JP2010264991A - 口部に中栓を装着するガラスびん - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスびんから、取外し具を用いて中栓を取り外す際、ガラスびん口部が割れるのを防止する。
【解決手段】口部外面上端部に中栓外筒壁の内周面が接触するリップ部１１が、その下方に中栓外筒壁内周面下端部に形成された環状突条に係合する環状凹部１２が形成され、リップ部側面の縦断面形状が、縦方向の直線でなる縦線部を有しない外側に凸の曲線となっているガラスびんにおいて、環状凹部に、その縦断面において、外側に凸の曲線の直下にあって内側方向に向かって下降傾斜する直線によって構成される傾斜面１３を設け、傾斜面の水平面となす角度を４７°〜５３°とすることで前記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種飲料、調味料等の容器として使用される、口部に中栓と外蓋を装着するガラスびんに関する。

中栓を装着するガラスびんの口部には、中栓が脱落するのを防止するため、リップ部と環状凹部が設けられている。リップ部は、その下方の環状凹部よりも外側に膨出しており、中栓の外筒壁内周面下端部に形成された環状突条がびん口部の環状凹部に係合する。

中栓はびん口部に対し機械的に上方から一挙に打栓されるため、内容物である食用油、調味料、飲料等を消費した後にこれを容器から取り外すことは極めて困難であった。昨今は、びんを極力リターナブル化し、また、びんとプラスチック製の中栓とを分別回収し、資源をリサイクルする要請が高まり、下記特許文献１に示されるように、びん口部のリップ部直下に栓体を取り外すための縦溝を設け、中栓をびんから取り外しやすくしたガラスびんが提案されている。

びんのリップ部の形状は、次の２種類がある。
その第一のタイプは、図３に示すように、リップ部側面の縦断面形状が、縦方向の直線部を有しない外側に凸の曲線となっているものである。
このタイプは、縦断面形状において、リップ部１１の側面が外側に凸の曲線（円弧）となっており、その下側に外側に凹の曲線（円弧）でなる環状凹部１２が形成されている。
リップ部１１から環状凹部１２にかけて、凸又は凹の曲線の接線が水平面となす角度が最小となるのは、凸と凹の変曲点１６の部分で、その角度は２５°〜３０．８°程度である。中栓２の外筒壁２１の下端部に形成された環状突条２２がリップ部１１下部ないし環状凹部１２に接触して中栓の脱落を防止する。このため、凸と凹の変曲点１６の部分の角度は２５°〜３０．８°程度が必要であるとされていた。

リップ部形状の第二のタイプは、第４図に示すように、リップ部側面の縦断面形状において、縦線部１７（縦方向の直線）を有するものである。
このタイプは、縦線部１７の下方に内側に向かって下降傾斜する斜線部１８が形成され斜線部１８以下が環状凹部１２となっている。斜線部１８の水平面となす角度は、３２．５°〜４８．５°が一般的であるが、下記特許文献２には、斜線部が水平面となす角度を３０°〜５０°とすることで、中栓を容易に取り外すことができ、かつ、中栓が不用意に外れることがない旨が開示されている。
このタイプは、縦線部１７と中栓２の外筒壁２１の接触面積が大きいので、その摩擦力により中栓の脱落を防止できるため、斜線部１８が水平面となす角度θ（リップ部１１から環状凹部１２にかけて、外面の接線が水平面となす最小角度）を、前記第１のタイプの変曲点の角度θより大きくすることが可能である。

また、中栓を容易に取り外すための器具（取外し具）が、下記特許文献３、４などに開示されている。

実開昭５６−８４９１２号公報 特開平１１−３４８９５３号公報 特開２００３−２３７８９２号公報 特開２００３−２３９５号公報

近年、消費者又はリサイクル業者が器具（取外し具）を用いて中栓をガラスびんから取り外す際、ガラスびん口部のリップ部が割れ、ケガをする事故が起きている。

出願人は、取外し具による中栓の取り外しにおいて、前記第一のタイプのガラスびん口部のリップ部が割れる原因を研究した結果、次のようなことが判明した。

例えば、図５に示すような取外し具３で中栓２をガラスびん１から取り外す場合、先ず図５に示すように取外し具３の先端部３２を、その凹形部３３が中栓を跨ぐように中栓に載せ、爪３４を中栓２の外筒壁２１下端に引っ掛ける。この状態では、爪３４の位置は図６のようになっている。なお、図中符号１９は外蓋を装着するための螺条、２３は注出筒、２４は内筒壁である。

