JP5650401B2 - 把持部分を有するプラスチックボトル - Google Patents

Description

本発明は、把持領域を有するプラスチック材料で製造されたボトルであって特に多量の飲料を収容するためであるがこれに限られないボトルに関する。

より詳細には、本発明は、本体部を有するボトルであって、前記本体部には、底部が設けられ、前記本体部は中心軸に沿って長手方向で前記底部から首部まで延在し、前記首部が注出開口を形成するリングで終端して閉塞素子を受けるように構成され、前記本体部が、底部から首部までの間に、
− ほぼ一定の外形を有する断面を有する下側部分と、
− 下側部分に続く把持部分と、
− 把持部分に続く上側部分であって、下側部分の断面外形に沿うほぼ一定の断面外形を有する上側部分と、
を備える。

このタイプのボトルは、使用されるプラスチック材料の量に関連するコストを削減するため及び環境への影響を低減するためにできるだけ軽くする必要がある一方、これらの運搬及びユーザのための注出と関連する多様な制限を満足する必要がある。

注出中における液体の移動によって傾けることが扱いにくくならないためにボトルの高さを過度に増大させることができないことを考えると、ボトルの内容物を注出するためにボトルを把持することは、容量が１．５ｌに達すると一部のユーザに、かつ容量が２ｌの時点で大部分のユーザに、ボトルの本体部の横方向の寸法に起因する問題をもたらす。

このため、ボトルの直径は、例えば特許文献１に記載されているように、深い環状の溝部を把持領域に形成することによって把持領域において低減されている。しかしながら、このような解決法は、運搬中においてボトルが受ける垂直荷重への耐性に問題をもたらす。

また、窪みは、把持領域の壁部に人間工学的に形成されており、特許文献２は、一例として引用される。それにもかかわらず、大部分のユーザの手のために十分に小さいハンドル形状を得るため、窪みは、深くなければならず、多量のプラスチック材料が使用される結果となり、運搬中において上昇する内圧の大きな増大への耐性に問題をもたらす。

さらに、把持部分の一定の剛性は、把持の快適さのため、及びユーザがほぼいっぱいのボトルをしっかりと把持するときに液体が発射されることが発生しうることを避けるため、必要である。

運搬中において、積み重ねられたボトルの荷重の効果及び他の要因のもと、ボトルは、内圧の増加を必然的に受ける。本体部の壁部が過度に変形されると、ボトルの容量が増大し、内圧が減少し、ボトルは垂直に押し潰され、結果的にボトルのパレットの積層体を傾ける。構造上の強度は、もちろん壁部の厚さを増大することによって増大されるが、これは、プラスチック材料の節約の要求に逆行する。

ボトルによって支持される垂直荷重は、首部及びプラスチック材料が最小厚さとなるボトルの本体部によって閉塞要素から底部まで伝達される。垂直圧縮への耐性は、満たされたボトルの内圧が増大されることを可能とする所定の垂直弾性と同時に生じさせなければならない。その結果、把持部分を有する本体部の壁部がはっきりと径方向で変形されない圧縮へのより良好な耐性が得られる。
米国特許第５３８５２５０号明細書 欧州特許出願公開第０８３７００６号明細書

したがって、本発明の目的は、大部分のユーザに対して快適な把持部分を提供する一方、これらの要求を満たすことである。

この目的を達成するため、本発明は、上述したタイプのボトルにおいて、
前記把持部分は、少なくとも２つの全体的に平面である把持パネルを備え、
前記把持パネルは、互いに対して平行に配置され、互いから前記ボトルの中心軸に対して手に取るのに適切な距離で離間して配置されており、
前記把持パネルは、本体部の横断面において全体的に延在する少なくとも１つの補強レリーフを有しており、前記把持パネルは、本体部の下側部分及び上側部分と連続して延在する接続パネルによって、把持パネルの周囲端部に位置する丸角部を用いて相互接続されることを特徴とするボトルに関する。

