JP6411307B2 - 計量キャップ - Google Patents

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Description

この発明は、計量キャップに関し、特に容器本体の開口部に取り付けられて計量室で規定量の液状体を計量する計量キャップに関する。
従来から、液体や液状体を保存する圧搾可能な弾性容器の先端に、計量空間を有する計量キャップを取り付け、容器を圧搾することで容器内の液状体をノズルから吐出させ、計量空間内に液状体を一時的に貯留させて規定量の液体を計量する計量キャップ付き容器が提案されている(例えば、特許文献1−3等)。
これらの計量キャップ付き容器では、容器本体から計量空間内に連通するノズルの先端を閉塞するとともに、ノズル先端部の側方に吐出口を設けてノズルから液状体を側方に注出することで液状体がキャップ外部に飛散することを抑制している。
このような従来の計量キャップ付き容器でも、液体洗剤などの粘度の高い液状体を計量する場合には液状体の飛散を防止できていた。しかし、粘度の低い液状体を計量する場合には、吐出口の周囲に飛散防止用の構造を設ける必要があり、構造が複雑化して部品点数が増加することや製造工程が増加するなどの問題があった。
特開平8−217118号公報 特開平9−104455号公報 特開平9−142516号公報
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、粘度の低い液体であっても簡便な構造で液状体の飛散を抑制することができる計量キャップを提供することを課題とする。
上記課題を解決するために、本発明の計量キャップは、容器本体の開口部に取り付けられ、底部と本体側壁部とを備える計量室を備える計量キャップであって、 前記底部から前記計量室の内部に突出して設けられ、前記容器本体と前記計量室とを連通する略筒状のノズルを有し、前記底部と前記本体側壁部と前記ノズルは一体成形されており、 前記ノズルは、内径が上部に向かうにしたがって漸次縮径されており、天板部と側柱部とを備えた液抑え部により前記計量室側の先端上部が閉塞され、前記液抑え部の下方側部に略矩形状の吐出口が形成され、前記吐出口は、最大開口幅が最大開口高さよりも大きく、前記ノズルの中心に対して回転対称位置に二つ形成されていることを特徴とする計量キャップ。
このような本発明の計量キャップでは、吐出口の最大開口幅を最大開口高さよりも大きくするという簡便な構造とするだけで、低粘度の液状体を計量室に注出する際にも液状体の飛散を効果的に抑制することができる。
また、本発明の一実施態様では、前記吐出口は、該計量キャップの側方に面して設けられている
また、本発明の一実施態様では、前記底部は、前記容器本体の開口部を閉塞する
本発明では、粘度の低い液体であっても簡便な構造で液状体の飛散を抑制することができる計量キャップを提供することができる。
計量キャップ本体1を斜め上方からみた開蓋状態での外観斜視図である。 計量キャップ本体1を斜め下方からみた開蓋状態での外観斜視図である。 図1中のA−A'線における計量キャップ本体1の側方断面図である。 計量キャップ本体1に取り付けられる中蓋2を斜め上方からみた外観斜視図である。 計量キャップ本体1に取り付けられる中蓋2を斜め下方からみた外観斜視図である。 計量キャップ本体1に中蓋2を取り付けて外蓋40を開いた状態を示す模式断面図である。 計量キャップ本体1に中蓋2を取り付けて外蓋40を閉じた状態を示す模式断面図である。 ノズル30を拡大して示す模式図であり、図8(a)は側方断面図、図8(b)は正面断面図、図8(c)は上面図であり、図8(d)はB−B'断面図、図8(e)はC−C'断面図である。 吐出口36の形状と液抑え部の構造による液状体の飛散抑制について説明する模式図であり、図9(a)は略正方形の吐出口を形成した場合を示し、図9(b)は横長の矩形状の吐出口を形成した場合を示し、図9(c)は液抑え空間37を設けた場合を示している。 ノズル形状と液状体の飛散との関係について調べた実験結果を示す表である。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図1,2は、本実施形態の計量キャップ本体の概要を示す外観斜視図である。図1は斜め上方からみた開蓋状態での外観斜視図で、図2は斜め下方からみた開蓋状態を示す外観斜視図である。図3は、図1中のA−A'線における側方断面図である。図1〜3に示すように、計量キャップ本体1は、取付部10と計量室20とノズル30と外蓋40とを備えて樹脂で一体成型されている。図中で外蓋40が取り付けられている側を後方とし、その反対側を正面とする。
