JP2011001080A - キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】締付トルクを一定に管理するとともに、耐久性、動作信頼性を向上させる。
【解決手段】雌ねじ１３付きの内キャップ１０と、外キャップ２０とを相対回転可能に組み合わせ、内キャップ１０の外周の斜めの爪部１５、１５…と、外キャップ２０の内周の突部２５、２５…とを対応させ、外キャップ２０を締付方向に回転して内キャップ１０の締付トルクが所定値に到達すると、爪部１５、１５…が弾性変形して突部２５、２５…が爪部１５、１５…を乗り越えることにより外キャップ２０が空転する。
【選択図】図１

Description

この発明は、適切な締付トルクによって容器の口部を閉鎖することができるねじ式のキャップに関する。

ラチェット機構を利用して一定の締付トルクを実現することができるねじ式のキャップが提案されている（特許文献１）。

このキャップは、相対回転自在に組み合わせる内キャップ、外キャップを有する二重キャップである。内キャップの外周には、ラチェットの爪車用の鋸歯状の歯が全周に亘って等ピッチに連続的に形成され、外キャップの内周には、内キャップの各歯に弾発的に係合する爪が全周に亘って形成されている。なお、内キャップの各歯は、キャップの締付方向後方側が斜面になっており、外キャップの各爪は、締付方向後方側に傾いている。

そこで、外キャップを締付方向に回転すると、外キャップの各爪が内キャップの各歯の斜面の後方側から係合して内キャップを締付方向に駆動することができ、内キャップの締付トルクが所定値に到達すると、各爪が弾性変形して各歯を乗り越えるため、外キャップが空転して内キャップを過大に締め付けることがない。また、外キャップを緩め方向に回転させると、各爪が各歯の先端の平面部分に係合し、内キャップを緩め方向に駆動することができる。なお、内キャップ、外キャップはそれぞれ硬質のプラスチック材料により一体成形されている。

特開２００５−２１９７８３号公報

かかる従来技術によるときは、内キャップの外周の鋸歯状の歯は、内キャップの全周に等ピッチに形成され、ピッチの１／２以上の幅を有するので、これに係合する外キャップの内周の各爪は、内キャップの歯から離れてフリーに解放される機会が少なく、弾性疲労により、いわゆる「へたり」を生じる可能性があるという問題があった。また、外キャップの内周の各爪は、上端面が外キャップの天面に連続しているため、大きな弾性変形量を実現することができず、動作信頼性を十分高くすることが難しいという問題もあった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、内キャップの外周に設ける斜めの爪部と、外キャップの内周に設ける突部とを係合させることによって、締付トルクを一定に管理するとともに、実用的に必要十分な耐久性、動作信頼性を容易に実現することができるキャップを提供することにある。

かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、容器の口部の雄ねじに適合する雌ねじ付きの内キャップと、内キャップに対して相対回転可能に組み合わせる外キャップとを備えてなり、内キャップの外周には、締付方向に傾く複数の爪部を形成し、外キャップの内周には、爪部に対応する複数の突部を形成し、外キャップを締付方向に回転すると、各突部が爪部の後方側から係合して内キャップを締付方向に駆動し、内キャップの締付トルクが所定値に到達すると、爪部が弾性変形して突部が爪部を乗り越えることにより外キャップが空転し、外キャップを緩め方向に回転すると、各突部が爪部の先端に係合して内キャップを緩め方向に駆動することをその要旨とする。ただし、締付方向、緩め方向とは、それぞれキャップの締付方向、緩め方向をいうものとする。

なお、各突部は、外キャップの周方向の幅を爪部のピッチより小さく形成することができ、各爪部は、平板状に形成し、各突部は、締付方向前方側を爪部と同方向の斜面に形成し、後方側を外キャップの径方向の平面に形成することができる。

