JP3957755B2 - ラグを備えたプラスチック製の蓋 - Google Patents

Description

発明の技術分野
本発明は、概して、ガラス製又はプラスチック製の容器に、プレスオン（press-on）装着すなわち非回転装着用の新規で改良された蓋に関する。この蓋は、ガラス製又はプラスチック製の容器から取り外すために、捩じりすなわち回転が必要とされるものである。更に詳細には、本発明は、蓋によって密封されるべき容器のネック部分の多重リードねじ山形状体と係合するための内方に突出した複数のラグが設けられた可撓性スカートを含むこの種類の蓋に関する。
発明の背景
商業的に入手可能なＰＴ蓋（すなわち、容器に対してプレスオン装着すなわち非回転装着可能であるが、取り外しを行う上で回転又は捩じりを必要とする蓋）は、一般的には、従来のプラスチゾルガスケット複合物で裏打ちされている。裏打ち体すなわちライニングは、容器の頂縁部すなわち末端部（finish）と、及び容器のネック部分に沿って、密封係合するように配置されている。これらの容器は、最初の形成時に、容器のネックに設けられたねじ山と締まり嵌めすることによって、蓋を回転させる必要なしに容器に直接装着できるようにする円筒形のボアを有する。これらのライニングは、充填及びキャップ装着後の容器の熱処理中に硬化し、これによって、容器の螺旋状ねじ山と形状が永久的に一致し、使用者が蓋を回転することによって容器から取り外すことができる。
これらの商業的に入手可能な蓋は、取引において一般的に受け入れられてきたが、当業者は、このような蓋の内側でねじ山を形成するライニングを使用する必要をなくそうとする努力を行ってきた。このような変形例の蓋構造の一つが、マムフォード（Mumford）に賦与された米国特許第４，７１７，０３４号明細書に示されている。この特許明細書には、垂直方向に間隔が隔てられた複数の多重リードねじ山をネック表面上に有する容器にキャップ装着するための、熱可塑性材料製の一部品（one-piece）キャップシェル蓋が記載されている。蓋のスカート部分には、ほぼ垂直方向に延びる間隔が隔てられた複数の可撓性の熱可塑性材料によるリブが設けられている。これらのリブはスカートと一体であり、各リブは、複数のねじ山と係合するような大きさになっている。これらのリブは、リブをねじ山と強制的に接触させたときに、リブがねじ山の周りでほんの僅かに撓み且つ曲がって、リブに僅かな窪みを形成するように、常温流れに対する十分な抵抗を提供するように構成されており且つ配置されている。軸線方向にリブを備えたこれらの蓋は、本出願人の知る限りにおいて、商業的に受け入れられていない。こうした蓋が取引で受入れられないのは、特に真空状態下にて、プレスオン／回転取り外し蓋とともに使用するために現在入手可能なガラス容器において使用されている慣用的に使用されているねじ山設計で、垂直リブを十分に持ち上げることができないためであると考えられる。
本発明は、これらの従来技術の問題点及び欠点を解決し、新規であり且つ改良された、顕著な利点を持つ蓋を提供する。
発明の概要
本発明によれば、垂直方向に間隔が隔てられた複数の螺旋状ねじ山が外面に形成された円筒形のネックを有する容器にプレスオン装着し、この容器から回転取り外しするための新規で改良された蓋が提供される。本発明の蓋は、端パネルから下方に延びる可撓性円筒形スカートを含む。このスカートには、半径方向内方に突出しており且つ間隔が隔てられている複数のラグが一体に形成されている。これらのラグは、円筒形スカートの内面周方向に配置されており、蓋を容器に密封関係で着座させたときにねじ山と係合するように、内面上で軸線方向に間隔が隔てられている。スカート及びラグは、変形可能なプラスチック材料（好ましくは、ポリプロピレン）で形成されており、蓋を容器に対して所望の通りに密封するため、直接的に軸線方向にプレスオン作用を加えることによって、回転させることを必要とせずに蓋を容器に装着できるような大きさ及び構成になっている。この密封は、容器のねじ山の最大外径と直接接触するラグとの間の締まり嵌めによって得られる。間隔が隔てられたラグの各々は、蓋を容器に密封関係で着座したとき、一つの螺旋状ねじ山だけと接触するような軸線方向高さを有する。さらに、ねじ山は、容器に設けられた離間された螺旋状ねじ山により形成される螺旋溝内にこれらのラグのうちの少なくとも幾つかのラグが少なくとも部分的に受け入れられることを可能とする軸線方向高さと関連した周方向長さを有する。そのため、蓋を回転させて取り外すとき、螺旋溝内に受け入れられたラグの前縁が、隣接したねじ山の上方に傾斜した表面と係合することによって、このような取り外し回転中に蓋に上方へのカム作用を加える。
