JP4125488B2 - 容器内を所定の一定の圧力に維持する圧力制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、容器内に貯容された流体を容器より所定の一定の圧力にて排出供給するよう構成された円筒形の容器と、容器内を所定の一定の圧力に維持する圧力制御装置とを含む組立体であって、圧力制御装置は第一の室と、第二の室と、第二の室に対する閉止部材の位置に応じて第一の室と容器との間の連通接続部を開閉するよう第二の室に対し相対的に移動可能な少なくとも一つの閉止部材とを含み、第一の室は使用時には容器内の圧力よりも高いガスにて充填され、第一の室に対する閉止部材の位置は少なくとも容器内の圧力及び第二の室内の圧力に依存し、使用時には容器内の圧力が所定の圧力以下に低下すると連通接続部が開かれ、これによりガスが第一の室より容器へ流れ、容器内の圧力上昇により連通接続部が閉止部材によって再度閉じられるまで容器内の圧力が再度上昇し、第二の室は第一の室外に配置され、閉止部材は第一の室の第一の孔を貫通して延在する軸部を含み、第一の孔にはシールリングが設けられ、軸部には周方向の溝が設けられ、該溝内にシールリングが延在する組立体に係る。かかる組立体は欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０４４６９７３により公知である。
【０００２】
この公知の組立体の欠点は、容器内の流体が必ずしも信頼性よく正確に排出供給されないということである。即ち、時間の経過と共にガスが第一及び第二の室より容器へ拡散する。第二の室内の圧力は容器内の所定の圧力を決定するので、時間の経過と共に所定の圧力が不安定になる。更に時間の経過と共に閉止部材が容器内の圧力の増減に適正に応答しなくなることが判った。従って容器内の圧力を正確に制御することができなくなる。
【０００３】
更に閉止部材には薄肉部が設けられ、該薄肉部には第一の室を開閉すべく軸部が取り付けられている。
【０００４】
このことは圧力を制御するための軸部の可動性に悪影響を与え、従って圧力の制御が不正確になり、そのため上述の問題が生じる。更に容器がほぼ空の状態になると、排出供給されるべき流体を内部に貯容する容器の有効容積が流体の体積に対し相対的に大きくなり、そのため流体の排出供給が不正確になる。
【０００５】
本発明の目的は上述の問題を解消することである。
【０００６】
従って本発明による組立体は、第一の室が第一の孔が設けられた容器体よりなり、第二の室が第一の端部にて閉じられ且つ第二の端部が第二の孔を形成するシリンダにより形成され、閉止部材がシリンダの軸線方向に移動可能なプランジャよりなり、プランジャはシリンダ内に配置され、プランジャは容器体より容器体の第一の孔及びシリンダの第二の孔を貫通してシリンダまで延在する軸部を含み、プランジャにはその外面にシールリングが設けられ、該シールリングはその一方の側に位置するプランジャの外面とその他方の側に位置するシリンダの内面との間にガスシールを形成しており、容器体は容器の軸線方向に移動可能に容器内に受け入れられるよう構成されたプランジャとして形成されており、容器体は容器を上方部分と下方部分とに区画しており、連通接続部は容器の下方部にて終っており、容器の上方部分は排出供給されるべき流体にて充填されており、使用時には容器の上方部分内の圧力が所定の圧力以下に低下すると、容器の上方部分の容積は減少するが、容器の下方部分の容積が増大して容器体と容器の下方部分とが連通接続されるよう、プランジャとして形成された容器体が移動するので、容器の下方部分内の圧力が同様に低下し、これによりガスが容器体より容器の下方部分へ流れ、容器の下方部分内の圧力及び容器の上方部分内の圧力が再度上昇し、容器の下方部分内の圧力の上昇により連通接続部が閉止部材によって再度閉じられるまでプランジャとして形成された容器体が更に上方へ移動することを特徴としている。
【０００７】
第一の室は容器体よりなり、第二の室は容器体外に配置されているので、第一の室を完全に気密に形成することができる。
【０００８】