取付部10は、略円筒形状の周壁部11と、周壁部11の外周側面に形成された複数の溝であるローレット12と、周壁部11の内面に形成された螺子溝13と、周壁部11から所定の間隔を空けて設けられた円環状の本体内壁部14とを備えている。周壁部11の内径と螺子溝13は、液状体を保管している容器本体(図示省略)の開口部外径と螺子山に対応しており、取付部10を容器本体の開口部に螺着することで、容器本体への計量キャップ本体1が取り付けられる。本体内壁部14の外径は容器本体の開口部内径に対応しており、取付部10を容器本体の開口部に螺着した際には容器本体の開口部上端が周壁部11と本体内壁部14との間に位置する底部22の下端に当接し、容器本体の開口部と取付部10との間の液密状態が保持される。
計量室20は、周壁部11の上端から連続して形成された略円筒形状の本体側壁部21と、本体側壁部21と周壁部11とを隔てる底部22と備えており、本体側壁部21と底部22で区画される空間が液状体を一時的に貯留して計量するための計量空間23とされている。図中では、底部22が本体内壁部14の内側の容器本体側に突出した形状とされており、本体側壁部21を高くせずに計量空間23の容積を確保する構造としている。図に示すように底部22は容器本体の開口部を閉塞する取付部10の天面を兼ねており、その下面には本体内壁部14が設けられている。
また、本体側壁部21の内周面には、後述する中蓋2(図4,5を参照)の位置決めをするためのアライメント部24と、中蓋2を係止するための円環状の溝25が形成されている。また本体側壁部21には、必要に応じて計量用の目盛りを設けておいてもよい。ここで本体側壁部21を略円筒形状とした例を示したが、計量空間23を構成して液状体を一時的に貯留して計量することができれば、多角柱形状や円錐台形状、多角錐台形状など他の形状であってもよい。
ノズル30は、筒上部31、筒下部32、天板部33、側柱部34、ノズル空間35、吐出口36、液抑え空間37を備え、容器本体から送出された液状体を計量空間23に流入させるための部材である。
筒上部31は、計量室20の底部22から計量空間23側に突出して設けられた略円筒形状の部材であり、その内径は上部に向かうにしたがって漸次縮径されている。筒下部32は、計量室20の底部22から容器本体側に突出して設けられた略円筒形状の部材である。筒上部31と筒下部32はその内部が底部22を貫通したノズル空間35を構成し、ノズル空間35によって容器本体側と計量空間23側とが連通される。ここでノズル30を構成する筒上部31、筒下部32を略円筒形状とした例を示したが、容器本体から送出された液状体を計量空間23に流入させることができれば、多角柱形状や円錐台形状、多角錐台形状など他の形状であってもよい。
筒上部31の上部には、左右両側面に略矩形状の開口部である吐出口36がそれぞれ形成されており、ノズル空間35および液抑え空間37が吐出口36を介して計量空間23と連通している。ここでは略矩形状の吐出口36を2箇所設けた例を示したが、後述するように最大開口幅が最大開口高さより大きい関係を満たしていれば形状はどのようなものでもよく、楕円形、多角形など他の形状であってもよい。吐出口の数も1箇所以上設ければ個数も限定されない。
天板部33と側柱部34は筒上部31の先端に設けられた液抑え部であり、内部に液抑え空間37を区画してノズル30の先端を覆っている。ノズル空間35を上昇してきた液状体は、液抑え部の天板部33に遮られて横方向への流れに変換され、吐出口36から横方向に吐出されて計量空間23に貯まる。
