JP2010149917A - ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向に収縮変形させることで減圧時に発生した圧力変化を吸収することができるうえ、前記収縮変形が生じたとしても、首曲がり等の不正変形の発生を抑制すること。
【解決手段】有底筒状に形成されたボトルであって、ボトル軸Ｌを中心に胴部４の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹むように形成され、内圧が減圧された際にボトル軸の軸方向に胴部を収縮変形させる環状溝１０を備え、この環状溝が、口部２側に配置される第１の壁面１０ａと、底部５側に配置される第２の壁面１０ｂとで凹み形成され、胴部が、環状溝を挟んで口部側の外径よりも、底部側の外径の方が大きくなるように形成されているボトル１を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトルに関し、特に合成樹脂で形成されたボトルに関するものである。

ペットボトルに代表されるような合成樹脂製のボトルは、軽量で取り扱いが容易であること、透明性を確保しつつガラス製の容器に比較して遜色のない外観を呈することに加え、コスト的にも安価であることから、主に飲料用の容器として多用されている。
ところで、この種のボトルは、胴部の肉厚が薄いことからボトル内が減圧状態になると、胴部が楕円状や三角状等の歪な形に変形する等の不都合があった。胴部がこのように変形してしまった場合には、外観上の美観を損なうだけでなく、操作性が劣ってしまうという問題があった。特に、肉厚を薄くしてボトルの軽量化を図った場合には、より顕著になってしまう。

そこで、容器内圧が低下（減圧）されることによって生じる胴部の不正変形を抑制するために、当該胴部に減圧吸収パネルを設けたボトルが開発されている。ところが、このタイプのボトルは、デザイン設計の際、どうしても減圧吸収パネルの制約を受けてしまうので、自由な設計ができず、デザイン性の点で課題が残されている。

これとは別に、近年では胴部に減圧吸収パネルを設けることなく、減圧時の胴部の不正変形を抑えることが可能なパネルレスのボトルが提供されている（特許文献１参照)。
このボトルは、胴部の外周面に環状溝が形成されており、環状溝を中心に胴部が軸方向（縦方向）に収縮変形可能とされたボトルである。つまり、このボトルは、軸方向に胴部を収縮変形させることで、減圧時の圧力変化を吸収することができるように設計されている。
特開２００５−２８０７５５号公報

しかしながら、ボトルの内部が減圧状態となった際における収縮変形の程度によっては、ボトルの口部側が曲がってしまう首曲がり等の不正変形を引き起こし、外観劣化を招いてしまう恐れがあった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、軸方向に収縮変形させることで減圧時に発生した圧力変化を効果的に吸収することができるうえ、収縮変形の際に、首曲がり等の不正変形が生じることを抑制できるボトルを提供することである。

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係るボトルは、有底筒状に形成されたボトルであって、ボトル軸を中心に胴部の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹むように形成され、内圧が減圧された際にボトル軸の軸方向に胴部を収縮変形させる環状溝を備え、前記環状溝が、口部側に配置される第１の壁面と、底部側に配置される第２の壁面とで凹み形成され、前記胴部が、前記環状溝を挟んで口部側の外径よりも、底部側の外径の方が大きくなるように形成されていることを特徴とする。

この発明に係るボトルにおいては、第１の壁面と第２の壁面とで凹み形成された環状溝が胴部の外周面に一周に亘って形成されているので、内圧が減圧された際に、この環状溝を中心に胴部が軸方向に収縮変形する。これにより、減圧時における圧力変化をボトルの軸方向への収縮によって吸収することができる。
ところで、胴部は、環状溝を挟んで外径が異なるように形成されている。即ち、口部側の外径よりも、底部側の外径の方が大きくなるように形成されている。そのため、減圧によって環状溝が潰れるほど胴部が軸方向に収縮した際、環状溝を境にして口部側に位置する胴部が、底部側に位置する胴部上に乗って支えられた状態となり、姿勢が安定する。特に、口部側の胴部は、底部側の胴部に部分的に支えられているのではなく、全周に亘って支えられているので、非常に姿勢が安定する。

従って、軸方向における収縮変形において、胴部の口部側が曲がってしまう首曲がり等の不正変形が生じ難い。よって、外観劣化の発生を抑制することができる。

また、本発明に係るボトルは、上記本発明のボトルにおいて、前記第１の壁面が、前記胴部の外周面から径方向内方に向かって平面状に形成され、前記第２の壁面が、径方向内方から前記胴部の外周面に向かって曲面状に形成されていることを特徴とする。

