(57)【要約】      （修正有）【課題】内容物を広範囲に噴射でき、しかも噴射粒子径を小さくすることができる噴射釦を得る。【解決手段】噴射釦本体２の連通孔７の先端部に円柱状の中空部を有し、該中空部に円盤１５の片面、或いは連通孔側にスクリュー流路を形成する複数枚のスクリュー羽根１７が突出形成されており、その外周部及び円盤前方に空隙部を形成するように連通孔側にて支持されている。スクリュー流路により、中心部から外方に向かって内容物の旋回分流を形成し、且つ該旋回分流は前記センターポストの外周部側で合流して空隙部にセンターポスト直径よりも大きな旋回流れを形成する。【選択図】図１
2010069421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ機構に連通する連通孔の先端に円柱状の中空部が形成され、該中空部にスクリュー流路を有し、センターポストが前記連通孔側にて支持され、該センターポストが前記中空部内の側面内周壁及びノズル体の噴射口入口側内周壁に接触していないことを特徴とする噴射釦。
【請求項２】
前記センターポストと前記連通孔側との間にスクリュー流路が形成されている請求項１に記載の噴射釦。
【請求項３】
前記スクリュー流路が前記連通孔に対向する前記センターポストの面、或いは、前記連通孔側に形成されている請求項１又は２に記載の噴射釦。
【請求項４】
前記連通孔及び前記噴射口よりも大きい直径を有する前記センターポストの円盤の片面、或いは、前記連通孔側に前記スクリュー流路を形成する複数枚のスクリュー羽根が突出形成されている請求項１〜３の何れかに記載の噴射釦。
【請求項５】
前記センターポストの円盤前面側と前記ノズル体の噴射口入口側との間に、前記センターポストの外径よりも径大の旋回室が形成されている請求項１〜４の何れかに記載の噴射釦。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内容物を噴射する噴射釦、特にメカニカルブレークアップ式の噴射釦に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エアゾール等の噴射粒子径を小さくしたり、広い範囲に内容物を噴射する要求を満たす噴射釦としてメカニカルブレークアップ釦が用いられている。メカニカルブレークアップ釦は、噴射口付近で内容物に旋回力を与えて噴射口から噴射することによって噴射粒子を細かく均一化する機構として知られており、特に噴射剤が圧縮ガスである場合に有効である。従来のメカニカルブレークアップ釦は、噴射釦の凹部に嵌合するチップを有し、該チップの周面に噴射液通路が形成され、チップ前端又はノズル体内面側に形成された溝または旋回室を経て噴射口から広角に噴射するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
図１０は、例えば特許文献３に示すような従来のメカニカルブレークアップ釦形式の噴射釦の一例を示し、図示の噴射釦１００は、被覆体１０１の外周にノズル体１０２の環状筒１０３を挿入し、環状筒１０３は内面に凸条を複数個突設し、この凸条間に内容物流通のため流通間隔１０５を形成している。ノズル体１０２は、噴射口１０６の内側壁面１０９には円錐状の旋回室１０７を形成し、該旋回室１０７の外周には噴射溝１０８が旋回室１０７に対して放射方向で接線方向に形成されている。この噴射溝１０８の外周端が前記流通間隔１０５に接続している。したがって、従来のメカニカルブレークアップ釦１００は、被覆体１０１の外周に軸方向に沿って複数の流通間隔１０５を形成し、該流通間隔の噴射口側先端から、噴射溝１０８により中心軸方向に向けて旋回分流が形成されてそれが中心部に位置する旋回室１０７で合流することにより、旋回室内で旋回流が形成されるものであり、図１０（ｂ）に示すように旋回室１０７の直径ｄは必然的に被覆体１０１の直径Ｄよりも小さく形成しなければならず、小さい径の旋回流しか形成することが出来なかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６９６３０号公報
【特許文献２】特開２００１−１８０７７０号公報
