塑料瓶的制作方法
【專利摘要】在此提供一種塑料瓶，該塑料瓶可以在不損壞瓶肩部分的情況下被壓下并恢復(fù)(即使是在薄塑料瓶的情況下)，并且可以有效地處理頂部負(fù)載。一個(gè)肩部部分(3)從頂部依次具有一個(gè)第一圓周肋(311)、一個(gè)第二圓周肋(312)和一個(gè)第三圓周肋(313)，這些圓周肋每個(gè)都是環(huán)形的、位于與一個(gè)開口(2)相同的軸線上并且被配置成使得一個(gè)塑料瓶(1)轉(zhuǎn)變?yōu)閴合聽顟B(tài)，在所述壓下狀態(tài)中當(dāng)一個(gè)頂部負(fù)載(F)作用在該瓶子上時(shí)，該瓶子通過在該第一圓周肋(311)、該第二圓周肋(312)和該第三圓周肋(313)處開始的變形被向下壓下，并且這樣使得該壓下狀態(tài)可以得到維持，即使是在該頂部負(fù)載(F)被移除之后。
【專利說明】
塑料瓶
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種塑料瓶。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]塑料瓶(以下也被簡(jiǎn)單地稱為“瓶子”)作為用于飲料的瓶子被廣泛地使用并且必須輕便。瓶子的壁厚總體上減小作為用于減小其重量的一種方法，但是壁厚的減小同時(shí)導(dǎo)致該瓶子的強(qiáng)度的減小。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)瓶子時(shí)，因此必須實(shí)現(xiàn)沖突元素之間的平衡，即減小重量并且維持強(qiáng)度。
[0003]具體地說，填充有內(nèi)容物，諸如飲料的瓶子必須能夠經(jīng)受較大的頂部負(fù)載(縱向壓縮負(fù)載)。也就是說，當(dāng)瓶子被運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)，它們以幾個(gè)瓶子至數(shù)十個(gè)瓶子為單位被保存在硬紙板箱中同時(shí)填充有內(nèi)容物，并且使用收縮包或綁帶等等被捆綁并堆疊在托盤上，因此在低層的這些瓶子必須能夠經(jīng)受較大頂部負(fù)載。
[0004]因此做出努力以通過該瓶子形狀的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)減小重量與維持強(qiáng)度之間的平衡。確切地說，進(jìn)行調(diào)查以嘗試通過在一個(gè)瓶體部分上形成環(huán)形凹陷肋以便增強(qiáng)其強(qiáng)度，即使在施加頂部負(fù)載時(shí)仍維持正常瓶子形狀(見專利文獻(xiàn)I)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:JP2011-116427A 發(fā)明概述
有待由本發(fā)明解決的問題
[0006]最近，尤其是節(jié)約資源的意識(shí)日益增強(qiáng)，并且這已經(jīng)導(dǎo)致對(duì)于塑料瓶的更薄壁的進(jìn)一步需求。響應(yīng)于對(duì)于更薄壁的需求，用于通過該瓶子形狀的設(shè)計(jì)增強(qiáng)強(qiáng)度和用于在抵抗頂部負(fù)載的同時(shí)維持正常瓶子形狀的方法，如在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)遇到困難。
[0007]本申請(qǐng)的
【發(fā)明人】因此嘗試通過與現(xiàn)有技術(shù)的方法完全不同的方法解決這個(gè)問題。也就是說，本申請(qǐng)的
【發(fā)明人】考慮嘗試通過事先在縱向方向上將填充有內(nèi)容物的瓶子壓碎預(yù)先確定的量來抵抗頂部負(fù)載，而不是維持正常的瓶子形狀。
[0008]更具體地說，相對(duì)較小的頂部負(fù)載例如在瓶子儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱之前首先被施加到該瓶子上，并且一個(gè)瓶肩部分被變形，其方式為使得在一個(gè)瓶體部分內(nèi)側(cè)對(duì)縮。盡管處于這個(gè)坍縮狀態(tài)，該瓶子被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱內(nèi)側(cè)以便被運(yùn)輸或儲(chǔ)存。以此方式儲(chǔ)存在該硬紙板箱中的該瓶子在目的地零售出口處等等從該硬紙板箱移除，此后該瓶肩部分已經(jīng)坍縮直到該瓶肩部分從該瓶體部分內(nèi)部被拉出時(shí)，由此該正常瓶子形狀可以恢復(fù)。也就是說，該瓶子事先被變形(坍縮)用于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，其方式為使得能夠在硬紙板箱被堆疊時(shí)經(jīng)受該頂部負(fù)載，并且在運(yùn)輸后，該正常瓶子形狀恢復(fù)，這樣使得該瓶子可以用常規(guī)方式被放置在一個(gè)店面中并且作為飲料供應(yīng)。
[0009]然而，本申請(qǐng)的
