JP2008062981A - ボトルキャップ及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】親キャップ、子キャップ及び底蓋の３部品の組み立てが容易で、自動組立装置の機構を簡素化でき、その設備費及びランニングコストを低減できるとともに、組み立て時間の短縮化が図れ、さらに、洗浄の容易性、洗浄ムラの解消、洗浄装置の簡素化も図れるようにする。
【解決手段】親キャップ１の外筒６に、その拡大弾性変形を許容するスリット６ｅを形成しておき、底蓋３にて子キャップ２の内筒９の下端開口を封止した後、該底蓋３を先にして内筒９を外筒６に挿入することにより底蓋３にて外筒６を押し広げ、内筒９の下端開口を封止している底蓋３を外筒６の下端外まで押し出す。
【選択図】図５

Description

本発明は、粉末状又は液状の原料を収容する原料収容部を有し、開栓操作に伴い原料収容部の底蓋を脱落させて原料をボトル内に放出するボトルキャップ、及びその組立方法に関する。

本発明者は、この種のボトルキャップとして、特開２００５−８８９９７号公報に開示されたものを既に提供している。
このボトルキャップは、ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する底蓋とからなり、親キャップをボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒の下端によって内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるようになっている。

この従来のボトルキャップでは、親キャップと子キャップと底蓋の組み立ては、子キャップの内筒を親キャップの外筒に挿入して、子キャップを親キャップの外筒に螺合させ、内筒の下端開口部が外筒の下端開口より突出するところまで、子キャップを親キャップに対してネジ込み、つまり、親キャップと子キャップとを完全に組み立てた後、原料収納部である内筒中に原料（粉末や顆粒）を充填し、次いで、内筒の下端開口を底蓋で封止する。この後、親キャップのキャップ本体をボトル口部に螺合して、内筒を外筒の一部と共にボトルの口部中の挿入し、本ボトルキャップをボトル口部に装着する。

しかし、このような組立構造では、内筒中に原料を充填してその下端開口を底蓋で封止する前に、親キャップと子キャップとを上記のような完全組立状態にしておかなければならず、組み立てが面倒で、自動組立装置の機構が複雑となり、設備が高価になるばかりでなく、組み立て所要時間が長くなるなどの問題があった。また、原料を内筒中に充填する際に、原料が内筒の外面に付着するばかりでなく、外筒の外面にも付着し、さらには内筒と外筒の間にまで浸入し、衛生上の観点から、原料充填後に本ボトルキャップの洗浄を行う際に、充分な洗浄を行えない問題があった。

また、従来のボトルキャップでは、親キャップのキャップ本体を、ボトル口部の外周のロック突部を越えるまでボトル口部に螺合させてあるものの、親キャップのキャップ本体を摘んで親キャップを回しながらボトル口部から強制的に外そうとすれば、外せなくはない。親キャップがボトル口部から外れてしまうと、ボトル口部が完全に開放してしまい、ボトル内に脱落した底蓋が、ボトル口部から抜け出て底蓋を誤飲する危険性があった。
特開２００５−８８９９７号公報

本発明の第１の課題は、子キャップの内筒中に原料を充填し、その下端開口を底蓋で封止した後に、子キャップを親キャップと組み立てることができ、親キャップ、子キャップ及び底蓋の３部品の組み立てが容易で、自動組立装置の機構を簡素化でき、その設備費及びランニングコストを低減できるとともに、組み立て時間の短縮化が図れ、さらに、洗浄の容易性、洗浄ムラの解消、洗浄装置の簡素化も図れるようにすることにある。

本発明の第２の課題は、親キャップを回しながらボトル口部から強制的に外そうとしても、それができない構造にすることにより、親キャップがボトル口部から外れてボトル口部が完全に開放してしまうような事態を回避し、ボトル内に脱落した底蓋が、ボトル口部から抜け出て底蓋を誤飲するようなことが起こらないようにすることにある。

請求項１に係る本発明は、ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する底蓋とからなり、親キャップのキャップ本体をボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒の下端で内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるボトルキャップであって、外筒に、その拡大弾性変形を許容するスリットが形成され、底蓋にて下端開口を封止された前記内筒を、底蓋を先にして外筒に挿入することにより、底蓋が外筒を押し広げて内筒の下端開口を封止したまま外筒の下端外へ抜け出るようになっている。

