中間板型液体注出用ノズル
【課題】液体提供部である液体注出用ノズル内において、液体の提供終了時に発生するノズル内残液の長期的な残留を防止することにより、ノズル内の衛生状態及び清潔状態を高める。
【解決手段】液体を提供する容器の液体注出用ノズル１に、中間開口５を有する中間板４を筒状のノズル本体の根元開口３と先端開口７の間に配置する。根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ及び先端開口７の直径Ｃが、主として第１条件（Ｃ／Ａ≧１．４０）、補助的に第２条件（Ｃ／Ｂ≧１．８５）及び／又は第３条件（Ｂ／Ａ≦０．７３）を満足する場合、ノズル内残液が不安定となり、残液が前記ノズルから落下し易くなり、従って残液のノズル内における残留が防止される。
【解決手段】液体を提供する容器の液体注出用ノズル１に、中間開口５を有する中間板４を筒状のノズル本体の根元開口３と先端開口７の間に配置する。根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ及び先端開口７の直径Ｃが、主として第１条件（Ｃ／Ａ≧１．４０）、補助的に第２条件（Ｃ／Ｂ≧１．８５）及び／又は第３条件（Ｂ／Ａ≦０．７３）を満足する場合、ノズル内残液が不安定となり、残液が前記ノズルから落下し易くなり、従って残液のノズル内における残留が防止される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用又は工業用液体を提供する為の液体供給機に関し、更に詳細には、この液体供給機における液体提供部であるノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水ボトル等の容器に収容された飲料水等の液体を提供するために、ノズル及び開閉制御弁を有するキャップを前記容器に嵌合し、前記開閉制御弁を開状態にすることにより前記液体を注出することが広く行われている。ここにおけるキャップの開閉制御弁を閉状態にすることにより、前記液体の流出を任意に止めることができるので、前記キャップは前記液体を使用時において提供するのに便利である。
【０００３】
特開２００６−１１７２４８号公報（特許文献１）には、液体を注出させて提供する為の弁付キャップが開示されている。図１２はこの弁付キャップが嵌合された容器の側面断面図である。この弁付キャップ３０には、椀状に形成された弾性弁３１及び筒状のノズル本体１０を有する液体注出用ノズル１０１が配置され、（１２Ｂ）に示されるように、前記弾性弁３１は前記ノズル本体１０の根元開口３を閉鎖する。使用時において、（１２Ａ）に示されるように、前記弾性弁３１を撓ませることにより、前記根元開口３の閉鎖を解除して、容器２０内の貯蔵液９０を注出させて提供する。提供終了時において、前記弾性弁３１の撓みを解除することにより、前記根元開口３を再閉鎖して、前記注出を封止させる。
【０００４】
この弁付キャップは構造が簡単で、しかも材質として可撓性プラスチックを用いることにより、前記弾性弁を一体形成することができるので、大量生産に向く。しかも前記弾性弁の開閉作動が確実であり、貯蔵液の漏出などの不具合が起こらないので、飲料水の提供の為に広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１７２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の弁付キャップは重大な欠点を有する。それは、弾性弁を閉鎖する際に、液体がノズル１０１内に残液９１として残留するということである。図１２の（１２Ｂ）に示されるように、弾性弁３１が閉状態に戻された時点で液体注出用ノズル１０１内に存在する液体は、落下せずに残液９１として残留する。この残液９１は、液体の表面張力及び毛細管効果によりノズル１０１内に粘着するので、長時間に亘ってノズル１０１内に残留することになる。この残留期間は、前記液体の次回提供時又は前記残液における揮発性成分の完全蒸発時まで及ぶことがある。
【０００７】
ここにおける液体が飲料水及びジュースなどの飲料物である場合は、残液９１及び／又は残液９１の不揮発性残留物に細菌及び埃などが吸着され、不衛生状態となる。又、ここにおける液体が洗浄液などの工業用液体である場合は、残液９１及び／又は残液９１の不揮発性残留物に吸着される不純物が被洗浄体などに付着して、故障及び破損などの不具合をもたらす。
【０００８】
本発明者は、この様なノズル内の残液残留を防止する為に、長期に亘って実験を積み重ねてきた。これらの実験により、本発明者は前記残液残留の防止手段を発見した。本発明はこの発見に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、開口を有する中間板をノズル内に配置した場合に、残液が落下して前記ノズル内に残留しないことを実験的に検証したことにより得られたものである。詳細には、液体を提供する容器の液体注出用ノズルに、中間開口を有する中間板を筒状のノズル本体の根元開口と先端開口の間に配置することにより、前記液体の提供終了時に発生するノズル内の残液を不安定化させて落下させ、前記残液のノズル内における残留を防止する。
【００１０】
従って、本発明の第１の形態は、液体を収容する容器の液体注出部付近にノズル本体を配置し、前記ノズル本体の根元部に液体流入用の根元開口が形成され、前記ノズル本体の先端部に液体流出用の先端開口が形成された液体注出用ノズルにおいて、前記根元開口と前記先端開口の中間位置に中間板が配置され、前記中間板に中間開口が形成される中間板型液体注出用ノズルである。
【００１１】
本発明の第２の形態は、第１の形態において、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１２】
本発明の第３の形態は、第２の形態において、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）とし、前記先端開口の直径をＣ（ｍｍ）としたとき、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１３】
本発明の第４の形態は、第２又は第３の形態において、前記根元開口の直径をＡ（ｍｍ）、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．７３の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１４】
本発明の第５の形態は、第２〜４の形態のいずれかにおいて、前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１５】
本発明の第６の形態は、第１〜５の形態のいずれかにおいて、前記液体注出部に開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１６】
本発明の第７の形態は、第６の形態において、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成されている中間板型液体注出用ノズルである。
【００１７】
本発明の第８の形態は、第７の形態において、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合によりに着脱可能な弁付キャップである中間板型液体注出用ノズルである。
【００１８】
本発明の第９の形態は、第８の形態において、前記弁付接続部に外径が前記ノズル本体の根元部の内径以下であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に内嵌され、前記ノズル接続管の内直径が前記根元開口の直径となる中間板型液体注出用ノズルである。
【００１９】
本発明の第１０の形態は、第８の形態において、前記弁付接続部に内径が前記ノズル本体の根元部の外径以上であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に外嵌される中間板型液体注出用ノズルである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の形態によれば、本発明の液体注出用ノズルにおいて、根元開口と先端開口の中間位置に中間開口が形成されるので、ノズル内の残液が中間開口の上下に分断されて不安定化し、液体注出停止時の衝撃などで残液が簡単に落下するようになり、前記残液の長期的な残留が防止されるので、前記ノズル内の衛生状態及び清潔状態を良好に保つことができる。
【００２１】
本発明の液体注出用ノズルにおける中間板及び中間開口の作用原理は、憶測の域を出ないが、ノズル内の残液が前記中間開口により複数の小さな液滴に分裂され易くなると仮定することにより説明できる。即ち、前記中間開口と前記先端開口の間に存在する残液（下方残液と呼ぶ）が、前記根元開口と前記中間開口の間に存在する残液（上方残液と呼ぶ）から分離され、中間開口を介してのみ下方残液と上方残液が分子間力により接合するから、その接合力は中間開口が無い場合と比べて小さくなり、注出停止時の衝撃により前記下方残液が上方残液から分裂して落下し易くなる。
【００２２】
この分裂落下後において前記根元開口と前記中間開口に残留する上方残液は、形状的に不安定となる。理由としては、前記根元開口と前記中間開口の間隔が短い（１〜４ｍｍ）ため、前記上方残液の体積が非常に小さくなり、前記残液の形状保持力が極めて小さくなる。従って、前記下方残液が分裂落下する際に、下方残液が中間開口を介して上方残液を分子間力により下方に引張り、この引張力により上方残液も中間開口を介して落下するものと考えられる。つまり、まず中間開口の分離作用により下方残液が分裂落下し、続いて上方残液が前記引張力により落下するものと考えられる。この２段階の残液落下により、前記残液の残留が防止される。
