ガスカートリッジ
【課題】圧縮ガスG2によるインナーバッグ2の凹み変形が偏らないようにして該インナーバッグ2に作用する応力を分散して、インナーバッグ2における亀裂やピンホールの発生を回避する。
【解決手段】金属製外缶1の内部に液化燃料ガスG1を充填した金属製インナーバッグ2を配置するとともに、外缶1とインナーバッグ2との間の空間に、上記ガスG1の消費に伴って上記インナーバッグ2を押し潰すための圧縮ガスG2を充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記液化燃料ガスG1の消費に伴い上記圧縮ガスG2の押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部P1〜P7を一体に形成。
【解決手段】金属製外缶1の内部に液化燃料ガスG1を充填した金属製インナーバッグ2を配置するとともに、外缶1とインナーバッグ2との間の空間に、上記ガスG1の消費に伴って上記インナーバッグ2を押し潰すための圧縮ガスG2を充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記液化燃料ガスG1の消費に伴い上記圧縮ガスG2の押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部P1〜P7を一体に形成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はガスの燃焼圧力によって釘、ネジ等のファスナを打ち込むガスネイラなどの打ち込み工具に使用される燃料ガス供給用のガスカートリッジの改良技術に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の打ち込み工具にはガスカートリッジが装填され、ガスカートリッジからガスが供給されるように構成されている。通常の場合、ガスカートリッジは、外部容器(外缶)と、ガス充填容器(インナーバッグ)と、両容器間に形成された内部空間とからなる多重構造を備え、ガス充填容器を上記内部空間内に充填された高圧の圧縮ガスの圧力を利用して圧縮変形させることにより、ガス充填容器内の液化燃料ガスを噴出させるようにしている。
【0003】
さらに、上述の二室構造加圧充填装置を有するガスカートリッジの外部容器とガス充填容器はアルミニウム製とされ、特にガス充填容器は、圧縮ガスの押圧力を受けて変形しやすく、また内部のガスが外部に透過しないことから容易に変形可能な比較的薄いアルミニウム製の容器が好まれている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特許第2873691号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述のガスカートリッジの多重構造の容器において、ガス充填容器内の燃料ガスの放出は、両容器の内部空間に充填された圧縮ガスの圧力によりガス充填容器を押し潰して凹み変形させることでなされるが、ガスの圧力を利用したガス充填容器の変形は自由変形であって、均等には変形せず、内部容器の変形初期において剛性の弱い部分が凹み変形し、この部分の変形がさらに助長されるので、多くの場合1個所のみが大きく凹み変形することになる。
【0005】
そして、外部容器とガス充填容器の開口部と底部は剛性が高く変形しにくいので、これらの部分を除く一部に応力が集中し、また、初めに変形した初期変形部分から連続的に変形が進んでいくため、一部分のみが大きく変形する。このため、この部分に皺や折れ目が生じ、亀裂やピンホールが発生する。例えば、図15に示されるように、インナーバッグ2の底部12は開口側に引っ張られ、底部12と側面部10との境界部分13に応力が集中しやすいので、底部12が開口側に倒れこむように大きく変形してしまうという現象が発生していた。それに伴って、ガス充填容器に亀裂やピンホールが発生すると、ガスを充填したインナーバッグの中に圧縮ガスが入るので、相対的に圧縮ガスの圧力が低下してガス充填容器が十分に圧縮されない。このため、燃料ガスの放出が不十分となり、燃料ガスが残留したままガス缶としての機能を失うことになる。燃料ガスが十分に利用される前に廃棄されることは、ガスを駆動源とする打ち込み工具の作業効率の低下を招くだけでなく、経済的損失でもある。
【0006】
このように、ガスカートリッジには、外缶、インナーバッグがともに金属製であり、特にインナーバッグが薄肉であるために、亀裂やピンホールが発生しやすいという特有の問題がある。
【0007】
本発明はガスカートリッジにおける上述の問題点を解消するため、特にインナーバッグの改良に視点をおいたガスカートリッジの改良技術であり、圧縮ガスによりインナーバッグの一部にのみ応力が集中するのを防ぐことにより、インナーバッグの凹み変形が偏らないようにし、これによってインナーバッグにおける亀裂やピンホールの発生を効果的に防止することができるガスカートリッジを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であることを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って帯状に形成された複数の厚肉部であることを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であることを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、ダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする。
