説明

ボンベの製造方法およびこのボンベを用いた噴出装置

【課題】材料に比較的強固で軽量なステンレス鋼材を用いることによって、軽量で耐圧性を高めたボンベの製造方法を提供する。
【解決手段】成形体形成工程の深絞り加工(b−2)の後に鋭敏化熱処理工程(c)を施すことにより、深絞り加工により形成されたボンベ本体に生じる残留応力を緩和してボンベ本体の応力割れを抑制することができる。製造されたボンベ本体11に固溶化熱処理工程(g)を施してマルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させることにより、当該ボンベ本体11の磁性除去・腐食性抑制・残留応力除去を図る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、各種高圧ガスが充填されるボンベの製造方法およびこのボンベを用いた噴出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、内容量が100CC未満となる小型高圧ガス容器(以下、ミニボンベという)に各種ガスを充填したガスカートリッジは、例えば、ソーダ水製造器やビールサーバー等の圧力源とか、ライフジャケット,エアバック等の膨張源とか、消化器,スプレー等の噴射源として広い用途に利用されている。さらに、ミニボンベの小型軽量化が進むことにより、その利用分野が拡張しつつある。
【0003】
従来のミニボンベは、高耐力のMn鋼やアルミ合金を塑性加工や熱間塑性鍛造などにより加工して製造したり、プレス鏡板に口金を嵌め込み溶接して製造したり、継ぎ目無し管を周溶接して製造したりしていた。また、安全性や疲労強度等を加味すると、ボンベ本体の肉厚を厚くする必然性が生じ、ボンベ自体の重量が重くなっていた。一方、充填するガス圧を高圧にする場合であっても、肉厚を増やさなくてはならず、自ずと重量がさらに重くなっていた。
さらに、充填されるガスが耐食性を必要とする場合には、材質がMn鋼やアルミ合金では、耐食性が十分に確保できないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平11−104762号公報
【特許文献2】特開2005−337391号公報
【特許文献3】特開2005−337392号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、軽量・高耐圧で、耐食性に優れたボンベの製造方法をおよびこのボンベを用いた噴出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記目的を達成するために、本発明が採用するボンベの製造方法は、ステンレス鋼材からなる板体に深絞り加工を複数回行うことにより、有底筒形状の成形体を形成する成形体形成工程と、前記複数回の深絞り加工のうち、いずれか一の深絞り加工の前または後で、前記ステンレス鋼材を鋭敏化させる熱処理を行う鋭敏化熱処理工程と、前記鋭敏化熱処理工程の後で、前記成形体の開口側を切除する開口切除工程と、前記開口切除工程の後で、前記成形体の開口側を絞る絞り工程と、前記成形体の開口部に口金を溶接によって取り付ける口金取付工程と、前記鋭敏化熱処理工程の後で、前記成形体に前記ステンレス鋼材を固溶化する熱処理を行う固溶化熱処理工程と、を有する。
【0007】
本発明が採用する噴出装置の構成は、上記記載のボンベの製造方法で製造され、気体が充填されるボンベと、前記口金に取り付けられ、前記気体を噴出させる噴出手段と、を具備することを特徴とする。
【0008】
本発明が採用する噴出装置の他の構成は、上記記載のボンベの製造方法で製造され、気体と被噴出体が充填されるボンベと、前記口金に取り付けられ、前記気体と共に前記被噴出体を噴出させる噴出手段と、を具備することを特徴とする。
【0009】
本発明が採用する噴出装置の別の構成は、上記記載のボンベの製造方法で製造され、気体が充填されるボンベと、被噴出体が充填される被噴出体ボンベと、前記被噴出体ボンベが取り付けられると共に、前記ボンベからの口金に接続される噴出手段であって、前記気体の圧力によって前記被噴出体を外部に噴出させる噴出手段と、を具備することを特徴とする。
【0010】
上記噴出装置において、前記ボンベは、前記被噴出体ボンベ外に設置されることが好ましい。
上記噴出装置において、前記ボンベは、前記被噴出体ボンベ内に設置されることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によるボンベの製造方法にあっては、材料に比較的強固で軽量なステンレス鋼材を用いることによって、軽量で耐圧性を高めたボンベを製造することが可能となる。また、成形体形成工程の複数回の深絞り加工のうち、いずれか一の深絞り加工の後に鋭敏化熱処理工程を施すことにより、成形体の応力割れを抑制することができる。さらに、成形体に固溶化熱処理工程を施すことにより、当該成形体の磁性除去・腐食性抑制・残留応力除去を図ることができる。
