特表2018-531845(P2018-531845A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特表2018-531845湾曲した反転可能なダイヤフラムを備え付ける容器
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】特表2018-531845(P2018-531845A)
(43)【公表日】2018年11月1日
(54)【発明の名称】湾曲した反転可能なダイヤフラムを備え付ける容器
(51)【国際特許分類】
   B65D 1/02 20060101AFI20181005BHJP
【FI】
   B65D1/02 250
   B65D1/02 230
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
【全頁数】25
(21)【出願番号】特願2017-566668(P2017-566668)
(86)(22)【出願日】2016年10月17日
(85)【翻訳文提出日】2018年2月20日
(86)【国際出願番号】EP2016074837
(87)【国際公開番号】WO2017076617
(87)【国際公開日】20170511
(31)【優先権主張番号】15306750.9
(32)【優先日】2015年11月4日
(33)【優先権主張国】EP
(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA
(71)【出願人】
【識別番号】504102770
【氏名又は名称】シデル パルティシパション
【氏名又は名称原語表記】SIDEL PARTICIPATIONS
(74)【代理人】
【識別番号】110001173
【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ゴデ,フロリアン
(72)【発明者】
【氏名】プロテ,ピエリック
【テーマコード(参考)】
3E033
【Fターム(参考)】
3E033AA02
3E033BA18
3E033CA05
3E033DA02
3E033DB01
3E033DD03
3E033EA04
3E033FA03
3E033GA02
(57)【要約】
支持フランジ(9)を形成する起立リング(8)と、起立リング(8)から中央部分(10)まで延在するダイヤフラム(11)とを含む基部(7)を備え付け、前記ダイヤフラム(11)が外側に傾斜した位置にあることができる、プラスチック材料でできた容器(1)であって、ダイヤフラム(11)が、ダイヤフラム(11)の外側関節接合を形成する外側接合部(12)で、起立リング(8)に接続し、ダイヤフラム(11)が、ダイヤフラム(11)の内側関節接合を形成する内側接合部(13)で、中央部分(10)に接続し、それによって前記ダイヤフラム(11)が、起立リング(8)に対して、外側に傾斜した位置から内側に傾斜した位置まで反転可能であり、外側に傾斜した位置では、ダイヤフラム(11)が、外側に湾曲した部分(16)と、反対側の湾曲の内側に湾曲した部分(17)とを含む、容器(1)。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持フランジ(9)を形成する起立リング(8)と、起立リング(8)から中央部分(10)まで延在するダイヤフラム(11)とを含む基部(7)を備え付ける、プラスチック材料でできた容器(1)にして、
前記ダイヤフラム(11)が外側に突出する位置にあることができ、前記容器(1)が製品で充填される内側容積を画定する、容器(1)であって、
ダイヤフラム(11)が、起立リング(8)に対して、ダイヤフラム(11)の外側関節接合を形成する外側接合部(12)で、起立リング(8)に接続し、
ダイヤフラム(11)が、中央部分(10)に対して、ダイヤフラム(11)の内側関節接合を形成する内側接合部(13)で、中央部分(10)に接続し、
それによって前記ダイヤフラム(11)が、起立リング(8)に対して、内側接合部(13)が外側接合部(12)の下方に延在する外側に突出する位置から、内側接合部(13)が外側接合部(12)の上方に延在する内側に突出する位置まで反転可能である容器(1)であって、
外側に突出する位置では、ダイヤフラム(11)が、
起立リング(8)に接続し、半径方向断面で湾曲する外側部分(16)であって、容器(1)の内側容積に対して内側に曲がった凹面を含む前記外側部分と、
外側部分(16)および中央部分(10)に接続し、半径方向断面で湾曲する内側部分(17)であって、容器(1)の内側容積に対して外側に曲がった凹面を含む前記内側部分と、
を含むことを特徴とする、容器。
【請求項2】
内側部分(17)が外側部分(16)に接している、請求項1に記載の容器。
【請求項3】
外側接合部(12)で、ダイヤフラムの外側部分(16)のR1で示される半径、およびDで示される外径が、
【数1】
のようになる、請求項1または2に記載の容器。
【請求項4】
外側接合部(12)で、ダイヤフラムの内側部分(17)のR2で示される半径、およびDで示される外径が、
【数2】
のようになる、請求項1から3のいずれか一項に記載の容器。
【請求項5】
R1で示される外側部分(16)の半径、およびR2で示される内側部分(17)の半径が、
【数3】
のようになる、請求項1から4のいずれか一項に記載の容器。
【請求項6】
外側接合部(12)で、ダイヤフラムのDで示される外径、および内側接合部(13)で、dで示されるその内径が、
【数4】
のようになる、請求項1から5のいずれか一項に記載の容器。
【請求項7】
【数5】
である、請求項6に記載の容器。
【請求項8】
ダイヤフラム(11)が滑らかな表面を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の容器。
【請求項9】
外側部分(16)と内側部分(17)との間の接合点(C)が、外側接合部(12)および内側接合部(13)を結ぶ線の上方または線上に位置する、請求項1から8のいずれか一項に記載の容器。
