JP2009521369A - ヒンジで動くふた及び応力除去凹みを有するクロージャ - Google Patents

Abstract

容器開口用のクロージャ４０が提供される。このクロージャ４０は、容器に取り付ける本体５０と、閉位置と開位置の間を移動することができるふた７０とを含む。ふた７０と本体５０は、２つのヒンジ１２１、１２２間にウェブ１００を有する双安定スナップ作用ヒンジ構造８０によって接続されている。本体ヒンジ１２１又はふたヒンジ１２２或いはその両方の端縁１０２Ａ”、１０２”に、（縁２６０、２７０；２６０Ａ、２７０Ａによってその一部が画定された）応力除去凹みが提供されている。

Description

本発明は、２つの部材を接続するヒンジ構造に関し、このヒンジ構造は、容器クロージャの本体に容器クロージャのふたを接合するのに特に適する。

シャンプー、ローションなどのパーソナル・ケア製品及び他の流体物質向けに、分配用（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）パッケージ又は容器を含む、様々なパッケージが開発されている。これらの種類の容器用の１つのタイプのクロージャは一般に、容器開口の上に取り付けられたベースにふたを接続する双安定ヒンジ構造を有する。このヒンジ構造は、選択された閉位置又は開位置にふたを維持するスナップ作用バイアス力を有する。

米国特許第４４０３７１２号に開示されたクロージャ用ヒンジ構造は、単一主幾何学軸（ｓｉｎｇｌｅ，ｍａｉｎ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ａｘｉｓ）ヒンジを有し、その両側辺に沿って分岐した２つのヒンジによってそれぞれが画定された２つのウェブを有する。

改良された重大な動作特性を有するスナップ作用ヒンジ構造が、米国特許第５６４２８２４号に開示された２軸ヒンジ構造である。このヒンジ構造は、幅の広い２つの端部間により幅の狭い中心部分を有するウェブを含むタイプのヒンジ構造である。１つの弧状ヒンジが、ウェブの一方の側辺に沿って、ヒンジの端部間で、クロージャ・ベースをウェブに接続する。別の弧状ヒンジが、ウェブのもう一方の側辺に沿って、ヒンジの端部間で、クロージャふたをウェブに接続する。このヒンジ構造は、ふたが閉位置にあるときに、ウェブの中心部分に隣接して、一方のヒンジの近くから他方のヒンジに向かって延びるように配置された少なくとも１つの当接面を含む。ふたの開閉の間、この当接面にウェブの中心部分が接触し、それによってウェブの位置が制御される。

改良された設計を有する別のスナップ作用２軸ヒンジ構造が、米国特許第６３２１９２３号に開示されている。このヒンジ構造は、それぞれが側縁を画定した幅の広い２つの端部間により幅の狭い中心部分を有するウェブを含む。ヒンジ構造はさらに、ウェブの一方の側辺に沿って、側縁間で、クロージャのふたをウェブに接続する第１の弧状ヒンジを含む。ヒンジ構造は、ウェブのもう一方の側辺に沿って、側縁間で、クロージャ・ベースをウェブに接続する他の弧状ヒンジを含む。ウェブは、間隔を置いて配置された厚さの薄い２つの領域を有する。この厚さの薄い領域は、弧状ヒンジ間に位置し、弧状ヒンジに比べて厚さが薄い。この厚さの薄い領域はそれぞれ、隣接する一方の側縁まで延びる。このヒンジ構造は、破損又は故障に対する強化された抵抗性を有する。故障に対するこの改善された抵抗性は、ヒンジ構造の外縁又は側縁に沿ったある特定の応力分布を提供し、それに付随して、ヒンジ構造の外縁が、クロージャ本体及びクロージャふたなどの２つの部材に接続される点における応力を低減させるある構成の結果である。このようなヒンジ構造は改良された動作特性で機能するが、多数回の開閉サイクルを含む用途など、２軸ヒンジ構造（並びに他のバイアスヒンジ構造又は双安定スナップ作用ヒンジ構造）がより故障又は破損しやすいいくつかの用途がある。

２つ以上のヒンジと、少なくとも１つの幅の広い端部を有するウェブとを含むスナップ作用ヒンジ構造では、ウェブの側縁に沿ったそれぞれのヒンジが終わるウェブの角で、応力がより大きくなり、且つ／又は応力が不規則に分布すると考えられる。このようなヒンジ構造の故障又は破損は一般に、ヒンジ構造のウェブの側縁がそれぞれのヒンジの端部でクロージャ本体及び／又はふたと接続する領域で開始される。

したがって、ヒンジ構造内の応力をより慎重に制御することができる改良されたスナップ作用ヒンジ設計を提供することが望ましいであろう。特に、このような改良された設計が、ヒンジ構造の反対側のそれぞれの端部における応力を低下させ、又は応力集中を低減させることができる場合には、有益であろう。

クロージャの本体とふたとを接続する２軸ヒンジ構造の２つのそれぞれのヒンジの反対側の端部における応力を低減させるヒンジ構造を提供することが特に望ましいであろう。

改良されたこのようなヒンジ構造設計がさらに、所望のふた開閉角度範囲をヒンジ構造が提供することを可能にする設計を任意に受け入れることができる場合には有益であろう。このような性能を有するヒンジ構造は、特定の用途において望ましい性能特徴を提供することができる。

さらに、改良されたこのようなヒンジ構造を、製品不良品率の低い高効率、高品質の大量製造技法に適合するクロージャに容易に組み込むことができれば望ましいであろう。

さらに、改良されたこのようなヒンジ構造は、有利には、クロージャ内で、従来のねじ取り付け構成、スナップばめ取付け構成などの従来の様々な容器仕上げを有する従来の様々な容器とともに使用されることに適合していなければならない。

本発明は、以上に論じた利点及び特徴のうちの１つ又は複数の利点及び特徴を有する設計を受け入れることができる改良されたヒンジ構造を提供する。

本発明によれば、クロージャのベース即ち本体にクロージャのふたを接続するヒンジ構造を有するクロージャであって、製品を蓄えることができる容器内部への開口を有する容器に取り付けられ、又はこのような容器の一体部分として形成されるクロージャが提供される。

