JP2004276978A - キャップおよびこのキャップが装着されたボトル - Google Patents

Abstract

【課題】設備の変更を必要とせず、ボトルの変形・座屈を生じさせずに、確実にキャップにねじを形成してボトルにキャップを装着する。
【解決手段】筒部１２とこの筒部１２の一端を塞ぐ天面１１とを有し、ねじ溝１０２を有するボトル１００の口金部１０１に被せられた状態で筒部１２上を円盤状のねじ形成ローラ１１３が転動することにより筒部１２が変形されてキャップとしてボトル１００に固定されるキャップ１０において、ねじ形成ローラ１１３をねじ溝１０２へ導く導入溝１５が周方向に並んで複数形成されている構成とする。これにより、ねじ形成ローラ１１３がキャップ１０の筒部１２上を転動するときに、導入溝１５によって案内されてねじ溝１０２内に導入されやすくなる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミボトル等のボトル口金部を密栓するためのキャップおよびこのキャップが装着されたボトルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、飲料用等に用いられるボトルを密栓するキャップとして、アルミあるいはアルミ合金板材をカップ状に成形され所定の形状を付与されたキャップを、ねじ溝等の形状を有するボトル口金部に被せて、このねじ溝に沿うように塑性変形させることにより、ボトル口金部に装着させたものが用いられている。キャップは、円板状の天面と、この天面に連なる筒部とを有し、天面の内側に取り付けられた樹脂等からなり弾力性を有するライナーをボトル開口端に押し付けた状態でボトルに装着されることにより、内容物の漏えいを防ぐことができる。
【０００３】
このようなキャップは、一般にキャッピング装置と呼ばれる装置によってボトルに装着される。キャッピング装置は、ボトル口金部に被せられたキャップの天面を軸線下方向に押圧し、ライナーをボトルの開口端に押し付けてキャップとともに変形させボトルに密着固定するプレッシャブロックと、筒部上を転動して筒部にねじ形状を形成する円盤状のねじ形成ローラとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
一般にキャッピング装置では、一つのプレッシャブロックに対して２以上のねじ形成ローラが備えられており、各ねじ形成ローラが同時にキャップの筒部に対して押圧される構成となっている。
このねじ形成ローラは、ボトル口金部のねじ溝に沿うように傾斜する回転軸線中心に回転自在に保持され、軸線方向および径方向に所定の範囲で移動可能に配置されており、上方および軸線方向内方へ向かって付勢されている。
【０００５】
一方、キャップには、ボトル口金部のねじ溝上端近傍に相当する部分に筒部を一周する溝状のグルーブが予め設けられている。このグルーブがねじ形成ローラが最初に当接され転動されるべき位置に設けられることにより、上下移動自在に保持されたねじ形成ローラは安定して筒部上を略水平に転動することができる。
キャッピング時には、ねじ形成ローラは、キャップを変形させながらグルーブ上を転動するうちに、ボトル口金部のねじ溝上端のねじ山形状に当接することをきっかけとしてねじ溝内へ案内され、ねじ溝上を転動することによりキャップの筒部にねじ溝を形成することができる。
【０００６】