また、内キャップの上面の中心、外キャップの天面の中心には、互いに相対回転可能に嵌合する心合せ用の嵌合部を形成してもよい。

かかる発明の構成によるときは、外キャップの内周の突部は、内キャップの外周の斜めの爪部に係合することにより、外キャップを締付方向に回転させると、内キャップの締付トルクが所定値に到達するまで内キャップを締付方向に駆動することができ、外キャップを緩め方向に回転させると、内キャップを緩め方向に駆動することができる。すなわち、内キャップの爪部、外キャップの突部は、ラチェット機構の爪車の歯と、それに係合する爪と同様に作用するとともに、内キャップの締付トルクが所定値に到達すると、内キャップの爪部が弾性変形して締付方向に回転する外キャップを空転させる。

なお、内キャップの爪部は、内キャップの外周に斜めに突出させるだけであるから、成形上の自由度が高く、任意の弾性変形量を容易に実現し、動作信頼性を向上させることができる。また、内キャップの爪部、外キャップの突部は、それぞれ内キャップの外周、外キャップの内周に同数を等ピッチに設けることにより、両者の全数を同時に係合させることができ、内キャップ、外キャップ間の回転トルクを最大に伝達することができる。ただし、内キャップの爪部、外キャップの突部を同数にしないときは、少数側の全数が多数側のそれぞれに同時に係合するように、両者の数、ピッチを設定することが好ましい。なお、内キャップ、外キャップは、それぞれポリプロピレン、高密度ポリエチレンなどの硬質のプラスチック材料により一体成形するものとする。

外キャップの内周の各突部は、外キャップの周方向の幅を内キャップの外周の爪部のピッチより小さく形成することにより、突部が爪部に係合せずに爪部をフリーに解放する区間を確保して爪部の弾性疲労を小さく抑えることができる。なお、各突部の幅は、爪部のピッチの１／２より小さくすることが好ましい。

平板状の斜めの爪部と、締付方向前方側、後方側をそれぞれ斜面、平面に形成する突部は、それぞれ内キャップの外周、外キャップの内周に形成するとき、型抜きの問題がなく、単純な型を使用して能率よく一体成形することができる。

内キャップの上面の中心、外キャップの天面の中心にそれぞれ心合せ用の嵌合部を形成すれば、外キャップを回転させるとき、嵌合部を介して外キャップ、内キャップの軸心を正しく心合せし、それを維持することができるから、内キャップに対して外キャップが不用意に傾いたりすることがなく、外キャップを円滑に回転することができる。

全体構成分解斜視図 使用状態中央縦断面図 内キャップの構成説明図 外キャップの構成説明図 図２のＸ−Ｘ線矢視断面相当の動作状態説明図 他の実施の形態を示す図３（Ａ）相当図 他の実施の形態を示す図４（Ｂ）相当図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

キャップは、内キャップ１０に外キャップ２０を相対回転自在に組み合わせてなる（図１、図２）。

キャップは、容器Ｗの口部Ｗ1 に着脱自在に装着するねじ式である。なお、口部Ｗ1 には、雄ねじＷ2 が形成され、雄ねじＷ2 の下方には、外向きのリブＷ3 が形成されている。また、口部Ｗ1 の上端面には、上向きのリブＷ4 が形成されている。

内キャップ１０は、円筒状の胴部１１の上端部を天井部１２によって閉じ、下向きのコップ状に一体成形されている。胴部１１の内周には、容器Ｗの雄ねじＷ2 に適合する雌ねじ１３が形成されている。胴部１１の外径は、下から上に順に大径部１１ａ、中間部１１ｂ、小径部１１ｃに段付けされており（図１、図３）、大径部１１ａと中間部１１ｂとの間には、最大径の係合リブ１４が形成されている。なお、係合リブ１４の上側、中間部１１ｂの上側は、それぞれ斜面１４ａ、１１ｄに形成されている。ただし、図３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ内キャップ１０の上面図、正面半断面図である。

