專利名稱：具有鉸鏈式蓋體和應力消除凹部的封蓋的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于連接兩個構件的鉸鏈結構，并且該鉸鏈結構尤其 適合于將容器封蓋的蓋體結合到容器封蓋的主體。
背景技術：
對于諸如洗發(fā)水、護膚液等個人護理用品以及其它流體材料，已開 發(fā)出了各種包裝，包括分配包裝或容器。用于這些各種容器的一種封蓋 典型地具有將蓋體連接至安裝在容器開口上的基體的雙穩(wěn)態(tài)鉸鏈結構。 該鉸鏈結構具有將蓋體保持在所選擇的閉合位置或打開位置的快動式
(snap-action)偏置力。
美國專利No. 4,403,712所公開的用于封蓋的鉸鏈結構具有單個主幾 何軸鉸鏈，并具有兩個連接板，每一連接板由分開在該連接板的任一側 的兩個鉸鏈限定。
美國專利No. 5,642,824中所公開的雙軸鉸鏈結構是一種操作性能顯 著提高的快動式鉸鏈結構。該鉸鏈結構是這種類型其包括連接板，該 連接板在兩個較寬的端部之間具有狹窄的中心部。 一弧形鉸鏈在鉸鏈端 部之間沿連接板的一側將封蓋基體連接至該連接板。 一弧形鉸鏈在鉸鏈 端部之間沿連接板的另 一側將封蓋蓋體連接至該連接板。該鉸鏈結構包 括至少一個抵接面，該抵接面位于這種位置，即，使得當該蓋體處在閉 合位置時，該抵接面鄰近連接板的中心部從鄰近的一個鉸鏈向另 一個鉸 鏈延伸。在蓋體閉合和打開期間，抵接面被連接板中心部接觸，由此連 接板的位置得到控制。
美國專利No. 6,321,923中/>開了另 一種改進了設計的快動式雙軸鉸 鏈結構。該鉸鏈結構包括連接板，該連接板在各自限定側緣部的兩個較 寬的端部之間具有狹窄的中心部。該鉸鏈結構還包括第一弧形鉸鏈，該 第一弧形鉸鏈在側緣部之間沿連接板的一側將封蓋蓋體連接至該連接 板。該鉸鏈結構還包括另一個弧形鉸鏈，該弧形鉸鏈在側緣部之間沿連 接板的另一側將封蓋基體連接至該連接板。連接板具有兩個間隔開的厚 度減小區(qū)域。厚度減小區(qū)域位于弧形鉸鏈之間，并且相對于弧形鉸鏈而言厚度減小。每一厚度減小區(qū)域延伸到相鄰的一個側緣部。鉸鏈結構提 高了抗斷裂或失效的能力。抗失效能力的提高源自以下構造，該構造沿 鉸鏈結構的外緣或側緣部提供特殊的應力分布，并且在將鉸鏈結構的外 緣連接到兩個構件的點，提供伴隨的應力減小，其中所述兩個構件例如 為封蓋主體和封蓋蓋體。盡管這種鉸鏈結構以提高的操作特性發(fā)揮作用， 但在一些應用，例如涉及大量打開和閉合循環(huán)的那些應用中，雙軸鉸鏈 結構(以及其它偏置式鉸鏈結構或雙穩(wěn)態(tài)快動鉸鏈結構)更可能出現(xiàn)失 效或斷裂。
據(jù)信在包括兩個或更多鉸鏈并包括具有至少一個寬端部的連接板的 快動鉸鏈結構中，沿連接板的側緣部以及在各鉸鏈終止的連接板拐角處， 應力較大和/或分布不均勻。這種鉸鏈結構的失效或斷裂典型地開始于鉸 鏈結構連接板的側緣部在各鉸鏈的端部與封蓋主體和/或蓋體連接的那些 區(qū)域。
因此，理想的是提供一種改進的快動式鉸鏈設計，其中鉸鏈結構中 的應力可更加細致地得到控制。尤其是，如果這種改進的設計能在鉸鏈 結構的各相對端部降低應力、或減小應力集中，將是有益的。
尤其理想的是提供這種鉸鏈結構其在連接封蓋主體和蓋體的雙軸 鉸鏈結構中，在兩個鉸鏈的每一個的相對兩端都降低了應力。
如果這種改進的鉸鏈結構設計可選地還可提供以下這種設計將是有 益的允許該鉸鏈結構為蓋體提供理想的打開和閉合的角度范圍。具有 這種能力的鉸鏈結構可提供特殊應用中所需的性能特征。
而且，如果這種改進的鉸鏈結構可被容易地結合在下述封蓋中將是 有益的，該封蓋適應高效、高品質(zhì)、大批量、并且產(chǎn)品不合格率低的制 造技術。
而且，這種改進的鉸鏈結構應該能有利地在各種傳統(tǒng)容器的封蓋中 應用，其中所述各種傳統(tǒng)容器具有各種傳統(tǒng)容器口 ，例如傳統(tǒng)的螺紋式 或搭扣式連接構造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種改進的鉸鏈結構，其可提供具有上述益處和特征中 的一個或更多的設計。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種被安裝到容器或被形成為容器的一體部分的
封蓋，所述封蓋具有將封蓋蓋體連接到封蓋基體或主體上的鉸鏈結構， 所述容器具有通向容器內(nèi)部的開口，容器內(nèi)部可儲存產(chǎn)品。
該容器基體或主體適于在所述開口處從所述容器延伸，并且限定 用于與所述開口相通的排出孔。
該蓋體能在封閉所迷排出孔的閉合位置和從所述排出孔間隔開的 打開位置之間移動。
該鉸鏈結構是連續(xù)的鉸鏈結構，與所述主體和蓋體成型成一體，包
括(a)連接板，所述連接板具有狹窄部分和至少一個較寬的端部，(b) 主體鉸鏈，所述主體鉸鏈沿所述連接板的一側將所述主體連接到所述連 接板，并具有至少一個端緣，以及(c)蓋體鉸鏈，所述蓋體鉸鏈沿所述 連接板的另一側將所述蓋體連接到所述連接板，并具有至少一個端緣。
