(57)【要約】【課題】  収納体に充填された炭酸ガスの噴射を制御する機構の簡素化を図るとともに、生産性の向上を実現する。【解決手段】  液化炭酸ガスが充填される加圧流体収納装置であって、合成樹脂製の収納体１と、収納体１の開口部側に溶着されることにより、収納体１に一体的に結合されて収納体１を密閉する合成樹脂製のヘッド部２と、ヘッド部２内に配設され、ヘッド部２に形成された噴射孔９を開閉するバルブ機構８とを備える。バルブ機構８は、基端部側から先端部側に向かって縮径するように形成された封止部１３が先端部側に形成されたニードル１１と、ニードル１１を付勢するコイルバネ１２とを備える。ニードル１１は、ヘッド部２内に進退自在に配設され、進退することによって噴射孔９を開閉し、コイルバネ１２により付勢されて封止部１３を噴射孔９に嵌合させて閉塞する。【選択図】  図２
2010270830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧流体が充填される加圧流体収納装置であって、
上端部側を開口部とし、底部側を閉塞した円筒状に形成された合成樹脂製の収納体と、
上記収納体の開口部側に溶着されることにより、上記収納体に一体的に結合されて上記収納体を密閉する合成樹脂製のヘッド部と、
上記ヘッド部内に配設され、上記ヘッド部に形成された上記収納体に充填される加圧流体を吐出させる噴射孔を開閉するバルブ機構とを備え、
上記バルブ機構は、基端部側から先端部側に向かって縮径するように形成された封止部が先端部側に形成されたニードルと、上記ニードルを噴射孔の外方に向けて付勢する付勢部材とを備え、
上記ニードルは、上記ヘッド部内に設けられた移動ガイド部内に進退自在に配設され、上記移動ガイド部内を進退することによって噴射孔を開閉し、上記付勢部材により付勢されて上記封止部を上記噴射孔に嵌合させて、上記噴射孔を閉塞することを特徴とする加圧流体収納装置。
【請求項２】
上記ヘッド部は、下端側に、上記収納体の開口部の内周側に嵌合するリング状の嵌合突部と上記収納体の上端面に当接する係止片とが形成され、上記嵌合突部を上記収納体に嵌合させるとともに、上記嵌合突部及び上記係止片を上記収納体に溶着することによって上記収納体に一体化されていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体収納装置。
【請求項３】
上記ニードルは、上記移動ガイド部内に設けられた移動ガイド部にガイドされて移動する移動体に支持されるとともに、上記移動体と上記移動ガイド部との間には加圧流体流通路が形成され、
上記ニードルの封止部が上記噴射孔に嵌合して上記噴射孔を閉塞した状態にあるとき、上記噴射孔と上記移動体との間が離れていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体制御機構。
【請求項４】
上記ニードルは、上記封止部を上記噴射孔に嵌合させて上記噴射孔を閉塞したとき、上記封止部の先端部側を上記噴射孔より突出させていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体制御機構。
【請求項５】
上記ニードルは、上記封止部の先端部側を上記噴射孔より突出して配設され、上記噴射孔より突出された部分が押圧操作部とされていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体制御機構。
【請求項６】
上記ヘッド部の上端側には、上記噴射孔より突出する上記ニードルの先端部が進入する保護筒が一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体収納装置。
【請求項７】
上記収納体の内部は、中心部から周壁に向かって放射状に形成された複数の隔壁により分割されていることを特徴とする請求項１記載の加圧流体収納装置。
【請求項８】
上記ヘッド部内に、中心部から周壁に向かって放射状に形成された複数の隔壁が形成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１に記載の加圧流体収納装置。
【請求項９】
上記収納体の隔壁と上記ヘッド部の隔壁を接合し溶着することにより一体化されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１に記載の加圧流体収納装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液化炭酸ガスなどの加圧流体が充填される加圧流体収納装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、長尺な磁気テープや磁気シートの送り機構、さらには、半導体製造装置などの装置に付着する塵埃を除去するため、ガス噴霧装置が用いられている。この種のガス噴霧装置は、収納容器に充填した加圧流体である高圧ガスを噴射孔から噴射するようにしたものであって、収納容器に取り付けたバルブ装置を操作することによって、収納容器に収納された高圧ガスを噴射するように構成されている。