内キャップ１０は、上端部の小径部１１ｃの外周に斜めの爪部１５、１５…が形成されている。爪部１５、１５…は、キャップの締付方向に傾く平板状に形成され、小径部１１ｃの全周に等ピッチに形成されている。各爪部１５は、型抜きの便宜のために、下から上に向けて厚さを直線的に漸減させている。

内キャップ１０の上面、すなわち天井部１２の上面の中心には、小径のリング１６が上向きに形成されている。リング１６の上端部は、内向きの斜面に形成されている。また、胴部１１の上端面には、内周側に上向きのリブ１７が形成され、リブ１７は、リング１６と同一高さに形成されている。なお、内キャップ１０の内周上部には、内向きのリブ１８が形成されている。

外キャップ２０は、胴部２１の上端を天井部２２によって閉じ、下向きのコップ状に一体成形されている（図１、図４）。ただし、図４（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ外キャップ２０の正面半断面図、下面図である。

胴部２１の外面には、滑り止め用のローレット２３、２３…が形成されている。また、胴部２１の内周下部には、内向きの係合リブ２４が形成され、中間部の斜面２１ａの上方の小径部２１ｂには、天井部２２にまで到達する上下方向の突部２５、２５…が配列形成されている。各突部２５は、キャップの締付方向前方側を斜面とし、後方側を外キャップ２０の径方向の平面とする台形断面に形成するとともに、内キャップ１０と組み合わせる際に爪部１５、１５…との干渉を避けるために、下端部を尖らせて形成されている。突部２５、２５…は、内キャップ１０側の爪部１５、１５…と同数が小径部２１ｂの内周の全周に亘って等ピッチに形成されている。

天井部２２の下面、すなわち外キャップ２０の天面には、中心の小径のリング２６、周縁の大径のリング２７が同心円状に下向きに形成されている。リング２６の下端部は、下向きに丸められ、リング２７の下端部は、外周側が斜めに切り欠かれている。また、リング２６、２７は、同一高さに形成されている。

外キャップ２０は、内キャップ１０に被せるようにして相対回転可能に組み合わせてキャップを構成する（図１、図２）。このとき、内キャップ１０は、係合リブ１４が外キャップ２０側の係合リブ２４に係合することにより抜止めされ、内キャップ１０側の上面のリング１６に外キャップ２０側の天面のリング２６が嵌まり込み、外キャップ２０側のリング２７が内キャップ１０側のリブ１７の内側に嵌まり込むことにより、内キャップ１０、外キャップ２０を正しく心合せすることができる。すなわち、リング１６、２６は、互いに嵌合して内キャップ１０、外キャップ２０を相対回転可能に心合せする嵌合部を形成している。また、内キャップ１０側の爪部１５、１５…、外キャップ２０側の突部２５、２５…は、それぞれ個別に対応して互いに係合する。

なお、内キャップ１０の天井部１２の下面側には、容器Ｗの口部Ｗ1 をシールするパッキンＰを装着するものとする。パッキンＰは、内キャップ１０の内周のリブ１８を介して抜止めされる。

キャップを容器Ｗの口部Ｗ1 に装着するときは、外キャップ２０を締付方向に回転させる（図５（Ａ）の矢印方向）。このとき、外キャップ２０側の突部２５、２５…は、内キャップ１０側の爪部１５、１５…に対してそれぞれ締付方向後方側から一斉に係合し、内キャップ１０を締付方向に駆動することができる。そこで、内キャップ１０の雌ねじ１３に口部Ｗ1 の雄ねじＷ2 がねじ込まれて内キャップ１０の締付トルクが所定値に到達すると、内キャップ１０の各爪部１５が内側に倒れるように弾性変形し、外キャップ２０の各突部２５は、対応する内キャップ１０の各爪部１５を一斉に乗り越え（図５（Ｂ））、以後、外キャップ２０は、内キャップ１０を駆動することなく空転し（図５（Ｂ）の矢印方向）、内キャップ１０の締付トルクを一定に管理することができる。なお、各突部２５が各爪部１５を乗り越えるとき、各爪部１５が弾性復帰することによるクリック音とともに、明瞭なクリック感を感知することができる。

