(57)【要約】【課題】内圧の上昇や内容物の膨張によって変形が生じた場合であっても安定して直立状態に維持できる容器を提供する。【解決手段】底部に、軸線方向の外端に位置する第一接地部７と、前記第一接地部７よりも軸線方向での内方に位置する第二接地部１５と、前記第一接地部７と前記第二接地部１５とを接続する変形容易部１８とを有し、内圧が所定値以上に上昇しあるいは内容物の体積が所定量以上に膨張した際に前記変形容易部１８が変形し、前記第二接地部１５が前記第一接地部７よりも軸線方向での外方に位置するように突出して前記第二接地部１５にて直立状態に保持するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に、軸線方向の外端に位置する第一接地部と、前記第一接地部よりも軸線方向での内方に位置する第二接地部と、前記第一接地部と前記第二接地部とを接続する変形容易部とを有し、内圧が所定値以上に上昇しあるいは内容物の体積が所定量以上に膨張した際に前記変形容易部が変形し、前記第二接地部が前記第一接地部よりも軸線方向での外方に位置するように突出して前記第二接地部にて直立状態に保持するように構成されていることを特徴とする変形容易なボトムエンドを有する容器。
【請求項２】
前記変形容易部が、２つ以上の屈曲部を有し、底部壁面が折り畳まれるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の変形容易なボトムエンドを有する容器。
【請求項３】
前記底部が、前記第一接地部と前記変形容易部との間に軸線方向で内方に窪んだ縦断面略Ｕ字状の環状溝部を有し、前記変形容易部が、前記環状溝部の内周端部に連続して形成されかつ軸線方向で外方に凸の第一屈曲部と、前記第一屈曲部の内周端部から軸線方向で内方かつ半径方向で内方に延びる第一傾斜壁と、前記第一傾斜壁の内周端部に連続して形成され軸線方向で内方に窪んだ第二屈曲部と、前記第二屈曲部の内周端部から軸線方向で外方かつ半径方向での内方に延び、前記第二接地部に連続して形成された第二傾斜壁とを有し、前記第二接地部が、軸線方向で外方に凸の第三屈曲部を有し、前記第一屈曲部及び前記第二屈曲部の曲率半径が環状溝部及び前記第三屈曲部の曲率半径よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の変形容易なボトムエンドを有する容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内圧が所定値以上に上昇したり、内容物の体積が所定量以上に膨張した場合でも、破損することなく、直立状態を維持させることのできる容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、飲料等の内容物が充填・密封された金属製容器において、容器の内圧が異常に上昇した場合に、容器内圧により容器の一部が変形する虞があることが知られている。このような変形が容器の底壁に生じても直立状態を維持できる容器が特許文献１に記載されている。その特許文献１に記載された構成を簡単に説明すると、容器本体の底壁が環状パネル部分と中央の内方に窪んだ窪みとを有しており、容器の内圧により底壁が外側に膨らんだ場合、窪みの縁部が容器の座す基部となり容器を直立状態に支えることができるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特公昭５４−３５８１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された構成では、内圧が上昇することにより変形する窪みの縁部自体が容器の座す基部となるため、縁部の全体が均等に突き出すように変形が生じなければ、容器を安定して直立させることができない虞がある。
【０００５】
