JP2010269821A

JP2010269821A - 過剰圧力開放機構付きの噴霧装置

Info

Publication number: JP2010269821A
Application number: JP2009123254A
Authority: JP
Inventors: Ryohei Abe; 亮平阿部; Masayuki Kamiyama; 雅之神山; Nobuyuki Mita; 延行三田
Original assignee: MAJOR TECH KK; Kao Corp
Current assignee: MAJOR TECH KK; Kao Corp
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2010-12-02

Abstract

【課題】噴霧される内容物を収納した容器本体内を一定圧に制御し、過剰圧力になることを防止し、装置の安全性の向上を図る。
【解決手段】噴霧される内容物２を収納する容器本体１内に、炭酸ガスが充填された圧力媒体収納容器３を設け、この圧力媒体収納容器に設けたバルブ機構２３を制御して容器本体１内に圧力媒体を放出し、内容物を噴射機構１６から噴射する。バルブ機構を操作するバルブ操作機構１５は、コイルバネ７２の付勢力を受けて押圧付勢されて噴射孔２４を閉塞するニードルバルブ３４をその付勢力に抗して押圧操作して噴射孔２４を開放操作するピストン５１を設け、このピストンが進退するシリンダー部２１に、ピストンによる密閉状態を開放するピストン開放部６４を設け、ピストンがこのピストンを押圧する付勢力に抗してシリンダー部２１内を移動し、ピストン開放部６４に移動されたとき、シリンダー部を開放して大気に連通させる。
【選択図】図８

Description

本発明は、容器本体に収納した薬剤、化粧品、殺虫剤などの内容物を、容器本体内に配設した圧力媒体収納容器から吐出される圧力媒体の作用を受けて噴霧するようにした噴霧装置に関する。

従来、密閉された容器に収納された薬剤、化粧品、殺虫剤などの内容物を噴霧する噴霧装置が広く用いられている。

この種の噴霧装置として、密閉した容器内に噴霧すべき内容物と圧力の高い圧縮ガスなどの圧力媒体を封入しておき、必要に応じて噴射ノズルを開放することによって、圧力媒体の作用により、内容物を外部空間に放出するようにしたエアゾール装置が広く用いられている。

このような内容物と噴霧のための圧力媒体とを一つの容器に収納したエアゾール装置にあっては、最適の噴霧圧力を長時間に亘って維持することが困難である。また、内容物の噴射に伴い、容器の内圧が降下し、最初から最後まで均等な噴射量を得ることが困難となってしまっている。

このような内容物の噴射に伴い、容器の内圧が降下することにより、均等な噴射量が維持できなくなってしまう問題点を解消するため、内容物を収納した容器内に、圧力媒体としての圧縮ガスを充填した圧縮ガス収納容器を設け、この容器に設けた開閉弁を開閉制御することによって圧縮ガスを容器内に放出し、収納容器内の圧力を高めることによって、噴霧に必要な内圧を得るようにしたものが提案されている（特許文献１）。

特開平１１−３１９６４９号

上述した内容物を収納した容器内に、開閉弁を設けた圧縮ガス収納容器を配設した噴霧装置にあっては、適宜開閉弁を操作して圧縮ガスを容器内に放出する操作を手動で行う必要があり、確実に噴霧に必要な内圧を維持することが困難である。

このような問題点を解決するため、本発明者等は、内容物を収納した容器内の圧力の変化に応じて、容器内に収納した圧縮ガス収納容器に設けたバルブ機構を自動的に開閉制御し、常時容器内を一定の圧力に維持するようにした装置が考えられる。

このような噴霧装置にあっては、容器の内圧の変化に応じて自動的に圧縮ガス収納容器から圧縮ガスが吐出されるため、保管環境の温度変化や、圧縮ガスの過剰吐出により容器内が過剰圧力状態になってしまう虞がある。

そこで、本発明の技術課題は、内容物を収納した容器内に収納した圧力媒体収納容器から圧力媒体を吐出して、容器内の内容物を噴霧するようにした噴霧装置において、容器内を一定圧力に制御し、過剰圧力になることを防止し、装置の安全性の向上を達成することにある。

上述したような課題を達成するために提案される本発明に係る噴霧装置は、噴霧される内容物を収納する容器本体と、上記容器本体内に配設され、圧力媒体が充填される圧力媒体収納容器と、上記圧力媒体収納容器内に進退可能に配設され、上記圧力媒体収納容器に充填される圧力媒体を吐出させる噴射孔を開閉するニードルバルブとこのニードルバルブを上記噴射孔を閉塞する方向に付勢する付勢部材とを有するバルブ機構と、上記ニードルバルブを上記付勢部材の付勢力に抗して移動させることで、上記噴射孔を開放して、上記圧力媒体収納容器に充填された圧力媒体を容器本体内へ吐出させるバルブ操作機構と、上記バルブ操作機構が操作されることで上記圧力媒体収納容器から吐出される圧力媒体の作用により、上記容器本体内の内容物を上記容器本体の外部に噴射させる噴射機構と、上記圧力媒体収納容器が連結されるとともに上記バルブ操作機構が配設される第１のシリンダー部と上記噴射機構が配設される第２のシリンダー部とが並列して設けられるシリンダー部材と、上記容器本体の開口部に取り付けられ、上記シリンダー部材を支持するキャップ部材とを備える。この噴霧装置において、上記バルブ操作機構に、さらなる付勢部材の付勢力を受けて上記第１のシリンダー部内を進退するピストンを設け、上記第１のシリンダー部の側壁に外気と連通するピストン開放部を設け、上記ピストンが容器本体内の圧力によりピストンを押圧するさらなる付勢部材の付勢力に抗して上記第１のシリンダー部内を移動し、上記ピストン開放部に達したときとき、上記第１のシリンダー部を開放して大気に連通させる。