【請求項10】
加工ユニット(19)によって、請求項1から9のいずれか一項に記載の容器(1)を加工する方法であって、加工ユニット(19)が、
容器基部(7)と係合するための中空支持リング(21)を含む容器支持フレーム(20)と、
外側に突出する位置から内側に突出する位置にダイヤフラム(11)を反転させるように、支持フレーム(20)を通って容器基部(7)に当接可能な、容器支持フレーム(20)に対して可動であるプッシャ(26)と、
支持フレーム(20)を通って容器基部(7)に向かって前方に、かつ後方にプッシャ(26)を摺動移動させるためのアクチュエータ(27)と、
を含み、
プッシャ(26)が、ダイヤフラム(11)の内側部分(17)に面する凸状の上端面(40)を含み、前記上端面(40)が、ダイヤフラム(11)の内側部分の外径(d’)と等しいか、またはダイヤフラム(11)の内側部分の外径(d’)より大きい直径(d’’)を含む外側限界(42)まで下方へ延在する、
請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
上端面(40)が、ダイヤフラム(11)の内側に突出する位置で、内側部分(17)と相補的な形状である、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
プッシャ(26)が、上端面(40)を囲む凹状周面(44)を含み、前記周面が、ダイヤフラム(11)の外側部分(16)に面している、請求項10または11に記載の方法。
【請求項13】
周面(44)が、ダイヤフラム(11)の内側に突出する位置で外側部分(16)と相補的な形状である、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
容器の起立リング(8)が、支持フランジ(9)とダイヤフラム(11)とを接合する円錐台形状の内壁(14)を含み、プッシャ(26)が、内壁(14)と相補的な形状の円錐台形状の側部スカート(46)を含む、請求項12または13に記載の方法。
【請求項15】
プッシャ(26)が、容器基部(7)の中央部分(10)と少なくとも部分的に相補的な中央頂部(41)を含む、請求項10から14のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に、プラスチック(例えばPETなど、ほとんどは熱可塑性)材料でできているプリフォームから、ブロー成形または延伸ブロー成形によって製造される、ボトルなどの容器の製造に関する。限定的ではないが、より詳細には、本発明は、高温充填容器、すなわち高温の注入可能な製品(典型的には、液体)によって充填される容器の加工に関し、「高温」という用語は、容器が作製される材料のガラス遷移温度よりも製品の温度が高いことを意味する。典型的には、PET容器(そのガラス遷移温度が約80℃である)の高温充填が、約85℃と約100℃との間、典型的には90℃に含まれる温度で製品によって実施される。
【背景技術】
【0002】
いくつかのタイプの容器は、高温充填によって含まれる機械的応力およびその後の温度低下による内部圧力の変化に耐えるように特別に(少なくとも主張によれば)製造される。
【0003】
欧州特許第0784569号明細書(Continental PET)に開示されているように、容器の側壁に可撓性圧力パネルを設け、その曲率が容器内の圧力の変化を補償するように変化することが知られている。しかしながら、このタイプの容器の主な欠点の1つは、一旦開封されると、剛性に欠けることである。実際には、圧力パネルは、ユーザの把持力の下で曲がる傾向があり、したがって、ユーザは、意図しない液飛びを回避するために、大切に容器を取り扱わなければならない。
【0004】
剛性の側壁と、反転可能的な圧力パネルを含む可撓性基部とを容器に設けることも知られている。
【0005】
第1の技術では、圧力パネルは可撓性であり、容器内の圧力変化に自動調整する。米国特許第8444002号明細書(Graham Packaging)は、容器の内部と容器の外部との圧力差に応じて徐々に撓み、または同時に撓む、多数のヒンジおよびパネルを有する圧力補償パネルを基部に備え付けた容器を開示している。このような構造は、容器内の圧力の変化に適合し、容器が単独で立っているときに容器の側壁の形状を維持するのに有効であることを証明してきたが、積み重ねられ、パレタイズされる場合、容器がそれによって受ける垂直方向の圧縮応力のような外部応力に耐えるために十分な強度を提供しない。
【0006】
米国特許出願公開第2008/0047964号明細書(Dennerら、C02PACに譲渡された)で開示された第2の技術では、容器内の真空力の全てまたは一部を緩和するために、容器が蓋をされ、冷却された後に、機械的プッシャによって圧力パネルを外側に傾斜した位置から内側に傾斜した位置に移動させて、圧力パネルを内側に傾斜した位置に押し込む。
【0007】
そのような容器上に実施されるテストによれば、一旦内側に傾斜した位置に反転されると、圧力パネルはその位置を維持せず、内容物の圧力下で戻って沈む傾向があることを示した。結局、容器が冷却された後、容器は剛性をほとんどなくしてしまい、それによって手に保持される場合、柔らかく感じられる。容器を積み重ねる、またはパレタイズする場合、下方の容器が、上方の容器の重量下で曲がる危険性があり、かつそれによって、全体のパレットが崩壊する危険性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】欧州特許第0784569号明細書
【特許文献2】米国特許第8444002号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第2008/0047964号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、より優れた安定性を含む容器を提案することである。
【0010】
