JP5269800B2 - 開封装置を製造するための半完成品 - Google Patents

Description

本発明は、流動自在な媒体を収納した密封包装のための閉鎖可能な開封装置を製造するための半完成品に関する。装置は、フランジを有する注ぎ口と、上端部と下端部とを有する円筒形の切断エレメントとを備えている。このうち切断エレメントの上端部は平坦面を画定し、一方、切断エレメントの下端部は１つまたは複数の歯を含んでいる。また、切断エレメントの内側のスカート面には係合部が設けられており、この係合部は、半径方向において作用するとともに、ねじ込みキャップのカバー面の内側に設けられた係合部と相互に作用する。

前述したタイプの閉鎖可能な開封装置は、ＥＰ―Ａ―１０８８７６４（特許文献１）によって公知である。この場合、閉鎖の技術に関しては一般的な原理が用いられており、２つの部品が互いにその上方に配置されるとともに、２つの部品が破断場所を介して互いに連結されるように一体として射出成形により製造され、これによって複数の部品による閉鎖が形成される。これによって、一方では加工に関する作業工数が削減され、他方では組立てが単純化される。なぜなら、破断場所を介して互いに連結されている部品は、既に互いに正確に調整された相対位置に配置されており、従って、一体に押し出されるだけでよいからである。従来技術から公知の解決法において、半完成品は、注ぎ口からフランジおよび切断エレメントへの連結のみを有している。注ぎ口を、切断エレメントだけでなく、さらにねじ込みキャップにも連結して一体として製造することにより、上述のような閉鎖可能な開封装置を製造するための半完成品を組み合わせることは、当業者から実現可能と考えられていなかった。このように考えられていたことの理由は、人はいつでも以下のように想定していたという事実による。すなわち、所望の実用性を有するためには、互いに連結されるすべての部品は、最終的な組み立てのための正確な位置に予め互いに連結されている必要があると想定していたためである。

しかしながら、これらの前提条件の下においては、すべての３つの部品を、一体の半完成品として製造することはできない。なぜなら、３つの部品の内径は異なっており、かつ、ねじ込みキャップがその一端において閉鎖されているからである。組立てのための正確な位置においては、従って、最も小さい内径を有する切断エレメントが一番下に配置され、続いてこの上に、フランジを有する注ぎ口が配置され、次にこの上に、もっとも大きい内径を有するねじ込みキャップが配置される。しかしながら、この場合、工具の芯をそのような半完成品から引き出すことができない。仮に、ねじ込みキャップが、その両端が開口した円筒形の素子であれば、このような製造が可能である。しかしながら、本件での進路とは異なる。このため、従来技術においては、注ぎ口と切断エレメントのみが一体として製造された半完成品が知られている。そのような半完成品は、上述の特許文献１とともに、ＥＰ−Ａ−１０８４０６０（特許文献２）からも公知である。

ＥＰ―Ａ―１０８８７６４ ＥＰ−Ａ−１０８４０６０

従って、本発明は、閉鎖可能な開封装置を製造するための半完成品であって、閉鎖可能な開封装置の３つの部品全てを射出成形技術によって一体に製造することができる半完成品を提供することを目的とする。

本発明はさらに、本発明による半完成品から閉鎖可能な開封装置を製造する方法に関する。さらに本発明は、冒頭に述べたタイプの閉鎖可能な開封装置であって、本発明による半完成品から形成される開封装置に関する。

当該半完成品および当該方法の好ましい構成は、従属請求項から導かれる。

請求項１のプリアンブルによる閉鎖可能な開封装置の３つの部品全てを一体に製造可能な半完成品の構成は、必要な射出成形を１回とすることによって加工のコストを省くことができるだけでなく、装置の組立てを全体として単純化されるという利点を有しており、これによって、コストを著しく下げると共に、不合格率を著しく下げることが期待される。