ここで、上記ピストン開放部は、上記第１のシリンダー部の上記ピストンにより密閉される部分より大きな断面積内周径を有する径大部として形成されている。

上記ピストンを付勢するさらなる付勢部材は、上記ピストンと上記キャップ部材との間に配設され、上記ニードルバルブを付勢する付勢部材の付勢力より大きな付勢力を有し、上記ニードルバルブを、上記噴射孔を開放する方向に付勢している。

上記ニードルバルブは、テーパ状に形成された封止部を有し、上記封止部が上記噴射孔に嵌合してこの噴射孔を閉塞し、上記封止部の上記噴射孔に対する進入量が変化することにより、上記噴射孔の開口率を変化させている。

本発明は、容器本体内に設けた圧力媒体収納容器に充填された圧力媒体の吐出を制御するバルブ操作機構のピストンが進退する第１のシリンダー部が過剰圧力になったとき、ピストンが第１のシリンダー部のピストン開放部に移動し、第１のシリンダー部を開放して大気圧とすることができるので、保管環境の温度変化や、圧縮ガスの過剰吐出により容器内が過剰圧力状態になってしまうことを防止でき、装置の安全性の向上を図ることができる。

また、本発明は、バルブ操作機構のピストンは、付勢部材により付勢されて噴射孔を付勢する方向に移動されるニードルバルブを、さらなる付勢部材の付勢力により押圧操作して噴射孔を開放するようにしているので、ピストンを付勢する付勢部材とニードルバルブを付勢する付勢部材の付勢力の選択により、噴射孔に対するニードルバルブの進入量を一定に制御することが可能となり、圧力媒体の吐出量を制御して、容器本体内を一定の圧力に制御することができる。

さらに、ニードルバルブは、テーパ状に形成された封止部の噴射孔に対する進入量が変化させることにより噴射孔の開口率を制御して圧力媒体の吐出量を制御できるので、容器本体内の圧力の変化に応じて圧力媒体の吐出量を制御し、容器本体内の圧力を一定レベルに制御することが可能となる。

図１は、本発明を適用した噴霧装置の外観を示す斜視図である。図２は、本発明を適用した噴霧装置の内部構造を示す断面図である。図３は、容器本体に収納配設されるシリンダー部材とキャップ部材を示す斜視図である。図４は、圧力媒体収納容器を示す斜視図である。図５は、圧力媒体収納容器を構成するヘッド部と、このヘッド部に配設されるバルブ機構を示す断面図である。図６は、バルブ操作機構の固定が解除され、バルブ機構のニードルバルブが押圧操作されて圧力媒体収納容器の噴射孔が開放された状態を示す噴霧装置の断面図である。図７は、噴射ノズルを介してステムが押圧操作されて内容物を噴射する状態を示す噴霧装置の断面図である。図８は、ピストンが第１のシリンダー部のピストン開放部へ移動され、第１のシリンダー部を大気に開放して過剰圧力状態を開放した状態を示す噴霧装置の断面図である。

以下、本発明を適用した噴霧装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明が適用される噴霧装置は、容器本体に収納した薬剤、化粧品、殺虫剤などの内容物を、圧縮され液化された炭酸ガスや窒素ガスなどの圧力媒体の作用により外部に噴霧するようにしたものである。

本発明が適用された噴霧装置は、図１及び図２に示すように、外装容器として機能する容器本体１を備え、この容器本体１内に噴霧される内容物２とともに、この内容物２に圧力を付与する圧力媒体が充填された圧力媒体収納容器３を収納している。

容器本体１は、合成樹脂の成型体によって構成され、上部に開口部４が設けられた円筒状のシリンダー支持部５が一体に形成されている。このシリンダー支持部５には、図２に示すように、シリンダー部材６が嵌合するように取り付けられている。

このシリンダー部材６は、図２及び図３に示すように、シリンダー支持部５の開口部４の内周側に嵌合する円筒状の嵌合部７が設けられて、この嵌合部７の上端側の外周囲にリング状のフランジ部８を突設している。そして、シリンダー部材６は、図２に示すように、嵌合部７を開口部４の内周側に嵌合し、フランジ部８をシリンダー支持部５の上端面に当接して取り付けられる。シリンダー部材６は、フランジ部８がシリンダー支持部５の上端面に当接することにより、シリンダー支持部５に対する取付位置が規制される。

また、シリンダー部材６は、容器本体１の開口部４に取り付けられたとき、この開口部４を密閉する。本実施の形態においては、図３に示すように、嵌合部７の外周面にリング状に数条の突条部９が設けられ、これら突条部９が変形しながら開口部４の内周側に密接して嵌合することによって開口部４を密閉する。

なお、シリンダー部材６は、合成樹脂製の容器本体１に設けた開口部４に密嵌して取り付けられるようにするため、さらには、製造の容易性を考慮して、合成樹脂材料により形成することが望ましい。