【００２３】
本発明の液体注出用ノズルは、弁付接続部又は容器と一体形成されても良いし、別個に製造されて前記弁付接続部又は前記容器などに配置されても良い。ここにおける配置手段としては、接着、融着、溶接、螺子部による締結及び嵌合部による嵌合などが使用できる。又、既製された液体注出用ノズルに、中間開口を有する中間板を挿入しても、本発明の液体注出用ノズルの効果が現れる。本発明の液体注出用ノズルの材質としては、プラスチック、金属、セラミックス及びそれらの組み合わせ等が使用でき、注出する液体への耐性及び製造の容易性などにより選択することができる。
【００２４】
本発明の第２の形態によれば、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有するので、前記残液の落下及び本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００２５】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記先端開口の直径Ｃが大きくなると、前記残液が落下し易くなることは明白である。この明白性を自重と抵抗力の観点から説明する。即ち、大きな先端開口では、中間開口と先端開口の間の残液（下方残液）の自重が、下方残液を保持しようとする周壁による摩擦力より大きくなり、前記下方残液は自然に落下する傾向にある。しかも中間開口が存在することによって、中間開口と根元開口の間の残液（上方残液）と前記下方残液の結合力を分断させるため、上方残液と下方残液が相互に分裂し、下方残液の落下を促進する。特に、本形態では、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する場合に、下方残液の落下により、上方残液の形態保持性が低下し、下方残液と共に上方残液も落下することが実験的に実証された。この性質は、前記根元開口の直径Ａが小さいほど大きくなり、下方残液の落下が上方残液の落下を誘導することが分かった。直径Ｃの大径効果と直径Ａの小径効果は、その比率Ｃ／Ａをパラメータとして統一的に表現できる。本発明者の実験により、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件においては、液体の注出停止の衝撃により、上方残液と下方残液が不安定化し、まず下方残液が落下し、それにより上方残液の落下が誘導され、ノズル内の残液が全て自然に排出されることが分かった。従って、この条件下では、液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００２６】
本発明の第３の形態によれば、前記中間開口の直径Ｂと前記先端開口の直径ＣがＣ／Ｂ≧１．８５の条件を有するので、前記残液の落下が容易になり、本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持がより確実となる。
【００２７】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記先端開口の直径Ｃが大きくなると、前記残液が落下し易くなることは上述した通りである。その一方、前記中間開口の直径Ｂが小さくなることにより残液が残留しなくなることは、既に第１及び第２の形態において説明した通り、中間開口が小さくなるほど、上方残液と下方残液の接合力が小さくなり、下方残液が上方残液から分裂落下する。しかも落下する下方残液が中間開口を介して上方残液を下方に引張り、この引張力により上方残液の落下が誘導される。第２形態のＣ／Ａ≧１．４０の条件だけでも残液の落下は達成されるが、これに加えて、本第３形態のＣ／Ｂ≧１．８５の条件が成立した場合には、上方残液と下方残液が確実に自然落下することが実証された。
【００２８】
本発明の第４の形態によれば、前記中間開口の直径Ｂと前記根元開口の直径ＡがＢ／Ａ≦０．７３の条件を有する場合には、前記残液の落下が更に容易になり、本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が更に確実となる。
【００２９】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記中間開口の直径Ｂが小さくなることにより残液が残留しなくなることは、第１〜３の形態の説明において記述した通り、中間開口が小さくなるほど、下方残液が上方残液から分裂落下し易くなる。他方、前記根元開口の直径Ａが大きくなると上方残液の形態保持性が増大するが、これ以上に中間開口直径Ｂの減少が残液落下には強力に作用し、Ｂ／Ａが小さいほど残液の落下効果が高くなることが実験的に検証されたのである。つまり、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけでも残液の落下は達成されるが、これに加えて、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件、更にＢ／Ａ≦０．７３の条件の両者が満足されると、上方残液と下方残液がほぼ完全に自然落下することが実証された。
【００３０】
本発明の第５の形態によれば、前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有するので、前記残液の落下が確実になる程度に大きい直径Ｃを使用することができ、更に実用に差し支えのない程度に小さい直径Ｃを使用することができる。
【００３１】
本発明の第６の形態によれば、液体を収容する容器の液体注出部に、開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置するので、前記液体の注出を前記弁機構により制御でき、従って本発明の液体注出用ノズルの有用性を高めることができる。ここにおける弁機構としては、メンブレンバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ及びニードルバルブ等の数々の種類の弁が使用できる。又、前記弁機構及び前記弁付接続部の材質としては、金属、プラスチック、セラミック等、又はそれらの組み合わせが使用でき、要求される耐性に応じて材質を選択することができる。
【００３２】
本発明の第７の形態によれば、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成された中間板型液体注出用ノズルであるから、必要なときに接続し、不要なときに分離することが可能になり、機能性の向上を図ることができる。
【００３３】
本発明の第８の形態によれば、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合により自在に着脱可能なので、着脱操作が簡単でワンタッチ着脱性に優れている。例えば、前記弁付接続部として弁付キャップを用いれば、飲料水ボトルの使用時に多用される弁付キャップに本発明の液体注出用ノズルを応用でき、この液体注出用ノズルによりノズル本体内の残液残留を防止することができる。従って、前記ノズル本体内の衛生状態及び清潔状態を高く保持することができる。
【００３４】
ここにおける弁付キャップは、製造の容易性及び低価格を保つため、可撓性プラスチックを材質として弁機構と共に一体形成されることが好ましい。ここにおける液体注出用ノズルは、弁付キャップと一体形成された後に中間開口を有する中間板が挿入されることにより形成されても良いし、弁付キャップとは別個に、中間板を組み込んだ形で形成された後に、弁付キャップに配置されても良い。
【００３５】
本発明の第９の形態によれば、前記弁付接続部に突設されたノズル接続管が、前記ノズル本体の根元部に内嵌されるので、既製された弁付接続部に、別体として製造された本発明の液体注出用ノズルを差し込むことにより、簡単に配置させることができる。更に、前記液体注出用ノズルを簡単に前記弁付接続部から取り外すことができるので、前記液体注出用ノズルの洗浄が簡単になる。尚、ここにおいては、前記ノズル接続管が前記ノズル本体の根元部に入り込むので、前記ノズル接続管の内直径が、前記根元開口の直径Ａとなる。
【００３６】
本発明の第１０の形態によれば、前記弁付接続部に突設されたノズル接続管が、前記ノズル本体の根元部に外嵌されるので、既製された弁付接続部に、別体として製造された本発明の液体注出用ノズルを差し込むことにより、簡単に配置させることができる。更に、前記液体注出用ノズルを簡単に前記弁付接続部から取り外すことができるので、前記液体注出用ノズルの洗浄が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の液体注出用ノズルが配置された弁付キャップの側面断面図である。
【図２】図１の弁付キャップが嵌合された容器の側面断面図である。
【図３】本発明の液体注出用ノズルが弁付接続部を介して配置された容器の側面断面図である。
【図４】ノズル接続管と本発明の液体注出用ノズルの嵌合状態を示す断面図である。
【図５】本発明の液体注出用ノズルにおける根元開口の直径Ａ、中間開口の直径Ｂ、先端開口の直径Ｃ及び残液の有無を示す概念断面図である。
【図６】先端開口の直径Ｃと根元開口の直径Ａの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図７】先端開口の直径Ｃと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図８】根元開口の直径Ａと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図９】Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した本発明の第２実施例の液体注出時の断面図である。
