JP7271291B2 - ミスト供給装置のための液体再充填／排出システムおよびそのようなシステムを備える装置 - Google Patents

ミスト供給装置のための液体再充填／排出システムおよびそのようなシステムを備える装置 Download PDF

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Description

本発明は、液体、たとえば水、液体ローション、液体薬品などのミストを供給するためのミスト供給装置に関する。詳細には、本発明は、そのような装置のための液体再充填/排出システムに関する。本発明は、ミスト供給装置のミスト供給ヘッドならびに液体容器にも関する。
今日、圧電素子を利用する小型超音波装置が、水などの液体を微細ミストとして供給するために広く使用されている。一般に、そのような装置は、タンクが空になったときに、液体が、装置の上部から装置の液体タンクの中に、タンクを再充填するように構成される。たとえば、タンクが空になったとき、タンクの蓋が開かれ、液体が、専用のピペットまたは専用の漏斗を使用してタンク内に再充填される。
上記で説明した装置には、以下の不都合がある。ミストとして放出される液体を収容するタンクの容積は、一般に非常に小さく、たとえば、約5～10mlである。それゆえ、装置が連続的に使用される場合、タンクは、比較的短時間に空になり、タンクに液体を頻繁に再充填することが必要になる。タンクに液体を再充填するために、タンクの蓋を開き、次いで液体をこぼさないように慎重に再充填ポートからタンクの中に既定の量の液体を注ぐ必要があるが、これは、ユーザにとって煩わしく、時間がかかることである。加えて、この動作は、調合剤などの液体またはそのタンク(チャンバ)を必然的に汚染することを伴う。
これらのミスト供給装置では、液体を収容するためのタンクを拡大することは容易ではない。なぜならば、この目的に対して、装置自体に対する大規模な設計変更が必要となるからである。これに加えて、既存の装置では、ミストとして放出される液体のタイプは、容易にかつ即座に変更することはできない。すなわち、ユーザが、ミストとして放出される液体のタイプを変更したい場合、タンク内にすでに収容されている液体を完全に使い尽くす必要がある。
上記に鑑みて、本発明の目的は、液体のミストを供給するためのミスト供給装置のための新規の液体再充填/排出システムならびにそのような液体再充填/排出システムを含む新規のミスト供給装置を提供することである。
具体的には、本発明の目的は、ミストとして放出される液体のユーザによる容易な再充填を可能にするミスト供給装置のための新規の液体再充填/排出システムを提供することである。さらなる本発明の目的は、液体を収容する容器を、異なる容量を有するかまたは他のタイプの液体を収容する別の容器と容易に置き換えることを可能にするような液体再充填/排出システムを含む新規のミスト供給装置を提供することである。またさらなる本発明の目的は、使用されている液体を別の種類の液体と、使用されている液体を使い尽くす前でも2つの液体を混合することなく置き換えることを可能にするミスト供給装置のための新規の液体再充填/排出システムを提供することである。
上述の目的を達成するために、本発明は、液体のミストを供給するためのミスト供給装置のための液体再充填/排出システムを提供し、ミスト供給装置は、液体のミストを供給するためのミスト供給ヘッドと、ミスト供給ヘッドと接続されることが意図された、液体を収容するための容器とを備える。本発明では、容器には、その底と反対の位置にノズルが設けられ、ノズルを通して液体が外部に排出され得る。ミスト供給ヘッドは、(i)本体であって、中心軸と、本体内に形成され、既定の量の液体がその中に取り込まれ得る液体チャンバと、中心軸に直交する液体チャンバの底面を画定する本体の底壁内に形成された貫通孔と、液体チャンバに接続され、液体のミストがそれを通して本体の外部に放出され得る開口とを備える、本体と、(ii)中心軸に沿って本体の底壁から離れる方向に本体から延びるように本体上に設けられ、本体に容器を接続するために使用される接続部分と、(iii)液体チャンバ内に取り込まれた液体を霧化して開口から本体の外部に液体のミストを放出するために液体チャンバと開口との間に介挿された霧化要素とを備える。本発明では、ヘッドおよび容器は、互いに接続されたとき、容器のノズルの既定の長さの部分が貫通孔を通って液体チャンバ内に緊密に封止された状態で突き出るように構成される。上記に加えて、本発明では、ヘッドおよび容器は、本体の貫通孔を通して液体チャンバの底面から液体チャンバ内に突き出るノズルの端面の位置が、(iv)ノズルの端面が液体チャンバの底面と同一平面上にある最低位置と、(v)隙間がノズルの端面と液体チャンバの上面との間に残存する最高位置との間で、ノズルと貫通孔との間に緊密に封止された状態を維持しながら可変であるように、さらに構成される。
