(57)【要約】  【課題】エアゾール霧化アセンブリまたはインサートを備えるシステムを提供する。  【解決手段】該エアゾール霧化アセンブリまたはインサートは、流体霧化路と、該流体霧化路に沿って設けられ、かつ該流体霧化路に沿った流体の流動を制限するように構成されたプレ開口部と、該流路に沿って設けられ、かつ該流動に乱れを生起するように構成された機械的分解ユニットと、を備え、該プレ開口部および該機械的分解ユニットは、単一片に統合される。【選択図】    図６
2014510622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶のスプレーノズル内に装着されるように構成された霧化インサートであって、
（ｉ）流体霧化路と、
（ｉｉ）該流体霧化路に沿って設けられ、該流体霧化路に沿って流体の流動を制限するように構成された、プレ開口部と、
（ｉｉｉ）該流体霧化路に沿って設けられ、該流動において乱れを増大させるように構成された、機械的分解ユニットと、を有する単一片構造を備える、霧化インサート、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記霧化インサートが流体出口を備え、前記プレ開口部が、該流体出口に向かって収束する第１錐状通路を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１錐状通路が、第１の直径を有する第１の入口を備え、前記第１錐状通路は、該第１の直径よりも小さい第２の直径を有する屈曲領域へと収束し、該第２の直径が、前記機械的分解ユニットの第２錐状通路の第２の入口を画定する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の直径と前記第２の直径との比が、少なくとも約１．１：１である、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２錐状通路が、前記流体出口へと収束し、前記流体出口が、前記第１の直径および第２の直径より小さい第３の直径を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の直径と前記第３の直径との比が、少なくとも約１．２：１である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の直径と前記第３の直径との比が、少なくとも約１．１：１である、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１錐状通路が、前記流体霧化路の流動軸に関して第１の角度に配向された第１先細面を備え、前記第２錐状通路が、該流動軸に関して第２の角度に配向された第２先細面をそなえ、該第１の角度は、該第２の角度よりも小さい、請求項３に記載のシステム。
【請求項９】
流路を有する前記スプレーノズルを備え、前記スプレーノズルは、該流路に沿って設けられた第１容器を備え、該第１容器は、前記霧化インサートを受容するように構成された、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記スプレーノズルが、前記流路を持つ前記自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶の流体出口に連結されるように構成された第２容器と、前記流路に沿って充電電極を支持するように構成された第３容器と、を備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
第１区域が、前記第２容器および第３容器を有する前記流路の第１部分を備え、第２区域が、前記第１容器を有する前記流路の第２部分を備え、前記流路の該第１部分および第２部分は、互いに交差する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１区域が第１の軸を有し、前記第２区域が第２の軸を有し、該第１の軸および第２の軸が互いに交差し、前記第２区域が前記第１区域から突出する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
流路、
該流路に沿って設けられ、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶の流体出口を受容するように構成された、第１容器、および
該流路に沿って設けられた第２容器、を備える、
該自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶に連結するように構成されたエアゾール・スプレー・ノズルと、
プレ開口部および機械的分解ユニットを有し、該第２容器内に挿入されるように構成された、単一片霧化インサートと、
を備える、システム。
【請求項１４】
前記単一片霧化インサートが、前記エアゾール・スプレー・ノズルに関して取り外し可能であり、前記プレ開口部が、前記流路に沿って流体の流動を制限するように構成され、前記機械的分解ユニットが、該流動における乱れを増大するように構成された、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１容器が、前記自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶と、前記流路の第１区域に沿って同軸上に整列するように構成され、前記第２容器が、前記流路の第２区域に沿って設けられ、前記流路の該第１区域が、前記流路の該第２区域の第２流動軸に対して交差する第１流動軸を有し、該第２区域が、該第１区域より少なくとも約１０％長い、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１区域および第２区域が、前記エアゾール・スプレー・ノズルのＬ字状の外形を画定する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１区域が、前記流路に沿って設けられた第３容器を備え、該第３容器は、前記流路に沿って充電電極を支持するように構成された、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
