JP3828928B2 - 蝶番 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前提部分に基づく蝶番構造に関する。
特に射出成形により単一部材として形成されるプラスチック製容器の、ジョイント式蝶番連結部に対しさまざまな構成が知られている。このように単一部材からなるプラスチック製容器の場合、通常、他に対して互いに枢動するようになっている２つの蝶番部分が、軸線（軸線部分）上に位置する１つまたは複数の主蝶番によって連結される。蝶番の起動時にスナップ効果を得るために、すなわち死点を克服することにより認識可能な画定された開放および閉鎖位置を得るために、通常、少なくとも１つの追加の中間要素、ばね要素、ぴんと張ったバンド（トートバンド）、あるいは対応する要素が設けられる。これら要素は主蝶番の側方に、或いは主蝶番が複数ある場合にはこれら主蝶番の間に配置されて２つの蝶番部分に連結される。この場合中間要素またはトートバンドは、主蝶番が、中間要素が容器部分に連結された位置を結んで得られる平面よりも外側に位置するように配置される。中間要素の結合位置に対する主蝶番のこのオフセット（ジョイント軸線オフセット）のために、蝶番の開放および閉鎖時に、引っ張り力および圧縮力が生じ、これらの力は中間要素および主蝶番に伝達されて吸収され、スナップ効果が生ずる。
ジョイント軸線オフセットに基づくこのような機能原理では、蝶番部分が画定された主軸線回りに枢動するようになっており、この主軸線は蝶番部分に剛性を備えて配置されており、また、補足的な機能要素は蝶番部分上のこれら機能要素の結合位置に対する幾何学的変形を経験する。このような機能原理は例えばドイツ国特許第１８１３１８７号公報、欧州特許第００５６４６９号公報、スイス国特許第４８８０８５号公報、欧州特許第０４４７３５７号公報、または欧州特許出願第５２４２７５号明細書、１９９３年１０月１４日出願のドイツ国特許出願第Ｐ４３３５１０７．７号明細書により公知である。
応力が高く或いは不均衡である（蝶番領域における亀裂または破壊の恐れ）という周知の問題点とは別に、このようなシステムの更なる欠点は、必要とされる主膜型蝶番のために、蝶番部分の移動の特別な軌道が大きく制限されることであり、必要なオフセットのために主膜型蝶番が容器の輪郭を越えて突出することである。２つの係止位置、すなわち閉鎖状態および開放状態、および移動時における蝶番部分の相互位置重大な影響を与えない。というのは純粋な軸線回りの回転が生ずるからである。さらに、対応する蝶番構造は、蝶番部分の美的および幾何学的形態に対しさまざまな制限および束縛これらに与える。このような構成の運動学は、蝶番部分の実際の形態および使用される材料に大きく影響され、プラスチック製射出成形部分の場合には実際の製造プロセスや金型、および製造誤差にも大きく影響される。このような制限が、材料に対し適当でない構成を提供し、製造時に、通常の使用における寿命に対し悪影響を与えることは、異例のことでない。
主蝶番を備えていない構成は米国特許第３１３５４５６号公報により公知である。互いに枢動するようになっている容器の２つの部分は、外側に取り付けられた弾性ラグを介して互いに連結される。この構成は大きな伸びの問題を解決しない。しかしながら外見上は、この問題を、伸びが大きい弾性材料を用いることによって解決しうる。蝶番は、高い負荷に晒されるようになっており、さらに非常に不安定で、予想できない大きな区域の反転挙動を有する。
欧州特許第０３３１９４０号明細書は、重要な領域における上述の欠点を考慮した、二位置で安定な蝶番装置を開示している。この蝶番装置は、主蝶番が２つの蝶番部分に直接連結されるのを阻止してる。蝶番部分は２つの同じ、対称の連結アームを介して互いに連結される。各連結アームは２つの片持ちアームを含み、これら片持ちアームは連結アームを蝶番部分に連結する。片持ちアームはそれぞれの部分のために、ほぼ三角形状板により互いに連結される。本発明による蝶番構造は、比較的大きい開口角と、上述のスナップ効果とによって区別されうる。また、本発明の蝶番構成は、比較的剛性の高い構成にもかかわらず、材料の過剰の応力をもたらさない。
米国特許第５１４８９１２号公報は、２つの連結アームを介して２つの蝶番部分が互いに連結される蝶番構造であって、これら連結アームがその長さにわたって均一の可撓性または弾性を備えている蝶番構造を開示している。２つの蝶番部分の円形輪郭のために、２つの連結アームは確かにしかしながら偶然にも台形状をなしている。従来技術によるこの蝶番は、台形状の剛直な中間部分も、蝶番部分上に形成される結合要素も有していない。したがって公知の蝶番部分は良好なスナップ効果を呈しない。すなわち、開放位置および閉鎖位置が蝶番部分の安定位置でない。蝶番部分は、安定位置間の枢動位置から自動的に安定位置に戻る。
国際特許出願第Ａ９２１３７７５号公報は、連結アームがばね状要素から形成されている蝶番構造を開示している。これらは、台形状の中間部分も、蝶番部分上に形成される結合要素も有していない。従来技術によるこの蝶番は、上述の理由から、二位置において安定なものでない。
同様な蝶番構造が国際特許出願第８４０４９０６号公報に記載されている。この場合、ストリップ状連結アームはその長手方向の全長にわたって柔軟であり、実質的に剛直な連結要素を一切含んでいない。さらに、これらお連結アームは蝶番部分の外側輪郭内に位置しておらず、したがって美的にみて満足のいくものではない。この蝶番が良好なスナップ効果を示さないということは上記記載から明らかである。
本発明の目的は、開口角が１８０°以上に拡大されるにもかかわらず材料の応力に関する上述の発明（欧州特許第０３３１９４０号）の利点を保持しつつ、低い材料負荷を有し、かつ的移動の特別な軌道を、蝶番部分の形態およびその運動学のために提供されるより高い自由度でもって特に制御可能な、特に単一部材からなるプラスチック製蝶番構造を提供することである。
この目的は請求の範囲に記載された本発明により達成される。
上述の欧州特許公報に記載されるように主軸線膜型蝶番備えていないプラスチック製容器の開放および閉鎖的移動を系統的に見ると、複雑な空間的移動が認識されうる。良好な二位置安定挙動にも関わらず、無応力でもって、１８０°に向かう目標の開口角を達成することができず、さらに、連結アームの明らかな伸びを、一つの画定された位置から他方までの遷移部分における死点において見ることができる。材料に依存して、閉鎖角は０°よりも大きく、開口角はむしろ１８０°よりも小さい（約１６０°）。これは、長期にわたる挙動において、２つの定められた位置の外側において材料が定常的に最小の応力下にあり、また、操作時に、材料が、明らかな伸びが生じやすくなっていることを意味する。この伸びは、プラスチックの場合亀裂を形成し、その結果このような容器の寿命が短縮される。
プロセスを近くで見てみると、２つの安定位置への遷移が材料においてわずかな反転プロセスを伴っていることがわかる。このような反転プロセスは材料の変形であり、この変形は、３つすべての空間的方向同時に進行させ（おもちゃのカエルのスナップ動作と同様）、これは、一時的に不安定位置にさせ、したがって２つの安定位置を反転部分の両側に明らかに離間する。さらに、予め形成された座屈位置の構成する手段があり、これは、移動プロセスを制御するのに寄与する。明らかであるように、「制御要素」を形成する射出成形技術が正確であるにもかかわらず、力を制御するという目的は所望の通りには達成されない。いくらかは材料のプラスチック挙動となる漂遊力は、不満足な機械特性をもたらすだけでなく、材料の腐食現象をもたらし、これは当然のことながら好ましくない。
恐らく、この理由は、構成時にできるだけ制御しかつモニタする傾向が一般的にあり、その結果、目的を達成するものであっても、可能な材料の「協働」が認識されず、したがって認められないということである。このような協働的観点を組み込んで利用する代わりに、完全に平らな移動プロセスに（非常に）狭い制限が強いられる。これが本発明の概念がめざすところである。
材料の本質的挙動を組み込むことの可能性が当然に与えられると、「協働シーケンス」の全シリーズを利用することができ、移動プロセスの付随制御と共に通常行い、シーケンスの妨げになるというよりもむしろシーケンスを非常に補助する。このような実施態様において、好ましい実施態様においてプラスチックである材料は移動しようとする位置に移動可能になっており、制御手段は、特別な移動を行わせる位置にのみ配置される。剛性の方向と緩慢な案内間の自由度は、不要な応力をなくすという効果を奏する。