【図１０】Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した第２実施例の液体注出停止時の断面図である。
【図１１】前記第２実施例において、注出弁４１と液体抽出用ノズル１の組立て状態の斜視図である。
【図１２】従来の液体注出用ノズルが配置された容器において前記ノズル内に残液が発生する過程を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明の液体注出用ノズル１が配置された弁付キャップ３０の側面断面図である。液体注出用ノズル１は、壁部である筒状のノズル本体１０を有し、このノズル本体１０の根元部には根元開口３を有する根元板２が配置され、また根元開口３とノズル本体の先端部に形成される先端開口７の中間部には、中間開口５を有する中間板４が配置される。根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ及び先端開口の直径Ｃを適切に選択することにより、液体注出用ノズル１内の残液９１残留を防止することができる。前記直径Ａ、Ｂ及びＣの適切な比率は実験的に決定されている。この実験は図５〜８の説明において詳細に記述する。
【００３９】
ノズル本体１０の根元部は、根元開口３を介して弁付キャップ３０に接続される。弁付キャップの内部には、可撓性プラスチックまたはゴムの薄板から製造されたメンブレンバルブである弾性弁３１が配置され、（１Ａ）においては弾性弁３１により根元開口３が閉鎖されている。この弾性弁３１には環状の係止具３２が形成され、（１Ｂ）に示されるように、この係止具３２を図１の左方へ引っ張ることにより、弾性弁３１を撓ませることができる。この撓みにより、弾性弁３１による根元開口３の閉鎖が解除される。係止具３２を弁付キャップ３０に形成された係止部３３に係止することにより、前記撓みを維持することができる。
【００４０】
図２は、図１の弁付キャップ３０が嵌合された容器２０の側面断面図である。容器２０の内部には貯蔵液９０が収容される。又、容器２０の壁部には孔部である液体注出部２２が形成され、この液体注出部２２の周辺には、容器２０の外部へ突出する環状突起２１が形成される。図１の弁付キャップ３０はこの環状突起２１に嵌合して固定され、弁付キャップ３０と環状突起２１の接触部が封鎖される。
【００４１】
（２Ａ）に示されるように、弾性弁３１を撓ませて根元開口３の閉鎖を解除することにより、貯蔵液９０が液体注出部２２及び弁付キャップ３０を介して液体注出用ノズル１へ到達し、更に液体注出用ノズル１を介して注出液９２として提供される。（２Ｂ）に示されるように、弾性弁３１の撓みを解除することにより、液体注出用ノズル１の根元開口３が弾性弁３１により閉鎖される。従って、貯蔵液９０が液体注出用ノズル１に供給されなくなり、従って注出液９２の注出が封止される。この封止の際、液体注出用ノズル１の内部に存在する液体が、残液９１として残留せずに、全て流出される。
【００４２】
図３は、本発明の注出用ノズル１が弁付接続部４０を介して配置された容器２０の側面断面図である。ここにおける弁付接続部４０は、容器２０の孔部である液体注出部２２に接続される。この弁付接続部４０は注出弁４１及びノズル接続管４２を有し、ノズル接続管４２に本発明の液体注出用ノズル１を嵌合することにより配置される。従って、（３Ａ）に示されるように、注出弁４１が開状態の場合は、容器２０内の液体は、液体注出部２２、注出弁４１及びノズル接続管４２を介して液体注出用ノズル１に供給され、更に液体注出用ノズル１を介して注出液９２として提供される。注出弁４１が閉状態にされた際には、液体注出用ノズル１内に存在する液体が完全に流出されるので、残液９１としてノズル１内に残留しない。
【００４３】
図３における弁付接続部４０を使用することにより、図１及び２における弁付キャップ３０が受ける制約を回避することができる。即ち、図１及び図２における弁付キャップ３０の弾性弁３１は、可撓性を得る為に、可撓性プラスチック又はゴムから製造されるので、耐熱性が弱く、従って加熱された液体を提供することには使用できないという弱点がある。又、前記プラスチック又はゴムを腐食する有機溶媒の提供にも使用できないという弱点もある。図３における弁付接続部４０及び容器２０が耐熱性を有する場合は、加熱された液体の提供の為に本発明の液体注出用ノズル１を使用できる。又、前記弁付接続部４０及び容器２０が前記有機溶媒への耐腐食性を有する場合は、前記有機溶媒の提供の為に本発明の液体注出用ノズル１を使用できる。勿論、ここにおいては、前記液体注出用ノズル１の材質が耐熱性及び耐腐食性を有することを前提とする。
【００４４】
注出弁４１としては、メンブレンバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ及びニードルバルブ等の数々の種類のバルブが使用できる。又、注出弁４１の材質としては、金属、プラスチック、セラミック等、又はそれらの組み合わせが使用でき、要求される耐性に応じて材質を選択することができる。
【００４５】
図４は、ノズル接続管４２と本発明の液体注出用ノズル１の嵌合状態を示す断面図である。（４Ａ）においては、ノズル接続管４２の外径が液体注出用ノズル１のノズル本体１０の内径以下であり、従って前記ノズル接続管４２が前記根元部に内嵌されて嵌合する。（４Ａ）においては、根元開口３の直径Ａはノズル接続管４２の内径となる。従って、液体注出用ノズル１の設計時において中間開口５の口径Ｂ及び先端開口７の口径Ｃを選択する場合、根元開口３直径Ａとしてノズル接続管４２の内径を考慮する必要がある。（４Ａ）における形態は、液体注出用ノズル１が嵌合される際に中間板４がノズル接続管４２の先端部に掛るので、ノズル１が一定位置で停止されるという長所を有する。
【００４６】
図４の（４Ｂ）においては、ノズル接続管４２の内径がノズル本体１０の外径以上であり、従って前記ノズル接続管４２が前記根元部に外嵌されて嵌合する。根元開口３と中間開口５の間隔は、根元板２と中間板４の間における残液９１の発生を防止する為に、第１の形態の説明において記述した通り、１〜４ｍｍに設定することが好ましい。（４Ｂ）における形態を使用することにより、前記間隔を精密に設定することができ、前記残液９１残留の防止をより確実にできる。
【００４７】
図５は、本発明の液体注出用ノズル１における根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ、先端開口７の直径Ｃ及び残液９１の有無を示す概念断面図である。（５Ａ）はノズル１内に残液９１が残留しない状態であり、本発明において目標とされる状態を示す。（５Ｂ）はノズル１内に残液９１が残留する状態であり、本発明において回避されるべき状態を示す。
【００４８】
この残液９１の有無は、直径Ａ、Ｂ及びＣの比率により決まる。表１は実験的に検証された直径Ａ、Ｂ及びＣの変化による残液の有無であり、図６〜８の解説において、前記目標を達する為の直径Ａ、Ｂ及びＣの比率を、表１に示される実施例１と比較例１及び２を用いて記述する。後述するように、第１実施例では、第１条件Ｃ／Ａ≧１．４０、第２条件Ｃ／Ｂ≧１．８５及び第３条件Ｂ／Ａ≦０．７３の３条件が満足されている。尚、表１に示される実験においては、根元開口３と中間開口５の間隔は２ｍｍである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
図６は、先端開口の直径Ｃと根元開口の直径Ａの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｃ／Ａは１．４６である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｃ／Ａは１．３１であり、比較例２においては１．３２である。
【００５１】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、ノズル１内の直径比Ｃ／Ａがある程度（約１．４０）以上であることの必要性を示す。直径比Ｃ／Ａが小さければ、（６Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｃ／Ａが大きければ、（６Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５２】
この様に直径比Ｃ／Ａを大きくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、先端開口７の直径Ｃを大きくすれば、残液９１が流出され易くなる事は、明白である。即ち、大きな先端開口７では、中間開口５と先端開口７の間の下方残液の自重が、下方残液を保持しようとする周壁による摩擦力より大きくなり、前記残液は自然に落下する傾向にある。しかも中間開口が存在することによって、中間開口と根元開口の間の上方残液と前記下方残液の結合力を分断させるため、上方残液と下方残液が相互に分裂し、下方残液の落下を促進する。特に、第１実施例の様に、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する場合に、下方残液の落下により、上方残液の形態保持性が低下し、下方残液と共に上方残液も落下することが実証された。この性質は、前記根元開口の直径Ａが小さいほど大きくなり、下方残液の落下が上方残液の落下を誘導することが分かった。直径Ｃの大径効果と直径Ａの小径効果は、その比率Ｃ／Ａをパラメータとして統一的に表現でき、本実験により、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件においては、液体の注出停止の衝撃により、上方残液と下方残液が不安定化し、まず下方残液が落下し、それにより上方残液の落下が誘導され、ノズル内の残液が全て自然に排出されることが確認された。従って、この条件下では、液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００５３】
