JP6670573B2 - 胴部にパネル部が形成されたボトル - Google Patents

Description

本発明は、胴部にパネル部が形成されたボトルに関する。

従来から、例えば下記特許文献１に記載されたような、胴部にパネル部が形成されたボトルが知られている。

特開２００３−６３５１６号公報

しかしながら、前記従来のボトルでは、内容物を高温状態で充填するいわゆる熱充填を行った際に生じるパネル部の膨出変形（パネル部が径方向の外側に向けて変位する変形）において、ボトル内圧の上昇を吸収しきれずにボトル内圧が大きく上昇する場合がある。
この場合、冷却に伴ってボトル内圧が低下し、パネル部が減圧変形（パネル部が径方向の内側に向けて変位する変形）した際に、当該減圧変形が均一に生じない、当該減圧変形が部分的に生じない等により、胴部（パネル部）に外観を損なう変形状態が残るおそれがある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、内容物充填時におけるボトル内圧の上昇を抑えることを目的とする。

前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、筒状の胴部に、その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た合成樹脂製のボトルであって、前記パネル部の底面には、中央部に配置されるとともに径方向の内側に向けて窪む中央凹部と、前記中央凹部に対して周方向の両側に稜線部を介して各別に連なり、径方向の内側に向けて窪む一対の側方凹部と、が形成され、前記中央凹部のボトル軸方向の中央部における周方向の両側縁は、ボトル軸方向に直線状に延び、前記稜線部上に位置し、前記側方凹部のボトル軸方向の中央部において、周方向に沿って前記パネル部の内側に位置する側縁は、ボトル軸方向に直線状に延び、前記稜線部上に位置し、前記中央凹部のボトル軸方向の両端部は、径方向の外側から見た平面視で、ボトル軸方向の外側に向けて突となる半円状に形成され、前記側方凹部のボトル軸方向の両端部において、周方向に沿って前記パネル部の内側に位置する側縁から周方向に離間し、前記側方凹部のボトル軸方向の両端部は、前記中央凹部よりもボトル軸方向の外側に位置していることを特徴とする。

この発明によれば、パネル部の底面に中央凹部と一対の側方凹部とが形成されているので、内容物を充填するときに、パネル部の底面を全域にわたって径方向の外側に向けて膨出変形させ易くすることが可能になり、ボトル内圧の上昇を抑制することができる。
また、側方凹部が、中央凹部に稜線部を介して連なっているので、内容物を充填するときに、稜線部に負荷を集中させることで側方凹部を膨出変形させ易くすることが可能になり、ボトル内圧の上昇を確実に抑制することができる。

前記側方凹部のボトル軸方向の両端部は、ボトル軸方向の外側に向かうに従い漸次、前記中央凹部から周方向に離間しながら周方向に小さくなっていてもよい。

この場合、側方凹部のボトル軸方向の両端部が、中央凹部よりもボトル軸方向の外側に位置し、ボトル軸方向の外側に向かうに従い漸次、中央凹部から周方向に離間しながら周方向に小さくなっているので、内容物を充填するときに、パネル部の底面を全域にわたって確実に膨出変形させ易くすることができる。
前記側方凹部の最大深さは、０．３０ｍｍ以上であってもよい。

本発明によれば、内容物充填時におけるボトル内圧の上昇を抑えることができる。

本発明の実施形態に係るボトルの側面図である。 図１に示すＡ−Ａ断面矢視図である。 本発明の変形例に係るボトルの側面図である。

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が、ブロー成形されて形成される。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。さらにまた、胴部１３において後述するパネル部３１が形成された範囲は、径方向に沿う横断面視形状が、当該パネル部３１を辺とし、パネル部３１間に形成される柱部３２を頂点とする多角形状となっている。