図５の状態から矢印Ａの方向に柄３１を持って力を入れると、中栓２と取外し具の先端部３２が接触する支点において、矢印Ｂ方向の力が生じ、中栓２に対して取外し具の先端部３１が矢印Ｂ方向にスリップ移動する。
その結果、図７に示すように、爪３４の先端がびんの内側方向（矢印Ｃ方向）に変位してリップ部１１と環状凹部１２の境の変曲点（図３）付近に入り込み、この状態で爪３４の先端に矢印Ｄ方向の大きな力が加わるため、リップ部が破損するのである。

本発明は、リップ部側面の縦断面形状が外側に凸の曲線となっている前記第一のタイプのガラスびんから、取外し具を用いて中栓を取り外す際、ガラスびん口部のリップ部が割れるのを防止することを課題とする。

本発明は、口部外面上端部に中栓外筒壁の内周面が接触するリップ部が、その下方に中栓外筒壁内周面下端部に形成された環状突条に係合する環状凹部が形成され、前記リップ部側面の縦断面形状が、縦方向の直線でなる縦線部を有しない外側に凸の曲線となっているガラスびんであって、前記環状凹部が、その縦断面において、前記外側に凸の曲線の直下にあり、内側方向に向かって下降傾斜する直線によって構成される傾斜面を有し、該傾斜面の水平面となす角度が４７°〜５３°であることを特徴とする口部に中栓を装着するガラスびんである。（請求項１）

本発明において、びんの縦断面は、全て、びんの中心軸を通る垂直縦断面を意味する。
本発明の特徴は、先ず、環状凹部が、その縦断面において、リップ部の外側に凸の曲線の直下にある、内側方向に向かって下降傾斜する直線によって構成される傾斜面を有することである。
従来は、リップ部の外側に凸の曲線の下方に続いて、環状凹部の凹の曲線があった。取外し具で中栓を取り外すとき、爪の先端は凸と凹の曲線の変曲点付近でびんに接触するが、凹の曲線部分で接触すると爪先端がびん表面を滑って上方に移動しにくくなり、びんに大きな応力が発生して割れやすくなる。
本発明においては、爪が直線状の傾斜面に接触し、凹の曲線で接触しないようにできるので、爪先端がびん表面を滑って上方に移動しやすくなり、びんに発生する応力が減少し、びんが割れにくくなる。

さらに本発明の特徴は、直線状の傾斜面の傾斜角度（水平面に対する角度）を４７°〜５３°としたことである。

傾斜面を設け、その傾斜角度を４７°〜５３°としたことで、図７の状態から爪３４を上昇させたときにガラスに発生する応力が、従来（変曲点の角度３０．８°の場合）に比べてほぼ半分となり、爪は完全に傾斜面１３の表面を滑って上昇し、リップが欠けるおそれはほとんどなくなる。傾斜面の傾斜角度が４７°に満たないと、取外し具で中栓を取り外すときにリップ部が欠けるおそれがでてくる。

直線状の傾斜面を設け、その傾斜角度を４７°〜５３°とすると、従来に比べて中栓の環状突条とびんの環状凹部が接触する面積が１０〜２０％少なくなり、さらに接触部の角度が大きくなる（従来の４０°〜４５°から４７°〜５３°になる）ので、中栓がびんから抜けやすくなる。
消費者が使用するに際して中栓が不用意に抜けることは避けなければならない。いろいろな使用状態を勘案した結果、消費者の通常の使用に際して中栓に最も大きな抜ける力が作用するのは、中栓のプルリングを引っ張って注出筒の内側の注出口を開口するときである。
傾斜面の角度を５３°以下とすれば、中栓のプルリングを引っ張って注出筒の内側の注出口を開口するときに中栓がびん口から抜けることが無く、したがって、消費者の通常の使用に際して中栓が不用意にびん口から抜けるおそれがない。
これは、傾斜面の角度を５３°以下とすれば、中栓を上に引き上げる力が発生した場合、中栓の浮上を防止する力が従来（接触部の角度４０°）に比べて２０％程度しか減少しないためで、本発明において実用上中栓が不用意に抜けるおそれは全くない。