従来から知られている解決法に関しては、１回の単純な工程において、切断エレメントと注ぎ口とがともに一定の位置に押し出されるが、しかしながら、ねじ込みキャップの取付けは比較的に複雑である。既に組み立てられている２つの部品が、さらなる組立ての場所における所定位置へ運ばれる必要がある。この場合、ねじ込みキャップが、注ぎ口の上方であって、軸方向において正確に調整された位置まで運ばれる必要があり、次に、ねじ込みキャップが、半径方向において切断エレメントに対して所定の位置に運ばれる必要がある。これによって、切断エレメントの係合部に対して、ねじ込みキャップの係合部が正確な相対位置に設けられ、その後、これらの部品がともに押し込まれ、そして、開封装置が使用可能な状態となる。

２つの部品の半径方向における調整を非常に正確に行う必要があるので、この組立の方法の部分は実際に複雑である。一方、同時に、半径方向におけるわずかな変位が、切断エレメントが注ぎ口の中へ押し込まれる第１の組立工程によってももたらされる。なぜなら、この運動によって、切断エレメントの雄ねじが注ぎ口の雌ねじの中へ押し込まれるため、小さな半径方向における変位を避けることがほとんどできないからである。仮に、そのような半径方向における変位が、ある許容範囲よりも大きい場合、完全に閉鎖可能な開封装置が、この後の組立工程において破壊される。

本発明による半完成品、および、閉鎖可能な開封装置を当該半完成品から製造する方法は、付随する図を参照することによって、後の記述により説明される。

図１は、射出成形された状態の半完成品において、軸方向における縦断面図である。 図２は、図１による半完成品の等角図法による図であって、上方から斜めにねじ込みキャップの内部を見た場合の図である。 図３は、図２の場合と同様の等角図法による図であって、下方から斜めに注ぎ口の内部を見た場合の図である。 図４は、図１による半完成品を示す図であって、ねじ込みキャップが分離され、かつ逆さまにされた、組立ての中間状態を示す図である。 図５は、完全に組み立てられた状態にある、本発明による閉鎖装置の、軸方向における縦断面図である。 図６は、組立て方法における３つの工程を示す図である。

図１は、本発明による半完成品の軸方向における縦断面図であり、半完成品の全体が符号１により示されている。ここで、組み立てられた状態にある閉鎖可能な開封装置が符号１００により示されており、半完成品１は、ともに射出成形された３つの部品からなる１つのピースからなる。図において、これらの３つの部品は、下から上に説明すると、注ぎ口２と、その上に配置された切断エレメント３と、その上に次に配置されたねじ込みキャップ４である。

注ぎ口２は、実際の吐出を形成する円筒形のスカート壁２０を有し、また、その端部に、その下端部となるフランジ２１を有している。円筒形のスカート壁は、大きなネジ山ピッチを有する雌ねじ２２と、比較的に小さなピッチを有する細目ネジとして設計された雄ねじ２３とを有する。雌ねじの断面は、おおよそ台形の断面形状を有している。この断面形状により、ある一定の比較的に大きいねじ山高さにも関わらず、エレメントを、等しく、かつ対向する雄ねじを有する第２のエレメントと共に押し込むことができる。

雌ねじ２２と適合する、等しくかつ対向する雄ねじを有するエレメントが切断エレメント３である。切断エレメント３は、注ぎ口２の雌ねじ２２と適合するよう設計された雄ねじ３１を含む円筒形のスカート壁部３０を有している。円筒形のスカート壁部３０は、その上端において、ほぼ平坦になるよう設計された上端部３２を有している。対照的に、下端部３３において、１つまたは複数の歯３５が一体に形成されている。歯のこのような特別な設計は、本発明の主題ではない。１つの歯３５を、平面図において認識することができ、第２の歯を、断面図において認識することができる。

円筒形のスカート壁部３０は、少なくとも１つ、好ましくは２つの係合部３６がその上に一体に形成された内側のスカート壁面３４を有している。１つの係合部３６を、図において認識することができる。場合に応じて存在する第２の係合部は、通常、第１の係合部と半径方向において反対側に配置される。係合部３６は、大抵、内側のスカート壁面３４の上に一体に形成されたコンソール（ｃｏｎｓｏｌｅ）型の突起部からなる。

