JP6177354B2 - 使い捨て型ガスライターのリザーバを充填してシールするためのシールアセンブリ - Google Patents

Description

本発明は、ガスライターに関するものであり、とりわけ、使い捨て型ガスライターに関するものであり、また、任意のタイプのライターのためのガスリザーバに関するものである。

より詳細には、本発明は、ライターの充填操作およびシール操作を容易とするためのデバイスおよび方法に関するものである。より詳細には、本発明は、液体炭化水素を充填し得るよう構成された、特に、ブタンやブタン混合物や他の炭化水素を充填し得るよう構成された、プラスチック材料から形成されたリザーバを具備したタイプの、特に、アモルファスプラスチックから形成されたリザーバを具備したタイプの、使い捨て型ライターに関するものであり、また、そのようなタイプのすべてのライターに関するものである。

例えばＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）やポリカーボネートや使い捨て型ガスライターのために頻繁に使用されるものといったようなポリマー等の合成アモルファス材料は、有利である。なぜなら、この合成アモルファス材料により、ユーザーが、リザーバ内の残存燃料の液位を見ることができるからである。しかしながら、そのようなアモルファス材料は、非結晶構造の結果として、脆いものであり得る。

従来技術においては、リザーバの底部に井戸を設け、この井戸内にボールを挿入することが公知である。しかしながら、井戸内へのボールの押込導入は、リザーバの井戸にクラックを形成してしまうことがあり、これにより、漏洩を引き起こしてしまうことがある。

他の手法においては、Ｏ−リングシールを使用する。しかしながら、このような手法のコストパフォーマンスは、最終的なシール特性に関して、悪いものである。

特許文献１には、ライターのボディに対して一体的に成型されたプラグ部材を使用するという手法が開示されている。このプラグ部材により、ボディへの充填が可能とされるものの、リザーバの最終的な閉塞およびシールは、導出バルブによって提供されている。そのようなバルブが、井戸内へと押し込んで嵌合されることのために、クラックを引き起こすというリスクが、なおも残っている。

米国特許第４，４８６，１７１号明細書

したがって、透明な使い捨て型ガスライターの充填操作およびシール操作に関連した公知の手法を改良することが要望されている。

この目的のために、使い捨て型ガスライターのリザーバを充填してシールすることを可能とするシールアセンブリが提供され、このシールアセンブリが、
−リザーバボディ内に設けられた実質的に円筒形状の井戸であるとともに、内壁を有した井戸と、
−井戸内に受領されることを意図したプラグであるとともに、前方部分と後方部分とを備えたプラグであり、前方部分が、径方向突起と、流体通路を提供するための少なくとも１つの凹所と、を有し、後方部分が、円形膨出部分と、溶接によって溶融し得るよう構成された溶接部分と、を有している、プラグと、
を具備してなり、
プラグが、リザーバの内部と外部との間に通路が提供される第１軸線方向位置（Ｐ１）から、プラグの円形膨出部分と井戸の内壁との間に気密コンタクトが形成された一時的シール位置が提供される第２軸線方向位置（Ｐ２）へと、移動し得るよう構成され、さらには、第２軸線方向位置から、プラグの溶接部分が気密的な態様でリザーバに対して溶接される最終的シール位置が提供される第３軸線方向位置（Ｐ３）へと、移動し得るよう構成されている。

上記の構成により、使い捨て型ガスライターのあるいは任意のタイプのライターのリザーバをシールするための安価で信頼性の高い解決手段を得ることができる。

さらに、充填操作およびシール操作は、組み合わせることができ、これにより、最適化された産業的プロセスを提供することができる。

本発明の様々な実施形態においては、可能であれば、以下の様々な構成のうちの１つまたは複数の構成を行うことができる。すなわち、
−溶接部分を、井戸のエッジ部分に対して溶融されることを意図した円錐台形状部分として形成することができ、これにより、溶接操作を容易とする構成、
−プラグを、個別部材として供給することができ、これにより、井戸を構成する材料とプラグを構成する材料とを、互いに異なるものとして、それぞれの用途に適したものとし得る構成、
−前方部分と、膨出部分と、溶接部分とを、軸線方向において互いに隣接して配置することができ、これにより、軸線方向においてコンパクトなこ解決手段を提供し得る構成、
−シールアセンブリが、有利には、プラグと井戸との間の中間部材が不要とされ、弾性部材および付勢部材が不要とされ、これにより、特に単純な構成とし得るとともに、コストを特に安価なものとし得る構成、
−膨出部分の休止時の直径を、好ましくは井戸の内径の１０１％〜１０５％とし、これにより、第２軸線方向位置（Ｐ２）における十分な圧縮によって、暫定的なシールを確保し得る構成、
−ボディおよび井戸を、スチレンアクリロニトリルあるいはＡＢＳあるいはポリカーボネートを含む非結晶樹脂から形成することができ、これにより、安価な透明材料を使用し得る構成、
−溶接を超音波溶接とすることができ、信頼性の高い産業的解決手段を提供し得る構成、
−プラグを、リザーバに対して一体的に成型することができ、これにより、部材供給のコストを低減し得る構成。

