JP4295258B2 - ボトルキャップ - Google Patents

Description

本発明は、粉末状又は液状の原料を収容する原料収容部を有し、開栓操作に伴い原料収容部の底蓋を脱落させて原料をボトル内に放出するボトルキャップに関する。

本発明者は、この種のボトルキャップとして、特開２００５−８８９９７号公報に開示されたものを既に提供している。
このボトルキャップは、ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する底蓋とからなり、親キャップをボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒によって内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるボトルキャップであって、底蓋の周縁に、内筒の下端部を環状凹溝に圧入させることができる環状凹部を一体に形成するとともに、この環状凹部よりも軟質な材質の内側パッキンを、環状凹部との同時成形により環状凹溝の内面に一体的に設けている。

この先行技術は、内筒の下端開口を底蓋で封止したとき、環状凹部の環状凹溝に子キャップの内筒の下端部が圧入しているのに加え、更に、環状凹溝内において、内側パッキンが圧縮された状態で内筒の下端開口縁に密着することでシール性を高めたものである。

しかし、このようにしても、内筒の下端開口に対する底蓋による気密性及び水密性が万全ではなく、内筒に収容された原料が、ボトル本体内の液体により次第に湿気を含んで変質することが避けられなかった。
特開２００５−８８９９７号公報

本発明の課題は、内筒の下端開口に対する底蓋のシール性を更に改善して、気密性及び水密性を万全な状態にまで向上させると同時に、外筒の下端開口もシールして内筒と外筒の間への液浸入も防止することにある。

本発明は、上記の先行技術におけるシール構造、すなわち、底蓋の環状凹部の環状凹溝に子キャップの内筒の下端部が圧入するとともに、環状凹溝内において内側パッキンが圧縮された状態で内筒の下端開口縁に密着する内側のシール構造に加え、更に、環状凹部よりも軟質な材質の外側パッキンを、環状凹部との同時成形により環状凹部の外周上縁に一体的に設け、この外側パッキンに外筒の下端開口縁が当接して、底蓋の環状凹部の外側でもシールする外側のシール構造を付加することで、気密性及び水密性を一層向上させるとともに、外側のシール構造によってまた、外筒の下端開口もシールして内筒と外筒の間への液浸入を防止できるようにしたものである。

環状凹部の外周上縁と外筒の下端開口縁とを、内周から外周へ向かって下向きに傾斜させると、外側パッキンによるシール性が高まる。その傾斜角度は、約２０度とするのが最適である。

更に、外筒の下端開口縁に続くその上側の内周面が内筒の外周面と密着するようにすると、内筒と外筒との間への液浸入防止効果が一層向上する。

本発明は、底蓋の環状凹部の外周上縁に、軟質な材質の外側パッキンを同時成形により設け、この外側パッキンに外筒の下端開口縁を当接させて、底蓋の環状凹部の外側でもパッキンシールを行うので、環状凹部の環状凹溝内での内側のシール構造とで内外二重にシールすることができ、内筒の下端開口に対する底蓋による気密性及び水密性を万全な状態にまで向上させることができる。また、外筒の下端開口もシールして内筒と外筒の間への液浸入を防止できる。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

このボトルキャップも、図１に示すように、それぞれ樹脂成型された親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とからなる。

親キャップ１は、ペットボトル等のボトル５０（図４に鎖線で示す）の口部５０ａに被せるキャップ本体５に、上下両端が開口した外筒６を一体に設けている。外筒６は、キャップ本体５の頂部５ａを上下に一体に貫通しており、頂部５ａより上側に突出した上部は、上端が開口する口部６ａとなり、また頂部５ａより下側に突出した下部は、キャップ本体５の胴部５ｂとの間に間隙５ｆを形成しながらその下端よりも下方に垂下して下端が開口する垂下筒部６ｂとなっている。この垂下筒部６ｂは、頂部５ａの近くで細くなってから、下端開口に向かって徐々に先細となっている。また、頂部５ａの下面には、先端縁（下端縁）が尖鋭な環状歯部５ｇが間隙５ｆ内において一体に突出形成されている。

