(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-05-31
(45)【発行日】2024-06-10
(54)【発明の名称】広角散布ノズル
(51)【国際特許分類】
B05B 1/04 20060101AFI20240603BHJP
B05B 9/08 20060101ALI20240603BHJP
B65D 83/00 20060101ALI20240603BHJP
【ＦＩ】
B05B1/04
B05B9/08
B65D83/00 G
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2021562860
(86)(22)【出願日】2020-05-08
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-20
(86)【国際出願番号】 US2020032195
(87)【国際公開番号】W WO2020231847
(87)【国際公開日】2020-11-19
【審査請求日】2023-03-24
(31)【優先権主張番号】62/846,055
(32)【優先日】2019-05-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】595170502
【氏名又は名称】スプレイング システムズ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100107456
【弁理士】
【氏名又は名称】池田 成人
(74)【代理人】
【識別番号】100162352
【弁理士】
【氏名又は名称】酒巻 順一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100123995
【弁理士】
【氏名又は名称】野田 雅一
(72)【発明者】
【氏名】アレンソン， マーク
(72)【発明者】
【氏名】シダーバーグ， ダニエル
【審査官】清水 晋治
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５８－０８６２６５（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００８－１６８１６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－０７８０７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許第０５９２１４７２（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１５３３９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－０２８５４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００７－５１３７６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００６／０１８６２３２（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許第０５５５３７８３（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｂ １／００－３／１８
７／００－９／０８
１７／００－１７／０８
Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６
Ｂ６５Ｄ ８３／００
８３／０８－８３／７６
Ａ０１Ｍ １／００－９９／００
Ｂ２２Ｄ １１／００－１１／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ノズル本体と、流量制御要素と、第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスとを備えた散布ノズルであって、前記ノズル本体は、第１の部分及び第２の部分を有し、前記第１の部分は円筒構成を有し、前記第２の部分は、ドーム状端部壁を含み、前記ノズル本体の前記第１の部分及び第２の部分は、内部流体通路を画成し、前記内部流体通路は、入口端部および前記ドーム状端部壁によって画定された下流端部を有し、
前記流量制御要素は、前記内部流体通路の前記入口端部に配列され、前記流量制御要素は、プレオリフィスを含み、前記プレオリフィスを通って、流体が前記ノズル本体の前記内部流体通路に入ることができ、
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、前記ドーム状端部壁内で、各々が、前記ドーム状端部壁の頂点の対向する第１の側および第２の側のそれぞれに配列され、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、第１の端部が第２の端部よりも幅が相対的に狭く、第１の端部が第２の端部よりも頂点に相対的に接近して配列された、細長いスリット状の構成を有するファン形状の流体放出パターンを形成するように構成され、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスのうち、各放出オリフィスの前記第１の端部の近傍の部分は、前記第１の側から前記第２の側に向かって互いに重なり合っている、散布ノズル。
