JP2017190188A - 特に押下ボタンが設けられた加圧流体吐出システム用のスプレーノズル、及びそのようなノズルを備える吐出システム - Google Patents

Abstract

【課題】特に押下ボタンが設けられた加圧流体吐出システム用のスプレーノズル、及びそのようなノズルを備える吐出システムを提供すること。【解決手段】本発明は、特に押下ボタンが設けられた加圧製品吐出システム用のスプレーノズル（１２）であって、吐出口（２３）と、吐出口（２３）と通ずる渦室（２２）とを備え、渦室が、錐状の側面（２５）によって画成された錐状の部（３１）を備え、錐状の側面が、上流端（２６）から吐出口（２３）の下流供給端（２７）に向かって狭まり、渦室の少なくとも１つの供給路（２４）をさらに備え、供給路（２４）が、錐状部（３１）の上流端（２６）に通じ、錐状の側面（２５）が、複数の段差（３６）が設けられた少なくとも１つの段差部（３３）を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、容器用のスプレーノズルに関し、特に押下ボタンが設けられた加圧流体吐出システム用のスプレーノズルに関する。本発明は、そのようなノズルを備える吐出システムにも関する。

ある特定の用途において、上記の吐出システムは、香水や化粧品、又は薬品治療に用いられるボトルに装着されるようになっている。実際には、この種のボトルが収容する製品は、製品を圧力によって取り出す装置を備え、例えば押下ボタンにより作動して製品を噴霧する吐出システムによって取り出される。通常、上記の取り出し装置は、例えば押下ボタンにより作動する手動ポンプ又は手動弁を備える。

従来、このような押下ボタンは、互いに組み付けられた作動体及びスプレーノズルを含む少なくとも２つ部品から構成される。全体として、ノズルは、吐出口が設けられた渦室、及びこの渦室の少なくとも１つの供給路を備える。

取り出し装置は、ボトルから管を介して製品を取り出し、取り出し装置の作動要素である押下ボタンに配置された流路に製品を圧力で送給する。この流路は、液体を高速で回転させて速度を与えと遠心力を作用させるようになっている、いわゆる渦室に通ずる。この渦室の中央部は、製品が高速で外部に排出される排出口まで延びている。液体は、この速度で移動し且つ遠心力を受けることにより、液滴に分離してエアロゾルを形成する。渦室から排出される液滴の大きさは、使用者が指で押下ボタンを押下してポンプを作用させる力と速度によって部分的に左右される。これは、発生する圧力がこの力と速度に左右されるからである。

ある技術では、上記の液滴の大きさを確実に均一にするために、錐状の渦室を用いる。これにより、液体の流れは溜まりとなって渦室内で回転し、吐出口を介して排出された後にそれ自体が衝突し合う。

特許文献１は、このような錐状の渦室の一例を示している。ここで、供給路が、製品を高速で回転させるための円筒状の回転面である渦室に接線方向に通ずる。さらに、吐出口は、この渦室よりも小さい直径を有するため、回転する製品がこの吐出口から排出されると、十分な速度でそれ自体が衝突し合ってエアロゾルを形成する液滴に分離する。

仏国特許発明第２９５２３６０号明細書

しかし、この技術の有効性は、水に近い粘度を有する流体に限られている。噴霧対象の製品がより高い粘度、例えば最大で水の５０倍又は１００倍の粘度を有する場合は、衝突が弱く、中空の円錐状の噴霧又は噴流にしかならない。このため、所望の大きさの液滴が得られない。

本発明は、この問題を解決するために、水よりも高い粘度を有する製品を噴霧可能であり、香水や化粧品、又は薬品治療用のボトルに望まれる大きさの液滴を得られる、吐出システム用のスプレーノズルを提供することを目的とする。

本発明は、特に押下ボタンが設けられた加圧製品吐出システム用のスプレーノズルであって、吐出口と、吐出口と通ずる渦室とを備え、渦室が、錐状の側面によって画成された錐状の部を備え、錐状の側面が、上流端から吐出口の下流供給端に向かって狭まり、渦室の少なくとも１つの供給路をさらに備え、供給路が、錐状部の上流端に通じ、錐状の側面が、１つの段差又は複数の段差が設けられた少なくとも１つの段差部を有することを特徴とするノズルに関する。

