JP3866705B2 - 流動体の供給量調整装置 - Google Patents

Description

この発明は、流動体の供給量の調整を行う装置、例えばガスライタ等の着火装置やヘアカラやアイロン等の燃料ガスの燃焼装置、或いは医療用の液体薬品の点滴装置において、その最大流量を規定する構造に関する。

従来、ガス透過性を有するフィルタのガス透過面積を変化させて、ガスの流量を調整する面積調整式のガスライタ等に応用されているガス供給量の調整装置の構造及びそのガス供給量の調整メカニズムは、ガス貯蔵槽に連通するガス通路を有する基盤上に配置される上下面に貫通したガス通孔を有し、下面が平坦に形成された配設面と、該ガス通孔の上端開口に向かって椀状に凹んだ内底面が凹設されてなる弾性密封部材の上部にガス透過性フィルタを配置し、ローレット嵌合によって流量調整レバーの回動に連動して上下動し、前記弾性密封部材に、該フィルタを介して押圧力を加えて該弾性密封部材とフィルタの密接する面積を変えるための押圧部材を備え、前記レバーを操作して該面積を変えることによってガス流量を調整するという構造になっている。このような構造を採るものの代表例として特許第２５０３１１７号公報に示されるような技術が挙げられる。

このような構造を用いたガス供給量調整装置におけるガス供給量の調節は、上述のように、弾性密封部材とフィルタが密接する面積を押圧力によって変えることで、ガスがフィルタを透過する面積、すなわちガス透過面積を調整してガス流量を変えるようになっている。

したがって、ガスの流量は弾性密封部材に対する押圧力が解除された状態において最大量となり、押圧力を目一杯加えて弾性密封部材とフィルタの密接する面積を最大化し、ガス透過面積を最小化する状態において最小量となる。特許第２５０３１１７号公報にも記載されている上述のような構成のガス供給量調整装置の場合、必要に応じた炎長の調整については十分な配慮がなされている。

ところが、ガス流量が最大となる押圧力の解除状態は、押圧部材がフィルタに接触するか否かの境界的な状態であって、実際にこのような状態を作出するするには難があり、また押圧部材によってフィルタと弾性密封部材とが多少なりとも押圧されていないとガスがシールされずガス漏れの原因となってしまう。従って、実際にはフィルタと弾性密封部材を若干押圧した状態にする必要があるが、量産上ではこの押圧状態がバラつくため、押圧力が解除されるに近く、ガス流量が一定且つ最大となるような状態を製品毎に作出することは製造上極めて困難である。特に、組み立てられた状態で前記レバーを調整して最大流量に設定しようとする場合には、フィルタや弾性密封部材、押圧部材等の位置関係を視認することが出来ないのでより一層困難となる。つまり、製品毎に押圧状態が微妙に異なるためガスの最大流量の安定性を確保することが出来ないという問題点があった。

このため、ガスライタのように燃焼火炎を直接利用する場合には、その最大炎長を一定に規定することが困難となる。
特許第２５０３１１７号公報

この発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、必要に応じた流動体の供給量の調整を行うことが出来るとともに、流動体の最大流量を予め規定した量で安定して得ることの出来る最大流量の規定構造を施した流動体供給量の調整装置を提供せんとするものである。

上記課題を解決するためにこの発明が採った手段は、流動体貯蔵槽に連通する流通路を備えた基盤上に配置される略板状の弾性密封部材と、該弾性密封部材を押圧、圧縮し得る押圧部材と、該押圧部材と弾性密封部材との間に介挿される流動体透過性を有するフィルタとを備え、前記弾性密封部材には前記基盤の流通路に連通する流通孔と、該流通孔に連通し且つ凹状に窪んだ凹陥部が形成され、押圧部材で押圧、圧縮するとき、該凹陥部における下流側の開口の開放面積を変化させてフィルタを通過するガス流量を調整するようにしたガス供給量の調整装置において、前記弾性密封部材の凹陥部には、下流に向かって漸次広くなるように傾斜した内底面が形成され且つ内周壁が弾性密封部材の配置面に対してほぼ垂直に形成されていて、前記押圧部材でフィルタを介して弾性密封部材を押圧するとき、凹陥部の周壁が圧潰するまでの間、凹陥部の開放面積を変化させず最大ガス流量が一定量に保持されるようにしたことを特徴とする。

