JP4867036B2 - 内容物放出機構ならびにこれを備えたエアゾール式製品およびポンプ式製品 - Google Patents

Description

本発明は、エアゾール式製品およびポンプ式製品の作動モードにおける外部空間への放出内容物をファインミスト状（細かい霧状）にするための内容物放出機構に関する。

例えば作動モード設定用の押しボタンの内容物通路の出力側で内容物を旋回流（初期旋回流）にして放出用の孔部へと移動させ、当該孔部の手前でも当該初期旋回流と同じ方向の旋回を相乗的に付与して強い渦状の放出用旋回流を生成するものである。

また、内容物通路の出力側での初期旋回流を同一旋回方向の複数の流れ（それぞれ旋回対象面を１周しない旋回流）に略分離して、放出用の孔部手前でこれらの旋回流を合流させるものである。

このように本明細書では「旋回流」の用語を、旋回対象面を１周まではしない旋回方向への流れも含む意で用いる。

また、容器内容物の放出孔の側を「前」とし、それと反対側を「後」としている。すなわち図１および図２の左側方向が「前」で、右側方向が「後」となる。

また、「ポンプ式」とは、利用者が、操作部や、容器の一部（周面部分など）などを例えば押圧することにより内容物収納空間の容積が小さくなって、その中の内容物が外部空間に放出される方式を示しており、いわゆる押出式，チューブ式なども含む概念である。

また、作動モード設定用の操作部材としては、
・操作時に下動する押釦形式のもの
・操作時に回動するトリガレバー形式のもの
などを対象とする。

従来、エアゾール式容器などにおける噴霧内容物の微粒化を図ったものとしては、例えば下記の特許文献で開示の噴霧ノズル機構がある。

この噴霧ノズル機構は、概略、
１．前方の端壁[11]に噴射孔[13]を形成した嘴筒[1]と、押ボタン[4]の噴射通路[21]の出口側部分との間の筒室[12]に、噴霧内容物の微粒化用の円柱状のコマ[3]を配設し、
２．コマ[3]の前壁面[35]／前壁面[35]および後壁面[36]に、凹洞[32]とこれに通じる複数の切線溝[34]を形成し、
３．切線溝[34]の配置を、前壁面[35]と後壁面[36]とで逆対称にし、
４．切線溝[34]を通過する加圧流体（内容物）の作用によってコマ[3]を回転させる、
ものである。

そしてステム側から送られてきた容器内容物は、（凹洞[32]および切線溝[34]が後壁面[36]にも形成されている場合）噴射通路[21]−後壁面[36]の凹洞[32]−後壁面[36]の切線溝[34]−コマ[3]の外周面と嘴筒[1]と内周面との間の空間域−前壁面[35]の切線溝[34]−前壁面[35]の凹洞[32]−噴射孔[13]の経路により、外部空間に噴射される。

このとき、前壁面[35]の複数の切線溝[34]から凹洞[32]に進入した内容物（加圧液）は、その周壁にそって旋回流を形成した後、噴射孔[13]から微細な霧粒となって外部空間に放出される。
実開平３−３２９５９号公報

このように、従来の噴霧内容物の微粒化を図った噴霧ノズル機構は、前壁面[35]の複数の切線溝[34]の配置と後壁面[36]の切線溝[34]のそれとがいわば逆相の関係になっており、この両面の切線溝に基づく旋回流を相乗効果的に利用するものではない。