外蓋40は、外蓋蓋体部41、ノズルキャップ部42、ヒンジ43、両側ヒンジ44、外蓋内壁部45、引上突起46を備え、計量空間23を閉塞および開放する蓋である。外蓋蓋体部41は外蓋天板と外蓋側壁とからなる略円盤状の部材であり、その内径は後述する中蓋2の外径と略同程度である。ノズルキャップ部42は、外蓋蓋体部41の、ノズル30と対応する位置に形成された略円筒形状の部材であり、その内径はノズル30の筒上部31の外径と略同程度である。
ヒンジ43は外蓋蓋体部41の一部から切り出されて、本体側壁部21の外周に薄肉部で接続された屈曲可能な部材であり、外蓋40が閉塞状態のときは外蓋蓋体部41とともに計量空間23を覆う。両側ヒンジ44は外蓋蓋体部41の外蓋側壁から延出され、本体側壁部21の外周上端において薄肉部で接続されて屈曲可能な断面略L字状の部材である。ヒンジ43と両側ヒンジ44とは3点ヒンジとして知られるヒンジ構造をなしており、外蓋蓋体部41の開閉動作に伴って屈曲されて外蓋40を保持する。
外蓋内壁部45は、ノズルキャップ部42の外側に設けられた略円環状の部材であり、後述する中蓋2の、開口部54(図4,5を参照)に対応した位置に設けられている。外蓋内壁部45の外径は、中蓋2の開口部54の内径と略同程度である。引上突起46は、外蓋蓋体部41のヒンジ43とは反対側に形成された突出部であり、外蓋40を開ける動作時に使用者が指等をかけやすくするための引っ掛かりである。
図4,5は本実施形態の計量キャップ本体1に取り付けられる中蓋2の概要を示す外観斜視図であり、図4は斜め上方からみた外観斜視図で、図5は斜め下方からみた外観斜視図である。図4,5に示すように中蓋2は、中蓋蓋体部51、中蓋側壁部52、係止部53、開口部54、注液口55、切欠き56を備えて樹脂で一体成型されている。
中蓋蓋体部51は、略円形の円盤状部分51aとその周囲に設けられたフランジ状部分51bとを備えており、円盤状部分51aの直径は本体側壁部21の内径と略同程度であり、フランジ状部分51bの外径は計量キャップ本体1の本体側壁部21の外径と略同程度である。中蓋側壁部52は、中蓋蓋体部51から下方に伸びる略円筒状の部分であり、その外径は計量キャップ本体1の本体側壁部21の内径と略同程度である。係止部53は、中蓋側壁部52の外周側面に設けられた略円環状の突起であり、計量キャップ本体1の溝25に対応する位置と大きさに形成されている。
開口部54は、中蓋蓋体部51の円盤状部分51aのうち外蓋40の外蓋内壁部45に対応する位置に開口された貫通孔であり、その直径は外蓋内壁部45の外径と略同程度とされている。注液口55は、開口部54の周縁上部に形成された注ぎ口であり、計量空間23に一時的に貯留された液状体を外部に取り出すためのものである。切欠き56は、中蓋側壁部52の一部を切り欠いた部分であり、計量キャップ本体1のアライメント部24に対応する位置と形状に形成されている。
図6,7は本実施形態の計量キャップ本体1に中蓋2を取り付けた状態を示す模式断面図であり、図6は外蓋40を開いた状態を示し、図7は外蓋40を閉じた状態を示している。
中蓋2の切欠き56と計量キャップ本体1のアライメント部24を位置あわせし、中蓋側壁部52の外周と本体側壁部21の内周も位置合わせして、中蓋2を計量室20に押し込む。中蓋蓋体部51のフランジ状部分下面が計量キャップ本体1の本体側壁部21の上端と接触するまで押し込むと、係止部53が溝25位置まで移動して係合される。これにより図6に示したように、中蓋2が計量キャップ本体1に位置決めされて嵌合された状態となる。この状態では、ノズル30と、開口部54、ノズルキャップ部42、外蓋内壁部45のそれぞれとが正しく位置合わせされ、外蓋40を閉じた場合に各部がそれぞれ対応する位置となる。
図7に示したように外蓋40を閉じると、ヒンジ43および両側ヒンジ44が薄肉部で屈曲し、外蓋40が3点ヒンジによって保持されながら回動し、外蓋40が計量室20と中蓋2を覆う。外蓋40を閉じた状態では、ノズルキャップ部42と外蓋内壁部45が中蓋2の開口部54内に挿入され、ノズルキャップ部42はノズル30と嵌合し、外蓋内壁部45は開口部54と嵌合する。