容器Ｗの口部Ｗ1 からキャップを取り外すときは、外キャップ２０を緩み方向に回転させる（図５（Ｂ）の矢印方向と反対方向）。このとき、外キャップ２０の突部２５、２５…は、対応する内キャップ１０の爪部１５、１５…の先端に係合して内キャップ１０を緩み方向に駆動し、キャップを口部Ｗ1 から外すことができる。

以上の説明において、内キャップ１０の締付トルクは、内キャップ１０の爪部１５、１５…、外キャップ２０の突部２５、２５…が同時に係合する組数を変化させることにより、ほぼ直線的に変化させることができる。そこで、爪部１５、１５…、突部２５、２５…は、両者を同数として等ピッチに配列することにより、内キャップ１０の締付トルクを任意に調節設定することができる。たとえば図６、図７は、爪部１５、１５…、突部２５、２５…をそれぞれ２０個ずつ設けた事例である。

ただし、各突部２５は、外キャップ２０の周方向の幅ｂを爪部１５、１５…の内キャップ１０の周方向のピッチａに対し、いずれの場合でもｂ＜ａとするものとし、一層好ましくは、ｂ＜ａ／２とするものとする。内キャップ１０、外キャップ２０の相対回転位置により、各突部２５が爪部１５、１５…の間に位置し、各突部２５が各爪部１５に係合することなく各爪部１５をフリーに解放する区間を確保し、爪部１５、１５…の弾性疲労を小さく抑えることができる。

なお、内キャップ１０の締付トルクの調節は、爪部１５、１５…の枚数や突部２５、２５…の個数ばかりでなく、内キャップ１０の材質、爪部１５の厚さ、突部２５の乗越え時の弾性変形量などの種々のパラメータによっても調節可能である。

また、内キャップ１０の上面のリング１６、外キャップ２０の天面のリング２６は、前者が後者に嵌まり込む形態に代えて、後者が前者に嵌まり込む形態としてもよい。また、これらのいずれの形態においても、小径側のリングは、円形の中実の突部に変更してもよい。

この発明は、薬剤や、飲料、調味料などの任意の物品を収納する容器Ｗの口部Ｗ1 を着脱自在に、しかも確実に気密に封止するキャップについて、広く好適に適用することができる。

Ｗ…容器
Ｗ1 …口部
Ｗ2 …雄ねじ
ａ…ピッチ
ｂ…幅
１０…内キャップ
１３…雌ねじ
１５…爪部
２０…外キャップ
２５…突部

特許出願人 伸晃化学株式会社
代理人 弁理士 松 田 忠 秋

Claims (4)

1. 容器の口部の雄ねじに適合する雌ねじ付きの内キャップと、該内キャップに対して相対回転可能に組み合わせる外キャップとを備えてなり、前記内キャップの外周には、締付方向に傾く複数の爪部を形成し、前記外キャップの内周には、前記爪部に対応する複数の突部を形成し、前記外キャップを締付方向に回転すると、前記各突部が前記爪部の後方側から係合して前記内キャップを締付方向に駆動し、前記内キャップの締付トルクが所定値に到達すると、前記爪部が弾性変形して前記突部が前記爪部を乗り越えることにより前記外キャップが空転し、前記外キャップを緩め方向に回転すると、前記各突部が前記爪部の先端に係合して前記内キャップを緩め方向に駆動することを特徴とするキャップ。
2. 前記各突部は、前記外キャップの周方向の幅を前記爪部のピッチより小さく形成することを特徴とする請求項１記載のキャップ。
3. 前記各爪部は、平板状に形成し、前記各突部は、締付方向前方側を前記爪部と同方向の斜面に形成し、後方側を前記外キャップの径方向の平面に形成することを特徴とする請求項２記載のキャップ。
4. 前記内キャップの上面の中心、前記外キャップの天面の中心には、互いに相対回転可能に嵌合する心合せ用の嵌合部を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか記載のキャップ。

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