KR20060052838A - 닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개 - Google Patents

Abstract

본 발명은 닫힌 위치에서 성형된 마개 (1) 에 관한 것이다. 그 마개 (1) 는 둘레갭 (10) 에 의해 분리되는 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 을 포함한다. 각각 박막 힌지 (6) 에 의해 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 에 연결되는 두 사다리꼴형 요소 (5) 를 포함하는 스냅 힌지 (4) 는 마개 (1) 를 열거나 닫는 동안에 스냅 작용을 발생시킨다. 상기 마개는 개봉 각도가 220˚ 로 일어난다.

Description

닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개 {HINGED CLOSURE MOULDED IN CLOSED POSITION}

본 발명은 독립항의 전제부에 따른 닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개 및 힌지식 마개가 사용되는데 적합한 용기에 관한 것이다.

종래의 기술에, 나사캡, 예컨대 폴리에틸렌 (PET) 으로 제조된 음료수병 및 유리로 제조된 병이 공지되어 있다. 이들 마개의 일 단점은 마개를 열고 닫는데 많은 물리적 힘을 필요로 한다는 점이다. 이 외에도, 공지된 나사캡 마개는 일반적으로 탈몰드 (demoulding) 시 문제를 빈번히 야기하는 내부 나사 때문에 제조하기 어렵다. 또 다른 단점은 단독으로 나사캡이 작동될 수 없으며, 열린 후에는 그 캡은 별도로 보관되어야 한다.

유럽 특허 1 147 054 에서는, 닫힌 위치에서 성형된 힌지를 갖춘 마개가 공지되어 있다. 이러한 마개가 종래의 기술로부터 공지된 마개에 대하여 상당한 개선을 보이더라도, 힌지의 배치로 인해, 병으로부터 직접 마시는 동안 원하는 대로 뚜껑 (lid) 은 오리피스로부터 완전히 외부로 떨어져 나갈 수 없다. 그러한 마개의 힌지는 마개의 주축에 대하여 플라스틱 박막으로 제조된 힌지가 몰드 내에서 위 및 아래로부터 접근하기 쉬운 각도로 배치된다.

유럽 특허 0 532 471 은 닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개를 나타내고 있다. 이러한 마개에 구현되는 종래의 힌지 형태는 하부 (몸체) 와 상부 (뚜껑) 사이에 직접 연결부를 형성하는 단일 플라스틱 밴드를 갖는다. 특히, 주 힌지 연결부로 인해, 뚜껑은 오리피스로부터 외부로 떨어져 나가지 않기 때문에 병으로부터 마실 수 없게 된다. 따라서, 이러한 형태의 마개는 음료수병으로 사용되지 않는다. 단지 알려져 있는 용도로는 프랑스에서 사용되고 있는 요리용 기름병에 대한 특정 제품이다.

하부 (몸체) 와 상부 (뚜껑) 를 가지며 닫힌 위치에서 생산될 수 있는 플라스틱 마개가 유럽 특허 0 309 369 에 공지되어 있다. 상기 상부가 주 박막 힌지 연결부에 의해 상기 하부에 연결되어, 상부는 하부에 대하여 원형 경로로 움직이게 된다. 상기 상부는 그 내측에 용기의 출구를 가지며 실링 연결부를 형성하는 돌출 실링 요소를 갖춘 연장부 (extending portion) 를 갖는다. 또한, 상기 상부는 회전 방식으로 스프링 요소에 의해 하부와 연결된다. 그 스프링 요소는 박막 힌지에 의해 상부 및 하부와 연결된다. 개봉할 목적으로, 상부와 하부를 연결하는 박막 힌지는 구부러진다. 미소의 열림 각도 및 마개 부품들 사이에 주 힌지 연결부의 단점으로 인하여, 예컨대 이러한 마개의 수단은 음료 용기로 적합하지 않다.

닫힌 위치에서 성형된 또 다른 마개는 프랑스 특허 2 715 381 에서 공지되어 있다. 이 마개는 마개를 열거나 닫으면서 비틀어지는 두 플라스틱 밴드에 근거하는 스냅 작동 방식이 아닌 비작용형 힌지 (dead hinge) 를 갖는다. 몰드 이 용율은 마개의 커다란 직경 때문에 비교적 낮다. 또 다른 단점으로는 미소의 열림 각도이다.

음료수 병의 마개들은 극도로 가격 경쟁 하에 있는 제품들이다. 그 가격은 마개마다 사용되는 재료, 제조 주기 시간 및 몰드 이용율에 의해 주로 결정된다. 일반적으로, 힌지식 마개는 열린 위치에서 제조되기 때문에 닫힌 위치에서 성형된 마개보다 더 많은 공간을 요구한다. 닫힌 위치에서 성형된 마개의 몰드 이용율은 베이스면 (base area) 과 직경 각각에 의해 주로 결정된다. 따라서, 수직으로 배치된 측벽을 갖는 마개가 경사진 측벽을 갖는 마개보다 더 좋은 몰드 이용율을 갖는다. 원통형 측벽을 갖는 마개가 가장 좋은 몰드 이용율을 얻는다.

본 발명의 목적은 큰 열림 각도와 최적의 몰드 이용율을 가지며 닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 비탄산 및/또는 탄산 음료수 병의 종래 나사캡 형태의 마개를 대체하는데 적합한 힌지식 마개를 제공하는 데 있다.

