JP5883441B2 - 流体ディスペンサヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ポンプや弁などのディスペンサ部材と組み合わされる流体ディスペンサヘッドに関する。

ディスペンサヘッドは、ディスペンサ部材内部に組み込まれるか、ディスペンサ部材上に取り付けられる。ディスペンサヘッドは受け面を有し、それによって押下部材を構成している。ユーザが当該押下部材を押下することでディスペンサ部材は駆動される。変形例として、ディスペンサヘッドに受け面を設ける必要のない場合もある。この種の流体ディスペンサヘッドはしばしば、香水、化粧品、更には医薬の分野において使用される。

従来のディスペンサヘッド、例えば押下部材型のものは、ポンプまたは弁であるディスペンサ部材の出口に接続される入口ウェルと、側壁および正面壁を有するピンが内部まで伸長された軸方向組立用ハウジング（axial assembly housing）と、円筒壁を有し、その一方の端部が、噴霧開口部が形成された投与用壁によって閉じられているカップ状のノズルとを備え、前記ノズルは、その円筒壁が前記ピンの周囲に係合し、かつ、前記投与用壁が前記ピンの正面壁に軸方向に当接した状態で、軸Ｘ方向に沿って前記軸方向組立用ハウジング内に組み付けられている。

一般に、入口ウェルは１つの供給路によって軸方向組立用ハウジングに接続される。加えて、ノズルの投与壁に渦巻システムを形成することも一般的である。従来型の渦巻システムは複数の接線渦巻流路を有し、これら接線渦巻流路は、ノズルの噴霧開口部に中心が位置する渦巻室の内部に開口している。渦巻システムは、噴霧開口部の上流に配置される。

加えて、組立用ハウジングの軸Ｘを中心に円形対称（circularly symmetrical）となるようにノズルを作ることも、一般的に行われている。こうした構成とすることで、ハウジングに対するノズルの向きを合わせる必要がなくなる。当然のことながら、これは、全ての渦巻流路の向きを、入口ウェルを組立用ハウジングに連結する供給路に対して合わせられない、ということも意味する。一例として、渦巻流路の１つが実質的に供給路の先に延びる位置に配置されている一方で、他の２つまたは３つの渦巻流路は供給路から直かに供給を受けることはない、という構成がある。これはつまり、複数の渦巻流路への供給が、同一、均一、あるいは対称的な形とはならず、渦巻流路のうち１つが他の渦巻流路よりも恵まれた状態となることを意味する。

従来技術として、下記の特許文献１に記載された特定のディスペンサヘッドでは、長方形の形状をした非常に特殊なノズルを収容した軸方向組立用ハウジングの内部に、２つの平行な供給路が開口している。当該特許文献１のディスペンサヘッドを用いれば、いくつかの特定の条件を満たすことができる。その条件とは、具体的にはノズルのサイズに関するものであり、ノズルを米粒よりもそれほど大きくないサイズとする、というものである。しかしながら、こうした特殊なノズルのサイズおよび形状からは重大な問題が生じる。先ず、長方形の形状であることから、ノズルの保持が容易でない。次いで、それ自体も長方形である組立用ハウジングに正確に正対するように、ノズルの向きを合わせることが必須となる。最後に、主にノズルが実質的に平たいことの結果として、ノズルのハウジングへの挿入が容易でない。ノズルは、軸方向組立用ハウジングの端壁を成すコア部１１と接する位置に来る。コア部は、中央渦巻室の内部に開口した２つの接線流路から成る渦システムを備えるよう形成されている。コア部の両側に２つの供給路が延びて、入口ウェルに通じている。特許文献１に示された設計では、長方形で平たいノズルが、軸方向組立用ハウジングの内部に進入して漏れの生じない形でコア部と接しているが、コア部両側の供給路にまで挿入されることはない。その結果として、ノズルは外周縁部においてのみ組立用ハウジングに保持されており、当該外周縁部については、効果的な構成として、斜角を有する形とすることで、組立用ハウジングの側壁に係合する組立エッジが形成される。

