合成樹脂製容器
【課題】落下時における底壁の強度を高めることの可能な合成樹脂製容器を提供する。
【解決手段】この合成樹脂製容器は、円筒状の周壁１１と周壁１１の底側端面１１Ｅを塞ぐ円盤状の底壁１２とを備える有底筒状に形成されている。底側端面１１Ｅを含む平面である配置面ＧＰは、周壁１１の中心軸と直交する。また、底壁１２における底側の表面は、周壁１１の内側に向けて凸となる形状であり、その表面には、底壁１２と同心の第一環状リブ１３と底壁１２と同心であって、且つ第一環状リブ１３よりも大径の第二環状リブ１４とが突設されている。第一環状リブ１３は、底側端面１１Ｅよりも底側に突出しない突端を有する。第二環状リブ１４は、第一環状リブ１３の突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ底壁１２の径方向にて、周壁１１と第一環状リブ１３との距離を略等分する。
【解決手段】この合成樹脂製容器は、円筒状の周壁１１と周壁１１の底側端面１１Ｅを塞ぐ円盤状の底壁１２とを備える有底筒状に形成されている。底側端面１１Ｅを含む平面である配置面ＧＰは、周壁１１の中心軸と直交する。また、底壁１２における底側の表面は、周壁１１の内側に向けて凸となる形状であり、その表面には、底壁１２と同心の第一環状リブ１３と底壁１２と同心であって、且つ第一環状リブ１３よりも大径の第二環状リブ１４とが突設されている。第一環状リブ１３は、底側端面１１Ｅよりも底側に突出しない突端を有する。第二環状リブ１４は、第一環状リブ１３の突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ底壁１２の径方向にて、周壁１１と第一環状リブ１３との距離を略等分する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製容器としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図５は、合成樹脂製容器における底部の断面構造を拡大して示す部分断面図である。
【０００３】
図５に示されるように、合成樹脂製容器における有底筒状の容器本体は、上方に向けて内径が大きくなる略円筒状の周壁５１を有し、該周壁５１における上方の筒端が図示されない蓋で密封されている。また、周壁５１における下方の筒端は、配置面ＧＰと接触する環状の底側端面５１Ｅを有し、該底側端面５１Ｅの上側で円盤状の底壁５２により閉ざされている。
【０００４】
底壁５２は、該底壁５２の縁である外周縁５２Ｅから該底壁５２の中央である中央部５２Ｃに向けて徐々に上側に窪むかたちをなし、該底壁５２の外周縁５２Ｅよりも底側端面５１Ｅが底側となるように、底側端面５１Ｅに対して上側で周壁５１と底壁５２とが連結している。また、底壁５２における底側の表面には、底壁５２と同心の中央環状リブ５３が、該中央環状リブ５３の突端が底側端面５１Ｅよりも突出しないように突設されている。そして、中央環状リブ５３は、弾性膜としての機能を底壁５２に発現させつつ、樹脂成形時のゲートであった中央部５２Ｃにて鉛直方向の変位を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような合成樹脂製容器は、液体や固体等の種々の物品を容器内部に密封して運搬するために使用されるが、運搬時には、予期せぬ場所に様々な方向から衝撃力がかかることになる。例えば、合成樹脂製容器をトラック等の荷台から滑落させるようなときには、底側端面５１Ｅの全周が均等に着地するようなことは稀である。また、特に容器内部に液体が密封されている場合には、着地の瞬間に該液体の慣性力に起因して発生するいわゆるウォーターハンマーの作用によって、底壁５２に過大な衝撃力がかかる場合も少なくない。そのような場合、底壁５２におけるゲート付近のように、中央環状リブ５３の内側では、該中央環状リブ５３によって確かに変位が抑えられる。しかしながら、底壁５２の全体が弾性膜として機能する以上、中央環状リブ５３の外側では、合成樹脂製容器の落下姿勢によっては、底壁５２が局所的に大きく変位する虞がある。そして、底壁５２の底側の表面が周方向に大きく膨張する虞がある。そして、そのように大きく変位した部分を起点として、底壁５２が径方向に裂ける虞がある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、落下時における底壁の強度を高めることの可能な合成樹脂製容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
合成樹脂製容器を上述のように滑落させた場合に底壁が径方向に裂けるか否かは、落下後の同容器の状態を目視によって確認することで認識することができる。しかしながら、裂けが生じるメカニズムについては、目視によって確認することができない。そこで本発明者らは、液体を内容物として密封した合成樹脂製容器を上述のように滑落させる場合を想定した試験、すなわちウォーターハンマーの作用による衝撃力（以下、水撃力という）が生じるようにするとともに、水平状態から若干傾いた底壁を下にして同容器を落下させる試験（以下、正立斜め落下試験という）を行った。その際、底壁に裂けが生じやすいことが目視によって認識されていた第一環状リブのみを備える合成樹脂製容器の底壁周りの変形過程を高速度カメラで撮影した。そして、撮影した映像を鋭意解析した結果、合成樹脂製容器の底側の突端が着地するとともに、底壁があたかも弾性膜のように撓んで第一環状リブの全周も着地することを見出した。それとともに、最初に着地した底側の突端と対極の位置にあって未だ着地していない底側の突端と第一環状リブとが固定端となって、これらの間の底壁が地面に向けて大きく撓むとともに、このように撓みが大きい部分にて底壁の底側の表面が周方向に膨張することを見出した。そして、このように撓みが大きくかつ膨張する部分にて径方向に裂けが生じやすいことを見出した。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した知見に基づき、円筒状の周壁と該周壁を塞ぐ円盤状の底壁とを備える有底筒状の合成樹脂製容器において、前記底壁における底側の表面は、前記周壁の内側に向けて凸となる形状であり、前記底壁における底側の表面には、前記底壁と同心の第一環状リブと、前記底壁と同心であって、且つ前記第一環状リブよりも大径の第二環状リブとが突設され、前記第一環状リブは、前記周壁における底側の突端を含む平面よりも底側に突出しない突端を有し、前記第二環状リブは、前記第一環状リブの突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ前記底壁の径方向にて、前記周壁と前記第一環状リブとの距離を略等分することを要旨とする。
【００１０】
本発明において、前記底壁における底側の表面は、前記第一環状リブによって囲まれる部分で窪むかたちに形成されていることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、周壁における底側の突端を含む平面に対して、弾性膜である底壁全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されていることになる。このため、底壁全体が平板状である場合に比べて、底壁が弾性膜としての機能をより効果的に発揮することができるようになる。
【００１２】
本発明において、前記第一環状リブの基端のうち内側の基端を含む平面と、前記底壁の外周縁とを含む平面は、前記周壁における底側の突端を含む平面と互いに平行であることも好ましい。
【００１３】
このようにすれば、底壁全体が、全体として前記底側の突端を含む平面と平行に設けられているために、周壁における底側の突端のどの部分で合成樹脂製容器が着地したとしても、底壁を同じように変形させることができるようにもなる。すなわち、どのような落下姿勢であっても、衝撃力を同じように緩衝させることができるようにもなる。
【００１４】
本発明において、前記底壁では、前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が一定であり、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚が一定であり、前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚よりも厚いことも好ましい。
【００１５】
このようにすれば、第一環状リブによって囲繞される部分の底壁の剛性が、第一環状リブと周壁との間の部分の底壁の剛性よりも高くなる。このため、樹脂成形時のゲートが配設される部分でもある中央部の強度を高めることができるとともに、第一環状リブと周壁との間の部分に弾性膜の機能を発現させることができるようにもなる。そして、当該部分に設けられた第二環状リブによる底壁の変位量及び膨張量の抑制効果を最大限に発揮させて、底壁が径方向に裂け難くすることができるようにもなる。
【００１６】
本発明において、前記周壁における底側の突端を含む平面が、前記底壁の外周縁を含む平面よりも底側であることも好ましい。
【００１７】
