JP2016094219A - 金属製キャップ - Google Patents

Abstract

【課題】インサートプレートと天板部４との間に水などの異物が侵入することを確実に防止できるキャップを提供する。【解決手段】天板部４およびスカート部５を有する金属製のキャップ本体２の内部に、天板部４の内面と対向しかつ天板部４から離隔可能なインサートプレート３が配置され、キャップ本体２が冠着される容器の口部１７に対向するインサートプレート３の内面に口部１７に押し付けられて弾性変形することにより口部１７を密封する樹脂製密封材１１が設けられた金属製キャップであって、口部１７に冠着させられたキャップ本体２によって樹脂製密封材１１が口部１７に押し付けられている状態でインサートプレート３の外周縁を越えてキャップ本体２の内面に押し付けられてシールする密封部１５がインサートプレート３の外周部に設けられている。【選択図】図３

Description

この発明は、リシール機能のある金属製のキャップに関するものである。

キャップは容器の口部を密閉するためのものであるから、口部の開口端に密着するシール材を備えている。その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された容器蓋は、いわゆる本体部分であるシェルと、そのシェルの天面壁に沿わせて配置されたパッキン部材とを備えている。このパッキン部材は、金属製の薄板基板の内面にパッキンを設けて構成されている。そのパッキン部材はシェルとは別体の部材であって、少なくとも天面壁に対して相対回転できるようになっている。そして、パッキン部材と天面壁との間に、両者の相対回転を円滑にするための滑動部材が設けられている。

特開２００７−１６１３１３号公報

上記の特許文献１に記載された容器蓋を容器の口頸部に取り付けた状態では、パッキン部材が天面壁と口頸部の開口端との間に挟み込まれ、パッキンが弾性変形して口頸部の開口端に密着し、口頸部が液密状態もしくは気密状態に密閉される。この状態では、天面壁の内面とパッキン部材を構成している上記の薄板基板の上面（外面）とが密着する。しかしながら、天面壁と薄板基板とは金属などの剛性の高い材料によって構成されており、しかも平坦加工を特には施されたものではないから、天面壁と薄板基板との間に不可避的な隙間が生じる。このような事情は上記の滑動部材が設けられていても同様である。滑動部材は摩擦力を低下させる機能を有するものの、シール機能はないからである。

特許文献１に記載されているように、パッキン部材は通気孔（ベントスリット）を形成するために内側に向けて部分的に切り起こした内方変位部の上端に引っ掛かって蓋の内部に保持されるようになっている。すなわち、上記の容器蓋は部分的に開口している。その容器蓋で密閉した容器がレトルト処理などのために、ある程度圧力が高い高湿度の雰囲気に置かれると、通気孔から水分が容器蓋の内部に侵入し、さらにその水分がパッキン部材と天面壁との間に侵入してしまう。このようにして水分が侵入した隙間は、外部に向けて積極的に、もしくは広く開放されていないから、上記の隙間の内部が侵入した水分によって湿潤状態に保持され、カビや腐食などが発生する虞がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、キャップ本体とその内部に設けたシール用インサートプレートとの間に水分などの異物が侵入することを防止もしくは抑制することのできるキャップを提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、天板部およびその天板部の周縁部から垂下する筒状のスカート部を有する金属製のキャップ本体の内部に、前記天板部の内面と対向しかつ前記天板部から離隔可能なシール用インサートプレートが配置され、前記キャップ本体が冠着される容器の口部に対向する前記インサートプレートの内面に該口部に押し付けられて弾性変形することにより前記口部を密封する樹脂製密封材が設けられた金属製キャップにおいて、前記口部に冠着させられた前記キャップ本体によって前記樹脂製密封材が前記口部に押し付けられている状態で前記インサートプレートの外周縁を越えて前記キャップ本体の内面に押し付けられてシールする密封部が前記インサートプレートの外周部に設けられていることを特徴とするものである。

この発明においては、前記密封部は、前記樹脂製密封材と一体化されて前記樹脂製密封材の一部となっていてもよい。

また、この発明においては、前記スカート部に、該スカート部の一部を破断して内側に変位させることによりベントスリットが形成され、前記密封部は、前記ベントスリットよりも前記天板部側に配置され、前記スカート部の一部を破断して内側に変位させられた部分が、前記樹脂製密封材を押し上げて前記口部から離隔させる係合突起部を形成していてもよい。