このクロージャ・ベース即ち本体は、容器の開口から延びるように適合され、開口と連通する吐出し穴を画定する。

ふたは、穴を塞ぐ閉位置と穴から離隔した開位置との間を移動することができる。

ヒンジ構造は、（ａ）幅の狭い部分と少なくとも１つのより幅の広い端部とを有するウェブと、（ｂ）ウェブの一方の側辺に沿って本体をウェブに接続する本体ヒンジであって、少なくとも１つの端縁を有する本体ヒンジと、（ｃ）ウェブのもう一方の側辺に沿ってふたをウェブに接続するふたヒンジであって、少なくとも１つの端縁を有するふたヒンジとを含むように、本体及びふたと一体に成形された連続ヒンジ構造である。

クロージャ本体又はふた或いはその両方のヒンジの端縁に、独特な応力除去凹みが画定される。好ましくは、本体ヒンジが２つの端縁を有する場合、少なくとも、本体ヒンジのそれぞれの端縁に隣接して、応力除去凹みが本体に画定される。より好ましくは、ふたも、ふたヒンジのそれぞれの端縁に応力除去凹みを含む。

本発明の好ましい形態では、本体ヒンジのそれぞれの端縁において、本体凹みが、（１）本体ヒンジの側辺から遠ざかる方向に本体内へ延び、且つ（２）本体ヒンジ端縁から、本体ヒンジの端縁から側方に遠ざかる方向に延びる。

本発明の好ましい形態では、ふたヒンジのそれぞれの端縁において、ふた凹みが、（１）ふたヒンジの側辺から遠ざかる方向にふた内へ延び、且つ（２）ふたヒンジ端縁から、ふたヒンジの端縁から側方に遠ざかる方向に延びる。

本発明のヒンジ構造の好ましい形態では、ヒンジ構造が、双安定スナップ作用を提供するタイプのヒンジ構造である。

このヒンジ構造の好ましい形態は、それぞれが側縁を画定した幅の広い２つの端部間により幅の狭い中心部分を有するウェブを含む。ヒンジ構造はさらに、ウェブの一方の側辺に沿って、ウェブの側縁間で、ふたをウェブに接続する弧状のふたヒンジを含む。ヒンジ構造は、ウェブのもう一方の側辺に沿って、ウェブの側縁間で、クロージャ・ベース即ち本体をウェブに接続する弧状の本体ヒンジを含む。ウェブは、間隔を置いて配置された厚さの薄い２つの領域を有する。この厚さの薄い領域は、弧状ヒンジ間に位置し、弧状ヒンジに比べて厚さが薄い。厚さの薄い領域はそれぞれ、ウェブの一方の側縁まで延びる。

本発明の以下の詳細な説明、特許請求の範囲及び添付図面から、本発明の他の多く利点及び特徴が容易に明らかになるであろう。

添付図面は本明細書の一部を構成し、添付図面の全体を通じて、同様の部分を示すために同様の符号が使用される。

本発明は、多くの異なる形態の実施例を含むことができ、本明細書及び添付図面は、本発明の例として、特定のいくつかの形態だけを開示する。本発明を記載された実施例に限定しようとする意図はなく、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲に示されている。

説明を容易にするため、本発明のヒンジ構造を含む１つのクロージャが様々な位置において説明され、上、下、水平などの用語は、これらの位置に関して使用される。しかし、このクロージャを、記載された向き以外の向きで製造し、保管し、使用することができることが理解されるであろう。

図を参照すると、図１〜７に、本発明のヒンジ構造の第１の実施例が示されており、一部の図においては、この構造が、全体が参照符号４０によって示されたクロージャに組み込まれている。クロージャ４０は、容器（図示せず）上に配置されるように適合されており、その容器は、ネック（ｎｅｃｋ）又は他の適当な構造によって形成された従来の口又は開口を有することができる。

この容器は、該容器の一番上にクロージャ４０を配置して上向きに保管し、使用することができる。この容器を、倒立位置（図示せず）に通常保管することもできる。倒立位置に保管されるとき、容器は、クロージャ４０を、支持ベースとして使用する。

容器自体は、本発明の最も幅広い態様の部分を構成しないが、任意選択で、少なくとも本発明のクロージャ４０の本体部分即ちベース部分を、容器の頂部の一体部分即ち延長部分として形成してもよいことが理解されるであろう。しかし、図示されたこの好ましい実施例では、クロージャ４０が、容器内部への開口を有する前もって製造された容器に、取外し可能又は取外し不能に取り付けられるように適合された別個の物品又はユニット（例えば分配用クロージャ４０）である。

図示されたクロージャ４０のこの好ましい実施例は、容器内部及びその中に含まれる製品へのアクセスを提供する開口を有する容器とともに使用されるように適合されている。クロージャ４０は、限定はされないが、比較的に低粘度又は高粘度の液体、クリーム、ゲル、懸濁液、混合物、ローションなど（例えば食品、飲料、パーソナル・ケア製品、工業用又は家庭用清掃製品を構成する物質、或いは他の組成物（例えば製造、商業又は家事における保守、建設、農業、医療、軍務などを含む活動において使用される組成物）など）を含む多くの物質を分配する目的に使用することができる。

クロージャ４０とともに使用することができる容器は一般に、容器の内圧を高めて、製品を、開いたクロージャを通して容器から押し出すために、使用者が掴んで、絞ったり又は押しつぶしたりすることができる１つ又は複数の柔軟な壁を有するスクイーズ容器である。このような柔軟な容器壁は一般に、絞り出す力が除かれたときに、容器壁が、応力の加わっていないその通常の形状に戻る十分な固有の弾性を有する。このようなスクイーズ容器は多くの用途で好ましいが、すべての用途で必要であり、又は好ましいとは限らない。例えば、いくつかの用途では、全体に堅い容器を使用し、ピストン又は他の加圧システムによって、選択された回数、容器内部を加圧するか、或いは、開いたクロージャを通して物質を吸い出すために外部の周囲圧力を低下させることが望ましい。

適当な１種又は複数種の熱可塑性樹脂材料からクロージャ４０を成形することによって、クロージャ４０を使用した多くの好ましい応用例を実現することが、意図されている。図示されたこの好ましい実施例では、限定はされないが、ポリプロピレンなどの適当な熱可塑性樹脂材料から、クロージャを成形することができる。

