JP4831585B2 - 所要量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイス - Google Patents

Description

本発明は、供給源である供給元容器に接続可能とされているかまたはそれに接続されているディスペンサ・ヘッドを備えた、所要量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスに関する。

この種のディスペンサ・デバイスの用途としては、例えば、毒性を有する少量の材料物質を、非常に高い精度をもって、供給先容器に供給するという用途がある。供給先容器はしばしば天秤の上に載置されていて、ディスペンサ・デバイスから供給される材料物質の供給量を計量できるようにしてあり、それによって、供給された材料物質に対して引き続き指示に沿った処理を施せるようにしている。

所要量を供給すべき材料物質は、例えば供給元容器に収容されており、この供給元容器はディスペンサ・ヘッドが接続される接続部を備えている。所要量の材料物質を供給するプロセスを実行する際には、供給元容器とディスペンサ・ヘッドとが一体的に接続されて１つのユニットを形成し、このユニットが即ちディスペンサ・デバイスである。ディスペンサ・デバイスは吐出口を備えており、供給すべき材料物質はこの吐出口を介して送出される。この吐出口はなるべく小径のものとすることが好ましく、そうすれば、供給先容器の口部が小さい場合にも、その供給先容器に何ら支障なく材料物質を供給することができる。

例えば染料粉などのような、乾燥した及び／または粉体状の、注ぐことのできる材料物質を、所要量供給するためのディスペンサ・デバイスは従来公知であり、また実地に使用されている。その一例として、米国特許第5,145,009 A号公報には、供給元容器の底部に閉塞可能な吐出口を設けたディスペンサ・デバイスが記載されている。閉塞デバイスとして、上方へ向かって細くなる円錐形の弁体が用いられており、この弁体が鉛直下方へ移動することによって吐出口を開くようにしてある。また、この弁体は、開状態にあるときには回転し、この弁体には、材料物質を吐出口へ向けて移動が装備されている。

以上に説明したデバイスは、注ぐことのできる材料物質を容器に供給する際に、その供給先容器の口部の断面が小さい場合には、適当なデバイスであるとはいえない。弁体の形状が上方へ向かって細くなる形状であることによっても、また、その弁体が回転することによっても、注がれて供給される材料物質の粒子に余計な速度成分が、即ち、水平方向の速度成分が付与される結果をもたらしており、その速度成分によって、粒子が周囲へ飛び散るため、供給先容器の口部の断面がかなり大きな場合でも、その口部の外へ粒子が散らばってしまうおそれがある。

例えば原子吸光分析などの用途に用いる、極めて少量の粉体状またはペースト状の試料物質を供給するための方法及びデバイスの一例が、米国特許第4,905,525 A号公報に開示されている。そのデバイスでは、供給元容器に定形通路が形成されており、その定形通路の先端に吐出口が設けられている。また、供給元容器に収容された試料物質の中へ押し込むようにしたピストンを備えている。試料物質の中へピストンを押し込むことによって、定形通路の上方で試料物質に圧力を加えることができ、その圧力に押された少量の試料物質が定形通路を通過して吐出口から送出されるようにしてある。その具体的な１つの実施の形態においては、供給元容器の形状を、吐出口へ近付くにつれて細くなる漏斗形の形状としてあり、また、ピストンは吐出口に対して相対的に傾斜させて配設されている。

粘性物質、ペースト状物質、粉体状物質、それに粒体状物質などを供給することのできる、所要量の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスの一例が、ドイツ特許出願公開第198 41 478 A1号公報に記載されている。このディスペンサ・デバイスは、このディスペンサ・デバイスが使用状態にあるときに下端となる側の端部へ向かって細くなる形状の供給元容器を備えており、その端部に吐出口が設けられている。また、その中心に回転可能な中空軸が配設されており、この中空軸に払い落としツールが取付けられている。所要量の材料物質を供給するためのこのディスペンサ・デバイスは、供給量を設定するための供給量設定弁を備えている。この供給量設定弁は、その弁軸が中空軸の中に挿通されていて、上下方向に平行移動可能である。また、その弁軸の下端に、上方へ向かって細くなる形状の円錐形の弁頭が設けられており、それによって、供給する材料物質の送出量を規制できるように、また、吐出口を上方から閉塞できるようにしている。この特許文献に記載されている実施の形態のうちには、その供給量設定弁を、上で説明したデバイスにおける弁と同様に、回転可能にしたものもある。
米国特許第5,145,009 A号公報 米国特許第4,905,525 A号公報 ドイツ特許出願公開第198 41 478 A1号公報

