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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022006608
(43)【公開日】2022-01-13
(54)【発明の名称】キャップ
(51)【国際特許分類】
   B65D 41/34 20060101AFI20220105BHJP
【FI】
B65D41/34 110
B65D41/34
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020108944
(22)【出願日】2020-06-24
(71)【出願人】
【識別番号】000006769
【氏名又は名称】ライオン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100165179
【弁理士】
【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100153763
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 広之
(72)【発明者】
【氏名】定家 恵実
【テーマコード(参考)】
3E084
【Fターム(参考)】
3E084AA12
3E084AA24
3E084AB01
3E084AB07
3E084BA02
3E084CA01
3E084CC04
3E084CC05
3E084DA01
3E084DB06
3E084DB12
3E084DC04
3E084DC05
3E084FA09
3E084FB01
3E084GA04
3E084GB04
3E084GB08
3E084KA12
3E084LA18
3E084LB02
(57)【要約】
【課題】開栓時におけるブリッジの破断しやすさを確保しつつ、閉栓時におけるブリッジの破断を抑制できるキャップを提供する。
【解決手段】容器の口部に装着されるキャップ1であって、上下方向に延びる軸線Jを中心とする周壁部12を有するキャップ本体10と、キャップ本体の下側に破断可能なブリッジ40を介して連結されたリング部30と、周壁部の下端から下側に延出し、閉栓時に軸線を中心とする周方向に回転したときにリング部と対向接触可能なストッパー15と、リング部の上部に設けられストッパーが位置する凹状部31とを有する。ストッパーは、周方向で開栓側から閉栓側に突出する第1係合部16を有し、リング部は、周方向で閉栓側から開栓側に突出し閉栓時にリング部とストッパーとが対向接触したときに、上側から第1係合部に係合可能な第2係合部32を有する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器の口部に装着されるキャップであって、
上下方向に延びる軸線を中心とする周壁部を有するキャップ本体と、
前記キャップ本体の下側に破断可能なブリッジを介して連結されたリング部と、
前記周壁部の下端から下側に延出し、閉栓時に前記軸線を中心とする周方向に回転したときに前記リング部と対向接触可能なストッパーと、
前記リング部の上部に設けられ前記ストッパーが位置する凹状部とを有し、
前記ストッパーは、前記周方向で開栓側から閉栓側に突出する第1係合部を有し、
前記リング部は、前記周方向で閉栓側から開栓側に突出し閉栓時に前記リング部と前記ストッパーとが対向接触したときに、上側から前記第1係合部に係合可能な第2係合部を有することを特徴とするキャップ。
【請求項2】
前記リング部は、前記ブリッジが連結された連結面から上側に突出し前記ブリッジよりも前記上下方向に低く形成されたスペーサーを有する、
請求項1に記載のキャップ。
【請求項3】
前記スペーサーは、前記ブリッジを挟んで前記周方向の両側にそれぞれ配置されている、請求項2に記載のキャップ。
【請求項4】
前記ストッパーと前記リング部とに負荷が加わらないイニシャル状態における前記第1係合部と前記第2係合部との前記周方向の係合長さをL1(mm)とし、
前記イニシャル状態における前記ストッパーと前記リング部とが対向接触する側と逆側の前記リング部と前記ストッパーとの前記周方向の最小距離をL2(mm)とすると、
L1<L2
の関係を満足する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のキャップ。
【請求項5】
前記第1係合部および前記第2係合部の前記上下方向の厚さは、それぞれ0.2mm以上である、
請求項1から4のいずれか一項に記載のキャップ。
【請求項6】
前記第1係合部は、前記第2係合部と係合する第1係合面を有し、
前記第2係合部は、前記第1係合部と係合する第2係合面を有し、
前記第1係合面および前記第2係合面は、前記上下方向と直交する平面と平行な面である、
請求項1から5のいずれか一項に記載のキャップ。
【請求項7】
前記第1係合部は、前記第2係合部と係合する第1係合面を有し、
前記第2係合部は、前記第1係合部と係合する第2係合面を有し、
前記第1係合面および前記第2係合面は、前記周方向で前記閉栓側から前記開栓側に向かうに従って上側に向かう方向に傾斜する傾斜面であり、
前記傾斜面の前記周方向に対する傾斜角度は、0度より大きく、30度以下である、
請求項1から5のいずれか一項に記載のキャップ。
【請求項8】
前記第1係合部と前記第2係合部との少なくとも一方は、閉栓時に前記ストッパーが前記リング部と対向接触したときに、前記ストッパーまたは前記リング部に対向接触する、