これら配置のおかげで、特に単純な形状からなる把持部分であってこれによりプラスチック材料に関して節約する把持部分は、平坦だが補強レリーフのおかげで圧力に対して耐性を有する把持パネルを有して得られる。また、垂直応力は、もちろん接続パネルによって伝達されるが、把持領域のパネルの曲率半径よりも非常に小さな曲率半径のため、とりわけ接続パネルを接続する角部であって梁のように構造上機能する角部によって伝達される。これらの配置を適用することによって、現在販売されており手に取ることが容易でない同一容量のボトルの重量よりも低い重量を有しながら、運搬強度の試験及びユーザの利便性を満足する１．５ｌ及び２ｌのボトルを製造することが可能となる。

本発明の好ましい実施形態において、用途は、さらに以下の１つ又はいくつかの手段、すなわち、
− 把持パネルの少なくとも１つの上記レリーフは、角部まで延在すること、
− 把持パネルの少なくとも１つの上記レリーフは、溝部によって形成されること、
− 溝部は、角部において中央領域の深さよりも実質的に小さい深さを有し、角部の領域における垂直応力の伝達を補助する一方、把持パネルの中央領域において径方向の変形に対する耐性が補助されることを可能とすること、
− 把持パネルは、複数の溝部を有し、溝部は、上記把持パネルの長手方向端部に近接して位置する溝部よりも深い深さを有する中央領域を通ること、
− 把持パネルは、上記把持パネルの中央領域に溝部がない領域を形成するように形成され、且つ配置された複数の溝部を有すること、
− 把持パネルは、それらの中央領域において若干陥没した凹部を有し、これにより例えば、非常に局所化され、且つ集中された折り畳み力によって溝部を通じた永久的な変形を避けるために親指によって付与された圧力を分配することが可能となること、
− 把持パネルは、本体部の横断面で方向付けられた細長い長方形状を有すること、
− それらの中央領域における把持パネルの最大高さは、２及び４ｃｍの間であり、把持領域は、底部から計測されたボトルの高さの半分から３／４の間に位置すること、
− 把持パネルは、中心軸に対して傾いた面であって面の間に１００及び１５０°の間の開放角を形成する面によって長手方向で本体部の下側及び上側に接続されること、
− 本体部の下側及び上側部分の横断面の外形は、所定の主要寸法(major dimension)を有し、把持パネルを分離する距離は、上記所定の主要寸法の７５及び９０％の間、好ましくはその主要寸法の約８２％と同等であること、
− 下側及び上側の断面外形は、略長方形であり、把持パネルは、平行に延在すること、
でできている。

他の特徴及び有利点は、添付の図面を参照するとともに、限定しない例示の目的で与えられた以下の記載から明らかになるだろう。

さまざまな図において、同一の参照符号は、同一または同様の要素を示すために使用されている。

図１及び図２は、約２リットルの無発泡の水を収容することを目的としたプラスチック材料で製造されたボトル１の正面及び側面を示している。

ボトル１は、垂直中心軸Ｚに沿って長手方向に延在する。ボトル１は、その基部から先端にかけて、底部２、下側部分３、把持部分４、上側部分５、首部６及び注出開口７１を形成するリング７を有する。下側、把持及び上側部分３、４及び５は、ボトルの本体部９を構成する。

この容量のボトルを用いて液体を快適に注出するため、把持部分４は、ボトルの大体半分の高さであるがボトル全体の高さの３／４よりも下側に位置することが好ましい。

ボトル１は、プラスチック材料、示される実施形態においてＰＥＴの一体成形で形成されており、型内でプリフォームを熱ブロー成形することによって形成されている。熱ブロー成形によって、プラスチック材料を二軸延伸することができ、プラスチック材料に剛性を付与することができる。また、熱ブロー成形によって、プリフォームの壁部の厚さに関して本体部９の壁部の厚さをかなり低減することができる。ボトルの本体部における壁部のこの薄い厚さは、この領域に応じて１５０から３００マイクロメートルのオーダーからなってもよく、材料の節約、ひいては重量の抑制の実現のために重要である。

底部２は、ボトルの支持面から比較的大きい高さにわたって起立している。底部２は、リブ２１を有し、その平均厚さは、底部分を補強するために、少し大きくなっている。この底部分は、ボトルの重量及びそのボトルの上に積み重ねられたボトルの重量を略平坦である支持表面に伝達する必要がある。

