JP2007186223A - ノズル付き物品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器の傾け角度が小さくても内容物を吐出できるキャップを、簡単に製造できる形態にて提供する。
【解決手段】キャップ１は筒部３と天板５とを備えており、天板５にノズル６を一体に形成している。筒部３は内ねじ４又は内向き環状突起を備えていて容器２の口部に取り付けられる。ノズル６は中心線１２の各部位が等しい曲率Ｒ０で湾曲した円弧状になっている。ノズル６の中心線１２が一定の曲率半径Ｒ０に沿って湾曲しているため、キャップ１を射出成形法によって製造するに際して、ノズル６の内面を形成するためのコアは単に回動させるだけで簡単に型抜きすることができる。
【選択図】図１

Description

本願発明は、合成樹脂製のノズル付き物品とその製造方法に関するものである。ここにノズル付き物品の例としては、例えば、包装用や保存用等の容器に使用するキャップ（蓋）や注出口、注出栓、吸引筒などが挙げられるが、ノズルそれ自体も含んでいる。

例えば、液体包装用の容器に取り付けられるねじ込み式や強制嵌合式の合成樹脂製キャップにおいて、内容物を吐出するための細長いノズルを設けることが行われている。この場合、例えば特許文献１のようにノズルはキャップの軸心と同心状に真っ直ぐ延びている形態が殆どであり、少数ながら、特許文献２のようにノズルをキャップの軸心に対して傾斜させたものや特許文献３のようにノズルを屈曲させたもの、或いは特許文献４のようにノズルの先端部を湾曲させたものが存在している。
実公昭３７−１０８００号公報 意匠登録第１１３１３２３号公報 意匠登録第１１７６１７６号公報 特開平９−３１５４９４号公報

ところで、キャップにノズルを設けているのは、容器の内容物（液体やムース状体）を特定の部分に集中的に注ぎ出す（取り出す）ためであることが多く、そこで容器は胴部を手で握ると弾性変形するスクイズ方式になっていることが多い。そして、内容物を取り出すに際しては容器を傾けている。

しかして、特許文献１のようにノズルがキャップの軸心と同心になっているものや特許文献２のようにノズルを単に傾斜させただけのものは、容器を大きく傾けないと内容物を注出できないため、例えば、容器を傾けた弾みで内容物が吐出してまうことがある問題がある。

他方、特許文献３のようにノズルを屈曲させたものは、容器を傾け角度を小さくして内容物を注出させることはできるが、この種のキャップは射出成形法で製造されることが殆どであることから、ノズルの内面を形成するためのコアの型抜き構造が複雑になる（すなわち、金型装置の構造が複雑になる）という問題がある。

また、特許文献４では、先端部を湾曲させたノズルの製法として、熱可塑性樹脂からなるストレートパイプに三角形状の切り開き部を形成して、切り開き箇所を突き合わせて溶接する方法を開示しているが、この製法は加工に多大の手間がかかるのみならず出来上がり後には溶接の後が露出するため美観に劣っており、容器用キャップのように一般消費者の目に触れるものには適用し難いという問題がある。

また、例えばノズル付きキャップにおいて、ストレート状のノズル付きキャップを射出成形法によって成形して、次いで、例えば加熱下でノズルを曲げ加工するということも行われているが、この方法は加工の手間がかかるのみならず、曲げによって肉の縮みと延びとが発生するため美観に劣るという問題があった。

本願発明は、このような現状を改善することを課題とするものである。

本願発明はノズル付き物品とその製法とを含んでいる。ノズル付き物品に係る発明は、請求項１に記載したように、中空筒状のノズルが一体に形成されているものであり、前記ノズルの少なくとも中空部を、当該中空部の中心線の曲率が各部位において略等しくなるように湾曲した円弧状に形成している点を特徴としている。なお、請求項１にいう略等しくには完全に等しいものも含んでいる。

