JP2006160278A - 液体容器のキャップシール構造 - Google Patents

Abstract

【課題】
携帯用魔法びんなどの液体容器のキャップに関し、軽い力で確実なシール状態を実現する。
【解決手段】
注出口２に開閉自在のキャップ３を備え、キャップ３を閉じることによって注出口２をシールする液体容器において、容器本体１の注出口２と対向するキャップ３の内面にパッキン支持杆４を突出させる。このパッキン支持杆４に上端に外鍔６を形成した略筒状のパッキン５を装着し、キャップ３を閉じたときに注出口２の開口縁2aが、パッキン５の外鍔６底面に当接して押し上げ、外鍔６の撓み弾性によって注出口のシール状態を実現する。パッキン５の外鍔６の撓み寸法の範囲でシールすることができ、部品の寸法誤差などに起因するパッキン５位置と注出口２の位置変化を外鍔６の撓みによって吸収する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、主として携帯用まほうびんや水筒などの液体容器であって、その注出口を塞ぐキャップでシールする、キャップシール構造に関する発明である。

携帯用まほうびんや水筒などの液体容器には、特許文献１や特許文献３に開示されるように、注出口にキャップを螺着し、キャップに装着したパッキンを注出口の開口縁で圧縮させてシールするもののほか、特許文献２に開示されるように、注出口に開閉自在のキャップを設け、該キャップに装着したパッキンを注出口部分に押圧してシールするものが知られている。すなわち、特許文献１及び特許文献３に開示されるキャップは、注出口が形成される部材に直接キャップを螺着するものであり、特許文献２に開示されるキャップは、注出口以外の部分、より具体的には注出口が形成される以外の部材にキャップを軸支し、軸支したキャップによって注出口を開閉自在とし、軸支したキャップの押圧力によって注出口をシールするものである。
特開２００３−１５５０５０号公報 特開２００３−３２７２６５号公報 特開２００２−１６５７０８号公報

特許文献１や３に開示される従来のキャップ構造では、キャップのシール状態がパッキンの圧縮変形にともなう密着性によって実現しているため、ネジによってキャップを強く締め付ける必要がある。特許文献２に開示されるように、注出口以外の部分に軸支したキャップの開閉操作によって、キャップのパッキンを注出口部分に押圧するものでは、大きな力、すなわちパッキンが圧縮変形するような大きな力でパッキンを押圧しないと十分なシール効果を発揮することができない欠点があった。
また、特許文献２に開示される口栓部構造は、真空二重びんの開口部に密接するパッキンを備え注出口を穿設した内筒部と別部材である外筒部を分離できない状態に組立て、外筒部に開閉自在の蓋部材(キャップ)を軸着している。このように複数の部材で口栓部を構成するものでは、各部材の製造上の寸法誤差によってパッキンの押圧力が必ずしも一定せず、安定したシール状態を実現することが困難であった。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑み、従来技術の欠点を解消することを目的とするものである。すなわち、キャップを装着する際に、小さな力で確実なシール効果を実現することができるとともに、シール効果を発揮するパッキンの変形範囲が大きく、製品寸法のバラツキなどを吸収することができるシール構造を実現することを目的とするものである。
なお別の目的は、特許文献２に示されるように、真空二重びんの開口部に密接するパッキンを備えた栓と、栓を保持する栓カバーを別部品で構成する場合において、栓と栓カバーとを分離可能とし、分離して洗浄することができる液体容器を実現し、このような場合においても十分なシール効果を維持するシール構造を実現することである。

上記目的を達成するために、注出口２に着脱自在とするキャップ３、もしくは注出口以外の部分に軸支させたキャップ３によって、注出口２をキャップ３に備えたパッキン５によって注出口２をシールする液体容器において、容器本体１の注出口２と対向するキャップ３の内面にパッキン支持杆４を突出させ、このパッキン支持杆４に、上端に外鍔６を形成した略筒状のパッキン５を装着する。そして、キャップ３を装着もしくは閉じたときに注出口２の開口縁2aが、パッキン５の外鍔６底面に当接してこの部分を押し上げ、パッキン５の外鍔６の撓み弾性によってシール状態を維持させる。

