KR20060044918A - 병 뚜껑 - Google Patents

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KR20060044918A
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마사유키 마키타
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마사유키 마키타
비젯토아이 가부시키가이샤
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Abstract

절감된 비용과 최소화된 수의 부품들로 만들어질 수 있는 병 뚜껑이 개시된다. 밑마개가 뚜껑 본체의 내통부의 하단에 일체로 성형되고(molded), 그들 사이에 형성된 홈부(cut)를 가지며, 밑마개에 돌출되게 형성된 개봉부(unsealing projections)를 갖는다. 뚜껑 본체를 닫음 방향으로 돌려서 병의 주둥이부(mouth)에 내통부를 삽입할 때, 밑마개 개봉부가 병의 주둥이부에 의해 덮여지고 병목부(throat portion)를 통과한 때 그와 결합한다. 그 다음에, 병 주둥이부의 내통부를 뽑아내기 위해 뚜껑 본체를 열림 방향으로 회전시킬 때, 병목부에 의해 밑마개 개봉부의 상향 이동이 방해받으며, 그 때문에 밑마개는 내통부의 하단의 홈부(cut)에서 탈락되고 내통부의 원료들이 병 안으로 방출된다.
병 뚜껑

Description

병 뚜껑{Bottle cap}
도 1a와 도 1b는 각각 조립되기 전의 종래의 병 뚜껑을 보여주는, 사시도와 축단면도이고;
도 2a와 도 2b는 각각 어느 정도 조립된 상태의 종래의 병 뚜껑을 보여주는, 사시도와 축단면도이며;
도 3a와 도 3b는 각각 완전히 조립된 종래의 병 뚜껑을 보여주는, 사시도와 축단면도이고;
도 4는, 병에 장착된 종래의 병 뚜껑의 축단면도이며;
도 5a와 도 5b는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 병 뚜껑을 보여주는, 사시도와 축단면도이고;
도 6은, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병 뚜껑의 저면도이며;
도 7은, 본 발명의 제1 실시예의 병 뚜껑의 분해 단면 사시도이고;
도 8은, 병에 장착되기 직전의 제1 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이며;
도 9는, 병에 완전히 장착된 제1 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이고;
도 10은, 개봉된 때의 제1 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이며;
도 11a와 11b는, 각각 제1 실시예의 병 뚜껑의 변형예를 보여주는, 사시도와 축단면도이고;
도 12a와 12b는 각각 뚜껑 본체와 밑마개가 조립된 상태의 본 발명의 제2 실시예에 따른 병 뚜껑을 보여주는, 사시도와 축단면도이며;
도 13은, 제2 실시예의 병 뚜껑이 단면으로 도시된 뚜껑 본체와 밑마개의 분해 사시도이고;
도 14는, 조립된 상태의 제2 실시예의 병 뚜껑이 병에 장착되는 도중의 축단면도이며;
도 15는, 병에 장착된 제2 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이고;
도 16은, 개봉된 때의 제2 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이며;
도 17은, 병에 장착된 상태의 제2 실시예의 병 뚜껑의 변형예를 보여주는, 축단면도이고;
도 18은, 제2 실시예의 병 뚜껑에 사용될 수 있는 변형 밑마개를 보여주는, 사시도이며;
도 19는, 개봉에 따라 뚜껑 본체가 상부와 하부로 분리되는 제2 실시예의 병 뚜껑의 변형예를 보여주는 축단면도이고;
도 20은, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병 뚜껑을 보여주는 단면 사시도이며;
도 21은, 병에 장착되는 도중의 제3 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이고;
도 22는, 병에 장착된 상태의 제3 실시예의 병 뚜껑의 축단면도이며;
도 23은, 본 발명의 제4 실시예에 따른 병 뚜껑을 보여주는 단면도이고;
도 24는, 제4 실시예의 병 뚜껑의 부분확대 축단면도이며;
도 25는, 제4 실시예의 병 뚜껑의 변형예를 보여주는 단면도이고;
도 26은, 도 25의 변형 병 뚜껑의 부분확대 축단면도이며;
도 27a와 도 27b는, 각각 제1 실시예의 병 뚜껑의 다른 변형예를 보여주는, 사시도와 축단면도이고;
도 28은, 도 27a와 27b의 변형 병 뚜껑의 분해 사시단면도이다.
발명의 분야
본 발명은 분말 또는 액체 상태의 원료를 수용하기 위한 원료 수용부를 가지며, 여는 동작(unplugging operation)에 따라서 원료 수용부의 하단부를 열어주어 원료를 병안으로 방출하는 병 뚜껑에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
상술한 형태의 병 뚜껑은 종래부터 공지되어 있으며, 예를 들면 일본 실용신안공보 제S44-12957호(이하 특허문헌 1이라고 함; 명세서 1페이지 및 도 1, 도 2가 특별히 관련됨) 및 일본 특허 제3,281,730호(이하, 특허문헌 2라고 함; 명세서 2 페이지 및 도 1, 도 3이 특별히 관련됨)에 기술되어 있다. 본 발명의 발명자는 특 허문헌 1, 2의 병 뚜껑의 결점을 극복한 병 뚜껑을 제안하여 상업화한 바 있다. 그 병 뚜껑은 일본 특허공개공보 제2004-106888호(이하, 특허문헌 3이라고 함)에 개시되어 있고, 첨부도면의 도 1a∼4에 도시되어 있다. 도 1a, 도 1b, 도 2a 및 도 2b는 조립전의 병 뚜껑을 보여주며, 도 3a 및 도 3b는 조립된 상태의 병 뚜껑을 나타내며, 도 4는 병에 장착된 병 뚜껑을 보여준다.
도 1a∼4에 있어서, 병 뚜껑은 주뚜껑(1), 부뚜껑(2) 및 밑마개(3)를 포함하며, 모두 플라스틱 성형으로 만들어진다.
주 뚜껑은 PET 병과 같은 병(50)의 주둥이부(50a)에 결합되는 뚜껑 본체(5), 그리고 뚜껑 본체(5)와 일체로 형성되고 양측의 상·하단부가 개구된 외통(6)을 포함한다. 이 외통은 뚜껑 본체(5)의 정상부(5a)와 일체로 형성되고 그를 통해 상향 및 하향으로 뻗어 있고, 정상부(5a)로부터 위쪽으로 돌출된 상측부는 상단부가 개구된 주둥이부(6a)를 형성한다. 한편, 정상부(5a)로부터 아래쪽으로 돌출된, 외통(6)의 하측부는 수직통부(6b)를 형성하며, 이것은 뚜껑 본체(5)의 동체부(5b)와 협력하여 그 사이에 간극을 형성하고 뚜껑 본체(5)의 하단부로부터 아래쪽으로 뻗어있다. 수직통부(6b)는 그 하단부가 개구되어 있다. 위의 수직통부(6b)는 정상부(5a)의 부근에 만곡부를 가지며, 이 만곡부보다 아래쪽 부분의 직경이 감소되어 있고, 이 직경 감소 부분은, 수직통부(6b)의 하단부 개구쪽을 향해 그 직경을 감소시키도록 점차적으로 가늘어진다. 작은 단턱부(6c)는, 수직통부(6b)의 내주면의 중간부의 수직통부(6b)의 살 두께(material thickness)를 약간 증가시킴으로써 형성된다.
병(50)의 주둥이부(50a)의 숫나사부(50b)와 결합하기 위한 암나사부(5c)가 뚜껑 본체(5)의 동체부(5b)의 내주면에 형성되고, 숫나사부(6d)가 외통(6) 주둥이부(6a)의 외주면에 형성되어 있다. 동체부(5b)를 손가락으로 열 때 미끄러짐을 방지하기 위한 마찰돌부(non-slip knurls)(5d)가 동체부(5b)의 외주연부에 형성된다.
부뚜껑(2)은 하나의 뚜껑 본체(8)와, 그리고 상기 뚜껑 본체(8)의 정상부(8a)의 하부면으로부터 돌출되게 일체로 형성되고 원료 및 압력 기체 충전부(캡슐)의 역할을 하는 내통(9)을 포함한다. 부뚜껑(2)은, 얇은 살 두께를 가지며, 내통(9)의 외주연부 부근에 뚜껑 본체(8)의 정상부(8a)의 하부면으로부터 돌출되게 일체로 형성되는 하나의 밀폐링(enclosing ring)(10)을 더 포함한다. 내통(9)은 그 사이에 틈을 형성하기 위해 뚜껑 본체(8)의 동체부(8b)와 협력하지만, 뚜껑 본체(8)의 동체부(8b) 보다 더 길게 돌출된다. 내통(9)이 그 사이에 남겨진 매우 작은 틈을 갖게 외통(6)에 삽입될 수 있도록 외통(6)보다 약간 작은 직경을 가지나, 외통(6)보다 약간 더 긴 길이를 가진다. 내통(9)의 내경은 내통(9)의 상단부에서 하단부까지 일정하나, 내통(9)의 외경은 내통(9)의 살 두께가 점차적으로 감소되어 내통(9)의 상단부에서 하단부쪽으로 점차적으로 감소된다. 내통(9)은 플랜지(9e)를 형성하기 위하여 그 하주연에서 외측으로 부풀어져 있다. 또한, 내통(9)의 살 두께를 약간 감소시킨 매우 작은 단턱부(9c)가 내통(9)의 외주면에 형성된다.