【0013】
請求項6に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、蛇腹状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に係る発明によれば、インナーバッグには、初期変形を生じさせる変形誘導部が一体に形成されているので、インナーバッグ内のガスが消費されるにつれてインナーバッグは上記圧縮ガスの押圧力により押し潰されて変形するが、初めに変形した初期変形が次の変形を促すため、初期変形部分から順に変形が進んでいく。このように、意図的に変形を誘導することができ、圧縮ガスによる変形を、応力の集中した個所に偏在しないように、複数個所に分散させることが可能である。しかも、初期変形は変形誘導部によって決まるので、物理的に最も剛性に劣る部分が初期変形する可能性は低い。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0015】
請求項2に係る発明によれば、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であるから、燃料ガスの消費に伴い圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じた変形は、凹条部からから順に進んでいく。このように、意図的に変形を誘導することができるから、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0016】
請求項3に係る発明によれば、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であるから、突条部は変形されにくく、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0017】
請求項4に係る発明によれば、変形誘導部は複数の帯状の厚肉部であるから、変形誘導部は変形されにくく、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0018】
請求項5に係る発明によれば、上記変形誘導部はダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であるから、インナーバッグの押圧ガスによる変形は1箇所に集中せず、いろいろな方向に進んでいく。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0019】
請求項6に係る発明によれば、上記変形誘導部は蛇腹状の凹凸を有する立体模様であるから、インナーバッグの押圧ガスによる変形は、長手方向に押し潰されて規則的に縮み変形する。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明は、金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、上記外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記燃料ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とするもので、以下いくつかの形態について説明する。なお、いずれの形態においても、ガスカートリッジの基本的構成は共通である。
【0021】
また、インナーバッグに充填されるガスは通常は液化ガスであるが、必ずしも液化されたものに限定されない。
【0022】
すなわち、図1〜図3において、符号Aはガスカートリッジを示す。このガスカートリッジAは、外缶1と、外缶1の内部に配置されたインナーバッグ2と、インナーバッグ2内に充填されたガスを噴射するためのキャップバルブ部材3等から構成されている。
【0023】
図3に示されるように、外缶1は、所定の径と長さで所定肉厚のアルミニウム製の円筒部材からなり、一端が開口されて他端が閉鎖されている。これに対し、インナーバッグ2は外缶1の内部に配置されることから、その内部に充填されるガスの未充填状態において、外缶1に類似する外形を有するとともに、外缶1よりも小さく、変形し易い薄手のアルミニウム製の有底円筒部材からなる。
【0024】
インナーバッグ2は外缶1に挿入される。そして、外缶1とインナーバッグ2の開口縁はキャップバルブ部材3の周縁部3aに巻き締め加工を施することにより、互いに一体に接合される。そして、ガスの未充填状態において、図4(a)(b)に示すようにインナーバッグ2の外周面と外缶1の内周面との間には側部空間S2が形成されている。同時に、外缶1の底部とインナーバッグ2の底部との間には底部空間S1が連続形成される。
【0025】
インナーバッグ2の内部には、キャップバルブ部材3の噴射パイプ4から液化燃料ガスG1が充填される。このときインナーバッグ2は図2のように膨らむ。また上記容器の外缶1の内側空間S1、S2には、ガス噴射のためにインナーバッグ2を押し潰すための圧縮ガスG2が充填されている。圧縮ガスG2は液化燃料ガスG1の圧力よりも高圧で、インナーバッグ2の表面を押圧し、インナーバッグ2を押し潰して液化燃料ガスG1をキャップバルブ部材3の噴射パイプ4から外部に噴射させるためのもので、通常はプロパン、プロピレン、ブタン等のガスが用いられる。外缶1の底部には圧縮ガス充填用の口金8が形成され、ここから圧縮ガスG2が充填され、上記口金8は栓9で封じられる。
【0026】
これにより、図1、図2に示すように、外缶1とインナーバッグ2から主に構成され、キャップバルブ部材3を備えた同心配置の二重構造のガスカートリッジAが形成される。
