具有防拆封、防燃烧和/或防脱扭特征的轻质、防儿童开启封闭件

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月27日提交的美国临时专利申请序列号62/771,689的优先权，其通过引用结合于本文。

技术领域

发明涉及一种防儿童开启封闭件，更具体地，涉及一种形成为盖的封闭件，该盖在其裙部内具有增加的周向强度，以避免脱扭(strip torque)状况，以及在跌落测试中提供一致的性能。设想了可选的防拆封和/或防燃烧通气孔特征。

背景技术

防儿童开启(CR)螺旋顶盖是众所周知的。一种特定的样式包括使用嵌套在外盖内的内盖。沿着这些内壳和外壳之间的界面，可以通过施加足够的力将配合特征推到一起，以接合这些特征并允许整个组件旋转从而移除/连接容器。将壳推压到一起所需的灵巧性和力量超出了大多数幼儿的能力，因此给封闭系统赋予了防儿童开启特征。

美国专利3,692,199；4,053,077；4,480,759；6,206,216；和8,316,622提供了一些这种现有技术设计的示例。这些设计的一个显著共同点是内壳和外壳必须具备足够的结构完整性，以承受这些设计的操作所固有的力。特别地，这些力由使用者沿向下或轴向方向施加，以沿着内壳和外壳之间的顶部平面界面接合防儿童开启构造。在制造期间为了将内壳卡扣配合地接收在外壳内以及在通过使用者操作封闭系统时都会沿着向内或径向方向遇到额外的力。特别地，每个壳的侧壁必须具有足够的厚度以防止在施加压力以将盖固定到容器上时内壳弯曲或从螺纹脱落，同时要足够耐用以承受施加到其上以沿着壳的侧壁或周边界面接合CR功能的轴向和径向力。

图1是示出这些设计的基本功能的横截面示意图。容器颈部5通过螺纹配合到封闭件10上。封闭件10包括外壳20，该外壳20具有从顶部面板24轴向向下突出的柱形侧壁或裙部22。周向凸缘23在裙部的底部边缘处径向向内延伸，以确保内壳30不会从封闭件10脱落。除此之外，侧壁22在其与面板24和凸缘23的接合处之间的大部分(如果不是全部)长度之间保持相似的厚度。沿着顶部面板24的内表面，CR凸耳26以间断型的间隔向下突出。凸耳26可以具有一致的、径向对齐的斜坡部段，以允许外壳20在内壳30上沿一个方向(即顺时针或逆时针)滑动旋转，以避免接合CR凸耳26。

内壳30位于外壳20内。接合特征33(例如配合孔和/或螺纹)沿着侧壁或裙部32的内圆周形成，并与容器颈部5的外直径上的相应特征3配合。

在一些实施例中，内壳30可以包括向外延伸的终端，即径向凸缘或扩口部35，以接合凸缘23并保持壳20、30的嵌套布置。凸缘35可以在其外圆周上呈锥形或斜坡状，以赋予由壳20限定的柱体截头圆锥形形状，并允许内壳20卡扣配合到外壳30中。

壳30具有横跨裙部32的上边缘的顶部面板34。在相应的顶部面板24、34中形成与CR凸耳36配合的CR棘爪36，前提是这些特征以类似的方式排列在面板24、34上。CR凸耳26和CR棘爪36也可以一起形成在同一面板上。

铰接件和/或偏压构件(未示出)可以用在外壳20和内壳30之间的界面处。以这种方式，凸耳26可以被推离棘爪36，以确保封闭件10被朝向其防儿童开启功能预先设置。

裙部32必须具有足够的、独立的强度，以防止接合特征33“弹出”、“跳轨”或以其它方式被暂时推出并从特征3脱离，特别是在打开和关闭期间。通常，这需要使用超厚材料，这将导致较高的生产成本。如果发生这种“脱扭”状况，使用者可能会由于他/她不能使封闭件在容器颈部上下可旋转地滑动而费力地打开或关闭容器。因此，这些类型的CR盖通常需要沿着裙部22、32的增加厚度，这导致较高的材料成本、重量等。

