JP4024913B2

JP4024913B2 - Cap and container sealing structure

Info

Publication number: JP4024913B2
Application number: JP32840497A
Authority: JP
Inventors: 善春高橋; 滋夫荒井; 俊弘植田
Original assignee: Suntory Ltd
Current assignee: Suntory Ltd
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2017-11-28
Also published as: JPH11157557A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、容器口部に薄肉金属製のキャップを装着してなるキャップと容器の密封構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の密封構造としては、図６に示すピルファープルーフ構造が知られている。
この密封構造において、容器１の口部１ａは、その外周にねじ山１ｂと、周方向に連続するビード部（膨出部）１ｃとを備えている。一方、キャップ２は、頂板部２ａの裏面にパッキン３を備えると共に、頂板部２ａの周縁から垂下する側胴部２ｂに、切口２ｃとブリッジ２ｄ，２ｅとを交互に形成してなる周方向に連続する第１の分離部２ｆと、最も幅広のブリッジ２ｅの一端からキャップ２の下端まで延在する第２の分離部２ｇとを備えている。
【０００３】
このピルファープルーフ構造では、キャップ２を容器１の口部１ａに取り付ける工程（キャッピング工程）とキャップ２の側胴部２ｂにねじを形成する工程（ねじ形成工程）とを同時に行うことができる。
すなわち、押圧面７ａを平坦面としたプレッシャーヘッド７により容器１の口部１ａに外装したキャップ２の頂板部２ａ及びパッキン３を押圧しつつ、スレッドローラ６によりねじ山１ｂに対向する領域を押圧変形させてねじ溝２ｈを形成し、さらに、キャップ２の下端部を屈曲させてビード部１ｃの下端部と係合する係合部２ｉを形成する。
【０００４】
上記のようにプレッシャーヘッド７により頂板部２ａを押圧すると、頂板部２ａと口部１ａの先端との間でパッキン３が弾性的に圧縮されて厚みが減少する。ねじ山１ｂの形成後にプレッシャーヘッド７による押圧を解除すると、圧縮されたパッキン３はもとの厚みまで弾性的に復元しようとする。しかし、キャップ２は係合部２ｉとビード部１ｃの係合により上方（矢印Ａ）への移動が拘束されているため、上記パッキン３の弾性的な復元はキャップ２の頂板部２ａにより拘束される。よって、プレッシャーヘッド７による押圧を解除した後もパッキン３は圧縮状態に保持される。そのため、パッキン３は口部１ａの先端面１ｄに密着し、これによって容器１内部の気密性が確保される。
【０００５】
開栓時に、キャップ２を握って矢印Ｒで示す方向に回転すると、第１の分離部２ｆにおいて幅広のブリッジ２ｅを除くすべてのブリッジ２ｄが上下に分断されると共に、第１の分離部２ｆよりも下側の部分（バンド部２ｊ）が第２の分離部２ｇを境に左右に引き裂かれる。その結果、図７に示すように、上記ブリッジ２ｅを介してバンド部２ｊがつながった状態でキャップ２が口部１ａから外れる。その後、バンド部２ｊを分離すれば、ねじ山１ｂとねじ溝２ｈとの係合により、キャップ２を口部１ａに着脱することができる。
【０００６】
一般に、密閉構造形成後輸送、貯蔵等を経てユーザーの手元に届いた状態での開封のためにキャップ２に加える必要があるトルク（開栓トルク）は５ｋｇ・ｃｍ〜２５ｋｇ・ｃｍの範囲に設定することが好ましい。５ｋｇ・ｃｍ未満であると開栓トルクが小さすぎてそれ以前は未開封であったことが確認できず、ユーザーは不安感を感じる。一方、２５ｋｇ・ｃｍ以上であると開栓トルクが大き過ぎて開栓が困難となる。
【０００７】
上記図６に示すピルファープルーフ構造の場合、開栓トルクの最大値は上記ブリッジ部２ｄを切断する際に必要となるトルクであり、その値は１３ｋｇ・ｃｍ程度である。よって、このピルファープルーフ構造であれば、いわゆるピルファープルーフ性が得られ、ユーザーが不安感を感じることがなく、かつ、開栓可能なトルク値となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記ピルファープルーフ構造のようにキャッピング工程とねじ形成工程を同時に行えば、キャップを回転させて容器口部に螺合する必要がないためキャッピング工程を高速化することができる。しかし、近時、以下の理由よりピルファープルーフ構造のキャップ２からバンド部２ｊをなくしたいという要求が高まっている。
【０００９】
まず、近年、ガラス製ビン等の容器においては、リサイクルの必要性が高まっているが、上記ピルファープルーフ構造では、ブリッジ２ｄの分断時に幅広のブリッジ２ｅまで分断されてしまうと、開栓後の容器１にバンド部２ｊが残留することがある。この場合、容器１をリサイクルに供するには、容器１とは材質の異なるバンド部２ｊを煩雑な手作業により除去することが必要となる。
【００１０】
また、上記図７に示すように、正常に開栓した場合、キャップ２にはブリッジ部２ｅを介してバンド部２ｊがつながっているが、このバンド部２ｊを分離するためにブリッブ２ｅを捩って切断しようとすると、手を怪我するおそれがある。
【００１１】
さらに、上記バンド部２ｊは、上記ピルファープルーフ性を確保するためのものであるが、いったん開封した後は不要となるため、材料費の低減、省資源の観点からもバンド部２ｊをなくすことが望まれる。
【００１２】
そこで、本発明者は、ピルファープルーフ構造のキャップ２の側胴部２ｂからブリッジ部２ｊをなくした密封構造を、平坦な押圧面７ａを有するプレッシャーヘッドを使用して製作し、その開栓トルクを測定した。その結果、下記の表１に示すように、密封構造形成直後の開栓トルクが平均５．７ｋｇ・ｃｍ、密封構造形成後２日経過した時点での開栓トルクが平均７．７ｋｇ・ｃｍであった。なお、表１において“○”は左端の欄の開栓トルクの値の範囲に含まれる実験結果を示している。また、ヘッド荷重とは、プレッシャーヘッド７を口部１ａに外装したキャップ２の頂板部２ａに押圧する力である。
輸送、貯蔵等のために密閉構造形成後の容器を積み上げた状態で放置すると、開栓トルクは平均５ｋｇ・ｃｍ程度低下する。よって、表１に示す開栓トルクでは、この低下分を考慮するとユーザーの手元に届いた時点での開栓トルクの平均値は、上記した開栓トルクの設定範囲（５ｋｇ・ｃｍ〜２５ｋｇ・ｃｍ）に含まれなくなる。このように、従来のピルファープルーフ構造から単にバンド部２ｊをなくすだけでは、十分な開栓トルクが得られず、消費者等がキャップを開栓した際に、初めての開栓であるという感覚が得られず実用化することができない。
【００１３】
【表１】

