JP2014055020A - 合成樹脂製ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】ボトルを倒立させた状態でもノズル下部を安定に把持することができる合成樹脂製ボトルを提供する。
【解決手段】
ノズル部２と、ノズル下部３と、ノズル下部３に連接するとともに、高さ方向に沿って拡径してボトル本体５に連接する拡径部４とを含み、拡径部４の傾斜角度αが軸心Ｃに対して３〜４５°の範囲内にあり、ノズル下部３が、拡径部４に連接し、かつ、軸心Ｃを含む断面においてボトル内方に凸となる曲面を周方向に沿って形成してなる環状凹曲面部３２と、環状凹曲面３２の上端に連接する短筒部３１とを有し、軸心Ｃを含む断面における環状凹曲面部３２の下端の接線ＴＬ_２が、軸心Ｃに対して４０〜７５°の角度をなし、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とが段状に連接されるようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ボトル状に成形してなる合成樹脂製ボトルに関し、特に、倒立させた状態でもノズル下部を安定に把持することができる合成樹脂製ボトルに関する。

従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製ボトルが、各種飲料品が内容物として充填される飲料用容器として広い分野で一般的に利用されている。そして、このようなボトルに内容物を充填する際には、ボトルの殺菌を兼ねて高温で内容物を充填（ホットパック充填）するか、薬液で殺菌処理したボトルに無菌環境下で内容物を充填（アセプティック充填）するかして、充填後の菌の繁殖を抑えて安全性を確保しており、後者の場合には、殺菌処理後に薬液を洗い流してから内容物が充填される。

アセプティック充填により内容物を充填する場合に、ボトル内を洗浄して薬液を洗い流すための装置として、回転体に設けたグリッパによりボトルを保持して倒立状態にした後、ボトル内に洗浄液を噴射して洗浄を行う洗浄装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の洗浄装置にあっては、この種のボトルにおいてボトル口部に一般に形成されるサポートリングの下側に位置するノズル下部をグリッパで把持し、ボトルを正立させた状態で搬送経路を搬送しつつ、搬送経路内の洗浄区間ではグリッパを反転させてボトルを倒立状態としてボトル口部を下に向け、洗浄ノズルからボトル内に洗浄液を噴出し、続く水切り区間で倒立状態を維持してボトル内の洗浄液を排出するようになっている。

特開２００５−３４７３５号公報

しかしながら、この種のボトルの多くのものは、径の異なるノズル下部とボトル本体との間をつなぐために、ノズル下部側からボトル本体側に向かって拡径する部位を備えているが、この部位が比較的緩やかに拡径するいわゆる鶴首状のボトルや、なで肩状のボトルにあっては、ノズル下部を把持するグリッパを反転させてボトルを倒立状態にした際に、把持位置からボトルがずれ落ちてしまったり、ボトルの姿勢が不安定になってしまったりするなどの不具合があった（後述する図５（ｂ）参照）。このため、従来は、ボトルごとに適切な厚みのグリッパに付け替えて対処していたが、これでは、グリッパの付け替え作業に多くの手間や時間を要してしまうことから改善が求められていた。

そこで、本発明者は、グリッパによって把持するノズル下部の形状に着目して鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ボトルを倒立させた状態でもノズル下部を安定に把持することができる合成樹脂製ボトルを提供することを目的とする。

本発明に係る合成樹脂製容器は、ノズル部と、ノズル下部と、前記ノズル下部に連接するとともに、高さ方向に沿って拡径してボトル本体に連接する拡径部とを含むボトル状の合成樹脂製ボトルであって、前記拡径部の傾斜角度が軸心に対して３〜４５°の範囲内にあり、前記ノズル下部が、前記拡径部に連接し、かつ、軸心を含む断面においてボトル内方に凸となる曲面を周方向に沿って形成してなる環状凹曲面部と、前記環状凹曲面の上端に連接する短筒部とを有し、軸心を含む断面における前記環状凹曲面部の下端の接線が、軸心に対して４０〜７５°の角度をなし、前記環状凹曲面部の下端と前記拡径部の上端とが段状に連接している構成としてある。