このようにして、構成手段による特別なかつ妨げのない方法によって空間的移動シーケンスは制御される。その結果、特別な目的により要求されるような、蝶番部分の形態の大きな自由度が形成される。したがって本発明によれば以前の制限を克服することができ、許容材料負荷においてなかんずく開口角を２７０°までにすることができ、または三位置において安定する蝶番が可能となる。
以下の添付図面を参照して本発明の構造上の考察および実施態様を詳細に説明する。図１と、図２から図５の線図とは本発明の理解に対し基本的見解を導入する。
図１は、基本的移動シーケンスと、ジョイント軸線オフセットを備えた容器の形状とを示す図である。
図２から図５は、構成手段に依存する機能および開口角を示す線図であり、パラメータは図１に示されるようにＬθ１，Ｌθ２およびｄである。
図６は、連結アーム５が互いに平行でありかつ閉鎖した容器の平面に関し非対称である、単一部材からなるプラスチック製容器の第１の実施態様を示す基本図である。
図７は、２つの容器部分または蝶番部分間の連結アーム５の拡大線図である。
図８は、揺動開放状態の実施態様を示す図であり、カバーおよび容器の内部空間から見た図である。
図９は、図８に示す側部から見た、揺動開放式蝶番の一方の連結アーム５．１を示す図である。
図１０は、図８に示す側部から見た、揺動開放式蝶番の他方の連結アーム５．２を示す図である。
図１１は、図８に示す側部から見た、揺動開放式蝶番の連結アーム５．１，５．２を示す図である。
図１２は、図８の実施態様の揺動閉鎖状態を示す図であり、図６のように背方から見たのではなく蝶番の内側から見た図である。
図１３は、実施態様に基づいて、本発明による解放移動を示す線図である。
図１４から図１９は、図１２と同じ側から見た、連結アーム５．１，５．２のさらに別の実施態様を示す図である。
図２０は、非対称に延びる屈曲領域９，１０を備えた実施態様の移動シーケンスを示す線図である。
図２１ａから図２１ｄは、結合要素６、７のさまざまな実施態様を示す図である。
図２２は、連結アーム５の実施態様を３次元的にかつ詳細に示す図である。
図２３は、容器カバーの蝶番部分のシール作用の実施態様を示す図である。
図２４は、線Ｂ−Ｂに沿ってみた図２３によるウェブ１５の断面図である。
図２５は、高さが低い容器カバーの実施態様を示す図である。
図２６から図２９は、本発明のさらに別の実施態様を示す図である。
以下の実施態様において、単一部材からなるプラスチック製容器の例によって本発明が詳細に説明される。当然のことながら以下の考察および説明を、他の適用または材料、特にカード状の材料、にも容易に適用することができる。このようなプラスチック製容器の場合、２つの蝶番部が容器本体または下方容器部分と、容器カバーとにより形成される。
図１は、ジョイント軸線オフセットを備えた従来の基本的な容器の一部を、大きく拡大し側方から見て示している。容器本体１と容器カバー２とを互いに連結する主膜型蝶番３は紙面に対し垂直に延びている。中間要素６１（或る容器においてはトートバンドと称される）はここに配置され、これは新規であり、閉鎖平面Ｖに関して非対称になっている。中間要素６１を「平行な繊維の束」として理解すると、取り付け位置Ａ₁およびＡ₂間の各繊維は上方部分Ｌ₁（容器部分）と下方部分Ｌ₂（容器本体部分）とからなる。各繊維は主膜型蝶番３から或る距離ｄだけ離れている。これらのパラメータＬ₁，Ｌ₂およびｄは図１の中間要素６１の外縁部６２について用いられる。
死点領域において、ジョイント軸線オフセット原理が必要とする材料の伸び（実際の構成および圧縮力に依存する）はその最大値に達する。比Ｌ₁／Ｌ₂は変化しうる（取り付け位置Ａ₁およびＡ₂の勾配を比較されたい）ので伸びおよび開口角γは各繊維に対しそれぞれ算出されるべきであるが、この段階における基礎的考察には不要である。伸びおよび開口角γの簡単な考察に対し、部分長さのパラメータＬ₁，Ｌ₂および軸線オフセットのパラメータｄで十分である。実際、これらのパラメータは通常、次のようである。
Ｌ₁の最大値＝Ｌ₂の最大値＝約３ｍｍ（従来技術では常に対称である）、かつｄ＝約１ｍｍ
これらは、この形式の容器キャップの一般的な寸法である。
次に、図１を参照して説明したパラメータを変化させたときのローディングケースを詳細に示す図２から図５の線図を参照して説明する。表示を簡素化するためにＬ₁は常時１に規格化されている。他の２つのパラメータＬ₂およびｄはしたがってＬ₁を参照して特定される。
図２の線図において、図１の容器の開口角γはパラメータの関数として表される。Ｌ₂は０Ｌ₁から６Ｌ₁まで変化し、ｄは０Ｌ₁からＬ₁まで変化する。区域として表される関数は、ジョイント軸線オフセットｄが大きくなるにつれて、かつ可能な限り最も小さい部分Ｌ₂において、開口角が理論的に最大となり、開口角はＬ₂／Ｌ₁が零に向かうと（Ｌ₂が零に向かうと）理論的には約２５０°までなりうる。従来では開口角を１８０°よりもかなり小さくしようという努力が払われてきたので、従来技術の教示によれば原則として利用されうる潜在能力がここには未だある。弾性を備えたトートバンドの寸法に関する原理はこの方向に向かっている（ドイツ国特許出願第Ｐ４３３５１０７．７号参照）。
図３の線図は、死点における繊維伸長度を示しており、すなわち同時に最大繊維伸長度を示している。Ｌ₂は零から６Ｌ₁まで変化し、ｄは零からＬ₁まで変化する。関数は、オフセットｄが小さくても、所望の大きな開口角すなわち小さい部分Ｌ₂において、繊維伸長度が４０％以上になりうる。２つの線図を比較すると、最大伸長度は目標開口角が最適である領域において得られることがわかる。当該領域をさらに詳細に見ると次のことがわかる。
図４の線図は、開口角が１８０°以上の範囲についてのみ、すなわち１８０°から２５０°の範囲についてのみ、開口角γをパラメータの関数として示している。Ｌ₂は零から約２Ｌ₁まで変化し、ｄは零からＬ₁まで変化する。この図において結果としての関数の区域は、開口角が大きくなるといかに構成範囲が狭くなるのかということと、この場合伸びが大きいとどうなるかということとを良好に示している。これは以下の線図に示される。
図５の線図において、繊維伸長度が、図４の線図と同じ範囲についてＬ₁およびｄの関数として示される。この線図から明らかなように、当該範囲すなわちγ＞１８０°における伸長度は３０％以上であり、開口角が２００°以上となるとほぼ８０％以上である。これは、従来の解決法では非常に狭い（理論的）範囲のみしか得られないことを表しているも理解されうるように、実際、すでに、許容できない３０％の大きな伸長度において、開口角が約１８０°以下に制限されることになる。したがって、このような伸長度をもたらす構成を避けなければならず、形状を設定するための試みにおいて構成手段だけでなく材料の協働も目的を達成するために利用される。欧州特許第０３３１９４０号公報はすでに、ジョイント軸線オフセットにおける従来の原理の制限を克服することができる方法を開示している。しかしながら、欧州特許第０３３１９４０号公報による解決方法は、純粋な幾何学的反転プロセスに強く基づいており、これは容器の運動学をほとんど自由にしえない。
上述の知識により、従来技術の障害がどこにあるかを認識するために当該問題点は十分に明らかにされている。第１の実施態様に基づいて、これら問題点をどの位置においてかつどのようにして克服するかを説明する。
