(57)【要約】【課題】  変形による内容物の漏洩が発生し難い金属製で略四角柱形状の缶容器を提供する。【解決手段】  天壁２と側壁３と地壁４を有する金属製略四角柱形状で液体または粉体を収納および搬送するためのものであり、少なくとも天壁２と側壁３を連接する第一巻締縁５および側壁３と地壁４を連接する第二巻締縁６に、内方に向かって凹む少なくとも１個の圧縮変形凹部７を形成する。第一巻締縁５および第二巻締縁６を二重巻き締め構造とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
天壁（２）と側壁（３）と地壁（４）を有し、天壁と地壁の周囲を側壁の外側から差込んで連結した金属製略四角柱形状で液体または粉体を収納および搬送するための略四角柱状缶容器であって、
少なくとも前記天壁と側壁を連接する第一巻締縁（５）および前記側壁と地壁を連接する第二巻締縁（６）に、外周囲から内方に向かって凹む少なくとも１個の圧縮変形凹部（７）を形成したことを特徴とする略四角柱状缶容器。
【請求項２】
前記第一巻締縁（５）および第二巻締縁（６）を二重巻き締め構造（W）としたことを特徴とする請求項１に記載の略四角柱状缶容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体（液状物を含む）及び粉体を収納および搬送するために使用する金属製の略四角柱形状の容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、塗料、溶剤、化学薬品あるいは食用油などの液体、金属粉などの粉体を収納および搬送するために金属製で略四角柱形状の缶容器（例えば、１８リットル缶（一斗缶））が広く使用され、また改良されている（例えば、特許文献１参照）。これらの略四角柱状缶容器は内容物が取り扱い時の変形等により容易に漏洩しないことが求められており、特に溶剤などの危険物を収納または運搬する際は、当該缶容器には法令等により高い安全基準が定められている。一方で、コスト削減や軽量化のために、必要な強度を保持しながら鋼材を薄くすることが要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５１３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、略四角柱形状缶容器の変形や破断による漏洩がより発生しにくくなることを可能とするため、従来と同じ鋼鈑の厚みであれば漏洩リスクの低下に寄与することができる。
【０００５】
また、鋼鈑を薄くした場合は、従来品より漏洩リスクの上昇を抑えることができ、コスト低減や軽量化に貢献することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
図１乃至図４を参照して説明する。第１の発明に係る略四角柱状缶容器１は、天壁２と側壁３と地壁４を有し、天壁２と地壁４の周囲を側壁３の外側から差込んで連結したところの金属製略四角柱形状で液体または粉体を収納および搬送するためのものであり、少なくとも天壁２と側壁３を連接する第一巻締縁５および側壁３と地壁４を連接する第二巻締縁６に、外周囲から内方に向かって凹む少なくとも１個の圧縮変形凹部７を設けたものである。
【０００７】
第２の発明に係る略四角柱状缶容器１は、第１の発明において、第一巻締縁５および第二巻締縁６を二重巻き締め構造Wとしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明に係る略四角柱状缶容器１は、少なくとも天壁２と側壁３を連接する第一巻締縁５および側壁３と地壁４を連接する第二巻締縁６に、内方に向かって凹む圧縮変形凹部７を設けたので、落下などによる変形発生時に特に角部Ｃとその近傍の損傷を未然に防止することができる。これにより、角部Ｃとその近傍から内容物が漏れ出すことを防ぐことができる。
【０００９】
第２の発明に係る略四角柱状缶容器１は、第１の発明と同様の効果を発揮する。また、第一巻締縁５および第二巻締縁６を二重巻き構造Wとしたので、当該略四角柱状缶容器１の基本的な強度を維持することができる。
【００１０】
角部Ｃと圧縮変形凹部７間の間隔Ｄや圧縮変形凹部７を設ける数は略四角柱状缶の寸法、角部Ｃの円弧の大きさ、巻き締めの強度、鋼材の厚さなどにより、適宜調整することが求められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る略四角柱状缶容器の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ部を示す拡大図である。
【図３】図１に示す略四角柱状缶容器における圧縮変形凹部を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】図１に示す略四角柱状缶容器における第一巻締縁に関し、（ａ）は一重巻き締め構造を、（ｂ）は二重巻き締め構造を示す断面図である。
