JP5982130B2 - 粉体噴射装置 - Google Patents

Description

この発明は、粉体を加圧気体とともに混合気体として外部に噴射することができる粉体噴射装置に関する。ただし、ここでいう粉体とは、たとえばセメント、化粧品、医薬品、食品などの任意の乾燥状態の粉末状の物品をいう。

粉体を収納するタンク内に加圧気体を導入し、粉体を加圧気体に混合して混合気体として噴射させる粉体噴射装置が提案されている（たとえば特許文献１、２）。

加圧気体は、たとえばエアゾール容器からの液化ガスや圧縮ガスなどであり、混合気体を噴射させるノズルは、タンクの上部に設けられている。そこで、ノズルの先端から混合気体として噴射される粉体は、対象物に吹き付けるようにして付着させ、塗布することができる。

特開２００１−７９４５９号公報 特開２００６−１１６５１０号公報

かかる従来技術によるときは、タンク内の粉体は、タンク内に導入される加圧気体と混合し、混合気体としてノズルから外部に噴射されるが、混合気体中の粉体量が時間的に不規則に変動しがちであり、所定量の粉体を対象物に確実に付着させ、塗布することが必ずしも容易でないという問題があった。また、粉体用のタンクは、加圧気体を導入して混合気体を生成するために十分大きな余裕容量を有する必要があり、必要以上に大形化しがちであるという問題もあった。

そこで、この発明の目的は、かかる従来技術の問題に鑑み、加圧気体を導入し、粉体とともに混合気体として排出する本体部を粉体容器と別体に設けることによって、混合気体として噴射される粉体量を安定させるとともに、全体の小形軽量化を図ることができる粉体噴射装置を提供することにある。

かかる目的を達成するための請求項１に係る発明の構成は、本体部と、本体部に連結する給気パイプ、ホッパ、排気パイプと、給気パイプに連結するアダプタと、対称形の分割部材を対向させて連結し、本体部、給気パイプ、アダプタ、ホッパ、排気パイプを一体に組み立てて収納するケーシングとを備えてなり、本体部、アダプタ、ホッパ、各分割部材は、それぞれ個別に一体成形し、アダプタ、ホッパには、それぞれ加圧気体源、粉体容器を着脱自在に装着可能であり、本体部は、給気パイプ用の第１ポート、ホッパ用の中間ポート、排気パイプ用の第２ポートを備え、第１、第２ポートの軸心を外向きに鋭角または鈍角に開き、第１、第２ポートの連通部に滑らかな変曲面の底部を形成するとともに中間ポートを下向きに開口させ、給気パイプからの加圧気体を供給しない休止期間において、ホッパを介して所定量の粉体を流下させることをその要旨とする。
なお、本体部は、給気パイプからの加圧気体を供給する作動期間において、混合気体を生成して排気パイプから噴射させるとともに加圧気体の一部をホッパ内に流入させて粉体のブリッジを破壊することができる。
また、第１、第２ポートは、Ｖ字状に屈曲して連通し、第１、第２ポートの軸心は、外向きに開くことができる。

請求項４に係る発明の構成は、本体部と、本体部に連結する給気パイプ、ホッパ、排気パイプと、給気パイプに連結するアダプタと、本体部、給気パイプ、アダプタ、ホッパ、排気パイプを一体に組み立てて収納するケーシングとを備えてなり、本体部は、給気パイプ用の第１ポート、ホッパ用の中間ポート、排気パイプ用の第２ポートを備え、給気パイプからの加圧気体を導入し、ホッパからの粉体とともに混合気体として排気パイプから噴射し、第１、第２ポートは、Ｖ字状に屈曲して連通し、中間ポートは、第１、第２ポートの連通部の屈曲点に向けて開口し、ケーシングは、アダプタ、ホッパに対してそれぞれ加圧気体源、粉体容器を外部から着脱自在に装着可能であり、排気パイプの先端を前部に開口させることをその要旨とする。

