(57)【要約】【課題】少ない回転角でキャップを開閉させることができ、外ねじの軸合わせが容易で開閉操作が容易であり、また小さな力で開閉でき、老幼者にも開閉が容易でかつノズル−キャップ間のシールを確実に形成することができるスクリューキャッピング構造を提供する【解決手段】容器口部のノズルにキャップが螺合するスクリューキャッピング構造であって、螺合するノズルのねじ及びキャップのねじがテーパねじであることを特徴とする。この発明のキャッピング機構では嵌合する内ねじと外ねじの案内面が円錐面になっているので、外ねじと内ねじを互いに差し込むだけで自動的な調芯がなされるので軸心合わせが容易であり、歯のかじりがなく、キャップの開閉が容易かつ円滑である。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器口部のノズルにキャップが螺合するスクリューキャッピング構造であって、螺合する前記ノズルのねじ及び前記キャップのねじがテーパねじであることを特徴とする容器のスクリューキャッピング構造。
【請求項２】
前記ノズルのねじは外ねじであり、前記キャップのねじは内ねじであることを特徴とする請求項１記載の容器のスクリューキャッピング構造。
【請求項３】
前記ノズルのねじは内ねじであり、前記キャップのねじは外ねじであることを特徴とする請求項１記載の容器のスクリューキャッピング構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は容器のキャッピング構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示すようにコーラやジュースなどの５００ｍｌ程度の飲料を充填する容器において、缶口部１１０をねじをもつキャップすなわちスクリューキャップ１１１で開閉する形式のスクリューキャップ容器１０５が提供されている。
【０００３】
内容飲料を充填したスクリューキャップ容器１０５は、自動販売機や店頭に陳列されて消費者に販売される。内容飲料を飲む場合はキャップ１１１を回して容器ノズル１０６からはずし、容器を傾けて容器ノズル１０６から内容飲料を注出する。容器内部に内容飲料が残っている場合は、容器ノズル１０６にキャップ１１１を再螺合して容器ノズル１０６を閉じる。ここで使用されている容器ノズル１０６及びキャップ１１１に形成されているねじは平行ねじであって、外ねじ１０３も内ねじ１０４も円筒面上に形成されている。このような平行ねじによるスクリューキャッピング構造には次のような問題がある。
（１）円筒面上の軸方向のねじの全長Ｓｏにわたってねじを締め込みしなければ  緩みのない完全な螺合ができないので、キャップを締める時も開ける時もキャップの必要な開栓角度Ｎｏが大きくなり、回転の途中でキャップを持ち直す必要も  ありキャップの開閉操作が面倒である。
Ｓｏ：ねじの全長
ｎｏ：ねじの条数
Ｐｏ：ねじのピッチ
Ｌｏ：ねじのリード（ｎＰ）
とすると、開閉に必要なねじの開栓角度Ｎｏは、
Ｎｏ＝２π・Ｓｏ／Ｌｏ＝２π・Ｓｏ／（ｎｏ・Ｐｏ）である。
（２）平行ねじは外ねじ円筒と内ねじ円筒との両軸が一致しないとねじ歯のかじりが生じて螺合しないので、両軸を正しく一致させなければならないが、容器ノズル部またはキャップには長い案内を設けることができないので、軸を合わせて締め込む操作が面倒である。
（３）開栓角度が大きく、キャップの回転数が１回転以上必要になり、締め込み途中でキャップを持ち替えることが必要になり、この持ち替えのときにキャップを落下させてしまう恐れがある。また開栓角度を小さくするためにねじの条数を増すことも考えられるが、この場合は、ねじのリード角が大きくなるため、シール性能が低下する。
（４）締め込みが完了するまで、キャップの回転に必要なトルクは一定であるので、キャップの回転に常に比較的大きなトルクを必要とし、老幼者にはキャップの開閉が困難である場合が生じる。
（５）ノズルとキャップとの間のシールがノズルの頂面とキャップ天板内側面との当接によって形成されるが、接触面積が小さいためシールを維持するのに、大きな軸方向の力を必要とする。
【特許文献１】実公平６−４４８２３号公報（第１図）
【課題】
この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたものであって、少ない回転数でキャップを開閉させることができ、外ねじの軸合わせが容易で開閉操作が容易であり、また小さな力で開閉でき、老幼者にも開閉が容易でかつノズル−キャップ間のシールを確実に形成することができるスクリューキャッピング構造を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【構成】
この目的に対応して、この発明の容器のスクリューキャッピング構造は、容器口部のノズルにキャップが螺合するスクリューキャッピング構造であって、前記ノズルのねじ及び前記キャップのねじがテーパねじであることを特徴としている。
【０００５】
【実施例】
以下この発明の詳細を一実施例を示す図面について説明する。