更に第一の室は容器体よりなるので、使用時には容器の軸線方向に移動可能に容器内に受け入れられるよう構成されたプランジャとして第一の室を形成することができる。その場合容器は上方部分と下方部分とに区画され、容器の上方部分は排出供給されるべき流体にて充填され、使用時には連通接続部は容器の下方部分にて終る。容器内の殆ど全ての流体が排出供給されると、上方部分の容積が減少し、これにより残留する流体の正確で信頼性及び安定性が高い排出供給が保証される。プランジャはシリンダ内を自由に移動可能であるので、容器体の孔を開閉する軸部はシリンダ内に於けるプランジャの位置に関係なくガス圧にのみ応答し、これにより容器よりの非常に正確な流体の排出供給が保証される。プランジャの外面にはシールリングが設けられているので、その一方の側に位置するプランジャの外面とその他方の側に位置するシリンダの内面との間に良好なガスシールが形成され、これによりガスが容器の上方部分より容器の下方部分へ又はこれとは逆に流れることが防止される。
【０００９】
一つの特定の実施形態によれば、第二の室の容積は第二の室に対する閉止部材の位置に依存する。その場合には、第二の室の圧力のみが所定の圧力を決定するために使用される。しかし閉止部材に圧力を作用させる他の手段が第二の室に組み込まれてもよい。かかる他の手段として例えばばねがある。
【００１０】
これ以降図面を参照して本発明を更に説明する。
【００１１】
図１に於いて、１は本発明による圧力制御装置の第一の実施形態を示している。圧力制御装置１は容器内を所定の一定の圧力に維持するよう構成されている。容器は例えば容器内に充填された流体を容器より上記圧力にて排出供給するよう構成されたエアーゾル缶であってよい。製品流体が収容され所定の圧力下にある容器の内部空間が符号２により示されている。
【００１２】
圧力制御装置は第一の室４及び第二の室６を含んでいる。第二の室６は第一の室外に配置されている。換言すれば、第二の室６は第一の室により囲繞された空間外に配置されている。圧力制御装置は更に第二の室６に対し相対的に移動可能な閉止部材８を含み、該閉止部材８は後に更に説明する弁の一部を構成している。第二の室６は第一の端部１２に於いて閉じられたシリンダ１０よりなっている。シリンダ１０は少なくとも実質的に容器の内部空間２内に延在している。この例に於いては、閉止部材８はシリンダ１０の軸線方向に移動可能なプランジャ８よりなっている。プランジャ８は第一の孔１６内に延在している。更にプランジャは第二の室６の第二の孔１８内にへ延在している。第二の孔１８は実際にはシリンダ１０の開口端により形成されている。第一の孔１６にはシールリング２０が設けられている。シールリング２０はプランジャ８の軸部２４の周方向溝２２内に延在している。更にプランジャ８にはシールリング２０の外側にシールリング２６が設けられており、シールリング２６はその一方の側に位置するプランジャ８の外面とその他方の側に位置するシリンダ１０の内面との間のガスシールを構成している。プランジャ８は溝２２の幅により決定される両端位置の間に第二の室６に対し相対的に軸線方向に往復動される。プランジャ８が図に於いて左側の端部位置へ移動すると、プランジャは第一の孔１６を閉ざす。更にシリンダ１０の側壁には第二の室６の外側の位置に孔２８が設けられている。
【００１３】
使用時には、第一の室４が比較的高い圧力のガスにて充填される。容器の内部空間２及び第二の室もガスにて充填される。しかし容器及び第二の室６内の圧力は第一の室４内の圧力よりも低い。
【００１４】
圧力制御装置の作動は以下の通りである。まず最初のうちは、第二の室の圧力はシリンダ１０により囲繞される空間３０内の圧力と実質的に等しいが、空間３０は第二の室外に位置する。プランジャ８は左側の端部位置に位置し、従って孔１６は閉じられている。この例に於いては、プランジャに作用する力の合計は実質的に第二の室内の圧力及び空間３０内の圧力により決定される。プランジャの第一の室４内の部分は比較的小さい表面積しか有していないので、第一の室４内の圧力は極僅かしか寄与しない。
【００１５】