なお、ケーシングを把持する手で片手操作可能なベローズ形のエアポンプを加圧気体源としてもよい。

かかる発明の構成によるときは、本体部は、給気パイプからの加圧気体を導入すると、ホッパからの粉体を混合して混合気体を生成し、排気パイプから排出して粉体を外部に噴射させることができる。このとき、加圧気体は、ケーシングの外部からアダプタに装着する加圧気体源により給気パイプを介して供給され、粉体は、ケーシングの外部からホッパに装着する粉体容器からホッパを介して供給される。そこで、たとえば加圧気体源を間欠的に作動させ、加圧気体を本体部に供給する作動期間と、加圧気体を供給しない休止期間とを交互に繰り返すと、休止期間において、ホッパからの粉体がほぼ一定量だけ本体部に移行し、作動期間において、本体部に移行した粉体とともに加圧気体が混合気体として外部に噴射され、結果的に、作動期間ごとにほぼ一定量の粉体を外部に安定に噴射させることができる。なお、粉体容器は、加圧気体を直接導入したり、混合気体を生成したりする必要がなく、余裕容量を設ける必要がないため、必要最小容量に抑え、全体の小形軽量化を図ることができる。

ただし、加圧気体源は、ベローズ形やバルーン形などの手動のスクイズ式のエアポンプの他、圧縮ガスや液化ガスを使用するエアゾール容器が使用可能である。また、ケーシングは、加圧気体源をアダプタに装着し、粉体容器をホッパに装着した状態でも、片手で把持可能な大きさ、形状に形成することが好ましい。

本体部は、Ｖ字状に屈曲して連通する給気パイプ用、排気パイプ用の第１、第２ポートと、第１、第２ポートの連通部の屈曲点に向けて開口するホッパ用の中間ポートとを設けることにより、休止期間においてホッパ内の粉体のほぼ一定量を本体部の屈曲点に向けて移行させ、作動期間において、第１ポートからの加圧気体により混合気体を生成して第２ポートから排気パイプに排出して粉体を外部に噴射させることができる。また、作動期間中において、加圧気体の一部が中間ポートを介してホッパ内に流入し、ホッパ内の粉体をほぐすようにして粉体のブリッジを破壊するため、次の休止期間においてホッパ内の粉体を本体部に確実に移行させることができる。なお、中間ポートは、第１、第２ポートの間に設けるものとし、本体部は、第１、第２ポート、中間ポート、第１、第２ポート間のＶ字状の連通部とともに、全体をコンパクトに一体成形する。

第１、第２ポートの軸心は、外向きに鋭角または鈍角に開くことにより、屈曲点における加圧気体の流れを円滑にし、作動期間ごとに外部に噴射される粉体量を一層安定化させることができる。なお、第１、第２ポートの軸心は、中間ポートとともに、同一平面内に配置してもよく、同一平面内に配置しなくてもよい。

片手で把持可能なケーシングに対し、ケーシングを把持する手で片手操作可能なベローズ形のエアポンプを使用すれば、片手操作だけにより粉体を便利に噴射させることができる。

全体組立縦断面図 全体分解斜視図 要部分解断面図 要部拡大断面図 使用状態説明図 動作説明図（１） 動作説明図（２） 他の実施の形態を示す要部構成説明図

以下、図面を以って発明の実施の形態を説明する。

粉体噴射装置は、本体部１１、給気パイプ１２、アダプタ１３、ホッパ１４、排気パイプ１５を一体に組み立ててケーシング２０に収納してなる（図１、図２）。なお、アダプタ１３は、加圧気体源としてのベローズ形のエアポンプ３０用であり、ホッパ１４は、粉体Ｗを収納する粉体容器としてのバイアル瓶４０用である。

ケーシング２０は、対称形の分割部材２１、２１を対向させ、一体に連結して構成されている。各分割部材２１には、本体部１１用、給気パイプ１２用、アダプタ１３用、ホッパ１４用、排気パイプ１５用の各収納空間２１ａ、２１ｂ…２１ｅが形成されている他、分割部材２１、２１を連結するための連結部２１ｆ、２１ｆ…が形成されている。