従って、本発明の目的は、直接的な軸線方向のプレスオン作用によって容器に装着できる改良された蓋を提供することである。
本発明の別の目的は、スカートの内側に付着させたねじ山を形成する硬化性エラストマーを使用することを必要とせず、同時に、蓋を容器に装着するときに所望の密封を得るために蓋と容器との間に特別の位置合わせ装置を必要としない改良されたプレスオン装着／回転取り外し可能な蓋を提供することである。
本発明の別の目的は、多重リードねじ山形状体を含むネック末端領域を有するガラス製又はプラスチック製の容器に装着するためのプレスオン装着／回転取り外し型の改良された蓋を提供することである。この蓋は、容器に繰り返しプレス嵌め又はスナップ嵌め（締結を全く必要としない）できるが、捩じりすなわち回転移動によって容易に取り外される。
本発明の別の目的は、前記蓋の回転取り外しに必要な力に悪影響を及ぼすことなく、所望の通気すなわち圧力解放を行うことができるプレスオン装着／回転取り外し型の改良された蓋を提供することである。
本発明のこれらの目的及び他の目的は、同じ参照番号が同じ部品に附してある図面を参照して、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
第１図は、内側スカート部分及びタンパーバンド部分をその形成された下方に延びる状態で示す、ラグキャップすなわち蓋の斜視図であり、
第２図は、本発明による相補的な容器に被さった関係に内方に折り曲げられたタンパーバンドを有する頂部パネルの上面を示す本発明のラグキャップすなわち蓋の斜視図であり、
第３図は、第１図及び第２図に示す蓋の立面図であり、
第４図は、第１図、第２図、及び第３図に示す蓋の頂部平面図であり、
第５図は、形成された状態で容器に装着する前の第１図乃至第４図の蓋の垂直断面図であり、
第６図は、第３図に示す蓋キャップの６−６線に沿った断面図であり、
第７図は、第５図と同様であるが、蓋が容器に装着されており、且つ前記容器に完全に着座する前の最初の作動段階中の蓋キャップを示す垂直断面図であり、
第８図は、第７図と同様であるが、蓋を容器に完全に装着し、真空状態を容器内に発生させた後の蓋を示す断面図であり、
第９図は、容器のネック部分に設けられた個々のねじ山に対する、蓋のスカートに設けられたラグの配向を示す、ねじ山の概略展開図であり、
第１０図は、本発明の変形例を示す第５図と同様の部分断面図である。
好ましい実施例の詳細な説明
添付図面のうち特に第１図乃至第４図を参照すると、本発明を具体化した蓋キャップが参照番号１１として示されている。蓋キャップ１１は、例えば食品の高温充填包装等の様々な用途に適している。図示のように、蓋キャップ１１は、端パネル１２、端パネル１２から下方に延びる可撓性スカート１３、このスカート１３と一体に形成されたタンパーバンド（不正に取り外したことを表示するためのバンド）１４、及びガスケット１６を含む。
図示の実施例では、端パネル１２は金属製であるが、適当な酸素障壁特性又は酸素排出特性を提供する他の材料を使用できる。これらの材料には、例えば、サラン（商標）又はＥＶＯＨ型材料、ナイロン及び他の熱可塑性材料及び熱硬化性材料、及び当該技術分野で周知の複合構造体が含まれる。第２図、第４図、及び第６図に最もよく示してあるように、端パネル１２は、図示の実施例では、上方に突出するボタン１７を半径方向最内部分に有する。ボタン１７は、下方及び外方に傾斜したフランジ１８、平坦部１９、上方及び外方に傾斜したフランジ２１、環状平坦部２２、下方及び半径方向外方に傾斜したフランジ２３、半径方向に延びる環状平坦部２４、下方に湾曲した部分２６、及び自由縁すなわち切断縁部２８で終端する半径方向及び軸線方向下方に延びる部分２７へと、この順番で半径方向外方に延びている。当該技術分野で周知のように、蓋が装着された容器に真空状態を発生させると、パネル１２及びボタン１７が軸線方向下方に移動して窪み、真空を解放すると、パネル１２及びボタン１７が第２図に示す形成時の位置に戻る。