このようなキャッピング装置において、ボトル口金部のねじ溝が一般に１．７周程度形成されているのに対して、ねじ形成ローラがキャップの筒部上を例えば２周程度転動するように設定されている。したがって、ねじ形成ローラがキャップに当接した後、ボトル口金部のねじ溝に最初に当接したときにねじ溝内へと導入されることができれば、ねじ溝の上端からほぼ下端に至るまで少なくともいずれかのねじ形成ローラによって転動され、ねじ溝上をねじ形成ローラが１．７〜２回、周回することになる。さらに、ねじ形成ローラがねじ溝上を２回以上転動することにより、スプリングバックを抑え確実にねじ形成が行われることが期待できる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−２７０５９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ボトル口金部のねじ溝に当接してもすぐにねじ溝内へと導入されないまま、ねじ形成ローラがグルーブ上を例えば半周以上転動してしまうと、キャップに対してねじ形状が十分に形成されないうちにねじ形成ローラがキャップから離されてキャッピングが終了してしまい、キャップのねじ溝が浅く容器内圧に対する耐圧強度が低い不良品となってしまう。
【０００９】
この問題に対応するには、ねじ形成ローラをキャップに対して押し付ける押圧力を高くして１回の転動による塑性変形を大きくすることや、ねじ形成ローラを転動させる周回数を多くしたり、上述の天面押圧およびねじ形成ローラを約２周転動させるという巻き締めのアクションを２回、３回と繰り返すことが考えられる。
【００１０】
しかしながら、軸方向に押圧された状態のボトル口金部に対して横方向から大きな力を加えると口金部が座屈してしまう虞があるため、ねじ形成ローラの押圧力を高くすることは望ましくない。また、押圧力を高くすることによりボトル口金部までが変形してしまうと、キャップの開栓トルクが大きくなり、開栓時や再栓時に大きな力を要し扱いにくくなるという問題が生じる。
また、ねじ形成ローラを転動させる周回数を多くしたりアクション回数を増やすことは、キャッピング装置の変更が必要となるため、設備のレイアウト上の制約から実現できない場合があるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、設備の変更を必要とせず、ボトルの変形・座屈を生じさせずに、確実にキャップにねじを形成してボトルにキャップを装着することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のキャップは、筒部とこの筒部の一端を塞ぐ天面とを有し、ねじ溝を有するボトル口金部に被せられた状態で筒部上を円盤状のねじ形成ローラが転動することにより、筒部が変形されてボトルに装着されるキャップであって、ねじ形成ローラをねじ溝へ導く導入溝が形成されていることにより、ねじ形成ローラがキャップの筒部上を転動するときに導入溝によって案内されてねじ溝内に導入されやすくなっている。
【００１３】
また、この導入溝が周方向に複数形成されることにより、いずれかの導入溝からねじ溝内に入り損なった場合も、すぐに次の導入溝によって再度案内されるので、ねじ形成ローラがキャップ外周を転動する所定の周回数の間にねじ溝内に導入されるチャンスが多く、より確実にねじ形成を行うことができる。
【００１４】
また、周方向に沿う溝状のグルーブが筒部に設けられ、このグルーブに対して傾斜し、かつその端部がグルーブに連続するように導入溝が設けられることにより、ねじ形成ローラがグルーブ上を安定して転動しながら、このグルーブに連続する導入溝によってボトル口金部のねじ溝内に案内される。これによりねじ形成ローラがボトル口金部のねじ山に乗り上げにくくなるとともにねじ溝内に導入されやすく、より確実にねじ形成を行うことが可能となる。
【００１５】
なお、グルーブは、キャップの全周にわたり連続していてもよいが、不連続な溝状に複数形成されるとともに複数の導入溝がこれらグルーブにそれぞれ連続している構成としてもよい。
また、導入溝がグルーブよりも深く形成されている構成とすることにより、ねじ形成ローラがグルーブから導入溝へとより確実に案内されやすくなる。
【００１６】
