JP2002501864A - 一体に成形されたプラスチックぶた - Google Patents

一体に成形されたプラスチックぶた

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JP2002501864A
JP2002501864A JP2000530030A JP2000530030A JP2002501864A JP 2002501864 A JP2002501864 A JP 2002501864A JP 2000530030 A JP2000530030 A JP 2000530030A JP 2000530030 A JP2000530030 A JP 2000530030A JP 2002501864 A JP2002501864 A JP 2002501864A
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ベルナー、フリッツ、ドゥーバッハ
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    • B65D47/04Closures with discharging devices other than pumps
    • B65D47/06Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages
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    • B65D47/0809Closures with discharging devices other than pumps with pouring spouts or tubes; with discharge nozzles or passages having articulated or hinged closures integrally formed with the base element provided with the spout or discharge passage and elastically biased towards both the open and the closed positions

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Abstract

(57)【要約】 スナップヒンジ(3)により互いに連結された下部(1)とキャップ(2)からなるプラスチック・スナップヒンジ式ふたは側縁(5)が割れる傾向がある。従来は外周壁(10、20)の柔軟性だけが利用されたので、こうした割れは円形又は楕円形輪郭のふたの幾何学的形状により実際上不可避である。高さ又は肉厚を変化しつつヒンジ(3)の上に伸張し、中央部が圧縮弾性、側部が引張弾性をもつように設計された膨出部(43)によって、これまで未解決のこの問題を解決することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は下部及びスナップ作用を生じるヒンジを介して下部と連結されたキャ
ップからなり、請求項1又は2の上位概念の特徴を有する一体に成形されたプラ
スチックぶたに関する。この場合特に関心があるのは、キャップ及び下部が湾曲
した、好ましくは円筒形又はだ円筒形に成形された、閉じた状態で少なくともヒ
ンジ区域が垂直に重なり合う外周壁を有するプラスチックぶたである。特にプラ
スチック容器に取り付けられるこのようなプラスチックぶたは造形的形状のほか
に、主としてスナップ作用を生じるヒンジの設計に関して区別される。
【0002】 最も早い時期のプラスチック・スナップヒンジの1つが米国特許第31354
56号明細書(Palazzolo)に開示されている。ここではキャップと下部及び2つ
の部材を連結する可動部材からなるふたをプラスチックで一体に作製し得ること
が記載される。その場合ヒンジは上記の可動部材からなり、可動部材は円弧状に
延びる膜継手によってキャップ及び下部に対して画定される。2つの円弧状膜継