図７は、先端開口の直径Ｃと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｃ／Ｂは２．０７である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｃ／Ｂは１．５８であり、比較例２においては１．７４である。
【００５４】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、必要な直径比Ｃ／Ｂがある程度（約１．８５）以上にする必要があることを示す。直径比Ｃ／Ｂが小さければ、（７Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｃ／Ｂが大きければ、（７Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５５】
この様に直径比Ｃ／Ｂを大きくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、先端開口７の直径Ｃを大きくすれば、残液９１が流出され易くなる事は、上述した通り明白である。その一方、中間開口５の直径Ｂを小さくすれば、ノズル１内の残液が中間開口５の面を境として分裂し易くなるので、この分裂により前記残液が流出すると考えられる。
【００５６】
図８は、根元開口の直径Ａと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｂ／Ａは０．７１である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｂ／Ａは０．８３であり、比較例２においては０．７６である。
【００５７】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、必要な直径比Ｂ／Ａがある程度（約０．７３）以下であることの必要性を示す。直径比Ｂ／Ａが大きければ、（８Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｂ／Ａが小さければ、（８Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５８】
この様に直径比Ｂ／Ａを小さくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、図７の説明において記述した通り、中間開口５の直径Ｂを小さくすれば、ノズル１内の残液が中間開口５の面を境として分裂し易くなるので、この分裂により前記残液が流出すると考えられる。その一方、基端開口３の直径Ａを大きくすれば、基端開口３と中間開口５の間に残留する残液の表面張力が大きくなり、前記残液が不安定となると考えられる。
【００５９】
図９は、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した本発明の第２実施例の液体注出時の断面図である。貯蔵液体９０が内蔵された容器２０の液体注出部２２には環状突起２１が形成されており、この環状突起２１の先端に液体抽出用ノズル１が配置されている。前記液体抽出用ノズル１にはノズル接続管４２が内挿され、両者は密着して液密構造となっている。ノズル接続管４２の上部には、回動レバー４５が設けられ、またノズル接続管４２の側面には根元開口３が略楕円状に開口形成されている。根元開口３の周縁部が根元板２に対応している。ノズル接続管４２と回動レバー４５と根元開口３と液体抽出用ノズル１の組合わせにより注出弁４１が構成されている。液体抽出用ノズル１の内部途中には中間板４が環状突起状に形成され、液体抽出用ノズル１の先端に先端開口７が設けられている。回動レバー４５を回動して根元開口３を液体抽出用ノズル１の途中開口に合致させることにより、液体注出部から貯蔵液体９０が吐出され、先端開口７から注出液９２が吐出される。
【００６０】
図１０は、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した第２実施例の液体注出停止時の断面図である。回動レバー４５を回動させて、根元開口３を液体抽出用ノズル１の途中開口から外すと、前記途中開口がノズル接続管４２の周壁面で遮蔽され、液体の注出が停止される。つまり、液体注出及び注出停止は回動レバー４５の回動だけで容易に達成される。
【００６１】
図１１は、第２実施例において、注出弁４１と液体抽出用ノズル１の組立状態の斜視図である。液体抽出用ノズル１の上部は切り欠かれて表示されている。注出弁４１のノズル接続管４２の周面に根元開口３が楕円状に開口され、楕円の長径に対応する大直径Ａ１及び短径に対応する小直径Ａ２は、Ａ１＝８（ｍｍ）、Ａ２＝６（ｍｍ）である。直径Ａとしては大きな値が選択されるから、根元開口３の直径Ａ＝８（ｍｍ）となる。また、液体抽出用ノズル１の先端開口７の直径Ｃ＝１２（ｍｍ）であり、中間開口５の直径Ｂ＝１０（ｍｍ）に設定されている。従って、この第２実施例では、Ｃ／Ａ＝１２／８＝１．５、Ｃ／Ｂ＝１２／１０＝１．２、Ｂ／Ａ＝１０／８＝１．２５となる。第１条件はＣ／Ａ≧１．４０、第２条件はＣ／Ｂ≧１．８５及び第３条件はＢ／Ａ≦０．７３であるから、第２実施例では、第１条件Ｃ／Ａ≧１．４０だけが満足され、第２条件及び第３条件は満足されていないことが分かる。
【００６２】
しかしながら、第２実施例を何回も実験したところ、ノズル内に残液現象は無いことが実証された。従って、残液させないための基本条件は第１条件（Ｃ／Ａ≧１．４０）であることが明らかになった。第１実施例で説明した第２条件（Ｃ／Ｂ≧１．８５）及び第３条件（Ｂ／Ａ≦０．７３）は残液の分離落下に関する補助条件であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の液体注出用ノズルを使用することにより、液体提供終了時において発生するノズル内残液の残留を防止することができ、従ってこのノズル内の衛生状態及び清潔状態を保つことができる。提供する液体が飲料物である場合は、細菌の繁殖が防止されることにより衛生度が高められ、この液体が工業用液体である場合は、不純物による品質の劣化が防止されることにより工業性が高められる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 液体注出用ノズル
２ 根元板
３ 根元開口
４ 中間板
５ 中間開口
７ 先端開口
１０ ノズル本体
２０ 容器
２１ 環状突起
２２ 液体注出部
３０ 弁付キャップ
３１ 弾性弁
３２ 係止具
３３ 係止部
４０ 弁付接続部
４１ 注出弁
４２ ノズル接続管
４５ 回動レバー
９０ 貯蔵液
９１ 残液
９２ 注出液
１０１ 従来の液体注出用ノズル
Ａ 根元開口の直径
Ａ１ 根元開口の大直径
Ａ２ 根元開口の小直径
Ｂ 中間開口の直径
Ｃ 先端開口の直径
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用又は工業用液体を提供する為の液体供給機に関し、更に詳細には、この液体供給機における液体提供部であるノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
飲料水ボトル等の容器に収容された飲料水等の液体を提供するために、ノズル及び開閉制御弁を有するキャップを前記容器に嵌合し、前記開閉制御弁を開状態にすることにより前記液体を注出することが広く行われている。ここにおけるキャップの開閉制御弁を閉状態にすることにより、前記液体の流出を任意に止めることができるので、前記キャップは前記液体を使用時において提供するのに便利である。
【０００３】
特開２００６−１１７２４８号公報（特許文献１）には、液体を注出させて提供する為の弁付キャップが開示されている。図１２はこの弁付キャップが嵌合された容器の側面断面図である。この弁付キャップ３０には、椀状に形成された弾性弁３１及び筒状のノズル本体１０を有する液体注出用ノズル１０１が配置され、（１２Ｂ）に示されるように、前記弾性弁３１は前記ノズル本体１０の根元開口３を閉鎖する。使用時において、（１２Ａ）に示されるように、前記弾性弁３１を撓ませることにより、前記根元開口３の閉鎖を解除して、容器２０内の貯蔵液９０を注出させて提供する。提供終了時において、前記弾性弁３１の撓みを解除することにより、前記根元開口３を再閉鎖して、前記注出を封止させる。
【０００４】
この弁付キャップは構造が簡単で、しかも材質として可撓性プラスチックを用いることにより、前記弾性弁を一体形成することができるので、大量生産に向く。しかも前記弾性弁の開閉作動が確実であり、貯蔵液の漏出などの不具合が起こらないので、飲料水の提供の為に広く使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１１７２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の弁付キャップは重大な欠点を有する。それは、弾性弁を閉鎖する際に、液体がノズル１０１内に残液９１として残留するということである。図１２の（１２Ｂ）に示されるように、弾性弁３１が閉状態に戻された時点で液体注出用ノズル１０１内に存在する液体は、落下せずに残液９１として残留する。この残液９１は、液体の表面張力及び毛細管効果によりノズル１０１内に粘着するので、長時間に亘ってノズル１０１内に残留することになる。この残留期間は、前記液体の次回提供時又は前記残液における揮発性成分の完全蒸発時まで及ぶことがある。
【０００７】
