JPH04327145A - 減圧容器用キャップおよび減圧容器シール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内が減圧となる減
圧容器を容器内の減圧を利用してシールし小さい力で閉
栓と開栓をすることの出来る減圧容器用キャップ及び減
圧容器シール方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の減圧容器用キャップとしては、特
公平１−５９１７９号公報、実公昭４５−２７９１５号
公報、特開昭５７−２２８２５号公報等多くの容器内部
をシールするキャップが知られている。これらの公知の
キャップは例えば凸形状キャップ天板を容器開口端内部
にはめこみ、容器内の真空を利用してキャップ天板を押
し広げ、容器内部でシールするための圧着する力を得て
いる。また、常圧時にシールが得られるように、容器開
口端直径より少し広いキャップ天板を押し込む構造にな
っていて、キャップ天面の変形がもとにもどろうとする
圧着力でシールを行う。これらキャップは容器内を高真
空にした時、さらに圧着する力が強くなり密封する効果
が得られる。しかし一方、開栓時には大きなトルクが必
要となる欠点がある。一方平板状の天板のキャップを使
用すると真空により天面が内方にたわみ、キャップのシ
ール面である４５°テーパ面は容器開口端に強く押し付
けられた状態になる。シール部の天板に肉厚がなく、形
状も内面に引き込まれ易くなっているため、キャップの
リフトによる天板を引き上げる効果は少なく、真空破壊
は生じにくい。そのため、高真空において強く押し付け
られてた状態では開栓トルクが大きく上昇する欠点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術は、
いずれもキャップの外周壁や内側に設けた内周壁の周壁
と容器の開口部の周壁を、圧着して内部をシールするも
のであった。このような構造であるので、常に容器と蓋
は整合密封させるため機械的な力、例えばネジ構造で蓋
が多少変形する位強く締め付けなければならなかった。 そして一度被蓋すると上記のように真空が破れ難く、蓋
をするのに大きな力を必要とし、また蓋をはずすのにも
大きなトルクを与えなければならなかった。つまり、こ
のような構造で密封するため蓋と容器周壁との面的接触
摩擦が大きいので開栓トルクは必然的にかなり大きくな
らざるを得なかったのである。

【０００４】詳しく説明すると、容器内が真空でパック
されている状態で、従来のキャップを開栓しようとした
場合、容器内部にはめこまれたキャップ天面を容器開口
端上部まで引上げなければ真空を破壊できない。破壊が
生じればキャップは容易に開栓する。しかし、それまで
の間、キャップを容器内に引き込む力と容器開口端内壁
にシール部が圧着して生じる摩擦に抗してキャップをリ
フトしなければならない。真空を破壊するキャップのリ
フト量を得るために何回転も回さなければならなかった
り、締め付けがきつすぎて回転しないなどの問題があり
、回転させてもすぐに解放感の無いキャップとなってい
る。特に容器内の真空度が高く、天面の変形が大きいも
のほどこの傾向がある。このような欠点は容器の開口部
を蓋で密封する基本的な手段と容器の開口部と蓋の構造
によりもたらされている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、小さい力で
蓋をしめたり、開けたり出来る減圧容器用のキャップに
ついて研究し、容器の減圧を利用することにより蓋の開
閉を小さい力でなし得ることを知った。すなわち、減圧
容器の密封はキャップのシール面と容器の開口部の内周
面が当接すれば自動的に行われるので、それ以外の力や
構造は不要であり、真空が破壊されなければ密封はこれ
だけで充分維持される。つまり、シール部は必要以上の
外力の作用を排除することが重要である。これらの外力
はいたずらに容器の開栓を困難となし、不都合である。 このような減圧を利用するためには、従来の構造のキャ
ップでは不可能であり、容器の開口部と嵌合するキャッ
プの嵌合部とキャップの天板の構造を減圧によりシール
出来るように特別の構造にしなければならないことを解
明して本発明を完成した。