クロージャ４０は、容器に取り付けられるベース即ち本体５０（図１）を含む。ベース即ち本体５０はスカート５２（図１）を含み、スカート５２は、クロージャ・ベース即ち本体５０を容器に固定するために、容器上の対合ビード又は溝（図示されていない）などの適当な協働手段と係合する、従来の内部スナップばめビード又は溝（図示されていない）、或いは他の適当な手段を有する。クロージャ・ベース即ち本体５０は或いは、容器上のおねじと係合するめねじを有する内側環状コネクタ壁を含むことができる。この明細書の全体を通じて、用語「ベース」と「本体」は相互に交換可能に使用される。

クロージャ・ベース５０は、クロージャ・ベース・スカート５２の上端に、クロージャ４０が容器に取り付けられたときに容器の上部遠位端の上に延びる横断デッキ５６（図１）を有する。図１に示されているように、クロージャ・ベース・デッキ５６は、容器ネックの開口の上方に放出穴を画定する上方へ突き出た噴出し口６２を有する。クロージャ・ベース・デッキ５６と容器の間の漏れ防止シールを提供するため、デッキ５６は一般に、容器開口の内側縁に対して受け取られる下方へ延びる環状の内側シール構造（図示されていない）を有する。

クロージャ４０は、ヒンジ構造８０（図１及び２）によってベース５０に接続されたふた７０（図１）を含む。ふた７０は、外周終端面８４を画定する外周スカート８２（図１）を含む。ふたの外周終端面８４は、ふた７０が閉じているときに、クロージャ・ベース５０と接触するように、又は少なくともクロージャ・ベース５０と向い合うように適合されている。好ましくは、図１に示されているように、クロージャ・ベース５０が、デッキ５６の主要部分の下方に落ち込んだ外周肩８６を画定し、この落ち込んだ肩８６は、ふた７０が閉じているときに、ふたスカート８２の面８４と向い合う。

クロージャふた７０は、横断デッキ即ちカバー８８（図１）を含む。ふたカバー８８の下面から環状部材９０が延びており、この環状部材９０は、ふた７０が閉じているときに、クロージャ・ベースの噴出し口６２の中に受け入れられ、噴出し口６２の内面と密封状態に係合するように適合されている。

ヒンジ構造８０は、クロージャの一体部分として、ベース５０及びふた７０と一体に成形される。クロージャを成形する好ましい１つの材料はポリプロピレンである。この材料は、比較的に強い、耐久性のあるクロージャを形成することが分かっている。この材料は、ヒンジ構造８０内で、望ましいバイアス力を発揮するように機能し、ふた７０を開閉するときにクロージャの使用者によって加えられる一般的な荷重に耐える能力を有し、故障なしに比較的に数多くの開閉サイクルを行なうことができる。

図４に示されているように、ヒンジ構造８０の好ましい形態は、幅の狭い中央部分を、より幅の広い２つの側縁即ち側端１０２の間に有するウェブ１００を含む。図示されたこの好ましい実施例では、ふた７０が開いているときに、２つの側縁即ち側端１０２が概ね又は実質的に平行である。ヒンジ構造８０は、本明細書と矛盾しない程度に参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第６３２１３２３号に開示された基本特徴のいくつかを含む。

図４に示されているように、第１の弧状ヒンジ即ち本体ヒンジ１２１が、ウェブ１００の一方の側辺に沿って、端部１０２間で、本体即ちベース５０をウェブ１００に接続する。第２の弧状ヒンジ即ちふたヒンジ１２２は、ウェブ１００のもう一方の側辺に沿って、端部１０２間で、ふた７０をウェブ１００に接続する。図４に示されているように、第１のヒンジ１２１は、クロージャ・ベース５０の隣接する外周部分を画定する弧と概ね同心の弧の上にあり、第２のヒンジ１２２は、ふた７０の隣接する外周部分を画定する弧の上にある。図３、４及び６に示されているように、第１のヒンジ１２１は、クロージャ・ベース５０の側面に、上方に凸形に湾曲しており、第２のヒンジ１２２は、クロージャふた７０の側面に、上方に凹形に湾曲しておる。

図１〜７に示された好ましい一実施例では、ふた７０が完全に開いているときに、第１のヒンジ１２１の内面がある特定の構成をとる。具体的には、図４を参照すると、（ふた７０が完全に開いているときに）第１のヒンジ１２１の内面が、弧状線１２８と別の弧状線１３２との間に画定された湾曲した半径面（ｒａｄｉｕｓ ｓｕｒｆａｃｅ）を形成する。ヒンジ１２１のベース側に隣接して、弧状線１２８と弧状線１２６との間に画定された半径面１２４がある。弧状線１２６は、半径面１２４と隣接するベース５０の肩面１３６との間の接触軌跡（ｌｏｃｕｓ ｏｆ ｔａｎｇｅｎｃｙ）を画定する。弧状線１２８は、半径面１２４と第１のヒンジ１２１の半径面との間の接触軌跡を画定する。弧状線１３２は、第１のヒンジ１２１の半径面とウェブ１００の隣接する部分との間の接触軌跡を画定する。

クロージャ４０がポリプロピレンから製造された、販売用の好ましい実施例では、面１２４の半径が０．２５４ｍｍ（０．０１インチ）、（図４で見たときに）上を向いたヒンジ１２１の内面の半径が０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）、線１３２に沿ったウェブ１００の厚さが０．３０５ｍｍ（０．０１２インチ）である。

第２のヒンジ１２２は、第１のヒンジ１２１の構成と概ね同一の構成を有するが、第２のヒンジ１２２は当然ながら、ウェブ１００をふた７０に接続するために、第１のヒンジとは反対方向を向いている。ふたが完全に開いているとき（図４）、第２のヒンジ１２２の内面は、弧状線１２８Ａ（図４）と弧状線１３２Ａ（図４）の間に画定された湾曲した半径面を形成する。第２のヒンジ１２２のふた側に沿って、半径面１２４Ａ（図４）がある。半径面１２４Ａは、弧状線１２８Ａと弧状線１２６Ａの間に画定される。

弧状線１２６Ａは、半径面１２４Ａとふた７０の隣接する肩１３６Ａとの間の接触軌跡を画定する。弧状線１２８Ａは、半径面１２４Ａと第２のヒンジ１２２の隣接する半径面との間の接触軌跡を画定する。線１３２Ａは、第２のヒンジ１２２の半径面とウェブ１００の隣接する部分との間の接触軌跡を画定する。