請求項1から7のいずれか一項に記載のキャップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャップに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から店頭に陳列されて販売されることの多い食品、飲料、医薬品などのボトル容器には、タンパーエビデンス式のキャップが採用されている。タンパーエビデンス式のキャップは、異物混入行為を未然に防止すべく、開栓するとその行為が判別可能に構成されている。
【0003】
この種のキャップは、ねじ構造を持つキャップ本体とキャップ本体下方に複数のブリッジを介してつながったリング部(タンパーエビデンスリング)とを有している。開封時には、ボトルの口部に装着されたキャップを反時計回り方向に回転させることによって、キャップ本体とリング部の間隔が次第に離間され、限界を超えるとブリッジが破断されてキャップ本体とリング部との連結が解かれ、開栓行為が示されるものである。
【0004】
一方、キャップをボトルの口部に取り付ける、いわゆる閉栓工程においては、キャップを回転させた際に、リング部がビードを乗り越えだすとリング部に回転運動に対する抵抗が生じるため、リング部とキャップ本体とで回転速度に差が生じ、ブリッジが破断する可能性がある。
【0005】
特許文献1には、キャップ本体にリング部がブリッジを介して連結され、キャップ本体に閉栓時にリング部に周方向に当接するストッパーが設けられるキャップが開示されている。特許文献1に開示されたキャップでは、閉栓時にストッパーがリング部に周方向に当接することによりキャップ本体とリング部との周方向の相対移動が阻止されるため、ブリッジの破断が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特許第4647994号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1に記載されたキャップのストッパーでは、キャップ本体とリング部との周方向(回転方向)の動きは固定されるものの、周方向と直交する上下方向の向きは固定されない。閉栓時にキャップを回転させた際に、キャップ本体はねじ構造により下方向に移動するが、リング部はビードを乗り越える際に下方向の移動に対する抵抗が生じる。
【0008】
このとき、キャップ本体とリング部との上下方向の距離が短くなることで、ブリッジには圧縮力が加わり弾性変形する。その後にリング部がビードを乗り越えると、キャップ本体とリング部との上下方向の距離が長くなるため、ブリッジは圧縮力の解放により伸びて破断する可能性がある。ブリッジの破断を回避するには、ブリッジの太さを調節することが一般に行われているが、ブリッジを太くした場合には、開栓時にブリッジが破断しづらくなるという問題が生じてしまう。すなわち、閉栓時にはブリッジが破断しづらく開栓時にはブリッジが破断しやすいという要求をブリッジの太さ調節で実現することは容易ではない。
【0009】
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、開栓時におけるブリッジの破断しやすさを確保しつつ、閉栓時におけるブリッジの破断を抑制できるキャップを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の第1の態様に従えば、容器の口部に装着されるキャップであって、上下方向に延びる軸線を中心とする周壁部を有するキャップ本体と、前記キャップ本体の下側に破断可能なブリッジを介して連結されたリング部と、前記周壁部の下端から下側に延出し、閉栓時に前記軸線を中心とする周方向に回転したときに前記リング部と対向接触可能なストッパーと、前記リング部の上部に設けられ前記ストッパーが位置する凹状部とを有し、前記ストッパーは、前記周方向で開栓側から閉栓側に突出する第1係合部を有し、前記リング部は、前記周方向で閉栓側から開栓側に突出し閉栓時に前記リング部と前記ストッパーとが対向接触したときに、上側から前記第1係合部に係合可能な第2係合部を有することを特徴とするキャップが提供される。
【0011】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記リング部は、前記ブリッジが連結された連結面から上側に突出し前記ブリッジよりも前記上下方向に低く形成されたスペーサーを有することを特徴とする。
【0012】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記スペーサーは、前記ブリッジを挟んで前記周方向の両側にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
【0013】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記ストッパーと前記リング部とに負荷が加わらないイニシャル状態における前記第1係合部と前記第2係合部との前記周方向の係合長さをL1(mm)とし、前記イニシャル状態における前記ストッパーと前記リング部とが対向接触する側と逆側の前記リング部と前記ストッパーとの前記周方向の最小距離をL2(mm)とすると、L1<L2の関係を満足することを特徴とする。
【0014】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記第1係合部および前記第2係合部の前記上下方向の厚さは、それぞれ0.2mm以上であることを特徴とする。
