JP7212212B2 - 吐出装置および吐出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、吐出装置および吐出方法に関する。
従来、内容物を収容したエアゾール容器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１ 特開２０１９－２１４４１７号公報
特許文献１ 特開２０１９－２１４４１７号公報
従来のエアゾール容器は、液化ガスや圧縮ガスからなる噴射剤と、塗料または殺虫剤などの、吐出の主対象たる内容物を同一容器内に封入している。エアゾール容器は内容物の吐出による消費に伴い、液化ガスの減少または、圧縮ガスの膨張によって、容器内の圧力が低下するため、吐出圧力を一定に保つ事が出来ない。また、噴射剤のガス成分が内容物に溶解している場合、エアゾール容器から内容物を吐出すると、液化していたガス成分が気化することで内容物が霧状となり、内容物が飛翔中に拡散してしまうため、飛距離と命中精度が悪化するという課題がある。
本発明の第１の態様においては、エアゾール容器の吐出装置であって、第１エアゾール容器の第１内容物が供給される第１供給部と、第１エアゾール容器と異なる第２エアゾール容器の第２内容物を吐出するための吐出部と、第２内容物が注入され、第１供給部と吐出部との間に接続される第２供給部とを備え、第１内容物の供給によって、第１供給部の内圧を第２供給部の内圧よりも高くすることにより、第２供給部に注入された第２内容物を吐出部から吐出する吐出装置を提供する。
本発明の第２の態様においては、第１内容物を収容し、第１供給部と接続される第１エアゾール容器を提供する段階と、第１内容物と異なる第２内容物を収容し、第１供給部と吐出部との間に設けられた第２供給部に接続される第２エアゾール容器を提供する段階と、第２内容物を第２供給部に注入する段階と、第１内容物を第１供給部に供給する段階と、第１内容物によって、第１供給部の内圧を第２供給部の内圧よりも高くすることにより、第２供給部に注入された第２内容物を吐出部から吐出する段階と、を備える吐出方法を提供する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１Ａは、吐出装置１００の構成の一例を示す。吐出装置１００は、第１供給部１０と、第２供給部２０と、収容部３０と、吐出部４０とを備える。吐出装置１００は、収容部３０に収容されたエアゾール容器１５０の内容物を吐出する。本例の収容部３０は、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂの２つのエアゾール容器を収容している。
エアゾール容器１５０ａは、第１内容物１２を充填しており、圧力源として機能する。第１内容物１２は、液化ガスまたは圧縮ガスであってよい。エアゾール容器１５０ａは、第１内容物１２を充填した第１エアゾール容器の一例である。本例のエアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂは、金属製のエアゾール缶であるが、耐圧性を有するプラスチック容器であってもよい。第１内容物１２および第２内容物２２については後述する。
エアゾール容器１５０ｂは、第１内容物１２と異なる第２内容物２２を充填した第２エアゾール容器の一例である。エアゾール容器１５０ｂは、内部に充填された液化ガスまたは圧縮ガスのガス圧によって、液体などの第２内容物２２を噴出する。エアゾール容器１５０ｂの噴射剤は、第２内容物２２に溶け込まない液化ガスであってよい。また、エアゾール容器１５０ｂは、内袋の内部に内容物を収容し、内袋の外部に噴射剤を収容したＢＯＶ（Ｂａｇ ｏｎ Ｖａｌｖｅ）方式であってもよい。例えば、エアゾール容器１５０ｂは、噴射剤として代替フロンを収容し、第２内容物２２として塗料を収容する。
なお、第１内容物１２、および、第２内容物２２の噴射剤としては、一般的にエアゾール製品に使用されている既知のガスを使用することができる。液化ガスとして、例えばプロパン、ブタン、ペンタン、またはこれらを含む液化石油ガス、ジメチルエーテル、ハイドロフルオロオレフィン、ハイドロフルオロカーボンなどがあり、これらの複数種を混合して用いてもよい。また、圧縮ガスとして、例えば、窒素、炭酸ガス、圧縮空気、酸素、ヘリウム、亜酸化窒素などがあり、これらの複数種を混合して用いてもよい。
第１供給部１０は、エアゾール容器１５０ａから供給された第１内容物１２を気化するための気化室として機能する。第１供給部１０は、第１内容物１２を気化するために十分な大きさの容積を有する。第１供給部１０は、第１内容物１２の気化によって内圧が高められる。本例の第１供給部１０の形状は、円筒形であるがこれに限定されない。吐出装置１００は、複数の第１供給部１０を備えてもよい。複数の第１供給部１０は、１本のエアゾール容器１５０ａと接続されてよい。複数の第１供給部１０を設けることで第１供給部１０の表面積が増え、熱交換が行なわれやすくなることで、第１内容物１２が気化しやすくなる。
