TW201925050A - 用於打開和關閉容器蓋的裝置及包括該裝置的容器 - Google Patents

Abstract

一種用於打開及關閉容器之蓋的裝置，供在打開及關閉蓋期間用於控制蓋移動，其特徵在於前述裝置包含：a)固定結構，其連接至前述容器；b)彈性構件，其對前述蓋產生力，前述力之量值根據前述蓋之相對位置變化；及c)共同旋轉軸桿，其將前述蓋鉸接至前述固定結構；前述蓋在遠離前述共同旋轉軸桿之點處接收前述彈性構件的前述力，其經配置以使得藉由前述彈性構件所施加之前述力補償前述蓋的重量。

Description

用於打開和關閉容器蓋的裝置及包括該裝置的容器

本發明揭示一種用於打開及關閉容器之蓋以便在打開或關閉其期間控制蓋之移動的裝置。更特定言之，本發明揭示一種用於在關閉之時刻控制及最小化蓋抵抗容器之衝擊力的裝置。該裝置亦幫助使用者打開蓋，使得使用者在打開蓋時必須施加較小的推力至蓋之重量。

存在具有用於提供對該等容器之存取的被稱為「人行巷道(manways)」之開口的不同類型之容器。因此，人行巷道為具有配合於容器上且抵抗墊圈縮回之覆蓋物或蓋的開口。該等蓋通常為經鉸接蓋，且被理解為具有藉由共同軸桿鉸接之兩個元件的類型之蓋且其中該蓋大致為可移動的且容器為靜止的，從而允許蓋圍繞共同軸桿之旋轉以便改變蓋的位置。

墊圈為機械密封件，其填充在兩個或兩個以上配合表面之間的空間，大致在該等表面處於壓縮下時防止洩漏。詳言之，墊圈為環形的且定位於開口之邊沿上，且用以在人行巷道之蓋處於關閉位置時防止含於容器內部的流體溢出。

人行巷道之蓋通常具有相當大的重量，重量達至超過40公斤。負責處置容器之使用者在打開或關閉蓋時，尤其由於蓋之重量而頻繁地遇到問題或困難。關於關閉蓋之困難與在 關閉之時刻的蓋之高速度且與該關閉期間控制之缺乏相關。當蓋接觸容器時，蓋起因於其速度及質量之動能變換為衝擊能量。當前，眾多事故係藉由在使用者之手指處於人行巷道之邊沿的同時蓋意外地關閉而引起，從而在關閉之時刻壓碎手指。與蓋之關閉相關的另一問題為藉由蓋之重複衝擊所產生的墊圈之變形。墊圈之目的為防止流體之洩漏，且永久變形可能引起不合需要的洩漏。

因此，提供包含系統之蓋打開裝置係重要的，該系統用於藉助於一裝置在打開及關閉蓋兩者時解決困難，且詳言之，用於防止使用者在關閉之時刻在其身體的任何部位遭受傷害。

本發明揭示使用彈簧之力補償蓋之重量的對前述技術問題之技術解決方案。彈簧可經替換或其機械性質可經修改，以便達成在打開及關閉過程兩者期間蓋之特定行為。根據本發明，使用彈簧之力補償蓋之重量使得在運動學上且動態地控制蓋成為可能。

本發明之目的為在打開及關閉蓋之過程期間在一裝置內提供多功能性。用於打開及關閉容器上之蓋的裝置補償蓋之重量，以便確保蓋抵抗容器的衝擊受到控制。

更特定言之，本發明之目的為提供蓋打開及關閉裝置，該裝置具有用於取決於蓋之質量及位置而補償蓋之重量的彈性構件。

為了達成此目的，本發明揭示一種用於在打開及關閉蓋期間控制蓋移動之裝置，其特徵在於前述裝置包含：固定結構，其連接至容器；彈性構件，其對前述蓋產生力，前述力 之量值根據前述蓋之相對位置變化；及共同旋轉軸桿，其將前述蓋鉸接至前述固定結構，前述蓋在遠離前述共同旋轉軸桿之點處接收前述彈性構件的前述力，其經配置以使得藉由前述彈性構件所施加之前述力補償前述蓋的重量。