【0015】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記第1係合部は、前記第2係合部と係合する第1係合面を有し、前記第2係合部は、前記第1係合部と係合する第2係合面を有し、前記第1係合面および前記第2係合面は、前記上下方向と直交する平面と平行な面であることを特徴とする。
【0016】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記第1係合部は、前記第2係合部と係合する第1係合面を有し、前記第2係合部は、前記第1係合部と係合する第2係合面を有し、前記第1係合面および前記第2係合面は、前記周方向で前記閉栓側から前記開栓側に向かうに従って上側に向かう方向に傾斜する傾斜面であり、前記傾斜面の前記周方向に対する傾斜角度は、0度より大きく、30度以下であることを特徴とする。
【0017】
また、上記本発明の一態様に係るキャップにおいて、前記第1係合部と前記第2係合部との少なくとも一方は、閉栓時に前記ストッパーが前記リング部と対向接触したときに、前記ストッパーまたは前記リング部に対向接触することを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明では、開栓時におけるブリッジの破断しやすさを確保しつつ、閉栓時におけるブリッジの破断を抑制できるキャップを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本発明の第1実施形態に係るキャップ1が容器50の口部51に装着された部分断面図である。
図2図1におけるA部を拡大した詳細図である。
図3】イニシャル状態におけるキャップ1の正面図である。
図4図3におけるストッパー15の周辺の拡大図である。
図5】リング部30が係止段部53に当接した状態を示す部分断面図である。
図6】リング部30の速度低下により周方向および上下方向でキャップ本体10とリング部30とが接触した状態を示す部分拡大図である。
図7】ブリッジ40の伸張によりリング部30が、キャップ本体10に対して下側に移動した状態を示す部分拡大図である。
図8】第2実施形態に係るキャップ1において、ブリッジ40の伸張によりリング部30が、キャップ本体10に対して下側に移動した状態を示す部分拡大図である。
図9】第3実施形態に係るキャップ1におけるストッパー15の周辺の拡大図である。
図10】第4実施形態に係るキャップ1におけるストッパー15の周辺の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明のキャップの実施の形態を、図1ないし図10を参照して説明する。
なお、以下の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。
【0021】
[キャップの第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係るキャップ1が容器50の口部51に装着された部分断面図である。キャップ1は、口部51に対して閉栓位置から開栓されるとその行為が判別可能となるタンパーエビデンス式のキャップである。
【0022】
容器50は、内容物として液体、粉体等を収容する。容器50に収容された内容物は、容器50の上端に軸線Jに沿って設けられた円筒状の口部51の開口から注出される。口部51の外周面には、雄ねじ部52と、係止段部53とが設けられている。容器50は、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂で形成されている。
【0023】
なお、以下では、軸線Jが延びる方向を上下方向とし、軸線Jと直交する径方向を単に径方向と称し、軸線Jを中心とする周方向を単に周方向と称する。但し、これは、あくまで説明の便宜のために上下方向を定義したものであって、本発明のキャップが実際に装着されたときの設置姿勢を限定するものではない。
【0024】
雄ねじ部52は、口部51の外周面から軸線Jを中心とする径方向の外側に突出している。係止段部53は、雄ねじ部52の下側に位置する。係止段部53は、全周に亘って環状に設けられている。
【0025】
図2は、図1におけるA部を拡大した詳細図である。
図2に示すように、係止段部53の最大外径は、係止段部53の上側の外周面51aおよび下側の外周面51bよりも大きい。外周面51aと係止段部53との間には、曲面51cが設けられている。曲面51cの断面形状は、円弧中心が径方向で軸線J側、且つ、下側に位置する円弧状である。係止段部53の下側には、軸線Jと直交する平面で形成される係止面51dが設けられている。
【0026】
図1に戻り、キャップ1は、キャップ本体10とリング部(タンパーエビデンスリング)30とを有している。本実施形態のキャップ1は、キャップ本体10の下側に破断可能なブリッジ40を介してリング部30が連結されている。キャップ1を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【0027】
キャップ本体10は、天壁部11と周壁部12とを有している。天壁部11は、円盤状であり、上側から口部51の開口部を覆う。周壁部12は、軸線Jを中心とする円筒状に形成されている。周壁部12は、天壁部11の側縁から下側に延びている。周壁部12の内周面には、口部51の雄ねじ部52と螺合する雌ねじ部13が形成されている。
【0028】
図3は、イニシャル状態におけるキャップ1の正面図である。
イニシャル状態とは、例えば、キャップ1(ストッパー15およびリング部30)を口部51に装着する前でストッパー15およびリング部30に、自重を除いた周方向および上下方向の負荷が加わっていない状態を示す。イニシャル状態は、口部51に装着してもストッパー15およびリング部30に上記の負荷が加わらないときの状態である。