【0027】
上記構成において、上記ガスカートリッジを打ち込み工具等に使用すると、噴射パイプ4をバルブ体5を付勢するバネ6の力に抗して押し込むことでバルブ体5が開放され、これによりインナーバッグ2内部のガスが外部に噴射される。そして、インナーバッグ2内のガスが放出されるに伴い、外缶1内の圧縮ガスG2によりインナーバッグ2が押し潰されていき、インナーバッグ2内の圧力は減らないから、液化燃料ガスG1は連続して噴射される。
【0028】
次に、インナーバッグ2には、変形誘導部として3個(3個に限定されない)の凹条部P1が直接に均等に形成されている。凹条部P1は、インナーバッグ2を製造する段階で予め形成しておけばよい。なお、凹条部P1は、長手方向に長い形状以外に、断続的な形状でもよい。
【0029】
上記構成によれば、圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、インナーバッグ2に均等に形成された3個の凹条部P1から先に変形が誘導され、進行していくため、押圧による変形が3個所に均等に分散され。このように、意図的に変形を誘導することができるから、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0030】
次に、図5(a)には、変形誘導部として、インナーバッグ2の外周面の長手方向に沿って帯状の厚肉部P2が形成されている。この厚肉部P2はインナーバッグ2の外側面に突出するように形成するほか、同図(b)のようにインナーバッグ2の内側面に突出してもよく、同図(c)のようにインナーバッグ2の内外両側面に突出する構成であってもよい。
【0031】
上記構成によれば、インナーバッグ2の厚肉部P2は肉厚なので、インナーバッグ2が圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、インナーバッグ2は厚肉部P2は変形しにくいから、それ以外の部分が先に凹み変形する。このように、変形誘導部のないいくつかの部分に意図的に変形を誘導することができるため、局部的な応力集中が回避され、圧縮ガスG2による変形が1個所に偏在することがない。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0032】
ところで、図6および図7には、変形誘導部が、上記インナーバッグ2の外周面に突出形成された複数のリブ状の突条部P3である場合の実施形態を示す。
【0033】
この場合、図8(a)(b)(c)によってガス充填によってインナーバッグが変形していく様子を説明すると、まず同図(a)のようにガスが未充填の状態から、同図(b)に示すようにインナーバッグ2内に液化した液化燃料ガスG1が充填されると、充填時の圧力によってインナーバッグ2は膨らむように変形するが、インナーバッグ2の突条部P3が外缶1の内面に当たり、突条部P3が邪魔をして膨らむことができないため、インナーバッグ2に凹部10が形成される。さらに、外缶1とインナーバッグ2間の空間S1、S2には、高圧の圧縮ガスG2が充填されていく。
【0034】
上記構成において、上記ガスカートリッジを打ち込み工具等に使用すると、インナーバッグ2内の液化燃料ガスG1が消費されるにつれてインナーバッグ2は圧縮ガスG2によって押し潰されて変形するが、図8(b)(c)に示されるように、上記突条部P3によって形成された変形凹部10から先に自然に変形が促され、進行していく。また、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。このため、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるから、局部的な応力集中が回避され、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0035】
なお、インナーバッグ2に形成される凹部10は予め形成されているものではなく、液化燃料ガスG1が充填されるときに突条部P3によって初めて形成される初期変形であり、ガス充填時の変形のときは皺が発生しにくい。したがって、ピンホールもできにくい。
【0036】
しかも、均等変形させるために別体のフレーム状部材や特別の加工工程を必要としないので、コストも低く抑えることができる。
【0037】
なお、突条部P3はインナーバッグの外周面に限定されない。内周面に形成してもよい。この場合、インナーバッグ内のガスが放出されるに伴い、外缶内の圧縮ガスG2によりインナーバッグが押し潰されるときに、突条部P3が設けられた部分は変形しにくいので、リブとリブの間の部分から先に変形していくことになり、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるからである。
【0038】
突条部P3は図9に示されるように、各個所にダブルに形成してもよい。
【0039】
また、変形誘導部をインナーバッグ2に直接に形成する場合の形態としては、図10に示されるダイヤカット状の凹凸を有する立体模様P4をインナーバッグ2の外周部に直接形成してもよい。上記立体模様P4はインナーバッグ2の外周部の開口部近傍を除く略全面に一様に均等に形成する構成であってもよい。
【0040】
上記構成によれば、インナーバッグの押圧ガスによる変形は上記立体模様P4の凹凸に沿って促される規則的なものとなり、1箇所に集中せず、いろいろな方向に進んでいく。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0041】
