(57)【要約】開位置と閉位置の間の移動に対応できるように、容器栓基部（５０、５０Ａ、５０Ｂ）および蓋（７０、７０Ａ、７０Ｂ）など２つの部材（５０、７０；５０Ａ、７０Ａ；５０Ｂ、７０Ｂ）を連結させる、ヒンジ構造（８０、８０Ａ、８０Ｂ）を提供する。エラストマー要素（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）は、一方の部材から他方の部材に延びる。エラストマー要素（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）は、２つの部材が閉位置にある場合、および２つの部材が開位置にある場合、外側に露出する外側表面を有する。エラストマー要素（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）は、力を加えて２つの部材を閉位置から開位置に向かって移動させる。一実施形態では、エラストマー要素は２つの横縁部（１２１、１２２；１２１Ａ、１２２Ａ；１２１Ｂ、１２２Ｂ）を有し、ヒンジ構造（８０、８０Ａ、８０Ｂ）はエラストマー要素（１０４、１０４Ａ、１０４Ｂ）の横方向に制約がない構造であり、したがって２つの部材が閉位置にある場合、および２つの部材が開位置にある場合、２つの横マージンは横方向に露出する。エラストマー要素の外側表面（１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ）は、２つの部材が閉位置にある場合、張力がかかる。
2004516196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開位置と閉位置の間の移動に対応できるように２つの部材を連結するヒンジ構造において、
一方の前記部材から他方の前記部材に延びるエラストマー要素を備え、前記エラストマー要素は前記２つの部材が前記閉位置にある場合、および前記２つの部材が前記開位置にある場合、外側に露出する外側表面を有し、前記エラストマー要素は２つの横マージンを有し、前記ヒンジ構造は前記エラストマー要素の横側の制約がない構造であり、したがって前記２つの部材が前記閉位置にある場合、および前記２つの部材が前記開位置にある場合、前記２つの横マージンが横に露出し、前記エラストマー要素の外側表面は、前記２つの部材が前記閉位置にある場合に張力がかかり、前記エラストマー要素は、前記２つの部材を前記閉位置から前記開位置に向かって移動させる力を加えるヒンジ構造。
【請求項２】
前記エラストマー要素は２つの横端面を有し、前記２つの端面の一方は前記２つの部材の一方に結合され、前記２つの端面の他方は前記２つの部材の他方に結合される、請求項１に記載のヒンジ構造。
【請求項３】
前記エラストマー要素は、前記２つの部材が前記開位置にある場合、前記２つの部材から離れて対向するように露出し、前記２つの部材が前記閉位置にある場合、前記２つの部材に向かって内側に対向する内側表面を有する、請求項１に記載のヒンジ構造。
【請求項４】
前記エラストマー要素は、前記２つの部材と共射出成形される、請求項１に記載のヒンジ構造。
【請求項５】
前記ヒンジ構造はさらに、前記２つの部材を連結させる薄膜ヒンジを含み、
エラストマー要素は、前記薄膜ヒンジに結合された内側表面を有し、
前記エラストマー要素内側表面は、前記２つの部材が前記閉位置にある場合、ほぼ中立な応力表面である、請求項１に記載のヒンジ構造。
【請求項６】
開位置と閉位置の間の移動に対応できるように２つの部材を連結するヒンジ構造において、
前記２つの部材を連結する薄膜ヒンジと、
一方の前記部材から他方の前記部材に延びるエラストマー要素を備え、前記エラストマー要素は、（１）前記２つの部材が前記閉位置にある場合、および前記２つの部材が前記開位置にある場合、外側に露出し、（２）前記２つの部材が前記閉位置にある場合、張力がかかる外側表面を有し、前記エラストマー要素は、前記薄膜ヒンジに結合され、前記２つの部材が前記閉位置にある場合、ほぼ中立な応力表面である内側表面を有し、前記エラストマー要素は前記２つの部材を前記閉位置から前記開位置に向かって移動させる力を加えるヒンジ構造。
【請求項７】
エラストマー要素は２つの横端面を有し、
前記２つの端面の一方は前記２つの部材の一方に結合され、
前記２つの端面の他方は前記２つの部材の他方に結合される、請求項６に記載のヒンジ構造。
【請求項８】
前記エラストマー要素は、前記薄膜ヒンジおよび前記２つの部材と共射出成形される、請求項６に記載のヒンジ構造。
【請求項９】
前記ヒンジ構造は、容器開口部用栓に適合しており、前記栓は、（１）前記開口部上の前記容器に取り付け、前記開口部と連通する排出開口を画定する基部として働く、前記２つの部材の一方と、（２）前記開口を閉塞する閉位置と前記開口から間隔を置いた開位置の間で移動可能な蓋として働く前記２つの部材の他方とを含む、請求項６に記載のヒンジ構造。
【請求項１０】
開位置と閉位置の間の移動に対応できるように２つの部材を連結するヒンジ構造において、