請求項２に係る発明は、上記において、スリットが、外筒の下端まで縦長に形成され、しかも、その複数が外筒の周方向に互いに間隔をおいて形成されている。

請求項３に係る発明は、外筒の内周面に、底蓋の外周面と摺接して外筒に拡大弾性変形を生じさせる傾斜面が形成されている。

請求項４に係る発明は、子キャップは、親キャップの外筒に螺合するキャップ本体部と、親キャップのキャップ本体を回転自在に覆うスカート部とを分離可能に形成し、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、これらキャップ本体部とスカート部とが分離し、スカート部は、親キャップのキャップ本体の外周に空転状態で残るようになっている。

請求項５に係る本発明のボトルキャップの組立方法は、親キャップの外筒に、その拡大弾性変形を許容するスリットを形成しておき、底蓋にて子キャップの内筒の下端開口を封止した後、該底蓋を先にして内筒を外筒に挿入することにより底蓋にて外筒を押し広げ、内筒の下端開口を封止している底蓋を外筒の下端外まで押し出す。

請求項１及び５に係る本発明によれば、子キャップの内筒中に原料を充填し、その下端開口を底蓋で封止した後に、底蓋を先にして内筒を外筒に挿入することにより底蓋にて外筒を押し広げ、内筒の下端開口を封止している底蓋を外筒の下端外まで押し出すことにより、子キャップの開栓操作で底蓋を内筒から自動的に脱落させることができる組立状態となるので、親キャップ、子キャップ及び底蓋の３部品の組み立てが容易で、自動組立装置の機構を簡素化でき、その設備費及びランニングコストを低減できるとともに、組み立て時間の短縮化が図れる。また、子キャップを親キャップと組み合わせる前段階に、子キャップの内筒中に原料を充填し、その下端開口を底蓋で封止できるので、このような状態での洗浄は、従来のように、子キャップを親キャップと組み合わせから原料の充填、底蓋封止を行う場合に比べて格段に容易で、洗浄ムラの解消、洗浄装置の簡素化が図れる。

請求項２に係る装置によれば、スリットが、外筒の下端まで縦長に形成され、しかも、その複数が外筒の周方向に互いに間隔をおいて形成されているので、底蓋を外筒の下端外まで押し出す際に、外筒を無理なく拡大弾性変形させることができるとともに、内筒と外筒との隙間を、スリットによりボトル内と連通させ、この隙間が溜まり場となるのを回避できる。

請求項３に係る装置によれば、外筒の内周面に、底蓋の外周面と摺接して外筒に拡大弾性変形を生じさせる傾斜面が形成されているので、底蓋を外筒の下端外まで押し出す際に、外筒をスムーズに拡大弾性変形させることができる。

請求項４に係る発明によれば、子キャップのキャップ本体部とスカート部とに分離し、スカート部は、親キャップのキャップ本体の外周に空転状態で残るようになっているので、親キャップのキャップ本体を摘んで親キャップをボトル口部から強制的に外すことは不可能になる。従って、ボトル内に脱落した底蓋が、親キャップをボトル口部から外したために、ボトル口部から抜け出て底蓋を誤飲するような事態は起こらない。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

このボトルキャップも、図１に示すように、それぞれ樹脂成型された親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とからなる。

親キャップ１は、ペットボトル等のボトル５０（図７に鎖線で示す）の口部５０ａに被せるキャップ本体５に、上下両端が開口した外筒６を一体に設けている。外筒６は、キャップ本体５の頂部５ａを上下に一体に貫通しており、頂部５ａより上側に突出した上部は、上端が開口する口部６ａとなり、また頂部５ａより下側に突出した下部は、キャップ本体５の胴部５ｂとの間に間隙５ｆを形成しながらその下端よりも下方に垂下して下端が開口する垂下筒部６ｂとなっている。この垂下筒部６ｂは、中間部分が徐々に細くなってその内周面に傾斜面６ｄを形成しているとともに、この中間部分から下端に達する縦長の３つのスリット６ｅを、図４に示すように１２０度の間隔で形成し、さらに、この中間部分より下端までの外周面全周にローレット６ｆを形成している。また、頂部５ａの下面には、先端縁（下端縁）が尖鋭な環状歯部５ｇが間隙５ｆ内において一体に突出形成されている。