手の経過は帯状の可動部材の側部から中央部へと互いに近接し、そこから可動部
材の他方の側部境界へと再び離れて行く。従って2つの円弧状の膜継手は中央部
寄りに互いに近接するが接触しない。こうしてキャップと下部の間に平坦な可動
部材が残る。可動部材は2つのまったく別個の回動軸の周りに回動することが可
能である。従ってふたの開閉時に2つの独立な傾倒運動が行われ、それが調整不
能な閉鎖運動をもたらす。外周壁が円筒形又はだ円筒形に成形されているため、
可動部材は開放の際に中央部が圧縮されるが、長い側部可動面は比較的高い引張
応力を受ける。ふたの外周壁もプラスチック製であり、もちろん曲げ弾性を有す
るから、ふたの開閉時にキャップ又は下部の一方又は両方の外周壁の変形が起こ
る。ここで開示されたこの原理は後になって初めて再認識され、他の種々のスナ
ップヒンジ式ふたで改めて実現された。
【0003】 例えばドイツ国特許第1960247号明細書(Wolf)では容器のこのような
ふたが示されており、外周壁はこのばね作用の発生のために特殊な形状になって
いた。通常と異なるこのスナップヒンジ技術は、たわみばね部材を有するふたを
形成した従来慣用の方式とまったく逆であって、たわみばねは開放時に拡げられ
るか又は圧縮され、その際3つのヒンジ軸が存在する。主ヒンジはキャップと下
部の連結部であり、ばね部材は主ヒンジと平行な2個の膜継手を介して一方では
キャップに、他方では下部に連結された。このような膜継手式ふたを例えばドイ
ツ国特許第1808875号明細書(American Optical Corporation)が示す。
この解決策はふたの外周壁の変形を利用しない。
【0004】 基本的に米国特許第3135456号(Palazzolo )の方式を再び取り上げた
欧州特許第0056469号(W.Wiesinger )はそれとまったく逆である。Pal-
azzoloは画定する湾曲した膜継手を互いに近接させただけだが、Wiesinger は同
じ方式で画定する膜継手が中央寄りに合流して共通の主膜継手となることを開示
する。この場合は2個の側部引張部材からなるスナップヒンジが形成される。側
部引張部材はほぼ三角形の形状を有し、頂点が互いに向き合い、そこから共通の
主軸へとさらに延びている。こうしてキャップと下部の間の可動部材が絶対的最
小まで縮小されるから、いわゆる主軸の周りに正確な閉鎖運動が生じるが、必然
的にこれはスナップヒンジに著しく高い力をもたらす。2つの側部三角形伸び部
材は基本的に短かすぎ、従って円弧状に湾曲した外周壁を比較的激しく変形しな
ければならなかった。この機能はこの刊行物で初めて正確に記述された。
【0005】 主軸の横に配設された引張部材は膜継手によって画定された。高い引張力の結
果、この膜継手はふたの最初の閉鎖の時にすでに過度に伸ばされ、続いて引張部
材が外周壁に対して外側へ円弧状に湾曲させられた。これは美観の点で不十分で
あり、また伸びすぎた膜継手はせん断運動に対して極めて敏感であるから、しば
しば欠陥を生じた。従って三角形の側部引張部材の代わりに引張帯材を有する別
の膜継手が開発された。引張帯材は凹陥部に設けられ、ふたの開放状態で円弧状
である。この引張帯材は膜継手なしで直接にキャップ又は下部に移行する。従っ
て伸びすぎのおそれのある膜継手はなく、引張帯材は何回も使用した後でも事実
上外周壁の平面にあった。この場合もふたの開閉時の外周壁の弾性変形の原理が
利用された。この方式は欧州特許第0291457号明細書(Createchnic AG)
で知られている。
【0006】 最後に、再び米国特許第3135456号(Palazzolo )の先行方式に基づく
解決策が欧州特許第0640167号明細書(Createchnic AG)により知られて
いる。Palazzoloの場合はいわゆる「曲線」(curved line)からなり、互いに間隔
をおいて延びる2つのヒンジ回動軸がふたに達しており、ふたの閉鎖運動は合理
的に予見し得えない経過を示すが、ここで挙げた刊行物ではこれらの2つの相隔
たる膜継手の間の区域に閉鎖運動を制御する部材が取り付けられている。この部
材は2つの所定の接触面を有するいわゆる傾斜部材からなる。接触面は所定の経
