JP2007055638A - ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量化してもその取り扱い性を低下させることなく、底部に十分な耐圧強度を具備させる。
【解決手段】 ボトル１０の底部１１に設けられた環状凹部２３には、ボトル１０の内方に突出するリブ２７がこのボトル１０の周方向に複数並んで形成され、これらのリブ２７はそれぞれ傾斜面部２４と立上がり壁２５とを備え、個々のリブ２７において、傾斜面部２４は立上がり壁２５に向けて凹み量が大きくなるように傾斜し、立上がり壁２５は傾斜面部２４よりも大きな傾斜で立上がっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、外周縁部が接地部とされるとともに、中央部がボトルの内側に向けて凹む中央凹部とされ、これらの接地部と中央凹部との間は接地部から中央凹部に向かうに従い漸次ボトルの内側に向けた凹み量が大きくなる環状凹部とされた底部を有するボトルに関するものである。

この種のボトルは、一般に例えばポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂からなり、ブロー成形により成形されている。近年では、リサイクルのための再溶融時に要する熱量を低減することにより環境問題に対応したり、あるいは材料コストを低減する等のために、使用する材料の量を減らすことによってその軽量化が図られている。

ところが、この軽量化によりボトルの剛性が低下するので、例えば充填された高温の液体の重量が熱により軟化した底部に作用したり、あるいはこの液体を充填した後、加熱して殺菌処理を施したときにボトルの内圧が上昇したりすることによって、接地部がボトルの外側に向けて膨出変形し、ボトルの正立性を阻害させるという問題があった。

このような問題を解決するための手段として、例えば下記特許文献１に示されるように、前記環状凹部に、ボトルの外側に突出し径方向に延びる中空リブを周方向に所定の間隔をあけて複数形成することにより、この底部の耐圧強度を向上させることが考えられる。
特開２００２−３０８２４５号公報

しかしながら、前記従来のボトルでは、環状凹部の外周縁部のうち中空リブ同士の間に位置する部分に応力が集中し易くなるため、この外周縁部に連なる接地部の耐圧強度の向上については改善の余地があった。
また、中空リブを形成したことにより環状凹部の凹凸形状が複雑になり、内容物を充填する前のボトル内部洗浄が不十分になったり、その洗浄液を容易かつ確実にボトルの内部から排出することが困難になる等、その取り扱い性が低下するおそれがある。

本発明は前記状況に鑑みてなされたもので、ボトルの軽量化を図ったとしても、取り扱い性を低下させることなく、底部に十分な耐圧強度を具備させることができるボトルを提供することを目的とする。

このような課題を解決して、前記目的を達成するために、本発明のボトルは、外周縁部が接地部とされるとともに、中央部がボトルの内側に向けて凹む中央凹部とされ、これらの接地部と中央凹部との間は接地部から中央凹部に向かうに従い漸次ボトルの内側に向けた凹み量が大きくなる環状凹部とされた底部を有するボトルであって、前記環状凹部にはボトルの内方に突出するリブがこのボトルの周方向に複数並んで形成され、これらのリブはそれぞれ傾斜面部と立上がり壁とを備え、個々のリブにおいて、前記傾斜面部は前記立上がり壁に向けて前記凹み量が大きくなるように傾斜し、前記立上がり壁は前記傾斜面部よりも大きな傾斜で立上がっていることを特徴とする。

この発明によれば、環状凹部に前述のような傾斜面部とこれより急傾斜の立上がり壁とをそれぞれ備えた複数のリブが形成されているので、ボトルに内圧が作用した際に、各リブにおいて、傾斜面部と立上がり壁との連結部に作用する負荷をこの連結部から傾斜面部側に向けて分散させることが可能になるとともに、この傾斜面部が前記連結部と反対側の端部を支点としてボトルの外側に向けて変形移動しようとしたときに、この変形移動を立上がり壁により阻止させることが可能になる。したがって、ボトルに内圧が作用した際、環状凹部の外周縁部の特定箇所に応力が集中するのを防ぐことが可能になり、底部の耐圧強度を向上させることができ、環状凹部の外周縁部に連なる接地部が膨出変形するのを防ぐことができる。