プラスチック製可撓性スカート１３は、半径方向内方に延びる上部フランジ２９を有する。この上部フランジ２９は、端パネル１２の外周と重なり、軸線方向下方に側壁３１へと延びる。側壁３１の内周面には、以下に詳細に説明するように、本発明の重要な特徴に従って、周方向に間隔が隔てられた複数のラグが設けられている。これらのラグは、側壁３１と一体に形成されている。可撓性スカート１３は、さらに、軸線方向下方に延びる円筒形拡大部分３３へと延びている。この円筒形拡大部分３３の終端部分３４は、第３図に最もよく示すように、周方向に配置された複数の破壊可能なブリッジ３６によってタンパーバンド１４に一体に連結されている。蓋キャップ１１が装着された容器の処理中に水分が容易に通過するように、複数のドレン穴３５及び洗浄ウィンドウ４０を設けることができる。
図示の実施例では、可撓性スカート１３は、端パネル１２の中央部分にプラスチック材料が全く被さっておらず、露呈されているように、端パネル１２に関してこれを取り囲み且つ捕捉した関係にある。スカート１３は、適当には、蓋キャップ１１を容器３７に軸線方向に装着できる（第２図参照）ようにするのに必要な必須の可撓性を提供する任意のプラスチック樹脂から形成されている。このような材料で形成されているため、共通の参照番号３２により示されている内方に突出したラグが、容器３７に設けられた共通の参照番号３８により示されている垂直方向に間隔が隔てられた複数の螺旋状ねじ山にスナップ嵌めする。第２図に示すように、ねじ山３８は容器３７のネック領域３９の外面上に形成されており、共通の参照番号４１により示されている複数の螺旋溝を構成するように、互いに対してほぼ平行な関係にある。ネック領域３９の上端は、容器の開放口（open mouth）４３を構成する末端部４２で終端する。スカート１３用の適当な型成形可能な樹脂には、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂が含まれるが、一般的には、エチレン及び／又はプロピレンのホモポリマー、コポリマー、及びターポリマーが好ましく、特にプロピレンが好ましい。
図示の実施例では、ガスケット１６は側方密封型であり、好ましくは、型成形によって形成される。ガスケット１６は、容器の末端部と所望の密封を形成する任意の弾性材料すなわちエラストマー材料（すなわち、熱可塑性複合物、熱硬化性複合物、及びプラスチゾル複合物）で形成できる。しかしながら、これに関し、塩化ビニルを含まない樹脂すなわちポリ塩化ビニル以外の材料が好ましい。
第７図及び第８図に示すように、タンパーバンド１４は、容器リテーナビード４５の下の位置で、ブリッジ３６によってスカートに接合されている。これに関し、タンパーバンド１４は、符号４７にて下バンド部分４８にヒンジ連結された上部分４６を含むということがわかる。図示の実施例では、下バンド部分４８の軸線方向長さは、上バンド部分４６の軸線方向長さよりも大きい。このようにして、蓋キャップ１１を容器３７に装着したとき、下バンド４８の終端部分５１は、周方向に配置されたブリッジ３６の上方の位置でリテーナビード４５と係合するように、半径方向内方及び軸線方向上方に延びている。これによって、破壊可能なブリッジの一体性を高める。バンドの形成中（すなわち機械によるバンドの折畳み中）及び容器への蓋の装着中にブリッジが誤って壊されることが、全くなくなることはないにせよ、少なくなる。
