JP2017013845A - 円形ボトル - Google Patents

Abstract

【課題】胴部を円形状に保ったまま減圧変形させる。
【解決手段】円筒状の胴部１３に、その径方向の内側に向けて窪む縦溝部２１が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向に隣り合う縦溝部２１同士の間が柱部２２とされ、縦溝部２１は、胴部１３の横断面視において、ボトル軸Ｏと、縦溝部２１の周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、柱部２２は、胴部１３の横断面視において、ボトル軸Ｏと、柱部２２における周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、複数の縦溝部２１は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、複数の柱部２２は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、胴部１３の横断面視において、ボトル軸Ｏを中心とし複数の柱部２２における各頂面２３上を通過する仮想円と、縦溝部２１における径方向の外端開口縁同士を結ぶ仮想直線と、の径方向の距離が、１．０ｍｍ未満となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、円形ボトルに関する。

従来から、合成樹脂材料で有底円筒状に形成された円形ボトルとして、例えば下記特許文献１に示されるように、円筒状の胴部に、その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。
この構成では、例えば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、パネル部が径方向の内側に向けて優先的に変形（減圧変形）することで、ボトルのうちパネル部以外の部分での変形を抑えつつ、ボトル内の減圧を吸収する。

特開２００９−３５２６３号公報

しかしながら、前記従来の円形ボトルでは、ボトル内が減圧してパネル部が変形したときに、胴部の横断面形状の印象が円形状から角形状に変形し、外観品質が低下するという問題がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、胴部を円形状に保ったまま減圧変形させることを目的とする。

前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。
本発明に係る円形ボトルは、円筒状の胴部に、その径方向の内側に向けて窪む縦溝部が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向に隣り合う前記縦溝部同士の間が柱部とされた円形ボトルであって、前記縦溝部は、前記胴部の、ボトル軸に直交する横断面視において、ボトル軸と、前記縦溝部の、ボトル軸回りに沿う周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、前記柱部は、前記胴部の前記横断面視において、ボトル軸と、前記柱部における周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、複数の前記縦溝部は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、複数の前記柱部は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、前記胴部の前記横断面視において、ボトル軸を中心とし複数の前記柱部における各頂面上を通過する仮想円と、前記縦溝部における径方向の外端開口縁同士を結ぶ仮想直線と、の径方向の距離が、１．０ｍｍ未満となっていることを特徴とする。

この場合、胴部の横断面視において、前記仮想円と前記仮想直線との径方向の距離が、１．０ｍｍ未満となっていて、縦溝部の溝幅が狭く抑えられている。その上、胴部の横断面視において縦溝部および柱部がそれぞれ線対称形状を呈している。更に、複数の柱部および複数の縦溝部がそれぞれ、互いに同等の形状で同等の大きさに形成されている。したがって、円形ボトル内の減圧時に、胴部を、全周にわたって均等に縮径変形させることができ、円形ボトルを角形状に変形させずに円形状に保ったまま減圧変形させることができる。

本発明によれば、胴部を円形状に保ったまま減圧変形させることができる。

本発明の実施形態における円形ボトルの側面図である。 図１に示す円形ボトルの横断面図である。 本発明の検証試験を説明するボトルの横断面図である。 本発明の第１検証試験の結果を示すグラフである。 本発明の第２検証試験の結果を示すグラフである。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係る円形ボトルを説明する。
本実施形態に係る円形ボトル１は、図１および図２に示されるように、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側を下側という。円形ボトル１をボトル軸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、この円形ボトル１は、合成樹脂材料で一体に形成され、例えば、射出成形により有底筒状に形成されたプリフォームが、ブロー成形されて形成される。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。

肩部１２には、周溝部１５が全周にわたって連続して形成されている。周溝部１５は、ボトル軸Ｏ方向に沿って間隔をあけて複数（図示の例では２つ）設けられている。胴部１３は円筒状に形成され、肩部１２の下端に連なり下方に向けて延在している。胴部１３には、図示しない例えばシュリンクラベル等のラベルが巻き付けられる。胴部１３は、上方から下方まで同一の径となるように形成されている。底部１４は、有底筒状に形成されていて、胴部１３の下端開口部を閉塞している。肩部１２と胴部１３との接続部分には、第１環状凹溝１６が全周にわたって連続して形成され、胴部１３と底部１４との接続部分には、第２環状凹溝１７が全周にわたって連続して形成されている。