【００１４】
上記のような開栓トルクの低下は、上記係合部２ｉを含むバンド部２ｊをなくしたことに起因するものである。
すなわち、図８（Ａ）に示すように、スレッドローラ６が当接している間はキャップ２の側胴部２ｂは口部１ａのねじ山１ｂに密着しているが、図８（Ｂ）に示すようにスレッドローラ６が離れると、キャップ２自体が有する弾性によりキャップ２の側胴部２ｂは口部１ａから離れる（スプリングバック）。この図８（Ｂ）の状態では、ねじ山１ｂとねじ溝２ｈの間には０.２５ｍｍ程度の隙間δが存在している。そして、スレッドローラ６によるねじ溝２ｈの形成が終了してプレッシャーヘッド７がキャップ２から離れると、プレッシャーヘッド７により圧縮されていたパッキン３が弾性的にもとの厚みに復元しようとするため、キャップ２は上方に移動しようとする。
上記したようにピルファープルーフ構造では、ビード部１ｃと係合部２ｉの係合によりキャップ２の上方への移動が拘束されるが、バンド部２ｊをなくした構造では、上記隙間δの分だけキャップ２は上方に移動し、図８（Ｃ）に示すように、ねじ山１ｂとねじ溝２ｈが係合することによりキャップ２の移動が拘束される。よって、バンド部２ｊをなくした構造では、キャッピング工程の終了時点でのパッキン３の圧縮量が上記隙間δの分だけピルファープルーフ構造の場合よりも少ない。このようにパッキン３の圧縮量が少ないと、パッキン３がもとの厚みに復元することによって生じるキャップ２を口部１ａへ締め付ける力が低下し、開栓トルクが小さくなり、輸送時等の積み上げによる開栓トルクの低下も大きい。
従って、ピルファープルーフ構造からバンド部２ｊをなくした構造を実用化するには、上記パッキン３の圧縮量の減少に相当する分の開栓トルクを、何らかの方法で補う必要がある。
【００１５】
なお、図９に示すように、予めねじ溝５ａを形成したキャップ（ねじキャップ５）を容器１の口部１ａに取り付けることにより、容器１内を密封し、ねじキャップ５及び口部１ａの外周に、分離用のミシン目８ａを設けたキャップシール８を外装した構造が従来より知られている。この構造では、キャップは上記ピルファープルーフ構造のようなバンド部を備えていない。
しかし、この密封構造では、キャップ５を容器１の口部１ａに螺合する必要があり、キャッピング工程の高速化を図ることができない。また、この密封構造では、キャップ５自体の強度を確保するために板厚の厚い材料を使用する必要があり、材料コストが増大する。
【００１６】
本発明は、上記従来のキャップと容器の密封構造における問題を解決するためになされたものであり、従来のピルファープルーフ構造のようなバンド部のないキャップを使用し、かつ、キャッピング工程とねじ形成工程を同時に行う密封構造において、充分な開栓トルクを保持できるようにすることを課題としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、容器口部にパッキンを介在させて薄肉金属製のキャップを外装し、キャップの頂板部とパッキンを容器口部の先端に押圧しつつ、キャップの側胴部の容器口部外周のねじ山と対向する領域を押圧変形させてねじ溝を形成するキャップと容器の密封構造において、上記キャップの側胴部の下端部を上記容器口部に対して非係合とすると共に、上記キャップの頂板部の周縁を押圧変形させてテーパ角度が１０°〜１６°である下向きに屈曲する屈曲部を形成し、この屈曲部が変形前の位置に弾性的に復帰しようとする力がキャップの締付力として作用するようにしたことを特徴としている。
【００１８】
本発明では、キャップの頂板部の周縁を押圧変形させてテーパ角度が１０°〜１６°である下向きに屈曲する屈曲部を形成しているため、圧縮されたパッキンがもとの厚みに復元しようとする力に加えて、屈曲部が変形前の位置に弾性的に復帰しようとする力がキャップの締付力として作用する。よって、側胴部の下端部を容器口部と非係合としているのにもかかわらず、十分な開栓トルクを得られ、従来のピルファープルーフ構造のようにバンド部及び係合部を設ける必要がない。
【００１９】
上記キャップの側胴部の下端部を、径方向外向き又は内向きに湾曲させてカール部を形成してもよい。この場合、下端部に鋭利な切り口等がないため、開封時等に手を切るおそれがなく安全である。
【００２０】
容器口部外周に、ねじ山よりも下方側にビード部を設け、かつ、容器のねじ山の下方側の先端と上記ビード部の上端との間に隙間を設けてもよい。この場合、ねじ山の下方側の先端と対応する部分のキャップの側胴部は、未開封であればねじ溝と反対方向に窪み、開封済みであれはねじ溝と同方向に膨出するため、キャップが未開封か否かを視覚的に確認することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、図１及び図２に示す本発明の実施形態について説明する。
本実施形態に係るキャップ１０と容器１の密封構造は、キャッピング工程とねじ形成工程を同時に行うようにしたものであり、かつ、キャップ１０の下端にはピルファープルーフ構造の場合のようなバンド部を設けていない。
なお、容器１は、図６に示したピルファープルーフ構造の場合と同一であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２２】
