JP6846916B2 - 容器蓋把持チャック - Google Patents

Description

本発明は、容器蓋装着装置に使用される容器蓋把持チャック、更に詳しくは容器蓋を把持して容器の口頸部に被嵌し閉方向に回転することによって容器蓋を容器の口頸部に装着するのに使用される容器蓋把持チャックに関する。

飲料用容器のための容器蓋として、円形天面壁とこの天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを有する合成樹脂製容器蓋が広く実用に供されている。スカート壁の内周面には雌螺条が形成され、スカート壁の外周面には、周方向に等間隔をおいて軸線方向に延在する多数の突条が形成されている。近時においては、スカート壁の外周面に指を掛けて容器蓋を開方向或いは閉方向に回転する際の力の伝達を改善し、そしてまた指の感触を良好なものにするために、スカート壁の外周面に周方向に交互に、夫々３個以上、通常は５個乃至１２個程度、の突条の突出高さが比較的大きい高領域と突条の突出高さが比較的小さい低領域とを存在させている。

上記のとおりの容器蓋は、口頸部の外周面には雄螺条が形成されている容器の口頸部に被嵌し閉回転方向に回転することによって容器の口頸部に装着される。かような容器蓋の装着は、下記特許文献１に開示されている如く、下面が開放された容器蓋収容空間を規定する環状部材を具備する容器蓋把持チャックを備えた容器蓋装着装置によって好都合に遂行することができる。容器蓋把持チャックの環状部材は上方に向かって内径が漸次減少する円錐台形状の係止内周面を有し、この係止内周面には周方向に等間隔をおいて軸線方向に延びる多数の係止突条が形成されている。環状部材の下部には周方向に等間隔をおいて半径方向に貫通する複数個の孔が形成されており、かかる孔の各々には半径方向に移動自在に球が配置されている。孔の半径方向内側端は球の直径よりも小さい直径を有する円によって規定されていて、これによって球の半径方向内方への移動が制限されている。そして、球を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段が配置されている。

実開平７−３１６９３号公報

而して、本発明者等の経験によれば、スカート壁の外周面には上述したとおりの高領域と低領域が存在する容器蓋を上述したとおりの容器蓋装着装置によって容器の口頸部に装着する場合、容器蓋把持チャックの容器蓋収容空間に容器蓋が適切に収容されず傾斜した状態で収容されてしまって、容器の口頸部に容器蓋を適切に装着することができないことがある。

本発明は、上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、容器蓋収容空間に容器蓋が適切に収容されず傾斜した状態で収容されてしまうことが可及的に回避される、新規且つ改良された容器蓋把持チャックを提供することである。

本発明者等は、鋭意検討の結果、容器蓋収容空間に容器蓋が傾斜して状態で収容されてしまうことは、複数個の球が容器蓋のスカート壁の外周面に対して全て同一の状態で当接することなく、例えばある球は上記高領域にてスカート壁の外周面に当接し他の球は上記低領域にてスカート壁外周面に当接し、スカート壁の外周面に対する球の当接状態が不均一になってしまうことに起因することを認識した。そして、かかる認識を踏まえて検討を続け、環状部材に形成する孔及びかかる孔に配置する球の数を上記高領域及び低領域の数と同一にすることによって、上記主たる技術的課題を達成することができることを見出した。

