发明内容
发明要解决的问题
鉴于上述问题，本发明提供了能够与涂布液的粘性无关地排出大致恒定的量的涂布液的涂布器。
用于解决问题的方案
本发明涉及包括阀机构的涂布器，所述阀机构被配置在涂布元件和用于储存涂布液的液体储存空间之间的连通通道中，所述阀机构通过使阀座构件和阀杆构件沿轴线方向彼此相对移动而允许、制止向所述涂布元件供给所述涂布液，
其中，所述阀机构的所述阀座构件是在所述轴线方向上的两端具有开口的大致筒状体，所述阀座构件的内部的前侧和后侧形成有与所述阀杆构件发生滑动接触的液密部，所述阀座构件被配置成使得后侧开口面向所述液体储存空间，且使得前侧开口面向涂布元件侧；
所述阀杆构件的与所述阀座构件内的前侧液密部发生液密接触的前侧活塞部和所述阀杆构件的与所述阀座构件内的后侧液密部发生液密接触的后侧活塞部被设置在所述阀杆构件的外周部，而在所述外周部和所述阀座构件的内壁之间形成允许所述涂布液流动的空间；和
所述阀杆构件的前侧活塞部和所述阀杆构件的后侧活塞部之间的距离被设成比所述阀座构件内的前侧液密部和后侧液密部之间的距离短，并且当所述阀座构件和所述阀杆构件彼此相对移动时，所述阀机构能够取得如下状态：第一状态，其中，所述阀杆构件的前侧活塞部与所述阀座构件内的前侧液密部发生滑动接触；第二状态，其中，所述阀杆构件的前侧活塞部和所述阀杆构件的后侧活塞部两者都不与所述阀座构件内的相应的液密部发生滑动接触；和第三状态，其中，所述阀杆构件的后侧活塞部与所述阀座构件内的后侧液密部发生滑动接触。
在本发明中，优选地，在所述第一状态中，当所述阀杆构件相对于所述阀座构件已从前侧端位置起向后移动比第一距离小的距离时，所述阀杆构件的前侧活塞部以与所述阀座构件的前侧液密部紧密接触的方式滑动，并且所述阀杆构件的后侧活塞部位于离开所述阀座构件的后侧液密部的位置，从而对所述液体储存空间侧加压；
在所述第二状态中，当所述阀杆构件相对于所述阀座构件已向后移动等于或大于所述第一距离并且小于第二距离的距离时，所述阀杆构件的前侧活塞部与所述阀座构件的前侧液密部分离，并且所述阀杆构件的后侧活塞部位于离开所述阀座构件的后侧液密部的位置，从而使得所述前侧开口和所述后侧开口经由所述阀座构件的内部连通；
在所述第三状态中，当所述阀杆构件相对于所述阀座构件已向后移动等于或大于所述第二距离的距离时，所述阀杆构件的前侧活塞部位于离开所述阀座构件的前侧液密部的位置，并且所述阀杆构件的后侧活塞部以与所述阀座构件的后侧液密部紧密接触的方式滑动，从而将所述涂布液引导至所述涂布元件；和
当所述阀杆构件和所述阀座构件沿所述轴线方向彼此相对移动时，形成所述第二状态的距离小于形成所述第一状态和所述第三状态的距离，并且形成所述第二状态的距离用作如下距离：在该距离，所述液体储存空间内的压力被释放至外部，而不会使所述涂布液形成团迹(blobbing)。
另外，在本发明中，优选地，所述涂布器的所述阀机构具有插入在所述阀座构件和所述阀杆构件之间的弹簧元件，并且所述弹簧元件对所述阀杆构件施力，使所述阀杆构件位于所述阀座构件的前端位置。
另外，在本发明中，优选地，将所述前侧开口连通至所述涂布元件的管路被配置在所述阀座构件的所述前侧开口，用于将所述涂布液向所述涂布元件引导的引导棒元件被插入到所述管路内。
另外，在本发明中，优选地，所述引导棒元件和所述管路的内壁之间的间隙的尺寸被形成为能够引导所述涂布液。
在本发明中，还优选地，所述引导棒元件使用对于所述涂布液呈现出优秀的润湿性(wettability)的材料。
发明的效果
