(57)【要約】【課題】  自動販売機への商品投入時における、缶体の転動状態をよリ安定させることにより、縦缶やデントの発生を防止する、自動販売機での販売に適した缶を提供する。【解決手段】  少なくとも、小径の口頸部と、傾斜面または湾曲面を備えた肩部と、大径の胴部とが一体に成形された構成のボトル型缶であって、缶全体の高さＨ１に対して、小径の口頸部と傾斜面または湾曲面との高さを合計した高さＨ２が占める割合が３７％以下である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、小径の口頸部と、傾斜面または湾曲面を備えた肩部と、大径の胴部とが一体に成形された構成のボトル型缶において、
缶全体の高さに対して、小径の口頸部と傾斜面または湾曲面との高さを合計した高さが占める割合が３７％以下であることを特徴とするボトル型缶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビールや炭酸飲料などの各種飲料を充填する飲料用ボトル型缶に関し、自動販売機での販売に適した飲料用のボトル型缶に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているような金属容器に充填された飲料を自動販売機により販売することが行われている。このような自動販売機の構成の一例を図２に示す。すなわち、自動販売機本体の内部には搬送路を兼ねた商品収納棚１が複数列に設けられ、これら商品収納棚１には、缶体（商品）Ａ，Ｂの収納高さを小さくするために商品収納搬送路２が蛇行状に形成されている。各商品収納棚１の下端部には、収納した缶体Ａ，Ｂを順次払い出す商品払出装置３が設けられ、下端の缶体Ａ，Ｂが下方に払い出されるようになっている。
【０００３】
各商品収納棚１の上部にはそれぞれ商品投入部４が形成され、これら商品投入部４には、缶体Ａ，Ｂの投入をガイドする入口ガイド５が設けられている。また各商品収納棚１の下部にはそれぞれ出口部（払い出し口）６が形成されている。このような自動販売機に商品を投入する場合、入口ガイド５に缶体を横向きにして、ガイド上を転動させて搬送し、商品収納部に缶体を投入する。この入口ガイド５は、図３に示すように、搬送路の左右側面に取り付けられた側面ガイド５ａ，５ｂと缶体を支える下側ガイド５ｃとから構成される。
【特許文献１】特開２００３−１６５５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、缶容器において、飲み口部分にネジ部が成形されて、ネジ付キャップにより缶体を密封することにより、一旦、缶を開封した後でも、再度密封できる機能を付加した缶体が開発され、既に店頭で販売されており、自動販売機での販売も開始されている。このような容器は、特許文献１に記載されているように、小径の口頸部、傾斜面または湾曲面を有する肩部、大径の胴部および底部を有している。このような形状の商品を、前記のようなガイドを有する自動販売機に投入する場合、該缶体がガイド上を転動していく間に、投入時には横向きであった缶体が、図４に示すように、その対称軸を進行方向に対して傾けるように回転して、左右のガイドの間に狭まったり、口頸部または底部を進行方向に向けた縦向きになり、商品収納部へ搬送されて商品が詰まる問題（このような缶を「縦缶」と呼ぶ）が多発する。このような場合、詰まった商品を商品収納部から取リ出すのに大きな労力を要する。また、商品が搬送される際の転動状態が不安定となった缶や縦缶がガイドと接触したり、他の缶に接触することにより、商品の傷つき（デント）が発生する問題があった。
【０００５】
本発明は、自動販売機への商品投入時における、缶体の転動状態をよリ安定させることにより、縦缶やデントの発生を防止する、自動販売機での販売に適した缶を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、前記ボトル型缶がガイド上を転動する状態について研究し、前記缶体の形状に着目して、本発明に到ったものである。すなわち本発明のボトル型缶は、上記課題を解決するため、小径の口頸部と傾斜面または湾曲面を備えた肩部と大径の胴部とが一体に成形された構成のボトル型缶において、缶高さに対して、小径の口頸部と傾斜面または湾曲面との高さの合計が占める割合が３７％以下であることを特徴とするボトル型缶である。
