JP4573193B2

JP4573193B2 - 合成樹脂製ブロー成形ボトル

Info

Publication number: JP4573193B2
Application number: JP2004253623A
Authority: JP
Inventors: 浩通斉藤; 宏明今井; 高雄飯塚
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2004-08-31
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-08-31
Also published as: JP2006016076A

Description

本発明は、有底円筒状の胴部に、補強のために複数の周溝状となった補強リブを、略等間隔に並設した合成樹脂製ブロー成形ボトルに関するものである。

円筒形状をした胴部を有する合成樹脂製のブロー成形ボトル、特に薄肉化が求められる２軸延伸ブロー成形ボトルにあっては、胴部に強度を保たせるために、複数の周溝状となった補強リブを、略等間隔に並設した構造が知られている。
特開平１１−０３５０２７号公報

この特許文献１に示された従来技術にあっては、ボトルの胴部を上部と中間部と下部とに区分して、上部を肩部に構成し、中間部を把持部に構成し、そして下部を減圧吸収部に構成しており、把持部を構成する中間部に、周溝状をした補強リブである複数の凹リブを略等間隔に並設している。

中間部に設けられた複数の凹リブは、均等な深さで形成されており、作用する把持力を均等に支え、これにより中間部に実用上、充分な強度を発揮させる。

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術にあっては、胴部を、把持部を形成する中間部と、減圧吸収部を形成する下部とに区分する寸法的な余裕のあることが要求され、把持部と減圧吸収部とに区分けする寸法的な余裕が胴部にない場合とか、胴部の薄肉化が促進されて、減圧吸収部に必要とする強度を保たせることが困難となる場合には、胴部の中間部と下部の全域に凹リブを設けて、必要とする強度を保たせることが要求される。

この場合、凹リブを設けることにより、確かに胴部の強度を必要とする程度とすることはできるが、要求する減圧吸収能力を得ることができないので、薄肉化を、発生する減圧に耐える減圧強度を得ることができる程度に止める必要があり、このためボトルの充分な薄肉化を得ることができない、と云う問題があった。

そこで、本発明は、上記した従来技術における問題点を解消すべく創案されたもので、有底円筒形状をした胴部の全高さ範囲に亘って、複数の周溝状となった補強リブを略等間隔に設けた構成において、この補強リブを設けた胴部に減圧吸収能力を付与することを技術的課題とし、もってボトルの薄肉化を、無理なく効果的に達成することを目的とする。

上記技術的課題を解決する本発明の内、請求項１記載の発明の手段は、
有底円筒状の胴部に、底壁とこの底壁の上下両側に位置する側壁とから構成される複数の周溝状の補強リブを、略等間隔に並設すること、
この補強リブの底壁の平断面形状を略正多角形とすること、
この略正多角形を、胴部の筒壁の曲率半径である胴部曲率半径よりも小さい頂部曲率半径の頂部と、胴部曲率半径よりも大きい辺部曲率半径の辺部とから構成すること、
各補強リブの両側壁の湾曲程度および傾斜程度を一定とすること、
にある。

この請求項１記載の発明にあっては、胴部は、複数設けた補強リブが、把持力等の外力に対して、有効に補強作用を発揮し、これにより実用上、要求される強度を充分に発揮する。

補強リブの底壁の平断面形状が、略正多角形となっていると共に、両側壁の湾曲程度および傾斜程度が一定であるので、補強リブの溝深さは、底壁の頂部が位置する頂部部分において浅く、底壁の辺部が位置する辺部部分において深くなり、このため補強リブは、その全周に亘って均等な補強力を発揮するわけではなく、胴部は、補強リブの辺部部分に比べて、頂部部分が撓み変形し易いものとなっている。

それゆえ、ボトル内に減圧が発生すると、この減圧に伴う応力が、基本的には、補強リブの頂部部分に集中し、これにより頂部部分の位置した体積の小さい部分が外側に突出状に変位するのに伴って、辺部部分の位置した体積の大きい部分が内側に陥没状に変位し、減圧吸収作用を発揮する。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、補強リブの底壁の平断面形状を、略正三角形としたこと、を加えたものである。

