JP4340313B2 - ボトルキャップ - Google Patents

Description

本発明は、粉末状又は液状の原料を収容する原料収容部を有し、開栓操作に伴い原料収容部の底蓋を脱落させて原料をボトル内に放出するボトルキャップに関する。

従来、この種のボトルキャップとして、例えば特許文献１（実公昭４４−１２９５７号公報）及び特許文献２（特許第３２８１７３０号公報）に記載のものがある。

特許文献１に記載のものは、可撓性樹脂からなる円筒状のパッキング（外筒）と、原料収容部となる筒体（内筒）を有する蓋（キャップ）と、環状の突縁（鍔部）を有する押込栓（底蓋）とからなり、パッキングをボトルの口部内に嵌挿するとともに、押込栓を筒体の下面開口内に嵌挿して該筒体を密閉し、蓋をボトルの口部に螺合させて該口部を閉じる構造になっている。パッキングの下端部がすぼまっていて、蓋でボトルの口部を完全に閉じたとき、押込栓の環状突縁がパッキングの下端と係合するようになっている。蓋をボトルの口部に対して開く方向に回すと、筒体は蓋と共に上昇するが、押込栓はパッキングの下端で上昇を規制されるため、筒体から脱落し、筒体内に収容した粉末がボトル内に放出される。

また、特許文献２のものは、ボトルの口頚部外周に下部を抜け出し不能に嵌着固定した嵌合筒部の中途内周にフランジを延設し、該フランジ内周より支持筒部を一体に垂設してなる連結部材（外筒）と、頂壁の裏面中央部より収納筒部（内筒）を垂設したキャップと、その収納筒部下端に液密且つ離脱可能に嵌着させてその上部を原料収納部とする皿状の底蓋とを備え、また連結部材（外筒）の嵌合筒部の外周下部に第１螺条を周設するとともに、該第１螺条と空転域を介して上方に第２螺条を周設し、キャップの周壁内周下部に上記第１螺条と螺合する螺条を周設しており、キャップを連結部材（外筒）に対して開く方向に回して上昇させると、キャップの螺条が連結部材（外筒）の第１螺条から外れて空転する前に、底蓋の周縁上面が支持筒部の下端に係止されて脱落するようになっている。底蓋は、その底壁上面の周縁部に、キャップの収納筒部の内周下端部に嵌合するシール筒部を立設して液密性を保持するようになっている。
実公昭４４−１２９５７号公報（第１頁、第１図、第２図） 特許第３２８１７３０号公報（第２頁、第１図、第３図）

しかし、特許文献１に記載のものは、押込栓（底蓋）を原料収容部である筒体（内筒）に押し込んでいるものの、これらの間の気密性を確保することは難しく、ボトル内の湿気を含む空気が原料収容部である筒体（内筒）内に浸入し、粉末等の原料が酸素や湿気と接触することにより変質や腐敗等を招く。

特許文献２に記載のものは、キャップの収納筒部と底蓋との間の液密性を確保するために、底蓋の上面に、キャップの収納筒部の内周下端部に嵌合するシール筒部を立設しているものの、これも気密性を確保することは難しく、ボトル内の湿気を含む空気が収容筒部内に浸入し、粉末等の原料が酸素と接触することにより変質や腐敗等を招く。

本発明の第１の課題は、原料収納部の下端開口を底蓋で封止したときの気密性が高く、原料収納部に収納した粉末等の変質や腐敗等を的確に防止できるようにするとともに、隙間による液体の残留が生じない構造にすることにある。
本発明の第２の課題は、底蓋を脱落後にキャップに懸垂できるようにして、自由に浮遊することによる弊害や誤飲を防止できるようにすることにある。