本発明によれば、液体のミストを供給する前に最初に必要なことは、単に、使用のための直立位置(すなわち、ヘッドが容器の上側にある位置)から反転位置(すなわち、容器がヘッドの上側にある位置)に装置の向きを約180度反転させることである。その結果、容器内の液体は、重力の作用によってヘッドの液体チャンバに流入する。同時に、液体チャンバ内の空気は、ノズル内の内部通路を通って容器内に移動する。既定の量の液体がこのようにして液体チャンバ内に取り込まれた後、装置の向きは、ヘッドが容器の上側にある直立位置に再び反転される。この動作によって、チャンバ内に取り込まれた余分の液体は、重力の作用によってノズルを通って容器内に迅速に戻され得る。すなわち、装置の向きがその直立位置に戻るとき、チャンバ内に取り込まれた液体のレベルは、ノズルの端面の高さと同じになる。本発明によれば、この単純な一連の動作によって、チャンバへの液体の再充填が完結され得る。
ある時間の間、装置を作動させた結果として、チャンバ内の液体の残量が減少したとき、チャンバに液体を再充填する必要がある。本発明によれば、この時点で、ユーザは、装置の向きを約180度反転し、次いで、装置をもう一度直立位置に戻すことを必要とするのみであり、それによって、従来の装置と比較して、チャンバに液体を再充填するためのユーザの労力は大幅に低減される。
本発明は、液体が液体チャンバ内にまだ残留しているにもかかわらず、ユーザが液体のタイプを変更することを欲する状況にも、容易に対処することができる。この場合、残留する液体を容器に戻し、続いて、使用されている容器を別の種類の液体を収容する別の容器と置き換えることが必要である。本発明によれば、この状況では、液体チャンバ内に残留する液体は、容器内に容易に迅速に戻され得る。すなわち、ユーザは、単に、ヘッドの位置を容器に対して持ち上げるだけで充分である。ヘッドの位置を持ち上げることは、チャンバ内に突き出るノズルの端面の位置が引き下げられることを意味する。それゆえ、ヘッドの位置を容器に対して持ち上げるプロセスの間に、チャンバ内に残留する液体は、ノズルを通って容器に徐々に戻る。ノズルの端面がチャンバの底面と完全に同一平面になるときには、チャンバ内に存在するすべての液体はすでに容器に戻っており、液体チャンバは完全に空になる。本発明によれば、この単純な一連の動作によって、チャンバからの液体の排出が完結され得る。
さらに、本発明によれば、液体のミストを供給するための装置は、装置のヘッドと一体化された液槽を含まないように設計される。代わりに、装置のヘッドは、ヘッドの接続部分を介して、液槽、すなわち様々な容量を有することがある液体を収容するための容器と自由に組み合わされ得るように設計される。それゆえ、本発明によれば、ヘッドの液体チャンバが上記で説明した方法で排出されると、ユーザは、彼/彼女が以前に使用していた容器を、別の種類の液体を収容する別の容器、たとえばより大きい/より小さい容量を有する容器と容易に置き換えることができる。この場合、液体チャンバは、本発明の液体再充填/排出システムによって一度に完全に排出され得るので、異なるタイプの液体が互いに混じり合うことはない。本発明によれば、そのような容器置き換えは、チャンバ内のすべての液体を使い尽くす前でも、容易に実行され得る。したがって、本発明は、いわゆる「ホットスワップ可能な」システムを提供する。
本発明の好ましい一態様によれば、ノズルは円形断面を有してよく、貫通孔はこのノズルに合致するために円形であってよい。この場合、ヘッドと容器との接続部分は、ねじ留めによって互いに接続され、ヘッドの位置は、容器に対して順方向にヘッドを回すことによって容器に対して持ち上げられる一方で、ヘッドの位置は、容器に対して逆方向にヘッドを回すことによって容器に対して引き下げられる。このようにして、ヘッドを持ち上げる/引き下げるための単純で確実なメカニズムが実現され得る。しかしながら、干渉嵌合などの他の手段が、ヘッドと容器との接続部分の間の接続に対して適切に採用され得る。
本発明の好ましい一態様によれば、環状ガイドが液体チャンバから離れて延びて貫通孔を囲むように、環状ガイドが本体の底壁上に形成されてよく、環状ガイドはノズルを貫通孔の方に案内する役目を果たしてよい。環状ガイドはノズルを案内するだけではなく、底壁の変形を防ぐ。本発明のより好ましい一態様によれば、貫通孔の直径は、環状ガイドの内径より小さくてよい。追加または代替として、環状ガイドの内径は、貫通孔の直径と等しくなるように、底壁の近傍でより小さくなってよい。このようにして、ノズルを貫通孔からより滑らかに突き出させることが可能になる。
本発明の好ましい一態様によれば、液体チャンバの底面は、ノズルの端面が液体チャンバの底面と同一平面上にある状態において、液体チャンバ内に存在する液体が重力の作用によってノズルに流入することができるように、凹面に曲げられてよい。このようにして、チャンバから液体をより確実に排出することが可能になる。
本発明の好ましい一態様によれば、開口および液体チャンバはサブチャンバを介して接続されてよく、霧化要素はサブチャンバ内に配設されてよい。本発明のより好ましい一態様によれば、霧化要素は圧電霧化要素であり得る。圧電霧化要素は超音波バイブレータとも呼ばれ、高周波交流電圧がそれに加わることによって所望の機能をもたらす。