この請求項２記載の発明にあっては、補強リブの底壁の平断面形状が三角形であるので、補強リブの辺部部分の強度が確保されている限り潰れ変形することがなく、また辺部部分の長さを最も大きくすることができるので、それだけ減容変形程度を大きくすることができ、これにより減圧吸収量が大きくなる。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、少なくとも隣接する補強リブの底壁の頂部を、周方向にずらして位置させたこと、を加えたものである。

この請求項３記載の発明にあっては、隣接する補強リブ同士が、減圧吸収変形時に、突出変形する頂部部分に対して、陥没変形する辺部部分が上下に対向位置するので、この上下に対向した頂部部分と辺部部分との変形により、補強リブ間の胴部壁部分は、頂部部分および辺部部分から回転モーメントを受けて、頂部部分側を外側に、辺部部分側を内側に変形しようとする。

この補強リブ間の胴部壁部分の変形により、各補強リブの頂部部分および辺部部分の上記した変形は円滑に達成され、これにより径方向および上下方向に縮み易く、得られる吸収容量が大きくなる。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成に、隣接する補強リブの一方の底壁の頂部と他方の底壁の辺部の中央部とを、上下に対向させて位置させたこと、を加えたものである。

この請求項４記載の発明にあっては、一方の補強リブの頂部部分が、他方の補強リブの辺部部分の中央部に対向するので、上下に対向した頂部部分から辺部部分に伝達される力は、辺部部分に対して、左右に偏ることなく作用し、これにより頂部部分および辺部部分の変形が、捩れ状態を含まず、その分、吸収容量および減圧強度が大きくなる。

請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明の構成に、三以上の奇数個設けた各補強リブの底壁の頂部を、周方向に沿って同位置としたこと、を加えたものである

この請求項５記載の発明にあっては、上下両端に位置した補強リブの変形の影響により、中央に位置する補強リブが逆方向に変形、すなわち頂部部分が陥没し、辺部部分が突出する形態で変形し、中央に位置する補強リブの突出変形した辺部部分が柱として機能するので、胴部の上下方向の縮みを抑制し、これにより剛性が高められて、減圧強度が大きくなる。

請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４または５記載の発明の構成に、補強リブの底壁の全周に亘って、小さな凹溝を形成する凹リブを設けたこと、を加えたものである。

この請求項６記載の発明にあっては、補強リブの底壁に凹リブを設けることにより、補強リブ全体の補強機能が構造的に高められることになり、これにより胴部の減圧強度が高められ、その分、減圧吸収量が大きくなる。

請求項７記載の発明は、請求項１、２、３、４または５記載の発明の構成に、補強リブの底壁の各辺部に、小さな凹溝を形成する凹リブを設けたこと、を加えたものである。

この請求項７記載の発明にあっては、補強リブの底壁の辺部だけに凹リブを設け、底壁の頂部には凹リブを設けないので、補強リブの辺部部分だけが、補強機能を構造的に高めた状態となり、これにより頂部部分の撓み変形のし易さを維持した状態で、頂部部分のより大きな変形を安定して保持することになる。

本発明は、上記した構成となっているので、以下に示す効果を奏する。
請求項１記載の発明にあっては、ボトルの円筒状をした胴部に、複数の補強リブを設けることにより、胴部に実用上、充分な強度を与えることができ、また補強リブに、補強強度の大きい部分と小さい部分とを設けることにより、減圧に伴う応力が集中する部分を意図的に形成し、これにより減圧吸収能力を無理なく効果的に発揮することができる。

請求項２記載の発明にあっては、潰れ変形を発生させることなく、胴部を安定して安全に減圧吸収変形させることができる。

請求項３記載の発明にあっては、補強リブ間の胴部壁部分の変形により、各補強リブの頂部部分および辺部部分の変形が円滑に達成され、これにより径方向および上下方向に無理なく縮み易く、大きな吸収容量を得ることができる。

