JP4641142B2

JP4641142B2 - ボトル開口部のネジ構造

Info

Publication number: JP4641142B2
Application number: JP2003164354A
Authority: JP
Inventors: 英彦近江; 恭典山崎
Original assignee: Nippon Closures Co Ltd
Current assignee: Nippon Closures Co Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2023-06-09
Also published as: JP2005001677A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトル等のプラスチックボトル、ガラスボトルなどのボトル開口部に適用されるボトル開口部のネジ構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飲料用などのボトル開口部のネジ構造は、従来、雄ネジが形成された開口部にキャップ内側の雌ネジが螺着されて、キャップ天面との間で密封されるようになっている。このようなネジ構造のものには一条ネジのものもあるが、一条ネジ構造のものは、キャップをボトルの開口部にしっかりと螺着するために少なくとも１回転させる必要があり、キャップ装着・開栓の回転角度が大きかった。このため、ネジ山を多条にして、キャップの回転角度を１回転以下で、例えば１／２〜１／４回転で、密封・開栓できるようにしたものが新たに提案されている。
このようなボトル開口部のネジ構造に関連して、例えば、特許文献１には、多条ネジの中のネジ部の一部を除去してなり、少ない回転数で係合されるようにしたネジ構造のものが記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２４７８１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に記載されているようなボトル開口部のネジ構造のものでは以下のような問題があった。
すなわち、プラスチックボトルやガラスボトルを製造するに際して、樹脂素材等を成形型を用いて成形した後、その成形型を左右に分割して離型する（型抜き）場合に、ボトル開口部のネジ山の傾斜面が急な角度で形成されているため、前記のリード角の大きいネジ構造のボトルは、ボトル開口部のネジ部がアンダーカットの状態となり、ボトル開口部のネジ部の型抜きが困難になるという問題が生ずる。
このようなアンダーカット状態の部分が形成されている成形体を強引に型抜きして取り出そうとすれば（無理抜き）、ボトルのネジ山構造は変形して欠陥品となるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされたもので、成形ボトルの型抜き時において型抜きが容易にできる（無理抜きにならない）ボトル開口部のネジ構造を提供すると共に、キャップの装着・開栓を少ない回転角度でできるイージーオープン性に優れたボトル開口部のネジ構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）前記課題を解決するためになされた本発明のボトル開口部のネジ構造は、プラスチック、ガラスなどからなるボトルの開口部周面に形成されており、
ボトルの開口部周面にネジ山が複数配設された多条ネジを有し、
該ネジ山のボトル軸線方向の断面が、緩傾斜面と急傾斜面とからなる非対称山形に形成されると共に、
該緩傾斜面が該開口部側に形成され、
該急傾斜面がボトル底側に形成され、
該ネジ山をその回転方向と交叉するように分断する切欠き部が、
型抜きの際の型抜きを容易にするため、該開口部のパーティングラインを基準線として時計回りに所定幅で一対形成されており、
前記緩傾斜面の傾斜角度θＵが３２〜４５度であり、前記急傾斜面における傾斜角度θＤが１５〜３２度であり、かつ傾斜角度θＵ＞傾斜角度θＤとなるように構成されたことを特徴とする。
これによって、プラスチックボトルやガラスボトル成形時における成形体の型抜き性を向上させることができ、生産性に優れたボトルを提供できる。