そして、このようなキャップを装着されたボトルは、ねじ形成ローラがボトルのねじ溝上を確実に転動しているのでキャップの容器内圧に対する耐圧強度が高い。またねじ形成ローラの押圧力を大きくせずにキャップの装着が行われているので、ボトル口金部の変形が生じにくく、開栓トルクが過大となりにくい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態によるキャップ１０およびボトル１００を示す半断面図であって、ボトル１００の口金部１０１に被せたキャッピング前の状態を示している。このボトル１００は、アルミニウムまたはアルミニウム合金板材の絞り加工により形成されており、円筒状の口金部１０１に、リード角２°、約１．７周のねじ溝１０２およびねじ山１０３からなるねじ部が設けられている。
【００１８】
キャップ１０は、ボトル１００よりも肉薄のアルミニウムまたはアルミニウム合金板材の絞り加工により、円板状の天面１１と、この天面１１によって一端が塞がれた筒部１２とを有するカップ状に形成されている。天面１１の内面には樹脂製のライナー１３が貼り付けられており、このライナー１３とボトル１００の口金部１０１の開口端とを密着させてキャップ１０がボトル１００に固定されることにより、ボトル１００の密閉がなされる。
【００１９】
キャップ１０は、キャッピング装置に備えられたキャッピングヘッド１１０で塑性変形加工されることにより、ボトル１００の口金部１０１に装着される。
図２に示すようにキャッピングヘッド１１０は、下方に付勢保持されたプレッシャブロック１１１と，バネ等の付勢部材によってボトル１００の内方に向かって付勢され回転自在に保持された３個の裾巻きローラ１１２および２個のねじ形成ローラ１１３を備え、プレッシャブロック１１１を下降させて天面１１を下方に押圧すると同時に、キャップ１０（ボトル１００）の径方向内方に各ローラ１１２，１１３を移動させ、各ローラ１１２，１１３を前記付勢部材の付勢力に応じた押圧力でキャップ１０の筒部１２に押し付ける構成となっていて、各ローラ１１２，１１３はキャップ１０の筒部１２を変形させながらボトル１００の口金部１０１上を約２周、転動する。なお、ねじ形成ローラ１１３は、ボトル１００のねじ溝１０２（ねじ山１０３）のリード角（本実施形態では２°）に外周が沿うように、その回転軸線をキャップ１０の接線方向に傾斜させるとともに、前記内方への付勢力よりも弱い力で上方に付勢された状態で、上下方向に移動自在に保持されている。
【００２０】
キャップ１０は、図２に示すように、円盤状の裾巻きローラ１１２が筒部１２の下部を周方向に水平に転動することにより口金部１０１の下部に形成された膨出部１０４に係止するよう変形されるとともに、円盤状のねじ形成ローラ１１３が内側にあるボトル１００のねじ溝１０２に沿って転動することにより口金部１０１のねじ部に螺合するように変形される。ねじ形成ローラ１１３は、ボトル１００のねじ溝１０２に対してその上端部から導入され、上方へ付勢される反面ねじ山１０３によって上方への移動を規制されながら、下方へ向かってねじ溝１０２に倣って転動する。
なお、本実施形態のキャップ１０は、上部と下部とが複数のブリッジで連結されている、換言すると上部と下部との間に複数のスコア（切り込み）が形成されており、開栓に前記ブリッジの切断を伴うことから開栓を目視確認できるピルファープルーフキャップとしてボトル１００に装着される。
【００２１】
本実施形態のキャップ１０は、筒部１２上部に設けられた凹凸形状からなる開栓時滑り止め用のナール１４の下側に、周方向に並ぶ凹状の導入溝１５が形成されている。この導入溝１５は、ボトル１００のねじ溝１０２（ねじ山１０３）およびねじ形成ローラ１１３の外周と略平行に傾斜する深さ約０．７〜１ｍｍの凹部形状で、４５°間隔で８個設けられている。
【００２２】
この導入溝１５（１５ａ〜１５ｈ）およびボトル１００のねじ溝１０２およびねじ山１０３の一部を展開した模式図を図３に示す。この図において、ねじ溝１０２の底およびねじ山１０３の稜線を、模式的に一点鎖線で示している。なお、ねじ溝１０２およびねじ山１０３の図の右方側をねじ溝１０２およびねじ山１０３の上側とし、ねじ形成ローラ１１３は図の右方から左方へ向かって転動するものとする。
【００２３】