【０００７】
前記缶体がガイド上を転動する際の状態を図３に示す。缶体Ａが投入されて、ガイド５ａ，５ｂ，５ｃ上を転動していく時、何らかの原因で、缶体Ａに力が作用し、缶体Ａの対称軸を進行方向に直角な方向から傾けるように回転することがある。この現象は、従来から自動販売機で販売されている、ステイオンタブ方式の略円筒状の飲料缶と比べて、本発明で対象とするボトル型缶の方が高い頻度で発生する。その理由の一つとして、容器の対角寸法の違いが挙げられる。
【０００８】
対角寸法とは、図５に示すように、缶の断面図を描いた場合に、その断面の輪郭線で囲まれた領域内において任意の２点がとる距離が最大となる場合の寸法Ｌである。即ち、容器の高さと対角寸法との差が、従来型の缶では比較的大きく、そのため、僅かな対称軸の回転でも、缶体が側面ガイドに接触し、このような回転が抑止されていた。しかし、ボトル型缶の場合、缶高さと対角寸法との差が非常に小さく、対角寸法は缶高さの１．１倍以下となる場合がほとんどであり、側面ガイドの間隔を従来型の缶と同じ大きさに設定しても、ボトル型缶の回転を抑止する効果はほとんどない。また、側面ガイドによってボトル型缶の回転を抑止させようとすると、側面ガイドの間隔を缶高さ対して非常に近く設定しなければならず、作業者が商品を投入しにくく、投入の際に、缶体をガイド端部に接触させてしまい缶体に傷をつけてしまうことがあり、商品投入作業に支障をきたすようになる。従って、ボトル型缶の場合には、側面ガイドの間隔を、缶の対称軸の回転を完全に抑止できる程度まで狭めることができず、従来と比較して高い頻度で缶の回転が発生する事となる。
【０００９】
それでも、このような缶体Ａの回転が発生した場合、図３のように缶胴部が下側ガイド５ｃと線状に接触している状態では、缶対称軸の回転に対して下側ガイド５ｃからの摩擦力が抵抗として働くので、対称軸が進行方向に対して傾く回転の速さは比較的遅い。そして、缶の対称軸が傾くことにより、缶体Ａの進行方向もガイド５の方向から僅かにそれるので、缶体Ａは側面ガイド５ａ，５ｂに接触することになる。この場合には、ガイド５に接触した時の缶体Ａの傾きは小さいので、缶体Ａが縦缶になることはなく、この状態で搬送されても正常に商品収納部に投入される。
【００１０】
しかし、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように、缶体Ａの胴部が下側ガイド５ｃから何らかの原因で浮き上がると、下側ガイド５ｃとの接触面積が極端に小さくなり、下側ガイド５ｃとの摩擦力がほとんど作用しなくなる。すると、缶体Ａの対称軸を回転させる力に対して抵抗となる力がなくなるため、缶体Ａは一気に回転して、底部又は口部が進行方向に向いた縦向きの状態になり、滑りながら商品保持部に搬送されてしまうことになる。
【００１１】
このように、缶胴が浮き上がった状態は、口頸部の高さと肩部の高さとの合計が大きい程生じ易くなると考えられる。すなわち、口頸部と肩部との高さの合計が大きいほど、缶体を横倒しにしたときに缶胴部が設置する面積が小さく、また、缶体を横倒しにしたときの重心の位置が、缶胴側から口頸部側へ偏ってしまうため、安定性が悪く、缶胴を下側ガイドから浮き上がらせるような力が作用したときに、比較的小さな力でも缶胴が浮き上がる結果となる。
【００１２】
また、内容物を充填したボトル型の缶体Ａを横倒しにした場合に、缶体Ａが床面に接する接地点のうち、口頸部側に最も近い接地点と底部側に最も近い接地点との中間位置と、缶体Ａの高さ方向の重心の位置とを比較すると、重心の位置は、両接地点間の中間位置よりも口頸部側に位置する（図６）。従って、横倒しになったボトル型缶が床面から受ける反力は、反力により缶体Ａに作用するモーメントのつり合いから、床面に接触する缶胴部のうち口頸部側に近い領域で大きく、底部側に近い領域で小さくなる。床面との間の摩擦力は反力の大きさに比例するので、床面との間の摩擦力は、缶胴部のうち口頸部側に近い領域で大きく、底部側に近い領域で小さくなる。
【００１３】
