JP5207178B2 - 合成樹脂製角形壜体 - Google Patents

Description

本発明は、四角筒形状をした胴部を有する合成樹脂製角形壜体に関するものである。

ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製等の合成樹脂製壜体は水、スポーツ飲料水、お茶、ジュース等の飲料用として幅広く使用されている。たとえば特許文献１には、胴部の平断面形状が角取りした正方形状の角形壜体が実施例として記載されている。
図１０に示される壜体１０１はＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形された所謂ペットボトルで、容量が５００ｍｌの角形壜体である。上端にテーパー角筒形状をした肩部１０３を介して口筒部１０２を起立設し、下端に底部１０８を連設した胴部１０４は、角取りした正方形状の角筒構造であり、胴部１０４の周壁を平坦壁１０５と角取りした部分であるコーナー壁１０６で形成している。
この、コーナー壁１０６は壜体の構造を支える柱部としての機能を担う。
また胴部１０４の中央高さ位置には胴部１０４の周壁の面剛性や、座屈強度を大きくするために周溝リブ１１３を形成している。

そして、この壜体１０１は、所謂、耐熱角形ボトルであり、各平坦壁１０５の周溝リブ１１３上下の領域にそれぞれ、段部１１１で囲うようにして減圧吸収パネル１１２を陥没状に形成している。
内容液を殺菌の目的で８０〜９０℃程度の高温で充填する耐熱ボトルの用途では、充填後の内容液の温度の低下に伴ない内部が減圧状態となるので、減圧吸収パネル１１２が減圧状態における胴部の周壁の局所的な陥没状の変形を防いだり、外観的に目立たないようにすると云う機能、所謂、減圧吸収機能を発揮する。

一方、図６（ａ）に示す壜体１は、容量が３５０ｍｌの比較的小型の角形ペットボトルであるが、このように比較的小型の壜体では減圧吸収パネル１２を形成する面積が限定されるので、減圧吸収機能を十分発揮させるために、この壜体１のように、縦長矩形状の減圧吸収パネル１２を胴部４の略全高さ範囲に亘って形成する場合が多い。
特開２００１−１８０６３７号公報

大量に生産されるペットボトルの分野では、省資源、材料費削減の点から、軽量化、すなわち壁厚の薄肉化が要請されている。また、減圧吸収パネルは、減圧時だけでなく外部から力が作用した際にも座屈変形の起点となってしまうため、通常、５００ｍｌ以上の比較的大きな容量の壜体では、壁厚の薄肉化や減圧吸収パネルの形成による胴部の周壁の面剛性や座屈強度の低下を補完するため、図１０の壜体のように胴部の中央高さ位置に周溝リブを形成したり、あるいは減圧吸収パネル自体に補強リブを形成する。

しかし、図６（ａ）に示すような比較的小型の角形壜体では、前述したように減圧吸収パネル１２を形成する面積が限定されるので、減圧吸収機能を十分発揮させるために、縦長矩形状の減圧吸収パネル１２を胴部４の略全高さ範囲に形成すると共に、この減圧吸収パネル１２を大きく陥没変形させて必要な減圧吸収機能を発揮させる必要があるが、周溝リブ等の形成はこの減圧吸収パネル１２の面積や、変形性を小さくするもので、周溝リブ等により胴部の周壁の面剛性や座屈強度の低下を補完するのには限界があり、胴部の周壁に外部からの押圧力が作用した際や、減圧時にたとえば図７（ａ）中の二点鎖線で示した位置と方向で稜線７が座屈変形し、「くの字」状に凹むように屈曲して状に永久変形してしまうと云う問題がある。
そしてこのような問題は壁厚を薄肉化することにより、より深刻なものとなり、永久変形により外観が損なわれるだけでなく、内容液の充填ラインや自動販売機内等でのトラブルの原因ともなる。

そこで本発明は、減圧吸収パネルを形成した比較的小型の合成樹脂製角形壜体おいて、薄肉であっても、壜体の剛性や座屈強度を確保しながら減圧吸収機能を十分に発揮することが可能な胴部の周壁の形状を創出することを技術的課題とするものである。

