JP5648955B2 - 合成樹脂製壜体 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製壜体、特には積載時等における縦荷重に強く、容易に座屈変形することを防止した合成樹脂製壜体に関する。

従来より、ポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記す。）樹脂製の二軸延伸ブロー成形壜体、所謂ＰＥＴボトルは、優れた透明性、機械強度、耐熱性、ガスバリア性等を有し、各種飲料用の容器として広く利用されている。

また従来より、殺菌を必要とするたとえば果汁飲料、お茶等の内容液のＰＥＴボトルへの充填方法として、所謂、高温充填と呼ばれる方法があり、９０℃前後の温度で内容液を壜体に充填し、キャップをして密封後、冷却するものであり、壜体内がかなりの減圧状態となる。

このため、上記のような高温充填を伴う用途については、たとえば特許文献１中にあるように胴部に意図的に減圧により陥没状の変形が容易な領域である、所謂、減圧吸収パネルを形成して、減圧時にこの減圧吸収パネルを陥没状に変形させることにより、減圧吸収機能を発揮するようにしている。

ところで、内容液の充填工程などにおいては、搬送ラインを使用して壜体が搬送されるが、この搬送中に前後する壜体同士が衝突することがある。また自動販売機で販売される場合には、自動販売機内に横積みの状態で積層保管される上下の壜体同士が当接することがある。この際に胴部が形成された減圧吸収パネル同士の間で衝突又は当接が起きると、胴部が変形して減圧吸収パネルの減圧吸収機能が損なわれることがある。

一方、詰まりの問題から自動販売機用の壜体には最大外径寸法に厳しい制限がある。このため、壜体に充填される内容液の内容量の調整を行う場合には、最大外径寸法を維持しつつその他の部分の寸法を制御することにより行う必要がある。

そこで、上記のような衝突又は当接が起きた場合の対策として、および壜体の最大外径寸法を維持しつつ内容量の調整を行う手段として、以下に示すような構造が採用されている。

図３は従来の合成樹脂製壜体の一例を示す正面図、図４は壜体に形成された段差部の概略を部分的に拡大して示す断面図であり、Ａは変形前の状態、Ｂは座屈変形後の状態を示している。

この壜体１０１では、胴部１０４に意図的に減圧により陥没状の変形が容易な領域である、所謂、減圧吸収パネル１０８ａを形成して、減圧時にこの減圧吸収パネル１０８ａを陥没状に変形させることにより、良好な外観を保持するようにしている。

またこの壜体１０１では、減圧吸収パネル１０８ａの両側に位置する上下の胴部１０４ｂ，１０４ｂの外径寸法を、自動販売機用として規定される最大外径寸法に設定し、成形時に減圧吸収パネル１０８ａが形成された中央の胴部１０４ａの外径寸法を、最大外径寸法以下の範囲内で制御することにより、充填される内容液が所定の内容量となるように調整される。

そして、常に上下の胴部１０４ｂ，１０４ｂの外径寸法の方が、中央の胴部１０４ａよりも大きな外径寸法となる構造を採用することにより、隣接する壜体１０１同士が衝突又は当接しても、上下の胴部１０４ｂ，１０４ｂ同士の間でのみ衝突が発生し、中央の胴部１０４ａ同士は直接的な衝突できないようにし、中央の胴部１０４ａの変形を防止して減圧吸収パネル１０８ａの減圧吸収機能が維持されるようにしている。

特開２００５−８１５５号公報

このような壜体１０１は、垂直方向に積層された状態で保管及び運搬が行われるのが一般的であるが、壜体１０１に垂直方向（壜体の軸方向又は縦方向ともいう）に荷重（以下、縦荷重という）が加えられると、容易に座屈変形してしまうという問題がある。

縦荷重による壜体１０１の座屈変形は、上下の胴部１０４ｂ，１０４ｂと中央の胴部１０４ａとの境目に形成された上下の段差部１０７，１０７において最も多発しやすい。段差部１０７は中央の胴部１０４ａや上下の胴部１０４ｂ，１０４ｂに比較して最も座屈強度の弱い部分であり、図４Ａ，Ｂに示すような座屈変形が段差部１０７で最初に発生する。

