JP2009057085A - 合成樹脂製壜体 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、３角形筒状の胴部を有する合成樹脂製壜体において、容量や、搬送ライン適性等に係る問題点を解消すると共に、減圧吸収機能を十分に発揮させることのできる周壁形状を見出すことを課題とするものである。
【解決手段】 口筒部、肩部、胴部、底部を有する合成樹脂製壜体において、胴部の上端部と下端部に円筒部を配設し、上下円筒部の間の高さ範囲では、平断面形状を胴部の中心軸に対して、略等中心角度に位置する３ケの頂部を３ケの連結線分で連結した中心軸対称性を有する形状とすることにより、この上下の円筒部の間の高さ範囲を、３ケの頂部により上下方向に形成される３本の稜線を、３ケの連結線分により形成される３ケのパネルで連結した３角筒状部とし、連結線分は、外側に向かって凸状の凸状線部と、平坦状の平坦状線を接続した構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は３角形筒状の胴部を有する合成樹脂製壜体に関する。

従来、殺菌を必要とするたとえば果汁飲料、お茶等の内容液のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴと記載）樹脂製壜体等の合成樹脂製壜体への充填方法として、所謂高温充填法と呼ばれる方法がある。これは９０℃前後の温度で内容液を壜体に充填し、キャップをして密封後、冷却するものであり、壜体内がかなりの減圧状態となる。

このため、上記のような高温充填を伴う用途については、胴部に意図的に減圧により陥没状の変形が容易な領域である、所謂、減圧吸収パネルを形成して、減圧時にこの減圧吸収パネルを陥没状に変形させることにより、減圧度に応じた減容変形を達成し、良好な外観を保持すると共に、減圧吸収パネル以外の部分で壜体としての剛性を確保して、壜体の搬送ライン、積重保管、自販機内等におけるトラブルがないようにしている。
ここで、減圧吸収パネルが担う機能、すなわち外観を損なうことなく、あるいは搬送ライン適性等の壜体としての基本的な機能を損なうことなく、壜体内の減圧度に応じて減容変形を達成する機能を一般的に減圧吸収機能と云う。

特許文献１には、上記のように高温充填の用途に使用される合成樹脂製角形耐熱壜体に係る発明が記載されている。
図６はこの特許文献１に記載される実施例に相当する角形壜体の正面図であり（特許文献１の図１に相当する。）、合成樹脂製の２軸延伸ブロー成形された壜体１０１であって、上端にテーパー角筒形状をした肩部１０３を介して口筒部１０２を連設し、下端に底部１０８を連設した胴部１０４は、角取りした正方形状の角筒構造であり、周側壁を平坦壁１０５と柱部としての機能を発揮する角壁１０６で形成している。そして、胴部１０４の中央高さ位置には壜体１０１の剛性、座屈強度の向上のため、周溝状にウエスト部１０７が形成されており、各平坦壁１０５において、ウエスト部１０７の上下に陥没状に減圧吸収パネル１０９が形成されている。
特開２００１−１８０６３７号公報

一方、角形ボトルの中でも、上下方向に配設される３本の稜線を３ケのパネル（平坦状壁）で連結した３角形筒状の胴部を有する壜体は、内部が減圧状態となっても３ケのパネルにより強固に３角形筒状の形状が保持されるので、外観を損なうことなくパネル自体に減圧吸収機能を発揮させることができ、減圧に対しては理想的な形状とされる。

しかし、胴部を３角形筒状とすると壜体の容量が十分に取れないと云う問題、搬送ライン等で壜体相互の中心軸回りの回転がスムーズでなくなってトラブルが発生する等の問題がある。

そこで本願発明の課題は、上記のような３角形筒状の胴部を有する合成樹脂製壜体において、容量や、搬送ライン適性等に係る問題点を解消すると共に、減圧吸収機能を十分に発揮させることのできる周壁形状を見出すことを課題とするものである。

上記技術的課題を解決する手段のうち、基本的な構成は、口筒部、肩部、胴部、底部を有する合成樹脂製壜体において、
胴部の上端部と下端部に円筒部を配設し、
上下円筒部の間の高さ範囲では、平断面形状を胴部の中心軸に対して、略等中心角度に位置する３ケの頂部を３ケの連結線分で連結した中心軸対称性を有する形状とすることにより、この上下の円筒部の間の高さ範囲を、３ケの頂部により上下方向に形成される３本の稜線を、３ケの連結線分により形成される３ケのパネルで連結した３角筒状部とすること、
そして、連結線分は、外側に向かって凸状の凸状線部と、平坦状の平坦状線部を接続した構成とする、
と云うものである。