부뚜껑(2)의 동체부(8b)의 환상 하주연부(annular lower circumferential edge portion)(8c)는 홈부(8d) 위의 동체부(8b)의 다른 부분으로부터 하주연부(8c)의 전체 주연부 위에 형성된 가느다란 홈부(8d)에 의해 분리될 수 있다. 외통(6)의 주둥이부(6a)의 숫나사부(6d)와 결합하기 위한 암나사부(8e)는 동체부(8b)의 내주면에 형성된다. 도 3a 와 3b에 나타낸 바와 같이 환상 하주연부(8c)가 숫나사부(6d)의 말단부를 강제적으로 넘을 때까지, 암나사부(8e)가 단턱부(6c)와 나사 결합되고 부뚜껑(2)이 외통(6)의 주둥이부(6a)에 덮여지면, 주둥이부(6a)가 공기 및 액체에 대해 밀봉된다. 이 때, 내통(9)의 외주면의 중간부의 매우 작은 단턱부(9c)와 외통(6)의 내주면의 중간부의 매우 작은 단턱부(6c)가, 상하로 근접되는 반면, 부뚜껑(2)은, 그 환상 하주연부(8c)가 주둥이부(6a)에 대해 회전불능하게 고정되고, 내통(9)의 하단부가 외통(6)의 수직통부(6b)의 하단부 개구부로부터 아래로 돌출된다. 그 다음에, 밀폐링(10)이 외통(6)의 주둥이부(6a)에 압입되면, 밀폐링(10)은 부뚜껑(2)의 동체부(8b)의 각도부(angular portion)와 협력하여, 외통(6)의 주둥이부(6a)를 그들 사이에 끼워서 각각 내외측 방향으로 부뚜껑(2)의 정상부(8a)가 외통(6)의 상단부와 가압 접촉하게 한다.
동체부(8b)를 손가락으로 열 때 미끄러짐을 방지하기 위한 마찰돌부(8f)가 동체부(8b)의 외주면에 돌출되고, 열림 방향을 표시하는 화살표부(8g)가 정상부(8a)의 상부면에 양각으로 형성된다.
밑마개(3)는, 하나의 볼록 상부면과 하나의 오목 하부면을 갖는 하나의 압입부(push-in portion)(3a)와, 상기 압입부(3a)의 주연부와 함께 그 사이에 역 U자형 단면의 환상 요홈(annular recessed groove)(3b)을 형성하는 환상 홈부(3c)와, 그리고 상기 압입부(3a)의 오목 하부면의 중심부로부터 하향으로 돌출된 하나의 돌기(3d)를 가진다. 이 압입부(3a), 환상 홈부(3c) 및 돌기(3d)는 서로 일체로 성형된 다. 내통(9)의 하단부가 환상 요홈(3b)에 강제적으로 끼워지고 압입부(3a)를 내통(9)안에 밀어넣으면, 밑마개(3)는 내통(9)의 하단부 개구부를 밀봉하여, 압축 기체(불활성 기체)와 원료(11)가 도 4에 도시된 바와 같이 밀봉되게 채워진다.
위에 설명한 것과 같은 구성을 갖는 병 뚜껑에서, 부뚜껑(2)을 여는 방향으로 돌려서 내통(9)을 상향으로 이동시키면, 밑마개(3)의 환상 오목 부의 상부 주연부가 외통(6)의 하단부 주연부에 닿아서 밑마개(3)의 추가적인 상향 이동을 막는다. 따라서, 외통(6)의 하단부의 플랜지(9e)와 밑마개(3)의 환상 홈부(3c) 사이의 끼워짐(fitting)이 해제되고 계속하여 상향 이동하는 내통(9)으로부터 밑마개(3)가 탈락한다. 밑마개(3)가 탈락하면, 내통(9)의 원료(11)는 압력 기체와 함께 단숨에 분출된다. 밑마개(3)는 병안의 액체속에 가라앉는다.
그러나, 위에 설명된 병 뚜껑은 다음과 같은 문제점들을 가진다.
(1) 병 뚜껑이 주뚜껑(1), 부뚜껑(2) 및 밑마개(3)의 3 부품으로 되고 특히 주뚜껑(1)이 복잡한 구조를 갖기 때문에, 원가가 높아지고, 또한 병 주둥이부에 병 뚜껑을 자동적으로 장착하기 위한 자동 뚜껑 장착 장치의 구조 및 작동을 복잡하게 한다.
(2) 주뚜껑(1)과 부뚜껑(2)이 병(50)의 주둥이부(50a)의 외측에 상하 2단으로 중첩되게 놓이기 때문에, 뚜껑의 전체 높이가 일반 뚜껑보다 약 두배 더 높고 게다가 고장(trouble)도 그만큼 자주 나타날 수 있다.
(3) 부뚜껑(2)을 연 결과 밑마개(3)가 내통(9)으로부터 탈락한 다음에, 밑마개(3)를 함께 삼키지 못하도록 주뚜껑(1)은 병(50)의 주둥이부(50a)에 남아있는 반면, 원료(11)는 주뚜껑(1)으로부터 분리된 부뚜껑(2)만을 사용하여 복용하도록 하는 것이 일반적이다. 그러나, 그러한 설명문이 있더라도, 소비자가 강제적으로 주뚜껑(1)을 병의 주둥이부로부터 제거하고, 주뚜껑(1)이 제거된 병의 주둥이부를 잡고 원료(11)를 입으로 복용함으로써 밑마개(3)까지 삼키는 사례가 실제로 있었다.
(4) 밑마개(3)의 환상 홈부(3c)의 역 U자형 단면을 갖는 환상 요홈(3b)에 부뚜껑(2)의 내통(9)의 하단부의 환상플랜지(9e)를 끼워서 내통(9)의 하단부 개구부에 대한 밑마개(3)의 우수한 밀폐 특성(high sealing property)을 확보하기 위해 노력하더라도, 압력 기체가 들어있는 내통(6)의 기밀성을 확보하기에는 불충분하다.
(5) 주뚜껑(1)의 외통(6) 부분, 즉, 수직통부(downwardly extending tubular portion)(6b)는 부뚜껑(2)을 연 후에도 하부의 주둥이부내로 돌출된 채로 남아있고, 그 돌출부가 병의 주둥이부의 개구부로부터의 액체의 방출을 방해하기 때문에, 원료(11)가 그 양이 작기는 하나 복용되지 않고 병 안에 남아있다.
(6) 홈부(8d)로 인해 부뚜껑(2)의 상부가 홈부(8d)의 하측의 환상 하주연부(8c)로부터 분리되고, 환상 하주연부(8c)는 병의 주둥이부에 남아 있다. 그러나, 동체부(8b)의 상부와 하부의 분리가 상당히 강한 꼬임력(twisting force)을 필요로 하기 때문에, 주뚜껑(1)까지도 돌려져 병의 주둥이부로부터 이탈될 가능성이 있다.
발명의 요약
위에서 설명된 종래의 병 뚜껑의 주뚜껑이 없더라도, 위에 설명한 종래의 병 뚜껑과 유사한 동작을 달성할 수 있는, 즉, 여는 동작을 할 때, 원료 수용부의 밑마개를 분리시켜 병으로 방출되게 하여 비용을 절감하고, 병의 주둥이부에 병 뚜껑을 자동적으로 장착하기 위한 자동 뚜껑 장착 장치의 구조와 동작을 단순화할 수 있는 병 뚜껑을 제공하는 것이 본 발명의 하나의 목적이다.
본 발명의 다른 목적은 소비자가 밑마개를 잘못 삼키는 것을 방지하고, 일부 원료가 그 주뚜껑의 외통 때문에 복용되지 못하고 남아있는 일이 없도록 할 수 있는 병 뚜껑을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 밑마개의 밀폐 특성이 강화되고, 압력 기체가 그 원료 수용부에 수용되더라도, 기밀성이 충분히 확보될 수 있는 병 뚜껑을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 그 뚜껑의 구조가 단순하고, 비용이 절감되며, 뚜껑을 열 때 미끄럼 방지 효과가 증대될 수 있는 병 뚜껑을 제공하는 것이다.