すなわち、縦荷重が作用していない状態では、上下の段差部１０７，１０７は図４Ａに示す通常の状態が維持されるが、壜体１０１に段差部１０７の許容範囲を超える大きな縦荷重Ｗが加わると、図４Ｂに示すように、縦荷重Ｗに耐えることができなくなった段差部１０７が反転して座屈変形が発生する。

このような縦荷重による座屈変形の防止に関する一般的な先行技術として、特許文献１には、隣接するパネル部間に縦方向にはしる凸状または凹状の補強リブを、その一部が消失して不連続となるように形成し、且つ隣り合う胴体部分に設けられた補強リブの消失部を縦方向に対して異なる高さに位置させるようにした構造が開示されている。

特許文献１に記載された構成は、本明細書の図３を参考に説明すれば、減圧吸収パネル１０８ａ間の柱部（胴部本体）１０９に軸方向に対する剛性を付与することにより、柱部（胴部本体）１０９全体として高い座屈強度を得ようとするものであり、座屈強度の弱い段差部１０７を積極的に補強する構造は開示されていない。

本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく、外径寸法の異なる胴部の境目に形成される段差部を積極的に補強し、この段差部の反転による座屈変形の発生を防止できるようにした合成樹脂製壜体を創出することを課題とする。

上記課題を解決するための手段のうち、本発明の主たる構成は、
口筒部と、口筒部から徐々に拡径する肩部と、肩部から連続する有底筒状の胴部と、底部とを有する２軸延伸ブロー成形された合成樹脂製壜体において、
胴部は、複数の平坦壁を有して構成されるパネル配設領域と、パネル配設領域の上下両側となる位置にパネル配設領域よりも大きな外径寸法からなる最大径領域とを有し、
パネル配設領域は平断面が正多角形状で形成され、平坦部に減圧吸収パネルが設けられ、隣接する減圧吸収パネル間に柱部が設けられて構成されており、
パネル配設領域と最大径領域との境目に傾斜状の段差部を設けると共に、縦荷重による段差部の座屈変形を防止する複数のリブを、段差部と柱部との間に跨って斜めに鎹状に配設したことを特徴とする、と云うものである。

上記構成の壜体では、複数のリブが、パネル配設領域と最大径領域との間の段差部に高い座屈強度を付与する。特に、上記のようにパネル配設領域と最大径領域の外径寸法に寸法差があると、この寸法差によって生じた段差部に縦荷重が集中し、図４Ｂに示すように段差部が反転することによる座屈変形が発生しやすい。上記構成では、リブが段差部を支える鎹（かすがい）として機能し、段差部の反転による座屈変形を防止する。
しかも、リブを、減圧吸収パネルではなく、縦方向に高い剛性を有する柱部に形成することにより、段差部をしっかり支えてその反転を防止するというリブ本来の機能を最大限発揮できる状態が確保される。

本発明の他の構成は、上記構成において、段差部がパネル配設領域の縦方向の両端部に形成されている、と云うものである。
上記構成では、パネル配設領域の縦方向の両端部に形成された上下の段差部の座屈強度を夫々高めることができ、全体として座屈変形に強い壜体とすることができる。

また本発明の他の構成は、上記いずれかの構成において、パネル配設領域と近接する位置に段差部が設けられている、と云うものである。
上記構成では、段差部は座屈変形が防止されているため、その近傍に設けたパネル配設領域内の減圧吸収パネルの動作を確保し、その機能が確実に発揮されるようになる。

また本発明の他の構成は、上記いずれかの構成において、パネル配設領域の上下両側に段差部を設け、リブを上下の段差部と柱部との間に配設した、と云うものである。

また本発明の他の構成は、上記いずれかの構成において、リブを、壜体の内部から外部方向に向かって突出する凸状とした、と云うものである。

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
本発明の主たる構成においては、パネル配設領域と最大径領域との境目の段差部に形成された複数のリブが段差部を補強してその座屈強度を高め、段差部の反転による座屈変形の発生を防止する。これにより、段差部を契機とするさらなる座屈変形の進行を阻止することができる。