第２のヒンジ１２２は、第１のヒンジ１２１と同じ構成及び寸法を有することが好ましい。したがって、面１２４Ａの半径及び第２のヒンジ１２２の面の半径はそれぞれ、面１２４の半径及び第１のヒンジ１２１の面の半径と等しい。

ふた７０が完全に開いている図２及び３を参照すると、ウェブ１００の外面に沿ったそれぞれのヒンジ１２１及び１２２の外面の半径面が、参照符号１４０によって示されている。販売用の好ましい実施例では、面１４０の半径が約０．３０５ｍｍ（約０．０１２インチ）だが、ヒンジの中心ではこの半径が０．２５４ｍｍ（０．０１０インチ）、それぞれの側縁ではこの半径が０．３８１ｍｍ（０．０１５インチ）であり、この半径は、中心から２つの側縁に向かって徐々に増大する。

ヒンジ構造８０は、クロージャ・ベース・スカート５２に画定された切欠き１４２（図３）によってクロージャ・ベース５０の中に収容される。同様に、ヒンジ構造８０は、クロージャふたのスカート８２の切欠き１４４（図３）によってクロージャふた７０の中に収容される。

ウェブ１００は、中心線１３５（図４）に関して実質的に対称であることが好ましい。別の線１３７は中心線１３５に対して垂直であり、この線は、クロージャ・ベース５０及びクロージャふた７０の中心を通る。線１３７とヒンジ１２１の交点と中心線１３５との間の距離は、線１３７とヒンジ１２２の交点と中心線１３５との間の距離に等しい。

一般に、クロージャ・ベース・スカート５２の肩８６の最大外寸は、それと向い合うふたスカート８２の面８４の対応する最大外寸よりも約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）大きい。その結果、線１３７に沿ったヒンジ構造８０の中点は、ふた７０の中心とベース５０の中心の間の（線１３７の交点上の）中間点に比べて、ふた７０の方へわずかにずれる。

ヒンジ構造８０の中心部分のウェブ１００は、２つの端部１０２よりも幅が狭い。ヒンジ構造８０の最も幅の広い部分は、それぞれの側縁即ち側端１０２にある。２つの側縁即ち側端１０２の幅は等しいことが好ましい。それぞれの側縁即ち側端１０２の幅の主要部分は、線分１０２’（図４）によって画定され、線分１０２’は、ふた７０が完全に開いた状態にあるときに直線の縁を画定することが好ましい。線分１０２’は、ヒンジ構造８０の縦の中心線１３５に関して対称に配置されることが好ましい。線分１０２’の一端で、第１のヒンジ１２１の側端が縁１０２”によって画定され、線分１０２’の他端で、第２のヒンジ１２２の側端が縁１０２Ａ”によって画定される。

半径面１２４の端部はそれぞれ縁１０２”’によって画定され、半径面１２４Ａの端部はそれぞれ縁１０２Ａ”’によって画定される。ふた７０が閉じているときには（図７）、応力が、ウェブ１００のそれぞれの端部１０２のそれぞれの端部線分１０２’をわずかに湾曲させる傾向がある。

図１〜７に示された好ましい実施例では、肩１３６の幅が、ヒンジ構造８０のそれぞれの端部からヒンジ構造８０の中央に向かって狭くなり、ヒンジ構造８０の中央で、本体側の肩１３６の幅は非常に小さくなり、好ましくは実質的に消滅する。これは、ふた７０の開閉時にウェブ１００の位置を制御する垂直方向の当接面１５０（図３及び４）があるためである。図示されたこの好ましい実施例では、当接面１５０が、クロージャ・ベース５０の一体部分として成形される。

当接面１５０は、クロージャ・ベース５０から外側へ突き出している。クロージャ・ベース５０は、それぞれ切欠き１４２の一端から延び、当接面１５０と合する垂直を向いた壁部分１５７（図３及び４）を有する。クロージャ・ベース５０はさらに、肩８６の上面から垂直当接面１５０の上端を越えて延びる概ね垂直を向いた弧状面１５８（図４及び５）を有する。弧状面１５８は、クロージャ・ベース・デッキ５６の外周に沿って延び、外周肩８６は、当接面１５０の両側で、この面から外側へ突き出している。デッキ５６の外周縁は丸められている。即ち、デッキ５６の外周縁は、垂直面１５８の上端に、円形の上接線１５５と円形の下接線１５３の間に画定された凸形の半径面を有する。

図３に示されているように、当接面１５０は面１５８から外側へ突き出している。当接面１５０の上端には水平面即ちレッジ１６２が画定され、これは、垂直弧状面１５８から突き出している。レッジ１６２の外縁（即ち上縁）は、垂直当接面１５０と合体する小さな凸形の半径面によって画定することができる。現在意図している販売用の一実施例では、この半径面の半径は約０．２５４ｍｍ（約０．０１インチ）である。

弧状の本体ヒンジ１２１は、デッキ５６、当接面１５０の上端のレッジ１６２、及びクロージャ・ベースの肩面８６よりも低い位置に、これらから間隔を置いて配置される。

ヒンジ構造８０のこの領域では、クロージャ・ベースの壁５２のクロージャ・ベースの切欠き１４２が、その底部に沿って、ヒンジ構造８０の中心に向かって幅が狭くなる肩１３６（図４）によって画定される。突き出た当接面１５０が外に向かって面１３６内へさらに突き出すため、肩面１３６の幅は、ヒンジ構造８０の中心部分に隣接した位置で、ゼロ近くまで狭くなる。

（ヒンジ構造８０に隣接したデッキ５６の外縁にある）垂直弧状面１５８の半径は、当接面１５０の外側垂直面の半径よりも大きい。さらに、肩１３６の内半径及び外半径の両者も、当接面１５０の外側垂直面の半径より大きい。

当接面１５０は、垂直を向いた弧状面であることが好ましく、面１５０が円筒面１５８から肩１３６の中へ外側へ突き出すようにウェブの端部１０２に関して対称に配置されることが好ましい。図示された好ましい実施例では、当接面１５０を、ヒンジ構造８０の中心線１３７において、（１）ベースの肩面８６よりも高い高さまで上方に延び、且つ（２）第１のヒンジ１２１（即ち本体ヒンジ１２１）よりもわずかに低い肩１３６まで下方に延びるという特徴を有する。