また、リブが傾斜面部を備えているので、環状凹部の凹凸形状が複雑になるのを抑えることが可能になり、内容物を充填する前のボトル内部洗浄を十分に行うことができ、かつその洗浄液をこの傾斜面部の傾斜に沿って案内してボトルの内部から排出することができ、その取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。

ここで、底部の平面視において、前記立上がり壁の前記中央凹部側から前記接地部側へ延びる延在方向は、ボトルの半径方向に対して傾斜してもよい。
この場合、内圧により中央凹部がボトルの外側へ向けて膨出変形しようとしたときに、傾斜面部が立上がり壁に覆い被さるように変形することになり、リブが前記周方向の両端側に拡がって潰れるのを防ぐことが可能になり、耐圧強度をより一層向上させることができる。
なお、立上がり壁は接地面に対して４５°以上９０°以下の範囲で傾斜させるとよい。

この発明に係るボトルによれば、軽量化してもその取り扱い性を低下させることなく、底部に十分な耐圧強度を具備させることができる。

以下、図面を参照し、この発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係るボトル１０は、例えばブロー成形により成形され、図１に示すように、底部１１を有するヒール部１２と、該ヒール部１２の上端部に連設された胴部１３と、該胴部１３の上端部に連設されて上方に向かうに従い漸次縮径された肩部１４と、該肩部１４の上端部に連設されて上方に延在した口部１５とを備えるとともに、横断面が概略円形とされ、口部１５に形成された雄ねじ部１５ａに図示されないキャップが螺着されるようになっている。これらのヒール部１２、胴部１３、肩部１４および口部１５は、例えばポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂により同軸上に一体的に形成されている。

胴部１３には、径方向内方に凹むパネル部１３ａが前記横断面がなす円形の中心軸線Ｏ方向に延在する柱部１３ｂを介して周方向に複数形成されている。本実施形態のパネル部１３ａは、胴部１３の前記中心軸線Ｏ方向における上端部１３ｃおよび下端部１３ｄを除いた全長に亙って延在されている。図示の例では、パネル部１３ａおよび柱部１３ｂはそれぞれ、胴部１１に周方向に等間隔をあけて６つ形成されている。

また、本実施形態では、ヒール部１２と胴部１３との連結部分、および胴部１３と肩部１４との連結部分の双方が、全周に亙って延在する環状凹溝１６、１７とされている。
底部１１は、図２および図３に示すように、外周縁部が接地部２１とされるとともに、中央部にボトル１０の内側に向けて凹む中央凹部２２が形成され、接地部２１と中央凹部２２との間は接地部２１から中央凹部２２に向かうに従い漸次ボトル１０の内側に向けた凹み量が大きくされた環状凹部２３とされている。

そして、本実施形態では、環状凹部２３に、ボトル１０の内方に突出するリブ２７がこのボトル１０の周方向に複数並んで形成され、これらのリブ２７はそれぞれ傾斜面部２４と立上がり壁２５とを備えている。そして、個々のリブ２７において、傾斜面部２４は立上がり壁２５に向けて前記凹み量が大きくなるように傾斜し、立上がり壁２５は傾斜面部２４よりも大きな傾斜で立上がっている。

なお、底部１１の平面視で、傾斜面部２４は外周側に向かうに従い周方向の長さが長くなる弧状とされ、立上がり壁２５はボトル１０の外周側に向かうに従い先細りとなる細長い三角形状とされている。また、本実施形態では、各リブ２７、および隣接するリブ２７同士において、傾斜面部２４と立上がり壁２５とが稜線をなして連結されている。さらに、複数のリブ２７としては、傾斜面部２４および立上がり壁２５がそれぞれ同一の形状および大きさで８つ形成されている。

また、本実施形態の傾斜面部２４は、図３に示すような中心軸線Ｏに沿った縦断面視で、ボトル１０の内側に凹む凹曲面状とされて前記のように中央凹部２２に向かうに従い漸次前記凹み量が大きくなるように傾斜している。さらに、この傾斜面部２４は、図４に示すような中心軸線Ｏを中心とした円の周方向に沿ったリブ２７の断面視で、平面状とされて前記のように立上がり壁２５に向けて前記凹み量が大きくなるように傾斜している。