【請求項2】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、それぞれの放出オリフィスが第１の端部から第２の端部まで延びるにつれて連続的に広がる、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項3】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、互いに対向する方向に延びている、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項4】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、前記ノズル本体の縦軸と鋭角を形成する、それぞれの中心線を有する、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項5】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの中心線は、前記ノズル本体の縦方向軸に対して約１０度未満の角度を形成する、請求項４に記載の散布ノズル。
【請求項6】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、前記第１の端部における幅よりも前記第２の端部において約３倍広い、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項7】
前記流量制御要素は、前記ノズル本体の前記入口端部に受け入れられるディスク状部材を備える、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項8】
前記プレオリフィスは、前記流量制御要素の中央に配置される、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項9】
前記ドーム状端部壁の外部表面には、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの中間の前記ドーム状端部壁の前記頂点を横断する配向リブが設けられている、請求項１に記載の散布ノズル。
【請求項10】
散布装置であって、流体リザーバと、
前記流体リザーバと流体連通する可撓性導管によって前記流体リザーバに付けられたワンドと、
前記流体リザーバから流体を放出するための前記ワンドに付けられた散布ノズルと、
を備え、
前記散布ノズルは、ノズル本体と、流量制御要素と、第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスとを備え、
前記ノズル本体は、第１の部分及び第２の部分を有し、前記第１の部分は円筒構成を有し、前記第２の部分は、ドーム状端部壁を含み、前記ノズル本体の前記第１の部分及び第２の部分は、内部流体通路を画成し、前記内部流体通路は、入口端部および前記ドーム状端部壁によって画定された下流端部を有し、
前記流量制御要素は、前記内部流体通路の前記入口端部に配列され、前記流量制御要素は、プレオリフィスを含み、前記プレオリフィスを通って、流体が前記ノズル本体の前記内部流体通路に入ることができ、
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、前記ドーム状端部壁内で、各々が、前記ドーム状端部壁の頂点の対向する第１の側および第２の側のそれぞれに配列され、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、第１の端部が第２の端部よりも幅が相対的に狭く、第１の端部が第２の端部よりも頂点に相対的に接近して配列された、細長いスリット状の構成を有するファン形状の流体放出パターンを形成するように構成され、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスのうち、各放出オリフィスの前記第１の端部の近傍の部分は、前記第１の側から前記第２の側に向かって互いに重なり合っている、散布装置。
【請求項11】
前記流体リザーバを使用者の背中で支持するように構成されたショルダーストラップを更に含む、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項12】
フランジが、前記ノズル本体の前記入口端部に配列され、前記散布ノズルを前記ワンドの端部に固定するための装着ナットを更に含む、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項13】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、それぞれの前記放出オリフィスが前記第１の端部から前記第２の端部まで延びるにつれて連続的に広がる、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項14】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスは、対向する方向に延びる、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項15】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、前記ノズル本体の縦軸と鋭角を形成する、それぞれの中心線を有する、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項16】
前記ノズル本体は、縦軸を有し、前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々の中心線は、前記ノズル本体の前記縦軸に対して約１０度未満の角度を形成する、請求項１５に記載の散布装置。