さらに、図11に示されるように、蛇腹状の凹凸を有する立体模様P5をインナーバッグ2の外周部に直接形成するようにしてもよい。この立体模様P5はインナーバッグ2の外周部の開口部近傍と底部近傍の一部を除く略全面に均等に形成するようにしてもよい。
【0042】
このように、ダイヤカット状の凹凸、もしくは蛇腹状の凹凸による立体模様P4、P5が形成されたインナーバッグ2は、その内部の液化燃料ガスG1が消費されるにつれて圧縮ガスG2により押し潰されて変形するが、その変形は、上記立体模様P5の凹凸にしたがい、長手方向に押し潰されて規則的に縮み変形する。したがって、全体として長手方向に縮むように均等な変形が進行する。したがって、亀裂やピンホールの発生が有効に防止される。
【0043】
そして、これらの実施形態によれば、外缶とインナーバッグとの間に特別の変形誘導部を設ける必要がないので、外径が大きくなったり、外観が損なわれたりするおそれがない。
【0044】
さらに、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図12に示されるように、インナーバッグ2の底部に厚肉部P6を形成した構成であってもよい。この場合も、厚肉部P6が変形しにくく、変形誘導部のないいくつかの部分に意図的に変形を誘導することができるため、インナーバッグ2が圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、局部的に応力が集中しにくくなるから、インナーバッグ2の一部が大きく変形することを有効に防止することができる。
【0045】
インナーバッグ2の底部の厚肉部P6の厚さは、側面部11の厚さの少なくとも2倍以上にするのが好ましい。
【0046】
また、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図13に示すように、インナーバッグ2の横断面形状を円形ではなく、楕円形にする構成としてもよい。
【0047】
この場合、インナーバッグ2が圧縮ガスG2による押圧力が加えられると、インナーバッグ2は矢印に示すように押し潰され、一部に応力が集中しないので、インナーバッグ2の1個所のみが大きく変形することを有効に防止することができる。
【0048】
さらに、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図14(a)に示すように、インナーバッグ2の底部P7の形状を円板でなく、半球形状に形成してもよい。
【0049】
この場合、圧縮ガスG2による押圧力が加えられたときに、従来のように底部と側面部がほぼ直角に曲がっているものに比べ、応力が集中する部分ができにくいため、全体が潰れる。したがって、インナーバッグ2の一部のみが大きく変形することを有効に防止することができる。
【0050】
なお、底部の形状は半球形状に限定されない。同図(b)に示されるように、底部P7の先端は多少尖り気味になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の実施形態に係るガスカートリッジの斜視図である。
【図2】(a)は上記ガスカートリッジの縦断面図であり、(b)は(a)のa−a線上の断面図である。
【図3】上記ガスカートリッジの分解斜視図である。
【図4】(a)はガス充填前の上記ガスカートリッジの縦断面図であり、(b)は(a)のb−b線上の断面図である。
【図5】(a)(b)(c)はそれぞれインナーバッグに厚肉のリブを施して変形誘導部とした状態の斜視図
【図6】(a)は上記ガスカートリッジの他の形態の縦断面図であり、(b)は(a)のc−c線上の断面図である。
【図7】上記ガスカートリッジの分解斜視図である。
【図8】(a)(b)(c)はそれぞれリブ状の変形誘導部によるインナーバッグの変形状態を示す横断面図
【図9】リブ状変形誘導部の他の例の横断面図
【図10】インナーバッグの変形誘導部の他の形態の斜視図
【図11】変形誘導部のさらに他の形態の縦断面図
【図12】インナーバッグの底部に厚肉のリブを施して変形誘導部とした状態の縦断面図
【図13】インナーバッグの断面形状を楕円形として変形誘導部とした横断面図
【図14】(a)(b)はインナーバッグの底部形状を球形形として変形誘導部とした横断面図
【図15】従来のインナーバッグの変形の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
【0052】
G1 液化燃料ガス
G2 圧縮ガス
1 外缶
2 インナーバッグ
3 キャップバルブ部材
P1〜P7変形誘導部
【技術分野】
【0001】
本発明はガスの燃焼圧力によって釘、ネジ等のファスナを打ち込むガスネイラなどの打ち込み工具に使用される燃料ガス供給用のガスカートリッジの改良技術に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の打ち込み工具にはガスカートリッジが装填され、ガスカートリッジからガスが供給されるように構成されている。通常の場合、ガスカートリッジは、外部容器(外缶)と、ガス充填容器(インナーバッグ)と、両容器間に形成された内部空間とからなる多重構造を備え、ガス充填容器を上記内部空間内に充填された高圧の圧縮ガスの圧力を利用して圧縮変形させることにより、ガス充填容器内の液化燃料ガスを噴出させるようにしている。
【0003】
さらに、上述の二室構造加圧充填装置を有するガスカートリッジの外部容器とガス充填容器はアルミニウム製とされ、特にガス充填容器は、圧縮ガスの押圧力を受けて変形しやすく、また内部のガスが外部に透過しないことから容易に変形可能な比較的薄いアルミニウム製の容器が好まれている(特許文献1参照)。