本発明の別の目的は、反転位置を維持することができ、したがって軸方向圧縮応力のような高い外部応力に耐えることができる反転可能なダイヤフラムを備え付ける容器を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
したがって、第1の態様では、
支持フランジを形成する起立リングと、起立リングから中央部分まで延在するダイヤフラムとを含む基部を備え付ける、プラスチック材料でできた容器にして、
前記ダイヤフラムが外側に突出する位置にあることができ、前記容器が製品で充填される内側容積を画定する、容器であって、
ダイヤフラムが、起立リングに対して、ダイヤフラムの外側関節接合を形成する外側接合部で、起立リングに接続し、
ダイヤフラムが、中央部分に対して、ダイヤフラムの内側関節接合を形成する内側接合部で、中央部分に接続し、
それによって前記ダイヤフラムが、起立リングに対して、内側接合部が外側接合部の下方に延在する外側に突出する位置から、内側接合部が外側接合部の上方に延在する内側に突出する位置まで反転可能である容器であって、
外側に突出する位置では、ダイヤフラムが、
起立リングに接続し、半径方向断面で湾曲する外側部分であって、容器の内側容積に対して内側に曲がった凹面を含む外側部分と、
外側部分および中央部分に接続し、半径方向断面で湾曲する内側部分であって、容器の内側容積に対して外側に曲がった凹面を含む内側部分と、
を含む、容器が提供される。
【0012】
外側部分はダイヤフラムの反転を容易にし、一方で内側部分は反転位置で剛性を提供し、それによってダイヤフラムが戻って沈むことを防止する。したがって、容器内の圧力は、高い値に維持され、容器に高い剛性を提供する。外側に突出する位置と内側に突出する位置との間で、ダイヤフラムによって一掃されるかなりの容積によって、容器内の圧力が、温度降下による圧力損失が容器の剛性に影響を与えない程度に増加して、それによって信頼して積み重ねられ、パレタイズされることが可能になる。
【0013】
別々にまたは組み合わせて採用される様々な実施形態によれば、
外側接合部で、ダイヤフラムの外側部分のR1で示される半径、およびDで示される外径が、
【数1】
のようになる。
【0014】
外側接合部で、ダイヤフラムの内側部分のR2で示される半径、およびDで示される外径が、
【数2】
のようになる。
【0015】
R1で示される外側部分の半径、およびR2で示される内側部分の半径が、
【数3】
のようになる。
【0016】
外側接合部で、ダイヤフラムのDで示される外径、および内側接合部で、dで示されるその内径が、
【数4】
【数5】
のようになる。
【0017】
ダイヤフラムは滑らかな表面を有する。
【0018】
外側部分と内側部分との間の接合点が、外側接合部および内側接合部を結ぶ線の上方または線上に位置する。
【0019】
第2の態様によれば、加工ユニットによって本明細書で上に開示される容器を加工する方法が提供され、加工ユニットが、
容器基部と係合するための中空支持リングを含む容器支持フレームと、
外側に突出する位置から内側に突出する位置にダイヤフラムを反転させるように、支持フレームを通って容器基部に当接可能な、容器支持フレームに対して可動であるプッシャと、
支持フレームを通って容器基部に向かって前方に、かつ後方にプッシャを摺動移動させるためのアクチュエータと、
を含み、
プッシャが、ダイヤフラムの内側部分に面する凸状の上端面を含み、前記上端面が、ダイヤフラムの内側部分の外径と等しいか、またはそれより大きい外径を含む外側限界まで下方へ延在する。
【0020】
別々にまたは組み合わせて採用される、様々な実施形態によれば、
上端面は、内側に突出する位置でダイヤフラムの内側部分と相補的な形状である。
【0021】
プッシャは、上端面を取り囲む凹状の周面を有し、前記周面がダイヤフラムの外側部分に面する。
【0022】
周面は、内側に突出する位置でダイヤフラムの外側部分と相補的な形状である。
【0023】
容器の起立リングは、支持フランジとダイヤフラムとを接合する円錐台形状の内壁を有し、プッシャは、内壁と相補的な形状の円錐台形状の側部スカートを含む。
【0024】
プッシャは、容器基部の中央部分に少なくとも部分的に相補的な中央頂部を含む。
【0025】
本発明の上述の、および他の目的および利点が、添付の図面と併せて考察される、好適な実施形態の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0026】
図1】基部の拡大された詳細図を含む、反転可能な基部ダイヤフラムを備えた容器を示す断面図である。
図2】基部の適正な構成方法を示す線図である。
図3】基部の不適切な構成方法を示す線図である。
図4】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図5】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図6】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図7】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図8】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図9】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図10】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図11】異なる実施形態における容器の基部を示す、拡大された片側断面図であり、ダイヤフラムの外側に突出する位置(実線で示す)およびその内側に突出する位置(点線で示す)の両方で示す図である。
図12】容器基部のダイヤフラムを反転させる前の休止位置で示された、プッシャを含む加工ユニット上に取り付けられた、充填され、蓋をした容器を示す断面図である。
図13図12の詳細な枠XIIIによる拡大断面図である。