上記した本発明の基本的な構成により、まず、胴部の上端部及び下端部に配設した円筒部により、搬送ラインで等では隣接する壜体がこれら上下の円筒部で当接するようにすることができ、胴部を３角形筒状としたことに起因する搬送ライン適性等に係る問題を解消することができる。

また、上記構成では、３ケの頂部は上下方向に３本の稜線を形成し、隣接する頂部を連結する連結線分は、この稜線を連結する湾曲したパネルを形成する。
また、連結線部を外側に向かって凸状の凸状線部と、平坦状の平坦状線部を接続した構成とすることにより、一つのパネルで、凸状線部では凸状面部が形成され、平坦状線部では平坦状面部が形成される。
ここで、平坦状面部はパネル内で前述した減圧吸収パネルに類似した機能を発揮する部分であり、この平坦状面を形成する平坦状線部は、直線状、緩やかに内側に凹んだ凹状曲線状、さらにはこれら直線と凹状曲線を組み合わせたものとすることができる。

そして、凸状線部により胴部の断面積を大きくすることができ、胴部を３角形筒状とすることに起因する壜体の容量が十分に取れないと云う問題を解消することが可能となる。
但し、連結線分を凸状線部だけで構成した場合には、パネル全体が外側に向かって湾曲した凸状面となるので、壜体内での減圧が進行した際、減容変形するためには稜線間のパネルが反転状に陥没変形する必要があり、減圧度が限界値に達するとパネルの一部だけが反転状に陥没変形して、歪な変形状態となってしまい、減圧吸収機能を効果的に発揮させることができない。

そこで、上記本発明の構成のように連結線分を凸状線部と、平坦状線部を接続した構成とすることにより、減圧状態では平坦状面部を起点として陥没変形をスムーズにパネルの一定領域に進行させることができ、減圧度の上昇に伴なう減容変形を、外観を損なうことのない範囲で十分に達成することができ、各パネルに減圧吸収機能を効果的に発揮させることが可能となる。

ここで、連結線分をどの程度の割合で凸状線部と平坦状線で分割するかは、壜体の容量や減圧吸収機能と共に、外観や手による掴持性等を考慮して決めることができる。

本発明の別の構成は上記基本的な構成に加えて、
３角筒状部において、平断面形状を、中心軸上に中心を有する仮想外接円内に位置し、３ケの頂部がこの仮想外接円に接する構成とし、上端部と下端部から略中央高さ位置にかけて、仮想外接円の径を、上下の円筒部の径からそれぞれ緩やかに縮径する構成とする、
と云うものである。

壜体内が、減圧状態、あるいは逆に加圧状態となった際にも、３角筒状部の上端部と下端部の近傍では、上下の円筒部によりその変形が拘束されるが、中央高さ位置近傍では円筒部による拘束が及ばないので、減圧度の上昇に伴なって頂部近傍の凸状線部が円筒部の外側に突出したり、加圧時に凸状線部が円筒部の外側に膨出すると云う問題が発生し、搬送ライン等でトラブルの原因となる可能性がある。

そこで、上記構成により上端部と下端部から略中央高さ位置にかけて、仮想外接円の径を、上下の円筒部の径からそれぞれ緩やかに縮径する構成とすることにより、上記のような３角筒状部の一部が上下の円筒部から外側に突出すると云う問題を効果的に抑制することができる。

また、胴部の略中央高さ位置にウエスト部形成されるので、壜体をスッキリとした外観とすることができ、また壜体の掴持性の点からも好ましい。
さらには、減圧時あるいは加圧時での胴部の変形を目立たないようにすることもできる。

本発明のさらに別の構成は、基本的な構成に加えて、
平坦状線部を、頂部から段差状に縮径して形成される段差状線部を介して、頂部に接続する構成とする、
と云うものである。

上記構成によれば段差状線部により、稜線に沿って平坦状線部から形成されるパネルの平坦状面との接続部分に段部が形成される。
そして、減圧状態では陥没変形をこの段部を起点として、平坦状面部、そして凸状面部へとよりスムーズに進展させることができる。
また、段差により稜線をレリーフ状にくっきりと見せてシャープな外観とすることができる。

本発明のさらに別の構成は上記基本的な構成に加えて、
３角筒状部の上端部から下端部にかけて、各頂部の中心角度位置を連続的に時計周り若しくは反時計回りに変化させて、頂部から形成される稜線を中心軸に対して螺旋状に配置する構成とする、
と云うものである。

