适配于车辆的杯子插座的大饮料容器 1.发明背景
本发明涉及一种经过改进的容器，例如一种饮水杯子，特别是与那些常见于轿车，船和卡车上的车辆容器插座(或托架)结合使用的杯子。更特别地，本发明涉及一种经过改进的容器，它能盛装多量的饮料，还能与标准的车辆容器插座稳固配合而不溅洒。
2.背景技术
大多数轿车都有用于固定安放诸如水杯和饮料罐等容器的插座，以便当车行驶时饮料不会溅洒出来。这些标准的车辆容器插座的规格通常是适于容纳一个圆柱形、直径英寸左右、典型地应用于软饮料包装的铝罐。很多情况下，例如容量21盎司以上、直径大于英寸的大饮料容器不能与这种车辆容器插座适配。这些大饮料容器必须或由司机或乘客手持，或放在车内其它什么地方，其内装物很容易溅洒出来。
为了解决这个问题，大多数杯子，特别是那些驶入式食品店所用的杯子，其规格以能放人标准的车辆容器插座为限。然而，传统式样的杯子能与标准的车辆容器插座适配，但其容积限制在21盎司左右。更具体地讲，当大于21盎司的容器设计为能与标准的车辆容器插座适配时，注满液体后的容器就会头重。在此技术领域的专业人员已经认识到，要解决这个问题，最好是设计一种容器，它正好能与标准的车辆容器插座相配，且在车辆行驶中即使是急转弯或急停也不会使其内装物溅出或洒出。
使大容器能与标准的车辆容器插座相配地一种方法是使用一适配器。该适配器将标准的车辆容器插座的规格改造或使大容器能为标准的车辆容器插座所容纳。Dahlquist II等人的美国专利No.4,854,468号和Chandler的美国专利5,088,673号公开有容器适配器装置，它设计成可使标准的车辆容器插座能容纳那些尺寸太大以至于不能放入标准的车辆容器插座内的容器。
近来，为了解决容器的容量受限和头重问题，已有人尝试将杯子设计为其底部与标准的车辆容器插座相适配，而主体部分的规格大于底部。但是，这些设计仍不能盛放多量的饮料，且用诸如玻璃的重材料制成，以减轻头重问题。由Highwave公司制造的GOJOTM杯子是这类设计的一个例子。
上面所讨论的先有技术提供了许多显著的优点，但同时先有技术没有提供这样一种容器，即它能盛放大量液体且还能与标准规格的车辆容器插座相配而没有头重现象。
发明概述
根据本发明，提供有一种饮料容器(在此也称为“容器”)，其规格是既能稳固地与标准的车辆容器插座适配，又能盛放多达46盎司(最好是32～46盎司左右)的饮料。该容器包括一个基底；一个其尺寸与标准的车辆容器插座适配的主体下部，该主体下部自基底基本上向上延伸；和一个其大小能盛放所需容量饮料的主体上部。一台肩自主体下部径向向外伸出，而主体上部自该台肩基本上向上延伸。主体上部的顶端是开放的，以形成一个开口，该台肩有助于使容器稳固地套放入车辆容器插座。
为了强化主体下部的侧壁和使在主体上部的制造过程中材料流动容易，容器的主体下部由一系列的槽纹状侧壁构成，它为主体下部提供支撑。另外，一附带的盖子为容器的主体上部提供额外强度。槽纹侧壁的厚度随着其自基底至台肩向上延伸而增加，以改善在制造过程中材料向主体上部的流动，提高生产速度、降低成本和提高产量。由于材料流动得到改善，所以此容器可用较薄的注射成型塑料、纸或其它适用的合成材料的组合制成，.这对于本技术领域的专业人士是众所周知的。
本发明的另一实施例提供了一种提高容器的强度的方法，其包括一个基底，一个自基底实际向上延伸的主体下部，一个接附于主体下部并自其径向向外延伸的台肩，以及一个自主体下部向上延伸的主体上部。该方法包括多个在主体下部上的竖向槽纹侧壁，其用于提高整个容器的强度，和一个附带的盖子，其进一步提高主体上部的强度。