肩部１２は、上方に向かうに従い漸次縮径して上端に口部１１が立設されている。底部１４は、有底筒状に形成されている。肩部１２の下端および底部１４の上端にはそれぞれ、ボトル１の最大外径部が設けられている。
胴部１３は、ボトル軸Ｏ方向に延在する筒状とされ、肩部１２の下端および底部１４の上端それぞれに連なっている。胴部１３におけるボトル軸Ｏ方向の両端部は、上述した底部１４の上端または肩部１２の下端とともにボトル１の最大外径部となる第１周帯部２１および第２周帯部２２を各別に構成している。なお、各周帯部２１、２２は周方向の全周に亘って延びる平滑面とされている。そして、胴部１３は、第１周帯部２１を介して肩部１２に連設され、第２周帯部２２を介して底部１４に連設されている。

胴部１３におけるボトル軸Ｏ方向の中間部（各周帯部２１、２２間に位置する部分）には、径方向の内側に向けて窪む減圧吸収用のパネル部３１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、胴部１３において、周方向で隣り合うパネル部３１同士の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３２を構成している。すなわち、胴部１３には、パネル部３１と柱部３２とが周方向に交互に配設されている。

パネル部３１は、径方向の外側から見た平面視でボトル軸Ｏ方向に長い長方形状に形成されている。パネル部３１は、胴部１３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（パネル部の底面）３３と、パネル底壁部３３の外周縁から径方向の外側に向けて延びる側壁部３４と、により画成されている。

側壁部３４のうち、パネル底壁部３３における周方向の両端に連なりボトル軸Ｏ方向に延びる一対の縦側壁部３４ａは、径方向の内側から外側に向かうに従い周方向の外側（各縦側壁部３４ａが離間する方向）に向けて傾斜している。一方、側壁部３４のうち、ボトル軸Ｏ方向の両端に位置して周方向に延びる一対の横側壁部３４ｂは、径方向の内側から外側に向かうに従いボトル軸Ｏ方向の外側に向けて傾斜している。なお、縦側壁部３４ａと横側壁部３４ｂとの境界部分３４ｃは、周方向の外側に向けて突の円弧状とされている。

なお、縦側壁部３４ａは、パネル部３１が前記平面視でなす長方形状を構成する４つの辺部のうち、ボトル軸Ｏ方向に長い長辺部上に位置し、横側壁部３４ｂは、前記４つの辺部のうち、周方向に長い短辺部上に位置する。また、境界部分３４ｃは、前記長方形状を構成する４つの角部上に位置する。

図１および図２に示すように、パネル底壁部３３には、径方向の内側に向けて窪む中央凹部４１および一対の側方凹部４２が形成されている。中央凹部４１は、パネル底壁部３３の中央部に配置され、一対の側方凹部４２は、中央凹部４１に対して周方向の両側に稜線部４３を介して各別に連なる。
中央凹部４１は、パネル底壁部３３における周方向およびボトル軸Ｏ方向の中央部に配置されている。中央凹部４１は、ボトル軸Ｏ方向に長い長円状に形成されている。中央凹部４１は、前記平面視で、周方向およびボトル軸Ｏ方向の両方向に対称に形成されている。

中央凹部４１のボトル軸Ｏ方向の中央部における周方向の大きさは、ボトル軸Ｏ方向の全長にわたって同等とされ、中央部における周方向の両側縁は、ボトル軸Ｏ方向に直線状に延びている。この側縁は、前述の稜線部４３上に位置しており、稜線部４３も、ボトル軸Ｏ方向に直線状に延びている。中央凹部４１のボトル軸Ｏ方向の両端部は、ボトル軸Ｏ方向の外側に向かうに従い漸次、周方向に小さくなっており、前記平面視で、ボトル軸Ｏ方向の外側に向けて突となる半円状に形成されている。

一対の側方凹部４２は、中央凹部４１を間に挟んで周方向に対称に配置されている。各側方凹部４２は、パネル底壁部３３におけるボトル軸Ｏ方向の中央部に配置され、ボトル軸Ｏ方向に対称に形成されている。各側方凹部４２は、中央凹部４１よりもボトル軸Ｏ方向に長く、各側方凹部４２におけるボトル軸Ｏ方向の両端部は、中央凹部４１よりもボトル軸Ｏ方向の外側に位置している。