本体部９の下側部分３は、図３で示されるこの部分の外形３３に対して窪む補強レリーフ（３１、３２）を有する。これら補強レリーフは、例えば水平に配置された、すなわちボトルの中心軸Ｚに対する横断面に位置する波状溝部３１または環状溝部３２のようにさまざまな形状をとることができる。レリーフ（３１、３２）は、ボトルの内圧を支持できるようにし、かつ液体の内圧の増加ひいては垂直方向の押し潰しに耐えることを可能とするために長手方向の弾性をもたらすようにしなければならない。

この下側部分３の断面の外形３３は、円形であり、かつ示される実施形態においてこの部分の長さにわたって一定であり、この部分は、レリーフ（３１、３２）の外側であるとみなされる。したがって、下側部分３の壁部は、垂直であり、かつこの方向の荷重を支えるように構成されている。例えばわずかに裁頭円錐(frustoconical)である形状を用いることによって、下側部分３に沿う断面の外形にわずかな変化をもたらすことは、考えられるが、際立ったかつ／または幾何学的に重要な変化は、良好な押し潰し耐性を保持するために回避される。

下側部分３と同様の方法において、上側部分５は、波状溝部５１の場合のように変形に対する耐性を増大するため、または薄い溝部５２の場合のように単に審美的な理由のため、大体はっきりしたレリーフ５１、５２を備えている。

上側部分５の外形は、ほぼ円形であり、かつ示された実施形態において一定である。この部分の断面の外形は、これら下側及び上側部分（３、５）が同一の中心軸Ｚに沿って長手方向で延在することを考えると、下側部分３の外形３３と同軸である。円形の外形は、下側部分３の直径と同一の直径を有する。このため、下側及び上側部分（３、５）の外形は、一列になっており、首部６から底部２へ向かう垂直応力を伝達するように良好に構成されている。しかし、下側部分３と同様の方法で、上側部分５は、垂直応力を伝達するための吸収力を保持しかつこれら２つの部分の他方に対する全体形状を考慮に入れる限り、断面において特定の変化を有してもよい。

下側及び上側部分（３、５）の断面外形は、径方向に付与される内圧及びこれら部分に垂直に付与される応力に対する十分な耐性をもたらす限り、例えば丸角を有する多角形など、円形以外であってもよい。

首部６は、丸曲部によって上側部分５に接続された裁頭円錐形状を有している。しかしながら、首部についての他の周知の形状が、用いられてもよい。首部６の頂部は、相当顕著な角部によってリング７に接続されているが、この領域における壁の厚さは、変形に対する大きな耐性をもたらす。

リング７は、周知の三重ネジ山リングである。リング７は、螺着可能な頂部（図示略）を受けることを目的としている。しかしながら、いかなる栓要素のタイプも、もちろん使用されてもよい。

把持部分４は、２つの把持パネル４１及び２つの接続パネル４２を備える。２つの把持パネルのうちの一方の把持パネル４１は、図２において正面に見えており、２つの接続パネル４２のうちの一方の接続パネル４２は、図１において正面に見えている。把持パネル４１それぞれは、図３において最もよく示されるように、それぞれのその周囲端部において角部４３によって接続パネル４２それぞれの周囲端部に直接接続されている。

把持パネル４１は、それらの横断寸法を考慮すると完全な平面であるが、示される実施形態において以下で詳述されるだろうわずかな湾曲部を備える。把持パネル４１は、互いに距離Ｌで平行に配置されており、手で持つために構成されている。図示のため、図１から図３に示されるボトルは、大体直径１００ｍｍの下側及び上側部分（３、５）を有しており、大部分の大人についての手で容易に持つことができないのに対して、２つの把持パネル４１を分離する距離Ｌは、大体８１ｍｍであり、大部分のユーザについての手でボトルを持つことを際立って容易にする。