本发明的另一个实施例提供了一种用熔融塑料注射成型出容器的方法。这种方法由以下步骤组成：将熔融塑料注入一模具，该模具包括一个带有一第一型腔的第一部分，该第一型腔在熔融塑料的流动方向上，尺寸是逐渐增加的；随后导引熔融塑料流入一个带有尺寸大体恒定的一第二型腔的第二部分，第二型腔的尺寸小于第一型腔的最大尺寸。
正如下面将更详细指出的，本发明的这种容器提供了许多显著的优点。主体上部的厚度减薄使容器的边缘的尺寸可以缩小，从而使容器套叠起来更紧凑。另外，该容器配合食品分售机且还带有七英寸注满高度限制、一次性纸杯盖和食物吸管，所以此容器可以与现有的饮料自动分售机配合使用，即如快餐店所用的那种。
参考下面结合附图所进行的介绍，可对发明本身、其更进一步的目的和所附带的优点会有更深入的理解。
附图的简明说明
图1是本发明容器一个实施例的侧视图；
图2是图1所示的本发明容器的一实施例的截面图；
图3是本发明容器座放在一车辆上的容器插座内的侧视图；以及
图4是一个带有盖的容器的实施例的侧视图。
优选实施例的详细描述
本发明的优选实施例将结合一个饮料杯子介绍如下。
现在参阅附图所示，图1示出了一个杯子的优选实施例，其整体以标号10表示。图2示出了杯子10的截面图。杯子10包括一大体是圆形、与一个主体下部14相连的基底12。基底12包括一弯月面部分13，其优选半径Rd约为0.980英寸，而优选高度H3约为0.1800英寸。基底12的厚度W2为0.020英寸左右至0.040英寸左右。基底12的优选厚度约为0.030英寸。主体下部14自基底12向上朝着一台肩16延伸，其直径不断增加，典型的车辆容器插座的直径是英寸左右。这样，基底12和主体下部14的直径要使杯子能与车辆容器插座稳固适配。主体下部14在基底12处的直径R1可以是英寸左右至英寸左右，而在其上部的直径R2可以是英寸左右至英寸左右。主体下部14在基底的直径R1的大小在英寸左右至英寸左右的范围内较好，最好是R1的大小为英寸左右；而主体下部14在其与台肩16的相汇之处的直径R2的大小在英寸左右至3.0英寸左右的范围较好，最好是R2的大小是英寸左右。在主体下部14与基底12的相汇之处，其过渡角是成斜度的且半径Rc约0.0930英寸。主体下部14的整体直径是这样的，主体下部14的直径小于主体上部18的直径。
主体下部14包含多个竖直的槽纹侧壁15，它使主体下部14的强度提高。如图2所示，自基底12向上至一台肩16，该槽纹侧壁的厚度是增加的。槽纹侧壁15的厚度在基底12处为0.008英寸左右至0.025英寸左右，较好为0.010英寸左右至0.022英寸左右；而在主体下部14与台肩16的相汇之处为0.040英寸左右至0.055英寸左右，较好为0.042英寸左右至0.048英寸左右。在此优选实施例中，槽纹侧壁15的厚度自基底12处的约0.020英寸增加至主体下部14与台肩16的相汇之处的0.044英寸左右。多个槽纹侧壁15为杯10的主体下部14提供了侧向支撑，且有助于主体上部18制造过程中的材料流动，因此杯10可用一种较薄的材料制成，如纸、塑料或类似材料，且仍能盛放大约32至48盎司的饮料。槽纹侧壁的数目至少是八，较好为至少十二，也可以是至少十六。或者，槽纹侧壁的数目是八至二十，较好为十至二十，最好是十二至十八。在一个优选实施例中，杯子的槽纹侧壁数是十六。
