JP2008530476A - 圧力容器用のシール組立体 - Google Patents

Abstract

圧力容器（２）用のシール組立体は、第一シール部分（１６）および第二シール部分（１８）を有する。第一シール部分（１６）は、圧力容器（２）のアウトプットセクション（１４）の端面とのシールを形成でき、第二シール部分（１８）は、アウトプットセクション（１４）の側壁（２８）とのシールを形成できる。
【選択図】 図４

Description

本発明は圧力容器用のシール組立体に関し、より詳しくは、エアロゾルキャニスタの弁ステムとソレノイド弁組立体との間に使用するシール組立体に関する（但し、これに限定されるものではない）。また、本発明は、スプレー装置、より好ましくはスプレー装置のスイッチング手段に関する（但し、これに限定されるものではない）。

既存のスプレー装置は、一般に、可動アームの下の所定位置に保持されるエアロゾルキャニスタを有している。可動アームはタイマおよびモータにより制御され、これにより、アームは、設定された時間間隔で移動しかつエアロゾルキャニスタの出口弁を押下げて、噴射すべき物質をエアロゾルキャニスタから噴霧する。

この形式のスプレー装置は、エアロゾルキャニスタを作動させるのに、比較的大きい力でアームを移動させなくてはならないという欠点を有している。しかしながら、公差が非常に厳格に制御されないと、エアロゾルキャニスタのアウトプットステムが僅かに横方向に移動してしまい、このため、移動アームにより加えられる力によってエアロゾルキャニスタが損傷を受けることがある。エアロゾルキャニスタのステムが破壊されると、スプレー装置が故障する虞れがある。

エアロゾルキャニスタの弁ステムと、作動部分（通常は圧力容器のアウトプットチャネルすなわちダクト）との間には、しばしば、ガスケットが設けられる。ガスケットは弁ステムの周囲に気密シールを形成して、いかなる流体も大気中に漏洩しないように確保する。

しかしながら、圧力容器の連続的使用により、ガスケットの寿命はしばしば短縮されてしまう。また、もしも弁ステムが容器の作動部分内に正しく挿入されないと、ガスケットは容易に損傷を受けてしまう。

本発明の目的は、上記問題に対処することにある。

本発明の第一態様によれば、第一シール部分および第二シール部分を有する圧力容器用のシール組立体であって、第一シール部分は、圧力容器のアウトプットセクションの端面とのシールを形成でき、第二シール部分は、アウトプットセクションの側壁とのシールを形成できる圧力容器用のシール組立体が提供される。

圧力容器はエアロゾルキャニスタで構成できる。アウトプットセクションは弁ステムで構成できる。

この構成では、弁ステムに作用するシーリング力は、弁ステムが、通常、端面に対して垂直な側壁を有することを考慮して、一般に、互いに実質的に垂直である。これにより、弁ステムに対して二重シーリング構造が得られ、有効シーリングが確保される。また、反復使用により第一シール部分または第二シール部分が摩耗した場合には、他のシール部分を使用できる。かくして、シール機能を失う危険性が低減される。

弁ステムが損傷を受けかつ部品が弁ステムの本体から外されると、流体がシールを通って逃散することは知られている。例えば、本発明の構成では、弁ステムの破壊により第一部分が損傷を受けた場合には、第二シール部分が、流体の逃散を防止するセーフガードとして機能する。他の構成でもこれと同じことがいえる。

同様に、圧力容器の使用者が、しばしば、キャニスタの作動部分内での弁ステムの不整合を引起こすことは一般的なことである。不整合によりガスケットが損傷を受け、これにより、弁ステムとアクチュエータとの間のシールが破壊される。有利なことは、本発明が、特に、第二シール部分が損傷を受けた場合に、シーリング構造を維持すべく機能する他のシールを提供することである。

２つのシールを備えた構成は、危険な薬剤を収容した圧力容器または定量された用量を分配する容器に使用する場合に特に重要である。このような装置では、キャニスタ内の物質が逃散し、かつ、喪失される危険性が最小であることが重要である。従って、２つのシールは別体で、シーリング機能に冗長性を与えるのが好ましい。すなわち、第一シールが故障した場合には、独立した第二シールがシーリング機能を発揮する。第一シールおよび第二シールは、アウトプットセクションの別体部品をシールするのが好ましい。第一シールは、僅かに変形して、アウトプットセクションに凹凸を生じさせることができるのが好ましい。第一シールおよびアウトプットセクションの端面は、使用時に、実質的に共平面内で整合できるのが好ましい。

前記端面および側壁は互いに垂直であるのが好ましい。側壁は、断面が円形であるのが好ましい。

第一シール部分および第二シール部分は、ワンピースコンポーネントとして製造できる。

ワンピースコンポーネントは容易に取扱うことができ、従って２つの別体コンポーネントよりも容易に交換または組立てを行うことができるので有利である。

好ましくは、第一シール部分は、平らなガスケットからなる。

好ましくは、第二シール部分はОリングシールからなる。

第一シール部分および第二シール部分のうちの少なくとも一方は、シリコンのような任意の適当なエラストマーおよびカーボンベースの弾性ポリマーから製造されるのが好ましい。これらの適当な材料として、天然ゴム、およびニトリルブタジエン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエン、スチレンイソプレンのコポリマー、ブチルゴム、アクリルゴム、シロキサン（より詳しくは、例えばジアルキルシロキサンのようなオルガノシロキサン）およびエチレンプロピルジエンモノマーのような合成ゴムがある。他の適当な材料として、キャストポリウレタン、エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）、フルオロシリコーン、フルオロカーボンとフルオロシリコーンとのブレンド、高飽和ニトリル、ヒドリン（Ｈｙｄｒｉｎ）、ネオプレン、ニトリル（ブナ−Ｎ）、ポリアクリレート、ポリウレタン、ＳＢＲ（ブナ−Ｓ）、シリコーン、チオコール（Ｔｈｉｏｋｏｌ）、Ｈｙｐａｌｏｎ（登録商標）およびＫａｌｒｅｚ（登録商標）がある。最も好ましくは、第一シール部分および第二シール部分の少なくとも一方は、商標Ｖｉｔｏｎ（登録商標）で良く知られている材料で製造される。

