JP7477935B1 - キャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エアートラップ等の成形不良が無く、美的外観と強度を高めることが可能なキャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法を提供する。【解決手段】内側円筒部１１は、外側円筒部１０の内径Ｒ１よりも小さな外径Ｒ２を有し、上端接続部１２は、外側円筒部１０の上端部１０ａと内側円筒部１１の上端部１１ａとを接続する。蓋部１３は、内側円筒部１１の上端部１１ａから当該内側円筒部１１の内周面の下方の所定の位置Ｐ１に設けられ、内側円筒部１１の開口部１１ｂを塞ぐ。ゲート跡１５は、外側円筒部１０の上端部１０ａから当該外側円筒部１０の外周面の下方の所定の位置Ｐ２に設けられる。内側接続部１６は、本キャップ１の左右方向及び前後方向において、外側円筒部１０の内周面のうち、ゲート跡１５の裏の位置Ｐ３の付近に設けられ、本キャップ１の上下方向において、外側円筒部１０の内周面の一部と内側円筒部１１の外周面の一部とを接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、キャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法に関する。

従来、容器の蓋であるキャップは、例えば、所定の金型に溶融樹脂を射出成形することで製造されている。このキャップの射出成形は、キャップの形状によって、キャップの美的外観（例えば、出来具合）や強度に大きく影響することが知られている。そのため、キャップの形状を適宜設計することで、キャップの美的外観を高める技術が多種存在する。

例えば、特開２０００－１０８１６７号公報（特許文献１）には、金型を用いて合成樹脂を射出成形してなる、開口穴を有する樹脂成形品を製造する方法が開示されている。この方法において、樹脂成形品を成形するための金型は、そのキャビティに開口穴を設けるための突起体を有し、突起体を取り囲む突起体側周囲のキャビティは、注入された合成樹脂の流速を突起体の両側で異ならせる流速変更手段を有している。又、金型のキャビティ内に樹脂注入口より合成樹脂を射出して、成形する。流速変更手段は、突起体の両側における突起体側周囲のキャビティの断面積を異ならせる手段である。これにより、合成樹脂の流れの会合部分にウェルドの発生がなく、表面外観性及び強度に優れるとしている。

又、特開２００８－２９６９８０号公報（特許文献２）には、ヒンジキャップが開示されている。このヒンジキャップは、上部金型部と、下部金型部とから構成された成形金型により成形され、注出筒と、容器口筒部に嵌着され、外筒を具えた係合筒部と、外周上部にヒンジを連設する外周筒部とを備える。又、このヒンジキャップは、連結片と、キャップ本体と、上蓋とからなり、連結片は、外筒と外周筒部の下端が、ヒンジの反対側に設けられている。キャップ本体は、間隔をおいて複数配設された破断可能な弱化片により連設され、上蓋は、ヒンジを介して連設される。そして、上部金型部のキャップ本体の係合筒部の外筒外周と外周筒部内周とを形成する筒状部に補助流路が穿設され、補助流路により、キャップ本体の外筒の外周と外周筒部内周との間に、ヒンジ側の外筒の外周面から外周筒部内周面まで連なる流路片が形成されている。これにより、成形の際、キャップ本体の係合筒部の外筒と外周筒部の下端を連結する弱化片を形成する流路が狭く、溶融樹脂の流れを塞き止めても、溶融樹脂が補助流路を介して流れ、係合筒部から外周筒部及びヒンジと上蓋を形成する空間に案内するので、液圧を安定して流すことが出来るとしている。又、金型の補助流路により、キャップ本体の外筒の外周と外周筒部内周との間に、ヒンジ側の外筒の外周面から外周筒部内周面まで連なる流路片が形成されるが、流路片が小径連結部と大径連結部を形成しているので、金型の離型時に、小径連結部を破断するとともに、大径連結部を支点に流路片が変形し、金型の離型性を損なうことがないとしている。

又、特開２０２３－０６６４３４号公報（特許文献３）には、容器の口部に装着するキャップ本体を有するキャップが開示されている。このキャップ本体は、容器の口部を容器の軸心周りに囲む本体部と、本体部内に設けた注出筒と、注出筒内に設けた流量調整部を一体に成形してなる。又、本体部は、注出筒の外周面に接続し、本体部内を外方域と内方域に仕切る注出筒支持部を有する。更に、注出筒は、筒状部と、底端部と、注出口を有し、筒状部は、キャップ本体の軸心方向において注出筒支持部を境として容器外方へ向けて伸びるアウター領域と容器内方へ向けて伸びるインナー領域からなる。底端部は、インナー領域の奥端面を形成し、抽出口は、底端部に開口する。そして、流量調整部は、注出筒のインナー領域にキャップ本体の軸心周りに沿って注出口の周囲に形成した複数の空気置換孔と、空気置換孔の開孔を注出筒の周方向において複数に分割するリブを有する。空気置換孔の設置数及び開口面積の抑制は、射出成形時に溶融樹脂が空気置換孔に対応する金型部位を迂回し、その後合流することで生じるウェルドラインの発生要因を抑制することが出来るとしている。又、空気置換孔の開孔を注出筒の周方向において複数に分割するリブを設置することで、射出成形時に溶融樹脂が金型のリブのキャビティを流れ、その結果、空気置換孔の金型部位を迂回する溶融樹脂が相対向する方向に流れて合流する会合部位に、リブのキャビティを流れ出た溶融樹脂が流れ込み、溶融樹脂の会合部位を溶融樹脂の流れ方向に押し出すことになる。そのため、会合部位で溶融樹脂が合流する際の会合角度が浅くなり、溶融樹脂の合流が滑らかになり、ウェルドラインの発生が抑制され、ウェルドの溝深さを低減出来るとしている。

