JP2021529134A - スナップオンクロージャを有する箱 - Google Patents

Abstract

【解決手段】本発明は、三次元構造体（１０ａ，１０ｂ）と、その開口部（１１ａ，１１ｂ）を閉鎖するために三次元構造体（１０ａ，１０ｂ）に差し込むための蓋（２０，３０）とを有する開閉システムに関する。蓋（２０，３０）は、上壁が取り付け方向に湾曲した第１の状態と、上壁が取り付け方向とは反対側に湾曲した第２の状態との間で双安定的に変形可能な上壁（２１，３１）と、環状の縁部（２２，３２）とを有している。縁部は、第１の双安定状態では第２の双安定状態よりも大きな外周を有しており、したがって、開口部（１１ａ，１１ｂ）の壁領域（１２ａ，１２ｂ）への蓋（２０，３０）のクランプ取り付けができるよう設計されている。クランプは、縁部（２２，３２）が、第１の状態では内側から、または第２の状態では外側から壁領域（１２ａ、１２ｂ）に押し付けられることによって達成される。三次元構造体（１０ａ、１０ｂ）は、その力が、蓋（２０、３０）の一方の双安定状態から他方の双安定状態へのスナッププロセスを導くように、所定の位置（Ａ２，Ｂ２）において、外部から開閉システムに及ぼされる力を伝達するように構成されている。【選択図】図２−１

Description

本発明は、スナップオンクロージャを有する箱に関する。

スナップオンクロージャは、開状態と閉状態の間で双安定的にスナップ嵌めが可能であることを特徴とする。一般的に、スナップオンクロージャは、凹状の第１の状態と凸状の第２の状態との間で双安定的に変形可能な円盤状の上壁と、環状の端部とから構成される。環状の端部の外周面は、上壁が第１の状態から第２の状態に遷移する際に減少する。

このようなスナップオンクロージャは、以前は金属のみで作られており、Ｈｏｆｆｍａｎｎ Ｎｅｏｐａｃ社によってＫｌｉｃｋ−Ｃｌａｃｋ（登録商標）およびＫｌｉｐｐ−Ｋｒａｐｐ（登録商標）のブランドで商品化製品として販売されていた。特許文献１および特許文献２には、そのようなスナップオンクロージャがプラスチックからも作られるようになった方法が記載されている。スナップ機構の機能にとって最も重要なのは、上壁の双安定的変形を隣接する環状の端部に伝達することである。上壁の凸部と凹部の曲率との間の反転運動が、その変形応力を端部に伝達する場合にのみ、端部の拡大と、それに対応する閉鎖キャップの外周の拡大を可能にし、それにより、閉鎖キャップで覆われた容器の開封が可能となる。ここでは、上壁と端部の間の遷移に含まれる角度が両方の双安定状態において同じであること、すなわち、この遷移領域における閉鎖キャップの材料が上壁の変形応力を端部に完全に伝達するのに十分な剛性を有することが肝心である。

また、端部自体は、上壁が取り付け方向に湾曲した第１の双安定状態において、その外周が広がるのに十分な可撓性を有することが好ましい。特許文献１によれば、これは例えば、端部に、第１の状態で展開する折り目が形成されることにより実現され、それにより外周を大きくすることができる。そして、カバー全体は、均質な密度または弾性を有する単一のプラスチック材料で構成することができる。ただし、端部は、そこ以外の端部よりも柔らかい材料成分からなる少なくとも１つの拡張部をカバーの端部に形成することにより、必要な弾性を得ていることが好ましい（特許文献２参照）。拡張部は、応力を受けて弾性的に拡張して端部を凹曲率状態に拡張させる一方で、カバーの基材は、上壁と端部との間の遷移領域において一定の角度を維持するのに十分な剛性を有している。これにより、カバーは、外周が大きくなった双安定状態に折り畳むことができる。

ドイツ特許出願公開第１０２０１５１０３０３６Ｂ４号 国際公開公報第ＷＯ２０１７／０７６３９８Ａ１号

拡張部は、多成分射出成形プロセスを用いて、カバーの残りの部分と共に一体的に製造されることが好ましい。拡張部には、第２の材料成分が注入されている。第２の材料成分は、カバーの残りの部分に使用される第１の材料成分よりも柔らかい及び／又はより弾性力を有する。上壁と端部との間の遷移領域における一定の角度をさらに支持するために、この遷移領域におけるカバーは、さらに好ましくは、上壁の主領域よりも硬い（基部）材料成分をより厚い材料厚さで有するか、またはさらに硬い第３の材料成分を使用して注入されてもよい。これは、カバー材料の全体的な厚さが一定のままであってもよいという特別な利点をもたらす。均一な厚さは、視覚的に魅力的であるだけでなく、汚れが蓄積する可能性のある段差やエッジの数を減らすことができる。

端部の内周および／または外周全体に、軟質の第２の材料成分からなるラッチリングが成形されている設計が特に好ましい。このラッチリングは、開閉する開口部の側壁に設けられた溝や段差を封止することができるので、開口部の封止閉鎖さえも可能となる。