【特許文献３】特開２０００−１５３１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば、ヘアスプレー等の頭髪用品や園芸用殺虫剤あるいはごみ用消臭剤等を圧縮ガス、液化ガスによる内容物の噴射において、良好な塗布効果を奏するためには十分な噴射面積と粒子の微細化が求められる。しかしながら、従来提案されている内容物入り容器用噴射釦は噴射範囲が狭いものであったり、噴射粒子径が大きかったりして、十分な塗布効果を得るためには未だ満足するものではなかった。
そこで、本発明は、内容物を広範囲に噴射でき、しかも噴射粒子径を小さくすることができる噴射釦を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために、内容物の微粒化を促進する噴射釦における流路について種々研究した結果、メカニカルブレークアップ釦機構では釦内の旋回流によって噴射口付近に環状液膜が発生するが、該環状液膜の噴射角度が大きい方が内容物は細かい粒子になることを知見した（後述する参考例参照）。該知見に基づいて、さらに研究した結果環状液膜の噴射角度は旋回室における内容物の旋回速度と相関関係にあることが分かり、噴射粒子の微粒子化を可能するために、噴射釦内で内容物の旋回速度の大きな旋回流を得る手段を着想し、本発明に到達したものである（参考例）。
【０００７】
即ち、上記課題を解決する請求項１に係る発明の噴射釦は、バルブ機構に連通する連通孔の先端に円柱状の中空部が形成され、該中空部にスクリュー流路を有し、センターポストが前記連通孔側にて支持され、該センターポストが前記中空部内の側面内周壁及びノズル体の噴射口入口側内周壁に接触していないことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の噴射釦において、前記中空部のスクリュー流路が連通孔側に形成されていることを特徴とするものである。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の噴射釦において、前記スクリュー流路が前記連通孔に対向する前記センターポストの面、或いは、前記連通孔側に形成されていることを特徴とするものである。
また、請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れかに記載の噴射釦において、前記連通孔及び前記噴射口側よりも大きい直径を有する前記センターポストの円盤の片面、或いは、前記連通孔側に前記スクリュー流路を形成する複数枚のスクリュー羽根が突出形成されていることを特徴とするものである。
さらに、請求項５に係る発明は、請求項１〜４の何れかに記載の噴射釦において、前記センターポストの円盤前面側と前記ノズル体の噴射口入口側との間に、前記センターポストの外径よりも径大の旋回室が形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１〜５の発明によれば、センターポストのスクリュー流路によって連通孔から導入された内容物が外方に広がる旋回分流が形成されて、該センターポストと前記中空部内の側面内周壁及びノズル体の噴射口入口側内周壁との間の空間部で大きな径の旋回流となるので、効果的に内容物の噴射を広範囲に噴射でき、しかも噴射粒子径を小さくすることができる。
さらに、請求項２の発明によれば、センターポストと連通孔側との間にスクリュー流路が形成されているので、旋回室を噴射釦自体を大きくすることなく、従来のメカニカルブレークアップ釦と比べて飛躍的に大きく形成することができる。
請求項３の発明によれば、スクリュー流路が前記連通孔に対向するセンターポストの面、或いは、前記連通孔側に形成されているので、連通孔と同軸流から直接外方への旋回分流を形成することができ、強い大きな旋回分流を形成することができる。
請求項４の発明によれば、さらに連通孔から流入した内容物は、円盤裏面に当たってスクリュー流路により接線方向外方に流出するからより効果的に大きな旋回分流を形成することができる。