ねじ溝１０２，ねじ山１０３および各導入溝１５ａ，１５ｂ，…，１５ｈは、それぞれ水平線に対して２°傾斜していて、各導入溝１５ａ，１５ｂ，…，１５ｈの高さ方向（図の上下方向）の位置は等しくなっている。ねじ形成ローラ１１３は、無負荷状態でこれら導入溝１５ａ，１５ｂ，…，１５ｈと同じ高さになるよう設定されている。
【００２４】
キャッピング時、ねじ形成ローラ１１３はまず、各導入溝１５ａ，１５ｂ，…，１５ｈのいずれか、あるいは各導入溝１５ａ，１５ｂ，…，１５ｈの間に押圧される。このとき、ねじ形成ローラ１１３が押圧された位置が導入溝１５ａから導入溝１５ｄの間であれば、ねじ形成ローラ１１３は上側のねじ山１０３の斜面に沿ってねじ溝１０２へと案内され、それ以降はこのねじ溝１０２に沿って下方へと転動する。
【００２５】
これに対し、ねじ形成ローラ１１３が最初に押圧された位置が上側のねじ山１０３よりも上方となっている導入溝１５ｆから導入溝１５ｈの間であると、ねじ形成ローラ１１３はねじ溝１０２に入ることができず、そのまま転動して導入溝１５ａの辺りからねじ溝１０２内に導入される。この場合、ねじ形成ローラ１１３には上方への付勢力が加えられているが、その回転軸線および外周がねじ溝１０２に沿って傾斜していることから、ねじ形成ローラ１１３はやや下方へ向かって斜めに転動しやすいのでねじ溝１０２内に入りやすくなっている。
【００２６】
例えば、ねじ形成ローラ１１３が導入溝１５ｆ近傍に押圧されてねじ溝１０２内に導入されなかった場合、筒部１２を変形させながら転動するねじ形成ローラ１１３は、その回転軸線が傾斜していることから上側のねじ山１０３の上方に沿って転動して、ねじ溝１０２内に円滑に導入される。あるいは、ねじ形成ローラ１１３が上方への付勢力によって導入溝１５ｆから次の導入溝１５ｇ上に移動した場合も、同様に上側のねじ山１０３の上方に沿って転動して、ねじ溝１０２内に円滑に導入される。
【００２７】
また、ねじ形成ローラ１１３が最初に押圧された位置が、ねじ山１０３の稜線とほぼ一致する導入溝１５ｅ近傍である場合、上述したようにねじ形成ローラ１１３が傾斜していることから、ねじ形成ローラ１１３がすぐにねじ溝１０２内へと導入されることも期待できる。
【００２８】
すなわち、ねじ形成ローラ１１３が傾斜しているだけでなく、各導入溝１５ａ〜１５ｈが傾斜していることから、ねじ形成ローラ１１３が押圧されることによって筒部１２に形成される凹形状が、ボトル１００のねじ部に沿わなくても、傾斜しやすくなる。そして、ねじ形成ローラ１１３は、傾斜した凹形状が形成されたことによりこの傾斜に沿って下方へ転動しやすくなるので、押圧後に水平には転動し続けにくく、ねじ溝１０２内へと導入されやすくなる。
【００２９】
以上説明したように、本実施形態の導入溝１５によって、ねじ形成ローラ１１３は、筒部１２上を転動し始めてから最大でも約０．５周程度でねじ溝１０２内に導入され、残りの周回全てにおいてねじ形成を行うことができる。そして、このねじ形成ローラ１１３が２個備えられていることによって、ボトル１００のねじ溝１０２の上端から下端に至るまで、ねじ形成ローラ１１３のいずれかが少なくとも１回以上転動することになるので、キャップ１０の筒部１２上に確実にねじ形状を形成することができる。そして、このキャップ１０が装着されたボトル１００は、キャップ１０のねじ溝が深く形成されているのでボトル１００のねじ山１０３を乗り越えにくいことから、キャップ１０の耐圧強度が高く、容器内圧によってキャップ１０が外れる虞がない。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態に係るキャップ２０について、図４および図５を参照して説明する。なお、ボトル１００およびキャッピングヘッド１１０については、その構成が第１の実施形態で説明したものと同様であるのでその説明を省略する。
【００３１】