キャップ１０はアルミニウム等の薄肉金属により形成され、円板状の頂板部１０ａと、この頂板部１０ａの周縁から垂下する側胴部１０ｂとを備えている。側胴部１０ｂの上端部側を縮径して環状凹部１０ｃが設けてあり、この環状凹部１０ｃと頂板部１０ａとの間に開栓時に把持するためのローレット部１０ｄが形成されている。また、頂板部１０ａの裏面にはパッキン１１が装着されている。さらに、側胴部１０ｂの下端部を内向きに湾曲させてカール部１０ｅが形成されている。図２に示すように、容器１の口部１ａに装着する前のキャップ１０には、ねじ溝は設けられていない。
【００２３】
本実施形態の密封構造を形成するには、まず、頂板部１０ａの裏面にパッキン１１を装着したキャップ１０を容器１の口部１ａに外装する。プレッシャーヘッド１２により、頂板部１０ａ及びパッキン１１を口部１ａの上端面１ｄを所定のヘッド荷重Ｆで押圧する。この状態でキャップ１０の側胴部１０ｂに押し付けたスレッドローラ６を口部１ａのねじ山１ｂをなぞるように移動させ、側胴部１０ｂのねじ山１ｂに対応する領域を押圧変形させてねじ溝１０ｆを形成する。その後、図１に示すように、キャップ１０の側胴部１０ｂには、キャップシール８を外装する。
【００２４】
図２及び図３に示すように、上記プレッシャーヘッド１２のキャップ１０との当接面は、円形の平坦面１２ａの全周縁に所定のテーパ角度θをなす平坦なテーパ面１２ｂを設けてなる。そのため、頂板部１０ａの周縁はテーパ面１２ｂにより押圧されて弾性的に屈曲し、頂板部１０ａの平坦な中央部１０ｈの全周に上記テーパ角度θに対応する角度をなして下向きに延在する屈曲部１０ｇが形成される。
なお、図４に示すようにテーパ面１２ｂを曲率半径ｒ₁が２０〜２５ｍｍ程度の曲面としてもよい。
【００２５】
上記スレッドローラ６によるねじ形成工程は、従来のピルファープルーフ構造の場合と同様であり、上記図８（Ａ）〜（Ｂ）において説明したように、上記スレッドローラ６が側胴部１０ｂの下端から離れ、かつ、プレッシャーヘッド１２を除去すると、圧縮されたパッキン１１がもとの厚みに弾性的に復帰しようとする力により、キャップ１０がねじ山１０ｂとねじ溝１０ｆの間の隙間δ（図８（Ｂ）参照）の分だけ上昇する。そして、この上昇分だけパッキン３がもとの厚みに復元しようとする力が低下し、その分だけキャップ２の締付力が低下することになる。
しかし、本実施形態では、上記のように頂板部１０ａの周縁を弾性変形させて形成した屈曲部１０ｇが、図１において矢印Ｂで示すように、中央部１０ｈとの接続部分１０ｉを支点として変形前の位置、すなわち頂板部１０ａの中央部１０ｈと同一平面の位置に弾性的に復帰しようとする。すなわち、屈曲部１０ｇは、いわばばねとして機能し、この屈曲部１０ｇが生じるばね力はキャップ１０の締付力として作用する。
このように本実施形態では、圧縮されたパッキン１１がもとの厚みに弾性的に復元しようとするが、上記屈曲部１０ｇがもとの位置に弾性的に復帰しようとするばね力がキャップ１０の締付力として作用する。よって、上記隙間δの分だけパッキン１１の圧縮量が減少することによって生じるキャップ１０の締付力の低下は、上記屈曲部１０ｇのばね力により補われる。
【００２６】
開封時には、上記のように口部１ａに装着されたキャップ１０を握って矢印Ｒ方向に回転すると、ねじ溝１０ｆがねじ山１ｂに沿って移動しつつ上昇する。また、キャップ１０の回転に伴って、キャップシール８が分離部８ａで捩切られる。この際、上記屈曲部１０ｇのばね力がキャップ１０の締付力として作用するため、図６に示すピルファープルーフ構造における係止部２ｉのような側胴部１０ｂの下端を口部１ａに係合する構造を設けていないにもかかわらず、十分な開栓トルクを得ることができる。また、パッキン１１のみでなく屈曲部１０ｇのばね力により開栓トルクを得ているため、密封構造形成後の輸送、貯蔵等のために高温状態やキャップ１０の頂板部１０ａに荷重を載置した状態となることによりパッキン１１がクリープ変形等を起こした場合にも開栓トルクの低下を抑制することができる。さらに、輸送時の振動等による開栓トルクの低下も防止される。
【００２７】
なお、上記のようにキャップ１０の下端部にはカール部１０ｅを形成しており、鋭利な切り口等はない。よって、上記開封時や開封後のキャップ１０の着脱時に手を切るおそれがなく安全である。カール部１０ｅはキャップ１０の下端部を外向きに湾曲させることにより形成してもよい。
【００２８】
本発明の効果を確認するために種々の実験を行った。
まず、テーパ角度θ（図３参照）が１０°、１３°及び１６°の３種類のプレッシャーヘッド１２を用意し、これらを使用して上記実施形態の密封構造を形成した。以下の実験ではいずれもパッキン１１としてハイシート工業株式会社製の商品名ＰＥＴハイシート２００Ｔ（非圧縮時の厚みが２ｍｍ）を使用した。また、ヘッド荷重Ｆは１５０ｋｇとした。
【００２９】
テーパ角度θ＝１０°，１３°，１６°のそれぞれについて密封構造形成し、直後及び室温で１週間経過した後の開栓トルクを測定した。テーパ角度θが１０°の場合の測定結果を表２、テーパ角度θが１３°の場合の測定結果を表３、テーパ角度θが１６°の場合の測定結果を表４に示す。
【００３０】
【表２】

