JP2014133567A - バネ付カバーケース - Google Patents

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Abstract

【課題】カバーケースの自力開きカバー用バネを自動機で組み立てられるようにする為、簡単な作業で組み立てが可能で、量産性の高い係止部を設けることが本発明の課題である。
【解決手段】ケース一端に、カバーの爪を係止させる押しボタン(4)を設け、ケース他端には、カバーを回動可能にするヒンジ(3)を結合し、ヒンジ部に並設し、カバーの回動を可能にするねじりコイルバネ(5)を設けると共に、ねじりコイルバネ端部の固定部が、左右のヒンジを結ぶ直線とは垂直方向にねじりコイルバネの腕を挿入する挿入溝(55)を設け、挿入溝の奥にねじりコイルバネの設定位置まで溝でつなげ、挿入と反対向きに係止させる凹部を設けると共に、挿入溝の入り口に傾斜面(54)を設けたことを特徴とした事を特徴としたバネ付カバーケース。
【選択図】図1

Description

本発明は、主としてウエットティッシュなどを収納する箱型のカバーとケースにより構成されるカバーケースに関し、さらに詳しくは、ワンタッチで容易に自力で開くためのバネを有するカバーケースに関する。
ウエットティッシュのように、開放状態でいると乾燥したりして、その内容物の性能が発揮できなくなるような内容物に対し、密封して外部に飛散する水分やアルコールなどの揮発を防止できるよう、密閉蓋を設け、使用する毎に容器の蓋を開閉し、内容物を取り出す容器が必要になる。その場合、閉める時にロックする機構も必要であるが、開く時にロックを外せば、自力で開いてくるカバーが便利であり、その為に、カバーとケースとをつなぐヒンジ近傍にねじりコイルバネを挿入し、その力でカバーが開くようにすることが一般的である。
従来、それには、ねじりコイルバネの両端を曲げ、それをケースとカバーそれぞれに係合部を設け、ねじりコイルバネの曲げた一端をカバーの係合部へ、他端をケースの係合部へ、差し込んでセットする方法が採られていた。
しかしながら、これらの係合部は、容易に抜けないようにする必要があった。この為、非常に狭い隙間に無理に嵌合する形で挿入する構成になっており、このような場合、人手でしか挿入できず、しかも挿入に際しては大きな力が必要であり、多量の製品を作るには、作業者が多く必要であり、製品のコスト低減も、難しい問題を持っていた。
文献1では、蓋体とベース部との間に配置される金属製のトーションスプリングと、
このトーションスプリングを取り付けたときに、トーションスプリングが外部に露出しないようにするカバー部材とを備えていて、
前記カバー部材は、前記トーションスプリングを収容して前記蓋体または前記ベース部に対して着脱され、
かつ、カバー部材は、前記トーションスプリングを収容するための凹部と着脱に際して用いられる案内手段とを備えており、
前記蓋体または前記ベース部には、前記案内手段に対応した案内部が設けられていて、
前記案内手段と案内部のうち一方は、案内溝であり、他方はこの案内溝に入り込む案内突起であって、この案内突起を案内溝内に差し込んでベース部材を装着することにより、
前記蓋体とベース部とをつなぐヒンジの回転中心と、前記トーションスプリングの中心とがほぼ一致するように構成されている蓋構造を提案している。
すなわち、この文献では、トーションスプリングは、カバー部材という専用部材を使用し、それに合わせて、蓋体やベース部に案内手段を設けている。
そのため、部品数が増加し、かつ、組み立て工数が増加し、コストが高くなる問題が発生する。
文献2では、上蓋の裏面及び容器本体の背面側凹部にはばね取付部がそれぞれ設けられ、それらばね取付部同士の間には、前記上蓋を開く方向に付勢する折り畳み可能な上蓋付勢手段がその折り返し部を前記ばね取付部よりも容器の前方に突き出すようにして配置されていることを特徴とする蓋付き容器を提案している。
ここで使用されるばねは、板ばねで、好適には天然又は合成ゴムにて構成されているが、ばね鋼等を利用して板ばねを形成するなど、材質については限定していない。