本発明は、ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を前記外筒の外側で封止する底蓋とからなり、親キャップをボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が前記外筒によって内筒から脱落されるボトルキャップにおいて、ボトルの口部に螺合する前記親キャップのキャップ本体に、前記外筒が、キャップ本体の上下に突出するように一体に設けられ、ボトルの口部の外側に突出する外筒の上側部分が、上端開口したネジ付き口部、キャップ本体より垂下してボトルの口部に挿入する外筒の下側部分が、キャップ本体の胴部との間に隙間を形成しながらその下端よりも下方に先細状に垂下して下端開口する垂下筒部となっており、この垂下筒部に、その内外を貫通して下端から途中まで上に延びる縦長の排出用切欠きが形成され、前記内筒は、前記子キャップのキャップ本体の頂部の下面から、キャップ本体の胴部との間に隙間を形成しながらそれよりも長く突出するように一体に突設されているとともに、このキャップ本体の頂部の下面には、内筒の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リングが一体に突設され、また、このキャップ本体の胴部の環状の下周縁部分がその上側部分と分離可能とされ、前記内筒の下端縁に外側に膨らむ突縁が形成され、前記底蓋には、上面が凸面、下面が凹面となる押込部と、その凹面となっている下面から下向きに一体に突出する突起と、該押込部とで環状凹溝を形成する周壁部とが形成され、その押込部を内筒内に圧入させるとともに、前記環状凹溝に、内筒の下端開口縁を圧入させて前記突縁を前記環状凹溝内に強制的に嵌合させることにより、内筒の下端開口を底蓋で封止して、原料を圧力気体とともに内筒内に充填し、前記子キャップのキャップ本体を親キャップのネジ付き口部に螺合させて該ネジ付き口部を封止することにより、子キャップの前記密閉リングが前記外筒内に圧入するとともに、子キャップのキャップ本体の頂部が外筒の上端に圧接し、密閉リングが子キャップのキャップ本体の胴部とで外筒のねじ付き口部を内外から挟持し、また、前記親キャップのキャップ本体をボトルの口部に螺合して緊締することにより、前記子キャップのキャップ本体の胴部の前記下周縁部分が、前記外筒のネジ付き口部に対して回転不能に固定され、前記子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回したときには、前記子キャップのキャップ本体の胴部の前記下周縁部分が、その上側部分より分離して前記外筒のネジ付き口部に残ったまま子キャップが上昇することにより、底蓋の前記周壁部が外筒の下端開口縁に当接して底蓋が内筒との追従上昇を規制され、底蓋が内筒から脱落して内筒内の原料が圧力気体と共にボトル内に噴出されるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、外筒の内周面の中途と内筒の外周面の中途とにそれぞれ段部を形成し、これら段部が、子キャップで親キャップの上端開口を閉じたとき上下に対向するようにしたものである。

本発明によると、親キャップの外筒の下側部分であって、親キャップのキャップ本体から垂下する垂下筒部に、その内外を貫通して下端から途中まで上に延びる排出用切欠きが形成されているので、この排出用切欠きを通じてボトル内と連通することになるため、外筒と子キャップの内筒との隙間の液体をこの排出用切欠きを通じて排出できる。
また、内筒の下端縁に外側に膨らむ突縁が形成されているとともに、底蓋の構造として、上面が凸面、下面が凹面となる押込部と、その凹面となっている下面から下向きに一体に突出する突起と、該押込部とで環状凹溝を形成する周壁部とが形成されており、その押込部を内筒内に圧入するとともに、環状凹溝に内筒の下端開口縁を圧入させて内筒の下端開口を封止するので、底蓋の気密性が高い。
さらに、底蓋の凹面となっている下面に、下向きの突起を一体に設けたので、組立時にこの突起を治具で把持することで底蓋による封止を自動化できるとともに、脱落した底蓋がボトル内の液中に沈降する際に方向性を与えることができる。

請求項２に係る発明によると、外筒の内周面の中途と内筒の外周面の中途とにそれぞれ段部を形成し、これら段部が、子キャップで親キャップの上端開口を閉じたとき上下に対向するので、ボトル内の液が外筒の内周面と内筒の外周面との間を浸透して上昇してくるのを堰止めできる。

次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１〜図５は本発明の実施例１のボトルキャップを示し、図１及び図２は組み立て前の状態、図３は組み立てた状態、図４はボトルにセットした状態、図５は開封の動作状態である。このボトルキャップは、図１及び図２に示すように、それぞれ樹脂成型された親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とからなる。

親キャップ１は、ペットボトル等のボトル５０の口部５０ａに被せるキャップ本体５に、上下両端が開口した外筒６を一体に設けている。外筒６は、キャップ本体５の頂部５ａを上下に一体に貫通しており、頂部５ａより上側に突出した上部は、上端が開口する口部６ａとなり、また頂部５ａより下側に突出した下部は、キャップ本体５の胴部５ｂとの間に隙間を形成しながらその下端よりも下方に垂下して下端が開口する垂下筒部６ｂとなっている。この垂下筒部６ｂは、頂部５ａの近くで段差をなして細くなってから、下端開口に向かって徐々に先細となっている。垂下筒部６ｂの下端には、底蓋３の回り止めのための矩形の凸部７が、一箇所又は対向する二箇所に設けられている。また、垂下筒部６ｂの内周面の中途には、肉厚を僅かに厚くする微小な段部６ｃが形成されている。

