JP2006507437A - 低背型予備加圧ポンプ - Google Patents

Abstract

この発明は低背型予備加圧ポンプに関する。このポンプは、ポンプチャンバ（３）及び吸入バルブ（５）を具えるシリンダ（１）と、下側の外方に張り出したリップシール（９）及び内方に張り出したリップシール（１９）を有するピストン（７）であって、内方に張り出したリップシール（１９）がピストン（７）の中央開口（１７）を画定するピストン（７）と、中央開口（１７）と滑合し、外部とポンプチャンバ（３）の間の連通路（２３）を有する中空ポンププランジャロッド（２１）と、シリンダ（１）を容器に取り付ける上側保持カバー（３９）を有する固定素子（３７）と、シリンダ（１）内に収容された第１の弾性部材（３１）と、プランジャロッド（２１）に直接適用された上側支承点（４９）を有し、上側保持カバー（３９）の上方にある第２弾性部材とを具える。

Description

この発明は、ポンプ本体部を画定し、内部にポンプチャンバのあるシリンダと、シリンダの底部に配置された吸入バルブと、下側にある外方に張り出したリップシール及び内方に張り出したリップシールを有するピストンであって、外方に張り出したリップシールがシリンダ内に滑合するよう適合されており、内方に張り出したリップシールがピストンの中央開口を画定するピストンと、中央開口内に滑合するよう適合されており、中空であり、ポンプチャンバを外部と連通するよう適合された連通路を内部に有するプランジャロッドと、シリンダを容器に取り付けるよう適合されており、上側保持カバーを画定する固定素子と、シリンダ内に収容された第１の弾性部材と、第２の弾性部材とを具える予備加圧ポンプに関する。かかる予備加圧ポンプにより、容器内に収容された液体の予備加圧噴霧が可能となる。

予備加圧ポンプは既に公知であり、例えば香水、化粧品、洗剤及び医薬品等のあらゆる種類の液体の噴霧に用いられる。

一般に、予備加圧装置は、液体がポンプチャンバ内で所定の最小圧力を受けている場合に限って、この液体を外部に排出することを保証する装置である。このようにして、より高い圧力での液体の排出を確実にするので、その後の液体の噴霧が改善される。

予備加圧を用いた噴霧技術は公知であり、予備加圧噴霧を行うのに適当な幾つかの予備加圧ポンプが公知である。例えば、参考のため本明細書に含める特許文献１には、予備加圧装置を用いた噴霧ポンプが記載されている。同様に、参考のため本明細書に含める特許文献２〜４には、予備加圧装置を含む他の噴霧ポンプが記載されている。

一般に、予備加圧ポンプは小型とすべきである。この必要性は、ポンプ機構の審美的影響を最小限にすることが重要な化粧品又は香水製品に用いられる場合に、特に重要である。特にアセンブリの高さを減ずることが重要である。理論的には、低背型予備加圧ポンプの製造を可能とする設計であれば、製造コストの低さ、組み立てる部品点数の少なさ、噴霧の忠実度の高さ等、この種の製品で通常の要求条件に常に適合すべきである。

欧州特許出願公開第７３７，５１９号明細書 米国特許第４，８５６，６７７号明細書 米国特許第４，９４１，５９５号明細書 米国特許第５，２３４，１３５号明細書

この発明の目的は、低背型予備加圧ポンプを提供することにある。特に、この発明は、特許文献１に記載されたものと同様であるが、高さを減じたポンプを提供することにある。

かかる目的は、この明細書の冒頭に示した種類の予備加圧ポンプにおいて、第２弾性部材はプランジャロッドに直接適用された上側支承点を有し、この上側支承点が上側保持カバーの上方にあることを特徴とする予備加圧ポンプを用いて達成される。

実際、第２弾性部材は、ピストンに加わる予備加圧力に対してロッドを支承する点の役割を果たす。上側支承点を上側保持カバーの上方とすることにより、アセンブリの高さを低減することができる。なぜなら、上側保持カバーの上方の空間を利用しており、この空間は、通常スプレーキャップで覆われたままであり、普通はポンププランジャロッドのみが延在するからである。

