JP2015089389A - 圧縮ガスのレギュレータと該レギュレータを備えた炭酸ミスト美顔器 - Google Patents

Abstract

【課題】異常圧が発生した場合に、これを自動的に開放することで、便利で安全な圧縮ガスボンベのレギュレータを提供する。【解決手段】内部を弁孔を有する弁座によって一次側と二次側とに仕切り、二次側に圧縮ガスの出口を設けると共に該出口よりも前記ハンドル寄りに異常圧の逃し孔１４を設けた本体と、ガス流路を有して本体の一次側内部に設けたスリーブと、前記ガス流路内を軸方向に移動可能に支持され、先端部が弁孔を介して二次側に突出した状態で弁孔を閉塞する方向に付勢されたピン２と、パッキン１３によって逃し孔と弁座間の気密を維持しながら、ピンを開方向に押圧可能に二次側内部を摺動するピン押さえ４と、開閉ハンドルの開方向の操作によってピン押さえをピンの開方向に付勢する圧力調整バネとを備え、異常圧により圧力調整バネの付勢力に抗してピン押さえはパッキンが逃し孔を超える位置まで変位して、異常圧が逃し孔から放出される。【選択図】図１０

Description

この発明は、圧縮ガスのレギュレータに係り、例えば、化粧水を炭酸ガスと共に肌に噴霧する炭酸ミスト美顔器における炭酸ガスのレギュレータに使用するものである。

従来、スプレー本体に備え付けのカップに化粧水を収納し、炭酸ガスボンベからホースを介して導かれた炭酸ガスを前記カップ内の化粧水と共に前記スプレー本体から霧状に噴射するようにした炭酸ミスト美顔器は公知である（特許文献１〜３）。

この美顔器では、炭酸ガスボンベ側の構成として、炭酸ガスボンベを装着する上側筒体を備え、その内部にガス流通路の開閉機構（レギュレータ）を設けている。即ち、特許文献１〜３の美顔器においてガス流通路の開閉機構は、上側筒体の内部構造として、炭酸ガスボンベの装着時にボンベ口部の封印膜を貫通してボンベ内に嵌入する噴出用管と、スプレー本体とホースで接続するノズル孔との間に内孔を設けてガス流通路を構成し、上側筒体の上部に設けた円形調整用摘子を回転操作することによって弁杆を上下動させて前記内孔を開閉する構造である。

特開２０１３−１６５９７６号公報 特開２０１１−２３５１１６号公報 特開２０１０−０５１７７４号公報

特許文献１〜３の美顔器によれば、円形調整用摘子を回転させることにより、炭酸ガスの噴出、停止、さらには噴出調整を行うことができ、平温安定下では使用上の問題は生じない。しかし、高温環境下では炭酸ガスボンベの内圧が高まり、そのままでは異常圧によりスプレー本体からの噴霧圧や噴霧量も増加してしまうが、特許文献１〜３の構造では使用者側で円形調整用摘子を締め直すしか方法がない。特に、停止状態でボンベの内圧が規定以上に高まっていると、円形調整用摘子を開方向に回した途端、使用者の予想を超える勢いで化粧水が噴き出すという問題がある。

さらに進んで、より高温下に美顔器を放置すれば、極度の異常圧によって、内部機構が故障したり、最悪の場合、ボンベが破裂するおそれもあるが、特許文献１〜３では何ら対策が講じられていない。

本発明は上述した課題に鑑みなされたもので、その目的とするところは、異常圧が発生した場合に、これを自動的に開放することで、便利で安全な圧縮ガスボンベのレギュレータを提供することである。

