JP6259746B2 - ボトル - Google Patents

Description

本発明は、ボトルに関する。

従来から、合成樹脂材料で有底筒状に形成されたボトルとして、口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の胴部に、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（例えば、下記特許文献１参照）。

特許第２９４９４５９号公報

上述したボトルにおいては、グリップ性を具備させたり、内容量を調整したりする等のために、胴部に縮径部を形成する場合があった。この場合、胴部のうち、パネル部及び柱部の形成された部分に縮径部を形成すると、例えばボトル内に密封された内容物の温度が低下してボトル内が減圧する際、縮径部が変形し易くなるおそれがあった。

そこで、本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、縮径部における柱部の変形を抑制できるボトルを提供することである。

上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。
本発明に係るボトルは、口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の前記胴部に、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、周方向で隣り合う前記パネル部同士の間が柱部とされ、ボトル軸に直交する横断面視で円形状をなすボトルであって、前記胴部は、径方向の内側に向けて窪む縮径部と、前記縮径部におけるボトル軸方向の両端部に連なる一対の大径部と、を備え、前記パネル部及び前記柱部は、前記縮径部に形成され、前記柱部におけるボトル軸方向の中央部は、ボトル軸方向に沿う縦断面視でボトル軸方向に延びる直線状に形成され、前記柱部におけるボトル軸方向の両端部のうち、少なくとも一方の端部は、ボトル軸方向の内側に位置し、かつ前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部と、ボトル軸方向の外側に位置するとともに、前記大径部に連なり、かつ前記縦断面視で径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部と、を備え、前記大径部と前記柱部のボトル軸方向の中央部との径方向の距離をＤとし、前記大径部と前記縦断面視における前記内側曲面部及び前記外側曲面部の接続点との径方向の距離をｒＤとしたときに、ｒＤ／Ｄが０．１１以上０．４５以下を満たすことを特徴とする。

このような特徴により、胴部に縮径部が形成されているため、縮径部を把持したり、縮径部と大径部との間に指等を引っ掛けたりすることができ、グリップ性の向上を図ることができる。
また、ボトル成形時において、縮径部の内径を調整することで、ボトルの容積を変更でき、内容量の調整を容易に行うことができる。

特に、本発明の構成によれば、柱部における少なくとも一方の端部において、ｒＤ／Ｄを０．１１以上とすることで、内側曲面部と外側曲面部間に段差部分が形成されることになる。そのため、柱部の端部を補強することができ、胴部の所望の減圧吸収性能（減圧強度及び吸収容量）を確保できる。そのため、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、柱部の変形を抑制でき、これにより縮径部全体の変形も抑制できる。しかも、ｒＤ／Ｄを０．４５以下とすることで、各曲面部間の段差部分を確保した上で、各曲面部間を滑らかに接続することができ、良好な賦形性を具備させることもできる。

また、前記内側曲面部と前記外側曲面部とは、前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状、またはボトル軸方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状をなす接続部を介して接続されていてもよい。
この構成によれば、内側曲面部と外側曲面部とが接続部を介して接続されているため、各曲面部間の段差部分が滑らかに連なることになり、優れた賦形性を具備させることができる。

また、前記縦断面視で、前記内側曲面部の曲率半径は、前記外側曲面部の曲率半径に対して９倍以上１１倍未満となっていてもよい。
この構成によれば、各曲面部間の段差部分を確保した上で、各曲面部間を滑らかに接続することができる。その結果、上述した作用効果がより奏功される。

本発明に係るボトルによれば、柱部の変形を抑制することで縮径部の変形を抑制できる。

本発明の実施形態におけるボトルの側面図である。 図１のＩＩ部に相当する拡大断面図である。 図２のＩＩＩ部に相当する拡大断面図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態に係るボトルを説明する。
図１に示されるように、本実施形態のボトル１は、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側を下側といい、また、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、本実施形態のボトル１は、例えば合成樹脂材料で一体に形成され、射出成形により有底筒状に形成されたプリフォームを、２軸延伸ブロー成形することにより形成される。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。

底部１４は、有底筒状に形成され、上端開口部が胴部１３の下端開口部に接続されたヒール部１７と、ヒール部１７の下端開口部を閉塞し、かつ外周縁部が接地部１８とされた底壁部１９と、を備えている。
ヒール部１７は、ボトル１の最大外径部になっている。また、ヒール部１７のうち、胴部１３(後述する大径部３３)との境界部分には、径方向の内側に向けて窪み、かつ周方向の全周に亘って連続して延びる第１周溝２１が形成されている。

