JP4017393B2 - ねじ戻り阻止歯を有するプラスチック蓋 - Google Patents
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Description
本発明は、広義の概念で言えば、容器用の、ねじを有するプラスチック蓋に係わり、特に、1つ以上の回転抑制突起を有し、蓋の取り外し時に容器内のガス圧力の解放を容易にするために、それらの突起が相手容器の通気溝と協働するねじ付きプラスチック蓋に関するものである。
【0002】
例えば炭酸飲料などの容器用のねじ付きプラスチック蓋は、市場で非常に広く受け入れられている。この特徴を有する蓋は、代表例として、頂壁部分と、垂下する円筒形スカート部分とを有するモールド成形プラスチック蓋を含む。このスカート部分は、相手容器に形成された螺条と協働して螺合するように形成された内側螺条を含む。容器に対する所望のシールは、通常頂壁部分に隣接配置されるシール・ライナーを蓋に設けることによって達成できる。特に市場で成功を収めたことが立証されているこの種の蓋は、米国特許第4343754号、同第4378893号および同第4497765号に開示されており、その全記載内容を本明細書の記載として援用する。多くの応用例では、例えば上記米国特許第4497765号の教示に従って、または米国特許第4938370号、同第4978017号および同第5004112号の教示に従って、そのような蓋を不正使用が明らかとなるように構成することが望まれる。それらの全内容を本明細書の記載として援用する。
【0003】
前記種類の蓋は、炭酸飲料を収容する容器での使用において市場で非常に成功を収めたことが立証されている。この種の蓋は、典型例として、取り外し時に容器内のガス圧力を容易に排出および解放させるように構成されている。特に、相手容器の首部分に設けたねじから、蓋側螺条の係合を解除する前に、容器内のガス圧力を解放させることが望ましい。
【0004】
蓋の取り外し時に、ガスは螺合している螺条に沿って流れて容器内から流出することが昔から認識されているが、ガスの流れを容易にするために別の構造も使用されている。その構造は、概ね軸線方向に延在して容器の螺条を横切り、螺条を実質的に分断する通気溝を容器に設けることを含む。同様に、軸線方向に延在する通気溝を蓋の側壁に設けるとともに、多量のガス流量を得るために蓋側螺条を分断することができる。
【0005】
経験によれば、プラスチック蓋に分断されたねじと、通気溝を設けると、最適な蓋の性能を時として損なうことが判っている。これまでにそのような蓋の通気路の断面積を最大化させる努力がなされているが、蓋の軸線方向の強度およびフープ強度を最大化させるためには、通気路の間の個々の蓋側ねじの長さを最大化させることが望ましい。さらに、ねじセグメント(部分または区分)が短いと、蓋の傾いた状態での装着(コッキング)すなわち不整合装着を起こすことによって、高速瓶づめ時に、蓋の装着不良を惹起することが判っている。そのような蓋の通気路の深さを制限し、これによりその領域での蓋の強度のあらゆる減少を最小化させることが望ましいとも考えられる。通気箇所における蓋壁の厚さを小さくすると、蓋のモールド成形工程時に「結合/溶着線(knit/weld lインチes)」が生じる可能性がある。蓋のモールド成形工程時にモールドの空所が満たされる際、溶融プラスチック材料は当然ながら抵抗の最も小さい流動路へ進む傾向を見せる。その結果、壁厚の厚い領域によって境界づけられる蓋壁の厚さが小さい領域(すなわち蓋の通気路)は、隣接の壁厚の厚い領域ほど素早くは満たされない。その結果、形成される通気路領域内で軸線方向に生じた結合/接着線は当然ながら強度の減少を示し、その蓋の衝撃抵抗を不本意に損なう。
【0006】