일반적으로, 닫힌 위치에서 성형된 힌지식 마개는 고리형 하부 (몸체) 와 힌지에 의해 상기 하부에 연결되는 캡형 상부 (뚜껑) 를 포함한다. 일반적으로, 상기 캡형 상부는 일체형의 실링 요소 및/또는 별도의 실링 수단을 갖는다. 일반적으로, 고리형 하부는 대응하는 병의 목부분에 마개를 고정하는데 적합한 고정 수단 (holding means) 을 포함한다. 마개의 하부 및 상부는 힌지 구조에 의해 연결되고, 또한 개봉 표시 혹은 최초 열림을 나타내는 잠금 수단과 같은 다른 수단에 의해 간접적으로 또는 직접 연결될 수 있다. 상기 힌지 구조는 스냅 효과가 있는 작용형일 수 있거나, 스냅 효과가 없는 비작용형일 수 있다. 적절하다면, 마개 부품은 개봉 표시 수단, 예컨대 인열 (tear off) 밴드 또는 얇은 브리지를 부가적으로 가질 수 있으며, 상기 수단은 제거되거나 파괴되어 포장물의 최초 열림을 나타낸다.

몰드 이용율을 최적화하기 위해서, 원통형 또는 곧은 측벽을 가지는 마개가 바람직하다. 이러한 점은 몰드 설계 시에 고려되어야 하는데, 그 이유는 원통형 측벽을 가지는 마개는 탈몰드하기 어려운 언더컷을 종종 가지기 때문이다. 일반적으로, 마개를 위한 몰드 공동 (mould cavity) 은 마개의 내부 형태를 규정하는 코어 (core) 와 마개의 외형을 형성하는 2 이상의 몰드 반부를 포함한다. 제거링과 같은 다른 요소가 마개를 탈몰드하거나 마개를 코어에서 제거하는데 필요할 수도 있다.

열린 위치에서 뚜껑이 오리피스로부터 충분히 멀리 떨어지는 것을 보장하는 큰 열림 각도는 몸체와 뚜껑을 직접 연결하는 주 힌지 연결부를 가지는 종래의 힌지로는 얻을 수 없는데, 그 이유는 이들 종래 힌지의 열림 각도가 단지 130˚ 의 범위이기 때문이다. 본 발명에 따른 마개의 힌지는 마개 부품들 사이에 주 힌지 연결부를 갖지 않기 때문에, 결국 그 열림 각도 α 는 200˚ ~ 240˚가 될 수 있다. 이 각도의 정의는 유럽 특허 0 836 576 에 기재되어 있다. 각도 α, ω 및 φ 의 정의 (이하 참조) 와 관련하여 이 유럽 특허가 본 발명에 관련되어 있다.

상기 언급된 문제들을 해결하기 위해서, 몰딩에 관련된 여러가지 점을 마개의 설계에 고려해야 한다. 기술적 및 경제적 이유 때문에, 힌지식 마개가 바람직하게 코어로부터 제거될 수 있다고 예상된다. 마개의 내부를 형성하는 몰드 코어의 표면을 따라 움직이는 제거링에 의해 좋은 결과를 얻을 수 있다. 제거링과 힌지 사이에 충돌을 막기 위해서는, 특히 힌지가 마개 내부의 코어의 주 반경 (직경) 을 넘어 돌출하지 않도록 설계되어야 하는 것이 중요하다. 종래의 힌지는 큰 열림 각도를 제공하지 못하고 또한 어떠한 충돌도 발생하지 않도록 설계될 수 없기 때문에, 본 발명은 모든 요구조건들을 만족시킬 수 있도록 설계되는 특별한 힌지를 포함한다.

마개의 힌지는, 마개를 열고 닫는 동안 서로에 대해 마개 부품들의 적절한 운동학적 거동을 제공하고 조화를 이루어 기능할 수 있는 2중 힌지 기구를 형성하는 두 사다리꼴형 요소를 포함한다. 2중 힌지 기구의 운동학적 개념은 서로에 대해 마개 부품들이 원형 경로를 따라 움직이지 않는 것을 보장하며, 이는 일반적으로 적절한 기능성을 보장하는데 필요하다. 종래의 힌지 개념은 마개의 뚜껑과 몸체 사이의 주 힌지 연결부의 제한을 받으므로, 상기 언급된 문제들을 해결하는데는 적합하지 않다. 종래 힌지의 또 다른 단점은 열림 각도가 130˚ 범위로 제한되어 있고, 재료 내에 발생된 큰 응력이 힌지 파손을 빈번히 초래한다는 것이다.