又、特開２０２３－０９１１００号公報（特許文献４）には、金型の充填ゲートに連通する本体キャビティ内で成形されたヒンジキャップが開示されている。このヒンジキャップは、キャップ本体と、上蓋部と、センターヒンジと、サイドヒンジを一体的に射出成形してなり、キャップ本体は、容器の口部に装着し、上蓋部は、金型の上蓋キャビティ内で成形され、キャップ本体に着脱する。センターヒンジは、本体キャビティと上蓋キャビティを連通する流路をなす金型のセンターキャビティ内で成形され、キャップ本体と上蓋部を接続する。サイドヒンジは、本体キャビティと上蓋キャビティを連通する流路をなす金型のサイドキャビティ内で成形され、センターヒンジの両側に設ける体積がセンターヒンジの体積より小さい。又、このヒンジキャップは、キャップ本体と各サイドヒンジとの接続部位に速度調整部を有し、速度調整部は、キャップ本体に設けた凹部を有し、射出成形時に凹部に対応する金型部位の周囲において流路断面積が減少し、本体キャビティからサイドキャビティへ流れる溶融樹脂の流入が遅延する流速遅延構造をなす。これにより、射出成形時に本体キャビティからサイドキャビティへ流れる溶融樹脂の流入が遅延し、この遅延時間は、凹部の形状によって変化し、凹部の周囲における流路の断面積を調整することで制御でき、センターヒンジ及びサイドヒンジの形状および体積に応じて調整する。射出成形時にサイドキャビティに流入する溶融樹脂の流入速度が遅延することで、サイドキャビティを流れる溶融樹脂が上蓋キャビティに到達する流入タイミングを調整することが出来るとしている。又、この流入タイミングの調整により、サイドキャビティを流れる溶融樹脂の流入タイミングを、センターキャビティを流れる溶融樹脂の流入タイミングと同等若しくは遅く設定することが可能となり、サイドキャビティを流れる溶融樹脂がセンターキャビティを流れる溶融樹脂よりも先に上蓋キャビティに到達することを抑制出来るとしている。この結果、両側のサイドキャビティを流れる溶融樹脂が上蓋キャビティ内で合流する会合部位が上蓋側のセンターヒンジの根本になることを回避し、センターヒンジの根本にウェルドラインが発生することを回避出来て、センターヒンジの破損を抑制出来、ヒンジ強度に問題のないヒンジキャップとすることが出来るとしている。

特開２０００－１０８１６７号公報 特開２００８－２９６９８０号公報 特開２０２３－０６６４３４号公報 特開２０２３－０９１１００号公報

キャップの射出成形では、一般的に、キャップの構造において、溶融樹脂が流れ難い部分の周辺に、リブや突起部等の流量調整部や補助流路を設けることで、射出成形の際の溶融樹脂の流入速度や流入量を調整し、溶融樹脂の合流部分にウェルド（又はウェルドライン）の発生を防止して、美的外観や強度を高めたりしている。

ところで、キャップの射出成形では、上述のウェルドの発生と同様に、エアートラップ（例えば、空気溜まり）の発生も問題となる。エアートラップとは、キャップの円筒部の特定の一カ所のゲート部から溶融樹脂を射出する場合に、射出された溶融樹脂がゲート部から円筒部の両側に廻り込んで、ゲート部に対向する位置で合流する際に、溶融樹脂が流入する流路内でエアーが適切に外部に抜け出ずに、合流点でエアーが留まることをいう。このようなエアートラップは、キャップの構造に依存するものの、構造が複雑なキャップ、例えば、外側円筒部と内側円筒部とが二重に設けられ、上端接続部が外側円筒部の上端部と内側円筒部の上端部とを接続しているキャップ（例えば、ダブルキャップともいう）に多発するとされている。このようなキャップは、ゲート部から流入された溶融樹脂が、外側円筒部と内側円筒部のそれぞれに流れ込むことから、二つの円筒部に流れる溶融樹脂の流入速度や流入量に差異が生じ易く、エアートラップの発生の原因となる。

ここで、上述した特許文献１に記載の技術では、突起体の両側における突起体側周囲のキャビティの断面積を異ならせる手段を流速変更手段として設けることで、ウェルドの発生を防止する。又、上述した特許文献２に記載の技術では、ヒンジキャップ本体の筒状部に補助流路を設けることで、溶融樹脂の液圧を安定化する。更に、上述した特許文献３に記載の技術では、空気置換孔の開孔を注出筒の周方向において複数に分割するリブを設けることで、ウェルドラインの発生要因を抑制する。又、上述した特許文献４に記載の技術では、ヒンジキャップにおいてキャップ本体と各サイドヒンジとの接続部位に速度調整部を設けることで、センターヒンジの根本にウェルドラインが発生することを回避する。

しかしながら、上述した特許文献１－４に記載の技術では、キャップの種類が異なり、上述のキャップに適用した場合に、エアートラップの発生を抑制することが出来るかどうか不明である。又、上述のキャップを射出成形した場合に、エアートラップの発生を防止し、美的外観に優れる技術が求められていた。

そこで、本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、外側円筒部の上端部と内側円筒部の上端部とが上端接続部で接続されているキャップであっても、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能なキャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るキャップは、外側円筒部と、内側円筒部と、上端接続部と、蓋部と、ネジ部と、ゲート跡と、内側接続部と、を備える。内側円筒部は、前記外側円筒部の内径よりも小さな外径を有する。上端接続部は、前記外側円筒部の上端部と前記内側円筒部の上端部とを接続する。蓋部は、前記内側円筒部の上端部から当該内側円筒部の内周面の下方の所定の位置に設けられ、前記内側円筒部の開口部を塞ぐ。ネジ部は、前記内側円筒部の下端部付近に設けられる。ゲート跡は、前記外側円筒部の上端部から当該外側円筒部の外周面の下方の所定の位置に設けられる。内側接続部は、本キャップの左右方向及び前後方向において、前記外側円筒部の内周面のうち、前記ゲート跡の裏の位置の付近に設けられ、本キャップの上下方向において、前記外側円筒部の内周面の一部と前記内側円筒部の外周面の一部とを接続する。

