JP2009039776A - 容器の密封方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開口端部にビードを有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケットを介して密封する方法において、環状ガスケットのずれを防止する。
【解決手段】カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対してカール部頂部を押し圧しないでかつ３０乃至６０度の範囲内のみにカール部外側上方向からカール部内側に押え力を付与しながら、ビード部を有する部材とマウンテンカップをクリンチして密封する方法、および、カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対して３０乃至６０度の範囲内のみを拘束するホルダーと、カール部内周壁をクリンチするコレットと、該コレット内部を摺動してコレットを拡径させるプランジャを備えたこと密封装置を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、開口端部にビードを有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケットを介して密封する方法及び装置に関する。

従来、開口端部にビードを有する部材とカール部を有するマウンテンカップを環状ガスケットを介して密封する場合、マウンテンカップの下端部を外側方向にクリンチしてビードを有する部材と密封する。このような密封方法は、耐内圧性に優れることからエアゾール缶のような高い密封性能が要求される容器に多く用いられている。
エアゾール業界では、密封に際し厳重な管理を行っているが、密封時に、環状ガスケットがマウンテンカップから外部にはみ出すことが希にあり、このことが外観不良、さらには、内容物や噴射剤の漏洩やそれらによる錆の発生といった問題がある。
このような問題を解決するために、以下のことが提案されている。バルブカップ内面やビード部に対し、円周状のパッキング（環状ガスケット）接触面に１〜数個の環状突起若しくは環状溝を設けることによりパッキングを完全に封鎖し、パッキングが缶内圧によって受ける応力を密封効果の増大に転ぜしめ、かつ、ガスケットの押出されるのを防止する（特許文献１及び２）、マウンテンカップのカール部の内側に凹凸を有する粗面を形成して、カットゴム（環状ガスケット）のマウンテンカップからのズレや脱落を防止する（特許文献３）方法が提案されている。

特公昭４１−１１２３８号公報 特開平１０−３１６１８４号公報 特表２０００−２４７３８２号公報

上記提案されたビード部及びカール部を環状ガスケットを介して密封する方法として、特許文献１〜３のようにビード部やカール部に突起部を設ける或いは粗面加工して環状ガスケットのずれを防止する方法があるが、これらは、突起部を成形する工程が増え、作業が複雑になる。またカール部及びビード部の突起部からの被覆樹脂の剥がれ、錆、外観不良といった問題がある。

そこで、上記課題を解決するために、請求項１に記載の密封方法では、開口端部にビード部を有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケットを介して密封する方法において、カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対してフランジ頂部を押し圧しないでかつ３０乃至６０度の範囲内のみにカール部外側上方向からカール部内側に押え力を付与しながら、ビード部を有する部材とマウンテンカップをクリンチして密封することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の密封装置では、開口端部にビード部を有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケットを介して密封する装置において、カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対して３０乃至６０度の範囲内のみを拘束するホルダーと、カール部内周壁をクリンチするコレットと、該コレット内部を摺動してコレットを拡径させるプランジャを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ビード部やカール部に突起部のような特殊な加工部を施さないで、環状ガスケットのはみ出しやずれを確実に防止し、容器の内容物の漏洩を防ぐことができる。また、クリンチ時にマウンテンカップの位置ずれ、容器の傾きを制御し、カール部の変形を確実に抑えることができる。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るビードとカール部のクリンチ時の一実施形態を示す。開口端部にビード部１を有するメガネ蓋２とカール部３を有するマウンテンカップ４を、環状ガスケット５を介してクリンチする場合の断面図を示す。ビード部１に環状ガスケット５を載置して、これらをカール部３内部に収まるように嵌着し、ホルダー８にてカール部３を押圧しながらプランジャ７にて内周壁１０を外径方向に拡径してクリンチされる。メガネ蓋２は下方端部がカール構造となっており、容器本体と巻き締められて一体構造をなしている。なお、本実施形態では、開口端部にビード部１を有する部材としてメガネ蓋を示しているが、容器胴部の開口端部がビード部となっている場合も同様である。
ビード部１を有する部材及びマウンテンカップ４の素材としては、ブリキやアルミが使われており、内容物によっては内面にエポキシフェノール等をコーティングしたり、ポリエステル樹脂等をラミネートしたものが使われたりしている。

