JP6259746B2 - ボトル - Google Patents

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Description

本発明は、ボトルに関する。
従来から、合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルとして、口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の胴部に、径方向の内側に向けて窪むパネル部が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向で隣り合うパネル部同士の間が柱部とされた構成が知られている(例えば、下記特許文献1参照)。
特許第2949459号公報
上述したボトルにおいては、グリップ性を具備させたり、内容量を調整したりする等のために、胴部に縮径部を形成する場合があった。この場合、胴部のうち、パネル部及び柱部の形成された部分に縮径部を形成すると、例えばボトル内に密封された内容物の温度が低下してボトル内が減圧する際、縮径部が変形し易くなるおそれがあった。
そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、縮径部における柱部の変形を抑制できるボトルを提供することである。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るボトルは、口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の前記胴部に、径方向の内側に向けて窪むパネル部が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向で隣り合う前記パネル部同士の間が柱部とされ、ボトル軸に直交する横断面視で円形状をなすボトルであって、前記胴部は、径方向の内側に向けて窪む縮径部と、前記縮径部におけるボトル軸方向の両端部に連なる一対の大径部と、を備え、前記パネル部及び前記柱部は、前記縮径部に形成され、前記柱部におけるボトル軸方向の中央部は、ボトル軸方向に沿う縦断面視でボトル軸方向に延びる直線状に形成され、前記柱部におけるボトル軸方向の両端部のうち、少なくとも一方の端部は、ボトル軸方向の内側に位置し、かつ前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部と、ボトル軸方向の外側に位置するとともに、前記大径部に連なり、かつ前記縦断面視で径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部と、を備え、前記大径部と前記柱部のボトル軸方向の中央部との径方向の距離をDとし、前記大径部と前記縦断面視における前記内側曲面部及び前記外側曲面部の接続点との径方向の距離をrDとしたときに、rD/Dが0.11以上0.45以下を満たすことを特徴とする。
このような特徴により、胴部に縮径部が形成されているため、縮径部を把持したり、縮径部と大径部との間に指等を引っ掛けたりすることができ、グリップ性の向上を図ることができる。
また、ボトル成形時において、縮径部の内径を調整することで、ボトルの容積を変更でき、内容量の調整を容易に行うことができる。
特に、本発明の構成によれば、柱部における少なくとも一方の端部において、rD/Dを0.11以上とすることで、内側曲面部と外側曲面部間に段差部分が形成されることになる。そのため、柱部の端部を補強することができ、胴部の所望の減圧吸収性能(減圧強度及び吸収容量)を確保できる。そのため、ボトルに密封された内容物の温度が低下してボトル内が減圧した場合等に、柱部の変形を抑制でき、これにより縮径部全体の変形も抑制できる。しかも、rD/Dを0.45以下とすることで、各曲面部間の段差部分を確保した上で、各曲面部間を滑らかに接続することができ、良好な賦形性を具備させることもできる。
また、前記内側曲面部と前記外側曲面部とは、前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状、またはボトル軸方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状をなす接続部を介して接続されていてもよい。
この構成によれば、内側曲面部と外側曲面部とが接続部を介して接続されているため、各曲面部間の段差部分が滑らかに連なることになり、優れた賦形性を具備させることができる。
また、前記縦断面視で、前記内側曲面部の曲率半径は、前記外側曲面部の曲率半径に対して9倍以上11倍未満となっていてもよい。
この構成によれば、各曲面部間の段差部分を確保した上で、各曲面部間を滑らかに接続することができる。その結果、上述した作用効果がより奏功される。
本発明に係るボトルによれば、柱部の変形を抑制することで縮径部の変形を抑制できる。
本発明の実施形態におけるボトルの側面図である。 図1のII部に相当する拡大断面図である。 図2のIII部に相当する拡大断面図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係るボトルを説明する。