又、本発明に係るキャップの製造装置は、前記キャップを製造するキャップの製造装置であって、第一の金型と、第二の金型と、第三の金型と、第四の金型と、第五の金型と、ゲート部と、流入制御部と、取出制御部と、を備える。第一の金型は、前記外側円筒部を形成する。第二の金型は、前記内側円筒部を形成する。第三の金型は、前記上端接続部を形成する。第四の金型は、前記ネジ部を形成する。第五の金型は、前記内側接続部を形成する。ゲート部は、前記ゲート跡の位置に対応して設けられる。流入制御部は、前記第一の金型から第五の金型までを組み立てた後に、前記ゲート部から溶融樹脂を流入する。取出制御部は、前記溶融樹脂の流入後に、前記第一の金型から第五の金型までを解体して、前記キャップを取り出す。

又、本発明に係るキャップの製造方法は、前記キャップの製造装置の製造方法であって、流入制御工程と、取出制御工程と、を備える。本発明に係るキャップの製造方法の各制御工程は、本発明に係るキャップの製造方法の制御部に対応する。

本発明によれば、外側円筒部の上端部と内側円筒部の上端部とが上端接続部で接続されているキャップであっても、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能となる。

本発明に係るキャップの一例を示す平面斜視図と、底面斜視図とである。 本発明に係るキャップの一例を示す底面図と、Ａ－Ａ線断面図と、Ｂ－Ｂ線断面図とである。 本発明に係るキャップの射出成形過程において、ゲート部から溶融樹脂を流入した際の一例を示す斜視図と、Ａ－Ａ線断面図とである。 本発明に係るキャップの射出成形過程において、ゲート部から溶融樹脂を継続して流入した際の一例を示す斜視図と、Ａ－Ａ線断面図とである。 本発明に係るキャップに針部を有する場合の一例を示す平面斜視図と、Ａ－Ａ線断面図とである。 本発明に係るキャップの内側接続部の他の構成の一例を示す底面図と、Ａ－Ａ線断面図とである。 本発明に係るキャップの内側接続部の数が２つの場合の一例を示す底面図（図７Ａ）と、内側接続部の数が６つの場合の一例を示す底面図（図７Ｂ）と、内側接続部の設置位置が所定の角度だけ変更された場合の一例を示す底面図（図７Ｃ）と、内側接続部の設置位置が所定の角度だけ変更され、内側接続部の数が４つの場合の一例を示す底面図（図７Ｄ）とである。 本発明に係るキャップの製造装置において、第一の金型から第五の金型までを組み立てた場合の一例を示すＡ－Ａ線断面図と、第二の金型と第五の金型の一例を示す斜視断面図である。 本発明に係るキャップの製造装置において、第三の金型を引き離す場合と、第三の金型と第一の金型とを共に引き離す場合の一例を示す斜視断面図である。 本発明に係るキャップの製造装置において、第四の金型を引き離す場合と、第二の金型と第五の金型とを引き離す場合と、第二の金型と第五の金型とを引き離した場合の一例を示す斜視断面図である。 比較例１と実施例１のシミュレーション結果の一例を示す表である。 実施例２と実施例３のシミュレーション結果の一例を示す表である。 実施例４と実施例５のシミュレーション結果の一例を示す表である。 実施例６と実施例７のシミュレーション結果の一例を示す表である。

以下に、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

本発明に係るキャップ１は、図１－図２に示すように、外側円筒部１０と、内側円筒部１１と、上端接続部１２と、蓋部１３と、ネジ部１４と、ゲート跡１５と、内側接続部１６と、を備える。

ここで、内側円筒部１１は、外側円筒部１０の内径Ｒ１よりも小さな外径Ｒ２を有する。又、外側円筒部１０と内側円筒部１１とは、それぞれ円筒状である。

又、上端接続部１２は、外側円筒部１０の上端部１０ａと内側円筒部１１の上端部１１ａとを接続する。ここで、上端接続部１２は、例えば、平坦で、円環状であり、外側円筒部１０と上端接続部１２と内側円筒部１１とは、断面視でコの字状に構成されている。

又、蓋部１３は、内側円筒部１１の上端部１１ａから当該内側円筒部１１の内周面の下方の所定の位置Ｐ１（第一の位置）に設けられ、内側円筒部１１の開口部１１ｂを塞ぐ。ここで、蓋部１３は、例えば、平坦で、円盤状である。

又、ネジ部１４は、内側円筒部１１の下端部１１ｃ付近に設けられる。ここで、ネジ部１４は、例えば、蓋部１３の下方から内側円筒部１１の下端部１１ｃまでの内側円筒部１１の内周面に設けられている。

又、ゲート跡１５は、外側円筒部１０の上端部１０ａから当該外側円筒部１０の外周面の下方の所定の位置Ｐ２に設けられる。ここで、ゲート跡１５は、例えば、所定の位置Ｐ２（第二の位置）に（略）円状に設けられる。

又、内側接続部１６は、本キャップ１の左右方向及び前後方向において、外側円筒部１０の内周面のうち、ゲート跡１５の裏の位置Ｐ３（第三の位置）の付近に設けられ、本キャップ１の上下方向において、外側円筒部１０の内周面の一部と内側円筒部１１の外周面の一部とを接続する。ここで、内側接続部１６は、本キャップ１の左右方向及び前後方向において、ゲート跡１５の裏の第三の位置Ｐ３に設けられ、本キャップ１の上下方向において、外側円筒部１０の上端部１０ａと、内側円筒部１１の上端部１１ａと、ゲート跡１５の裏の第二の位置Ｐ２よりも下方の位置Ｐ４（第四の位置）との間を接続している。

これにより、外側円筒部１０の上端部１０ａと内側円筒部１１の上端部１１ａとが上端接続部１２で接続されているキャップであっても、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能となる。

即ち、本発明では、射出成形過程において、図３に示すように、上述のようなキャップに対応する金型で、ゲート跡１５に対応するゲート部から溶融樹脂を流入（注入）すると、ゲート跡１５の裏の第三の位置に存在する内側接続部１６により、流入した溶融樹脂が、外側円筒部１０の前後左右上下の方向に放射状に広がりながら、外側円筒部１０や内側円筒部１１等の各部に均等に流れ込む。