本発明のガラスびんは、取外し具を用いて中栓をガラスびんから取り外す際、ガラスびん口部のリップ部が割れるのを防止することができる。
また、消費者の通常の使用に際して中栓が不用意にびん口から抜けるおそれもない。

実施例のガラスびんの口部断面形状の説明図である。 実施例のガラスびんに取り外し治具による力Ｆが作用した状態の説明図である。 第一のタイプのリップ形状の説明図である。 第二のタイプのリップ形状の説明図である。 びん口部に取外し具を当てた状態の説明図である。 図５の爪付近の拡大図である。 爪が内側方向に移動した状態の説明図である。 従来のガラスびんに取り外し治具による力Ｆが作用した状態の説明図である。

図１に実施例のガラスびん１の口部断面形状（中心軸を通る縦方向断面）を示す。
天面１５に続いて外側に凸の曲線でなるリップ部１１（の外側面）が形成されている。リップ部１１には、中栓２の外筒壁２１の内周面が接触する。
リップ部１１の下方には、中栓２の外筒壁２１内周面下端部に形成された環状突条２２に係合する環状凹部１２が形成されている。
環状凹部１２は、リップ部１１の凸の曲線に続いて、内側に向かって下降傾斜した（下方ほど外径が減少する）傾斜面１３を有する。縦断面において、傾斜面１３は直線である。本実施例の場合、傾斜面１３の傾斜角度θは５０°である。
傾斜面１３の下方は、外側に凹の曲線となっている。

図２は実施例のガラスびん（傾斜面のθ＝５０°）に取外し具による力Ｆが作用した状態の説明図、図８は従来例のガラスびん（変曲点のθ＝３０．８°）の変曲点に取外し具による力Ｆが作用した状態の説明図である。
傾斜面１３に取り外し治具による力Ｆが作用した場合、力Ｆは、傾斜面１３に平行なスリップ力Ｓと、傾斜面１３に垂直な負荷力Ｅに分解できる。
本実施例の場合、取外し具により作用する力Ｆの多くはスリップ力Ｓとなり、爪３３は傾斜面１３に沿ってスリップしやすくなる。
一方、リップ部欠けの原因となるガラスへの負荷力Ｅは、従来例に比べて約２５％減少する。

上記の実施例及び従来例について、傾斜面ないしは変曲点に直角に１ｋｇｆの負荷力Ｅが作用した場合のガラス外表面に生じる応力分布をコンピュータ解析により求めた結果、びんに発生する最大応力が、実施例は５０．０ＭＰａ、従来例は３５．５ＭＰａとなり、同じ負荷力が作用した場合に実施例は従来例に比べて最大応力が約３０％減少することがわかった。

実施例は従来例に比べて、負荷力が約２５％減少し、負荷力が同じであっても発生応力が約３０％減少することから、傾斜面に取外し具による力Ｆが作用した場合、ガラスに発生する応力は半分程度（５２．５％）になる。
以上のことから、傾斜面の角度を５０°とした実施例は、取外し具を用いて中栓をガラスびんから取り外す際、ガラスびん口部のリップ部が割れるのをほぼ完全に防止することができる。

なお、各図において、便宜上、中栓を、取り外すに際の変形を無視して表示しているが、中栓はポリエチレンなどの軟質プラスチック製であるので、取外しに際して大きく変形する。

１ ガラスびん
１１ リップ部
１２ 環状凹部
１３ 傾斜面
１４ 凹曲面部
１５ 天面
１６ 変曲点
１７ 縦線部
１８ 斜線部
１９ 螺条
２ 中栓
２１ 外筒壁
２２ 環状突条
２３ 注出筒
２４ 内筒壁
３ 取外し具
３１ 柄
３２ 先端部
３３ 凹形部
３４ 爪

Claims (1)

1. 口部外面上端部に中栓外筒壁の内周面が接触するリップ部が、
   その下方に中栓外筒壁内周面下端部に形成された環状突条に係合する環状凹部が形成され、
   前記リップ部側面の縦断面形状が、縦方向の直線でなる縦線部を有しない外側に凸の曲線となっているガラスびんであって、
   前記環状凹部が、その縦断面において、前記外側に凸の曲線の直下にあり、内側方向に向かって下降傾斜する直線によって構成される傾斜面を有し、
   該傾斜面の水平面となす角度が４７°〜５３°であることを特徴とする口部に中栓を装着するガラスびん。

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