【図５】本発明に係る略四角柱状缶容器に複数の圧縮変形凹部を設けた形態を示す斜視図である。
【図６】缶容器の落下テストの正面図である。
【図７】同上の落下テスト中のエネルギーの状態を説明するための正面図である。
【図８】落下変形後の缶容器の正面図である。
【図９】図８の左側面図である。
【図１０】図８の底面図である。
【図１１】図８のＮ−Ｎ切断端面図である。
【図１２】図８のＱ−Ｑ切断端面図である。
【図１３】図８のＲ−Ｒ切断端面図である。
【図１４】図８のＳ−Ｓ切断端面図である。
【図１５】図８の平面図である。
【図１６】圧縮変形凹部が無い状態における、（ａ）は図１５のＴ−Ｔ視図，（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ視図である。
【図１７】圧縮変形凹部を設けた状態における、（ａ）は図１５のＴ−Ｔ視図，（ｂ）は（ａ）のＵ−Ｕ視図である。
【図１８】角部と複数凹部との関係を示す平面図である。
【図１９】本発明の適用可能な高さの低い缶容器である。
【図２０】本発明の適用可能な天壁と地壁が長方形型の缶容器である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１乃至図４に本発明の一実施形態に係る略四角柱状缶容器１を示す。この略四角柱状缶容器１は、天壁２と側壁３と地壁４を有する金属製（ブリキ製やティンフリースチール製など）であり、液体（半液状のものを含む）または粉体を収納および搬送するためのものである。天壁２には、注出開口部８を設けている。
【００１３】
この略四角柱状缶容器１は、少なくとも天壁２と側壁３を連接する第一巻締縁５および側壁３と地壁４を連接する第二巻締縁６に、内方に向かって凹む圧縮変形凹部７を設けている。
【００１４】
この圧縮変形凹部７は、平面略Ｖ字状（あるいは略Ｕ字状）に形成し、天壁２または地壁４の全ての角部Ｃの近傍に設けている（図１参照）。これにより、各角部Ｃの両側に近接して側壁３側から圧縮変形凹部７を形成し、落下時に凹部７を起点に折り曲がることにより、巻締縁５，６の開きや材料の破断による漏洩を防ぐことが出来る。
【００１５】
圧縮変形凹部７の形状と深さ７ａ、幅７ｂおよび高さ７ｃは特に限定されるものではなく、略四角柱状缶容器１の巻締縁５，６の開きや材料の破断による漏洩を防ぐことを目的として適宜設定することができる。
【００１６】
なお、本実施形態に係る略四角柱状缶容器１の第一巻締縁５および第二巻締縁６は二重巻き締め構造W（図４参照）としている。
【００１７】
更に、天壁２または地壁４の角部Ｃ近傍の間隔Ｄに設ける圧縮変形凹部７は、１８リットル缶の場合、間隔Ｄを２０〜５０ｍｍとすれば、特に角部Ｃとその近傍の損傷およびそこからの内容物の漏洩を効果的に防止することができる。間隔Dや圧縮変形凹部７を設ける数は略四角柱状缶の寸法、角部Cの円弧の大きさ、巻き締めの強度、鋼材の厚さなどにより、適宜調整するものである。
【００１８】
［研究過程］
一般財団法人日本舶用品検定協会（東京都千代田区紀尾井町３−３２）が平成２７年１月に発行した「危険物の容器及び包装の検査試験基準（小型容器）」の内「鋼製またはアルミニウムジュリカン」の項目に則り側面落下テストを行った（図６〜図１７）。
【００１９】
横倒しした状態の缶容器の前側になる側壁，第一巻締縁，第二巻締縁をそれぞれ３ａ，５ａ，６ａとし、下側になるものをそれぞれ３ｂ，５ｂ，６ｂとし、後側になるものをそれぞれ３ｃ，５ｃ，６ｃとし、上側になるものをそれぞれ３ｄ，５ｄ，６ｄとする。
【００２０】
１８リットル缶に、容積比で９８％の水１０と２％の空気１１とを入れて密封し、図６に示す如く高さ１．５ｍから側壁３ｂを下にして、（１），（２），（３）の順序で鉛直方向に床面１３へ落下させた。落下前に床面１３に対して水１０が保有していた位置エネルギーは、図７の如く缶容器１の長手方向縦断面と同一形状の水平横断面を有する角パイプ１５中を最終速度Ｖで衝突する直前の水の保有する運動エネルギーｍｖ２／２と同じになる（エネルギー保持の法則）。図７において、ｈは落下高さ、ｍは落下物の質量、ｖは最終速度である。
【００２１】
缶容器１が床面１３に衝突したとき、下側となった側壁３ｂの内壁面上に水撃（ウォーターハンマー）が生じ、圧力波Ｚとなって上方に音の速度で伝播し、床面１３に近い箇所に最大圧力値を生じている（機械工程便覧第６版）。
【００２２】
缶容器１の下側となった側壁３ｂは床面１３と圧力水１０とに挟まれているため四隅を除いて寸法や形状に殆ど変化がない。
【００２３】
下面に近くの天蓋２の鉛直方向の巻締縁５ａ，５ｃは根本が斜め内向きに折れ曲がって短い直線状に延び（図９，図１５，図１６）、外向きの円弧部１２を介して上方にほぼ直線上に延びて（図１６（ｂ））上方の水平巻締縁５ｄに連続している（図１６（ａ））。鉛直方向の天壁２，側壁３ａ，３ｄ，地壁４はいずれも、四隅部を除いて圧力波Ｚの圧力値Ｐ（Ｐは変数）により下部が外向き円弧状に膨らみ、同一水平面上の各側壁の両端に相互に近づく方向の力Ｋ（Ｋは変数）を受け、鉛直方向円弧部を介して緩やかに上方に延び上の巻締縁５ｄ上や側壁３ｄに接続している（図１６）。
