JP2018122916A - 蓋体及び液体収容容器 - Google Patents

Abstract

【課題】ペットボトル等飲料容器に直接口をつけて飲むと、口中菌が容器内に入り、中の飲料の腐敗を早める。飲料用以外にも、開栓して容器中に雑菌の侵入することを防ぐこと。
【解決手段】ボトル等の首部に装着し、液体を排出方向のみに供給する装置であって、空気用逆止弁を持つ下部蓋体２０１と液体用逆止弁を持つ上部蓋体２０２と、それに螺合されるキャップ２０３で構成する。液体用逆止弁により容器１００内の液体の流れは排出方向のみに限定され、排出された容量に対して、空気用逆止弁が開き、内装されたエアーフィルター３１で濾過された清浄空気を補填する。容器１００内の液体は、排出操作停止で直ちに液体用逆止弁が閉止する為、逆流等による外部からの汚染物質の侵入を遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明はボトル等の飲用容器の注ぎ口に装着して、内部の液体を排出方向のみに送り出すように、配慮した構造の蓋体及びこれを利用する液体収容容器に関するものである。

特許文献１には、洗浄の際に部品を紛失することもなく、使用中の液体の逆流を防止できる液体容器用吸飲装置が開示されている。具体的には、蓋体部２０は硬質の合成樹脂材から成り、吸飲部３０は軟質の合成樹脂材から成る一体成型品である。ストローＳを吸飲部３０に挿着し、更に吸飲部３０を蓋体部２０に取り付けることにより、吸飲装置１０をペットボトルＢの飲み口Ｂａに装着して使用する。蓋体部２０の開閉蓋２２を開いた状態で、可撓性を有する吸引管３０ａに口を接して液体を吸い込むと、ペットボトルＢ内の液体を飲むことができる。一旦、逆流防止弁３０ｇを通過し吸引管３０ａ内に入った液体は、逆流防止弁３０ｇによりペットボトルＢ内に逆流することはない。また、使用後には、蓋体部２０から吸飲部３０を取り外して洗浄を行っても、吸飲部３０は一部材から構成されているため、部品を紛失する虞れはないとする液体容器用吸飲装置が示されている。

特許文献２には、開閉蓋のワンタッチ操作で、吸い口ストロー（ポリプロピレン等の合成樹脂で形成した硬質ストロー）を収納部内に収納でき、またワンタッチ操作で吸い口ストローが収納部より飛び出る液体容器用の蓋体であり、また吸い口ストローで吸い上げた液体水が逆流しない構造を有した蓋体であるとするペットボトル等液体容器の蓋体が示されている。

特開２０１５―１６０６６９号公報 特開２００８―１８９３８５号公報

ボトル等液体容器に直接口をつけて飲む時、数回に分けて飲むと、口中に触れた液体の一部がボトル内に戻り、ボトルに残した液体が口中菌により時間経過により腐敗する。また、直接口のみをしなくても、ボトルの封を切って開けた容器内の液体は、空気中に浮遊する雑菌に触れて腐敗が始まる。

上記課題を解決するための本発明の蓋体及び液体収容容器は、液体が収容されている容器本体と、容器本体の首部に螺合される蓋体とを備えた液体収容容器に於いて、蓋体は、容器本体の首部に螺合される蓋下部と、蓋下部に差し込み接続される蓋上部と、蓋上部に螺合されるキャップとを有し、前記蓋下部は空気用逆止弁を備え、前記蓋上部２０２は液体用逆止弁を備えている。以下に述べるボトルとはペットボトル、壜等の容器本体である。

開栓したボトルの残り分は、キャップで栓をすれば、開栓前と同じ状態で保管され、その後数回に分けても安全に飲用できる。

開栓後の保存期間をより長くするために、容器内の液体の性状に対応して,高性能フィルターや、脱酸素剤、等を空気流入空間に装着することにより、導入する外気の雑菌除去や、酸素濃度を低下させる等、多様な処置ができる。