另一个问题是，CR特征的间隔不一定适应其它特征。例如，一些封闭件可能密封容纳有易燃、加压或其它材料的容器，它们需要在容器颈部5的边缘和内壳30的内表面之间(即，沿着顶部面板34的下侧和/或沿着其与裙部32的接合处)进行紧密密封。此外，因为CR特征26、36定位在面板24、34的界面上，所以面板24、34通常具有增强的强度，以承受接合特征26、36所需的力。如果容器内产生不希望的压力(例如，容器内的易燃或高挥发性流体暴露于热量或火焰)，面板24、34的结构强度会允许并导致危险的压力积聚。最终，这种压力会通过封闭件的快速和无意的拆卸，或者更糟糕地通过整个容器的解体而释放(有时是爆炸性地释放)。

解决这些缺陷的CR封闭件将是受欢迎的。此外，完全由易于制造和/或可回收的塑料部件制成的多件式设计将是有益的。

发明内容

设想了一种具有配合为嵌套壳的内盖和外盖的封闭件。施加到封闭件的向下的力接合内壳和外壳上的一系列配合的凸耳和棘爪，以选择性地接合防儿童开启特征。特别地，薄的壁和在壳的接合表面上的配合的、斜坡状的裙部提高了沿着封闭件的裙部的相关圆周的周向强度，以避免封闭件和容器颈部上的孔/螺纹的脱离或脱离接合。此外，还可以提供具有易碎或其它的可分离的附件的防拆封环。最后，可以在内壳的顶部面板中形成塞子密封和/或防燃烧通气孔，以允许期望的密封和密封的容器内部积聚的不希望的压力的释放。

具体参考所附权利要求、附图和以下描述，所有这些都公开了本发明的要素。虽然标识为特定实施例，但是应当理解，所描述的一个方面的要素可以与被不同地标识的方面的要素组合。以同样的方式，普通技术人员将对通用过程、部件和方法有必要的理解，并且本描述意在包含和公开这样的通用方面，即使它们在本文没有被明确标识。

附图说明

通过参考结合以下图示的详细描述可以更好地理解本发明的操作。这些附图形成了本说明书的一部分，并且附图中/上的任何信息都是字面上包含的(即，实际的陈述的值)和相对包含的(例如，零件的相应尺寸的比率)。以同样的方式，这些附图中所示的部件的相对定位和关系，以及它们的功能、形状、尺寸和外观，都可以进一步告知本发明的某些方面，如同在本文完全重写一样。除非另有说明，附图中的所有尺寸均以英寸为单位，并且附图上/中的任何印刷信息形成本书面公开的一部分。

在附图和附件中，所有这些都作为本公开的一部分被结合：

图1是根据现有技术的处于接合位置(即，通过施加向下的轴向力)的传统防儿童开启盖组件的横截面侧视平面图；

图2是本文公开的防儿童开启、防脱扭盖组件的一方面的分解透视图；容器颈部的截面部分被提供用于进一步理解上下文。

图3A是图2所示方面的透视剖视图，其中，盖组件附接到容器颈部。图3B是图3A所示方面的侧视图，以示出横截面视图的一部分，其中，防儿童开启凸耳没有被接合(即，内壳和外壳间隔开)。图3C是图3A所示方面的侧视图，其再次示出了横截面视图的一部分，其中，防儿童开启凸耳和脱扭特征都已接合。图3B和图3C都是沿着由图3A中的线3-3所限定的轴线观察的。

图4A是本文公开的防儿童开启、防燃烧通气盖组件的第二方面的分解透视图，而图4B是图4A所示的第二方面的分解透视图，其上包括防拆封特征(该防拆封特征也可以与图3A至图3C所示的第一方面结合)。两个视图都包括容器颈部的截面部分，其并非必然地形成该方面本身的一部分。图4C是防儿童开启、防燃烧通气盖的第三方面的分解透视图，其中，内盖的侧壁部件的纵横比和定位已经被调整以适应不同的容器颈部瓶口(containerneck finish)；