一方の前記部材から他方の前記部材に延びるエラストマー要素を備え、前記エラストマー要素は、（１）前記２つの部材が前記閉位置にある場合、および前記２つの部材が前記開位置にある場合、外側に露出し、（２）前記２つの部材が前記閉位置にある場合、張力がかかる外側表面を有し、前記エラストマー要素は、前記２つの部材が前記開位置にある場合、前記２つの部材から離れて対向するように露出し、前記２つの部材が前記閉位置にある場合、前記２つの部材に向かって内向きに対向する内側表面を有し、前記エラストマー要素の内側表面は、前記２つの部材が前記閉位置にある場合圧縮され、前記エラストマー要素は、前記２つの部材を前記閉位置から前記開位置に向かって移動させる力を加えるヒンジ構造。
【請求項１１】
前記エラストマー要素は２つの横端面を有し、前記２つの端面の一方は前記２つの部材の一方と結合され、前記２つの端面の他方は前記２つの部材の他方と結合される、請求項１０に記載のヒンジ構造。
【請求項１２】
前記エラストマー要素は前記２つの部材と共射出成形される、請求項１０に記載のヒンジ構造。
【請求項１３】
前記ヒンジ構造は、容器開口部用栓に適合しており、前記栓は、（１）前記開口部上の前記容器に取り付け、前記開口部と連通する排出開口を画定する基部として働く、前記２つの部材の一方と、（２）前記開口を閉塞する閉位置と前記開口から間隔を置いた開位置の間で移動可能な蓋として働く前記２つの部材の他方とを含む、請求項１０に記載のヒンジ構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、２つの部材を連結するヒンジ構造に関し、このヒンジ構造は特に、蓋を容器の栓の基部または本体に結合するのに適する。
【０００２】
（発明の背景および従来技術によって課される技術的課題）
ディスペンサ・パッケージや容器を含めて様々なパッケージが、シャンプー、ローションなど個人手入れ製品用、さらにその他の流体材料用に開発されている。このような種類の容器用の栓の一種は普通、蓋を容器開口部上に取り付けられた基部と連結する双安定式ヒンジ構造を有する。ヒンジ構造は、選択した閉位置または開位置に蓋を維持する、スナップ動作偏倚力を有する。
【０００３】
栓に組み込まれた双安定式ヒンジ構造の一種が、米国特許第３，１３５，４５６号に開示されている。この特許は、開位置と閉位置の間の蓋の移動に対応できるように、基部および蓋を結合する薄いヒンジ・ウェブを備えたスナップ動作ヒンジ構造を開示する。このヒンジ構造は２つの間隔を置いて配置された旋回軸を有する。特に、ヒンジ構造は２つの間隔を置いて配置されたヒンジを組み込み、一方のヒンジは蓋をヒンジ・ウェブに連結するアーチ状構造であり、他方のヒンジは基部をヒンジ・ウェブに連結するアーチ状構造である。２つの旋回軸は、２本の平行線によって画定され、２つのヒンジが互いに最も近い地点では、一方の線は蓋ヒンジに接し、他方の線は本体ヒンジに接する。
【０００４】
これに対して、米国特許第４，４０３，７１２号で開示する円筒形栓用ヒンジ構造は、単一主幾何軸ヒンジを有し、ウェブの両側に分岐する２つのヒンジによってそれぞれ画定された２つのウェブを有する。米国特許第４，４０３，７１２号に開示する単軸ヒンジ構造を有する円筒形栓の商用実施形態では、ヒンジ厚さはヒンジの長さに沿って変化する。厚さ変化領域は、繰り返し動作中に構造に最終的に悪影響を与える可能性のある応力上昇部を画定することができる。
【０００５】
また、７１１  Ｆｏｘ  Ｓｔｒｅｅｔ、Ｂｏｘ  ２０、Ｍｕｋｗｏｎａｇｏ、Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ  ５３１４９、Ｕ．Ｓ．Ａ．のＳｅａｑｕｉｓｔ  Ｃｌｏｓｕｒｅｓから販売され、米国特許第４，４０３，７１２号で開示される単軸ヒンジ構造を含む、ある工業用栓では、ウェブはウェブの横縁部に隣接して厚さの増加した領域を備える。
【０００６】
米国特許第３，１３５，４５６号および同第４，４０３，７１２号で開示するヒンジ構造と比較して、動作特性がかなり改善されたスナップ動作ヒンジ構造が、米国特許第５，６４２，８２４号で開示する双軸ヒンジ構造である。ヒンジ構造は、２つの広い端部間の中心部分を有するウェブを含む種類のものであり、この構造において、アーチ状ヒンジは端部間のウェブの片側に沿って基部をウェブに連結し、アーチ状ヒンジは端部間のウェブの別の側に沿って蓋をウェブに連結する。ヒンジ構造は、蓋が閉位置にある場合に、当接表面がウェブ中心部分に隣接して一方のヒンジ付近から他方のヒンジに向かって延びるように配置された少なくとも１つの当接表面を含む。蓋の開閉中、当接表面はウェブ中心部分に接触し、それによりウェブの位置が制御される。
【０００７】
米国特許第５，６４２，８２４号で開示する双軸ヒンジ構造は、改良された動作特性で機能するが、多数の開閉サイクルを必要とするものなどいくつかの用途があり、そうした用途では双軸ヒンジ構造、ならびにその他の偏倚されたヒンジ構造または双安定式スナップ動作ヒンジ構造は破損したり壊れたりする可能性がより高い。
【０００８】
