JP5133076B2 - 液体容器用注出口構造及び注出具 - Google Patents

Description

本発明は、液体を収容する液体容器の口部に設けられる注出口構造及び液体容器の口部に取り付けられる注出具に関する。

従来のこの種の注出口構造または注出具としては、例えば、特許文献１〜５に記載されたものが知られている。

この特許文献１〜４に記載されたものでは、液体容器から液体を注出する口部に設けられる注出口構造または注出具として、注出口内に、隔壁により液体流路と空気流入路とが並列に形成されている。そして、液体を注出する為に液体容器を傾けると、液体流路を液体が流れると同時に、外部の空気が空気流入路を通り液体容器内へと導かれるようになっている。

また、別の注出口構造または注出具では、特許文献５に記載されているように、注出口付近に、注出口とは異なる向きを向いた通気孔が設けられている。そして、液体を注出する為に液体容器を傾けると、液体流路を液体が流れると同時に、外部の空気が通気孔を通り液体容器内へと導かれるようになっている。

特開２００５−１２６１３７号公報 特許第３９０５５４３号公報 実開昭５２−８０５６号公報 実開平１−１７７１５７号公報 実開平３−１１６５７号公報

しかしながら、特許文献１〜４に記載された従来の注出口構造または注出具にあっては、空気流入路が液体流路と並列に形成されているために、液体容器を傾けたときに最初に液体流路のみならず、空気流入路全体に液体が充満した状態で液体が流れ出る。この液体で完全に充満されている空気流入路に空気の流路を確立するためには、液体容器の内部圧力と外部圧力との圧力差を確実に形成する必要があるが、液体容器が変形するなどして、内部圧力と外部圧力との圧力差を確実に形成することができないと、液体の流れが停止してしまう、という事態が発生しやすい。特に、液体容器が易変形性を持つ材料から構成される場合には、そのような流体の流れの停止が発生しやすい。流体の流れの停止が発生した場合には、液体容器の姿勢を元に戻して液体容器の変形を解消してから再び、傾斜させるといった動作を繰り返すことになる。

一方、特許文献５のような通気孔が流体流路とは異なる方向を向いて形成されているために、空気の流路を確立することが容易であるが、前記特許文献１〜４と同様に、最初に通気孔から液体が流出する。つまり、必ず最初に注出口とは異なる方向に液体が流出するために周囲を汚すことになる。そのため、特許文献５では、シート弁を設け、該シート弁が通気孔の下面の弁座に当接することによって、液体容器内からの液体の流出を防いでおり、このために部品点数が増え、構成が複雑になるという問題がある。

本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、周囲を汚すことなく、確実に空気流路を形成して、液体を円滑に注出することができる液体容器用注出口構造及び注出具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明による液体容器用注出口構造は、外部に面する出口を有し、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された液体が流れるための液体用流路と、該液体用流路とは別に、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された空気用流路と、を備え、前記液体容器内からの液体が流入する入口を有する入口部と、該入口部に繋がり前記出口を有する出口部とを有し、入口部内には前記空気用流路を構成する第１流路が形成され、出口部内には前記空気用流路を構成する第２流路が形成され、入口部内には前記液体用流路を構成する第３流路が形成され、出口部内には前記液体用流路を構成する第４流路が形成されており、第１流路と第２流路との境界部にオリフィスが形成され、前記第２流路と前記第４流路とは、出口部内に形成された隔壁によって仕切られ、前記隔壁には、出口側からスリットが形成されることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のものにおいて、前記入口部と前記出口部とは角度をなすことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のものにおいて、前記第１流路は入口部内に形成されたパイプ部によって形成されており、該パイプ部は、前記入口よりも液体容器内側へと延びることを特徴とする。