このようにすれば、底側の突端と底壁の外縁との間の周壁の部分が、あたかも合成樹脂製容器における円筒状の脚部となるように形成されるために、同容器が底壁を下にして地面と衝突した場合に、該脚部が弾性変形することによって衝撃緩衝機能を発現するようにもなる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、正立斜め落下試験において、上述のように局所的に底壁の変位量が大きくなる部分の中でも、特に変位量が過大となる部分である周壁と第一環状リブとの距離を略等分する位置に、底壁と同心であって、且つ第一環状リブよりも大径の第二環状リブが突設される。このため、底側端面の全周におけるどの部分が最初に着地した場合であれ、底壁における局所的かつ過大な変位が、第二環状リブの突出量の分だけ抑制されるようになる。その結果、底壁の底側の表面が、周方向に膨張することが抑制されるようになる。また、上述のように底壁と同心となるように設けられる第二環状リブそのものによって、上述のように膨張することが直接的に抑制されるようになる。
【００１９】
また、第二環状リブの突端が第一環状リブの突端よりも突出しないように設けられているため、底壁を下にして合成樹脂製容器が落下した場合には、底側端面，第一環状リブ，第二環状リブがこの順で着地するようになる。すなわち、まず底壁全体が弾性膜としての機能を発揮して衝撃力を緩衝させるとともに、その段階で最も変位量が大きい中心部周りの変位量を第一環状リブによって抑え、次いで第一環状リブと周壁との間の部分が引き続き弾性膜としての機能を発現させて水撃力をさらに緩衝させるようになる。
【００２０】
それゆえに、底壁の弾性膜としての機能を最大限活用して衝撃力を効果的に緩衝させることができるようになるとともに、正立斜め落下試験が行われた時であっても、底壁における局所的かつ過大な変位を抑制することができるようになる。そして、底壁の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制し、ひいては、該表面に周方向に沿う過大な引張応力がかかることを抑制することができるようにもなる。そして、底壁が径方向に裂け難い落下における底壁の強度を高めることの可能な合成樹脂製容器を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる合成樹脂製容器の一実施の形態について、その底壁近傍の断面構造を部分的かつ模式的に示す部分断面図。
【図２】（ａ）は、正立落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を模式的に示す部分断面図。（ｂ），（ｃ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図３】（ａ）は、正立斜め落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を模式的に示す部分断面図。（ｂ）〜（ｄ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立斜め落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図４】（ａ）は、正立カド落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を示す模式的に部分断面図。（ｂ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立カド落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図５】従来の合成樹脂製容器の底壁近傍の断面構造を部分的かつ模式的に示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる合成樹脂製容器の一実施形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の合成樹脂製容器の構成について説明する。
【００２３】
図１に示されるように、有底筒状をなす容器本体は、上方に向けて内径が大きくなる略円筒状の周壁１１を有し、該周壁における上方の筒端が図示されない蓋で密封されている。また、周壁１１における下方の筒端は、地面ＧＤ（配置面ＧＰ）と接触する無端環状の底側の端面である底側端面１１Ｅを有し、円盤状の底壁１２により閉ざされている。
【００２４】
底壁１２は、該底壁１２の外周縁１２Ｅから該底壁１２の中央である中央部１２Ｃに向けて徐々に上側に窪むかたちをなし、該底壁１２の外周縁１２Ｅが底側端面１１Ｅに対して上側となるように、周壁１１に連結されている。そして、このように周壁１１と底壁１２とが連結している部分よりも底側の周壁１１の部分が、合成樹脂製容器における円筒状の脚部１１Ｌとして形成されている。なお、底壁１２における中央部１２Ｃとは、周壁１１と底壁１２とを一体に成形するためのいわゆるゲートが設けられる部位である。
【００２５】
底壁１２における底側の表面には、中央部１２Ｃ寄りの位置において、底壁１２と同心の第一環状リブ１３が、中央部１２Ｃを囲繞するように突設されている。第一環状リブ１３は、該第一環状リブ１３の周方向と直交する断面が略矩形をなすいわゆる抜きテーパーを付けたリブである。この第一環状リブ１３の突端は、底側端面１１Ｅよりも底側に突出しないように、すなわち底側端面１１Ｅが含まれる平面である配置面ＧＰから間隙Ｇ１を保つように形成されている。
【００２６】
底壁１２における底側の表面には、底壁１２と同心であって、且つ第一環状リブ１３よりも大径の第二環状リブ１４が突設されている。第二環状リブ１４は、該第二環状リブ１４の周方向と直交する断面がこれもまた略矩形をなすいわゆる抜きテーパーを付けたリブである。この第二環状リブ１４の突端は、第一環状リブ１３の突端よりも底側に突出しないように、すなわち配置面ＧＰから間隙Ｇ１よりも大きい間隙Ｇ２を保つように形成されている。また、第二環状リブ１４は、底壁１２の径方向にて、周壁１１と第一環状リブ１３との距離を略等分する。
【００２７】
ここで、底壁１２の径方向における第二環状リブ１４の位置についてより具体的に説明する。まず、周壁１１の内周面１１ａと第一環状リブ１３の外周面１３ｂとの間の径方向の距離である水平距離を３Ｌとする。そして、底壁１２における底側の表面を径方向に距離Ｌずつ三等分した領域を第一環状リブ１３から近い順に領域Ａ１，領域Ａ２，領域Ａ３とする。この際、周壁１１の内周面１１ａと第一環状リブ１３の外周面１３ｂとの距離を径方向で略等分する位置とは、領域Ａ２に含まれる位置であり、第二環状リブ１４は、こうした領域Ａ２にかかるように突設されている。
【００２８】
底壁１２のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分の底壁１２の肉厚Ｔ１は、領域Ａ１〜領域Ａ３の各々の底壁１２の肉厚Ｔ２よりも厚い。換言すると、底壁１２では領域Ａ１〜領域Ａ３の剛性よりも第一環状リブ１３によって囲繞される領域の剛性の方が高くなるように形成されている。なお、底壁１２の外周縁１２Ｅが含まれる平面である周壁接続面ＪＰは、配置面ＧＰと互いに平行である。また、第一環状リブ１３の基端のうち中央部１２Ｃ寄り（内側）の基端を含む平面、換言すると底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分も、配置面ＧＰと互いに平行である。すなわち、底壁１２の全体が、配置面ＧＰに対して傾くことなく配設されており、底壁１２における外周縁１２Ｅの平面視形状が真円となるように、周壁１１及び底壁１２が形成されている。このため、合成樹脂製容器が地面ＧＤに向けて落下する際に、該地面ＧＤと初めに衝突する部位が底側端面１１Ｅのどの部分であっても、底壁１２における領域Ａ１〜領域Ａ３の各々は、底壁１２に対する衝撃力や水撃力を同じように緩衝させる。要するに、底壁１２そのものが一種の弾性膜としての機能を発現するように、底壁１２、第一環状リブ１３、及び第二環状リブ１４が構成されている。
【００２９】
次に、上記構成を有する合成樹脂製容器の作用について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３０】
まず、合成樹脂製容器の正立落下試験、正立斜め落下試験、及び正立カド落下試験の各々に共通する試験条件について説明する。
【００３１】
これらの試験に供される合成樹脂製容器は、いずれも容量が２０リットルのプラスチック成形品である。また、これらの試験は、いずれもいわゆる国連規格に準拠して実施されるものであり、具体的な試験条件を以下に列挙する。
【００３２】
・試験に先立って、内容物を密封した状態の合成樹脂製容器を４０℃に保たれた恒温槽内で３５日間放置して、該内容物による容器の構成材料であるプラスチック材料への影響を安定させ、いわゆる調質を実施する。その際、蓋と容器とを機械的に係合させず、アルミテープ等を用いてこれらの境界部分を仮に密封する。なお、試験によっては蓋と容器本体とを機械的に嵌合させる場合もある。
【００３３】
・密封される内容物は、上記国連規格にて危険物度合いが中程度とされている液体であり、例えばｎ−プロパノール等である。
【００３４】
・上記調質の終了後、合成樹脂製容器を開封して内容物を例えばエチレングリコール等の不凍液に入れ換えるとともに、蓋と容器とを機械的に係合させて本格的に密封する。