如图1和图3所示，主体下部14具有一轴向长度H2，因此它可以保持一个受到约束的构形，而不至从标准的车辆容器插座中偶然脱出。主体下部14的轴向长度H2可以是英寸左右至英寸左右，较好为2英寸左右至英寸左右。在一优选实施例中，主体下部的轴向长度大约是2英寸，且主体下部14的侧壁抵靠在车辆水杯插座的支撑结构上，从而防止主体下部14自车辆水杯插座中偶然脱出。
台肩16自主体下部14径向向外伸出，且在主体下部14和上部18之间形成一过渡表面。在台肩16与主体下部14相汇的点上，台肩16有一半径Rb，约为3/16英寸，其延伸到台肩16连接主体上部18处的一个半径为Ra，约为5/16英寸。如图3所示，台肩16设计成在主体下部14和上部18之间提供一个起稳定作用的区域，它置靠在车辆水杯插座上。台肩16的高度可以在1/8英寸左右至1英寸左右之间变化，较好为1/8英寸左右至3/4英寸左右。在一优选实施例中，台肩16约为1/4英寸高。
返回参见图1，主体上部18自台肩16向上延伸，其有一平滑的侧表面，且随着其向上朝着一杯边缘20延伸，直径逐渐增加。主体上部18的厚度W1大体恒定，该厚度约为0.020英寸左右至0.040英寸左右。在一优选实施例中，厚度W1是0.030英寸。主体上部18的下直径R3(在台肩16处)为2.750英寸左右至3.500英寸左右，较为为2.875英寸左右至3.450英寸左右更，最好是2.875英寸左右至3.420英寸。在一优选实施例中，主体上部的下直径R3约为3.225英寸。主体上部18的上直径R4(在其形成一开口之处)为3.800英寸左右至4.650英寸左右，在3.850英寸左右至4.100英寸左右更可取，最好是在3.900英寸左右至4.100英寸左右。在一优选实施例中，主体上部18的上直径R4约为3.900英寸。
主体上部18的轴向长度可以在4.500英寸左右至5.250英寸左右之间变化，最好是4.750英寸左右至5.125英寸左右。在一优选实施例中，主体上部18具有一个约4.9375英寸的轴向长度，从而该杯子能盛放约32盎司的饮料。另外，一个4.9375英寸的轴向长度为主体上部18提供了一个较大的印刷面积，因此即使当杯子10放置在一车辆水杯插座中时，杯子10上所印的标识文字、图案也完整可见。在一优选实施例中，杯子10的总轴向长度H1约为6.9375英寸。
在主体上部18的上直径处环绕有一杯边缘20。因为设有杯边缘20，如图4所示，一模压盖，最好是半圆形，可以牢固地配装在杯10上。该模压盖在插放到杯子10的顶部时可以提高其强度且使杯子10坚硬、稳固和防止溅洒。然而即使没有此模压盖，杯子10也可使用。如果杯子10中充满着液体，且没有模压盖装放在杯子10的开口上，杯子10也不会压扁。模压盖可用与杯子10相同类型的材料或其它适合的材料制成。
由于盖放上模压盖时主体上部18的强度提高，杯子10不需要传统塑料和纸杯中存在的那种层叠式台肩。因此，杯边缘20的高度可以从约3/4英寸的标准高度缩小到H4，其范围在1/16英寸左右至1/2英寸左右，而杯边缘的优选高度是1/10英寸左右至1/4英寸左右。在一优选实施例中，杯边缘20约为1/10英寸高。较窄的杯边缘使杯子10更好套叠在一起，因此一个盒子内所能包装的杯子的数目增加了。
杯边缘20的宽度(厚度)W3为0.15英寸左右至0.30英寸左右，0.15英寸左右至0.25英寸左右更可取，且最好是0.18英寸左右至0.25英寸左右。在优选实施例中，杯边缘的宽度约为0.22英寸。杯子的直径R5为4.000英寸左右至4.225英寸左右。在一优选实施例中，杯子10的直径R5约为4.120英寸。