この発明における前記密封部は、前記天板部と前記スカート部とを接続しているコーナー部に対向する位置に配置されていてもよい。

さらに、この発明においては、前記密封部は、前記インサートプレートの外周端面を被覆していてよい。

そして、この発明では、前記容器は、内圧が外気圧より低圧となる負圧容器であってよく、その場合、前記スカート部の下端部には、前記口部の外周部に係合しかつ易破断部によって前記スカート部に連結されているバンド部が設けられ、前記係合突起部は、前記キャップ本体を前記口部から取り外す際に前記易破断部の少なくとも一部が破断した後に前記樹脂製密封材を前記口部から離隔させる位置に設けられていてよい。

この発明によれば、口部を実質的に密封するインサートプレートがキャップ本体の天板部から離隔でき、両者の間に僅かながらも隙間が生じるとしても、キャップ本体を口部に冠着して口部を密封した状態では、密封部がスカート部の内面に押し付けられて、インサートプレートと天板部との間の隙間をその外部に対して封止する。したがって、キャップ本体を口部に冠着して密封した容器を、レトルト処理などの高湿度環境に置いたとしても、インサートプレートと天板部との間に水などの異物が侵入することを防止もしくは抑制することができる。

インサートプレートには口部に押し付けられて口部を密封する樹脂製密封材が設けられ、その樹脂製密封材の一部として上記の密封部を形成すれば、部品点数や製造工程を少なくして低コスト化を図ることができる。

また、ベントスリットよりも天板部側すなわち上側に上記の密封部を配置することにより、ベントスリットから進入する水分などの異物がインサートプレートと天板部との間に進入することを防止もしくは抑制することができる。同時に、ベントスリットを形成することに伴って生じている係合突起部が、樹脂製密封材を口部から押し上げて離隔させるので、既存の構成部分を有効に機能させ、構造の複雑化を回避もしくは抑制することができる。

さらに、前記密封部がコーナー部に対向して配置されていれば、キャップ本体を口部に冠着するいわゆるロールオンキャッピング加工の際にコーナー部が内側に押し込まれることにより、密封部がスカート部の内面に、より確実に密着し、密封性を向上させることができる。

密封部は、加圧されて弾性変形する部材であり、その密封部がインサートプレートの外周端面を被覆していることにより、金属製のインサートプレートの腐食を防止もしくは抑制することができる。

そして、いわゆる陰圧缶のキャップとして構成した場合、キャップ本体を口部から取り外す際に天板部が浮き上がってもインサートプレートが口部に吸着されたままとなって密封状態を維持でき、その後、易破断部の破断が生じ、次いで樹脂製密封材が口部から離れて開封される。すなわち、易破断部の破断に先行して開封されることがないので、いわゆるピルファープルーフ性を確実なものとすることができる。

この発明に係るキャップ本体とインサートプレートとを分離して断面で示す部分図である。 そのキャップ本体にインサートプレートを組み付けた状態を断面で示す部分図である。 そのキャップを口部に取り付けた状態を断面で示す部分図である。 この発明の他の具体例を示す部分断面図である。 この発明の他の具体例におけるキャップ本体にインサートプレートを組み付けた状態を断面で示す部分図である。 そのキャップによる密封状態を断面で示す部分図である。 そのキャップの開栓時の状態を断面で示す部分図である。 インサートプレートにより密封状態が維持されている間にブリッジ部が破断したことを示す部分断面図である。

この発明に係るキャップ１は、キャップ本体２の内部にシール用のインサートプレート３を組み付けて構成されている。図１はそのキャップ本体２とインサートプレート３との組み付け前の状態で示す部分断面図である。キャップ本体２は、アルミニウムやアルミ合金などの薄板金属板によって形成されており、その形状は従来知られているものとほぼ同様であり、天板部４とその周辺部から垂下している筒状のスカート部５とを有している。天板部４は、密封すべき容器口部の外径と同程度の外径の円板状の部分であり、図１に示す例では、中央部分が周辺部分に対して幾分窪んでいる。