ここにおける液体が飲料水及びジュースなどの飲料物である場合は、残液９１及び／又は残液９１の不揮発性残留物に細菌及び埃などが吸着され、不衛生状態となる。又、ここにおける液体が洗浄液などの工業用液体である場合は、残液９１及び／又は残液９１の不揮発性残留物に吸着される不純物が被洗浄体などに付着して、故障及び破損などの不具合をもたらす。
【０００８】
本発明者は、この様なノズル内の残液残留を防止する為に、長期に亘って実験を積み重ねてきた。これらの実験により、本発明者は前記残液残留の防止手段を発見した。本発明はこの発見に基づくものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、開口を有する中間板をノズル内に配置した場合に、残液が落下して前記ノズル内に残留しないことを実験的に検証したことにより得られたものである。詳細には、液体を提供する容器の液体注出用ノズルに、中間開口を有する中間板を筒状のノズル本体の根元開口と先端開口の間に配置することにより、前記液体の提供終了時に発生するノズル内の残液を不安定化させて落下させ、前記残液のノズル内における残留を防止する。
【００１０】
従って、本発明の第１の形態は、液体を収容する容器の液体注出部付近にノズル本体を配置し、前記ノズル本体の根元部に液体流入用の根元開口が形成され、前記ノズル本体の先端部に液体流出用の先端開口が形成された液体注出用ノズルにおいて、前記根元開口と前記先端開口の中間位置に中間板が配置され、前記中間板に中間開口が形成される中間板型液体注出用ノズルである。
【００１１】
本発明の第２の形態は、第１の形態において、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１２】
本発明の第３の形態は、第２の形態において、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）とし、前記先端開口の直径をＣ（ｍｍ）としたとき、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１３】
本発明の第４の形態は、第２又は第３の形態において、前記根元開口の直径をＡ（ｍｍ）、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．７３の条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１４】
本発明の第５の形態は、第２〜４の形態のいずれかにおいて、前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１５】
本発明の第６の形態は、第１〜５の形態のいずれかにおいて、前記液体注出部に開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置する中間板型液体注出用ノズルである。
【００１６】
本発明の第７の形態は、第６の形態において、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成されている中間板型液体注出用ノズルである。
【００１７】
本発明の第８の形態は、第７の形態において、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合によりに着脱可能な弁付キャップである中間板型液体注出用ノズルである。
【００１８】
本発明の第９の形態は、第８の形態において、前記弁付接続部に外径が前記ノズル本体の根元部の内径以下であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に内嵌され、前記ノズル接続管の内直径が前記根元開口の直径となる中間板型液体注出用ノズルである。
【００１９】
本発明の第１０の形態は、第８の形態において、前記弁付接続部に内径が前記ノズル本体の根元部の外径以上であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に外嵌される中間板型液体注出用ノズルである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の形態によれば、本発明の液体注出用ノズルにおいて、根元開口と先端開口の中間位置に中間開口が形成されるので、ノズル内の残液が中間開口の上下に分断されて不安定化し、液体注出停止時の衝撃などで残液が簡単に落下するようになり、前記残液の長期的な残留が防止されるので、前記ノズル内の衛生状態及び清潔状態を良好に保つことができる。
【００２１】
本発明の液体注出用ノズルにおける中間板及び中間開口の作用原理は、憶測の域を出ないが、ノズル内の残液が前記中間開口により複数の小さな液滴に分裂され易くなると仮定することにより説明できる。即ち、前記中間開口と前記先端開口の間に存在する残液（下方残液と呼ぶ）が、前記根元開口と前記中間開口の間に存在する残液（上方残液と呼ぶ）から分離され、中間開口を介してのみ下方残液と上方残液が分子間力により接合するから、その接合力は中間開口が無い場合と比べて小さくなり、注出停止時の衝撃により前記下方残液が上方残液から分裂して落下し易くなる。
【００２２】
この分裂落下後において前記根元開口と前記中間開口に残留する上方残液は、形状的に不安定となる。理由としては、前記根元開口と前記中間開口の間隔が短い（１〜４ｍｍ）ため、前記上方残液の体積が非常に小さくなり、前記残液の形状保持力が極めて小さくなる。従って、前記下方残液が分裂落下する際に、下方残液が中間開口を介して上方残液を分子間力により下方に引張り、この引張力により上方残液も中間開口を介して落下するものと考えられる。つまり、まず中間開口の分離作用により下方残液が分裂落下し、続いて上方残液が前記引張力により落下するものと考えられる。この２段階の残液落下により、前記残液の残留が防止される。
【００２３】
本発明の液体注出用ノズルは、弁付接続部又は容器と一体形成されても良いし、別個に製造されて前記弁付接続部又は前記容器などに配置されても良い。ここにおける配置手段としては、接着、融着、溶接、螺子部による締結及び嵌合部による嵌合などが使用できる。又、既製された液体注出用ノズルに、中間開口を有する中間板を挿入しても、本発明の液体注出用ノズルの効果が現れる。本発明の液体注出用ノズルの材質としては、プラスチック、金属、セラミックス及びそれらの組み合わせ等が使用でき、注出する液体への耐性及び製造の容易性などにより選択することができる。
【００２４】
本発明の第２の形態によれば、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有するので、前記残液の落下及び本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００２５】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記先端開口の直径Ｃが大きくなると、前記残液が落下し易くなることは明白である。この明白性を自重と抵抗力の観点から説明する。即ち、大きな先端開口では、中間開口と先端開口の間の残液（下方残液）の自重が、下方残液を保持しようとする周壁による摩擦力より大きくなり、前記下方残液は自然に落下する傾向にある。しかも中間開口が存在することによって、中間開口と根元開口の間の残液（上方残液）と前記下方残液の結合力を分断させるため、上方残液と下方残液が相互に分裂し、下方残液の落下を促進する。特に、本形態では、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する場合に、下方残液の落下により、上方残液の形態保持性が低下し、下方残液と共に上方残液も落下することが実験的に実証された。この性質は、前記根元開口の直径Ａが小さいほど大きくなり、下方残液の落下が上方残液の落下を誘導することが分かった。直径Ｃの大径効果と直径Ａの小径効果は、その比率Ｃ／Ａをパラメータとして統一的に表現できる。本発明者の実験により、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件においては、液体の注出停止の衝撃により、上方残液と下方残液が不安定化し、まず下方残液が落下し、それにより上方残液の落下が誘導され、ノズル内の残液が全て自然に排出されることが分かった。従って、この条件下では、液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００２６】
本発明の第３の形態によれば、前記中間開口の直径Ｂと前記先端開口の直径ＣがＣ／Ｂ≧１．８５の条件を有するので、前記残液の落下が容易になり、本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持がより確実となる。
【００２７】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記先端開口の直径Ｃが大きくなると、前記残液が落下し易くなることは上述した通りである。その一方、前記中間開口の直径Ｂが小さくなることにより残液が残留しなくなることは、既に第１及び第２の形態において説明した通り、中間開口が小さくなるほど、上方残液と下方残液の接合力が小さくなり、下方残液が上方残液から分裂落下する。しかも落下する下方残液が中間開口を介して上方残液を下方に引張り、この引張力により上方残液の落下が誘導される。第２形態のＣ／Ａ≧１．４０の条件だけでも残液の落下は達成されるが、これに加えて、本第３形態のＣ／Ｂ≧１．８５の条件が成立した場合には、上方残液と下方残液が確実に自然落下することが実証された。
【００２８】
本発明の第４の形態によれば、前記中間開口の直径Ｂと前記根元開口の直径ＡがＢ／Ａ≦０．７３の条件を有する場合には、前記残液の落下が更に容易になり、本発明の液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が更に確実となる。