この発明に係るボトルにおいては、環状溝を構成する２つ壁面のうち、口部側に位置する第１の壁面が平面状に形成され、底部側に位置する第２の壁面が曲面状に形成されている。特に、第２の壁面は、径方向内方から胴部の外周面に向かって湾曲する曲面状（ボトルの内方に凸の曲面状）に形成されているので、第１の壁面に連設する径方向内方に向かうにつれてボトル軸に対して平行となるように徐々に向きが変わる。従って、内圧が減圧した際に、口部側の胴部を下方に引っ張り易く、軸方向への収縮変形をより生じ易くすることができる。
通常、軸方向に収縮変形する場合には、口部側の胴部が下方に向けて移動するのが自然な形である。この点、第２の壁面によって口部側の胴部を下方に引っ張り易くなるので、自然に近い形で収縮変形をより生じ易くすることができる。従って、減圧時の圧力変化をより効果的に吸収することができる。

また、本発明に係るボトルは、上記本発明のボトルにおいて、前記第１の壁面が、前記ボトル軸に対して直交する水平面であることを特徴とするボトル。

この発明に係るボトルにおいては、口部側に位置する第１の壁面がボトル軸に対して直交した水平面であるので、ボトル軸に対して平行な面が存在しない。そのため、第２の壁面によって口部側の胴部をより積極的に下方に引っ張ることができる。従って、収縮変形をより積極的に促すことができ、減圧時の圧力変化をさらに効果的に吸収することができる
また、環状溝が潰れるほど収縮変形した際に、第１の壁面が水平面であるので、口部側の胴部が底部側の胴部上により安定した状態で乗り易く、姿勢がさらに安定する。従って、首曲がり等の不正変形をより効果的に抑制することができる。

本発明に係るボトルによれば、軸方向に収縮変形させることで減圧時に生じた圧力変化を吸収することができる。それに加え、環状溝が潰れるほど収縮変形が生じた場合においても、口部側の胴部が底部側の胴部によって安定的に支えられるので、首曲がり等の不正変形を抑制することができる。

以下、本発明に係るボトルの一実施形態について、図１から図３を参照して説明する。なお、本実施形態では、断面円形状に形成された丸形のボトルを例に挙げて説明する。
本実施形態のボトル１は、図１に示すように、ボトル軸Ｌに沿って口部２、肩部３、胴部４及び底部５が一体的に連続して形成された有底筒状のボトル１である。具体的には、例えば二軸延伸ブロー成形により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂で一体的に形成されている。

胴部４は、底部５の上方に連設されており、ボトル軸Ｌを中心に筒状に形成された部分である。この胴部４については、後に詳細に説明する。肩部３は、胴部４の上端から上方に向けて漸次縮径するように連設された部分である。口部２は、肩部３の上端から上方に向けて延在するように連設され、ボトル１内に充填される図示しない内容物を注ぐ際の注ぎ口となる部分である。なお、この口部２の外周面には、図示しないキャップが螺合するねじ部２ａが形成されている。

上記胴部４は、図１及び図２に示すように、ボトル軸Ｌを中心として断面円形状に形成されている。この胴部４には、内圧が減圧された際にボトル軸Ｌの軸方向に沿って胴部４を収縮変形させるための環状溝１０と、ボトル１の剛性を高めると共に減圧時における圧力変化を補助的に吸収する４つの環状リブ１１、１２、１３、１４と、ボトル１の剛性を高める１つの環状補強リブ１５と、が形成されている。

環状溝１０は、肩部３に近い胴部４の上部側において、ボトル軸Ｌを中心に胴部４の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹み形成された溝である。
具体的に本実施形態の環状溝１０は、口部２側に配置された第１の壁面１０ａと、底部５側に配置された第２の壁面１０ｂとで凹み形成されている。これら２つの壁面１０ａ、１０ｂのうち、第１の壁面１０ａは、胴部４の外周面から径方向内方に向かって延在する平坦（平面状）な壁面である。より詳細には、ボトル軸Ｌに対して直交するように延在した水平面である。
一方、第２の壁面１０ｂは、第１の壁面１０ａと胴部４の外周面とを連設する壁面であり、径方向内方から胴部４の外周面に向かって滑らかに湾曲する曲面状（ボトル内方に凸の曲面状）に形成されている。特に、この第２の壁面１０ｂは、第１の壁面１０ａに連設する径方向内方側に近づくにつれて、ボトル軸Ｌに対して平行になるように徐々に向きが変わるようになっている。