바람직하게 사다리꼴형 요소는 마개의 베이스면에 대해 실질적으로 수직하게 (마개의 측벽에 평행하게) 배치된다. 각 사다리꼴형 요소는 박막 힌지 (확실한 힌지 작용을 나타내는 얇은 플라스틱 웨브) 에 의해 마개의 몸체와 뚜껑에 연결된다. 제 1 및 제 2 사다리꼴형 요소에 인접하는 두 박막 힌지는 제 1 및 제 2 면에 배치된다. 제 1 및 제 2 면의 박막 힌지는 각도

로 서로 교차한다. 제 1 및 제 2 면은 각도 ω 로 서로 교차한다. 바람직하게 제 1 및 제 2 면은 각각 제거 방향으로 마개/코어의 축과 평행하게 배치된다. 박막 힌지에 의해 마개의 뚜껑이나 몸체에 연결되지 않는 각 사다리꼴형 요소의 두 자유 가장자리는 일반적으로 자유로워서, 마개를 열거나 닫는 동안에 마개 부품들의 운동을 방해하지 않는다. 사다리꼴형 요소의 사다리꼴 형상으로 인해, 두 자유 가장자리 중 하나는 나머지 다른 하나의 가장자리보다 더 길다. 일반적으로, 더 긴 자유 가장자리는 항상 자유로운 상태로 유지되고, 특정한 실시형태에 있어서 사다리꼴형 요소의 더 짧은 자유 가장자리는 하나 이상의 박막 힌지 및/또는 중간부에 의해 간접적으로 또는 직접 서로 연결될 수 있다.

바람직하게, 사다리꼴형 요소는 마개를 열거나 닫는 동안에 발생하는 그 길이를 따라 비틀림 하중/모멘트를 받아 길이를 따라 비틀리지 않도록 소정의 비틀림 강성을 갖도록 만들어진다. 비틀림 강성의 최적치는 마개와 힌지의 크기에 따른다. 일반적으로, 마개를 열고 닫는 동안 마개 부품이 서로에 대하여 조화를 이루어 기능할 수 있도록 비틀림 강성은 충분히 높아야 한다. 바람직하게, 사다리꼴형 요소는 그 길이 방향 축 방향으로 작용하는 압력 하중을 받아 파손되지 않도록 충분한 강성으로 만들어진다.

사용 분야에 따라 용기의 오리피스를 밀봉하기 위한 여러 실링 개념이 적용될 수 있다. 이와는 반대로 종래 기술 힌지는 그들의 운동학적 특성으로 인하여 그 사용 범위가 제한되어 있다. 일반적으로 바람직한 실링 수단은 오리피스의 목부분의 상부림을 둘러싸고 있으며, 혹은 적어도 부분적으로 오리피스 안에 들어가 그 내부에서 플러그 역할을 한다. 일반적으로 이러한 실링 수단은 마개를 열고 닫는 동안에 적어도 대략 개봉의 길이 방향으로 움직여야하기 때문에, 뚜껑과 몸체 사이에 주 힌지 연결부를 갖춘 힌지 수단은 적용하기 어렵다. 몸체와 뚜껑 사이에 주 힌지 연결부를 갖춘 힌지는 적용될 수 없는데, 그 이유는 주 힌지 연결부 때문에 뚜껑이 주 힌지 연결부 주변의 원형 경로를 따라 움직이기 때문이다. 만일 주 힌지를 갖는 이러한 힌지 수단이 적용되어야 한다면, 오리피스의 상부림의 높이에 주 힌지 연결부를 배치하는 것이 필요한데, 그 이유는 만약 그렇지 않다면 오리피스에 대해 적절히 실 (seal) 을 배치할 수 없기 때문이다. 따라서, 적용되는 힌지는 실링 수단의 기능성을 제한하지 않거나 또는 그 실링 수단에 채택될 수 있음이 분명하다.

종래의 힌지와는 대조적으로, 여기에 소개된 힌지 기구는 유럽 특허 0 746 512, 유럽 특허 0 836 576 및 유럽 특허 1 075 432 에 기재된 바와 같이 개선된 다중 힌지 기구이며, 마개 부품들 사이에 주 힌지 연결부를 갖지 않는다. 종래 기술의 힌지가 갖는 제약은 없다.

현재, 증가된 내부 압력을 받는 탄산 음료수 병용으로 이용될 수 있는 힌지식 마개는 없다. 여기에 개시된 본 발명의 특정한 실시형태에 따르면, 증가된 압력으로 밀봉되고, 압력이 새지 않도록 마개를 반복하여 밀봉할 수 있는 래칭 기구가 제공된 마개가 제공된다. 래칭 기구는 포장물의 예상치 못한 열림을 막으며 최초 열림 초기 열림을 나타내기 위한 개봉 표시 수단이 바람직하게 갖추어져 있다. 바람직한 개봉 표시 수단은 뚜껑과 몸체를 직접 혹은 간접적으로 연결하는 얇게 성형된 하나 이상의 브리지이다. 이 브리지는 최초 열림시에 파괴되도록 만들어진다.

본 원의 기재된 발명은 아래에 제공되는 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더욱 완벽히 이해될 것이고, 청구항에 기재된 발명을 제한함으로써 고려되어선 안된다.

도 1 은 힌지식 마개를 나타내는 후방 사시도,

도 2 는 힌지식 마래를 나타내는 전방 사시도,

도 3 은 래칭 기구를 갖춘 힌지식 마개의 제 2 실시형태를 나타내는 전방 사시도,

도 4 는 도 3 에 따른 힌지식 마개를 나타내는 일 측면도,

도 5 는 힌지식 마개 및 병을 나타내는 평면도,

도 6 은 도 5 에 따른 마개 및 병의 절단면을 나타내는 측면도,

도 7 은 힌지식 마개를 나타내는 평면도,

도 8 은 선 DD 를 따라 도 7 의 마개를 자른 단면도,

도 9 는 도 8 의 일부분 P 를 확대한 도,

도 10 은 도 3 의 마개를 나타내는 측면도,

도 11 은 선 EE 를 따라 도 10 의 마개를 자른 단면도,

도 12 는 도 11 의 일부분 F 를 확대한 도.

