JP2013121377A - ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で液ダレが防止可能なノズルを提供すること。
【解決手段】液体を泡状にして供給する液体ディスペンサ１に設けられ、泡状の液体を吐出するノズル２３は、内部に液体を通過させる連通孔４２が形成された胴部４１と、胴部４１の端部に形成されるとともに、連通孔４２が開口する平面部４３と、を備える構成とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、泡状の液体を供給する液体ディスペンサに用いられるノズルに関する。

下方に向かって開口するノズルから液体を適量供給する装置として、公衆トイレ、病院又は飲食店等の公共施設において、液体の石鹸の供給に用いられる液体ディスペンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような石鹸を供給する液体ディスペンサは、供給する石鹸の洗浄性の向上や使用する石鹸の量の低減等の利便性を高めるために、石鹸に気体を混合させて泡状として、ノズルから吐出する技術も知られている。

しかし、石鹸を泡状で供給する液体ディスペンサでは、ノズルから泡状の石鹸を吐出後、ノズル先端に泡状の石鹸が残存し、当該残存した石鹸が時間の経過と共に滴下する、所謂液ダレが生じる、という問題があった。そこで、液ダレを防止する装置として、ノズルの石鹸を通過させる連通孔の内面積を増加させる液ダレ防止装置を、ノズルの連通孔内に設ける技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−０９８１４５号公報 特表２０１１−５２１７５５号公報

上述した液体ディスペンサに用いられるノズルでは、以下の問題があった。即ち、上述した液体ディスペンサでは、液ダレを防止するためにノズルに液ダレ防止装置を設ける構成であり、液ダレ防止装置をノズルの連通孔に組み立てる工程が必要となる。また、液ダレ防止装置は、その構造が複雑である。液ダレ防止装置は、構造が複雑であり、また、連通孔に組み立てる工程が必要であることから、液体ディスペンサの製造コストが増加する、という問題もある。

そこで本発明は、簡単な構成で液ダレが防止可能なノズルを提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のノズルは、次のように構成されている。

本発明の一態様として、液体を泡状にして供給する液体ディスペンサに設けられ、前記泡状の液体を吐出するノズルは、内部に前記液体を通過させる連通孔が形成された胴部と、前記胴部の端部に形成されるとともに、前記連通孔が開口する平面部と、を備える。

本発明によれば、簡単な構成で液ダレが防止可能なノズルを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る液体ディスペンサの構成を模式的に示す説明図。 同液体ディスペンサに用いられる供給装置の構成を示す断面図。 同供給装置に用いられるノズルの構成を拡大して示す平面図。 同ノズルの構成を拡大して示す断面図。 本発明の第２の実施形態に係る液体ディスペンサに用いられるノズルの構成を拡大して示す断面図。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るノズル２３が用いられた液体ディスペンサ１の構成を、図１乃至図４を用いて説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る液体ディスペンサ１の構成を模式的に示す説明図、図２は、液体ディスペンサ１に用いられる供給装置１１の構成を示す断面図、図３は、供給装置１１に用いられるノズル２３の構成を拡大して示す平面図、図４はノズル２３の構成を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、液体ディスペンサ１は、外郭部材１０と、供給装置１１と、駆動機構１２と、センサ１３と、制御部１４と、電力供給部１５と、を備えている。液体ディスペンサ１は、例えば、公共施設の化粧室等に設けられ、泡状の石鹸等の液体を適量供給可能に形成されている。例えば、液体は、その粘度が３０℃で１〜８０ｍＰａ・ｓに形成されている。

外郭部材１０は、供給装置１１、駆動機構１２、センサ１３、制御部１４及び電力供給部１５を収納するとともに、供給装置１１の下方に使用者の手を挿入可能に形成されている。外郭部材１０は、液体ディスペンサ１の設置場所、例えば、洗面台や壁面に固定可能に形成されている。

