JP3140776U - ボトルキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】 子キャップの内筒の下端開口に対する底蓋のシール性を向上させ、内筒に圧力気体が封入されていても、その気密性を充分に確保できるようにする。外筒の内周面と内筒の外周面との間の隙間にボトル内の液体が浸入するのを防止する。
【解決手段】 底蓋３の周縁に、子キャップ２の内筒９の下端部を圧入させることができる環状凹部３ｃが一体に形成されているとともに、該環状凹部３ｃよりも軟質な材質のパッキン１２が、環状凹部との同時成形により環状凹部３ｃの内面に一体的に設けられている。このパッキン１２は、その一部分を環状凹部３ｃの内面より突出させて環状凹部３ｃに埋設されている。
【選択図】 図１７

Description

本考案は、粉末状又は液状の原料を収容する原料収容部を有し、キャップの開栓操作に伴い原料収容部の底蓋を開いて原料をボトル内に放出する原料入りボトルキャップの底蓋に関する。

従来、この種のボトルキャップとして、例えば特許文献１（実公昭４４−１２９５７号公報）及び特許文献２（特許第３２８１７３０号公報）に記載のものが知られているが、本考案者は、これらによる問題点を解決するボトルキャップとして、図１〜図４に示すようなものを先に提案し、特許出願（特願２００２−２７２１８５）するとともに、製品化している。図１及び図２はその組み立て前の状態、図３は組み立てた状態、図４はボトルにセットした状態をそれぞれ示す。

このボトルキャップは、それぞれ樹脂成型された親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とからなる。

親キャップ１は、ペットボトル等のボトル５０（図４）の口部５０ａに被せるキャップ本体５に、上下両端が開口した外筒６を一体に設けている。外筒６は、キャップ本体５の頂部５ａを上下に一体に貫通しており、頂部５ａより上側に突出した上部は、上端が開口する口部６ａとなり、また頂部５ａより下側に突出した下部は、キャップ本体５の胴部５ｂとの間に隙間を形成しながらその下端よりも下方に垂下して下端が開口する垂下筒部６ｂとなっている。この垂下筒部６ｂは、頂部５ａの近くで段差をなして細くなってから、下端開口に向かって徐々に先細となっている。垂下筒部６ｂの内周面の中途には、肉厚を僅かに厚くする微小な段部６ｃが形成されている。

キャップ本体５の胴部５ｂの内周面には、ボトル５０の口部５０ａの雄ネジ５０ｂと螺合する雌ネジ５ｃが形成され、また外筒６の口部６ａの外周面には雄ネジ６ｄが形成されている。胴部５ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット５ｄが刻設されている。

子キャップ２は、原料及び圧力気体充填部（カプセル）となる内筒９を、キャップ本体８の頂部８ａの下面から一体に突設するとともに、この内筒９の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リング１０を一体に突設している。内筒９は、キャップ本体８の胴部８ｂとの間に隙間を形成しながらそれよりもはるかに長く突出している。内筒９は、外筒６よりも径がやや小さく、外筒６との間に僅かな隙間を形成して挿入できるようになっているが、長さは外筒６よりも若干長くなっている。内筒９は、内径については上端から下端まで同じであるが、外径は、内筒９の肉厚を徐々に薄くするように上端から下端に向かって徐々に小さくなり、下端縁を外側に膨らむ突縁９ｅとしている。また、内筒９の外周面には、肉厚を僅かに薄くする微小な段部９ｃが形成されている。

子キャップ２の胴部８ｂの環状の下周縁部分８ｃは、全周にわたる細い切り込み８ｄによりその上側の部分と分離可能になっている。この切り込み８ｄより上側において、胴部８ｂの内周面には、外筒６の口部６ａの雄ネジ６ｄと螺合する雌ネジ８ｅが形成されている。図３に示すように、この雌ネジ８ｅを雄ネジ６ｃに螺合させ、更に環状の下周縁部分８ｃが雄ネジ６ｄの終端を強制的に越えるところまで子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せると、口部６ａが気密かつ液密に封止される。このとき、子キャップ２は、その環状の下周縁部分８ｃが口部６ａに対し回転不能に固定され、また内筒９の下端部が、外筒６の垂下筒部６ｂの下端開口から突出し、内筒９の外周面中途の微小な段部９ｃと外筒６の内周面中途の微小な段部６ｃとが、近接して上下に対向する。更に、密閉リング１０が外筒６の口部６ａ内に圧入するとともに、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接し、密閉リング１０が子キャップ２の胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持する状態となる。胴部８ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット８ｆが刻設され、また頂部８ａの上面には、開ける方向を指示する矢印８ｇが浮き出し形成されている。

