JP6033216B2 - 供給用カプセル - Google Patents

Description

本装置は、包括的には、供給用カプセルに関し、より詳細には、液体収容ボトルと取り外し可能に係合するとともに、この供給用カプセル内に収容されている乾燥（dry：固体）成分又は液体成分をボトル内に簡便に入れてボトルの液体内容物と混合することを可能にする供給用カプセルに関する。

［優先権及び関連出願］
本願は、「Bottle Top Dispensing Capsule」と題する、２０１０年１月１９日付けで出願された米国仮特許出願第６１／２９６，２８３号からの優先権の利益を主張する。この出願の開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。

多くの製品が、消費又は使用の前に液体と混合される液体濃縮物、結晶体及び粉末として販売されている。そのような製品としては、食品、薬剤、化粧品、接着剤、研磨剤、洗浄剤、染料、特殊調整粉乳、ドリンクミックス、ミールリプレイスメント、プロテイン粉末、エネルギーミックス、サプリメント、栄養製品及び他の物質が挙げられる。これらの製品の幾つかは、溶液又は懸濁液に混合された後では、製品の安定性、濃度及び有効性を長くは保たないが、その製品は、１つの成分が他の成分から離して保持されていれば長期間保存することができる。このことは、劣化、変質、相互作用等を防止するために製品を混合の後で比較的すぐに使い果たすことを必然的に必要とする。既知の例示的な例としては、エポキシ接着剤、特殊調整粉乳及び酵素が豊富な栄養製品が挙げられる。

同時に、アクティブで活動的なライフスタイルがまた、予め測定した量の１つの成分を測定量の液体と混合するように供給して、所望の溶液濃度が得られることを確実にする、持ち運び可能で使い捨ての簡便な、製品供給パッケージに対する需要に拍車をかけている。製造業者は、このジャンルの製品を商品化する上で複数の課題に直面している。２つの併用される製品を１つのパッケージに入れて消費者に供給するためには、明らかに、１つのパッケージを用いてそのような調合品を離して保持することができるように、双方の成分を同じパッケージの一部として販売することが望ましい。

消費者も、これらの商品を使用する上で複数の課題に直面する。消費者は多くの場合に、大型容器入りの又は大量の特殊調整粉乳、ドリンクミックス、ミールサプリメント又は栄養粉末を購入する。消費のためには、そのような粉末又はドリンクミックスの僅かな１回分の量を水又は他の好適な液体と組み合わせなければならない。しかし、粉末又はミックスのそのような大型容器の使用に関連する不都合点が既知である。消費者は、粉末を一容器分の液体と適切に組み合わせて混合し、適した量の液体又は粉末を測定して容器内に入れ、その後、組み合わせた内容物を振るか、かき混ぜるか又は別様に完全に混合するという、時間がかかり多くの場合に面倒なプロセスを行わなければならない。そうする際に、粉末及び／又は粉末−液体混合物が多くの場合にこぼれ、結果として製品が散らばって部分的に失われる。

これらの課題に対処するために２つの室を有する容器が設計されており、これらの２つの室内で、２つの成分を、混合が所望されるまで離して保存することができ、混合の時点で、これらの室間で連通を確立することが可能であり、それによって、離してある成分を一方の室から他方の室へ移すことができる。当該技術分野では、供給用の、通常は水である一定量の溶質に対して可溶性である材料の濃縮物を収容しているディスペンサーを提供することが既知である。一般的に、容器の内部は、離して保存されている液体材料又は粉末材料を要求に応じて混合するように、液体を有する室と、ユーザーが選択的に破断することができる室とに分かれている。

このタイプ及び設計の従来技術の容器には、幾つかの欠点及び限界がある。従来技術の容器は一般的に、複数の別個の構成要素から製造される。これらの複数の構成要素の設計は、製造するのにより費用がかかり、最終製品の輸送及び長期の保存に付随して起こる圧力変化又は温度変化下で機械的な不具合を被る、信頼性の低いシールを提供する。設計によっては、ディスペンサーの内容物が、取り付けられているボトル内の液体中に漏らす毛細管作用を受ける。したがって、このシールは気密なシールではなく、内容物は使用（消費）の前に変質するか又は汚染されやすい。ボトルに選択的に取り付けることができる１つの供給用キャップが、本出願人が発明し所有している特許文献１（‘０８７号特許）に開示されている。この供給用キャップは、従来技術の問題の多くを克服するが、その機構は全ての用途に理想的であるわけではない。‘０８７号特許の供給用キャップのプランジャーは、ダイヤフラムボタンに溶接されている別個の構成要素である。その溶接部に欠陥があれば、この小さなプランジャーは分離して飲み物の中に入り、窒息の危険性を生じる可能性がある。

用途によっては、プラスチックシール手段の引き裂き線を破断するように圧力を加えるダイヤフラム作動式のステークタイプの設計が好ましい。このステークタイプの構成は、温度、荷重、二酸化炭素、取り扱い、周囲圧力の変化及び撹拌に起因する、取り付けられているボトル及びキャップ自身の内部からのより高い圧力に耐える、より耐久性のあるシールを提供することができる。加えて、この構成の生産のための製造方法、具体的には供給用キャップ内に内容物をシールする方法が時として好ましい。

特許文献２は、ケチャップのボトルにおいて一般的に用いられ、そのようなステークタイプの設計を有するような供給用キャップを開示している。しかし、この装置は、材料を保存及び放出しない。特許文献３及び特許文献４は、メンブレン（平坦な薄膜）を破断するステーク・ダイヤフラムボタン機構を開示している。しかし、この脆弱なメンブレンには欠点がある。脆弱なメンブレンは本質的により繊細であり、飲料ボトルが通常遭遇する環境条件に持ちこたえることができない。さらに、これらの設計は、キャップから取り付けられているボトル内の液体中への材料の流れを助長しない。加えて、メンブレンの部分が分離して消費製品に入ることになる。

米国特許出願第１２／３６８，０８７号 米国特許第６，０４５，００４号 米国特許第７，００４，１６１号 米国特許第５，２５５，８１２号

したがって、従来技術の欠点又は限界をいずれも有しない、液体収容ボトル又は容器に選択的かつ着脱可能に取り付けることができるダイヤフラム作動式のステーク式供給用カプセルであって、この供給用カプセル内に収容されている乾燥成分又は液体成分を容器内に簡便に入れて容器の液体内容物と混合することを可能にする、ダイヤフラム作動式のステーク式供給用カプセルを提供することが望ましい。

本装置は、供給用カプセルを液体収容ボトル又は容器に選択的に固定するとともに着脱可能に取り付ける１つ又は複数の構造及び方法を提供することによって従来技術の欠点を克服する。簡単に説明すると、好ましい実施の形態では、本供給用カプセルは、上述の従来技術の不都合点を克服し、供給用カプセル（「供給用カプセル」）及びその使用方法を提供することによってそのような装置に関して認識されている必要性を満たし、この場合、供給用カプセルは好ましくは、製造時間中に、後の消費者の使用を容易にするように選択された乾燥成分又は液体成分で予め装填される。

新規の供給用カプセルは、製造プロセス中に一緒に接合される２つの構成要素、すなわちカップとベースとを備える。使用のために組み立てられると、ベースのベースプレートが、カップの内部のキャビティを閉鎖するとともに内容物をシールする壁を形成する。カップは、ステークに、ステークの基部において操作可能に取り付けられるダイヤフラムボタンと一体的に形成される。ダイヤフラムボタン、ステーク及びベースプレートは、カップの内容物を取り付けられているボトル内に選択的に散布する、新規でより耐久性のある、圧力の影響をあまり受けないシステムを形成する。ステークの尖った先端が一端にあり、ダイヤフラムボタンが反対端にある。キャビティが、側壁及びベースのベースプレートによって画定されて消費可能な製品のカップ内に配置されている。円錘状の面がステークの基部に代替的に形成されており、この円錐体のベースはキャビティ内部のステークの基部に同心に配置されている。気密シールされたカップ内に収容される予め装填される成分は、カップのダイヤフラムに配置されているボタンを単に押下することでステークを作動して前方に押し付けるとともにベースプレートに対して軸外へ集中応力を加え、ベースプレートを下方及び外方に撓ませることによって、供給用カプセルから排出させ、かつ／又は液体収容受け入れ容器（例えばボトル）内に導入することができる。この集中応力によってベースプレートが引き裂き線において破断し、ステークが下方に駆動されるにつれて徐々に広がる孔が形成される。ダイヤフラムボタンはこの下方位置においてロックし、ステークを開いた孔内に保持して開口を維持し、内容物が孔を通って流れてカップのキャビティから出ることを可能にする。続いて、受け入れ容器内で組み合わせられた内容物及び液体を、漏れるか又はこぼれるおそれ又はリスクなく撹拌する（例えば振るか又は混合する）ことができる。

カップは好ましくは、製造時間中に、後の消費者の使用を容易にするために選択された乾燥成分又は液体成分で予め装填されるが、キャビティを、最初の消費者の使用の時点で（すなわち製造後に）選択された成分で装填することができることも意図される。この態様では、供給用カプセルは使い捨てであっても再使用可能であってもよい。本供給用カプセルは好ましくは、従来の個人に向けたサイズのウォーターボトル又は他の液体収容ボトルの飲み口に取り外し可能に係合可能であるが、本装置の技術は、飲み口の直径、フランジ付きの飲み口、ねじ山付きの飲み口又はねじ山が付いていない飲み口等が挙げられるがこれらに限定されない、選択された液体収容容器の種々の構造特性に対応するように適切に変更することができることを認識されたい。カップも手に持てる装置として構成することができる。

カップは、供給用カプセル及びボトル／容器を含むシールされたユニットとして一体的にパッケージングすることができる。ボトル及び供給用カプセルは双方とも、好ましくは製造の時間中に選択された成分で予め装填されるが、供給用ユニット及びボトルのいずれか又は双方を、最初の消費者の使用の時点で（すなわち製造後に）選択された成分で装填することができることも意図される。

カップは好ましくは、円筒状の側壁と連通して上壁として機能するダイヤフラムを含む。カップ−ベースユニットが組み立てられると、すなわち一緒に接合されると、ベースプレートが、円筒状の側壁と対応して連通してベース上に位置付けられる。ベースプレートは、キャップの内容物の、孔を通って取り付けられているボトル内へ入る流れを助長するように円錐状になっている。ベースプレートはボタンと同心であるがボタンとは対向して配置されている。引き裂き線はベースプレートに同心に配置されている。ボタン及びステークは、同軸に位置合わせされているとともに互いに操作可能に接続されている。使用時に、ステークはベースプレートに作られる孔を通って延びる。

