JP4475388B2 - 閉鎖プラグ - Google Patents

Description

［発明の背景］
本発明は、改良型容器閉鎖プラグに関し、特に独特のガスケット保持機構を有するねじ山付きプラグに関する。

輸送用容器業界において、１つまたは複数の注出口および／または充填口を有するドラム缶、ペール缶などの製造が最も一般的である。このような開口は、ねじ山なしガスケットシーリング領域と合体する、螺旋状内部ねじ山を有する。環状シーリングガスケットを保持する外部ねじ山付き閉鎖プラグは、開口内に螺合する。プラグを締め付けると、プラグガスケットがねじ山なしガスケットシーリング領域に対し緩みなく締め付けられて、容器の効果的なシーリングを可能にする。何百万本ものドラムおよび他の容器がこのようにしてシールされるが、問題が生じる場合があり、その問題に本発明は対処している。この問題は、シーリングに関係するばかりでなく、容器開口からプラグを緩める（unscrew）ことにも関係する。一方でプラグとそのガスケットとに、他方では容器開口のねじ山を開口ガスケット台座領域に合体させることに重要な関係が存在する。この関係は、実際にプラグを容器開口内にシールするのに必要なトルクを加えると、プラグガスケットは開口内部ねじ山の途切れた部分（run-out）に対し楔で留めたような状態になる。その後プラグが緩められると、開口ねじ山に対するガスケットのこのような楔留め作用によってプラグガスケットが緩みなくしっかりつかまれる（grip）ことが一般的に起こる全てである。緩め作用が続くにつれ、微妙な(tenuous)状態が続いて生じる。最も注目すべきことに、プラグが開口から外へ移動すると、ガスケットは、開口内部のねじ山に嵌入したままになってガスケットがプラグのガスケット台座位置から引き離される可能性がある。嵌合するねじ山間にガスケットがつかえるため、プラグの回転を続けることが非常に困難となる。さらに、ガスケット自体は、閉鎖の実用性をさらに減らすこのような寸断作用により深刻な損傷を被る。

このガスケットがしっかりつかまれる状態の別のマイナス面は、プラグにトルクを与えている間、ガスケットがガスケット台座からループ描いてはみ出す(loop out)という傾向である。この問題は、開口のねじ山なしガスケット台座の周りでプラグガスケットの移動が妨げられる場合に生じ、ガスケットがひだになり（一カ所に固まり）、開口のエッジから突き出たループを形成することになる。このような支障が起こる一つの状況は、プラグが開口内に移動している際にプラグガスケットが再び開口のねじ山の途切れた部分に嵌入（はまりこむ）する場合である。この結果生じる「ループ形成」状態は、漏れの経路をもっとも間違いなく生じさせるとともに、ガスケットに深刻な損傷を与える可能性が非常に高い。当然のことながら、これらの「つかみ」および「ループ形成」問題の共通点は、プラグガスケットが属するプラグガスケット台座の適所にプラグガスケットを保持することによって、プラグガスケットがねじ山の相互係合上を引きずられる（ひっかかる）ことを防止する能力である。

従来技術では、適所にプラグガスケットを保持する何らかの確実な機械的保持手段を提供することが一般に望ましいことが分かっている。例えば、Stolzmanに対する米国特許５，２１１，３０４号は、機械的インターロック装置を有する、プラグのリムの下面にガスケットがしっかり保持されるプラグ構成を開示している。しかしながら、この装置は、プラグねじ山の半径方向外側にガスケットを配置しており、いかなるガスケットの「つかみ」または「ループ形成」問題の解決にもそれがどのようなものであれ全く関係がない。別の従来技術の例は、Marchynに対する米国特許２，９０６，４２９号に見られるが、この特許は、「ループ形成」問題をとらえているが、まったく満足できる解決策を提供できていない。この特許では、プラグは、ねじ山がガスケット台座との境界を形成する特別なねじ山を有する。具体的には、プラグはガスケット台座の下縁の周りに連続する漸減ねじ山を有し、通常のプラグねじ山の上方で部分的な障壁として働く。しかしながら、この変更されたねじ山構成は、以下ではっきり分かるように、「つかみ」現象に対しては十分な保護(protection)を提供するには不十分である。