段差部は、溜まり自体の衝突をより大きくし、十分に微細な液滴を形成する上で有利である。実際には、液体が層流の溜まりとなって錐状部の表面上を回転し、排出口に接近するとき、溜まりは２つ段差の間で一方の段から他方の段へ流れ込むため、流れが乱流となる。このため、製品の粘度に関係なく、大きな乱流を生成することができる。

組み合わせ可能又は個別に適用可能な本発明の異なる実施例として、
段差部は、錐状の側面の上流端から下流端まで延在し、
段差部は、錐状の側面の一部においてのみ延在し、
錐状の側面は、吐出軸線を中心とする回転により画成される円錐幾何学形状を有し、
段差は、吐出軸線に対して垂直であり、
段差部は、段差が各段を形成する階段状の形状を有し、
段差部は、上流端から下流端の錐状部の直径に比例して減少する幅を有し、
側面は、少なくとも１つの連続部、即ち段差のない部分を有し、
段差部は、連続部によって分離され、
段差部は、錐状部の底辺及び頂点から離間された状態で底辺と頂点との間に位置し、
連続部は、隣接する段差部に対して突出し、
錐状の側面は、側面に配置された複数の段差部を備え、
複数の段差部は、対称配置され、
複数の段差部は、錐状の側面に一定間隔で配置され、
錐状の側面は、４つの段差部を備え、２つずつ段差部が対向し、
供給路は、錐状の側面を横切る平面上に延在し、
渦室は、錐状部の上流端に配置された円筒部を備え、
円筒部は、円筒状の側面によって画成され、
円筒部は、少なくとも上流端の直径と等しい直径を有し、
供給路の下流端は、渦室の円筒部に接線方向に通じ、
供給路は、外壁と内壁との間に画成され、
外壁は、円筒部の円筒状の側壁に接し、
外壁及び内壁は、上流端に対して垂直であり、
内壁は、供給路の下流端側に進むにつれて、外壁に接近し、
内壁は、外壁と１０°の角度を形成し、
内壁は、丸みを帯びた角部を介して渦室の円筒面に接続され、
丸みを帯びた角部は、０．１ｍｍ未満の半径を有し、
吐出口は、下流端の内側寸法と等しい内側寸法の円筒幾何学形状を有し、
渦室の軸方向の寸法は、上流端の内側寸法の少なくとも８０％であり、
渦室の軸方向の寸法は、上流端の内側寸法の９０％〜２００％であり、
渦室の軸方向の寸法は、渦室の軸方向の寸法の少なくとも５０％であり、好ましくは７０％であり、さらに好ましくは８０％であり、
下流端の内側寸法は、上流端の内側寸法の５０％未満であり、
下流端の内側寸法は、上流端の内側寸法の２０％〜４０％であり、
下流端の内側寸法は、０．２４ｍｍ以下であり、
吐出口の軸方向の寸法は、吐出口の内側寸法の５０％未満であり、
供給路の下流端は、渦室の供給部分を形成し、この部分の表面は、上流端の内面の１０％未満であり、
渦室の供給部分の表面は、０．０１ｍｍ^２〜０．０３ｍｍ^２であり、
ノズルは、渦室の供給路を少なくとも２つ有し、これら供給路は吐出軸線に対して対称配置され、
ノズルは、渦室及び供給路から形成された空洞が設けられた基端壁を有する。

本発明は、前述したようなノズル−受けブロックの組立体にも関する。

本発明は、容器、具体的には化粧品ボトルに用いられる、上記のようなスプレーノズルを備えた加圧製品吐出システムにも関する。この吐出システムは、好適にはスプレーノズルを支持するように配置された押下ボタンを備える。