図６は、射出成形により単一部材として形成されうるプラスチック製容器を示し、例えばポリプロピレン（ＰＰ）を射出成形して製造される。本発明のプラスチックとして最適なのは概して、一般的な添加剤および／または充填剤を備え或いは備えていない、ポリマ、特に熱可塑性プラスチックである。このポリマは、可撓性を備えた頑丈な膜またはシート材であって厚さが典型的に５０−２０００μｍである膜またはシート材に成形可能であり、この形状において曲げ抵抗が大きくなっている。この容器は容器本体１と容器カバー２とを有し、本実施態様においてこれらは２つの蝶番部分を形成する。容器は閉鎖状態において示されており、すなわちカバー２は閉鎖平面Ｖの領域内において容器本体１上に位置している。容器本体１およびカバー２は、２つの連結アーム５．１および５．２を介して互いに連結されており、これらアームは好ましくは壁がん内に配置される。本発明の蝶番構造は容器の輪郭を越えて突出する部分が全くないように構成されうる。主蝶番とジョイント軸線オフセットとを備えた公知の蝶番構造とは異なり、２つの連結アーム５．１および５．２間に、容器部分１，２を互いに連結する追加の蝶番が一切配置されない。このため、容器本体１を、例えば上方に向けて突出するウェブ１５を有するように構成することができる。カバー２は対応するくぼみを有し、閉鎖状態においてこのくぼみはウェブ１−５に対面する。このウェブ１５はカバー２に案内作用を提供し、特にウェブ１５を容器の内部空間内の通常の噴出孔（ここで密閉される）用として用いることができる。容易に理解されうるように、ウェブ１５によって、カバー２を正確に接合しかつ正確に案内して位置決めするために広い範囲の構成が可能となる。特に、上方に向けて突出する形状が好ましく、このため、閉鎖時にカバー２が傾斜できなくなる。この図において極めて容易にわかるように、蝶番構造は主膜型蝶番を備えることなく構成される。本発明は特に、２つの容器部分を幾何学的または物理的主軸線によって連結しないようにしている。２つの容器部分が幾何学的または物理的主軸線によって連結されるとカバーの移動が制限され、それによって円状軌道移動が、移動されるべき蝶番部分の個々の点において有効になる。
２つの連結アーム５．１および５．２は、容器本体１に連結された下方結合要素６．１，６．２と、カバー２に連結された上方結合要素７．１，７．２とをそれぞれ含む。これら上方および下方結合要素７．１，７．２および６．１，６．２は実質的に曲げ剛性が高い中間部分４．１，４．２を介してそれぞれ互いに連結される。本発明によれば、結合要素６，７は中間部分４と同様に、これらが一方では枢動要素と連結要素間の連結点のねじれ応力をできるだけ小さく維持し、他方では開放および閉鎖移動における容器部分の特別なすなわち目的の移動を提供する（制御）ように、構成される。
図７において、２つの連結アーム５．１，５．２は大きく拡大されて示されている。２つの連結アームはこの図において、壁厚および／または曲率に関係なく、他に対して互いに傾斜して延びる２つの四角形に簡略化されており、これら四角形は他に対して角αをもって配置された２つの平面ε₁およびε₂内にある。本実施態様において、２つの連結アーム５．１，５．２は、紙面に対し垂直に拡がる対称面σ₁に関して対称的に形成される。一方、本実施態様において連結アームの長手方向に関しては全く対称的でない。各連結要素の下方結合要素６．１，６．２および上方結合要素７．１，７．２の形状は互いに異なっている。上述した欧州特許第０３３１９４０号公報では三角形状と対称配置により作動するが、この構成とは異なり、本実施態様では結合要素６，７および中間部分４の両方が台形状をなしている。好ましくは非対称である台形状の形態によって、移動プロセスが制限されない。本発明によれば、容器の運動学が反転するのを制限しようとする努力はせず、しかしながらむしろ台形状の形態によって、材料の特性がゆっくりと組み込まれ、かつ特にねじれおよび曲げ力を吸収するのに用いられる。好ましくは、結合要素６，７と中間部分４間に直線上の屈曲領域９．１，９．２および１０．１，１０．２がそれぞれ設けられる。これら屈曲領域９，１０は好ましくは、ジョイント位置（地域的または直線的屈曲領域）として構成され、例えば蝶番構造を特に膜型蝶番としてプラスチック製蝶番の場合ジョイント状の狭い位置として構成される。しかしながら、上述したように、これらは制御要素の重要な部分のみを形成する。ここでは図示しない閉鎖平面（図１参照）は対称面σ₁に対し垂直に拡がる。閉鎖平面に対し平行なはこの図においてε₃で示される。本発明によれば、連結アームは、材料の特性を保持しつつ、中央部分において連結アームの特別な変形移動が生ずるようにし、それによって材料の過剰の応力、特に許容できない伸びを低減し或いは阻止するように構成される。結合要素６，７の形態を互いに異ならせることによって、事実上の枢軸がほぼ直線Ｍのレベルになり、この直線Ｍは屈曲領域９．１，１０．１および９．２，１０．２のそれぞれの交点により画定される。ここで強調すべきことは、この事実上の枢軸を幾何学的または物理的主軸線と混同してはならないということである。というのは、複雑な３次元移動プロセス時にこの事実上の枢軸が連続的に移動するからである。この変形および解放原理は、本発明のさまざまな実施態様に基づいて以下に説明される。
結合要素６および７、離間する屈曲領域９および１０、およびこれら屈曲領域間に配置された中間部分４は、さまざまな構造上の形態を提供する。位置、長さ、および角度に依存して、これら結合要素６および７、屈曲領域９および１０、および中間部分４は全体として「移動ユニット」を形成し、この移動ユニットは、開口角が大きくかつ開放位置および閉鎖位置が定められているにも関わらず、応力をほとんど受けず、したがって伸びはほとんどない。以下において伸びについて記載される場合その記載は対応する圧縮作用について参照され、この圧縮作用は、蝶番の構造上の形態に依存して生ずる。材料の協働は、２つの連結アームの移動と共に、弾性が複数の方向に次々と、例えば徐々に利用されるという事実により構成されるとみなされるべきである。屈曲領域９，１０は、蝶番構造の定められた移動を補助し、反転プロセスを概ねこれらの領域に集中させる。連結アーム５の他の部分は、わずかに反転され或いは屈曲され、または全く反転されず或いは屈曲されない。本発明によれば台形状の形態によって、公知の解決手段と比べて新しい範囲を開拓する可能性および運動学が導かれる。本発明による教示によって、とりわけ開口角を２７０°にまですることができ、或いは後述するように容器が複数の安定位置を有することができる。これは、公知のトートバンド、または三角形状要素および２つのジョイント線（折り曲げ線）を備えた上述の欧州特許０３３１９４０号公報による構成と対照的である。本発明によって、第２の蝶番部分に対する第１の蝶番部分の複数の安定枢動位置を得ることができ、通常、これら安定枢動位置間に死点が位置している。本発明の目的のために、２つ（またはそれ以上）の安定枢動位置が得られるように努力するだけでなく、蝶番部分が常に各枢動位置から、このように設けられた死点から、安定枢動位置のひとつに弾性的に復帰するするようにする。言い換えると、特別な安定性が考慮されるだけでなく、特別な安定性とばね効果またはスナップ効果との組み合わせが考慮される。
図８は、１８０°だけ揺動して開けられ、ほとんど無応力状態にある実施態様を示している。カバーおよび容器の内部空間内を見る方向から見ている。容器本体１および容器カバー２は２つの連結アーム５．１および５．２を介して互いに連結されている。閉鎖するために、容器カバー２は紙面から揺動される。２つの連結アームは、ブリッジの２つのアーチ状に紙面から突出する。必ずしも同じ長さでなくてよい結合要素６，７の長さに依存して、かつジョイント位置または屈曲領域９，１０の角度位置に依存して、かつ連結部材４の長さに依存して、蝶番は開放および閉鎖時に異なる挙動を示す。また、追加の屈曲領域１１．１，１１．２，１２．１，１２．２が示され、これらによって大きくかつ無応力開放状態が可能となる。
図９は連結アーム５．１を示す。この図において、連結アーム５．１はブリッジのアーチ状に持ち上げられ、その台形状中間部分４．１は観察者に向け傾斜して観察者が図８に示される面と同じ面を見るようになっている。これに対し、もう一つの連結アーム５．２は観察者に対し図１０に示すように対面し、観察者は、観察者に向け傾斜する中間部分４．２の下側を見ることになる。弧βでもって閉鎖および開放移動が示される。図１１は、観察者が２つの連結アーム５の間を見たときに観察者に対面する連結アーム５を示している。屈曲領域１１．１，１１．２（および１２．１，１２．２のそれぞれ）が互いに横方向に傾斜して延びているために、これらが互いに傾斜することは明らかである。矢印Ａは、図９において矢印βで示される開放および閉鎖移動に対し横断方向の移動を示すものである。矢印Ａでもって示されるこの移動は、（ここでは横方向に作用する）死点−伸び／解放移動として最もよく記載される。従来技術におけるトートバンドは、引っ張り力が付与されるのみで一方向に作用するばねのように作用するのに対し、連結アーム５．１，５．２は相互に作用する解放移動を行い、この移動は、屈曲領域９および１０の配置上の構成によって、結合位置６および７の直線上の寸法によって、および／または追加の屈曲領域１１，１２によって、広い制限範囲内で制御されうる。本発明はしたがって、結合要素のための（或いは遷移領域において）特別な伸び−解放手段を提供し、これは必要とされる解放移動を提供する。