製法に係る発明は、請求項２に記載したように、請求項１に記載したノズル付き合成樹脂製物品を、前記ノズルの外面を形成する外型と前記ノズルの内面を形成するよう各部位が略同じ曲率で湾曲した円弧状コアとを使用して製造する方法に係るものであり、前記コアを外型の内部に前進させた状態で当該コアと外型との間の空所に溶融した樹脂を注入してから樹脂を硬化させ、次いで、樹脂が固まってから、前記コアをその曲率半径の中心の回りに回動させることで当該コアの型抜きを行う、という工程を経るという工程を含んでいる。

本願発明に係るノズル付き物品において、ノズルは中空物品の中心線が各部位において等しい曲率で湾曲した円弧状になっていることにより、請求項２に記載したように、射出成形法のような製法で製造するにおいて、ノズルの内面を形成するためのコアはその曲率半径の中心の回りに回動させるだけで型抜きを行うことができ、このため、湾曲したノズルを有する物品を簡単に製造することができる。

また、ノズル付き物品は様々に展開できるが、例えばキャップ類に適用すると、容器の傾け角度を小さくした状態で内容物を注ぎ出すことができ、また、ノズルは一定の曲率で滑らかに湾曲した外観とすることができるため、デザイン的に優れたものを提供することも可能になる。また、本願発明はキャップ以外の様々の物品に適用できるのであり、ノズルを湾曲させることで商品価値を向上させることができる。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

(1).第１実施形態（図１）
図１では本願発明に係るノズル物品の第１実施形態を示している。本実施形態は容器用キャップに適用しており、図１のうち（Ａ）はキャップ１を容器（ボトル）２に取り付けた使用状態での断面図、（Ｂ）は容器２と分離した状態での断面図、（Ｃ）は容器の使用状態を示す正面図である。

本実施形態に係るキャップ１はねじ蓋方式のものであり、内面に内ねじ山４を形成した筒部３とその上端に一体に形成した天板５とを備えており、天板５の中心部外面にノズル６を突設している。筒部３と天板５からなる部分をキャップ１の本体部と呼んでもよい。

容器２は合成樹脂（ポリエチレンやポリプロピレン等）を素材としてブロー成形によって製造された従来周知のものであり、雄ねじ８及びフランジ部９を形成した口部７を備えており、胴部は人が手で握る（或いは摘む）と弾性変形する（いうまでもないが、容器（ボトル）２はガラス製や陶器のように弾性変形しない構造でもよい。）。

そして、ノズル６は、全体としてキャップ１の軸心１０に対して一方向に傾いていると共に、その中心線（正確には中空部１１の中心線）１２は、各部位の曲率が等しくなるように湾曲した円弧状に形成されている。中心線１２の曲率半径をＲ０で表示している。本実施形態では、ノズル６は外形及び内形とも断面円形であり、中空部１１は付け根から先端に行くに従って内径が少しずつ小さくなるように変化している（すなわく先窄まりのテーパ状になっている。）。このため、中空部１１の曲率半径Ｒ０の中心と、中空部１１の内面のうちキャップ１の軸心１０から遠い部分の曲率半径Ｒ１の中心と、中空部１１の内面のうちキャップ１の軸心１０に近い部分の曲率半径Ｒ２の中心との三者は互いに少しずれている。

キャップ１の素材は必要に応じて様々のものを選択できる。一般にはポリプロピレンやポリエチレンが多いと言える。キャップ１は透明又は半透明であっても良い（容器２に包装する内容物が液体である場合、キャップ１が透明又は半透明であると、液体の注出状態を視認できるため好適である）。また、筒部３の外周面にローレットを形成したり、筒部３や天板５にいわゆるホットスタンプによって化粧用の金属色層を形成したりすることも可能である。

包装用容器の場合、消費者が使用するまで容器を封止（密封）しておく必要があるが、この点については、容器２に中栓を取り付けておいて使用に際して取外したり、容器２における口部７の頂面にアルミ箔等の引き剥がし可能なシール剤を貼り付けおいたり、或いは、ノズル６を備えていない密封専用のねじ蓋を取り付けおいて使用に際して本実施形態のキャップ１と付け替えるなど、様々の方法を採用できる。

