JP2015024861A - 中栓付き容器蓋 - Google Patents

Abstract

【課題】閉蓋時に中栓を容器口部に嵌入し、容器内の圧力が上昇しても容器口部に嵌入された中栓の変形作用により、容器のシール性が低下しないようにした中栓付き容器蓋の提供。【解決手段】容器口部３０に嵌入される中栓２０と、容器口部に嵌入された中栓を覆うように容器口部の外面に装着される蓋本体１０とからなり、中栓は、環状フランジ２１と、環状フランジの内周縁から下方に延び容器口部の内周面に気密に密着する係合筒壁２２と、係合筒壁の下端から内側上方に向かって湾曲して延びる湾曲部２３と、湾曲部の上端に連結する頂壁２４と、を有しており、湾曲部は容器口部の内部方向へ膨出して湾曲した形状を有しており、容器内の圧力が上昇した場合に、容器内の圧力によって中栓の湾曲部が容器口部の外部方向Ｐに押圧されるとともに、容器口部の内周面に密着している係合筒壁が容器口部の内周面を押圧して、容器のシール性を保つようにした中栓付き容器蓋。【選択図】図１

Description

本発明は、中栓と蓋本体とからなる中栓付き容器蓋に関するものであり、より詳細には、容器口部に嵌入される中栓と、容器口部に嵌入された中栓を覆うように容器口部の外面に装着される蓋本体とからなる中栓付き容器蓋に関するものである。

上記のような中栓付き容器蓋は、例えば飲料用の容器のキャップとして広く使用されている。このような中栓付き容器蓋において、中栓は、容器口部をシールするものであり、天板と、天板の下面に形成されたインナーリングとから形成されており、このインナーリングが容器口部内に嵌入され、その外壁面が容器口部壁の内側面と密着し、さらに天板のインナーリングよりも外側の下面が容器口部の上端面に密着することにより、容器口部のシールが行われるものである。

このような従来の中栓付き容器蓋として、特許文献１には、容器口部５６に嵌合固定された中栓５１を覆うように容器口部５６の外面に螺子締結される容器蓋本体５０とからなり、中栓５１は天板の外周縁から下方に延びているシール用インナーリング５７とを有しており、容器蓋本体５０を装着すると、中栓５１の上面外周縁部５２が容器蓋本体５０の中栓押圧部５３によって押圧付勢され、この押圧力によって、環状シールリング５４の内側面に形成されているアウトサイドシール面５５と容器口部５６上端外側面との密着力を高める構造の複合容器蓋が提案されている（図５（ａ）参照）。
また、特許文献２には、容器口部６６内に中栓部６１が嵌入するようにした容器の栓において、中栓部６１の底面部６２を、容器内部方向に突出するように湾曲させた構造の容器の栓６０が提案されている（図６参照）。

特許第４７４５６４８号公報 実開平２−１９７５９号公報

しかしながら、上記特許文献１の容器蓋においては、容器内の圧力が上昇すると中栓５１の上面５８が盛り上がり変形し、容器口部５６の内側に嵌入された中栓５１の係合筒壁５７は、容器口部５６の内壁に密着していた状態から容器口部内側方向（矢印ｈ）に変形し、容器口部とのシール力を低下するようになる（図５（ｂ）参照）。
また、上記特許文献２の容器の栓においては、容器内の圧力が上昇しても容器口部内に嵌入された中栓部６１の底面部６２の湾曲形状により容器口部とのシール力は保たれるが、底面部６２の上方向への変形を阻止する止めが設けられていないので、容器内の圧力がさらに上昇すると、中栓部６１の底面部６２が部分的に上方向に変形し、容器口部６６の内周面に密着していた中栓部６１の胴部６７も密着状態から容器口部内側方向（ｈ方向）に変形し、胴部６７と容器口部６６とのシール性が低下するようになる（図６参照）。

本発明の目的は、閉蓋時に中栓を容器口部に嵌入することにより、容器内の圧力が上昇しても容器口部に嵌入された中栓の変形作用により、容器のシール性を低下させない中栓付き容器蓋を提供することである。