そこで、本発明では、
(a) 押しボタンなどの内容物通路域の出力部と外部空間への内容物放出用孔部との間の空間域（上記筒室[12]に相当）に、流路設定用の中子状部材（上記コマ[3]に相当）を固定的に配置して、内容物通路域から続く上流側流路部分と、内容物放出用孔部へと続く下流側流路部分とでそれぞれ同じ回転方向の旋回流を生成し、
(b) また、当該上流側流路部分で生成された複数の初期旋回流を、それぞれできるだけ分離した状態で当該下流側流路部分の対応する旋回流生成部に移動させる、
ことにより、容器内容物のファインミスト放出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）中子（例えば後述の中子３）を組み込んだ状態の内容物放出用の鞘状ノズル部材（例えば後述のノズルピース２）が操作部材（例えば後述の押しボタン本体１）に取り付けられた内容物放出機構において、
前記操作部材は、
内容物通路域と、
当該内容物通路域の一部に形成された内容物通過用の第一の孔部（例えば後述の出力孔部１ｂ）と、
当該第一の孔部の流出側回り部分に形成された第一の底面（例えば後述の底面部分１ｄ）を有する第一の鞘状空間域（例えば後述の鞘状空間域１ｃ）と、を備え、
前記鞘状ノズル部材は、
内容物放出用の第二の孔部（例えば後述の放出孔２ａ）と、
当該第二の孔部の流入側回り部分に形成された第二の底面（例えば後述の底面部分２ｂ）を有して、前記中子が組み込まれる第二の鞘状空間域と、を備え、
前記中子は、
前記第一の底面に当接する上流側端面と、
前記第二の底面に当接する下流側端面と、
当該上流側端面および当該下流側端面の間の外周面と、を備え、
前記第一の底面および前記上流側端面の少なくとも一方に、前記第一の孔部と連通する態様で内外方向に延びて初期旋回流を生成するための、複数の上流側凹状通路（例えば後述の上流側凹状通路１ｅ）が形成され、
前記第二の底面および前記下流側端面の少なくとも一方に、前記第二の孔部と連通する態様で内外方向に延びて前記初期旋回流と同じ旋回方向の放出旋回流を生成するための、複数の下流側凹状通路（例えば後述の下流側凹状通路２ｄ）が形成され、
前記鞘状ノズル部材の第二の鞘状空間域を構成する内周面と前記中子の外周面との間に、前記上流側凹状通路と前記下流側凹状通路とを連通させて前記初期旋回流を通過させるための内容物通過用空間域(例えば後述の空間域２ｆ)が設定されている。
（２）上記（１）において、
前記鞘状ノズル部材の第二の鞘状空間域を構成する内周面と前記中子の外周面との少なくとも一方に、
前記上流側凹状通路それぞれからの内容物の流れを規制し、かつ、前記中子を案内して保持するための複数のリブ状部（例えば後述のリブ２ｅ）が形成されている。

以上の構成からなる内容物放出機構および、この内容物放出機構を備えたエアゾール式製品やポンプ式生成を本発明の対象としている。

本発明は、このように、内容物通路域を持つ押しボタン本体などの出力側の鞘状空間域に、内容物の外部空間への放出用孔部を持つ鞘状のノズルピースなどとその中の中子状部材とを固定して、この押しボタン本体などの出力側部分で内容物を初期螺旋流にしてから放出用孔部の方に送り込み、放出孔の手前部分（直上流部分）ではこれをさらに同じ方向の強い放出用螺旋流へと進化させている。

また、当該出力側部分で生成された複数の初期旋回流を、その通過用空間域に設定されるリブ状部材の作用に基づいてできるだけ分離した状態で、放出用孔部の手前部分（直上流部分）の螺旋流生成部の対応入力側に移動させている。

これにより、容器本体側から送られてくる内容物が、その初期螺旋流を進化させた形の強い放出用螺旋流の状態で放出用孔部に供給されて、外部空間への放出内容物のファインミスト化を効率的に行うことができる。

図１は放出内容物のファインミスト化機構を備えた押しボタンの断面を示す説明図である。 図２はファインミスト化機構を示す説明図である。 図３はファインミスト化機構の入力側および出力側の切断面であり、(a) は図２の鎖線Ａ−Ａ’に基づく入力側切断面を示し、(b) は図２の鎖線Ｂ−Ｂ’に基づく出力側切断面を示す説明図である。 図４はファインミスト化機構の各構成要素を示す説明図である。

符号の説明

以下のアルファベット付き参照番号の構成要素（例えば放出孔２ａ）は、それぞれアルファベットなし参照番号の構成要素（例えばノズルピース２）の一部であることを示している。