本発明の好ましい一態様によれば、容器は、液体を収容するための容器本体であって、中心軸と、この中心軸に沿って延びて開口を含む上端とを有する、容器本体と、容器本体の上端の開口において組み立てられた頂端部品とを備えてよく、ノズルは頂端部品の一部から形成され、ノズル内で画定される内部通路は容器本体の内部空間と連通している。本発明のより好ましい一態様によれば、頂端部品が、ノズルを形成する環状壁がそこから垂直に延びている基部であって、容器本体の中心軸に直交または実質的に直交する基部を有してよく、少なくとも1つの開口が基部内に形成されてよく、開口は、ノズル周りの空間が容器の内部空間と連通することをもたらす。加えて、頂端部品は、基部を囲みかつノズルと同じ方向に基部から延びる外部環状壁を備えてよく、それによって、環状溝がノズル周りに形成される。開口と外部環状壁との組合せにより、チャンバから下方に漏出する液体が容器内により確実に戻ることが可能になる。
本発明の好ましい一態様によれば、容器の中心軸に沿って延びる少なくとも1つの分割板がノズルの内部通路内に設けられてよく、分割板はノズルの内部通路を少なくとも2つの部分に分割する。この場合、板によって分割される部分の少なくとも一方は、チャンバに液体が再充填されているときに、チャンバ内の空気が容器に漏出するための通路として機能する。それゆえ、チャンバに液体をより速く再充填することが可能になる。
本発明の好ましい一態様によれば、ノズルの先端は、基部から離れるにつれて先端の外形が減少するように先細にされ得る。この構成は、ミスト供給ヘッドの環状ガイドの内径が、この底壁内に形成された貫通孔の直径に等しくなるように、その胴体の底壁の近傍で低減される場合に特に好適である。これは、ノズルを貫通孔内により滑らかに案内することを可能にする。
上記に加えて、本発明は、液体のミストを供給するためのミスト供給装置も提供し、ミスト供給装置は、液体のミストを供給するためのミスト供給ヘッドと、ミスト供給ヘッドと接続されることが意図された、液体を収容するための容器とを備え、ミスト供給装置は、上記で説明した液体再充填/排出システムをさらに備える。
ミスト供給装置の好ましい一態様によれば、容器は、互いに異なる容量を有する複数の容器から選択され得る。
本発明は、液体のミストを供給するためのミスト供給ヘッドをさらに提供し、ミスト供給ヘッドは、液体を収容するための容器とともに、上記で説明したミスト供給装置を構成することが意図されている。
本発明は、またさらに、液体を収容するための容器を提供し、容器は、液体のミストを供給するためのミスト供給ヘッドとともに、上記で説明したミスト供給装置を構成することが意図されている。
ここで、本発明の非限定的で代表的な実施形態について、添付の図面を参照して下に詳細に説明する。
本発明の例示的な一実施形態による、ミスト供給ヘッドと液体容器とが互いに接続された状態にあるミスト供給装置の外観斜視図である。 本発明の例示的な一実施形態による、ミスト供給ヘッドと液体容器とが互いに分離された状態にあるミスト供給装置の外観斜視図である。 ヘッド内の液体チャンバが空である図1に示す装置の、その中心軸を通る縦断面図である。 図1に示す装置を構成する液体容器の上端部分の拡大斜視図である。 図1に示す装置を構成するヘッドの本体の拡大断面図である。 図1に示す装置の霧化要素とその関連構成要素との間の接続を示す概略ブロック図である。 液体容器の上端部分の、図4の線X-Xに沿って取られた縦断面図である。 ノズルの端面が最低位置にあり、その端面がチャンバの底面と同一平面上にある状態を示す、図1に示す装置の上部の、装置の中心軸を通る縦断面図である。 装置が図1に示す位置から180度反転され、ヘッド内の液体チャンバが液体で満たされている状態を示す、図1に示す装置の概略断面図である。 装置がさらに180度反転されて図9の位置から図1の位置に戻り、液体チャンバへの液体の充填が完了した状態を示す、図1に示す装置の概略断面図である。 装置がその液体チャンバ内に満たされた液体のミストを放出するように動作される状態を示す、図1に示す装置の概略断面図である。 ヘッドが液体容器に対して既定の距離だけ上方に動かされ、液体チャンバ内の液体が液体容器内に戻されている状態を示す、図1に示す装置の概略断面図である。 液体容器の置き換えを示す概略図である。
次に、図1～図13を参照しながら、本発明のいくつかの例示的な実施形態について説明する。
本明細書で使用する「頂部の」、「底部の」、「上位の」、「下位の」、「上に」、「下に」などの高さ方向に関する用語は、ヘッドを上に容器を下にして水平面上に設置されている装置と関連付けられる。
図1は、本発明の例示的な実施形態である、液体のミストを供給するためのミスト供給装置を示す。参照番号1で示されるこの装置は、液体Fのミストを供給するためのミスト供給ヘッド10と、液体Fを収容するための容器20とを備え、それらの両者も本発明の例示的な実施形態である。以下で詳細に説明するように、ミスト供給装置1は、同じく本発明の例示的な実施形態である、ミスト供給装置1のための液体再充填/排出システムをさらに備える。
ミスト供給ヘッド10および容器20は、互いに組み合わせる(接続する)ように構成される。容器20は、ミスト供給ヘッド10とともにミスト供給装置1を構成するように意図されている。言い換えれば、ミスト供給ヘッド10は、容器20とともにミスト供給装置1を構成するように意図されている。これに加えて、図2に示すように、ミスト供給ヘッド10および容器20は、必要な場合に互いに分離することができるように構成される。図1および図2には1つだけの容器20が示されているが、容器20は、ユーザ選好に従って互いに異なる容量を有する複数の容器から選択される。本発明のこの例示的な実施形態では、そのような容器のグループから選択された容器20は、ミスト供給装置1を構成するためにミスト供給ヘッド10と接続される。