このように処理することによって、端部を無応力にしかつ伸びを１０％以下にしつつ開口角を２００°以上にすることができ、連結位置の屈曲式膜型蝶番の対抗作用する力のみが適用されなければならず、連結アームの弾性引っ張り力或いは圧縮力はほとんど重要でない。連結アーム５を非対称に配置したことにより（平面σ₁に関して非対称、図７参照）、枢動移動のオフセットも可能となり、その結果容器キャップは側部に対し傾斜しつつ揺動する。本発明の特別な利点は、スナップ効果の結果として、解放移動の度合いに影響を及ぼすことができることにある。容器部分１，２の形状が解放移動の度合いに影響を及ぼさないので、選択性がありかつ予想可能な容器の運動学および所望のばね効果が得られる。
図１２は、閉鎖状態にある図８の実施態様を示している。この図は蝶番を内側から見た図であり、図６のように背面から見たものではない。図８から１１を参照して上述したような空間内における複雑な移動にも関わらず、閉鎖状態において２つの連結アーム５．１および５．２は距離ｋだけ離間する直線状の連結部からなり、その結果、これら連結アームを２つの従来のトートバンドのように配置することができる。揺動されて開放されたとき、これら連結アームは大きな応力が作用することなく、しかしながら別のスナップ効果でもってぽきっと折り曲げられて図９および図１０に示すようにブリッジのアーチ状にされ、図１１によれば補償移動は、開放および閉鎖移動時に死点の過剰の応力を横方向にそらす。この作用は、上述した追加の屈曲領域１１，１２によって特に支持される。
図１３を参照して上述した死点−伸長度／解放移動を詳細に説明する。容器本体１に取り付けられた連結アーム５．１，５．２の下方部分が略示されており、これらは２次元的に図示されている。解放移動を理解するために、伸長度−解放要素、すなわち本実施態様では２つの結合要素６．１，６．２が重要である。連結アーム５．１，５．２が図示される位置（閉鎖位置）から矢印Ｂの方向に外側に枢動すると、中央領域Ｍ内の２つの連結アームにおいて、応力を増大させる圧縮力が存在し、この圧縮力は連結アームの外縁部上に生ずる伸び力に対抗作用する。結合要素６，７に比べて曲げ剛性が高い中間部分４．１，４．２は中央領域Ｍ内において、矢印Ｉ₁およびＩ₂の方向に容器の内部空間に向け変形する傾向を備えている。もし、特にジョイント軸線オフセットを備えた従来の容器におけるように、この移動が阻止されると、図２から図５を参照して説明した大きさの伸びが、中間部分４．１，４．２または連結アーム５．１，５．２の外縁部上に特に形成される。
本発明によれば、結合要素６．１，６．２（またはこの図では図示しない上方結合要素７．１，７．２）は解放移動を行う。図１３からわかるように、矢印Ｉ₁，Ｉ₂の方向に、閉鎖軸線に向けて作用する応力のみでなく、矢印Ｔ₁およびＴ₂の方向のねじれ力も生じている。蝶番構造の応力の通常の状態は、引っ張り力、曲げ力、およびねじれ力の重なりからなる。本発明は次のような効果を有する。すなわち、中央領域Ｍにおいてねじれ力と半径方向に作用する力との両方を吸収する解放移動によって、連結アーム５．１，５．２の長手方向に作用する有害な伸び力が解放され或いは補償される。解放移動のために必要とされる手段は追加の屈曲領域１１，１２および／または結合要素６．１，６．２の構成（協働する材料、形状）によって形成される。このようにして、死点を含む２つの安定枢動位置間における、第１の蝶番部分に対する第２の蝶番部分の相対的な枢動において、各結合要素が最大死点領域内において弾性解放移動を行うことができる。
もし、伸長−解放要素を、材料に作用する応力が解放要素により大部分において削除されるように構成すると、ばね力が減少され、スナップ効果が減少される。中央領域Ｍ内において圧縮縁部３１．１，３１．２は圧力下にある。一方、引っ張り外縁部３２．１，３２．２には引っ張り力が作用するようになっている。本発明による蝶番構造の構成によれば、開放および閉鎖移動時に、連結アーム５の内側領域内においてニュートラル領域Ｎ（圧縮力および引っ張り力がないか或いは絶対的に小さい）が存在し、この領域Ｎはここでは連結アーム５．１についてのみ図示されている。図１３からわかるように、この領域は、連結アーム５．１の中央部に向かう方向から遠ざかって位置している。結合要素は好ましくは、ニュートラル領域Ｎが連結要素５を３等分した中央のもの内に位置するように構成される。その結果、連結アームの幅ｂにわたって均衡された応力分布が得られ、また、上述したように有害な材料負荷が阻止される。好ましくは、伸長−解放要素、例えば追加の屈曲領域１１，１２は、材料の伸びが材料および形状に依存して最適領域に位置するようにし、それによってスナップ効果が明らかに認められ、しかしながら過度の応力が作用しないように構成される。
以下の図面は複数の好ましい実施態様を示しており、各実施態様において図１２と同じ方向から見た図を示している。これらの図面は、順序立った変更から始まり、これらは作用する負荷が異なっており、力の方向が異なっている。これらの図面は各実施態様において、要求事項に応じて使用されうる異なる特徴を示している。
図１４は、連結要素５．１，５．２が内側に折れ曲がっている実施態様を示している。２つの要素１，２の取り付け位置における離間距離ｋ₁，ｋ₂は等しくされる。屈曲領域９，１０はねじれ部の一側に配置される。揺動による開放および閉鎖時において、カバー部分１は２つの連結アーム間のほぼレベルＭにおいて枢動し、応力を作用させない方法でもって開口角を２００°よりも大きくなるように調節する。さらに、理解され得るように、応力補償移動が特に大きくなり、これは特定の材料において利点となる。本実施態様において、追加の屈曲領域１０．１，１０．２，１１．１，１１．２は必要ない。というのも、傾斜するように配置された結合要素６．１，６．２，７．１，７．２が優れたねじれ特性および曲げ特性を備えており、したがって過剰の応力が作用するのを阻止するからである。
図１５は、連結要素５．１，５．２が外側に折れ曲がっている実施態様を示している。２つの要素１，２の取り付け位置における離間距離ｋ₁，ｋ₂が互いに異なっている。屈曲領域９，１０はねじれ部の一側に配置される。揺動による開放および閉鎖時において、カバー部分１は、適度に大きな応力補償移動でもって２つの連結アーム間のほぼレベルＭにおいて枢動し、概ね無応力となるようにしながら開口角を２００°よりも大きくなるように調節する。
図１６は、連結アームが外側に配置されている実施態様を示している。２つの要素１，２の取り付け位置における離間距離ｋ₁，ｋ₂は互いに異なっており、ｋ₁＞ｋ₂である。揺動による開放および閉鎖時において、カバー部分１は、２つの連結アーム間のほぼレベルＭにおいて枢動し、また、開口角を約１８０°に調節する。応力補償移動は上述の実施態様におけるよりも小さく、しかしながら十分である。逆にｋ₁＜ｋ₂の場合（図示しない）カバー部分１は約１８０°の開口角でもって、基部２よりも下方の位置にまで枢動する。
図１７は、互いに平行に配置された連結アームを備えた実施態様を示している。２つの要素１，２の取り付け位置における離間距離ｋ₁，ｋ₂は等しくされている。屈曲領域９，１０は互いに比較的大きく離間されて配置され、或いは結合要素６．１，６．２，７．１，７．２はわずかばかりの長さにされている（実質三角形状）。揺動による開放および閉鎖時において、カバー部分１は、別個のスナップ効果でもってレベルＭ内に向けて枢動し、また、開口角を約１８０°に調節する。さらに、理解され得るように、応力補償移動は小さく、屈曲領域９，１０にはわずかな応力が作用したままである。これは、カバー部分が配置される位置に関わらず独特の適用、例えば移動時に固定しないようにするものに対して正しい。屈曲領域９，１０間の距離が大きいと、蝶番部分が１８０°だけ開放された位置において互いに離間するときはいつでも、特に有利である。このため、当然のことながら、射出位置における射出成形に必要とされる距離に影響を及ぼすことができる。
図１８は、連結アームが互いに平行に配置され（ｋ₁＝ｋ₂）、かつ結合要素６，７が非対称に構成され、或いは屈曲領域９，１０が非対称に配置され（連結部の傾斜が異なっている、（σ₁に関して非対称、図７参照）、それによって連結アームにおいて確かに角度が異なり、連結アームに対し台形の高さが異なっている実施態様を示している。揺動による開放および閉鎖時において、カバー部分１は別個のスナップ効果枢動、基部に対し。この移動は、閉鎖平面（図１参照）に対し傾斜する軸線回りに行われる。本実施態様はただ単に、本発明の解決手段が提供する変更例および可能性を示すためのものである。