容易に理解される通り、上記の特定のディスペンサヘッドは、工業化された方法での組立が難しく、そのために原価が大きく上昇する。
しかしながら、この特定のディスペンサヘッドには、入口ウェルに接続された２つの供給路から渦システムの渦巻流路への供給が対称的に行われる、という効果がある。つまり、各々の渦巻流路は専用の供給路から供給を受ける。加えて、供給路および渦巻流路は、渦巻室を挟んで完全に対称となるように配置されている。そのため、入口ウェルから各々の供給路、そして各々の渦巻流路への流体の供給は、厳密に同じ形で行われる。特許文献１のディスペンサヘッドでは、こうした供給の対称性は確かに実現できるが、ノズルおよび軸方向組立用ハウジングの形状に関連して相当な問題が存在する。

欧州特許第０ ８０２ ８２７号明細書 仏国特許発明第２ ３９９ ２８２号明細書

本発明の目的は、特許文献１よりも従来に近い設計でありながら、特に渦巻流路への供給が対称の形で行われることに関する効果が得られるディスペンサヘッドを定義することである。本発明の主たる目的は、軸方向組立用ハウジングへのノズルの組入れ方法を大幅に単純化することである。また、もう１つの目的として、供給の対称性を損なうことなく、ハウジング内でのノズルの保持状態を向上させる。

従来技術としては上記特許文献２も公知であり、特許文献２には請求項１のプリアンブルに相当するディスペンサヘッドが記載されている。

上記課題の解決のために本発明が提案するディスペンサヘッドは、従来のディスペンサヘッドの構成に加えて、入口ウェルと軸方向組立用ハウジングとを連結する少なくとも２つの供給路をさらに有し、ピンの正面壁には、噴霧開口部の位置に中心が来る渦巻室に接線的に接続された渦巻流路が少なくとも２つ形成されており、前記供給路を前記渦巻流路にそれぞれ連結する少なくとも２つの連通区域を形成するように、前記ノズルの円筒壁が、前記ピンの側壁に密封状態で接触されており、前記ノズルの円筒壁が、供給路から渦巻流路まで軸に沿って延びる少なくとも２本の密封帯において、前記ピンの側壁に密封状態で接触することによって、前記少なくとも２つの連通区域が形成され。そして、本ヘッドは、密封帯が軸方向に直線状に延びている、という特徴を有する。

上記構成によれば、軸方向の直線状の密封帯により、連通区域が適正に形成され良好な形で隔絶されることが保証される。これら連通区域の各々は、１つの供給路を１つの渦巻流路に接続する。
これは特許文献２には当てはまらない。特許文献２における連通区域は大きな円筒形の接触領域によって隔てられており、この構成では、実際問題として液漏れの発生が避けられない。

このように、本発明のディスペンサヘッドは、可能な限り多くの従来型ディスペンサヘッドの特徴と、特許文献１のディスペンサヘッドの有するいくつかの特定の特徴とを組み合わせたものである。具体的には、本発明のノズルは従来通りのカップ形であり、組立用ハウジング内にはピンが進入している。加えて、複数の供給路が存在しており、特許文献１のディスペンサヘッドの場合と同様に、渦巻システムがピンに形成されている。更に、本発明では、ノズルとピンとの係合によって形成される２つの連通区域が加わっている。このように、本ディスペンサヘッドは、全体的な形状が実質的に従来と同じでありながら、さらに特許文献１のディスペンサヘッドの効果（特に、渦巻流路による対称的な形での供給に関連した効果）を取り込んでいる。

また、２つの連通区域を形成するための密封帯が４つあって、２つのデッドスペースが存在すること、とするのが好ましい。また、実際的な実施の形態では、ピン上には軸方向のリブが設けられており、密封帯は、ピン上のリブがノズルの円筒壁と接触することによって形成されること、とする。更に、各々の密封帯には、組立用ハウジング内に形成された径方向の密封用リッジが更に設けられ、ノズルの円筒壁には自由端側の環状エッジが形成されており、当該環状エッジは、密封用リッジと接触することで、組立用ハウジングの基台との密封を実現すること、という構成にすることもできる。軸方向のリブは、径方向の密封用リッジと組み合わることも可能である。これにより、２つの別々の連通区域を、各々が１つの供給路を１つの渦巻流路に連結するように、形成することができる。