請求項４記載の発明にあっては、補強リブの頂部部分および辺部部分の変形が、行われ易いと共に捩れ状態を含まず、これにより捩れによる座屈がない分、減圧強度が大きくなり、この減圧強度が大きい分、吸収容量が大きくなる。

請求項５記載の発明にあっては、中央に位置する補強リブの逆方向の変形により、胴部の上下方向の縮みを抑制し、これにより剛性が高められて、減圧強度が大きくなり、その分、吸収容量の大きくなる。

請求項６記載の発明にあっては、補強リブの補強機能が高められるので、その分、減圧吸収量も大きくなり、更なる薄肉化が可能となる。

請求項７記載の発明にあっては、補強リブの辺部部分の補強機能だけを高めたので、補強リブの頂部部分の撓み変形のし易さを維持した状態で、頂部部分のより大きな変形を安定して保持することになり、これにより大きい減圧吸収能力と、高い減圧強度とを発揮することになる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明によるボトルの第一の実施形態の全体正面図を示すもので、上端に、上方に縮径した円錐筒台形状をした肩部２を介して、外周面に螺条を刻設した円筒状の口筒部１を起立連設した有底円筒形状の胴部３に、五つの周溝状の補強リブ４を略等間隔に並設して構成されている。

各補強リブ４は、一対の側壁５と、この一対の側壁５の下端間を連結する底壁６とから構成されており、底壁６は、図２に示すように、その平断面形状が、胴部３の筒壁の曲率半径である胴部曲率半径Ｒ１よりも小さい曲率半径である頂部曲率半径Ｒ２で湾曲した三つの頂部７と、胴部曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径である辺部曲率半径Ｒ３で湾曲した三つの辺部８とから構成される、略正三角形状となっており、側壁５の湾曲程度および傾斜程度が一定であるので、各補強リブ４の開口部の溝幅は、底壁６の辺部８が位置する辺部部分で大きく、頂部７が位置する頂部部分で小さくなっている（図１参照）。

上からＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に隣接して配置された補強リブ４は、図３の相互姿勢説明図に示すように、Ａ位置のものに対してＢ位置のものは反転しており、Ｂ位置のものに対してＣ位置のものは反時計回り方向に９０°回動変位しており、Ｃ位置のものに対してＤ位置のものは反転しており、そしてＥ位置のものはＡ位置のものと同じ姿勢となっている。

すなわち、上下に隣接した補強リブ４は、その頂部部分の位置を上下に一致させず、必ず周方向にずらして位置させ、これにより隣接する補強リブ４の頂部部分に対して、必ず辺部部分を上下から対向させて、相互間に作用する力を、それぞれの変形を促す方向に作用させ、これにより全体として減圧吸収変形を、無理なく行うことができるようにしている。

この本発明によるボトルの第一の実施形態としては、図３に示した、各補強リブ４の頂部部分の位置を周方向にずらした第１構造例と、各補強リブ４の頂部部分と辺部部分の中央部とを上下に対向させた第２構造例と、各補強リブ４の頂部部分の位置を、上下に一致させた第３の構造例とが考えられる。

第１構造例と第２構造例とにあっては、図４に示すように、各補強リブ４間の胴部３の壁部分が、頂部部分からの回転モーメントにより外側に、また辺部部分からの回転モーメントにより内側に変形しようとするので、頂部部分の突出変形および辺部部分の陥没変形を円滑に引き起こさせることになる。

第１構造例と第２構造例の減容変形形態を比較すると、図６の（ａ）に示した第１構造例の場合と、図６の（ｂ）に示した第２構造例の場合とから明らかなように、第２構造例の場合は、補強リブ４の頂部７部分が隣接する補強リブ４の辺部８部分の中央部に対向しているのに対し、第１構造例の場合は、頂部部分が必ずしも隣の補強リブ４の辺部部分の中央部に対向していない。

このため、第２構造例にあっては、頂部部分から辺部部分に作用する応力は、辺部部分に偏りなく作用し、不要な捩れを発生させないのに対し、第１構造例にあっては、頂部部分が辺部部分に対して、中央部からずれて対向しているので、頂部部分から辺部部分に作用する応力は、辺部部分の長さ方向に沿って偏って作用することになり、これにより不要な捩れが発生して、その分、わずかながら減圧強度が低下する。