即ち、本発明によれば、上記主たる技術的課題を達成する容器蓋把持チャックとして、円形天面壁と該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを有し、該スカート壁の内周面には雌螺条が形成されており、該スカート壁の外周面には周方向に等間隔をおいて軸線方向に延在する多数の突条が形成されており、該スカート壁の該外周面には周方向に交互に配置された３個以上の高領域と３個以上の低領域とが存在し、該高領域の各々の周方向幅は同一であり且つ該低領域の各々の周方向幅も同一であり、該高領域における該突条の突出高さは該低領域における該突条の突出高さよりも大きい合成樹脂製容器蓋を、口頸部の外周面には雄螺条が形成されている容器の該口頸部に装着する容器蓋装着装置に使用される容器蓋把持チャックであって、
下面が開放された容器蓋収容空間を規定する環状部材を具備し、該環状部材は上方に向かって内径が漸次減少する円錐台形状の係止内周面を有し、該係止内周面には周方向に等間隔をおいて軸線方向に延びる多数の係止突条が形成されており、該環状部材の下部には周方向に等間隔をおいて半径方向に貫通する複数個の孔が形成されており、該孔の各々に
は半径方向に移動自在に球が配置されており、該孔の半径方向内側端は該球の直径よりも小さい直径を有する円によって規定されていて、これによって該球の半径方向内方への移動が制限されており、該球を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段が配置されている、容器蓋把持チャックにおいて、
該孔及び該球の数は、該容器蓋の該高領域及び該低領域の数と同一であり、
該容器蓋が該容器蓋収容空間に収容されると、複数個の該球の全ては、該高領域において、又は該低領域において、或いは該高領域と該低領域とに跨って周方向に隣接する２つの該突条に当接する、ことを特徴とする容器蓋把持チャックが提供される。

好ましくは、該係止突条の下端は該孔よりも上方に位置するのが好ましい。該係止突条の半径方向内側端部の横断面形状は円弧状であるのが好適である。該係止突条の数は該容器蓋の該突条の数を整数で除した数であるのが好都合である。該係止突条の数は該孔及び該球の数の整数倍であり、該孔の各々に関して周方向に整合して位置する係止突条が存在するのが好ましい。

本発明の容器蓋把持チャックにおいては、環状部材に形成されている孔及びかかる孔に配置されている球の数が容器蓋のスカート壁の外周面における高領域及び低領域の数と同一である故に、複数個の球の全てが容器蓋のスカート壁の外周面に対して同一の状態で当接し、かくして容器蓋収容空間に容器蓋が適切に収容されず傾斜した状態で収容されてしまうことが可及的に回避される。

本発明に従って構成された容器蓋把持チャックを備えた容器蓋装着装置によって容器の口頸部に装着される容器蓋の典型例を，一部を断面で示す正面図。 図１に示す容器蓋におけるスカート壁の外周面に形成されている突条の突出高さを示す簡略図。 本発明に従って構成された容器蓋把持チャックの好適実施態様を、その容器蓋収容空間に部分的に収容された容器蓋と共に示す断面図。 図３に示す容器蓋把持チャックの容器蓋収容空間に容器蓋が所要とおりに収容された状態を示す断面図。 図３に示す状態における、容器蓋の外周面に形成されている突条と容器蓋把持チャックに配設されている球との関係を示す簡略図。

以下、本発明に従って構成された容器蓋把持チャックの好適実施形態と共にかかる実施形態によって把持されて容器の口頸部に装着される容器蓋の典型例を示す添付図面を参照して、更に詳述する。

図１には、本発明に従って構成された容器蓋把持チャックが装備された容器蓋装着装置によって容器の口頸部に装着される容器蓋の典型例が図示されている。ポリエチレン又はポリプロピレンの如き適宜の合成樹脂から全体を一体に成形することができる全体を番号２で示す容器蓋は、円形天面壁４とこの天面壁４の周縁から垂下する略円筒形状のスカート壁６とを具備している。