特殊的應力消除凹部在鉸鏈的端緣處被形成在封蓋主體或蓋體上或 以上兩者上。優(yōu)選地，如果所述主體鉸鏈具有兩個端緣，那么應力消除 凹部至少被形成在主體上與主體鉸鏈的各端緣相鄰的部位。更優(yōu)選地， 蓋體也在蓋體鉸鏈的各端緣處包括應力消除凹部。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，在主體鉸鏈的各端緣處，主體側應力消除 凹部(1)沿從所述主體鉸鏈的側面遠離的方向延伸到所述主體中，(2) 沿側向遠離所述主體鉸鏈的所述一個端緣的方向從所述主體鉸鏈的端緣 遠離地延伸。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，在蓋體鉸鏈的各端緣處，所述蓋體側應力 消除凹部(1)沿從所述蓋體鉸鏈的側面遠離的方向延伸到所迷蓋體中， (2 )沿側向遠離所述蓋體鉸鏈的所述一個端緣的方向從所述蓋體鉸鏈的 端緣遠離地延伸。
在本發(fā)明的鉸鏈結構的優(yōu)選形式中，該鉸鏈結構是提供雙穩(wěn)態(tài)快速 動作的類型。
所迷鉸鏈結構的優(yōu)選形式包括在兩個較寬端部之間具有狹窄中心部 的連接板，所述兩個較寬端部各自限定側緣部。所述鉸鏈結構還包括弧 形的蓋體鉸鏈，所述蓋體鉸鏈將所述蓋體在所述連接板的側緣部之間沿 連接板的一側連接到所述連接板。所述鉸鏈結構包括弧形的主體鉸鏈， 所迷主體鉸鏈在所述連接板的側緣部之間沿連接板的另 一側將封蓋基體 或主體連接到所述連接板。所述連接板具有兩個間隔開的厚度減小區(qū)域。 所述厚度減小區(qū)域位于弧形鉸鏈之間，并且相對于弧形鉸鏈厚度減小。
各厚度減小區(qū)域延伸到所述連接板的側緣部之一。
根據(jù)本發(fā)明的以下詳細說明，并參照權利要求和附圖，本發(fā)明的眾 多其它優(yōu)點和特征將變得更加明顯。


在構成說明書的一部分的附圖中，所有圖中相同的附圖標記用于表 示相同的部件，
圖1是本發(fā)明第一實施例的鉸鏈結構的等軸測圖，其被結合在封蓋
中，該封蓋以與成型時一樣的打開位置表示；
圖2是圖1中由"見圖2"所指的虛線圓內(nèi)的區(qū)域的局部等軸測圖3是類似于圖2的圖，但圖3取自略微不同的視角；
圖4是圖3中所示的鉸鏈結構的局部俯視圖5是基本沿圖4中的5-5面截取的截面圖6是基本沿圖4中的6-6面截取的截面圖7是在閉合位置的封蓋的后視圖8是類似于圖3的圖，但圖8示出了鉸鏈結構的第二實施例； 圖9是圖8所示的第二實施例的鉸鏈結構的局部俯視圖； 圖IO是基本沿圖9中的10-10面截取的截面圖；以及 圖11是基本沿圖9中的11-11面截取的截面圖。
具體實施例方式
盡管本發(fā)明可以有許多不同形式的實施例，但本說明書和附圖僅公 開一些具體形式作為本發(fā)明的實例。本發(fā)明并不限于如此描述的實施例， 并且本發(fā)明的范圍將在所附權利要求中指出。
為了便于說明，從多個不同位置描述結合了本發(fā)明的鉸鏈結構的封 蓋，并且上、下、水平等術語參照這些位置使用。然而，應明白，該封 蓋可按除所述的這些之外的其它方向凈皮制造、存放和使用。
參照附圖，本發(fā)明鉸鏈結構的第一實施例被圖l-圖7示出，其被結 合在這些圖中總體用附圖標記40表示的封蓋中。封蓋40適合于設置在 容器(未示出)上，該容器可具有由頸部或其它合適的結構形成的傳統(tǒng) 的嘴或開口。
容器可按直立方向存放和使用，其中封蓋40在容器的頂部。該容器
還可以反向位置(未示出)正常存放。當以反向位置存放時，該容器將
封蓋40用作支撐基體。
盡管容器本身不構成本發(fā)明的最寬方面的一部分，然而，本質(zhì)上，
應該領會到，至少本發(fā)明的封蓋40的主體或基體部分可選地可供作為容 器頂部的一體部分或延伸部。然而，在所示的優(yōu)選實施例中，封蓋40是 獨立部件或單元(例如分配封蓋40)，其適合于可移除或不可移除地安 裝在先前制造的容器上，該容器具有通向容器內(nèi)部的開口。
所示出的優(yōu)選實施例的封蓋40適合于隨容器一起使用，該容器具有 開口，該開口提供通向容器內(nèi)部和其中所含的產(chǎn)品的通道。封蓋40可用 于分配許多材料，該材料包括但不限于粘度較低或高的液體、膏體、凝 膠體、懸浮液、混合物、護膚液等(例如組成食品、飲料、個人護理用 品、工業(yè)或家用清潔用品的材料或其它物質(zhì)的組合物(例如，用在包括 制造、商用或家用維護、建筑、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、軍事行動等活動中的組合 物))。
可使用封蓋40的容器典型地是可擠壓的容器，其具有柔性壁體或這 種壁體其可被使用者抓住并擠壓或壓縮以增加容器內(nèi)的內(nèi)部壓力，以 致將產(chǎn)品壓出容器并且經(jīng)過被打開的封蓋。這種柔性容器壁體典型地具 有足夠的固有彈性，使得當擠壓力被除去時，容器壁體回到其正常的無 應力形狀。在許多應用中優(yōu)選這種可擠壓的容器，但在其它應用中可能 不是必要的或優(yōu)選的。例如，在一些應用中，理想的是使用總體上剛硬 的容器，而在所選的時間用活塞或其它加壓系統(tǒng)使容器內(nèi)部增壓，或降 低外部環(huán)境壓力，從而將材料經(jīng)過打開的封蓋吸出。