外筒６の口部６ａの外周面には、雄ネジ６ｇが形成されているとともに、その終端と頂部５ａとの間に、環状のスカート分離突部６ｈが一体に設けられている。

キャップ本体５の胴部５ｂの内周面の下端部には、円周方向に長い複数のロック突部５ｅが一体に突出形成されている。また、胴部５ｂの内周面には、ボトル５０の口部５０ａの雄ネジ５０ｂと螺合する雌ネジ５ｃが形成されている。

子キャップ２は、原料及び圧力気体充填部（カプセル）となる内筒９を、キャップ本体部８の頂部８ａの下面から一体に突設するとともに、この内筒９の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リング１０を頂部８ａから下向きに一体に突設している。内筒９は、キャップ本体部８の胴部８ｂとの間に隙間を形成しながらそれよりもはるかに長く突出している。

このように下端のみ開口した内筒９は、親キャップ１の外筒６よりも径がやや小さく、図３に示すように、外筒６との間に僅かな隙間７を形成して挿入できるようになっているが、長さは外筒６よりも若干長くなっている。内筒９の下端は外側に膨らむ突縁９ａとなっているとともに、この突縁９ａに続くその上側の外周面に、浅い環状凹溝９ｂを形成している。

キャップ本体部８の胴部８ｂの内周面には、外筒６の口部６ａの雄ネジ６ｄと螺合する雌ネジ８ｅが形成されている。一方、胴部８ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット８ｆが刻設され、また頂部８ａの上面には、開く方向と閉まる方向とを指示する矢印８ｇが浮き出し形成されている。

また、キャップ本体部８の胴部８ｂの下側には、これよりも内外径が大きいスカート部１３が、小さな連結部であるブリッジ１４で胴部８ｂと僅かに一体に連結させて、キャップ本体部８と一体に樹脂成型されている。これらキャップ本体部８とスカート部１３とは、このブリッジ１４が切断すると分離するようになっている。スカート部１３は、図３に示すように、親キャップ１のキャップ本体５のほぼ全体を覆うことができる大きさになっている。

さらに、子キャップ２の胴部８ｂの下周縁には凹部１５ａ、スカート部１３の上周縁には凸部１５ｂがそれぞれ複数個所に設けられ、これら凹部１５ａと凸部１５ｂとは互いに嵌合している。なお、これら凹部１５ａと凸部１５ｂがブリッジ１４を兼ねるように、これらの嵌合部分で胴部８ｂとスカート部１３とを一体に連結してもよい。また、スカート部１３の内周面の上端には、その内径を上に向かって徐々に小さくする分離用突部１５ｃが形成されている。

底蓋３は、上面が凸面、下面が凹面となる押込部３ａと、この押込部３ａの周縁とで断面逆Ω状の環状凹溝３ｂを形成する環状凹部３ｃと、押込部３ａの凹面となっている下面の中央から下向きに突出する突起３ｄとを一体成型している。この突起３ｄの先端面（下端面）は円弧状に窪む凹面３ｇとなっている。

環状凹溝３ｂ内の底面には、環状凹部３ｃよりも軟質な材質、例えばシリコンゴムやポリプロピレン等による環状の内側パッキン１２Ａが、環状凹部３ｃとの同時成形により一体的に設けられている。

また、環状凹部３ｃの環状の外周上縁３ｆは、内側に膨らむ突縁３ｅを有するとともに、外筒６の下端開口縁６ｇと同様に、内周から外周へ向かって下向きに傾斜している。そして、この外周上縁３ｆに、内側パッキン１２Ａと同じ材質の環状の外側パッキン１２Ｂが、環状凹部３ｃとの同時成形により一体的に設けられている。