好ましくは、シールの化学的耐性を増大させるため、材料にはコーティングが施される。例えば、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）には、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コーティングを施すことができる。

第一シール部分および第二シール部分のうちの少なくとも一方の硬度定格は、ショアＡスケールを用いて、６０デュロメータから８０デュロメータであり、より好ましくは、６５デュロメータから７５デュロメータである。

好ましくは、第一シール部分は、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有しており、および、好ましくは第二シール部分は、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有している。最も好ましくは、前記シール部分は、２．８ｍｍから４．０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有している。

第一シール部分および第二シール部分の少なくとも一方は、種々の弁ステム直径に適合するのが有利である。これにより、シール組立体は、多くの異なるエアロゾルディスペンサに使用できるようになり、かつ製造コストが低減される。

第一シール部分は、弁、好ましくは、ソレノイド弁に通じている。シール組立体は、ソレノイド弁、特に、リードスイッチにより制御されるソレノイド弁に使用するのが有利である。

第一シール部分と第二シール部分との間にはスペーサを設けるのが好ましい。スペーサは、第一シール部分および第二シール部分の少なくとも一方に設けるのが好ましい。第一シール部分および第二シール部分およびスペーサは、ワンピースコンポーネントとして製造されるのが好ましい。

スペーサは、使用時に、第一シール部分および第二シール部分の少なくとも一方が膨潤して拡大して、前記両シール部分が有効にシール係合できるようにする。

スペーサは、適当なプラスチック材料から製造されるのが好ましい。

第一シール部分および第二シール部分およびスペーサは、オーバーモールディングまたはキャップにより一体的に保持されるのが好ましい。キャップは、好ましくはプラスチック材料から製造され、好ましくは前記両シール部分およびスペーサ上に超音波により溶着される。この構成では、キャップがシール組立体の剛性支持体を形成するので有利である。

本発明の他の態様によれば、ハウジングと、弁ステムを備えたエアロゾルキャニスタと、弁装置とを有する圧力容器であって、前記弁ステムと弁装置との間のシールを形成するシール組立体が設けられており、シール組立体は第一シール部分および第二シール部分を備え、第一シール部分は、圧力容器のアウトプットセクションおよびこのアウトプットセクションの端面とのシールを形成でき、第二シール部分はアウトプットセクションの側壁とのシールを形成できる圧力容器が提供される。

第一シール部分と第二シール部分との間にはスペーサが設けられるのが好ましい。

本発明の一態様によれば、圧力容器内に保持された香料、ペストコントロール物質（pest control substances）および衛生配合物のうちの少なくとも１つを噴霧するスプレー装置が提供される。このスプレー装置は、容器受入れセクションおよびスイッチングセクションを有し、スイッチングセクションにはソレノイドスイッチが組込まれている。

上記物質のスプレー装置を制御するソレノイドスイッチの使用により、従来のスプレー装置と比較して、優れたアウトプット制御が行えるので、有利である。

ソレノイドスイッチには弾性押圧部材を設けることができる。この弾性押圧部材はコイルスプリング、好ましくは、伸長した非圧縮状態で円錐状のスプリングで構成できる。このスプリングは、圧縮状態でスパイラル形状を有し、圧縮されたときに、スプリングの１巻き分の高さを有するのが好ましい。

円錐状スプリングの使用により、弾性押圧部材が押圧するソレノイドのアーマチャの自動調心が可能になり、有利である。また、円錐状スプリングは、有利に薄いパッケージに圧縮され、ソレノイド磁気回路のエアギャップを最小化できる。

好ましくは、弾性押圧部材はアーマチャの凹部内に配置され、この凹部は、圧縮されたときの弾性押圧部材の厚さにほぼ等しい深さを有している。

凹部は、アーマチャの端部に配置されるのが好ましい。

ソレノイドはボビン要素を有し、このボビン要素上すなわちボビン要素の周囲にはソレノイドのコイルが巻回される。ボビンは、ソレノイドの磁気回路が配置されるフレームを形成する。

ボビンは、この入口端および出口端のみに開口を有する、漏洩のない設計が行えるのが有利である。また、ボビンは、ソレノイドの他の部品が固定されるフレームを形成する。

好ましくは、ボビンおよび磁気回路は、これらの間、好ましくはスリーブの出口開口の周囲に配置されるシールを有する。シールは、スイッチングセクションの組立て中に変形できることが好ましい。シールは、ボビンのフローチャネルからの流体の流出を阻止し、フローチャネルは、ソレノイドのアーマチャとボビンの内部との間に設けるのが好ましい。シールはリング状にすることができる。

磁気回路は、少なくとも第一部分および第二部分で構成できる。磁気回路の第一部分は、断面がＵ形、好ましくはほぼ矩形である。第一部分には、スイッチングセクションの出口開口を設けることができる。磁気回路の第二部分は、Ｕ形の第一セクションを閉じることができる第一端セクションで形成できる。磁気回路の第二部分は、開口、好ましくは中央開口を有している。アーマチャは、前記開口内に突出するのが好ましい。好ましくは、開口は、ボビンの一部を受入れる。第二部分は、第一部分より厚いのが好ましい。

