JP4931293B2

JP4931293B2 - Pressure vessel seal structure

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Publication number: JP4931293B2
Application number: JP2001205323A
Authority: JP
Inventors: 政澄田中
Original assignee: Daizo Corp
Current assignee: Daizo Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JP2003020082A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は圧力容器のシール構造に関し、さらに詳しくは、エアゾール製品などのように、周囲の温度変化、あるいは内部ガスの噴出などで内圧が変化する圧力容器におけるシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は従来のエアゾール製品のシール構造を示している。このシール構造では、金属製の容器本体１０１の上端に略円錐状の肩部１０２が形成され、その上端に開口１０３が形成されている。そして開口１０３の内縁部に、円柱状の立ち上がり部を外向きにカール成形したビード部１０４が設けられている。他方、バルブＶを保持するマウンティングカップ１０５は、容器本体１０１の開口１０３内に嵌入され、数カ所が外向きにクリンチされる立ち壁１０６と、ビード部１０４に被せられる断面逆Ｕ字状の被せ部１０７とを備えている。そして被せ部１０７とビード部１０４の間に、ゴム製の薄板環状のガスケット１０８を介在させてシールしている。このものは、図９ａに示すように、クリンチするときにマウンティングカップ１０５を上から押さえつけ、ガスケット１０８にいくらか弾性変形させ、その弾発力がシール圧となる。
【０００３】
他方、図８の想像線で示すように、容器本体１０１内に収容し、上端のフランジ１０９をビード部１０４に係合させてマウンティングカップ１０５で一緒に固定する、可撓性ないし可壊性を有する合成樹脂製の内袋１１０を用いるものも知られている。その場合、内袋１１０内に原液を充填し、内袋１１０と容器本体１０１の隙間に噴射剤を充填する。このものも図９ｂに示すように、内袋１１０のフランジ１０９とガスケット１０８が、フランジ１０９が下側になる状態で、一緒にビード部１０４の凸面と被せ部１０７の内側の凹面との間に挟着され、シール作用を奏する。
【０００４】
また、図１０に示すような円筒状の金属板製の容器本体１１１の首部１１２に環状溝１１３を形成し、首部１１２に合成樹脂製のキャップ（栓体）１１４を嵌入すると共に環状溝１１３の内側の凸面１１３ａに係合させ、そのキャップ１１４にあらかじめ一体化されている金属板製のマウンティングカップ１１５で容器本体１１１に固定するタイプのエアゾール製品がある。このようなエアゾール製品においても、内袋１１０を用いるものがある。これらの場合は、マウンティングカップ１１５の下端を環状溝１１３の外側の凹面１１３ｂにクリンプして固定し、キャップ１１４の段部１１６と環状溝１１３の内側の凸面１１３ａとの間にＯリングなどのガスケット１１７を介在させる。この場合は段部１１６と環状溝１１３の内側の凸面の間に、上下寸法も左右寸法も小さい斜め方向の環状の隙間が形成される。そしてキャップ１１４を容器本体１１１に加圧することにより、ガスケット１１７はその隙間と同形状に変形して密に拘束され、シール作用が得られる。しかしガスケット１１７はそれ以上弾性変形する余裕がない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来のエアゾール製品は、通常の使用状態では問題がない。しかし温度変化が大きい場合はエアゾール製品に充填されている内容物、とくに噴射剤の漏洩量が多くなる。これは、マウンティングカップ１０５、１１５などの蓋体をガスケット１０８、１１７などのシール材を介して容器本体１０１、１１１にクリンチした部分（以下、クリンチ部という）が温度変化および（または）内圧変化によってその構造が弾性変形し、シール材と蓋体との間、および／またはシール材と容器本体との間の気密性が低下するためと考えられる。とくに図８の想像線で示した内袋１１０を備えたエアゾール容器の場合は、容器本体１０１のビード部１０４とマウンティングカップ１０５の被せ部１０７との間に、シール材１０８以外に内袋１１０のフランジ１０９を挟着しているため、クリンチ部が弾性変形すると気密性が低下しやすい。また、容器胴部の直径が大きい場合、肩部が大きくなる（ビード部と胴部の距離が大きくなる）ため、温度変化および（または）内圧変化によりクリンチ部の弾性変形量が大きくなり、漏洩しやすくなる。
【０００６】
前記温度変化および（または）内圧変化によって気密性が低下する原因を検討した結果、クリンチする際、シール材は隙間なく、かつ強く均等に弾性限界近く、または弾性限界を超えるまで圧縮されているため、シール材は弾力性が低下し、ほとんど剛体となっているためであると考えられる（図９ａ、図９ｂの右側参照）。さらにゴム製のシール材は、低温状態では結晶化しやすく、クリンチした状態のような、シール材に応力がかかった状態では一層結晶化のための時間が短くなる。その結果、低温時では、シール材の硬度がさらに上昇し、弾力性が低下するため、クリンチ部が弾性変形しても、シール材の形状は変化せず、隙間が生じやすくなっていると考えられる。
【０００７】
本発明は温度変化および（または）圧力変化が生じた場合であっても、とくに低温下で保管された場合であっても、エアゾール容器などの圧力容器の漏れをできるだけ少なくしうる圧力容器のシール構造を提供することを技術課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の圧力容器のシール構造は、上端が開口している容器本体と、その容器本体の開口を覆うように容器本体に嵌着される蓋体と、容器本体と蓋体との間に介在されるシール材とからなり、前記容器本体の開口部に上向きに凸に湾曲しているビード部が形成され、前記蓋体に、断面逆Ｕ字状に湾曲形成され、ビード部にクリンチされる被せ部が形成され、前記ビード部と被せ部によって保持される前の状態で、シール材のビード部の上面および被せ部の内面と接する部位の断面の輪郭が、湾曲して外に突出し、前記シール材がビード部の上面と被せ部の内面の間に狭着され、前記シール材が保持されているビード部の上面と被せ部の内面との隙間に、シール材の横方向への弾性変形を許す空間が設けられており、前記シール材が、温度変化および／または内圧変化によって容器本体および／または蓋体が弾性変形し、両者の隙間が変化したとき、その変形に追従して弾力的に変形し、シール作用を維持することのできる弾力性および形状を備えていることを特徴としている。
【０００９】
このようなシール構造においては、前記容器本体に挿入されると共に、その上端にフランジ部が設けられた内袋を備え、その内袋のフランジ部が前記シール材と蓋体の被せ部との間に狭着されるものが好ましい。また、前記内袋の外周面に環状あるいは不連続の突起を設けているものが好ましい。さらに、前記シール部材の内側半分の上面に、内袋のフランジ部が乗せられているものが好ましい。
【００１０】
本発明のシール構造の第２の態様は、上端が開口している容器本体と、その容器本体の開口部に嵌入されるキャップと、そのキャップを容器本体に固定させるために容器本体に嵌着される蓋体と、容器本体とキャップとの間に介在されるシール材とからなり、前記ビード部と被せ部によって保持される前の状態で、シール材のビード部の上面および被せ部の内面と接する部位の断面の輪郭が、湾曲して外に突出し、前記シール材が容器本体とキャップの間に狭着され、前記シール材が保持されている容器本体とキャップの隙間に、シール材の弾性変形を許す空間が設けられており、前記シール材が、温度変化および／または内圧変化によって容器本体および／または蓋体が弾性変形し、両者の隙間が変化したとき、その変形に追従して弾力的に変形し、シール作用を維持することのできる弾力性および形状を備えていることを特徴としている。
【００１１】
【作用および発明の効果】
本発明のシール構造の第１の態様においては、温度変化および（または）内圧変化によって容器本体と蓋体の隙間が拡がると、その拡がりに追従してシール材がその方向に膨大する。それによってシール圧が維持され、漏れが生じにくい。逆に隙間が狭くなると、それに追従して弾力的に押圧される。そのためシール作用が一層確実になる。
【００１２】
このようなシール構造においてシール材が保持されている容器本体と蓋体の隙間に、シール材の横方向への弾性変形を許す空間が設けられているので、周囲が拘束されているシール材とは異なり、最初にシール圧が与えられたとき（クリンチ時）、シール材が横方向に弾性変形する。そして温度変化および（または）圧力変化により容器本体や蓋体が弾性変形し、シール材との隙間が拡がると、横方向に変形していた形状がもとの形状に戻ろうとする。そのため、隙間の変化が大きい場合でも、シール材の弾性変形が広い範囲で追従することができる。
【００１３】