【發(fā)明人】在此情況下發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新問題。也就是說，在儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前，當(dāng)頂部負(fù)載被施加到一個(gè)瓶子上時(shí)，在該瓶肩部分處產(chǎn)生大量局部坍縮并且觀察到一個(gè)現(xiàn)象，由此均勻的坍縮沒有在該瓶肩部分的整個(gè)上發(fā)生。因此，當(dāng)硬紙板箱被堆疊時(shí)，該瓶肩部分以上的該瓶嘴部分是傾斜的并且變得不能夠經(jīng)受該頂部負(fù)載，應(yīng)力集中在該瓶肩部分的一部分上并且導(dǎo)致?lián)p壞，這尤其是一個(gè)問題，因?yàn)槠浯蟠蟮負(fù)p害了商業(yè)價(jià)值。
[0010]本發(fā)明已經(jīng)依靠這個(gè)背景設(shè)計(jì)并且其目標(biāo)是提供一種塑料瓶，該塑料瓶可以在不引起對(duì)該瓶肩部分的損壞的情況下被坍縮并且恢復(fù)(即使該塑料瓶具有薄壁)，同時(shí)還能夠有效地處理頂部負(fù)載。
用于解決問題的手段
[0011]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)塑料瓶包括:一個(gè)瓶嘴部分，該瓶嘴部分形成一個(gè)內(nèi)容物傾倒開口 ； 一個(gè)瓶體部分；以及一個(gè)瓶肩部分，該瓶肩部分向下擴(kuò)展，其方式為使得接合該瓶嘴部分和該瓶身部分，其中該瓶肩部分包括一個(gè)第一圓周肋、一個(gè)第二圓周肋和一個(gè)第三圓周肋，這些圓周肋全部是環(huán)形的、從一個(gè)上側(cè)連續(xù)并且與該瓶嘴部分共軸，并且當(dāng)一個(gè)頂部負(fù)載作用在該塑料瓶上時(shí)，變形從該第一圓周肋、該第二圓周肋和該第三圓周肋開始產(chǎn)生，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)向下坍縮狀態(tài)，并且在該頂部負(fù)載已經(jīng)釋放之后，該坍縮狀態(tài)可以被維持。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，例如，在該塑料瓶被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前，使得頂部負(fù)載作用在該塑料瓶上，并且因此使得壓縮負(fù)載作用在該瓶肩部分上以使得該瓶肩部分的變形能夠從該第一圓周肋、第二圓周肋和第三圓周肋開始，轉(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)。在此情況下，該第一圓周肋、第二圓周肋和第三圓周肋全部是環(huán)形的并且與該瓶嘴部分共軸，因此該瓶肩部分變形，其方式為使得圍繞該瓶嘴部分均勻地坍縮。因此對(duì)于該瓶肩部分可能的是在壓縮負(fù)載下?lián)锨⑥D(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)而該瓶嘴部分不會(huì)傾斜，并且在這個(gè)轉(zhuǎn)變期間在該瓶肩部分產(chǎn)生的應(yīng)力穿過該第一圓周肋、第二圓周肋和第三圓周肋擴(kuò)散，因此可能限制局部應(yīng)力集中和由此引起的損壞。
[0013]此外，當(dāng)進(jìn)一步的頂部負(fù)載被施加在已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)的該塑料瓶上時(shí)，反轉(zhuǎn)發(fā)生，因?yàn)槔熵?fù)載作用在已經(jīng)在該瓶體部分內(nèi)側(cè)坍縮的該瓶肩部分上。例如當(dāng)硬紙板箱被堆疊時(shí)，該塑料瓶因此可以維持穩(wěn)定的形狀同時(shí)仍然經(jīng)受較大頂部負(fù)載。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該第一圓周肋、該第二圓周肋和該第三圓周肋中的至少一個(gè)應(yīng)該由于被串聯(lián)放置的多個(gè)線性脊線而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀。
[0015]通過這個(gè)構(gòu)型，當(dāng)在被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前經(jīng)受頂部負(fù)載時(shí)，例如，該瓶肩部分能夠變形，其方式為使得沿著這些線性脊線折疊。因此相比于當(dāng)這些脊線彎曲時(shí)，可能更可靠地防止該瓶嘴部分傾斜，因此例如當(dāng)這些硬紙板箱被堆疊時(shí)，使得向坍縮狀態(tài)的轉(zhuǎn)變能夠經(jīng)受頂部負(fù)載。
[0016]優(yōu)選地，該瓶肩部分應(yīng)該包括位于該第一圓周肋與該第二圓周肋之間的一個(gè)第一徑向肋，所述第一徑向肋從該瓶嘴部分側(cè)朝向該瓶體部分側(cè)徑向延伸，并且應(yīng)該包括位于該第二圓周肋與該第三圓周肋之間的一個(gè)第二徑向肋，所述第二徑向肋從該瓶嘴部分側(cè)朝向該瓶體部分側(cè)徑向延伸。
[0017]通過這個(gè)構(gòu)型，該瓶肩部分能夠變形，其方式為使得沿著該第一徑向肋和該第二徑向肋折疊，并且可能更可靠地防止該瓶嘴部分傾斜，因此使得該塑料瓶能夠轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)坍縮狀態(tài)。
[0018]優(yōu)選地，該第一徑向肋和該第二徑向肋應(yīng)該被布置成圍繞該瓶嘴部分在圓周方向上具有偏移，如從上表面所見。