前記に鑑み、ねじ付きプラスチック蓋に設ける通気路の数を最少にすることが望ましく、通気路の間の個々のねじセグメントの長さを最大限にすることも好ましいと考えられる。この点に関して従来技術では、容器に対する蓋の回転を抑制するように作用する突起を、螺条部または螺条部に隣接して設けることが知られている。時として、「スピード・バンプ」(速度こぶ)と称されるこれらの突起は、相対回転を抑制するために容器の螺条と協働し、また容器の軸線方向に延在する通気溝と協働することでそのような回転をさらに抑制する。取り外し時に蓋の回転を抑制することは、相手螺条の螺合解除よりも先に容器内のガス圧力を容易に解放させる。
【0007】
このような回転抑制突起は周知であるが、それらの使用法は蓋の装着を複雑にする。高速装着時にそのような突起を相手容器のねじに螺合させることは、望ましくないことに蓋の「コッキング」を生じて、効果的な高速容器処理を損なう。
【0008】
本発明は、協働する蓋と容器の螺条を解除する前に、相手容器内のガス圧力を容易に解放させることのできる回転抑制突起の改良された構造を有する蓋に係わる。
【0009】
本発明の原理を具現するプラスチック蓋は、その蓋の螺旋状の螺条に付随する少なくとも1つの回転抑制突起を含む。特に、突起は、それを通って延在する半径に対して非対称形状になされ、案内面および干渉面を形成して備える。案内面は螺条のねじ始点へ向けて配向され、高速装着時の容器に対する案内された蓋の装着を容易にする。これと区別されるように、干渉面は、相手容器との、特に容器が形成している溝との干渉係合を促す形状とされ、これにより取り外し時の容器に対する蓋の回転を抑制する。このことが、容器側螺条から蓋側螺条が係合解除される前に、容器内のガス圧力を容易に解放できるようにする。
【0010】
図示例によれば、本発明の蓋は頂壁部分とその頂壁部分から垂下する円筒形スカート部分とを有する蓋キャップを含む。その円筒形スカート部分は蓋の円周方向に少なくとも360゜に亘って延在する内側螺条を含む。好ましい形態では、蓋の円周方向に360゜を超えて延在し、これにより少なくとも部分的にオーバーラップ(重複)するようになされる。螺条は蓋キャップの頂壁部分から最も離れた螺条端部のねじ始点を含む。ねじ始点は、高速装着時に相手容器の螺条と最初に螺合する部分である。
【0011】
本発明の蓋は、相手螺条と螺合する螺条に隣接してスカート部分の内面に設けた少なくとも1つの、好ましくは複数の回転抑制突起を含む。回転抑制突起は、ねじ始点に対して円周方向に間隔を置いて螺条に隣接して位置決めされる。突起はそれを通る蓋の半径に対して非対称の形状とされることが重要である。この形状により、突起は、ねじ始点へ向かう螺条の方向に配向された案内面と、ねじ始点から離れる螺条の方向へ配向された干渉面とを形成する。突起の干渉面は、突起を通って延在する蓋の半径に対して約0゜〜45゜の角度に配向される。対照的に、案内面は、突起を通る半径に対して約70゜〜90゜の角度に配向され、容器のねじと滑らかに螺合して高速装着を容易にするテーパー形の「斜面」を形成する。この構造により干渉面は、取り外し時には相手容器と係合する一層急な面をなす。特に、各突起の干渉面は蓋の取り外し時に容器の軸線方向の通気溝が連続する螺条を横切る箇所においてそれらの通気溝と干渉係合すると考えられる。従って、容器から蓋を取り外すとき、各回転抑制突起が相手容器の通気溝と次々に係合してラチェット式の作用が生じる。
【0012】
高速装着時の蓋の整合不良を最小限に抑えるために、蓋側螺条のねじ始点に最も近い位置の回転抑制突起はねじ始点から蓋の円周方向で約20゜〜40゜の範囲で離れることが好ましい。複数の回転などの抑制突起を含む好ましい形態においては、突起缶の間隔は螺合性能を最適化するように選ばれる。特に、ねじ始点に最も近い螺条部分に沿って配置される回転抑制突起は、第1の突起を成す。対照的に離して配置された回転抑制突起は少なくとも第2の突起の形状に形成される。第2の突起の少なくとも1つ以上は、第1の突起と直径方向で反対側の蓋部分に対して対称的に配置され、好適例は第1の突起の直径方向の反対側に、従って第1の突起と対称的に配置された1つの第2の突起を含む。一対の第2の突起を含む代替実施例では、それらの第2の突起は第1の突起と直径方向で反対側の蓋部分に対して対称的に配置される。この例では、第2の突起の各々が、第1の突起と直径方向で反対側の蓋部分に対して約20゜〜40゜の範囲に配置される。突起のこのような配置は、蓋の装着時に、蓋を相手容器と芯出しした整列状態に望ましく保持する傾向を与える芯出し効果を生む。