底蓋３は、上面が凸面、下面が凹面となる押込部３ａと、該押込部３ａの周縁とで断面逆Ω状の環状凹溝３ｂを形成する環状凹部３ｃと、押込部３ａの凹面となっている下面の中央から下向きに突出する突起３ｄとを一体成型している。内筒９の下端部を環状凹溝３ｂ内に強制的に嵌め込むとともに、押込部３ａを内筒９内に押し込むことにより、底蓋３は、図４に示すように圧力気体（不活性ガス）と原料１１を充填した内筒９の下端開口を気密かつ液密に封止する。

このようなボトルキャップにおいて、子キャップ２を開く方向に回して内筒９を上昇させていくと、底蓋３の環状凹部３ｃの上縁が外筒６の下端縁に当接して底蓋３はそれ以上の上昇を拘束されるため、内筒９の下端の突縁９ｅと底蓋３の環状凹部３ｃとの嵌合が外れ、更に上昇していく内筒９から底蓋３が脱落する。これが脱落すると、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出される。底蓋３はボトル内の液中に沈降する。

しかし、このような構造にしても、子キャップ２と底蓋３において、前者の内筒９の下端の膨らんだ突縁９ｅと、後者の環状凹部３ｃの断面逆Ω状の環状凹溝３ｂとを嵌合させることで、内筒９の下端開口に対する底蓋３のシール性を高めようとしたが、圧力気体が封入された内筒６の気密性を確保するには充分ではなかった。
実公昭４４−１２９５７号公報（第１頁、第１図、第２図） 特許第３２８１７３０号公報（第２頁、第１図、第３図）

本考案の課題は、子キャップの内筒の下端開口に対する底蓋のシール性を向上させ、内筒に圧力気体が封入されていても、その気密性を充分に確保できるようにすることにある。

このような課題を達成するため、本考案では、底蓋の周縁に、内筒の下端部を圧入させることができる環状凹部が一体に形成されているとともに、環状凹部よりも軟質な材質のパッキンが、環状凹部との同時成形により環状凹部の内面に一体的に設けられている。
その好ましい形態では、パッキンは、その一部分を環状凹部の内面より突出させて環状凹部に埋設されている。

本考案によれば、底蓋の周縁の環状凹部内面に、軟質な材質のパッキンが同時成形により設けられているので、内筒の下端開口を底蓋で封止したとき、環状凹部に子キャップの内筒の下端部が圧入しているのに加え、更に環状凹部内においてパッキンが圧縮された状態で内筒の下端部に密着するため、シール性が非常に高く、内筒に圧力気体が封入されていても、その気密性を充分に確保できる。

パッキンを環状凹部に埋設すると、パッキンと環状凹部との一体性が高まるとともに、パッキンの成形性も良くなる。

次に、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施例は、基本的には図１〜図４に示した従来例と同じ構造であるため、同じ構成部分を同じ符号をもって先に説明し、その後、相違する点について説明する。

図５に示すように本実施例のボトルキャップも、それぞれ樹脂成型された親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とからなる。

親キャップ１は、ペットボトル等のボトル５０（図８）の口部５０ａに被せるキャップ本体５に、上下両端が開口した外筒６を一体に設けている。外筒６は、キャップ本体５の頂部５ａを上下に一体に貫通しており、頂部５ａより上側に突出した上部は、上端が開口する口部６ａとなり、また頂部５ａより下側に突出した下部は、キャップ本体５の胴部５ｂとの間に隙間を形成しながらその下端よりも下方に垂下して下端が開口する垂下筒部６ｂとなっている。この垂下筒部６ｂは、頂部５ａの近くで段差をなして細くなってから、下端開口に向かって徐々に先細となっている。

キャップ本体５の胴部５ｂの内周面には、ボトル５０の口部５０ａの雄ネジ５０ｂと螺合する雌ネジ５ｃが形成され、また外筒６の口部６ａの外周面には雄ネジ６ｄが形成されている。胴部５ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット５ｄが刻設されている。