このとき、ノズルキャップ部42の内径は筒上部31先端の外径と略同程度であり、ノズルキャップ部42は筒上部31の上端に届くまで形成されているから、吐出口36は、天板部33と側柱部34からなる液抑え部および筒上部31の先端とともにノズルキャップ部42先端の内部に収容される。これにより、ノズル空間35と計量空間23との間では液密状態となる。また、外蓋40の外蓋内壁部45の外径は中蓋2の開口部54の開口径と略同程度であるから、開口部54と外蓋内壁部45とが密着して隙間が生じず、当該部分は液密状態となる。
図6に示した外蓋40を開いた状態では、計量空間23は中蓋2の開口部54を介して外部と連通しており、液状体の計量作業や外部への注出作業をすることができる。図7に示した外蓋40を閉じた状態では、中蓋2と計量キャップ本体1の本体側壁部21の内周と中蓋側壁部52の外周とが密着することで液密に保持され、ノズルキャップ部42とノズル30とも液密に保持され、外蓋40の外蓋内壁部45と中蓋2の開口部54とも液密に保持されている。したがって、外蓋40を閉じた状態では、容器本体内部と計量空間23と計量キャップ本体1の外部とはそれぞれ液密状態に保持されている。
次に、図8を用いてノズル30の構造について詳細に説明する。図8はノズル30を拡大して示す模式図であり、図8(a)は側方断面図であり、図8(b)は正面断面図であり、図8(c)は上面図であり、図8(d)はB−B'断面図であり、図8(e)はC−C'断面図である。
図8(d)および図8(e)に示すように、ノズル30は、筒上部31の下端での内径よりも上端での内径が小さく形成されている。また、吐出口36が形成される位置では筒上部31の肉厚が薄く形成されており、側柱部34の肉厚はC−C'断面位置よりも厚く形成されている。側柱部34は、筒上部31の先端から上方に伸びて天板部33を支えるように一体成型されている。筒上部31の先端および側柱部34は、天板部33上面から吐出口36形成位置まで2箇所の側面が肉薄に形成され、筒上部31では略矩形状の吐出口36が開口されている。吐出口36の開口幅は開口高さよりも大きく、横長の矩形状とされている。側面の肉厚はC−C'断面での肉厚と同程度であるため、側柱部34では少しの肉厚が残されて液抑え空間37の周囲は側柱部34が取り囲んでいる。
次に、本実施形態の計量キャップを用いた液状体の計量について説明する。まず、計量キャップ本体1に中蓋2を取り付け、図示しないチューブをノズル30の筒下部32に嵌め、液状体を保管した容器本体の開口部に取付部10を螺合させる。この状態では、容器本体の開口部上端が周壁部11と本体内壁部14との間に位置する底部22の下端に当接し、容器本体の開口部と取付部10との間は液密に保持される。使用者が外蓋40を開いて容器本体を圧搾すると、容器本体内部の圧力が増加し液状体はチューブ内およびノズル空間35内を上昇する。ノズル空間35を上昇してきた液状体は、天板部33に衝突して横方向への流れに変換され、吐出口36から計量空間23に吐出される。所定量の液状体を計量空間23内に溜めたのち、使用者は容器本体と計量キャップ本体1を前方に傾け、計量空間23内の液状体を中蓋2の開口部54および注液口55から外部に注出する。
容器本体に保管する液状体としては、液体肥料、植物成長調整剤、除草剤、殺虫剤、殺菌剤、入浴剤、洗口液、液体歯磨き、含嗽薬、漂白剤、洗浄剤、柔軟剤、調味料、食品、飼料等であってよく、液体だけではなく液体に微粒子を混練して液状となるものなどでもよい。また、液状体は粘度が高いほど吐出口36から飛散しにくいが、本発明の計量キャップを用いることで水と同程度の低い粘度のものであっても飛散を抑制できる。液状体の粘度は特に限定されないが、20度におけるB型粘度計による測定値が2000mPa・s以下であることが好ましく、1000mPa・s以下であることがより好ましく、500mPa・s以下であることがさらに好ましい。
吐出口36の形状はその最大開口幅が最大開口高さよりも大きい横長の形状とし、液状体が飛散して外部に飛び散ることを抑制する。図9は、吐出口36の形状と液抑え部の構造による液状体の飛散防止について説明する模式図であり、図9(a)は略正方形の吐出口を形成した場合を示し、図9(b)は横長の矩形状の吐出口を形成した場合を示し、図9(c)は液抑え空間37を設けた場合を示している。図9中の矢印は液状体の流れを模式的に表している。