【０００３】
そして、加圧流体である高圧ガスを充填した収納容器から高圧ガスを噴出するようにしたガス噴射装置として特開２００３−１４６３９３号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１に記載される装置は、高圧ガスを充填した収納容器の開口部を閉塞する封板にニードルを突き刺し、ガス噴射孔を形成し、このニードルを進退させることによってガス噴射孔を開閉してガスの噴出を制御するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４６３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載されたガス噴射装置は、高圧ガスが充填された収納容器の外部に設けたニードルにより封板に形成したガス噴射孔の開閉を制御するようにしているので、簡単な構成でガスの噴射制御を行うことができる。
【０００６】
このガス噴射装置は、装置側に、収納容器に設けた封板を穿孔するとともに、穿孔された噴射孔を開閉するニードル及びこのニードルの移動を制御する機構を設ける必要があり、高圧ガスの噴射を制御する機構が複雑となってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の技術課題は、高圧ガスなどの加圧流体の噴射を制御する機構の簡素化を図ることができ、しかも良好な操作性をもって充填された加圧流体の噴出を制御することができる加圧流体収納装置を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の技術課題は、生産性に優れ、しかも良好な密閉性を維持して加圧流体を充填可能とする加圧流体収納装置を提供することにある。
【０００９】
さらに、本発明の技術課題は、耐圧強度に優れた加圧流体収納装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述したような課題を達成するために提案される本発明は、加圧流体が充填される加圧流体収納装置であって、上端部側を開口部とし、底部側を閉塞した円筒状に形成された合成樹脂製の収納体と、上記収納体の開口部側に溶着されることにより、上記収納体に一体的に結合されて上記収納体を密閉する合成樹脂製のヘッド部と、上記ヘッド部内に配設され、上記ヘッド部に形成された上記収納体に充填される加圧流体を吐出させる噴射孔を開閉するバルブ機構とを備え、上記バルブ機構は、基端部側から先端部側に向かって縮径するように形成された封止部が先端部側に形成されたニードルと、上記ニードルを噴射孔の外方に向けて付勢する付勢部材とを備え、上記ニードルは、上記ヘッド部内に設けられた移動ガイド部内に進退自在に配設され、上記移動ガイド部内を進退することによって噴射孔を開閉し、上記付勢部材により付勢されて上記封止部を上記噴射孔に嵌合させて、上記噴射孔を閉塞することを特徴とする。
【００１１】
そして、上記ヘッド部は、下端側に、上記収納体の開口部の内周側に嵌合するリング状の嵌合突部と上記収納体の上端面に当接する係止片とが形成され、上記嵌合突部を上記収納体に嵌合させるとともに、上記嵌合突部及び上記係止片を上記収納体に溶着することによって上記収納体に一体化されている。
【００１２】
また、上記ニードルは、上記移動ガイド部内に設けられた移動ガイド部にガイドされて移動する移動体に支持されるとともに、上記移動体と上記移動ガイド部との間には加圧流体流通路が形成され、上記ニードルの封止部が上記噴射孔に嵌合して上記噴射孔を閉塞した状態にあるとき、上記噴射孔と上記移動体との間が離れている。
【００１３】
さらに、上記ニードルは、上記封止部を上記噴射孔に嵌合させて上記噴射孔を閉塞したとき、上記封止部の先端部側を上記噴射孔より突出させている。
【００１４】
さらにまた、上記ニードルは、上記封止部の先端部側を上記噴射孔より突出して配設され、上記噴射孔より突出された部分が押圧操作部とされている。
【００１５】
さらにまた、上記ヘッド部の上端側には、上記噴射孔より突出する上記ニードルの先端部が進入する保護筒が一体に形成されている。
【００１６】