【００３５】
・不凍液を密封した容器を−１８℃に保たれた恒温槽内で一晩放置して、各試験の実施直前に恒温室内から取り出す。
【００３６】
・本来の内容物と密封されている上記不凍液との比重の違いを考慮した高さから、各試験に応じた姿勢に基づいて未開封の合成樹脂製容器を自由落下させる。その際、地面と衝突した際の衝撃力によって同容器が変形する過程を高速度カメラにて撮影する。
【００３７】
次に、衝撃力による多大な影響が合成樹脂製容器の底壁１２に及ぶ正立落下試験、正立斜め落下試験、並びに正立カド落下試験の内容、及び各試験における同容器の変形過程を高速度カメラで撮影した映像に基づく解析内容について説明する。
（正立落下試験）
本試験では、図２（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平面ＨＺと平行な状態とする姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。
【００３８】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図２（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅの全周が均等に地面ＧＤに着地するために、着地による衝撃力が分散されて、脚部１１Ｌの変形が抑制される。それと同時に、合成樹脂製容器に密封されている内容物である液体が自由落下による慣性力を備えているために、底壁１２には、矢印ＬＦの方向の水撃力が加えられる。また、底壁１２では周壁１１と第一環状リブ１３との間の領域の剛性よりも第一環状リブ１３によって囲繞される領域の剛性の方が高くなるように形成されている。そのため、水撃力を受けた底壁１２のうち、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分があたかも弾性膜のように機能して、第一環状リブ１３に囲繞された部分が地面ＧＤに向けて水平状態を維持しつつ下降する。その結果、第一環状リブ１３の突端の全周が均等に地面ＧＤに着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が抑制される。このとき、底壁１２は、第二環状リブ１４の突端が地面ＧＤから離間している。そのため、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分が、周壁１１と第一環状リブ１３とを固定端とする弾性膜としての機能を発現させる。
【００３９】
そして、引き続き水撃力を受ける底壁１２は、図２（ｃ）に示されるように、これら周壁１１と第一環状リブ１３との間を略等分する位置が地面ＧＤに最も近づくように撓む。ただし、底壁１２が最も撓む部分の底側の表面に第二環状リブ１４が突設されているために、該第二環状リブ１４の突端の全周がこれもまた均等に地面ＧＤに着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が第二環状リブ１４の突出量ＰＬ２の分だけ抑制される。このように、第一環状リブ１３の突端、第二環状リブ１４の突端がこの順で着地することによって、底壁１２の地面ＧＤに向けての変位量が順次抑制されるために、底壁１２における局所的な鉛直方向の変位量の増大を抑制することが可能になる。そして、底壁１２の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制することが可能になり、ひいては、該表面にて周方向に沿う過大な引張応力が発生することを抑制することが可能になる。
（正立斜め落下試験）
ところで、本発明者らは、第二環状リブ１４が設けられていない合成樹脂製容器を用いて上記正立落下試験をこれまで繰り返し実施してきた。その際、正立落下試験を同じように実施しているのにも拘らず、底壁１２に径方向の裂けが生じる場合と生じない場合とが混在していることが認識されていた。そこで、本発明者らは数多くの上記正立落下試験の実施過程を高速度カメラで撮影し、それらの撮影結果を詳細に分析した。その結果、合成樹脂製容器の落下姿勢に若干のばらつきがあり、合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅの全周が均等に着地しない場合に上記裂けが生じやすいことが判明した。そして、上述のような合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅの全周が均等に着地しない場合を敢えて再現させる試験を正立斜め落下試験と称呼し、これを上記正立落下試験に加えて独自に実施して、合成樹脂製容器の強度を担保することにした。
【００４０】
本試験では、図３（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平状態から若干（例えば角度θ＝５°）傾けた姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。このような姿勢は、合成樹脂製容器をトラック等の荷台から滑落させるような場合に頻繁に起こり得る姿勢である。
【００４１】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図３（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅのうちで最も下に位置する点Ｐ１がまず着地するために、この点Ｐ１に衝撃力が集中して作用する。その結果、点Ｐ１を突端とする脚部１１Ｌが座屈する。そして、第一環状リブ１３の突端は第二環状リブ１４の突端よりも突出しているために、上記点Ｐ１に最も近い第一環状リブ１３の突端である点Ｐ２が着地する。それと同時に、底壁１２に矢印ＬＦの方向に水撃力が加えられる。
【００４２】
そして、図３（ｃ）に示されるように、地面ＧＤとの衝突による衝撃力と水撃力とを受ける脚部１１Ｌの座屈が進展して外周縁１２Ｅが地面ＧＤに近づくようになるために、点Ｐ１と点Ｐ２との間に設けられている第二環状リブ１４の突端である点Ｐ３が、さらに地面ＧＤに近づく。これと同時に、上記水撃力によって、弾性膜のように機能する底壁１２が矢印ＬＦの方向に押されるために、上記点Ｐ３がさらに地面ＧＤに近づき、着地する。また、同じく水撃力によって中央部１２Ｃの周辺も矢印ＬＦの方向に押されるために、上記点Ｐ１から最も遠い第一環状リブ１３の突端である点Ｐ４も地面ＧＤに着地する。すなわち、点Ｐ１近傍の脚部１１Ｌが座屈するものの、第一環状リブ１３及び第二環状リブ１４によって、点Ｐ１と点Ｐ４との間における底壁１２の変位量が抑制される。
【００４３】
そして、図３（ｄ）に示されるように、点Ｐ１から最も遠い底側端面１１Ｅである点Ｐ５が着地するよりも早く、底壁１２には、点Ｐ４と点Ｐ５との間を略等分する位置が地面ＧＤに近接するような大きな撓みが局所的に生じる。ただし、このように局所的に大きく撓む部分に第二環状リブ１４が突設されているために、該第二環状リブ１４の突端である点Ｐ６が着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が第二環状リブ１４の突出量ＰＬ２の分だけ抑制される。そして、底壁１２の底側の表面における周方向の過度な膨張を抑制することが可能になり、ひいては、該表面にて周方向に沿う過大な引張応力が発生することを抑制することが可能になる。
（正立カド落下試験）
本試験では、図４（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平状態から角度θ傾けた姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。具体的には、例えば、合成樹脂製容器の断面構造において、蓋が装着される周壁１１の上方の筒端（図示略）と底側端面１１Ｅの外周縁とを結ぶ直線、すなわち、対角線が水平面ＨＺと略直交するように、角度θを大きくとって自由落下させる。
【００４４】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図４（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅのうちで最も下に位置する部分である点Ｐ７が着地するために、この点Ｐ７に衝撃力が集中して作用するようになる。その結果、点Ｐ７を突端とする脚部１１Ｌが座屈する。それと同時に、底壁１２に矢印ＬＦの方向に水撃力が加えられる。そして、地面ＧＤとの衝突による衝撃力と水撃力とを受ける脚部１１Ｌの座屈が進展するとともに、その近傍の周壁１１も弾性変形する。また、本試験では合成樹脂製容器の傾きが大きいために、上記正立試験並びに上記正立斜め試験の場合とは違い、第二環状リブ１４の突端はもちろんのこと、第一環状リブ１３の突端も地面ＧＤに着地するまでに時間を要する。その結果、底壁１２は、全体が弾性膜としての機能を発現させることになる。そのため、底壁１２は、水撃力によって全体が大きく撓るように変形させられる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態にかかる合成樹脂製容器によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００４６】