好ましくは、カップの、ボトルの飲み口に対する摺動可能な移動は、好ましくはカップの底部（すなわちダイヤフラムボタンと反対の端）において外側に配置されている取り付けフランジを介して制限される。供給用カプセルの全体的な取り付けフランジの構成によって、本装置の使用時の効果的なシール手段が更に提供される。溶接相互接続部によって、カップとベースとの間の接合が容易になり、これらの２つは摩擦嵌めによってシールされる。溶接相互接続部は、キャップ及びカップからのプラスチックが溶融して一緒に流れ、溶接部を形成する領域である。ベース、特にその雌ねじは、カップ−ベースユニットと取り付けられるボトルとの間の接続を容易にする。

ベースは、ベースプレート、雌ねじ及び楔シールと協働して液体を取り付けられているボトル内で効果的にシールするボアシールを有する。ボアシールは任意選択的であり、特定の実施の形態では排除することができる。カップ及びベースの外周面にリブ付けがなされ、キャップのボトルへの据え付け及びボトルからの取り外し中にキャップを把持するための摩擦を増大させる。幾つかの態様では、開封明示シールとして機能するようにベースの底縁に沿ってドロップバンドが設けられる。

供給用カプセルが「閉位置」にある場合、予め装填される成分又は内容物は、キャビティ（例えば保存用レセプタクル）と、ボトルの流体室又は供給用カプセルを囲む周囲環境との間の効果的なシールとして機能するカプセルのベースプレートによって、カップの保存用レセプタクル内に保持される。

カップのキャビティは、開位置にある場合は、ボトルの流体室と流体連通する。供給用カプセルを「開位置」にすることによってカップのキャビティの内容物を連通しているボトル又は空気中に導入又は排出することができるようにするには、ダイヤフラムのボタンを十分に押下するか又は力強く押し、ステークをベースプレートの中心に向かって下方に押し付けることによって、ベースプレートの中心の孔及び孔の引き裂き線のパターンに実質的に従った予測可能な引き裂きパターンを形成して、ステークを流体キャビティ内に導入し、したがって、流体キャビティの内容物を、ベースプレートの孔を通してボトルの液体内容物又は空気中に流すことを可能にする。ボトル内で組み合わせられた成分及び液体は続いて、漏れるか又はこぼれるおそれ又はリスクなく撹拌する（振る）ことができる。振るプロセスに続いて、ユーザーは完全に混合された溶液を消費することができる。分かりやすくするために、作動は、下方に押すことに関して説明するが、他の構成及び方向が本装置の趣旨及び範囲内で意図及び検討されることを認識されたい。当業者には明らかであるように、力の方向はステークの軸と位置合わせされる。

したがって、本装置の特徴及び利点は、乾燥成分／液体成分を、それらの成分がこぼれるリスクなくボトル内に導入することを容易にすることができることである。

本装置のまた別の特徴及び利点は、予め装填された混合キャップ又は供給用カプセルを提供することができることである。

本装置のまた別の特徴及び利点は、２つの室を有するボトル又は容器であって、これらの２つの室内で、２つの成分（これらのうちの一方は液体である）を、混合が所望されるまで離して保存することができ、混合の時点で、離してある成分を一方の室から他方の室へ移すことができるようにこれらの室間で連通を確立することが可能である、ボトル又は容器を提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、供給用カプセルであって、供給用カプセルのダイヤフラムを単に押下することによって供給用カプセルの内容物をボトル又は空気中に導入又は排出することができる、供給用カプセルを提供することができることである。

様々なサイズ及び構成の流体収容容器及びボトルに取り付けることができる持ち運び可能な供給用カプセルを提供することが本装置のまた別の目的である。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、部分的に外れた分離フラップに起因して材料供給経路内の閉塞を排除するか又は最小限に抑える供給用カプセルを提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、供給用カプセルであって、供給用カプセルの内容物を受け入れ容器の流体キャビティ内に完全に散布させる、供給用カプセルを提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、作動力を引き裂き線及び孔にわたって予測可能に分散させる供給用カプセルを提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、分離ディスペンサーの内側と外側との間の圧力差に起因するこのディスペンサー上のシールの機械的不具合を排除するか又は最小限に抑える供給用カプセルを提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、供給用カプセルであって、供給用カプセルの消費可能な内容物と受け入れ容器内の流体との均一な混合を容易にする、供給用カプセルを提供することができることである。

本装置の更にまた別の特徴及び利点は、材料を隔てるための、断裂パターンが予測可能であるバリアーを有する供給用カプセルを提供することができることである。

製造業者及び消費者の観点から比較的経済的であり、労力及び材料に関して低コストで製造しやすく、したがってその場合、一般消費者に対して低価格を可能にし、それによって一般購買者にとって経済的に入手可能となる、供給用カプセルを提供することが本装置のまた別の目的である。

製造業者及び消費者の観点から大量生産に経済的であり、それによって一般購買者にとって経済的に入手可能となる、比較的単純な装置を提供することが本発明のまた別の目的である。

本発明の多くの実施の形態が存在し得るが、各実施の形態は、任意の組み合わせで上記の詳述した目的のうちの１つ又は複数を満たすことができる。各実施の形態が各目的を必ず満たすことは意図されていない。したがって、本発明の詳細な説明をより良く理解することができ、また当該技術分野に対する本発明の寄与をより良く認識することができるように、本発明のより重要な特徴を広範に概説したが、当然ながら、本明細書において記載され、本明細書の主題の一部をなす本発明の付加的な特徴が存在する。

本発明の特定の利点
部分的に外れた分離フラップが、供給用カプセルの内容物の散布経路を閉塞する。本装置は、ステークを有する散布カプセルであって、カプセルの内容物と流体キャビティとの間の流体連通を可能にする孔が開いた後で流体キャビティ内に落下しないようにダイヤフラムボタンとともに射出成形されており、したがってダイヤフラムボタンの一体部分であるステークを有する散布カプセルを提供する。このことは、開ける操作からの緩んだ非消費可能材料が消費可能溶液中に導入されないという付加的な利点を提供する。閉塞は、本装置によって、傾斜面が受け入れ容器の流体キャビティ内への内容物の完全な散布を促すように円錐状のベースプレートを設けることにより更に最小限に抑えられる。

従来技術の供給用キャップは、特に二重側壁構造によって、内容物をユーザー又は可能性のある消費者から完全に又は部分的に隠す。本発明では、単一壁のカップは、取り付けられているボトル上にその内容物を目立つように見せるように機能する。二重側壁構造を排除することによって、内容物がユーザーにより見えやすくなり、識別が容易となる。

応力集中体が、有利には、ステークからベースプレートの選択された部分及び引き裂き線に軸方向に加えられる力を予測可能に伝える手段を提供し、そのような比較的大きい力はベースプレートの小さい特定の部分にわたって予測可能に加えられる。様々な剛性及び／又は幾何学的形状を有する応力集中リブを有するステークによって、予測可能な断裂パターンが提供され、それによって、ダイヤフラムボタンが作動されると、ステークの応力集中リブにより、孔が、各応力集中リブによって加えられる力の大きさに従って引き裂き線によって引き裂かれる。引き裂き線よりも多くの応力集中リブを設けることによって、孔はより速くより確実に十分に開く。

ベースプレートは薄いポリマープレートで形成され、通常の薄膜メンブレンよりも厚く、耐久性がある。その破断機構は、プレートの脆弱性ではなくステーク機構に依拠する。この耐久性のあるベースプレート及び可撓性のダイヤフラムは、供給用カプセルが、流体キャビティとカプセルキャビティとの間の１４ｐｓｉ（９．６５３ｅ＋００４ニュートン／平方メートル）超の高ゲージ圧力差に耐えることと、多くの場合に孔の損傷を引き起こす輸送、取り扱い及び保存の過酷さに耐えることを可能にする。

供給用カプセルは、スピン溶接することができる、カップ及びベースである２つの容易に接合される構成要素によって形成され、超音波溶接に勝る幾つかの利点、すなわちより低い電力消費、より高い強度の気密溶接部、ポリプロピレン及びポリエチレンのより信頼性の高い溶接部という利点を提供する。予充填プロセス中にカップ及びベースの構成要素を接合するこの容易さによって、製造プロセスが単純となる。

従来技術の供給用キャップはステークによって破断される平坦なメンブレンを用いるが、そのような破断されるメンブレンは、材料が流れ落ちてディスペンサーから出ることの助けとならず、混合の問題、及び飲用ボトルに取着されているディスペンサーを飲用のために取り外すときにディスペンサー内の残留材料に関連する問題（キャップから材料が滴り落ちること）を引き起こす。供給用カプセルは、材料（粉末、水混合物）を漏斗状に通してカプセルから出すために傾斜ベースプレート及び孔を提供する。さらに、ダイヤフラムボタンの内面に接触するカプセル材料がステークから離れるように横に押され、プレートに向かうステークの移動を容易にするように、傾斜（円錐状）面がステークの基部に設けられている。

