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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-23
(45)【発行日】2023-07-03
(54)【発明の名称】キャップ付き容器
(51)【国際特許分類】
B65D 41/04 20060101AFI20230626BHJP
【ＦＩ】
B65D41/04 100
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2019026504
(22)【出願日】2019-02-18
(65)【公開番号】P2020132203
(43)【公開日】2020-08-31
【審査請求日】2022-01-17
(73)【特許権者】
【識別番号】000190068
【氏名又は名称】伸晃化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145403
【弁理士】
【氏名又は名称】山尾 憲人
(74)【代理人】
【識別番号】100112911
【弁理士】
【氏名又は名称】中野 晴夫
(72)【発明者】
【氏名】上坊寺 貴大
(72)【発明者】
【氏名】土井 淳史
【審査官】家城 雅美
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２２４３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－２５９９４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３２４１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１２６３０９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第３５０３５３４（ＵＳ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１６１２４７（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｄ ３９／００－５５／１６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャップに設けられたスクリュー状の内ネジと、容器に設けたスクリュー状の外ネジとを噛み合わせてキャップと容器とを固定するキャップ付き容器において、前記容器の外ネジはｎ条テーパネジ（ただしｎ≧２）であり、
前記外ネジのネジ部高さｈ、合計かかり巻数Ｑ、およびピッチＰは、
ｈ＝Ｑ・Ｐ
の関係にあり、
前記外ネジと前記内ネジとのかかり幅の水平成分ｆ、ネジかかり距離Ｂ、およびフランク角γは、
ｆ＝Ｂ・ｃｏｓγ
の関係にあり、
前記外ネジの条数ｎ、合計かかり巻数Ｑ、および前記キャップの必要回転数ｘは、
ｎ＝ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の係数
の関係にあることを特徴とするキャップ付き容器。
【請求項2】
前記外ネジと前記内ネジとの単位ネジあたりのかかり巻数ｑは、ｑ＝Ｑ／ｎ
で表されることを特徴とする請求項１に記載のキャップ付き容器。
【請求項3】
前記外ネジのリードＬは、Ｌ＝Ｐ・ｎ
で表されることを特徴とする請求項１に記載のキャップ付き容器。
【請求項4】
前記キャップが１回転した場合の、回転軸に垂直な方向のネジの移動距離ｅは、ｅ＝ｆ／ｘ
で表されることを特徴とする請求項１に記載のキャップ付き容器。
【請求項5】
前記外ネジのリード角αは、α＝Ａｒｃｔａｎ（Ｌ／（π・ｄ））
ｄは前記外ネジのテーパ部の台形円錐の底面直径
πは円周率
で表されることを特徴とする請求項３に記載のキャップ付き容器。
【請求項6】
前記テーパネジの勾配角θは、θ＝Ａｒｃｔａｎ（ｆ／（Ｌ・ｘ））
Ｌは外ネジのリード
で表されることを特徴とする請求項３に記載のキャップ付き容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、キャップ付き容器に関し、特に、多条テーパネジを備えたキャップ付き容器に関する。
【背景技術】
【0002】
キャップに設けられたスクリュー状の内ネジと、容器に設けたスクリュー状の外ネジとを噛み合わせてキャップで容器を閉栓するキャップ付き容器において、キャップを少ない回転数で開閉できるように、容器の口部をテーパ形状にし、テーパネジで脱着を行うキャップ付き容器が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このようなテーパネジでは、容器の開口部の側壁が平行な平行ネジに比較して、外ネジと内ネジを接触させるまでに、ネジを数段飛ばすことができ、外ネジと内ネジを接触させてから容器を開栓／閉栓するまでのキャップの回転数を少なくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００４－２２４３６７号公報