また、シール材の容器本体または蓋体と接する部位の断面の輪郭が、湾曲して外に突出しているので、始めにシール圧を与えたとき、容器本体あるいは蓋体と接する部位が扁平に拡がろうとする。それにより接触面積が拡がり、単位面積当たりの圧力が小さくなる。しかし面積が広いことから、充分なシール作用が確保される。また、容器本体と蓋体とが弾性変形して両者の隙間が拡がると、シール材は元の突出している状態に戻ろうとする。たとえば容器本体がビード部を有する場合は、ビード部と蓋体とが上下方向に変形して隙間が拡がると、加圧力が減少し、シール材は弾力性で元の突出しようとする方向に戻る。それにより接触面積は狭くなるので、全体の圧力が減少しても、単位面積当たりの圧力はほとんど変わらない。そのため適切なシール作用が維持される。またビード部と蓋体とが斜め方向に変形した場合でも、変形に応じてシール材の形状、弾力性が変化し、それに伴いシール可能なシール圧を有する個所が移動して、シール性を保つ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
つぎに図面を参照しながら本発明のシール構造の実施の形態を説明する。図１ａおよび図１ｂは本発明のシール構造の一実施形態を示すクリンチ前およびクリンチ後の要部断面図、図２ａおよび図２ｂはそれぞれそのシール構造におけるクリンチ前およびクリンチ後の要部拡大断面図、図３ａは本発明のシール構造の他の実施形態のクリンチによる変形を示す要部拡大断面図、図３ｂおよび図３ｃはそれぞれそのシール構造におけるシール作用の説明図、図４ａ〜ｄはそれぞれ本発明のシール構造の他の実施形態を示す要部断面図、図５は本発明のシール構造に用いるシール材の他の実施形態を示す断面図、図６および図７はそれぞれ本発明のシール構造のさらに他の実施形態を示す要部断面図である。
【００１６】
図１ａおよび図１ｂに示すシール構造１０は、容器本体１１の口部に形成されるビード部１２と、マウンティングカップ１３に設けられる断面逆Ｕ字状の被せ部１４と、両者の間に介在されるシール材１５とからなる。容器本体１１およびマウンティングカップ１３は従来のものを使用しうる。この実施形態では、容器本体１１はアルミニウムなどの金属板を深絞り成形し、口絞り成形により円錐状の肩部１６および円筒部を形成し、円筒部を外向きにカーリング加工してビード部１２を成形したものである。なお、胴部と肩部を別個に形成したり、底部を別個に形成するなど、他の方法で成形することもできる。また、ブリキやステンレスなど、他の金属で成形してもよい。
【００１７】
マウンティングカップ１３は、アルミニウムやブリキ、ステンレスなどの金属板から成形したものであり、中央部にバルブ２０を保持するバルブ保持部２１を有する有底筒状の形態を呈する。外周壁２２の上端は外向きに断面逆Ｕ字状に湾曲形成して、前記被せ部１４としている。
【００１８】
前記シール材１５は天然ゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソブチレン・イソプレンゴム（ＩＩＲ）、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ポリイソブレンゴム（ＮＲ）、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＲ）、アクリロニトリル・イソプレンゴム（ＮＩＲ）などの合成ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどのゴム、軟質の合成樹脂、合成樹脂エラストマーなどの弾性材料から形成された環状の部材であり、この実施形態ではその断面形状に特徴がある。すなわちこの実施形態では、シール材１５は断面矩形状の中央部（厚さ方向の中央部）１５ａと、その上面の中央から上向きに突出する断面台形状の上部１５ｂと、下向きに突出する断面半円状の下部１５ｃとからなる（図２ａ参照）。この形状は、断面略円形のシール材の内側および外側に突起を設けた形状と見ることもできる。シール材１５は被せ部１４の内面中央に、接着、粘着あるいは焼き付けなどの手段で保持させる。なお、被せ部１４の内面を含むマウンティングカップ１３の外周面に、樹脂コートあるいは樹脂フィルムを設ける場合は、それらの樹脂に接着し易い接着剤を用いるのが好ましい。なお、矩形状の中央部１５ａを、外側あるいは内側に延ばし、クリンチ前に被せ部１４内に嵌入して摩擦力で保持させるようにしてもよい（図４ｂ、図４ｃ参照）。
【００１９】
上記の容器本体１１、マウンティングカップ１３およびシール材１５は、従来公知の方法で容器本体１１内に原液を充填した後、あるいは原液と噴射剤を充填した後、図１ｂに示すようにマウンティングカップ１３を容器本体１１の開口部に嵌入し、被せ部１４とビード部１２との間にシール材１５を挟み込み、いくらか上下方向に押圧して弾性変形させた上で、外周壁２２を部分的にクリンチ爪で外向きに変形させる。それによりマウンティングカップ１３およびシール材１５が容器本体１１に取り付けられ、図１ｂのシール構造１０が得られる。なお、噴射剤を充填する方法は、マウンティングカップ１３とビード部１２の隙間から充填するアンダーカップ充填や、原液を充填した後にクリンチを行い、バルブを通じて噴射剤を充填するなど、従来用いられているいずれの方法を採用することもできる。
【００２０】
上記のように組み立てられたシール構造１０においては、図２ｂに示すように、シール材１５の上部１５ｂの上面が扁平に潰されるように変形した状態で、被せ部１４の内面と密接している。すなわちシール材１５に加圧力が加わっていない場合は、図２ａに示すように断面がほぼ円弧状である。そしてその横側（外側および内側）に空間Ｐ１、Ｐ２があるため、上下の加圧力が加わるにしたがって、図２ｂの想像線で示すように空間Ｐ１、Ｐ２側に弾力的に膨大していく。これはゴムなどの弾性部材の体積自体がほとんど変化せず、形状が変化するためである。そして加圧力が増大するにしたがって、密接している領域が内外に拡がり、接触面積が増大していく。逆に、加圧力が低下すると、密接する領域は狭くなっていく。
【００２１】
また、図２ａのシール材１５の下部１５ｃについても、上部と同様に扁平ないし凹面状に潰されるように変形して、ビード部１２の湾曲凸面と密接している。なお下部１５ｃとビード１２とは、断面形状でそれぞれ凸面になっており、そのため密接面積は上部１５ｂの場合よりも狭い。しかし単位面積当たりの押圧力、すなわち密接圧力は大きい。この場合も加圧力がない場合はほぼ線接触で、加圧力が加わるにしたがって接触領域が拡がり、加圧力が減少すると、接触領域が狭くなる。
【００２２】
他方、図２ｂに示すように、中央部１５ａの外縁部Ｎ１および内縁部Ｎ２については、クリンチ後であってもほとんど潰されていない。そのため、それらの外縁部Ｎ１および内縁部Ｎ２は、クリンチ後でも未だに弾性変形できる余裕があり、いわば弾力的に被せ部１４の内面と密接している。このように図２ａの断面形状のシール材１５は、その厚さが部位によって異なるため、シール材１５の圧縮率が場所によって異なり、弾力性も異なる。それによって、温度変化および（または）圧力変化で容器本体１１とマウンティングカップ１３の隙間の大きさや形状が変化しても、また、とくに容器として胴部直径が５０ｍｍ以上の大きなものを用い、前記隙間や形状の変形量が大きい場合であっても、変化に追従して適切な弾力性のシール作用を奏することができる。
【００２３】
従来の薄い板状のガスケット（図９ａの符号１０８）では、クリンチすることにより被せ部とビード部の間の断面円弧状の隙間に湾曲しながら密接するので、始めから接触面積が広く、加圧力が変化してもその接触面積は変わらない構造、いわば静的シール構造がとられている。しかし図２ａ、図２ｂの場合は上記のように、加圧力の変化に応じて断面形状および接触面積が追従しながら変化する。さらに容器本体１１とマウンティングカップ１３の隙間が大きくなると、場合によりシール材１５が外側に移動し、シール位置自体も変化することがある。そしてこのような、状況に応じてシール作用が変化する、いわば動的なシール構造により、以下のようなすぐれた作用効果が奏される。
【００２４】
まず環境温度の上昇などにより、内圧が一時的に上昇したとき、容器本体１１およびマウンティングカップ１３が弾性変形する。同時にマウンティングカップ１３に上向きの力が加わるため、被せ部１４とビード部１２の隙間が拡がろうとする。それによりシール材１５を上下方向の加圧力が減少するが、前述のように横方向に拡がっていた接触部が元の想像線の状態に近づくように弾性変形する（図２ｂの想像線参照）。そのためシール材１５の上部１５ａと被せ部１４の内面の接触面積が減少するだけで、弾力性に基づく接触圧は残されている。また接触面積も狭くなるが、シール作用を奏するには充分な接触面積が維持されている。同様にシール材１５の下部１５ｃとビード部１２の上面との接触圧力および接触面積も充分に維持されている。そのためシール漏れは生じない。なお、内圧の上昇が元に戻ると、シール材１５の上下方向の加圧力が再び元に戻り、シール構造１０も図２ｂの実線の状態に復帰する。
【００２５】
他方、長期間の保管により、容器本体１１やマウンティングカップ１３、あるいはシール材１５に永久歪み（リラクセーション）が生じたときは、シール材１５の弾発力が減少する。なおシール材１５自体のリラクセーションの場合は、取付状態の断面形状がほとんど変わらないが、外力をなくしたときの自然形状自体が変形しているため、弾性による変形代が少なくなっており、そのため弾発力が減少する。しかし前述のように断面形状が円形など、立体的なシール材１５を採用することにより、横方向の弾性変形が大きくなり、弾発力が減少しても、シール作用に充分なシール圧が維持される。そのため漏れが生じない。