첨부 도면과 관련하여 검토될 때, 본 발명은 본 원에 기재된 발명의 바람직한 실시형태를 설명하는 본 상세한 설명에 의해 더 잘 이해될 수 있다. 다수의 도면 내에 대응 요소가 일반적으로 대응 참조 번호와 동일하다는 것을 이해해야 한다.

도 1 은 닫힌 위치에서 성형된 본 발명에 따른 힌지식 마개 (1) 를 뒷쪽에서 본 사시도이다. 상기 마개 (1) 는 스냅 힌지 (snap hinge, 4) 에 의해 상호 연결되는 고리형 하부 (몸체)(2) 와 캡형 상부 (뚜껑)(3) 를 포함한다. 종래 기술의 대부분의 힌지와는 달리, 스냅 힌지 (4) 는 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 사이에 주 힌지 연결부를 갖지 않는다. 상기 스냅 힌지 (4) 는 제 1 및 제 2 사다리꼴형 요소 (5) 를 포함하며, 그 요소 각각은 제 1 박막 힌지 요소 (6.1, 6.2) 및 제 2 박막 힌지 요소 (6.3, 6.4) 각각에 의해 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 에 연결된다. 상기 힌지 요소 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4)(간단히 "6" 으로 표시함) 는 사출 성형으로 인해 정렬되는 박판 재료에 의해 나타나는 확실한 힌지 작용을 갖는 박막 힌지로 구현된다. 박막 힌지의 바람직한 두께는 마개의 크기에 따라 0.2 mm ~ 0.6 mm 이다. 각각의 사다리꼴형 요소 (5) 는 짧은 자유 가장자리 (7) 와 긴 자유 가 장자리 (8) 를 가지며, 이 가장자리는 쉽게 탈몰드 되도록 본 실시형태에서 실질적으로 수직으로 또한 x 방향으로 배치되는 짧은 제 1 틈 (45) 및 긴 제 2 틈 (46) 에 의해 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 에 경계를 이룬다. 상기 사다리꼴형 요소 (5) 는 컷아웃 (9) 에 의해서 분리되어 서로 떨어져 있다. 어떤 실시형태에 있어서, 중간 요소 (5) 는 짧은 자유 가장자리 (7) 를 따라 서로 직접 또는 부가적인 1 이상의 박막 힌지 (이 실시형태에서는 나타나 있지 않음) 에 의해서 간접적으로 서로 연결될 수 있다. 그러한 연결의 결과로 더 약한 힌지를 얻을 수 있으며,혹은 열림 각도의 범위를 한정할 수 있다.

각 사다리꼴형 요소 (5) 의 박막 힌지 (6) 는 제 1 면 (48) 및 제 2 면 (49) 을 규정하며, 이들 면은 각도 (ω) 로 서로 교차하고 있다. 이 각도의 정의는 유럽 특허 0 836 576 에 기재되어 있다. 각도 α, ω 및 φ 의 정의와 관련하여 이 유럽 특허가 본 발명에 참고로 관련되어 있다.

몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 은 원주 방향 틈 (10) 에 의해 분리된다. 그 틈 (10) 에는 얇은 플라스틱재 브리지 (11) 가 배치될 수 있다. 이들 브리지는 힘을 제거함으로써 탈몰드 하는 동안 마개의 붕괴를 막도록 되어 있다. 동시에, 상기 브리지 (11) 는 최초 열림시 파괴되어 마개의 최초 열림을 나타내는 개봉 표시 수단으로 작용한다. 브리지가 피라미드형일 때 좋은 결과를 얻는다. 상기 브리지 (11) 에 보충하거나 그 대신에, 최초 열림 전에 제거되는 인열 (tear off) 밴드 (도시되지 않음) 가 사용될 수 있다.

마개 (1) 는 단지 일부만이 보이는 병 (12) 의 목부분 상에 배치된다. 병 (12) 의 오리피스는 닫힌 위치에서 실링 수단에 의해 밀봉되는 뚜껑 (도시되지 않음)(3) 내에 배치된다. 몸체 (2) 는 일반적으로 누름으로 병 (12) 의 목부분 상에 고정된다. 몸체 (2) 는 그 내면에서 고정 수단 (도시되지 않음) 을 가지며, 이 고정 수단은 병 (12) 의 목부분에 있는 대응 요소와 결합하여 마개 (1) 의 확실한 고정을 보장한다. 마개 (1) 의 축 (A) 은 직교 좌표계의 z 축에 평행하게 배치된다. 각도 φ 는 사다리꼴형 요소 (5) 에 인접하는 박막 힌지 (6) 사이의 각도이다. 각 사다리꼴형 요소 (5) 의 박막 힌지 (6)(6.1, 6.2, 6.3, 6.4) 는 기능성 결핍으로 인하여 평행하게 배치될 수 없다.