上述のように、切断エレメント３の上にねじ込みキャップ４が設けられている。注ぎ口２と切断エレメント３とはお互いに対して正確な組立位置に配置されており、かつ、互いに軸方向においてのみずらされて配置されている。一方、ねじ込みキャップは、組立てられた状態には対応しない位置に配置されている。むしろ、ねじ込みキャップは、事実上逆さまにされて、注ぎ口２の上に配置されている。

ねじ込みキャップ４も同様に、一側がカバー面４１により覆われたスカート壁４０を有している。スカート壁４０は、注ぎ口２の雄ねじ２３に適合するよう設計された雌ねじ４２を有している。スカート４０と面一にされた保証（ｇｕａｒａｎｔｅｅ）ストリップ４４が、その下端部に破断区画４３を介して一体に形成されている。２つの係合部４６が、カバー面４１の内面上に配置されており、閉鎖可能な開封装置が組立てられた状態にあるとき、２つの係合部４６は切断エレメント３の係合部３６と相互に作用する。短い環状の壁４５が、スカート壁４０と係合部４６との間で、ねじ込みキャップ４のスカート壁４０に対して同心状に延びるよう一体に形成されている。環状の壁４５は、外方に向けられた環状のビード（ｂｅａｄ）を有しており、このビードは、閉鎖可能な開封装置が閉鎖状態にあるとき、注ぎ口２のスカート壁２０の内面に当接し、これによって封止するようになっている。

半完成品１の個々の部品２、３および４は、破断架橋を介して互いに連結されている。注ぎ口２と切断エレメント３の間の連結は、第１の破断架橋５により形成されており、一方、切断エレメント３とねじ込みキャップ４の間の連結は、第２の破断架橋６により形成されている。第１の破断架橋５は、一方では、注ぎ口２の円筒形のスカート壁２０において上面の縁に一体に形成されており、他方では、切断エレメント３の下端部３３の下端領域にある反対の側で、外方を向くよう周辺に一体に形成されている。歯３５の上方にある、下端部３３の領域における切断エレメント３は、外方に突出するよう周辺に設けられた肩部３８を有している。好ましくは、いくつかの第１の破断架橋５が、この肩部３８の領域に設けられている。これらは、実質的に略三角形の形状を有しており、その鋭い端部は半径方向において外方に向けられるとともに、注ぎ口の上端部２５の領域において注ぎ口に連結されている。このようにして、問題なく機械によって分離することが可能でありながら、型を取り外す手順においてうっかりと破壊されるべきではなく、かつ、その後、組立装置の中へ移動する必要がある、比較的に安定な破断架橋を形成することができる。第１の破断架橋５は、注ぎ口５のスカート壁に向って半径方向において正確に調整された上端部または下端部を有しており、また第１の破断架橋５は、少なくとも注ぎ口のスカート壁２０の上端部とほぼ同一面上にある。第１の破断架橋５を、単一の、周辺に設けられた、破壊しやすい、環状の膜として設計することもできる。そのような設計方法により、材料の通路を増大させることができ、それに応じて、射出成形のより高い充填スピードを達成することができる。

切断エレメント３とねじ込みキャップ４の間の連結が、第２の破断架橋６により形成されている。これらの第２の破断架橋６を、実質的に内側のスカート壁面３４とほぼ同一面上に設計することができる。これらの第２の破断架橋６は、スカート壁面３４からねじ込みキャップ４のカバー面４１の表面に直接につながっている。場合に応じて、カバー面４１は表面上に、その直径が切断エレメント３の内径にほぼ対応する凹部を有していてもよい。これによって、凹部から、隆起した端部領域への移行領域において、端部が生じ、そして、第２の破断架橋６がその端部の上へ直接に調整される。