【００２９】
本形態における条件は、実験的に求められたものである。前記中間開口の直径Ｂが小さくなることにより残液が残留しなくなることは、第１〜３の形態の説明において記述した通り、中間開口が小さくなるほど、下方残液が上方残液から分裂落下し易くなる。他方、前記根元開口の直径Ａが大きくなると上方残液の形態保持性が増大するが、これ以上に中間開口直径Ｂの減少が残液落下には強力に作用し、Ｂ／Ａが小さいほど残液の落下効果が高くなることが実験的に検証されたのである。つまり、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけでも残液の落下は達成されるが、これに加えて、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件、更にＢ／Ａ≦０．７３の条件の両者が満足されると、上方残液と下方残液がほぼ完全に自然落下することが実証された。
【００３０】
本発明の第５の形態によれば、前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有するので、前記残液の落下が確実になる程度に大きい直径Ｃを使用することができ、更に実用に差し支えのない程度に小さい直径Ｃを使用することができる。
【００３１】
本発明の第６の形態によれば、液体を収容する容器の液体注出部に、開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置するので、前記液体の注出を前記弁機構により制御でき、従って本発明の液体注出用ノズルの有用性を高めることができる。ここにおける弁機構としては、メンブレンバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ及びニードルバルブ等の数々の種類の弁が使用できる。又、前記弁機構及び前記弁付接続部の材質としては、金属、プラスチック、セラミック等、又はそれらの組み合わせが使用でき、要求される耐性に応じて材質を選択することができる。
【００３２】
本発明の第７の形態によれば、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成された中間板型液体注出用ノズルであるから、必要なときに接続し、不要なときに分離することが可能になり、機能性の向上を図ることができる。
【００３３】
本発明の第８の形態によれば、前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合により自在に着脱可能なので、着脱操作が簡単でワンタッチ着脱性に優れている。例えば、前記弁付接続部として弁付キャップを用いれば、飲料水ボトルの使用時に多用される弁付キャップに本発明の液体注出用ノズルを応用でき、この液体注出用ノズルによりノズル本体内の残液残留を防止することができる。従って、前記ノズル本体内の衛生状態及び清潔状態を高く保持することができる。
【００３４】
ここにおける弁付キャップは、製造の容易性及び低価格を保つため、可撓性プラスチックを材質として弁機構と共に一体形成されることが好ましい。ここにおける液体注出用ノズルは、弁付キャップと一体形成された後に中間開口を有する中間板が挿入されることにより形成されても良いし、弁付キャップとは別個に、中間板を組み込んだ形で形成された後に、弁付キャップに配置されても良い。
【００３５】
本発明の第９の形態によれば、前記弁付接続部に突設されたノズル接続管が、前記ノズル本体の根元部に内嵌されるので、既製された弁付接続部に、別体として製造された本発明の液体注出用ノズルを差し込むことにより、簡単に配置させることができる。更に、前記液体注出用ノズルを簡単に前記弁付接続部から取り外すことができるので、前記液体注出用ノズルの洗浄が簡単になる。尚、ここにおいては、前記ノズル接続管が前記ノズル本体の根元部に入り込むので、前記ノズル接続管の内直径が、前記根元開口の直径Ａとなる。
【００３６】
本発明の第１０の形態によれば、前記弁付接続部に突設されたノズル接続管が、前記ノズル本体の根元部に外嵌されるので、既製された弁付接続部に、別体として製造された本発明の液体注出用ノズルを差し込むことにより、簡単に配置させることができる。更に、前記液体注出用ノズルを簡単に前記弁付接続部から取り外すことができるので、前記液体注出用ノズルの洗浄が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の液体注出用ノズルが配置された弁付キャップの側面断面図である。
【図２】図１の弁付キャップが嵌合された容器の側面断面図である。
【図３】本発明の液体注出用ノズルが弁付接続部を介して配置された容器の側面断面図である。
【図４】ノズル接続管と本発明の液体注出用ノズルの嵌合状態を示す断面図である。
【図５】本発明の液体注出用ノズルにおける根元開口の直径Ａ、中間開口の直径Ｂ、先端開口の直径Ｃ及び残液の有無を示す概念断面図である。
【図６】先端開口の直径Ｃと根元開口の直径Ａの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図７】先端開口の直径Ｃと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図８】根元開口の直径Ａと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。
【図９】Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した本発明の第２実施例の液体注出時の断面図である。
【図１０】Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した第２実施例の液体注出停止時の断面図である。
【図１１】前記第２実施例において、注出弁４１と液体抽出用ノズル１の組立て状態の斜視図である。
【図１２】従来の液体注出用ノズルが配置された容器において前記ノズル内に残液が発生する過程を示す側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明の液体注出用ノズル１が配置された弁付キャップ３０の側面断面図である。液体注出用ノズル１は、壁部である筒状のノズル本体１０を有し、このノズル本体１０の根元部には根元開口３を有する根元板２が配置され、また根元開口３とノズル本体の先端部に形成される先端開口７の中間部には、中間開口５を有する中間板４が配置される。根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ及び先端開口の直径Ｃを適切に選択することにより、液体注出用ノズル１内の残液９１残留を防止することができる。前記直径Ａ、Ｂ及びＣの適切な比率は実験的に決定されている。この実験は図５〜８の説明において詳細に記述する。
【００３９】
ノズル本体１０の根元部は、根元開口３を介して弁付キャップ３０に接続される。弁付キャップの内部には、可撓性プラスチックまたはゴムの薄板から製造されたメンブレンバルブである弾性弁３１が配置され、（１Ａ）においては弾性弁３１により根元開口３が閉鎖されている。この弾性弁３１には環状の係止具３２が形成され、（１Ｂ）に示されるように、この係止具３２を図１の左方へ引っ張ることにより、弾性弁３１を撓ませることができる。この撓みにより、弾性弁３１による根元開口３の閉鎖が解除される。係止具３２を弁付キャップ３０に形成された係止部３３に係止することにより、前記撓みを維持することができる。
【００４０】
図２は、図１の弁付キャップ３０が嵌合された容器２０の側面断面図である。容器２０の内部には貯蔵液９０が収容される。又、容器２０の壁部には孔部である液体注出部２２が形成され、この液体注出部２２の周辺には、容器２０の外部へ突出する環状突起２１が形成される。図１の弁付キャップ３０はこの環状突起２１に嵌合して固定され、弁付キャップ３０と環状突起２１の接触部が封鎖される。
【００４１】
（２Ａ）に示されるように、弾性弁３１を撓ませて根元開口３の閉鎖を解除することにより、貯蔵液９０が液体注出部２２及び弁付キャップ３０を介して液体注出用ノズル１へ到達し、更に液体注出用ノズル１を介して注出液９２として提供される。（２Ｂ）に示されるように、弾性弁３１の撓みを解除することにより、液体注出用ノズル１の根元開口３が弾性弁３１により閉鎖される。従って、貯蔵液９０が液体注出用ノズル１に供給されなくなり、従って注出液９２の注出が封止される。この封止の際、液体注出用ノズル１の内部に存在する液体が、残液９１として残留せずに、全て流出される。
【００４２】
図３は、本発明の注出用ノズル１が弁付接続部４０を介して配置された容器２０の側面断面図である。ここにおける弁付接続部４０は、容器２０の孔部である液体注出部２２に接続される。この弁付接続部４０は注出弁４１及びノズル接続管４２を有し、ノズル接続管４２に本発明の液体注出用ノズル１を嵌合することにより配置される。従って、（３Ａ）に示されるように、注出弁４１が開状態の場合は、容器２０内の液体は、液体注出部２２、注出弁４１及びノズル接続管４２を介して液体注出用ノズル１に供給され、更に液体注出用ノズル１を介して注出液９２として提供される。注出弁４１が閉状態にされた際には、液体注出用ノズル１内に存在する液体が完全に流出されるので、残液９１としてノズル１内に残留しない。
【００４３】