第１連結部１４は、エアゾール容器１５０ａと第１供給部１０とを連結する。本例の第１連結部１４は、収容部３０を貫通して、収容部３０の内部と外部とを連結している。なお、第１連結部１４の形状は、エアゾール容器１５０ａと第１供給部１０とを連結するものであれば本例に限定されない。
第２供給部２０は、エアゾール容器１５０ｂと接続されている。第２供給部２０には、第２内容物２２が注入される。また、第２供給部２０は、第１供給部１０と吐出部４０との間に接続される。第２供給部２０に注入された第２内容物２２は、第１供給部１０で気化された第１内容物１２によって、吐出部４０から吐出される。本例の第２供給部２０の形状は、円筒形であるがこれに限定されない。吐出装置１００は、複数の第２供給部２０を備えてもよい。
第２連結部２４は、エアゾール容器１５０ｂと第２供給部２０とを連結する。第２連結部２４は、第２供給部２０の第１供給部１０側から吐出部４０側に向けて、第２内容物２２を第２供給部２０に注入する。吐出装置１００は、複数の第２連結部２４を備えてもよい。本例の第２連結部２４は、互いに連結された第２連結部２４ａ、第２連結部２４ｂおよび第２連結部２４ｃを含む。
第２連結部２４ａは、収容部３０を貫通して、収容部３０の内部と外部とを連結している。第２連結部２４ｂは、第２連結部２４ａから真っ直ぐに延伸して設けられる。第２連結部２４ｃは、第２連結部２４ｂから第２供給部２０の内部に向けて延伸して設けられる。第２連結部２４ｃは、第２供給部２０において、第１供給部１０よりも吐出部４０と近接して連結されてよい。また、第２連結部２４ｃは、吐出部４０側に第２内容物２２が注入されるように、鋭角をなすように第２供給部２０と連結されてよい。これにより、第２内容物２２の第１供給部１０への逆流を回避することができる。
吐出部４０は、エアゾール容器１５０ｂの第２内容物２２を吐出する。吐出部４０は、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂの両方と接続されている。吐出部４０は、第１内容物１２の圧力によって、第２内容物２２を吐出する。吐出部４０は、内容物を吐出するためのノズルの一例である。吐出部４０は、エアゾール容器１５０の内容物を吐出するための吐出口を有する。
ここで、第１供給部１０および第２供給部２０の形状は、エアゾール容器１５０の内容物および要求される吐出装置１００の特性に応じて、適宜変更されてよい。一例において、第１供給部１０の内容積は、第２供給部２０の内容積よりも大きくてよい。第１供給部１０の内容積をより大きくすることにより、エアゾール容器１５０ａから吐出された第１内容物１２が気化しやすくなる。ＹＺ平面における第１供給部１０の断面積を大きくしてもよいし、Ｘ軸方向の長さを長くしてもよい。
第１供給部１０の断面積は、第２供給部２０の断面積よりも大きくてよい。第１供給部１０の断面積をより大きくすることで、エアゾール容器１５０ａから吐出された第１内容物１２が気化しやすくなる。また、第２供給部２０の断面積をより小さくすることで、第１供給部１０からの内圧によって第２内容物２２を吐出しやすくなる。一例において、第２供給部２０の断面積をより小さくすることで、第２供給部へ第２内容物２２を供給する際に気泡の発生を防止する事ができ、滑らかな吐出が可能となる。
吐出駆動部９０は、エアゾール容器１５０から内容物を吐出させるための駆動力を供給する。本例の吐出駆動部９０は、エアゾール容器１５０の底側からステム側に向けて（即ち、Ｘ軸方向の負側から正側に向けて）駆動力を発生させる。本例の吐出駆動部９０は、収容部３０に収納されている。吐出駆動部９０は、カム９１と、カムフォロワ９２と、可動部９３と、カム連結部９４とを有する。
吐出駆動部９０ａは、エアゾール容器１５０ａから第１内容物１２を吐出させる。吐出駆動部９０ａは、第１吐出駆動部の一例である。本例の吐出駆動部９０ａは、カム９１ａと、カムフォロワ９２ａと、可動部９３ａと、カム連結部９４ａを有する。
吐出駆動部９０ｂは、エアゾール容器１５０ｂから第２内容物２２を吐出させる。吐出駆動部９０ｂは、第２吐出駆動部の一例である。吐出駆動部９０ｂは、カム９１ｂと、カムフォロワ９２ｂと、可動部９３ｂと、カム連結部９４ｂを有する。
吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂは、それぞれが独立して駆動してよい。一例において、吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂは、互いに異なるタイミングで内容物を吐出させる。例えば、吐出駆動部９０ａによってエアゾール容器１５０ａから第１内容物１２を吐出する期間において、吐出駆動部９０ｂによってエアゾール容器１５０ｂから第２内容物２２を吐出させなくてよい。一方、吐出駆動部９０ａによってエアゾール容器１５０ａから第１内容物１２を吐出させない期間において、吐出駆動部９０ｂによってエアゾール容器１５０ｂから第２内容物２２を吐出させてよい。