胴部１３は、ボトル軸Ｏと同軸状に配置された筒状を呈している。具体的に、胴部１３は、肩部１２に連なる上胴部２２と、底部１４に連なる下胴部（胴部）２３と、これら上胴部２２及び下胴部２３間を接続するとともに、上胴部２２及び下胴部２３よりも小径とされたくびれ部２４と、を備えている。なお、くびれ部２４は、ボトル軸Ｏ方向の両側から中央部に向かうに従い漸次縮径されている。

上胴部２２は、ボトル軸Ｏ方向の中央部が両端部に比べて小径とされている。上胴部２２におけるボトル軸Ｏ方向の中央部には、径方向の内側に向けて窪む第２周溝２５がボトル軸Ｏ方向に間隔をあけて形成されている。また、上胴部２２の上端部と肩部１２の下端部との境界部分には、径方向の内側に向けて窪む第３周溝２６が形成されている。

図１、図２に示すように、下胴部２３は、径方向の内側に向けて窪む縮径部３１と、縮径部３１におけるボトル軸Ｏ方向の両端部に連なり、かつ縮径部３１よりもボトル軸Ｏ方向の長さが短い一対の大径部３２，３３と、を備えている。
大径部３２，３３は、周方向の全周に亘って延びる平滑面とされ、上述したヒール部１７とともにボトル１の最大外径部を構成している。

縮径部３１には、径方向の内側に向けて窪む減圧吸収用のパネル部４１が周方向に間隔をあけて複数（図示の例では６面）形成されている。そして、縮径部３１において、周方向で隣り合うパネル部４１間に位置する部分は、ボトル軸Ｏ方向に沿って延びる柱部４２を構成している。すなわち、縮径部３１には、パネル部４１と柱部４２とが周方向に交互に配設されている。なお、パネル部４１は、縮径部３１におけるボトル軸Ｏ方向の全域に亘って形成されている。

パネル部４１は、縮径部３１の外周面に対して径方向の内側に位置するパネル底壁部４３と、パネル底壁部４３の外周縁から径方向の外側に向けて延びる側壁部４４と、により画成されている。
柱部４２の外周面は、ボトル軸Ｏ方向に直交する横断面視において径方向の外側に向けて突の曲面状とされ、周方向で隣り合うパネル部４１の側壁部４４の外周縁同士を接続している。

ここで、柱部４２は、ボトル軸Ｏ方向の中央部に位置する中央壁部５１と、中央壁部５１に対してボトル軸Ｏ方向の外側に位置し、中央壁部５１及び上述した大径部３２，３３間を各別に接続する外側壁部５２，５３と、を有している。

中央壁部５１は、ボトル軸Ｏ方向に沿う縦断面視において、ボトル軸Ｏ方向に沿って平行な直線状に延設されている。
外側壁部５２，５３のうち、上方に位置する外側壁部５２は、ボトル軸Ｏ方向に沿う縦断面視において、径方向の内側に向けて突の曲線状をなし、上方に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延設されている。そして、外側壁部５２のうち、上端縁が大径部３２の下端縁に連なり、下端縁が中央壁部５１の上端縁に連なっている。

図２、図３に示すように、外側壁部５２，５３のうち、下方に位置する外側壁部５３は、下方に向かうに従い径方向の外側に向けて延設されている。具体的に、外側壁部５３は、中央壁部５１の下端縁に連なり、縦断面視において径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部５４と、大径部３３の上端縁に連なり、縦断面視において径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部５５と、これら内側曲面部５４及び外側曲面部５５間を接続する接続部５６と、を有している。

図３に示すように、内側曲面部５４は、その曲率半径Ｒ１が外側曲面部５５の曲率半径Ｒ２よりも大きくなっている。本実施形態において、内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１は、外側曲面部５５の曲率半径Ｒ２の９倍以上１１倍未満になっている。また、図２に示すように、縦断面視において、内側曲面部５４の長さは、外側曲面部５５の長さよりも長くなっている。

図３に示すように、接続部５６は、縦断面視において径方向の内側に向けて突の曲線状をなし、内側曲面部５４に倣って延びる第１仮想線Ｌ１と、外側曲面部５５に倣って延びる第２仮想線Ｌ２と、の接続点Ｐ（交点）よりも径方向の外側に位置している。この場合、接続部５６は、その曲率半径Ｒ３が内側曲面部５４及び外側曲面部５５の各曲率半径Ｒ１，Ｒ２よりも小さくなっている。
また、縦断面視において、接続部５６の長さは、内側曲面部５４及び外側曲面部５５それぞれの長さよりも短く、外側曲面部５５の長さの半分よりも短くなっている。