目前可預期采用封蓋40的許多應用可方便地通過用一種合適的熱 塑性材料或多種材料成型封蓋40而實現(xiàn)。在所示出的優(yōu)選實施例中，該 封蓋可由合適的熱塑性材料成型，例如但不限于聚丙烯。
封蓋40包括用于被安裝到容器上的基體或主體50 (圖1)。該基體 或主體50包括裙邊52 (圖1)，該裙邊52具有傳統(tǒng)的內(nèi)搭扣式巻邊或 槽(未示出)或其它合適的機構，用于接合合適的匹配機構，例如容器 上的配對的巻邊或槽(未示出)，以便將封蓋基體或主體50固定到容器 上。封蓋基體或主體50可選地可包括具有內(nèi)螺紋的內(nèi)環(huán)形連接器壁體， 該內(nèi)螺紋用于接合容器上的外螺紋。通篇說明書中，術語"基體"和"主體" 將被可交替地使用。
在封蓋基體的裙邊52的頂部，封蓋基體50具有橫貫的面板56 (圖 1)，當封蓋40被安裝到容器上時，該面板56在容器的上部遠端上方延 伸。如圖l所示出的那樣，封蓋基體的面板56具有向上突出的管口 62， 該管口 62在容器頸部開口上方限定了排出孔。面板56典型地具有向下 延伸的環(huán)形內(nèi)密封結構(未示出)，該內(nèi)密封結構被抵著容器開口的內(nèi) 緣容納，從而在封蓋基體的面板56和容器之間提供了防漏密封。
封蓋40包括用鉸鏈結構80 (圖l和圖2)連接至基體50的蓋體70 (圖1)。蓋體70包括限定了周向端面84的周向裙邊82 (圖1)。當蓋 體70被閉合時，蓋體的周向端面84適合于接觸、或至少面對封蓋基體 50。優(yōu)選地，如圖l所示出的那樣，封蓋基體50限定了下凹到低于面板 56的主要部分的位置的周向的肩部86，并且當蓋體70閉合時，該下凹 的肩部86面對蓋體的裙邊82的周向端面84。
封蓋蓋體70包括橫貫的面板或蓋板88 (圖1)。環(huán)形構件90自蓋 體的蓋板88的下側延伸，當蓋體70閉合時，該環(huán)形構件90適合于容納 在封蓋基體的管口 62中并與管口 62的內(nèi)部密封地接合。
鉸鏈結構80被整體地成型為具有基體50和蓋體70的封蓋的一體部 分。成型封蓋的一種優(yōu)選材料是聚丙烯。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種材料能提供比較 堅固且耐用的封蓋。這種材料在具有所需的偏置力的鉸鏈結構80中發(fā)揮 作用，具有在使用者打開和閉合蓋體70時經(jīng)受由封蓋使用者施加的通常 負載的能力、以及適應較多次數(shù)的打開和閉合循環(huán)而不失效的能力。
如圖4所示出的那樣，鉸鏈結構80的優(yōu)選形式包括連接板100，該 連接板100在兩個較寬的側緣部或端部102之間具有中心的狹窄部分。 在所示的該優(yōu)選實施例中，當蓋體70打開時，兩個側緣部或端部102大 致或基本上平行。鉸鏈結構80包括美國專利No. 6，321，323中所公開的部 分基本特征，通過引用將其并入此處，只要不與此處的說明相矛盾。
如圖4所示，第一弧形鉸鏈或主體鉸鏈121在端部102之間沿連接 板100的一側將主體或基體50連接到連接板100。第二弧形鉸鏈或蓋體 鉸鏈122在端部102之間沿連接板100的另一側將蓋體70連接到連接板 100。如圖4所示，第一鉸鏈121落在一圓弧上，該圓弧與限定鄰接的封 蓋基體50的圓周部分的圓弧基本同心，第二鉸鏈122落在限定鄰接的蓋 體70的圓周部分的圓弧上。如圖3、 4和6所示，第一鉸鏈121位于封 蓋基體50側面的向上凸起的彎部，第二鉸鏈122位于封蓋蓋體70側面
的向上凹入的彎部。
在圖1-圖7所示的優(yōu)選實施例中，當蓋體70完全打開時，第一鉸鏈 121的內(nèi)表面具有特殊的構造。具體而言，參照圖4，第一鉸鏈121的內(nèi) 表面(當蓋體70完全打開時)具有限定在弧線128和另一弧線132之間 的彎曲的徑向表面。與鉸鏈121的基側鄰接地，具有限定在弧線128和 弧線126之間的徑向表面124?；【€126限定出徑向表面124和鄰接的基 體50上的肩部表面136之間的相接軌跡。弧線128限定出徑向表面124 和第一鉸鏈121的徑向表面之間的相接軌跡。弧線132限定出第一鉸鏈 121的徑向表面和鄰接的連接板IOO部分之間的相接軌跡。
在優(yōu)選的預期的商業(yè)實施例中，封蓋40由聚丙烯制成，徑向表面 124的半徑為0.01英寸，鉸鏈121的朝上的內(nèi)表面的半徑(如圖4所示) 為0.03英寸，連接板100的沿著線132的厚度為0.012英寸。