第３構造例にあっては、図５に示すように、Ｂ位置およびＤ位置の補強リブ４の頂部部分は、外側に向かう変形力が、Ａ位置側およびＥ位置側の胴部３の壁部分からの内側に向かう力により弱められ、そして中央のＣ位置の頂部部分にあっては、減圧による外に向かう力が、上下からの内側に向かう力に負けて、内側に陥没変形する。

すなわち、図６の（ｃ）に示すように、Ａ位置とＥ位置の補強リブ４は、平断面形状に従って、大きく変形し、Ｂ位置とＤ位置の補強リブ４は、平断面形状に従って変形するものの、その変形量は小さく、そしてＣ位置の補強リブ４は、平断面形状に逆らって、大きく変形する。

この第３構造例の場合、Ｃ位置の補強リブ４の辺部部分が、反転状に突出変形することにより、この突出変形した辺部部分が柱機能部分を構成し、これにより上下方向に沿った縮み変形を強力に抑制する。

このように、第１構造例のボトルは、実用上、不都合を生じない減圧強度を発揮すると共に、充分な減圧吸収容量を発揮し、第２構造例は、第１構造例と比較して、減圧強度および減圧吸収容量共に、少し大きくなり、そして第３構造例は、第１および第２構造例と比較して、減圧吸収容量は小さくなるものの、減圧強度は大きくなる。

また、上記した各構造例における構造の相違から、第１構造例は、頂部部分および辺部部分が分散していることから、突出および陥没変形部分が分散することになり、これにより減圧変形時における外観体裁の変化が最も少なく、このため外観体裁が重要視される商品に適しており、第２構造例は、減圧吸収変形がある程度外観として現れるが、充分な減圧吸収容量と比較的大きい減圧強度とから、一般的な耐減圧容器として使用するのに適しており、そして第３構造例は、その強大な減圧強度により、例えば自動販売機等で取扱われる、強い外力が作用する環境で使用されるボトルに適している。

図７は、本発明によるボトルの第二の実施形態の全体正面図を示すもので、図８に示すように、補強リブ４の底壁６の平断面形状が、略正方形である点を除いて、他は第１の実施形態と同じである。

上からＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に隣接配置された五つの補強リブ４は、図９の相互姿勢説明図に示すように、上位の補強リブ４に対して下位の補強リブ４が時計回り方向に４５°づつ順に回動変位して位置しており、これにより補強リブ４の頂部部分は隣接する補強リブ４の辺部部分の中央部に対向することになる。

また、図１０は、本発明によるボトルの第三の実施形態の全体正面図を示すもので、図１１に示すように、補強リブ４の底壁６の平断面形状が、略正五角形である点を除いて、他は第一および第二の実施形態と同じである。

そして、上からＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅの順に隣接配置された五つの補強リブ４は、図１２の相互姿勢説明図に示すように、上位の補強リブ４に対して下位の補強リブ４が時計回り方向に３６°づつ順に回動変位して位置しており、これにより補強リブ４の頂部部分は隣接する補強リブ４の辺部部分の中央部に対向することになる。

この第一から三の実施形態を比較すると、減圧吸収能力の大きさは、第一、第二、第三の実施形態の順であり、減圧強度の大きさは、第三、第二、第一の実施形態の順となる。

このように、第一、第二、第三の実施形態の間に、減圧吸収能力および減圧強度に差が出るのは、底壁６の平断面形状の角数の違いによる、全体的な変形のし易さの違いによるものと思われる。

図１３は、本発明によるボトルの第四の実施形態の全体正面図を示すもので、第一の実施形態における各補強リブ４の底壁６に、底壁６の全周に亘って（図１４参照）、等しい深さの小さな周溝を形成する凹リブ９（図１５参照）を、追加形成したものである。

