JP5286769B2 - 浄水器 - Google Patents

Description

本発明はプラスチック容器を用いた浄水器に関する。

近年、飲料物や固形物を収容するための容器としてプラスチック容器が広く使用されている。プラスチック容器は、他のガラス容器や金属容器に比較して軽量であり成形性に優れるといった多くの利点を有するが、従来、薄肉化した容器は機械的強度が劣るという問題があった。とりわけプラスチック容器内に、内容物を収納した状態では容器重量が増加するため内容物を収容した状態で容器が落下すると、容器が破損する場合があった。このような問題に対し、特許文献１には、図４Ａに示すような容器内側下方コーナーの曲率半径を調整し、強度を上げる技術が開示されている。また、特許文献２には、図４Ｂに示すような容器底部４１の断面形状を調整し、落下強度を上げる技術が開示されている。
特開平１０−２６４９２２号公報 特開２００６−３１５７２６号公報

しかしながら、本発明者らの知見によると、容器内側下方コーナーの肉厚や形状を変更しコーナー部の耐衝撃性を向上させる、あるいは容器底面部の断面形状を調整することで、底面部と側面部で形成される下方コーナーの容器底面部外側に下方に向けて設けられたリブ状凸部の強度を向上させる等の技術は、リブ状凸部を含む容器の下部に割れが生じた場合、容器の底面部や側面部など収容部の割れを引き起こす場合があった。

本発明者らの知見によると、これは、容器が落下した際、最初に接地するリブ状凸部先端に加わる負荷が直接容器底面部や側面部に伝わることに起因する。つまり容器底面部や側面部がリブ状凸部と同程度の強度もしくはリブ状凸部よりも小さい強度を有する場合、衝撃による負荷がプラスチック部分を介し容器底面部や側面部に到達するため、容器底面部や側面部の少なくともどちらか一方が非常に割れやすい状態となる。特に容器内側下方コーナーは応力が集中しやすく、リブ状凸部先端から伝わった落下による負荷による影響が大きく、割れやすい。例えば、図５Ａは、図４Ａに示した特許文献１に記載されている容器下部形状の場合の落下時の衝撃による負荷の伝播方向の例を示したものであるが、この場合は、リブ状凸部下方外側先端から伝わった衝撃による負荷は、図中の矢印のように、容器内側下方コーナーへも伝わる。また、図５Ｂは、図４Ｂに示した特許文献２に記載されている容器下部形状の場合の落下時の衝撃による負荷の伝播方向の例を示したものであるが、この場合も、リブ状凸部下方外側先端から伝わった衝撃による負荷は、図中の矢印のように、容器内側下方コーナー部へも伝わる。

本発明の目的は上記問題を解決する容器形状を提供することにある。

前記課題を達成するため、本発明の浄水器は下記の構成からなる。

本発明によれば、側面部と、該側面部と接合されて容器下方コーナーを形成する底面部と、前記容器下方コーナーの少なくとも一部の下方の容器外側に下方に向けて設けられたリブ状凸部とを有するプラスチック容器であって、前記プラスチック容器の縦断面において、前記リブ状凸部下端外側の端点と容器下方コーナーとを結ぶ線分が前記底面部の下方外形線および前記リブ状凸部の内側面外形線とそれぞれ交わるよう構成され、かつ前記リブ状凸部よりも水平方向内側に前記底面部から下方に延びる少なくとも一つの設置補助凸部を備え、さらに前記リブ状凸部の厚みｄ１と前記設置補助凸部の厚みｄ５がｄ５＞ｄ１を満たすプラスチック容器を用いた浄水器が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記底面部が多角形であり、前記多角形の角部の少なくとも一部に前記リブ状凸部が設けられている浄水器が提供される。
また、本発明の好ましい形態によれば、前記底面部の全周にわたり前記リブ状凸部が設けられている浄水器が提供される。

本発明において「リブ状凸部」は、例えば、図３Ａに示すような形状とすることができる。図３Ａは、プラスチック容器下方の縦断面図を示したものであるが、底面部と側面部で形成される容器下方コーナーの容器底面部外側に下方に向けてリブの形状をした凸部が設けられている。

本発明において「リブ状凸部の厚み」とは、容器の縦断面においてリブ状凸部の水平方向の厚みをいう。

本発明において「側面部の厚み」とは、容器の縦断面において容器側面部の水平方向の厚みをいう。リブ状凸部の厚みがリブ状凸部によって異なる場合は、厚みの最も小さいリブ状凸部の厚みをいう。