上記構成により、壜体内の減圧発生に伴う、パネルの内方への陥没変形に加えて、胴部の傾斜した稜線に沿った捻れ変形に伴う縮径変形により、より大きな減圧吸収機能を発揮させることができる。
また、稜線を傾斜させることにより横方向の押圧力に対する剛性と強度を向上させることができる。

なお、中心角度位置をどの程度変化するかは、３角筒状部の高さ寸法、減圧吸収機能、壜体の上下方向と横方向の剛性、強度、そして外観を考慮して適宜決めることができるが、一般的に、３角筒状部の高さ寸法をＨｍｍとした場合に、（Ｈ／３）°〜（２Ｈ／３）°程度の範囲とすることが好ましい。
このような範囲とすることにより、稜線に沿った捻れ変形に伴う減圧吸収機能を十分に発揮させることができ、また、胴部の上限方向の座屈強度と、横方向の押圧強度を高いバランスで実現できる。

本発明は上記した構成であり、以下に示す効果を奏する。
基本的な構成とするものにあっては、胴部の上端部及び下端部に配設した円筒部により、搬送ラインでは隣接する壜体をこれら円筒部で当接するようにすることができ、胴部を３角形筒状としたことに起因する搬送ライン適性等に係る問題を解消することができる。

また、連結線分を凸状線部と、平坦状線部を接続した構成とすることにより、凸状線部により胴部の断面積を大きくして、胴部を３角形筒状とすることに起因する壜体の容量が十分に取れないと云う問題を解消することができ、減圧状態では平坦状面部を起点として陥没変形をスムーズにパネルの一定領域に進行させることができ、各パネルに減圧吸収機能を効果的に発揮させることが可能となる。

３角筒状部の上端部と下端部から略中央高さ位置にかけて仮想外接円を緩やかに縮径するものにあっては、減圧状態や加圧状態において３角筒状部の一部が上下の円筒部から外側に突出すると言う問題を効果的に抑制することができる。

段差状線部を設けるものにあっては、減圧状態において、陥没変形をこの段差状線部から形成される段部を起点として、パネルの平坦状面部、そして凸状面部へとよりスムーズに進展させることができる。
また、稜線に沿って段部が形成され、稜線をレリーフ状にくっきりと見せてシャープな外観とすることができる。

稜線を中心軸に対して螺旋状に配設するものにあっては、傾斜した稜線に沿った捻れ変形に伴う縮径変形により、より大きな減圧吸収機能を発揮させることができ、また、稜線を傾斜させることにより横方向の押圧力に対する剛性と強度を効果的に大きくすることができる。

以下本発明の実施の形態を実施例に沿って、図面を参照しながら説明する。
図１と図２は本発明の合成樹脂製壜体の一実施例を示すもので、図１は正面図、図２は図１のＡ−Ａ線沿って示す平断面図である。
この壜体１は２軸延伸ブロー成形の内容量５００ｍｌ用のＰＥＴ樹脂製壜体であり、口筒部２と、肩部３と、胴部４と底部５を有する。

胴部４の上端部と下端部には円筒部１１ａ、１１ｂを配設している。また、上下の円筒部１１ａ、１１ｂの間の高さ範囲を３角筒状部１２としている。
図２に示すように、３角筒状部１２の平断面形状は、胴部４の中心軸上に中心を持つ仮想外接円１３上の等中心角度（１２０°）に位置する３ケの頂部１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を上記仮想外接円１３内に位置する連結線分１６と段差状線部１７で連結した形状としている。

本実施例では連結線分１６は、図２に示されるように、一つの頂部１５ｂから時計回りに延設した外側に向かって凸円弧状の凸状線部１６ａと、直線状の平坦状線部１６ｂとを接続して構成され、段差状線部１７を介して、頂部１５ｂと隣接する頂部１５ｃを連結する。
頂部１５ｃと頂部１５ａ、頂部１５ａと頂部１５ｃも連結線部１６により段差状線部１７を介して同様に連結される。
逆に、連結線分１６を頂部１５ｃから反時計回りに延設した凸状線部１６ａと、直線状の平坦状線部１６ｂとを接続して構成し、段差状線部１７を介して、頂部１５ｃと隣接する頂部１５ｂを連結するようにすることもできる。

また、本実施例では３角筒状部１２の上端部から下端部にかけて、各頂部１５の配設される中心角度位置を時計周りに連続的に変化させて、頂部１５から形成される稜線２１を図１に示されるように中心軸に対して螺旋状に配設するようにしている。