第二部分が厚いことにより、磁気回路の磁気抵抗が低減されるので有利である。

第二部分は、第一セクションの一部であるクリンプセクションにより、第一部分に固定できる。

好ましくは、第一部分は、出口開口の近傍に流れガイドを有する。流れガイドは、流体を開口に向けて案内する開口の好ましくは両側の開口から離れる方向に延びる溝で形成できる。流れガイドは調節でき、この調節は、相互係合するねじにより第一部分に固定された流れガイドにより行われる。調節は、例えば、アウトプットスプレーの調整、すなわちスプレー装置の噴霧コーン角度を大きくし、または、小さくするように行われる。

ボビンは、ボビンのフローチャネル内に開口する入口を設けるのが好ましい。入口開口は、フローチャネルの隆起したセクションで、フローチャネルに流入するのが好ましい。隆起セクションは、シール要素を受入れることができるのが好ましい。隆起セクションは、シール要素が当接できる小さい断面積を有するのが有利である。シール要素は浮動シール要素であるのが好ましい。シール要素は、アーマチャと隆起プラットホームセクションとの間に保持されるのが好ましい。

好ましくは、容器受入れセクションはボビン上またはボビン上方に配置され、また、好ましくは、容器受入れセクションの少なくとも１つの要素がボビンを包囲する。容器受入れセクションは、実質的にボビンと同心状であるのが好ましい。容器受入れセクションは、物質の容器を挿入しまたは取出す使用者の操作からソレノイドスイッチを隔絶するのが有利である。

シール要素は、約１０バールまでの圧力でフローチャネルを使用できるのが好ましく、また、約１１バールまでの圧力で圧力でフローチャネルを使用できるのが好ましく、また、約１２バールまでの圧力で圧力でフローチャネルを使用できるのが好ましく、また、約１３バールまでの圧力でフローチャネルを使用できるのが好ましい。

アーマチャは、約０．１ｍｍから０．６ｍｍに亘って移動できるのが好ましく、また、約０．１８ｍｍから０．４５ｍｍに亘って移動できるのが好ましい。

スイッチング装置は、約１５ｃｐより小さい粘度を有する流体により機能できるのが好ましく、更に、約１３ｃｐより小さい粘度を有する流体により機能できるのが好ましく、約１１ｃｐより小さい粘度を有する流体により機能できるのが好ましく、更に好ましくは、約１０ｃｐに等しいか、これより小さい粘度を有する流体により機能できるのがよい。

コイルは、約２５０ＡＴから５００ＡＴのアンペア−巻き数値（Ａｍｐｅｒｅ−ｔｕｒｎ ｖａｌｕｅ）を有し、好ましくは約３００ＡＴから４５０ＡＴのアンペア−巻き数値（Ａｍｐｅｒｅ−ｔｕｒｎ ｖａｌｕｅ）を有する約１００回から３００回の巻き数を有するのがよい。

好ましくは、使用時にコイルに流すべき最大電流は約３Ａより小さいことが好ましく、また、約２Ａより小さいことが好ましい。

アーマチャは、約７ｍｓの応答時間を有するのが好ましく、また、約５ｍｓの応答時間を有するのが好ましく、より好ましくは、３ｍｓの応答時間を有するのがよい。

本発明の他の態様によれば、容器受入れセクションおよびスイッチングセクションを有するスプレー装置であって、スイッチングセクションが、ボビン要素を備えたソレノイドスイッチを有し、ボビン要素上またはボビン要素の周囲ソレノイドの磁気回路が配置されている構成のスプレー装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、容器受入れセクションおよびスイッチングセクションを有するスプレー装置であって、スイッチングセクションが、ボビン要素を備えたソレノイドスイッチを有し、ボビン要素内にソレノイドの磁気アーマチャが保持され、かつアーマチャとボビンの入口部分との間にシール要素が保持される構成のスプレー装置が提供される。

本明細書に開示する全ての特徴は、上記任意の態様と、任意の組合せで組合せることができる。

本発明をより良く理解しかつ本発明の実施形態をいかに実施すべきかを示すため、添付図面を参照して本発明を以下に説明する。

スプレー装置のスイッチングセクション１０は、以下に説明するソレノイドスイッチを有している。エアロゾル容器１４（図４参照）の出口ステム１２は、スイッチングセクション１０の下方開口１６内に受入れられる。弁ステム１２は、Оリング１８および面シール要素２０によりシールされる。Оリング１８および面シール要素２０は、スペーサ２２により分離されている。面シール要素２０は開口２４を有し、エアロゾルキャニスタ１４からの物質がこの開口２４を通ることができる。面シール要素２０は、ピン孔２８に向かってテーパしている、チャンバ２６への通路を形成している。入口ピン孔２８は、可動磁気アーマチャ３２により入口ピン孔２８とシーリング係合した状態に保持される主シール要素３０によりシールされる。

プラスチックボビン３４は、後述するように、多くの要素が取付けられるフレームを形成する。プラスチックボビン３４は、チャンバ２６および入口ピン孔２８を形成している。入口ピン孔２８は、後述するように、隆起プラットホームセクション３６を通って延びている。