（１）底壁１２の弾性膜としての機能を活用して地面との衝撃力並びに水撃力を効果的に緩衝させることができるようになるとともに、底壁１２の底側の表面にて領域Ａ２にかかるように第二環状リブ１４を設けることによって底壁１２における局所的かつ過大な変位を抑制することが可能になる。そして、底壁１２の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制し、ひいては、該表面に周方向に沿う過大な引張応力がかかることを抑制することが可能にもなる。そして、底壁１２が径方向に裂け難い落下における底壁の強度を高めることが可能な合成樹脂製容器を提供することが可能になる。
【００４７】
なお、上述のように、正立落下試験時よりも正立斜め落下試験時の方が、底壁１２における局所的な変位量が大きい。そのため、第二環状リブ１４を設けることによって該変位量を抑制することが可能になるという効果は、正立斜め落下試験時においてより大きく発現することになる。
【００４８】
（２）配置面ＧＰに対して、弾性膜である底壁１２全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されているために、底壁１２全体が平板状である場合に比べて、底壁１２が弾性膜としての機能をより効果的に発現することが可能になる。
【００４９】
（３）弾性膜である底壁１２が全体として、配置面ＧＰに対して傾くことなく配設されているために、底側端面１１Ｅのどの部分で合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突したとしても、弾性膜を同じように変形させることができるようになる。すなわち、どのような落下姿勢であれ、衝撃力並びに水撃力を同じように緩衝させることが可能になる。
【００５０】
（４）第一環状リブ１３によって囲繞される部分の底壁１２の剛性が、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分、すなわち領域Ａ１〜領域Ａ３の部分の剛性よりも高くなる。このため、一体成形時のゲートが配設される部分でもある中央部１２Ｃの強度を高めることができるとともに、領域Ａ１〜領域Ａ３の部分に弾性膜の機能を発現させることが可能になる。そして、このように弾性膜の機能を発現する部分のうちで最も鉛直方向の変位量が大きくなる領域Ａ２に第二環状リブ１４を設けることによって、底壁１２の局所的な変位量の増大を抑制する効果を最大限に発揮させることが可能になる。
【００５１】
（５）底側端面１１Ｅの近傍の周壁１１が、あたかも合成樹脂製容器における筒状の脚部１１Ｌとなるように形成される。このため、脚部１１Ｌを弾性変形させて衝撃を緩衝させることが可能となる。
（変形例）
なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
【００５２】
・上記実施の形態では、筒状の脚部１１Ｌを設けるようにしたが、これに限らず、脚部１１Ｌを割愛してもよい。すなわち、底壁１２の外周縁１２Ｅが底側端面１１Ｅにて周壁１１に接続される構成としてもよい。要は、底壁１２における底側の表面が、周壁１１の内側に窪んだかたちをなして配置面ＧＰから離間していれば足りる。
【００５３】
・第一環状リブ１３の径の大きさによっては、換言すると第一環状リブ１３によって囲繞される部分の面積が狭ければ、当該部分の剛性が高められる。そのため、同部分にて水撃力による局所的な変位量の増大が発生し難くなる。このため、そのような場合には、肉厚Ｔ１を肉厚Ｔ２と等しくしてもよい。
【００５４】
・弾性膜である底壁１２が、全体として配置面ＧＰに対して若干傾いて配設されていてもよい。そのような場合であっても、合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅが地面ＧＤと衝突する位置に拘らず、弾性膜である底壁１２を同じように変形させることができる。
【００５５】
・上記実施の形態では、配置面ＧＰに対して、底壁１２全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されているとしたが、これに限らず、例えば平板状となるように配設されていてもよい。また、底壁１２の領域Ａ１〜領域Ａ３の部分の断面形状が弓形であってもよい。また、第一環状リブ１３の基端のうち中央部１２Ｃ寄り（内側）の基端を含む平面が仮想平面であって、底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分が該仮想平面よりも周壁１１の内側に向けて凸となってもよい。すなわち、第一環状リブ１３の基端のうち内側の基端を含む仮想平面が、底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分と一致していなくてもよい。また、肉厚Ｔ１及び肉厚Ｔ２の少なくとも一つが、均等でなくてもよい。要は、底壁１２の全体が、水撃力を緩衝させ得る弾性膜の機能を発現することができる構成であれば足りる。
【００５６】
・上記実施の形態では、第二環状リブ１４は、底壁１２における底側の表面にて領域Ａ２にかかるように突設されているとしたが、図１に示されるように、第二環状リブ１４の中心線１４ＣＬが、領域Ａ１及び領域Ａ３からＬ／２だけ離れた領域Ａ２の中心と一致するように突設されるようにすることがより好ましい。このようにすれば、正立試験及び正立斜め試験において、底壁１２の鉛直方向の変位量をより効果的に抑えることができる。
【００５７】
・上記実施の形態では、底側端面１１Ｅは配置面ＧＰの一部を構成する平面であるとしたが、これに限らず、例えば脚部１１Ｌの突端の断面形状が楔状や円弧状であって、合成樹脂製容器が地面ＧＤに静置されているときに該突端が地面ＧＤによって点支持されるようにしてもよい。
【００５８】
・第二環状リブ１４に加えて、同様の環状リブを一本乃至複数本設けるようにしてもよい。このような構成とすれば、底壁１２の面積が広大な場合であっても、効果的に鉛直方向の変位量を抑制することができる。
【００５９】
・第二環状リブ１４の断面構造のうち該第二環状リブ１４の周方向と直交する断面構造は、略矩形状に限らず、底側に先細りする三角形状や底側に凸となる半円形状であってもよく、要は、領域Ａ２のうちで底側に突出する形状であればよい。このような構成であっても、底壁１２の局所的な鉛直方向の変位量の増大を抑えるとともに、裂けに対する耐性を強化することができる。
【００６０】
・上記実施の形態では、合成樹脂製容器に密封される内容物は液体であるとしたが、これに限らず、固体であってもよい。要は、合成樹脂製容器に密封することができるものであれば何でもよい。すなわち、水撃力を発生させる液体を密封した場合であっても底壁１２に裂けが生じ難い合成樹脂製容器であれば、そのような合成樹脂製容器は、液体以外のものを密封しても尚更裂けが生じ難いということができる。
【００６１】
・上記実施の形態の合成樹脂製容器を構成する蓋は、一体成形による合成樹脂製成形品とすることができる。そして、合成樹脂製容器の天板となる前記蓋の部分には、該蓋を取り外すことなく同容器に密封された内容物の取り出しを可能にする取り出し口が備えられていてもよいし、備えられていなくてもよい。
【００６２】
・上記実施の形態では、合成樹脂製容器が蓋と容器本体とから構成されているとしたが、これに限らず、容器本体のみから構成されているとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
落下時における底壁の強度を高めることの可能な一体成形により成形される合成樹脂製容器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１１，５１…周壁、１１ａ…内周面、１１Ｅ，５１Ｅ…底側端面、１１Ｌ…脚部、１２，５２…底壁、１２Ｃ，５２Ｃ…中央部、１２Ｅ，５２Ｅ…外周縁、１３…第一環状リブ、１３ｂ…外周面、１４…第二環状リブ、１４ＣＬ…中心線、５３…中央環状リブ、Ｇ１，Ｇ２…間隙、ＧＤ…地面、ＧＰ…配置面、ＨＺ…水平面、ＪＰ…底壁接続面、ＰＬ２…突出量、Ｔ１，Ｔ２…肉厚。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂製容器としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。図５は、合成樹脂製容器における底部の断面構造を拡大して示す部分断面図である。
【０００３】
図５に示されるように、合成樹脂製容器における有底筒状の容器本体は、上方に向けて内径が大きくなる略円筒状の周壁５１を有し、該周壁５１における上方の筒端が図示されない蓋で密封されている。また、周壁５１における下方の筒端は、配置面ＧＰと接触する環状の底側端面５１Ｅを有し、該底側端面５１Ｅの上側で円盤状の底壁５２により閉ざされている。
【０００４】