容器20には、ミスト供給ヘッド10の作用によってミストとして放出される液体F(たとえば、化粧品または薬用成分を収容する水)が収容される。容器20はプラスチックなどで製作され、既定の内部容積(たとえば、数十～数百ml)を有する。ミスト供給ヘッド10と容器20とが分離されている状態を示す図2からわかるように、容器20は、上端側において、すなわちその底202と反対の位置においてノズル200を有する。このノズル200を通して、容器20内の液体Fは外部に排出され得る。さらに、ノズル200の真下に、ヘッド10と接続するために使用されるねじ山203が容器20上に形成される。本実施形態では、これに限定されないが、ノズル200の外形は、数ミリメートルから十数ミリメートルである。
図3からわかるように、この例示的な実施形態では、以下でより詳細に説明するように、ヘッド10は、中心軸C1、液体チャンバ110、貫通孔120、および開口130を含む本体100を備える。ヘッド10は、本体100上に設けられた円筒形の接続部分140、本体100の外部に液体Fのミストを発射するために本体100上に同様に設けられた霧化要素150、および本体100および接続部分140をカバーする円筒形のカバー160をさらに備える。カバー160は、溶接、接着などを含む適切な手段によって本体100に固定される。接続部分140は、中心軸C1に沿って本体100の底壁114から離れる方向に本体100から延びるように、本体100上に設けられる。接続部分140は、ヘッド10に、特にヘッド10の本体100に容器20を接続するためにねじ山203と組み合わせて使用される。
霧化要素150は、本体100の液体チャンバ110と開口130との間に介挿される。霧化要素150は、液体チャンバ110内に取り込まれた液体Fを霧化して本体100の開口130から本体100の外部に、それゆえ、開口130と重なるようにカバー160の円筒面上に形成された放出ポート162からヘッド10の外部に、液体Fのミストを放出するように機能する。図に一体型として示されているが、本体100は、たとえばプラスチックで作られたいくつかの部品を組み合わせることによって形成されてもよい。この例示的な実施形態では、本体100および接続部分140は一緒に一体化されているが、それらは1つに接着された個別の部品であってもよい。
図3からもわかるように、この例示的な実施形態では、本体100は、上記の中心軸C1を有する中空胴体である。上記のように、本体100は、本体100の中に画定された液体チャンバ110を有し、液体チャンバ110の中に、既定の量の液体Fが、以下で詳述する方法で容器20から取り込まれ得る。同じく上記のように、本体100は、貫通孔120をさらに備える。貫通孔120は、中心軸C1に直交する液体チャンバ110の底面112を画定する本体100の底壁114内に形成される。さらに、上記のように、本体100は、液体チャンバ110に接続され、液体Fのミストがそれを通して本体100の外部に放出され得る開口130を備える。この例示的な実施形態では、開口130は円形であり、開口130の内径にほぼ対応する内径を有する放出ポート162は、深さ方向に円錐を成す形状を有するが、任意の他の構成の開口130および放出ポート162が必要に応じて採用されてもよい。
ヘッド10および容器20は、それらが互いに接続されたとき、容器20のノズル200の既定の長さの部分が貫通孔120を通って液体チャンバ110内に緊密に封止された状態で突き出るように構成される。この例示的な実施形態では、これは、たとえば、貫通孔120の内径をノズル200の外形よりわずかに小さくすることによって達成される。以下で詳細に説明するように、ヘッド10および容器20は、液体チャンバ110内に突き出るノズル200の端面204の位置が、最低位置と最高位置との間で、ノズル200と貫通孔120との間に緊密に封止された状態を維持しながら可変であるようにさらに構成される。
図4からわかるように、および上記の説明ですでに示唆したように、ノズル200は円形断面を有する。それに応じて、本体100の貫通孔120は、ノズル200の円形断面に対応する円形である。この例示的な実施形態では、ヘッド10と容器20との接続部分140は、ねじ留め(ねじ係合)によって互いに接続される。それゆえ、ヘッド10の位置は、容器20に対して順方向(上から見て反時計回りの方向)にヘッド10を回すことによって容器20に対して持ち上げられる。一方、ヘッド10の位置は、容器20に対して逆方向(上から見て時計回りの方向)にヘッド10を回すことによって容器20に対して引き下げられる。この例示的な実施形態では、ねじ係合が、ヘッド10と容器20との間を接続するために採用されるが、別の実施形態では、ねじ係合以外の任意の適切な接続方法が採用されてもよい。
図3に加えて図5から特によくわかるように、環状ガイド118が液体チャンバ110から離れて延びて貫通孔120を囲むように、環状ガイド118が本体100の底壁114上に形成される。環状ガイド118は、本体100の底壁114と一体に設けられる。環状ガイド118は、主に、貫通孔120の方にノズル200を案内する役目を果たす。この例示的な実施形態では、貫通孔120の直径D1は、環状ガイド118の内径D2よりわずかに小さい。特に、本実施形態では、環状ガイド118の内径D2は、貫通孔120の直径D1と等しくなるように、底壁114の近傍でより小さくなる。その結果、環状ガイド118の上端側の内周面は、先細りにされる。この先細り構造は、図5に誇張して図示されていることに留意されたい。