当接面１５０の上端のレッジ１６２は、ベースのデッキ５６の上面から下方に落ち込んでいる。当接レッジ１６２の高さは、ふた７０が閉じているときに、ふたの肩面１３６Ａ（図４）が当接面レッジ１６２と干渉しないように設定される。

当接面１５０は、ふた７０が開閉されるときにヒンジ・ウェブ１００が該当接面を越えて移動することができない垂直を向いた当接面を構成する。当接面１５０の高さは、ふた７０の開閉時にヒンジ構造ウェブ１００の位置を制御する。当接面１５０は、（クロージャ・ベース５０及びふた７０の中心の中心線１３７上の）ヒンジ構造８０の中心に沿った位置で、ふた７０が完全に閉じているときに第２のヒンジ１２２と同じか又は第２のヒンジ１２２よりも高くすることが好ましい。言い換えると、ヒンジ構造８０の（中心線１３７上において）縦方向の中心で、当接面１５０は、ヒンジ１２１とヒンジ１２２の間の最短距離よりも長い距離だけ、ヒンジ１２１よりも高く上方へ延びる。

ふた７０の開閉時、ヒンジ構造ウェブ１００は、米国特許第５６４２８２４号により詳細に記載されているとおりにウェブ１００の位置が制御されるように、当接面１５０と係合する。ふた７０が部分的に閉じられたとき、ウェブ１００は一般に、当接面１５０に向かって、当接面１５０に対して内側へ曲がる。好ましくは、当接面１５０は、ウェブの中心部分１００の付近で、（ふたが閉じているときに）第１のヒンジ１２１から第２のヒンジ１２２に向かって、（ウェブの両端部１０２間の中心線１３７上で測定された）ヒンジ間の最短距離の半分を超えて延びる。しかし、好ましくは、ふた７０が閉じているときに、当接面１５０が、ヒンジ構造８０の中心線１３７において、ヒンジ１２２まで完全に延び、さらにヒンジ１２２をわずかに越えて延びる。これは、現在のところ、最も正確な制御を与えると考えられる。

突き出た当接面１５０の半径方向の広がりは、特定の用途に対する望ましいヒンジ特性に従って、製造中に容易に変更することができる。当接面１５０が外側へかなり突き出す場合、ヒンジ構造ウェブ１００は、閉鎖過程中に当接面１５０と早く接触する。当接面１５０の突出がより小さい場合には、閉鎖過程中にヒンジ構造ウェブ１００は当接面１５０と遅く接触し、又はふたが実質的に１００パーセント閉じられたときにだけ接触する。

当接面１５０がさらに外側へ突き出す場合、ヒンジ構造８０のバイアス作用をより大きくして、より多くの「スナップ」又は力を有する開閉作用を提供することができる。当接面１５０の突出を減らすと、このバイアス力をより小さくすることができ、クロージャの開閉作用は「よりソフトに」なる。さらに、当接面１５０がより外側へ突き出すとき、ふた７０の完全に開いた位置は、当接面１５０の外側への突出がより小さい場合よりも、クロージャ・ベース５０に対して大きな開角度を画定する。

一般的なサイズの１つのクロージャに対して現在意図されている販売用の一実施例では、当接面１５０の半径が１４．０４６ｍｍ（０．５５３インチ）、当接面１５０が突き出す弧状面１５８の直径が約３３．５２８ｍｍ（約１．３２０インチ）である。（レッジ面１６２における）当接面１５０の高さは、ふたが成形された状態のように完全に開いた位置にあるときに、ヒンジ・ウェブ１００の内面によって画定される成形型割り面から、０．７６２ｍｍ（０．０３インチ）である。対照的に、この意図された販売用の一実施例では、ふた７０が閉位置にあるとき、（ヒンジ・ウェブの両端部１０２間の中心線１３７上の）第２のヒンジ１２２の最下部は、当接面レッジ１６２よりも０．１２７ｍｍ（０．００５インチ）低い。したがって、ふた７０が閉じているとき、当接面１５０は、ふたヒンジ１２２の最下点よりもわずかに高く上方へ延びる。

本発明のヒンジ構造８０に当接面１５０を組み込むことは、本発明の必須の事項ではない。本発明のヒンジ構造は、当接面１５０を用いない他のヒンジ構造及び／又は間隔を置いて配置された２つのヒンジ１２１及び１２２間に固定された中心ヒンジ・ピボットを用いた他のヒンジ構造とともに使用することができる。

一般に、現在意図されている販売用の一実施例では、ふた７０が完全に閉じた位置にあるときのヒンジ構造８０内のひずみが過大でないヒンジ構造８０を提供することが要求される。これは、ふた７０が長期にわたって完全に閉じた位置に維持されたときにそのスナップ作用バイアス能力を弱めるヒンジ構造８０の傾向を最小化するためである。

ふた７０が完全に閉じた位置にあるときにヒンジ構造８０がより大きなひずみを有すると思われる代替設計では、このひずみの結果、時間の経過とともに、クロージャ材料のクリープ及びその後の緩和が起こりうる。これによって、ふたの開閉中にヒンジ構造が発揮するバイアス力の量は低減するであろう。

ヒンジ構造８０の動作は、本明細書に記載された限りにおいて、米国特許第６３２１９２３号に詳細に記載されている。一般に、ヒンジ構造８０が開位置から閉位置に、又は閉位置から開位置に移ると、端部１０２の近くでのヒンジ１２１とヒンジ１２２の間の距離の変化が、中心線１３７の位置におけるヒンジ１２１とヒンジ１２２の間の距離の変化に比べてより大きいことによって、最も外側の端部１０２に、かなりの張力即ち「引張り」が生じる。これによって、完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間のあらゆる位置で、ヒンジ構造８０が不安定になる。その結果、ヒンジ構造８０は、（ふたが完全に開いた位置と完全に閉じた位置との中間の位置にあるときに）固有のバイアスを有する。これにより、ヒンジ構造８０は、２つの安定位置（完全に開いた位置又は完全に閉じた位置）のうちの一方をとるように強いられる。

ヒンジ構造８０のこの引張り即ち張力は、ふた７０が完全に開いた位置と完全に閉じた位置との間の任意の位置で解放されたときに、ふた７０が閉位置又は開位置に向かって自動的に移動するのに十分な一時的な変形がヒンジ構造内で生じるように作用する。完全に閉じた位置により近い位置にある間に解放された場合、ふたは、完全に閉じた位置に自動的に移動する。他方、完全に開いた位置により近い最初の位置で解放された場合、ふたは、完全に開いた位置に自動的に移動する。