広い端部を有するウェブを含むスナップ動作ヒンジ構造では、応力はウェブ端部の横縁部に沿って不均一に分配されると考えられる。このことにより、横縁部が栓本体および蓋と連結する場合、応力が増加すると考えられる。このようなヒンジ構造の欠損または破断は普通、ヒンジ構造ウェブの横縁部が栓本体および／または蓋と連結する領域で起こる。
【０００９】
したがって、ヒンジ構造内の応力をさらに注意深く制御することができる、改良されたスナップ動作ヒンジ設計を提供することが望ましいだろう。特に、このような改良型設計によりヒンジ構造の外側横縁部に沿って応力を均一に分配することができる場合、有益であろう。
【００１０】
ヒンジ構造ウェブ横縁部が栓本体および／または蓋と連結する場合、応力が減少したヒンジ構造を提供することが特に望ましいだろう。
【００１１】
改良型ヒンジ構造設計によりまた、ヒンジ構造が蓋の望ましい開閉角度範囲を提供することが可能になる。このような能力を備えたヒンジ構造により、特定の応用例において望ましい性能特徴を提供することができる。
【００１２】
また、このような改良型ヒンジ構造を、低い製品不合格率で効率的、高品質の大量生産技術に対応できる栓に容易に組み込むことができるならば望ましい。
【００１３】
さらに、このような改良型ヒンジ構造は、有利には、種々の従来容器が従来のねじ切りまたはスナップ嵌合取付構造など、様々な従来の容器完成品を有し、栓内の使用に対応できるものてあるべきである。
【００１４】
本発明は、上述の利点および特徴を有する設計に対応できる改良型ヒンジ構造を提供する。
【００１５】
（発明の概要）
本発明により、２つの部材を連結するヒンジ構造が提供され、このヒンジ構造は特に、栓蓋を栓基部に連結する際に使用するのに適しており、また栓は容器に取り付けられるようになっているか、または容器の一体部として形成される。
【００１６】
このヒンジ構造は、高い開口部特徴を有する。ヒンジ構造は、栓蓋および栓基部などの２つの部材に一体的に共射出成形することができる。
【００１７】
ヒンジ構造は、一方の部材から他方の部材へ延びるエラストマー要素を有する。エラストマー要素は、２つの部材が閉位置にある場合および２つの部材が開位置にある場合に、外側に露出する外側表面を有する。エラストマー要素は、２つの部材を閉位置から開位置に向かって移動させる力を加える。止め具は、２つの部材を外すまで閉位置に保持するように、２つの部材内の協働特徴を備えることができる。
【００１８】
一実施形態では、エラストマー要素は２つの横マージンを有する。２つの部材は、エラストマー要素の横マージンに隣接する構造または部分を有していない。ヒンジ構造もまた、エラストマー要素の横マージンに隣接する部分を有していない。すなわち、ヒンジ構造は、エラストマー要素の横方向に制約がない構造であり、したがって２つの部材が閉位置にある場合、および２つの部材が開位置にある場合にエラストマー要素の２つの横マージンが横方向に露出する。２つの部材が閉位置にある場合、エラストマー要素の外側表面に張力がかかる。
【００１９】
好ましい一実施形態では、エラストマー要素は一方の部材から他方の部材に延び、外側表面を有する。この外側表面は、（１）２つの部材が閉位置にある場合、および２つの部材が開位置にある場合、外側に露出し、（２）２つの部材が閉位置にある場合、張力がかかる。エラストマー要素は、２つの部材が開位置にある場合、２つの部材からほとんど離れて対向するように露出し、２つの部材が閉位置にある場合２つの部材に向かって内側に対向する内側表面を有する。エラストマー要素の内側表面は、２つの部材が閉位置にある場合圧縮される。エラストマー要素は、２つの部材を閉位置から開位置に移動させる力を加える。
【００２０】
別の実施形態によると、薄膜ヒンジが２つの部材を連結する。エラストマー要素は、２つの部材の一方から他方の部材に延びる。エラストマー要素は外側表面を有し、この外側表面は、（１）２つの部材が閉位置にある場合、および２つの部材が開位置にある場合、外側に露出し、（２）２つの部材が閉位置にある場合、張力がかかる。エラストマー要素は、薄膜ヒンジに結合し、２つの部材が閉位置にある場合ほぼ中立な張力表面である内側表面を有する。エラストマー要素は、閉位置から開位置に力を加えて２つの部材を移動させる。
【００２１】
本発明のいくつかの利点および特徴は、本発明の以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図面からすぐに明らかになるだろう。
【００２２】
明細書の一部を形成する添付図面において、全体を通して同様の部品を示すのに同様の番号を使用する。
【００２３】
（好ましい実施形態の説明）
本発明は多くの異なる形態の実施形態が可能であり、本明細書および添付図面は、本発明の例としていくつかの特定の形態だけを開示している。本発明は、ここに記載する実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲で指摘する。
【００２４】