過でまず下部に接し、続いて第1の回動軸の周りに第1の回動運動が行なわれ、
次いで支持部材とキャップの間で第2の回動運動が行なわれる。ふたを開くとき
は同じことが逆の順序で行なわれる。ここに記載された支持部材は改善された運
動過程をもたらすが、しかし必然的に変形しなければならない外周壁の区域、ま
さしく危険区域でふたを剛直にする。このため側部引張部材に対する引張力が一
層増加する。このことはスナップ作用の増加という肯定的結果と、この場合もや
はり側部引張部材が下部又はキャップとの連結区域で比較的頻繁に割れるという
否定的結果を有する。また剛性を増した傾倒部材に沿って裂けが認められた。
【0007】 最近米国特許第5642824号明細書でも米国特許第3135456号明細
書(Palazzolo )の方式によるスナップヒンジが知られている。この場合は欧州
特許第640167号明細書による変型を変更して、2個の円弧状の膜継手の間
の中間部材の反転運動がふた下部の膨出接触面によって実現される。これによっ
て開放状態で内側へ湾曲した中間部材が閉鎖時に膨出接触面に当接させられる。
この同じ機能作用は2つの膜継手の中央区域に同様な割れ発生をもたらす。
【0008】 やはり米国特許第3135456号明細書(Palazzolo )に基づき、ここで評
価した先行技術を考慮して、本発明は可動部材とキャップ又は下部との中間区域
にもはや伸び過ぎがなく、従ってもはや割れの傾向がない、米国特許第3135
456号で公知のプラスチック・スナップヒンジ式ふたを提供することを課題と
する。
【0009】 この課題は請求項1の特徴を有する一体に成形されたプラスチックふたによっ
て解決される。
【0010】 ここで提案するプラスチックふたの設計によって、スナップ効果が例えば米国
特許第3135456号及び欧州特許第0056469号の構造のように外周壁
の変形だけで、又は例えばドイツ国特許第1808875号に示されるように在
来のたわみばねだけで得られるのではなく、これらの2つの方式の共生がここで
初めて提示されるのである。
【0011】 次に添付の図面と以下の明細書に基づき本発明を説明する。
【0012】 ここで論及する一体に成形されたプラスチックふたとは、2個の部材で構成さ
れ、いわゆるスナップヒンジにより一体不可分に形成されたプラスチックふたの
ことである。ここに示す一体に成形されたプラスチックふたは下部1と上部2を
有する。上部2は以下でカバー又はキャップと称する。2つの部材1及び2はス
ナップヒンジ3を介して回動可能に一体に連結されている。ここで実現されるス
ナップヒンジにとって重要なのは、キャップ2と下部1が少なくともヒンジ3の
区域で湾曲した、垂直に重なり合う外周壁を有することである。通常この外周壁
は円筒形又はだ円筒形に形成されている。外周壁が完全に直線状の場合は、いず
れにしてもスナップヒンジ式ふたがまったく問題なく実現されるから、本願の主
題ではない。
【0013】 本来のスナップヒンジ3は連続する一体の可動部材4からなる。可動部材4は
図5に別個に単独で示されている。可動部材4の両側の側部は側縁5で画定され
る。可動部材4の上側は湾曲した膜継手6によって、キャップ2側へ回動し得る
ように区切られている。少なくとも近似的に同じ形状の湾曲した膜継手7が分割
面Tに対して左右対称に延びている。膜継手7は可動部材4と下部1の間の境界
をなす。側縁5は移動自在である。しかしふたの閉鎖状態で可動部材4の大部分
がふたの外周輪郭の内側にあるように、下部1に適当な凹陥部8を、また上部又
はキャップ2に同様な凹陥部9を設けることが好ましい。
【0014】 全可動部材4は全体として例えば様式化して描いた蝶の外観を有する。これに
よってヒンジ3の縦方向は分離面と同じ方向の縦延長を意味する。従って蝶のよ
うに見える可動ヒンジ部材4は一方の側縁5から他方の側縁5へ2つの羽根にわ
たって伸張する長さを有する。全可動部材4はただ1個の単一部材であるが、機
能が異なる区域がある。例えばふたの開閉時に主として圧縮力が働く、明確に識
別できる区域即ち圧縮帯41と、その横に接続し、ふたの開閉時に主として引張