可動の磁気アーマチャ３２はプラスチックボビン３４内に配置されており、かつ後述のように、図１に矢印Ａで示すように上下方向に移動できる。プラスチックボビン３４はまた、ソレノイドの一部を形成する銅巻線３８の支持体を形成する。ソレノイドの磁気回路が、プラスチックボビン３４の外側に配置された上方の鉄フレーム４０ａと、この上方の鉄フレーム４０ａに接触している下方の鉄フレーム４０ｂとにより作られる。鉄クリンプ４０ｃは上方鉄フレーム４０ａの一部であり、かつ、上方の鉄フレーム４０ａ、下方の鉄フレーム４０ｂ、および、スイッチングセクション１０の残部を一体に保持する機能を有している。

概略的にいえば、スイッチングセクション１０は、流体の噴霧を制御する電池駆動形ソレノイド弁である。スイッチングセクション１０は、例えば、エアロゾルキャニスタ（予加圧されておりかつ連続形放出弁が設けられている）からの流体放出を制御するように設計されている。

スイッチングセクション１０は、電気コイル巻線３８を介して電池（図示せず）により作動される磁気回路およびエアロゾルインターフェースチャンバ要素１３を備えた完全なボビンハウジングを有している。ボビン３４は、スイッチングセクション１０のフレームワークを形成し、かつエアロゾルキャニスタ１４からスイッチングセクション１０の出口４２への流体デリバリ（配給）を行うチャネルを形成している。ボビン３４の周囲には、磁気作動を行わせる銅コイル３８が巻回されている。上方の鉄フレーム４０ａおよび下方の鉄フレーム４０ｂは、磁気回路を完成すべくプラスチックボビン３４上に固定される。ボビン３４の底部にはピン孔２８があり、このピン孔２８はエアロゾルインターフェースチャンバ２６とボビンハウジング３４との間のリンキングチャネルを形成する。

主シーリング要素３０は、ピン孔２８と、プランジャを形成する可動磁気アーマチャ３２との間に平らな浮動シールを形成する。主シーリング要素３０は、アクティブピン孔シーリング要素を形成する。上方の鉄フレーム４０ａの中心には、流体を周囲空気中に放出するための出口孔４２が設けられている。

スイッチング装置のベースをより詳細に参照すると、開口１６はエアロゾルインターフェースチャンバ要素１３の一部であり、かつ、エアロゾルキャニスタ１４のステム１２をより良く受入れることができるようにするための僅かに拡開した開口をもつ円筒状の形状を有している。ステム１２は、開口１６の端部の面シール要素２０による面シールと、円筒状開口１６の内面から僅かに内方に突出するОリング１８によるОリングシールとにより、スイッチングセクション１０に対してシールされる。これらのシールの両方ともが、エアロゾルキャニスタ１４からの内容物の漏洩を防止するために設けられる。

インターフェースチャンバは、ボビン３４からインターフェースチャンバ１３を通って突出するペグ１５（図２および図３参照）を用いて、超音波溶着によりボビン３４に固定される。インターフェースチャンバ要素１３の矩形頂部のコーナの各々には、突出部が配置されている。対向する対角線コーナにある２つのペグ１５は、他の２つのペグより大きく、インターフェースチャンバ要素１３およびボビン３４の位置決めを容易にする。溶着は、下方の鉄フレーム４０ｂを、ボビン３４と下方のインターフェース要素１３との間に確実に固定する。上方の鉄フレーム４０ａと、下方の鉄フレーム４０ｂは、鉄クリンプ４０ｃの外縁部に圧力を加えることにより、上記のようなクリンピングにより一体に結合される（例えば図２参照）。

使用に際し、スイッチングセクション１０は、前述のようにステム１２を開口１６内に挿入することにより、エアロゾルキャニスタ１４に固定される。エアロゾルキャニスタ１４は連続放出形の弁を有しており、スイッチングセクション１０によりステム１２を押下げることは、エアロゾルキャニスタ１４からの物質がキャニスタから自由に出て、チャンバ２６内に流入し、更に主シーリング要素３０に到達することを意味する。エアロゾルキャニスタ１４からの物質が開口１６から漏洩することは、Оリング１８および面シール要素２０により防止される。面シール要素２０の開口２４は、キャニスタ１４からの物質がチャンバ２６内に流入し、入口ピン孔２８に沿って主シーリング要素３０に到達することを可能にする。これにより、物質の放出が、エアロゾルキャニスタ１４の弁によってではなく、スイッチングセクション１０によって完全に制御されるという長所が得られる。

主シーリング要素３０は、以下により詳細に説明するように、スプリング４４により下方に押圧されている可動の磁気アーマチャ３２からの圧力によって、図４に示すように隆起プラットホームセクション３６に対して下方に押圧される。この態様は、コイル巻線３８に電力が全く供給されない場合にも続けられる。

エアロゾルキャニスタ１４からの流体の放出を必要とする場合には、コイル３８に電流が供給され、これにより、磁気誘導により可動の磁気アーマチャ３２が、図５に示す態様まで移動される。コイル３８に流れる電流の方向は、給電されたときに、可動の磁気アーマチャ３２を開口４２に向けて上方に移動させるように選択される。かくして、主シーリング要素３０はピン孔２８から離れる方向に移動し、これにより、加圧流体は、チャンバ２６から、磁気アーマチャ３２が配置されたキャビティ内に流入し、更に磁気アーマチャ３２の周囲を通って開口４２へと上昇し、周囲の大気中に放出される。スイッチングセクション１０の他の特徴を、以下により詳細に説明する。