凹陥部の周壁面が、弾性密封部材の配置面に対して垂直に形成されていることを特徴とする。

凹陥部の周壁面が、内底面から開口に向かって漸次拡開するテーパー面に形成されていることを特徴とする。

凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て直線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする。

凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て曲線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする。

弾性密封部材と、この押圧面上に配置されるフィルタとが、熔着によって一体化されてなることを特徴とする。

弾性密封部材が、この押圧面に、フィルタを配置する位置を規定しつつ弾性密封部材とフィルタとを熔着するための位置決め熔着突起を有することを特徴とする。

フィルタが、最大孔径０．０２μｍ〜０．４μｍ程度の微細孔を空孔率３８％〜４５％程度でほぼ全面に渡って均一に有するマイクロポーラスフィルムからなることを特徴とする。

フィルタを介して接合される弾性密封部材と押圧部材の接合面をなすそれぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等であることを特徴とする。

押圧部材が、弾性密封部材を押圧する押圧面から若干上方に向かった位置の内径が、前記押圧面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成されている段状流動体透過径部を有して構成されることを特徴とする。

この発明による最大流量の規定構造を施した流動体の供給量調整装置においては、流動体の供給量調整装置の各部品は弾性密封部材を除いて従来のものと全く同じであってよく、従って製造工程は従来のそれと変わるところなく製造可能であり（ガスライタ等に適用する場合）、よって製造費用の高額化を招くことなく、流動体の供給量調整装置における気体のみならず液体を含めた流動体の供給の自由な調整を可能としつつ、その最大流量を規定することが出来、よって安定性の高い流動体供給を行うことが出来る製品の提供を可能とする。

例えば、当該発明の流動体の供給量調整装置をガスライタに利用すれば、一定の大きさに規定された最大炎長で安全性の高いガスライタを高額化を招くことなく提供出来るようになる。

この発明の好ましい実施の形態を、以下に詳細に説明する。図１を参照して、本発明を適用した弾性密封部材(1a)の構造を示す。ＰＰエラストマからなる平面形状が円形で厚さがＨの板状の弾性密封部材(1a)の中心に該弾性密封部材(1a)の上下に貫通した小径で円形の流通孔(2)を有し、この弾性密封部材(1a)の下端に平坦な配設面(3)が形成され、押圧時には配置面(4)に密接し（図５参照）、流動体をシールするようになっている。この弾性密封部材(1a)の上面には、該弾性密封部材(1a)の上部の縁端を周状に残し、その内側を陥落させて、平坦な下面に対しほぼ垂直に形成される周壁(5a)と、この周壁(5a)の内側下端に連なり、該流通孔(2)に向かって椀状に凹んだ内底面(7a)が形成されている。

また、前記周状に残した該弾性密封部材(1a)上部縁端の天面には、この縁端の幅のほぼ中央に、該周に沿って突出させた位置決め熔着突起(8)を設けて（図１ｂ参照）、該天面に対する流動体透過性フィルタ(9)の配置を容易にすると共に、超音波熔着処理を施して該弾性密封部材(1a)と流動体透過性フィルタ(9)とを固着することが出来るように構成されている。この位置決め熔着突起(8)は必ずしも設けなければならないというものではないが、上述のように位置決め熔着突起(8)を設けて予め弾性密封部材(1a)と流動体透過性フィルタ(9)とを一体化することにより、組立作業の効率化を図ることが出来る。何故ならば、弾性密封部材(1a)と流動体透過性フィルタ(9)とを一体化せずに別個に組み立てると、該フィルタ(9)自体が非常に薄い上に、静電気が発生してフィルタ(9)の組み付け作業に困難を来たし、組立工程が余計に必要となるからである。ただし、前記突起(8)は、弾性密封部材(1a)の天面に流動体透過性フィルタ(9)を配置するときその位置を規定しつつ、配置後に従来知られた超音波熔着やインパルス熔着、或いはこの他の処理によって、弾性密封部材(1a)の天面に該フィルタ(9)を固着出来ればよく、必ずしも天面の周にそった環状の突起(8)である必要はなく、該周上の適所に適当な間隔を以て隆起させた局所的な凸状のものであってもよい。