説明を簡単にするために、本発明のヒンジ構造を組み込んだ栓を様々な位置で説明し、上側、下側、水平などの用語をこれらの位置に関して使用する。しかし、栓を、記載する以外の方向で製造し、格納し、使用することができることを理解されたい。
【００２５】
図を参照すると、本発明のヒンジ構造の第１の実施形態を、いくつかの図面において全体的に参照番号４０で示す栓に組み込んだものとして、図１〜９に示す。栓４０は、小さい直径の壁面４３のまわりにショルダ４１を有する容器４２（図４）などの容器上に配置されるようになっている。壁面４３は上端部壁面４４（図４）内で終わり、この壁面から従来の口または開口部４７を有する小さい直径のネック４５（図４）が突出する。容器ネック４５は円形または非円形断面構造であってもよく、容器４２の本体は、例えば楕円断面形などの別の断面構造であってもよい。容器４２はショルダ４１や小さい直径のネック４５を有する必要がない。栓４０は、小さい直径のネック自体を有していない容器の上端部上に嵌合するようになっている可能性がある。栓４０は、塑性材料または容器内容物と化学反応を起こさない材料から成形されることが好ましい。
【００２６】
容器４２を、図４に示す方向で格納し、使用することができ、この図中では栓４０は容器４２の上部にある。栓４０が閉位置（図７）にある場合、栓４０および容器４２を、通常逆の位置（図示せず）に格納することもできる。逆の位置に格納する場合、容器４２は栓４０を支持基材として使用する。
【００２７】
容器４２は普通、１つまたは複数の可撓性壁面を有する絞り出し可能な容器であり、この壁面をユーザが握り、圧縮して、容器４２内で内圧を増加させ、したがって栓４０が開いている場合（これ以下詳細に説明するように）、容器から製品を絞り出すことが可能である。この容器壁面は普通、効率的な独自の弾性を有しており、したがって絞り出し力を除去すると、容器壁面は通常の応力がかかっていない形状に戻る。
【００２８】
栓４０は、容器４２に取り付けられる基部または本体５０（図１および４）を含む。基部５０は、栓基部５０を容器４２に固定させるように、容器壁面４３上に結合ビード５５を係合させる従来のスナップ嵌合ビード５３手段を有するスカート５２（図４）を含む。あるいは、栓本体５０は、容器壁面４３上に外部ねじを係合させる内部ねじを備えた内部環状コネクタ壁面を含むこともできる。他の適当な連結システムを使用することもできる。
【００２９】
栓基部スカート５２の上部に、栓基部５０は、容器４２の上側遠位端部上に延びる横方向デッキ５６（図４）を有する。デッキ５６は普通、栓基部デッキ５６と容器ネック４５の間を耐漏洩封止するように、容器ネック開口部４７内に容器ネック４５の内側縁部に接して受けられる下向きに延びる環状内部可撓性シール５７を有する。
【００３０】
図１および４に図示するように、栓基部デッキ５６は、容器ネック開口部４７上に上向きに突出する注ぎ口６２によって画定された排出開口６０を有する。注ぎ口６２の内部に密閉ビード６３がある。
【００３１】
栓基部５０は、デッキ５６まわりの周壁面６６の基部にショルダ６４を有し、ショルダ６４の上のデッキ５６まわりの壁面６６上にビード６８がある。
【００３２】
栓４０は、ヒンジ構造８０で基部５０に連結した蓋７０（図１〜４）を含む。蓋７０は、周終端表面８４を画定する周面スカート８２（図１）を含む。周終端表面８４は、蓋７０が基部ショルダ６４上で閉じる場合、栓基部ショルダ６４と接触するか、または少なくとも突き合わさられるようになっている。図４に示すように、周面スカート８２は、蓋７０を閉位置に締めるように栓基部ビード６８に係合する内部ビード８６を有することが好ましい。
【００３３】
栓蓋７０は、横方向デッキまたはカバー８８を備える（図１）。蓋カバー８８の裏面から、環状部材９０が延び、この部材は蓋７０を閉じた場合、栓基部注ぎ口６２内で受けられ、この注ぎ口の内部に気密に係合するようになっている。
【００３４】
図１〜９に図示する第１の実施形態では、ヒンジ構造８０は、栓構造の２つの部材、すなわち栓本体または基部５０と蓋７０とを連結する薄膜ヒンジ１０２（図５）を含む。現在企図されている好ましい実施形態では、薄膜ヒンジ１０２は栓の一体部品として一体成形され、したがって蓋７０内で栓基部５０と一体化する。材料としては、ポリプロピレンを使用することが好ましいが、ポリエチレンなど他の熱可塑性ポリマーを使用することもできる。
【００３５】
エラストマー要素１０４は、栓基部５０から栓蓋７０へ延びる。エラストマー要素は外側表面１０６を有する。栓基部５０および蓋７０が閉位置にある場合（図７および８）、および基部５０および蓋７０が開位置にある場合（図１から４、および図９）、外側表面１０６は外側に露出する。すなわち、この表面１０６は栓基部５０と蓋７０の外部表面上の領域からアクセスすることができる。エラストマー要素１０４は、薄膜ヒンジ１０２に結合した内側表面１０８を有する。
【００３６】
