JP6957814B2 - 弁セット、コップ - Google Patents

Description

本発明は、複数の部品を備える弁セットに関する。弁セットは、有底筒状のコップ本体に形成された貫通穴に対し取り付けられるものであって、その内部にパイプを差し込んで液体をコップ本体に入れることのできるものである。また本発明は弁セットに関するだけでなく、その弁セットとコップ本体とを備えるコップに関する。

コップの一例としては、筒状の胴部の下部外周面に形成された貫通穴に弁を取り付けたものが存在する。弁は開閉可能であり、パイプを差し込めるようになっている。そしてパイプから液体を胴部の内部に注入できるようになっている。

特開２０１６−１１９９３５号公報

ところで胴部と弁は別部品であるので、弁の外周面に形成された凹溝と胴部の貫通穴との境目を密接させて、液漏れを防止する必要がある。そして液漏れを防止する困難性は、貫通穴が形成される胴部の条件、例えば胴部の厚み、胴部の形状、胴部における貫通穴の位置等によって変わってくる。

具体的に言えば例えば胴部の厚みが厚いもの、言い換えれば胴部が変形しない程度の厚いものであれば、弁と貫通穴との接触面積が広く、液漏れを防ぎやすい。
しかし胴部の厚みが薄いもの、言い換えれば胴部が弾性変形する程度の薄いものであると、弁と貫通穴との接触面積が狭く、液漏れを防ぎにくい。

また別の例を挙げると、貫通穴とその周辺部が胴部の凹凸の無い面、より具体的に言えば平面や曲率の大きな曲面に存在すれば、弁の凹溝は平面等に嵌合されているので、胴部の形状の影響を殆ど受けず、液漏れを防ぎやすい。
また液漏れを防ぐ場合、弁の凹溝の溝幅は貫通穴の厚みに一致させるのが常識である。しかし貫通穴とその周辺部が胴部の凹凸のある面に存在する場合に、弁の凹溝を貫通穴の厚みに一致させてあると、弁の凹溝は、胴部の凹凸に合わせて変形するので、液漏れを防ぎにくいものである。ちなみに胴部の凹凸のある面の形状の一例としては、筒状をなす胴部の下部に口径方向に屈曲する段部が存在し、その段部に対し上側と下側で胴部の口径が異なるような形状である。そして例えば段部に対し上側と下側に亘って貫通穴とその周辺部が存在する場合、液漏れを防ぎにくいものである。

本発明は上記実情を考慮して創作されたものであり、その目的は胴部の貫通穴と弁との境目から液漏れをできるだけ防ぐことである。

本発明の弁セットは、コップ本体に形成された貫通穴に嵌合すると共に弾性変形可能な弁、弁をその内側から押し広げてコップ本体に止める止め輪を備える。また弁は、貫通穴の内側に嵌合すると共に一端を開口端とする筒状の栓部、栓部の他端側を開閉可能に閉鎖する弁部を備えるものである。前記弁部は、前記栓部のうち当該弁部側から貫通方向に延長する変形部と、前記変形部の先端を閉鎖する弁本体部を備えており、前記変形部は、口径方向の厚みが前記栓部の端部の厚み、および前記弁本体部のうち前記変形部側の厚みよりも薄いものである。そのうえで止め輪は、栓部の内側に嵌合する筒状であり、弁よりも硬いものである。

止め輪の具体的な構成の一例は、以下の通りである。
止め輪は、栓部の内側に対し開口端側から挿入する筒状の挿入部、挿入部の貫通方向の両端部のうち栓部に取り付けた状態での開口端側の端部において挿入部の外側に張り出すフランジ部を備えるものである。そのうえで挿入部の外径は、栓部の内径よりも大きいものである。

また上記した弁セットを用いた本発明のコップは、貫通穴が形成されたコップ本体、貫通穴に嵌合された弁セットを備える。またコップ本体は、筒状であると共に凹凸のある面を含むコップ胴部、コップ胴部の下端を塞ぐコップ底部を備えると共に、弾性変形可能な厚み０．２ｍｍ〜０．５ｍｍとしてある。そのうえ弁はコップ胴部の凹凸のある面に存在するものである。