底壁５２は、該底壁５２の縁である外周縁５２Ｅから該底壁５２の中央である中央部５２Ｃに向けて徐々に上側に窪むかたちをなし、該底壁５２の外周縁５２Ｅよりも底側端面５１Ｅが底側となるように、底側端面５１Ｅに対して上側で周壁５１と底壁５２とが連結している。また、底壁５２における底側の表面には、底壁５２と同心の中央環状リブ５３が、該中央環状リブ５３の突端が底側端面５１Ｅよりも突出しないように突設されている。そして、中央環状リブ５３は、弾性膜としての機能を底壁５２に発現させつつ、樹脂成形時のゲートであった中央部５２Ｃにて鉛直方向の変位を抑える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１２８１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような合成樹脂製容器は、液体や固体等の種々の物品を容器内部に密封して運搬するために使用されるが、運搬時には、予期せぬ場所に様々な方向から衝撃力がかかることになる。例えば、合成樹脂製容器をトラック等の荷台から滑落させるようなときには、底側端面５１Ｅの全周が均等に着地するようなことは稀である。また、特に容器内部に液体が密封されている場合には、着地の瞬間に該液体の慣性力に起因して発生するいわゆるウォーターハンマーの作用によって、底壁５２に過大な衝撃力がかかる場合も少なくない。そのような場合、底壁５２におけるゲート付近のように、中央環状リブ５３の内側では、該中央環状リブ５３によって確かに変位が抑えられる。しかしながら、底壁５２の全体が弾性膜として機能する以上、中央環状リブ５３の外側では、合成樹脂製容器の落下姿勢によっては、底壁５２が局所的に大きく変位する虞がある。そして、底壁５２の底側の表面が周方向に大きく膨張する虞がある。そして、そのように大きく変位した部分を起点として、底壁５２が径方向に裂ける虞がある。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、落下時における底壁の強度を高めることの可能な合成樹脂製容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
合成樹脂製容器を上述のように滑落させた場合に底壁が径方向に裂けるか否かは、落下後の同容器の状態を目視によって確認することで認識することができる。しかしながら、裂けが生じるメカニズムについては、目視によって確認することができない。そこで本発明者らは、液体を内容物として密封した合成樹脂製容器を上述のように滑落させる場合を想定した試験、すなわちウォーターハンマーの作用による衝撃力（以下、水撃力という）が生じるようにするとともに、水平状態から若干傾いた底壁を下にして同容器を落下させる試験（以下、正立斜め落下試験という）を行った。その際、底壁に裂けが生じやすいことが目視によって認識されていた第一環状リブのみを備える合成樹脂製容器の底壁周りの変形過程を高速度カメラで撮影した。そして、撮影した映像を鋭意解析した結果、合成樹脂製容器の底側の突端が着地するとともに、底壁があたかも弾性膜のように撓んで第一環状リブの全周も着地することを見出した。それとともに、最初に着地した底側の突端と対極の位置にあって未だ着地していない底側の突端と第一環状リブとが固定端となって、これらの間の底壁が地面に向けて大きく撓むとともに、このように撓みが大きい部分にて底壁の底側の表面が周方向に膨張することを見出した。そして、このように撓みが大きくかつ膨張する部分にて径方向に裂けが生じやすいことを見出した。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した知見に基づき、円筒状の周壁と該周壁を塞ぐ円盤状の底壁とを備える有底筒状の合成樹脂製容器において、前記底壁における底側の表面は、前記周壁の内側に向けて凸となる形状であり、前記底壁における底側の表面には、前記底壁と同心の第一環状リブと、前記底壁と同心であって、且つ前記第一環状リブよりも大径の第二環状リブとが突設され、前記第一環状リブは、前記周壁における底側の突端を含む平面よりも底側に突出しない突端を有し、前記第二環状リブは、前記第一環状リブの突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ前記底壁の径方向にて、前記周壁と前記第一環状リブとの距離を略等分することを要旨とする。
【００１０】
本発明において、前記底壁における底側の表面は、前記第一環状リブによって囲まれる部分で窪むかたちに形成されていることが好ましい。
【００１１】
このようにすれば、周壁における底側の突端を含む平面に対して、弾性膜である底壁全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されていることになる。このため、底壁全体が平板状である場合に比べて、底壁が弾性膜としての機能をより効果的に発揮することができるようになる。
【００１２】
本発明において、前記第一環状リブの基端のうち内側の基端を含む平面と、前記底壁の外周縁とを含む平面は、前記周壁における底側の突端を含む平面と互いに平行であることも好ましい。
【００１３】
このようにすれば、底壁全体が、全体として前記底側の突端を含む平面と平行に設けられているために、周壁における底側の突端のどの部分で合成樹脂製容器が着地したとしても、底壁を同じように変形させることができるようにもなる。すなわち、どのような落下姿勢であっても、衝撃力を同じように緩衝させることができるようにもなる。
【００１４】
本発明において、前記底壁では、前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が一定であり、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚が一定であり、前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚よりも厚いことも好ましい。
【００１５】
このようにすれば、第一環状リブによって囲繞される部分の底壁の剛性が、第一環状リブと周壁との間の部分の底壁の剛性よりも高くなる。このため、樹脂成形時のゲートが配設される部分でもある中央部の強度を高めることができるとともに、第一環状リブと周壁との間の部分に弾性膜の機能を発現させることができるようにもなる。そして、当該部分に設けられた第二環状リブによる底壁の変位量及び膨張量の抑制効果を最大限に発揮させて、底壁が径方向に裂け難くすることができるようにもなる。
【００１６】
本発明において、前記周壁における底側の突端を含む平面が、前記底壁の外周縁を含む平面よりも底側であることも好ましい。
【００１７】
このようにすれば、底側の突端と底壁の外縁との間の周壁の部分が、あたかも合成樹脂製容器における円筒状の脚部となるように形成されるために、同容器が底壁を下にして地面と衝突した場合に、該脚部が弾性変形することによって衝撃緩衝機能を発現するようにもなる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、正立斜め落下試験において、上述のように局所的に底壁の変位量が大きくなる部分の中でも、特に変位量が過大となる部分である周壁と第一環状リブとの距離を略等分する位置に、底壁と同心であって、且つ第一環状リブよりも大径の第二環状リブが突設される。このため、底側端面の全周におけるどの部分が最初に着地した場合であれ、底壁における局所的かつ過大な変位が、第二環状リブの突出量の分だけ抑制されるようになる。その結果、底壁の底側の表面が、周方向に膨張することが抑制されるようになる。また、上述のように底壁と同心となるように設けられる第二環状リブそのものによって、上述のように膨張することが直接的に抑制されるようになる。
【００１９】
また、第二環状リブの突端が第一環状リブの突端よりも突出しないように設けられているため、底壁を下にして合成樹脂製容器が落下した場合には、底側端面，第一環状リブ，第二環状リブがこの順で着地するようになる。すなわち、まず底壁全体が弾性膜としての機能を発揮して衝撃力を緩衝させるとともに、その段階で最も変位量が大きい中心部周りの変位量を第一環状リブによって抑え、次いで第一環状リブと周壁との間の部分が引き続き弾性膜としての機能を発現させて水撃力をさらに緩衝させるようになる。
【００２０】
それゆえに、底壁の弾性膜としての機能を最大限活用して衝撃力を効果的に緩衝させることができるようになるとともに、正立斜め落下試験が行われた時であっても、底壁における局所的かつ過大な変位を抑制することができるようになる。そして、底壁の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制し、ひいては、該表面に周方向に沿う過大な引張応力がかかることを抑制することができるようにもなる。そして、底壁が径方向に裂け難い落下における底壁の強度を高めることの可能な合成樹脂製容器を提供することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる合成樹脂製容器の一実施の形態について、その底壁近傍の断面構造を部分的かつ模式的に示す部分断面図。
