(57)【要約】  関連する表面へ流体を排出するための流体排出装置は、ハンドルと、圧縮源から圧縮された空気を排出する出口とを有する排出器組立体を備えている。排出器組立体は、前記ハンドルの位置に応じて流体貯留部からの流体を前記圧縮された空気と共に選択的に排出する。通路は前記出口と流体貯留部とを連通する。弁が第１及び第２弁座の間の前記通路に受け入れられる。弁は、前記流体チャンバと出口との間で選択的な連通を提供する。可動ステムは前記ハンドルと弁に伴って動作する。第１の位置で前記弁は前記貯留部からの流体流れを遮断するために第１弁座に係合する。第２の位置で前記弁は前記流体貯留部から前記弁座へ前記流体を供給するための第１及び第２弁座の間に介挿される。例えば、貯留部の圧力が上昇し或いは排出器組立体が逆転した場合、第３の位置で前記弁は前記第２弁座に係合して前記貯留部からの流体流れを遮断する。しかし、弁はハンドルを押し下げることで、第２弁座との密封係合から離れ、ステムを弁に係合させるように動かし、これによって弁を第２弁座から引き離す。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体貯留部に接続される噴霧装置であって、
ハンドルと、圧縮源から少なくとも圧縮された空気を排出する出口とを有し、前記ハンドルの位置に応じて流体貯留部からの流体を前記圧縮された空気と共に選択的に排出する排出組立体と、
前記出口と流体貯留部とを連通する通路と、
第１及び第２弁座の間の前記通路に受け入れられる弁であって、前記流体貯留部と出口との間で選択的な連通を提供する弁と、
前記ハンドルと弁に伴って動作する可動ステムとを備え、第１の位置で前記弁は前記貯留部からの流体流れを遮断するために第１弁座に係合し、第２の位置で前記弁は前記流体貯留部から前記弁座へ前記流体を供給するために第１及び第２弁座の間に介挿され、第３の位置で前記弁は前記第２弁座に係合して前記貯留部からの流体流れを遮断することを特徴とする噴霧装置。
【請求項２】
前記弁は前記第１及び第２弁座の間に受け入れられるボール部材であることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項３】
前記可動ステムは細長く中空の部材であることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項４】
前記可動ステムは排出ヘッドに対して滑り移動できることを特徴とする請求項３に記載の噴霧装置。
【請求項５】
前記ステムの第１端部は前記出口に近接していることを特徴とする請求項３に記載の噴霧装置。
【請求項６】
前記ステムの第１端部は前記第２位置の出口に近接して配置されていることを特徴とする請求項５に記載の噴霧装置。
【請求項７】
前記ステムの第２端部は動作可能に選択的に前記弁に係合することを特徴とする請求項３に記載の噴霧装置。
【請求項８】
前記可動ステムは、この可動ステムを通って延び、第１端部の第１開口及び第２端部の第２開口で終わっている内部通路を備えていることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項９】
前記ハンドルは前記排出ヘッドに対する選択的な移動のために排出ヘッドから外側に延びていることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項１０】
前記出口は圧縮機組立体と連通していることを特徴とする請求項１に記載の噴霧装置。
【請求項１１】
内部に流体を貯蔵する流体貯留部と、
一端で前記流体貯留部と連通し、流体貯留部から選択的に流体を排出するために第１と第２の弁座の間に受け入れられる弁を備えている第１の通路を有する排出ヘッドと、
圧縮空気源と空気排出開口と連通する第２通路を備える排出ヘッドと動作可能に共働する噴霧ヘッドと、
前記流体貯留部内の上昇した圧力に応じて前記第１の通路を密封するために、前記流体貯留部から前記空気排出開口へ向かって前記流体を方向付ける弁を選択的に位置決めする手段と、を備えたことを特徴とする噴霧装置。
【請求項１２】
前記弁位置決め手段は、前記排出ヘッドの転回(inverting)に応じて前記第１通路を密封することを特徴とする請求項１１に記載の噴霧装置。
【請求項１３】
前記弁は、前記第１及び第２弁座の間に受け入れられるボール部材であることを特徴とする請求項１１に記載の噴霧装置。
【請求項１４】
前記第２通路は、前記空気排出開口の近傍に配置された第１端部と前記弁に選択的に係合する第２端部を有する細長い中空の可動ステムであることを特徴とする請求項１１に記載の噴霧装置。
【請求項１５】
内部空間を画成するハウジングと、
前記ハウジングの内部空間に受け入れられる携帯電源と、