上記技術的課題を解決する本発明の手段のうち、主たる構成は、
四角筒状の胴部を有し、この胴部にテーパー筒状の肩部を介して口筒部を起立設した合成樹脂製角形壜体において、
胴部の周壁を構成する４ケの平坦壁に胴部の略全高さ範囲に亘って減圧吸収パネルを陥没形成し、
この減圧吸収パネルの形状を、全体として縦長矩形状で、上下の所定高さ位置から中央高さ位置にかけて横幅が縮幅する縮幅領域を有する形状とし、
隣接する減圧吸収パネル間に位置する周壁部分の、縮幅領域の略中央部に対向する高さ位置に、隣接する減圧吸収パネルを連結するように溝状の横リブを形成する、
と云うものである。

上記構成では、まず、隣接する減圧吸収パネル間部分に溝状の横リブを形成するため、横リブにより減圧吸収パネルを上下に分断することがないので、減圧時に、減圧吸収パネルが大きなスパンで陥没変形することができ、減圧吸収機能を十分発揮させることができる。

次に、隣接する減圧吸収パネル間部分に形成する横リブにより、特に平坦壁の左右端に位置する縦方向の稜線が座屈変形し、「くの字」状に凹むように屈曲して永久変形してしまうと云う現象を効果的に抑制することができる。

ここで、従来のような全体的に縦長矩形状の形状をした減圧パネルを有する壜体では、隣接する減圧吸収パネル間部分に横リブを形成すると、上記のように稜線の座屈変形を効果的に抑制することができるが、一方で、押圧力が任意の平坦壁に作用すると、この押圧力が作用する平坦壁に隣接す平坦壁の、横リブの一端が位置する領域近傍に変形が集中し、当該部分で周壁が鋭く凸状に突出変形してしまい、永久変形が残存してしまうと云った問題が生じる。このような問題は壁厚を薄肉にした場合特に深刻になる。

そこで、上記した本発明の主たる構成に記載されるように、
減圧吸収パネルの形状を、上下の所定高さ位置から中央高さ位置にかけて横幅が縮幅する縮幅領域を有する形状とすると共に、横リブを隣接する減圧吸収パネルを連結するように形成することにより、両者の作用効果が相俟って、隣接する減圧吸収パネル間部分に横リブを形成したことに起因する、周壁の変形の横リブ端部近傍への集中を緩和することができる。
すなわち、押圧力による、あるいは減圧時における周壁の変形を横リブ端部近傍から上下方向へ分散して緩やかな凸状の変形として、永久変形を効果的に抑制したり、鋭い突出変形による自動販売機中等でのトラブルに係る問題を解消することができる。

本発明の他の構成は上記主たる構成に加えて、縮幅領域の左右外側の平坦壁部分に、この平坦壁の左右中央方向に向けて陥没する段差を、減圧吸収パネルの上下端部の左右端に沿って、縦方向に延設する、と云うものである。

上記構成では、縮幅領域の左右外側の平坦壁部分に、この平坦壁の左右中央方向に向けて陥没する段差を、減圧吸収パネルの上下端部の左右端に沿って、縦方向に延設する構成とすることにより、この左右の段差部分での変形のし易さを利用して縮幅領域においても、減圧吸収パネルの陥没変形の程度を大きくすることができ、縮幅領域により減圧吸収パネルの面積が小さくなることに起因する減圧吸収機能の低下を補完することができる。

本発明は、上記した構成としたので、以下に示す効果を奏する。
すなわち本発明の主たる構成を有するものにあっては、横リブにより減圧吸収パネル間部分における周壁の面剛性や座屈強度を大きくし、特に平坦壁の左右端に位置する縦方向の稜線に発生する「くの字」状に凹むような座屈変形を効果的に抑制することができると共に、減圧吸収パネルが縮幅領域を有する形状とすると共に、横リブが隣接する減圧吸収パネルを連結する構成とすることにより、横リブの形成に起因する、周壁の鋭い突出変形を横リブ端部近傍から上下方向へ分散して緩やかな凸状の変形とすることができ、永久変形を効果的に抑制したり、鋭い突出変形による自動販売機中等でのトラブルに係る問題を解消することができる。

以下、本発明の実施の形態を、実施例に沿って図面を参照しながら説明する。
図１、図２は本発明による壜体の一実施例を示すものであり、図１は全体正面図、図２は図１中のＡ−Ａ線に沿って切断矢視した平断面図である。

この壜体１はＰＥＴ樹脂製の薄肉な（胴部４の平均肉厚０．３１ｍｍ）２軸延伸ブロー成形品で、全高さが１５０ｍｍ、容量が３５０ｍｌの比較的小型の角形壜体で、角部を角取りした略四角筒状の胴部４の上端に、略四角筒錐台形状の肩部３を連設し、この肩部３の上端に、外周面に螺条およびネックリングを設けた円筒状の口筒部２を起立設した形状である。