このように胴部４に環状溝１０が一周に亘って凹み形成されているので、内圧が減圧された際に、環状溝１０を中心に胴部４はボトル軸Ｌの軸方向に収縮変形することが可能とされている。この際、図３に示すように、環状溝１０が潰れる程度、即ち、第１の壁面１０ａと第２の壁面１０ｂとがほぼ当接に近い位置まで接近する程度、収縮変形が可能とされている。

ところで、胴部４は、図１及び図２に示すように、環状溝１０を間に挟んで口部２側の外径φ１と、底部５側の外径φ２とが異なる大きさとなるように形成されている。詳細には、口部２側の外径φ１よりも底部５側の外径φ２の方が大きくなるように設計されている。これにより、環状溝１０が潰れる程度収縮変形した際に、図３に示すように、環状溝１０を境にして口部２側に位置する胴部４が、底部５側に位置する胴部４上に乗って支えられた状態となり、姿勢が安定するようになっている。この点は、後に詳細に説明する。

４つの環状リブ１１、１２、１３、１４は、いずれも胴部４の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹み形成された溝であり、主にボトル１全体の剛性を高めて、減圧時に胴部４が径方向に不正変形（例えば、断面楕円状や断面三角状に変形）したり、胴部４を把持した際の把持力や、生産及び流通時に加わる外力等によって胴部４が変形したりすることを抑える役割を担っている。
また、この主目的に加え、これら環状リブ１１、１２、１３、１４は、減圧時に生じた圧力変化を上記環状溝１０で吸収しきれなかった場合に、ボトル１を軸方向に収縮変形させて残りの圧力変化を吸収させる補助的な役割も担っている。そのため、これら環状リブ１１、１２、１３、１４は、環状溝１０より浅く凹み形成されている。

特に、４つの環状リブ１１、１２、１３、１４のうち２つの環状リブ１１、１２は、残り２つの環状リブ１３、１４よりも深く形成されている。つまり、この２つの環状リブ１１、１２は、剛性を高めるよりも軸方向への収縮変形を促す方に若干比重が置かれたリブである。一方、残り２つの環状リブ１３、１４は、これとは逆に軸方向への収縮変形よりも剛性を高める方に若干比重が置かれたリブである。
このように若干役割が異なった２種類の環状リブ１１、１２、１３、１４は、底部５側から交互に配置されている。

なお、本実施形態では、底部５側に環状リブ１１を先に配置したが、これとは逆に環状リブ１３を先に配置しても構わない。また、交互でなくても良く、配置のバランスはボトル１のサイズや形状等に応じて適宜変更して構わない。また、４つに限定されるものではなく、数に関しても適宜変更して構わない。

環状補強リブ１５は、環状溝１０よりも肩部３に近い位置にて、胴部４の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹み形成されている。この環状補強リブ１５は、減圧時に胴部４が径方向に不正変形したり、胴部４を把持した際に把持力で胴部４が変形したりすることを抑える役割を担っている。よって、この環状補強リブ１５に関しても、環状溝１０より浅く凹み形成されており、胴部４が実質的に環状補強リブ１５を中心として、軸方向に収縮変形することがないように設計されている。

次に、このように構成されたボトル１の内圧が、内容物の加熱充填後における冷却等の理由により減圧されてしまった場合について、以下に説明する。
内圧が減圧された場合には、ボトル１全体に、ボトル軸Ｌの軸方向に収縮させようとする圧力が主に作用する。この際、胴部４には環状溝１０が一周に亘って凹み形成されているので、この環状溝１０を中心に胴部４が軸方向に収縮変形する。これにより、減圧時における上記圧力変化をボトル１の軸方向への収縮によって吸収することができる。

ところで、このボトル１の胴部４は、口部２側の外径φ１よりも底部５側の外径φ２の方が大きくなるように設計されている。そのため、図３に示すように、減圧によって環状溝１０が潰れるほど胴部４が軸方向に収縮した際に、口部２側の胴部４が底部５側の胴部４上に乗って支えられた状態となり、姿勢が安定する。特に、口部２側の胴部４は、底部５側の胴部４に部分的に支えられているのではなく、全周に亘って支えられているので、非常に姿勢が安定している。
従って、環状溝１０による収縮変形が生じても、胴部４の口部２側が曲がってしまう首曲がり等の不正変形が生じ難い。よって、外観劣化の発生を抑制することができる。

