JP2005271973A - ボトル缶およびキャップ付ボトル缶 - Google Patents

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Abstract

【課題】 開栓性が良好で、かつ高いガス置換効率を実現できるボトル缶およびキャップ付ボトル缶を提供する。
【解決手段】 缶軸方向上端部にキャップ20が螺着される口金部11を備えるとともに、大径の胴部12と、胴部12の缶軸方向上端部に連設され缶軸方向上方向かうに従い径方向内方に向かって延びる肩部13とを備えるボトル缶10であって、口金部11と肩部13との間に、缶軸方向に15mm以上50mm以下の長さで延在する首部14を備え、首部14の外径は、肩部13の缶軸方向上端部における外径以下とされている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、缶軸方向上端部にキャップが螺着される口金部を備えるとともに、大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端部に連設され缶軸方向上方かつ径方向内方に延びる肩部とを備えるボトル缶およびキャップ付ボトル缶に関するものである。
周知のように、飲料等を充填して販売する容器として、大径の胴部と、この胴部の缶軸方向上端部と連設されるとともに、缶軸方向上方に向かうに従い径方向内方へ向かって延びる肩部と、該肩部の缶軸方向上端部と連設されるとともに、缶軸方向上方へ延在した口金部とを備え、この口金部に形成された雄ねじ部にキャップが螺着されてなるキャップ付ボトル缶が多く採用されている(下記特許文献1参照)。この種のボトル缶は一般に、金属板に絞り加工、しごき加工(以下、単に「DI加工」という)を施して形成された有底筒状体を用い、これに各種加工を施すことにより形成されている。ここで、前記有底筒状体は、前記DI加工時の金属材料の流れに起因して缶軸方向中央部の肉厚が最も薄くなるのが一般的であり、この有底筒状体を用いてボトル缶を形成すると、この間の加工方法の別を問わず、前記筒状体の中央部と対応する前記胴部の缶軸方向上部の肉厚が最も薄くなる。
このように構成されたキャップ付ボトル缶を開栓するに際しては、製品の購入者は、キャップおよびボトル缶胴部を左右の手それぞれで把持して、これらを缶軸回りに互いが逆向きに移動するように回動させるが、ボトル缶胴部の把持は、この胴部の中でも肉厚が最も薄くなる缶軸方向上部を親指と人差し指とで狭持するのが一般的である。
特開2001−213417号公報
しかしながら、前記従来のキャップ付ボトル缶に液体窒素が充填されたいわゆる陽圧缶の場合には、開栓時にキャップを緩めるのと同時に液体窒素が外部に流出し、この缶内圧が瞬時に大気圧と略同等になり、これに伴い前記把持されたボトル缶胴部が径方向内側に凹むことになる。従って、購入者にあっては、ボトル缶胴部外表面が極度に凹んで胴部に孔が開くのをおそれる等のため、ボトル缶胴部外表面の平滑面をなるべく維持した状態で、さらにキャップを緩めようとする。しかしながらこの場合、キャップを緩めた当初の把持力より小さい力で胴部を把持せざるを得ず、キャップを回動させる際にボトル缶に作用する回転トルクによって、ボトル缶がキャップごと缶軸回りに回動させられる、いわゆる共回りが発生し、良好な開栓性を阻害する場合があった。この問題は、クーラー等の中で冷却状態で販売されていたものを購入した需要者が、これを前記冷却温度より高い外気中で購入後所定時間経過した後に開栓しようとしたときに、ボトル缶胴部外表面に結露が発生するので特に著しい。
以上の開栓性に係る問題は、ボトル缶における把持する部分を胴部の缶軸方向上部に代えて、比較的肉厚とされた肩部としても何ら解決することはできない。すなわち、肩部外表面を親指と人差し指とで把持した場合、この肩部の缶軸に対する傾斜形状のために、ボトル缶を缶軸回りに回動させようとした際、手の上を滑り易く、やはり前記共回りが発生し、良好な開栓性を実現することはできない。
特に、胴部外径が63mm以上69mm以下とされた一般的な構成では、キャップ付ボトル缶を開栓する際、この大径の胴部全周を把持できないため胴部に強い把持力を作用させることができない一方、キャップおよびこのキャップが螺着されたボトル缶口金部はその全周を把持できるため強い把持力を作用させることができるので、キャップを回動させる際にボトル缶に作用する回転トルクによって、前記共回りが発生し易いという問題があった。この問題は前記陽圧缶に限らず、いわゆる負圧缶においても同様に生じ得るものであり、また前記陽圧缶の場合、液体窒素が外部に流出して缶内圧が大気圧と同等となる前後を問わず生じ得るものであった。