도 2 는 전방 사시도로서 닫힌 위치에서 성형된 마개 (1) 의 실시형태를 나타내고 있다. 마개 (1) 의 힌지 (4) 는 마개 (1) 의 뒤쪽에 배치되어 있기 때문에 보이지 않는다. 마개 (1) 의 앞부분에서 뚜껑 (3) 의 상부 림에 배치된 손가락 홈 (20) 을 볼 수 있다. 마개 (1) 의 뚜껑 (3) 은 원주 방향 틈 (10) 의 내면에서 반경 방향 내측으로 돌출한 제 1 요소 (도시되지 않음) 를 포함하며, 이 요소는 마개의 닫힌 위치에서 병 (12) 의 목부분의 대응하는 제 2 요소 (도시되지 않음) 와 결합된다. 이들 제 1 및 제 2 요소는 마개의 예상치 못한 열림을 막는다. 도시된 마개 (1) 는 주로 내부 압력이 없는 비탄산 수/음료수 용으로 주로 설계되어 있다.

사다리꼴형 요소 (5), 컷아웃 (9) 및 원주 방향 틈 (10) 의 영역에서 종종 필요한 언더컷으로 인하여, 일반적으로 마개 (1) 를 제조하는데 사용되는 몰드 (도시되지 않음) 는 바람직하게 외관상 2 부분을 포함하여, 선 "13" 으로 표시된 몰드 의 분리면이 마개 축 (A)(도시된 좌표계의 yz 면) 에 평행하고 스냅 힌지 (4) 에 수직으로 배치된다. 마개 (1) 의 내부는 바람직하게 단일 코어로 형성된다.

도 3 은 병 (12) 의 목부분에 배치된 마개 (1) 의 또 다른 실시형태를 나타내는 전방 사시도이다. 힌지 (4) 는 마개 (1) 의 뒤에 있기 때문에 자세하게 보이지 않는다. 스냅 힌지 (4) 의 반대쪽에는 마개 (1) 의 예상치 못한 열림을 막는 래칭 기구 (latching mechanism)(15) 이 있다. 래칭기구 (15) 는 몸체 (2) 의 일부분인 래치 (16) 를 포함한다. 마개의 닫힌 위치에서 래치 (16) 는 대응하는 노치 (17) 와 결합된다. 뚜껑 (3) 의 외측벽에서 반경 방향으로 움직일 수 있게 배치되는 래치 (16) 는 목부분 (18) 및 이 목부분 (18) 보다 더 넓은 헤드부 (19) 를 포함하며, 이 헤드부는 닫힌 위치에서 노치 (17) 와 함께 접 방향 언더컷을 형성하여 마개의 예상치 못한 열림을 막는다. 원주 방향 틈 (10) 은 래치 (16) 및 노치 (17) 를 둘러싼다. 마개를 열기 위해서는, 래치 (16) 의 헤드부 (19) 가 노치 (17) 에서 분리될 때까지, 병 (12) 의 목부분에 대하여 래치 (16) 를 화살표 (F1) 방향으로 내측으로 누르면 뚜껑 (3) 이 열릴 수 있다. 상기 래치 (16) 는 뚜껑 (3) 을 닫을 때 뚜껑 (3) 및 노치 (17) 가 지나갈 수 있도록 래치 (16) 가 자동적으로 안쪽 또는 바깥쪽으로 움직일 수 있도록 바람직하게 형성된다. 충돌을 막기 위해, 래치 (16) 의 상부 가장자리는 바람직하게 둥글게 또는 경사지게 형성된다. 원주 방향 틈 (10) 에서는, 브리지 (11) 와 같은 개봉 표시 기능은 최초 열림을 표시하기 위해 배치될 수 있다. 도시된 마개 (1) 는 병 내에 증가된 내부 압력을 발생시키는 주로 탄산 수/음료수용으로 설계된다.

도 4 는 열린 위치에 있는 도 2 에 따른 마개 (1) 를 나타내는 측면도이다. 스냅 힌지 (4) 는 열림 각도 (α)(닫힌 위치와 열린 위치 사이의 각도) 가 220 도의 범위내에 있도록 설계된다. 이러면 병 (12) 의 오리피스 (21) 로부터 내용물을 따를 때 뚜껑 (3) 의 방해를 받지 않는다. 보여지는 바와 같이, 사다리꼴형 요소 (5) 는 열림 각도 (α) 의 대략 절반에 해당하는 위치에서 역전 위치에 있다. 마개 (1) 는 마개 (1) 의 부분 및 요소들이 닫힌 위치 및 열린 위치에서 응력을 받지 않도록 설계된다. 열린 위치와 닫힌 위치 사이에서, 스냅 힌지 (4) 는 스냅 힌지 (4) 의 부분들과 마개 (1) 및/또는 병 (12) 의 다른 부분들의 변형을 야기한다. 이러한 변형은 마개의 설계에 따라 뚜껑 (3) 및/또는 몸체 (2) 및/또는 사다리꼴형 요소 (5) 및/또는 박막 힌지 (6) 의 어느 영역에 탄성 에너지로 저장되어 몸체 (2) 에 대한 뚜껑 (3) 의 스냅 작용을 야기하게 된다. 마개 (1) 를 열거나 닫는 동안, 뚜껑 (3) 은 탄성력에 저항하여 움직여져야 하고, 사점 위치 (불안정) 를 지난 후에 뚜껑 (3) 은 자동적으로 가장 가까운 열린 위치 혹은 닫힌 위치로 움직인다. 사다리꼴형 요소의 박막 힌지 (6) 사이의 각도 φ 는 마개 (1) 의 스냅 효과에 영향을 미치는 한 파라미터이다. 스냅 힌지 (4) 의 다른 여러 각도들 사이에 관계는 도 5 에서 나타나 있다. 열린 위치에서, 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 은 거리 s 로 서로 떨어져 있다. 이로 인하여, 180 도를 넘는 열림 각도 ω 를 얻을 수 있다. 마개의 크기에 따라, 거리 s 는 일반적으로 사다리꼴형 요소 (5) 의 짧은 가장자리 (7) 의 50 % ~ 90 % 이다.