【文献】特開２００４－３３１２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、１条テーパネジは、送り距離によって、外ネジと内ネジが接触するネジのかかり幅が異なり、噛み合わせ初期におけるネジのかかり幅は平行ネジに比べて小さいため、容器に対してキャップが傾いて固定されて、キャップの裏面と容器の開口部が均一に接触せず、気密性が低下し、また美観が悪くなるという問題があった。
【0005】
また、１条ネジを多条ネジに置き換えるだけでは、容器に対するキャップの傾きは防止できるが、一方で、回転軸に垂直な面とネジの旋回方向との間のリード角αが大きくなり、斜面の原理によって力の伝達効率が悪くなり、特に、キャップや容器が樹脂材料から形成される場合は、弾性等でキャップが緩みやすくなる。
【0006】
一方、リード角αが大きくなるほど、キャップの開閉に必要なキャップの回転数ｘが小さくなり、キャップが開けやすくなる。例えば、１条テーパネジを多条ネジに置き換えずに、リード角αを小さくしたまま、開閉に必要な回転数ｘを小さくするには、ネジ部テーパの勾配角θを大きくすればよい。しかしながら、容器の設計上、勾配角θの大きさには上限があり、勾配角θが設計値の上限を超える場合は、当然１条ネジを採用できない。特に、回転数ｘを、キャップを持ち替えずに開栓でき、開けやすいとされる０．５回転以下にしようとすると、勾配角θは大きくなり、最もリード角αを小さくできる１条ネジの採用は難しくなる。このようにリード角αと勾配角θとは、互いにトレードオフの関係にあり、最適なリード角αと勾配角θを決定するのは困難であった。
【0007】
これに対して、１条ネジを多条ネジに置き換えた場合であっても、容器を開閉するまでのキャップの回転数を減らしつつ、キャップの傾きを防止できるとともに、キャップの緩みも防止できること、特に、リード角αと勾配角θとを関係づける数式を用いることで、容器の重要な設計要因であるリード角αをある程度犠牲にしつつ、開けやすくかつ緩みにくい容器を設計できること、を見出し、本発明を完成した。
【0008】
即ち、本発明は、キャップの開閉が容易で、かつ気密性の高いキャップ付き容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の１つの態様は、
キャップに設けられたスクリュー状の内ネジと、容器に設けたスクリュー状の外ネジとを噛み合わせてキャップと容器とを固定するキャップ付き容器において、
前記容器の外ネジはｎ条テーパネジ（ただしｎ≧２）であることを特徴とするキャップ付き容器である。
キャップに設けられたスクリュー状の内ネジと、容器に設けたスクリュー状の外ネジとを噛み合わせてキャップと容器とを固定するキャップ付き容器において、
前記容器の外ネジはｎ条テーパネジ（ただしｎ≧２）であることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0010】
本発明の他の態様は、
前記外ネジのネジ部高さｈ、合計かかり巻数Ｑ、およびピッチＰは、
ｈ＝Ｑ・Ｐ
の関係にあり、
前記外ネジと前記内ネジとのかかり幅の水平成分ｆ、ネジかかり距離Ｂ、およびフランク角γは、
ｆ＝Ｂ・ｃｏｓγ
の関係にあり、
前記外ネジの条数ｎ、合計かかり巻数Ｑ、および前記キャップの必要回転数ｘは、
ｎ＝ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の係数
の関係にあることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記外ネジのネジ部高さｈ、合計かかり巻数Ｑ、およびピッチＰは、
ｈ＝Ｑ・Ｐ
の関係にあり、
前記外ネジと前記内ネジとのかかり幅の水平成分ｆ、ネジかかり距離Ｂ、およびフランク角γは、
ｆ＝Ｂ・ｃｏｓγ
の関係にあり、
前記外ネジの条数ｎ、合計かかり巻数Ｑ、および前記キャップの必要回転数ｘは、
ｎ＝ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）
ただし、ｋは０＜ｋ＜１の係数
の関係にあることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0011】
本発明の他の態様は、
前記外ネジと前記内ネジとの単位ネジあたりのかかり巻数ｑは、
ｑ＝Ｑ／ｎ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記外ネジと前記内ネジとの単位ネジあたりのかかり巻数ｑは、
ｑ＝Ｑ／ｎ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0012】
本発明の他の態様は、
前記外ネジのリードＬは、
Ｌ＝Ｐ・ｎ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記外ネジのリードＬは、