また、吐出駆動部９０ａは、吐出駆動部９０ｂが第２内容物２２を吐出させた後に、第１内容物１２を吐出させてよい。エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂによる吐出を繰り返してもよい。そして、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂが吐出する期間は重複していてもよい。
なお、吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂは、一部の構成を共通に備えてよい。吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂは、共通の可動部９３を備えてもよいし、共通のカム連結部９４を備えてもよい。
カム９１は、カム連結部９４と連結されたモータ等の駆動源によって回転駆動される。カム９１は、回転中心から外周までの距離が異なる構造を有する。カム９１は、外周において、カムフォロワ９２と接触している。カム９１の形状に応じてカムフォロワ９２の位置が変化することで、エアゾール容器１５０のバルブの開閉を制御することができる。なお、本例のカム９１の形状は、誇張されて図示されている。
カムフォロワ９２は、カム９１と可動部９３との間に設けられる。カムフォロワ９２は、カム９１および可動部９３に接続され、カム９１の回転運動を可動部９３に直線運動として伝達する。カムフォロワ９２は、カム９１の回転中心から外周までの距離の違いに応じて直線運動する。
可動部９３は、エアゾール容器１５０の底面と接して設けられ、エアゾール容器１５０のバルブの開閉を制御する。可動部９３は、カムフォロワ９２によってＸ軸方向に前後する。例えば、カム９１の回転中心と、カムフォロワ９２が当接するカム９１の接触領域との距離が短い場合、可動部９３がエアゾール容器１５０に対して後退し、エアゾール容器１５０のバルブが閉じる。一方、カム９１の回転中心と、カムフォロワ９２が当接するカム９１の接触領域との距離が長い場合、可動部９３がエアゾール容器１５０に対して前進し、エアゾール容器１５０のバルブが開く。
カム連結部９４は、カム９１と連結されて、カム９１を予め定められた方向に回転させる。本例の吐出装置１００は、カム９１ａに連結されたカム連結部９４ａと、カム９１ｂに連結されたカム連結部９４ｂとを含む。カム９１ａおよびカム９１ｂは、共通のカム連結部９４に連結されることにより、予め定められたタイミングで連動して駆動してもよい。
なお、吐出駆動部９０は、モータの回転運動をカム機構によって直線運動に変換する構成を有するが、カム機構に限定されない。例えば、吐出駆動部９０の機構は、ねじ送り機構、ラックアンドピニオン等、モータの回転運動を直線運動に変換する機構であればよい。また、駆動源としては、回転モータではなく、直線駆動用のリニアモータ、またはエアシリンダと電磁ソレノイド等を備えてよい。
本例の吐出装置１００は、圧力源となるエアゾール容器１５０ａと、液体源側となるエアゾール容器１５０ｂとを分けて搭載している。そして、吐出装置１００は、第１内容物１２の供給によって、第１供給部１０の内圧を第２供給部２０の内圧よりも高くすることにより、第２供給部２０に注入された第２内容物２２を吐出部４０から吐出する。
これにより、吐出装置１００は、エアゾール容器１５０ａとエアゾール容器１５０ｂをそれぞれ交換できる。即ち、残量が少なくなったエアゾール容器のみを個別に交換することができる。例えば、圧力源となるエアゾール容器１５０ａを消費に伴い交換することができるので、吐出時の圧力を一定に維持しやすくなる。さらに、本例の吐出装置１００は、液体源側であるエアゾール容器１５０ｂを高圧にする必要がないので、エアゾール容器１５０ｂ内に充填する噴射剤を削減し、第２内容物２２の充填量を増やすことができる。
また、吐出装置１００は、第２内容物２２が液化ガスと相溶する物質の場合においても、第１内容物１２は気化した後に第２内容物２２と触れるので、第２内容物２２への溶解は極めて限定的となり、第２内容物２２の物性の変化を抑える事ができる。加えて、第２内容物２２中に液化ガスが溶解した場合、大気圧下では液化ガスが急速に気化するので、第２内容物２２は霧状となってしまうが、本例の吐出装置１００では霧状となることを回避して、第２内容物２２を液状のまま飛ばすことにより、第２内容物２２の飛距離を伸ばすことができる。
図１Ｂは、吐出装置１００の動作を示すフローチャートの一例である。ステップＳ１００において、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂを提供する。ステップＳ２００において、第２内容物２２を第２供給部２０に注入する。