また、切欠き部を設けることによって、ネジ山を備えたプラスチックボトルやガラスボトル成形後における成形体の型抜きをさらに容易にして、ボトルを製造する際の生産性をさらに高めることができる。
さらに、ネジ山の急傾斜面をボトル底側に形成することによってキャップの弛みを抑止することができる。
【０００７】
さらに、緩傾斜面の傾斜角度θＵ、急傾斜面における傾斜角度θＤ、かつ傾斜角度θＵ＞傾斜角度θＤとなるように構成することによって、
アンダーカット状態を回避することができ、成形型からの抜け勾配を形成できると共に、キャップ螺着時のネジの弛みを防止できる。
【０００８】
（２）本発明のボトル開口部のネジ構造は、前記（１）において、ネジ山のリード角が８〜２０度の範囲であることを特徴とする。キャップの回転角度を小さくすることによって、ボトル開口部へのネジ込み装着性を適正範囲に維持させることができ、さらにイージーオープン性に優れたボトル開口部のネジ構造とすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態に係るボトル開口部の正面図であり、図２はその平面図である。
図３はボトル開口部のネジ構造の理解をさらに増すためにその展開説明図を示したものであり、図４はボトル開口部のネジ山のボトル軸線方向の拡大断面図である。
図１及び図２において、１１はポリプロピレンやポリエチレンテレフタレートなどのプラスチック、ガラスなどからなるネジ構造を示すボトルの開口部、１２は開口部１１の周囲に形成された多条ネジからなるネジ山、１３は各ネジ山断面の開口部１１側に形成された緩傾斜面、１４はネジ山１２のボトル底側に（開口部側とは反対側）に形成された急傾斜面、１５ａ及び１５ｂは開口部１１の周面に形成された一対の切欠き部である。
【００１０】
ここで、一対の切欠き部とは、図１及び図２に示すように、パーティングラインＰＬ１を基準線とする切欠き部１５ａと、パーティングラインＰＬ２を基準線とする切欠き部１５ｂとをいう。
図３及び図４において、Ｅはネジ山形成部の展開された円周長さ、Ａはネジ山形成部の幅、Ｈはネジ山１２が形成されていない切欠き部１５ａ（１５ｂ）の幅、θＬはネジ山のリード角、θＵは開口部側（上面１３）のネジ面の傾斜角度、θＤはボトル底側（下面１４）のネジ面の傾斜角度である。
【００１１】
本発明のネジ構造を有するボトルとしては、プラスチック、ガラスなどを素材として、それぞれ公知の成形手段を用いて成形したものが適用できる。例えば、ボトル開口部にネジ山を形成させたプラスチック製ボトルのプリフォーム成形体を成形する場合には、高温溶融あるいは軟化させたポリエチレンテレフタレートなどの樹脂を成形用分割金型に注入して射出成形し、冷却硬化させて型を左右に分割して型抜きして取り出し、その後プリフォーム成形体をブロー成形することによりプラスチック製ボトル等を成形するブロー成形法などが好適に用いられる。
【００１２】
一般に、プラスチック製のボトルは射出成形によりプリフォーム体を成形後に、ブロー成形などの成形法によって形成されるが、プリフォーム成形体を成形用の分割型から抜き出す際のネジ山の突条に起因するアンダーカット状態を考慮して、成形用の型やボトルの構造を設計しなければならない。
すなわち、ボトル開口部のネジ部にアンダーカット部分が存在すると、成形型をそのパーティングライン（図２のＰＬ１，ＰＬ２）を基準として成形型を左右に分割して（図１の矢印ｐ、ｑ方向）成形体ボトルを抜き出す際に成形型と干渉を生じ、まだ半軟化状態のボトル開口部のネジ山の突条に歪みや凹みなどの変形を生じさせるという問題がある。
【００１３】
従って、本実施の形態のネジ構造を有するボトルにおいては、ネジ山１２に緩傾斜面１３と切欠き部１５ａが設けられて形成されているので、成形型からプリフォーム成形体を抜き出す際にネジ山の突出部を成形型と干渉させずに型抜きすることができ、ネジ構造に歪みや凹みなどの変形を回避することができる。