同じく図5からわかるように、液体チャンバ110の底面112は、凹面に曲げられている。それゆえ、ヘッド10と容器20とが互いに接続されたときにノズル200の端面204が液体チャンバ110の底面112と同一平面上にある状態において、液体チャンバ110内にある液体Fは、重力の作用によってノズル200に円滑に流入することができる。
この例示的な実施形態では、開口130および液体チャンバ110はサブチャンバ132を介して接続され、霧化要素150、具体的には圧電霧化要素はサブチャンバ132内に配設される。サブチャンバ132は、液体チャンバ110より高さ方向においてより大きくてよい。
ヘッド10は、カバー160の外周面上に取り付けられたスイッチ164を含む。スイッチ164がオンであるとき、霧化要素150は、液体チャンバ110内に取り込まれた液体Fを霧化し、液体Fのミストを、開口130から本体100の外部に、したがってカバー160の放出ポート162から放出する。この例示的な実施形態では、それに限定されないが、霧化要素150は、一般に「圧電メッシュ」と呼ばれる圧電素子である。
上記の霧化要素150およびスイッチ164に加えて、ヘッド10は、図3に示されないが図6に示される、霧化要素のためのバッテリ166および駆動回路168をさらに備える。霧化要素150、スイッチ164、バッテリ166および駆動回路168は、同じく図6に示すように接続される。スイッチ164をオンにすることによって、高周波交流電圧が、駆動回路168から霧化要素150に加えられる。霧化要素150がこのように駆動されることによって、霧化要素150と接触している液体チャンバ110内の液体Fが霧化されてミストになり、開口130から本体100の外部に、したがってカバー160の放出ポート162から放出される。
この例示的な実施形態では、スイッチ164は、カバー160の外周面上に設けられた小さいボスを押すことによって、オン/オフ状態を切り替えるタイプのものであるが、任意の他のタイプのスイッチが使用されてもよい。一例として、シャッター部品は、開口130を開閉するためにカバー160の外周面に沿って垂直または円周の方向に摺動可能であり、したがって、放出ポート162は、霧化要素150を起動または停止させるためのスイッチとして使用されてよい。この場合、そのようなシャッター部品が放出ポート162を開くように摺動されるときに霧化要素150が起動される一方で、カバー部品が放出ポート162を閉じるように摺動されるときに霧化要素150の作用が停止される。
別の例では、カバー自体またはその一部が、霧化要素を起動または停止させるためのスイッチとして使用され得る。この場合、カバーまたはその一部は、本体に対して枢動可能であるように構成され得る。同じく、この場合、霧化要素は、放出ポートを開けるように既定の角度だけ、カバーまたはその一部が初期位置から枢動されるときに起動されてよく、霧化要素の作用は、ポートを閉じるように逆方向に、カバーまたはその一部が枢動されるときに停止されてよい。
次に、ヘッド10とともにミスト供給装置1を構成する容器20について、詳細に説明する。図2に示すように、容器20は、液体Fを収容するための容器本体210を備える。容器本体210は、中心軸C2と、ねじ山203を含む上端212とを有する。上端212は、図3からわかるように、中心軸C2に沿って延びて開口214を含む。本実施形態では、ヘッド10と容器20とが互いに接続されたとき、ヘッド10の中心軸C1と容器本体210の中心軸C2とは完全に一致し、両者は装置1の中心軸でもある。
容器20は、図7に拡大して示すように、容器本体210の上端212の開口214において組み立てられた頂端部品216をさらに備える。頂端部品216は、たとえば、スナップフィットによって容器本体210の上端212に取り付けられる。頂端部品216は、好ましくは、適切な弾性を有するプラスチックから構成される。ノズル200は、頂端部品216の一部から形成される。ノズル200は、その中に画定された内部通路218を含む。この内部通路218は、容器本体210の内部空間220と連通している。
この例示的な実施形態では、図4および図7からわかるように、頂端部品216は、ノズル200を形成する環状壁224がそこから垂直に延びる基部222を有する。基部222は、容器本体210の中心軸C2に直交する。これに加えて、複数の開口226が、基部222内に形成される。これらの装置226は、ノズル200周りの空間が容器20の内部空間220と連通することをもたらす。頂端部品216は、基部222を囲む外部環状壁228をさらに備える。外部環状壁228は、ノズル200と同じ方向に基部222から延びる。この結果として、環状溝230がノズル200の下側部分の周りに形成される。この例示的な実施形態では、ノズル200の先端234は、先端234の外形D3が基部222から離れるにつれて減少するように先細りにされる。