本体部１１は、給気パイプ１２用の第１ポート１１ａ、排気パイプ１５用の第２ポート１１ｂ、ホッパ１４用の中間ポート１１ｃを有する（図３、図４）。第１、第２ポート１１ａ、１１ｂは、Ｖ字状に屈曲して連通しており、中間ポート１１ｃは、第１、第２ポート１１ａ、１１ｂの中間に位置し、第１、第２ポート１１ａ、１１ｂの連通部の屈曲点１１ｄに向けて開口している。第１、第２ポート１１ａ、１１ｂの軸心Ｃa 、Ｃb は、中間ポート１１ｃとともに同一平面内に配置され、外向きに角度α＜９０°に開くとともに、屈曲点１１ｄに向けて、それぞれ角度β＞９０°、β≦１８０°に対称形に屈曲している。なお、軸心Ｃa 、Ｃb は、屈曲点１１ｄにおいて、角度γ≒９０°に交差している。本体部１１の下部には、三角窓１１ｆ、１１ｆを有する台形状の脚板１１ｅが形成されている。ただし、第１、第２ポート１１ａ、１１ｂの軸心Ｃa 、Ｃb は、外向きに角度α≧９０°に開いてもよく、屈曲点１１ｄにおける角度γを６０°≦γ≦１４０°に設定してもよく、必ずしも同一平面内に配置する必要がない。また、屈曲点１１ｄの下側の底部は、滑らかな変曲面に形成し、明瞭な角部を設けないものとする。

給気パイプ１２は、可撓性のパイプ材である。給気パイプ１２の一端は、本体部１１の第１ポート１１ａに連結されている（図１、図３）。また、給気パイプ１２の他端は、エアポンプ３０用のアダプタ１３に連結されている。

アダプタ１３は、両端に位置決め用のフランジ１３ａ、１３ａを有し、フランジ１３ａ、１３ａの間に大径部１３ｂ、小径部１３ｃを形成し、小径部１３ｃ側のフランジ１３ａ上に吐出口１３ｄを突設する段付きの円筒状部材である。給気パイプ１２の先端は、吐出口１３ｄに連結されている。

エアポンプ３０は、蛇腹状の胴部３１に円筒状の頭部３２を突設し、頭部３２の先端に逆止弁３３を付設して形成されている。胴部３１の底面には、エア吸入口３１ａが開口されており、逆止弁３３の弁体３３ａは、外向きに開くことができる。エアポンプ３０は、エア吸入口３１ａを閉じて胴部３１を軸方向に圧縮すると、逆止弁３３を開いて加圧エアを外部に噴出させることができ、エア吸入口３１ａを開いて胴部３１に対する押圧力を解除すると、逆止弁３３が閉じるとともに、エア吸入口３１ａを介してエアが吸引され、胴部３１が元の形状に自動的に復帰する。なお、アダプタ１３の大径部１３ｂには、エアポンプ３０の逆止弁３３付きの頭部３２の外形に適合する複数段の段部１３ｅが形成されており、アダプタ１３は、頭部３２を大径部１３ｂに嵌合させてエアポンプ３０を着脱自在に装着することができる。

ホッパ１４は、漏斗状のホッパ本体１４ａの大径側の上端に取付リング１４ｂを形成している。ホッパ本体１４ａの小径側の下端は、本体部１１の中間ポート１１ｃに差し込んで連結することができ、取付リング１４ｂの内側には、バイアル瓶４０の口部リング４１に適合する凹溝１４ｃが形成されている。なお、バイアル瓶４０は、所定量の粉体Ｗを収納し、ゴム栓４２を介して口部を密封することができ、ゴム栓４２を除去して開封した上、口部リング４１をホッパ１４の凹溝１４ｃに嵌合させてホッパ１４に着脱自在に装着する。また、凹溝１４ｃの内径側を形成するホッパ本体１４ａの上端部は、バイアル瓶４０の口径に適合するとともに、内面が上向きテーパ状に開拡されている。