そして、シリンダー支持部５に嵌合するように取り付けられたシリンダー部材６は、シリンダー支持部５の上端部の外周側に嵌合されるキャップ部材１０により支持されることにより、シリンダー支持部５からの抜け止めが図られて取り付けられる。

キャップ部材１０は、図３に示すように、支持部５の外周側に嵌合する円筒状の嵌合部１１と、この嵌合部１１の上端側を閉塞する天板部１２を備える。嵌合部１１の内周面側には、支持部５の外周面に形成したネジ部１３に螺合するネジ部１４が形成されている。このキャップ部材１０は、支持部５のネジ部１３にネジ部１４を螺合させて取り付けられることにより、支持部５に対し確実に保持されて取り付けることができる。

そして、シリンダー支持部５に取り付けられたシリンダー部材６は、シリンダー支持部５に嵌合されたキャップ部材１０の天板部１２によりフランジ部８が支持されることにより、シリンダー支持部５からの抜け止めが図られて取り付けられる。

ところで、シリンダー部材６は、キャップ部材１０に対し位置決めして取り付けられ、その回転方向の相対的位置関係が固定される。これは、後述するように、シリンダー部材６に取り付けられ、キャップ部材１０を介して外方に臨まされるバルブ操作機構１５や噴射機構１６のキャップ部材１０に対する取付位置を位置決めするためである。

シリンダー部材６のキャップ部材１０に対する取付位置の位置決めは、シリンダー部材６の上端面に一対ずつの係合爪片１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂを二組設け、これら係合爪片１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂをキャップ部材１０の天板部１２に設けた係合孔１９，２０に挿通係合させることによって行われる。

なお、本実施の形態において、シリンダー部材６は、係合爪片１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂを係合孔１９，２０に挿通係合させ、キャップ部材１０に位置決めして取り付けた状態で、キャップ部材１０とともに容器本体１の開口部４に取り付けられる。すなわち、シリンダー部材６は、キャップ部材１０と一体化された状態で、嵌合部７を開口部４の内周側に嵌合させながらキャップ部材１０がシリンダー支持部５に嵌合されることにより容器本体１に取り付けられる。

上述のように容器本体１の開口部４に取り付けられるシリンダー部材６には、図２及び図３に示すように、第１のシリンダー部２１と第２のシリンダー部２２とが並列して一体に形成されている。第１のシリンダー部２１には、圧力媒体として例えば炭酸ガスを充填した圧力媒体収納容器３が連結されるとともに、この圧力媒体収納容器３内に設けられたバルブ機構２３を操作し、圧力媒体収納容器３に設けた噴射孔２４を開放操作するバルブ操作機構１５が収納され配設されている。

第１のシリンダー部２１に連結される圧力媒体収納容器３は、図２、図４に示すように、圧力媒体である炭酸ガスが充填される収納体２６と、この収納体２６に一体的に結合されて上記収納体２６を密閉する合成樹脂製のヘッド部２７とを備える。

収納体２６は、合成樹脂材料を成型することによって形成され、図２、図４に示すように、有底の筒状に形成されている。この収納体２６は、液化炭酸ガスを充填するに足る強度を有するように形成されてなるものであって、本実施の形態においては、収納体本体２８を円筒状に形成し、底部を半球状の膨出部２９として形成している。

なお、収納体２６の上端部は、開口部３０とされ、この開口部３０には、ヘッド部２７が嵌合するように一体に取り付けられる。

収納体２６の開口部３０側に取り付けられるヘッド部２７も、合成樹脂材料を成型することによって形成されてなるものであって、上端部側を先端側に向かって徐々に縮径するようにした円筒状のヘッド部本体３１を備える。ヘッド部２７も、ヘッド部本体３１を円筒状に形成し、上端側を徐々に縮径するように形成することにより、液化炭酸ガスの圧力が周壁に均等に加わるようにし、圧力の集中部分を解消するようにしている。

そして、ヘッド部２７の上端部側の中心部には、図４、図５に示すように、ヘッド部本体３１より小径の筒状の突出部３２が形成され、この突出部３２の上端部側には、ヘッド部２７内に設けられるバルブ機構２３によって開閉される噴射孔２４が形成されている。この噴射孔２４は、突出部３２の内周側に突設したリング状の突片３３の中心孔をもって構成されている。

ヘッド部２７に設けられた噴射孔２４を開閉するバルブ機構２３は、噴射孔２４に嵌合してこの噴射孔２４を閉塞するニードルバルブ３４と、このニードルバルブ３４を付勢する付勢手段としての第１のコイルバネ３５とを備える。

ニードルバルブ３４は、金属などによって細い軸状の部材として形成され、図５に示すように、先端部側に、噴射孔２４に嵌合しこの噴射孔２４を閉塞する封止部３６が設けられている。この封止部３６は、ニードルバルブ３４の基端部側から先端部側に向かって徐々に縮径するように形成されている。そして、ニードルバルブ３４は、図２に示すように、ヘッド部２７内に設けられた円筒状の移動ガイド部３７内に進退自在に配設され、この移動ガイド部３７内を進退することによって噴射孔２４を開閉する。

なお、封止部３６は、基端部側から先端部側に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されているので、噴射孔２４に対する進入量に応じて、噴射孔２４の開口量を変化させることができる。そのため、ニードルバルブ３４の噴射孔２４に対する進入量を制御することで、収納体２６から吐出する圧力媒体の吐出量を制御し、その圧力を可変制御することができる。