Ｌ＝Ｐ・ｎ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0013】
本発明の他の態様は、
前記キャップが１回転した場合の、回転軸に垂直な方向のネジの移動距離ｅは、
ｅ＝ｆ／ｘ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記キャップが１回転した場合の、回転軸に垂直な方向のネジの移動距離ｅは、
ｅ＝ｆ／ｘ
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0014】
本発明の他の態様は、
前記外ネジのリード角αは、
α＝Ａｒｃｔａｎ（Ｌ／（π・ｄ））
ｄは前記外ネジのテーパ部の台形円錐の底面直径
πは円周率
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記外ネジのリード角αは、
α＝Ａｒｃｔａｎ（Ｌ／（π・ｄ））
ｄは前記外ネジのテーパ部の台形円錐の底面直径
πは円周率
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
【0015】
本発明の他の態様は、
前記テーパネジの勾配角θは、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（ｆ／（Ｌ・ｘ））
Ｌは外ネジのリード
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
前記テーパネジの勾配角θは、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（ｆ／（Ｌ・ｘ））
Ｌは外ネジのリード
で表されることを特徴とするキャップ付き容器である。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、容器を開閉するのに必要なキャップの回転数を減らし容器の開閉を容易にできると共に、キャップの傾きや緩みのない気密性の高いキャップ付き容器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器を示す。
【図2】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器の容器を示す。
【図3】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器のキャップを示す。
【図4】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器の一部の拡大断面図である。
【図5】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器の上部を示す。
【図6】本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器の一部の拡大断面図である。
【図7】テーパネジと平行ネジの比較を示す断面図である。
【図8】テーパネジと平行ネジの比較を示す断面図である。
【図9】テーパネジと平行ネジの比較を示す断面図である。
【図10】１条テーパネジのキャップ付き容器の閉栓状況を示す。
【図11】１条テーパネジのキャップ付き容器の閉栓状況を示す。
【図12】１条テーパネジのキャップ付き容器の閉栓状況を示す。
【図13】キャップ付き容器の保持時間と透湿量との関係を示す。
【図14】キャップ付き容器の保持時間と開栓トルクとの関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を断面で表した正面図である。キャップ付き容器１００は、キャップ１０と容器２０からなる。図１中、Ｙ軸方向は容器２０の中心軸方向であり、Ｙ軸と直交するＸ軸は容器２０の底面に平行な方向である。
【0019】
図２はキャップ付き容器１００の容器２０であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を断面で表した正面図を示す。容器２０は、例えば高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から形成され、上部に開口部２３が設けられている。また容器２０の上部は側面がテーパ状のテーパ部２５を有し、開口部２３に向かってＹ軸に垂直な方向の断面積が小さくなる。テーパ部２５にはスクリュー状の外ネジ２１が設けられている。図２（ａ）から分かるように、外ネジ２１は、Ｙ軸を中心に回転対称に配置された２条ネジからなる。テーパ部２５には、キャップ１０の傾きを防止する傾き止め部２７が設けられている。
【0020】
このように、２条ネジ構造では、２つのネジが、Ｙ軸を中心に回転対称に配置されるため、容器２０にキャップ１０を被せた場合の、キャップ１０の傾きを防止できる。
【0021】
ここでは２条ネジについて説明するが、ネジの条数ｎは複数であれば良く、例えば２以上で４以下の整数、好適には２である。
