝０．２０ｍｍ  …下部１６ａの下面側１６１の曲率半径
Ａ１＝６０゜        …下部１６ａの外周面を通る垂直線と凹状曲面１６４とが成す傾斜角度
φ１＝２７．５０ｍｍ…下端絞りロール１６の下部１６ａの直径
となっている。
【００１５】
以上のように、本実施形態にかかる下端絞りロール１６にあっては、その下部１６ａ外周の直径はφ１＝２７．５０ｍｍ、上部１６ｂ外周の直径はφ３＝φ１−Ｌ１＝２５．８０ｍｍに形成されており、φ１＞φ３である。また、下部１６ａと上部１６ｂとの間に形成されている凹状曲面の曲率半径Ｒ２は１．７０ｍｍで、円弧を描いて下部１６ａと上部１６ｂとを連結している。
【００１６】
一方、図８（Ｂ）に示す一般的な下端絞りロールは、
Ｒ５＝０．８０ｍｍ  …外周面の曲率半径
Ａ２＝１２゜        …水平面に対する外周部上面の傾斜角度
φ２＝２７．５０ｍｍ…外周面の直径
に形成されている。
【００１７】
また、以下の試験に用いたアルミニウム合金板製のボトル型容器は図９（Ａ）に示す通りであり、また各部の寸法は下記の通りである。壁厚は首部分３０で０．３６ｍｍである。
Ｌ１０＝２８ｍｍ    …首部分の長さ（口部のカール部上端から首部と肩部との境界までの長さ）
φ１０＝６６ｍｍ    …ボトル型容器の胴部外径
また、座屈でもっとも発生頻度の高かったビード下座屈は容器細口部分が図９（Ｂ）に示すように変形する（ネジ部の下方に設けられている凸ビード１８ａの下が変形する）現象である。
【００１８】
以上の被検試料を用い、特に指定がない限り、内圧４９．１ｋＰａ（０．５ｋｇｆ／ｃｍ２）、ロックロール荷重１１８Ｎ（１２ｋｇｆ）、トルク３．４３Ｎｍ（３５ｋｇｆ・ｃｍ）、トッププレッシャー１１７７Ｎ（１２０ｋｇｆ）（座屈や開栓不良が発生し易いトッププレッシャー値である）で実際にキャッピング作業を行い、座屈、開栓不良発生の有無、及び落錘試験を実行した（容器内に充填したのは５℃に冷やしたビールである）。
【００１９】
なお、落錘試験は図１０に示すように、キャップ後の缶詰のキャップエッジ部分に、下端が１０゜に傾斜した５００ｇの錘４０を３０ｃｍの高さから落下させてから、容器の座屈発生の有無と、キャップの縦スプリットがきれない開口不可、又はキャップのブリッジから下が飲み口に残るヒンジング等の開栓不良の発生と、口部からのビールの漏洩の有無とを調査した。
【００２０】
まず、本発明者らは前記図８に示した従来品（Ｂ）及び本実施形態（Ａ）の比較を行った。
【表１】
0004220095.tif 000002
【００２１】
以上のように同一条件下で、従来一般的な下端絞りロールを用いた場合には座屈、開栓不良の発生が認められ、しかも落錘試験の結果を参照しても密封強度に問題があるが、本実施形態にかかる下端絞りロールを用いた場合にはいずれの試験結果も良好である。
【００２２】
さらに本発明者らが検討を進めたところ、本実施形態にかかる下端絞りロールのＬ４，Ｒ３，Ａ１が本発明の性能に密接な影響があることが明らかとなった。その検討結果を次の表２〜４に示す。なお、以下の試験では、Ｌ４の数値を変化させる場合には、Ｌ1，Ｌ２，Ｌ３，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ａ１，φ１，φ３は、上記した値のものを使用した。数値を変化させるものがＲ３やＡ１の場合にも、それ以外は上記した値のものを使用した。
【００２３】
【表２】
Ｌ４        ０．１０  ０．１５  ０．２０  ０．２５  ０．３０  ０．３５  
座屈発生    ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０
開栓不良    ２／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０
落錘試験    ４／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ６／１０  
上記結果より、Ｌ４は０．１５〜０．３０ｍｍが好ましいことが理解できる。
【００２４】
【表３】
Ｒ３        ０．２０  ０．３０  ０．４０  ０．５０  ０．６０  ０．７０  
座屈発生    ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０
開栓不良    ２／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ４／１０
落錘試験    ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ６／１０  
上記結果より、Ｒ３は０．３０〜０．６０ｍｍが好ましいことが理解できる。
【００２５】
【表４】
Ａ１          ３０      ４０      ５０      ６０      ７０      ８０    
座屈発生    ２／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ２／１０
開栓不良    ２／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ４／１０
落錘試験    ４／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ０／１０  ６／１０  
上記結果より、角度Ａ１は４０〜７０゜が好ましいことが理解できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にかかるキャッピング装置によれば、下端絞りロールの外周下部の直径が、外周上部の直径よりも大きく形成されており、かつ下部と上部とが凹状の曲面で連結されるようにしたので、キャッピングの際の座屈を生じにくく、しかもキャップと容器口部との密封性も良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるキャッピング装置の全体構成の説明図である。
【図２】本発明にかかるキャッピング装置によるキャッピング工程の詳細説明図である。
【図３】本発明にかかるキャッピング装置によるキャッピング工程の詳細説明図である。
【図４】本発明にかかるキャッピング装置によるキャッピング工程の詳細説明図である。
【図５】本発明にかかるキャッピング装置によるキャッピング工程の詳細説明図である。
【図６】本発明にかかるキャッピング装置によるキャッピング工程の詳細説明図である。
【図７】本発明において特徴的な下端絞りロールによるキャッピング状態の説明図である。
【図８】本発明において特徴的な下端絞りロールと、従来の下端絞りロールとの比較図である。
【図９】正常な細口容器と座屈が発生した細口容器の説明図である。
【図１０】落錘試験方法の説明図である。
【符号の説明】
１０    キャッピング装置
１２    トッププレッシャー
１４    ネジ形成ロール
１６    下端絞りロール
１８    細口容器
２０    キャップ
【図１】
0004220095.tif 000003
【図２】
0004220095.tif 000004
【図３】
0004220095.tif 000005
【図４】
0004220095.tif 000006
【図５】
0004220095.tif 000007
【図６】
0004220095.tif 000008
【図７】
0004220095.tif 000009
【図８】
0004220095.tif 000010
【図９】
0004220095.tif 000011
【図１０】
0004220095.tif 000012