CN102753953B - 玻璃瓶的水锤强度试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水锤强度试验装置，在使锤（5）下落时，防止瓶倾斜，使缓冲件（3）不因倾斜时的冲击而移动，能够有效并准确地测量水锤强度。在上述水锤强度试验装置中，在载置于固定台部（2）的缓冲件（3）上，载置有保持机构（4），该保持机构（4）在填充有填充物并安装了盖的瓶（1）的重心的上方对其进行保持，而将该瓶吊在空中，使锤（5）下落到盖上来测量水锤强度，通过将保持机构（4）强制性下压的下压机构，使缓冲件（3）预先压缩变形来解决上述课题。

Description

玻璃瓶的水锤强度试验装置

技术领域

本发明涉及一种用单个玻璃瓶对玻璃瓶的水锤强度进行试验的装置。

背景技术

玻璃瓶的水锤强度试验由日本玻璃瓶协会的“水锤试验方法”所规定。其规定了作为玻璃瓶的包装货物的水锤试验方法。

图18是根据该规定进行试验的说明图。该试验采用“日本工业标准JIS Z 0202”规定的下落试验机20，在下落面21（厚度20mm以上的铁板）上放置1箱（与试样相同的）下部样件（下ダミ一）23，其上放置1箱试样24，在下落试验机20的试样台22上放置1箱（与试样相同的）上部样件（上ダミ一）25。下部样件23、试样24、上部样件25通过正规的填充方法在瓶中填充规定量的正规填充物并盖上规定的盖子并且对其进行了规定的包装而得到，在箱内装有多个玻璃瓶。

试样台被安装成具有规定的下落高度（上部样件的底面与试样的顶面的距离），例如：最初使上部样件从30cm的下落高度落到试样上，此后以5cm间隔增加下落高度（当下落高度为60cm以上时，间隔为10cm），反复进行下落试验，直到试样中的玻璃瓶即便只有1个破损，或达到规定的下落高度为止，将试样中的瓶即便只有1个破碎时的下落高度作为水锤强度。

上部样件25落到试样24上时，下部样件23的箱子变形，试样24内的玻璃瓶被急剧地朝下方下压。但是，该玻璃瓶中的填充物（液体）由于惯性而滞留在原来的位置，瓶内的底部产生真空状态的部分（真空泡）。紧接着，填充物朝着真空状态的底部急剧地下落，产生水锤现象。

日本玻璃瓶协会的“水锤试验方法”是用于测量包装后的玻璃瓶的水锤强度的方法，因此，并非是对玻璃瓶本身的水锤强度进行试验的方法（水锤强度因包装的规格而变化）。另外，若不准备纸板箱就不能进行试验，因此，进行试验需要许多产品（10箱左右），在玻璃瓶半成品的设计阶段的试生产中不能进行水锤强度评价。而且，进行试验需要付出大量的劳力，包括将纸板箱举起、确认瓶是否破损、破损后的清理工作、检查纸板箱的压坏程度等。

下述专利文献1中提出了一种技术以解决这样的问题，其能够较容易地测量玻璃瓶本身的水锤强度，而且，还能够在试生产阶段（玻璃瓶半成品的设计阶段）进行强度评估。

上述技术所涉及的玻璃瓶的水锤强度试验方法如下：在固定台部上隔着缓冲件设置保持机构，用该保持机构将填充有填充物并安装了盖的瓶在其重心的上方对其进行保持，从而将该瓶吊在空中，使锤直接或间接地落到所述盖上，对瓶施加冲击，一边逐渐地增加其下落能量一边反复使锤下落多次，基于瓶破碎时锤的下落能量，对瓶的水锤强度进行试验。

若使锤直接或间接地落到盖上，则缓冲件变形，并且，瓶被急剧地朝下方下压，产生水锤现象。若在瓶处于在其重心上方对其进行保持的悬吊状态时使锤下落，则锤的下落能量有效地作用在瓶上，锤的下落能量与对瓶施加的冲击密切相关，可基于瓶破碎时锤的下落能量准确得到瓶的水锤强度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-133708号公报