使用者が容器内より流体を出すことにより容器内の圧力が低下し始めると、容器の内部空間２内の圧力も低下する。空間３０内の圧力も孔２８を経て同様に低下する。従って第二の室６内の圧力は空間３０内の圧力よりも高くなる。その結果第二の室６内の圧力及び容器の内部空間２内の圧力によりプランジャが図１で見て右方向へ移動し、そのため孔１６が開かれる。孔１６が開かれると、第一の室４と容器の内部空間２との連通接続部が開かれる。この連通接続部は孔１６及び孔２８を含んでいる。第一の室４内の圧力は容器の内部空間２内の圧力よりも高いので、ガスは第一の室４より容器の内部空間２へ流動し始める。従って容器の内部空間２内の圧力が再度上昇し始める。ある瞬間に内部空間２内の圧力、従って空間３０内の圧力は、プランジャ８が再度左方へ移動され再度孔１６を閉ざす程度にまで上昇する。かくして平衡状態が再度達成され、容器の内部空間２内の圧力は元の圧力レベルに復帰する。この例に於いては、第一の室の容積は第二の室の容積よりも遥かに大きい。従って一方に於いては容器内の圧力が何度も回復するよう十分な量のガスが第一の室４に受け入れられる。また他方に於いては、圧力制御装置のコンパクト化を可能にするので、第二の室６は小さいことが有利である。この例に於いては、第二の室６の容積は第二の室に対する閉止部材の位置に依存する。またこの例に於いては、第一の室の側壁３２には連通接続部の一部を構成する孔１６が設けられている。更に第二の室の側壁には孔１８が設けられている。実際には孔１８はシリンダ１０の開口端により形成されている。また閉止部材は第一の室４より孔１６及び１８を貫通して第二の室６まで延在している。閉止部材の第一の端面３４が第一の室内に位置し、閉止部材の第二の端面３６が第二の室６内に位置している。第一の端面３４の面積は第二の端面３６の面積よりも遥かに小さいので、ガスの圧力により閉止部材に及ぼされる力は第一の室４内の圧力によっては僅かしか影響されない。第二の室６内の圧力及び内部空間３０内の圧力は閉止部材８に作用する力の大部分を発生する。従って第一及び第二の端面の形態は、第一の端面に作用するあるガス圧が、該ガス圧が第二の端面に作用することにより閉止部材の移動方向に発生する力よりも小さい閉止部材の移動方向の力を発生するような形態である。従って連通接続部、即ち孔１６が閉じられる平衡状態は、実質的に第二の室６内の圧力により決定され、少なくとも実質的に第一の室４内の圧力に依存する。
【００１６】
図２は図１に示された圧力制御装置がエアーゾル缶として形成された容器３８に使用された状態を示している。図１に示された部材に対応する部材には同一の符号が付されている。容器３８は底４２が設けられた容器体４０よりなっている。容器体４０の上端にはそれ自身公知の弁４１が設けられており、弁４１にはプッシュボタン４３が設けられている。プッシュボタン４３が押されると、容器の内部空間内に貯容された流体が噴出する。第一の室４は容器体４０内に逆さに配置されたカップ形のホルダー４４により形成されている。カップ形のホルダー４４の長手側のエッジ４８は容器体４０の底４２及び垂直の側壁と一体に接続されている。圧力制御装置１は第一の室としてのホルダー４４の壁３２の孔に配置されている。この例の作動は図１を参照して上述した作動に完全に対応している。
【００１７】
図３は図１に示された圧力制御装置が設けられた容器を示している。しかし第一の室４の直径は図２に示された直径よりも小さい。尚この例の作動は全く同一である。
【００１８】
図４も図１に示された圧力制御装置を含む容器を示している。この例の第一の室４の直径も容器体４０の直径より小さい。しかしこの例に於いては、第一の室４は容器体４０内に同心状には受け入れられていない。尚この例の作動も図１を参照して上述した作動と全く同様である。
【００１９】
図５に示された容器の容器体４０には、該容器体の高さの中央より僅かに下方にディスク５０が設けられている。ディスク５０はシールリング５２を介して容器体４０の内面に気密式に接続されている。かくしてディスク５０は容器体４０を二つの部分に区画している。容器体４０の上方部分は排出供給されるべき流体が貯容される容器の内部空間２を構成しており、容器体４０の下方部分は第一の室４を構成している。従ってディスク５０は容器の内部空間２と第一の室４との間の仕切り壁を構成しており、図１に於いて符号３２により示された壁に対応している。圧力制御装置の他の部分は図１に示された上述の圧力制御装置１に完全に対応している。