接続パネル４２は、本体部９の下側及び上側部分（３、５）と同じ外形として延在している。このため、接続パネル４２を含む周囲部分にわたって考慮すると、ボトルの本体部は、首部６及び底部２の間で垂直荷重を伝達するために有利である連続面を有する。

角部４３のそれぞれは、把持パネル４１と接続パネル４２との間の周囲接続領域を画定する。角部４３は、下側部分３から上側部分５に垂直に延在する部分であって、中心軸Ｚを起点として数度に制限された角張った領域にわたって周辺に延在している部分によって形成される。角部４３の断面外形は、本体部の半径よりもかなり小さい半径を有する円弧であり、角部４３は、丸まった形状を有する。角部４３は、この丸まった外形が構造上垂直桁(girder)を構成するため垂直応力の伝達において重要な役割を果たし、把持パネル４１に起因する垂直強度の減少を補償することができる。また、角部４３は、ボトルを把持することの特質に影響を及ぼす。リッジを生じさせる著しく角張った形状を有する角部は、特に衝撃が生じたときの荷重耐性に不利な応力の集中を阻止するために、回避される。

図１に示されるように、把持パネル４１は、横断面において把持領域に沿って、すなわちパネルの最大長に沿って延在する補強レリーフ（４４、４５）を備えている。実際には、把持パネル４１は、ボトル内の圧力が増大すると外方に向けて、それともユーザがそれらパネルに圧力を付与すると内方に向けて、中心軸回りの弓状の形状を採用することを回避する必要がある。より具体的には、補強レリーフは、環状溝部の形態にあってこのため同様に接続パネル４２に延在する中心レリーフ４４を備える。より小さな形状からなる２つの横方向レリーフ４５は、把持パネル４１の上方及び下方の長手方向端部に近接して配置されている。

把持の快適性を改善すること及びボトルの構造強度を保持することの間のよい妥協は、把持パネル４１を分離する距離Ｌであって下側及び上側部分（３、５）の断面の最大寸法の７５及び９０％の間であり、ここでこれら断面の直径である距離Ｌによって実現される。非炭酸飲料を収容することを目的とする１．５ｌから２ｌのボトルにおいて、主要寸法の８０％に大体等しい距離Ｌは、特に適していることが判明している。しかしながら、比率は、例えば非常に小さな容量であるがその把持部分が子供の手の形状に適合されなければならないボトルの場合など、ボトルの容量または断面形状に応じて著しく変化する。

把持パネル４１の溝部（４４、４５）が接続パネル４２へ延在してこれらパネルを接続する角部４３を通ることは、気付くだろう。
溝部が把持パネル４１の膨張に対する耐性を補強することは立証され、これら補強部４４、４５が角部４３において凹凸を形成し、且つこれら角部の周りにおける把持パネルの屈曲の可能性を制限するという事実により説明されることができる。

さらに、この部分４の環状溝部（４４、４５）は、領域に応じて把持パネル４１または接続パネル４２の膨張に対する耐性と把持部分４の垂直応力に対する耐性を最適化するために考慮された周囲領域に応じて変化する深さを有する。より具体的には、把持パネルの中央部分において、溝部（４４、４５）は、角部４３に位置する領域（４ｂ、４５ｂ）よりも大きい深さの領域（４４ａ、４５ａ）を有する。

中央補強溝部４４は、ユーザがこの領域を彼の親指で把持したときに内側に向けて径方向で付与されるより大きな局所的な力にさらされそうである把持パネル４１の中央領域における屈曲を制限するために側方の溝部４５よりもわずかに大きな深さ及び高さを有する。

ユーザの親指による局所的な変形を制限するため、図３に示されるように、把持パネル４１の外形が直線から離間して中央領域においてわずかな凹部４１ａを有する二重の凹凸の形状を採用するように製造されている。この利点により、この領域は、親指の丸まった形状に厳密に追従しており、親指によって付与される力は、大きな面積にわたって分配され、その分配は、中央溝部４４の突然の変形（溝部の破壊）の危険性を著しく低減する。