較佳地，前述彈性構件藉助於鉸鏈連接至前述固定結構，前述鉸鏈允許前述彈性構件之前述力傳送至前述固定結構且此外允許前述彈性構件傾斜。更佳地，前述彈性構件藉助於鉸鏈連接至前述蓋，前述鉸鏈允許前述彈性構件傾斜。

較佳地，前述裝置包含連接至前述蓋且藉助於前述共同旋轉軸桿鉸接至前述固定結構之可移動結構，使得前述可移動結構圍繞前述共同旋轉軸桿的旋轉係可能的。

較佳地，前述裝置包含相對於前述可移動結構且相對於前述固定結構鉸接之桿，前述桿之縱向軸線與前述彈性構件的縱向軸線重合，使得在前述桿與前述可移動結構之間的前述鉸鏈在前述蓋之移動期間相對於前述共同軸桿以圓形方式移動。

較佳地，前述彈性構件係配置於前述固定結構與固定螺母之間，使得當前述蓋進行打開或關閉移動時，前述可移動結構圍繞前述共同旋轉軸桿旋轉，從而引起前述彈性構件之長度的改變。

較佳地，前述共同旋轉軸桿為鉸接前述可移動結構與前述固定結構之第一螺栓或長螺栓，而在前述可移動結構與前述桿之間的前述鉸鏈為第二螺栓，亦稱為短螺栓。

較佳地，前述固定結構中之凹部具有匹配前述短螺栓之行程的形狀，因此允許前述螺栓被接納，使得當前述蓋已到達打開位置時，前述短螺栓之一末端接觸前述凹部之壁，從 而停止前述蓋的打開移動。

較佳地，前述固定結構之一末端係在與前述固定結構中之前述凹部的上部轉角相比實質上較低的高度處，使得前述末端充當抵抗處於前述打開位置之前述蓋的擋止件。

較佳地，前述裝置包含呈手柄之形狀的殼體，在下文中稱為「手柄」，前述手柄之縱向軸線與前述彈性構件的前述縱向軸線重合。

較佳地，前述手柄之上部部分藉助於至少一固定套筒在頂部處連接至前述桿且在底部處連接至前述彈性構件的上部部分，使得藉由前述彈性構件所施加之前述力藉由前述手柄的前述上部部分接收，從而將前述力依次傳送至前述桿，前述桿經由前述短螺栓將前述力依次傳送至前述可移動結構。