【図２】（ａ）は、正立落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を模式的に示す部分断面図。（ｂ），（ｃ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図３】（ａ）は、正立斜め落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を模式的に示す部分断面図。（ｂ）〜（ｄ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立斜め落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図４】（ａ）は、正立カド落下試験における同実施の形態の合成樹脂製容器の落下姿勢を示す模式的に部分断面図。（ｂ）は、同実施の形態の合成樹脂製容器を正立カド落下試験した場合に地面と衝突した影響が伝播する過程を模式的に示す部分断面図。
【図５】従来の合成樹脂製容器の底壁近傍の断面構造を部分的かつ模式的に示す部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明にかかる合成樹脂製容器の一実施形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態の合成樹脂製容器の構成について説明する。
【００２３】
図１に示されるように、有底筒状をなす容器本体は、上方に向けて内径が大きくなる略円筒状の周壁１１を有し、該周壁における上方の筒端が図示されない蓋で密封されている。また、周壁１１における下方の筒端は、地面ＧＤ（配置面ＧＰ）と接触する無端環状の底側の端面である底側端面１１Ｅを有し、円盤状の底壁１２により閉ざされている。
【００２４】
底壁１２は、該底壁１２の外周縁１２Ｅから該底壁１２の中央である中央部１２Ｃに向けて徐々に上側に窪むかたちをなし、該底壁１２の外周縁１２Ｅが底側端面１１Ｅに対して上側となるように、周壁１１に連結されている。そして、このように周壁１１と底壁１２とが連結している部分よりも底側の周壁１１の部分が、合成樹脂製容器における円筒状の脚部１１Ｌとして形成されている。なお、底壁１２における中央部１２Ｃとは、周壁１１と底壁１２とを一体に成形するためのいわゆるゲートが設けられる部位である。
【００２５】
底壁１２における底側の表面には、中央部１２Ｃ寄りの位置において、底壁１２と同心の第一環状リブ１３が、中央部１２Ｃを囲繞するように突設されている。第一環状リブ１３は、該第一環状リブ１３の周方向と直交する断面が略矩形をなすいわゆる抜きテーパーを付けたリブである。この第一環状リブ１３の突端は、底側端面１１Ｅよりも底側に突出しないように、すなわち底側端面１１Ｅが含まれる平面である配置面ＧＰから間隙Ｇ１を保つように形成されている。
【００２６】
底壁１２における底側の表面には、底壁１２と同心であって、且つ第一環状リブ１３よりも大径の第二環状リブ１４が突設されている。第二環状リブ１４は、該第二環状リブ１４の周方向と直交する断面がこれもまた略矩形をなすいわゆる抜きテーパーを付けたリブである。この第二環状リブ１４の突端は、第一環状リブ１３の突端よりも底側に突出しないように、すなわち配置面ＧＰから間隙Ｇ１よりも大きい間隙Ｇ２を保つように形成されている。また、第二環状リブ１４は、底壁１２の径方向にて、周壁１１と第一環状リブ１３との距離を略等分する。
【００２７】
ここで、底壁１２の径方向における第二環状リブ１４の位置についてより具体的に説明する。まず、周壁１１の内周面１１ａと第一環状リブ１３の外周面１３ｂとの間の径方向の距離である水平距離を３Ｌとする。そして、底壁１２における底側の表面を径方向に距離Ｌずつ三等分した領域を第一環状リブ１３から近い順に領域Ａ１，領域Ａ２，領域Ａ３とする。この際、周壁１１の内周面１１ａと第一環状リブ１３の外周面１３ｂとの距離を径方向で略等分する位置とは、領域Ａ２に含まれる位置であり、第二環状リブ１４は、こうした領域Ａ２にかかるように突設されている。
【００２８】
底壁１２のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分の底壁１２の肉厚Ｔ１は、領域Ａ１〜領域Ａ３の各々の底壁１２の肉厚Ｔ２よりも厚い。換言すると、底壁１２では領域Ａ１〜領域Ａ３の剛性よりも第一環状リブ１３によって囲繞される領域の剛性の方が高くなるように形成されている。なお、底壁１２の外周縁１２Ｅが含まれる平面である周壁接続面ＪＰは、配置面ＧＰと互いに平行である。また、第一環状リブ１３の基端のうち中央部１２Ｃ寄り（内側）の基端を含む平面、換言すると底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分も、配置面ＧＰと互いに平行である。すなわち、底壁１２の全体が、配置面ＧＰに対して傾くことなく配設されており、底壁１２における外周縁１２Ｅの平面視形状が真円となるように、周壁１１及び底壁１２が形成されている。このため、合成樹脂製容器が地面ＧＤに向けて落下する際に、該地面ＧＤと初めに衝突する部位が底側端面１１Ｅのどの部分であっても、底壁１２における領域Ａ１〜領域Ａ３の各々は、底壁１２に対する衝撃力や水撃力を同じように緩衝させる。要するに、底壁１２そのものが一種の弾性膜としての機能を発現するように、底壁１２、第一環状リブ１３、及び第二環状リブ１４が構成されている。
【００２９】
次に、上記構成を有する合成樹脂製容器の作用について、図２〜図４を参照して説明する。
【００３０】
まず、合成樹脂製容器の正立落下試験、正立斜め落下試験、及び正立カド落下試験の各々に共通する試験条件について説明する。
【００３１】
これらの試験に供される合成樹脂製容器は、いずれも容量が２０リットルのプラスチック成形品である。また、これらの試験は、いずれもいわゆる国連規格に準拠して実施されるものであり、具体的な試験条件を以下に列挙する。
【００３２】
・試験に先立って、内容物を密封した状態の合成樹脂製容器を４０℃に保たれた恒温槽内で３５日間放置して、該内容物による容器の構成材料であるプラスチック材料への影響を安定させ、いわゆる調質を実施する。その際、蓋と容器とを機械的に係合させず、アルミテープ等を用いてこれらの境界部分を仮に密封する。なお、試験によっては蓋と容器本体とを機械的に嵌合させる場合もある。
【００３３】
・密封される内容物は、上記国連規格にて危険物度合いが中程度とされている液体であり、例えばｎ−プロパノール等である。
【００３４】
・上記調質の終了後、合成樹脂製容器を開封して内容物を例えばエチレングリコール等の不凍液に入れ換えるとともに、蓋と容器とを機械的に係合させて本格的に密封する。
【００３５】
・不凍液を密封した容器を−１８℃に保たれた恒温槽内で一晩放置して、各試験の実施直前に恒温室内から取り出す。
【００３６】
・本来の内容物と密封されている上記不凍液との比重の違いを考慮した高さから、各試験に応じた姿勢に基づいて未開封の合成樹脂製容器を自由落下させる。その際、地面と衝突した際の衝撃力によって同容器が変形する過程を高速度カメラにて撮影する。
【００３７】
次に、衝撃力による多大な影響が合成樹脂製容器の底壁１２に及ぶ正立落下試験、正立斜め落下試験、並びに正立カド落下試験の内容、及び各試験における同容器の変形過程を高速度カメラで撮影した映像に基づく解析内容について説明する。
（正立落下試験）
本試験では、図２（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平面ＨＺと平行な状態とする姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。
【００３８】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図２（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅの全周が均等に地面ＧＤに着地するために、着地による衝撃力が分散されて、脚部１１Ｌの変形が抑制される。それと同時に、合成樹脂製容器に密封されている内容物である液体が自由落下による慣性力を備えているために、底壁１２には、矢印ＬＦの方向の水撃力が加えられる。また、底壁１２では周壁１１と第一環状リブ１３との間の領域の剛性よりも第一環状リブ１３によって囲繞される領域の剛性の方が高くなるように形成されている。そのため、水撃力を受けた底壁１２のうち、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分があたかも弾性膜のように機能して、第一環状リブ１３に囲繞された部分が地面ＧＤに向けて水平状態を維持しつつ下降する。その結果、第一環状リブ１３の突端の全周が均等に地面ＧＤに着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が抑制される。このとき、底壁１２は、第二環状リブ１４の突端が地面ＧＤから離間している。そのため、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分が、周壁１１と第一環状リブ１３とを固定端とする弾性膜としての機能を発現させる。
【００３９】