図１にはロールオンキャッピング加工（以下、キャッピングと記す）を施す前のシェル（粗形材もしくは中間材）の形状でキャップ本体２を描いており、スカート部５は比較的ストレートな筒状をなしている。そのスカート部５のうち上側の部分には、ベントスリット６が形成されている。ベントスリット６はキャップ本体２の内外での通気を可能にする開口部であり、スカート部５の全周に亘って複数のベントスリット６が所定間隔ごとに形成されている。このベントスリット６は、スカート部５の一部を内側に切り起こして形成されており、その切り起こされた部分が係合突起部７となっている。

一方、スカート部５の下端部には、この発明におけるバンド部に相当するタンパーエビデンスバンド（以下、単にバンド部と記す）８が設けられている。このバンド部８は、スカート部５の下端部に、円周方向に向けて複数の切り込み（スリット）９を形成することによりスカート部５から分離できる部分として形成されたものであり、そのスリット９同士の間の細い部分すなわちバンド部８をスカート部５に繋いでいる部分（ブリッジ部）１０がこの発明における易破断部となっている。

インサートプレート３は、上記の天板部４の内面形状とほぼ等しい形状の薄板であり、キャップ本体２と同様にアルミニウムあるいはアルミ合金などの金属薄板または後述する樹脂製密封材１１よりも硬質の樹脂薄板である。そのインサートプレート３の外径は、上記の各係合突起部７の内周端を結んだ包絡線が描く円の直径と同等か若干小さい。

インサートプレート３の外周部には、樹脂製密封材（以下、ライナーと記す）１１が設けられている。このライナー１１は容器口部に押し付けられて弾性変形することにより、容器口部を隙間なく密封する封止材である。ライナー１１は図１に断面形状を示してあるように、容器口部の上端部を嵌め込む凹部１２を挟んで内周側に大リブ１３が形成され、外周側に小リブ１４が形成されている。大リブ１３は、軸線方向の長さが長い円筒状の部分であり、また小リブ１４と軸線方向の長さが大リブ１３より短い円筒状の部分であり、これらのリブ１３，１４は容器口部の上端部を包み混むように当該上端部に密着するように構成されている。ライナー１１には、更に、小リブ１４からインサートプレート３の外周端よりも外周側に突出した密封部１５が一体に形成されている。この密封部１５はライナー１１の全周に亘って形成されており、その外径はキャッピングによる加工を受ける前のキャップ本体２の内周面に接触する外径、あるいはそのキャップ本体２の内周面に接触しない外径のいずれであってもよい。また、密封部１５の外形は、上記の各係合突起部７の内周端を結んだ包絡線が描く円の直径より大きい。したがって、インサートプレート３の外周端面は、密封部１５によって被覆されている。後述するようにインサートプレート３はキャップ本体２の内部に嵌め込まれる。その嵌め込んだ状態では密封部１５が、前記天板部４とスカート部５とを繋いでいるコーナー部１６に対向するようになっている。なお、密封部１５は上述したようにライナー１１の一部として形成することができるので、その場合、ライナー１１と共にモールド成形すればよく、こうすることにより製造工程や部品点数を削減することができる。また、密封部１５の形状は適宜の形状とすることができる。

図２にインサートプレート３をキャップ本体２に組み付けた状態を部分断面図で示してある。このように組み付ける場合、インサートプレート３をキャップ本体２の下側からキャップ本体２の内部に挿入することになる。その場合、密封部１５の外径が、係合突起部７の内径より大きいから、密封部１５または係合突起部７を弾性変形させてインサートプレート３をキャップ本体２の内部に押し込む、あるいは、インサートプレート３をキャップ本体２の内部に挿入した後に、係合突起部７を成形する。係合突起部７と天板部４の内面との間に隙間が空いているから、その隙間にインサートプレート３の外周部あるいは密封部１５が差し込まれた状態となる。その隙間の上下方向の寸法に対してインサートプレート３や密封部１５の厚さが薄いから、その寸法差の範囲でインサートプレート３は上下動することができる。すなわち、インサートプレート３は天板部４から離隔することができ、また天板部４に対して相対的に回転することもできる。

