JP5041560B2 - 液漏れを防止する飲料容器用の蓋 - Google Patents
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Description
弁は1つのダイアフラムを有し、それは第1の側では一定圧、一般には大気圧を受け、第2の側で弁閉鎖部位に作用する。弁閉鎖部位は弁シートに対し密閉する閉鎖位置に偏っている。カップの出口側の圧力はダイアフラムの第2の側に作用し、飲み口で吸引が行われたときに、ダイアフラムは、弁閉鎖部位を弁シートから乖離させる方向に持ち上げ、弁を開放する。飲み口で吸引が行われないときは、弁閉鎖部位の偏移した力は弁閉鎖部位を閉鎖位置に戻し、閉鎖を維持し、そして弁入口の正の圧力はいずれも閉鎖する力を増大させる。
・全ての部位の全ての側面は十分な掃除のため接触可能であること
・ダイアフラムは、取り付け時に、大気に晒されるが、カップの外側から偶然であっても接触可能であってはならないこと
・分離された部位の数は最小にされ、その形は製造原価を最小化し、取扱いを容易にする形状にすること
・掃除のための分解は容易で再組立の方向は1方向のみで可能であること
・安全のため、特定の最小寸法より小さい寸法の部位を使用してはならないこと
そこで本発明は、デマンド弁を有し、そのデマンド弁の構成要素である剛性および弾性部位の間で信頼性のある密封がされる液漏れ防止カップ用の蓋を提供することを目的とする。
本発明の蓋は飲料カップの縁に適合するようにもともと意図されているが、それはあるいはボトルやプラスチック・バッグに適合してもよい。さらに、第1と第2の部位が掃除と殺菌のため蓋から分離可能で、蓋と飲料容器を再使用可能とすることは重要な利点であるが、あるいは蓋は使い捨て容器の一部を構成してもよく、そのような用途では第1と第2の部位が蓋から分離可能である必要はない。
好適には、第2の部位は蓋と第1の部位の間に捕捉される。
説明の全般に渡って、「下方に」のような方向について述べる場合は、カップは図1の位置にあり、カップの底は水平面に置かれ、蓋は最上部にあることを前提とする。
図1は、カップ(不図示)の上にネジ締めされるように内側にねじを切った、1つの輪縁12を有する1つの液漏れ防止飲料カップの、蓋10のみを示す。蓋は1つのデマンド弁を構成する2つの部位16と18を受持する1つの楕円の溝14を含む。好適には蓋10と統合的に形成される、1つの飲み口20は溝14の中に開口している。
弁の組立後チャンバ181は飲み口20と密閉されて連結し、チャンバ182は全体的に漏斗型で弁シート184に囲まれる開口部186を介してカップ内部と連結している。通路183は、チャンバ182の圧力が飲み口20での吸い込みにより減圧されることを可能にし、またカップから液体が飲み口20に流れることを可能にする。
円柱型に曲がったハンドル185は部位18の下方から片手を伸ばして親指と人差指の間で簡単につまめる。これにより部位18は、弾性部位16がその上に取り付けられる間も、あるいはそこから外される間も、保持され、さらに剛性部位18が蓋10の溝14に押し込まれ、あるいは押し出されることを可能にする。
弾性部位16は、縁161に囲まれた領域の中に、下方に突出した密閉リング163に囲まれた1つの孔162を有し、密閉リング163は、短く内側に突出する管状の飲み口延長部201を取り囲み密閉する。デマンド弁の組立後、密閉リング163はチャンバ181内に配置され、チャンバ181の内壁と管状の飲み口延長部201との間に押し付けられ密閉を実現し、これにより飲み口20と弾性部位16の下方の面(図1の方向で見て)のみとの間での液体の交通が可能となる。
1つの小さな開口部101がダイアフラムの上方の蓋に設けられ、大気圧が弾性部位16の上面に作用するようになっている。