コップの一例としては、以下のものが存在する。
すなわちコップ胴部は、その上側を形成する胴上部、その下側を形成する胴下部であってその上端の口径を胴上部の下端の口径よりも小さくしてある胴下部、側面視して胴下部と胴上部とを段状に接合する段部を備えるものである。そのうえで弁の一部は段部に存在するものである。

また栓部の具体的な構成は問わないが、凹溝部の弾性変形をできるだけ抑制するには次のようにすることが望ましい。
すなわち栓部は、その外周面には貫通穴をその全周に亘って収容する環状の凹溝部を備えるものとする。そのうえ凹溝部の溝幅は、コップ本体の貫通穴の厚みよりも広くする。

本発明の弁セットは、止め輪を弁よりも硬くし、止め輪によって弁をその内側から押し広げるものなので、コップ本体の貫通穴に栓部を密接させることができ、貫通穴と弁との境目から液漏れがし難くなる。

また本発明のコップは、コップ本体が弾性変形可能な厚みであるだけでなく、弁がコップ胴部の凹凸のある面に存在するものなので、液漏れを誘発しやすいものである。それにもかかわらず本発明のコップは、凹凸のある面による栓部（凹溝部）の弾性変形を止め輪によってできる限り抑制して、貫通穴に栓部を密接させることができるので、貫通穴と弁との境目から液漏れがし難くなる。

また本発明のコップは、弁が栓部に環状の凹溝部を備えるものとし、凹溝部の溝幅をコップ本体の貫通穴の厚みよりも広いものとすれば、例えば凹溝部の溝幅をコップ本体の貫通穴の厚み以下にしたものと比べて、凹溝部の溝幅と貫通穴の厚みとの関係による栓部（凹溝部）の弾性変形を溝幅の分だけ抑えられるので、貫通穴と弁との境目から液漏れがし難くなる。

本発明の第一実施形態のコップを分解して示す部分断面図である。 （Ａ）（Ｂ）図は、第一実施形態のコップの要部拡大断面図、弁セットにパイプを差し込んだ状態を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）図は、弁セットの弁の正面図、側面図、Ａ−Ａ線拡大断面図である。 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）図は、弁セットの止め輪の正面図、側面図、Ａ−Ａ線拡大断面図である。

図１に示すように本発明の第一実施形態のコップ１は、貫通穴２ａが形成されたコップ本体２、貫通穴２ａに固定する弁セット３を備える。

弁セット３は、コップ本体２の貫通穴２ａに嵌合する弁４、弁４をその内側から押し広げてコップ本体２に止める止め輪７を備える。弁４と止め輪７は筒状であり、本実施形態では筒状の一例としての円筒状である。よって以後、弁４と止め輪７の説明で、筒状と言う場合は、円筒状の意味である。

弁４は、弾性変形可能なもので、例えばシリコン製である。また弁４は図１〜３に示すように、貫通穴２ａの内側に対しその全周に亘って嵌合する栓部５、栓部５の口径方向内側を弾性によって開閉可能に閉鎖する弁部６を備えるものである。

栓部５は、筒状の栓本体部５１を備え、栓本体部５１の貫通方向の一端部側を開口端側とし、貫通方向の他端側（弁部側）を弁部６によって閉鎖される閉鎖端とする。栓部５は、栓本体部５１のほかに、栓本体部５１の外周面から口径方向外側にその全周に亘って張り出す第１の外鍔部５２と第２の外鍔部５３、栓本体部５１の内周面から口径方向内側にその全周に亘って張り出す内鍔部５４を備える。

第１の外鍔部５２と第２の外鍔部５３とは環状、より詳しくは円環状である。第１の外鍔部５２は第２の外鍔部５３に対し開口端側に位置し、第２の外鍔部５３は第１の外鍔部５２に対し閉鎖端側（弁部側）に位置するものとする。また第１の外鍔部５２の外径は第２の外鍔部５３の外径よりも大きなものである。
また栓部５の口径方向の外周面には第１の外鍔部５２と第２の外鍔部５３と栓本体部５１とで包囲された凹溝部５ａが形成される。凹溝部５ａは、環状、より詳しくは円環状であり、口径方向外側に向かって開口すると共に、貫通穴２ａの周囲をその全周に亘って収容するものである。また凹溝部５ａの溝幅５Ｗは、コップ本体２の貫通穴２ａの厚み２ｔよりも広くしてある。