現在利用可能なプラスチック製のスナップオンクロージャにおいて、反転プロセスのユーザ操作に関してはまだ改善の余地がある。これまでは、上壁を一方の双安定状態から他方の双安定状態にスナップすることを可能にするために、その端部または上壁に形成された操作部材にて、最小限の力でカバーを押し上げるか引き上げることが必須だった。これは、指が所望の押圧点に届くには、ユーザが力を加える領域は常に十分に露出していなければならないという不都合がある。このことはひいては、好ましくないことに、容器とカバーからなる開閉システム全体の設計可能性を制限している。その一方で、ユーザが正確に定められた押圧点で力を加える場合には、スナップアクションプロセスに必要な最小減の力を小さくすることが望ましい。また、スナップアクション状態のいずれもが引っ張る力では排他的に操作可能ではない場合、もはやカバー上に（両手で操作可能な）操作部材を設ける必要はないので、利点がある。

したがって、本発明の目的は、開閉する開口部を有する三次元構造体と、双安定的に２つの状態間でスナップするカバーとからなる開閉システムにおいて、ユーザがスナップオーバープロセスをトリガーするための、好ましくは、トリガー操作に必要な最小の力を減らすためのより多くの可能性を提供することである。 特に、両方の双安定状態を手動で押すことによってトリガーできる開閉システムが望ましく、その結果、両方のスナップオープンプロセスを操作部材なしで、通常は片手だけで操作することができる。

前記課題の少なくとも部分的な解決は、本請求項１の特徴によって達成される。従属項は、好ましい実施形態に関連する。

本発明によれば、三次元構造体、特に容器または少なくとも一方側が開口しているチューブの縁部は、カバーが一方の双安定状態から他方の双安定状態にスナップされるような方法で、少なくとも１つの所定の位置で外部から開閉システムに作用する力が、カバーの縁部に伝達されるように構成されている。

開口壁に対して内側から蓋をクランプする場合、三次元構造体の開口壁は、取り付け方向に対して横方向に開口壁に作用する力が蓋の縁部に伝達されるような方法にて、好ましくは、弾性変形により、少なくとも片側、好ましくは両側に、少なくとも所定の位置で可撓性を有している。これにより、開位置へのスナップオーバープロセスをトリガーするためにユーザが蓋の上壁に操作部材を設ける必要なく、蓋を完全に閉位置への開口内に位置させることができる。特に好ましい実施形態では、取り付け方向とは反対側の最も離れた位置にある開口壁の点は、蓋の縁部が内側から壁領域に押し付けられる位置から一定量の突起によって突出している。取り付け方向に対して横方向でありこの外壁領域に作用する力は、その後、突起がレバーアームとして作用するので、より少ない力で蓋のスナッピングオーバーをトリガーすることができる。

別の好ましい実施形態によれば、カバーは、開閉する開口部の壁領域の周囲で外側からキャップとしてクランプする。取り付け方向とは反対の方向における開口部の最も外側の端部領域における開口部の壁領域の幾何学的な設計により、キャップは、縁部からキャップの中心に向かって少しオフセットされた上壁の領域でこの端部領域に接触することができる。これにより、キャップは、縁部の取り付け方向に対して横方向に作用する力だけでなく、この力が上壁との開口壁の接触点よりも半径方向にさらに外側にある圧力点に及ぼされることを条件に、取り付け方向に及ぼされる力によっても、その閉位置に引き込まれることが可能となる。ここでも、この接触点と圧力点との間の距離は、レバーアームとして機能し、相応して必要な操作力を減少させる。

本明細書では、開閉する開口部の閉鎖要素を一般にカバーと呼ぶ。カバーが開口部の壁の外側にクランプする場合、カバーはキャップと呼ばれ、カバーが開口部の壁に対して内側にクランプされる場合、蓋と呼ばれる。

以下では、いくつかの実施形態を用いて本発明をより詳細に説明する。下記図面を参照する。

（１Ａ）は、本発明の第１の実施形態において部分的に表示された閉鎖キャップの側面図であり、（１Ｂ）は、（１Ａ）の閉鎖キャップの平面図であり、（１Ｃ）は、（１Ａ）の線Ａ−Ａによる断面の拡大詳細図であり、（１Ｄ）は、（１Ａ）のＸの拡大詳細図である。 （１Ｅ）は、（１Ｃ）の線Ｃ−Ｃによる断面の拡大詳細図であり、（１Ｆ）は、（１Ｃ）の線Ｂ−Ｂによる断面の拡大詳細図で、同時にキャップ付き容器の閉鎖原理を示す。 （２Ａ）は、第１の実施形態における閉鎖キャップを開位置に有する開閉システムの断面図であり、（２Ｂ）は、閉位置にある（２Ａ）の開閉システムの断面図である。 （２Ｃ）は、開位置における第１の実施形態の第１変形例における（２Ａ）の拡大詳細図であり、（２Ｄ）は、第２変形例における（２Ａ）の拡大詳細図であり、（２Ｅ）は、第３変形例における（２Ａ）の拡大詳細図である。 （３Ａ）は、開位置における第２の実施形態に従った閉鎖蓋を有する本発明の開閉システムの断面図であり、（３Ｂ）は、閉位置における図３Ａの開閉システムの断面図である。 （３Ｃ）は、（３Ｂ）の拡大詳細図であり、（３Ｄ）は、閉位置における第２の実施形態の第１変形例における（３Ｃ）の拡大詳細図であり、（３Ｅ）は、第２変形例の（３Ｃ）の拡大詳細図であり、（３Ｆ）は、第３変形例の（３Ｃ）の拡大詳細図である。