第二鉸鏈122具有與第一鉸鏈121的構造基本相同的構造，當然， 除了第二鉸鏈122被定向為相反的方向以將連接板100連接到蓋體70這 一點。當蓋體完全打開時(圖4)，第二鉸鏈122的內(nèi)表面具有限定在弧 線128A (圖4)和弧線132A (圖4)之間的彎曲的徑向表面。沿著第二 鉸鏈122的蓋體側，具有徑向表面124A(圖4)。徑向表面124A^皮限定 在弧線128A和弧線126A之間。
弧線126A限定了徑向表面124A和鄰接的蓋體70上的肩部136A之 間的相接軌跡?；【€128A限定了徑向表面124A和鄰接的第二鉸鏈122 的徑向表面之間的相接軌跡?；【€132A限定了第二鉸鏈122的徑向表面 和鄰接的連接板IOO部分之間的相接軌跡。
第二鉸鏈122優(yōu)選具有與第一鉸鏈121相同的構造和尺寸。因而， 表面124A的半徑和第二鉸鏈122的表面的半徑分別等于表面124的半徑 和第一鉸鏈121的表面的半徑。
參照圖2和3，當蓋體70完全打開時，沿連接板100的外部，各鉸 鏈121和122的外側(外部)表面上的徑向表面由附圖標記140表示。 在優(yōu)選的預期商業(yè)實施例中，徑向表面140的半徑為約0.012英寸，但在 鉸鏈的中心，半徑為0.010英寸，在各側緣部，半徑為0.015英寸，并且 從中心到兩個側緣部，半徑逐漸增大。
鉸鏈結構80借助形成在封蓋基體的裙邊52中的凹口 142而被容納 在封蓋基體50中(圖3 )。同樣，鉸鏈結構80通過形成在封蓋蓋體的裙邊82中的凹口 144而被容納在封蓋蓋體70中(圖3 )
優(yōu)選地，連接板100關于中心線135基本上對稱(圖4)。另一條線 137垂直于中心線135，并且穿過封蓋基體50和封蓋蓋體70的中心。線 137和鉸鏈121的交點與中心線135之間的距離，等于線137和鉸鏈122 的交點與中心線135之間的距離。
典型地，封蓋基體的裙邊52上的肩部86的最大外尺寸，比蓋體裙 邊82在面對肩部86的周向端面84處的相應最大外尺寸大大約0.01英寸。 因而，與蓋體70和基體50的中心之間的中點(在與線137的交叉線上) 相比，沿線137的鉸鏈結構80的中點略偏向蓋體70。
鉸鏈結構80的連接板100的中心部比兩端部102窄。鉸鏈結構80 的最寬部分出現(xiàn)在各側緣部或端部102。優(yōu)選地，兩個側緣部或端部102 的寬度相等。各側緣部或端部102的寬度的主要部分由線段102，限定(圖 4),當蓋體70處在完全打開位置時，該線段102，優(yōu)選限定直線緣部。 線段102，優(yōu)選相對鉸鏈結構80的縱長方向中心線135對稱地設置。在線 段102，的一端，第一鉸鏈121的端部由緣部102"限定，而在線段102，的 另一端，第二鉸鏈122的端部由緣部102A"限定。
徑向表面124的各端部由緣部102"，限定，并且徑向表面124A的各 端部由緣部102A"，限定。當蓋體70閉合時(圖7)，應力易于使連接板 100的各端部102的各端部線段102，略微彎曲。
在圖1-圖7所示的優(yōu)選實施例中，肩部136的寬度從鉸鏈結構80的 各端部向鉸鏈結構80的中部減小，在該中部，主體側的肩部136的寬度 變得很小，或者優(yōu)選基本消失。出現(xiàn)這種情況是因為提供了垂直定向的 抵接表面150(圖3和4)，用于當閉合或打開蓋體70時控制連接板100 的位置。在所示出的優(yōu)選實施例中，抵接表面150被成型為封蓋基體50 的一體部分。
抵接表面150從封蓋基體50向外突出。該封蓋基體50具有垂直定 向的壁部157 (圖3和圖4),各壁部157從凹口 142的一端延伸并與抵 接表面150會合。封蓋基體50還具有大致垂直定向的弧形表面158 (圖 4和圖5),該弧形表面158從肩部86的頂面延伸并超出垂直的抵接表 面150的頂部。該弧形表面158繞封蓋基體的面板56延伸，周向的肩部 86在抵接表面150的任一側從該弧形表面158向外突出。面板56的周緣 是圓的。也就是說，面板56的圓周在垂直表面158的頂部具有凸起的徑
向表面，該徑向表面限定在上部的圓形切線155和下部的圃形切線153 之間。
抵接表面150從表面158向外突出，如圖3所示。水平表面或壁架 162被限定在抵接表面150的頂部并且從弧形的垂直表面158突出。壁架 162的外緣(也就是頂緣)可以由小的凸起的徑向表面限定，該徑向表面 與垂直的抵接表面150會合。在當前預期的商業(yè)實施例中，該徑向表面 具有大約0.01英寸的半徑。
弧形的主體鉸鏈121從面板56向下間隔開，并從抵接表面150頂部 的壁架162向下間隔開，而且從封蓋基體的肩部表面86向下間隔開。
在鉸鏈結構80的區(qū)域中，封蓋基體的壁部52中的凹口 142沿其底 部由肩部136限定(圖4)，該肩部136的寬度朝向鉸鏈結構80的中心 減小。鄰近鉸鏈結構80的中心部，肩部表面136的寬度減小到接近于零， 因為突出的抵接表面150進一步向外突出到表面136中。
弧形的垂直表面158的半徑(在面板56的鄰近鉸鏈結構80的外緣 處)大于抵接表面150的外部的垂直表面的半徑。而且，肩部136的內(nèi) 徑和外徑都大于抵接表面150的外部的垂直表面的半徑。