しかし、板ばねを使用し、かつ、90度を越えた開閉が必要なので、降伏応力の限界に近いので、何回も開閉を繰り返すと、次第に開ききらなくなったりする問題が生じ、ひどい時には、閉めた状態で、ばねが破断する場合も発生する問題があった。
特許第3871740号公報 特許第4338342号公報
カバーケースにおける開閉機構としてのねじりコイルバネを、小さな力で、しかも簡単な作業で安全に組み立て(セット)が可能で、さらには量産性が高く、ロボットや治具等により自動的にセットも可能な係止部を設けることが本発明の課題である。
本発明の請求項1に係るバネ付カバーケースは、
上部に開口部のあるケース本体と、開口部上面で上下し、開閉するカバーとで構成されるカバーケースにおいて、
ケース本体は、一端に、開口部をカバーで閉鎖し、閉鎖を保持する為に設けたカバーの爪に係合する係合部を有する押しボタンが設けられており、
ケース本体の他端には、回動可能にするヒンジによってカバーが結合しており、
回動するカバーのヒンジ部に並設して、ねじりコイルバネが設けられると共に、
ケース本体及びカバーのそれぞれにおいて、ねじりコイルバネ取付面にあって、左右のヒンジを結ぶ直線とは垂直方向にねじりコイルバネの腕を挿入する挿入溝を設け、
挿入溝の奥からねじりコイルバネの腕を固定する位置まで、ねじりコイルバネの線径を有する幅の溝をつなげ、
ねじりコイルバネの腕を固定する位置で腕を嵌合させる凹部を設けると共に、
挿入溝の入り口に勾配を設けていることを特徴としたバネ付カバーケースである。
そして、本発明の請求項2に係るバネ付カバーケースは、ヒンジが、成形ヒンジで構成されることを特徴としたバネ付カバーケースである。
そして、本発明の請求項3に係るバネ付カバーケースは、カバーが本体に対し180度開いた状態でねじりコイルバネを挿入後、カバーのヒンジ側端部がカバー本体との圧接部を乗り越えて閉めた後、再度ねじりコイルバネによって開いた時、圧接部に当接し、カバーとケース本体が規定の開き角度を保つことを特徴とした請求項1又は2に記載のバネ付カバーケースである。
また、本発明の請求項4に係るバネ付カバーケースは、カバーが本体に対し180度開いた状態でトーションバネを挿入後、ヒンジ近傍の左右に設けた突起と切り欠き部が係合し、カバーを閉めた後再度開いた時、カバーと本体が規定の開き角度を保つことを特徴としたバネ付カバーケースである。
本発明のカバーケースは、簡単な作業で、軽い力だけで、バネを挿入し、組み立てが可能なので、自動組み立てが可能であり、人手でも安全かつ量産性が高く、失敗や不良の発生および怪我をする恐れも少ない。しかも、ねじりコイルバネを使用しているので、耐久性も高いので、内容物を取り替えて、何回でも開閉しても開く力の変化がほとんどなく、開く強さも自由に設計することができる。
本発明であるバネ付カバーケースの一例で蓋を開けた状態の容器を示す斜視図である。 本発明であるバネ付カバーケースの一例で、図1のねじりコイルバネ部分を拡大した斜視図である。 本発明であるバネ付カバーケースの一例で、図2のねじりコイルバネ部分を取り付ける係止部分の形状とねじりコイルバネの係止工程を説明する図で、2つの例を記載したものである。 本発明であるバネ付カバーケースの一例で、蓋を閉めた状態の容器を示す斜視図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、樹脂ヒンジを使用したタイプで、カバーを閉めた状態を示す断面図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、樹脂ヒンジを使用したタイプで、カバーを180度開き、ねじりコイルバネを取り付けている状態を示す断面図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、樹脂ヒンジを使用したタイプで、カバーがケース本体の側面突起に当接し、一定の角度で開いた状態を示す断面図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、ヒンジ中心とねじりコイルバネの巻き中心がほぼ同じ位置に設けたタイプで、カバーを閉めた状態を示す断面図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、ヒンジ中心とねじりコイルバネの巻き中心がほぼ同じ位置に設けたタイプで、カバーを開けた状態を示す断面図と、そのねじりコイルバネ近傍の拡大図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、樹脂ヒンジを使用したタイプで、ねじりコイルバネを取り付けた後、カバーのヒンジ側端部がカバー本体との圧接部を乗り越えて一度閉め、再度ねじりコイルバネの力で開いた状態を示す断面図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、樹脂ヒンジを使用し、ヒンジ近傍の左右に設けた突起と側面の切り欠き部が係合するタイプにおいて、その係合するヒンジ近傍の左右に設けた突起と側面の切り欠き部を示す斜視図である。 本発明であるバネ付カバーケースで、ヒンジ中心とねじりコイルバネの巻き中心がほぼ同じ位置に設けたタイプのカバーの斜視図である。 本発明であるバネ付カバーケースの押しボタンの斜視図である。
以下、本発明のバネ付カバーケースにおける実施の形態例について、図を用いて詳細に説明する。
図1は本発明のバネ付カバーケースの一例でカバーを開けた状態の容器を示す斜視図である。
ケース本体1には、上面に一段下がったカバーを収める凹部12があり、その中心には開口部11が設けられ、内容物はこの開口部11より取り出しできるようになっている。凹部12を覆うように、カバー2が設けられ、それは、左右のヒンジ3と開口するための力を持つねじりコイルバネ5でケース本体1に接続され、回動するように設けられている。カバー2のヒンジ反対側には係合爪21が設けられ、カバーを閉めた時には、ケース本体1に設けた押しボタン4に係合して閉めた状態を保持できるようになっている。
左右のヒンジ3は、一方に突起、他方は凹になってそれぞれが嵌合するようになっているが、嵌合した状態では見えにくくなっている。
ねじりコイルバネ5はヒンジ3近傍に設けられ、巻き部51より伸びた腕52、53の一方はケース本体1に、他方はカバーに係止している。
図2には、図1におけるねじりコイルバネ5近傍の拡大図を示し、ねじりコイルバ5ネの巻き部51より出た腕の一方はケース本体1に、他方はカバー2に係止している。
ケース本体1側に係止する係止部は、L字に曲がったリブ13とI字状のリブ14から構成され、さらに、腕52は、先端が抜けにくいようにL字に曲がっている。
また、カバー2側の係止部は、L字に曲がったリブ23とI字状のリブ24から構成され、さらに、腕53も、先端が抜けにくいようにL字に曲がっている。
図3は、図2におけるねじりコイルバネ5の巻き部51より出た腕と係止するL字に曲がったリブ13、23とI字状のリブ14、24の役目を示している。
図3−1では、腕52、53は、L字リブの外側に設けられた傾斜面54によって導かれ、他方、I字状のリブ14,24によって抜けて外れることを阻まれ、L字とI字のリブの中間の溝55に入り込みやすくなっている。この溝55は、ケース本体1におけるねじりコイルバネ取付面にあって、左右のヒンジを結ぶ直線とは垂直方向に平行に設けられている。カバー2側も、カバー2におけるねじりコイルバネ取付面にあって、左右のヒンジを結ぶ直線とは垂直方向に設けられている。
この溝55の幅は、ねじりコイルバネ5の線径をわずか大きめに設定しておく。
そして、腕52,53は、溝55の奥に来ると90度曲がり、ねじりコイルバネ5の線径より大きめのまま、取付面に平行に移動し、I字状のリブ14,24反対側のL字に曲がった、挿入と反対側のリブの付け根まで到達すると、取付面から離れた方向に腕が嵌合する凹部が設けられており、凹部56に腕が嵌まる。
凹部56の手前には、凸部57を設けても良い。この凸部57は、腕が逃げて外れることを阻止する。
この図の場合、開口した場合でも、ねじりコイルバネ5が開放された場合の腕同士の角度が、カバー2を全開に開けた状態における角度と近いと、取付面側に凹部58があった方が、カバー2が全開した時、瞬間的に腕は取付面とは反対側に強く押され、抜けて外れ難くなるので安定する。