【００２６】
図３ａは図２ａのシール構造１０とほぼ同じであるが、容器本体１１とマウンティングカップ１３の間に内袋２３を挟着している。内袋２３は、従来公知のものと実質的に同じであり、図１の想像線で示すように、上端にフランジ２４を有し、フランジの下側に首部２５および肩部２６を介して胴部２７が設けられている。内袋２３は可撓性あるいは可潰性を有し、通常は合成樹脂製であるが、アルミニウム箔などの金属箔、合成樹脂シートと金属箔とのラミネート、あるいはアルミニウムなどの金属の薄板製であってもよい。さらにこの実施形態では、フランジ２４の下面側に図１の場合と同じシール材１５が接着などで保持されている。この形態では、内袋２３の内部に吐出する内容物を充填し、内袋２３と容器本体１１との間の空間に、内袋２３を収縮させる加圧剤を充填している。加圧剤としては、チッ素や酸素、亜酸化チッ素、炭酸ガス、圧縮空気などの圧縮ガスが用いられている。
【００２７】
このシール構造の場合は、マウンティングカップ１３の被せ部１４と容器本体１１のビード部１２との間に、内袋２３のフランジ２４とシール材１５とが一緒に挟着される。そして図３ａの右側に示すように、クリンチすることにより、シール材１５は被せ部１４とビード部１２の間で上下方向に潰され、横方向に拡がる。
【００２８】
図３ｂの上側は、上記のシール材１５の弾性変形の状態を示しており、その下側には、シール材１５の圧縮率が位置によって変化していることを示している。この実施形態の場合は、上向きに凸に湾曲しているビード部１２および被せ部１４の隙間は、幅方向の中央部で広く、外側および内側に行くにしたがって幅が狭くなっている。そのため、図３ｂの下側のグラフに示すように、幅方向の中央部では圧縮率が最も高く、外縁部Ｎ１および内縁部Ｎ２に近づくにつれては圧縮率が傾斜線で示すように次第に低くなっている。なおグラフの横軸はシール材の幅方向の位置であり、破線は圧縮率を示している。このような圧縮率の分布は内袋を備えていない図１のシール構造１０でもほぼ同じであるが、本実施形態の場合、さらにシール部材１５の内側半分の上面に、内袋２３のフランジ２４が乗っているので、外側半分の圧縮率よりいくらか大きくなっている。逆に、実線で示す弾力性については、強く圧縮されている幅方向の中央部で低く、傾斜線で示すように、外側および内側では次第に高くなっている。
【００２９】
このように図３ｂのシール材１５では、位置に応じて圧縮率および弾力性が変化していることから、容器本体１１のビード部１２とマウンティングカップ１３の被せ部１４との間にシール材１５と内袋２３のフランジ２４とを挟着し、さらに容器本体１１やマウンティングカップ１３が周囲の温度の変化などによって変形し、それに伴ってシール材１５が変形しても、シール材１５は圧縮性や弾力性が部分的に変動しながら、全体としてシール性を維持することができる。
【００３０】
たとえば図３ｃに示すように、容器本体１１の内圧が上昇してその肩部１６が持ち上がり、それに応じてマウンティングカップ１３の被せ部１４が上向きにずれると、ビード部１２と被せ部１４の隙間の形状が、外側では拡がり、内側では狭くなるように変化する。そしてこのように隙間の形状が変化した場合でも、矢印Ｋ１、Ｋ２で示すように、隙間が狭くなっている部位でシール材１５が上下から強く挟着され、シール作用が維持される。逆に、外側では隙間が狭く、内側で拡がる場合でも、上記と同様に、狭い部位でシール材１５が上下から強く挟着され、シール作用が維持される。なお、シール材１５自体が外側あるいは内側にずれる場合でも、同様にシール作用が維持される。なお、ビード部１２と被せ部１４の隙間が変形する原因としては、内圧の変化だけでなく、周囲の温度の変化に応じて、容器本体１１やマウンティングカップ１３が熱膨張または熱収縮することもある。
【００３１】
なお、内袋２３を有するシール構造の場合でも、単にビード部１２と被せ部１４が相対的に上下方向に移動して隙間の大きさのみが変わる場合は、図１ｂおよび２ｂの場合と実質的に同じように、シール作用が維持される。また、内袋を備えていない図１ｂおよび図２ｂの場合でも、ビード部１２と被せ部１４が相対的に横方向にずれて隙間の形状が変化する場合は、図３ｃの場合と同様の作用で気密性が維持される。
【００３２】
つぎに図４ａ〜ｄを参照して、本発明のシール構造の他の実施形態を説明する。図１の実施形態におけるシール材１５は、薄い板状の中央部１５ａと、その上側の断面台形状の上部１５ｂおよび下側の断面半円状の下部１５ｃから構成されているが、図４ａに示すシール材１５のように断面円形とすることもできる。ただしこの形状では、被せ部１４に保持させることができない。そのため、たとえばマウンティングカップ１３を上下逆にした状態でシール材１５を被せ部１４内に入れ、被せ部１４の上内面に接着剤や粘着剤で仮着しておくのが好ましい。なお、ビード部１２側に仮着させてもよい。さらに焼き付けにより、マウンティングカップ１３とシール材１５を一体化しておくこともできる。さらに被せ部１４の内面側に環状あるいは不連続の突起を設けるなどにより、シール材１５を保持する保持部を設けてもよい。このような中央部１５ａを省略した断面円形のシール材１５の場合は、図３ｂのグラフの左右端の傾斜が急になるが、前述に準じた動的シール作用を奏する。
【００３３】
図４ｂに示すシール材１５は、図１のシール材１５の外側だけ中央部１５ａを省略し、内側では中央部１５ａを長く延ばしている。このものは内側の中央部１５ａをマウンティングカップ１３の被せ部１４の外周面１４ａに弾力的に保持させることができる。なお、中央部１５ａの内径を被せ部１４の外周面の外径よりいくらか小さくしておき、いくらか弾力的に伸ばした状態で、すなわち「たが張り応力（フープストレス）」を与えた状態で、保持させるようにしてもよい。
【００３４】
図４ｃに示すシール材１５は図４ｂの場合とは逆に、外側だけ中央部１５ａを延ばし、内側では中央部１５ａを省略している。このものは外側の中央部１５ａをマウンティングカップ１３の被せ部１４の内周面１４ｂに弾力的に保持させることができる。図４ｂおよび図４ｃの場合は、いずれもシール材１５のマウンティングカップ１３への取付が容易で、しかも中央部１５ａによる影響を減少させることができる。
【００３５】
図４ｄに示すシール構造では、内袋２３の外周面に環状あるいは不連続の突起２３ａが設けられており、その突起２３ａにシール材１５を保持させている。このものもシール材１５の外側が広く開放されているので、外側では動的シール作用を奏することができる。
【００３８】
図５に示すシール材１５は、断面が横長の楕円状を呈している。このシール材１５は、幅Ｗを小さくして、被せ部１４の内面や外周面と係合しない寸法にする場合は、図４ａの断面円形のシール材と実質的に同じ作用効果を奏する。また、幅Ｗを被せ部１４の内面と外周面との間に嵌合させる寸法にする場合は、図１ａのシール材１５の凹凸を滑らかにした場合に該当する。その場合、横方向に膨大する余裕があるので動的シール作用を奏すると共に、被せ部１４に係合させてマウンティングカップ１３へ容易に取り付けることができる。
【００４１】
図６は図１０に示すシール構造に本発明の動的シール構造を適用する場合を示している。このシール構造３０における容器本体３１の首部３２に形成した環状溝３３、その首部３２に嵌入し、環状溝３３の内側の凸面３３ａに係合させるキャップ（栓体）３４、そのキャップ３４を容器本体３１に固定するためのマウンティングカップ３５については、図１０に示すシール構造の場合とほぼ同じである。また、マウンティングカップ３５の下端を環状溝３３の外側の凹面３３ｂに向かって内向きにクリンプして固定する点も同じである。なお、バルブハウジングの上部に形成したフランジを環状溝３３の内面側の凸面３３ａに係合させる場合もある。
【００４２】
この実施形態では、シール材３７の断面形状の円の直径をいくらか大きくし、キャップ３４の外周面で、凸面３３ａと対応する部位に、シール材３７を係合するための環状凹溝３８を形成している。さらにその環状凹溝３８の上側に外側に向かって斜め上向きに延びるシール面３９を形成し、さらに上向きに続くように、径を容器本体３１の首部３２より小さくした小径部４０を設けている。そのため、組み立てた状態では、シール材３７の外側および上側に空間Ｐ１があり、シール面３９と凸面３３ａとで挟着されたシール材３７は、想像線で示すように空間Ｐ１の内部に拡がることができる。したがって図２ｂに基づいて説明したような動的シール作用を奏することができ、一時的に内圧が上昇した場合、あるいは長期間の保管に対しても、充分なシール作用が奏される。
【００４３】
図７に示すシール構造４２では、キャップ３４の外周面に環状溝の凸面３３ａと係合する段部４３を設け、さらにその上部に間隔をあけて斜め内側に延びるシール面３９を設け、それに続く小径部４０を上向きに延びるように設けている。なおシール面３９と小径部４０の角部に、前述と同様の環状凹溝３８を設けてもよい。そしてシール材３７をシール面３９との間に挟むように、容器本体３１の首部３２の上端近辺を斜めにクリンプして係合部４４としている。なお、その上側の部分４５は円筒状に上向きに延ばしてもよい。