本発明は、また、使い捨て型ガスライターのリザーバを充填してシールするための方法に関するものであって、リザーバが、軸線と内壁とを有した実質的に円筒形状の井戸を備え、この方法においては、
ステップＡ）プラグを、井戸内において、第１軸線方向位置に配置し、ここで、プラグを、前方部分と後方部分とを備えたものとし、前方部分を、流体通路を提供するための少なくとも１つの凹所を有したものとし、後方部分を、少なくとも、円形膨出部分と、溶接によって溶融し得るよう構成された溶接部分と、を有したものとし、
ステップＢ）流体通路を通してリザーバ内へと流入する燃料によって、リザーバを充填し、
ステップＣ）プラグを第２軸線方向位置へと押し込み、この第２軸線方向位置においては、円形膨出部分を、井戸の内壁に対して当接させ、これにより、暫定的な気密コンタクトを提供し、
ステップＤ）プラグを井戸内に溶接し、これにより、プラグを第３軸線方向位置とし、これにより、最終的な気密シールを形成する。

この方法の様々な実施形態においては、可能であれば、以下の様々な構成のうちの１つまたは複数の構成を行うことができる。すなわち、
−ステップＤにおいては、押込操作と、超音波振動の印加操作と、を同時に行うことができ、これにより、信頼性の高い産業的解決手段を提供し得る構成、
−ステップＢおよびステップＣを、注入ノズルを使用して行い、注入ノズルを、移動可能な中央ロッドを有したものとし、第１軸線方向位置から第２軸線方向位置への移動を、充填操作の終了直後において、注入ノズルを除去することなく、行うことができ、これにより、燃料供給の溢れを最小化し得るよう、最適化された解決手段を提供し得る構成。

本発明の他の特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ、非限定的な例示としての本発明の様々な実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。

本発明の例示としての一実施形態によるシールアセンブリを示す軸線方向の断面図であり、プラグが、第１軸線方向位置とされている。 本発明の例示としての一実施形態によるシールアセンブリを示す横方向の断面図であり、プラグが、第１軸線方向位置とされている。 図１Ｂの一部を拡大して示す図である。 図１のシールアセンブリを示す軸線方向の断面図であり、プラグが、第２軸線方向位置とされている。 図１のシールアセンブリを示す横方向の断面図であり、プラグが、第２軸線方向位置とされている。 図１のシールアセンブリを示す軸線方向の断面図であり、プラグが、第３軸線方向位置とされている。 図１のシールアセンブリを示す横方向の断面図であり、プラグが、第３軸線方向位置とされている。 プラグを示す斜視図である。

複数の図面にわたって、同一の構成部材にはあるいは同様の構成部材には、同じ参照符号が付されている。

図１Ａおよび図１Ｂは、ガスライターボディ１の底部１２を示している。このガスライターボディ１は、ガスリザーバを形成しているとともに、頂部上に、導出バルブや点火手段や駆動手段といったような公知の図示されていない様々な機構を収容している。

底部１２には、井戸３が設けられている。この井戸３は、長手方向軸線Ｘに沿って延在しており、実質的に円筒形状を呈している。この円筒形状は、内壁３０と、エッジ部分３１と、を有している。エッジ部分３１は、円筒形状の井戸３よりも大きな凹所１１内に配置されている。凹所１１は、複数の様々な形状部分を有することができる。凹所１１は、部分的には傾斜していたり、直線的な形状とすることができる。図示の例においては、凹所は、円錐台形状を有した傾斜マウス１４を有している。井戸がこの凹所１１内に配置されていることのために、井戸領域は、底部１２の底面から離間している。これにより、当然的に、機械的な保護が提供される。