上記の磁気回路は、Ｕ形の上方の鉄フレーム４０ａから形成される。上方の鉄フレーム４０ａは、クリンプセクション４０ｃ（図２参照）を受入れるべく切除された部分を除きほぼ矩形である平らな下方の鉄フレーム４０ｂと組合される。下方の鉄フレーム４０ｂは中央開口を有し、この中にプラスチックボビン３４が受入れられている。可動の磁気アーマチャ３２が、下方の鉄フレーム４０ｂの前記開口内に突出し、磁気回路を完成している。上方の鉄フレーム４０ａ、下方の鉄フレーム４０ｂと磁気アーマチャ３２との間の磁気抵抗を最小にするため、下方の鉄フレーム４０ｂは、上方の鉄フレーム４０ａより厚く設計されている。下方の鉄フレーム４０ｂと磁気アーマチャ３２との間に均一な磁束カップリングが得られるように、下方の鉄フレーム４０ｂの中央開口は円形である。

流体が磁気アーマチャ３２の周囲を通って出口４２へと流れることを考慮すれば、スイッチングセクション１０の磁性材料は、薬品に対する確実な相容性を有するものが選択される。また、磁性材料同士は、充分な相互透過性並びに機械的強度および安定性を有するものでなくてはならない。使用される磁性材料は、フレームセクション４０ａ、４０ｂ、４０ｃについてはニッケルコーティングされた軟鉄、アーマチャ３２については帯磁性ステンレス鋼である。

アーマチャ３２と上方の鉄フレーム４０ａの内面とのギャップが最小になるように、磁気アーマチャ３２の上面にはスプリング４４を受入れるための中央凹部４３が設けられている。

巻線コイルの材料の選択に用いられる設計特性は、標準アルカリ電池で駆動できかつ充分な電池寿命が得られるように、アーマチャ３２に充分な電磁力を付与できるものとする。また、巻線は、充分な高速応答時間が得られかつ小さいサイズでなくてはならない。考えられる設計オプション範囲は、２９ゲージまたは３０ゲージのワイヤを、約１５０回から２５０回巻回するものである。これにより、２アンペアより小さい最大電流および５ｍｓより短い応答時間をもつ３００から４５０のアンペア回数値が得られる。一般に、ＡＡ形電池が使用される。

上方の鉄フレーム４０ａは、前述のように、流れガイドチャネルを有している。流れガイドチャネルは、物質が、エアロゾルキャニスタ１４からアーマチャ３２の頂部の周囲およびスプリング４４を通って、出口開口４２から放出されるようにする。

スプリング４４は、圧縮されないときは円錐状であり、かつ圧縮されたときは、アーマチャ３２の凹部４３内に収まるスパイラル状になる。円錐状にすることの利益は、スプリングは、圧縮されたときに１巻き分の高さを有するに過ぎず、このため、付加される余分な高さが最小になることである。これにより小さい凹部を使用でき、大きい凹部と比較して、磁気回路の全磁気抵抗に付加される余分な磁気抵抗を最小にできる。スプリングの直径はアーマチャ３２の直径より小さく作られ、このことも、より良い磁気回路を得ることに寄与する。スプリング４４はアーマチャ３２に軸線方向のみの運動を与え、またスプリングが円錐状であることはスプリングを自動調心して、このためアーマチャ３２の不確かな半径方向運動を最小にできる。凹部４３のサイズは最小化され、これにより、エアロゾルキャニスタ１４からの流体の好ましくない滞留がなされる場所を最小限にすることができる。流体が凹部内に滞留すると、滞留した幾分かの流体が蒸発して香気を帯びた空気が飽和ポケットから出ていくことになり、このことは、スプレー装置を次に作動させたときに装置の初期ブーストアウトプットとなる点で或る程度の長所ともなる。

スプリング４４は１００ｇｍから１５０ｇｍの範囲内の力を発生し、この力は、スプリング４４の時定数を考慮した場合、アーマチャ３２をスプリングの力に抗して短い応答時間で、例えば、前述のように５ｍｍより小さい距離だけ上方に押しやるのに約３００グラム（grams）の力を必要とする。完全に圧縮されたとき、スプリング４４の高さは約２ｍｍである。

前述のように、スプリング４４の力によってアーマチャ３２が下方に押され、これにより、主シール要素３０が、截頭円錐状の隆起プラットホームセクション３６に対して下方に押されている。隆起プラットホームセクション３６を設けることの利益は、主シーリング要素３０がシールすべき表面積を小さくできることである。小さい面積は有効にシールできるため、スプリングの力を小さくできる。隆起プラットホームセクション３６に対する主シール要素のシーリング圧力は、１３バールまでが有利であることが判明している。このことは、種々の形式のエアロゾルキャニスタ１４の全付与圧力範囲について有効シーリングが得られるという利益を有する。また、エアロゾルが過熱されたときのフェールセーフ機構も設けられている。例えば、エアロゾルは、主シール要素３０に作用する圧力が１５バールを超えると爆発するが、１３バールを超える過大圧力を逃すことができる本発明のスプレー装置ではこのような圧力は生じない。また、弁を開くのに要する最小の力は約３００ｇｒである。更に、隆起プラットホームセクション３６はスプレー装置を電池で作動させることを可能にするが、これは、上記の設計により、有利に高いシーリング圧力が達成されるからである。

主シーリング要素３０は、アーマチャ３２の底部と、プラスチックボビン３４の一部を形成する隆起プラットホームセクション３５との間で浮動するように設計されている。この浮動設計は、主シーリング要素３０が、エアロゾルキャニスタ１４内に使用される或る化学的推進剤と接触すると３次元的に膨潤するという事実を考慮すれば有利である。任意であるが、主シーリング要素３０に向かう突出部をプラスチックボビンに設けておくことにより、主シーリング要素３０に変形が生じても、この曲げを引起こすことはなくなるであろう。突出部および突出部間の対応ギャップを設けることにより、突出部間のギャップ内への主シール要素３０の拡大が許容される。