【0012】
また、上記製造方法によって製造されたボンベを用いた噴射装置にあっては、ボンベ内に充填された気体の圧力を用いて気体或いは被噴出体を外部に噴出することができる。
しかも、ボンベはステンレス鋼材によって形成されているため、他の金属に比べて、耐食性・耐圧性に優れているため、圧力源・膨張源・噴射源等の広い用途での利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の実施形態によるミニボンベを示す斜視図である。
【図2】図1中の矢視II−II方向から見た断面図である。
【図3】ミニボンベの製造方法を示す工程図である。
【図4】鋭敏化熱処理工程において温度を変えた実験結果を示す図である。
【図5】変形例(6)によるボンベの底部の形状を示す図である。
【図6】変形例(6)によるボンベの底部の他の形状を示す図である。
【図7】実施例1による噴射装置を示す概略図である。
【図8】使用態様1によるボンベをエアーガンの噴射源として使用した例を示す概略図である。
【図9】使用態様2によるボンベをアクチュエータの噴射源として使用した例を示す概略図である。
【図10】使用態様3によるボンベを自転車用のインフレータ(空気入れ)の噴射源として使用した例を示す概略図である。
【図11】使用態様4によるボンベを入浴の気泡発生装置の噴射源として使用した例を示す概略図である。
【図12】使用態様5によるボンベを足の血行促進装置の噴射源として使用した例を示す概略図である。
【図13】使用態様6によるボンベをライフジャケットの膨張源として使用した例を示す概略図である。
【図14】使用態様7によるボンベをエアバックの膨張源として使用した例を示す概略図である。
【図15】実施例2による噴射装置を示す概略図である。
【図16】実施例2における弁構造を示す模式図である。
【図17】実施例3による噴射装置を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
[実施形態]
(A:構成)
図1は本発明の一実施形態に係るミニボンベを示す斜視図、図2は図1の矢視II−II方向から見た断面図である。
このミニボンベ10は、ステンレス鋼材(例えば、SUS304L)によって有底筒状に一体成形されたボンベ本体11と、ボンベ本体11の開口部15に溶接によって取り付けられた段付き筒状の口金20と、を具備する。
ボンベ本体11は、円筒状の胴部12と、この胴部12の一方に形成された略半球状の底部13と、前記胴部12の他方に形成され、先端が開口部15となる絞り部14と、を有する。本実施形態のボンベ本体11にあっては、例えばその直径は約40mm、全長約110mm、肉厚約1.0mmとなる。
【0015】
口金20は、大径部21と、この大径部21の一方に形成された小径部22と、前記大径部21の他方に突出形成され、外周に雄ねじ部24が刻設されたネジ部23と、を有する。そして、口金20は、その大径部21と小径部22の外周が開口部15にTIG(Tungsten Inert Gas)溶接によって固着される。
【0016】
(B:製造方法)
次に、図3を参照しつつ、ミニボンベ10の製造方法について説明する。
(a)円板切出工程
まず、φ130mm、厚さ1mmの円板101を、ステンレス鋼材からなる板体100から切り出す。
(b)成形体形成工程
次に、前記円板101に深絞り加工を複数回行うことにより、ボンベ本体11の基材となる有底筒体104を形成する。(b−1)の1回目の深絞り処理では、円板101を大径のカップ状体102(φ80mm、高さ55mm)に成形し、(b−2)の2回目の深絞り処理では、大径のカップ状体102を小径のカップ状体103(φ50mm、高さ80mm)に成形し、(b−3)の3回目の深絞り処理では、小径のカップ状体103をさらに小径の有底筒体104(φ40mm、高さ110mm)に成形する。この成形体形成工程において、さらに小径の有底筒体104には、ボンベ本体11の底部13が形成されることになる。以下、カップ状体102,103、有底筒体104をあわせて「成形体」という。
【0017】
(c)鋭敏化熱処理工程
2回目の深絞り加工(b−2)の後に、小径のカップ状体103を鋭敏化させる鋭敏化熱処理を行う。この鋭敏化熱処理は、小径のカップ状体103を550〜650℃に加熱する処理である。ステンレス鋼を550〜650℃に加熱すると、いわゆる「鋭敏化」が起こることが知られているので、ここではこの熱処理を「鋭敏化熱処理」という。この熱処理を行うことにより、以後の絞り工程での割れの発生が抑制される(すなわち歩留まりが向上する)というデータが得られた。さらに、温度が550〜650℃に達すると、カップ状体103は水冷または急冷(空冷)される。