使用されないとき、デマンド弁の各部位は図1に示す配置をとる。即ち、きのこ型弾性部位16の頭部は弁シート184に対し密閉し、液体がカップの内側から飲み口20を経由して漏れるのを防止する。弁シート184は平面ではなく、頭頂点が下方を向くわずかに円錐形をしており、これにより閉鎖部位164と弁シート184とが線接触を実現している。弁シートの周りの密閉を向上させる以外に、この頭頂点の形状はベンチュリ(ベルヌーイ)効果を低減する。この時に、弾性部位16のダイアフラム部分は完全に弛緩した状態にあってよい、あるいは僅かに弛緩状態から外れて弾性偏在力を閉鎖部位164にかけてもよい。
弁が使用されていないときに、弁閉鎖部位164と弁シート184との間の密閉を保つため弾性部位16の自然弾性が必要に応じて付加され、あるいは磁気により補助される。例えば、弾性部位16は磁気または鉄の粉を含む材料で作られ、カップ10または第1部位に磁石が埋め込まれる。他の形の偏在方法が選択肢として可能である。例えばバネが使用可能で、これらのバネは第1部位または第2部位に埋め込み成形可能である。またさらに第1部位の上部表面に直線、曲線または角度のついた弾性の「ひれ」を設けることも可能である。あるいは、第2部位の内部面に直線、曲線または角度のついた下方に突き出た弾性の「ひれ」を設けることも可能である。
従って、デマンド弁は、弁シートからなる吸引口と、飲み口と繋がる排出口と、液体容器の内部から独立し蓋の開口部101を通じて周辺大気と連結する制御口と、を有し、弁は排出口と制御口との差圧により開かれると見ることも出来る。
上記に記載された設計の種々の詳細についての重要性は十分に評価されるべきであることを特記しておく。
デマンド弁を開けるためには、閉鎖部位164が液体の流れと逆方向に移動されなければならない。従って弁はカップ内の圧力では開けることは出来ず、飲み口の吸引によってのみ開けられる。
カップ内の圧力は弾性ダイアフラムの上部面とは連結せず換気用開口部101を通じての圧力漏れは起こらない。
弁の各部位は、掃除や消毒に重要である、分解が出来ること以外に、各部位は不正確に再組立が出来ないようになっている。全ての部位の左右対称な楕円形の周囲の形により、1つの方向でのみ互いに適合することが保証されている。
使い捨て容器の蓋として使用する場合は、各部位は分解可能である必要は無く、どのような形の接着によっても組み立てられうる。
カップの全ての部品は「小部品」規制に適合する程度に、十分大きい寸法である。
それでも横に振ればこの体積の液体は漏れ出す可能があり、上記の設計の中で重要な点は、「小部品」規制に適合する部位を使用しても弁シートより下流の液体体積は3mlより少なく維持することと、弁シートと飲み口の間の通路のいずれにおいても断面積が0.9平方ミリより小さい場所が無いことである。
本発明の好ましい実施形態によれば、蓋以外に2つだけの部品を使用する。これは掃除を単純化するだけでなく、製造原価を最小にする。
さらにこの観点から、3つの部位のそれぞれは2部位の鋳型で成形でき、高価な製造機械が不要な点が指摘される。
16:弾性部位 18:剛性部位 20:飲み口
101:開口部 161:縁、周辺縁 162:孔
163:密閉リング 164:弁閉鎖要素
166:括約筋弁 181,182:チャンバ
183:通路 184:弁シート 185:ハンドル
186:開口部 201:飲み口延長部
Claims (16)
- 液体飲料の1つの容器を密閉するための1つの蓋(10)であって、前記飲料が前記容器から1つの飲み口(20)を経由して吸飲されることを可能にし、一方吸飲が行われない時には液漏れを防止し、
ここにおいて前記蓋(10)には1つのデマンド弁(16、18)が組み込まれ、前記デマンド弁は、前記容器内部に接続する1つの入口(184、186)と、前記飲み口(20)と接続する1つの排出口と、前記蓋内の1つの穴(101)を介して周辺大気と接続する1つの制御口を有し、前記弁は、1つの弁シート(184)と前記入口から前記排出口への流れを制御する1つの閉鎖要素(164)を備え、前期閉鎖要素(164)は、前記容器内の圧力により前記弁シート(184)を密閉する方向に駆動され、また前記制御口の圧力の前記排出口の圧力に対する余剰差分に依存して1つの開放位置に駆動され、前記閉鎖要素(164)の前記弁を開放する動きは前記弁を経由する液体の流れの方向と逆方向であり、
