JP4737351B2

JP4737351B2 - 容器口部及びキャップ

Info

Publication number: JP4737351B2
Application number: JP2000237957A
Authority: JP
Inventors: 恒久並木; 裕夫池上
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date: 2000-08-07
Filing date: 2000-08-07
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2020-08-07
Also published as: JP2002046755A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、瓶等の容器の口部と該容器の封止のために組み合わされるキャップに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、容器口部と該口部に対し取り外し可能に嵌合されたキャップ部材間の容器封止機構は、図10に示されるような一般に円筒状の容器口部１外周に螺旋状につけられた凸条４と、天板21と該天板周縁部から垂下した円筒状スカート部からなるキャップ２の内周面に螺旋状につけられた凸条間の凹部３とが螺合する形態となっている。この種の容器の嵌合部には一般にタンパー・エビデント・バンド（tamper evident band)５と呼ばれている開封履歴明示機構がついていて、これは工場から出荷後消費者がキャップ２を開く前にキャップ２が空けられた場合には前記タンパー・エビデント・バンド５が切断されその事実が明示される機構である。このタンパー・エビデント・バンドには二種類の形態があり、一方はキャップが許容範囲を越えて回転変位されたときに切れるタイプ、他方はキャップが回転にともない許容範囲を越えて口部軸方向に変位したとき切れるタイプである。キャップの変位が許容範囲内であった場合にはこのタンパー・エビデント・バンドは切れないことを受け、その範囲の変位中は内容物のシールが確保される必要がある。図10に示すような容器口部１外周に螺旋状につけられた凸条４とキャップ２の内周面に螺旋状につけられた凸条間の凹部３とが螺合する容器封止機構においては、キャップの回転変位はその螺旋勾配に対応した口部軸方向変位をともなう。したがってタンパー・エビデント・バンド５が許容する変位分については、それに基づく液漏れを防止するため図10Ｃに示すようなその範囲をカバーする高さをもったインナーリング８，アウターリング９をキャップ天板21に設けるなどの対応策が取られいる。
【０００３】
さて、この種容器の主流は密封性の観点から低勾配の１条ネジが採用されている。これによって安定堅実なシールが確保できるのであるが、キャップを開けるために多くの回転変位を要し何度か握り直しをして開閉するという不便を伴う。そこでワンタッチで開閉ができる使い勝手のよい高勾配の多条ネジ形態のキャップの使用もみられるが、これは使い勝手のよい反面、高勾配のためネジの緩みが生じ易い構造上の欠点を持ち密封性の点で難がある。
また、キャップについてはコスト面から低キャップハイト化（キャップの天板からスカート裾部までの距離）が望まれているところである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の問題点を解決したもの、すなわち、ワンタッチ操作によるキャップの開閉が可能でありながら、タンパー・エビデント・バンドの許容範囲が確保され、かつ容器の閉止状態において嵌合の緩みが生じ難く安定堅実な密封性を保証する容器口部とキャップの組合せを提供すること、更にはキャップハイトの低いキャップを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明における容器口部と該口部に嵌合し外されるキャップ部材間の封止機構部は、容器口部端面部とキャップ天板部間のシールが、容器口部の円筒外周面またはキャップのスカート部内周面に形成された複数組みの螺旋案内と他方に設けられた独立突起の係合案内によって達成される形態であって、前記螺旋案内はキャップの閉止終端部近辺ではネジが弛まない一条ネジ程度の低勾配に、それに連続する部分ではワンタッチで開閉が可能な程度の高勾配を持つように設け、前記キャップのスカート部下端にタンパー・エビデント・バンドを設け、前記独立突起が前記閉止終端部近辺の勾配に位置しているときは容器口端部とキャップ天板部が圧接され、前記高勾配に位置したときにはタンパー・エビデント・バンドが破断されてなる開封履歴明示機構を備えるようにした。