この円形ボトル１では、円筒状の胴部１３に、その径方向の内側に向けて窪む縦溝部２１が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向に隣り合う縦溝部２１同士の間が柱部２２とされている。すなわち、胴部１３には、縦溝部２１と柱部２２とが周方向に交互に配設されている。縦溝部２１および柱部２２は、胴部１３のうち、ボトル軸Ｏ方向の両端部を回避した中間部でボトル軸Ｏ方向に沿って延在している。縦溝部２１および柱部２２は、例えば周方向に偶数個ずつ設けることが可能であり、図示の例では各１２個とされている。なお、縦溝部２１および柱部２２を周方向に奇数個ずつ設けてもよい。

図２に示すように、胴部１３の、ボトル軸Ｏに直交する横断面視において、縦溝部２１は、ボトル軸Ｏと、縦溝部２１における周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、柱部２２は、ボトル軸Ｏと、柱部２２における周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈している。複数の縦溝部２１は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、複数の柱部２２は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成されている。

縦溝部２１の溝幅（周方向に沿った大きさ）は、径方向の外側から内側に向けて漸次、小さくなっていて、柱部２２の柱幅（周方向に沿った大きさ）は、径方向の外側から内側に向けて漸次、大きくなっている。縦溝部２１および柱部２２はそれぞれ、前記横断面視において等脚台形状に形成されている。柱部２２において径方向の外側を向く径方向の外端面である頂面２３は、胴部１３の外周面における最大外径部を構成するとともに、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成されている。この円形ボトル１では、複数の柱部２２における各頂面２３上を、ボトル軸Ｏを中心とする第１仮想円Ｃ１（仮想円）が共通して通過する。

縦溝部２１は、柱部２２の頂面２３に対して径方向の内側に位置して径方向の外側を向く底壁部２４と、底壁部２４の外周縁から径方向の外側に向けて延びる側壁部２５と、により画成されている。
底壁部２４は、前記横断面視において、径方向の外側に向けて突の曲面状に形成されていて、この円形ボトル１では、複数の縦溝部２１における各底壁部２４を、ボトル軸Ｏを中心とする第２仮想円Ｃ２が共通して通過する。第２仮想円Ｃ２は、第１仮想円Ｃ１よりも小径であり、両仮想円Ｃ１、Ｃ２の半径の差が、縦溝部２１の深さ（柱部２２の高さ）となっている。

図１および図２に示すように、側壁部２５は、ボトル軸Ｏ方向の両端に位置して周方向に延びる一対の横側壁部２６と、底壁部２４における周方向の両端に連なりボトル軸Ｏ方向に延びる一対の縦側壁部２７と、を備えている。
一対の横側壁部２６は、径方向の内側から外側に向かうに従いボトル軸Ｏ方向の外側に向けて傾斜する傾斜面とされている。一対の縦側壁部２７は、径方向の内側から外側に向かうに従い周方向の外側（各縦側壁部２７が離間する方向）に向けて傾斜している。

図２に示すように、縦側壁部２７において径方向の内側に位置する端部は、底壁部２４と第１曲面部２８を介して連結され、縦側壁部２７において径方向の外側に位置する端部は、柱部２２の頂面２３と第２曲面部２９を介して連結されている。前記横断面視において、第１曲面部２８は、径方向の内側に向けて突となり、第２曲面部２９は、径方向の外側に向けて突となっていて、図示の例では、第１曲面部２８の曲率が第２曲面部２９の曲率よりも大きくなっている。

そして本実施形態では、前記横断面視において、第１仮想円Ｃ１と、縦溝部２１における径方向の外端開口縁同士を結ぶ仮想直線Ｌと、の径方向の距離Ｄは、１．０ｍｍ未満となっている。なお、縦溝部２１における径方向の外端開口縁は、第１仮想円Ｃ１が柱部２２の頂面２３（胴部１３の外周面）から離間し始める部分となっている。