发明内容

发明所要解决的课题

图17是上述专利文献1的水锤强度试验装置的1个例子的说明图，表示使锤5下落的状态。

在该试验装置中，基台6、柱部7、固定台部2形成一体。在固定台部2上的贯通孔2a的周围载置有4个缓冲件3，其上载置有保持机构4。缓冲件3是橡胶、软性树脂等弹性体。保持机构在填充有填充物并安装了盖1b的瓶1的重心的上方（该情况下为颈环1a的下方）对其进行保持，将该瓶吊在空中。在瓶1的盖1b的上方设有锤5。

若使锤5落到盖1b上，则因其冲击使缓冲件3压缩变形，瓶1急剧地下降，产生水锤现象。

此时，由于缓冲件3非常软，因此，其压缩变形并不限于仅产生在垂直方向，有时如图17所示，中间部等可能会在横向变形（面外变形）。通常，该面外变形的程度根据各缓冲件而不同，因此，如该图所示，可能会导致瓶1倾斜。有时，因瓶1的倾斜程度很大，也可能导致缓冲件3移动（箭头A方向）或飞到装置外。

在使锤5下落时，若瓶大幅度倾斜，或缓冲件3飞到装置外，则不能测量准确的水锤强度，因此，在这种情况下，需要使缓冲件回到原来的位置，重新进行测量。

本发明需要解决的课题是，在使锤5下落时，防止瓶倾斜，并且，使缓冲件3不因该冲击而移动，以便能够有效且准确地测量水锤强度。

用于解决课题的手段

本发明的水锤强度试验装置，其为玻璃瓶的水锤强度试验装置，所述水锤强度试验装置具有：固定台部；缓冲件，其载置于该固定台部；保持机构，其载置在该缓冲件上，在填充有填充物并安装了盖的瓶的重心的上方对其进行保持，从而将该瓶吊在空中；以及锤，使该锤下落到所述盖上，对瓶施加冲击；所述水锤强度试验装置的特征在于，具有将所述保持机构强制性下压的下压机构，利用该下压机构使所述缓冲件压缩变形（技术方案1）。

通过利用下压机构使缓冲件预先压缩变形，使得在使锤5下落时，缓冲件不易产生面外变形，其结果，瓶的斜度大幅变小，缓冲件的移动也减少。

下压机构只要是能将保持机构强制性下压的机构即可，除了后述技术方案2所示的机构以外，可以采用夹钳、台钳等公知的机构。

具体地说，下压机构是从保持机构的顶面侧拧合安装在所述固定台部的螺栓（技术方案2）。

在保持机构上设置螺栓孔，在固定台部上设置阴螺纹孔，通过从保持机构的顶面侧将螺栓拧合安装在所述固定台部，可以容易地下压保持机构，以使缓冲件压缩变形。通过调节螺栓的紧固状态，可以容易地调整保持机构的下压程度。

作为缓冲件，可以将多个缓冲件主体以在所述多个缓冲件主体之间隔着非缓冲性板材的方式粘接而构成（技术方案3）。

这样，在使锤5下落时，缓冲件更不易产生面外变形，其结果，瓶的斜度进一步变小，缓冲件的移动也进一步减少。

非缓冲性板材的材质是塑料、金属、木材等比缓冲件不易变形的材料。

可以在固定台部和缓冲件之间，以及缓冲件和保持机构之间夹入防滑片（技术方案4）。

缓冲件在试验中反复大幅度变形，在数百次受冲击后会产生裂缝等劣化，故其属于一种需要随时更换的耗材部件，因此，不能与固定台部、保持机构粘接固定。为了防止缓冲件的脱落，可以在固定台部和缓冲件之间，以及缓冲件和保持机构之间夹入摩擦系数高的防滑片。