図２は、図１で示した一実施形態の嵌合部分の拡大図を示す。本発明のカール部３の押え力範囲Ａは、カール部３の中心点Ｐからカール部幅Ｈの中心軸Ｉに対して３０乃至６０度の範囲Ａを押え力範囲内とした。そして、その他の部分、即ち、押え力範囲Ａ以外は押え力等を付与しない。押え力は、一定の箇所に部分的に付与することが好ましい。後述する解析結果でもわかるように、環状ガスケットのずれは、マウンテンカップ４の内周壁を外側に押圧する場合に発生するカール部３の外側が外径方向に開くことに由来するものと考えられる。そこで、クリンチ時の該環状ガスケット５のずれは、環状ガスケット５に接触する面に摩擦力を作用することによって防止することができるのである。
本実施形態では、半円状のカール部３外側下端部が垂直下方向に延伸している。カール部３外側下端部が内側にカールしていてもよい。また、カール部３の形状は、円弧状、楕円状、凸状、矩形、三角形状であってもよい。この場合、押え力の範囲Ａは、カール部の中心点Ｐはカール部幅Ｈの中心軸Ｉとカール部３の頂点が交わる点から下方にカール部幅の１／２距離Ｈ’の位置を中心点Ｐとし、中心点Ｐからカール部幅の中心軸に対してフランジ頂部１１を押し圧しないでかつ３０乃至６０度に応力を付与することができる。
環状ガスケット５は、カットラバーやカットゴムと呼ばれ、通常、ブナＮ、ネオプレン、バイトン等のエラストマー材からなり、エアゾールに使用される内容物や噴射剤によって適宜選択される。環状ガスケットの製造方法としては、平板状のシートからドーナツ状に打ち抜く方法やパイプ状に成型されたものを輪切りにする方法などがある。また、環状ガスケット５材は、ビード部１及びカール部３と接触する面に凹凸を設けてもよい。

図示しないが、図２で示した一実施形態のプランジャを下降させコレットが開きクリンチする解析を行った。解析条件は、環状ガスケット５と接触するビード部１を有する部材とマウンテンカップ４との摩擦係数を０及び０．３とした。解析結果から、摩擦係数０の場合は、環状ガスケットがマウンテンカップからはみ出しているのに対して、摩擦係数０．３の場合ははみ出しがないことがわかった。また、クリンチ時におけるカール部の変形を解析にて測定したところ、僅かであるがカール部が外側方向に変形していることが分かった。即ち、マウンテンカップ４内周壁１０の拡径時に、カール部３の外側方向に応力がかかり環状ガスケット５と接触するビード部１を有する部材２とマウンテンカップ４との摩擦力が低下して環状ガスケット５がマウンテンカップ４からはみ出すものと考えられる。

図３は、図１で示した一実施形態のマウンテンカップ４とビード部１を有する部材とに環状ガスケットをクリンチした構造を示す。内側にテーパー部を有する中空のコレット６と、コレットの下端部外側に突起部を有し、該コレット６内を摺動するプランジャ７を下方へ移動させ、該プランジャ７でコレット６内側に設けたテーパー部を拡径し、次いで、コレット６の突起部でマウンテンカップ４の内周壁９を外側方向に押圧して変形させクリンチしている。そのとき、カール部３を拘束するホルダー突起部９はカール部３の中心点からカール部幅の中心軸に対して３０乃至６０度に押え力範囲Ａとするように形成される。ホルダー突起部９は、ホルダーに環状或いは間欠的に設けても良く、ホルダーと一体化或いは別部材としても良い。例えば、ホルダー突起部９素材としてゴムのような弾性体である場合は、カール部３の押え力の付与時にゴムが変形しても、カール部３の中心点からカール部幅の中心軸に対して３０度乃至６０度の範囲内のみに押え力が付与されていればよい。また、ホルダー突起部９の先端形状は、カール部３形状に追従しているのが好ましい。