本発明は、参考のみを目的とし且つ非限定的な以下の説明に照らし合わせることで、よりよく理解される。この説明は、以下の添付の図面を参照して行われる。

本発明の第１実施例に係る、吐出手段が設けられた容器の上部の断面図を概略的に示す。 図１における吐出システムの押下ボタンの拡大断面図を概略的に示す。 図１の実施形態に係る吐出システムのノズル内部の拡大断面図を概略的に示す。 図１の実施形態におけるノズルの渦室の拡大斜視図を概略的に示す。 図１の実施形態におけるノズルのノズルの断面図を概略的に示す。 本発明の第２実施例に係るノズルの断面図を概略的に示す。 本発明の第４実施例に係るノズルの断面図である。 本発明の第４実施例に係るノズルを軸方向の平面に沿って切った斜視図である。 本発明の第４実施例に係るノズルを一部切り取った斜視図である。

図１は、第１実施例に係る加圧製品を吐出するためシステムを備える化粧品ボトルを示す。この吐出システムには、押下ボタンが設けられている。この押下ボタンは、環状の囲い２を有する本体１を備える。囲い２は、加圧製品の吸い上げ管４に押下ボタンを取り付けるための縦穴部３を囲繞している。押下ボタンは、使用者が指で押下ボタンに圧力を与えて、押下ボタンを軸方向に移動できるようにする上側領域５をさらに備える。

吐出システムは、縦穴部３内に密嵌された加圧製品の吸い上げ管４が装着された取り出し装置６を備える。既知の形態として、吐出システムは、製品を収容したボトル８への取り付けのための取り付け手段７と、このボトルからの製品の取り出しのための取り出し手段９とをさらに備え、これらは吸い上げ管４に加圧製品を供給するように配置されている。ここで、取り出し装置６は、手動ポンプを備え、製品がボトル８内で加圧された状態でパッケージに入っている場合は、手動弁を備える。したがって、押下ボタンを手動で移動させると、このポンプ又は弁が作動して、吸い上げ管４に加圧製品を供給する。取り付け手段７は、例えば、締結リングと、このリング及び吸い上げ管４を隠す装飾カラーを備える。

図２に示すように、本体１は、縦穴部３に連通した環状のハウジング１０をさらに有する。図示した実施例では、ハウジング１０は、取り付け縦穴部３の軸線に対して垂直の軸線を有する。これにより、製品を押下ボタンの本体１に対して横方向に回転供給することが可能になる。不図示の別の例では、ハウジング１０は、具体的には鼻腔スプレーの先端部分を形成する押下ボタン用に、縦穴部３と同一線上に設けることが可能である。

ハウジング１０には、受けブロック１１が設けられている。このハウジングと渦室との間に加圧製品の吐出路を形成する目的から、受けブロック１１の周囲にスプレーノズル１２が取り付けられている。この目的のために、受けブロック１１は、ハウジング１０の底部から延出し且つ縦穴部３とハウジングとの間に連通路１３を残している。

図示した実施例では、上記吐出路は、ノズル１２の側壁１４の内面とそれに対向配置された受けブロック１１の側壁の外面との間に形成された管状の流路１８であって、連通路１３と連通している上流環状流路１８と、ノズル１２の基端壁１５と受けブロック１１の先端壁１７との間に形成された下流環状流路２１とを、上流側から下流側に連通するように連続して有している。下流側において、吐出路は、渦室の少なくとも１つの供給路２４が設けられた渦室２２に加圧製品を供給する。より具体的には、図示した実施例では、供給路２４は、下流環状流路２１に連通している。図示した実施例では、上記ノズルは、渦室２２の供給路２４を２つ有し、これらの供給路は、吐出軸線Ｄに対して対称配置されている。別の例として、３つ以上の供給路２４を設けることが可能であり、具体的には３つの供給路２４を吐出軸線Ｄに対して対称配置すること可能である。また、１つの供給路２４を設けて、渦室２２に供給することも可能である。

ノズル１２は、側壁１４の外面を嵌合させることによって、ハウジング１０内に連結される。この外面の後端には、ハウジング内にノズル１２を固定するための径方向突起１６が設けられている。さらに、渦室の空洞は基端壁１５に窪みとして形成され、端部１１は平面の先端壁１７を有している。先端壁１７上にはノズル１２の基端壁１５が位置して、これらの間に渦流形成部が画成される。ノズル１２には、製品が噴霧される吐出口２３がさらに設けられている。