ところで、この種のキャップ付ボトル缶においては、内容物の劣化を防止するために、内容物を充填した後に、このボトル缶に内在する酸素を窒素ガスに置換するガス置換が行われる場合がある。しかしながら、前記従来のボトル缶では一般に、内容物が肩部の缶軸方向上部にまで至らせて充填されているので、前記ガス置換時に、内容物の液面と肩部の缶軸方向上端部との間で酸素が滞留し、高いガス置換効率を実現することが困難である場合があった。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、開栓性が良好で、かつ高いガス置換効率を実現できるボトル缶およびキャップ付ボトル缶を提供することを目的とする。
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本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、缶軸方向上端部にキャップが螺着される口金部を備えるとともに、大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端部に連設され缶軸方向上方へ向かうに従い径方向内方に向かって延びる肩部とを備えるボトル缶であって、前記口金部と前記肩部との間に、缶軸方向に15mm以上50mm以下の長さで延在する首部を備え、該首部の外径は、前記肩部の缶軸方向上端部における外径以下とされていることを特徴とする。
なお、このボトル缶は、金属板にDI加工を施して形成した有底筒状体を用いて形成されると好ましい。
この発明によれば、口金部と肩部との間に前記首部が形成されているので、口金部にキャップが螺着されたキャップ付ボトル缶を開栓するに際して、この首部を少なくとも親指と人差し指とで把持し、肩部を中指と薬指とで把持することが可能になるとともに、親指と人差し指とを口金部に螺着されたキャップおよび肩部に接触させないようにすることが可能になる。
ここで、このボトル缶を前記有底筒状体に基づいて形成すると、前記DI加工時の金属材料の流れに起因して、この有底筒状体の缶軸方向両端部は、缶軸方向中央部と比べて厚肉になる。従って、前記首部および肩部の肉厚は、胴部の缶軸方向上部の肉厚より大きくなる。つまり、キャップ付ボトル缶を開栓するに際して、把持するボトル缶の部分を比較的厚肉とされた部分に限定することが可能になる。従って、キャップ付ボトル缶がいわゆる陽圧缶の場合には、開栓時にキャップを緩めるのと同時に液体窒素が外部に流出し、この缶内圧が瞬時に大気圧と略同等になったとしても、前記把持している部分としての首部と肩部とが径方向内側に凹むことを抑制することが可能になり、開栓当初の強い把持力を維持した状態で引続き開栓することができる。
また、前記首部の外径が肩部の缶軸方向上端部における外径以下とされているので、首部の外径を胴部より小径とすることが可能になり、胴部を把持する場合に比べて大きな力で首部を把持することができる。
さらに、中指と薬指とで、首部の外径以上の外径とされた肩部を把持し、肩部外表面を径方向内側に向けて押圧することにより、これらの指と肩部外表面との間に大きな摩擦力を発生させることが可能になり、キャップを缶軸回りに回動させたときの大きな回転トルクに対抗することが可能になる。
以上により、キャップ付ボトル缶を開栓する際に、首部および肩部を前述のように把持することによって、径方向内側へ凹ませることなく首部を強い力で把持することが可能になり、さらにキャップを回動させたときに発生した回転トルクに対抗できる摩擦力を手とボトル缶との間に発生させることが可能になり、開栓時にボトル缶がキャップごと缶軸回りに回転させられることを抑制することができ、良好な開栓性を実現することができる。
さらに、このボトル缶の首部にまで至らせて内容物を充填すると、この液面とボトル缶の開口端面までの間には、首部の一部および口金部のみが位置することなり、これらの首部と口金部とはそれぞれ缶軸方向上方へ略延在しているので、液面と前記開口端面との間の空間、すなわちヘッドスペースが略円柱形状となり、ガス置換を行う際にこの置換効率の向上を図ることができる。
請求項2に係る発明は、請求項1記載のボトル缶において、前記首部の外径は33mm以上43mm以下とされていることを特徴とする。