図１及び図２に示すように、供給装置１１は、外郭部材１０に着脱自在、且つ、液体を供給可能に形成された、所謂カートリッジである。供給装置１１は、タンク２１と、供給手段２２と、ノズル２３と、を備えている。タンク２１は、その内部に液状の液体を貯留可能に形成されている。タンク２１は、供給手段２２に固定されている。

供給手段２２は、固定体３１と、可動体３２と、ポンプ部３３と、混合部３４と、を備えている。供給手段２２は、タンク２１の液状の液体を泡状の液体として、ノズル２３から吐出可能に形成されたポンプである。

固定体３１は、タンク２１に接続されている。固定体３１は、その内部に、ポンプ部３３と混合部３４とを収納可能に形成されている。

可動体３２は、その先端にノズル２３が形成されている。可動体３２は、固定体３１に対して離接可能に形成されている。具体的には、可動体３２は、固定体３１から離接する方向に往復動可能に形成されている。可動体３２は、ポンプ部３３を駆動可能に形成されている。可動体３２は、駆動機構１２により固定体３１に向かって近接する方向に駆動される。また、可動体３２は、駆動機構１２により固定体３１に向かって駆動された後、ポンプ部３３内の後述する付勢部材により固定体３１から離間する方向に移動可能に形成されている。

ポンプ部３３は、可動体３２の往復動により液体を圧送可能に形成されている。ポンプ部３３は、例えば、その内部に二つの弁体と、タンクからの液体を一時的に貯留するポンプ室と、前記弁体及び可動体３２を付勢する付勢部材と、を有している。

ポンプ部３３は、供給手段２２が待機状態にあるときに、二つの弁体により、液体の移動が制限される。ポンプ部３３は、可動体３２が固定体３１から離間する方向に移動したときに、一方の弁体を開状態とし、ポンプ室内にタンク２１内の液体を所定の量移動可能に形成されている。また、ポンプ部３３は、可動体３２が固定体３１に近接する方向に移動したときに、他方の弁体を開状態とし、ポンプ室内の液体を混合部３４で空気と混合可能、且つ、当該空気と混合した液体をノズル２３へと圧送可能に形成されている。

混合部３４は、ポンプ部３３の他方の弁体が開状態のときに、ポンプ室内の液体に空気を混合可能に形成されている。混合部３４は、液体に空気を混合させて、泡状の液体を形成する。

ノズル２３は、例えば樹脂材料により成形されている。ノズル２３は、可動体３２に形成されている。図１乃至図４に示すように、ノズル２３は、その内部にポンプ部３３と連続する連通孔４２を有する円筒状に形成された胴部４１と、胴部４１の先端に形成された平面部４３と、平面部４３の表面に形成され、その中央に連通孔４２が位置する突出部４４と、を備えている。

ノズル２３は、胴部４１、平面部４３及び突出部４４が一体に形成されている。ノズル２３は、胴部４１の連通孔４２により、ポンプ部３３から外部への泡状の液体の流路、及び、泡状の液体の吐出口を形成する。

胴部４１は、可動体３２と一体に形成されている。連通孔４２は、同一の軸心で配置され、ポンプ室側と端部とで、異なる径により形成されている。例えば、連通孔４２は、固定体３１側が大径に形成されるとともに、先端側が突出部４４の中心で開口する小径に形成され、漸次縮径する円錐台形状の孔により連続して形成される。

平面部４３及び突出部４４は、胴部４１の端面を構成する。平面部４３及び突出部４４は、その表面積が、連通孔４２の端部の開口、即ち、連通孔４２の突出部４４に開口する開口面積よりも広く形成されている。平面部４３及び突出部４４の表面積は、連通孔４２の端部の開口面積の５倍以上であることが好ましく、１０倍以上がより好ましい。