抵接表面150優(yōu)選為弧形的垂直定向表面，該表面優(yōu)選相對于連接 板的端部102對稱地設置，使得抵接表面150自圓柱形表面158向外突 出到肩部136中。在所示的優(yōu)選實施例中，在鉸鏈結構80的中心線137 上，鄰接面150的特征是(1)向上延伸到基體的肩部表面86上方的高 度，(2)向下延伸到略低于第一鉸鏈121 (即，基體鉸鏈121)的肩部 136。
抵接表面150的頂部的壁架162下凹到低于基體面板56的上表面。 壁架162的高度被設置成，當蓋體70閉合時，蓋體的肩部表面136A(圖 4)不會干涉抵接表面的壁架162。
抵接表面150形成垂直定向的接界，當蓋體70被閉合和打開時，鉸 鏈的連接板100不能移動超出該接界。抵接表面150在蓋體70閉合和打 開時控制鉸鏈結構的連接板100的位置。優(yōu)選地，抵接表面150在沿鉸 鏈結構80的中心(在封蓋基體50和蓋體70的中心的中心線137上)的 位置具有一垂直高度，使得當蓋體完全閉合時，該抵接表面150與第二 鉸鏈122同高或比笫二鉸鏈122高。換句話說，在鉸鏈結構80的縱長方 向中心(中心線137上)，抵接表面150向上延伸高出鉸鏈121 —段距
離，該距離大于鉸鏈121和122之間的最短距離。
在蓋體70閉合或打開時，鉸鏈結構的連接板IOO與抵接表面150接 合，從而連接板100的位置受到控制，如美國專利No. 5,642,824中更詳 細地描述的那樣。通常，當蓋體70被部分閉合時，連接板100朝向并抵 靠著抵接表面150向里彎曲。抵接表面150應該優(yōu)選地鄰近連接板100 的中心部從第一鉸鏈121向第二鉸鏈122延伸(當蓋體被閉合時) 一距 離，該距離大于鉸鏈之間的最短距離的一半(如在連接板的端部102之 間的中心線137處測量)。然而，優(yōu)選地，當蓋體70被閉合時，在鉸鏈 結構80的中心線137處，抵接表面150—直延伸到并且略超出鉸鏈122, 目前據(jù)信這樣能提供最精確的控制。
根據(jù)特殊應用中所需的鉸鏈特性，在制造期間，突出的抵接表面150 的徑向延伸量可容易地改變。如果抵接表面150向外突出很大量，那么 在閉合過程中鉸鏈結構的連接板IOO會較早接觸抵接表面150。如果抵接 表面150的突出較少，那么在閉合過程中鉸鏈結構的連接板100會較晚 接觸抵接表面150，或者僅當蓋體基本100%閉合時才會接觸。
當?shù)纸颖砻?50進一步向外突出時，能使鉸鏈結構80的偏置動作較 大，從而較"猛烈"或有力地提供打開和閉合動作。當?shù)纸颖砻?50的突 出被減小時，可使偏置力較小，封蓋的打開和閉合動作將"比較溫和"。 而且，與抵接表面150向外突出較少量的情況相比，當?shù)纸颖砻?50進 一步向外突出時，蓋體70的完全打開位置相對封蓋基體50限定了較大 的打開角。
在目前預期的商業(yè)實施例中，對于一個典型尺寸的封蓋，抵接表面 150的半徑為0.553英寸，弧形表面158的直徑為約1.320英寸，其中抵 接表面150從弧形表面158突出。當蓋體處于如成型時那樣的完全打開 位置時，抵接表面150(在壁架表面162處)距由鉸鏈的連接板100的內(nèi) 表面所限定的成型分型線的高度為0.03英寸。相反，在預期的商業(yè)實施 例中，當蓋體70處在閉合位置時，第二鉸鏈122的最低部分(在鉸鏈的 連接板端部102之間的中心線137上)將比抵接表面的壁架162低0.005 英寸。因此，當蓋體70被閉合時，抵接表面150向上延伸得略超出蓋體 鉸鏈122的最低點。
抵接表面150在本發(fā)明的鉸鏈結構80中的結合不是本發(fā)明的必要部 分。本發(fā)明的鉸鏈結構可以采用下述其它鉸鏈結構其不采用抵接表面
150和/或在兩個間隔開的鉸鏈121和122之間采用固定的中心鉸鏈樞軸。 通常，在目前預期的商業(yè)實施例中，理想的是提供這種鉸鏈結構80:
其中當蓋體70處在完全閉合位置時，該鉸鏈結構80的應變不過大。這
使得當蓋體70被長期保持閉合在完全閉合位置時，鉸鏈結構80的快動
偏置能力變差(松)的趨勢最小化。
在替代方案中，當蓋體70處在完全閉合位置時，鉸鏈結構80會具
有較大的應變量，隨著時間的經(jīng)過，該應變可能導致封蓋材料有些蠕變
并隨之產(chǎn)生松弛。這將減小在蓋體打開和閉合期間鉸鏈結構所施加的偏
置力的量。
鉸鏈結構80的操作在美國專利No. 6,321,923中有詳細描述，至于結 構已在此說明。通常，當鉸鏈結構80從打開位置移動到閉合位置時(反 之亦然)，相對于中心線137處的鉸鏈121和122之間的距離的較小變 化，接近端部102的鉸鏈121和122之間的距離的變化會在最外的端部 102處引起明顯的張力或"伸展"。這造成鉸鏈結構80在完全打開和完全 閉合位置之間的任意位置不穩(wěn)定。這會形成具有固有偏置(當蓋體處在 完全打開和完全閉合位置之間時)的鉸鏈結構80。這促使鉸鏈結構80采 取兩個穩(wěn)定位置(完全打開或完全閉合)之一。