この、腕同士の角度が、カバー2を全開に開けた状態における角度と近い場合、開ける速さをゆっくりするように設定することもできるメリットがある。
図3−2では、挿入と反対側のリブの付け根まで到達する所で、取付面側に腕が嵌合する凹部が設けられており、凹部58に腕が嵌まる。カバーが閉まった状態では、腕は取付面側に押している。
開口した場合でも、ねじりコイルバネ5が開放された場合の腕同士の角度が、カバー2を全開に開けた状態における角度よりも充分に広い場合は、取付面側を押しているので、取付面側に凹部58があった方が、安定する。しかも、そのようなねじりコイルバネ5の方が、確実に開口する。
凹部58の手前には、同じように凸部59を設けても良い。この凸部59は、腕が逃げて外れることを阻止する。
図4はカバー2を閉めた状態のケースカバーを示した。閉めた状態では、ケース本体1に、カバー2と押しボタン4しか見えない。
押しボタン4を押すことで、カバー2が開いて、開口する。
ヒンジ背面には細穴25が設けられ、樹脂バネ26が形成されている。
図5は、カバーのヒンジが、一体成形されてなる成形ヒンジ31によって形成されているバネ付きカバーケースの一例で、カバーを閉めた状態を断面図で示したものである。
ケース本体1は上部と底蓋6の2つの部品から構成され、内容物の挿入は、嵌合している上部と底蓋6を分離し、ケース1を大きく開口して行うことができる。
押しボタン4は先端の係止爪42があり、カバー2の係合爪21を係止させ、カバー2を閉めることができる。
カバー2の内側に設けたコンタクトリング22は、ケース本体1のシール面に当てたり、傾斜部に接して、外部と遮断する役目をしている。
成形ヒンジ31は、ケースおよびカバーが接する端部に設けられている。
図6は、カバーのヒンジが、成形ヒンジ31によって形成されているバネ付きカバーケースの一例を、カバーを開けて、ヒンジをほぼ180度に開き、ねじりコイルバネ5を装着した状態を断面図で示したものである。
ねじりコイルバネ5のケース側の腕52がL字リブ13に係止され、カバー側の腕53がL字リブ23に係止されている。
図7は、カバーのヒンジが、成形ヒンジ31によって形成されているバネ付きカバーケースの一例で、ねじりコイルバネ5を装着した後、通常のカバー開口した状態を断面図で示したものである。
ねじりコイルバネを装着後、ケース本体1のカバー挿入部の側面に設けた側面突起15を乗り越えさせて、カバーを閉めなければならない。
一度閉めたカバー2は、押しボタン4を押すことで、ケース本体1のカバー挿入部の側面に設けた側面突起15に、カバー2の背面が当接し、図7の状態で示すように、一定の角度で開口が止まる。
図8は、成形ヒンジではなく、ケース本体1に筒状の凹部を設け、カバー2には円柱状の凸部を設けた別パーツからなる通常のヒンジを用いたバネ付きカバーケースの例である。
ヒンジ3の中心位置とねじりコイルスプリング5の巻き部51の中心位置は、側面から見た場合、ほぼ同じ位置に設定することができる。
ねじりコイルスプリング5のケース本体側の腕52は、ケース本体1側にはL字に曲がったリブ13で、カバー側の腕53は、カバー2側にはL字に曲がったリブ23で、それぞれが係止されている。そして、カバー2先端を係止する係合爪21が、押しボタン4の係止爪42に係合している。
図9は、図8のバネ付きカバーケースのカバー2を開けた状態を示した図である。
カバー2の背面側端部25が、ケース本体1に設けた壁16に突き当たり、一定の開き角度を保持している。背面側端部25には突起を設けてもかまわない。
図10は、図8、図9のバネ付きカバーケースについて、ねじりコイルバネ5を嵌める状態を示している。
カバー2は、カバー2全体のバネ性を使用して、ケース本体1に設けた壁を乗り越え、180度開いて、ねじりコイルバネ5を嵌めている。
ねじりコイルバネ5は、図3に示したように、腕52、53を、傾斜面54に沿って滑らせ、I字状のリブ14、24に当てて、溝55に入れ込み、凸部57、59を乗り越え、L字に曲がったリブ13、23の根元近傍の凹部56,58に嵌め込む。
