(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、本発明に係るトリガー式液体噴出器が容器体に取り付けられて構成された噴出容器について説明する。また、以下の各実施形態において、対応する構成については同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
(第1実施形態)
図1に示す噴出容器1は、液体が収容される容器体2と、容器体2の口部2aに着脱可能に取り付けられたトリガー式液体噴出器(以下、単に噴出器3という。)と、を備えている。
噴出器3は、噴出器本体10と、ノズル部11と、正倒立用アダプタ12と、を備えている。なお、本実施形態の容器体2内に収容される液体には、例えば浴室やトイレ等に使用される洗剤(界面活性剤を含み泡化するもの)であって、水と同等の粘度を有するものが好適に用いられている。但し、容器体2内に収容される液体は、適宜変更が可能である。
【0015】
噴出器本体10は、容器体2内の液体を吸い上げる縦供給筒部14と、縦供給筒部14によって吸い上げられた液体をノズル部11に導く射出筒部15と、縦供給筒部14及び射出筒部15内に液体を流通させるトリガー機構16と、を備えている。
以下の説明において、縦供給筒部14(後述する上外筒部23)の第1軸線O1に沿う方向を上下方向という。噴出容器1の正立姿勢において、上下方向における容器体2に向かう方向を下側、噴出器3に向かう方向を上側という。上下方向から見た平面視において、第1軸線O1に交差する方向を径方向という。径方向のうち、一方向を前後方向といい、縦供給筒部14から射出筒部15が延びる方向を前側といい、その反対方向を後側という。また、径方向のうち、前後方向に直交する方向を左右方向という。なお、図示の例において、第1軸線O1は、容器体2の容器軸線に対して後方に偏心している。但し、第1軸線O1と容器軸線とは同軸であってもよい。
【0016】
縦供給筒部14は、外筒21と、内筒22と、を備えている。
外筒21は、下方に位置するものほど拡径された多段筒状に形成されている。具体的に、外筒21は、上外筒部23と、上外筒部23から下方に連なる下外筒部24と、を備えている。本実施形態において、上外筒部23及び下外筒部24は、何れも有頂筒状に形成されている。
【0017】
上外筒部23における周壁部の上部には、前方に向けて開口する吐出口26が形成されている。
上外筒部23の周壁部において、上下方向の中央部には、前方に向けて開口する供給口27が形成されている。
【0018】
上外筒部23(周壁部)の内周面には、上下方向に延びる連通溝29が形成されている。連通溝29の上端部は、排出口28に連通している。連通溝29の下端部は、上外筒部23の下端縁で開口している。なお、上外筒部23の周壁部は、下外筒部24の頂壁部を貫いている。
【0019】
内筒22は、外筒21の下方から外筒21内に嵌め込まれている。内筒22は、下方に位置するものほど拡径された多段筒状に形成されている。具体的に、内筒22は、上内筒部31と、上内筒部31の下方に連なる下内筒部32と、を備えている。
上内筒部31は、上外筒部23と同軸に配置されている。上内筒部31は、上外筒部23内に上外筒部23の下方から嵌合されている。上内筒部31の上部は、下部に比べて外径が小さい小径部34を構成している。したがって、上内筒部31(周壁部)の内周面と、小径部34の外周面と、の間には連絡通路S1が形成されている。連絡通路S1は、上述した吐出口26及び供給口27間を接続している。なお、小径部34の上端縁は、上外筒部23の天壁部に上外筒部23の下方から近接又は当接している。
【0020】
図2に示すように、小径部34の上端部は、上方に向かうに従い外径が漸次縮径している。小径部34の上端部には、径方向の内側に突出するリブ33が形成されている。リブ33は、上下方向に延在するとともに、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
【0021】