スプレー缶容器およびスプレーノズル孔部を有し、該スプレー缶容器が、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶を受容するように構成された、枠体と、
互いに対して交差して延びる第１区域および第２区域を備え、該第１区域が、該自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶の流体出口に連結するように構成され、該第２区域が、該スプレーノズル孔部を通って、該枠体から離隔距離まで延びるように構成された、スプレーノズルと、
該枠体に連結され、該スプレーノズルを作動させるように構成された、トリガと、を備える、
スプレーデバイス、を備えるシステム。
【請求項１９】
前記スプレーノズルが充電電極を備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記スプレーノズルが、単一片に統合されたプレ開口部および機械的分解ユニットを有する、取り外し可能な霧化インサートを備える、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
(関連出願の相互参照)
この出願は、「ＡＥＲＯＳＯＬ  ＳＰＲＡＹ  ＮＯＺＺＬＥ（エアゾール・スプレー・ノズル）」と題し、２０１１年２月１４日に出願された、米国仮特許出願第６１／４４２，６７１号の利益を主張し、全ての目的のために、その全体を本明細書に参照により組み込む。
【０００２】
本開示は概して、エアゾール・スプレー・ノズルに関し、特に、エアゾール缶から射出された流体の霧化および粒子の粉砕のためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
エアゾールスプレー塗装システムは、転写効率が低いことが多い。すなわち、噴霧された塗装材の大部分が、対象物体を実際には被覆していない可能性がある。むしろ、噴霧された塗装材の多くは、周囲の大気中に失われたり、塗装を意図していない物体を被覆していたり、さらに／あるいは、たとえばユーザの手または衣服など、ユーザにうっかりまとわりついたり付着したりしている可能性がある。例として、金属のフェンスをエアゾール・スプレー・ペンキ缶を用いて噴霧する場合、ペンキのほんのわずかしか実際にはフェンスに付着せず、多くのエアゾールノズルに固有の噴霧パターンのために、ペンキの大部分が無駄になっている可能性がある。さらに、液体塗装材は、小球体、粒子、または索を含むことが多く、対象物体の不均等な被膜をもたらし、よって望ましくない仕上がりとなる。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の様々な実施形態が、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶のスプレーノズル内に装着するように構成された、霧化インサートを有するシステムを提供する。霧化インサートは、流体霧化路と、該流体霧化路に沿って設けられたプレ開口部と、該流体霧化路に沿って設けられた機械的分解ユニットと、を備える。プレ開口部は、該流体霧化路に沿った流体の流動を制限するように構成されている。機械的分解ユニットは、該流動中の乱れを増すように構成されており、該霧化インサートは、該流体霧化路と、該プレ開口部と、該機械的分解ユニットとを有する単一片構造である。
【０００５】
一実施形態において、システムは、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶に連結するように構成された、エアゾール・スプレー・ノズルを有する。該ノズルは、流路と、該流路に沿って設けられ、該自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶の流体出口を受容するように構成された第１容器と、該流路に沿って設けられた第２容器と、を備える。また、該システムは、プレ開口部および機械的分解ユニットを有する単一片霧化インサートを備え、該霧化インサートは、該第２容器に挿入されるように構成される。
【０００６】
他の実施形態において、システムは、スプレー缶容器およびスプレーノズル孔部を有する枠体を持つ、スプレーデバイスを有する。該スプレー缶容器は、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶を受容するように構成されている。また、該システムは、互いに対して交差方向に延びる第１区域および第２区域を有するスプレーノズルを備え、該第１区域は、自給式のエアゾールが充てんされた流体スプレー缶の流体出口に連結されるように構成され、該第２区域は、該スプレーノズル孔部を通って、該枠体から離隔距離まで延びるように構成されている。該システムは、該枠体に連結されたトリガをさらに備え、該トリガは、該スプレーノズルを作動させるように構成されている。
【０００７】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、全体を通じて同様の文字が同様の部材を表す添付の図面を参照して下記の詳細な説明を読めば、より良く理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の一実施形態による静電スプレー塗装システムを示す図である。
【図２】図２は、図１に示すスプレー塗装システムにおいて使用されるスプレーデバイスの実施形態の斜視図である。
【図３】図３は、トリガアセンブリを見せるためにサイドパネルが除かれた、図２に示すスプレーデバイスの側面図である。
【図４】図４は、図３の４−４線による図３のスプレーデバイスの断面側面図であり、直接充電電極および、統合されたプレ開口部を持つ機械的分解ユニットを有するノズルアセンブリの実施形態を示す。
【図５】図５は、図４のノズルアセンブリの分解断面側面図である。
【図６】図６は、図５の６−６線による分解側面断面側面図であり、互いから展開された機械的分解ユニットおよびノズルの前方部分を示す。
【図７】図７は、図４の７−７線による断面側面図であり、ノズルに対して設置された位置における機械的分解ユニットを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［詳細な説明］