【００３１】
【表３】

【００３２】
【表４】

【００３３】
上記表１から表４より明らかなように、テーパ角度θ＝１０°，１３°，１６°のいずれについても、開栓トルクの平均値及び個々のサンプルの開栓トルクの範囲は、１０ｋｇ・ｃｍ〜２０ｋｇ・ｃｍの範囲にあり、上記輸送等による５ｋｇ・ｃｍ程度の開栓トルクの低下があった場合でも、上記ユーザーに不安感を与えない開栓トルクの設定範囲（５ｋｇ・ｃｍ〜２５ｋｇ・ｃｍ）に含まれる。このように、テーパ角度θ＝１０°、１３°，１６°に設定すれば、開栓トルクを好適な範囲に設定できる。
なお、密封構造の形成直後よりも１週間経過後の方が開栓トルクが高いのは、パッキン１１の容器口部１ａに対する密着度が向上するからである。
【００３４】
テーパ角度θが１３°の場合について積圧荷重試験を行った。
この積圧荷重試験は、密封構造を形成後にキャップ１０の上方から容器１本について２０ｋｇ、４０ｋｇの２種類の荷重をかけ、温度を４０°Ｃとした状態で放置し、３日後の開栓トルクを測定するものである。測定結果を表５に示す。
【００３５】
【表５】

【００３６】
この表５に示すように、積圧荷重試験後の開栓トルクは平均値で１１．３ｋｇ・ｃｍ（４０ｋｇ／本）、１２．７ｋｇ・ｃｍ（２０ｋｇ／本）であった。この積圧荷重試験の結果と、上記表３に示すテーパ角度θ＝１３°で室温放置の場合を比較すると、開栓トルクの低下は認められるものの、上記開栓トルクの設定範囲（１０ｋｇ・ｃｍ〜２０ｋｇ・ｃｍ）に止まっている。よって、本発明では、キャップ１０に負荷がかかる状態や高温状態で放置されても、開栓トルクが好適な範囲に維持されることが確認できる。
【００３７】
テーパ角度θ＝１０°，１３°，１６°について輸送試験を行った。
この輸送試験では、容器１に水道水を入れて密封構造を形成したものを１２本用意して１個のダンボール箱に入れて、大阪−東京間でトラック便で１往復及び２往復輸送した後の開栓トルクを測定した。測定結果を表６に示す。
【００３８】
【表６】

【００３９】
この表６と上記表２から表４を比較すると、テーパ角度θが１０°、１３°及び１６°のいずれの場合についても輸送による開栓トルクの低下が認められるが、輸送後開栓トルクはユーザーが不安感を感じない範囲の開栓トルク（５ｋｇ・ｃｍ〜２５ｋｇ・ｃｍ）に止まっている。よって、本発明の密封構造であれば、輸送時の振動等による開栓トルクの低下を抑制できることが確認できる。
【００４０】
以上の実験より、プレッシャーヘッドのテーパ角度θは１０°〜１６°程度の範囲に設定すれば、開栓トルクが好適な範囲となることが確認できる。
なお、表２から表４より明らかなように、テーパ角度θが大きくなると開栓トルクが増加し、テーパ角度θが小さくなると開栓トルクが減少する傾向があるため、テーパ角度θを５°〜２０°程度の範囲に設定すれば開栓トルクが上記好適な範囲となることが推察される。
【００４１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるもではなく、種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、容器１に形成したねじ山１ｂは、ビード部１ｂの上端まで連続しているが、図５（Ａ）に示すように、このねじ山１ｂは、ビード部１ｃに達する途中で途切れ、ねじ山１ｂの下方側の先端１ｅと上記ビード部の上端との間に隙間ｓが存在していてもよい。この場合、図５（Ｂ）に示すように、ねじ山１ｂの下方側の先端に到達したスレッドローラ６は矢印Ｃで示すように上昇し、上段のねじ山１ｂに係止される。その結果、開放前は、側胴部１０ｂの図５（Ｂ）において１０ｋで示す側胴部１０ｂのねじ山１ｂの先端１ｅに対応する領域がねじ溝１０ｆとは反対方向（容器１側）に窪んだ状態となる。そして、開栓時にキャップ１０を矢印Ｒ方向に回転させると、この窪んだ領域１０ｋは、容器１のねじ山１ｂによりねじ溝１０ｆの窪む方向と同方向（外向き）に膨出する。よって、容器１のねじ山１ｂをかかる構造とすれば、領域１０ｋが窪んでいれば未開封、領域１０ｋが窪んでいなければ開封済みである。すなわち、この場合、キャップ１０の領域１０ｋを見ることにより未開封か否かを視覚で確認することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるキャップと容器の密封構造では、キャップの頂板部の周縁を押圧変形させてテーパ角度が１０°〜１６°である下向きに屈曲する屈曲部を設けているため、この屈曲部が変形前の位置に弾性的に復帰しようとする力によりキャップの締付力が高まる。よって、ユーザーがそれ以前未開封であったことを確認できないという不安感を感じることのない十分な開栓トルクが得られる。よって、側胴部の下端部が容器口部と非係合としているのにもかかわらず、従来のピルファープルーフ構造のようにバンド部及び係合部を設ける必要がない。また、本発明の密封構造は、キャッピング工程とねじ形成工程を同時に行うものであるため、キャッピング工程の高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る密封構造を示す部分断面正面図である。
【図２】封止前のキャップと容器の部分断面分解正面図である。
【図３】プレッシャーヘッドを示す部分断面図である。
【図４】プレッシャーヘッドの他の例を示す部分断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の変形例にかかる容器の口部を示す部分側面図、（Ｂ）は本発明の変形例に係る密閉構造を示す部分断面正面図である。
【図６】従来の密封構造の一例を示す部分断面正面図である。
【図７】開栓後の従来のキャップを示す正面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はねじ形成工程を説明するための部分概略断面図である。
【図９】従来の密封構造の他の一例を示す部分断面正面図である。
【符号の説明】
１容器
１ａ口部
１ｂねじ山
１０キャップ
１０ａ頂板部
１０ｂ側胴部
１０ｅカール部
１０ｆねじ溝
１０ｇ屈曲部
１０ｈ中央部
１０ｉ接続部
１１パッキン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cap and container sealing structure in which a thin metal cap is attached to a container mouth.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a pilfer proof structure shown in FIG. 6 is known as this type of sealing structure.
In this sealed structure, the mouth portion 1a of the container 1 includes a thread 1b on the outer periphery thereof and a bead portion (bulging portion) 1c continuous in the circumferential direction. On the other hand, the cap 2 is provided with a packing 3 on the back surface of the top plate portion 2a, and in the circumferential direction formed by alternately forming cuts 2c and