上述したドイツ特許出願公開第198 41 478 A1号公報や、米国特許第5,145,009 A号公報に記載されている所要量の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスは、供給元容器から送出する材料物質を、どこまで少量にし得るかという点において、甚だ不十分なものであった。即ち、吐出口の開口部の形状がリング形であるため、吐出口を通過させて材料物質を注ぐようにして供給している間は、そのリング形の開口部の幅寸法を、材料物質の最小単位（粉体状の物質であればその粉の一粒）より狭くすることができず、そのために、注ぐようにして供給されている材料物質は、同時に複数の単位（粉の複数の粒）がリング形の開口部を通過できる状態となっている。また更に、注ぐようにして供給する材料物質の流動性が乏しい場合には、そのリング形の開口部が部分的に詰まってしまうこともある。このような事態が発生するのは、特に、所要量の材料物質を供給するプロセスの終わりが近付いて、供給速度を落とすために、リング形の開口部の幅寸法を狭めて行ったときであり、それによって、リング形の開口部の周長に対する幅寸法の比が、その材料物質を供給するのに望ましくない比になるため、部分的な詰まりが発生するのである。

本発明の目的は、所領量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスにおいて、極めて少量の材料物質を、その供給量を適切に制御できる方式によって、供給先容器に供給できるようにしたディスペンサ・デバイスを提供することにある。

上記目的は、独立請求項である請求項１に記載した特徴を備えることによって達成される。

所要量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスは、供給元容器と、ディスペンサ・ヘッドとを備え、前記ディスペンサ・ヘッドは、前記供給元容器に接続されているかまたはそれに接続可能とされており、断面形状が円形の吐出口を有するハウジングを備えている。前記ディスペンサ・ヘッドは更に、送出／閉塞部材を備えている。前記吐出口及び前記送出／閉塞部材は、前記ディスペンサ・ヘッドの長手中心軸線上に配設されている。前記送出／閉塞部材は、前記長手中心軸線を中心として前記ハウジングに対して相対的に回転可能であり、また、前記長手中心軸線に沿って平行移動可能であり、その平行移動によって前記送出／閉塞部材を前記吐出口に出し入れできるようにしてある。前記送出／閉塞部材は、その基本形状が略々円筒形状であり、前記吐出口を閉塞するための円筒形状の閉塞部を有し、また更に、該閉塞部の近傍に、供給すべき材料物質を送出するための送出部を有している。該ディスペンサ・デバイスが使用状態にあるときには、前記送出部が前記送出／閉塞部材の下方部分を構成しており、該下方部分は前記長手中心軸線に直交する平面に対して傾斜した端面を有している。該端面の先端を形成している該端面の最下点は円筒側面上に位置している点であり、且つ、該端面の最上点も同じく円筒側面上に位置している点である。

送出／閉塞部材の送出部の形状は、この送出／閉塞部材の送出部が吐出口の中に位置しているときに、事実上の吐出口として機能する開口部（通路形開口部）が画成され、しかもその開口部が、中心からずれた位置に、非同心的な形状の開口部として画成されるような形状とされている。

送出／閉塞部材の送出部の端面（送出面）が、閉塞部の円筒側面に対して一側方へ傾斜しているため、送出／閉塞部材は、部分開位置にあるときに、通路開通領域を非同心的に画成している。送出／閉塞部材を、このディスペンサ・デバイスの長手中心軸線に沿って平行移動させることによって、通路開通領域（即ち、吐出口の全段面領域うち、所要量の材料物質を供給するプロセスの実行中に、材料物質がそこを通過してこのディスペンサ・デバイスから送出される領域部分）の大きさを、確実に、連続的に増減することが可能となっている。更に、送出面が一側方へ傾斜しているため、回転させることによって、長手中心軸線に対する通路開通領域の向きを連続的に変化させることができる。このように、吐出口ないし通路開通領域を可変にしたことによって、材料物質の供給量を、必要に応じて増減できるようになっている。また、この構成よれば特に、材料物質の供給量が非常に少量である場合にも対応でき、例えば粉体状の材料物質であれば、マイクログラム単位で供給することも可能である。そのため、所要量の材料物質を供給するプロセスにおいて大量の材料物質を供給する場合には、最初のうちは大きな供給速度で材料物質を供給し、そして、目標供給量に近付いたならば、送出／閉塞部材を平行移動させて通路開通領域の断面積を縮小し、材料物質が非常に小さな流量で供給されるようにすることによって、その供給量を、究極的な高精度で目標供給量とすることができる。従って、吐出口を全閉状態としていないときには常に通路開通領域が画成されており、その通路開通領域の断面積を明確に設定することができるため、供給すべき材料物質に合わせてその断面積を最適な大きさに設定すればよい。