前記ハウジングの内部空間に受け入れられ、前記携帯電源によって選択的に動作する圧縮機組立体と、
前記ハウジングを、関連する表面に排出されるべき流体を貯蔵する流体貯留部に接続する手段と、を備えたことを特徴とする噴霧装置。
【請求項１６】
前記ハウジングは一体的に固定される第１及び第２ハウジング部を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の噴霧装置。
【請求項１７】
前記圧縮機組立体は、周囲空気を圧縮するための手段に動作可能に接続されたモータと、前記ハウジングから外側に向けられたノズルとを備えることを特徴とする請求項１５に記載の噴霧装置。
【請求項１８】
前記周囲空気圧縮手段は、前記流体貯留部に前記ノズルを通して加圧された空気を押し込むことを特徴とする請求項１７に記載の噴霧装置。
【請求項１９】
前記圧縮機組立体は、前記ハウジングに固定されたスイッチを備えていることを特徴とする請求項１５に記載の噴霧装置。
【請求項２０】
前記ハウジング接続手段は前記ノズルに近接して配置されたフランジを備え、このフランジは前記加圧された周囲空気の流路に連通している開口を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の噴霧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２００３年３月２０日に出願された米国仮出願番号第６０／４５６，３１５号に基づいて優先権を主張する。
本発明は噴霧装置に係り、特に、貯留部から流体を噴霧するのに役立つ噴霧装置に関する。例えば、塗料、殺虫剤、園芸用品、潤滑剤などは流体或いは液体製品の形態を示し、これらの装置の１つで選択的に噴霧される。
【背景技術】
【０００２】
公知の噴霧装置には様々な問題がある。例えば、これらの装置は共通して、ベンチュリを通過する圧縮された空気の供給を用い、その出口は流体の貯留部に連通する流れ通路に近接して配置されている。ベンチュリは貯留部から流体を引き出し、そこで圧縮された空気と混合され、関連する表面に噴霧される。
【０００３】
貯留部からの流体の所望の吸引及び回収、圧縮された空気流への流体の導入が達成されるように、ベンチュリの出口と流れ通路は固定された位置関係に配置される。いくつかの構成では流れ通路を選択的に閉鎖するために、その構成に弁を追加し、これにより流体の排出を制御する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、これらの配置ではまだ流体の逆流、様々な角度（例えば、逆さま）で操作できないこと、流体漏洩などの問題に直面する。
他の問題点としては、装置は遠隔の圧縮機、電源などに接続されなければならないので、噴霧装置の携帯性が関心ごとであるということである。例えば、噴霧装置から延び、電源（例えば、交流電源）、圧縮空気源、及び／又は流体貯留部に接続される多重ラインである。持ち運びができ、供給ラインの絡まりに直面することなく、使用範囲も制限されず、簡単に取り扱える内部収納型の組立体の要求が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、関連する表面へ流体を排出するための装置及び方法を開示する。
装置は、ハンドルと、圧縮源から圧縮された空気を排出する出口とを有し、前記ハンドルの位置に応じて流体貯留部からの流体を前記圧縮された空気と共に選択的に排出する排出組立体を備えている。通路は前記出口と流体貯留部とを連通する。弁が第１及び第２弁座の間の前記通路に受け入れられる。弁は、前記流体チャンバと出口との間で選択的な連通を提供する。
【０００６】
可動ステムは前記ハンドルと弁に伴って動作する。第１の位置で前記弁は前記貯留部からの流体流れを遮断するために第１弁座に係合する。第２の位置で前記弁は前記流体貯留部から前記弁座へ前記流体を供給するための第１及び第２弁座の間に介挿される。第３の位置で前記弁は前記第２弁座に係合して前記貯留部からの流体流れを遮断する。
【０００７】
他の実施形態において、装置は、内部に流体を貯蔵する流体貯留部と、排出ヘッドと、噴霧ヘッドとを備えている。排出ヘッドは、一端で前記流体貯留部と連通し、流体貯留部から選択的に流体を排出するために第１と第２の弁座の間に受け入れられる弁を備えている第１の通路を有する。噴霧ヘッドは、圧縮空気源と空気排出開口と連通する第２通路を備える排出ヘッドと動作可能に共働する。前記流体貯留部内の上昇した圧力に応じて前記第１の通路を密封するために、前記流体貯留部から前記空気排出開口へ向かって前記流体を方向付ける弁を選択的に位置決めする手段が設けられている。
【０００８】