この発明によれば、首部の外径が前記範囲に設定されているので、親指と人差し指とで首部の全周を把持することが可能になるとともに、これらの指同士が重なり合う部分を最小限に抑制することが可能になり、この首部をさらに強く把持することができる。
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載のボトル缶において、前記肩部に溝部が形成され、該溝部は周方向に間隔を置いて複数形成されていることを特徴とする。
この発明によれば、前記溝部により、開栓時における前記摩擦力の更なる向上を図ることが可能になる。
請求項4に係る発明は、請求項1から3のいずれかに記載のボトル缶において、前記口金部は、前記キャップに形成された雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を備えるとともに、該雄ねじ部の缶軸方向下端部に連設され径方向外方へ膨出した膨出部を備え、前記首部の外径は前記膨出部の外径以下とされていることを特徴とする。
この発明によれば、首部の外径が膨出部の外径以下とされているので、首部を把持したときに、首部が滑ってボトル缶が落下することを抑制することが可能になり、開栓時にボトル缶を安定して把持することができ、良好な開栓性を確実に実現することができる。
請求項5に係る発明は、請求項1から4のいずれかに記載のボトル缶において、前記肩部の缶軸方向上端部は径方向外方へ凸とされた凸曲面部とされ、前記首部は前記凸曲面部の缶軸方向上端に連設されていることを特徴する。
この発明によれば、ボトル缶に缶軸方向下方に向かう軸力が作用し、首部の缶軸方向下端と肩部の缶軸方向上端部との間に応力集中が作用しても、この応力集中が前記凸曲面部により緩和されることになる。したがって、ボトル缶が前記首部を備えた構成においても、首部が缶胴の内側へめり込み始める前記軸力、すなわち座屈強度の低下を最小限に抑制することができる。
請求項6に係る発明は、請求項1から5のいずれかに記載のボトル缶の口金部にキャップが螺着されてなることを特徴とする。
請求項7に係る発明は、請求項6記載のキャップ付ボトル缶において、前記首部の外径は前記キャップの外径より小さくされていることを特徴とする。
請求項8に係る発明は、請求項6記載のキャップ付ボトル缶において、前記ボトル缶には、少なくとも前記首部に至らせて内容物が充填されていることを特徴とする。
本発明に係るボトル缶およびキャップ付ボトル缶によれば、開栓性が良好で、かつ高いガス置換効率を実現することができる。
以下、本発明に係るボトル缶およびキャップ付ボトル缶の一実施形態を、図1および図4から図10を参照しながら説明する。
これらの図に示すボトル缶10は、缶軸方向上端部にキャップ20が螺着される口金部11を備えるとともに、大径の胴部12と、該胴部12の缶軸方向上端部に連設され缶軸方向上方に向かうに従い径方向内方に向かって延びる肩部13とを備え、口金部11と肩部13との間に、缶軸方向に15mm以上50mm以下の長さで延在する首部14が形成され、首部14の外径は肩部13の缶軸方向上端部における外径以下とされている。
口金部11は、キャップ20に形成された雌ねじ部20aと螺合する雄ねじ部11aを備えるとともに、この雄ねじ部11aの缶軸方向下端部に連設され径方向外方へ膨出した膨出部11bを備え、口金部11の缶軸方向上端部は径方向外方へ折り曲げられたカール部11cとされ、この缶軸方向上端面は開口端面とされている。これらのうちカール部11cがキャップ20の内側に配設されたライナー20bと密接することにより、ボトル缶10の内容物が密封されるようになっている。
肩部13の缶軸方向上端部は径方向外方へ凸とされた凸曲面部13aとされ、この凸曲面部13aの缶軸方向上端に首部14が連設された構成となっている。
胴部12の外径は63mm以上69mm以下とされ、首部14および口金部11の外径は33mm以上43mm以下とされ、肩部13の外表面と胴部12の外表面の缶軸方向上方への延長線とがなす角度は30°以上40°以下とされ、また口金部11の缶軸方向における長さは15mm以上30mm以下とされている。これらのうち、首部14の外径は膨出部11bの外径以下とされ、図1に示すキャップ付ボトル缶において、キャップ20の外径は首部14の外径より大きくされている。ここで、膨出部11bの外径とは、この膨出部11bのうち最も外径が大きい部分における外径をいい、キャップ20の外径とは、ボトル缶膨出部11bのうち最も外径が大きい部分と対応する部分における外径をいう。