１ 放出内容物のファインミスト化機構を備えた押しボタン本体
１ａ 内容物の上下方向通路
１ｂ 当該上下方向通路の出力孔部
１ｃ 当該出力孔部の下流側の鞘状空間域
１ｄ 当該出力孔部を略中央に有している（当該鞘状空間域の）底面部分
１ｅ 当該出力孔部から当該鞘状空間域の内周面側までの当該底面部分に形成された直線態様の上流側凹状通路（四個）
１ｅ(1)〜１ｅ(4) 上流側凹状通路（図３のみ）
１ｆ 後述のノズルピース２の段付き環状突部２ｇと係合する環状凹部
２ 鞘状空間域１ｃに係合して一体化される鞘状のノズルピース
２ａ 内容物の放出孔
２ｂ 当該放出孔を略中央に有している底面部分
２ｃ 当該放出孔を囲む態様で当該底面部分に形成された円形凹状部
２ｄ 当該ノズルピースの内周面側から当該円形凹状部までの当該底面部分に形成された下流側凹状通路（四個）
２ｄ(1)〜２ｄ(4) 下流側凹状通路（図３のみ）
２ｅ 内周面の前後方向に形成されて上流側凹状通路１ｅの方から送られてくる旋回状の各内容物の流れを規制してこの初期旋回流同士の混合をできるだけ少なくし、かつ、後述の中子３を案内して保持する機能を備えた前後方向のリブ（四個）
２ｆ 当該中子を図示のように保持した状態で当該リブ間に形成される内容物通過用の空間域（四個）
２ｇ 押しボタン本体１との係合用の段付き環状突部
３ 押しボタン本体１（鞘状空間域１ｃ）の底面部分１ｄとノズルピース２の底面部分２ｂおよびリブ２ｅのそれぞれと当接した状態で固定される円柱状の中子
４ 押しボタン本体１の上下方向通路１ａの下側部分に固定されて、当該押しボタンの押圧操作にともない周知の開閉手段（エアゾール容器の場合はステムガスケットとステム孔部との開閉：ポンプ容器の場合は下流弁の開閉）をそれまでの静止モードの閉状態から作動モードの開状態に変更するステム
ｆ１〜ｆ４ 初期旋回流（図３のみ）

図１乃至図４を用いて本発明の実施例を説明する。

本発明の、実施例に対応した基本的な特徴は、
(11) ボタン本体１の上下方向通路１ａの出力孔部１ｂと外部空間への内容物の放出孔２ａとの間の空間域に、流路設定用の中子３を固定的に配置して、上下方向通路１ａから続く上流側凹状通路１ｅと、放出孔２ａへと続く下流側凹状通路２ｄとでそれぞれ同じ回転方向の旋回流を生成し、
(12) また、各上流側凹状通路１ｅ(1)〜１ｅ(4)で生成された複数の初期旋回流を、互いにできるだけ分離した状態で、それぞれの対応する各下流側凹状通路２ｄ(1)〜２ｄ(4)に移動させるためのリブ２ｅを形成した、
ことである。

図示の押しボタン本体１，ノズルピース２，中子３およびステム４の材質は、ポリプロピレン，ポリエチレン，ナイロン，ポリアセタール，ポリブチレンテレフタレートなどのプラスチックである。

ステム４から放出孔２ａまでの内容物流路は、「ステム４の内容物通路−押しボタン本体１の上下方向通路１ａ−その出力孔部１ｂ−上流側凹状通路１ｅ−カラー部材２の空間域２ｆ−下流側凹状通路２ｄ−円形凹状部２ｃ−放出孔２ａ」となる。

ここで、押しボタン本体１の上流側凹状通路１ｅはそれぞれ長手方向の各位置の内容物通過用断面積が略同じであり、ノズルピース２の下流側凹状通路２ｄはそれぞれ円形凹状部２ｃに近い方の内容物通過用断面積が当該円形凹状部から遠い方のそれよりも小さくなっている。

また、四個の直線態様の上流側凹状通路１ｅは、鞘状空間域１ｃの底面部分１ｄに等間隔で形成され、それぞれの長手方向の中心線が当該底面部分の（出力孔部１ｂを中心とする）径方向からいわば同位相だけずれた状態になっている。換言すれば、上流側凹状通路１ｅの長手方向の中心線は出力孔部１ｂと交差しない。

すなわち、上流側凹状通路１ｅを通過した内容物が鞘状空間域１ｃの内周面部分にぶつかった場合、そのぶつかる方向（内容物の流れ方向）とぶつかり部との角度が当該ぶつかり部の両側で異なってくる。

したがって、上流側凹状通路１ｅから通鞘状空間域１ｃの内周面部分にぶつかった内容物はこの角度の大きな方に旋回するのが主流となる〔図３(a) 参照〕。また、このぶつかり部のテーパ面の作用により内容物は前方向へのいわば駆動力も受ける（図２参照）。