本開示の１以上の具体的な実施形態を以下に説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、実際の実施の特徴は、明細書においてもれなく記載されていない場合がある。そのようなあらゆる実際の実施の開発において、あらゆる工学または設計プロジェクトにおけるように、システムに関する制約およびビジネスに関する制約にしたがって、開発者の特定の目標を達成するために、実施に特有の数多の決定がなされなければならず、これは実施によって異なり得ることを理解すべきである。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかるかもしれないが、この開示の利益を享受する当業者にとって、設計、作製、および製造について習慣的になされることと理解すべきである。
【００１０】
本開示の様々な実施形態が、ノズルアセンブリを備えるスプレーデバイスを提供する。該ノズルアセンブリは、プレ開口部および機械的分解ユニット（本明細書においては「ＭＢＵ」と称する）に遭遇するように吐出される噴霧を生じさせるように構成される。該プレ開口部および機械的分解ユニットは共に、ノズルアセンブリの出口に近接して設けられる単一片に統合されてよい。数実施形態において、プレ開口部および機械的分解ユニットはチャンバを備え、これらのチャンバは、ノズルアセンブリからの流動を制限し、かつ該流動において乱れを生起するように構成される。該チャンバは共に、霧化効率を向上させることが可能である。また、ノズルアセンブリは、吐出された流体を、充電電極を越えるように通過させ（たとえば、直接充電による）、あるいは吐出された流体を霧化後にイオン電界を通過させることにより（たとえば、間接充電による）、スプレー缶から吐出された流体を静電的に帯電させる。
【００１１】
ノズルアセンブリのスプレーノズルは、少なくとも第１区域と第２区域とを備え、少なくともそれらのいずれかは、ノズルが設けられるスプレーデバイスの枠体から突出し得る。このような突出により、吐出された噴霧の（たとえば、ユーザの手またはスプレーデバイス上の）残留が緩和され得る。
【００１２】
ここで図１を参照して、スプレー塗装システム１０の実施形態の例の概略図を示す。図１に示すスプレー塗装システム１０は、対象物体１４に対して所望の被膜を与えるためのスプレーデバイス１２を備える。図示の実施形態において、スプレーデバイス１２は、対象物体１４に向かって流体１８を噴霧するように構成された自給式のスプレー缶１６を備える。理解されるように、自給式のスプレー缶１６は、たとえばペンキなどの液体被膜、および加圧ガスまたは推進剤を含んでよい。たとえば、自給式のスプレー缶１６は、自給式のエアゾールが充てんされたペンキスプレー缶であってよい。エアゾールは概して、スプレー缶１６を加圧し、スプレー缶１６の起動時（すなわち、開弁時）に、その一部が放出され、被覆を推進する。図示の実施形態においては、スプレー缶１６は、スプレー缶１６から吐出された流体を充電し、かつ／あるいは霧化するための様々な構成を備え得る、ノズルアセンブリ２０と連動する。上記のように、また以下詳細に論じるように、ノズルアセンブリ２０は、プレ開口部およびＭＢＵを有する単一片インサートを備える。ノズルアセンブリ２０が押圧されると、スプレー缶１６の弁が開き、これによりノズルアセンブリ２０を通過する流体の流れを促進して、塗装滴の微細な霧を含む流体１８の噴霧を生成する。すなわち、推進剤（たとえば、エアゾール）により液体に対して及ぼされる圧力が、流体がノズルアセンブリ２０を通って流れるときに、液体の分解を促進する。小滴が対象物体１４に衝突すると、対象物体１４が液体により被覆される。特定の実施形態において、この液体は、ペンキが乾くと対象物体１４上に被膜を形成するペンキである。
【００１３】
ユーザが流体１８の噴霧を選択的に生成することができるように、スプレーデバイス１２は、トリガアセンブリ２２を備える。トリガアセンブリ２２は概して、ノズルアセンブリ２０と係合して、自給式スプレー缶１６から流体が吐出されるように構成される。加えて、スプレーデバイス１２は、充電電極２４などの充電器を備えて、流体１８の噴霧を静電的に帯電する。具体的には、充電電極２４は、充電電極２４の設置に依存して、霧化の前あるいは後に、流体滴に静電荷を与える。静電気を有する結果、それらの小滴は、たとえば対象物体１４などの電気的に接地された物体に静電的に誘引され、これにより、流体と対象物体１４との間の転写効率を上げることが可能となる。あいにく、特定の実施形態によっては、スプレーデバイス１２も接地されているので、上記のように、静電的に帯電された流体１８の噴霧の一部も、スプレーデバイス１２を保持しているユーザ、および／またはデバイス自体に誘引され得る。したがって、ノズルアセンブリ２０は、上記のように、スプレーデバイス１２から特定の距離だけ延伸して、そのような流体１８の噴霧の残留を緩和する。
【００１４】
一実施形態において、スプレー塗装システム１０は、直接充電システムを備え、該システムにおいては、充電電極２４が直接充電電極である。直接充電システムにおいて、スプレー缶１６から吐出された流体が充電電極２４を越えて通過するにつれて、流体が直接、電荷（たとえば負の電荷）を帯びる。次いで、この流体は、充電された電極２４による電荷を受け取った後、ノズルアセンブリ２０内で霧化される。他の実施形態においては、スプレー塗装システム１０は、間接充電システムを備え、該システムにおいては、充電電極２４は間接充電電極である。間接充電システムにおいて、流体はノズルアセンブリ２０内で霧化され、その後、個々の流体粒子がイオン電界を通過することにより、各流体粒子が電荷を獲得する。たとえば、本実施形態を、Ｂｒｙａｎｔらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｓｐｒａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ  Ｔｅｅｔｈ（接地用ティースを有する静電スプレーシステム）」と題する２０１０年１１月２４日出願の米国特許出願第１２／９５４，５２５号、およびＳｅｉｔｚらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  Ｓｐｒａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ（静電スプレーシステム）」と題する２０１０年２月２６日出願の米国特許出願１２／７１４，２８０号において記述される充電システムと連動して使用してよく、該出願は共に、すべての目的のために、その全体が参照により組み込まれる。したがって、システム１０の実施形態を、様々な間接または直接充電器（たとえば、電磁トランスデューサ）に採用して、流体滴に静電荷を与えることが可能である。
