JP5688630B2 - 合成樹脂製丸形壜体 - Google Patents
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Description
特許文献1には円筒状の胴部を有する丸形壜体についての記載がある。図10にこの特許文献1の実施例で記載される壜体を示すが、この壜体101は2軸延伸ブロー成形による容量が280mlの丸形のPET樹脂製壜体、所謂、ペットボトルであり、口筒部102、肩部103、胴部104および底部105から形成され、胴部104の周壁には周囲を段部111で囲うようにして6ケの減圧吸収パネル112が陥没形成されている。また胴部104の上端部と下端部には周溝リブ114が配設されている。
また、壜体の中心軸方向、すなわち縦方向の荷重による座屈変形も発生しやすくなる。
しかしながら、たとえば側周面の面剛性を大きくするために周溝リブを深くすると縦方向の座屈強度が低下する、さらにはブロー成形性が低下する、あるいは周溝リブを深くする分、表面積が増加し、壜体全体の重量を一定とすると側周壁がさらに薄肉化する等の問題を有する。
口筒部とテーパー筒状の肩部と円筒状の胴部と底部を有する丸形壜体において、
胴部の所定高さ位置に、上下に近接して陥没状に一対の周溝リブを形成し、
それぞれの周溝リブは一対の側辺の間に一つの底辺を有し、この周溝リブの縦断面形状における底辺が壜体の中心軸方向に対して傾斜すると共に、この底辺の傾斜方向を上部の周溝リブと下部の周溝リブで逆向きにする構成とする、と云うものである。
そして、縦断面形状における周溝リブの底辺が壜体の中心軸方向に対して傾斜すると共に、この底辺の傾斜方向を上部の周溝リブと下部の周溝リブで逆向きにすることにより、壜体に縦方向に作用する荷重による周突条部を含む一対の周溝リブ近傍における側周壁の変形を全周に亘って一定の態様とすることができ、所謂「よれ」の発生そして局部的な座屈変形の発生を抑制して、座屈強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
そして、上記のような周溝リブの底壁の傾斜の態様により、全周に亘って一定の方向に力が作用するので周突条部を含む一対の周溝リブ近傍における側周壁の変形の態様を全周に亘って一定の態様にすることができ、「よれ」の発生そして局部的な座屈変形の発生を抑制することができ、面剛性を高くするために周溝リブを上下一対に形成したことに起因する座屈強度の低下を効果的に抑制することが可能となる。
周突条部が壜体の外側方向に膨出状に変形する部分と、内側方向に陥没状に変形する部分ができ、その結果、周突条部の平断面形状が円形から楕円形状に変形し、局所的に座屈変形が発生し座屈強度が低下してしまう。
特に小型の壜体ではこの減圧吸収パネルを配設することのできる領域も限定されるので、側周壁の面剛性あるいは座屈強度と減圧吸収機能とのバランスを考慮すると、薄肉化による軽量化はより困難な課題となっている。
すなわち、本発明の主たる構成を有するものにあっては、縦断面形状における周溝リブの底辺が壜体の中心軸方向に対して傾斜すると共に、この底辺の傾斜方向を上部の周溝リブと下部の周溝リブで逆向きにする構成とすることにより、壜体に縦方向の荷重による、一対の周溝リブ近傍における側周壁の変形態様を全周に亘って一定とすることができ、
当該領域に「よれ」の発生そして局部的な座屈変形の発生を抑制して、面剛性を高くするために周溝リブを上下一対に形成したことに起因する座屈強度の低下を効果的に抑制しながら、面剛性を大きくすることができる。
図1、2は本発明の丸形壜体の一実施例を示すものであり、図1は正面図、図2は図1中の二点鎖線で囲った領域における側周壁の縦断面であり、上下一対の周溝リブ7a、7bの縦断面形状を示す。
この壜体1はPET樹脂製の2軸延伸ブロー成形品(ペットボトル)であり、口筒部2、テーパー筒状の肩部3、円筒状の胴部4、そして底部5を有し、全高さ206mm、横幅68mmで、容量500mlの丸形壜体である。
また、これら周溝リブ7a、7bの縦断面形状は底辺8bと一対の側辺8sから成るが、底辺8bが壜体1の中心軸方向Cxに対して傾斜しており、その傾斜方向を上部の周溝リブ7aと下部の周溝リブ7bで逆向きにするような構成としている。(図2参照)
ここで、周溝リブ7a、7bは上下一対の側壁と底壁から形成されるが、側壁の縦断面形状が側辺8s、底壁の縦断面形状が底辺8bに相当し、底辺8bが壜体1の中心軸方向Cxに対して傾斜していることは、底壁が壜体1の中心軸方向Cxに対して傾斜していることに相当する。
なお、下部円筒部6bに形成されている周溝リブ7a、7bの形状は図2に示されるものと同様である。
さらに詳述すると、これら周溝リブ7a、7bの最大溝深さは1.5mm、上端(図2中では右端に相当)での溝幅は3mm、上部の周溝リブ7aの傾斜角度A1は−25°、下部の周溝リブ7bの傾斜角度A2は+25°(図2中、時計周り方向をプラスとする。)であり、また両周溝リブ7a、7bの離間距離に相当する周突条部9の頂部の幅は3mmである。