（１）本発明の中栓付き容器蓋は、容器口部に嵌入される中栓と、容器口部に嵌入された中栓を覆うように容器口部の外面に装着される蓋本体とからなり、
前記中栓は、環状フランジと、該環状フランジの内周縁から下方に延び容器口部の内周面に気密に密着する係合筒壁と、該係合筒壁の下端から内側上方に向かって湾曲して延びる湾曲部と、該湾曲部の上端に連結する頂壁と、を有しており、
前記湾曲部は容器口部の内部方向へ膨出して湾曲した形状を有しており、
容器内の圧力が上昇した場合に、容器内の圧力によって前記中栓の湾曲部が容器口部の外部方向に押圧されるとともに、容器口部の内周面に密着している前記係合筒壁が容器口部の内周面を押圧して、容器のシール性を保つようにしたことを特徴とする。
（２）本発明の中栓付き容器蓋は、上記（１）において、前記中栓の頂壁の上面は、中栓を容器口部に嵌入していない状態では、前記環状フランジの上面と同じ位置、または、前記環状フランジの上面よりも低い位置にあり、前記中栓を容器口部に嵌入すると、前記係合筒壁が容器口部の内周面によって押されることにより、前記湾曲部を介して容器口部の外部方向へ上昇し、前記蓋本体の内面に接触するようにしたことを特徴とする。
（３）本発明の中栓付き容器蓋は、上記（１）又は（２）において、前記蓋本体の内面には、前記中栓の頂壁の上面と密着する凸部が設けられていることを特徴とする。
（４）本発明の中栓付き容器蓋は、上記（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記中栓の環状フランジの下面には、容器口部の上端面に密着するトップシール面が設けられていることを特徴とする。
（５）本発明の中栓付き容器蓋は、上記（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記中栓の環状フランジの下面外周には、容器口部の上端の外周に密着するアウトサイドシール面が設けられていることを特徴とする。

本発明の中栓付き容器蓋においては、蓋本体を装着すると、中栓の上面外周部の環状フランジが蓋本体の頂板部の周縁によって押圧され、しかも、中栓の湾曲部が、内部方向へ膨出して湾曲した形状となっており、容器内の圧力が上昇した際に、容器内の圧力によって、湾曲部が外部方向へ反転しないため、シール性が解除されることなく、容器口部の外部方向に押圧されるとともに、容器口部の内周面に気密に密着している係合筒壁が容器口部の内周面を押圧して、容器のシール性を保つことができる。
また、前記中栓の頂壁の上面は、中栓を容器口部に嵌入していない状態では、前記環状フランジの上面と同じ位置、または、前記環状フランジの上面よりも低い位置にあり、前記中栓を容器口部に嵌入すると、前記係合筒壁が容器口部の内周面によって押されることにより、前記湾曲部を介して容器口部の外部方向へ上昇し、前記蓋本体の内面に接触するようにしたことにより、係合筒壁が容器口部に挿入されるキャッピングの過程で、中栓の頂壁が過剰に押されることがないため、係合筒壁の挿入抵抗が大きくなることに起因するキャッピング不良を回避するとともに、頂壁の上面が蓋本体の内面に常に接触しているため、容器内の圧力が急に上昇した場合でも、容器のシール性を保つことができる。
さらに、前記蓋本体の内面には、前記中栓の頂壁の上面と密着する凸部が設けられていることにより、蓋本体で中栓の頂壁を上から押圧し、中栓をしっかりと容器口部内に嵌入させておくことができる。
さらに、前記中栓の環状フランジの下面には、容器口部の上端面に密着するトップシール面が設けられていることにより、トップシール面を介して容器口部との密着力を強固にすることができる。
さらに、前記中栓の環状フランジの下面外周には、容器口部の上端の外周に密着するアウトサイドシール面が設けられていることにより、容器口部との密着力が強まるという効果がある。