この例示的な実施形態では、容器20の中心軸C2に沿って延びる1つの分離板232が、ノズル200の内部通路218内に設けられる。分割板232は、ノズル200の内部通路218を2つの部分に分割する。しかしながら、代替実施形態では、内部通路218を3つ以上の部分に分割するために、複数の分割板が、ノズル200の内部通路218内に設けられてもよい。
続いて、本発明の一実施形態による液体再充填/排出システムについて、詳細に説明する。この液体再充填/排出システムは、ミスト供給ヘッド10の一部および容器20の一部から成る。より具体的には、液体再充填/排出システムは、主に、ヘッド10の本体100内に形成された液体チャンバ110、本体100の底壁114内の貫通孔120、および容器20のノズル200を備える。
上記で説明したように、この例示的な本実施形態では、ヘッド10および容器20は、それらが互いに接続されたとき、ノズル200の既定の長さの部分が貫通孔120を通って液体チャンバ110内に緊密に封止された状態で突き出るように構成される。これに加えて、本実施形態では、ヘッド10および容器20は、貫通孔120を通って液体チャンバ110の底面112から液体チャンバ110内に突き出るノズル200の端面204の位置が、最低位置Plowと最高位置Phighとの間で、ノズル200と貫通孔120との間に緊密に封止された状態を維持しながら可変であるように構成される。
最低位置Plowは、ノズル200の端面204が液体チャンバ110の底面112と同一平面上にある位置を意味する。図8は、ノズル200の端面204が最低位置Plowにある状態を、実線によって示す。上記で説明したように、そのような状況は、容器20に対して適切な量だけヘッド10の位置を持ち上げることによって、すなわち、容器20に対して適切な量だけ順方向にヘッド10を回すことによって達成され得る。
一方、最高位置Phighは、隙間G(たとえば、数ミリメートル)がノズル200の端面204と液体チャンバ110の上面116との間に残留する位置を意味する。図8は、ノズル200の端面204が最高位置Phighにある状態を、仮想線によって示す。上記で説明したように、そのような状況は、容器20に対して十二分にヘッド10の位置を引き下げることによって、すなわち、容器20に対して逆方向にできる限りヘッド10を回すことによって達成され得る。ノズル200の端面204が最高位置Phighにあるこの状況では、環状ガイド118は、わずかな干渉篏合によって環状溝230の中で受けられる。それゆえ、基部222内に形成された開口226は、液体内で緊密に閉じられ、したがって、容器20内の液体Fは、装置1が反転されたときに開口226を通って漏れることが防止される。
ヘッド10および容器20が上記で説明したように構成される結果として、液体再充填/排出システムがミスト供給装置1内に構築され、それによって、本体100の液体チャンバ110への/からの液体の容易な再充填/排出が実現される。
以下で、上記で説明したように構成される液体再充填/排出システムの動作および液体Fを収容する装置1を使用するための方法について、(最初にミスト供給ヘッド10の液体チャンバ110は空であると仮定して)図9～図13を参照しながら説明する。
液体Fのミストを供給する前に、最初に、装置1は、その向きを、図3に示す直立位置から図9に示す反転位置に180度だけ反転される。次いで、容器20内の液体Fは、重力の作用によってヘッド10の液体チャンバ110に流入する。同時に、液体チャンバ110内の空気は、ノズル200内の通路218を通って容器20内に移動する。図9では、液体Fの移動は下向きの矢印で示される一方で、空気の移動は上向きの矢印で示される。ノズル200内の通路218は分割板232によって2つの部分に分割されるので、液体は一方の側部を通り、空気は別の側部を通り、それによって、液体と空気の速やかな置き換えが達成される。
既定の量の液体Fがこのようにして液体チャンバ110内に取り込まれた後(実際には、たとえば、数秒後)、装置1は、ヘッド10が容器20の上側に位置する直立状態に再び反転される。このプロセスでは、チャンバ110内に取り込まれた余分の液体はすべて、重力の作用によってノズル200を通って容器20に戻される。それゆえ、装置1が図10に示す直立状態に完全に戻されたとき、チャンバ110内の液体Fのレベルは、ノズル200の端面204の位置と同じになる。
図10に示す状態に到達した後、スイッチ164がオンになると、霧化要素150が動作され、その結果、図11に示すように、液体チャンバ110内の液体Fが、ミストMとして放出ポート162からヘッド10の外部に放出される。液体チャンバ110内に残留する液体Fの量が、ある時間の間ヘッド10が動作した結果としてかなり減少したとき、液体Fで液体チャンバ110を再充填する必要がある。本発明の実施形態によれば、この時点で、ユーザは、装置1を180度反転して、図9に示す状態にすることを必要とするのみであり、それによって、従来の装置と比較して、液体Fで液体チャンバ110を再充填するためのユーザの労力は大幅に低減される。