そのため、図４に示すように、溶融樹脂が内側接続部１６を通ってネジ部１４や蓋部１３に流れ込む速度も、溶融樹脂が外側円筒部１０の上端部１０ａから上端接続部１２を通って内側円筒部１１の上端部１１ａに廻り込む速度も、溶融樹脂が外側円筒部１０の両側に廻り込む速度も、溶融樹脂が内側円筒部１１の両側に廻り込む速度も、ほぼ均等になる。

すると、溶融樹脂が、キャップ１の各部を順序良く流れ込むことになり、キャップの各部に存在するエアーを適切に外部に押し出すことが可能となる。特に、溶融樹脂が、外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込む前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込み、キャップ１の下方の各部から順次充填されていくことになるから、エアーの滞留を防止する。これにより、溶融樹脂が、外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に先に充填せずに、内側円筒部１１や蓋部１３やネジ部１４に先に充填することで、溶融樹脂が、ゲート跡１５に対向する内側円筒部１１の所定の合流領域Ａ（合流点を含む）で合流したとしても、下方の内側円筒部１１や蓋部１３やネジ部１４の充填が終わってから、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺の充填が行なわれるため、合流領域でエアーが溜まるというエアートラップの発生を防止することが可能となる。

又、エアートラップの発生の防止とともに、溶融樹脂のウェルドの発生も防止することが出来ることから、キャップの美的外観を向上させることが出来る。更に、エアートラップやウェルドの発生を防止することで、固化後の樹脂のムラや欠陥を防止することが出来ることから、全体的にキャップの強度を高めることが出来るのである。

特に、外側円筒部１０の上端部１０ａと内側円筒部１１の上端部１１ａとが上端接続部１２で接続されているキャップでは、溶融樹脂が、先ず、外側円筒部１０に流れて、その後、外側円筒部１０の上端部１０ａから上端接続部１２を通って内側円筒部１１の上端部１１ａに廻り込んで、内側円筒部１１に流れる。そのため、上述のキャップでは、溶融樹脂が外側円筒部１０に流れ込む速度と、溶融樹脂が内側円筒部１１に流れ込む速度との差異が生じ易い。更に、溶融樹脂が、外側円筒部１０の上端部１０ａから上端接続部１２を通って内側円筒部１１の上端部１１ａに廻り込んで、内側円筒部１１に流れるため、溶融樹脂が外側円筒部１０に早めに充填され易く、一方で、内側円筒部１１やその後に続くネジ部１４や蓋部１３では、溶融樹脂の充填が遅れ易い。すると、溶融樹脂が、外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に先に充填した後に、内側円筒部１１や蓋部１３やネジ部１４に充填することになり、これが、後の合流点におけるエアートラップを生じる原因となる。このような溶融樹脂の流入速度の差異や充填遅れによって、エアートラップやウェルドが生じ易いのである。

そこで、本発明では、ゲート跡１５に対応するゲート部の付近に、外側円筒部１０と内側円筒部１１とを接続する内側接続部１６を設けている。これにより、溶融樹脂を、外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込ませる前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込ませることで、キャップ１の下方の各部から順次充填させて、エアートラップを防止するのである。又、それに伴って、成形不良を防止し、且つ、美的外観と強度を高めることが出来るのである。

ここで、外側円筒部１０と内側円筒部１１の形状に特に限定は無いが、例えば、外周が真円の円筒状や外周が楕円の円筒状、外周が多角の円筒状を挙げることが出来る。又、外側円筒部１０と内側円筒部１１の厚みに特に限定は無いが、例えば、外側円筒部１０と内側円筒部１１の厚みを同一にしても良いし、外側円筒部１０の厚みを内側円筒部１１の厚みよりも厚くしたり薄くしたりしても構わない。

又、外側円筒部１０の内径Ｒ１と内側円筒部１１の外径Ｒ２との間の長さに特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、外側円筒部１０の内径Ｒ１の１／１０～１／５の範囲内とすることが出来る。

又、上端接続部１２の形状に特に限定は無いが、例えば、図１－図２に示すように、平坦にしても良いし、多少、凹凸が生じている曲面や逆曲面にしても構わない。又、上端接続部１２の厚みに特に限定は無いが、例えば、上端接続部１２の厚みを、外側円筒部１０の厚み又は内側円筒部１１の厚みと同一にしても良いし、上端接続部１２の厚みを外側円筒部１０の厚み又は内側円筒部１１の厚みよりも厚くしたり薄くしたりしても構わない。

又、蓋部１３の形状に特に限定は無いが、例えば、図１－図２に示すように、平坦にしても良いし、多少、凹凸が生じている曲面や逆曲面にしても構わない。又、蓋部１３の厚みに特に限定は無いが、例えば、内側円筒部１１の厚みと同一にしても良いし、内側円筒部１１の厚みよりも厚くしたり薄くしたりしても構わない。

又、蓋部１３の形状は、例えば、図５に示すように、上方に突出した針部１７を設けても構わない。この針部１７は、例えば、キャップ１を装着する口部を有する容器に置いて、口部が所定のシール部材で覆われている場合に、キャップ１の針部１７をシール部材に当ててシール部材を破って、口部を開放するために用いられる。このように、針部１７を設けることで、キャップ１の機能性を高めることが出来る。

ここで、針部１７の外径に特に限定は無いが、例えば、図５に示すように、針部１７の外径Ｒ３は、蓋部１３の外径Ｒ４よりも小さく構成され、例えば、蓋部１３の外径Ｒ４の１／５～４／５の範囲内とすることが出来る。尚、図５では、針部１７の外径Ｒ３は、蓋部１３の外径Ｒ４の約１／２である。

又、針部１７の構成に特に限定は無いが、例えば、図５に示すように、蓋部１３の下方から突出させることで、内部を空洞とした構成でも良いし、蓋部１３の上方に円錐状の形状を接続することで、内部を充填した構成でも構わない。尚、針部１７は、図５に示すように、円柱の上面に円錐の下面を接続した構成であるが、これに限らず、例えば、円錐でも三角錐でも多角錐でも構わない。又、針部１７の厚みに特に限定は無いが、例えば、針部１７が、蓋部１３の下方から突出させた構成の場合は、針部１７の厚みは、蓋部１３の厚みと同一にしても良いし、蓋部１３の厚みよりも厚くしたり薄くしたりしても構わない。