本発明の実施形態の中栓付き容器蓋を容器口部に装着する前の縦断面図である。 図１の中栓付き容器蓋を蓋本体（ａ）と中栓（ｂ）とに分解した分解図である。 図１の中栓付き容器蓋が容器口部に装着され、中栓で容器口部をシールしている閉栓状態を示す縦断面図である。 図１の中栓付き容器蓋が容器口部に装着され、容器内の圧が上昇したときの、中栓、蓋本体の変形の様子を説明する縦断面図である。 （ａ）は特許文献１の容器蓋が容器口部に装着された閉栓状態を示す縦断面図であり、（ｂ）は容器内の圧力上昇による容器蓋の変形状態を示す縦断面図である。 特許文献２の容器の栓が容器口部に装着された閉栓状態を示す縦断面図である。

本発明を、図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の中栓付き容器蓋を容器口部に装着する前の断面側面図であり、図２は、図１の中栓付き容器蓋が容器口部に装着されている閉栓状態を示す縦断面図である。
図３は、図１の中栓付き容器蓋が容器口部に装着され、中栓で容器口部をシールしている閉栓状態を示す縦断面図である。

図１、図２、図３に示すように、本発明の実施形態の中栓付き容器蓋は、蓋本体１０と中栓２０とからなり、中栓２０は、蓋本体１０内に保持されており、外面に螺条３１を備えた容器口部３０の内側に嵌入されている。
一方、蓋本体１０は、容器口部３０内に嵌入された中栓２０を覆うようにして、容器口部３０の外側に螺子装着されることにより容器口部３０がシールされて、閉栓状態が形成されている。
即ち、中栓付き容器蓋は、蓋本体１０の内方に下方から頂壁２４を上にして中栓２０を挿入していき、蓋本体１０内に中栓２０を装着する。
この状態で、中栓２０は、蓋本体１０の可動空間１１ｂ内で可動自在に遊嵌されるとともに、蓋本体１０の内側の螺条１２の上端面１２ａに当接されている状態で保持されている。
このため、中栓２０は、蓋本体１０から抜け落ちることなく蓋本体１０内に保持されている。そして、蓋本体１０を容器口部３０に螺子装着する（図３参照）。

蓋本体１０は、頂板部１５と、頂板部１５の外周縁端部から下方に延びているスカート状側壁１７とから形成され、スカート状側壁１７の内面には、容器口部３０の外面に設けられている螺条３１と螺子係合する螺条１２が形成されており、更に、スカート状側壁１７の外周面には、蓋本体１０を手で旋回するときの滑り止め用のローレット１３が設けられている。

中栓２０は、図２（ｂ）に示すように、リング状の環状フランジ２１と、環状フランジ２１の内周縁から下方に延び容器口部３０の内周面に気密に密着する係合筒壁２２と、係合筒壁２２の下端から内側上方に向かって湾曲して延びる湾曲部２３と、湾曲部２３の上端に連結する頂壁２４と、を有している。

また、湾曲部２３は、容器口部３０の内部方向へ膨出して湾曲した形状（富士山の裾野のような形状）を有しており、容器内の圧力が上昇した際に、容器内の圧力によって中栓２０の湾曲部２３が容器口部３０の外部方向に押圧されるとともに、容器口部３０の内周面に気密に密着している係合筒壁２２が容器口部３０の内周面を押圧して、容器のシール性を保つようにしている。
ここで湾曲部２３は、容器の圧力が上昇した際に、外部方向へ反転してしまうと、係合筒壁２２のシールが弱くなってしまうので、容器口部３０の内部方向へ膨出して湾曲した形状が重要である。

環状フランジ２１は、その下面が容器口部３０の上端面と係合し、中栓２０が蓋本体１０の内部に装着された際には、環状フランジ２１の外周縁２１ａが、蓋本体１０の内周壁１１ａの可動空間１１ｂ内で可動自在に遊嵌されているとともに、蓋本体１０の内側の螺条１２の上端面に当接されている状態で保持されている。
このため、中栓２０は、蓋本体１０から抜け落ちることなく蓋本体１０内に保持されるようになっている。