キャップ本体５の胴部５ｂの内周面には、図４に示すように、ボトル５０の口部５０ａの雄ネジと螺合する雌ネジ５ｃが形成され、また外筒６の口部６ａの外周面には雄ネジ６ｄが形成されている。胴部５ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット５ｄが刻設されている。

また、外筒６の垂下筒部６ｂには、図２１に示すように、その下端から途中まで上に延びる排出用溝６ｅが形成されている。

子キャップ２は、原料及び圧力気体充填部（カプセル）となる内筒９を、キャップ本体８の頂部８ａの下面から一体に突設するとともに、この内筒９の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リング１０を一体に突設している。内筒９は、キャップ本体８の胴部８ｂとの間に隙間を形成しながらそれよりもはるかに長く突出している。内筒９は、外筒６よりも径がやや小さく、外筒６との間に僅かな隙間を形成して挿入できるようになっているが、長さは外筒６よりも若干長くなっている。内筒９の外周面の下端部には、ネジ山数の少ない雄ネジ９ａが形成されている。内筒９は、内径については終端から下端まで同じであるが、外径は、内筒９の肉厚を徐々に薄くするように上端から下端に向かって徐々に小さくなっている。また、内筒９の外周面には、肉厚を僅かに薄くする微小な段部９ｃが形成されている。

子キャップ２の胴部８ｂの環状の下周縁部分８ｃは、全周にわたる切り込み８ｄによりその上側の部分と分離可能になっている。この切り込み８ｄより上側において、胴部８ｂの内周面には、外筒６の口部６ａの雄ネジ６ｄと螺合する雌ネジ８ｅが形成されている。図３に示すように、この雌ネジ８ｅを雄ネジ６ｃに螺合させ、更に環状の下周縁部分８ｃが雄ネジ６ｄの終端を強制的に越えるところまで子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せると、口部６ａが気密かつ液密に封止される。このとき、子キャップ２は、その環状の下周縁部分８ｃが口部６ａに対し回転不能に固定され、また内筒９の雄ネジ９ａを有する下端部が、外筒６の垂下筒部６ｂの下端開口から突出し、内筒９の外周面中途の微小な段部９ｃと外筒６の内周面中途の微小な段部６ｃとが、近接して上下に対向する。更に、密閉リング１０が外筒６の口部６ａ内に圧入するとともに、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接し、密閉リング１０が子キャップ２の胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持する状態となる。胴部８ｂの外周面には、指を掛けて開ける際の滑り止め用ローレット８ｆが刻設され、また頂部８ａの上面には、開ける方向を指示する矢印８ｇが浮き出し形成されている。

底蓋３は、上面が凸面、下面が凹面となる押込部３ａと、該押込部３ａの周縁とで断面Ｊ状をなして環状凹溝３ｂを形成する周壁部３ｃと、押込部３ａの凹面となっている下面の中央から下向きに突出する突起３ｄとを一体成型している。環状凹溝３ｂ内、つまり周壁部３ｃの内周面には、ネジ山数の少ない雌ネジ３ｅが形成され、この雌ネジ３ｅと内筒９の下端部の雄ネジ９ａとを螺合させて、内筒９の下端部を環状凹溝３ｂ内に嵌め込むとともに、押込部３ａを内筒９内に押し込むことにより、底蓋３は、圧力気体と原料１１を充填した内筒９の下端開口を気密かつ液密に封止する。また周壁部３ｃには、外筒６に対する回り止めのための矩形の凹部３ｆが、一箇所又は対向する二箇所に設けられている。この凹部３ｆを外筒６の凸部７と嵌脱自在に嵌合させることにより、底蓋３は、外筒６に対し回り止めされる。

なお、底蓋３の回り止めのための凹部と凸部は、外筒６側を凹部、底蓋３側を凸部としてもよい。

内筒９内に充填する原料１１としては、緑茶、コーヒー、紅茶、濃縮ミネラル、海洋深層水抽出ミネラル、健康食品、薬剤、濃縮果汁、乳製品、アルコール、濃縮野菜、スープ原料、ビタミン類、糖類、薬草類、発酵菌などを、粉末や顆粒や錠剤や液体としたものが挙げられる。また、圧力気体としては、原料１１の品質を安全に維持できる不活性ガスが良く、例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、亜酸化窒素又はこれらの混合ガスが挙げられる。

底蓋３は、可撓性の連結片１２にて外筒６に連結されている。この連結片１２の上端部は外筒６の外周面に、下端部は底蓋３の下面にそれぞれ固定され、底蓋３を内筒９から外したとき、連結片１２は、ほぼ真っ直ぐな状態に復元して底蓋３を外筒６に対し懸垂状態とする。底蓋３は、連結片１２と共に外筒６（親キャップ１）と一体に樹脂成型することが可能である。