エラストマー要素１０４を、ＤＹＮＡＦＬＥＸ  Ｇ２７０６の商品名でＧＬＳ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより米国で販売されているスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン化合物などの熱可塑性ポリマーで作ることができる。この化合物は、熱可塑性ゴム化合物である。この材料は、２段または双射出式成形過程で、熱可塑性薄膜ヒンジ１０２の上に成形することができる。熱可塑性エラストマー材料は、このような過程においてポリプロピレン薄膜ヒンジに結合する。ＤＹＮＡＦＬＥＸ  Ｇ２７０６熱可塑性ゴム化合物は、非常に弾力性があり、有利には引っ張った際の弛緩に耐える傾向がある。さらに、この材料はいくらかのポリプロピレンを含み、このことにより共射出成形過程において材料を、ポリプロピレンから成形された栓部品に結合するのに役立つ。
【００３７】
好ましくは、図５に示すように、熱可塑性エラストマー要素１０４は、栓基部スカート５２の外部周表面に当接する横端部１１２と、蓋スカート８２の外部周表面に当接する横端部１１４とを有する。エラストマー要素端部１１２、１１４はそれぞれ、基部５０および蓋７０の外部周表面に結合される。エラストマー要素１０４を薄膜ヒンジ１０２、基部５０、および蓋７０に取り付ける接着剤などの他の手段を使用することができる。
【００３８】
エラストマー要素１０４を接着して固定する設計を使用する場合、図１、２、３、４、５、６に示すように栓が完全開状態にある場合、薄膜ヒンジ１０２の外側に対応する大きさおよび構造を有するように、エラストマー要素１０４をまず別に作る。したがって、エラストマー要素１０４は最初からアーチ状構造である（図５）。エラストマー要素１０４は、栓基部５０および蓋７０が完全開状態にある場合、薄膜ヒンジ１０２の外側表面に接着して固定される（図５）。エラストマー要素横端部１１２、１１４はまた、栓基部５０および蓋７０が完全開状態にある場合、栓基部５０および蓋７０にそれぞれ接着して固定される（図５）。
【００３９】
最初に成形されまたは別の方法で構築されたとき、ヒンジ構造８０は初期開構造において、ほとんど応力がかかっていない。外側表面１０６または内側表面１０８上には、応力がほとんどかかっていない。
【００４０】
栓基部５０および蓋７０が閉位置にある場合、エラストマー要素外側表面１０６には張力がかかるが、エラストマー要素内側表面１０８はほぼ中立な応力表面である。エラストマー要素１０４は、栓基部５０および蓋７０を閉位置から開位置に向かって移動させる力を加える。
【００４１】
図１〜９に図示する好ましい実施形態では、エラストマー要素１０４は２つの横マージン１２１、１２２を有する（図３）。ヒンジ構造８０はエラストマー要素１０４の横方向の他の制約がない構造であり、したがって栓基部５０および蓋７０が閉位置にある場合、および栓基部５０および蓋７０が開位置にある場合に、２つの横マージン１２１、１２２が横方向に露出する。横マージン１２１、１２２は、図３から分かるように、ヒンジ構造の中心部より広い。ヒンジ構造８０は、上縁部１２６および下縁部１２８を有しており、これらの縁部はそれぞれ横マージン１２１、１２２間で垂直軸方向に湾曲するかまたはアーチ状になっている（図３および７）。
【００４２】
基部５０および蓋７０が成形したままの開状態を超えて移動した場合（すなわち、蓋７０が図１に示す成形したままの位置から下向きに湾曲する場合）、エラストマー材料の横マージン１２１、１２２（図３）は、その外側縁部全体に沿って張力がかかる傾向がある。
【００４３】
図１〜９に示す上記ヒンジ構造により、広く使用されるポリプロピレン・スナップ動作ヒンジに対していくつかの利点が提供される。例えば、蓋をヒンジにより完全開位置に向かって自動的に偏倚させる前に、現在使用されているポリプロピレンから成形された従来技術のスナップ動作ヒンジを、オーバー・センター点および支点を越えて手動で開かなければならない。図１〜９に図示する本発明のヒンジ構造は、結合ビード（基部ビード６８および蓋ビード８６）が外れるとすぐに、蓋を開位置に引っ張る傾向がある。
【００４４】
さらに、図１〜９に示す本発明のヒンジ構造は、基部５０および蓋７０をさらに広い開方向に向かって、すなわち元の成形したままの構造に近づくように移動させる傾向がある。
【００４５】
従来の栓は、広く「開いた」構造（すなわち、蓋は本体または基部から約１８０°開いている）で熱可塑性材料から成形される。全体がポリプロピレンから成形されたヒンジなど従来の成形ヒンジでは、製造業者が栓を成形した後約１０分間以上経過する前に、成形したままの開栓を閉じることが望ましい。長時間の後に栓を最初に閉じる場合、望ましくないことにヒンジは連続開閉サイクル中に脆くなる可能性がある。これが早い段階でのヒンジの損傷につながる可能性がある。特にポリプロピレンでの成形の１０分以内に栓を閉じることにより、連続開閉サイクル中に脆くなる傾向を減少させるように、ポリマーの高分子鎖を定位させることになる。一方、図１〜９に示す本発明のヒンジ構造では、成形後に栓が最初に閉じるべき最長期間は、エラストマー要素１０４の存在によりそれほど重大ではない。
【００４６】