ここで説明しているキャップ１はロールオンキャッピングによって容器口部に冠着されるタイプのキャップであり、そのキャッピングの際に前述したコーナー部１６が内側に加圧されて変形させられる。図３にはそのキャッピングによってキャップ１を容器口部（以下、単に口部と記す）１７に冠着した状態を部分断面図として示してある。口部１７の開口端にはカール部１８が形成され、また円筒部には雄ねじ部１９が形成され、その雄ねじ部１９の下側の部分に帯状の凸部（凸条部）２０が形成されている。この口部１７に被せられたキャップ本体２は口部１７に向けて軸心方向に押圧され、したがって天板部４にインサートプレート３が接触するとともにライナー１１が口部１７の開口端に密着し、ここを密封する。

その状態でコーナー部１６が図示しないプッシャーブロックによって内側に変形させられる。そのコーナー部１６の変形に合わせて密封部１５が変形し、カール部１８との間に密封部１５が挟み込まれる。この状態は、口部１７の開口端に押し付けられて変形したライナー１１および密封部１５が弾性変形し、密封部１５がインサートプレート３の外周端を越えてキャップ本体２の内面（係合突起部７より上方のスカート部５の内面）に押し付けられた状態である。その密封部１５はインサートプレート３の全周に亘って形成されているから、インサートプレート３と天板部４との間の隙間は、外部に対して、密封部１５によって気密状態もしくは液密状態に封止される。

なお、キャッピングにおいては、スカート部５の外周側をネジ加工用のディスクもしくはロール（図示せず）が螺旋状に旋回してスカート部５を口部１７における雄ねじ部１９に押し付け、ネジ加工が施される。また、前述したバンド部８の下端部が、口部１７に形成されている凸条部２０の下側の部分に係合するように成形される。すなわち、バンド部８が凸条部２０に係合させられる。このようにして口部１７をキャップ１によって密封した容器に容器底部側から内容物を充填し、容器底部を底蓋により密封し、その容器をレトルト処理に供した場合、高湿度で圧力が外気圧より幾分高い雰囲気に置かれることになる。そのため、前述したベントスリット６などからキャップ１の内側に水分などの異物が侵入することがある。しかしながら、この発明に係る上記のキャップ１では、インサートプレート３と天板部４との間が密封部１５によって閉じられているから、インサートプレート３と天板部４との間の隙間に水などの異物が侵入することを防止もしくは抑制することができる。

上述したこの発明に係るキャップ１の開栓トルクは、インサートプレート３を備えていることにより小さいトルクでよい。すなわち、口部１７に冠着されているキャップ１は口部１７との間に前述した密封部１５を挟み込んでいるが、キャップ本体２とインサートプレート３あるいは密封部１５とは相対回転が可能であり、かつキャップ本体２と密封部１５との接触面積および接触圧は、ライナー１１が口部１７に接触している面積や圧力より小さい。そのため、キャップ１を開栓方向に回転させる際の摩擦力が小さく、小さいトルクで開栓することができる。キャップ１を僅かに開栓方向に回転させると、ネジの作用によってキャップ本体２が口部１７から離隔する方向に浮き上がり、その結果、密封部１５を挟み付ける荷重やインサートプレート３との接触圧が急激に低下し、したがって更に小さいトルクでキャップ本体２を回転させることができる。なお、このような開栓の過程で前述したブリッジ部１０が破断し、キャップ１を口部１７から離脱させ、容器を開栓することができる。

つぎにこの発明に係るキャップの他の例を説明する。この発明に係るキャップは、キャップ本体２の内部に組み付けたインサートプレート３とキャップ本体２における天板部４との間を、インサートプレート３に設けた密封部１５によって液密状態もしくは気密状態に封止することができるように構成されていればよい。その密封部１５は、インサートプレート３に設けられているライナー１１が口部１７に押し付けられて口部１７を密封した状態で、インサートプレート３の外周端を越えてスカート部５に密着するように構成されていればよい。したがって、密封部１５はスカート部５に予め接触していてライナー１１が口部１７に押し付けられた際に接触荷重が増大するように構成されていてもよく、あるいはライナー１１が口部１７に押し付けられることによりライナー１１と共に弾性変形してスカート部５の内面に押し付けられるように構成されていてもよい。また、この発明に係るキャップを取り付ける容器は、金属缶やガラス瓶などの容器であってよく、金属缶の場合、内圧が大気圧より高い陽圧缶や内圧が大気圧より低い陰圧缶のいずれであってもよい。