各側方凹部４２のボトル軸Ｏ方向の中央部における周方向の内側の側縁は、ボトル軸Ｏ方向に直線状に延びていて、前記稜線部４３上に位置している。各側方凹部４２におけるボトル軸Ｏ方向の両端部は、ボトル軸Ｏ方向の外側に向かうに従い漸次、中央凹部４１から周方向に離間しながら周方向に小さくなっている。これらの両端部は、前記平面視でボトル軸Ｏ方向の外側に向けて尖る先鋭形状に形成されている。

各側方凹部４２における周方向の外側に位置する側縁は、パネル底壁部３３の外周縁上に配置され、この外周縁に沿ってボトル軸Ｏ方向に延びている。この側縁は、パネル部３１が前記平面視でなす長方形状を構成する前記長辺部上に位置しており、側方凹部４２におけるボトル軸Ｏ方向の端縁（端部）も、前記長辺部上に位置している。

図２に示すように、中央凹部４１の底面４１ａおよび側方凹部４２の底面４２ａはいずれも、凹曲面状に形成されている。なお側方凹部４２は、パネル底壁部３３を膨出変形させるという観点からは径方向に深いほど好ましい。側方凹部４２の最大深さＤ１は、中央凹部４１の最大深さＤ２に対して小さくてもよく、大きくてもよく、同等であってもよい。

ここで、側方凹部４２の最大深さＤ１とは、ボトル軸Ｏに直交する断面視において、側方凹部４２の周方向の両端縁を結ぶ直線（稜線部４３の頂点と、パネル底壁部３３の外周縁と、を結ぶ直線）に対する、径方向の内側に向けた凹み量である。また、中央凹部４１の最大深さＤ２とは、ボトル軸Ｏに直交する断面視において、中央凹部４１の周方向の両端縁を結ぶ直線（稜線部４３の頂点間を結ぶ直線）に対する、径方向の内側に向けた凹み量である。

前述した中央凹部４１および一対の側方凹部４２は、パネル底壁部３３を周方向に横断する凹部列４４を構成している。凹部列４４は、パネル底壁部３３の外周縁のうち、周方向の両側に位置する部分同士を接続しており、これにより、一対の縦側壁部３４ａ同士を接続している。

パネル底壁部３３のうち、凹部列４４に対してボトル軸Ｏ方向の両外側に位置する部分には、凹部回避部４５が設けられている。凹部回避部４５は、凹部列４４と横側壁部３４ｂとの間に位置しており、凹部列４４をボトル軸Ｏ方向に挟んで一対設けられている。一対の凹部回避部４５は、ボトル軸Ｏ方向に対称とされている。各凹部回避部４５の横断面視形状は、径方向の外側に突出する凸曲面状となっている。

以上説明したように、本実施形態に係るボトル１によれば、パネル底壁部３３に中央凹部４１と一対の側方凹部４２とが形成されているので、内容物を充填するときに、パネル底壁部３３を全域にわたって径方向の外側に向けて膨出変形させ易くすることが可能になり、ボトル内圧の上昇を抑制することができる。
また、側方凹部４２が、中央凹部４１に稜線部４３を介して連なっているので、内容物を充填するときに、稜線部４３に負荷を集中させることで側方凹部４２を膨出変形させ易くすることが可能になり、ボトル内圧の上昇を確実に抑制することができる。

また、側方凹部４２のボトル軸Ｏ方向の両端部が、中央凹部４１よりもボトル軸Ｏ方向の外側に位置し、ボトル軸Ｏ方向の外側に向かうに従い漸次、中央凹部４１から周方向に離間しながら周方向に小さくなっているので、内容物を充填するときに、パネル底壁部３３を全域にわたって確実に膨出変形させ易くすることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、図３に示すような変形例のボトル５０を採用することも可能である。このボトル５０の側方凹部４２は、前記実施形態に係るボトル１の側方凹部４２よりもボトル軸Ｏ方向に長くなっており、側方凹部４２におけるボトル軸Ｏ方向の端縁（端部）は、パネル部３１が前記平面視でなす長方形状を構成する前記角部上に位置している。