図14】ダイヤフラムの反転を図示するために、ダイヤフラムがその内側に突出する位置にあり、充填され、蓋をされた容器、およびプッシャがその動作位置にある加工ユニットを示す、図12と同様の断面図である。
図15図14の詳細な枠XVによる拡大断面図である。
図16】休止位置にあるプッシャの第2の実施形態を示す、図13と同様の拡大断面図である。
図17】動作位置にある図16のプッシャを示す、図16と同様の拡大断面図である。
図18】休止位置にあるプッシャの第3の実施形態を示す、図13と同様の拡大断面図である。
図19】動作位置にある図18のプッシャを示す、図18と同様の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図1は、高温の製品(例えば、茶、果汁、またはスポーツ飲料)で充填されるのに適した容器1を示し、「高温」とは、製品の温度が材料のガラス遷移温度より高いことを意味し、その温度で容器1が作製される(PETの場合は約80℃)。
【0028】
容器1は、上方に開いた円筒形ねじ付き上方部分またはネック2を含み、ネック2は、その下方端部でより大きい直径の支持カラー3の中で終端する。カラー3の下方に、容器1は、短い長さの円筒形上方端部を通ってカラー3に接続される肩部4を含む。
【0029】
肩部4の下方に、容器1は、容器主軸線Xの周りに略円筒形である側壁5を有する。側壁5は、図1に示すように、応力に耐えることができる環状の補強リブ6を含むことができるが、そうでなければ、応力は、水平断面で見たときに側壁5を楕円形にする傾向がある(そのような変形は標準的であり、楕円形化と呼ばれる)。
【0030】
側壁5の下方端部で、容器1は、容器1を閉鎖し、容器1がテーブルなどの平坦な面上に置かれることを可能にする基部7を含む。
【0031】
容器基部7は、主軸線Xに略垂直な平面に延在する支持フランジ9を形成する起立リング8、中央部分10、および起立リング8から中央部分10まで延在するダイヤフラム11を含む。
【0032】
ダイヤフラム11は、外側接合部12で起立リング8に接続し、内側接合部13で中央部分10に接続する。外側接合部12および内側接合部13の両方が、好適には湾曲している(または丸い形である)。ダイヤフラム11は、内側接合部13で測定される内径d、および外側接合部12で測定される外径Dを含む。
【0033】
容器1は、変化しないネック、円筒壁、および丸みを帯びた底部を含む、PET(ポリエチレンテレフタレート)のようなプラスチック製のプリフォームからブロー成形される。
【0034】
図面に示された好ましい実施形態では、起立リング8は高い起立リングであり、すなわち、起立リングは、支持フランジ9とダイヤフラム11とを接合する円錐台形状の内壁14を備え付ける。より正確には、内壁14は、外側接合部12を形成する上端部(したがってダイヤフラム11との外側関節接合)を有し、これにより、ダイヤフラム11の外側に突出する位置において、中央部分10が、起立リング8の上方に位置する。
【0035】
製品で充填される内側容積15を画定する容器1は、内側接合部13が外側接合部12の下方に配置される(容器1は、通常ネックを上に保持されている)、外側に突出する位置で立つダイヤフラム11と共にブロー成形される。
【0036】
外側接合部12が、起立リング8に対して(より詳細には、内壁14に対して)ダイヤフラム11の外側関節接合を形成し、内側接合部13が、中央部分10に対してダイヤフラム11の内側関節接合を形成し、それによって、ダイヤフラム11が、起立リング8に対して、外側に突出する位置(図1および図4から図11の実線内)から、内側接合部13が外側接合部12の上方に配置される内側に突出する位置(図1および図4から図11の点線内)まで反転可能である。
【0037】
容器1が製品で充填され、キャップを取り付けられ、冷却された後、製品の冷却によって生成される真空を補償し、または内部圧力を上昇させ、側壁5に剛性を提供するために、ダイヤフラム11を反転することが、好ましくは機械的に実施される(本明細書で以下に開示されるように、例えば、ジャッキ上に取り付けられたプッシャによって)。
【0038】
ダイヤフラム11を反転することによって、EVと示され(図1の詳細図の中の斜線内)、「取出体積」と呼ばれる体積の液体の変位(および続いて起こる容器1の内側容積の減少)を引き起こす。取出体積EVは、ダイヤフラム11の外側に突出する位置とその内側に突出する位置との間に含まれる。
【0039】
ダイヤフラム11の剛性を高め、内側に突出する位置の内容物の圧力を高めるために、ダイヤフラムは湾曲した外側部分16と湾曲した内側部分17とを備え付ける。
【0040】
外側部分16は、外側接合部12で内壁14の上端に接続し、半径方向断面で湾曲している。より詳細には、外側に突出する位置の半径方向断面で見ると、外側部分16は、容器1の内側容積15に対して外側に向いた凹面を有する。R1は、外側部分16の半径を示す。図面に示すように、外側接合部12では、外側部分16の接線は水平(すなわち、軸線Xに垂直)である。
【0041】
内側部分17は、外側部分16および中央部分10に接続し、半径方向断面で湾曲している。より詳細には、外側に突出する位置の半径方向断面から見ると、内側部分17は、容器1の内側容積15に対して内側に向いた凹面を有し、それによって、ダイヤフラム11は、その外側に突出する位置に、サイマレクタ(またはS)形状を含む。R2は、内側部分17の半径を示す。図面に示される好ましい実施形態では、内側部分17は外側部分16に接している。
【0042】
図1に示すように、ダイヤフラム11は、その外側に突出する位置において、内側接合部13が起立リング8によって画定される平面の上方に位置するような形状および寸法になっている。
【0043】
図2は、半径方向断面においてダイヤフラム11を構成する適切な幾何学的方法を示す。これと比較して、図3は、同様の半径方向断面においてダイヤフラム11を構成する不適切な幾何学的方法を示す。
【0044】
