JP2017149452A - ヒンジキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来るヒンジキャップを得る。
【解決手段】
キャップ本体（３）と上蓋（４）とが連続した一枚に形成された薄肉のヒンジ（５）で繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップ（１）であって、ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部（５４）を有すると共に、少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から９０度の位置とのキャップ本体の本体側壁（３１）円周位置において、キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブ（３１０）が、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップ。
【選択図】図３

Description

本発明は、ボトルに台座が嵌合して固定され、ヒンジで繋がり開閉可能なキャップを有するヒンジキャップに関する。

台座とキャップとがヒンジで繋がり、ヒンジにキャップを回動させて、キャップを開閉可能にする機能が備わったヒンジキャップは、開口時にキャップを落としたり、なくしたり、汚したりしないので、大変便利である。この為、近年特に多くのボトルのキャップとして、使用されてきている。
特にガラスのボトルのように、成形で口先寸法を厳密に管理しにくい容器にも、プラスチックでできたヒンジキャップは、その柔軟性のある台座で包み込むようにして嵌合し、密閉することができるので、多用されている。
通常、ヒンジキャップはオレフィン系のプラスチックで成形されている。
そして、ガラスやポリエチレンテレフタレートなどで出来たボトルに上記オレフィン系のプラスチックで成形されたヒンジキャップを嵌合させた容器で、内容物を充填し、販売されている。
この為、ボトルの中の内容物を消費し、ボトルを廃棄する時には、材質別に分別回収する自治体が多いので、ボトルと異なった材質のキャップを、簡単に取り外す必要がある。

例えば、特許文献１では、頂板部及びスカート部から成り、頂板部に内容物取出用開口を形成するスコアが設けられている容器口部に嵌合されるキャップ本体、及びキャップ本体の頂板部を覆うようにキャップ本体に開閉可能にヒンジ連結される上蓋から成るキャップにおいて、
前記キャップ本体には、キャップ本体の下端からキャップ本体のスカート部を覆って延びる側壁が形成され、該側壁はヒンジ部を介して上蓋と連結されると共に、スカート部との間に互いに係合する係合部が形成されており、該側壁で覆われるキャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に弱化部が形成されて、上蓋をキャップ本体から開蓋し、該側壁の係合部を解除して、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体スカート部に形成された弱化部が破壊され、容器口部から容易に取り外すことが可能なキャップを提案している。

このキャップは、上蓋をキャップ軸方向上方に引き上げることにより、キャップ本体のスカート部の係合部の内側で且つ側壁とキャップ本体との連結部の両側に設けた弱化部が破壊されるので、ボトルとキャップ本体との嵌合が弱まり、外せるとしている。
しかしながら、ロックしている側壁を外す必要があるので手間も掛かる。その上に、ボトルと嵌合しているキャップ本体は、通常剛性が高く、キャップ本体の円周で一部が破壊しても、キャップ本体の天面で繋がっているので、ボトルからキャップを容易に外すことは出来ない問題があった。
この為、上蓋を持って引っ張ると、キャップ本体がボトルから外れずに、ヒンジ部分で破損し、キャップ本体だけになって、ボトルから外れにくいという問題が発生していた。
また、成形する金型が複雑で高価であり、かつ、生産性も悪いので、成形ロスが発生し易い上に、組立工程も必要で、製品価格が高くならざるを得ない問題もあった。

特許第３３５３２４２号公報

そこで、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来るヒンジキャップを得ることが本発明の課題である。

本発明のヒンジキャップは、
キャップ本体と上蓋とが連続した一枚に形成された薄肉のヒンジで繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップであって、
ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部を有すると共に、
少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から９０度の位置とのキャップ本体の本体側壁円周位置において、
キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブが、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップである。

本発明のヒンジキャップは、しっかりとボトルに嵌合させることが出来る。しかし、廃棄する時には、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを単に上に引っ張るだけで、確実に、かつ、容易にボトルから外すことが出来る。
しかも、キャップの生産では、成形性も良く、単に射出成形し、キャップを閉めるだけの工程だけで製造できるので、生産性が高い。