위에 설명한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 병 주둥이부의 외주의 나사부와 결합하기 위해 그 내주에 형성된 나사부를 갖는 하나의 외통부와, 병 주둥이부의 개구부(opening)를 밀봉하기 위한 하나의 천정부(ceiling portion)와, 그리고 천정부로부터 하향으로 연장되어 병 주둥이부로 삽입되어 원료가 수용되는 원료 수용부의 역할을 하는 내통부를 갖는, 하나의 뚜껑 본체와; 그리고 위의 내통부의 하단부를 막기 위해 내통부에 분리가능하게 성형된 하나의 밑마개를 포함하여 구성 되고; 뚜껑 본체가 병의 주둥이부 안에 내통부를 삽입하기 위해 닫음 방향으로 돌려질 때, 밑마개가 병안에 삽입되도록, 탄력적으로 변형되고, 병안의 목부를 통과한 때 복원되어 병목부와 결합되는 하나의 탄성변형가능 개봉부를 밑마개가 가지며, 그 후에 내통부를 병목부로부터 빼내기 위해 뚜껑 본체가 열림 방향으로 돌려질 때, 밑마개는 병목부에 의해 상향 이동이 봉쇄되고, 내통부가 계속 상향 이동되면 내통부의 하단으로부터 분리되고, 그에 따라 내통부의 하단부가 개방되어, 내통부내의 원료가 병안으로 방출된다.
이 병 뚜껑은 뚜껑 본체와 밑마개의 두 부품으로 구성되기 때문에, 도 1a 내지 4를 참조하여 위에 설명된 종래의 병 뚜껑의 주뚜껑이 제거될 수 있다. 그 외에도, 뚜껑 본체를 여는데 따른 밑마개의 탈락은 밑마개의 개봉부를 병 내측의 병목부에 결합시킴에 의해 실행될 수 있기 때문에, 병의 주둥이부에 병 뚜껑을 자동적으로 장착하기 위한 자동 뚜껑 장착 장치의 구조와 동작도 단순화된다. 또한, 밑마개가 탈락된 후에도, 그 밑마개에 형성된 개봉부로 인해 병 주둥이부를 통과하여 나오는 것이 방지되기 때문에, 밑마개가 소비자에 의해 잘못 삼켜지는 그러한 경우는 일어나지 않는다. 또한, 뚜껑 본체가 병 주둥이부로부터 제거되면, 원료 수용부의 역할을 하는 내통부도 완전히 제거되기 때문에 원료가 복용되지 않고 병에 남아있는 그러한 경우도 방지된다.
뚜껑 본체의 내통부의 하단부로부터 밑마개를 분리하기 위한 첫 번째 형태로서, 병목부로부터 내통부를 끌어내기 위해 뚜껑 본체를 열림 방향으로 돌릴 때, 밑마개가 내통부의 하단부의 홈부에서 탈락되도록, 밑마개와 내통부가 그 사이에 형 성된 홈부를 갖는 단일 성형 부재로 성형된다.
이 병 뚜껑은, 밑마개가 뚜껑 본체의 내통부의 하단부와 일체로 성형되고 밑마개의 적어도 일부가 그 홈부에서 내통부의 하단부로부터 분리되기 때문에, 내통부와 밑마개 사이에는 밀봉 문제(sealing problem)가 발생되지 않는다. 게다가, 성형 비용이 크게 절감될 수 있다.
뚜껑 본체의 내통부의 하단부로부터 밑마개를 탈락시키기 위한 두 번째 형태로서, 병목부로부터 내통부를 끌어내기 위하여 뚜껑 본체가 열림 방향으로 돌려질 때, 내통부의 하단부에 용착된 부분(deposited portion)으로부터 밑마개가 분리되도록, 상기 내통부와 다른 플라스틱 재료를 사용하여 밑마개를 내통부의 하단부에 제거가능하게 용착 성형한다.
이 병 뚜껑은, 밑마개가 뚜껑 본체의 내통부와 상이한 플라스틱 재료를 사용하여 용착(deposition)[상이한 재료 동시 성형(different material simultaneous molding)]되어 제거가능하게 성형되기 때문에, 내통부와 밑마개 사이에 밀봉 문제가 발생하지 않는다. 게다가, 성형 비용이 상당히 절감될 수 있다.
뚜껑 본체의 내통부의 하단부로부터 밑마개를 탈락시키기 위한 첫 번째 및 두 번째 형태에 있어서, 내통부에 대한 원료 투입구가 뚜껑 본체의 천정부에 형성되고 윗마개로 막혀진다. 병 뚜껑이 단일 구성체의 제품으로 형성될 수 있도록 윗마개는 탄성 변형가능 힌지부에 의해 뚜껑 본체의 천정부에 일체로 결합될 수 있고, 뚜껑 본체와 일체로 성형된다. 이 경우, 윗마개의 상부면은 윗마개주위의 천정부의 상부면과 함께 거기에 부착된 시트재로 덮여질 수 있다.
이 병 뚜껑으로, 원료투입구가 뚜껑 본체의 천정부에 형성되고, 윗마개로 막혀지기 때문에 무산소 흡수제(free-oxygen absorber) 등 뿐만 아니라 원료와 압력 매질(pressure medium)을 원료 수용부의 역할을 하는 내통부내에 캡슐화(encapsulation)하기가 쉽고, 자동 캡슐화 장치가 단순화될 수 있고 낮은 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 윗마개가, 탄성 변형가능 힌지부에 의해 상기 뚜껑 본체의 천정부에 일체로 결합되게 뚜껑 본체와 일체로 성형되어, 병 뚜껑이 단일 구성체의 제품으로 만들어진다. 이것은 생산비용, 부품 취급, 원료의 자동 캡슐화 등의 모든 점에서의 잇점을 강화시킨다. 더욱이, 윗마개의 상부면이 윗마개주위의 천정부의 상부면과 함께, 시트재(sheet member)로 부착되어 덮여져서, 윗마개의 밀폐 특성(sealing property)이 강화될 수 있다. 더욱이, 윗마개가 봉입(enclosure)을 위해 사용되는 것을 외관으로 알 수 없기 때문에, 내용물이 복용되기 전에 실수로 윗마개를 뽑는 것이 방지될 수 있다.
뚜껑 본체의 내통부의 하단으로부터 밑마개의 탈락을 위한 세 번째 형태로서, 밑마개가, 뚜껑 본체의 내통부와 다른 부재로 성형되고, 내통부 하단의 개구부를 밀봉하고 제거될 수 있도록 내통부의 하단이 압입되는 환상 홈부가 외주면에 형성되어 구성되며, 그에 따라 병목부로부터 내통부를 끌어당겨 빼내기 위해 뚜껑 본체를 열림 방향으로 돌릴 때, 병목부에 의해 밑마개의 상향 이동이 저지되고, 환상 홈부가 내통부의 하단으로부터 끌어당겨져서 내통부에서 밑마개가 탈락된다.
뚜껑 본체의 내통부의 하단으로부터 밑마개를 탈락시키기 위한 세 번째 형태에 있어서, 우수한 밀폐 특성을 확보하기 위하여, 환상 홈부보다 더 부드러운 재료 의 패킹(packing)이 상기 밑마개의 환상 홈부의 내측면에 동시에 성형되어 일체로 형성된다. 상기 패킹이, 환상 홈부의 내측면으로부터 부분적으로 돌출되게 환상 홈부에 매설되는(embedded) 것이 바람직하다.
내통부 하단의 개구부가 밑마개로 밀폐될 때, 연성 재료로 된 패킹이 밑마개의 환상 홈부의 내측면에 동시 성형에 의해 형성되는 이 병 뚜껑은, 뚜껑 본체의 내통부의 하단이 환상 홈부에 압입되고 게다가 패킹이 환상 홈부의 내통부의 하단과 근접하게 접촉하기 때문에 밀폐 특성이 상당히 강화된다. 따라서, 압력 기체가 내통부에 봉입되더라도 밀봉이 충분히 확보될 수 있다. 또한, 패킹이 환상 홈부에 끼워지면 패킹과 환상 홈부 사이의 견고함이 강화되고 마찬가지로 패킹의 몰딩 특성도 강화된다.
이 병 뚜껑은, 복수의 탄성 변형가능 개봉부가 밑마개의 주연부에 형성되게 또는 탄성 변형에 의해 그 외경이 변경되는 고리 형상을 가지게 구성될 수 있다. 후자의 경우에, 밑마개의 병으로의 삽입을 용이하게 하기 위해 하단부를 향해 높이가 낮아지는 다수의 치돌부(teeth)가, 상기 환상 개봉부의 외주면에 돌출되게 형성될 수 있다.
하단을 향해 높이가 낮아지는 다수의 치돌부가 환상 개봉부의 외주면에 돌출되게 형성되면, 병의 주둥이부로 내통부를 삽입하기 위한 닫음 방향으로 뚜껑 본체를 돌릴 때, 환상 개봉부가 매끄럽게 닫힐 수 있다. 또한, 뚜껑 본체가 병의 주둥이부로부터 내통부를 밀어내기 위한 열림 방향으로 돌려질 때, 치돌부의 상단부가 병목부와 결합되어 밑마개를 확실히 탈락시킬 수 있다.