本実施形態のキャップ１を使用した容器２は（Ｃ）のように傾けて使用されるが、ノズル６が湾曲しているため、ノズルがキャップ１の軸心と同心状である場合に比べて容器２を傾ける角度を小さくしても内容物を注ぎ出すことができる。本実施形態では、キャップ１の軸心方向から見てノズル６は天板５からはみ出ないように形成されており、このため、内容物の充填ラインにおいて、キャップ１を自動的にねじ込む装置の構造が複雑化することは防止できる（ノズル６が天板５及び筒部３の外周面の外側にはみ出ていると、キャップ１を掴持する装置の形態が複雑になる。）。

(2).第２実施形態（図２）
図２では、第１実施形態のキャップ１を射出成形法によって製造するための製法及び金型装置を示している。図２のうち（Ａ）は金型装置の断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図、（Ｃ）は（Ａ）のＣ−Ｃ視断面図、（Ｄ）は（Ａ）のＤ−Ｄ視断面図である。

金型装置は、キャップ１の外面を形成するための第１金型１４と、キャップ１のうち筒部３及び天板５の内面を形成する第２金型１５と、キャップ１のノズル６を形成するコア１６と、筒部３の端面を形成すると共に製造後のキャップ１を取り出すためのストリッパープレート１７を備えている。本実施形態では、第１金型１４が請求項２に記載した外型に該当する。

第１金型１４と第２金型１５とストリッパープレート１７とは白抜き矢印ａ方向に相対動するが、第１金型１４は、黒抜き矢印ｂで示すように、紙面と直交した方向に相対動して密着・離反する２つの部材（割型）１８からなる割方式になっている。これは、ノズル６が湾曲していることから、矢印ａ方向に相対動するだけでは成形後に型抜きできないためである。一点鎖線で示すように、第１金型１４を、筒部３の外面を形成するための第１キャビ型１４ａと、天板５及びノズル６の外面を形成するための第２キャビ金型１４ｂとに分離することも可能であり、この場合は、第２キャビ型１４ｂのみを割方式としたらよい。

第１金型１４とストリッパープレート１７とはキャップ１の端面に重なる平面で重なるようになっており、また、ストリッパープレート１７の内周面は、第１金型１４から遠ざかる方向に向かって内径が拡大するテーパ状に形成している（勿論、ストレート状や階段状であってもよい）。

第２金型１５は、キャップ１の内面を形成する第１部分１５ａと、ストリッパープレート１７の内部に嵌まる第２部分１５ｂと、ストリッパープレート１７を挟んで第１金型１４の反対側に位置した第３部分（基部）１５ｃとを備えており、第３部分１５ｃは大きな面積（体積）を有している。第２金型１５は紙面と直交した方向に対向した２つの部材１９を重ね合わせることが構成されており、２つの部材１９は図示しないボルト類で一体に締結されている。このように第２金型１５を２つの部材１９で構成しているのは、コア１６を装着可能とするための加工上の問題からであり、加工に関する技術的な問題をクリアーできれば、全体を１つの部材で構成することや、部分的にだけ複数の部材で構成することも可能である。

コア１６は、ノズル６の内面を形成する第１部分１６ａと、第２金型１５に嵌まり込んだ第２部分１６ｂとを備えている。第１部分１６ａは断面円形であるが、第２部分１６ｂは断面角形（四角形）に形成されていて断面積は第１部分１６ｂよりも大きくなっており、第２金型１５に形成した円弧状ガイド穴２０に回動可能に嵌め込まれている。なお、ガイド穴２０はコア１６のガイド手段の一例である。

また、コア１６及び円弧状ガイド穴２０の中心線２１は、ノズル６の中心線１２と同じ曲率半径で湾曲した円弧状になっており、これにより、コア１６はその曲率半径の中心点を中心にして自在に回動することができる。そして、コア１６の第２部分１６ｂのうち曲率半径の中心側に向いた曲面にラック歯２２を形成する一方、第２金型１５には、前記ラック歯２２に噛合するピニオンギア２３を回転自在に取り付けている。