［本発明の目的］
本発明の目的は、シーリングガスケットのつかみおよびループ形成問題を克服する閉鎖プラグを提供することである。本発明の一実施形態の他の目的は、ある範囲の容器開口に嵌まる閉鎖プラグを提供することである。

［発明の簡単な概説］
本発明によれば、閉鎖プラグは、螺旋状ねじ山を有するとともに円周状に拡大したリムで終端し、かつそのプラグリムの真下に環状ガスケット台座を有する円筒状側壁を有して形成され、半径方向外側に延在する、連続した円周状ガスケット保持リップがプラグガスケット台座と側壁ねじ山との間に介在して配置される。

本発明の一実施形態によれば、ガスケット保持リップは、ねじ山の谷の径と軸方向にほぼ同一線上にある。

本発明の別の実施形態によれば、ガスケット保持リップは、半径方向の延在が側壁ねじ山の頂の外側半径方向への延在よりも短く、ガスケット保持リップのつけ根(root)の内径はねじ山の谷の径よりも小さい。

この別の実施形態の変形形態によれば、ガスケット台座は、リムと当接するよう半径方向外側かつ上方向にフレア形に広がっている。

この別の実施形態の別の変形形態によれば、ガスケット台座には、ガスケット保持リップのつけ根に末梢溝が設けられる。

本発明のさらなる態様によれば、シーリングガスケットはガスケット台座に配置される。シーリングガスケットは弾性があり、ガスケット台座をしっかり保持するようにプラグ上で引き伸ばされることができる。この別の実施形態の上記変形形態による閉鎖プラグの場合、シーリングガスケットは、フレア形ガスケット台座の形状をとる。

また本発明によれば、閉鎖プラグは、内部ねじ山付き部分およびねじ山なし部分を有する容器壁開口と組み合わされ、シーリングガスケットは、ねじ山なし開口部分とプラグガスケット台座の間で圧縮され、内部ねじ山と近接状態にあり、半径方向外側に延在する、連続した円周状ガスケット保持リップは、プラグガスケットと側壁ねじ山との間に介在して配置され、シーリングガスケットおよび内部ねじ山付き開口部分の相互係合（相互にかみ合う）を防止するようにし、それによって、プラグ及び擾乱しない装置としてのシーリングガスケットを、妨げなく緩めることができる。

本発明による閉鎖プラグは、単純で簡単なやり方で上述の「つかみ」および「ループ形成」の問題に対し長い間求められていた解決策を提供する。

例として、閉鎖プラグは、ねじ山付き円筒状側壁およびディスク状の底壁を有して形成される。側壁は、円周状に拡大したリムで終端し、リムの真下に環状ガスケット台座を有する。ガスケット保持リップが、プラグガスケット台座と側壁ねじ山との間に介在して配置されている。弾性シーリングガスケットは、プラグガスケット台座上で引き伸ばされ、プラグリムと保持リップとの間の垂直空間を占める。上述したプラグは内部ねじ山と内向きのガスケットシーリング領域を有する容器壁開口にねじ込まれる。プラグガスケットと容器開口ねじ山との従来技術の重要な関係は、もはや全く取るにたらないものである。プラグがねじ山付き容器開口から外へ引き戻される際、ガスケットはガスケット保持リップによりプラグガスケット台座の適所にしっかりと保持される。その結果もたらされる容器開口からのプラグガスケットの完全な分離により、従来技術を凌ぐ著しい改善がもたらされる。

したがって、本発明の主要な特徴は、工業サイズの容器用改良型ねじ山付き閉鎖プラグを提供することである。

他の特徴は、新規の改良型ガスケット台座構造を有するねじ山付き閉鎖プラグを提供することである。

さらに詳細な特徴は、ねじ込みおよび緩めの際に確実にプラグガスケットを保持する構造を有するプラグガスケット台座を提供することである。

他の特徴およびより詳細な特徴は、添付の図面とともに本発明の説明を続けることにより、部分的に明らかになり、部分的に指摘されるであろう。

本発明の上記特徴および他の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載され、図面でさらに説明される。