本発明の、別の効果的な側面として、入口ウェルは軸Ｘに対して垂直な軸Ｙに沿って延びており、供給路同士は入口ウェルにおいて連通しており、入口ウェルにおいて、２つの供給路は軸Ｙの方向で同一の高さにある。この構成では、入口ウェル内にある流体は、いずれかの流路を優先するのではなく、複数の流路を同様に、均一かつ均等な状態で流れることになる。こうして、複数の渦巻流路への供給は、完全に対称的かつ平衡した形で行われる。供給路の入口から噴霧開口部までの、供給路と、連通区域と、渦巻流路と、そして渦巻室とを介して延びる流体用の複数の流路は、長さおよび形状が同一であること）。

本発明の別の特徴として、渦巻室の一部はノズルの投与壁によって形成されている。こうした構成により、渦巻室は、全体がピンのみからくりぬかれた形とすることもできる。また、それとは異なる形として、渦巻室は、ピンの一部とノズルの一部とをくりぬいて作ることもできる。
本発明の別の側面として、ノズルの円筒壁とハウジングとは、軸Ｘを中心にして円形対称となっている。そのため、組立ハウジングにノズルを挿入するにあたって、軸Ｘに対するノズルの向きを合わせる必要がない。渦巻流路および連通区域の向きは、組立用ハウジングに対して移動しないピンによって決められ、さらに、ノズルが円形対称であることから、それらの向きが影響を受けたり、変えられたりすることはありえない。

本発明の思想は、ディスペンサヘッドの従来通りの形状を保ちながら、その一方で、渦巻流路への供給が、平衡した、均一かつ対称的な形で行われることを保証する、というものである。これにより、各渦巻室は各渦巻流路から同量の流体を受け取ることとなり、その結果、渦巻室内で生じる渦の質は向上し、それに伴って、噴霧開口部からのスプレーの品質も向上する。こうした供給の対称性は、あらゆる流体成分にとって効果的であり、特に芳香成分、更に特化して言えば、一部または大部分が水をベースとする芳香成分にとって効果的である。

以下、本発明の非限定的な例としての実施の形態を示す添付図面を参照しながら、本発明について、より詳細に説明する。

本発明の実施の形態におけるディスペンサヘッドを特に大きく拡大して示す分解斜視図である。 組立後の状態における図１のディスペンサ装置の水平断面を示す図である。 図１、２のディスペンサヘッドの軸方向組立用ハウジングをほぼ正面から見た拡大図である。 本発明のディスペンサヘッドの、ピンおよびノズルを通過する平面における垂直断面を示す図である。

図１〜４全てを参照しながら、本発明の非限定的な実施の形態に従って製造されたディスペンサヘッドの構成要素、組立方法、そして効果を詳述する。
ディスペンサヘッドは、２つの基本的な構成要素から成る。すなわち、ヘッド本体１およびノズル４である。これら２つの構成要素は、プラスチック材の射出成形によって製造することができる。ヘッド本体１は単一部分として製造することが好ましいが、複数の構成要素を一体にして製造することも可能である。同じことは、やはり単一部分として製造することが好ましいノズル４にも当てはまる。

