JP6136172B2 - 樹脂製容器 - Google Patents

Description

本発明は、胴部に減圧吸収用の傾斜パネルを周方向に複数設けた樹脂製容器に関する。

従来のこの種の樹脂製容器としては、たとえば特許文献１、２に記載のようなものが知られている。すなわち、この特許文献１には、胴部に、複数の減圧吸収用の傾斜パネルが、胴部の中心軸に対して周方向に傾けた状態で形成され、隣接する傾斜パネルの境界部分には、剛性の高い傾斜柱部が設けられていた。
このように傾斜パネルを形成しておくことにより、減圧時に容器内方に向かって傾斜パネルが凹状に変形すると同時に胴部が捩じれ、減圧吸収効果を高められている。

しかし、上記した従来の樹脂製容器では、傾斜柱部は、仮想の円筒面に沿って、中心軸と所定の傾斜角度で上下に延びており、上下方向中央部が膨らんだアーチ状の曲面構成となっている。そのために、樹脂製容器に対して上下方向の縦圧縮荷重が作用した場合、膨らんだ傾斜柱部の中央付近には圧縮応力とともに高い曲げ応力が作用し、中央部で座屈が生じやすい。

特開２０００−１４２６５４号公報 特開２００７−２６９３６０号公報

本発明は上記した従来技術の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、減圧吸収機能を損なうことなく、縦圧縮強度を高め得る樹脂製容器を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、
肩部と底部とを有し、
胴部に、該胴部の中心軸に対して傾斜した傾斜パネルおよび傾斜柱部が周方向に交互に複数設けられている樹脂製容器において、
前記傾斜柱部を、三次元的に直線的に延びる真直形状とし、
前記傾斜柱部の水平断面形状は、前記中心軸方向に亘って、同一の形状であるとともに
同じ大きさであり、
前記傾斜柱部の上端は、前記肩部の下端と接続され、
前記傾斜柱部の下端は、前記底部の上端と接続されており、
前記傾斜柱部の幅中央が三次元的に直線的に延びていることを特徴とする。
１．前記傾斜柱部の水平断面形状が、容器外方に向けて凸となる形状である。
２．前記傾斜パネルは、水平断面形状が容器内方に湾曲している。
３．前記胴部の傾斜柱部の下端を通り胴部の中心軸と平行に引いた基準線に対する傾斜角度を、５°〜４５°とした。
４．前記傾斜パネルの前記胴部に占める高さ方向の割合を、１／４〜１／１とした。

本発明によれば、傾斜柱部が三次元的に直線的に延びる真直形状となっているので、容器に縦圧縮荷重が作用した際に、傾斜柱部の中途部位に生じる曲げ応力が少ないので、縦圧縮荷重に対する強度が高い。
１．傾斜柱部の水平断面形状が容器外方に向けて凸となる形状としておけば、剛性が高く、縦圧縮荷重に対する強度を高くすることができる。また、減圧が大きくなっても、傾斜柱部の形状が維持されるので、捩じれ変形による減圧吸収効果も高くなる。
２．傾斜パネルの胴部の水平断面形状を容器内方に湾曲させておけば、減圧吸収時に傾斜パネルが変形しやすい。
３．傾斜柱部の基準線に対する傾斜角度を５°〜４５°としておけば、縦圧縮荷重に対する強度と、ねじれ変形による減圧吸収効果を、バランスよく確保することができる。
４．また、傾斜パネルの前記胴部に占める高さ方向の割合を、１／４〜１／１程度しておけば、捩じりによる減圧吸収効果が効果的に作用する。

本発明の実施の形態に係る樹脂製容器を示す正面図である。 図１の樹脂製容器の傾斜柱部の幾何学的構成を模式的に示す斜視図である。 （Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（Ｃ）は図１のＣ−Ｃ線断面図である。 （Ａ）は図１の樹脂製容器の胴部の構造を示す破断して示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の胴部の破断部を上方から見た図である。 本発明を肩部にも適用した樹脂製容器を示す正面図である。 （Ａ）は図５の肩部の概略斜視図、（Ｂ）は肩部の傾斜柱部の幾何学的構成を模式的に示す斜視図である。

以下に、本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
図１において、１は本発明の実施の形態に係る樹脂製容器全体を示している。この樹脂製容器１は、ＰＥＴ等の合成樹脂で成形されたブロー成形容器で、胴部３と、胴部３の下端部を閉塞する底部５と、胴部３の上端から上方に向かって徐々に縮径される肩部７と、肩部７の上端から円筒状に突出する口部９とを有する構成となっている。肩部７は、概略円錐台形状で、円形状の下端部が胴部３の上端に連なり、円形状の上端部が口部９の下端に連なっており、口部９には不図示のキャップが螺着されて密閉される。