把持パネル４１は、横断面において測定された長さであって、把持パネル４１の高さよりも大きい長さを有する。このため、把持パネル４１は、横に方向付けられた細長い長方形状を有する。この第１の実施形態において、把持部分は、大体３ｃｍの高さにわたって延在し、良好に手に取ることのため及び場合により異なる形状の断面を有する複数の補強溝部を配置するために十分であることを判明する。しかしながら、このような理由のため、これは、把持パネル４１が少なくとも中央領域において２ｃｍを越える高さを有する場合に好ましい。しかしながら、把持パネルは、５ｃｍを超える最大高さを有しておらず、これは、このような大きな寸法を有すると、これらパネルの剛性及びボトルの重量の低減の要求に応えることが困難となるためである。

把持パネル４１は、それらの下側の長手方向端において本体部９の円形断面のために全体三角形状からなる傾斜面３４によって下側部分３に接続されている。同様の方法で、把持パネル４１の上側の長手方向端は、同様の傾斜面５４によって上側部分５に接続されている。これら傾斜面がこれらの間で図４に示される１００及び１５０°の間からなる開放角αを形成することは、上側傾斜面５４それぞれが手を保持するための点を形成することを平坦な角度と十分に異なる角度を維持する限り、ユーザがユーザ自身の指を置くことができる領域の高さを増大するため、望ましいように思われる。

把持パネル４１をこのように構成する利点により、横断面が実質的に長方形外形を有しており、且つ本体部９のシリンダ形状のために円弧形状の短辺を有する把持部分４が得られる。この把持部分は、ユーザに対して快適であることを立証し、２つの対向する方向で使用される。また、ボトルの構造強度は、最適なシリンダ形状に対してプラスチック材料の追加の使用なく維持される。

さらに、丸角を有する長方形または正方形断面を有するボトルの本体の場合、把持パネル４１は、この断面の対辺と平行に、かつその外形が正方形でない場合にその断面の長辺と平行に延在することが好ましい。

把持パネルが接続パネルによって周方向で分離される限り、１対を超える把持パネルを形成することは、考えられる。しかしながら、この場合、必要なプラスチック材料の量は、同様の強度を保持するためにより多くなる。

ここで１．５ｌの容量のボトル１に適用される把持パネルの第２の実施形態は、図４及び図５に示される。このボトルの大部分の構成要素は、図１から図３に示される実施形態における構成要素のすべてに関して同様であり、再度詳述しない。上側及び下側部分（３、５）の横断面の外形は、この実施形態のために示されておらず、同様に円形であるが大体８８ｍｍよりも小さい直径からなり、この直径によって若干短い距離Ｌ、すなわち同様に主要寸法の約８２％を示す大体７２ｍｍで把持パネルを離間することができる。

ここで、把持パネル４１は、これらパネルの長手方向端に配置された２つの補強溝部４５のみを備える。これら上側及び下側溝部それぞれは、把持パネル４１の中央領域において上向き及び下向きそれぞれに向けられた凹凸部を構成する。このため、これらパネルの最大高さは、前の実施形態のように、良好な把持をもたらすだけでなく周囲端部に向けてより小さくするために２ｃｍのオーダーである。これにより、ボトルの容量及び重量を最適化することが可能となる。

このため、ユーザの親指が大きな圧力を付与しようとする把持パネル４１の中央領域は、補強溝部がない。この結果、この領域の壁における可撓性の増大は、ユーザにより付与された応力のより良好な分配の有利点を有する。

４０グラムオーダーの重量を実現することができる第１の実施形態と同様に、第２の実施形態における１．５ｌボトルでは、快適な把持及び変形に対する十分な耐性を有する３２グラムオーダーの軽いボトルを得ることができる。

本願発明はもちろん、これら実施形態に決して限定されるものではない。上述のように、ボトルは、丸められた頂点を有する略多角形の断面からなる本体部を有するボトルであってもよく、本発明が大きな容量のボトルについて特に有用であるが、同様に子供用の例えば３３または５０ｃｌの小さな容量のボトルに適用してもよい。

本発明のボトルにおける第１の実施形態を示す正面図である。 図１の側面図である。 図２のIII−IIIに沿う断面図である。 本発明のボトルにおける第２の実施形態を示す正面図である。 図４の側面図である。