ところで、ニードルバルブ３４は、移動ガイド部３７内に配設され、この移動ガイド部３７によって移動方向が規制されて移動する移動体３８に取り付けられ、この移動体３８と一体に、噴射孔２４に対し進退する方向の図２中矢印Ｙ₁方向又は矢印Ｙ₂方向に移動可能とされてヘッド部２７内に配設されている。

ニードルバルブ３４を支持した移動体３８は、図２に示すように、ニードルバルブ３４の先端部側に形成した封止部３６を噴射孔２４に挿通させて移動ガイド部３７内に収納されるように配設されている。そして、移動体３８は、この移動体３８と移動ガイド部３７との間に配設された第１のコイルバネ３５により、図２中矢印Ｙ₁方向に移動付勢されている。すなわち、移動体３８は、この移動体３８に支持されたニードルバルブ３４の先端側の封止部３６が噴射孔２４に進入し突出する方向に付勢されている。

なお、第１のコイルバネ３５は、図２に示すように、移動体３８の中途部に形成した係止段部３８ａ（図５参照）と、移動ガイド部３７の基端部側に嵌合されたバネ支持部材４０との間に配設されることにより、封止部３６が噴射孔２４に嵌合して密閉する方向に移動体３８を付勢している。なお、バネ支持部材４０には、圧力媒体収納容器３に充填された炭酸ガスをヘッド部２７側に導出するためのガス流通孔４１が設けられている。

また、ニードルバルブ３４は、先端側から基端側に向かって徐々に径が太くなる封止部３６の中途部が噴射孔２４を密閉するように嵌合して係止されたとき、封止部３６の先端部が噴射孔２４から所定量突出するような長さに形成されている。そして、ニードルバルブ３４の噴射孔２４から突出する部分は、ニードルバルブ３４を第１のコイルバネ３５の付勢力に抗して押圧操作するバルブ操作機構１５によって操作される押圧操作部４２として用いられる。

そして、ヘッド部２７の上端部には、図４、図５に示すように、噴射孔２４から突出するニードルバルブ３４の先端部を囲むように保護筒４３が設けられている。さらに、保護筒４３の上端面には、複数の係止爪４４が突設されている。これら係止爪４４は、同心円状に形成されて、互いに近接離間する方向に弾性変位可能とされている。そして、複数の係止爪４４は、この圧力媒体収納容器３を第１のシリンダー部２１に連結するための連結手段を構成する。

上述したように、バルブ機構２３を内蔵したヘッド部２７は、図２に示すように、ヘッド部本体３１の下端部に形成した嵌合突部４５を収納体２６の開口部３０に嵌合し、ヘッド部３１の下端部側の外周囲に突設した係止片４６を収納体２６の開口部３０の周縁の上端面に当接させ、収納体２６に組み付けられ、係止片４６を開口部３０の上端面に溶着することにより収納体２６に一体に組み合わせられ、圧力媒体収納容器３を構成する。この圧力媒体収納容器３は、図２に示すように、保護筒４３の上端部に突設した複数の係止爪４４を、第１のシリンダー部２１の下端側内周に嵌合し、第１のシリンダー部２１の下端部側を縮径させることによって形成した係止段部４７に係合させることによって第１のシリンダー部２１に連結される。

そして、圧力媒体収納容器３は、複数の係合爪４４を第１のシリンダー部２１の下端部側に嵌合することのみによってシリンダー部材６に連結することができるので、組み立て作業が極めて容易となる。

上述のように、圧力媒体収納容器３を連結した第１のシリンダー部２１には、圧力媒体収納容器３に設けたバルブ機構２３を操作するバルブ操作機構１５が設けられている。このバルブ操作機構１５は、バルブ機構２３のニードルバルブ３４を第１のコイルバネ３５の付勢力に抗して押圧操作し、噴射孔２４を開放するピストン５１を備える。ピストン５１は、図２、図３に示すように、第１のシリンダー部２１を密閉して移動するピストン本体５２と、ピストン本体５２の一端側から延長された操作ロッド５３と、ピストン本体５２の他端側から延長された支持ロッド５４を備える。

そして、ピストン５１は、図２に示すように、操作ロッド５３を、第１のシリンダー部２１に連結された圧力媒体収納容器３の保護筒４３内に挿入させ、保護筒４３内に突出したニードルバルブ３４の押圧操作部４２に相対するようにして、第１のシリンダー部２１内に配設されている。

また、ピストン５１は、第１のシリンダー部２１に配設された初期状態において、支持ロッド５４の先端部をキャップ部材１０の天板部１２に設けた貫通孔５５に挿通してキャップ部材１０の上方に突出させている。そして、ピストン５１は、キャップ部材１０の天板部１２から突出した支持ロッド５４の先端部が天板部１２上に設けられた固定部材５６により支持され移動が規制された状態におかれる。固定部材５６は、図３に示すように、平板な板状部材として形成され、キャップ部材１０の天板部１２上に互いに平行に設けた断面Ｌ字状の一対のガイドレール５７，５８間にスライド可能に取り付けられる。この固定部材５６の先端側には、支持ロッド５４が嵌合する嵌合凹部５９が形成されている。そして、固定部材５６は、キャップ部材１０から突出した支持ロッド５４の先端側の外周面に溝部を形成して縮径部６０とした部分に嵌合凹部５９を嵌合させることによって、ピストン５１をキャップ部材１０に固定する。