【0018】
鋭敏化熱処理工程において550〜650℃の範囲が最適であることは、発明者が鋭意実験した結果から得られたものである。ここで、実験結果を表1および図4に示す。この実験は、成形体の温度を500〜670℃の範囲で加熱した後の成形体の状態(クラック(割れ))を観測したものである。
【表1】

※ NGは、冷却後にクラックが発生したもの。
図4は、表1の結果をグラフ化したもので、この図4から明らかなように、鋭敏化熱処理工程において550〜650℃の範囲が最適であることが分かる。
【0019】
(d)開口切除工程
有底筒体104の開口側を切除することにより、切除部分105が発生し、残りの部分がボンベ本体基材106となる。この開口切除工程によって、製造されるミニボンベ10の内容量が決まる。つまり、ミニボンベ10の内容量に応じて、切除部分105(ボンベ本体基材106)を決めることで、単一の金型を用いても、種々の容量のミニボンベの製造が可能となる。
【0020】
(e)絞り工程
この絞り工程は、ボンベ本体基材106の開口側を絞り込んで、絞り部14を形成する処理である。金型で一度に絞り込むと、絞り部14に割れやしわが発生するため、この工程では、角度の異なったテーパを有する複数の金型を使って、数回に分けて行われる。この絞り工程によって、先端側には、口金20を取り付けるための開口部15(φ16mm)を有する絞り部14、および胴部12が形成され、ボンベ本体11の外形が成形されることになる。
【0021】
(f)口金取付工程
次に、ボンベ本体11の開口部15に口金20をTIG溶接によって固着する。この際、開口部15は内側に傾斜したテーパ面となっており、このテーパ面に口金20の大径部21と小径部22とが合わさることになり、テーパのない面よりも大きい接触面積で溶接でき、口金20をボンベ本体11に強固に固定することが可能となる。
【0022】
(g)固溶化熱処理工程
今までの工程によってミニボンベ10は、ステンレス鋼材からなる円板を深絞り加工して変形することにより、ステンレス鋼材がマルテンサイト相に変態(マルテンサイト変態)して磁性化する、また先の鋭敏化熱処理によってクロム濃度が低下した部分に腐食が発生し易くなる、さらに深絞り加工によって形成されたボンベ本体には残留応力が生じる、等の状況にある。
【0023】
そこで、仕上げとして、ミニボンベ10を1050〜1150℃に3分以上加熱する固溶化処理を行う。この固溶化熱処理によって、マルテンサイト相をオーステナイト相に変態させて磁性性化したステンレス鋼材の磁性を除去し、先の鋭敏化熱処理によって結晶粒界に析出したクロム炭化物(Cr236)を固溶化し、絞り加工によってボンベ本体11
に生じた残留応力を緩和する。さらに、口金20と開口部15との間の溶接部分も溶解するため、さらに強固に口金20が取り付けられることになる。
【0024】
(C:本実施形態の効果)
上述した製造方法にあっては、SUS304Lからなる円板101を変形してボンベ本体11を製造する。この際、残留応力によるボンベ本体11への割れを防止するため、深絞り加工の途中に鋭敏化熱処理を行っている。このため、ボンベ本体基材106、ボンベ本体11の状態であっても割れの発生を著しく低減することができるものの、クロム炭化物が析出されて腐食し易い状態になる。そこで、固溶化熱処理を施すことで、クロム炭化物を溶解させて耐食性を持たせる。
【0025】
深絞り加工によってSUS304Lは、オーステナイト相からマルテンサイト相に変態し、この際部材が磁性を帯びる。しかし、固溶化熱処理を施すことで、マルテンサイト相からオーステナイト相に変態させて、ボンベ本体11の磁化を除去する。
【0026】
さらに、鋭敏化熱処理工程(c)では550〜650℃、固溶化熱処理工程(g)では1050〜1150℃に部材が加熱されるため、ボンベ本体11を成形した段階で発生する残留応力を確実に低減して、当該ボンベ本体11の割れを防止する。
【0027】
このように、本実施形態による製造方法で製造されたボンベは、通常ステンレス鋼材の成形では使用していない鋭敏化する温度で加熱された上で、ステンレス鋼材の持つ脆弱性を補うべく深絞り加工が施工され、仕上げとしての固溶化熱処理によって、磁性除去・腐食性抑制・残留応力除去という機能を備えるようになっている。
このミニボンベ10は、ステンレス鋼材を使っているため、同じ大きさのMn鋼等に比べて軽量で、しかも肉厚を薄くしても高耐圧(破壊圧力:50MPa)とすることができるため、使用強度に優れた容器とすることができる。
しかも、磁性除去・腐食性抑制という機能を備えており衛生的にも信用できるため、高耐圧という特性と併せて、ミニボンベ10の使用範囲を広げることが可能となる。
【0028】
(D:変形例)
ミニボンベの製造方法は、上記の実施形態に記載の製造方法に限るものではなく、以下のような変形も考えられる。
【0029】