本発明において「底面部の厚み」とは、容器の縦断面において底面部の縦方向の厚みをいう。

本発明において「側面部と底面部を接合されて形成される容器下方コーナー」は、例えば、図３Ａで示されるような形状においては、コーナーＸで示される場所である。

本発明によれば、落下等の衝撃に対する耐衝撃性に優れ収容部破損を防ぐことが可能なプラスチック容器を得ることができる。

以下、本発明の最良の実施形態の例を浄水器におけるプラスチック容器に適用した場合を例にとって、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態の例を示す図面は、図１、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図６、図７、図８Ａ、図８Ｃ、図９であり、その他の図面は、本発明の実施形態を示すものではない。

なお本発明は以下に示す実施の形態に限定されるものではなく、上記本発明の目的を達成できるものであれば良い。

図１は、本実施形態の浄水器の概略図を示したものである。図１に示すように、本実施形態の浄水器は、フタ１と水受け部２、カートリッジ３、容器４から構成される。カートリッジ３は水受け部２と容易に脱着可能であり、水受け部２に挿入した状態で使用する。また水受け部２は容器４と上部で嵌合しており、容器４の下方は液体などが収容される収容部５が空間として維持される状態である。フタ１は水受け部２と容器４の上方に位置する。なお、カートリッジ３には、活性炭などのろ材が収納されている。

図１の状態において、水受け部２に水道水を入れると、水道水が自重でカートリッジ３を通過し、その際遊離残留塩素などが取り除かれ、浄水として容器４の下方に位置する収容部５に溜まる。

また、容器４はリブ状凸部を持つ容器であり、ポリプロピレンやアクリロニトリルスチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ハイインパクトポリスチレンなどの樹脂成形品であることが好ましい。特にアクリロニトリルスチレンやハイインパクトポリスチレンは耐衝撃性、透明度、耐熱性に優れるため浄水器のプラスチック容器として好ましい。

次に、容器下部形状の最良の形態について説明する。

図２Ａは、従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における断面図である。また、図２Ｂは、従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。また、図２Ｃは、従来技術の他の実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。図３Ａは、本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における断面図である。また、図３Ｂは、本発明の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。また、図３Ｃは、本発明の他の実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。

本実施形態の形状では、図６（説明用に、設置補助凸部を省略し図示していない）に示すように、リブ状凸部下方外側の端点Ｙとプラスチック容器の下方内側コーナーＸとを結ぶ線分Ｘ−Ｙが、底面部の下方外形線αおよびリブ状凸部内側面の外形線βとそれぞれ交わる。落下したときにリブ状凸部下方外側の端部Ｙに加わる負荷はプラスチック部分を介し伝わるが、この形状では線分Ｘ−Ｙがプラスチック内部のみを通ることはない。つまり、落下したときにリブ状凸部下方外側の端点Ｙに加わる負荷が収容部コーナー、すなわち、容器の下方内側コーナーＸに直接伝わらない構造となり、容器の破損を防止することができる。

ｄ３ ＞ ｄ１＋ｄ２
また、図７（説明用に、設置補助凸部を省略し図示していない）において、リブ状凸部下方外側の端点Ｙから落下した衝撃負荷が容器の下方内側コーナーＸに直接加わらないためには、容器の下方内側コーナーＸから縦方向下向きの線γを基準とし、リブ状凸部内側と底面部外側の交点Ｚと容器の下方内側コーナーＸを結ぶ線分Ｘ−Ｚとが成す角度θが、同基準線γと線分Ｘ−Ｙが成す角度θ’より大きいことが好ましい。つまり次式を満たす形状が良い。

ｔａｎθ ＞ ｔａｎθ’

また、リブ状凸部に面取りやコーナーアール加工が施されている場合は、リブ状凸部の下端の厚みをリブ状凸部の厚みとする。リブ状凸部の厚みがリブによって異なる場合は、最も薄いリブ状凸部の厚みを考えることが好ましい。

側面部外側下端にアールや面取り形状がある場合、側面アールや面取り形状の上端を側面部外側下端と考えることが好ましい。

また、内側コーナーにアールがある場合はアールの中心点Ｏとリブ状凸部下方外側の端部Ｙを結ぶ線分とアールの交点を容器内側コーナーＸと考えるのが良い。内側コーナーが面取り形状である場合は容器側面内側と面取りの交点を容器内側コーナーと考えるのが良い。

また本発明において「設置補助凸部」とは、例えば図３Ａに示すような形状とすることができる。図３Ａは、プラスチック容器下方の縦断面図を示したものであるが、リブ状凸部よりも水平方向内側に前記底面部から下方に延びる少なくとも一つの設置補助凸部が設けられており、容器を置いたときの接地面を形成することを目的とする。