뚜껑 본체가 개봉될 때, 밑마개의 탈락이 확실히 실행될 수 있도록 밑마개의 상향 이동을 막기 위해 밑마개의 개봉부와 결합하는 하나의 결합 돌기가 병목부에 형성되는 것이 바람직하다.
병 뚜껑은, 뚜껑 본체가 경성 플라스틱 재료로 성형되고, 연성 플라스틱 재료로 된 미끄럼방지층이 뚜껑 본체의 외통부의 외주에 동시에 성형되어 일체로 형성되게 구성될 수 있다. 연성 플라스틱의 미끄럼방지 표면층에 골이 형성된(knurled) 것이 바람직하다.
연성 플라스틱 재료의 미끄럼방지 층이 경성 플라스틱 재료로 성형된 뚜껑 본체의 외통부의 외주에 동시 성형됨으로써 일체로 형성되면, 여는 동작에 따른 미끄럼방지 효과가 높고 손가락에 가해지는 아픔이 완화될 수 있다. 게다가 성형이 용이할 뿐만 아니라 제조비용도 절감될 수 있다.
본 발명의 상술된 그리고 다른 목적들, 특성들, 그리고 장점들이, 부품과 구성요소들이 도면부호로 표시된 첨부도면과 함께 이루어질 다음의 설명과 별첨된 특허청구범위로부터 명백하게 될 것이다.
제1 실시예
도 5a, 5b, 6과 7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 병 뚜껑이 도시되어 있다.
도시된 병 뚜껑은, 경성 플라스틱 재료로 단일 부재로 성형된 하나의 뚜껑 본체(A)와, 경성 플라스틱 재료로 단일 부재로 성형되되 뚜껑 본체(A)로부터 분리된, 원반 형태의 윗마개(D)의 두 개의 부품을 포함한다. 또한, 필요에 따라, 시트재(E)가 윗마개(D)에 부착된다(applied).
뚜껑 본체(A)는, 단일 성형 부재(unitary molded member)로 형성되고, 하나의 외통부(outer tube portion)(51)와, 원형 원료 투입구(circular raw material supplying entrance)(52a)를 갖는 하나의 천정부(52)와, 상기 천정부(52)로부터 하향 연장되는 내통부(inner tube portion)(53)와, 그리고 상기 내통부(53)의 하단의 밑마개(54)를 포함한다. 병(50)의 주둥이부50a)의 외주에 형성된 나사부(50b)와 결합하기 위한 나사부(51c)가 상기 외통부(51)의 내주에 형성된다. 또한, 가는 홈부(thin cut)(55)가, 그 상측의 외통부(51)의 일부가 그 하측의 외통부(51)의 환상 하주연부(56)로부터 강제적으로 분리될 수 있도록, 외통부(51)의 하주연부에 전체 원주를 따라서 형성된다. 홈부(55)아래의 하주연부(56)의 내주면이 하나의 경사면(inclined face)으로 형성되고, 환상 단턱부(51b)가 경사면의 상측에 형성된다. 손가락으로 병 뚜껑을 열기 위한 마찰돌부(non-slip knurls)[수직 리브(vertical ribs)](51a)는 홈부(55)에 대해 외통부(51)의 외주면의 상측부에 돌출되어 있다.
내통부(53)는 원료와 압력 기체가 채워질 부분(캡슐)의 역할을 하고, 천정부(52)의 원료 투입구(52a)의 개구 주연부(opening circumferential edge)를 따라서 형성된 단턱부(52b)로부터 아래로 일체로 연장된다. 내통부(53)는, 주둥이부(50a)로부터 동체부(bottle body portion)(50d)로 병목부(throat portion)(50c)보다 더 뻗어있기에 충분한 길이를 가진다. 내통부(53)의 상측부(upper side portion)(53a) 는 그 외주가 주둥이부(50a)의 내주면과 근접하게 접촉하는 크기를 갖는다. 한편, 내통부(53)의 중간부(53b)는, 그 직경이 아래로 갈수록 점차로 축소되어 그 하측부(53c)가 주둥이부(50a)의 내주면과 병목부(50c) 사이에 틈이 형성될 크기를 가진다.
밑마개(54)는, 내통부(53)의 하단부를 막도록 내통부(53)와 일체로 형성되어 있지만, 내통부(53)의 외주면에 형성된 홈부(54a)에 의해 내통부(53)로부터 분리될 수 있다. 각기 탄성 멈춤쇠(resilient pawl)의 형태인 복수의 탄성 돌기들(unsealing projections)(66)이 밑마개(54)의 외주면에 상향으로 비스듬이 그리고 대체로 방사상으로 일체로(obliquely upwardly and generally radially integrally) 형성되어 있다. 이 탄성 돌기들(66)은 이후 설명될 바와 같이 밑마개(54)로 하여금 내통부(53)로부터 분리되도록 하기 위한 스톱퍼(stoppers)의 역할을 한다. 원추대 형상(circular truncated conical shape)을 갖는 돌기(projection)(61)가 하향으로 돌출되게 오목 표면(concave face)의 형태인 밑마개(54)의 하부면의 중심부에 일체로 형성된다.
윗마개(D)는 하나의 원반형 형상이며, 그 하부면의 주연부에 형성된 단턱부(67)를 가진다. 윗마개(D)는, 원료(C)가 압력 기체와 함께 내통부(53)로 공급된 후에 원료 투입구(52a)를 폐쇄하고, 그 결과 윗마개(D)의 단턱부(67)와 원료투입구(52a)의 개구부 원형 모서리(opening circular edge)의 단턱부(52b)가 서로 맞추어지고, 그들의 결합부(fitting portions)가 예를 들어 핫 멜트 접착제(hot melt adhesive) 등에 의해 서로 접착된다. 그 다음에는, 예를 들어 봉인지(paper seal) 와 같은 시트재(sheet member)(E)가 윗마개(D)의 상부면을 천정부(52)의 상부면과 함께 덮기 위해 윗마개(D)에 부착된다. 이것은 윗마개(D)와 원료 투입구(52a) 사이의 밀봉 특성을 높이고, 원료 투입구(52a)가 윗마개(D)로 폐쇄되어 있는 사실을 감출 수 있게 한다.
내통부(53)에 수용될 원료(C)는 녹차, 커피, 농축 미네랄(concentrated minerals), 심해수로부터 추출된 미네랄(minerals extracted from sea deep water), 건강 식품(healthy food), 약제(drug), 시럽(syrup), 유제품(dairy product), 알코올, 농축 야채(concentrated vegetable), 스프 원료(soup raw material), 비타민(vitamins), 설탕, 허브 및 이스트를 포함하는 여러 종류의 분말, 미립, 정제 그리고 유동체일 수 있다. 한편, 압력 기체는 원료(C)의 품질을 유지할 수 있는 불활성 가스이며, 예를 들어 질소 가스, 헬륨 가스, 아르곤 가스, 이산화탄소 가스, 일산화질소 가스 또는 그들의 혼합 가스일 수 있다. 또는 무산소 흡수제(free-oxygen absorber)를 캡슐화시킬(encapsulated) 수도 있다.
위에 설명한 그러한 구성을 갖는 제1 실시예의 병 뚜껑을 병(50)의 주둥이부(50a)에 장착하기 위하여, 내통부(53)가 밑마개(54)와 함께 병 주둥이부(50a)에 완전히 삽입될 때까지 병 뚜껑이 하방을 향해 병 주둥이부(50a)로 삽입되고, 뚜껑 본체(A)를 닫음 방향으로 회전시킨다. 밑마개(54)가 병 주둥이부(50a)에 압입될 때, 방사상 탄성 돌기(66)가 상향으로 기울어져 있기 때문에, 탄성 돌기(66)가 병 주둥이부(50a)에 원활하게 압입되도록 하기 위해 탄성 변형되어 수축 상태로 되며, 탄성 돌기(66)가 병 주둥이부(50a)의 내주면에 미끄러지게 접촉하면서, 내통부(53)가 병 주둥이부(50a)에 삽입될 수 있다.
따라서, 뚜껑 본체(A)가 닫음 방향으로 돌려질 때, 그 외통부(51)의 나사부(51c)는 병 주둥이부(50a)의 숫나사부(50b)와 나사결합되며(screwed), 그 다음에 외통부(51)의 내주면의 환상 단턱부(50b)가 병 주둥이부(50a)의 외주면의 환상 돌부(50e)를 타고 넘을 때까지 강제적으로 죄어진다. 그 결과, 외통부(51)의 하주연부(56)의 내측면이 하나의 경사면으로 형성되어 있기 때문에, 환상 단턱부(51b)가 환상 돌부(50e)를 원활하게 통과하여 환상 돌부(50e)의 평편한 하부면과 결합된다.