【特許文献1】特許第2873691号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上述のガスカートリッジの多重構造の容器において、ガス充填容器内の燃料ガスの放出は、両容器の内部空間に充填された圧縮ガスの圧力によりガス充填容器を押し潰して凹み変形させることでなされるが、ガスの圧力を利用したガス充填容器の変形は自由変形であって、均等には変形せず、内部容器の変形初期において剛性の弱い部分が凹み変形し、この部分の変形がさらに助長されるので、多くの場合1個所のみが大きく凹み変形することになる。
【0005】
そして、外部容器とガス充填容器の開口部と底部は剛性が高く変形しにくいので、これらの部分を除く一部に応力が集中し、また、初めに変形した初期変形部分から連続的に変形が進んでいくため、一部分のみが大きく変形する。このため、この部分に皺や折れ目が生じ、亀裂やピンホールが発生する。例えば、図15に示されるように、インナーバッグ2の底部12は開口側に引っ張られ、底部12と側面部10との境界部分13に応力が集中しやすいので、底部12が開口側に倒れこむように大きく変形してしまうという現象が発生していた。それに伴って、ガス充填容器に亀裂やピンホールが発生すると、ガスを充填したインナーバッグの中に圧縮ガスが入るので、相対的に圧縮ガスの圧力が低下してガス充填容器が十分に圧縮されない。このため、燃料ガスの放出が不十分となり、燃料ガスが残留したままガス缶としての機能を失うことになる。燃料ガスが十分に利用される前に廃棄されることは、ガスを駆動源とする打ち込み工具の作業効率の低下を招くだけでなく、経済的損失でもある。
【0006】
このように、ガスカートリッジには、外缶、インナーバッグがともに金属製であり、特にインナーバッグが薄肉であるために、亀裂やピンホールが発生しやすいという特有の問題がある。
【0007】
本発明はガスカートリッジにおける上述の問題点を解消するため、特にインナーバッグの改良に視点をおいたガスカートリッジの改良技術であり、圧縮ガスによりインナーバッグの一部にのみ応力が集中するのを防ぐことにより、インナーバッグの凹み変形が偏らないようにし、これによってインナーバッグにおける亀裂やピンホールの発生を効果的に防止することができるガスカートリッジを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であることを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って帯状に形成された複数の厚肉部であることを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であることを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、ダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする。
【0013】
請求項6に係る発明は、請求項1において、上記変形誘導部は、蛇腹状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1に係る発明によれば、インナーバッグには、初期変形を生じさせる変形誘導部が一体に形成されているので、インナーバッグ内のガスが消費されるにつれてインナーバッグは上記圧縮ガスの押圧力により押し潰されて変形するが、初めに変形した初期変形が次の変形を促すため、初期変形部分から順に変形が進んでいく。このように、意図的に変形を誘導することができ、圧縮ガスによる変形を、応力の集中した個所に偏在しないように、複数個所に分散させることが可能である。しかも、初期変形は変形誘導部によって決まるので、物理的に最も剛性に劣る部分が初期変形する可能性は低い。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0015】
請求項2に係る発明によれば、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であるから、燃料ガスの消費に伴い圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じた変形は、凹条部からから順に進んでいく。このように、意図的に変形を誘導することができるから、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0016】
請求項3に係る発明によれば、上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であるから、突条部は変形されにくく、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0017】
請求項4に係る発明によれば、変形誘導部は複数の帯状の厚肉部であるから、変形誘導部は変形されにくく、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0018】
請求項5に係る発明によれば、上記変形誘導部はダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であるから、インナーバッグの押圧ガスによる変形は1箇所に集中せず、いろいろな方向に進んでいく。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0019】