鉸鏈結構80中的伸展或張緊起到在鉸鏈結構內(nèi)產(chǎn)生臨時變形的作 用，當蓋體70被從完全打開位置和完全閉合位置之間的任意位置釋放時， 該臨時變形足以將蓋體70自動移向閉合位置或移向打開位置。如果當蓋 體開始接近完全閉合位置時被釋放，則蓋體將自動移到完全閉合位置。 另一方面，如果蓋體從接近于完全打開位置的初始位置被釋放，則蓋體 將自動移到完全打開位置。
應該認識到，附圖所示的封蓋的完全打開方位對應于初始的成型時 的位置。這一成型時的位置優(yōu)選具有被打開大約180°的基體和蓋體。一 旦蓋體70先被閉合，隨后蓋體70被打開且被無外力地保持，則鉸鏈結 構通常將蓋體70保持在"完全打開"位置，該完全打開位置具有略小于原 成型時的打開方位的大致180°打開角。
鉸鏈結構80優(yōu)選被構造成，沿連接板100的外側緣部或端部102提 供選擇的應力或特殊的應力分布。詳細地說，在一個任選構造中，發(fā)現(xiàn) 區(qū)域200處的連接板厚度的減小會增大鄰近區(qū)域200的各側緣部或端部 102的中點處的應力、以及順沿于該各側緣部或端部102的位置的應力。這使得連接板的端部102的緣部中連接到封蓋基體50和封蓋蓋體70的 部位的應力減小。鉸鏈結構80中最可能出現(xiàn)失效或斷裂的地方正是這些 連接部位。因此，鉸鏈結構80的這四個點的應力減小將降低鉸鏈結構80 失效的可能性。
在一個目前優(yōu)選的(但非必需的)鉸鏈結構80實施例中，連接板 100包括兩個間隔開的區(qū)域200 (圖4)，這兩個區(qū)域200在鉸鏈121和 122之間的連接板上限定出相比鉸鏈121和122減小的厚度。優(yōu)選地，各 區(qū)域200側向延伸到鄰近的連接板100側緣部或端部102。
在目前優(yōu)選的實施例中，連接板100在鉸鏈121和122之間具有基 本均勻的厚度，并且各厚度減小區(qū)域200使得連接板的厚度減小大約三 分之一。在圖1-圖7所示的優(yōu)選實施例中，連接板100的特征為具有(1) 面向封蓋基體和蓋體(當蓋體處在閉合位置時)的內(nèi)表面、以及(2)面 向與內(nèi)表面相反的方向的外表面。各厚度減小區(qū)域200被大體上呈梯形 的凹部限定在連接板內(nèi)表面上，該凹部具有沿側緣部102之一的邊。所 示優(yōu)選實施例中的凹部的深度大約為相鄰的連接板100的厚度均勻部分 的厚度的三分之一。預期在聚丙烯鉸鏈結構中，連接板的厚度大體均勻 的部分的厚度在0.010英寸到0.015英寸之間，優(yōu)選約為0.012英寸，厚 度減小區(qū)域200的厚度的優(yōu)選范圍至少為相鄰的連接板的厚度均勻部分 厚度的約1/2或更大。
如圖4中所看到的那樣，各區(qū)域200處的各梯形凹部包括兩個側壁 204，該兩個側壁204彼此平行或與相鄰鉸鏈121或122同心。如圖4所 示，厚度減小區(qū)域200的寬在一個端部上被端壁224限定，該端壁224 大體上平行于連接板的側緣部或端部102。凹部側壁204的上緣和凹部端 壁224的上緣優(yōu)選為與相鄰的連接板100上表面會合的凸面。凹部側壁 204和端壁224的底部優(yōu)選為與相鄰的凹部200的底部平坦表面會合的凹 面。這將起到下述作用減小連接板的側緣部或端部102內(nèi)側的各凹部 區(qū)域200周圍的連接板100內(nèi)的應力集中。
與厚度減小區(qū)域200相鄰的連接板側緣部或端部102的長度方向中 點處的實際應力，大于美國專利No. 5,642,824中所示的現(xiàn)有鉸鏈在連接 板緣部中點處的應力，其中該現(xiàn)有鉸鏈的連接板具有沿鉸鏈之間的緣部 基本均勻或者增大的厚度。在實施本發(fā)明的封蓋的優(yōu)選形式中，沿連接 板100的側緣部或端部102的應力在側緣部或端部102的長度方向中點處最大，并且應力從側緣部或端部102的中心部向外朝鉸鏈121和122 減小。各側緣部或端部102的中心處的較大應力使連接板100的端部102 與鉸鏈121和122連接的部位的應力減小。鉸鏈結構80的這四個點或區(qū) 域的應力減小使在這些點開始的鉸鏈失效的可能性最小化。
在替代構造(未示出)中，連接板100可還在該連接板的另一側(即， 在連接板100的外側)包括厚度減小的外部區(qū)域，并且這一厚度減小的 外部區(qū)域可具有與厚度減小區(qū)域200相同的構造，它們可一起保留在連 接板100的內(nèi)表面或凈皮一起省略。
應該認識到，厚度減小區(qū)域(如圖1-圖7所示的優(yōu)選第一實施例的 鉸鏈結構中的區(qū)域200)的形狀可被改變，以在沿鉸鏈連接板的側緣部或 端部產(chǎn)生所需的應力分布方面提供各種有效度。因此，這允許控制鉸鏈 結構的四個區(qū)域處的應力減小量，該四個區(qū)域是連接板的側緣部被連接 到鉸鏈的部位。當鉸鏈結構在正常操作中遭受應力時，例如當鉸鏈結構 被移動而遠離其初始的成型狀態(tài)時，應力減小尤其重要。