第２金型１５において、円弧状ガイド穴２０やピニオンギア２３の取り付け用空所は２つの部材１９の合わせ面に形成している。換言すると、円弧状ガイド穴２０やピニオンギア２３の取り付け用空所の加工を容易ならしめるため、第２金型１５は互いに重なり合う２つの部材１９で構成されている。ピニオンギア２３はモーターやラック等の駆動手段で駆動されるが、ストリッパープレート１７の前後動に連動させることも可能である。

本実施形態では、ラック歯２２とピニオンギア２３とはコア１６を回動させるための駆動手段（駆動機構）の一例であるが、駆動手段の他の例としては、リンク機構やねじ式の往復動機構を使用したり、油圧又は空圧若しくは電動式のシリンダを使用すること、或いは、カム機構を使用することなとが挙げられる。コア１６の第２部分１６ｂは必ずしも角形である必要はなく、円形でもよい（コア１６は湾曲しているため円形であっても軸心回りに回転することはなく、姿勢は一定に保持される。）。

本実施形態では、第１金型１４とストリッパープレート１７とを密着させると共にストリッパープレート１７と第２金型１５と密着させ、かつ、コア１６を前進させた状態（すなわち図２の状態で）で型締めし、その状態でキャップ１と同じ形態の空所（キャビティ）に溶融樹脂をゲート（図示せず）から注入し、次いで、樹脂が固まったら、第１金型１４を構成する２つの部材１８の離反動と、コア１６の後退動と、第１金型１４とストリッパープレート１７との相対的な離反動と、ストリッパープレート１７と第２金型１５とを矢印ａ方向に沿って相対的に離反動させることとをほぼ同時にまたは時間を異ならせて行う。

そして、コア１６は中心線２１，１２の曲率が各部位において等しい円弧状になっているため、湾曲したノズル６でありながらノズル６の内面を形成した後の型抜きを支障なく行うことができる。換言すると、複雑な工程を経ることなく、通常の射出成形法により、中空部１１が湾曲したノズル６を有するキャップ１を簡単に製造できるのである。本実施形態のようにノズル６の中空部１１を付け根から先端に向けて内径が小さくなるテーパ状に形成すると、コア１６を僅かに後退させると当該コア１６の第１部分１６ａとノズル６の内面との間には隙間が空くので、型抜きがよりスムースに行われる利点がある。

本実施形態では、第２金型１５の型抜きはキャップ１の弾性変形を利用したいわゆる無理抜きによって行うようなっているが、回転式のモーターラックを使用る場合は、図２（Ａ）に一点鎖線で示すように、第２金型１５に中空部１１を形成してこれにモーターラック２４を回転自在に内蔵したら良い（モーターラック２４は図示しないギアで回転駆動される。）。モーターラック２４を設ける場合、モーターラック２４はその回転が許容されるように内部は中空になっている。

(3).第３〜第４実施形態（図３）
図３のうち（Ａ）に示すのは第３実施形態であり、この実施形態では、キャップ１に適用した場合において、ノズル６を天板５の中心からずらした状態に配置している。また、この実施形態では、キャップ１は、筒部３の内面に環状の内向き突起２５を形成した強制嵌合式になっている。いうまでもないが、容器２における口部７の外面には外向き突起２６を形成している。

図３のうち（Ｂ）及び（Ｃ）で示すのは第４実施形態であり、（Ｂ）は縦断正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ視断面図である。この実施形態も強制嵌合式のキャップ１に適用しており（但し、キャップ１は回転可能に取り付いている）、ノズル６はキャップ１の軸心１０から半径外側にずれた位置に設けている。そして、天板５の下面（内面）にノズル６と連通する下向き筒２７を形成する一方、容器２の口部７に、上面板２８ａを有する中栓２８を嵌着して、この中栓２８の上面板２８ａに、キャップ１を回転させると下向き筒２７と連通する開口穴２９を開口している。