図４ないし図８に示す例は、ライナー１１が口部１７に押し付けられることにより、密封部１５が弾性変形してスカート部５の内面に接触し、かつ陰圧缶を密封するように構成したキャップ１の例である。なお、以下の説明では、前述した図１ないし図３に示す構成と同一の部分については図４ないし図８に図１ないし図３と同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。これら図４ないし図８に示す例では、インサートプレート３の外径は、各係合突起部７の内周端を結んだ包絡線が描く円の直径より大きい。これは、係合突起部７がインサートプレート３を押し上げる場合の力の作用線が、インサートプレート３に掛かるようにするためである。また、ライナー１１における小リブ１４の外周側の部分が、インサートプレート３の半径方向で外側に膨らんでいる。このように膨らんだ部分がこの発明における密封部１５を形成しており、インサートプレート３の外周端面がこの密封部１５によって被覆されている。インサートプレート３の外周部は、コーナー部１６に倣って下向きに湾曲しており、これと同様に密封部１５の外面が湾曲し、インサートプレート３の上面（外面）の延長面に密封部１５の外面がほぼ面一に一致している。したがって、キャッピングを施す前の状態（図５）や図７に示す開栓時には、密封部１５はキャップ本体２の内面あるいはスカート部５の内面から離れている。

図４および図６はキャッピングによって口部１７を密閉した状態を示しており、キャップ本体２が口部１７に向けて軸心方向に押し下げられることにより、ライナー１１が口部１７の上端部に押し付けられてカール部１８の上端部を包み込むように弾性変形するとともに密着し、口部１７が気密状態もしくは液密状態に密封される。これと同時に、ライナー１１の外周側の部分として形成されている密封部１５が外周側に加圧される。また、コーナー部１６が前述したように内側に変形するように絞り込まれ、その内面がインサートプレート３の外面に密着する。このような密封部１５の外周側への加圧と、コーナー部１６もしくはスカート部５の内周側への変形とによって、密封部１５が係合突起部７より上方のスカート部５の内面に密着し、インサートプレート３と天板部４との間の隙間が封止される。なおこの場合、インサートプレート３の外周端面はライナー１１の一部である密封部１５によって被覆されているから、インサートプレート３の外周端面の外径が係合突起部７の内径より大きいとしても、両者の間に密封部１５が介在して、インサートプレート３の外周端面の外径が係合突起部７の内径より大きいとしても、これら外周端面と上端部とが接触もしくは係合することはない。

口部１７に被せられたキャップ本体２には前述したようにキャッピングが施され、スカート部５の外周面がネジ成形され、またバンド部８の下端部が凸条部２０に下側から係合するように絞り成形される。こうしてキャップ１が取り付けられた容器に所定の内容物を熱間充填した後にレトルト処理を行った場合、キャップ１にベントスリット６が形成されていることにより、高湿度の空気あるいは水分がキャップ１の内部に侵入する。しかしながら、キャップ本体２とインサートプレート３とが別体になっているとしても、インサートプレート３と天板部４との間の隙間が、密封部１５によって閉じられているので、インサートプレート３と天板部４との間に水などの異物が侵入することはない。また、口部１７はライナー１１によって閉じられているから、容器の内部に水などの異物が侵入することはない。そして、レトルト処理後に熱間充填された内容物の温度が室温程度の常温に低下すると、容器の内圧は大気圧より低圧すなわち陰圧になる。

キャップ１を開栓方向（一般的には左回り方向）に回転させると、キャップ１は口部１７にネジによって嵌合しているから、キャップ１は口部１７から離れるように次第に浮き上がる。その場合、開栓方向に回転させるキャップ本体２は、口部１７に直接密着しているインサートプレート３とは別体であってインサートプレート３に対して回転可能であり、しかもライナー１１の一部である密封部１５との接触面積はわずかであるから、開栓初期に必要な開栓トルクは小さいトルクとなる。そして、キャップ本体２のうち密封部１５に接触している箇所は、図４ないし図８に示すように、下側で広がるテーパ状になっているから、キャップ本体２が開栓方向に回されて口部１７に対して僅かに持ち上がると、密封部１５とキャップ本体２との接触圧力が急激に低下し、キャップ本体２を回転させることに要するトルクが更に小さいトルクとなる。