栓本体部５１は、内周面のうち開口端側の端部を、止め輪７を差し込むときの入口部５１ａとしてある。栓本体部５１の入口部５１ａは、開口端から閉鎖端側（弁部側）に向かって小径になる傾斜が付いたものであり、より詳しくは本実施形態では円錐状に直径が減少しているもの、いわゆるテーパー状である。
また栓本体部５１は、外周面のうち弁部側の端部を、弁４を貫通穴２ａに挿入するときの案内部５１ｂとしてある。案内部５１ｂは、第２の外鍔部５３から弁部側に向かって小径になるテーパー状である。

弁部６は、栓部５のうち閉鎖端側から栓部５の貫通方向に延長する変形部６１と、変形部６１の先端を閉鎖する弁本体部６２とを備える。

変形部６１は筒状である。また口径方向に関する厚みに関して変形部６１の厚み６１ｔは、栓部５（栓本体部５１から内鍔部５４が内側に張り出している部分）のうち変形部側（閉鎖端側）の端部の厚み５１ｔ、および弁本体部６２のうち変形部側（外周部側）の厚み６２ｔよりも薄くし、それによって変形部６１を弾性変形し易くしてある。ちなみに口径方向に関する厚みに関して、弁本体部６２と変形部６１との境界は、変形部６１と同じ厚みであるが、弁本体部６２のうち変形部側の部分は、変形部６１から離れるにつれて変形部６１の厚みより徐々に厚くなっている。

弁本体部６２は、変形部６１の先端を閉鎖する板状、より詳しくは円盤状である。また弁本体部６２は栓部５の内部空間側に面する内面６２ａを備える。内面６２ａは、その断面形状を弁本体部６２の外面に向かって膨らむ円弧状にしてある。言い換えれば、弁本体部６２の内面形状は、半球の球面よりも小さな球面形状にしてある。また弁本体部６２は栓部５の貫通方向に貫通する切目６３を備える。切目６３は円盤状である弁本体部６２の中心に対して放射状に直径方向に延長している。なお通常は切目６３は弁自身の弾性によって閉じている。
このような弁４の栓部５の口径方向内側に嵌合するものが止め輪７である。

止め輪７は、弁４よりも硬いもので、例えばポリプロピレン製である。
また止め輪７は図１，２，４に示すように、栓部５の口径方向内側に対し開口端側から挿入する筒状の挿入部７１、挿入部７１の筒状の両端部のうち栓部５に取り付けた状態での開口端側の端部において挿入部７１の口径方向外側に張り出すフランジ部７２を備える。

挿入部７１は、その外周面を栓部５の栓本体部５１の内周面と同形状にした筒状である。また挿入部７１は、その貫通方向のうちフランジ部側の端部を、液体注入用のパイプＰを差し込むときの入口部７１ａとしてある。挿入部７１の入口部７１ａは、フランジ部７２に向かうにつれて大径になるテーパー状である。また挿入部７１のうち入口部以外の部分の外径７１Ｄは、栓本体部５１のうち入口部５１ａ以外の部分の内径５１Ｄよりも僅かに大きいもので、それによって栓本体部５１の口径方向内側に挿入部７１を嵌合させたときに栓本体部５１を口径方向外側に押し広げるものである。
フランジ部７２は環状、より詳しくは円環状である。
このような止め輪７と弁４から構成される弁セット３を固定するのがコップ本体２である。

コップ本体２は、筒状、より詳しくは円筒状のコップ胴部２１と、コップ胴部２１の下端を塞ぐコップ底部２５とを備える形状、いわゆる有底筒状である。
またコップ本体２は、プラスチック製であり、硬直性を有しながらも変形可能なもの、つまり少し力を入れてコップ胴部２１を持つと凹んで変形し、力を解放すると元の形状に復元する程度の厚みのものである。厚みは０．５ｍｍ以下、望ましくは０．３ｍｍ以下である。またコップ本体２の厚みの下限値は、望ましくは０．２ｍｍである。

コップ底部２５は板状である。

コップ胴部２１は凹凸のある面の形状である。より詳しく言えばコップ胴部２１は、上から順に、円筒状の胴上部２２と、胴上部２２の下端の全周からその口径方向内側に向かって張り出す円環状の段部２３と、胴上部２２に対して小径の円筒状の胴下部２４とを備える。