エラストマー要素１０４を共射出成形により栓内に組み込む場合、栓本体または基部５０および蓋７０は、成形過程を簡単にするかまたは向上させる特徴を備えることが好ましい。特に、図５に示すように、蓋スカート８２は薄膜ヒンジ１０２の下に小さいほぼ平面領域またはパッド１３０を備えることが好ましい。同様に、小さいほぼ平面領域またはパッド１３２が、薄膜ヒンジ１０２の下で栓基部上に設けられる。パッドまたは平面領域１３０、１３２は、ヒンジ構造に隣接するこのような領域内の鋳型抜けこう配を除去する。このことにより、鋳型中子ブレード（図示せず）または他の部品を、全てのポリプロピレン材料を射出成形するまで、薄膜ヒンジ１０２に隣接する鋳型の領域をしっかり遮断するように、鋳型内の第１の位置に位置決めすることができる。その後、鋳型中子ブレードを共射出成形過程の第２の部分に第２の位置に引き出し、したがってエラストマー要素１０４を形成する熱可塑性エラストマーの射出を受けるとめるように、ポリプロピレン薄膜ヒンジに隣接する空間を設けることができる。
【００４７】
パッド１３０、１３２それぞれの底端部に（図５に示すように）、通常の抜けこう配角度を設けることができる（例えば、本体スカート５２上では１°の抜けこう配角度、蓋スカート８２上では３°の抜けこう配）。
【００４８】
本発明のヒンジ構造の第２の実施形態を、図１０〜１８に、図１０に通常４０Ａの参照番号で示す栓内で具体的に実施したものとして示す。栓４０Ａは、栓基部または本体５０Ａおよび蓋７０Ａを含む。栓本体５０Ａおよび蓋７０Ａはそれぞれ、図１〜９を参照して上記第１の実施形態の栓本体５０および蓋７０とほぼ同一である。
【００４９】
図１０〜１８に示す第２の実施形態では、ヒンジ構造８０Ａ（図１０）は、栓構造の２つの部材、すなわち栓本体または基部５０Ａおよび蓋７０Ａを連結させる。第１の実施形態と異なり、薄膜ヒンジはない（例えば、第１の実施形態の図５に示す薄膜ヒンジ１０２）。むしろ、第２の実施形態のヒンジ構造８０Ａは、エラストマー要素１０４Ａだけからなる。
【００５０】
エラストマー要素１０４Ａは、栓基部５０Ａから栓蓋７０Ａまで延びる。エラストマー要素１０４Ａは外側表面１０６Ａを有する。栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａが閉位置にある場合（図１６および１７）、および基部５０Ａおよび蓋７０Ａが開位置にある場合（図１０から１５、および１８）、外側表面１０６Ａは外側に露出する。すなわち、表面１０６Ａは、栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａの外部表面上の領域からアクセスすることができる。エラストマー要素１０４は、栓が閉じた場合、栓本体５０Ａおよび蓋７０Ａに対向する内側表面１０８Ａを有する（図１７）。
【００５１】
エラストマー要素１０４Ａを、ＤＹＮＡＦＬＥＸ  Ｇ２７０６の商品名でＧＬＳ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎにより米国で販売されている上述のスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン熱可塑性ゴム化合物などの熱可塑性ポリマーで作ることができる。この材料は、２段または双射出式成形過程で、栓本体５０Ａおよび蓋７０Ａに成形することができる。熱可塑性エラストマー材料は、このような過程においてポリプロピレンなどの栓本体および蓋材料に結合する。
【００５２】
図１４に示すように、熱可塑性エラストマー要素１０４Ａは、栓基部５０Ａの外部周表面に当接する横端部１１２Ａと、蓋７０Ａの外部周表面に当接する横端部１１４Ａとを有することが好ましい。エラストマー要素の端部１１２Ａ、１１４Ａはそれぞれ、基部５０Ａおよび蓋７０Ａの外部周表面に結合される。エラストマー要素１０４Ａ、基部５０Ａ、および蓋７０Ａを取り付ける接着剤などの他の手段を使用することができる。
【００５３】
エラストマー要素１０４Ａを接着して固定する設計を使用する場合、図１０〜１５に示すように栓が完全開状態にある場合、栓の構造に適合する、または対応する大きさおよび構造を有するように、エラストマー要素１０４Ａをまず別に作る。エラストマー要素１０４Ａは、栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａが完全開状態にある場合、栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａの外側表面に接着して固定される（図１４）。
【００５４】
最初に成形されまたは別の方法で構築されたとき、ヒンジ構造８０Ａは初期開構造において、ほとんど応力がかかっていない。外側表面１０６Ａまたは内側表面１０８Ａ上には、応力がほとんどかかっていない。
【００５５】
栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａが閉位置にある場合、エラストマー要素外側表面１０６Ａには張力がかかるが、エラストマー要素内側表面１０８Ａは圧縮される。エラストマー要素１０４Ａは、栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａを閉位置から開位置に向かって移動させる力を加える。