在又一方案(未示出)中，厚度減小區(qū)域200可被一起省略，并且 鉸鏈121和122端部處的應力集中可僅通過使用此后詳細描述的本發(fā)明 的新穎結構而被減小。然而，在優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的新穎結構與連 接板100中的厚度減小區(qū)域200的某些形式結合使用，優(yōu)選地如圖1-圖7 所示。
根據(jù)本發(fā)明，特殊的應力消除凹穴或應力消除凹部被設置在鉸鏈121 和122中的任一個或兩個的一個端部或兩個端部。優(yōu)選地，應力消除凹 部被設置在基體鉸鏈121和蓋體鉸鏈122兩者的各端緣。如圖3、 4和7 中所看到的那樣，封蓋基體或主體50的裙邊中的凹口 142容納連接板100 的一部分，并且封蓋蓋體的裙邊中的凹口 144容納連接板100的一部分。 在封蓋主體鉸鏈121的各端部(如圖7中所示)，封蓋主體50的凹口 142 限定一凹部，該凹部與封蓋主體鉸鏈121的端緣相鄰，并且沿側向遠離 封蓋主體鉸鏈121的端緣的方向延伸。而且，該凹部沿遠離主體鉸鏈121 的方向在主體50的裙邊52中向下延伸。具體而言，參照圖7，該凹部向 下延伸到基本水平的緣部260，并且該緣部260"低于"相鄰的主體鉸鏈121 的端部。
蓋體70的裙邊82中的凹口 144限定一鄰近蓋體鉸鏈122的各端部 的凹部。詳細地i兌，該蓋體凹部沿側向遠離蓋體鉸鏈122的端緣的方向遠離蓋體鉸鏈122的端緣延伸。該凹部還沿遠離蓋體鉸鏈122的側面的 方向在蓋體70的裙邊82中向上延伸。具體而言，參照圖7，該凹部在蓋 體鉸鏈122的各端部處的頂部由水平的上緣部270限定。該上緣部270"高 于"蓋體鉸鏈122的相鄰端部。
上述凹部(側向超出各鉸鏈端部并且還沿從各鉸鏈的側面遠離的方 向延伸)在鉸鏈的端部和封蓋的壁體部分之間形成空間。這會在封蓋中 經(jīng)常開始出現(xiàn)鉸鏈斷裂的壁體部分處緩和各鉸鏈端部的整個高度或廣度 范圍。
在蓋體70打開和閉合的過程中，鉸鏈121和122的幾何結構提供撓 曲和彎曲。因此，在打開和閉合過程中撓曲和彎曲的鉸鏈結構部分被設 置成，遠離那些在成型期間可能成為鋼模具的兩半體抵接的應力點或應 力區(qū)的區(qū)域。由于鉸鏈結構各端部處的凹部，鉸鏈端部向封蓋結構的其 余部分連接的連接部被設置得遠離模具半體的分型面，使得各鉸鏈端部 周圍的區(qū)域可被包含在模具半體之一 (例如，上模具半體或下模具半體) 中。因此，在封蓋成型期間，模具的兩半體不以可能產(chǎn)生不希望的應力 或應力集中的方式在鄰近鉸鏈端部的位置抵接。
在圖7所示的目前優(yōu)選的實施例方案中，各特征部的尺寸如下(1) 凹部下緣260比相鄰的主體鉸鏈121的端部低約0.020英寸，(2)凹部 的上緣270比相鄰的蓋體鉸鏈122的端部高約0.020英寸，(3)在各鉸 鏈121和122的各端部，鉸鏈端部和凹部或凹口 (主體50中的凹口 142 或蓋體70中的凹口 144)的外緣之間的側向距離為約0.042英寸(平行 于封蓋的開閉平面水平測得)。這種凹部尺寸將隨典型尺寸的聚丙烯封 蓋應用，該封蓋具有約IO毫米到IOO毫米之間的標稱外主體直徑。本發(fā) 明不限于具有這種凹部尺寸和封蓋尺寸的實施例。
圖8-圖ll示出了另一種封蓋，這種封蓋結合了不同形狀的本發(fā)明的 應力消除凹部。詳細地說，圖8-圖11中所示的封蓋包括封蓋主體50A和 蓋體70A。與第一實施例的凹口 142 (圖6)相比，封蓋基體的凹口 142A 進一步側向延伸，并且進一步向外傾斜。同樣，封蓋蓋體70A包括凹口 144A，與第一實施例的封蓋蓋體的凹口 144 (圖5)相比，凹口 144A進 一步側向延伸。
封蓋基體50A中的凹口 142A限定出一凹部，該凹部具有位于基體 50A中的下緣260A，該下緣260A在主體鉸鏈121A的端部處從主體鉸鏈121A的側面遠離。同樣，封蓋蓋體的凹口 144A限定一凹部，該凹部具 有位于蓋體70A中的上緣270A,該上緣270A在蓋體鉸鏈122A的端部 處從蓋體鉸鏈122A的側面遠離。封蓋的該替代實施例中的鉸鏈結構的其 余部分可與上述用于圖1_圖7所示第一實施例的鉸鏈結構的其余部分相 同。
在又一替代構造(未示出)中，鉸鏈結構可包括固定的單一中心軸 和兩個間隔開的三角形連接板。每一個這種三角形連接板被限定在主體 鉸鏈和蓋體鉸鏈之間，并可位于中心軸的端部且定向成連接板的頂點處 于軸端。每一個這種連接板可具有與固定軸上的頂點相對的側向端緣。 每一個這種連接板還可具有鄰近側向端緣的厚度減小區(qū)域。可為這種鉸 鏈結構設置一個或多個上述創(chuàng)造性的應力消除凹部。
典型地，鉸鏈結構最初被成型為完全打開的狀態(tài)。即，當這種鉸鏈 結構最初被成型為封蓋的一部分時，該封蓋被成型為具有初始打開狀態(tài) 下的蓋體。成型之后，封蓋鉸鏈結構基本上無應力。當鉸鏈結構被移動 而遠離其初始成型的打開狀態(tài)時(例如，當封蓋蓋體被移動而遠離打開 狀悉朝向閉合狀態(tài)時)，在鉸鏈結構內(nèi)形成應力。鉸鏈結構中的應力在"過 中心，，點(即，在閉合位置和打開位置的中間位置)達到最大值。當蓋 體被移動到完全閉合位置時，封蓋鉸鏈結構中的應力稍微減小，但鉸鏈 結構保持在足夠應力下以使蓋體偏置到并保持在閉合位置。正是在封蓋 蓋體遠離完全打開位置而朝向閉合位置運動期間，增大的應力可造成鉸 鏈失效。因為本發(fā)明減小了兩個鉸鏈的端部周圍的四個區(qū)域處的鉸鏈操 作應力，所以該鉸鏈結構可被"&計成適應許多次的打開和閉合循環(huán)而不 失效，和/或可用較少的材料和/或較廉價但強度較小的材料進行設計。
