JP3712419B2 - 瓶又はこれと類似のもののための閉鎖栓 - Google Patents

Description

本発明は請求項１の上位概念に記載の瓶又はこれと類似のもののための閉鎖栓に関する。
イギリス国特許第２０１３６３５号明細書により当該形式の閉鎖栓が公知であり、この閉鎖栓においては、シール部分に設けた半径方向の突起が、瓶頸部の内側の開口縁の領域で瓶頸部の内壁に当接する。円筒状のシール部分は極めて短く、かつ外面に設けた突起はキャップ状の閉鎖部分の底部の近くに位置している。底部は過圧時に弾力的に隆起可能である。隆起時にこのほぼ軸方向の隆起運動に、シールする突起が追従し、やがてこの突起は規定された過圧ひいては規定された隆起時に瓶頸部の内側の開口縁から解放されて隙間を形成し、この隙間を通って過圧が逃がされる。この形式で閉鎖栓により逃し弁が形成され、この逃し弁により瓶の破裂ひいては危険が回避される。
この公知の閉鎖栓の欠点とするところは、瓶頸部の、実際に弁座として作用する前方の内縁が高い製作精度を有しており、従って、このことにより、閉鎖栓により形成された逃し弁によって開放されかつ再び閉鎖される最も重要な領域内で、シールする突起の規定された当接が保証されないことにある。その他にも、この種の瓶、特に多数回再使用されるガラス瓶では瓶頸部の内側の開口縁が損傷を被り、これが非シール性をもたらす。
この公知の閉鎖栓の別の欠点とするところは、シールする突起が、閉鎖栓により閉鎖された瓶の内容物の加熱及び再冷却により実際に生じる圧力変化時に、弁座として作用する瓶開口の前方の内面上で常に軸方向の滑り運動を行い、このことが突起のシール面の摩耗又は損傷を生ぜしめ、これが非シール性をもたらす。
最後に、この公知閉鎖栓の別の１つの欠点とするところは、軸方向の運動性への要求が円筒状のシール部分の外部でキャップの軸方向の弾力性を要求することにある。この要求は、ねじキャップとして形成されたこの公知の閉鎖栓では、円筒状のシール部分の外部で底部を剪断することと、外側の円筒状の部分を軸方向に延長することにより達成される。しかし、この延長には、ねじ締めトルクに依存したプレロード、いかなる場合でもユーザによる使用時にやはりどのようなトルクでユーザがねじキャップをねじ閉めるかに常に依存したプレロードが関与する。このことの結果、安全の理由で圧力負荷軽減を行わなければならない圧力が固定的に規定されず、むしろ偶然に依存しており、従って、圧力が著しく高い場合の瓶の破裂を回避するために所望の安全性が得られない。
イギリス国特許第９５８４１７号明細書によれば、当該形式に類似した閉鎖栓が公知であり、この閉鎖栓は同様にねじキャップとして形成されており、このねじキャップは内側でその底部に突起を備えており、この突起はストッパとして役立てられており、かつ瓶頸部にねじキャップをねじ閉める際に外側で瓶頸部の端縁に当接する。このことにより、キャップの、ねじ山を備えた外側の部分の延長が、底部に軸方向の運動性を付与するために十分に利用されない。この軸方向の運動性の弾性が開放圧のための基準となるが、しかし、弾力性のためには円筒状のシール部分と瓶頸部の端面の外縁との間の領域だけが供用されるため、申し分のない弾性的な弾力性を得るためには底部が極めて薄くなければならない。このことは不利であり、特にその際、製作誤差が特に著しく影響する。
本発明の課題は、瓶頸部の開口の前方の内縁における不正確又は損傷が不利に影響することなく、かつ圧力が頻繁に変化してもそのシール作用が損なわれないような、請求項１の上位概念に記載した形式の閉鎖栓を提供することにある。
本発明のこの課題は請求項１の特徴概念に記載した要件により解決される。