ヘッド本体１は、実質的に円筒形の周縁スカート１１を有し、当該周縁スカート１１の上端はディスク１２によって閉じられている。本実施の形態におけるヘッド本体１は更に、周縁スカート１１の内部に同軸の状態で延びる接続用スリーブ１３を有する。接続用スリーブ１３はディスク１２から下方向に延びている。接続用スリーブの内部には入口ウェル（inlet well）１４が形成されている。当該入口ウェル１４の下端は開放しており、上端はディスク１２によって閉じられている。接続用スリーブ１３は、ポンプや弁などのディスペンサ部材の駆動ロッドの自由端に取り付けられる。駆動ロッド（図示せず）は軸Ｙに沿って上下移動が可能である。駆動ロッドは中空となっており、ポンプまたは弁の計量チャンバに通じる流路を形成している。入口ウェル１４は、駆動ロッドの先に上方向に延びており、これによって、計量チャンバからの流体は入口ウェル１４内に流入することができる。図２に見られるように、接続用スリーブ１３は、接続用ブロック１６によって周縁スカート１１に接続されている。本実施の形態において、接続用ブロック１６は、ディスク１２の下で、軸Ｙに対して垂直な軸Ｘに沿って延びている。ただし、これ以外の構成も可能であろう。接続用ブロック１６の内部には２つの供給路１５と軸方向組立用ハウジング２とが形成されている。接続用ブロック１６には更にピン３が形成され、当該ピン３は組立用ハウジング２の内部に進入している。図２から非常に明確に見て取れるように、２つの供給路１５は入口ウェル１４を組立用ハウジング２に接続している。更に、同図において注目すべき点は、２つの供給路１５が入口ウェル１４につながっている位置が軸Ｙの方向において同じ高さになっている、ということである。これら供給路１５については、断面積を同一とし、形状も同一とするのが好ましい。軸Ｘを中心に対称となるように配置されている、と言うこともできる。また、ピン３も軸Ｘ上に配置されている。軸方向組立用ハウジング２の全体的な形状は円筒形であり、実質的に円筒形の内壁２１と複雑な形状の端壁２２とが形成されている。供給路１５は、端壁２２において組立用ハウジング２の内部に開口している。このことは、図３からより明確に見て取ることができる。同図においては、内壁２１に固定用形状加工部が設けられて、ノズルをより強固に保持できるようにしている点にも留意すべきである。これについては後述する。

つまり、ピン３は、端壁２２から組立用ハウジング２の内部に突き出している。図３に見られるように、供給路１５は、ピン３の両側で組立用ハウジング２内部に開口している。ピン３は組立用ハウジング２の端壁２２から、ピン３の自由端を形成する正面壁３２まで延びた側壁３１を有する。ピンは組立用ハウジングの内部にも延びているが、その内壁２１には接触していない。言い換えると、ピンの側壁３１は組立用ハウジングの内壁２１と接触していない。また、ピンの正面壁３２は、組立用ハウジングの外部に突き出てはおらず、組立用ハウジング内部に収まった位置を保っている。このことは、図２から明確に見て取ることができる。ピンの正面壁３２は中空の形状加工部を備えるよう形成されており、当該形状加工部には２つの接線渦巻流路（swirl channel）３５が形成されている。これら渦巻流路は、軸Ｘ上に中心が位置する渦巻室３６に接線的に接続している。図１に見られるように、渦巻流路３５はピンの側壁３１で開口している。更に、ピンの側壁３１には４本のリブ３３を備えた形に形成されている。これらリブ３３は、軸Ｘに沿って軸方向に延びる構成とするのが効果的である。リブ３３は、正面壁３２から組立用ハウジング２の端壁２２の位置まで延びている。端壁２２に接続する位置において、各リブ３３は、径方向の密封用リッジ（sealing ridge）２３の形で延長している。密封用リッジは、効果的な構成として、対角線上に延びて、組立用ハウジング２の内壁２１と接する位置に達している。全体的に、ピン３の縦断面は矩形に近く、少なくとも細長くなっている。そして、当該矩形の四隅にリブ３３が形成されている。２つの供給路１５は、ピンが形成する矩形の長い方の縦側面に沿って延びている。変形例として、ピン３の断面については、４本のリブ３３を備えた、円形または丸みを有する形とすることもできる。

ノズル４の形状は実質的に従来通りのカップ形状をしており、従って、ほぼ円筒壁４１を有する。当該円筒壁４１は、一方の端部が開いており、反対側の端部は噴霧開口部４３が形成された投与壁４２によって閉じられている。円筒壁４１の開いた方の端部には、自由端側の環状エッジ４４が形成されている。ノズル４は、好ましい構成として、図１に示すように軸Ｘを中心に円形対称となった部品である。言い換えると、ノズル４は、軸方向組立用ハウジング２の入口の正面側に据えるのに先だって、角度的な方向決めを行う必要がない。これは、特許文献１の従来技術と比較した場合、大きな効果である。この構成により、ノズル４は、特に方向決めをしなくとも、図１に示すように、軸方向組立用ハウジング２内に軸Ｘの方向に嵌め込むことができる。軸方向の組立が完了すると、ノズル４は図２に示す形状となる。投与壁４２は、ピン３の正面壁３２と漏れを生じない状態で接触することで、渦巻流路３５および渦巻室３６を隔離し完成させる。図２では、ピン３に渦巻室３６が形成されているのに加え、投与壁４２の内部にも渦巻室の一部４６が形成されていることが見て取れる。加えて、図４に見られるように、ノズル４の円筒壁４１は、組立用ハウジング２の内壁２１およびピン３のリブ３３によってクランプ留めされ、これらと漏れの生じない形で接触した状態となる。これにより、ピン３とノズル４の円筒壁４１との間には４つのスペースが形成される（すなわち、２つの連通区域３４および２つのデッドスペースＥ）。連通区域３４は供給路１５を渦巻流路３５に接続する。これは図２に見られる。連通区域３４によって供給路１５が渦巻流路３５まで延長されている、と言うこともできる。更に、デッドスペースＥは隔絶されており、外部には通じていない。また、ノズル４の自由端の環状エッジ４４が径方向リッジ２３と接触する状態となることで、組立用ハウジングの端壁２２における密封が確固たるものとなる、という点にも留意すべきである。