さらに、中栓２０の頂壁２４の上面は、図２（ｂ）に示すように、中栓２０を容器口部３０に嵌入していない状態では、高さ方向で、環状フランジ２１の上面と同じ位置であるか、環状フランジ２１の上面よりも低い位置にあることが好ましい。
これによって、中栓２０を容器口部３０に嵌入すると、係合筒壁２２が容器口部３０の内周面に密着するとともに、中栓２０の頂壁２４の上面は、湾曲部２３を介して容器口部３０の外部方向（容器の内部とは反対方向Ｐ）へ上昇し、蓋本体１０の頂壁２４内面に接触するようになる。
中栓２０の頂壁２４の上面が、当初から、環状フランジ２１の上面よりも高い位置にあると、係合筒壁２２が容器口部３０に挿入されるキャッピングの過程で、中栓２０の頂壁２４が過剰に押されることにより、係合筒壁２２が径方向に広がり、係合筒壁２２の挿入抵抗が大きくなることによるキャッピング不良が起こる可能性があるので、上記の位置関係にあることが望ましい。
また、頂壁２４の上面が蓋本体１０の内面に接触しているため、容器内の圧力が急に上昇した場合であっても、頂壁２４の上昇を蓋本体１０の内面がしっかりと抑えるので、容器のシール性を保つことができる。

そして、蓋本体１０の内面には、中栓２０の頂壁２４の上面と密着する凸部１８が設けられていることが好ましい。
これにより、蓋本体１０で中栓２０の頂壁２４を上から押圧し、中栓２０をしっかりと容器口部３０内に嵌入させておくことができるという効果を奏する。

さらに、中栓２０の環状フランジ２１の下面には、容器口部３０の上端面に密着するトップシール面２６が周状に設けられていることが好ましい。
これにより、トップシール面２６を介して容器口部３０との密着力を強固にすることができるという効果を奏する。

さらに、中栓２０の環状フランジ２１の下面外周には、容器口部３０の上端の外周に密着するアウトサイドシール面２７が設けられていることが好ましい。
これにより、容器本体１０の頂板部１５によって中栓２０の環状フランジ２１を押さえ、
アウトサイドシール面２７を介して容器口部３０との密着力を強固にすることができるという効果を奏する。

実施形態の中栓付き容器蓋においては、蓋本体１０を容器口部３０に装着して、閉栓方向に旋回して閉じていくと、容器口部３０の上端面が、蓋本体１０の内側に保持された中栓２０の環状フランジ２１の内側に当接し、さらに蓋本体１０の旋回を進めると、中栓２０の係合筒壁２２が容器口部３０内に嵌入するとともに、中栓２０の頂壁２４が蓋本体１０の頂板部１５の下面に接触する（図３の状態）。
これにより、容器口部３０は、容器蓋中栓２０の係合筒壁２２、トップシール面２６及びアウトサイドシール面２７によってシールが形成される。

そして、何らかの原因で容器内の圧力が高まると、中栓２０が容器口部の外部方向（矢印Ｐ）に押圧付勢されるが、このとき、実施形態の中栓２０では、容器口部３０の内部方向へ膨出して湾曲した形状の湾曲部２３は、湾曲部２３を拡げる方向ｋ１、ｋ２に伝わるが、湾曲部２３上方の頂壁２４が蓋本体１０の頂板部１５によって上方移動が拘束されているので、係合筒壁２２が容器口部３０の内周面を押圧して、係合筒壁２２と容器口部３０とのシール性が保たれるようになる。
なお、係合筒壁２２の下方に、外方に突出した係合部２８を周設すると、係合筒壁２２と容器口部３０とのシール性をさらに向上させることができて好ましい。
特に、湾曲部２３が係合筒壁２２の下端から延出し、係合筒壁２２の下端近傍の外周には係合部２８を設けているので、容器内の圧力が若干上昇し、湾曲部２３を外部方向へ拡げようとする力がわずかに働いた場合であっても、係合部２８を拡げようとする力へと円滑に伝わるため、持続性の高いシール性を確保することが可能となる。

本発明においては、上記のように、中栓２０の係合筒壁２２が容器口部３０の内周面を押圧して、容器口部３０との密着力を高めることができるため、容器内容物の常温充填からホットパックまでの幅広い条件においても、高いシール性を確保することができる。