반면에, 병 주둥이부(50a)에서, 내통부(53)가 동체부(50d)내까지 돌출될 만큼 충분히 기다랗기 때문에, 밑마개(54)는 병목부(50c)를 통과하고, 그 때문에 탄성 돌기(66)가 그 열린 상태로 복원되며, 병목부(50c)의 하부면과 결합한다.
병 주둥이부(50a)는 이 상태에서 병 뚜껑으로 밀봉된다.
병 주둥이부(50a)가 그러한 밀봉된 상태에 있는 동안 뚜껑 본체(A)를 열림 방향으로 돌리면, 도 9에 도시된 바와 같이 외통부(51)의 상측부가 홈부(55) 보다 위로 이동할 수 있더라도, 홈부(55) 보다 하측의 하주연부(56)는, 환상 단턱부(51b)에서 환상 돌부(50e)의 하부면과 결합된 상태를 유지하기 때문에, 위로 이동할 수 없다. 따라서, 하주연부(56)는 홈부(55)에서 외통부(51)의 상측부로부터 분리되어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 병 주둥이부(50a)에 남아있게 된다.
그러므로, 그러한 분리를 강제적으로 일으키기에 충분한 힘이 가해지지 않으면, 뚜껑 본체(A)를 회전시킬 수 없기 때문에, 밀봉 상태가 확실하게 유지될 수 있다.
반면에, 병 주둥이(50a)에서, 뚜껑 본체(A)가 열림 방향으로 돌려져서 내통부(53)가 회전되어 상향 이동하는 반면, 밑마개(54)는 그 탄성 돌기가 열린 상태로 병목부(50c)의 하부면과 결합 상태에 있어 상승할 수 없다. 그러므로, 밑마개(54)는 더 상승하는 내통부(53)로부터 홈부(54a)에 의해 분리되어 도 10에 도시된 바와 같이 탈락한다. 밑마개(54)가 탈락할 때, 내통부(53)의 원료(C)는 압력 기체와 함께 단숨에 분출되고 밑마개(54)가 병(5)의 액체로 가라앉는다. 밑마개(54)가 그 하부면에 돌기(61)를 가지기 때문에, 앞뒤로 많이 흔들리면서 가라앉지 않는다.
탈락한 밑마개는 열린 상태로 복원된 탄성 돌기(66)의 방사상 외경이 병주둥이부(50a)의 내경보다 크기 때문에, 병 주둥이부(50a)를 통해 빠져 나올 수 없다.
홈부(54a)는 전체 주연부에 형성될 수 있으나, 밑마개(54)가 내통부(53)의 하단으로부터 탈락하지 않고 내통부(53)의 하단으로부터 매달려있는 상태로 열릴 수 있도록 홈부(54a)가 전체 주연부의 일부를 제외하고 형성될 수 있음을 유념하여야 한다.
도 11은 위에 설명한 제1 실시예의 병 뚜껑의 하나의 변형예를 도시한다. 도 11을 참조하면, 도시된 변형 병 뚜껑에서, 각 탄성 돌기(66)는 하나의 구형 단부(spherical end)를 가진다. 탄성 돌기(66)가 설명한 바와 같은 구성을 가질 경우, 병 뚜껑은, 병 주둥이부(50a)의 내주면을 손상시키지 않고 더 원활하게 병 주둥이부(50a)에 삽입될 수 있다.
제2 실시예
이제, 본 발명의 제2 실시예에 따른 병 뚜껑을 설명하기로 한다.
도 12a, 12b와 13을 참조하면, 제2 실시예의 병 뚜껑은, 경성 프라스틱 재료를 사용하여 단일 부재로 성형된 하나의 뚜껑 본체(A)와, 경성 플라스틱 재료를 사용하여 개별 단일 부재(separate unitary member)로 성형된 뚜껑(B)의 두 부품을 포함한다.
뚜껑 본체(A)는 하나의 외통부(51)와, 하나의 천정부(52)와, 그리고 상기 천정부(52)로부터 하향 연장되는 하나의 내통부(53)를 포함하는 성형된 단일 부재이다. 도 15에 도시된 PET 병과 같은 병(50)의 주둥이부(50a)의 외주면에 형성된 나사부(50b)와 결합하기 위한 나사부(51c)는 외통부(51)의 내주에 형성된다. 또한, 가는 홈부(55)가, 그 상측의 외통부(51)의 일부가 그 하측의 외통부(51)의 환상 하주연부(56)로부터 강제로 분리될 수 있도록, 외통부(51)의 하주연부에 전체 주연부를 따라서 형성된다. 탄성있는 내측 환상 돌부(57)가 하주연부(56)의 전체 내주면에 돌출되어 형성되고, 다수의 치돌부(57a)가 전체 주연부위로 서로 미리 정해진 간격을 두고 떨어진 파형 구조로 돌출되게 형성된다. 각 치돌부(57a)는 그 하단부를 향해 높이가 낮아지는 삼각형 형상을 가진다. 손가락으로 병 뚜껑을 열기 위한 마찰돌부(수직 리브)(51a)가 외통부(51)의 홈부(55)위의 외주면에 돌출된다.
내통부(53)는 천정부(52)의 하측면으로부터 일체로 하향 연장되고, 병 주둥이부(50a)내에서 동체부(50d)안까지 하부의 병목부(50c)를 넘어 연장되는 길이를 갖는다. 내통부(53)의 상측부(53a)는, 그 외주면이 주둥이부(50a)의 내주면과 밀착하는 크기를 갖는다. 한편, 내통부(53)의 하측부(53c)는 병 주둥이(50a)의 내주면 과 병목부(50c) 사이에 틈이 형성된 크기를 갖는다. 또한, 내통부(53)의 하단 모서리는 외측이 부풀어져 있는 플랜지(53d)로 형성된다.
밑마개(B)는, 하나의 볼록 상부면과 하나의 오목 하부면을 갖는 하나의 압입부(58)와, 압입부(58)의 주연부와 역 U자형 단면의 환상 요홈(59)을 형성하는 하나의 환상 홈부(60)와, 압입부(58)의 오목 하부면의 중심부로부터 하향 연장되는 원추대 형상(circular truncated conical shape)의 하나의 돌기(61)와, 그리고 환상 홈부(60)의 외측면으로부터 비스듬이 하향 돌출된 하나의 환상 밑마개 개봉부(62)를 포함하는 하나의 성형된 단일 부재로 형성된다.
밑마개(B)의 환상 홈부(60)는, 환상 홈부(60)보다 더 부드러운 재료, 예를 들어 실리콘 고무 또는 프로필렌 고무로 만들어진 환상 패킹(63)이 환상 홈부(60)와 동시에 성형되어 환상 홈부의 내측면에 일체로 형성된다. 패킹(63)은 하부에 매설되고(embedded) 환상 홈부(60)와 합쳐진다.
밑마개(B)의 환상 밑마개 개봉부(62)는, 그 뿌리부(root portion), 즉, 밑마개 개봉부(62)와 환상 홈부(60) 사이에 형성된 함몰부(depression)(64)에 의해 탄력성이 부여되어, 환상 홈부(60)에 대해 개폐하기 위해 [외측방향으로 확대되고 내측 방향으로 수축되게] 탄력적으로 변형될 수 있다. 일반적 상태인 열린 상태에서, 밑마개 개봉부(62)는 주둥이부(50a)의 내경보다 더 큰 외경을 가진다. 다수의 치돌부(65)가 밑마개 개봉부(62)의 외주면의 전체 주연부위로 서로 미리 정해진 간격을 두고 형성된 파형 구조로 돌출되게 형성되어 있다. 각 치돌부(65)는 그 하단부를 향해 높이가 낮아지는 삼각형 형상을 가진다.
위에 설명된 구조를 갖는 제2 실시예의 병 뚜껑은 다음의 방식으로 조립된다.
도 12에 도시된 바와 같이, 밑마개(B)의 환상 홈부(60)의 역 U자형 단면의 환상 요홈(59)과, 뚜껑 본체(A)의 내통부(53)의 하단부에 있는 돌출 플랜지(53d)는, 패킹(63)의 돌기부기 내통부(53)의 하단에 의해 압축되도록 서로 강제적으로 끼워진다. 따라서, 패킹(63)의 돌기부가 압축 상태로 남아있는 동안, 내통부(53)의 하단에 있는 돌출 플랜지(53d)는 역 U자형 단면의 환상 요홈(59)에 압입된다(press fitted). 그러므로, 내통부(53)의 하단 개구부의 밑마개(B)를 사용한 밀폐는 매우 높은 밀봉 성취도를 제공하며, 압력 기체가 내통부(53)에 캡슐화되더라도 그 공기에 대한 밀폐성은 충분히 확보될 수 있다.