突出部４４は、その外周側から中心側に向かって、平面部４３に対して９０度よりも小さい所定の傾斜角度、好ましくは、０度以上６０度以下の傾斜角度で形成されている。即ち、突出部４４は、液体がその表面に付着した場合に、液体の表面張力により当該液体を保持可能、且つ、重力方向にその表面に沿って極力移動しない角度であって、吐出時に泡状の液体が突出部４４から平面部４３へと移動可能な角度に形成されている。なお、ここで、傾斜角度が０度とは、突出部４４を有さず平面からなる構成を示す。

具体的には、突出部４４は、球面の一部によって構成され、その外面が所定の傾斜角度内であって、平面部４３からの高さがその半径よりも小さく形成された曲面である。なお、突出部４４は、その外面が曲面であり、このため、所定の傾斜角度とは、当該曲面を、その各位置で傾斜面と近似させ、当該近似させた傾斜面（所謂、接平面）と平面部４３との角度である。

突出部４４は、例えば、平面部４３から連通孔４２と突出部４４との陵部までの高さｔが、その曲面を成す球面の半径の１／２以下に形成されている。また、突出部４４は、例えば、その半径が４ｍｍであって平面部４３から連通孔４２と突出部４４との陵部までの高さｔが１．７ｍｍに形成されている。

駆動機構１２は、外郭部材１０内に配置されるとともに、制御部１４に信号線Ｓを介して接続される。駆動機構１２は、制御部１４からの指示に基づいて、可動体３２を固定体３１に近接する方向に移動させる。例えば、駆動機構１２は、可動体３２の端面を押圧可能に形成されるとともに、可動体３２を固定体３１へ近接方向に所定の距離移動させた後、当該押圧を解除可能に形成されている。

センサ１３は、外郭部材１０に設けられ、制御部１４に信号線Ｓを介して接続されている。センサ１３は、ノズル２３の下方に使用者の手が位置したことを検出可能、且つ、検出した情報を制御部１４に送信可能に形成されている。

制御部１４は、駆動機構１２、センサ１３及び電力供給部１５に、信号線Ｓを介して接続されている。制御部１４は、電力供給部１５から供給された電力を駆動機構１２及びセンサ１３に供給する。また、制御部１４は、センサ１３で検出した情報を受信後、駆動機構１２を駆動可能に形成されている。

電力供給部１５は、例えば、外郭部材１０に設けられた乾電池ホルダー及び乾電池により構成されている。なお、電力供給部１５は、商用電源や家庭用電源等の外部電源に接続される電源ケーブルであっても良い。

このように構成された液体ディスペンサ１は、電力供給部１５から制御部１４に電力が供給されると、まず、センサ１３に電力が供給され、センサ１３により、常時使用者の手を検出可能となる。使用者の手がノズル２３の下方に位置すると、センサ１３は、当該手が位置したことを検出し、検出情報を制御部１４に送信する。制御部１４は、センサ１３からの検出情報を受信すると、当該情報に基づいて、駆動機構１２に電力を供給して駆動し、可動体３２を所定の距離だけ固定体３１側に押圧して移動させる。

可動体３２の移動により、ポンプ部３３は、ポンプ室内の液体を圧送する。このとき、圧送された液体は、混合部３４により空気と混合して泡状となる。当該泡状の液体は、ノズル２３内の連通孔４２を通過して適量がノズル２３の先端から吐出される。

所定の距離だけ可動体３２を移動させた駆動機構１２は、可動体３２への押圧を解除する。また、押圧が解除された可動体３２は、ポンプ部３３の付勢部材により、固定体３１から離間する方向に移動する。このとき、ポンプ部３３では、ポンプ室に所定の量の液体が吸込まれる。これにより、供給装置１１は、次回の駆動機構１２の駆動まで待機する待機状態となる。これらのように、液体ディスペンサ１は、センサ１３で手が検出されると、制御部１４により供給装置１１の供給手段２２を駆動機構１２により駆動して、泡状の液体をノズル２３から供給する。