好ましくは、ピストンは、上部位置（又は伸長位置）と下部位置（又は押し下げ位置）の間を往復するよう適合されており、下側にある外方に張り出したリップシールの上方に配置された上側の外方に張り出したリップシールを有する。シリンダは通気孔を有しており、この通気孔は、ピストンが上部位置にあるときには通気孔が上側及び下側の外方に張り出したリップシールの間にあり、かつピストンが下部位置にあるときには容器の内部が周囲と連通するような高さに配置されている。実際、予備加圧ポンプは、容器内部から吐出された液体を空気で置換させる通気孔を有しなければならない。かかる通気に関して、上述したように、外方に突出するリップシールの間に横孔があることが好ましい。ポンプが「休止」位置にある、すなわちプランジャロッドが完全に上方に伸長している場合に、通気孔は外方に突出する両リップシールの間に収容されたままである。このように、外部との液体連通はなく、したがってポンプが密閉される。ポンプが動く間にプランジャロッドが降下する際に、上側の外方に張り出したリップシールが通気孔の下方となる期間がある。このとき、通気孔は、通常、プランジャロッドの近傍に設けた自由空間によって、容器の内部と外部の間の液体連通を構築させる。

好ましくは、予備加圧ポンプは、シリンダ及び固定素子とともに配置された保持部を有し、この保持部は、ピストンが保持部によってシリンダの内部に保持されるように、シリンダに嵌合するよう適合される。実際、予備加圧ポンプは通常、一連の共通部材を略標準化しており、この共通部材は、例えば、吸入バルブ、ピストン、プランジャロッド、弾性部材等の、ポンプの機能部材の大部分を含み、シリンダの内部に収容される。一方、これらは、ポンプの実際の用途に関して、互いに異なる部材を有する。一般に、これらの部材はスプレーキャップと固定装置である。この点で、製造工程が２つの段階で行われることが有利となるかもしれない。第１の段階では、共通の部材が組み立てられ、第２の段階では、所定の用途に対する特定の部材を加えてポンプを「独自化」する。この段階的製造システムを実際的見地から実行可能とするために、共通部材のアセンブリを、それを分解する危険性なしに操作するような方法で作る。この意味で、他方の部材が既にシリンダ内に導入されている場合にシリンダに留めることが可能な保持部が有利である。このようにして、諸部品がシリンダから外れることなく、アセンブリを操作することができる。好ましくは、保持部がピストンに対する支承点として機能し、第１弾性部材が前記ピストンに及ぼす力によって、ピストンと保持部の接触が維持される。次に、ピストンがプランジャロッドを保持し、プランジャロッドがシリンダから完全に外れるのを防止する。したがって、装着されたアセンブリは操作及び貯蔵が可能で、組立の第２段階を、時間及び場所の双方の点で、独立して行うことができる。以下で述べるように、２つの部品、すなわち厳密な意味でのプランジャロッドとプランジャロッドの下端部に連結されたプラグとからなるプランジャロッドを有することが有利な場合がある。したがって、このような場合にはプラグがプランジャロッドの一部を形成することを理解すべきである。

前記の通り、保持部は、上部位置（すなわち伸長位置）にあるときにピストンを支承するショルダー部を有することが有利である。この発明の好適な実施態様において、ショルダー部とシリンダの底部との間の高さがポンプチャンバ容積を決める。これによれば、一つの部分、すなわち保持部のみを変えることにより、ポンプ能力の異なるポンプを得ることが可能である。

第２弾性部材がプランジャロッドと同一の材料であり、かつプランジャロッドに結合されて単一の部品を形成することが有利である。これによれば、第２弾性部材とプランジャロッドが単一の部品を形成するので、組立段階からポンプ部品の一つを排除することが可能である。通常、この部品はプラスチック材料であり、慣習的に射出により製造される。これによれば、第２弾性部材及びプランジャロッドが単一の製造工程を用いて得られるので、アセンブリの製造コストの低減以外に、部品製造コストも低減することができる。

あるいは、第２弾性部材は、例えば従来の金属性らせんバネ等の他の形式とすることができる。金属らせんバネは、例えば、使用期間の長さに関わらず弾性特性を維持する点や、寸法に比して大きな支承力が得られる点や、バネの形状を変えることでバネの発揮する力を容易に変えることができる点等の、既知ではあるが重要ではない一連の利点を有している。