従って、ボトル型缶の対称軸を進行方向に対して傾けるような回転力が作用した場合に、缶底側の缶胴部では小さな摩擦力しか作用せず、容易にボトル型缶が回転することとなり、縦缶が発生しやすくなる。このような回転力に対しては、接地点の中間位置に缶体の重心が一致する場合が最も安定であると考えられるが、ボトル型缶の場合、口頸部及び肩部を有する形状から、どうしても、重心は接地点の中間位置よりも口頸部側に偏った位置とならざるを得ない。また、口頸部の外径が大きくなるにつれて、重心はより口頸部側へ偏る。本発明では、この口頸部および肩部の高さの比率を缶胴部の高さに対して相対的に小さくすることにより、ボトル型缶の高さ方向における、接地点の中間位置と重心位置の距離を小さくし、よリ安定して転動できる、自動販売機での販売に適したボトル型缶を得ることができる。本発明者らの研究によると、口頸部の高さと肩部の高さとの合計が缶高さに対して３７％以上になると、この傾向が顕著になり、自動販売機での販売に適さなくなる。
【００１４】
しかし、缶体Ａの高さおよび缶胴の外径を変化させずに，口頸部Ａ１と肩部Ａ２との高さの合計を小さくしようとすると、肩部Ａ２と胴部Ａ３あるいは口頸部Ａ１との接続角θｓ（図７参照）が大きくなり、缶体Ａの挫屈強度が弱くなってしまう。特にボトル型缶の場合には、缶体Ａの垂直方向に内容物を充填した後、口頸部Ａ１にキャップを巻締める際、約１１００Ｎの垂直方向荷重がかかるため、これに耐えうる挫屈強度が必要で、簡単に口頸部Ａ１と肩部Ａ２との高さの合計を小さくすることができない。この高さを小さくしようとすると、必要な挫屈強度を確保するために、缶体Ａの壁厚を厚くしなければならなくなり、缶体Ａの製造コストが増加してしまう。一般に、自動販売機で販売される、缶高さが１８５ｍｍ以下の缶体では、口頸部Ａ１と肩部Ａ２との高さの合計が缶高さに対して２０％よりも小さくなると、缶容器の製造において一般的に使用される鋼板やアルミニウム合金板等の材料では、必要な挫屈強度が確保できなくなるため。２０％以上とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によるボトル型缶は、小径の口頸部と傾斜面または湾曲面を備えた肩部と大径の胴部とが一体に成形された構成において、缶高さＨ１に対して小径の口頸部と傾斜面または湾曲面との高さの合計Ｈ２が占める割合や小径の口頸部における外径の最大値Ｄ２と胴部外径Ｄ１の比を特定することにより、自動販売機への商品投入時における缶体の転動状態が安定となり、縦缶、詰まり、デントの発生等の不具合が生じにくくなるという効果を有し、自動販売機での販売に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１７】
図１に本発明の実施の形態としてのボトル型缶２０を示す。このボトル型缶２０は、円筒形状に形成された缶胴部２１の上端に、なだらかな湾曲面をなす断面円弧形状に構成された肩部２２と、この肩部２２に接続され、かつその外周部にネジキャツプ（図示せず）を螺着させるための口頸部２３とを一体に設けるとともに、この缶胴部２１の下方の開口端を底部材２４により封止した構成とされている。したがって、一旦、飲料用ボトル型缶２０の口頸部２３からネジキャップをはずして開栓した後にも、再びネジキャップを口頸部２３に螺着させて締めることにより、再栓できるようにしている。
【００１８】
この、飲料用ボトル型缶２０は缶高さＨ１に対して、小径の口頸部２３と肩部２２との高さの合計Ｈ２が占める割合が２０％以上、３７％以下に設定されている。
【００１９】
また、口頸部２３の外径と缶胴部２１の内径の比率Ｄ２／Ｄ１は小さい方が好ましい。これは、口頸部２３と肩部２２との高さの合計Ｈ２が缶高さＨ１に占める割合を実施の形態と同じ設定とすると、口頸部２３の外径が大きいため、ボトル型缶２０を横倒にした場合に口頸部２３および肩部２２によって保持される内容液の量が大きくなり、ボトル型缶２０の重心の位置が口頸部２３側へ寄る。従って、そのままでは、缶底側の部分を浮き上がらせる力が作用した場合に、実施の形態のボトル型缶２０よりも缶胴が浮き上がり易くまた、ボトル型缶２０の対称軸が搬送方向に対して、回転しやすい方向になるためである。