子キャップ２は、原料及び圧力気体充填部（カプセル）となる内筒９を、キャップ本体８の頂部８ａの下面から一体に突設するとともに、この内筒９の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リング１０を一体に突設している。内筒９は、キャップ本体８の胴部８ｂとの間に隙間を形成しながらそれよりもはるかに長く突出している。内筒９は、外筒６よりも径がやや小さく、外筒６との間に僅かな隙間を形成して挿入できるようになっているが、長さは外筒６よりも若干長くなっている。内筒９は、内径については上端から下端まで同じであるが、外径は、内筒９の肉厚を徐々に薄くするように上端から下端に向かって徐々に小さくなり、下端縁を外側に膨らむ突縁９ｅとしている。また、内筒９の外周面には、肉厚を僅かに薄くする微小な段部９ｃが形成されている。

子キャップ２の胴部８ｂの内周面には、外筒６の口部６ａの雄ネジ６ｄと螺合する雌ネジ８ｅが形成されている。胴部８ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット８ｆが刻設され、また頂部８ａの上面には、開ける方向を指示する矢印８ｇが浮き出し形成されている。

本考案の具体例である底蓋３は、上面が凸面、下面が凹面となる押込部３ａと、該押込部３ａの周縁とで断面逆Ω状の環状凹溝３ｂを形成する環状凹部３ｃと、押込部３ａの凹面となっている下面の中央から下向きに突出する突起３ｄとを一体成型している。

以上の構成は図１〜図４に示した従来例と同じで、以下の構成が相違する。
底蓋３については、その周縁の環状凹部３ｃ内に、該環状凹部３ｃよりも軟質な材質、例えばシリコンゴムやポリプロピレン等による環状のパッキン１２が、環状凹部３ｃとの同時成形により環状凹部３ｃの内面に一体的に設けられている。このパッキン１２は、具体的には、その一部分を環状凹部３ｃの内面より突出させて環状凹部３ｃの底部に埋設され、環状凹部３ｃと一体化されている。

子キャップ２については、その胴部８ｂの下周縁に、子キャップ２と一体成形した環状のバンド部１３が分離可能に部分的に連結して付設されている。すなわち、子キャップ２の胴部８ｂとバンド部１３とは、小さな連結部であるブリッジ１４で僅かに一体に連結されているだけで、このブリッジ１４が切断すると分離するようになっている。また、子キャップ２の胴部８ｂの下周縁には小さな凹部１５ａ、バンド部１３には小さな凸部１５ｂがそれぞれ複数個所に設けられ、これら凹部１５ａと凸部１５ｂとは互いに嵌合している。なお、これら凹部１５ａと凸部１５ｂがブリッジ１４を兼ねるように、これらの嵌合部分で子キャップ２の胴部８ｂとバンド部１３とを一体に連結してもよい。

親キャップ１については、その外筒６の口部６ａの外周面に、雄ネジ６ｄの終端とキャップ本体５の頂部５ａとの間に、環状の抜け止め部６ｅが一体に設けられている。また、外筒６の垂下筒部６ｂに、その下端から途中まで延びるスリット１６が複数個所（例えば３個所）に設けられている。更に、キャップ本体５の胴部５ｂの内周面の下周縁に、多数のロック爪１７が図９に示すように全周にわたり一体に突出形成されている。各ロック爪１７は、胴部５ｂの円周の一方向に向かって、谷面１７ａと傾斜した肩面１７ｂとを有し、全体としては胴部５ｂの内周面を鋸歯状に連続している。

一方、図１０及び図１１に示すようにボトル５０の口部５０ａの外周面には、補強鍔部５０ｃ上において複数のロック爪１８が一体に突出形成されている。このロック爪１８も谷面１８ａと傾斜した肩面１８ｂとを有するが、その向きが親キャップ１側のロック爪１７とは逆向きとなっており、また大きさはそれよりも大きいが、数は少なく、例えば９０度の間隔で４個設けられている。

このような構成とした実施例１は次のような組み立て状態となる。
親キャップ１と子キャップ２との組み立てでは、図６に示すように、子キャップ２の雌ネジ８ｅを親キャップ１の雄ネジ６ｄに螺合させ、更に環状のバンド部１３ｃが抜け止め部６ｅを強制的に越えるところまで子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せると、口部６ａが気密かつ液密に封止される。このとき、子キャップ２は、そのバンド部１３が抜け止め部６ｅにより抜け止めされるとともに、内筒９の下端部が、外筒６の垂下筒部６ｂの下端開口から突出し、内筒９の外周面中途の微小な段部９ｃが、垂下筒部６ｂの内径が細くなっているところに位置する。更に、密閉リング１０が外筒６の口部６ａ内に圧入するとともに、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接し、密閉リング１０が子キャップ２の胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持する状態となる。