さらに具体的には、図２に示すように、頂部１５ａの中心角度位置は、上端部でＰ１、図１中のＡ−Ａ線位置ではＰ２、下端部でＰ３と変化しており、上端部から下端部にかけての中心角度位置の変化は時計周りに６０°としている。

また、本実施例では３角筒状部１２の上端部と下端部から略中央高さ位置（Ａ−Ａ線の高さ位置に相当）にかけて仮想外接円１３を緩やかに縮径する構成としている。

そして、上記のように３ケの頂部１５を３ケの連結線部１６で連結し、上下方向に沿って頂部１５の中心角度位置と仮想外接円１３の径を変化させることにより、図１に示されるように、頂部１５により稜線２１が傾斜状に形成され、隣接する稜線２１の間には連結線分１６により周方向に湾曲したパネル２２が形成される。

このパネル２２は、凸状線部１６ａから形成される凸状面部２２ａと、平坦状線部１６ｂから形成される平坦状面部２２ｂから構成される。図１で見ると頂部１５ａにより形成される稜線２１の右側には、段差状線部１７により稜線２１に沿って形成される段部２３を介して平坦状面部２２ｂが位置し、稜線２１の左側には凸状面部２２ａが位置する。

稜線２１に沿って形成される段部２３により稜線２１にレリーフ状の視覚効果を付与することができ、３角状筒部１２の略中央高さ位置で縮径する効果も加味して、壜体１をすっきりした、そしてシャープな外観を呈するようにしている。

上記実施例の壜体１に対する比較例として、上記実施例の壜体１において、全体的な寸法、稜線の螺旋状の形状、中央高さ位置での縮径等の他の形状は同様にして、３角筒状部１２の平断面形状を図４中の実線で示される形状ＢＤとした壜体５１を成形した。
上記実施例の壜体１に対するこの比較例の壜体５１の特徴は、３角筒状部６２の平断面形状、すなわち頂部６５を連結する連結線分６６を凸状線部６６ａだけで構成し、段差状線部６７を介して隣接する頂部６５を連結している点にある。

図５は、上記した実施例の壜体１と比較例の壜体５１の減圧度―吸収容量特性線図を示すものである。図中、線Ｅは実施例の壜体１、線Ｃは比較例の壜体５１の減圧吸収曲線を示しており、壜体１の限界吸収容量は２４ｍｌ（図５中の点Ｓ１での吸収容量に相当）、壜体５１の限界吸収容量は１７ｍｌ（図５中の点Ｓ２での吸収容量に相当）であった。
ここで、上記限界吸収容量は、壜体が基本的な機能や外観の点から製品として使用できる限界での吸収容量として決められる。

図３は、実施例の壜体１の減圧による減容変形前後の平断面形状ＢＤ、ＡＤを、図１中のＡ−Ａ線に沿って比較した図であり、２点鎖線で示した変形後の形状ＡＤは、図５中の線Ｅの点Ｓ１における変形状態である。
実施例の壜体１では減圧度を大きくしていくと、段差状線分１７（段部２３）を起点として、陥没状の変形が、陥没変形が容易な平坦状線部１６ｂ（平坦状面部２２ｂ）を経て、局所的な反転状の陥没変形を起こすことなく凸状線部１６ａ（凸状面部２２ａ）の一部にまでスムーズに進行する。
そして図３の形状ＡＤに示すように壜体１の減容変形が大きく進行した段階でも３角形状の形状が概ね中心軸対称（３回軸対称）に保持されている。

この壜体１のスムーズな減容変形の進行は、図５の減圧吸収曲線Ｅがスムーズに変化していることからも裏付けられる。
図３中の形状ＡＤにも示されるように、連結線分１６は上記のような陥没変形の進展に伴なって、凸状線部１６ａの頂部１５近傍部分で曲率半径が小さくなり、仮想外接円１３から突き出て、さらに下端部の円筒部１１ｂの径に達するようになるが、このような状態になると、外観が損なわれ、搬送ライン適性等が不良となるので、点Ｓ１での吸収容量である２４ｍｌをこの壜体１の限界吸収容量としている。

一方、比較例の壜体５１では、段差状線部６７があるものの、上記実施例の平坦状線部１６ｂに相当する部分がないので、減圧度を大きくしても陥没変形が進展せず、断面形状全体が図４中の、２点鎖線の形状ＡＤ示されるように、扁平状になり、吸収容量の比較的小さな段階で連結線分６６の一部が下端部の円筒部６１ｂの径に達するようになる、そして図５中の減圧吸収曲線Ｃの点Ｓ２に達すると凸状線部６６ａが局所定に陥没変形してしまう。
ここで、点Ｓ２での吸収容量である１７ｍｌをこの比較例の壜体５１の限界吸収容量としている。