一方、図７に示すようにボトル５０の口部５０ａの外周面には、雄ネジ５０ｂと補強鍔部５０ｃとの間においてロック鍔部５０ｄが一体に突出形成されている。

このような構成とした本実施例のボトルキャップは、親キャップ１と子キャップ２と底蓋３の３つの部品を次のようにして組み立てる。

図２に示すように、子キャップ２の内筒９中に原料１１を充填したら、子キャップ２と底蓋３とを先に組み立てる。すなわち、底蓋３の押込部３ａを子キャップ２の内筒９中に押し込み、環状凹部３ｃの断面逆Ω状の環状凹溝３ｂと、子キャップ２の内筒９の下端の膨らんだ突縁９ｅとを強制的に嵌合させ、内筒９の下端開口縁９ｃで内側パッキン１２Ａを圧縮させる。そうすると、内筒６の下端開口縁９ｃが、内側パッキン１２Ａを圧縮させたまま、内筒９の突縁９ａが断面逆Ω状の環状凹溝３に圧入した状態となるとともに、底蓋３の内側に膨らんだ突縁３ｅが、内筒９の外周面の環状凹溝９ｂ内に一部を突入させて、内筒９の突縁９ａと上下に圧接するので、内筒９の下端開口に対する底蓋３による閉塞は、シール性が非常に高く、内筒９に圧力気体が封入されても、その気密性を充分に確保できる。これに加えて、底蓋３の環状凹部３ｃの外周上縁３ｆの外側パッキン１２Ｂも、内筒９の外周面の環状凹溝９ｂに圧接する。

従って、内筒９の下端開口と底蓋３の環状凹部３ｃとの間は、環状凹部３ｃ内での内側パッキン１２Ａによるシールと、環状凹部３ｃ外での外側パッキン１２Ｂによるシールとで、内外二重にシールされることになる。

上記のように、原料１１が充填された内筒９の下端開口を底蓋３で封止した後、子キャップ２と親キャップ１とを次のようにして組み立てる。

底蓋３を先頭にして内筒９を外筒６内に挿入すると、図５に示すように、底蓋３は、外筒６の垂下筒部６ｂの傾斜面６ｄに達したところから、この傾斜面６ｄに摺接しながら外筒６内をさらに下降し、スリット６ｅが形成された垂下筒部６ｂの下半部を内側から徐々に押し広げて拡大弾性変形させる。

子キャップ２を回しながらその雌ネジ８ｅを親キャップ１の雄ネジ６ｇに螺合させて、内筒９を外筒６内にさらに挿入していくと、底蓋３は、垂下筒部６ｂを拡大弾性変形させたままさらに下降し、外筒６の下端を越えてその下端開口から突出する。それと同時に、垂下筒部６ｂが元の大きさに復元する。

子キャップ２の雌ネジ８ｅを親キャップ１の雄ネジ６ｇに最後まで螺合させると、図３及び図６に示すように、底蓋３は、外筒６外でその下端から少し離れたところに位置し、また、子キャップ２のスカート部１３の内周面上端の分離用突部１５ｃが、親キャップ１のスカート分離突部６ｈを強制的に越えてその下側直近に位置し、スカート部１３は親キャップ１のキャップ本体５のほぼ全体を覆う。また、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接するとともに、密閉リング１０が外筒６の口部６ａ内に圧入して、子キャップ２の胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持する状態となり、外筒６の口部６ａが気密かつ水密に封止される。

上記のようにして組み立てた本実施例のボトルキャップを、図７に示すように、ペットボトル等のボトル５０の口部５０ａに装着する場合、外筒６をボトル口部５０ａ内に挿入し、親キャップ１を閉じる方向に回して、そのキャップ本体５の雌ネジ５ｃをボトル口部５０ａの雄ネジ５０ｂに螺合させ、さらに、親キャップ１のキャップ本体５のロック突部５ｅがボトル口部５０ａ側のロック鍔部５０ｄを強制的に越えて、キャップ本体５の環状歯部５ｇがボトル口部５０ａの開口縁に食い込む状態となるまで、親キャップ１をさらに閉じる方向に回してボトル口部５０ａを封止する。

このボトルキャップを開栓するには、子キャップ２を親キャップ１に対し開く方向に回す。すると、子キャップ２は、親キャップ１の外筒６の口部６ａに対して上側へ螺進して行くが、子キャップ２のスカート部１３は、親キャップ１側のスカート分離突部６ｈにより上昇を規制されるため、キャップ本体部８との連結部であるブリッジ１４が切断してスカート部１３が分離し、さらに凹部１５ａと凸部１５ｂとの嵌合も外れる。