図２および図３から容易に認識されるように、本発明による半完成品を、スライドを有する比較的単純な型により製造することができる。この場合、ねじ込みキャップ４のカバー面と切断エレメント３の間に分割面が生じるよう、射出成形型の分離箇所が設計されている。このようにして、歯３５だけでなく係合部３６を、射出成形型の半分において製造することができ、環状の壁４５だけでなく係合部４６を、射出成形型のその他の半分おいて製造することができる。また、半完成品の外周上に一体に形成される全てのエレメントを容易に製造することができ、また、スライドによって型から取り除くことができる。外周上におけるそのような成形手段により、例えば、ねじ込みキャップ４のスカート壁の外面上にリブ構造（ｒｉｂｂｉｎｇ）４７を設けることもできる。そのようなリブ構造４７は、ねじ込みキャップのグリップを増大させる。一方、図２において、第１の破断架橋５は明白に認識されるが、第２の破断架橋６は、図２および図３における視点では視認することができない。

図４においては、製造状態における半完成品をもはやは認識することができず、ここでは、ねじ込みキャップ４がすでに切断エレメント３から分離されている。切断エレメント３は、しかしながら、従来の場合と同様に、注ぎ口２に連結されている。従って、第１の破断架橋５はまだ破壊されておらず、一方、第２の破断架橋６は既に破壊され、そして、付着物６’および６”のみを視認することができる。切断エレメント３の上端部３２上で認識可能な残りの部分が６’で示されており、一方、カバー面４１の表面上で認識可能な破断架橋の残りの部分が６”で示されている。これらの残りの部分は、典型的な視認特徴であり、これによって、ねじ込みキャップ４が、本発明による半完成品１の一部分であったことがわかる。閉鎖可能な開封装置に向けられた特許請求の範囲は、この視認特徴を、本質的な特徴となる主要点として採用している。この特徴無しに、開封装置が本発明による半完成品から生じたのか、または、２つの部品から生じたのか、とりわけ、注ぎ口および切断エレメントと、独立のねじ込みキャップとから製造されただけの半完成品から生じたのか、または、３つの別個の部品から構成された半完成品から生じたのかを、図５に示されている開封装置１００からはほとんど認識することができない。個々のエレメントの相互作用が、これらの部品の相互作用に関してもう一度論じること無く、図５から非常に明白である。

最後にさらに、図６を参照して、組み立てられた閉鎖可能な開封装置１００が半完成品１から生じることとして、組立方法の発明について説明する。図１において左に示されている第１の工程において、射出成形型から来たばかりの状態における半完成品１が示されている。第１の工程において、ねじ込みキャップ４が把持され、一方、同時に、一体に形成された切断エレメントを有する注ぎ口が保持される。次に、ねじ込みキャップ４の相対運動が実行される。この相対運動は、図における回転運動であるが、しかし、もちろんこれは並進運動であってもよい。この相対運動により、ねじ込みキャップ４と切断エレメント３の間の第２の破断架橋６が分離される。第２の破損架橋は、第１の破損架橋５よりも非常に薄く設計されているので、第１の破損架橋５は破壊されないままである。しかしながら、破損架橋を実際はすべての断面において平等に形成してもよく、この場合、数における違いがある。しかし、このことは必要ではない。第２の破損架橋６が第１の破損架橋５よりも強く設計されていたとしても、方法を問題なく実行することができる。この場合、一方の手で、ねじ込みキャップ４が有効に、または必ず把持され、そして他方の手で、注ぎ口２に代わって切断エレメント３がしっかりと保持される。例えばフランジ２１をクランプすることにより、注ぎ口２をしっかりと保持することは、対応するよう設計された組立装置にとって、おそらくより単純であろう。