【００２４】
床面１３近くで、最大の衝撃波が発生した箇所では、図１１乃至図１３に示す如く、天壁２，前後側壁３ａ，３ｃ，地壁４が圧力波Ｚの圧力Ｐによって水平方向外向きの大きな力を受け、四隅の巻締縁５ａ，５ｃ，６ａ，６ｃの下部が水平内向きに引っ張られると共に上方に折れ曲る（図１６（ａ），（ｂ））。
【００２５】
図１６（ａ）・（ｂ）のＮ−Ｎの切断端面は図１１の四隅を表し、図１７（ａ）・（ｂ）のＱ−Ｑの切断端面は図１２の四隅を表し、図１７（ａ）・（ｂ）のＲ−Ｒの切断端面は図１３の四隅を表している。そして圧力波の上方への伝播と共に四隅の巻締縁は円弧部１２を介して上昇している。この円弧部１２に近い箇所は、最大の水撃波の圧力が発生し、側壁側の巻締縁５，６が緩む近傍に当たる。ここからの水洩れの発生が非常に多いので、図１７に示す如く円弧部１２の下位の箇所に側壁３側から圧着変形凹部７を設けると、下位の巻締縁５に対して上位の巻締縁５が図１７示す如く折れ曲がり、巻締縁５が緩まないので、水漏れが発生し難い。
【００２６】
なお、図１７（ａ）・（ｂ）のＮ−Ｎの切断端面は図１１の四隅の一つを表し、図１７（ａ）・（ｂ）のＱ−Ｑの切断端面は図１２の四隅の一つを表し、図１７（ａ）・（ｂ）のＲ−Ｒは図１３の四隅の一つを表している。この分析結果は、テスト結果と一致しており正しい分析と考える。
【００２７】
図１９は高さの低い缶容器を示す斜視図であり、図２０は天壁と地壁が長方形型の缶容器である。
【００２８】
［実験例］
表１〜表４は、天壁２及び地壁４が一辺２３．８糎，側壁３の長手方向高さが３４．９糎，板厚０．３２粍（表１〜表１０には「０．３２」と表示）のいわゆる１８リットル缶に関するものであり、○印は液の漏洩無しを、×印は液の漏洩有りをそれぞれ表している。
【００２９】
表１〜表３において、圧縮変形凹部は、外径１２粍（半径６粍）のエンドミルで、高さ方向に１粍切り下げた後、水平な左右方向に０．５粍拡げることによって形成されている。
【００３０】
表１，表２は高さ１．２メートル（「１．２ｍ」と表示）から落下テストを行ったときのものである。
そして、表１は角部からの間隔Ｄ（図１参照）が３７粍の箇所に圧縮変形凹部を設けたときのものである。
【００３１】
表２は角部からの間隔がＤ１＝２５粍，Ｄ２＝３５粍，Ｄ３＝４５粍，Ｄ４＝５５粍の４箇所（図１８参照）に圧縮変形凹部を設けたときのものである。
【００３２】
表３は高さ１．５メートル（「１．５ｍ」と表示）から落下テストを行ったときのものであり、角部からの間隔がＤ１＝２５粍，Ｄ２＝３５粍，Ｄ３＝４５粍，Ｄ４＝５５粍の４箇所に圧縮変形凹部を設けたときのものである。
【００３３】
表４は圧縮変形凹部の無いもの（「ノーマル」と表示）について高さ１．２メートルから落下テストを行ったときのものである。
【００３４】
【表１】
2018065589.tif 000003
【００３５】
【表２】
2018065589.tif 000004
【００３６】
【表３】
2018065589.tif 000005
【００３７】
【表４】
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【００３８】
本実施形態に係る略四角柱状缶容器１は、以下の作用効果を発揮する。
［１］少なくとも天壁２と側壁３を連接する第一巻締縁５および側壁３と地壁４を連接する第二巻締縁６に、内方に向かって凹む圧縮変形凹部７を設けたので、当該四角柱状缶容器１の巻締縁５，６の開きや材料の破断による漏洩を防ぐことを高めることができる。これにより、落下テストを含む缶の変形における角部Ｃおよびその近傍の部分の損傷を未然に防止することができ、内容物の漏洩の発生を防ぐことができる。
【００３９】
［２］圧縮変形凹部７を、天壁２または地壁４の角部Ｃから、約３７ｍｍの間隔Ｄに設けたので、特に角部Ｃ近傍からの液漏れを防ぐことができる。
【００４０】
［３］全ての角部Ｃの両側近傍に圧縮変形凹部７を設けたので、全ての角部および当該略四角柱状缶容器１全体の巻締縁の開きや材料の破断による漏洩を防ぐことをさらに高めることができる。これにより、角部Ｃ近傍などからの内容物の漏洩をより効果的に防止することができる。
【００４１】
［４］第一巻締縁５および第二巻締縁６を二重巻き構造Ｗとしたので、当該略四角柱状缶容器１の基本的な強度を従来通り維持することができる。また、ここに形成した圧縮変形凹部７によって、従来の略四角柱状缶容器よりも巻締縁の開きや材料の破断による漏洩を防ぐことができ、損傷を抑制することができる。従って、当該略四角柱状缶容器１の内容物の漏洩をさらに確実に防止することができる。
【００４２】