好ましくは、プランジャロッドは、外端がプランジャロッドに平行な円筒面として延びる環状突起部を有し、この円筒面はスロットを有しており、シリンダにより定義される長手軸線方向に可逆的に圧縮可能であり、かつ第２弾性部材を画定する。したがって、環状突起部は第２弾性部材の上側支承点を画定する。円筒面は、プランジャロッドの外筒又はジャケットを形成するように、この環状突起部から延びる。円筒面とプランジャロッドの間には、円筒面がプランジャロッドと擦れることなく長手軸線に沿って動くのに十分な大きさの中空空間が維持されている。円筒面の他端はピストンを支承する。円筒面にスロットがあるので、円筒面が長手軸線に沿って圧縮された場合に、円筒面がつぶれて長手方向に縮む。しかし、その製造に用いられたプラスチック材料が弾性特性を有しているので、このつぶれは可逆的である。したがって、円筒面は、従来のらせんバネと同様に、長手軸線に沿った力を発揮することができる。

好ましくは、スロットは、長手軸線に直交する複数の平面内に配置されており、同一平面のスロットの各対の間に、同一平面内に設けられた結合領域があり、所定の平面の各結合領域は、前記所定の平面に隣接する平面の２つのスロットの間に介在する。有利には、直交する面のそれぞれに２つのスロットがある。スロットは結合領域よりもかなり大きく、スロットを含み長手軸線に直交する面内において、円筒面の大部分が実際にはスロットからなり、結合領域を形成する材料がわずかに広がるのみであることが有利である。所定の面に隣接する直交面内で、スロットが特定の角度でずれているので、結合領域はスロットに面する。これによれば、圧縮力が円筒面に加わった場合に、結合領域がそれを包囲するスロットに向かって移動して、弾性変形が起きる。

添付の図面を参照しつつ行う、以下の好適な実施態様の非限定的な説明から、この発明の他の利点及び特徴が明確となるであろう。

図１〜３に、この発明の予備加圧ポンプの第１実施態様を示す。ポンプは、ポンプ本体を画定するシリンダ１を含む。シリンダ１の内部には、ポンプチャンバ３が画定されている。シリンダ１は、シリンダ１の底部に配置された吸入バルブ５を有する。シリンダ１の上端部は開放されている。吸入バルブ５は、例えば図面に示されているようなボール逆止弁等の任意の公知の形式とすることができる。吸入バルブ５は、ボールがそのハウジングから外れないようにするため、ボールを保持する系を有する。かかる保持系は従来からあるものであり、いずれの図においても図示していない。その一例を図１１〜１４に見ることができる。

ポンプチャンバ３は、その上部に関して、ピストン７によって閉じられたままである。ピストン７は、シリンダ１により画定される長手軸線１１に沿ってピストン７が往復する際に、シリンダ１の内部に滑合する、下側の外方に張り出したリップシール９を有する。ピストン７は、上側の外方に張り出したリップシール１３を有する。上側の外方に張り出したリップシール１３は、下側の外方に張り出したリップシール９から一定の距離で離間しており、ピストン７が伸長位置にある場合に、外方に張り出したリップシール９と１３の間に通気孔が存在する。

ピストン７は中央開口１７及び中央開口１７を画定する、内方に張り出したリップシール１９を有する。ポンププランジャロッド２１が中央開口１７を貫通する。ポンププランジャロッド２１は、中央開口１７内で、長手軸線１１に沿って縦方向に移動することができる。プランジャロッド２１は実質的に管状で、その内部が、ポンプチャンバ３と外部との連通、より具体的にはポンプチャンバ３と噴霧装置２７を含むキャップ２５との連通に好適な連通路２３を画定する。プランジャロッド２１は、シリンダ１により画定される長手軸線１１と一致する軸線を画定する。プランジャロッド２１の下端部にはプラグ２９がある。このプラグ２９は、摩擦、嵌め込み、又はこれら２つの組合せ等の種々の手段により、プランジャロッド２１に装着される。図１〜７では、プラグ２９は摩擦のみにより固定されているが、図８、９及び１１〜１４では、摩擦により固定されると同時に嵌め込み素子を有するプラグ２９が示されている。理論上は、例えば嵌め込みのみによりプラグを固定する等の他の代替手段を実現することが可能である。プランジャロッド２１内に収容されるプラグ２９の部分は平坦であり、連通路２３の全てを占有することがなく、したがって汲み上げられた液体の排出が可能となる。プラグ２９の突出部は、略カップ状の形状を有し、その直径がプランジャロッド２１のものよりも大きい。これによれば、ピストン７の内方に張り出したリップシール１９がカップに当接して、プランジャロッド２１がピストン７から完全に外れるのを防止する。さらに、ピストン７とプランジャロッド２１及びプラグ２９により形成されるアセンブリとの間の密閉が可能となり、連通路２３が閉じられる。