以上説明したように、本実施形態に係る円形ボトル１によれば、胴部１３の横断面視において、前記第１仮想円Ｃ１と前記仮想直線Ｌとの径方向の距離が、１．０ｍｍ未満となっていて、縦溝部２１の溝幅が狭く抑えられている。その上、胴部１３の横断面視において縦溝部２１および柱部２２がそれぞれ線対称形状を呈している。更に、複数の柱部２２および複数の縦溝部２１がそれぞれ、互いに同等の形状で同等の大きさに形成されている。したがって、円形ボトル１内の減圧時に、胴部１３を、全周にわたって均等に縮径変形させることができ、円形ボトル１を角形状に変形させずに円形状に保ったまま減圧変形させることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前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、縦溝部２１の数や配置等は、ボトルに要求される強度や減圧吸収容量等を考慮して適宜設計変更が可能である。
前記実施形態では、縦溝部２１および柱部２２が、前記横断面視において等脚台形状に形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、縦溝部２１および柱部２２が、前記横断面視において半円形状に形成されていてもよい。なお前述の半円形状は、例えば、円弧により形成したり、円弧と直線とを組み合わせて形成したりすること等ができる。

複数の縦溝部２１は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成された形態に適宜変更することが可能であり、互いに完全に同一の形状で完全に同一の大きさに形成されていなくてもよい。つまり、複数の縦溝部２１間で、互いに若干、形状や大きさが異なっていてもよく、複数の縦溝部２１のうち、基準となる一の縦溝部２１の大きさを１としたときに、他の縦溝部２１の大きさが０．９〜１．１であれば、実質的に同様の効果が得られる。なお、このときの縦溝部２１の大きさとしては、例えば縦溝部２１の溝幅や深さなどが挙げられる。
また、複数の柱部２２についても、複数の縦溝部２１と同様に、複数の柱部２２のうち、基準となる一の柱部２２の大きさを１としたときに、他の柱部２２の大きさが０．９〜１．１であれば、実質的に同様の効果が得られる。このときの柱部２２の大きさとしては、例えば柱部２２の柱幅や高さなどが挙げられる。

ボトル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、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記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、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。検証試験として、第１、第２検証試験を実施した。

（第１検証試験）
第１検証試験では、実施例１および比較例１〜８の９種類の円形ボトルの形状につき解析を行った。なお、解析を行った各円形ボトルは図１に示す基本形状を有し、全高を１７９．０ｍｍ、胴部直径を７０．０ｍｍ、縦溝部の深さを３．０ｍｍとして設計している。

実施例１では、図３に示す胴部１３の形状において、複数の柱部２２および複数の縦溝部２１をそれぞれ同等の形状で同等の大きさに形成した前記実施形態に係る円形ボトル１に準ずる構成を採用した。
比較例１〜８では、図３に示す胴部１３の形状において、複数の柱部２２同士で互いに周方向に沿った大きさを異ならせた。比較例１〜８では、複数の縦溝部２１を、互いに同等の形状で同等の大きさに形成しつつ、各縦溝部２１の周方向の位置を調整することで、周方向に隣り合う柱部２２の周方向の大きさを互いに異ならせた。比較例１〜８では、柱部２２が、１つおきに同等の形状となるようにした。すなわち、柱部２２として、互いに周方向に大きさが異なる第１柱部２２ａと第２柱部２２ｂとを、周方向に交互に配置した。

実施例１、比較例１〜８それぞれにおける第１柱部２２ａ、第２柱部２２ｂおよび縦溝部２１それぞれの周方向に沿った大きさとしての幅は、それぞれ以下に示す表１のように調整した。なお実施例１では、前記実施形態に係る円形ボトル１と同様に、複数の柱部２２が、互いに同等の形状で同等の大きさであり、表１では、実施例１における第１柱部２２ａ、第２柱部２２ｂそれぞれの幅を同一の値にして表記している。
ここで表１における、第１柱部２２ａ、第２柱部２２ｂおよび縦溝部２１それぞれの幅Ａ、Ｂ、Ｃは、第１柱部２２ａ、第２柱部２２ｂおよび縦溝部２１それぞれにおける第１仮想円Ｃ１上での周方向に沿った大きさを表している。すなわち、表１中における第１柱部２２ａおよび第２柱部２２ｂそれぞれの幅Ａ、Ｂとは、第１仮想円Ｃ１のうち第１柱部２２ａおよび第２柱部２２ｂの各頂面２３上を通過する円弧部分の長さであり、表１中における縦溝部２１の幅Ｃとは、第１仮想円Ｃ１のうち縦溝部２１における径方向の外端開口縁同士を結んだ円弧部分の長さである。第１柱部２２ａ、第２柱部２２ｂおよび縦溝部それぞれの幅Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ対応する円弧部分がボトル軸Ｏを中心としてなす中心角θａ、θｂ、θｃの大きさに比例する。