なお、中栓２０の湾曲部２３、頂壁２４、環状フランジ２１などの形状、肉厚や大きさ（直径）等は、容器口部３０とのシールが有効に行われるように適宜設定される。
例えば、図示されているように、中栓の湾曲面２３は、容器口部３０の内部方向へ膨出した湾曲状としているが、湾曲の度合いは、容器口部の内径などに応じて決定される。

このような中栓付き容器蓋を構成する中栓２０や蓋本体１０は、それ自体公知の合成樹脂、例えば、ポリエチレン、アイソタクティクポリプロピレン、エチレン−ポリプロピレン共重合体、ポリブテン−１、エチレン−ブテン−１共重合体、プロピレン−ブテン−１共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のオレフィン系樹脂や、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン共重合体、ＡＢＳ樹脂或いはポリカーボネート等を材質として一体成形によって形成されるが、特に中栓２０の材質は、中栓２０と容器口部３０とのシール性を確保するために、比較的軟質で可撓性の高い材料で形成されることが好ましいとされている。
しかし、本発明においては、中栓２０の材質が、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）或いはポリエチレンナフタレート樹脂（ＰＥＮ）等の比較的硬質で可撓性の低い材料で形成された場合であっても、前述した構成によって、環境温度の変化、容器内の圧力の変化に追従するような持続性の高いシール性を確保することが可能となる。

次に、本実施形態の中栓付き容器蓋の使用態様と作用効果について説明する。
まず、ポンチなどの治具を用いて、蓋本体１０の内方に下方から頂壁２４を上にして中栓２０を挿入していき、蓋本体１０内に中栓２０を装着する。

その際、中栓２０の環状フランジ２１の外周縁２１ａ付近が、蓋本体１０の内周螺条１２の下端部に当接するが、中栓２０自体がある程度変形可能に成形されているので、環状フランジ２１を変形させながら中栓２０をさらに蓋本体１０の可動空間内に押し込んでいく。

さらに、中栓２０を蓋本体１０の可動空間１１ｂ内に押し込んで、環状フランジ２１の外周縁２１ａが蓋本体１０の螺条１２の最上端を乗り越えると、中栓２０は蓋本体１０の可動空間１１ｂ内に収納される。

蓋本体１０内に中栓２０を装着した後は、中栓２０は、蓋本体１０の可動空間１１ｂ内で可動自在であるとともに、環状フランジ２１の外周縁２１ａ付近が螺条１２の上端面１２ａに当接した状態で保持されているので、中栓２０が蓋本体１０の内部から外れることはない。

そして、この中栓付き容器蓋を、螺着方向に回転させ、容器口部３０に装着することによって、中栓付き容器蓋は容器口部のシールを完了させることができる。
すなわち、容器蓋を回転させていくと、中栓２０の頂壁２４上面が蓋本体１０の頂板部１５の下面に接触するとともに、中栓２０は蓋本体に覆われた状態で係合筒壁２２の底壁側から容器口部３０内に嵌入されていく。

さらに、容器蓋を回転させ、容器口部３０内に挿入していくと、中栓２０の環状フランジ２１の下面が容器口部３０の上端面に当接し、中栓２０のさらなる嵌入が阻止されるとともに、蓋本体１０のトップシール面２６に当接することにより、中栓２０全体に対して容器蓋１０全体で上方から押圧された状態になる。

中栓２０自体がある程度変形可能に成形されているので、頂壁２４が上方から押圧されると、下方への力が湾曲部２３を介して外部方向ｋ２への力となり、係合筒壁２２を容器口部３０の内周面へ密着させるようになる。

中栓付き容器蓋の容器口部３０への螺着が終了した際には、中栓２０の頂壁２４と環状フランジ２１の上面位置が同一となるとともに、環状フランジ２１を蓋本体１０の頂板部１５の下面と容器口部３０の上端面とで狭着して、中栓２０を容器口部５の内周および上端面に装着し容器をシールすることができる。