(変形例1)
ボンベ本体11の材料となるステンレス鋼材は、SUS304Lに限るものではなく、他の材料、例えば、SUS316L、SUS321またはSUS347等であってもよく、要は、鋭敏化が可能なもので、非磁性となるオーステナイト系ステンレス鋼であればよい。
【0030】
(変形例2)
鋭敏化熱処理工程(c)は、深絞り加工(b−1)〜(b−3)の工程のうち、どの工程の後で行ってもよい。或いは、深絞り加工(b−1)の前に鋭敏化熱処理を行ってもよい。要は、絞り工程(e)の前に行うのであれば、鋭敏化熱処理をいつ行ってもよい。特に、加工量の大きい工程の後で鋭敏化熱処理を行うことが好ましい。
【0031】
(変形例3)
実施形態では、ボンベ本体11の開口部15に口金20を取り付けることによって、ミニボンベ10を製造していたが、(e)絞り加工工程において、絞り込んだ開口側をさらに変形させて口金を一体形成してもよい。
【0032】
(変形例4)
成形体形成工程(b)における深絞り加工の回数および絞り工程(e)における絞り加工の回数、すなわちこれらの工程で用いられる金型の数は、実施形態で説明したものに限定されない。実施形態より多い、または少ない数の金型を用いて、これらの加工が行われてもよい。
【0033】
(変形例5)
実施形態では、直径約40mm、全長約110mm、肉厚約1.0mmとなるボンベ本体11を製造する場合を例示して説明したが、この寸法に限定されるものではなく、肉厚約0.1〜2.0mmとなる形状であれば製造可能である。また、実施形態では、ミニボンベ10を製造する場合を例示したが、容量が100CCを越えるボンベを製造するのに用いてもよい。この際、成形体にクラックが発生し難いように、深絞り加工の工程を複数回行えばよい。
【0034】
(変形例6)
実施形態に記載したミニボンベ10は、底部13を略半球状とした場合を例示したが、ミニボンベ10の底部の形状はこれに限るものではない。図5に示す底部13Aは、中央部分に凹部13Bが形成されており、ミニボンベの耐圧を高めると共にミニボンベを縦置きすることが可能となる。また、図6に示す底部13Cは、外周に沿って等間隔に5つの脚部13D,13D,…が形成れており、この形状であっても、ミニボンベの耐圧を高めると共にミニボンベを縦置きすることが可能となる。
これら底部13A,13Cの形状は、円板切出工程から成形体形成工程の1回目の深絞り処理を行う前に予め底部の大きさを見越してプレス加工によって形成しておけばよい。
【0035】
(E:実施例)
次に、ミニボンベ10を用いた実施例を以下に説明する。
ミニボンベ10を用いた実施例としては、ミニボンベを単体で使用する場合と、被噴出体が充填された被噴出体ボンベとミニボンベとを併用する場合とがある。被噴出体ボンベとミニボンベとを併用する場合、ミニボンベは被噴出体ボンベに充填された被噴出体に対して圧力をかけることで被噴出体ボンベから噴出させる圧力源として機能する。併用の態様としては、ミニボンベを被噴出体ボンベの外部に設置する場合と、被噴出体ボンベ内に設置する場合とがある。
【0036】
(実施例1)
まず、ミニボンベ10単体で使用する場合の例を図7を参照して説明する。
図7に示す噴出装置30は、ミニボンベ10の口金に、噴出手段となる噴出部31が取り付けられる。このミニボンベ10内には気体Gおよび被噴出体となる液体Lが充填される。気体Gは圧縮した状態で充填されるため、ミニボンベ10内は高圧状態となる。気体Gの種類は、液体Lの種類にも因るが、一般に空気・炭酸ガス・LPG(液化石油ガス)・HCFC(ハイドロクロロフルオロカーボン)・HFC(ハイドロフルオロカーボン)等が用いられる。
【0037】
噴出部31には、筒状の吸引ノズル32がミニボンベ10の底部13近傍まで延び、噴出ノズル33がミニボンベ10から突出するように形成される。この噴出ノズル33の側面には噴出口34が形成される。噴出部31には開閉弁(図示せず)が内蔵され、この開閉弁は、噴出ノズル33を矢印A方向に押し込むことにより、吸引ノズル32と噴出口34とを連通させる構成となっている。
このように構成される噴出装置30にあっては、ミニボンベ10内に高圧状態で充填された気体Gの圧力が、液体Lの液面を押し下げる方向に加わっている。この状態で、噴出ノズル33を矢印A方向に押し込んで弁を開くと、吸引ノズル32の先端が負圧となり、気体Gで押された液体Lが、吸引ノズル32および噴出口34を介して勢いよく噴霧される。
【0038】
ミニボンベ10を単体で使用する使用態様としては、実施例(1)のように、液体Lを噴霧するスプレー缶として使用する場合がある。液体Lに化粧品・塗料・催涙液・香料・調味料等を用いることが可能である。
例えば、化粧品を被噴出体とした場合には、通常のスプレー缶に比べて、高圧によって化粧品の微粒化が促進されるため、化粧品の肌への載りが向上する。また、育毛促進剤を被噴出体とした場合には、高圧によって育毛促進剤の微粒化が促進されるため、毛穴の奥まで育毛促進剤が入り込み、育毛効果が向上する。