この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、内圧の上昇などによる変形が生じた場合であっても、安定して直立状態に維持させることができる容器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、底部に、軸線方向の外端に位置する第一接地部と、前記第一接地部よりも軸線方向での内方に位置する第二接地部と、前記第一接地部と前記第二接地部とを接続する変形容易部とを有し、内圧が所定値以上に上昇しあるいは内容物の体積が所定量以上に膨張した際に前記変形容易部が変形し、前記第二接地部が前記第一接地部よりも軸線方向での外方に位置するように突出して前記第二接地部にて直立状態に保持するように構成されていることを特徴とする変形容易なボトムエンドを有する容器である。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記変形容易部が、２つ以上の屈曲部を有し、底部壁面が折り畳まれるように形成されていることを特徴とする変形容易なボトムエンドを有する容器である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記底部が、前記第一接地部と前記変形容易部との間に軸線方向で内方に窪んだ縦断面略Ｕ字状の環状溝部を有し、前記変形容易部が、前記環状溝部の内周端部に連続して形成されかつ軸線方向で外方に凸の第一屈曲部と、前記第一屈曲部の内周端部から軸線方向で内方かつ半径方向で内方に延びる第一傾斜壁と、前記第一傾斜壁の内周端部に連続して形成され軸線方向で内方に窪んだ第二屈曲部と、前記第二屈曲部の内周端部から軸線方向で外方かつ半径方向での内方に延び、前記第二接地部に連続して形成された第二傾斜壁とを有し、前記第二接地部が、軸線方向で外方に凸の第三屈曲部を有し、前記第一屈曲部及び前記第二屈曲部の曲率半径が環状溝部及び前記第三屈曲部の曲率半径よりも大きく設定されていることを特徴とする変形容易なボトムエンドを有する容器である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、容器底部に、第一接地部と第二接地部とを接続する変形容易部を形成し、容器の内圧が所定値以上に上昇または内容物の体積が所定量以上に膨張した場合に変形容易部を変形させ、第二接地部を突出させることにより、容器の内圧が所定値以上に上昇または内容物の体積が所定量以上に膨張した時に、第二接地部の突出により容器の内容積を増加させ、容器内圧を低下させることができるため、変形容易部が変形する時の容器内圧の値や内容物の体積の量を、容器のキャップが吹き飛んだり、底蓋の巻締部が破壊されたりする圧力や体積よりも低く設定することにより、容器のキャップが吹き飛んだり、底蓋の巻締部が破壊されたりするようなことを抑制できると共に、第二接地部自体は変形させないことにより、第二接地部により容器を安定して直立させることができる。
【００１０】
請求項２の発明によれば、変形容易部が２つ以上の屈曲部を有し、底部壁面が折り畳まれるように形成されていることにより、容器の内圧が所定値以上に上昇または内容物の体積が所定量以上に膨張した時に、圧力によりその折り畳み部が延びるように変形することにより、容易に容器の内容積を増加させると共に、第二接地部を第一接地部よりも容器軸線方向外方に位置するように突出させることができる。
【００１１】
請求項３の発明によれば、変形容易部に形成された第一屈曲部及び第二屈曲部の曲率半径を環状溝部及び第三屈曲部の曲率半径よりも大きく設定することにより、第一屈曲部及び第二屈曲部の強度を環状溝部及び第三屈曲部の強度よりも小さくでき、容器の内圧が所定値以上に上昇または内容物の体積が所定量以上に膨張した時に、折れ曲がっている第一屈曲部及び第二屈曲部が圧力により開きやすくすることができ、これにより第二接地部を確実に第一接地部よりも容器軸線方向外方に位置するように突出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の容器は、金属製の缶容器あるいは合成樹脂製のボトルなどであって、胴部の一方の端部に設けた底壁を接地させて直立させるように構成されている。図１および図２には、その一例として、アルミニウム合金板や表面処理鋼板等の周知の容器用金属板に塗膜や樹脂フィルム等による保護被膜で被覆を施した金属板材から成形されたボトル型の缶容器１を示してある。この缶容器１は、缶胴２と、その缶胴２の一方の端部を縮径した肩部３と、その肩部３に連続していて更に小径に縮径されかつネジ部が形成された口頸部４と、その口頸部４にロールオン方式等によって装着されるキャップ５と、缶胴２の他方の端部に巻締め・固着された底蓋６とを備えている。