【請求項17】
前記第１の放出オリフィス及び第２の放出オリフィスの各々は、前記第２の端部において前記第１の端部における幅よりも約３倍広い、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項18】
前記流量制御要素は、前記ノズル本体の前記入口端部に受け入れられるディスク状部材を備える、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項19】
前記プレオリフィスは、前記流量制御要素の中央に配置されている、請求項１０に記載の散布装置。
【請求項20】
前記ドーム状端部壁の外部表面には、配向リブが設けられ、前記配向リブは、前記第１の放出オリフィスと前記第２の放出オリフィスとの中間の前記ドーム状端部壁の前記頂点を横断する、請求項１０に記載の散布装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
[関連出願の相互参照]
【0002】
[0001]本出願は、2019年5月10日に出願された「WIDE ANGLE SPRAY NOZZLE」という名称の米国仮特許出願第62/846,055号の利益を主張し、その内容は、その参照文献を含めて、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0003】
[発明の背景]
【0004】
[0002]散布装置は、農薬、除草剤および殺菌剤のような液体を散布するために農業産業において長い間使用されてきた。このような散布装置の一例は、操作者が農薬を植物に塗布するために使用する手持ちのワンド（wand）を有するバックパック式散布器である。ワンドは、典型的には、先細分布パターンを有する比較的狭い散布角度を有する散布ノズルを使用する。この種のバックパック式散布装置は安価であるが、多くの欠点を有する。たとえば、ノズルの形状は、植物の散布被覆率を一定にしないことにつながり、処理の効率を低下させる。また、散布角度が狭いため、操作者は、所与の領域に化学薬品を塗布するために多数のパスを行う必要がある。その結果、化学的塗布操作は時間がかかり、従って、より高価になり得る。
【0005】
【発明の目的】
【0006】
[0003]以上のことを考慮して、本発明の一般的な目的は、農業用途で使用される既存の散布器で達成されるよりも、液体のより効果的な塗布につながる改善された噴霧範囲を有する散布装置用散布ノズルを提供することである。
【0007】
[0004]本発明の関連する目的は、農業用途で使用される既存の散布器よりも効率的で時間のかからない方法で液体を塗布できるように、比較的広い分布パターンを生み出す散布装置用散布ノズルを提供することである。
【0008】
[0005]本発明の更なる目的は、均一な散布分布を生み出す散布装置用散布ノズルを提供することである。
【0009】
[0006]本発明の他の目的は、比較的安価に製造できる散布装置用散布ノズルを提供することである。
【0010】
[0007]本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明を読み、図面を参照することによって明らかになるであろう。識別された目的は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【0012】
【発明の詳細な説明】
【0013】
[0020]図１および図２を参照すると、本発明に従って構成された散布ノズル１２（図２に最もよく見られる）を有する散布装置１０の例示的な実施形態が示されている。例示の散布装置１０は、農薬、除草剤および殺菌剤のような化学物質を農業および芝生および庭の手入れ環境に放出するのに特に適したバックパック散布器である。しかしながら、本発明は、このような液体の散布またはこのような環境での使用に限定されない。むしろ、本発明の散布ノズル１２は、広い角度および均一な分布パターンが有利な任意の適切な液体を散布するためのものである。さらに、本発明の散布ノズル１２は、バックパック散布器と共に使用することに限定されない。反対に、本発明の散布ノズル１２は、たとえば、自走式であってもよいし、自走式でなくてもよい車輪式散布装置と共に使用することができ、又は、たとえば、このような散布装置のブーム上の複数の離間したノズルの１つであってもよい。
【0014】
[0021]図１に示す実施形態では、バックパック散布装置１０は、一般に、散布される液体を貯蔵するためのリザーバ１４を含む。この場合のリザーバ１４は、使用者の背中でリザーバ１４を支持するように構成されたアタッチショルダーストラップ１６（そのうちの１つは図１に見られる）を有する。流体リザーバ１４は、用途に応じて、たとえば、手持ち式および車輪付き構成を含む他の構成を有することができる。散布される液体を導くために操作者が使用することができる散布ワンド１８は、リザーバ１４と流体連通する可撓性導管２０を介してリザーバ１４に付けられる。ワンド１８は、リザーバ１４内の流体の放出をトリガするように構成された作動装置（図示せず）を装着することができる。また、ワンド１８は、たとえば散布ガンとして構成されることを含む、用途に応じて異なる構成を有することができる。
【0015】
[0022]液体を放出するために、図２に示すように、ワンド１８の遠位端部に散布ノズル１２が装着される。図示の実施形態において、散布ノズル１２は、ワンド１８のネジ付き端部（図示せず）に受けられる装着ナット２２によってワンド１８の端部に付けられる。図３に示されるように、フランジ２４は、散布ノズル１２の（流体の流れの方向に関して）上流の入口端部２６に設けられてもよい。このフランジ２４は、装着ナット２２によってワンド１８の遠位端部に捕捉されて、装着ナット２２の中央開口部を通って突出する散布ノズル１２の本体２８を用いて散布ノズル１２をワンド１８に固定することができる。