【００２０】
図６（Ａ）は本発明による圧力制御装置の第二の実施形態を示している。図１に示された部材に対応する部材には同一の符号が付されている。しかしこの実施形態に於いては、圧力制御装置は第一の閉止部材８′と第二の閉止部材８″とを含んでいる。第一の閉止部材８′はボールとして形成された球形をなしている。第一の孔１６は第一の室４に対する第一の閉止部材８′の位置に応じて開閉される。第二の閉止部材８″は、第二の室６の軸線方向に移動可能であるよう第二の室６内に受け入れられたプランジャとして形成されている。プランジャの軸部２４は第二の室６外へ第一の閉止部材８′の近傍まで延在している。この実施形態に於いても、第二の室６の容積は第二の室に対するプランジャとしての第二の閉止部材８″の位置に依存する。この位置も第二の室６内の圧力及び容器の内部空間２内の圧力に依存する。前述の如く、容器の内部空間２内の圧力は空間３０内の圧力に等しい。この実施形態に於いては、第一の閉止部材８′は第一の室４内の圧力の影響により上方へ移動し、これにより孔１６を閉じる。従ってかかる状況に於いては、第二の閉止部材８″は第一の室４内のガス圧に依存する力を受けない。製品流体が容器内より出されることにより内部空間２内の圧力が低下し始めると、空間３０内の圧力も同様に低下し始める。第二の閉止部材８″は空間３０及び第二の室６内の圧力の影響により図６（Ａ）で見て下方へ移動し始める。従って軸部２４は第一の閉止部材８′に接触してそれを下方へ移動させる。その結果孔１６が開かれ、第一の室４より孔１６及び孔２８を経て容器の内部空間２へ至る連通接続部が形成される。従ってガスが第一の室４より容器の内部空間２へ流れ、これにより内部空間内の圧力が再度上昇する。これにより空間３０内の圧力も同様に上昇し始める。容器の内部空間２内の圧力が更に上昇すると、第二の閉止部材８″が再度上方へ移動され、これにより第一の閉止部材８′は孔１６を再度閉じる。従って新たな平衡状態が達成され、容器内の圧力は前の平衡状態が崩される以前の元の圧力に等しくなる。この実施形態に於いても、シリンダ１０は実質的に容器の内部空間２内に延在し、第二の室６は第一の室４外に配置されている。
【００２１】
図６（Ｂ）は図６（Ａ）の圧力制御装置が如何に容器内に使用されるかを示している。この例に於いても図５を参照して説明した構成と同一の構成が使用されている。しかし図６（Ａ）に示された圧力制御装置に図２、図３、図４に示された構造が使用されてもよい。
【００２２】
図７は容器内に使用された本発明による圧力制御装置の第三の実施形態を示している。図７に於いても、上述の各図に示された部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００２３】
図７に示された圧力制御装置は実質的に図１に示された圧力制御装置に対応している。しかし図６（Ａ）に示された圧力制御装置が使用されてもよい。圧力制御装置１は円筒形の容器３８内に受け入れられるよう構成されている。圧力制御装置の外側に位置する第一の室４は、容器の軸線方向に移動可能に容器内に受け入れられるよう構成されたプランジャ５３として形成されている。第一の室４を形成するプランジャ５３にはその外面にシールリング５４が設けられている。第一の室４は容器の内部空間２を上方部分５５と下方部分５６とに区画している。前述の連通接続部は下方部分５６にて終っている。この実施形態に於いては、容器３８の上方部分５５は排出供給されるべき流体にて充填されている。
【００２４】
