JP4267276B2

JP4267276B2 - キャップ付ボトル缶およびキャッピング方法

Info

Publication number: JP4267276B2
Application number: JP2002253565A
Authority: JP
Inventors: 達也花房; 隆一伊藤; 勝也上妻
Original assignee: Universal Can Corp
Current assignee: Universal Can Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP2004090967A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キャップがボトル缶の口金部に被着されて密封されているキャップ付ボトル缶およびキャッピング方法に関する。
【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ボトル缶は、アルミニウムやアルミニウム合金製の金属板を絞り加工（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缶と呼ばれている缶の上部に、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】
従来、図４に示すようなキャップ付ボトル缶１は、ボトル缶２にキャップ３が被着されて密閉されている。ボトル缶２に設けられた口金部４には、雄ねじ部５と膨出部６とカール部７とが形成されている。キャップ３には、天面部８と雌ねじ部９とピルファープルーフ部１０とブリッジ部１１とが形成されており、天面部８の内面にはシール材であるライナー１２が貼着されている。ボトル缶２の雄ねじ部５とキャップ３の雌ねじ部９とが嵌合し、膨出部６の下方にピルファープルーフ部１０の下端部が巻き込む状態で、キャップ３はボトル缶２に被着しており、カール部７とライナー１２とが密着することで密封されている。また、ボトル缶２の雄ねじ部５のねじ長さとキャップ３の雌ねじ部９のねじ長さとは、ほぼ同じ長さで形成されており、ねじ始端部およびねじ終端部は規定のねじ山が形成されておらず不完全ねじ部とされている。
【０００４】
また、キャップ付ボトル缶１を開栓する時は、ボトル缶２に対しキャップ３を回転させると、雌ねじ部９が雄ねじ部５に案内されてキャップ３を上方に移動させると共に、膨出部６とピルファープルーフ部１０との係合によりブリッジ部１１が切断され、カール部７とライナー１２とが離間される。さらにキャップ３を回転させることで、ボトル缶２からキャップ３が外される。また、ボトル缶２の雄ねじ部５にキャップ３の雌ねじ部９を螺合させて密封することにより、キャップ３でボトル缶２を再栓することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記キャップ付ボトル缶１においては、キャップ３の雌ねじ部９のねじ終端部に形成されている不完全ねじ部に平行部が形成されていることにより、再栓時にキャップ３の回転トルクが増大してしまうという問題があった。つまり、再栓時には、まず雄ねじ部５のねじ始端部に雌ねじ部９のねじ終端部が螺合されるのであるが、このとき所定のリード角を有する雄ねじ部５のねじ始端部に、平行部を有する雌ねじ部９のねじ終端部を無理矢理ねじ込むことになるため、回転トルクが増大してしまうのである。また、平行部において雌ねじ部９の幅が狭くなり、雄ねじ部５のねじ山を挟み込んでしまうことにより、キャップを回転する時に摩擦が生じ、回転トルクが増大してしまう。この回転トルクの増大により、再栓時に密封されていないにもかかわらず、利用者は密封されたと感じて回転を止めてしまい、この状態でキャップ付ボトル缶１が転倒した場合、内容物がこぼれ出るという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、再栓時に密封されるまで回転トルクが上昇せずにスムーズに回転させることができ、再栓時に確実に密封されるキャップ付ボトル缶およびキャッピング方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、口金部に雄ねじ部と膨出部とが設けられた金属製のボトル缶に、前記雄ねじ部と嵌合する雌ねじ部と前記膨出部に下端が巻き込まれたピルファープルーフ部とが形成されているキャップが被着されて密封されているキャップ付ボトル缶であって、前記キャップは、前記雌ねじ部の全ねじ長さが前記ボトル缶の雄ねじ部の全ねじ長さより短く形成されていると共に、該雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度でねじ終端部が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るキャップ付ボトル缶によれば、キャップの雌ねじ部の全ねじ長さがボトル缶の雄ねじ部の全ねじ長さより短く形成されていると共に、雌ねじ部のねじ終端部が雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度で形成されている。