通过如上所述构成，在使锤5下落时，缓冲件更不易移动。

作为防滑片，采用天然橡胶片、硅橡胶片等防滑效果较大的部件即可。片的厚度优选为0.3～1mm左右。

本发明在技术方案4所述的水锤强度试验装置的基础上，在所述固定台部及/或保持机构的、与所述缓冲件接触的面上形成凹部，将所述防滑片设在该凹部内，并且所述缓冲件进入该凹部内0.2～0.8mm（技术方案5）。

通过如上所述构成，防滑片与缓冲件不会从凹部脱出，能够防止移动。凹部可以仅设在固定台部及保持机构的一方，更优选设在双方。

缓冲件的上端或下端进入凹部内的量（图7的y)优选为0.2～0.8mm。若小于0.2mm，则可能导致缓冲件从凹部脱出而移动；若大于0.8mm，当缓冲件与凹部外周部冲撞时，则可能导致在缓冲件上产生裂缝，降低缓冲件的耐久性，因此不优选。

另外，缓冲件与凹部外周部在水平方向上的间隔（图7的x）优选为0.1～0.5mm。若小于0.1mm，因缓冲件与凹部外周部的接触而导致缓冲件的该部分容易产生裂缝；若大于0.5mm，则缓冲件的移动变大，瓶可能会倾斜。

本发明在技术方案1或2所述的水锤强度试验装置的基础上，所述缓冲件是将多个缓冲件主体以在所述多个缓冲件主体之间隔着非缓冲性板材的方式粘接并且在上端及下端也粘接了非缓冲性板材而构成的部件，在所述固定台部及/或保持机构的、与所述缓冲件接触的面上形成凹部，所述上端及/或下端的板材位于所述凹部内（技术方案6）。

若缓冲件的上端及下端也粘接非缓冲性板材，当缓冲件移动时，软的缓冲件主体不与凹部外周部冲撞，保持了缓冲件的耐久性。另外，由于缓冲件的上端及下端为非缓冲性板材，因此，不会导致缓冲件越过凹部而移动，切实地限制了缓冲件的移动。

本发明在技术方案1或2所述的水锤强度试验装置的基础上，所述缓冲件是将多个缓冲件主体以在所述多个缓冲件主体之间隔着非缓冲性板材的方式粘接并且在上端及下端也粘接了非缓冲性板材而构成的部件，在所述上端及/或下端的板材的顶面或底面形成孔，并且在所述固定台部及/或保持机构的、与所述缓冲件接触的面上形成与该孔嵌合的突起（技术方案7）。

缓冲件的孔与固定台部或保持机构的突起嵌合，因此，能够防止缓冲件的移动。

由于不需要在固定台部和保持机构设置凹部，因此，能够减少其厚度。

发明效果

本发明的水锤强度试验装置，在使锤下落时，缓冲件不易产生面外变形，也不易移动，因此，能够有效且准确地测量水锤强度。

附图说明

图1是实施例的试验装置的剖面说明图；

图2是固定台部、缓冲件、保持机构的侧视图；

图3是固定台部、缓冲件、保持机构的俯视图；

图4是使锤下落时的试验装置的剖面说明图；

图5是使锤下落时的固定台部、缓冲件、保持机构的侧视图；

图6是其他实施例的主要部分的纵剖面图；

图7是图6的A部放大图；

图8是图6的实施例的主要部分的横剖面图；

图9是其他实施例的主要部分的纵剖面图；

图10是图9的实施例的主要部分的横剖面图；

图11是其他实施例的主要部分的纵剖面图；

图12是图11的实施例的主要部分的横剖面图；

图13是其他实施例的主要部分的纵剖面图；

图14是缓冲件的示例的侧视图；

图15是缓冲件的示例的侧视图；

图16是缓冲件的示例的侧视图；

图17是现有的试验装置的剖面说明图；

图18是作为包装货物的试验方法的说明图。

具体实施方式

实施例

图1～图5涉及实施例的试验装置。基台6、柱部7、固定台部2通过对钢板进行加工而形成一体，柱部7自基台6呈L形地竖立设置，固定台部2从柱部7的中间伸出而形成。在固定台部2设有贯通孔2a，可供瓶1的瓶身穿过。