图5A是图4A所示实施例的横截面侧视图，而图5B是图4B所示实施例的横截面侧视图；

图6A和图6B是适于与本文描述的发明的塞子密封方面一起使用的容器颈部瓶口的横截面侧视图；

图7是具有用于与容器颈部瓶口接合的塞子密封件的防儿童开启盖的第四方面的局部横截面侧视图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的示例性实施例，其示例在附图中示出。应当理解，在不脱离本发明的相应范围的情况下，可以使用其它实施例，并且可以进行结构和功能上的改变。因此，下面的描述仅作为说明给出，并且不应该以任何方式限制可以对所示实施例进行的并且仍然在本发明的精神和范围内的各种替代和修改。

如本文所使用的，词语“示例”和“示例性”意味着实例或说明。词语“示例”或“示例性”并不表示关键或优选的方面或实施例。除非上下文另有说明，否则词语“或”意在是包含性的而非排他性的。例如，短语“A采用B或C”包括任何包含性排列(例如，A采用B；A采用C；或者A采用B和C)。另一方面，除非上下文另有说明，冠词“一(a)”和“一(an)”通常是指“一个或更多个”。

参照本文设想的盖和封闭系统的所有方面的防儿童开启特征，封闭件100被螺纹配合到容器颈部50上。虽然颈部5示出为具有接合封闭件100上的相应螺纹的螺纹3，但是应当理解，其它接合布置也是可能的。值得注意的是，容器颈部5在其与封闭件100(更具体地是与内壳300的内表面)接合的终端顶部端部包括凸缘或瓶口特征4。

如上所述，封闭件100包括杯形外壳200，该外壳200具有嵌套在其中的配合的第二杯形内壳300。壳200、300可以由任何可加工的塑料制成，注塑或其它可模制的材料由于它们的成本和易于制造特别有益。然而，任何离散的部件或其部分可以由其它相容材料形成，例如弹性体、热固性材料、橡胶、膜状材料等。

外壳200可以包括滚花或其它握持改进特征224(例如，肋、点画(stipling)、脊、拇指握持部等)，其沿着侧壁/裙部220形成在侧壁220上。特征224也可以形成为允许裙部220的选择性加强和加固，同时最小化桥接其它加强和/或载荷支承结构例如顶部面板240和下部带222所需的材料量。带222是定位在裙部220的终端底部边缘处的加厚的加强环。在带222过渡到侧壁220时直径的减小(至少沿着壳200的内表面)与下面描述的保持特征230一致。

可以沿着壳200的(多个)外表面设置说明和/或其它印刷或嵌入的标记。例如，顶部面板240可以在其外表面244上包括印刷标记。

侧壁220从顶部面板240轴向向下延伸，通常延伸为附接/一体地形成在面板240的外周缘处或其附近的圆柱体。优选地，侧壁220是垂直的或相对于垂直方向成锐角，其中，定向最终由其与内壳300的配合以及容器颈部50本身的形状确定。

厚度增加的连续或间断性的周向带222设置在侧壁220的底部端部处或其附近。该带222容纳壳保持特征230，例如周向凹槽231。凹槽231与内壳300上的相应接合特征330配合，并且可以形成为连续的或系列间断性地间隔开的通道，所述通道接收壳300上的突出边缘351。因此，凹槽231的内径大于边缘351的外径。此外，环形凸缘或卡突部(catchment)232从裙部220/带222的内表面径向向内延伸，以限定凹槽231的底部边缘。卡突部232可以朝向面板240向上卷曲或倾斜，并且其可以形成为径向向内突出的独特的、连续的或间断性的凸缘。

在凹槽231的上表面处，倾斜的斜坡234过渡回到带222上方的裙部220的内直径。因此，特征230的上边缘是更平缓地倾斜的和/或锥形的斜坡234。在其顶部边缘处，斜坡234具有与凸缘231的内直径相似的内直径，从而形成接合特征330被限制到其中的上边界和下边界。

由于带222的增加的厚度，(多个)特征230可以被加工或形成到壳200中。可选地，壳可以一体形成或模制为具有这样的特征230。带222还提供具有增加的周向强度的区域。