その他、被噴出体の微粒化が促進されることで、塗装面に発生する梨肌を抑制したり、香料の持続性を長く維持したり、等の効果が得られる。
【0039】
また、外国では、日本ブームにより刺身や寿司等の日本食を食べる外国人が多くなってきている。日本食では、皿に受けた醤油に刺身や寿司を付けて食するのが普通であるが、外国人には馴染みのない食べ方であるため、醤油に付けることが障害となる場合がある。醤油を被噴射体とした噴出装置30は、醤油を刺身や寿司に噴出させて付けられる。これにより、醤油に付けることが障害となっていた外国人であっても、刺身や寿司を食することが可能となる。
ステンレス鋼材のミニボンベ10は、軽量で耐食性・耐圧性に優れているため、上記の液体を用いた場合であっても、再利用が可能となる。
【0040】
○使用態様
気体Gのみをミニボンベ10に充填した場合には、噴出装置30を、ダスタースプレーやインフレータ(空気入れ)として用いられる。さらに、気体を充填したミニボンベ10は、エアーガン・釘打ち機等の噴射源、ライフジャケット・エアバック(二輪車用も含む)等の膨張源として用いることができる。
ここで、ミニボンベ10を噴射源或いは膨張源として使用する際の使用態様について説明する。ミニボンベ10内には気体が充填されるものとする。
【0041】
○使用態様1
図8は、ミニボンベ10をエアーガンにおける弾の噴射源として使用した使用態様1を示す概略図である。エアーガン200は、圧縮エアによって弾を射出するガン本体201を有し、このガン本体201には、接続ホース202およびレギュレータ203を介してミニボンベ10が接続される。レギュレータ203には、外部に突出したダイヤル204を回すことで噴出圧を調整する調整弁(図示せず)が内蔵されると共に、噴出圧を表示するメータ205が装備される。ミニボンベ10から噴出した気体は、レギュレータ203及び接続ホース202を介してエアーガン200の弾噴射機構へと流れ、エアーガン200の銃口から弾を外部に勢いよく押し出す。エアーガン200を使用するユーザは、ダイヤル204を回転させて噴出圧力を調整することによって、エアーガン200から発射される弾のスピードが調整可能となる。
【0042】
同様の構成として、釘打ち機がある。ガン本体201の部分を釘打ち機本体に交換すればよい。この釘打ち機は、通常高圧(例えば、1MPa)の気体が必要となるため、コンプレッサーと接続される。このため、作業者が作業を行う場合には、コンプレッサーから釘打ち機までをホースで接続しなくてはならず、例えば、高所で作業を行う場合には、このホースが邪魔になって作業効率の低下をもたらしたり、作業者が危険に晒されたりする可能性がある。しかし、ミニボンベ10を噴射源とした釘打ち機では、長いホースを廃止でき、作業効率の向上と、危険を低減する。また、高所で作業する場合には、ミニボンベ10を数本持って作業を行えばよい。
【0043】
○使用態様2
図9は、ミニボンベ10をアクチュエータの駆動源として使用した使用態様2を示す概略図である。アクチュエータ210は、玩具等に用いられるモータの代わりとなるもので、基台211に回転翼212が回転自在に設けられ、この回転翼212の軸213には被駆動部が連結される歯車214が接続される。ミニボンベ10にはレギュレータ203および接続ホース202を介して噴出口206が接続され、この噴出口206から噴出される空気流上には回転翼212が配置される。アクチュエータ210を駆動する際には、ダイヤル204を回転させて噴出圧力を調整した上で、噴出口206から噴出する空気を回転翼212に当てる。噴出空気を受けた回転翼212は、回転を始め歯車214を回転させる。レギュレータ203のダイヤル204を回転させることによって噴出口206からの噴出空気の流量が調整可能となるから、この流量の調整により軸213の回転速度が調整可能となる。通常、玩具のモータは、電池によって駆動されているため、電池の電流が消費した段階で、電池は廃棄される。これに対し、使用態様2のアクチュエータ210では、消費されるのは、ミニボンベ10内に充填された気体のみであるため、ミニボンベ10内に気体を再充填すれば再利用が可能となる。このため、廃棄物が発生せず、環境破壊が抑制される。
【0044】
○使用態様3
図10は、ミニボンベ10を自転車用のインフレータ(空気入れ)の気体噴射源として使用した使用態様3を示す概略図である。このインフレータ220は、ミニボンベ10の口金20に開閉部221が取り付けられて構成される。開閉部221は、一方の雌ネジ部222に口金20がねじ込まれて固定され、使用に際しては、噴出口(図示せず)を有する他方の取付部223が自転車225のバルブ226にねじ込まれる。また、開閉部221内には実施例1の噴出部31と同様にA方向に押し込まれることで、噴出口から空気が噴出される。ユーザは、口金20に開閉部221を取り付けてインフレータ220を完成させた上で、自転車225のバルブ226に開閉部221の取付部223を取り付ける。その後、開閉部221を矢印A方向押し込むことにより、ミニボンベ10内に充填された気体をタイヤ内に噴出する。これにより、自転車225のタイヤ圧を適正に調整する。