本実施形態のキャップ２０は、第１の実施形態と同様、円板状の天面２１と、この天面２１によって一端が塞がれた筒部２２とを有するカップ状に形成されていて、天面２１の内面に貼り付けられた樹脂製のライナー２３とボトル１００の口金部１０１の開口端とを密着させてボトル１００に固定されることにより、ボトル１００を密閉するものである。
【００３２】
このキャップ２０は、筒部２２上部に設けられた凹凸形状からなる開栓時滑り止め用のナール２４の下側に、溝状のグルーブ２５が水平方向に一周にわたり形成されている。さらに、このグルーブ２５に連続するように、周方向に並ぶ凹状の導入溝２６が形成されている。この導入溝２６は、ボトル１００のねじ溝１０２（ねじ山１０３）およびねじ形成ローラ１１３の外周と略平行に傾斜する深さ約０．７〜１ｍｍの凹部形状で、４５°間隔で８個設けられている。一方グルーブ２５は、この導入溝２６よりも浅く、例えば０．６ｍｍの深さで形成されている。なお、これらグルーブ２５および導入溝２６は、深すぎるとボトルへの冠着が阻害されるので、いずれも１ｍｍ以下の深さで設けられる。
【００３３】
これらグルーブ２５、導入溝２６（２６ａ〜２６ｈ）およびボトル１００のねじ溝１０２およびねじ山１０３の一部を展開した模式図を図５に示す。この図において、ねじ溝１０２の底およびねじ山１０３の稜線を、模式的に一点鎖線で示している。なお、ねじ溝１０２およびねじ山１０３の図の右方側をねじ溝１０２およびねじ山１０３の上側とし、ねじ形成ローラ１１３は図の右方から左方へ向かって転動するものとする。
【００３４】
このキャップ２０では、グルーブ２５が水平に設けられている一方、各導入溝２６ａ，２６ｂ，…，２６ｈは、ねじ溝１０２，ねじ山１０３と同様にそれぞれ水平線に対して２°傾斜していて、各導入溝２６ａ，２６ｂ，…，２６ｈの高さ方向（図の上下方向）の位置は等しく、いずれもグルーブ２５に連なっている。
ねじ形成ローラ１１３は、無負荷状態でグルーブ２５と同じ高さになるよう設定されている。
【００３５】
キャッピング時、ねじ形成ローラ１１３はまず、グルーブ２５に押圧される。
そしてねじ形成ローラ１１３は、グルーブ２５よりも深い凹状の導入溝２６ａ〜２６ｈのいずれかによって下方へ案内され、ねじ溝１０２内へと導入される。
例えばねじ形成ローラ１１３が最初に押圧された位置が導入溝２６ａから導入溝２６ｄの間であれば、ねじ形成ローラ１１３は上側のねじ山１０３の斜面に沿ってねじ溝１０２へと案内され、それ以降はこのねじ溝１０２に沿って下方へと転動する。
【００３６】
これに対し、ねじ形成ローラ１１３が最初に押圧された位置が上側のねじ山１０３よりも上方となっている導入溝２６ｆから導入溝２６ｈの間であると、ねじ形成ローラ１１３はねじ溝１０２に入ることができず、そのままグルーブ２５上を転動して導入溝２６ａの辺りからねじ溝１０２内に導入される。この場合、ねじ形成ローラ１１３には上方への付勢力が加えられているが、その回転軸線および外周がねじ溝１０２に沿って傾斜していることから、ねじ形成ローラ１１３はやや下方へ向かって転動するのでねじ溝１０２内に入りやすくなっている。
【００３７】
さらに、ねじ形成ローラ１１３が導入溝２６ｆ近傍に押圧されてねじ溝１０２内に導入されなかった場合、筒部２２を変形させながら転動するねじ形成ローラ１１３は、グルーブ２５上を転動し続け、次の導入溝２６ｇによって再度下方へ向けて案内される。そして、少なくとも導入溝２６ａに到達すれば、そこからねじ溝１０２内へと導入され、以降はねじ溝１０２上を下方へ転動することになる。
【００３８】