請求項４記載の発明による注出具は、液体容器の口部に取り付けられる取付部と、外部に面する出口と、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された液体が流れるための液体用流路と、を有する注出具において、前記液体用流路とは別に液体容器内部と前記出口とを連通するように空気用流路が形成され、前記液体容器内からの液体が流入する入口を有する入口部と、該入口部に繋がり前記出口を有する出口部とを有し、入口部内には前記空気用流路を構成する第１流路が形成され、出口部内には前記空気用流路を構成する第２流路が形成され、入口部内には前記液体用流路を構成する第３流路が形成され、出口部内には前記液体用流路を構成する第４流路が形成されており、第１流路と第２流路との境界部にオリフィスが形成され、前記第２流路と前記第４流路とは、出口部内に形成された隔壁によって仕切られ、前記隔壁には、出口側からスリットが形成されることを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の前記入口部と前記出口部とが角度をなすことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項４または５記載の前記第１流路が入口部内に形成されたパイプ部によって形成されており、該パイプ部は、前記取付部が液体容器の口部に取り付けられた状態で、該取付部よりも液体容器内側へと延びることを特徴とする。

本発明によれば、液体容器から液体を注出するときに、液体用流路を通り液体が流れると共に、注出開始時は空気用流路を通り液体が流れるが、同じ出口から液体が流出するために、周囲を汚すことはない。その際、オリフィスから液体が流れ出るものの、オリフィスの反液体容器側の近傍には空気が存在することができる。そのため、液体容器の内圧が下がり、オリフィス前後の圧力差が逆転すると、オリフィスの反液体容器側近傍に存在する空気がオリフィスを通り、液体容器内へと侵入して、空気用流路及び液体容器内に空気流路を形成することができるため、液体の流れが停止することなく、円滑に液体を注出することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１〜図３は、本発明の液体容器用注出口構造及び該注出口構造を構成する注出具を表す図である。この注出具１０は、この例では、液体容器１２の口部１２ａに着脱可能に取り付けられるものであり、液体容器１２と別部品の単独のプラスチック部品となっている。例えば、店舗で液体容器１２が販売されるときには、液体容器１２と分離した状態にあり、液体容器から液体を小分けまたはその他の目的で注出するときに、注出具１０を液体容器１２に取り付けるといった使用が可能である。しかしながら、本発明の注出口構造は、かかる分離した単独の部品に限らず、液体容器１２の口部に着脱不可能に一体に取り付けられたもので構成されることも可能である。

注出具１０は、液体容器１２の口部１２ａに係止する環状の取付部２０と、取付部２０から延びる本体２２とを有している。本体２２は、略Ｌ字状形状をなしており、環状の取付部２０の中央部から突出する入口部２２ａと、入口部２２ａと直交する出口部２２ｂとを有している。入口部２２ａの一端が入口２２ｃとなり、入口部２２ａの他端と出口部２２ｂの他端とが繋がり、出口部２２ｂの一端が外部と面する出口２２ｄとなっている。

本体２２の入口部２２ａの内部には、パイプ部２２ｅが形成され、また、本体２２の出口部２２ｂの内部には、隔壁２２ｆが形成される。パイプ部２２ｅは、隔壁２２ｆまで達しており、隔壁２２ｆの該パイプ部２２ｅに包囲された部分にはオリフィス２２ｇが形成されている。オリフィス２２ｇは、その前後の断面積に比較して断面積が小さくなっているものである。

従って、パイプ部２２ｅによって形成される第１流路３０は、オリフィス２２ｇを介して隔壁２２ｆによって形成される第２流路３２と連通し、これらの第１流路３０、オリフィス２２ｇ、第２流路３２によって、空気用流路が構成される。この空気用流路は、液体容器内と出口２２ｄとを連通する。また、本体２２の入口部２２ａ内のパイプ部２２ｅの外側に形成される第３流路３４は、出口部２２ｂの隔壁２２ｆによって形成される第４流路３６と連通し、これらの第３流路３４と第４流路３６とによって液体用流路が構成される。この液体用流路も、液体容器内と出口２２ｄとを連通する。液体用流路は、使用時に空気用流路の下側になるように配置される。

第１流路３０を形成するパイプ部２２ｅは、図示の例では、取付部２０よりも液体容器側へと延びている。

さらに注出具１０は、不使用時に出口２２ｄを閉鎖するためのキャップ２４と、キャップ２４と本体２２とを繋ぐ連結部２６とを備えている。

以上のように構成される注出具１０において、その作用を説明する。注出具１０が取り付けられた液体容器１２を図４に示すようにほぼ９０度傾けて、入口部２２ａがほぼ水平に、出口部２２ｂがほぼ鉛直となるようにすると、入口２２ｃから入った液体が、本体２２内の液体用流路を通り出口２２ｄから注出を開始する。