도 5 는 닫힌 마개 (1) 를 나타내는 평면도이다. 스냅 힌지 (4) 는 도면 의 왼쪽에 배치되어 있고, 손가락 홈 (20) 은 오른쪽에 배치되어 있다. 마개 (1) 의 원통형 측벽 (22) 에 평행하게 배치되는 사다리꼴형 요소 (5) 가 평면도로 나타나 있다. 힌지 요소 (박막 힌지)(6) 의 축은 일점 쇄선으로 표시되어 있다. 투사면 (xy 면) 상에 박막 힌지 (6) 축의 법선 사이에 각도 ω 는 힌지의 스냅 작용과 열림 각도를 계산하는데 중요한 인자이다. 마개 (1) 의 열림 각도 α 와 각 사다리꼴형 요소 (5) 의 두 박막 힌지 (6) 사이의 각도 ω 및 각도 φ 사이에는 다음과 같은 관계가 있다.

선 BB 를 따라 취한 단면도가 도 6 에 나타나 있다.

도 6 은 도 5 의 선 BB 를 따라 취한 단면도이다. 실링 요소 (23) 가 뚜껑 (3) 의 내부에 배치된다. 실링 요소 (23) 는 마개의 닫힌 위치에서 병 (12) 의 목부분 (24) 과 결합된다. 상기 실링 요소 (23) 는 뚜껑 (3) 의 수평 (xy 면) 베이스 (26) 의 내면에 형성된 돌출 림 (25) 을 갖는다. 도시된 실시형태에서 그 돌출 림 (25) 은 뚜껑 (3) 의 베이스 (26) 로부터 확대되는 다소 원뿔형인 형태를 갖는다. 림 (25) 의 최대 직경은 오리피스 (37) 의 내부면 (36) 과의 접촉부 (38) 에 있다. 림 (25) 은 마개 (1) 의 닫힌 위치에서 소정의 반경 방향 압축을 받는 목부분 (24) 과 결합하도록 되어 있다. 병 (12) 의 목부분 (18) 은 뚜껑 (3) 의 높이에서 외면에서 반경 방향으로 돌출한 원주 고정림 (39) 을 갖는다. 뚜껑 (3) 의 닫힌 위치에서 고정림 (39) 은 뚜껑 (2) 의 내면에서 반경 방향 내측으로 돌출하여 형성된 고정요소 (29) 와 결합하게 되며, 이로써 마개 (1) 의 뜻하지 않은 열림을 방지한다.

도시된 실시형태에서 병 (12) 의 목부분 (18) 은 반경 방향으로 돌출한 고정림 (40) 으로된 고정 수단을 포함한다. 마개 (1) 는 3 개의 대응하는 반경 방향 플랜지 (42) 사이에 배치된 원주 방향 홈 (41) 을 포함하고 있으며, 그 원주 방향 홈은 병 (12) 의 고정림 (40) 과 함께 작용하여, 마개 (1) 의 내면의 고정 수단으로서 역할을 한다. 병 (12) 의 목부분 (18) 상에 마개 (1) 을 단단히 고정하기 위한 다른 수단이 적용될 수 있다. 마개 (1) 의 고정 수단은 힘으로 탈몰드될 수 있도록 바람직하게 형성될 수 있다. 탈몰드력 (원주 방향) 을 줄이기 위해서, 반경 방향 플랜지 (42) 는 분할될 수 있다.

도 7 은 마개 (1) 의 평면도를 나타내고 있다. 선 DD 는 도 8 에서 도시되어 있는 단면도의 절단선을 나타낸다. 선 DD 는 사다리꼴형 요소 (5) 와 스냅 힌지 (4) 의 인접하는 박막 힌지 (6) 의 중간을 통과한다. 브리지 (11) 및 제 1, 2 수직틈 (45, 46) 과 같은 사다리꼴형 요소 (5), 박막 힌지 (6), 컷아웃 (9) 및 원주 방향 틈 (10) 은 +x 및 -x 방향으로 몰드 (도시되지 않음) 의 외측 부분을 열어 탈몰드될 수 있도록 만들어진다. 따라서, 사다리꼴형 요소 (5), 박막 힌지 (6) 및 브리지 (11) 는 방해하는 중첩이 x 방향으로 존재하지 않도록 마개 (1) 의 내부벽 (28) 을 따라 바람직하게 배치된다. 요구된다면, 원주 방향 틈 (10) 및 제 1 및 제 2 수직틈 (45, 46) 은 평행하지 않은 측벽, 예컨대 원뿔형 측 벽으로 이루어질 수 있다.

도 8 은 도 7 에서의 선 DD 를 따라 취한 절단면을 나타내고 있다. 그 절단면은 사다리꼴형 요소 (5) 및 두 인접한 힌지 요소 (6), 실링 요소 (23) 및 원주 방향 틈 (10) 근방에 배치되어 반경 방향 내측으로 돌출한 고정 요소 (29) 를 지난다. 원주 방향 틈 (10) 에는 최초 열림 시에 개봉 표시 수단으로 작용하는 브리지 (11) 가 있다.