上述した目的を達成するために本発明では、内部を弁孔を有する弁座によって一次側と二次側とに仕切り、前記一次側端部に圧縮ガスボンベを装着する一方、前記二次側端部に圧縮ガスの開閉ハンドルを設け、さらに、該二次側に圧縮ガスの出口を設けると共に該出口よりも前記ハンドル寄りに異常圧の逃し孔を設けた本体と、
前記弁孔と連通するガス流路を有して前記本体の一次側内部に設けたスリーブと、
該スリーブの前記ガス流路内を軸方向に移動可能に支持され、先端部が前記弁孔を介して前記二次側に突出した状態で前記弁孔を閉塞する方向に付勢されたピンと、
外周にパッキンを有して、該パッキンによって前記異常圧の逃し孔と前記弁座間の気密を維持しながら、前記ピンを前記付勢力に抗して開方向に押圧可能に前記二次側内部を摺動するピン押さえと、
該ピン押さえと前記開閉ハンドル間に設けられ、前記開閉ハンドルの開方向の操作によって圧縮されて前記ピン押さえを前記ピンの開方向に付勢する圧力調整バネとを備え、
前記ピン押さえは前記異常圧により前記圧力調整バネの付勢力に抗して前記パッキンが前記逃し孔を超える位置まで変位して、前記異常圧を前記逃し孔から放出するという手段を用いた。

本発明のレギュレータは、開閉ハンドルを開閉操作するのと連動してピン押さえをピンの開閉範囲で変位させる。この間、ピン押さえの底面、即ちピンの押圧面には弁孔を通じて二次側に導入された圧縮ガスが作用し、多少の内圧変化は圧力調整バネが伸縮することによって吸収され、圧縮ガスの噴出圧を安定させている。一方、使用中に温度上昇等によって前記内圧が異常に高まった場合、ピン押さえは異常圧によって大きく変位し、パッキンが逃し孔を超える位置まで変位することで前記異常圧を前記逃し孔から自動的に放出する。

さらに進んで、より高温の環境下においては、過度な異常圧によってレギュレータが故障したり、最悪の場合、圧縮ガスボンベが破裂するおそれがあるため、その対策として、スリーブのガス流路を分岐して本体の一次側内部に開口する分岐孔を設けると共に、前記本体の一次側には可溶栓を設けるという手段を用いる。この手段によれば、高温によって可溶栓の内部金属が溶解して開栓状態となり、過度の異常圧を自動的に外部に放出することができる。

また、本体の二次側にその内圧によって可動するガス残量のインジケータをさらに設けることが好ましいものである。

さらに本発明では、上述したレギュレータと、化粧水の収納カップを備えたスプレー本体と、一端を前記レギュレータの圧縮ガスの出口に接続すると共に、他端を前記スプレー本体に接続するガスホースとを備え、前記レギュレータから導入する圧縮ガスによって前記化粧水を前記スプレー本体から霧状に噴出する美顔器を構成するという手段も用いる。

このような美顔器においては、圧縮ガスは炭酸ガスであることが好ましい。

本発明によれば、予定値を超えるような異常圧が発生した場合には、これを自動的に逃し孔から外部に開放するので、使用者が開閉ハンドルを締め直す手間がなく便利であると共に、安全である。また、異常な高温環境下では可溶栓が機能して、内圧の過度の上昇が防止されるため、ボンベ破裂等の危険も防止することができる。

本発明のレギュレータを美顔器に適用した実施形態の全体構成図 同、炭酸ガスボンベ側の分解斜視図 同、レギュレータの分解断面図 同、レギュレータの断面組図（閉状態） 同、（開状態） 同、要部の拡大図（開状態） 同、本体の別角度の断面図 同、別角度におけるレギュレータの断面図（閉状態） 同、（開状態） 同、異常圧発生時の動作を示した断面図 同、スリーブの別角度の断面図 同、異常高温時の動作を示した断面図

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。この実施形態では、本発明を炭酸ミスト美顔器における炭酸ガスのレギュレータとして使用する例を示す。図１は、美顔器全体を示し、化粧水を入れるカップ付きのスプレー本体Ｓに、炭酸ガスボンベを収容したボンベ容器ＶをガスホースＰで接続したものである。使用に際しては、ボンベ容器Ｖの上部ハンドルＨを開方向に回した状態で、スプレー本体ＳのトリガＴを指で引くことによって、ボンベ容器ＶからホースＰを介して導かれた炭酸ガスを前記カップ内の化粧水と共に前記スプレー本体から霧状に噴射することができる。なお、ボンベ容器Ｖには、ホースＰのカプラＣとともに、ガス残量を目視するインジケータＩを設けている。