【００４４】
このものもシール材３７の外側に空間Ｐ１があるため、シール材３７はその空間Ｐ１内に拡がることができる。したがって図６のシール構造の場合と同様に、動的シール作用を奏することができる。なお、この実施形態では、シール材３７の下側をキャップ３４のシール面３９が支持しているため、取り付け時にシール材３７を安定して保持させることができる。さらに内圧が上昇してキャップ３４に上向きの力が加わると、シール材３７が容器本体３１の係合部４４に押圧され、シール圧が一層高くなる。そのため、動的シール作用に加えて静的シール作用も一層高くなる。
【００４５】
図６および図７の実施形態ではいずれも断面円形のシール材３７を示しているが、図５のような楕円状の断面形状にすることができる。また、前記実施形態はいずれもエアゾール製品に採用したシール構造を示しているが、本発明のシール構造は、エアゾール製品だけでなく、他の同様な容器本体と蓋体の構造を備えた圧力容器に採用することができる。
【００４６】
【実施例】
内部に合成樹脂製の内部容器（内袋）を備えたアルミニウム製の二重エアゾール容器（胴部直径５３ｍｍ）を用い、前記内部容器に染毛剤用原液を充填し、外部容器の開口部（ビード部）と内部容器の開口部との間の隙間から噴射剤（窒素ガスにて０．８ＭＰａに調整）を充填した。ついで図１に示したシール材（ＮＢＲ）および内部容器のフランジを介してアルミニウム製のマウンティングカップを外部容器の開口部に押圧しながら、マウンティングカップをクリンチし、バルブを固定した。
【００４７】
得られたエアゾール製品を５０℃の温浴に２分間保持して、漏れがないことを確認し、試験前の２５℃での圧力を測定した。ついで各温度条件下で６カ月間保管し（各温度８０本）、保管後のエアゾール製品の２５℃での圧力を測定し、圧力降下量を算出した。また比較例として図８に示すシール材（断面矩形）を用い、実施例と同様にエアゾール製品を製造し、圧力降下量を求めた。試験前からの圧力降下量が０．１ＭＰａ以上のものを製品不良とし、その製品不良数の算出結果を表１に示す。
【００４８】
【表１】

【００４９】
上記試験結果より、本発明品（実施例）においては製品不良のものはなく、実施例はいずれの保存条件下に置いても圧力降下量が少ないことが分かる。一方、従来品（比較例）においては、２５℃では幾分製品不良数は少ないものの、高温環境下や温度変化が大きい条件下では圧力降下量が大きいことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１ａおよび図１ｂは本発明のシール構造の一実施形態を示すクリンチ前およびクリンチ後の要部断面図である。
【図２】図２ａおよび図２ｂはそれぞれそのシール構造におけるクリンチ前およびクリンチ後の要部拡大断面図である。
【図３】図３ａは本発明のシール構造の他の実施形態のクリンチによる変形を示す要部拡大断面図、図３ｂおよび図３ｃはそれぞれそのシール構造におけるシール作用の説明図である。
【図４】図４ａ〜ｄはそれぞれ本発明のシール構造の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】図５は本発明のシール構造に用いるシール材の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】本発明のシール構造のさらに他の実施形態を示す要部断面図である。
【図７】本発明のシール構造のさらに他の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】従来のシール構造の一例を示す断面図である。
【図９】図９ａはそのシール構造におけるクリンチ前およびクリンチ後の要部拡大断面図、図９ｂは従来のシール構造の他の例におけるクリンチ前およびクリンチ後の要部拡大断面図である。
【図１０】従来のシール構造のさらに他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０シール構造
１１容器本体
１２ビード部
１３マウンティングカップ
１４被せ部
１５シール材
１５ａ中央部
１５ｂ上部
１５ｃ下部
１６肩部
１７円筒部
２０バルブ
２１バルブ保持部
２２外周壁
Ｐ１、Ｐ２空間
Ｎ１外縁部
Ｎ２内縁部
２３内袋
２４フランジ
２５（内袋の）首部
２６（内袋の）肩部
２７（内袋の）胴部
２８環状の凹部
２９ａ下部
２９ｂ上部
２９ｃ薄肉部
Ｗ横幅
Ｔ厚さ
１４ａ外周面
３０シール構造
３１容器本体
３２首部
３３環状溝
３４キャップ
３５マウンティングカップ
３３ａ凸面
３７シール材
３８環状凹溝
３９シール面
４０小径部
４２シール構造
４３段部
４４係合部
４５上側の部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressure vessel sealing structure, and more particularly to a sealing structure in a pressure vessel such as an aerosol product in which an internal pressure changes due to a change in ambient temperature or a jet of internal gas.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows a conventional aerosol product sealing structure. In this seal structure, a substantially conical shoulder 102 is formed at the upper end of a metal container body 101, and an opening 103 is formed at the upper end thereof. A bead portion 104 in which a cylindrical rising portion is curled outward is provided at the inner edge portion of the opening 103. On the other hand, the mounting cup 105 that holds the valve V is inserted into the opening 103 of the container body 101, and a standing wall 106 that is clinched outwardly at several places, and a covering portion having an inverted U-shaped cross section that covers the bead portion 104. 107. A rubber thin plate annular gasket 108 is interposed between the cover portion 107 and the bead portion 104 for sealing. In this case, as shown in FIG. 9a, the mounting cup 105 is pressed from above when clinched, and the gasket 108 is somewhat elastically deformed, and the elastic force becomes the seal pressure.
[0003]
On the other hand, as shown by an imaginary line in FIG. 8, the flexible or fragile property is accommodated in the container body 101 and the upper end flange 109 is engaged with the bead portion 104 and fixed together by the mounting cup 105. The thing using the inner bag 110 made of a synthetic resin is also known. In this case, the inner bag 110 is filled with the stock solution, and the gap between the inner bag 110 and the container body 101 is filled with the propellant. 9B, the flange 109 and the gasket 108 of the inner bag 110 are placed between the convex surface of the bead portion 104 and the concave surface inside the cover portion 107 together with the flange 109 on the lower side. It is pinched and has a sealing action.