第１のらせんバネが、一方の端部でシリンダ１の底部を支承し、他方の端部でプラグ２９のカップを支承する第１弾性部材３１を画定する。この第１らせんバネは、プランジャロッド２１、プラグ２９及びピストン７で形成されるアセンブリを、通常はシリンダ１の外方にある伸長位置に向かって付勢する。

シリンダ１の上端部は開放されている。この上端部を通して、予備加圧ポンプを形成する種々の共通部品、すなわち吸入ボール逆止弁５、第１らせんバネ並びにプランジャロッド２１、プラグ２９及びピストン７で形成されたアセンブリを、シリンダ１内に導入することができる。次いで、例えば嵌め込み機構を用いてシリンダ１の上端部に保持される保持部３３を導入する。保持部３３は、第１らせんバネにより加えられる力で外方に付勢されたピストン７を支承するショルダー部３５を有する。これによれば、予備加圧ポンプの共通部品の外れが防止され、したがって、装着されたアセンブリが問題なく取扱い及び貯蔵される。

さらに、保持部３３は、保持部３３を除いた全ての部材が共通でありポンプ能力の異なる予備加圧ポンプの製造を可能とする。実際に、ショルダー部３５がシリンダ１の底部の近くにある保持部３３を製造することにより、ポンプ能力の小さな予備加圧ポンプを得ることができる。ピストン７は、上部伸長位置にある際に、より容積の小さなポンプチャンバ３を画定し、これに対応して汲み出された液体の量が減るからである。

プランジャロッド２１の上端部には、噴霧装置２７を有するキャップが装着される。キャップ２５及び噴霧装置２７の双方は、この発明とは関係がなく、任意の構成とすることができる。

汲み上げるべき液体を収容する容器に予備加圧ポンプを固定するために、固定素子３７がある。種々の固定素子３７がこの発明に適合可能である。例えば、図１〜３、７及び１１〜１４に示すように、シリンダ１の上端部を支承する上側保持カバー３９を有する金属フェルールを用いることができる。他の使用可能な固定素子３７は図４〜６に示されているようなものであり、これらは、参考のために本明細書に含めるスペイン国特許Ｐ９９００５７８号及び同Ｐ２０００００５５７号に記載されている。この固定素子３７もシリンダ１の上端部を支承する上側保持カバー３９を有する。また、固定素子３７は、容器の上端部に適用され、防水シール４３により容器上端部から離される水平シール面４１も有する。

スペイン国特許Ｐ９９００５７８号及び同Ｐ２０００００５５７号に記載されているような固定素子３７の一つを用いる場合には、参考のために本明細書に含めるスペイン国特許Ｐ２００１００４７１号に記載されているようなカプセル４５を用いることが好ましい。

予備加圧効果を達成するために、ポンプチャンバ３内に収容された液体が、特定の最小圧力に達した場合にのみ、外部に輩出されることが必要である。かかる理由で、ピストン７をポンプチャンバ３に向かって押圧する第２弾性部材４７を設ける。これによれば、ピストン７は、ポンプチャンバ３内に収容された液体に加わる圧力を増大させ、この液体が特定の最小圧力を受けた場合にのみ、結果力が第２弾性部材４８の力を超え、ピストン７を上方に移動し、ポンプチャンバ３内に収容された液体が連通路２３内に排出され、連通路２３からキャップ２５及び噴霧装置２７を通って外部に排出される。