박막 힌지 (6) 와 사다리꼴형 요소 (5.1, 5.2)(간단히 "5" 라고 함) 는 마개 (1) 에서 몰드의 코어 (둘다 도시되지 않음) 를 제거함으로써 -z 방향으로 쉽게 디몰드되도록 마개 (1) 의 내면에 형성된다. 이 실시형태에서 박막 힌지 (6) 는 최적의 힌지 기능을 위해 곧게 형성되어 있다. 본 원에서는 이 마개 (1) 의 내주면이 마개 (1) 의 주 내경 R1 보다 작은 반경 R2 로 배치되는 평평한 면 (31) 으로 형성되어 있다. 이 도에서, 한쪽 사다리꼴형 요소의 평평한 면 (5.1) 은 도면에 수직이기 때문에 단지 일 직선으로 보일 수 있다. 다른 한쪽 사다리꼴 요소 (5.2) 의 평평한 면 (31.2) 은 완전히 보일 수 있다.

마개 (1) 내면의 모든 요소는 주 내경 R1 보다 더 작은 반경으로 배치되는데, 그 이유는 만약 그렇지 않으면, R1 에 상응하는 내경을 갖는 제거링으로 마개 (1) 를 탈몰드하기 어렵기 때문이다. 스냅 힌지 (4) 는 힘으로 탈몰드되어야 하는 언더컷을 형성하지 않도록 바람직하게 구성된다. 박막 힌지 (6) 의 내주면은 마개 (1) 의 주 내경 R1 과 동일한 반경 R1 을 갖는 원에 할선으로 배치된다.

도 9 는 도 8 의 일부분 (P) 을 확대한 것이다.

도 9 는 도 8 의 일부분 (P) 을 확대한 도면이다. 박막 힌지 (6) 는 전체 길이에 걸쳐 곧게 형성된다. 마개 (1) 의 외면에 박막 힌지 (6) 의 주면은 곧은 (평평한) 두 경계면 (35) 및 반경 R3 을 가지며 접방향으로 두 경계면 (35) 을 연결하는 원통형 경계면 (33) 으로 형성된다. 상기 두 경계면 (35) 은 서로 각도 κ 를 이루며 배치된다. 열리는 동안, 박막 힌지 (6) 는 힌지축 (34) 을 중심으로 힌지된다. 마개 (1) 가 열리는 동안, 두 경계면 (35) 은 마개 (1) 의 완전 열림 단계에서 가장 가까운 위치에 이를 때까지 함께 움직인다. 각도 κ 는 마개가 두 경계면 (35) 의 충돌없이 열릴 수 있도록 결정되어, 어떠한 방해도 일어나지 않는다. 가장 좋은 기능을 위해 힌지는 박막 힌지 (6) 의 (이론적) 힌지축 (34) 이 원통형 경계면 (33) 에 대해 접선 방향으로 정렬되도록 설계된다. 마개의 크기에 따라, 박막 힌지 (6) 의 두께 (T) 는 바람직하게 0.2 mm ~ 0.6 mm 이다. 박막 힌지 (6) 는 움직임을 차단하는 충돌 없이 마개가 완전히 열릴 수 있도록 형성된다. 상이한 단면을 가지는 박막 힌지의 다른 실시형태도 가능하다.

도 10 은 닫힌 위치에 있는 도 3 에 따른 마개 (1) 를 앞쪽에서 본 것이다. 원주 방향 틈 (10) 에 브리지 (11) 가 있는 것을 볼 수 있다. 래치 (16) 는 노치 (17) 에 배치되어 뚜껑 (3) 의 뜻하지 않은 열림을 막는다. 개봉 표시 수단으로서 역할을 하는 브리지 (11) 가 여전히 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 을 연결하고 있기 때문에, 마개 (1) 가 열리지 않았음이 분명하다. 마개 (1) 의 뒤에 배치되는 스냅 힌지 (4) 는 자세하게 나타나 있지 않다. 선 FF 는 도 11 에서 도시되 어 있는 절단면을 나타낸다.