主シール要素３０の厚さは、最大変形量、シーリングのための必要圧縮率、製造公差およびアーマチャ３２の許容移動量により定められる許容最大エアギャップに基いて選択される。エアギャップは、主シール要素３０のベースで測定して０．１８ｍｍから０．４５ｍｍの間のサイズを有している。このエアギャップは、アーマチャ３２の移動量を定める。上記サイズのエアギャップを設けることの利益は、エアロゾルキャニスタ１４からの充分な量の流体の信頼性ある分配を可能にし、許容できるシールの拡大および圧縮特性が得られ、スプレー装置を電池で容易に駆動することを可能にする充分に小さい移動量が得られ、この小さい移動量により応答時間を一層管理し易くなるため、一定の噴霧時間が得られることである。

入口ピン孔２８は、次のパラメータに基いて設計される。これらのパラメータとは、主シール要素からの所要シーリング力に対するエアロゾル圧力（一般に、３バールから１０バール）、スプリング４４により加えられる力に対するシーリング要素３０の圧縮率に基いて考慮すべきシール困難性、主シーリング要素３０の厚さに対する前述の化学的攻撃による拡大を考慮に入れたシール公差、最後に、スプリング力に抗して作用すべき所要電力に対するスプリング４４の力である。

インターフェースチャンバ１３は、スイッチングセクション１０とエアロゾルキャニスタ１４とのインターフェースのための、ボビン３４から分離された要素を形成している。これにより、ボビン３４の作動がエアロゾルキャニスタ１４の挿入により影響を受けず、組立体が一層簡単になるという利益が得られる。従って、上記エアギャップの安定性が維持される。また、超音波溶着および位置決めピン１５を用いた、スイッチングセクション１０を一体化させる便利で信頼性のある手段が達成される。位置決めピン１５は、ボビン３４のベースの４つのコーナに配置されかつエアロゾルインターフェースチャンバ要素１３の対応開口内に受入れられる。ピン１５は、図１ではエアロゾルインターフェースチャンバ要素１３から突出しているように示されているが、突出していることは本質的なことではない。ピン１５は、対向コーナに２つのピンが配置され、これらのピンより僅かに大きい直径のピンが他のコーナに配置されている。これにより、エアロゾルインターフェースチャンバ要素１３をボビン３４に対して正しく位置決めできるという長所が得られる。

ワンピースのプラスチックボビン３４を設けることにより、漏洩のない設計にできるという利益が得られる。なぜならば、ボビンからの出口は、物質の出口のための上端部と、物質がピン孔２８を通る下端部とに存在するに過ぎないからである。また、ワンピースからなるボビン３４とすることにより、容易かつ安価に製造できる。プラスチックボビン３４の上面には、ボビンの頂面の回りでリング状をなす圧縮可能なシーリング要素が設けられている。この圧縮可能なシーリング要素は、上方鉄フレーム４０ａの上部の内面に当接して圧縮され、エアロゾルキャニスタからの物質が側方に漏洩して、コイル３８が配置された領域内に流入することを防止する。

ボビン３４に使用される材料として、ＰＯＭおよびＰＡ（ガラス充填材およびＰＰＳを備えたもの、または、ガラス充填材およびＰＰＳを備えていないもの）があり、これらの全ては当業者が容易に入手できる。これらの材料は、機械的強度を維持し、かつ、エアロゾルキャニスタ内に収容される推進剤（accelerants）等による攻撃を受けたときの、これらの材料の変形は許容範囲内にある。他の基準として、温度安定性、高湿度環境内での寸法安定性および強度安定性、並びに、ピン孔２８の製造のための滑らかな仕上げ、および、成形性がある。

主シール要素３０には、Ｂｕｎａ（ＲＴＭ）、Ｖｉｔｏｎ（ＲＴＭ）、シリコン、およびネオプレン（Ｎｅｏｐｌｅｎｅ）が使用されている。設計基準として、主シーリング要素を通る薬品との相容性、化学的攻撃を受けたときの硬度および硬度変化、力圧縮率の関係、化学的攻撃を受けたときの最大寸法変化および反復衝撃を受けたときの疲労特性、並びに温度安定性がある。材料の硬度は、ショアスケールで６０°から８０°の範囲内のＡグレード材料として選択される。

出口開口４２は、上方の鉄フレーム４０内にねじ込まれる、ねじ付ストッパの形態に形成され、このストッパを締付けることにより、または、このストッパを緩めることにより、エアギャップを調整して、エアギャップのサイズを、それぞれ縮小させることができ、または、エアギャップのサイズを増大させることができる。

本明細書で開示するスイッチングセクション１０は、一般に、加圧された物質（香料、ペストコントロール物質、衛生配合物等）の容器に使用される。

図６には、本発明による圧力容器１０２が示されている。圧力容器１０２は、ハウジング１０４と、スリーブ１０６と、キャニスタ１０８と、ソレノイド弁装置１１０とを有している。圧力容器１０２は、本願に対応する係属中の特許出願の主題であり、従って、本願ではこれ以上の説明は行わない。

本発明は、図７から図９に詳細に示すシール組立体１１２に関する。シール組立体１１２は、前の図面に関連して説明したように、キャニスタ１０８の弁ステム１１４と、ソレノイド弁装置１１０との間のインターフェースシールを形成する。