この実施例１のボトルキャップは、親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とを図３に示すように組み立て、内筒９内には、不活性ガス等の圧力気体と共に原料１１を充填して底蓋３で封止するとともに、外筒６の口部６ａは、子キャップ２のキャップ本体８で封止し、また底蓋３は、その凹部３ｆを外筒６の凸部７と嵌合させて外筒６に対し回り止め状態とする。そして、このように組み立てたボトルキャップを、図４に示すように、ペットボトル等のボトル５０の口部５０ａに装着する場合、外筒６をボトル口部５０ａ内に挿入し、親キャップ１のキャップ本体５の雌ネジ５ｃをボトル口部５０ａの雄ネジに螺合させて固く緊締することにより、該キャップ本体５にてボトル口部５０ａを封止する。

このようにボトル５０に装着された本ボトルキャップは、内筒９内に圧力気体が充填されているので、内筒９内への酸素や湿気の浸入を内圧により防止できるに加え、底蓋３は、内筒９の下端部を環状凹溝３ｂに嵌め込んで内筒９にネジ止めされているので、底蓋３に圧力気体による内圧がかかっていても、内筒９内からの圧力気体の漏れを確実に防止できる。

外筒６と内筒９との間では、それらの中途において、外筒６の内周面の段部６ｃと内筒６の外周面の段部９ｃとが近接して対向するので、ボトル５０内の液が外筒６の内周面と内筒９の外周面との間を浸透して上昇してくるのを堰止めできる。

外筒６の口部６ａと子キャップ２との間では、上記のように、子キャップ２の密閉リング１０が外筒６内に圧入するとともに、子キャップ２の頂部８ａが外筒６の上端に圧接し、密閉リング１０が胴部８ｂの角部とで外筒６の口部６ａを内外から挟持するので、外筒６の口部６ａに対する子キャップ２の気密性及び液密性は非常に高い。

一方、外筒６の垂下筒部６ｂには、図２１に示したように、その内外を貫通して下端から途中まで上に延びる縦長の排出用切欠き６ｅが形成されているので、子キャップ２をその内筒９と共に抜き出してボトル５０内の液体を外筒６の口部６ａから注出する際、外筒６とボトル５０の口部５０ａとの間に液体を残留させることなく、この排出用切欠き６ｅを通じて排出できる。

図４に示す装着状態で、子キャップ２を開けることに伴う動作について図５を参照して説明する。
同図（Ａ）の状態から子キャップ２の胴部８ｂに指を掛けて矢印方向に回すと、胴部８ｂの環状の下周縁部分８ｃは、外筒６の口部６ａに対し回転不能になっているので、同図（Ｂ）に示すように切り込み８ｄにおいて上下に分離し、下周縁部分８ｃはそのまま残るのに対し、それより上側の胴部８ｂは口部６ａとの螺合により回転しながら上昇する。これに伴い内筒９も回転しながら上昇するが、底蓋３は、外筒６に対し回り止めされているので内筒９に追従して回転せず、子キャップ２を更に回して内筒９を更に上昇させると、内筒９の下端の雄ネジ９ａと底蓋３の雌ネジ３ｅとの螺合が外れ、底蓋３は、内筒９の下端から解放される。

なお、子キャップ２の胴部８ｂが切り込み８ｄにおいて上下に分離する力（ひねり）を子キャップ２に与えても、親キャップ１は、ボトル５０の口部５０ａに対し回転しないように、しっかりと緊締されている。

内筒９の下端から解放された底蓋３は、内筒９内に充填されている圧力気体にて同図（Ｃ）に示すように押し下げられ、底蓋３の凹部３ｆと外筒６の下端の凸部７との嵌合が外れて、底蓋３は外筒６からも解放されて脱落する。これにより同図（Ｄ）に示すように、内筒９内の原料１１が圧力気体と共にボトル５０内に一気に噴出され、ボトル５０内の液体と混合する。脱落した底蓋３は、連結片１２がほぼ真っ直ぐな状態に復元することにより外筒６に懸垂される。

ボトル５０内の液体を飲むには、子キャップ２を外筒６の口部６ａから外して内筒９を外筒６から抜き出し、口部６ａを開ける。その際、必要に応じ、子キャップ２を外筒６の口部６ａに対し再び閉めてボトル５０自体を振り、原料１１が液体によく混合してから、子キャップ２を外す。