図１−１及び図１−２の（１Ａ）〜（１Ｆ）に示す第１の実施形態では、カバーは、容器壁１２ａを外側から包み込むためのキャップ２０として設計されている。（１Ａ）〜（１Ｆ）はいずれも、キャップ２０がその凸状で外向きに湾曲したスナップ位置（すなわち、取り付け方向とは反対方向に湾曲した状態）にあることを示している。これは、キャップがロック位置で取る形状である。（１Ｆ）はまた、この位置で閉鎖されるように開口壁１２ａにスナップすることが可能であることを示しているが、これについては、図２Ａ〜２Ｅを参照し、詳細を後述する。

（１Ａ）〜（１Ｆ）に示すキャップ２０は、実質的に円形状の上壁２１を有し、その外周面に環状の縁部２２が形成されている。（１Ａ）は、一部を断面で示す側面図である。図の左側の部分では、キャップ２０を側面から見ることができ、右側の部分では、キャップ２０の裏側の内側が見えるように内側に切断されている。図において、切断されていない軟質部材（第２の材料成分）は常に点線で示されており、切断された軟質部材はクロスハッチングで示されている。一方、切断された硬質部材（第１の材料成分）は単にハッチングされている。

上壁２１がその凹状かつ下向き（すなわち取り付け方向）に湾曲した状態にスナップすると、縁部２２の外周部が増加する。２つの双安定状態において、上壁２１と縁部２２の遷移領域に含まれる角度μを一定に保つためには、キャップの材料に十分な剛性を持たせる必要がある。本発明によれば、これは、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域が、少なくとも部分的な領域において、好ましくは全周にわたって、上壁２１の中央領域よりも大きな材料厚さを有することによって達成される。図１−２の（１Ｅ）および（１Ｆ）に示すように、材料は、上向きに、すなわち、取り付け方向とは反対の方向に厚くなり、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域が内側に滑らかになるようになる。あるいは、材料を厚くすることは下方に延びてもよく、対応する輪郭の蓋の内壁面につなげることもできる。

凹型双安定状態（図２−１の（２Ａ）を参照して後述する）における外周部は、図１−２の（１Ｅ）、（１Ｆ）、図２−１の（２Ｂ）に示す凸型双安定状態と比較して拡大されている。この拡大化には、凹型双安定状態における外周部の拡大化を可能にするために、周方向における縁部２２の十分な伸縮自在性が必要となる。本発明によれば、これは、円周方向に（好ましくは等距離に）配置された、より柔らかい第２の材料成分からなる拡張部２４によって達成され、これは、図１−１の（１Ａ）および（１Ｄ）で特によく見られるように、より硬い第１の材料成分からなる中間部２３と交互に配置される。（１Ｂ）に示すように、拡張部２４は、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域から始まり、半径方向外縁に向かって広がっている。拡張部２４のより柔らかい材料は、キャップ２０の凹部（すなわち開いている）がスナップ位置にあるときに、縁部２２がその外周で拡大することを確実にする。拡張部２４は、その後、（１Ａ）および（１Ｄ）に示されている一定の幅をもはや持たないが、半径方向外側に広がる。

縁部２２は、拡張部２４と同様中間部２３においても、内周に設けられ、かつ、好ましくは、拡張部２４と同じ軟質材料成分から形成されたラッチリング２９において終端する。この内周方向のラッチリング２９は、薄肉のキャップ２０に追加の寸法安定性を与えるが、図２−１の（２Ａ）に示す凸状の折り返し位置での外周の拡大を可能にするために十分な弾性も有する。その柔らかい材料特性のために、ラッチリング２９はシールリングとして機能することができる。

ラッチングリング２９は、縁部２２のリップ部２３ａ，２４ａ上に形成されており、リップ部は、半径方向内方に９０°突出している。これは、図１−２の（１Ｆ）および特に図２−１〜図２−２の（２Ａ）〜（２Ｅ）にてより詳細に説明されるように、キャップ２０が、外側から閉鎖されるべき開口部１１ａを把持するためである。拡張部２４に隣接するリップ部２４ａは、より柔らかい第２の材料成分で作られており、一方、中間部２３に隣接するリップ部２３ａは、より硬い第１の材料成分で作られている。しかしながら、リップ部２３ａ、２４ａは、全体がより柔らかい第２の材料成分で形成されていてもよい。この場合、縁部２２の半径方向内側部分全体がラッチリング２９に属するか、またはリップ部が省略されることになる。

キャップ２０の製造方法としては、１種または２種以上の熱可塑性樹脂を用いた上述の多成分射出成形が特に好適である。この多成分技術では、上壁２１と中間部２３の第１の材料（ベース）成分を射出成形することができ、一方、拡張部２４およびラッチリング２９は、１回の製造工程で、より柔らかい第２の材料成分から直接射出成形される。また、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域のための任意の第３の（特に硬い）材料成分は、一度の多成分射出成形プロセスで直接射出成形することができる。

第１の材料成分の好ましい材料は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）および熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）である。

第２の材料成分の好ましい材料は以下の通り、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）およびポリスチレン（ＰＳ）である。

第３の材料成分の好ましい材料は、ガラス繊維強化ポリアミド（ＰＡ）または他のガラス繊維強化プラスチックである。

カバーを完全に射出成形によって製造する代わりに、別の製造ステップで事前に得られた対象物をオーバーモールドすることも可能である。例えば、シートメタルまたは軽金属（例えばアルミニウム）で作られており、外周に金属の指がある従来のＫｌｉｃｋ−Ｋｌａｃｋのボックスキャップの形状を本質的に持っているキャップを、より柔らかい（第２の）プラスチック部品で端部領域に封入することが考えられる。結果として、開閉する箱からの液体やガスの漏れに対する気密性が大幅に改善されたカバーとなる。