次に、ユーザが、液体Fがまだヘッド10の液体チャンバ110内に残留しているにもかかわらず液体のタイプを変更することを要望する場合、残留する液体Fを容器20に戻し、続いて使用されているこの容器20を別の種類の液体を収容する別の容器と置き換えることが必要である。本発明の実施形態によれば、この場合、ユーザは、液体チャンバ110内に残留する液体Fを非常に速やかに容器20に戻すことができる。具体的には、ユーザは、容器20に対して順方向にヘッド10を回してヘッド10の位置を徐々に持ち上げるだけで充分である。この動作によって、チャンバ110内に突き出ているノズル200の端面204が引き下げられる。チャンバ110内に残留する液体Fは、ノズル200の端面204が下降するにつれて、ノズル200を通って容器20に戻る。ユーザが既定の角度だけヘッド10を回して、ノズル200の端面204がチャンバ110の底面112と同一平面になると、すべての液体Fの容器20への戻りが完了し、液体チャンバ110は空になる。
ユーザがヘッド10を回しすぎた結果、ノズル200の端面204の位置が、液体Fがまだチャンバ110内にあるにもかかわらず、チャンバ110の底面112を下回った場合、いくらかの液体Fがノズル200を通過することなく下方に漏れる場合がある。しかしながら、漏れた液体を受けるための環状溝230および受けた液体を容器20に送るための開口226がノズル200周りに形成されているので、ノズル200を通過することなく下方に漏れた液体は、容器20内に確実に戻され得る。
このようにして、図13に示すように、ヘッド10の液体チャンバ110が空になると、ユーザは、彼/彼女が使用していた容器20を、別の種類の液体F'を収容する別の容器20'、たとえば、より大きい容量を有する容器と置き換えることができる。この場合でも、ヘッド10の液体チャンバ110は一度に完全に空にされるので、異なるタイプの液体が互いに混じり合うことはない。したがって、本発明の例示的な実施形態による装置は、「ホットスワップ可能な」装置と呼ばれ得る。
本発明の好ましい実施形態について、上で図面を参照して詳細に説明してきた。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、上記で説明した実施形態に、様々な改変および変更が行われる場合があり、そのような改変および変更も、本発明の範囲に含まれる。
1 ミスト供給装置
10 ミスト供給ヘッド
20 容器
20' 容器
100 本体
110 液体チャンバ
112 底面
114 底壁
116 上面
118 環状ガイド
120 貫通孔
130 開口
132 サブチャンバ
140 接続部分
150 霧化要素
160 カバー
162 放出ポート
164 スイッチ
166 バッテリ
168 駆動回路
200 ノズル
200' ノズル
202 底
203 ねじ山
204 端面
210 容器本体
212 上端
214 開口
216 頂端部品
218 内部通路
220 内部空間
222 基部
224 環状壁
226 開口
228 外部環状壁
230 環状溝
232 分割板
234 ノズルの先端

Claims (15)

  1. 液体(F)のミストを供給するためのミスト供給装置(1)のための液体再充填/排出システムであって、前記ミスト供給装置(1)が、前記液体(F)のミストを供給するためのミスト供給ヘッド(10)と、前記ミスト供給ヘッド(10)と接続されることが意図された、前記液体(F)を収容するための容器(20)とを備え、
    前記容器(20)には、前記容器(20)の底(202)と反対の位置において、前記液体(F)を外部に排出できるノズル(200)が設けられ、
    前記ミスト供給ヘッド(10)が、
    本体(100)であって、
    中心軸(C1)と、
    前記本体(100)内に形成され、既定の量の前記液体(F)を取り込むことができる液体チャンバ(110)と、
    前記中心軸(C1)に直交する前記液体チャンバ(110)の底面(112)を画定する前記本体(100)の底壁(114)内に形成された貫通孔(120)と、
    前記液体チャンバ(110)に接続され、前記液体(F)のミストを前記本体(100)の外部に放出できる開口(130)とを備える、本体(100)と、
    前記中心軸(C1)に沿って前記本体(100)の前記底壁(114)から離れる方向に前記本体(100)から延びるように前記本体(100)上に設けられ、前記本体(100)に前記容器(20)を接続するために使用される接続部分(140)と、
    前記液体チャンバ(110)内に取り込まれた前記液体(F)を霧化して前記開口(130)から前記本体(100)の外部に前記液体(F)のミストを放出するために前記液体チャンバ(110)と前記開口(130)との間に介挿された霧化要素(150)とを備え、
    前記ミスト供給ヘッド(10)および前記容器(20)が、互いに接続されたとき、前記容器(20)の前記ノズル(200)の既定の長さの部分が前記貫通孔(120)を通って前記液体チャンバ(110)内に緊密に封止された状態で突き出るように構成され、
    前記ミスト供給ヘッド(10)および前記容器(20)は、前記貫通孔(120)を通して前記液体チャンバ(110)の前記底面(112)から前記液体チャンバ(110)内に突き出る前記ノズル(200)の端面(204)の位置が、前記ノズル(200)の前記端面(204)が前記液体チャンバ(110)の前記底面(112)と同一平面上にある最低位置(Plow)と、隙間(G)が前記ノズル(200)の前記端面(204)と前記液体チャンバ(110)の上面(116)との間に残存する最高位置(Phigh)との間で、前記ノズル(200)と前記貫通孔(120)との間に緊密に封止された状態を維持しながら可変であるように、さらに構成される、液体再充填/排出システム。