胴部３には、胴部３の中心軸Ｎに対して傾斜する傾斜パネル２および傾斜柱部４が周方向に交互に複数（図示例では８箇所）設けられている。
ここで、中心軸Ｎに対して傾斜するとは、対象となる傾斜パネル２または傾斜柱部４を正面視したときに、奥の中心軸Ｎを正面の傾斜パネル２または傾斜柱部４に投影した中心線である基準線Ｍに対し傾斜している状態を指す。
傾斜柱部４は、三次元的に直線的に延びる真直形状で、図２に模式的に示すように、中心軸Ｎの周囲に所定間隔で等配され、上端４ａ及び下端４ｂが、中心軸Ｎを中心として描いた上端仮想円Ｃ１と下端仮想円Ｃ２上に位置している。上端仮想円Ｃ１と下端仮想円Ｃ２は同一径で、傾斜柱部４の上端４ａは、下端４ｂに対して、相対的に周方向一方側、本実施の形態では、口部９側から底部５側を見て反時計回り方向に、所定角度θだけずれるように傾斜しており、各傾斜柱部４は、互いにねじれの位置関係にある。幾何学的には、各傾斜柱部４は、胴部３の中心軸Ｎを中心として回転させた回転軌跡である単葉双曲面上に位置するように配置される。
この上端仮想円Ｃ１は、肩部７との境界となる上部環状部３１に対応し、下端仮想円Ｃ２は、底部５との境界となる下部環状部３２に対応するもので、この実施の形態では、傾斜パネル２及び傾斜柱部４を設ける領域は、胴部３の高さ方向全長に亘って設けられている。

傾斜柱部４の傾斜角度αとして、傾斜柱部４の下端を通り胴部３の中心軸Ｎと平行に引いた基準線Ｍに対する角度をとると、傾斜角度αは ５°〜４５°とすることが好適である。傾斜角度αが小さいと縦圧縮荷重に対する強度が強いが、捩じりによる減圧吸収効果が小さくなり、傾斜角度αが大きいと減圧吸収効果が大きくなるが、縦圧縮荷重に対する強度が低下する。５°〜４５°の範囲であれば、縦圧縮荷重に対する強度を保持しつつ捩じれによる減圧吸収効果を保つことができる。

胴部３の中心軸Ｎと直交する水平断面形状は、図３に示すように、傾斜パネル２の幅は胴部３中央に近い程狭くなる、略相似形状の略正八角形状であり、底部５側の下端付近の水平断面形状の一つの傾斜柱部４ｉに着目すると（図３（Ｃ））、上下方向中央位置（図３（Ｂ））、肩部７側の上端付近に向かって反時計回りに回転するように捩じれている（図３（Ａ））。胴部３の水平断面形状の大きさは、上下方向中央位置において最も小さく（図３（Ｂ））、上下端に近づくに大きくなっている。

また、傾斜柱部４の水平断面形状は、図３、図４に示すように、容器外方側に向けて湾曲する凸状の断面形状で、上下方向全長にわたって同一の形状、大きさとなっている。この例では、傾斜柱部４の水平断面形状は略円弧形状で、この略円弧形状の中央を底部５側から肩部７側に向かって各水平断面について繋げると真直となっている。この真直に延びる線を中心として、傾斜柱部４は徐々に捩じれた状態で真直に延びている。

上記傾斜柱部４の上端４ａは、肩部７との境界となる上部環状部３１に突き当たるように接続される。上部環状部３１は円環状で、その外径は傾斜柱部４の上端４ａの外周に内接する内接円の径より若干大きく、僅かに段差が設けられている。また、傾斜柱部４の下端４ｂについても、底部５との境界となる下部環状部３２に突き当たるように接続される。下部環状部３２も円環状で、その外径は傾斜柱部４の下端４ｂの外周に内接する内接円の径より若干大きく、僅かに段差が設けられている。

一方、傾斜パネル２の水平断面形状は、図３、図４に示すように、容器内方に湾曲する円弧状の凹状湾曲面となっており、凹状湾曲面の両端は傾斜柱部４の両側縁に接続されている。この傾斜パネル２は、側方から見ると略平行四辺形状であるが、底部５側から肩部７側に向かって反時計回りに捩じれた立体形状となっている。