較佳地，前述彈性構件為在前述蓋相對於人行巷道處於90°時總是張緊分開之彈簧。

較佳地，前述裝置包含兩個可移動結構及兩個固定結構。更佳地，前述可移動結構及前述固定結構具有剛性平面板之形狀。

本發明使得以如下方式配置彈性構件或彈簧係可能的：遍及蓋之整個行程匹配或補償重量的行動。

1‧‧‧裝置

2‧‧‧容器

3‧‧‧蓋

4‧‧‧手柄

5‧‧‧彈簧

7‧‧‧桿

8‧‧‧手柄之上部部分

9‧‧‧第二螺栓/短螺栓/鉸接點/第二鉸接點

10‧‧‧固定結構/固定板

10’‧‧‧固定板

11‧‧‧可移動結構/可移動板

11’‧‧‧可移動板

12‧‧‧第一螺栓/長螺栓/第一鉸接點

13‧‧‧螺釘/第三鉸接點

13’‧‧‧螺釘

14‧‧‧螺母

16‧‧‧固定板之末端

18‧‧‧凹部

19‧‧‧第一固定套筒

20‧‧‧第二固定套筒

100‧‧‧固定板

100’‧‧‧固定板

110‧‧‧可移動板

110’‧‧‧可移動板

為了輔助理解，用於打開及關閉容器之蓋的裝置之兩個實施例的解釋性而非限制性的圖式得以包括。

圖1為配置於蓋為關閉之容器上的根據本發明之用於打開及關閉蓋之裝置的正視圖。

圖2為取自圖1之用於打開及關閉蓋之裝置的立體圖。

圖3為用於打開及關閉接受器(recipient)上之蓋的裝置之立體圖，前述蓋係在180°下打開。

圖4為取自圖3之用於打開及關閉蓋之裝置的立體圖。

圖5為與容器分離的用於打開及關閉蓋之裝置的正視圖。

圖6為取自圖5之用於打開及關閉蓋之裝置的正視圖，其顯示定位於手柄內部之彈簧。

圖7為配置於蓋為關閉之容器上的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的立體圖。

圖8為高處俯瞰取自圖7的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的視圖。

圖9為結合至容器的取自圖8之用於打開及關閉蓋的裝置之第二實施例的側視正視圖，前述蓋為關閉的。

圖10為取自圖9的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的立體圖，前述蓋係在90°下打開。

圖11為取自圖10的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的側視正視圖。

圖12為與容器分離的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的立體圖，其顯示定位於手柄內部之彈簧。

圖13為取自圖12的用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的側視正視圖，其包含覆蓋彈簧之手柄。

圖14為用於打開及關閉蓋之裝置之第二實施例的分解圖。

在下文中，本發明之兩個實施例係參看隨附圖式來 描述：蓋打開至180°之第一實施例、及蓋打開至90°的第二實施例。

圖1及圖2顯示配置於容器2上的用於打開及關閉蓋之裝置1的第一實施例，蓋3為關閉的。圖1因此顯示藉助於可移動結構11連接至蓋3且藉由固定結構10連接至容器2之裝置1。詳言之，可移動結構11為可移動板11，且固定結構10為固定板10。

本實施例之裝置1包含彈簧5(圖6中所示)、手柄4、兩個固定板10及10’、兩個可移動板11及11’、及桿7。彈簧5定位於手柄4內部，且因此圖1及圖2並未顯示該彈簧5。桿7之縱向軸線與手柄4之縱向軸線重合。此外，桿7之縱向軸線與彈簧5之縱向軸線重合。

可移動板11及11’為實質上伸長的且藉由其末端中之一者剛性地連接至蓋3的剛性平面元件。可移動板11及11’之另一末端為磨圓的且具有用於接納第二螺栓9之實質上圓形孔洞，第二螺栓9亦被稱為短螺栓9。短螺栓9之縱向軸線垂直於可移動板11及11’，且可移動板11及11’相對於垂直面(elevation plane)對稱地配置。此外，該等可移動板包含用於接納第一螺栓12之第二實質上圓形孔洞，第一螺栓12亦被稱為長螺栓12。長螺栓12之縱向軸線垂直於可移動板11及11’。

固定板10及10’為連接至容器之外壁的剛性平面元件。該等固定板包含實質上L形的凹部18，凹部18之內轉角為實質上磨圓的，從而允許可移動板11及11’在第一螺栓12上之圓形移動，第一螺栓12亦被稱為長螺栓12。當短螺栓9之末端與凹部18之上部內轉角接觸時，該圓形移動結束。此外，固定板10及10’包含兩個孔洞：用於接納16mm螺釘13之第一實質上圓形孔洞、及用於接納長螺栓12的第二實質上圓形孔洞。該長螺栓12 為允許可移動板11及11’在固定板10及10’上旋轉之共同旋轉軸桿，固定板10及10’相對於垂直面對稱地配置。