このとき、パッキン支持杆４に装着するパッキン５の外鍔６の撓み範囲と、キャップ３内面との間に空間Ｘを確保し、パッキンの外鍔６がキャップ３の内面に接しないようにしておくと、パッキン５からキャップ３へ熱が伝わりにくくなる。
さらに、キャップ３の内面に突出するパッキン支持杆４を下方に開口する盲筒状とするとともに、パッキン支持杆４に装着するパッキン５を上端に外鍔６を備えた盲筒状とし、パッキン支持杆４の外周面にエアー抜きのために上下方向の溝７を形成すると、パッキン支持杆４とパッキン５に囲まれた空間26が断熱層として機能すると同時に、溝を通過する空気の流通によって前記空間の温度変化による圧力変化を解消する。

液体容器は、容器本体１の肩部に栓セット８を着脱自在に装着するものとすることができる。栓セット８は、容器本体１の開口部に密接するパッキン９及び上方に突出する筒状の注出口２を備えた帽状の栓10と、栓10に形成した筒状の注出口２が貫通し、かつ水密状態で嵌合して軸方向に摺動可能な栓支持筒11及び開閉自在のキャップ３を備え、容器本体１の肩部に着脱自在である栓カバー12とで構成する。栓10と栓カバー12は分離可能とし、別々に洗浄することができるようにする。

上記場合において、栓カバー12に形成した栓支持筒11と栓10に形成した筒状の注出口２との軸方向に摺動可能な寸法Ｂを、キャップ３のパッキン支持杆４に装着されるパッキン５外鍔６の撓み寸法Ａよりも大きくしておくと、栓セット８を容器本体１から取り外した場合に、外鍔６の弾性によって栓10と栓カバー12が分離することがなく、栓10と栓カバー12を組み合わせた状態の栓セット８として取り扱うことができる。

請求項１記載の本発明液体容器のキャップシール構造によれば、注出口以外の部分に軸支したキャップ３によって注出口２を開閉自在とする場合に、従来のようにキャップ３を注出口部分に強く押圧する必要がなく、小さな力でキャップ３を閉じ、確実なシール状態を実現することができる。また、各部品にある程度大きな寸法誤差があっても、パッキン５外鍔の撓み範囲でシール状態を維持することができるため、部品や組立て上の寸法誤差を許容することができる。

請求項２記載の発明によれば、注出口２に直接キャップ３を装着する場合に、小さな力でキャップ３を装着することができる。すなわち、キャップ３を螺着する場合に、従来の液体容器では、パッキンが圧縮変形するような大きな力で締め付ける必要があったが、本発明ではパッキン５の外鍔６が撓む程度の小さな力、換言すればキャップ３を閉めるトルクが小さく、特に、閉めきる直前のトルクの立ち上がりが緩やかなため操作性に優れ、確実なシール状態を実現することができる。

請求項３記載の発明によれば、盲筒状のパッキン支持杆４と、盲筒状のパッキン５で形成される空間が断熱層として機能するため、保温効果を向上することができる。そして、パッキン支持杆４の外周面に形成した溝７によって空気を流通させ、温度変化によって発生する圧力変化を解消し、保温、保冷のいずれのための液体容器としても利用することができる。
また、請求項４記載の発明によれば、液温度の影響を受けるパッキン５と、器外温度の影響を受けるキャップ３とが接触しないため熱伝導を遮断し、液容器の保温性を向上させることができる。

請求項５記載の発明によれば、容器本体１の肩部に着脱自在の栓セット８を設けるものであって、栓セット８を分離可能な栓10と栓カバー12で構成し、両者を分離させることによって別々に洗浄することができる。この場合、各部品の寸法誤差や装着状態の変動に対して、広い範囲でシール状態を維持することができる。請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の発明を実施するに際し、容器本体１から栓セット８を取り外したときに、栓10と栓カバー12が分離しない状態で扱うことができる。

以下、本発明に係る液体容器のキャップシール構造の実施形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態を示す液体容器の上部のみの縦断面図、図２は液体容器全体の斜視図、図３は分解状態の栓セットの縦断面図である。