図1に示されるように、本実施形態のボトル1は、口部11、肩部12、胴部13及び底部14を備え、これら11〜14が、それぞれの中心軸線を共通軸上に位置させた状態で、この順に連設された概略構成となっている。
以下、上述した共通軸をボトル軸Oといい、ボトル軸O方向に沿って口部11側を上側、底部14側を下側といい、また、ボトル軸O方向から見た平面視において、ボトル軸Oに直交する方向を径方向といい、ボトル軸O回りに周回する方向を周方向という。なお、本実施形態のボトル1は、例えば合成樹脂材料で一体に形成され、射出成形により有底筒状に形成されたプリフォームを、2軸延伸ブロー成形することにより形成される。また、口部11には、図示しないキャップが装着される。さらに、口部11、肩部12、胴部13及び底部14はそれぞれ、径方向に沿う横断面視形状が円形状となっている。
底部14は、有底筒状に形成され、上端開口部が胴部13の下端開口部に接続されたヒール部17と、ヒール部17の下端開口部を閉塞し、かつ外周縁部が接地部18とされた底壁部19と、を備えている。
ヒール部17は、ボトル1の最大外径部になっている。また、ヒール部17のうち、胴部13(後述する大径部33)との境界部分には、径方向の内側に向けて窪み、かつ周方向の全周に亘って連続して延びる第1周溝21が形成されている。
胴部13は、ボトル軸Oと同軸状に配置された筒状を呈している。具体的に、胴部13は、肩部12に連なる上胴部22と、底部14に連なる下胴部(胴部)23と、これら上胴部22及び下胴部23間を接続するとともに、上胴部22及び下胴部23よりも小径とされたくびれ部24と、を備えている。なお、くびれ部24は、ボトル軸O方向の両側から中央部に向かうに従い漸次縮径されている。
上胴部22は、ボトル軸O方向の中央部が両端部に比べて小径とされている。上胴部22におけるボトル軸O方向の中央部には、径方向の内側に向けて窪む第2周溝25がボトル軸O方向に間隔をあけて形成されている。また、上胴部22の上端部と肩部12の下端部との境界部分には、径方向の内側に向けて窪む第3周溝26が形成されている。
図1、図2に示すように、下胴部23は、径方向の内側に向けて窪む縮径部31と、縮径部31におけるボトル軸O方向の両端部に連なり、かつ縮径部31よりもボトル軸O方向の長さが短い一対の大径部32,33と、を備えている。
大径部32,33は、周方向の全周に亘って延びる平滑面とされ、上述したヒール部17とともにボトル1の最大外径部を構成している。
縮径部31には、径方向の内側に向けて窪む減圧吸収用のパネル部41が周方向に間隔をあけて複数(図示の例では6面)形成されている。そして、縮径部31において、周方向で隣り合うパネル部41間に位置する部分は、ボトル軸O方向に沿って延びる柱部42を構成している。すなわち、縮径部31には、パネル部41と柱部42とが周方向に交互に配設されている。なお、パネル部41は、縮径部31におけるボトル軸O方向の全域に亘って形成されている。
パネル部41は、縮径部31の外周面に対して径方向の内側に位置するパネル底壁部43と、パネル底壁部43の外周縁から径方向の外側に向けて延びる側壁部44と、により画成されている。
柱部42の外周面は、ボトル軸O方向に直交する横断面視において径方向の外側に向けて突の曲面状とされ、周方向で隣り合うパネル部41の側壁部44の外周縁同士を接続している。
ここで、柱部42は、ボトル軸O方向の中央部に位置する中央壁部51と、中央壁部51に対してボトル軸O方向の外側に位置し、中央壁部51及び上述した大径部32,33間を各別に接続する外側壁部52,53と、を有している。
中央壁部51は、ボトル軸O方向に沿う縦断面視において、ボトル軸O方向に沿って平行な直線状に延設されている。
外側壁部52,53のうち、上方に位置する外側壁部52は、ボトル軸O方向に沿う縦断面視において、径方向の内側に向けて突の曲線状をなし、上方に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延設されている。そして、外側壁部52のうち、上端縁が大径部32の下端縁に連なり、下端縁が中央壁部51の上端縁に連なっている。
図2、図3に示すように、外側壁部52,53のうち、下方に位置する外側壁部53は、下方に向かうに従い径方向の外側に向けて延設されている。具体的に、外側壁部53は、中央壁部51の下端縁に連なり、縦断面視において径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部54と、大径部33の上端縁に連なり、縦断面視において径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部55と、これら内側曲面部54及び外側曲面部55間を接続する接続部56と、を有している。
図3に示すように、内側曲面部54は、その曲率半径R1が外側曲面部55の曲率半径R2よりも大きくなっている。本実施形態において、内側曲面部54の曲率半径R1は、外側曲面部55の曲率半径R2の9倍以上11倍未満になっている。また、図2に示すように、縦断面視において、内側曲面部54の長さは、外側曲面部55の長さよりも長くなっている。