【０００６】本発明は、 「　　１．　　外方に凸に弧状に張り出した円板状の天
板（１）と、天板の周縁に連結した下方に垂下する円筒
状外周壁（２）と内周側壁と円筒状外周壁とに囲まれる
リング状の容器の開口部と嵌合する嵌合溝（４）とを配
設し、天板の下面の周縁部に配置した下方に垂下するリ
ング状の内周測壁（３）からなり、円筒状外周壁の内周
面に容器の開口部側壁面に設けた固定部と接合する固定
部を配置したキャップにおいて、円筒状外周壁と内周側
壁との間の位置で且つ弧状に張り出した天板の上下両面
をそれぞれ延長した面に挟まれる位置に、（Ａ）嵌合溝
の天面（７）を形成し容器の開口端面と当接して天板を
拘束する支持部と（Ｂ）容器の開口上端部内周面と当接
する内周側壁の外周面で形成したシール面（５）からな
るシール当接部とを配設した減圧容器用キャップ。 ２．　　キャップの内周側壁のシール面がキャップの中
心側に傾斜した斜面である、請求項１に記載された減圧
容器用キャップ。 ３．　　キャップのシール面が外側に凸の弧状である、
請求項１または２に記載された減圧容器用キャップ。 ４．　　リング状の内周側壁が天板と一体に成形された
、請求項１ないし３のいずれか１項に記載された減圧容
器用キャップ。 ５．　　キャップの円筒状外周壁内周面に配設した固定
部がスクリュー状の螺子である、請求項１ないし４のい
ずれか１項に記載された減圧容器用キャップ。 ６．　　キャップのシール面の下端部分が天板の下面を
延長した面の下方に突出している、請求項１ないし５の
いずれか１項に記載された減圧容器用キャップ。 ７．　　外方に凸に弧状に張り出した天板が曲面状又は
多角錘状の凸面である請求項１ないし６のいずれか１項
に記載した減圧容器用キャップ。 ８．　　外方に凸に弧状に張り出した円板状の天板（１
）と、天板の周縁に連結した下方に垂下する円筒状外周
壁（２）と、天板の下面の周縁部に設置した下方に垂下
するリング状の内周側壁（３）からなり、内周側壁と円
筒状外周壁とに囲まれるリング状の容器の開口部と嵌合
する嵌合溝（４）を配設し、円筒状外周壁の内周面に容
器の開口部側壁面に設けた固定部と接合する固定部を配
置したスクリューキャップであって、円筒状外周壁と内
周側壁との間の位置で且つ弧状に張り出した天板の上下
両面をそれぞれ延長した面に挟まれる位置に、（Ａ）嵌
合溝の天面（７）を形成し容器の開口端面と当接して天
板を拘束する支持部と（Ｂ）内周側壁の外周面で形成し
たシール面（５）からなるシール当接部とを配設した減
圧容器用キャップを、容器の開口端上面に被蓋して容器
の開口端上面（６）を前記リング状の嵌合溝の天面と当
接させてキャップを支持すると共に内周側壁のシール面
を容器の開口端周縁と接触させ、容器の開口端部でシー
ル当接部を拘束して嵌合溝の支持面と内周側壁の接触シ
ール面を容器内の減圧により容器内に吸引して容器をシ
ールする減圧容器シール方法。」に関する。

【０００７】

【作　　用】本発明の第１の特徴は、キャップの上部天
板を外に凸状になしたことである。容器内が減圧である
と平らな天板は内部に凸に変形し、キャップの筒状周壁
と容器の周壁の摩擦が大きくなり開栓トルクが大きくな
る欠点が生ずるからである。キャップの天板は曲線状の
弧状に凸状でもよく、多角錘状に凸状でもよい。本発明
の第２の特徴は、キャップのシール当接部と支持部を天
板の上下面の延長線内においたことである。本発明の第
３の特徴は、キャップの内周側壁の外周面をキャップの
中心側に傾斜した斜面となして接触シール面を形成した
ことである。嵌合溝が前記の位置にあることにより、キ
ャップの嵌合溝を容器開口に嵌合させると、前記キャッ
プの接触シール面が、容器の開口部の端部内周縁と接触
し、容器内の減圧により密着してシールを行う。この両
者の接触巾は狭いが、配置された位置が前記の上下天板
面を延長した空間に配置された特別の位置であるため、
天板にかかる減圧による押し下げ力、換言すると容器内
にキャップを引込む力は、傾斜面を形成する接触シール
面に垂直に作用し、この力が斜面で鉛直方向と水平方向
に分力して、水平方向の分力はシール面をキャップの周
縁方向に押して容器の開口周縁に押しつけ、一方鉛直方
向の分力はシール面を下方に押してやはり容器の開口周
縁に押しつける。この二つの分力の作用により狭い巾で
はあるがシールは非常に良好に行われる。そして他の手
段による締め付けは一切なく、接触面積が小さく、摩擦
が小さいので、小さいトルクで開栓できる。また、キャ
ップの嵌合溝に設けた天板を拘束する支持部が天板の変
形を防ぎ、キャップ内周壁と容器の周壁の摩擦力の増加
を防止する。