如上所述，在面板240的内表面242上形成有诸如凸耳和/或棘爪的CR特征260。这些特征260可以以圆形和间隔开的方式布置在面板240的周缘附近，尽管如此，这些特征260可以设置在更集中的区域中(特别是在防儿童开启和/或塞子密封优于通气的设计中)。特征260还可以包括偏压构件，以便沿着内壳300和外壳200在顶部面板240的下侧的界面在内壳300和外壳200之间产生分隔265。棘齿具有与在壳300的外顶部上的相应的特征360(例如，肋、配合斜坡或齿等)配合的止动部和斜坡262，以便于封闭件100在优选方向上的接合和旋转(例如，关闭旋转或打开旋转)。

外壳200具有由顶部面板240和裙部220限定的主体，紧邻其是这些元件的接合处。该主体的外直径小于带222的外直径。这些外直径(主体220、240至带222)之间的过渡部212沿其外部呈现为阶梯、逐渐的锥状或斜坡部段，而过渡部212处的相应内表面包括内斜坡234。斜坡234限制形成在裙部320的外圆周上的斜坡状的、连续的或间断性的凸缘或突起351。

内壳300包括顶部面板340，在该顶部面板的顶部侧上形成有面对CR特征260的CR特征360。裙部320从面板340向下延伸，并且螺纹323或其它接合特征设置在壳300的内表面上，以接合容器颈部5和/或其周缘瓶口4。

值得注意的是，面板340和裙部320在其顶部接合处的外直径小于面板240和裙部220的相应内直径。类似地，除了接合特征330之外，裙部320的外径小于裙部220的内径。由要素265表示的轴向运动的量被提供在壳200、300之间，从而允许通过在外壳200上施加向下的轴向力来选择性地接合CR特征260、360。

当该向下的力被施加以接合CR特征260和360时，斜坡234和突起331被推动成沿着它们的整个共同的圆周接触。继而，这种结合和接触产生了周向强度增加的区域，该区域防止裙部320的弯曲或偏斜。以这种方式，避免了脱扭状况，并且封闭件100可以旋转，而封闭件100的螺纹不会弹离或跳离颈部50上的螺纹。

此外，带222的存在和对带222的依赖使得能够在裙部320以及裙部220的主体部分中使用和依赖较薄的壁部段。以这种方式，可以在封闭件100中实现材料的减少，特别是与早期的设计相比，在早期的设计中，内盖30的强度决定了避免脱扭的能力。然而，抗挤压肋226可以以连续或间隔开的布置设置在壳200的内表面上。肋226与形成在内壳300的裙部320中的肩部326配合。以这种方式，封闭件100可以被赋予额外的强度以承受沿轴向方向施加的冲击力(例如，如果封闭件和容器被倒置和掉落、如果物体被向下压在容器上等等)。值得注意的是，容器颈部5还包括配合的支撑凸台或肩部6，以接合肩部326，该肩部又接合肋226。

如上所述，内壳300嵌套并保持捕获在外壳300内。柱形侧壁或裙部320从顶部面板340的周边边缘轴向向下延伸。以与外壳200的特征260相同的方式，CR凸耳和/或棘爪360形成在面板340的外表面344上，以便当足够的向下的力施加在封闭件100上时允许壳200、300作为单个单元接合和旋转。

容器接合特征323形成在壳300的内表面上，更具体地说，形成在裙部320上。特征323可以是凹槽，尽管如此螺纹、突出部或螺旋肋更优选地形成在侧壁320上，以最小化其厚度(并且，进一步地，最小化制造期间所需的材料量)。螺纹330配合在形成在容器颈部上的相应特征30内/之间。

如上所述，在侧壁320的终端端部，围绕侧壁320的圆周连续或间断地形成保持特征330，例如斜坡状或扩口式凸缘331。当向下的力施加到封闭件100上时(以接合CR特征260、360并允许壳200、300旋转，如图3C中所看到的)，特征330被推动成与斜坡234接触。这种过盈配合沿着所指示的接触区域332的平面产生了增加的周向强度。因此，侧壁220和320的组合强度发挥了防止由螺纹3、323的动作(或不正确接合)产生的任何可能的脱扭的作用。