以上の基本概念にかかる構成において、送出面を形成している端面の形状は、平面形状としてもよく、また、少なくとも１方向において凹状に彎曲した凹面形状としてもよく、或いは、凹面形状とした上に更に、長手中心軸線を中心として螺旋状にひねりを加えた形状としてもよい。送出／閉塞部材の送出部の送出面に関するこれらの構成例はいずれも、通路開通領域の断面積の連続調節を可能にするものであり、また特に、粉体状またはペースト状の材料物質の、微量供給を可能にするものである。

従って、このディスペンサ・デバイスの送出／閉塞部材は、その送出部が先細り形状に形成され、その先細り形状の先端が、側方へ片寄って円筒側面上に位置している。例えば上述した従来の構成のように、送出／閉塞部材の先端が長手中心軸線を中心とした回転体形状に形成されている場合と比べたとき、本発明が提案しているように、送出／閉塞部材の先端を一側方へ傾斜した傾斜面を備えた形状に形成することによって得られる作用上の顕著な相違は、送出／閉塞部材を平行移動させて吐出口に出し入れすることによって画成される、吐出口の全断面領域のうちの閉塞されずに残る開口部である通路開通領域の形状が、リング形にならずに済むということにある。この開口部の形状がリング形であると、そのことによって、材料物質を供給する際の可能最少供給量に下限が課されるのである。

前記送出部は、送出面を形成している前記端面の傾斜角を様々に設定するとよく、ここでいう傾斜角とは、該端面の最下点を通り円筒側面上を前記長手中心軸線と平行に延在する直線と、該端面の最下点から傾斜した該端面に沿って該端面の最上点まで延在する直線との間に形成される該端面の最下点における角度である。

更に、前記送出／閉塞部材が回転することによって、供給すべき材料物質の流動が誘起され維持される。送出／閉塞部材の送出面の形状を様々なものとすることにより、特に、供給すべき材料物質のこの流動を制御することができる。即ち、それによって、通路開通領域を、また特にその断面積を、供給すべき材料物質の所与の特性値に適合させることができる。

特に好適な１つの実施の形態においては、ディスペンサ・デバイスは搬送ツールを備えており、この搬送ツールは前記長手中心軸線を中心として回転可能に構成されている。この搬送ツールによって、供給すべき材料物質が吐出口へ向けて移動され、また、吐出口の口縁部にこびり付いている材料物質は掻き落とされる。そのため、吐出口の中に材料物質が残留することがない。また、これによって、所要量の材料物質を供給するプロセスの終了時に吐出口を全閉状態とする際に、材料物質が吐出口にはさまることがなく、もしそのようなことが起こったならば、全閉状態にすることができなくなる。この搬送ツールは更に、粉の粒子が静電気を帯びるなどして強くかたまった粉体状の材料物質や、ペースト状の材料物質を供給できるようにするものでもあり、なぜならば、この搬送ツールは、かたまった粉体状の材料物質ならばそれをほぐし、また、ペースト状の材料ならばそれを攪拌して軟化させ、そして、その材料物質を吐出口へ向けて移動させると共に、その材料物質が吐出口の口縁部に付着した場合に、それを拭い落とすように機能するからである。

更に、前記搬送ツールは、スプリングの弾発力によって吐出口の口縁部に押し付けられているようにするとよい。好適な１つの構成例においては、搬送ツールは攪拌片と搬送片とを備えており、その搬送片は、特に有利な１つの構成例においては、広さを有する滑らかな表面を有しており、使用状態にあるときには常にその搬送片が吐出口の口縁部に摺動可能に接触している。また、具体的な１つの構成例においては、前記搬送片が先端を備えており、使用状態にあるときには、その先端が吐出口の口縁部に接触している。

前記搬送片は、この搬送片が前記長手中心軸線を中心として回転するときにたどる円形の運動軌跡の接線方向に対して鋭角をなすように傾斜させ、及び／または、前記長手中心軸線に対して鋭角をなすように傾斜させることが好ましい。

特に１つの実施の形態においては、前記送出／閉塞部材はロッドに結合されている。このロッドは、前記長手中心軸線上に配設されており、前記供給元容器を貫通して延在しており、駆動軸として機能するものであり、また、前記搬送ツールは、前記長手中心軸線に沿って平行移動可能であるように、このロッド及び前記送出／閉塞部材に対して拘束されている。

特に好適な１つの実施の形態においては、ディスペンサ・デバイスのディスペンサ・ヘッド、及び／または、ディスペンサ・デバイスそれ自体が、吐出口へ近付くにつれて細くなる形状のハウジングを備えている。