第２弾性部材４７は、図７に示すような、従来のらせんバネとすることができる。第２弾性部材の上側支承点４９は、プランジャロッド２１に直接適用され、かつ上側保持カバー３９の上方にある。これによれば、アセンブリの高さが低減される。

あるいは、第２弾性部材４７はプランジャロッド２１と同一の材料からなり、これらが単一の部品を形成するように、プランジャロッド２１に結合されている。アセンブリをプラスチック射出によって得て、ひとつの物理的部品のみで、プランジャロッド２１と第２弾性部材４７の機能を同時に果たすようにすることができる。この第２弾性部材４７の一例は図１〜６及び１１〜１４に見ることができ、図８〜１０により詳細に見ることができる。前記の例において、プランジャロッド２１は、外端が、プランジャロッド２１に平行な円筒面５３として延びる環状突起部５１を有することが分かるであろう。円筒面５３は、プランジャロッド本体２１の周りにスリーブ又は外筒の一種を形成する。この円筒面５３は、互いに対になり、２つの結合領域５７によって互いに離間したスロット５５を有する。スロット５５の各対は、それぞれの結合領域５７と共に、円筒面５３の「レベル」を画定する。次の「レベル」においても、再び２つのスロット５５と２つの結合領域５７がある。しかし、次のレベルのスロットは、前のレベルのスロットに対してずらされており、所定のレベルの結合領域５７が、隣接するレベル間のスロット５５間に介在する。

有利には、第２弾性部材４７の下端が直接ピストン７を支承する。これによれば、第２弾性部材４７の力がピストン７に直接伝達され、ピストン７が弾性力を受ける。

予備加圧ポンプの操作は以下の通りである。まず、図１、４、７、１１及び１３に示すように、プランジャロッド２１は上部位置すなわち伸長位置にある休止位置にあり、下方に移動する。ポンプチャンバ３の内部にある液体は圧力を受け、この圧力は急速に上昇する。プランジャロッド２１が連続して下がると、圧力を受けている液体により、ピストン７が上向きの力を受け、この力が第２弾性部材４７の力を超え、これによってピストン７（実際には内方に張り出したリップシール１９）がプラグ２９の（内側円錐面内の）カップの支承を中断し、液体を連通路２３に向かって排出させる。プランジャロッド２１を押し下げる力が止まると、第１弾性部材３１がアセンブリ全体を方向に押しやる。第２弾性部材４７はピストン７をカップにむけて押しやり、連通路２３への排出を止める。これによりポンプチャンバ３内に陰圧が生じるので、吸入バルブ５が開かれる。

ポンプチャンバ３が空気で満たされている場合には、カップからのピストン７の分離が、プランジャロッド２１のストロークの最後に機械的に強制されるので、この空気をパージすることができる。

この発明に従う予備加圧ポンプの第１実施態様の長手方向断面図であり、プランジャロッドを完全に延ばした状態で示す。 図１のポンプのプランジャロッドを部分的に押し下げ９０°回転した状態で示す長手方向断面図である。 図１のポンプのプランジャロッドを完全に押し下げた状態で示す長手方向断面図である。 この発明に従う予備加圧ポンプの第２実施態様に関する図１と同様の図である。 この発明に従う予備加圧ポンプの第２実施態様に関する図２と同様の図である。 この発明に従う予備加圧ポンプの第２実施態様に関する図３と同様の図である。 この発明に従う予備加圧ポンプの第３実施態様の長手方向断面図であり、プランジャロッドを完全に延ばした状態で示す。 この発明に従うプランジャロッドの長手方向断面図である。 図８のプランジャロッドを９０°回転した長手方向断面図である。 図８のプランジャロッドの斜視図である。 この発明に従う予備加圧ポンプの第４実施態様の長手方向断面図であり、図８のプランジャロッドを完全に延ばした状態で示す。 図１１のポンプのプランジャロッドを完全に押し下げ９０°回転した状態で示す長手方向断面図である。 図１１と完全に同じ図であり、図１４のポンプとの比較を容易にするために再度示す。 長さを増した保持部を有するポンプの断面図である。

Claims (8)