[0019]通過這個(gè)構(gòu)型，當(dāng)該塑料瓶轉(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)時(shí)，在該第一徑向肋和該第二徑向肋中產(chǎn)生的應(yīng)力的傳輸被限制，因此可能更可靠地限制應(yīng)力集中和對(duì)該瓶肩部分的損壞。
[0020]優(yōu)選地，該瓶體部分應(yīng)該包括一個(gè)壓縮吸收表面，該壓縮吸收表面變形，其方式為使得在該瓶肩部分轉(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)時(shí)擴(kuò)展。
[0021]通過這個(gè)構(gòu)型，當(dāng)變形由于該塑料瓶轉(zhuǎn)變?yōu)樘s狀態(tài)發(fā)生時(shí)，該塑料瓶?jī)?nèi)側(cè)的壓力增加可以通過該壓縮吸收表面的擴(kuò)展被吸收。這意味著當(dāng)在該塑料瓶被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前施加頂部負(fù)載時(shí)，例如，由該所增加內(nèi)部壓力產(chǎn)生的反作用力(從該塑料瓶的內(nèi)側(cè)作用在該瓶嘴部分上的力)可以減小，該瓶嘴部分的傾斜可以得到防止，因?yàn)樵撈考绮糠址€(wěn)定地坍縮，并且當(dāng)硬紙板箱被堆疊時(shí)，向坍縮狀態(tài)的轉(zhuǎn)變能夠經(jīng)受頂部負(fù)載是可能的。
附圖簡(jiǎn)要說明
[0022][圖1]是根據(jù)第一實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶的斜視圖。
[圖2]是圖1中的該塑料瓶的前表面視圖。
[圖3]是圖1中的該塑料瓶的上表面視圖。
[圖4]圖4(a)是圍繞圖1的該塑料瓶的該肩部部分的放大圖，并且圖4(b)是沿著圖4(a)中的線x-x切割的半端面視圖。
[圖5]圖5(a)是在圖1中的該塑料瓶變形之前的狀態(tài)中對(duì)應(yīng)地從上表面?zhèn)群颓氨砻鎮(zhèn)瓤吹降姆糯笮币晥D，圖5(b)是在圖1中的該塑料瓶變形期間的狀態(tài)中對(duì)應(yīng)地從上表面?zhèn)群颓氨砻鎮(zhèn)瓤吹降姆糯笮币晥D，并且圖5(c)是在圖1中的該塑料瓶變形之后的狀態(tài)中對(duì)應(yīng)地從上表面?zhèn)群颓氨砻鎮(zhèn)瓤吹降姆糯笮币晥D。
[圖6]圖6(a)是圖1中的該塑料瓶的初始變形的狀態(tài)的放大斜視圖，圖6(b)是圖1中的該塑料瓶的變形進(jìn)一步進(jìn)行的狀態(tài)的放大斜視圖，并且圖6(c)是圖1中的該塑料瓶的變形之后的狀態(tài)的放大斜視圖。
[圖7]是圍繞根據(jù)第二實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶的該肩部部分的放大斜視圖。
[圖8]是圖7中的該塑料瓶的上表面視圖。
[圖9]圖9(a)是圍繞圖7的該塑料瓶的該肩部部分的放大圖，并且圖9(b)是沿著圖9(a)中的線Y-Y切割的半端面視圖。
[圖10]是圍繞根據(jù)第三實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶的該肩部部分的放大斜視圖。
[圖11]是圖10中的該塑料瓶的上表面視圖。
[圖12]圖12(a)是圍繞圖10的該塑料瓶的該肩部部分的放大圖，并且圖12(b)是沿著圖12(a)中的線Z-Z切割的半端面視圖。
[圖13]圖13(a)是根據(jù)第四實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶的斜視圖，并且圖13(b)是圍繞圖13(a)中的該塑料瓶的該肩部部分的放大斜視圖。并且
[圖14]圖14(a)是根據(jù)第五實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶的斜視圖，并且圖14(b)是圍繞圖14(a)中的該塑料瓶的該肩部部分的放大斜視圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式
[0023]將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的塑料瓶。
在以下描述中，該瓶子的該嘴部部分呈現(xiàn)的該側(cè)指上側(cè)，并且該瓶子的該底部部分呈現(xiàn)的該側(cè)指下側(cè)。橫截面形狀意味著在與該瓶子的中心軸線相交的一個(gè)平面上的該截面形狀。
[0024](第一實(shí)施方式)
如圖1-4中所示，一個(gè)塑料瓶I (以下被稱為“瓶子I”)從該上側(cè)依次包括一個(gè)嘴部部分
2、一個(gè)肩部部分3、一個(gè)主體部分4和一個(gè)底部部分5。這些區(qū)段(2、3、4和5)作為一個(gè)單件形成并且形成如同一個(gè)帶底部圓柱體成型的一個(gè)瓶壁以便在內(nèi)部保存一種飲料。適于儲(chǔ)存的飲料包括不含二氧化碳的飲料，諸如水、綠茶、紅茶、混合茶、運(yùn)動(dòng)飲料和果汁。此外，瓶子I適于作為具有超過I升容量的大尺寸瓶子使用;此處一個(gè)2升瓶子被作為一個(gè)實(shí)例使用，但是本發(fā)明不由此限制，并且可以相同地被應(yīng)用到具有小于I升容量的一個(gè)瓶子上。
[0025]瓶子I例如使用熱塑性樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯作為一種主要材料通過一個(gè)拉伸模制過程，諸如雙軸拉伸吹塑模制被模制。