【0022】
図３はキャップ付き容器１００のキャップ１０であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は一部を断面で表した正面図、（ｃ）は底面図を示す。キャップ１０の周囲には、滑り止めのためにローレットが設けられているが、ローレットは他の形状でも良く、またローレットは無い場合もある。キャップ１０は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）から形成される。（ｂ）に示すように、キャップ１０の内側には、容器２０の外ネジ２１と噛み合う、スクリュー状の内ネジ１１が設けられている。また、キャップ１０の裏にはパッキン３０が設けられている。
【0023】
図４は、キャップ付き容器１００のテーパ部２５近傍の部分断面図である。キャップ１０を容器２０に締め込んだ状態では、容器２０の上端、即ち開口部２３の周囲が、キャップ１０の裏面に配置されたパッキン３０に押しつけられた状態で固定される。これにより、キャップ付き容器１００が閉栓される。
【0024】
キャップ付き容器１００の外ネジ２１は、Ｙ軸を中心に回転対称に配置された２つのネジ（第１ネジ、第２ネジ）からなる２条ネジであり、図４において、ネジ２１ａは第１ネジであり、ネジ２１ｂは第２ネジとなる。ここで、Ｙ軸方向に見た場合の、隣り合ったネジの間隔をピッチＰ、隣り合った第１ネジ同士（または第２ネジ同士）の間隔をリードＬと呼ぶ。リードＬは、キャップ１０を１回転した場合の、Ｙ軸方向のキャップ１０の移動距離（送り距離）に相当する。リードＬとピッチＰの関係は、
Ｐ＝Ｌ／ｎ......（１）
となる（ｎは条数）。
Ｐ＝Ｌ／ｎ......（１）
となる（ｎは条数）。
【0025】
【0026】
次に、図６を用いて、本発明の実施の形態にかかるキャップ付き容器１００、特に、ネジの形状について詳しく述べる。図６はキャップ付き容器１００のテーパ部２５の拡大断面図であり、図４を更に拡大したものである。
【0027】
【0028】
Ｐ：ピッチ。Ｙ軸方向に見た場合の、隣り合ったネジの間隔。
Ｌ：リード。Ｙ軸方向に見た場合の、同一ネジ同士の間隔。キャップを１回転した場合の送り距離。
θ：テーパ部２５の、Ｙ軸方向からの勾配。
γ：外ネジのフランク角。
Ｂ：内ネジと外ネジのかかり距離（曲線（Ｒ）部分を含む）。
ｆ：かかり幅の水平成分（Ｘ軸成分）。
ｅ：キャップが１回転した場合の、Ｘ軸方向（回転軸に垂直な方向）のネジの移動距離。
Ｌ：リード。Ｙ軸方向に見た場合の、同一ネジ同士の間隔。キャップを１回転した場合の送り距離。
θ：テーパ部２５の、Ｙ軸方向からの勾配。
γ：外ネジのフランク角。
Ｂ：内ネジと外ネジのかかり距離（曲線（Ｒ）部分を含む）。
ｆ：かかり幅の水平成分（Ｘ軸成分）。
ｅ：キャップが１回転した場合の、Ｘ軸方向（回転軸に垂直な方向）のネジの移動距離。
【0029】
なお、フランク角γは、好ましくは０°より大きく３０°未満（０＜γ＜３０）、より好ましくは５°より大きく２０°未満（５＜γ＜２０）である。また、ネジかかり距離Ｂは、好ましくは０．１ｍｍより大きく２．０ｍｍ未満、より好ましくは０．４ｍｍより大きく１．０ｍｍ未満である。
【0030】
ここで、キャップ付き容器１００が締め切った状態から、キャップ１０を廻して開く場合について考える。上述のように、テーパネジでは、キャップ１０を１回転させると、Ｘ軸方向にｅだけ、外ネジ２１と内ネジ１１の間隔が大きくなる。図６に示すように、外ネジ２１と内ネジ１１の、Ｘ軸方向のかかり幅がｆなので、キャップ１０を開放するのに必要なキャップ１０の回転数（必要回転数）をｘとすると、
ｘ＝ｆ／ｅ......（２）
となる。即ち、ｆ／ｅ周より多くキャップ１０を回転することにより、外ネジ２１と内ネジ１１のかかりが無くなり、キャップ１０を外すことができる。
ｘ＝ｆ／ｅ......（２）
となる。即ち、ｆ／ｅ周より多くキャップ１０を回転することにより、外ネジ２１と内ネジ１１のかかりが無くなり、キャップ１０を外すことができる。
【0031】
ここで、ネジの設計値を見ると、図６より、
ｅ＝Ｌ・ｔａｎθ......（３）
ｆ＝Ｂ・ｃｏｓγ......（４）
となるため、（３）、（４）を（２）に代入すると、
ｘ＝（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｔａｎθ）......（５）
となる。
ｅ＝Ｌ・ｔａｎθ......（３）
ｆ＝Ｂ・ｃｏｓγ......（４）
となるため、（３）、（４）を（２）に代入すると、
ｘ＝（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｔａｎθ）......（５）
となる。
【0032】
ここで、平行ネジを考えた場合、回転数ｘと単位ネジかかり巻き数ｑは等しくなるため、
ｘ＝ｑ......（６）
となる。
ｘ＝ｑ......（６）
となる。
【0033】
【0034】