第７図、第８図、及び第９図を参照すると、可撓性スカート１３及びこれと一体に成形されたラグ（特に、ラグ３２ｃを第７図及び第８図に示す）は、これらが接触するようになるねじ山（第７図及び第８図には、ねじ山３８ｂ及び３８ｃが示してある）の夫々と締まり嵌めを構成するような大きさになっているということがわかる。容器３７に蓋１１を装着する際に蓋に加えられた下方への軸線方向の力により、可撓性スカート１３が半径方向外方に拡張してラグを外方に拡張でき、これらのラグが接触するようになるねじ山に乗り上げることができる。これによって、ラグのうちの少なくとも幾つかのラグとねじ山との間を、例えば第８図及び第９図に示すようにラグ３２ｃ及び螺旋状ねじ山３８ｃに関して、締まり嵌めできる。これによって、ラグ３２ｃは、蓋キャップ１１を容器３７に装着する際に僅かに変形する。この締まり嵌めは、真空が形成されるまで蓋を容器に保持するのに役立つ。第９図に示すように、同様の締まり嵌めがラグ３２ａ（ねじ山３８ｂと）、３２ｅ（ねじ山３８ｄと）、３２ｇ（ねじ山３８ｅと）について形成される。
これと対応して、第９図に示すように、ラグ３２ｂ、３２ｄ、及び３２ｆの夫々は、ねじ溝４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃ内に少なくとも部分的に受け入れられている。このようにして、蓋キャップ１１を取り外すとき、ラグ３２ｂの端面すなわち前縁３２ｂ′がねじ山３８ｃの上方に傾斜した表面３８ｃ′と係合し、これによってこのような取り外し回転中に蓋キャップに上方にカム作用を加える。同様のカム取り外し作用は、ラグ３２ｄの端面すなわち前縁面３２ｄ′がねじ山３８ｄの上方に傾斜した表面３８ｄ′と同様に協働することによって、及び端面すなわち前縁面３２ｆ′がねじ山３８ｅの上方に傾斜した表面３８ｅ′と同様に協働することによって得られる。
容器に設けられたねじ山及び本発明の蓋に設けられたラグの数は、これらの蓋及び容器の夫々の大きさに応じて決まるということは理解されよう。しかしながら、一般的には、本発明は、ラグの数のねじ山の数に対する少なくとも１：１の比を考えており、公称直径が５１mmの蓋及び容器について、ラグの数のねじ山の数に対する約２：１の比が特に適している。しかしながら、２：１以上のラグの数のねじ山の数に対する比を適当に使用でき、用途によっては、特に小径の容器の場合には、ラグの数のねじ山の数に対する比が１：１以下であってもよい。更に、個々のラグは、これらのラグがただ一つの螺旋状ねじ山だけと所与の周方向位置で接触するような軸線方向高さでなければならず、このようなラグ（例えば、第９図のラグ３２ｂ、３２ｄ、及び３２ｆ）のうちの少なくとも幾つかが夫々の螺旋溝４１ａ、４１ｂ、及び４１ｃ内に少なくとも部分的に受け入れられ、蓋キャップを回転させて取り外すときに上述のカム作用を受けることができるような周方向長さを有するということに着目されるべきである。
螺旋状ねじ山及び間隔が隔てられたラグは、本発明によれば、貯蔵中、特に、製品が傷んだり醗酵したりすることと関連して生じる望ましからぬ環境によって内部圧力が容器内で発生する場合に発生する圧力を解放するための所望の通気圧力解放をもたらすような大きさになっている。例えば、内方に突出した１２個のラグを持つ５１mm径の蓋キャップをガラス容器に装着する場合、ねじ山の深さは約７．６２mm（約０．３０インチ）突出しており、個々のラグは内方に約０．７６２mm（約０．０３０インチ）であり、個々のラグの周方向長さは約３．１７５mm（０．１２５インチ）であり、軸線方向高さが約０．７６２mm（０．０３０インチ）であり、０．７０５kg/cm²（１０psig）以下の通気圧力を容易に得ることができる。
本発明は、更に、例えば第１０図に示す蓋のように全体がプラスチック製の蓋でも使用できる。第１０図に示すように、蓋キャップ５３は、上方及び側方にシールを形成するガスケット５５を備えた一部品（one-piece）成形キャップシェル５４を含む。しかしながら、これらの蓋キャップで使用されるシールの正確な種類は、所望の特定の末端の用途に合わせて変えることができるということは理解されよう。蓋キャップ５３は、容器のネックに設けられた垂直方向に間隔が隔てられた複数のねじ山と、上文中に説明したのと同じ方法で協働する形体の一つのラグを有する。
本発明を二つの実施例に関して説明した。しかしながら、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変形及び変更を行うことができるということは当業者には明らかであろう。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