【０００８】上記の特徴について詳細に説明する。キャ
ップのシール当接部が上下の天板面の延長線内になけれ
ばならない理由真空用キャップは容器内を真空にして密
封した状態では、大気圧によりキャップ天面には容器内
へ引き込まれようとする力が働く。この真空による力で
キャップは強く容器開口端上部に押し付けられる。その
ため、垂直方向の力を支持する容器開口端上面が必要に
なる。さらに、キャップ天面をドーム形状にすることで
、真空により変形する天面のたわみを水平方向の変位に
変え、これを容器開口端内面で拘束してキャップの一部
を圧着する効果を得ている。このメカニズムをモデリン
グすると、キャップと接する容器開口端は、支持面とシ
ール面に分けられる。天板面の延長線と支持部、シール
部との位置関係から真空キャップについて検討する。

【０００９】ａ　　シールの効果から 延長線内からシール部が外れるほど、キャップの曲げ変
形による圧着になるため効率的に水平方向の力を利用で
きない。また、素材の曲げ変形による反発力を主として
、シールに用いるようになるため、クリープなどの劣化
が生じ易くシールの機能が失われやすい。 ｂ　　支持点における回転モーメントの作用キャップ円
筒状外壁に外ネジがある形態で、支持点より内側に天板
の上下面の延長線がある場合、真空による力により支持
部において回転モーメントが生じる。これは円筒状外周
壁を引き上げる効果があり、その結果ネジ山を締め付け
る。それで、開栓トルクを高くする原因になる。 ｃ　　リフト移動量の違いによる開け易さ詳細には比較
例で説明するが、支持部とシール部のどちらも天板の上
下面の延長線内のなかに入っている場合と、シール部だ
けが天板の上下の面延長線内に入っていて支持部はキャ
ップ周縁部にある場合についてみると、後者においては
キャップを開栓しようとして回すとき、容器内面とキャ
ップシール部との接触を絶つのに長いリフト量が必要に
なる。そのあいだ大気圧と容器内面との摩擦に抗して移
動させなければならないため開けにくいキャップとなる
。前者においては、わずかの移動量で減圧破壊が生じ、
開栓は容易になる。キャップ形状が広くなり、減圧度が
高くなるほど後者の形態では開けにくい。このように、
キャップのシール部を、キャップの天板の上下面を夫々
延長した面にはさまれる天板周辺部に設けたことにより
、容器内の減圧を利用して、キャップの内周壁のシール
面で減圧による天板押し下げ力を水平方向と鉛直方向に
分力してシールを行うことは本発明者がはじめて解明し
た新規のシール方法であって、開閉栓を小さい力で行う
ことができる効果がある。そして、容器の開口内周縁を
傾斜面としてキャップの内周壁シール面と接触させると
、よりシールは良好となるが、接触巾が狭いので摩擦は
大きくならず、開栓は容易である。キャップのシール面
は傾斜でなく弧状としてもよい。この場合も容器の開口
周縁との接触部で力は水平方向と鉛直方向に分力され、
同様のシール効果が奏される。