（６）’に（５）を代入すると、
（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｔａｎθ）＜ｑ......（７）
を得られる。
（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｔａｎθ）＜ｑ......（７）
を得られる。
【0035】
また、ｎ条ネジにおいて、ネジの総かかり巻数（各ネジのかかり巻数の合計）をＱとした場合、
ｑ＝Ｑ／ｎ......（８）
となる。
式（６）’に式（８）を代入すると、
ｆｌｏｏｒ（Ｑ／ｘ）＞ｎ......（９）
の関係が得られる。例えば、平行ネジにおいて、ネジの総かかり巻数Ｑが３巻き、開栓に必要な回転数ｘが０．５回転の条件を満たす条数ｎは６となる。なお、ｆｌｏｏｒは床関数を表し、例えば、実数ｒに対して、ｆｌｏｏｒ（ｒ）はｒ以下の最大の整数を表す。
ｑ＝Ｑ／ｎ......（８）
となる。
式（６）’に式（８）を代入すると、
ｆｌｏｏｒ（Ｑ／ｘ）＞ｎ......（９）
の関係が得られる。例えば、平行ネジにおいて、ネジの総かかり巻数Ｑが３巻き、開栓に必要な回転数ｘが０．５回転の条件を満たす条数ｎは６となる。なお、ｆｌｏｏｒは床関数を表し、例えば、実数ｒに対して、ｆｌｏｏｒ（ｒ）はｒ以下の最大の整数を表す。
【0036】
式（９）は、係数ｋ（０＜ｋ＜１）を用いると、等式：
ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）＝ｎ......（９）’
で表わすこともできる。（９）’より、
ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）＝ｎ......（９）’
で表わすこともできる。（９）’より、
【0037】
なお、条数ｎは２≦ｎ≦４の範囲が好ましく、好適には２である。
【0038】
このように、必要回転数ｘ、ネジの総かかり巻数Ｑ、および係数ｋを設定すれば、式（９）’を用いて条数ｎを算出することができる。なお、係数ｋが１に近づくほど平行ネジの条件に近づく。従って、係数ｋが０に近づくほど、テーパネジの効果が発揮でき、総かかり巻き数／必要回転数の値は高くなる。
【0039】
ここで、リード角αおよび勾配角θの関係について説明する。
まず、リード角αについて説明すると、一般的にネジは斜面の原理によってリード角αが低い方がＹ軸方向の力の伝達効率が良くなり、ネジ付き容器についてはリード角αが小さい方が少ない締めトルクで気密性を担保できるようになる。
まず、リード角αについて説明すると、一般的にネジは斜面の原理によってリード角αが低い方がＹ軸方向の力の伝達効率が良くなり、ネジ付き容器についてはリード角αが小さい方が少ない締めトルクで気密性を担保できるようになる。
【0040】
リード角αは、上述のリードＬ、テーパ部２５の底面の直径（台形円錐の底面の直径）ｄを用いて、
Ｌ＝π・ｄ・ｔａｎα......（１０）
で表される。
Ｌ＝π・ｄ・ｔａｎα......（１０）
で表される。
【0041】
（１）を変形すると
Ｌ＝Ｐ・ｎ......（１１）
となるため、（１０）を（１１）に代入すると
Ｐ・ｎ＝π・ｄ・ｔａｎα
となり、即ち、
ｎ＝（π・ｄ・ｔａｎα）／Ｐ......（１２）
となる。
Ｌ＝Ｐ・ｎ......（１１）
となるため、（１０）を（１１）に代入すると
Ｐ・ｎ＝π・ｄ・ｔａｎα
となり、即ち、
ｎ＝（π・ｄ・ｔａｎα）／Ｐ......（１２）
となる。
【0042】
さらに（１２）に（９）’を代入すると
ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）＝（π・ｄ・ｔａｎα）／Ｐ
となり、即ち、
α＝Ａｒｃｔａｎ（ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）・Ｐ）／（π・ｄ）......（１３）
となる。
ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）＝（π・ｄ・ｔａｎα）／Ｐ
となり、即ち、
α＝Ａｒｃｔａｎ（ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）・Ｐ）／（π・ｄ）......（１３）
となる。
【0043】
例えば、ネジの総かかり巻数Ｑが３巻き、開栓に必要な回転数ｘが０．５回転、ピッチＰが２．０ｍｍ、底面直径ｄが４０．０ｍｍの条件を満たすリード角αは、式（１３）から、
・ｋ＝１の場合
α＝５．４６°（ｎ＝６）
・ｋ＝０．４の場合
α＝１．８２°（ｎ＝２）
となる。即ち、条数ｎが３分の１になるので、リード角αは３分の１になる。
・ｋ＝１の場合
α＝５．４６°（ｎ＝６）
・ｋ＝０．４の場合
α＝１．８２°（ｎ＝２）
となる。即ち、条数ｎが３分の１になるので、リード角αは３分の１になる。
【0044】
なお、底面直径ｄが８０．０ｍｍの場合は、ｋ＝０．４の条件において、
α＝０．９１°（ｎ＝２）