このように、直線的にカバー2を180度開くと、このねじりコイルバネの装着作業が、格段にしやすくなるので、自動化しやすくなる。
図11は、ヒンジ3を設けた面において、ヒンジとは別に、突起27と、長い凹部28を設けて、カバー2が一定の角度で開いて固定可能なようにする方策を示した。これらの突起27と長い凹部28は、ヒンジの突起32や凹部33も同様だが、カバー2やケース本体1がプラスチックでできているので、その弾性を使用して、瞬時の変形で無理嵌合で挿入する。
ヒンジ3は、この場合、左右に設けたヒンジ突起32と丸穴形状のヒンジ凹部33からできているが、カバー開口用の突起27の高さはヒンジ突起32よりやや低くし、天面271は、挿入側に一部傾斜面を有すると、挿入しやすい。
カバー開口用の凹部28は、ヒンジ凹部33を中心とした円弧状に設けられ、カバー2を閉めた位置から開口している位置までの角度分が彫られている。そして、凹部28の位置
は、図10のように係合爪21側であっても、ケース本体1側であってもかまわない。
図12は、図8、図9、図10のバネ付きカバーケースに使用されるカバー2の斜視図で、背面側端部25には突起が設けられている。また、側面の左右には、ヒンジ突起32が設けられている。
図13は、押しボタン4の斜視図で、下側にはボタン用樹脂バネ41が設けられ、前面にはカバー2に設けた係合爪21に係合する係止爪42があり、左右の側面にはボタン用ヒンジ突起43が設けられている。
押しボタン4は、上面を押されると、ヒンジ3を中心に回動し、ボタン用樹脂バネ41が凹み、係止爪42が上がり、カバー2の係合爪21から、係止爪42が外れ、ねじりコイルバネ5の力で、カバー2がヒンジ3を中心に回動して開口する。そして、一定の位置に開き止るのである。
本発明のバネ付きカバーケースは、以上のようなもので、バネ付きカバーケースの押しボタン4は、樹脂バネや軸を持つことから、強度、滑り性、復元力を持つ材料で作る必要がある。それに対応するため、材質をポリオキシメチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂などの樹脂を使用し、同時に一体で射出成形しても良いし、予め金属で製造したバネ部44を挿入して、インサート射出成形しても良い。
他方、ケース本体1とカバー2とは、押しボタン4と違った材料が好ましい。ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重体、アクリロニトリル・スチレン共重体、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、ハイインパクトスチレン樹脂、などが考えられる。
これを上記形状のキャビティをもった金型で、射出成形して製造し、組み立てる。
ねじりコイルバネ5は、バネ性のステンレス線材が好ましい。ピアノ線などを防錆処理した線材や、リン青銅、ベリリウム銅や銅チタンなどの銅系材料も使用可能であるが、ステンレス線材が腐食にも強く、めっき等が必要でないので、破断などの問題も起こりにくく、好ましい。
以下、本発明の実施例について記載する。
ケース本体1は、図1、図7〜図9で示すケース本体のように、上部と、底蓋6との2点に分けた形状とし、上部の材料を高密度ポリエチレン樹脂、底蓋6の材料は直鎖状の低密度ポリエチレンとし、それぞれ射出成形により製造した。カバー2は図7〜図9、図11の形状で、エチレン・プロピレン共重合樹脂を使用し、図11の形状の金型で射出成形によって製造した。
押しボタン4は2モルパーセントのオキシエチレン単位を含むポリオキシメチレンの共重合樹脂で、図12形状の金型で射出成形によって製造した。
ねじりコイルバネ5は、直径0.5ミリメートルのバネ性を持ったステンレス線材を使用し、バネ成形機を使用して、巻き径4ミリメートルで、巻き数を3巻きとし、両腕の角度は170度で、腕の先端はL字に曲げた。成形後、高温で焼入れしたものを用意した。焼入れ後の腕の角度は、180度であった。バネ確認後、ロボットで、挿入を自動化して試した。
内容物は不織布にエチルアルコールを含浸させたものを作成し、200枚をセットにして容器に入れた。