請求項6に係る発明によれば、上記変形誘導部は蛇腹状の凹凸を有する立体模様であるから、インナーバッグの押圧ガスによる変形は、長手方向に押し潰されて規則的に縮み変形する。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
本発明は、金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、上記外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記燃料ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とするもので、以下いくつかの形態について説明する。なお、いずれの形態においても、ガスカートリッジの基本的構成は共通である。
【0021】
また、インナーバッグに充填されるガスは通常は液化ガスであるが、必ずしも液化されたものに限定されない。
【0022】
すなわち、図1〜図3において、符号Aはガスカートリッジを示す。このガスカートリッジAは、外缶1と、外缶1の内部に配置されたインナーバッグ2と、インナーバッグ2内に充填されたガスを噴射するためのキャップバルブ部材3等から構成されている。
【0023】
図3に示されるように、外缶1は、所定の径と長さで所定肉厚のアルミニウム製の円筒部材からなり、一端が開口されて他端が閉鎖されている。これに対し、インナーバッグ2は外缶1の内部に配置されることから、その内部に充填されるガスの未充填状態において、外缶1に類似する外形を有するとともに、外缶1よりも小さく、変形し易い薄手のアルミニウム製の有底円筒部材からなる。
【0024】
インナーバッグ2は外缶1に挿入される。そして、外缶1とインナーバッグ2の開口縁はキャップバルブ部材3の周縁部3aに巻き締め加工を施することにより、互いに一体に接合される。そして、ガスの未充填状態において、図4(a)(b)に示すようにインナーバッグ2の外周面と外缶1の内周面との間には側部空間S2が形成されている。同時に、外缶1の底部とインナーバッグ2の底部との間には底部空間S1が連続形成される。
【0025】
インナーバッグ2の内部には、キャップバルブ部材3の噴射パイプ4から液化燃料ガスG1が充填される。このときインナーバッグ2は図2のように膨らむ。また上記容器の外缶1の内側空間S1、S2には、ガス噴射のためにインナーバッグ2を押し潰すための圧縮ガスG2が充填されている。圧縮ガスG2は液化燃料ガスG1の圧力よりも高圧で、インナーバッグ2の表面を押圧し、インナーバッグ2を押し潰して液化燃料ガスG1をキャップバルブ部材3の噴射パイプ4から外部に噴射させるためのもので、通常はプロパン、プロピレン、ブタン等のガスが用いられる。外缶1の底部には圧縮ガス充填用の口金8が形成され、ここから圧縮ガスG2が充填され、上記口金8は栓9で封じられる。
【0026】
これにより、図1、図2に示すように、外缶1とインナーバッグ2から主に構成され、キャップバルブ部材3を備えた同心配置の二重構造のガスカートリッジAが形成される。
【0027】
上記構成において、上記ガスカートリッジを打ち込み工具等に使用すると、噴射パイプ4をバルブ体5を付勢するバネ6の力に抗して押し込むことでバルブ体5が開放され、これによりインナーバッグ2内部のガスが外部に噴射される。そして、インナーバッグ2内のガスが放出されるに伴い、外缶1内の圧縮ガスG2によりインナーバッグ2が押し潰されていき、インナーバッグ2内の圧力は減らないから、液化燃料ガスG1は連続して噴射される。
【0028】
次に、インナーバッグ2には、変形誘導部として3個(3個に限定されない)の凹条部P1が直接に均等に形成されている。凹条部P1は、インナーバッグ2を製造する段階で予め形成しておけばよい。なお、凹条部P1は、長手方向に長い形状以外に、断続的な形状でもよい。
【0029】
上記構成によれば、圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、インナーバッグ2に均等に形成された3個の凹条部P1から先に変形が誘導され、進行していくため、押圧による変形が3個所に均等に分散され。このように、意図的に変形を誘導することができるから、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0030】
次に、図5(a)には、変形誘導部として、インナーバッグ2の外周面の長手方向に沿って帯状の厚肉部P2が形成されている。この厚肉部P2はインナーバッグ2の外側面に突出するように形成するほか、同図(b)のようにインナーバッグ2の内側面に突出してもよく、同図(c)のようにインナーバッグ2の内外両側面に突出する構成であってもよい。
【0031】
上記構成によれば、インナーバッグ2の厚肉部P2は肉厚なので、インナーバッグ2が圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、インナーバッグ2は厚肉部P2は変形しにくいから、それ以外の部分が先に凹み変形する。このように、変形誘導部のないいくつかの部分に意図的に変形を誘導することができるため、局部的な応力集中が回避され、圧縮ガスG2による変形が1個所に偏在することがない。したがって、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0032】
ところで、図6および図7には、変形誘導部が、上記インナーバッグ2の外周面に突出形成された複数のリブ状の突条部P3である場合の実施形態を示す。
【0033】