小径部34において、リブ33の下端部に位置する部分には、径方向の内側に向けて弁座部35が突設されている。弁座部35は、径方向の内側に向かうに従い下方に延在するテーパ筒状に形成されている。内筒22内において、小径部34、弁座部35及び上外筒部23の天壁部23aで囲まれた空間は、ボール弁(第1切替弁)41が収容される収容空間40を画成している。ボール弁41は、収容空間40内の圧力や自重によって弁座部35から接離可能に構成されている。なお、本実施形態のボール弁41は、水、若しくは容器体2内に収容される液体よりも比重が大きく、噴出容器1の正立姿勢のとき自重によって弁座部35に着座可能な材質により形成されている。このような材料として、本実施形態のボール弁41には、金属材料(例えば、SUS)が好適に用いられている。但し、上述した条件を満たせば、ボール弁41は金属材料以外(例えば、ガラス)により形成されていてもよい。
【0022】
収容空間40は、小径部34の上端縁に形成された切欠き部42を通じて上述した連絡通路S1に連通している。
【0023】
下内筒部32は、下外筒部24に下外筒部24の下方から嵌合されている。下内筒部32の頂壁部45において、内周部分には頂壁部45を上下方向に貫通する貫通孔48が形成されている。貫通孔48内には、上外筒部23における周壁部の下端部(下内筒部24から突出した部分)が挿入されている。上外筒部23の周壁部は、貫通孔48内を径方向に仕切っている。すなわち、貫通孔48のうち、上外筒部23の周壁部に対して径方向の内側は、連通溝29内に連通している。一方、貫通孔48のうち、上外筒部23の周壁部に対して径方向の外側は、下外筒部24と下内筒部32とで画成された空間に連通している。
【0024】
下内筒部32の周壁部には、径方向の外側に張り出す外フランジ51が形成されている。なお、本実施形態において、下外筒部24及び下内筒部32の軸線(以下、第2軸線O2という。)は、例えば第1軸線O1に対して前方に偏心している。
【0025】
噴出器本体10は、噴出器3を容器体2に取り付ける装着キャップ52を備えている。装着キャップ52は、上下方向に延びる筒状に形成されている。装着キャップ52は、下内筒部32の外フランジ51を口部2aの上端縁との間に挟んだ状態で、口部2aに装着(例えば、螺着)される。
【0026】
射出筒部15は、上外筒部23に一体で形成されている。射出筒部15は、上外筒部23の上端部から前方に向けて突出している。射出筒部15内は、吐出口26を通じて上述した連絡通路S1に連通している。
【0027】
トリガー機構16は、シリンダ71及びピストン72を有するポンプ部61と、カバー体62と、トリガー部63と、弾性板部64と、を備えている。
シリンダ71は、前方に開口する有底筒状に形成されている。なお、以下の説明では、シリンダ71の中心軸線をシリンダ軸O3とする。シリンダ軸O3は、前後方向に延在している。
【0028】
シリンダ71は、シリンダ軸O3と同軸に延びる収容筒77及びピストンガイド78と、収容筒77及びピストンガイドの後端縁同士を接続する底壁部79と、を備えている。
【0029】
収容筒77は、射出筒部15の下方に形成されたシリンダ用筒部75内に嵌合されている。なお、シリンダ用筒部75は、縦供給筒部14及び射出筒部15と一体に形成されている。シリンダ用筒部75は、前方に向けて開口するとともに、後端開口部が上外筒部23によって閉塞されている。
【0030】
底壁部79には、上述した供給口27に連通する連通口81が形成されている。
ピストンガイド78は、底壁部79の内周縁から前方に向けて突出している。ピストンガイド78は、後方に向けて開口する有頂筒状に形成されている。
【0031】
ピストン72は、収容筒77内に前後動可能に収容されている。ピストン72は、ピストン本体91と、内摺動部92と、外摺動部93と、を備えている。
ピストン本体91は、後方に向けて開口する有頂筒状に形成されている。ピストン本体91の内側には、上述したピストンガイド78が挿入されている。
【0032】
内摺動部92は、ピストン本体91の後端開口縁から後方に向かうに従い径方向の内側に延在している。内摺動部92の後端部は、ピストン72の前後動に伴いピストンガイド78の外周面に摺動可能に構成されている。