図3に示すように、接続部56は、縦断面視において径方向の内側に向けて突の曲線状をなし、内側曲面部54に倣って延びる第1仮想線L1と、外側曲面部55に倣って延びる第2仮想線L2と、の接続点P(交点)よりも径方向の外側に位置している。この場合、接続部56は、その曲率半径R3が内側曲面部54及び外側曲面部55の各曲率半径R1,R2よりも小さくなっている。
また、縦断面視において、接続部56の長さは、内側曲面部54及び外側曲面部55それぞれの長さよりも短く、外側曲面部55の長さの半分よりも短くなっている。
ここで、図2、図3に示すように、本実施形態では、大径部33と上述した中央壁部51との径方向の距離(大径部33に対する中央壁部51の深さ)をDとし、大径部33と上述した接続点Pとの径方向の距離(大径部33に対する接続点Pの深さ)をrDとしたときに、rD/Dが0.11以上0.45以下を満たしている。
このように構成されたボトル1では、胴部13に縮径部31が形成されているため、縮径部31を把持したり、縮径部31と大径部32との間に指等を引っ掛けたりすることができ、グリップ性の向上を図ることができる。
また、ボトル1成形時において、縮径部31の内径を調整することで、ボトル1の容積を変更でき、内容量の調整を容易に行うことができる。
特に、本実施形態のボトル1では、外側壁部53が内側曲面部54及び外側曲面部55を有しているため、これら曲面部54,55間に段差部分(本実施形態では接続部56)が形成されることになる。そのため、柱部42の下端部を補強することができ、胴部13の所望の減圧吸収性能(減圧強度及び吸収容量)を確保できる。そのため、ボトル1に密封された内容物の温度が低下してボトル1内が減圧した際において、柱部42の変形を抑制し、縮径部31の変形を抑制できる。
また、本実施形態では、内側曲面部54と外側曲面部55とが接続部56を介して接続されているため、各曲面部54,55間の段差部分が滑らかに連なることになり、優れた賦形性を具備させることができる。
ここで、本願発明者は、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dと、ボトル1の減圧吸収性能と、の関係を設計データに基づく解析により検証した。本検証では、比較例1〜5及び実施例1〜5の10種類のボトル1を対象とした。各種ボトル1は、何れも内容量が800ml用のものであり、パネル部41が胴部13の周方向に等間隔で6つ配置されている。そして、各比較例及び実施例のボトル1では、外側曲面部55の曲率半径R2を3[mm]、及び中央壁部51の深さDを5.2[mm]で一定とし、内側曲面部54の曲率半径R1、及び接続点Pの深さrDを変化させることで、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dを変化させた。各種ボトル1の形状及び検証結果は、表1に示す通りである。
Figure 0006259746
なお、表1において、「接続部角度[deg]」とは、曲率半径を1.5[mm]とした接続部56の曲率中心を中心とする中心角である。すなわち、接続部角度が0.00[deg]とは、接続部56を設けず、内側曲面部54と外側曲面部55とを直接接続した構成である。
また、表1において、「吸収強度[kPa]」とは、ボトル1内を減圧していったときに、潰れや凹みが起こってボトル1の形状が維持できなくなる直前の内圧を示し、「吸収容量[ml]」とは、そのときの容量を示している。
表1に示すように、実施例1〜5のボトル1では、比較例1のボトル1に比べて減圧強度及び吸収容量が向上した。具体的に、内側曲面部54の曲率半径R1を増加させるに従い、減圧強度及び吸収容量がともに増加していることが分かる。但し、比較例1のように、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dが0.11未満(1.08)の場合であって、外側曲面部55の曲率半径R2が内側曲面部54の曲率半径R1の9倍未満の場合には、減圧強度及び吸収容量を十分に確保することができなかった。この場合には、例えば、一の柱部42が径方向の内側に凹み、一の柱部42に対して周方向で隣り合う他の柱部42が径方向の外側に膨出することで、縮径部31全体がボトル軸O方向に直交する横断面視で三角形状となり、外観不良が生じるおそれがあった。
一方で、比較例2〜5のように、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dが0.45よりも大きい場合であって、外側曲面部55の曲率半径R2が内側曲面部54の曲率半径R1の11倍以上の場合には、内側曲面部54の曲率半径R1が増加するに従い、減圧強度及び吸収容量がほぼ一定(減圧強度は緩やかに減少している)となっていることが分かる。また、比較例2〜5の場合には、内側曲面部54と外側曲面部55との接続部分が径方向の内側に深く入り込み、良好な賦形性を具備させることが困難になるおそれがあった。その結果、例えば成形時のサイクルタイムを長くする必要がある等、ボトル1を効率よく、かつ高精度に形成することが困難になる。