胴上部２２は、コップ胴部２１の上側部分を形成するもので、下方に向かうにつれて小径になるテーパー状である。より詳しくは胴上部２２は、テーパー状の胴上部本体２２ａと、胴上部本体２２ａの上端部から口径方向外側に張り出す環状のフランジ２２ｂとを備える。

段部２３は、口径方向に広がる環状、より詳しくは本実施形態では円環状の板である。コップ本体２を側面視すると、段部２３は胴下部２４と胴上部２２とを段状に接合すると共に胴下部２４と胴上部２２に対して屈曲するものである。

胴下部２４は、コップ胴部２１の下側部分を形成するもので、口径がほぼ一定の筒状である。

上記したコップ胴部２１に貫通穴２ａが形成されている。貫通穴２ａの位置は、弁４の栓部５が段部２３によって弾性変形する位置であり、本実施形態では段部２３と胴下部２４の両方に亘る位置（胴上部２２の下端を起点にして下側の位置）である。ちなみに弾性変形する位置とは、本実施形態の例以外には、段部２３を中心にして上下に亘る位置、つまり胴上部２２と段部２３と胴下部２４の３つに亘る位置、また胴上部２２のうち段部２３の近傍の位置、胴下部２４うち段部２３の近傍の位置、段部２３と胴上部２２の両方に亘る位置（胴下部２４の上端を起点にして上側の位置）である。

貫通穴２ａはコップ本体２を側面視して円形である。また貫通穴２ａの内径２Ｄは凹溝部５ａの口径５Ｄよりも僅かに大きいものである。凹溝部５ａの口径５Ｄとは、凹溝部５ａの内面のうち口径方向内側を形成する面の口径である。

上記した第一実施形態のコップ１は次のようにして組み立てる。まず貫通穴２ａに弁４を挿入する。そうすると貫通穴２ａを弁４の案内部５１ｂが通過し、その後、貫通穴２ａが第２の外鍔部５３を乗り越えて、貫通穴２ａの周辺部が第１の外鍔部５２に衝突し、貫通穴２ａが凹溝部５ａに嵌合する。そうすると、貫通穴２ａの位置が段部２３と胴下部２４に亘る位置であるため、貫通穴２ａのうち胴上部側は凹溝部５ａのうち第１の外鍔部５２側に位置し、貫通穴２ａのうち胴下部側は凹溝部５ａのうち第２の外鍔部５３側に位置することになる。またこのとき、貫通穴２ａの内径２Ｄが凹溝部５ａの口径５Ｄよりも僅かに大きいので、貫通穴２ａと凹溝部５ａとは口径方向に僅かに隙間のある状態になっている。
２）次に弁４の内側に止め輪７を挿入する。そうすると、止め輪７の挿入部７１の外径７１Ｄが弁４の栓本体部５１の内径５１Ｄよりも僅かに大きいことから、栓本体部５１が口径方向外側に弾性変形して押し広げられ、貫通穴２ａと凹溝部５ａとは口径方向に密接する。

上記した第一実施形態のコップ１に関して弁セット３は、以下の効果を有する。
貫通穴２ａの内径２Ｄを栓部５の凹溝部５ａの口径５Ｄよりも僅かに大きくしてあるので、弁４を貫通穴２ａに嵌合させただけでは、貫通穴２ａと栓部５の凹溝部５ａとは口径方向に隙間のある状態となっている。ただし弁の内側に止め輪７を嵌合すると、止め輪７が弁４よりも硬くて且つ弁４をその内側から口径方向外側に押し広げるので、コップ本体２の貫通穴２ａに栓部５を密接させることができ、貫通穴２ａと弁４との境目から液漏れがし難くなる。

また第一実施形態のコップ１は、コップ本体２が弾性変形可能な厚み２ｔであるだけでなく、弁４がコップ胴部２１の凹凸のある面に存在するもの、言い換えれば弁４の一部が段部２３に存在するもの（弁４が胴上部２２と段部２３と胴下部２４の３つに存在するもの）なので、弁４（凹溝部５ａ）が凹凸（段部２３）によって弾性変形しやすいものであると言え、液漏れを誘発しやすいものである。それにもかかわらず、凹凸のある面による栓部５（凹溝部５ａ）の弾性変形を止め輪７によってできる限り抑制して、コップ本体２の貫通穴２ａに栓部５を密接させることができるので、貫通穴２ａと弁４との境目から液漏れがし難くなる。