원료(C)가 압력 기체와 함께 뚜껑 본체(A)의 내통부(53)로 공급되고 내통부(53)의 하단 개구부가 위에 설명한 방식으로 밑마개(B)로 밀폐된 후에, 뚜껑 본체(A)는 내통부(53)를 병 주둥이부(50a)에 삽입하기 위하여 그 밑마개(B)를 앞세워 병 주둥이부(50a)로 삽입되고, 뚜껑 본체(A)는 닫음 방향으로 돌려진다. 밑마개(B)가 병주둥이부(50a)로 압입될 때, 밑마개 개봉부(62)의 외주면의 다수의 치돌부(65)가 그 하단부를 향해 점차 낮아지는 높이를 가지기 때문에, 수축 상태(닫힌 상태)로 탄력적으로 변형되어, 밑마개 개봉부(62)가 원활하게 압입되고, 치돌부(65)가 병 주둥이부(50a)의 내주면과 미끄러지게 접촉하는 동안 밑마개(B)에 이어 내통부(53)가 병 주둥이(50a)에 삽입될 수 있다.
뚜껑 본체(A)가 닫음 방향으로 회전되는 동안, 그 외통부(51)의 나사부(51c) 가 병 주둥이부(50a)의 숫나사부(50b)에 나사 결합(meshing engagement)되고 그 다음에 외통부(51)의 내측 환상 돌부(57)가 도 15에 도시된 바와 같이 병 주둥이부(50a)의 외주면의 환상 돌부(50e)를 넘을 때까지 나사부(50b)와 나사결합한다(screwed). 이 때, 그 높이가 그 하단부를 향해 낮아지는 다수의 치돌부(57a)가 외통부(51)의 하주연부(56)의 내주면에 형성되고, 환상 돌부(50e)의 상부면이 경사면으로 되어 있기 때문에, 치돌부(57a)는 환상 돌부(50e)를 원활하게 타고 넘으며, 내측 환상 돌부(57)는 환상 돌부(50e)의 평편한 하부면과 결합되게 된다.
한편, 내통부(53)가 동체부(50d)내로 돌출되기에 충분한 길이를 가지기 때문에, 병 주둥이부(50a)로부터, 밑마개(B)가 병목부(50c)를 통과하고 밑마개 개봉부는 그 개봉 상태로 복원되어 병목부(50c)의 하부면과 결합한다.
병 주둥이부(50a)는 이 상태로 밀봉된다.
병 주둥이부(50a)가 위에 설명한 그러한 밀봉 상태에 있는 동안 뚜껑 본체(A)가 열림 방향으로 돌려지면, 홈부(55)에 대해 상측에 있는 외통부(51)의 일부가 상향 이동할 수 있더라도, 그 내측 환상 돌부(57)가 환상 돌부(50e)의 하부면과 결합이 유지되기 때문에 홈부(55) 아래의 하주연부(56)는 상향 이동할 수 없다. 그러므로, 하주연부(56)는 홈부(55)의 외통부(51)의 상측부로부터 분리되고 그 위치에 남아있다.
따라서, 그러한 분리를 강제로 일으킬 수 있을 만큼 충분한 힘이 가해지지 않는 한 뚜껑 본체(A)가 회전될 수 없기 때문에, 뚜껑 본체(A)의 밀봉 상태가 확실히 유지될 수 있다.
한편, 뚜껑 본체(A)를 열림 방향으로 돌리면, 내통부(53)가 돌려지면서 상향 이동하는데 대해, 밑마개 개봉부(62)가 열린 상태이고, 병목부(50c)의 하부면과 결합된 상태로 남아있기 때문에 밑마개(B)는 병 주둥이부(50a)내로 상향 이동할 수 없다. 따라서, 밑마개(B)는 계속 상향 이동하는 내통부(53)로부터 분리되어, 도 16에 도시된 바와 같이 내통부(53)로부터 탈락한다. 밑마개(B)가 탈락할 때, 내통부(53)의 원료(C)는 압력 기체와 함께 단숨에 분출되고 밑마개(B)는 병(50)의 액체에 가라앉는다. 밑마개(B)가 그 하부면에 돌기(61)를 갖기 때문에, 앞뒤로 많이 흔들리면서 가라앉지 않는다.
탈락한 밑마개(B)는, 열린 상태로 복원된 그 개봉부(62)의 외경이 병 주둥이부(50a)의 내경보다 더 크기 때문에, 병 밖으로 나오기 위해 병 주둥이(50a)를 통과하지 못한다.
도 17에 도시된 바와 같이 돌기 또는 리브(50f)가 병목부(50c)의 주연부에 형성되면, 밑마개(B)의 개봉부(62)가 상기 돌기 또는 리브(50f)와 결합하기 때문에 밑마개(B)의 탈락이 확실히 실행될 수 있다.
나아가, 밑마개 개봉부(62)는 환상으로 형성되지 않고, 도 18에 도시된 바와 같이, 각각 탄성 멈춤쇠(resilient pawl)의 형태이고 원주 방향으로 갈라진 복수의 탄성 돌기(66)를 갖도록 구성할 수도 있다. 탄성 돌기(66)는 환상 홈부(60)의 외주면으로부터 전체적으로 비스듬히 위를 향해 방사상으로 돌출되게 형성된다.
또한, 제2 실시예의 뚜껑 본체(A)는, 거기에 형성된 다수의 치돌부(57a)를 갖는 내측 환상 탄성 돌부(57)가 외통부(51)의 하단 주연부에 형성되게 구성되나, 이와 달리 도 19에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다. 특히, 홈부(55)에 대해 하측에 있는 외통부(51)의 하주연부(56)의 내측 원주면이 경사면으로 형성되고, 환상 단턱부(51b)가 경사면에 대해 하주연부(56)의 상측에 형성된다. 뚜껑 본체(A)가 밀봉 상태에 있을 때, 하측 주연부(56)가 병 주둥이부(50a)의 환상 돌부(50e)를 넘어서, 환상 단턱부(51b)가 환상 돌부(50e)와 결합된다. 따라서, 뚜껑 본체(A)가 열릴 때, 뚜껑 본체(A)는 그 홈부(55)에서 상부와 하부로 분리된다.
제3 실시예
이제, 본 발명의 제3 실시예에 따른 병 뚜껑을 도 20 내지 23을 참조하여 설명하기로 한다.
제3 실시예의 병 뚜껑은, 경성 플라스틱 재료로 만들어진 성형 단일 부재로 형성되고, 하나의 뚜껑 본체(A)와 원반 형상의 하나의 윗마개(D)를 포함하는, 하나의 단일 부품으로 구성된다. 하나의 시트재(E)가, 필요에 따라 윗마개(D)에 부착된다.
뚜껑 본체(A)는, 동시 성형에 의해 윗마개(D)와 함께 성형되는 단일 부재로 형성되고, 하나의 외통부(51)와, 원형 원료 투입구(52a)로부터 하향 연장되는 하나의 내통부(53)와, 그리고 제1 실시예의 병 뚜껑과 유사하게 내통부(53)의 하단부에 있는 하나의 밑마개(54)를 포함한다. 병(50)의 주둥이부(50a)의 외주면에 형성된 나사부(50b)와 결합하기 위한 나사부(51c)가 외통부(51)의 내주연부에 형성된다. 나아가, 가는 홈부(55)가 외통부(51)의 하주연부의 전체 주연부를 따라서 형성되 어, 홈부(55)의 상측에 있는 외통부(51)의 일부가 홈부(55)의 내측의 외통부(51)의 환상 하주연부(56)로부터 강제적으로 분리될 수 있다. 홈부(55) 아래의 하주연부(56)의 내주면은 경사면으로 형성되고, 환상 단턱부(51b)가 경사면의 외측에 형성된다. 병 뚜껑을 손가락으로 열기 위한 마찰돌부(수직 리브)가 홈부(55)에 대해 외통부(51)의 외주면의 상측부에 돌출된다.
내통부(53)는 제1 실시에의 병 뚜껑과 유사하게 천정부(52)의 원료 투입구(52a)의 개구부 주연부를 따라서 형성된 단턱부(52b)로부터 일체로 하향 연장된다. 내통부(53)는 병 주둥이부내로부터 동체부(50d)내로 병목부(50c)를 넘어 뻗는 길이를 가진다. 내통부(53)의 상측부(53a)는 그 외주면이 병 주둥이부(50a)의 내주면과 근접하게 접촉할 수 있는 크기를 가진다. 한편, 내통부(53)의 중간부(53b)는 그 직경이 점차적으로 하향 축소되어, 내통부(53)의 하측부(53c)가 병 주둥이부(50a)의 내주면과 병목부(50c) 사이에 틈을 형성하는 크기로 되어 있다.