液体は、主に、液体用流路である第３流路３４から第４流路３６を通り出口２２ｄから流出する。同時に、空気用流路のうちの第１流路３０には液体が入るため、オリフィス２２ｇを通り、液体が第２流路３２へと流れ出て、出口２２ｄから流出する。この空気用流路からの流れは液体用流路からの流れと共に出口２２ｄから流出するために、周囲を液体で汚すことはない。

第２流路３２には、オリフィス２２ｇからの小流量の流れが発生するだけであるので、第２流路３２は液体が充満した状態にはならず、液体と空気が混在した状態となり、第２流路３２のオリフィス２２ｇ近傍は、大気開放状態となっている。

液体が出口２２ｄからある程度注出され、液体容器内の圧力が減圧状態になると、液体用流路からの液体の流量が少なくなってくる。オリフィス２２ｇ前後の圧力差も小さくなるので、オリフィス２２ｇからの液体の流量も少なくなってくる。

オリフィス２２ｇ前後の圧力差が逆転すると、図５に示すように、第２流路３２に存在している空気がオリフィス２２ｇから第１流路３０に侵入することができ（図５中、破線で空気の流れを示す）、第１流路３０を通り、液体容器１２内の内部空間まで到達する空気の流路を形成する。そのため、液体容器１２内の内圧が確保され、液体用流路からの液体の流れをそのまま維持することができるようになる。

仮にオリフィス２２ｇがないと、液体容器１２内の内圧の減少により、注出具内の液体の圧力が大気圧よりも下がり、液体の流れが停止することになるが、オリフィス２２ｇがあることにより、オリフィス２２ｇ前後の圧力差により空気の流れを発生させることができて、これをトリガとして空気が順次液体容器１２内へと取り込まれるために、内圧を上昇させることができ、よって、液体の流れを維持することができる。

以上のように、空気用流路を形成すると共にオリフィス２２ｇを形成することにより、液体の流れを維持することができるが、より確実に効果を発揮するためには、オリフィス２２ｇの径寸法、第１流路３０の長さ及び断面積を適切に設定するとよい。オリフィス２２ｇ及び第１流路３０の断面形状としては、円形、楕円、三角形、四角形または他の任意の形状とすることができるが、以下の説明では、円形として検討することにする。

即ち、一般的な傾向として、オリフィスの径寸法を小さくすれば、空気流路を確実に形成することができ、液体の流れを安定して維持することができる。但し、オリフィスを通り液体容器内へと侵入する空気量が少なくなるために、液体用流路から流出する流量は少ない。反対に、オリフィス２２ｇの径寸法を大きくすれば、オリフィスの圧力降下の効果が減少するので、空気流路を確実に形成することができなくなり、液体の流れが停止してしまう。

また、第１流路３０は、オリフィス２２ｇの手前の液体の圧力を下げるための圧力損失を発生させる効果がある。よって、第１流路３０を形成するパイプ部２２ｅはある程度長く、断面積はある程度小さいものとするとよい。圧力損失は、直管の場合、直径の５乗に反比例し、長さの１乗に比例するからである。

以下に、実際のオフィリスの径寸法、第１流路３０の長さ及び断面積の関係を表す実験結果を示す。

１．実験条件
液体：水道水
第２流路３２の断面積（最小値）：０．２０ｃｍ^２
液体用流路の断面積（最小値）：０．８６ｃｍ^２
オリフィス２２ｇのランド長さ：１．７ｍｍ

２．実験結果
表内の数値は、液体の流れが停止せずに液体を注出することができる確率を表す。

オリフィス径が１ｍｍ以下であれば、第１流路の長さ及び断面積に関わらず、安定して液体を流出することができるが、その分、流量が少なくなるため、上記条件においてオリフィス径は好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下とするとよい。

また、第１流路３０の長さは、上記条件において、好ましくは２５ｍｍ以上あれば安定して液体を流出することができることが分かる。また、第１流路３０の断面積を決める径は、９ｍｍ以上になると、オリフィスから侵入する空気が大きな泡となり、空気の入る量が断続的となるため、上記条件において、好ましくは９ｍｍ以下とするとよい。

以上の実験は、液体として水道水を用いて行ったが、オリフィスの圧力降下は液体の粘度の影響をあまり受けないので、例えば、洗剤のような低粘度の液体に対しても同様の作用・効果が得られる。