ボンベ容器Ｖは、図２の分解図に示すように、上下に二分割の筒状ケース体Ｖ１・Ｖ２からなる。このうち上部ケース体Ｖ１に、上述したハンドルＨとカプラＣ、インジケータＩを設け、その下側の開口に、カートリッジ式の比較的小型な炭酸ガスボンベＢをねじ込みにより装着するものである。そして、上部ケース体Ｖ１に本発明のレギュレータを装備している。なお、下部ケース体Ｖ２は、ボンベＢの交換の際に、上部ケース体Ｖ１に脱着するもので、これを装着することによって、炭酸ガスボンベＢを内蔵した状態で、ボンベ容器Ｖを図１に示したように安定して机上に置くことができる。

図３は上部ケース体Ｖ１の内部に装備されるレギュレータＲの分解図、図４は組図であり、カプラＣとインジケータＩをそれぞれ側方に接続する本体１をベースとして、その内部を一次側と二次側とで上下に仕切り、下室１ａに弁部、上室１ｂに該弁部の制御部を構成したものである。具体的には、本体１は略筒状部材の内部を仕切り１ｃによって下室１ａと上室１ｂに仕切り、このうち上室１ｂと連通するように、カプラＣとインジケータＩの接続口１ｄ・１ｅそれぞれを設けている。カプラＣの接続口１ｄは、即ち炭酸ガスの出口である。そして、仕切り１ｃの中央には通孔１ｆを上下貫通して設けており、その一次側となる下室１ａには、前記通孔１ｆを挿通して上端一部が上室１ｂに突出するようにピン２とスリーブ３とを装備して弁部を構成している。一方、仕切り１ｃの二次側となる上室１ｂには、ピン２の突出部を下方に押圧自在なようにピン押さえ４と圧力調整バネ５を装備して前記弁部の制御部を構成している。

次に、弁部とその制御部を構成する部材について詳述する。まず、本体１の下室１ａにおいて弁部を構成するスリーブ３は、図３に示すように、内部にガス流路３ａを上下貫通して設け、上面の凹陥部にはパッキン３ｂを装着している。このパッキン３ｂは、スリーブ３の上面を本体１の仕切り１ｃの下面に気密に密着させつつ、ピン２を弁とする弁座として機能する。即ち、パッキン３ｂには本体１の仕切り１ｃの通孔１ｆと連通する弁孔３ｃを設けている。これに対してピン２は、スリーブ３のガス流路３ａ内に軸方向（上下方向）に移動に支持され、弁孔３ｃを介して本体１の上室１ｂに突出する上半部２ａと、該上半部２ａよりも大径とした下半部２ｂと間に末広がりのテーパ部２ｃを形成したもので、該テーパ部２ｃがパッキン３ｂの弁孔３ｃを下方から気密に閉塞するものである。このため、この実施形態では、弁孔３ｃにおける下側開口の形状をピン２のテーパ部２ｃに対応してテーパ状としている。なお、この実施形態では、弁孔３ｃの上側開口もテーパ状としているが、これは、パッキン３ｂと仕切り１ｃとの界面において、弁孔３ｃと本体１の通孔１ｆとを確実に連通させ、効率よく炭酸ガスを上室１ｂに送出するためである。

このようにピン２はテーパ部２ｃがパッキン３ｂの弁孔３ｃを下方から気密に閉塞するものであるが、この動作を補助するために、ピン２の下半部２ｂにはスプリング６の受け部２ｄを設け、ピン２を閉弁方向に付勢している。

より具体的には、スプリング６は、本体１の下室１ａに螺合する炭酸ガスボンベＢの開封部材７に内蔵したフィルタ８を下端側の受け部として、ピン２を閉弁方向、即ち上方に付勢する。