將描述用于生產(chǎn)瓶子I的過程的一個(gè)實(shí)例。首先將熱塑性樹脂注射到模口中以便注射模制一個(gè)預(yù)成型件。該預(yù)成型件包括具有與嘴部部分2相同形狀的一個(gè)嘴部部分和具有接合到其下側(cè)上的一個(gè)底座的一個(gè)圓柱形部分。在該注射模制之后，該預(yù)成型件被設(shè)定在一個(gè)吹塑模制裝置中以便加熱該預(yù)成型件的該圓柱形部分。該圓柱形部分然后通過一個(gè)拉伸桿在縱向方向上拉伸，同時(shí)壓縮空氣被吹入以便在橫向方向上拉伸該圓柱形部分。抵靠該?？诘膬?nèi)表面擠壓所拉伸圓柱形部分的一部分并且然后使其硬化。因此，形成肩部部分3、主體部分4和底部部分5并且完成用于模制瓶子I的該系列過程。
[0026]如圖4中所示，嘴部部分2具有作用為一個(gè)飲料傾倒開口的一個(gè)開放上端。嘴部部分2的該開口通過一個(gè)蓋21的附接/分離被打開和關(guān)閉。肩部部分3在其向下橫截面中尺寸逐漸增加。也就是說，肩部部分3以這種方式向下尺寸增加，瓶子I的最小直徑嘴部部分2被接合到主體部分4的一個(gè)上端上，從而形成所述瓶子I的最大寬度。此外，接合肩部部分3和主體部分4的該上端的一條脊線以正弦波的形狀基本上彎曲，該正弦波以波峰部分12和波谷部分14的重復(fù)圓周交替延伸。確切地說，波峰部分12的尖端直接位于一個(gè)正方形形狀的一側(cè)的中心中而波谷部分14的尖端位于該正方形形狀的角落處，與主體部分4的該正方形的橫截面形狀對(duì)應(yīng)。
[0027]主體部分4是具有一個(gè)基本上正方形橫截面形狀的一個(gè)矩形圓柱體部分。確切地說，如圖3中所示，主體部分4的該正方形的該橫截面形狀包括該正方形形狀的四個(gè)拐角部分31并且具有在相鄰拐角部分31、31之間的直線部分33。此外，如圖1和圖2中所示，主體部分4沿著垂直方向的中途包括用于手指插入的一個(gè)收縮部分40和一個(gè)縮進(jìn)部分80。如圖2中所示，如果主體部分4被分為三個(gè)垂直區(qū)域，那么所述主體部分包括收縮部分40、在縮進(jìn)部分40上方的一個(gè)上側(cè)主體部分42和在縮進(jìn)部分40下方的一個(gè)下側(cè)主體部分44。上側(cè)主體部分42和下側(cè)主體部分44是在垂直方向上具有恒定正方形橫截面形狀的部分。多個(gè)連續(xù)凹槽50和多個(gè)間斷凹槽52在垂直方向上、在上側(cè)主體部分42和下側(cè)主體部分44上交替地形成，其方式為使得在圓周方向上延伸。此外，如圖4中所示，作為進(jìn)入瓶子I的一個(gè)向內(nèi)凹陷提供的一個(gè)壓縮吸收表面16被形成在上側(cè)主體部分42的一個(gè)上側(cè)表面上。關(guān)于嘴部部分2、主體部分4或底部部分5的這些形狀不存在特定限制，并且所述形狀可以視情況被設(shè)定。
[0028]肩部部分3包括圍繞嘴部部分2以一個(gè)環(huán)形形式布置的多個(gè)第一區(qū)塊331和在所述多個(gè)第一區(qū)塊331的外部圓周處以一個(gè)環(huán)形形式布置的多個(gè)第二區(qū)塊332。第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332被形成為該預(yù)成型件的突起，這些突起從瓶子I的內(nèi)側(cè)朝向其外側(cè)突出，從而展示基本上四邊形的形狀，如從其上表面所見。第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332因此以環(huán)形形式布置，由此一個(gè)第一圓周肋211是圍繞嘴部部分2的周邊的一個(gè)環(huán)形凹槽，該第一圓周肋被形成在嘴部部分2與第一區(qū)塊331之間，并且一個(gè)第二圓周肋312是圍繞第一圓周肋311的一個(gè)環(huán)形凹槽，該第二圓周肋也被形成在第一區(qū)塊331與第二區(qū)塊332之間。第三圓周肋313是圍繞第二圓周肋312的該外部圓周的一個(gè)環(huán)形凹槽，該第三圓周肋進(jìn)一步被形成在第二區(qū)塊332的外部圓周側(cè)上。應(yīng)注意的是，第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313還可以作為在肩部部分3上形成的顯示基本上圓的圓臺(tái)形的階梯狀部分或彎曲部分而顯而易見。
[0029]第一區(qū)塊331包括基本上直線的末端部分331a_331c。此外，第二區(qū)塊332也包括基本上直線的末端部分332a-332c。在第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332的這些末端部分處形成的第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313因此由于多個(gè)凹槽而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀，該多個(gè)凹槽包括與以嘴部部分2為中心的一個(gè)圓相切的線性脊線，如從上表面所見，該多個(gè)凹槽被串聯(lián)放置。
[0030]此外，該多個(gè)第一區(qū)塊331以預(yù)先確定的間隔以環(huán)形形式布置，因此第一徑向肋321被形成在相鄰第一區(qū)塊331、331的末端部分33115、33113之間。第二徑向肋322同樣被形成地在相鄰第二區(qū)塊332的末端部分332b、332b之間。第一徑向肋321和第二徑向肋322兩者形成從嘴部部分2側(cè)朝向主體部分4側(cè)徑向延伸的凹槽。此外，如圖3中所示，第一徑向肋321和第二徑向肋322被布置，其方式為使得圍繞嘴部部分2在圓周方向上偏移一個(gè)角度Θ，如從該上表面所見。