도 11 은 도 10 의 마개 (1) 를 선 EE 를 따라 자른 단면도를 나타내고 있다. 마개 (1) 는 병 (12) 의 목부분 (24) 에 배치된다. 마개 (1) 의 몸체는 마개 (1) 의 원주 방향 홈 (41) 과 결합되는 병 (12) 의 반경 방향 고정림 (40) 에 의해 고정된다. 힌지 (4) 는 단지 일부만이 나타나 있다. 병 (12) 의 목부분 (24) 뒤에는, 사다리꼴형 요소 (5) 의 내부면이 나타나 있다. 뚜껑 (3) 의 내면에는 목부분 (24) 의 오리피스 (37) 에 대해 내측으로 향한 원뿔림 형상의 실링 요소 (43) 가 있다. 이 실링 요소 (43) 는 병 (12) 의 목부분 (24) 에 대하여 마개 (1) 의 축 (A) 에 중심을 두고 있다. 상기 실링 요소는 뚜껑 (3) 에 고정 연결되며, 뚜껑 (3) 의 닫힌 위치에서 오리피스 (37) 의 림 (44) 상에 놓이게 된다. 여기에 도시된 실시형태의 실링 요소 (43) 는 마개 (1) 및 병 (12) 의 목부분 (24) 의 재료보다 더 탄성적인 다른 재료로 제조된다. 어떤 실시형태에서는 동일한 재료를 사용할 수 있다. 실링 요소 (43) 는 내측에 병 (12) 의 내부 압력 (P) 을 받는 챔버 (45) 를 갖추고 있다. 실링 요소 (43) 는 챔버 (45) 가 내부 압력 (P) 을 받으면 변형하도록 구성된다. 내부 압력 (P) 으로 인한 변형은 오리피스 (37) 의 림 (44) 에 의해 제한되어, 결과적으로 실링 요소의 실링 효과가 증가하게 된다. 실링 요소 (43) 의 작용 원리에 대한 상세한 설명은 WO 0 232 775 에서 알 수 있다. 이 실시형태에서 보여지는 실링 요소 (43) 는 대략적으로 니플 (nipple)(46) 의 폭을 가지는 래치 (16) 에 대하여 외부면 상에 배치된 니플 (nipple)(46) 을 갖는다. 부분도 (F) 는 도 12 에서 도시되어 있다.

도 12 는 도 11 의 일부분 (F) 을 자세히 나타 낸 것이다. 니플 (46) 은, 반경 반향 내측으로 (화살표 s1 으로 표시되는 변형) 힘 (F1)(도 12 참고) 으로 래치 (16) 를 누르면 래치 (16) 가 니플 (46) 에 접촉하여 실링 요소 (43) 의 국부적인 변형을 야기시키도록 설계된다. 이러한 변형에 의해, 실링 요소 (43) 는 오리피스 (37) 의 상부림 (44) 으로부터 국부적으로 떨어지게 되어 (화살표 s2 로 표시됨), 내부 압력 (P) 의 제어된 방출이 일어나게 된다. 압력 (P) 이 방출된 후, 래치 (16) 를 노치 (17) 로부터 분리될 때까지 반경 방향 내측으로 더 누르면 뚜껑 (3) 이 열릴 수 있다. 브리지 (11) 는 래치 (16) 가 반경 방향 내측으로 눌리면 파괴되어 마개 (1) 의 최초 열림을 나타내도록 설계된다.

Claims (10)

1. 몸체 (2), 뚜껑 (3), 및 스냅 힌지 (4) 를 갖춘 닫힌 위치에서 성형된 마개 (1) 에 있어서,

   상기 몸체는 병 (12) 의 목부분 (18) 에 마개 (1) 을 고정하기 위한 고정 수단 (42) 을 포함하고, 상기 뚜껑은 병 (12) 의 오리피스 (21) 을 밀봉하기 위한 실링 수단 (23) 을 포함하며, 상기 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 은 원주 방향 틈 (10) 에 의해 서로 분리되고, 상기 스냅 힌지 (4) 는 제 1, 2 사다리꼴형 요소 (5.1, 5.2) 및 제 1, 2 면 (48, 49) 을 규정하는 제 1, 2 의 박막 힌지쌍 (6.1, 6.2; 6.3, 6.4) 을 포함하며, 그 제 1, 2 의 박막 힌지쌍 (6.1, 6.2; 6.3, 6.4) 은 제 1, 2 사다리꼴형 요소 (5.1, 5.2) 를 뚜껑 (2) 과 몸체 (3) 에 연결하여, 제 1 면 (48) 및 제 2 면 (49) 은 마개 (1) 의 축 (A) 에 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 마개 (1).
2. 제 1 항에 있어서, 제 1, 2 박막 힌지쌍 (6.1, 6.2; 6.3, 6.4) 은 서로 각도 φ 로 배치되고, 제 1, 2 박막 힌지쌍 (6.1. 6.2; 6.3, 6.4) 에 의해 규정되는 제 1, 2 면 (48, 49) 은 각도 ω 로 배치되며, 각도 ω, φ 및 마개 (1) 의 열림 각도 α 사이에는

   

   의 관계가 있는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
3. 제 2 항에 있어서, 열림 각도 α 가 180˚ ~ 240˚ 인 것을 특징으로 하는 마개 (1).
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 박막 힌지 (6) 및 마개 (1) 의 내주면은 마개 (1) 의 주 내경 (R1) 을 넘어 돌출하지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 박막 힌지 (6) 는 마개 (1) 의 내면에 있는 면 (31.1, 31.2) 에 의해 규정되고, 박막 힌지 (6) 의 외면은 서로 각도 κ 로 배치되는 평평한 두 경계면 (35) 및 반경 (R3) 를 갖는 원통형 경계면 (33) 에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 사다리꼴형 요소 (5) 는 컷아웃 (9) 에 의해 분리되어 서로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사다리꼴형 요소는 짧은 가장자리 (7) 를 따라 박막 힌지에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 은 최초 열림시 파괴되는 개봉 표시 수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 마개 (1).
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 몸체 (2) 와 뚜껑 (3) 은 열린 위치에서 거리 s 로 서로 떨어져 있게 되며, 이 거리 s 는 사다리꼴형 요소 (5) 의 짧은 가장자리 (7) 의 50 % ~ 90 % 인 것을 특징으로 하는 마개 (1).
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 원통형 외벽부를 갖는 것을 특징으로 하는 마개 (1).

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