ステップＳ３００において、第１内容物１２を第１供給部１０に供給する。例えば、ステップＳ３００は、エアゾール容器１５０ａに収容された液化ガスを第１供給部１０に供給する段階を含んでよい。ステップＳ３００の第１内容物１２を第１供給部１０に供給する段階は、ステップＳ２００の第２内容物２２を第２供給部２０に注入する段階の後に実行されてよい。
ステップＳ４００において、第２内容物２２を吐出部４０から吐出する。ステップＳ４００では、第１内容物１２によって、第１供給部１０の内圧を第２供給部２０の内圧よりも高くすることにより、第２供給部２０に注入された第２内容物２２を吐出部４０から吐出する。
なお、吐出装置１００は、ステップＳ２００～ステップＳ４００を繰り返し実施してもよい。即ち、吐出装置１００は、吐出駆動部９０ｂによりエアゾール容器１５０ｂから第２内容物２２を吐出させるステップＳ２００と、吐出駆動部９０ａによりエアゾール容器１５０ａから第１内容物１２を吐出させるステップＳ３００とを繰り返すことにより、第２内容物２２を吐出部４０から間欠的に吐出してよい。
図２Ａは、ステップＳ２００における吐出装置１００の動作の一例を示す。本例の吐出装置１００は、第２連結部２４から第２内容物２２を第２供給部２０に注入している。本例では、エアゾール容器１５０ｂから吐出された第２内容物２２が、第２連結部２４を介して、第２供給部２０に注入されている。
第２内容物２２は、第１内容物１２による内圧が逃げないように、第２供給部２０の内部を埋めて注入されてよい。第２内容物２２は、第１供給部１０へ逆流しないように、第１供給部１０と離間した位置に注入されてよい。また、第２内容物２２は、吐出部４０から液漏れしないように、吐出部４０と離間した位置に注入されてよい。
距離Ｌｆは、Ｘ軸方向において、第２供給部２０と第２連結部２４との連結位置から、吐出部４０までの距離を示す。距離Ｌｂは、Ｘ軸方向において、第２供給部２０と第２連結部２４との連結位置から、第１供給部１０までの距離を示す。本例では、距離Ｌｆおよび距離Ｌｂが、第２内容物２２の材料および第２供給部２０の構造等に応じて、予め定められた大きさ以上となるようにそれぞれ設定される。距離Ｌｆは、距離Ｌｂよりも大きくてよい。
なお、第２供給部２０および第２連結部２４は、第１供給部１０から取り外し可能であってよい。これにより、第２内容物２２で汚染された第２供給部２０および第２連結部２４を容易に交換できる。また、第２内容物２２に応じて適切な構造の第２供給部２０および第２連結部２４が選択されてよい。
図２Ｂは、ステップＳ４００における吐出装置１００の動作の一例を示す。第１供給部１０に第１内容物１２が供給されると、吐出部４０から第２内容物２２が吐出される。本例の吐出装置１００は、圧力源である第１内容物１２によって、第２供給部２０に注入された第２内容物２２を吐出する。これにより、気化された第１内容物１２で第２供給部２０の内部が置換されて、第２供給部２０における第２内容物２２の残留が少なくなる。したがって、吐出部４０の先端の液だれを回避しやすくなる。
なお、吐出装置１００は、第２内容物２２を第２供給部２０に注入している間に、第１内容物１２の第１供給部１０への供給を開始してよい。これにより、第２内容物２２が第２供給部２０に注入されている間に圧力を加え始めることができ、第２内容物２２が第１供給部１０側へ流れ込むのを防止できる。
図３Ａは、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例の吐出装置１００は、温度調整部８１を備える。
温度調整部８１は、第１供給部１０に設けられ、第１供給部１０内の温度を調整する。温度調整部８１は、第１供給部１０の温度を調整することにより、第１供給部１０における第１内容物１２の気化を促進する。温度調整部８１は、第１供給部１０内の温度が一定となるように調整してもよいし、第１供給部１０内の温度が予め定められた範囲に保持されるように調整してもよい。例えば、温度調整部８１は、第１供給部１０内の温度を温めるためのヒータである。本例の温度調整部８１は、第１供給部１０の内部に設けられ、第１内容物１２を直接温めるが、これに限定されない。温度調整部８１は、第１供給部１０の外部から第１供給部１０の温度を調整することにより、間接的に第１内容物１２の温度を調整してもよい。
温度調整部８１を設けることにより、第１内容物１２を高速で気化させて、エアゾール容器１５０の内圧以上の圧力で吐出することができる。温度調整部８１を設けることにより、吐出装置１００の環境温度によらず安定して内容物を吐出できる。また、エアゾール容器１５０の吐出によって第１供給部１０が冷却された場合にも、安定した連続噴射を実現しやすくなる。温度調整部８１を設けることにより、第１供給部１０を小型化しやすくなる。