本発明のヒンジキャップをボトルに取り付けた状態と、キャップ単体の斜視図である。 本発明のヒンジキャップの上蓋を開けた状態で、上蓋側と、キャップ本体側から見た斜視図である。 本発明のヒンジキャップの上蓋を開けた状態の平面図で、注出側から見た図と、ボトル嵌合側から見た平面図である。 本発明のヒンジキャップのヒンジ部近傍の拡大平面図と拡大断面図である。 本発明のヒンジキャップの成形直後の状態を示す断面図と、閉める工程を示す断面図である。 本発明のヒンジキャップを閉じ、ボトルに嵌合させた状態の断面図である。 本発明のヒンジキャップをボトルから引き抜く状態を示す断面図である。

以下、本発明のヒンジキャップの実施形態例について、図を用いて詳細に説明する。
図１−１は本発明のヒンジキャップ１をブロー成形したボトル２に嵌合した状態で、図１−２、図１−３は、そのヒンジキャップ１単体で、上蓋を閉じた状態の斜視図である。
ヒンジキャップ１は、キャップ本体３と上蓋４とからなり、キャップ本体３と上蓋４はヒンジ５によって繋がっている。
ヒンジ５はキャップ本体３の本体側壁３１上端と、上蓋４の蓋側壁４２下端とに繋がり、左右がキャップ外径に合わせて飛び出して、左右と中央が一体に形成されているバタフライヒンジ形状にした。
これは、キャップ本体３と上蓋４との接続部幅を広く取ることができるメリットがあり、キャップを引き抜く力を伝えやすいと共に、回動させる起点となるヒンジから離れ、その外側に引っ張る為の強度を受けることができる構造を作ることができるからである。
ヒンジ５と反対側の上蓋４側面には庇状のキャップフランジ４１が設けられ、上蓋を開けやすくしている。

図２はヒンジキャップ１単体における上蓋４を開けた状態で、図２−１は上蓋側から見た斜視図、図２−２はキャップ本体側からみた斜視図である。
上蓋４は蓋側壁４２と天板４３とからなり、天板内側にはキャップインナーリング４４が設けられている。又、蓋側壁４２の内側には凸設リング３４と嵌合する嵌合リング４２１が設けられている。
キャップ本体３の上面中央には、本体天板３０があり、その本体天板の中央に閉鎖板がある。その閉鎖板に接続し、閉鎖板周囲の閉鎖板脆弱線を引き千切って開口するプルリング３２が設けられ、その外側に周状突起３３、さらにその外側に凸設リング３４が順次本体天板に設けられている。
周状突起３３は、キャップインナーリング４４に挿嵌し、液止めする役目を有すると共に、キャップインナーリング４４が干渉し過ぎないようにヒンジ側を低く設定し、上蓋がスムースにキャップ本体に位置合わせして、所定の位置に正確に案内する役目を持っている。
また、凸設リング３４の外側には嵌合リング４２１と嵌合する嵌合突起が少なくともキャップフランジ側に設けられ、落下などで容易に上蓋４が開いてしまわないようにしている。

図３−１はヒンジキャップの上蓋４を開いた状態の平面図で、図３−２は、その底面図である。
閉鎖板３２０が底面図側から確認できるが、その閉鎖板端部にプルリング３２が平面図側に設けられている。
図３−２の底面図で分かるように、キャップ本体３の本体側壁３１内側には、ボトル口部に嵌合する嵌合リブ３１０が全周囲に渡って設けられている。
しかし、その嵌合リブ３１０には、ヒンジ５の中央にヒンジ側切り欠き３１１、その左右に右裏中間切り欠き３１２、左裏中間切り欠き３１５、右９０度切り欠き３１３、左９０度切り欠き３１６、右表中間切り欠き３１４、左表中間切り欠き３１７と、７つの切り欠きが設けられている。
これらの切り欠き部分では、わずかではあるが、側壁も薄くして、無理な力が働く場合には、この切り欠き部分で伸びやすくなっている。
特に、右裏中間切り欠き３１２と左裏中間切り欠き３１５は、バタフライヒンジの端部よりも外側に３０度以内の円周位置に有するようにした。それは、ヒンジを介して上蓋を引き上げた時に、ヒンジ端部の直近の位置に切り欠きを配して切り欠きを伸びやすくし、右裏中間切り欠き３１２と左裏中間切り欠き３１５の間の本体側壁３１がより外側に拡張し、ヒンジの膜状ヒンジに無理な力が掛かりにくくするためである。このことによって、よりバタフライヒンジは切れにくくなった。