さらに、ピストン５１は、支持ロッド５４に嵌装され、ピストン本体５２とキャップ部材１０との間に配設された付勢部材である第２のコイルバネ６１の付勢力を受けて、ニードルバルブ３４を押圧する方向の図２中矢印Ｙ₂方向に付勢される。ここで、固定部材５６をスライドさせ、支持ロッド５４への嵌合を解除し、ピストン５１の固定が解除されると、ピストン５１は、図６に示すように、第２のコイルバネ６１の付勢力を受けて、操作ロッド５３においてニードルバルブ３４に当接し、このニードルバルブ３４を押圧する図２中矢印Ｙ₂方向に移動する。ここで、第２のコイルバネ６１には、噴射孔２４を閉塞する方向にニードルバルブ３４を付勢する付勢力より大きな付勢力を有するものが用いられる。

ところで、噴射孔２４を閉塞するニードルバルブ３４に作用する圧力は、第１のコイルバネ３５の付勢力と、ニードルバルブ３４に作用する炭酸ガスの圧力となる。そして、第２のコイルバネ６１の付勢力が、ニードルバルブ３４に作用する圧力より大きなものとされることにより、ピストン５１は、操作ロッド５３を介して、ニードルバルブ３４を第１のコイルバネ３５の付勢力に抗して図２中矢印Ｙ₂方向に移動操作する。ニードルバルブ３４が、図２中矢印Ｙ₂方向に移動操作されることにより噴射孔２４が開放され、圧力媒体収納容器３に充填した炭酸ガスが噴射孔２４を介して吐出される。圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスは、第１のシリンダー部２１から容器本体１内に放出され、第１のシリンダー部２１及び容器本体１内を加圧状態にする。

このとき、第２のコイルバネ６１として適宜大きさの付勢力を有するものを選択し、ニードルバルブ３４を押圧する付勢力を制御することにより、ピストン５１によるニードルバルブ３４の押圧量を制御することができる。ニードルバルブ３４の押圧量が制御されることにより、テーパ状に形成された封止部３６の噴射孔２４に対する進入量を調整し、噴射孔２４の開口量を制御し、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量を制御することができる。炭酸ガスの吐出量が制御されることにより、吐出される炭酸ガスの圧力が一定の圧力に減圧制御される。

すなわち、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量が大きくなり、ピストン５１に作用する圧力が第２のコイルバネ６１の付勢力より大きくなると、ピストン５１は、第２のコイルバネ６１を圧縮しながらニードルバルブ３４から離間する図２中矢印Ｙ₁方向に移動される。ピストン５１がニードルバルブ３４から離間する方向に移動すると、ニードルバルブ３４は、第１のコイルバネ３５の付勢力を受けて図２中矢印Ｙ₁方向に移動し、テーパ状に形成された封止部３６の噴射孔２４に対する進入量を大きくし、噴射孔２４の開口量を小さくし、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量を小さくすることによって、第１のシリンダー部２１に吐出される炭酸ガスの圧力を低下させる。

そして、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量が小さくなり、ピストン５１に作用する圧力が第２のコイルバネ６１の付勢力より小さくなると、ピストン５１は、第２のコイルバネ６１の付勢力を受けてニードルバルブ３４を押圧し、封止部３６の噴射孔２４から退出する方向に移動し、噴射孔２４の開口量を大きくし、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量を大きくすることによって、吐出される炭酸ガスの圧力を大きくする。

このように、噴射孔２４から吐出される炭酸ガスの量によりピストン５１が移動変位され、ニードルバルブ３４に設けた封止部３６の噴射孔２４に対する進入量が可変され、噴射孔２４の開口量が可変制御されることにより、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの量を制御し、容器本体１内の圧力が一定圧に制御される。

さらに、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの過剰吐出等により第１のシリンダー部２１内の圧力が第２のコイルバネ６１の付勢力より大きくなると、ピストン５１がニードルバルブ３４から離間する方向に移動し、ニードルバルブ３４の封止部３６が噴射孔２４に嵌合して閉塞する。そのため、容器本体１内が過剰圧力になることを防止できる。なお、複数の係止爪４４が互いに離間して形成されているので、第１のシリンダー部２１内と容器本体１内とは連通しており、両者内の圧力は相等しいものとされている。

また、ピストン本体５２は、図２に示すように、下端面側にリング状に断面Ｖ字状の溝部５１ａが形成され、下端部側が径方向に弾性変位可能とされている。このピストン本体５２の下端側の外周囲には、第１のシリンダー部２１の内周面に一定の接触圧で接触するリング状の摺接部６３が一体に設けられている。そして、ピストン本体５２は、第１のシリンダー部２１の内径より大きな外径で形成された摺接部６３が弾性変位しながら第１のシリンダー部２１の内周面に接触することにより、第１のシリンダー部２１を密閉する。

ところで、第１のシリンダー部２１の上端側の側壁には、外気と連通するピストン開放部６４が設けられている。このピストン開放部６４は、ピストン本体５２により密閉される部分より大きな内周径を有する径大部、すなわち、大きな断面積を有する形状として形成されている。そして、ピストン本体５２に作用する圧力が、ピストン５１を押圧付勢する第２のコイルバネ６１により大きくなるとき、ピストン５１は第２のコイルバネ６１の付勢力に抗して、図２中矢印Ｙ₁方向に移動される。ピストン本体５２が、図７に示すように、ピストン開放部６４まで移動されると第１のシリンダー部２１が開放されて外気に連通され、第１のシリンダー部２１及び容器本体１内に充満した過剰圧力となった炭酸ガスが装置外部に放出される。