１ ボトル、２ 底部、３ 下側部分、４ 把持部分，部分、５ 上側部分、６ 首部、７ リング、９ 本体部、Ｌ 距離、Ｚ 垂直中心軸，中心軸、３４ 下側傾斜面，傾斜面、４１ 把持パネル、４２ 接続パネル、４３ 角部、４４ 中央補強溝部，中心レリーフ，中央溝部，補強部、４５ 横方向レリーフ，補強溝部，溝部、５４ 上側傾斜面，傾斜面

Claims (8)

1. 本体部（９）を有するプラスチック材料で形成されたボトルであって、
   前記本体部（９）には、底部（２）が設けられており、前記本体部（９）は中心軸（Ｚ）に沿って当該底部（２）から、注出開口を形成するリング（７）で終端して閉塞要素を受けるように構成された首部（６）まで延在する、ボトルにおいて、
   前記本体部は、前記底部から前記首部までの間に、
   − 実質的に一定の外形を有する横断面を有する下側部分（３）と、
   − 前記下側部分（３）に続く把持部分（４）と、
   − 前記把持部分（４）に続く上側部分（５）であって、前記下側部分の断面の外形と実質的に同一の外形を有する断面を有する上側部分（５）と、を備え、
   前記把持部分（４）は、互いに平行に配置された２つの全体的に平面である把持パネル（４１）を備えており、前記全体的に平面である把持パネルが、互いから前記中心軸（Ｚ）に対して、互いから距離（Ｌ）で離間して配置され、手に取るために構成されおり、
   前記全体的に平面である把持パネルは、接続パネル（４２）によって当該把持パネルの周囲端部に位置する丸角部（４３）を用いて相互接続され、
   前記接続パネルは、前記本体部の前記下側部分（３）及び前記上側部分（５）と連続して延在しており、
   前記全体的に平面である把持パネル及び前記接続パネルは、前記本体部の横断面において全体的に延在する少なくとも１つの補強環状リブ（４４；４５）を有し、前記少なくとも１つの補強環状リブは、環状溝部を備えており、
   前記把持パネルは、前記把持パネルの中間領域を横断方向に横断する中央領域をそれぞれ有し、
   前記把持パネル（４１）は、中央補強溝部（４４）及び側方の溝部（４５）を有し、
   前記中央補強溝部（４４）は、前記把持パネル（４１）の長手方向端部に近接して位置する前記側方の溝部（４５）よりも大きな深さを有し、中央領域を通じて延在することを特徴とするボトル。
2. 前記下側部分（３）及び前記上側部分（５）は、円形状の断面を有することを特徴とする請求項１に記載のボトル。
3. 前記把持パネルは中間領域をそれぞれ有し、前記中央補強溝部（４４）をその一部とする前記補強環状リブ（４４）は、前記丸角部（４３）において前記把持パネル（４１）の中間領域の深さよりも実質的に小さい深さを有することを特徴とする請求項２に記載のボトル。
4. 前記把持パネルは中央領域をそれぞれ有し、
   前記把持パネル（４１）は、その中央領域において若干陥没した凹部（４１ａ）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のボトル。
5. 前記把持パネル（４１）は、前記本体部（９）の横断面で方向付けられた細長い長方形状を有することを特徴とする請求項２に記載のボトル。
6. 前記把持パネルは中央領域をそれぞれ有し、
   前記中央領域における前記把持パネル（４１）の最大高さは、２及び４ｃｍの間であり、
   前記把持部分は、前記底部から測定されて当該ボトルの高さの半分から３／４の間に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のボトル。
7. 前記把持パネル（４１）は、前記中心軸（Ｚ）に対して傾く面（３４、５４）であって当該面（３４、５４）の間で１００及１５０°の間の開放角（α）を形成する面（３４、５４）の下側及び上側部分に長手方向で接続されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のボトル。
8. 一対の平行な接面は、前記２つの実質的に平坦である把持表面の各外側面によって画定され、
   前記丸みを帯びた角部は、前記一対の平行な接面によって画定された介在空間において全体的に延在していることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のボトル。

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