1. せんぬきは、どんな ふたを あける どうぐ?
1. 栓抜きが要るのは、「王冠」のついた瓶だけ
1. 栓抜きの相手は王冠 ── 瓶の口にかしめられた金属のふた
おまつりで、びんの ジュースを かって もらった ところを おもいうかべて ください。ふたは、ぎざぎざの ついた うすい 金ぞくです。これが 王冠です。
せんぬきは、この 王冠を あける どうぐです。もち手の さきに、王冠の ふちに ひっかかる 金ぐが ついて います[1]。
つまり、せんぬきを つかうのは、王冠の ついた びんを あけるときです。ペットボトルや、まわして あける ふたの びんには いりません[1]。
ラムネは ちょっと ちがいます。中の ガラスだまを おしこんで あけるので、せんぬきでは あけません。ラムネの ための どうぐを つかいます[1]。
では、手で ひっぱっても あかない この ふたを、せんぬきは どうやって もちあげるのでしょう。
夏祭りで、冷えた瓶入りのジュースを買ってもらう場面を思い浮かべてください。瓶の口には、ぎざぎざのついた薄い金属のふたがかぶさっています。これが王冠です。
栓抜きは、この王冠を開けるための道具です。持ち手の先に、王冠の縁に引っかかる形の金具が付いています[1]。栓抜きを使うのは、王冠が付いた瓶を開けるときです。回して開けるスクリューキャップの瓶やペットボトルには、栓抜きはいりません。
ラムネだけは別です。瓶の中のガラス玉を押し込んで開けるので、専用の道具を使い、栓抜きでは開けません[1]。
では、手で引っぱっても取れない王冠を、栓抜きはどうやって持ち上げるのでしょうか。
栓抜きが必要になるのは、瓶の口に王冠がかしめられているときだけである。王冠は、瓶の口の縁に金属の縁(スカート)を折り込んで固定するふたで、ねじって開けるスクリューキャップや、ペットボトルのキャップとは固定のしかたが違う。そのため、手で回しても引っぱっても開かない。栓抜きは、持ち手の先に、この王冠の縁に引っかかる形の金具を付けた道具である[1]。
王冠を開ける道具でも、すべての瓶に使えるわけではない。ラムネは瓶の中のガラス玉を押し込んで開けるので、専用の道具を使い、栓抜きは使わない[1]。また、スクリューキャップの飲料やペットボトルが広まったことで、栓抜きの存在意義は薄れつつある。それでもビール瓶は、いまも王冠が大多数で、飲食店では必需品だとされる[1]。
では、手の力では動かない王冠を、栓抜きはなぜ小さな力で外せるのか。答えは、栓抜きの形にある。
2. ふたを、どうやって もちあげるの?
2. 栓抜きは、「てこ」の力で王冠を持ち上げる
2. 第2種のてこ ── 力は増えるが、手を動かす距離も増える
せんぬきは「てこ」の どうぐです。王冠の 上に のせた ところを ささえに して、もち手を ぐっと もちあげます。すると、ふちに ひっかかった 金ぐが 王冠を ひょいと もちあげます[1]。
ささえに なる ところを 支点、ものに 力が はたらく ところを 作用点、手で 力を くわえる ところを 力点と いいます。せんぬきは、支点、作用点、力点の じゅんに ならぶ なかまです[8]。
たとえば、支点から 作用点までが 1センチ、支点から 手までが 10センチだと します。すると、手の力は およそ 10ばいに なって 王冠に つたわります。
ただし、その かわりに 手は 10センチ うごかして、王冠は 1センチしか あがりません。ちからが ふえても、その分だけ、手を うごかす きょりが ふえて いるのです。
なお、王冠を 手や 歯で はずそうと するのは けがの もとです[1]。かならず せんぬきを つかいます。
栓抜きは「てこの原理」を使った道具です。王冠の上にのせた部分を支えにして、持ち手を持ち上げると、縁に引っかかった金具が王冠を持ち上げます[1]。
てこでは、支えになる点を支点、物に力が働く点を作用点、手で力を加える点を力点と呼びます。栓抜きは、支点・作用点・力点の順に並ぶ「第2種のてこ」に分類されます。この種類では、作用点を支点に近づけるほど、大きな力を取り出せます[8]。
数字で試してみます。支点から作用点までが1cm、支点から力点(手)までが10cmの栓抜きがあるとします。この比なら、手の力はおよそ10倍にして王冠へ伝わる計算です(仮の数字による例です)。
ただし、力が大きくなる代わりに、手を動かす距離も大きくなります。手を10cm動かしても、王冠が上がるのは1cmです。力が増えても、仕事の量が増えるわけではありません。
王冠は、縁が瓶の口にかしめられて固定されているため、素手で外そうとするとけがのおそれがあります[1]。栓抜きは、この力を安全に取り出すための形でもあります。