また、傾斜面部２４および立上がり壁２５の径方向内方端部はそれぞれ、中央凹部２２の周面２２ａが中心軸線Ｏに直交する接地面２１ａとなす角度とほぼ同じ角度となるように、この周面２２ａに連続する壁部とされている。また、中央凹部２２の周面２２ａは、底部１１の平面視で、爪歯車を平面視したような形状とされている。

図２に示す立上がり壁２５は、底部１１の平面視において、中央凹部２２側から接地部２１側へ延びる延在方向が、ボトル１０の半径方向と一致している。すなわち、前記延在方向は、立上がり壁２５の接地部２１側の端部と前記中心軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌが延びる方向と一致している。

また、図４に示すようなリブ２７の前記断面視において、立上がり壁２５の外表面と接地面２１ａとがなす角度θ１は、４５°以上９０°以下とされ、好ましくは６０°以上７５°以下とされている。また、傾斜面部２４の外表面と接地面２１ａとがなす角度θ２は、５°以上４５°以下とされ、好ましくは１５°以上３０°以下とされている。

さらに、傾斜面部２４および立上がり壁２５の径方向外方端と、接地部２１の径方向内方端とは、図３に示すように、接地部２１に対してボトル１０の内側に凹む段差部２６を介して連結されている。なお、底部１１の内表面は、図２に示すような外表面形状に沿った形状とされ、底部１１の全域に亙ってその肉厚は同等とされている。また、傾斜面部２４は４個以上１６個以下設けることが好ましい。

以上説明したように、本実施形態によるボトル１０によれば、環状凹部２３に傾斜面部２４とこれより急傾斜の立上がり壁２５とをそれぞれ備えた複数のリブ２７が形成されているので、ボトル１０に内圧が作用した際に、各リブ２７において、傾斜面部２４と立上がり壁２５との連結部に作用する負荷をこの連結部から傾斜面部２４側に向けて分散させることが可能になるとともに、この傾斜面部２４が前記連結部と反対側の端部を支点としてボトル１０の外側に向けて変形移動しようとしたときに、この変形移動を立上がり壁２５により阻止させることが可能になる。したがって、ボトル１０に内圧が作用した際、環状凹部２３の外周縁部の特定箇所に応力が集中するのを防ぐことが可能になり、底部１１の耐圧強度を向上させることができ、環状凹部２３の外周縁部に連なる接地部２１が膨出変形するのを防ぐことができる。

また、リブ２７が傾斜面部２４を備えているので、環状凹部２３の凹凸形状が複雑となるのを抑えることが可能になり、内容物を充填する前のボトル内部洗浄を十分に行うことができ、かつその洗浄液をこの傾斜面部２４の傾斜に沿って案内してボトル１０の内部から排出することができ、その取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。

さらに、本実施形態では、傾斜面部２４および立上がり壁２５と接地部２１とが段差部２６を介して連結されているので、ボトル１０をブロー成形により成形する場合において、金型が摩耗してもボトル１０の形状不良が発生するのを抑えることが可能になる。
ここで、前記角度θ１が４５°より小さいとリブ２７が前記周方向の両端側に拡がって潰され易くなり、また、前記角度θ１が９０°より大きいと成形性が劣る。

次に、本発明の第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。

本実施形態では、図５に示すように、環状凹部２３に立上がり壁３１が形成され、底部１１の平面視において、この立上がり壁３１の接地部２１側から中央凹部２２側へ延びる延在方向が、ボトルの半径方向に対して傾斜している。すなわち、前記延在方向は、立上がり壁３１の接地部２１側の端部と前記中心軸線Ｏとを結ぶ直線Ｌに対して傾斜している。図５に示す例では、各リブ２７において、立上がり壁３１は、接地部２１側から中央凹部２２側に向かうに従い漸次、前記直線Ｌに対して傾斜面部２４の内側（図５における反時計回り方向）に向けて延在している。なお、前記延在方向と前記直線Ｌとがなす角度θ３は例えば３０°以下、好ましくは１５°以下とされている。この角度θ３は、リブ２７の個数等に応じて適宜設定できる。図示の例では、前記角度θ３は約８°とされている。