井戸領域は、ライターボディ１に対して一体的に成型されている。ライターボディは、したがって、井戸部分は、非結晶樹脂から形成することができる、例えばスチレンアクリロニトリルやＡＢＳやポリカーボネートから形成することができる。この種の材料は、透明であるという利点を有している。これにより、リザーバ内の液位を見ることができる。さらに、この種の材料は、安価である。本発明は、透明材料に限定されるものではなく、不透明な非結晶材料や不透明な結晶材料を使用することもできる。

井戸３は、リザーバの内部スペース１３と外部との間の流体連通を提供する。ライターボディの頂部上に少なくとも導出バルブを配置した後に、井戸３を使用することにより、特にブタンやブタン混合物や他の炭化水素といったような炭化水素を含有した液体燃料によってリザーバを充填することができる。井戸の直径は、小さなものとすることができ、例えば、１ｍｍ〜３ｍｍとすることができる。

充填操作は、燃料外部供給源（図示せず）に対して連結された注入ノズル７を使用して、行われる。注入ノズル７は、リザーバの底部の傾斜マウス１４に対して相補形状とされた傾斜エッジ７４を有している。充填操作を行うに際しては、注入ノズル７が、傾斜マウス１４に対して取り付けられる（図２Ａに図示されている）。これにより、燃料外部供給源と、リザーバ１の内部スペース１３と、の間の流体連通を確立することができる。その後、バルブが開放され、加圧液体燃料が、リザーバ１内へと注入される。

さらに、井戸内に受領されることを意図したプラグ２が設けられている。プラグ２は、充填操作の後に、井戸３を閉塞することができる。より詳細には、図１Ａに示すように、プラグ２は、長手方向軸線Ｘに沿って延在している。プラグ２は、実質的に非対称な全体形状を有しており、前方部分２１と、後方部分２２と、を有している。

プラグをなす材料は、リザーバの構成材料と同じとすることができる。しかしながら、プラグ材料の融点がリザーバ材料の融点とは大きく相違しない限りにおいては、プラグ材料は、必ずしも透明でなくても、異なるタイプの樹脂やプラスチック材料とすることもできる。これにより、後述するように、良好な溶接能力を提供することができる。

不透明な材料を選択することの１つの利点は、自動化された組立プロセス時にプラグの存在を光学的に自動的にチェックし得ることである。

プラグ材料は、完全に剛直なものではなく、ある程度の圧縮性を有している。これにより、プラグ材料は、変形することができる。

前方部分２１は、径方向突起４１と、少なくとも１つの凹所４と、を有している。凹所４により、径方向突起４１どうしの間において流体通路Ｆを提供することができる。径方向突起４１は、井戸の内径Ｄよりもわずかに大きな直径Ｄ１を有した円に対して内接している。図示の例においては、３つの径方向突起４１と３つの凹所４とが交互に配置されている。

後方部分２２は、円形膨出部分５を有している。この円形膨出部分５は、井戸の内径Ｄよりもわずかに大きな直径Ｄ２を有した円形当接部分を提供する。後方部分２２は、さらに、溶接部分６を有している。この溶接部分６は、詳細に後述するように、溶接によって溶融され得るよう構成されている。さらに、後方部分２２の背面のところにおいて横方向に配置された端部２８が設けられている。

井戸内への挿入前には、プラグ２は、Ｐ０によって示された（図１Ａにおいて破線によって示されている）軸線方向の準備位置に配置されることができる。プラグ２を井戸３に向けて軸線方向に押し込んだ際に、プラグ２が、第１軸線方向位置Ｐ１（図１Ａにおいて実線によって示されている）と称される位置へと到達したときには、図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、径方向突起４１がわずかに圧縮され、圧縮された部分４２は、径方向の圧縮を生成する。したがって、プラグ２は、この第１軸線方向位置Ｐ１において堅固に保持される。これにより、特に、充填操作時に、すなわち、液体燃料の注入が背面部分２８上に圧力を印加している際に、プラグが実質的に軸線方向に移動してしまうことを防止することができる。

この第１軸線方向位置Ｐ１においては、井戸は、閉塞されていない。実際、径方向突起４１どうしの間に設けられた複数の凹所４が、流体通路Ｆを提供し、これにより、その後の充填操作を可能とすることができる。

その後、注入ノズル７が、傾斜マウス１４に対して取り付けられ、液体燃料が、リザーバ内へと注入される。所定量がリザーバ内へと導入されたことを、様々な手段で決定された時点で、注入ノズル７の中央に設けられた押込ロッド８が、上向きに駆動され、これにより、プラグ２を、第１軸線方向位置Ｐ１から第２軸線方向位置Ｐ２（図２Ａ）へと移動させる。第２軸線方向位置Ｐ２においては、膨出部分５が、井戸３の内壁３０に対して当接する。この第２軸線方向位置Ｐ２は、燃料をリザーバから漏出させることを防止するための一時的なシール位置を提供する。その後、注入ノズル７を、除去することができる。