他の実施形態において、装置は、携帯電源と圧縮機組立体を受け入れる内部空間を画成するハウジングを備えている。前記圧縮機組立体は、前記携帯電源によって選択的に動作する。前記ハウジングを、関連する表面に排出されるべき流体を貯蔵する流体貯留部に接続する手段が設けられている。
【０００９】
本発明の第１の利益は、噴霧装置が様々な角度で動作できることである。
本発明の他の利益は、遠隔の圧縮機及び／又は電源に接続する必要が無い噴霧装置の携帯性である。
【００１０】
本発明の更に他の利益は、供給ラインの絡まりや使用領域の制限などに直面することなく簡単に操作できる自己収容形組立体ということである。
本発明の更に他の利益及び利点は、以下の詳細な説明を読んで理解することで当該技術分野の当業者には明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一つの構成において、成形された二分割ハウジングは、噴霧に必要な全ての構成要素を含む便利な携帯ユニットを提供するために一緒に嵌め合わされる。例えば、図１に示すように、ハウジング２０は二分割ハウジング組立体として青で示されており、ハウジングの各半分はお互いに本質的に面対象となっており、その中に内部構成要素が一旦組み込まれると、スナップ固定(snap-fit)又は接着剤で一体固定される。一般に、ハウジングはポリマー構造であるが、本発明によればアルミニウムのような金属材料を含む代替材料もハウジングを形成するのに用いることができることは認識するべきである。従って、ハウジング部２０ａ，２０ｂは合致するように係合され、携帯噴霧器の様々な構成要素を収容する内部空間を画成する。例えば、バッテリパック２２のような電源が細長いハウジングの基部に配置される。この構成では作動中に電気コードが不要となるように、持ち運び可能な電源が求められる。一般的なオン／オフスイッチ（図示略）は、空気ポンプや圧縮機２８を駆動する電気モータ２６を含む圧縮機組立体２４に電源を選択的に接続する。具体的には、モータ２６はオン／オフスイッチ（図示略）が選択的に空気ポンプ２８を駆動するためにモータを励起するように、電源の近傍に配置される。空気ポンプはハウジングの後部から、或いはハンドルの基部及びモータの回りを通して周囲空気を受け取り、その空気はポンプで加圧／圧縮され、低減された直径のノズル即ちベンチュリ３０を通して外へ出る。ノズルはハウジングから外へ向けられ、関連する表面上に排出されるべき流体を貯蔵する可撓性の袋３２のような流体貯留部の上を通る。
【００１２】
排出先端部３４は流体袋の出口から延び、その出口はポンプからの加圧空気がそこを通過するように、ノズル３０の近傍に位置決めされ、ベンチュリは負圧即ち袋３２から流体を引き出すための吸引力を作り出す。従って、便利で、携帯できる銃形状の噴霧器が提供され、それはそれ自身の内部に圧縮機や電源を収容し、関連する表面に噴霧されるべき流体を受け入れる。
【００１３】
他の噴霧排出器即ち噴霧器は、図２〜図１３に示されている。より詳細には、図２〜４を詳しく参照すると、接続器ハウジング４０は関連する流体貯留部４２への接続のために適している。例えば、接続器ハウジングは、付随する流体貯留部の一体部分又は流体貯留部を噴霧装置へ接続する分離可能な構成要素である。接続器ハウジングから外側に延びるのは、排出ヘッド即ち排出器組立体４４であり、それは一般的に筒状で中空構造である。排出ヘッドは流体貯留部と連通してその中に受け入れられるボール部材４８のような弁を有する第１端部４６を備えている。ボールは第１即ち上方弁座５０と第２即ち下方弁座５２の間で自由に浮く。もしボールが第１又は第２の弁座のどちらかに係合した場合、貯留部からの流体の流れは妨げられる。図に示すように、排出ヘッドのフランジ５４は排出ヘッドを固定状態で接続器ハウジングへ固定するために、接続器ハウジングのフランジ５６と共働する。
【００１４】
排出ヘッドの周りに受け入れられるのは、噴霧ヘッド即ちハウジング６０である。噴霧ヘッドは、排出ヘッド４４のシリンダ部の周りに同軸に受け入れられる細長く概ね円筒状の部分即ち外側スリーブ６２を備えている。噴霧ヘッドは、ハウジング及び排出ヘッドに対する噴霧ヘッドの選択的な押し下げ動作を許容するため、その上端で外側に延びるハンドル６４を備えている。噴霧ヘッドは更に、ボックス７０によって示される外部圧縮機と連通する（破線６８で示される）通路６６を備えている。例えば、破線は一般的な空気ライン、即ち噴霧装置の通路６６に加圧された空気の流れを提供するため、一般的な空気圧縮機７０から延びる例えば約2.4ｍ〜6.1ｍ（８〜２０フィート）の長さに延ばされた通路６８である。圧縮された空気は。排出ヘッド及び噴霧ヘッドの長手方向軸に対して概して直角に延びる小直径通路７２を通過する。空気排出開口７２は圧縮機から加圧された空気を一定に供給し、こうして空気がライン６８に供給されたときに、噴霧装置は加圧された空気を噴射する。ハンドル６４を選択的に押し下げることにより、流体は空気流と混合するために流体貯留部４２から選択的に引き出され、後述するように、関連する表面上に微粒化された流体を噴霧即ち排出する。