本実施形態では、中栓２８の開口穴２９は円周方向に沿って１８０°離れた２カ所に形成しているが、１カ所のみでも良い。また、キャップ１と容器２の口部７とには、キャップ１を一定の角度しか回転させることができないストッパー手段を形成している。また、キャップ１には、ノズル６が２つの開口穴２９から等間隔を隔てた位置のときに開口穴２９に弾性に抗して嵌合するプラグ３０を設けており、これにより、封止状態で保持されるように設定している。

(4).第５実施形態（図４）
第１実施形態において言及したように、容器用キャップの場合、消費者が使用する前まで容器を封止（密封）しておく必要があるが、キャップ１を付けえ変えたり取外したりするのは面倒である場合がある。図４に示す第５実施形態では、この点に対する配慮をしている。

すなわち第５実施形態では、ねじ蓋式のキャップ１において、容器２における口部７に嵌着した中栓３２の底板３２ａに環状のスコアー３３を形成する一方、キャップ１における天板５の下面に、前記中栓３２の底板３２ａをスコアー３３の箇所で突き破り得る筒状の中足３４を下向き突設し、更に、筒部３の下端に、人の指で引き千切り可能な強度の薄肉部（スコアー）３５を介してストッパー筒３６を一体に設け、ストッパー筒３６に、これを引き裂くのための摘まみ片３７を設けている。

ストッパー筒３６が容器２のフランジ９に当接した状態では、キャップ１の中足３４は中栓３２の底板３２ａには当たらないようになっており、ストッパー筒３６を切除してキャップ１を一杯にねじ込むと、中栓３２の底板３２ａが中足３４で突き破られる。中足３４の下面は傾斜しており、このため、スコアー３３の狭い部分に応力が集中して突き破りが軽い力で行われる。また、中足３４の先端縁（下端縁）は断面が鋭角になっている。なお、ストッパー筒３６を必ずしも切除する構成である必要はなく、キャップ１を強引にねじ込むと変形したり破断したりする構成であっても良い。

(5).第６〜８実施形態（図５）
図５（Ａ）では第６実施形態を示している。この実施形態は注出栓３９に適用したものであり、ノズル６の付け根部には、容器２の口部７に重なるフランジ４０を一体に形成し、フランジ４０に、容器２の口部７に内側から密嵌する内筒４１を一体に形成している。この実施形態では、注出栓３９はねじ式のカバー４２で容器２の口部７に押さえ保持されているが、カバー４２が無くても使用できる。

図５（Ｂ）に示す第７実施形態は、容器２の内部に入り込む吸引ノズル４３に適用している。吸引ノズル４３の上端には、容器２の口部７に嵌着する栓部４４を一体に形成している。吸引ノズル４３の先端（下端）は、容器２の下端に形成した溝状部２ａに嵌まるようになっており、このため、容器２は立てた状態のままで、胴部を加圧することで内容物を最後まで吸引して取り出すことができる。なお、容器２の口部には従前の実施形態のようなキャップ１を使用するのが好ましく、特に、容器２を傾けたときにキャップ１のノズル６と吸引ノズル４３とが同じ方向に向くように配置するのが特に好ましい。

図５（Ｃ）に示す第８実施形態は、注出用ノズル６と吸引ノズル４３とを一体化した排出具４６に適用している。注出ノズル部４６ａと吸引ノズル部４６ｂとは同じ方向に向いていて全体としてどの部分も同じ曲率で湾曲した円弧状になっている。また、排出具４６は容器２の口部４６ａ，４６ｂに嵌着する栓部４６ｃを備えており、注出ノズル部４６ａと吸引ノズル部４６ｂとは栓部４６ｃを挟んで上下に分離している。

(6).第９〜１０実施形態（図６）
図６（Ａ）に示す第９実施形態は、ねじ蓋式のキャップ１において、ノズル６に多数の吐出穴４７を空けている。吐出穴４７の１つはノズル６の先端に空けられており、他の多数個はノズル６の軸心から放射方向に向いている。このキャップ１は例えば簡易ビデに適用できる。吐出穴４７の個数や大きさ、配置は必要に応じて自由に設定できる。なお、ノズル６の先端には吐出穴４７が空いてなくても良い。