【0016】
[0023]散布ノズル１２への流体の流量を計量するために、図４および図６に示すように、流量制御要素３０が散布ノズル１２の入口端部２６に設けられる。図示の実施形態において、流量制御要素３０は、散布ノズル１２の入口端部２６に受け入れられるディスク状部材からなる。図示の流量制御要素３０は、ノズル本体２８の残りの部分とは別個の部品であるインサートとして構成される。しかしながら、代替の実施形態において、流量制御要素３０は、ノズル本体２８と一体に形成されてもよい。流量制御要素３０は、流体がノズル本体２８に入る中央に配置されたプレオリフィス３２を含む。操作中、このプレオリフィス３２は、リザーバから供給された流体がノズル本体２８に入るときに、第１の圧力降下を生み出す。中央プレオリフィス３２の大きさは、散布ノズル１２に対して所望の流量容量を提供するために変化させることができる。
【0017】
[0024]図３、図４，図７および図８に最もよく示されるように、散布ノズル１２の本体２８は、上流側円筒部分３４および下流側凸部分３６を含む。図４に示すように、円筒部分３４及び凸部分３６は、共に、散布ノズル１２の入口端部２６から放出端部４０まで延びる内部流体通路３８を画成する。流量制御要素３０のプリオリフィス３２は、その下流端部で内部流体通路３８に連通する。内部流体通路３８の円筒部分３４は、ノズル本体１２内に流体が溜まるように構成されている。内部流体通路３８の円筒部分３４内の流体は、上昇するにつれて速度を失う。円筒部分３４の長さは、散布ノズルの所望の流量に基づいて変化させることができ、円筒部分３４の長さは、より大きな流量に対応する。一実施形態によれば、円筒部分３４は、約０．３５インチの長さを有することができる。次いで、円筒部分３４の下流に配列され、ドーム状の端部壁４２で終端する凸部分３６は、散布される流体に第２の圧力降下を提供する。また、凸部分３６は、散布ノズル１２内の流体の霧化を提供するように構成される。一実施形態において、散布ノズル１２は、約０．７５～約２．０バールの操作圧力を有するように構成される。
【0018】
[0025]ノズル本体２８の凸部分３６のドーム状の端部壁４２には、広角で均一な分布パターンを形成するために、２つの放出オリフィス４４，４６が設けられている。２つの放出オリフィス４４，４６は、図５の端面図に示すように、ドーム状の端部壁４２の頂点４８の両側で互いにオフセットされている。特に、一方の放出オリフィス４４は、図７に示す端部壁４２の第１の側５０に配列され、他方の放出オリフィス４６は、図８に示す端部壁４２の第２の側５２に配列される。２つの放出オリフィス４４，４６は、同一に構成されるが、反対の実質的に平行な方向に延びる。
【0019】
[0026]各放出オリフィス４４，４６は、第１の端部５４，５５から第２の端部５６，５７まで延びるにつれて広がる細長いスリット状の形状を有し、各オリフィス４４，４６の縁部は、ドーム状の端部壁４２を越えて弧状に延びる。この場合、各放出オリフィス４４，４６は、第１の端部５４，５５から第２の端部５６，５７に向かって連続的に広がる。図示の実施形態において、各放出オリフィス４４，４６の第２の端部５６，５７（放出オリフィス４４，４６の比較的広い端部を表す）は、ノズル本体２８の円筒部分３４と凸部分３６との間の移行部６０（即ち、凸部分の上流端部）の近くにある。各放出オリフィス４４，４６の対向する第１の端部５４，５５（放出オリフィス４４，４６の比較的狭い端部を表す）は、端部壁４２の頂点４８に相対的に近い端部壁４２の更に下流部分にある。２つの放出オリフィス４４，４６は、各々が、第１の方向５０および第２の方向５２（図７および図８で示す）で見たときに、オリフィス４４，４６の大部分が互いに重なり合うのに十分な長さに延びる。しかしながら、図５に示されるように、２つの放出オリフィス４４，４６は、それらの全長に沿って重複しない。さらに、図９および図１０に示すように、放出オリフィス４４，４６は、各オリフィス４４，４６の中心線６２，６３がノズル本体の縦軸６４に対して鋭角をなすように構成される。
【0020】
[0027]一実施形態において、各放出オリフィス４４，４６のそれぞれのベースにおける中心は、ノズル本体２８の縦軸６４から約０．１インチ未満、より具体的には、ノズル本体２８の縦軸６４から約０．０８インチの間隔で配置される。別の実施形態において、各放出オリフィス４４，４６の中心線は、ノズル本体２８の縦軸６４に対して約１０°未満の角度であり、より具体的には、ノズル本体２８の縦軸６４に対して約７．５°の角度である。一実施形態において、各放出オリフィス４４，４６は、ノズル本体２８の縦軸６４に垂直に延びる水平面で測定した場合、約０．２３インチの長さである。さらに別の実施形態において、各放出オリフィス４４，４６の幅は、第１の端部５４，５５の幅よりも第２の端部５６，５７の方が約３倍大きい。例示的な一実施形態によれば、放出オリフィス４４，４６は、第１の端部５４，５５において約０．０１インチであり、第２の端部５６，５７において約０．０３インチである。２つの放出オリフィス４４，４６の幅は、所望の流量容量を提供するように調整され、比較的広いオリフィスが比較的高い流量容量を提供する。これらの寸法の全ては、散布ノズルの例示的な実施形態を参照していることを理解されたい。
【0021】