在固定台部2上的贯通孔2a的周围四个角部载置有缓冲件3，其上载置有保持机构4。

如图14所示，缓冲件3通过使2个缓冲件主体3a与它们之间的板材3b粘接固定而形成一体。缓冲件主体3a是橡胶、软性树脂等弹性体，该情况下是以硅酮为主原料的软胶体（JIS K 2207的针入度55、杨氏弹性模量119.5kPa），尺寸为20mm×20mm×10mm。板材3b为非缓冲性，比缓冲件主体3a更难以变形，材质可使用非缓冲性的（不包含发泡剂）塑料、金属、木质板等，该情况下为聚碳酸酯制部件，尺寸为24mm×24mm×2mm。

在固定台部2和缓冲件3之间、以及缓冲件3和保持机构4之间夹入防滑片9。防滑片9是厚度为0.5mm的硅橡胶片。防滑片9分别与固定台部2、保持机构4粘接。

保持机构4在填充有填充物并安装了盖的瓶1的重心上方对其进行保持，将该瓶吊在空中，只要能够切实地保持住瓶1，并能够载置于缓冲件3上，上述保持机构4的材质、形状可以自由选择。例如：可以使用如上述专利文献1中所示的各种机构，本申请附图中省略表示这些机构，由形成在中央部的贯通孔4a支承玻璃瓶1的颈环1a正下方。

瓶在填充有填充物并安装了盖的状态下，在瓶的重心上方将其保持即可，但是，最优选在瓶的颈部（口部或颈环的正下方）进行保持。

在保持机构4上开设2个螺栓孔，与此相对应，在固定台部2上开设2个阴螺纹孔，从保持机构4的顶面侧将螺栓10拧合安装到固定台部2的阴螺纹孔中，使缓冲件3压缩变形（图2、3）。螺母11用于防止螺栓10松开。缓冲件3整体的厚度原来为22mm，利用螺栓10将保持机构4强制性下压后，其厚度被压缩至20.5mm。

在瓶1的盖1b的上方设有锤5。锤5构成为在轴5b的下端设置锤主体5a，从柱部7突出而形成，上述锤5可以沿着具有供轴5b穿插的穿插孔的导轨（未图示）垂直地上下移动。锤5由止动件（未图示）保持在所希望的高度，并通过解除止动件而落到盖1b的正顶面。

在柱部7上设有刻度8，以便能容易地获知锤的高度。

若锤5下落到盖1b的正顶面，则利用其下落能量使缓冲件3变形，从而，瓶1与保持机构4一同被急剧地压下（图4、5），产生水锤现象。

此时，由于螺栓10在保持机构4的螺栓孔内滑动，因此，保持机构4的下降不会受到阻碍。而且，螺栓10成为保持机构4下降的导向件，因此，保持机构4始终垂直地下降，而不易倾斜。

由于缓冲件3预先被压缩变形，且中间夹入了板材3b，因此，在被施加了锤5的冲击时的面外变形非常小。而且，由于螺栓10成为保持机构4下降的导向件，因此，保持机构4和瓶1的斜度非常小。

在使用现有的试验装置7的情况下，使锤下落时，瓶1的斜度最大为4°，平均为2°左右，而在本实施例的情况下，瓶1的斜度被降低至肉眼几乎看不出的程度。

对于本实施例的水锤强度的测量而言，一边逐渐地增加下落能量，一边反复使锤下落多次，根据瓶破碎时锤的下落能量表示瓶的水锤强度。下落能量的调整是通过变换锤的重量及改变下落高度（锤底面与盖顶面的距离）而进行的。若锤的质量为m、下落高度为h、重力加速度为g，则下落能量为mgh。