【0033】
外摺動部93は、ピストン本体91の下端部に接続されている。外摺動部93は、ピストン本体91の周囲を取り囲んでいる。外摺動部93は、前後方向の中央部から前方及び後方に向かうに従い漸次拡径したテーパ筒状に形成されている。外摺動部93の前後両端部は、ピストン72の前後動に伴い収容筒77の内周面に摺動可能に構成されている。
【0034】
カバー体62は、縦供給筒部14及び射出筒部15を上方、後方及び左右方向の両側から覆っている。
トリガー部63は、下方に向かうに従い前方に向けて湾曲しながら延在している。トリガー部63の上端部は、左右方向に延びる軸線C1回りに回動可能に射出筒部15に連結されている。トリガー部63における上下方向の中央部は、ピストン本体91の前端部に、左右方向に延びる軸線C2回りに回動可能、かつ上下方向に移動可能に連結されている。ピストン72は、トリガー部63の軸線C1回りの回動動作に伴い、シリンダ71に対して前後動する。
【0035】
弾性板部64は、射出筒部15とトリガー部63との間に介在している。弾性板部64は、トリガー部63を軸線C1回りの前方に向けて付勢している。
【0036】
ノズル部11は、射出筒部15から前方に突設されている。ノズル部11は、連結部材100と、ノズル本体101と、蓄圧弁102と、を備えている。
連結部材100は、後方に開口する有頂筒状に形成されている。連結部材100の周壁部内には、射出筒部15の前端部が嵌合されている。連結部材100の前壁部には、前壁部を前後方向に貫通する連通孔105が形成されている。連通孔105は、射出筒部15の前端開口部15aを通じて射出筒部15内に連通している。
【0037】
連結部材100の前壁部には、取付筒110が形成されている。取付筒110は、射出筒部15の軸線に対して下方に偏心した位置から前方に延びる筒状に形成されている。
【0038】
ノズル本体101は、後方に開口する有頂筒状に形成されている。ノズル本体101の周壁部内には、上述した取付筒110が嵌合されている。連結部材100とノズル本体101との間に画成された空間は、蓄圧室115を構成している。
ノズル本体101の前壁部には、噴出孔112aを有するノズルキャップ112が組み付けられている。
【0039】
蓄圧弁102は、上述した蓄圧室115内において、コイルスプリング120によって前方に付勢された状態で、後方移動可能に収容されている。蓄圧弁102は、ノズル本体101の前壁部に形成された弁座部121に着座し、噴出孔112aを閉塞する。蓄圧弁102の後半部には小径ピストン部102aが形成され、蓄圧弁102の前半部には大径ピストン部102bが形成されている。蓄圧弁102は、連通孔105を通じて蓄圧室115に導入される液体の圧力を両ピストン部102a,102bに作用させる。この圧力が一定以上となると、両ピストン部102a、102bの受圧面積の差により蓄圧弁102が後退し、噴出孔112aを開放する。
【0040】
本実施形態のトリガー式液体噴出器1は、噴出孔112aを通した外部とノズル部11内との連通を遮断する遮断手段として、蓋部130を備えている。蓋部130は、ノズル部11に配設され、噴出孔112aを前方から開閉可能に閉塞する。蓋部130の上端部は、ノズル本体101の前壁部に、左右方向に延びる軸線回りに回動可能に装着されている。なお、遮断手段としては、蓋部130に限られず、例えば連結部材100に対してノズル本体101を相対回転させることで、噴出孔112aを通した外部とノズル本体101内との連通を遮断するような構成等であってもよい。
【0041】
正倒立用アダプタ12は、縦供給筒部14の下端部に装着されている。正倒立用アダプタ12は、噴出容器1が正立姿勢(口部2aを上方に向けた姿勢)、及び倒立姿勢(口部2aを下方に向けた姿勢)の何れにおいても、容器体2の内の液体の噴射を可能とするものである。
【0042】
正倒立用アダプタ12は、上下方向に組み付けられた第1取付部材140及び第2取付部材141と、第1取付部材140及び第2取付部材141間を仕切る仕切部材142と、を備えている。なお、第1取付部材140、第2取付部材141及び仕切部材142によって本実施形態のアダプタ本体が構成されている。