特征330还用于防止壳300脱落出其在壳200内的嵌套位置。因此，横过裙部320和凸缘331在最宽点处限定的外直径大于由相对的边缘凸缘232限定的内直径。然而，特别是当与如下所述的通气机构联接时，在某些场景下，用在形成裙部320和特征330的材料的柔性可以允许壳200与壳300分离。也就是说，壳保持特征230可以具有圆形边缘，以允许突起351滑到凸缘/卡突部232之上。在其它实施例中，特征330可以是从裙部320的外表面沿其最底部边缘径向向外突出的系列离散的肋或斜坡，而不是连续的周向凸缘331。值得注意的是，由区域332指示的运动的轴向高度等于或大于使CR特征260、360脱离接合所需的分隔265的轴向高度。

如图4A至图7所示，可以向封闭件100提供额外的特征(除非本文指出，否则前述的图2至图3C的所有特征都在这些附图中存在和使用)，以进一步增强功能。为此，防儿童开启特征260、360可以被移除或被视为可选的，特别是关于通气和塞子密封方面。

如在图4A至图4C的分解图中所见，为了轴向强度的额外目的，CR特征360可以包括可以形成在顶部面板340上的支撑、偏移肋或城堡形结构。间隙可以保持在选定数量的城堡形结构之间，以允许潜在的气体流动路径，这将在下面更详细地描述。值得注意的是，这些特征360仍然形成为类似于如上所述的凸耳和棘爪，并提供与如上所述的凸耳和棘爪相同的功能。

更重要的是，顶部面板340，特别是沿其最中心(在优选没有CR特征360的平面内)的部分由熔融材料(例如尼龙6/6和/或尼龙聚酰胺6)形成。如本文所使用的，当熔融材料暴露于足够的热量或压力下时，其会被破坏。也就是说，熔融材料在这种状况下会软化和分离。以这种方式，形成了通气路径，以避免容器内气体和压力的危险积聚。如上所述，这种气体通过城堡形结构中的间隙释放，然后向下进入裙部220、320之间的空间，并离开进入到大气中。附加地或替代地，从通过面板340的破裂产生的通气孔逸出的气体会触发壳200从壳300的受控释放，从而允许更直接的流动路径。以这种方式，流体燃烧的风险以及由压力积聚引起的可能的爆炸可以被最小化或完全避免。

在这方面，因为横跨侧壁320之间的空间370，面板340可以包括缩进的或横截面为U形的形状，从而部分地向下延伸到容器颈部5的开口中。这种布置在熔融材料被迫爆裂并向上排出的情况下，在面板240、340之间提供了足够的空间/空隙。此外，其可以确保熔融材料不会粘附或以其它方式产生堵塞上述任何潜在的流动路径的障碍物。

另一个突出的特征涉及防拆封(TE)特征270。特征270形成为优选通过多个易碎的桥接元件271保持到裙部320的底部的可拆卸的环或环状物，当缩进部分272在盖最初被移除时卡在颈部特征7上时，所述桥接元件分离(值得注意的是，部分272的倾斜性质允许滑入到卡扣配合关系中，而不损坏元件271)。也可以使用穿孔或其它已知的可拆卸特征，以便将特征270集成为裙部220的延伸，尽管如此，特征270可以是不同的、可分离的、并且定位在接合特征230附近和/或下方。在所有情况下，特征270可以一体地形成或模制为壳200的一部分。

间断性或连续的向内凸缘或卡突部272朝向容器颈部5倾斜。可以形成为颈部5的最下部部分的周向突起7卡住凸缘272，使得元件271被拆卸，并且环状物270在第一次移除封闭件100(或者沿轴向方向充分向上旋转)时保持定位在容器颈部5上。以这种方式，在使用者试图篡动容器的内容物的情况下，被拆卸的环状物270的存在用作了证据。

在另一方面，柱形密封凸缘380可以在内壳300上设置在面板340的下侧上。以这种方式，在凸缘380和侧壁320之间形成接收间隙，其中该间隙的尺寸设计为接合和密封颈部5，更具体地，接合和密封颈部瓶口4。瓶口4可以是圆的或平坦的，但是应该沿着封闭件100和容器5之间的整个界面，更具体地，沿着内壳300和颈部瓶口4之间的整个界面形成流体密封。螺纹3、323可以对齐，使得封闭件100的旋转运动进一步推动容器5与壳300形成密封布置。附加地或可替代地，由区域265(即，CR特征260、360之间的空间)包括的运动范围可以类似地选择为与由柱体380形成的塞子密封配合。值得注意的是，如前面的附图所示，通过使顶部面板340凹进以产生空间370可以获得相同的效果。以该同样的方式，图7中的顶部面板340可以被提供有通气密封能力。