子キャップ２の胴部８ｂが切り込み８ｄにおいて上下に分離することで、底蓋３が脱落することを確認できるが、ボトル５０が内部を透視できるようになっている場合には、底蓋３が脱落したことを目視確認できる。

親キャップ１をボトル５０から外せば、これと共に底蓋３も懸垂状態のまま一緒に取り出すことができるので、ボトル５０のリサイクル性が良い。

子キャップ２の胴部８ｂに切り込み８ｄを設け、その環状の下周縁部分８ｃを外筒６の口部６ａに対し回転不能とすることで、子キャップ２の封止の緩みを防止できるとともに、切り込み８ｄで分離するまで子キャップ２を強制的に回さないと、底蓋３を脱落させて原料１１の噴出を行えないという確認になるが、必ずしもこのような構造にする必要はない。

図６〜図８は本発明の実施例２のボトルキャップを示し、図６は組み立てた状態、図７はボトルにセットした状態、図８は開ける動作状態で、それぞれ第１実施例における図３、図４、図５に対応する。上記実施例１では、底蓋３を外筒６に連結して懸垂状態とするための連結片１２を設けたが、実施例２ではこれを省略しただけで、その他については実施例１と同じである。

従って、実施例２では、底蓋３が外筒６に懸垂されることなく、ボトル５０内の液中に沈降する。図９（Ａ）は、子キャップ２を開く方向に回して原料１１が噴出されるとともに、底蓋３が沈降していく状態、同図（Ｂ）は子キャップ２を再び閉める状態、同図（Ｃ）は、ボトル５０を振って原料１１の混合を行っている状態をそれぞれ示す。底蓋３は、突起３ｄを有するので、ボトル５０内の液中に沈降する際にこの突起３ｄにて方向性を与えられる。

図１０〜図１３は本発明の実施例３のボトルキャップを示し、図１０は組み立てまでの断面図、図１１は底蓋の斜視図、図１２は回り止め部材の斜視図、図１３は開封する動作状態の断面図である。この実施例３のボトルキャップは、図１０（Ａ）に示すように、親キャップ１と子キャップ２と底蓋３に加え回転止め部材４からなる。

実施例３における親キャップ１は、外筒６の下端に、実施例１における回り止め用の凸部７に代えて凹部７ａを設けているが、その他については実施例１の親キャップと同じである。また、第３実施例における子キャップ２は、実施例１では内筒９の外周面の下端に設けた雄ネジ９ａに代えて、内筒９の内周面の下端に雌ネジ９ｄを形成しているが、その他については実施例１の子キャップと同じである。

実施例３における底蓋３は、実施例１のものとは大幅に異なり、図１１に示すように押込部１３ａと鍔部１３ｂとからなり、押込部１３ａの外周に、内筒９の雌ネジ９ｄと螺合する雄ネジ１３ｃを形成し、鍔部１３ｂの外周に環状溝１３ｄを形成し、また鍔部１３ｂの下面に、断面台形の十字状溝１３ｅを形成している。

底蓋３は、その雄ネジ１３ｃを内筒９の雌ネジ９ｄに螺合させて押込部１３ａを内筒９に押し込むと、内筒９の下端開口を気密かつ液密に封止する。その際の螺合作業には、十字状溝１３ｅを利用して底蓋３を回すことができる。底蓋３の鍔部１３ｂの外径は、内筒９の下端の外径とほぼ等しいので、内筒９は底蓋３で封止したまま外筒６に挿入でき、しかも図１０（Ｂ）に示すように、子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せて内筒９を外筒６に最大限に挿入すると、底蓋３は外筒６の下端開口から抜け出る。

実施例３で加わった回り止め部材４は、図１２に示すように、リング部１４ａの内側に、断面台形の十字状リブ１４ｂを一体に設けるとともに、リング部１４ａの内周面に環状突部１４ｃを形成し、リング部１４ａの対向する二箇所から回り止め用の矩形凸部１４ｄを一体に突設している。そして、この回り止め部材４は、可撓性の連結片１２にて外筒６に連結されている。この連結片１２の上端部は外筒６の外周面に、下端部は回り止め部材４のリング部１４ａにそれぞれ固定され、連結片１２は、ほぼ真っ直ぐな状態に復元すると回り止め部材４を外筒６に対し懸垂状態とする。回り止め部材４は、連結片１２と共に外筒６（親キャップ１）と一体に樹脂成型することが可能である。

