JP4634074B2 - 液体塗布具のバルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、主として顔料系の塗布液を使用した液体塗布具に用いるバルブ装置に関するものである。

従来この種の液体塗布具は、塗布液を容器内に入れ、塗布体を押すと開閉弁が開いて容器から塗布液が塗布体へ滲み出る構造であり、フェルトペン、サインペン、修正液塗布具等として広く知られている。例えば実公平３−４４０９９号（以下、(イ)とする。）、実開昭５８−９７８４号（以下、(ロ)とする。）、実開昭６２−６７７８４号（以下、(ハ)とする。）の発明が開示されている。何れも塗布液が溶剤と顔料に分離した場合に、再度均一な塗布液に分散するための塗布液攪拌装置を有している。(イ)は、塗布液攪拌装置として塗布液貯蔵容器中に攪拌球を収容し、塗布前に液体塗布具を数回揺動して再分散させる構成である。(ロ)は、液体塗布具の一部を回動することにより攪拌羽根が連動し、沈降した顔料を再分散させる構成である。そして(ハ)は、塗布体を押すと開閉弁が開いて塗布液貯蔵容器から塗布液が塗布体へ滲み出ると共に、管軸内の攪拌羽根が回動しつつ前後動するため、塗布液が攪拌されることにより沈殿した顔料は再分散され、塗布体方向へ導出される構成である。
実公平３−４４０９９号（第３頁、第４図） 実開昭５８−９７８４号（第１頁、第２図） 実開昭６２−６７７８４号（第１頁、第１図）

しかし前記 (イ)、 (ロ)、 (ハ)は、何れも管軸内の塗布液についてのみ攪拌する構成のため、筒状主体内の塗布液については弁棒の動きに伴って多少揺動はするものの再分散されるほど攪拌されない。この課題は、特に液体塗布具が塗布体を下向きにして長期間保存された場合顕著に発生する。この種の塗布液が長期間保存されると顔料と溶剤は分離し、その分離した顔料が幕を張って固まってしまう、通称ハードケーキング現象が起こる。このハードケーキング現象が塗布体下向きで保存された場合に発生すると、塗布体が塗布対象面に押し付けられても弁棒が動作不良を起こすことがある。これは、弁棒と筒状主体内壁面との間に塗布液の幕張りや目詰まりが発生するためで、塗布対象面へ鮮明に塗布する上での妨げとなっている。

またハードケーキング現象まで発生していなくても、筒状主体内の塗布液は何ら攪拌装置を備えていないため再分散されない。従って塗布体が塗布対象面に押し付けられる作動時に、まず塗布液の流路となる筒状主体内の塗布液が塗布液流出孔へ導出される本構成では、塗布体へは顔料と溶剤が分離した状態で導出されてしまう。つまり、筒状主体内の塗布液を使用する初期塗布時に、溶剤のみの透明な液体が塗布対象面に塗布される不具合が発生していた。

さらに、前記（ロ）、（ハ）は、管軸内の塗布液を攪拌する際に、攪拌部材が塗布体と一体に回転する。従って、塗布体には開閉弁を開くための押圧力の他に、回転による負荷がかかり、そのため塗布体に磨耗や破損が生じやすい。

そこで本発明は、前記従来技術の問題点に着目してなされたもので、液体塗布具が長期間保存され塗布液が分離しハードケーキング現象を発生した状態であっても、弁棒が動作不良を起こさず、また初期塗布時であっても溶剤のみの透明な液体が塗布対象面に塗布されることのない、液体塗布具のバルブ装置を提供することを目的とする。また、攪拌部材が回動することによって塗布液が攪拌される構成であっても、塗布体が攪拌部材と一体に回動しないため、塗布体には回転負荷がかからず、よって塗布体の磨耗や破損が生じ難い液体塗布具のバルブ装置を提供することを目的とする。

本発明は、後端部中央に塗布液流入孔を設けると共に蓋部に塗布液流出孔を設けた筒状主体と、該塗布液流出孔の基部に形成された弁座部に対応する弁部を中間に備えた弁棒と、該弁棒に囲装されて前記弁部を弁座部に向け弾発するコイルばねとよりなり、管軸の先端に嵌着されて常時は該管軸の先端に続く塗布体ホルダーに挿着された塗布体に対する塗布液の供給を前記弁部と弁座部との当接により阻止しているが、塗布液塗布時には塗布体が塗布対象面に押し付けられることにより弁棒が押されて弁部が弁座部より離れて塗布体に対し塗布液を供給できるようにした液体塗布具のバルブ装置において、前記筒状主体内壁面に前記弁棒の弁軸を中心に形成された螺接部を設け、前記筒状主体内の前記弁棒上に攪拌羽根を有した攪拌部材を遊嵌し、塗布体が前後に移動するときに前記攪拌部材のみが前記筒状主体内を螺旋運動するように、前記攪拌部材上に被螺接部を設けたことを特徴とする液体塗布具のバルブ装置である。