外筒６の口部６ａの外周面には、雄ネジ６ｄの終端とキャップ本体５の頂部５ａとの間に、環状の抜け止め部６ｅが一体に設けられている。外筒６の内周面の下端部には、その肉厚を部分的に厚くする環状の内面突部６ｆが外筒６の下端開口縁６ｇまで形成されている。この下端開口縁６ｇは、内周から外周へ向かって下向きに傾斜しており、図３に示すようにその角度θは約２０度である。

キャップ本体５の胴部５ｂの内周面の下端部に、円周方向に長い複数のロック突部５ｅが一体に突出形成されている。また、キャップ本体５の胴部５ｂの内周面には、ボトル５０の口部５０ａの雄ネジ５０ｂと螺合する雌ネジ５ｃが形成され、外筒６の口部６ａの外周面には雄ネジ６ｄが形成されている。胴部５ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット５ｄが刻設されている。

子キャップ２は、原料及び圧力気体充填部（カプセル）となる内筒９を、キャップ本体８の頂部８ａの下面から一体に突設するとともに、この内筒９の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リング１０を下向きに一体に突設している。内筒９は、キャップ本体８の胴部８ｂとの間に隙間を形成しながらそれよりもはるかに長く突出している。

このように下端のみ開口した内筒９は、外筒６よりも径がやや小さく、図２に示すように、外筒６との間に僅かな隙間７を形成して挿入できるようになっているが、長さは外筒６よりも若干長くなっている。内筒９の下端は外側に膨らむ突縁９ａとなっているとともに、この突縁９ａに続くその上側の外周面に、浅い環状凹溝９ｂを形成している。

子キャップ２の胴部８ｂの内周面には、外筒６の口部６ａの雄ネジ６ｄと螺合する雌ネジ８ｅが形成されている。胴部８ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット８ｆが刻設され、また頂部８ａの上面には、開く方向と閉まる方向とを指示する矢印８ｇが浮き出し形成されている。

また、子キャップ２の胴部８ｂの下周縁には、子キャップ２と一体成形した環状のバンド部１３が分離可能に部分的に連結して付設されている。すなわち、子キャップ２の胴部８ｂとバンド部１３とは、小さな連結部であるブリッジ１４で僅かに一体に連結されているだけで、このブリッジ１４が切断すると分離するようになっている。また、子キャップ２の胴部８ｂの下周縁には凹部１５ａ、バンド部１３には凸部１５ｂがそれぞれ複数個所に設けられ、これら凹部１５ａと凸部１５ｂとは互いに嵌合している。なお、これら凹部１５ａと凸部１５ｂがブリッジ１４を兼ねるように、これらの嵌合部分で子キャップ２の胴部８ｂとバンド部１３とを一体に連結してもよい。

底蓋３は、上面が凸面、下面が凹面となる押込部３ａと、該押込部３ａの周縁とで断面逆Ω状の環状凹溝３ｂを形成する環状凹部３ｃと、押込部３ａの凹面となっている下面の中央から下向きに突出する突起３ｄとを一体成型している。この突起３ｄの先端面（下端面）は円弧状に窪む凹面３ｇとなっている。

環状凹溝３ｂ内の底面には、環状凹部３ｃよりも軟質な材質、例えばシリコンゴムやポリプロピレン等による環状の内側パッキン１２Ａが、環状凹部３ｃとの同時成形により一体的に設けられている。

また、環状凹部３ｃの環状の外周上縁３ｆは、内側に膨らむ突縁３ｅを有するとともに、外筒６の下端開口縁６ｇと同様に、内周から外周へ向かって下向きに傾斜しており、その角度は同じく約２０度である。そして、この外周上縁３ｆに、内側パッキン１２Ａと同じ材質の環状の外側パッキン１２Ｂが、環状凹部３ｃとの同時成形により一体的に設けられている。