本発明によれば、倒立状態とされたボトルのノズル下部を安定に把持することができる。

本発明の実施形態に係る合成樹脂製ボトルの概略を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１に示す合成樹脂製ボトルの要部を拡大して示す要部拡大図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製ボトルの変形例の概略を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施形態に係る合成樹脂製ボトルの他の変形例の概略を示す説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 倒立させたボトルのネック下部をグリッパにより把持した状態を示す説明図であり、（ａ）は本発明の実施形態、（ｂ）は従来例である。 図２中一点鎖線で囲む部分をさらに拡大して示す要部拡大図である。 ノズル下部の変形例を示す要部拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態において、ボトル１は、例えば、熱可塑性樹脂を使用して射出成形や圧縮成形などにより有底筒状のプリフォームを成形し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形により、図１に示すような、図示しない蓋体を取り付けるためのねじ部２１とサポートリング２２とを備えたノズル部２と、ノズル下部３と、ノズル下部３に連接するとともに、高さ方向に沿って拡径してボトル本体５に連接する拡径部４とを含む所定のボトル形状に成形することによって製造される。

ここで、高さ方向とは、ノズル部２を上にしてボトル１を水平面に正立させたときに、水平面に直交する方向をいうものとし、この状態でボトル１の上下及び縦横の方向を規定するものとする。

このようなボトル１を製造するにあたり、使用する熱可塑性樹脂としては、上記のようにしてボトル１を成形することが可能な任意の樹脂を使用することができる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート，ポリブチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリカーボネート，ポリアリレート，ポリ乳酸又はこれらの共重合体などの熱可塑性ポリエステル，これらの樹脂あるいは他の樹脂とブレンドされたものなどが好適である。特に、ポリエチレンテレフタレートなどのエチレンテレフタレート系熱可塑性ポリエステルが、好適に使用される。また、アクリロニトリル樹脂，ポリプロピレン，プロピレン−エチレン共重合体，ポリエチレンなども使用することができる。

ボトル本体５は、筒状の胴部５１と、胴部５１の下方に位置する底部５２とを有している。ボトル１は、例えば、図１に示すように、胴部５１を円筒状に形成して、いわゆる丸形のボトル形状とすることができる。また、図３に示すように、容器１は、胴部５１を角筒状に形成して、いわゆる角形のボトル形状となるようにしてもよく、図４に示すように、拡径部４の下端に連接するボトル本体５の胴部５１の上端側を絞り込むようにしてもよい。
なお、図１と図３に示す拡径部４は、なで肩、又は肩部、図４に示す拡径部４は首部と呼ばれることもある。

このように、本実施形態にあっては、ボトル本体５の具体的な形態は特に限定されない。特に図示しないが、ボトル１内に内容物を充填、密封した後の内圧減少に伴うボトル１の不均一な形状変化を防止するために、この種の容器に一般に設けられている減圧吸収パネルを設けたり、補強用の凹部、凸部、溝、リブ、稜線等を設けたりするなどしてもよい。

また、拡径部４は、径の異なるノズル下部３とボトル本体５との間をつなぐために、ノズル下部３側からボトル本体５側に向かって拡径する部位であり、拡径部４の傾斜角度αが軸心Ｃに対して３〜４５°の範囲内になるようにして、ノズル下部３側からボトル本体５側に向かって比較的緩やかに拡径してボトル本体５に連接している。
なお、図４に示す例では、ボトル本体５の胴部５１の上端側を絞り込むようにしているが、このように、傾斜角度αが所定の範囲内にある拡径部４がボトル本体５に連接し、さらに、拡径部４よりも大きな傾斜角度でボトル本体５の上端側が拡径してボトル本体５の最大胴径部につながるボトル形状とすることもできる。この場合、高さ方向に沿って拡径部４よりも大きな傾斜角度で拡径しはじめる部位を拡径部４の下端とボトル本体５の上端との境界とする。