【００１５】
図示のとおり、充電電極２４は、高圧信号を電極２４に供給する高圧電源２８に電気的に結合される。たとえば、特定の実施形態において、高圧電源２８は、約５ｋ，７．５ｋ，９ｋ，１０．５ｋ，１５ｋ，２０ｋ，２５ｋ，３０ｋ，３５ｋボルトより大きな電圧を、充電電極２４にもたらしてよい。高圧信号がもたらされる一方、比較的小さな電流が、流体滴上に所望の電荷を与えるのに十分であり得る。たとえば、高圧電源２８は、約１００，８０，６０，５０，４０，３０，またはそれ以下のマイクロアンペアを出力するように構成されてよい。図示のとおり、バッテリ３０の正端子が、高圧電源２８の正端子に電気的に結合される。高圧電源２８からの所望の電気出力に基づいて、市販のバッテリ（たとえば、９Ｖ，１２Ｖ，等）を採用して、高圧電源２８に電力をもたらしてよい。様々な代替実施形態において、標準の、または専用の再充電可能なバッテリを採用してもよい。
【００１６】
図示の実施形態において、バッテリ３０の負端子が、アースグランド３２に電気的に結合される。たとえば、好適なアースグランド３２を、土壌に導電棒を打ち込むことにより達成してよい。そのような構成において、棒に流入する電荷を、土壌を通じて消散させてよい。あるいは、アースグランド３２は、地下部分を有する導電送水管または主要部への電気接続部を備えてよい。導電管の地下部分は、上述の棒と類似の方法で土壌へと電荷を消散させる役割を果たす。また、アースグランド３２は、建物のグランド（たとえば、コンセントのグランドプラグ）への電気接続部を備えてよい。
【００１７】
図示のとおり、導電部３４は、対象物体１４とアースグランド３２との間に延びる。したがって、対象物体１４の電位は、アースグランド３２の電位と実質的に等しくなる。結果的に、静電的に帯電された流体滴と対象物体１４との電位差すなわち電圧は、対象物体１４がスプレーデバイス１２のシャーシグランドに接続される構成よりも、大きくなり得る。たとえば、スプレーデバイス１２のシャーシの電位がアースの電位よりも大きい場合、帯電された流体滴と対象物体１４との電位差が低減され得る。対象物体１４は、アースグランド３２に電気的に結合され、したがって、増大された電位差により、流体噴霧１８の転写効率が向上される。
【００１８】
加えて、自給式のスプレー缶１６は、アースグランド３２に電気的に結合される。図示のとおり、スプレー缶１６は、本体部３６と、頸状部３８とを備える。本体部３６および頸状部３８は、アルミニウムまたはスチールなどの導電材料により構成されてよい。本実施形態においては、電気伝導体４０が、スプレー缶１６とアースグランド３２との間に延びる。その結果、スプレー缶１６が、アースグランド３２に電気的に接地される。
【００１９】
高圧電源２８を、バッテリ３０との正および負の電気接続が共に確立されてから、起動してよい。図示の実施形態において、バッテリ３０との負の電気接続は、電気伝導体４０と、自給式スプレー缶１６とを含む。高圧電源２８とバッテリ３０との間の負の電気接続は、スプレー缶１６がスプレーデバイス１２から除かれると、中断される。したがって、スプレー缶１６がスプレーデバイス１２内に存在し、かつ電気伝導体４０がスプレー缶１６と接触状態になければ、高圧電源２８を起動してはならない。
【００２０】
図示の実施形態においては、電気伝導体４４が、スイッチ４６をトリガアセンブリ２２に接続する。スイッチ４６は、トリガアセンブリ２２がトリガされると、たとえば、トリガアセンブリ２２と充電電極２４との間に電気接続４７を通じて電荷をもたらすことにより、充電電極２４を選択的に起動させるように構成される。スイッチ４６は、図示の開位置にある間、高圧電源２８からの電流を遮断し、閉位置にある間、高圧電源２８からの電流を使用可能にする。代替実施形態においては、スイッチ４６を、バッテリ３０の正端子と、高圧電源２８の正端子との間に配置してよい。図示の実施形態においては、スイッチ４６をトリガアセンブリ２２に隣接して配置して、トリガの押圧によりスイッチ４６を閉じるようにしている。このようにして、流体１８の噴霧が、充電電極２４の起動と実質的に同時に開始される。
【００２１】
また、スプレーデバイス１２は、アースグランド３２に連結された導電パッド４８を備える。以下に論じるように、導電パッド４８を、スプレーデバイス１２のハンドルに取り付けて、操作者がスプレーデバイス１２を握る間、操作者の手をパッド４８に接触させるようにしてよい。導電パッド４８を、アースグランド３２に電気的に接続して、操作者がスプレーデバイス１２を握っている間、操作者の電位が、アース電位に実質的に等しくなるようにする。
【００２２】
ここで図２を参照して、図１のスプレー塗装システム１０において使用するための例示的なスプレーデバイスを示す。図示のとおり、スプレーデバイス１２は、枠体５０と、取り外し可能なスプレー缶ハウジング５２とを備える。スプレー缶ハウジング５２は、自給式のスプレー缶１６を、スプレーデバイス１２内に収容かつ適切に配置するように構成される。スプレー缶１６をスプレーデバイス１２に連結するために、スプレー缶ハウジング５２を枠体５０から外し、スプレー缶１６をハウジング５２に挿入し、ハウジング５２を枠体５０に再結合してよい。一旦スプレー缶１６がスプレーデバイス１２に連結されると、流体噴霧１８をノズルアセンブリ２０から発射することが可能となり、該ノズルアセンブリ２０は、上記のとおり、噴霧１８の残留を緩和するために、少なくとも部分的に枠体５０の孔部５４を通って延びる。たとえば、操作者がトリガ５６を押圧することにより、トリガアセンブリ２２を誘導して、自給式のスプレー缶１６のノズルアセンブリ２０を起動するようにしてよい。前述のように、トリガアセンブリ２２を静電起動スイッチ４６に連結して、トリガ５６の押圧により充電電極２４を起動するようにしてよい。このように、ノズルアセンブリ２０を作動させることにより、トリガ５６を押圧すると静電的に帯電された流体１８の噴霧が誘発されて、対象物体１４に向かってノズルアセンブリ２０から発射される。