ここで開封部材７は、炭酸ガスボンベＢの口部の封膜を突き破る接続凸部７ａを下部に有し、内部には炭酸ガスを導入してスリーブ３のガス流路３ａと連通するガス導入孔７ｂを形成してなる。また、この開封部材７に内蔵されるフィルタ８には、金属焼結フィルタを採用している。

なお、９は炭酸ガスボンベＢをねじ込みにより装着するボンベ装着部材であり、開封部材７の下側に位置して、リング状のパッキン１０を介して、本体１の下室１ａに螺合して組み付けられるものである。

続いて、本体１の上室１ｂにおける弁部の制御部の構成を詳述する。該制御部は、上室１ｂ内を上下に摺動して、該上室１ｂに突出するピン２の上半部２ａ先端を下方に押し込み可能なピン押さえ４と、このピン押さえ４の上方に設けた圧力調整バネ５と、この圧力調整バネ５をバネ受け１１を介してピン押さえ４との間で圧縮自在に上下動する棒状の押し込み部１２とからなる。ピン押さえ４の外周にはリング状のＹパッキン１３を設け、上室１ｂに気密に装着している。また、この実施形態の場合、ハンドルＨは本体１の上部にキャップ状に装着され、ネジ等によって正逆に回転自在としており、このハンドルＨの天面内部に押し込み部１２を設けて、ハンドルＨの正逆の回転操作と連動して押し込み部１２を上下動するようにしている。

上記構成のレギュレータＲにおいて、本発明の特徴は、異常圧が発生した場合に、これを自動的に開放することであるが、これは後述することとし、平時の基本動作を先に説明する。

ハンドルＨを閉方向に締め切った状態は図４のとおりで、このときハンドルＨは最も上側に位置し、圧力調整バネ５も未圧縮の状態で、本体下室１ａ側のピン２もピン押さえ４によって押し込まれていない。したがって、パッキン３ｂの弁孔３ｃはピン２のテーパ部３ｃによって閉塞され、炭酸ガスの噴出は停止している。

一方、ハンドルＨを開方向に回すと、図５に示したように、これに連動して押し込み部１２が下降し、圧力調整バネ５を圧縮する。この圧縮力によってピン押さえ４が下方に付勢され、ピン２をスプリング６に抗して下方に押し込む。そして、ピン２が下方に押し込まれることによって、パッキン３ｂの弁孔３ｃ（の下面側テーパ部）とピン２（のテーパ部２ｃ）との間に隙間ができる。この隙間が炭酸ガスの流路となり、その大きさに見合った量の炭酸ガスが仕切り１ｃの通孔１ｆを通り上室１ｂに流入することになるが、ハンドルＨの開方向の回転量が大きい程、ピン２の下降長も大きくなり、弁孔３ｃの隙間も大きくなる。ただし、際限なくハンドルＨの開方向回転を許容すると、ピン押さえ４が仕切り１ｃに接して通孔１ｆを閉塞してしまうため、ハンドルＨの最大回転量または／およびピン押さえ４の最大下降位置を規制しておくことが好ましい。

図５中の矢印は、炭酸ガスの流れを示したものであるが、途中、極めて狭い流路が存在するため、要部を拡大した図６を用いてあらためて説明すると、同図において黒く塗りつぶしたルートを辿って炭酸ガスが流れる。つまり、炭酸ガスボンベＢの炭酸ガスは、開封部材７のガス導入孔７ｂ、フィルタ８、スリーブ３内のガス流路３ａとピン２の隙間、パッキン３ｂの弁孔３ｃとピン２の隙間、仕切り１ｃの通孔１ｆ、上室１ｂにおける仕切り１ｃの上面とピン押さえ４の下面とで形成される空間、各接続口１ｄ・１ｅの順で流れる。特に、ピン２と弁孔３ｃの隙間のうちテーパ部分の隙間が極めて狭くなっている。これは、ニードル弁の原理により、炭酸ガスを減圧してミスト状に噴出するためである。