bridges

2d and 2e on the side body portion 2b hanging from the periphery of the top plate portion 2a. A continuous first separation portion 2f and a second separation portion 2g extending from one end of the widest bridge 2e to the lower end of the cap 2 are provided.
[0003]
In this pilfer proof structure, the step of attaching the cap 2 to the mouth 1a of the container 1 (capping step) and the step of forming a screw on the side body portion 2b of the cap 2 (screw forming step) can be performed simultaneously.
That is, while pressing the top plate portion 2a of the cap 2 and the packing 3 that are packaged on the mouth portion 1a of the container 1 by the pressure head 7 having the pressing surface 7a as a flat surface, the thread roller 6 presses the region facing the thread 1b. The screw groove 2h is formed by deformation, and the engaging portion 2i that engages the lower end portion of the bead portion 1c is formed by bending the lower end portion of the cap 2.
[0004]
When the top plate portion 2a is pressed by the pressure head 7 as described above, the packing 3 is elastically compressed between the top plate portion 2a and the tip of the mouth portion 1a, thereby reducing the thickness. When the pressure by the pressure head 7 is released after the thread 1b is formed, the compressed packing 3 tries to elastically restore to its original thickness. However, since the cap 2 is restrained from moving upward (arrow A) by the engagement of the engaging portion 2i and the bead portion 1c, the elastic restoration of the packing 3 is restrained by the top plate portion 2a of the cap 2. The Therefore, the packing 3 is held in a compressed state even after the pressure by the pressure head 7 is released. Therefore, the packing 3 is brought into close contact with the front end surface 1d of the mouth portion 1a, thereby ensuring the airtightness inside the container 1.
[0005]
When the cap 2 is held and the cap 2 is held and rotated in the direction indicated by the arrow R, all the bridges 2d except the wide bridge 2e in the first separation portion 2f are divided vertically and from the first separation portion 2f. The lower part (band part 2j) is torn to the left and right with the second separating part 2g as a boundary. As a result, as shown in FIG. 7, the cap 2 is detached from the mouth portion 1a in a state where the band portion 2j is connected via the bridge 2e. Thereafter, if the band portion 2j is separated, the cap 2 can be attached to and detached from the mouth portion 1a by the engagement between the screw thread 1b and the screw groove 2h.
[0006]
Generally, the torque (opening torque) that needs to be applied to the cap 2 for opening in a state where it is delivered to the user after transporting, storing, etc. after forming the sealed structure is set in the range of 5 kg · cm to 25 kg · cm. It is preferable to do. If it is less than 5 kg · cm, the opening torque is too small to confirm that it has not been opened before that, and the user feels uneasy. On the other hand, if it is 25 kg · cm or more, the opening torque is too large and it is difficult to open the opening.
[0007]
In the case of the pilfer proof structure shown in FIG. 6, the maximum value of the opening torque is a torque required when cutting the bridge portion 2d, and the value is about 13 kg · cm. Therefore, with this pilfer-proof structure, a so-called pilfer-proof property is obtained, and the torque value is such that the user does not feel uneasy and can be opened.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
If the capping step and the screw forming step are performed simultaneously as in the pilfer proof structure, it is not necessary to rotate the cap and screw it into the container mouth portion, so that the capping step can be speeded up. However, recently, there is an increasing demand for eliminating the band portion 2j from the cap 2 having the pilfer-proof structure for the following reason.
[0009]
First, in recent years, the need for recycling is increasing in containers such as glass bottles. However, in the above pilfer-proof structure, if the bridge 2d is divided to the wide bridge 2e, The band portion 2j may remain in the container 1. In this case, in order to use the container 1 for recycling, it is necessary to remove the band portion 2j made of a material different from that of the container 1 by complicated manual work.
[0010]
As shown in FIG. 7, when the cap is normally opened, the band portion 2j is connected to the cap 2 via the bridge portion 2e. However, the rib 2e is twisted to separate the band portion 2j. If you try to cut it, you may injure your hand.
[0011]
Furthermore, although the band part 2j is for ensuring the pill fur proof property, it becomes unnecessary after being opened once, so the band part 2j is eliminated from the viewpoint of reducing material costs and saving resources. Is desired.
[0012]
Accordingly, the present inventor manufactured a sealing structure in which the bridge portion 2j is eliminated from the side body portion 2b of the cap 2 having the pilfer-proof structure using a pressure head having a flat pressing surface 7a, and its opening torque Was measured. As a result, as shown in Table 1 below, the average opening torque immediately after formation of the sealing structure was 5.7 kg · cm, and the average opening torque when lapsed 2 days after the formation of the sealing structure was 7.7 kg · cm. there were. In Table 1, “◯” indicates an experimental result included in the range of the opening torque value in the leftmost column. Further, the head load is a force that presses the pressure head 7 against the top plate portion 2a of the cap 2 that covers the mouth portion 1a.
If the containers with the sealed structure formed are stacked for transportation, storage, etc., the opening torque decreases by about 5 kg · cm on average. Therefore, in the opening torque shown in Table 1, taking into account this decrease, the average opening torque when reaching the user's hand is the setting range of the opening torque described above (5 kg · cm to 25 kg · cm). ) Will not be included. As described above, simply removing the band portion 2j from the conventional pilfer-proof structure does not provide a sufficient opening torque, and it is the first time that consumers open the cap when opening the cap. Cannot be obtained and cannot be put into practical use.
[0013]
[Table 1]

