(57)【要約】金属ボトル用の金属栓を形成する装置及び方法が提供される。本開示は、予め形成された金属栓、並びに、金属栓を形成する装置及び方法を提供する。前記金属栓は、金属栓を金属ボトルに配置する前に、周辺溝部を矯正することができる。内側ツールと外側ツールは、１つの工程で溝部を形成することができる。任意で、金属栓を使用して金属ボトルをシールする前に、金属栓にネジを形成してもよい。本開示のキャッピング装置は、従来技術のＲＯＰＰ栓で必要とされる力と比較して、本開示の金属栓で金属ボトルをシールするのにより少ない力を使用する。従って、本開示の金属栓は、従来技術の金属ボトルよりも（例えば、薄くすることによって）少ない材料で形成された金属ボトルをシールすることができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属栓に溝部を形成する装置であって、
本体部、及び、内部に形成されたキャビティを備える外側ツールと、
本体部、当該本体部の前端部から延びる直径が縮小された突起部であって端壁を有する突起部を備える内側ツールと、
を備え、
前記金属栓が前記外側ツールと前記内側ツールとの間に配置されたとき、前記内側ツール及び前記外側ツールは、前記金属栓の閉鎖端壁の周囲に溝部を形成するように前記金属栓に力を加える、装置。
【請求項２】
前記外側ツールの前記キャビティは、約０．０１インチから約０．０３インチの間の第１の曲率半径部によってエンドリングに相互接続される側壁を備え、前記キャビティは、第１の内径を有する第１の部分と、前記第１の内径よりも小さい第２の内径を有する第２の部分とを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記内側ツールの前記突起部は、前記本体部の前記前端部から約０．０８０インチから約０．１４０インチの間だけ延びる、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記突起部の側壁と前記突起部の前記端壁との間には、第２の曲率半径部が形成され、前記第２の曲率半径部は、約０．０１インチから約０．０３インチの間である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記外側ツールは、外側ツール保持具に相互接続され、前記外側ツール保持具は、第１のスペーサに相互接続され、前記外側ツールのキャビティには、エジェクタが少なくとも部分的に突出するように動作可能であり、前記エジェクタは、前記外側ツール及び前記第１のスペーサに対して付勢されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記内側ツールは、内側ツール保持具と係合するように構成されたフランジを備え、前記内側ツール保持具は、第２のスペーサに相互接続され、前記内側ツールと前記第２のスペーサとの間には、付勢部材が配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記内側ツール及び前記外側ツールは、前記金属栓が金属ボトル上に配置される前に、約０．０５０インチから約０．１００インチの深さで前記溝部を形成するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記装置は、前記溝部を形成するために前記金属栓に力を加えて前記閉鎖端壁の一部を前記外側ツールの前記キャビティに引っ張るように、前記内側ツール及び外側ツールの１つ以上を一緒に移動させるように動作可能である、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
金属ボトルのネジ付きネック部をシールするように構成された金属栓を形成する方法であって、
前記金属栓を溝部形成装置の内側ツール及び外側ツールと位置合わせし、
前記内側ツール、前記外側ツール、及び前記金属栓の少なくとも１つを移動させて、前記金属栓の外周縁部に溝部を形成し、前記溝部は、前記金属栓の円筒状本体部と閉鎖端壁との間に配置される、方法。
【請求項１０】
前記金属栓の円筒状本体部に側部荷重を加えて前記金属栓に栓ネジを形成することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記側部荷重を加えて前記金属栓に前記栓ネジを形成する前に、前記金属栓をネジ付きマンドレルと位置合わせすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ネジ付きマンドレルは、前記金属栓の前記円筒状本体部に前記側部荷重を加えるように動作可能なツールをガイドするように構成された少なくとも１つの凹部を有する本体部を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記金属栓が前記金属ボトルのネジ付きネック部に配置される前に、前記栓ネジが前記金属栓に形成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記内側ツールは、前記閉鎖端壁の内面に力を加えるように構成された延長部を備えた本体部を備え、前記閉鎖端壁は、前記溝部を形成するために、前記外側ツールのキャビティ内に前記金属栓の円筒状本体部から離れて延びる、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記閉鎖端壁の外面は、前記溝部が形成されるときにエジェクタによって支持され、前記エジェクタは、前記外側ツールのキャビティ内に少なくとも部分的に突出するように構成されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
閉鎖端壁と円筒状本体部とを有する金属栓を形成する装置であって、
前記円筒状本体部に力を加えるように動作可能なツールと、
前記円筒状本体部の中空内部に少なくとも部分的に嵌合するサイズの本体部を有するマンドレルと、
前記マンドレルの本体部に形成された少なくとも１つの凹部と、
を備え、
前記凹部は、前記ツールが前記マンドレルの本体部に側部荷重を加えるとき、前記金属栓の円筒状本体部にネジを形成するように構成された形状を有する、装置。
【請求項１７】
前記金属栓の前記閉鎖端壁の上方周縁部の周りに溝部を形成するツールを更に備え、
前記ツールは、内側ツールと、外側ツールとを含み、
前記内側ツールは、
概ね円筒形の側壁を備えた本体部と、
前記本体部の端部から延びる直径が縮小された突起部と、
前記金属栓の前記閉鎖端壁の内面に力を加えるように構成された前記突起部の端壁と、を備え、
前記外側ツールは、
本体部と、当該本体部に形成されたキャビティと、を備え、
前記キャビティは、前記内側ツールが前記閉鎖端壁の前記内面に力を加えるときに前記金属栓の閉鎖端壁の一部を受け入れるのに十分な内径を有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記金属栓は、予め形成されたピルファー・プルーフ栓である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記マンドレルは、前記ネジが形成された後、前記金属栓の前記中空内部から引き抜くために、前記金属栓の長手方向軸の周りを開放方向に回転可能である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２０】
前記ネジが形成された後、前記金属栓を前記マンドレルから分離するために、前記金属栓を開放方向に回転させるように構成されたチャックを更に備える、請求項１６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、２０１７年９月１５日に出願された米国仮特許出願第６２／５５９，３４７号に対する優先権を主張するものであり、その全体の内容が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は、一般に、容器の製造及びシールに関する。より具体的には、本開示は、ボトルなどのネジ付き金属容器をシールするために継続的に使用することができるネジ付き金属栓を形成する装置及び方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
金属容器は、流通業者及び消費者に多くの利点を提供し、飲料及び食品を含む様々な製品を保管するために使用される。飲料用の一部の金属容器は、ボトルの形状を有している。金属ボトルは、通常、閉塞した底部と、略円筒形の本体部と、本体部から上方に延びる直径が縮小されたネック部と、ネック部の最上部に配置された開口部とを備えている。金属ボトルは、通常、飲料又は他の製品で満たされた後、ロール・オン・ピルファー・プルーフ（ＲＯＰＰ）栓でシールされる。ツイスト・オフ・クラウン・キャップやピルファー・プルーフ機能のないロールオン栓などの他の栓が使用されてもよい。米国特許出願公開第２０１４／０２６３１５０号明細書及び米国特許出願公開第２０１４／０２９８６４１号明細書には、ＲＯＰＰ栓を受け入れるために金属ボトルにネジ付きネック部を形成する方法及び装置が記載されており、それぞれ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０００４】
図１Ａ〜図１Ｄを参照すると、金属ボトル２とＲＯＰＰ栓１０との間に効果的なシールを生成及び維持するために、いくつかの動作を起こさなければならない。図１Ａ〜図１Ｂに示すように、金属ボトル２のネック部４には、ネジのない本体部１２Ａを有するＲＯＰＰ殻９が配置される。ＲＯＰＰ殻９は、ボトルネジ８を覆う。金属ボトルの裾部３０を超えた下方には、ＲＯＰＰ殻９のピルファーバンド１８が延在している。
【０００５】
図１Ｃを参照すると、キャッピング装置２２が次の３つの動作を実行する。（１）ＲＯＰＰ栓１０の上部２０を矯正して矯正部又は溝部３２を形成する。（２）栓本体部１２の一部にネジ１６を形成する。（３）ピルファーバンド１８を金属ボトル２に押し込む。これら３つの動作のタイミング及びシーケンスは、種々の従来技術のキャッピング装置２２の間で異なる。
【０００６】
一般に、圧力ブロックエジェクタ２４及び圧力ブロック２５のうちの１つ又は複数は、ＲＯＰＰ栓１０の上部２０に荷重又は「上部荷重」を加えて、金属ボトル２のカール部の周囲で下方に上部２０の外縁を押圧し、矯正部又は溝部３２を生成する。溝部３２の内面は、ＲＯＰＰ栓１０内の裏打材１４に力を加える。従って、裏打材１４は、効果的なシールを形成するように、ボトルのカール部６の外側に接触する。従来技術のキャッピング装置２２は、典型的には、溝部３２を形成するために、少なくとも約２４０ポンドの上部荷重を加える。
【０００７】
一旦シールされると、圧力ブロックエジェクタ２４及び圧力ブロック２５が除去され、シールを維持するために、キャッピング装置２２によってＲＯＰＰ栓１０に栓ネジ１６が形成される。より具体的には、全ての公知の従来技術のキャッピング装置２２は、ＲＯＰＰ栓がボトルのネック部４に位置決めされている間に、栓本体部１２にネジ１６を形成する。
【０００８】
栓ネジ１６は、栓本体部１２に「側部荷重」を加えるネジ切りローラー２６によって形成される。典型的には、２つのネジ切りローラー２６が使用される。ネジ切りローラー２６は、裏側にあるボトルネジ８をマンドレルとして使用する。栓ネジ１６は、ネジ切りローラー２６が栓の上部２０からピルファーバンド１８に向かってボトルネジ８に沿って本体部１２を押し付けて追い詰めるにつれて形成される。一般に、ＲＯＰＰ栓１０のゆるんだ金属を吸収して栓シールの形状を塑性変形させるように、少なくとも１つのネジの周期が形成されるまで、上部荷重が維持されなければならない。従来技術のネジ切りローラー２６は、典型的には、栓ネジ１６を形成するときに、少なくとも約２３ポンドの側部荷重を金属ボトル２に加える。
【０００９】
２つのピルファーローラー２８は、金属ボトル２の裾部３０として知られる突出部に対してＲＯＰＰ栓１０の下縁部を押し込む。ピルファーバンド１８は、典型的には、ピルファーローラー２８によってボトル２上で約４５°の角度で内側に巻かれる。ＲＯＰＰ栓１０が一般に反時計回りである開放方向に回転される場合、ピルファーバンド１８が開封の視覚的証拠を提供するように切断される。また、ピルファーローラー２８は、金属ボトル２に側部荷重を加えて、ピルファーバンド１８をボトル裾部３０に押し付ける。図１Ｄには、ＲＯＰＰ栓１０によってシールされた金属ボトル２のネック部４の一例が示されている。
【００１０】
図１Ｅ〜図１Ｆを参照すると、ＲＯＰＰ栓１０の栓溝部３２とボトルカール部６との間の裏打材１４の部分が一般的に示されている。裏打材１４は、カール部６と接触して金属ボトル２をシールするように示されている。
【００１１】
図２を参照すると、従来技術のキャッピング装置２２によって加えられる側部荷重３４及び上部荷重３６の力がグラフ形式で提供されている。上側の線は、ネジ切りローラー２６とピルファーローラー２８とによって加えられる側部荷重３４を示している。下側の線は、ＲＯＰＰ栓の適用中及び溝部３２を形成するためのＲＯＰＰ栓１０の矯正中に加えられた上部荷重３６を示している。矯正用の上部荷重３６とネジ／ピルファー形成用の側部荷重３４とは、キャッピング装置２２の別個のカムによって同時に加えられる。より具体的には、側部荷重３４と上部荷重３６とは、ほぼ同じ時間に始まり且つ終わる。上部荷重３６及び側部荷重３４の両方は、ＲＯＰＰ栓１０の適用工程の間、一定である。側部荷重３４は、点３５に近いキャッピング工程のほぼ半分で瞬間的に減少し、ネジ切りローラー２６がカール部６に近い初期位置に跳ね返って、栓ネジ１６が再度形成される。
【００１２】
図３を参照すると、別の従来技術のキャッピング装置２２によって加えられる側部荷重３８及び上部荷重４０のグラフが提供されている。圧力ブロックエジェクタ２４及び圧力ブロック２５によって金属ボトル２に加えられた上部荷重４０の適用は、ネジ切りローラー２６とピルファーローラー２８とに関連付けられたばね付きローラーを駆動させるように使用される。２つの動作は、単一のカムによって駆動され、分離できない。従って、側部荷重３８と上部荷重４０とは、ほぼ同じ時間に始まり且つ終わる。カムの形状により、圧力ブロックエジェクタ２４と圧力ブロック２５とが係合してＲＯＰＰ栓１０の上部２０に上部荷重を加えると、上部荷重４０が最初に点４１の近くまで急上昇する。上部荷重４０の急上昇（点４１）は、上部荷重４０の全体の約１５％である。側部荷重３８及び上部荷重４０は、点３９に近い栓印加工程の約半分で中断され、ネジ切りローラー２６がカール部６に近い初期位置に跳ね返って、栓ネジ１６が再度形成される。