となる。即ち、直径の比が１：２なので、リード角αは２分の１になる。
α＝０．９１°（ｎ＝２）
となる。即ち、直径の比が１：２なので、リード角αは２分の１になる。
【0045】
なお、リード角αは、例えば０．４°＜α＜２０．０°の範囲であり、好適には０．９°＜α＜１０．０°の範囲である。
【0046】
ただし、リード角αが大きくなるほど、キャップ１０を廻してネジを締め付ける際に発生する締付け力（軸力）は小さくなる。
【0047】
次に、勾配角θについて説明すると、式（５）にあるように、勾配角θが大きくなれば、キャップを開放するのに必要なキャップの回転数（必要回転数）が少なくなり、容器に接続するキャップの開閉が容易となる。
【0048】
（５）を変形すると、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｘ））......（１４）
となる。（１３）に（８）を代入すると、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｐ・ｎ・ｘ））......（１５）
となる。
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｌ・ｘ））......（１４）
となる。（１３）に（８）を代入すると、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｐ・ｎ・ｘ））......（１５）
となる。
【0049】
（１４）の式に（５）”を代入すると、
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｐ・ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）・ｘ）......（１６）
となる。
θ＝Ａｒｃｔａｎ（（Ｂ・ｃｏｓγ）／（Ｐ・ｆｌｏｏｒ（（Ｑ／ｘ）・ｋ）・ｘ）......（１６）
となる。
【0050】
例えば、ネジの総かかり巻数Ｑが３巻き、開栓に必要な回転数ｘが０．５回転、ピッチＰが２．０ｍｍ、フランク角γが１５°、ネジかかり距離Ｂが０．７ｍｍの条件を満たす勾配角θは、式（１６）から、
・ｋ＝１の場合
θ＝６．４２°（ｎ＝６）
・ｋ＝０．４の場合
θ＝１８．６７°（ｎ＝２）
となる。即ち、条数ｎが３分の１になるので、勾配角θは約３倍になる。
・ｋ＝１の場合
θ＝６．４２°（ｎ＝６）
・ｋ＝０．４の場合
θ＝１８．６７°（ｎ＝２）
となる。即ち、条数ｎが３分の１になるので、勾配角θは約３倍になる。
【0051】
なお、底面直径ｄが８０．０ｍｍの場合は、ｋ＝０．４の条件において、
θ＝１８．６７°（ｎ＝２）
となる。底面直径ｄが変わっても勾配角θは変わらない。
θ＝１８．６７°（ｎ＝２）
となる。底面直径ｄが変わっても勾配角θは変わらない。
【0052】
なお、勾配角θは、例えば５°＜θ＜４５°の範囲であり、好適には１５°＜θ＜２５°の範囲である。
【0053】
また、台形円錐の上面直径ｄ２は、
ｄ２＝ｄ－（２・ｅ・ｑ）
で表される。
ｄ２＝ｄ－（２・ｅ・ｑ）
で表される。
【0054】
ここで、式（１３）と式（１５）にはｋが含まれるため、係数ｋが大きくなれば、リード角αが大きくなる分、勾配角θは小さくなり、係数ｋが小さくなれば、勾配角θが大きくなる分、リード角αが小さくなる。即ち、リード角αと勾配角θはトレードオフの関係にあり、係数ｋを変えることで、リード角αと勾配角θの値が調整できる。
【0055】
例えば、キャップ付き容器の設計時には、容器の気密性を上げたい場合は、係数ｋを小さく設定することにより、リード角αを小さくする。
【0056】
容器やキャップを設計するうえで、例えば、容器の直径ｄが小さくて、勾配角θを大きくできない場合や、ピッチＰが小さくて、ネジを所定の勾配角θで作製できない場合、さらには、ネジの総かかり巻数Ｑが大きいために、ネジが設けらている部分のＹ軸方向の高さ（ネジ部高さ）ｈが大きく、勾配角θを設けてテーパネジにすると容器の口が塞がる場合などのように、勾配角θが大きすぎることによる弊害がある場合は、係数ｋを大きくすることにより、勾配角θを小さくすることできる。
【0057】
特に、回転数ｘが、一般にキャップを持ちかえずに開栓できるとされる０．５回転以下になるように、ｋの値を小さくする場合には、勾配角θに注意が必要である。なお、リード角αと勾配角θはトレードオフの関係にあるため、もし、よりｋの値を小さくして、１条ネジを選択すれば、その分リード角αを低くできるが、リード角αを小さくした分だけ勾配角θは大きくなるため、１条ネジの採用は難しい。
【0058】
即ち、係数ｋがあれば、実際に必要となる様々な設計条件に対応しながら、かつ欲しい必要回転数ｘと欲しいネジの総かかり巻数Ｑに合った、最適なリード角αと最適な勾配角θを算出できるようになる。
【0059】