ここにおいて前記デマンド弁は前記蓋の内側表面に搭載される2つの部位からなり、第1の部位(18)は剛性で前記弁入口と前記弁シート(184)を画定し、第2の部位(16)は前記弁閉鎖要素(164)と前記弁閉鎖要素に接続し圧力感応ダイアフラムとして機能する1つの弾性膜を含み、前記第2の部位(16)は、前記第1の部位(18)および前記蓋内の前記穴(101)の周囲を密閉し、前記第2の部位(16)は前記第1の部位(18)の全外縁を囲み、かつ密閉することを特徴とする蓋。 - 前記第2の部位(16)は前記飲み口(20)の1つの延長部(201)の周囲を密閉することを特徴とする請求項1に記載の蓋。
- 前記第1の部位(18)および前記第2の部位(16)は前記蓋(10)の内側に分離可能に搭載されることを特徴とする請求項1または2に記載の蓋。
- 前記第2の部位(16)の縁が前記蓋(10)と前記第1の部位(18)との間に捕捉されることを特徴とする請求項3に記載の蓋。
- 前記第2の部位(16)は、前記飲み口の延長部(201)と前記第1の部位(18)の1つの表面との間に密閉のため捕捉される、1つの弾性リング(163)を有する
ことを特徴とする請求項2に追加された場合の請求項4に記載の蓋。 - 前記蓋(10)は前記デマンド弁の前記2つの部位(16、18)を受容するための1つの溝(14)からなり、ここにおいて前記第2の部位(16)は1つの周辺縁(161)を有し、前記周辺縁(161)は、前記デマンド弁の前記2つの部位(16、18)を前記溝(14)の内部に保持するために前記第1の部位(18)と前記溝(14)の側面との間に捕捉され、また前記制御口を前記カップの内部より孤立させるために密閉を果たす、ことを特徴とする請求項4に記載の蓋。
- 前記閉鎖要素が閉鎖位置に向かって弾性的に移動させられることを特徴とする請求項1−6のいずれかに記載の蓋。
- 前記第2の部位は、前記デマンド弁が閉じられている場合、前記閉鎖要素を前記弁シートに対して維持するための力を及ぼすため、その休止位置より偏移されることを特徴とする請求項7に記載の蓋。
- 前記第1の部位の上部面は、前記閉鎖要素を前記弁シートに対して維持する力を及ぼすための、弾性の直立する「ひれ」を有することを特徴とする請求項7に記載の蓋。
- 前記弾性の「ひれ」は、前記閉鎖要素を前記弁シートに対して維持する力を及ぼすため、前記第2の部位の内部面から下方に伸長することを特徴とする請求項7に記載の蓋。
- 前記閉鎖要素を前記弁シートに対して維持するため、前記第2の部位に磁気力を及ぼす手段が提供されることを特徴とする請求項7−10のいずれか1項に記載の蓋。
- 前記圧力感応型ダイアフラムの面積が前記弁シートの面積より格段に大きいことを特徴とする請求項1−11のいずれか1項に記載の蓋。
- 前記第1の部位は、1端が前記ダイアフラムで覆われ、他の端が前記弁シートで終わる円錐形に先細る表面を有する1つのチャンバを画定し、ここにおいて前記円錐形表面は、前期ダイアフラムが前期円錐形表面に接触しそれらの間に捕捉される液体の量が表面張力により減少させられることを防止するため、その周辺部に鋭く傾く1つのリップを有することを特徴とする請求項1−12のいずれか1項に記載の蓋。
- 前記弁シートから前記飲み口までの通路の合計容積は3mlより小さいことを特徴とする請求項1−13のいずれか1項に記載の蓋。
- 前記弁シートから前記飲み口までの通路の合計容積は2mlより小さいことを特徴とする請求項1−14のいずれか1項に記載の蓋。
- 前記ダイアフラムは前記容器の外部から手で接触できないことを特徴とする請求項1−15のいずれか1項に記載の蓋。
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