［発明の詳細な説明］
本発明の第１の実施形態による閉鎖プラグは図１〜図４に示されており、全体として符号１で示され、合成プラスチック樹脂から成形されており、円周状に拡大したリム４で終端する円筒状側壁３で包囲されているディスク状の底壁２を有するようになっている。プラグ１の内部は、プラグに対しねじ込み／緩めトルクを与える一連のレンチ係合爪（wrench engaging lugs）５を有する。プラグの側壁３は、底壁２から延びるパイロット部６、螺旋状外部ねじ山７、およびプラグリム４の真下に位置するガスケット台座８を有する。ここで、ガスケット台座８は、プラグねじ山の谷の径と軸方向に同一直線上にある面にあることに留意することが重要である。この関係は、プラグと嵌合する容器開口表面との間に十分なガスケット容積を確保していかなる漏れ経路も遮るようにするという点で有益である。プラグ側壁３は、ねじ山７の上端に円周状ガスケット保持リップ９を有して形成され、この円周状ガスケット保持リップ９は、ねじ山頂と軸方向に同一直線上にある半径方向外側に延在している。図１に明示されるように、プラグねじ山はリップ９内の地点１０で途切れて終端しており、プラグリム４の下面４ａに平行な面にあるとともにねじ山終端地点１０の真上にある一様の上向き連続環状面１１を残す。略方形の断面形状を有する弾性環状シーリングガスケット１２は、ガスケット台座８をしっかり保持するようにプラグ上で引き伸ばされる。そのようにして位置決めされたガスケットは、プラグリム４の下面４ａと保持リップ９の上面１１との間にぴったりと圧締めされ、ガスケット台座８からガスケット１２が外れる可能性は非常に低い。

図３に明示するように、内部でプラグ１が螺合している容器壁開口は、全体として符号２１で示されたブッシングが従来のやり方で中に挿入される容器壁２０からなる。ブッシング２１は、円周方向に延在する多角形底部２２、その底部から延びているとともに、半径方向外側にカールしたビード２４で終端している円筒形壁２３を有する。容器壁２０は、嵌合するエンボスメント２５が多角形底部２２の上にあり、ブッシングカール２４内に延びる略円筒形の直立首部２６を有する。ブッシングガスケット２７は、ブッシング２１と容器壁２０の周囲面との間で圧縮される。螺旋状内部ねじ山２８は、底部２２からビード２４の開始地点のねじ山途切れ地点２９まで延びているブッシング壁２３に形成される。ねじ山途切れ地点２９の真上の上向きに延びたねじ山なしビード部分は、滑らかなガスケットシーリング領域３０をなす。

図３に示すように、十分にトルクを与えられた状態でのプラグ１とブッシング２１とのシーリング関係は、プラグガスケット台座８とブッシングシーリング領域３０との間でしっかり圧縮されたプラグガスケット１２を示す。まさに注目すべきことに、ガスケット１２もまた、リムの下面４ａと保持リップ９の上面１１との間で軸方向に抑制される。さらに、このように締め付けられた位置にあるガスケット１２は、ブッシング螺旋状のねじ山途切れ部および終端地点２９と接触状態にあることがわかる。ねじ山保持リップの連続環状上面は、リムの下面４ａから一定の軸方向間隔を維持し、ガスケット１２が任意の地点でブッシングねじ山２８に嵌入されることを防止する。図４に示されるようにプラグを緩めると、ガスケット保持リップ９は、プラグガスケット１２をブッシングねじ山２８から離すように持ち上げ、ガスケットシーリング領域３０から上に出す。これは、これまでの共通のガスケットの「つかみ」およびガスケットの「ループ形成」問題が排除された、周囲ブッシング面からのプラグガスケットの完全な分離によるものである。

これとは対照的に、図５は従来技術のプラグ４０が内部ねじ山付き容器壁開口首部４１から緩められている、典型的な従来技術の状態を示す。ここでは、プラグガスケット４２はプラグねじ山の谷の径に形成されたガスケット台座４３に着座しているが、プラグねじ山４４はガスケット台座４３に近づくにつれ符号４５で示すように単純に漸減する。これらの従来技術の状態下では、プラグを外して戻す際、ガスケット４２は漸減ねじ山４５により軸方向にほとんど支持されないことがわかる。その結果、ガスケットは、相互係合する閉鎖ねじ山間に容易に捕らえられてしまうことになるため、ガスケット台座から引っ張り出され通常の閉鎖機能性に対する深刻な妨げとなる。