一方、図４に示すようにボトル５０の口部５０ａの外周面には、雄ネジ５０ｂと補強鍔部５０ｃとの間においてロック鍔部５０ｄが一体に突出形成されている。

このような構成とした本実施例は次のような組み立て状態となる。
親キャップ１と子キャップ２との組み立てでは、図２に示すように、子キャップ２の雌ネジ８ｅを親キャップ１の雄ネジ６ｄに螺合させ、更に環状のバンド部１３が抜け止め部６ｅを強制的に越えるところまで子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せると、口部６ａが気密かつ水密に封止される。このとき、子キャップ２は、そのバンド部１３が抜け止め部６ｅにより抜け止めされるとともに、内筒９の下端部が、外筒６の垂下筒部６ｂの下端開口から突出し、外筒６の内面下端部の内面突部６ｆが内筒９の外周面に密着する。更に、密閉リング１０が外筒６の口部６ａ内に圧入するとともに、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接し、密閉リング１０が子キャップ２の胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持する状態となる。

子キャップ２と底蓋３との組み立てでは、図３に示すように、底蓋３の環状凹部３ｃの断面逆Ω状の環状凹溝３ｂと、子キャップ２の内筒９の下端の膨らんだ突縁９ｅとを強制的に嵌合させ、内筒９の下端開口縁９ｃで内側パッキン１２Ａを圧縮させる。そうすると、内筒６の下端開口縁９ｃが、内側パッキン１２Ａを圧縮させたまま、内筒９の突縁９ａが断面逆Ω状の環状凹溝３に圧入した状態となるとともに、底蓋３の内側に膨らんだ突縁３ｅが、内筒９の外周面の環状凹溝９ｂ内に一部を突入させて、内筒９の突縁９ａと上下に圧接するので、内筒９の下端開口に対する底蓋３による閉塞は、シール性が非常に高く、内筒９に圧力気体が封入されても、その気密性を充分に確保できる。

これに加えて、底蓋３の環状凹部３ｃの外周上縁３ｆの外側パッキン１２Ｂが、外筒６の下端開口縁６ｇに圧接し、これら外周上縁３ｆと下端開口縁６ｇとの間に圧縮して挟まれた状態となり、外筒６の下端開口も底蓋３によって密封される。これにより、外筒６と内筒９との間隙７もシールされるが、この間隙７は、外筒６の内面突部６ｆが内筒９の外周面に密着することによっても、二重にシールされる。

従って、内筒９の下端開口と底蓋３の環状凹部３ｃとの間は、環状凹部３ｃ内での内側パッキン１２Ａによるシールと、環状凹部３ｃ外での外側パッキン１２Ｂによるシールとで、内外二重にシールされることになる。特に、外側のシール構造では、環状凹部３ｃの外周上縁３ｆと外筒６の下端開口縁６ｇとが、内周から外周へ向かって下向きに傾斜しているので、これらの間に、そもそも液が溜まりにくい傾向になっていることと、外側パッキン１２Ｂに対する圧縮力が三次元に加わって、外側パッキン１２Ｂに対する外筒６の下端開口縁６ｇの圧接力が平均化されることにより、シール性能が向上する。その下向きの傾斜角度θを約２０度としたところ、シール性が最も高かった。

上記のようにして組み立てた本実施例のボトルキャップを、図４に示すように、ペットボトル等のボトル５０の口部５０ａに装着する場合、外筒６をボトル口部５０ａ内に挿入し、親キャップ１を閉じる方向に回して、そのキャップ本体５の雌ネジ５ｃをボトル口部５０ａの雄ネジ５０ｂに螺合させ、更に親キャップ１のキャップ本体５のロック突部５ｅがボトル口部５０ａ側のロック鍔部５０ｄを強制的に越えて、キャップ本体５の環状歯部５ｇがボトル口部５０ａの開口縁に食い込む状態となるまで、親キャップ１を更に閉じる方向に回してボトル口部５０ａを封止する。これにより、親キャップ１は、強力な力を加えない限りボトル口部５０ａから外すことができない。