図示実施形態の携帯用魔法びんは、比較的大きな容量の真空二重びん13の底部に底体14を、上部に肩部材15を固定して容器本体１とし、この容器本体１に栓セット８を着脱自在に装着するものである。容器本体１の肩部材15には、左右両側にハンドル支持杆16を突出させ、門形のハンドルを装着することによって、手で提げて携行することができるようにしている。

この携帯用魔法びんは、比較的大容量の真空二重びんを使用し、スポーツの際に一人の人が水分補給を行う場合などに利用することを目的としている。したがって、栓セット８に開閉自在のキャップ３を装着し、キャップを開けることによって注出口２が現れ、注出口２に直接口を付けて飲用することができるものである。肩部材15に装着する門形のハンドルには長孔18を穿設し、長孔18にハンドル支持杆16を係合させている。したがって、飲用の際にハンドル17が邪魔にならないように、横に倒すと同時に長孔に沿ってハンドル支持杆の係合位置を移動させることができる。

キャップ３は、バネ19によって開く方向に付勢してあり、栓セット８の正面に設けた開閉ボタン20を押すことによって瞬時に開くことができるとともに、キャップ３が不用意に開かないように、栓カバー12には、周方向に移動させることによって、開閉ボタンを押圧することができなくなるロックボタン21が設けられている。

栓セット８は、図３に示すように容器本体１の肩部材に螺着することができる、略帽状の栓カバー12と、栓10とで構成し、栓カバー12と栓10は自由に分離させることができるようにしている。すなわち、帽状に形成する栓カバー12の天壁部分に、筒状の栓支持筒11を形成するとともに、栓支持筒11の後方部分に開閉自在のキャップ３を軸支させている。栓カバー12の前面には、バネ22によってキャップを閉めた状態に維持し、シーソー運動を行う開閉ボタン20を配置している。

栓10は、上方に向けて開口する注出口２を備えた帽状とし、下端外周縁にパッキン９を装着している。パッキン９は、図１に示すように真空二重びん13の開口部、特に絞り部13aに密接してシール状態を維持する。栓10に形成する注出口２は、前記栓カバー12の栓支持筒11に嵌合し、シール、すなわち水密状態で軸方向に摺動可能であり、栓10と栓カバー12を自由に組立て、また分離させることができる。

栓カバー12の栓支持筒11に、栓10の注出口２を嵌合させ、水密状態で軸方向に摺動可能とするには、栓支持筒11の内径と注出口２の外径を遊嵌合の寸法関係とし、注出口２の下端部分にパッキン23を装着し、該パッキン23に形成した突条24を栓支持筒11の内面に密接させる。これにより、軽い力で自由に移動し水密状態を維持することができる。栓支持筒11の下端部内面には、低い突条部25を形成し、移動が係止されるようにしてある。

栓カバー12に設けるキャップ３の内面には、下端が開放される略円筒状のパッキン支持杆４を突出形成し、該パッキン支持杆４にパッキン５を装着している。パッキン支持杆４に装着するパッキン５は略帽状であって開口縁である上端に外鍔６を形成し、キャップ３を閉じたときに栓支持筒11から突出する注出口２の上端である開口縁2aが外鍔６の底面に当接して、図１に点線で示す位置の外鍔６を実線位置に押し上げる。このとき、外鍔６の撓み弾性によって開口縁2aと外鍔底面が密接し、シール状態が維持される。

盲筒状のパッキン支持杆４に盲筒状のパッキン５を装着した場合、内部の空間が密閉される。この空間の空気は、液体容器に収容する飲料の温度や外部環境によって膨張、収縮するためパッキンの装着位置がずれたり、外れたりする可能性がある。そのため、図示実施形態のパッキン支持杆４には、図４に示すように、外周面に上下方向の溝７を刻設し、エアー抜きを行なうことができるようにしている。

キャップ３の内面に突出させるパッキン支持杆４は、中実の棒状であってもよい。さらに、パッキン５は盲筒状ではなく、単なる筒状であってもよい。しかしながら図示実施形態のように、パッキン５が盲筒状であって空間26を形成することによって、この空間26が断熱層として機能し、液体容器の保温性を向上させる効果がある。さらに、図示実施形態においては、パッキン５の外鍔６が押し上げられたときに、キャップ３の内面に当接しないで、空間Ｘが保持される寸法としている。これにより、空間Ｘも断熱層として機能し、液体容器の保温性をより向上させる。すなわち、パッキン５からの熱伝導によって熱がキャップに伝わるのを防止することができる。