【００１３】
同様のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓でシールされたガラスボトルは、典型的には、少なくとも５００ポンドの累積荷重を受ける。対照的に、圧力ブロックエジェクタ２４及び圧力ブロック２５によって加えられる上部荷重、及びアルミニウムで形成された金属ボトル２をシールするためにローラー２６，２８によって加えられる側部荷重は、ガラスボトルをシールするために使用される力と比較して低減される。例えば、アルミニウムで形成された金属ボトル２をＲＯＰＰ栓１０でシールするために使用される従来技術のキャッピング装置２２は、アルミニウム製のボトルは変形や崩壊が起こりやすいため、一般に累積荷重を約３６０ポンドに低減するとともに、荷重範囲を±５％ポンドに低減する。
【００１４】
定格より大きい上部荷重が定格の側部荷重と共に使用される場合、不具合が起こり得る。例えば、ＲＯＰＰ栓１０で金属ボトル２をシールする際にキャッピング装置２２によって過度の力が加えられると、金属ボトル２のボトルネジ８及び裾部３０の１つ以上が潰れたり変形したりすることがある。過剰な上部荷重が使用されたときに観察される別の不具合は、金属ボトル２の変形である。例えば、金属ボトル２のネック部４の断面形状は、好適な一般的な円形から、長円形や楕円などの非円形に変形し得る。過剰な上部荷重の使用に関連する更に別の不具合は、金属ボトル２から取り外すのが不必要に難しいＲＯＰＰ栓１０である。
【００１５】
また、金属ボトル２をシールするために定格よりも小さい上部荷重が定格の側部荷重と共に使用される場合にも不具合が起こり得る。定格よりも小さい上部荷重は、金属ボトル２の標準未満のシールによって不具合をもたらし得る。例えば、定格よりも小さい上部荷重が使用される場合、栓溝部３２は、一貫性のない形状又は不適切な深さを有し得る。これにより、ＲＯＰＰ裏打材１４とボトルカール部６との接触が不十分になり、金属ボトル２のシールが失敗する可能性がある。過剰に小さい上部荷重を使用することによって生じる他の不具合は、ＲＯＰＰ栓１０の移動によって金属ボトル２のシールが損なわれることである。これにより、金属ボトル２の内容物が排出され得る。
【００１６】
図４を参照すると、従来技術のキャッピング装置２２によって生成された現在の生産キャッピング荷重が、不具合閾値４４の線より上方の累積荷重不具合領域４２を示すようにプロットされている。２つのネジ切りローラー２６と２つのピルファーローラー２８とによって生成される結合された側部荷重が、Ｘ軸にポンドでプロットされている。圧力ブロックエジェクタ２４と圧力ブロック２５とによって生成される上部荷重は、Ｙ軸にポンドでプロットされている。既知のキャッピング装置２２の定格荷重４６は、圧力ブロックエジェクタ２４及び圧力ブロック２５からの約２７０ポンドの上部荷重と、約８６ポンドの側部荷重（２つのネジ切りローラー２６のそれぞれ及び２つのピルファーローラー２８のそれぞれによって加えられる側部荷重を含む）とを含む。従来技術のキャッピング装置は、金属ボトルがＲＯＰＰ栓でシールされたときに、金属ボトルに約３６０ポンドの累積荷重４６を加える。より小さい累積荷重がＲＯＰＰ栓でシールされているガラスボトルに加えられるが、これらの荷重は、現在の金属ボトル２にとって大抵過剰である。更に、累積荷重４６は、不具合閾値４４に達する前に約３０％未満のマージン４７を提供する。従って、既知の金属ボトル２を従来技術のキャッピング装置２２及び方法でキャッピングするのに有用なのは小さな生産ウィンドウしかない。小さな生産ウィンドウは、キャッピング装置２２が較正から外れている場合又は僅かな金属ボトル２の場合には、金属ボトル２又はＲＯＰＰ栓１０に過大な応力や不具合をもたらす。更に、従来技術の工程及びキャッピング装置２２によって加えられる累積荷重４６は、金属ボトル２が耐え得る最大量４４に近いため、従来技術の工程及びキャッピング装置２２を使用してＲＯＰＰ栓１０でシールされる軽量の金属ボトルを製造することは不可能である。更に、より大きい側部荷重を必要とするより深いネジをＲＯＰＰ栓１０に形成することはできない。
【００１７】
金属容器をシールするために使用される従来技術のＲＯＰＰ栓に関する別の問題は、キャッピング装置２２が栓溝部３２を形成するときに、ＲＯＰＰ栓１０が金属ボトル２と同心に整列しない場合があることである。図１Ａ〜図１Ｂに示すように、ボトルネック部４に従来技術のＲＯＰＰ殻９を配置するために、ＲＯＰＰ殻９の内径は、ＲＯＰＰ殻９が高い生産速度で金属ボトル２に載せられるように、ボトルネジ８及びボトル裾部３０の外径よりも大きくなければならない。従って、図１Ｂに示されるように、ＲＯＰＰ殻９の内面と、ネジ８及びボトル裾部３０の外面との間には隙間１３がある。キャッピング装置２２の圧力ブロック２５が栓溝部３２を形成するとき、ＲＯＰＰ栓１０は、隙間１３のために中心から外れるか傾く可能性がある。その結果、栓溝部３２は非対称又は不定な深さを有し得る。
【００１８】
より具体的には、図５を参照すると、従来技術のキャッピング装置２２によってＲＯＰＰ栓１０でシールされた金属ボトル２が示されている。栓溝部３２は、不定な深さを有し、非対称である。例えば、図５の左側では、栓溝部分３２Ａは、図５の右側の栓溝部分３２Ｂの深さ３３Ｂよりも小さい深さ３３Ａを有する。
【００１９】
図５に示すＲＯＰＰ栓１０で見られる更なる問題は、ピルファーバンド部分１８Ａが、ピルファーバンド部分１８Ｂよりもボトル裾部３０（図１Ｄに示されている）の上方に延在することである。より具体的には、ピルファーバンド１８の最下部は、ボトルネック部４の直径部５と平行ではなく、ピルファーバンド部分１８Ａがピルファーバンド部分１８Ｂよりも直径部５から離れている。ピルファーバンド部分１８Ｂは、ボトルネック部４に押し付けられないフレア部１９も有している。これは、消費者に対して切断の危険性をもたらす可能性がある。更に、ピルファーバンド１８の最下部は不均一であり、「波状」の外観を有する。
【００２０】
ピルファーバンド１８及び栓溝部３２の不適切な形成は、キャッピング装置２２がＲＯＰＰ栓１０に栓溝部３２を形成したときに、金属ボトル２の長手方向軸３と同一直線上になかったために生じた可能性がある。例えば、ＲＯＰＰ栓は、栓軸１１がボトル軸３と平行ではないように傾けられている可能性がある。それにかかわらず、ＲＯＰＰ栓の内面とボトルネジ及び裾部の外面との間の隙間１３（図１Ｂに示されている）は、キャッピング装置２２が栓溝部３２を形成するときにボトル２に対する栓１０の意図しない動きを可能にする。
【００２１】
非対称の溝部３２Ａ，３２Ｂは、ＲＯＰＰ栓１０と金属ボトルとの間のシールの損失、及び金属ボトル２に収容された製品の腐敗を引き起こす可能性がある。不適切に形成されたピルファーバンド１８Ａ，１８Ｂにより更なる腐敗が生じる可能性がある。より具体的には、いくつかの生産検査システムは、波状の欠陥のある開封バンド１８Ａ，１８Ｂ（但し、重大ではない欠陥）と、重大な欠陥であるピルファーバンドの壊れたブリッジとを区別することができない。従って、検査システムは、誤った腐敗をもたらす図５に示される金属ボトル２を拒絶する。
【００２２】
ＲＯＰＰ栓を金属ボトルに形成してシールするために使用される既知の方法及び従来技術の装置に関連する制限により、ネジ付き金属ボトルをシールするように構成されたネジ付き金属栓、及び、ネジ付き金属ボトルをシールするのにキャッピング装置からより小さな力を必要とするネジ付き金属栓の形成方法及び装置には、満たされていない要求がある。また、より薄い本体部及びより少ない材料で形成された金属ボトル（以下、「軽量」金属ボトル）をシールするために使用することができる、金属ボトルをシールする方法及び装置に対する満たされていない要求がある。
【発明の概要】
【００２３】
本開示は、金属ボトルに金属栓を配置する前に金属栓を形成する方法及び装置を提供する。一実施形態において、金属栓は、金属ボトルに金属栓を配置する前に形成される周辺溝部を有する。周辺溝部を予め形成することによって、金属栓の裏打材を金属ボトルのカール部に押し付けてシールを形成するのに必要な上部荷重の量が削減される。一実施形態において、本開示の金属栓は、金属ボトルに少なくとも約２７０ポンドの上部荷重を加える従来技術のＲＯＰＰ栓をシールするのに必要な上部荷重の約５５％しか必要としない。より具体的には、本開示のキャッピング装置によって一実施形態の金属栓に加えられる上部荷重は、約５０ポンドから約１７０ポンドの間まで低減される。金属栓と金属ボトルとの間のシールを形成するのに必要な上部荷重を低減することによって、金属ボトルは、従来技術の金属ボトルを形成するために使用される材料よりも薄い金属材料で形成することができる。これにより、本開示の方法及び装置は、金属ボトルを形成するのに必要な金属材料の量を低減し、従来技術の金属ボトルと比較して本開示の金属ボトルのコストを低減することができる。付加的又は代替的に、本開示の金属ボトル及び金属栓のネジは、従来技術の金属ボトル及びＲＯＰＰ栓のネジよりも深く、より突出することができる。
【００２４】
本開示の一態様は、金属栓が金属ボトル上に配置される前に形成された溝部を備える金属栓である。本開示の別の態様は、金属栓が金属ボトル上に配置される前に、金属栓に溝部を形成するように構成されたツールを備える溝部形成装置を提供することにある。一実施形態において、溝部は、約０．０５０インチから約０．０９５インチの間の深さを有する。
【００２５】
本開示の別の態様は、金属栓が金属ボトル上に配置される前に、金属栓の本体部にネジを形成する装置及び方法である。従って、一実施形態において、キャッピング装置は、本開示の金属栓にネジを形成するために、ネジ切りローラー又は他のツールで金属ボトルを押す必要がない。一実施形態において、本開示のキャッピング装置は、ネジ切りローラーなしで金属ボトルに金属栓をシールすることができる。従って、本開示の金属栓は、ネジ切りローラーを備えるキャッピング装置によってネジが形成される従来技術のＲＯＰＰ栓と比較して、キャッピング装置によって金属ボトルに加えられる側部荷重の量を低減する。任意で、一実施形態において、金属栓を使用して金属ボトルをシールする前に、金属栓に少なくとも部分的にネジが形成されてもよい。部分的に形成されたネジを備える金属栓が金属ボトルに配置された後、キャッピング装置のネジ切りローラーなどのツールが栓ネジを更に形成してもよい。ツールは、従来技術のネジ切りローラーの側部荷重と比較して、より少ない側部荷重を加えてネジを完成させることができる。一実施形態において、本開示のキャッピング装置は、金属栓及びネジ付き金属ボトルの１つ以上を回転させて金属栓を金属ボトルにネジ込み、金属ボトルをシールする。
【００２６】
本開示の一態様は、予め形成された溝部及び任意でネジを備える金属栓で金属ボトルをシールするように動作するキャッピング装置である。キャッピング装置は、金属ボトルをシールするために、金属ボトル及び金属栓の１つ以上を閉鎖方向に回転させるように構成されている。一実施形態において、本開示の金属栓で金属ボトルをシールするためにキャッピング装置によって加えられる累積荷重（上部荷重及び側部荷重を含む）は、約２５０ポンド未満である。別の実施形態において、累積荷重は約７０ポンドから約２５０ポンドの間である。
【００２７】
本開示の一態様は、金属ボトルに配置される前にネジ切りされる金属栓である。金属栓は、従来技術のＲＯＰＰ栓の栓ネジよりも大きい深さを有する栓ネジを備えてもよい。より具体的には、一実施形態において、栓ネジは、少なくとも約０．０２３０インチの深さを有する。任意で、ネジの深さは、最大約０．０４０インチであってもよい。一実施形態において、金属栓のネジの深さは、約０．０２インチから約０．０４５インチの間である。
【００２８】
別の実施形態において、栓ネジは、従来技術のＲＯＰＰ栓のネジとは異なる形状を有する。一実施形態において、金属栓の栓ネジは、金属ボトルのボトルネジとのより良好な係合を生成するために突出している。より具体的には、栓ネジは、従来技術の栓ネジよりも水平面に対する角度が小さい少なくとも１つのセグメントを有してもよい。
【００２９】
本開示の一態様は、強度が低下した金属ボトルを金属栓でシールする方法及び装置である。金属栓が提供される。金属栓は、周辺溝部を備える。金属栓の本体部には、ネジが形成されている。ネジ付き金属栓は、金属ボトルのネジ付きネック部に配置される。金属栓及び金属ボトルの少なくとも一方を回転させて、金属栓と金属ボトルとを互いにネジ止めする。これにより、金属ボトルのカール部は、ネジ付き金属栓内に配置された裏打材に押し込まれる。任意で、ピルファーローラーは、金属ボトルの裾部に対してネジ付き金属栓のピルファーバンドを押し込んでもよい。
【００３０】
一実施形態において、金属ボトルは、同じサイズ及び形状の従来技術の金属ボトルよりも少ない材料で形成される。任意で、金属ボトルの金属材料は、従来技術の金属ボトルよりも１つ以上の領域が薄い。付加的又は代替的に、金属ボトルは、従来技術の金属ボトルとは異なる金属合金で任意に形成されてもよい。より具体的には、一実施形態において、金属ボトルは、０．００９２インチの厚さを有する従来技術の金属ボトルよりも少なくとも約１０％薄い厚さを有する金属材料で形成される。任意で、金属ボトルの金属材料は、従来技術の金属ボトルの厚さの約７０％から約９５％の間の厚さを有してもよい。別の実施形態において、金属ボトルは、約０．００８５インチ未満の厚さを有する。一実施形態において、金属ボトルの厚さは、約０．００９インチから約０．００８５インチの間である。更に別の実施形態において、金属ボトルの厚さは、約０．００９インチから約０．００４０インチの間である。一実施形態において、金属ボトルは、約０．０２３０インチから約０．０４０インチの間の深さのネジを有する。
【００３１】
本開示の別の態様は、ネジ付き金属栓によってシールされた金属ボトルである。一実施形態において、ネジ付き金属栓は、金属栓が金属ボトル上に配置される前に形成される栓ネジを備える。任意で、ネジ付き金属栓が金属ボトル上に配置される前に、ネジ付き金属栓に溝部が形成されてもよい。金属ボトル及びネジ付き金属栓は、所定の深さのネジを有する。任意で、ネジの深さは、約０．０２３０インチから約０．０４０インチの間であってもよい。
【００３２】
一実施形態において、金属ボトルは、従来技術の金属ボトルよりも薄いゲージの金属材料で形成される。別の実施形態において、金属ボトルは、通気せずに少なくとも約１００ＰＳＩ、又は、約１０３ＰＳＩから約１３０ＰＳＩの間の内圧に耐えることができる。更に別の実施形態において、金属ボトルは、ネジ付き金属栓を吹き飛ばすことなく少なくとも約１３５ＰＳＩに耐えることができる。更に別の実施形態において、ネジ付き金属栓は、約１６インチポンド未満のトルク、又は、約１０インチポンドから約１５インチポンドの間のトルクで、開放方向に回転させることができる。