[0004]
Further, an annular groove 113 is formed in the neck portion 112 of the cylindrical metal plate container body 111 as shown in FIG. 10, and a cap (plug body) 114 made of synthetic resin is fitted into the neck portion 112 and the annular groove 113 is formed. There is an aerosol product of a type that is engaged with the inner convex surface 113a and is fixed to the container body 111 with a mounting cup 115 made of a metal plate that is integrated with the cap 114 in advance. Some of such aerosol products use the inner bag 110. In these cases, the lower end of the mounting cup 115 is crimped and fixed to the concave surface 113b outside the annular groove 113, and a gasket such as an O-ring is provided between the stepped portion 116 of the cap 114 and the convex surface 113a inside the annular groove 113. 117 is interposed. In this case, an annular gap in the oblique direction is formed between the stepped portion 116 and the convex surface on the inner side of the annular groove 113 in a small vertical and horizontal dimensions. By pressurizing the cap 114 to the container body 111, the gasket 117 is deformed into the same shape as the gap and is tightly constrained, and a sealing action is obtained. However, the gasket 117 has no room for further elastic deformation.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional aerosol product has no problem in normal use. However, when the temperature change is large, the content of the aerosol product, particularly the amount of leakage of the propellant, increases. This is because the portion of the lid body such as the

mounting cups

105 and 115 clinched to the container

main bodies

101 and 111 via the sealing material such as gaskets 108 and 117 (hereinafter referred to as the clinching portion) is caused by temperature change and / or internal pressure change. This is considered to be because the structure is elastically deformed and the airtightness between the sealing material and the lid and / or between the sealing material and the container body is lowered. In particular, in the case of an aerosol container having an inner bag 110 shown by an imaginary line in FIG. 8, in addition to the sealing material 108, the inner bag 110 is disposed between the bead portion 104 of the container body 101 and the covering portion 107 of the mounting cup 105. Since the flange 109 is sandwiched, the airtightness tends to be lowered when the clinch portion is elastically deformed. In addition, when the diameter of the container body is large, the shoulder becomes large (the distance between the bead and the body increases), so that the amount of elastic deformation of the clinch portion increases due to temperature change and / or internal pressure change, and leakage occurs. It becomes easy to do.
[0006]
As a result of investigating the cause of the decrease in airtightness due to the temperature change and / or the internal pressure change, the sealing material is compressed tightly and evenly near the elastic limit or beyond the elastic limit when clinching. This is probably because the sealing material has a reduced elasticity and is almost rigid (see the right side of FIGS. 9a and 9b). Furthermore, the rubber sealing material is easily crystallized at a low temperature, and the time for crystallization is further shortened when the sealing material is stressed, such as a clinched state. As a result, the hardness of the sealing material further increases and the elasticity decreases at low temperatures, so even if the clinch part is elastically deformed, the shape of the sealing material does not change, and it is considered that a gap is likely to occur. It is done.
[0007]
The present invention is a pressure vessel seal that can minimize leakage of a pressure vessel such as an aerosol vessel, even when temperature changes and / or pressure changes occur, especially when stored at low temperatures. Providing a structure is a technical issue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The pressure vessel seal structure of the present invention includes a container body having an open upper end, a lid fitted to the container body so as to cover the opening of the container body, and interposed between the container body and the lid. A bead portion that is curved upward and convex is formed in the opening of the container body, and the lid body is curved and formed in an inverted U-shaped cross section and is clinched to the bead portion. A cover is formed,In a state before being held by the bead part and the covering part,The contour of the cross section of the portion contacting the upper surface of the bead portion of the sealing material and the inner surface of the covering portion is curved and protrudes outward, and the sealing material is tightly fitted between the upper surface of the bead portion and the inner surface of the covering portion. A space that allows elastic deformation in the lateral direction of the sealing material is provided in a gap between the upper surface of the bead portion where the material is held and the inner surface of the covering portion./AlsoHauchiContainer body by pressure change and/AlsoThe lidWhen the body is elastically deformed and the gap between the two is changed, the body is elastically deformed following the deformation and has a resilience and shape capable of maintaining a sealing action.
[0009]
  In such a seal structure,The inner bag is inserted into the container main body and provided with a flange portion at the upper end thereof, and the flange portion of the inner bag is closely attached between the sealing material and the cover portion of the lid.Those are preferred.Moreover, what provided the cyclic | annular or discontinuous protrusion on the outer peripheral surface of the said inner bag is preferable. Furthermore, it is preferable that the flange portion of the inner bag is placed on the upper surface of the inner half of the seal member.
[0010]
  The second aspect of the seal structure of the present invention includes a container main body having an open upper end, a cap fitted into the opening of the container main body, and fitted to the container main body in order to fix the cap to the container main body. And a sealing member interposed between the container body and the cap,In a state before being held by the bead part and the covering part,The contour of the cross section of the portion that contacts the upper surface of the bead portion of the sealing material and the inner surface of the covering portion is curved and protrudes outward, the sealing material is tightly fitted between the container body and the cap, and the sealing material is held. A space that allows elastic deformation of the sealing material is provided in a gap between the container body and the cap, and the sealing material/AlsoHauchiContainer body by pressure change and/AlsoThe lidWhen the body is elastically deformed and the gap between the two is changed, the body is elastically deformed following the deformation and has a resilience and shape capable of maintaining a sealing action.
[0011]
[Operation and effect of the invention]
In the first aspect of the seal structure of the present invention, when the gap between the container main body and the lid body expands due to temperature change and / or internal pressure change, the sealing material swells in that direction following the expansion. As a result, the sealing pressure is maintained and leakage is less likely to occur. On the contrary, when the gap is narrowed, it is elastically pressed following that. Therefore, the sealing action is further ensured.
[0012]
  In such a sealing structure, a space that allows elastic deformation of the sealing material in the lateral direction is provided in a gap between the container main body and the lid body in which the sealing material is held.SoUnlike the sealing material in which the periphery is constrained, when the sealing pressure is first applied (when clinching), the sealing material elastically deforms in the lateral direction. When the container main body and the lid body are elastically deformed by the temperature change and / or the pressure change and the gap with the sealing material is expanded, the shape deformed in the lateral direction tries to return to the original shape. Therefore, even when the change in the gap is large, the elastic deformation of the sealing material can follow in a wide range.
[0013]
  Moreover, the outline of the cross section of the portion of the sealing material that contacts the container body or the lid is curved and protrudes outward.BecauseWhen a sealing pressure is first applied, the portion in contact with the container main body or the lid tends to flatten. This increases the contact area and reduces the pressure per unit area. However, since the area is large, a sufficient sealing action is ensured. Further, when the container body and the lid body are elastically deformed and the gap between the two is widened, the sealing material tends to return to the original protruding state. For example, when the container main body has a bead portion, when the bead portion and the lid body are deformed in the vertical direction and the gap is widened, the applied pressure is reduced, and the sealing material is elastically returned to the original protruding direction. . As a result, the contact area becomes narrow, so even if the overall pressure decreases, the pressure per unit area hardly changes. Therefore, an appropriate sealing action is maintained. Even when the bead portion and the lid body are deformed in an oblique direction, the shape and elasticity of the sealing material change according to the deformation, and the portion having a seal pressure that can be sealed moves accordingly, and the sealing performance is maintained. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  Next, an embodiment of the seal structure of the present invention will be described with reference to the drawings. 1a and 1b are main part sectional views before and after clinching, showing one embodiment of the seal structure of the present invention, and FIGS. 2a and 2b are main part enlarged sectional views before and after clinching in the seal structure, respectively. 3a is an enlarged cross-sectional view of the main part showing deformation by clinch of another embodiment of the seal structure of the present invention, FIGS. 3b and 3c are explanatory views of the seal action in the seal structure, respectively, and FIGS. Sectional drawing of the principal part which shows other embodiment of the seal structure of invention, figure5 is bookSectional drawing which shows other embodiment of the sealing material used for the sealing structure of invention, FIG.6 and FIG.7 is principal part sectional drawing which shows other embodiment of the sealing structure of this invention, respectively.
[0016]
A seal structure 10 shown in FIGS. 1 a and 1 b is interposed between a bead portion 12 formed in a mouth portion of a container body 11, a cover portion 14 having an inverted U-shaped cross section provided in a mounting cup 13, and both. Sealing material 15. Conventional container bodies 11 and mounting cups 13 can be used. In this embodiment, the container body 11 is formed by deep drawing a metal plate such as aluminum, forming a conical shoulder portion 16 and a cylindrical portion by mouth drawing, and curling the cylindrical portion outwardly to bead portion 12. Is formed. In addition, it can also shape | mold by other methods, such as forming a trunk | drum and a shoulder part separately, or forming a bottom part separately. Moreover, you may shape | mold with other metals, such as tinplate and stainless steel.
[0017]
The mounting cup 13 is formed from a metal plate such as aluminum, tin, or stainless steel, and has a bottomed cylindrical shape having a valve holding portion 21 that holds the valve 20 in the center. The upper end of the outer peripheral wall 22 is curved outwardly in an inverted U-shaped cross section to form the cover portion 14.