そして、引き続き水撃力を受ける底壁１２は、図２（ｃ）に示されるように、これら周壁１１と第一環状リブ１３との間を略等分する位置が地面ＧＤに最も近づくように撓む。ただし、底壁１２が最も撓む部分の底側の表面に第二環状リブ１４が突設されているために、該第二環状リブ１４の突端の全周がこれもまた均等に地面ＧＤに着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が第二環状リブ１４の突出量ＰＬ２の分だけ抑制される。このように、第一環状リブ１３の突端、第二環状リブ１４の突端がこの順で着地することによって、底壁１２の地面ＧＤに向けての変位量が順次抑制されるために、底壁１２における局所的な鉛直方向の変位量の増大を抑制することが可能になる。そして、底壁１２の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制することが可能になり、ひいては、該表面にて周方向に沿う過大な引張応力が発生することを抑制することが可能になる。
（正立斜め落下試験）
ところで、本発明者らは、第二環状リブ１４が設けられていない合成樹脂製容器を用いて上記正立落下試験をこれまで繰り返し実施してきた。その際、正立落下試験を同じように実施しているのにも拘らず、底壁１２に径方向の裂けが生じる場合と生じない場合とが混在していることが認識されていた。そこで、本発明者らは数多くの上記正立落下試験の実施過程を高速度カメラで撮影し、それらの撮影結果を詳細に分析した。その結果、合成樹脂製容器の落下姿勢に若干のばらつきがあり、合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅの全周が均等に着地しない場合に上記裂けが生じやすいことが判明した。そして、上述のような合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅの全周が均等に着地しない場合を敢えて再現させる試験を正立斜め落下試験と称呼し、これを上記正立落下試験に加えて独自に実施して、合成樹脂製容器の強度を担保することにした。
【００４０】
本試験では、図３（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平状態から若干（例えば角度θ＝５°）傾けた姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。このような姿勢は、合成樹脂製容器をトラック等の荷台から滑落させるような場合に頻繁に起こり得る姿勢である。
【００４１】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図３（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅのうちで最も下に位置する点Ｐ１がまず着地するために、この点Ｐ１に衝撃力が集中して作用する。その結果、点Ｐ１を突端とする脚部１１Ｌが座屈する。そして、第一環状リブ１３の突端は第二環状リブ１４の突端よりも突出しているために、上記点Ｐ１に最も近い第一環状リブ１３の突端である点Ｐ２が着地する。それと同時に、底壁１２に矢印ＬＦの方向に水撃力が加えられる。
【００４２】
そして、図３（ｃ）に示されるように、地面ＧＤとの衝突による衝撃力と水撃力とを受ける脚部１１Ｌの座屈が進展して外周縁１２Ｅが地面ＧＤに近づくようになるために、点Ｐ１と点Ｐ２との間に設けられている第二環状リブ１４の突端である点Ｐ３が、さらに地面ＧＤに近づく。これと同時に、上記水撃力によって、弾性膜のように機能する底壁１２が矢印ＬＦの方向に押されるために、上記点Ｐ３がさらに地面ＧＤに近づき、着地する。また、同じく水撃力によって中央部１２Ｃの周辺も矢印ＬＦの方向に押されるために、上記点Ｐ１から最も遠い第一環状リブ１３の突端である点Ｐ４も地面ＧＤに着地する。すなわち、点Ｐ１近傍の脚部１１Ｌが座屈するものの、第一環状リブ１３及び第二環状リブ１４によって、点Ｐ１と点Ｐ４との間における底壁１２の変位量が抑制される。
【００４３】
そして、図３（ｄ）に示されるように、点Ｐ１から最も遠い底側端面１１Ｅである点Ｐ５が着地するよりも早く、底壁１２には、点Ｐ４と点Ｐ５との間を略等分する位置が地面ＧＤに近接するような大きな撓みが局所的に生じる。ただし、このように局所的に大きく撓む部分に第二環状リブ１４が突設されているために、該第二環状リブ１４の突端である点Ｐ６が着地して、底壁１２の鉛直方向の変位量が第二環状リブ１４の突出量ＰＬ２の分だけ抑制される。そして、底壁１２の底側の表面における周方向の過度な膨張を抑制することが可能になり、ひいては、該表面にて周方向に沿う過大な引張応力が発生することを抑制することが可能になる。
（正立カド落下試験）
本試験では、図４（ａ）に示されるように、配置面ＧＰを水平状態から角度θ傾けた姿勢で底壁１２を下にして合成樹脂製容器を自由落下させる。具体的には、例えば、合成樹脂製容器の断面構造において、蓋が装着される周壁１１の上方の筒端（図示略）と底側端面１１Ｅの外周縁とを結ぶ直線、すなわち、対角線が水平面ＨＺと略直交するように、角度θを大きくとって自由落下させる。
【００４４】
このような姿勢で落下した合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突すると、図４（ｂ）に示されるように、底側端面１１Ｅのうちで最も下に位置する部分である点Ｐ７が着地するために、この点Ｐ７に衝撃力が集中して作用するようになる。その結果、点Ｐ７を突端とする脚部１１Ｌが座屈する。それと同時に、底壁１２に矢印ＬＦの方向に水撃力が加えられる。そして、地面ＧＤとの衝突による衝撃力と水撃力とを受ける脚部１１Ｌの座屈が進展するとともに、その近傍の周壁１１も弾性変形する。また、本試験では合成樹脂製容器の傾きが大きいために、上記正立試験並びに上記正立斜め試験の場合とは違い、第二環状リブ１４の突端はもちろんのこと、第一環状リブ１３の突端も地面ＧＤに着地するまでに時間を要する。その結果、底壁１２は、全体が弾性膜としての機能を発現させることになる。そのため、底壁１２は、水撃力によって全体が大きく撓るように変形させられる。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態にかかる合成樹脂製容器によれば、以下に列記するような効果が得られるようになる。
【００４６】
（１）底壁１２の弾性膜としての機能を活用して地面との衝撃力並びに水撃力を効果的に緩衝させることができるようになるとともに、底壁１２の底側の表面にて領域Ａ２にかかるように第二環状リブ１４を設けることによって底壁１２における局所的かつ過大な変位を抑制することが可能になる。そして、底壁１２の底側の表面における過度な周方向の膨張を抑制し、ひいては、該表面に周方向に沿う過大な引張応力がかかることを抑制することが可能にもなる。そして、底壁１２が径方向に裂け難い落下における底壁の強度を高めることが可能な合成樹脂製容器を提供することが可能になる。
【００４７】
なお、上述のように、正立落下試験時よりも正立斜め落下試験時の方が、底壁１２における局所的な変位量が大きい。そのため、第二環状リブ１４を設けることによって該変位量を抑制することが可能になるという効果は、正立斜め落下試験時においてより大きく発現することになる。
【００４８】
（２）配置面ＧＰに対して、弾性膜である底壁１２全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されているために、底壁１２全体が平板状である場合に比べて、底壁１２が弾性膜としての機能をより効果的に発現することが可能になる。
【００４９】
（３）弾性膜である底壁１２が全体として、配置面ＧＰに対して傾くことなく配設されているために、底側端面１１Ｅのどの部分で合成樹脂製容器が地面ＧＤと衝突したとしても、弾性膜を同じように変形させることができるようになる。すなわち、どのような落下姿勢であれ、衝撃力並びに水撃力を同じように緩衝させることが可能になる。
【００５０】
（４）第一環状リブ１３によって囲繞される部分の底壁１２の剛性が、周壁１１と第一環状リブ１３との間の部分、すなわち領域Ａ１〜領域Ａ３の部分の剛性よりも高くなる。このため、一体成形時のゲートが配設される部分でもある中央部１２Ｃの強度を高めることができるとともに、領域Ａ１〜領域Ａ３の部分に弾性膜の機能を発現させることが可能になる。そして、このように弾性膜の機能を発現する部分のうちで最も鉛直方向の変位量が大きくなる領域Ａ２に第二環状リブ１４を設けることによって、底壁１２の局所的な変位量の増大を抑制する効果を最大限に発揮させることが可能になる。
【００５１】
（５）底側端面１１Ｅの近傍の周壁１１が、あたかも合成樹脂製容器における筒状の脚部１１Ｌとなるように形成される。このため、脚部１１Ｌを弾性変形させて衝撃を緩衝させることが可能となる。
（変形例）
なお、上記実施の形態は、以下のような態様をもって実施することもできる。
【００５２】
・上記実施の形態では、筒状の脚部１１Ｌを設けるようにしたが、これに限らず、脚部１１Ｌを割愛してもよい。すなわち、底壁１２の外周縁１２Ｅが底側端面１１Ｅにて周壁１１に接続される構成としてもよい。要は、底壁１２における底側の表面が、周壁１１の内側に窪んだかたちをなして配置面ＧＰから離間していれば足りる。
【００５３】