【００３３】
本開示の一態様は、金属栓に溝部を形成する装置を提供することにある。この装置は、限定されるものではないが、（１）本部体、及び、内部に形成されたキャビティを備える外側ツールと、（２）本体部、当該本体部の前端部から延びる直径が縮小された突起部であって端壁を有する突起部を備える内側ツールと、を備えている。金属栓が外側ツールと内側ツールとの間に配置されたとき、内側ツール及び外側ツールは、金属栓の閉鎖端壁の周囲に溝部を形成するように金属栓に力を加えることができる。この装置は、金属栓が金属ボトルに配置される前に、金属栓に溝部を形成するように動作する。一実施形態において、内側ツール及び外側ツールは、約０．０５０インチから約０．１００インチの間の深さを有する溝部を形成するように構成されている。金属栓を金属ボトルに配置する前に、溝部が形成されてもよい。内側ツール及び外側ツールの１つ以上を一緒に移動させて、金属栓に力を加えてもよい。この力は、閉鎖端壁の一部を外側ツールに向かって引き寄せて、溝部を形成することができる。
【００３４】
一実施形態において、外側ツールのキャビティは、第１の曲率半径部によってエンドリングに相互接続された内部側壁を備える。第１の曲率半径部は、約０．０１インチから約０．０３インチの間であり得る。任意で、キャビティは、約１．３５０インチから約１．４００インチの間の内径を有してもよい。キャビティは、任意で、階段状の断面外形を有してもよい。より具体的には、キャビティ内に肩部を形成して、第１の内径を有するキャビティの第１の部分と、第２の内径を有するキャビティの第２の部分とを画定してもよい。第１の内径は、金属栓の閉鎖端壁の外径に少なくとも等しくてもよい。任意で、第１の内径は、約１．４０インチから約１．６０インチの間であってもよい。
【００３５】
第２の内径は、第１の直径より小さくてもよい。一実施形態において、第２の内径は、金属栓の閉鎖端壁の外径より小さい。より具体的には、第２の内径は、任意で、約１．３５０インチから約１．４１０インチの間であってもよい。
【００３６】
更に、キャビティは、約０．０９０インチから約０．２５インチの間の深さを有してもよい。一実施形態において、キャビティは、外側ツールを貫通する開口部を画定するように、外側ツールを貫通して延びる。
【００３７】
一実施形態において、外側ツールは、装置の外側ツール保持具に相互接続される。外側ツール保持具は、第１のスペーサに相互接続されてもよい。また、装置は、外側ツールのキャビティ内に少なくとも部分的に突出するように動作可能なエジェクタを備えてもよい。エジェクタは、外側ツール及び第１のスペーサに対して付勢されてもよい。より具体的には、バネなどの付勢部材が、第１のスペーサとエジェクタとの間に配置されてもよい。一実施形態において、付勢部材は、エジェクタを外側ツールに向かって押す。
【００３８】
内側ツールの本体部は、ほぼ円筒形の形状を有してもよい。当該本体部の外径は、約１．４０インチから約１．５０インチの間であってもよい。
【００３９】
内側ツールの突起部は、本体部の前端部から約０．０８０インチから約０．１４インチの間だけ延びてもよい。任意で、突起部は、内側ツールの本体部の外径よりも小さい外径を備えたほぼ円筒形の形状を有してもよい。突起部の外径は、約１．２５インチから約１．４５インチの間であってもよい。一実施形態において、突起部の端壁は、概ね面状又は直線状である。別の実施形態において、突起部と端壁との間には、第２の曲率半径部が形成され、第２の曲率半径部は、約０．０１インチ〜約０．０３インチの間であってもよい。
【００４０】
一実施形態において、少なくとも１つのキャビティが内側ツール内に形成される。より具体的には、内側ツールは、第１のキャビティ、第２のキャビティ、及び開口部のうちの１つ以上を備え得る。第１のキャビティは、突起部から離れて対向する開口部を有してもよい。第２のキャビティは、第１のキャビティの内径よりも小さい内径を有してもよい。第１のキャビティと第２のキャビティとの間には、肩部が形成されてもよい。開口部は、第２のキャビティから突起部の端壁を通じて延びる。開口部の内径は、第２のキャビティと開口部との間に第２の肩部を画定するように、第２のキャビティの内径より小さくてもよい。
【００４１】
一実施形態において、内側ツールは、フランジを備える。フランジは、本体部と反対側の突起部から延び得る。フランジは、装置の内側ツール保持具と係合するように構成されている。一実施形態において、内側ツール保持具は、装置の第２のスペーサに相互接続し得る。付勢部材は、内側ツールと第２のスペーサとの間には、付勢部材が配置されてもよい。一実施形態において、付勢部材は、第１のキャビティと第２のキャビティとの間の肩部に係合する第１の付勢部材を含む。任意で、第１の付勢部材内に第２の付勢部材が配置されてもよい。第２の付勢部材は、第２のキャビティ内に配置されるように構成されたスリーブ軸受と係合することができる。一実施形態において、スリーブ軸受は、突起部の端壁を通る開口部を少なくとも部分的に貫通して延びてもよい。
【００４２】
本開示の一態様は、閉鎖端壁と円筒状本体部とを有する金属栓を形成する装置である。この装置は、（１）円筒状本体部に力を加えるように動作可能なツールと、（２）円筒状本体部の開口端に少なくとも部分的に嵌合するサイズの本体部を有するマンドレルと、（３）マンドレルの本体部に形成された少なくとも１つの凹部と、を備え、前記凹部は、ツールがマンドレルの本体部に側部荷重を加えるとき、金属栓の円筒状本体部にネジを形成するように構成された形状を有する。一実施形態において、金属栓は、予め形成されたピルファー・プルーフ栓である。凹部は、任意で、約０．０２３インチから約０．０３インチの間の深さのネジを形成する形状を有してもよい。ツールは、任意で、ネジ切りローラーであってもよい。
【００４３】
任意で、前記装置は、チャックを更に備えてもよい。チャックは、マンドレルに対して所定の位置合わせで金属栓を方向付けるように構成されている。一実施形態において、チャックは、金属栓の長手方向軸の周りに金属栓を回転させるように構成されている。付加的又は代替的に、マンドレルは、金属栓の長手方向軸の周りを回転してもよい。従って、ネジが形成された後、チャック及びマンドレルの１つ以上を開放方向に回転させて、マンドレルと金属栓とを分離することができる。
【００４４】
一実施形態において、前記装置は、金属栓の閉鎖端壁の上方周縁部の周りに溝部を形成するツールを更に備える。ツールは、内側ツール及び外側ツールを含む。内側ツールは、（Ａ）概ね円筒形の側壁を備えた本体部と、（Ｂ）本体部の端部から延びる直径が縮小された突起部と、（Ｃ）金属栓の閉鎖端壁の内面に力を加えるように構成された突起部の端壁とを備える。一実施形態において、外側ツールは、（Ａ）本体部と、（Ｂ）本体部に形成されたキャビティとを備える。キャビティは、内側ツールが閉鎖端壁の内面に力を加えるときに金属栓の閉鎖端壁の一部を受け入れるのに十分な内径を有する。一実施形態において、キャビティの内径は、約１．３６０インチ〜約１．４００インチである。一実施形態において、キャビティは、曲率半径部を有する内部側壁を備える。曲率半径部は、約０．００１インチ〜約０．０３インチであり得る。内部側壁の少なくとも所定の部分は、特定の滑らかさまで研磨される。任意で、本体部のキャビティは、約０．０９０インチから約０．３４インチの間の深さを有する。
【００４５】
別の態様は、金属ボトルのネジ付きネック部をシールするように構成された金属栓を形成する方法である。この方法は、限定されるものではないが、（１）金属栓を溝部形成装置の内側ツールと外側ツールとを位置合わせし、（２）内側ツール、外側ツール、及び金属栓の少なくとも１つを移動して、金属栓の外周縁部に溝部を形成する。溝部は、円筒状本体部と閉鎖端壁との間に形成（又は配置）される。金属栓が金属ボトル上に配置される前に溝部が形成される。任意で、溝部は、約０．０５インチから約０．０９５インチの間の深さを有してもよい。一実施形態において、金属栓は、予め形成されたピルファー・プルーフ栓である。
【００４６】
一実施形態において、位置合わせすることは、内側ツール上に金属栓を配置することを含む。別の実施形態において、溝部を形成することは、金属栓の外周縁部を移動させて、外側ツールのキャビティ内に形成された肩部と接触させることを含む。溝部を形成することは、閉鎖端壁の一部をキャビティの第２の部分に延長することを含んでもよい。
【００４７】
前記方法は、金属栓の円筒状本体部に側部荷重を加えて、金属栓上に栓ネジを形成することを任意に含んでもよい。金属栓が金属ボトルのネジ付きネック部に配置される前に、栓ネジが金属栓に形成される。
【００４８】
一実施形態において、前記方法は、金属栓に側部荷重を加えて栓ネジを形成する前に、金属栓をネジ付きマンドレルと位置合わせすることを更に含む。別の実施形態において、ネジ付きマンドレルは、金属栓の円筒状本体部に側部荷重を加えるツールをガイドするように構成された少なくとも１つの凹部を備える本体部を備える。ツールが側部荷重を加えるとき、凹部は、栓ネジを形成するようにツールをガイドする。任意で、ツールは、ネジ切りローラーであってもよい。一実施形態において、前記方法は、金属栓をネジ付きマンドレルから分離することを含む。金属栓をネジ付きマンドレルから分離することは、金属栓及びネジ付きマンドレルの少なくとも一方を金属栓の長手方向軸の周りに回転させることを含んでもよい。
【００４９】
内側ツールは、閉鎖端壁の内面に力を加えるように構成された延長部を有する本体部を備えてもよい。力に応じて、閉鎖端壁は、溝部を形成するように、金属栓の円筒状本体部から離れて外側ツールのキャビティに延びる。一実施形態において、閉鎖端壁の外面は、溝部が形成されるときにエジェクタによって支持される。エジェクタは、外側ツールのキャビティに少なくとも部分的に突出するように構成されてもよい。
【００５０】
本開示の更に別の態様は、予め形成された金属栓を提供することにある。金属栓は、ネジ付きネック部を有する金属ボトルをシールするように構成されており、（１）閉鎖端壁と、（２）閉鎖端壁の周囲の溝部と、（３）溝部から延びる円筒状本体部であって溝部よりも大きい直径を有する円筒状本体部と、（４）任意で、円筒状本体部に形成されたネジと、を通常備えている。任意のネジは、約０．０２３５インチから約０．０４インチの間の深さを有し得る。一実施形態において、溝部は、約０．０５インチから約０．０９５インチの間の深さを有する。
【００５１】
一実施形態において、予め形成された金属栓は、予め形成されたピルファー・プルーフ栓である。従って、予め形成された栓は、任意で、ピルファーバンドを更に備えてもよい。ピルファーバンドは、円筒状本体部の最下部から延びている。一実施形態において、ピルファーバンドと円筒状本体部との間には、刻み目又は穿孔が形成されている。別の実施形態において、ピルファーバンドは、概ね円筒形の形状を有する。より具体的には、ピルファーバンドの第１の長手方向部分（又は断面）は、ピルファーバンドの第２の長手方向部分（又は断面）と略平行である。
【００５２】
本発明の更に別の態様は、金属ボトルを金属栓でシールするように動作可能なキャッピング装置である。キャッピング装置は、（１）金属栓を金属ボトルと位置合わせするように構成されたチャックと、（２）ピルファーローラーと、を備える。一実施形態において、チャックは、金属栓に所定の上部荷重を加えるように構成されている。上部荷重は、金属ボトルのカール部を少なくとも部分的に金属栓内に配置された裏打材に押し込むように選択される。任意で、チャックは、金属ボトルの長手方向軸を中心に回転するように構成されている。従って、一実施形態において、チャックは、金属栓を金属ボトルのネック部に形成されたボトルネジにネジ込むことができる。
【００５３】
一実施形態において、キャッピング装置は、金属ボトルと係合するように構成されたホルダを更に備える。付加的又は代替的に、キャッピング装置は、金属ボトルと係合する底部チャックを備えてもよい。一実施形態において、ホルダ及び底部チャックの１つ以上は、金属ボトルを金属ボトルの長手方向軸の周りに回転させるように構成される。従って、ホルダ及び底部チャックは、金属栓を金属ボトルのボトルネジにネジ込むことができる。
【００５４】
前記装置は、トルク制限部材を更に備えてもよい。トルク制限部材は、金属栓が金属ボトルにネジ込まれるトルクを制限するように構成されている。一実施形態において、トルク制限部材は、チャック、ホルダ、及び底部チャックの１つ以上に関連付けられる。
【００５５】
前記装置は、任意で、ネジ切りローラーなどのツールを備える。一実施形態において、ツールは、金属栓上に栓ネジを形成するように構成される。別の実施形態において、ツールは、金属栓が金属ボトルに配置される前に、金属栓に形成された部分的なネジを完成するように構成されている。より具体的には、一実施形態において、ツールは、金属栓に予め形成されたネジの形状を変更するように構成されている。一実施形態において、ツールは、ネジの深さを増加させることができる。
【００５６】
本明細書で使用される「金属（metal）」又は「金属（metallic）」という用語は、容器又は栓を形成するために使用できる任意の金属材料を指し、アルミニウム、鋼、スズ、及びそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限定されるものではない。しかしながら、本開示の装置及び方法が、紙、プラスチック、及びガラスを含む任意の材料のネジ付き容器を形成するように使用されてもよいことは理解されるだろう。
【００５７】
本明細書で使用される「ネジ（thread）」又は「ネジ（threads）」という用語は、回転力を直線運動に変換するために使用される任意のタイプのらせん構造を指す。ネジは、所定のサイズ、形状、又はピッチの、対称又は非対称であってもよく、時計回り又は反時計回りの巻きを有してもよい。ネジは、金属栓又は金属ボトルの周りに少なくとも部分的に延びてもよい。一実施形態において、ネジは、金属栓又は金属ボトルの周りに少なくとも３６０°延びてもよい。必要に応じて、ネジは、金属栓又は金属ボトルの周囲に少なくとも２回、又は３６０°未満で延びてもよい。別の実施形態において、金属栓又は金属ボトルは、同じ又は異なる長さを有する２以上のネジを有してもよい。更に、螺旋ネジ及びラグネジの両方を本発明の金属栓及び金属ボトルに使用できることは当業者には理解されるだろう。