図３−１に楕円で示したヒンジキャップのヒンジ部分を拡大した図が図４−１である。そして、図４−１のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面を、それぞれ、図４−２、図４−３、図４−４に示した。
ヒンジは、折り曲げる所に薄肉部分を設け、ポリオレフィンなどの結晶性樹脂を射出成形する時に、その薄肉部分では一方方向に流して成形し、樹脂の分子がヒンジの折れる方向に対し直角方向に並ぶようにして製造する。
成形直後に、さらに、ヒンジ部分を一旦折り曲げると、高分子の長い鎖が伸ばされ、延伸し、確実に樹脂の分子や結晶がヒンジの折れる直角方向に並ぶので、より強度を増す。
この為、ヒンジが折れ曲がる時に、長い高分子の直鎖状の部分が曲げられるだけなので、強度が高く、簡単には折れないヒンジが生み出される。
ところで、このヒンジキャップは、上蓋を引っ張って、ボトルから引き抜くことができるように設計する。
そこで、全幅で繋がって切れ目のないバタフライヒンジの形状とすることにした。

バタフライヒンジは、中央にあって、折り曲げの支点になり得る、ヒンジの長さに対して直角方向がわずかな薄肉の幅で構成される幾何学的主軸部分５１がある。また、その左右にあって、ヒンジを開けたり閉めたりする為のヒンジの長さに対して直角方向が幾何学主軸に対して一定の長さを有する薄肉で構成される膜状ヒンジ５２，５３とから構成されている。
上蓋４を引っ張って、ボトルから引き抜く時に強い力を掛けるが、平均的に上蓋４を引っ張ることができないと、一方の薄肉のヒンジに負担が掛かり、切れ手しまうのを防ぐ為に、図４−２に示すヒンジ部の左右端部に肉厚部５４を設けた。
この肉厚部５４は、ヒンジの左右両端に、全長に渡って、ヒンジ長さの２０パーセント程ずつの幅で厚肉部５４を設けている。その直ぐ内側のヒンジの厚みの２０パーセント〜１００パーセント肉厚アップすることが好ましい。

図４−３は図４−１のＢ−Ｂ断面で、バタフライヒンジの幾何学的主軸部分５１の断面図で、さらに右側にその拡大図を示した。
幾何学的主軸部分５１の中央には非常に薄くて長さが短い薄肉部分５１０があって、その前後に肉厚部分から徐々に薄肉になるように、傾斜部分５１１が設けられている。
この為、この幾何学的主軸部分５１では、長さの短い薄肉部分５１０だけが変形し、回動する中心軸が振れにくくなる。
さらに、この幾何学的主軸部分５１は折り曲げる一定の幅でキャップ外形を削って、直線形状になるように設定して、成形性と強度、可動性を図っている。

図４−４は、図４−１のＣ−Ｃ断面で、バタフライヒンジの膜状ヒンジ５３の断面図で、右側にその拡大図を示した。
膜状ヒンジ５３は変形し易いように薄肉になってはいるが、帯状に一定の長さを有し、上蓋を明けて１８０度に開いた時でも一定のたるみを持たせてあり、そのたるみがバネ性を生んで、開閉の補助をする役割を持っている。
膜状ヒンジ５３は、バタフライヒンジの幾何学的主軸部分近傍から徐々に離れていくことによって、膜状ヒンジ５３の長さが長くした３次元形状を持たせている。
この膜状ヒンジ５３の左右両端に肉厚部を設けて、バネ性の強化と物理的な強度を確保している。