明細書、及び同様の符号が同様の要素を指す図面を参照することによって本発明を説明する。

組み立てられた供給用カプセルの上部正面斜視図である。 組み立てられた供給用カプセルの底面斜視図である。 カップの底面斜視図である。 ベースの上面斜視図である。 ベースの上面部分斜視断面図である。 引き裂き線の１つの実施形態の正面部分直交断面図である。 組み立てられた供給用カプセルの上面斜視断面図である。 組み立てられた供給用カプセルの正面直交断面図である。 ダイヤフラムボタンが押下されている状態の、供給用カプセルの上面斜視図である。 ステークによってベースプレートを貫通して開いている状態の、供給用カプセルの底面斜視底面図である。 ステークがベースプレートの中心を破断するところを示す、供給用カプセルの第１の段階の正面直交断面図である。 ステークが孔を強制的に広げるところを示す、供給用カプセルの第２の段階の正面直交断面図である。 ステークによって開けられた孔の上面部分斜視断面図である。 ステークによって開けられた孔の底面直交図である。 ボトル上の供給用カプセルの上面斜視図である。 水を収容しているボトル上の材料が充填された供給用カプセルの正面直交断面図である。 乾燥材料をボトル内の水に供給しているところの、押し開かれた供給用カプセルの正面直交図である。 材料が充填されたカップがベースを受け入れるとともにベースと接合される準備が整っているところを示す、反転したカップ及びベースの対の正面直交断面図である。 組み立てられた供給用カプセルの、その内容物を保持する別の実施形態を示す上面斜視図である。 組み立てられた供給用カプセルの、その内容物を保持する別の実施形態を示す正面直交断面図である。 ステークがダイヤフラムと一体ではない、供給用キャップの代替的な実施形態の分解底面斜視図である。 図２１に示される組み立てられた供給用カプセルの正面直交断面図である。 引き裂き線の代替的な実施形態の正面部分直交断面図である。 引き裂き線の代替的な実施形態の正面部分直交断面図である。 カップの引き裂き線に対するステークを示すようにダイヤフラムが取り外されている状態の、カップの上面斜視図である。 ４つの応力集中リブを有するステーク及び３つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ５つの応力集中リブを有するステーク及び４つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ３つの応力集中リブを有するステーク及び２つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ３つの応力集中リブを有するステーク及び３つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ３つの応力集中リブを有するステーク及び２つの湾曲した引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ３つの応力集中リブを有するステーク及び３つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ４つの応力集中リブを有するステーク及び３つの引き裂き線を有するベースプレートの上面直交断面図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ステークの１つの実施形態の部分斜視図である。 ベースプレートの１つの実施形態の部分斜視図である。 ベースプレートの１つの実施形態の部分斜視図である。 ベースプレートの１つの実施形態の部分斜視図である。 ベースプレートの１つの実施形態の部分斜視図である。 注入ペンの形態の供給用カプセルの上面斜視図である。 図４５に示される注入ペンの供給用カプセルの正面直交断面図である。 供給用カプセルの上部に取着されているラベルの上面斜視図である。 供給用カプセルから剥がされているラベルの上面斜視図である。 ドロップバンド（開封明示バンド）を有する供給用カプセルの底面斜視図である。 ボトル上にドロップバンドを有する供給用カプセルの正面直交図である。 ドロップバンドがボトル上に残っている状態でボトルから取り外された供給用カプセルの正面直交図である。 開封明示シールが取着されている状態の、蓋をした牛乳又はジュースの容器の上面斜視図である。 開封明示シールが取り外された状態の、図５２に示される蓋をした牛乳又はジュースの容器の部分上面斜視図である。 蓋をしたボトルの、いかに箱の中で積み重ねて上から加わる荷重を支えるかを示す正面部分直交図である。 輸送のために積み重ねられて入れ子状になっているカプセルの正面直交断面図である。 積み重ねられて入れ子状になっているカプセルの上面斜視図である。 ベースプレートの中心に配置された平坦な部分を示す供給用カプセル（カップ及びベースのアセンブリ）の正面直交断面図である。 一体的なベース取り付けフランジを含まず、それによって、カプセルが別個に設けられる取り付けフランジを用いて摩擦嵌め／圧入によって受け入れ容器に取り付け可能であるタイプの供給用カプセルの使用を示す、本発明の１つの実施形態の正面直交断面図である。 一体的なベース取り付けフランジを含まないタイプの供給用カプセルの使用を示す、本発明の別の実施形態の正面直交断面図である。 受け入れ容器に取り付けられている図５８の実施形態の正面直交断面図である。 カップ及びベースのシール縁の組み合わせの１つの代替的な実施形態を示す供給用カプセルの正面直交断面図である。 ステークの基部の円錐状の面とともに用いられるダイヤフラムボタンの一実施形態を示す、組み立てられた供給用カプセルの正面斜視図である。 ステークの基部の円錐状の面の使用を示す、カップの底面斜視図である。 ステークの基部の円錐状の面の使用を示す、組み立てられた供給用カプセルの正面直交断面図である。

図面は一定の縮尺では描かれておらず、実際には、明細書のより良い例示及び理解のために幾つかの特徴が強調されている。

水、ジュース及び人が消費する他の望ましい液体を運ぶためのプラスチックボトル等の従来の液体容器の使用は非常に良く知られている。本装置は包括的には、消費可能な溶液又は懸濁液を形成するように消費の時点で液体と混合される成分を離して保存するためにそのようなボトル又は容器とともに用いることができる供給用カプセルに関するものであるが、そのように限定されない。供給用カプセルは、使用の時点での液体との混合のために１つの成分を離して保存することが望ましい他のタイプの受け入れ容器とも用いることができる。図面に示されているような本装置の好ましい実施形態及び代替的な実施形態を説明する上で、分かりやすくするために特定の用語が用いられる。しかし、本発明は、そのように選択された特定の用語に限定されることは意図せず、各特定の要素は、同様の機能を達成するために同様の方法で動作する全ての技術的な均等物を含むことを理解されたい。

図１及び図２は、それぞれ、組み立てられた供給用カプセル２の上部正面斜視図及び底面斜視図である。供給用カプセル２は、好ましくはプラスチック溶接によって一緒に接合されたカップ６とベース８とを備える。カップ６は、円形の上壁と、円形の上壁の外周に円形の上壁の平面の上に僅かに突出して配置されている肩部９と、肩部９から下方に延びる円筒の側壁１２とを含む。図示の実施形態では、カップ６の円形の上壁は、肩部及び円筒の側壁１２と一体的に形成することができるか又は肩部及び円筒の側壁１２に取着することができる別個の構成要素であるものとすることができるダイヤフラム１０である。カップ６及びそのキャビティ２４は、正確に測定された量の消費可能な製品の摂取又は消費を容易にするようになっている種々の予め装填された供給用カプセル２を提供するように、任意の選択された体積サイズで製造することができることが意図される。図２は、ベースプレート２２及び同心に配置された脆弱な部分１６を示す、ベース８の底面斜視図を示すものである。

図１及び図２を参照すると、カップ取り付けフランジ３４の外周面及びベースの取り付けフランジ３２の外周面は、リブ付けされているか、又は他のテクスチャー加工された表面特徴を有する。このリブ付けによって、ボトルのキャップとしての供給用キャップ２の機能的な使用中の、供給用キャップ２の容易な把持及び捩りを可能にする把持面が提供される。

図３は、供給用カプセルの、カップ６を示すその組み立てられていない形態の底面斜視図である。カップ６は、ダイヤフラム１０と、肩部９と、肩部９から直角に実質的に下方に延びる円筒の側壁１２と、取り付けフランジ３４と、取り付けフランジ３４の底部外周に配置されているシール縁４０と、一端においてその基部がダイヤフラム１０にしっかりと取り付けられているステーク２６と、側壁１２及びダイヤフラム１０によって概ね画定されているキャビティ２４とを備える。ステーク２６は、ダイヤフラム１０とは反対側に配置されている先端部２７を有する。この実施形態では、ステーク２６は、実質的に一定の高さでダイヤフラム１０に取り付けられている端から始まって尖った先端を形成するように実質的に低減した高さで先端部２７において終端している、４つの長手方向に等角度で配置されている応力集中リブを含む。当該技術分野において既知であるように、ステークの各部分の形状（幾何学的形状）、厚さ及び寸法によってステークの剛性が決まる。

図４は、供給用カプセルの、ベース８を示すその組み立てられていない形態の上面斜視図であり、図５は、図４に示されるベースの断面図である。ベース８は、ベースプレート２２と、ベースプレート２２の外周に沿って配置されており、ベースプレート２２に対して垂直に概ね延びるベース取り付けフランジ３２と、ベースプレート２２の中心に配置されている脆弱な部分１６と、脆弱な部分１６の中心に配置されている、３つの実質的に直線的な等角度の引き裂き線のパターンを形成する複数の引き裂き線２８と、ベース８の上部外周に沿って配置されているシール縁３８と、ベース取り付けフランジ３２の底部外周に沿って容器を受け入れる容器受け部３６とを有する。図５の切り欠き部分は、その頂部が下方を向いている概ね円錐状であるベースプレート２２をはっきりと示している。

図６は、引き裂き線の１つの実施形態の、その長さ方向に対して垂直な平面に沿った正面部分直交断面図である。脆弱な部分１６は概して、ベースプレート２２に比べて薄い厚さを有するとともに、ステークの先端部の尖った先端を介して大きな圧力が加わると破断を促進するように設計されている、ベースプレート２２の中心に実質的に配置されているベースプレート２２の弱化部分である。図示の好ましい実施形態では、引き裂き線２８は、脆弱な部分１６の上面に配置されている三角形のプロファイルの溝であり、脆弱な部分をより一層大幅に薄い厚さにしており、それによって、ステークの先端部の尖った先端を介して脆弱な部分１６に大きな圧力が加わると、脆弱な部分１６が引き裂き線２８に沿った予測可能な引き裂きパターンで破断することが容易になっている。たいていの場合、少なくとも１つの引き裂き線２８が脆弱な部分１６の上面に配置されている。

図７は、供給用カプセルの種々の部分の空間的な関係を示す、組み立てられた供給用カプセルの上面部分斜視断面図である。この「閉位置」では、予め装填された消費可能な製品である内容物（図示せず）は、キャビティ２４（例えば保存用レセプタクル）とその周囲との間の効果的なシールとして機能するベースプレート２２、カップの側壁１２及びダイヤフラム１０によってカップ６の保存用キャビティ２４内に気密にシールされる。カップ６は、側壁１２の底縁に配置されている円筒取り付けフランジ３４を含み、この取り付けフランジ３４は、その底部外周のシール縁と、リブ付きの外周面とを有する。ベース８は、ベースプレート２２の縁に配置されている円筒取り付けフランジ３２を含み、この取り付けフランジ３２は、その上部外周にカップの取り付けフランジ３４のシール縁を受け入れるように構成されているシール縁と、リブ付きの外周面とを有する。カップ６及びベース８は、キャビティ２４が充填された後で、それらの対応するシール縁４０、３８において溶接によって一緒に接合される。一態様では、シール縁は雄雌嵌合で構成される。図３、図４及び図７に示されるように、雌実部３９がカップのシール縁４０に配置されており、一方でぴったり合う雄実部４１がベースのシール縁３８に配置されている。この場合、ベース８の雄実部４１がカップ６の雌実部３９内にぴったりと着座するように、カップのシール縁４０をベースのシール縁３８とぴったり合わせて当接させて位置決めする。一態様では、シール縁においてスピン溶接によってシールが形成される。スピン溶接プロセス中、充填されたカップ６は固定して保持されたままであり、一方でベース８を高速でスピンさせ、それによって、摩擦によって生成された熱によってカップのシール縁４０及びベースのシール縁３８を溶融させ、したがって一緒に溶接する。このように、供給用カプセル２のキャビティ２４内に保存されている内容物とその周囲とを隔離するように気密シールが形成される。スナップ嵌め又は他の同様の従来のシール技術を用いる従来技術の供給用カプセルとは対照的に、このようにシールされている内容物は漏れないか、又は水分若しくは空気等の外部の要素の侵入を受けない。認識されるように、カップ６及びベース８は、種々の方法及び構成で互いに取着することができる。図示の例示的な実施形態では、これらの構成部品６、８は、付加的な部品又は接着剤の必要性を回避するためにスピン溶接によって取着される。プラスチックを溶接することによって、窒息の危険に晒す可能性があるか又は機械的な不具合を生じる可能性がある小さい部品を用いることなく確実なシールを提供する。ステーク２６及び引き裂き線２８の形状及び向き、並びにそれぞれの数は、異なる実施形態では変わってもよい。