キャップまたは蓋を異なる硬度または弾性を有する複数の材料成分から製造する代わりに、キャップまたは蓋を熱成形工程、すなわち深絞り工程、または単一のプラスチック材料のみから射出成形工程によって製造することもできる。次いで、縁部２２の軟質な拡張部の代わりに、上述の折り目が形成され、両方の双安定状態においてそこでの内角を一定に保つために、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域に補強リブおよび／または材料の増厚が施される。

図２−１〜図２−２の（２Ａ）〜（２Ｅ）は、容器１０ａとキャップ２０とからなる開閉システムにおける本発明の第１実施形態に従ったキャップ２０の機能原理を示す。開閉する開口部１１ａは、図示された壁領域１２ａにおいて、外表面に円形の溝１３ａを有し、その下端には段差１５ａが形成されている。なお、この段差は必須ではなく、省略することも可能である。溝１３ａの上では、壁領域１２ａは、キャップ２０の縁部２２と実質的に同じ高さを有する突起１４ａへと続いている。

図２−１の（２Ａ）は、キャップ２０が開状態の凹状の位置、すなわち上壁２１が下方に湾曲した状態を示している。縁部２２の内径は、それに対応して大きくなっている。この内径は、外溝１３ａの外径よりも大きいので、図２Ａに示す開状態では、キャップ２０を開口部１１ａから取り外すことができる。

図２−１の（２Ｂ）において、上壁２１は、凸状に湾曲している、すなわち、取り付け方向とは反対方向に上方に湾曲している。そして、内向きに突出するラッチリング２９を有する縁部２２は、溝１３ａの外径よりも小さい内径しかない。したがって、キャップ２０は、開閉する開口壁１２ａとしっかりと係合しており、力Ｆが上壁２１に取り付け方向へ作用するときに、（２Ａ）に示す第１の双安定状態にスナップして戻る。弾性材料の特性により、リング２９はまた、ガスまたは液体が開口部１１ａを通って逃げるのを防止するためのシールリングとしても機能する。

図２−２の（２Ｃ）に特によく見られるように、壁領域１２ａの端部１６はテーパ状になっており、すなわち、開口部１１ａの外径はこの端部１６において狭くなっているが、開口部１１ａの内径は一定のままである。これにより、上壁２１と縁部２２との間の遷移領域から距離ａ１だけカバー２０の中心に向かってオフセットされた、上壁２１と端部１６との間の接触点Ａ１が設けられる。圧力点Ａ２において、実質的に取り付け方向に作用する力Ｆ_２が上から上壁２１に及ぼされると、この力Ｆ_２は、長さａ１のレバーアームを介して縁部２２に作用し、スナップオーバープロセスをトリガーする。今までは、これは、図２−１の（２Ａ）、図２−２の（２Ｃ）、（２Ｄ）の縁部２２に横方向から直接作用する、実質的に取り付け方向に対して横方向からの力Ｆ_０によってのみ可能であった。

図２−２の（２Ｃ）にも示されているように、追加の延長部１８は、任意の変更にしたがって、縁部２２に取り付けられるか、または成形されてもよい。この延長部１８は、ユーザが延長部１８でキャップ２０を圧縮するときに、延長されたレバーアームを介して力を発揮することができるので、取り付け方向に対して実質的に横方向に作用し、キャップを閉じるために必要とされる力Ｆ_０を、より低い値Ｆ_１に低減することを可能にする。

図２−２の（２Ｄ）に示す別の変形例によれば、レバーアームａ１は、端部１６'に狭窄要素１７を備え付けることによって延長することができ、この狭窄要素１７は、端部１６'に取り付けられるか、または端部１６'に一体的に形成されることができ、また、端部における壁領域１２ａ、すなわち開口部１１ａの内径をも狭窄する。そして、圧力点Ａ２に及ぼされた力Ｆ_３は、接触点Ａ１をレバー点として、より長いレバーアームａ２を介して縁部２２にさらに効率的に作用し、それにより、スナップオーバープロセスの解除を容易にする。

図２−２の（２Ｅ）に示す別の変形例によれば、（２Ｃ）のレバーアームａ１は、上壁延長部１９によっても延長することができる。（２Ｃ）に示す延長部１８とは対照的に、上壁延長部１９は、縁部２２ではなく、上壁２１に配置されている。この上壁延長部１９は、部分的に、またはその全周にわたって、上壁２１に取り付けられたり、上壁２１と一体的に成形されたりすることができる。この上壁延長部１９は、取り付け方向に実質的に作用し、キャップ２０を閉じるために必要とされる力Ｆ_２を、より低い値Ｆ_３'に低減することを可能にする。ユーザが上壁延長部１９の圧力点Ａ２でキャップ２０を押し下げると、印加された力Ｆ_３'は、接触点Ａ１をレバー点とするより長いレバーアームａ２'により、（２ｃ）のレバーアームａ１を介した力Ｆ_２によって生成されたトルクよりも大きなトルクを生成する。そうでなければ、（２Ｅ）に示された変形例による構造は、（２Ｃ＿のものに対応する。また、（２Ｃ）、（２Ｄ）及び／又は（２Ｅ）に示された変形例も、組み合わせて使用することができることは言うまでもない。