【００１５】
関連する技術分野の当業者に認識されているように、上記した一般的な空気圧縮機組立体に対する代替案として、噴霧ヘッド組立体は更にハンドルの下方に取り付けられた個別のハウジング（図示略）を備えている。ハウジングは、付随する圧縮機組立体及び１又はそれ以上のバッテリのような電源を収容するのに適した内部空間を画成する第１及び第２組合せ部を有する。この構成においては、作動中に電気コードが不要になるように、持ち運びできる電源が求められる。従来からのオン／オフスイッチ（図示略）は、圧縮機を駆動する電気モータを含む圧縮機組立体に電源を選択的に接続する。具体的にモータは、オン／オフスイッチ（図示略）が圧縮機を駆動するためにモータを選択的に励起するように、電源の近傍に配置される。圧縮機は周囲の空気を受け入れ、その空気はポンプ内で加圧／圧縮され、小さな直径の通路７２を通って外へ出る。そのように、噴霧ヘッドは加圧された空気を噴出する。
【００１６】
排出ヘッド４４は、上記したように中空であり、可動中空ステムとしても引き合いに出される流体即ち液体ヘッド組立体８２を受け入れる内部通路８０を備えている。流体ヘッド組立体は望ましくは概して細長く、中空の円筒状部材である。内部通路８４は流体ヘッドを通って延び、第１即ち一端８６の底部開口及び他端８８の第２即ち上部開口で終わっている。流体ヘッド８２は排出ヘッド及び噴霧ヘッドに対して滑り移動するのに適している。第１端部８６は、排出ヘッドの上方座面５０からボールを動かすために、ボールに選択的に当接する。これにより、貯留部４２からの流体は下方弁座、ボールの回りを通過し、流体ヘッドの通路８４に流れ込み、そこで流体は空気開口７２からの圧縮空気と混合される。従って、流体ヘッドの端部８６がボールに当接した場合、これらの当接している構成要素の寸法外形(dimensional contour)は流体を通路８４に入れることができることは認識されるであろう。典型的には、ハウジング、排出ヘッド組立体、噴霧ヘッド組立体及び液体ヘッド組立体はポリマー構造であるが、本発明によればアルミニウムのような金属材料を含む代替材料も同じものを形成するのに使用できることは認識されるであろう。
【００１７】
図３及び図４の噴霧装置の構成要素の関係を、図５及び図６のそれと比較するべきである。後者では、ボールは貯留部４２からの流体の通路を遮断するために下部座面５０に当接している。開口７２を通る圧縮された空気だけが噴霧装置から排出される。噴霧ヘッドは、その上端８８が空気通路７２から離れ即ち下方に位置している。この段差、即ち端部開口８８と空気開口７２との間の空間は、液体ヘッドを通って拡がるべき十分な真空即ち吸引力を避けるために十分である。こうして、液体ヘッドの細長い通路８４は、下方座面からボールを引き上げる、即ちステム、弁及び弁座が第１の位置にある場合に貯留部から流体を引くのに十分な真空を導入しない。
【００１８】
図５及び図６に示すように、ボールは着座する。この図は、貯留部から予め取り出された流体が部分的に貯留部の壁をつぶし(collapse)、ボールを下方座面に当接させるように出される背圧を伝えることを示している。これは、噴霧が終わった場合に貯留部への空気の導入を妨げ、実際に貯留部の壁は部分的につぶれたままとなる。流体が噴霧される次の時に流体は直ちに通路８４に導入されるので、そのような作用は望ましい。このような特徴無くしては、空気は流体貯留部から出て、通路へ出された一定量の流体へ衝撃を与え、即ち、貯留部からの流体と空気は両方とも、所望の流体だけよりもむしろ通路８４へ出される。
【００１９】
図７〜図１１を見ると、ハンドル６４を押し下げると、噴霧ヘッドの肩部９０と流体ヘッドの肩部９２を、選択的にお互いに係合し液体ヘッドを通路８０へ向けて下方に付勢する。ハンドル６４への押し下げ作用はまた、空気開口７２を端部８８と整合させる。こうして、高圧空気流は端部８８を通過し、貯留部４２及びボール４８の回りから中身の流体を引き出す吸引力を作り出す。液体ヘッドのステムの下端８６は、ボールが上方座面に当接しないことを確実にする。こうして、図７及び図８に示すように、ステム、弁及び弁座の第２位置において効果的な噴霧が成し遂げられる。
【００２０】