杯子10可用本技术领域的专业人士所公知的任何适用方法制造，例如注模法、吹模法、真空成型、拉伸模压法或热模压法。优选的方法是采用注模法，这对于本技术领域的专业人士是众所周知的。
在用注模法制造杯子的优选实施例中，在向上的方向上槽纹侧壁的尺寸逐渐增大，它的存在为制造提供了许多显著的优点。要生产这样的槽纹侧壁，制造杯子所用的模具必须有这样一种形状，即形成该槽纹侧壁的那部分模具的型腔的尺寸在熔融注射成型塑料的流动方向上是逐渐增加的。该部分模具位于形成杯子的主体上部18的那部分模具的上游。在一优选实施例中，注射成型的注入流速至少约0.2至0.3秒。
要形成主体上部18的那部分模具的型腔具有一大体恒定、相对较薄的尺寸(因此它将形成具有一大体恒定的厚度W1的主体上部)。使用这样的模具生产本发明的杯子，即带有较薄且厚度尺寸基本不变的主体上部，在此之前即使不是不可能，也是难于得到的。例如，传统的32盎司的杯子重约42克，但本发明的杯子10重约32克至约35克。
这些设想不会受到任何可操作性理论的束缚，可以相信，带有渐增尺寸的型腔的那部分模具使注射成型的压力得以释放，因此能使注射成型设备将熔融材料注射到将形成杯子的主体上部的模具较薄部分中，即使是最小的缝隙内。
本优选实施例中用熔融塑料生产杯子10所用的方法包括以下步骤。
将熔融塑料注入一模具，该模具包括一个带有一第一型腔的第一部分，该型腔在熔融塑料的流动方向上尺寸是逐渐增加的。随后导引熔融塑料流入包括一个尺寸大体恒定的一第二型腔的第二部分。第二型腔的尺寸小于第一型腔的最大尺寸。
杯子10可用任何适用的材料制成，例如高密度聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯或其它合适的塑料、以及纸或其它合成材料的适当组合，对于本技术领域的专业人士来说这是众所周知的。在优选实施例中，杯子10用高密度聚乙烯或聚丙烯制造。在更为优选的实施例中，杯子10用Dow化学公司生产的高密度聚乙烯(HDPE)制作，其标号IP-60，比重0.91至0.97，且据认为密度为0.955g/cc。由于杯子10独特的结构，其生产中所需材料的数量比用传统设计和成型方法所需的材料量少大约20％。
针对上述实施例做某些改变是可能的。例如，在此所述杯子10的横截面是圆形，因为用于软饮料罐和类似物品的标准的车辆容器插座的横截面是圆的。但是，遵循本发明的原理，可以制造出具有不同横截面，例如方形或矩形横截面的等效结构。采用方形或其它形状横截面时，该横截面的对角线最好与圆形横截面的直径基本对应。
上述实施例提供了一系列显著的优点。杯子10独特的形状使杯子10能与大多数车辆容器插座相适配，同时其规格仍能满足现有餐饮店分售机、注满高度限制、盖和吸管的标准。另外，主体下部14的槽纹侧壁15有助于在主体上部18的制造过程中材料的流动，因此杯子10能用较薄的材料(如纸和塑料)制造且仍能盛装大量饮料而没有头重现象。最后，当杯子用模压盖盖上时，主体上部18的强度提高，这意味着杯边缘20的尺寸可以缩小，因此使叠摞起来的杯子的套装更好且缩小杯子包装盒的尺寸。
当然，应该理解，对于上述优选实施例可以进行广泛的变化和改型。因此前面的详细介绍只是作为范例性的而不是限制，而且可以理解，只有下述权利要求，包括所有等效条款，才是用于界定本发明范围的。