回り止め部材４は、親キャップ１と子キャップ２と底蓋３とを図１０（Ｂ）に示すように組み合わせた後、同図（Ｃ）に示すように底蓋３に向かって押し付け、回り止め部材４の断面台形の十字状リブ１４ｂを底蓋３の断面台形の十字状溝１３ｅに強制的に嵌合させるとともに、回り止め部材４の内周の環状突部１４を底蓋３の外周の環状溝１３ｄに強制的に嵌合させ、更に回り止め部材４の凸部１４ｄを外筒６の下端の凹部７ａに嵌脱自在に嵌合させる。

これにより回り止め部材４と底蓋３とは互いに外れないように合体され、しかも回り止め部材４は、底蓋３を抱持して外筒６に対し回り止め状態とする。

実施例３のボトルキャップの場合、図１３（Ａ）に示すように、子キャップ２を矢印方向に回すと、その胴部８ｂの環状の下周縁部分８ｃを残して内筒９も回転しながら上昇するが、底蓋３は、回り止め部材４にて外筒６に対し回り止めされているので内筒９に追従して回転せず、子キャップ２を更に回して内筒９を更に上昇させると、同図（Ｂ）に示すように内筒９の下端の雌ネジ９ｄと底蓋３の雄ネジ１３ｃとの螺合が外れ、底蓋３は、内筒９の下端から解放される。

内筒９の下端から解放された底蓋３は、内筒９内に充填されている圧力気体にて押し下げられ、これと一体に回り止め部材４も押し下げられて、その凸部１４ｄが外筒６の下端の凹部７ａから外れ、回り止め部材４が外筒６から解放されて底蓋３を保持したまま脱落する。これにより同図（Ｃ）に示すように、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出される。脱落した回り止め部材４は、連結片１２がほぼ真っ直ぐな状態に復元することにより、底蓋３を保持したまま外筒６に懸垂される。

実施例３のボトルキャップの場合、回り止め部材４を必要とするが、組み立ては、子キャップ２の内筒９内に原料１１及び圧力気体を充填して底蓋３で封止した後、その封止した内筒９をそのまま外筒６に挿入して子キャップ２を外筒６の口部６ａに被せ、回り止め部材４を底蓋３に向かって押し付けるだけで完了するので、特別な治具や反転機構等が不要であり、自動化が容易である。

図１４〜図１７は本発明の実施例４のボトルキャップを示し、図１４及び図１５は組み立て前の状態、図１６は組み立てた状態、図１７はボトルにセットした状態をそれぞれ示す。

実施例４のボトルキャップは、底蓋３を子キャップ２の内筒９の下端にネジ止めしないで、内筒９の下端開口を嵌合構造だけで気密かつ液密に封止できるようにしたもので、その他は上記の実施例と同様である。すなわち、底蓋３の環状凹溝３ｂ内の雌ネジ３ｅを省略して、環状凹溝３ｂの断面を逆Ω状にする一方、内筒９の下端縁を外側に膨らむ突縁９ｅとする。そして、断面逆Ω状の環状凹溝３ｂと外側に膨らんだ突縁９ｅとを強制的に嵌合させ、つまり、内筒６の該突縁９ｅを含む下端部を断面逆Ω状の環状凹溝３ｂに圧入させて封止する。

実施例４の場合には、底蓋３を内筒９の下端にネジ止めしていないので、外筒６に対して底蓋３を回り止めする必要はなく、子キャップ２を回して内筒９を上昇させていくと、底蓋３の周壁部３ｃが外筒６の下端に当接して底蓋３はそれ以上の上昇を拘束されるため、更に上昇していく内筒９から底蓋３が外れて脱落する。これが脱落すると、内筒９内の原料１１が圧力気体と共に一気に噴出される。底蓋３はボトル内の液中に沈降する。

なお、実施例４の場合にも、上述した実施例の場合と同様に、底蓋３を連結片にて外筒５に連結してもよいこと勿論である。

子キャップ２の胴部８ｂに、切り込み８ｄにより分離する環状の下周縁部分８ｃを設けない場合には、ボトル５０にセットした状態で子キャップ２を不用意に回して開けないように、図１８に示すように、子キャップ２の胴部８ｂと親キャップ１の胴部５ｂとを、透明又は半透明のシュリンクフィルム５１にて包被する。このシュリンクフィルム５１には、上側部分５１ａと下側部分５１ｂとに上下に二分するための切り取り線５１ｃと、上側部分５１ａを縦に切り裂くための切り裂き線５１ｄとが設けられており、ボトルキャップの開封時には、切り裂き線５１ｄで上側部分５１ａを切り裂いてから、子キャップ２の胴部８ｂに指を掛けてこれを回す。すると、シュリンクフィルム５１が、切り取り線５１ｃで上下に分離して、子キャップ２の胴部８ｂを包被していた上側部分５１ａは外れてしまうが、下側部分５１ｂは、図１９に示すように親キャップ１の胴部５ｂを包被したまま残る。このような状態になることで、当該ボトルキャップが開封されたことが分かる。これは、上記実施例１〜４のいずれにも適用できる。