又、ネジ部１４の構成に特に限定は無いが、例えば、図１－図５に示すように、内側円筒部１１の内周面から突出するオス型のネジ構成でも良いし、内側円筒部１１の内周面から凹むメス型のネジ構成でも構わない。

又、ゲート跡１５の形状に特に限定は無いが、例えば、図１－図５に示すように、円形でも良いし、その他に、楕円形状や多角形状等、ゲート跡１５であることが分かる形状であれば、特に限定は無い。

又、内側接続部１６の厚みに特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、内側接続部１６の厚みは、外側円筒部１０の厚み又は内側円筒部１１の厚みと同一にしても良いし、外側円筒部１０の厚み又は内側円筒部１１の厚みよりも薄くしても構わない。又、内側接続部１６は、ゲート跡１５のゲート部Ｇから流入される溶融樹脂が通過する箇所でもあることから、図６に示すように、内側接続部１６の厚みｔ１は、外側円筒部１０の厚みｔ２又は内側円筒部１１の厚みｔ３と同一又は薄く構成されると好ましい。例えば、内側円筒部１１の厚みｔ１は、外側円筒部１０の厚みｔ２又は内側円筒部１１の厚みｔ３の２／３～１の範囲内とすることが出来る。尚、図６では、内側接続部１６の厚みｔ１は、外側円筒部１０の厚みｔ２と同一である。

又、内側接続部１６の構成に特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、本キャップ１の上下方向において、外側円筒部１０の上端部１０ａと、内側円筒部１１の上端部１１ａと、第四の位置Ｐ４との間を接続しても良いし、図６に示すように、第四の位置Ｐ４を、ゲート跡１５の第二の位置Ｐ２から、内側円筒部１１の下端部１１ｃとの間で調整しても構わない。例えば、図６に示すように、第四の位置Ｐ４は、本キャップ１の上下方向において、ゲート跡１５の第二の位置Ｐ２よりも下方であれば良く、例えば、ゲート跡１５の第二の位置Ｐ２から第四の位置Ｐ４までの高さｈ１は、ゲート跡１５の第二の位置Ｐ２から内側円筒部１１の下端部１１ｃの所定の位置Ｐ５（第五の位置）までの高さｈ２と同一又はこの高さｈ２よりも低く設定されれば良い。

又、内側接続部１６の形状に特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、上下方向に長い長方形としても良いし、側面に、下方に向かう程広がるテーパー面を設けて、下面が上面よりも広い台形としても良い。テーパー面を設けることで、型抜きを容易にすることが出来る。ここで、テーパー面の角度に特に限定は無く、上下方向に対して０．１度～０．５度の範囲内であると好ましい。

又、内側接続部１６の数に特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、内側接続部１６は、外側円筒部１０の内周面のうち、ゲート跡１５の裏の第三の位置Ｐ３に一つだけ設けられて、内側接続部１６の数を１つとしても良いし、図７Ａに示すように、内側接続部１６は、外側円筒部１０の内周面のうち、第三の位置Ｐ３と、キャップ１の中心Ｃに対して第三の位置Ｐ３と対向する位置Ｐ６（第六の位置）とのそれぞれに設けて、内側接続部１６の数を２つとしても構わない。これにより、外側円筒部１０と内側円筒部１１との接続箇所を増やして、溶融樹脂の流入速度をより均一にして、成形不良の発生をより抑えることが可能となる。又、美的外観としても、底面視で確認される内側接続部１６の配置が、一種の模様を構成し、装飾性を高め、視覚的に違和感のないキャップ１とすることが出来る。尚、底面視では、内側接続部１６は、突出したリブのような装飾物として確認される。

又、図７Ｂに示すように、内側接続部１６は、外側円筒部１０の内周面のうち、第三の位置Ｐ３と、第六の位置Ｐ６と、第三の位置Ｐ３とキャップ１の中心Ｃとに対して６０度の位置Ｐ７（第七の位置）と、１２０度の位置Ｐ８（第八の位置）と、２４０度の位置Ｐ９（第九の位置）と、３００度の位置Ｐ１０（第十の位置）とのそれぞれに設けて、内側接続部１６の数を６つとしても構わない。つまり、内側接続部１６は、第三の位置Ｐ３に設けられるとともに、キャップ１の中心Ｃに対して放射状に設けても構わない。

又、内側接続部１６の設置位置に特に限定は無いが、例えば、図２に示すように、内側接続部１６は、本キャップ１の左右方向及び前後方向において、第三の位置Ｐ３に設けられても良いし、第三の位置Ｐ３の付近に設けられても構わない。例えば、図７Ｃに示すように、第三の位置Ｐ３とキャップ１の中心Ｃとの接続線Ｌ１に対して所定の角度αで傾斜した傾斜線Ｌ２と、外側円筒部１０の内周面との交点の位置Ｐ１１（第十一の位置）に設けられても良い。接続線Ｌ１と傾斜線Ｌ２との間の角度αは、例えば、０．１度～１５．０度の範囲内とすると好ましく、０．１度～１０．０度の範囲内とすると更に好ましい。

又、内側接続部１６の設置位置の変更に伴って、他の内側接続部１６の設置位置を変更しても構わない。例えば、図７Ｄに示すように、内側接続部１６が、傾斜線Ｌ２と、外側円筒部１０の内周面との交点の第十一の位置Ｐ１１に設けられるとともに、次に、他の内側接続部１６は、第十一の位置Ｐ１１とキャップ１の中心Ｃとに対して９０度の位置Ｐ１２（第十二の位置）と、１８０度の位置Ｐ１３（第十三の位置）と、２７０度の位置Ｐ１４（第十四の位置）とのそれぞれに設けて、内側接続部１６の数を４つとしても構わない。このように、内側接続部１６の構成や設置位置は、適宜設計変更可能である。