【0013】
本発明の他の特徴および利点は以下の説明、添付図面および特許請求の範囲から容易に明白になるだろう。
【0014】
本発明は各種形態の具体例を可能にするが、現在好ましいとされる例が図面に示され、以下で説明される。この開示は、本発明の代表例である。
【0015】
図1を見ると、本発明の原理を具現する回転抑制突起を有するプラスチック蓋10が示されている。この種の蓋は、外側シェルすなわちキャップ、および内側シール・ライナーを有する構成によってときに「複合蓋」と称され、炭酸飲料またはその他の加圧内容物を有する容器に使用してパッケージを形成するのに非常に良好であることが立証されている。
【0016】
蓋10は、頂壁部分14と、垂下する円筒形スカート部分16とを有する外側のモールド成形された蓋キャップすなわちシェル12を含む。スカート部分16は内側螺旋形の螺条18を含む。図示例では、螺条18は複数のねじセグメントを含む断続した形状で示されており、ほぼ軸線方向に延在する通気溝(すなわち通路)20が螺条を横切っている。通気溝20は容器から蓋を取り外す時に容器内のガス圧力を容易に解放させるのであり、相手容器側の協働する螺条から螺条18が螺合を解除される前にガス圧力が解放されて等圧化されることが好ましい。螺条18は少なくとも360゜、好ましくは螺条の範囲が重なるように360゜を超えて蓋を周回して延在することが好ましい。典型的には、螺条18はスカート部分16の内面に沿って約540゜ほど延在し、螺条の範囲のほぼ半分に亘って重なるようになされる。
【0017】
螺条18のねじ始点19は、頂壁部分14から最も離れた箇所に位置する螺条18の一部であり、蓋を装着する時に相手容器の螺条と最初に螺合する。
【0018】
蓋10の他の特徴は当業者に認識されるであろう。蓋10は不当な悪戯行為が成された場合にそれを明示できるように構成されており、またそのためにスカート部分16から垂下する環状の開封明示バンド(pilfer band) 22を含む。この開封明示バンド22は、円周方向で間隔を置いて配置されるとともに内方へ突出する複数の可撓性突起24(相手容器と協働して互いに係合する形状を有する)を有する。
開封明示バンド22は、蓋キャップのまわりの一部分または全周に沿って延在する切取線26によってスカート部分16と区別される。開封明示バンド22は、スカート部分16および開封明示バンドの内面間を延在して全体的に切取線26を跨ぐ複数の円周方向に間隔を置いた脆いリブ28を備えることで、スカート部分16に少なくとも部分的に離脱可能に連結される。蓋の取り外しにおける突起24の相手容器との相互作用は、脆いリブ28を破断して、開封明示バンド22をスカート部分16から部分的または完全に分離するように作用する。このようにして、開口した痕跡を目で容易に確認できる。を実質的に分断する通気溝を容器に設けることを含む。同様に、軸線方向に延在する通気溝を蓋の側壁に設けるとともに、多量のガス流量を得るために蓋側螺条を分断することができる。
【0019】
図示実施例では、蓋10は頂壁部分14の内面に隣接して配置されたシール・ライナー30を含む。環状リップ(突片)すなわち肩状部分32がスカート部分16から内方へ全体的に延在して、圧縮モールド成形により蓋キャップ内にシール・ライナー30を容易に形成できるようにしている。
【0020】
本発明によれば、この蓋は、相手容器、特に炭酸飲料のような内容物を有する容器内のガス圧力を容易に排出(すなわち、解放)できるように形成される。典型的にこの種の容器は、蓋10の螺条18と螺合する形状の螺条Tを含むねじ付きネック部分を含んで成る図2に示した図示容器Cのように形成される。そのような容器内のガス圧力を容易に解放できるようにするために、容器のネック部分はそこに形成されて容器側の螺条Tを横切る少なくとも1つの、典型的には複数(例えば4つ)の軸線方向に延在する通気溝Gを含む。これらの形式の通気溝は、蓋のシール・ライナー30の領域から蓋の開封明示バンドの下側の自由縁へと下方に延在する複数の流路を備えることによって蓋の取り外し時に容器内のガス圧力を容易に解放させる。通気溝Gは容器ネック内へ延在するように形成され、これにより溝Gは容器に蓋が装着されたときにその蓋の螺条18の内側に位置する。
