JP2011235930A - リセスびん - Google Patents

Abstract

【課題】リセスびんの上コンタクト部を割れにくい構造とし、びんの衝撃強度を高め、これによりびんの更なる軽量化を可能にする。
【解決手段】びん胴部にリセスが形成されたリセスびんの、リセス上部と縦断面が凸曲線の肩部の間にあって縦断面が直線状の上コンタクト部において、該上コンタクト部外面の上端半径Ｒ１を、下端半径Ｒ２よりも０．０３〜０．１５ｍｍ小さくすることで、上コンタクト部の衝撃強度が向上し、びんが割れにくくなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、胴部全周に、ラベルを貼付するためのリセス（凹部）を有するガラスびんに関する。

胴部全周に、リセスを有するリセスびんが用いられている。リセスにラベルを貼付することで、びんを搬送する際にびんどうしがぶつかってもラベルを痛めることがないという利点を有する。

図１に示すように、リセスびん１は、胴部に窪んだリセスを有し、その上部が上コンタクト部３、下部が下コンタクト部４となっている。上コンタクト部３及び下コンタクト部４は、共に縦断面が垂直な面で、通常リセス２は上コンタクト部３及び下コンタクト部４よりも０．２〜０．３ｍｍ凹んでいる。上コンタクト部３の上部は断面が凸の曲線をなし、首部に向かって徐々に縮径する肩部５、下コンタクト部４の下部は断面が凸の曲線をなし、底部に向かって徐々に縮径する裾部６となっている。

リセスびんどうしがぶつかると、各びんの上コンタクト部３及び下コンタクト部４どうしが接触し、リセスどうしは接触しないので、ラベルが傷つくことがない。
このようなリセスびんは、例えば下記特許文献に開示されている。

実開昭６２−１１７１０号公報 実開昭５７−１６９６１５号公報

近年、ガラスびんの軽量化が推進されている。びんの軽量化は、原料や燃料が削減できるばかりではなく、輸送コストも下がるなど、ＣＯ_２削減に大きく貢献できる。
びんが軽量化されると、ガラス厚みが薄くなり強度が低下する。リセスを有しない通常のびんは、びんどうしがぶつかったときに最大径である胴部全体が接触し、接触面積が大きいので、応力が分散される。リセスびんの場合は、上コンタクト部３と下コンタクト部４で接触し、リセス部分は接触しないので、接触面積が小さくなり、割れやすいという問題がある。

びんどうしがぶつかったときの強度は、ＪＩＳ Ｚ ０２０５（包装貨物及び容器の傾斜衝撃試験方法）に基づいて、又はこれを若干変更した状態で測定される。
これは、図８に略図を示すように、傾斜角（１０°程度）をもって設置したレール１１の上を、試供品１４（カートンにびんを詰めたもの）を載置した滑走車１２を重力により滑走させ、硬質板１３に衝突させるものである。例えば、滑走距離３０ｃｍから始め、１０ｃｍ間隔で滑走距離を長くしながら継続し、びんが割れたときの滑走距離をもってびんの強度とする。

リセスびんの場合、一般的に下コンタクト部よりも上コンタクト部に発生する応力が大きく、上コンタクト部でびん割れが発生する。
図６は、従来のリセスびんの上コンタクト部の側面形状を示し、Ａ点は上端、Ｂ点は下端である。Ａ点とＢ点におけるびん半径は同じである。
図７は、Ａ点とＢ点に同じ衝撃が加わったときの強度（計算値）を比較したもので、線ＡはＡ点、線ＢはＢ点の強度を示し、Ａ点（上端）はＢ点（下端）よりも３０％程度強度が小さい。

図８の衝撃試験の際、びんどうしは必ずしも平行に衝突するとは限らず、むしろ衝撃時の慣性により多少傾いて衝突することが多い。図９は、右側のびんが左側のびんに対して５°傾いて衝突した状態を示している。この場合、衝突部Ｃは上コンタクト部３の上部のＡ点付近となる。Ａ点はＢ点よりも衝撃強度が小さいので、このような場合、特に上コンタクト部で割れが起こりやすい。

本発明は、リセスびんの上コンタクト部を割れにくい構造とし、びんの衝撃強度を高め、これによりガラスびんの更なる軽量化（肉薄化）を可能にすることを課題とするものである。

本発明は、びん胴部にリセスが形成されたリセスびんの、リセス上部と縦断面が凸曲線の肩部の間にあって縦断面が直線状の上コンタクト部において、該上コンタクト部外面の上端半径Ｒ１が、下端半径Ｒ２よりも０．０３〜０．１５ｍｍ小さいことを特徴とするリセスびんである。

本発明のリセスびんは、びんどうしが衝突したときに最も割れやすい上コンタクト部が割れにくい構造であるので、リセスびんの衝撃強度が向上し、その結果、更なるびんの軽量化が可能となる。

リセスびんの側面図である。 実施例のリセスびんの要部略側面図である。 実施例のリセスびんが衝突したときの説明図である。 衝撃強度と衝撃幅の関係の説明図である。 びん衝突の際の変形と衝撃幅の関係の説明図である。 従来のリセスびんの要部略側面図である。 上コンタクト部の衝撃強度の説明図である。 衝撃試験方法の説明図である。 従来のリセスびんが衝突したときの説明図である。