ところで、なぜ、わざわざ開けにくいふたが作られたのでしょうか。
栓抜きの働きは、てこの原理で説明できる。王冠の上に当てた部分が支点になり、王冠の縁に引っかかる金具が作用点、手で持ち上げる持ち手の端が力点になる。支点・作用点・力点がこの順に並ぶ道具は、てこの第2種に分類され、栓抜きや穴あけパンチがこの仲間に入る[8]。
第2種のてこでは、作用点を支点に近づけるほど、力点に加えた力より大きな力を作用点で取り出せる[8]。たとえば支点から作用点までが1cm、支点から力点までが10cmなら、理想的には手の力が約10倍になる(距離の比を仮定した計算例で、実際の栓抜きの寸法ではない)。かしめられた王冠は、素手では外しにくく、無理にやるとけがの危険もあるが[1]、この拡大のおかげで、子どもの手でも外せる。
ただし、力が増える分、手を動かす距離は同じ比で増える。力点を10cm動かしても、作用点の動きは1cmである。力が大きくなるかわりに、動かす距離が長くなるだけで、仕事の量そのものは変わらない。
とすると、新しい疑問が出る。わざわざこんな道具が必要になる、外しにくいふたを、なぜ作ったのか。答えは王冠が生まれた背景にある。
3. どうして、あけにくい ふたを つくったの?
3. 炭酸を逃がさないために、使い捨てのふたが生まれた
3. 1892年の王冠特許 ── 炭酸ガスを閉じこめる、一度きりの栓
ジュースや ビールには、しゅわしゅわの 炭酸が とけて います。むかしの ふたでは、この 炭酸が すぐ ぬけて しまいました[2]。
1892年、アメリカの ウィリアム・ペインターさんが、王冠の 特許を とりました[2]。この ふたは、なんども つかうのでは なく、1回だけ つかう ものとして つくられました[2]。
びんに ぎゅっと はまり、あける ときに こわれる ふただから、中の 炭酸が にげにくいのです。
その 2年あとの 1894年、ペインターさんは 世界で さいしょと いわれる せんぬきの 特許も とりました[2]。ふたは つかいすて、せんぬきは なんども つかう。ふたりは、いっしょに うまれた なかまです。
1880年代のアメリカでは、瓶入りの炭酸飲料が広まっていましたが、当時の栓は信頼性が低く、炭酸ガスが漏れることが多かったとされます[7]。
アメリカの発明家ウィリアム・ペインターは、1892年に王冠(クラウン・コルク)の米国特許を取りました。それまでの栓では、飲み物の泡のもとになる炭酸ガスを十分に閉じこめられず、王冠は、一度だけ使うことを前提に作られたと、Lemelson-MITの解説は述べます[2]。ペインターは同じ年に、王冠をつくる機械の特許も取り、クラウン・コルク・アンド・シール社を設立して普及させたと伝えられます[7]。
使い捨てなら、毎回しっかり閉じこめられるように、きつく締めておけます。開けにくいことは、欠点というより、炭酸を守る仕組みの一部でした。
その2年後の1894年に、ペインターは最初の栓抜き(bottle cap lifter)の特許を取りました[2]。ふたは一度きり、それを開ける道具は何度も使う。王冠と栓抜きは、ほぼ同時に生まれた組み合わせなのです。
では、この王冠は日本でどう迎えられたのでしょうか。
王冠が必要になった背景は、炭酸飲料の普及と、栓の信頼性の低さである。1880年代のアメリカでは瓶入りの炭酸飲料が広まったが、栓は炭酸ガスを十分に保てず、漏れることが多かった[7]。従来の栓は、炭酸の泡のもとになる二酸化炭素を閉じこめるのに十分な密閉性を備えていなかった、とLemelson-MITの解説は述べる[2]。
これに対し、アメリカのウィリアム・ペインターは1892年、王冠(クラウン・コルク)で米国特許(第468,258号)を取得した。注目したいのは、王冠が最初から「一度だけ使う」ことを前提に設計された点である[2]。繰り返し使えない代わりに、瓶の口にきつくかしめて密閉性を高めた、と読める(この「代わりに」という因果の言い方は筆者の整理で、資料が直接書く表現ではない)。同じ年にペインターは、王冠をつくる機械の特許も取り、クラウン・コルク・アンド・シール社を設立して普及させた[7]。
開けにくいふたが生まれた以上、それを開ける道具が要る。その2年後の1894年、ペインターは最初の栓抜き(bottle cap lifter)の特許を取った[2]。ふたが使い捨てで、道具は繰り返し使うという役割の分け方は、特許の日付にも表れている。
では、この「開けにくいが炭酸を逃がさない」ふたを、日本は最初からすんなり受け入れたのか。実際は、むしろ広告では「開けやすい」ことが売りだった。
4. むかしの ビールの ふたは、どう あけて いたの?