上部環状部３１の下端と傾斜パネル２の上端部との間に段差部２１が設けられている。この段差部２１は、下方に向かって容器内方に傾斜する傾斜面となっている。そして、パネル２は隣接する傾斜柱部４、４の間で円弧状に湾曲しているので、段差部２１のパネル２との接続部２１ａも円弧状に湾曲している。
傾斜パネル２の下端部についても、下部環状部３２の上端と傾斜パネル２の下端部との間に、上方に向かって容器内方に傾斜し、上縁に円弧状の接続部２２ａを備えた段差部２２が設けられている。

以下に本実施の形態の樹脂製容器の作用について説明する。
この樹脂製容器１は、たとえば飲料等の熱処理された内容物が充填され、キャッピングされた後、内容物が冷えると、内部が減圧状態となり、剛性の低い胴部３の傾斜パネル２が容器内方に撓み変形して減圧が吸収される。

傾斜パネル２の、容器内方への撓みによって、隣り合う傾斜柱部４の間隔が上下方向中央部において狭まり、傾斜柱部４の上端４ａと下端４ｂの角度差θが大きくなる方向に捩じれる。

また、傾斜パネル２は容器内方に湾曲しているので、減圧吸収時に傾斜パネル２が容器内方に変形しやすく、効率的に減圧吸収を行うことができる。
この傾斜パネル２については、図１に示すように、傾斜柱部４と上部環状部３１との鋭角側の隅角部２ａと、傾斜柱部４と下部環状部３２との鋭角側の隅角部２ｂを結ぶ対角線Ｆに沿った谷折れが生じ、捩じり変形が助長されると共に、相乗的に傾斜パネル２の撓み変形が大きくなり、減圧吸収効果が大きくなる。
特に、傾斜柱部４の、谷折れの起点となる上下の隅角部２ａ、２ｂは、円弧状段差部２１，２２のくさび状部分に応力が集中して屈曲しやすい構造となっており、減圧吸収効果
がより高くなっている。

一方、縦圧縮荷重については、上部環状部３１と下部環状部３２間の各傾斜柱部４に分散して負荷される。各傾斜柱部４は直線的なので、中央部には曲げ応力が作用せず、縦圧縮荷重に対する強度が高い。特に、傾斜柱部４の水平断面形状が容器外方に向けて凸となる略円弧状断面形状となっており、縦圧縮荷重に対する強度が高い。また、捩じれ変形する際に傾斜柱部４の形状が維持されるので、減圧吸収効果も高くなる。

［他の実施の形態］
図５及び図６は、本発明の他の実施の形態に係る樹脂製容器を示している。
この実施の形態は、肩部７０についても、減圧吸収用の傾斜パネル７２を設けたものである。肩部７０以外は上記実施の形態と同一なので、以下の説明では、上記実施の形態と同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
傾斜パネル７２は、胴部３から連続する中心軸Ｎに対して傾けられた減圧吸収用の傾斜パネル７２が周方向に複数（図示例では１２箇所）設けられ、隣接する傾斜パネル７２の境界部分に傾斜パネル７２と同一方向に傾斜する傾斜柱部７４が設けられている。

傾斜柱部７４は、三次元的に直線的に延びる真直形状で、図６（Ｂ）に模式的に示すように、中心軸Ｎの周囲に所定間隔で設けられ、上端７４ａ及び下端７４ｂが中心軸Ｎを中心として描いた上端仮想円Ｃ３と下端仮想円Ｃ４上に位置している。
上端仮想円Ｃ３は口部９の付け根部の径とほぼ同一、下端仮想円Ｃ４は胴部３の上部環状部３１と連続する環状の肩部下端部７３と同一径で、傾斜柱部７４の上端７４ａは、下端７４ｂに対して、相対的に周方向一方側、図示例では、胴部３と同様に、口部９側から底部５側を見て反時計回り方向に、所定角度θ１だけずれるように傾斜している。各傾斜柱部７４は、互いにねじれの位置関係にあり、幾何学的には、各傾斜柱部７４は、胴部３の中心軸Ｎを中心として回転させた回転軌跡である単葉双曲面上に位置するように配置される。
傾斜柱部７４の傾斜角度α１として、傾斜柱部４の下端を通り中心軸Ｎと平行に引いた基準線Ｍに対する角度をとると、傾斜角度α１は５°〜４５°とすることが好適である。

また、傾斜柱部７４の水平断面形状は、容器外方側に向けて湾曲する凸状の断面形状で、上下方向全長にわたって同一の形状、大きさとなっている。この例では、傾斜柱部７４は稜線状に形成されている。