1. ポンプ本体部を画定し、内部にポンプチャンバ（３）のあるシリンダ（１）と、
   前記シリンダ（１）の底部に配置された吸入バルブ（５）と、
   下側の外方に張り出したリップシール（９）及び内方に張り出したリップシール（１９）を有するピストン（７）であって、外方に張り出したリップシール（９）が前記シリンダ（１）内に滑合するよう適合されており、内方に張り出したリップシール（１９）が前記ピストン（７）の中央開口（１７）を画定するピストン（７）と、
   前記中央開口（１７）内に滑合するよう適合されており、中空であり、前記ポンプチャンバ（３）を外部と連通するよう適合された連通路（２３）を内部に有するポンププランジャロッド（２１）と、
   前記シリンダ（１）を容器に取り付けるよう適合されており、上側保持カバー（３９）を画定する固定素子（３７）と、
   前記シリンダ（１）内に収容された第１の弾性部材（３１）と、
   ポンプの長手軸線に沿って測定した第１の高さを画定する第２の弾性部材（４７）と
   を具え、
   前記ピストン（７）は前記ポンププランジャロッド（２１）の上部を部分的に包囲する上側円筒壁を有し、該上側円筒壁は前記上部のガイドとして機能しかつポンプの軸線に沿って測定したガイド高さを画定し、
   前記第２弾性部材（４７）は前記プランジャロッドに直接適用された上側支承点（４９）を有し、該上側支承点（４９）が前記上側保持カバー（３９）の上方にあり、前記第１高さ及び前記ガイド高さが少なくとも部分的に重複していることを特徴とする予備加圧ポンプ。
2. 前記ピストン（７）は上部位置と下部位置との間を往復するよう適合されており、
   前記ピストン（７）は、前記下側の外方に張り出したリップシール（９）の上方に配置された、上側の外方に張り出したリップシール（１３）を有しており、
   前記シリンダ（１）は通気孔（１５）を有しており、
   該通気孔（１５）は、前記ピストン（７）が上部位置にあるときには前記通気孔（１５）が前記上側及び下側の外方に張り出したリップシール（１３、１９）の間にあり、かつ前記ピストン（７）が下部位置にあるときには前記容器の内部が周囲と連通するような高さに配置される、請求項１に記載の予備加圧ポンプ。
3. 前記予備加圧ポンプは、前記シリンダ（１）及び前記固定素子（３７）とともに配置された保持部（３３）を有し、該保持部（３３）は、前記ピストン（７）が前記保持部（３３）によって前記シリンダ（１）の内部に保持されるように、前記シリンダ（１）に嵌合するよう適合される、請求項１又は２に記載の予備加圧ポンプ。
4. 前記ピストン（７）は上部位置と下部位置の間を往復するよう適合されており、前記保持部（３３）は、上部位置にあるときに前記ピストン（７）を支持するショルダー部（３５）を有しており、該ショルダー部（３５）と前記シリンダ（１）の底部との間の高さが前記ポンプチャンバ（３）の容積を決める、請求項３に記載の予備加圧ポンプ。
5. 前記第２弾性部材（４７）は前記プランジャロッド（２１）と同一の材料であり、かつ前記プランジャロッド（２１）と単一部品を形成するように結合される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の予備加圧ポンプ。
6. 前記プランジャロッド（２１）は、外端が前記プランジャロッド（２１）に平行に延びる円筒面（５３）である環状突起部（５１）を有し、前記円筒面（５３）はスロット（５５）を有しており、前記円筒面（５３）は前記シリンダ（１）により定義される長手軸線（１１）方向に可逆的に圧縮可能であり、前記円筒面（５３）は前記第２弾性部材（４７）を画定する、請求項５に記載の予備加圧ポンプ。
7. 前記スロット（５５）は前記長手軸線（１１）に直交する複数の平面内に配置されており、同一平面のスロット（５５）の各対の間に、同一平面内に設けられた結合領域があり、所定の平面の各結合領域は、前記所定の平面に隣接する平面の２つのスロットの間に介在する、請求項６に記載の予備加圧ポンプ。
8. 前記直交する面のそれぞれに２つのスロット（５５）がある、請求項７に記載の予備加圧ポンプ。
   
   

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