【００５８】
本明細書で使用される語句「少なくとも１つ」、「１つ以上」、及び「及び／又は」は、動作において接続詞及び選言詞の両方である無制限の表現である。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つ以上」、「Ａ、Ｂ、又はＣの１つ以上」」、及び「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡとＢが一緒、ＡとＣが一緒、ＢとＣが一緒、又はＡとＢとＣとが一緒であることを意味する。
【００５９】
特に明記しない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される量、寸法、条件などを表す全ての数字は、「約（about）」又は「約（approximately）」という用語によって全ての場合において変更されると理解されるべきである。従って、特に明記しない限り、本明細書及び請求項で使用される量、寸法、条件、比率、範囲などを表す全ての数値は、満足のいく結果を達成するために約５％増減することができる。更に、本明細書に記載される全ての範囲は、本発明から逸脱することなく、任意のサブ範囲又は範囲の一部、又は範囲内の任意の値に減じることができる。例えば、範囲「５〜５５」は、サブ範囲「５〜２０」及びサブ範囲「１７〜５４」を含むが、これらに限定されるものではない。
【００６０】
本開示の態様を説明するために様々な寸法及び量が提供されているが、本開示の範囲及び精神に依然として適合するネジ付き金属栓及び金属ボトルにおいて、寸法を変更できることは明らかに考えられる。
【００６１】
本明細書で使用される「ａ」又は「an」構成要素という用語は、その構成要素の１つ以上を指す。従って、用語「a」（又は「an」）、「１つ以上」、及び「少なくとも１つ」は、本明細書で互換的に使用することができる。
【００６２】
本明細書における「備える（including）」、「備える（comprising）」、又は「備える（having）」、及びそれらの変形の使用は、その後に列挙される物品及びそれらの同等物並びに付加的な物品を包含することを意味する。従って、用語「備える（including）」、「備える（comprising）」、又は「備える（having）」、及びその変形は、本明細書で互換的に使用することができる。
【００６３】
本明細書で使用される「手段（means）」という用語には、米国特許法第１１２条（ｆ）に従って可能な限り広い解釈が与えられるべきであることを理解されたい。従って、「手段（means）」という用語を組み込んだ請求項は、本明細書に記載されている全ての構造、材料、又は動作、及びそれらの同等物の全てを対象とするものである。更に、構造、材料、又は行為、及びそれらの同等物には、「技術分野」、「概要」、「図面の簡単な説明」、「詳細な説明」、「要約」、及び「特許請求の範囲」に記載されているものが全て含まれる。
【００６４】
要約は、本開示の全内容及び範囲を代表するものとして、意図されるものではなく、解釈されるべきものでもない。更に、本明細書において「本発明」、「本開示」、又はその態様を参照することは、本開示の特定の実施形態を意味すると理解されるべきであり、必ずしも全ての実施形態を特定の説明に限定するものと解釈されるべきではない。本開示は、要約、添付図面、及び詳細な説明において様々なレベルの詳細で示され、本開示の範囲に関する限定は、構成要素又は構成部品の包含又は非包含のいずれかを意味するものではない。本開示の付加的な態様は、詳細な説明から、特に図面と一緒に検討した場合に、より容易に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
本明細書に組み込まれ、明細書の一部を構成する添付図面は、本開示の実施形態を示し、上記の概要及び以下の詳細な説明とともに、これらの実施形態の原理を説明するのに役立つ。特定の例では、本開示の理解に必要ではない詳細、又は他の詳細を理解するのを困難にする詳細は、省略されている場合がある。更に、図面は必ずしも縮尺通りではないことを理解すべきである。
【００６６】
また、本開示は、本明細書に示される特定の実施形態に必ずしも限定されないことも理解されるべきである。他の実施形態は、単独で又は組み合わせて、上記又は下記で説明する特徴の１つ以上を使用して可能である。例えば、一実施形態に関して図示及び／又は説明される様々な特徴及び装置は、本明細書においてそのような組み合わせ又は置換が具体的に示され又は説明されるかどうかに関係なく、他の実施形態の特徴又は装置と組み合わせるか、又は置換できることが考えられる。
【００６７】
【図１Ａ】従来技術のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓で金属ボトルをシールする方法を示す図である。
【図１Ｂ】従来技術のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓で金属ボトルをシールする方法を示す図である。
【図１Ｃ】従来技術のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓で金属ボトルをシールする方法を示す図である。
【図１Ｄ】従来技術のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓で金属ボトルをシールする方法を示す図である。
【図１Ｅ】ＲＯＰＰ栓内の裏打材と接触している金属ボトルのカール部の一部の部分断面側面図である。
【図１Ｆ】ＲＯＰＰ栓内の裏打材と接触している金属ボトルのカール部の一部の部分断面側面図である。
【図２】従来技術のキャッピング装置を使用してＲＯＰＰ栓で金属ボトルをシールする際に金属ボトルに加えられる力のグラフである。
【図３】金属ボトルがＲＯＰＰ栓でシールされたときに、別の従来技術のキャッピング装置によって金属ボトルに加えられる力の別のグラフである。
【図４】従来技術のキャッピング装置によってキャッピング工程中に金属ボトルに加えられた累積力のグラフであって、累積力が金属ボトルの不具合又はＲＯＰＰ栓と金属ボトルとの間のシールの損失を引き起こすと予想される、不具合領域を示すグラフである。
【図５】従来技術のＲＯＰＰ栓でシールされた金属ボトルのネック部の部分正面図であって、金属ボトルに対するＲＯＰＰ栓の不適切な配置を示す図である。
【図６】本開示の一態様に係る金属栓を形成する方法及び金属ボトルを金属栓でシールする方法のフローチャートである。
【図７Ａ】本開示の金属栓に溝部を形成する一実施形態の装置のツールの概略図である。
【図７Ｂ】本開示の金属栓に溝部を形成する一実施形態の装置のツールの概略図である。
【図８Ａ】本開示の金属栓に溝部を形成するように構成された一実施形態の外側ツールの断面正面図である。
【図８Ｂ】本開示の外側ツールの別の実施形態の上面図である。
【図８Ｃ】図８Ｂの外側ツールの部分斜視図である。
【図８Ｄ】図８Ｂの線８Ｄ−８Ｄに沿った外側ツールの断面正面図である。
【図８Ｅ】図８Ｄの外側ツールの一部の拡大正面図である。
【図９Ａ】金属栓に溝部を形成するように構成された本開示の内側ツールの実施形態の上面図である。
【図９Ｂ】図９Ａの線９Ｂ−９Ｂに沿った内側ツールの断面正面図である。
【図９Ｃ】本開示の内側ツールの別の実施形態の上面図である。
【図９Ｄ】図９Ｃの内側ツールの部分正面斜視図である。
【図９Ｅ】図９Ｃの線９Ｅ−９Ｅに沿った内側ツールの断面正面図である。
【図１０Ａ】金属栓に溝部を形成する前の第１の位置で示される、本開示の実施形態の溝部形成装置の断面正面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの溝部形成装置の一部の拡大断面正面図である。
【図１０Ｃ】金属栓に溝部を形成する際の第２位置で示される、図１０Ａの溝部形成装置の断面正面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｃの溝部形成装置の別の断面正面図である。
【図１１Ａ】本開示の一実施形態の金属栓の正面図及び底面斜視図であって、金属栓の本体部にネジ及び溝部が形成される前の図である。
【図１１Ｂ】本開示の一実施形態の金属栓の正面図及び底面斜視図であって、金属栓の本体部にネジ及び溝部が形成される前の図である。
【図１１Ｃ】溝部が形成された後の図１０の金属栓の別の正面図及び別の底面斜視図である。
【図１１Ｄ】溝部が形成された後の図１０の金属栓の別の正面図及び別の底面斜視図である。
【図１２】金属栓の本体部にネジを形成するように構成された本開示の一実施形態の装置のマンドレルの概略図である。
【図１３】金属栓の本体部にネジを形成するように構成された本開示の一実施形態の装置のマンドレルの概略図である。
【図１４】溝部及び予め形成されたネジを備える本開示の金属栓の断面正面図である。
【図１５】本開示の一実施形態のキャッピング装置の部分正面図であって、キャッピング装置によって金属栓でシールされた金属ボトルのネック部を示す図である。
【図１６】図１５の線１６−１６に沿った金属ボトル及び金属栓の断面平面図であって、金属ボトルのシール中の閉鎖方向における金属ボトル及び金属栓の１つ以上の回転を更に示す図である。
【図１７】本開示の一実施形態に係る、図１５の金属ボトル及び金属栓の拡大部分断面立面図であって、ボトルネジに係合する栓ネジを示す図である。
【図１８Ａ】概ね対称な形状を有するボトルネジ及び栓ネジに作用する力を示す図である。
【図１８Ｂ】対称ではない形状を有し、水平面に対して図１８Ａに示すネジよりも角度が小さい突出するセグメントを有する、本開示の一実施形態のボトルネジ及び栓ネジに作用する力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
本開示は、幅広い範囲の努力にわたって重要な利点を有する。本明細書及び本明細書に添付される特許請求の範囲は、開示された特定の例を参照する要件によって課せられた言葉を限定しているように見えても、開示の範囲及び精神に沿った幅と一致することが本出願人の意図である。本開示に最も密接に関連する当業者に知らせるために、本開示を実施するのに現在考えられる最良の形態を示す好適な実施形態が、本明細書の一部を形成する添付図面によって、及びそれを参照して説明される。本開示を具現化し得る様々な形態及び修正の全てを説明することを試みることなく、例示的な実施形態が詳細に説明される。従って、本明細書に記載の実施形態は、例示であり、当業者には明らかとなるように、本開示の範囲及び精神内で多くの方法で修正することができる。
【００６９】
図６を参照すると、金属栓６６を形成した後、金属ボトル１１６を金属栓６６でシールする方法５０の一実施形態が、本開示に従って概ね示されている。方法５０の動作の一般的な順序が図６に示されているが、方法５０は、より多くの又はより少ない動作を含むことができ、或いは、図６に示されるものとは異なる動作の順序を配列することができる。更に、方法５０の動作は継続的に説明されるが、実際には多くの動作を並行して又は同時に実行してもよい。以下、方法５０を、図７−図１８に関連して説明する装置、ツール、金属ボトル、及びネジ付き金属栓を参照して説明する。
【００７０】
工程５２では、金属栓６６が形成される。一実施形態において、金属栓６６は、キャッピングプレスによって形成される。より具体的には、キャッピングプレスは、在庫の金属材料のシートからブランクを切断するツールを備えている。次いで、キャッピングプレスは、ブランクを概ねカップ形状の金属栓６６に形成する。
【００７１】
金属栓６６は、一般に、閉鎖端壁６８と、本体部７４と、閉鎖端壁の反対側の開口端７８とを備えている。本体部７４は、閉鎖端壁６８から延び、概ね円筒形である。任意で、金属栓６６は、本体部７４に相互接続されたピルファーバンド８０を備えてもよい。一実施形態において、キャッピングプレスは、ピルファーバンド８０が本体部７４に着脱可能に相互接続されるように刻み目を形成する又は穿孔８２を切断するツールを備えている。
【００７２】
工程５２は、金属栓に溝部７０を形成することを任意で含んでもよい。より具体的には、キャッピングプレスは、溝部７０を形成するように構成されたツール８５，８６（図７〜図９に示す）を備えてもよい。或いは、溝部７０は、工程５６及び工程６０のいずれかで形成されてもよい。金属栓が金属ボトルに配置される前に金属栓６６に溝７０を形成することによって、キャッピング装置によって金属ボトルに加えられる上部荷重の大きさが、大幅に、例えば少なくとも約４０％低減される。従来技術のキャッピング装置は、約２７０ポンドの上部荷重を印加する場合がある。一実施形態においては、金属栓６６を配置する前に溝部７０を形成することにより、金属ボトルをシールするのに必要な上部荷重が約６０ポンドから約１８０ポンドの間まで低減する。
【００７３】
任意の工程５４において、裏打材８４は、閉鎖端壁６８の内面と接触するように金属栓６６内に配置される。裏打材８４は、裏打材の材料のシートから打ち抜くことができる。それに代えて、裏打材８４を所定の位置に成形してもよい。裏打材は、展性又は圧縮性を有する材料で形成されている。一実施形態において、裏打材はプラスチックを含んでもよい。
【００７４】
工程５６において、溝部７０が金属栓６６に形成されてもよい。より具体的には、図７Ａ〜７Ｂを参照すると、本開示の一実施形態の溝部形成装置８３Ａが概ね示されている。溝部形成装置８３Ａは、通常、外側ツール８５Ａと内側ツール８６Ｂとを備えている。一実施形態において、外側ツール８５Ａは、内側ツール８６Ａが栓開口端７８内に配置されたとき、金属栓６６の外側と係合することができる。ツール８５Ａ，８６Ａの１つ以上は、金属栓６６に対して一緒に移動し、少なくとも閉鎖端壁６８に力を加える。これにより、内側ツール８６Ａは、閉鎖端壁６８の一部を、本体部７４から外側ツール８５に向かって外向きに引っ張り又は延ばして、溝部７０を形成する。
【００７５】
一実施形態において、ツール８５Ａ，８６Ａの１つ以上は、金属栓６６の長手方向軸６７に概ね平行に移動する。別の実施形態において、ツール８５Ａ，８６Ａは、金属栓６６の長手方向軸６７と実質的に同軸に整列する。任意で、ツール８５Ａ，８６Ａによって金属栓６６に加えられる力は、最大約４２５ポンドである。一実施形態において、ツール８５Ａ，８６Ａは、約７５ポンドから約４２５ポンドの間で金属栓に印加する。
【００７６】
任意で、溝部７０は、１つの動作でツール８５Ａ，８６Ａによって形成されてもよい。より具体的には、一実施形態において、溝部７０は、金属栓６６内に配置された外側ツール８５Ａ及び内側ツール８６Ａによって１回の引っ張り動作で形成される。