本発明の液体塗布具は、弁棒が後方へスライドする動きに伴い、攪拌部材が弁軸方向に対して後方へ螺旋状に回動する螺旋運動をするため、従来のように弁棒が後方へスライドするだけの構成と比較すると、そのせん断作用は格段に増大する。そのため、顔料が幕を張って固まる通称ハードケーキング現象が発生した場合であっても、弁棒が作動することによりハードケーキング現象を起こした顔料をせん断し、従来のような動作不良を起こすことはない。弁棒が後方へスライドする動きに伴い、攪拌部材が弁軸方向に対して後方へ螺旋状に回動する螺旋運動をすることによって、塗布液は攪拌羽根の作用と相俟って渦巻き状に攪拌されるのと同時に、狭い塗布液流出部へ導出されるため、塗布液には強い負荷がかかり再分散される。さらに、このとき塗布液は、流路となる筒状主体内の攪拌部材に形成された攪拌羽根を必ず通過するため、攪拌羽根のせん断作用によって顔料は分散され塗布液流出部へ導出されることになる。その後コイルばねの弾発力によって弁棒が弁軸方向に対して前方へ押し戻されると、攪拌部材は先程の逆回転で回動し、塗布液流入孔と補助塗布液流入孔とから管軸内の塗布液が、筒状主体内に渦巻き状に流入し、攪拌羽根によって攪拌される。その結果管軸より流入した塗布液だけでなく、前述したハードケーキング現象によって弁部の背面や攪拌部材の背面等に付着した顔料が、渦巻き状に流入した塗布液の作用によって再分散される。さらに、攪拌球等によって既に再分散されている管軸内の塗布液も、流路となる筒状主体内の攪拌部材に形成された攪拌羽根を必ず通過するため、攪拌羽根のせん断作用によって顔料は分散状態が維持されたまま塗布体へ導出されることになる。また、仮に使用者が管軸内の塗布液を攪拌球で再分散し忘れた場合であったとしても、筒状主体内の攪拌部材の攪拌作用によって、完全ではないまでも塗布液を再分散させて塗布体へ導出することができる。また、弁棒先端部の塗布体が塗布対象面に押し付けられる時には、攪拌部材のみが弁軸方向に対して前後へ螺旋状に回動する構成のため、塗布体は攪拌部材と一体に回動しない。従って、塗布体には開閉弁を開くための押圧力の他には回転等の負荷が生じないため、塗布体には磨耗や破損が生じにくい。

以下本発明の第１の実施例を図１から図８を基に詳細に説明する。
筒状主体１は概ね円筒形の形状を有し、後端部中央に塗布液流入孔１２を設け、該塗布液流入孔１２を囲んで補助塗布液流入孔１３を設ける。筒状主体１の開口には栓状の蓋部３を嵌着する。蓋部３の中央には基部を弁座部３１に形成した塗布液流出孔３２を設けてある。前記筒状主体１には弁棒２が組み込まれている。筒状主体１の筒の中心軸は、弁棒２の中心軸である弁軸と共通している。筒状主体１の内壁面には、弁棒２の弁軸を中心に螺接部１１を形成する。螺接部１１は、弁棒２の弁軸を中心にした螺旋形状の螺旋溝で形成する。

前記弁棒２は前記弁座部３１に対応する弁部２１を中間に備えており、該弁棒２はその両端である弁棒前部２２と弁棒後部２３が、前記塗布液流出孔３２、塗布液流入孔１２とより外側に突出するように筒状主体１に組み込まれている。弁棒２は筒状主体１の塗布液流入孔１２に摺動可能に挿通されており、塗布液流入孔１２によって案内されて弁軸方向に移動可能になっている。そしてこの弁棒２には概ね円盤状の攪拌部材４が遊嵌されている。遊嵌する手段に特に制限はないが、本発明の実施例には、弁棒２に突起２４を設けて遊嵌させる構成を用いている。コイルばね５は、攪拌部材４に設けた係止凹部４３に囲装されているため、コイルばね５の弾発力は弁部２１に伝播し常時は前記弁部２１を弁座部３１に圧接させている。筒状主体内面と弁部２１の後端部との隙間に塗布液流出部１４を形成する。塗布液流出部１４の大きさは、塗布液と空気の置換が滞りなく行われるのであれば特に大きさに制限はない。