図9(a)に示すように吐出口36として略正方形状の開口を形成した場合には、ノズル空間35を上昇してきた液状体は上方への勢いを十分に衰えさせることができず、吐出口36から斜め上方に向かって液状体が飛散してしまう。図9(b)に示したように吐出口36として横長の矩形状の開口を形成した場合には、ノズル空間35を上昇してきた液状体は上方への勢いが十分に衰えて、横方向への流れに変換されて吐出口36から吐出される。図9(c)に示すように、吐出口36として横長の矩形状の開口を形成し、さらに液抑え空間37を吐出口36の上部に設けた場合には、ノズル空間を上昇してきた液状体は天板部33に衝突しても液抑え空間37の側柱部34の存在によって横方向への移動が阻害されて降下する。これにより、吐出口36ではノズル空間35を上昇してくる液状体と液抑え空間37から降下する液状体とが合流し、横方向への移動に変換されて吐出口36から吐出される。
吐出口36の形状と液抑え空間37の形状を変えた実施例1〜3と比較例1〜3を以下に示す。いずれの例においても、液状体として水(20℃における粘度1.0cP、動粘度1.0cSt)を用いた。図10に、ノズル形状と液状体の飛散との関係について実験した結果を表で示す。図10に示す評価基準は、外部への水の飛散が生じなかった割合が50%未満の場合は×、50%以上、80%未満は○、80%以上は◎とした。
[実施例1]
筒上部31の図8(a)中B−B'断面位置での内径をΦ6.9mmとし、C−C'断面位置での内径をΦ4.8mmとし、筒上部31の高さは29.5mmとした。吐出口36は筒上部31の最上部に側面視で開口高さ1.5mm、開口幅3.0mmに形成し、液抑え部として高さ4.5mmで最大径が6.6mmの天板部33を設けた。液抑え空間37は形成しなかった(高さ0mm、直径0mmに相当)。
容器本体内に水を定量だけ入れ、チューブを取り付けた計量キャップ本体1を容器本体に取り付け、外蓋40を開いた状態で容器本体の圧搾動作をN=13回繰り返し、目視にて計量キャップ外部への水の飛散の有無を調べたところ、非常に良好な結果を得た。
[実施例2]
液抑え空間37として直径2.3mm、高さ2.8mmの空間を天板部33の内部に形成した以外は実施例1と同様に試験を行ったところ、非常に良好な結果を得た。
[実施例3]
液抑え空間37として直径3.3mm、高さ2.8mmの空間を天板部33の内部に形成した以外は実施例1と同様に試験を行ったところ、良好な結果を得た。
[比較例1]
筒上部31の図8(a)中B−B'断面位置での内径をΦ6.9mmとし、C−C'断面位置での内径をΦ4.8mmとし、筒上部31の高さは30.35mmとした。吐出口36は筒上部31の最上部に側面視で開口高さ2.35mm、開口幅2.3mmに形成し、液抑え部として高さ3.65mmで最大径が6.6mmの天板部33を設けた。液抑え空間37は形成しなかった(高さ0mm、直径0mmに相当)。
容器本体内に水を定量だけ入れ、チューブを取り付けた計量キャップ本体1を容器本体に取り付け、外蓋40を開いた状態で容器本体の圧搾動作をN=13回繰り返し、目視にて計量キャップ外部への水の飛散の有無を調べたところ、外部への水の飛散が頻繁に発生した。
[比較例2]
液抑え空間37として直径2.3mm、高さ2.8mmの空間を天板部33の内部に形成した以外は比較例1と同様に試験を行ったところ、比較例1と同様に外部への水の飛散が頻繁に発生した。
[比較例3]
液抑え空間37として直径3.3mm、高さ2.8mmの空間を天板部33の内部に形成した以外は比較例1と同様に試験を行ったところ、比較例1と同様に外部への水の飛散が頻繁に発生した。
実施例1〜3では、吐出口36を横長の矩形状として最大開口幅が最大開口高さよりも大きく形成されているため、外部への水の飛散が抑制された。液抑え空間37が無くとも外部への水の飛散は十分に抑制されていたが、液抑え空間37を形成した実施例2,3のほうが実施例1よりも水の高さ方向への到達位置が低く、液状体の飛散を抑制するうえではさらに好ましかった。一方、比較例1〜3ではそれぞれ吐出口36が略正方形である点を除いて実施例1〜3と同様の条件であるにもかかわらず、外部への水の飛散が頻繁に生じてしまった。