[0031 ]將描述根據(jù)上述實(shí)施方式的瓶子I的變形(坍縮)。
[0032]如圖5中所示，當(dāng)頂部負(fù)載(縱向壓縮負(fù)載)在由箭頭F所示的方向上被施加在附接到嘴部部分2上的蓋21的該上表面上時(shí)，其力量經(jīng)由嘴部部分2被傳輸?shù)郊绮坎糠?。如上文所指示，第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313與嘴部部分2共軸地形成在肩部部分3上，因此應(yīng)力集中在其位置處產(chǎn)生，其中瓶子I的該橫截面形狀變化。
[0033]由于這個(gè)應(yīng)力集中，壓縮負(fù)載被施加在形成在第一圓周肋311與第二圓周肋312之間的該多個(gè)第一區(qū)塊331上，并且被施加在形成在第二圓周肋312與第三圓周肋313之間的該多個(gè)第二區(qū)塊332上。由于這個(gè)壓縮負(fù)載，彎曲在第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332上產(chǎn)生，并且其形狀變得不穩(wěn)定。因此，當(dāng)撓曲首先在第一區(qū)塊331中發(fā)生時(shí)，如圖5(b)中所示，變形從第一圓周肋311和第二圓周肋312開始產(chǎn)生，并且該多個(gè)第一區(qū)塊331沿著第二圓周肋312向下折疊并且向下坍縮。已經(jīng)向下折疊的相鄰第一區(qū)塊331、331也從在其間形成的第一徑向肋321開始被折疊到嘴部部分2上，其方式為使得一起移動(dòng)得更靠近。
[0034]瓶子I內(nèi)側(cè)的壓力由于肩部部分3坍縮到該瓶子中而增加。這個(gè)壓力增加致使壓縮吸收表面16向外擴(kuò)展。瓶子I中增加的內(nèi)壓力因此被吸收。
[0035]當(dāng)頂部負(fù)載在如圖5(b)中所示的變形之后仍繼續(xù)被施加時(shí)，拉伸力在第一圓周肋311與第二圓周肋312之間作用在已經(jīng)向下折疊的該多個(gè)第一區(qū)塊331上。同時(shí)，壓縮負(fù)載然后在第二圓周肋312與第三圓周肋313之間作用在多個(gè)第二區(qū)塊332上。當(dāng)彎曲由于這個(gè)壓縮負(fù)載在第二區(qū)塊332中產(chǎn)生時(shí)，由此導(dǎo)致其撓曲，變形從第二圓周肋312和第三圓周肋313開始產(chǎn)生，如圖5(c)中所示，并且該多個(gè)第二區(qū)塊332沿著第三圓周肋313向下折疊并向下坍縮。已經(jīng)向下折疊的相鄰第二區(qū)塊332、332還從在其間形成的第二徑向肋322開始被折疊到嘴部部分2上，其方式為使得一起移動(dòng)得更靠近。
[0036]處于圖5(c)中所示的該坍縮狀態(tài)的瓶子I維持這個(gè)坍縮狀態(tài)，即使在施加在其上的頂部負(fù)載已經(jīng)被釋放之后。當(dāng)進(jìn)一步頂部負(fù)載作用在處于這種坍縮狀態(tài)的瓶子I上時(shí)，拉伸負(fù)載在該多個(gè)第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332兩者處產(chǎn)生，因此該頂部負(fù)載可以在不產(chǎn)生撓曲的情況下被穩(wěn)定地抵抗。
[0037]例如，由于頂部負(fù)載在瓶子被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前被施加在瓶子I上，瓶子I從圖5(a)中所示的該正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閳D5(c)中所示的該坍縮狀態(tài)，并且所述瓶子I被運(yùn)輸和儲(chǔ)存同時(shí)以該坍縮狀態(tài)被接收在該硬紙板箱中。因此，即使硬紙板箱被堆疊在托盤上，這些硬紙板箱內(nèi)側(cè)在下層處的這些瓶子I基于隨著該瓶子坍縮增加的內(nèi)壓力由于相對(duì)于該拉伸負(fù)載的該反作用力能夠經(jīng)受較大頂部負(fù)載。
[0038]第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313全部是與嘴部部分2共軸的環(huán)形凹槽，并且因此當(dāng)該瓶子轉(zhuǎn)變?yōu)樵撎s狀態(tài)時(shí)，肩部部分3變形，其方式為使得圍繞嘴部部分2均勻地坍縮。也就是說，該瓶子在嘴部部分不變得傾斜的情況下轉(zhuǎn)變?yōu)樵撎s狀態(tài)，并且可能實(shí)現(xiàn)當(dāng)這些硬紙板箱被堆疊時(shí)，頂部負(fù)載可以被抵抗的這樣一個(gè)狀態(tài)。
[0039]此外，對(duì)于在目的地銷售出口處的消費(fèi)者或人員可能的是通過從主體部分4內(nèi)側(cè)拉出肩部部分3來將該瓶子恢復(fù)到其正常形狀，該肩部部分i丹縮直到被拉出時(shí)。也就是說，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間，該瓶子事先被變形(坍縮)，這樣使得能夠在硬紙板箱被堆疊時(shí)經(jīng)受該頂部負(fù)載，并且在運(yùn)輸之后，該正常瓶子形狀恢復(fù)，這樣使得該瓶子可以用常規(guī)方式被放置在一個(gè)店面中并且作為飲料供應(yīng)。