図４は、本発明の装置に関する一実施形態を示す。内側にテーパー部を有する中空のコレット６内に摺動するプランジャと、下端部外側に突起部を有するコレット６と、カール部３を拘束するための突起部を有するホルダー８を配置し、ホルダー突起部９の位置は、カール部３を拘束したときのカール部３の中心点からカール部幅の垂直中心軸に対して３０乃至６０度の押え力範囲内Ａに形成される。図示しないが、本発明に関する密封方法は、開口端部にビード部１を有する部材とマウンテンカップ４を、環状ガスケット５を介してなる容器を積載台に乗せて積載台上方へ移動させ、前述した装置のホルダー８にカール部３を嵌め、積載台とホルダー８とで前記容器を挟持し、次に、カール部３下端部内側にコレット６内を摺動するプランジャ７下端部でクリンチし、プランジャ７を下方に移動させてコレット５下端部のテーパー部を上方からスライド押圧し、次いで、カール部３内周壁１０を外径方向に押圧し、マウンテンカップ４とビード部１を有する部材とをクリンチさせる。

以上から、本発明のように押え力範囲Ａからカール部を押えることにより、カール部全周方向に均一に押え力を付与できることからクリンチ時のマウンテンカップの位置ずれ、傾きを有効に防止することができる。

［実施例１］
溝深さ：３ｍｍ、幅：３mmの溝を有する半円状のカール部と、幅：２．５mmのビード部とを、厚さ：１ｍｍ、外径：３０ｍｍ、内径：２４．６ｍｍの輪状の環状ガスケットを介した容器を用意する。該容器を積載台に乗せ、ホルダーと積載台で容器を圧力：１００ｋｇで挟持し、次いで、圧力：３００ｋｇでブランジャを下方へ移動させクリンチして密封を行った。カール部の押え力範囲内Ａは、図５（Ａ）に示す通りカール部の中心点からカール部幅の垂直中心軸に対して３０乃至６０度となるようにした。

［比較例１］
ホルダーの押え力範囲内Ａ’をカール部の頂部及び外周側壁とした以外は実施例１と同様にクリンチして密封した。断面形状を図５（Ｂ）に示す。

［比較例２］
ホルダーの押え力範囲内Ａ’’をカール部の頂部から外周側壁とした以外は実施例１と同様にクリンチして密封した。断面形状を図５（Ｃ）に示す。

上記実施例の外観について評価を行った。環状ガスケットがマウンテンカップからはみ出しているものを×、はみ出していない物を○とした。結果を表１に示す。

本発明の構成部材を示した断面図である。 本発明の嵌合部分の拡大図である。 本発明のクリンチ後における容器の断面図である。 本発明の装置に関する断面図である。 実施例のカール部に押え力を付与した断面図である。

符号の説明

１ ビード部
２ メガネ蓋
３ カール部
４ マウンテンカップ
５ 環状ガスケット
６ コレット
７ プランジャ
８ ホルダー
９ ホルダー突起部
１０ 内周壁
１１ フランジ頂部
Ｈ カール部幅
Ｉ 垂直中心軸
Ｐ 中心点
Ａ 押え力範囲

Claims (2)

1. 開口端部にビード部を有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケットを介して密封する方法において、
   カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対してフランジ頂部を押し圧しないでかつ３０乃至６０度の範囲内のみにカール部外側上方向からカール部内側に押え力を付与しながら、ビード部を有する部材とマウンテンカップをクリンチして密封することを特徴とする密封方法。
2. 開口端部にビード部を有する部材とカール部を有するマウンテンカップを、環状ガスケット介して密封する装置において、
   カール部の中心点からカール部の垂直中心軸に対して３０乃至６０度の範囲内のみを拘束するホルダーと、カール部内周壁をクリンチするコレットと、該コレット内部を摺動してコレットを拡径させるプランジャを備えたことを特徴とする密封装置。