【００５６】
図１０〜１８に図示する第２の実施形態では、エラストマー要素１０４Ａは２つの横マージン１２１Ａ、１２２Ａを有する（図１２）。ヒンジ構造８０Ａはエラストマー要素１０４Ａの横方向の他の制約がない構造であり、したがって栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａが閉位置にある場合、および栓基部５０Ａおよび蓋７０Ａが開位置にある場合に、２つの横マージン１２１Ａ、１２２Ａは横方向に露出する。横マージン１２１Ａ、１２２Ａは、図１２から分かるように、ヒンジ構造の中心部より広い。ヒンジ構造８０Ａは、上縁部１２６Ａおよび下縁部１２８Ａを有しており、これらの縁部はそれぞれ横マージン１２１Ａ、１２２Ａ間で垂直軸方向に湾曲するかまたはアーチ状になっている（図１６）。
【００５７】
基部５０Ａおよび蓋７０Ａが成形したままの開状態を超えて開くように移動した場合（すなわち、蓋７０Ａが図１０に示す成形された位置から下向きに湾曲する場合）、エラストマー要素の横マージン１２１Ａ、１２２Ａ（図１２）は、その外側縁部全体に沿って張力がかかる傾向がある。
【００５８】
図１０〜１８に示す上記のヒンジ構造により、広く使用されるポリプロピレン・スナップ動作ヒンジに対していくつかの利点が提供される。例えば、蓋をヒンジにより完全開位置に向かって自動的に偏倚させる前に、現在使用されているポリプロピレンから成形された従来技術のスナップ動作ヒンジを、オーバー・センター点および支点を越えて手動で開かなければならない。図１０〜１８に図示する本発明のヒンジ構造は、結合ビード（図１０に示す基部ビード６８Ａおよび蓋ビード８６Ａ）が外れるとすぐに、蓋を開位置に引っ張る傾向がある。
【００５９】
また、図１０〜１８に示す本発明のヒンジ構造は、基部５０Ａおよび蓋７０Ａをさらに広い開方向に向かって、すなわち元の成形したままの構造に近づくように移動させる傾向がある。
【００６０】
さらに、図１０〜１８に示す本発明のヒンジ構造では、成形後に栓が最初に閉じるべき最長期間は、エラストマー要素１０４Ａの存在によりそれほど重大ではない。
【００６１】
エラストマー要素１０４Ａを共射出成形により栓内に組み込む場合、栓本体または基部５０Ａおよび蓋７０Ａは、図１〜９に示す第１の実施形態について上に記載したのと同様に、成形過程を簡単にするかまたは向上させるように、それぞれパッド１３２Ａおよびパッド１３０Ａを備えることが好ましい。
【００６２】
本発明のヒンジ構造の第３の実施形態を、栓４０Ｂで図１９〜２７に図示し、図中で通常８０Ｂの参照番号で示す。ヒンジ構造８０Ｂは、栓構造の２つの部材、すなわち栓本体または基部５０Ｂおよび蓋７０Ｂを連結させるエラストマー要素１０４Ｂを含む（図１９）。栓本体５０Ｂおよび栓蓋７０Ｂはそれぞれ、図１０〜１８に示す第２の実施形態に関して上に記載した栓本体５０Ａおよび蓋７０Ａとほぼ同じ構造である。
【００６３】
ヒンジ構造８０Ｂは、図１０〜１８に示す第２の実施形態に関して上に記載したエラストマー要素１０４Ａと同様のエラストマー要素１０４Ｂを含む。しかし、ヒンジ構造の第３の実施形態では、エラストマー要素１０４Ｂは、以下にさらに詳細に説明するように、図１０〜１８に関して上に記載したエラストマー要素１０４Ａの第２の実施形態の上縁部および底縁部と比較して、いくらか異なる構造を有する上縁部および底縁部を備える。
【００６４】
図２３を参照すると、ヒンジ構造の第３の実施形態のエラストマー要素１０４Ｂは、外側表面１０６Ｂおよび内側表面１０８Ｂを有する。蓋７０Ｂが閉じている場合、内側表面１０８Ｂは栓本体５０Ｂおよび蓋７０Ｂに対向する（図２６）。閉状態では、エラストマー要素１０４Ｂは、外側表面１０６Ｂに沿って張力がかかり、内側表面１０８Ｂに沿って圧縮される。
【００６５】
エラストマー要素１０４Ｂは外側表面１０６Ｂおよび内側表面１０８Ｂがそれぞれほとんど応力を受けないように、初期開状態（図２３）に成形され、または別の方法で構築される。図１０〜１８に関して上に記載した第２の実施形態のエラストマー要素１０４Ａと同様に、第３の実施形態のエラストマー要素１０４Ｂは、栓要素と当接する横端部、すなわち栓基部５０Ｂの外部周表面に当接し、これに取り付けられる横端部１１２Ｂ、および蓋７０Ｂの外部周表面に当接し、これに取り付けられる横端部１１４Ｂを有する。エラストマー要素１０４Ｂの端部は、エラストマー要素１０４Ｂを栓基部５０Ｂと蓋７０Ｂの間に成形することにより、またはエラストマー要素を接着剤など他の手段で取り付けることにより、取り付けられる。第２の実施形態に関して上述したように、栓本体５０Ｂおよび蓋７０Ｂが、ポリプロピレンなどの熱可塑性ポリマーから成形され、エラストマー要素１０４Ｂが熱可塑性ゴムなどの熱可塑性ポリマーから成形される構造の好ましい形態に、共射出成形過程を利用することができる。
【００６６】