[0014]
The reduction in the opening torque as described above is due to the elimination of the band portion 2j including the engagement portion 2i.
That is, as shown in FIG. 8A, while the thread roller 6 is in contact, the side body 2b of the cap 2 is in close contact with the thread 1b of the mouth 1a. As shown, when the thread roller 6 is separated, the side body 2b of the cap 2 is separated from the mouth 1a (spring back) by the elasticity of the cap 2 itself. In the state of FIG. 8B, a gap δ of about 0.25 mm exists between the thread 1b and the thread groove 2h. Then, when the formation of the thread groove 2h by the thread roller 6 is finished and the pressure head 7 is separated from the cap 2, the packing 3 compressed by the pressure head 7 tries to elastically restore the original thickness. The cap 2 tries to move upward.
As described above, in the pilfer-proof structure, the upward movement of the cap 2 is restrained by the engagement of the bead part 1c and the engaging part 2i. However, in the structure without the band part 2j, only the gap δ is used. The cap 2 moves upward, and as shown in FIG. 8C, the movement of the cap 2 is restricted by the engagement of the screw thread 1b and the screw groove 2h. Therefore, in the structure in which the band portion 2j is eliminated, the compression amount of the packing 3 at the end of the capping step is smaller than that in the pilfer proof structure by the gap δ. When the compression amount of the packing 3 is small as described above, the force for tightening the cap 2 to the mouth portion 1a due to the restoration of the packing 3 to the original thickness is reduced, the opening torque is reduced, and stacking during transportation, etc. The reduction in the opening torque due to is also large.
Therefore, in order to put into practical use a structure in which the band portion 2j is eliminated from the pilfer proof structure, it is necessary to compensate for the opening torque corresponding to the decrease in the compression amount of the packing 3 by some method.
[0015]
In addition, as shown in FIG. 9, the inside of the container 1 is sealed by attaching the cap (screw cap 5) which formed the screw groove 5a beforehand to the mouth part 1a of the container 1, and the outer periphery of the screw cap 5 and the mouth part 1a. In addition, a structure in which a cap seal 8 provided with a separation perforation 8a is externally known is conventionally known. In this structure, the cap does not have a band portion as in the above pilfer proof structure.
However, in this sealing structure, it is necessary to screw the cap 5 into the mouth 1a of the container 1, and the capping process cannot be speeded up. Further, in this sealing structure, it is necessary to use a material having a large plate thickness in order to ensure the strength of the cap 5 itself, which increases the material cost.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional cap-container sealing structure, uses a cap without a band portion, such as a conventional pill fur proof structure, and uses a capping process and a screw. An object of the present invention is to maintain a sufficient opening torque in a sealing structure in which the forming process is performed simultaneously.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention covers a cap made of thin metal with a packing interposed in a container mouth, and presses the top plate portion and packing of the cap against the tip of the container mouth while In a sealing structure of a cap and a container in which a thread groove is formed by pressing and deforming a region of the body portion facing the outer periphery of the container mouth portion, the lower end portion of the side body portion of the cap is not in contact with the container mouth portion. In addition to the engagement, the peripheral edge of the top plate portion of the cap is pressed and deformed to form a bent portion that bends downward with a taper angle of 10 ° to 16 °, and the bent portion is elastically moved to a position before the deformation. It is characterized in that the force to return acts as a tightening force of the cap .
[0018]
In the present invention, the peripheral edge of the top plate portion of the cap is pressed and deformed to form a bent portion that bends downward with a taper angle of 10 ° to 16 °. Therefore , the compressed packing will be restored to the original thickness. In addition to the force described above, a force for elastically returning the bent portion to the position before the deformation acts as a cap clamping force. Therefore, despite the fact that the lower end portion of the side body portion is not engaged with the container mouth portion, a sufficient opening torque can be obtained and the band portion and the engaging portion are provided as in the conventional pill fur proof structure. There is no need.
[0019]
The lower end portion of the side body portion of the cap may be curved radially outward or inward to form a curled portion. In this case, since there is no sharp cut or the like at the lower end, there is no risk of cutting the hand when opening or the like, which is safe.
[0020]
A bead portion may be provided on the outer periphery of the container mouth portion below the screw thread, and a gap may be provided between the tip of the container screw thread on the lower side and the upper end of the bead portion. In this case, the side body portion of the cap corresponding to the tip on the lower side of the screw thread is recessed in the opposite direction to the screw groove if unopened, and bulges in the same direction as the screw groove if opened. It can be visually confirmed whether or not the cap is unopened.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
The sealing structure of the cap 10 and the container 1 according to the present embodiment is such that the capping step and the screw forming step are performed simultaneously, and a band portion as in the case of the pilfer proof structure is provided at the lower end of the cap 10. Is not provided.
In addition, since the container 1 is the same as the case of the pilfer proof structure shown in FIG. 6, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and description is abbreviate | omitted.