【００１０】本発明のキャップは、容器の開口部に被冠
すればそれだけで充分なシールが行われるが、キャップ
の円筒状外周壁内面に適宜なネジを設け、容器の外周の
ネジとかみ合せてもよい。この構造は決してキャップを
容器に締めつけるのでなく、キャップのリフトを容易に
することが出来更に一度開栓して減圧を除いた容器に再
び蓋をするときに利用されるのである。またこの固定は
、取扱時の衝撃によるシールの破壊を防ぐ作用もある。 減圧を除去すると、本発明の特徴である、減圧を利用し
た閉栓ができなくなるからである。本発明のキャップの
内周壁は、キャップと一体成形してもよいが、断面三角
形又は半円弧状のリング状周壁を別に成形して配置して
もよい。本発明のキャップは、合成樹脂製でも金属製で
もよいが、硬い材料で成形した場合は、合成樹脂で別に
成形した内周壁を配置することが好ましい。このキャッ
プ内周壁の接触シール面はパッキングではなく、キャッ
プの天板が減圧により容器内に引き込まれて、容器の開
口周縁に密着してシールを行うので、減圧により容器の
開口周縁と密着するものであれば充分である。繰り返す
が本発明のシールは容器の周壁とキャップの周壁の面接
触により行われるのではない。あくまで、減圧によるキ
ャップの特定の位置に設けた嵌合溝の天面と容器開口端
上面との接触と、キャップ内周壁の接触シール面と容器
開口周縁の狭い巾の接触でシールされるのであり、これ
らの接触は面的接触でなく、むしろ線的な接触である。 本発明のキャップは真空によるキャップ天面のたわみを
容器開口端で拘束し変形を防いでいるためキャップと容
器の周壁の摩擦が小さく、キャップを回転させるときに
形状を保ちながらリフトできる。そのため、シール部の
接触が絶たれ易く真空破壊がすぐに生じることで、すぐ
に解放感のある開栓しやすい真空用キャップになる。そ
れに対し、平板形のようなキャップで、天面が容器内に
引き込まれてたわんで変形するのでこのように変形した
ままのキャップをリフトしても、シール部分の接触は絶
ちきれ難くなかなか解放できない。回転はするが開栓し
ないキャップとなる。

【００１１】

【実施例】つぎに本発明を実施例にもとずいて具体的に
説明し、従来のキャップとの比較試験を示す。図１は本
発明の実施例であり、容器にキャップを被蓋した断面正
面を示す。図２は図１のキャップと容器の開口上端部の
シール状態を示す拡大図である。図１と図２から明らか
なようにキャップの天板１は上方に凸状となっている。 ２は天板の周縁に連結した下方に垂下する円筒状外壁で
あって、内周側に容器外周の固定部と接合する固定凸起
９が配置されている。容器との固定はスクリュー状に固
定してもよく、単に互いの凸部の上下面を組合せて固定
してもよい。３は天板の下面周縁部に設置され下方に垂
下するリング状の内周壁であって、該内周壁と外壁との
間に容器の開口上端部と嵌合する嵌合溝４が形成されて
いる。７は嵌合溝の天面であってキャップを被蓋した時
、容器の開口上端部６と当接して両者でキャップの天板
を拘束し支持する支持部を形成する。５は内周壁の外周
面であって斜め下方に傾斜した斜面となり、シール面を
形成している。８は容器開口上端内周面であり、容器内
方に傾斜した斜面となっている。そしてキャップシール
面５と容器の開口上端内周面８でシール当接部が形成さ
れる。容器にキャップを被蓋すると、容器の開口上端部
は嵌合溝に挿入され、開口上端面６はキャップの嵌合溝
の天面７と当接してキャップの天板を拘束して支持する
。また、キャップの内周壁３のシール面５は容器の開口
上端部の内周面８と当接する。こうして容器は支持部と
シール面５でシールされる。容器内が減圧であるので天
板には容器内に吸い込む力が作用する。そして上方に凸
状の天板は下方へ押され横方向に拡がりいわゆるトグル
効果が奏され、シール面５は開口上端内周面８に押しつ
けられシールが行われる。一方容器開口上端面６と嵌合
溝の天面７とは当接するがこの部分はシールよりは天板
の支持を担当し、天板を拘束して無用の変形を防止して
いる。