押込ロッド８の前端８２の移動を、印加された力によってあるいは移動範囲によって、制御し得ることに注意されたい。よって、膨出部分だけが、井戸内へと挿入され、溶接部分６は、井戸のエッジ部分３１上へと当接する。

第２軸線方向位置Ｐ２が一時的なシール位置を提供している間に、必要であれば、ライターの機能テストを行うことができる、および／または、ライターを、他の組立ステーションへと移動させることができる。

より詳細には、膨出部分５の休止時の直径Ｄ２は、井戸の内径Ｄの１０１％〜１０５％として選択することができる。径方向突起４１の径方向圧縮応力に加えて、膨出部分５の径方向圧縮応力は、充填後にリザーバを支配する内部圧力の作用に抗して、十分な保持力を提供する。

リザーバを最終的にシールするための状況を得るに際しては、最終的シール操作が行われる。この目的のために、図示の例においては、前端９２付きの超音波ソノトロード９が、プラグ２の背面部分２８に対して適用される。超音波ソノトロード９は、プラグ２を図３Ａに示す第３軸線方向位置Ｐ３に向けて押し込みつつ、軸線方向の振動と横方向の振動とを同時に印加する。溶融部分６３は、最終的シールを確保する。これにより、リザーバを気密的にシールすることができる。

本発明の範囲内においては、他の溶接手法を排除しないことに注意されたい。

図示の好ましい実施形態においては、プラグ２は、個別部材として供給されているけれども、リザーバに対して一体的に成型されたプラグを有し得ることに注意されたい。その場合、リザーバとプラグとは、可能であれば、破壊可能なリンクを介して連結することができる。

有利には、前方部分２１と、膨出部分５と、溶接部分６とは、軸線方向において互いに隣接して配置される。これにより、プラグの軸線方向の全体寸法を、１０ｍｍよりも小さなものとすることができる、好ましくは、５ｍｍよりも小さなものとすることができる。これは、リザーバの容積内へとあまり侵入しないコンパクトな解決手段を提供する。

有利には、上述したシールアセンブリは、プラグと井戸との間のすべての中間部材を不要とすることができ、また、すべての弾性部材や付勢部材を不要とすることができる。

言い換えれば、上述したシールアセンブリを使用するための方法においては、少なくとも、
Ａ）プラグ２を、井戸内において、第１軸線方向位置（Ｐ１、充填位置）に配置し、
Ｂ）流体通路４を通してリザーバ内へと流入する燃料によって、リザーバを充填し、
Ｃ）プラグを第２軸線方向位置（Ｐ２、一時的なシール位置）へと押し込み、この第２軸線方向位置においては、円形膨出部分５を、井戸の内壁に対して当接させ、これにより、暫定的な気密コンタクトを提供し、
Ｄ）プラグを井戸３内に溶接し、これにより、プラグを第３軸線方向位置（Ｐ３、最終的シール位置）とし、これにより、好ましくは超音波溶接技術を使用して、気密シールを形成する。

膨出部分５を、非対称なものとすることができ、また、肩形状を有したものとし得ることに注意されたい。さらに、溶接部分を、膨出部分に対しての幾何形状的連続性を有したものとして配置することができる。さらに、溶接部分６は、溶接前には必ずしも軸線対称である必要ではなく、様々な態様のものとすることができる。

上述したシールアセンブリおよび方法を、使い捨て型ガスライターに対してだけではなく、任意の種類のユーティリティーガスライターに対しても、使用し得ることに注意されたい。

１ ガスライターボディ、リザーバボディ
２ プラグ
３ 井戸
４ 凹所
５ 円形膨出部分
６ 溶接部分
７ 注入ノズル
８ 押込ロッド、中央ロッド
１１ 凹所
２１ 前方部分
２２ 後方部分
３０ 内壁
３１ エッジ部分
４１ 径方向突起
Ｆ 流体通路
Ｘ 長手方向軸線

Claims (12)