シール組立体１１２は、第一シール部分１１６および第二シール部分１１８を有している。これらのシール部分１１６、１１８は別体コンポーネント部品として製造されるが、当業者ならば、図９において参照番号３１６、３１９で示すようなワンピースコンポーネント部品として製造できることは理解されよう。図９中の他の参照番号は、「３」の位数で始まる点を除き（図６から図８では「１」または「２」の位数で始まる）、図６から図８における同様な特徴を示すのに使用されている。

第一シール部分１１６は矩形断面を有しかつソレノイド弁装置１１０の面１２０とのシーリング嵌合を形成するようにして、ソレノイド弁装置１１０の保持部分１１９内に収容されている。第一シール部分１１６の中央にはオリフィス１２２が設けられており、このオリフィス１２２は、第一シール部分１１６の垂直長さに沿って延びている。オリフィス１２２はソレノイド弁装置１１０内に延びており、明瞭化のため、その完全な詳細は省略する。しかしながら、ソレノイド弁装置１１０は、ソレノイド弁の通常の態様で、オリフィス１２２の上方のチャネルを閉じるように作動できる。

第二シール部分１１８は円形断面を有しかつ図７に示すようにソレノイド弁装置１１０内にぴったり嵌合される寸法を有している。

第一シール部分１１６と第二シール部分１１８との間には、スペーサ１２３が配置されている。スペーサ１２３は、第一シール部分１１６および第二シール部分１１８の拡大を可能にする寸法を有している。

スペーサ１２３、第一シール部分１１６および第二シール部分１１８は、図７から図９に示すように、オーバーモールディングまたはキャップ１２４により所定位置に保持される。キャップ１２４は、弁ステム１１４に平行な方向に、シール組立体１１２の長さだけ延び、かつ、シール組立体１１２の上端部および下端部を内方に横切って、オリフィス１２２の方向に延びている。キャップ１２４はシール組立体１１２上に溶着されており、シール組立体１１２に対する支持すなわち剛性を付与する。

使用に際し、弁ステム１１４は、図７に示す位置まで、ソレノイド弁装置１１０内に挿入される。オーバーモールディング１２４は内方にテーパした端部を有し、弁ステム１１４をシール組立体１１２内に容易に挿入できるようにしている。

弁ステム１１４の端壁１２６は、第一シール部分１１６の表面１２７に当接する。弁ステム１１４の開口はオリフィス１２２と整合し、エアロゾルがこのオリフィス１２２を通り抜けることができるようになっている。第二シール部分１１８は弁ステム１１４の周囲に嵌合され、弁ステムの側壁に対するシーリングを行う。

弁ステム１１４を押下げるか、キャニスタ１０８を上方に押すことによりキャニスタ１０８を作動させるとき、第一シール部分１１６は、矢印Ａで示すように、弁ステム１１４に垂直方向のシーリング力を加え、第二シール部分１１８は、矢印Ｂで示すように、弁ステム１１４に水平方向のシーリング力を加える。

この構成では、シール部分１１６、１１８が互いに垂直方向に作用するため、弁ステム１１４とソレノイド弁装置１１０との間に頑丈なシールが形成される。このことは、もしも一方のシールが損傷を受けた場合でも、他方のシールが作動位置に留まる傾向を有するという他の長所を有する。

図８は、損傷を受けたシール組立体２１２の一例を示すものである。この損傷は、ソレノイド弁装置２１０内での弁ステム２１４の不整合により生じることがある。より詳しくは、第二シール部分２１８が今や星形断面を呈しており、シール組立体２１２および弁ステム２１４との有効シールを形成できなくなっていることが理解されよう。しかしながら、損傷を受けておらずかつシールを維持している第一シール部分２１６により、エアロゾルが逃散することが防止される。

第一シール部分１１６、２１６、および、第二シール部分１１８、２１８のうちの少なくとも一方は、Ｖｉｔｏｎ（登録商標）の商標で広く知られている材料から製造される。しかしながら、当業者ならば、シリコンのような任意の適当なエラストマーおよびカーボンベース弾性ポリマーを使用できることは理解されよう。一般的な材料の例として、天然ゴム、および、ニトリルブタジエン、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレンブタジエン、スチレンイソプレンのコポリマー、ブチルゴム、アクリルゴム、シロキサン（より詳しくは、例えば、ジアルキルシロキサンのようなオルガノシロキサン）、および、エチレンプロピルジエンモノマーのような合成ゴムがある。他の適当な材料として、キャストポリウレタン、エチレンプロピレン（ＥＰＤＭ）、フルオロシリコーン、フルオロカーボンとフルオロシリコーンとのブレンド、高飽和ニトリル、ヒドリン（Ｈｙｄｒｉｎ）、ネオプレン、ニトリル（ブナ−Ｎ）、ポリアクリレート、ポリウレタン、ＳＢＲ（ブナ−Ｓ）、シリコーン、チオコール（Ｔｈｉｏｋｏｌ）、Ｈｙｐａｌｏｎ（登録商標）およびＫａｌｒｅｚ（登録商標）がある。使用される材料は、前記シールが所要形状に拡大されること、またはシーリングフィットができるように変形されることを可能にすると同時に、長寿命を与える。これらの材料は、空気清浄剤として使用される薬品に使用するのに特に適している。

第一シール部分１１６および第二シール部分１１８は、種々の直径の弁ステム１１４に適合できる寸法を有している。最も一般的な弁ステムの直径は、２．８ｍｍから４．０ｍｍの間にある。しかしながら、当業者ならば、本発明がこれらの直径をもつ弁ステムでの使用に限定されないことは理解されよう。