図３−１〜図３−２の（３Ａ）〜（３Ｆ）は、本発明に関する他の開閉システムの機能を示す。このシステムは、開口部１１ａを閉鎖するために、第２の実施形態に従った蓋３０を使用する。蓋は、キャップ２０について先に説明したのと同様の方法で製造することができ、同様の方法で縁部３２に膨張部および中間部を有し、それにより、図の断面では、明瞭さのために中間部３３のみが見える。また、蓋３０もキャップ２０と同様にリップ部や変形例が可能である。

蓋２０との唯一の違いは、蓋３０が内向きに突出したラッチリング２９ではなく、外向きに突出したラッチリング３９を有していることである。これは、外側からではなく、内側から容器壁にクランプすることを意図しているからである。別の考えられる選択肢は、もちろん、内側に突出したラッチリングと外側に突出したラッチリングの両方を有するカバーであり、これはキャップとカバーの両方として使用することができる。さらに、蓋３０を箱１０ｂ上に逆さまに配置することも、その機能性を大きく変えることなく可能である。そうすれば、縁部３２の中間部は、取り付け方向に延びるのではなく、それとは反対方向に延びることになり、蓋３０は、取り付け方向に上壁３１に圧力を与えることによって、その閉状態から開状態に変化することになり、これは、特定の用途に有利でありうる。

縁部３２は、このようにして、その膨張部（図示せず）と中間部３３の両方で、外周方向のラッチリング３９の中で終了する。ラッチリングはまた、より柔らかい材料成分、好ましくは膨張部と同じ材料から形成されている。この円周方向のラッチリング３９は、薄肉の蓋３０に寸法安定性を付加するだけでなく、図３−１の（３Ｂ）に示す凸状の折り畳み位置における外周の拡大を可能にするのに十分な弾性をも有する。柔らかい材料構成であるがために、ラッチリング３９は、開閉する開口壁１２ｂの内側溝１３ｂ内で特に良好にクランプするだけでなく、シールリングの機能も提供することができる。

開閉する開口部１１ａの壁領域１２ｂには、蓋３０が係合する環状の溝１３ｂが内側に形成されており、その下端には段差状の肩部１５ｂが形成されている。なお、溝１３ｂよりも上方の（すなわち、取り付け方向に対する）壁領域１２ｂの領域を突出部１４ｂという。

蓋３０が上方から開口部１１ｂに挿入されると、縁部３２がラッチリング３９で段差部１５ｂに突き当たる。これが、蓋３０の軸方向の端部位置が、ロックのために意図された端部位置に達したことをユーザに知らせる。ユーザが垂直下方に作用する力Ｆによって上壁３１を下方に押すと、上壁３１は、図３−１の（３Ａ）に示された凸型双安定状態から（３Ｂ）に示された凹型双安定状態にスナップする。好ましくは（上記で説明したように）増加した材料の厚さによって支持されている、上壁３１と縁部３２との間の遷移領域におけるカバー材料の剛性のために、このスナップオーバプロセスの間、角度μは一定のままであり、それによって縁部３２は側方にわずかに外側に折り畳まれ、ラッチリング３９が溝１３ｂ内にスナップするようになる。（３Ｂ）の凹んだ上壁位置では、ラッチリング３９は、開口壁１２ｂの環状溝１３ｂ内で内側から横方向に押圧し、それによって蓋３０を閉位置にロックする。材料は、延長部３４内で−平面図で見ると−拡幅状態に延伸され、この折り畳み過程で縁部３２の外径が増大する。（３Ｃ）は、溝１３ｂへのリング３９の係合を詳細に示している。

開口部１１ｂを再び露出させるためには、蓋３０を元の状態にスナップさせなければならない。蓋３０は、減少した外径により、開口部１１ｂから引き抜くことができる。従来は、この目的のために上壁３１に操作部材が設けられていた。この操作部材により、蓋３０を挟持して上方に引き上げることができた。後述するように、本発明の第２実施形態では、容器壁１２ｂに横方向（取り付け方向に対して横方向）に作用する力Ｆ_４，Ｆ_５で蓋３０を開くことができるので、操作部材を省くことができる。

図３−２の（３Ｃ）の拡大図で最もよく見られるように、突出部１４ｂは、壁領域１２ｂの最外端（取り付け方向とは反対側）までの長さｂ１を有している。ユーザが、押圧点Ｂ２で外側から取り付け方向に対して横方向に、壁領域１２ｂに力Ｆ_４を加えると、この力は、長さｂ１がレバーアームとして作用し、壁領域１２ｂと縁部３２との間の接触点Ｂ１で、突起１４ｂの弾性変形によってカバー３０にそのように作用し、縁部３２を直接押したり、操作部材などを介して上壁３１を引っ張ったりすることなく、カバー３０を開状態にスナップすることができる。

図３−２の（３Ｄ）に示すように、突出部１４ｂ'は、第２実施形態の第１変形例によれば、より長くすることもできる。これは、レバーアームを長さｂ２まで延長し、カバー３０を開くのに必要な力Ｆ_５を減少させるだけでなく、カバー３０は開口部１１ｂ内で完全に保護され、これにより、開閉システムが意図せず開いてしまう可能性が低くなる。

図３−２の（３Ｅ）は、第２実施形態の第２変形例を示す。ここでは、内側溝１３ｂの下の壁領域１２ｂには、スライダ１３ｃが取り付けられる開口部が形成されている。スライダ１３ｃは、カバー３０を開くための棒状の作動要素であり、取り付け方向に対して横方向に開口部内で変位可能である。この目的のため、ユーザは、スライダ１３ｃの外端部に取り付けられた又は一体的に形成されたアクチュエータ１３ｄに、取り付け方向に対して横方向の外側から力Ｆ_５'を加える。図示された実施形態の変形例では、アクチュエータ１３ｄは、半球状の作動ノブの形状を有する。