【００７７】
図８Ａを参照すると、一実施形態において、外側ツール８５Ａは、通常、内部にキャビティ１００を有する本体部９９を備えている。キャビティ１００は、内側ツール８６が閉鎖端壁６８の内面に力を加えるときに、金属栓６６の閉鎖端壁６８の一部を受け入れるのに十分な内径を有する。一実施形態において、キャビティ１００の少なくとも一部の内径は、約１．３６０インチから約１．４００インチの間である。一実施形態において、キャビティ１００は、内部側壁１０１を有する。曲率半径部Ｒ１は、内部側壁１０１と外側ツール８５のエンドリング１０２との間に形成されている。曲率半径部Ｒ１は、約０．０１インチから約０．０３インチの間であってもよい。任意で、キャビティ１００は、約０．０９０インチから約０．３５インチの間の深さ１０３を有してもよい。また、キャビティ１００は、開口部１００を画定するように本体部９９を貫通して延びてもよい。
【００７８】
図９Ａ〜図９Ｂを参照すると、一実施形態において、内側ツール８６Ａは、通常、本体部８８と矯正突起部９２とを備えている。本体部８８は、概ね円筒形であり、外径９０及び高さ９１を有している。任意で、外径９０は、約１．４３インチから約１．４８インチの間であってもよい。外径９０は、金属栓６６の内径よりも大きくない。より具体的には、一実施形態において、本体部８８の外面と金属栓６６の内面との間の隙間は約０．００５インチ未満である。従って、金属栓６６と内側ツール８６との間に緊密な嵌合が達成される。これにより、ツール８５Ａ，８６Ａによって形成される溝部７０は、実質的に対称であり、図５に示す溝部３２とは違って概ね均一な深さ７２（図１２に示す）を有する。一実施形態において、金属栓６６の内径は、内側ツールの本体部８８の外径９０よりも約０．００５インチ未満で大きい。一実施形態において、本体部８８の高さ９１は、少なくとも約０．７インチである。任意で、高さ９１は、約０．７５インチから１．０インチの間であってもよい。
【００７９】
突起部９２は、本体部８８から所定の高さ９６だけ延びている。突起高さ９６は、所定の深さ７２を有する溝部７０を形成するように選択される。一実施形態において、突起高さ９６は、約０．０６５インチから約０．１３５インチの間である。別の実施形態において、突起高さ９６は、約０．１１インチから約０．１４インチの間である。従って、突起部９６は、少なくとも約０．０５０インチの深さ７２を有する溝部７０を形成することができる。一実施形態において、溝部形成ツール８６によって形成された溝部７０は、少なくとも約０．０８０インチの深さ７２を有している。任意で、突起部９２によって形成される溝部７０は、約０．０７５インチから約０．０９５インチの間の深さ７２を有してもよい。
【００８０】
矯正突起部９２上には、端壁９８が形成されている。一実施形態において、端壁９８は、実質的に平面である。突起部９２は、本体部の直径９０よりも小さい外径９４を有している。一実施形態において、突起部の外径９４は、金属ボトル１１６（図１５に示す）のカール部１２８の外径１３４よりも小さい。一実施形態において、突起部の外径９４は、カール部の外径１３４よりも少なくとも約０．００５インチ小さい。これにより、金属栓６６を使用して金属ボトル１１６をシールするとき、裏打材８４は、ボトルカール部１２８に締まり嵌めされ、金属栓６６が配置されている任意のボトルにカスタムフィットに圧縮される。より具体的には、予め形成された溝部７０を有する金属栓６６を使用して金属ボトル１１６をシールする場合、裏打材８４は、ボトルカール部１２８と少なくとも約０．００５インチの締まり嵌めを有する。
【００８１】
一実施形態において、ボトルカール部の直径１３４（図１５に示す）は、約１．３０６インチから約１．３２８インチの間である。従って、一実施形態において、突起部の外径９４は、約１．３８０インチ以下である。別の実施形態において、突起部の外径９４は、約１．３１０インチに過ぎない。任意で、突起部の外径９４は、約１．２９５インチから約１．３２３インチの間である。別の実施形態において、突起部の外径９４は、約１．３０４インチから約１．３０８インチの間である。
【００８２】
任意で、曲率半径部Ｒ２は、矯正突起部９２の側壁９３と端壁９８との間に形成してもよい。一実施形態において、曲率半径部Ｒ２は、約０．０１インチから約０．０４インチの間である。本体部８８と突起部９２の肩部８９との間には、第３の曲率半径部Ｒ３を形成してもよい。一実施形態において、第３の曲率半径部Ｒ３は、約０．００３インチから約０．０３インチの間である。別の実施形態において、第３の曲率半径部Ｒ３は、０．０２インチ以下である。
【００８３】
端壁９８は、金属栓６６に加えられる形成荷重を閉鎖端壁６８の全体に実質的に均等に分配する。これにより、ツール８６が溝部７０を形成するとき、金属栓６６の材料は不均一に薄くならない。溝部７０が形成されるときに裏打材８４が金属栓６６内に配置される場合、端壁９８の大きな表面が裏打材を圧縮し、その後、内側ツール８６が取り外されると元の形状及び厚さに戻る。
【００８４】
対照的に、従来技術のキャッピング装置２２がボトルカール部６に対してＲＯＰＰ栓１０を押圧すると、図１Ｃに示すようにＲＯＰＰ栓１０の一部は支持されない。溝部３２の形成中に裏打材１４がＲＯＰＰ栓１０内に配置される場合、裏打材は薄くなり得る。より具体的には、狭いボトルカール部６は、裏打材１４に埋め込まれ、裏打材の一部を円形で永続的に薄くすることができる。
【００８５】
図８Ｂ〜図８Ｅを参照すると、本開示の外側ツール８５Ｂの別の実施形態が概ね示されている。外側ツール８５Ｂは、外側ツール８５Ａと類似し、同じ（又は類似の）特徴及び寸法の多くを備え、同様の態様で動作することができる。外側ツール８５Ｂは、外径１６０及び所定の高さ１６６を有する本体部９９を備えている。一実施形態において、本体部９９Ｂは、概ね円筒形である。外径１６０は、約２．３８インチから約２．４１インチの間であってもよい。任意で、高さ１６６は、少なくとも約０．２５インチであり、約０．６インチ未満であってもよい。一実施形態において、高さ１６６は、約０．３インチから０．４インチの間である。
【００８６】
開口部１００は、本体部９９を貫通して形成されている。開口部１００は、肩部１５６によって画定される階段状の外形を有する内部側壁１０１を備えてもよい。より具体的には、第１の内部側壁１０１Ａは、第１の内径１６２を有している。第２の内部側壁１０１Ｂは、第１の内径１６２より小さい第２の内径１６４を有している。本発明の溝部７０は、金属栓６６の閉鎖端壁６８を肩部１５６に対して第２の側壁１０１Ｂによって画定される開口部１００Ｂ内に延ばす又は引っ張ることにより形成することができる。
【００８７】
本体部９９は、本体部９９のエンドリング１０２と第１の内部側壁１０１Ａとの間に曲率半径部Ｒ１を有してもよい。曲率半径部Ｒ１は、約０．０１インチから約０．０３インチの間であってもよい。任意で、曲率半径部Ｒ１は、約０．０１５インチから約０．０２５インチの間であってもよい。
【００８８】
肩部１５６は、本体部９９のエンドリング１０２から所定の深さ１６８にある。深さ１６８は、任意で、約０．１０インチから約０．１３インチの間であってもよい。
【００８９】
第１の内径１６２は、金属栓６６の閉鎖端壁６８の外径に少なくとも等しい。一実施形態において、第１の内径１６２は、約１．４９インチから約１．５２インチの間である。
【００９０】
第１の内部側壁１０１Ａと肩部１５６との間には、曲率半径部Ｒ４が任意に形成されてもよい。一実施形態において、曲率半径部Ｒ４は、約０．０１０インチから約０．０２０インチの間、又は約０．０１３インチから約０．０１９インチの間である。
【００９１】
第２の内径１６４は、金属栓６６の閉鎖端壁６８の外径よりも小さい。第２の内径１６４は、任意で、約１．３５インチから約１．４１インチの間、又は約１．３９０インチから約１．４００インチの間であってもよい。
【００９２】
第１の及び第２の内部側壁１０１Ａ，１０１Ｂの１つ以上は、所定の平滑度まで研磨されてもよい。側壁１０１Ａ，１０１Ｂは、任意で、約０．０１インチ未満の公差まで研磨されてもよい。また、公差は約０．００５インチ未満であってもよい。一実施形態において、第１の内部側壁１０１Ａに近接した第２の内部側壁１０１Ｂの一部のみが研磨される。第２の内部側壁１０１Ｂの研磨された部分は、肩部１５６から測定された開口部１０１Ｂの少なくとも約０．１まで延びてもよい。
【００９３】
肩部１５６と第２の内部側壁１０１Ｂとの間には、曲率半径部Ｒ５が形成されてもよい。曲率半径部Ｒ５は、任意で約０．０１インチから約０．０３インチの間であってもよい。別の実施形態において、曲率半径部Ｒ５は、約０．０１５インチから約０．０２５インチの間である。
【００９４】
本体部９９Ｂの１つ以上の表面には、傾斜が付けられてもよい。例えば、本体部９９Ｂは、外側傾斜面１５８Ａ及び内側傾斜面１５８Ｂを任意で有してもよい。外側傾斜面１５８Ａは、外部側壁とエンドリング１０２の反対側の下面との間に形成されてもよい。内側傾斜面１５８Ｂは、任意で、第２の内部側壁１０１Ｂと前記下面との間に延びてもよい。傾斜面１５８の１つ以上は、内側ツール８５Ｂの長手方向軸に対して約４５°の角度に設定することができる。傾斜面１５８は、任意の長さであってもよい。一実施形態において、傾斜面１５８Ａ，１５８Ｂの少なくとも一方は、約０．０１インチから約０．０８インチの長さを有する。
【００９５】
図９Ｃ〜図９Ｅを参照すると、本開示の内側ツール８６Ｂの別の実施形態が概ね示されている。内側ツール８６Ｂは、図７及び図９に関連して説明した内側ツール８６Ａと類似し、同じ又は同様の態様で機能し、同じ又は類似の寸法を有してもよい。
【００９６】
内側ツール８６Ｂは、概ね円筒形であり、所定の外径９０を有する本体部８８を有する。外径９０は、金属栓６６の本体部７４の内径より大きくならないように選択される。これにより、内側ツール８６Ｂは、内側ツール８６Ｂが溝部７０を形成するために金属栓の閉鎖端壁６８の内面に力を加えることができるように、金属栓内に配置されるように構成されている。内側ツール８６Ａと同様に、内側ツール８６Ｂの直径９０は、金属栓６６と実質的に緊密な嵌合を形成するように選択されてもよい。これにより、内側ツール８６Ｂに対する金属栓の故意でない又は意図しない動きが低減又は排除される。一実施形態において、本体部８８の外径９０は、少なくとも約１．４インチである。外径９０は、約１．５インチ未満であってもよい。任意で、本体部８８は、約１．４３インチから約１．４５インチの間の外径９０を有してもよい。
【００９７】
本体部８８は、金属栓６６の高さよりも大きい高さ９１を有する。より具体的には、内側ツール８６Ｂが金属栓内に配置されたとき、本体部８８の少なくとも一部が、概ね図１０Ｂ及び図１０Ｄに示すように、金属栓６６の開口端７８から延びてもよい。一実施形態において、高さ９１は、少なくとも約０．８インチである。任意で、高さ９１は、約１．１インチ未満であってもよい。
【００９８】
任意で、フランジ８７が、本体部８８の端部から外向きに延びてもよい。存在する場合、フランジ８７は、少なくとも約１．４０インチで約２．０インチ未満の外径９５を有してもよい。任意で、フランジの外径９５は、約１．７０インチから約１．９０インチの間であってもよい。一実施形態において、フランジ８７は、本体部の端部から少なくとも約０．２０インチ延びている。フランジ８７は、約１．００インチ未満で延びてもよい。
【００９９】
フランジ８７とは反対側の本体部８８の端部には、突起部９２が形成されている。突起部９２は、内側ツール８６Ａの突起部９２と同じ形状及び寸法を有してもよい。内側ツール８６Ｂの突起部９２は、通常、本体部８８の端部又は肩部８９、肩部８９から延びる側壁９３、及び端壁９８によって画定される。端壁９８は、実質的に平面であってもよい。
【０１００】
突起部９２は、本体部８８の外径９０よりも小さい所定の外径９４を有する。外径９４は、金属栓６６の閉鎖端壁６８よりも小さい。従って、内側ツール８６Ｂが金属栓６６内に配置されたとき、端壁９８は、金属栓６６の閉鎖端壁６８に力を加えて、閉鎖端壁６８を引っ張り又は延ばし、金属栓上に溝部７０を形成することができる。一実施形態において、突起部９２の外径９４は、少なくとも約１．２５インチである。外径９４は、約１．４３インチ未満であってもよい。任意で、外径９４は、約１．３００インチから約１．３１０インチの間であってもよい。
【０１０１】
突起部９２は、本体部８８から所定の距離又は高さ９６だけ延びている。高さ９６は、任意で少なくとも約０．０６０インチであってもよい。一実施形態において、高さ９６は、約０．１５インチ未満である。高さ９６は、任意で、約０．１１インチから約０．１４インチの間であってもよい。
【０１０２】
任意で、所定の大きさの曲率半径部Ｒ２を側壁９３と端壁９８との間に形成してもよい。曲率半径部Ｒ２は、約０．０１５インチ〜約０．０２５インチの間であってもよい。別の曲率半径部Ｒ６を側壁９３と肩部８９との間に形成してもよい。一実施形態において、曲率半径部Ｒ６は、約０．０１インチから約０．０３インチの間であってもよい。
【０１０３】
また、内側ツール８６Ｂは、肩部８９と本体部８８との間に形成された曲率半径部Ｒ３を有してもよい。曲率半径部Ｒ３は、約０．０３インチ未満であってもよい。一実施形態において、曲率半径部Ｒ３は、約０．００３インチより大きい。付加的又は代替的に、曲率半径部Ｒ３は、約０．００３インチから約０．０２０インチの間であってもよい。
【０１０４】
一実施形態において、内側ツール８６Ｂは概ね中空である。より具体的には、第１のキャビティ１７０、第２のキャビティ１７２、及び開口部１７４の１つ以上が、本体部８８に任意で形成されてもよい。第１のキャビティ１７０と第２キャビティ１７２との間には、第１の肩部が形成されてもよい。任意で、第２のキャビティ１７２と開口部１７４との間には、第２の肩部が形成されてもよい。一実施形態において、第１のキャビティ１７０は、約０．８０インチから約１．２０インチの間の内径を有する。任意の第２のキャビティ１７２は、約０．４インチから約０．８インチの間の内径を有してもよい。開口部１７４は、約０．３７インチから約０．４０インチの間の内径を任意で有してもよい。一実施形態において、開口部の内部側壁の一方又は両方の縁部は、約０．２インチの曲率半径部を有する。
【０１０５】