밑마개(54)는 내통부(53)의 하단부를 막도록 내통부(53)와 함께 일체적으로 형성되어 있으나, 그 외주면에 형성된 홈부(54a)에 의해 내통부(53)로부터 분리될 수 있다. 이 홈부(54a)는 밖으로 개구되도록 형성된다. 환상 밑마개 개봉부(54b)가, 경사면으로 외주면을 형성하기 위해 그 두께가 점차적으로 하향 감소하도록 홈부(54a)의 하측의 밑마개(54)의 전체 주연부를 따라 일체적으로 형성된다. 밑마개 개봉부(54b)는 밖으로 개구된 홈부(54a)로 인해 탄력적으로 변형될 수 있다.
윗마개(D)는 원반형 형상을 가지며, 제1 실시예의 병 뚜껑과 유사하게 그 하부면의 하나의 주연부에 형성된 하나의 단턱부(67)를 가진다. 그러나, 뚜껑 본체 (A)의 천정부(52)의 일부가 하나의 힌지부(52c)로 형성되어, 이로써 윗마개(D)가 힌지부(52c)롤 통해 뚜껑 본체(A)와 합체되는 하나의 성형 부재로 형성된다. 힌지부(52c)는, 천정부(52)의 일부에 제한적으로 형성되기 때문에, 탄력적으로 변형가능하고, 윗마개(D)는 원료 투입구(52a)를 열고 닫을 수 있다. 윗마개(D)도 또한, 그 단턱부(67)와, 원료 투입구(52a)의 개구부 주연부의 단턱부(52b)가 서로 결합되고, 그 결합부들이, 예를 들어 핫 멜트 접착제 등으로 접착되도록 사용할 수 있다. 그 다음에, 윗마개(D)의 상부면을 천정부(52)의 상부면과 함께 덮기 위해 시트재(E)가 윗마개(D)에 부착된다.
한편, 병목부(50c)의 내주면에는 그 살 두께가 점차적으로 하향 증가하게 하여 경사면으로 한 결합 돌기(50g)가 일체로 형성된다.
제3 실시예의 병 뚜껑을 병(50)의 주둥이부(50a)에 장착할 때는, 뚜껑 본체(A)를 닫음 방향으로 돌리면서, 그 외통부(51)의 나사부(51c)를 병 주둥이부(50a)의 숫나사부와 강제로 나사결합시켜서 외통부(51)의 내주면의 환상 단턱부(51b)가 도 22에 도시된 바와 같이 병 주둥이부(50a)의 외주면의 환상 돌부(50e)를 통과시킨다. 이 때, 외통부(51)의 하주연부(56)의 내주면이 경사면으로 형성되기 때문에, 병 주둥이부(50a)는 환상 돌부(50e)를 원활하게 넘어 환상 단턱부(51b)가 환상 돌부(50e)의 평편한 하부면과 결합된다.
이 때, 병 주둥이부(50a)에서, 밑마개(54)의 외주연부의 개봉부(54b)의 경사면은, 병(50)의 목부(50c)의 내주연부의 결합 돌기(50g)의 경사면과 미끄러지게 접촉하면서, 뚜껑 본체(A)의 이동이 끝날 무렵에 결합 돌기(50g)의 경사면을 통과한 다. 결국, 밑마개(54)의 개봉부(54b)가 결합 돌기(50g)와 그 하측에서 결합하고, 병목부(50c)의 결합 돌기(50g)가 밑마개(54)의 홈부(54a)의 벌어진 틈으로 조금 들어간다. 위에 설명한 바로 그 상태에 도달할 때, 병 주둥이부(50a)가 밀봉된다.
그 다음에, 병 주둥이부(50a)가, 그러한 밀봉 상태에서 뚜껑 본체(A)가 열림 방향으로 돌려지면, 외통부(51)의 상측부가 홈부(55)에 대해 상향 이동하더라도, 홈부(55)에 대해 하측의 하주연부(56)는 환상 단턱부(51b)에서 환상 돌부(50e)의 하부면과의 결합이 유지되기 때문에, 제1 실시예의 병 뚜껑과 유사하게 상향 이동할 수 없다. 따라서, 하주연부(56)가 홈부(55)에 의해 외통부(51)의 상측부로부터 분리되어, 병 주둥이부(50a)에 남아있다.
한편, 병 주둥이부(50a)에서, 뚜껑 본체(A)가 열림 방향으로 돌려질 때, 내통부(53)가 회전하면서 상향으로 이동하는 동안, 밑마개(54)는 그 개봉부(54b)가 병목부(50c)의 결합 돌기(50g)의 하부면과 결합하고 있기 때문에 상향 이동할 수 없다. 따라서, 밑마개(54)는 홈부(54a)에 의해 계속 상향 이동하는 내통부(53)로부터 분리되어 탈락한다.
탈락된 밑마개(54)는 그 개봉부(54b)가 병목부(50c)의 내경보다 더 크기 때문에, 병 주둥이부(50a)를 통해 병의 밖으로 나오지 못한다.
홈부(54a)가 전체 주연부에 걸쳐 형성되지 않고 그 일부를 제외하고 형성될 수 있으며, 이 경우 밑마개(54)가 완전히 탈락하지 않고, 내통부(53)의 하단으로부터 매달린 상태로 내통부(53)의 하단이 열리게 할 수 있음을 유념하여야 한다.
제4 실시예
이제, 본 발명의 제4 실시예에 따른 병 뚜껑을 도 23과 24를 참조하여 설명하기로 한다.
제4 실시예의 병 뚜껑도, 경성 플라스틱 재료로 만들어진 하나의 단일 성형 부품으로 구성되고, 하나의 뚜껑 본체(A)와 원반 형상의 하나의 윗마개(D)를 포함하며, 하나의 시트재(E)가 필요에 따라 윗마개(D)에 부착된다.
제3 실시예의 병 뚜껑과 유사하게, 뚜껑 본체(A)는, 동시 성형에 의해 윗마개(D)와 함께 성형된 단일 부재로 형성되고, 하나의 외통부(51)와, 하나의 원형 원료 투입구(52a)를 갖는 하나의 천정부(52)와, 상기 천정부(52)로부터 하향 연장되는 하나의 내통부(53)와, 그리고 하나의 밑마개(54)를 포함한다. 그러나, 밑마개(54)는 내통부(533)와 다른 플라스틱 재료로 동시 성형 (상이 재료 동시 성형) 되어 형성된다.
특히, 밑마개(54)는, 윗마개(D)를 포함하는 뚜껑 본체(A)가 성형될 때, 뚜껑 본체(A)와 다른 플라스틱 재료를 동일한 금속 몰드에 흘려 넣어, 밑마개(54)가 내통부(53)의 하단부에 용착되어 제거가능하게 성형된다. 내통부(53)의 하단부에 대한 밑마개(54)의 용착면(68)은, 밑마개(54)가 용착면(68)으로부터 쉽게 분리될 수 있도록 매트 마감처리 면(mat finished face)과 같이 미세한 요철면으로 형성된다.
도 5a 내지 10을 참조하여 위에 설명한 제1 실시예의 병 뚜껑과 유사하게, 각기 탄성 멈춤쇠 형태인 복수의 탄성 돌기들(66)이, 밑마개(54)의 외주면에 비스듬히 상향으로 그리고 대략 방사상으로 돌출되게 일체로 형성된다.
위에 설명한 그러한 구성을 갖는 제4 실시예의 병 뚜껑에 있어서, 위에 설명한 제1 실시예의 병 뚜껑과 유사하게, 뚜껑 본체(A)를 닫음 방향으로 회전시켜서 밑마개(54)를 병 주둥이부(50a)에 삽입할 때, 탄성 돌기(66)는 수축 상태가 되어, 병 주둥이부(50a)의 내주면과 미끄러지게 접촉한다. 그런 다음, 탄성 돌기(66)가 병목부(50c)를 통과하면, 그 원래의 열린 위치로 복원되고, 병목부(50c)의 하부면과 결합되어 병 주둥이부(50a)를 밀봉한다.
병 주둥이부(50a)가 위에 설명한 밀봉 상태에 있을 때 내통부(53)를 외통부(51)와 함께 상향 이동하기 위해 뚜껑 본체(A)를 열림 방향으로 회전시키면, 탄성 돌기(66)가 병 주둥이부(50a)의 병목부(50c)와 결합된 상태로 남아있기 때문에 밑마개(54)는 상향 이동할 수 없다. 여기서, 밑마개(54)는 내통부(53)의 하단부에 용착되어 제거가능하게 성형되기 때문에, 계속 상향 이동하는 내통부(53)의 하단부의 용착면(68)에서 내통부(53)와 분리되어, 병속으로 탈락한다.
밑마개(54)가 내통부(53)의 하단부로부터 완전히 분리되지 않고, 일부만을 제외하고 분리되어, 밑마개(54)가 내통부(53)의 하단에 매달려 있고, 그에 따라 내통부의 하단이 열려 있도록, 병 뚜껑을 위와 달리 구성할 수 있음을 물론이다.