次に、ノズル２３の先端から適量が吐出された液体について説明する。泡状の液体は、ノズル２３の連通孔４２から外部空間に吐出されると、ノズル２３の内部の圧力と気圧の差によって僅かに膨張する。

なお、このように吐出された泡状の液体は、泡状の液体の分子が引き合ってまとまろうとする分子間力（ファンデルワールス力）による表面張力によって吸着力が発生し、複数泡が互いに吸着する。また、泡状の液体は、複数の泡により連続する。

連通孔４２から吐出された泡状の液体は、ノズル２３の連通孔４２端部の周囲の突出部４４の表面に接触するとともに、重力方向へ連続して移動する。また、泡状の液体は、連通孔４２から継続して吐出される泡状の液体に押され、連通孔４２の周囲の突出部４４の表面からノズル２３の外周側へさらに拡散し、平面部４３の一部に接触するとともに、重力方向へと連続して移動する。

泡状の液体は、連通孔４２から適量が吐出されると、吸着力によりその自重が支えきれなくなった大部分が重力方向に落下し、落下しなかった泡が吸着力によって平面部４３の一部及び突出部４４の表面に残存する。

当該残存した泡状の液体は、連続していた泡が落下したことにより、落下した泡から受けていた重力方向への引張力が解除されるとともに、その表面張力により平面部４３のノズル２３の外周側にさらに漸次移動し、連通孔４２からの吐出時よりも平面部４３に広範囲で接触する。残存する泡状の液体は、複数の泡が互いの吸着力により一体に連続するとともに、それぞれが平面部４３及び突出部４４に接触した状態でノズル２３に保持される。これにより、残存した泡状の液体は、広い面積でノズル２３の先端に接触することから、平面部４３及び突出部４４からその自重により滴下せず、平面部４３及び突出部４４に保持される。

また、残存した泡状の液体は、時間の経過とともに泡が消失して液状となっても、平面部４３及び突出部４４に接触していることから、その表面張力により平面部４３及び突出部４４に保持され、突出部４４の先端側に移動することが極力防止される。

このように構成された液体ディスペンサ１によれば、ノズル２３の端面を成す平面部４３と、所定の傾斜角度の曲面で形成された突出部４４を設けることで、簡単な構成であって、残存した液体の液ダレを防止可能となる。

具体的に説明すると、ノズル２３は、その突出部４４の傾斜角度が平面部４３に対して所定の傾斜角度の範囲内で球面の一部を成す形状に形成されている。このため、ノズル２３は、泡状の液体が連通孔４２から吐出された場合に、突出部４４が抵抗となり、突出部４４を超えて平面部４３に泡状の液体が接触する面積を極力小さくすることが可能となる。このため、吐出された泡状の液体は、ノズル２３の先端に少量を残して落下することとなり、泡切れが良く、ノズル２３に残存する液体の量を低減することが可能となる。

また、ノズル２３は、吐出後に残存した液体をその表面張力により平面部４３を移動させることで、泡状の液体を吐出時よりも広い面積で接触させることが可能となる。泡状の液体を吐出時よりも広い面積でノズル２３に保持することから、ノズル２３は、残存する泡状の液体の滴下、即ち液ダレが防止可能となる。

ノズル２３は、平面部４３及び突出部４４の表面積が、連通孔４２の突出部４４での開口面積の５倍以上、より好ましくは１０倍以上とすることにより、液体を保持する表面積を十分に確保することが可能となり、液体の液ダレを極力防止することが可能となる。

突出部４４は、曲面とすることで、泡状の形態の移動の抵抗を低減可能となり、表面積が広くなることにより、当該液体を極力保持することが可能となる。また、突出部４４は、球面の半径の１／２以下とすることで、その曲面がなす傾斜角度を小さくすることが可能となり、表面張力による移動が極力可能となる。