【００１３】
底蓋６を缶胴２に取り付けている構造は、従来知られている二重巻締めによる構造であり、前記缶胴２の他方の端部に形成されたフランジ部と、底蓋６の外周部に形成されたフランジ部とが二重巻締めにより固着されている。こうして缶容器１の底部に環状の巻締部７が形成されている。この巻締部７は、缶容器１を直立させた際に床やテーブル等と接触する接地部となっており、この巻締部７が本発明における第一接地部に相当する。
【００１４】
上記の底蓋６のうち前記巻締部７に内周側に連続している部分がチャックウォール部８であり、そのチャックウォール部８を介して缶容器１の軸線方向で内方に窪んだ縦断面略Ｕ字状の環状溝部（所謂、カウンターシンク部）９が形成されている。その環状溝部９における内周側の傾斜壁１０は、缶胴２の端部（前記巻締部７の開口端）よりも手前で湾曲して折り返しており、その折り返し部分が、缶容器１の軸線方向で外方に凸となった第一屈曲部１１とされている。
【００１５】
この第一屈曲部１１から半径方向で内方に繋がっている部分は、缶容器１の軸線方向における内方でかつ缶容器１の半径方向で内方に延びていて第一傾斜壁１２となっている。その第一傾斜壁１２は、前記環状溝部９の底部（缶容器１の軸線方向における内方での端部）を越えた位置もしくはその近辺で湾曲して折り返している。したがって第一傾斜壁１２およびこれに繋がっている部分が、缶容器１の軸線方向における内方に窪んだ第二屈曲部１３を形成している。前記第一傾斜壁１２に第二屈曲部１３を介して繋がっている部分は、第二屈曲部１３の内周端部から缶容器１の軸線方向における外方でかつ缶容器１の半径方向で内方に延びていて第二傾斜壁１４となっている。
【００１６】
第二傾斜壁１４は、缶容器１の軸線方向における前記第一屈曲部１１とほぼ同位置もしくはその近辺で湾曲して折り返しており、したがって第二傾斜壁１４の内周端部に繋がっている部分は缶容器１の軸線方向において外方に凸となっており、ここに環状の第三屈曲部１５が形成されている。前記第二傾斜壁１４に第三屈曲部１５を介して繋がっている部分は、第三屈曲部１５の内周端部から缶容器１の軸線方向における内方でかつ缶容器１の半径方向で内方に延びていて第三傾斜壁１６になっている。その第三傾斜壁１６に缶容器１の半径方向で内方に繋がっている部分は、缶容器１の軸線方向で内方に向けて断面円弧状に窪んだ曲面となっており、この部分がドーム部１７となっている。そして、缶容器１の底部における環状溝部９よりも缶容器１の半径方向で内方の部分は、缶容器１が通常の状態では、巻締部７の先端よりも缶容器１の軸線方向での内方に位置するように設定されている。言い換えると、巻締部７の先端が缶容器１の軸線方向の最外端に位置するように構成されている。
【００１７】
本発明に係る上記の缶容器１では、その底部である底蓋６の壁面を折り畳むように加工して第一屈曲部１１、第二屈曲部１３、第一傾斜壁１２、第二傾斜壁１４が形成されている。これら第一屈曲部１１、第二屈曲部１３、第一傾斜壁１２、第二傾斜壁１４から構成される部分は缶容器１の他の部分に比べて強度が弱く、もしくは剛性が低くなっており、したがってこの部分が変形容易部１８となっている。すなわち、この変形容易部１８は、缶容器１の内圧が所定値以上に上昇し、または内容物の体積が所定量以上に膨張して前記底蓋６にこれを外方に押圧する荷重が作用した場合に、キャップ５の装着部や巻締部７や底蓋６の他の部分などに優先して変形する部分である。その変形は、例えば、内圧の上昇や内容物の膨張などによって底蓋６を缶容器１の軸線方向で外方に押圧する荷重が生じると、第一屈曲部１１と第二屈曲部１３の曲率半径が大きくなり、折り畳まれたように形成されている第一屈曲部１１、第一傾斜壁１２、第二屈曲部１３、第二傾斜壁１４が、缶容器１の軸線方向で外方にかつ缶容器１の半径方向で内方に向かって延びる変形である。その変形後の状態を図２に示してある。
【００１８】
このような変形が生じた場合、変形容易部１８よりも缶容器１の半径方向で内方に位置し、かつ変形容易部１８に比べて強度の強い第三屈曲部１５、第三傾斜壁１６、ドーム部１７が、その形状を維持したまま、缶容器１の軸線方向で外方に膨出するように変位する。本発明に係る上記の缶容器１では、この第三屈曲部１５の膨出時に、第三屈曲部１５の先端が巻締部７の先端よりも缶容器１の軸線方向で外方に突出するように設定されており、缶容器１を直立させている場合、第三屈曲部１５が巻締部７に代わって接地部となる。したがって、この第三屈曲部１５が本発明における第二接地部に相当する。