また上記周壁(5a)の微小な高さδに相当する範囲内の幅Δ、すなわちδ≧Δで押圧部材(10)を上下動させても（図９参照）、該弾性密封部材(1a)と、この弾性密封部材(1a)上に配置される流動体透過性フィルタ(9)とが密接する面積がほぼ一定に保たれるため、流動体透過面積が殆ど変わらず流動体の供給量がほぼ一定となって最大流量が規定されるようになっている。

上記説明のように構成される本発明を適用した弾性密封部材(1a)の構造は、図２に示す高さがｈ′の従来の弾性密封部材(11)の構造と比べると、従来の弾性密封部材(11)に付加された様な格好となっている周壁(5a)を除けば、殆ど変わるところがないが、流動体の供給量は微妙な押圧状態の変化で比較的大きな変化がもたらされるので当該発明の如くの周壁(5a)が大きな意味を持つ。流動体の供給量調整装置における基本状態は、流動体の漏れを防ぐシールのために、弾性密封部材は常に押圧力が若干加えられた状態であり、また製造上、この弾性密封部材に対する製造初期の押圧力を一定にすることは非常に難しい。このため図２に示すような従来の弾性密封部材(11)を用いた場合、内底面(7b)とフィルタとの接触面積が製品毎に微妙に異なる状態となり、流動体の供給量として大きな違いとなってしまい最大流量を規定することが出来ず、安定性を欠くことになる。

これに対して、この発明を適用した弾性密封部材(1a)を用いた流動体の供給量調整装置においては、押圧力が解除された状態を示す図１の状態から、押圧力を加えて周壁(5a)が潰れてその高さδ分がなくなり（図９ｂ参照）、図２に示す押圧力が加えられていない状態の従来の弾性密封部材(11)とほぼ同じ形状になるまでの間、弾性密封部材(1a)と流動体透過性フィルタ(9)の接触面積が殆ど変わらない。従ってこの間、流動体透過面積がほぼ一定に保たれるので、流動体の供給量も一定に保たれることになる。

弾性密封部材(1a)に加えられた押圧力が最小の状態において、弾性密封部材(1a)と流動体透過性フィルム(9)との密接面積が最小となるので、流動体の供給量調整装置においてはこの状態が最大流量となる。つまり、製品個々によって微妙に異なる弾性密封部材(1a)の押圧状態の違いを、ほぼ垂直に形成された微小高さδの周壁(5a)によって吸収させて緩和し、その高さδの範囲内において流動体の透過面積が殆ど変わらず最大流量が一定に保たれるので、流動体の供給量調整装置における最大流量の安定性を向上させることが出来るようになっている。

以下図を参照しながら、この発明の変形例及び実施例を示す。図３は、周壁(5b)が、その付け根においてその断面幅Ｗが最大で、上方に向かって断面幅が徐々に狭まり、周壁(5b)の上端において最小の断面幅Ｗ′となるように形成され、弾性密封部材(1b)を上下に切る断面における流通孔(2)に向かって降下する傾斜ライン(12c)が、直線的なラインからなる内底面(7c)であることを特徴とする最大流量の規定構造である。このように、周壁(5b)を上方に向かってその断面幅を狭めて形成したことによって、周壁(5b)が押圧部材によって加圧され多少潰れて、水平方向に押し広げられた格好になっても、周壁(5b)の微小高さδの範囲内ならば流動体の透過面積が、弾性密封部材(1a)のように垂直に形成された周壁(5a)の場合よりも一層、一定に保つことが出来るようになっている。ただし、周壁はその高さδの範囲内で押圧部材が上下動して周壁が圧潰した格好となっても、その際のフィルタの流動体透過面積が殆ど変わらないように周壁の断面形状が形成されていればよく周壁や弾性密封部材の断面形状は何ら限定されるものではない。

図４に示す当該発明を適用した弾性密封部材(1c)の例は、実施例１に比べて弾性密封部材(1c)の上端における円輪状の天面の幅Ｗ〃が広く、そして凹陥部の直径が小さく形成されたものであり、この例の如く流動体の透過面積を比較的小さくした弾性密封部材(1c)と、この天面に配置される流動体透過性フィルタ(9)として、所望の透過量が得られるように選ばれる多孔性のフィルム、好ましくは最大孔径０．０２μｍ〜０．２μｍ程度の微細孔を空孔率約３８％でほぼ全面に渡って均一に有する厚みが２５μｍ程のマイクロポーラスフィルムとを採用して流量調整機構を構成することで、流動体が液体である場合、例えば医薬用の液体で、医療用の点滴装置における流量調整機構として好適に用いることも出来る。