[0018]
The sealing material 15 is natural rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butadiene rubber (BR), isobutylene-isoprene rubber (IIR), styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), isoprene rubber (IR), From elastic materials such as synthetic rubber such as polyisobrene rubber (NR), ethylene / propylene rubber (EPR), acrylonitrile / isoprene rubber (NIR), rubber such as silicone rubber and fluorine rubber, soft synthetic resin and synthetic resin elastomer This is an annular member formed, and this embodiment is characterized by its cross-sectional shape. That is, in this embodiment, the sealing material 15 includes a central portion (a central portion in the thickness direction) 15a having a rectangular cross section, a trapezoidal upper portion 15b that protrudes upward from the center of the upper surface, and a cross-sectional half portion that protrudes downward. It consists of a circular lower part 15c (see FIG. 2a). This shape can also be regarded as a shape in which protrusions are provided on the inside and outside of the sealing material having a substantially circular cross section. The sealing material 15 is held at the center of the inner surface of the cover 14 by means such as adhesion, adhesion, or baking. In addition, when providing a resin coat or a resin film in the outer peripheral surface of the mounting cup 13 containing the inner surface of the covering part 14, it is preferable to use the adhesive agent which is easy to adhere | attach to those resin. The rectangular central portion 15a may be extended outward or inward, and fitted into the covering portion 14 before clinching and held by frictional force (see FIGS. 4b and 4c).
[0019]
The container main body 11, the mounting cup 13 and the sealing material 15 are obtained by filling the container main body 11 with the stock solution or filling the stock solution and the propellant by a conventionally known method, and then mounting the cup 13 as shown in FIG. Is inserted into the opening of the container body 11, the sealing material 15 is sandwiched between the covering portion 14 and the bead portion 12, and the outer peripheral wall 22 is partially clinched after being pressed and elastically deformed somewhat in the vertical direction. Deform outward with nails. Thereby, the mounting cup 13 and the sealing material 15 are attached to the container main body 11, and the sealing structure 10 of FIG. 1b is obtained. In addition, the method of filling the propellant has been conventionally used, such as under-cup filling that fills from the gap between the mounting cup 13 and the bead portion 12, clinching after filling the stock solution, and filling the propellant through a valve. Either method can be adopted.
[0020]
In the seal structure 10 assembled as described above, as shown in FIG. 2b, the upper surface of the upper portion 15b of the sealing material 15 is deformed so as to be flattened and is in close contact with the inner surface of the covering portion 14. . That is, when no pressure is applied to the sealing material 15, the cross section is substantially arcuate as shown in FIG. 2a. Since there are spaces P1 and P2 on the lateral sides (outside and inside), as the upper and lower pressurizing forces are applied, the spaces P1 and P2 are expanded enormously as shown by the imaginary lines in FIG. 2b. This is because the volume itself of the elastic member such as rubber hardly changes and the shape changes. As the applied pressure increases, the close area spreads in and out, and the contact area increases. On the other hand, when the pressure is reduced, the intimate area becomes narrower.
[0021]
Also, the lower portion 15c of the sealing material 15 in FIG. 2a is deformed so as to be flattened or concaved like the upper portion, and is in close contact with the curved convex surface of the bead portion 12. The lower portion 15c and the bead 12 are convex in cross-sectional shape, so that the close contact area is narrower than that of the upper portion 15b. However, the pressing force per unit area, that is, the close pressure is large. Also in this case, when there is no applied pressure, the contact area is almost line contact. As the applied pressure is applied, the contact area expands, and when the applied pressure decreases, the contact area becomes narrower.
[0022]
On the other hand, as shown in FIG. 2b, the outer edge portion N1 and the inner edge portion N2 of the central portion 15a are hardly crushed even after clinching. Therefore, the outer edge portion N1 and the inner edge portion N2 still have room to be elastically deformed even after clinching, so to speak, they are elastically in close contact with the inner surface of the covering portion 14. Thus, since the thickness of the sealing material 15 having the cross-sectional shape of FIG. 2a varies depending on the part, the compression rate of the sealing material 15 varies depending on the location, and the elasticity also varies. As a result, even if the size and shape of the gap between the container body 11 and the mounting cup 13 change due to temperature change and / or pressure change, a large container having a body diameter of 50 mm or more is used. Even when the deformation amount of the shape is large, an appropriate elastic sealing action can be achieved following the change.
[0023]
In the conventional thin plate-like gasket (reference numeral 108 in FIG. 9a), since it is clinched to be in close contact with the arc-shaped gap between the cover portion and the bead portion while being curved, the contact area is wide from the beginning, and the pressurizing force The structure is such that the contact area does not change even if changes, that is, a static seal structure. However, in the case of FIGS. 2a and 2b, as described above, the cross-sectional shape and the contact area change in accordance with the change in the applied pressure. Further, when the gap between the container main body 11 and the mounting cup 13 becomes large, the sealing material 15 may move outward in some cases, and the sealing position itself may change. The so-called dynamic seal structure in which the sealing action changes depending on the situation provides the following excellent effects.
[0024]
First, when the internal pressure temporarily rises due to an increase in environmental temperature or the like, the container body 11 and the mounting cup 13 are elastically deformed. At the same time, an upward force is applied to the mounting cup 13, so that the gap between the covered portion 14 and the bead portion 12 tends to widen. Thereby, the pressing force in the vertical direction of the sealing material 15 is reduced, but as described above, the contact portion expanded in the horizontal direction is elastically deformed so as to approach the original imaginary line state (see the imaginary line in FIG. 2b). . Therefore, only the contact area between the upper portion 15a of the sealing material 15 and the inner surface of the covering portion 14 is reduced, and the contact pressure based on elasticity remains. Further, although the contact area is narrowed, a sufficient contact area is maintained to achieve a sealing action. Similarly, the contact pressure and the contact area between the lower portion 15c of the sealing material 15 and the upper surface of the bead portion 12 are sufficiently maintained. Therefore, no seal leakage occurs. When the increase in the internal pressure returns to the original state, the applied pressure in the vertical direction of the sealing material 15 returns to the original state, and the seal structure 10 also returns to the solid line state in FIG. 2b.
[0025]
On the other hand, when permanent deformation (relaxation) occurs in the container body 11, the mounting cup 13, or the sealing material 15 due to long-term storage, the elasticity of the sealing material 15 decreases. In the case of the relaxation of the sealing material 15 itself, the cross-sectional shape of the mounted state is hardly changed, but the natural shape itself when the external force is lost is deformed, so the deformation allowance due to elasticity is reduced, and therefore the elastic Power is reduced. However, by adopting the three-dimensional sealing material 15 having a circular cross section as described above, the elastic deformation in the lateral direction is increased, and even if the elastic force is reduced, the sealing pressure sufficient for the sealing action is maintained. Is done. Therefore, no leakage occurs.
[0026]
FIG. 3 a is substantially the same as the seal structure 10 of FIG. 2 a, but an inner bag 23 is sandwiched between the container body 11 and the mounting cup 13. The inner bag 23 is substantially the same as a conventionally known one, and has a flange 24 at the upper end, as shown by the phantom line in FIG. A portion 27 is provided. The inner bag 23 is flexible or crushed and is usually made of a synthetic resin, but is made of a metal foil such as an aluminum foil, a laminate of a synthetic resin sheet and a metal foil, or a thin metal plate such as aluminum. There may be. Furthermore, in this embodiment, the same sealing material 15 as in the case of FIG. 1 is held on the lower surface side of the flange 24 by adhesion or the like. In this embodiment, the contents to be discharged into the inner bag 23 are filled, and a pressure agent that shrinks the inner bag 23 is filled in the space between the inner bag 23 and the container body 11. As the pressurizing agent, a compressed gas such as nitrogen, oxygen, nitrogen suboxide, carbon dioxide gas, or compressed air is used.
[0027]
In the case of this sealing structure, the flange 24 of the inner bag 23 and the sealing material 15 are sandwiched together between the covering portion 14 of the mounting cup 13 and the bead portion 12 of the container body 11. Then, as shown in the right side of FIG. 3a, by clinching, the sealing material 15 is crushed in the vertical direction between the covering portion 14 and the bead portion 12, and spreads in the lateral direction.