また減圧吸収パネルの機能を備えることにより、減圧時にこの減圧吸収パネルを陥没状に変形させて、良好な外観を保持することが可能となる。しかも高い剛性を有する柱部で減圧吸収パネルを確実に支持することが可能となるため、減圧時における減圧吸収パネルのスムーズな変形動作を実現することができる。

また高い剛性を有する柱部にリブが形成されることで補強部材としてのリブの機能を確実に果たすことが可能となるため、さらに段差部の座屈強度を高めることができ、段差部での座屈変形をより確実に防止することが可能となる。よって、より座屈変形に強い壜体を提供することが可能となる。

また段差部がパネル配設領域の縦方向の両端部に形成される構成にあっては、上側の段差部及び下側の段差部における座屈変形を夫々防止することができる。また壜体の上下の位置に、最大外径寸法からなる最大径領域を夫々設けることができるため、搬送中の壜体同士の衝突を両側の最大径領域が担うことが可能となり、中央のパネル配設領域同士の直接的な衝突を避けることができる。さらに両側の最大径領域の外径寸法を最大外径寸法に設定した状態で、パネル配設領域の外径寸法を制御することにより、内容量の調整を行うことができる。

またパネル配設領域と近接する位置に段差部を設けるようにした構成においては、パネル配設領域に設けられた減圧吸収パネルの動作を確保し、その機能が確実に発揮されるため、減圧時には減圧吸収パネルが確実に陥没状に変形することができ、良好な壜体外観を保持することが可能となる。

本発明の実施例を示す合成樹脂壜体の正面図である。 図１のII−II線における概略平断面図である。 従来の合成樹脂製壜体の一例を示す正面図である。 壜体に設けられた段差部の概略を部分的に拡大して示す縦断面図であり、Ａは変形前の状態、Ｂは座屈変形後の状態である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の実施例を示す合成樹脂壜体の平面図、図２は図１のII−II線における概略平断面図である。

この実施例に示す壜体１は、口筒部２、肩部３、筒状の胴部４、底部５を有するＰＥＴ樹脂製の２軸延伸ブロー成形品である。なお、壜体１に使用される材料はＰＥＴに限定されるものではなく、たとえばポリプロピレン（ＰＰ）などであってもよい。
胴部４の縦（軸）方向の中央の位置にはパネル配設領域４ａが設けられ、このパネル配設領域４ａを挟んで上下両側となる位置に最大径領域４ｂ，４ｂが一体に設けられている。胴部４の外径寸法は、両側に設けられた最大径領域４ｂ，４ｂの外径寸法Ｌが最大であり、中央に設けられたパネル配設領域４ａの外径寸法は最大径領域４ｂ，４ｂの外径寸法Ｌよりも小さく形成されている。そして、壜体１の縦方向の両側の位置で、且つパネル配設領域４ａと最大径領域４ｂ，４ｂとの境目には傾斜状の段差部７，７が夫々形成されている。

なお、最大径領域４ｂ，４ｂの外径寸法Ｌは、自動販売機内への装填が許容される最大外径寸法に等しく設定されており、この壜体１は自動販売機用としても充分に使用できるようになっている。

上記のように、最大径領域４ｂ，４ｂの外径寸法Ｌを、パネル配設領域４ａの外径寸法よりも大きく設定しておくことにより、搬送ラインで搬送される場合や自動販売機内で横積みの状態で積層保管された場合であっても、前後または上下で隣り合う壜体１間では、互いに外径寸法の大きな両側の最大径領域４ｂ，４ｂ同士のみを衝突または当接させることができ、中央のパネル配設領域４ａ同士が直接衝突または当接することを防止することができる。よって、パネル配設領域４ａに設けられた後述の減圧吸収パネル同士の直接的な衝突や当接を避けることができ、減圧吸収パネルの変形を防止して減圧吸収機能を充分に発揮できる状態を維持することが可能となる。