エラストマー要素１０４Ｂは、２つの横マージン１２１Ｂ、１２２Ｂを有する（図２１）。これらのマージンはほぼ平行であり、栓基部５０Ｂおよび蓋７０Ｂが閉位置にある場合、および栓基部５０Ｂおよび蓋７０Ｂが開位置にある場合、横に露出する。横マージン１２１Ｂ、１２２Ｂは、図２１から分かるように、ヒンジ構造の中心部より幅が広い。
【００６７】
図２６を参照すると、エラストマー要素１０４Ｂは上縁部１２６Ｂおよび底縁部１２８Ｂをそれぞれ有し、これらの縁部はほぼ平行であり栓４０Ｂの開閉平面に対して水平に配置されることが分かる。この点が、上縁部１２６Ａおよび底縁部１２８Ａが、それぞれほぼ垂直方向または軸方向にアーチ状になっている、図１６に示す第２の実施形態のエラストマー要素１０４Ａと対照的である。しかし、ヒンジ構造の第３の実施形態の上縁部１２６Ｂおよび底縁部１２８Ｂは、栓の開平面に平行なほぼ水平な平面でアーチ状であり、水平面内のこのようなアーチ状構造は、ヒンジ構造８０Ｂの第３の実施形態を利用した栓４０Ｂの初期の成形したままの開構造を示す図２１で分かるだろう。
【００６８】
ヒンジ構造８０Ｂの第３の実施形態が完全開位置にある場合、エラストマー要素１０４Ｂの中心を通る応力は、横縁部１２１Ｂ、１２２Ｂに沿った応力とほぼ同じである。
【００６９】
本発明はしたがって、蓋が完全開位置に向かって偏倚されるように作動することが望ましい栓内で使用するのに特に適した改良型ヒンジ構造を提供することが分かる。
【００７０】
このヒンジ構造は、栓蓋が閉位置にある場合、栓の後部からほんの少し突出する。この点は、従来の容器製品充填ライン内で使用される高速栓取付機械と互換性がある。このため、栓を高速ラインで加工される容器で使用することができる。
【００７１】
このヒンジ構造は、大小の偏倚力および大小の蓋開口角度を提供するようになっている。
【００７２】
また、栓は種々のディスペンサ通路構造を備えることができることが分かる。
【００７３】
本発明のヒンジ構造は、栓本体または基部と栓蓋を結合する際に使用するのに特に最適である。しかし、本発明では、ヒンジ構造は、栓基部および蓋以外の部品または要素を連結するための他の応用例にも使用できることを想定している。
【００７４】
前述の発明の詳細な説明、およびその図面から、本発明の新規概念または原理の真正な精神および範囲から逸脱することなく、いくつかの他の変形形態および変更形態を行なうことができることがすぐに分かるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
成形したままの開位置に示す栓に組み込まれたような、本発明のヒンジ構造の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】
成形したままの完全開状態の栓の上面図である。
【図３】
成形したままの完全開状態の栓の底面図である。
【図４】
成形したままの開状態で示し、容器に取り付けた栓の断片断面図である。
【図５】
図４に示すヒンジ構造の一部分を大幅に拡大して示す、断片断面図である。
【図６】
図５の平面６−６にほぼ沿った拡大断片断面図である。
【図７】
完全閉状態にある栓の後面図である。
【図８】
図７の面８−８にほぼ沿った拡大断片断面図である。
【図９】
完全閉位置と完全開状態の間の中間位置に移動した栓の蓋を示す、図８に類似する図である。
【図１０】
成形したままの開位置に示す栓に組み込まれた、本発明のヒンジ構造の第２の実施形態の斜視図である。
【図１１】
成形したままの完全開状態にある、図１０の栓の上面図である。
【図１２】
成形したままの完全開状態にある、図１０の栓の底面図である。
【図１３】
成形したままの開状態で示さし、容器に取り付けられた図１０の栓の断片断面図である。
【図１４】
図１０に示すヒンジ構造の拡大部分を示す断片断面図である。
【図１５】
図１４の平面１５−１５にほぼ沿った拡大断片断面図である。
【図１６】
完全閉状態にある図１０の栓の後面図である。
【図１７】
図１６の平面１７−１７にほぼ沿った拡大断片断面図である。
【図１８】
完全閉位置と完全開状態の間の中間位置に移動された栓の蓋を示す、図１７と同様の図である。
【図１９】
成形したままの開位置に示す栓に組み込まれた、本発明のヒンジ構造の第３の実施形態の斜視図である。
【図２０】
成形したままの完全開状態にある、図１９の栓の上面図である。
【図２１】
成形したままの完全開状態にある、図１９の栓の底面図である。
【図２２】
成形したままの開状態で示し、容器に取り付けた図１９の栓の断片断面図である。
【図２３】
図１９に例示したヒンジ構造の一部分を拡大して示す断片断面図である。
【図２４】
図２３の平面２４−２４にほぼ沿った拡大断面図である。
【図２５】
完全閉状態にある、図１９の栓の後面図である。
【図２６】
図２５の平面２６−２６にほぼ沿った拡大断片断面図である。
【図２７】
完全閉位置と完全開状態の間の中間位置に移動された栓の蓋を示す、図２６と同様の図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
2004516196.tif 000045