図１において、１はスクリューキャッピング機構である。スクリューキャッピング機構１はテーパねじ機構２を有し、テーパねじ機構２はテーパねじの外ねじ３及びテーパねじの内ねじ４を有している。外ねじ３及び内ねじ４の条数及び巻数は任意に選択されるが、この実施例では１条ねじで、２．５巻のテーパねじである。外ねじ３は容器５のノズル６に形成され、内ねじ４はキャップ１１に形成されている。
【０００６】
ノズル６は容器５の胴７と一体に形成され、全体として上方に行くほど先細となる円錐筒状をなしている。ノズル６は上端に円錐状のシール筒８を形成し、またシール筒８の下端からノズルの下端にかけて円錐面に沿ってらせん状に外ねじ３が形成されている。シール筒８の上端の径がｄｏ１、外ねじ３の上端の径（シール筒８の下端の径）がｄｏ２、外ねじ３の下端の径がｄｏ３である。外ねじ３の軸方向長さがＳｏである。
【０００７】
図１に示す実施例では外ねじ３を形成したノズル６は容器５の胴７と一体であるが、この他にノズル６を胴７とは別体に塑性加工により構成し、この別体のノズルを外ねじ３の形成の前または後に胴７に巻締等により取り付けてもよい。または他の実施例として図４に示すように、厚肉のノズル６ｂを切削やモールドによって形成し、その外面に外ねじ３を切削、モールド、転造で成形した後に胴７に接着や溶接等により取り付けてもよい。
【０００８】
一方、キャップ１１の内面１２には内ねじ４が形成されている。キャップ１１の内面１２は全体として上方へ行くほど先細となる円錐状をなしている。
【０００９】
内面１２は上端にシール筒１３を形成し、またシール筒１３の上端からキャップ１１の下端にかけて円錐面に沿ってらせん状に内ねじ４が形成されている。シール筒１３の上端の径がｄｉ１、内ねじ４の上端の径（シール筒１３の下端の径）がｄｉ２、内ねじ４の下端の径がｄｉ３である。内ねじ４の軸方向の長さがＳｉであ  る。
【００１０】
このように構成されたスクリューキャッピング機構１のキャップ開閉動作について説明する。
まず、キャップを閉じる動作を説明する。
図１及び図２に示すように、キャップ１１をノズル６の上に持って来て、キャップ１１をノズル６の上にかぶせる、またはノズル６の上に落下させる。ノズル６の外面及びキャップ１１の内面は共に円錐形であるので、円錐面が互いに案内面になり合って入り込み、外ねじ３と内ねじ４がほとんど自動的に調心される。
【００１１】
円錐の頂角をφ、内外ねじのピッチをＰ、内外ねじの条数をｎ、内外ねじの歯高をＨ、内外ねじのリードをＬ＝ｎＰとすると図３に示すように、キャップ１１のノズル６に対する軸線方向の差し込みは、キャップ１１を回転させなくても進行するが、外ねじの歯１４の歯先と内ねじの歯１５の歯先とが干渉した軸方向位置で停止し、それより先の軸方向の締め込みはキャップ１１を回転させなければならない。そのキャップ１１を回転させた締め込みは外ねじ３と内ねじ４のピッチ円１６が一致する位置までであり、その一致する位置がキャップ１１の締め終わりの位置である。そこまでの軸方向距離Ｓは、両ねじの歯末の高さをｈとして図３から幾何学的に
ｔａｎφ＝２ｈ／Ｓ
Ｓ＝（１／ｔａｎφ）２ｈ
と求められる。
【００１２】
この軸方向距離ｌの締め込みをするためのキャップ１１の開栓角度Ｎは
Ｎ＝２π・Ｓ／Ｌ＝（１／ｎＰ）・Ｓ＝２π・（１／ｎＰ）・（１／ｔａｎφ）・２ｈ＝２π・｛１／（ｎＰ・ｔａｎφ）｝２ｈ
である。ねじの全長Ｓｏを直ねじで構成した場合の開閉に必要な開栓角度Ｎｏは
Ｎｏ＝２π・（Ｓｏ／ｎｏＰｏ）である。したがって、
Ｎ／Ｎｏ＝（１／Ｓｏ）｛（２ｈ）／ｔａｎφ｝
である。ここで仮に
ｈ＝１ｍｍ
φ＝３０°
Ｓ＝１０ｍｍとすれば
Ｎ／Ｎｏ≒１／３となる。
したがってこの場合はねじの全長を直ねじで形成した場合に比べてテーパねじで形成した場合は必要開栓角度が約１／３になる。
【００１３】
一方、ノズル６を開くときは、逆回転方向に開栓角度Ｎだけ回し、後は軸方向にキャップ１１を引き上げるだけである。
【００１４】
さらにこのことから、ノズル６とキャップ１１との間のシールはそれぞれのシール筒８、１３の接触によって形成されるのであるが、この接触が円錐面の嵌り合いによって確実に行われて、良好なシールが形成されることを意味する。
【００１５】
以上説明したキャッピングシステムはノズルに外ねじを形成し、キャップに内ねじを形成した実施例であるが、この他に、他の実施例として図５に示すスクリューキャッピング機構１ｃのようにノズル６ｃ側に内ねじ４を形成し、キャップ１１ｃ側に外ねじ３を形成してもよい。この場合は、キャップ１１ｃを締める時の必要な力（トルク）は、手指で握るキャップ１１ｃの外径をｄｏ、作用させる  接線方向力をｆｏ、内外ねじの歯１３、１４が接触する接触点Ｃの径がｄｉ、そこに作用する接線方向力をｆｉとすると、
ｄｏ／２・ｆｏ＝ｄｉ／２・ｆｉであり
ｄｉが小さくなる締め終り位置では手指でキャップ１１ｃにかける力ｆｏが小さくても、締め終わり位置での力ｆｉが大きいためしっかり締めることができる。
【００１６】
【効果】