ここで、図２、図３に示すように、本実施形態では、大径部３３と上述した中央壁部５１との径方向の距離（大径部３３に対する中央壁部５１の深さ）をＤとし、大径部３３と上述した接続点Ｐとの径方向の距離（大径部３３に対する接続点Ｐの深さ）をｒＤとしたときに、ｒＤ／Ｄが０．１１以上０．４５以下を満たしている。

このように構成されたボトル１では、胴部１３に縮径部３１が形成されているため、縮径部３１を把持したり、縮径部３１と大径部３２との間に指等を引っ掛けたりすることができ、グリップ性の向上を図ることができる。
また、ボトル１成形時において、縮径部３１の内径を調整することで、ボトル１の容積を変更でき、内容量の調整を容易に行うことができる。

特に、本実施形態のボトル１では、外側壁部５３が内側曲面部５４及び外側曲面部５５を有しているため、これら曲面部５４，５５間に段差部分（本実施形態では接続部５６）が形成されることになる。そのため、柱部４２の下端部を補強することができ、胴部１３の所望の減圧吸収性能（減圧強度及び吸収容量）を確保できる。そのため、ボトル１に密封された内容物の温度が低下してボトル１内が減圧した際において、柱部４２の変形を抑制し、縮径部３１の変形を抑制できる。

また、本実施形態では、内側曲面部５４と外側曲面部５５とが接続部５６を介して接続されているため、各曲面部５４，５５間の段差部分が滑らかに連なることになり、優れた賦形性を具備させることができる。

ここで、本願発明者は、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄと、ボトル１の減圧吸収性能と、の関係を設計データに基づく解析により検証した。本検証では、比較例１〜５及び実施例１〜５の１０種類のボトル１を対象とした。各種ボトル１は、何れも内容量が８００ｍｌ用のものであり、パネル部４１が胴部１３の周方向に等間隔で６つ配置されている。そして、各比較例及び実施例のボトル１では、外側曲面部５５の曲率半径Ｒ２を３［ｍｍ］、及び中央壁部５１の深さＤを５．２［ｍｍ］で一定とし、内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１、及び接続点Ｐの深さｒＤを変化させることで、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄを変化させた。各種ボトル１の形状及び検証結果は、表１に示す通りである。

なお、表１において、「接続部角度［ｄｅｇ］」とは、曲率半径を１．５［ｍｍ］とした接続部５６の曲率中心を中心とする中心角である。すなわち、接続部角度が０．００［ｄｅｇ］とは、接続部５６を設けず、内側曲面部５４と外側曲面部５５とを直接接続した構成である。
また、表１において、「吸収強度［ｋＰａ］」とは、ボトル１内を減圧していったときに、潰れや凹みが起こってボトル１の形状が維持できなくなる直前の内圧を示し、「吸収容量［ｍｌ］」とは、そのときの容量を示している。

表１に示すように、実施例１〜５のボトル１では、比較例１のボトル１に比べて減圧強度及び吸収容量が向上した。具体的に、内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１を増加させるに従い、減圧強度及び吸収容量がともに増加していることが分かる。但し、比較例１のように、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄが０．１１未満（１．０８）の場合であって、外側曲面部５５の曲率半径Ｒ２が内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１の９倍未満の場合には、減圧強度及び吸収容量を十分に確保することができなかった。この場合には、例えば、一の柱部４２が径方向の内側に凹み、一の柱部４２に対して周方向で隣り合う他の柱部４２が径方向の外側に膨出することで、縮径部３１全体がボトル軸Ｏ方向に直交する横断面視で三角形状となり、外観不良が生じるおそれがあった。

一方で、比較例２〜５のように、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄが０．４５よりも大きい場合であって、外側曲面部５５の曲率半径Ｒ２が内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１の１１倍以上の場合には、内側曲面部５４の曲率半径Ｒ１が増加するに従い、減圧強度及び吸収容量がほぼ一定（減圧強度は緩やかに減少している）となっていることが分かる。また、比較例２〜５の場合には、内側曲面部５４と外側曲面部５５との接続部分が径方向の内側に深く入り込み、良好な賦形性を具備させることが困難になるおそれがあった。その結果、例えば成形時のサイクルタイムを長くする必要がある等、ボトル１を効率よく、かつ高精度に形成することが困難になる。