以上、本発明の合成樹脂製壜体について実施例に沿ってその構成と作用効果について説明したが、本発明の作用効果は上記実施例に限定されるものではない。
たとえば、上記実施例では連結線分１６のうち、凸状線部１６ａと平坦状線部１６ｂの範囲を略同等としたが、この割合は壜体の容量や減圧吸収機能と共に、外観や掴持性等を考慮して決めることができる。また、高さ位置によってその割合を連続的に変化させるような構成とすることもできる。

また、本実施例では平坦状線部を直線状に構成したが、陥没変形の進展状態を考慮して、緩やかに内側に凹んだ凹状曲線状としたり、直線と凹状曲線を組み合わせたものとすることもできる。

本発明の合成樹脂製壜体は、３角形筒状の胴部を有する合成樹脂製壜体の減容変形に対する構造的な特徴を生かしながら、容量や搬送ライン等における問題点を解消し、さらに減圧吸収機能を効果的に発揮するようにしたものであり、高温充填等の用途に適用可能な耐熱性の壜体として幅広い用途への展開が期待できる。

本発明の壜体の一実施例を示す全体正面図である。 図１のＡ−Ａ線沿って示す平断面図である。 図１の壜体の減圧による減容変形前後の形状を、図１中のＡ−Ａ線に沿って比較した平断面図である。 比較例の壜体の減圧による減容変形前後の形状を、図３と同様に比較した平断面図である。 図１の壜体と図４の壜体の減圧吸収曲線を比較して示すグラフである。 角形壜体の従来例を示す正面図である。

符号の説明

１，５１；壜体
２ ；口筒部
３ ；肩部
４ ；胴部
５；底部
１１ａ、１１ｂ、６１ｂ；円筒部
１２、６２；３角状筒部
１３；仮想外接円
１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）、６５；頂部
１６、６６；連結線分
１６ａ、６６ａ；凸状線部
１６ｂ；平坦状線部
１７、６７；段差状線部
２１；稜線
２２；パネル
２２ａ；凸状面部
２２ｂ；平坦状面部
２３；段部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３；中心角度位置
ＢＤ；（変形前の平断面）形状
ＡＤ；（変形後の平断面）形状
Ｅ、Ｃ；（減圧吸収曲）線
Ｓ１、Ｓ２；点
１０１；壜体
１０２；口筒部
１０３；肩部
１０４；胴部
１０５；底部
１０５；平坦壁
１０６；角壁
１０７；ウエスト部
１０９；減圧吸収パネル

Claims (4)

1. 口筒部(2)、肩部(3)、胴部(4)、底部(5)を有し、前記胴部(4)の上端部と下端部に円筒部(11a、11b)を配設し、前記上下の円筒部(11a、11b)の間の高さ範囲では、平断面形状を前記胴部(4)の中心軸に対して、略等中心角度に位置する３ケの頂部(15)を３ケの連結線分(16)で連結した中心軸対称性を有する形状とし、該上下の円筒部(11a、11b)の間の高さ範囲を、前記３ケの頂部(15)により上下方向に形成される３本の稜線(21)を、３ケの連結線分(16)により形成される３ケのパネル(22)で連結した３角筒状部(12)とし、前記連結線分(16)は、外側に向かって凸状の凸状線部(16a)と、平坦状の平坦状線部(16b)を接続した構成とした合成樹脂製壜体。
2. ３角筒状部(12)において、平断面形状を、中心軸上に中心を有する仮想外接円(13)内に位置し、３ケの頂部(15)が該仮想外接円(13)に接する構成とし、上端部と下端部から略中央高さ位置にかけて、前記仮想外接円(13)の径を、上下の円筒部(11a、11b)の径からそれぞれ緩やかに縮径する構成とした請求項１記載の合成樹脂製壜体。
3. 平坦状線部(16b)を、頂部(15)から段差状に縮径して形成される段差状線部(17)を介して、前記頂部(15)に接続する構成とした請求項１または２記載の合成樹脂製壜体。
4. ３角筒状部(12)の上端部から下端部にかけて、各頂部(15)の中心角度位置を連続的に時計周り若しくは反時計回りに変化させて、前記頂部(15)から形成される稜線(21)を中心軸に対して螺旋状に配置する構成とした請求項１、２または３記載の合成樹脂製壜体。

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