【0021】
本発明によれば、蓋10は、相手容器Cの溝Gと協働して相互に係合するように形成された複数の回転抑制突起を含む。さらに説明するように、このような突起の配備は蓋の取り外し時に、容器側の螺条Tと蓋側の螺条18とが係合解除される前に容器C内からガス圧力を容易に排出して解放させる。回転抑制突起の形状および配置は、通気溝Gとの所望の協働を得られるように、また同時に蓋の装着を容易にして望ましい蓋性能を与えるように特に選ばれる。
【0022】
1つ以上の回転抑制突起を備える目的は、容器側の螺条との間で生じる半径方向の干渉作用に加えて、突起の各々と容器の通気溝Gとの間の半径方向の干渉作用をも生じさせ、蓋10と相手容器Cとの間の摩擦抵抗を大きくすることである。この摩擦抵抗の発生は、蓋の取り外し時における、ボトルのヘッド空間に蓄積された潜在エネルギーの消散を助長する。この摩擦によるエネルギーの消散は、開口時に蓋の運動エネルギーに変換されるヘッド空間エネルギーの量を制限するように働く。
【0023】
同時に、高速容器処理時の蓋の装着を容易化することが重要である。従って、本発明の回転抑制突起の各々は干渉面を含むだけでなく、蓋の装着を容易化する案内面も含むように形成される。従って、各突起は、それぞれの突起を通って延在する半径に対して非対称である。
【0024】
本発明の回転抑制突起の現在好ましいとされる形状が図1、図3および図4に示されている。これらの図示で回転抑制突起は符号40を付されており、また本発明の説明のために第1の突起を考える。突起40は、蓋側の螺条18のねじ始点19に対して最も接近して配置されており、蓋の装着時に容器側のねじと係合する突起40のうちの最初の突起であり、また蓋の取り外し時に容器側のねじと螺合を解除される最後の突起あるという意味において、第1の突起である。蓋は、その装着時に、容器側のねじと突起40とが螺合する前に、容器側の螺条Tと螺合するような干渉突起のないことが認められる。
【0025】
図示したように、突起40は案内面42と、干渉面44と、案内面および干渉面の間に位置する中間面46とを含む。一方では、蓋側の螺条18と容器側の螺条Tとの螺合が解除される直前に容器側の通気溝と干渉係合するように突起を位置決めするという理由で、第1の突起40をねじ始点19にできるだけ接近させて位置することが望ましい。結局のところ、経験によれば、ねじ始点19に対して接近し過ぎた間隔位置に第1の突起40を移動すると、高速装着時に蓋の整合不良および「コッキング」を生じることになる。従って第1の突起40は、ねじ始点19から蓋の円周方向に20゜〜40゜の範囲で配置される。現在好ましいとされる実施例では、第1の突起40はねじ始点から約30゜に配置されている。この配置は突起40と容器側の螺条Tとが係合する前に、相手螺条が螺合することを保証する。
【0026】
特に図4を見ると、突起40の好ましい形状が示されている。干渉面44と螺条Tを横切る箇所での容器側の通気溝との摩擦的な相互係合を最小化させるために、ねじ始点19から離れる螺条方向に干渉面が配向される。干渉面は突起を通る蓋の半径方向線に対して約0゜〜45゜の角度に配向され、好ましくは干渉面44は半径方向線に対して約25゜〜35゜の角度に配向される。干渉面44は図示実施例では30゜に配向され、従って突起の半径方向の立ち上がりに急激な変化を与えている。
【0027】
対照的に、突起の案内面42はねじ始点19へ向かう螺条の方向に配向される。案内面は突起を通る蓋の半径に対して約70゜〜90゜の角度に配向されることが好ましい。従って、各々の突起40はそれを通る蓋の半径に対して非対称の形状を有し、案内面42は干渉面44が配向される角度よりも大きい角度で突起を通る半径に対して配向される。図示実施例では、案内面42、干渉面44および中間面46の各々はほぼ平面状であるが、本明細書に開示した教示に従って形成されるその他の形状の1つ以上の回転抑制突起を形成することは本発明の範囲内であることが理解されるであろう。