桿7為以圓筒之形狀伸長且並非中空的剛性桿。桿7在下部末端上包含有螺紋區，而另一末端包含管，該管之縱向軸線垂直於剛性桿之縱向軸線而配置。因為管為中空的，所以其可接納短螺栓9。桿7之有螺紋末端用以將螺母14緊固於適當位置，且因此組配彈簧5的機械性質。因此，桿7藉由兩個鉸接點鉸接：藉助於短螺栓9在頂部處鉸接至可移動板11及11’，且藉助於兩個螺釘13及13’鉸接至固定板10及10’。

兩個螺釘13及13’擰至手柄4之上部部分8中，使得該等螺釘13及13’通過固定板10及10’。螺釘13及13’之此組態對於允許手柄4及桿7相對於固定板10及10’之振盪移動而言係有利的，固定板10及10’係剛性地連接至容器2。

此外，桿7在桿之中間部分中包含第一固定套筒19及第二固定套筒20，使得第一固定套筒19及第二固定套筒20兩者楔入於手柄4之上部部分8內部，從而限制桿7相對於手柄4之該上部部分8的軸向移動。因此，彈簧5之力傳輸至垂直於彈簧5之縱向軸線而配置的手柄4之上部部分8的面，且該面經由第一固定固定套筒19及第二固定套筒20將該力傳送至桿7。

手柄4之上部部分8具有類似於矩形稜柱之外幾何結構。其為在桿7、固定板10及10’以及手柄4自身之間的可拆卸連接元件。手柄4之上部部分8包含用於允許螺紋連接至手柄4之有螺紋區。

手柄4係呈管之形狀，在頂部包含擰進手柄4之上部部分8中的有螺紋區且在底部包含蓋。一優點在於，彈簧5可藉由另一彈簧替換或其機械性質可修改。

裝置1以以下方式操作：使用者藉助於與本發明不相關之抓柄(未圖示)或另一機構打開蓋3。值得注意的是，使用者並未施加直接力至裝置1以便打開或關閉蓋。因為蓋為經鉸接蓋且剛性地連接至可移動板11及11’，所以長螺栓12可為旋轉軸桿。可移動板11將長螺栓12之旋轉移動轉換為藉由桿7之上部末端在鉸接點9處的圓形移動。該鉸接點9為短螺栓9。短螺栓9與長螺栓12在幾何學上並不重合，亦即，在兩個螺栓之間存在間隙，被稱為偏心度。桿7之上部部分相對於長螺栓12以圓形方式移動，而該桿7之下部部分在蓋3之打開的第一時刻期間實質上朝向圖1之右側(逆時針方向)移動(擺動)，直至短螺栓9及長螺栓12在圖1中處於相同高度為止，在該點處，桿7開始朝向左側(順時針方向)擺動。在順時針方向上之此擺動移動繼續，直至蓋打開至大約180°為止。

圖3及圖4顯示在蓋已根據第一實施例打開至大約180°時之打開移動的結尾。在此時刻，凹部18之上部內轉角及固定板10之末端16充當擋止件，從而限制蓋3的打開移動。短螺栓9插入至凹部18中，直至其接觸凹部18之上部內轉角為止，凹部18具有匹配形狀，因此允許短螺栓9被接納。此外，蓋3之外面接觸固定板10之末端16。打開位置被理解為意謂蓋3完全打開之位置，對應於第一實施例中之180°。

當蓋3關閉時，彈簧5被拉伸，亦即以可伸展方式操作，因此向下拉動桿7且結果實質上補償蓋之重量。當蓋3處於90°位置時，彈簧5係平衡的，亦即其既不拉伸亦不壓縮。當蓋3在90°與180°之間的位置時，彈簧5再次漸進地拉伸直至蓋打開至180°為止，此情形對應於彈簧5連同關閉位置之最大伸長率，從而向下推動桿7且結果實質上補償蓋3的重量。因此，彈簧5之 力根據蓋3的相對位置變化。彈簧5之力直接地傳輸至手柄4的上部部分8，且該上部部分在與桿7成縱向之方向上將該力傳輸至該桿，且該桿經由短螺栓9將該力依次傳輸至可移動板11及11’。