この場合、図8(a)(b)(c)によってガス充填によってインナーバッグが変形していく様子を説明すると、まず同図(a)のようにガスが未充填の状態から、同図(b)に示すようにインナーバッグ2内に液化した液化燃料ガスG1が充填されると、充填時の圧力によってインナーバッグ2は膨らむように変形するが、インナーバッグ2の突条部P3が外缶1の内面に当たり、突条部P3が邪魔をして膨らむことができないため、インナーバッグ2に凹部10が形成される。さらに、外缶1とインナーバッグ2間の空間S1、S2には、高圧の圧縮ガスG2が充填されていく。
【0034】
上記構成において、上記ガスカートリッジを打ち込み工具等に使用すると、インナーバッグ2内の液化燃料ガスG1が消費されるにつれてインナーバッグ2は圧縮ガスG2によって押し潰されて変形するが、図8(b)(c)に示されるように、上記突条部P3によって形成された変形凹部10から先に自然に変形が促され、進行していく。また、変形誘導部のない部分に意図的に変形を誘導することができる。このため、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるから、局部的な応力集中が回避され、皴や折れ目による亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0035】
なお、インナーバッグ2に形成される凹部10は予め形成されているものではなく、液化燃料ガスG1が充填されるときに突条部P3によって初めて形成される初期変形であり、ガス充填時の変形のときは皺が発生しにくい。したがって、ピンホールもできにくい。
【0036】
しかも、均等変形させるために別体のフレーム状部材や特別の加工工程を必要としないので、コストも低く抑えることができる。
【0037】
なお、突条部P3はインナーバッグの外周面に限定されない。内周面に形成してもよい。この場合、インナーバッグ内のガスが放出されるに伴い、外缶内の圧縮ガスG2によりインナーバッグが押し潰されるときに、突条部P3が設けられた部分は変形しにくいので、リブとリブの間の部分から先に変形していくことになり、押圧による変形が1個所に偏在することがなく、3個所に均等に分散されるからである。
【0038】
突条部P3は図9に示されるように、各個所にダブルに形成してもよい。
【0039】
また、変形誘導部をインナーバッグ2に直接に形成する場合の形態としては、図10に示されるダイヤカット状の凹凸を有する立体模様P4をインナーバッグ2の外周部に直接形成してもよい。上記立体模様P4はインナーバッグ2の外周部の開口部近傍を除く略全面に一様に均等に形成する構成であってもよい。
【0040】
上記構成によれば、インナーバッグの押圧ガスによる変形は上記立体模様P4の凹凸に沿って促される規則的なものとなり、1箇所に集中せず、いろいろな方向に進んでいく。このため、亀裂やピンホールが発生するのを有効に防止することができる。
【0041】
さらに、図11に示されるように、蛇腹状の凹凸を有する立体模様P5をインナーバッグ2の外周部に直接形成するようにしてもよい。この立体模様P5はインナーバッグ2の外周部の開口部近傍と底部近傍の一部を除く略全面に均等に形成するようにしてもよい。
【0042】
このように、ダイヤカット状の凹凸、もしくは蛇腹状の凹凸による立体模様P4、P5が形成されたインナーバッグ2は、その内部の液化燃料ガスG1が消費されるにつれて圧縮ガスG2により押し潰されて変形するが、その変形は、上記立体模様P5の凹凸にしたがい、長手方向に押し潰されて規則的に縮み変形する。したがって、全体として長手方向に縮むように均等な変形が進行する。したがって、亀裂やピンホールの発生が有効に防止される。
【0043】
そして、これらの実施形態によれば、外缶とインナーバッグとの間に特別の変形誘導部を設ける必要がないので、外径が大きくなったり、外観が損なわれたりするおそれがない。
【0044】
さらに、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図12に示されるように、インナーバッグ2の底部に厚肉部P6を形成した構成であってもよい。この場合も、厚肉部P6が変形しにくく、変形誘導部のないいくつかの部分に意図的に変形を誘導することができるため、インナーバッグ2が圧縮ガスG2によって押し潰されたとき、局部的に応力が集中しにくくなるから、インナーバッグ2の一部が大きく変形することを有効に防止することができる。
【0045】
インナーバッグ2の底部の厚肉部P6の厚さは、側面部11の厚さの少なくとも2倍以上にするのが好ましい。
【0046】
また、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図13に示すように、インナーバッグ2の横断面形状を円形ではなく、楕円形にする構成としてもよい。
【0047】
この場合、インナーバッグ2が圧縮ガスG2による押圧力が加えられると、インナーバッグ2は矢印に示すように押し潰され、一部に応力が集中しないので、インナーバッグ2の1個所のみが大きく変形することを有効に防止することができる。
【0048】
さらに、インナーバッグ2自体に形成される変形誘導部として、図14(a)に示すように、インナーバッグ2の底部P7の形状を円板でなく、半球形状に形成してもよい。
【0049】
この場合、圧縮ガスG2による押圧力が加えられたときに、従来のように底部と側面部がほぼ直角に曲がっているものに比べ、応力が集中する部分ができにくいため、全体が潰れる。したがって、インナーバッグ2の一部のみが大きく変形することを有効に防止することができる。