因此，應明白本發(fā)明提供具有改進的鉸鏈結構的封蓋，其尤其適合 于這種用途，即，當蓋體移動到閉合位置和從閉合位置移動時，希望蓋 體以快動式運動操作。
當封蓋蓋體處在閉合位置時，鉸鏈結構從封蓋的后面最小地突出。 這與使用傳統(tǒng)容器產(chǎn)品灌裝線中所用的高速封蓋加裝機械兼容。這允許 封蓋與以高速生產(chǎn)線處理的容器一起使用。
應該認識到本發(fā)明的封蓋包括可與多軸雙穩(wěn)態(tài)鉸鏈結構或單固定軸 雙穩(wěn)態(tài)鉸鏈結構連接的基體和蓋體。鉸鏈結構的連接板可選地包括厚度 減小區(qū)域，并且鉸鏈結構可選地包括協(xié)同接合的抵接表面，該抵接表面
可被設計成提供小的或大的偏置力和小的或大的蓋體打開角。 還應該認識到，封蓋可設有各種分配通道結構。
根據(jù)前面對本發(fā)明的詳細說明及其圖示，將很容易發(fā)現(xiàn)，在不脫離 本發(fā)明的新穎構思或原理的主旨和范圍的情況下，可以有許多其它變型 和修改。
權利要求
1.一種用于容器的封蓋，所述容器具有開口，該開口通向可儲存產(chǎn)品的容器內(nèi)部，所述封蓋包括(A)主體，在所述開口處從所述容器延伸，并且限定用于與所述開口相通的排出孔；(B)蓋體，能在封閉所述排出孔的閉合位置和從所述排出孔間隔開的打開位置之間移動；(C)連續(xù)的鉸鏈結構，與所述主體和蓋體成型成一體，包括(a)連接板，所述連接板具有狹窄部分和至少一個較寬的端部，(b)主體鉸鏈，所述主體鉸鏈沿所述連接板的一側將所述主體連接到所述連接板，并具有至少一個端緣，以及(c)蓋體鉸鏈，所述蓋體鉸鏈沿所述連接板的另一側將所述蓋體連接到所述連接板，并具有至少一個端緣；其中所述封蓋進一步包括下列特征部中的一個或兩個(1)主體側應力消除凹部，所述主體側應力消除凹部在所述主體鉸鏈的一個端緣處形成在主體上，所述主體側應力消除凹部(1)沿從所述主體鉸鏈的側面遠離的方向延伸到所述主體中，(2)沿側向遠離所述主體鉸鏈的所述一個端緣的方向從所述主體鉸鏈的端緣遠離地延伸；以及(2)蓋體側應力消除凹部，蓋體側應力消除凹部在所述蓋體鉸鏈的一個端緣處形成在蓋體上，所述蓋體側應力消除凹部(1)沿從所述蓋體鉸鏈的側面遠離的方向延伸到所述蓋體中，(2)沿側向遠離所述蓋體鉸鏈的所述一個端緣的方向從所述蓋體鉸鏈的端緣遠離地延伸。
2. 如權利要求1所述的封蓋，其中所述主體鉸鏈和蓋體鉸鏈各自沿 所述連接板在兩個相對端緣之間延伸。
3. 如權利要求1所述的封蓋，其中， 所迷連接板的一個較寬的端部限定出側緣部；當所述鉸鏈結構完全打開時，連接板的側緣部的主要部分由基本直 的線段限定；在所述連接板的一個側面上，鄰近連接板的側緣部形成有厚度減小 區(qū)域。
4. 如權利要求1所述的封蓋，其中所述封蓋由聚丙烯和聚乙烯組成 的材料組中的一種材料成型。
5. 如權利要求1所述的封蓋，其中所述基體和蓋體各自具有外壁，所述外壁限定用于容納所述連接板 的凹口 ；各應力消除凹部是所述凹口的一部分。
6. 如權利要求1所述的封蓋，其中 當所述蓋體處在打開位置時，各鉸鏈限定出徑向表面； 所述鉸鏈結構包括鄰近于各鉸鏈的徑向表面的徑向表面。
7. 如權利要求1所述的封蓋，其中所述連接板無孔。
8. 如權利要求1所述的封蓋，其中所述連接板具有(1)當所述蓋體 處在所述閉合位置時面向所述基體和蓋體的內(nèi)表面，以及(2)面向與所 述內(nèi)表面相反的方向的外表面。
9. 如權利要求1所迷的封蓋，其中所述封蓋是分配封蓋，其中所述 主體在所述容器的開口周圍從所述容器分離，但被可松開地裝接到容器 上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于容器開口的封蓋(40)。該封蓋(40)包括安裝到容器上的主體(50)和能在閉合位置和打開位置之間移動的蓋體(70)。蓋體(70)和主體(50)由在兩個鉸鏈(121、122)之間具有連接板(100)的雙穩(wěn)態(tài)快動式鉸鏈結構(80)連接。應力消除凹部(部分由緣部(260、270；260A、270A)限定)被設置在主體鉸鏈(121)或蓋體鉸鏈(122)中的一個或兩個的端緣(102”、102A”)處。
文檔編號B65D43/14GK101341077SQ200680048230
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月6日 優(yōu)先權日2005年12月21日
發(fā)明者C·M·布倫達爾, S·L·貝爾克 申請人:西奎斯特封閉件外國公司