JP2010036947A - 定量噴射機構および、この定量噴射機構を備えたエアゾール式製品 - Google Patents

Abstract

【課題】エアゾール式製品の定量バルブ機構において、ハウジング全体の構造、製作の簡単化や定量噴射後の復帰動作の効率化を図る。
【解決手段】汎用的な非定量バルブ機構１〜６の内容物流入用チューブ取り付け用の下側筒状部４ｂに定量噴射用のユニット７〜９を取り付けた。当該ユニットは、定量噴射時のチューブ１０からの内容物の流勢で弁座８ｃ側に移動するボール弁９と当該移動後のボール弁の当該弁座への吸着状態を解除する通路８ｄおよび当該弁座を設けたブッシュ８と、当該ボール弁が格納される定量室７ｃを備えた追加ハウジング７と、からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、エアゾール容器の内容物噴射作動用のステムが設けられるハウジング（汎用ハウジング）の上流側に定量噴射用空間域を付加した定量噴射機構に関する。

すなわち、
(11)ステムが内部に収納され、内容物流入用チューブが下側筒状部（流入側筒状部）に取り付けられる汎用ハウジングの当該下側筒状部に、定量噴射用空間域を設定するための追加ハウジングを取り付け、
(12)この追加ハウジングの内容物流入部を開閉する例えばボールなどの応動部材を設け、
(13)作動モードにおいて汎用ハウジングの内容物が外部空間域に噴射される際の下流側からの内容物の流勢に基づき、応動部材が汎用ハウジングの方に移動してその内容物入口側を閉状態にする、
タイプの定量噴射機構である。

なお、静止モードにおける定量噴射内容物の貯留空間域は、応動部材が保持されている追加ハウジングの内容物流入部から周知のステム孔部（閉状態）までの間に設定される、追加ハウジングおよび汎用ハウジングの各内部空間域となる。

本明細書において、ステム孔部が閉じてハウジング内部と外部空間域が連通しない状態を示す語として「静止モード」を用い、ステム孔部が開いてハウジング内部と外部空間域が連通した状態を示す語として「作動モード」を用いる。

従来、ステムを収納するハウジング（弁室）の下流側に定量噴射用空間域を形成するための追加ハウジング部分（制御室）を設け、その内側の内容物流入部に配した応動部材（遊動部材）が、作動モードにおける容器本体側の噴射剤圧力の作用でステムの方に、ステム収納ハウジングと追加ハウジング部分との境界に相当する内容物通過用の中間孔部（通孔）をふさぐ位置まで移動する、タイプの定量噴射機構が提案されている（特許文献１参照）。なお、括弧書きの語は特許文献１での対応する用語などを示している。

ここで周知の弁作用を呈するステム孔部が閉じた状態の静止モードでは、応動部材から内容物通過用の中間孔部を経て当該ステム孔部にいたるまでの定量噴射用空間域に内容物が入っている。

そして操作ボタンが押されてステム孔部が開くと、圧縮ガス，液化ガスのいずれの噴射剤の場合にも応動部材が容器本体側の噴射剤圧力に基づいてステムの方に移動し、上記定量噴射用空間域の内容物がステム孔部を介して外部空間域に噴射される。

応動部材は、前記中間孔部を閉じると当該容器本体側の噴射剤圧力でその状態に保持される。

応動部材がこの閉状態に保持されたままだと、次回の定量噴射用空間域（＝応動部材が追加ハウジング部分の内容物流入部に復帰した状態でのその下流側空間域）が確保されない。これを解決するため、上記中間孔部のいわばバイパス経路（絞り通路）をステム収納ハウジングと追加ハウジング部分との間に形成している。

このバイパス経路からステム収納ハウジングに内容物が流入して、応動部材に対するステム収納ハウジングと追加ハウジング部分とからの各圧力が略バランスした段階で、当該応動部材はその自重により落下する。
実開昭５３−１５７３４２３号公報

このように応動部材がステムの方に移動するタイプの定量噴射機構は、ステム収納ハウジングと、その上流側の定量噴射用空間域設定用の追加ハウジング部分とを一体化した新しい形状のハウジングを用いている。