そして、カプラＣの接続口１ｄに流れた炭酸ガスは、該カプラＣに接続したホースＰを通じてスプレー本体Ｓに導かれ、上述のようにスプレー本体ＳのトリガＴを引くことによって、化粧水を混合した炭酸ミストとして噴射する。

一方、インジケータＩの接続口１ｅに流れた炭酸ガスの圧力によって、インジケータＩが本体１から外方に向かって付勢される。したがって、炭酸ガスボンベＢに炭酸ガスが十分に残っている場合には、インジケータＩはより大きく付勢され、その先端に設けたインジケータリングの位置を目視することで、残量が十分であることが確認できる。

ここで、圧力調整バネ５の機能を説明すると、図５・６の開弁状態において、該圧力調整バネ５は上室１ｂの内圧と均衡するように伸縮する。したがって、炭酸ミストの使用中、室温の変化等により、上室１ｂの内圧が高まった場合、ピン押さえ４にはその下面を受圧面として上向きの力が作用し、該内圧が圧力調整バネ５の付勢力を上回る場合、ピン押さえ４は圧力調整バネ５を圧縮させながら上室１ｂを上昇する。ピン押さえ４が上昇すると、これに連動してピン２も上昇することによって弁孔３ｃの開度が小さくなり、炭酸ガスの過剰な噴出を抑制することができる。そして、上室１ｂの内圧が元に戻れば、圧力調整バネ５がピン押さえ４を下方に付勢することによりピン２が下降することで、常に、炭酸ガスの噴出量を一定としている。

このように平時では、多少の圧力変化は圧力調整バネ５が伸縮することによって吸収され、炭酸ガスの噴出量を一定に保つが、この範囲を超える高圧な異常圧が発生した場合、圧力調整バネ５を大きく圧縮させながら、ピン押さえ４がピン２から離れるほど上昇してしまう。この状態では、ピン２が図４の閉弁位置となることから、弁孔３ｃが完全に閉塞されることになり、異常圧は開放されないまま、レギュレータＲ内に蓄積されることになって危険である。

そこで、本発明では、閉弁後も継続する異常圧を大気に開放するようにしており、その手段として、図７に示したように、本体１の上室１ｂの所定位置に逃し孔１４を設けている。なお、図７は、図３〜６の状態から本体１を９０度回転させたときの断面を示したものである。この逃し孔１４は、平時の開閉状態を示した図８・９に示したように、通常はピン押さえ４に設けたＹパッキン１３によって塞がれ、上室１ｂと大気の連通を阻止している。

このような構成において、上室１ｂに異常圧が発生した場合は、図１０に示したように、Ｙパッキン１３が逃し孔１４よりも上方に位置するまでピン押さえ４が押し上げられて、異常圧を逃し孔１４を通じて自動的に大気に開放するようにしている。このとき、ピン押さえ４の上昇と共にピン２も上昇して閉弁状態となるが、上述した異常圧の開放により上室１ｂの圧力が正常復帰すれば、圧力調整バネ５の伸長方向の復元力によって、ピン押さえ４とともにピン２も平時の位置に復元する。

上述したような異常圧は一般的に高温環境下で発生するが、仮に７０度前後の極めて高温環境下に本レギュレータＲを閉弁状態で放置すると、極度の異常圧が発生し、レギュレータＲの故障のみならず、炭酸ガスボンベＢが破裂する危険すらある。

その対策として本発明では、図１１に示したように、スリーブ３にガス流路３ａの中途を側方に分岐して下室１ａと連通する分岐孔３ｄを設けると共に、図７に示したように、本体１の側方に下室１ａに通じる可溶栓１５を設けることとした。なお、可溶栓１５は、内外に通じる孔に、所定の温度で溶解する金属を充填固化してなり、一定温度以上となれば前記金属が溶解することにより、異常圧を孔から外部に開放するもので、溶栓や安全栓とも称されるものである。