図９及び図１０は貯留部から中身の流体を引き出し、噴霧動作で加圧された空気と流体を混合する噴霧装置を示している。流体ヘッドは、端部８８が空気開口７２に近接するように位置決めされている。ボールが上方弁座と下方弁座の間で様々な位置をとることができることを示すためのこの図において、流体ヘッドはボールと当接していない。図１１において、ボール部材は座面と当接し、流体ヘッドは下方位置に示されている。
【００２１】
もし貯留部が圧縮即ち潰された場合には、ボールは図１２および図１３に示す位置まで移動し、そこで上方弁座に当接し、ステム、弁及び弁座の第３の位置において貯留部からの中身の流体の溢れを阻止する。ボールは上方に移動し、流体ヘッドが下方位置にある場合には、流体ヘッドはまた図に示す上方位置に付勢され、一旦ボールは下方座面に当接する。例えば、流体貯留部の望ましい一形態は可撓性壁即ち例えば塗料を貯蔵する袋であることが企図されている。第２即ち上方弁座の用意無しに、塗料袋の潰れの結果の貯留部での圧力上昇又は他の環境による貯留部圧力上昇が生じた場合、貯留部からの流体はボールの回りを通過でき、不注意に通路８４を通って溢れる。同様に、噴霧装置が逆向き即ち逆さまにされた場合、流体貯留部の中身は不注意に通路８４を通って漏れる。しかし、ボールはそのような環境において上方弁座に着座する。
【００２２】
噴霧装置全体は、逆さまでも、正立状態でも、或いはそれらの間の如何なる角度にも動かすことができ、その場合でも貯留部４２の中身の流体を効果的に噴霧できることは認識されるであろう。これを成し遂げるためには、空気開口７２と液体ヘッドの開口８８の間の相対移動が、圧縮された空気のみが排出されるのか或いは排出された空気が貯留部から流体を引き出すのかを決定付ける。より詳細には、上記したようにボールは噴霧装置が逆さまにされた場合に上方弁座５０に当接する。しかし、ハンドルが作動／押下された場合、流体ヘッドの第１端部８６はボール４８に当接し、上方弁座との着座した当接状態から離す。このような態様で、塗料のような流体は、噴霧装置が逆さまにされた場合でも噴霧装置から排出される。
【００２３】
更に他の重要な特徴は、一旦ハンドル６４が放され、空気開口７２が液体ヘッドの開口８８から離され、空気が貯留部に引き戻されないことである。ボールが下方座面に当接していると、この閉鎖作用が成し遂げられ、これは噴霧装置の向きに拘わり無く起こる。
【００２４】
本発明は望ましい実施形態に関して説明した。自明であるが、改良、代替は上記した詳細な説明を読んで理解した上で可能である。本発明は、そのような改良や代替の全てを含むように解釈される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１の実施形態の拡大図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の長手方向断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の斜視断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の長手方向断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第１位置の長手方向断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第１位置の斜視断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第２位置の長手方向断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第２位置の斜視断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態において、噴霧動作で流体貯留部からの流体中身を引き出し加圧された空気と混合する場合の長手方向断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態において、噴霧動作で流体貯留部からの流体中身を引き出し加圧された空気と混合する場合の斜視断面図である
【図１１】本発明の第２の実施形態において、弁が弁座と係合し、流体ヘッドが下方位置にある場合の斜視断面図である
【図１２】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第３位置の長手方向断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態におけるステム、弁及び弁座の第３位置の斜視断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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