一方、傾斜パネル７２の水平断面形状は、容器内方に湾曲する円弧状の凹状湾曲面となっており、凹状湾曲面の両端は傾斜柱部７４の両側縁に接続されている。

傾斜パネル７２の下端辺７２ｂは、胴部３の上部環状部３１に連続する円筒状の肩部下端部７３の上縁に位置し、傾斜パネル７２の湾曲面に対応する円弧形状が、周方向に波形に連なる形状となっている。傾斜パネル７２の上端辺７２ａは、傾斜柱部７４の間の間隔が狭くなっている。

このように、肩部７０にも傾斜パネル７２の境界の傾斜柱部７４を真直形状とすることにより、減圧時には、胴部３の傾斜パネル２の撓みと捩じり変形による減圧吸収に加えて、肩部５の傾斜パネル７２の撓みと捩じり変形による減圧吸収効果が相乗的に作用し、減圧吸収効果を高めることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
上記傾斜柱部４は、その水平断面形状の円弧形状の中央を結ぶ真直線を中心に上下方向の一端から他端に向けて徐々に回転変位するように捩じれた形状となっているが、捩じれた構成ではなく、たとえば、水平断面形状を上下方向の一端から他端に向けて平行に移動させた軌跡となるように、捩じれの無い真直形状となっていてもよい。
また、傾斜柱部４の水平断面形状は、容器外方に向かって湾曲する凸形状であればよく、円弧形状に限定されず、たとえば、矩形、台形、三角形等の種々の形状を選択し得る。
また、傾斜パネル２の水平断面形状については、凹状に湾曲する円弧状に限定されるものではなく、傾斜柱部４の外接円より容器内方側に位置する形状であればよく、平坦形状でもよいし、容器外側に凸状に膨らんでいてもよい。要するに減圧時に容器内方に撓んで、容器内部の減圧を吸収できるような形状であればよい。
また、傾斜柱部７４は稜線状に限らず、傾斜柱部４同様、水平断面が円弧形状、矩形、台形、三角形等の種々の形状となる柱状であってもよい。
また、胴部３の水平断面形状は略正八角形状に限らず、その他の略正多角形状でもよい。
さらにまた、上記した実施の形態では、上部環状部３１と下部環状部３２が同一径の場合について説明したが、径が異なっていてもよい。その場合、傾斜パネル２は側面から見ると略台形状で、底部５側から肩部７側に向かって反時計回りに捩じれた立体形状となる。
また、上部環状部３１と下部環状部３２が真円の円筒状で、傾斜柱部４の上端４ａ及び下端４ｂが真円上に配置された場合を例にとって説明したが、これに限らず楕円状の上部環状部、下部環状部に即して傾斜柱部の上端及び下端を楕円状に配置してもよい。
また、部分的に設ける場合は、この傾斜パネル２及び傾斜柱部４を設ける領域を、胴部３の高さ方向の１個所だけでなく、複数箇所に設けてもよい。

１ 樹脂製容器
２ 傾斜パネル
３ 胴部
３１ 上部環状部、３２ 下部環状部
４ 傾斜柱部、４ａ 上端、４ｂ 下端、
５ 底部、
７ 肩部、
９ 口部、
７０ 肩部
７２ 傾斜パネル、７３ 肩部下端部
７４ 傾斜柱部
Ｎ 胴部の中心軸
Ｍ 基準線
α、α１ 傾斜角度
θ、θ１ 位相差

Claims (4)

1. 肩部と底部とを有し、
   胴部に、該胴部の中心軸に対して傾斜した傾斜パネルおよび傾斜柱部が周方向に交互に複数設けられている樹脂製容器において、
   前記傾斜柱部を、三次元的に直線的に延びる真直形状とし、
   前記傾斜柱部の水平断面形状は、前記中心軸方向に亘って、同一の形状であるとともに同じ大きさであり、
   前記傾斜柱部の上端は、前記肩部の下端と接続され、
   前記傾斜柱部の下端は、前記底部の上端と接続されており、
   前記傾斜柱部の幅中央が三次元的に直線的に延びていることを特徴とする樹脂製容器。
2. 前記傾斜柱部の水平断面形状が、容器外方に向けて凸となる形状である請求項１に記載の樹脂製容器。
3. 前記傾斜パネルは、水平断面形状が容器内方に湾曲している請求項１又は２に記載の樹脂製容器。
4. 前記胴部の傾斜柱部の下端を通り胴部の中心軸と平行に引いた基準線に対する傾斜角度を５°〜４５°とした請求項１乃至３のいずれかの項に記載の樹脂製容器。

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