これに対して、実施例1〜5のように、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dが0.11以上0.45以下を満たす場合には、所望の減圧吸収性能を確保した上で、良好な賦形性を具備させることができた。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、胴部13のうち、下胴部23に縮径部31及び大径部32,33を形成する構成について説明したが、これに限らず、胴部13全体に縮径部31及び大径部32,33を形成する構成としても構わない。
また、ボトル軸O方向における大径部32,33の形成範囲は、適宜設計変更が可能である。
さらに、パネル部41(柱部42)の数や配置等は、ボトル1に要求される減圧強度や吸収容量等を考慮して適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態では、肩部12、胴部13及び底部14のそれぞれの径方向に沿う横断面視形状を円形状としたが、これに限らず、例えば楕円形状や多角形状にする等適宜変更してもよい。
また、上述した実施形態では、柱部42の下端部(外側壁部53)に内側曲面部54及び外側曲面部55を形成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、内側曲面部54及び外側曲面部55は、柱部42の上端部(外側壁部52)に形成してもよく、柱部42の両端部(外側壁部52,53)の双方に形成してもよい。
また、上述した実施形態では、内側曲面部54及び外側曲面部55が径方向の内側に突の接続部56を介して接続された構成について説明したが、これに限られない。例えば、接続部56は、ボトル軸O方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状としてもよい。また、接続部56を設けず、内側曲面部54及び外側曲面部55を直接接続しても構わない。
また、中央壁部51の深さDに対する接続点Pの深さrDの割合rD/Dが0.11以上0.45以下を満たす構成であれば、各曲面部54,55の曲率半径R1,R2や、中央壁部51の深さD、接続点Pの深さrD等は適宜変更が可能である。
また、ボトル1を形成する合成樹脂材料は、例えばポリエチレンテレフタレートや、ポリエチレンナフタレート、非晶性ポリエステル、ポリオレフィン等、またはこれらのブレンド材料等、適宜変更してもよい。
さらに、ボトル1は単層構造体に限らず中間層を有する積層構造体としてもよい。この中間層としては、例えばガスバリア性を有する樹脂材料からなる層、再生材からなる層、若しくは酸素吸収性を有する樹脂材料からなる層等が挙げられる。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記変形例を適宜組み合わせてもよい。
1…ボトル
11…口部
12…肩部
14…底部
23…下胴部(胴部)
31…縮径部
32,33…大径部
41…パネル部
42…柱部
54…内側曲面部
55…外側曲面部
56…接続部

Claims (3)

  1. 口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の前記胴部に、径方向の内側に向けて窪むパネル部が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向で隣り合う前記パネル部同士の間が柱部とされ、ボトル軸に直交する横断面視で円形状をなすボトルであって、
    前記胴部は、
    径方向の内側に向けて窪む縮径部と、
    前記縮径部におけるボトル軸方向の両端部に連なる一対の大径部と、を備え、
    前記パネル部及び前記柱部は、前記縮径部に形成され、
    前記柱部におけるボトル軸方向の中央部は、ボトル軸方向に沿う縦断面視でボトル軸方向に延びる直線状に形成され、
    前記柱部におけるボトル軸方向の両端部のうち、少なくとも一方の端部は、
    ボトル軸方向の内側に位置し、かつ前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部と、
    ボトル軸方向の外側に位置するとともに、前記大径部に連なり、かつ前記縦断面視で径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部と、を備え、
    前記大径部と前記柱部のボトル軸方向の中央部との径方向の距離をDとし、前記大径部と前記縦断面視における前記内側曲面部及び前記外側曲面部の接続点との径方向の距離をrDとしたときに、
    rD/Dが0.11以上0.45以下を満たすことを特徴とするボトル。
  2. 前記内側曲面部と前記外側曲面部とは、前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状、またはボトル軸方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状をなす接続部を介して接続されていることを特徴とする請求項1記載のボトル。
  3. 前記縦断面視で、前記内側曲面部の曲率半径は、前記外側曲面部の曲率半径に対して9倍以上11倍未満となっていることを特徴とする請求項1または請求項2記載のボトル。
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