角部を角取りした胴部４は、４ケの平坦壁５と隣接する平坦壁を連結するコーナー壁６により形成されている。また、各平坦壁５には、胴部４の略全高さ範囲に亘って段部１１で囲うようにして減圧吸収パネル１２が形成されている。
そしてこの減圧吸収パネル１２の形状は全体として縦長矩形状の形状であるが、上下の所定高さ位置（本実施例では上から略１／３、下から略１／３の高さ位置）から中央高さ位置にかけて横幅を縮幅した縮幅領域１３を有する形状としている。

また、隣接する減圧吸収パネル１２の間の周壁部分では、縮幅領域１３の中央高さ位置に対向する高さ位置に、隣接する減圧吸収パネル１２を連結するように溝状の横リブ１５を形成している。

また、上記縮幅領域１３の左右外側の平坦壁５部分に、この平坦壁５の左右中央方向に向かって陥没する段差１６を減圧吸収パネル１２の上下端部の左右端に沿って、縦方向に延設するように形成している。

図４は、図１中のＡ１−Ａ１線に沿った部分平断面図であり、縮幅領域１３における胴部４の平坦壁５部分の凹凸状態を示すもので、実線で示される状態Ｂｄは変形前、二点鎖線で示される状態Ａｄは減圧時における陥没変形状態を示す。
この図から分かるように縮幅領域１３の高さ範囲では、平坦壁５の左右端部から、段差１６そして段部１１の２箇所での陥没を介して減圧吸収パネル１２が陥没形成していることになるが、減圧時にはこの左右の段差１６部分の変形のし易さを利用して縮幅領域１３においても、減圧吸収パネル１２の陥没変形量を大きくすることができ、縮幅領域１３により減圧吸収パネル１２の面積が小さくなることに起因する減圧吸収機能の低下を補完することができる。

ここで、図５は段差１６を形成しない場合の、減圧時における平坦壁５の変形態様を図４と同様に比較のために示すものであり、変形前の実線で示される状態Ｂｄと陥没変形後の二点鎖線で示される状態Ａｄを比較すると、減圧時の陥没変形量が、図４の場合に対してかなり限定的であることが分かる。

次に、図６は第１の比較例の壜体の（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った平断面図である。
この壜体１の全体的な形状は図１に示す実施例の壜体と同様であるが、減圧吸収パネル１２の形状が縦長矩形状であること、すなわち図１における縮幅領域１３がないこと、また横リブ１５が形成されていない点で異なる。

図８は第２の比較例の壜体の（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ線に沿った平断面図である。
この壜体１の全体的な形状は図１に示す実施例の壜体と同様であるが、減圧吸収パネル１２の形状が縦長矩形状である点で異なる。一方、図６に示した第１の比較例の壜体と比較すると隣接する減圧吸収パネル１２間の領域に横リブ１５を形成している点が異なる。

次に、図１、２に示される実施例の壜体、図６に示される第１の比較例の壜体、図８に示される第２の比較例の壜体について、平坦壁５の所定の位置に押圧力を作用させた際の変形態様をそれぞれ、図３、図７、図９に示す。
なお、図３（ａ）、図７（ａ）、図９（ａ）は全体正面図、図３（ｂ）、図７（ｂ）、図９（ｂ）はそれぞれ図３（ａ）中のＢ−Ｂ線、図７（ａ）中のＤ−Ｄ線、図９（ａ）中のＦ−Ｆ線に沿った平断面図である。また、図３（ｂ）、図７（ｂ）、図９（ｂ）中の一点鎖線は変形前の状態を示したものである。
また、押圧力を作用させる位置はいずれも図３（ａ）中のハッチングで示した領域で、平坦壁５の中央高さ位置で稜線７近傍の位置であり、その作用の方向は図３（ｂ）中の白抜き矢印で示した方向である。
なお、上記のような位置における押圧力の作用は、自動販売機内や、減圧時に実際に発生することが想定されるものである。

そして、図７に示されるように第１の比較例の壜体１では、押圧力が作用する直近部分で稜線７が座屈変形し、「くの字」状に凹むように屈曲して永久変形してしまう。（図７（ａ）中の二点鎖線、図７（ｂ）参照）