評価は、ねじりコイルバネ5を1000本、自動送入機で挿入し、組み込みを試してみ
た。1000本試しても、失敗するものはなかった。
本発明のバネ付きカバーケース自体の評価では、カバー2を押して閉め、押しボタン4を押して開くことを1サイクルとして、開閉を5000回繰り返し、問題がなく押しボタン4の押しだけで開き、一定の位置でカバー2が開き止ることを確認した。また、バネ付きカバーケースも、カバーを閉めた状態で、3ヶ月25℃20%RHの環境下で保存したが、不織布は乾燥せず、濡れた状態を保っていた。
本発明のバネ付きカバーケースは、以上のようなもので、自動化してバネを組み込みことに問題は出なく、そのバネを組み込んだカバーケースも、安定して開閉が可能であり、本発明のメリットは大きい。
1・・・・・・・・・ケース本体
11・・・・・・・・開口部
12・・・・・・・・凹部
13・・・・・・・・L字に曲がったリブ(ケース本体側)
14・・・・・・・・I字状のリブ(ケース本体側)
15・・・・・・・・側面突起
16・・・・・・・・壁
2・・・・・・・・・カバー
21・・・・・・・・係合爪
22・・・・・・・・コンタクトリング
23・・・・・・・・L字に曲がったリブ(カバー側)
24・・・・・・・・I字状のリブ(カバー側)
25・・・・・・・・背面側端部(カバー)
27・・・・・・・・カバー開口用の突起
271・・・・・・・天面(カバー開口用の突起)
28・・・・・・・・凹部(カバー開口用)
3・・・・・・・・・ヒンジ
31・・・・・・・・成形ヒンジ
32・・・・・・・・ヒンジ突起
33・・・・・・・・ヒンジ凹部
4・・・・・・・・・押しボタン
41・・・・・・・・ボタン用樹脂バネ
42・・・・・・・・係止爪
43・・・・・・・・ボタン用ヒンジ突起
5・・・・・・・・・ねじりコイルバネ
51・・・・・・・・巻き部
52・・・・・・・・腕(ケース側)
53・・・・・・・・腕(カバー側)
54・・・・・・・・傾斜面
55・・・・・・・・溝
56・・・・・・・・凹部(L字に曲がったリブ)
57・・・・・・・・凸部(L字に曲がったリブ)
58・・・・・・・・凹部(取付面)
59・・・・・・・・凸部(取付面)
6・・・・・・・・・底蓋

Claims (4)

  1. 上部に開口部のあるケース本体と、開口部上面で上下し、開閉するカバーとで構成されるカバーケースにおいて、
    ケース本体は、一端に、開口部をカバーで閉鎖し、閉鎖を保持する為に設けたカバーの爪に係合する係合部を有する押しボタンが設けられており、
    ケース本体の他端には、回動可能にするヒンジによってカバーが結合しており、
    回動するカバーのヒンジ部に並設して、ねじりコイルバネが設けられると共に、
    ケース本体及びカバーのそれぞれにおいて、ねじりコイルバネ取付面にあって、左右のヒンジを結ぶ直線とは垂直方向にねじりコイルバネの腕を挿入する挿入溝を設け、
    挿入溝の奥からねじりコイルバネの腕を固定する位置まで、ねじりコイルバネの線径を有する幅の溝をつなげ、
    ねじりコイルバネの腕を固定する位置で腕を嵌合させる凹部を設けると共に、
    挿入溝の入り口に勾配を設けていることを特徴としたバネ付カバーケース。
  2. ヒンジが、成形ヒンジで構成されることを特徴とした請求項1に記載のバネ付カバーケース。
  3. カバーが本体に対し180度開いた状態でねじりコイルバネを挿入後、カバーのヒンジ側端部がカバー本体との圧接部を乗り越えて閉めた後、再度ねじりコイルバネによって開いた時、圧接部に当接し、カバーとケース本体が規定の開き角度を保つことを特徴とした請求項1又は2に記載のバネ付カバーケース。
  4. カバーが本体に対し180度開いた状態でねじりコイルバネを挿入後、ヒンジ近傍の左右に設けた突起と切り欠き部が係合し、カバーを閉めた後再度開いた時、カバーとケース本体が規定の開き角度を保つことを特徴とした請求項1又は2に記載のバネ付カバーケース。
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