【実施例】
【００１９】
本発明に係る缶容器１は、内容物を充填した後、その内容物の加熱殺菌工程で上昇する内圧（約６１．８Ｎ／ｃｍ２）では変形せずに、それより高い圧力範囲である６８．６〜８８．３Ｎ／ｃｍ２の範囲に上昇した際に変形容易部１８が変形するように構成することができる。具体的には、缶容器１の底部を構成する底蓋６を、板厚が０．２０〜０．３５ｍｍ、耐力が１９６〜３４３Ｎ／ｍｍ２のアルミニウム合金板によって形成し、図３に示すように、巻締部７の下端（先端）の中心位置の直径（Ｄ）を５０〜７０ｍｍ、第三屈曲部１５の下端（先端）位置の直径（ｄ）を、巻締部７の下端位置の直径（Ｄ）の６０〜８０％の範囲として構成する。また、第一屈曲部１１及び第二屈曲部１３の曲率半径ｒ２，ｒ３は、第三屈曲部１５の曲率半径ｒ４よりも大きくすることによって、第一屈曲部１１及び第二屈曲部１３の剛性を、環状溝部９や第三屈曲部１５の剛性よりも低くする。具体的には、環状溝部９の屈曲部の曲率半径ｒ１を０．３〜１．０ｍｍ、第一屈曲部１１の曲率半径ｒ２を０．５〜１．５ｍｍ、第二屈曲部１３の曲率半径ｒ３を０．５〜１．５ｍｍ、第三屈曲部１５の曲率半径ｒ４を０．３〜１．３ｍｍに設定する。さらに、ドーム部１７の曲率半径ｒ５を２５ｍｍ以上とする。
【００２０】
またさらに、第一傾斜壁１２と第二傾斜壁１４との水平方向に対する傾斜角度θ２，θ３は、環状溝部９の内側傾斜壁１０及び第三傾斜壁１６の水平方向に対する傾斜角度θ１，θ４よりも小さく設定し、こうすることにより缶容器１の底部（底蓋６）に対して缶容器１の軸線方向における外方への力が負荷された際に缶容器１の軸線方向での外方に変形し易く構成する。具体的には、環状溝部９の内側傾斜壁１０の水平方向に対する傾斜角度θ１を６０〜８５°、第一傾斜壁１２の水平方向に対する傾斜角度θ２を５５〜８２°、第二傾斜壁１４の水平方向に対する傾斜角度θ３を５５〜８２°、第三傾斜壁１６の水平方向に対する傾斜角度θ４を６５〜８５°とする。そして、ドーム部１７の上端部の外面から第三屈曲部１５の下端の外面までの距離Ｌ１を７ｍｍ以上、ドーム部１７の外面側における上端から下端までの距離Ｌ２を６ｍｍ以上、第一屈曲部１１の下端から第二屈曲部１３の上端までの距離Ｌ３を２〜６ｍｍ、第二屈曲部１３の上端から第三屈曲部１５の下端までの距離Ｌ４を２〜６ｍｍに設定する。ここで、第三屈曲部１５の先端（下端）の直径ｄが、第一接地部である巻締部７の先端（下端）の直径Ｄの６０％よりも小さい場合、缶容器１を直立させた時に缶容器１を支える脚の部分が小さくなり、缶容器１を直立させた際に安定性が悪くなる虞がある。一方、第二接地部である第三屈曲部１５の先端（下端）の直径ｄが、第一接地部である巻締部７の先端（下端）の直径Ｄの８０％よりも大きい場合、第一接地部と第二接地部との缶容器１の半径方向における距離が狭くなり、変形容易部１８を成形する際、屈曲部等の成形がきつくなり成形加工時に割れやくびれが発生する虞がある。
【００２１】
上記の構成とすることにより、内圧が６８．６〜８８．３Ｎ／ｃｍ２の範囲で好適に変形容易部１８を変形させ、第二接地部を缶容器１の軸線方向における外方へ膨出させることができる。そして、第二接地部である第三屈曲部１５の突出時に缶容器１を安定して直立させることができる。
【００２２】
（具体例）
以下の条件でシミュレーションを行った。キャップと缶胴と底蓋とを有するアルミニウム合金製の缶容器において、缶容器の底部を構成する底蓋を、板厚０．２９ｍｍ、耐力が３０４Ｎ／ｍｍ２のアルミニウム合金板によって形成し、巻締部の下端を６２ｍｍ、第三屈曲部の下端の直径を４４ｍｍ、環状溝部の曲率半径を０．４５ｍｍ、第一屈曲部の曲率半径を０．７５ｍｍ、第二屈曲部の曲率半径を０．７５ｍｍ、第三屈曲部の曲率半径を０．６０ｍｍ、ドーム部の曲率半径を３１ｍｍ、環状溝部の内側傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度を８２．５°、第一傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度を６３°、第二傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度を７７°、第三傾斜壁の水平方向に対する傾斜角度を８２．５°、ドーム部の外面側の上端から第三屈曲部の下端までの距離を１０ｍｍ、ドーム部外面側における上端から下端までの距離を８ｍｍ、第一屈曲部の下端から第二屈曲部の上端までの距離を４．５ｍｍ、第二屈曲部の上端から第三屈曲部の下端までの距離を４ｍｍに設定した。