図５−１は、成形直後のヒンジキャップの断面図である。上蓋４とキャップ本体３はヒンジ５で繋がっている。
キャップ本体３の本体側壁３１内側には、ボトル口部に嵌合する嵌合リブ３１０が全周囲に渡って設けられ、その嵌合リブ３１０にヒンジ側切り欠き３１１、左裏中間切り欠き３１５、左９０度切り欠き３１６、左表中間切り欠き３１７切り欠きが見られる。
プルリング３２に接続している閉鎖板３２０は、周囲に閉鎖板脆弱線３２１が設けられていて、プルリング３２を引き上げて、閉鎖板脆弱線３２１を引き切って閉鎖板３２０を外すと、ヒンジキャップ１は開口する。

図５−２は、ヒンジ５を中心にしてヒンジキャップの上蓋４を回動させ、キャップ本体３側に折り曲げている途中の工程を示す断面図である。
周状突起３３の高さは、ヒンジ側を低く、ヒンジ反対側を高く設けられていて、上蓋を回動させると、上蓋４に設けたキャップインナーリング４４がヒンジ側の周状突起３３に接触し、周状突起３３の傾斜に沿ってスムースにキャップインナーリング４４が挿入されていく。

図６−１は、ヒンジを完全に折り曲げ、上蓋４をキャップ本体３に嵌合させた状態の断面図である。
ヒンジキャップを射出成形後、一旦、このように嵌合した状態にしておく。

図６−２は、上蓋４をキャップ本体３に嵌合させたヒンジキャップをボトルの口部先端に挿嵌した状態を示す断面図である。
ボトルの口先にヒンジキャップを乗せ、打栓機で加圧すれば、容易にヒンジキャップが挿嵌できる。

図７は、上蓋４を開けて、上蓋を持って斜めに引き上げ、キャップ本体３をボトル２から引き抜く状態を示す断面図である。
ヒンジキャップのキャップ本体３において、キャップ側壁３１内側に設けられた切り欠き部分は、嵌合突起が無く、強度が部分的に弱いので、切り欠き部分が伸ばされ、変形し易い。
この図では、ボトルインナーリング３５が変形し、ボトル口先内面から外れ掛かることによって、左裏中間切り欠き３１５、左９０度切り欠き３１６、左表中間切り欠き３１７などの切り欠き部分が逐次選択的に伸びて、嵌合突起３１の先端が、ボトル口部の口元突起２１１から外れ始めた状態である。

この動作は、力を衝撃的に加えることで、容易にヒンジキャップを外すことができる。実際には、嵌合リブ３１０の内、ヒンジ５の直ぐ近傍に設けたヒンジ側切り欠き３１１は、上蓋に接続したヒンジが引っ張られる際の、嵌合突起３１から外れるきっかけになる。また、ヒンジ側切り欠き３１１の左右に設けられた右裏中間切り欠き３１２と左中間裏切り欠き３１５は、バタフライヒンジの膜状ヒンジ５２、５３の厚肉部５４からの引っ張り力が掛かり易く、嵌合突起３１を外し易くしている。
さらに、右９０度切り欠き３１３、左９０度切り欠き３１６は、キャップ本体３の側壁が割れる形で変形し、最後にボトル口先からヒンジキャップを外すのに、必須の切り欠きである。
以上は、衝撃的に上蓋を引っ張る時でも、それぞれの切り欠きに、ヒンジ側から段階的に引っ張られて変形し、作用させていくことができる。
台座の円周方向でヒンジ中央から左右９０度の位置よりも大きな角度の位置に追加した右表中間切り欠き３１４、左表中間切り欠き３１７は、ボトルにヒンジキャップを打栓する時に、バランスを取りやすくなる。ただし、必ずしも必須な切り欠きではない。
このような嵌合突起３１の切り欠きは、部分的で、分散して設けているので、通常の扱いで発生する落下衝撃などによって外れてしまうことを防止しながら、意識して衝撃的に上蓋を引っ張る時には外れるように作用させることが出来る。