図３Ｂは、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例の吐出装置１００は、点火部８２を備える。
点火部８２は、第１供給部１０において、第１内容物１２に点火する。点火部８２は、第１内容物１２の点火により、第１供給部１０における第１内容物１２の気化を促進する。点火部８２は、爆発範囲に混合された第１内容物１２を点火して、第１内容物１２を爆発させてもよい。点火部８２は、第１内容物１２の吐出のタイミングに合わせて点火してよい。例えば、点火部８２は、第１内容物１２の吐出が停止した後に点火する。点火部８２を設けることにより、第１供給部１０を小型化することができる。
図３Ｃは、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例の吐出装置１００は、酸素供給部８３を備える。
酸素供給部８３は、第１供給部１０において、第１内容物１２に酸素を供給する。酸素供給部８３は、第１供給部１０への酸素の供給により、第１供給部１０における第１内容物１２の気化を促進する。酸素供給部８３は、常時酸素を供給してもよいし、第１内容物１２が吐出される前に予め酸素を供給しておき、第１内容物１２が吐出される前に酸素の供給を停止してもよい。酸素供給部８３を設けることにより、第１供給部１０を小型化することができる。
図４は、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例の吐出装置１００は、第１バルブ７１および第２バルブ７２を備える。吐出装置１００は、第１バルブ７１または第２バルブ７２のいずれか一方を備えてもよい。第１バルブ７１および第２バルブ７２は、チェックバルブ等の内容物の逆流を防ぐ機能を有してよい。第１バルブ７１および第２バルブ７２は、逆止弁のような構造を有してもよいし、制御部によって開閉を自由に制御可能な構造を有してもよい。
第１バルブ７１は、第１供給部１０とエアゾール容器１５０ａとの間に設けられる。本例の第１バルブ７１は、第１供給部１０から第１連結部１４への第１内容物１２の逆流を防ぐ。
第２バルブ７２は、第２供給部２０から第２連結部２４への第２内容物２２の逆流を防ぐ。本例の第２バルブ７２は、第２連結部２４ｃに設けられている。第２バルブ７２は、第２連結部２４ａまたは第２連結部２４ｂに設けられてもよい。
ここで、第２内容物２２を第２供給部２０に注入する場合において、吐出部４０の吐出口の断面が小さいので、エアゾール容器１５０ａ側に逆流して液漏れが発生したり、エアゾール容器１５０ａが外れたりする恐れがある。本例の第１バルブ７１は、第２内容物２２のエアゾール容器１５０ａへの逆流を防止することで、液漏れなどの問題を回避することができる。
また、エアゾール容器１５０ａから第１内容物１２を吐出する場合においても、第２供給部２０の内圧が高まり、第２連結部２４側に第２連結部２４が逆流したり、エアゾール容器１５０ｂが外れたりする場合がある。本例の第２バルブ７２は、第２内容物２２のエアゾール容器１５０ｂへの逆流を防止することで、液漏れなどの問題を回避することができる。
図５Ａは、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例の吐出装置１００は、カム連結部９４を備える。本例では、エアゾール容器１５０ｂから第２内容物２２を吐出して、第２供給部２０に第２内容物２２を注入している状態を示している。
カム連結部９４は、カム９１ａとカム９１ｂを連結する。これにより、吐出装置１００は、１つのモータでカム９１ａおよびカム９１ｂを駆動させることができる。
駆動機構９５は、カム連結部９４を介して、吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂに連結されている。本例の駆動機構９５は、カム連結部９４を予め定められた方向に回転させて、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂの両方の位置を変更する。本例では、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂが異なるタイミングで内容物を吐出するようにカム９１ａおよびカム９１ｂの角度が調整されている。本例の駆動機構９５は、カム連結部９４を回転させるためのモータとして機能する。
図５Ｂは、吐出装置１００の構成の変形例を示す。本例では、第１内容物１２による内圧によって、第２内容物２２を吐出部４０から吐出している状態を示している。このように、吐出装置１００は、第２内容物２２を吐出した後に、予め定められたタイミングで第１内容物１２を吐出することができる。本例の吐出装置１００においても、他の実施形態と同様のタイミングで、第１内容物１２と第２内容物２２の吐出を制御してよい。本例の吐出装置１００は、カム連結部９４および駆動機構９５を共通化することにより、収容部３０の小型化を実現できる。