第1取付部材140は、上方に位置するものほど縮径された多段筒状に形成されている。具体的に、第1取付部材140は、小径部145、中径部146及び大径部147を備えている。
【0043】
小径部145は、第1軸線O1と同軸に配置されている。小径部145の上部は、上内筒部31内に嵌合されている。小径部145のうち、下端縁よりも上方に位置する部分には、径方向の外側に張り出す第1フランジ150が形成されている。
中径部146は、第1フランジ150の外周縁から下方に延設されている。中径部146は、上述した第2軸線O2と同軸に配置されている。中径部146は、下内筒部32内に下内筒部32の下方から嵌合されている。これにより、下内筒部32の下端開口部が閉塞されている。中径部146の下端縁には、径方向の外側に張り出す第2フランジ152が形成されている。第2フランジ152は、下内筒部32の下端縁に下内筒部32の下方から近接又は当接している。
【0044】
大径部147は、第2フランジ152の外周縁から下方に延設されている。大径部147の前部(第2軸線O2よりも前方)には、大径部147を径方向に貫通する倒立導入口153が形成されている。
【0045】
仕切部材142は、第1連通筒160と、第2連通筒161と、を有している。
第1連通筒160は、第1軸線O1と同軸に配置されている。第1連通筒160には、小径部145の下端部(第1フランジ150よりも下方に突出した部分)が第1連通筒160の上方から嵌合されている。
第2連通筒161は、第1連通筒160の前方に連なっている。第2連通筒161は、下方に向かうに従い漸次縮径している。本実施形態において、第2連通筒161と第1取付部材140との間に画成された空間は、弁室(第2空間)165を構成している。弁室165は、上述した倒立導入口153を通じて容器体2内に連通している。弁室165には、ボール弁(第2切替弁)164が収容されている。ボール弁164は、第2連通筒161の下端開口縁に接離することで、第2連通筒161の下端開口を開閉する。
【0046】
第2取付部材141は、閉塞部170と、固定筒171と、を有している。
閉塞部170は、上方に開口する有底筒状に形成されている。閉塞部170は、仕切部材142を間に挟んだ状態で、大径部147内に嵌合されている。
固定筒171は、閉塞部170の後部(第1軸線O1と同軸となる位置)において、閉塞部170の底壁部を上下方向に貫いている。固定筒171の下部には、吸上パイプ175が嵌合されている。固定筒171の上端開口部(正立導入口)171aは、上述した第1連通筒160内に連通している。したがって、第1連通筒160は、固定筒171を通じて容器体2内に連通している。一方、第2連通筒161は、倒立導入口153を通じて容器体2内に連通している。
【0047】
閉塞部170、固定筒171及び第2連通筒161で画成された空間は、弁室165と固定筒171とを接続する接続流路180を構成している。接続流路180は、固定筒171に形成されたスリット182を通じて固定筒171内に連通している。なお、接続流路180からスリット182を経て小径部145に至る空間が本実施形態の第1空間を構成している。
【0048】
上述した収容空間40は、ボール弁41が弁座部35に着座した状態で、上内筒部31内(収容空間40よりも下方に位置する部分)と連絡通路S1との連通を遮断する。一方、収容空間40は、ボール弁41が弁座部35から離間した状態で、弁座部35の内周面とボール弁41との間に隙間P1が形成される。これにより、隙間P1を通じて上内筒部31内と連絡通路S1とが連通する。
【0049】
ここで、ボール弁41が上外筒部23の天壁部23aのうち、軸線O1上に位置する部分に当接した状態での隙間P1の断面積をD1とする。すなわち、断面積D1は、ボール弁41と弁座部35との間に形成される環状空間(隙間P1)において、上下方向に沿う縦断面視で弁座部35の座面(ボール弁41の接触面)に直交する方向での流路断面積である。本実施形態において、断面積D1は、1.7mm
2≦D1≦10.0mm
2に設定されていることが好ましく、3.4mm