パネル配設領域４ａは６枚の平坦壁８を有して形成されており、各平坦壁８には縦長矩形状の６ケの減圧吸収パネル８ａが並列状に陥没形成されている。そして、隣接する減圧吸収パネル８ａ間には、壜体１の剛性や座屈強度を担う柱部９が縦方向に沿って形成されている。図２に示されるように、本実施例におけるパネル配設領域４ａの平断面形状は正六角形状となっている。

上側の最大径領域４ｂには、周溝リブ６を形成して面剛性を高くして、高い形状保形性を有するものとなっている。なお、この実施例では下側の最大径領域４ｂは周溝リブを備えた構成とはしていないが、下側の最大径領域４ｂについても上側同様の周溝リブ６を形成した構成とするものであってもよい。

図１に示すように、段差部７には複数のリブ１０が形成されている。各リブ１０は、壜体１の内部から外部方向に向かって突出する凸状であり、且つ段差部７と柱部９との間に跨って斜めに鎹（かすがい）状に設けられている。そして、各リブ１０は、段差部７の周囲の６ヶ所の位置に等間隔（または等中心角ともいう）に配置されている。複数のリブ１０は、段差部７の座屈強度を高め、縦荷重によって段差部７が反転することによる座屈変形を防止する補強部材として機能する。

複数のリブ１０は、壜体１に大きな縦荷重が作用しても変形しにくい座屈強度の高い柱部９に形成されている。これにより柱部９は複数のリブ１０をしっかりと支持することが可能であり、段差部７全体の座屈強度を高めて段差部７における座屈変形をより効果的に防止する。

複数のリブ１０を有しない壜体１においても、壜体１に縦荷重が、正六角形状のパネル配設領域４ａを構成する各平坦壁８に対して均等に作用する限りにおいては、パネル配設領域４ａは座屈変形しにくくなる。しかし、現実には縦荷重が各平坦壁８に対して均等に作用することは有りえず、縦荷重は必ずいずれかに偏った状態で作用する。このように縦荷重が、偏った状態で壜体１のパネル配設領域４ａに作用するときに、壜体１の段差部７に複数のリブ１０を形成していない場合には、上述したようにその偏った位置において段差部７が反転して座屈変形を起こす。すると、その直下に位置するパネル配設領域４ａを構成する、いずれかの正六角形状の角ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆ、またはいずれかの平面壁８に、壜体１の外部に拡張する方向の力Ｆ１又は内部に収縮する方向の力Ｆ１’が作用する。

たとえば、図２に示すように角ａに壜体１の外部に拡張する方向の力Ｆ１が作用したとすると、この角ａに隣接する両側の平坦面８，８は拡張する外方向の力Ｆ１の抵抗として機能し、この平坦面８，８に続く角ｂ及び角ｆには逆に壜体１の内側に収縮する内方向の力Ｆ１’が内部応力として夫々発生する。そして、同様に、角ｂ及び角ｆにはこれに隣接する両側の平坦面８，８が収縮する内方向の力Ｆ１’の抵抗として機能するため、角ｃ及び角ｅには逆に拡大する外方向の力Ｆ１が内部応力として夫々発生する。以下同様となるので、結局角ａ，ｃ，ｅには壜体１の外部に拡張する外方向の力Ｆ１が作用し、角ｂ，ｄ，ｆには壜体１の内側に収縮する内方向の力Ｆ１’が作用する。

このような作用により、縦荷重が偏った状態で作用した壜体１は、パネル配設領域４ａが３つの角ａ、角ｃ、角ｅを頂点とした断面略正三角形状（図２に破線で示す。）に変形させられてしまうことになる。

しかし、上記のように段差部７に複数のリブ７を形成した構成では、段差部７の反転による座屈変形が防止されるため、パネル配設領域４ａを構成する角ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ及びｆ又は各平面壁８に、外部に拡張する外方向の力Ｆ１又は内側に収縮する内方向の力Ｆ１’が作用することがなくなる。よって、パネル配設領域４ａの正六角形状を保持すること、すなわち壜体１の良好な外観を保持することが可能となる。特に、図２に示すような角ａ、角ｃ、角ｅが外方向に突出する変形を抑えることが可能となるため、搬送時等において隣接する壜体１の間でのパネル配設領域４ａ同士の衝突や当接を起こりにくくすることができる。