图6～8所示的实施例对图1～5的实施例的缓冲件附近的结构进行了变更，其他的结构与图1～5的实施例相同。

缓冲件3与上述实施例相同，通过使2个缓冲件主体3a与它们之间的板材3b粘接固定而形成一体（图14）。

防滑片9是厚度为0.5mm的硅橡胶片，尺寸为20.6mm×20.6mm。

在固定台部2及保持机构4的、与缓冲件相接的面上设有凹部12、13，所述凹部12的深度为0.8mm、尺寸为20.6mm×20.6mm。图8中附图标记12a所示的凹部的半圆形部分是基于需要利用铣刀对凹部进行切削加工而设置的所谓铣刀退刀槽。固定台部2的凹部12与保持机构4的凹部13是完全相同的形状。

在固定台部2和保持机构4的凹部12、13内装入防滑片9，并在它们之间夹入缓冲件3（图6）。缓冲件3整体的厚度原来为22mm，但利用螺栓10将保持机构4强制性下压后，其厚度被压缩至20.5mm。

如图7所示，缓冲件3在凹部12、13中仅进入y。y优选为0.2～0.8mm，本实施例中为0.3mm。缓冲件3与凹部12、13外周部在水平方向上的间隔x（除铣刀退刀槽部分之外）优选为0.1～0.5mm，本实施例中为0.3mm。

图9、10所示的实施例也对图1～5的实施例的缓冲件附近的结构进行了变更，其他的结构与图1～5的实施例相同。

如图15所示，缓冲件3构成为，在2个缓冲件主体3a之间粘接非缓冲性板材3b，并且，在上端和下端也粘接固定相同的板材3b而形成一体。缓冲件主体3a的尺寸为20mm×20mm×10mm，板材3b的尺寸为22mm×22mm×2mm。

在固定台部2和保持机构4的、与缓冲件相接的面上设有凹部12，所述凹部12的深度为1.5mm、尺寸为22.8mm×22.8mm。图8中附图标记12a所示的凹部的半圆形部分是基于需要利用铣刀对凹部进行切削加工而设置的所谓铣刀退刀槽。固定台部2的凹部12与保持机构4的凹部13是完全相同的形状。

缓冲件的板材3b与凹部12、13外周部在水平方向上的间隔（除铣刀退刀槽部分之外）优选为0.1～0.5mm，本实施例中为0.4mm。

使缓冲件端部的板材3b位于固定台部2和保持机构4的凹部12、13内，在固定台部2和保持机构4之间夹入缓冲件3（图9）。缓冲件3整体的厚度原来为26mm，但利用螺栓10将保持机构4强制性下压后，其厚度被压缩至24.5mm。

图11、12所示的实施例也对图1～5的实施例的缓冲件附近的结构进行了变更，其他的结构与图1～5的实施例相同。

缓冲件3与图9、10所示的缓冲件基本相同，但在上下端的板材3b上分别形成有2个圆形孔14（直径3.5mm）。

在固定台部2和保持机构4的、与缓冲件相接的面上，在与所述孔14对应的位置形成有圆柱形突起15（直径2.5mm、高度1.5mm）。孔14和突起15的直径之差优选为0.1～1mm左右。

缓冲件3被夹入固定台部2和保持机构4之间，但此时，突起15较松地嵌合在孔14中（图11）。缓冲件3整体的厚度原来为26mm，但利用螺栓10将保持机构4强制性下压后，其厚度被压缩至24.5mm。