また、突出部４４は、平面部４３側からその先端（連通孔４２及び突出部４４の陵部）に向かって傾斜角度が漸次小さくなる構成である。このため、ノズル２３は、平面部４３及び突出部４４に付着した液状の液体が突出部４４の表面に沿って重力方向へ移動しても、当該液体をその下方の球面により極力保持することが可能となる。また、液状の液体の移動速度を低減可能となる。これらのことにより、突出部４４の先端に移動する液体の量、及び、当該先端に移動した液体の滴下を低減することが可能となる。

さらに、ノズル２３は、その内部に連通孔４２を有する円筒状に形成されるとともに、その端面の平面部４３に、突出部４４を一体に成型する構成であることから、簡単な形状でよい。このため、樹脂材料でノズル２３を形成する場合であっても、金型の形状も簡単な形状でよく、製造コストの低減も可能となる。これらのように、ノズル２３は、平面部４３及び突出部４４を設ける構成とすることで、簡単な形状とし、製造コストを増大させることなく液ダレを防止可能となる。

上述したように、本発明の第１の実施形態に係る液体ディスペンサ１によれば、ノズル２３の先端に、平面部４３及び所定の角度の曲面で形成された突出部４４を設ける構成とすることで、簡単な構成で液ダレが防止可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る液体ディスペンサ１に用いるノズル２３Ａの構成を、図５を用いて説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係る液体ディスペンサ１に用いられるノズル２３Ａの構成を拡大して示す断面図である。なお、第２の実施形態に係る液体ディスペンサ１のノズル２３Ａの構成のうち、上述した第１の実施形態に係る液体ディスペンサ１のノズル２３と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。また、第２の実施形態に係る液体ディスペンサ１は、上述した第１の実施形態に係る液体ディスペンサ１と、ノズル２３Ａの構成以外、同一の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

図５に示すように、ノズル２３Ａは、例えば樹脂材料により、可動体３２に一体に成形されている。ノズル２３Ａは、その内部がポンプ室と連続する連通孔４２を有する胴部４１と、胴部４１の先端に形成された平面部４３と、を備えている。即ち、ノズル２３Ａは、ノズル２３の突出部４４が０度、換言すると突出部４４を有さない構成である。

平面部４３は、その表面積が、連通孔４２の平面部４３に開口する開口面積よりも広く形成されている。平面部４３の表面積は、連通孔４２の開口面積の５倍以上であることが好ましく、１０倍以上がより好ましい。

このように構成された液体ディスペンサ１は、泡状の液体がノズル２３Ａから外部の空間に吐出されると、連通孔４２周囲の平面部４３の表面に接触して付着する。また、泡状の液体は、連通孔４２から継続して吐出される泡状の液体に押され、連通孔４２の周囲の平面部４３の表面にノズル２３Ａの外周側へ拡散するとともに、重力方向へと連続して移動する。

このように吐出された泡状の液体は、複数泡が互いに吸着して連続しており、連通孔４２から所定の量が吐出されると、泡状の液体の大部分は重力方向に落下し、落下しなかった泡が吸着力によって平面部４３表面に付着して残存する。

また、泡状の液体は、連通孔４２から吐出された際にノズル２３Ａの外周側へ向かって広がり、平面部４３に接触する。これにより、残存する泡状の液体は、複数の泡が互いの吸着力により平面部４３に保持される。

また、ノズル２３Ａは、その端面である平面部４３の表面積が、連通孔４２の流路面積よりも広く形成されている。このため、ノズル２３Ａは、泡状の液体、及び、泡状から液状へと変化した液体を広い面積で保持可能となる。また、ノズル２３Ａは、その平面部４３に、重力方向に突出する突出部４４を有さない構成であることから、その先端に付着した液体が、その平面部４３上に位置することとなる。換言すると、平面部４３に接触して付着した液体は、一部に集中することなく、液体の表面張力により平面部４３に平均的に分散されて位置する。このため、液ダレを極力防止することが可能となる。