ミニボンベ10内に充填した気体は、空気に限らず、窒素ガス、炭酸ガス等でもよく、さらには、パンク箇所を埋める液体の補修材と共に気体を充填しておけば、パンク修理と空気入れを同時に行うことができる。
【0045】
○使用態様4
図11は、ミニボンベ10を入浴時の気泡発生装置の気泡発生源として使用した使用態様4を示す概略図である。この気泡発生装置230は、浴槽235の底には複数の孔232,232,…が形成されたシート部231が設置され、このシート部231からは接続ホース233が浴槽235に沿って設けられ、壁236に配置されたミニボンベ10に接続される。ミニボンベ10の口金には、前述したレギュレータ203が設けられている。この気泡発生装置230において、ミニボンベ10からの噴出される空気が接続ホース233を介してシート部231に送られ、各孔232から気泡となって発生する。この気泡発生装置230にあっては、レギュレータ203によってシート部231に送られる空気の圧力を調整することにより、発生する気泡の調整が可能となる。例えば、噴出される空気を高圧にした場合には細かい多くの気泡が発生し、低圧にした場合には粗い気泡が発生する。この気泡発生装置230は、電気式の気泡発生装置のように、浴室まで電気コードを引き回すことがないため、感電等の心配は一切ない。また、水分の多い浴室で使用される場合であっても、ミニボンベ10は耐食性に優れたステンレス鋼材で形成しているため、錆等の心配もなく衛生的に使用することが可能となる。勿論、ガスが放出された後でも、再充填による再使用も可能となる。
【0046】
○使用態様5
図12は、ミニボンベ10を足の血行促進装置の駆動源として使用した使用態様5を示す概略図である。血行促進装置240は、足収容袋241とミニボンベ10とを具備する。ミニボンベ10内には炭酸ガスが充填され、このミニボンベ10には開閉部221および接続ホース243を介して足収容袋241が接続される。足収容袋241の開口部分には締め付け部242が設けられ、足収容袋241内に封入された炭酸ガスが外部に漏れるのを防止する。血行促進装置240の使用に際して使用者は、足を足収容袋241に挿入した上で、足首の上側を締め付け部242で締め付ける。さらに、ミニボンベ10の開閉部221を操作して炭酸ガスを足収容袋241内に噴出させ、足収容袋241内を炭酸ガスで満たす。炭酸ガスには、皮膚から吸収されて毛細血管や細小動脈を拡張し、血液の循環を良くして温める作用があるため、血行促進装置240は、足の血行促進が図られるため、冷え性の防止等に効果がある。
【0047】
○使用態様6
図13は、ミニボンベ10をライフジャケットの膨張源として使用した使用態様6を示す概略図である。ライフジャケット250は、ベストやチョッキの形をしたジャケット本体251の内側にエア袋252,252,…が設けられ、各エア袋252は接続ホース253,253,…によって接続される。ミニボンベ10も接続ホース253を介してエア袋252に接続され、口金には開閉栓254が設けられる。開閉栓254の栓(図示せず)には紐255が取り付けられ、この紐255を矢印P方向に開閉栓254から抜き取ることで栓が外れて、ミニボンベ10内の気体が接続ホース253を介してエア袋252内に噴出される。これにより、ライフジャケット250の各エア袋252が膨れて、水に対する浮力を発生させる。このように、ライフジャケット250に高圧のミニボンベ10を用いることで、エア袋252を瞬時に膨らませることが可能となる。また、ライフジャケット250にあっては、膨張源となるミニボンベ10は気体の再充填が可能とある。
同様の構成として、二輪車用のエアバックがある。この二輪車用のエアバックにおいては、転倒時にライダーの保護を図るため、エア袋252が首回りや肩等に設けられる。
【0048】
○使用態様7
図14は、ミニボンベ10をエアバックの膨張源として使用した使用態様7を示す概略図である。エアバック260は、自動車のステアリング265のボス266内に配置される。エアバック260は折り畳められたエア袋261に弁機構262および接続ホース263を介してミニボンベ10が接続され、弁機構262内には電気的に弁の開閉を制御する制御回路が内蔵される。この制御回路には、ボス266内に配置され、自動車の衝撃を検出するセンサ264(振動センサ或いは加速度センサ等)が接続される。