以上、実施例に沿って本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明の実施の形態は上記実施例に限定されるものではない。

たとえば、上記実施例ではパネル配設領域４ａの平断面形状を正六角形状として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の目的、すなわち段差部７を補強して座屈変形を防止するという目的に鑑みれば、段差部７と複数のリブ１０を有する構成であればよく、パネル配設領域４ａの平断面形状はその他の形状、たとえば正三角形状、正四角形状、正五角形状、正八角形状等の正多角形状とすることは可能であるし、または円筒形状とすることも可能である。

したがって、減圧吸収パネル８ａを設けることも本発明の目的を達成する限りにおいては必須の要件ではない。しかし、上記のように減圧吸収パネル８ａを有する構成の方が、減圧時にこの減圧吸収パネル８ａを陥没状に変形させて減圧吸収機能を発揮することにより、壜体１の良好な外観を保持する機能を備えることができる点で好ましい。

また上記実施例では上下の段差部７，７の夫々にリブ１０を形成した場合を示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえばパネル配設領域４ａが傾斜状からなる壜体１の場合にあっては、パネル配設領域４ａのうち最も外径寸法の小さい部分と最大外径部４ｂとの一方の境目のみに段差部７が形成され、パネル配設領域４ａのうち最も外径寸法の大きな部分と最大外径部４ｂとの他方の境目の部分には段差部７を有しない壜体１となるが、このような構成からなる壜体１にあっては、リブ１０を一方の境目に形成された段差部７のみに設けるようにした構成とすることが可能である。

上記構成では、少なくともリブ１０が形成された段差部７の座屈強度を高めることができ、この段差部７での座屈変形を防止することが可能である。

本発明の合成樹脂製壜体は、外径寸法の異なる壜体胴部の境目に形成される段差部での座屈強度を高めたものであり、保管時や搬送時に壜体を積載する必要があるボトル分野における用途展開をさらに広い領域で図ることができる。

１ ；壜体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
４ａ ；パネル配設領域
４ｂ ；最大径領域
５ ；底部
６ ；周溝リブ
７ ；段差部
８ ；平坦壁
８ａ ；減圧吸収パネル
９ ；柱部
１０ ；リブ

Claims (5)

1. 口筒部(2)と、該口筒部(2)から徐々に拡径する肩部(3)と、該肩部(3)から連続する胴部(4)と、底部(5)とを有する２軸延伸ブロー成形された合成樹脂製壜体において、
   前記胴部(4)は、複数の平坦壁(8)を有して構成されるパネル配設領域(4a)と、該パネル配設領域(4a)の上下両側となる位置に前記パネル配設領域(4a)よりも大きな外径寸法からなる最大径領域(4b)とを有し、
   前記パネル配設領域(4a)は平断面が正多角形状で形成され、前記平坦壁(8)に減圧吸収パネル(8a)が設けられ、隣接する該減圧吸収パネル(8a)間に柱部(9)が設けられて構成されており、
   前記パネル配設領域(4a)と前記最大径領域(4b)との境目に傾斜状の段差部(7)を設けると共に、縦荷重による前記段差部(7)の座屈変形を防止する複数のリブ(10)を、前記段差部(7)と前記柱部(9)との間に跨って斜めに鎹状に配設したことを特徴とする合成樹脂壜体。
2. 段差部(7)が、パネル配設領域(4a)の縦方向の両端部に形成されている請求項１記載の合成樹脂壜体。
3. パネル配設領域(4a)と近接する位置に段差部(7)が設けられている請求項１または２記載の合成樹脂壜体。
4. パネル配設領域(4a)の上下両側に段差部（7）を設け、リブ（10）を上下の段差部（7）と柱部(9)との間に配設した請求項１乃至３のいずれか一項に記載の合成樹脂壜体。
5. リブ（10）を、壜体(1)の内部から外部方向に向かって突出する凸状とした請求項１乃至４のいずれか一項に記載の合成樹脂壜体。

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