そして、上記収納体及びヘッド部の内部は、中心部から周壁に向かって放射状に形成された複数の隔壁により分割されている。
【００１７】
さらに、上記ヘッド部内に、中心部から周壁に向かって放射状に形成された複数の隔壁を形成することが望ましい。
【００１８】
そして、ヘッド部内にも隔壁を設けたときには、収納体の隔壁とヘッド部の隔壁とが接合し溶着されて一体化される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る加圧流体収納装置は、収納体に充填された加圧流体を噴射する噴射孔を開閉するバルブ機構を内蔵した構成としているので、加圧流体収納装置から噴射される加圧流体の噴射を制御する機構の簡素化を図ることができる。
【００２０】
また、噴射孔を制御するバルブ機構は、進退操作されるニードルにより噴射孔の開閉を行う機構とされているので、容易に噴射孔の開閉を制御することができる。
【００２１】
さらに、加圧流体が充填される収納体とバルブ機構が設けられるヘッド部とは、互いに合成樹脂により形成され、溶着されることにより一体化されるので、生産性も良好であり、装置自体の密閉性を向上することができる。
【００２２】
特に、ヘッド部は、収納容器に嵌合する嵌合突部と収納体の上端面に当接する係止片とを溶着させて収納容器に一体化されているので、ヘッド部と収納容器との一層確実な密閉構造を実現できる。
【００２３】
さらにまた、収納容器は、その内部が中心部から周壁に向かって放射状に形成された複数の隔壁により分割されているので、耐圧強度の向上が図られている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係る加圧流体収納装置を示す斜視図である。
【図２】図２は、加圧流体収納装置の内部構造を示す縦断面図である。
【図３】図３は、バルブ機構及びこのバルブ機構が収納されるヘッド部を示す断面図である。
【図４】図４は、ヘッド部を収容体に溶着した状態を示す部分断面図である。
【図５】図５は、収納体の他の例を示す平面図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を適用した加圧流体収納装置の実施の形態を説明する。この加圧流体収納装置は、加圧流体として圧縮され液化された炭酸ガスを充填する装置であって、図１、図２に示すように、炭酸ガスが充填される収納体１と、この収納体１に一体的に結合されて上記収納体１を密閉する合成樹脂製のヘッド部２とを備える。
【００２６】
収納体１は、合成樹脂材料を成型することによって形成され、図１及び図２に示すように、有底の筒状に形成されている。この収納体１は、液化炭酸ガスを充填するに足る強度を有するように形成されてなるものであって、本実施の形態においては、収納体本体３を円筒状に形成し、底部を半球状の膨出部４として形成している。このように収納体１を形成することにより、充填した液化炭酸ガスの圧力が収納体１の周壁に均等に加わるようにすることができ、圧力の集中部分を解消することができる。したがって、この収納体１は、充填される液化炭酸ガスの圧力を分散し、強度保証を向上することができる。
【００２７】
なお、収納体１の上端部は、開口部５とされ、この開口部５には、ヘッド部２が嵌合するように一体に取り付けられる。
【００２８】
収納体１の開口部５側に取り付けられるヘッド部２も、合成樹脂材料を成型することによって形成されてなるものであって、上端部側を先端側に向かって徐々に縮径するようにした円筒状のヘッド部本体６を備える。ヘッド部２も、ヘッド部本体６を円筒状に形成し、上端側を徐々に縮径するように形成することにより、液化炭酸ガスの圧力が周壁に均等に加わるようにし、圧力の集中部分を解消するようにしている。
【００２９】
そして、ヘッド部２の上端部側の中心部には、ヘッド部本体６より小径の筒状の突出部７が形成され、この突出部７の上端部側には、ヘッド部２内に設けられるバルブ機構８によって開閉される噴射孔９が形成されている。この噴射孔９は、突出部７の内周側に突設したリング状の突片１０の中心孔をもって構成されている。
【００３０】
ヘッド部２に設けられた噴射孔９を開閉するバルブ機構８は、噴射孔９に嵌合してこの噴射孔９を閉塞するニードル１１と、このニードル１１を付勢する付勢手段としてのコイルバネ１２とを備える。
【００３１】
ニードル１１は、金属などによって細い軸状の部材として形成され、図３に示すように、先端部側に、噴射孔９に嵌合しこの噴射孔９を閉塞する封止部１３が設けられている。この封止部１３は、ニードル１１の基端部側から先端部側に向かって徐々に縮径するようにテーパ状に形成されている。そして、ニードル１１は、図２に示すように、ヘッド部２内に設けられた円筒状の移動ガイド部１４内に進退自在に配設され、この移動ガイド部１４内を進退することによって噴射孔９を開閉する。