4. 「抜クニ困難ナク」── 日本の広告が売りにした開けやすさ
4. 見送られた王冠 ── 開けやすさと、炭酸漏れという綱引き
むかしの 日本の ビールは、コルクの ふたを ぬいて あけて いました。ぬくと あわが ふきだして、ざしきや 着物が よごれ、おみせでは こまったと、おみせの 人は 話して います[3]。
1900年(明治33年)7月、東京麦酒が 日本で はじめて 王冠の ついた ビールを 売りだしました[3]。広告には 「抜クニ 困難 ナク」と ありました[3]。
「かんたんに ぬける」と いう ことです。でも、この ころの 王冠は まだ ぎじゅつが じゅうぶんでは なく、炭酸が もれて、気の ぬけた ビールに なる ことが ありました[4]。
そのため、ほかの 会社は すぐには つかいませんでした。1912年に キリンの 会社が つかいはじめ、大正の ころには 王冠の ビールが ふつうに なりました[4]。
日本の最初の王冠ビールの売り出しは、1900(明治33)年7月、東京麦酒です。当時、料理屋などで使われていたコルク栓は、抜くと泡が噴き出して座敷や着物を汚すことがあり、不評だったと従業員が回想しています[3]。
そこで東京麦酒の広告は、王冠が簡単に開けられる点を前面に出し、「抜クニ困難ナク」と呼びかけました[3]。東京麦酒は、王冠がコルク栓より開けやすいことを広告で強調したのです。
ところが、この年の王冠はまだ技術が未熟で、炭酸ガスが漏れて気の抜けたビールになる問題が起きました。1901年にはジャパン・ブルワリーが故障が多いとして採用を見送り、本格的に採用されたのは1912(大正元)年の麒麟麦酒でした[4]。
その後、1915年ごろには、サイダー・酒・ビールの瓶に使われたコルク栓が、ブリキ製の王冠に置き換わっていきました[7]。大正時代に、王冠ビールが主流になっていきます。
ここまでで、王冠は「炭酸を逃がさない」「開けやすい」の両方を期待されていたと分かります。では、王冠の縁のひだは、どんな数になっているのでしょうか。
日本で初めて王冠栓付きのビールが売り出されたのは、1900(明治33)年7月の東京麦酒である。コルク栓は、抜くと泡が噴き出して座敷や着物を汚すため、料理屋で不評だったと従業員が回想している[3]。この不満があったから、東京麦酒は広告で王冠の開けやすさを前面に出し、「抜クニ困難ナク」と呼びかけた[3]。アメリカでは炭酸を守る栓として生まれた王冠を、東京麦酒は広告で、コルク栓より開けやすいふたとして強調したことになる。
ところが、技術が未熟だったこの年の王冠では、炭酸ガスが漏れ、気の抜けたビールになる問題が起きた。そのため1901年、ジャパン・ブルワリーは故障が多いとして王冠を見送り、本格採用は1912(大正元)年の麒麟麦酒まで待つことになる[3][4]。開けやすさを売りにした王冠が、密閉の不備で広がらなかったのは皮肉である。
その後の広がりは速く、1915年ごろには、サイダー・酒・ビールの瓶のコルク栓がブリキ製の王冠に置き換わり[7]、大正時代に王冠ビールが主流になった[4]。つまり日本では、王冠は「開けやすい」という約束と、「炭酸を逃がさない」という性能の改良を両立させて、ようやく定着したと読める。
しかし、広まった後も、王冠の形そのものには、まだ説明のついていないところが残っている。縁のひだの数である。
5. ぎざぎざは、どうして 21こなの?