また、定量噴射終了後の応動部材を元の位置に復帰させて次回の定量噴射に備えるための上記バイパス経路が、ステム収納ハウジングおよび追加ハウジング部分のそれぞれを加工する形で設けられている。

そのため、ステム収納ハウジングおよび追加ハウジング部分からなるハウジング全体の製造に手間がかかり、製品コストも高くなるなどの問題点があった。

そこで本発明では、
・ステムが内部に収納され、内容物流入用チューブが下側筒状部（流入側筒状部）に取り付けられる形のいわば汎用ハウジングをそのまま利用して、
・当該下側筒状部に、定量噴射用空間域を設定するための追加ハウジングを取り付けるとともに、当該定量噴射用空間域に、作動モードにおける移動後の応動部材で入口側が閉じられる主通路部およびこの閉状態を解除するための副通路部からなる定量噴射用通路部材を設け、
・ハウジング全体の構造，製作の簡単化および、定量噴射終了にともなう応動部材の初期位置への復帰動作の効率化を図ることを目的とする。

本発明は、以上の課題を次のようにして解決する。
（１）エアゾール容器の内容物噴射作動用のステム（例えば後述のステム２）が設けられる第１のハウジング（例えば後述の汎用ハウジング４）の上流側に定量噴射用空間域を付加した定量噴射機構において、
前記第１のハウジングの一部であって当該ハウジングへの内容物流入用パイプが取り付け可能な形状の流入側筒状部（例えば後述の筒状部４ｂ）と、
前記流入側筒状部に取り付けられて前記定量噴射用空間域を形成する筒状の第２のハウジング（例えば後述の追加ハウジング７）と、
前記第２のハウジングの内部に配されて、
前記定量噴射用空間域の上流側端部の画定部材として作動し、
前記ステムの弁作用により前記第１のハウジングの内部が外部空間域と連通していない静止モードでは当該第２のハウジングの流入部に保持され、かつ、操作にともなう当該ステムの変位によって当該第１のハウジングの内部と外部空間域とが連通した作動モードでは下流側からの内容物の流勢に基づいて当該流入部から前記流入側筒状部の方へ移動する応動部材（例えば後述のボール弁９）と、
前記定量噴射用空間域に設けられて、
前記第２のハウジングと前記第１のハウジングとの間の貫通した内容物通路域を形成し、作動モードへの移行にともない前記第２のハウジングの流入部から移動してくる前記応動部材の作用で内容物入口側が閉状態に設定される主通路部（例えば後述の通路部８ａ）および、
当該閉状態の設定後も前記第２のハウジングの内容物を前記第１のハウジングに流入させて当該閉状態での当該応動部材に対する上流側と下流側との噴射剤圧力の違いを解消するための副通路部（例えば後述の溝部８ｄ，切欠部８ｅ）、
を有する定量噴射用通路部材（例えば後述のブッシュ８）と、
を備える。
（２）上記（１）において、前記定量噴射用通路部材は、
前記第１のハウジングの流入側筒状部の内側に取り付けられた筒状部材であり、前記副通路部としての溝状部（例えば後述の溝部８ｄ）が外周面に形成されている、
ものにする。

このような構成からなる定量噴射機構および、当該定量噴射機構を備えたエアゾール式製品を本発明の対象としている。

本発明はこのように、ステムが内部に収納され、内容物流入用チューブが下側筒状部（流入側筒状部）に取り付けられる形のいわば汎用ハウジング（第１のハウジング）をそのまま利用して、当該下側筒状部に、定量噴射用空間域を設定するための追加ハウジング（第２のハウジング）を取り付けるという構成をとっているため、当該汎用ハウジングや、その中のステムおよびその取付け相手であるマウンティングキャップなどの構成要素は既存のものを用いればよく、ハウジング全体の構造，製作の簡単化を図ることができる。

また、前記定量噴射用空間域に、作動モードにおける移動後の応動部材で入口側が閉じられる主通路部およびこの閉状態を解除するための副通路部からなる定量噴射用通路部材を設けているので、定量噴射終了にともなう応動部材の初期位置への復帰動作の効率化を図ることができる。

図１〜図３を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は噴射剤として圧縮ガス，液化ガスの何れを用いる場合にも適用可能であるが、以下の説明では圧縮ガスを前提とする。