図2および図3において、Aが内側接合部12を示し、Bが内側接合部13を示す、矩形AA’BB’がプロットされている。参照符号16はダイヤフラム11の外側部分を示し、その外側部分は円の円弧の形態であり、符号17はダイヤフラム11の内側部分を示し、やはり円の円弧の形態である。外側部分16と内側部分17との間の変曲点(すなわち、ダイヤフラム11の湾曲が反転する点)を形成する、Cで示された接合点で、外側部分16および内側部分17が交わる。図2および図3に示すように、外側部分16は点Aで水平線(AA’)に接している。言い換えれば、円の円弧AC(すなわち外側部分16)の中心は、線(AB’)上に位置する。
【0045】
一旦CおよびO1がプロットされると、AをCに結んで、(AA’)に接する円(中心がO2で示される)の1つだけの円弧がプロットされ得る。次に、CをBに結んで、Cで円の円弧AC(すなわち、外側部分16)に接する円の1つだけの円弧(すなわち、内側部分17)がプロットされ得る。
【0046】
半直線[BT)は、中心O2を有する円の円弧BCに対する接線を示す。図2では、Cが三角形AA’Bの中に位置し、すなわち対角線(AB)より上方に位置する場合、そのとき接線[BT)は線(BB’)の上方に位置するという事実を示している。言い換えれば、円の円弧BC(すなわち、内側部分17)は内側接合部13の上方に位置しているが、一方それとは反対に、図3では、Cが三角ABB’の中に位置し、すなわち対角線(AB)より下方に位置する場合、接線[BT)は線(ΒΒ’)の下方に位置する。言い換えれば、円の円弧BC(すなわち内側部分17)は、内側接合部13の下方に位置する。図3に対するダイヤフラム11は、図2の幾何形状に構成することが好ましいはずである。
【0047】
図4から図11に示すように、ダイヤフラム11は、その内側に突出する位置(点線)において、外側に突出する位置で有する形状と実質的に対称的な形状を有する。言い換えれば、上方に突出する位置において、外側部分16は、容器1の内側容積15に対して内側に向けられた凹面を有し、一方、内側部分17は、容器1の内側容積15に対して外側に向けられた凹面を有する。したがって、内側部分17が内側接合部13の下方に及ぶ図3の幾何形状を選択すると、内側に突出する位置で、反転した内側部分17が反転した内側接合部13の上方に及ぶ幾何形状になり、それによって、内側接合部13の近傍の内容物によって働く圧力が、外側に向いた半径方向成分を有し、これによってダイヤフラム11をその外側に突出する位置に戻して広げる可能性がある。
【0048】
対照的に、内側部分17が内側接合部13の上方に延在する図2の幾何形状を選択すると、内側に突出する位置で、反転した内側部分17が反転した内側接合部13の下方に位置する幾何形状になり、それによって、内側接合部13の近傍の内容物によって働く圧力が、内側に向いた半径方向成分のみを有し、これによってダイヤフラム11に係止効果を与える。したがって、図2の幾何形状は、図3の幾何形状よりも好ましい。
【0049】
外側部分16が水平線(または平面)に接している限り、すなわち円の円弧ACが線(AA’)に接している限り、数学的に以下を証明することができ、つまり、
【0050】
点C(すなわち、外側部分16と内側部分17との間の接合部)が三角形AA’B内に位置する場合、そのとき図2に示すように、内側部分17は内側接合部13(または点B)の上方に位置する。
【0051】
点C(すなわち、外側部分16と内側部分17との間の接合部)が線(AB)上に位置する場合、内側部分17は点Bで水平に接し、すなわち水平線(BB’)に接する。
【0052】
点C(すなわち、外側部分16と内側部分17との間の接合部)が三角形ABB’内に位置する場合、図3に示すように、内側部分17は部分的に内側接合部13(または点B)の下方に延在する。
【0053】
したがって、好ましい実施形態では、外側部分16と内側部分17との間の接合部Cは、外側接合部12と内側接合部13とを結ぶ線(すなわち、線(AB))上またはその上方に配置される。
【0054】
図1および図2に示すように、d’は、軸線Xを中心とし、接合点Cを含む円の直径を示し、αは、それらの接合点Cで外側部分16(または内側部分17)に対する接線の角度を示す。
【0055】
取出体積EVは、直径d’と共に全体的に増加する(ただし、以下に説明するように、他のパラメータも考慮に入れるべきである)。したがって、d’は、取出体積EVを最大にするために十分に大きくなければならない。より正確には、d’は、好ましくは、直径Dの半分より大きく、直径Dの95%よりも小さい。すなわち、
【数6】
である。
【0056】
角度αが大きいほど、ダイヤフラム11は内側に突出する位置でより剛性が高いが、しかし外側に突出する位置から内側に突出する位置にそれを反転させるのがより困難になる。
【0057】
逆に、角度αが小さいほど、ダイヤフラム11は内側に突出する位置でより弱くなるが、しかし外側に突出する位置から内側に突出する位置に反転させるのがより容易になる。
【0058】
角度αが約55°(C点が外側接合部12と内側接合部13とを結ぶ線(AB)上に位置する場合に相当する)から75°の間に含まれる場合:すなわち
【数7】
であり、容器内容物の圧力を受ける場合における内側に突出する位置にあるダイヤフラム11の良好な剛性と、外側に突出する位置から内側に突出する位置に反転されるためにダイヤフラム11の良好な能力との間に良好な妥協が見いだされ得る。
【0059】
加えて、外側部分16の半径R1および内側部分17の半径R2は、取出体積EVを最大にするように(すなわち、ダイヤフラム11の内側に突出する位置で容器内の圧力を最大にするように)、同時にダイヤフラム11の良好な反転能力およびその内側に突出する位置での良好な剛性を提供するように注意して選択されるべきである。
【0060】
この目的のために、半径R1およびR2は、以下のように選択されるべきである。
【数8】
【数9】
【数10】
【0061】
ダイヤフラム11の内径dと外径Dは、好ましくは
【数11】
のようになる。
【0062】
1つの好ましい実施形態において、
【数12】
である。
【0063】