取り付けフランジ３２は、供給用カプセル２を受け入れ容器（図示せず）の回りに固定する手段も提供する。雌ねじ４５が、受け入れ容器（図示せず）の飲み口と組み立てられた供給用カプセル２との間の選択的に取り外し可能な接続を可能にする。

脆弱な部分１６及びダイヤフラム１０は、製造時、極端な温度、輸送及び取り扱い、ボトル及び／又はカップの内容物によって生成される圧力等によって生じる（例えばキャビティ２４と周囲環境又はベース取り付けフランジ３２に取り付けられている受け入れ容器との間の）圧力差に耐えるほど十分に頑丈でなければならない。脆弱な部分１６はまた、人の指によってダイヤフラムボタン１４に加えられる過度な作動力なしに容易に開けられるほど十分に脆弱である必要がある。脆弱な部分１６は、十分に頑丈であり、脆弱な部分１６（すなわちメンブレン）の脆弱性ではなくステーク２６の機構に起因して開くように設計されている。脆弱な部分１６は、１４ｐｓｉ（９．６５３ｅ＋００４ニュートン／平方メートル）のゲージ圧力以上の圧力差に耐えることが可能である。ダイヤフラムは、シールされたキャビティ２４内の過剰な圧力が軽減されるように、適応性のあるキャビティ２４の容積部を形成する。

図８は、組み立てられた供給用カプセルの正面直交断面図である。ダイヤフラムボタン１４はダイヤフラム１０の中心に配置されており、ダイヤフラムボタン１４及びステーク２６が軸方向に位置合わせされるようにステーク２６に操作可能に取り付けられている。ダイヤフラム１０は、シールされたキャビティ２４とその周囲との間の過剰な圧力差が軽減されるように、適応性のあるキャビティ２４の容積部を形成する。図示のように、ダイヤフラム１０は、ダイヤフラムボタン１４が押下されるときにステーク２６の位置を保つことが可能な可撓性材料で構成される。ダイヤフラム１０の断面プロファイルは好ましくは正弦波状である。しかし、他の均等なプロファイルも用いてもよいことに留意されたい。

ベース８は、その底部外周に配置されている容器受け部３６とその上側外周に配置されているシール縁とを有する取り付けフランジ３２を更に備える。容器受け部３６は、受け入れ容器（図示せず）の飲み口を受け入れる準備が整っている開口を有する反転した「Ｕ字」形の円形チャネルである。容器受け部３６は、供給用カプセル２を固定するために受け入れ容器のぴったり合うねじと協働する雌ねじと、受け入れ容器の飲み口の上側外周と圧縮当接する楔シール４６と、受け入れ容器の液体内容物を内部にシールするのに役立つ、容器受け部３６内の雌ねじと対向する面に配置されているボアシール４８とを含む。取り付けフランジ３２はしたがって、供給用カプセル２が任意のボトルのトップ又はキャップと同様に機能することを可能にする。供給用カプセル２は、取り外して、同じ直感的な方法で取り替えることができる。ベースプレート２２の円錐状が重力と連動してキャビティ２４を完全に空にするため、ベースプレート２２は、供給用カプセルを作動した後で飲むために取り外すときに、散らばった残留物が脆弱な部分１６から漏れ出すことを防止する。

本発明の図示されていない実施形態では、供給用カプセル２は、消費の時点で混合するために対応する数の別個の消費可能な製品を保存する複数のキャビティを備える。例示として、供給用カプセルは、別個に乾燥凍結されたコーヒー結晶体、粒状又は粉末状の甘味料及び粉末クリーマーを保存する３つのキャビティを備えることができる。これらの消費可能な製品は、受け入れ容器内で湯と混合されて温かいコーヒー飲料になる。

図９は、ダイヤフラムボタン１４が押下されている状態の、供給用カプセル２の上面斜視図である。図１０は、ダイヤフラムボタン１４が完全に押下された結果をよりはっきりと示す、ステーク２６によってベースプレートの脆弱な部分１６を貫通して開いている状態の、供給用カプセル２の底面斜視底面図である。図１１は、ベースプレート２２の脆弱な部分１６に孔が開くようにステーク２６がベースプレート２２の脆弱な部分１６を破断しているところを示す、供給用カプセル２の第１の段階の正面直交断面図である。

容易に認識されるように、ステーク２６は好ましくは、ベースプレート２２の脆弱な部分１６の引き裂き線２８以上の数の応力集中リブ５０を有する。図示の実施形態では、応力集中リブ５０は、ステーク２６がダイヤフラム１０に取り付けられている端では実質的に一定であるがダイヤフラム１０から離れて先端部２７に近づくにつれて円錐状の尖った先端に向かってテーパー状になっている断面直径を含む。ダイヤフラムボタン１４は、作動されると、ステーク２６をベースプレート２２の脆弱な部分１６に押し付けて通し、それによって最初の破断を引き起こし、孔を形成する。ほとんどの場合、ステークの先端部２７はかなり尖っており、ステークの小径５４部分によって画定されるような非常に小さい表面積を含む。（ダイヤフラムボタン１４を押す）最初の作動力は、脆弱な部分１６の、その非常に小さい面積にわたって加えられ、これによって強力な圧力が生成され、脆弱な部分１６を容易に破断する。

図１２は、ステーク２６が孔を強制的に広げているところを示す、供給用カプセル２の第２の段階の正面直交断面図である。図１１及び図１２を参照すると、ステーク２６の小さい方の直径部分５４が脆弱な部分１６を破断して孔を形成した後で、大きい方の直径部分５２が脆弱な部分１６との増大した接触面積及び直径方向の広がりの双方を提供し、脆弱な部分１６の壁に力を加えて、引き裂き線２８を、脆弱な部分１６を破断するプロセスよりも速い速度で完全に引き裂く。ステーク２６が孔内へ下に移動し続けると、ステークの応力集中リブ５０が脆弱な部分１６に軸外への力を加える。孔の壁は撓んで伸張し、引き裂き線２８を徐々に開かせる。この場合、孔を開けるにはより小さい圧力しか必要ではなく、したがって、使用し易いが耐久性のある装置を提供する。

図１３は、ステークによって開けられた脆弱な部分の孔の上面部分斜視断面図である。図１４は、脆弱な部分１６を最初に穿孔した後でダイヤフラムボタンに引き続き力を加えた結果として形成される孔をより一層はっきりと示す、ステーク２６によって開けられた開口２９の底面直交図である。使用時に、ダイヤフラムボタン１４を押下することでステーク２６を作動してベースプレート２２の脆弱な部分１６に向かって押し付けるとともに軸外へ集中圧力を加えて孔を形成し、この孔を下方及び外方に撓ませて少なくとも１つの引き裂き線２８を予測可能な引き裂きパターンで破断し、開口を形成することによって、キャビティ２４の内容物が受け入れ容器内に排出される。

図１５は、材料内容物２０で充填されているとともに受け入れ容器４（図示の場合はウォーターボトルである）上で用いるように取り付けられている供給用カプセル２の上面斜視図である。図１６は、図１５の実施形態の正面直交断面図である。供給用カプセル２は、受け入れ容器４の飲み口すなわち開口に取り外し可能に取着されている。この図では、円筒形の側壁１２は透明であるか、又はその予め装填された内容物２０がユーザーに見えるように十分な透明度を少なくとも有する。受け入れ容器４は液体１８を収容しており、供給用カプセル２は、使用の時点で液体１８と混合されるように意図されている、離して保存されている粉末、結晶体又は粒状の内容物２０を収容している。一態様では、キャビティ２４の内容物２０は、キャビティ２４内に予め装填されてキャビティ２４内で気密シールされる消費可能な製品を含む。

図１６を参照すると、ベース８は、中心に配置された脆弱な部分１６を有する概ね円錐状のベースプレート２２を有する。代替的な実施形態（図示せず）では、脆弱な部分１６は中心に位置付けられておらず、ダイヤフラムボタン１４と操作可能に位置合わせしてベースプレート２２の他の場所に位置付けられている。円錐状のベースプレート２２は、消費可能な製品２０である内容物の散布を容易にし、閉塞を最小限に抑える。キャビティ２４の内容物２０を受け入れ容器４に向かって押しやるのに必要であるのは重力だけである。供給用カプセル２は、（液体を保持する）受け入れ容器４の開口すなわち飲み口に配置されると、ボトル４の開口との間で摺動可能な相互作用及び移動することが防止される。組み立てられた供給用カプセル２の取り付けフランジ３２の外周面４２及び取り付けフランジ３４の外周面４４は、供給用カプセル２の容易な挿入及びボトル開口からの容易な取り外しのために把持するのに簡便に用いることができる把持面を形成する。取り付けフランジ３２、３４の構成は、飲み口の直径、フランジ付きの飲み口、ねじ山付きの飲み口又はねじ山が付いていない飲み口等が挙げられるがこれらに限定されない、選択された受け入れ容器４の種々の構造特性に対応するように適切に変更することができることを認識されたい。

図１７は、乾燥材料２０を受け入れ容器４内の液体１８中へ供給しているところの、押し開かれた供給用カプセル２の正面直交断面図である。ダイヤフラムボタン１４が、作動された後で下方位置にロックされており、内容物２０がキャビティ２４から開口２９を通って受け入れ容器４内へ流れることによって排出されるように、ステーク２６を開いた脆弱な部分１６内に保持して開口を維持している。ダイヤフラムボタン１４に加えられる作動力によって、シール、すなわち供給用カプセルの内部のキャビティ２４の脆弱な部分１６が断裂し、ベース８のベースプレート２２の脆弱な部分１６を破断することによって供給用カプセル２を開位置に配置している。カップ６のキャビティ２４は、開位置では、受け入れ容器４の流体室と流体連通している。