1. 使い捨て型ガスライターのあるいはすべてのタイプのライターのリザーバを充填してシールすることを可能とするシールアセンブリにおいて、
   −リザーバボディであって、このリザーバボディ内に実質的に円筒形状の井戸（３）を備え、この井戸（３）が内壁（３０）を有しているリザーバボディと、
   −前記井戸（３）内に受領されることを意図したプラグ（２）であって、前方部分（２１）と後方部分（２２）とを備え、前記前方部分（２１）が、径方向突起と、流体通路を提供するための少なくとも１つの凹所（４）と、を有し、前記後方部分（２２）が、円形膨出部分（５）と、溶接によって溶融し得るよう構成された溶接部分と、を有している、プラグ（２）と、
   を具備してなり、
   前記プラグ（２）が、前記リザーバボディの内部と外部との間に通路が提供される第１軸線方向位置（Ｐ１）から、前記プラグ（２）の前記円形膨出部分（５）と前記井戸（３）の前記内壁（３０）との間に気密コンタクトが形成された一時的シール位置が提供される第２軸線方向位置（Ｐ２）へと、移動し得るよう構成され、さらには、前記第２軸線方向位置から、前記プラグ（２）の前記溶接部分が気密的な態様で前記リザーバボディの前記内壁（３０）に対して溶接される最終的シール位置が提供される第３軸線方向位置（Ｐ３）へと、移動し得るよう構成されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
2. 請求項１記載のシールアセンブリにおいて、
   前記溶接部分が、前記井戸（３）のエッジ部分（３１）に対して溶融されることを意図した円錐台形状部分（６）として形成されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
3. 請求項１または２記載のシールアセンブリにおいて、
   前記プラグ（２）が、個別部材として供給されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のシールアセンブリにおいて、
   前記前方部分（２１）と、前記膨出部分（５）と、前記溶接部分（６）とが、軸線方向において互いに隣接して配置されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のシールアセンブリにおいて、
   前記プラグ（２）と前記井戸（３）との間の中間部材が不要とされ、
   弾性部材および付勢部材が不要とされている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のシールアセンブリにおいて、
   前記膨出部分（５）の休止時の直径が、前記井戸（３）の内径の１０１％〜１０５％とされている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載のシールアセンブリにおいて、
   前記リザーバボディおよび前記井戸（３）が、スチレンアクリロニトリルあるいはＡＢＳあるいはポリカーボネートを含む非結晶樹脂から形成されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載のシールアセンブリにおいて、
   前記溶接が、超音波溶接である、ことを特徴とするシールアセンブリ。
9. 請求項１記載のシールアセンブリにおいて、
   前記プラグ（２）が、前記リザーバボディに対して一体的に成型されている、ことを特徴とするシールアセンブリ。
10. 使い捨て型ガスライターのリザーバであって、軸線（Ｘ）と内壁（３０）とを有した実質的に円筒形状の井戸（３）を備えたリザーバを充填してシールするための方法において、
    ステップＡ）プラグ（２）を、前記井戸（３）内の第１軸線方向位置（Ｐ１、充填位置）に配置し、ここで、前記プラグ（２）を、前方部分（２１）と後方部分（２２）とを備えたものとし、前記前方部分（２１）を、流体通路を提供するための少なくとも１つの凹所（４）を有したものとし、前記後方部分（２２）を、少なくとも、円形膨出部分（５）と、溶接によって溶融し得るよう構成された溶接部分と、を有したものとし、
    ステップＢ）前記流体通路（４）を通して前記リザーバ内へと流入する燃料によって、前記リザーバを充填し、
    ステップＣ）前記プラグ（２）を第２軸線方向位置（Ｐ２、一時的なシール位置）へと押し込み、この第２軸線方向位置では、前記円形膨出部分（５）を、前記井戸（３）の前記内壁（３０）に対して当接させ、これにより、暫定的な気密コンタクトを提供し、
    ステップＤ）前記プラグ（２）を前記井戸（３）内に溶接し、これにより、前記プラグ（２）を第３軸線方向位置（Ｐ３）とし、これにより、最終的な気密シールを形成する、
    各ステップを含んでなることを特徴とする方法。
11. 請求項１０記載の方法において、
    前記ステップＤでは、押込操作と、超音波振動の印加操作と、を同時に行う、ことを特徴とする方法。
12. 請求項１０または１１記載の方法において、
    前記ステップＢおよび前記ステップＣを、注入ノズル（７）を使用して行い、
    前記注入ノズル（７）を、移動可能な中央ロッド（８）を有したものとし、
    前記第１軸線方向位置（Ｐ１）から前記第２軸線方向位置（Ｐ２）への移動を、充填操作の終了直後において、前記注入ノズル（７）を除去することなく行うことができる、ことを特徴とする方法。

Images