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明はキャップを開け閉めするのに途中で握りを変えて何回かキャップを回していたものを、少ない回転変位で簡単に開け閉めしたいということに出発があり、そのためには螺合関係にある容器口部とキャップに設ける螺旋の傾斜角を大きくすればよいことになる。ところが、単純にそうした場合には閉止終端部近辺での若干の回転変位でも相当分の口部軸方向変位を伴うことにより、閉止終端部まできっちりと閉めないと漏れが生じるし、閉止終端部で密封閉止状態を確保しても緩みによる若干の回転変位で容器口端部とキャップ天板部間に隙間を生じてしまうため、使用前や使用中の液漏れが予想されるといった問題が生じる。そこで、本発明では閉止終端部ではシールの安定堅実性を確保するべくこの近辺での回転変位に対しては軸方向の変位をできる限り小さくし、それに連続する部分でキャップの急速な開放を確保すべく回転変位に対する軸方向の変位を大きくすることに想到したのであるが、このような非線形特性は従来の一定傾斜角の一条ネジや多条ネジ形態の容器封止機構には不可能なことである。そこで、本発明はこの非線形ガイド機構として、位置に応じ傾斜角を異にする案内部材とその案内部材と係合する独立突起との組合せを採用し、図１に展開して示すように少なくとも閉止終端部近辺では案内の傾斜を一条ネジに相当する低勾配とし、それに続く部分で高勾配とすることに想到した。なお図における曲線は案内部材の中央位置を示すものである。
【０００７】
この非線形案内機構としてはまず図２に示すようなピン状の独立突起22と低勾配部32と高勾配部31とからなる非線形勾配の螺旋溝３を組み合わせた形態のものに想到した。これは独立突起22が細いピン状であるため非線形の溝３内を自在に移動できる機能を有するものである。ところがこの形態のものはキャップの閉止状態においてシール圧がピンに集中して負荷となるという構造上の問題を抱えている。
以下に瓶形状容器のピンと溝の組合せ形式のキャップにおける耐圧試験のデータを示す。図８に、φ28ｍｍ口径のＰＥＴ製ボトルとＰＰ製キャップにおける結果を示す。案内溝はキャップのスカート部内周面に、またピンはボトルの口部の円筒外周面に設けた。グラフは案内溝と接触する幅が２ｍｍのピンを３，６，９個配置したときの破断圧力を示したものであるが、３個の場合には0.4ＭＰａ程度、６個の場合は0.8ＭＰａ程度、９個の場合は１ＭＰａ程度が限界圧力であることを示している。
図９にφ38ｍｍ口径のＰＥＴ製ボトルとＰＰ製キャップにおける結果を示す。案内溝はキャップのスカート部内周面に、またピンはボトルの口部の円筒外周面に設けた。このグラフはピン数を６個としそのピン幅を２ｍｍ，４ｍｍ，６ｍｍとしたときシール不全となる圧力データである。これによると２ｍｍの場合には0.8ＭＰａ程度で、４ｍｍの場合は1.1ＭＰａ程度で、６ｍｍの場合は1.3ＭＰａ程度でシール不全が起こっている。
【０００８】
本発明は封止状態においては低勾配の案内部材と独立突起の係合により、従来の低勾配一条ネジのキャップと同様キャップ天板の内面と容器口端部間の圧接を安定堅実なものとする。キャップを開くに際しては、キャップを回動すると低勾配の案内部材に沿って独立突起が当接係合して案内されて徐々に容器軸方向に変位し、高勾配案内部に達するとキャップ天板の内面と容器口端部間の圧接が解かれ独立突起は自由となってキャップは容器口部から外すことができるようになるが、この際にタンパーエビデント・バンドは切れる。また、一旦開封されたキャップを使用途中で再度封止する際には、キャップを容器口部に被せると独立突起が相手側の案内部材に当接する。そのキャップを回動すると該独立突起は高勾配の案内部材に当接して低勾配部まで係合案内される。これによりキャップ天板の内面は容器口端部に圧接されて封止が達成される。
なお、緩みに起因する内容物の漏れの不安がある場合には、従来のようにインナーリングとアウターリングをキャップ天板の内面に備え、容器口端部の内側面と外側面との協働でシールする形態を採用してもよい。