排気パイプ１５は、給気パイプ１２と同様の可撓性のパイプ材である。排気パイプ１５の一端は、本体部１１の第２ポート１１ｂに連結されている。排気パイプ１５の先端は、ケーシング２０の前部に直線状に突出して開口されている。ただし、排気パイプ１５の長さは、ケーシング２０の前端に合わせてもよい。

本体部１１、給気パイプ１２、アダプタ１３、ホッパ１４、排気パイプ１５は、一体に組み立てた上、ケーシング２０に収納されている（図１、図２）。このとき、アダプタ１３は、フランジ１３ａ、１３ａを介してケーシング２０側の収納空間２１ｃに固定され、本体部１１は、脚板１１ｅを収納空間２１ａの底面に着座させている。また、ホッパ１４は、収納空間２１ｄの形状をホッパ本体１４ａの外形に合わせるとともに、取付リング１４ｂを収納空間２１ｄの上部の係合凹部に嵌合させて固定されている。エアポンプ３０、粉体Ｗ入りのバイアル瓶４０は、それぞれアダプタ１３、ホッパ１４に対し、ケーシング２０の外部から着脱自在に装着することができる。給気パイプ１２、排気パイプ１５は、それぞれ対応する収納空間２１ｂ、２１ｅ内において適切に曲げられている。

なお、本体部１１、アダプタ１３、ホッパ１４、ケーシング２０の各分割部材２１は、それぞれ適切なプラスチック材料により一体成形されている。エアポンプ３０の頭部３２付きの胴部３１、逆止弁３３についても同様である。

かかる粉体噴射装置は、アダプタ１３、ホッパ１４に対してそれぞれエアポンプ３０、バイアル瓶４０をケーシング２０の外部から装着し、ケーシング２０の後部の把持部を片手で把持して保持することができる（図５）。また、ケーシング２０を把持する手の親指を使用してエアポンプ３０の底面のエア吸入口３１ａを開閉しながら胴部３１を軸方向に繰返し押し操作すると（図５の矢印方向）、エアポンプ３０により加圧気体としての加圧エアを間欠的に発生させ、エアポンプ３０を加圧気体源として使用することができる。

エアポンプ３０からの加圧エアが発生しない休止期間において、バイアル瓶４０内の粉体Ｗは、ホッパ１４を介して本体部１１の屈曲点１１ｄに向けて流下して移行するが（図６（Ａ））、本体部１１内に移行する粉体Ｗは、ほぼ一定量に規制される（図１）。粉体Ｗは、一定量が本体部１１内に溜ってホッパ１４の下端の小径の開口を塞ぐと、ホッパ１４の下端部においてブリッジを生じ、それ以上が本体部１１に流下しないからである。

つづいて、エアポンプ３０のエア吸入口３１ａを閉じて胴部３１を圧縮させ（図６（Ｂ）の矢印Ｋ1 方向）、エアポンプ３０からの加圧エアを発生させて作動期間とすれば、本体部１１内に溜っていた粉体Ｗとともに加圧エアを混合気体として排気パイプ１５から外部に噴射させることができる（同図の矢印Ｋ2 方向）。なお、このとき、エアポンプ３０からの加圧エアの一部がホッパ１４内に流入し（同図の矢印Ｋ3 方向）、ホッパ１４内の粉体Ｗをほぐすようにして粉体Ｗのブリッジを破壊する。

そこで、以下同様の操作を繰り返すことにより、バイアル瓶４０内の粉体Ｗを作動期間ごとにほぼ一定量ずつ外部に噴射し、対象物に付着させ、塗布することができる。なお、エアポンプ３０の休止期間ごとにホッパ１４から本体部１１に流下して移行する粉体Ｗの量、すなわちエアポンプ３０の作動期間ごとに排気パイプ１５から外部に噴射される粉体Ｗの量は、ケーシング２０上のバイアル瓶４０、ホッパ１４を鉛直方向に保持する場合（図７（Ａ））、鉛直方向から傾ける場合（同図（Ｂ））のいずれの場合でも、実質的に殆ど変わりがない。また、作動期間中において、ホッパ１４内の粉体Ｗがほぐされるため、粉体Ｗの流動性に拘らず、作動期間ごとの粉体Ｗの噴射量も殆ど変わらない。