天面壁４の内周面には下方に垂下する略円筒形状のシール片８及びこのシール片８の半径方向外方に配設された環状係止突条１０が形成されている。

スカート壁６には周方向に延在する周方向破断可能ライン１２が形成されており、スカート壁６は周方向破断可能ライン１２よりも上方の主部１４と周方向破断可能ライン１２よりも下方のタンパーエビデント裾部１６とに区画されている。更に詳述すると、軸線方向（上下方向）に見て周方向破断可能ライン１２を含む比較的短い領域（即ち主部１４の下端部とタンパーエビデント裾部１６の上端部とを含む領域）においては、スカート壁６の内径は周方向に間隔をおいて配置された多数の部分１８で内径がそれよりも上方の部分に比べて低減せしめられており、多数の部分１８間に位置する多数の部分２０の内径はそれよりも上方の部分の内径と実質上同一にせしめられている。そして、部分１８及び２０が存在する位置にてスカート壁６には外周面から周方向全体に渡って切り込み２２が施され、かかる切り込み２２は上記部分１８においてはスカート壁６を完全に切断し、上記部分２０においては切り込み２２はスカート壁６の内周面まで至らずスカート壁６の半径方向内側部が局部的に切断されることなく残留せしめられている。部分２０の非切断残留部が周方向に間隔をおいて配置された橋絡部２４を構成し、タンパーエビデント裾部１６は橋絡部２４を介してスカート壁６の主部１４に接続されている。

スカート壁６の主部１４の内周面には２条の雌螺条２６が形成されている。主部１４の外周面には、周方向に等間隔をおいて軸線方向に延びる多数の突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃが配設されている。図１と共に図２を参照して説明を続けると、図示の実施形態においては、スカート壁６の外周面は周方向に等間隔をおいて配置された５個の高領域２８とかかる高領域２８間に位置する５個の低領域３０が規定されている。５個の高領域２８の周方向幅は全て同一であり、５個の低領域３０の周方向幅も全て同一である。そして、高領域２８の各々には周方向に等間隔をおいて突出高さ（即ち半径方向外方への延出長さ）が比較的大きい５個の突条３２ａが形成されている。低領域３０の各々には周方向に等間隔をおいて３個の突条、即ち周方向両側に位置する２個の突条３２ｂ及び中央に位置する１個の突条３２ｃが形成されている。２個の突条３２ｂの突出高さは上記突条３２ａの突出高さよりも小さく、１個の突条３２ｃの突出高さは２個の突条３２ｂの突出高さよりも更に小さい。突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの周方向間隔は全て同一であるのが好都合である。また、突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの各々の横断面形状は半径方向内方に向かって幅が滑らかに漸次低減する略半円形状であるのが好適である。突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの各々の突出端縁は下方に向かって半径方向外方に１乃至１．５度程度の傾斜角度で傾斜しているのが好都合である。高領域２８及び低領域３０の個数並びに高領域２８に形成されている突条３２ａ、低領域３０に形成されている突条３２ｂ及び３２ｃの個数は、特に制限されるものではなく適宜に設定することができる。

タンパーエビデント裾部１６の内周面には係止手段３４が配設されている。図示の実施形態における係止手段３４は周方向に等間隔をおいて配設された複数個の係止片３６から構成されており、係止片３６の各々はタンパーエビデント裾部１６の内周面から半径方向内方に向かって上方に傾斜して延出せしめられている。係止片３６の下面乃至内周面には容器蓋２の生成に必要な材料量を低減するための凹部３８が形成されている。

図１には容器蓋２が装着される容器の口頸部も二点鎖線で図示されている。ポリエチレンテレフタレートの如き適宜の合成樹脂、ガラス或いは金属から形成することができる容器の口頸部４０は全体として円筒形状であり、その外周面には雄螺条４２とこの雄螺条４２の下方に位置する環状係止あご部４４とが形成されている。清涼飲料の如き適宜の内容物を容器に充填した後に、口頸部４０に容器蓋２が装着される。この際には、口頸部４０に容器蓋２が被嵌され、容器蓋２が閉回転方向、即ち図１において上方から見て時計方向に回転され、かくして容器蓋２の雌螺条２６が口頸部４０の雄螺条４２に螺合せしめられ、容器蓋２は回転に応じて下降せしめられる。容器蓋２のタンパーエビデント裾部１６に形成されている係止片３６は、弾性的に変形せしめられて口頸部４０の係止あご部４４を通過し、しかる後に弾性的に復元して係止あご部４４の直ぐ下方に位置せしめられる。容器蓋２が口頸部４０に所要とおりに装着されると、係止突条１０が口頸部４０の頂面に当接せしめられると共にシール片８が口頸部４０の内周面に密接せしめられ、これによって口頸部４０が密封される。