도 25와 26은 제4 실시예의 병 뚜껑의 하나의 변형예를 도시하고 있다. 도 25와 26을 참조하면, 변형 병 뚜껑은, V자형 단면을 갖는 복수의 탄성 돌기들(66)이 밑마개(54)의 하부면의 주연부에 일체로 하향되게 그리고 방사상으로 뻗어 있도록 형성되는 구성으로 되어 있다.
도 27a, 27b 및 28은, 도 5a 내지 10을 참조하여 위에 설명된 제1 실시예의 병 뚜껑의 다른 변형예를 도시한다. 도 27a 내지 28을 참조하면, 이 변형 병 뚜껑은, 뚜껑 본체(A)가 대체로 경성 플라스틱 재료를 사용하여 만들어진 단일 성형 부재로 형성되기는 하나, 각기 삼각형 단면을 갖는 작은 수직 리브의 형태인 골부(knurls)(51d)를 갖는 미끄럼방지 표면층(51e)이, 경성 플라스틱 재료의 외통부(51)와 연성 플라스틱 재료의 동시 성형에 의해, 뚜껑 본체(A)의 외통부(51)의 전체 주연부위의 외주면에 전체적으로 형성된다는 점에서 제1 실시예와 상이하다.
위에 설명된 연성 플라스틱 재료로 만들어진 그러한 미끄럼방지 표면층(51e)은, 도 11a와 11b, 도 12a 내지 16, 도 17, 도 19, 도 20 내지 22, 도 23과 도 24, 그리고 도 25와 26에 도시된 병 뚜껑들의 외통부(51)의 외주면에도 유사하게 형성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예를 특정 용어를 사용하여 설명하였으나, 그러한 설명은 단지 예시의 목적만을 위한 것이며, 다음의 특허청구범위의 정신 또는 범위를 벗어나지 않고서도 이에 대한 변경과 변형이 만들어질 수 있음을 알아야 한다.
본 발명의 병 뚜껑은, 여는 동작을 할 때, 원료 수용부의 밑마개를 분리시켜 병으로 방출되게 하여 비용을 절감하고, 병의 주둥이부에 병 뚜껑을 자동적으로 장착하기 위한 자동 뚜껑 장착 장치의 구조와 동작을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 병 뚜껑은 소비자가 밑마개를 잘못 삼키는 것을 방지하고, 일부 원료가 그 주뚜껑의 외통 때문에 복용되지 못하고 남아있는 일이 없도록 할 수 있으며, 밑마개의 밀폐 특성이 강화되고, 압력 기체가 그 원료 수용부에 수용되더라도, 기밀성이 충분히 확보될 수 있다.

Claims (18)

  1. 병 주둥이부의 외주의 나사부와 결합하기 위해 그 내주에 형성된 나사부를 갖는 하나의 외통부와, 병 주둥이부의 개구부(opening)를 밀봉하기 위한 하나의 천정부(ceiling portion)와, 그리고 천정부로부터 하향으로 연장되어 병 주둥이부로 삽입되어 원료가 수용되는 원료 수용부의 역할을 하는 내통부를 갖는, 하나의 뚜껑 본체와; 그리고
    상기 내통부의 하단부를 막기 위해 상기 내통부에 분리가능하게 성형된 하나의 밑마개를 포함하여 구성되고;
    상기 뚜껑 본체가 병의 주둥이부 안에 상기 내통부를 삽입하기 위해 닫음 방향으로 돌려질 때, 상기 밑마개가 병안에 삽입되도록, 탄력적으로 변형되고, 병안의 목부를 통과한 때 복원되어 병목부와 결합되는 하나의 탄성변형가능 개봉부를 상기 밑마개가 가지며, 그 후에 상기 내통부를 병목부로부터 빼내기 위해 상기 뚜껑 본체가 열림 방향으로 돌려질 때, 상기 밑마개는 병목부에 의해 상향 이동이 봉쇄되고, 상기 내통부가 계속 상향 이동되면 상기 내통부의 하단으로부터 분리되고, 그에 따라 내통부의 하단부가 개방되어, 내통부내의 원료가 병안으로 방출되는, 병 뚜껑.
  2. 제1항에 있어서, 상기 밑마개와 상기 내통부가 그 사이에 형성된 하나의 홈부를 갖는 단일 성형 부재로 성형되어, 상기 병목부로부터 상기 내통부를 빼내기 위해 상기 뚜껑 본체를 열림 방향으로 돌릴 때, 상기 밑마개가 상기 내통부의 상기 하단부의 홈부에 의해 탈락되는, 병 뚜껑.
  3. 제2항에 있어서, 상기 내통부에 대한 원료 투입구가 상기 뚜껑 본체의 천정부에 형성되고 윗마개로 막혀지는, 병 뚜껑.
  4. 제3항에 있어서, 상기 윗마개가, 하나의 탄성 변형가능 힌지부에 의해 상기 뚜껑 본체의 상기 천정부에 일체로 결합되게 상기 뚜껑 본체와 일체로 성형된, 병 뚜껑.
  5. 제3항에 있어서, 상기 윗마개의 상부면이, 상기 윗마개 주위의 천정부의 상부면과 함께, 시트재(sheet member)로 부착되어 덮여지는, 병 뚜껑.
  6. 제1항에 있어서, 상기 병마개가 상기 내통부와 다른 플라스틱 재료를 사용하여 내통부의 하단에 제거가능하게 용착 성형되어 만들어지고, 그에 따라 상기 병목부로부터 상기 내통부를 빼내기 위하여 상기 뚜껑 본체가 열림 방향으로 돌려질 때, 상기 내통부의 하단부에 용착된 부분(deposited portion)에 의해 상기 밑마개가 분리되는, 병 뚜껑.
  7. 제6항에 있어서, 상기 내통부에 대한 원료 투입구가 상기 뚜껑 본체의 천정 부에 형성되고 윗마개로 막혀지는, 병 뚜껑.
  8. 제7항에 있어서, 상기 윗마개가, 탄성 변형가능 힌지부에 의해 상기 뚜껑 본체의 천정부에 일체로 결합되게 상기 뚜껑 본체와 일체로 성형된, 병 뚜껑.
  9. 제7항에 있어서, 상기 윗마개의 상부면이 상기 윗마개 주위의 천정부의 상부면과 함께, 시트재로 부착되어 덮여지는, 병 뚜껑.
  10. 제1항에 있어서, 상기 밑마개가, 상기 뚜껑 본체의 내통부와 다른 부재로 성형되고, 상기 내통부 하단의 개구부를 밀봉하고 제거될 수 있도록 상기 내통부의 하단이 압입되는 환상 홈부가 외주면에 형성되어 구성되며, 그에 따라 병목부로부터 상기 내통부를 끌어당겨 빼내기 위해 상기 뚜껑 본체를 열림 방향으로 돌릴 때, 상기 병목부에 의해 상기 밑마개의 상향 이동이 저지되고, 상기 환상 홈부가 상기 내통부의 하단으로부터 끌어당겨져서 상기 내통부에서 상기 밑마개가 탈락되는, 병 뚜껑.
  11. 제10항에 있어서, 상기 환상 홈부보다 더 부드러운 재료의 패킹(packing)이 상기 밑마개의 환상 홈부의 내측면에 동시에 성형되어 일체로 형성되는, 병 뚜껑.
  12. 제11항에 있어서, 상기 패킹이, 상기 환상 홈부의 내측면으로부터 부분적으 로 돌출되게 상기 환상 홈부에 매설되는(embedded), 병 뚜껑.
  13. 제1항에 있어서, 상기 복수의 탄성 변형가능 개봉부가 상기 밑마개의 주연부에 형성되고, 각각 멈춤쇠 형상을 가지는, 병 뚜껑.
  14. 제1항에 있어서, 상기 밑마개의 탄성 변형가능 개봉부가, 탄성 변형에 의해 그 외경이 변경되는 고리 형상을 가지는, 병 뚜껑.
  15. 제14항에 있어서, 하단부를 향해 높이가 낮아지는 다수의 치돌부(teeth)가 상기 환상 개봉부의 외주면에 돌출되게 형성된, 병 뚜껑.
  16. 제1항에 있어서, 상기 뚜껑 본체가 개봉될 때, 상기 밑마개의 상향 이동을 막기 위해 상기 밑마개의 개봉부와 결합하는 하나의 결합 돌기가 상기 병목부에 형성된, 병 뚜껑.
  17. 제1항에 있어서, 상기 뚜껑 본체가 경성 플라스틱 재료로 성형되고, 연성 플라스틱 재료로 된 미끄럼방지층이 상기 뚜껑 본체의 상기 외통부의 외주에 동시에 성형되어 일체로 형성된, 병 뚜껑.
  18. 제17항에 있어서, 상기 연성 플라스틱의 미끄럼방지 표면층에 골이 형성된 (knurled), 병 뚜껑.
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