5. ひだの数が21個なのは、なぜなのか
5. 21個のひだと内側の円盤 ── 分かっていることと、説の一つ
びんの 王冠の ぎざぎざ(ひだ)は 21こです。オリオンビールは、ビールびんの 王冠は 21こだと せつめいして います[4]。
でも、どうして 21こなのでしょう。くわしい 理由は、はっきりした きまりでは せつめいされて いません。ひとつの かいせつでは、ひだが 多すぎると ぬきにくく、少なすぎると はずれやすいから、と いわれます[5]。
ひだの 内がわには、長いあいだ、うすい コルクの まるい 板が はいって いました。昭和60年(1985年)には、ポリエチレンで できた ものが うまれ、いまに つづきます[6]。
ぎざぎざの 数は、ふくざつな けいさんより、ためした けっかで きまった のかも しれません。ここは、まだ はっきり わからないところです。
ビール瓶の王冠のひだ(スカートと呼ばれる部分)は21個です。オリオンビールは、この数を21個と説明しています[4]。メーカーを問わず21個とされますが、特大びんは別だとする雑学サイトもあります。
では、なぜ21個なのでしょうか。公的な規格の説明は見当たりません。ある酒販店の解説は、栓が抜きやすいように、これが21個より多いと抜きにくく、少ないと外れやすいという理由だ、と書いています[5]。一つの解説であり、定説とは言えません。
数の理由は分からなくても、ひだの役割は想像できます。ひだは瓶の口の縁に折り込まれ、栓抜きの金具が引っかかる場所になります。
王冠の内側にも変化がありました。長くコルクの円盤が使われてきましたが、昭和60年(1985年)に、ポリエチレンで成形したモールド王冠が誕生し、現在に至ります[6]。
数は同じでも、中の材料は変わってきました。では、いま栓抜きはどんな場所で、どう使われているのでしょうか。
ビール瓶の王冠のひだ(スカート)は21個である。オリオンビールは、この数を21個と述べている[4]。メーカーを問わず21個とされるが、特大びんを除くとする雑学サイトもあり、すべての瓶に当てはまるかどうかは資料によって扱いが違う。
この数の理由について、公的な規格の説明は資料の範囲では見当たらない。ある酒販店の解説は、ひだが21個より多いと抜きにくく、少ないと外れやすい、という理由を挙げる[5]。ただしこれは一つの解説で、メーカーや規格の資料による裏付けがあるわけではない。「抜きやすさと外れにくさの兼ね合いで決まった数らしい」という程度に受け止めるのが妥当で、「21が最適だと証明された」とまでは言えない。
王冠の内側も、時代とともに変わった。内側には長くコルクの円盤が使われてきたが、昭和60年(1985年)にPE(ポリエチレン)のモールド王冠が誕生し、現在に至る[6]。炭酸を逃がさないための内側は材料を替えてきた。外側のひだは、いまの王冠では21個である。
いまの王冠のひだの数と、変わってきた素材。では、王冠と栓抜きは、いまどんな場所にいるのか。
6. 家の びんの ふたを、かぞえて みよう
6. 瓶の王冠と栓抜きを、手に取って確かめる
6. 身のまわりの王冠で確かめる ── ひだの数と、支点の位置
むかしの 国鉄の 電車には、まどの 下の テーブルに、うごかない せんぬきが ついて いた ものが ありました。びんの ジュースの じどうはんばいきにも、まえに せんぬきが ついた ものが ありました[1]。
キーホルダーや ナイフに、せんぬきも いっしょに ついた ものも あります[1]。ペットボトルが 多い いまでも、ビールびんの おみせでは、まだ たいせつな どうぐです。
やってみよう。おうちの 人に たのんで、王冠の ついた びんを 見せて もらいましょう。ふたの ぎざぎざを、さわらずに、目で かぞえます。ふちは するどくて、ゆびを きる ことが あるので、おとなが はずして くれた ふたを つかいます。
せんぬきも 見て みましょう。ささえる ところ、ひっかける ところ、手で もつ ところは、それぞれ どこでしょう。さがすのが たのしみです。
栓抜きは、いまもビール瓶を扱う飲食店では必需品です[1]。かつて国鉄の横形座席の車両には、窓の下のテーブルに固定式の栓抜きがあり、瓶入り清涼飲料の自動販売機の前面にも、栓抜きが付くものがあったとされます[1]。キーホルダーやナイフ、缶切りに栓抜きの機能が付いた多機能型もあります[1]。