次に、図７～９を用いて、本発明の実施の形態にかかるテーパネジ構造と、通常の平行ネジとの、開閉に必要なキャップの回転数を比較する。図７～９において、（ａ）は本発明の実施の形態にかかるテーパネジ構造で、勾配角θは２０°で２条ネジが形成されている。一方（ｂ）は通常の平行ネジ構造で、勾配角θは０°（即ち、開口部の側壁はＹ軸に平行）で、１条ネジが形成されている。
【0060】
図７は、キャップ１０、５０を、それぞれ容器２０、６０に被せる前の断面図である。ネジ部（テーパ部）２５、６５の、Ｙ軸方向の長さは等しい。
【0061】
図８は、キャップ１０、５０を容器２０、６０に被せた状態の断面図であり、内ネジ１１、５１と外ネジ２１、６１がそれぞれ接触した状態を示す。テーパネジでは、平行ネジに比べて、外ネジ２１と内ネジ１１を接触させるまでに、ネジを数段飛ばすことができ、Ｙ軸方向に距離ｔだけ、内ネジと外ネジの噛み合い量が大きくなる。
【0062】
図９は、キャップ１０、５０を容器２０、６０に締めた状態の断面図である。テーパネジでは、平行ネジに比べて、距離ｔだけ内ネジと外ネジの噛み合い量が大きくなるため、外ネジと内ネジを固定するまでのキャップの回転数も小さくなる。
【0063】
次に、図１０～１２を用いて、キャップの傾斜について説明する。図１０、１１は１条ネジ、図１３は２条ネジである。図１０～１３において、いずれもテーパネジ構造とし、各図において、（ａ）は平面図、（ｂ）はＸ－Ｘ、Ｙ－Ｙ、Ｚ－Ｚ方向に見た場合の断面図である。
【0064】
図１０に示すように、１条ネジでは、キャップ１０を容器２０に被せた場合、リード角α（図５参照）とフランク角γ（図６参照）があるため、キャップ１０を廻してネジを締め付ける際に発生する締付け力（軸力）が、Ｙ軸方向から傾く。
【0065】
このため、軸力が傾いたままキャップ１０を締めると、図１１に示すように、キャップ１０の位置が容器２０の中心からずれて、キャップ１０が傾く。この結果、容器２０の上端と、パッキン３０との密着が均一とならない。さらに、軸力が傾いているため、平面図で見た場合に、キャップが楕円形に変形する（Ｌ１＜Ｌ１’、Ｌ２＞Ｌ２’）。図８では、キャップ１０が容器２０の傾き止め部２７に接触して変形が抑えられているが、傾き止め部２７が無い構造であればキャップ１０の傾きや変形はより大きくなる。
【0066】
これに比べて、図１２に示す２条ネジ構造では、２つのネジがＹ軸を中心に回転対称の位置に設けられているため、キャップ１０を容器２０に被せた場合にキャップ１０は傾かない。このため、２条以上であれば、軸力はＹ軸方向にまっすぐ働き、キャップ１０が傾くことなく容器２０を締め切ることができる。この結果、力の効率がよくなるので、キャップ１０が緩みにくくなり、気密性が高くなる。
【0067】
次に、（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジ、を有するキャップ付き容器について、開閉回転角度測定、透湿量試験、落下試験、および経時開栓トルク測定を行った結果について説明する。
【0068】
［開閉回転角度測定］
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、開栓および閉栓に必要なキャップの回転角度を測定した。開栓回転角度の測定は、閉栓した状態からキャップを開栓するまでの回転角度を測定して行った。一方、閉栓回転角度の測定は、容器に対して、キャップを９０°ずつ回転させた４つの位置（位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ）から開始して、閉栓までのキャップの回転角度を測定して行った。この時の締めトルクは２５０Ｎ・ｃｍとした。測定結果を以下の表１に示す。
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、開栓および閉栓に必要なキャップの回転角度を測定した。開栓回転角度の測定は、閉栓した状態からキャップを開栓するまでの回転角度を測定して行った。一方、閉栓回転角度の測定は、容器に対して、キャップを９０°ずつ回転させた４つの位置（位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃ、位置Ｄ）から開始して、閉栓までのキャップの回転角度を測定して行った。この時の締めトルクは２５０Ｎ・ｃｍとした。測定結果を以下の表１に示す。
【0069】
表１
【0070】
表１から分かるように、開栓に必要な回転角度は、（Ａ）１条平行ネジでは４５０°、（Ｂ）２条平行ネジでは３００°、（Ｃ）本実施の形態にかかる２条テーパネジでは１５０°となり、本発明の２条テーパネジを用いることにより、容器の開栓が容易（キャップを持ちかえずに開栓できる、０．５回転（１８０°）以下）に行えることがわかる。
【0071】
一方、閉栓に必要な回転角度は、（Ｃ）本実施の形態にかかる２条テーパネジを用いることにより、（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジに比較して、表１の位置Ａおよび位置Ｃで閉栓に必要な回転角度を小さくできた。なお、回転角度が最小となる位置は、ｎ条ネジに対して回転角度が３６０°／ｎ毎に表れる。