本発明の第２の実施形態および第３の実施形態は、図６および図７、ならびに図８および図９にそれぞれ示され、図１〜図４を参照して説明した第１の実施形態の変形形態であるが、同様の部品には同様の符号が与えられている。図６および図７に示すように、一例の金属製閉鎖プラグ６０は切断され、１．１５ｍｍのドラム端部鋼から圧延される。ガスケット保持リップ６１は、５５°の挟角を有するねじ山状の三角断面、ねじ山７の頂の外側半径方向の延在部Ｄ２よりも径が小さい半径方向の延在部Ｄ１を有するように、かつプラグリム４の下面４ａに平行な面になるように圧延される。保持リップ６１の上部フランク６２は、ねじ山７の上に、連続的に周辺に（peripheral)上向きかつ外向き面を形成する。リップ６１の内側つけ根６３の径Ｄ３は、ねじ山の谷の径Ｄ４よりも小さい。ガスケット台座６４は、ガスケット台座８が第１の実施形態にあるリムと当接するのとほぼ同じ地点でリム４と当接するよう半径方向外側かつ上方向にフレア形に広がっている。Ｅ．Ｐ．Ｄ．Ｍ、黒色ニトリル、またはＰ．Ｅ．からなる従来のガスケット１２は、図７に示すように、ガスケット台座６４上に伸長され、ほぼ同じフレア形を確保される。

第２の実施形態の変更された幾何形状の効果は、第１の実施形態のリップ９のようにリップ６１がほぼ同じ半径方向の延在部Ｄ１〜Ｄ３を有することであり、したがって、第１の実施形態のガスケット持ち上げ機能および抗つかみ機能および抗ループ形成機能が維持される。リップの直径が低減することにより、閉鎖プラグがより大きな範囲の容器開口と嵌まることが可能となる。フレア形ガスケット台座６４には２つの利点がある。第１に、このガスケット台座は、閉鎖プラグリップ６１と容器閉鎖ブッシング２１のガスケットシーリング領域３０との間の領域にあるシーリングガスケット１２の容積を増加させ、第２に、伸長したガスケット１２がとる切頭円錐形は、プラグがブッシング２１にねじ込まれる際にガスケットとガスケットシーリング領域３０の間の接触領域を増加させる。このシーリングガスケットは、ブッシングシーリング領域３０とプラグ台座６４の間の容積に「送り込まれ」、ガスケットの後端は、初めはより低く圧縮をかけられる（あるいは全く圧縮をかけられない）。したがって、ガスケットと閉鎖ブッシングの間の初期接触帯はガスケットの側面に至る途中まであるのが好ましい。このことは、図８および図９において最も明らかに分かり、ここでは、プラグねじ山、リム、およびリップ６１は、図６および図７に示す実施形態と同様の幾何形状であるが、プラグは適切なプラスチック材料から形成される。接触領域のこのような増加およびガスケットの後端の圧縮がより小さいことの効果は、プラグにトルクを与えている間、ガスケットのループ形成をさらに軽減することである。

リップ６１に用いられる幾何形状の別の利点は、その幾何形状がプラグを強化するという点であり、図６および図７のプラグが、均等物の構造一体性をなおも維持しながら、従来技術のプラグに用いられるよりも薄いゲージ鋼から形成されることを可能にする。

標準ガスケットを用いることにより、リップ６１が、プラグ６０が十分にトルクを与えられている場合にブッシングねじ山途切れ部２９の領域で閉鎖ブッシング壁２３を直接接触させることを可能にする。所望の場合、サイズの大きいガスケットを用いてかかる金属間の接触を防止することができる。