弁棒２に遊嵌されている前記攪拌部材４の外周に前記螺接部１１に対向するように被螺接部４２を形成する。螺接部１１と対応する被螺接部４２の形状は、突起形状の被螺接部４２が螺接部１１の螺旋溝に沿って摺動する構成のように、螺旋状に摺動できる関係にあればよい。

図５、図６、図７に示すように、攪拌部材４には弁軸を中心軸にして攪拌羽根４１が放射状に形成されている。攪拌羽根４１の先端部は、円盤外周の内壁面や円盤中心孔４３の外壁面の何れかに接合していればよく、またその両方に接合していてもよい。攪拌羽根４１の形状は、プロペラ型、タービン型、のこぎり歯型等、一般に塗布液を攪拌する際に使用される攪拌機の攪拌羽根と同形状を使用することができる。攪拌羽根４１の枚数や弁軸に対する角度等に特に制限はない。被螺接部４２は円盤外周の外周面に形成する。

また、第２の実施例として図８、図９、図１０に示すように、攪拌部材４は、攪拌羽根４１のみで構成されたような、円盤外周部分を取り除いた形状でもよい。この場合も、攪拌羽根４１の形状は、プロペラ型、タービン型、のこぎり歯型等、一般に塗布液を攪拌する際に使用される攪拌機の攪拌羽根と同形状を使用することができる。攪拌羽根４１の枚数や弁軸に対する角度等に特に制限はない。被螺接部４２は攪拌羽根４１の先端部分を延長して設けてもよいし、別途それ単独で設けてもよい。

ここで、筒状主体１、弁棒２、蓋部３、攪拌部材４の材質には合成樹脂製のプラスチックを使用することができる。また、前記螺接部１１と対応する被螺接部４２の形状は螺旋状に摺動できる関係にあればよく、被螺接部４２が螺旋溝で形成され、螺接部１１がその螺旋溝に沿って摺動する突起で形成された構成であってもよい。螺旋のピッチは攪拌部材４が回動可能な距離であればよく、回動回数にも特に制限はない。また、弁棒２に遊嵌された攪拌部材４の位置は、弁棒２が筒状主体１内を前後に往復運動できれば特に制限はない。遊嵌される攪拌部材４の数にも別段制限はない。

本発明の第１の実施例及び第２の実施例は以上のような構造であり、次にその作用について詳細に説明する。本発明第１の実施例、第２の実施例の液体塗布具は、攪拌球が塗布液と共に内蔵されている管軸６の先端に筒状主体１を嵌着したうえで該管軸６の先端に塗布体ホルダー７を螺着された塗布体８の基端を前記塗布液流出孔３２に続かせておけば、コイルばね５の弾発力により常時は前記弁部２１が弁座部３１に圧接されているので、塗布体８に対する塗布液の供給は阻止されているが、塗布体８を塗布対象面に押し付ける動作によって、塗布体８が揺動して弁棒２が押されて中間の弁部２１が弁座部３１より離れて塗布液流出孔３２が開かれ、塗布体８に対する塗布液の供給ができることは従来のこの種の液体塗布具のバルブと同様である。

しかし本発明では、筒状主体１の内壁面に弁棒２の弁軸を中心に螺接部１１を形成し、その対向する位置に被螺接部４２を形成しているため、弁棒２の先端部の塗布体８が塗布対象面に押し付けられる作動時には、攪拌部材４は弁棒２の弁軸方向に対して後方へ螺旋状に回動する、所謂螺旋運動をする。そのため攪拌部材４は、攪拌羽根４１によって筒状主体１内の塗布液を渦巻き状に攪拌しながら、顔料を再分散する。その後、塗布体８が塗布対象面から離れると、コイルばね５の弾発力によって弁棒２は弁軸方向に対して前方へ押し戻されるため、攪拌部材４は先程の逆回転で回動しながら当初の位置まで戻る。攪拌部材４が先程の逆回転で回動することにより、塗布液流入孔１２と補助塗布液流入孔１３とから管軸６内の塗布液が、筒状主体１内に渦巻き状に流入する。この一連の動作を連続して行うと、筒状主体１内の塗布液は攪拌羽根４１によって再分散され、さらに瞬時に攪拌の回転を逆回転に変えられるため、より大きな負荷がかかる。

ここで筒状主体１内にある塗布液が再分散される過程について説明する。液体塗布具が長期間保存された場合、塗布液は顔料と溶剤が分離した状態となり、酷い場合その分離した顔料が幕を張って固まる、通称ハードケーキング現象が起こることがある。本発明では攪拌部材４が弁軸方向に対して後方へ螺旋状に回動する螺旋運動をするため、従来のように弁棒２が後方へスライドするだけの構成と比較すると、そのせん断作用は格段に増大する。そのため、弁部２１の背面、攪拌部材４の背面、弁棒２と筒状主体１内壁面との間に塗布液の幕張りや目詰まりが発生していても、弁棒２はそのせん断力によって作動することができるため、従来のような動作不良を起こすことはない。