このように雌ねじ部が形成されていることで、再栓時に雌ねじ部のねじ終端部が円滑に雄ねじ部に案内されるので、回転トルクの上昇が抑止される。これにより、スムーズに回転させることができ、確実に再栓することができる。
これにより、再栓時に確実に密封することができ、内容物をこぼすことのないキャップ付ボトル缶を得ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のキャップ付ボトル缶のキャッピング方法であって、雄ねじ部が形成された口金部に、有底筒状のキャップ材を置載するキャップ材置載工程と、前記キャップ材を前記ボトル缶に押し付ける押し付け工程と、前記雄ねじ部に倣って前記キャップ材に雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程と、を有し、雌ねじ部形成工程において、前記雄ねじ部の完全ねじ部の部分に倣って前記ねじ終端部を形成することにより、ねじ終端部のリード角を雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度とすることを特徴とする。
【００１３】
【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に示されているキャップ３ａは、雌ねじ部９の全ねじ長さが雄ねじ部５の全ねじ長さより短く形成されていると共に、雌ねじ部９の完全ねじ部Ｃのリード角θと同じ角度でねじ終端部Ｂが形成されている実施形態である。リード角θは、雌ねじ部９のねじ谷１５およびねじ山１６の巻線Ｌ１とキャップ３ａの中心軸Ｏに垂直な平面とのなす角度である。また、雌ねじ部９のねじ谷１５はキャップ３ａの内側で谷形状となっているので、外見形状としては外側に突出した形状となっており、ねじ山１６の外見形状は凹んだ形状とされている。
【００１４】
また、雌ねじ部９の全ねじ長さは、ねじ始端部Ａ、ねじ終端部Ｂ、および完全ねじ部Ｃを含む長さで、ねじ谷１５の谷の中心を通る巻き線Ｌ１の長さとされている。完全ねじ部Ｃは、ねじ山１６およびねじ谷１５が規定の高さおよび深さで形成されている部分で、完全ねじ始点Ｃ１から完全ねじ終点Ｃ２までの部分とされている。また、完全ねじ始点Ｃ１および完全ねじ終点Ｃ２は巻き線Ｌ１の上に位置している。ねじ始端部Ａは、始端点Ａ１から完全ねじ始点Ｃ１までの不完全ねじ部の部分で、始端点Ａ１は、ねじ山１６の形成され始める点を通り巻き線Ｌ１に対し垂直な線と、巻き線Ｌ１との交点である。ねじ終端部Ｂは、完全ねじ終点Ｃ２から終端点Ｂ２までの不完全ねじ部の部分で、終端点Ｂ２は、ねじ山１６の形成され終わる点を通り巻き線Ｌ１に対し垂直な線と、巻き線Ｌ１との交点である。ここで、巻き線Ｌ１の長さは、始端点Ａ１から終端点Ｂ２までの長さとされている。
【００１５】
図２に示されているキャップ３ｂは、雌ねじ部９のねじ終端部Ｂに平行部２０が形成されている実施形態で、平行部長さｘは回転トルクが上昇しない程度の３０ｍｍ以下に形成されている。平行部２０は、ねじ終端部Ｂにおいて、キャップ３ｂの中心軸Ｏに対し垂直な面と平行となるようにねじ山１６が形成される部分で、平行部２０においてねじ谷１５の幅が狭く形成されている。平行部長さｘは、ねじ山１６の角度が変化する平行部始点２０ａから、ねじ山１６の形成され終わる平行部終点２０ｂまでの長さとされる。また、平行部２０のキャップ３ｂの外側からの深さは０．１〜０．６ｍｍである。
【００１６】
これらのキャップ３ａ，３ｂの雌ねじ部９は、キャップ３ａ，３ｂがボトル缶２に被着される工程において、ボトル缶の口金部４に形成されている雄ねじ部５に巻き締められることにより形成されている。
【００１７】