第２流路３２は、好ましくは、オリフィス２２ｇから出口２２ｄに達するまでの長さを持つことにより、第２流路３２内に常時空気が存在するようにするとよいが、必ずしも、第４流路３６と完全に独立に形成される必要はなく、言い換えれば、隔壁２２ｆは、全く孔またはスリットのないものとする必要はなく、また、出口部２２ｂの全体に亘り形成される必要もない。この例のように、入口部２２ａと出口部２２ｂとが角度をなす場合、第３流路３４を流れる液体が隔壁２２ｆに衝突して、第４流路３６へと向きを変えており、隔壁２２ｆのうちの第３流路３４と対向する対向部分２２ｆ１に相当する長さがないとオリフィス２２ｇの近傍で空気が待機することが困難となるため、対向部分２２ｆ１に対応する長さの第２流路３２の形成が好ましい。一方で、対向部分２２ｆ１よりも出口寄りの部分において、隔壁２２ｆにはスリット２２ｆ２が形成されている。スリット２２ｆ２は、一定の幅とすることもできるが、図８に示す例では、出口２２ｄに向かうに従って、そのスリット幅が漸次大きくなっている。

このスリット２２ｆによって、以下で説明するように、注出具１０の成形時にオリフィス２２ｇを確実に形成することができる。

注出具１０は、例えば、ポリエチレン等のプラスチック材料により射出成形により製造することができる。図６は、注出具１０を成形するための金型を示している。図において、金型４０は、大別して、キャビティプレート４２、キャビティブロック４４、コアプレート４６、コアピン４８、スライドコア５０、スライドコアピン５２、スライドブロック５４とから構成される。各部品は複数の部品から構成することも可能である。スライドコアピン５２及びスライドブロック５４は、スライドコア５０に取り付けられている。

キャビティプレート４２とコアプレート４６とが接離方向（図６の矢印Ａ）に相対移動するのに併せて、スライドコア５０が、アンギュラーピン５６に誘導されて、接離方向と直交する方向（図６の矢印Ｂ)に移動する。

コアピン４８によって、第１流路３０、第３流路３４及びオリフィス２２ｇが成形され、スライドコアピン５２によって、第２流路３２及び第４流路３６が成形される。具体的には、スライドコアピン５２は、図７に示したように、第２流路３２を成形する長軸部分５２ａと、第４流路３６を成形する短軸部分５２ｂとを有しており、長軸部分５２ａと短軸部分５２ｂとは平行に基部５２ｃから延びており、長軸部分５２ａの方が短軸部分５２ｂよりも先端方向に突出するように構成される。長軸部分５２ａと短軸部分５２ｂとの間には、リブ５２ｄが形成され、リブ５２ｄは基部５２ｃにおいて最も幅が大きく、先端に向かって漸次幅が小さくなるように形成される。

ゲート５８は、連結部２６を成形する部分に設けられ、ゲート５８からの溶融樹脂は、スライドコアピン５２の長軸部分５２ａの先端において、隔壁２２ｆを形成する部分と、本体２２の外側を形成する部分とに分かれる。樹脂の流れによって、スライドコアピン５２の長軸部分５２ａが短軸部分５２ｂから離反する方向に変位されると、スライドコアピン５２とコアピン４８とが離反して、オリフィス２２ｇとなるべき部分が樹脂によって閉鎖されてしまうおそれがあるが、リブ５２ｄによってかかる長軸部分５２ａが短軸部分５２ｂから離反することを防ぐために、スライドコアピン５２の長軸部分５２ａの変位を防ぎ、オリフィス２２ｇとなる部分を確実に形成することができる。また、リブ５２ｄが基部５２ｃに向かって漸次幅が広くなっていくために、このリブ５２ｄによって、溶融樹脂が空気を両側へと押し出しながら、末端まで確実に到達することができる。こうしてリブ５２ｄによって歩留り良く、オリフィス２２ｇを有する注出具１０を製造することができる。

リブ５２ｄに対応する部分は、図８に示すように、注出具１０の前記隔壁２２ｆのスリット２２ｆ２となるが、かかるスリット２２ｆ２は、空気流路の形成に与える影響はほとんどない。