以上説明したように、本実施形態によるボトル３０によれば、立上がり壁３１の延在方向が前記直線Ｌに対して傾斜しているので、内圧により中央凹部２２がボトル３０の外側へ向けて膨出変形しようとしたときに、傾斜面部２４が立上がり壁３１に覆い被さるように変形することになり、リブ２７が前記周方向の両端側に拡がって潰れるのを防ぐことが可能になり、耐圧強度をより一層向上させることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、横断面が概略円形のボトル１０、３０を示したが、横断面が概略矩形とされたボトルとしてもよい。
また、底部１１に段差部２６を形成したが、この段差部２６を形成しないで、傾斜面部２４および立上がり壁２５、３１の径方向外方端と、接地部２１の径方向内方端とを直接連結させてもよい。

さらに、前記実施形態では、各リブ２７、または隣合うリブ２７同士において、傾斜面部２４と立上がり壁２５とが稜線をなして連結された構成を示したが、これに代えて、例えば面を介して連結させるようにしてもよい。

さらにまた、前記実施形態では、図３で示したように、凹曲面状とされて中央凹部２２に向かうに従い漸次前記凹み量が大きくなるように傾斜した傾斜面部２４を示したが、これに代えて凸曲面状に傾斜させても、あるいは平面状に傾斜させてもよい。
さらに、前記実施形態では、図４で示したように、平面状とされて立上がり壁２５に向けて前記凹み量が大きくなるように傾斜した傾斜面部２４を示したが、これに代えて凹曲面状に傾斜させても、あるいは凸曲面状に傾斜させてもよい。

また、前記第１、２実施形態において、各リブ２７の傾斜面部２４と立上がり壁２５、３１の位置を交換しても良い。

次に、以上説明した作用効果についての検証を数値解析により実施した。実施例１として前述した第１実施形態のボトル１０を採用し、実施例２として第２実施形態のボトル３０を採用した。また、比較例として、第１、第２実施形態のボトル１０、３０において、傾斜面部２４および立上がり壁２５、３１を有さない構成を採用した。
そして、各ボトルに内圧を付与し、接地部２１が外側に向けて膨出変形したときの内圧を耐圧強度として評価した。

その結果、比較例では耐圧強度が０．１４７ＭＰａであったのに対し、実施例１では０．３３３ＭＰａであり、実施例２では０．３６３ＭＰａであることが確認され、実施例１および２では、比較例に対して２倍以上耐圧強度を向上できることが確認された。

軽量化してもその取り扱い性を低下させることなく、底部に十分な耐圧強度を具備させることができるボトルを提供する。

本発明に係る一実施形態として示したボトルの概略構成図である。 本発明に係る第１実施形態として示したボトルの底部を示す平面図である。 図２および図５のＸ−Ｘ線矢視断面図である。 図２および図５のＹ−Ｙ線矢視断面図である。 本発明に係る第２実施形態として示したボトルの底部を示す平面図である。

符号の説明

１０、３０ ボトル
１１ 底部
２１ 接地部
２２ 中央凹部
２３ 環状凹部
２４ 傾斜面部
２５、３１ 立上がり壁
２７ リブ
Ｏ 中心軸線

Claims (2)

1. 外周縁部が接地部とされるとともに、中央部がボトルの内側に向けて凹む中央凹部とされ、これらの接地部と中央凹部との間は接地部から中央凹部に向かうに従い漸次ボトルの内側に向けた凹み量が大きくなる環状凹部とされた底部を有するボトルであって、
   前記環状凹部にはボトルの内方に突出するリブがこのボトルの周方向に複数並んで形成され、これらのリブはそれぞれ傾斜面部と立上がり壁とを備え、個々のリブにおいて、前記傾斜面部は前記立上がり壁に向けて前記凹み量が大きくなるように傾斜し、前記立上がり壁は前記傾斜面部よりも大きな傾斜で立上がっていることを特徴とするボトル。
2. 請求項１記載のボトルにおいて、
   前記底部の平面視で、前記立上がり壁の前記中央凹部側から前記接地部側へ延びる延在方向は、ボトルの半径方向に対して傾斜していることを特徴とするボトル。
   
   

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