JP5239070B2 - 合成樹脂製ボトルの底部凹入具 - Google Patents

Description

本発明は、合成樹脂製ボトルの底部凹入具に関し、詳しくは、底部の一部に反転凹入可能な反転部が下方に突出して設けられた合成樹脂製ボトルに対して、下方に突出する前記反転部を突き上げ反転させて該反転部を胴部内方へ凹入させる合成樹脂製ボトルの底部凹入具に関する。

この種の合成樹脂製ボトルとして、ポリエチレンテレフタレート製のブロー成形ボトル（ＰＥＴボトル）が知られており、一般に、飲料等の液状内容物が収容される。

この種のボトルにおいては、キャップにより口部を密封した後に内容物が冷却されると、内容物の体積減少等によりボトル内が減圧状態となり、この影響からボトルの胴部が変形して外観上好ましくない。

このため、充填後の内容物の冷却による内部の減圧に伴う変形を均等に吸収する撓み自在のパネルを胴部に複数形成しておくことが行われている（例えば、特許文献１参照）。しかし、このようなパネルを設けた場合には、ボトル形状が複雑となってボトルの材料コストが増加する。

そこで、ボトルの底部の一部に錐形状の反転部を設け、その反転部を底部の外側に突出させた状態で液状内容物を充填し、ボトル口部をキャップによって封止した後に反転部をボトルの内方に凹入させるようにしたものが知られている（特許文献２参照）。

特許文献２に記載のボトルにおいては、液状内容物の充填に先立って、ボトル底部の反転部を外側に押出して突出状態とする。次いで、底部の反転部が外側に突出した状態のボトルの内部に液状内容物を充填し、ボトル口部をキャップにより封止する。その後、外側に突出した状態のボトル底部の反転部をボトル内部方向に押し上げ凹入する。これによって、ボトル内部の圧力が増加された状態となり、液状内容物が常温で充填される場合にはボトルの形状が維持され、また、液状内容物を加温して充填される場合には液状内容物が冷却される等により減圧状態となっても、ボトル内部の圧力が相殺されて容器の胴部の減圧変形が生じない。このように、ボトル底部に反転部を設け、反転部を突出した状態で内容物を充填密封し、その後、反転部を反転させて胴部内方に凹入させるようにすれば、ボトルの胴部に前述のような変形を均等に吸収するためのパネルを設ける必要がないため、ボトルデザインの自由度が向上する。

また、このボトルにおいては、ブロー成形時に反転部を突出した状態に成形することにより、胴部だけでなく底部も延伸され、これによって底部が薄肉化されるので、底部における材料を削減することができてボトルの材料コストを低減させることができる。

ところで、このボトルに対する反転部の反転作業は、例えば、図４（ａ）に示すように、棒状の突き上げピン３０を反転部６の中心部に当接し、この状態で反転部６を突き上げることによって図４（ａ）において仮想線で示すように胴部９の内方に凹入させる。このとき、反転部６はその外周に設けられたヒンジ部１５が全周にわたって内側に折れ曲がって反転部６が所定の形状に凹入される。しかし、図４（ｂ）に示すように、棒状の突き上げピン２による突き上げ時に反転部６の歪みによって突き上げピン３０の当接位置にずれが生じることがあり、この状態で突き上げを完了させても、反転部６が所定の凹入形状に凹入されない場合がある。