これより本発明のディスペンサ・デバイスについて、図面に模式図で示した実施の形態に即して更に説明して行く。

図１に示したのは所要量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスであり、このディスペンサ・デバイスはディスペンサ・ヘッド１と供給元容器２とを備えている。このディスペンサ・デバイスの形状は、基本的には略々、長手中心軸線を中心とした回転体形状である。このディスペンサ・デバイスは、使用状態にあるときには、即ち、例えば所要量の材料物質を供給するプロセスに用いられているときには、その長手中心軸線４が鉛直方向に延在するような姿勢とされている。図１はそのような姿勢を示したものであり、同図において、ハウジング３を有するディスペンサ・ヘッド１は、供給元容器２の下方に位置している。ディスペンサ・ヘッド１は供給元容器２に接続されており、この接続は、供給元容器２に材料物質を充填するのに先立って、ディスペンサ・ヘッド１の雌ネジ部５と供給元容器２の雄ネジ部８とを螺合させて、ディスペンサ・ヘッド１を供給元容器２に螺着したものである。基本的に、ディスペンサ・ヘッドは、従来公知の任意の着脱可能な接続構造によって、供給元容器に接続可能にしておいてもよく、或いは、供給元容器に固定接続しておいてもよい。ただし、洗浄の容易性を考慮するならば、このディスペンサ・ヘッド１を、装着ないし螺着することによって供給元容器２に接続可能にしておくことが好ましい。

ハウジング３は突条２３を有しており、この突条２３は、例えば、このディスペンサ・デバイスをホルダの中に係止する際に役立つものであり、ただしそのホルダは不図示とした。ハウジング３は、吐出口７へ近付くにつれて細くなる形状としてあり、これによって供給すべき材料物質が吐出口７へ向かって好適に案内されるようにしている。このように吐出口７へ近付くにつれて細くなる形状は、好ましい形状であるが、ただし、ハウジングをこの形状とすることが絶対的に必要なわけではない。

ロッド９に送出／閉塞部材６が結合されている。ロッド９は駆動軸として機能するものであり、図１に示したように、供給元容器２の中を貫通して延在し、その一端が供給容器２から突出するようにしてある。ロッド９のこの突出した端部は、駆動機構が連結される結合部１９を形成している。図１では駆動機構を不図示としたが、この駆動機構は手動式の駆動機構とすることもでき、また、モータを用いた電動式の駆動機構とすることもできる。

図２ａは、ディスペンサ・ヘッド１のハウジング３を縦方向の平面で破断して示した、第１の実施の形態に係る送出／閉塞部材６を備えたディスペンサ・ヘッド１の破断斜視図である。図２ａに示したのは、吐出口７が開状態にあるときのディスペンサ・ヘッド１である。送出／閉塞部材６の形状は、基本的に略々、円筒形状であり、この送出／閉塞部材６は、ディスペンサ・ヘッド１の（ひいては、このディスペンサ・デバイスの）長手中心軸線４に沿って延在しているロッド９に固定結合されている。ロッド９は（ひいては、送出／閉塞部材６は）、長手中心軸線４を中心として回転可能であり、また、長手中心軸線４に沿って平行移動可能である。ロッド９は、図示例の構成の場合、モータで駆動するようにしておくことが好ましい。

いうまでもないことであるが、送出／閉塞部材６と、ロッド９とは、それらを一体化した一体部品としても形成するようにしてもよい。

図２ｂは、ディスペンサ・ヘッドを示した図２ａと同様の図であり、図２ａと異なっているのは、図２ｂでは、吐出口７が送出／閉塞部材６によって全閉状態とされていることである。吐出口７の開閉は、送出／閉塞部材６を長手中心軸線４に沿って移動させることによって行われ、即ち、図２ａ及び図２ｂに示した姿勢にあるときには、送出／閉塞部材６を鉛直方向に移動させることによって行われる。

送出／閉塞部材６は、閉塞部２７を有している。閉塞部２７は円筒形状に形成されており、閉位置にあるときには（図２ｂ参照）、この閉塞部２７が吐出口７の中に隙間なく嵌合して吐出口７を閉塞している。所望量の材料物質を供給するプロセスが実行されているときには、吐出口７は図２ａに示したように全開状態とされているか、或いは、図３ａに示したように少なくとも部分開状態とされており、それによって、事実上の吐出口として機能する通路形開口部が画成されている。送出／閉塞部材６は、閉塞部２７の近傍に、供給すべき材料物質を送出するための送出部２８を有しており、少なくとも部分開状態にあるときには、この送出部２８が吐出口７の中に位置している。

送出部２８は、このディスペンサ・デバイスの姿勢を使用状態の姿勢としたときに、送出／閉塞部材６の下方部分を構成しており、長手中心軸線４に直交する平面に対して傾斜した端面を有している。これによって送出面１０が形成されており、この送出面１０は、図２ａ及び図２ｂの実施の形態では、最下点へ近付くにつれて幅が狭まっており、この送出面１０の先端１１を形成しているこの送出面１０の最下点は円筒側面上に位置している点であり、また、この送出面１０の最上点も同じく円筒側面上に位置している点である。