図１４から図１８のすべての実施態様は、材料が過度に伸びることなく所望のスナップ効果を得るために相互に傾斜する２つの連結位置または屈曲領域９，１０を備えた基本的な形状の変更態様を示している。しかしながら、１つ以上の連結位置または屈曲領域１１．１，１１．２，１２．１，１２．２が設けられると、本発明により開口角をさらにかつ大きく増大することができる。材料および／または連結される部品（カバー／容器）の構成に依存して、取付位置または結合要素６，７は特に剛直に構成され、それによって「開放協働」が事実上もはや適用可能にしている。１つまたは２つの屈曲領域または蝶番部分を設けるのが有利である。これらが屈曲機能のみを有するようにしてもよいし、或いは別の部材が追加のスナップ機能を有するようにしてもよい。
図１９は、一方の蝶番部分、本実施態様では容器本体１、の近くに追加の傾斜した屈曲領域を備えた特別な実施態様を示している。２つの要素１および２における取り付け位置の離間距離ｋθ１，ｋθ２は等しくされている。屈曲領域９，１０は他の実施態様の場合と同様に配置される。追加の屈曲領域は、直線状の屈曲領域１１．１，１１．２により形成され、これら屈曲領域１１．１，１１．２は結合要素６．１，６．２を容器本体１の取り付け部１６．１，１６．２に連結する。さらに、追加の屈曲領域１２．１，１２．２が設けられ、これら追加の屈曲領域１２．１，１２．２は上方結合要素７．１，７．２を容器カバー２に連結する。取り付け部１６．１，１６．２は容器本体１に強固に連結される。追加の屈曲領域１１．１，１１．２は、これら追加の屈曲領域１１．１，１１．２が、図１１を参照して説明した解放移動Ａを実行することができるように傾斜している。連結部または屈曲領域９，１０，１１の配置は、Ｚ形状、すなわち線が連結アーム５の縁部に対し交互に正の傾斜または負の傾斜を有するものと比較されうる。追加の屈曲領域１１．１，１１．２の傾斜を比較的大きく定めると（＞４５°、例えば図１９に示されるように）、蝶番は追加の固定位置を有することになる。揺動による開放および閉鎖時において、容器カバー２はまず、上述の実施態様におけるのと同様に、スナップ効果でもって屈曲領域９，１０回りに枢動し、約１８０°である第１の開口角に調節する。追加の手動力が適用されてカバーがさらに起動されると、ほぼ屈曲領域１１．１，１１．２回りに第２のスナップ効果が生じ、容器カバーを約２７０°である第２の開放位置に位置させる。本発明ではしたがって、容器カバーの３つの安定位置が可能となる。その結果、本発明は、全く新規な方法により、蝶番連結部が３つの安定位置を備え、あるいは多数の安定位置を備える（追加の屈曲領域の場合）ことを可能にし、これは、従来技術による公知の蝶番ではこれまで可能でなかった。
もし、連結アームがわずかに傾斜し或いは水平方向に延びる追加の屈曲領域１１．１，１１．２のみにより、取り付け部１６．１，１６．２を介して或いは直接的に、遷移部分において、蝶番部分に連結されると、２位置安定開放移動が形成され、結合要素６．１，６．２，７．１，７．２の外側への傾斜により（例えば図１０参照）、解放が生ずる。明らかなように、取り付け部１６．１，１６．２を備えた実施態様の場合、応力補償移動は悪影響を与えず、屈曲領域９，１０，１１はほとんど無応力である。
本発明によれば緩慢な制御の要領でもって移動シーケンスに影響を与え、その結果有利な開放移動を得るために、屈曲領域９，１０または追加の屈曲領域１１，１２の傾斜が特に用いられる。同時に、連結アーム５の相互構造が考慮されるべきである。蝶番移動は屈曲領域の傾斜と、連結アーム５の相互構造との両方に依存するのでこれらのパラメータは好ましくは調和せしめられる。
これらパラメータの意味を図２０を参照して説明する。この図は、丸い容器本体１に配置された２つの連結アーム５．１，５．２を示す概略図である。ここで平らに（厚みなく）図示される連結アームは角度αを包囲する。連結アームに対しそれぞれ垂直でありかつ容器本体の軸線を通る２つの線は角度ω＝３６０°−αを包囲する。屈曲領域９．１，１０．１および９．２，１０．２はそれぞれ角度φを包囲する。容易に理解され得るように、理論的に達成される開口角は２つの角度とφとの相互関係に依存する。三角法により、容器部分に対し強固にかつ垂直に配置された結合要素６，７に対し、１８０°の理論開口角を達成するために（材料の影響に関係なく）以下の状態が満足されなければならない：ｔａｎφ／２＝ｃｏｓα／２＝ｃｏｓ（１８０−ω）／２。したがって、例えばω＝９０°に対し、φ＝７０．５°が必要である。すでに上述したように、追加の屈曲領域１１，１２が設けられるとさらに大きな開口角を達成することができる。追加の屈曲領域１１，１２は開放位置において無応力状態を許容する。
先に説明したように、開放移動時において矢印Ｂの方向の曲げ力およびねじれ力が生ずる。下方結合要素６．１，６．２に作用するねじれ力Ｆ_T1およびＦ_T2および曲げ力Ｆ_B1と、上方結合要素７．１，７．２に作用するねじれ力および曲げ力Ｆ_T3，Ｆ_T4，Ｆ_B1が図示される。結合要素６，７が対応する形状であると、すなわち連結アーム５上において同一の角度λ₁，λ２でもって屈曲領域９．１，１０．１と９．２，１０．２とを対称的に配置するとこれらの力は互いに等しくなる。図２０からわかるように、下方屈曲領域９．１，９．２は好ましくは上方屈曲領域１０．１，１０．２よりも大きい角度λ₁を有する。このため、下方結合要素６．１，６．２に作用する、対応する力Ｆ_T1，Ｆ_T2およびＦ_Bは、上方結合要素７．１，７．２に作用する、対応する力Ｆ_T3，Ｆ_T4およびＦ_B2よりも小さくなる。その結果、開放プロセス時において、屈曲領域９，１０回りの同時の屈曲作用は達成されず、しかしながら連結アーム５．１，５．２はまず屈曲領域９．１，９．２回りに移動し、次いで屈曲領域１０．１，１０．２回りに移動する。本発明によればこれは、開放および閉鎖プロセス時に移動シーケンスに影響を与えるために特に用いられる。図２０に示す実施態様の場合、上方の容器カバー（ここでは図示しない）はまずほぼ符号Ｍ₁のレベルにおいて外側に枢動し、その後符号Ｍ₂の領域内において追加の枢動を行う。材料特性の協働により同時に伸び力を低減しつつ移動シーケンスを制御することについての本発明の概念が図２０から特に明らかとなる。
角度λ₁およびλ₂、および屈曲領域９，１０の離間距離の選択は、蝶番の運動学のための制御範囲を広くする。特に有利なのは、対角線上で対向する移動領域の軸線ができるだけ傾斜される、屈曲領域９，１０の構造である。特に、対角線上で対向する屈曲領域９．１および１０．２、または屈曲領域９．２および１０．１は平行でなくできるだけ遠ざけられ、かつ軸線方向にできるだけオフセットされるべきである。このため、蝶番の全体的な挙動が、容器部分のねじれ（実際には好ましくないねじれ力）に対しできるだけ安定であるという効果が達成される。
図２１ａから図２１ｄを参照して、移動プロセスに影響を与える、さらに別の可能性と、機能要素の構造の別の実施態様とを説明する。本発明による材料の協働作用は追加の構造的手段によって補助され或いは影響されうる。図２１ａは、長手方回Ｒを横断するわずかばかりの突出部２０を有する下方結合要素６．２を示している。好ましい構成において、この突出部は容器部分の部分的な曲率に対応する。長手方向に対し傾斜する屈曲領域９．２は好ましくは直線状であり、しかしながら特別な構成においては湾曲し或いは非直線状であってもよい。本実施態様において中間部分４．２は同様に結合要素６．２に対応する突出部２０を有する。結合部９．２を膜型蝶番として形成すると、結合要素６．２の突出部のみのために、移動挙動が上述の実施態様と比較して異なる。突出部２０によって、結合要素は曲げ力Ｆ_B1に対する剛性を得る。しかしながら、ねじれ力Ｆ_T2に対する剛性は低く、したがって所望の伸び解放作用はほぼ矢印Ｆ_T2の方向の枢動移動により達成される。仮に、連結部９．２が弾性材料の連結から形成されるとすると、移動プロセスは、突出部分６．２，４．２の３次元反転プロセスにより、さらに重ね合わされる。スナップ効果はしたがってさらに増大されうる。