ノズル４がピン３と接触する状態となるにあたって、リブ３３がノズルの円筒壁４１と接触し、それによって複数の密封帯Ｚが形成される、と言うことができる。これは、図４に明確に見て取ることができる。さらに、リブ３３を側壁４１によって多少変形させることで密封性を高める、という構成まで考えられる。本実施の形態における密封帯Ｚの数は４つであるが、本発明のディスペンサヘッドは、密封帯を２つだけ有する作り、あるいは３つの密封帯を有する作り、さらには、反対に４つよりも多い数の密封帯を有する作りとすることも考えられる。一例として、２本のリブ３３を、ノズルの円筒壁４１と密に接触する円筒形部品と取り替えることが可能である。この構成では、デッドスペースＥは存在しなくなる。本実施の形態が効果的であるのは、ピンが矩形の形状であることにより、供給路１５とつながる２つの連通区域を形成できるからである。

留意すべき点は、２つの供給路１５および２つの連通区域３４から２つの渦巻経路３５への供給が、同一で、平衡かつ対称的な形で行われる、ということである。これは、供給路１５および連通区域３４が軸Ｘを挟んで完全に対称的に配置されているという事実による。加えて、２つの供給路１５が入口ウェル１４から出る位置が軸Ｙの方向において同じ高さとなっていることで、２本の渦巻流路にも、その先の渦巻室３６にも、流体が完全に対称的な形で供給されることが保証される。各々の渦巻流路３５は同量の流体を同じ速度で渦巻室３６に運び、それによって、完全な渦の形成を助ける。それに伴い、噴霧開口部４３から出るスプレーの品質は最適なものとなる。

本発明の範囲を逸脱することなく、そして一例として、２つの供給路および２つの連通区域から対称的な形で供給を受ける４つの渦巻流路を有したディスペンサヘッドを作ることも考えられる。この場合、一対の渦巻流路の各々は、１つの供給路および１つの連通区域から供給を受ける。また、３つの供給路および３つの連通区域から供給を受ける３つの渦巻流路を有したディスペンサヘッドを作ることも考えられる。

必須ではないが、ヘッド本体１を、ノズル４を通すことのできる側面開口部５４を有するカバー５に嵌め込む構成としてもよい。

Claims (8)