根据本发明的权利要求1至权利要求6中所限定的涂布器，在阀机构中，阀杆构件的前侧的活塞部和阀杆构件的后侧的活塞部之间的距离被设成比阀座构件内的前侧液密部和后侧液密部之间的距离短，当阀座构件和阀杆构件彼此相对移动时，阀机构能够取得：第一状态，其中，阀杆构件的前侧的活塞部与阀座构件内的前侧液密部发生滑动接触；第二状态，其中，阀杆构件的前侧的活塞部和阀杆构件的后侧的活塞部两者都不与阀座构件内的相应的液密部发生滑动接触；和第三状态，其中，阀杆构件的后侧的活塞部与阀座构件内的后侧液密部发生滑动接触。因此，当阀座构件和阀杆构件在使阀机构前侧朝下的状态下通过操作阀机构而沿轴线方向彼此相对移动时，在第一状态中，涂布液在涂布元件侧被前侧的活塞部关闭的状态下流入到由阀座的内壁限定的空间中，在第二状态中，液体储存空间通过由阀座内壁和涂布元件限定的空间与大气相连，然后在第三状态中，涂布元件侧被后侧的活塞部关闭，从而在阀座内壁内的涂布液流向涂布元件，从而形成用于泵送操作(pumpingoperation)的机构。
因此，，由于在第一状态中通过操作阀机构对液体储存空间加压，在第二状态中释放液体储存空间中的压力，然后在第三状态中涂布元件液流向涂布元件，从而能够实现显著地良好的空气置换性。
结果，即使液体储存空间内的空气等的体积由于温度升高等而膨胀，和即使液体储存空间中的压力过高，也不会由于涂布液的意外排出而形成团迹。
这里，在涂布器的阀机构具有的弹簧元件插入在阀座构件和阀杆构件之间、并且弹簧元件适于对阀杆构件施加力以使阀杆构件位于阀座构件的前端位置处的情况下，当通过按压涂布器而使涂布器从第一状态经由第二状态到第三状态时，通过释放按压力，涂布器从第三状态经由第二状态返回第一状态，增强了易用性。
另外，当使前侧开口与涂布元件连通的管路配置在阀座构件的前侧开口处并且用于将涂布液导向涂布元件的引导棒元件插入到管路中时，能够由引导棒元件顺畅地将涂布液输送至涂布元件。
另外，使引导棒元件和管路的内壁之间的间隙的尺寸形成为能够引导涂布液，使得能够进一步顺畅地引导涂布液。
另外，当引导棒元件使用的材料相对于涂布液呈现出优秀的润湿性时，能够更为顺畅地引导涂布液。
具体实施方式
接着，将参考附图说明本发明的实施方式。
图1至图6是示出本发明的一个示例性实施方式的说明图。图1(a)、图1(b)和图1(c)分别是根据本实施方式的涂布器的外观图、纵向截面图、沿线C-C剖切的截面图。图2(a)至图2(d)是示出涂布器的阀机构的操作步骤的图。图3是图1中的涂布器的阀机构中的阀座构件的后侧阀元件的说明图，图3(a)是后侧阀元件的外观图，图3(b)是后侧阀元件的纵向截面图，图3(c)是后侧阀元件的前视图，图3(d)是后侧阀元件的后视图，图3(e)是后侧阀元件的主体向上倾斜的前侧立体图，和图3(f)是后侧阀元件的主体向下倾斜的前侧立体图。图4(a)至图4(d)分别是连接到根据本实施方式的涂布器的管路和引导棒元件的截面说明图、后侧立体图、前视图和前侧立体图。图5(a)至图5(d)分别是连接到根据本实施方式的变型例1的涂布器的管路和引导棒元件的截面说明图、后侧立体图、前视图和前侧立体图。图6(a)至图6(d)分别是连接到根据变型例2的涂布器的管路和引导棒元件的截面说明图、后侧立体图、前视图和前侧立体图。
在本实施方式的涂布器中，罐状(tank-like)内筒12被配置成在后端部10b开口的大致筒状的外筒10内前后移动。当用户点按内筒12的后端部12b时，内筒相对于外筒10向前移动以致动后面所述的阀机构14，从而将涂布液供给到配置于外筒10的前端部10a处的涂布元件16。