[0022]
The cap 10 is made of a thin metal such as aluminum, and includes a disk-shaped top plate portion 10a and a side body portion 10b that hangs down from the periphery of the top plate portion 10a. An annular recess 10c is provided by reducing the diameter of the upper end portion side of the side body portion 10b, and a knurled portion 10d is formed between the annular recess 10c and the top plate portion 10a for gripping at the time of opening. A packing 11 is mounted on the back surface of the top plate portion 10a. Further, a curled portion 10e is formed by curving the lower end portion of the side body portion 10b inward. As shown in FIG. 2, the cap 10 before being attached to the mouth 1a of the container 1 is not provided with a thread groove.
[0023]
In order to form the sealing structure of the present embodiment, first, the cap 10 having the packing 11 attached to the back surface of the top plate portion 10a is externally attached to the mouth portion 1a of the container 1. By the pressure head 12, the top plate portion 10a and the packing 11 are pressed against the upper end surface 1d of the mouth portion 1a with a predetermined head load F. In this state, the thread roller 6 pressed against the side body portion 10b of the cap 10 is moved so as to follow the thread 1b of the mouth portion 1a, and a region corresponding to the thread 1b of the side body portion 10b is pressed and deformed to thereby form a thread groove. 10f is formed. Thereafter, as shown in FIG. 1, a cap seal 8 is externally attached to the side body portion 10 b of the cap 10.
[0024]
As shown in FIGS. 2 and 3, the contact surface of the pressure head 12 with the cap 10 is provided with a flat tapered surface 12b having a predetermined taper angle θ on the entire periphery of the circular flat surface 12a. Therefore, the periphery of the top plate portion 10a is elastically bent by being pressed by the tapered surface 12b, and extends downward at an angle corresponding to the taper angle θ on the entire circumference of the flat central portion 10h of the top plate portion 10a. A bent portion 10g is formed.
Incidentally, the tapered surface 12b of curvature radius r ₁ may be curved about 20~25mm as shown in FIG.
[0025]
The thread forming process by the thread roller 6 is the same as that in the case of the conventional pill fur proof structure, and as described in FIGS. 8A to 8B, the thread roller 6 is provided at the lower end of the side barrel portion 10b. When the pressure head 12 is removed and the compressed packing 11 is removed, the cap 10 causes the gap δ (see FIG. 8) (see (B)). Then, the force that the packing 3 tries to restore to the original thickness is reduced by this increase, and the tightening force of the cap 2 is reduced by that amount.
However, in the present embodiment, the bent portion 10g formed by elastically deforming the peripheral edge of the top plate portion 10a as described above is deformed with the connection portion 10i with the central portion 10h as a fulcrum as shown by an arrow B in FIG. An attempt is made to elastically return to the previous position, that is, the position on the same plane as the central portion 10h of the top plate portion 10a. That is, the bent portion 10 g functions as a spring, and the spring force generated by the bent portion 10 g acts as a tightening force of the cap 10.
As described above, in this embodiment, the compressed packing 11 tries to elastically restore the original thickness, but the spring force that the bent portion 10g tries to elastically return to the original position is affected by the cap 10. Acts as a tightening force. Therefore, the decrease in the tightening force of the cap 10 caused by the decrease in the compression amount of the packing 11 by the gap δ is compensated by the spring force of the bent portion 10g.
[0026]
At the time of opening, when the cap 10 attached to the mouth portion 1a is gripped and rotated in the direction of the arrow R as described above, the screw groove 10f rises while moving along the screw thread 1b. Further, as the cap 10 rotates, the cap seal 8 is twisted off at the separation portion 8a. At this time, since the spring force of the bent portion 10g acts as a tightening force of the cap 10, the lower end of the side body portion 10b such as the locking portion 2i in the pill fur proof structure shown in FIG. 6 is engaged with the mouth portion 1a. A sufficient opening torque can be obtained even though a matching structure is not provided. Further, since the opening torque is obtained not only by the packing 11 but also by the spring force of the bent portion 10g, a load is placed on the high temperature state or the top plate portion 10a of the cap 10 for transportation, storage, etc. after forming the sealing structure. Even when the packing 11 undergoes creep deformation or the like due to the state, it is possible to suppress a decrease in the opening torque. Furthermore, a decrease in the opening torque due to vibration during transportation is also prevented.
[0027]
In addition, the curl part 10e is formed in the lower end part of the cap 10 as mentioned above, and there is no sharp cut etc. Therefore, there is no fear that the hand is cut when the cap 10 is opened or detached after the opening. The curled portion 10e may be formed by bending the lower end portion of the cap 10 outward.
[0028]
Various experiments were conducted to confirm the effects of the present invention.
First, three types of pressure heads 12 having a taper angle θ (see FIG. 3) of 10 °, 13 °, and 16 ° were prepared, and the sealing structure of the above embodiment was formed using them. In the following experiments, trade name PET high sheet 200T manufactured by High Sheet Industry Co., Ltd. (thickness when uncompressed is 2 mm) was used as the packing 11. The head load F was 150 kg.
[0029]
A sealing structure was formed for each of the taper angles θ = 10 °, 13 °, and 16 °, and the opening torque was measured immediately and after one week at room temperature. Table 2 shows the measurement results when the taper angle θ is 10 °, Table 3 shows the measurement results when the taper angle θ is 13 °, and Table 4 shows the measurement results when the taper angle θ is 16 °.
[0030]
[Table 2]