上述したように本実施形態のボトル１によれば、胴部４を軸方向に収縮変形させることで減圧時に発生した圧力変化を吸収することができるうえ、この収縮変形における首曲がり等の不正変形の発生を抑制することができる。
しかも、本実施形態のボトル１１は、環状溝１０と別に４つの環状リブ１１、１２、１３、１４を胴部４に備えているので、環状溝１０では吸収しきれなかった圧力変化を４つの環状リブ１１、１２、１３、１４を中心とした収縮変形によって吸収することができる。更に、これら４つの環状リブ１１、１２、１３、１４と、１つの環状補強リブ１５によって、全体の剛性が高まっているので、減圧時に胴部４が不正変形し難いだけでなく、ボトル１を把持する際等における径方向の剛性にも優れている。
加えて、このボトル１は、胴部４に一般的な減圧吸収パネルが設けられていないパネルレスタイプのボトルであるので、減圧吸収パネルの制約を受けることなく比較的自由にデザイン設計を行える。よって、デザイン設計の自由度を向上することができる。

また、本実施形態のボトル１は、上述した作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
即ち、環状溝１０を構成する２つの壁面のうち底部５側に位置する第２の壁面１０ｂが、径方向内方から胴部４の外周面に向かって湾曲する曲面状に形成されており、第１の壁面１０ａに連設する径方向内方側に近づくにつれてボトル軸Ｌに対して平行になるように徐々に向きが変わっている。従って、内圧が減圧した際に、口部２側の胴部４を下方に引っ張り易く、軸方向への収縮変形をより生じ易くすることができる。通常、軸方向に収縮変形する場合には、口部２側の胴部４が下方に向けて移動するのが自然な形である。この点、第２の壁面１０ｂによって口部２側の胴部４を下方に引っ張り易くなるので、自然に近い形で収縮変形をより生じ易くすることができる。従って、より効果的に減圧時の圧力変化を吸収することができる。

しかも、第１の壁面１０ａは、ボトル軸Ｌに対して直交した水平面であるので、ボトル軸Ｌに対して平行な面が存在しない。そのため、第２の壁面１０ｂによって口部２側の胴部４をより積極的に下方に引っ張ることができ、さらに効果的に減圧時の圧力変化を吸収することができる。
加えて、第１の壁面１０ａが水平面であるので、口部２側の胴部４が底部５側の胴部４上により安定した状態で乗り易い。従って、首曲がり等の不正変形をより効果的に抑制することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施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、上記実施形態では、ＰＥＴ等の合成樹脂の二軸延伸ブロー成形によってボトル１を一体的に形成したが、製造方法はこの方法に限定されるのではない。また、胴部４が断面円形状とされたボトル１を例に挙げて説明したが、胴部４が角型に形成された角型ボトルであっても構わない。

また、上記実施形態では、第１の壁面１０ａをボトル軸Ｌに直交する水平面としたが、ボトル軸Ｌに対して傾斜した平坦面としても構わない。更には、第２の壁面１０ｂと同様に、曲面状に形成した壁面としても構わない。但し、水平面とすることが好ましい。
また、第１の壁面１０ａと第２の壁面１０ｂとを、連結壁を介して連設しても良い。この場合、環状溝１０の断面形状は略台形状となり、前記連結壁は平面状（ボトル軸Ｌに平行或いは傾斜）又は曲面状等、目的とする変形程度に応じて適宜設定することができる。

本発明に係るボトルの一実施形態を示す正面図である。 図１に示すボトルの環状溝周辺の断面図である。 図１に示す状態から、環状溝が潰れる程度、胴部がボトル軸の軸方向に収縮変形した状態を示す図である。

符号の説明

Ｌ…ボトル軸
φ１…口部側の胴部の外径
φ２…底部側の胴部の外径
１…ボトル
２…口部
４…胴部
５…底部
１０…環状溝
１０ａ…第１の壁面
１０ｂ…第２の壁面

Claims (3)

1. 有底筒状に形成されたボトルであって、
   ボトル軸を中心に胴部の外周面に沿って一周に亘り径方向内方に凹むように形成され、内圧が減圧された際にボトル軸の軸方向に胴部を収縮変形させる環状溝を備え、
   前記環状溝は、口部側に配置される第１の壁面と、底部側に配置される第２の壁面とで凹み形成され、
   前記胴部は、前記環状溝を挟んで口部側の外径よりも、底部側の外径の方が大きくなるように形成されていることを特徴とするボトル。
2. 請求項１に記載のボトルにおいて、
   前記第１の壁面は、前記胴部の外周面から径方向内方に向かって平面状に形成され、
   前記第２の壁面は、径方向内方から前記胴部の外周面に向かって曲面状に形成されていることを特徴とするボトル。
3. 請求項２に記載のボトルにおいて、
   前記第１の壁面は、前記ボトル軸に対して直交する水平面であることを特徴とするボトル。

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