これに対して、実施例１〜５のように、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄが０．１１以上０．４５以下を満たす場合には、所望の減圧吸収性能を確保した上で、良好な賦形性を具備させることができた。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態では、胴部１３のうち、下胴部２３に縮径部３１及び大径部３２，３３を形成する構成について説明したが、これに限らず、胴部１３全体に縮径部３１及び大径部３２，３３を形成する構成としても構わない。
また、ボトル軸Ｏ方向における大径部３２，３３の形成範囲は、適宜設計変更が可能である。
さらに、パネル部４１（柱部４２）の数や配置等は、ボトル１に要求される減圧強度や吸収容量等を考慮して適宜設計変更が可能である。

また、上述した実施形態では、肩部１２、胴部１３及び底部１４のそれぞれの径方向に沿う横断面視形状を円形状としたが、これに限らず、例えば楕円形状や多角形状にする等適宜変更してもよい。
また、上述した実施形態では、柱部４２の下端部（外側壁部５３）に内側曲面部５４及び外側曲面部５５を形成する場合について説明したが、これに限られない。例えば、内側曲面部５４及び外側曲面部５５は、柱部４２の上端部（外側壁部５２）に形成してもよく、柱部４２の両端部（外側壁部５２，５３）の双方に形成してもよい。

また、上述した実施形態では、内側曲面部５４及び外側曲面部５５が径方向の内側に突の接続部５６を介して接続された構成について説明したが、これに限られない。例えば、接続部５６は、ボトル軸Ｏ方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状としてもよい。また、接続部５６を設けず、内側曲面部５４及び外側曲面部５５を直接接続しても構わない。

また、中央壁部５１の深さＤに対する接続点Ｐの深さｒＤの割合ｒＤ／Ｄが０．１１以上０．４５以下を満たす構成であれば、各曲面部５４，５５の曲率半径Ｒ１，Ｒ２や、中央壁部５１の深さＤ、接続点Ｐの深さｒＤ等は適宜変更が可能である。

また、ボトル１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、ポリオレフィン等、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１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、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した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、前記変形例を適宜組み合わせてもよい。

１…ボトル
１１…口部
１２…肩部
１４…底部
２３…下胴部（胴部）
３１…縮径部
３２，３３…大径部
４１…パネル部
４２…柱部
５４…内側曲面部
５５…外側曲面部
５６…接続部

Claims (3)

1. 口部、肩部、胴部、及び底部がボトル軸方向に沿ってこの順に連設され、筒状の前記胴部に、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、周方向で隣り合う前記パネル部同士の間が柱部とされ、ボトル軸に直交する横断面視で円形状をなすボトルであって、
   前記胴部は、
   径方向の内側に向けて窪む縮径部と、
   前記縮径部におけるボトル軸方向の両端部に連なる一対の大径部と、を備え、
   前記パネル部及び前記柱部は、前記縮径部に形成され、
   前記柱部におけるボトル軸方向の中央部は、ボトル軸方向に沿う縦断面視でボトル軸方向に延びる直線状に形成され、
   前記柱部におけるボトル軸方向の両端部のうち、少なくとも一方の端部は、
   ボトル軸方向の内側に位置し、かつ前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状をなす内側曲面部と、
   ボトル軸方向の外側に位置するとともに、前記大径部に連なり、かつ前記縦断面視で径方向の外側に向けて突の曲線状をなす外側曲面部と、を備え、
   前記大径部と前記柱部のボトル軸方向の中央部との径方向の距離をＤとし、前記大径部と前記縦断面視における前記内側曲面部及び前記外側曲面部の接続点との径方向の距離をｒＤとしたときに、
   ｒＤ／Ｄが０．１１以上０．４５以下を満たすことを特徴とするボトル。
2. 前記内側曲面部と前記外側曲面部とは、前記縦断面視で径方向の内側に向けて突の曲線状、またはボトル軸方向の内側から外側に向かうに従い漸次径方向の外側に向けて延びる直線状をなす接続部を介して接続されていることを特徴とする請求項１記載のボトル。
3. 前記縦断面視で、前記内側曲面部の曲率半径は、前記外側曲面部の曲率半径に対して９倍以上１１倍未満となっていることを特徴とする請求項１または請求項２記載のボトル。

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