上記の実施例では、内筒９内の原料１１が酸素や湿気に接触して変質や腐敗等をしないようにするのに、内筒９内に圧力気体を封入したが、図２０に示すように、脱酸素剤と除湿剤の両方又はいずれか一方２１を内筒９内に封入してもよい。その場合、脱酸素剤又は除湿剤２１を多孔質の容器２２内に入れ、容器２２ごと内筒９の奥端まで圧入する。その圧入に加えて、圧力気体も封入してもよい。

図２２に、本発明によるボトルキャップの組み立てから、圧力気体及び原料の充填、ボトルへの装着までを自動的に行う方法を例示する。
実施例１及び実施例２のボトルキャップの場合、図２０（１）に示すように、親キャップ１を逆さにして底蓋３を外筒５にセットする。同図（２）に示すように、子キャップ２を逆さにして内筒９内に原料ホッパ５２から原料１１を定量投入する。

同図（３）に示すように、親キャップ１及び子キャップ２を充填機５３の圧力室５４内に入れ、圧力室５４内を真空ポンプ５５に真空にした後、圧力気体供給装置５６から圧力気体として窒素等の不活性ガスを供給する。

同図（４）に示すように、圧力室５４内で底蓋３を治具５７にて固定しておいたまま、子キャップ２をネジ込み装置５８にて親キャップ１にネジ込んで、原料と圧力気体を充填した内筒９を封止した後、全体を反転させる。

一方、同図（５）に示すように、ボトル５０内にボトリングマシン５９にて液体を充填しておく。そして、同図（６）に示すように、スクリューキャッパ６０にて親キャップ１をボトル５０の口部５０ａに螺合緊締する。螺合によらない場合には、同図（７）に示すように、プレスキャッパ６１にて親キャップ１をボトル５０の口部に強制的に嵌合させる。

上述した実施例では、ボトル胴部に対し口部５０ａがすぼまったボトル５０に適用した場合について説明したが、本発明によるボトルキャップは、図２３及び図２４に示すように、口部が胴部と同じような大きさの広口のボトルにも適用できる。

本発明の実施例１のボトルキャップの組み立て前の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同様の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例の組み立てた状態で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例のボトルにセットした状態の断面図である。 同実施例の開封の動作状態を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順序で示す断面図である。 本発明の実施例２のボトルキャップの組み立てた状態で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例のボトルにセットした状態の断面図である。 同実施例の開封の動作状態を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の順序で示す断面図である。 開封よりボトル内の液体を飲用するまでの操作を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順序で示す斜視図である。 本発明の実施例３のボトルキャップについて、その組み立てまでを（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順序で示す断面図である。 同実施例における底蓋の斜視図である。 同実施例における回り止め部材の斜視図である。 同実施例の開封の動作状態を（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順序で示す断面図である。 本発明の実施例４のボトルキャップの組み立て前の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同様の状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例の組み立てた状態で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。 同実施例のボトルにセットした状態の断面図である。 本発明によるボトルキャップをシュリンクフィルムで包被した使用例を示す斜視図である。 同上においてシュリンクフィルムの一部を取り除いた状態の斜視図である。 内筒内に脱酸素剤又は除湿剤を封入した実施例の断面図である。 外筒に排出用溝を設けてあることを示す断面図である。 本発明によるボトルキャップの組み立てから、圧力気体及び原料の充填、ボトルへの装着までを自動的に行う方法の一例を示す説明図である。 広口のボトルに適用した実施例の斜視図である。 同上の断面図である。