  2. 前記ノズル(200)が円形断面を有しており、前記貫通孔(120)が円形であり、前記ミスト供給ヘッド(10)と前記容器(20)との前記接続部分(140)がねじ留めによって互いに接続され、前記ミスト供給ヘッド(10)の位置が、前記容器(20)に対して順方向に前記ミスト供給ヘッド(10)を回すことによって前記容器(20)に対して持ち上げられる一方で、前記ミスト供給ヘッド(10)の位置が、前記容器(20)に対して逆方向に前記ミスト供給ヘッド(10)を回すことによって前記容器(20)に対して引き下げられる、請求項1に記載の液体再充填/排出システム。
  3. 環状ガイド(118)が前記液体チャンバ(110)から離れて延びて前記貫通孔(120)を囲むように、前記環状ガイド(118)が前記本体(100)の前記底壁(114)上に形成され、前記環状ガイド(118)が、前記ノズル(200)を前記貫通孔(120)の方に案内する役目を果たす、請求項2に記載の液体再充填/排出システム。
  4. 前記貫通孔(120)の直径(D1)が、前記環状ガイド(118)の内径(D2)より小さい、請求項3に記載の液体再充填/排出システム。
  5. 前記環状ガイド(118)の内径(D2)が、前記貫通孔(120)の直径(D1)と等しくなるように、前記底壁(114)の近傍でより小さくなる、請求項3または4に記載の液体再充填/排出システム。
  6. 前記液体チャンバ(110)の前記底面(112)が、前記ノズル(200)の前記端面(204)が前記液体チャンバ(110)の前記底面(112)と同一平面上にある状態において、前記液体チャンバ(110)内に存在する前記液体(F)が重力の作用によって前記ノズル(200)に流入することができるように、凹面に曲げられている、請求項1から5のいずれか一項に記載の液体再充填/排出システム。
  7. 前記開口(130)および前記液体チャンバ(110)がサブチャンバ(132)を介して接続され、前記霧化要素(150)が前記サブチャンバ(132)内に配設される、請求項1から6のいずれか一項に記載の液体再充填/排出システム。
  8. 前記霧化要素(150)が圧電霧化要素である、請求項1から7のいずれか一項に記載の液体再充填/排出システム。
  9. 前記容器(20)が、
    前記液体(F)を収容するための容器本体(210)であって、中心軸(C2)と、前記中心軸(C2)に沿って延びて開口(214)を含む上端(212)とを有する、容器本体(210)と、
    前記上端(212)の前記開口(214)において組み立てられた頂端部品(216)とを備え、前記ノズル(200)が前記頂端部品(216)の一部から形成され、前記ノズル(200)内で画定される内部通路(218)が前記容器本体(210)の内部空間(220)と連通している、請求項1から8のいずれか一項に記載の液体再充填/排出システム。
  10. 前記頂端部品(216)が、前記ノズル(200)を形成する環状壁(224)がそこから垂直に延びている基部(222)であって、前記容器本体(210)の前記中心軸(C2)に直交または実質的に直交する基部(222)を有し、少なくとも1つの開口(226)が前記基部(222)内に形成され、前記開口(226)が、前記ノズル(200)周りの空間が前記容器(20)の前記内部空間(220)と連通することをもたらす、請求項9に記載の液体再充填/排出システム。
  11. 前記容器本体(210)の前記中心軸(C2)に沿って延びる少なくとも1つの分割板(232)が前記ノズル(200)の前記内部通路(218)内に設けられ、前記分割板(232)が前記ノズル(200)の前記内部通路(218)を少なくとも2つの部分に分割する、請求項9または10に記載の液体再充填/排出システム。
  12. 液体(F)のミストを供給するためのミスト供給装置(1)であって、
    前記液体(F)のミストを供給するためのミスト供給ヘッド(10)と、
    前記ミスト供給ヘッド(10)と接続されることが意図された、前記液体(F)を収容するための容器(20)とを備え、
    前記ミスト供給装置(1)が、請求項1から11のいずれか一項に記載の液体再充填/排出システムをさらに備える、ミスト供給装置(1)。
  13. 前記容器(20)が、互いに異なる容量を有する複数の容器から選択される、請求項12に記載のミスト供給装置(1)。
  14. 液体(F)のミストを供給するための前記ミスト供給ヘッド(10)であって、前記液体(F)を収容するための容器(20)とともに、請求項12または13に記載のミスト供給装置(1)を構成することが意図されている、前記ミスト供給ヘッド(10)。
  15. 液体(F)を収容するための前記容器(20)であって、前記液体(F)のミストを供給するためのミスト供給ヘッド(10)とともに、請求項12または13に記載のミスト供給装置(1)を構成することが意図されている、前記容器(20)。
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