【００２３】
また、スプレーデバイス１２は、枠体５０のハンドル部分６０に連結されるパワーモジュール５８を備える。特定の実施形態において、パワーモジュール５８は、バッテリ３０（図１）と、高圧電源２８（図１）とを収容する。パワーモジュール５８は取り外し可能であり、したがってバッテリ３０が交換可能である。また、ハンドル部分６０は、スプレーデバイス１２の操作中に操作者の手に接触するように構成される、導電パッド４８を備える。導電パッド４８は、ハンドル部分６０内に配設されて、ハンドル部分６０を握っている間、操作者がパッド４８に接触するようになっている。電気伝導体４０は、ハンドル部分６０に近接するスプレーデバイス１０の枠体５０から延び、スプリングコンタクト６２において終端して、上述のように、スプレーデバイス１０をアースグランド３２によって接地するのに利用可能である。
【００２４】
ここで図３を参照して、図２のスプレーデバイス１２の例を、トリガアセンブリ２２を見せるためにサイドパネルを除いた状態で示す。さらに、図３は、スプレーデバイス１２内に収容される様々な電気構成を図示する。これらの電気構成には、スプレー缶１６とアースグランド３２との間の接地を維持するために用いられるものとともに、高圧源２８から、ノズルアセンブリ２０内に設けられる充電電極２４への電気経路（図４）が含まれる。具体的には、図示の実施形態において、電気伝導体４０は、スプリングクリップ６２から、スプレーデバイス１２の枠体５０の内部を通って、スプレー缶１６（たとえば、スプレー缶１６の頸状部）に固着される電気的インターフェースタブ６８まで延びる。電気的インターフェースタブ６８は、伝導体４０およびスプリングクリップ６２（すなわち、アースグランド３２）と、スプレー缶１６との間の電気的インターフェースをもたらして、上述のように、スプリングクリップ６２がグランドに固定される間、スプレー缶１６が接地され続けることを可能にする。したがって、電気的インターフェースタブ６８を、たとえば、スプリング、ボルト、導電性接着剤、溶接、ろう付け、または圧着など、１以上の導電構成により、スプレー缶１６に固着してよい。
【００２５】
上述のように、トリガアセンブリ２２は、ノズルアセンブリ２０を作動させて、流体１８の噴霧を開始してよい。したがって、トリガアセンブリ２２は、高圧源２８と充電電極２４との間に形成される電気経路（図４参照）をエネーブルして、缶１６から吐出される小滴を、静電的に帯電させることが可能である。図示の実施形態では、トリガアセンブリ２２は、トリガ５６と、ピボット７０と、作動アーム７２と、を備える。図示のとおり、ピボット７０を、枠体５０に連結して、トリガ５６が方向７６に変位されると、トリガアセンブリ２２が、第１の回転方向７４に回転できるようにする。また、トリガアセンブリ２２は、枠体５０の突起８０と接触状態にある、ばね力抵抗回転をもたらす付勢部材７８を備える。そのような抵抗は、ユーザが容易にデバイス１２から噴射される噴霧１８の量を調整できるために望ましい。たとえば、流体１８の噴霧を開始するために、トリガ５６を方向７６に押圧することにより、トリガアセンブリ２２を駆動してピボット７０を第１の回転方向７４に回転させることが可能である。トリガアセンブリ２２が回転する間、付勢部材７８と突起８０との接触が、付勢部材７８を誘導して撓ませることにより、抵抗をもたらす。加えて、トリガアセンブリ２２が回転して、作動アーム７２の遠位端の接触面８２を誘導し、方向８４に並進させる。接触面８２をノズルアセンブリ２０に隣接して配置して、接触面８２の方向８４への移動が、ノズルアセンブリ２０をスプレー缶１６の頸状部３８に向かって駆動し、これにより流体１８の噴霧が開始されるようにする。さらに、特定の実施形態において、接触面８２を、以下に述べるように、高圧電源２８に電気的に接続してよい。図示のとおり、充電電極２４をノズルアセンブリ２０から部分的に延出させて（図４参照）、接触面８２を充電電極２４に接触させ、かつ充電電極２４に電荷を与えるようにする。これにより、充電電極２４が、スプレー缶１６から流動する流体を静電的に帯電させることができる。
【００２６】
上記のように、図示の実施形態では、トリガアセンブリ２２を、流体１８の噴霧が開始されるのと実質的に同時に充電電極２４を起動させるように構成する。具体的には、トリガ５６は、静電起動スイッチ４６に隣接して配置された底部８６を備える。トリガ５６が方向７６に押圧されると、トリガ５６の底部８６が、スプリングの装填された突起８８に接触し、突起８８を方向９０に駆動することにより、スイッチ４６を閉じる。スイッチ４６の閉止は、高圧電源２８と接触面８２との間の電気接続を確立して、充電電極２４を起動させることができる。したがって、トリガ５６の押圧により、ノズルアセンブリ２０からの静電的に帯電された流体滴の噴霧が生成される。代替実施形態では、スイッチ４６を、トリガアセンブリ２２の他の領域（たとえば、作動アーム７２，ピボット７０など）に隣接して配置して、トリガ５６の押圧が、スイッチ４６を閉位置に推し進めるようにしてもよい。さらなる実施形態において、スイッチ４６をトリガ５６とは独立に操作して、静電充電を起動させることなく、操作者が、流体１８の噴霧を開始するようにしてもよい。
【００２７】
図示のとおり、図１に関して述べた電気接続部４４を有する導管９２が、高圧電源２８と充電電極２４との間に延びる。理解されるように、高圧信号を搬送する電気伝導体が、周囲の電子機器に干渉し、かつ／あるいは隣接する導体または回路内で電荷を誘発し得る。したがって、導管９２を、充電電極供給導体を通過する高圧信号から、周囲の機器、導体および／または回路をシールドするように構成する。また、本実施形態は、静電充電システムの動作状態を視覚的に示す発光ダイオード（ＬＥＤ）などのインジケータ９４を備える。以下に詳細に論じるように、インジケータ９４は、バッテリ３０に電気的に結合され、充電電極２４の起動時に、ユーザが知覚することが可能な表示（たとえば照明）をもたらすように構成される。そのような視覚表示器により、流体１８の噴霧がスプレーデバイス１２により静電的に帯電されているかどうかを、操作者がすぐに判断できる。