そこで、図５（ａ）に示すように、突き上げピン３１に反転部６に対応する形状の当接面部３２を設け、突き上げ完了時に、反転部６の凹入形状が当接面部３２に沿うようにすることが考えられる。これによれば、突き上げピン３１による突き上げ中に反転部６が変形しても、凹入された時点で当接面部３２により反転部６を所定の凹入形状に整形することができる。しかし、反転部６に対応する形状の当接面部３２を備えていても、図５（ｂ）に示すように、突き上げ後に当接面部３２を反転部６から離反させると、反転部６の凹入が不十分な状態となる場合がある。即ち、この種のボトルはブロー成形前のプリフォームの状態で、底部５の中心部に対応する位置にゲート痕が形成されている。このため、ゲート痕がブロー成形時に底部の中心部から外れた位置に偏って延伸されると、反転部６の肉厚が部分的に厚くなる。そして、反転部６の肉厚が部分的に厚くなっている場合には、反転部６に対応する形状の当接面部３２を反転部６に当接させても、ヒンジ部１５の折れ曲がり具合が部分的に不十分となることがあるため、反転部６を所定の凹入形状に維持させることができない場合がある。

そこで、反転部６に前記当接面部３２を当接させ、図５（ｃ）に示すように、所定の凹入状態の反転部６よりも高い位置まで突き上げパンチ３１を突き上げる（即ち、突き上げパンチ３１の突き上げ量を大として反転部６を胴部の内方に向かって過剰に押し込む）ようにすれば、ヒンジ部１５をその全周にわたって確実に折り曲げることができ、反転部６を所定の凹入形状に維持させることができる。しかし、このように反転部６を過剰に押し込んだ場合には、底部５全体が極度に押圧変形された状態となって底部５の周辺に皺が発生し、この皺が定着するとボトルの外観が著しく低下する不都合がある。
特開平６−７２４２３号公報 特表２００６−５０１１０９号公報

かかる不都合を解消して、本発明は、ボトル底部の反転部を反転凹入する際の反転部の突き上げに伴う底部周縁部の皺の発生を防止して、ボトルの外観を低下させることなく反転部を確実に凹入させることができる合成樹脂製ボトルの底部凹入具を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明は、筒状の胴部の下端部を閉塞する底部の一部に胴部の軸線に沿って胴部外方に突出する錐形状の反転部が設けられた合成樹脂製ボトルに対し、この反転部を胴部の軸線に沿って突き上げ反転させることにより胴部内方へ凹入させる合成樹脂製ボトルの底部凹入具であって、反転部の外側から反転部の中心部に当接する第１当接部と、凹入状態の反転部の外側から全周にわたって帯状に当接する環状の第２当接部と、第１当接部及び第２当接部に反転部が当接したとき、第１当接部と第２当接部との間の反転部に非接触となる非接触部とを備え、前記第１当接部は、反転部の突き上げ方向に延びる棒状の突き上げピンの先端部に形成され、前記第２当接部は、該突き上げピンの先端部を上方に突出させた状態で該突き上げピンの外周に設けられた環状部材の上端部周縁に形成され、前記非接触部は、前記環状部材の上端部と該環状部材から突出する前記突き上げピンの先端部との間に設けられた段部により形成されていることを特徴とする。

本発明の底部凹入具は、底部に錐形状の反転部を備える合成樹脂製ボトルに適用されるものである。合成樹脂製ボトルにおける反転部は、筒状の胴部の下端部を閉塞する底部の一部に胴部外方に突出して設けられており、突き上げによる押圧力を反転部の外側から加えて反転させることにより胴部内方に凹入されるようになっている。なお、反転部は、一旦所定の凹入形状となった後には、突出方向に押圧力を加えない限り凹入状態が強固に維持される形状とされている。