この発明のキャッピング機構では係合する内ねじと外ねじの案内面が円錐面になっているので、外ねじと内ねじを互いに差し込むだけで自動的な調芯がなされるので軸心合わせが容易であり、歯のかじりがなく、キャップの開閉が容易かつ円滑である。
【００１７】
また、ねじの軸心方向の形成領域のうち、大部分が円錐面を利用して内ねじと外ねじを差し込むだけでキャップの開閉ができ、キャップを手指で回転させて締結する必要があるのはねじ形成領域の先端部近傍だけであるので、キャップ開閉のための開栓角度が小さく、締め込みや弛めの途中でキャップを持ち替える必要が生じることがなく、キャップの開閉の操作がきわめて容易である。
【００１８】
また、そのねじ形成領域の先端部においては内ねじと外ねじがかみ合う位置のねじ有効径ｄｉと手指で摘むキャップの外径ｄｏとの径の比ｄｉ／ｄｏ＜１なのでキャップにかける接線方向の力ｆｏが小さくても有効径ｄｉにおいては大きな接線方向の力ｆｉが作用し、キャップの開閉を小さな力で行うことができる。
【００１９】
さらにまた、液体内容物に対するノズル−キャップ間のシールは内ねじと外ねじの間の円錐筒状のシール面でも形成されるので、単にノズル上端とキャップ天板との間に形成される従来のシールよりもシール性能が向上する。さらに、ノズル−キャップ間に作用する軸方向の力Ｆｏによって円錐面に垂直に作用する分力  Ｆ１が発生するので、円錐面でのノズルとキャップの密接が促進され、シール性  が向上する。
【００２０】
この発明のスクリューキャップでは、キャップをノズルに手で締め込む場合に、初めはキャップ１１をノズル６の中心方向に落下させるだけであり、終端付近のキャップのねじ山とノズルのねじ山が干渉してキャップが落下するのを停止した位置からだけキャップを回転させて締め込みを行えばよいので、締め込みに要するキャップの回転角は実質的にきわめて小さくてすむ。これは従来の平行ねじを用いたスクリューキャプでは締め込みを要する回転角度を小さくするためにはリードの大きいねじとして多条ねじを使用する必要があったが、多条ねじの場合はリード角が大きくなるために液密または気密のシールを形成することが難しいのに対し、この発明のスクリューキャップでは、締め込みを要するリードは実質的に小さいので、大きなリードをかせぐための多条ねじは必要でなく、１条ねじで十分である。１条ねじの場合は多条ねじよりもリード角が小さいので、液密または気密のシールを形成することが容易である。
【００２１】
以上の説明から明らかな通り、この発明によれば少ない回転数でキャップを開閉させることができ、外ねじの軸合わせが容易で開閉操作が容易であり、また小さな力で開閉でき、老幼者にも開閉が容易でかつノズル−キャップ間のシールを確実に形成することができるスクリューキャップのキャッピング構造を得ることができる。
【００２２】
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のキャッピング機構を示す縦断面説明図。
【図２】内ねじと外ねじの螺合が完了した状態を示す部分断面説明図。
【図３】図２におけるＡ部拡大説明図。
【図４】他の実施例のノズルを示す縦断面説明図。
【図５】他の実施例のキャッピング機構を示す縦断面説明図。
【図６】従来のスクリューキャップ機構を示す縦断面説明図。
【符号の説明】
１、１ｃ        スクリューキャッピング機構
２              テーパねじ機構
３              外ねじ
４              内ねじ
５              容器
６、６ｂ、６ｃ  ノズル
７              胴
８              シール筒
１１            キャップ
１２            内面
１３            シール筒
１４            外ねじの歯
１５            内ねじの歯
１０３          外ねじ
１０４          内ねじ
１０５          スクリューキャップ容器
１０６          容器ノズル
１１１          キャップ
ｄｏ１            シール筒の上端の径
ｄｏ２            外ねじ３の上端の径
ｄｏ３            外ねじ３の下端の径
Ｓｏ              外ねじ３の軸方向長さ
Ｓｉ              内ねじ３の軸方向長さ
ｄｉ１            シール筒１３の上端
ｄｉ２            内ねじ４の上端の径
ｄｉ３            内ねじ４の下端の径
Ｓｏ              直ねじの全長
ｎｏ              直ねじの条数
Ｐｏ              直ねじのピッチ
Ｌｏ              直ねじのリード（ｎｏ・Ｐｏ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004224367.tif 000007
【図６】
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