上記実施形態に係る略四角柱状缶容器１は、図１に示すように、いわゆる１８リットル缶（一斗缶）であるが、本発明はこうした容器に限定されるものではなく、図５に示すように、１８リットル缶の側壁の長いもしくは短い変寸缶と呼ばれるものや（例えば、２．５リットル缶容器〜２０リットル缶容器）、天壁や地壁が略長方形型の缶も含むものである。
【００４３】
また、本発明に係る略四角柱状缶容器１の圧縮変形凹部７の形成箇所は限定されるものではなく、例えば、図１に示すように全ての角部Ｃに近接して形成することができるし、図５に示すように、複数箇所に形成することもできる。さらに、図５に示す変寸型の略四角柱状缶容器１（例えば４リットル缶容器）などの場合には、その大きさという条件やその他の様々な理由によって、圧縮変形凹部７を、図１および図５に示す箇所以外の部分にも形成することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１      略四角柱状缶容器
２      天壁
３，３ａ〜３ｄ    側壁
４      地壁
５      第一巻締縁
６      第二巻締縁
７      圧縮変形凹部
７ａ    深さ
７ｂ    幅
７ｃ    高さ
８      注出開口部
９      把手
１０    水
１１    空気
１２    円弧部
１３    床面
Ｃ      角部
Ｄ      間隔
Ｋ      円弧状に湾曲した側壁の両端に生じる相互に近づく方向の力
Ｌ      長さ
Ｐ      圧力波の圧力値
Ｗ      二重巻き構造
Ｚ      圧力波，ウォーターハンマー
【図１】
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【図２】
2018065589.tif 000008
【図３】
2018065589.tif 000009
【図４】
2018065589.tif 000010
【図５】
2018065589.tif 000011
【図６】
2018065589.tif 000012
【図７】
2018065589.tif 000013
【図８】
2018065589.tif 000014
【図９】
2018065589.tif 000015
【図１０】
2018065589.tif 000016
【図１１】
2018065589.tif 000017
【図１２】
2018065589.tif 000018
【図１３】
2018065589.tif 000019
【図１４】
2018065589.tif 000020
【図１５】
2018065589.tif 000021
【図１６】
2018065589.tif 000022
【図１７】
2018065589.tif 000023
【図１８】
2018065589.tif 000024
【図１９】
2018065589.tif 000025
【図２０】
2018065589.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月25日(2016.10.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
【図１】本発明に係る略四角柱状缶容器の実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ部を示す拡大図である。
【図３】図１に示す略四角柱状缶容器における圧縮変形凹部を示すものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】図１に示す略四角柱状缶容器における第一巻締縁における二重巻き締め構造を示す断面図である。
【図５】本発明に係る略四角柱状缶容器に複数の圧縮変形凹部を設けた形態を示す斜視図である。
【図６】缶容器の落下テストの正面図である。
【図７】同上の落下テスト中のエネルギーの状態を説明するための正面図である。
【図８】落下変形後の缶容器の正面図である。
【図９】図８の左側面図である。
【図１０】図８の底面図である。
【図１１】図８のＮ−Ｎ切断端面図である。
【図１２】図８のＱ−Ｑ切断端面図である。
【図１３】図８のＲ−Ｒ切断端面図である。
【図１４】図８のＳ−Ｓ切断端面図である。
【図１５】図８の平面図である。
【図１６】圧縮変形凹部が無い状態における、（ａ）は図１５のＴ−Ｔ視図，（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ視図である。
【図１７】圧縮変形凹部を設けた状態における、（ａ）は図１５のＴ−Ｔ視図，（ｂ）は（ａ）のＵ−Ｕ視図である。
【図１８】角部と複数凹部との関係を示す平面図である。
【図１９】本発明の適用可能な高さの低い缶容器である。
【図２０】本発明の適用可能な天壁と地壁が長方形型の缶容器である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
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