図７および図８は、キャップ本体２が口部１７から持ち上がった状態を示している。ここで説明している例では、容器が陰圧缶であるから、インサートプレート３には容器内部に引っ張られるような力が作用するため、インサートプレート３はキャップ本体２と共に持ち上がらずに、口部１７の開口端に吸着されたままの状態に残り、容器は密封状態に維持される。キャップ本体２がネジの作用で持ち上がると、その一部となっている前述した係合突起部７の上端部が密封部１５あるいはこれと一体の小リブ１４の下端部に当接する。一方、バンド部８は凸条部２０に係合しているから、キャップ本体２が上記のように持ち上がることによりブリッジ部１０に引っ張り荷重が作用する。その結果、係合突起部７がインサートプレート３を押し上げてライナー１１を口部１７から離脱させる前に、すなわち実質的な開栓が生じる前に、ブリッジ部１０が破断する。このように、陰圧缶に使用すれば、ブリッジ部１０が破断するまで、インサートプレート３が口部１７を密封し続けるので、ピルファープルーフ性を確実なものとすることができる。なお、この例では、インサートプレート３の外径が、各係合突起部７の内周端を結んだ包絡線が描く円の直径より大きいため、密封部１５の係合突起部７と係合する箇所までインサートプレート３で覆われることとなる。その結果、開栓時に係合突起部７と密封部１５とが係合する際に、インサートプレート３に負圧が作用していても、密封部１５が過度に変形してキャップ本体から脱落するようなことがない。

１…キャップ、 ２…キャップ本体、 ３…インサートプレート、 ４…天板部、 ５…スカート部、 ６…ベントスリット、 ７…係合突起部、 ８…タンパーエビデンスバンド（バンド部）、 ９…切り込み（スリット）、 １０…ブリッジ部、 １１…樹脂製密封材（ライナー）、 １５…密封部、 １６…コーナー部、 １７…容器口部（口部）、 ２０…凸部（凸条部）。

Claims (6)

1. 天板部およびその天板部の周縁部から垂下する筒状のスカート部を有する金属製のキャップ本体の内部に、前記天板部の内面と対向しかつ前記天板部から離隔可能なシール用インサートプレートが配置され、前記キャップ本体が冠着される容器の口部に対向する前記インサートプレートの内面に該口部に押し付けられて弾性変形することにより前記口部を密封する樹脂製密封材が設けられた金属製キャップにおいて、
   前記口部に冠着させられた前記キャップ本体によって前記樹脂製密封材が前記口部に押し付けられている状態で前記インサートプレートの外周縁を越えて前記キャップ本体の内面に押し付けられてシールする密封部が前記インサートプレートの外周部に設けられていることを特徴とする金属製キャップ。
2. 前記密封部は、前記樹脂製密封材と一体化されて前記樹脂製密封材の一部となっていることを特徴とする請求項１に記載の金属製キャップ。
3. 前記スカート部に、該スカート部の一部を破断して内側に変位させることによりベントスリットが形成され、
   前記密封部は、前記ベントスリットよりも前記天板部側に配置され、
   前記スカート部の一部を破断して内側に変位させられた部分が、前記樹脂製密封材を押し上げて前記口部から離隔させる係合突起部を形成している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の金属製キャップ。
4. 前記密封部は、前記天板部と前記スカート部とを接続しているコーナー部に対向する位置に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の金属製キャップ。
5. 前記密封部は、前記インサートプレートの外周端面を被覆していることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の金属製キャップ。
6. 前記容器は、内圧が外気圧より低圧となる負圧容器であり、
   前記スカート部の下端部には、前記口部の外周部に係合しかつ易破断部によって前記スカート部に連結されているバンド部が設けられ、
   前記係合突起部は、前記キャップ本体を前記口部から取り外す際に前記易破断部の少なくとも一部が破断した後に前記樹脂製密封材を前記口部から離隔させる位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の金属製キャップ。

Images