外筒10的前端部10a形成为具有减小的直径形式的台阶状。墨导入管(供涂布液从阀机构14流向涂布元件16的管路)18的杯状前端部18a的边缘(rim)(像凸缘那样突起)抵靠在前端部10a的前表面。涂布元件16的后端插入到墨导入管18的前端部18a，密封环20配置在涂布元件16的后端与墨导入管18的前端部18a之间。在中空的筒状前筒22的向前端变细的中空部封闭涂布元件16的中间部之后的部分、密封环20和墨导入管18的前端部18a的状态下，涂布元件16、密封环20和墨导入管的前端部18a通过将前筒22外嵌(externally fitting)于外筒前端部10a而被固定到外筒10。另外，覆盖并保护涂布元件16的盖24以可移除的方式装在外筒前端部10a。盖24内具有通过弹簧24b向前筒22施力的内盖24a。
内筒12在后端部12b处被封闭，以形成用于在里面收纳涂布元件16的液体储存空间12c(也可以收纳搅拌球12d)，并且在前端部(内筒的前端部)12a结合有由内前筒26固定的前述的阀机构14。详细地讲，在阀机构14安装在作为内筒12的前侧的变细部的前端部12a的状态下，墨导入管18的后端部18b以可滑动的方式连接到阀机构14，并且内前筒26通过螺纹配合被固定到内筒前端部12a，密封件(packing)28插入阀机构14的前端。
这里，在涂布元件16和用于储存涂布液的液体储存空间12c之间的连通通道上配置阀机构14，以通过使阀座构件30和阀杆构件38沿轴线方向彼此相对移动而允许或制止向涂布元件16供给涂布液。
阀机构14的阀座构件30是在轴线方向的两端均具有开口的大致筒状体，并且在其内部的前侧(前侧阀元件32)和后侧(后侧阀元件34)形成有与阀杆构件38滑动接触的液密部，并且被配置成使前述的后侧开口朝向液体储存空间12c，使前侧开口朝向涂布元件16侧。
另外，如图1和图3所示，引导阀杆构件38所用的肋状导向柱34c沿长度方向从大致中心位置向后方侧形成、并且在阀座构件30的后侧阀元件34的内壁上径向地向内突起。该导向柱34c能够防止阀杆构件38由于外筒10落下时的冲击歪斜、上升越过前侧阀元件32的端面并造成点按操作失效。
具体地，前侧阀元件32整体上具有大致筒状的构造，该构造具有在前端沿径向突出的凸缘32a，并且前侧阀元件32的后内周壁的内径比前内周壁的内径大。该后内周壁对应于前侧液密部32b。后侧阀元件34也具有大致筒状的构造，该构造在前端具有沿径向突出的凸缘34a，并且后侧阀元件34在后端具有直径呈台阶状减小的开口。该直径减小部分的内周壁对应于后侧液密部34b。前侧阀元件32从前侧同心地插入后侧阀元件34中，使凸缘32a和凸缘34a重叠，并且在将密封件28置于前侧之后，内前筒26覆盖过这些元件并且通过螺纹配合被固定于内筒前端部12a。在本配置中，在后侧阀元件34的后端处的直径减小部分的前侧形成用于接收后述的弹簧元件36的部分。
前述的阀杆构件38以能够在由前侧阀元件32和后侧阀元件34限定的中空部内前后移动的方式被收纳。
在阀杆构件38的外周部设置有前侧活塞部38a和后侧活塞部38，该前侧活塞部38a与前述阀座构件30内的前侧阀元件32的前侧液密部32b发生液密接触，该后侧活塞部38与阀座构件30内的后侧阀元件34的后侧液密部34b发生液密接触，其中在阀杆构件38的大致中央部处的外周侧与阀座构件30的内壁之间形成有允许涂布液流动的空间40。具体地，在阀杆构件38的前侧活塞部38a被形成为直径增大的伞状挠性凸缘。在另一方面，后侧活塞部38b被形成为具有光滑外周面的向后变细的锥形并且其作用为：当阀杆构件38向后移动时，小直径的后端部通过后侧阀元件34的开口，然后大直径的中央部与后侧阀元件34的后侧液密部34b紧密配合并滑动接触。