図に示されたクロージャの完全に開いた状態は、成形されたままの最初の位置に対応することが理解されるであろう。この成形されたままの位置では、ベースとふたが約１８０°開いていることが好ましい。ふた７０を最初に閉じ、次いで開き、その後、外力のない状態に維持すると、ヒンジ構造は一般に、成形されたままの最初の開いた向きの実質的に１８０度の開角度よりもやや小さい開角度を有する「完全に開いた」位置にふた７０を維持する。

ヒンジ構造８０は、ウェブ１００の外側縁即ち外側端１０２に沿って、選択された応力又は特定の応力分布を提供するように構成されることが好ましい。特に、任意選択の一構成では、２つの領域２００（図４）におけるウェブの厚さを薄くすると、領域２００に隣接したそれぞれの側縁即ち側端１０２の中点における応力が増大することが分かっている。これによって、ウェブの端部１０２の縁がクロージャ本体５０及びクロージャふた７０に接続する位置の応力が低減する。これらの接続位置が最もヒンジ構造８０の故障又は破損の始点となる可能性が高い。したがって、ヒンジ構造８０のこれらの４つの点の応力を低減させると、ヒンジ構造８０の故障の可能性も低減する。

任意選択の配置ではあるが、構造８０の現在の好ましい一実施例では、ウェブ１００が、ヒンジ１２１及び１２２に比べて厚さが薄いウェブの領域をヒンジ１２１とヒンジ１２２の間に画定する、間隔を置いて配置された２つの領域２００（図４）を含む。好ましくは、それぞれの領域２００が、ウェブ１００の隣接する側縁即ち側端１０２まで側方に延びる。

現在の好ましい一実施例では、ウェブ１００の厚さが、ヒンジ１２１とヒンジ１２２の間で概ね均一であり、厚さの薄いそれぞれ領域２００は、ウェブの厚さを約１／３に低減する。図１〜７に示された好ましい実施例では、ウェブ１００を、（１）（ふたが閉位置にあるときに）クロージャのベース及びふたの方を向く内面と、（２）内面とは逆の方向を向いた外面とを有すると特徴づけることができる。厚さの薄い領域２００はそれぞれ、１つの辺が一方の側縁１０２に沿って延びる概ね台形の凹みによって、ウェブの内面に画定される。示されたこの好ましい実施例の凹みの深さは、ウェブ１００の隣接する均一な厚さの部分の厚さの約１／３である。ウェブの概ね均一な厚さの部分の厚さが約０．２５４ｍｍ（約０．０１０インチ）から約０．３８１ｍｍ（約０．０１５インチ）、好ましくは０．３０５ｍｍ（約０．０１２インチ）であるポリプロピレン製のヒンジ構造では、厚さの薄い領域２００の厚さの好ましい範囲が、ウェブの隣接する均一な厚さの部分の厚さの少なくとも約１／２以上であることが企図される。

図４から分かるように、それぞれの領域２００の台形の凹みはそれぞれ、隣接するヒンジ１２１又は１２２と平行な、或いは同心の２つの側壁２０４を含む。図４に示されているように、厚さの薄い領域２００の幅は、一端において、ウェブの側縁即ち側端１０２に概ね平行な端壁２２４によって画定される。凹みの側壁２０４の上縁及び凹みの端壁２２４の上縁は、ウェブ１００の隣接する上面と合体する凸面であることが好ましい。凹みの側壁２０４及び端壁２２４の底部は、凹み２００の隣接する平らな底面と合体する凹面であることが好ましい。このことは、ウェブ１００内のウェブの側縁即ち側端１０２の内側のそれぞれの凹み領域２００の付近における応力集中を低減させるように作用する。

厚さの薄い領域２００に隣接したウェブの側縁即ち側端１０２の長さ方向の中点の実際の応力は、ウェブの縁に沿ったヒンジ間の厚さが実質的に均一か、又はより厚い米国特許第５６４２８２４号に示された従来技術のヒンジ・ウェブのウェブ縁の中点の応力よりも大きい。本発明を具体化するクロージャのこの好ましい形態では、側縁即ち側端１０２に沿ったウェブ１００の応力が、側縁即ち側端１０２の長さの中点において最大であり、この応力は、側縁即ち側端１０２の中心部分からヒンジ１２１及び１２２に向かって外に行くにつれて低下する。それぞれの側縁即ち側端１０２の中心のより大きな応力は、ウェブ１００の端部１０２がヒンジ１２１及び１２２に接続する位置の応力を低減させる。ヒンジ構造８０のこれらの４つの点又は領域の応力低減は、これらの点を始点とするヒンジ故障の可能性を最小化する。

代替構成（図示せず）では、ウェブ１００がさらに、ウェブのもう一方の面（即ちウェブ１００の外面）に、厚さの薄い外部領域を含むことができ、厚さの薄いこのような外部領域は、厚さの薄い領域２００と同じ構成を有することができ、厚さの薄い領域２００は、ウェブ１００の内面に残し、又は完全に省略することができる。

ヒンジ・ウェブの側縁即ち側端に沿って所望の応力分布を生み出す効果の程度を変化させるために、厚さの薄い領域（図１〜７に示されたヒンジ構造の好ましい第１の実施例の領域２００など）の形状を変更することができることが理解されるであろう。したがって、これによって、ウェブの側縁がヒンジに接続するヒンジ構造の４つの領域の応力低減量を制御することができる。この応力低減は、通常の操作中にヒンジ構造に応力が加わるとき、例えばヒンジ構造が、成形されたままのその最初の状態から動かされるときに、特に重要である。

他の配置（図示せず）では、厚さの薄い領域２００を完全に省略することができ、後に詳述する本発明の新規の構造を使用するだけで、ヒンジ１２１及び１２２の端部の応力集中を低減させることができる。しかし、好ましい実施例では、本発明のこの新規の構造が好ましくは図１〜７に示されたウェブ１００の厚さの薄い領域２００とともに使用される。