容器の口頸部４０を開封する際には、容器蓋２を開回転方向、即ち図１において上方から見て反時計方向に回転せしめる。かくすると、容器蓋２におけるスカート壁６の主部１４に形成されている雌螺条２６が口頸部４０に形成されている雄螺条４２に沿って移動せしめられる故に、容器蓋２は回転と共に上昇せしめられる。然るに、容器蓋２のタンパーエビデント裾部１６は、その内周面に形成されている係止片３６が口頸部４０の係止あご部４４に係止せしめられることによって上方への移動が阻止される。従って、スカート壁１０に配設されている周方向破断ライン１２における橋絡部２４に相当な応力が生成されて橋絡部２４が破断され、タンパーエビデント裾部１６が主部１４から分離される。しかる後においては、タンパーエビデント裾部１６を口頸部４０に残留せしめて、容器蓋２のその他の部分が回転と共に上昇せしめられて口頸部４０から離脱される。

而して、容器蓋２は本発明に従って構成された容器蓋把持チャックを備えた容器蓋装着装置によって容器の口頸部４０に装着される容器蓋の典型例であり、容器蓋２自体は周知の形態でよく、それ故に容器蓋２自体の更なる詳細な説明は本明細書においては省略する。

図３には、容器の口頸部４０に容器蓋２を装着して口頸部４０を密封するための容器蓋装着装置に使用される、本発明に従って構成された容器蓋把持チャックの好適実施形態が図示されている。全体を番号４６で示すチャックは環状部材４８を備えている。この環状部材４８の中央には軸線方向に貫通する貫通開口５０が形成されており、後の説明から明確に理解されるとおり貫通開口５０の下半部が容器蓋収容空間５２を規定している。貫通開口５０はその最下部に位置する導入部５４、中央部５６及び上端部５８を有する。導入部５４の内周面は上方に向かって半径が漸次減少する円錐台形状であり、その傾斜角度θ１は比較的大きく４５度程度である。中央部５６の内周面も上方に向かって半径が漸次減少する円錐台形状であり、その傾斜角度θ２は比較的小さく３乃至５度程度である。上端部５８の内周面は円筒形状である。中央部５６の内周面における略下半部は係止内周面６０を構成し、かかる係止内周面６０には周方向に等角度間隔をおいて多数の係止突条６２が形成されている。係止突条６２は中央部５６の軸線方向中間部から下方に延びているが、中央部５６の下端までは延在しておらず、係止突条６２の下端は中央部５６の下部に形成されている孔６６（かかる孔６６については後に更に詳述する）よりも上方に位置するのが好都合である。図示の実施形態においては、係止突条６２の各々は孔６６の上端に合致する下端から上方に延在せしめられており、係止突条６２の各々の下端部には所謂面取りが施されており、係止突条の各々の下端部においては半径方向内方への突出量が下方に向かって漸次低減されている。係止突条６２の数は、上述した容器蓋２のスカート壁６の主部１４の外周面に形成されている突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの総数を整数で除した数であるのが好適である。図示の実施形態においては、図５を参照することによって明確に理解されるとおり、突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの総数４０個を整数２で除した数である２０個の係止突条６２が形成されている。係止突条６２の横断面形状は、図５に図示する如く、半径方向内側に向かって幅が漸次低減し、その半径方向内側端部は滑らかな円弧形状であるのが好ましい。