ひとつ、確かめられることがあります。家やお店で、王冠のついた瓶を見せてもらえたら、ひだの数を、触らずに目で数えてみてください。縁は鋭く、指を切るおそれがあるので、大人に外してもらった王冠を使います。オリオンビールの説明どおり21個か、瓶の種類によって違うのかが、自分の目で分かります。
もう一つ、栓抜きのどこが支点で、作用点で、力点なのかを探してみましょう。王冠の上にのる部分、縁に引っかかる金具、手で持ち上げる持ち手を見分けられたら、第2種のてこの順番を実物で確かめたことになります。
数字を調べたくなったら、栓抜きと王冠の特許を扱うLemelson-MITのページ[2]や、日本の王冠ビールの広告を紹介するキリン歴史ミュージアムのページ[3]が読めます。
身のまわりで確かめられることが二つある。一つは、王冠のひだの数である。縁は鋭く指を切るおそれがあるので、触らずに目で数えるか、大人に外してもらった王冠を使い、ひだを数える。21個が確かめられるか、瓶の種類で違うかは、実物で判断できる。資料の側では、オリオンビールが21個と述べ[4]、特大びんを除くとする雑学サイトもあるため、数える対象を記録しておくと比べやすい。
もう一つは、栓抜きの支点の位置である。王冠に当てる部分が支点、縁に引っかかる金具が作用点、持ち手の端が力点であれば、第2種のてこの並びになる[8]。実物で、作用点と支点の距離、力点と支点の距離を定規で測れば、力が何倍になるかを自分で計算できる。形が違う栓抜きを並べて比べても面白い。
栓抜きの周りの変化も、資料から読める。かつて国鉄の横形座席の車両には、窓下のテーブルに固定式の栓抜きがあり、瓶入り清涼飲料の自動販売機の前面にも栓抜きが付くものがあった。キーホルダーやナイフ、缶切りに機能が付いた多機能型もある[1]。
原典に当たるなら、王冠と栓抜きの特許の年を述べるLemelson-MITの解説[2](英語)、日本での初の王冠ビールと広告の言葉を紹介するキリン歴史ミュージアム[3]が出発点になる。ひだが21個である理由は、まだ公的な説明の見つからない問いとして残っている。
しらべた もとの じょうほう
参考にした情報源
参考にした情報源と、その使い方
出典について:百科事典の記述、発明家の解説、飲料メーカーと博物館の説明、王冠メーカーの説明を使った。何に使ったかは、それぞれの項目の最後に書いている。
- Wikipedia「栓抜き」。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%93%E6%8A%9C%E3%81%8D (栓抜きの形・使い方・多機能型、いまの使われ方について。百科事典の記述)
- Lemelson-MIT「William Painter」。https://lemelson.mit.edu/resources/william-painter (王冠の発明と栓抜きの特許の年について。英語の資料)
- キリン歴史ミュージアム「1900年 東京麦酒から国内初の王冠栓付ビールが発売」。https://museum.kirinholdings.com/history/column/bd044_1900.html (日本で初めての王冠ビールと、広告の言葉について)
- オリオンビール「ビールの王冠栓はいつから?」。https://www.orionbeer.co.jp/customerservices/detail/377/ (ひだの数と、日本での王冠の採用の経緯について。メーカーの説明)
- 蔵元特約店 吉祥「瓶ビールの王冠のキザキザとその意味」。https://jizake-ya.com/know/beer/post_17.html (ひだが21個である理由の一つの解説について。酒販店のページ)
- 長柳「王冠」。https://www.nagayanagi.co.jp/product/crown.html (王冠の内側の材料の移り変わりについて。製造会社の説明)
- Wikipedia「王冠 (栓)」。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%8E%8B%E5%86%A0_(%E6%A0%93) (王冠が生まれた背景と、コルク栓からの置きかわりについて。百科事典の記述)
- 名古屋市科学館「てこの分類」資料。https://www.ncsm.city.nagoya.jp/exhibit_files/pdf/S309.pdf (第2種のてこの並びと、力の取り出し方について)
なおした ところ
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