前記環状部材は、突き上げピンの先端部を上方に突出させた状態で該突き上げピンの外周に設けられる。これにより、環状部材の上端部と該環状部材から突出する前記突き上げピンの先端部との間に段部が形成される。そして、第１当接部及び第２当接部に反転部が当接したとき、この段部が第１当接部と第２当接部との間の反転部に非接触となるので、極めて構造簡単に非接触部を形成することができる。
本発明によるときには、先ず、前記第１当接部を前記反転部の中心部に外側から当接させて反転部を胴部の軸線に沿って突き上げる。これにより、反転部がボトル内部に向かって押し上げられて反転し凹入状態となる。そして、反転部が凹入状態となったと略同時に、第２当接部が反転部の全周にわたって帯状（比較的細い帯状、或いは線状も含む）に当接する。次いで、所定の凹入形状に定着させるべく、第１当接部と第２当接部とが反転部に当接した状態で反転部を更に突き上げる。このとき、環状の第２当接部が反転部の全周にわたって下方から帯状に当接して反転部を押圧するので、この際の押圧力を第２当接部による帯状の当接部分に効率よく集中させることができる。しかも、前記非接触部によって反転部の第１当接部と第２当接部との間に位置する部分では反転部の径方向内側への撓みが得られ、反転部を比較的柔軟な状態で突き上げることができるので、反転部が凹入状態となった後の更なる突き上げ量を従来に比べて小とすることができ、底部における皺の発生を防止することができる。そして更に、第２当接部及び非接触部により反転部は比較的柔軟な状態で凹入状態に整形されるため、プリフォームのゲート痕による延伸後の肉厚部分が反転部の中心部から外れた位置に偏って形成されている場合であっても、その肉厚部分の影響を小として反転部を所定の凹入形状に整形し維持させることができる。

また、前記環状部材は、突き上げピンに一体に設けられて突き上げピンの一部を構成していてもよいが、本発明において、前記環状部材は、前記突き上げピンの外周に着脱自在に装着されていることが好ましい。

突き上げピンに環状部材を着脱自在に設けたことにより、環状の第２当接部の径の異なる環状部材を複数種用意しておくことで、環状部材を交換するだけで、反転部の大きさ等の異なる複数種のボトルに対応させることができて有利である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の底部凹入具を示す説明的断面図、図２は本実施形態において採用する合成樹脂製ボトルの説明的断面図、図３は本実施形態の底部凹入具による反転部の凹入動作を示す説明図である。

本実施形態の底部凹入具１は、図１に要部を示すように、突き上げピン２と、環状部材３とを備えている。底部凹入具１の上方位置には仮想線で示すようにボトル４の底部５（図２参照）に設けられている反転部６が対峙する。

ここで、本実施形態において採用するボトル４について説明する。このボトル４は、中空の胴部の上端部にキャップが嵌着可能な口部を備えると共に、該胴部の下端部を閉塞する底部の一部に胴部内方又は外方に向かって胴部の軸線方向に沿って凹入又は突出可能な反転部を備えた合成樹脂製ボトルで、好ましくはポリエチレンテレフタレート樹脂製ボトルである。更に詳しくは、図２に断面視して示すように、ボトル４は、上方に開口する口部７と、口部７の下端部から拡径する肩部８を介して連なる中空の胴部９と、胴部９の下端部を閉塞する底部５とからなっている。口部７には、図示しないキャップを螺着する螺着部１０が形成され、螺着部１０の下部には外周に張り出す鍔部１１が形成されている。

底部５には、その外周側に環状の接地部１２が形成され、接地部１２の内側には胴部９の外方（下方）に突出する錐形状の反転部６が形成されている。反転部６は胴部９の軸線に沿って内方と外方とに（上方と下方とに）向かって対称形状に反転自在の環状の傾斜部１３と、傾斜部１３に包囲された中央部に形成された中央凹部１４とを備えている。傾斜部１３の外周には外周ヒンジ部１５が形成され、傾斜部１３の内周には内周ヒンジ部１６が形成されている。反転部６を反転させるときは、外周ヒンジ部１５と内周ヒンジ部１６とが折れ曲がって反転部６を所定の反転形状（凹入形状と突出形状）とすることができるようになっている。なお、中央凹部１４は反転するものではなく、傾斜部１３の反転に伴う上下位置の移動が生じるだけで、その形状は維持される。また、反転部６は、突出状態から一旦凹入されて所定の凹入形状となると、その凹入状態から容易に反転して突出状態とならないように、例えば、傾斜部１３の角度等が適正に設定されている。