【００３２】
ところで、ニードル１１は、移動ガイド部１４内に配設され、この移動ガイド部１４によって移動方向が規制されて移動する移動体１５に取り付けられ、この移動体１５と一体に、噴射孔９に対し進退する方向の図２中矢印Ｙ1方向又は矢印Ｙ2方向に移動可能とされてヘッド部２内に配設されている。
【００３３】
なお、ニードル１１は、基端部側を移動体１５に嵌合させることよって、この移動体１５と一体化されている。
【００３４】
そして、ニードル１１を支持した移動体１５は、図２に示すように、ニードル１１の先端部側に形成した封止部１３を噴射孔９に挿通させて移動ガイド部１４内に収納されるように配設されている。この移動ガイド部１４内に配設された移動体１５は、この移動体１５と移動ガイド部１４との間に配設されたコイルバネ１２により、図２中矢印Ｙ1方向に移動付勢されている。すなわち、移動体１５は、この移動体１５に支持されたニードル１１の先端側の封止部１３が噴射孔９に進入し突出する方向に付勢されている。
【００３５】
なお、コイルバネ１２は、図２に示すように、移動体１５の中途部に形成した係止段部１５ａと、移動ガイド部１４の基端部側に嵌合されたバネ支持部材１６との間に配設されることにより、封止部１３が噴射孔９に嵌合して密閉する方向にニードル１１を付勢している。なお、バネ支持部材１６には、収納体１に充填された炭酸ガスをヘッド部本体６側に導出するためのガス流通孔１７が設けられている。
【００３６】
また、ニードル１１は、先端側から基端側に向かって徐々に径が太くなる封止部１３の中途部が噴射孔９を密閉するように嵌合して係止されたとき、封止部１３の先端部が噴射孔９から所定量突出するような長さに形成されている。そして、ニードル１１の先端側の噴射孔９から突出する部分は、ニードル１１をコイルバネ１２の付勢力に抗して押圧操作する開閉操作部材によって操作される押圧操作部１８として用いられる。
【００３７】
ここで用いられるバルブ機構８は、噴射孔９をヘッド部本体６内に配設されたニードル１１の封止部１３のみによって閉塞するようにしている。すなわち、本実施の形態においては、ニードル１１が噴射孔に嵌合し、この噴射孔９を閉塞した状態にあるとき、移動体１５は、図２に示すように、移動ガイド部１４の中途部に位置し、移動ガイド部１４内で浮いた状態におかれている。
【００３８】
ところで、移動体１５の外周面には、図２、図３に示すように、移動ガイド部１４の内周面との間に加圧流体流通路を構成する複数の溝部１９が形成されている。このような溝部１９が形成されることにより、収納体１に充填された炭酸ガスＣは、溝部１９を介して移動体１５の先端面と噴射孔９の間に構成される空間２０にも充填され、収納体１側と空間２０とが均等な圧力になる。その結果、ニードル１１を噴射孔９に挿入し圧接させる方向の図２中矢印Ｙ1方向に作用する力は、コイルバネ１２の付勢力と、加圧流体としての炭酸ガスがニードル１１に作用する力のみとなる。そして、ニードル１１に作用する力は、ニードル１１の断面積に相当する面に作用する力となり、収納体１に充填される加圧流体の圧力に比し十分に小さなものとすることができる。
【００３９】
そして、ニードル１１は、噴射孔９を閉塞した状態を維持する程度の挿入力で図２中矢印Ｙ1方向に押圧されていれば、噴射孔９を密閉しガス漏れを防止することができる。このように、ニードル１１に作用する力が小さくなるので、噴射孔９を閉塞した状態にあるニードル１１を、噴射孔９を開放させる方向に移動させる力が小さくて済むことになる。ひいては、ニードル１１を移動させる力を小さくすることができることから、収納体１に充填された加圧流体である炭酸ガスの噴出の制御を行う機構を簡素なものとすることが可能となる。
【００４０】
なお、ヘッド部２の上端部には、噴射孔９から突出するニードル１１の先端部を囲むように保護筒２１が設けられている。さらに、保護筒２１の上端面には、複数の係止爪２２が突設されている。これら係止爪２２は、この加圧流体収納装置を液体噴射装置などの圧力源として用いるときに、この噴射装置に取り付けるための取り付け手段を構成する。
【００４１】
上述したように、バルブ機構８を内蔵したヘッド部２のヘッド部本体６の下端部には、図３に示すように、収納体１の開口部５の内周側に嵌合するリング状の嵌合突部２８が形成され、さらに、収納体１の開口部５に嵌合突部２８を嵌合させたとき、収納体１の開口部５側の上端面に当接する係止片２３が形成されている。また、係止片２３の収納体１への突き当て面側には、溶着用リブ２４が設けられている。溶着用リブ２４は、溶着時に印加される超音波が先端側に集中するように、先端を鋭角とした断面三角形状の突起として形成されている。