そして本検証試験では、実施例１および比較例１〜８の各円形ボトルにおいて、ボトル内を減圧させて吸収容量を測定した。吸収容量は、柱部２２における変形量のばらつき、つまり柱部２２の頂面２３において最も変形した部分と最も変形しなかった部分の変形量の差が、１．０ｍｍになったときに測定した。
結果を表１および図４に示す。図４は、表１における「柱部の幅比Ａ／Ｂ」を横軸に、「吸収容量（ｍｌ）」を縦軸にとったグラフである。

これらの表およびグラフから、実施例１における吸収容量が最大になっており、実施例１の円形ボトルでは、比較例１〜８の円形ボトルに比べて、胴部１３を円形状に保ったまま大きく減圧（縮径）変形できることが確認された。

（第２検証試験）
第２検証試験では、第１検証試験で採用した実施例１に加え、実施例２〜４の４種類の円形ボトルの形状につき解析を行った。なお、解析を行った各円形ボトルは、第１検証試験と同様に、図１に示す基本形状を有し、全高を１７９．０ｍｍ、胴部直径を７０．０ｍｍ、縦溝部の深さを３．０ｍｍとして設計している。

実施例１〜４では、いずれも複数の柱部２２および複数の縦溝部２１をそれぞれ同等の形状で同等の大きさに形成した前記実施形態に係る円形ボトル１に準ずる構成を採用した。実施例１〜４における各円形ボトルでは、柱部２２および縦溝部２１それぞれの溝を、以下に示す表２のように調整した。なお表２における柱部２２および縦溝部２１それぞれの幅Ａ、Ｃは、表１と同様に、柱部２２および縦溝部２１それぞれにおける第１仮想円Ｃ１上での周方向に沿った大きさを表している。実施例１〜４は、いずれも前記実施形態に係る円形ボトル１と同様に、複数の柱部２２が、互いに同等の形状で同等の大きさであるため、表２では、第１柱部２２ａおよび第２柱部２２ｂの区別を設けず「柱部」と統一して表記し、さらに、第１柱部２２ａおよび第２柱部２２ｂの区別なく全ての柱部２２の幅を、統一して「柱部の幅Ａ」と表記している。

そして本検証試験では、実施例１〜４の各円形ボトル１において、ボトル内を減圧させて吸収容量を測定した。吸収容量は、第１検証試験と同様のタイミングで測定した。
結果を表２および図５に示す。表２における「距離Ｄ（ｍｍ）」は、実施例１〜４の各円形ボトルにおける第１仮想円Ｃ１と仮想直線Ｌとの径方向の距離Ｄの値である。表２における「第１仮想円における柱部の割合（％）」とは、第１仮想円Ｃ１の全長に対する全ての柱部２２の幅Ａの総和の割合であり、（全ての柱部２２の幅Ａの総和）／（第１仮想円Ｃ１の全長）で求められる値である。図５は、表２における「柱部と縦溝部の幅比Ｃ／Ａ」を横軸に、「吸収容量（ｍｌ）」を縦軸にとったグラフである。

これらの表およびグラフから、実施例２、３、１、４の順に、つまり縦溝部２１の幅が狭いボトルから広いボトルの順に吸収容量が大きくなっており、縦溝部２１の幅を広げた円形ボトルほど、吸収容量が向上することが確認された。

１ 円形ボトル
１３ 胴部
２１ 縦溝部
２２ 柱部
２３ 頂面
Ｃ１ 第１仮想円（仮想円）
Ｄ 距離
Ｌ 仮想直線
Ｏ ボトル軸

Claims (1)

1. 円筒状の胴部に、その径方向の内側に向けて窪む縦溝部が周方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、周方向に隣り合う前記縦溝部同士の間が柱部とされた円形ボトルであって、
   前記縦溝部は、前記胴部の、ボトル軸に直交する横断面視において、ボトル軸と、前記縦溝部の、ボトル軸回りに沿う周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、
   前記柱部は、前記胴部の前記横断面視において、ボトル軸と、前記柱部における周方向の中央部と、を結ぶ直線に対して線対称形状を呈し、
   複数の前記縦溝部は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、
   複数の前記柱部は、互いに同等の形状で同等の大きさに形成され、
   前記胴部の前記横断面視において、ボトル軸を中心とし複数の前記柱部における各頂面上を通過する仮想円と、前記縦溝部における径方向の外端開口縁同士を結ぶ仮想直線と、の径方向の距離が、１．０ｍｍ未満となっていることを特徴とする円形ボトル。

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