この第四の実施形態は、凹リブ９を設けることにより、補強リブ４全体の補強強度が高められ、これにより減圧強度が大幅に高められるが、補強強度が高められた分、変形し難くなり、そのため減圧強度の増加割合に対する減圧吸収量の増加割合は小さくなっている。

図１６は、本発明によるボトルの第五の実施形態の全体正面図を示すもので、第一の実施形態における各補強リブ４の底壁６の辺部８だけに（図１７参照）、深さの小さな溝を形成する凹リブ９を、追加形成したものである。

この第五の実施形態は、底壁６の辺部８だけに凹リブ９を設けることにより、補強リブ４の頂部部分の補強強度を変化させることなく、補強リブ４の辺部部分の補強強度を高めるので、減圧吸収変形を、補強リブ４の頂部部分が位置する箇所に集中させ易くなり、これにより円滑に減圧吸収変形を引き起こすことができると共に、安定した減圧吸収変形形態を得ることができる。

本発明の第一の実施形態を示す、全体正面図である。図１中、Ａ−Ａ線に沿って切断矢視した、平断面図である。図１に示した第一の実施形態の、各補強リブの相互位置関係を示す説明図である。第一の実施形態の第１および２構造例の補強リブの変形状態を示す、動作説明図である。第一の実施形態の第３構造例の補強リブの変形状態を示す、動作説明図である。第一の実施形態の各構造例の変形力の分布を示す、動作比較説明図である。本発明の第二の実施形態を示す、全体正面図である。図７中、Ａ−Ａ線に沿って切断矢視した、平断面図である。図７に示した第二の実施形態の、各補強リブの相互位置関係を示す説明図である。本発明の第三の実施形態を示す、全体正面図である。図１０中、Ａ−Ａ線に沿って切断矢視した、平断面図である。図１０に示した第三の実施形態の、各補強リブの相互位置関係を示す説明図である。本発明の第四の実施形態を示す、全体正面図である。図１３中、Ａ−Ａ線に沿って切断矢視した、平断面図である。図１３に示した第四の実施形態における凹リブを示す、要部拡大縦断面である。本発明の第五の実施形態を示す、全体正面図である。図１６中、Ａ−Ａ線に沿って切断矢視した、平断面図である。

符号の説明

１；口筒部
２；肩部
３；胴部
４；補強リブ
５；側壁
６；底壁
７；頂部
８；辺部
９；凹リブ
Ｒ１；胴部曲率半径
Ｒ２；頂部曲率半径
Ｒ３；辺部曲率半径

Claims

有底円筒形状の胴部（３）に、底壁（６）と該底壁（６）の上下両側に位置する側壁（５）とから構成される複数の周溝状の補強リブ（４）を、略等間隔に並設し、該補強リブ（４）の底壁（６）の平断面形状を略正多角形とし、該略正多角形を、前記胴部の筒壁の曲率半径である胴部曲率半径（Ｒ１）よりも小さい頂部曲率半径（Ｒ２）の頂部（７）と、前記胴部曲率半径（Ｒ１）よりも大きい辺部曲率半径（Ｒ３）の辺部（８）とから構成し、前記各補強リブ（４）の両側壁（５）の湾曲程度および傾斜程度を一定とした合成樹脂製ブロー成形ボトル。
補強リブ（４）の底壁（６）の平断面形状を、略正三角形とした請求項１記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。
少なくとも隣接する補強リブ（４）の底壁（６）の頂部（７）を、周方向にずらして位置させた請求項１または２記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。
隣接する補強リブ（４）の一方の底壁（６）の頂部（７）と他方の底壁（６）の辺部（８）の中央部とを、上下に対向させて位置させた請求項３記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。
三以上の奇数個設けた各補強リブ（４）の底壁（６）の頂部（７）を、周方向に沿って同位置とした請求項１または２記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。
補強リブ（４）の底壁（６）の全周に亘って、小さな凹溝を形成する凹リブ（９）を設けた請求項１、２、３、４または５記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。
補強リブ（４）の底壁（６）の各辺部（８）に、小さな凹溝を形成する凹リブ（９）を設けた請求項１、２、３、４または５記載の合成樹脂製ブロー成形ボトル。