【0029】
図3に示すように、周壁部12の下端には、ストッパー15が下側に延出している。ストッパー15は、周方向に間隔をあけて複数(例えば、90°間隔で4つ)設けられている。図4は、図3におけるストッパー15の周辺の拡大図である。図4に示すように、ストッパー15における閉栓側(上側から視た平面視において、軸線Jを中心とする時計回り方向;図3中、左側)の側面15aは、軸線J方向に延びている。ストッパー15における開栓側(上側から視た平面視において、軸線Jを中心とする反時計回り方向;図3中、右側で閉栓側とは逆側)の側面15bは、下側に向かうに従って、閉栓側に向かう方向に傾斜している。ストッパー15の下端面15cは、軸線Jと直交し周方向に延びている。ストッパー15は、閉栓時に側面15aにおいてリング部30と対向接触可能である。
【0030】
ストッパー15は、周方向で開栓側から閉栓側に突出する第1係合部16を有している。第1係合部16は、ストッパー15の側面15aから閉栓側に延びている。第1係合部16は、上側に第1係合面16aを有している。第1係合面16aは、上下方向と直交し周方向に延びる平面である。第1係合面16aは、リング部30に設けられた第2係合部32の第2係合面32aに閉栓時に下側から係合可能である(詳細は後述)。側面15aからの周方向の第1係合部16の突出量としては、第2係合部32との係合の確実性の観点から0.1mm以上であることが好ましい。第1係合部16の上下方向の厚さとしては、第2係合部32に係合した際の強度確保の観点から0.2mm以上であることが好ましい。第1係合部16の下端面は、ストッパー15の下端面15cと面一である。ストッパー15および第1係合部16の径方向の厚さは、例えば、1mm程度である。
【0031】
リング部30は、軸線Jを中心する円環状に形成されている。リング部30は、凹状部31、第2係合部32およびスペーサー33を有している。凹状部31は、リング部30の上部に設けられキャップ本体10と対向しブリッジ40が連結された連結面30aから下側に形成された窪みである。凹状部31には、周壁部12から下側に延出するストッパー15が位置する(挿入されている)。凹状部31は、周方向で複数のストッパー15のそれぞれと対向する位置に間隔をあけて複数(例えば、90°間隔で4つ)設けられている。
【0032】
リング部30における凹状部31に臨む閉栓側の側面31aは、軸線J方向に延びている。側面31aは、閉栓時にストッパー15の側面15aと対向接触する。リング部30は、側面31aに開口する窪み34を有している。窪み34の上側の上下方向の位置は、第1係合部16における最も上側の位置よりも上側である。窪み34の深さ(周方向の長さ)は、ストッパー15の側面15aから第1係合部16が突出する周方向の長さと同一である。従って、閉栓時に側面31aがストッパー15の側面15aと対向接触したときに、窪み34の底面は、第1係合部16における周方向で閉栓側の端面と対向接触する。
【0033】
換言すると、閉栓時に側面31aがストッパー15の側面15aと対向接触したときに、第1係合部16および第2係合部32は、対向接触する側面31aおよび側面15aよりも閉栓側に位置する。
【0034】
リング部30における凹状部31に臨む開栓側の側面31bは、凹状部31の底面31cにおける開栓側端部から上側に向かうに従って、開栓側に向かう方向に傾斜している。側面31bの周方向に対する傾斜角度は、ストッパー15における開栓側の側面15bの周方向に対する傾斜角度よりも小さい。側面31bの傾斜角および側面15bの傾斜角度は、口部51の雄ねじ部52およびキャップ本体10の雌ねじ部13のリード角よりも大きい。
【0035】
凹状部31の底面31cには、上側に突出するスペーサー31dが形成されている。スペーサー31dは、ストッパー15の下側に隙間を介して形成されている。イニシャル状態において、スペーサー31dとストッパー15との間の上下方向の隙間量は、周壁部12の下面12aとスペーサー33との間の上下方向の隙間量と同一である(詳細は後述する)。
【0036】
第2係合部32は、窪み34の上側に位置する。第2係合部32は、周方向で閉栓側から開栓側に突出して延びている。第2係合部32の周方向の閉栓側の位置は、窪み34の底面の位置である。第2係合部32は、下側に第2係合面32aを有している。第2係合面32aは、上下方向と直交し周方向に延びる平面である。第2係合面32aは、ストッパー15に設けられた第1係合部16の第1係合面16aに閉栓時に上側から係合可能である(詳細は後述)。
【0037】
窪み34の底面の位置からの周方向の第2係合部32の突出量としては、第1係合部16との係合の確実性の観点から0.1mm以上であることが好ましい。第2係合部32の上下方向の厚さとしては、第1係合部16に係合した際の強度確保の観点から0.2mm以上であることが好ましい。リング部30および第2係合部32の径方向の厚さは、例えば、1mm程度である。
【0038】
イニシャル状態において、第1係合面16aと第2係合面32aとの間には、上下方向に隙間が形成されている。イニシャル状態において、ストッパー15の側面15aと、リング部30における凹状部31に臨む閉栓側の側面31aとの間には、周方向に隙間が形成されている。イニシャル状態において、第1係合部16における閉栓側の端面と窪み34の底面との間には、周方向に隙間が形成されている。側面15aと側面31aとの間の周方向の隙間量および第1係合部16における端面と窪み34の底面との間の周方向の隙間量は、リング部30とキャップ本体10とが周方向に相対移動した際にブリッジ40に生じる変形が弾性変形内で、ブリッジ40が破断しない値に設定される。