スライダ１３ｃの他端は、容器１０ｂ内の縁部３２から取り付け方向に突出した縁部の延長部３４の端部に合流する。延長部３４は、部分的にまたは全周にわたって、縁部３２に取り付けられるかまたは縁部３２と一体的に形成することができる。図示の変形例では、延長部は実質的に長さｂ３を有し、したがって縁部３２よりも長い。延長部３４は、縁部３２と上壁３１との間の遷移領域までの長さｂ３のレバーアームとして機能する。

スライダ１３ｃがアクチュエータ１３ｄを介して最小力Ｆ_５'で内側に押し込まれると、延長部３４は、開放双安定状態に切り替わるのに必要なトルクをレバーアームｂ３を介して上壁３１に伝達するように、容器の内部にそのように遠くまで移動される。残りの壁領域１２ｂに作用するときの同じ力Ｆ_５'は、カバー３０の開放には十分ではないだろう−例えば、容器の壁の厚さまたは強度が、縁部の延長部３４への力の伝達を困難にするのに十分な大きさであるからである。これは、箱−蓋システムの意図しない開放に対する安全性をさらに高める。

また、図３−２の（３Ｆ）の第２実施形態の第３変形例に示すように、スライダ１３ｃ及びアクチュエータ１３ｄを省略してもよい。その代わりに、壁領域１２ｂには、壁の厚みが弱くなっている狭窄部１３ｅが設けられていてもよい。狭窄部１３ｅは、円周方向のリング状の凹部として設けてもよいし、部分的に配置された把持用の凹部としてのみ設けてもよく、好ましくは、対向する２箇所に設けてもよい。狭窄部１３ｅの領域における壁領域を半径方向内方に押すために最小力Ｆ_５"が使用される場合、延長部３４は、レバーアームｂ３を介して上壁３１を開放双安定状態に切り替えるのに必要なトルクを伝達する程度に、容器の内側に向かって変形する。狭窄部１３ｅによって弱められた壁の厚みとは別に、容器壁１２ｂは、力Ｆ_５"で不用意に開くことを防止するのに十分な強度を有している。これにより、第２の変形例において生じ得る、壁の開口部とスライド１３ｃとの容器の気密性が損なわれることを回避することができる。一方、特定の用途では、そのような壁の破断は、例えば容器内と周囲の圧力との間の圧力の均等化のために望ましい。狭窄部１３ｅの代わりに、壁領域１２ｂはまた、別の方法で、例えば、より柔らかい材料成分を使用することによって、またはその後に壁領域１２ｂをこの位置で柔らかくすることで、柔らかくすることができる。

要約すると、本発明は、三次元構造体１０ａ，１０ｂ、特に容器または技術装置の開口部領域と、その開口部１１ａ，１１ｂを閉鎖するために三次元構造体１０ａ，１０ｂに嵌め込むためのカバー２０，３０とを備えた開閉システムに関するものである。カバー２０，３０は、取り付け方向に湾曲した第１の状態と取り付け方向とは反対側に湾曲した第２の状態との間で双方向に変形可能な上壁２１，３１と、環状の縁部２２，３２とを有している。縁部は、第１の双安定状態では第２の双安定状態よりも大きな外周を有しており、したがって、縁部２２，３２が第１の状態で壁領域１２ａ，１２ｂを内側から押し付けたり、第２の状態で壁領域１２ａ，１２ｂを外側から押し付けたりすることにより、開口部１１ａ，１１ｂの壁領域１２ａ，１２ｂに対するカバー２０，３０のクランプ装着を効果的に行うように適合されている。三次元構造体１０ａ，１０ｂは、カバー２０，３０の２つの双安定状態の一方から他方へのスナップにつながるような方法で、所定の位置Ａ２，Ｂ２で開閉システムに及ぼされる力を外部から伝達するように構成されている。

１０ａ，１０ｂ…容器、１１ａ，１１ｂ…開口部、１２ａ，１２ｂ…側壁、１３ａ…外溝、１３ｂ…内溝、１３ｃ…スライダー付き壁貫通孔、１３ｄ…アクチュエータ、１３ｅ…狭窄部、１４ａ，１４ｂ，１４ｂ'…突出部、１５ａ，１５ｂ…段差、１６，１６'…端部、１７…狭窄要素、１８…キャップの縁部の延長部、１９…上壁の延長部、２０，３０…カバー、２０…キャップ、３０…蓋、２１，３１…上壁、２２，３２…縁部、２３，３３…中間部（硬い）、２４…拡張部（柔らかい）、２３ａ…リップ部内側（硬い）、２４ａ…リップ部内側（柔らかい）、２９…内側ラッチリング（柔らかい）、３３ａ…リップ部外側（硬い）、３４…カバーの縁部の延長部、３９…外側ラッチリング（柔らかい）、ａ１，ｂ１，ａ２，ａ２'，ｂ２，ｂ３…レバーアーム、Ａ１，Ｂ１…接触点、Ａ２，Ｂ２…押圧点

Claims (20)