図３における弁付接続部４０を使用することにより、図１及び２における弁付キャップ３０が受ける制約を回避することができる。即ち、図１及び図２における弁付キャップ３０の弾性弁３１は、可撓性を得る為に、可撓性プラスチック又はゴムから製造されるので、耐熱性が弱く、従って加熱された液体を提供することには使用できないという弱点がある。又、前記プラスチック又はゴムを腐食する有機溶媒の提供にも使用できないという弱点もある。図３における弁付接続部４０及び容器２０が耐熱性を有する場合は、加熱された液体の提供の為に本発明の液体注出用ノズル１を使用できる。又、前記弁付接続部４０及び容器２０が前記有機溶媒への耐腐食性を有する場合は、前記有機溶媒の提供の為に本発明の液体注出用ノズル１を使用できる。勿論、ここにおいては、前記液体注出用ノズル１の材質が耐熱性及び耐腐食性を有することを前提とする。
【００４４】
注出弁４１としては、メンブレンバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブ及びニードルバルブ等の数々の種類のバルブが使用できる。又、注出弁４１の材質としては、金属、プラスチック、セラミック等、又はそれらの組み合わせが使用でき、要求される耐性に応じて材質を選択することができる。
【００４５】
図４は、ノズル接続管４２と本発明の液体注出用ノズル１の嵌合状態を示す断面図である。（４Ａ）においては、ノズル接続管４２の外径が液体注出用ノズル１のノズル本体１０の内径以下であり、従って前記ノズル接続管４２が前記根元部に内嵌されて嵌合する。（４Ａ）においては、根元開口３の直径Ａはノズル接続管４２の内径となる。従って、液体注出用ノズル１の設計時において中間開口５の口径Ｂ及び先端開口７の口径Ｃを選択する場合、根元開口３直径Ａとしてノズル接続管４２の内径を考慮する必要がある。（４Ａ）における形態は、液体注出用ノズル１が嵌合される際に中間板４がノズル接続管４２の先端部に掛るので、ノズル１が一定位置で停止されるという長所を有する。
【００４６】
図４の（４Ｂ）においては、ノズル接続管４２の内径がノズル本体１０の外径以上であり、従って前記ノズル接続管４２が前記根元部に外嵌されて嵌合する。根元開口３と中間開口５の間隔は、根元板２と中間板４の間における残液９１の発生を防止する為に、第１の形態の説明において記述した通り、１〜４ｍｍに設定することが好ましい。（４Ｂ）における形態を使用することにより、前記間隔を精密に設定することができ、前記残液９１残留の防止をより確実にできる。
【００４７】
図５は、本発明の液体注出用ノズル１における根元開口３の直径Ａ、中間開口５の直径Ｂ、先端開口７の直径Ｃ及び残液９１の有無を示す概念断面図である。（５Ａ）はノズル１内に残液９１が残留しない状態であり、本発明において目標とされる状態を示す。（５Ｂ）はノズル１内に残液９１が残留する状態であり、本発明において回避されるべき状態を示す。
【００４８】
この残液９１の有無は、直径Ａ、Ｂ及びＣの比率により決まる。表１は実験的に検証された直径Ａ、Ｂ及びＣの変化による残液の有無であり、図６〜８の解説において、前記目標を達する為の直径Ａ、Ｂ及びＣの比率を、表１に示される実施例１と比較例１及び２を用いて記述する。後述するように、第１実施例では、第１条件Ｃ／Ａ≧１．４０、第２条件Ｃ／Ｂ≧１．８５及び第３条件Ｂ／Ａ≦０．７３の３条件が満足されている。尚、表１に示される実験においては、根元開口３と中間開口５の間隔は２ｍｍである。
【００４９】
【表１】
【００５０】
図６は、先端開口の直径Ｃと根元開口の直径Ａの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｃ／Ａは１．４６である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｃ／Ａは１．３１であり、比較例２においては１．３２である。
【００５１】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、ノズル１内の直径比Ｃ／Ａがある程度（約１．４０）以上であることの必要性を示す。直径比Ｃ／Ａが小さければ、（６Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｃ／Ａが大きければ、（６Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５２】
この様に直径比Ｃ／Ａを大きくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、先端開口７の直径Ｃを大きくすれば、残液９１が流出され易くなる事は、明白である。即ち、大きな先端開口７では、中間開口５と先端開口７の間の下方残液の自重が、下方残液を保持しようとする周壁による摩擦力より大きくなり、前記残液は自然に落下する傾向にある。しかも中間開口が存在することによって、中間開口と根元開口の間の上方残液と前記下方残液の結合力を分断させるため、上方残液と下方残液が相互に分裂し、下方残液の落下を促進する。特に、第１実施例の様に、前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する場合に、下方残液の落下により、上方残液の形態保持性が低下し、下方残液と共に上方残液も落下することが実証された。この性質は、前記根元開口の直径Ａが小さいほど大きくなり、下方残液の落下が上方残液の落下を誘導することが分かった。直径Ｃの大径効果と直径Ａの小径効果は、その比率Ｃ／Ａをパラメータとして統一的に表現でき、本実験により、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件においては、液体の注出停止の衝撃により、上方残液と下方残液が不安定化し、まず下方残液が落下し、それにより上方残液の落下が誘導され、ノズル内の残液が全て自然に排出されることが確認された。従って、この条件下では、液体注出用ノズルにおける衛生状態及び清潔状態の保持が確実となる。
【００５３】
図７は、先端開口の直径Ｃと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｃ／Ｂは２．０７である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｃ／Ｂは１．５８であり、比較例２においては１．７４である。
【００５４】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、必要な直径比Ｃ／Ｂがある程度（約１．８５）以上にする必要があることを示す。直径比Ｃ／Ｂが小さければ、（７Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｃ／Ｂが大きければ、（７Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５５】
この様に直径比Ｃ／Ｂを大きくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、先端開口７の直径Ｃを大きくすれば、残液９１が流出され易くなる事は、上述した通り明白である。その一方、中間開口５の直径Ｂを小さくすれば、ノズル１内の残液が中間開口５の面を境として分裂し易くなるので、この分裂により前記残液が流出すると考えられる。
【００５６】
図８は、根元開口の直径Ａと中間開口の直径Ｂの比率の変化による残液の有無を示す概念断面図である。残液９１がノズル１内に残留しない実験例である実施例１においては、直径比Ｂ／Ａは０．７１である。その一方、残液９１が残留する実験例である比較例１においては、直径比Ｂ／Ａは０．８３であり、比較例２においては０．７６である。
【００５７】
これらの実験例は、ノズル１内の残液９１発生を防止する為には、必要な直径比Ｂ／Ａがある程度（約０．７３）以下であることの必要性を示す。直径比Ｂ／Ａが大きければ、（８Ａ）に示されるように残液９１が残留し、直径比Ｂ／Ａが小さければ、（８Ｂ）に示されるように残液９１が残留しない。
【００５８】
この様に直径比Ｂ／Ａを小さくすることにより残液９１が残留しなくなる理由としては、次の通りに推測できる。まず、図７の説明において記述した通り、中間開口５の直径Ｂを小さくすれば、ノズル１内の残液が中間開口５の面を境として分裂し易くなるので、この分裂により前記残液が流出すると考えられる。その一方、基端開口３の直径Ａを大きくすれば、基端開口３と中間開口５の間に残留する残液の表面張力が大きくなり、前記残液が不安定となると考えられる。
【００５９】
図９は、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した本発明の第２実施例の液体注出時の断面図である。貯蔵液体９０が内蔵された容器２０の液体注出部２２には環状突起２１が形成されており、この環状突起２１の先端に液体抽出用ノズル１が配置されている。前記液体抽出用ノズル１にはノズル接続管４２が内挿され、両者は密着して液密構造となっている。ノズル接続管４２の上部には、回動レバー４５が設けられ、またノズル接続管４２の側面には根元開口３が略楕円状に開口形成されている。根元開口３の周縁部が根元板２に対応している。ノズル接続管４２と回動レバー４５と根元開口３と液体抽出用ノズル１の組合わせにより注出弁４１が構成されている。液体抽出用ノズル１の内部途中には中間板４が環状突起状に形成され、液体抽出用ノズル１の先端に先端開口７が設けられている。回動レバー４５を回動して根元開口３を液体抽出用ノズル１の途中開口に合致させることにより、液体注出部から貯蔵液体９０が吐出され、先端開口７から注出液９２が吐出される。
【００６０】
図１０は、Ｃ／Ａ≧１．４０の条件だけを満足した第２実施例の液体注出停止時の断面図である。回動レバー４５を回動させて、根元開口３を液体抽出用ノズル１の途中開口から外すと、前記途中開口がノズル接続管４２の周壁面で遮蔽され、液体の注出が停止される。つまり、液体注出及び注出停止は回動レバー４５の回動だけで容易に達成される。