すなわち、ボトル開口部のネジ構造は、成形型を左右に分割してプリフォーム成形体を抜き取る際に、パーティングライン（ＰＬ１，ＰＬ２）を分割ラインとして左右方向（図１の矢印ｐ、ｑ方向）に分割型を分離移動させるので、ボトル開口部に形成されたネジ山は、その上面を緩傾斜面に形成して、パーティングライン（ＰＬ１，ＰＬ２）に隣接した左側領域（隣接左側領域Ｌ）に切欠き部を形成して、成形体の抜き出し時の干渉作用を低減するように配設した。
【００１４】
上記の説明をさらに詳しくすると、ボトル開口部のネジ構造の、パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）に隣接する右側領域（隣接左側領域Ｒ）では、ネジ山１２の上面１３が型抜きの際にアンダーカットを形成する恐れがあり、ネジ山１２の下面１４は型抜きの際にアンダーカットを形成する恐れはない。
すなわち、ネジ山１２のリード角θＬが右回りに上昇した形状になっているので、パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）の隣接右側領域Ｒでは、型抜きの際にネジ山上面１３がアンダーカット状態になる。
従って、この隣接右側領域Ｒにおいてアンダーカット状態を回避するには、ネジ山の上面１３の傾斜角の角度を緩くする（図４における傾斜角度θＵを大きくする）ことで、成形型からの抜け勾配を形成できる。
一方、この隣接右側領域Ｒにおいては、ネジ山１２の下面１４は型抜きの際にアンダーカット状態にならないので、ネジ山傾斜面の角度を緩斜面にする必要はないが、後述するように、キャップ螺着時のネジの弛みという観点からは、傾斜角の角度を急にする（図４における傾斜角度θＤを小さくする）ことが好ましい。
【００１５】
また、ボトル開口部のネジ構造の、パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）に隣接する左側領域（隣接左側領域Ｌ）では、ネジ山１２の下面１４が型抜きの際にアンダーカットを形成する恐れがあり、ネジ山１２の上面１３は型抜きの際にアンダーカットを形成する恐れはない。従って、ネジ山１２の下面１４が急傾斜面となっていると型抜きの際にネジ山の突出部が成形型と干渉する恐れがあるが、パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）の隣接左側領域Ｌに切欠き部１５ａが形成されているため、型抜きの際にネジ山の突出部が成形型と干渉する恐れが低減される。
【００１６】
上記の理由より、本実施の形態においては、ネジ山１２の緩傾斜面１３は、図４のボトル軸線方向のネジ山拡大断面図に示すように、ボトル軸線方向と直交する面（図面では水平面）に対して上向きの傾斜角度θＵが３２〜４５度となるように、より好ましくは３５〜４５度となるように形成されており、一方、急傾斜面１４は、下向きの傾斜角度θＤが１５〜３２度になるように形成されており、かつ傾斜角度θＵ＞傾斜角度θＤとなるようにされている。すなわち、ネジ山１２の断面が非対称山形の形状となるようにされている。
緩傾斜面の傾斜角度θＵが３２度未満であると、成形体の型抜きが困難になり、一方、急傾斜面の傾斜角度θＤが３２度を超えると、キャップの弛みを発生させやすくなるので、上記設定角度が好適範囲である。
【００１７】
次に、切欠き部１５ａについて説明する。本実施の形態においては、ボトル開口部のネジ構造のパーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）の隣接左側領域Ｌには、切欠き部１５ａ（又は１５ｂ）が形成されている。
切欠き部１５ａ（又は１５ｂ）は、開口部１１のネジ形成部からネジ山１２の突条を切除した状態のものをいい、ネジ山１２をその回転方向と交叉するように分断して、ボトル軸線１６方向に形成されている。切欠き（１５ａ，１５ｂ）に続くネジ山１２の先端部は、ボトル開口部１１の外面のパーティングライン（ＰＬ１，ＰＬ２）位置における接線方向に切欠かれた切除部ｆ１，ｆ２を有している。本実施の形態においては、切欠き部の幅Ｈは、切欠き１５ａ（又は１５ｂ）と切欠きに続くこの切除部ｆ１（又はｆ２）とを合計した長さである。
また、ネジ山１２の回転方向と交叉する方向は、本実施の形態においては、ボトル軸線１６方向（垂直方向）と同一方向であることが型抜き性の観点から好ましい。
【００１８】
パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）の隣接左側領域Ｌを型抜きする際は、急傾斜面に形成されたネジ山１２の下面１４がアンダーカット状態となるが、パーティングライン（ＰＬ１、ＰＬ２）近傍にネジ山が形成されておらず、所定幅Ｈの切欠き部１５ａ，１５ｂが形成されていることにより、成形型分離時にネジ山と干渉することなく、或いは干渉を極力少なくして型抜きを容易に行うことができる。
なお、この切欠き部１５ａ（又は１５ｂ）の幅Ｈは、矢印ｐ側への型抜き性を考慮して設定されるものであり、ボトル口外径（ボトルの開口部の直径）、リード角θＬの大きさなどを考慮して、最適範囲に設定することができるが、ネジ形成部の円周長さＥに対してその２．５％〜１０％の寸法とすることが好ましい。
この理由は、切欠き部１５ａ（又は１５ｂ）の幅Ｈが、円周長さＥの２．５％より狭くすると、成形体を型から抜き出す際に型との干渉が発生しやすくなり、逆に１０％を超えて広くすると、ボトル開口部に螺着されるキャップのネジ部との掛かりが極端に少なくなってキャップの装着性を悪くしたり弛み易くなったりするからである。
【００１９】
図示するように、本実施の形態では、ボトル開口部のネジ構造は、６条のネジ山で構成された多条ネジとし、これらのネジ山１２のリード角θＬを８〜２０度の範囲に設定し、切欠き部１５ａ，１５ｂを、分割型のパーティングライン（ＰＬ１，ＰＬ２）を基準線として時計回り（図１における矢印ｔ方向）に一対（２箇所）形成させている。
「パーティングラインを基準線として」とは、パーティングライン（ＰＬ１，ＰＬ２）をスタート線として、切欠き部１５ａ、１５ｂを図３においてそれぞれ時計回りに所定幅Ｈで形成させることをいう。
ここで、ネジ山のリード角θＬが８度未満であると開栓の際のキャップの易開栓性が悪くなる傾向が現れ、逆に２０度を超えるとキャップの弛みが発生しやすくなる傾向が大きくなるので好ましくない。
【００２０】
本実施の形態では、ネジ形成部に配設されるネジ条数、ボトル口外径、切欠き部１５ａ，１５ｂの幅Ｈ、ネジ山のリード角θＬ、ネジ山の上面１３及び下面１４の傾斜角度θＵ、θＤは、キャップ装着容易性、キャップの弛み性、成形後における離型の容易性などの各因子を考慮して、実験的に評価してそれぞれの最適範囲に設定することができる。
こうして円周長さＥやネジ形成部の幅Ａなどに応じて、多条ネジとするためのネジ山１２の数やリード角θＬ、切欠き部１５ａ，１５ｂの幅Ｈ、ネジ山１２の傾斜角度θＵ、θＤを適宜変更することで、型分離時に発生する欠陥を抑制している。
【００２１】
図５は、ボトル開口部のネジ形成部と、ボトル開口部１１に装着されたキャップとの螺着状態の一例を示す説明図である。
図５において、Ｂはボトル開口部の雄ネジに螺着される雌ネジ部を備えたキャップ、ＣはキャップＢの雌ネジの上面（開口部側）のネジ傾斜面、ＤはキャップＢの雌ネジの下面（ボトル底側）のネジ傾斜面である。
図示するようにキャップＢを装着したときに、ボトル開口部のネジ構造におけるネジ山の傾斜角度θＵ、θＤに対して、キャップＢのネジ傾斜面Ｃは、ボトル開口部のネジ山１２の急傾斜面１４によって拘束されるので、キャップＢの弛みが発生しにくい構造となっている。
【００２２】
以上説明したように、本実施の形態のボトル開口部のネジ構造では、ネジ山１２の断面が非対称山形に形成されているので、プラスチックボトルやガラスボトルなどの成形時においては、型抜きが容易になり生産性が高められると共に、リード角θＬを増加させることでキャップ装着、開栓を容易にできる。
さらに、多条ネジのネジ山１２をその回転方向と交叉するように所定幅Ｈで分断する切欠き部１５ａ，１５ｂが設けられ、この切欠き部１５ａ，１５ｂがプラスチックボトルやガラスボトルのプリフォーム成形時の分割型のパーティングラインを基準線となるように位置させることにより、ネジ山１２を備えた成形体の型抜きを容易にできるので、ボトル製造における生産性に優れている。
また、ネジ山１２の傾斜面１３，１４の角度をそれぞれ特定範囲に設定しリード角θＬを適正範囲にすることで、キャップネジとの密着性と装着の操作性とをバランスさせることができる。
【００２３】