【０００９】
【実施例１】
図２に容器口部１の外周面に６条の溝３を穿設しキャップスカート部内周面に独立突起22を60°間隔で６ケ配置した容器口部とキャップの例をしめす。溝部３は閉止終端部近傍の低勾配部32とそれに続く高勾配部31からなる非線形案内となっている。６ケの独立突起22は６条の溝部３にそれぞれ案内され、閉止状態では独立突起22は低勾配の溝32にあるため、従来の一条ネジキャップと均等な安定堅実なシールが確保できる。また、キャップ２を回動して開ける場合には独立突起22は低勾配部32を越えると高勾配部31に至るのでこれによって容器口部軸方向に大きく変位することになる。使用者はキャップ２を60°回動するだけでキャップ２を外すことができる。使用中に再度閉止するときはキャップ２の独立突起22は高勾配の溝31に案内されてすぐに深く容器口部１に嵌まり込み、続く低勾配部32に案内される。その際キャップ２の天板21の内面のシールリング23が容器口部１の端部の薄肉部11に当接するが、一条ネジに相当する低勾配部32の案内により徐々に深く閉められることにより、再び安定堅実なシールが確保されることになる。プラスチック製キャップ２の材料樹脂としては、各種プラスチック、例えば、低，中，高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、熱可塑性ポリエステル、ポリアミド、スチレン、ＡＢＳ樹脂等が挙げられる。また、本発明のプラスチック製キャップ２は、上記樹脂を用い、通常、射出成形、圧縮成形等により製造される。
【００１０】
【実施例２】
図３に示す実施例は独立突起22が容器口部１側に６個、低勾配部32と高勾配部31からなる非線形案内溝３が６条キャップ２側に設けられている。この場合非線形案内溝３の形状は勾配角の符号が図２の例とは正負反対となる。作用効果は先の例と同様である。
【００１１】
【実施例３】
図４に示す実施例は独立突起22がキャップ２側に６個、低勾配部32と高勾配部31からなる非線形案内溝３が６条容器口部１側に設けられている点で図２に示した実施例と同様である。この実施例が異なるのは非線形案内溝３が容器口部１の外周面に穿設されるのではなく、２本の凸条４の間に形成された溝である点であって、作用効果は先の例と同様である。また、この２本の凸条４の間に形成された溝３が容器口部１の外周面ではなくてキャップ２のスカート部内周面に設ける変形形態でもよい。その場合には容器口部１の外周面に独立突起22が設けられ、非線形案内溝３の形状が勾配角の符号が図２の例とは正負反対となるのは図３の場合と同様である。
【００１２】
【実施例４】
次に図５に示した実施例を説明する。図５Ａに容器口部に設ける凸条の中央線を展開図の形で示す。また図中Ｂは容器口部の正面図であり、Ｃはキャップの断面図である。口部５の外径がφ２５ｍｍの容器の口部外周面を13.1ｍｍづつ図中右側６区分し、各区分毎に閉止終端部は１条ネジに相当する2.4°の低勾配部32，中間部分は60°の高勾配部31，更に開放端部は2.4°の低勾配部30と連続する幅1.5ｍｍの凸条４を設けた。高さ16ｍｍ内径φ２８ｍｍのキャップ側にはスカート部内周面の天板内面から9.2ｍｍの位置に幅1.5ｍｍ長さ3ｍｍ傾斜角は凸条４の低勾配部32と同じ2.4°の傾斜角の長円状の独立突起を60°間隔で６個設けてある。前記の凸条４において重要な構成は口部１下方の閉止終端部の低勾配部32とそれに続く中間部の高勾配部32である。閉止終端部の低勾配部30はキャップの独立突起22と係合して容器口部にキャップの天板21を圧接させて封止を達成させるものであり、それに続く中間部分の高勾配部31は凸条４と独立突起22の係合を解除させたり係合に導く機能を果たすものである。開放端部の低勾配部30とそれに続く高勾配部31はキャップを回動操作によって開閉する際にスムーズな案内としての機構を備えるが本発明において必須の構成ではない。
【００１３】
この実施例の形態が優れた点は非線形案内にもかかわらず独立突起の幅を広く採ることができることにより、耐圧性が高くできることにある。曲折部や非線形の案内溝にも自在に追従できるものとして図２乃至図４に提案したピン状の独立突起と溝案内方式のもつピンに負荷が掛かるという構造的弱点を、横広形状の独立突起を採用することで克服し、耐圧性の高い容器口部及びキャップを提供するものである。独立突起を横広形状にするということは案内凸条との接触を面接触形態にするということであり、先のピン−溝接触が点接触に近いものであった形態に比べ応力の分散が格段に図られることになる。横広形状の独立突起としては長円状や矩形或いは半円形菱形形状など種々のものが考えられる。