子キャップ２をさらに回転させると、これに伴いその内筒９も回転しながら上昇するが、底蓋３ｃは、その上周縁が親キャップ１の外筒６の下端開口縁に当接して上昇を拘束されるのに対し、内筒９はさらに上昇していくので、底蓋３が内筒９から外れて脱落する。これが脱落すると、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出され、底蓋３はボトル５０内の液中に沈降する。

子キャップ２を親キャップ１から外しても、分離したスカート部１３は、親キャップ１のキャップ本体５の外周に残り、しかも、キャップ本体５に対して空転するので、キャップ本体５を摘んで回しながら親キャップ１をボトル口部５０ａから外そうとしても、それは不可能である。外筒６の垂下筒部６ｂは、底蓋３が脱落した後も、復元状態でボトル口部５０ａ中に残ったままとなるので、底蓋３は、垂下筒部６ｂによりボトル口部５０ａ外への通り抜けを防止される。

本発明の実施例のボトルキャップの分解図で、（Ａ）はその斜視図、（Ｂ）は断面図である。 子キャップと底蓋とを組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 さらに親キャップと組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 親キャップの外筒の垂下筒部の拡大横断面図である。 底蓋を先頭にして子キャップの内筒を外筒内に挿入する状態の拡大断面図である。 親キャップと子キャップと底蓋との組み立て状態の拡大断面図である。 本ボトルキャップボトルに装着した状態の断面図である。 子キャップを開栓して底蓋が内筒から脱落した状態の拡大断面図である。

符号の説明

１ 親キャップ
２ 子キャップ
３ 底蓋
３ａ 押込部
３ｂ 環状凹溝
３ｃ 環状凹部
３ｄ 突起
３ｅ 突縁
３ｆ 外周上縁
３ｇ 凹面
５ キャップ本体
５ａ 頂部
５ｂ 胴部
５ｃ 雌ネジ
５ｄ ローレット
５ｅ ロック突部
５ｆ 間隙
５ｇ 環状歯部
６ 外筒
６ａ 口部
６ｂ 垂下筒部
６ｄ 雄ネジ
６ｅ スリット
６ｆ ローレット
６ｇ 雄ネジ
６ｈ スカート分離突部
７ 間隙
８ キャップ本体
８ａ 頂部
８ｂ 胴部
８ｅ 雌ネジ
８ｆ ローレット
８ｇ 矢印
９ 内筒
９ａ 突縁
９ｂ 環状凹溝
９ｃ 下端開口縁
１１ 原料
１２Ａ 内側パッキン
１２Ｂ 外側パッキン
１３ スカート部
１４ ブリッジ
１５ａ 凹部
１５ｂ 凸部
１５ｃ 分離用突部
５０ ボトル
５０ａ 口部
５０ｂ 雄ネジ
５０ｃ 補強鍔部
５０ｄ ロック鍔部

Claims (5)

1. ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する底蓋とからなり、親キャップのキャップ本体をボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒の下端で内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるボトルキャップにおいて、
   前記外筒に、その拡大弾性変形を許容するスリットが形成され、前記底蓋にて下端開口を封止された前記内筒を、底蓋を先にして外筒に挿入することにより、底蓋が外筒を押し広げて内筒の下端開口を封止したまま外筒の下端外へ抜け出るようになっていることを特徴とするボトルキャップ。
2. スリットは、外筒の下端まで縦長に形成され、しかも、その複数が外筒の周方向に互いに間隔をおいて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のボトルキャップ。
3. 外筒の内周面に、底蓋の外周面と摺接して外筒に拡大弾性変形を生じさせる傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のボトルキャップ。
4. 子キャップは、親キャップの外筒に螺合するキャップ本体部と、親キャップのキャップ本体を回転自在に覆うスカート部とを分離可能に形成し、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、これらキャップ本体部とスカート部とが分離し、スカート部は、親キャップのキャップ本体の外周に空転状態で残るようになっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のボトルキャップ。
5. ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する底蓋とからなり、親キャップのキャップ本体をボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また、子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒の下端で内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるボトルキャップの組立方法であって、
   前記外筒に、その拡大弾性変形を許容するスリットを形成しておき、前記底蓋にて前記内筒の下端開口を封止した後、該底蓋を先にして内筒を外筒に挿入することにより底蓋にて外筒を押し広げ、内筒の下端開口を封止している底蓋を外筒の下端外まで押し出すことを特徴とするボトルキャップの組立方法。

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