有利には、ノズル１２及び本体１は成形によって製造され、具体的には、それぞれ異なる熱可塑性材料から構成される。さらに、ノズル１２を構成する材料は、本体１を構成する材料の剛性よりも高い剛性を有する。このため、ノズル１２の高いスティフネスによって、ハウジング１０への取り付け時の変形を回避でき、渦室の幾何学形状が保証される。さらに、本体１のより低いスティフネスによって、取り付け縦穴部３と吸い上げ管４との間のシールを向上させることができる。ある例示的な実施例として、本体１はポリオレフィンから構成され、ノズル１２は環状オレフィン・コポリマー（ＣＯＣ）、ポリオキシエチレン、又はポリブチレンテレフタレートから構成される。

図３〜図５に示す実施例では、渦室２２は、供給路２４の下流端が接線方向に通ずる円筒部３０を備える。この円筒部は、円筒状の回転面である側面３４によって画成されており、前側が基端壁３５によって閉塞されている。渦室２２は、円筒部３０の下流側に錐状部３１をさらに備える。錐状部３１は、吐出軸線Ｄに沿って延在する側面２５によって画成され、吐出路２４は、この吐出軸線Ｄを横切る平面上に延在する。錐状部が空間として画成されており、この空間内では、上記の吐出軸線に直行する平面に沿った断面において、錐状部３１の底面である第１端部が、錐状部３１の頂点である第２端部よりも大きな面積の断面を有する。これら第１及び第２端部を接続する母線は、直線分である必要はなく、少なくとも１つの平坦部分を有する曲線であってもよい。このため、錐状部の底面及び又は頂点は、様々な形状、具体的には円形、多角形、又は楕円形などの形状を有してよい。本説明においては、空間的位置に関する記述は、吐出軸線Ｄに対して定義されている。図示した実施例では、側面２５は、吐出軸線Ｄを中心とする回転面である。側面２５は、吐出口２３への供給のために、上流端２６から下流端２７に向かって狭まる。さらに、吐出口２３は、下流端２７の内側寸法と等しい孔寸法を有する。

このため、加圧製品の吐出時において、この製品を渦室２２に接線方向に供給することにより、渦室の円筒部において回転させることができる。この後、製品は、錐状部の上流端２６から側面２５に沿って回転しながら押されつつ、製品の溜まりを形成する。この製品は、回転速度が上がり、下流端２７に向けて収束する。そして、収束した溜まり自体が衝突し合い、吐出口２３から出て、アエロゾルを形成する。

本発明では、側面は、１つの段差３６又は複数の段差３６が設けられた少なくとも１つの段差部３３を有する。各段差は、錐状部の底面と頂点との間に位置し、横方向、具体的には渦室２２の吐出軸線Ｄに直行して延在する面を指す。このため、段差部３３は、段差３６が各段を形成する階段状の形状を有する。本実施例では、段差部３３は、錐状部の上流端２６から下流端２７まで延在し、上流端から下流端の錐状部の直径に比例して減少する幅を有する。図３〜図５の実施例では、渦室２２の錐状部３１は、錐状の側面２５に一定間隔で対称配置された４つの段差部３３を備え、２つずつ段差部３３が対向している。段差部３３のそれぞれは、側面２５の連続部３７によって分離されている。好適には、連続部３７は、各段差部３３の両側から隆起した縁部を形成するように、段差部３３の段差３３に対して突出している。このため、製品の溜まりは、この縁部に衝突しながら、錐状面２５に沿って渦室内を回転する。この縁部によって、移動中の製品内の乱流がさらに増加し、より微細な製品の液滴が均一な大きさで得られる。また、段差部３３は、上流端２６から下流端２７の錐状部３１の直径に比例して減少する幅を有する。

さらに、製品を側面２５，３４に沿って回転させて渦室２２に接線方向に供給するために、各供給路２４は、外壁２８と内壁２９との間に画成されたＵ字状の断面を有する。外壁２８及び内壁２９は、上流端２６に対して垂直である。さらに、外壁２８は円筒状の側面３４に接し、内壁２９はそれから例えば上流端２６の内側寸法の３０％未満の距離だけオフセットしている。これは、上流端における製品の衝突を回避するためである。図示した実施例では、内壁２９は、有利には、外壁２８に対して上流−下流方向に接近角を有し、上流端２６における供給路２４が通ずる部分において、両壁間のオフセットが測定される。好適には、内壁２９は、１０°以下の接近角を有する。内壁も、好適には０．１ｍｍ未満の半径を有する丸みを帯びた角部３８を介して渦室の円筒面３４に接続されている。