如上所述，阀机构14具有插入在阀座构件30和阀杆构件38之间的弹簧元件36。弹簧元件36从阀杆构件38的后侧抵接阀杆构件38的前侧活塞部38a并且向阀杆构件38的前侧活塞部38a施力，使前侧活塞部位于阀座构件30的前端。因此，如果未施加点按内筒12的后端的按压力，则如图1所示，由弹簧元件36将前侧活塞部38a定位成与前侧液密部32b的前端接触。这里，内前筒26抵接外筒10的内侧的环状突起42，以防止内筒12进一步向后移动和拔出。
将连接阀座构件30的前侧开口和涂布元件16的墨导入管(管路)18的后端部18b插入阀座构件30的前侧开口(前侧阀元件32的前端开口)。将用于将涂布液向涂布元件16引导的引导棒元件44插入该墨导入管18。
引导棒元件44和墨导入管18的内壁之间的间隙的尺寸形成为能够引导涂布液。在本实施方式中，关于引导棒元件44与墨导入管18之间的位置关系，如图4所示，形成在墨导入管18的前端部18a侧内的多个突起肋46支撑引导棒元件44，以将引导棒元件44定位在墨导入管18的径向中心并消除引导棒元件沿径向方向的游隙(backlash)。另外，将引导棒元件44的前端插入涂布元件16的后部。
关于引导棒元件44和墨导入管18的构造除图4中所示之外，如图5中的变型例1所示，引导棒元件44可以被肋46支撑以被定位成偏离墨导入管18的径向中心(偏移距离p)。根据偏心(off-centering)的方式，可以通过使引导棒元件44更接近墨导入管18的内壁来辅助引导棒元件44引导涂布液。
另外，如图6中示出的变型例2所示，还可以提供如下这样的构造：在该构造中未形成肋46，使引导棒元件44能够自由地偏离墨导入管18的径向中心而定位。由于引导棒元件44能够在墨导入管18的内径范围内自由定位和倾斜，在涂布器摇动或以其它方式移动时，可以通过使引导棒元件44更接近或远离墨导入管18的内壁而促进对涂布液的引导。
关于涂布器的各部分的材料，涂布元件16可以使用丙烯酸、聚酯和聚缩醛(polyacetal)(POM)；内筒和外筒10可以使用聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙(PA)和聚丙烯腈(PAN)；前筒22、盖24、内盖24a和内前筒26可以使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)、尼龙(PA)和聚丙烯腈(PAN)；密封件28可以使用EPDM(三元乙丙橡胶)、硅树脂(silicone)、NBR(腈基丁二烯橡胶)、IIR(丁基橡胶)和氟橡胶；密封环可以使用低密度聚乙烯(LDPE，LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)，阀杆构件38及阀座构件30的前侧阀元件32和后侧阀元件34可以使用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE，LLDPE)和聚丙烯(PP)；并且弹簧元件36和盖24的弹簧24b可以使用不锈钢(SUS)。
引导棒元件44优选地使用相对于涂布液呈现出优秀的润湿性的材料，例如比如不锈钢等的金属、比如聚缩醛(POM)等的树脂、比如聚脂或丙烯酸等的纤维束芯、或者比如烧结物、聚缩醛(POM)等沿轴线方向具有液体通道的合成树脂型芯。
接着，将进一步详细说明本实施方式的涂布器的阀机构14。
在阀机构14中，阀杆构件38的前侧活塞部38a和后侧活塞部38b之间的距离被设置成比阀座构件30中的前侧液密部32b和后侧液密部34b之间的距离短。即，当阀杆构件38和阀座构件30沿轴线方向彼此相对移动时，阀机构被构造成取得如下状态：第一状态，其中，阀杆构件38的前侧活塞部38a与阀座构件30内的前侧液密部32b发生滑动接触；第二状态，其中，阀杆构件38的前侧活塞部38a和阀杆构件38的后侧活塞部38b两者都不与阀座构件30内的相应的液密部发生滑动接触；和第三状态，其中，阀杆构件38的后侧活塞部38b与阀座构件30内的后侧液密部34b发生滑动接触。