本発明にもとづく理論の基本思想の存するところは、閉鎖栓と瓶の頸部との間に形成された逃し弁の開放が、シール部分に設けたシールする突起の軸方向の運動−この軸方向運動に際しては瓶頸部の開口の前方の内縁の位置及び性質が極めて重要であるが−によっては生ぜしめられず、むしろシールする突起の半径方向内向きの運動により生ぜしめられることにある。この半径方向の運動は、円筒状のシール部分の半径方向ですぐ外側に、ヒンジとして作用する横断面狭窄部が底部に設けられることにより得られる。このことにより、閉鎖部分の底部の隆起時にその縁領域が横断面で見て、このように形成されたヒンジを中心として旋回し、他面において外側に位置する領域はほぼ影響されないままである。円筒状のシール部分がヒンジのすぐ内側で固定的に底部と結合されており、かつこれにより底部と円筒状のシール部分との間にアングルレバーが形成されており、このアングルレバーがヒンジを中心として旋回可能であり、このことの意味するところは、底部の隆起時にシール部分が内向きに旋回し、これによりその外面に存在するシールする突起が負荷軽減され、かつ圧力が十分である場合に瓶頸部の円筒状の内面から持上げられるということである。
この半径方向の負荷軽減又は半径方向の持上がりをあらゆる状態で保証するために、本発明の特別な１特徴によれば、過圧により底部が隆起するすべての場合に突起が瓶の頸部のほぼ円筒状の内面の範囲内に位置するように、半径方向でシールする突起が配置されている。
この要件は主として、円筒状のシール部分が実際にレバーを形成するという横断面観察に関連している。しかし、これは現実的には円筒体であり、従って横断面で観察したレバー作用は周囲に関連しては現実には円筒状のシール部分の横断面狭窄部を意味している。しかし、圧力負荷軽減又は突起の持上がりという形での作用には何の変りもない。勿論、機械的な関連には円筒状のシール部分の長さ及び剛性が関与するが、しかし、それらの値の決定は当業者の簡単な能力の枠内にある。このことは、キャップ状の閉鎖部分の底部の、ヒンジを成す横断面狭窄部の構成についてもあてはまる。この横断面狭窄部は所望の旋回容易性を得るためには軸方向に十分大きくなければならない。他面において、横断面狭窄部は半径方向では、不所望な平行運動が軸方向に生じてしまうように大きくてはならない。
本発明の変化実施例によれば、閉鎖部分が、ヒンジとして作用する横断面狭窄部の半径方向外側に、瓶の頸部に設けた対向して位置する対向ストッパへ当接させるための軸方向のストッパを備えている。その場合、このストッパが、瓶頸部の、対向ストッパ面を形成している端面の半径方向範囲内に配置されていると効果的である。このストッパは例えばシンプルに延長されたと考えられる底部により形成されることができ、この底部は瓶頸部の端面に衝突して外側の縁領域内で閉鎖栓底部の固定的な位置を生ぜしめ、このことにより、軸方向のヒンジの運動ひいてはシール部分の突起に形成されたシール面の軸方向運動が排除され、ひいては瓶頸部の円筒状の内面とのシール面の摩擦も排除される。このことにより、圧力変動により閉鎖部分の底部に隆起変化が生じた場合でもこのシール面の摩耗及び損傷が生じない。
勿論、閉鎖部分に設けた軸方向のストッパは、過圧がこのストッパを通って逃げることができるように形成されなければならない。ストッパがリング状である場合には、この逃げは半径方向の通路又はダクトにより保証されることができる。しかしまた、このストッパは閉鎖部分の周囲にわたり分配して配置されていてそれらの間に通路を形成する非連続的な複数のストッパであることもできる。さらにこのストッパは、それが瓶頸部の外側で、対向ストッパを形成する突起に衝突するように形成されることもできる。
本発明の変化実施例によれば、閉鎖部分の底部と円筒状のシール部分との間にリブが配置されており、このリブが、底部と閉鎖部分とにより形成されたアングルレバーを補強している。このことにより、閉じられた瓶内の圧力増大にもとづく隆起時に底部の運動が一層有効に円筒状のシール部分へ伝達され、それゆえ、圧力負荷軽減又は特に半径方向外向きにシール部分に作用する内圧に抗した突起の持上がりが改善される。