ここで、拡径部４の傾斜角度αは、軸心Ｃを含む断面において拡径部４が直線状に現れる場合には、軸心Ｃを含む断面における拡径部４の斜面と軸心Ｃとのなす角度とする。また、軸心Ｃを含む断面において拡径部４が円弧などの曲線状に現れる場合には、拡径部４の上端側近傍と下端側近傍を除く当該曲線の接線ＴＬ_１と軸心Ｃとのなす角度とする。また、ボトル１を図３に示すような角形のボトル形状とした場合、対角位置とそれ以外の位置とで拡径部４の傾斜角度αが異なってくるが、この場合には、対角位置とそれ以外の位置のいずれにおいても拡径部４の傾斜角度αが上記範囲内にあるようにする。

本発明は、前述した特許文献１の洗浄装置のように、ノズル下部３をグリッパで把持してボトル１を搬送しつつ、グリッパを反転させてボトル１を倒立させた状態でボトル内を洗浄するにあたり、ボトル１を倒立させた状態でのグリッパによる把持が不安定とならないようにするためのものである。
このため、本実施形態にあっては、ノズル部２の下方に位置するノズル下部３が、サポートリング２２の下からほぼ同一径に垂下する短筒部３１を有するとともに、拡径部４に連接し、かつ、軸心Ｃを含む断面においてボトル内方に凸となる曲面を周方向に沿って形成してなる環状凹曲面部３２とを有しており、短筒部３１が、環状凹曲面部３２の上端に連接するようにしている。

そして、環状凹曲面部３２は、その軸心Ｃを含む断面における下端の接線ＴＬ_２が、軸心Ｃに対して４０〜７５°の角度βをなし、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とが段状に連接されるようにしている。
このようにすることで、ノズル下部３をグリッパで把持し、グリッパを反転させてボトル１を倒立状態にしたときに、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端との連接部に形成される段状の部分にグリッパが当接して、把持位置のずれを抑止することができ、これによって、ボトル１の外観を損なうことなく、安定した状態でノズル下部３をグリッパで把持することができるようになる。

すなわち、図５（ａ）に、本実施形態のボトル１をグリッパＧにより倒立させて把持した状態の概略を示し、図５（ｂ）に、環状凹曲面部３２を設けずにノズル下部をほぼ同一径に形成した従来のボトルをグリッパＧにより倒立させて把持した状態の概略を示すが、両者の対比からも解るように、本実施形態にあっては、ボトル１を倒立させた状態でノズル下部３把持した際に、ボトル１が把持位置からずれ落ちてしまうのを抑止して、ボトル１の姿勢を安定させることができる。

このとき、段状に連接される環状凹曲面部３２の下端と、拡径部４の上端との連接部は、エッジ状に形成するのが好ましい。具体的には、図６に環状凹曲面部３２の下端と、拡径部４の上端との連接部（図２中一点鎖線で囲む部分）をさらに拡大して示すが、図６に鎖線で示すように、環状凹曲面部３２をなす曲面の軸心Ｃを含む断面における曲率が大きく変わることなく、また、拡径部４の傾斜角度αが大きく変わることなく、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とが連接するようにするのが好ましい。
また、ボトル１をブロー成形する際の賦形性を考慮すると、軸心Ｃを含む断面における環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とは、図６に実線で示すように、環状凹曲面部３２をなす曲面に対して軸心Ｃを含む断面における曲率を反転させた、曲率半径Ｒ_１ができるだけ小さい円弧状、具体的には、曲率半径Ｒ_１が２．５ｍｍ以下の円弧状とされた円弧状連接部４１を介して連接されるようにするのがより好ましい。この場合、軸心Ｃを含む断面における曲率が、環状凹曲面部３２をなす曲面に対して反転する部位を環状凹曲面部３２の下端と円弧状連接部４１との境界とするものとし、図６にＢＬ_１で示す。また、円弧状連接部４１と拡径部４の上端との境界は、軸心Ｃを含む断面における曲率が円弧状連接部４１の曲率と異なる曲率に変化する部位とするものとし、図６にＢＬ_２で示す。
このようにすることで、ノズル下部３の環状凹曲面部３２と、拡径部４との連接部に、周方向に沿って稜線が現れるようになり、当該連接部の剛性を向上させることもできる。