これに対して子キャップ２の場合には、これを親キャップ１に対し開く方向に回すと、親キャップ１の外筒６の口部６ａに対して上側へ螺進して行くが、子キャップ２のバンド部１３は、親キャップ１側の抜け止め部６ｅにより上昇を規制されるため、バンド部１３との連結部であるブリッジ１４が切断してバンド部１３が分離し、更に凹部１５ａと凸部１５ｂとの嵌合も外れる。

子キャップ２を更に回転させると、これに伴いその内筒９も回転しながら上昇するが、底蓋３の環状凹部３ｃが親キャップ１の外筒６の下端開口縁６ｇに当接しているので、底蓋３は上昇を拘束されるのに対し、内筒９は更に上昇していくので、底蓋３が内筒９から外れて脱落する。これが脱落すると、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出され、底蓋３はボトル５０内の液中に沈降する。

本発明の実施例の組み立て前の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 親キャップと子キャップとを組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 更に底蓋を組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 ボトルに装着した状態の断面図である。

符号の説明

１ 親キャップ
２ 子キャップ
３ 底蓋
３ａ 押込部
３ｂ 環状凹溝
３ｃ 環状凹部
３ｄ 突起
３ｅ 突縁
３ｆ 外周上縁
３ｇ 凹面
５ キャップ本体
５ａ 頂部
５ｂ 胴部
５ｃ 雌ネジ
５ｄ ローレット
５ｅ ロック突部
５ｆ 間隙
５ｇ 環状歯部
６ 外筒
６ａ 口部
６ｂ 垂下筒部
６ｄ 雄ネジ
６ｅ 抜け止め部
６ｆ 内面突部
６ｇ 下端開口縁
７ 間隙
８ キャップ本体
８ａ 頂部
８ｂ 胴部
８ｅ 雌ネジ
８ｆ ローレット
８ｇ 矢印
９ 内筒
９ａ 突縁
９ｂ 環状凹溝
９ｃ 下端開口縁
１１ 原料
１２Ａ 内側パッキン
１２Ｂ 外側パッキン
１３ バンド部
１４ ブリッジ
１５ａ 凹部
１５ｂ 凸部
５０ ボトル
５０ａ 口部
５０ｂ 雄ネジ
５０ｃ 補強鍔部
５０ｄ ロック鍔部

Claims (3)

1. ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を封止する上面が凸面となる押込部を有する底蓋とからなり、該底蓋の周縁には、環状凸部が一体に形成されて前記押込部と前記環状凸部との間に前記内筒の下端部が圧入される環状凹溝が形成されるとともに、前記環状凸部よりも軟質な材質の内側パッキンが、環状凸部との同時成形により環状凹溝の底面に一体的に設けられており、親キャップをボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とボトルの口部とを封止でき、また子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が親キャップの外筒によって内筒から脱落され、内筒内の原料がボトル内に放出されるボトルキャップにおいて、
   前記底蓋の前記環状凸部の上面と前記外筒の下端開口面とが、内周から外周へ向かって下向きに傾斜し、
   前記環状凸部よりも軟質な材質の環状の外側パッキンが、該環状凸部との同時成形により該環状凸部の傾斜した上面に一体的に設けられ、
   前記子キャップを前記親キャップの外筒に螺合させ、前記内筒の下端部が前記底蓋の環状凹溝に圧入した状態で、前記外側パッキンに前記外筒の傾斜した下端開口面が圧接していることを特徴とするボトルキャップ。
2. 環状凸部の上面と外筒の下端開口面の傾斜角度が２０度であることを特徴とする請求項１に記載のボトルキャップ。
3. 外筒の下端縁に続くその上側の内周面が内筒の外周面と密着することを特徴とする請求項１または２に記載のボトルキャップ。

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