将参考图2说明阀机构14的操作。
在用户不点按内筒后端部12b的通常状态(无点按操作期间)中，如图2(a)所示，弹簧元件36从阀杆构件38的后侧抵接阀杆构件38的前侧活塞部38a并且向前侧活塞部38a施力，使得前侧活塞部位于阀座构件30的前端。
在开始点按内筒后端部12b的状态中，阀杆构件38首先取得图2(b)中示出的前述第一状态，在第一状态中，阀杆构件38已经相对于阀座构件30从前侧端位置起向后移动了比第一距离小的距离。阀杆构件38的前侧活塞部38a以与阀座构件30的前侧液密部32b紧密接触的方式滑动，并且阀杆构件38的后侧活塞部38b位于离开阀座构件30的后侧液密部34b的位置，使得液体储存空间12c被加压。这时，尽管阀杆构件38的后侧活塞部38b位于离开阀座构件30的后侧液密部34b的位置，但是由于阀杆构件38的前侧活塞部38a以与阀座构件30的前侧液密部32b紧密接触的方式滑动，所以即使液体储存空间12c中的内压升高，涂布液也不会涌出。
另外，在进一步点按内筒后端部12b的状态中，阀杆构件38取得图2(c)中示出的前述第二状态，在第二状态中，阀杆构件38相对于阀座构件30已向后移动了等于或大于前述的第一距离并小于第二距离的距离。阀杆构件38的前侧活塞部38a与阀座构件30的前侧液密部32b分离。此刻，阀杆构件38的后侧活塞部38b位于离开阀座构件30的后侧液密部34b的位置，使得前侧开口和后侧开口通过阀座构件30的内部连通。以此方式，该内部空间与大气连通，使得涂布液在内压升高的情况下流出到涂布元件侧。但是，该情况仅在点按操作的瞬间出现，因此涂布液不会涌出。另外，改进了液体储存空间12c的空气置换性。另外，涂布液沿引导棒元件44流出到涂布元件16侧。
在保持点按内筒后端部12b的状态中，阀杆构件38取得图2(d)中示出的前述第三状态，在第三状态中，阀杆构件38相对于阀座构件30已向后移动了等于或大于前述第二距离的距离。阀杆构件38的前侧活塞部38a与阀座构件30的前侧液密部32b分离，并且阀杆构件38的后侧活塞部38b以与阀座构件30的后侧液密部34b紧密接触的方式滑动，以将涂布液向涂布元件16引导。在该情况中，涂布液所通过的空间40与液体储存空间完全分离，使得阀机构14中汇聚的涂布液被顺畅地通过墨导入管18输送到涂布元件16侧。
在该情况中，当阀杆构件38和阀座构件30沿轴线方向彼此相对移动时，形成前述第二状态的距离远小于形成第一状态和第三状态的距离，并且形成第二状态的距离用作如下距离：在该距离(瞬间通过的距离)处，液体储存空间12c内的压力被释放至外部，而不会使涂布液形成团迹。当通过以阀机构14的前侧向下的状态操作阀机构14而使阀座构件30和阀杆构件38彼此相对地运动时，在第一状态中，涂布液流入到由阀座内壁限定并且由前侧活塞部38a在涂布元件16侧闭合的空间中；在第二状态中，液体储存空间12c通过由阀座内壁和涂布元件16限定的空间与大气相连；然后，在第三状态中，后侧活塞部38b闭合涂布元件16侧，使得阀座内壁中的涂布液流向涂布元件16，由此形成泵送操作机制。
因此，由于液体储存空间12c在第一状态中通过操作阀机构14被加压，液体储存空间12c中的压力在第二状态中被释放，然后涂布元件16液在第三状态中流向涂布元件16，能够实现显著地良好的空气置换性。
结果，即使液体储存空间12c中的空气等由于温度升高等而体积膨胀，并且即使液体储存空间12c中的压力变得过高，也不会发生由于涂布液的意外排出而形成团迹。