また、供給路２４の下流端は、渦室２２の供給部分を形成している。押下ボタンの作動時の移動に対する一定量の製品の吐出時間を増やすために、この供給部分を上流端２６の内面よりも小さくすることが可能である。具体的には、供給部分の面積を上流端２６の内面の１０％未満にすることが可能である。好適には、供給部分の面積を０．０１ｍｍ^２〜０．０３ｍｍ^２にすることが可能である。ある例示的な実施例として、上流端２６の内側寸法は０．５ｍｍ、即ち、内面が０．２ｍｍ^２であり、各供給路２４は、供給部分において、０．１２ｍｍの幅及び０．１３ｍｍの深さ、即ち、０．０１６ｍｍ^２の面積を有する。

図示した実施例では、渦室の下流端２７には、吐出軸線Ｄを中心とする回転により画成された円筒幾何学形状を有する吐出口２３が隣接している。この吐出口の内側寸法は、下流端２７の内側寸法と等しい。有利には、吐出口２３の軸方向の寸法は、渦流の溜まりの収束を妨げないように、その内側寸法よりも小さく設定される。具体的には、吐出口２３の軸方向の寸法を、その内側寸法の５０％未満にすることが可能である。不図示の別の例では、渦室２２の下流端２７に吐出口２３を形成することも可能である。吐出口２３に可能な限り近い位置で溜まりが衝突し合うように下流端２７の内側寸法を上流端２６の内側寸法よりも小さくすると、エアロゾルが特に良好に生成される。具体的には、下流端２７の内側寸法を上流端２６の内側寸法の５０％未満とすることが可能であり、より具体的には、この内側寸法の２０％〜４０％にすることが可能である。

渦室２２の軸方向の寸法を比較的大きく、具体的には、上流端２６の内側寸法と同程度又はそれよりも大きくすることが好適である。これにより、渦流の溜まりが渦室２２の側面２５，３４に沿って生じ、徐々に収束する。具体的には、渦室２２の軸方向の寸法は、上流端２６の内側寸法の少なくとも８０％であり、より具体的にはこの内側寸法の９０％〜２００％である。

ある特定の実施例として、円筒部の内側寸法は０．６ｍｍであり、上流端２６は０．５ｍｍであり、下流端２７の内側寸法は０．１４ｍｍ以下である。錐状部の軸方向の寸法が０．３２ｍｍであり、円筒部が０．１３ｍｍである場合、渦室２２の軸方向の寸法は少なくとも０．４５ｍｍである。吐出口２３の軸方向の寸法は０．１０ｍｍ未満であり、内側寸法は０．１４ｍｍである。

図６において、本発明の第２実施例は、渦室４２の錐状部４１が部分的に段差になっていることを除いて、第１実施例のノズルと同様のノズル４２である。この場合、錐状の側面４５は、この側面のより小さな部分に吐出軸線に沿って延在する段差部４３を備える。好適には、段差部４３は、下流部４６に向かって配置される。ここで、段差部４３は、渦室４２の錐状部４１の略中間からその下流端４７に及ぶ寸法を有する。上流端４６と錐状部４１の中間との間では、側面４５は連続している。このノズルの他の特徴は、第１実施例のノズルと同じである。具体的には、渦室４２は、錐状部４１の上流端４６において、少なくとも１つの供給路４４が通ずる円筒部４０を備える。

第２実施例の別の形態として、段差部は様々な寸法を有してよい。例えば、側面の１／３、１／４、２／３又は３／４に吐出軸線に沿って配置されていてもよい。

第３実施例では、吐出口２３の軸線Ｙが、吐出軸線Ｄと所定の角度Ａを形成する。この角度は０ではない。これにより、渦室における圧力の不均衡を相殺したり、より大きく又はより小さく湾曲した形状或いは平坦な形状に噴霧したりすることが可能になる。