在本发明的一方面，封闭件可以包括以下特征的任意组合：

·外壳，其具有外顶部面板、从所述外顶部面板向下延伸的外柱形侧壁以及设置在所述外柱形侧壁的内表面上的接合凹槽；

·内壳，其嵌套在所述外壳内并相对于所述外壳沿轴向方向可移动，所述内壳具有内顶部面板、从所述内顶部面板向下延伸的内裙部、设置在所述内柱形侧壁的内表面上并被接收和限制在所述接合凹槽内的径向突出接合特征；

·其中，选择性互锁的防儿童开启特征沿着所述外壳和所述内壳之间的界面形成在所述外壳和所述内壳的每一个上；

·其中，所述外壳的向下运动推动所述突出接合特征抵靠所述接合凹槽的上表面，从而在径向方向上为所述封闭件提供增强的周向强度；

·其中，所述内顶部面板的中心部分包括熔融部段，所述熔融部段响应于施加在所述内顶部面板的内表面上的压力而形成预先确定的开口，以而释放流体或气体；

·具有向内倾斜的卡突部的防拆封特征，所述防拆封特征通过至少一个易碎元件连接到所述外柱形侧壁的底部边缘；

·其中，所述内顶部面板的中心部分包括通气部段，并且其中所述互锁的防儿童开启特征包括偏移，以在所述通气部段破裂或熔融时允许流体或气体的释放；

·其中，所述内顶部面板靠近密封柱体的最下部边缘，从而赋予所述内顶部面板U形横截面。

·其中，所述内顶部面板主要由尼龙、尼龙6/6和/或尼龙PA6构成；

·其中，所述互锁的防儿童开启特征包括配合的肋、凸耳和/或棘齿；

·其中，所述内裙部包括肩部部段，所述肩部部段接合形成在所述外壳的内表面上的配合支撑件和容器颈部上的倾斜特征中的至少一个，所述肩部部段由此赋予所述封闭件增强的冲击强度；

·其中，所述内顶部面板的内表面包括轴向定向的密封柱体，所述密封柱体与所述内裙部间隔开，以接收容器颈部边缘的瓶口特征。

·其中，所述内顶部面板相对于所述外顶部面板凹进，从而在所述内顶部面板和所述外顶部面板之间产生足够的空隙，以适应所述内顶部面板的中心部分的通气；并且

·其中，所述外柱形侧壁包括位于所述侧壁的外表面上的多个支撑肋。

所有部件都应该由具有足够柔性和结构完整性以及化学惰性性质的材料制成。所述材料也应该考虑可加工性、成本和重量而进行选择。除了上面特别提到的材料之外，可经受注射成型、挤压或其它普通成型过程的常见聚合物应该具有特别的实用性，尽管如此，金属、合金和其它复合材料也可以用来替代或补充更传统的容器和封闭件材料。

本公开中提及的联接应被理解为包括本领域中使用的任何常规手段。这可以采取部件的卡扣配合或压配合的形式，尽管如此也可以采用螺纹连接、凸起和凹槽、以及狭槽和凸缘组件。也可以使用粘合剂和紧固件，尽管如此必须明智而审慎地选择这些部件，以保持组件固有的基本设计目标。

以同样的方式，接合可以涉及联接或抵接关系。这些术语，以及对联接的任何隐含或明确的提及，都应该在使用它的上下文中考虑，并且任何感知的模糊性都可以通过参考附图来潜在地解决。

尽管在附图中示出了本申请的各个实施例，并且在前面的详细描述中进行了描述，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，并且还可以设想许多重新布置、修改和替换。已经参照优选实施例描述了示例性实施例，但是进一步的修改和变更包括前面的详细描述。这些修改和变更也落入所附权利要求或其等同物的范围内。