2≦D1≦6.9mm
2に設定されていることがより好ましい。なお、本実施形態の噴出器3において、ボール弁41の移動量(弁座部35の着座状態から天壁部23aに当接するまでの移動量)が0.3mmのときに断面積D1が1.7mm
2となり、移動量が1.5mmのときに断面積D1が10.0mm
2となる。
【0050】
一方、弁座部35の下端開口部の開口面積(最小開口面積)をD2とする。本実施形態において、弁座部35の下端開口部の直径φは2.8mmに設定されている。
【0051】
この場合、本実施形態では、開口面積D2に対する断面積D1の関係が、以下の条件を満たしている。
0.62≦D2/D1≦3.62…(1)
【0052】
本実施形態において、吐出口26の最小断面積D3は、5.31mm
2に設定されている。この場合、最小断面積D3に対する断面積D1の関係は、以下の条件を満たしている。
0.53≦D3/D1≦3.1…(2)
D3/D1を0.53以上とすることで、倒立姿勢による噴出動作時において、連絡通路S1内を流れる液体のうち、隙間P1を通過する液体の流量に比べ、射出筒部15内に流れ込む液体の流量を多くすることができる。その結果、正立姿勢と倒立姿勢とにおける噴出量のばらつきを低減できる。
一方、D3/D1を3.1以下とすることで、シリンダ71内に液体を効率的に導入することができる。なお、上述した効果をより発揮させるためには、0.77≦D3/D1≦1.5であることがより好ましい。
【0053】
次に、噴出容器1の動作について説明する。まず、正立姿勢での噴出動作について説明する。噴出容器1の正立姿勢において、ボール弁41は自重によって弁座部35に着座し、ボール弁164は自重によって第2連通筒161の下端開口縁に着座している。
噴出容器1の正立姿勢において、容器体2内の液体を噴出させるには、トリガー部63を弾性板部64の付勢力に抗して後方に引く。すると、トリガー部63の後方移動に伴ってピストン72が後退することで、シリンダ71内が加圧される。シリンダ71内が加圧されると、シリンダ71内の液体が連絡通路S1を通じて収容空間40に流入することで、ボール弁41が弁座部35に押さえ付けられる。これにより、容器体2内と連絡通路S1の間の連通が遮断される。そのため、シリンダ71内の液体が、連絡通路S1を通して射出筒部15内に導入される。射出筒部15内に液体が導入されると、射出筒部15内が加圧される。すると、連通孔105を通して蓄圧弁102における小径ピストン部102a及び大径ピストン部102bの内部が加圧される。
【0054】
本実施形態において、大径ピストン部102bの内径は、小径ピストン部102aの内径よりも大きくなっている。そのため、小径ピストン部102a及び大径ピストン部102bの各受圧面積の差によって、蓄圧弁102には後方に向けた圧力が作用する。小径ピストン部102a及び大径ピストン部102bの圧力が所定の圧力以上になると、蓄圧弁102がコイルスプリング120の前方付勢力に抗して後退させられる。すると、蓄圧弁102の前端部が弁座部121から離間することにより、射出筒部15内と噴出孔112aが連通孔105、蓄圧弁102の内部、及び蓄圧弁102の前端部と弁座部121との間の隙間を通して連通する。これにより、噴出孔112aから液体が噴射される。
【0055】
トリガー部63を引く操作を止めると、シリンダ71内から縦供給筒部14の連絡通路S1を通した射出筒部15内への液体の供給が停止される。このとき、コイルスプリング120の前方付勢力により蓄圧弁102が前進し、蓄圧弁102の前端部が弁座部121に着座して、射出筒部15の内部と噴出孔112aとの連通を遮断させる。
【0056】
トリガー部63は、弾性板部64の弾性復元力によって前方に付勢されて元の位置に復帰する。トリガー部63の前方移動に伴いピストン72が前進することで、シリンダ71内に負圧が生じる。この際、シリンダ71内で発生した負圧によって容器体2の液体が吸上パイプ175を通じて正倒立用アダプタ12内に流入する。正倒立用アダプタ12内に流入した液体は、その後内筒22内を流通することで、ボール弁41を押し上げる。これにより、ボール弁41が弁座部35から離間し、液体が連絡通路S1及び連通口81(供給口27)を通してシリンダ71内に導入される。これにより、次の噴射に備えることができる。