【００４２】
そして、ヘッド部２は、リング状の嵌合突部２８を収納体１の開口部５の内周側に嵌合させるとともに、係止片２３を収納体１の開口部５の周縁の上端面に当接させて収納体１に組み付けられる。ヘッド部本体６と収納体１とを組み合わせたところで、係止片２３の上面側から超音波を印加し、溶着用リブ２４を溶融させる。溶着用リブ２４が溶融されることにより、図４に示すように、この溶融されたリブ２４により係止片２３が開口部５の上端面に溶着してヘッド部本体６と収納体１が一体に組み合わせられ、本発明に係る加圧流体収納装置を構成する。
【００４３】
本発明に係る加圧流体収納装置においては、溶着用リブ２４を溶融するとき、開口部５に嵌合された嵌合突部２８の一部も溶融させ係止片２３から嵌合突部２８の周縁に亘る部分を収納体１に溶着させることができ、ヘッド部本体６と収納体１とを一層確実に密閉して一体化することができる。
【００４４】
上述した実施の形態では、収納体１を一つの充填空間を有する円筒体として形成しているが、充填される加圧流体の圧力に対する耐久性を向上させるため、図５及び図６に示すように、内部を複数の隔壁２６により分割することが望ましい。図５及び図６に示す収納体１は、中心部から周壁２５に向かって放射状に複数の隔壁２６を設けることによって、内部を複数のガス充填部２７に構成したものである。このとき、複数の隔壁２６は、円筒状の収納体１の中心軸を中心にして周回り方向に等間隔で形成される。このように、内部に複数の隔壁２６を形成することにより、収納体１の耐圧強度を向上できる。特に、収納体１の内部を均等に分割することにより、各ガス充填部２７を構成する隔壁２６に均等に圧力が加わるようになり、隔壁２６の強度保証を向上することができる。
【００４５】
なお、ヘッド部２の内部にも、収納体１の内部に設けた隔壁２６と同様に、複数の隔壁を設けることが望ましい。ヘッド部２の内部に設けられる隔壁は、移動ガイド部１４の外周面から周壁に向かって放射状に形成する。この例の場合においては、収納体１とヘッド部２とは、互いの隔壁２６がそれぞれ接合し溶着され一体化されることによって収納装置を構成する。
【００４６】
このように、収納体１及びヘッド部２の内部に複数の隔壁を設けることにより、収納装置自体の耐圧強度を一層向上することができる。
【００４７】
また、本発明に係る加圧流体収納装置は、液体噴射装置などの圧力源として用いることができる。このような場合に、加圧流体収納装置は、液体が収納された噴射装置内に配置されることがある。そして、液体噴射装置には種々の化学的性質を有する薬剤などの化学品が収納される。そこで、本発明に係る加圧流体収納装置を構成する収納体１及びヘッド部本体６は、化学品に対する耐久性に優れた合成樹材料、例えばＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフレタート）の如き合成樹脂材料により形成することが望ましい。
【００４８】
なお、収納体１への炭酸ガスの充填は、バルブ機構８のニードル１１をコイルバネ１２の付勢力に抗して図２中矢印Ｙ2方向に押圧操作し、噴射孔９を開放した状態となし、この開放された噴射孔９から充填を行う。
【００４９】
上述したように、本発明に係る加圧流体収納装置は、収納体１に充填された炭酸ガスを噴射する噴射孔を開閉するバルブ機構８を内蔵した構成としているので、収納体１から噴射される炭酸ガスの噴射を制御する機構の簡素化を図ることができ、しかも、炭酸ガスが充填される収納体１とバルブ機構８が設けられるヘッド部２とを、合成樹脂により形成し、互いに溶着することにより一体化されているので、生産性も良好であり、装置自体の密閉性を向上できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  収納体、２  ヘッド部、５  開口部、  ８  バルブ機構、  ９  噴射孔、  １１  ニードル、  １２  コイルバネ、  １４  移動ガイド部、  １５  移動体、  ２８  嵌合突部、  ２３  係止片、  ２６  隔壁、  ２７  ガス充填部
【図１】
2010270830.tif 000003
【図２】
2010270830.tif 000004
【図３】
2010270830.tif 000005
【図４】
2010270830.tif 000006
【図５】
2010270830.tif 000007
【図６】
2010270830.tif 000008