[0028]
The upper side of FIG. 3b shows the state of elastic deformation of the sealing material 15, and the lower side shows that the compression rate of the sealing material 15 changes depending on the position. In the case of this embodiment, the gap between the bead portion 12 and the covering portion 14 that are convexly curved upward is wide at the center in the width direction, and the width becomes narrower toward the outside and inside. Therefore, as shown in the lower graph of FIG. 3b, the compression ratio is the highest in the central portion in the width direction, and the compression ratio gradually decreases as shown by the inclined lines as it approaches the outer edge portion N1 and the inner edge portion N2. Yes. The horizontal axis of the graph is the position in the width direction of the sealing material, and the broken line indicates the compression rate. Such distribution of compressibility is substantially the same in the seal structure 10 of FIG. 1 that does not include an inner bag. In the case of this embodiment, the flange 24 of the inner bag 23 is further provided on the upper surface of the inner half of the seal member 15. Is a little larger than the compression ratio of the outer half. On the contrary, the elasticity indicated by the solid line is low at the central portion in the width direction where it is strongly compressed, and gradually increases at the outside and inside as indicated by the inclined line.
[0029]
As described above, in the sealing material 15 of FIG. 3b, the compression rate and the elasticity change depending on the position. Therefore, the sealing material 15 is interposed between the bead portion 12 of the container body 11 and the covering portion 14 of the mounting cup 13. And the flange 24 of the inner bag 23 are sandwiched, and even if the container body 11 and the mounting cup 13 are deformed due to changes in ambient temperature, and the seal material 15 is deformed accordingly, the seal material 15 is compressible. As a whole, the sealing performance can be maintained while the elasticity is partially varied.
[0030]
For example, as shown in FIG. 3c, when the internal pressure of the container body 11 rises and the shoulder portion 16 is lifted, and the covering portion 14 of the mounting cup 13 is shifted upward accordingly, the gap between the bead portion 12 and the covering portion 14 is increased. The shape changes to expand on the outside and narrow on the inside. Even when the shape of the gap changes in this way, as shown by arrows K1 and K2, the sealing material 15 is firmly clamped from above and below at the portion where the gap is narrow, and the sealing action is maintained. On the other hand, even when the gap is narrow on the outside and widens on the inside, the sealing material 15 is firmly sandwiched from above and below in the narrow portion as described above, and the sealing action is maintained. Even when the sealing material 15 itself shifts to the outside or the inside, the sealing action is similarly maintained. The reason why the gap between the bead portion 12 and the covering portion 14 is deformed is that the container body 11 and the mounting cup 13 are thermally expanded or contracted not only according to a change in internal pressure but also according to a change in ambient temperature. is there.
[0031]
Even in the case of the seal structure having the inner bag 23, when the bead portion 12 and the covering portion 14 are relatively moved in the vertical direction and only the size of the gap is changed, it is substantially the same as the case of FIGS. 1b and 2b. Similarly, the sealing action is maintained. Further, even in the case of FIGS. 1b and 2b without the inner bag, when the bead portion 12 and the covering portion 14 are relatively displaced in the lateral direction and the shape of the gap is changed, the same action as in FIG. Airtightness is maintained.
[0032]
Next, another embodiment of the seal structure of the present invention will be described with reference to FIGS. The sealing material 15 in the embodiment of FIG. 1 is composed of a thin plate-like central portion 15a, an upper portion 15b having a trapezoidal cross section on the upper side, and a lower portion 15c having a semicircular cross section on the lower side. It can also be circular in cross section like the sealing material 15 shown. However, in this shape, it cannot be held by the covering portion 14. Therefore, for example, it is preferable that the sealing material 15 is placed in the covering portion 14 with the mounting cup 13 turned upside down, and is temporarily attached to the upper inner surface of the covering portion 14 with an adhesive or an adhesive. In addition, you may make it temporarily attach to the bead part 12 side. Further, the mounting cup 13 and the sealing material 15 can be integrated by baking. Further, a holding portion for holding the sealing material 15 may be provided by providing an annular or discontinuous protrusion on the inner surface side of the covering portion 14. In the case of the sealing member 15 having a circular cross section in which the central portion 15a is omitted, the right and left ends of the graph of FIG. 3B have a steep slope, but exhibit a dynamic sealing action according to the above.
[0033]
In the sealing material 15 shown in FIG. 4b, the central portion 15a is omitted only on the outer side of the sealing material 15 in FIG. 1, and the central portion 15a is elongated on the inner side. This can elastically hold the inner central portion 15 a on the outer peripheral surface 14 a of the covering portion 14 of the mounting cup 13. Note that the inner diameter of the central portion 15a is somewhat smaller than the outer diameter of the outer peripheral surface of the covering portion 14, and is in a state where it is stretched somewhat elastically, that is, in a state where "tension stress (hoop stress)" is applied. You may make it hold | maintain.
[0034]
Contrary to the case of FIG. 4b, the sealing material 15 shown in FIG. 4c extends the central portion 15a only on the outer side, and omits the central portion 15a on the inner side. This can elastically hold the outer central portion 15 a on the inner peripheral surface 14 b of the covering portion 14 of the mounting cup 13. In both cases of FIGS. 4b and 4c, the sealing material 15 can be easily attached to the mounting cup 13, and the influence of the central portion 15a can be reduced.
[0035]
In the seal structure shown in FIG. 4d, an annular or discontinuous protrusion 23a is provided on the outer peripheral surface of the inner bag 23, and the sealing material 15 is held by the protrusion 23a. In this case, the outside of the sealing material 15 is widely opened, so that a dynamic sealing action can be exerted on the outside.
[0038]
  FigureTo 5The illustrated sealing material 15 has an elliptical cross section. In the case where the width W is reduced to a size that does not engage with the inner surface or the outer peripheral surface of the covering portion 14, the sealing material 15 has substantially the same effect as the sealing material having a circular cross section in FIG. 4a. Further, the case where the width W is dimensioned to be fitted between the inner surface and the outer peripheral surface of the covering portion 14 corresponds to the case where the unevenness of the sealing material 15 in FIG. In that case, since there is a margin in the lateral direction, a dynamic sealing action can be achieved, and it can be easily attached to the mounting cup 13 by being engaged with the covering portion 14.
[0041]
FIG. 6 shows a case where the dynamic seal structure of the present invention is applied to the seal structure shown in FIG. An annular groove 33 formed in the neck portion 32 of the container body 31 in the seal structure 30, a cap (plug body) 34 fitted into the neck portion 32 and engaged with the convex surface 33 a inside the annular groove 33, and the cap 34 as the container body About the mounting cup 35 for fixing to 31, it is substantially the same as the case of the seal structure shown in FIG. Moreover, the lower end of the mounting cup 35 is also fixed by crimping inward toward the concave surface 33b outside the annular groove 33. In some cases, a flange formed on the upper portion of the valve housing is engaged with the convex surface 33 a on the inner surface side of the annular groove 33.
[0042]
In this embodiment, the diameter of the circle of the cross-sectional shape of the sealing material 37 is somewhat increased, and an annular groove 38 for engaging the sealing material 37 is formed on the outer peripheral surface of the cap 34 at a site corresponding to the convex surface 33a. is doing. Further, a seal surface 39 extending obliquely upward toward the outside is formed on the upper side of the annular groove 38, and a small diameter portion 40 having a diameter smaller than that of the neck portion 32 of the container body 31 is provided so as to continue upward. Therefore, in the assembled state, there is a space P1 on the outer side and the upper side of the sealing material 37, and the sealing material 37 sandwiched between the sealing surface 39 and the convex surface 33a expands inside the space P1 as indicated by an imaginary line. Can do. Therefore, the dynamic sealing action described with reference to FIG. 2b can be achieved, and a sufficient sealing action is exhibited even when the internal pressure is temporarily increased or for long-term storage.
[0043]
In the seal structure 42 shown in FIG. 7, a step portion 43 that engages with the convex surface 33 a of the annular groove is provided on the outer peripheral surface of the cap 34, and a seal surface 39 that extends obliquely inward is provided at an upper portion thereof. The small diameter portion 40 is provided so as to extend upward. In addition, you may provide the annular ditch | groove 38 similar to the above in the corner | angular part of the sealing surface 39 and the small diameter part 40. Then, the vicinity of the upper end of the neck portion 32 of the container body 31 is obliquely crimped to form the engaging portion 44 so that the sealing material 37 is sandwiched between the sealing surface 39. Note that the upper portion 45 may extend upward in a cylindrical shape.