さらにまた、請求項５の発明によれば、従来のメカニカルブレークアップ釦と比べて飛躍的に径大な旋回室を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る噴射釦の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る噴射釦の正面概略断面図であり、センターポストは図２におけるＡ−Ａ断面を示している。本実施形態に係る噴射釦１は、噴射釦本体２、スクリュー流路を有するセンターポスト３、噴射ノズル体４の組み合わせから構成されている。噴射釦本体２は、合成樹脂で一体成形され、その下面中央部にエアゾール缶上部に突出するノズルステムと嵌合する嵌合孔５を有し、内部に該嵌合孔５に連通する内容物の流通路６、及び該流通路に略直交する連通孔７が形成されている。そして、連通孔７の先端部には、センターポスト３及びノズル体４が嵌合位置する円柱状空間が形成され、該円柱状空間内に配設されるセンターポスト３と噴射ノズル体４との間の空間に旋回室１０が形成される。
【００１１】
センターポスト３は、図３に斜視図で示すように、連通孔７及び噴射ノズル体４の噴射口入口径よりも大きい直径を有する円盤１５の片面にスクリュー流路１６を形成する複数枚(図の実施形態では４枚)のスクリュー羽根１７が突出形成されている。各スクリュー羽根１７は、その平面が図２に示すように、所定ピッチで基部１８の外周縁１９が円盤外周縁２０と一致し、該外周縁から中心方向に向けて渦巻状にスクリュー流路１６を形成するように外周縁１９の両端から曲率の異なる曲線で流路側壁面２１、２２を形成している。スクリユー羽根は、円盤面と反対側の端部は連通孔７に嵌合して、該センターポストを連通孔の先端部に嵌合固定する連通孔嵌合部２３となっており、スクリュー羽根１７の所定高さ位置から先端部まで、その外周面が連通孔の内径に一致するように切断され、該切断面が連通孔先端との当接面２４となっている。したがって、センターポスト３の連通孔嵌合部２３を連通孔先端に当接面２４が当接するまで押し込んで嵌合することにより、図１に示すように、センターポスト３が連通孔先端部に固定される。該固定は圧接嵌合での摩擦力による固定あるいは、接着剤等による固定でもよく、エアゾール内容物の圧力によりセンターポストが連通孔から離脱しないよう固定できれば、その固定手段は任意のものが採用できる。
【００１２】
噴射ノズル体４は、図１及び図４に示すように、全体として円管状を呈し先端壁２６の中央部に噴射口２７が形成され、円筒基部２８は噴射口２７及びセンターポストの円盤１５よりも径大の空間部となっている。円筒基部２８の先端部は、図１に示すように、噴射釦本体２の連通孔７の先端外方に形成された嵌合穴に嵌合して取付けられている。
【００１３】
図４は、噴射釦本体にセンターポスト３及び噴射ノズル体４を嵌合して組立てた状態での噴射釦本体を省略して噴射釦本体にセンターポスト３及び噴射ノズル体４の位置関係を図示した模式図である。センターポスト３及び噴射ノズル体４を噴射釦本体に嵌合して組立てた状態では、図１及び図４に示すように、センターポスト３の円盤１５の外周部と噴射ノズル体４の円筒基部の内周面２９との間に空隙３０があり、且つ円盤１５の先端面と噴射ノズル基部２８の内側面との間にも所定間隔の空隙３１があり、これらの空隙３０、３１が旋回室１０を形成している。
【００１４】
本実施形態に係る噴射釦は、以上のように構成され、噴射釦本体２の頭部を指で押し下げることにより、図示しないステムが下がりバルブ機構が開き内容物が、圧縮ガス、液化ガスの圧力や、トリガー式ポンプにより流通路６を介して連通孔７に導入される。連通孔７内に達したエアゾール内容物は、その先端に設けられたセンターポスト３の円盤１５に当たり、曲げられてスクリュー羽根１７によって図５（ｂ）に模式的に矢印３３で示すように複数の流れに分流して、スクリュー流路１６を通り、旋回しながら噴射ノズル体の円筒基部内周面に沿って旋回して合流して大旋回流となって、その状態で空隙部３１に達し矢印３４で示すように大きな（強い）旋回流れを形成し、その状態で噴射口２７から外部に噴出され、噴射口２７から出た内容物は、微粒化される。また、圧縮ガス（窒素・二酸化炭素等）を用いた場合は、内容液が旋回力によって液膜となり、液膜が液糸になり、液糸がちぎれて液滴となるというプロセスで微粒化され、噴射剤に液化ガス（LPG・DME等）を用いた場合は、噴射された内容物が急激に膨張して微粒化される。