半完成品１の残りの部分からねじ込みキャップ４を分離した後、キャップが１８０度ひっくり返され、これによって、ねじ込みキャップの内面が注ぎ口の貫通する開口部に対して向けられる。一方では半完成品が保持されたままであり、他方ではねじ込みキャップ４が半完成品としての位置に既に射出成形または把持されているので、半径方向における部品の相対的な調整は完全に前もって決められており、従って、さらなる調整はもはや不要である。注ぎ口２に対する切断エレメント３の半径方向における移動は可能ではない。なぜなら、これらの部品はまだ１つのピースとして密着しているからである。適切なリブ構造４７または組立装置によってねじ込みキャップを正確に機械的に把持することにより、切断エレメント３または注ぎ口２に対するねじ込みキャップ４の半径方向における変位を避けることができる。

最後の第３の工程において、ねじ込みキャップ４は、軸方向において半完成品１の残りの部分の中心に向けられて配置されており、またねじ込みキャップ４は、ねじ込みキャップの開口部が注ぎ口の開口部に向くよう既にひっくり返されている。この状況において、組立が、ねじ込みキャップ４を半完成品１の残りの部分の方へ軸方向において単純に移動させることによって達成され得る。なぜなら、一方では、部品が互いに正確に挿入され、他方では、ねじ込みキャップ４の雌ねじ４２がラチェット（ｒａｔｃｈｅｔ）のように注ぎ口２の雄ねじ２３の上を摺動するからである。その結果、上端部３２を有する切断エレメント３が、ねじ込みキャップのカバー面４１の内面を圧迫するようになり、これによって、第１の破損架橋５が支配的な圧力の下で破壊される。そして、３つの部品すべてが所定の最終位置に到達するまで、雄ねじ３１を有する切断エレメント３が同様に注ぎ口２の雌ねじ２２の上をラチェットのように摺動する。これによって、閉鎖可能な開封装置が組立状態になる。すなわち、開封装置が封止された容器に接着または溶接可能な状態となる。初めて開封する上で、ねじ込みキャップは上方へ向うよう回転され、これによって切断エレメント３が螺旋運動により下方へ変位する。この場合、単一層または複数層のラミネートまたはフィルム材料からなる容器が歯３５により切断、開封される。この時、保証ストリップ４４も同時に分離される。

本発明による半完成品のため、組立ての際に必要な調整運動を少なくすることができる。これは、単純化された組立装置が、より迅速に機能することができることを意味する。また、本発明による半完成品のため、発生する障害が少なくなり、これは、効率性がさらに増大することを意味する。たった１回の射出成形のみが必要とされるという事実により、より少ない射出成形機によりより多くの開封装置を製造することができる。これらすべての利点により、著しいコスト削減が導かれる。ここで対象とする開封装置は、莫大な数を製造する必要がある素子であるため、コスト削減はより重要でさえある。

１ 半完成品
１００ 開封装置
２ 注出ノズル
３ 切断要素
４ ねじ込みキャップ
５ 第１の破断架橋
６ 第２の破断架橋
６’ 上端部３２に残っている破断架橋
６” カバー面に残っている破断架橋
２０ 円筒形のスカート
２１ フランジ
２２ 雌ねじ
２３ 雄ねじ
２５ スカート壁の上端部
３０ 円筒形のスカート壁部
３１ 雄ねじ
３２ 上端部
３３ 下端部
３４ 内側のスカート面
３５ 歯
３６ 係合部
３８ 肩部
４０ スカート
４１ カバー面
４２ 雌ねじ
４３ 破断区画
４４ 保証ストリップ
４５ 封止としての環状壁
４６ 係合部
４７ リブ構造

Claims (12)