供給用カプセル２を「開位置」にし、それによって、キャビティ２４の内容物を連通している受け入れ容器４内に導入又は排出することができるようにするには、ステーク２６を受け入れ容器４の流体室内に導入し、したがって、消費可能な製品である内容物２０を、ベースプレート２２の開口を通して受け入れ容器４の液体内容物１８中に流すことを可能にするように、ダイヤフラムボタン１４を十分に押下するか又は力強く押し、ステーク２６を下方に押し付けることによって、脆弱な部分１６に予測可能な引き裂きパターンを生じさせる。好ましくは、円錐状のベースプレート２２がそのような流れを容易にし、消費可能な製品２０がその上に留まるか又は堆積すること防止する。受け入れ容器４内で組み合わせられた消費可能な製品２０及び液体１８は続いて、漏れるか又はこぼれるおそれ又はリスクなく撹拌する（振る）ことができる。振るプロセスに続いて、ユーザーは完全に混合された溶液を消費することができる。分かりやすくするために、作動力は、下方に押すことに関して説明するが、他の構成及び方向が本装置の趣旨及び範囲内で意図され及び検討されることを理解されたい。当業者には明らかであるように、加えられる力の方向はステーク２６の長手方向軸と位置合わせされる。

図１８は、内容物である材料２０が充填されているカップ６がベース８を受け入れるとともにベース８と接合される準備が整っているところを示す、反転したカップ６及びベース８の対の正面直交断面図である。販売又は最終使用の時点で予め装填されシールされたユニットを提供するために、供給用カプセル２は好ましくは製造の時間中に選択された成分２０で予め充填される。このために、カップ６は従来のカップと同様に、充填するためにダイヤフラムボタン１４を下にしてキャビティを開いた状態で位置決めされる。カップ６が選択された成分２０で充填されると、第２の構成要素であるベース８がカップ６に接合される。これは通常、溶接（超音波、レーザー、スピン、ステーク又は「ＲＦ」共振周波数）によって達成されるが、接着剤、又は嵌合するねじ山付き（ねじ）機構若しくは圧縮嵌め等の機械的手段によって達成することができる。スピン溶接は耐久性のある溶接部の固定を提供する。

充填されて組み立てられた供給用カプセル（ベース−カップユニット）２は次に、好ましくは水等の液体で予め充填されているボトル又は他の受け入れ容器４にねじ係合させることができる。供給用カプセル２は好ましくは受け入れ容器４の開口（例えばボトルの飲み口）にねじ係合するが、本装置の技術は、飲み口の直径、フランジ付きの飲み口、ねじ山付きの飲み口又はねじ山が付いていない飲み口等が挙げられるがこれらに限定されない、任意の選択された受け入れ容器４の種々の構造特性に対応するように適切に変更することができることを認識されたい。

図１９は、組み立てられた供給用カプセル１０２の、その内容物を保持する別の実施形態を示す上面斜視図である。図２０は図１９の正面直交断面図である。図１９及び図２０を参照すると、供給用カプセルの内容物を保持するキャビティは供給用カプセルのカップ６内には配置されず、カプセル１０２のベース１０８内に配置される。供給用カプセル１０２は、好ましくはプラスチック溶接によって一緒に接合されている上部１０６とベース１０８とを含む。上部１０６は、ダイヤフラム１１０と、ダイヤフラム１１０の外周の上部取り付けフランジ１３４とを有する。ダイヤフラムボタン１１４がダイヤフラム１１０の中心に配置されている。ベース１０８は、中心に配置された脆弱な部分１１６を有するベースプレート１２２に一体的に固定されている概ね円筒の側壁１１２と、容器受け部１３６がその底部外周に配置されている、円筒の側壁１１２の上部外周に沿って一体的に形成されているベース取り付けフランジ１３２とを備える。キャビティ１１６がベース１０８の内部に形成されており、ここで内容物２０が保存される。ベース１０８及びそのキャビティ１１６は、種々の予め装填された供給用カプセル１０２を提供するように任意の選択された体積サイズで製造することができることが意図される。使用時には、容器受け部は容器の飲み口に取り外し可能に取り付けられ、供給用カプセル１０２を容器の上部と実質的に面一にする。

図２１は、ステーク２６Ａがダイヤフラム１０及びカップ６と一体的ではない供給用カプセル２の代替的な実施形態の分解底面斜視図であり、図２２はその正面直交断面図である。上述のダイヤフラムは単一の射出成形ユニットとしてダイヤフラム１０と一体的に形成されたステーク２６を示しているが、そのように限定されない。この実施形態では、ステーク２６Ａ、脆弱な部分１６及びダイヤフラムボタン１４が軸方向かつ操作可能に位置合わせされるように、ステーク２６Ａの接続部分６６が、ダイヤフラムボタン１４の内面の中心に配置されている受け入れデテント６４と摩擦嵌めされる。好ましくは、接着剤又は溶接によってステーク２６Ａを適所に付加的に固定する。機械的締結具を好適に用いてステーク２６Ａを受け入れデテント６４に固定することもできる。ステーク２６Ａの先端部は図３に開示されているステーク２６と実質的に同様である。しかし、この代替的な実施形態では、ステーク２６Ａは、脆弱な部分１６に開口が十分に形成されたときに、ステーク２６Ａの接続部分６６が受け入れデテント６４から外れる場合に、ステーク２６Ａが開口を通過することを防止し、それによって供給用カプセル２に操作可能に取り付けられている受け入れ容器において窒息の危険に晒されることを防止するように、接続部分６６に隣接して、直径が増大した固定部分６７を含む。固定部分６７は、ステーク２６Ａがカップ充填作業中に倒れないように、自立ステーク２６Ａを提供する役割を更に果たす。

図２３は、引き裂き線の代替的な実施形態の、その長さ方向に対して垂直な平面に沿った正面部分直交断面図である。この実施形態では、三角形のプロファイルの溝が、引き裂き線２８Ａ同士が実質的に位置合わせされた状態で脆弱な部分１６の上面及び下面のそれぞれに配置されている。これらの引き裂き線は同じ深さを有するものとすることができるが、必ずしも同じ深さを有しなくてもよい。図２４は、引き裂き線の別の代替的な実施形態の、その長さ方向に対して垂直な平面に沿った正面部分直交断面図である。この実施形態では、凹状のプロファイルを有するより幅広の溝２８Ｂが脆弱な部分１６の上面に配置されている。

図２５は、ステーク２６をカップ６の引き裂き線に対する空間関係で示すようにダイヤフラム１０が取り外されている状態の、カップの上面斜視図である。図２６〜図３２は、ダイヤフラム１０が取り外されている状態でカップ６の上面から見た図を参照して説明するものである。出願人は、供給用カプセル２の内容物を放出するために脆弱な部分１６に所望の開口を作るのに用いることができる種々の他のステーク／引き裂き線構成を発見した。図２６〜図３２は、ステーク２６の種々の実施形態及びその関連する引き裂き線パターンを示す。

図２６は、４つの等角度で離間した応力集中リブ５０を有するステーク２６及び三脚構成の３つの引き裂き線２８を有する脆弱な部分１６の上面直交断面図である。図２７は、５つの等角度で離間した応力集中リブ５０を有するステーク２６及び十字（「Ｘ」）構成の４つの引き裂き線２８を有する脆弱な部分１６の上面直交断面図である。図２８は、３つの等角度で離間した応力集中リブ５０を有するステーク２６及び直線構成の２つの引き裂き線２８を有する脆弱な部分１６の上面直交断面図である。図２９は、３つの等角度で離間した応力集中リブ５０を有するステーク２６及び三脚構成の３つの引き裂き線２８を有する脆弱な部分１６の上面直交断面図である。図３０は、３つの等角度で離間した応力集中リブ５０を有するステーク２６、及び２つの湾曲した引き裂き線が「Ｓ字」構成にあり、この「Ｓ字」が脆弱な部分１６の上面の中心に配置されるようになっている、脆弱な部分１６の上面直交断面図である。

図３１は、３つの応力集中リブ５０を有するステーク、及び３つの引き裂き線を有するベースプレート２２の、ステークの応力集中リブ５０と脆弱な部分の引き裂き線２８との位置合わせされた向きを示す、上面直交断面図である。ステーク２６及び引き裂き線２８は任意選択的に、応力集中リブ５０が脆弱な部分１６に接触すると引き裂き線２８間に着地するように構成することができる。この実施形態では、径方向に延びる応力集中リブはそれぞれ、脆弱な部分１６の断裂を助けるように、各応力集中リブの周縁において実質的に直角の短寸リブ５１で終端している。図３２は、４つの応力集中リブ５０を有するステーク、及び３つの引き裂き線を有し、それらの長さにわたって可変の幅を有する引き裂き線２８を示す、ベースプレート２２の上面直交断面図である。

図２６、図２７、図２８、図３０、図３２に示される例では、引き裂き線２８よりも多くの応力集中リブ５０が存在し、応力集中リブ５０は、作動されると、脆弱な部分１６に引き裂き線２８間で接触する（したがって引き裂き線２８と位置合わせされない）ような向きである。

図２６〜図３２に示されるように、ステーク２６は種々の形状及び構成をとることができる。図１１を再び参照すると、各ステーク２６は、脆弱な部分１６と最初に接触して脆弱な部分１６を穿孔する小径部分５４と、脆弱な部分１６の壁に力を加えて引き裂き線２８に沿って引き裂く大径部分５２とを含む。したがって、脆弱な部分１６を開けることは、脆弱な部分１６の中心との最初の穿刺接触と、それに続く、脆弱な部分を引き裂き線２８に沿って更に引き裂いて断裂させるように応力集中リブ５０のそれらの大径部分５２におけるより大きい表面積との脆弱な部分の壁の接触を伴う、２ステップのプロセスである。

ステーク２６は、応力集中リブ５０間に、内容物２０の孔を通る流れを容易にする空隙も有する。図２６〜図３２は、ステークの長手方向軸から径方向外方へ延びているとともに等角度で配置されている応力集中リブを有するステークを示す。この構成は、内容物をステークと当接して配置することを可能にし、孔がベースプレートに形成されると、カプセルからの材料放出のためにバリアーを最小限に抑える。

図２６〜図３２を参照すると、好ましくは、ステーク２６は複数の応力集中リブ５０を含む。これらの応力集中リブ５０は、ステーク２６の外周に対称又は非対称に配置することができる。図では、応力集中リブ５０は互いから等角度で配置されているが、これは必須ではない。応力集中体を付加的に又は代替的に脆弱な部分１６に組み込むことができる（図示せず）。応力集中リブ５０は、図３１に示されている付加的な機能部のような、引き裂き線を断裂するのに役立つ付加的な機能部を有するとすれば、脆弱な部分１６と接触するときに引き裂き線２８と位置合わせされるように構成することができる。