力が働く2つの区域、いわゆる引張帯42が形成される。これらの区域は有形的
に画定されていないから、明瞭な境界線は引けない。しかし本発明はこの区分を
利用し、機能の異なる区域41、42が別様に形成されるように、可動部材4を
適当に設計した。このために例えば可動部材4は、外面上で一方の側縁5から他
方の側縁5へ連続して伸張する膨出部43を有する。膨出部43の形状を様々に
設計することができる。好適な実施形態ではこの膨出部が半円筒形の隆起として
設計される。また膨出部がむしろ長方形又は台形の横断面を有することも可能で
ある。この横断面形状は本発明にとって実際上些細なことである。これに対して
重要なのは、この膨出部の材料厚さの変化及び/又は張出しである。材料厚さは
圧縮帯41のほぼ中央にある中心部44から外側へ両方の側縁5に向かって減少
する。膨出部の張出しが側縁5の側へ増加し、そこに大きな伸びが生じるように
することによって同様な効果が得られる。ところがこれは当然のことである。な
ぜなら圧縮区域から引張区域への鮮明な過渡が認められないからである。膨出部
43が可動部材4の中心部44をよぎる場所で、材料厚さが膨出部の全横断面に
等しいことが好ましい。材料がふたの中心寄りに内側へ突出するようにさらに厚
くすることは望ましくない。例えば膨出部43の材料厚さが中心部44から外縁
5の方へ逐次どのように減少するかが、特に図6、7及び8で明らかである。図
5のC−C線に沿った断面図を示す図8は、膨出部43がこの区域で中実の、但
し比較的扁平な隆起として形成されていることを示す。ところがこの隆起43は
中心部から外側へ側縁5寄りに次第に内側から空洞を増すことによって、この隆
起43の材料厚さが一層減少する。最も外側の区域即ちほぼ切断線A−Aが描か
れた場所で、隆起43の材料厚さは隣接区域に比してもはや増厚されない。即ち
膨出部43は比較的薄肉のたわみばねをなす。一方これに対応して圧縮帯41の
区域で膨出部43は、ここで現れる圧縮力が圧縮ばねに相当するこの区域を圧縮
するが、下部1又はキャップ2の隣接する外周壁10又は20を事実上もはや変
形しないように形成されている。ところが引張帯42では膨出部43が夫々の隣
接の側壁寄りに薄くなるから、引張力が現れると膨出部43が引張ばねと同様に
伸ばされる。「羽根」のこの延伸性はふたの可動ヒンジ部材4を大幅に拡大する
ことを可能にする。このことはこれまでにない利点を有する。なぜならそれによ
って下部1とキャップ2がねじれたときに相互に相対的に生じるねじり力に対し
て、ふたが遥かに安定しているからである。このねじり力は容器に取り付けたス
ナップヒンジ式ふたの使用時に比較的頻繁に現れる。
【0015】 可動ヒンジ部材のこの寸法又は大きさの設計は、これまで実際に解決できない
最適化課題であった。強力なスナップ効果を得ようとすると、可動部材をなるべ
く大きく設計しなければならなかったが、その場合はふたの開閉時に過大な力が
現れ、それが容器の壁部を過度に変形するか又は膜継手6、7の区域で可動部材
の割れを生じた。可動部材4の大きさを縮小すればスナップ効果が低下し、開い
た状態でふたが傾き、その結果2つのふた部材即ち下部1とカバー2が開閉時に
互いにねじれて、急速にふたの破壊を生じた。そこで本発明は事実上任意の大き
さに形成された可動部材4を有するスナップヒンジ式ふたを初めて可能にする。
【0016】 膨出部43の外側輪郭は、膨出部が全経過にわったってほぼ一定不変に見える
ように形成することが好ましい。これは実質的に美観の問題である。寸法に関し
ては、制限寸法は実際上ただ1つしかない。即ち2つの湾曲した膜継手6及び7
のほぼ中心区域の間隔である。ここで現れる最小間隔は同時に膨出部43の最大
幅に対応する。しかしこの幅Bは、膨出部43を有する可動部材4の特殊な設計
により、従来ふたの機能にとって有意義とみなされたものよりむしろ大きく選定
される。これを特にPalazzloのふたと比較すれば、この場合特殊な形状の圧縮帯
区域41により、中心に近い区域の間隔が比較的大きいにかかわらず下部1とカ
バー2が正確な閉鎖運動を生じさせることが明らかである。
【0017】 文献でしばしば中間部材とも呼ばれる「羽根面」45は、先行特許権でなお主