また、パネル部３１（柱部３２）の数や配置等は、ボトル１に要求される強度や減圧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、例えば楕円形状にする等適宜変更してもよい。
また、第１周帯部２１および第２周帯部２２がなく、パネル部３１が胴部１３におけるボトル軸Ｏ方向の全長にわたって形成されていてもよい。

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、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記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、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

次に、以上説明した作用効果の検証試験について説明する。

この検証試験では、実施例１〜４および比較例１の計５種類のボトルについての解析を実施した。実施例１〜３のボトルは、図１に示したボトル１を基本形状とし、実施例４は、図３に示したボトル５０を基本形状とし、比較例１のボトルでは、図１や図３に示したボトル１、５０から側方凹部４２および凹部回避部４５を除去した上で、パネル底壁部３３のうちの中央凹部４１を囲む部分を環状の平坦面（パネル凹量が０ｍｍ）としたボトルを基本形状とした。実施例１〜３および比較例１における中央凹部４１の最大深さＤ２の値は、全て等しくなっている。そして実施例１〜３では、側方凹部４２の最大深さＤ１（図２参照）を異ならせ、実施例１〜３の順に最大深さＤ１を大きくした。なお、実施例１〜３における側方凹部４２の最大深さＤ１の値は、後述する表１に「パネル凹量（ｍｍ）」として記載している。

この検証試験では、上記各ボトルを前提として、満注容量の内容物が充填された状態からさらに１５ｍｌの内容物を追加して充填したときのボトル内圧（以下、「充填後のボトル内圧」という）を解析した。また、比較例における充填後のボトル内圧を１００としたときに、実施例１〜４における充填後のボトル内圧の低下率を算出した。これらの充填後のボトル内圧およびボトル内圧の低下率の値を以下の表１に示す。充填後のボトル内圧は、「１５ｍｌ膨張時の内圧（ｋＰａ）」として表１に記載し、ボトル内圧の低下率は、「内圧低下率（％）」として表１に記載している。

表１に示すように、実施例１〜４に係るボトルではいずれも、充填後のボトル内圧が比較例１よりも低く、ボトル内圧の上昇が抑制されていることが確認された。また、実施例１〜３に係るボトルでは、充填後のボトル内圧がこの順に低くなっており、側方凹部４２の最大深さＤ１が大きいほど、ボトル内圧の上昇を効果的に抑制できることが確認された。

１、５０ ボトル
１３ 胴部
３１ パネル部
３３ パネル底壁部（パネル部の底面）
４１ 中央凹部
４２ 側方凹部
４３ 稜線部
Ｏ ボトル軸

Claims (3)

1. 筒状の胴部に、その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た合成樹脂製のボトルであって、
   前記パネル部の底面には、中央部に配置されるとともに径方向の内側に向けて窪む中央凹部と、前記中央凹部に対して周方向の両側に稜線部を介して各別に連なり、径方向の内側に向けて窪む一対の側方凹部と、が形成され、
   前記中央凹部のボトル軸方向の中央部における周方向の両側縁は、ボトル軸方向に直線状に延び、前記稜線部上に位置し、
   前記側方凹部のボトル軸方向の中央部において、周方向に沿って前記パネル部の内側に位置する側縁は、ボトル軸方向に直線状に延び、前記稜線部上に位置し、
   前記中央凹部のボトル軸方向の両端部は、径方向の外側から見た平面視で、ボトル軸方向の外側に向けて突となる半円状に形成され、前記側方凹部のボトル軸方向の両端部において、周方向に沿って前記パネル部の内側に位置する側縁から周方向に離間し、
   前記側方凹部のボトル軸方向の両端部は、前記中央凹部よりもボトル軸方向の外側に位置していることを特徴とするボトル。
2. 前記側方凹部のボトル軸方向の両端部は、ボトル軸方向の外側に向かうに従い漸次、前記中央凹部から周方向に離間しながら周方向に小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のボトル。
3. 前記側方凹部の最大深さは、０．３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のボトル。

Images