【0039】
イニシャル状態において、第1係合部16と第2係合部32との周方向の係合長さをL1(mm)とし、ストッパー15における開栓側の側面15bと、リング部30における開栓側の側面31bとの周方向の最小距離をL2(mm)とすると、L1<L2の関係を満足する。
【0040】
L1<L2の関係を満足することにより、開栓時にリング部30に対してキャップ本体10を反時計回り方向に回転させた際に、側面15bと側面31bとが当接する前に第1係合部16と第2係合部32との上下方向の係合が解除され、リング部30に対するキャップ本体10の回転に支障を来すことを回避できる。
【0041】
第2係合部32は、周壁部12の下側に隙間を介して形成されている。イニシャル状態において、周壁部12の下面12aと第2係合部32との間の上下方向の隙間量は、下面12aとスペーサー33との間の上下方向の隙間量と同一である(詳細は後述する)。
【0042】
スペーサー33は、連結面30aから上側に突出している。スペーサー33は、ブリッジ40を挟んで周方向の両側にそれぞれ配置されている。スペーサー33は、上側に向かうに従って周方向の幅が短くなっている。スペーサー33の上端の幅は、ブリッジ40の周方向の最大幅よりも大きい。スペーサー33は、ブリッジ40よりも上下方向に低く形成されている。スペーサー33は、周壁部12の下面12aの下側に隙間を介して形成されている。
【0043】
イニシャル状態において、下面12aとスペーサー33との間の上下方向の隙間量、下面12aと第2係合部32との間の上下方向の隙間量、スペーサー31dとストッパー15との間の上下方向の隙間量は同一である。これらの上下方向の隙間量は、リング部30とキャップ本体10とが上下方向に相対移動して隙間量がゼロとなった場合に、ブリッジ40に生じる変形が弾性変形内で、ブリッジ40が損傷しない値に設定される。
【0044】
図2に戻り、リング部30は、内周面35に係止突起36を有している。内周面35は、係止段部53の最大外径よりも大きな直径を有している。係止突起36は、内周面35のうち上下方向の中央よりも下側に配置されている。係止突起36は、先端部36aと、曲面36bと、傾斜部36cとを有している。先端部36aは、係止段部53の最大外径よりも小さな直径を有している。曲面36bは、先端部36aの上側に位置する。曲面36bの断面形状は、円弧中心が径方向外側、且つ、上下方向で下側に位置する円弧状である。傾斜部36cは、先端部36aの下側に位置する。傾斜部36cは、下側に向かうに従って先端部36aから内周面35に向かう方向に傾斜している。傾斜部36cの上下方向の長さは、先端部36aの上下方向の長さよりも長い。
【0045】
図3に示すように、ブリッジ40は、キャップ本体10の下面12aとリング部30の連結面30aとを連結する。ブリッジ40は、周方向で複数の凹状部31と離れた位置(例えば、45°離れた位置)に間隔をあけて複数(例えば、90°間隔で4つ)設けられている。
【0046】
ブリッジ40は、周方向の幅が下側から上側に漸次短くなっている。従って、ブリッジ40は、キャップ本体10の下面12aと連結されている箇所がリング部30の連結面30aと連結されている箇所よりも強度が小さい。また、ブリッジ40の外周面と下面12aとの交差角°が鋭角となっていることにより、キャップ本体10とリング部30に周方向の相対負荷が生じた際に、ブリッジ40は、下面12aとの連結箇所で破断しやすくなっている。
【0047】
次に、上記構成のキャップ1を容器50の口部51に対して閉栓および開栓する動作について、図5乃至図7を参照して説明する。
【0048】
まず、キャップ1を口部51に装着する閉栓動作について説明する。
キャップ1を口部51に装着する際には、リング部30を下側にした状態で口部51の径方向外側にリング部30を挿入した後に、口部51の雄ねじ部52にキャップ本体10の雌ねじ部13を螺合させる。
【0049】
雌ねじ部13が雄ねじ部52に螺合したキャップ本体10を時計回り方向(閉栓側)に回転させてねじ込むことにより、キャップ本体10とリング部30とは一体的に回転および下側に移動する。キャップ1の下側への移動が進むと、リング部30は口部51の係止段部53の上側の外周面51aに係合する。図5は、リング部30が係止段部53に当接した状態を示す部分断面図である。
【0050】
図5に示されるように、キャップ1の下側への移動により、リング部30の傾斜部36cが口部51の曲面51cに係合する。さらに、キャップ本体10とリング部30の回転に伴って下側への移動が進むと、傾斜部36cが係止段部53を乗り越え始め、傾斜部36cおよび先端部36aが外周面51aおよび係止段部53に倣って径方向外側に順次弾性変形する。
【0051】
このとき、リング部30においては、傾斜部36cおよび先端部36aの弾性変形に伴う弾性復元力により生じる摩擦力が回転運動および下側への移動に対する抵抗となる。そのため、キャップ本体10とリング部30との間で回転速度および下側への移動速度に差が生じる。具体的には、リング部30の回転速度および下側への移動速度がキャップ本体10の回転速度および下側への移動速度よりも小さくなる。
【0052】
図6は、リング部30の速度低下により周方向および上下方向でキャップ本体10とリング部30とが接触した状態を示す部分拡大図である。