中栓付き容器蓋を開蓋する際には、容器蓋を容器口部３０に対して開蓋方向に回転させる。容器蓋を回転させ容器蓋が上昇し始めると、蓋本体１０の頂板部１５の下面と中栓２０の環状フランジ２１との狭着力が弱まっていく。

さらに、蓋本体１０を上昇させていくと、蓋本体１０の螺条１２の上端面１２ａに中栓２０の環状フランジ２１の外周縁２１ａを当接させて、中栓２０も蓋本体１０とともに上昇するようになる。

中栓２０は、係合筒壁２１の外周が容器口部３０の内周に嵌入されているだけなので、中栓２０は蓋本体１０とともに、容器口部３０から外されていく。

蓋本体１０を容器口部３０に再び閉蓋する際には、蓋本体１０を螺着方向に回転させることで、中栓２０の係合筒壁２２を容器口部３０の内周に嵌入させ、係合筒壁２２の係合部２８の外周を容器口部３０の内周に密着させるとともに、環状フランジ２１を蓋本体１０の頂板部１５の下面と容器口部３０の上端面とで狭着させ、蓋本体１０で中栓２０の頂壁２４を上から押圧し、中栓２０をしっかりと容器口部３０内に嵌入させて容器を再シールすることができる。

本発明の容器蓋は、蓋本体を装着すると、中栓の上面外周部の環状フランジが蓋本体の頂板部の周縁によって押圧され、しかも、容器内の圧力が上昇した際に、容器内の圧力によって中栓の湾曲部が容器口部の外部方向に押圧されるとともに、容器口部の内周面に気密に密着している係合筒壁が容器口部の内周面を押圧して、容器のシール性を保つことができ、飲料用の容器のキャップとして広く使用することができ産業上の利用可能性が高い。

１０：蓋本体
１１ａ：蓋本体の内周壁
１１ｂ：可動空間
１２：螺条
１２ａ：螺条の上端面
１３：ローレット
１５：頂板部
１７：スカート状側壁
１８：凸部
２０：中栓
２１：環状フランジ
２１ａ：外周縁
２２：係合筒壁
２３：湾曲部
２４：頂壁
２６：トップシール面
２７：アウトサイドシール面
２８：係合部
３０：容器口部
３１：螺条
ｋ１、ｋ２：湾曲部を拡げる方向
Ｐ：容器口部の外部方向

Claims (5)

1. 容器口部に嵌入される中栓と、
   容器口部に嵌入された中栓を覆うように容器口部の外面に装着される蓋本体とからなり、
   前記中栓は、
   環状フランジと、
   該環状フランジの内周縁から下方に延び容器口部の内周面に気密に密着する係合筒壁と、
   該係合筒壁の下端から内側上方に向かって湾曲して延びる湾曲部と、
   該湾曲部の上端に連結する頂壁と、を有しており、
   前記湾曲部は容器口部の内部方向へ膨出して湾曲した形状を有しており、
   容器内の圧力が上昇した場合に、
   容器内の圧力によって前記中栓の湾曲部が容器口部の外部方向に押圧されるとともに、
   容器口部の内周面に密着している前記係合筒壁が容器口部の内周面を押圧して、容器のシール性を保つようにしたことを特徴とする中栓付き容器蓋。
2. 前記中栓の頂壁の上面は、
   中栓を容器口部に嵌入していない状態では、
   前記環状フランジの上面と同じ位置、または、前記環状フランジの上面よりも低い位置にあり、
   前記中栓を容器口部に嵌入すると、
   前記係合筒壁が容器口部の内周面によって押されることにより、
   前記湾曲部を介して容器口部の外部方向へ上昇し、
   前記蓋本体の内面に接触するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の中栓付き容器蓋。
3. 前記蓋本体の内面には、
   前記中栓の頂壁の上面と密着する凸部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中栓付き容器蓋。
4. 前記中栓の環状フランジの下面には、
   容器口部の上端面に密着するトップシール面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の中栓付き容器蓋。
5. 前記中栓の環状フランジの下面外周には、
   容器口部の上端の外周に密着するアウトサイドシール面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の中栓付き容器蓋。