図２１ｂは、膜型蝶番９．２を介して中間部分４．２に連結された結合要素６．２を示している。本実施態様において結合要素は直線状かつ平坦であり、しかしながら中央領域において長手方向Ｒに延びるリブ１７により補強されている。このリブ１７は材料の補強と、長手方向に関する結合要素６．２の対応する剛性とを提供する。同様にして、長手方向の剛性は複数の細いリブによっても達成されうる。同様にして、長手方向Ｒの横断方向の剛性をもたらすリブまたは材料の補強部材を設けてもよい。この場合、長手方向Ｒを横断する結合要素６．２のねじれ移動は大きく抑制され、結合要素６．２は特に矢印Ｆ_B1の方向の曲げ移動を行う。言うまでもなく、このような剛性は追加の屈曲領域１１，１２と共に使用されうる。（例えば図１９参照）。
図２１ｃは、結合要素６．２が膜型蝶番９．２を介して中間部分４．２に連結されている実施態様を示している。結合要素６．２を介してねじれ力および曲げ力を吸収するために、本実施態様では結合要素の上方領域１８に材料の薄い部分が設けられる。結合要素６．２が全体的に適当な剛性を有するようにするために、材料の薄い部分は、結合要素の全幅にわたって設けるのではなく、ねじれ力および曲げ力が最大の位置にのみ設けるのが好ましい。その結果、伸長作用を解放するために必要な力およびモーメントは特に結合要素の或る領域によって吸収される。この場合屈曲領域９．２は、限定された領域のみが結合要素回りの実際の屈曲作用に用いられるように形成される。これは、領域１８における材料の薄い部分から材料の厚さが急激に変化する連結部９．２に遷移することによって達成される。
さらに図２１ｄは、結合要素６．２が間隙１９を有しているか或いは２つの部分からなる実施態様を示している。このような実施態様は、必要な曲げ弾性を生じさせるために、特に比較的大きな蝶番の場合に好ましい。この場合の間隙は、応力移動領域が影響されないか或いは所望の程度までしか影響されないように配置される。本実施態様と同様に、間隙が結合要素の一部のみを覆うようにしてもよく、或いは屈曲領域９にまで到るようにしてもよい。言うまでもなく、例えば美的理由のために、または材料の少量化のために、または蝶番の運動学に影響を与えるために、中間部分４．２に対応する間隙を設けてもよい。しかしながら、本発明による移動シーケンスを確保しかつ不均衡な反転効果が生じないようにするのを確保するために、中間部分４が或る程度の剛性を保持するのを確保しなければならない。特別な実施態様において、中間部分４の曲げ剛性を保持しつつ、中間部分４のねじればね作用によりスナップ効果を高めることができる。中間部分はしたがって、これら中間部分が結合要素６，７の長手方向において曲げ応力に対し剛直であり、かつ変形可能でないように構成される。連結アーム５の横断方向において中間部分４は、例えばラメラ状またはリブ状に形成されることによりこれら中間部分がこの方向においてねじればねとして作用するように構成される。このようにして、蝶番構造が起動されると中間部分４のねじれモーメントは、結合要素により形成されるばね力を補助する。
図２２は、図２０の実施態様におけるように、結合要素６，７が容器部分に対し強固に垂直に設けられている連結アーム５の詳細図である。この図では示されない蝶番部分が１８０°だけ開いた位置にあるときに形成されるブリッジのアーチは図示される形状で現れる。屈曲領域により包囲される角度φは本発明によれば、この１８０°だけ開いたブリッジ−アーチ位置において連結アーム、特に結合要素６，７が無応力状態にあるように選択される。本実施態様において、結合要素はさらに特に好ましい形態を備えている。結合要素の壁厚は、手前に示される圧縮縁部３１．１，３１．２から、奥に示される引っ張り縁部３２．１，３２．２まで減少される。この手段によって、結合要素の曲げ特性およびねじれ特性が全幅ｂにわたって均一にされうる。壁厚は好ましくは、限定された領域にわたって幅ｂに沿い形成される曲げ特性およびねじれ特性ができるだけ均一となるように定められる。近似において、壁厚は連続的に減少され、圧縮縁部３１．１，３１．２における壁厚は引っ張り縁部３２．１，３２．２における壁厚に対して、圧縮縁部の高さと引っ張り縁部の高さ間の比と同じ比を形成する。連結アーム５の外側面２７を、例えば円筒表面区域に位置する容器の外側輪郭に適用すれば、結合要素の内側部２１をこの外側輪郭、或いは他の実施態様におけるように平坦な表面区域内を延びる箇所に適用してもよい。
図２３は、蝶番領域のシール作用の好ましい実施態様を示している。図示される容器カバー２は、容器部分２に対し強固にかつ垂直に配置される２つの結合要素６．１，６．２を備えている。明瞭にするために、連結アームの他の領域、すなわち中間部分および他の容器部分に連結された結合要素は図示されていない。したがって、結合要素は屈曲領域９．１，９．２において切断されている。容器カバーは丸い断面を有し、すなわち本実施態様において結合要素６．１，６．２は対応する円筒壁上に位置する。結合要素間においてウェブ１４があり、このウェブ１４は本実施態様において、円筒壁の一部として壁状に構成されて容器の外側輪郭内に位置する。ウェブ１４には２つの薄い壁または薄膜２３．１，２３．２が連結されており、これら薄膜は順にウェブ１３を容器の円筒壁の外側領域２４．１，２４．２に連結する。下方容器部分または容器本体に、同様にして薄膜を設けることによりウェブ１４および薄膜でもって蝶番領域に塵密の連結部が形成されるようにしてもよい。２つの容器部分の薄膜の大きさは好ましくは、これら薄膜が互いに接触しまたは重なり合うように定められる。ウェブ１４と容器壁の領域２４．１，２４．２間に配置される薄膜２３．１，２３．２の代わりに、本発明によれば、領域２４．１，２４．２間を連続的に延びる薄膜を設けてもよい。重要なのは、これら薄膜が結合要素の機能性に悪影響を及ぼさないということであり、すなわち本発明の解放移動を阻止しないということである。
図２４は、線Ｂ−Ｂに沿ってみた、図２３に示す実施態様のウェブ１４を通る断面図を示している。図２４には示されない容器本体は対応するウェブ１５を有し、このウェブ１５は上方に突出する。連結部をできるだけ塵密にするために、２つのウェブ１４および１５は互いに重なり合っている。図面からわかるように、ウェブ１５は断面において、ウェブ１４の終縁部２５に対応する終縁部２４を有している。容器の運動学が互いに重なり合うウェブによって阻害されないようにするために、本発明によればウェブ１５の終縁部は断面において実質的に凹状をなし、外側に最終的に揺動された容器カバーのウェブの終縁部は実質的に凸状をなし、それによってできるだけ良好な案内作用とシール作用とを達成するようにしている。言うまでもなく、両方のウェブの断面において直線状の終縁部を設けることもできる。
閉鎖装置の全高をより低くすることができるようにするために、容器本体１の結合要素を閉鎖平面Ｖ上に当接させず、しかしながら容器の母線に沿って長手方向に、下方にこれらをオフセットするのが有利である。この手段が図２５に示される。連結アーム５．１の結合要素６．１は（部分的に）閉鎖平面Ｖよりも下方に配置される。連結アームを通る断面Ａ−Ａが明らかに示すように、解放移動を行うべく結合要素６が本発明により移動可能に突出可能であるために、このようにして結合要素はアンダカット２２により形成される。これに対応して、連結アーム５をさらに下方に移動させることができ、かつこれら連結アームを容器本体にほとんど完全に組み込むことができる。このため、全高が最小の容器カバーまたは蝶番部分を実現することができ、容器カバーまたは蝶番部分を例えば平板として構成することができる。
図２６は、蝶番構造を容器本体１に組み込んだ実施態様を示している。容器の閉鎖状態において、この図では示されない連結アームは容器の外側輪郭内に位置してくぼみ２８．１，２８．２により受容される。連結アームと容器カバー１間の連結位置において、容器カバー１は非常に小さい最低の高さまたは壁厚を有する。この例から特によくわかるように、約１８０°だけ開けられた容器カバー２のこの位置において、蝶番構造ではこのカバーが後方および下方に枢動可能になっている。容器の長手方向Ｌにおいて、容器カバーは容器本体の上縁部２９よりも下方に位置し、注ぎ口３３に妨げられることなくアクセス可能である。複数の枢動位置が提供されると、本実施態様における容器では開口角を２７０°にまですることができる。次いで容器カバーの背縁部３４が図示される容器の外表面に当接する。