子キャップ２と底蓋３との組み立てでは、図７に示すように、底蓋３の環状凹部３ｃの断面逆Ω状の環状凹溝３ｂと、子キャップ２の内筒９の下端の膨らんだ突縁９ｅとを強制的に嵌合させ、内筒９の下端でパッキン１２の突出部分を圧縮させる。そうすると、内筒６の下端の膨らんだ突縁９ｅが、パッキン１２の突出部分を圧縮させたまま断面逆Ω状の環状凹溝３に圧入した状態となるので、内筒９の下端開口に対する底蓋３による閉塞は、シール性が非常に高く、内筒９に圧力気体が封入されても、その気密性を充分に確保できる。

内筒９内には図８に示すように、原料１１を圧力気体と共に封止するが、その原料としては、緑茶、コーヒー、紅茶、濃縮ミネラル、海洋深層水抽出ミネラル、健康食品、薬剤、濃縮果汁、乳製品、アルコール、濃縮野菜、スープ原料、ビタミン類、糖類、薬草類、発酵菌などを、粉末や顆粒や錠剤や液体としたものが挙げられる。また、圧力気体としては、原料１１の品質を安全に維持できる不活性ガスが良く、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、亜酸化窒素又はこれらの混合ガスが挙げられる。

上記のようにして組み立てた本実施例のボトルキャップを、図８に示すようにペットボトル等のボトル５０の口部５０ａに装着する場合、外筒６をボトル口部５０ａ内に挿入し、親キャップ１を閉じる方向に回して、そのキャップ本体５の雌ネジ５ｃをボトル口部５０ａの雄ネジ５０ｂに螺合させ、更に親キャップ１のキャップ本体５のロック爪１７がボトル口部５０ａ側のロック爪１８と噛み合うまで、親キャップ１を更に閉じる方向に回してボトル口部５０ａを封止する。

すなわち、図１２の断面図に示すように、親キャップ１を閉じる方向（矢印Ｃ方向）に回すときには、親キャップ１側のロック爪１７の傾斜した肩面１７ｂが、ボトル口部５０ａ側のロック爪１８の傾斜した肩面１８ｂと向き合って摺接しながらロック爪１８を乗り越えて行くため、ロック爪１８が有っても親キャップ１の閉じる方向への回転は可能で、親キャップ１は、限界に達するまで回してしっかりと緊締することができる。しかし、この後、親キャップ１を開く方向（矢印Ｏ方向）に回そうするときには、親キャップ１側のロック爪１７の谷面１７ａが、ボトル口部５０ａ側のロック爪１８の谷面１８ａと向き合って、親キャップ１の回転が阻止されるため、親キャップ１はボトル口部５０ａから外すことができない。

これに対して子キャップ２の場合には、これを親キャップ１に対し開く方向に回すと、親キャップ１の外筒６の口部６ａに対して上側へ螺進して行くが、子キャップ２のバンド部１３は、親キャップ１側の抜け止め部６ｅにより上昇を規制されるため、図１３に示すように、バンド部１３との連結部であるブリッジ１４が切断してバンド部１３が分離し、更に凹部１５ａと凸部１５ｂとの嵌合も外れる。

子キャップ２を更に回転させると、これに伴いその内筒９も回転しながら上昇するが、図１４に示すように、底蓋３の環状凹部３ｃが親キャップ１の外筒６の下端に当接して底蓋３はそれ以上の上昇を拘束されるため、更に上昇していく内筒９から図１５に示すように底蓋３が外れて脱落する。これが脱落すると、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出され、底蓋３はボトル５０内の液中に沈降する。

子キャップ２を抜き取っても、親キャップ１は、上記のようなロック爪１７・１８の噛み合いによりボトル口部５０ａから外すことができず、また底蓋３は、その外径が親キャップ１の外筒６の下端開口の内径より大きく、外筒６を通り抜けることができないため、底蓋３を誤飲するような事態は起こらない。

子キャップ２を抜き取った後も、図１６に示すように親キャップ１は、その外筒６の垂下筒部６ｂをボトル口部５０ａ中に挿入させたまま残るが、垂下筒部６ｂには、その下端から途中まで延びるスリット１６が形成されているため、垂下筒部６ｂとボトル口部５０ａとの間に入った液は、このスリット１６を通じて排出できる。

次に、本考案の実施例２について説明する。図１７にそのボトルキャップ全体の断面図、図１８に実施例１とは異なる部分の拡大断面図を示す。

外筒６に対する内筒９の抜出を容易にするため、外筒６の内周面と内筒９の外周面との間の僅かな隙間１９が形成されていると、この隙間１９にボトル本体５０内の液体が浸入するため、本ボトルキャップをボトル５０の口部５０ａにセットする前に、この隙間の洗浄・殺菌を行わなければならない。