【００２８】
ここで図４を参照して、図３の４−４線による断面図を示す。具体的には、ノズルアセンブリ２０、スプレー缶１６の上部１００、およびトリガアセンブリ２２の一部の断面図が図示される。上記のとおり、トリガアセンブリ２２を、トリガ５６の方向７６（図３）への移動により作動させてよい。トリガアセンブリ２２を作動させた結果、接触面８２が方向８４に動く。接触面８２が方向８４に動いて充電電極２４に接合すると、導管９２が接触面８２に電荷をもたらし、次いで充電電極２４にその電荷をもたらす。そして、電気的に帯電された電極２４は、図示の実施形態によると、スプレー缶１６から吐出された流体に直接接触して、流体に静電荷を与える。
【００２９】
上記のように、接触面８２がノズルアセンブリ２０に向かって下方（すなわち方向８４）に移動すると、流体がスプレー缶１６から吐出される。ノズルアセンブリ２０は、第１区域（たとえば、鉛直区域）１０４と、この第１区域１０４の軸１０８と交差する方向に第１区域１０４から延びる第２区域１０６（たとえば、水平方向）と、を有するノズル１０２を備える。よって、区域１０４および１０６は、たとえば、互いに対して約１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，または９０度など、約１０度から９０度の角度を互いに対してなすように設定される。数実施形態において、第１区域１０４および第２区域１０６は、ノズル１０２の実質的にＬ字状の外形を画定する。第１区域１０４は、第１区域１０４の長手方向の延長線上の対向する位置に設けられる、１対の容器である第１容器１１０および第２容器１１２を備える。
【００３０】
第１容器１１０は、充電電極２４の少なくも一部を受容するように構成され、かつ、トリガアセンブリ２２の接触面８２に近接する、第１区域１０４の延長線上の位置に設けられる。このように、第１容器１１０は、充電電極２４を接触面８２に近接して配置することが可能であり、これにより、トリガアセンブリ２２がトリガされると、接触面８２が充電電極２４に接触して、電荷をもたらすようになっている。第１容器１１０を、充電電極２４の形状と一致するように形成してよい。たとえば、第１容器１１０は、充電電極２４と比較的堅固に嵌合するように、環状の形状を有してよく、充電電極２４も環状の形状を有してよい。様々な実施形態において、第１容器１１０が、充電電極２４の外形により、正方形、矩形、円形、三角形、または他の好適な外形を有し得ることを理解すべきである。さらに、第１容器１１０は、充電電極２４を接触面８２に近接して配置する一方、充電電極２４を、スプレー缶１６から吐出される流体の流路１１４に近接かつ／あるいはこれに沿って配置してもよい。これにより、充電電極２４が、帯電される際、吐出された流体に直接静電荷を与えることができる。
【００３１】
上記のとおり、第１区域１０４の第２容器１１２は、第１容器１１０から第１区域１０４の長手方向の延長線上に対向する位置に設けられる。第２容器１１２は概して、スプレー缶１１６の出口１１６を受容するように構成されて、缶１６から吐出される流体が、第１区域１０４へと流路１１４に沿って受容するようになっている。第２容器１１２を、スプレー缶１６の出口１１６の外形と一致するように大きさを設定してよい。よって、第２容器１１２は、数実施形態においては、スプレー缶１６の出口１１６を受容するように構成された、錐状、円錐台状、円筒状、または環状の形状を有してよい。さらに、第２容器１１２を、出口１１６の様々な形状および／または大きさを受容するように構成してよく、これにより、ノズルアセンブリ２０が、様々な異なるスプレー缶１６および／またはスプレーデバイス１２と併せて使用可能となる。また、第２容器１１２は、橋台面１１８として用いられるノズルアセンブリ２０の領域を含む。橋台面１１８は、出口１１６の張出面１２０と接触するように構成される。スプレー缶の本体部３６に向かって押し込まれると、張出面１２０は、スプレー缶１６の出口弁を開かせて、スプレー缶１６内に含まれるエアゾールを放出させる。よって、トリガアセンブリ２０が起動されると、ノズルアセンブリ２０がスプレー缶１６に向かって移動して、橋台面１１８を、出口１１６の張出面１２０と接合させる。橋台面１１８と張出面１２０とが接触し、流体を、出口１１６に通じるスプレー缶１６の内部導管１２２を通って流す。これにより、流体が、第１区域１０４へと軸１０８に沿って吐出される。
【００３２】
いったん流体が缶１６から第１区域１０４へと吐出されて、充電電極２４から静電荷を得ると、流体は、流路１１４に沿って、ノズル１０２の第２区域１０６へと流れる。上記のとおり、第２区域１０６は、第１区域１０４から軸１０８に関して実質的に交差するように延びる。第２区域１０６は、ノズル１０２の出口１２６に近接する第３容器１２４を備える。出口１２６は概して、噴霧１８を排出するように構成され、上述のように、枠体５０の孔部５４から、少なくとも離隔距離１２７分、孔部５４の最も外側の延長線上１２９から延びたノズル１０２の領分に位置する。距離１２７により、少なくとも部分的に、静電的に帯電された噴霧１８が、スプレーデバイス１２またはユーザの手にまとわりついて付着することが防止され得る。たとえば、距離１２７が大きくなるほど、噴霧１８がデバイス１２および／またはユーザの手にまとわりつく可能性が低減し得る。なぜなら、そのような残留を引き起こす静電力は、帯電された噴霧とグランド（すなわち、デバイス１２）との間の分離が増すにつれて減少し得るからである。第３容器１２４は、霧化インサート１２８を受容かつ収納するように構成される。
【００３３】
霧化インサート１２８は、プレ開口部１３０と、ＭＢＵ１３２とを備え、これらは各々、霧化インサート１２８と統合されて単一片をなす。この単一片は、個別の片をはり付けるか、あるいは単一片に成形することにより形成されてよい。霧化インサート１２８の構成を、以下詳細に述べる。