その後弁棒２が後方へスライドする動きに伴い、攪拌部材４が弁軸方向に対して後方へ螺旋状に回動する螺旋運動をすることによって、塗布液は攪拌羽根４１の作用と相俟って渦巻き状に攪拌されるため、塗布液には強い負荷がかかり再分散される。さらに、このとき塗布液は、流路となる筒状主体１内の攪拌部材４に形成された攪拌羽根４１を必ず通過するため、攪拌羽根４１のせん断作用によって顔料は分散され塗布液流出部１４へ導出されることになる。その後コイルばね５の弾発力によって弁棒２が弁軸方向に対して前方へ押し戻されると、攪拌部材４は先程の逆回転で回動し、塗布液流入孔１２と補助塗布液流入孔１３とから管軸６内の塗布液が、筒状主体１内に渦巻き状に流入し、攪拌羽根４１によって攪拌される。その結果管軸６より流入した塗布液だけでなく、前述したハードケーキング現象によって弁部２１の背面や攪拌部材４の背面等に付着した顔料が、渦巻き状に流入した塗布液の作用によって再分散される。さらに、攪拌球等によって既に再分散されている管軸６内の塗布液も、流路となる筒状主体１内の攪拌部材４に形成された攪拌羽根４１を必ず通過するため、攪拌羽根４１のせん断作用によって顔料は分散状態が維持されたまま塗布体８へ導出されることになる。また、仮に使用者が管軸６内の塗布液を攪拌球で再分散し忘れた場合であったとしても、筒状主体１内の攪拌部材４の攪拌作用によって、完全ではないまでも塗布液を再分散させて塗布体８へ導出することができる。

また、弁棒２先端部の塗布体８が塗布対象面に押し付けられる時には、攪拌部材４のみが弁軸方向に対して前後へ螺旋状に回動する構成のため、塗布体８は攪拌部材４と一体に回動しない。従って、塗布体８には開閉弁を開くための押圧力の他には、回転等による負荷が生じないため、塗布体８には磨耗や破損が生じにくい。

なお、本発明を前記第１の実施例及び第２の実施例により説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

第１の実施例に係るバルブ装置を用いたマーキングペンの塗布体を塗布対象面に押付けた状態を示した一部切欠正面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁部が弁座部に当接した状態を示した中央縦断面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁棒が回動途中の状態を示した中央縦断面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁棒が回動終点に達した状態を示した中央縦断面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を遊嵌した状態を示した正面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を遊嵌した状態を示した右側面図 第１の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を配設した状態を示した斜視図 第２の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を遊嵌した状態を示した正面図 第２の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を遊嵌した状態を示した右側面図 第２の実施例に係るバルブ装置の弁棒に攪拌部材を配設した状態を示した斜視図

符号の説明

１ 筒状主体
１１ 螺接部
１２ 塗布液流入孔
１３ 補助塗布液流入孔
１４ 塗布液流出部
２ 弁棒
２１ 弁部
２２ 弁棒前部
２３ 弁棒後部
２４ 突起
３ 蓋部
３１ 弁座部
３２ 塗布液流出孔
４ 攪拌部材
４１ 攪拌羽根
４２ 被螺接部
４３ 係止凹部
５ コイルばね
６ 管軸
７ 塗布体ホルダー
８ 塗布体

Claims (1)

1. 後端部中央に塗布液流入孔を設けると共に蓋部に塗布液流出孔を設けた筒状主体と、該塗布液流出孔の基部に形成された弁座部に対応する弁部を中間に備えた弁棒と、該弁棒に囲装されて前記弁部を弁座部に向け弾発するコイルばねとよりなり、管軸の先端に嵌着されて常時は該管軸の先端に続く塗布体ホルダーに挿着された塗布体に対する塗布液の供給を前記弁部と弁座部との当接により阻止しているが、塗布液塗布時には塗布体が塗布対象面に押し付けられることにより弁棒が押されて弁部が弁座部より離れて塗布体に対し塗布液を供給できるようにした液体塗布具のバルブ装置において、
   前記筒状主体内壁面に前記弁棒の弁軸を中心に形成された螺接部を設け、前記筒状主体内の前記弁棒上に攪拌羽根を有した攪拌部材を遊嵌し、塗布体が前後に移動するときに前記攪拌部材のみが前記筒状主体内を螺旋運動するように、前記攪拌部材上に被螺接部を設けたことを特徴とする液体塗布具のバルブ装置。

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