図５に示す実施形態の液体容器は、基本的な構成として図１に示す実施形態の液体容器と同じである。この液体容器は、主として中容量の携帯用魔法びんであって、栓セット８において、栓カバー12の上面全体に一致する大きさのキャップ３を栓カバー12の後端部分に軸支し、開放自在としている。また、栓カバーの前端に配置する開閉ボタン20は、シーソー運動ではなく、前後方向に摺動するように形成されている。

図６に示す実施形態の液体容器は、主として小容量の携帯用魔法びんに応用したものである。この実施形態の液体容器では、栓セットにおいて、キャップ３を栓カバー12に螺着するとともに、キャップ３と肩部材15の間に連結紐27を設け、キャップ３の紛失を防止するように配慮されている。この場合に、先の実施形態において盲筒状であったパッキン支持杆４の筒内の部分を上方に開口させ、この中に連結紐27の係止部材28を配置している。

図６に示す実施形態の液体容器の場合、注出口２が形成されている栓２にキャップ３を螺着するものであるため、螺着のための締め付ける力によって注出口２の開口縁2aとパッキン５の外鍔６が押し付けられることになる。従来のねじ込み式のキャップにおいては、パッキンが圧縮変形する態様でシール状態を維持するように構成されているが、本発明ではパッキンの外鍔６の撓み弾性によってキャップの開口縁とパッキンを密接させている。すなわち、図７の(a)に示すパッキン鍔部６と注出口2a当接位置から、図７の(b)に示す締め付け位置まで、軽い力でキャップを装着することができ、かつ確実にシールすることができる。特に、螺着の最終段階で従来の液体容器では、キャップを強く締め付ける必要があったが、本発明においては螺着の最終段階においても軽い力で装着することができ、操作性を向上することができる効果がある。

図６に示す実施形態の液体容器は、飲料を収容する真空二重びん13に装着された肩部材15に対して移動可能な栓10を設け、栓10に形成した注出口２にキャップ３を螺着するものである。本発明に係るキャップのシール構造は、ペットボトルのように、液体を収容する容器そのものに形成した注出口に螺着するキャップにも応用することができる。

また、図１ないし図５に示す実施形態の液体容器は、飲料を収容する真空二重びん13に装着された肩部材15に対して栓セット８の栓カバー12を螺着し、栓カバー12に対して移動可能な栓10を設け、栓カバー12に設けたキャップ３によって、栓10に形成した注出口２を塞ぐように構成されている。したがって、引用文献２に開示される従来のキャップシール構造のように、キャップのパッキンが圧縮変形するような強い力でキャップを押圧することによってシール状態を実現する構造では、栓10と栓カバー12を分離可能な構造とした場合に、キャップによって栓10自体を押し下げて十分なシール状態を実現することができない。また、圧縮変形によるシール可能な寸法範囲は狭く、部品や組立て状態による寸法誤差を吸収することができないものであるが、本発明ではパッキンの外鍔６の比較的小さな力である撓み範囲においてシール状態を維持することができるため、図１ないし図５に示す構成の液体容器を実現することができる。

なお、図１ないし図５に示すように、栓10と栓カバー12が分離可能な液体容器では、栓の下端部に装着されているパッキン９が、真空二重びん12の内びん部分に形成した絞り部分13aに当接して該部分をシールする。これに対して栓カバー12は、真空二重びんの外びん部分に装着しているため、栓10と栓カバー12の位置決めの基準となる位置が異なり、かつ真空二重びんはその特性上、ある程度大きな寸法誤差を避けることができない。この寸法誤差は、栓カバー12の栓支持筒11と、栓10の注出口２との軸方向の摺動によって吸収する。しかしながら、栓カバーの栓支持筒11と、栓の注出口２が軸方向に摺動すると、注出口２とキャップ３の位置関係が変化することになる。この位置関係の変化、換言すれば寸法誤差は、パッキン９の外鍔６の撓みによって吸収し、シール状態を維持することができる。