又、本発明では、図１－図２に示すように、キャップ１の内側円筒部１１の外周面に、外側に突出した係止部１８を設けても構わない。これにより、外側円筒部１０と内側円筒部１１との間に口部が装着されると、係止部１８が口部に係止することで、キャップ１を口部に所定の強度を持って把持させることが可能となる。

ところで、本発明は、キャップ１の製造装置１００を提供することが出来る。キャップ１の製造装置１００について説明すると、図８に示すように、第一の金型Ｋ１と、第二の金型Ｋ２と、第三の金型Ｋ３と、第四の金型Ｋ４と、第五の金型Ｋ５と、ゲート部Ｇと、流入制御部１０１と、取出制御部１０２と、を備える。

ここで、第一の金型Ｋ１は、外側円筒部１０を形成し、第二の金型Ｋ２は、内側円筒部１１を形成する。第一の金型Ｋ１は、キャビティ（凹部分）を構成し、第二の金型Ｋ２は、コア（凸部分）を構成する。第一の金型Ｋ１と第二の金型Ｋ２の構成に特に限定は無いが、例えば、図８に示すように、第一の金型Ｋ１は、外側円筒部１０を外周面から形成し、第二の金型Ｋ２は、外側円筒部１０と内側円筒部１１の間に装着され、外側円筒部１０の内周面と内側円筒部１１の外周面とを形成する。

又、第三の金型Ｋ３は、上端接続部１２と、蓋部１３とを形成し、第四の金型Ｋ４は、ネジ部１３を形成する。第三の金型Ｋ３は、キャビティの入れ子を構成し、第四の金型Ｋ４は、ネジのコアを構成する。ここで、第三の金型Ｋ３と第四の金型Ｋ４の構成に特に限定は無いが、例えば、図８に示すように、第三の金型Ｋ３は、上端接続部１２の上面から内側円筒部１１の内周面と蓋部１３の上面までを形成し、第四の金型Ｋ４は、内側円筒部１１の内周面の下方から当接して、蓋部１３の下面とネジ部１３を形成する。

又、第五の金型Ｋ５は、内側接続部１６を形成し、ゲート部Ｇは、ゲート跡１５の第三の位置Ｐ３に対応して設けられる。ここで、例えば、図８に示すように、第五の金型Ｋ５は、第二の金型Ｋ２の一部として構成され、ゲート部Ｇ（ゲート跡１５の裏の位置Ｐ３）に対応する外側円筒部１０と内側円筒部１１の間に、長方形状のスリットとして設けられ、外側円筒部１０の内周面の一部と内側円筒部１１の外周面の一部と内側接続部１６の下面とを形成する。

ここで、第二の金型Ｋ２が、円筒状に設けられ、第五の金型Ｋ５が、第二の金型Ｋ２の円筒部の一部を切り欠いたスリットとして設けられることで、第二の金型Ｋ２の型抜きを円滑にすることが出来る。又、ゲート部Ｇは、第五の金型Ｋ５に対面する第一の金型Ｋ１において、ゲート跡１５の第三の位置Ｐ３に対応して設けられている。

又、第一の金型Ｋ１の下方部分と、第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５の下方部分との間には、ワークとなるキャップ１を押さえるストリッパーＳを設けても良い。ストリッパーＳは、後述するように、製造後のキャップ１を第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５とから取り外す役割を有する。

そして、流入制御部１０１は、第一の金型Ｋ１から第五の金型Ｋ５までを組み立てた後に、ゲート部Ｇから溶融樹脂を流入する。ここでは、例えば、図８に示すように、流入制御部１０１が、第一の金型Ｋ１と、第二の金型Ｋ２と、第三の金型Ｋ３と、第四の金型Ｋ４と、第五の金型Ｋ５とを設置して、金型の組立てを完成させる。

尚、金型の組み立て順番に特に限定は無く、例えば、流入制御部１０１が、第四の金型Ｋ４を上方に移動させてから、第一の金型Ｋ１と、第二の金型Ｋ２と、第三の金型Ｋ３と、第五の金型Ｋ５とを設置しても構わない。

そして、流入制御部１０１は、ゲート部Ｇから予め加熱した溶融樹脂を射出することで、キャップ１の各部へ溶融樹脂を流し込む。これにより、上述のように、ゲート部Ｇの付近に内側接続部１６を設けていることから、溶融樹脂をキャップ１の各部に均等に充填させることが可能となり、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能となる。

又、取出制御部１０２は、溶融樹脂の流入後に、第一の金型Ｋ１から第五の金型Ｋ５までを解体（型抜き）して、キャップ１を取り出す。ここでは、例えば、図９に示すように、取出制御部１０２が、先ず、第三の金型Ｋ３を引き離してから、第一の金型Ｋ１を引き離す。ここで、取出制御部１０２は、第三の金型Ｋ３と第一の金型Ｋ１とを共に引き離しても良い。次に、取出制御部１０２は、図１０に示すように、第四の金型Ｋ４を回転させながら引き離し、第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５とを下方に引き離す。ここで、ストリッパーＳが製造後のキャップ１を押さえていることで、第四の金型Ｋ４と、第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５との引き離しを円滑にすることが出来る。これにより、金型の解体を完了する。

ここで、第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５の引き離し方法に特に限定は無く、例えば、取出制御部１０２は、ストリッパーＳを上に移動させることで、キャップ１とストリッパーＳとを第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５とから引き離しても良い。

尚、金型の解体順番に特に限定は無く、例えば、取出制御部１０２は、第四の金型Ｋ４を引き離し、第二の金型Ｋ２と第五の金型Ｋ５とを引き離し、第三の金型Ｋ３と第一の金型Ｋ１とを引き離して解体しても良い。これにより、エアートラップが生じていないことから、美的外観と強度に優れるキャップ１を製造することが出来る。