図３に示すように、雄ねじ部５は、ねじ山２２およびねじ谷２３が形成されており、ねじ始端部Ｙにおいて徐々にねじ山２２の山高さが高く形成され、ねじ終端部Ｚにおいて徐々にねじ谷２３の谷深さが浅く形成されている。ねじ始端部Ｙは、ねじ山２２が形成され始めるねじ始点Ｙ１から完全ねじ始点Ｗ１までの不完全ねじ部の部分で、ねじ終端部Ｚは、完全ねじ終点Ｗ２からねじ谷２３が形成されなくなるねじ終点Ｚ２までの不完全ねじ部の部分である。ねじ山２２およびねじ谷２３が、規定の山高さおよび谷深さで形成されている部分、つまり完全ねじ始点Ｗ１から完全ねじ終点Ｗ２までの部分が完全ねじ部Ｗである。また、雄ねじ部５のねじ終端部Ｚには、平行部２１が形成されている。
【００１８】
また、雄ねじ部５の全ねじ長さは、ねじ山２２の山の中心を通る巻き線Ｌ２のねじ始点Ｙ１からねじ終点Ｚ２までの長さである。また、口金部４には約１．５〜２．５巻きのねじ山２２が形成されている。また、雄ねじ部５の全ねじ長さである巻き線Ｌ２の長さより、雌ねじ部９の全ねじ長さである巻き線Ｌ１の長さが短く形成されている。
【００１９】
また、雄ねじ部５の形成工程において平行部２１が形成される過程について説明する。
雄ねじ部形成工程前における雄ねじ部５が形成されていない口金部は、雄ねじ部５の外径よりも若干広い外径の円筒状に形成されている。雄ねじ部形成工程において、円筒状の口金部の径方向外側および内側から金型を押し付け、金型を転動させると共にボトル缶２の下方に移動させることにより、螺旋状に雄ねじ部５が形成される。そして、ねじ終端部Ｚは、押し付けられた金型が雄ねじ部５から離間する動作によって形成されており、ねじ谷２３の上方辺が螺旋形状に添って形成され、ねじ谷２３の下方辺が膨出部６に沿って形成される。膨出部６は中心軸Ｏ対し垂直な平面と平行に形成されているので、ねじ終端部に平行部２１が形成されることになる。
【００２０】
平行部２１は、雄ねじ部形成工程中の金型と円筒状の口金部との摩擦、金型に対するボトル缶２の空転、および円筒状の口金部の加工精度の差などにより、個々のボトル缶２によって異なって形成され、任意に加工することが困難とされている。たとえば、金型に対するボトル缶２の空転量が多いと平行部２１が長く形成される。
【００２１】
また、雄ねじ部５が形成されるキャップ３の被着工程について説明する。
キャップ被着工程は、雄ねじ部５が形成された口金部４に、雌ねじ部９の形成されていない有底筒状のキャップ材が置載されるキャップ材置載工程と、キャップ材の中心軸Ｏの下方向に荷重を加えてキャップ材をボトル缶２に押し付ける押し付け工程と、雄ねじ部５に倣って雌ねじ部９が形成される雌ねじ部形成工程とを有する工程である。
【００２２】
雌ねじ部形成工程において、中心軸Ｏの軸方向に荷重が加えられた状態で、径方向外側から中心軸Ｏに向けて雄ねじ部５に沿うようにキャップ材に複数のねじ部形成ローラが押し付けられて、キャップ材に雌ねじ部９が形成される。このとき、雄ねじ部５のねじ終端部Ｚの平行部２１に至るまでねじ部形成ローラを押し付けずに雌ねじ部９が形成されることで、ねじ終端部Ｂがリード角θとされた雌ねじ部９が形成される。つまり、雄ねじ部５の完全ねじ部Ｗの部分に倣ってねじ終端部Ｂを形成することで、ねじ終端部Ｂがリード角θで形成されるのである。
【００２３】
このような雌ねじ部９は、従来のキャッピング装置においてねじ部形成ローラを押し付けるタイミングを変更することで容易に形成することができ、たとえば、ねじ部形成ローラを中心軸Ｏに向けて動作させるカムの形状を変更することや、ねじ部形成ローラの位置を径方向外側の位置に変更することにより、タイミングを変更して形成することができる。このような被着工程によって、雌ねじ部９の完全ねじ部Ｃのリード角θと同じ角度でねじ終端部Ｂが形成されたキャップ３が形成される。
【００２４】
また、キャップ３ｂの雌ねじ部９および平行部２０を測定する方法として、接触式形状測定機（コントレーサー）を用いる方法と、非接触式形状測定機（レーザーセンサー）を用いる方法とがある。
接触式形状測定機を用いる場合、測定端子を雌ねじ部９の上端付近の測定始点Ｄ１に当接させ、中心軸Ｏ方向に沿って下方に位置する下端付近の測定終点Ｄ２まで雌ねじ部９の形状に倣って測定端子を移動させることで、雌ねじ部９の形状を測定する。このような測定をキャップ３ｂの周方向に測定始点Ｄ１を移動させて行うと、ねじ終端部Ｂにおいてねじ山１６の間隔が狭くなり始める箇所が測定され、この箇所を平行部始点２０ａと特定できる。そして、平行部始点２０ａからねじ山１６の形成され終わる平行部終点２０ｂまでの長さを平行部長さｘとする。