図７〜図９に示す第４実施例では、ノズルの錐状部３１は、側面２５の全域に渡って延在する１つの段差部３３を備える。より具体的には、段差部３３は、吐出軸線Ｄを中心とする１回転を呈する。

本発明は、ノズル及び受けブロックを備える組立体にも関する。受けブロックの先端壁１７と錐状部の基端壁３５との間に前段渦室が位置しており、この渦室は円筒形状を有する。供給路２４が前段渦室に通じ、後者はノズルの渦室２２に通ずる。

したがって、上記実施例は、粘度の高い製品に対して渦室を用いることを可能にしている。特に、段差部に対する渦流の溜まりの衝突により、均一な空間分布で空気中に浮遊する、小さく均一な大きさの液滴から構成されるエアロゾルを生成することが可能になる。具体的には、エアロゾルは、特にニードルポンプの場合でも、使用者が押下ボタンに与える負荷力に関係なく、１０μｍ〜６０μｍの範囲内で平均３５μｍの液滴サイズを有する水煙の様相を呈することができる。

Claims (16)

1. 特に押下ボタンが設けられた加圧製品吐出システム用のスプレーノズル（１２，４２）であって、
   吐出口（２３）と、
   前記吐出口（２３）と通ずる渦室（２２，４２）と
   を備え、
   前記渦室が、錐状の側面（２５，４５）によって画成された錐状部（３１，４１）を備え、
   前記錐状の側面が、上流端（２６，４６）から前記吐出口（２３）の下流供給端（２７，４７）に向かって狭まり、
   前記渦室の少なくとも１つの供給路（２４，４４）をさらに備え、
   前記供給路（２４，４４）が、前記錐状部（３１，４１）の前記上流端（２６，４６）に通じ、
   前記錐状の側面（２５，４５）が、１つの段差（３６）又は複数の段差（３６）が設けられた少なくとも１つの段差部（３３，４３）を有する、ノズル。
2. 前記段差部（３３）が、前記錐状部（３１）の実質的に前記上流端（２６）から前記下流端（２７）まで延在している、請求項１に記載のノズル。
3. 少なくとも１つの連続部（３７）を備える、請求項１又は２に記載のノズル。
4. 前記段差部が連続部（３７）によって分離されている、請求項３に記載のノズル。
5. 前記連続部（３７）が、隣接する前記段差部（３３）に対して突出している、請求項３又は４に記載のノズル。
6. 前記錐状の側面（２５）が、前記錐状の側面（２５）に対称配置された、複数、例えば４つの段差部（３３）を備える、請求項３〜５のいずれか一項に記載のノズル。
7. 前記供給路（２４）が、前記錐状の側面（２５）を横切る平面上に延在している、請求項１〜６のいずれか一項に記載のノズル。
8. 前記渦室（２２）が、前記錐状部（３１）の前記上流端（２６）に配置され、円筒状の側面（３４）によって画成された円筒部（３０）を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載のノズル。
9. 前記供給路（２４）の下流端が、円筒部（３０）に接線方向に通ずる、請求項８に記載のノズル。
10. 前記供給路（２４）が内壁（２９）及び外壁（２８）を備え、
    前記外壁（２８）が前記円筒状の側面（３４）に接している
    請求項９に記載のノズル。
11. 前記内壁（２９）が、前記供給路の下流端側に進むにつれて、前記外壁（２８）に接近する、請求項１０に記載のノズル。
12. 前記渦室（２２）の軸方向の寸法が、前記上流端（２６）の内側寸法の少なくとも８０％である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のノズル。
13. 前記錐状部（３１）の軸方向の寸法が、前記渦室（２２）の軸方向の寸法の少なくとも５０％であり、好ましくは７０％であり、さらに好ましくは８０％である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のノズル。
14. 前記錐状の側面が、吐出軸線Ｄを中心とする回転により画成される円錐幾何学形状を有し、
    前記吐出口（２３）の軸線が、前記吐出軸線Ｄと所定の角度を形成する
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載のノズル。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載のスプレーノズル（１２）を備える、加圧製品吐出システム。
16. 押下ボタンを備え、
    前記ノズル（１２）が前記押下ボタンに配置された
    請求項１５に記載の吐出システム。