市販されているほとんどのペットボトルのキャップのネジには、本体の容量にかかわらず共通性があり、本発明品はそれと同一の規格にすることで汎用性が高い。

一般のボトル、壜、その他の容器に対しても、注ぎ口がネジとなっている容器であれば、本装置が対象容器に螺合する部位を修正することにより、工業的に本装置を必要とする容器に装着させることができる。

蓋体２００及びボトル１００を構成する各部の分解縦断面図である。 キャップ２０３を閉じた保存状態の蓋体２００及びボトル１００の縦断面図 である。 空気流入口の開閉がキャップ２０３の開閉操作に連動する機構の 図面である。 液体を供給中の液体と空気の流れを示した蓋体２００及びボトル １００の縦断面図である。 蓋体２００及びボトル１００の全体外観図と俯瞰図である。 第２の実施形態をしめしている。蓋下部２０１の差し込み部を、蓋上部２２ ０の外側に変えている。 第３の実施形態を示している。液体逆止弁の形態を漏斗状から平面形に修正 した縦断面図である。

以下、本発明の蓋体２００をボトル１００に装着して、液体を排出方向のみに供給する蓋体２００に於ける実施の形態について、図１〜７を用いて詳細に説明する。

図１は、蓋体２００を構成する各部の分解縦断面図である。蓋体２００は、合成樹脂材で成型された蓋下部２０１、蓋上部２０２とキャプ２０３で構成され、各部を組合せることにより機能するので、図１の分解縦断面図から説明する。

蓋下部２０１は下部躯体２１０を有し,下部躯体２１０の下方はボトル１００の首部に螺合される為の雌ネジを備え、前記雌ネジによりボトル１００と螺合状態である。

下部躯体２１０の上方は上部躯体２２０に差し込み接続し、上部躯体２２０を径方向に旋回させる為の凸溝１６と旋回角度制御用の突起部１５と第1空気流入口１４を備える。

また、蓋下部２０１は、空気用逆止弁を構成する。ここで円筒状の下部内側スリーブ部１０に複数の小穴１２を設け、小穴１２を被うように下部内側スリーブ部１０に装着された円筒状のゴムスリーブ１１を備える。

蓋上部２０２は、上部躯体２２０を有し、上部躯体はキャップに螺合する雄ネジを備え、かつ、下部躯体２１０に差し込まれ、上部躯体２２０を径方向に旋回させる為の凹溝２６と、旋回角度制御用の切り欠き部２５と第２空気流入口２４を備える。

また、蓋上部２０２は、液体用逆止弁を構成する。ここで液体用逆止弁の弁座となる漏斗状部２２、漏斗状部２２の先端から伸びる円筒状の上部スリーブ部２０、シリコンゴム等弾性を持った液体用逆止弁の弁体２１、コイルスプリング２３、弁棒２７、弁棒を摺動自在に保持するシリンダー２８、シリンダー２８を上部躯体に固定させるためのステー２９とを備える。

キャップ２０３は市販のペットボトルのキャップと同形である。以下の説明で用いる飲み口部とは、キャップ２０３と螺合していた上部躯体２２０の上端部を指す。

下部躯体２１０を上部躯体２２０の中心軸に合わせて差し込み旋回用嵌め合い凸溝１６を、旋回用嵌め合い凹溝２６に嵌め込み接合する。嵌め込み接合により蓋下部２０１と蓋上部２０２は、軸方向には固定され、円周方向には旋回が可能となり、空気用逆止弁と、エアーフィルター３１と液体用逆止弁とが機能する蓋体２００となる。

図２に蓋下部２０１と蓋上部２０２が差し込み接合し、キャップ２０３を締めた蓋体２００の縦断面図を示す。

蓋下部２０１と蓋上部２０２とが差し込み接合すると、上部内側スリーブ部２０は、空気用逆止弁の下部内側スリーブ部１０の中芯部を貫通し、容器１００内に開口する。

また、蓋下部２０１と蓋上部２０２との間には、エアーフィルター３１を装着する空気流入空間が形成される。空気流入空間は下部内側スリーブ部１０と上部内側スリーブ部２０の隙間に通じる。