図6に示されるように、リング部30の回転速度がキャップ本体10の回転速度よりも低下したことにより、ストッパー15の側面15aとリング部30の側面31aが周方向に対向接触するとともに、第1係合部16における周方向で閉栓側の端面とリング部30における窪み34の底面とが対向接触する。これにより、キャップ本体10の回転力がリング部30の側面31aおよび窪み34の底面に伝わるため、ブリッジ40に過度な周方向の変形を生じさせることなく、リング部30は、上述した摩擦力に抗してキャップ本体10と一体的に回転する。
【0053】
ストッパー15の側面15aとリング部30の側面31aが周方向に対向接触するとともに、第1係合部16における周方向で閉栓側の端面とリング部30における窪み34の底面とが対向接触した際にはブリッジ40が周方向に変形する。変形量となる側面15aと側面31aとの間の周方向の隙間量および第1係合部16における端面と窪み34の底面との間の周方向の隙間量は、ブリッジ40に生じる変形が弾性変形内で、ブリッジ40が破断しない値に設定されるため問題は生じない。
【0054】
また、リング部30の下側への移動速度がキャップ本体10の下側への移動速度よりも低下したことにより、周壁部12の下面12aがスペーサー33および第2係合部32の上面と上下方向に対向接触するとともに、ストッパー15がスペーサー31dと上下方向に対向接触する。このとき、ブリッジ40は、下面12aと連結面30aとの間で上下方向に圧縮される。これにより、リング部30は、上述した摩擦力に抗してキャップ本体10と一体的に下側に移動する。
【0055】
このように、キャップ本体10とリング部30とがイニシャル状態より接近しても、下面12aがスペーサー33および第2係合部32の上面と上下方向に対向接触するとともに、ストッパー15がスペーサー31dと上下方向に対向接触するため、ブリッジ40が過度に圧縮変形することを抑制できる。また、ブリッジ40の圧縮量は、イニシャル状態において、下面12aとスペーサー33との間の上下方向の隙間量、下面12aと第2係合部32との間の上下方向の隙間量、スペーサー31dとストッパー15との間の上下方向の隙間量であり、これらの隙間量はブリッジ40が損傷しない値に設定されているため問題は生じない。
【0056】
キャップ本体10とリング部30との一体的な回転および下側への移動が進むと、リング部30の先端部36aおよび曲面36bが係止段部53を乗り越える。これにより、リング部30の係止突起36と口部51の係止段部53との係合で生じていた摩擦力による抵抗が解消される。係止突起36における抵抗が解消されたことに伴い、圧縮されていたブリッジ40は、弾性復元力により上下方向に伸張する。
【0057】
ここで、圧縮状態から解放された勢いで伸張量が大きくなり、ブリッジ40がイニシャル状態での高さよりも高くなる可能性がある。この場合、リング部30は、ブリッジ40の伸張によりキャップ本体10に対してイニシャル状態での相対位置よりも下側に移動する。これにより、下面12aと連結面30aとの上下方向の距離がイニシャル状態よりも大きくなる。
【0058】
図7は、ブリッジ40の伸張によりリング部30が、キャップ本体10に対して下側に移動した状態を示す部分拡大図である。
図7に示すように、リング部30が、キャップ本体10に対してイニシャル状態よりも下側に移動することにより、第2係合部32の第2係合面32aが上側から第1係合部16の第1係合面16aに係合する。これにより、ブリッジ40の過度な伸張に起因するブリッジ40の破断を抑制することができる。
【0059】
第2係合面32aが第1係合面16aに係合した後、キャップ本体10とリング部30との上下方向の位置関係は、イニシャル状態となる。また、係止突起36における抵抗が解消されたことに伴い、ブリッジ40の周方向の弾性変形も解放されるため、キャップ本体10とリング部30との周方向の位置関係もイニシャル状態となる。
これにより、キャップ1の閉栓動作が完了し、キャップ1は口部51に装着される。
【0060】
次に、口部51に装着されたキャップ1の開栓動作について説明する。
キャップ1を開栓する際には、キャップ本体10を反時計回り方向に回転させる。キャップ本体10の反時計回り方向への回転により、雌ねじ部13が雄ねじ部52に螺合したキャップ本体10はブリッジ40を介して連結されたリング部30とともに上側に移動する。
【0061】
キャップ本体10とともに上側に移動するリング部30は、曲面36bが口部51の係止面51dに係止することにより、上側への移動が規制される。また、リング部30は、曲面36bと係止面51dとの係止に伴う摩擦力により、回転についても規制される。
【0062】
一方、キャップ本体10は、回転に伴って上側に移動するため、リング部30に対して上側に相対移動するとともに周方向の開栓側に相対移動する。キャップ本体10がリング部30に対して上側および周方向の開栓側に相対移動することにより、ブリッジ40には、上下方向の引張荷重と周方向への剪断荷重が加わる。これにより、ブリッジ40は、断面積が小さく、鋭角で交差して応力集中しやすい周壁部12の下面12aとの連結部分で破断する。
【0063】
ブリッジ40の破断後に、キャップ本体10は、反時計回り方向に回転するが、図4に示したように、ストッパー15における開栓側の側面15bと、リング部30における開栓側の側面31bとの周方向の最小距離L2が、イニシャル状態における第1係合部16と第2係合部32との周方向の係合長さL1よりも大きい。そのため、側面15bが側面31bに当接した際には、第1係合部16と第2係合部32との上下方向の係合が解除された状態となる。従って、ブリッジ40の破断後に、キャップ本体10は、第1係合部16と第2係合部32とが係合することなく、円滑にリング部30に対して上側に移動して口部51から外すことが可能になる。