次に、本実施形態の底部凹入具１の細部の構成を説明する。図１に示すように、前記突き上げピン２は、昇降自在の昇降ブロック１７の上部に設けられ、ボトル４の胴部９の軸線ｘに沿った反転部６の突き上げ方向に延びる棒状に形成されている。昇降ブロック１７は、図示しない昇降手段により昇降され、昇降ブロック１７の上昇により突き上げピン２がボトル４の反転部６を突き上げる。突き上げピン２の上端部（先端部）には、突き上げピン２がボトル４の反転部６を突き上げるとき、反転部６の中心部（即ち、中央凹部１４）にその下方（外側）から当接する第１当接部１８が形成されている。

突き上げピン２の外周には環状部材３が装着されている。環状部材３は、円柱状のブロックの中央に貫通孔１９を設けることにより環状に形成されており、貫通孔１９に突き上げピン２が挿入されることにより突き上げピン２の外周に環状部材３が装着された状態となる。環状部材３の上端部は略平坦な面となっており、その周縁の湾曲する面取りが施されている角部によって第２当接部２０が形成されている。第２当接部２０は環状部材３の上端部周縁に形成されていることによって円環状となっており、凹入状態の反転部６に当接したときには、反転部６の傾斜部１３の全周にわたって帯状に当接する。なお、底部凹入具１は、突き上げピン２に環状部材３を装着することにより構成されているので、例えば、反転部６の大きさの異なる他のボトル４に変更するとき、そのボトル４に合わせて第２当接部２０の径の異なる環状部材３に交換するだけでよい。

また、突き上げピン２の先端部は、環状部材３の上方に突出している。突き上げピン２の第１当接部１８と環状部材３の第２当接部２０との間の距離は、図１に示すように、反転部６が所定の凹入形状のとき、第１当接部１８と第２当接部２０とが共に反転部６に当接した状態となるように設定されている。なお、図１において、符号２１で示すものは、環状部材３の下端部に当接して所定位置に保持する保持部材である。保持部材２１も、突き上げピン２に装着されており、この保持部材２１の位置を止めネジ２２により固定することによって環状部材３を所定の位置に保持することができるようになっている。同時に、保持部材２１の上下方向に位置調節により、突き上げピン２の環状部材３からの突出量を調節することができる。従って、保持部材２１により、反転部６が所定の凹入形状のとき、第１当接部１８と第２当接部２０とが共に反転部６に当接した状態となるように第１当接部１８と第２当接部２０との間の距離が設定されこれが強固に維持される。

また、突き上げピン２の先端部が環状部材３の上方に突出していることにより、環状部材３の上端部と突き上げピン２の先端部との間に段部２３が形成される。この段部２３は、第１当接部１８と第２当接部２０とに同時に反転部６が当接しているとき、反転部６に接触しない非接触部となる。

以上のように構成された本実施形態の底部凹入具１を用いて反転部６を凹入させるときには、底部凹入具１を上昇させて、図３（ａ）に示すように、突き上げピン２の第１当接部１８を下方（胴部９の外方）に突出状態の反転部６の中央凹部１４に当接させる。この段階では、反転部６と環状部材３とは離間している。次いで、更に底部凹入具１を上昇させると、突き上げピン２が反転部６の中央凹部１４を押し上げ、図３（ｂ）に示すように、反転部６が上方に反転して胴部９の内方に凹入される。そして、これと同時に、環状部材３の第２当接部２０が反転部６の反転後の傾斜部１３に当接する。

傾斜部１３は、このとき、外周ヒンジ部１５と内周ヒンジ部１６との夫々の折れ曲がりにより反転するが、外周ヒンジ部１５の一部や内周ヒンジ部１６の一部に折れ曲がりが不十分な部分が生じていると、突き上げを解除したと同時に、反転部６の凹入形状が維持されずに、突出方向に変形した状態となる。そして、上記背景技術の欄で述べたように、反転部６において、ゲート痕がブロー成形時に中心部から外れた位置に偏って延伸されると、肉厚が部分的に厚くなって、外周ヒンジ部１５の一部や内周ヒンジ部１６の一部に折れ曲がりが不十分な部分が生じやすい。