【００１５】
即ち、内容物は、上記構成により噴射口から旋回速度の大きな流れとなって噴射されるため、噴射口付近で角度の大きな環状液膜が形成され、該環状液膜が微粒化されて所定の噴射角を形成して噴射されるのである。その際、環状液膜の角度が大きい程噴射角が大きくなり、噴射粒子が細かくなる。本発明者の実験によれば、形成される環状液膜の角度の大きさは、旋回室１０の直径に左右され、旋回室の直径が大きいほど角度の大きな環状液膜が形成され、噴射角も大きくなり、噴射粒子も細かくすることができる。本実施形態では、センターポストのスクリュー羽根１７により、内容物をセンターポスト３の中心部から外方に向けて旋回分流を形成し、且つセンターポストの外周部で旋回分流が合流されて大きな径の旋回流となるので、チップ先端の外周面から内方に向けて旋回分流を形成してその先端中心部で合流させて旋回流を形成する従来のメカニカルブレークアップ釦の旋回室に比べて飛躍的に旋回室の直径を大きくすることができ、大きな径の旋回流が得られる。
【００１６】
図６は本発明の他の実施形態に係る噴射釦の正面概略断面図である。前記実施形態の噴射釦と同様な構成は同一符合を付し、相違点のみについて説明する。
本実施形態に係る噴射釦５０は、スクリュー流路１６がセンターポスト５５と対向する噴射釦本体５１の連通孔先端外周面５３に形成されている点が前記実施形態と主に相違している。即ち、連通孔先端外周面５３に前記実施形態と同様に、複数枚のスクリュー羽根が突出形成され、該スクリュー羽根の軸方向先端面がセンターポストの円盤裏面と当接することにより、センターポストと連通孔先端外周面５３との間にスクリュー流路５２が形成されるようになっている。
【００１７】
本実施形態に係るセンターポスト５５は、円盤１５の裏面中心部から連通孔７に向けて突出したロッド５７を有し、該ロッドの先端部に連通孔７に嵌合して係止する係合盤５８が一体に形成され、該係合盤に図７に示すように、内容物が通過する複数の穴５９が形成されている。ロッド５７を連通孔内に挿入して、係合盤５８を連通孔に係合させることにより、センターポストは連通孔側にて支持され、内容物は係合盤５８の穴５９内を通過し、連通孔側に形成されたスクリュー流路１６を介して旋回室１０に導入されるように形成されている。
【００１８】
以上、本発明の噴射釦の好適な実施形態を示したが、本発明は必ずしもこれらの実施形態に限るものでなく、その技術的思想の範囲内で種々の設計変更が可能である。たとえば、上記実施形態では、センターポスト、或いは、連通孔側にスクリュー羽根を４枚形成したが、１枚以上であればよい。即ち、スクリュー流路は１個でも可能であるが、望ましくは少なくとも２個以上、より望ましくは、３〜６個が望ましい。また、上記実施形態ではノズル体４を円筒基部２８と先端壁２６に形成して、円筒基部２８の円筒空間内に旋回室を形成するようにしたが、必ずしも噴射ノズル体に円筒基部を設ける必要はなく、該円筒基部に代えて噴射釦本体の空間部内周壁で直接旋回室の外周面を形成するようにしてもよい。
【実施例】
【００１９】
本発明の噴射釦における旋回室の直径を図８の実施例１〜３に示すように変えて、液膜角度との関係を調べた。その数値解析結果を図８に示す。その結果から明らかなように、旋回室の直径が大きい程液膜角度が大きくなり、実施例１では旋回室径が０．８５cmの場合は液膜角度は７２゜であったのに対して、２．５０cmの場合は、液膜角度８５゜になり、従来のメカニカルブレークアップ釦と比べて特段に液膜角度が大きくなった。また、比較例として従来のメカニカルブレークアップ釦の場合の液膜角度を調べた。その場合、旋回室径を０．８５cmとして実施例１と同じように形成したが、液膜角度は４８゜であり、実施例１の場合と比べて狭い液膜角度しか得られなかった。
【００２０】
（参考例）