図２ａ及び図２ｂなどの図では、送出面１０は平面形状の面として描かれている。しかしながら、この送出面１０は、平面形状とするばかりでなく、１次元的または２次元的に凹状に彎曲した形状に形成してもよく、ここで２次元的に凹状に彎曲した形状とは、互いに直交する２方向において凹状に彎曲した形状をいう。別の言い方をするならば、送出面１０は、凹面形状に形成するようにしてもよい。更に、任意の１方向において、または互いに直交していることを要しない任意の２方向において、凹状に彎曲した凹面形状とすることも考えられる（例えば図７ａ〜図７ｃを参照されたい）。

材料物質を供給する際には、即ち、吐出口７を開状態にするには、送出／閉塞部材６を吐出口７の中から完全に抜去する（全開状態にする場合）か、または、送出／閉塞部材６の送出部２８（即ち、送出面１０が形成されている部分）を部分的に吐出口７の中に位置付けることにより、供給すべき材料物質を通過させる開口部である通路開通領域が画成されるようにする。一方、吐出口７を全閉状態にするには、送出／閉塞部材６の閉塞部２７（即ち、送出／閉塞部材６のうちの送出面１０から外れた部分）を吐出口７の中に位置付ける必要がある。吐出口７の口径寸法は、送出／閉塞部材６の閉塞部２７の外径寸法と等しくしてあり、そのため送出／閉塞部材６を吐出口７に出し入れすることができ、また、吐出口７に隙間なく嵌合させて吐出口７を全閉状態にすることが可能となっている。送出／閉塞部材６を移動させて送出部２８を吐出口７の中に入れると、吐出口７の開口面積は全開状態のときより縮小する。これを利用して、粉体状またはペースト状の材料物質を供給する際の流量を、意図した大きさに制御することができ、なぜならば、送出／閉塞部材６の送出部２８は、随時移動させて吐出口７の中に浅く入れることも深く入れることもでき、それによって通路開通領域の開口面積を様々な大きさに変化させることができるからである。供給する材料物質が粉体状の材料物質であって、その粉の粒径が小さくさらさらとした流動性に富むものである場合に、以上に説明したディスペンサ・ヘッド１では、その材料物質を供給する際の体積流量を、マイクログラム単位の極めて少量の供給量にも対応可能な、小さな体積流量に設定することができる。材料物質の供給量を計量するための好適な手段は天秤であるが、ただしそのような手段は本発明の主題ではないため、図には示していない。

供給すべき材料物質は、注ぐ際の流動性に乏しい粉体材料、即ち、詰まりやすい粉体材料であることもあり、また、ペースト状の材料物質であることもある。そのような材料物質にも好適に対応できるように、搬送ツール１２を備えており、この搬送ツール１２はディスペンサ・ヘッド１の内部に配設されている。搬送ツール１２は、２つのリング形支持片２９、３０を有する支持構造を備えている。２つのリング形支持片２９、３０は上下に離れた２箇所においてロッド９の外周に嵌合されており、これによって搬送ツール１２は遊嵌状態でロッド９に連結されている。搬送ツール１２は更に、攪拌片１４と搬送片１５とを備えている。図２ａ及び図２ｂに示したように、搬送ツール１２の上側のリング形支持片２９は、ロッド９に固設された側方突出ピン１６より上方に位置しており、一方、下側のリング形支持片３０は、この側方突出ピン１６より下方に位置している。以上の構成によって、搬送ツール１２は、このディスペンサ・デバイスの内部においてその運動が案内され、また拘束されるようになっている。ロッド９を長手中心軸線４に沿って平行移動させるとき（即ち吐出口７を開閉させるとき）にも、搬送ツール１２は、遊嵌状態でロッド９に連結されているため、重力の作用によって、吐出口７を画成している口縁部２０に常に摺動可能に接触している。尚、この口縁部２０を、以下の説明では吐出口７の口縁部と呼ぶことにする。更に、ロッド９を回転させる、側方突出ピン１６が攪拌片１４に当接して搬送ツール１２を押動するため、搬送ツール１２はロッド９と一体に回転する。