このようにして初期旋回流となった内容物はそれぞれ一つの空間域２ｆを図２の矢印のように進み、ノズルピース２の対応する下流側凹状通路２ｄに入っていく。

なお、図３では、それぞれ四つからなる上流側凹状通路１ｅ(1)〜１ｅ(4)，下流側凹状通路２ｄ(1)〜２ｄ(4)および初期旋回流ｆ１〜ｆ４の対応関係も示している。同じ枝番の参照番号同士が対応しており、例えば上流側凹状通路１ｅ(1)からの初期旋回流ｆ１は下流側凹状通路２ｄ(1)に入っていく。なお、初期旋回流ｆ１〜ｆ４はそれぞれ四個のリブ２ｅの分離作用により略独立した流れになっている。

そして、下流側凹状通路２ｄ(1)〜２ｄ(4)に入った初期旋回流ｆ１〜ｆ４のそれぞれはその先の円形凹状部２ｃで同じ方向の大きな単一の放出用旋回流となり、その内容物はファインミスト状態になって放出孔２ａから外部空間に噴射される。

なお、本発明が図１〜図４の内容に限定されないことは勿論であり、例えば、
(21) 上流側凹状通路１ｅを、鞘状空間域１ｃの底面部分１ｄやノズルピース２の底面部分２ｂの代わりに中子３の（当該底面部分との）対向当接面に形成する、また、当該底面部分および当該対向当接面の双方に形成する、
(22) リブ２ｅを、ノズルピース２の内周面の代わりに中子３の外周面に形成する、また、当該内周面および当該外周面の双方に形成する、
(23) リブ２ｅを、図示の前後方向（＝ノズルピース２や中子３の長手方向）から傾斜した形状にする、
ようにしてもよい。

容器内容物の対象としては、液状，発泡性（泡状），ペースト状，ジェル状，粉状などの各種性状のものがある。

本発明が適用されるエアゾール式製品やポンプ式製品としては、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，消臭剤，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。

容器本体に収納する内容物は、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などである。

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。

エアゾール式製品における内容物放出用ガスとしては、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。

Claims (4)

1. 中子を組み込んだ状態の内容物放出用の鞘状ノズル部材が操作部材に取り付けられた内容物放出機構において、
   前記操作部材は、
   内容物通路域と、
   当該内容物通路域の一部に形成された内容物通過用の第一の孔部と、
   当該第一の孔部の流出側回り部分に形成された第一の底面を有する第一の鞘状空間域と、を備え、
   前記鞘状ノズル部材は、
   内容物放出用の第二の孔部と、
   当該第二の孔部の流入側回り部分に形成された第二の底面を有して、前記中子が組み込まれる第二の鞘状空間域と、を備え、
   前記中子は、
   前記第一の底面に当接する上流側端面と、
   前記第二の底面に当接する下流側端面と、
   当該上流側端面および当該下流側端面の間の外周面と、を備え、
   前記第一の底面および前記上流側端面の少なくとも一方に、前記第一の孔部と連通する態様で内外方向に延びて初期旋回流を生成するための、複数の上流側凹状通路が形成され、
   前記第二の底面および前記下流側端面の少なくとも一方に、前記第二の孔部と連通する態様で内外方向に延びて前記初期旋回流と同じ旋回方向の放出旋回流を生成するための、複数の下流側凹状通路が形成され、
   前記鞘状ノズル部材の第二の鞘状空間域を構成する内周面と前記中子の外周面との間に、前記上流側凹状通路と前記下流側凹状通路とを連通させて前記初期旋回流を通過させるための内容物通過用空間域が設定されている、
   ことを特徴とする内容物放出機構。
2. 前記鞘状ノズル部材の第二の鞘状空間域を構成する内周面と前記中子の外周面との少なくとも一方に、
   前記上流側凹状通路それぞれからの内容物の流れを規制し、かつ、前記中子を案内して保持するための複数のリブ状部が形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の内容物放出機構。
3. 請求項１または２記載の内容物放出機構を備え、かつ、放出用ガス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。
4. 請求項１または２記載の内容物放出機構を備え、かつ、内容物を収容した、
   ことを特徴とするポンプ式製品。

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