ここで、
図１は、本発明の定量噴射機構の静止モードを示し、
図２は、図１の押しボタンを押圧操作した作動モードを示し、
図３は、図２の押しボタンの押圧操作解除直後の静止モードを示している。

図１〜図３で用いるアルファベット付き参照番号の構成要素（例えば通路部分１ａ）は原則として、当該参照番号の数字部分の構成要素（例えば操作ボタン１）の一部であることを示している。

図１〜図３において、
１は利用者の押圧操作に基づき上下動するタイプの操作ボタン，
１ａは噴射孔（図示省略）に連通する内容物や噴射剤の通路部分，
２は操作ボタン１と嵌合して上下方向に連動するステム，
２ａは内容物や噴射剤の内部通路域，
２ｂは当該内部通路域と後述の汎用ハウジング４の内部空間域とを連通させる孔部，
２ｃは当該孔部より下方の外周面に形成されて後述のコイルスプリング５の上端部を受ける環状段部（天井面部分），
３は周知のエアゾール容器本体（図示省略）の開口端部側に取り付けられたマウンティングキャップ，
４はステム２を上下動可能な形で収容する筒状の汎用ハウジング，
４ａは内部に設けられてステム２の下端外周面を上下方向に案内するとともに、後述のコイルスプリング５の下端部を受ける段部を設けたリブ，
４ｂは追加ハウジング部分を取り付けない場合において、内容物流入用のチューブ取り付けるための筒状部，
５はステム２の環状段部２ｃと汎用ハウジング４のリブ４ａの段部との間に配設されて当該ステムを上方向に付勢するコイルスプリング，
６は汎用ハウジング４の上側開口部分とマウンティングキャップ３の開口部側天井面との間に取り付けられて当該ハウジングの内部空間域のシール作用を呈するステムガスケット，
をそれぞれ示している。

また、
７は筒状部４ｂの外周面に嵌合する追加ハウジング，
７ａは後述のチューブ１０を取り付ける筒状部，
７ｂは後述のボール弁９を追加ハウジングの径方向中央に案内するリブ，
７ｃは後述のボール弁９を格納する定量室，
７ｄは静止モードにおいて後述のボール弁９が当接して定量室７ｃの上流側を閉状態にするテーパー面形状の弁座（下方弁），
８はフランジ付き筒形状のブッシュ，
８ａは通路部，
８ｂは通路部８ａの上流側に設けられ、筒状部４ｂの下端面およびリブ７ｂの上端部に当接してブッシュの固定位置を設定するフランジ部，
８ｃは後述のボール弁９の密着によって通路部８ａの上流側を閉状態にするテーパー面形状の弁座（上方弁），
８ｄはブッシュ外周部に設けられ、弁座８ｃとボール弁９との弁作用部を迂回するための通路を画定する溝部
８ｅはフランジ部８ｂに設けられ、弁座８ｃとボール弁９との弁作用部を迂回するための通路を画定する切欠部，
９は汎用ハウジング４内部の圧力低下にともなう容器本体側の噴射剤圧力の作用に基づき定量室７ｃ内を移動するボール弁，
１０は追加ハウジング７の筒状部７ａに取り付けられた内容物流入用のチューブ，
をそれぞれ示している。

また、
Ａは容器本体から定量室７ｃへの内容物の概略的な流れ方向，
Ｂは定量室７ｃから容器外部空間への内容物の概略的な流れ方向，
Ｃは定量室７ｃから汎用ハウジング４内や通路部８ａへの内容物の概略的な流れ方向，
をそれぞれ示している。

ここで、操作ボタン１，ステム２，汎用ハウジング４，追加ハウジング７およびチューブ１９などはポリプロピレン，ポリエチレン，ポリアセタール，ナイロン，ポリブチレンテレフタレートなどからなるプラスチック製のものである。

また、ブッシュ８はプラスチック製またはゴム製のもの、コイルスプリング５は金属製またはプラスチック製のもの、ボール弁９は金属製，ゴム製またはプラスチック製のもの、マウンティングキャップ３は金属製のものである。