ステーク２６の応力集中リブ５０は好ましくは、ステーク２６の作動中に引き裂き線２８と最初に接触するときに、応力集中リブ５０の全てが引き裂き線２８上に当たるとは限らない（引き裂き線２８とは軸方向に位置合わせされない）。好ましくは、少なくとも幾つかの応力集中リブ５０は、脆弱な部分１６の壁を軸外へ撓ませて開けるために、脆弱な部分１６の引き裂き線２８間に当たる。１つの実施形態では、これは配向によって達成される。カップ６及びベース８は、応力集中リブ５０のうちの少なくとも幾つかが引き裂き線２８間に当たるような軸方向の角度配向で組み立てられる。別の実施形態では、これは配向することなく達成される。この構成では、カップ６及びベース８は、軸方向の角度配向を伴うことなく組み立てられるため、幾つかの応力集中リブ５０が引き裂き線２８上に当たることができる。後者の構成では、好ましくは、応力集中リブの全てが引き裂き線と位置合わせして又は引き裂き線と位置合わせされるように当たることが不可能となるように、引き裂き線よりも多くの応力集中リブが存在する。

一態様では、ステークの複数の応力集中リブ５０は、多くの向きで配置され、カプセルから供給される内容物が受け入れ容器内の液体とより迅速に混合されるように、受け入れ容器の撹拌中に乱流を引き起こすように構成されている。

図３３〜図４０は、ステーク２６の先端部２７及び応力集中リブ５０の種々の設計を示す、本発明のステーク２６の種々の新規の実施形態の部分斜視図である。各部分的なステークが、ステーク２６の詳細な特徴をより良く示すために反転して示されている。種々の他の実施形態を種々のタイプの脆弱な部分１６とともに用いることができることを理解されたい。しかし、ステーク２６の先端部２７の種々の設計は、本発明のステーク２６が効果的に機能することを可能にする幾つかの共通の特徴を共有することに留意されたい。各ステーク２６の先端部は、尖った機能部、すなわち、図１１に示されるようにベース８のベースプレート２２に配置されている脆弱な部分１６と接触係合するように設計されている縮小エリアを含む。尖った機能部は、ベースプレートに対して必ずしも中心に配置される必要はないが、ベースプレートの、引き裂き線、薄い厚さ等の機能部によって十分に弱化されているエリア内に概ね配置されるものとする。ステーク２６の断面プロファイルは、ステークの先端部２７から離れてステーク２６の本体内へ横切るにつれて、ステーク２６がダイヤフラム１０にしっかりと取り付けられる、ステーク２６の長さの残りの部分にわたる実質的に一定の幅に達するまで、直径が徐々に又は急により大きくなる。各ステークは、同一平面内に位置合わせされていない少なくとも２つの応力集中リブ５０を含む。したがって、応力集中リブ５０の直径方向の広がりが増す。少なくとも２つの同一平面内に位置合わせされていない応力集中リブ５０を有することによって、脆弱な部分１６に配置されている引き裂き線２８に対するステーク２６に依存した配向がないことに起因してカップ６及びベース８の組み立てを簡略化することができる。

図３３は、２つの主要な応力集中リブ５０によって形成されている尖った端を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示し、応力集中リブ５０はそれぞれ、ステーク２６の横断面プロファイルが、それらの頭部端が反対方向に離れて向いている状態でそれらの尾端同士が接続されている２つの矢印に似るように配置されている２つの幅狭リブ５３によって終端している端に向かってテーパー状になっている。

図３４は、ステーク２６の横断面プロファイルに対して非同心に配置されている２つの応力集中リブ５０によって形成された尖った端を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図３５は、３つの等角度で配置されているが湾曲している応力集中リブ５０によって形成されている尖った端を示す、ステーク２６の先端部の部分斜視図を示す。

図３６は、尖った端５５によって終端している端に向かってそれぞれテーパー状になっている４つの等角度で配置されている応力集中リブ５０によって形成された尖った端を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図３７は、円筒体の長手方向端によって形成された尖った端及び４つの等角度で配置されている応力集中リブ５０を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図３８は、各主要な応力集中リブ５０に対して横断方向に配置されている幅狭リブ５７によって終端している端に向かってそれぞれがテーパー状になっている３つの主要な応力集中リブ５０によって形成された尖った端を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図３９は、実質的に一定の幅でそれぞれ放物線状にテーパー状になっている３つの等角度で配置されている応力集中リブ５０によって形成された尖った端を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図４０は、円筒体の長手方向端によって形成された尖った端、及び円筒体の長手方向端によって形成された尖った端によって終端している端に向かってそれぞれがテーパー状になっている３つの等角度で配置されている応力集中リブ５０を示す、ステーク２６の先端部２７の部分斜視図を示す。

図４１〜図４４は、包括的にはベースプレート２２の種々の設計を、より具体的には脆弱な部分１６を示す、本発明のベースプレート２２の種々の実施形態の部分斜視図である。種々の他の実施形態を種々のタイプのステーク２６とともに用いることができることを理解されたい。ベースプレート２２は、適切に機能するように付加的な特徴を有することができる。図４１〜図４４に開示されているように、種々の他の実施形態がステーク２６とともに用いるのに適している。しかし、ベースプレート２２及び脆弱な部分１６の種々の設計は、本発明の脆弱な部分１６及びベースプレート２２が効果的に機能することを可能にする幾つかの共通の特徴を共有することに留意されたい。脆弱な部分１６は、ベースプレート２２の実質的に中心に配置されており、図１１に示されるようにステーク２６と接触係合すると穿孔可能で脆弱な弱化部分を含む。脆弱な部分１６は、供給用カプセルの内容物を重力のみによって空にすることができるように概ね円錐状である。

図４１は、ベースプレート２２の設計を示す反転した供給用カプセル２の斜視図を示す。ベースプレート２２は、３つの等角度で配置されている折り目５９の継ぎ目に配置されている３つの引き裂き線２８を有する脆弱な部分１６を含む。脆弱な部分１６が引き裂き線２８において強制的に開かれると、折り目が続いて展開し、脆弱な部分１６を引き裂く結果として形成される開口のサイズを実質的に大きくし、それによって脆弱な部分１６の供給の効果を高める。

図４２は、別のベースプレート２２の設計を示す、反転した供給用カプセル２の斜視図を示す。ベースプレート２２は、２つの折り目の継ぎ目に配置されている１つの引き裂き線を有する脆弱な部分１６を含む。脆弱な部分１６が引き裂き線２８において強制的に開かれると、折り目が続いて展開し、脆弱な部分１６を引き裂く結果として形成される開口のサイズを実質的に大きくし、それによって脆弱な部分１６の供給の効果を高める。

図４３は、別のベースプレート２２の設計を示す、反転した供給用カプセル２の斜視図を示す。ベースプレート２２は、その頂部で終端している３つの多面垂下面を有する脆弱な部分１６を含み、実質的に平坦な三角形の脆弱な部分１６は等角度で配置されている３つの引き裂き線２８を有し、各引き裂き線は、三角形形状の脆弱な部分１６の面の頂点で交差している。

図４４は、別のベースプレート２２の設計を示す、反転した供給用カプセル２の斜視図を示す。ベースプレート２２は、ドアの外周の輪郭を描くように構成されている引き裂き線２８を有する実質的に円錐形状の脆弱な部分１６を含む。脆弱な部分１６が引き裂き線２８において強制的に開けられると、フラップが供給用カプセルのキャビティから外方へ押され、それによってカプセルの内容物を空にすることを可能にする。

図４５は、注入ペンの形態の供給用カプセル７２の上面斜視図である。図４６は、図４５に示される注入ペンの供給用カプセル７２の正面直交断面図である。図４５及び図４６は、供給用カプセル７２が、使用時に把持するための指用の突出リップ７４を有するシリンジ式の装置の形態で構成されている実施形態を示す。ベース８０は図示されるように円筒形であるものとすることができるか、又は他の簡便な筒状の構造を有することができる。

ダイヤフラムボタン７６に加えられる作動力によって、供給用カプセルの内部のキャビティ７８のシールが断裂し、ベース８０のベースプレート８２の脆弱な部分８４を破断することにより供給用カプセル７２が開位置に配置される。

図４７は、供給用カプセル２の上部に取着されているラベルの上面斜視図である。図４８は、供給用カプセル２から剥がされているラベル５６の上面斜視図である。図４７及び図４８に示される一態様では、供給用カプセル２は、ロゴ、製品の識別、成分、香料、指示、消費期限、価格等の種々の印を表示する任意選択的なラベル５６を提供する。このラベル５６をダイヤフラムボタン１４の上に配置することによって、保存及び取り扱い中の意図的でない作動から保護される。プルタブ５８が、ダイヤフラムボタン１４を下方に露にするようにラベル５６を持ち上げて剥ぎ取るための簡便な手段を提供する。

図４９は、開封明示バンドとして機能するドロップバンド６２を有する供給用カプセル２の底面斜視図である。図５０は、ドロップバンド６２がボトル４上にある状態の供給用カプセル２の正面直交図である。図５１は、ドロップバンド６２をボトル４上に残してボトル４から取り外された供給用カプセル２の正面直交図である。幾つかの態様では、ドロップバンド６２は、開封明示シールとして機能するようにベース８の底縁又はその取り付けフランジ３２に沿って設けられる。供給用カプセル２は、ドロップバンド６２がベースの底縁又はその取り付けフランジ３２に取り付けられた状態でパッケージングされる。供給用カプセル２がボトル４から取り外されると、ドロップバンド６２はボトルの首部に取り付けられたままとなる。開封明示のためにドロップバンドを用いるという概念は当業界において既知であり、任意の既知の又は開発されている構成を好適に適合させることができる。

図５２は、開封明示シール６０が供給用カプセル２に取着されている状態の、蓋をした牛乳又はジュースの容器４の上面斜視図である。図５３は、ダイヤフラムボタン１４を下方に露にするように開封明示シール６０が取り外された状態の、図５２に示される蓋をした牛乳又はジュースの容器４の部分上面斜視図である。