従来のメカニカルブレークアップ釦について、内容物を水、圧縮ガスに窒素を使用して容器内圧を０．０５ＭＰａ、０．３０ＭＰａ、０．７０ＭＰａと変えて、噴射口付近で形成される環状液膜と粒子の関係を調べる実験を行なった。図９は、そのときの噴射状態の写真であり、且つそのときの粒子径を測定してその平均粒子径(μm)を示している。粒子径の測定は、レーザー回折式粒度分布測定装置によって行なった。その結果、図９から明らかなように、参考例１の内圧0.30MPaでは狭い液膜が形成され、その場合の平均粒子径は９５μmであったのに対し、参考例２の内圧0.70MPaでは広い液膜が形成され、その場合の平均粒子径は８０μmであった。一方、参考例３の内圧0.05MPaの場合は噴射口付近での環状液膜は形成されず、平均粒子径は１１０μmであった。その結果より、液膜の角度が大きく形成される程粒子径の小さい噴射ができ、環状液膜の噴射角度は旋回室における内容物の旋回速度と相関関係にあることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明の噴射釦は、種々の内容物を噴射する噴射釦に適用でき、特に圧縮ガス噴射剤で内容物を広範囲に且つ噴射粒子径を小さくして噴射するのに好適であり、エアゾール容器用噴射釦として利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る噴射釦の正面断面概略図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ矢視図である。
【図３】図１に示すセンターポストの斜視図である。
【図４】噴射釦本体にセンターポスト及び噴射ノズル体を嵌合して組立てた状態での噴射釦本体を省略して図示した模式図である。
【図５】本発明でのセンターポストによる旋回流形成のエアゾール内容物の流路を示す模式図であり、（ａ）は軸方向の流路を示し、（ｂ）はそれと直角面における旋回流形成の状態を示している。
【図６】本発明のその他の実施形態に係る噴射釦の正面断面概略図である。
【図７】図５に示す連通孔側からみたセンターポストの側面図である。
【図８】実施例及び比較例における旋回室径と噴射角度の関係を示す図表である。
【図９】実施例及び比較例における液膜形成と噴射粒子径の関係を示す図表である。
【図１０】従来のメカニカルブレークアップ釦式の噴射釦を示し、（ａ）はその正面断面図、（ｂ）はそのノズル体の拡大右側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、５０  噴射釦                      ２、５１  噴射釦本体
３、５５  センターポスト                    ４  噴射ノズル体
５        嵌合孔                            ６  流通路
７        連通孔                            ８  空間部
１０        旋回室                          １５  円盤
１６        スクリュー流路                  １７  スクリュー羽根
１８        基部                            １９  外周縁
２０        円盤外周縁                ２１、２２  流路側壁面
２３        連通孔嵌合部                    ２４  当接面
２６        先端壁                          ２８  円筒基部
２９        円筒基部の内周面          ３０、３１  空隙
３３、３４  矢印                            ５３  連通孔先端外周面
５７        ロッド                          ５８  係合盤
５９        穴
【図１】
2010069421.tif 000003
【図２】
2010069421.tif 000004
【図５】
2010069421.tif 000005
【図６】
2010069421.tif 000006
【図７】
2010069421.tif 000007
【図８】
2010069421.tif 000008
【図１０】
2010069421.tif 000009
【図３】
2010069421.tif 000010
【図４】
2010069421.tif 000011
【図９】
2010069421.tif 000012