図示の定量バルブ機構の基本的特徴は、一般的な非定量バルブ機構を構成する汎用ハウジング４の筒状部４ｂに、定量室追加用ユニット（追加ハウジング７，ブッシュ８およびボール弁９）を取り付ける態様にしたことである。

操作ボタン１，ステム２，マウンティングキャップ３，汎用ハウジング４，コイルスプリング５およびステムガスケット６は、一般的な非定量バルブ機構のための汎用部品であって、本発明の定量バルブ機構のため特別に設計する必要はない。

また、これら汎用部品相互の組み立てに際しても特別な行程を必要とせず、組み立て済みの非定量バルブ機構をそのまま流用することもできる。

汎用ハウジング４の筒状部４ｂの内周面側にはブッシュ８が嵌入しており、ブッシュ８の外周面側に設けられた溝部８ｄは当該内周面との間に、内容物通過用断面積の小さな通路部（副通路部）を形成している。

汎用ハウジング４の筒状部４ｂの外周面側には追加ハウジング７が嵌合しており、ボール弁９はブッシュ８の下方の定量室７内を自由に上下移動できる態様で設けられている。

なお、追加ハウジング７の内周面にはリブ７ｂが設けられており、ボール弁９が上下方向以外へ移動するのを防止して弁座８ｃへの密着を確実にしている。

また、リブ７ｂ同士の間は、ボール弁９が自重で落下する際に内容物の通過域として作用する。

図１におけるステム２はコイルスプリング５の作用によってステムガスケット６と密接していて、孔部２ｂは閉状態になっている。

汎用ハウジング４，通路部８ａおよび定量室７ｃの各内部空間域の全体には前回の定量噴射終了にともなって内容物が容器本体から流入した状態になっていて、自重で落下した後のボール弁９は定量室７ｃ下端の弁座７ｄに当接している。

このように前回の定量噴射の作動が終了して後の静止モード（図１，図３参照）ではボール弁９と弁座７ｄとが当接して閉状態になるので、噴射剤として液化ガスを用い、汎用ハウジング４，通路部８ａおよび定量室７ｃの各内部空間域に満たされた内容物に混在する当該液化ガスが気化して容器本体内部の気相と同圧になったときにも、定量室側の当該内容物が容器本体の内容物液面まで逆流することはない。この逆流が阻止されることにより、次の作動モードへの移行時に内容物噴射量が低下するのを防いでいる。

そして図１の状態から利用者によって操作ボタン１が押圧されると、ステム２がコイルスプリング５の弾性力に抗しながら下動して図２の定量噴射モードに移行する。

このとき、それまでのステム２とステムガスケット６との密接は解除され、孔部２ｂは開状態になり、汎用ハウジング４の内部空間域がステム２の孔部２ｂ，内部通路域２ａおよび操作ボタン１の通路部分１ａ，噴射孔（図示せず）を介して容器外部空間と連通する。

その結果、容器外部空間と容器側内部空間域（汎用ハウジング４，追加ハウジング７や容器本体などの各内部空間域）との圧力差によって、当該各ハウジングの内容物がＢ方向に流れるとともに噴射孔から外部に噴射され、容器本体の内容物がＡ方向にチューブ１０から定量室７ｃに流入する。

この定量室７ｃへの内容物流入にともない、ボール弁９は上方へ移動していき、最後は弁座８ｃに密着して通路部８ａの流入側を閉状態に設定する。

そしてこの閉状態の設定直後に通路部８ａおよびその下流側空間域が大気圧にほぼ等しくなってそれまでの噴射状態は実質的に停止するので、利用者は内容物の定量噴射が終了したことを認識できる。

一回の操作で外部に噴射される内容物の量は、静止モードにおける定量室７ｃのボール弁９上方から通路部８ａの流入側まで内部空間域容積にほぼ相当する。

なお、噴射剤として液化ガスを用いた場合には、通路部８ａの流入側が閉状態になった後も、通路部８ａの流入側から下流側の空間域の内容物は混在している液化ガスの気化・膨張によってほぼ全て外部に噴出されてしまう。したがって、一回の操作で外部に噴射される内容物の量は、静止モードにおける汎用ハウジング４内部空間域，通路部８ａ内部空間域および定量室７ｃのボール弁９上方から通路部８ａの流入側までの内部空間域の各容積の合計分にほぼ相当する。