【0057】
続いて、倒立姿勢での噴出動作について説明する。噴出容器1の倒立姿勢において、ボール弁41は自重によって弁座部35から離間し、ボール弁164は自重によって第2連通筒161の下端開口縁から離間している。
噴出容器1の倒立姿勢においても、トリガー部63を後方に引くことで、シリンダ71内が加圧される。すると、シリンダ71内や連絡通路S1内の液体は、射出筒部15内及び収容空間40のそれぞれに導入される。この際、射出筒部15を通過する際の流通抵抗は、ボール弁41と弁座部35との隙間P1を通過する際の流通抵抗に比べて小さくなるように隙間P1が設定されている。そのため、液体は、射出筒部15内に積極的に導入されることで、上述したように噴出孔112aから噴射される。
【0058】
一方、液体の噴出後、トリガー部63が前方に復帰する際には、上述した正立姿勢と同様にシリンダ71内に負圧が発生する。すると、倒立導入口153を通じて弁室165内に流入した液体が第2連通筒161の下端開口、接続流路180、スリット182を通じて第1連通筒160内に流入する。第1連通筒160内に流入した液体は、内筒22内を流通した後、連絡通路S1及び連通口81(供給口27)を通してシリンダ71内に導入される。これにより、次の噴射に備えることができる。
【0059】
このように、本実施形態では、開口面積D2に対する断面積D1の関係が0.62≦D2/D1≦3.62に設定されている構成とした。
この構成によれば、D2/D1を0.62以上に設定することで、断面積D1を比較的小さくすることができる。そのため、倒立姿勢による噴出動作時において、連絡通路S1内を流れる液体がボール弁41と弁座部35との間の隙間P1を通過し難くなる。すなわち、連絡通路S1内を流れる液体のうち、隙間P1を通過する液体の流れに比べ、射出筒部15内に流れ込む液体の流れを支配的にすることで、射出筒部15内に効率的に液体を導入できる。その結果、正立姿勢と倒立姿勢とにおける噴出量のばらつきを抑制できる。
一方、D2/D1を3.62以下に設定することで、シリンダ71内での負圧発生時に容器体2内から吸い上げられた液体が通過可能な大きさに隙間P1を設定できる。そのため、ピストン72をスムーズに移動させることが可能になるので、シリンダ71内に効率的に液体を導入できるとともに、トリガー部63の操作性を向上させることができる。
【0060】
しかも、本実施形態では、1.7mm
2≦D1≦10.0mm
2に設定された構成とした。
この構成によれば、断面積D1を10.0mm
2以下に設定することで、断面積D1を比較的小さくすることができる。そのため、上述したように倒立姿勢での噴出量を確保し、正立姿勢と倒立姿勢とにおける噴出量のばらつきを抑制できる。
一方、断面積D1を1.7mm
2以上に設定することで、シリンダ71内での負圧発生時にシリンダ71内に効率的に液体を導入できるとともに、トリガー部63の操作性を向上させることができる。
【0061】
本実施形態では、ボール弁41の比重が水よりも大きい構成とした。
この構成によれば、正立姿勢の際に、ボール弁41を弁座部35に確実に着座させることができる。これにより、正立姿勢での噴出量を安定させることができる。
【0062】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。本発明は上述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
例えば、上述した実施形態では、第1切替弁としてボール弁41を用いた場合について説明したが、この構成のみに限らず、自重によって弁座部35に接離する構成であればよい。
上述した実施形態では、ボール弁41が有頂筒状に形成された外筒21の天壁部23aに当接する構成について説明したが、内筒22を有頂筒状に形成してもよい。
【0063】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。