【００２３】
内圧を次第に上昇させたところ、内圧が６９．９Ｎ／ｃｍ２になった時点で第一屈曲部及び第二屈曲部が延びて、第二接地部が缶容器の軸線方向で外方に突出する変形が生じた。第二接地部の突出量は全周に亘ってほぼ均等になり、したがってその第二接地部によって缶容器を直立状態に保持させることができた。
【００２４】
このように、本発明に係る容器では、その底部に、軸線方向の外端に位置する巻締部（第一接地部）と、巻締部よりも軸線方向での内方に位置する第三屈曲部（第二接地部）と、巻締部と第三屈曲部とを接続する変形容易部とを形成し、容器の内圧が所定値以上に上昇し、または内容物の体積が所定量以上に膨張した場合に変形容易部が変形し、第三屈曲部の先端が、その形状を維持したまま、巻締部の先端よりも容器軸線方向外方に位置するように突出させることができる。したがって、容器の内圧が所定値以上に上昇し、または内容物の体積が所定量以上に膨張した時に、第三屈曲部の突出により容器の内容積を増加させ、容器に掛かる圧力を低下させることができるため、変形容易部が変形する時の容器内圧の値や内容物の体積の量を、容器のキャップが吹き飛んだり、底蓋の巻締部が破壊されたりする圧力や体積よりも低く設定することにより、容器のキャップが吹き飛んだり、巻締部や缶胴が破壊されたりするようなことを抑制できると共に、第三屈曲部自体は変形させないことにより、第三屈曲部により容器を安定して直立させることができる。
【００２５】
尚、本発明の容器は、上記のような缶胴に底蓋を巻き締めたような金属製の缶容器でなくてもよく、一枚の金属板を絞りしごき成形し、缶胴と底部とを一体的に成形したような金属製の缶容器の底部において、通常状態で接地部となる容器軸線方向外方に凸の縦断面略Ｕ字状の第一接地部が形成され、第一接地部の内周端部に接続され容器軸線方向内方に窪んだ縦断面略Ｕ字状の環状溝部が形成され、環状溝部の内側傾斜壁の内周端部に連続して変形容易部が形成され、変形容易部の内周端部に連続して形成され、内圧上昇時等に第一接地部の先端よりも膨出するように設定された第二接地部を形成したものであってもよい。また、ＰＥＴボトルのように合成樹脂をブロー成形した容器の底部に同様の第一接地部と変形容易部と第二接地部を形成したものであってもよい。そして、内圧の上昇時などに屈曲状態から平坦な状態に戻るように変形する変形容易部となる第一屈曲部及び第二屈曲部は、上述したように一重である必要はなく、同様の屈曲部を二重もしくはそれ以上に形成し、複数の変形容易部を設けてもよい。その場合、各変形容易部ごとに強度や剛性を段階的に変化させ、一つの変形容易部が全周で変形した後、次の変形容易部が変形するように構成することで、複数の変形容易部のそれぞれを均等に延び変形させることができると共に、段階的に容器内圧の上昇を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一例を示す一部断面にした正面図である。
【図２】底蓋に変形が生じた後の状態を示す一部断面にした正面図である。
【図３】各部の寸法や角度を説明するための部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…缶容器、  ２…缶胴、  ３…肩部、  ４…口頸部、  ５…キャップ、  ６…底蓋、  ７…巻締部、  ８…チャックウォール部、  ９…環状溝部（カウンターシンク部）、  １０…傾斜壁、  １１…第一屈曲部、  １２…第一傾斜壁、  １３…第二屈曲部、  １４…第二傾斜壁、  １５…第三屈曲部、  １６…第三傾斜壁、  １７…ドーム部、  １８…変形容易部。
【図１】
2008290751.tif 000003
【図２】
2008290751.tif 000004
【図３】
2008290751.tif 000005