スリーブ部末端の隙間にシール材１３を装着することにより、空気中入口２４より空気用逆止弁１１へ外気を流入させる、空気流入空間３０を構成する。シール材１３は蓋上部２０１と蓋下部２０２の旋回操作に対しても気密を保持する。

以下、蓋体２００内の装置の動作説明は、キャップ２０３の開閉操作に空気流入口の開閉が連動する機構の説明、空気用逆止弁の動作説明、液体用逆止弁の動作説明の順で行う。

図３において、キャップ２０３の開閉を行う操作に連動して、第1空気流入口１４と第2空気流入口２４との連通、遮断を行う旋回角度制御機構の説明を行う。

図３（ａ）は蓋体２００の側面外観図でキャップ２０３を締めた状態である。
上部躯体２２０下部躯体２１０の位置関係が判るように外郭を一部切欠いて示す。第1空気流入口１４と第2空気流入口２４との連通は遮断されている。空気流入口整合用切り欠き部２５の端は、空気流入口整合用突起１５に当接した位置にある。

図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ―Ｂ’部の横断面図で、上部躯体２２０の空気流入口整合用切り欠き部２５の端は、下部躯体２１０の空気流入口整合用突起１５に当接した位置にある。

図３（ｃ）は図３（ａ）Ｃ―Ｃ’部の横断面図で、第1空気流入口１４と第２空気流入口２４の位置は整合していなく、空気流入口の連通は遮断している。

液体を供給する為、キャップ２０３を開操作する左旋回に於いて、旋回はじめはキャップ２０３と上部躯体２２０のネジが緩まずに共に旋回する。Ａ度旋回すると空気流入口整合用切り欠き部２５の他端が、空気流入口整合用突起１５に当接し、上部躯体２２０の旋回は停止する。図３（ｂ）の上部躯体２２０がＡ度左回転した位置まで旋回する。

上部躯体２２０がＡ度の旋回した位置で、第１空気流入口１４と第2空気流入口２４の位置が整合して空気流入口が連通し外部の空気の流入が可能となる。キャップ２０３のみ旋回して外れる。図３（ｃ）の上部躯体２２０がＡ度左回転した位置まで旋回する。

キャップ２０３を締める操作の右旋回に於いては、旋回はじめはキャップ２０３のみ旋回する。操作の終わりにはネジ部が締まってくると、上部躯体２２０が共に旋回を始める。空気流入口整合用切り欠き部２５の左旋回時とは反対側の端が、空気流入口整合用突起１５に当接すると上部躯体２２０の旋回は止まる。上部躯体２２０がＡ度右回転して、図３（ｂ）の元の位置に戻る。

上部躯体２２０の停止位置では、第1空気流入口１４と第２空気流入口２４の位置は整合が解かれ連通は遮断され、空気の流入は閉止される。キャップ２０３のみ、増し締め旋回して閉まる。上部躯体２２０がＡ度右回転して、図３（ｂ）の元の位置に戻る。

空気用逆止弁と液体用逆止弁の動作を図２によって説明する。

空気用逆止弁は、キャップ２０３が閉鎖された図２の状態では、空気流入口の連通は無く閉止状態となり空気圧の変化もないので閉止状態を続ける。キャップを外す操作で、外気導入が可能となるが、空気圧の変化がないので、下部内側スリーブ部１０の複数の小穴１２を被うゴムスリーブ１１により閉止している。

吸飲操作により、ボトル１００内の液体が流出し、ボトル１００内の空気圧が空気流入空間３０の空気圧より低下すると、ゴムスリーブ１１は空気の差圧に押されて弾性変形して、複数の小穴１２が解放され、外部の空気が連通した第1空気流入口１４と第2空気流入口２４より空気流入空間３０に流入する。