符号の説明

１ 親キャップ
２ 子キャップ
３ 底蓋
３ａ 押込部
３ｂ 環状凹溝
３ｃ 周壁部
３ｄ 突起
３ｅ 雌ネジ
３ｆ 凹部
４ 回転止め部材
５ キャップ本体
５ａ 頂部
５ｂ 胴部
５ｃ 雌ネジ
５ｄ ローレット
６ 外筒
６ａ 口部
６ｂ 垂下筒部
６ｃ 段部
６ｄ 雄ネジ
６ｅ 排出用溝
７ 凸部
７ａ 凹部
８ キャップ本体
８ａ 頂部
８ｂ 胴部
８ｃ 下周縁部分
８ｄ 切り込み
８ｅ 雌ネジ
８ｆ ローレット
８ｇ 矢印
９ 内筒
９ａ 雄ネジ
９ｃ 段部
９ｄ 雌ネジ
９ｅ 突縁
１０ 密閉リング
１１ 原料
１２ 連結片
１３ａ 押込部
１３ｂ 鍔部
１３ｃ 雄ネジ
１３ｂ 鍔部
１３ｅ 十字状溝
１４ａ リング部
１４ｂ 十字状リブ
１４ｃ 環状突部
１４ｄ 凸部
２１ 脱酸素剤又は除湿剤
２２ 容器
５０ ボトル
５０ａ ボトル口部
５１ シュリンクフィルム
５１ａ 上側部分
５１ｂ 下側部分
５１ｃ 切り取り線
５１ｄ 切り裂き線
５２ 原料ホッパ
５３ 充填機
５４ 圧力室
５５ 真空ポンプ
５６ 圧力気体供給装置
５７ 治具
５８ ネジ込み装置
５９ ボトリングマシン
６０ スクリューキャッパ
６１ プレスキャッパ

Claims (2)

1. ボトルの口部に挿入する外筒を備えた親キャップと、その外筒に挿入して原料収納部となる内筒を備えた子キャップと、その内筒の下端開口を前記外筒の外側で封止する底蓋とからなり、親キャップをボトルの口部に被せるとともに、子キャップを親キャップの外筒に螺合させることにより、該外筒の上端開口とともにボトルの口部を封止でき、また子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回すことにより、底蓋が前記外筒によって内筒から脱落されるボトルキャップにおいて、
   ボトルの口部に螺合する前記親キャップのキャップ本体に、前記外筒が、キャップ本体の上下に突出するように一体に設けられ、ボトルの口部の外側に突出する外筒の上側部分が、上端開口したネジ付き口部、キャップ本体より垂下してボトルの口部に挿入する外筒の下側部分が、キャップ本体の胴部との間に隙間を形成しながらその下端よりも下方に先細状に垂下して下端開口する垂下筒部となっており、
   この垂下筒部に、その内外を貫通して下端から途中まで上に延びる縦長の排出用切欠きが形成され、
   前記内筒は、前記子キャップのキャップ本体の頂部の下面から、キャップ本体の胴部との間に隙間を形成しながらそれよりも長く突出するように一体に突設されているとともに、
   このキャップ本体の頂部の下面には、内筒の外周の至近位置において、肉薄の短い密閉リングが一体に突設され、
   また、このキャップ本体の胴部の環状の下周縁部分がその上側部分と分離可能とされ、
   前記内筒の下端縁に外側に膨らむ突縁が形成され、
   前記底蓋には、上面が凸面、下面が凹面となる押込部と、その凹面となっている下面から下向きに一体に突出する突起と、該押込部とで環状凹溝を形成する周壁部とが形成され、
   その押込部を内筒内に圧入させるとともに、前記環状凹溝に、内筒の下端開口縁を圧入させて前記突縁を前記環状凹溝内に強制的に嵌合させることにより、内筒の下端開口を底蓋で封止して、原料を圧力気体とともに内筒内に充填し、
   前記子キャップのキャップ本体を親キャップのネジ付き口部に螺合させて該ネジ付き口部を封止することにより、子キャップの前記密閉リングが前記外筒内に圧入するとともに、子キャップのキャップ本体の頂部が外筒の上端に圧接し、密閉リングが子キャップのキャップ本体の胴部とで外筒のねじ付き口部を内外から挟持し、
   また、前記親キャップのキャップ本体をボトルの口部に螺合して緊締し、前記子キャップのキャップ本体の胴部の前記下周縁部分を、前記外筒のネジ付き口部に対して回転不能に固定し、
   前記子キャップを親キャップの外筒に対し開く方向に回したときには、前記子キャップのキャップ本体の胴部の前記下周縁部分が、その上側部分より分離して前記外筒のネジ付き口部に残ったまま子キャップが上昇することにより、底蓋の前記周壁部が外筒の下端開口縁に当接して底蓋が内筒との追従上昇を規制され、底蓋が内筒から脱落して内筒内の原料が圧力気体と共にボトル内に噴出されるようにしたことを特徴とするボトルキャップ。
2. 外筒の内周面の中途と内筒の外周面の中途とにそれぞれ段部を形成し、これら段部が、子キャップで親キャップの上端開口を閉じたとき上下に対向するようにしたことを特徴とする請求項１記載のボトルキャップ。

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