容易にわかるように、屈曲領域９，１０および追加の屈曲領域１１，１２を狭く解釈してはならない。むしろ、本発明の蝶番移動のために、これらの屈曲領域における曲げ剛性が、結合要素や中間部分などの剛性と明らかに異なり、かつ、地域的または直線的屈曲領域９，１０，１１，１２における連結アーム５の画定された屈曲作用（屈曲作用効果の集中）を提供するということが重要である。一方、連結アーム５の残りの部分は、本発明による伸び解放を提供するために、ほんのわずかな弾性が作用するようになっている。このため、蝶番が選択された枢動移動を実行し、かつ画定されない反転プロセス（「転倒移動」）が形成されないということが確保される。例えば、屈曲および中間領域に対し異なる材料を用いることによって（弾性率が異なる）、同等の方法で本発明による解決方法を達成することができる。同様に、例えば中間領域の剛性により（例えばリブまたは特別な形状）、必要とされる効果が達成され、かつ必要とされる解放移動が達成される。膜型蝶番を備えた主な実施態様が図示されているので、屈曲領域９，１０，１１，１２は狭いものとしてのみ図示されている。屈曲領域が別の方法により、例えば曲げ弾性が高い材料から形成される場合には、屈曲領域これに対応して幅が広くなる。特に図９および図１０から明らかなように、屈曲領域９，１０は、設けられ得る追加の屈曲領域１１，１２より大きな屈曲作用効果を経験する。したがってさまざまな屈曲領域は同一の屈曲特性を有する必要はなく、しかしながら、必要であれば、作用している応力に対応するように最適化された特性を備えることができる。
特別な適用のために、屈曲領域１２を備え、カバー側部上にスナップ効果を備えず、容器本体上に別の屈曲領域１１を備えていない、実施態様の混合もありうる。言うまでもなく、必要とされる中間部分４の伸び解放移動が確保される限り、発明概念はまた、結合要素が蝶番部分に追加の連結部（例えば半径方向または横方向の支柱）を有する解決手段を具備する。
図２７から図２９を参照して本発明のさらに別の実施態様を詳細に説明する。これらは、上述したように連結アームの横断方向に形成される引っ張り／圧縮プロフィルを最適な方法で使用している。スナップ効果は本発明によれば、連結アーム５の要素、すなわち連結要素６，７、中間要素４の弾性変形またはスナップ効果および相互作用により達成される。容器を開けるとき（および閉めるとき）においてスナップ効果を決定づける応力は、本発明によればこれら要素４，６，７の構造および形状により形成される。図１３および図２０を参照して上述したように、結合要素６，７に作用するねじれ応力は各連結アーム５の長手軸線回りに形成される。結合要素の短い方の側部に沿って引っ張り縁部３２．１において引っ張り領域が形成され、結合要素の長い方の側部に沿って圧縮縁部３１．１において圧縮領域が形成される（長手方向応力）機能のために、これら引っ張りおよび圧縮応力は、連結アーム５のこれら外側縁部３１．１，３２．１において最大となる。ねじれおよび長手方向応力は互いに結合され、また、屈曲領域９，１０において中間要素４に導入される直線状負荷により形成される。ベクトルについて考慮されて線状負荷に沿った力が、ねじれおよび引っ張り／圧縮力の成分として理解されるならば、この荷重プロセスは容易に理解されうる。
力の均衡を考慮すると、容易にわかるように、本実施態様において中間要素４は、本質的に、連結アームの長手方向軸線の方向の力のみにより負荷され、また、容器の起動時において、上述した引っ張りおよび圧縮領域を有し、引っ張り力は中間要素４の長い方の側縁部、引っ張り縁部３２．１上に主として生じ、圧縮力は短い方の縁部、圧縮縁部３１．１上に生じる。図２７から図２９からわかるように、これらの長手軸線方向力は屈曲領域９，１０から中間要素４に離心的に導入され、すなわちこれらの形状において、膜型蝶番は、ここでは図示しない中間要素４の外側表面の領域内に取り付けられる。このような離心特性のために、中間要素４の圧縮側部に第２の屈曲作用が生じうるが、本発明によりほとんど阻止されている。本発明によれば、中間要素４の曲げ剛性が高い形状はしたがって重要である。
図２７には、引っ張り／圧縮関係を良好に利用した、結合要素の特に有利な実施態様が示される。結合要素６，７は、鏡像的に逆となるように形成され、その結果その対称性により同一の応力を形成する。ばね要素として作用する結合要素６，７は、圧縮縁部３１．１に向かう圧縮領域において比較的肉厚かつウェブ状の形態を有する。その結果、結合要素の不利な座屈が阻止される。一方、引っ張り縁部３２．１における結合要素の引っ張り領域はより薄く形成され、したがって引っ張り曲げねじればねとして最適に作用することができる。これまで述べてきた実施態様の場合におけるように、中間要素４は剛性が均一となるようにされる。
次に図２８は、中間要素４の壁厚が連結アームの幅にわたって変化する実施態様を示している。この場合重要なのは、本発明によれば、中間要素はそれでも実質的に曲げ剛性が高い板として作用する、すなわち蝶番の起動時においてこのような壁厚変化のために中間要素は全く屈曲しないことである。良好に理解され得るように、圧縮縁部３１．１の圧縮領域において、座屈または屈曲を阻止するために、中間要素は肉厚に構成される。しかしながら中間要素の長い方の縁部、すなわち引っ張り縁部３２．１において壁厚は、圧縮領域における壁厚の例えば１／３または１／４まで減少され、この壁厚のため、システムの全体的なばね効果を増大させることができ、この領域は引っ張りばねの機能を果たす。比較的小さいＰＰ製容器の場合、この引っ張り領域は、例えば０．２５−０．５ｍｍの例えば薄膜として構成されうる。ここで再び強調すべきことは、中間要素がその機能を曲げ剛性が高い要素として保持しており、屈曲による好ましくない変形の発生が阻止されるべきであるということである。その結果、蝶番の起動時、中間要素４は引っ張り縁部３２．１に沿って全く屈曲しない。本実施態様において結合要素６，７の断面はほぼ四角形状であり、壁厚は、引っ張り縁部３２．１の引っ張り領域における中間要素の壁厚よりも大きい（図２８の壁厚の割合を参照）。
図２９は、好ましいばね挙動を有する実施態様を示しており、この実施態様は図２７および図２８の実施態様の特徴を含んでいる。結合要素６，７および中間要素４は両方とも、圧縮縁部３１．１の領域において大きな壁厚を有し、したがって座屈が阻止されている。一方、引っ張り縁部３２．１の引っ張り領域は大きく減少され、上述したようにばね効果に関与する。結合要素６，７および中間要素４の断面はこの実施態様において互いに対応する。本実施態様の場合重要なのは、中間部分４が、蝶番の起動時に中間部分４の曲げ剛性を高く維持する形状を有することである。異なる壁厚間の遷移部分は、所望のばね挙動に依存して長手方向に関し異なる位置において、比較的大きな領域などにわたって比較的急激に変化する。説明した特徴も上述の発明の特徴に有利に結合することができる。

Claims (32)

1. 膜を有することなく弾性を備えた蝶番構造であって、
   ａ）第１の蝶番部分（１）と、
   ｂ）第１の蝶番部分（１）に対して複数の安定枢動位置に位置することができる第２の蝶番部分（２）であって、２つの安定枢動位置間に死点が位置する、前記第２の蝶番部分と、
   を備え、
   ｃ）前記第２の蝶番部分（２）は、前記死点を除く前記２つの安定枢動位置間の各枢動位置から、最も近い前記安定枢動位置まで弾性作用により枢動するように配置され、
   ｄ）互いに離間して配置された２つの連結アーム（５、５．１、５．２）が、
   ｄ_a）前記第１蝶番部分（１）と第２蝶番（２）の各々で移動自在に配置された、少なくとも１つの結合要素（６、６．１、６．２、７、７．１、７．２、１６．１、１６．２）と、
   ｄ_b）曲げ剛性が実質的に高い少なくとも１つの中間部分（４、４．１、４．２）であって、２つの屈曲領域（９、９．１、９．２、１０、１０．１、１０．２、１１）により画定され、前記結合要素に隣接する、前記中間部分と、
   を備え、
   ｅ）前記２つの連結アーム（５）の各々は、前記第２蝶番部分（２）に対して、前記第１蝶番部分（１）の開放位置および閉鎖位置においてほぼ無応力状態となり、
   ｆ）前記結合要素（６、６．１、６．２、７、７．１、７．２、１６．１、１６．２）の各々は、前記２つの安定枢動位置間における、第１の蝶番部分（１）に対する第２の蝶番部分（２）の前記枢動時に、前記死点の領域において最大弾性解放移動を行うように配置される、
   前記蝶番構造。