流入した外部の空気は、空気流空間３０に装着されたエアーフィルター３１を通過して、外部の空気中の塵埃を除去されて清浄な状態で、下部内側スリーブ部１０の複数の小穴１２を通してボトル１００本体内に流入させる。空気用逆止弁は空気をボトル１００に流入する方向のみに規制する弁である。

液体用逆止弁は、キャップ２０３が閉止された図２の状態では、弁体２１はキャップ２０３により弁棒２２をより強く押しつけられて強制閉止し、運搬等による外的力に対しても漏れがない。

キャップ２０３を外すとキャップ２０３による弁棒２７の押圧は無くなるが、コイルバネ２３が、弁体２１を漏斗状部２２に押しつけて閉止を継続する。飲み口部側の空気圧が、ボトル１００の内部の空気圧より高い場合は、弁体２１は漏斗状部２２により強く押しつけられて閉止を継続する。

反対に、飲み口部側の空気圧が、ボトル１００の内部の空気圧より低くなり、その空気圧差が弁体２１を、漏斗状部２２に押し付けているコイルバネ２３の力より大きくなると、コイルバネは圧縮されて縮み、弁体２１は漏斗状部２２より離れ、ボトル１００内の液体１０１を流出させる。

ボトル１００の吸引又は押圧操作により、液体１０１の液体を流出させ、その流出の操作を停止した場合は、逆止弁は直ちに閉止し逆流は起こらない。

空気用逆止弁から液体の流出分の空気補充は、吸飲操作の時は同時に、押圧操作時は、押圧を停止して、押圧が解除されることにより、ボトルの外郭が押圧により凹んでいたのが原形に復旧することによりボトル内が陰圧になり、外部の空気の補充が行われる。

空気用逆止弁のボトルへの空気の補充は、ボトル内部の空気圧がボトル外部の空気圧より低い時にされるが、空気の補充動作の終了時の空気圧差は、逆止弁の弁膜であるゴムスリーブ１１が、弁座である下部スリーブ部１０の小穴１２を被い塞ぐ展張力を残す為に、ボトル内の空気圧が外気の空気圧と均等するよりわずかに低い状態で、空気用逆止弁は閉止する。

図４において、液体を供給する時の操作を説明する。供給操作の始めにキャップ２０３を開回転操作して取り除く。この操作に連動して、空気流入口が連通し外部の空気が導入可能となり、液体逆止弁の強制閉止も解除される。上部内側スリーブ部２０の容器１００内の開口部が、水面下になる状態までボトル１００を傾けて供給操作を行う。

蓋上部２０２の飲み口部に口をつけて吸飲する場合の各部の働きを説明する
吸飲すると、液体用逆止弁の飲み口部側の空気圧は、ボトル１００内部の空気圧より低くなり、弁体２１が開き、液体が流れ出る。流れ出る液体の流路を太線Ｗで示す。

液体の流出と共に、同時にボトル１００内部の空気圧は外部の空気圧より低くなるため、空気用逆止弁はゴムスリーブ１１を開き、外部の空気を容器内１００に流入させる。外部の空気の流路を太線Ａでしめす。吸飲中は、液体と空気は別流路で同時に流れる。

ボトル内の空気圧は、外部の空気の流入に空気用逆止弁が開く為に必要な差圧分だけ低い状態で、空気の流入が継続する。吸飲を止めると、液体逆止弁は直ちに閉止し、外部の空気の流入により、空気用逆止弁も外部の空気とボトル内部の空気圧が均等化すると外部の空気の流入は停止する。

蓋上部２０２の飲み口部に直接口をつけずに、コップ等に移し出して飲用する場合。ボトル１００の胴部を手で押圧してボトル１００を凹ませると、ボトル１００内部の空気圧は、ボトル１００外部の空気圧より高くなり、液体逆止弁の弁体２１が開き、液体が流れ出る。 空気用逆止弁は、ボトル内部の空気圧の方が外部の空気圧より高いために開かない。