1. 流動自在な媒体を収納した密封包装のための閉鎖可能な開封装置（１００）を製造するための半完成品であって、
   装置は、注ぎ口（２）と、上端部（３２）と下端部（３３）とを有する円筒形の切断エレメント（３）とを備え、
   上端部（３２）は平坦面を画定し、一方、下端部（３３）は１つまたは複数の歯を含み、切断エレメントの内側には係合部（３６）が設けられ、当該係合部（３６）は、半径方向において作用するとともに、ねじ込みキャップ（４）の内側に設けられた係合部（４６）と相互に作用するようになっており、
   半完成品（１）の円筒形の切断エレメント（３）は、その下端部（３３）に歯（３５）が一体に形成されるとともに、注ぎ口（２）の中に突出し、
   一方、半完成品（１）が組立てられていない状態にあるとき、円筒形の切断エレメント（３）の上端部（３２）は、注ぎ口（２）の上端部（２５）よりも上方に位置しており、とりわけ、注ぎ口（２）と切断エレメント（３）、および切断エレメント（３）とねじ込みキャップ（４）は、第１および第２の破断架橋（５、６）を介して分離可能となるよう１つのピースとして製造されていることを特徴とする半完成品。
2. 切断エレメント（３）は、注ぎ口（２）における雌ねじ（２２）と適合する雄ねじ（３１）を有することを特徴とする請求項１に記載の半完成品。
3. 切断エレメント（３）は、注ぎ口（２）における溝状のガイドと適合するガイド手段を有することを特徴とする請求項１に記載の半完成品。
4. 外方に突出するとともに周辺部にある肩部（３８）が、切断エレメント（３）の下端部（３３）であって歯の上方に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半完成品。
5. いくつかの第１の破断架橋（５）が、肩部（３８）の領域に設けられ、
   第１の破断架橋（５）は、半径方向において外方を向く鋭い端部を有するとともに、注ぎ口（２）の上端部（２５）の領域において注ぎ口に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の半完成品。
6. 第１の破断架橋５は、半径方向において注ぎ口（２）のスカート壁（２０）に対して正確に向けられるとともに、少なくとも注ぎ口（２）の上端部（２５）と略同一面上に位置する、上端部または下端部を有することを特徴とする請求項５に記載の半完成品。
7. 第１の破断架橋５は、周辺に設けられた、破壊しやすい、環状の膜として設計されていることを特徴とする請求項１に記載の半完成品。
8. ねじ込みキャップ（４）のカバー面（４１）は、その直径が円筒形の切断エレメント（３）の内径に対応するとともに中心に位置する凹部を有し、
   第２の破断架橋（６）は、中心に位置する凹部と同一面上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半完成品。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の半完成品から閉鎖可能な開封装置を製造する方法であって、
   第１の工程において、ねじ込みキャップ（４）が把持され、半完成品（１）の残りのもの（２、３）に対するねじ込みキャップの相対運動によって、半完成品の残りのものからねじ込みキャップが分離され、
   第２の工程において、ねじ込みキャップ（４）がひっくり返され、ねじ込みキャップをねじ込み可能な正確な位置に運ぶよう、ねじ込みキャップの開口部が注ぎ口（２）の上に調整され、
   第３の工程において、軸方向における運動により、注ぎ口（２）と切断エレメント（３）の間にある第１の破断架橋（５）が分割され、開封装置（１００）が組立状態となるよう、ねじ込みキャップ（４）が注ぎ口（２）の上に押し込まれるとともに切断エレメント（３）が注ぎ口の中に押し込まれることを特徴とする方法。
10. 第１の工程において実行される相対運動が回転運動であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 第１の工程において実行される相対運動が並進運動であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
12. 請求項１に記載の半完成品から製造される、流動自在な媒体を収納した密封包装のための閉鎖可能な開封装置（１００）であって、
    装置は、注ぎ口（２）と、上端部（３２）と下端部（３３）とを有する円筒形の切断エレメント（３）とを備え、
    上端部（３２）は平坦面を画定し、一方、下端部（３３）は１つまたは複数の歯を含み、切断エレメントの内側には係合部（３６）が設けられ、当該係合部（３６）は、半径方向において作用するとともに、ねじ込みキャップ（４）の内側に設けられた係合部（４６）と相互に作用するようになっており、
    いくつかの残っている破断架橋（６”）が、ねじ込みキャップ（４）のカバー面（４１）上に認められ、
    同数の残っている破断架橋（６’）が、切断エレメント（３）の平らな端部（３２）上に認められることを特徴とする開封装置。

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