以上のように構成されたボトル缶10、および首部14を有さない従来のボトル缶の肉厚分布を測定した。
これらのボトル缶は、アルミニウム合金からなる板厚が約0.40mmの金属板に絞り加工、およびしごき加工を施し、胴部12を有する有底筒状体を形成した後に、この有底筒状体の開口部にネックイン加工を始めとする各種加工を施すことにより形成した。そして、ボトル缶10(以下、単に「実施例」という)、および前記従来のボトル缶(以下、単に「比較例」という)の缶軸方向における大きさ、すなわち全長はともに約160mmとされたものを採用し、肩部の前記角度はともに約35°とされたものを採用した。
結果を図2に示す。この図において、横軸はボトル缶の底面からの距離とされ、縦軸が肉厚とされており、缶軸方向における高さ位置ごとでの肉厚を示すものである。肉厚は、各高さ位置について周方向回りに等間隔で8箇所測定したときの平均値を示すものである。なお、この図において、横軸に示す符号A〜Eは、図1に示すボトル缶10の各部位12、13・・・毎の高さ位置を示すものである。
この図から、胴部12の肉厚は0.134mm以上0.260mm以下、肩部13の肉厚は0.204mm以上0.270mm以下、凸曲面部13aの肉厚は約0.270mm、首部14の肉厚は0.270mm以上0.310mm以下とされている。すなわち、首部14および肩部13の肉厚は胴部12の肉厚より厚いことが確認できる。
以上のように構成されたキャップ付ボトル缶を開栓するに際しては、口金部11と肩部13との間に首部14が形成されているので、この首部14を少なくとも親指と人差し指とで把持し、中指と薬指とで肩部13を把持することが可能になるとともに、親指と人差し指とをキャップ20および肩部13の双方に接触させないようにすることが可能になる。ここで、図2に示すように、肩部13および首部14の肉厚は胴部12の肉厚より大きくなっているので、開栓時に把持するボトル缶10の部分を比較的厚肉とされた肩部13および首部14に略限定することが可能になり、キャップ付ボトル缶がいわゆる陽圧缶の場合に、開栓時にキャップ20を緩めるのと同時に液体窒素が外部に流出し、この缶内圧が瞬時に大気圧と略同等になったとしても、把持している首部14と肩部13とが径方向内側に凹むことを抑制することが可能になり、開栓当初の強い把持力を維持した状態で引続き開栓することができる。
また、首部14の外径が肩部13の缶軸方向上端部における外径以下とされているので、首部14の外径を胴部12より小径とすることが可能になり、胴部12を把持する場合に比べて大きな力で首部14を把持することができる。
さらに、中指と薬指とで、首部14の外径以上の外径とされた肩部13を把持し、肩部13外表面を径方向内側に向けて押圧することにより、これらの指と肩部13外表面との間に大きな摩擦力を発生させることが可能になり、キャップ20を缶軸回りに回動させたときの大きな回転トルクに対抗することが可能になる。
以上により、キャップ付ボトル缶を開栓する際に、首部14および肩部13を前述のように把持することによって、径方向内側へ凹ませることなく首部14を強い力で把持することが可能になり、さらにキャップ20を回動させたときに発生した回転トルクに対抗できる摩擦力を手とボトル缶10との間に発生させることが可能になり、開栓時にボトル缶10がキャップ20ごと缶軸回りに回転させられることを抑制することができ、良好な開栓性を実現することができる。
さらに、このボトル缶10の首部14にまで至らせて内容物を充填すると、この液面とボトル缶10の開口端面までの間には、首部14の一部および口金部11のみが位置することなり、これらの首部14と口金部11とはそれぞれ缶軸方向上方へ略延在しているので、液面と前記開口端面との間の空間、すなわちヘッドスペース10aが略円柱形状となり、ガス置換を行う際にこの置換効率の向上を図ることができる。
特に、首部14の外径は33mm以上43mm以下とされているので、親指と人差し指とで首部14の全周を把持することが可能になるとともに、これらの指同士が重なり合う部分を最小限に抑制することが可能になり、この首部14を確実に強く把持することができる。
また、首部14の外径が膨出部11bの外径以下とされるとともに、首部14の外径がキャップ20の外径より小さくされているので、首部14を把持したときに、首部14が滑ってボトル缶10が落下しようとした場合においても、キャップ20や膨出部11bが手に引っ掛かり、この落下発生を抑制することが可能になり、開栓時にボトル缶10を安定して把持することができ、良好な開栓性を確実に実現することができる。