图13所示的实施例也对图1～5的实施例的缓冲件附近的结构进行了变更，其他的结构与图1～5的实施例相同。

在该图中，缓冲件3与图9、10所示的缓冲件基本相同，但仅在上端的板材3b上形成有2个圆形孔14（直径3.5mm）。该结构与图11的缓冲件上端的板材相同。

在固定台部2的与缓冲件相接的面（顶面）上设有凹部12，所述凹部12的深度为1.5mm、尺寸为22.8mm×22.8mm。该结构与图9、10的固定台部的结构相同。

在保持机构4的与缓冲件相接的面（底面）上，在与所述孔14对应的位置形成有圆柱形突起15（直径2.5mm、高度1.5mm）。该结构与图11的保持机构的结构相同。

缓冲件3被夹入固定台部2和保持机构4之间，但缓冲件3下端的板材3b位于固定台部2的凹部12中，在缓冲件的上端，突起15较松地嵌合在孔14中。缓冲件3整体的厚度原来为26mm，但利用螺栓10将保持机构4强制性下压后，其厚度被压缩至24.5mm。

该实施例中，缓冲件的下端采用了图9、10的实施例的结构，并且，在上端采用了图11、12的实施例的结构。

在上述实施例中，缓冲件3通过使2个缓冲件主体3a隔着它们之间的非缓冲性板材3b粘接固定而形成一体，但缓冲件主体3a也可以是3个以上。

图16是使3个缓冲件主体3a隔着它们之间的非缓冲性板材3b粘接固定而形成一体的例子。

附图标记说明

1玻璃瓶，1a颈环，1b盖，2固定台部，3缓冲件，3a主体，3b板材，4保持机构，5锤，6基台，7柱部，8刻度，9防滑片，10螺栓，11螺母，12凹部，13凹部，14孔，15突起，20下落试验机，21下落面，22试样台，23下部样件，24试样，25上部样件。

Claims (4)

1.一种水锤强度试验装置，其为玻璃瓶的水锤强度试验装置，所述水锤强度试验装置具有：

固定台部；

缓冲件，其载置于该固定台部；

保持机构，其载置在该缓冲件上，在填充有填充物并安装了盖的瓶的重心的上方对其进行保持，从而将该瓶吊在空中；以及

锤，使该锤下落到所述盖上，对瓶施加冲击；

所述水锤强度试验装置的特征在于，

在所述固定台部和缓冲件之间，以及所述缓冲件和保持机构之间夹入防滑片，

在所述固定台部及/或保持机构的、与所述缓冲件接触的面上形成凹部，将所述防滑片设在该凹部内，并且所述缓冲件进入该凹部内0.2～0.8mm，

所述水锤强度试验装置具有将所述保持机构强制性下压的下压机构，利用该下压机构使所述缓冲件压缩变形。

2.根据权利要求1所述的水锤强度试验装置，其特征在于，所述下压机构是从所述保持机构的顶面侧拧合安装在所述固定台部的螺栓。

3.根据权利要求1或2所述的水锤强度试验装置，其特征在于，所述缓冲件是将多个缓冲件主体以所述多个缓冲件主体之间隔着非缓冲性板材的方式粘接而构成的部件。

4.一种水锤强度试验装置，其为玻璃瓶的水锤强度试验装置，所述水锤强度试验装置具有：

固定台部；

缓冲件，其载置于该固定台部；

保持机构，其载置在该缓冲件上，在填充有填充物并安装了盖的瓶的重心的上方对其进行保持，从而将该瓶吊在空中；以及

锤，使该锤下落到所述盖上，对瓶施加冲击；

所述水锤强度试验装置的特征在于，所述缓冲件是将多个缓冲件主体以在所述多个缓冲件主体之间隔着非缓冲性板材的方式粘接并且在上端及下端也粘接了非缓冲性板材而构成的部件，在所述固定台部及/或保持机构的、与所述缓冲件接触的面上形成凹部，所述上端及/或下端的板材位于所述凹部内，

所述水锤强度试验装置具有将所述保持机构强制性下压的下压机构，利用该下压机构使所述缓冲件压缩变形。