リブの有効な作用を得るために、最も簡単にはリブを１つだけ設ければ十分である。勿論、複数のリブを有利には同間隔で周囲にわたり配置することも可能である。
この構成の有利な変化実施例によれば、リブがシール部分へ移行する領域内では、シールする突起から軸方向に離れた領域内までリブが延びている。このことにより、軸方向でレバーと突起との間に、補強されていない弾性的な領域が残される。
この構成の有利な変化実施例によれば、リブが底部への移行する領域内では、閉鎖部分の軸線もしくは中心から半径方向で離れた領域内までリブが延びている。このことにより、圧力増大時に底部の隆起の悪影響が抑制され、ひいては逃し弁としての作用が改善される。
最後に、本発明の有利な別の実施例によれば、横断面狭窄部は半径方向で、横断面狭窄部により形成されたヒンジが瓶の頸部の内面の仮想延長面上に位置するように配置される。狭窄部ひいてはヒンジ若しくは回り継手のこの位置により、瓶頸部の内壁に当接した半径方向のシールする突起は閉鎖キャップの底部の隆起時に常に瓶頸部の内周面に対して直角方向にのみ圧力負荷軽減され、もしくは持上げられる。これにより、瓶頸部の内周面に沿ったシールする突起の軸方向での摩擦運動ひいては摩耗及びシール性喪失が抑制される。
次に、１実施例につき本発明を図面について詳細に説明する。
図面はねじキャップとして形成されていて瓶の前方部分でのみ示された頸部２上にねじ閉められた閉鎖部分１を断面し、かつ部分的に切り取って示す。
閉鎖部分１は底部３を備えており、この底部からは軸方向に頸部２の内部内へ円筒状のシール部分４が延びており、このシール部分はその外側に突起５を備えており、この突起は頸部２の円筒状の内面６に当接している。突起５の外径は内面６の直径に比して若干大きく、それも突起５が図示のねじ閉められた状態において予め規定された力で内面６に当接するように寸法決めされている。要するに、突起５は頸部２の開口の前方の内縁７には接触しない。
底部３はシール部分４の半径方向ですぐ外側に横断面狭窄部８を備えており、この横断面狭窄部はヒンジを形成しており、このヒンジを中心として、底部３の横断面狭窄部８から半径方向内向きに延びている部分とシール部分４とにより形成されているアングルレバーが旋回可能である。
閉鎖部分１の外側の円筒状の保持部分１２がその内側に内ねじ山１３を備えており、この内ねじ山は瓶の頸部２に設けた外ねじ山１４に螺合している。さらに、保持部分１２には内側にストッパ１０が設けられており、このストッパは瓶の頸部２の端面に形成された対向ストッパ１１に当接する。ストッパ１０及び対向ストッパ１１は、横断面狭窄部８により形成されたヒンジの正確かつ特に固定的な位置を規定している。
底部３とシール部分４との間の角隅領域にリブ１５が配置されており、このリブは底部３及びシール部分４に固定的に結合されており、かつこれらと一体を成している。リブ１５は三角形に形成されており、かつシールする突起５から半径方向で離れた領域内まで延びているが、しかし、軸線１６から離れた半径方向領域内で終わっている。このわずかな半径方向内向きの広がりにより、底部３の補強は隆起に関してわずかに保たれている。
使用時に、この頸部２に付属する瓶の充填後に、ストッパ１０が対向ストッパ１１に当接するまでキャップ状の閉鎖部分１が頸部２にねじ閉められる。その際、シール部分４に設けられた突起５が頸部２の内面６上を滑動し、これにより瓶の内部をシールする。例えば充填物がガス圧を発生させる飲み物であることにより瓶内に過圧が発生すると、底部３が軸方向外向きに隆起し、これによりその縁が、ヒンジを成している横断面狭窄部８を中心として旋回する。このことが、シール部分４により形成されたアームを半径方向内向きに旋回せしめ、ひいては突起５を頸部２の内面６に当接せしめていた力を軽減せしめる。予め規定された圧力が発生し、ひいては底部３の予め規定された隆起が生じると、突起５が内面６から持上がり、その結果、過圧が逃がされる。このことの結果、底部３の隆起も減少し、従って突起５は再び密に内面６に当接する。リブ１５により、過圧時の隆起にもとづく底部の偏倚のシール部分４への伝達が改善され、底部３とシール部分４とにより形成されたアングルレバーが補強される。このことにより、全体として形成された逃し弁が感度よくかつ正確に過圧に反応する。このことにより、特に製作誤差が種々異なっている場合でも、予め規定された噴出圧が正確に維持される。