図4から図11は、0.5l(より大きい、またはより小さい容積の容器に対して、他の値を当てはめることができる)の容器について、以下の表に示すように、取出体積を増加させることによって選別されたダイヤフラム11の異なる各幾何形状を有する基部7の様々な実施形態を示す。これらの実施形態の全てについて、Dは52mmに等しく、dは19mmに等しく設定される。
【表1】
【0064】
これらの実施形態は全て、既知の解決策よりも大きな取出体積EVを提供し、一方、ダイヤフラム11は、内側に突出する位置で剛性がより高いか、または剛性が同じ程度である。外側部分16は、ダイヤフラム11の外側に突出する位置から内側に突出する位置への反転を容易にする働きをするが、内側部分17は、内側に突出する位置でダイヤフラム11を強化する働きをし、ダイヤフラムが外側に突出する位置に沈むことを防止する。したがって、容器1内の圧力が、高い値に維持され得る。容器1は、手で保持される場合に剛性が感じられる。加えて、容器1は、積み重ねられた場合、積み重ねに対する安定性を提供し、パレタイズされた場合、パレットに対する安定性を提供する。
【0065】
図面に示されているように、上に説明した幾何形状および寸法が反転能力および機械的強度を提供するために十分であるように、ダイヤフラム11は平滑な表面を有する(すなわち、リブまたは溝がない)。
【0066】
既に説明したように、また図面に示すように、ダイヤフラム11の内側に突出する位置の外側部分16および内側部分17の湾曲は、外側に傾斜した位置に対して反転されている。R’1およびR’2はそれぞれ、ダイヤフラム11の内側に傾斜した位置における外側部分16および内側部分17の半径を示す。ダイヤフラム11が、外側に突出する位置に対して内側に突出する位置で実質的に対称的であるので、半径R1およびR’1は等しく(または実質的に等しく)、半径R2およびR’2もまた等しい(または実質的に等しい)。
【数13】
【数14】
【0067】
上に提案したように、ダイヤフラム11の反転(その下方に突出する位置から上方に突出する位置へ)は、図12から図19に示されているように、例えば加工ユニット19によって、好ましくは機械的に(容器1が充填され、キャップ18によって閉じられた後に)達成される。
【0068】
図示された加工ユニット19は、固定支持構造上に回転可能に取り付けられたカルーセル(図12には部分的にのみ示されている)に取り付けられることができ、そのようなカルーセルは、円形経路に沿って移動させられる複数の同一の周囲の加工ユニット19を含む。
【0069】
各加工ユニット19は、容器基部7に係合するための中空支持リング21を含む容器支持フレーム20備える。図示された実施例では、支持リング21は、環状プレート22と管状外壁23とを有し、プレート22および外壁23は一体で容器基部7の起立リング8の少なくとも一部の逆向きのプリントを形成する。
【0070】
支持フレーム20(より具体的には、プレート22および外壁23)は、容器1が支持フレーム20上に位置する場合、容器主軸線Xと同化する主軸線を中心とする。以下では、Xは、容器の主軸線と支持フレームの主軸線の両方を示す。
【0071】
加工ユニット19は、垂直位置に容器1をしっかりと保持するための容器保持部材24をさらに含み、ダイヤフラム11が反転されている間、その基部7が支持リング21内部に配置される。
【0072】
図示の例では、保持部材24は、主軸線Xに沿って垂直にキャップ18に当接するのに適した円錐形ヘッド25を備え付ける。
【0073】
加工ユニット19は、支持フレーム20に対して移動可能であり、ダイヤフラム11を反転させるために、支持フレーム20を介して容器基部7に当接可能な機械的プッシャ26をさらに含む。
【0074】
加工ユニット19は、支持フレーム20を通ってプッシャ26を前方(すなわち上方)に、容器基部7に向かって主軸線Xに沿って動作位置(図14)まで摺動移動させて、ダイヤフラム11の反転を達成し、その後、プッシャ26が次の反転サイクルの準備をするために、後方(すなわち下方)へ休止位置(図12)まで摺動移動させるためのアクチュエータ27をさらに含む。
【0075】
図示の例では、アクチュエータ27が、好ましくは双方向型の油圧ジャッキまたは空気圧ジャッキであることが理解されよう。
【0076】
アクチュエータ27は、シリンダハウジング28と、ピストン29と、ピストン29に固定されたロッド30とを備え、プッシャ26は、ロッド30に取り付けられている。図示の例では、プッシャ26は、例えば1つまたは複数のねじによって、ロッド30の遠位端に固定されているが、しかし代替実施形態では、プッシャ26はロッド30と一体化することができる。
【0077】
公知の方法では、アクチュエータ27は、閉鎖ヘッド31および閉鎖底部32を有する。ピストン29は、アクチュエータ27内部で、ロッド30の周りの前方チャンバ33と、ロッド30の反対側の後方チャンバ34とを画定し、それにより、前方チャンバ33は、ピストン29と閉鎖ヘッド31との間に主に画定され、一方で、後方チャンバ34は、ピストン29と閉鎖底部32との間に主に画定される。
【0078】
図12に示すように、後方チャンバ34は、閉鎖底部32の中に形成された底部流体ポート35を通って、圧力下で流体源37(空気または油など)に結合される方向制御弁(DCV)36と流体連通している。
【0079】
好ましい実施形態では、前方チャンバ33は、前部流体ポート38を介してDCV36(ここでは5/2タイプ:5つのポート、2つのスプール位置)と、例えば流量制限器を通って流体連通している。これにより、作動中、すなわちダイヤフラム11の反転中に、ピストン29(したがってプッシャ26)の速度調節が可能になる。DCV36は、好ましくは、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)のような制御ユニット39によって駆動される。
【0080】
図13に示すように、プッシャ26は、ダイヤフラム11の内側部分17に面する凸状の上端面40を有する。
【0081】