ミニボンベ10内には気体が高圧状態(5〜20MPa)で充填されており、接続ホース263で弁機構262に接続した状態で弁機構262の入り口まで気体の圧力が作用する。一方、弁機構262では、センサ264が衝撃を検出した段階で、弁機構262を動作させてミニボンベ10とエア袋261とを接続する。ミニボンベ10内の気体は一気(0.01秒)にエア袋261に噴出されてエア袋261を膨らませる。その後、弁機構262は、排出弁を作動させてエア袋261を収縮させる。このように、エアバック260に高圧のミニボンベ10を用いることで、エア袋261を瞬時に膨らませることが可能となる。通常、エアバックに用いられる空気を封入する装置は、火薬を爆発させて空気を封入する機構が採用されているため、空気を封入する装置を再利用することは不可能であった。しかし、このエアバック260にあっては、膨張源となるミニボンベ10は気体の再充填が可能となる。また、エアバック260の車両への装着位置は、ステアリング265に限らず、助手席のグローブボックスの上、ドアのフレーム等であってもよい。
【0049】
○その他の使用態様
上記の例に限らず、水素やヘリウム等の空気よりも軽い気体を充填したミニボンベ10は、風船等を膨らませる膨張源としての使用が可能となる等、種々の使用態様がある。
【0050】
(実施例2)
次に、ミニボンベ10を被噴出体ボンベ用の圧力源として使用する場合において、ミニボンベ10を被噴出体ボンベの外部に設置した噴出装置40を、図15および図16を参照して説明する。この実施例(2)では、ビールサーバーを例に挙げる。
図15に示す噴出装置40は、被噴出体ボンベ46の外部にミニボンベ10が設けられる。ミニボンベ10の口金には接続パイプ43を介して噴出部41が着脱自在に設けられる。噴出部41は被噴出体ボンベ46の開口部に着脱自在に設けられる。被噴出体ボンベ46内には、被噴出体となるビールが充填され、ミニボンベ10内には気体Gが充填されて高圧状態となっている。
【0051】
噴出部41には、筒状の吸引ノズル42が被噴出体ボンベ46の底部近傍まで延び、噴出ホース45が外部に延びて設けられている。また、噴出部41には操作レバー44によって開閉される開閉弁47が内蔵される。
図16に開閉弁47の構成を模式的に示す。開閉弁47は2ポート2位置のスプール弁として構成される。操作レバー44の起端にはカム44Aが一体に形成され、スプール47Aの右側側面に押し当てられる。また、スプール47Aはバネ47Bによって操作レバー44側に押し付けられるため、図16(a)の状態にあっては、スプール47Aは弁を閉じた状態となる。一方、操作レバー44を矢印Bに操作させた場合には、スプール47Aがカム44Aから外れて、バネ47Bの押し付け力に抗して右側に移動する。図16(b)の状態にあっては、スプール47Aは弁を開いた状態となる。なお、開閉弁47の構成は、スプール弁に限るものではなく、他の弁構造であってもよい。
【0052】
このように構成される噴出装置40にあっては、ミニボンベ10を接続パイプ43に接続することで、ミニボンベ10内の気体Gが被噴出体ボンベ46の空間に流れ込んで高圧状態とし、流れ込んだ気体Gの圧力が、液体Lの液面を押し下げる方向に加わる。この状態で、操作レバー44を矢印B方向に操作すると、開閉弁47が開いて吸引ノズル42の先端が負圧となり、気体Gで押された液体Lが、吸引ノズル42および噴出ホース45を介して吐出される。例えば、100CCのミニボンベ10に炭酸ガスを充填したもので、被噴出体ボンベ46に充填した液体Lの4リットルを噴出させることが可能となる。ミニボンベ10をビールサーバに用いた場合には、野外でビールサーバを使用する際、圧力源に大きなボンベを用いることなく、ミニボンベ10を数本持参するだけでことが足りる。また、被噴出体ボンベ46の側面にミニボンベ10を複数本装着できるベルトを付けることで、大きな圧力源を運ぶのに比べて、持ち運びが容易になる。
【0053】
実施例2では、ビールサーバを例に挙げて説明したが、これ以外にも、例えば炭酸飲料製造器やコップ用自動販売機等のように、圧力を加える圧力源と被噴出体を収容する収容手段とを別々のボトルで構成したものに用いることができる。しかも、噴出部41は、被噴出体ボンベ46に対して着脱自在となっているため、種々の液体に対しての使用が可能となる。
【0054】
(実施例3)
次に、ミニボンベ10を圧力源として使用する場合において、ミニボンベ10を被噴出体ボンベの内部設置した噴出装置50を、図17を参照しつつ説明する。この実施例(3)では、消化器を例示する。
図17に示す噴出装置50は、被噴出体ボンベ56の内部にミニボンベ10が設けられる。ミニボンベ10の口金には噴出部51が接続されると共に、噴出部51は被噴出体ボンベ56の開口部に設けられる。被噴出体ボンベ56内には、被噴出体となる消化液が充填され、ミニボンベ10内には気体Gが充填されて高圧状態となっている。
【0055】