[0031]
[Table 3]

[0032]
[Table 4]

[0033]
As apparent from Table 1 to Table 4, the average value of the opening torque and the opening torque range of each sample are 10 kg · cm for any of the taper angles θ = 10 °, 13 °, and 16 °. Even if there is a decrease in opening torque of about 5 kg · cm due to the transportation, etc., the opening torque setting range that does not give the user anxiety (5 kg · cm to 25 kg · cm cm). Thus, if the taper angle θ is set to 10 °, 13 °, or 16 °, the opening torque can be set within a suitable range.
The reason why the opening torque is higher after one week has elapsed than immediately after the formation of the sealing structure is that the degree of adhesion of the packing 11 to the container mouth 1a is improved.
[0034]
A cumulative load test was conducted when the taper angle θ was 13 °.
In this accumulative load test, two types of loads of 20 kg and 40 kg are applied to one container from above the cap 10 after forming the sealing structure, and the container is left at a temperature of 40 ° C., and the opening torque after 3 days. Is to measure. Table 5 shows the measurement results.
[0035]
[Table 5]

[0036]
As shown in Table 5, the average opening torque after the load load test was 11.3 kg · cm (40 kg / piece) and 12.7 kg · cm (20 kg / piece). Comparing the results of this pressure load test and the case of standing at room temperature with the taper angle θ = 13 ° shown in Table 3 above, although a decrease in the opening torque is observed, the setting range of the opening torque (10 kg · cm ~ 20kg · cm). Therefore, in the present invention, it can be confirmed that the opening torque is maintained in a suitable range even when the cap 10 is loaded or left in a high temperature state.
[0037]
Transport tests were conducted for taper angles θ = 10 °, 13 °, and 16 °.
In this transportation test, twelve water-sealed structures are prepared by putting tap water into the container 1, put in one cardboard box, and transported between Osaka and Tokyo by truck flight once and twice. The opening torque was measured. Table 6 shows the measurement results.
[0038]
[Table 6]

[0039]
When Table 6 is compared with Table 2 to Table 4 above, a decrease in the opening torque due to transportation is observed for each of the taper angle θ of 10 °, 13 °, and 16 °. The opening torque (5 kg · cm to 25 kg · cm) is within a range where the user does not feel uneasy. Therefore, if it is the sealing structure of this invention, it can confirm that the fall of the opening torque by the vibration at the time of transportation, etc. can be suppressed.
[0040]
From the above experiment, it can be confirmed that if the taper angle θ of the pressure head is set in a range of about 10 ° to 16 °, the opening torque becomes a suitable range.
As apparent from Tables 2 to 4, the opening torque increases as the taper angle θ increases, and the opening torque tends to decrease as the taper angle θ decreases. It is presumed that the opening torque will be in the above-mentioned preferable range if it is set in the range of about 20 °.
[0041]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible.
For example, in the above embodiment, the screw thread 1b formed in the container 1 continues to the upper end of the bead part 1b. However, as shown in FIG. 5A, the screw thread 1b reaches the bead part 1c. The gap s may exist between the tip 1e on the lower side of the thread 1b and the upper end of the bead portion. In this case, as shown in FIG. 5 (B), the thread roller 6 that has reached the lower end of the thread 1b rises as indicated by an arrow C and is locked to the upper thread 1b. As a result, before opening, the region corresponding to the tip 1e of the thread 1b of the side barrel 10b of the side barrel 10b in FIG. 5B of the side barrel 10b is in the opposite direction (container 1 side) to the screw groove 10f. It becomes a depressed state. When the cap 10 is rotated in the direction of the arrow R when the cap is opened, the recessed region 10k bulges in the same direction (outward) as the recessed direction of the screw groove 10f by the thread 1b of the container 1. Therefore, if the thread 1b of the container 1 has such a structure, it is unopened if the region 10k is depressed, and has been opened if the region 10k is not depressed. That is, in this case, it can be visually confirmed whether or not it is unopened by looking at the region 10k of the cap 10.
[0042]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the sealing structure of the cap and the container according to the present invention is provided with a bent portion that bends downward with a taper angle of 10 ° to 16 ° by pressing and deforming the periphery of the top plate portion of the cap. Therefore, the tightening force of the cap is increased by the force with which the bent portion elastically returns to the position before the deformation. Therefore, sufficient opening torque can be obtained without feeling uneasy that the user cannot confirm that it has not been opened before. Therefore, it is not necessary to provide the band part and the engaging part unlike the conventional pill fur proof structure, although the lower end part of the side body part is not engaged with the container mouth part. Further, since the sealing structure of the present invention performs the capping process and the screw forming process at the same time, the capping process can be speeded up.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional front view showing a sealing structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially sectional exploded front view of a cap and a container before sealing.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a pressure head.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing another example of the pressure head.
5A is a partial side view showing a mouth portion of a container according to a modification of the present invention, and FIG. 5B is a partial sectional front view showing a sealing structure according to the modification of the present invention.
FIG. 6 is a partial sectional front view showing an example of a conventional sealing structure.
FIG. 7 is a front view showing a conventional cap after opening.
FIGS. 8A, 8B, and 8C are partial schematic cross-sectional views for explaining a screw forming step.
FIG. 9 is a partial sectional front view showing another example of a conventional sealing structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 1a Mouth part 1b Thread 10 Cap 10a Top board part 10b Side trunk | drum 10e Curl part

10f Screw groove

10g Bending part 10h Center part 10i Connection part 11 Packing

Claims

Cover the container mouth with a thin metal cap and press the cap top plate and packing against the tip of the container mouth while facing the thread on the outer periphery of the container mouth on the side of the cap In the sealing structure of the cap and the container that press-deforms the area to be formed to form a screw groove
The lower end portion of the side body portion of the cap is disengaged from the container mouth portion, and the peripheral edge of the top plate portion of the cap is pressed and deformed to be bent downward with a taper angle of 10 ° to 16 °. A sealing structure for a cap and a container , wherein a bending portion is formed , and a force for elastically returning the bending portion to a position before deformation acts as a tightening force of the cap.

2. The cap-container sealing structure according to claim 1, wherein a curl portion is formed by curving the lower end portion of the side body portion of the cap outward or inward in the radial direction.

The bead portion is provided on the outer periphery of the container mouth portion below the screw thread, and a gap is provided between the tip on the lower side of the screw thread of the container and the upper end of the bead portion. The cap-container sealing structure according to claim 1 or 2.