Claims (25)

1. 蓋と容器の組合体であって、
   前記容器は円筒状ネックによって画成された口を備え、該円筒状ネックはその外面に複数の螺旋状ねじ山を有し、該螺旋状ねじ山は垂直方向に離間し、半径方向外方へ延び、且つ、互いに略々平行に延在して隣接する螺旋状ねじ山とねじ山の間に螺旋溝を形成し、
   前記蓋は、
   前記容器の口と重なる寸法を有し且つ重なる位置にある端パネルと、
   前記端パネルから下方に延在すると共に内面が円筒形である可撓性の円筒形スカートと、
   前記スカートの内面に一体的に形成され且つ該内面から径方向内側に延出すると共に該内面に沿って周方向に離間して配置され、前記蓋が前記容器のネック末端部に密封状態で完全に着座した時に、前記複数の螺旋状ねじ山の中の所定のねじ山と係合するように設けられた複数のラグと、を具備し、
   前記複数のラグは変形可能な熱可塑性材料で形成され、該複数のラグの寸法は、前記蓋が前記容器の前記ネック末端部に完全に着座した時に、該複数のラグの中の少なくとも一つのラグの先端と、該ラグと接触状態にあり、半径方向外方へ延びている螺旋状ねじ山の最大外径の部分とが締まり嵌め状態となるように、設定され、
   前記スカートの前記円筒形の内面に設けられた前記複数のラグは何れもその軸方向の高さが、前記複数の螺旋状ねじ山の中の一つのねじ山とだけ接触するように設定され、
   前記複数のラグの周方向の長さは、その内の少なくとも一つが前記螺旋溝の一つの溝内に少なくとも部分的に受け入れられ、前記蓋が前記容器のネック末端部に着座した状態で該蓋を回転すると、前記螺旋溝に係入している前記少なくとも一つのラグの前縁が隣接する螺旋状ねじ山の上方に傾斜した表面に係合して前記蓋の回転中、該蓋に対して上方にカム作用が働くように設定され、
   前記スカートと前記複数のラグの寸法は、前記蓋を前記容器に装着する際に、該蓋を回転させるのではなく、直接軸方向に押すプレスオン作用でもって装着でき且つその装着でもって双方の間に所望の密封状態を得ることができるように設定され、
   更に、前記スカートと前記複数のラグの寸法は、前記蓋をプレスオン作用によって前記容器に装着すると該スカートが径方向外側に膨らみ、もって、前記ラグが前記螺旋状ねじ山を越えて該蓋が前記容器に完全に装着できるように、設定されていることを特徴とする容器と蓋の組合体。
2. 前記端パネル及び前記スカートは別々に形成される請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
3. 前記端パネルは酸素障壁材料で形成されている請求項２に記載の蓋と容器との組合体。
4. 前記酸素障壁材料は金属である請求項３に記載の蓋と容器との組合体。
5. 前記端パネル及び前記スカートは型成形された一部品キャップシェルからなる請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
6. 前記スカートは、エチレン及びプロピレンのホモポリマー、コポリマー、及びターポリマーからなる群から選択された型成形可能な樹脂から形成されている請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
7. 前記スカートはポリプロピレンで形成されている請求項６に記載の蓋と容器との組合体。
8. 前記ラグは全て前記スカートの内面上で略々同じ高さに設けられている請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
9. 前記ラグの螺旋状ねじ山に対する比は少なくとも１：１である請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
10. 前記ラグの螺旋状ねじ山に対する比は約２：１である請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
11. 前記ラグの螺旋状ねじ山に対する比は２：１以上である請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