図６Ａは、吐出装置１００の駆動状態を説明するための図である。本例では、カム９１の角度に応じて、回避状態（ａ）、待機状態（ｂ）および吐出状態（ｃ）の３つの状態が示されている。また、図６Ａでは、エアゾール容器１５０のバルブ構造の拡大図が示されている。本例のエアゾール容器１５０の構成は、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂの両方に適用されてよい。
回避状態（ａ）は、カム９１が回避角に設定され、ステム１１２と押圧部１１０との接触が回避されている状態である。待機状態（ｂ）は、カム９１が待機角に設定され、ステム１１２と押圧部１１０とが接触しているものの、吐出されていない状態である。吐出状態（ｃ）は、カム９１が吐出角に設定され、エアゾール容器１５０から内容物が吐出可能な状態である。
押圧部１１０は、エアゾール容器１５０のバルブを開閉するためのステム１１２を押圧する。押圧部１１０は、ステム１１２を押圧するためのアクチュエータであってよい。本例の押圧部１１０は、ステム１１２と直接接触して設けられる。なお、押圧部１１０は、吐出方向に応じた流路を有してよい。
ステム１１２は、押圧部１１０によって押圧されることにより、エアゾール容器１５０から内容物を吐出させる。本例のステム１１２は、エアゾール容器１５０に内蔵されているが、エアゾール容器１５０と別に外付けされてもよい。
エアゾール容器１５０は、ディップチューブ１５２と、ハウジング１５４と、マウンティングカップ１５６とを備える。本例のエアゾール容器１５０は、ステム１１２およびステム弾性部１１４を備える。本例では、エアゾール容器１５０のバルブが開閉する前後を示している。
ステム１１２は、内容物を吐出するための流路を有する。ステム１１２の流路は、ステム１１２が押圧部１１０によって押圧されることにより、ディップチューブ１５２と接続される。
ステム弾性部１１４は、ステム１１２の動作に応じて伸縮するバネである。ステム弾性部１１４は、ステム１１２とハウジング１５４との間で保持されている。ステム１１２がＸ軸方向の負側に移動すると、ステム弾性部１１４が圧縮される。ステム１１２がＸ軸方向の正側に移動すると、ステム弾性部１１４が伸長する。
ディップチューブ１５２は、エアゾール容器１５０の内部に延伸して、エアゾール容器１５０の内容物を取り込むための流路を有する。ディップチューブ１５２の長さは、エアゾール容器１５０の内容物の種類に応じて変更されてよい。ディップチューブ１５２は、エアゾール容器１５０の底の近傍まで延伸していてよい。
ハウジング１５４は、ディップチューブ１５２と連結されている。ハウジング１５４は、ステム１１２およびステム弾性部１１４を収容する。ハウジング１５４は、ディップチューブ１５２からステム１１２に内容物を流すための流路を有する。
マウンティングカップ１５６は、エアゾール容器１５０の上面に設けられる。マウンティングカップ１５６は、エアゾール容器１５０の本体にステム１１２およびハウジング１５４を固定している。
ここで、待機状態（ｂ）は、回避状態（ａ）と吐出状態（ｃ）との間に設けられる。カム９１に待機角を設けることにより、エアゾール容器１５０のバルブが開かない程度にステム１１２を押圧することができ、押圧部１１０とステム１１２との間の隙間が無くなる。これにより、エアゾール容器１５０に逆方向の圧力がかかっても缶が抜けなくなる。即ち、逆方向の圧力によって生じる力を可動部９３で受け止めることができる。
一方、カム９１に待機角を設けない場合、回避角ではステム１１２が押圧部１１０で押圧されず、押圧部１１０とステム１１２との間に隙間が生じる。したがって、逆方向の圧力がかかった場合に、押圧部１１０からエアゾール容器１５０が抜けて、内容物が漏れる恐れがある。
図６Ｂは、吐出装置１００の駆動状態を示すタイミングチャートである。チャートＡは、エアゾール容器１５０ａを駆動する吐出駆動部９０ａのタイミングチャートを示す。チャートＢは、エアゾール容器１５０ｂを駆動する吐出駆動部９０ｂのタイミングチャートを示す。
時刻Ｔ０において、吐出駆動部９０ａおよび吐出駆動部９０ｂの両方が回避状態（ａ）にある。時刻Ｔ１において、吐出駆動部９０ａは、回避状態（ａ）から待機状態（ｂ）に遷移させて、エアゾール容器１５０ａを待機状態（ｂ）に設定する。時刻Ｔ１において、吐出駆動部９０ｂは、回避状態（ａ）から吐出状態（ｃ）に遷移させて、エアゾール容器１５０ｂを吐出状態（ｃ）に設定する。このように、エアゾール容器１５０ｂが吐出状態（ｃ）に設定されている間、エアゾール容器１５０ａが待機状態（ｂ）に設定されているので、エアゾール容器１５０ａにおける液漏れ等の影響を回避できる。