平衡状態に於いては、上方部分５５内の圧力は実質的に下方部分５６内の圧力と等しい。これに対し容器より流体が出されることによって上方部分５５内の圧力が低下し始めると、プランジャ５３、従って圧力制御装置１全体が下方部分５６内の高圧の影響により上方へ移動する。従って下方部分５６内の圧力は低下するが、上方部分５５内の圧力は上昇する。これにより上方部分５５内の圧力が下方部分５６内の圧力と等しくなる。しかし下方部分５６内の圧力が低下するので、圧力制御装置１の閉止部材８が第一の室４と下方部分５６との間に連通接続部を形成する。その結果ガスが第一の室４より容器の下方部分５６へ流れる。従って下方部分５６内の圧力が再度上昇し、最終的には下方部分５６内の圧力が再度所定の圧力と等しくなる。これと同時に圧力制御装置１全体が下方部分５６内の上昇する圧力の影響により更に上方へ移動する。従ってかくして新たに達成された平衡状態に於いては、圧力制御装置１全体が更に上方へ移動し、上方部分５５内の圧力が下方部分５６内の圧力と等しくなると共に、下方部分５６内の圧力が所定の圧力と等しくなり、これにより容器の内部空間全体の圧力が所定の圧力と等しくなる。
【００２５】
この実施形態の一つの主要な利点は、流体が容器より出るにつれて上方部分５５の容積が減少するということである。従って残留する流体がより小さい空間に濃縮される。これにより最適な量の流体が排出供給され、容器がほぼ空の状態になるときには極少量の流体しか残留しない。
【００２６】
図８は図１に示された圧力制御装置がエアーゾル缶として形成された容器３８に使用された他の例を示している。図１に示された部材に対応する部材には同一の符号が付されている。
【００２７】
図８に示された装置に於いては、第一の室４は円筒形をなしており、容器３８も同様に円筒形をなしている。第一の室４の外径は少なくとも実質的に容器３８の内径に対応している。この例に於いては、第一の室は容器の底に近接して配置されている。第二の室６は第一の室４の上方に配置されている。従って第二の室６は使用時には排出供給されるべき製品流体にて充填される容器の内部空間２に配置される。更に内部空間２は第一の室４の上方に位置している。この例に於いては、第一の室４は容器３８に密に嵌合し、従って容器が逆さまにされてもその位置を維持する。
【００２８】
図８に示された装置の一つの利点は、図６（Ｂ）に示された装置とは対照的に、第一の室４の内部が完全に気密であるので、シール５２が不要であるということである。
【００２９】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。図６に示された圧力制御装置が図７を参照して上述した如く使用されてもよい。その場合には、図６に示された圧力制御装置の第一の室４は軸線方向に移動可能に円筒形の容器内に受け入れられたプランジャと同様に機能する。同様に、図６に示された圧力制御装置が図８を参照して上述した如く使用されてもよい。その場合には、第一の室も図８に示されている如く円筒形に形成されてよい。
【００３０】
上述の各修正例も本発明の範囲内に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による圧力制御装置の第一の実施形態を示している。
【図２】 図１に示された圧力制御装置が容器内に使用された第一の例を示している。
【図３】 図１に示された圧力制御装置が容器内に使用された第二の例を示している。
【図４】 図１に示された圧力制御装置が容器内に使用された第三の例を示している。
【図５】 図１に示された圧力制御装置が容器内に使用された第四の例を示している。
【図６】 （Ａ）は本発明による圧力制御装置の第一の実施形態を示しており、（Ｂ）は図６（Ａ）に示された圧力制御装置が容器内に使用された例を示している。
【図７】 容器内に使用された本発明による圧力制御装置の第三の実施形態を示している。
【図８】 容器内に使用された本発明による圧力制御装置の第四の実施形態を示している。

Claims (7)

1. 容器（３８）内に貯容された流体を容器（３８）より所定の一定の圧力にて排出供給するよう構成された円筒形の容器（３８）と、容器（３８）内を所定の一定の圧力に維持する圧力制御装置（１）とを含む組立体であって、圧力制御装置は第一の室（４）と、第二の室（６）と、第二の室（６）に対する閉止部材（８）の位置に応じて第一の室（４）と容器（３８）との間の連通接続部（１６、２８）を開閉するよう第二の室（６）に対し相対的に移動可能な少なくとも一つの閉止部材（８）とを含み、第一の室（４）は使用時には容器（３８）内の圧力よりも高いガスにて充填され、第一の室（４）に対する閉止部材（８）の位置は少なくとも容器（３８）内の圧力