図６（Ｂ）に示す第１０もねじ蓋式キャップ１に適用したものであり、この実施形態では、ノズル６に複数の補助実施形態筒４８を突設して、各補助筒４８の先端に吐出穴４７を空けている。各補助筒４８はノズル６の曲率の中心の側に向いて突出しており、かつ、互いに平行に配置されている（平行でなくても良い）。このものは、例えば染毛剤の吐出具に適用できる。第９実施形態及び第１０実施形態ともノズル６はキャップ１の軸心から偏心した部分に設けているが、天板５の中心部に設けてもよい。

(7).第１１〜１２実施形態（図７）
図７（Ａ）では第１１実施形態を示している。この実施形態は注出栓３９を適用したものの別例であり、容器の口部に取り付く栓部３９ａの外周面に雄ねじを形成している。従って、容器における口部の内周面には雌ねじ（或いは内ねじ）が形成されている。

図７（Ｂ）に示す第１２実施形態はヒンジタイプのキャップ１に適用している。すなわちこの実施形態は、容器の口部（図示せず）に取り付く本体部４９と、本体部４９の一部に屈曲自在なヒンジ部５０を介して一体に設けた蓋部５１とを備えており、蓋部５１に湾曲したノズル６を形成している。本体部４９は内向き環状突起２５を有する強制嵌合式になっているがねじ蓋方式でも良い。

本体部４９は閉鎖板５２を有していてこれに上下開口の上向き内筒５３を一体に形成している一方、蓋部５１には上向き内筒５３に外側から密嵌する下向き内筒５４を一体に形成しており、上向き内筒５４に封止手段の一例としてアルミ箔等のシール材５５を貼着している。使用に際しては、蓋部５１を開いてからシール材５５を引き剥がし、それから蓋部５１を嵌め直す。本実施形態ではノズル６が蓋部５１を開閉するに際しての摘まみを兼用するので、蓋部５１には指掛け片を別に形成する必要はない。

第１２実施形態のようにヒンジ方式のキャップに適用する場合、封止手段とししては接着式のシール材を使用することには限らず、着脱式の栓体を使用することも可能である。また、密封用の栓体をヒンジにて本体部４９に一体に設けることも可能である（この場合は、使用時には栓体を開いた状態に保持しておくか、又は引き千切ることになる。）。

(8).その他
本願発明は上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば適用対象としては、既述の物品の他にも薬品類用注出具や飲料用飲み口など、他の各種のものに適用できる。また、１つの物品に複数のノズルを備えていても良い。製法には加圧成形法も採用可能である。ノズルは中空角形のような様々の断面形状を採用できる。

第１実施形態を示す図である。 第２実施形態を示す図である。 第３〜第４実施形態を示す図である。 第５実施形態を示す図である。 第６〜第８実施形態を示す図である。 第９〜第１０実施形態を示す図である。 第１１〜第１２実施形態を示す図である。

符号の説明

１ 物品の一例としてのキャップ
３ キャップの筒部
５ キャップの天板
６ ノズル
７ 容器の口部
１０ キャップの軸心
１１ ノズルの中空部
１２ ノズルの中心線
Ｒ０ ノズルの中心線の曲率半径
１４ 第１金型（外型）
１５ 第２金型
１６ コア

Claims (2)

1. 中空筒状のノズルが一体に形成されている合成樹脂製物品であって、前記ノズルの少なくとも中空部を、当該中空部の中心線の曲率が各部位において略等しくなるように湾曲した円弧状に形成している、
   ノズル付き物品。
2. 請求項１に記載したノズル付き合成樹脂製物品を、前記ノズルの外面を形成する外型と前記ノズルの内面を形成するよう各部位が略同じ曲率で湾曲した円弧状コアとを使用して製造する方法であって、
   前記コアを外型の内部に前進させた状態で当該コアと外型との間の空所に溶融した樹脂を注入してから樹脂を硬化させ、次いで、樹脂が固まってから、前記コアをその曲率半径の中心の回りに回動させることで当該コアの型抜きを行う、という工程を経る、
   ノズル付き物品の製造方法。

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