12. 前記容器の前記螺旋状ねじ山及び前記円筒形スカートの内面の前記間隔が隔てられたラグは、前記蓋を前記容器に密封関係で装着したとき、所望の通気圧力解放を提供するように夫々の大きさが定められており且つ位置決めされている請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
13. 前記容器はガラス製である請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
14. 前記容器はプラスチック製である請求項１に記載の蓋と容器との組合体。
15. 蓋とガラス容器の組合体であって、
    前記ガラス容器は円筒状ネックによって画成された口を備え、該円筒状ネックは複数の螺旋状ねじ山を有し、該螺旋状ねじ山はその外面が円弧状で、前記円筒状ネックの外面に一体的に形成され、該螺旋状ねじ山は垂直方向に離間し且つ互いに略々平行に延在して隣接する螺旋状ねじ山とねじ山の間に螺旋溝を形成し、
    前記蓋は、
    前記容器の口と重なる寸法を有し且つ重なる位置にある端パネルと、
    型成形可能なポリオレフィンで形成されると共に円筒形の内面を有し、前記端パネルから下方に延在する可撓性のスカートと、
    前記スカートに一体的に形成され且つ該スカートの内面から径方向内側に延出すると共に該内面に沿って周方向に離間して配置され、又、略々同じ高さとなるように設けられて前記蓋が前記容器のネック末端部に密封状態で完全に着座した時に前記複数の螺旋状ねじ山の中の所定のねじ山と係合する複数のラグと、を具備し、
    前記複数のラグの寸法は、前記蓋が前記容器の前記ネック末端部に完全に着座した時に、該複数のラグの中の少なくとも一つのラグの先端と、該ラグの接触状態にあり、半径方向外方へ延びている螺旋状ねじ山の最大外径の部分とが締まり嵌め状態となるように、設定され、
    前記複数のラグは何れもその軸方向の高さが、前記蓋が前記容器に密封状態で着座した時に、該ラグの各々が前記複数の螺旋状ねじ山の中の一つのねじ山とだけ接触するように設定され、
    前記複数のラグの周方向の長さは、その内の少なくとも幾つかが前記螺旋溝の溝内に少なくとも部分的に受け入れられ、前記蓋が前記容器のネック末端部に着座した状態で該蓋を回転すると、前記螺旋溝に係入している前記ラグの前縁が隣接する螺旋状ねじ山の上方に傾斜した表面に係合して前記蓋の回転中、該蓋に対して上方にカム作用が働くように設定され、
    前記スカートと前記複数のラグの寸法は、前記蓋を前記容器に装着する際に、該蓋を回転させるのではなく、直接軸方向に押すプレスオン作用でもって装着でき且つその装着でもって双方の間に所望の密封状態を得ることができるように設定されていることを特徴とする容器と蓋の組合体。
16. 前記ラグの前記ねじ山に対する比は少なくとも１：１である請求項15に記載の蓋とガラス容器の組合体。
17. 前記ラグの前記ねじ山に対する比は約２：１である請求項１に記載の蓋とガラス容器の組合体。
18. 前記ラグの前記ねじ山に対する比は約２：１以上である請求項15に記載の蓋とガフス容器の組合体。
19. 前記端パネル及び前記スカートは別々に形成される請求項15に記載の蓋とガラス容器の組合体。
20. 前記端パネルは酸素障壁材料で形成されている請求項19に記載の蓋とガラス容器の組合体。
21. 前記端パネルは金属で形成されている請求項20に記載の蓋とガラス容器の組合体。
22. 前記端パネル及び前記スカートは型成形された一部品キャップシェルからなる請求項15に記載の蓋とガラス容器の組合体。
23. 前記スカート及びラグはポリプロピレンで形成されている請求項15に記載の蓋とガラス容器の組合体。
24. 前記型成形された一部品キャップシェルはポリプロピレンで形成されている請求項22に記載の蓋とガラス容器の組合体。
25. 前記螺旋状ねじ山及び前記間隔が隔てられたラグは、前記蓋を前記容器に密封関係で装着したとき、所望の通気圧力解放を提供するように夫々の大きさが定められており且つ位置決めされている請求項15に記載の蓋とガラス容器の組合体。

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