本発明によれば、一方又は両方のヒンジ１２１及び１２２の一方又は両方の端部に、独特な応力除去ポケット即ち応力除去凹みが提供される。本体ヒンジ１２１とふたヒンジ１２２の両方のヒンジのそれぞれの端縁に、応力除去凹みが提供されることが好ましい。図３、４及び７から分かるように、クロージャ・ベース即ち本体５０のスカートの切欠き１４２はウェブ１００の一部を収容し、クロージャふたのスカートの切欠き１４４はウェブ１００の一部を収容する。（図７から分かるように）クロージャ本体ヒンジ１２１のそれぞれの端部において、クロージャ本体５０の切欠き１４２は、クロージャ本体ヒンジ１２１の端縁に隣接し、クロージャ本体ヒンジ１２１の端縁から側方に遠ざかる方向に延びる凹みを画定する。さらに、この凹みは、本体５０のスカート５２の中を、本体ヒンジ１２１の側辺から遠ざかる方向に下方へ延びる。具体的には、図７を参照すると、この凹みは、概ね水平な縁２６０まで下方へ延び、縁２６０は、隣接する本体ヒンジ１２１の端部よりも「低い」。

ふた７０のスカート８２の切欠き１４４は、ふたヒンジ１２２のそれぞれの端部に隣接する凹みを画定する。具体的には、ふたの凹みは、ふたヒンジ１２２の端縁から、ふたヒンジ１２２の端縁から側方に遠ざかる方向に延びる。この凹みはさらに、ふた７０のスカート８２の中を、ふたヒンジ１２２の側辺から遠ざかる方向に上方へ延びる。具体的には、図７を参照すると、ふたヒンジ１２２のそれぞれの端部の凹みの上端が、水平な上縁２７０によって画定される。上縁２７０は、ふたヒンジ１２２の隣接する端部よりも「高い」。

（それぞれのヒンジ端から側方に延び、且つそれぞれのヒンジの側辺から遠ざかる方向に延びる）前述の凹みは、ヒンジの端とクロージャの壁部分の間に空間を生み出す。これは、しばしばヒンジの破損の始点となりうるクロージャの壁部分において、それぞれのヒンジ端がその完全な高さ又は広がりを有することを回避する。

ヒンジ１２１及び１２２の幾何形状は、ふた７０の開閉中の撓曲及び屈曲を収容する。したがって、開閉中に撓曲及び屈曲が起こるヒンジ構造の部分は、さもなければ成形中に応力点又は応力領域になるかもしれない鋼金型の２つの半部分が接する領域から離れて位置する。ヒンジ構造のそれぞれの端部に凹みがあることによって、クロージャ構造の残りの部分に対するヒンジ端の接続部は、金型の２つの半部分の型割り面から離れて位置し、そのため、それぞれのヒンジ端の周囲の領域を、金型の一方の半部分（例えば型の上半分又は型の下半分）に含めることができる。したがって、型を閉じる際に、型の２つの半部分は、ヒンジ端に隣接した位置において、望ましくない応力又は応力集中が生じるかもしれない方法では、当接しない。

図７に示された配置の現在の好ましい実施例では、様々な特徴部分の寸法が以下の通りである。（１）凹みの下縁２６０は、隣接する本体ヒンジ１２１の端よりも約０．５０８ｍｍ（約０．０２０インチ）低く、（２）凹みの上縁２７０は、隣接するふたヒンジ１２２の端よりも約０．５０８ｍｍ（約０．０２０インチ）高く、（３）それぞれのヒンジ１２１及び１２２のそれぞれの端において、ヒンジ端と凹み即ち切欠き（本体５０の切欠き１４２又はふた７０の切欠き１４４）の外縁との間の側方距離（クロージャの開閉面に平行に水平に測定する）が、約１．０６７ｍｍ（約０．０４２インチ）である。このような凹み寸法は、約１０ミリメートルから約１００ミリメートルまでの間の公称本体外径を有する一般的なサイズのポリプロピレン・クロージャで使用される。本発明は、このような凹み寸法及びクロージャ直径を有する実施例に限定されない。

図８〜１１は、本発明の応力除去凹みの一変形形状を含む他のクロージャを示す。具体的には、図８〜１１に示されたクロージャは、クロージャ本体５０Ａ及びふた７０Ａを含む。クロージャ本体の切欠き１４２Ａは、第１の実施例の切欠き１４２（図６）に比べて側方へさらに延び、外側へさらに傾斜している。同様に、クロージャふた７０Ａも、第１の実施例のクロージャふた切欠き１４４（図５）に比べて側方へさらに延びる切欠き１４４Ａを含む。

クロージャ本体５０Ａの切欠き１４２Ａは、本体５０Ａに位置し、本体ヒンジ１２１Ａの端の本体ヒンジ１２１Ａの側辺から遠ざかるように延びる下縁２６０Ａを有する凹みを画定する。同様に、クロージャふたの切欠き１４４Ａは、ふた７０Ａに位置し、ふたヒンジ１２２Ａの端のふたヒンジ１２２Ａの側辺から遠ざかるように延びる上縁２７０Ａを有する凹みを画定する。クロージャのこの代替実施例のヒンジ構造の他の部分は、図１〜７に示された第１の実施例に関して先に論じたヒンジ構造の他の部分と同一とすることができる。

他の代替構成（図示せず）では、ヒンジ構造が、固定された単一の中心軸と、間隔を置いて配置された三角形の２つのウェブとを含むことができる。このような三角形のウェブはそれぞれ、本体ヒンジとふたヒンジの間に画定され、それぞれ中心軸の一端に、ウェブの頂点をその軸端に一致させて配置することができる。このようなウェブはそれぞれ、固定軸のところにある頂点の反対側に側端縁を有することができる。このようなウェブはそれぞれさらに、側端縁に隣接した厚さの薄い領域を有することができる。１つ又は複数の前述の本発明の応力除去凹みを、このようなヒンジ構造に提供することができる。