【0028】
図4にさらに図示されるように、各々の突起40は螺条18の高さよりも小さい半径方向の寸法を有し、各々の突起は約0.508mm〜1.016mm(約0.020インチ〜0.040インチ)の典型的な半径方向の寸法を有する。この相関的な寸法決めによれば、中間面46は約1.524mm(0.060インチ)の円周方向の寸法を有する。本明細書に開示した原理に従って突起の特定の寸法を変化できることは理解されるであろうが、図示実施例の突起は所望される摩擦の増大した干渉を行う一方で容器に対する蓋の高速装着を容易にすることが見い出されている。
【0029】
本発明の好ましい形態において、複数の回転抑制突起が備えられる。従って、ねじ始点19に最も接近して配置された突起40は第1の突起と記載され、蓋10は符号40’を付された少なくとも1つの第2の突起を含む。1つ以上の第2の突起40’は上述した第1の突起40の説明に従って形状を与えられることが好ましく、第2の突起の各々はそれを通って延在するそれぞれの蓋の半径に対して非対称で、各々が案内面と、干渉面と、それらの間に位置する中間面とを含むことが好ましい。
【0030】
図5は、本発明を具現する回転抑制突起を有する蓋の現在好ましいとされる形状を図示している。この蓋では、内側螺条18は少なくとも360゜に亘って蓋の円周方向に延在し、典型的には360゜よりも長い範囲を延在して少なくとも部分的に重なり範囲が形成される。典型的には、螺条18は540゜に亘って延在し、従って約180゜の範囲に亘って重なる。これにより螺条の一部に「二重ねじ」部分が形成される。図示実施例によれば、第1の突起40は螺条18の重なった部分の間に配置されることが好ましい。図5によれば、螺条のねじ始点19から30゜だけ離れた第1の突起40の間隔距離が示されている。
【0031】
図5は少なくとも1つの第2の突起40’の配備を図示している。図5に示されるように、第1の突起40の直径方向の反対側の蓋キャップ12の部分に1つの突起40’が対称的に配置されることが好ましい。回転抑制突起40,40’を対称的すなわち蓋の回転軸線のまわりに中心対称に配置することは、蓋の円周の全範囲に亘って螺条18を容器との螺合状態に保持するという望ましい傾向を有する。代替実施例では、一対の第2の突起40’が蓋の直径方向の反対側の部分に対して対称的に配置される。これは図5に点線で示されており、対を成す第2の突起40’の各々は第1の突起40の直径方向の反対側の蓋のスカート部分16の箇所に対してそれぞれθ1,θ2の角度に配置されている。図示したこの代替実施例では、第2の突起40’の各々は蓋の直径方向の反対側の部分に対して約30゜で配置され、すなわちθ1,θ2の各々は30゜に等しい。この配置は第1の突起40および第2の突起40’の間に全体的な対称性を保持し、従って蓋と相手容器との整合を容易化する。
【0032】
従って、本発明の蓋は、ねじ始点19から約20゜〜40゜の間隔を置いた第1の突起40と、ねじ始点から約180゜〜240゜の間隔を置いた少なくとも1つの第2の突起40’とを含み、図示実施例の第2の突起40’が1つの場合は第1の突起40と直径方向の反対側に配置される。蓋は、ねじ始点から約250゜よりも大きく離れないことが好ましい他の少なくとも1つの第2の突起40’をさらに含むことができ、第2の突起40’が複数の場合は第1の突起40と直径方向の反対側の蓋の部分に対して対称的に配置される。
【0033】
本発明による回転抑制突起40,40’の配備は、相手容器内のガス圧力を望まれるように容易に解放することが見い出されており、蓋の設計に非常に大きい融通性を与える。これまでの構造は蓋キャップに複数の通気溝すなわち通路20を含んでいるが、螺条の個々のねじセグメントの長さおよび協働を増大することが望ましく、従って通気路の個数を最小限にすると共に、ねじセグメントの寸法を最大化するためにそれらの通気路の寸法を最小化することが示唆される。突起40,40’によって生じる摩擦抵抗は、突起が容器側の通気溝を捉えて排気時間を長くするように、適切な排気を行う上で十分であろう。