図３と共に図４及び図５を参照して説明を続けると、上記係止内周面６０の下端部に対応した位置において、環状部材４８の外周面には周方向に連続して延びる環状溝６４が形成されている。そして、周方向に等角度間隔をおいて環状溝６４の底面（半径方向内側面）から係止内周面６０まで半径方向に貫通する孔６６が形成されている。かかる孔６６の数は、上述した容器蓋２のスカート壁６の主部１４の外周面に配置されている高領域２８及び低領域３０の数と同一であることが重要であり、図示の実施形態においては５個の孔６６が周方向に等間隔をおいて形成されている。孔６６の各々の半径方向内側端部は半径方向内方に向かって半径が漸次減少する円錐台形状である。孔６６の各々には球６８が収容されている。球６８の直径は孔６６の主部の直径より若干小さい（従って球６８は孔６６に沿って移動自在である）が、孔６６の円錐台形状の先端部の直径よりは大きい。チャック４６には孔６６内に収容されている球６８を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段７０も配設されている。図示の実施形態においては、弾性偏倚手段７０は上記環状溝６４に収容され球６８を囲繞する合成ゴム製リングから構成されている。弾性偏倚手段７０は球６８をその一部が容器蓋収容空間５２内に突出した最内側位置（図３に図示する位置）に弾性的に偏倚する。孔６６の内側端からの球６８の突出量は、後述するとおり球６８が容器蓋２のスカート壁６に配設されている突条３２ａ、３２ｂ或いは３２ｃに弾性的に当接して容器蓋２を弾性的に保持するのに充分なものであることが必要である。上記係止突条６２の数は孔６６及び球６８の数の整数倍であり、孔６６及び球６８の各々に関して周方向に整合して１個の係止突条６２が存在するのが好適である。図示の実施形態においては、図５に図示する如く、５個の孔６６及び球６８が配設され、２０個の係止突条６２が配設され、２０個の係止突条６２の内の５個は周方向において５個の孔６６及び球６８に夫々整合して位置している。

容器蓋２を容器の口頸部４０（図１）に装着する際には、例えば所定位置に配置されている容器蓋２に対してチャック４６が下降されて、容器蓋２がチャック４６の容器蓋収容空間５２に収容される。この際には、図３を参照することによって明確に理解されるとおり、円錐台形状の内周面を有する導入部５４の案内作用によってチャック４６に対して容器蓋２が同心状に位置付けられる。チャック４６の下降に応じて容器蓋２が容器蓋収容空間５２内に漸次進入せしめられると、係止内周面６０の下端部に配設されている複数個の球６８が弾性偏倚手段７０の偏倚作用に抗して半径方向外方に変位せしめられ、容器蓋２が複数個の球６８によって弾性的に把持される。本発明に従って構成されたチャック４６においては、周方向に等間隔を置いて配設された球６８の数は、容器蓋２のスカート壁６の主部１４の外周面に形成されている高領域２８及び低領域３０の数と同一であるので、図５を参照することによって明確に理解されるとおり、複数個の球６８はスカート壁６の主部１４の外周面における高領域２８の突条３２ａ或いは低領域３０の突条３２ｂ又は３２ｃのいずれの部位に当接するにしても、複数個の球６８の全てが同一の状態で、換言すれば突条３２ａ或いは突条３２ｂ又は３２ｃの同様な部位に、当接する。それ故に、スカート壁６の主部１４の外周面が周方向全体に渡って均一ではなくて突条３２ａが形成されている高領域２８と突条３２ｂ及び３２ｃが形成されている低領域３０が存在する（図１及び図２を参照されたい）にも拘らず、チャック４６の容器蓋収容空間５２に対して容器蓋２が傾動してしまうことが充分確実に防止される。スカート壁６の主部１４の外周面に形成されている突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの各々の横断面形状が半径方向内方に向かって幅が漸次低減する形状である故に、通常は、容器蓋２が周方向に案内移動されて球６８が突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃ間に位置せしめられる。そして、容器蓋２に対するチャック４６の下降の進行に応じて、容器蓋２は傾動することなく容器蓋収容空間５２に誘導される。