【００６１】
図１１は、第２実施例において、注出弁４１と液体抽出用ノズル１の組立状態の斜視図である。液体抽出用ノズル１の上部は切り欠かれて表示されている。注出弁４１のノズル接続管４２の周面に根元開口３が楕円状に開口され、楕円の長径に対応する大直径Ａ１及び短径に対応する小直径Ａ２は、Ａ１＝８（ｍｍ）、Ａ２＝６（ｍｍ）である。直径Ａとしては大きな値が選択されるから、根元開口３の直径Ａ＝８（ｍｍ）となる。また、液体抽出用ノズル１の先端開口７の直径Ｃ＝１２（ｍｍ）であり、中間開口５の直径Ｂ＝１０（ｍｍ）に設定されている。従って、この第２実施例では、Ｃ／Ａ＝１２／８＝１．５、Ｃ／Ｂ＝１２／１０＝１．２、Ｂ／Ａ＝１０／８＝１．２５となる。第１条件はＣ／Ａ≧１．４０、第２条件はＣ／Ｂ≧１．８５及び第３条件はＢ／Ａ≦０．７３であるから、第２実施例では、第１条件Ｃ／Ａ≧１．４０だけが満足され、第２条件及び第３条件は満足されていないことが分かる。
【００６２】
しかしながら、第２実施例を何回も実験したところ、ノズル内に残液現象は無いことが実証された。従って、残液させないための基本条件は第１条件（Ｃ／Ａ≧１．４０）であることが明らかになった。第１実施例で説明した第２条件（Ｃ／Ｂ≧１．８５）及び第３条件（Ｂ／Ａ≦０．７３）は残液の分離落下に関する補助条件であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明の液体注出用ノズルを使用することにより、液体提供終了時において発生するノズル内残液の残留を防止することができ、従ってこのノズル内の衛生状態及び清潔状態を保つことができる。提供する液体が飲料物である場合は、細菌の繁殖が防止されることにより衛生度が高められ、この液体が工業用液体である場合は、不純物による品質の劣化が防止されることにより工業性が高められる。
【符号の説明】
【００６４】
１ 液体注出用ノズル
２ 根元板
３ 根元開口
４ 中間板
５ 中間開口
７ 先端開口
１０ ノズル本体
２０ 容器
２１ 環状突起
２２ 液体注出部
３０ 弁付キャップ
３１ 弾性弁
３２ 係止具
３３ 係止部
４０ 弁付接続部
４１ 注出弁
４２ ノズル接続管
４５ 回動レバー
９０ 貯蔵液
９１ 残液
９２ 注出液
１０１ 従来の液体注出用ノズル
Ａ 根元開口の直径
Ａ１ 根元開口の大直径
Ａ２ 根元開口の小直径
Ｂ 中間開口の直径
Ｃ 先端開口の直径
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する容器の液体注出部付近にノズル本体を配置し、前記ノズル本体の根元部に液体流入用の根元開口が形成され、前記ノズル本体の先端部に液体流出用の先端開口が形成された液体注出用ノズルにおいて、前記根元開口と前記先端開口の中間位置に中間板が配置され、前記中間板に中間開口が形成されることを特徴とする中間板型液体注出用ノズル。
【請求項２】
前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する請求項１に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項３】
前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）とし、前記先端開口の直径をＣ（ｍｍ）としたとき、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件を有する請求項２に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項４】
前記根元開口の直径をＡ（ｍｍ）、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．７３の条件を有する請求項２又は３に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項５】
前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有する請求項２〜４のいずれかに記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項６】
前記液体注出部に開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置する請求項１〜５のいずれかに記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項７】
前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成されている請求項６に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項８】
前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合によりに着脱可能な弁付キャップである請求項７に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項９】
前記弁付接続部に外径が前記ノズル本体の根元部の内径以下であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に内嵌され、前記ノズル接続管の内直径が前記根元開口の直径となる請求項８に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項１０】
前記弁付接続部に内径が前記ノズル本体の根元部の外径以上であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に外嵌される請求項８に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項１】
液体を収容する容器の液体注出部付近にノズル本体を配置し、前記ノズル本体の根元部に液体流入用の根元開口が形成され、前記ノズル本体の先端部に液体流出用の先端開口が形成された液体注出用ノズルにおいて、前記根元開口と前記先端開口の中間位置に中間板が配置され、前記中間板に中間開口が形成されることを特徴とする中間板型液体注出用ノズル。
【請求項２】
前記根元開口の直径Ａ（ｍｍ）と前記先端開口の直径Ｃ（ｍｍ）がＣ／Ａ≧１．４０の条件を有する請求項１に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項３】
前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）とし、前記先端開口の直径をＣ（ｍｍ）としたとき、Ｃ／Ｂ≧１．８５の条件を有する請求項２に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項４】
前記根元開口の直径をＡ（ｍｍ）、前記中間開口の直径をＢ（ｍｍ）としたとき、Ｂ／Ａ≦０．７３の条件を有する請求項２又は３に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項５】
前記先端開口の直径Ｃが５．０ｍｍ≦Ｃ≦１５．０ｍｍの条件を有する請求項２〜４のいずれかに記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項６】
前記液体注出部に開閉可能な弁機構を有する弁付接続部を介して前記ノズル本体を配置する請求項１〜５のいずれかに記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項７】
前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起と着脱可能に形成されている請求項６に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項８】
前記弁付接続部が前記液体注出部に形成された環状突起との嵌合によりに着脱可能な弁付キャップである請求項７に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項９】
前記弁付接続部に外径が前記ノズル本体の根元部の内径以下であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に内嵌され、前記ノズル接続管の内直径が前記根元開口の直径となる請求項８に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【請求項１０】
前記弁付接続部に内径が前記ノズル本体の根元部の外径以上であるノズル接続管が突設され、前記ノズル接続管が前記根元部に外嵌される請求項８に記載の中間板型液体注出用ノズル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−４２４０５（Ｐ２０１１−４２４０５Ａ）
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５２９（Ｐ２０１０−２６５２９）
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００１３３４４５）株式会社ダスキン (119)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３日（２０１１．３．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月９日（２０１０．２．９）
【出願人】（０００１３３４４５）株式会社ダスキン (119)
【Ｆターム（参考）】
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