攪拌片１４は、供給すべき材料物質がディスペンサ・ヘッド１の中にある間に、その材料物質をほぐしたり、攪拌して軟化させたりする機能を果たすものである。

既に述べたように、送出／閉塞部材６が開位置にあるときにも、搬送片１５は吐出口７の口縁部に接触しており、そのため、送出／閉塞部材６を回転させると、供給すべき材料物質は排出口７へ向けて搬送され、また、粉体状の材料物質の粉が吐出口７にこびり付いていた場合には、その粉も掻き落とされて、所要量の材料物質が送出される。搬送片１５は、その表面の形状を、下方へ行くにつれて狭くなることで、吐出口７の口縁部を向いた先端１７を形成する形状とし、そして、その先端１７が常に吐出口７の口縁部に摺動可能に接触しているようにすることが好ましい。搬送片１５は、また特に、以上に説明した表面は、丸みを付けた、ないしは彎曲した形状としておくことが好ましく、そうしておけば、その搬送片１５がシャベルのように機能することによって、強くかたまった粉体状の材料物質でも、それをさらって吐出口７へ向けて搬送することができる。

搬送ツール１２が長手中心軸線４を中心として回転するため、搬送片１５は円を描くように運動する。搬送片１５を、この搬送片１５が長手中心軸線４を中心として回転するときにたどる円形の運動軌跡の接線方向に対して鋭角をなすように傾斜させておけば、及び／または、長手中心軸線４に対して鋭角をなすように傾斜させておけば、非常に有利であることが判明している。この搬送片１５の傾斜角は、特に、供給すべき材料物質の流動性に適合した角度にするとよい。図２ａ及び図２ｂに示した実施の形態のディスペンサ・デバイスでは、搬送ツール１２の形状及び傾斜の向きによって、送出／閉塞部材６の回転方向が決まり、即ち、搬送ツール１２の回転方向が決まる。搬送ツール１２の形状及び傾斜の向きが、それらの図に示したようなものであるならば、その回転方向は時計回りの方向となる。

既に述べたように、搬送ツール１２は、ロッド９上に支持されて案内されることによって、ロッド９が回転するときには共に回転する一方で、ロッド９が長手中心軸線に沿って移動してもこの搬送ツール１２は位置を変えず、そしてこの搬送ツール１２の搬送片１５が、また特にその搬送片１５の先端１７が、常に吐出口７の口縁部に摺動可能に接触した状態にあるようにしてある。そして、これによって、所要量の材料物質を供給するプロセスの実行中に、搬送片１５が、粉体状の材料物質を口縁部へ向けて搬送し、即ち、粉体状の材料物質を下方へ押動し、また、その材料物質の粉を口縁部から拭い落とすようにしたものである。これを示したのが図３ａ及び図３ｂであり、それらの図はディスペンサ・ヘッドの断面図である。

図３ａ及び図３ｂは断面図であるため、それらの図からは、送出／閉塞部材６がロッド９にどのように連結されているかも見て取れる。送出／閉塞部材６の本体部分の外径より小さな外径のピン１８が、ロッド９の中に挿入されて、ロッド９に固定結合されており、この固定結合には、例えば、螺合、接着、ハンダ付け、等々の手段を用いればよい。

図４に断面図で示したのは、第２の具体例に係る送出／閉塞部材２０６である。この送出／閉塞部材２０６は、雄ネジ部として形成されたピン１８を介してロッド９に結合されている。送出／閉塞部材２０６の傾斜した端面によって形成されている送出面２１０は、凹状に彎曲した形状、即ち凹面形状としてある。送出面２１０の形状を凹面形状としているため、送出／閉塞部材２０６を回転させたときに、この送出面２１０が、供給すべき材料物質を制御された状態で搬送して送出するという作用が得られるようになっている。このことは、供給すべき材料物質が、かたまり易いものである場合に特に有利であり、そのような材料物質は、もし送出面２１０が凹面形状でなかったならば、吐出口７の口縁部とその送出面２１０との間にこびり付き、吐出口を詰まらせてしまうおそれがある。

図５に模式図で示したのはディスペンサ・ヘッド２０１を上方から見た図であり、吐出口７の近傍領域の断面図によって、送出／閉塞部材２０６を示したものである。この図には送出／閉塞部材２０６の位置によって異なった断面形状に画成される通路開通領域の、その夫々の断面形状が示されている。また、搬送ツールに関しては、図５には、その搬送片２１５の部分を示しており、ただし図を見易くするために、その搬送片２１５の断面形状を上方から見たところを示した。図示した搬送片２１５は平板状の金属の薄板で形成したものであって、その両側の板面は平面形状であり、また、この搬送片２１５は、この搬送片２１５の運動軌跡である円の径方向に対して鋭角をなすように傾斜させ、且つ、吐出口７の口縁部に対しては接線方向に延在するようにしてあり、それらによって、送出／閉塞部材２０６を図に矢印で示した回転方向に回転させたときに、供給すべき材料物質を通路開通領域へ向けて搬送できるようにしたものである。

既に述べたように、搬送片は、その搬送片が長手中心軸線４を中心として回転するときにたどる円形の運動軌跡の接線方向に対して鋭角をなすように傾斜させ、及び／または、長手中心軸線４に対して鋭角をなすように傾斜させるとよい。また、それら２つの傾斜角は、供給すべき材料物質に応じて様々に設定するとよく、そうするには例えば、ディスペンサ・デバイスの中の搬送ツールを交換するなどすればよい。