このように構成された液体ディスペンサ１によれば、ノズル２３Ａは、その端面に平面部４３を有する構成とすることで、上述したノズル２３と同様に、簡単な構成で、液体の液ダレを防止することが可能となる。

また、ノズル２３Ａは、突出部４４を有さない構成であることから、泡状の液体がノズル２３よりも容易にノズル２３Ａの周方向へ移動することが可能であるとともに、液体の重力方向への移動が防止可能となる。

換言すると、ノズル２３Ａは、連通孔４２から吐出された泡状の液体が、上述した突出部４４を有するノズル２３よりも、その外周側へと移動する。このため、ノズル２３Ａは、その平面部４３にノズル２３よりも広い表面積で泡状の液体が接触する。結果、ノズル２３Ａは、ノズル２３よりも泡切れ性が低下するが、残存する泡状の液体の保持力が増加する。

また、平面で接触する液体を保持可能であることから、液体を平面部４３に略均一に保持することが可能となり、ノズル２３よりも液体の滴下を防止できる。これらのことにより、ノズル２３Ａは、ノズル２３と同等の効果を得ることが可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではない。上述した例では、液体ディスペンサ１に用いる液体は、石鹸である旨説明したがこれに限定されず、泡状にして吐出される液体であれば、他の液体であってもよい。また、上述した液体ディスペンサ１は、上述の構成に限定されない。例えば、液体ディスペンサ１は、外郭部材１０を有さず、供給装置１１自体に、センサ１３及び制御部１４を有する構成であってもよく、また、水道水を供給する装置に一体に組み込まれている構成であってもよい。即ち、泡状の液体を吐出する供給手段２２の先端に、ノズル２３、２３Ａ又は、これらノズル２２、２３Ａと同等の構成のノズルを有する構成であれば、液体ディスペンサ１の形態は適宜設定可能である。

さらに、上述した例では、突出部４４は、その先端に連通孔４２が開口する構成を説明したが、例えば、連通孔４２と突出部４４との陵部に、平面部４３と平行な面を成す面取り部を設ける構成であってもよい。面取り部を設けることで、突出部４４の先端に液状の液体が溜まっても、当該液状の液体を極力広い面積で保持可能となり、液ダレを極力防止可能となる。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…液体ディスペンサ、１０…外郭部材、１１…供給装置、１２…駆動機構、１３…センサ、１４…制御部、１５…電力供給部、２１…タンク、２２…供給手段、２３…ノズル、３１…固定体、３２…可動体、３３…ポンプ部、３４…混合部、４１…胴部、４２…連通孔、４３…平面部、４４…突出部、Ｓ…信号線。

Claims (8)

1. 液体を泡状にして供給する液体ディスペンサに設けられ、前記泡状の液体を吐出するノズルにおいて、
   内部に前記液体を通過させる連通孔が形成された胴部と、
   前記胴部の端部に形成されるとともに、前記連通孔が開口する平面部と、
   を備えることを特徴とするノズル。
2. 前記平面部は、その表面積が前記連通孔の開口面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
3. 前記平面部の表面であって、前記連通孔の周囲に設けられ、前記吐出された前記泡状の液体が、前記平面部の一部に移動可能な傾斜角度で傾斜する突出部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のノズル。
4. 前記平面部及び前記突出部は、その表面積が前記連通孔の開口面積よりも広く形成されていることを特徴とする請求項３に記載のノズル。
5. 前記突出部は、曲面で形成されていることを特徴とする請求項４に記載のノズル。
6. 前記突出部は、所定の半径の球面の一部により構成されていることを特徴とする請求項５に記載のノズル。
7. 前記突出部は、前記平面部からの高さが、その半径の１／２以下であることを特徴とする請求項６に記載のノズル。
8. 前記傾斜角度は、前記平面部に対して０度以上６０度以下の角度であることを特徴とする請求項３に記載のノズル。

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