【0064】
以上説明したように、本実施形態のキャップ1では、閉栓時にリング部30の係止突起36が口部51の係止段部53を乗り越えた際に、ブリッジ40が圧縮後にイニシャル状態より伸張した場合でも第2係合部32が上側から第1係合部16に係合する。そのため、本実施形態のキャップ1では、ブリッジ40が過度に伸張して破断することを抑制できることから、閉栓時の破断を回避するためにブリッジ40を必要以上に太くする必要がなくなる。その結果、本実施形態のキャップ1では、開栓時におけるブリッジの破断しやすさを確保しつつ、閉栓時におけるブリッジの破断を抑制することが可能になる。
【0065】
また、本実施形態のキャップ1では、閉栓時にストッパー15がリング部30と対向接触したときに、第1係合部16がリング部30に対向接触し、第2係合部32がストッパー15に対向接触する。そのため、本実施形態のキャップ1では、キャップ本体10の回転力をより大きな面積でリング部30に伝えることができる。従って、本実施形態のキャップ1では、キャップ本体10の回転力をリング部30に伝える際の圧力を小さくでき、接触部位の変形等を抑制できる。
【0066】
また、本実施形態のキャップ1では、閉栓時にキャップ本体10とリング部30とがイニシャル状態より上下方向で接近した場合でも、スペーサー33が設けられているため、ブリッジ40が過度に圧縮変形することを抑制できる。特に、本実施形態のキャップ1では、ブリッジ40を挟んだ周方向両側にスペーサー33が設けられているため、ブリッジ40が傾いて変形して破断に至ることを抑制できる。
【0067】
[キャップの第2実施形態]
続いて、キャップ1の第2実施形態について、図8を参照して説明する。
この図において、図1乃至図7に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0068】
図8は、第2実施形態に係るキャップ1において、ブリッジ40の伸張によりリング部30が、キャップ本体10に対して下側に移動した状態を示す部分拡大図である。
本実施形態のキャップ1は、第1係合部16がストッパー15の下端面15cよりも上側に位置している。
他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0069】
本実施形態のキャップ1においても、上記第1実施形態のキャップ1と同様の作用・効果が得られる。
【0070】
[キャップの第3実施形態]
続いて、キャップ1の第3実施形態について、図9を参照して説明する。
この図において、図1乃至図7に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0071】
図9は、第3実施形態に係るキャップ1におけるストッパー15の周辺の拡大図である。
図9に示すように、本実施形態のキャップ1では、ストッパー15の側面15aに開口する窪み24を有している。窪み24の上側の上下方向の位置は、第2係合部32における最も上側の位置よりも上側である。窪み24の深さ(周方向の長さ)は、リング部30の側面31aから第2係合部32が開栓側に突出する周方向の長さと同一である。従って、閉栓時に側面31aがストッパー15の側面15aと対向接触したときに、窪み24の底面は、第2係合部32における周方向で開栓側の端面と対向接触する。
【0072】
本実施形態の第1係合部16は、窪み24の下側に位置する。第1係合部16は、周方向で開栓側から閉栓側に突出して延びている。第1係合部16の周方向の開栓側の位置は、窪み24の底面の位置である。換言すると、閉栓時に側面31aがストッパー15の側面15aと対向接触したときに、第1係合部16および第2係合部32は、対向接触する側面31aおよび側面15aよりも開栓側に位置する。
他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0073】
本実施形態のキャップ1においても、上記第1実施形態のキャップ1と同様の作用・効果が得られる。
【0074】
[キャップの第4実施形態]
続いて、キャップ1の第4実施形態について、図10を参照して説明する。
この図において、図1乃至図7に示す第1実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
【0075】
図10は、第4実施形態に係るキャップ1におけるストッパー15の周辺の拡大図である。
図10に示すように、本実施形態のキャップ1では、第1係合部16の第1係合面16aおよび第2係合部32の第2係合面32aが、閉栓側から開栓側に向かうに従って上側に向かう方向に傾斜する傾斜面である。
【0076】
第1係合面16aと第2係合面32aとは平行に形成されている。すなわち、周方向に対する第1係合面16aの傾斜角度θと第2係合面32aの傾斜角度θとは同一角度である。傾斜角度θとしては、0度より大きく、30度以下であることが好ましい。傾斜角度θが30度を超えた場合、閉栓時に第1係合面16aと第2係合面32aとが上下方向に係合した際に滑りが生じて十分に係合せず、リング部30がキャップ本体10に対して下側に移動した際にブリッジ40が弾性復元力により上下方向に大きく伸張して破断する可能性がある。傾斜角度θを30度以下とすることにより、弾性復元力によりブリッジ40が破断することを抑制できる。