図５に示した状態では、吐出口７は部分的に閉じられている（図５で見て、吐出口７の左上部分が閉じられている）。そして、閉じられることなく開いている部分によって通路開通領域が画成されている。送出／閉塞部材２０６が様々に異なった位置にあるときに、その送出／閉塞部材２０６によって画成される通路開通領域の夫々の断面形状を、図５では、左上から右下へ並んだ複数の破線によって示した。尚、いうまでもないことではあるが、それら複数の破線は、通路開通領域が連続的に変化することを説明するための代表例を示したに過ぎない。

図６ａ〜図６ｃは、図２ａ及び図２ｂの送出／閉塞部材６を様々な方向から見た図である。これらの図にはロッド９に結合するためのピン１８を備えた送出／閉塞部材６が示されている。図６ａに示したのは、送出／閉塞部材６をその送出面１０が見える方向から見た側面図であり、図６ｂに示したのは、送出／閉塞部材６を図６ａの方向に対して９０°回転した方向から見た側面図であり、図６ｃに示したのは、送出／閉塞部材６の斜視図である。

図７ａ〜図７ｃに、第３の実施の形態に係る送出／閉塞部材４０６を示した。先に説明した送出／閉塞部材と同様にこの送出／閉塞部材４０６でも、その先端は外側へ寄せられて円筒側面上に位置しており、その送出部４２８は送出面４１０を備えている。ただし、この送出面４１０は、２方向において凹状に彎曲した凹面形状とされており、また、長手中心軸線を中心として僅かにひねりを加えた形状とされている。送出面４１０の形状をこのようにしたことによって、供給すべき材料物質をこの送出面４１０が吐出口７へ案内するという利点が得られている。図７ａ〜図７ｃは、送出／閉塞部材４０６を様々な方向から見た図である。図７ａに示したのは、送出／閉塞部材４０６をその送出面４１０が見える方向から見た側面図であり、また、図７ｂに示したのは、送出／閉塞部材４０６を図７ａの方向に対して９０°回転した方向から見た側面図であり、図７ｃに示したのは斜視図である。

ディスペンサ・ヘッドのハウジングは様々な構成のものとすることが考えられ、駆動機構もまた様々な形態のものとすることが考えられる。更には、搬送ツールも同様に様々な形態に構成することが可能であり、例えば、弾性体アームとして構成するようにしてもよく、その場合に、その弾性体アームに渦巻スプリングを装備することが好ましく、また、その弾性体アームを金属線やプラスチック材料で形成することが好ましい。原理的には、搬送ツールに専用の駆動機構を装備するようにしてもよく、そうすれば、送出／閉塞部材の平行移動及び回転運動とは切り離して、搬送ツールを平行移動させ回転運動させることが可能となる。

更に別の実施の形態として、送出／閉塞部材を結合したロッドに、平行移動する方向の引張力を作用させておくようにし、そのロッドと駆動機構との結合が解除されたならば、吐出口が自動的に閉じられるようにしておくのもよい。

供給元容器に螺着して接続したディスペンサ・ヘッドを備えたディスペンサ・デバイスの斜視図である。 ディスペンサ・ヘッドのハウジングを縦方向平面で破断して示した、第１の実施の形態に係る送出／閉塞部材を備えたディスペンサ・ヘッドの破断斜視図であり、送出／閉塞部材が開位置にあるところを示した図である。 ディスペンサ・ヘッドのハウジングを縦方向平面で破断して示した、第１の実施の形態に係る送出／閉塞部材を備えたディスペンサ・ヘッドの破断斜視図であり、送出／閉塞部材が閉位置にあるところを示した図である。 図２ａのディスペンサ・ヘッドの断面図であり、送出／閉塞部材が開位置にあるところを示した図である。 図２ｂのディスペンサ・ヘッドの断面図であり、送出／閉塞部材が閉位置にあるところを示した図である。 第２の実施の形態に係る送出／閉塞部材を、ロッドと共に示した断面図である。 第２の実施の形態に係る送出／閉塞部材を備えたディスペンサ・ヘッドを、上方から見た模式図であり、吐出口の部分を断面図で示した図である。 第１の実施の形態に係る送出／閉塞部材をその送出面が見える方向から見た側面図である。 図６ａの送出／閉塞部材を図６ａの方向に対して９０°回転した方向から見た側面図である。 図６ａの送出／閉塞部材の斜視図である。 第３の実施の形態に係る送出／閉塞部材をその送出面が見える方向から見た側面図である。 図７ａの送出／閉塞部材を図７ａの方向に対して９０°回転した方向から見た側面図である。 図７ａの送出／閉塞部材の斜視図である。