プッシャ26はまた、好ましくは軸方向に外側に(すなわち、上方に)突出する中央頂部41を有し、好ましくは容器基部7の中央部分10と少なくとも部分的に相補的な形状である。図示された実施例では、中央頂部41は先端を切った形状であり、それによって中央部分10の下部周辺領域と部分的にのみ相補的である。これにより、ダイヤフラム11の反転中に、プッシャ26上に容器基部7が適切に心合わせされることを保証する。
【0082】
上端面40は、内側に突出する位置にあるダイヤフラム11の内側部分17と相補的な形状であることが好ましい。言い換えれば、上端面40は、内側に突出する位置においてダイヤフラム11の内側部分17の曲率半径R’2と等しい(または実質的に等しい)曲率半径R’’2を含む(したがって外側に突出する位置の内側部分17の曲率の半径R2に等しい)。半径R’2が、容器1内部の圧力に応じてわずかに変化する可能性があるので、R’’2とR’2との間にわずかな差異が存在し得ることを理解されたい。
【0083】
上端面40は、中央頂部41からダイヤフラム11の内側部分17の外径d’と等しいか、またはそれより大きい直径d’’を有する外側限界42まで延在する。すなわち、
【数15】
である。
【0084】
第1の実施形態では、上端面40の外側限界42は、プッシャ26の周縁でもある。この場合、プッシャ26は、外側限界42から垂直に延びる円筒形の側壁43を有する。図13の詳細図に示されているように、外側限界42は、好ましくは、鋭角ではなく、その代わりに、反転を達成する場合にダイヤフラム11への損傷を防ぐために、フィレット径を備え付けるべきである。
【0085】
ダイヤフラム11が下方へ突出する位置から内側へ突出する位置へ反転することを達成するために、プッシャ26がダイヤフラム11から離間配置されるその休止位置(図12および図13)から、プッシャ26が容器1の内部に突出するその動作位置(図14および図15)まで、プッシャ26(ロッド30およびピストン29と共に)が移動される。
【0086】
プッシャ26がダイヤフラム11に当接するとすぐに、プッシャ26は主軸線Xに沿って、内側(または上側)に向く反転力をダイヤフラム11上に働かせる。
【0087】
プッシャ26が前方(すなわち上向き)に動くと、ダイヤフラム11の内側部分17は、内側部分17が反転位置に達するまで、中央(頂部41付近)から始まり、周縁(外側限界42近傍、または外側限界42で)で終了する上端面40の周りを滑らかに(しかし迅速に)包み始める。続いて、プッシャ26が外側部分16をその反転位置に引っ張り、それによってダイヤフラム11の完全な反転が達成される(図15)。全体の反転プロセス中、頂部41は、プッシャ26に対して容器基部7を心合わせした状態に維持する。
【0088】
反転位置で、ダイヤフラム11の内側部分17と相補的である上端面40の形状は、ダイヤフラム11の反転のより良い制御を提供し、それによって、材料割れの危険性を防止する(または少なくとも低減する)。したがって、反転プロセスはより安全であり、生産速度のために加速されることが可能である。取出体積(すなわち、反転中の容器基部7によって一掃される体積)もまた、最大化される。
【0089】
まさに開示された第1の実施形態に追加された特徴を有する、図16および図17に示す第2の実施形態では、プッシャ26はさらに、凹状周面44を有し、周面44は上端面40を囲み、ダイヤフラム11の外側部分16に面する。
【0090】
周面44は、内側に突出する位置にあるダイヤフラム11の外側部分16と相補的な形状であることが好ましい。言い換えれば、周面44は、内側に突出する位置においてダイヤフラム11の外側部分16の曲率半径R’1と等しい(または実質的に等しい)曲率半径R’’1を含む(したがって外側に突出する位置の外側部分16の曲率の半径R1に等しい)。半径R’1が、容器1内部の圧力に応じてわずかに変化する可能性があるので、R’’1とR’1との間にわずかな差異が存在し得ることを理解されたい。
【0091】
この第2の実施形態では、周面44は、外側限界42から外縁45まで延在し(好ましくは、ダイヤフラム11の損傷を防ぐためにフィレット半径を備え付ける)、プッシャ26は、ダイヤフラム11の外径Dと実質的に等しい外径(d’’で示す)の円筒形の側壁43を依然として有する。
【0092】
ダイヤフラム11の反転は、上に開示したのと同じ方法で達成される。周面44の存在により、ダイヤフラム11のより優れた反転制御を提供して、周面44がダイヤフラム11の外側部分16に当接し、それにより、ダイヤフラム11の内側に突出する位置における支持を提供する。
【0093】
まさに開示された第2の実施形態に追加された特徴を有する、図18および図19に示される第3の実施形態では、プッシャ26は、内壁14と相補的な形状の、円錐台状の側部スカート46(円筒壁43の代わりに)をさらに有し、側部スカート46は周面44の外縁45から下方に延在する。図19に示すように、側部スカート46は、プッシャ26の動作位置において内壁14に当接するので、したがって側部スカート46は、ダイヤフラム11の反転の終わりに内壁14に対して安定性を提供し、それによって、ダイヤフラム11がその外側に突出する位置に反転して戻る危険性を低減する。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
【手続補正書】
【提出日】2018年5月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
したがって、第1の態様では、
支持フランジを形成する起立リングと、起立リングから中央部分まで延在するダイヤフラムとを含む基部を備え付ける、プラスチック材料でできた容器にして、
前記ダイヤフラムが外側に突出する位置にあることができ、前記容器が製品で充填される内側容積を画定する、容器であって、
ダイヤフラムが、起立リングに対して、ダイヤフラムの外側関節接合を形成する外側接合部で、起立リングに接続し、
ダイヤフラムが、中央部分に対して、ダイヤフラムの内側関節接合を形成する内側接合部で、中央部分に接続し、