他の構成は、上記第1実施形態と同様である。
【0077】
本実施形態のキャップ1においては、上記第1実施形態のキャップ1と同様の作用・効果が得られることに加えて、第1係合部16および第2係合部32の基部において、上下方向の厚さが大きくなり、第1係合部16と第2係合部32とが係合した際の強度を大きくすることができる。
【0078】
[実施例]
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施することができる。
【0079】
(実施例1~7、比較例1~2)
表1に示す仕様に従い、上記第1実施形態~第4実施形態で示したキャップをサンプルとした。実施例1については、第1実施形態で示したキャップにおいて、第1係合部の周方向閉栓側への突出量を0.7mmとし、第1係合部の上下方向の厚さを0.5mmとし、第2係合部の上下方向の厚さを1.0mmとし、ブリッジの上端の最小幅を0.3mmとしたキャップをサンプルとした。
【0080】
実施例2については、実施例1のキャップに対して、第1係合部の周方向閉栓側への突出量を0.1mmとしたキャップをサンプルとした。実施例3については、実施例1のキャップに対して、第1係合部の上下方向の厚さを1.3mmとし、第2係合部の上下方向の厚さを0.2mmとしたキャップをサンプルとした。
【0081】
実施例4については、第2実施形態で示したキャップにおいて、第1係合部の上下方向の厚さを0.7mmとし、第2係合部の上下方向の厚さを0.2mmとしたキャップをサンプルとした。実施例5については、実施例1のキャップに対して、第1係合部の上下方向の厚さを0.2mmとし、第2係合部の上下方向の厚さを1.3mmとしたキャップをサンプルとした。実施例6については、第4実施形態で示したキャップにおいて、傾斜角度を30度とし、第1係合部の上下方向の最小厚さを0.8mmとし、第2係合部の上下方向の最小厚さを0.4mmとしたキャップをサンプルとした。実施例7については、第3実施形態で示したキャップにおいて、第1係合部の上下方向の厚さを0.5mmとし、第2係合部の上下方向の厚さを0.5mmとしたキャップをサンプルとした。なお、実施例3~7については、第1係合部の突出量を0.7mmとした。
【0082】
比較例1については、実施例1のキャップに対して、第1係合部およびリング部における窪み(すなわち、第2係合部)を設けないキャップをサンプルとした。比較例2については、比較例1のキャップに対して、ブリッジの上端の最小幅を実施例1のブリッジよりも太い0.5mmとしたキャップをサンプルとした。
【0083】
各サンプルに対して強度解析ソフト(LS-DYNA,ANSYS株式会社(米国)製)を用いて解析した。サンプルの解析では、有限要素解析によって、口部に対するキャップの閉栓から開栓までを初期状態、閉栓途中、閉栓完了、開栓途中、開栓完了と段階的にシミュレーションを行った。
【0084】
(評価方法)
閉栓時においてブリッジの破断の有無と、開栓時において未破断ブリッジの有無(すなわち、リング部の係止段部乗り越えの有無)とを確認した。
閉栓時においてブリッジの破断が生じず、開栓時において未破断ブリッジが無い(すなわち、リング部の係止段部乗り越えが無い)場合をOKとなる「○」(circle mark)の評価とした。閉栓時においてブリッジの破断が生じた場合または開栓時において未破断ブリッジが有る(すなわち、リング部の係止段部乗り越えが有る)場合はNGとなる「×」(cross mark)の評価とした。
【0085】
【表1】
【0086】
[表1]に示されるように、第1係合部および第2係合部を有する実施例1~7のサンプルでは、閉栓時においてブリッジの破断が生じず、さらに開栓時において未破断ブリッジ(すなわち、リング部の係止段部乗り越え)が無い良好な解析結果が得られた。
【0087】
これに対して、第1係合部および第2係合部を有さない比較例1、比較例2のサンプルでは、閉栓時においてブリッジの破断が生じず、さらに開栓時において未破断ブリッジ(すなわち、リング部の係止段部乗り越え)が無い良好な結果は得られなかった。この中、ブリッジの上端の最小幅を実施例1のサンプルと同一とした比較例1については、閉栓時においてブリッジが破断する解析結果が得られた。ブリッジの上端の最小幅を実施例1のサンプルのブリッジよりも太くした比較例2については、開栓時において未破断ブリッジが生じて、リング部が係止段部を乗り越える解析結果が得られた。
【0088】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0089】
例えば、イニシャル状態において、第1係合部16と第2係合部32とが周方向の位置に関して重なり、上下方向に係合可能な位置関係である構成を例示したが、この構成に限定されず、例えば、イニシャル状態においては周方向に離間して形成され、閉栓時にストッパー15の側面15aとリング部30の側面31aとが対向接触したときに、第1係合部16と第2係合部32とが周方向の位置に関して重なり、上下方向に係合可能な位置関係となる構成であってもよい。
【符号の説明】
【0090】
1…キャップ、 10…キャップ本体、 12…周壁部、 15…ストッパー、 16…第1係合部、 16a…第1係合面、 30…リング部(タンパーエビデンスリング)、 30a…連結面、 31…凹状部、 32…第2係合部、 32a…第2係合面、 40…ブリッジ、 50…容器、 51…口部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10