そこで、図３（ｂ）に示す状態よりも更に底部凹入具１を僅かに上昇させる。こうすると、環状部材３の第２当接部２０が傾斜部１３を全周にわたって帯状に押し上げる。このとき、第２当接部２０に当接された位置には押し上げ方向の押圧力が集中し、且つ、段部２３による非接触部が設けられていることによって、反転部６の第１当接部１８と第２当接部２０との間に位置する傾斜部１３の柔軟な状態が維持されるので、第２当接部２０に押し上げられている傾斜部１３から外周ヒンジ部１５と内周ヒンジ部１６とに引っ張り力が効率よく伝達される。これによって、折れ曲がりが不十分な部分が生じていた外周ヒンジ部１５や内周ヒンジ部１６はその全周にわたって確実に折り曲げられ、図３（ｃ）に示すように、底部凹入具１が下降してボトル４の反転部６から離反しても、外周ヒンジ部１５と内周ヒンジ部１６とが確実に折れ曲がった状態で、凹入形状が確実に維持される。このように、環状部材３の第２当接部２０が傾斜部１３を全周にわたって帯状に押し上げるので、凹入後に更に反転部６を突き上げるときにも、極度な突き上げは不要で、小さな突き上げ量で確実に凹入状態が維持される所定の凹入形状に凹入させることができる。これにより、底部５における皺等の発生が防止でき、ボトル４の外観の低下が防止できる。

なお、本実施形態においては、底部凹入具１を、第１当接部１８を備える突き上げピン２と第２当接部２０を備える環状部材３とで構成したものを示したが、これに限るものではなく、突き上げピン２に環状部材３と同様な形状部分を一体に形成して第２当接部２０を設けてもよい。

本発明の一実施形態の底部凹入具を示す説明的断面図。 本実施形態において採用する合成樹脂製ボトルの説明的断面図。 本実施形態の底部凹入具による反転部の凹入動作を示す説明図 従来の底部凹入具による反転部の凹入動作を示す説明図。 他の従来の底部凹入具による反転部の凹入動作を示す説明図。

符号の説明

１…底部凹入具、２…突き上げピン、３…環状部材、４…合成樹脂製ボトル、５…底部、６…反転部、９…胴部、１４…中央凹部（反転部の中心部）、１８…第１当接部、２０…第２当接部、２３…段部（非接触部）。

Claims (2)

1. 筒状の胴部の下端部を閉塞する底部の一部に胴部の軸線に沿って胴部外方に突出する錐形状の反転部が設けられた合成樹脂製ボトルに対し、この反転部を胴部の軸線に沿って突き上げ反転させることにより胴部内方へ凹入させる合成樹脂製ボトルの底部凹入具であって、
   反転部の外側から反転部の中心部に当接する第１当接部と、凹入状態の反転部の外側から全周にわたって帯状に当接する環状の第２当接部と、第１当接部及び第２当接部に反転部が当接したとき、第１当接部と第２当接部との間の反転部に非接触となる非接触部とを備え、
   前記第１当接部は、反転部の突き上げ方向に延びる棒状の突き上げピンの先端部に形成され、
   前記第２当接部は、該突き上げピンの先端部を上方に突出させた状態で該突き上げピンの外周に設けられた環状部材の上端部周縁に形成され、
   前記非接触部は、前記環状部材の上端部と該環状部材から突出する前記突き上げピンの先端部との間に設けられた段部により形成されていることを特徴とする合成樹脂製ボトルの底部凹入具。
2. 前記環状部材は、前記突き上げピンの外周に着脱自在に装着されていることを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製ボトルの底部凹入具。

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