それによって前記ダイヤフラムが、起立リングに対して、内側接合部が外側接合部の下方に延在する外側に突出する位置から、内側接合部が外側接合部の上方に延在する内側に突出する位置まで反転可能である容器であって、
外側に突出する位置では、ダイヤフラムが、
起立リングに接続し、半径方向断面で湾曲する外側部分であって、容器の内側容積に対して外側に曲がった凹面を含む外側部分と、
外側部分および中央部分に接続し、半径方向断面で湾曲する内側部分であって、容器の内側容積に対して内側に曲がった凹面を含む内側部分と
を含む、容器が提供される。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持フランジ(9)を形成する起立リング(8)と、起立リング(8)から中央部分(10)まで延在するダイヤフラム(11)とを含む基部(7)を備え付ける、プラスチック材料でできた容器(1)にして、
前記ダイヤフラム(11)が外側に突出する位置にあることができ、前記容器(1)が製品で充填される内側容積を画定する、容器(1)であって、
ダイヤフラム(11)が、起立リング(8)に対して、ダイヤフラム(11)の外側関節接合を形成する外側接合部(12)で、起立リング(8)に接続し、
ダイヤフラム(11)が、中央部分(10)に対して、ダイヤフラム(11)の内側関節接合を形成する内側接合部(13)で、中央部分(10)に接続し、
それによって前記ダイヤフラム(11)が、起立リング(8)に対して、内側接合部(13)が外側接合部(12)の下方に延在する外側に突出する位置から、内側接合部(13)が外側接合部(12)の上方に延在する内側に突出する位置まで反転可能である容器(1)であって、
ダイヤフラム(11)の外側に突出する位置では、中央部分(10)が起立リング(8)の上方に位置し、ダイヤフラム(11)が、
起立リング(8)に接続し、半径方向断面で湾曲する外側部分(16)であって、容器(1)の内側容積に対して外側に曲がった凹面を含む前記外側部分と、
外側部分(16)および中央部分(10)に接続し、半径方向断面で湾曲する内側部分(17)であって、容器(1)の内側容積に対して内側に曲がった凹面を含む前記内側部分と、
を含むことを特徴とする、容器。
【請求項2】
内側部分(17)が外側部分(16)に接している、請求項1に記載の容器。
【請求項3】
外側接合部(12)で、ダイヤフラムの外側部分(16)のR1で示される半径、およびDで示される外径が、
【数1】
のようになる、請求項1または2に記載の容器。
【請求項4】
外側接合部(12)で、ダイヤフラムの内側部分(17)のR2で示される半径、およびDで示される外径が、
【数2】
のようになる、請求項1から3のいずれか一項に記載の容器。
【請求項5】
外側部分(16)のR1で示される半径、および内側部分(17)のR2で示される半径が、
【数3】
のようになる、請求項1から4のいずれか一項に記載の容器。
【請求項6】
外側接合部(12)で、Dで示されるダイヤフラムの外径、および内側接合部(13)で、dで示される内径が、
【数4】
のようになる、請求項1から5のいずれか一項に記載の容器。
【請求項7】
【数5】
である、請求項6に記載の容器。
【請求項8】
ダイヤフラム(11)が滑らかな表面を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の容器。
【請求項9】
外側部分(16)と内側部分(17)との間の接合点(C)が、外側接合部(12)および内側接合部(13)を結ぶ線の上方または線上に位置する、請求項1から8のいずれか一項に記載の容器。
【請求項10】
加工ユニット(19)によって、請求項1から9のいずれか一項に記載の容器(1)を加工する方法であって、加工ユニット(19)が、
容器基部(7)と係合するための中空支持リング(21)を含む容器支持フレーム(20)と、
外側に突出する位置から内側に突出する位置にダイヤフラム(11)を反転させるように、支持フレーム(20)を通って容器基部(7)に当接可能な、容器支持フレーム(20)に対して可動であるプッシャ(26)と、
支持フレーム(20)を通って容器基部(7)に向かって前方に、かつ後方にプッシャ(26)を摺動移動させるためのアクチュエータ(27)と、
を含み、
プッシャ(26)が、ダイヤフラム(11)の内側部分(17)に面する凸状の上端面(40)を含み、前記上端面(40)が、ダイヤフラム(11)の内側部分の外径(d’)と等しいか、またはダイヤフラム(11)の内側部分の外径(d’)より大きい直径(d’’)を含む外側限界(42)まで下方へ延在し、その外径(d’)が、軸線Xを中心とし、接合点(C)を含む円の直径である、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
上端面(40)が、ダイヤフラム(11)の内側に突出する位置で、内側部分(17)と相補的な形状である、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
プッシャ(26)が、上端面(40)を囲む凹状周面(44)を含み、前記周面が、ダイヤフラム(11)の外側部分(16)に面している、請求項10または11に記載の方法。
【請求項13】
周面(44)が、ダイヤフラム(11)の内側に突出する位置で外側部分(16)と相補的な形状である、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
容器の起立リング(8)が、支持フランジ(9)とダイヤフラム(11)とを接合する円錐台形状の内壁(14)を含み、プッシャ(26)が、内壁(14)と相補的な形状の円錐台形状の側部スカート(46)を含む、請求項12または13に記載の方法。
【請求項15】
プッシャ(26)が、容器基部(7)の中央部分(10)と少なくとも部分的に相補的な中央頂部(41)を含む、請求項10から14のいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】