そこで、実施例２は、この隙間１９への液体の浸入を防止するため、実施例１の構成に加え、外筒６の下端部の外周面に、その外径を段差的に小さくする段部６ｆを形成し、この段部６ｆが、底蓋３を閉じたときに底蓋３の環状凹部３ｃに入り込んで環状凹部３ｃの内周面に密着し、その密着部分で隙間１９をシールするようにしたものである。

段部６ｆの外周面の全周に微小突部６ｇを形成すると、この微小突部６ｇが環状凹部３ｃの内周面に食い込むため、シール性が向上する。

また、内筒９の下端には外向きの突縁９ｅが形成されているとともに、底蓋３の環状凹部３ｃの内周面の中間部分には内向き突部３ｅが形成されている。このため、子キャップ２を回して開く際にその内筒９が回転しながら上昇すると、内筒９の突縁９ｅが、環状凹部３ｃの内向き突部３ｅに圧接しながら上方へ越えて行くため、環状凹部３ｃが少し拡がるので、その内周面が段部６ｆから僅かに離れる状態となり、この状態で環状凹部３ｃの上周縁及び内向き突部３ｅが外筒７の下端に係合することで、底蓋３の脱落は支障なく行われる。なお、外向きの突縁９ｅと内向き突部３ｅとは、内筒９の下端と底蓋３との間のシール性も向上させている。

更に、外筒６の外周面はボトル口部５０ａの内周面に密着するため、これらの間にもボトル本体５０内の液体が浸入しないようになっている。

上述した実施例では、ボトル胴部に対し口部５０ａがすぼまったボトル５０に適用した場合について説明したが、本考案を適用するボトルキャップは、口部が胴部と同じような大きさの広口のボトルにも適用できる。

従来例のボトルキャップの組み立て前の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同様の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 その組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同従来例のボトルにセットした状態の断面図である。 本考案の実施例１の組み立て前の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同様の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 その組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例のボトルにセットした状態の断面図である。 同実施例における親キャップの底面図である。 ボトル側を示す斜視図である。 その口部の平面図である。 親キャップ側のロック爪とボトル口部側のロック爪との噛み合い状態を示す断面図である。 実施例１の開封動作を示す断面図で、子キャップのバンド部が分離したときの状態である。 同じく、底蓋の環状凹部と子キャップの内端との嵌合が外れる直前の状態である。 同じく、底蓋が脱落した状態である。 同じく、子キャップを抜き取った後の状態である。 本考案の実施例２の組み立て前の状態の断面図である。 その要部の拡大断面図である。

符号の説明

１ 親キャップ
２ 子キャップ
３ 底蓋
３ａ 押込部
３ｂ 環状凹溝
３ｃ 環状凹部
３ｄ 突起
３ｅ 内向き突部
５ キャップ本体
５ａ 頂部
５ｂ 胴部
５ｃ 雌ネジ
５ｄ ローレット
６ 外筒
６ａ 口部
６ｂ 垂下筒部
６ｄ 雄ネジ
６ｅ 抜け止め部
６ｆ 段部
６ｇ 微小突部
８ キャップ本体
８ａ 頂部
８ｂ 胴部
８ｅ 雌ネジ
８ｆ ローレット
８ｇ 矢印
９ 内筒
９ｃ 段部
９ｅ 突縁
１１ 原料
１２ パッキン
１３ バンド部
１４ ブリッジ
１５ａ 凹部
１５ｂ 凸部
１６ スリット
１７ ロック爪
１７ａ 谷面
１７ｂ 肩面
１８ ロック爪
１８ａ 谷面
１８ｂ 肩面
１９ 隙間
５０ ボトル
５０ａ 口部
５０ｂ 雄ネジ
５０ｃ 補強鍔部

Claims (2)

1. ボトルの口部を閉じるキャップに、ボトル内に放出される原料を収納する原料収納用筒部が設けられ、この原料収納用筒部の下端開口を密閉する底蓋において、
   前記底蓋の周縁に、前記原料収納用筒部の下端部を圧入させることができる環状凹部が一体に形成されているとともに、該環状凹部よりも軟質な材質のパッキンが、環状凹部との同時成形により環状凹部の内面に一体的に設けられていることを特徴とする原料入りボトルキャップの底蓋。
2. パッキンは、その一部分を環状凹部の内面より突出させて環状凹部に埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の底蓋。

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