しかし、近年、飲み易さや注ぎ易さを考慮し、口頸部２３の外径が比較的大きく形成された缶容器が提供されている。このような口頸部２３の外径の大きい容器において、胴部外径Ｄ１と小径の口頸部２３における外径の最大値Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１が０．５以上となる場合には、缶高さＨ１に対して小径の口頸部２３と傾斜面または湾曲面の高さの合計Ｈ２が占める割合を３６％以下とすることが好ましい。これにより、重心をより適切な位置とすることができ、自動販売機への商品投入時に良好な転動状態を保つことができる。
【００２０】
なお、飲料用ボトル型缶２０の缶胴部２１は、例えば、表面処理鋼鈑やアルミニウム合金板などを成形加工することによって製作されている。すなわち、この缶胴部２１は、金属板を絞り再絞り加工または絞りしごき加工することにより、円筒形状の底付き缶胴を成形し、その後、底付き缶胴の底部側に数回の絞り加工と平滑化加工を行うことにより、口頸部２３および肩部２２を成形し、さらに、口頸部２３の先端を切断して開口させ、口頸部２３の先端部を外巻きしてカール部を成形し、その下方にネジ部を形成するとともに、タンパーエビデンス機構付きのキャップ（図示せず）の破断バンドを固定するための環状突部を形成することにより、缶胴部２１が製作される。そして、この缶胴部２１、別体として、底部材２４を封止することにより、飲料用ボトル型缶２０が製造されている。別体の底蓋２４を封止する場合、缶胴部２１の端部には縮径加工が施され、巻締め部が缶胴外径よりも大きくならないようにすると、転動時の直進性が高くなるため好ましい。
【００２１】
以上のような形状を備えた飲料用ボトル型缶２０を自動販売機に投入した場合について説明する。
【００２２】
該ボトル型缶２０を商品投入ガイドから投入すると、缶体は転動しながら商品収納部へ搬送される。このとき、ガイドが完全に平滑な面であることは実際上考えにくく、ガイド面は多少の凸凹を有していると考えられるから、缶体が転動していく間に、缶胴部分をガイド面から浮き上がらせるように作用する力が生じる場合がある。しかしながら、本発明に係る上記のボトル型缶２０では、従来のボトル缶よりも口頸部２３と肩部２２との高さの合計Ｈ２が缶高さＨ１に占める割合を小さくしてあるために、缶底側の部分を浮き上がらせる力が作用しても缶体が浮き上がりにくく、また、浮き上がった場合でも、縦缶になる前に、元の転動状態に戻り易いので、自動販売機での販売に適している。また、ボトル型缶２０に缶体の対称軸を進行方向に対して傾けるような回転力が作用した場合でも、接地点の中間位置と重心位置との距離が小さくなるように構成しているため、回転しにくく、安定して転動できる。
【００２３】
また、自動販売機への商品の投入は人手による作業であり、缶が傾いて投入される場合もあるが、そのような場合でも、同様に良好な転動状態を保ち縦缶の発生を防止できるので自動販売機による販売に適している。
【００２４】
また、本願発明は、容量が小さく、高さが低い缶体において有効である。本発明で対象としている缶体は、口頸部の再密性を持たせるように、ネジ部が形成され、ねじ付きキャップにより密封されている。そのような場合においては、容器の容量を小さくしても、ネジ部の大きさは密封性を確保する必要から大きさを変更することができない。従って、容量の小さい缶体でも、ネジ部の大きさはほぼ同一であり、相対的に缶胴部分の長さが短くならざるを得ず、転動状態が不安定となり易く、従って縦缶の発生が多くなる。また、缶胴部の長さが５５ｍｍ以上９０ｍｍ以下で効果が大きい。缶胴長さが９０ｍｍを超える缶体では、缶体の転動する際の安定度が高く、縦缶の発生率が比較的小さく、本発明による効果が小さくなる。逆に、缶胴長さが５５ｍｍより小さい缶体では、缶体の転動による安定性と、商品収納部内で横倒しに収納される際、缶体の積み重ね状態が不安定になり、自動販売機での販売に適さない。
【００２５】
また、実施の形態に示している缶体は、別体の底蓋を巻締めて底部を形成する構成としているが、底部を缶胴部と一体に成形するように構成した缶体に対しても適用できる。また、肩部の形状を湾曲面をなす構成としたものについて示したが、傾斜面をなす構成としてもよい。