ボール弁９と弁座８ｃとが密着して通路部８ａの上流側が閉状態となった後でも、操作ボタン１が押圧されている間は、容器本体の内容物が「定量室７ｃ−切欠部８ｅ−溝部８ｄ−汎用ハウジング４内部空間−孔部２ｂ−内部通路域２ａ−通路部分１ａ」を経て外部に噴射されつづけるが、溝部８ｄの断面積が小さいので噴射量はわずかである。

利用者が図２の操作ボタン１の押圧操作状態を解除すると、ステム２はコイルスプリング５の弾性力によって上方に復帰し、ステムガスケット６と密接して孔部２ｂは閉状態になる（図３）。

そして、上述のように定量噴射の終了にともないほぼ大気圧となった汎用ハウジング４およびブッシュ８の内部空間には、容器本体の噴射剤圧力によって定量室７ｃの内容物がＣ方向に流入して、当該ブッシュなどの内部空間圧力が増加する。

この圧力増加にともなってブッシュ８の内部空間と定量室７ｃとが略同圧になると、弁座８ｃに密着していたボール弁９は自重で定量室７ｃの下端部分に落下して静止モードに復帰する。

本発明が以上の実施形態に限定されないこと勿論であり、例えば、
(21)追加ハウジング７，ブッシュ８およびボール弁９を追加ユニットとしてあらかじめ組み立てて一体化できるようにする、
(22)ボール弁９に代えて、円柱形状の弁体，鞘状の弁体，円柱端面を半球形状した弁体など各種形状のものを用いる、
(23)定量室７ｃに弁体９を複数入れる、
(24)追加ハウジング７のボール弁９の上流側にブッシュのような内容物通過可能なスペーサーを設置し弁体９の静止モードの位置を変えて噴射量を変更する、
(25)ステム２のような押し込みタイプのステムの代わりにチルトタイプのステムを用いる、
(26) 噴射剤として圧縮ガスを用いた場合において弁座７ｄの代わりにリブ７ｂが延長配置された水平底面にする、
ようにしてもよい。

本発明は、以上述べた押しボタンタイプの操作部に限定されるのではなく、チルトタイプやレバータイプなどの各種操作部にも適用可能である。

本発明が適用されるエアゾール式製品としては、消臭剤，洗浄剤，清掃剤，制汗剤，冷却剤，筋肉消炎剤，ヘアスタイリング剤，ヘアトリートメント剤，染毛剤，育毛剤，化粧品，シェービングフォーム，食品，液滴状のもの（ビタミンなど），医薬品，医薬部外品，塗料，園芸用剤，忌避剤（殺虫剤），クリーナー，洗濯のり，ウレタンフォーム，消火器，接着剤，潤滑剤などの各種用途のものがある。

内容物容器に収納される内容物に配合される成分としては例えば、粉状物，油成分，アルコール類，界面活性剤，高分子化合物，各用途に応じた有効成分，水などが挙げられる。

粉状物としては、金属塩類粉末，無機物粉末や樹脂粉末などを用いる。例えば、タルク，カオリン，アルミニウムヒドロキシクロライド（アルミ塩），アルギン酸カルシウム，金粉，銀粉，雲母，炭酸塩，硫酸バリウム，セルロース，これらの混合物などを用いる。

油成分としては、シリコーン油，パーム油，ユーカリ油，ツバキ油，オリーブ油，ホホバ油，パラフィン油，ミリスチン酸，パルミチン酸，ステアリン酸，リノール酸，リノレン酸などを用いる。

アルコール類としては、エタノールなどの１価の低級アルコール，ラウリルアルコールなどの１価の高級アルコール，エチレングリコール，グリセリン，1,3−ブチレングリコールなどの多価アルコールなどを用いる。

界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンオレイルエーテルなどの非イオン性界面活性剤、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタインなどの両性界面活性剤、塩化アルキルトリメチルアンモニウムなどのカチオン性界面活性剤などを用いる。