その後、時刻Ｔ５において、吐出駆動部９０ｂがエアゾール容器１５０ｂを待機状態（ｂ）に設定した後、時刻Ｔ６において、吐出駆動部９０ａがエアゾール容器１５０ａを吐出状態（ｃ）に設定する。エアゾール容器１５０ａが吐出状態（ｃ）に設定されている間、エアゾール容器１５０ｂが待機状態（ｂ）に設定されているので、エアゾール容器１５０ｂにおける液漏れ等の影響を回避できる。その後、時刻Ｔ９において、エアゾール容器１５０ａおよびエアゾール容器１５０ｂは、回避状態（ａ）に設定されてよい。
図７は、吐出装置１００を搭載した無人航空機２００の構成の一例を示す。無人航空機２００は、空中を飛行する飛行体である。本例の無人航空機２００は、吐出装置１００と、本体部２１０と、推進部２２０とを備える。本例の吐出装置１００は、無人航空機２００と連結するための装置連結部１２０を備える。
本体部２１０は、無人航空機２００の各種制御回路および電源等を格納する。また、本体部２１０は、無人航空機２００の構成同士を連結する構造体として機能してよい。本例の本体部２１０は、推進部２２０に連結されている。本体部２１０は、カメラを備えてよい。
推進部２２０は、無人航空機２００を推進させる。推進部２２０は、回転翼２２１および回転駆動部２２２を有する。本例の無人航空機２００は、４つの推進部２２０を備える。推進部２２０は、腕部２２４を介して本体部２１０に取り付けられている。なお、無人航空機２００は、固定翼を備える飛行体であってもよい。
推進部２２０は、回転翼２２１を回転させることにより推進力を得る。回転翼２２１は、本体部２１０を中心として４つ設けられているが、回転翼２２１の配置方法は本例に限られない。回転翼２２１は、腕部２２４の先端に回転駆動部２２２を介して設けられる。
回転駆動部２２２は、モータ等の動力源を有し回転翼２２１を駆動させる。回転駆動部２２２は、回転翼２２１のブレーキ機構を有してよい。回転翼２２１および回転駆動部２２２は、腕部２２４を省略して本体部２１０に直接取り付けられてもよい。
腕部２２４は、本体部２１０から放射状に延伸して設けられる。本例の無人航空機２００は、４つ推進部２２０に対応して設けられた４つの腕部２２４を備える。腕部２２４は、固定式であっても可動式であってもよい。腕部２２４には、カメラ等の他の構成が固定されてよい。
装置連結部１２０は、吐出装置１００を無人航空機２００と連結させる。装置連結部１２０は、固定であっても可動であってもよい。装置連結部１２０は、吐出装置１００の位置を３軸方向に制御するためのジンバルであってよい。装置連結部１２０は、吐出装置１００の吐出方向に合わせて、吐出装置１００の向きを制御してよい。
なお、装置連結部１２０の規格を統一しておくことにより、エアゾール容器１５０に合わせた任意の吐出装置１００に交換することができる。これにより、サイズまたは種類の異なるエアゾール容器１５０に対応できる。
脚部２１５は、本体部２１０に連結されて、着陸時に無人航空機２００の姿勢を保持する。脚部２１５は、推進部２２０を停止した状態で、無人航空機２００の姿勢を保持する。本例の無人航空機２００は、２本の脚部２１５を有する。脚部２１５には、カメラまたは吐出装置１００が取り付けられてもよい。
吐出装置１００は、吐出部４０からの第２内容物２２の吐出を無人飛行中に実行してよい。本例の吐出装置１００は、無人航空機２００が低温環境下に飛行していった場合であっても、連続的に安定して内容物を吐出することができる。また、吐出装置１００では、液だれおよび液漏れのリスクが低減されているので、無人航空機２００に搭載した場合であっても、安全に飛行することができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
１０・・・第１供給部、１２・・・第１内容物、１４・・・第１連結部、２０・・・第２供給部、２２・・・第２内容物、２４・・・第２連結部、３０・・・収容部、４０・・・吐出部、７１・・・第１バルブ、７２・・・第２バルブ、８１・・・温度調整部、８２・・・点火部、８３・・・酸素供給部、９０・・・吐出駆動部、９１・・・カム、９２・・・カムフォロワ、９３・・・可動部、９４・・・カム連結部、９５・・・駆動機構、１００・・・吐出装置、１１０・・・押圧部、１１２・・・ステム、１１４・・・ステム弾性部、１２０・・・装置連結部、１５０・・・エアゾール容器、１５２・・・ディップチューブ、１５４・・・ハウジング、１５６・・・マウンティングカップ、２００・・・無人航空機、２１０・・・本体部、２１５・・・脚部、２２０・・・推進部、２２１・・・回転翼、２２２・・・回転駆動部、２２４・・・腕部
Claims (22)
- エアゾール容器の吐出装置であって、
第１エアゾール容器の第１内容物が供給される第１供給部と、
前記第１エアゾール容器と異なる第２エアゾール容器の第２内容物を吐出するための吐出部と、
前記第２内容物が注入され、前記第１供給部と前記吐出部との間に接続される第２供給部と
を備え、
前記第１内容物の供給によって、前記第１供給部の内圧を前記第２供給部の内圧よりも高くすることにより、前記第２供給部に注入された前記第２内容物を前記吐出部から吐出する