圖5顯示無容器2及蓋3之第一實施例的裝置1。圖5顯示包含三個鉸接點之機構：在可移動板11與固定板10之間的第一鉸接點12、在桿7與可移動板11之間的第二鉸接點9、及在桿7與固定板10之間的第三鉸接點13。第一鉸接點12為長螺栓12，第二鉸接點9為短螺栓9，且第三鉸接點13係藉助於兩個螺釘13及13’產生。長螺栓12以旋轉方式但並非以平移方式移動，其為線性或圓形平移。確實，長螺栓12之縱向軸線為機構的旋轉軸線。

圖6顯示無手柄4的取自圖5之裝置1，因此顯示彈簧5及手柄4內部的其他元件。彈簧5在底部處藉助於螺母14且在頂部處藉助於手柄4之上部部分8接觸。彈簧5之機械特徵，例如施加於手柄4之上部部分8上的力或被稱為彈簧常數之比例性常數，可藉由改變下部螺母14與手柄4之上部部分8之間的距離容易地組配。當螺母14未擰緊時，其在桿7之縱向軸線的方向上退回，從而拉伸彈簧5且結果增大彈簧常數。藉由增大彈簧常數，藉由彈簧5所施加之力根據虎克定律對於長度的每一拉伸單元成比例地較大。相反地，螺母14之螺紋旋擰使螺母在桿7之縱向軸線的方向上前進，從而愈來愈少地拉伸彈簧5且結果減小彈簧常數。彈簧5之機械性質因此為可組配的。

同樣，使用者可組配裝置1，使得蓋在其自己的重量下從不關閉且例如在距關閉位置30毫米處保持平衡。對於此，使用者可使用基本三角定理來判定蓋處於例如30毫米之打開位置下的角度，且計算接納彈簧5之蓋3的有效重量且因此調 整螺母14之位置，使得張緊之彈簧施加等於蓋3在距關閉位置三十毫米處之有效重量的力，因此確保系統為平衡的。

亦存在調整彈簧5之選項，使得張力實質上小於蓋3之有效重量，使得當蓋3處於小於90°之打開位置時，蓋3在沒有來自使用者之任何幫助的情況下且以相對低的速度以受控方式在其自己的重量下關閉，在蓋3接觸容器2之時刻控制衝擊力為可能的。使用者可因此組配裝置1以使得蓋3之衝擊具有等效於例如15牛頓的力。

圖7、圖8及圖9顯示蓋關閉之第二實施例。第二實施例對應於90°之打開位置，固定板100及100’以及可移動板110及110’具有實質上不同於第一實施例中之板的幾何結構。可移動板110及110’具有實質上矩形形狀，其具有磨圓的四個轉角以及用於接納短螺栓9之一個孔洞及用於接納長螺栓12的另一個孔洞。該短螺栓9將桿7之上部末端連接至兩個可移動板110及110’，且將該等可移動板連接至蓋3。固定板100具有矩形凹部，該凹部具有磨圓的轉角及允許短螺栓9在可移動板110及110’相對於短螺栓9之順時針擺動移動期間插入的尺寸。此外，固定板100及100’包含用於接納長螺栓12之孔洞及用於接納螺釘13的另一孔洞。

如同第一實施例中之狀況，機構包含三個鉸接點：由連接可移動板110及110’與固定板100及100’之長螺栓12組成的第一鉸接點、由連接桿7與兩個可移動板110及110’之短螺栓9組成的第二鉸接點、及由兩個螺釘13及13’組成之第三鉸接點。

圖10及圖11顯示蓋打開至90°之第二實施例。本實施例之裝置1經設計來在該蓋打開至實質上超過90°時限制蓋3的移動。此係藉由短螺栓9之末端與固定板100中之凹部的磨圓 的轉角中之一者的直接接觸來達成。