横断面狭窄部８により形成されたヒンジの位置がストッパ１０及び対向ストッパ１１により軸方向に実際に不変であるため、シール部分４の軸方向運動が排除され、従って、シール部分４に設けた突起５と頸部２の内面６との間の相対運動が生じない。それゆえ、頻繁な圧力交番により底部３の隆起の変化が生じてもシール作用が損なわれない。この変化は突起５の当接圧の変化をもたらすのみであるが、この変化はシール作用にネガティブに作用しない。

Claims (8)

1. 瓶又はこれと類似のもののための閉鎖栓であって、
   − キャップ状の閉鎖部分が設けられており、
   − 瓶又はこれと類似のものの頸部に設けた外向きの突起との背面係合のために、キャップ状の閉鎖部分の縁から内向きの突起が設けられており、
   − 閉鎖部分の内部でその底部から軸方向に延びているほぼ円筒状のシール部分が設けられており、
   − シール部分の外側に、閉鎖部分の底部から離れて形成された半径方向の突起が設けられており、この突起により形成されたシール面又はシールエッジが閉鎖時に密に頸部の内面に当接するように、この突起が、閉鎖栓により閉鎖されるべき瓶の頸部の内径に比して大きな直径を有している形式のものにおいて、
   − 底部（３）が円筒状のシール部分（４）の半径方向ですぐ外側にヒンジとして作用する横断面狭窄部（８）を有しており、
   − 突起（５）が、過圧により生じる底部のすべての隆起時に瓶の頸部（２）のほぼ円筒状の内面（６）の領域内に位置するように、かつ底部（３）の隆起時に、底部（３）とシール部分（４）とにより形成されていてヒンジを中心として旋回可能なアングルレバーのてこ作用により瓶頸部（２）の内面からほぼ半径方向で圧力負荷軽減されるか又は持上げられるように、半径方向の突起（５）が軸方向に配置されていることを特徴とする瓶又はこれと類似のもののための閉鎖栓。
2. シール部分（４）が、ヒンジとして作用する横断面狭窄部（８）の半径方向外側に、瓶の頸部（２）に設けた対向して位置する対向ストッパ（１１）との当接のための軸方向のストッパ（１０）を有していることを特徴とする請求項１記載の閉鎖栓。
3. ストッパ（１０）が、瓶頸部（２）の、対向ストッパ面（１１）を形成している端面の半径方向の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項２記載の閉鎖栓。
4. 底部（３）とシール部分（４）との間の角隅内に、これらにより形成されたアングルレバーの補強のためにリブ（１５）が配置されていることを特徴とする請求項１記載の閉鎖栓。
5. リブ（１５）が、円筒状のシール部分（４）へ移行する領域内では、シール部分（４）に設けた半径方向の突起（５）から軸方向で離れた領域内まで延びていることを特徴とする請求項４記載の閉鎖栓。
6. リブ（１５）が底部（３）へ移行する領域内では、閉鎖部分（１）の軸線（１６）から半径方向で離れて終わっていることを特徴とする請求項４記載の閉鎖栓。
7. リブ（１５）が三角形であることを特徴とする請求項４記載の閉鎖栓。
8. 横断面狭窄部（８）により形成されたヒンジが瓶の頸部（２）の内面（６）の仮想延長面上に位置するように、横断面狭窄部（８）が半径方向で配置されていることを特徴とする請求項１記載の閉鎖栓。

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