本発明のヒンジキャップに使用する材料は、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン・プロピレンランダム共重合体、エチレン・プロピレンブロック共重合体、などの樹脂単体、あるいはそれらを混合した結晶性のポリオレフィンが使用できる。
また、射出成形金型を用い、一般的な射出成形機で量産できるので、生産性も高い。

本発明のヒンジキャップを使用するボトルは、できるだけ、口元の嵌合部の精度が高いボトルが好ましい。例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリカーボネートなどの２軸延伸ブローボトルやインジェクションブローボトルが良い。
しかし、通常の高密度ポリエチレンやアクリロニトリル、ポリプロピレンなどのダイレクトブローやロータリーブロー成形機で製造される一般的なブローボトルでもかまわない。さらに、ガラスなどのボトルや陶器ボトルであってもかまわない。

本発明のヒンジキャップは、以上のようなもので、単に打栓してボトルに嵌合させるキャップである。通常の取り扱いではキャップの嵌合が外れることは無いが、廃棄する時には、刃物を使用したりせず、ヒンジキャップを単に上に引っ張るだけで、確実に、かつ、
容易にボトルから外すことが出来る。
しかも、キャップの生産では、成形性も良く、単に成形し、上蓋を閉めるだけの工程だけで製造できるので、生産性が高いなど、本発明のメリットは高い。

１・・・・・・・・ヒンジキャップ
２・・・・・・・・ボトル
３・・・・・・・・キャップ本体
３１・・・・・・・本体側壁
３１０・・・・・・嵌合リブ
３１１・・・・・・ヒンジ側切り欠き
３１２・・・・・・右裏中間切り欠き
３１３・・・・・・右９０切り欠き
３１４・・・・・・右表中間切り欠き
３１５・・・・・・左裏中間切り欠き
５１６・・・・・・左９０切り欠き
３１７・・・・・・左表中間切り欠き
３２・・・・・・・プルリング
３２０・・・・・・閉鎖板
３２１・・・・・・閉鎖板脆弱線
３３・・・・・・・周状突起
３４・・・・・・・凸設リング
４・・・・・・・・上蓋
４１・・・・・・・キャップフランジ
４２・・・・・・・蓋側壁
４２１・・・・・・嵌合リング
４３・・・・・・・天板
４４・・・・・・・キャップインナーリング
５・・・・・・・・ヒンジ
５１・・・・・・・幾何学的主軸部分
５２・・・・・・・膜状ヒンジ（左）
５３・・・・・・・膜状ヒンジ（右）
５４・・・・・・・厚肉部

Claims (4)

1. キャップ本体と上蓋とが連続した一枚に形成された薄肉のヒンジで繋がり、ヒンジに上蓋を回動させる機能が備わったバタフライタイプのヒンジを有する打栓式ヒンジキャップであって、
   ヒンジの左右端部に一定幅で帯状に厚みを厚くした厚肉部を有すると共に、
   少なくともヒンジ中央と、ヒンジ端部が接続する近傍と、ヒンジ中央から９０度の位置とのキャップ本体の本体側壁円周位置において、
   キャップ本体のボトルと嵌合する嵌合リブが、切り欠かれた形状であることを特徴とするヒンジキャップ。
2. ヒンジ端部が接続する近傍の本体側壁内面の嵌合リブに設けられた切り欠きが、ヒンジ端部よりも外側に３０度以内の円周位置に有することを特徴とする請求項１に記載のヒンジキャップ。
3. ヒンジに接続する本体側壁内面のボトル嵌合リブに設けられた切り欠きを、本体側壁円周方向において、ヒンジ中央から左右９０度の位置よりも大きな角度の位置にも有していることを特徴とする請求項１又は２に記載のヒンジキャップ。
4. キャップ本体天面のキャップに当接する嵌合部内側に、プルトップの付いた開封可能な閉鎖板を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のヒンジキャップ。

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