一般に、このヒンジ構造は最初、完全に開いた状態に成形される。即ち、このようなヒンジ構造がクロージャの一部として最初に成形されるとき、クロージャは、ふたが開いた状態で成形される。成形後、クロージャ・ヒンジ構造には実質的に応力が加わっていない。応力は、ヒンジ構造を、その成形された最初の開状態から移動させたとき（例えばクロージャのふたを、開状態から閉状態に向かって移動させたとき）に、ヒンジ構造内に生じる。ヒンジ構造の応力は、「オーバー・センター（ｏｖｅｒ ｃｅｎｔｅｒ）」点（即ち閉位置と開位置の間の中間位置）で最大に達する。ふたを完全に閉じた位置に移動させると、クロージャ・ヒンジ構造の応力はいくぶん低減するが、ヒンジ構造は依然として、ふたを閉位置にバイアスし、ふたを閉位置に維持するのに十分な応力下に置かれる。増大した応力がヒンジの故障を引き起こす可能性があるのは、完全に開いた状態から閉じた状態に向かってクロージャふたが移動する間である。本発明は、２つのヒンジの端部の付近の４つの領域におけるヒンジ動作応力を低減させるため、ヒンジ構造を、故障なしに多くの開閉サイクルを受け入れるように設計することができ、且つ／或いは、材料をより少なく使用するように、且つ／又はより安価でより低強度の材料を使用するように設計することができる。

本発明はしたがって、閉位置に向かって又は閉位置から移動する間にスナップ作用移動するようにふたが動作することが望ましい用途に特に適した改良型のヒンジ構造を有するクロージャを提供することが分かる。

このヒンジ構造は、クロージャのふたが閉位置にあるときに、クロージャの背面から突き出す長さが最小となる。このことは、従来の容器製品充填ラインにおいて使用されている高速クロージャ取付け機械に適合する。これによって、このクロージャを、高速度ラインで加工される容器とともに使用することができる。

本発明のクロージャは、多軸双安定（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｘｉｓ ｂｉｓｔａｂｌｅ）ヒンジ構造又は単一固定軸双安定（ｓｉｎｇｌｅ，ｆｉｘｅｄ ａｘｉｓ ｂｉｓｔａｂｌｅ）ヒンジ構造に接続することができるベース及びふたを含むことが理解されるであろう。このヒンジ構造は、任意選択で、厚さの薄い領域を含むことができ、やはり任意選択で、小さな又は大きなバイアス力及び小さな又は大きなふた開角度を提供するように設計することができる協働係合当接面を含むことができる。

このクロージャが、様々な分配用通路構造を備えることができることも理解されるであろう。

本発明の以上の詳細な説明及び図面から、本発明の新規の発想又は趣旨及び範囲から逸脱することなく、他の多数の変形及び変更を達成することができることが容易に理解されるであろう。

クロージャに組み込まれた本発明のヒンジ構造の第１の実施例の等角図であり、示されたクロージャは、成形されたままの開位置にある。 図１の図２と書かれた破線円内の領域の部分等角図である。 わずかに異なる角度から見た図２と同様の図である。 図３に示されたヒンジ構造の部分上面図である。 概ね図４の平面５−５に沿って切った断面図である。 概ね図４の平面６−６に沿って切った断面図である。 閉状態にあるクロージャの背面図である。 ヒンジ構造の第２の実施例を示す図３と同様の図である。 図８に示されたヒンジ構造の第２の実施例の部分上面図である。 概ね図９の平面１０−１０に沿って切った断面図である。 概ね図９の平面１１−１１に沿って切った断面図である。

Claims (9)

1. 製品を蓄えることができる容器内部への開口を有する容器用のクロージャであって、
   （Ａ）前記容器の前記開口から延びる本体であって、前記開口と連通する吐出し穴を画定した本体と、
   （Ｂ）前記穴を塞ぐ閉位置と前記穴から離隔した開位置との間を移動することができるふたと、
   （Ｃ）（ａ）幅の狭い部分と少なくとも１つのより幅の広い端部とを有するウェブと、（ｂ）前記ウェブの一方の側辺に沿って前記本体を前記ウェブに接続する本体ヒンジであって、少なくとも１つの端縁を有する本体ヒンジと、（ｃ）前記ウェブの他方の側辺に沿って前記ふたを前記ウェブに接続するふたヒンジであって、少なくとも１つの端縁を有するふたヒンジとを含むように、前記本体及びふたと一体に成形された連続ヒンジ構造と
   を含み、以下の特徴１及び２のうちの一方又は両方をさらに含むクロージャ：
   （１）前記本体ヒンジの前記１つの端縁において前記本体に画定された本体側面の応力除去凹みであって、（１）前記本体ヒンジの前記側辺から遠ざかる方向に前記本体内へ延び、且つ（２）前記本体ヒンジ端縁から、前記本体ヒンジの前記１つの端縁から側方に遠ざかる方向に延びる本体側面応力除去凹み、及び
   （２）前記ふたヒンジの前記１つの端縁において前記ふたに画定されたふた側面の応力除去凹みであって、（１）前記ふたヒンジの前記側辺から遠ざかる方向に前記ふた内へ延び、且つ（２）前記ふたヒンジ端縁から、前記ふたヒンジの前記１つの端縁から側方に遠ざかる方向に延びるふた側面応力除去凹み。
2. 前記本体ヒンジ及びふたヒンジがそれぞれ、前記ウェブに沿って、２つの端縁の間に延びる、請求項１に記載のクロージャ。
3. 前記１つのより幅の広いウェブ端部が側縁を画定し、
   前記ヒンジ構造が完全に開いているときに、前記ウェブ側縁の主要部分が、概ね直線状の線分によって画定され、
   前記ウェブの一方の側面に、前記ウェブ側縁に隣接して、厚さの薄い領域が画定された、
   請求項１に記載のクロージャ。
4. 前記クロージャが、ポリプロピレン及びポリエチレンからなる材料群の中の一の材料から成形された、請求項１に記載のクロージャ。
5. 前記ベース及びふたがそれぞれ、前記ウェブを収容する切欠きを画定した外壁を有し、
   前記応力除去凹みがそれぞれ、前記切欠きの部分である、
   請求項１に記載のクロージャ。
6. 前記ふたが前記開位置にあるときに、前記ヒンジがそれぞれ半径面を画定し、
   前記ヒンジ構造が、それぞれの前記ヒンジ半径面に隣接した半径面を含む、
   請求項１に記載のクロージャ。
7. 前記ウェブに穴がない、請求項１に記載のクロージャ。
8. 前記ウェブが、（１）前記ふたが前記閉位置にあるときに、前記ベース及びふたの方を向く内面と、（２）前記内面とは逆の方向を向いた外面とを有する、請求項１に記載のクロージャ。
9. 前記クロージャが分配用クロージャであり、前記本体が、前記容器とは別個であるが、前記容器の前記容器開口の周囲に取外し可能に取り付けることができる、請求項１に記載のクロージャ。
   

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