又、本発明は、キャップ１の製造方法を提供することが出来る。キャップ１の製造方法について説明すると、第一の金型Ｋ１と、第二の金型Ｋ２と、第三の金型Ｋ３と、第四の金型Ｋ４と、第五の金型Ｋ５と、ゲート部Ｇと、を備える製造装置１００の製造方法であって、流入制御工程と、取出制御工程と、を備える。流入制御工程は、第一の金型Ｋ１から第五の金型Ｋ５までを組み立てた後に、ゲート部Ｇから溶融樹脂を流入する。取出制御工程は、溶融樹脂の流入後に、第一の金型Ｋ１から第五の金型Ｋ５までを解体して、キャップ１を取り出す。このように構成しても、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能となる。

さて、本発明に係るキャップ１の作用効果について説明する。本発明の作用効果を確認するために、所定の溶融樹脂のシミュレーションソフトを用いた。このシミュレーションソフトでは、所定の形状を有するキャップを作成し、そのキャップに対して所定のゲート部Ｇを設定し、そのから溶融樹脂を流入することで、溶融樹脂の流入速度や流入量、充填具合を、所定の時間分割で確認することが出来る。

ここで、比較例１として、図１－図２に基づいて、内側接続部１６を設けていないキャップを採用した。このキャップでは、外側円筒部１０と、内側円筒部１１と、上端接続部１２と、蓋部１３と、ネジ部１４と、を備え、外側円筒部１０の上端部１０ａと内側円筒部１１の上端部１１ａとが上端接続部１２で接続されているキャップ（例えば、ダブルキャップ）を構成している。ゲート部Ｇが、ゲート跡１５に対応する。

一方、実施例１として、図１－図２に基づいて、内側接続部１６を一つだけ設けたキャップ１を構成した。この実施例１では、外側円筒部１０と、内側円筒部１１と、上端接続部１２と、蓋部１３と、ネジ部１４と、内側接続部１６と、を備え、実施例１での外側円筒部１０と、内側円筒部１１と、上端接続部１２との構成は、比較例１と同一である。ここで、内側接続部１６の厚みは、外側円筒部１０の厚み又は内側円筒部１１の厚みよりも薄く構成し、内側接続部１６の設置位置は、本キャップ１の左右方向及び前後方向において、第三の位置Ｐ３とし、内側接続部１６の構成は、本キャップ１の上下方向において、外側円筒部１０の上端部１０ａと、内側円筒部１１の上端部１１ａと、第四の位置Ｐ４との間を接続する構成である。

さて、シミュレーションソフトを起動させて、比較例１と実施例１のそれぞれに溶融樹脂を流入して、溶融樹脂の流入速度や流入量、充填具合を確認した。ここで、溶融樹脂の流入開始から流入完了までに要する時間を１０として、充填１割時から充填１０割時までの状態を観察した。

その結果、図１１に示すように、比較例１でも実施例１でも、充填２割時では、ほぼ同じ溶融樹脂の充填具合であったが、比較例１では、充填８割時、充填９割時で、外側円筒部１０の溶融樹脂の流入速度と内側円筒部１１の溶融樹脂の流入速度とに差異が見られ、溶融樹脂が、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込む前に、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込むことで、エアーが内部で停滞し、エアートラップＴと思われる部分が発生した。

一方、実施例１では、充填８割時、充填９割時でも、外側円筒部１０の溶融樹脂の流入速度と内側円筒部１１の溶融樹脂の流入速度とが均等であり、溶融樹脂が、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込む前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込み、キャップ１の下方の各部から順次充填されて、エアートラップＴの部分は発生しなかった。そのため、実施例１では、エアートラップＴの発生を防止出来ることが分かった。尚、図９の比較例１の充填９割時には、エアートラップＴが発生して空洞が生じているキャップの写真を参考に示している。

次に、蓋部１３の上面に設ける針部１７について検討した。実施例２として、実施例１と同じ構成に、内側接続部１６の設置位置（第三の位置Ｐ３）と対向する位置（第六の位置Ｐ６）に内側接続部１６をもう一つ設けるとともに、細長い針部１７を蓋部１３に設けた。実施例２の針部１７の外径Ｒ３は、蓋部１３の外径Ｒ４の１／５である。

又、実施例３として、実施例１と同じ構成に、内側接続部１６の設置位置（第三の位置Ｐ３）と対向する位置（第六の位置Ｐ６）に内側接続部１６をもう一つ設けるとともに、太い針部１７を蓋部１３に設けたキャップを構成した。実施例３の針部１７の外径Ｒ３は、蓋部１３の外径Ｒ４の４／５である。そして、上述と同様に、シミュレーションソフトを起動させて、実施例２と実施例３のそれぞれに溶融樹脂を流入して、溶融樹脂の流入速度や流入量、充填具合を確認した。

その結果、図１２に示すように、実施例２でも実施例３でも、充填８割時、充填９割時において、上述と同様に、溶融樹脂が、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込む前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込み、エアートラップＴの部分は発生しなかった。そのため、実施例２でも実施例３でも、エアートラップＴの発生を防止出来ることが分かった。

次に、針部１７の形状と内側接続部１６の数について検討した。実施例４として、実施例１と同じ構成に、内側接続部１６の設置位置（第三の位置Ｐ３）と対向する位置（第六の位置Ｐ６）に内側接続部１６をもう一つ設けるとともに、中ぐらいの針部１７を蓋部１３に設けた。実施例４の針部１７の外径Ｒ３は、蓋部１３の外径Ｒ４の１／２である。

又、実施例５として、実施例４と同じ構成に、内側接続部１６の設置位置（第三の位置Ｐ３）とキャップ１の中心Ｃとに対して６０度の位置Ｐ７（第七の位置）と、１２０度の位置Ｐ８（第八の位置）と、２４０度の位置Ｐ９（第九の位置）と、３００度の位置Ｐ１０（第十の位置）とのそれぞれに設けて、内側接続部１６の数を６つとした。そして、上述と同様に、シミュレーションソフトを起動させて、実施例４と実施例５のそれぞれに溶融樹脂を流入して、溶融樹脂の流入速度や流入量、充填具合を確認した。

その結果、図１３に示すように、実施例４でも実施例５でも、充填８割時、充填９割時において、上述と同様に、溶融樹脂が、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込む前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込み、エアートラップＴの部分は発生しなかった。そのため、実施例４でも実施例５でも、エアートラップＴの発生を防止出来ることが分かった。