このような過剰圧力解放機構を設けることにより、容器本体１内が過剰圧力になることを防止し、過剰圧力により容器本体１が損傷を受けるようなことを確実に防止することができる。

なお、ピストン５１は、固定部材５６による固定が解除され、ニードルバルブ３４を押圧操作する状態になったときにおいても、安定した進退動作を可能とするため、先端側が貫通孔５５から外れない長さに形成されることが望ましい。

本実施の形態では、ピストン本体５２と第１のシリンダー部２１との間を密閉するため、ピストン本体５２に断面Ｖ字状の溝部５１ａを形成し、径方向に弾性変位可能とされたリング状の摺接部６３を一体に形成するようにしているが、円筒状に形成したピストン本体５２の外周囲にＯリングを取り付けたものであってもよい。

そして、第２のシリンダー部２２には、容器本体１に収納した内容物２を外部に噴射させる噴射機構１６が収納するように配設されている。

第２のシリンダー部２２に配設される噴射機構１６は、図３に示すように、第２のシリンダー部内を移動するステム６５と、このステム６５の外周囲に取り付けられたゴムなどの弾性部材からなるガスケット６６とを備える。このステム６５の先端部には、図１に示すように、噴射ノズル６７が取り付けられる。

そして、ステム６５には、図２に示すように、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの作用により噴射される内容物２を流通させる流通路６８と、この流通路６８に内容物２を流入させるステム孔６９が形成されている。流通路６８は、ステム６５の先端部から中途部に亘って形成され、ステム孔６９は、ステム６５の側方に開口するように形成されている。すなわち、ステム孔６９は、ステム６５の中途部に設けたガスケット６６が嵌合される嵌合溝部７０に位置するように形成されている。そして、ステム孔６９は、ステム６５の嵌合溝部７０に嵌合するように取り付けられるガスケット６６により密閉され、ステム６５の移動に伴ってガスケット６６が弾性変位されることにより、密閉状態が解除され、流通路６８に内容物２を導出可能とする。

上記ステム６５は、図２に示すように、下端部側を第２のシリンダー部２２に挿入し、上端側をキャップ部材１０に設けた挿通孔７１から突出させるようにして配設さる。ここで、ステム６５を第２のシリンダー部２２に配設したシリンダー部材６は、上端面に形成した係合爪片１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂをキャップ部材１０の天板部１２に設けた係合孔１９，２０に挿通係合させることにより、キャップ部材１０に対し位置決めして取り付けられる。このとき、ステム６５は、嵌合溝部７０に取り付けたガスケット６６の外周部が第２のシリンダー部２２の上端面とキャップ部材１０の天板部１２とにより挟持され、第２のシリンダー部２２に支持される。また、ステム６５は、第２のシリンダー部２２内に配設された付勢部材である第３のコイルバネ７２によりキャップ部材１０側に移動するように付勢されている。そして、ステム６５が第３のコイルバネ７２によりキャップ部材１０側に付勢されることにより、ガスケット６６の弾性変位を規制し、ガスケット６６によるステム孔６９の確実な密閉状態を維持するようにしている。

なお、噴射ノズル６７には、ステム６５の流通路６８に連通する噴射孔７３が形成されている。

上述したように噴射機構１６が配設された第２のシリンダー部２２の下端側には、内容物２をステム６５が配設されたシリンダー部２２に導出させるための導管部７４が一体に形成されている。この導管部７４は、圧力媒体収納容器３の側面に設けた連結管７５の上端側に連結される。導管部７４が連結される連結管７５は、圧力媒体収納容器３の側面に一体に形成されている。

なお、圧力媒体収納容器３に設けた連結管７５の下端部には、図２に示すように、容器本体１に収納した内容物２を吸引する吸引用チューブ７６が連結されている。

このように、シリンダー部材６に連結される圧力媒体収納容器３に設けた連結管７５を介して吸引用チューブ７６と導管部７４とを連結して内容物２のステム６５のへの導出通路を形成するようにしているので、容器本体１内に安定した導出通路を構成でき、内容物２の安定した噴霧を可能とする。

上述したように、第１のシリンダー部２１にバルブ操作機構１５を配設するとともに圧力媒体収納容器３を連結し、第２のシリンダー部２２に噴射機構１６を配設してキャップ部材１０と組み合わせられたシリンダー部材６は、開口部４を介して容器本体１内に収納され、キャップ部材１０が容器本体１に固定されることにより、容器本体１に取り付けられ噴霧装置を構成する。