【００３４】
図５は、ノズルアセンブリ２０の分解断面側面図である。図５に図示のとおり、充電電極２４および霧化インサート１２８は、ノズル１０２から、各々の接続軸に沿って展開されて示されている。図示の実施形態において、第１容器１１０は概して、充電電極２４の略円筒形の外側形状に整合する、略円筒形の内側形状を有し、導電電極２４を、ノズル１０２の延長線上を越えて延伸させることができる。第２容器１１２は、上記のとおり、軸１０８に沿って第１区域１０４の対向する延長線上に設けられ、先細面である橋台面１１８を、スプレー缶１６の出口１１６の張出面１２０に接触させつつ、スプレー缶１６の出口１１６を受容する円錐台状の形状を有する。上記のとおり、流路１１４は、スプレー缶１６から第１区域１０４を通って吐出される流体を、少なくとも充電された電極２４の一部を越えて、ノズル１０２の第２区域１０６へと流す。第２区域１０６は、第２区域１０６に沿って、かつ霧化インサート１２８へと流体を流す流動軸１４０を有し、この様子は、第３容器１２４から流動軸１４０に沿って展開されて図示されている。
【００３５】
第２区域１０６は、上記のとおり、長さ１４２を有するため、出口１２６が、枠体５０の孔部５６から、枠体５０からの離隔距離１２７まで延びる。実際、数実施形態において、第２区域１０６の長さ１４２と第１区域１０２の長さ１４４との比は、少なくともおよそ１．１：１であり得る。たとえば、この比は、約１．１：１，１．２：１，１．３：１，１．４：１，１．５：１，１．６：１，１．７：１，１．８：１，１．９：１，２．０：１，２．１：１，２．２：１，２．３：１，２．４：１，２．５：１，２．６：１，２．７：１，２．８：１，２．９：１，３：１、またはそれ以上であってよい。さらに、これら区域の各々の外側長さの合計は、上述の比と類似または同一の比を有してよい。
【００３６】
第２区域１０６は、霧化インサート１２８を受容かつ収納するように構成された、第３容器１２４を含む。上記のとおり、霧化インサート１２８は、プレ開口部１３０と、ＭＢＵ１３２とを備える。プレ開口部１３０は概して、矢印１４６として示される、霧化インサート１２８に流入する帯電された流体の流れを制限するように構成される。プレ開口部１３０は、第１錐状通路１５０に通じる入口１４８を含む。第１錐状通路１５０は、入口１４８からアセンブリ１２８の幅方向の延長線上の対向する位置に設けられる、出口１５２に向かって収束する外形を有する。第１錐状通路１５０は、プレ開口部１３０を画定し、ＭＢＵ１３２を画定する第２錐状通路１５４に通じる。ＭＢＵ１３２は、一般的な意味では、帯電された流体１４６の流れに乱れを生起するように構成され、出口１５２に通じる。
【００３７】
図６は、図５の６−６線による断面側面図である。図６に図示のとおり、第２区域１０６は、第１膨張領域１６０（たとえば、環状膨張領域）および第２膨張領域１６２（たとえば、環状膨張領域）などの、１対の流体膨張領域によって区切られる第３容器１２４を有して示される。第１膨張領域１６０は、第３容器１２４の上流の流路１１４に沿って設けられ、帯電された流体１４６を、第２区域１０６の主導管１６４から出ると同時に膨張させる。第１膨張領域１６０は、帯電された流体１４６を、主導管１６４の直径１６８より大きい直径１６６へと放射状に膨張させる。例として、膨張領域１６０の直径１６６は、主導管１６４の直径１６８よりも、約１０％，２０％，３０％，４０％，５０％以上大きくてよい。数実施形態においては、そのような領域内で生じる膨張は、乱れ、撹拌、および流体分解を発生／包含し得る。
【００３８】
流体が第１膨張領域１６０を通過すると、流体霧化路１７０に沿って低減する直径を有する複数の環状領域を含む、霧化インサート１２８に遭遇する。図示の実施形態において、霧化インサート１２８は、第１膨張領域１６０の直径１６６に比べて実質的に低減された直径１７２を有する、入口１４８を含む。たとえば、入口１４８の直径１７２は、第１膨張領域１６０の直径１６６の大きさの約１％から５０％の間、たとえば、１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％，７０％，８０％または９０％）であってよい。入口１４８の直径１７２は、ノズルアセンブリ２０から霧化されて噴射される流体量を測るように変化させてよい。この点において、霧化インサート１２８のプレ開口部１３０も、スプレーデバイス１２を出る流体量を測る役割を果たす。さらに、上述の、かつ以下にさらに説明する直径の急な変化は、撹拌、乱れ、流体の分解、緻密化、膨張、等を誘発するのに役立ち得る。
【００３９】
流体霧化路１７０に沿って、霧化インサート１２８は、入口１４８および第１錐状通路１５０により画定されるプレ開口部１３０を含む。第１錐状通路１５０は、第１屈曲領域１７４へと漸減する。第１屈曲領域１７４は、入口１４８の直径１７２より小さい直径１７６を有し、霧化インサート１２８のＭＢＵ１３２部分の入口をなす。例として、入口１４８の直径１７２と第１屈曲領域１７４の直径１７６との比は、約１．１：１から約４：１の間、たとえば約１．１：１，１．２：１，１．３：１，１．４：１，１．５：１，２．０：１，２．５：１，３．０：１，３．５：１，４．１：１、またはそれ以上であってよい。一実施形態においては、比は、約１．３：１であってよい。第１屈曲領域１７４は、図示の実施形態を参照して理解されるように、第１錐状通路１５０を形成し、かつ第１のテーパ（たとえば、角度）を有する第１先細面１７８が、第２錐状通路１５４を形成し、かつ第２のテーパ（たとえば、角度）を有する第２先細面１８０へと屈曲していく領域であり、これを図７に関してさらに詳述する。第２錐状通路１５４は、上記のとおり、直径１７６および直径１７２より小さい直径１８２を有する出口１５２に向かって収束する。例として、入口１４８の直径１７２と出口１５２の直径１８２との比は、約１．１：１から約４：１の間、たとえば１．１：１，１．２：１，１．３：１，１．４：１，１．５：１，２．０：１，２．５：１，３．０：１，３．５：１，４．０：１、またはそれ以上であってよい。一実施形態において、直径１７２と直径１８２との比は、約２．０：１であってよい。第１屈曲領域１７４の直径１７６と出口１５２の直径１８２との比は、約１．１：１から約３：１の間、たとえば、１．１：１，１．２：１，１．３：１，１．４：１，１．５：１，２．０：１，２．５：１，３．０：１，３．５：１，４．０：１、またはそれ以上であってよい。一実施形態において、直径１７６と直径１８２との比は、約１．５：１であってよい。