なお、前述したように、軸心Ｃを含む断面において拡径部４が曲線状に現れる場合に、拡径部４の傾斜角度αを拡径部４の上端側近傍と下端側近傍を除く当該曲線の任意の接線ＴＬ_１と軸心Ｃとのなす角度としたが、これは、拡径部４の上端側近傍を含んで拡径部４の傾斜角度αを定義すると、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とを前述したような円弧状連接部４１を介して連接したときに、ボトル１から採寸される拡径部４の傾斜角度αが円弧状連接部４１を含んで採寸されてしまうと、想定する値とかけ離れたものとなってしまうのを考慮したものである。このため、拡径部４の傾斜角度αは、少なくとも拡径部４の上端側に形成される円弧状連接部４１と拡径部４との境界ＢＬ２よりも下方において採寸するものとする。ボトル本体５に連接する拡径部４の下端側近傍を除くとしたのも同様の趣旨である。すなわち、ボトル１をブロー成形する際の賦形性を考慮すると、ボトル本体５の上端に連接する拡径部４の下端の近傍では、拡径部４の他の部分に比べて、拡径部４の傾斜角度αが大きく変わってしまうことが考えられる。特に、図４に示すように、ボトル本体５の胴部５１の上端側を絞り込むようにした場合に、このような傾向にある。このため、拡径部４の傾斜角度αが、想定する値とかけ離れたものとなってしまわないように、ボトル本体５に連接する拡径部４の下端側近傍を除いて拡径部４の傾斜角度αを定義する。

また、一般的に用いられるグリッパの厚みは、５〜７ｍｍ程度であることを考慮すると、ノズル下部３の高さＴ_１を７〜１１ｍｍとするとともに、短筒部３１の高さＴ_２を２〜６ｍｍとするのが好ましい。
このようにすることで、グリッパによる把持に十分な短筒部３１の高さを確保するとともに、ノズル下部３にグリッパをより確実に挿入できるようにして、その把持性を高めることができる。そして、このときの環状凹曲面部３２とグリッパとの干渉を有効に回避するためには、例えば、図７に示すように、環状凹曲面部３２の最小外径部が短筒部３１の側面よりもボトル内方に入り込むようにして、ノズル下部３の最小外径Ｒ_ｍｉｎが、環状凹曲面部３２の最小外径となるようにするのが好ましい。このとき、特に図示しないが、短筒部３１の下端側がボトル内方に傾斜して環状凹曲面３２の上端に連接するようにしてもよい。このような構成とすることで、図５に示すようなグリッパＧの内周上面側の角を丸める量が大きくない場合にも、環状凹曲面部３２とグリッパＧとの有効に干渉を有効に回避することができる。

また、環状凹曲面部３２は、軸心Ｃを含む断面における曲率半径Ｒ_２が３〜６ｍｍの円弧が周方向に連続するようにして形成されたものであるのが好ましい。このようにすることで、短筒部３１の側面と環状凹曲面部３２下端との横方向における離間距離Ｗ（図２参照）を一定以上、好ましくは０．７〜３．０ｍｍとし、ノズル下部３を把持する際のグリッパのかかり量を確保して、より安定にノズル下部３を把持することができる。さらに、ノズル下部３の高さＴ１を必要以上に高くしなくても、環状凹曲面部３２の軸心を含む断面における下端の接線ＴＬ_２が、軸心Ｃに対して４０〜７５°の角度βをなすようにすることができ、この点からも軸心Ｃを含む断面における環状凹曲面部３２の曲率半径Ｒ_２を上記範囲とするのが好ましい。