【0050】
なお、底部の形状は半球形状に限定されない。同図(b)に示されるように、底部P7の先端は多少尖り気味になっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0051】
【図1】本発明の実施形態に係るガスカートリッジの斜視図である。
【図2】(a)は上記ガスカートリッジの縦断面図であり、(b)は(a)のa−a線上の断面図である。
【図3】上記ガスカートリッジの分解斜視図である。
【図4】(a)はガス充填前の上記ガスカートリッジの縦断面図であり、(b)は(a)のb−b線上の断面図である。
【図5】(a)(b)(c)はそれぞれインナーバッグに厚肉のリブを施して変形誘導部とした状態の斜視図
【図6】(a)は上記ガスカートリッジの他の形態の縦断面図であり、(b)は(a)のc−c線上の断面図である。
【図7】上記ガスカートリッジの分解斜視図である。
【図8】(a)(b)(c)はそれぞれリブ状の変形誘導部によるインナーバッグの変形状態を示す横断面図
【図9】リブ状変形誘導部の他の例の横断面図
【図10】インナーバッグの変形誘導部の他の形態の斜視図
【図11】変形誘導部のさらに他の形態の縦断面図
【図12】インナーバッグの底部に厚肉のリブを施して変形誘導部とした状態の縦断面図
【図13】インナーバッグの断面形状を楕円形として変形誘導部とした横断面図
【図14】(a)(b)はインナーバッグの底部形状を球形形として変形誘導部とした横断面図
【図15】従来のインナーバッグの変形の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
【0052】
G1 液化燃料ガス
G2 圧縮ガス
1 外缶
2 インナーバッグ
3 キャップバルブ部材
P1〜P7変形誘導部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、
上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とするガスカートリッジ。
【請求項2】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項3】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って帯状に形成された複数の厚肉部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項4】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項5】
上記変形誘導部は、ダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項6】
上記変形誘導部は、蛇腹状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項1】
金属製外缶の内部に燃料ガスを充填した金属製インナーバッグを配置するとともに、外缶とインナーバッグとの間の空間に、上記ガスの消費に伴って上記インナーバッグを押し潰すための圧縮ガスを充填したガスカートリッジにおいて、
上記インナーバッグには、上記燃料ガスの消費に伴い上記圧縮ガスの押圧力を受けたときに上記インナーバッグに生じる変形を誘導する変形誘導部を一体に形成したことを特徴とするガスカートリッジ。
【請求項2】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って形成された複数の凹条部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項3】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿って帯状に形成された複数の厚肉部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項4】
上記変形誘導部は、上記インナーバッグの長手方向に沿ってリブ状に形成された突条部であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項5】
上記変形誘導部は、ダイヤカット状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【請求項6】
上記変形誘導部は、蛇腹状の凹凸を有する立体模様であることを特徴とする、請求項1に記載のガスカートリッジ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【公開番号】特開2007−327637(P2007−327637A)
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−303325(P2006−303325)
【出願日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【出願人】(000006301)マックス株式会社 (1,275)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年12月20日(2007.12.20)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年11月8日(2006.11.8)
【出願人】(000006301)マックス株式会社 (1,275)
【Fターム(参考)】
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