また、非接触式形状測定機を用いる場合、測定レーザーの焦点を平行部終点２０ｂに合わせ、中心軸Ｏを中心に上面視して時計回りに（図において手前側が右から左となるように）キャップ３ｂおよびボトル缶２を回転させ、雌ねじ部９の形状を測定する。測定レーザーの焦点が平行部２０の範囲にあるときは測定機の表示値にほとんど変化は見られないが、平行部始点２０ａを過ぎると測定レーザーの焦点がねじ山１６から外れてしまい、表示値が変化するので変化が生じた箇所を平行部始点２０ａと特定できる。そして、キャップ３ｂの回転角度から平行部長さｘを換算する。
【００２５】
上述したように形成されたキャップ３ａは、雌ねじ部９の全ねじ長さである巻き線Ｌ１の長さが、雄ねじ部５の全ねじ長さである巻き線Ｌ２の長さより短く形成されていると共に、雌ねじ部９の完全ねじ部Ｃとねじ終端部Ｂとが同じリード角θで形成されているので、再栓時に雌ねじ部９と雄ねじ部５との摩擦による回転トルクの上昇を防止することができる。これにより、利用者はスムーズにキャップ３ａを回転させることができ、ボトル缶２のカール部７とキャップ３ａのライナー１２とを密着させて確実に密封することができる。つまり、カール部７とライナー１２との密着によって回転トルクが上昇するまで、一定の回転トルクでキャップ３ａを回転させることができるのである。
【００２６】
また、雌ねじ部９の全ねじ長さを短く形成することにより、雌ねじ部９と雄ねじ部５との嵌合力が弱くなるおそれがある場合は、平行部長さｘが３０ｍｍ以下の平行部２０が形成されたキャップ３ｂを用いることで嵌合力を確保することができると共に、回転トルクの上昇を防止することができる。
【００２７】
上述したようなキャップ３ａ，３ｂが用いられたキャップ付ボトル缶１は、再栓時において、利用者がスムーズにキャップ３ａ，３ｂを回転させ、密封された感触を確実に感じることができるので、キャップ付ボトル缶１の内容物がこぼれ出ることを防止することができる。
【００２８】
なお、本実施の形態においては、雄ねじ部５に約１．５〜２．５巻きのねじ山２２が形成されているが、ねじ巻数は１．５〜２．５巻き以上でも以下でもよい。また、雄ねじ部５のねじ終端部に平行部２１が形成されていないボトル缶２にキャップ３ａ，３ｂを用いてキャップ付ボトル缶１が構成されていてもよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキャップによれば、雌ねじ部のねじ終端部が雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度で形成されているか、もしくはねじ終端部に設けられた平行部が短く形成されているので、再栓時に回転トルクが上昇することなくスムーズにボトル缶に再栓することのできるキャップを形成することができる。
【００３０】
また、本発明のキャップ付ボトル缶によれば、上記キャップが用いられているので、再栓時にスムーズにキャップを回転させて確実に密封することができ、内容物をこぼすことのないキャップ付ボトル缶を構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の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるキャップの側面図である。
【図３】ボトル缶の口金部の側面図である。
【図４】キャップ付ボトル缶の部分断面図である。
【符号の説明】
１キャップ付ボトル缶
２ボトル缶
３，３ａ，３ｂキャップ
４口金部
５雄ねじ部
９雌ねじ部
２０平行部

Claims

口金部に雄ねじ部と膨出部とが設けられた金属製のボトル缶に、前記雄ねじ部と嵌合する雌ねじ部と前記膨出部に下端が巻き込まれたピルファープルーフ部とが形成されているキャップが被着されて密封されているキャップ付ボトル缶であって、
前記キャップは、前記雌ねじ部の全ねじ長さが前記ボトル缶の雄ねじ部の全ねじ長さより短く形成されていると共に、該雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度でねじ終端部が形成されていることを特徴とするキャップ付ボトル缶。
請求項１に記載のキャップ付ボトル缶のキャッピング方法であって、
雄ねじ部が形成された口金部に、有底筒状のキャップ材を置載するキャップ材置載工程と、前記キャップ材を前記ボトル缶に押し付ける押し付け工程と、前記雄ねじ部に倣って前記キャップ材に雌ねじ部を形成する雌ねじ部形成工程と、を有し、雌ねじ部形成工程において、前記雄ねじ部の完全ねじ部の部分に倣って前記ねじ終端部を形成することにより、ねじ終端部のリード角を雌ねじ部の完全ねじ部のリード角と同じ角度とすることを特徴とするキャッピング方法。