1. 開閉する開口部（１１ａ；１１ｂ）を有する三次元構造体（１０ａ；１０ｂ）と、
   前記開口部（１１ａ；１１ｂ）を閉じるために前記三次元構造体（１０ａ；１０ｂ）に取り付けるためのカバー（２０；３０）と、を備え、前記カバー（２０；３０）は、
   取り付け方向に傾斜した第１の状態と、当該取り付け方向と反対側に傾斜した第２の状態との間で双安定的に変形可能な上壁（２１；３１）と、
   前記第１の双安定状態のほうが前記第２の双安定状態よりも大きい外周を有し、それゆえに、当該第１の状態において内側からまたは当該第２の状態において外側から壁領域（１２ａ；１２ｂ）に対して縁部（２２；３２）を押すことによって、前記開口部（１１ａ；１１ｂ）の当該壁領域（１２ａ；１２ｂ）に対する前記カバー（２０；３０）のクランプ取り付けを効果的に行えるよう適合されている環状の縁部（２２；３２）と、を備え、
   前記三次元構造体（１０ａ；１０ｂ）は、前記カバー（２０；３０）が２つの双安定状態のうちの一方から他方に折れ曲がるような方法で、少なくとも１つの所定の位置（Ａ２；Ｂ２）の外部から当該開閉システムに及ぼされる力を伝達するように構成されていることを特徴とする
   開閉システム。
2. 前記開閉システムの閉状態では、前記カバー（３０）の前記縁部（３２）は前記第１の状態において壁領域（１２ｂ）に対して内側から接触点（Ｂ１）で押圧し、
   前記三次元構造体（１０ｂ）は、少なくとも前記所定の位置（Ｂ２）において、少なくとも１つ好ましくは２つの対向する外側面から前記開口部（１１ｂ）の前記壁領域（１２ｂ）への前記取り付け方向に対して横方向に作用する力（Ｆ_４、Ｆ_５、Ｆ_５'）によって、前記カバー（３０）が前記第１の双安定状態から前記第２の双安定状態へと折れ曲がるように可撓性を有する材料から製造される
   請求項１に記載の開閉システム。
3. 前記壁領域（１２ｂ）は、好ましくは段差状の肩部（１５ｂ）の形態で、前記開口部（１１ｂ）の大きさが小さくなる少なくとも１つの狭窄点を有し、
   前記カバー（３０）の大きさは、当該開閉システムの開状態においては、当該カバーは前記狭窄点まで前記開口部（１１ｂ）に収まり、その縁部（３２）が当該狭窄点に対して静止するように寸法決めされている
   請求項２に記載の開閉システム。
4. 前記開閉システムを開くために、
   対向する２つの外側面から前記取り付け方向に対して横方向に作用する前記力（Ｆ_４、Ｆ_５）が、前記取り付け方向とは反対方向に前記狭窄部から間隔をおいた押圧点（Ｂ２）で開口部（１１ｂ）の壁領域（１２ｂ）に作用し、
   前記力（Ｆ_４、Ｆ_５）は、前記狭窄部に接する前記縁部（３２）の接触点（Ｂ１）と押圧点（Ｂ２）との距離によって形成されたレバーアーム（ｂ１、ｂ２）を介して作用し、前記カバー（３０）が前記第１の双安定状態から前記第２の双安定状態へと折れ曲がるようにする
   請求項３に記載の開閉システム。
5. 前記壁領域（１２ｂ）は、前記取り付け方向とは反対方向に前記狭窄部から間隔をおいて、前記カバーの縁部（３２）の締め付け要素、特にラッチリング（３９）と係合するように構成された溝（１３ｂ）を有していることを特徴とする
   請求項３又は４に記載の開閉システム。
6. 前記取り付け方向の延長部（３４）は、縁部（３２）に取り付けられているか、または縁部（３２）と一体的に形成されており、前記取り付け方向の前記カバー（３０）の閉状態において、前記三次元構造体（１０ｂ）の少なくとも前記所定の位置（Ｂ２）まで延びており、前記壁領域（１２ｂ）の対向する２つの外側面から前記上壁（３１）に作用する力（Ｆ_４、Ｆ_５、Ｆ_５'、Ｆ_５"）を、前記上壁が前記第１の双安定状態から前記第２の双安定状態へと折れ曲がるような方法で伝達し、
   壁領域（１２ｂ）は、好ましくは前記所定の位置（Ｂ２）に摺動要素（１３ｃ）を有する貫通部を有しており、当該摺動要素（１３ｃ）は、前記カバー（３０）を開くために前記延長部（３４）に押し付けられるように、前記取り付け方向に対して横方向に延び、前記壁領域（１２ｂ）の少なくとも１つまたは好ましくは２つの対向する外側面から作用する力（Ｆ_５"）により前記取り付け方向に対して横方向に移動可能である
   請求項１又は２に記載の開閉システム。
7. 当該開閉システムの閉状態においては、前記カバー（２０）の前記縁部（２２）は、前記第２の状態において、前記壁領域（１２ａ）に対して外側から接触点（Ａ１）で押圧し、
   最外端部（１６）における前記壁領域（１２ａ）は、前記取り付け方向と反対側から見たときに、前記第１の双安定状態から前記第２の双安定状態への前記カバー（２０）のスナップオーバーしたがって開閉システムの閉鎖が、前記カバー（２０）の前記縁部（２２）の２つの対向する面から前記取り付け方向に対して横方向に作用する前記力（Ｆ_０、Ｆ_１）だけでなく、前記上壁（２１）の所定の位置（Ａ２）の前記取り付け方向に作用する力（Ｆ_２，Ｆ_３，Ｆ_３’）によっても行われることができないような形状をしている
   請求項１に記載の開閉システム。
8. 前記壁領域（１２ａ）の前記最外端部（１６）は、当該開閉システムの開状態においては、前記カバー（２０）の前記上壁（２１）が、前記上壁（２１）と前記縁部（２２）との間の遷移領域よりも前記開口部の中心に近い接触点（Ａ１）で前記壁領域（１２ａ）に接触するような形状をしており、