以上の注出具１０の例では、入口部２２ａと出口部２２ｂとが直交していたが、これに限るものではなく、図９に示すように、入口部２２ａと出口部２２ｂとは９０度以外の角度をなすようにすることもでき、また、入口部２２ａと出口部２２ｂとが角度をなさずに直線状をなすようにすることもできる。または、入口部２２ａ及び出口部２２ｂの少なくとも一方が折曲していてもよい。

また入口部２２ａと出口部２２ｂとの長さの比率も任意にすることができ、空気用流路に形成されるオリフィスの位置も任意にすることができる。例えば、入口部２２ａの入口付近、出口部２２ｂの出口付近に設けることも可能であり、入口部２２ａと出口部２２ｂとが角度をなすときに、入口部２２ａと出口部２２ｂとの境界部以外の位置にオリフィスを設けることも可能である。しかしながら、入口部２２ａと出口部２２ｂとが角度をなすときには、入口部２２ａと出口部２２ｂとの境界部、即ち、折曲した部分にオリフィスを形成すると成形上好ましい。

本発明の液体容器用注出口構造及び該注出口構造を構成する注出具及び液体容器を表す側面図である。 注出具の断面図である。 注出具の斜視図である。 注出具による液体の抽出時を表す断面図である。 図４に続く、注出具による液体の抽出時を表す断面図である。 注出具を成形するための金型の断面図である。 図６のスライドコアピンの斜視図である。 図２の８−８線に沿って見た断面図である。 注出具の他の例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 注出具
１２ 液体容器
１２ａ 口部
２０ 取付部
２２ａ 入口部
２２ｂ 出口部
２２ｃ 入口
２２ｄ 出口
２２ｅ パイプ部
２２ｆ 隔壁
２２ｇ オリフィス
３０ 第１流路
３２ 第２流路
３４ 第３流路
３６ 第４流路

Claims (6)

1. 外部に面する出口を有し、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された液体が流れるための液体用流路と、該液体用流路とは別に、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された空気用流路と、を備え、
   前記液体容器内からの液体が流入する入口を有する入口部と、該入口部に繋がり前記出口を有する出口部とを有し、入口部内には前記空気用流路を構成する第１流路が形成され、出口部内には前記空気用流路を構成する第２流路が形成され、入口部内には前記液体用流路を構成する第３流路が形成され、出口部内には前記液体用流路を構成する第４流路が形成されており、第１流路と第２流路との境界部にオリフィスが形成され、
   前記第２流路と前記第４流路とは、出口部内に形成された隔壁によって仕切られ、
   前記隔壁には、出口側からスリットが形成されることを特徴とする液体容器用注出口構造。
2. 前記入口部と前記出口部とは角度をなすことを特徴とする請求項１記載の液体容器用注出口構造。
3. 前記第１流路は入口部内に形成されたパイプ部によって形成されており、該パイプ部は、前記入口よりも液体容器内側へと延びることを特徴とする請求項１または２記載の液体容器用注出口構造。
4. 液体容器の口部に取り付けられる取付部と、外部に面する出口と、液体容器内部と前記出口とを連通するように形成された液体が流れるための液体用流路と、を有する注出具において、
   前記液体用流路とは別に液体容器内部と前記出口とを連通するように空気用流路が形成され、
   前記液体容器内からの液体が流入する入口を有する入口部と、該入口部に繋がり前記出口を有する出口部とを有し、入口部内には前記空気用流路を構成する第１流路が形成され、出口部内には前記空気用流路を構成する第２流路が形成され、入口部内には前記液体用流路を構成する第３流路が形成され、出口部内には前記液体用流路を構成する第４流路が形成されており、第１流路と第２流路との境界部にオリフィスが形成され、
   前記第２流路と前記第４流路とは、出口部内に形成された隔壁によって仕切られ、
   前記隔壁には、出口側からスリットが形成されることを特徴とする注出具。
5. 前記入口部と前記出口部とは角度をなすことを特徴とする請求項４記載の注出具。
6. 前記第１流路は入口部内に形成されたパイプ部によって形成されており、該パイプ部は、前記取付部が液体容器の口部に取り付けられた状態で、該取付部よりも液体容器内側へと延びることを特徴とする請求項４または５記載の注出具。

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