【００１２】この構造であるので、シールはもっぱらキ
ャップのシール面と容器の開口上端内周面の狭い巾で行
われ、しかも支持部により天板の無用の変形を防止し、
変形によりシール当接部の摩擦の増大を防ぎシールを破
る力いわゆる開栓力を減少させている。すなわち、天板
の変形が少ないので開栓時支持部の摩擦は小さく、シー
ル部の摩擦も小さいため小さいトルクでキャップの上昇
が出来る。シール当接部が離れれば真空が破壊され、開
栓は容易となる。この実施例から理解されるように、天
板を拘束し、天板の無用の変形を防止する支持部と、シ
ール当接部が天板の上下両面の延長線上に入っていない
と支持部による天板の拘束が弱くなり天板の変形が大き
くなるので開栓トルクが小さくならない。天板の外周縁
部の嵌合溝の上方部１０は、天板の拘束力を大きくし、
天板の無用の変形を防ぐために厚肉とすることが好まし
い。

【００１３】図３は他の実施例である。この実施例では
、キャップのリング状の内周側壁の下端を天板の上下面
の延長線の範囲より下方に伸長している。このような内
周側壁であってもシール当接部と支持部が天板の上下面
の延長線の範囲にあれば、天板の無用の変形を支持部で
防止し、シールを完全に行いつつ開栓トルクを小さくす
ることが出来る。

【００１４】図４は他の実施例であって、キャップの内
周壁のシール面５を弧状の曲面とした。このシール面は
狭い巾となりほとんど線状で容器の開口上端部の内周面
と当接するので開栓力はより小さくなる利点がある。

【００１５】図５は天板を平らにした比較例であって、
天板は容器内に押し込まれて下に凹に大きく変形し、円
筒状外壁は外側に開き、容器の開口上端部６はキャップ
の天面７を支持しないので支持部が形成されず、シール
当接部は非常に強く押圧され、シールは破壊されない。 したがって、開栓トルクは非常に大きくなり開栓が困難
である。

【００１６】図６は他の比較例でキャップの支持部と当
接シール面が天板の上下面を延長した面の中になく、該
面よりキャップの中心側にある例である。このような構
造であると天板を外方に凸の弧状としも、天板は容器内
に押し込まれて下に凹に大きく変形し、円筒状外壁は外
側に開き、容器の開口上端部６はキャップの天面７を支
持しないので支持部が形成されず、シール当接部は非常
に強く押圧され、シールは破壊されない。したがって、
開栓トルクは非常に大きくなり開栓が困難である。

【００１７】つぎに本発明の効果を説明するために比較
試験とその結果を示す。 比較試験１ 開栓トルク試験 使用したキャップは実施例１は図２、実施例２は図３、
および比較例１は図５、比較例２は図６のキャップであ
り、キャップの外壁内周面に螺子を設けたポリプロピレ
ン樹脂で成形したスクリューキャップである。一方容器
は内径５９ｍｍのステンレス製ボトルで開口部上端外周
に螺子を設けたスクリューボトルである。容器の開口端
内周の当接シール部を形成する面は１．１ｍｍの巾の斜
面であり、キャップを支持する面は０．７ｍｍの巾であ
る。キャップの樹脂目付量と、天板の厚みは表１に示す
通りである。

【００１８】

【表１】

【００１９】試験は開栓トルク４０［ｋｇｆ・ｃｍ］に
てキャッピング、開栓トルクを手回しにより測定した。 試験結果を表２に示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】〔註〕　　開栓トルクは（Ｋｇｆ・ｃｍ）
で表した。この試験結果から本発明のキャップは小さい
力で開栓出来ることが理解される。そして天板が平板状
であると開栓に大きな力が必要となることが明らかであ
る。また天板を弧状に凸出させても、天板を容器の開口
部で拘束支持する支持部がないと、開栓トルクは大きく
なることが理解される。 比較試験２　　天板たわみ量試験 試験方法：　　キャップ中央部でのたわみを測定する。 結果を表３に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】〔註〕　　たわみ量は（ｍｍ）で示した。 この試験から、天板が平板であるとたわみが大きくなり
天板が変形することがわかる。また天板を外方に凸状と
してもキャップに支持部がないと、天板が大きくたわむ
ことがわかる。そして天板がたわむと当接シール部の密
着力が大きくなり摩擦も大きくなるので開栓に大きな力
を必要とすることが理解される。