[0044]
Since this also has a space P1 outside the sealing material 37, the sealing material 37 can expand into the space P1. Therefore, as in the case of the seal structure of FIG. 6, a dynamic sealing action can be achieved. In this embodiment, since the sealing surface 39 of the cap 34 supports the lower side of the sealing material 37, the sealing material 37 can be stably held at the time of attachment. When the internal pressure further increases and an upward force is applied to the cap 34, the sealing material 37 is pressed against the engaging portion 44 of the container body 31, and the sealing pressure is further increased. Therefore, in addition to the dynamic sealing action, the static sealing action is further enhanced.
[0045]
  6 and 7 both show the sealing member 37 having a circular cross section.Of 5LikeNavalCircleIn shapeIt can be a cross-sectional shape. Moreover, although all the said embodiments have shown the seal structure employ | adopted as the aerosol product, the seal structure of this invention is not only an aerosol product but the pressure vessel provided with the structure of the other similar container main body and a cover body. Can be adopted.
[0046]
【Example】
Using an aluminum double aerosol container (body diameter 53 mm) equipped with an internal container (inner bag) made of synthetic resin, the inner container was filled with a hair dye stock solution, and an opening ( The propellant (adjusted to 0.8 MPa with nitrogen gas) was filled from the gap between the bead portion) and the opening of the inner container. Next, the mounting cup was clinch and the valve was fixed while pressing the aluminum mounting cup against the opening of the outer container through the sealing material (NBR) and the flange of the inner container shown in FIG.
[0047]
The obtained aerosol product was kept in a 50 ° C. warm bath for 2 minutes to confirm that there was no leakage, and the pressure at 25 ° C. before the test was measured. Subsequently, it was stored for 6 months under each temperature condition (80 at each temperature), the pressure at 25 ° C. of the aerosol product after storage was measured, and the pressure drop was calculated. Moreover, the sealing material (cross-sectional rectangle) shown in FIG. 8 was used as a comparative example, the aerosol product was manufactured similarly to the Example, and the pressure drop amount was calculated | required. A product having a pressure drop of 0.1 MPa or more from before the test is regarded as a product defect, and the calculation result of the number of product defects is shown in Table 1.
[0048]
[Table 1]

[0049]
From the above test results, it can be seen that none of the products of the present invention (Examples) are defective, and the Examples show a small amount of pressure drop under any storage condition. On the other hand, in the conventional product (comparative example), although the number of product defects is somewhat small at 25 ° C., it can be seen that the amount of pressure drop is large under a high temperature environment or under conditions where temperature change is large.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1a and 1b are cross-sectional views of main parts before and after clinching, showing an embodiment of a seal structure of the present invention.
FIGS. 2a and 2b are enlarged sectional views of main parts before and after clinching in the seal structure, respectively.
FIG. 3a is an enlarged cross-sectional view of a main part showing deformation by clinching of another embodiment of the sealing structure of the present invention, and FIGS. 3b and 3c are explanatory views of the sealing action in the sealing structure, respectively.
FIGS. 4a to 4d are cross-sectional views showing the main part of another embodiment of the seal structure of the present invention.
FIG. 55 is bookIt is sectional drawing which shows other embodiment of the sealing material used for the sealing structure of invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment of the seal structure of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part showing still another embodiment of the seal structure of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a conventional seal structure.
9A is an enlarged cross-sectional view of main parts before and after clinching in the seal structure, and FIG. 9B is an enlarged cross-sectional view of main parts before and after clinching in another example of the conventional seal structure.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing still another example of a conventional seal structure.
[Explanation of symbols]
10 Seal structure
11 Container body
12 Beads
13 Mounting cup
14 Covering part
15 Sealing material
15a center
15b upper part
15c bottom
16 Shoulder
17 Cylindrical part
20 valves
21 Valve holder
22 outer wall
P1, P2 space
N1 outer edge
N2 inner edge
23 Inner bag
24 Flange
25 neck (inside bag)
26 Shoulder (inner bag)
27 Body (inside bag)
28 Annular recess
29a bottom
29b upper part
29c Thin part
W width
T thickness
14a outer peripheral surface
30 Seal structure
31 Container body
32 neck
33 annular groove
34 cap
35 mounting cup
33a Convex surface
37 Sealing material
38 Annular groove
39 Seal surface
40 Small diameter part
42 Seal structure
43 steps
44 engaging part
45 Upper part

Claims

上端が開口している容器本体と、
その容器本体の開口を覆うように容器本体に嵌着される蓋体と、
容器本体と蓋体との間に介在されるシール材とからなり、
前記容器本体の開口部に上向きに凸に湾曲しているビード部が形成され、
前記蓋体に、断面逆Ｕ字状に湾曲形成され、ビード部にクリンチされる被せ部が形成され、
前記ビード部と被せ部によって保持される前の状態で、シール材のビード部の上面および被せ部の内面と接する部位の断面の輪郭が、湾曲して外に突出し、
前記シール材がビード部の上面と被せ部の内面の間に狭着され、
前記シール材が保持されているビード部の上面と被せ部の内面との隙間に、シール材の横方向への弾性変形を許す空間が設けられており、
前記シール材が、温度変化および／または内圧変化によって容器本体および／または蓋体が弾性変形し、両者の隙間が変化したとき、その変形に追従して弾力的に変形し、シール作用を維持することのできる弾力性および形状を備えている圧力容器のシール構造。A container body having an open top;
A lid fitted to the container body so as to cover the opening of the container body;
It consists of a sealing material interposed between the container body and the lid,
A bead portion that is curved upward and convex is formed in the opening of the container body,
The cover body is formed with a curved U-shaped cross section, and a cover portion that is clinched to the bead portion is formed,
In a state before being held by the bead portion and the covering portion, the contour of the cross section of the portion contacting the upper surface of the bead portion and the inner surface of the covering portion of the sealing material is curved and protrudes outside,
The sealing material is tightly attached between the upper surface of the bead portion and the inner surface of the covering portion,
In the gap between the upper surface of the bead portion where the sealing material is held and the inner surface of the covering portion, a space allowing elastic deformation in the lateral direction of the sealing material is provided,
The sealing material is the temperature change and / or the container body and / or by the inner pressure change the lid is elastically deformed, when both of the gap is changed, elastically deformed to follow the deformation, the sealing action A pressure vessel seal structure having elasticity and a shape capable of maintaining the pressure.

前記容器本体に挿入されると共に、その上端にフランジ部が設けられた内袋を備え、
その内袋のフランジ部が前記シール材と蓋体の被せ部との間に狭着される請求項１記載のシール構造。The inner bag is inserted into the container body and provided with a flange at the upper end thereof,
The seal structure according to claim 1, wherein a flange portion of the inner bag is tightly attached between the seal material and a cover portion of the lid.

前記内袋の外周面に環状あるいは不連続の突起を設けている請求項２記載のシール構造。 The seal structure according to claim 2, wherein an annular or discontinuous protrusion is provided on the outer peripheral surface of the inner bag.

前記シール部材の内側半分の上面に、内袋のフランジ部が乗せられている請求項２記載のシール構造。 The seal structure according to claim 2, wherein a flange portion of the inner bag is placed on the upper surface of the inner half of the seal member.

上端が開口している容器本体と、
その容器本体の開口部に嵌入されるキャップと、
そのキャップを容器本体に固定させるために容器本体に嵌着される蓋体と、
容器本体とキャップとの間に介在されるシール材とからなり、
前記ビード部と被せ部によって保持される前の状態で、シール材のビード部の上面および被せ部の内面と接する部位の断面の輪郭が、湾曲して外に突出し、
前記シール材が容器本体とキャップの間に狭着され、
前記シール材が保持されている容器本体とキャップの隙間に、シール材の弾性変形を許す空間が設けられており、
前記シール材が、温度変化および／または内圧変化によって容器本体および／または蓋体が弾性変形し、両者の隙間が変化したとき、その変形に追従して弾力的に変形し、シール作用を維持することのできる弾力性および形状を備えている圧力容器のシール構造。A container body having an open top;
A cap fitted into the opening of the container body;
A lid fitted to the container body to fix the cap to the container body;
It consists of a sealing material interposed between the container body and the cap,
In a state before being held by the bead portion and the covering portion, the contour of the cross section of the portion contacting the upper surface of the bead portion and the inner surface of the covering portion of the sealing material is curved and protrudes outside,
The sealing material is tightly fitted between the container body and the cap;
A space allowing elastic deformation of the sealing material is provided in a gap between the container main body and the cap holding the sealing material,
The sealing material is the temperature change and / or the container body and / or by the inner pressure change the lid is elastically deformed, when both of the gap is changed, elastically deformed to follow the deformation, the sealing action A pressure vessel seal structure having elasticity and a shape capable of maintaining the pressure.