【0034】
通気溝すなわち通路20の深さを小さくすることも考えられ、これは回転抑制突起40,40’を配備することによって可能となる。そのような通気路の配備に関して、それらの通路は蓋のスカート部分16まで延在するように形成されないこと、すなわち螺条18の根元の直径部分の外へ延在しないことが望ましい。そのような通気溝の深さの減少は、蓋の高速モールド成形を容易にすることにおいて望ましい。比較的深い通気溝を形成することで蓋の厚さが減少された面積部分は、隣接の比較的厚い面積部分ほど迅速に溶融したプラスチック材料で充填されない。通気箇所に結果的に形成された軸線方向の結合/溶着線は当然ながら協働を弱め、また典型的な蓋の衝撃破損に大いに影響を与える。再び述べるが、通気路の深さの減少は本発明による回転抑制突起の配置によって達成できる。
【0035】
以上の説明から、本発明の新規概念の精神および範囲から逸脱することなく多数の修正および変形を行ない得ることが認められるだろう。本明細書で示した特定の具体例に限定するような制限は意図していない。本明細書の開示は、特許請求の範囲に記載された範囲内にある全ての変更内容を包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理を具現する回転抑制突起を有すプラスチック製の蓋を示す横断面図。
【図2】 本発明の蓋を使用するのに好適な形式の容器のねじ付き首部分の要部立面図。
【図3】 本発明による回転抑制突起を示す斜視図。
【図4】 図3に示した突起の横断面図。
【図5】 本発明による蓋の、回転軸線のまわりの複数の回転抑制突起の配置を示す図解的な横断面図。
Claims (6)
- 容器入口部分の外周に螺条が形成され、容器の軸線方向に延在して前記螺条を横切り、該螺条を分断する通気溝を有する容器に適用される蓋において、
頂壁部分および該頂壁部分から垂下する円筒形スカート部分を前記蓋が含み、
前記円筒形スカート部分が、前記蓋の円周方向に延在して前記容器の前記螺条と協働して螺合する内側螺条と、少なくとも1つの回転抑制突起とを有し、
前記内側螺条は前記頂壁部分から最も離れた前記内側螺条の端部のねじ始点を含み、
前記回転抑制突起は、前記ねじ始点に対して円周方向で離隔した位置にあって前記内側螺条に隣接して設けられ、また、
前記回転抑制突起は、該回転抑制突起を通る前記蓋の半径方向線に対して非対称形状になされており、もって前記内側螺条の方向で前記ねじ始点側を向いた案内面と、前記内側螺条の方向で前記ねじ始点から離れる方向を向いた干渉面とが形成されており、さらに、
前記回転抑制突起は、前記蓋の円周方向で角度範囲約20°〜40°だけ前記ねじ始点から離れている容器用蓋。 - 前記干渉面が、前記回転抑制突起を通る前記蓋の半径方向線に対して約0°〜45°の角度範囲で配向されている請求項1に記載された容器用蓋。
- 前記案内面が、前記蓋の半径方向線に対して約70°〜90°の角度範囲で配向されている請求項2に記載された容器用蓋。
- 前記蓋が、複数の前記回転抑制突起を含み、前記突起の各々が、前記各突起を通る前記蓋の各半径方向線に対して非対称形状になされ、もって、前記螺条の前記ねじ始点側に向けて配向された案内面と、前記螺条に沿う方向で前記ねじ始点から離れる側を向いた干渉面とが形成されている請求項1に記載された容器用蓋。
- 前記複数の回転抑制突起のうちの1つが前記ねじ始点に最も接近した前記螺条の範囲に沿って配置された第1の突起を含み、前記複数の回転抑制突起が、前記第1の突起に対して直径方向で反対側に位置する前記蓋部分に対して非対称的に配置されている少なくとも1つの第2の突起を含む請求項4に記載された容器用蓋。
- 前記蓋が一対の前記第2の突起を含み、これらが、直径方向で反対側の前記蓋部分に対して対称的に配置されている請求項5に記載された容器用蓋。
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