図１０を参照すると、本開示の一実施形態の溝部形成装置８３Ｂが概ね示されている。溝部形成装置８３Ｂは、本明細書に記載の溝部形成装置８３Ａと同様であり、同じ又は同様の態様で動作する。より具体的には、溝部形成装置８３Ｂは、本開示の実施形態の外側ツール８５及び内側ツール８６を使用して金属栓６６に溝部７０を形成するように動作可能である。溝部形成装置８３Ｂは、溝部７０が金属栓６６に形成される前の第１の位置にある図１０Ａ及び図１０Ｂに示されている。図１０Ｃ及び図１０Ｄにおいて、溝部形成装置８３Ｂは、溝部７０を形成した後の第２の位置で示されている。
【０１０６】
溝部形成装置８３Ｂは、通常、停止ブロック１８０によって離間された金型セットを備えている。図１０Ａに示される第１の位置において、金型セットは、少なくとも約４．０インチの距離１８１だけ離間されている。一実施形態において、装置が第１の位置にあるとき、距離１８１は、約４．２０インチから約４．３０インチの間であり得る。
【０１０７】
図１０Ｂを参照すると、溝部形成装置８３Ｂは、内側ツール８６Ｂに対して所定の向きに外側ツール８５Ｂを支持するためのツールを備えている。外側ツール８５Ｂ及び内側ツール８６Ｂは、溝部形成装置８３Ｂの互いに対向するスペーサ１８２Ａ，１８２Ｂに相互接続され得る。一実施形態において、外側ツール８５Ｂ及び内側ツール８６Ｂは、ほぼ同軸に整列している。
【０１０８】
外側ツール８５Ｂは、ネジ又はボルトなどの１つ以上の締結具１８４によって、外側ツール保持具１８６及びスペーサ１８２Ａに相互接続され得る。一実施形態において、外側ツール８５Ｂは、外側ツール保持具１８６に実質的に動かないように相互接続されている。
【０１０９】
スペーサ１８２Ａには、エジェクタ１９０が任意で関連付けられてもよい。エジェクタ１９０は、外側ツール８５Ｂと実質的に同軸に整列させることができる。エジェクタ１９０のボスは、外側ツール８５Ｂの開口部１００内に所定の距離だけ突出させることができる。エジェクタ１９０は、外側ツール８５Ｂと係合するように構成されたフランジを備えてもよい。エジェクタ１９０とスペーサ１８２Ａとの間には、付勢部材１９４Ａが配置され得る。付勢部材１９４Ａは、任意で、圧縮バネであってもよい。従って、一実施形態において、エジェクタ１９０は、スペーサ１８２及び外側ツール８５Ｂに対して移動可能である。任意で、エジェクタ１９０とスペーサ１８２Ａとの間には、シム１９２が配置されてもよい。
【０１１０】
溝部形成装置８３Ｂが第１の位置にあるとき、金属栓６６の閉鎖端壁６８の外面は、エジェクタ１９０と接触することができる。従って、エジェクタ１９０は、溝部が形成されるように閉鎖端壁６８を支持し得る。第１の位置において、閉鎖端壁６８がエジェクタ１９０に接触したとき、閉鎖端壁６８は、外側ツール８５Ｂの肩部１５６から所定の距離１８８だけ離間する。任意で、距離１８８は、約０．０４０インチよりも小さく０．００１インチよりも大きくてもよい。更に、第１の位置において、エジェクタ１９０は、所定の距離だけスペーサ１８２Ａから離間されてもよい。
【０１１１】
内側ツール８６Ｂは、任意で、溝部形成装置８３Ｂのスペーサ１８２Ｂに移動可能に相互接続されてもよい。より具体的には、内側ツール８６Ｂは、内側ツール保持具２００及び締結具１８４Ａによって、スペーサ１８２Ｂに対して所定の向きに保持され得る。第１の位置において、内側ツール８６Ｂは、スペーサ１８２Ｂから所定の距離だけ離間されている。
【０１１２】
一実施形態において、付勢部材１９４Ｂは、内側ツール８６Ｂとスペーサ１８２Ｂとの間に配置される。付勢部材１９４Ｂは、中間荷重のダイスプリングであってもよい。一実施形態において、付勢部材１９４Ｂは、内側ツール８６Ｂの第１のキャビティ１７０内に配置される。付勢部材１９４Ｂは、内側ツール８６Ｂの第１のキャビティと第２のキャビティとの間に形成された肩部と係合することができる。
【０１１３】
任意で、圧縮バネなどの別の付勢部材１９４Ｃが、付勢部材１９４Ｂ内に配置されてもよい。付勢部材１９４Ｃは、一実施形態において、内側ツール８６Ｂに関連付けられたフランジ付きスリーブ軸受１９６に力を加えるように構成されている。付勢部材１９４Ｃ内には、スロット付きスプリングピンなどのガイド部材１９８が配置されてもよい。ガイド部材１９８は、フランジ付きスリーブ軸受１９６の開口部から延びることができる。
【０１１４】
一実施形態において、溝部形成装置８３が第１の位置にあるとき、付勢部材１９４Ｂは、フランジ付きスリーブ軸受１９６の端部が内側ツール８６Ｂの端壁９８を越えて延びるように、フランジ付きスリーブ軸受１９６に力を加えることができる。フランジ付きスリーブ軸受１９６の端部は、金属栓６６内の裏打材８４に接触することができる。従って、一実施形態において、装置８３Ｂが第１の位置にあるとき、内側ツール８６Ｂが裏打材８４から離間されることができる。一実施形態において、第１の位置にあるとき、外側ツール保持具１８６は、約０．７インチよりも大きいが約１．１インチよりも小さい距離２０２だけ内側ツール保持具２００から離間されている。
【０１１５】
図１０Ｃ及び図１０Ｄを参照すると、溝部形成装置８３Ｂは、外側ツール８５Ｂ及び外側ツール８６Ｂの１つ以上を一緒に動かし、閉鎖端壁６８を引っ張って又は延ばして溝部７０を形成するように構成されている。図１０Ｃに概ね示されている第２の位置において、溝部形成装置８３Ｂの金型セットは、約４．２インチ未満の距離１８１だけ離間され得る。一実施形態においては、金型セットの１つ以上が第１の位置から第２の位置に移動すると、距離１８１は、約０．１０インチから約０．４０インチの間で減少する。任意で、第２の位置において、外側ツール保持具１８６は、約０．４０インチよりも大きいが約０．９０インチよりも小さい距離２０２だけ内側ツール保持具２００から離間されてもよい。
【０１１６】
内側ツール８６Ｂの端壁９８は、金属栓６６に加えられた形成荷重を、閉鎖端壁６８の全体に実質的に均等に分配する。これにより、内側ツール８６Ｂが溝部７０を形成するとき、金属栓６６の材料は、不均一に薄くならない。更に、端壁９８の大きな表面は、裏打材８４を圧縮する。裏打材８４は、内側ツール８６が取り外されるとき、元の形状及び厚さに戻ることができる。
【０１１７】
図１０Ｄに概ね示されるように、第２の位置において、閉鎖端壁６８の少なくとも一部は、第２の内部側壁１０１Ｂ（図８Ｄに示される）によって画定される内径１６４を有する外側ツールのキャビティ１００の一部内にある。エジェクタ１９０は、スペーサ１８２Ａの近くに移動することができ、内側ツール８６Ｂは、スペーサ１８２Ｂに向かって移動することができる。一実施形態において、溝部形成装置８３Ｂが第２の位置にあるとき、内側ツール８６Ｂのフランジ８７は、内側ツール保持具２００の対向するフランジから所定の距離２０４だけ離間されている。距離２０４は、約０．０３インチから０．１インチの間であってもよい。
【０１１８】
溝部形成装置８３Ｂは、最大約４２５ポンドの力を金属栓６６に加えて、溝部７０を形成することができる。任意で、ツール８５Ｂ，８６Ｂは、溝部７０が形成されるとき、約７５ポンドから約４２５ポンドの間の力を金属栓に加えてもよい。
【０１１９】
溝部７０が形成された後、溝部形成装置８３Ｂは、外側ツール８５Ｂと内側ツール８６Ｂとが離間されるように、スペーサ１８２Ａ，１８２Ｂの１つ以上を移動させる。それにより、予め形成された溝部７０を備えた金属栓６６が、溝部形成装置８３Ｂから排出される。次いで、図１０Ｂに概ね示されるように、別の金属栓６６を内側ツール８６Ｂに配置することができる。
【０１２０】
図１１Ａ〜図１１Ｄを参照すると、本開示の一実施形態の金属栓６６の図面が提供されている。図１１Ａ〜図１１Ｂは、溝部７０及びネジ７６が形成される前の金属栓６６を示している。図１１Ｃ〜図１１Ｄは、本開示の一実施形態の溝部形成装置８３のツール８５，８６が本明細書に記載の溝部７０を形成した後の金属栓６６を示している。一実施形態において、金属栓の本体部７４は、溝部７０を形成するように延長されている。より具体的には、図１１Ａにおいて、金属栓の閉鎖端壁６８は、ピルファーバンド８０から所定の距離にある。溝部７０が形成されるとき、閉鎖端壁６８は、図１１Ｃに概ね示されるように、溝部７０の高さ７２にほぼ等しい距離だけピルファーバンド８０から移動される。
【０１２１】
図６に戻って、工程５８において任意で、溝部７０が形成された後に、裏打材８４が金属栓６６内に配置されてもよい。より具体的には、方法５０の一実施形態において、裏打材８４は、工程５４及び工程５８のいずれかで金属栓６６内に配置される。
【０１２２】
任意の工程６０において、栓ネジ７６は、栓本体部７４に形成されることができる。より具体的には、図１２を参照すると、本開示の一実施形態のネジ付きマンドレル１０４を有するネジ形成装置１０９が概ね示されている。ネジ付きマンドレル１０４は、栓本体部７４上にネジ７６を形成するように構成されている。ネジ付きマンドレル１０４は、ほぼ円筒形のマンドレル本体部１０６を有している。マンドレル本体部１０６は、金属栓６６内に嵌合するように構成されている。一実施形態において、ネジ付きマンドレル１０４は、マンドレル本体部１０６が金属栓内で所定の整列状態になるまで、金属栓６６に向かって移動するように構成されている。付加的に又は代替的に、金属栓６６がマンドレル本体部１０６に向かって移動されてもよい。
【０１２３】
マンドレル本体部１０６の側壁１０８は、ツール１１４をガイドし、栓ネジ７６を形成する形状の外形を有する。一実施形態において、側壁１０８は、金属栓６６の１つ以上のネジ７６を形成する形状の突起部１１０及び凹部１１２を備えている。凹部１１２は、約０．０１インチから約０．０３インチの間の深さを有する栓ネジ７６を形成する形状を任意に有してもよい。一実施形態において、凹部１１２は、栓ネジ７６を部分的に形成する形状を有する。より具体的には、ネジ付きマンドレル１０４は、金属栓６６が金属ボトルをシールするように使用されるときに継続的に変更される栓ネジを部分的に形成するように構成されている。従って、一実施形態において、凹部１１２は、少なくとも約０．００５インチで約０．０３インチ未満の深さの栓ネジ７６を部分的に形成する形状を有する。
【０１２４】
任意で、ネジ付きマンドレル１０４は、本開示の内側ツール８６の形状を形成する溝部を備えてもよい。より具体的には、マンドレル本体部１０６は、突起部９２と、内側ツール８６の特徴と同一又は類似の他の特徴を備えてもよい。これにより、ネジ付きマンドレル１０４は、金属栓６６の栓ネジ７６を形成することに加えて、任意で溝部７０を形成するように使用されることができる。
【０１２５】
図１３を参照すると、金属栓６６がネジ付きマンドレル１０４上に配置されるとき、ネジ形成装置１０９のツール１１４が栓本体部７４に側部荷重を加える。ツール１１４は、任意で、ネジ切りローラーであってもよい。ネジ切りローラー又はツール１１４は、土台となるネジ付きマンドレル１０４を、栓ネジ７６を形成するためのガイドとして使用する。栓ネジ７６は、ツール１１４がネジ付きマンドレル１０４のねじ凹部１１２に沿って栓本体部７４を押し且つ軸方向に巻くにつれて形成される。ツール１１４は、栓本体部７４に栓ネジ７６の形状を概ねエンボス加工する。任意で、ツール１１４は、栓ネジを形成するために１つ以上のパスを作成してもよい。各パスの間、ツール１１４は、栓本体部７４の周りで約１．５から約２回転することができる。ツール１１４は、任意のピルファーバンド８０（存在する場合）に側部荷重を加えない。ネジ形成装置１０９には１つのツール又はネジ切りローラーのみが示されているが、２つ以上のツール１１４が栓ネジ７４を形成するように使用されてもよい。１つ以上の工程が、ネジ７６を栓６６に完全に形成するように使用されてもよい。一実施形態において、ツール１１４は、２つ以上のパスでネジ７６を形成する。
【０１２６】
一実施形態において、ツール１１４は、栓ネジ７６を形成するとき、少なくとも約２０ポンドの側部荷重を金属栓６６に加える。別の実施形態において、ツール１１４は、栓ネジを形成するとき、少なくとも約２６ポンドの側部荷重を加える。更に別の実施形態において、栓ネジ７６を形成するとき、少なくとも約３０ポンドの側部荷重が、ネジ切りローラーなどのツール１１４によって金属栓に加えられる。任意で、栓ネジを形成するために、ツール１１４によって加えられる側部荷重は、約２０ポンドから約４０ポンドの間である。別の実施形態において、ツール１１４は、従来技術のネジ切りローラー２６とほぼ同じ量の側部荷重を加える。別の実施形態において、ツール１１４は、従来技術のネジ切りローラー２６よりも大きい少なくとも約１１６パーセントの側部荷重を加える。更に別の実施形態において、ツール１１４は、栓ネジを形成するとき、従来技術のネジ切りローラー２６よりも大きい約１３２パーセントを超える側部荷重を加える。
【０１２７】
一実施形態において、金属栓６６がネジ付きマンドレル１０４上に配置されながら、栓ネジ７６が部分的にのみ形成される。ネジ７６は、本開示のキャッピング装置１３８のツール１１４によって更に形成されることができる。これにより、キャッピング装置１３８によって加えられる側部荷重は、従来技術のキャッピング装置２２と比較して減少する。より具体的には、ツール１１４は、従来技術のネジ切りローラー２６よりも少ない側部荷重を加えながらネジ７６の形成を終了することができる。一実施形態において、金属栓が金属ボトル１１６に配置される前に金属栓６６に栓ネジ７６を形成することによって、金属ボトルをシールするためにキャッピング装置によって加えられる側部荷重の大きさは、実質的に低減される。例えば、図２及び図３に示されている側部荷重の一部又は全てを排除することができる。一実施形態において、金属栓上に栓ネジ７６を予め形成することによって、キャッピング装置によって金属ボトル１１６に加えられる側部荷重は、少なくとも４０ポンド減少する。
【０１２８】
栓ネジ７６が形成された後、金属栓６６は、ネジ付きマンドレル１０４から取り外される。一実施形態において、金属栓６６及びネジ付きマンドレル１０４の少なくとも１つは、反対の開放方向に回転され、金属栓６６がネジ付きマンドレルのネジ凹部１１２から緩められる。任意で、マンドレル１０４は、栓ネジ７６が形成された後に金属栓６６から取り外されるように、組立可能に作製されてもよい。
【０１２９】
ネジ形成装置１０９は、任意でチャック１４０を備えてもよい。一実施形態において、チャックは、金属栓６６をネジ付きマンドレル１０４と整列させるように動作する。任意で、チャック１４０は、本開示の外側ツール８５と同様であってもよい。より具体的には、一実施形態において、チャック１４０は、凹部１００を備える。凹部１００は、図８に関連して説明された外側ツール８５Ａ，８５Ｂの凹部１００と同一又は類似のものであってもよい。従って、一実施形態において、チャック１４０は、ネジ付きマンドレル１０４と協働で金属栓に溝部７０を形成するように構成される。凹部１００の少なくとも一部は、閉鎖端壁６８の外径より小さい内径を有する。任意で、別の実施形態において、凹部１００の別の部分は、閉鎖端壁６８の外径と少なくとも等しい内径を有する。一実施形態において、チャック８５／１４０は、金属栓６６の溝部７０を変更しない。