・第一環状リブ１３の径の大きさによっては、換言すると第一環状リブ１３によって囲繞される部分の面積が狭ければ、当該部分の剛性が高められる。そのため、同部分にて水撃力による局所的な変位量の増大が発生し難くなる。このため、そのような場合には、肉厚Ｔ１を肉厚Ｔ２と等しくしてもよい。
【００５４】
・弾性膜である底壁１２が、全体として配置面ＧＰに対して若干傾いて配設されていてもよい。そのような場合であっても、合成樹脂製容器の底側端面１１Ｅが地面ＧＤと衝突する位置に拘らず、弾性膜である底壁１２を同じように変形させることができる。
【００５５】
・上記実施の形態では、配置面ＧＰに対して、底壁１２全体があたかもお椀を伏せたようなかたちに配設されているとしたが、これに限らず、例えば平板状となるように配設されていてもよい。また、底壁１２の領域Ａ１〜領域Ａ３の部分の断面形状が弓形であってもよい。また、第一環状リブ１３の基端のうち中央部１２Ｃ寄り（内側）の基端を含む平面が仮想平面であって、底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分が該仮想平面よりも周壁１１の内側に向けて凸となってもよい。すなわち、第一環状リブ１３の基端のうち内側の基端を含む仮想平面が、底壁１２における底側の実表面のうち第一環状リブ１３によって囲繞される部分と一致していなくてもよい。また、肉厚Ｔ１及び肉厚Ｔ２の少なくとも一つが、均等でなくてもよい。要は、底壁１２の全体が、水撃力を緩衝させ得る弾性膜の機能を発現することができる構成であれば足りる。
【００５６】
・上記実施の形態では、第二環状リブ１４は、底壁１２における底側の表面にて領域Ａ２にかかるように突設されているとしたが、図１に示されるように、第二環状リブ１４の中心線１４ＣＬが、領域Ａ１及び領域Ａ３からＬ／２だけ離れた領域Ａ２の中心と一致するように突設されるようにすることがより好ましい。このようにすれば、正立試験及び正立斜め試験において、底壁１２の鉛直方向の変位量をより効果的に抑えることができる。
【００５７】
・上記実施の形態では、底側端面１１Ｅは配置面ＧＰの一部を構成する平面であるとしたが、これに限らず、例えば脚部１１Ｌの突端の断面形状が楔状や円弧状であって、合成樹脂製容器が地面ＧＤに静置されているときに該突端が地面ＧＤによって点支持されるようにしてもよい。
【００５８】
・第二環状リブ１４に加えて、同様の環状リブを一本乃至複数本設けるようにしてもよい。このような構成とすれば、底壁１２の面積が広大な場合であっても、効果的に鉛直方向の変位量を抑制することができる。
【００５９】
・第二環状リブ１４の断面構造のうち該第二環状リブ１４の周方向と直交する断面構造は、略矩形状に限らず、底側に先細りする三角形状や底側に凸となる半円形状であってもよく、要は、領域Ａ２のうちで底側に突出する形状であればよい。このような構成であっても、底壁１２の局所的な鉛直方向の変位量の増大を抑えるとともに、裂けに対する耐性を強化することができる。
【００６０】
・上記実施の形態では、合成樹脂製容器に密封される内容物は液体であるとしたが、これに限らず、固体であってもよい。要は、合成樹脂製容器に密封することができるものであれば何でもよい。すなわち、水撃力を発生させる液体を密封した場合であっても底壁１２に裂けが生じ難い合成樹脂製容器であれば、そのような合成樹脂製容器は、液体以外のものを密封しても尚更裂けが生じ難いということができる。
【００６１】
・上記実施の形態の合成樹脂製容器を構成する蓋は、一体成形による合成樹脂製成形品とすることができる。そして、合成樹脂製容器の天板となる前記蓋の部分には、該蓋を取り外すことなく同容器に密封された内容物の取り出しを可能にする取り出し口が備えられていてもよいし、備えられていなくてもよい。
【００６２】
・上記実施の形態では、合成樹脂製容器が蓋と容器本体とから構成されているとしたが、これに限らず、容器本体のみから構成されているとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
落下時における底壁の強度を高めることの可能な一体成形により成形される合成樹脂製容器を提供することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１１，５１…周壁、１１ａ…内周面、１１Ｅ，５１Ｅ…底側端面、１１Ｌ…脚部、１２，５２…底壁、１２Ｃ，５２Ｃ…中央部、１２Ｅ，５２Ｅ…外周縁、１３…第一環状リブ、１３ｂ…外周面、１４…第二環状リブ、１４ＣＬ…中心線、５３…中央環状リブ、Ｇ１，Ｇ２…間隙、ＧＤ…地面、ＧＰ…配置面、ＨＺ…水平面、ＪＰ…底壁接続面、ＰＬ２…突出量、Ｔ１，Ｔ２…肉厚。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の周壁と該周壁を塞ぐ円盤状の底壁とを備える有底筒状の合成樹脂製容器において、
前記底壁における底側の表面は、前記周壁の内側に向けて凸となる形状であり、
前記底壁における底側の表面には、前記底壁と同心の第一環状リブと、前記底壁と同心であって、且つ前記第一環状リブよりも大径の第二環状リブとが突設され、
前記第一環状リブは、前記周壁における底側の突端を含む平面よりも底側に突出しない突端を有し、
前記第二環状リブは、前記第一環状リブの突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ前記底壁の径方向にて、前記周壁と前記第一環状リブとの距離を略等分する
ことを特徴とする合成樹脂製容器。
【請求項２】
前記底壁における底側の表面は、前記第一環状リブによって囲まれる部分で窪むかたちに形成されている
請求項１に記載の合成樹脂製容器。
【請求項３】
前記第一環状リブの基端のうち内側の基端を含む平面と、前記底壁の外周縁とを含む平面は、前記周壁における底側の突端を含む平面と互いに平行である
請求項２に記載の合成樹脂製容器。
【請求項４】
前記底壁では、
前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が一定であり、
前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚が一定であり、
前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚よりも厚い
請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
【請求項５】
前記周壁における底側の突端を含む平面が、前記底壁の外周縁を含む平面よりも底側である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
【請求項１】
円筒状の周壁と該周壁を塞ぐ円盤状の底壁とを備える有底筒状の合成樹脂製容器において、
前記底壁における底側の表面は、前記周壁の内側に向けて凸となる形状であり、
前記底壁における底側の表面には、前記底壁と同心の第一環状リブと、前記底壁と同心であって、且つ前記第一環状リブよりも大径の第二環状リブとが突設され、
前記第一環状リブは、前記周壁における底側の突端を含む平面よりも底側に突出しない突端を有し、
前記第二環状リブは、前記第一環状リブの突端よりも底側に突出しない突端を有し、且つ前記底壁の径方向にて、前記周壁と前記第一環状リブとの距離を略等分する
ことを特徴とする合成樹脂製容器。
【請求項２】
前記底壁における底側の表面は、前記第一環状リブによって囲まれる部分で窪むかたちに形成されている
請求項１に記載の合成樹脂製容器。
【請求項３】
前記第一環状リブの基端のうち内側の基端を含む平面と、前記底壁の外周縁とを含む平面は、前記周壁における底側の突端を含む平面と互いに平行である
請求項２に記載の合成樹脂製容器。
【請求項４】
前記底壁では、
前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が一定であり、
前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚が一定であり、
前記第一環状リブによって囲まれる部分の肉厚が、前記第一環状リブと前記周壁との間の部分の肉厚よりも厚い
請求項１〜３のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
【請求項５】
前記周壁における底側の突端を含む平面が、前記底壁の外周縁を含む平面よりも底側である
請求項１〜４のいずれか一項に記載の合成樹脂製容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２１８８０７（Ｐ２０１２−２１８８０７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８９９４２（Ｐ２０１１−８９９４２）
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５００２７２３４７）ＤＩＣプラスチック株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【出願人】（５００２７２３４７）ＤＩＣプラスチック株式会社 (27)
【Ｆターム（参考）】
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