[0040]此外，第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313由于多個(gè)凹槽而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀，該多個(gè)凹槽包括與以嘴部部分2為中心的一個(gè)圓相切的線性脊線，如從上表面所見，該多個(gè)凹槽被串聯(lián)放置。當(dāng)在被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前經(jīng)受頂部負(fù)載時(shí)，肩部部分3因此能夠變形，其方式為使得沿著這些凹槽的這些線性脊線折疊。因此相比于當(dāng)這些環(huán)形凹槽的這些脊線彎曲時(shí)，可能更可靠地防止嘴部部分2的傾斜，因此當(dāng)這些硬紙板箱被堆疊時(shí)，使得向坍縮狀態(tài)的轉(zhuǎn)變能夠經(jīng)受頂部負(fù)載。
[0041]另外，當(dāng)頂部負(fù)載在該瓶子被儲(chǔ)存在一個(gè)硬紙板箱中之前被施加時(shí)，由該所增加內(nèi)壓力產(chǎn)生的該反作用力可以通過瓶子I中的所增加內(nèi)壓力由壓縮吸收表面16的擴(kuò)展吸收的事實(shí)來減小。因此對(duì)于肩部部分3可能的是穩(wěn)定地坍縮并且防止嘴部部分2的傾斜，因此當(dāng)這些硬紙板箱被堆疊時(shí)，使得向該坍縮狀態(tài)的轉(zhuǎn)變能夠經(jīng)受該頂部負(fù)載。
[0042]接下來將參考圖6描述關(guān)于當(dāng)頂部負(fù)載被施加在瓶子I上時(shí)的變形(坍縮)和應(yīng)力的數(shù)值分析的結(jié)果。此處，瓶子I的數(shù)值分析模型使用一個(gè)通用程序產(chǎn)生，并且結(jié)構(gòu)分析采用該有限元素法來執(zhí)行以便評(píng)估在瓶子I中產(chǎn)生的應(yīng)力和變形。盡管小，但是該數(shù)值分析模型中的瓶子I的壁厚的局部變化以與通過注射模制產(chǎn)生的一個(gè)實(shí)際塑料瓶相同的方式被再生。頂部負(fù)載在該瓶子被放置在一個(gè)臺(tái)面上時(shí)被施加在瓶子I上以便模擬肩部部分3的該坍縮狀態(tài)，并且邊界條件以這種方式在瓶子I的該數(shù)值分析模型中被設(shè)定使得垂直向下的負(fù)載被施加在蓋21上，同時(shí)該瓶子的該底部部分也被固持。
[0043]如圖6(a)至圖6(c)中所示，從瓶子I的該數(shù)值分析模型清楚的是即使當(dāng)頂部負(fù)載被施加時(shí)，肩部部分3在嘴部部分2不具有任何傾斜的情況下實(shí)質(zhì)上坍縮。這被認(rèn)為是由于以下事實(shí):瓶子I的肩部部分3變形，其方式為使得沿著這些凹槽的這些脊線折疊，而第一徑向肋321和第二徑向肋322也被布置成在該圓周方向上偏移，這樣使得沿著第一徑向肋321和第二徑向肋322不存在應(yīng)力傳輸或應(yīng)力集中。因此，在瓶子I的該模型中的肩部3的局部變形被限制并且均勻的坍縮發(fā)生，同時(shí)對(duì)稱得以維持。
[0044](第二實(shí)施方式)
接下來將參考圖7至圖9描述根據(jù)第二實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶IA(以下被稱為“瓶子1A”)。瓶子IA在圍繞該肩部部分的形狀方面不同于瓶子I;如果合適，相同元件承受相同參考號(hào)，并且將不再次描述。
[0045]第一圓周肋311A是圍繞嘴部部分2的周邊的一個(gè)環(huán)形凹槽，并且第二圓周肋312A是圍繞第一圓周肋311A的一個(gè)環(huán)形凹槽，這些環(huán)形凹槽被形成在瓶子IA的一個(gè)肩部部分3A上。第三圓周肋313是圍繞第二圓周肋312的該外部周長(zhǎng)的一個(gè)環(huán)形凹槽，該第三圓周肋也得以形成。也就是說，肩部部分3A包括與嘴部部分2共軸的第一圓周肋311A、第二圓周肋312A和第三圓周肋313。應(yīng)注意的是第一圓周肋311A、第二圓周肋312A和第三圓周肋313A還可以作為在肩部部分3上形成的顯示基本上圓的圓臺(tái)形的階梯狀部分或彎曲部分而顯而易見。
[0046]以第一區(qū)塊331和第二區(qū)塊332形式的突起不圍繞瓶子IA的肩部部分3A上的嘴部部分2而形成，如與以上描述的瓶子I的情況一樣。第一圓周肋311A、第二圓周肋312A和第三圓周肋313A因此不包括線性脊線，相反地它們以嘴部部分2為中心的一個(gè)環(huán)形形狀來形成，如從該上表面所見并且如圖7中所示。
[0047]當(dāng)頂部負(fù)載被施加在以此方式構(gòu)造的瓶子IA上時(shí)，應(yīng)力集中首先沿著第一圓周肋311A、第二圓周肋312A和第三圓周肋313A產(chǎn)生。壓縮負(fù)載然后被施加在肩部部分3A的在第一圓周肋311A與第二圓周肋312A之間的該區(qū)域和第二圓周肋312A與第三圓周肋313A之間的該區(qū)域上，并且產(chǎn)生局部撓曲。因此，瓶子IA可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)坍縮狀態(tài)，其中其上部分在該瓶子內(nèi)側(cè)從第三圓周肋313A坍縮。
[0048](第三實(shí)施方式)