吐出装置。 - 前記第１エアゾール容器と前記第１供給部とを連結するための第１連結部を備え、
前記第２エアゾール容器と前記第２供給部とを連結するための第２連結部を備え、
前記第２連結部は、前記第２供給部の前記第１供給部側から前記吐出部側に向けて、前記第２内容物を前記第２供給部に注入する
請求項１に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部から前記第１連結部への前記第１内容物の逆流を防ぐ第１バルブを備える
請求項２に記載の吐出装置。 - 前記第２供給部から前記第２連結部への前記第２内容物の逆流を防ぐ第２バルブを備える
請求項２または３に記載の吐出装置。 - 前記第２供給部および前記第２連結部は、前記第１供給部から取り外し可能である
請求項２から４のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部の内容積は、前記第２供給部の内容積よりも大きい
請求項１から５のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部の断面積は、前記第２供給部の断面積よりも大きい
請求項１から６のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部は、前記第１内容物を気化するための気化室である
請求項１から７のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部の温度を調整するための温度調整部を備える
請求項１から８のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部において、前記第１内容物に点火するための点火部を備える
請求項１から９のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１供給部において、前記第１内容物に酸素を供給するための酸素供給部を備える
請求項１から１０のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１エアゾール容器から前記第１内容物を吐出するための第１吐出駆動部と、
前記第２エアゾール容器から前記第２内容物を吐出するための第２吐出駆動部と
を備える請求項１から１１のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 前記第１吐出駆動部および前記第２吐出駆動部に連結された駆動機構を備え、
前記第１吐出駆動部および前記第２吐出駆動部は、互いに異なるタイミングで内容物を吐出させる
請求項１２に記載の吐出装置。 - 前記第１吐出駆動部は、前記第２吐出駆動部が前記第２内容物を吐出させた後に、前記第１内容物を吐出させる
請求項１２または１３に記載の吐出装置。 - 前記第１エアゾール容器および前記第２エアゾール容器は、それぞれ交換可能である
請求項１から１４のいずれか一項に記載の吐出装置。 - 請求項１から１５のいずれか一項に記載の吐出装置を搭載した無人航空機。
- 第１内容物を収容し、第１供給部と接続される第１エアゾール容器を提供する段階と、
前記第１内容物と異なる第２内容物を収容し、前記第１供給部と吐出部との間に設けられた第２供給部に接続される第２エアゾール容器を提供する段階と、
前記第２内容物を前記第２供給部に注入する段階と、
前記第１内容物を前記第１供給部に供給する段階と、
前記第１内容物によって、前記第１供給部の内圧を前記第２供給部の内圧よりも高くすることにより、前記第２供給部に注入された前記第２内容物を前記吐出部から吐出する段階と、
を備える吐出方法。 - 前記第１内容物を前記第１供給部に供給する段階は、前記第１エアゾール容器に収容された液化ガスを前記第１供給部に供給する段階を含む
請求項１７に記載の吐出方法。 - 前記第１内容物を前記第１供給部に供給する段階は、前記第２内容物を前記第２供給部に注入する段階の後に実行される
請求項１７または１８に記載の吐出方法。 - 前記第２内容物を前記第２供給部に注入している間に、前記第１内容物の前記第１供給部への供給を開始する段階を備える
請求項１７または１８に記載の吐出方法。 - 第１吐出駆動部により前記第１エアゾール容器から前記第１内容物を吐出させる段階と、第２吐出駆動部により前記第２エアゾール容器から前記第２内容物を吐出させる段階とを繰り返すことにより、前記第２内容物を前記吐出部から間欠的に吐出する段階を備える
請求項１７から２０のいずれか一項に記載の吐出方法。 - 前記第２内容物を前記吐出部から吐出する段階は、無人航空機による無人飛行中に実行される
請求項１７から２１のいずれか一項に記載の吐出方法。
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