栓10と栓カバー12を組み合わせた栓セット８として取り扱う場合、パッキン５の外鍔６の撓み弾性によって栓10を押し下げ、栓10が栓カバー12から外れてしまう可能性がある。そこで、図１に拡大表示するように、パッキンの外鍔６の撓み寸法Ａよりも栓カバー12の栓支持筒11と、栓10の注出口２との軸方向の摺動寸法Ｂを大きく設定しておく。これにより、栓セット８単独で取り扱う場合に、キャップを閉じても栓10が脱落するのを防止することができる。

本発明の実施形態に係る液体容器の上部のみの縦断面図、 本発明の実施形態に係る液体容器全体の斜視図、 本発明の実施形態に係る液体容器であって、分解状態の栓セットの縦断面図、 図１のIV-IV線断面図、 本発明の別の実施形態に係る液体容器の上部のみの縦断面図、 本発明のさらに別の実施形態に係る液体容器の上部のみの縦断面図、 図７のパッキン部分の拡大断面図。

符号の説明

１…容器本体、 ２…注出口、 5a…開口縁、 ３…キャップ、 ４…パッキン支持杆、 ５…パッキン、 ６…外鍔、 ７…溝、 ８…栓セット、 ９…パッキン、 10…栓、 11…栓支持筒、 12…栓カバー、 13…真空二重びん、 13a…絞り部、 14…底体、 15…肩部材、 16…ハンドル支持杆、 1７…ハンドル、 18…長孔、 19…バネ、 20…開閉ボタン、 21…ロックボタン、 22…バネ、 23…パッキン、 24…突条、 25…突条部、 26…空間、 28…係止部材、 Ｘ…空間。

Claims (6)

1. 注出口を塞ぐキャップを注出口以外の部分に軸支させ、該キャップによって注出口を開閉自在とし、キャップを閉じることによって注出口をシールする液体容器において、
   注出口と対向するキャップの内面にパッキン支持杆を突出させ、該パッキン支持杆に、上端に外鍔を形成した略筒状のパッキンを装着し、
   キャップを閉じたときに注出口の開口縁が、前記パッキンの外鍔底面に当接して該部分を押し上げ、パッキン外鍔の撓み弾性によってシール状態を維持することを特徴とする液体容器のキャップシール構造。
2. 注出口部分に着脱自在のキャップを装着し、キャップを装着することによってキャップに備えたパッキンによって注出口をシールする液体容器において、
   注出口と対向するキャップの内面にパッキン支持杆を突出させ、該パッキン支持杆に上端に外鍔を形成した略筒状のパッキンを装着し、
   キャップを装着したときに注出口の開口縁が、前記パッキン外鍔底面に当接して該部分を押し上げ、パッキン外鍔の撓み弾性によってシール状態を維持することを特徴とする液体容器のキャップシール構造。
3. キャップの内面に突出するパッキン支持杆が下方に開口する盲筒状であるとともに、該パッキン支持杆に装着するパッキンを上端に外鍔を備えた盲筒状とし、パッキン支持杆の外周面にエアー抜きのために上下方向の溝を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の液体容器のキャップシール構造。
4. パッキン支持杆に装着するパッキン外鍔の撓み範囲とキャップ内面との間に空間を確保し、パッキン外鍔がキャップ内面に接しないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体容器のキャップシール構造。
5. 液体容器は、容器本体の肩部に着脱自在の栓セットを設けるものであって、該栓セットは容器本体の開口部に密接するパッキン及び上方に突出する筒状の注出口を備えた帽状の栓と、該栓と分離可能で栓に形成した筒状の注出口が嵌合し水密状態で軸方向に摺動可能な栓支持筒並びに開閉自在のキャップを備え容器本体の肩部に着脱自在である栓カバーとで構成し、栓カバーに備えたキャップによって栓カバーの栓支持筒から突出する注出口をシールする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体容器のキャップシール構造。
6. 栓カバーに形成した栓支持筒と栓に形成した筒状の注出口との軸方向に摺動可能な寸法を、キャップのパッキン支持杆に装着されるパッキンの外鍔の撓み寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項５記載の液体容器のキャップシール構造。

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