張される見解に反して、スナップ効果のために利用し得る重要な弾性変形能をも
たたない。中間部材45の外側区域では、可動部材の引張弾性伸び性はもっぱら
膨出部43に由来する。膨出部43はこの場合中空の形状により実際上引張ばね
として作用する。
【0018】 図1、2及び3による構造は在来の設計のふたを示すが、図4には美的装飾要
素として円周状の肥厚部50を有するふたが示されている。このようなふたの場
合はもちろん膨出部43が実際にこの円周状の環状隆起50の輪郭になるように
寸法決めされ、形成される。さらに膜継手6及び7は内側でだけ見えるように配
置することが好ましい。このことを考慮すれば、図4に示すようなふたになる。
【0019】 以上説明しかつ図示した実施形態では本発明がおおむね実体形状に基づいて記
述され説明されている。しかし本発明に基づく解決策を機能上の特徴で説明する
ことも原則として可能である。原則として可動部材4は2つの異なる機能区域、
即ち中央に配置された圧縮区域とそれに接続する引張区域からなるからである。
これらの区域の適当に湾曲した形状又は材料厚さの変化により、これらの区域は
異なるこわさを有し、引張又は圧縮に対し異なる程度に変形することができる。
B−B線に沿った断面図が示す形状は比較的剛直であるが、隆起が少ないため圧
縮を受けると比較的よく弾性曲げ変形を生じ、一方、弾性引張変形はほとんど認
められない。こうしてこのような成形を中間区域全体にわたって一様に行なうこ
とができる。
【0020】 しかし引張弾性変形のためにこの形状はむしろ薄肉でなければならず、伸びが
可能であるためには、湾曲が比較的大きくなければならない。
【0021】 これらのむしろ基本的な考察から、膨出部を外向きでなく完全に内向きに配置
しても、機能的に使用できるスナップヒンジが原則として得られることが推察さ
れる。
【0022】 まさしくこれが図10及び11による変型で実現される。さらにこの構造では
中間部材の材料厚さ又は肉厚が一方の側縁5から反対側の側縁5に至る事実上全
長にわたって一定不変に保持される。ただ内向きの膨出部43’の高さだけが圧
縮帯41の側へ減少してゆき、2つの膜継手6及び7が最も近接する区域には膨
出部がない。この区域41は、圧縮力のもとで曲げ弾性変形を生じる一種の圧縮
板ばねをなす。しかしこの区域に決して割れ発生を生じさせないとすれば、柔軟
性を保たねばならない。
【0023】 まったく予想外であり、正確に説明できないが、欠陥を生じやすい「固く」閉
じるふたを実現しないでも、元来望ましい最大180°の開放角が実際に近似的
に得られることが判明した。
【0024】 この場合段状の内向き膨出部43’とともに、さらに厚手の膜継手を実現する
曲げみぞ46が膜継手に設けられている。曲げみぞ46は開閉運動をよりしなや
かにし、柔軟にする。
【0025】 膨出部の高さの選択はふたの大きさとふたの周囲の2個の「羽根」の巻掛け角
によって大いに左右される。「羽根」の材料厚さ又は肉厚の選択も同様であり、
同じ関係にある。その場合もちろん材料の選択も影響する。しかし設計者はその
専門知識によりこの最適化を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 スナップヒンジの正面から見た、取り付けてない閉鎖状態のプラスチックぶた
の側面図を示す。
【図2】 ヒンジの半分だけが見えるように90°回転した同じ位置の同じふたを示す。
【図3】 スナップヒンジの内面が見える開いた状態の図1及び2のふたの上から見た図
を示す。
【図4】 やはり図1に示した閉じた位置の本発明に係るふたの造形的変型の図である。
【図5】 移動自在なヒンジ部材の内側の拡大図である。
【図6】 図5で明らかなA−A線に沿った断面図である。
【図7】 B−B線に沿った垂直断面図である。
【図8】 C−C線に沿った同様な垂直断面図である。
【図9】 ほぼA−A線の区域の可動ヒンジ部材の横断面形状の代替設計の図である。
【図10】 図5と同じA−A区域の断面と平行な、可動ヒンジ部材の横断面形状の別の設
計の詳細図を示す。