なお、前記実施の形態のボトル開口部のネジ構造１０では、プラスチック製からなるボトルを例として説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなくガラス製のボトルについても同様に適用することができる。また、ネジ山の条数は６条などに限定する理由はなく、３条ネジなどの一般的な多条ネジのものに対しても適用可能である。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載のボトル開口部のネジ構造によれば、
ボトルの開口部周面にネジ山が複数配設された多条ネジを有し、
該ネジ山のボトル軸線方向の断面が、緩傾斜面と急傾斜面とからなる非対称山形に形成されると共に、
該緩傾斜面が該開口部側に形成され、
該急傾斜面がボトル底側に形成され、
該ネジ山をその回転方向と交叉するように分断する切欠き部が、
型抜きの際の型抜きを容易にするため、該開口部のパーティングラインを基準線として時計回りに所定幅で一対形成されており、
緩傾斜面の傾斜角度が３２〜４５度であり、急傾斜面における傾斜角度が１５〜３２度であり、かつ傾斜角度θＵ＞傾斜角度θＤとなるように構成されているので、プラスチックボトルやガラスボトルのプリフォーム成形時における成形体の型抜き性を向上させることができ、生産性に優れたボトルを提供できる。
また、切欠き部を設けることによって、ネジ山を備えたプラスチックボトルやガラスボトルのプリフォーム成形後における成形体の型抜きをさらに容易にして、ボトルを製造する際の生産性をさらに高めることができる。
さらに、ネジ山の急傾斜面をボトル底側に形成することによってキャップの弛みを抑止することができる。
【００２５】
請求項２に記載のボトル開口部のネジ構造によれば、
ネジ山のリード角が８〜２０度の範囲であることを特徴とするので、
キャップの回転角度を小さくすることによって、ボトル開口部へのネジ込み装着性を適正範囲に維持させることができ、さらにイージーオープン性に優れたボトル開口部のネジ構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るボトル開口部のネジ構造の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るボトル開口部のネジ構造の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るボトル開口部のネジ構造の展開説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るボトル開口部のネジ構造のボトル軸線方向のネジ山拡大断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るボトル開口部とキャップとの螺着状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１１開口部
１２ネジ山
１３緩傾斜面（上面）
１４急傾斜面（下面）
１５ａ，１５ｂ切欠き部
１６ボトル軸線
Ｌ隣接左側領域
Ｒ隣接右側領域
ｔ時計回りの方向
Ａネジ山形成部の幅
Ｅネジ山形成部の円周長さ
Ｈ切欠き部の幅
ＰＬ１，ＰＬ２パーティングライン
Ｂキャップ
Ｃ、Ｄキャップのネジ傾斜面
θＬ、θＵ、θＤ傾斜角度

Claims

ボトルの開口部周面にネジ山が複数配設された多条ネジを有し、該ネジ山のボトル軸線方向の断面が、緩傾斜面と急傾斜面とからなる非対称山形に形成されると共に、
該緩傾斜面が該開口部側に形成され、
該急傾斜面がボトル底側に形成され、
該ネジ山をその回転方向と交叉するように分断する切欠き部が、
型抜きの際の型抜きを容易にするため、該開口部のパーティングラインを基準線として時計回りに所定幅で一対形成されており、
前記緩傾斜面の傾斜角度θＵが３２〜４５度であり、前記急傾斜面における傾斜角度θＤが１５〜３２度であり、かつ傾斜角度θＵ＞傾斜角度θＤとなるように構成されたことを特徴とするボトル開口部のネジ構造。
前記ネジ山のリード角が８〜２０度の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のボトル開口部のネジ構造。