[0028]操作中には、２つの放出オリフィス４４，４６が一緒になって、放出オリフィスの重なり合う比較的狭い部分が散布パターンの中心を生み出し、放出オリフィスの比較的広い端部が散布パターンの対向する端部を形成する、均一な扇形の散布パターンを生み出す。開示された放出オリフィス構成は、比較的広い角度及び均一な分布を有する散布パターンを生み出す。このようなパターンは、直線経路内の領域を横断することによって、操作者が比較的広い領域にわたって均一に液体を放出することを可能にし、領域の各横断は、前の経路によって生み出された散布パターンの縁部から始まる。
【0022】
[0029]本発明による散布ノズル１１２の更なる実施形態を図１１および図１２に示す。散布操作中に散布ノズル１１２を配向する際に操作者を補助するために、図１１および図１２の散布ノズル１１２は、ノズル本体１２８のドーム状の端部壁１４２の外部表面から外側に延びる配向リブ１７０を備える配向特徴を備えて構成される。図示の実施形態において、配向リブ１７０は、頂点を通り、２つの放出オリフィス１４４，１４６との間の中間で、ドーム状の端部壁１４２の外部表面を横切って延びる。配向リブ１７０は、それぞれがノズル本体１２８の円筒部分１３４の長さに沿ってフランジ１２４まで延びる２つの側部分１７２を更に含む。側部分１７２の１つは図１１内で見ることができるが、同一の第２の側部分（その一部は図１２で見ることができる）は、ノズル本体１２８の円筒部分１３４の第１の側部分に対して１８０°離間している。この場合、配向リブ１７０の側部分１７２は、それぞれ、端部壁１４２からフランジ１２４に向かって円筒部分１３４を下方に延びるにつれて先細になる高さを有するが、高さが先細にならない側部分１７２を使用することもできる。
【0023】
[0030]使用に際して、操作者は、配向リブ１７０を使用して、図１に示される散布ワンド１８のような、散布ノズル１１２が使用される散布装置内でどのように配向されるかをより良く見ることができる。また、配向リブ１７０は、散布ノズル１１２から放出される液体が操作中に取るであろうパターンの配向を操作者に知らせるのを助けることができる。たとえば、図示された配向リブ１７０では、散布ノズル１１２によって生み出された扇形パターンの長縁部はリブ１７０に対して平行である。配向特徴は、散布ノズル１１２の配向、特に、散布ノズル１１２の放出オリフィス１４４，１４６の配向の視覚的な表示を操作者に提供する限り、図１１及び図１２に示すリブ１７０以外の構成を有することができる。
【0024】
[0031]刊行物、特許出願、および特許を含む、本明細書に引用される全ての参考文献は、各参考文献が参照により援用されることが個々にかつ具体的に示され、その全体が本明細書に記載されているかのように、参照により本明細書に援用される。
【0025】
[0032]発明を説明する文脈において(特に、以下の請求項の文脈において)、用語「a」、「an」、「the」及び「少なくとも１つの」及び同様の指示対象の使用は、本明細書に別段の指示がない限り、又は文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方をカバーするものと解釈されるべきである。「少なくとも１つ」という用語の後に１つ以上の項目のリスト（例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」）が続く使用は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、リストされた項目（ＡまたはＢ）から選択された１つの項目、またはリストされた項目（ＡおよびＢ）の２以上の任意の組合せを意味すると解釈されるべきである。「備える」、「有する」、「含む」、および「包含する」という用語は、特に断りのない限り、オープンエンドの用語（すなわち、「含むがそれに限定されない」という意味）として解釈されるべきである。本明細書中の値の範囲の列挙は、本明細書中に別段の指示がない限り、範囲内にある各別個の値を個々に参照するための簡潔な方法として役立つことを意図したものに過ぎず、各別個の値は、本明細書中に個々に列挙されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施することができる。本明細書で提供されるいずれかおよび全ての実施例または例示的な言語（例えば、「など」)の使用は、単に本発明をより良く照明することを意図したものであり、特に特許請求されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。明細書中のいかなる言語も、発明の実施に不可欠であるとしてクレームされていない要素を示すものと解釈されるべきではない。
【0026】
[0033]本発明を実施するために本発明者に知られている最良の態様を含めて、本発明の好ましい実施形態をここに記載する。これらの好ましい実施形態の変形は、前述の説明を読むことによって当業者に明らかになるであろう。本発明者らは、当業者が適宜このような変形を採用することを期待しており、本発明者らは、本明細書に具体的に記載されている以外に本発明を実施することを意図している。したがって、本発明は、適用可能な法律によって許可されるように、本明細書に添付された請求項に記載された主題の全ての修正および均等物を含む。さらに、本明細書に別段の記載がない限り、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、上記の要素の全ての可能な変形における任意の組合せが本発明によって包含される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】