高分子化合物としては、メチルセルロース，ゼラチン，デンプン，カゼイン，ヒドロキシエチルセルロース，キサンタンガム，カルボキシビニルポリマーなどを用いる。

各用途に応じた有効成分としては、サリチル酸メチル，インドメタシンなどの消炎鎮痛剤、安息香酸ナトリウム，クレゾールなどの除菌剤、ヒレスロイド，ジエチルトルアミドなどの害虫忌避剤、酸化亜鉛などの制汗剤、カンフル，メントールなどの清涼剤、エフェドリン，アドレナリンなどの抗喘息薬、スクラロース，アスパルテームなどの甘味料、エポキシ樹脂，ウレタンなどの接着剤や塗料、パラフェニレンジアミン，アミノフェノールなどの染料，リン酸二水素アンモニウム，炭酸水素ナトリウム・カリウムなどの消火剤などを用いる。

さらに、上記内容物以外の、懸濁剤，紫外線吸収剤，乳化剤，保湿剤，酸化防止剤、金属イオン封鎖剤なども用いることができる。

噴射剤としては、炭酸ガス，窒素ガス，圧縮空気，酸素ガス，希ガス，これらの混合ガスなどの圧縮ガスや、液化石油ガス，ジメチルエーテル，フロロカーボンなどの液化ガスを用いる。

本発明の定量噴射機構の静止モードを示す説明図である。 図１の押しボタンを押圧操作した作動モードを示す説明図である。 図２の押しボタンの押圧操作解除直後の静止モードを示す説明図である。

符号の説明

１：操作ボタン
１ａ：通路部分
２：ステム
２ａ：内部通路域
２ｂ：孔部
２ｃ：環状段部
３：マウンティングキャップ
４：汎用ハウジング
４ａ：リブ
４ｂ：筒状部
５：コイルスプリング
６：ステムガスケット
７：追加ハウジング
７ａ：筒状部
７ｂ：リブ
７ｃ：定量室
７ｄ：弁座
８：ブッシュ
８ａ：通路部
８ｂ：フランジ部
８ｃ：弁座
８ｄ：溝部
８ｅ：切欠部
９：ボール弁
１０：チューブ
Ａ：容器本体から定量室７ｃへの内容物の概略的な流れ方向
Ｂ：定量室７ｃから容器外部空間への内容物の概略的な流れ方向
Ｃ：定量室７ｃから汎用ハウジング４内や通路部８ａへの内容物の概略的な流れ方向

Claims (3)

1. エアゾール容器の内容物噴射作動用のステムが設けられる第１のハウジングの上流側に定量噴射用空間域を付加した定量噴射機構において、
   前記第１のハウジングの一部であって当該ハウジングへの内容物流入用パイプが取り付け可能な形状の流入側筒状部と、
   前記流入側筒状部に取り付けられて前記定量噴射用空間域を形成する筒状の第２のハウジングと、
   前記第２のハウジングの内部に配されて、
   前記定量噴射用空間域の上流側端部の画定部材として作動し、
   前記ステムの弁作用により前記第１のハウジングの内部が外部空間域と連通していない静止モードでは当該第２のハウジングの流入部に保持され、かつ、操作にともなう当該ステムの変位によって当該第１のハウジングの内部と外部空間域とが連通した作動モードでは下流側からの内容物の流勢に基づいて当該流入部から前記流入側筒状部の方へ移動する応動部材と、
   前記定量噴射用空間域に設けられて、
   前記第２のハウジングと前記第１のハウジングとの間の貫通した内容物通路域を形成し、作動モードへの移行にともない前記第２のハウジングの流入部から移動してくる前記応動部材の作用で内容物入口側が閉状態に設定される主通路部および、
   当該閉状態の設定後も前記第２のハウジングの内容物を前記第１のハウジングに流入させて当該閉状態での当該応動部材に対する上流側と下流側との噴射剤圧力の違いを解消するための副通路部、
   を有する定量噴射用通路部材と、
   を備えたことを特徴とする定量噴射機構。
2. 前記定量噴射用通路部材は、
   前記第１のハウジングの流入側筒状部の内側に取り付けられた筒状部材であり、前記副通路部としての溝状部が外周面に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の定量噴射機構。
3. 請求項１または請求項２に記載の定量噴射機構を備え、かつ、噴射剤および内容物を収容した、
   ことを特徴とするエアゾール式製品。

Images