すなわち、ねじ形成ローラ１１３が傾斜しているだけでなく、各導入溝２６ａ〜２６ｈがそれぞれ傾斜していることから、ねじ形成ローラ１１３が押圧されることによって筒部１２に形成される凹形状が、ボトル１００のねじ部に沿わなくても、傾斜しやすくなる。そして、ねじ形成ローラ１１３は、傾斜した凹形状が形成されたことによりこの傾斜に沿って下方へ転動しやすくなるので、グルーブ２５から下方へと転動しやすくなり、何周も水平に転動し続けず、すぐにねじ溝１０２内へと導入されやすくなる。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の導入溝２６によって、ねじ形成ローラ１１３は、筒部１２上を転動し始めてから最大でも約０．５周程度でねじ溝１０２内に導入され、残りの周回全てにおいてねじ形成を行うことができる。そして、このねじ形成ローラ１１３が２個備えられていることによって、ボトル１００のねじ溝１０２の上端から下端に至るまで、ねじ形成ローラ１１３のいずれかが少なくとも１回以上転動することになるので、キャップ２０の筒部２２上に確実にねじ形状を形成することができる。
【００４０】
なお、以上の実施形態において示した各構成部材、その諸形状や組み合わせ等は一例であって、ねじ形成ローラをねじ形成時の転動方向である下方へ導くことができれば、例えば導入溝の周方向長、個数、深さ、形状等を変更するなど、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求に基づき種々変更可能である。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のキャップにより、ねじ形成ローラがキャップの筒部上を転動するときに導入溝によって下方へ案内されてねじ溝内に導入されやすくなるので、ねじ形成ローラがねじを形成せずにキャップ上を水平に転動し続けることを防止でき、設備の変更や押圧力の変更を行うことなく、効率よくかつ確実にキャップ上にねじ形状を形成し、耐圧強度の高いキャップを装着することができる。
【００４２】
また、この導入溝が周方向に複数形成されることにより、いずれかの導入溝からねじ溝内に入り損なった場合も、すぐに次の導入溝によって再度案内されるので、ねじ形成ローラがキャップ外周を転動する所定の周回数の間にねじ溝内に導入されるチャンスが多く、より確実にねじ形成を行い、巻き締め不良の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態によるキャップを示す半断面図である。
【図２】キャップを変形させボトルに装着させるキャッピングヘッドによるキャッピング加工を説明する図である。
【図３】図１に示すキャップとボトルのねじ溝との関係を展開して示す模式図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるキャップを示す半断面図である。
【図５】図４に示すキャップとボトルのねじ溝との関係を展開して示す模式図である。
【符号の説明】
１０，２０ キャップ
１１，２１ 天面
１２，２２ 筒部
１５，２６ 導入溝
２５ グルーブ
１００ ボトル
１０１ 口金部
１０２ ねじ溝
１１３ ねじ形成ローラ

Claims (5)

1. 筒部と該筒部の一端を塞ぐ天面とを有し、ねじ溝を有するボトル口金部に被せられた状態で前記筒部上を円盤状のねじ形成ローラが転動することにより、前記筒部が変形されて前記ボトルに固定されるキャップであって、前記ねじ形成ローラを前記ねじ溝へ導く導入溝が、周方向に並んで複数形成されていることを特徴とするキャップ。
2. 周方向に沿う溝状のグルーブが前記筒部に設けられ、前記導入溝は、前記グルーブに対して傾斜し、かつその端部が該グルーブに連続するように前記導入溝が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のキャップ。
3. 前記グルーブが不連続な溝状に複数形成され、前記複数の導入溝が、これらグルーブにそれぞれ連続していることを特徴とする請求項２に記載のキャップ。
4. 前記導入溝が前記グルーブよりも深く形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のキャップ。
5. 請求項１から４に記載の前記キャップが装着されたことを特徴とするボトル。

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