及び第二の室（６）内の圧力に依存し、使用時には容器（３８）内の圧力が所定の圧力以下に低下すると連通接続部（１６、２８）が開かれ、これによりガスが第一の室（４）より容器（３８）へ流れ、容器（３８）内の圧力上昇により連通接続部（１６、２８）が閉止部材（８）によって再度閉じられるまで容器（３８）内の圧力が再度上昇し、第二の室（６）は第一の室（４）外に配置され、閉止部材（８）は第一の室（４）の第一の孔（１６）を貫通して延在する軸部（２４）を含み、第一の孔（１６）にはシールリング（２０）が設けられ、軸部（２４）には周方向の溝（２２）が設けられ、該溝（２２）内にシールリング（２０）が延在する組立体に於いて、第一の室（４）は第一の孔（１６）が設けられた容器体（１４）よりなり、第二の室（６）は第一の端部（１２）にて閉じられ且つ第二の端部が第二の孔（１８）を形成するシリンダにより形成され、閉止部材（８）はシリンダ（１０）の軸線方向に移動可能なプランジャ（８）よりなり、プランジャ（８）はシリンダ（１０）内に配置され、プランジャ（８）は容器体（１４）より容器体（１４）の第一の孔（１６）及びシリンダ（１０）の第二の孔（１８）を貫通してシリンダ（１０）まで延在する軸部（２４）を含み、プランジャ（８）にはその外面にシールリング（２６）が設けられ、該シールリングはその一方の側に位置するプランジャ（８）の外面とその他方の側に位置するシリンダ（１０）の内面との間にガスシールを形成しており、容器体（１４）は容器（３８）の軸線方向に移動可能に容器（３８）内に受け入れられるよう構成されたプランジャ（５３）として形成されており、容器体（１４）は容器（３８）を上方部分（５５）と下方部分（５６）とに区画しており、連通接続部（１６、２８）は容器（３８）の下方部（５６）にて終っており、容器（３８）の上方部分（５５）は排出供給されるべき流体にて充填されており、使用時には容器（３８）の上方部分（５５）内の圧力が所定の圧力以下に低下すると、容器（３８）の上方部分（５５）の容積は減少するが、容器（３８）の下方部分（５６）の容積が増大して容器体（１４）と容器（３８）の下方部分（５６）とが連通接続されるよう、プランジャ（５３）として形成された容器体（１４）が移動するので、容器（３８）の下方部分（５６）内の圧力が同様に低下し、これによりガスが容器体（１４）より容器（３８）の下方部分（５６）へ流れ、容器（３８）の下方部分（５６）内の圧力及び容器（３８）の上方部分（５５）内の圧力が再度上昇し、容器（３８）の下方部分（５６）内の圧力の上昇により連通接続部（１６、２８）が閉止部材（８）によって再度閉じられるまでプランジャ（５３）として形成された容器体（１４）が更に上方へ移動することを特徴とする組立体。
2. 閉止部材（８）はその大部分が容器体（１４）外に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
3. 閉止部材（８）は第一及び第二の端部位置の間に移動し得るよう第二の室（６）と接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の組立体。
4. 容器体（１４）の容積は第二の室（６）の容積よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の組立体。
5. 第二の室（６）の容積は第二の室（６）に対する閉止部材（８）の位置に依存することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の組立体。
6. シリンダ（１０）の側壁には第二の室（６）外に位置する位置に前記連通接続部（１６、２８）の一部を構成する孔（２８）が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の組立体。
7. シリンダ（１０）は少なくとも実質的に容器の下方部分内に延在することを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の組立体。

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