【０１３０】
一実施形態において、チャック１４０及び外側ツール８５の１つ以上は、金属栓６６の長手方向軸６７の周りを回転し得る。これにより、ネジ形成装置１０９が栓ネジ７６を形成した後、１つ以上のネジ付きマンドレル１０４及びチャック１４０／８５は、ネジ付き金属栓６６をネジ付きマンドレル１０４から離間するために開放方向に回転することができる。
【０１３１】
図１４を参照すると、本開示の一実施形態に係る金属栓６６が概ね示されている。金属栓６６は、金属栓６６が金属ボトル１１６上に配置される前に、本明細書に記載されているように形成された１つ以上の溝部７０、及び、任意で栓ネジ７６を備える。任意のピルファーバンド８０は、金属ボトル１１６のピルファー裾部１２６に嵌合するように、概ね円筒形のままである断面形状を有している。より具体的には、図１４の断面図において、ピルファーバンドの左部分８０Ａは、ピルファーバンドの右部分８０Ｂに対して実質的に平行である。
【０１３２】
再び図６を参照すると、溝部７０及びネジ７６の少なくとも１つが金属栓６６に形成された後、金属栓は、金属ボトル１１６をシールされるように使用されることができる。工程６４において、本開示の一実施形態のキャッピング装置１３８は、金属栓６６を金属ボトル１１６に相互接続する。より具体的には、一実施形態において、キャッピング装置１３８は、金属ボトル１１６のネジ付きネック部１２４にネジ込まれる。任意で、別の実施形態において、キャッピング装置１３８は、金属ボトル１１６のネジ付きネック部に金属栓６６を配置し、続いて金属栓６６にネジ７６を形成する。
【０１３３】
図１５を参照すると、金属ボトル１１６を金属栓６６でシールするように動作可能な本開示の一実施形態のキャッピング装置１３８が概ねに示されている。金属ボトル１１６は、閉鎖端部１２０と、閉鎖端部１２０から延びる本体部１２２と、直径が縮小されたネック部１２４と、ネック部１２４の外側に延びる任意の裾部１２６と、ネック部１２４の最上部のカール部１２８と、裾部１２６とカール部１２８との間に概ね配置されるネジ１３０と、ネック部１２４の最上部に配置される開口部１３２と、のうちの１つ以上を通常備えている。
【０１３４】
金属ボトル１１６の本体部１２２は、任意の所望のサイズ又は形状を有してもよい。例えば、一実施形態において、本体部１２２は、概ね円筒形の形状を有する。底部１２０は内向きのドームを備えてもよい。本体部１２２は、任意で、直径が縮小されたウエスト部を備えてもよい。一実施形態において、ウエスト部は、内向きにテーパ状の断面外形を有する。別の実施形態において、金属ボトル１１６の本体部１２２は、約２．５インチから約２．８５インチの間の直径を有する。更に別の実施形態において、金属ボトル１１６は、約３．０インチから約１１インチの間、又は約６．０インチから約７．４インチの間の高さを有する。
【０１３５】
金属ボトル１１６は、それぞれが所定のサイズ、形状、及びピッチを有する任意の数のネジ山１３０（単一のネジ山を含む）を備えてもよい。ネジ山１３０は、ネック部１２４に一体的に形成されてもよい。また、ネジ山１３０は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１４／０２６３１５０号明細書に記載されるように、ネック部分１２４に相互接続されるアウトサートに形成されてもよい。金属ボトルにネジ山を形成するために使用される他の方法及び装置は、米国特許出願公開第２０１２／０２６９６０２号明細書、米国特許出願公開第２０１０／００６５５２８号明細書、米国特許出願公開第２０１０／０３２６９４６号明細書、米国特許第８，１３２，４３９号明細書、米国特許第８，０９１，４０２号明細書、米国特許第８，０３７，７３４号明細書、米国特許第８，０３７，７２８号明細書、米国特許第７，７９８，３５７号明細書、米国特許第７，９０５，１３０号明細書、米国特許第７，５５５，９２７号、米国特許第７，８２４，７５０号明細書、米国特許第７，１７１，８４０号、米国特許第７，１４７，１２３号、米国特許第６，９５９，８３０号、米国特許第５，７０４，２４０号、及び国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０７２６８８（公開番号ＷＯ／２０１１／０７８０５７）に記載され、それらは参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【０１３６】
一実施形態において、金属ボトル１１６は、従来技術の金属ボトル２と同一又は類似である。任意で、金属ボトル１１６は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第９，５１７，４９８号明細書に記載されるようなリサイクルアルミニウム合金で形成されてもよい。別の実施形態において、金属ボトル１１６は、従来技術の金属ボトル２より少なく、軽く、異なる金属材料の少なくとも１つで形成された軽量金属ボトルである。一実施形態において、軽量金属ボトル１１６の少なくとも一部は、従来技術の金属ボトル２の同様の部分よりも少なくとも約５％薄い。別の実施形態において、軽量金属ボトル１１６の柱強度は、従来技術の金属ボトル２の柱強度よりも少なくとも約８％低い。更に別の実施形態において、軽量金属ボトル１１６を形成するために使用される合金は、従来技術の金属ボトル２を形成するために使用される合金の柱強度より少なくとも約１５％低い柱強度を有する。一実施形態において、軽量金属ボトル１１６は、約０．８２０オンス未満の質量を有する。別の実施形態において、軽量金属ボトル１１６の質量は約０．７２８オンス未満である。更に別の実施形態において、金属ボトル１１６は、約０．００９２インチ未満の厚さを有する。一実施形態において、前記厚さは、約０．００４０インチから約０．００９５インチの間である。
【０１３７】
キャッピング装置１３８は、通常、チャック１４０と、ピルファーローラー１４８とを備えている。一実施形態において、チャック１４０は、外側ツール８５に類似する。任意で、別の実施形態において、本開示の外側ツール８５は、チャック１４０に代えてキャッピング装置１３８で使用される。任意で、キャッピング装置１３８は、金属ボトル１１６と係合するために、ホルダ１５０及び底部チャック１５２の１つ以上を更に備えてもよい。
【０１３８】
チャック１４０は、金属栓６６を金属ボトル１１６と整列させるように構成される。一実施形態において、チャック１４０は、金属栓６６と係合するように構成される凹部１４２を備えている。凹部１４２は、金属栓の外径と少なくとも等しい内径１４４を有する。一実施形態において、内径１４４は、約１．３１インチから約１．４インチの間である。任意で、内径１４４は、約１．３１２インチから約１．３２３インチの間である。一実施形態において、チャック１４０は、金属栓６６の溝部７０を変更しない。より具体的には、金属ボトル１１６のシール中、本開示の一実施形態のキャッピング装置１３８は、溝部７０の形状又は深さ７２を変更しない。
【０１３９】
一実施形態において、チャック１４０及び外側ツール８５の少なくとも１つは、金属ボトル１１６の長手方向軸１１８の周りを回転することができる。これにより、チャック１４０は、栓ネジ７６が金属栓６６に予め形成（又は部分的に予め形成）されているとき、金属栓６６をボトルネジ１３０にネジ込むことができる。それに加えて又はその代替として、ホルダ１５０及び底部チャック１５２の１つ以上は、金属ボトル１１６をボトル軸１１８の周りに回転させることができる。それにより、金属ボトル１１６は、キャッピング装置１３８によって金属栓６６にネジ込むことができる。より具体的には、図１６を参照すると、金属ボトル１１６及びネジ付きの金属栓６６の１つ以上は、金属栓と金属ボトルとを一緒にネジ込むために、ボトル軸１１８の周りで、それぞれの閉鎖方向１４６，１５４に回転することができる。
【０１４０】
再び図１５を参照すると、金属栓及び／又は金属ボトル１１６が一緒にネジ込まれるとき、ボトルカール部１２８が裏打材８４に押し込まれ、裏打材を少なくとも部分的に圧縮して、金属栓６６と金属ボトル１１６との間にシールを形成及び維持する。より具体的には、ボトルカール部１２８は、金属栓６６及び金属ボトル１１６の１つ以上を一緒に回転させることによって、栓の裏打材８４に少なくとも部分的に埋め込まれる。従って、本開示のキャッピング装置１３８は、従来技術のキャッピング装置２２よりも少ない上部荷重を加えながら、金属ボトル１１６を金属栓６６でシールすることができる。一実施形態において、キャッピング装置１３８は、従来のキャッピング装置２２よりも金属ボトル１１６に少なくとも約４０％少ない上部荷重を加える。別の実施形態において、キャッピング装置１３８は、約１６０ポンド未満の上部荷重を金属ボトルに加える。更に別の実施形態において、キャッピング装置１３８は、金属栓６６で金属ボトルをシールするとき、約６０ポンドから約１６０ポンドの間の上部荷重を金属ボトルに加える。
【０１４１】
任意で、チャック１４０、ホルダ１５０、及び底部チャック１５２の１つ以上は、トルク制限装置を備えてもよい。これにより、金属栓６６は、所定のトルク設定まで金属ボトル１１６にネジ込むことができる。
【０１４２】
一実施形態において、金属栓６６が予め形成されたネジを備えないとき、チャック１４０は、金属ボトル上に金属栓６６を配置する。チャック１４０は、ボトルカール部１２８を少なくとも部分的に栓の裏打材８４に押し込むように上部荷重を加える。その後、キャッピング装置１３８の一実施形態の任意のネジ切りローラー又は他のツール１１４は、本明細書に記載されているように、金属栓を金属ボトル１１６に相互接続するために、金属栓６６に栓ネジ７６を形成することができる。
【０１４３】
本開示の一実施形態において、キャッピング装置１３８が金属栓６６と金属ボトル１１６とをネジ込むか又は相互接続した後、任意のピルファーローラー１４８は、ピルファーバンド８０をボトル裾部１２６に対して押し込んでもよい。ピルファーローラー１４８は、任意のピルファーバンド８０をボトル裾部１２６に押し込むように、金属ボトル１１６に側部荷重を加える。ピルファーローラー１４８は、図１５において、明確にするために非係合位置で示されている。任意で、キャッピング装置１３８は、２つ以上のピルファーローラー１４８を備えてもよい。任意で、各ピルファーローラー１４８は、ピルファーバンド８０の押し込み中に金属ボトル１１６の周りで１回以上回転することができてもよい。
【０１４４】
図１７を参照すると、ボトルネジ１３０は、通常、１つ以上の山１２９（最大外径を有する）と、最小外径を有する谷１３３とを備える。栓ネジ７６は、対応する山７９（最大外径）と、谷７５（又は最小内径）とを備える。一実施形態において、ボトルネジ１３０及び栓ネジ７６は、従来技術の金属ボトル２及びＲＯＰＰ栓１０のネジ８，１６と同一又は類似している。
【０１４５】
任意で、金属栓又は金属ボトルのネジ７６，１３０は、従来技術の栓ネジ１６及びボトルネジ８と比較して異なる形状又は幾何学的形状を有してもよい。図１８を参照すると、一実施形態では、栓ネジ７６及びボトルネジ１３０は、従来技術の栓ネジ１６及びボトルネジ８と比較してより突出している。例えば、図１８Ｂに示される金属ボトル１１６Ａの一部のボトルネジ１３０Ａは、図１８Ａに示されたボトルネジ８よりも水平面１３９に対して減少した角度２０６Ｂであるネジセグメント１３５を備えている。ボトルネジ８は、ボトルネジ１３０Ａと比較して、水平面１３９からより大きな角度２０６Ａを有する。一実施形態において、本開示の栓ネジ７６Ａは、従来技術の栓ネジ１６よりも水平である。同様に、一実施形態において、ボトルネジ１３０Ａは、従来技術のボトルネジ８よりも水平である。栓ネジ７６Ａ及びボトルネジ１３０Ａは、水平面１３９から約４５度未満の最大角度２０６Ｂを有する。別の実施形態において、ネジ７６Ａ，１３０Ａの最大角度２０６Ｂは、約１５度から約６０度の間である。
【０１４６】
ネジ７６Ａ，１３０Ａを突出させることにより、金属栓６６Ａと金属ボトル１１６Ａとの係合が改善される。突出した栓ネジ７６Ａは、ボトルネジ１３０Ａとのより強い接続を有する。更に、突出したネジ７６を有する金属栓６６は、金属ボトル１１６内の圧力による栓の吹き飛ばしに対してより耐性がある。図１８Ｂに示すように、金属ボトル１１６Ａの圧力は、金属ボトルから金属栓６６Ａを持ち上げる力２０８を生成する。ボトルネジ１３０Ａは、金属ボトル１１６Ａに金属栓６６Ａを保持するために反対の力２１２Ｂを提供する。セグメント１３５，８１のように、ボトルネジ１３０Ａと栓ネジ７６Ａとの間の接触点がより突出している（垂直方向が小さい）場合、力２０８は栓排出力２１２Ｂとより良く整合する。例えば、力２０８が一定である場合、図１８Ｂに示される力２０８と栓排出力２１２Ｂの力との間の角度は、図１８Ａに示される従来技術のボトルネジ８及び栓ネジ１６に対する力２０８と栓排出力２１２Ａとの間の角度よりも小さい。従って、金属栓６６Ａをボトルネジ１３０Ａ上で拡張させ、金属ボトル１１６Ａから吹き飛ばすことができる力２１０Ｂは、図１８Ａに示す力２１０Ａよりも小さい。
【０１４７】
図１８Ｂに概ね示されるような非対称のネジ形状は、いくつかの従来技術のプラスチックボトルで使用されることが知られているが、従来技術の金属栓１０を突出する栓ネジ１３０Ａに押し付けるのに必要な側部荷重は、金属ボトルをシールし且つ金属栓に溝部を形成するために必要な他の側部荷重と上部荷重とを組み合わせた場合の累積荷重を超える。従って、従来技術のキャッピング装置を使用する従来技術の金属栓を使用して、より多くの突出する栓ネジを形成すると、不具合閾値４４を超え、図４に示す累積荷重の不具合領域４２に移動することが予想される。しかしながら、金属栓６６が金属ボトル１１６Ａに位置する前に金属栓６６に溝部７０が形成されるとき、キャッピング装置１３８は、金属栓６６の累積荷重を超えることなく、突出する栓ネジ７６Ａを形成することができる。更に、ネジ形成装置１０９は、図１８Ｂに全体的に示されるように、突出するセグメント８１を有する栓ネジ７６Ａを形成するように構成されてもよい。従って、一実施形態において、本開示の金属栓６６Ａでシールされた金属ボトル１１６Ａは、従来技術の金属ボトル２及びＲＯＰＰ栓１０で可能であるよりも大きな圧力で製品を収容することができる。