ボトル１００を手で押圧して内部の空気圧を上げていたのを止め、静止状態にするとボトル１００内と、ボトル１００の外部の空気圧力差がなくなるので、弁体２１は閉止する。

ボトル１００を握るのを離すとボトル１００は凹んでいたのが回復する。ボトル１００内の空気圧は外部の空気圧より低くなる。空気用逆止弁のゴムスリーブ１１は開き、外部の空気をボトル１００内に流入させ、空気圧が均等化すると、空気用逆止弁は閉止し外部の空気の流入は止まる。液体用逆止弁は、閉止を続ける。

飲用終了でキャップ２０３を締めると、液体用逆止弁の弁体２１はキャップ２０３により弁棒２２を押しつけられ閉止され、空気流入口も連通を遮断され閉止される。蓋体２００は閉鎖状態となり、液体、空気の漏れはなく安全に運搬保管できる。

図５に蓋体２００をボトル１００に装着しキャップ２０３を締めた外観図をしめす 。図５（ａ）は蓋体及びボトル１００の全体側面図である。蓋体２００の外観からは空気流入口整合用切り欠き部２５の端は、空気流入口整合用突起１５に当接した位置にあり、第２空気流入口２４は、その内側にある第１空気流入口１４とは連通していないことがわかる。空気流入口は閉鎖状態にある。

図５（ｂ）は図５（ａ）の俯瞰図で、キャップ２０３直下の、蓋上部２０２内の液体用逆止弁１１の弁棒２７、弁棒摺動用シリンダー２８、シリンダー保持ステー２９、を鎖線で示し、それらは、すべて蓋体２００と同芯状に配置されていることを示す。

第２の実施形態として図６を示す。第１の実施形態では、下部躯体２１０を上部躯体２２０に差し込んでいるのに対して、第２の実施形態では、上部躯体２２０を下部躯体２１０に差し込んでいる。空気流入口の連動制御方式と、空気用逆止弁については第１の実施形態と同じである。

第２の実施形態では蓋下部２０１が蓋上部２０２に差し込まれるので、その隙間が上向きになり、埃等の侵入を受けやすい為、成形にはより精密な配慮が必要になる反面、空気流空間３０の体積が増えることにより、空気流空間３０に装着するフィルター３１の容量を増やせる利点がある。

第３の実施形態として、図７を示す。第３の実施形態では、上部躯体と下部躯体の差し込み方は第２の実施形態と同じの上部躯体２２０を下部躯体２１０に差し込んでいる方式にする。

液体逆止弁の形態は、漏斗型状座と円錐台形弁体を、ドーナツ板形弁座と平円板形弁体に修正する。空気流入口の連動制御方式と、空気用逆止弁については第１の実施形態と同じである。

１０ 下部内側スリーブ部
１１ ゴムスリーブ
１２ 空気用逆止弁小穴
１３ シール部材
１４ 第１空気流入口
１５ 空気流入口整合用突起部
１６ 蓋下部旋回用嵌め合い凸溝
２０ 上部内側スリーブ部
２１ 液体用逆止弁
２２ 液体用逆止弁座
２３ コイルバネ
２４ 第2空気流入口
２５ 空気流入口整合用切り欠き部
２６ 蓋上部旋回用嵌めあい凹溝
２７ 逆止弁棒
２８ 弁棒摺動用シリンダー
２９ シリンダー保持ステー
３０ 空気流入空間
３１ エアーフィルター
５０ キャップ開栓表示残リング
１００ ボトル等容器本体
１０１ ボトル内の液体
２００ 蓋体
２０１ 蓋下部
２０２ 蓋上部
２０３ キャップ
２１０ 下部躯体
２２０ 上部躯体
Ａ 空気の流路を表示
Ｗ 液体の流路を表示

Claims (6)