本発明の一実施形態を示す図８Ａと従来形態を示す図８Ｂを用いて破壊メカニズムの違いを説明する。

図８Ａと図８Ｂは容器側面部の厚みｄ３と底面部の厚みａ１は同じであり、リブ状凸部の形状とリブ状凸部内側リブの有無を相違点とする。図８Ａと図８Ｂが傾いて落下した場合の着地状況を図８Ｃと図８Ｄに示す。落下の衝撃による負荷は、落下の瞬間、矢印のようにリブ状凸部の接地点つまりリブ状凸部下方外側の端部Ｙから鉛直上向きにプラスチック容器に伝わる。負荷はプラスチック容器を介し伝わるため、図８Ｄに示すように、点Ｘは落下の衝撃による負荷の影響を受けやすい状態となり容器下方コーナーＸをはじめ容器側面部や容器側面部が割れ易くなる。一方、本発明の実施形態を示す図８Ｃは、落下接地点Ｙと内側コーナーＸがプラスチックで直接繋がっていないため、落下の衝撃による負荷が容器の内側コーナーＸに直接影響を与えることはない。

次に、リブ状凸部が底面部においてどのように構成されているかを説明する。

図３Ｂは、本発明の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。図３Ｂの容器底面図にはリブ状凸部が多角形の角部にある。容器底面部が多角形の場合、容器を落とすと、多角形の角部から接地する可能性が高い。したがってリブ状凸部が多角形の角部にあると、より高いリブ状凸部による容器破損の防止効果を得ることができる。このリブ状凸部は、すべての角部にある必要はなく、少なくとも一部の角部にあればよい。他の実施形態についても同様である。

図３Ｃは、本発明の他の実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。図３Ｃに示すように、リブ状凸部が底面部全周に渡って存在する場合には、容器が多角形底面部の角でなく辺から接地した場合もリブ状凸部による容器破損の防止効果を得ることができ、好ましい。

図３Ａは、本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における断面図である。図３Ａに示すように、リブ状凸部より水平方向内側に容器底面部から下方に伸びる設置補助凸部がある場合には、容器を落とし、リブ状凸部の割れや欠けが生じた場合、図２Ａの形状では、容器を置くと容器が傾き不安定な状態となるが、リブ状凸部と別に設置補助凸部があれば、リブ状凸部が割れて短くなった場合も、容器落下前の安定した状態を維持することができる。また設置補助凸部が図３Ａのようにリブ状凸部より内側にある場合、設置補助凸部が割れて短くなる可能性は非常に低くなり、容器を繰り返し落としてしまった場合も容器を安定した状態で置くことが継続できる。設置補助凸部はリブ状凸部の破損前後において、容器を設置したとき容器の傾きを防ぐものであるため、リブ状凸部と同じ長さであることが好ましく、つまり容器設置時はリブ状凸部と設置補助凸部はともに接地していることが望ましい。

また、リブ状凸部の内側に設置補助凸部が図３Ｂ、図３Ｃのようにあると、容器を安定した状態で置ける状態がさらに長く継続でき、リブの効果をより長く得ることが可能となる。

図９はリブ状凸部の厚みｄ１とリブ状凸部より内側の設置補助凸部の厚みｄ５が次式の関係にある。

ｄ５ ＞ ｄ１
上記のように構成すると、リブ状凸部の強度より設置補助凸部の強度の方が高くなる。したがって、リブ状凸部の破損によって落下負荷による容器破損を防止する効果と、リブ状凸部内側の設置補助凸部によりリブ状凸部破損後も容器を安定した状態で置ける効果を、より確実に同時に得ることが可能となる。

図１は本実施形態を適用したプラスチック容器を浄水器として用いている。浄水器は部材点数も多く、液体を収容することのみを目的とするプラスチック容器よりも高価であるため長く使用できることが望ましく、収容部が破損しないことや設置の安定性が長期求められるため、本実施形態を適用したプラスチック容器を用いることが好ましい。

以下、実施例により本実施形態をさらに詳細に説明するが、これら実施例により本発明の範囲が制限されるものではない。
［実施例１］
プラスチック容器を構成する樹脂として、アクリロニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂（旭化成ケミカルズ製）を用いた。この樹脂を射出成形により図９に示す本実施形態を適用した形状のプラスチック容器を作成した。得られた容器の寸法を表１に示す。