【００４０】
上記のとおり、第２膨張領域１６２は、第１膨張領域１６０からの霧化インサート１２８の対向する延長線上に設けられる。第２膨張領域１６２は、霧化インサート１２８を横断した流体を膨張させて静電噴霧１８を生成することが可能である。例として、第２膨張領域１６２は、出口１５２の直径１８２より大きい直径１８４を有してよい。実施形態において、第２膨張領域１６２の直径１８４は、第１膨張領域１６０の直径１６６より小さいか、実質的に同一か、または大きくてよい。例として、第２膨張領域１６２の直径１８４は、第１膨張領域１６０の直径１６６の約１０％，２０％，３０％，４０％，５０％，６０％以上の大きさであってよい。第２膨張領域１６２の直径１８４と出口１５２の直径１８２との比は、約２．０：１から約２０：１の間、たとえば、２．０：１，３．０：１，４．０：１，５．０：１，１０：１，１５：１，２０：１以上、あるいはその間のあらゆる比であってよい。一実施形態において、直径１８４と直径１８２との比は、約１０：１であってよい。
【００４１】
さて図７に移って、図４の７−７線による断面側面図を示す。特に、霧化インサート１２８は、ノズル１０２の第２区域１０６の第３容器１２４内に設けられるように図示される。帯電された流体１４６が、膨張し、収縮し、流体霧化路１７０に沿って流れて再膨張する様子も図示される。帯電された流体１４６が流路１１４に沿って流れると、流体１４６は、流体霧化路１７０の第１膨張領域１６０に遭遇する。帯電された流体１４６は次いで、矢印１９０によって表されるように、乱れ、撹拌、膨張、または流体分解のいずれか１つ、あるいはその組み合わせを経験し得る。次いで、結果として生じた流体は、霧化インサート１２８の入口１４８（すなわち、プレ開口部１３０）に遭遇し、第１の膨張された流体１９０の流れが、入口１４８の直径１７２によって制限される。入口１４８を、流動を測るとともに、乱れ、撹拌、および流体の分解を増大させるように構成してよい。流体１９０が、プレ開口部１３０に流入かつこれを漸進すると、流体１９０は加速し、場合によっては、概して矢印１９２によって表されるように、次第に密度が濃くなる。この過程は概して、第１錐状通路１５０を画定する先細面１７８によるものである。先細面１７８のテーパを、たとえば流動軸１４０から約１°から１５°などの、角度１９４によって画定してよい。
【００４２】
流体１９２がプレ開口部１３０を通って移動して屈曲領域１７４（すなわち、ＭＢＵ１３２）に遭遇すると、流体１９２は、矢印１９６として概して表される、乱れおよび／または緻密化の高まりを経験する。乱れの高まりは、屈曲領域１７４の存在に起因し、また緻密化の高まりは、第２錐状通路１５４を画定する第２先細面１８０に起因し得る。第２先細面１８０のテーパを、たとえば、流動軸１４０から約１°から２５°などの角度１９８によって画定する。特定の実施形態において、角度１９４と角度１９８とは異なってよく、角度１９８が、たとえば０．１から１０度ほど大きい。このように、第２錐状通路１５４は、出口１５２に向かって、より急峻な角度（すなわち、より急速に）収束する。
【００４３】
帯電された流体１４６が霧化インサート１２８を通って流れると、流体１４６は、ポテンシャルエネルギを獲得し、これが出口１５２を出る流体１９６として放出される。たとえば、流体は、先細面１７８，１８０によって生起される過程によりポテンシャルエネルギを獲得し、これにより、類似あるいは同一の静電荷を有する小滴が、互いに密接して配置される。緻密化は、高レベルの静電反発力を生成することにより、緻密化された流体のポテンシャルエネルギを増大させる。さらに、そのような緻密化は、単純な流体力学により、出口１５２の外部の大気圧に対して流体の圧力を増大させる。よって、数実施形態において、プレ開口部１３０の長さ２００とＭＢＵ１３２の長さ２０２との比は、流体が霧化インサート１２８を通って流れる際、少なくとも部分的に、流体の流体流動力学およびポテンシャルエネルギに影響を与え得る。例として、長さ１９８と長さ２００との比は、約０．５：１．０および２．０から１．０の間であってよい。数実施形態において、長さ１９８と長さ２００との比は、約０．５：１，０．６：１，０．７：１，０．８：１，０．９：１，１：１，１．１：１，１．２：１，１．３：１，１．４：１，１．５：１，１．６：１，１．７：１，１．８：１，１．９：１または２．０：１であってよい。出口１５２への到達時に、流体１９６は、第２膨張領域１６２に遭遇し、上記の直径１８４により、霧化インサート１２８を通って流れることにより得られた蓄積ポテンシャルエネルギを、乱れた流体１９６が放出することができる。また、結果として生じる膨張は、上述の静電塗装噴霧１８の生成を補助する。また、第２膨張領域１６２は、さらなる霧化および／または噴霧１８の形状の制御に役立ち得る。
【００４４】
また、本明細書に開示される様々な実施例は、本明細書に開示される他の実施例または実施形態の特徴と組み合わせられる特徴を有してよいことを理解すべきである。すなわち、本実施例は、説明を簡略化するように提示されているが、互いに組み合わせてもよい。本開示の特許可能な範囲は請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を包含し得る。そのような他の実施例は、請求項の文言と異ならない構成要素を有する場合、あるいは、請求項の文言から非実体的な相違を有する均等の構成要素を備える場合、請求項の範囲内であることが意図される。
【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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【国際調査報告】
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