図５〜１０を参照して、この発明を適用した弾性密封部材(1)を組み込んでなるガス供給量の調整装置を用いたガスライタの一例を示し、この発明の実施例を説明する。つまり、この例における流動体は燃焼用のガスである。この例の本発明を適用した弾性密封部材(1)は、ライタの主要部の構造とともに図５に示すように、ガス貯蔵槽に連通するガス通路(13a)を有する基盤(14)と、ガス供給口(15)に連通するガス通路(13b)を有する押圧部材(10)と、ガス透過性フィルタ(9)を備えてなるガス供給量調整装置に組み込まれ、本例のガスライタは、このガス供給量調整装置と燃焼用ノズル(16)及び流量調整手段を備えてなる。

流量調整手段は、ローレット嵌合によって押圧部材(10)と連動するように構成され所定の角度の範囲内において回動自在に配置された流量調整レバー(17)の回動に連動して押圧部材(10)が上下動し、該フィルタ(9)を介して、下流に向けて拡開した凹陥部を形成した弾性密封部材(1)に押圧力を加えて、該弾性密封部材(1)とフィルタ(9)とが密接する面積を変えることが出来、これによってガス流量を調整するという構造になっている。ただし凹陥部の開口は、必ずしもこの例のように下流に向けていなければならないというものではなく、押圧状態によってガス透過面積を変えられるものであればよいのであって何ら限定されるものではない。

ここで、この例において採用される上記フィルタ(9)は、最大孔径０．０４μｍ〜０．４μｍ程度の微細孔を空孔率約４５％程度でほぼ全面に渡って均一に有するマイクロポーラスフィルムからなる。

流量調整レバー(17)の回転角によって、弾性密封部材(1)の押圧状態が変化し、それに応じてその状態におけるガスの供給量も変化するので、これによって炎長を調整することが出来る。流量調整レバー(17)を左回りに回転させた場合、弾性密封部材(1)に加えられた押圧力は、流量調整レバー(17)の回転前の状態に比べて小さくなる。従って、該弾性密封部材(1)とフィルタ(9)の接触面積も小さくなって、ガス透過面積は大きくなるので、ガスの供給量も大きくなり、燃焼用ノズル(16)のガス供給口(15)から放射される炎の長さが大きくなる。逆に、流量調整レバー(17)を右回りに回転させた場合、ガス透過面積は回転前と比べて小さくなるので、ガスの供給量も小さくなり、燃焼用ノズル(16)のガス供給口(14)から放射される炎の長さは小さくなる。

また炎長は、流量調整レバー(17)の位置が多少異なるだけでも比較的大きく相違したものとなる。従って、製造上における組み立て時において、流量調整レバー(17)に設けられたローレット溝(18)と、該レバー(17)が回転する平面内の回転運動をこれと垂直方向の上下運動に変換するための、基盤(14)に設けられた螺旋溝(19)に螺合された変換体(20)に設けられたローレット溝(21)とをローレット嵌合するとき、嵌合位置が僅かでもズレて上手く合わないと、凡そローレット溝一個分のズレが出来てしまうことになり、その結果、最大炎長が大きく異なったものとなってしまう。このため、従来の弾性密封部材(11)を用いたガス供給量調整装置の場合には、最大流量が製品によって異なったものとなり炎長が不安定であったが、図９に示すように当該発明を適用した弾性密封部材(1)を組み込んだガス供給量調整装置の場合、平坦な下面に対しほぼ垂直に形成された周壁(5)により図９ａに示す弾性密封部材(1)の状態から、押圧力を加えて図９ｂに示す弾性密封部材(1)の押圧状態になるまでの間は、該弾性密封部材(1)とフィルタ(9)との密接面積が殆ど変わらず、ガス透過面積がほぼ一定に保たれるためガス供給量が一定に規定されて最大供給量が安定するようになっている。ただし、図９に示される弾性密封部材及び押圧部材は、実施例３のそれとは形状が若干異なり、弾性密封部材の天面の面積よりも押圧部材の押圧面の面積の方が大きく、該押圧面とフィルタ上面との接触面積が一定であるため、ガス透過面積の調整が比較的難しくなっている。