次に、内側接続部１６の設置位置について検討した。実施例６として、実施例１と同じ構成に、中ぐらいの針部１７を蓋部１３に設けるとともに、内側接続部１６の設置位置について、接続線Ｌ１と傾斜線Ｌ２との間の角度αを５．０度に変更した。又、実施例７として、実施例６と同じ構成に、内側接続部１６の設置位置について、接続線Ｌ１と傾斜線Ｌ２との間の角度αを１０．０度に変更した。そして、上述と同様に、シミュレーションソフトを起動させて、実施例６と実施例７のそれぞれに溶融樹脂を流入して、溶融樹脂の流入速度や流入量、充填具合を確認した。

その結果、図１４に示すように、実施例６でも実施例７でも、充填８割時、充填９割時において、上述と同様に、溶融樹脂が、合流領域Ａの上方に位置する外側円筒部１０の上端部１０ａの周辺に流れ込む前に、内側円筒部１１を通って蓋部１３やネジ部１４に流れ込み、エアートラップＴの部分は発生しなかった。そのため、実施例６でも実施例７でも、エアートラップＴの発生を防止出来ることが分かった。

以上のように、本発明に係るキャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法は、食品調味料、薬品、化粧品、シャンプー、リンス、液体せっけんなど、液体の内容物を収容するキャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法に有用であり、外側円筒部の上端部と内側円筒部の上端部とが上端接続部で接続されているキャップであっても、エアートラップ等の成形不良が無く、且つ、美的外観と強度を高めることが可能なキャップ、キャップの製造装置及びキャップの製造方法として有効である。

１ キャップ
１０ 外側円筒部
１１ 内側円筒部
１２ 上端接続部
１３ 蓋部
１４ ネジ部
１５ ゲート跡
１６ 内側接続部

Claims (4)

1. 外側円筒部と、
   前記外側円筒部の内径よりも小さな外径を有する内側円筒部と、
   前記外側円筒部の上端部と前記内側円筒部の上端部とを接続する上端接続部と、
   前記内側円筒部の上端部から当該内側円筒部の内周面の下方の所定の位置に設けられ、前記内側円筒部の開口部を塞ぐ蓋部と、
   前記内側円筒部の下端部付近に設けられたネジ部と、
   前記外側円筒部の上端部から当該外側円筒部の外周面の下方の所定の位置に設けられたゲート跡と、
   本キャップの左右方向及び前後方向において、前記外側円筒部の内周面のうち、前記ゲート跡の裏の位置の付近に設けられ、本キャップの上下方向において、前記外側円筒部の内周面の一部と前記内側円筒部の外周面の一部とを接続する内側接続部と、
   を備えるキャップ。
2. 前記内側接続部は、本キャップの上下方向において、前記外側円筒部の上端部と、前記内側円筒部の上端部と、前記ゲート跡の裏の位置よりも下方の位置との間を接続する、
   請求項１に記載のキャップ。
3. 外側円筒部と、
   前記外側円筒部の内径よりも小さな外径を有する内側円筒部と、
   前記外側円筒部の上端部と前記内側円筒部の上端部とを接続する上端接続部と、
   前記内側円筒部の上端部から当該内側円筒部の内周面の下方の所定の位置に設けられ、前記内側円筒部の開口部を塞ぐ蓋部と、
   前記内側円筒部の下端部付近に設けられたネジ部と、
   前記外側円筒部の上端部から当該外側円筒部の外周面の下方の所定の位置に設けられたゲート跡と、
   本キャップの左右方向及び前後方向において、前記外側円筒部の内周面のうち、前記ゲート跡の裏の位置の付近に設けられ、本キャップの上下方向において、前記外側円筒部の内周面の一部と前記内側円筒部の外周面の一部とを接続する内側接続部と、
   を備えるキャップを製造するキャップの製造装置であって、
   前記外側円筒部を形成する第一の金型と、
   前記内側円筒部を形成する第二の金型と、
   前記上端接続部を形成する第三の金型と、
   前記ネジ部を形成する第四の金型と、
   前記内側接続部を形成する第五の金型と、
   前記ゲート跡の位置に対応して設けられたゲート部と、
   前記第一の金型から第五の金型までを組み立てた後に、前記ゲート部から溶融樹脂を流入する流入制御部と、
   前記溶融樹脂の流入後に、前記第一の金型から第五の金型までを解体して、前記キャップを取り出す取出制御部と、
   を備えるキャップの製造装置。
4. 外側円筒部と、
   前記外側円筒部の内径よりも小さな外径を有する内側円筒部と、
   前記外側円筒部の上端部と前記内側円筒部の上端部とを接続する上端接続部と、
   前記内側円筒部の上端部から当該内側円筒部の内周面の下方の所定の位置に設けられ、前記内側円筒部の開口部を塞ぐ蓋部と、
   前記内側円筒部の下端部付近に設けられたネジ部と、
   前記外側円筒部の上端部から当該外側円筒部の外周面の下方の所定の位置に設けられたゲート跡と、
   本キャップの左右方向及び前後方向において、前記外側円筒部の内周面のうち、前記ゲート跡の裏の位置の付近に設けられ、本キャップの上下方向において、前記外側円筒部の内周面の一部と前記内側円筒部の外周面の一部とを接続する内側接続部と、
   を備えるキャップを製造するキャップの製造方法であって、
   前記製造方法が使用される製造装置は、
   前記外側円筒部を形成する第一の金型と、
   前記内側円筒部を形成する第二の金型と、
   前記上端接続部を形成する第三の金型と、
   前記ネジ部を形成する第四の金型と、
   前記内側接続部を形成する第五の金型と、
   前記ゲート跡の位置に対応して設けられたゲート部と、
   を備え、
   前記製造方法は、
   前記第一の金型から第五の金型までを組み立てた後に、前記ゲート部から溶融樹脂を流入する流入制御工程と、
   前記溶融樹脂の流入後に、前記第一の金型から第五の金型までを解体して、前記キャップを取り出す取出制御工程と、
   を備えるキャップの製造方法。