また、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とを段状に連接するにあたり、軸心Ｃを含む断面における拡径部４の上端の接線ＴＬ_３と軸心Ｃとのなす角度γと、軸心Ｃを含む断面における環状凹曲面部３２の下端の接線ＴＬ_２と軸心Ｃとのなす角度βとの差が１８〜７２°であるのが好ましい。
このようにすることで、ノズル下部３の把持性を確保するとともに、ボトル内を洗浄した後の廃液性を良好なものとして、環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端との連接部に形成される段状の部分に液残りが生じ難くなるようにすることができる。

なお、軸心Ｃを含む断面における拡径部４の上端の接線ＴＬ_３と軸心Ｃとのなす角度γは３〜４５°とするのが好ましい。また、軸心Ｃを含む断面における環状凹曲面部３２の下端と拡径部４の上端とが、前述したような円弧状連接部４１を介して連接されている場合、接線ＴＬ_２は、軸心Ｃを含む断面における円弧状連接部４１との境界ＢＬ_１上にある環状凹曲面部３２の下端の接線とし、接線ＴＬ_３は、軸心Ｃを含む断面における円弧状連接部４１との境界ＢＬ_２上にある拡径部４の上端の接線とする（図6参照）。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。

以上のような本発明は、ボトル状の合成樹脂製ボトルに適用して、例えば、倒立状態でボトル内を洗浄する際や、装置間で受け渡す際、又は検査装置を搬送させる際などに、倒立させたボトルのノズル下部を安定に把持することができる。

１ ボトル
２ ノズル部
３ ノズル下部
３１ 短筒部
３２ 環状凹曲面部
４ 拡径部
４１ 円弧状連接部
５ ボトル本体

Claims (6)

1. ノズル部と、ノズル下部と、前記ノズル下部に連接するとともに、高さ方向に沿って拡径してボトル本体に連接する拡径部とを含むボトル状の合成樹脂製ボトルであって、
   前記拡径部の傾斜角度が軸心に対して３〜４５°の範囲内にあり、
   前記ノズル下部が、前記拡径部に連接し、かつ、軸心を含む断面においてボトル内方に凸となる曲面を周方向に沿って形成してなる環状凹曲面部と、前記環状凹曲面の上端に連接する短筒部とを有し、
   軸心を含む断面における前記環状凹曲面部の下端の接線が、軸心に対して４０〜７５°の角度をなし、
   前記環状凹曲面部の下端と前記拡径部の上端とが段状に連接していることを特徴とする合成樹脂製ボトル。
2. 軸心を含む断面における前記環状凹曲面部の下端と前記拡径部の上端とが、前記環状凹曲面部に対して曲率を反転させた、曲率半径が２．５ｍｍ以下の円弧状の円弧状連接部を介して連接されるようにして、前記環状凹曲面部の下端と前記拡径部の上端とを段状に連接した請求項１に記載の合成樹脂製ボトル。
3. 前記ノズル下部の高さが７〜１１ｍｍであり、前記短筒部の高さが２〜６ｍｍである請求項１又は２に記載の合成樹脂製ボトル。
4. 軸心を含む断面における前記環状凹曲面部の曲率半径Ｒが３〜６ｍｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製ボトル。
5. 軸心を含む断面における前記環状凹曲面部の下端の接線と軸心とのなす角度と、前記拡径部の上端の接線と軸心とのなす角度との差が、１８〜７２°である請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製ボトル。
6. 前記ノズル下部の最小外径が、前記環状凹曲面部の最小外径である請求項１〜５のいずれか一項に記載の合成樹脂製ボトル。

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