1. ポンプまたは弁であるディスペンサ部材の出口に接続される入口ウェル（１４）と、
   前記入口ウェル（１４）から伸びている円筒形状の内壁（２１）を有し、前記内壁（２１）の軸方向に組み立てられたハウジング（２）と、
   側壁（３１）および正面壁（３２）を有し、前記ハウジング（２）の内壁（２１）が囲む空間の軸（Ｘ）に沿って伸びているピン（３）と、
   前記入口ウェル（１４）から前記ハウジング（２）の内壁（２１）と前記ピン（３）の側壁（３１）との間に伸びている少なくとも２本の供給路（１５）と、
   前記ピン（３）の周囲に係合する円筒壁（４１）と、前記円筒壁（４１）の一方の端部を閉じ、前記ピン（３）の軸方向において前記ピン（３）の正面壁（３２）に当接し、かつ噴霧開口部（４３）が形成された投与壁（４２）とを有し、前記ハウジング（２）の内壁（２１）が囲む空間の中に当該空間の軸方向に組み込まれたカップ状のノズル（４）と、
   を備えた流体ディスペンサヘッドであって、
   前記ピン（３）の縦断面は細長く、当該縦断面の短尺方向では前記少なくとも２本の供給路（１５）が当該縦断面の長尺方向に対して対称的に配置されており、
   前記ピン（３）の側壁（３１）のうち、前記少なくとも２本の供給路（１５）のそれぞれから前記ピン（３）の正面壁（３２）まで前記ピン（３）の軸方向に直線状に伸びている少なくとも２本の帯状領域は、前記ノズル（４）の円筒壁（４１）と密着して複数の密封帯（Ｚ）を形成しており、前記複数の密封帯（Ｚ）がピン（３）の側壁（３１）とノズル（４）の円筒壁（４１）との間を少なくとも２つのスペースに分けることにより、前記少なくとも２本の供給路（１５）のそれぞれに連結する少なくとも２本の連通区域（３４）を形成しており、
   前記ピン（３）の正面壁（３２）には、当該正面壁（３２）の接線方向に伸びて前記少なくとも２本の連通区域（３４）のそれぞれを、前記噴霧開口部（４３）の位置に中心が来る渦巻室（３６）に接続する渦巻流路（３５）が少なくとも２本形成されていること
   を特徴とする流体ディスペンサヘッド。
2. 前記複数の密封帯（Ｚ）は少なくとも４本あり、前記少なくとも２本の連通区域（３４）に加えて少なくとも２つのデッドスペース（Ｅ）を形成していること、
   を特徴とする請求項１に記載の流体ディスペンサヘッド。
3. 前記複数の密封帯（Ｚ）のそれぞれにおいて前記ピン（３）の側壁（３１）には、前記ハウジング（２）の内壁（２１）に向かって前記ピン（３）の径方向に広がるリブ（３３）が前記ピン（３）の軸方向に伸びており、当該リブ（３３）が前記ノズル（４）の円筒壁（４１）と接触すること、
   を特徴とする請求項１又は２に記載の流体ディスペンサヘッド。
4. 前記ハウジング（２）の内壁（２１）が囲む空間は、当該内壁（２１）から当該空間の軸（Ｘ）に向かって広がる端壁（２２）で仕切られており、当該端壁（２２）の中心部に開いた穴から前記ピン（３）が突き出し、当該端壁（２２）と前記ピン（３）との隙間が前記少なくとも２本の供給路（１５）に連結しており、
   前記リブ（３３）のうち前記端壁（２２）に接続する部分からはリッジ（２３）が前記ハウジング（２）の内壁（２１）に向かって径方向に延長して、前記ノズル（４）の円筒壁（４１）の開口端に形成された環状エッジ（４４）と接触しており、
   前記環状エッジ（４４）が前記リッジ（２３）と接触することで、前記端壁（２２）と共に前記少なくとも２本の連通区域（３４）を前記リブ（３３）で仕切られた他の空間から密封すること、
   を特徴とする請求項３に記載の流体ディスペンサヘッド。
5. 前記入口ウェル（１４）は、前記ハウジング（２）の内壁（２１）が囲む空間の軸（Ｘ）に対して垂直な軸（Ｙ）に沿って伸びており、前記少なくとも２本の供給路（１５）は前記入口ウェル（１４）において、互いに連通し、かつ前記垂直な軸（Ｙ）の方向で同一の高さにあること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流体ディスペンサヘッド。
6. 前記少なくとも２本の供給路（１５）のそれぞれの入口から、当該供給路（１５）と、前記少なくとも２本の連通区域（３４）のそれぞれと、前記少なくとも２本の渦巻流路（３５）のそれぞれと、前記渦巻室（３６）とを介して前記噴霧開口部（４３）まで延びる少なくとも２本の流路は、長さおよび形状が同一であること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の流体ディスペンサヘッド。
7. 前記渦巻室（３６）の一部が前記ノズル（４）の投与壁（４２）によって形成されていること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の流体ディスペンサヘッド。
8. 前記ハウジング（２）の内壁（２１）と前記ノズル（４）の円筒壁（４１）とは、当該内壁（２１）が囲む空間の軸（Ｘ）を中心に円対称であること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の流体ディスペンサヘッド。

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