これらの結果から、吐出口36を開口幅が開口高さより大きい横長形状とすることが、液状体の飛散を抑制するために重要であることが判明した。また、吐出口36よりも上方に天板部33と側柱部34とからなる液抑え部を設けておくことで、さらに効果的に液状体の外部への飛散を抑制できる。また、実施例1〜3に示したように、計量キャップに中蓋2を取り付けない状態であっても液状体の飛散を十分に抑制できるが、中蓋2を取り付けることでさらに外部への液状体の飛散を効果的に抑制することができる。このように本実施形態では、簡便な構造で粘度の低い液体であっても飛散を抑制することができる。
(第2実施形態)
以下、本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、吐出口36を1箇所にのみ形成した点を除いて第1実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
吐出口36をノズル30の筒上部31先端に1箇所のみ形成して、実施例1〜3と同様の実験を行ったところ、計量キャップ外部への液状体の飛散は抑制された。したがって、吐出口36を形成する個数は限定されず、吐出口36の形状を最大開口幅が最大開口高さよりも大きくすることで液状体の飛散を効果的に抑制できる。本実施形態においても粘度の低い液体であっても簡便な構造で液状体の飛散を抑制することができる。
(第3実施形態)
以下、本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態では、吐出口36の形状を変更する点を除いて第1実施形態と同様であり、重複する説明は省略する。
第1実施形態では吐出口36の形状として横長の略矩形状のものを示したが、最大開口幅が最大開口高さよりも大きい横長形状であればよく、例えば楕円形や長円形、菱形、その他の多角形などであればよい。吐出口36を横長形状とすることで、ノズル空間35を上昇してきた液状体を効果的に横方向の流れに変換し、計量キャップ外部への液状体の飛散を抑制できる。
1…計量キャップ本体
10…取付部
11…周壁部
12…ローレット
13…螺子溝
14…本体内壁部
2…中蓋
20…計量室
21…本体側壁部
22…底部
23…計量空間
24…アライメント部
25…溝
30…ノズル
31…筒上部
32…筒下部
33…天板部
34…側柱部
35…ノズル空間
36…吐出口
37…液抑え空間
40…外蓋
41…外蓋蓋体部
42…ノズルキャップ部
43…ヒンジ
44…両側ヒンジ
45…外蓋内壁部
46…引上突起
51…中蓋蓋体部
51a…円盤状部分
51b…フランジ状部分
52…中蓋側壁部
53…係止部
54…開口部
55…注液口

Claims (3)

  1. 容器本体の開口部に取り付けられ、底部と本体側壁部とを備える計量室を備える計量キャップであって、
    前記底部から前記計量室の内部に突出して設けられ、前記容器本体と前記計量室とを連通する略筒状のノズルを有し、
    前記底部と前記本体側壁部と前記ノズルは一体成形されており、
    前記ノズルは、内径が上部に向かうにしたがって漸次縮径されており、天板部と側柱部とを備えた液抑え部により前記計量室側の先端上部が閉塞され、前記液抑え部の下方側部に略矩形状の吐出口が形成され、
    前記吐出口は、最大開口幅が最大開口高さよりも大きく、前記ノズルの中心に対して回転対称位置に二つ形成されていることを特徴とする計量キャップ。
  2. 請求項1に記載の計量キャップであって、
    前記吐出口は、該計量キャップの側方に面して設けられていることを特徴とする計量キャップ。
  3. 請求項1又は2に記載の計量キャップであって、
    前記底部は、前記容器本体の開口部を閉塞することを特徴とする計量キャップ。
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