さらに、肩部13と首部14との間に凸曲面部13aが形成されているので、ボトル缶10に缶軸方向下方に向かう軸力が作用し、首部14の缶軸方向下端と肩部13の缶軸方向上端部との間に応力集中が作用しても、この応力集中が凸曲面部13aにより緩和されることになる。したがって、ボトル缶10が首部14を備えた構成においても、首部14が缶胴の内側へめり込み始める前記軸力、すなわち座屈強度の低下を最小限に抑制することができる。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図3に示すように、肩部13に周方向に間隔を置いて複数配置された溝部21を形成してもよい。例えば、この溝部21を肩部13に周方向に所定の間隔を置いて8個以上20個以下形成し、これらの溝部21を側壁部21aと底部21bとからなる断面V字状として、肩部13の傾斜方向に沿ってこの方向の全域に亙って形成し、肩部13の缶軸方向上端から下端に向かうに従い漸次幅広になるように形成してもよい。また、溝部21の底部21bを径方向内方に凸となるように曲面状とし、複数の溝部21同士を径方向外方に凸となるように曲面状に形成された頂部21cを介して連結するようにしてもよい。この場合、溝部21により、開栓時における手とボトル缶10との間の摩擦力の更なる向上を図ることが可能になり、さらに良好な開栓性を具備させることができる。なお、溝部21は図3に示す構成に限らず、例えば缶軸方向に断続的に設けた構成であってもよく、また肩部13の傾斜方向全域に亙って同等の幅で形成してもよい。
また、首部14は缶軸に対して径方向外方若しくは内方へ4°以下傾いた範囲内で延在したものであればよい。さらに、この首部14は多段形状であってもよく、例えば図11から図17、図18から図24、および図25から図31に示すように、肩部13の凸曲面部13aと連設された大径部とこの大径部の缶軸方向上端に連設された小径部とからなる2段形状であってもよい。さらに、肩部13は図1および図10に示すような断面視略直線状に延在したものに限られず、図25から図31に示すように曲面状に延在したものであってもよく、また多段状とされたものであってもよく、さらに図11から図17に示すように、肩部13の缶軸方向下部に径方向内方に凹む凹部31を全周に亙って連続させて形成したものや、図25から図31に示すように肩部13の缶軸方向上部に径方向外方へ凸とされた凸部を全周に亙って連続させて形成したものであってもよい。すなわち、肩部13は缶軸方向上方へ向かうに従い径方向内方に向かって延びる構成であればこの表面形状はいずれであってもよい。
また、ボトル缶10は、金属板に絞り、しごき加工を施して形成された有底筒状体に基づいて各種加工を施すことにより形成されたものであれば、有底筒状体からボトル缶を形成するまでの間における製造方法は特に限定されない。
さらに、いわゆる陽圧缶に限らず負圧缶にも適用可能であり、ボトル缶10の材質もアルミニウム合金に限定されるものではなく、例えばスチール製であってもよい。
開栓性が良好で、かつ高いガス置換効率を実現できるボトル缶およびキャップ付ボトル缶を提供する。
本発明に係る第一実施形態におけるボトル缶を適用したキャップ付ボトル缶を示す一部断面側面図である。 図1に示すボトル缶の缶軸方向における高さ位置ごとでの肉厚を示す肉厚分布図である。 本発明に係る第二実施形態におけるボトル缶の肩部およびその周辺部を示す側面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の正面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の背面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の左側面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の右側面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の平面図である。 本発明に係る第一実施形態として示したボトル缶の底面図である。 