2. 上記屈曲領域（９，１０；１１）が、互いに最も近づく位置において、各結合要素（６，７；１６）が開放位置において蝶番部分（１，２）の閉鎖平面に対しほぼ垂直となるような離間距離を有することを特徴とする請求項１に記載の蝶番構造。
3. 上記屈曲領域（９，１０）により包囲される角φが次式を満たす値を有することを特徴とする請求項１または２に記載の蝶番構造、
   tan(φ／2)＝cos(ω／2)・cos｛(180°−ζ)／2｝＋tan(φ／2)・sin｛(180°−ζ)／2｝
   ここで、φは屈曲領域間に形成される角、ωは連結アーム（５）に対し垂直な２つの線により形成される角、ζは有効開口角である。
4. 上記角φが以下の式に相当する値を有することを特徴とする請求項３に記載の蝶番構造、
   φ＝２・arctan｛cos(α／2)｝
   ここで、角αは連結アーム（５）により包囲される角である。
5. 上記屈曲領域（９，１０）が、上記連結アーム（５）の縁部に対し互いに異なる角（λ₁，λ₂）を有することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
6. 上記連結アーム（５）が、連結アーム（５）のほぼ横断方向に配置された追加の屈曲領域（１１，１２）を介して上記蝶番部分（１，２）に連結されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
7. 上記連結アーム（５）が、上記蝶番部分（１，２）の上記閉鎖平面に関し非対称であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
8. 上記連結アーム（５）が単一平面内においてねじれており、これら連結アームをそれらの長さ部分の一部にわたって、互いに平行になるように配置してこれら連結アームが互いに対面する端部において互いに異なる離間距離（ｋ₁，ｋ₂）を有するようにしたことを特徴とする請求項１から７までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
9. 上記結合要素（６，７）全体にわたって曲げおよびねじれ応力がほぼ同じになるように、少なくとも１つの上記結合要素（６，７）の壁厚を変化させたことを特徴とする請求項１から８までいずれか一項に記載の蝶番。
10. 上記結合要素（６，７）の壁厚が、その長側縁部からその短側縁部まで連続的に減少することを特徴とする請求項９に記載の蝶番構造。
11. 上記第２の蝶番部分（２）の枢動時において、各結合要素（６，７；１６）の長側縁部（３１）に引っ張り応力が作用し、各結合要素（６，７；１６）の短側縁部（３２）に圧縮応力が作用し、２つの側縁部（３１，３２）間において応力ニュートラル領域（Ｎ）が存在することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
12. 上記応力ニュートラル領域（Ｎ）が、上記２つの側縁部（３１，３２）間を３等分した中央のもの内に位置することを特徴とする請求項１１に記載の蝶番構造。
13. 少なくとも１つの上記結合要素（６）が、その長手方向（Ｒ）に対し垂直な突出部（２０）を有することを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
14. 少なくとも１つの上記結合要素（６）が、曲げ剛性を変化させる少なくとも１つの補強リブ（１２）を有することを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
15. 少なくとも１つの上記結合要素（６）が、曲げ剛性を変化させる肉薄部（１８）を有することを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
16. 少なくとも１つの上記結合要素（６）が、曲げ剛性を変化させる間隙（１９）を有することを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
17. 上記結合要素（６）が上記間隙（１９）を包囲する２つの部分からなることを特徴とする請求項１６に記載の蝶番構造。
18. 少なくとも１つの上記中間部分（４）が、上記結合要素（６，７）の長手方向における該中間部分の曲げ剛性が高く、しかしながら該長手方向の横断方向においてねじればねとして構成されることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
19. 上記結合要素（６，７）に、上記長手方向に延びるラメラまたはリブが設けられることを特徴とする請求項１８に記載の蝶番構造。
20. 外側から見たときに、上記蝶番部分（１，２）の内表面に沿って形成される薄膜（２３）の前方に上記連結アーム（５）が位置されることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
21. 上記２つの蝶番部分（１，２）の上記薄膜（２３）が上記閉鎖位置において互いに接触する或いは重なり合うことを特徴とする請求項２０に記載の蝶番構造。
22. 上記連結アーム（５）間の少なくとも１つの上記蝶番部分（１）にウェブ（１４，１５）が設けられることを特徴とする請求項１から２１までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
23. 上記閉鎖位置において上記ウェブが上記閉鎖位置を越えて他方の蝶番部分（２）内のくぼみまで突出することを特徴とする請求項２２に記載の蝶番構造。
24. 互いに接触するか或いは重なり合う上記ウェブ（１４，１５）が上記連結アーム（５）間の両方の蝶番部分（１，２）に設けられることを特徴とする請求項２２に記載の蝶番構造。
25. 上記連結アーム（５）間に位置する上記２つの蝶番部分（１，２）の終縁部（２５，２６）が互いに重なり合うことを特徴とする請求項１から２４までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
26. 上記２つの連結アーム（５）間に位置する上記２つの蝶番部分（１，２）の上記終縁部（２５，２６）が、相補的な凸状部および凹状部からなる領域を有することを特徴とする請求項２５に記載の蝶番構造。
27. 少なくとも１つの上記連結アーム（５）が、閉鎖平面（Ｖ）よりも下方の、割り当てられた蝶番部分（１）に取り付けられ、かつアンダカット（２２）により該蝶番部分（１）から持ち上げられることを特徴とする請求項１から２６までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
28. 上記閉鎖位置において、上記連結アーム（５）が少なくとも１つの蝶番部分（１）においてくぼみ（２８）により収容されることを特徴とする請求項１から２７までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
29. 上記蝶番構造が二位置で安定であり、このために各連結アーム（５）が２つの内側屈曲領域（９，１０）および中間部分（４）を有することを特徴とする請求項１から２８までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
30. 上記蝶番構造が三位置で安定であり、このために各連結アーム（５）が３つの内側屈曲領域（９，１０，１１）を有し、上記連結アーム（５）の側縁部に対し正および負の傾斜が交互にあることを特徴とする請求項１から２８までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
31. 上記中間要素（４）が、引っ張り縁部（３２．１，３２．２）の近くの引っ張り領域において、圧縮縁部（３１．１，３１．２）の近くの圧縮領域と比較して小さい壁厚を有し、かつ引っ張りばねとして作用することを特徴とする請求項１から３０までのいずれか一項に記載の蝶番構造。
32. 上記蝶番部分（１，２）は、本体（１）とカバー（２）とを含み、
    上記連結アーム（５）は、上記本体（１）に屈曲領域を備えず、屈曲領域（１２）を介して上記カバー（２）に連結され、
    上記カバーの側部上にスナップ効果を備えていないことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の蝶番構造。

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