【００１４】
【実施例５】
本発明の異なる実施例を図６に示す。この実施例では容器口部１の外周面に独立突起22を60度間隔で６個設け、これと当接して案内する凸条４をキャップ２の内周面に６条設けた。この案内凸条４は図５に示したものとは勾配の正負が異なるだけで、閉止終端部は１条ネジに相当する2.4°の低勾配部32，中間部分は60°の高勾配部31，更に開放端部は2.4°の低勾配部30と連続する幅1.5ｍｍの凸条４が設けられる。また、独立突起22は長円状で下面の傾きは凸条４と面接触がとれるように同じ2.4°の低勾配としている。この実施例は凸条４の上面と独立突起22の下面が係合する形態となる点でも先のものと相違する。
【００１５】
【実施例６】
更に工夫を加えた本発明の実施例を次に示す。この実施例は容器口部外周面又はキャップ内周面を６区分し、各区分毎に閉止終端部は１条ネジに相当する低勾配部32、それに続く部分は高勾配部31と連続する案内を設ける点で先の例と同様であるが、独立突起22が図５、図６のように１つの凸条４に係合案内されるのではなく、凹溝部３に案内される点で図２乃至図４のものと類似し、独立突起22が横広形状である点で図５、図６に示した例と類似している。図７は容器口部１に凸条４を設け、キャップ２側に横広形状の独立突起22を設けた例を展開図の形で示したものである。該凸条４間には凹溝３が形成されており、これが独立突起22を嵌合案内する。この嵌合案内は低勾配部32においては嵌合案内が容器口部側である場合は独立突起22の上面が、そして嵌合案内がキャップ側の場合は下面が溝３に当接して案内され、高勾配部31においては独立突起22の左右面が溝３に緩く接して案内される形態を採るように概ね平行四辺形に形成される。これによって低勾配部32における案内部材と独立突起との接触率を高め図５、図６の例と同様に高い耐圧性を確保した上で、図５、図６の例が高勾配部における案内が不十分である問題点を克服し、再閉止の際にもスムーズな案内を確保できるようにしたものである。独立突起22が横広形状であるため、凹溝３の幅は図２乃至図４に示した例のように均一ではなく、案内の勾配が急な部分では幅太に形成される。凸条４の幅についても一定である必要はなく、また図示した例は溝部３を構成する両側の凸条４を連続形態としたが、上側凸条と下側凸条を別体構成としてもよい。
【００１６】
図７には溝３が凸条４間に形成されるものとして示したが、これに限らず容器口部の外周面に直接溝を穿設する形態でもよい。また、溝部３を容器口部１側ではなくキャップ２側に設けてもよいが、その場合には低勾配部32と高勾配部32と連続する案内が傾斜角において正負符号が反対となるのは先の例で説明したのと同様である。この例には溝部３を容器口部１側に設ける場合とキャップ２側に設ける場合と凸条４間に設ける場合と容器口部１又はキャップ２に直接穿設する場合の４通りのバリエーションがあることは前述の説明から容易にご理解戴けるであろう。
【００１７】
【発明の効果】
本発明における容器口部と該口部に嵌合されるキャップ部材間の封止機構部は、容器口部端面とキャップ天板間のシールが、容器口部の円筒外周面またはキャップのスカート部内周面に形成された複数組みの案内部材と他方に設けられた独立突起の係合案内によって達成される形態であって、前記案内部材はキャップの閉止終端部近辺では一条ネジ程度の低勾配に、それに連続する部分では高勾配を持つように設けられているため、低勾配の案内部材と独立突起が係合して容器口部をキャップ天板の内面に圧接するので天板部の弾性によって封止が達成される。しかも１条ネジに相当する低勾配であるため緩みを生じることがなくその封止は堅実で安定している上、低勾配部に続く高勾配の案内によってキャップは握りを変えることなくワンタッチで開閉することができる。
【００１８】
また案内部材と接触する独立突起はピン状ではなく横広形状に形成させることもできるので、その形態においては案内部材との接触面積を広くとることができ負荷がピンに局部的にかかることはなくなって応力の集中が避けられる。