図５４は、受け入れ容器４に取り付けられた供給用カプセル２の正面部分直交図であり、供給用カプセル２をいかに箱の中で積み重ねて、上に積み重ねられている蓋をして装填したボトル４又は外部荷重７０によって上から加わる荷重を支えるかを示す。蓋をして装填したボトルは、段ボール箱６９又は段ボールの層状６９の箱に入れて輸送するのが通例である。図５４に示されるように、本カプセルは、カプセルが輸送される間に無傷なままであるように、カプセルに加わる荷重に打ち勝つのに十分な構造強度を有する。この荷重は、カップの肩部にわたって分散され、押下されるダイヤフラムボタンはこの積み重ねられた構成では作動が防止される。

図５５は、輸送、小売、保存等のために積み重ねられて入れ子状になっている３つの供給用カプセル２の正面直交断面図である。図５６は、積み重ねられて入れ子状になっている供給用カプセル２の上面斜視図である。図５５及び図５６を参照すると、カップの円筒の側壁１２は好ましくは供給用カプセル２のダイヤフラム１０の上に突出して肩部９を形成し、結果として、供給用カプセル２のユニットを保存及び輸送のために簡便に積み重ねることができるように平面が生じる。明らかであるように、肩部９の外周は好ましくは、組み立てられたユニットが簡便に一緒に入れ子状になるようにベースの容器受け部３６の内周よりも小さい。１つの実施形態では、取り付けフランジ３２は、３８ミリメートルのボトル４の開口（飲み口）と協働するように構成されている。

種々の均等な形状のダイヤフラム又は脆弱な部分を用いてもよいことを本出願人は更に発見した。図５７は、ベースプレート２２の平坦な脆弱な部分１７及びのこぎり歯状のプロファイルを有するダイヤフラム１１を示す供給用カプセル２（カップ６及びベース８のアセンブリ）の正面直交断面図である。図８に開示されている供給用カプセル２とは対照的に、この実施形態において開示されている供給用カプセルは、平坦な脆弱な部分１７を含むベースと、図８に開示されている実施形態の正弦波状（波形の）プロファイルではなくのこぎり歯状のプロファイルを有するダイヤフラム１１とを有する。ボアシール４８をそのような構造から排除し、ベース取り付けフランジ３２及び受け入れ容器（図示せず）の飲み口と協働する楔シール４６のみを残し、受け入れ容器内のその液体内容物のシールを提供することができることに留意されたいが、この理由は、カップの肩部９と側壁１２とが図５５に示されるように容器受け部３６と接触係合させられるように複数の供給用カプセルが積み重ねられる場合に、平坦な脆弱な部分１７が支持を提供することが可能であるためである。ボアシール４８が存在しなければ、より単純なプロセスを用いてベースを製造することができ、それによってベースに関連するコスト及び部品が不良品となる割合が低減する。

図５８は、一体的なベース取り付けフランジを含まず、それによってカプセルが摩擦嵌め／圧入によって受け入れ容器に取り付け可能であるタイプの供給用カプセルの使用を示す、本発明の１つの実施形態の正面直交断面図である。図５９は、一体的なベース取り付けフランジを含まないタイプの供給用カプセルの使用を示す、本発明の別の実施形態の正面直交断面図である。

図８に開示されている供給用カプセル２とは対照的に、図５８及び図５９の供給用カプセル７５は取り付けフランジなしで作られる。そのようなカプセルに把持を提供するために、シール縁７１、７３がカップ及びベースのそれぞれの外周に配置されている。

図６０は、受け入れ容器４に取り付けられている図５８の実施形態の正面直交断面図である。キャビティ２４を充填した後で、内容物に対する気密シールを提供するために、シール縁７１、７３を合わせ、接着剤、溶接又は他の均等な手段によってシールする前に接触当接部を形成する。供給用カプセル７５を受け入れ容器４に固定するために、シール縁７１、７３が受け入れ容器４のねじ山付きの飲み口７７の縁の上に載った状態で、供給用カプセル７５を最初に飲み口７７に向かって下ろす。次に、雌ねじを有する別個の取り付けフランジ７９を、前もって取着されているシール縁７１、７３上に位置決めして飲み口のねじと固定係合させ、それによって取り付けフランジ７９を締める方向に回転させると、受け入れ容器の飲み口７７の縁に対してシール縁７１、７３を押圧するように次第に大きい圧力が加わることによって、受け入れ容器４の液体内容物をその周囲からシールする。

図５８を再び参照すると、カップの上壁がドーム状であることにも留意されたい。上壁は、脆弱な部分１６を穿孔及び貫通するのに必要なステーク２６の移動範囲を可能にする限りは種々の他の構造を呈することもできることを理解されたい。

図６１は、カップ及びベースのシール縁の組み合わせの１つの代替的な実施形態を示す供給用カプセル２の正面直交断面図である。この実施形態では、カップのシール縁４０及びベースのシール縁３８は、内容物が気密シールされるように重ねられて重ね継手として溶接される僅かにテーパー状の面である。シール縁４０、３８は、パッケージングプロセス中に充填されるカップ６に対するベース８の位置決め及び保持に役立つぴったり合ったプロファイルを提供することが可能であれば、種々の形状及び構造をとることができることを認識されたい。

図６２は、ステークの基部の円錐状の面とともに用いられるダイヤフラムボタンの一実施形態を示す、組み立てられた供給用カプセルの正面斜視図である。図６３は、ステークの基部の円錐状の面の使用を示す、カップの底面斜視図である。図６４は、ステークの基部の円錐状の面の使用を示す、組み立てられた供給用カプセルの正面直交断面図である。図６３及び図６４を参照すると、円錐状の面１３８がステークの基部に設けられており、円錐状の面の基部はステークの基部上に同心に配置されている。図６２を参照すると、中心軸がステーク２６の中心軸と同軸に配置されている円筒状のダイヤフラムボタン１４０が更に設けられている。ダイヤフラムボタンを押下したときに、脆弱な部分１６を開ける作動力がダイヤフラムボタン１４０又はステークの基部を変形させるのではなく脆弱な部分１６に伝わるようにボタンが十分な構造的完全性を有するのであれば、種々の他の形状のダイヤフラムボタンを用いることができる。ダイヤフラムボタン１４０を押下すると、円錐状の面と接触するカプセル材料がステーク２６から離れるように横に押され、それによって脆弱な部分１６に向かうステーク２６の下への移動を容易にする。

供給用カプセルの使用方法
気密シールされたカップ内に収容されている予め装填された成分は、カップのダイヤフラムに配置されているボタンを単に押下することによりステークを作動させて前方に押し付けるとともに集中した応力を脆弱な部分に対して軸外へ加え、脆弱な部分の壁を下方及び外方に撓ませることによって、供給用カプセルから排出させ、かつ／又は液体収容受け入れ容器（例えばボトル）内に導入することができる。この集中した圧力によって脆弱な部分の実質的に中心を穿孔し、脆弱な部分を破断させるとともに徐々に開ける。ダイヤフラムボタンはこの下方位置においてロックし、ステークを開口内に保持してこの開口を維持し、内容物が開口を通って流れてカップのキャビティから出ることを可能にする。

供給用カプセルを一緒に形成するカップ−ベースユニットは、従来のボトルトップとして機能する。供給用カプセルは、ユーザーによる飲用を容易にするように、その内容物をボトルの液体中に排出した後で取り外すことができる。供給用カプセルは次に、部分的に使用した、すなわち開封した製品の内容物をシールするとともに製品がこぼれることを防ぐためにボトルのキャップとして再び据え付けることができる。ベースの設計は、この取り外しプロセス中の縁からの液だれを排除するという点で特に有利である。

材料及び製造方法
供給用カプセル２は好ましくは、例えば例示に過ぎないがポリプロピレン又はポリエチレン等の好適なプラスチック基材から、製造及び使用中の供給用カプセル２の変形、破損及び／又は引き裂きを防止するのに十分な構造的剛性を伴って形成される。カップ及びベースの構成要素は好ましくは、射出成形プロセスによって形成される。加えて、供給用カプセル２の製造時間中に、好ましくは組み立ての前に、後の消費者の使用を容易にするようにカップ６のキャビティ２４を選択された乾燥又は液体の消費可能な製品２０で予め装填する。例えば例示に過ぎないがポリマー、プラスチック、金属、合金、セラミックス等の他の好適な材料又は基材を用いて供給用カプセル２を形成することができることを認識されたい。

本発明は、その用途が、本明細書において記載されたか又は図面に示された構成要素の構成及び配置の詳細に限定されないことを理解されたい。したがって、当業者であれば、本開示が基づく概念を、本装置の幾つかの目的を遂行するために他の構造、方法及びシステムの設計の基礎として容易に用いることができることを認識するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明とみなされる概念の趣旨及び範囲から逸脱しない限りはそのような均等な構成を含むものとみなされることが重要である。

２ 供給用カプセル
４ 受け入れ容器
６ 供給用カプセルのカップ
８ 供給用カプセルのベース
９ カップの肩部
１０ ダイヤフラム
１１ ダイヤフラム
１２ カップの円筒の側壁
１４ ダイヤフラムボタン
１６ ベースプレートの脆弱な部分
１７ ベースプレートの平坦な脆弱な部分
１８ 受け入れ容器内に収容されている液体
２０ 供給用カプセルの内容物
２２ ベースのベースプレート
２４ 供給用カプセルのキャビティ
２６ ステーク
２６Ａ 一体的ではないステーク
２７ ステークの先端部
２８ ベースプレートの引き裂き線
２８Ａ 引き裂き線
２８Ｂ 引き裂き線
２９ 脆弱なメンブレン１６に形成された開口
３２ ベース取り付けフランジ
３４ カップ取り付けフランジ
３６ ベース取り付けフランジの容器受け部
３８ ベース取り付けフランジのシール縁
３９ ベースのシール縁の雌実部
４０ カップ取り付けフランジのシール縁
４１ カップのシール縁の雄実部
４２ ベース取り付けフランジの外周面
４４ カップ取り付けフランジの外周面
４５ 容器受け部の雌ねじ
４６ ベース取り付けフランジの容器受け部の楔シール
４８ ベース取り付けフランジの容器受け部のボアシール
５０ 応力集中リブ
５１ 短寸リブ
５２ ステークの大径部分
５３ 幅狭リブ
５４ ステークの小径部分
５５ 尖った端
５６ ラベル
５７ 幅狭リブ
５８ プルタブ
５９ 折り目
６０ ステッカー型の開封明示シール
６１ 折り目
６２ ドロップバンド
６４ ステーク２６Ａの受け入れデテント
６６ ステーク２６Ａの接続部分
６７ ステーク２６Ａの固定部分
６８ ステーク２６Ａの増大した直径の応力集中リブ
６９ 段ボール層
７０ 積み重ねられた供給用カプセルに加わる外部荷重
７１ フランジのないカップのシール縁
７２ シリンジ式の供給用カプセル
７３ フランジのないベースのシール縁
７４ シリンジ式の供給用カプセルの突出リップ
７５ フランジのない供給用カプセル
７６ シリンジ式の供給用カプセルのダイヤフラムボタン
７７ 容器のねじ山付きの飲み口
７８ シリンジ式の供給用カプセルのキャビティ
７９ ねじ山付きの取り付けフランジ
８０ シリンジ式の供給用カプセルのベース
８２ シリンジ式の供給用カプセルのベースプレート
８４ シリンジ式の供給用カプセルの脆弱な部分
１０２ 供給用カプセル
１０６ 供給用カプセルのカップ
１０８ 供給用カプセルのベース
１１０ ダイヤフラム
１１２ ベースの円筒の側壁
１１４ ダイヤフラムボタン
１１６ 供給用カプセル１０２のキャビティ
１２２ ベースのベースプレート
１３２ ベース取り付けフランジ
１３４ 上部取り付けフランジ
１３６ ベース取り付けフランジの容器受け部
１３８ 円錐状のステークの基部
１４０ 円筒のダイヤフラムボタン