以上の説明において、排気パイプ１５の先端には、粉体Ｗの噴射範囲を規制するために、適当な付加ノズル１６を装着することができる（図８）。たとえば、図８（Ａ）、（Ｂ）は、円筒形の絞り形の付加ノズル１６の前面図、半断面側面図であり、図８（Ｃ）、（Ｄ）は、扇形の拡散形の付加ノズル１６の前面図、半断面側面図である。

なお、加圧気体源としてのエアポンプ３０は、ベローズ形に代えてバルーン形のスクイズ式エアポンプとしてもよく、液化ガスや圧縮ガスなどを使用するエアゾール容器としてもよい。また、粉体容器としてのバイアル瓶４０は、ホッパ１４の上端に簡単に装着し得る限り、他の任意の形式の容器であってもよい。

この発明は、粉体Ｗとして、セメント、化粧品、医薬品、食品などの各種の乾燥状態の粉体に対し、広く好適に適用することができる。

Ｗ…粉体
Ｃa 、Ｃb …軸心
１１…本体部
１１ａ…第１ポート
１１ｂ…第２ポート
１１ｃ…中間ポート
１１ｄ…屈曲点
１２…給気パイプ
１３…アダプタ
１４…ホッパ
１５…排気パイプ
２０…ケーシング
３０…エアポンプ

特許出願人 伸晃化学株式会社

Claims (5)

1. 本体部と、該本体部に連結する給気パイプ、ホッパ、排気パイプと、前記給気パイプに連結するアダプタと、対称形の分割部材を対向させて連結し、前記本体部、給気パイプ、アダプタ、ホッパ、排気パイプを一体に組み立てて収納するケーシングとを備えてなり、前記本体部、アダプタ、ホッパ、各分割部材は、それぞれ個別に一体成形し、前記アダプタ、ホッパには、それぞれ加圧気体源、粉体容器を着脱自在に装着可能であり、前記本体部は、前記給気パイプ用の第１ポート、前記ホッパ用の中間ポート、前記排気パイプ用の第２ポートを備え、前記第１、第２ポートの軸心を外向きに鋭角または鈍角に開き、前記第１、第２ポートの連通部に滑らかな変曲面の底部を形成するとともに前記中間ポートを下向きに開口させ、前記給気パイプからの加圧気体を供給しない休止期間において、前記ホッパを介して所定量の粉体を流下させることを特徴とする粉体噴射装置。
2. 前記本体部は、前記給気パイプからの加圧気体を供給する作動期間において、混合気体を生成して前記排気パイプから噴射させるとともに加圧気体の一部を前記ホッパ内に流入させて粉体のブリッジを破壊することを特徴とする請求項１記載の粉体噴射装置。
3. 前記第１、第２ポートは、Ｖ字状に屈曲して連通し、前記第１、第２ポートの軸心は、外向きに開くことを特徴とする請求項１または請求項２記載の粉体噴射装置。
4. 本体部と、該本体部に連結する給気パイプ、ホッパ、排気パイプと、前記給気パイプに連結するアダプタと、前記本体部、給気パイプ、アダプタ、ホッパ、排気パイプを一体に組み立てて収納するケーシングとを備えてなり、前記本体部は、前記給気パイプ用の第１ポート、前記ホッパ用の中間ポート、前記排気パイプ用の第２ポートを備え、前記給気パイプからの加圧気体を導入し、前記ホッパからの粉体とともに混合気体として前記排気パイプから噴射し、前記第１、第２ポートは、Ｖ字状に屈曲して連通し、前記中間ポートは、前記第１、第２ポートの連通部の屈曲点に向けて開口し、前記ケーシングは、前記アダプタ、ホッパに対してそれぞれ加圧気体源、粉体容器を外部から着脱自在に装着可能であり、前記排気パイプの先端を前部に開口させることを特徴とする粉体噴射装置。
5. 前記ケーシングを把持する手で片手操作可能なベローズ形のエアポンプを加圧気体源とすることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の粉体噴射装置。

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