主シーリング要素３２に関連してОリング（１１８、２１８、３１８）、および、面シール（１１６、２１６、３１６）を設けることにより、ソレノイドスイッチが開かれるまで、キャニスタ内の物質を容器内に保持すべく作用する３つのシールが形成される。面シール１１６、２１６、３１６により、弁ステム１１４の端面の有効なシーリングがなされる。この特徴は、エアロゾルキャニスタからの物質の漏洩が面シールにより防止され、また物質がソレノイドを通って流れることも主シーリング要素により防止される点で有利である。また、内部キャニスタシールである場合とは異なり、シールがエアロゾルキャニスタの外部にあることから、他の特徴も得られる。かくして、エアロゾルキャニスタ内のシールであるか否かに係わらず、上記組立体により所望のシールが達成される。また、エアロゾルキャニスタのステムが全体的に標準化された性質を有していることも、エアロゾルキャニスタの他の部分ではなくステムをシーリングする上で有利な理由である。

本願の出願と同時またはこれ以前に出願されかつ公開された全ての刊行物および書類およびこれらの刊行物および書類の内容は本願に援用することに留意されたい。

本願明細書（全ての特許請求の範囲の記載、要約書および図面を含む）に開示された全ての特徴および本願明細書に開示された全ての方法の全ての段階またはプロセスは、これらの特徴および段階の少なくとも一方の少なくとも幾つかが相互に排他的である組合せを除く任意の組合せとして組合せることができる。

本願明細書（全ての特許請求の範囲の記載、要約書および図面を含む）に開示された各特徴は、特記したものを除き、同じまたは同様な目的を果たす他の特徴により置換できる。従って、特記したものを除き、本願に開示された各特徴は、均等または同様な特徴の一例に過ぎないものである。

本発明は、上記実施形態の細部に限定されるものではない。本発明は、本願明細書（全ての特許請求の範囲の記載、要約書および図面を含む）に開示された特徴の新規なものまたは全ての新規な組合せ、または本願に開示された全ての方法の段階またはプロセスに及ぶものである。

本発明のスプレー装置のスイッチングセクションを示す概略斜視断面図である。 図１に示したスイッチングセクションのフレームセクションおよびボビンセクションを示す概略側面図である。 図２に示したフレームセクションおよびボビンセクションを示す概略正面図である。 エアロゾルキャニスタが取付けられた、閉位置にあるスイッチングセクションを示す概略断面図である。 開位置にあるスイッチングセクションを示す概略側面図である。 本発明による圧力容器を示す概略側断面図である。 圧力容器の上部を示す概略断面図である。 第二実施形態による圧力容器の上部を示す概略断面図である。 第三実施形態による圧力容器の上部を示す概略断面図である。

符号の説明

１０ スイッチングセクション
１２ 弁ステム
１４ エアロゾルキャニスタ（エアロゾル容器）
１８ Оリング
２０ 面シール要素
２６ エアロゾルインターフェースチャンバ
２８ 入口ピン孔
３０ 主シール要素
３２ 可動磁気アーマチャ
３４ プラスチックボビン
３６ 隆起プラットホームセクション
４０ａ 上方鉄フレーム
４０ｂ 下方鉄フレーム
４０ｃ 鉄クリンプ

Claims (16)

1. 第一シール部分および第二シール部分を有する圧力容器用のシール組立体において、第一シール部分は、圧力容器のアウトプットセクションの端面とのシールを形成でき、第二シール部分は、アウトプットセクションの側壁とのシールを形成できることを特徴とする圧力容器用シール組立体。
2. 前記端面および前記側壁は、互いに実質的に垂直であることを特徴とする請求項１記載のシール組立体。
3. 前記第一シール部分および前記第二シール部分は、ワンピースコンポーネントとして製造されることを特徴とする請求項１または２記載のシール組立体。
4. 前記第一シール部分は平らなガスケットを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のシール組立体。
5. 前記第二シール部分はОリングシールを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のシール組立体。
6. 前記第一シール部分は、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のシール組立体。
7. 前記第二シール部分は、０．１ｍｍから１０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有することを特徴とする請求項６記載のシール組立体。
8. 前記第一シール部分および前記第二シール部分は、２．８ｍｍから４．０ｍｍの範囲の直径を有する弁ステムを収容できる寸法を有することを特徴とする請求項６または７記載のシール組立体。
9. 前記第一シール部分と前記第二シール部分との間には、スペーサが設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載のシール組立体。
10. 前記第一シール部分は、ソレノイド弁に通じていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載のシール組立体。
11. 前記第一シールおよび前記第二シールは、別々のピースであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載のシール組立体。
12. 前記２つのシールは、シーリング機能に冗長性を与えることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載のシール組立体。
13. 前記第一シールおよび前記第二シールは、アウトプットセクションの別々の部分をシールできることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載のシール組立体。
14. 前記第一シールは僅かに変形して、アウトプットセクションに凹凸を生じさせることができることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載のシール組立体。
15. 前記第一シールおよびアウトプットセクションの端面は、使用時に、実質的に共平面内で整合することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載のシール組立体。
16. ハウジングと、弁ステムを備えたエアロゾルキャニスタと、弁装置とを有する圧力容器において、前記弁ステムと弁装置との間のシールを形成するシール組立体が設けられており、シール組立体は第一シール部分および第二シール部分を備え、第一シール部分は、圧力容器のアウトプットセクションおよびこのアウトプットセクションの端面とのシールを形成でき、第二シール部分はアウトプットセクションの側壁とのシールを形成できることを特徴とする圧力容器。

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