Claims (27)

1. 受け入れ容器の飲み口に取着される供給用カプセルであって、一緒に接合されるカップとベースとを備え、
   前記ベースは、所定の厚さと、その上の少なくとも１つの引き裂き線と、上面と、下面とを有する同心に配置されている脆弱なメンブレンを有する概ね円錐状のベースプレートを含み、
   前記カップは、上壁として機能する円形のダイヤフラムと、該ダイヤフラムの平面上に僅かに突出する、該ダイヤフラムの外周に配置されている肩部と、円筒状の側壁であって、前記肩部から直角に下方に延びて該肩部の反対端に開口を形成するとともに前記カップの内部にキャビティを画定する、円筒状の側壁とを含み、ダイヤフラムボタンが、前記ダイヤフラム上に同心に配置されているとともに、該ダイヤフラムボタンと、ステークの基部を有するステークとが軸方向に位置合わせされるように該ステークに操作可能に接続されており、前記ステークの基部において、前記ステークは前記ダイヤフラムにしっかりと取り付けられており、先端部が前記ステークの基部とは反対側に配置されており、
   前記カップ及び前記ベースは、前記脆弱なメンブレンが前記ダイヤフラムボタンと対向して配置されるとともに前記ベースプレートが前記カップの前記円筒状の側壁と接触係合して組み立てられた供給用カプセルを形成するように、互いに取着されており、前記ベースプレートは、予め装填される内容物を内部に保存する前記キャビティをシールするように底壁を形成し、
   前記組み立てられた供給用カプセルは、開位置と閉位置とを有し、前記内容物は前記閉位置にあるときは前記キャビティ内にシールされ、
   作動力を前記ダイヤフラムボタンに加えることによって前記キャビティのシールが断裂して前記供給用カプセルを開位置に配置し、
   前記キャビティの前記予め装填される内容物は、前記ダイヤフラムボタンを押下することで前記ステークを作動して前記脆弱なメンブレンに向かって押し付けるとともに該脆弱なメンブレンに対して軸外へ集中圧力を加え、該脆弱なメンブレンを下方及び外方に撓ませて前記ベースプレートの前記少なくとも１つの引き裂き線を予測可能な引き裂きパターンで破断し、開口を形成することによって、前記受け入れ容器内に排出され、
   前記ダイヤフラムボタンは、作動された後で下方位置にロックし、前記ステークを前記開いた脆弱なメンブレン内に保持して前記開口を維持し、それによって、前記予め装填される内容物は前記キャビティから前記脆弱なメンブレンの前記開口を通って流れることによって排出されて前記受け入れ容器に入る、受け入れ容器の飲み口に取着される供給用カプセル。
   
2. 前記キャビティの前記予め装填される内容物は、前記キャビティ内に予め装填されて該キャビティ内で気密シールされる消費可能な製品を含む、請求項１に記載の供給用カプセル。
   
3. 前記供給用カプセルは、プラスチック溶接によって一緒に接合された前記カップ及び前記ベースを備える、請求項１に記載の供給用カプセル。
   
4. 前記ベースは、円筒のベース取り付けフランジであって、受け入れ容器を受け入れるように該ベース取り付けフランジの底部外周に沿って配置されており、且つ、前記供給用カプセルが前記受け入れ容器に使用のため取り付けられるときに、前記受け入れ容器の飲み口にねじ接続されることによって、前記受け入れ容器の液体内容物を該受け入れ容器受け部内にシールするように構成された受け入れ容器受け部を有する、前記ベースプレートの外周に沿って該ベースプレートに対して概ね垂直に延びる、円筒のベース取り付けフランジを更に備える、請求項１に記載の供給用カプセル。
   
5. 前記受け入れ容器受け部は、前記受け入れ容器の前記飲み口を受け入れる開口を有する逆「Ｕ字」状の円形チャネルと、前記受け入れ容器の相手方のねじと協働する雌ねじとを含む、請求項４に記載の供給用カプセル。
   
6. 前記受け入れ容器受け部は、前記供給用カプセルが前記受け入れ容器に使用のため取り付けられるときに、前記飲み口及び該受け入れ容器受け部がねじ係合すると前記受け入れ容器の液体内容物を該受け入れ容器内でシールするシールが形成されるように、前記受け入れ容器の前記飲み口の上側外周と圧縮当接する楔シールと、前記雌ねじと対向する面上に配置されているボアシールとを更に含む、請求項５に記載の供給用カプセル。
   
7. 前記カップは、前記円筒状の側壁の底縁に沿って配置されている円筒のカップ取り付けフランジを更に含み、該カップ取り付けフランジはその底部外周にシール縁を有し、前記ベースは、前記ベースプレートの縁に対して実質的に垂直に該ベースプレートの縁に沿って配置されている円筒のベース取り付けフランジを更に含み、該ベース取り付けフランジは、前記カップ取り付けフランジの前記シール縁を受け入れるように構成されているシール縁をその上部外周に有する、請求項１に記載の供給用カプセル。
   
8. 前記カップ取り付けフランジの前記シール縁及び前記ベース取り付けフランジの前記シール縁は雄雌嵌合を含み、雌実部が前記カップ取り付けフランジの前記シール縁に配置されており、相手方の雄実部が前記ベース取り付けフランジの前記シール縁に配置されており、それによって、前記カップ及び前記ベースを一緒に接合すると、前記カップ取り付けフランジの前記シール縁が前記ベース取り付けフランジの前記シール縁と当接して位置決めされ、前記ベース取り付けフランジの前記雄実部が前記カップ取り付けフランジの前記雌実部内にぴったりと着座する、請求項７に記載の供給用カプセル。
   
9. 前記カップ取り付けフランジの外周面はリブ付けを有する、請求項７に記載の供給用カプセル。
   
10. 前記ベース取り付けフランジの外周面はリブ付けを有する、請求項７に記載の供給用カプセル。
    
11. 前記供給用カプセルは、開封明示シールとして機能する、前記ベース取り付けフランジの前記底縁に沿うドロップバンドを更に備える、請求項７に記載の供給用カプセル。
    
12. 前記ダイヤフラムは、前記シールされたキャビティ内の過度の圧力が軽減されるように適応性のあるキャビティの容積部を形成する、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
13. 前記ステークは、該ステーク全体にわたって実質的に一定であるが前記ダイヤフラムの反対端では低減した直径部分に向かって低減する、直径方向の広がりを一緒に画定する複数の長手方向に配置されている応力集中リブを含み、該応力集中リブは、軸方向に伝わる力を集中させ、該力を、前記低減した直径部分を介して前記ベースプレートの前記脆弱なメンブレンに向ける、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
14. 前記供給用カプセルは、前記ダイヤフラムとともに単一の射出成形ユニットとして一体的に形成された前記ステークを備える、請求項１３に記載の供給用カプセル。
    
15. 前記ステークは、前記ダイヤフラムに隣接して増大した直径方向の広がりを有する固定部分を更に備え、それによって、前記カップが充填作業のために反転されると、該固定部分が前記ステークを自立式にし、前記脆弱なメンブレンに開口が十分に形成されると、該固定部分が、前記ステークが前記開口を通過することを防止することによって前記受け入れ容器において窒息の危険に晒されることを防止する、請求項１３に記載の供給用カプセル。
    
16. 前記複数の応力集中リブは、前記ステークの外周の回りに対称に配置されている、請求項１３に記載の供給用カプセル。
    
17. 前記複数の応力集中リブは、前記ステークの外周の回りに非対称に配置されている、請求項１３に記載の供給用カプセル。
    
18. 前記少なくとも１つの引き裂き線は、前記供給用カプセルの前記キャビティの内部の、前記ベースプレートの前記脆弱なメンブレンの前記上面に配置されている、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
19. 前記少なくとも１つの引き裂き線は、前記供給用カプセルの前記キャビティの外部の、前記ベースプレートの前記脆弱なメンブレンの前記下面に配置されている、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
20. 前記少なくとも１つの引き裂き線は、前記ベースプレートの前記脆弱なメンブレンの前記上面に第１の溝と、前記下面に第２の平行に配置されている対応する溝とをともに含む、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
21. 前記脆弱なメンブレンは、重力によって前記キャビティの前記予め装填される内容物を前記脆弱なメンブレンの開口を通して排出させて前記受け入れ容器内へ入れるのを促すように、下方に傾斜している面を含む、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
22. 前記ベースプレートの前記脆弱なメンブレンはドア式の脆弱なメンブレンを含む、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
23. 前記円筒状の側壁は、予め装填される内容物がユーザーに見えるように十分な透明度を有する、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
24. 前記受け入れ容器は３８ミリメートルの飲み口開口を有するウォーターボトルである、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
25. 前記脆弱なメンブレンは、１４ｐｓｉ（９．６５３ｅ＋００４ニュートン／平方メートル）超のゲージ圧力差に耐えることが可能である、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
26. 前記ステークの前記基部は、該ステークの該基部に同心に配置されている円錐基部を有する円錐状の面を含み、それによって、前記ダイヤフラムボタンを押下すると、前記円錐状の面と接触係合する材料が前記ステークから離れるように横に押されることによって前記脆弱なメンブレンに向かう前記ステークの下方への移動が容易になる、請求項１に記載の供給用カプセル。
    
27. 前記応力集中リブの数は前記引き裂き線の数を上回る、請求項１３に記載の供給用カプセル。

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