接下來將參考圖10至圖12描述根據(jù)第三實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶IB(以下被稱為“瓶子1B”)。瓶子IB在圍繞該肩部部分的形狀方面不同于瓶子I;如果合適，相同元件承受相同參考號(hào)，并且將不再次描述。
[0049]瓶子IB的肩部部分3B以與瓶子I相同的方式包括圍繞嘴部部分2以環(huán)形形式布置的多個(gè)第一區(qū)塊331B和在這些多個(gè)第一區(qū)塊331B的外部周邊處以環(huán)形形式布置的多個(gè)第二區(qū)塊332B。第一區(qū)塊331B包括形成具有基本上直線形狀的末端部分331Ba-331Bc。此外，第二區(qū)塊332B包括形成具有基本上直線形狀的末端部分332Ba-332Bc。第一圓周肋311B、第二圓周肋312B和第三圓周肋313B因此由于多個(gè)凹槽而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀，該多個(gè)凹槽包括與以嘴部部分2為中心的一個(gè)圓相切的線性脊線，如從上表面所見，該多個(gè)凹槽被串聯(lián)放置。
[0050]此外，瓶子IB與瓶子I相同，因?yàn)榈谝粓A周肋311B、第二圓周肋312B和第三圓周肋313B由于所形成的第一區(qū)塊331B和第二區(qū)塊332B從嘴部部分2側(cè)依次形成。瓶子IB也與瓶子I相同，因?yàn)榈谝粡较蚶?21B被形成在相鄰第一區(qū)塊331B、331B的這些末端部分331Bb、331Bb之間，并且第二徑向肋322B被形成在相鄰第二區(qū)塊332B、332B的末端部分332Bb、332Bb之間。
[0051]瓶子IB在第一徑向肋321B和第二徑向肋322B的安排方面不同于瓶子I。也就是說，如上文所述，瓶子I的第一徑向肋321和第二徑向肋322被布置，其方式為使得圍繞嘴部部分2在圓周方向上偏移一個(gè)角度Θ，如從上表面所見(見圖3)，而瓶子IB的第一徑向肋321B和第二徑向肋322B以共線安排布置(見圖11)。
[0052]當(dāng)頂部負(fù)載被施加在以此方式構(gòu)造的瓶子IB上時(shí)，肩部部分3B能夠變形，其方式為使得沿著這些凹槽的這些線性脊線折疊。第一徑向肋321B和第二徑向肋322B以共線安排布置，因此應(yīng)力在轉(zhuǎn)變到該坍縮狀態(tài)期間沿著所述徑向肋傳輸。在這種情況下，可能通過減小壁厚變化等等來限制應(yīng)力集中和局部變形，并且均勻的坍縮可以被實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)稱得以維持。
[0053](第四實(shí)施方式)
接下來將參考圖13描述根據(jù)第四實(shí)施方式的一個(gè)塑料瓶IC(以下被稱為“瓶子1C")。瓶子IC在圍繞該肩部部分的形狀方面不同于瓶子I;如果合適，相同元件承受相同參考號(hào)，并且將不再次描述。此外，圍繞蓋21的該區(qū)域從圖13(b)省略。
[0054]瓶子IC的肩部部分3C以與瓶子I相同的方式包括圍繞嘴部部分2以環(huán)形形式布置的多個(gè)第一區(qū)塊331C和在這些多個(gè)第一區(qū)塊331C的外部周邊處以環(huán)形形式布置的多個(gè)第二區(qū)塊332C。第一區(qū)塊331C包括形成具有基本上直線形狀的末端部分331Ca、331Cb、331Cc。此外，第二區(qū)塊332C包括形成具有基本上直線形狀的末端部分332Ca、332Cb、332Cc。第一圓周肋311C、第二圓周肋312C和第三圓周肋313C因此由于多個(gè)凹槽而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀，該多個(gè)凹槽包括與以嘴部部分2為中心的一個(gè)圓相切的線性脊線，如從上表面所見，該多個(gè)凹槽被串聯(lián)放置。
[0055]此外，瓶子IC與瓶子I相同，因?yàn)榈谝粓A周肋311C、第二圓周肋312C和第三圓周肋313C由于所形成的第一區(qū)塊331C和第二區(qū)塊332C從嘴部部分2側(cè)依次形成。瓶子IC也與瓶子I相同，因?yàn)榈谝粡较蚶?21C被形成在相鄰第一區(qū)塊331C、331C的這些末端部分331Cb、331Cb之間，并且第二徑向肋322C被形成在相鄰第二區(qū)塊332C、332C的末端部分332Cb、332Cb之間。
[0056]瓶子IC在第二徑向肋322C的安排方面不同于瓶子I。也就是說，在瓶子I中，所提供的第二區(qū)塊332的數(shù)量與第一區(qū)塊331的數(shù)量相同，而在瓶子IC中，所提供的第二區(qū)塊332C的數(shù)量是第一區(qū)塊331C的數(shù)量的兩倍。被布置在瓶子IC的肩部部分3C上的第二徑向肋322C的數(shù)量因此是瓶子I中的數(shù)量的兩倍。瓶子IC也不同于瓶子I，因?yàn)槠孔覫C的第一徑向肋321C和第二徑向肋322C以共線安排布置，并且瓶子IC被設(shè)置具有在一個(gè)壓縮吸收表面16C內(nèi)側(cè)在垂直方向上延伸的多個(gè)柱狀肋16C1。
[0057]當(dāng)頂部負(fù)載被施加在以此方式構(gòu)造的瓶子IC上時(shí)，肩部部分3C能夠變形，其方式為使得沿著這些凹槽的這些線性脊線折疊。第一徑向肋321C和第二徑向肋322C以共線安排布置，因此應(yīng)力在轉(zhuǎn)變到該坍縮狀態(tài)期間沿著所述徑向肋傳輸。在這種情況下，可能通過減小壁厚變化等等來限制應(yīng)力集中和局部變形，并且均勻的坍縮可以被實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)稱得以維持。