また第一実施形態のコップ１は、弁４が栓部５に環状の凹溝部５ａを備えるものとし、凹溝部５ａの溝幅５Ｗをコップ本体２の貫通穴２ａの厚み２ｔよりも広くしてあるので、例えば凹溝部５ａの溝幅５Ｗをコップ本体２の貫通穴２ａの厚み以下にしたものと比べて、凹溝部５ａの溝幅５Ｗと貫通穴２ａの厚み２ｔとの関係による栓部５（凹溝部５ａ）の弾性変形を溝幅５Ｗの分だけ抑えられるので、貫通穴２ａと弁４との境目から液漏れがし難くなる。

なお第一実施形態のコップ１は、弁セット３の口径方向内側からパイプＰを差し込むと、切目６３が開いて、パイプＰがコップ本体２の内側に挿入され、パイプＰから液体が注入される。そしてパイプＰを抜くと、切目６３が閉じて、コップ本体２の中に液体が収容された状態になる。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

たとえばコップ本体２は本実施形態では円筒状であったが、本発明ではこれに限らず角筒状であっても良い。また弁セット３の弁４や止め輪７は本実施形態では円筒状であったが、本発明ではこれに限らず角筒状であっても良い。

１ コップ
２ コップ本体
２ａ 貫通穴
２Ｄ 内径
２ｔ 厚み
２１ コップ胴部
２２ 胴上部
２２ａ 胴上部本体
２２ｂ フランジ
２３ 段部
２４ 胴下部
２５ コップ底部
３ 弁セット
４ 弁
５ 栓部
５ａ 凹溝部
５Ｄ 口径
５Ｗ 溝幅
５１ 栓本体部
５１ａ 入口部
５１ｂ 案内部
５１Ｄ 内径
５１ｔ 厚み
５２ 第１の外鍔部
５３ 第２の外鍔部
５４ 内鍔部
６ 弁部
６１ 変形部
６１ｔ 厚み
６２ 弁本体部
６２ａ 内面
６２ｔ 厚み
６３ 切目
７ 止め輪
７１ 挿入部
７１ａ 入口部
７１Ｄ 外径
７２ フランジ部
Ｐ パイプ

Claims (5)

1. コップ本体に形成された貫通穴に嵌合すると共に弾性変形可能な弁、弁をその内側から押し広げてコップ本体に止める止め輪を備え、
   弁は、貫通穴の内側に嵌合すると共に一端を開口端とする筒状の栓部、栓部の他端側を開閉可能に閉鎖する弁部を備えるものであり、
   前記弁部は、前記栓部のうち当該弁部側から貫通方向に延長する変形部と、前記変形部の先端を閉鎖する弁本体部を備えており、前記変形部は、口径方向の厚みが前記栓部の端部の厚み、および前記弁本体部のうち前記変形部側の厚みよりも薄く、
   止め輪は、栓部の内側に嵌合する筒状であり、弁よりも硬いものであることを特徴とする弁セット。
2. 止め輪は、栓部の内側に対し開口端側から挿入する筒状の挿入部、挿入部の貫通方向の両端部のうち栓部に取り付けた状態での開口端側の端部において挿入部の外側に張り出すフランジ部を備え、
   挿入部の外径は、栓部の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の弁セット。
3. 貫通穴が形成されたコップ本体、貫通穴に嵌合された請求項１または２に記載の弁セットを備え、
   コップ本体は、筒状であると共に凹凸のある面を含むコップ胴部、コップ胴部の下端を塞ぐコップ底部を備えると共に、弾性変形可能な厚み０．２ｍｍ〜０．５ｍｍであり、
   弁はコップ胴部の凹凸のある面に存在することを特徴とするコップ
4. コップ胴部は、その上側を形成する胴上部、その下側を形成する胴下部であってその上端の口径を胴上部の下端の口径よりも小さくしてある胴下部、側面視して胴下部と胴上部とを段状に接合する段部を備え、
   弁の一部は段部に存在することを特徴とする請求項３記載のコップ。
5. 栓部は、その外周面には貫通穴をその全周に亘って収容する環状の凹溝部を備え、
   凹溝部の溝幅は、コップ本体の貫通穴の厚みよりも広いことを特徴とする請求項３又は４に記載のコップ。
   

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