更に、横広形状の独立突起を低勾配部においても高勾配部においても嵌合案内するように幅が変化した形態の案内機構を採用した場合には高シール性とワンタッチの好操作性の上に高い耐圧性とキャップの開閉操作がスムーズであるという総合的に優れた効果を奏することができる。
また、本発明の案内機構を採用することで、キャップの高さ（キャップハイト）を低くすることができ、現在キャップに求められている低価格化の面でも効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の凸条中央線の軌跡を示す図。
【図２】本発明の第１実施例を示す図で、Ａは独立突起を設けたキャップの断面図、Ｂは溝部を設けた容器口部の正面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す図で、Ａは溝部を設けたキャップの一部断面図、Ｂは独立突起を設けた容器口部の正面図である。
【図４】案内溝を凸条間の凹溝形態とした本発明の第３実施例を示す図で、Ａは独立突起を設けたキャップの断面図、Ｂは溝部を設けた容器口部の正面図である。
【図５】本発明の第４実施例を示す図で、Ａは凸条を設けた容器口部の展開図で、Ｂはその容器口部の正面図、Ｃは独立突起を設けたキャップの断面図である。
【図６】本発明の第５実施例を示す図で、Ａは凸条を設けたキャップ内周面の展開図で、Ｂは独立突起を設けた容器口部の正面図、Ｃは凸条を設けたキャップの断面図である。
【図７】横広で概ね平行四辺形の独立突起とそれを低勾配部と高勾配部とで嵌合案内する溝案内の形態を採る本発明の第６実施例の基本形態を示す図である。
【図８】独立突起−溝キャップにおいて、独立突起の数とキャップの耐圧性の関係を示すグラフ。
【図９】独立突起−溝キャップにおいて、独立突起の幅とキャップの耐圧性の関係を示すグラフ。
【図１０】従来の容器口部とキャップの構成例を示す図。
【符号の説明】
１容器口部３案内溝部
11 薄肉部 30 開放端部
２キャップ 31 高勾配部
21 天板 32 低勾配部
22 独立突起４凸条
23 シールリング５タンパー・エビデント・バンド

Claims

容器口部と該口部に嵌合し外されるキャップ間の封止機構部は、容器口部の円筒外周面に形成された複数の螺旋案内部とキャップのスカート部内周面に設けられた複数の独立突起の係合案内によって容器口端部とキャップ天板部との間で達成される形態であって、前記螺旋案内部はキャップの閉止終端部近辺ではネジが弛まない一条ネジ程度の低勾配に、それに連続する部分ではワンタッチで開閉が可能な程度の高勾配を持つように設け、
前記キャップのスカート部下端にタンパー・エビデント・バンドを設け、
前記独立突起が前記閉止終端部近辺の勾配に位置しているときは容器口端部とキャップ天板部が圧接され、
前記高勾配に位置したときにはタンパー・エビデント・バンドが破断されてなる開封履歴明示機構を備えた容器口部及びキャップ。
容器口部と該口部に嵌合し外されるキャップ間の封止機構部は、キャップのスカート部内周面に設けられた複数の螺旋案内部と容器口部の円筒外周面に形成された複数の独立突起の係合案内によって容器口端部とキャップ天板部との間で達成される形態であって、前記螺旋案内部はキャップの閉止終端部近辺ではネジが弛まない一条ネジ程度の低勾配に、それに連続する部分ではワンタッチで開閉が可能な程度の高勾配を持つように設け、
前記キャップのスカート部下端にタンパー・エビデント・バンドを設け、
前記独立突起が前記閉止終端部近辺の勾配に位置しているときは容器口端部とキャップ天板部が圧接され、
前記高勾配に位置したときにはタンパー・エビデント・バンドが破断されてなる開封履歴明示機構を備えた容器口部及びキャップ。
螺旋案内部が独立突起を係合案内する凸条である請求項１または２に記載の容器口部及びキャップ。
螺旋案内部が独立突起を嵌合案内するべく穿設された溝である請求項１または２に記載の容器口部及びキャップ。
螺旋案内部が独立突起を嵌合案内する凸条間の溝である請求項１または２に記載の容器口部及びキャップ。
溝は低勾配個所においては幅狭にそれに連続する高勾配個所においては幅広に設けられ、該溝に案内される独立突起は横広形状であって、低勾配個所においては上面又は下面が当接しそれに連続する高勾配個所においては左右面が緩く溝面に接する形態である請求項４または５に記載の容器口部及びキャップ。