ここで、本実施の形態の噴霧装置の組み立ての手順の概略を説明する。この噴霧装置を組み立てるには、まず、第３のコイルバネ７２が投入された第２のシリンダー部２２に、ガスケット６６を取り付けたステム６５を収納するとともに、第１のシリンダー部２１には、支持ロッド５４に第２のコイルバネ６１を嵌装したピストン５１を挿入する。次いで、係合爪片１７ａ，１７ｂ及び１８ａ，１８ｂを係合孔１９，２０挿通係合させて、シリンダー部材６とキャップ部材１０とを組み合わせる。このとき、ステム６５は、ガスケット６６がキャップ部材１０とシリンダー部材６により挟持されることにより、第３のコイルバネ７２の付勢力を受け、噴射ノズル６７が取り付けられる先端側がキャップ部材１０から突出する方向の図２中矢印Ｙ₁方向に付勢された状態でシリンダー部材６に支持される。そして、ガスケット６６は、キャップ部材１０の天板部１２に押し付けられ、ステム孔６９を閉塞した状態におかれる。一方、ピストン５１は、支持ロッド５４をキャップ部材１０に設けた貫通孔５５に挿通し、その先端側をキャップ部材１０の上方に突出させる。このピストン５１の第１のシリンダー部２１への挿入操作は、操作ロッド５３側から押圧操作用の治具を用いて押圧操作しながら行う。このとき、ピストン本体５２とキャップ部材１０との間に配設された第２のコイルバネ６１が圧縮され、ピストン５１は、キャップ部材１０側に移動された状態とされる。ここで、天板部１２上の一体のガイドレール５７，５８間に固定部材５６を挿入し、この固定部材５６の嵌合凹部５９にキャップ部材１０から突出した支持ロッド５４の縮径部６０に嵌合し、ピストン５１を固定する。

次いで、第１のシリンダー部２１の下端側に複数の係合爪４４を嵌合して圧力媒体収納容器３を連結する。このとき、ピストン５１は、第２のコイルバネ６１を圧縮させ、圧力媒体収納容器３から離間する方向に移動された状態で固定されているので、圧力媒体収納容器３側のニードルバルブ３４に負荷を与えない状態におかれる。すなわち、ピストン５１は、キャップ部材１０に固定されたとき、操作ロッド５３により、第１のシリンダー部２１に連結された圧力媒体収納容器３のニードルバルブ３４を押圧操作し得ない大きさに形成されている。

したがって、ピストン５１をキャップ部材１０に固定した状態で圧力媒体収納容器３の第１のシリンダー部２１への連結操作が行われるので、圧力媒体収納容器３に充填された炭酸ガスの漏洩を防止できる。

そして、第１のシリンダー部２１にバルブ操作機構１５を配設し、圧力媒体収納容器３を連結し、第２のシリンダー部２２に噴射機構１６を配設してキャップ部材１０と組み合わせられたシリンダー部材１０を、開口部４を介して容器本体１内に収納して、キャップ部材１０を容器本体１に嵌合固定することにより、図１及び図２に示すような噴霧装置が組み立てられる。

本実施の形態の噴霧装置は、図２に示す組み立て初期の状態では、ピストン５１が圧力媒体収納容器３の噴射孔２４を閉塞するニードルバルブ３４を押圧操作しない位置に固定部材５６により固定されているので、圧力媒体収納容器３から炭酸ガスが噴射することが規制された状態におかれる。そのため、噴霧装置の使用前に、圧力媒体収納容器３に充填した炭酸ガスの漏れを防止でき、保管特性の良好な噴霧装置を得ることができる。

そして、容器本体１に収納した内容物２の噴霧を行うには、固定部材５６をスライドし、支持ロッド５４への嵌合を解除し、ピストン５１のキャップ部材１０への固定を解除する。ピストン５１は、固定部材５６による固定が解除されると、第１のシリンダー部２１内を移動可能となり、第２のコイルバネ６１の付勢力を受け、圧力媒体収納容器３に設けたニードルバルブ３４に近接する方向に移動し、このニードルバルブ３４を第１のコイルバネ３５の付勢力に抗して噴射孔２４を開放する図６中矢印Ｙ₂方向に移動する。ニードルバルブ３４がピストン５１により押圧され、図６に示すように、噴射孔２４が開放されると、圧力媒体収納容器３に充填された炭酸ガスが噴射孔２４から吐出され、第１の及びシリンダー部２１に充満されるとともに、圧力媒体収納容器３の第１のシリンダー部２１への嵌合部分の隙間から容器本体１内に充満される。容器本体１内に炭酸ガスが充満されることにより、容器本体１に収納された内容部は、圧力媒体としての炭酸ガスの作用を受けて加圧状態となる。ここで、噴射ノズルを押圧操作して、ステム６５を第３のコイルバネ７２の付勢力に抗して押圧操作すると、図７に示すように、ガスケット６６が弾性変位されステム孔６９を開放する。ステム孔６９が開放されると、容器本体１に収納した内容物２が炭酸ガスの作用により吸引用チューブ７６から吸引され、連結管７５から導管部７４に導入され、開放されたステム孔６９を介してステム６５の流通路６８に流入し、噴射ノズル６７のノズル孔７８から噴射される。

そして、噴射ノズル６７の押圧操作が解除されると、図６に示すように、ステム６５は第３のコイルバネ７２の付勢力を受けて初期位置に移動復帰する。ステム６５の初期位置への復帰とともにガスケット６６も初期位置に復帰し、ステム孔６９を閉塞し、内容物２の噴射が停止される。

本実施の形態の噴霧装置においては、噴射ノズル６７が押圧操作されて内容物２の噴射とともに炭酸ガスも噴射され、容器本体１内の圧力が低下するが、ニードルバルブ３４がピストン５１により押圧操作され噴射孔２４が開放された状態におかれ、圧力媒体収納容器３から炭酸ガスの供給が行われるので、容器本体１内は、圧力媒体収納容器３に充填された炭酸ガスが消費されるまで加圧状態におかれる。