【００２４】

【効　　果】本発明は、キャップの当接シール部と支持
部を天板の上下面の延長線にはさまれる位置に配置した
ことにより開栓を容易にすることが出来た。

【００２５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のキャップの被蓋状態を示す断面図であ
る。

【図２】本発明のキャップの一部断面図である。

【図３】本発明のキャップの一部断面図である。

【図４】本発明のキャップの一部断面図である。

【図５】比較例のキャップの一部断面図である。

【図６】比較例のキャップの一部断面図である。

【符号の説明】

１　　…　　天板 ２　　…　　円筒状外壁 ３　　…　　内周壁 ４　　…　　嵌合溝 ５　　…　　シール面 ６　　…　　開口上端面 ７　　…　　天面 ８　　…　　開口上端内周 ９　　…　　固定凸起 １０　　…　　上方部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外方に凸に弧状に張り出した円板状の
   天板（１）と、天板の周縁に連結した下方に垂下する円
   筒状外周壁（２）と内周側壁と円筒状外周壁とに囲まれ
   るリング状の容器の開口部と嵌合する嵌合溝（４）とを
   配設し、天板の下面の周縁部に配置した下方に垂下する
   リング状の内周側壁（３）からなり、円筒状外周壁の内
   周面に容器の開口部側壁面に設けた固定部と接合する固
   定部を配置したキャップにおいて、円筒状外周壁と内周
   側壁との間の位置で且つ弧状に張り出した天板の上下両
   面をそれぞれ延長した面に挾まれる位置に、（Ａ）嵌合
   溝の天面（７）を形成し容器の開口端面と当接して天板
   を拘束する支持部と（Ｂ）容器の開口上端部内周面と当
   接する内周側壁の外周面で形成したシール面（５）から
   なるシール当接部とを配設した減圧容器用キャップ。
2. 【請求項２】　　キャップの内周側壁のシール面がキャ
   ップの中心側に傾斜した斜面である、請求項１に記載さ
   れた減圧容器用キャップ。
3. 【請求項３】　　キャップのシール面が外側に凸の弧状
   である、請求項１または２に記載された減圧容器用キャ
   ップ。
4. 【請求項４】　　リング状の内周側壁が天板と一体に成
   形された、請求項１ないし３のいずれか１項に記載され
   た減圧容器用キャップ。
5. 【請求項５】　　キャップの円筒状外周壁内周面に配設
   した固定部がスクリュー状の螺子である、請求項１ない
   し４のいずれか１項に記載された減圧容器用キャップ。
6. 【請求項６】　　キャップのシール面の下端部分が天板
   の下面を延長した面の下方に突出している、請求項１な
   いし５のいずれか１項に記載された減圧容器用キャップ
   。
7. 【請求項７】　　外方に凸に弧状に張り出した天板が曲
   面状又は多角錘状の凸面である請求項１ないし６のいず
   れか１項に記載した減圧容器用キャップ。
8. 【請求項８】　　外方に凸に弧状に張り出した円板状の
   天板（１）と、天板の周縁に連結した下方に垂下する円
   筒状外周壁（２）と、天板の下面の周縁部に設置した下
   方に垂下するリング状の内周側壁（３）からなり、内周
   側壁と円筒状外周壁とに囲まれるリング状の容器の開口
   部と嵌合する嵌合溝（４）を配設し、円筒状外周壁の内
   周面に容器の開口部側壁面に設けた固定部と接合する固
   定部を配置したスクリューキャップであって、円筒状外
   周壁と内周側壁との間の位置で且つ弧状に張り出した天
   板の上下両面をそれぞれ延長した面に挟まれる位置に、
   （Ａ）嵌合溝の天面（７）を形成し容器の開口端面と当
   接して天板を拘束する支持部と（Ｂ）内周側壁の外周面
   で形成したシール面（５）からなるシール当接部とを配
   設した減圧容器用キャップを、容器の開口端上面に被蓋
   して容器の開口端上面（６）を前記リング状の嵌合溝の
   天面と当接させてキャップを支持すると共に内周側壁の
   シール面を容器の開口端周縁と接触させ、容器の開口端
   部でシール当接部を拘束して嵌合溝の支持面と内周閲壁
   の接触シール面を容器内の減圧により容器内に吸引して
   容器をシールする減圧容器シール方法。