図１０は、本発明の第４の実施形態を示し、ここでは、金属プラグ６６は第２の実施形態のリップ６１と同じ幾何形状のリップ６８を有する。異なる点は、周辺溝７０がガスケット台座７２のリップ６８のつけ根で圧延されて、ガスケット台座７２の残りは円筒にしておくようになっているという点である。この幾何形状は、第１の実施形態から第３の実施形態のリップ９および６１の同じ、リップ６８の半径方向の延在部を提供し、溝７０はガスケット１２の容積を増加させる。

本発明のガスケット保持プラグの種々の変形またはその変更をなすことができる。例えば、第１の実施形態の閉鎖プラグは金属から形成されることができ、第２の実施形態および第４の実施形態は合成プラスチック樹脂から成形されることができる。

本発明の一実施形態による閉鎖プラグの一部立面部分断面図である。 図１の閉鎖プラグを組み込んだ容器閉鎖の組み合わせの上面図である。 容器開口にねじ込まれた図１のプラグの一部断面部分立面図である。 図３と同様の図であるが、プラグが部分的に緩められた位置にある図である。 従来技術を示す、図４と同様の図である。 本発明の第２の実施形態による閉鎖プラグの一部断面の詳細である。 図６と同様の図であり、シーリングガスケットを有する図である。 容器開口にねじ込まれた、本発明の第３の実施形態をなす閉鎖プラグの一部断面部分立面図である。 図８と同様の図であるが、プラグが部分的に緩められた位置にある図である。 本発明による閉鎖プラグの第３の実施形態の一部断面の詳細である。

Claims (7)

1. ｉ）螺旋状の外部ねじ山（７）を有する円筒状側壁（３）と、
   ｉｉ）円周方向に拡大したプラグリム（４）と、
   ｉｉｉ）前記プラグリム（４）の真下にある環状ガスケット台座（６４）と、
   ｉｖ）前記環状ガスケット台座（６４）の下で半径方向外側に延在する、連続した円周状のガスケット保持リップ（６１）と
   を有して形成される閉鎖プラグであって、
   ｖ）前記環状ガスケット台座（６４）は、前記プラグリム（４）と当接するように、前記ガスケット保持リップ（６１）のつけ根（６３）から直線状に、且つ上方向に向かって半径方向外側に広がっており、
   ｖｉ）前記ガスケット保持リップ（６１）は、前記螺旋状の外部ねじ山（７）の頂である半径方向外側に延在する部分（Ｄ２）より径が小さい、半径方向に延在する部分（Ｄ１）を有しており、
   ｖｉｉ）前記ガスケット保持リップ（６１）の内側の前記つけ根（６３）の径（Ｄ３）は、前記螺旋状の外部ねじ山（７）のつけ根の径（Ｄ４）より小さいことを特徴とする、閉鎖プラグ。
2. 前記環状ガスケット台座（６４）は、切頭円錐形状を有する、請求項１に記載の閉鎖プラグ。
3. 前記閉鎖プラグ（６０）は、金属から形成されるか、または合成プラスチック樹脂を成型して形成される、請求項１または２に記載の閉鎖プラグ。
4. 弾性のあるシーリングガスケット（１２）が、前記環状ガスケット台座（６４）上に伸長され、前記環状ガスケット台座（６４）の形状をとる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の閉鎖プラグ。
5. 前記シーリングガスケット（１２）は、前記環状ガスケット台座（６４）の切頭円錐形状をとる、請求項４に記載の閉鎖プラグ。
6. 前記シーリングガスケット（１２）は、Ｅ．Ｐ．Ｄ．Ｍ、黒色ニトリルゴム、またはＰ．Ｅからなる、請求項４に記載の閉鎖プラグ。
7. 請求項４に記載の閉鎖プラグと、ブッシング（２１）を有する容器壁（２０）の開口との組み合わせにおいて、
   前記ブッシング（２１）は、螺旋状の内部ねじ山（２８）を有する円筒形壁（２３）と、上方向に延在する滑らかなガスケットシーリング領域（３０）とを有し、
   前記シーリングガスケット（１２）は、前記ガスケットシーリング領域（３０）と、前記環状ガスケット台座（６４）との間でほぼ径方向に圧縮され、前記螺旋状の内部ねじ山（２８）に近接した状態にあることを特徴とする、組み合わせ。

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