【図11】 図10の変型の図5と同じC−C区域の断面図である。
【符号の説明】
1 下部 2 キャップ 3 ヒンジ 4 可動部材 6 膜継手 7 膜継手 10 外周壁 20 外周壁 41 中心区域 42 側部区域 44 ヒンジ中央部
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成11年11月18日(1999.11.18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部(1)及びスナップ作用を生じるヒンジ(3)を介して下部と連結された
    キャップ(2)からなり、キャップ(2)及び下部(1)が湾曲した、好ましく
    は円筒形又はだ円筒形に成形された、閉じた状態で少なくともヒンジ区域が一線
    をなして上下に重なり合う外周壁(10、20)を有し、ヒンジ(3)が連続す
    る一体の可動部材(4)からなり、可動部材(4)が一方の連続する薄肉部又は
    膜継手(7)を介して下部と、また第2の薄肉部又は膜継手(6)を介してキャ
    ップ(2)と連結され、2つの薄肉部又は膜継手(6、7)に共通して、可動部
    材を画定する薄肉部がヒンジ中央部(44)で互いに最も近接し、そこから相対
    的に互いに遠ざかるように経過する一体に成形されたプラスチックぶたにおいて
    、可動部材の中央区域(41)が圧縮可能な圧縮ばねとして、また側部区域(4
    2)が長さ可変の引張ばねとして形成されていることを特徴とするプラスチック
    ぶた。
  2. 【請求項2】 下部(1)及びスナップ作用を生じるヒンジ(3)を介して下部と連結された
    キャップ(2)からなり、キャップ(2)及び下部(1)が湾曲した、好ましく
    は円筒形又はだ円筒形に成形された、閉じた状態で少なくともヒンジ区域が一線
    をなして上下に重なり合う外周壁(10、20)を有し、ヒンジ(3)が連続す
    る一体の可動部材(4)からなり、可動部材(4)が一方の連続する薄肉部又は
    膜継手(7)を介して下部と、また第2の薄肉部又は膜継手(6)を介してキャ
    ップ(2)と連結され、2つの薄肉部又は膜継手(6、7)に共通して、可動部
    材を画定する薄肉部がヒンジ中央部(44)で互いに最も近接し、そこから相対
    的に互いに遠ざかるように経過する一体に成形されたプラスチックぶたにおいて
    、可動部材(4)の一方の面に側縁(5)から中央部(44)へ延びる膨出部(
    43)が配設され、膨出部(43)の張出し及び/又は幅が部材の中央部(44
    )から両方の側縁(5)へと増加することを特徴とするプラスチックぶた。
  3. 【請求項3】 可動部材(4)の材料厚さ又は肉厚が少なくとも近似的に全体にわたって一様
    であることを特徴とする請求項2に記載のプラスチックぶた。
  4. 【請求項4】 膨出部(43)の外側輪郭が全経過にわたって一様であることを特徴とする請
    求項2に記載のプラスチックぶた。
  5. 【請求項5】 ふたの周囲に沿った経過方向に関して膨出部(43)の幅が中央部から側縁(
    5)へと増加することを特徴とする請求項2に記載のプラスチックぶた。
  6. 【請求項6】 材料厚さが中央部(44)から側縁(5)へと連続的に減少することを特徴と
    する請求項2に記載のプラスチックぶた。
  7. 【請求項7】 材料厚さが中央部(44)から側縁(5)へと段階的に減少することを特徴と
    する請求項2に記載のプラスチックぶた。
  8. 【請求項8】 ふたの半径方向断面の膨出部(43)の外形輪郭が円弧状であることを特徴と
    する請求項2に記載のプラスチックぶた。
  9. 【請求項9】 膨出部(43)の半径方向断面の外形輪郭がほぼ長方形であることをを特徴と
    する請求項2に記載のプラスチックぶた。
  10. 【請求項10】 ふたの閉鎖状態で膨出部(43’)が内向きであることを特徴とする請求項2
    に記載のプラスチックぶた。
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