図２は、実施例のリセスびんの上コンタクト部３付近の部分側面図である。びんは内容量５００ｍｌで、最大直径７２ｍｍ、高さ１９０ｍｍである。
リセス２の上部に縦断面が直線状の上コンタクト部３が形成され、その上部は縦断面が凸の曲線状の肩部５となっている。上コンタクト部３において、上端のＡ点における半径Ｒ１は、下端のＢ点における半径Ｒ２よりも０．０３〜０．１５ｍｍ小さくなっている。Ｂ点及び下コンタクト部４の半径は３６ｍｍである。
上コンタクト部３の幅は５〜１０ｍｍ程度が適当である。

図３は、実施例のリセスびんが５°傾いた状態で衝突した状態を示している。このように、衝突部Ｃは上コンタクト部３の下部のＢ点付近となる。図７で説明したように、Ｂ点はＡ点よりも衝撃強度が大きいので、従来の図９の場合に比較してびんは割れにくくなる。
Ｒ２−Ｒ１が０．０３ｍｍよりも小さいと、衝突部がＡ点に近づき（Ａ点とＢ点の中間よりも上になり）、衝撃強度の向上効果が小さくなる。

図４は、衝撃幅と衝撃強度の関係を、コンピュータシミュレーションにより求めたものである。衝撃幅とは、びんどうしが衝突したときに接触する幅である。接触する面が相互に傾いた面であっても、衝突部分のガラスが変形することで、ある幅でもって衝突する。
衝撃幅が広いほど衝撃強度が大きくなる。点的（幅０．５ｍｍ）な衝撃での強度に対し、２ｍｍ幅では約３倍、３ｍｍ幅では約４．７倍、４ｍｍ幅では約６．４倍、５ｍｍ幅では約８．２倍の強度となる。そのため、２〜３ｍｍ以上の衝撃幅となるように衝突させれば、衝撃強度が点的な衝撃の場合に比べて３〜４．７倍以上となり、衝撃強度の向上がめざましく、好ましい。
本発明のリセスびんにおいて、衝撃幅が最も小さくなるのは、図４の右側に示すように、びんどうしが平行な状態で衝突した場合である。

びんどうしが平行に衝突し、双方のびんのＢ点どうしが接触した場合、びんは変形する。図５は、同図右側に示すように、Ｂ点を下端とする衝撃幅で衝撃が加わったとき（当該部分の肉厚１．４ｍｍ、滑走距離６０ｃｍの場合）のびんの変形量をコンピュータシミュレーションで求めたものである。縦軸は、Ａ点とＢ点の変形量差（Ａ点の変形量をΔＲ１、Ｂ点の変形量をΔＲ２としたときのΔＲ２−ΔＲ１）、横軸は衝撃幅である。
衝撃幅はＲ２−Ｒ１が小さいほど、上コンタクト部の幅Ｌが大きいほど広くなり、
衝撃幅＝（ΔＲ２−ΔＲ１）Ｌ／（Ｒ２−Ｒ１）・・式（１）
の関係が成り立つ。
また、図５に示すグラフから次の式が近似的に成り立つ。
（ΔＲ２−ΔＲ１）＝−０．０１×衝撃幅＋０．０９４・・式（２）
式（１）（２）から（ΔＲ２−ΔＲ１）を消去すると、
衝撃幅＝〔０．０９４Ｌ／（Ｒ２−Ｒ１）〕／〔１＋０．０１Ｌ／（Ｒ２−Ｒ１）〕
となる。
Ｒ２−Ｒ１を０．１５ｍｍ、Ｌを５ｍｍとすると、衝撃幅は２．３５ｍｍとなり、図４のグラフから、点的衝撃強度（衝撃幅０．５ｍｍ）の約４倍、Ｒ２−Ｒ１を０．１５ｍｍ、Ｌを１０ｍｍとすると、衝撃幅は３．７６ｍｍとなり、点的衝撃強度の約６倍の十分な衝撃強度となる。
したがって、上コンタクト部の下端半径Ｒ２と上端半径Ｒ１の差Ｒ２−Ｒ１は、０．０３〜０．１５ｍｍが適当である。

Ｒ２−Ｒ１＝０．０５ｍｍ、Ｌ＝８ｍｍの実施例のリセスびん、及びＲ２−Ｒ１＝０ｍｍ、Ｌ＝８ｍｍの従来のリセスびん（比較例）について、各５カートンずつ、図８のように衝撃強度を測定した。この結果を表１に示す。実施例と比較例は、Ｒ２とＲ１の関係のみが異なり、その他は実質的に同じものである。
実施例のリセスびんは、従来のリセスびんに比べて最小値が約１．８倍以上となり、本発明のリセスびんの衝撃強度が優れることが実証された。ただし、試験の最大滑走距離は１００ｃｍであったため、これをパスしたものの衝撃強度は１１０ｃｍとした。

１ リセスびん
２ リセス
３ 上コンタクト部
４ 下コンタクト部
５ 肩部
６ 裾部
１１ レール
１２ 滑走車
１３ 硬質板
１４ 試供品

Claims (1)

1. びん胴部にリセスが形成されたリセスびんの、リセス上部と縦断面が凸曲線の肩部の間にあって縦断面が直線状の上コンタクト部において、該上コンタクト部外面の上端半径Ｒ１が、下端半径Ｒ２よりも０．０３〜０．１５ｍｍ小さいことを特徴とするリセスびん。

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