符号の説明

１、２０１…ディスペンサ・ヘッド
２…供給元容器
３…ハウジング
４…長手中心軸線
５…雌ネジ部
６、２０６、４０６…送出／閉塞部材
７…吐出口
８…雄ネジ部
９…ロッド
１０、２１０、４１０…送出面
１１…送出／閉塞部材の先端
１２…搬送ツール
１４…攪拌片
１５、２１５…搬送片
１６…側方突出ピン
１７…搬送片の先端
１８…ピン
１９…結合部
２０…口縁部
２３…突条
２７、２２７、４２７…閉塞部
２８、２２８、４２８…送出部
２９…上側のリング形支持片
３０…下側のリング形支持片

Claims (10)

1. 供給元容器（２）と、ディスペンサ・ヘッド（１、２０１）とを備え、前記ディスペンサ・ヘッド（１、２０１）は前記供給元容器（２）に接続されているかまたはそれに接続可能とされており、前記ディスペンサ・ヘッド（１、２０１）は、断面形状が円形の吐出口（７）を有するハウジング（３）と、送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）とを備えており、前記吐出口（７）及び前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）は、前記ディスペンサ・ヘッド（１、２０１）の長手中心軸線（４）上に配設されており、前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）は、前記長手中心軸線（４）を中心として前記ハウジング（３）に対して相対的に回転可能であり、また、前記長手中心軸線（４）に沿って平行移動可能であり、その平行移動によって前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）を少なくとも部分的に前記吐出口（７）に出し入れできるようにした、所要量の粉体状またはペースト状の材料物質を供給するためのディスペンサ・デバイスにおいて、
   前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）は、その基本形状が略々円筒形状であり、前記吐出口（７）を閉塞するための円筒形状の閉塞部（２７、２２７、４２７）を有し、また更に、該閉塞部の近傍に、供給すべき材料物質を送出するための送出部（２８、２２８、４２８）を有しており、該ディスペンサ・デバイスが使用状態にあるときには、前記送出部（２８、２２８、４２８）が前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）の下方部分を構成しており、該下方部分は前記長手中心軸線（４）に直交する平面に対して傾斜した端面を有しており、該端面の先端を形成している該端面の最下点は円筒側面上に位置している点であり、且つ、該端面の最上点も同じく円筒側面上に位置している点である、
   ことを特徴とするディスペンサ・デバイス。
2. 前記端面は、平面形状であり、供給すべき材料物質を送出するための送出面（１０）を形成していることを特徴とする請求項１記載のディスペンサ・デバイス。
3. 前記端面は、１方向または２方向において凹状に彎曲した凹面形状であり、供給すべき材料物質を送出するための送出面（２１０、４１０）を形成していることを特徴とする請求項１記載のディスペンサ・デバイス。
4. 前記送出面（４１０）は、前記長手中心軸線（４）を中心としてひねりを加えた形状であることを特徴とする請求項３記載のディスペンサ・デバイス。
5. 前記端面は、該端面の最下点を通り円筒側面上を前記長手中心軸線（４）と平行に延在する直線と、該端面の最下点から傾斜した該端面に沿って該端面の最上点まで延在する直線との間に形成される該端面の最下点における角度の大きさが、様々に設定されるものであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載のディスペンサ・デバイス。
6. 前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）は、ロッド（９）に結合されており、該ロッド（９）は、前記長手中心軸線（４）上に配設されており、前記供給元容器（２）の中を貫通して延在し、駆動軸として機能するものであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載のディスペンサ・デバイス。
7. 供給すべき材料物質を搬送するための搬送ツール（１２）を備えており、該搬送ツール（１２）は前記長手中心軸線（４）を中心として回転可能に構成されており、該搬送ツール（１２）前記長手中心軸線（４）に沿って前記送出／閉塞部材（６、２０６、４０６）に対して相対的に平行移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のディスペンサ・デバイス。
8. 前記搬送ツール（１２）は前記長手中心軸線（４）に沿って前記ロッド（９）に対して相対的に平行移動可能に、前記ロッド（９）上において支持され及び／または案内されていることを特徴とする請求項７記載のディスペンサ・デバイス。
9. 前記搬送ツール（１２）は攪拌片（１４）と搬送片（１５）とを備えており、前記ディスペンサ・デバイスが使用状態にあるときには、前記搬送片（１５、４１５）が常に前記吐出口（７）に軽く接触していることを特徴とする請求項７又は８記載のディスペンサ・デバイス。
10. 前記ハウジング（３）は、前記吐出口（７）へ近付くにつれて細くなる形状であることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項記載のディスペンサ・デバイス。

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