   押圧点（Ａ２）で前記取り付け方向に前記カバー（２０）の前記上壁（２１）の領域に作用する力（Ｆ_２、Ｆ_３、Ｆ_３'）が、当該押圧点（Ａ２）と前記接触点（Ａ１）との間に形成されたレバーアーム（ａ１、ａ２、ａ２'）を介して前記縁部（２２）に作用し、前記カバー（２０）を前記第１の双安定状態から前記第２の双安定状態にスナップオーバーさせる
   請求項７に記載の開閉システム。
9. 前記壁領域（１２ａ）の前記最外端部（１６，１６'）は、前記取り付け方向に対して横方向にテーパ状になる形状を有している
   請求項８に記載の開閉システム。
10. 前記開口部（１１ａ）は、前記壁領域（１２ａ）の前記最外端部（１６、１６'）で狭くなっている
    請求項８又は９に記載の開閉システム。
11. 前記取り付け方向に実質的に延びる延長部（１８）は、前記縁部（２２）に取り付けられているか、または前記縁部（２２）と一体的に形成されており、前記力（Ｆ_１）の前記レバーアームを伸ばし、当該力は、当該開閉システムを閉鎖するために、当該縁部（２２）上の少なくとも１つ好ましくは２つの対向する外側面から前記取り付け方向に対して横方向に作用し、および／または
    前記取り付け方向に対して実質的に横方向に延びる延長部（１９）は、前記上壁（２１）に取り付けられているか、または前記上壁（２１）と一体的に形成されており、前記力（Ｆ_３’）の前記レバーアーム（ａ２’）を伸ばし、当該力は、当該開閉システムを閉鎖するために、前記所定の位置（Ａ２）にて前記取り付け方向に作用する
    請求項８〜１０のいずれか１項に記載の開閉システム。
12. 前記三次元構造体（１０ａ；１０ｂ）は、容器、特に円形の開口部（１１ａ；１１ｂ）を有する箱である
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の開閉システム。
13. 前記カバー（２０；３０）の前記縁部（２２；３２）は、当該縁部（２２；３２）の残りの部分が形成される第１の材料成分よりも柔らかく、前記第１の双安定状態における前記縁部の外周面を前記第２の双安定状態と比較して広げることを可能にする第２の材料成分で形成された少なくとも１つの拡張部（２４）を含んでいる
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の開閉システム。
14. 前記カバー（２０；３０）は、多成分射出成形プロセスによって一体的にプラスチックで作られている
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の開閉システム。
15. 前記カバー（２０；３０）の前記縁部（２２；３２）は、前記縁部（２２；３２）と前記上壁（２１；３１）との間の遷移領域から始まり、好ましくは半径方向に縦、横、または下方に延び、前記縁部（２２；３２）の残りの部分のより硬い第１の材料成分の中間部（２３；３３）と等距離で交互になる、より柔らかい第２の材料成分の複数の拡張部（２４）から構成されている
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の開閉システム。
16. 前記上壁（２１；３１）が前記縁部（２２；３２）に合流する角度（μ）は一定である、すなわち前記第１の双安定状態においても前記第２の双安定状態においても同じであり、当該角度（μ）は好ましくは９０°より大きく、特に１００°から１２０°の間である
    請求項１〜１５のいずれか１項に記載の開閉システム。
17. 前記上壁（２１；３１）から前記縁部（２２；３２）への遷移における材料厚さは、少なくとも一部の領域において、前記カバー（２０；３０）の残りの領域よりも大きく、好ましくは前記上壁（２１；３１）の最小材料厚さの複数倍、特に約３〜４倍の大きさである
    請求項１〜１６のいずれか１項に記載の開閉システム。
18. 前記カバー（２０；３０）は、前記上壁（２１；３１）から前記縁部（２２；３２）への遷移において、前記上壁（２１；３１）の残りの部分が少なくとも優勢に構成されている第１の材料成分よりも硬い第３の材料成分から作られた少なくとも一部の領域において、前記カバー（２０；３０）全体は、好ましくは実質的に均一な材料の厚さを有している
    請求項１〜１７のいずれか１項に記載の開閉システム。
19. 前記拡張部（２４）との領域内および外側の前記縁部（２２；３２）は、前記取り付け方向に軸方向に延びるか、またはそれと反対方向に延びる中央部と、当該中央部に隣接して半径方向内側および／または外側に延びるリップ部（２３ａ、２４ａ；３３ａ）とを有する
    請求項１〜１８のいずれか１項に記載の開閉システム。
20. 前記縁部（２２；３２）または前記リップ部（２３ａ、２４ａ；３３ａ）の端部領域では、ラッチリング（２９；３９）が一体的に形成されており、当該ラッチリングはまた、第１の材料成分よりも柔らかいまたはより弾性のある材料で形成されており、
    前記ラッチングリング（２９；３９）は、好ましくは、第２の材料成分から形成されている
    請求項１〜１９のいずれか１項に記載の開閉システム。

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