【０１４８】
突出するネジ形状を生成するように加えられた上部荷重は、金属ボトル２の不具合を通常引き起こすので、金属ボトル２に配置された従来技術のＲＯＰＰ栓１０に対してキャッピング装置２２によって従来技術の栓ネジ１６が作成される場合、この突出するネジ形状を形成することは不可能である。従来技術のキャッピング装置２２で突出するネジ１６を形成することは、金属ボトルの柱強度を超える上部荷重による金属ボトル２の不具合につながる。
【０１４９】
再び図１７を参照すると、栓ネジ７６は、従来技術のＲＯＰＰ栓１０のネジ１６の深さよりも大きい深さ７７を任意で有してもよい。任意で、一実施形態において、ボトルネジ１３０は、従来技術のボトルネジ８の深さよりも大きい深さ１３１を有してもよい。本開示の栓ネジ７６及びボトルネジ１３０の深さ７７，１３１の増加は、金属栓６６と金属ボトル１１６との良好な係合を生成する。通常、栓ネジの深さは、栓ネジの形成に使用されるネジ切りローラー又はその他のツールによって加えられる側部荷重の量に関連する。従って、栓ネジ７６の深さ７７を増加させるには、ネジ切りローラー又はツール１１４からのより大きな側部荷重が必要である。ネジ込まれた金属栓６６がネジマンドレル１０４に配置されながら、栓ネジ７６を形成することによって、ネジ切りローラー１１４の側部荷重が、より深いネジを形成するように増加されてもよい。対照的に、従来技術の金属ボトル２に配置されたＲＯＰＰ栓１０を備えた従来技術のキャッピング装置２２によってより深いネジが形成された場合、ネジ切りローラー２６によって生成される側部荷重は、図４の累積荷重の不具合領域４２にあり、金属ボトル２は不具合を有する。
【０１５０】
また、本開示の栓ネジ７６及びボトルネジ１３０のより大きい深さ７７，１３１は、金属ボトル１１６のネジ１３０との所定量の重なり１３６を提供する。図１７に概ね示されるように、ネジの重なり１３６は、栓ネジ７６の谷７５とボトルネジ１３０の山１２９との間の距離である。当業者は、金属ボトル１１６及びネジ付き金属栓６６が所定の範囲又は仕様内の直径を有するように製造されることを理解するであろう。ボトル１１６は、特定の直径内にある大きな直径又は小さな直径を有してもよい。同様に、ネジ付き金属栓６６は、仕様内で小さな直径又は大きな直径を有してもよい。栓ネジ７６の深さ７７及びボトルネジの深さ１３１を増加させることによって、大きな直径を有するが仕様内であるネジ付き金属栓６６を使用して、仕様内であるが小さな直径を有する金属ボトル１１６をシールしてもよい。これにより、深さ７７，１３１の増加及びそれに対応するネジの重なり１３６の増加が、ボトルの腐敗及び廃棄物を更に減少させる。
【０１５１】
対照的に、図１Ｃを用いて上述したように、栓ネジ１６は、ボトルネジ８にカスタムフィットされるので、従来技術のＲＯＰＰ栓１０上により深い栓ネジ１６を形成する動機がない。従って、ＲＯＰＰ栓１０が金属ボトル２上にある間にネジ切りローラー２６が栓ネジ１６を形成するとき、金属ボトル２の直径の変動が考慮される。更に、栓ネジ１６の深さの増加は、図１７に示す栓ネジ７６の実施形態のように、より深い栓ネジを形成するためにより大きな力が必要とされるため、従来技術の金属ボトル２の不具合を通常引き起こす。
【０１５２】
栓ネジ７６及びボトルネジ１３０は、少なくとも約０．０２３５インチの深さ７７，１３１を任意で有してもよい。深さ７７，１３１は、少なくとも約０．０２４０インチであってもよい。一実施形態において、栓ネジ７６及びボトルネジ１３０の深さ７７，１３１は、約０．０２３５インチから約０．０４０インチの間である。一実施形態において、ネジ７６，１３０は、少なくとも約０．０２３インチの重なり１３６を有するのに十分な深さ７７，１３１を有する。任意で、栓ネジ７６は、約０．０２０インチから約０．０３０インチの間でボトルネジ１３０との重なり１３６を有してもよい。対照的に、従来技術の金属栓１０のネジの谷の内面と従来技術の金属ボトル２のボトルネジの山の外面との間の径方向の重なりは、典型的には約０．０１９インチである。
【０１５３】
ボトルネジ１３０の谷１３３（又は最小外径）は、栓ネジ６６の谷７５（又は最小内径）から所定のクリアランス１３７を有する。一実施形態において、栓ネジの谷７５とボトルネジの谷１３３との間のクリアランス１３７は、約０．０１０インチから約０．０１７インチの間である。
【０１５４】
本明細書に記載の方法及び装置の実施形態によって金属栓６６でシールされた金属ボトル１１６は、消費者及び製造業者に多くの利点を提供する。本開示の金属ボトル１１６は、製品が制御放出で金属ボトルから排出される前に、少なくとも約１００ＰＳＩの圧力で製品を収容することができる。金属ボトルをシールする金属栓６６は、金属栓６６がネジの係合を失って金属ボトル１１６から吹き飛ばされる前に、少なくとも１３５ＰＳＩまでの内圧に耐えることができる。一実施形態において、栓ネジ７６及びボトルネジ１３０は、ネジの係合を失って栓の吹き飛ばしが発生する前に、約１７５ＰＳＩの内圧に耐えるような形状を有してもよい。
【０１５５】
更に、本明細書に記載の金属栓６６でシールされた金属ボトル１１６は、従来技術の金属ボトル２よりも少ないトルクで開くことができる。より具体的には、ネジ付き金属栓６６は、約１７インチ−ポンド未満のトルクで開放方向に回転させることができる。別の実施形態において、ネジ付き金属栓６６を開放方向に回転させるのに必要なトルクは、約１３インチ−ポンドから約１７インチ−ポンドの間である。当業者によって理解されるように、シールされた金属ボトル１１６を開くのに必要なトルクの量を低減することは、より多くの消費者（手に怪我をしている、或いは、物体の把持及び回転が困難である消費者を含む）が、金属ボトルを開くのに十分な能力を有することを意味する。
【０１５６】
本開示の説明は、例示及び説明の目的で提示されたものであるが、開示を網羅的又は開示された形態に限定することを意図するものではない。当業者には多くの修正及び変形が明らかであろう。図面に記載され示された実施形態は、本開示の原理、実際の適用を最もよく説明し、当業者が本開示を理解できるようにするために、選択され、記載されている。
【０１５７】
本開示の様々な実施形態を詳細に説明したが、それらの実施形態の修正及び変更を当業者が思い付くことは明らかである。更に、本明細書で「本開示」又はその態様に言及することは、本開示の特定の実施形態を意味すると理解されるべきであり、全ての実施形態を特定の説明に限定するものと必ずしも解釈されるべきではない。そのような修正及び変更は、添付の特許請求の範囲に記載されるように、本開示の範囲及び精神内にあることを明確に理解されたい。
【０１５８】
本開示の一実施形態の理解を補助するために、図面に見られる構成部品及び関連番号のリストが本明細書で提供される。
【符号の説明】
【０１５９】
２    金属ボトル
３    ボトル軸
４    ネック部
５    直径部
６    カール部
８    ボトルネジ
９    ＲＯＰＰ殻
１０    ＲＯＰＰ栓
１１    ＲＯＰＰ栓の軸
１２    ＲＯＰＰ栓の本体部
１３    隙間
１４    ＲＯＰＰ裏打材
１６    栓ネジ
１８    ピルファーバンド
１９    ピルファーバンドのフレア部
２０    ＲＯＰＰ栓の上部
２２    従来技術のキャッピング装置
２４    圧力ブロックエジェクタ
２５    圧力ブロック
２６    ネジ切りローラー
２８    ピルファーローラー
３０    金属ボトルの裾部
３２    栓溝部
３３    溝深さ
３４    側部荷重
３５    ローラリセット点
３６    上部荷重
３８    側部荷重
３９    ローラリセット点
４０    上部荷重
４１    最初の上部荷重の急上昇
４２    不具合領域
４４    不具合閾値
４６    累積荷重
４７    定格荷重と不具合閾値との間のマージン
５０    方法
５２    金属栓の本体部を形成
５４    金属栓の本体部に裏打材を配置
５６    金属栓に溝部を形成
５８    金属栓に裏打材を配置
６０    任意で金属栓の本体部に予めネジ切り
６２    金属栓を金属ボトルに整列
６４    金属栓を金属ボトルに相互接続
６６    金属栓
６７    金属栓の軸
６８    閉鎖端壁
７０    溝部
７２    溝部の深さ
７４    本体部
７５    栓ネジの谷
７６    栓ネジ
７７    栓ネジの深さ
７８    開口端
７９    栓ネジの山
８０    ピルファーバンド
８１    栓ネジの突出するセグメント
８２    穿孔
８３    溝部形成装置
８４    裏打材
８５    外側溝部形成ツール
８６    内側溝部形成ツール
８７    フランジ
８８    本体部
８９    肩部
９０    本体部の外径
９１    本体部の高さ
９２    突起部
９３    突起部の側壁
９４    突起部の外径
９５    フランジの外径
９６    突起部の高さ
９８    平面状の端壁
９９    外側ツールの本体部
１００    外側ツールのキャビティ又は開口部
１０１    外部ツールの内部側壁
１０１Ａ  第１の内部側壁
１０１Ｂ  第２の内部側壁
１０２    外側ツールのエンドリング
１０３    キャビティの深さ
１０４    ネジ付きマンドレル
１０６    マンドレル本体部
１０８    マンドレル側壁
１０９    ネジ形成装置
１１０    ネジ突起部
１１２    ネジ凹部
１１４    ネジ形成ツール
１１６    金属ボトル
１１８    ボトル軸
１２０    閉鎖端部
１２２    本体部
１２４    ネック部
１２６    ピルファー裾部
１２８    カール部
１２９    ボトルネジの山
１３０    ボトルネジ
１３１    ボトルネジの深さ
１３２    ボトルの開口部
１３３    ボトルネジの谷
１３４    カール部の外径
１３５    突出するセグメント
１３６    ネジの重なり
１３７    ネジのクリアランス
１３８    キャッピング装置
１３９    水平面
１４０    チャック
１４２    凹部
１４４    チャックの内径
１４６    金属栓の閉鎖方向
１４８    ピルファーローラー
１５０    ボトルホルダ
１５２    底部チャック
１５４    金属ボトルの閉鎖方向
１５６    外側ツールの肩部
１５８Ａ  外側ツールの外側傾斜面
１５８Ｂ  外側ツールの内側傾斜面
１６０    外側ツールの外径
１６２    キャビティの第１の内径
１６４    キャビティの第２の内径
１６６    内側ツールの本体部の高さ
１６８    肩部の深さ
１７０    内側ツールの第１のキャビティ
１７２    内側ツールの第２のキャビティ
１７４    内側ツールの開口部
１８０    停止ブロック
１８１    溝部形成装置の金型間の距離
１８２    スペーサ
１８４    締結具又はネジ
１８６    外側ツールの保持具
１８８    栓の端壁と外側ツールの肩部との間の距離
１９０    エジェクタ
１９２    シム
１９４    付勢部材又はバネ
１９６    フランジ付きスリーブ軸受
１９８    スロット付きスプリングピン
２００    内側ツールの保持具
２０２    内側ツールの保持具と外側ツールの保持具との間の距離
２０４    内側ツールのフランジと内側ツールの保持具との間の距離
２０５    ネジの接触点で画定される面
２０６    ネジの接触点と水平面との間の角度
２０８    栓を持ち上げる力（又は垂直方向の力）
２１０    栓を拡張する力（又は水平方向の力）
２１２    栓排出力
Ｒ１    内部側壁と外側ツールのエンドリングとの間の半径部
Ｒ２    内側ツールの突起部の側壁と端壁との間の半径部
Ｒ３    内側ツールの本体部と肩部との間の半径部
Ｒ４    外側ツールの第１の内部側壁と肩部との間の半径部
Ｒ５    内側ツールの肩部と第２の内部側壁との間の半径部
Ｒ６    内側ツールの肩部と突出側壁との間の半径部
【図１Ａ】
2020534159.tif 000003
【図１Ｂ】
2020534159.tif 000004
【図１Ｃ】
2020534159.tif 000005
【図１Ｄ】
2020534159.tif 000006
【図１Ｅ】
2020534159.tif 000007
【図１Ｆ】
2020534159.tif 000008
【図２】
2020534159.tif 000009
【図３】
2020534159.tif 000010
【図４】
2020534159.tif 000011
【図５】
2020534159.tif 000012
【図６】
2020534159.tif 000013
【図７Ａ】
2020534159.tif 000014
【図７Ｂ】
2020534159.tif 000015
【図８Ａ】
2020534159.tif 000016
【図８Ｂ】
2020534159.tif 000017
【図８Ｃ】
2020534159.tif 000018
【図８Ｄ】
2020534159.tif 000019
【図８Ｅ】
2020534159.tif 000020
【図９Ａ】
2020534159.tif 000021
【図９Ｂ】
2020534159.tif 000022
【図９Ｃ】
2020534159.tif 000023
【図９Ｄ】
2020534159.tif 000024
【図９Ｅ】
2020534159.tif 000025
【図１０Ａ】
2020534159.tif 000026
【図１０Ｂ】
2020534159.tif 000027
【図１０Ｃ】
2020534159.tif 000028
【図１０Ｄ】
2020534159.tif 000029
【図１１Ａ】
2020534159.tif 000030
【図１１Ｂ】
2020534159.tif 000031
【図１１Ｃ】
2020534159.tif 000032
【図１１Ｄ】
2020534159.tif 000033
【図１２】
2020534159.tif 000034
【図１３】
2020534159.tif 000035
【図１４】
2020534159.tif 000036
【図１５】
2020534159.tif 000037
【図１６】
2020534159.tif 000038
【図１７】
2020534159.tif 000039
【図１８Ａ】
2020534159.tif 000040
【図１８Ｂ】
2020534159.tif 000041
【国際調査報告】
2020534159.tif 000042