図8に示すボトル缶のX−X線矢視断面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の正面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の背面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の左側面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の右側面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の平面図である。 本発明に係る第三実施形態として示したボトル缶の底面図である。 図15に示すボトル缶のY−Y線矢視断面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の正面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の背面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の左側面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の右側面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の平面図である。 本発明に係る第四実施形態として示したボトル缶の底面図である。 図22に示すボトル缶のX−X線矢視断面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の正面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の背面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の左側面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の右側面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の平面図である。 本発明に係る第五実施形態として示したボトル缶の底面図である。 図29に示すボトル缶のY−Y線矢視断面図である。
符号の説明
10 ボトル缶
11 口金部
11a 雄ねじ部
11b 膨出部
12 胴部
13 肩部
13a 凸曲面部
14 首部
20 キャップ
20a 雌ねじ部

Claims (8)

  1. 缶軸方向上端部にキャップが螺着される口金部を備えるとともに、大径の胴部と、該胴部の缶軸方向上端部に連設され缶軸方向上方へ向かうに従い径方向内方に向かって延びる肩部とを備えるボトル缶であって、
    前記口金部と前記肩部との間に、缶軸方向に15mm以上50mm以下の長さで延在する首部を備え、該首部の外径は、前記肩部の缶軸方向上端部における外径以下とされていることを特徴とするボトル缶。
  2. 請求項1記載のボトル缶において、
    前記首部の外径は33mm以上43mm以下とされていることを特徴とするボトル缶。
  3. 請求項1または2に記載のボトル缶において、
    前記肩部に溝部が形成され、該溝部は周方向に間隔を置いて複数形成されていることを特徴とするボトル缶。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載のボトル缶において、
    前記口金部は、前記キャップに形成された雌ねじ部と螺合する雄ねじ部を備えるとともに、該雄ねじ部の缶軸方向下端部に連設され径方向外方へ膨出した膨出部を備え、
    前記首部の外径は前記膨出部の外径以下とされていることを特徴とするボトル缶。
  5. 請求項1から4のいずれかに記載のボトル缶において、
    前記肩部の缶軸方向上端部は径方向外方へ凸とされた凸曲面部とされ、前記首部は前記凸曲面部の缶軸方向上端に連設されていることを特徴するボトル缶。
  6. 請求項1から5のいずれかに記載のボトル缶の口金部にキャップが螺着されてなることを特徴とするキャップ付ボトル缶。
  7. 請求項6記載のキャップ付ボトル缶において、
    前記首部の外径は前記キャップの外径より小さくされていることを特徴とするキャップ付ボトル缶。
  8. 請求項6記載のキャップ付ボトル缶において、
    前記ボトル缶には、少なくとも前記首部に至らせて内容物が充填されていることを特徴とするキャップ付ボトル缶。

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