図４に図示する如く、チャック４６の容器蓋収容空間５２内に容器蓋２が所要とおりに収容されると、容器蓋収容空間５２に配設されている係止突条６２が容器蓋２のスカート壁６の主部１４の外周面上部に対向する。図示の実施形態においては、周方向において球６８の各々に対して１個の係止突条６２が整合して位置し且つ係止突条６２の数は容器蓋２の突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの数を整数で除した数である故に、係止突条６２の各々は容器蓋２の突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの中間部位に位置せしめられる。球６８は容器蓋２のスカート壁６の主部１４の外周面下部に当接して、容器蓋２を弾性的に保持する。

チャック４６に所要とおりに把持されて容器の口頸部４０に被嵌された容器蓋２を閉方向に回転せしめるためにチャック４６を閉方向に回転せしめると、チャック４６の係止突条６２が容器蓋２の突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃの基部片側縁に係合し、チャック４６の係止突条６２から容器蓋２の突条３２ａ、３２ｂ及び３２ｃに回転トルクが伝動され、チャック４６と共に容器蓋２が回転せしめられる。

２：容器蓋
４：天面壁
６：スカート壁
１２：周方向破断可能ライン
１４：スカート壁の主部
１６：タンパーエビデント裾部
２６：雌螺条
２８：高領域
３０：低領域
３２ａ：突条
３２ｂ：突条
３２ｃ：突条
３４：係止手段
４０：容器の口頸部
４２：雄螺条
４４：係止あご部
４６：チャック
４８：環状部材
５０：貫通開口
５２：容器蓋収容空間
６０：係止内周面
６２：係止突条
６４：環状溝
６６：孔
６８：球
７０：弾性偏倚手段

Claims (5)

1. 円形天面壁と該天面壁の周縁から垂下する円筒形スカート壁とを有し、該スカート壁の内周面には雌螺条が形成されており、該スカート壁の外周面には周方向に等間隔をおいて軸線方向に延在する多数の突条が形成されており、該スカート壁の該外周面には周方向に交互に配置された３個以上の高領域と３個以上の低領域とが存在し、該高領域の各々の周方向幅は同一であり且つ該低領域の各々の周方向幅も同一であり、該高領域における該突条の突出高さは該低領域における該突条の突出高さよりも大きい合成樹脂製容器蓋を、口頸部の外周面には雄螺条が形成されている容器の該口頸部に装着する容器蓋装着装置に使用される容器蓋把持チャックであって、
   下面が開放された容器蓋収容空間を規定する環状部材を具備し、該環状部材は上方に向かって内径が漸次減少する円錐台形状の係止内周面を有し、該係止内周面には周方向に等間隔をおいて軸線方向に延びる多数の係止突条が形成されており、該環状部材の下部には周方向に等間隔をおいて半径方向に貫通する複数個の孔が形成されており、該孔の各々には半径方向に移動自在に球が配置されており、該孔の半径方向内側端は該球の直径よりも小さい直径を有する円によって規定されていて、これによって該球の半径方向内方への移動が制限されており、該球を半径方向内方に弾性的に偏倚する弾性偏倚手段が配置されている、容器蓋把持チャックにおいて、
   該孔及び該球の数は、該容器蓋の該高領域及び該低領域の数と同一であり、
   該容器蓋が該容器蓋収容空間に収容されると、複数個の該球の全ては、該高領域において、又は該低領域において、或いは該高領域と該低領域とに跨って周方向に隣接する２つの該突条に当接する、ことを特徴とする容器蓋把持チャック。
2. 該係止突条の下端は該孔よりも上方に位置する、請求項１記載の容器蓋把持チャック。
3. 該係止突条の半径方向内側端部の横断面形状は円弧状である、請求項１又は２記載の容器蓋把持チャック。
4. 該係止突条の数は該容器蓋の該突条の数を整数で除した数である、請求項１から３までのいずれかに記載の容器蓋チャック。
5. 該係止突条の数は該孔及び該球の数の整数倍であり、該孔の各々に関して周方向に整合して位置する係止突条が存在する、請求項１から４までのいずれかに記載の容器蓋把持チャック。

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