ところで、バルブ操作機構１５のピストン５１は、噴射孔２４を閉塞する方向にニードルバルブ３４を付勢する付勢力に抗してニードルバルブ３４を押圧付勢しているが、この押圧付勢力を制御することにより、ピストン５１を第１のシリンダー部２１内に浮上させた状態でニードルバルブ３４を一定量押圧操作することができる。

そこで、ピストン５１を付勢する第２のコイルバネ６１及びニードルバルブ３４を押圧する第１のコイルバネ３５の大きさを適宜選択し、ピストン５１を第１のシリンダー部２１内に浮上させた状態でニードルバルブ３４を一定量押圧操作する状態を得ることにより、ニードルバルブ３４のテーパ状の封止部３６が噴射孔２４を封止した状態から所定量退出した状態に移動した状態で、ピストン５１を押圧する付勢力とニードルバルブ３４を押圧す付勢力が拮抗した状態とすることにより、圧力媒体収納容器３から吐出される炭酸ガスの吐出量を一定に維持し、容器本体１内の圧力を一定圧に制御することができる。

ところで、このバルブ操作機構１５は、炭酸ガスの吐出量が変化するなどして第１のシリンダー部２１内の圧力が変化するときに、ピストン５１を押圧する力が変化する。その結果、ピストン５１は、第１のシリンダー部２１内を移動変位し、ニードルバルブ３４の押圧量を可変させる。ニードルバルブ３４の押圧量が変化されることにより、テーパ状の封止部３６による噴射孔２４の開放率が変化され、炭酸ガスの吐出量が制御され、第１のシリンダー部２１内の圧力が可変制御され、容器本体１内の圧力が一定の圧力になるように制御される。

したがって、本実施の形態の噴霧装置においては、内容物２を常に一定の圧力で噴霧することができる。

また、本実施の形態の噴霧装置においては、ピストン５１が進退動作する第１のシリンダー部２１内の圧力がピストン５１を付勢する第２のコイルバネ６１の付勢力以上の過剰圧力になると、図８に示すように、ピストン５１が第１のシリンダー部２１内の太径とされたピストン開放部６４へ移動され、第１のシリンダー部２１を大気に開放して過剰圧力状態を開放する。そのため、容器本体１内は過剰圧力なるようなことが防止でき、過剰圧力よる事故を防止することができる。したがって、本実施の形態によれば、安全な噴霧装置を構成することができる。

１容器本体、２内容物、３圧力媒体収納容器、４開口部、５シリンダー支持部、６シリンダー部材、１０キャップ部材、１５バルブ操作機構、１６噴射機構、２１第１のシリンダー部、２２第２のシリンダー部、２３バルブ機構、２４噴射孔、３４ニードルバルブ、３５第１のコイルバネ、５１ピストン、５２ピストン本体、５３操作ロッド、５４支持ロッド、６１第２のコイルバネ、６４ピストン開放部、６５ステム、６６ガスケット、６７噴射ノズル、７２第３のコイルバネ

Claims

噴霧される内容物を収納する容器本体と、
上記容器本体内に配設され、圧力媒体が充填される圧力媒体収納容器と、
上記圧力媒体収納容器内に進退可能に配設され、上記圧力媒体収納容器に充填される圧力媒体を吐出させる噴射孔を開閉するニードルバルブとこのニードルバルブを上記噴射孔を閉塞する方向に付勢する付勢部材とを有するバルブ機構と、
上記ニードルバルブを上記付勢部材の付勢力に抗して移動させることで、上記噴射孔を開放して、上記圧力媒体収納容器に充填された圧力媒体を容器本体内へ吐出させるバルブ操作機構と、
上記バルブ操作機構が操作されることで上記圧力媒体収納容器から吐出される圧力媒体の作用により、上記容器本体内の内容物を上記容器本体の外部に噴射させる噴射機構と、
上記圧力媒体収納容器が連結されるとともに上記バルブ操作機構が配設される第１のシリンダー部と上記噴射機構が配設される第２のシリンダー部とが並列して設けられるシリンダー部材と、
上記容器本体の開口部に取り付けられ、上記シリンダー部材を支持するキャップ部材とを備え、
上記バルブ操作機構に、さらなる付勢部材の付勢力を受けて上記第１のシリンダー部内を進退するピストンを設け、上記第１のシリンダー部の側壁に外気と連通するピストン開放部を設け、上記ピストンが容器本体内の圧力によりピストンを押圧するさらなる付勢部材の付勢力に抗して上記第１のシリンダー部内を移動し、上記ピストン開放部に達したときとき、上記第１のシリンダー部を開放して大気に連通させることを特徴とする噴霧装置。
上記ピストン開放部は、上記第１のシリンダー部の上記ピストンにより密閉される部分より大きな断面積を有する形状として形成されていることを特徴とする請求項１記載の噴霧装置。
上記ピストンを付勢するさらなる付勢部材は、上記ピストンと上記キャップ部材との間に配設され、上記ニードルバルブを付勢する付勢部材の付勢力より大きな付勢力を有し、上記ニードルバルブを、上記噴射孔を開放する方向に付勢していることを特徴とする請求項１記載の噴霧装置。
上記ニードルバルブは、テーパ状に形成された封止部を有し、上記封止部が上記噴射孔に嵌合してこの噴射孔を閉塞し、上記封止部の上記噴射孔に対する進入量が変化することにより、上記噴射孔の開口率を変化させていることを特徴とする請求項１記載の噴霧装置。