兩個可移動板110及110’例如藉助於焊接永久地連接至蓋3，而兩個固定板100及100’永久地連接至容器2之側向面，且因此本實施例允許可移動板110及110’相對於長螺栓12擺動，該長螺栓為機構之旋轉軸線。

儘管本發明已參考其實施例得以陳述及描述，但應理解，此等實施例並不限制本發明，且在解譯本描述、申請專利範圍及圖式中所揭示之標的物之後更改可證明對於熟習此項技術者明顯的許多結構或其他細節係可能的。因此，本發明之範疇包括可被考慮藉由以下申請專利範圍之最廣範疇覆蓋的任何變體或等效物。

Claims (15)

1. 一種用於打開及關閉容器之蓋以便在打開或關閉其期間控制蓋之移動的裝置，前述裝置包含：a)固定結構，其連接至前述容器；b)彈性構件，其對前述蓋產生力，前述力之量值根據前述蓋之相對位置變化；及c)共同旋轉軸桿，其將前述蓋鉸接至前述固定結構；前述蓋在遠離前述共同旋轉軸桿之點處接收前述彈性構件的前述力，其經配置以使得藉由前述彈性構件所施加之前述力補償前述蓋的重量。
2. 如請求項1所記載之裝置，其中前述彈性構件藉助於鉸鏈連接至前述固定結構。
3. 如請求項1或2所記載之裝置，其中前述彈性構件藉助於鉸鏈連接至前述蓋。
4. 如前述請求項中任一項所記載之裝置，其中前述裝置包含可移動結構，前述可移動結構連接至前述蓋且藉助於前述共同旋轉軸桿鉸接至前述固定結構。
5. 如請求項4所記載之裝置，其中前述裝置包含相對於前述可移動結構且相對於前述固定結構鉸接之桿，前述桿之縱向軸線與前述彈性構件的縱向軸線重合。
6. 如請求項4及5所記載之裝置，其中前述彈性構件係配置於前述固定結構與固定螺母之間，使得當前述蓋進行打開或關閉移動時，前述可移動結構圍繞前述共同旋轉軸桿旋轉，從而引起前述彈性構件之長度的改變。
7. 如請求項4至6所記載之裝置，其中前述共同旋轉軸桿為鉸接前述可移動結構與前述固定結構之第一螺栓，而在前 述可移動結構與前述桿之間的前述鉸鏈為第二螺栓。
8. 如前述請求項中任一項所記載之裝置，其中前述固定結構中之凹部具有匹配前述第二螺栓之行程的形狀，因此允許前述第二螺栓被接納，使得當前述蓋已到達打開位置時，前述第二螺栓之一末端接觸前述凹部之壁。
9. 如前述請求項中任一項所記載之裝置，其中前述固定結構之一末端係在與前述固定結構中之前述凹部的上部轉角之位置相比實質上較低的高度處，使得前述末端充當抵抗處於前述打開位置之前述蓋的擋止件。
10. 如前述請求項中任一項所記載之裝置，其中前述裝置包含手柄，前述手柄之縱向軸線與前述彈性構件的前述縱向軸線重合。
11. 如請求項4至10所記載之裝置，其中前述手柄之上部部分藉助於至少一固定套筒在頂部處連接至前述桿且在底部處連接至前述彈性構件的上部部分，使得藉由前述彈性構件所施加之前述力藉由前述手柄的前述上部部分接收，從而將前述力依次傳送至前述桿，前述桿經由前述第二螺栓將前述力依次傳送至前述可移動結構。
12. 如前述請求項中任一項所記載之裝置，其中前述彈性構件為在前述蓋處於90°時總是張緊分開之彈簧。
13. 如請求項4至12所記載之裝置，其中前述裝置包含兩個可移動結構及兩個固定結構。
14. 如請求項4至13所記載之裝置，其中前述可移動結構及前述固定結構具有剛性平面板之形狀。
15. 一種容器，其包含容器、蓋及用於在打開及關閉前述蓋期間控制其移動之蓋打開裝置。