1. 液体が収容されている容器本体と、前記容器本体の首部に螺合される蓋体とを備えた液体収容容器に於いて、前記蓋体は、前記容器本体の前記首部に螺合される蓋下部と、前記蓋下部に差し込み接続される蓋上部と、前記蓋上部に螺合されるキャップとを有し、前記蓋下部は空気用逆止弁を備え、前記蓋上部は液体用逆止弁を備えていることを特徴とする液体収容容器。
2. 前記蓋下部は、前記容器本体の前記首部に螺合される下部躯体を備え、前記下部躯体に第1空気流入口が設けられ、また前記蓋上部は、前記下部躯体に差し込み接続される上部躯体を備え、前記上部躯体に第２空気流入口が設けられ、前記下部躯体と前記上部躯体との間に空気流入空間が規定されており、前記キャップを開操作すると、前記第1空気流入口と前記第２空気流入口とが連通して外部の空気が前記空気流入空間に流入可能とすることを特徴とする請求項１記載の蓋体及びこれを利用する液体収容容器。
3. 前記蓋下部及び前記蓋上部に関連して旋回角度制御機構が設けられ、前記旋回角度制御機構は、前記上部躯体に設けられた切り欠き部と前記下部躯体に設けられた突起部とを備え、前記突起部が前記切り欠き部に受け入れられており、前記キャップを開操作すると、前記キャップと共に前記上部躯体が回動して前記切り欠き部の端が突起部に当接し、これにより前記第1空気流入口と前記第２空気流入口とが連通し、又前記キャップを閉操作すると、前記キャップが閉方向に回動され、この閉操作の終わりに前記キャップと共に前記蓋上部が回動して前記切り込み部の他端が前記突起部に当接し、これにより前記第1空気流入口と前記第２空気流入口との連通状態が解除されることを特徴とする請求項２記載の蓋体及びこれを利用する液体収容容器。
4. 前記蓋下部は、前記蓋下部の径方向内側にて下方に伸びる円筒状の下部内側スリーブ部を有し、前記蓋上部は、前記下部内側スリーブ部の径方向内側にて下方に伸びる円筒状の上部内側スリーブ部を有し、前記下部内側スリーブ部と前記上部内側スリーブ部との間に環状の前記空気流入空間が規定され、前記下部内側スリーブ部には複数の小穴が設けられ、前記空気用逆止弁は、前記複数の小穴を被うように前記下部内側スリーブ部に装着された円筒状のゴムスリーブから構成されており、前記容器本体内の空気圧が低下すると、前記ゴムスリーブが弾性変形して前記複数の小穴が解放され、外部からの空気が前記第1空気流入口、前記第2空気流入口、前記空気流入空間及び前記複数の小穴を通して前記容器本体内に流入することを特徴とする請求項２又は３に記載の蓋体及びこれを利用する液体収容容器。
5. 前記蓋上部の前記上部内側スリーブ部の上側は、漏斗状に広がり前記上部躯体に内接する漏斗状部となり、前記上部内側スリーブ部と、前記下部内側スリーブ部との間の前記空気流入空間にシール部材が介在されており、また、前記液体用逆止弁は、前記漏斗状部に着座される弁体と、前記蓋上部に摺動自在に装着され且つその先端部に前記弁体が固定された弁棒と、前記弁体を前記漏斗状部に向けて弾性的に偏奇するためのコイルバネを備えており、通常の時は、前記コイルバネの作用によって前記弁体が前記漏斗状部に着座され、液体を飲むために吸引した時には、前記コイルバネの弾性偏奇力に抗して前記弁体が前記漏斗状部から離れることを特徴とする前記請求項４に記載の液体収容容器。
6. 前記液体用逆止弁の閉鎖状態においては、液体用逆止弁の前記弁棒は前記蓋上部より上方に突出し、前記キャップを閉方向に回動して、前記容器本体の前記首部に螺合すると、前記キャップの内側が前記弁棒に作用して前記弁体が前記上部内側スリーブ部の前記漏斗状部に押し付けられることを特徴とする特徴とする請求項５記載の液体収容容器。