[0058](第五實(shí)施方式)
接下來將參考圖14描述一個(gè)塑料瓶ID(以下被稱為“瓶子1D” )。瓶子ID在圍繞該肩部部分的形狀方面不同于瓶子I;如果合適，相同元件承受相同參考號(hào)，并且將不再次描述。此夕卜，圍繞蓋21的該區(qū)域從圖14(b)省略。
[0059]瓶子ID的肩部部分3D以這種方式形成，使得形成不同尺寸的四角錐的傾斜表面的一部分的傾斜表面331D、332D被彼此重疊放置。因此，具有線性脊線的第一圓周肋311D、第二圓周肋312D和第三圓周肋313D以階梯狀形狀圍繞傾斜表面331D、332D來形成，其方式為使得圍繞嘴部部分2。第一圓周肋311D、第二圓周肋312D和第三圓周肋313D全部以具有圓角的正方形形狀以環(huán)形方式形成。
[0060]當(dāng)頂部負(fù)載被施加到以此方式構(gòu)造的瓶子ID上時(shí)，肩部部分3D沿著這些階梯的這些線性脊線折疊并且可能限制應(yīng)力集中和局部變形，并且均勻坍縮可以被實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)稱得以維持。
[0061]以上參考具體實(shí)例描述本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，本發(fā)明并不限于這些具體實(shí)例。也就是說，適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)修改可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員添加到這些具體實(shí)例，并且任何此類修改包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，假設(shè)所述修改包括本發(fā)明的特征。例如，在上述具體實(shí)例中提供的這些元件以及其安排、材料、狀況、形狀和尺寸等等不限于所示出的和可以做出的適當(dāng)修改。例如，可以存在三個(gè)或更多個(gè)圓周肋(311、312、313)。舉一個(gè)例子，當(dāng)該頭部空間可以做得相對(duì)較大時(shí)，圓周肋的數(shù)量可以增加到三個(gè)或更多個(gè)。此外，主體部分4的該橫截面形狀可以是矩形。在這種情況下，第一圓周肋311、第二圓周肋312和第三圓周肋313中的至少一個(gè)還可以被賦予具有一個(gè)平坦環(huán)形形狀，并且還可以結(jié)合圓周肋的不同形式，諸如橢圓環(huán)形圓周肋和圓形環(huán)形圓周肋的一個(gè)組合。此外，在上述實(shí)施方式中提供的這些元件可以被結(jié)合在技術(shù)可能性的邊界內(nèi)，并且任何此類結(jié)合也可以包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，假設(shè)本發(fā)明的特征被包括。
符號(hào)檢索表
[0062]1:瓶子(塑料瓶)，2:嘴部部分(瓶嘴部分)，3:肩部部分(瓶肩部分)，4:主體部分(瓶體部分)，16:壓縮吸收表面，311:第一圓周肋，312:第二圓周肋，313:第三圓周肋，321:第一徑向肋，322:第二徑向肋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種塑料瓶，包括:一個(gè)瓶嘴部分，該瓶嘴部分形成一個(gè)內(nèi)容物傾倒開口 ； 一個(gè)瓶體部分；以及一個(gè)瓶肩部分，該瓶肩部分向下擴(kuò)展，其方式為使得接合該瓶嘴部分和該瓶身部分， 其中該瓶肩部分包括一個(gè)第一圓周肋、一個(gè)第二圓周肋和一個(gè)第三圓周肋，這些圓周肋全部是環(huán)形的、從一個(gè)上側(cè)連續(xù)并且與該瓶嘴部分共軸，并且當(dāng)一個(gè)頂部負(fù)載作用在該塑料瓶上時(shí)，變形從該第一圓周肋、該第二圓周肋和該第三圓周肋開始產(chǎn)生，轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)向下坍縮狀態(tài)，并且在該頂部負(fù)載已經(jīng)釋放之后，該坍縮狀態(tài)能夠被維持。2.如權(quán)利要求1所述的塑料瓶，其中該第一圓周肋、該第二圓周肋和該第三圓周肋中的至少一個(gè)由于被串聯(lián)放置的多個(gè)線性脊線而展現(xiàn)一個(gè)環(huán)形形狀。3.如權(quán)利要求1或2所述的塑料瓶，其中該瓶肩部分包括位于該第一圓周肋與該第二圓周肋之間的一個(gè)第一徑向肋，所述第一徑向肋從該瓶嘴部分側(cè)朝向該瓶體部分側(cè)徑向延伸，并且 包括位于該第二圓周肋與該第三圓周肋之間的一個(gè)第二徑向肋，所述第二徑向肋從該瓶嘴部分側(cè)朝向該瓶體部分側(cè)徑向延伸。4.如權(quán)利要求3所述的塑料瓶，其中該第一徑向肋和該第二徑向肋被布置成圍繞該瓶嘴部分在該圓周方向上具有偏移，如從上表面所見。5.如權(quán)利要求4所述的塑料瓶，其中該瓶體部分包括一個(gè)壓縮吸收表面，該壓縮吸收表面變形，其方式為使得在該瓶肩部分轉(zhuǎn)變?yōu)樵撎s狀態(tài)時(shí)擴(kuò)展。
【文檔編號(hào)】B65D1/42GK105916776SQ201480073287
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2014年11月21日
【發(fā)明人】巖下寬昌
【申請(qǐng)人】可口可樂公司