この図3にあるように壜体1に縦方向の力Fが作用すると、白抜き矢印Ds1で示されるようにまず周溝リブ7a、7bの溝幅が狭幅化するように変形し、さらに上下の傾斜した底辺8bの作用により、周突条部9に上下方向から押圧力が作用して、黒矢印Ds2に示される方向、すなわち壜体1の外側に向かって周突条部9が膨出状に変形する。
図2中には、シュリンクラベル21を二点鎖線で示し、本実施例の壜体1を外装した状態を示しているが、このように壜体1をシュリンクラベル21で外装すると、このシュリンクラベル21により図3に示した周突条部9の膨出状の変形を抑制することができ、座屈変形の発生をより効果的に抑制することができる。
すなわちこの例では上部の周溝リブ7aの傾斜角度A3は+25°、下部の周溝リブ7bの傾斜角度A4は−25°としている。
この図5にあるように壜体1に縦方向の力Fが作用すると、白抜き矢印Ds3で示されるようにまず周溝リブ7a、7bの溝幅が狭幅化するように変形し、さらに上下の傾斜した底辺8bの作用により、周突条部9に引張力が作用して、図3の例とは逆に黒矢印Ds4に示される方向、すなわち壜体1の内側に向かって周突条部9が陥没状に変形する。
これら周溝リブ7a、7bの溝深さは1.5mm、上端での溝幅は3mm、また両周溝リブ7a、7bの離間距離に相当する周突条部9の頂部の幅は3mmである。
また、図7は、壜体に縦方向の荷重が作用した際の、図6の周溝リブ7a、7bの図1中のP−P線に沿った平断面での変形態様を示す概略的な説明図であり、一点鎖線で示した円形が変形前、実線で示した楕円が、変形が進行した段階での平断面形状を表している。
図8はこの座屈強度試験における壜体の全高さの変位量(mm)による縦荷重(N)の変化を示すグラフで、曲線Eは上記周溝リブ7a、7bの縦断面形状を図4の形状とした実施例の壜体、曲線Cは比較例の壜体の変位量−荷重曲線を示す。
また、図9は座屈強度試験において、図1中のP−P線に沿った周突条部9の平断面形状が荷重によりどのように変化するかを楕円度で表したグラフである。
ここで楕円度(mm)は、平断面形状における最も長い径と最も短い径の差で、円形から楕円への変形の進行の指標としたもので、元の形状の円形からの変形がない場合には0mm、図7の実線で示したように楕円化が進行するとその値が大きくなる。
すなわちこの図9のグラフから、比較例の壜体では前述したように、周方向で周突条部9の変形態様が一定とならず、所謂「よれ」が発生し、壜体の外側方向に膨出状に変形する部分と、内側方向に陥没状に変形する部分ができ、その結果、周突条部9の平断面形状が図7で示したように円形から楕円形状に変形し、急激な楕円化が原因で局所的に座屈変形が発生し座屈強度が低下してしまうことが確認された。
たとえば、上記実施例では胴部に減圧吸収パネルを配設した丸形壜体について説明したが、本発明の周溝リブの形状に係る構成の作用効果は、減圧吸収パネルの配設のない丸形壜体についても十分に発揮されるものである。
さらに、上記実施例では上下の周溝リブ7a、7bの縦断面形状を相互に上下対称にしたものについて説明したが、底辺8bの傾斜方向を逆にすると云う範疇の中で、必ずしも上下対称にすることはない。
2、102;口筒部
3、103;肩部
4、104;胴部
5、105;底部
6t;上部円筒部
6b;下部円筒部
7a;(上部の)周溝リブ
7b;(下部の)周溝リブ
8b;底辺
8s;側辺
9 ;周突条部
11、111;段部
12、112;減圧吸収パネル
13、113;柱部
114;周溝リブ
21;シュリンクフィルム
Cx;中心軸
A1、A2、A3、A4;傾斜角度
Claims (4)
- 口筒部(2)とテーパー筒状の肩部(3)と円筒状の胴部(4)と底部(5)を有する丸形壜体において、前記胴部(4)の所定高さ位置に、上下に近接して陥没状に一対の周溝リブ(7a、7b)を形成し、それぞれの周溝リブは一対の側辺(8s)の間に一つの底辺(8b)を有し、前記周溝リブ(7a、7b)の縦断面形状における底辺(8b)が壜体の中心軸方向(Cx)に対して傾斜すると共に、該底辺(8b)の傾斜方向を上下の周溝リブ(7a)と周溝リブ(7b)で逆向きにする構成としたことを特徴とする合成樹脂製丸形壜体。
- 上下の周溝リブ(7a)と周溝リブ(7b)の縦断面形状を相互に上下対称の形状とした請求項1記載の合成樹脂製丸形壜体。
- 底辺(8b)の傾斜を、上部の周溝リブ(7a)では下方外側方向の傾斜とし、下部の周溝リブ(7b)では上方外側方向の傾斜とした請求項1または2記載の合成樹脂製丸形壜体。
- 胴部(4)の側周壁に複数の減圧吸収パネル(12)を周方向に並列状に陥没形成し、一対の周溝リブ(7a、7b)を前記減圧吸収パネル(12)と肩部(3)の間に位置する上部円筒部(6t)に配設した請求項1、2または3記載の合成樹脂製丸形壜体。
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