【実施例】
【００２６】
以下、実施例及び比較例について比較検討した結果について述べる。
【００２７】
実施例及び比較例では共に厚さ０．３２ｍｍの３００４Ｈ１９１材にＰＥＴ系の熱可塑性樹脂フィルムを被覆したアルミニウム合金板を使用し、公知の方法により缶高さＨ１を１３３ｍｍ、缶胴外径Ｄ１を６６ｍｍとし、口頸部高さ、肩部高さ、口頸部と肩部との高さの合計Ｈ２、口頸部外径Ｄ２をそれぞれ表１に示すような寸法とした缶を作成した。
【００２８】
実施例及び比較例共に口頸部外径を２８ｍｍ、３３ｍｍ、３８ｍｍの３種とし、実施例では缶高さＨ１と口頸部と肩部との高さの合計Ｈ２の比Ｈ２／Ｈ１が３７％以下で、それぞれ表１に示すような値となる。比較例の缶体ではＨ２／Ｈ１が３８％となっている。それぞれの缶に３００ｍｌの水を充填し、試験用の缶体とした。
【００２９】
これらの缶体を、富士電気冷機（株）製のＦＯＯＣＲ２４２６ＵＳＣ型自動販売機に各投入口から５缶ずつ、合計９０缶を人手により投入し、投入時の縦缶およびガイドに詰まった缶の発生数とデントの発生について調査した。デントについては発生したデントの大きさにより微少（幅２ｍｍ未満または長さ１０ｍｍ未満）、軽度（幅２ｍｍ以上５ｍｍ未満または長さ１０ｍｍ以上２０ｍｍ未満）、重度（幅５ｍｍ以上または長さ２０ｍｍ以上）の３種に分類しそれぞれの缶数を集計した。１缶に複数のデントが発生している場合には、それぞれの分類に加算しているため、デント発生の缶数は延べ缶数となっている。
【００３０】
評価の基準としては、縦缶及び詰まりの発生数が３缶以下で、かつ軽度および重度のデントの発生のないものを○、縦缶及び詰まりの発生数が５缶以下で、かつ重度のデントの発生のないものを△、縦缶および詰まりの発生数が６缶以上でかつ重度のデントの発生したものを×とした。結果を表１に示す。
【表１】
2005059887.tif 000003
【００３１】
実施例においては、縦缶および詰まりの発生はなく、デントについても微少なものがわずかに発生している程度で、商品販売上は問題とならず、自動販売機での販売に適していることが分かる。これに対し、比較例の缶では、縦缶および詰まりの発生数、デントの発生数および程度のいずれについても自動販売機での販売には適さない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の缶体を示す図である。
【図２】自動販売機本体の商品収容搬送路を示す側面断面図である。
【図３】本発明において、自動販売機の搬送路を缶体が傾いた状態で搬送される状態を示した（ａ）平面図および（ｂ）進行方向からみた図である。
【図４】缶胴部が下側ガイドから浮き上がった状態を示す（ａ）平面図および（ｂ）進行方向からみた図である。
【図５】缶体の対角寸法を示す図である。
【図６】ボトル型缶を横倒しにした状態での重心位置および反力の状態を示す図である。
【図７】缶体の肩部と口頸部および缶胴部との接続角を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
２０…ボトル型缶、  ２１…缶胴部、  ２２…肩部、  ２３…口頸部、  Ｈ１…缶高さ、  Ｈ２…肩部と口頸部との高さの合計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005059887.tif 000008
【図６】
2005059887.tif 000009
【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月25日(2003.12.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2005059887.tif 000012
【図３】
2005059887.tif 000013
【図４】
2005059887.tif 000014
【図５】
2005059887.tif 000015
【図６】
2005059887.tif 000016
【図７】
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