射出成形で得られたプラスチック容器の低温環境で破損し易い特性を用い、得られた容器を−１０℃以下の周囲温度中に空の状態で５時間以上放置し、容器のみを空の状態でただちに１ｍの高さからコンクリート上に落下させる強制試験により、プラスチック強度を評価した。落下させたあと、容器が常温にもどったのち、容器に水を入れ、収容部側面や底面等から水が漏れていないかを確認した。このような操作を、最大２０回まで繰り返し、水の漏れが何回目の落下で発生したかを確認した。なお、落下させるときの容器の初期姿勢は、容器の底面がコンクリート面に水平になる位置とした。結果を表２に示す。サンプル数（以下、Ｎと呼ぶ）を３ヶとして全て最大落下数の２０回落としても水漏れは起こらなかった。
［比較例１］
リブ状凸部の厚みと長さ以外は実施例１と同様にして、図１０に示す従来形状のプラスチック容器を作成した。つまり、リブ状凸部に加わる落下負荷が直接底面部に加わる可能性が高い。得られた容器の寸法を表１に示す。

得られた容器を用い、実施例１と同様の試験を行った。結果を表２に示す。Ｎ＝３において、全数１０回以下の落下で水漏れが確認された。
［比較例２］
リブ状凸部とリブを有し、線分Ｘ−Ｙがプラスチック部分のみを通過する、図１１に示す従来形状のプラスチック容器について実施例１と同様の評価を行った。樹脂は実施例１と同じＡＳ樹脂を用いた。寸法は表１に示す。結果を表２に示す。Ｎ＝３において、１つはリブ状凸部の効果と推測される落下回数２０回以上となったが、２つは比較例１同様、１０回以下の落下で水漏れが確認された。
［比較例３］
実施例１と同じ樹脂を用い、図１２に示すリブ状凸部のない容器について、実施例１と同様の評価を行った。樹脂は実施例１と同じＡＳ樹脂を用いた。寸法は表１に示す。結果を表２に示す。Ｎ＝３において、全数５回以下の落下で水漏れが確認された。

本発明は、浄水器に限らず、お茶や水を入れるポットや食品用密閉容器、小物入れなどにも応用することができるが、その応用範囲が、これらに限られるものではない。

本実施形態のプラスチック容器の概略図を示したものである。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器の底面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 図４Ａにおける破壊モードの形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 図４Ｂにおける破壊モードの形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の設置補助凸部を図示していな い、縦断面における説明用概略断面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の設置補助凸部を図示していな い、縦断面における説明用概略断面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 図８Ａにおける破壊モードの形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 図８Ｂにおける破壊モードの形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 本発明の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。 従来技術の一実施形態を示すプラスチック容器下方の縦断面における概略断面図である。

符号の説明

１ ： フタ
２ ： 水受け部
３ ： カートリッジ
４ ： 容器
５ ： 収容部
４１ ： 従来技術品の容器底面部
４２ ： 従来技術品の容器側面部
４３ ： 従来技術品のリブ状凸部
５１ ： 従来技術品の容器底面部
５２ ： 従来技術品の容器側面部
５３ ： 従来技術品のリブ状凸部
ｄ１ ： リブ状凸部の厚み
ｄ２ ： 側面とリブ側面の距離
ｄ３ ： 側面部の厚み
ｄ４ ： 側面部内側下端から容器内側下方コーナーまでの水平方向の長さ
ｄ５ ： 設置補助凸部の厚み
Ｌ１ ： 接地面から側面部下方端点までの長さ
Ｌ２ ： 接地面から底面部外側までの長さ
ａ１ ： 底面部の厚み
Ｘ ： 容器内側の下方コーナー
Ｙ ： リブ状凸部外側下方の端部
Ｚ ： リブ状凸部内側と底面部外側の交点
Ｏ ： 容器内側の下方コーナーアールの中心点
α ： 容器下方断面図において底面部外側を示す線
β ： 容器下方断面図においてリブ状凸部内側側面を示す線
γ ： 容器下方断面図において点Ｘから縦に下ろした線
θ ： 線γと線分Ｘ−Ｚが成す鋭角の角度
θ’ ： 線γと線分Ｘ−Ｙが成す鋭角の角度

Claims (3)

1. 側面部と、該側面部と接合されて容器下方コーナーを形成する底面部と、前記容器下方コーナーの少なくとも一部の下方の容器外側に下方に向けて設けられたリブ状凸部とを有するプラスチック容器であって、前記プラスチック容器の縦断面において、前記リブ状凸部下端外側の端点と容器下方コーナーとを結ぶ線分が前記底面部の下方外形線および前記リブ状凸部の内側面外形線とそれぞれ交わるよう構成され、かつ前記リブ状凸部よりも水平方向内側に前記底面部から下方に延びる少なくとも一つの設置補助凸部を備え、さらに前記リブ状凸部の厚みｄ１と前記設置補助凸部の厚みｄ５がｄ５＞ｄ１を満たすプラスチック容器を用いたことを特徴とする浄水器。
2. 前記底面部が多角形であり、前記多角形の角部の少なくとも一部に前記リブ状凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浄水器。
3. 前記底面部の全周にわたり前記リブ状凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の浄水器。

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