【0072】
［透湿量試験］
図１３は、キャップ付き容器の透湿量試験の結果である。１１０℃で１時間乾燥させた塩化カルシウムを容器に充填し、締めトルク１００Ｎ・ｃｍでキャップを締め、４０℃、７５％ＲＨの環境に保存した。この状態で、０日、７日、１４日、２１日、２８日経過後の重量を測定して透湿量（水分の減少量）（ｇ）を算出した。
図１３は、キャップ付き容器の透湿量試験の結果である。１１０℃で１時間乾燥させた塩化カルシウムを容器に充填し、締めトルク１００Ｎ・ｃｍでキャップを締め、４０℃、７５％ＲＨの環境に保存した。この状態で、０日、７日、１４日、２１日、２８日経過後の重量を測定して透湿量（水分の減少量）（ｇ）を算出した。
【0073】
図１３中、（Ａ）は１条平行ネジ、（Ｂ）は２条平行ネジ、（Ｃ）は本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジである。本発明の実施の形態にかかる（Ｃ）２条テーパネジを用いることで、１条平行ネジ、２条平行ネジと同等以下の透湿量が得られており、２条テーパネジでは、その他のネジに比べてキャップが傾きにくいため、キャップが均一に閉められていることがわかる。
【0074】
［落下試験］
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、落下試験を行った。落下試験では、容器に着色水を充填し、締めトルク４５０Ｎ・ｃｍでキャップを締め、２０℃で１２時間正立保存した後に、１００ｃｍの高さから容器をコンクリート面上に落下させた。測定結果を以下の表２に示す。
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、落下試験を行った。落下試験では、容器に着色水を充填し、締めトルク４５０Ｎ・ｃｍでキャップを締め、２０℃で１２時間正立保存した後に、１００ｃｍの高さから容器をコンクリート面上に落下させた。測定結果を以下の表２に示す。
【0075】
表２
【0076】
表２から分かるように、１５回落下を繰り返した結果、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）いずれの容器も破損はなく、落下後のキャップを開栓するのに必要なトルク（開栓トルク）は、１条平行ネジ、２条平行ネジに比べて開栓に必要な回転数ｘが少ないにもかかわらず同等以上の値であった。また、１条平行ネジでは落下時に液漏れが確認された。これにより、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジでは、開栓に必要な回転数ｘが少ないにもかかわらず、従来の（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジと同等以上の気密性および緩みにくさが得られることがわかる。
【0077】
［経時開栓トルク測定］
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、キャップを所定の締めトルク（１００Ｎ・ｃｍと３００Ｎ・ｃｍ）で閉栓した後、室温で正立保存し、開栓トルクを０日、７日、１４日、２８日、５６日後に測定した。なお、測定した試料は開栓完了時点で終了とする。
（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジに対して、キャップを所定の締めトルク（１００Ｎ・ｃｍと３００Ｎ・ｃｍ）で閉栓した後、室温で正立保存し、開栓トルクを０日、７日、１４日、２８日、５６日後に測定した。なお、測定した試料は開栓完了時点で終了とする。
【0078】
図１４に示すように（Ａ）１条平行ネジ、（Ｂ）２条平行ネジ、（Ｃ）本発明の実施の形態にかかる２条テーパネジの間で、１００Ｎ・ｃｍで閉栓したキャップ（図１４に実線で表示）の間で、２８日経過後以降の開栓トルクに大きな違いは認められなかった。同様に、３００Ｎ・ｃｍで閉栓したキャップ（図１４に破線で表示）の間でも、２８日経過後以降の開栓トルクに大きな違いは認められなかった。これにより、キャップを開栓するのに必要な回転数が少ない２条テーパネジを採用しても、開栓トルクの経時変化に問題がないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【0079】
本発明は、医薬品等を保管するためのキャップ付き容器に利用することができる。
【符号の説明】
【0080】
１０ キャップ
１１ 内ネジ
２０ 容器
２１ 外ネジ
２３ 開口部
２５ テーパ部
２７ 傾き止め部
３０ パッキン
１００ キャップ付き容器
１１ 内ネジ
２０ 容器
２１ 外ネジ
２３ 開口部
２５ テーパ部
２７ 傾き止め部
３０ パッキン
１００ キャップ付き容器
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】