第２の比較例の壜体１では、図９に示されるように、横リブ１５の作用効果により、第１の比較例の壜体で見られたような稜線７での座屈変形はないが、一方でこの横リブ１５の作用により、押圧力が作用する平坦壁５に、コーナー壁６を介して隣接する平坦壁５ｎの、横リブ１５の端部１５ｅ近傍の限定された領域Ｄｂに、この押圧力による変形が集中し、当該部分で周壁が鋭く凸状に突出変形してしまい、永久変形が残存してしまう。

ここで図３は、前述したように図１に示す実施例の壜体１の変形態様を示すものであるが、横リブ１５の作用効果により、第１の比較例の壜体１で見られたような稜線７の座屈変形を効果的抑制することができる。
また、減圧吸収パネル１２を縮幅領域１３を有する形状とすると共に、横リブ１５を隣接する減圧吸収パネル１２を連結するように形成することによって、第２の比較例の壜体１におけるような横リブ１５の端部１５ｅ近傍での変形の集中を緩和することができ、隣接する平坦壁５ｎにおける変形を領域Ｄａに広く分散させることができ、永久変形の発生を防止することができ、また鋭い凸状の突出変形に起因する自動販売機内等でのトラブルに係る問題を効果的に解消することができる。

以上、実施例に沿って本発明の実施の形態を説明したが、本発明の作用効果はこれら実施例に限定されものではない。たとえば、縮幅領域の高さ幅や縮幅の程度は壜体の容量、肉厚、減圧吸収機能等を考慮して適宜設定することができる。

本発明の合成樹脂製角形壜体は、薄肉の比較的小型のボトルにおいて、壜体の剛性や座屈強度を確保しながら減圧吸収機能を十分に発揮するものであり、耐熱角形ボトル分野での幅広い用途展開が期待される。

本発明の壜体の一実施例を示す全体正面図である。 図１中のＡ−Ａ線に沿って切断矢視した平断面図ある。 図１の壜体の変形態様の一例を示す（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った平断面図ある。 図１中のＡ１−Ａ１線に沿った部分平断面図である。 図１の壜体において段差を形成しない例の図４と同様に示す部分平断面図である。 第１の比較例の壜体の（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った平断面図である。 図６の壜体の変形態様の一例を示す（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿った平断面図である。 第２の比較例の壜体の（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＥ−Ｅ線に沿った平断面図である。 図８の壜体の変形態様の一例を示す（ａ）は全体正面図、（ｂ）は（ａ）中のＦ−Ｆ線に沿った平断面図である。 角形壜体の従来例を示す全体正面図である。

符号の説明

１ ；壜体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５ ；平坦壁
５ｎ；（隣接する）平坦壁
６ ；コーナー壁
７ ；稜線
８ ：底部
１１；段部
１２；減圧吸収パネル
１３；縮幅領域
１５；横リブ
１５ｅ；端部
１６；段差
１０１；壜体
１０２；口筒部
１０３；肩部
１０４；胴部
１０５；平坦壁
１０６；コーナー壁
１０８；底部
１１１；段部
１１２；減圧吸収パネル
１１３；周溝リブ
Ｂｄ、Ａｄ；状態
Ｄａ、Ｄｂ；（変形）領域

Claims (2)

1. 四角筒状の胴部(4)を有し、該胴部(4)にテーパー筒状の肩部(3)を介して口筒部(2)を起立設した壜体であり、
   前記胴部(4)の周壁を構成する４ケの平坦壁(5)に胴部(4)の略全高さ範囲に亘って減圧吸収パネル(12)を陥没形成し、
   該減圧吸収パネル(12)の形状を、全体として縦長矩形状で、上下の所定高さ位置から中央高さ位置にかけて横幅が縮幅する縮幅領域(13)を有する形状とし、
   隣接する減圧吸収パネル(12)間に位置する周壁部分の、前記縮幅領域(13)の中央部に対向する高さ位置に、前記隣接する減圧吸収パネル(12)を連結するように溝状の横リブ(15)を形成する構成とした合成樹脂製角形壜体。
   
2. 縮幅領域(13)の左右外側の平坦壁(5)部分に、該平坦壁(5)の左右中央方向に向けて陥没する段差(16)を、減圧吸収パネル(12)の上下端部の左右端に沿って、縦方向に延設する構成とした請求項１記載の合成樹脂製角形壜体。

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