この構成では、平時は図８・９に示すように、可溶栓１５は充填金属によって閉塞されており、通常どおりの使用が可能である。また、図１０に示すように、逃し孔１４からの開放を伴う異常圧発生時も、周辺温度が一定以上とならない限り、可溶栓１５は機能しない。つまり、可溶栓１５はレギュレータＲの周辺温度に依存して、該温度が一定以上となった場合にのみ、可溶栓１５の充填金属が溶けて、下室１ａと外気を連通するという機能を発揮する。このとき、高温環境によって当然、炭酸ガスボンベＢの内圧も極度に高まっているが、このような極度の異常圧は、図１２に矢印をもって示したように、スリーブ３の分岐孔３ｄから下室１ａを介し、可溶栓１５の金属が溶けて発現した隙間を通って外気に開放され、各部の故障や炭酸ガスボンベＢの破裂を防止しているのである。

本発明のレギュレータは圧縮ガスを噴霧させることから、炭酸ミスト美顔器に好適であるが、ピンと弁孔の大きさを変えることによって、圧縮ガスの噴出態様を変えることができるから、圧縮ガスを用いる他の機器にも広く利用することができる。

Ｒ レギュレータ
Ｓ スプレー本体
Ｔ トリガ
Ｂ 炭酸ガスボンベ
Ｖ ボンベ容器
Ｈ ハンドル
Ｐ ガスホース
Ｃ カプラ
Ｉ インジケータ
１ 本体
１ａ 下室（一次側）
１ｂ 上室（二次側）
１ｃ 仕切り
２ ピン
３ スリーブ
３ａ ガス流路
３ｂ パッキン（弁座）
３ｃ 弁孔
４ ピン押さえ
５ 圧力調整バネ
６ スプリング
７ 開封部材
８ 焼結フィルタ
９ ボンベ装着部材
１０ パッキン
１１ バネ受け
１２ 押し込み部材
１３ Ｙパッキン
１４ 逃し孔
１５ 可溶栓

Claims (5)

1. 内部を弁孔を有する弁座によって一次側と二次側とに仕切り、前記一次側端部に圧縮ガスボンベを装着する一方、前記二次側端部に圧縮ガスの開閉ハンドルを設け、さらに、該二次側に圧縮ガスの出口を設けると共に該出口よりも前記ハンドル寄りに異常圧の逃し孔を設けた本体と、
   前記弁孔と連通するガス流路を有して前記本体の一次側内部に設けたスリーブと、
   該スリーブの前記ガス流路内を軸方向に移動可能に支持され、先端部が前記二次側に突出した状態で前記弁孔を閉塞する方向に付勢されたピンと、
   外周にパッキンを有して、該パッキンによって前記異常圧の逃し孔と前記弁座間の気密を維持しながら、前記ピンを前記付勢力に抗して開方向に押圧可能に前記二次側内部を摺動するピン押さえと、
   該ピン押さえと前記開閉ハンドル間に設けられ、前記開閉ハンドルの開方向の操作によって圧縮されて前記ピン押さえを前記ピンの開方向に付勢する圧力調整バネとを備え、
   前記ピン押さえは前記異常圧により前記圧力調整バネの付勢力に抗して前記パッキンが前記逃し孔を超える位置まで変位して、前記異常圧が前記逃し孔から放出されることを特徴とした圧縮ガスのレギュレータ。
2. スリーブのガス流路を分岐して本体の一次側内部に開口する分岐孔を設けると共に、前記本体の一次側には可溶栓を設けた請求項１記載の圧縮ガスのレギュレータ。
3. 本体の二次側にその内圧によって可動するガス残量のインジケータをさらに設けた請求項１または２記載の圧縮ガスのレギュレータ。
4. 請求項１から３のうち一項記載のレギュレータと、化粧水の収納カップを備えたスプレー本体と、一端を前記レギュレータの圧縮ガスの出口に接続すると共に、他端を前記スプレー本体に接続するガスホースとを備え、前記レギュレータから導入する圧縮ガスによって前記化粧水を前記スプレー本体から霧状に噴出することを特徴とした美顔器。
5. 圧縮ガスは炭酸ガスである請求項４記載の美顔器。

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