噴出部51には、筒状の吸引ノズル52が被噴出体ボンベ56の底部近傍まで延び、噴出ホース55が外部に延びて設けられている。また、噴出部51には開閉弁が内蔵され、この開閉弁は、握り部53と噴出レバー54を矢印C方向に操作させることにより、吸引ノズル52と噴出ホース55とを連通させる構成となっている。このように構成される噴出装置50にあっては、ミニボンベ10を噴出部51に接続することで、ミニボンベ10内の気体が被噴出体ボンベ56の空間に流れ込んで高圧状態とし、流れ込んだ気体Gの圧力が、液体Lの液面を押し下げる方向に加わる。この状態で、噴出レバー54を矢印C方向に操作すると、吸引ノズル52の先端が負圧となり、気体Gで押された液体Lが、吸引ノズル52および噴出ホース55を介して噴出される。
【0056】
ミニボンベ10を圧力源として使用する使用態様としては、実施例(2)のように、ビールサーバとして使用する場合や、実施例(3)のように、消化器として使用する場合があり、液体Lに化粧品・塗料・催涙液・香料・調味料等を用いることも可能である。特に、ミニボンベ10を被噴出体ボンベ内に内蔵した形式の噴出装置は、消化器のように作業性を考慮したものへの使用が有効である。一方、ミニボンベ10を被噴出体ボンベ外に設ける形式の噴出装置は、ビールサーバのように固定した状態で使用し、かつミニボンベ10或いは被噴出体ボンベの交換が必要となるものへの使用が有効となる。
【0057】
以上に説明したように、ステンレス鋼材のミニボンベ10は、種々の利用範囲があり、耐圧性・耐食性に優れているため、高圧状態での被噴出体の噴出が可能となる。なお、上記実施例に記載した噴出装置は、液体Lを噴出する場合を例示したが、粉体を被噴出体として充填し、この粉体を噴出する噴出装置であってもよい。
【0058】
さらに、上述した製造方法であれば、薬のカプセルの大きさ(約1cm)となるマイクロボンベの製造も可能である。ステンレス鋼材は、Mn鋼やアルミ合金に比べて、耐圧性が高いため、同じ容量であっても約5倍のガス充填が可能となる。よって、マイクロボンベであっても、先の(実施例1)〜(実施例3)における使用が可能である。
【符号の説明】
【0059】
10…ミニボンベ、11…ボンベ本体、12…胴部、13…底部、14…絞り部、20…口金、213…底部、30,40,50…噴出装置。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ステンレス鋼材からなる板体に深絞り加工を複数回行うことにより、有底筒形状の成形体を形成する成形体形成工程と、
前記複数回の深絞り加工のうち、いずれか一の深絞り加工の前または後で、前記ステンレス鋼材を鋭敏化させる熱処理を行う鋭敏化熱処理工程と、
前記鋭敏化熱処理工程の後で、前記成形体の開口側を切除する開口切除工程と、
前記開口切除工程の後で、前記成形体の開口側を絞る絞り工程と、
前記成形体の開口部に口金を溶接によって取り付ける口金取付工程と、
前記鋭敏化熱処理工程の後で、前記成形体に前記ステンレス鋼材を固溶化する熱処理を行う固溶化熱処理工程と、を有する
ことを特徴とするボンベの製造方法。
【請求項2】
請求項1に記載のボンベの製造方法で製造され、気体が充填されるボンベと、
前記口金に取り付けられ、前記気体を噴出させる噴出手段と、を具備する
ことを特徴とする噴出装置。
【請求項3】
請求項1に記載のボンベの製造方法で製造され、気体と被噴出体が充填されるボンベと、
前記口金に取り付けられ、前記気体と共に前記被噴出体を噴出させる噴出手段と、を具備する
ことを特徴とする噴出装置。
【請求項4】
請求項1に記載のボンベの製造方法で製造され、気体が充填されるボンベと、
被噴出体が充填される被噴出体ボンベと、
前記被噴出体ボンベが取り付けられると共に、前記口金に接続される噴出手段であって、前記ボンベからの気体の圧力によって前記被噴出体を外部に噴出させる噴出手段と、を具備する
ことを特徴とする噴出装置。
【請求項5】
請求項4に記載の噴出装置において、
前記ボンベは、前記被噴出体ボンベ外に設置される
ことを特徴とする噴出装置。
【請求項6】
請求項4に記載の噴出装置において、
前記ボンベは、前記被噴出体ボンベ内に設置される
ことを特徴とする噴出装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2011−92977(P2011−92977A)
【公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−249347(P2009−249347)
【出願日】平成21年10月29日(2009.10.29)
【出願人】(508333077)株式会社JETOVO (2)
【出願人】(508333088)
【出願人】(508333103)
【出願人】(508333114)
【出願人】(508333125)
【Fターム(参考)】