これに対して実施例３の場合には、フィルタ(9)を介して接合される弾性密封部材(1)と押圧部材(10)の接合面をなしている両部材それぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等に形成され、該押圧部材(10)におけるその該接合面から若干上方に向かった位置の内径が、前記接合面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成された段状流動体透過径部(22)を有し、押圧時において、該弾性密封部材(10)が圧潰して半径方向に押し広がっても安定したスムーズな流動体の流動性を確保出来るように構成されている。

本発明を適用した弾性密封部材の構造を示す縦断面図 従来の弾性密封部材の構造を示す縦断面図 本発明の一変形を示す縦断面図 本発明の一変形を示す縦断面図 本発明を適用した弾性密封部材を組み込んだガス供給量の調整装置を用いて構成されるガスライタの構成を示す断面図 ローレット溝が刻まれた流量調整レバーの構造を示す部品図 ローレット溝が刻まれた変換体の構造を示す部品図 本例のガスライタにおけるローレット嵌合の状態を示す斜視図 本発明を適用した弾性密封部材においてガス流量がほぼ等量である状態を示す縦断面図 本例にかかるフィルタを配置した弾性密封部材上に押圧部材が載置された状態を示す断面図。

符号の説明

１ 弾性密封部材
２ 流通孔
３ 配設面
４ 配置面
５ 周壁
６ 開口
７ 内底面
８ 位置決め熔着突起
９ フィルタ
１０ 押圧部材
１１ 従来の弾性密封部材
１２ 傾斜ライン
１３ ガス通路
１４ 基盤
１５ ガス供給口
１６ 燃焼用ノズル
１７ 流量調整レバー
１８ ローレット溝
１９ 螺旋溝
２０ 変換体
２１ ローレット溝
２２ 段状流動体透過径部

Claims (10)

1. 流動体貯蔵槽に連通する流通路を備えた基盤上に配置される略板状の弾性密封部材と、該弾性密封部材を押圧、圧縮し得る押圧部材と、該押圧部材と弾性密封部材との間に介挿される流動体透過性を有するフィルタとを備え、前記弾性密封部材には前記基盤の流通路に連通する流通孔と、該流通孔に連通し且つ凹状に窪んだ凹陥部が形成され、押圧部材で押圧、圧縮するとき、該凹陥部における下流側の開口の開放面積を変化させてフィルタを通過する流動体の流量を調整するようにした流動体の供給量調整装置において、前記弾性密封部材の凹陥部には、下流に向かって漸次広くなるように傾斜した内底面が形成され且つ内周壁が弾性密封部材の配置面に対してほぼ垂直に形成されていて、前記押圧部材でフィルタを介して弾性密封部材を押圧するとき、凹陥部の周壁が圧潰するまでの間、凹陥部の開放面積を変化させず最大流量が一定量に保持されるようにしたことを特徴とする流動体の供給量調整装置。
2. 凹陥部の周壁面が、弾性密封部材の配置面に対して垂直に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
3. 凹陥部の周壁面が、内底面から開口に向かって漸次拡開するテーパー面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
4. 凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て直線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の調整装置。
5. 凹陥部の内底面が、厚さ方向に切る断面に見て曲線的な傾斜ラインからなる傾斜面であることを特徴とする請求項１乃至３に記載の調整装置。
6. 弾性密封部材と、この押圧面上に配置されるフィルタとが、熔着によって一体化されてなることを特徴とする請求項１乃至５に記載の調整装置。
7. 弾性密封部材が、この押圧面に、フィルタを配置する位置を規定しつつ弾性密封部材とフィルタとを熔着するための位置決め熔着突起を有することを特徴とする請求項１乃至６に記載の調整装置。
8. フィルタが、最大孔径０．０２μｍ〜０．４μｍ程度の微細孔を空孔率３８％〜４５％程度でほぼ全面に渡って均一に有するマイクロポーラスフィルムからなることを特徴とする請求項１乃至７に記載の調整装置。
9. フィルタを介して接合される弾性密封部材と押圧部材の接合面をなすそれぞれの面が、面積及び形状共に、互いにほぼ同等であることを特徴とする請求項１乃至８に記載の調整装置。
10. 押圧部材が、弾性密封部材を押圧する押圧面から若干上方に向かった位置の内径が、前記押圧面の内径に比べ更に一回り小さくなって段状に形成されている段状流動体透過径部を有して構成されることを特徴とする請求項１乃至９に記載の調整装置。
    

Images