JP2007069116A - ポンプディスペンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、摺接部分がなくて磨耗が少なく、且つ構造的に簡単なポンプディスペンサを提供すること。
【解決手段】 容器５に収容された流体を、導入流路Ｓ１を介して吸い上げ且つ吐出流路Ｓ３を介して外部に吐出するためのポンプ手段を有し、容器５に装着されるポンプディスペンサ１において、ポンプ手段は、弾性変形と復元変形とにより正圧と負圧とを発生させるポンプ部８と、導入流路Ｓ１と吐出流路Ｓ３との境界部Ｋに設けられる第一逆止弁９と、吐出流路Ｓ３の吐出側端に設けられる第二逆止弁１０と、を有し、ポンプ部８を押圧して弾性変形と復元変形とを行わせる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、洗浄液や化粧液等を吐出するポンプディスペンサに関する。
より詳しくは、シリンダとピストンとを用いた場合に存在するような摺接部分がなくて磨耗が少なく、且つ構造的にも簡単なポンプディスペンサに関する。

従来、シリンダ内壁に沿ってピストンを摺動させることによりシリンダ内の液体を圧縮しノズルから液体を噴射させるポンプディスペンサが知られている。
例えば、トリガーを手前に引くことにより横方向に配置されたシリンダの内部の液体をピストンで圧縮してノズルから噴射させるトリガースプレーが知られている（例えば、特許文献１参照）。

実用新案登録第３０６８６２１号公報

しかしながら、このような従来のシリンダとピストンとを用いたポンプディスペンサでは、ピストンがシリンダに対して液密性を保ちながら直線運動をする必要がある。
液密性を保ちながら円滑なピストン運動を行わせるためには、シリンダとピストンとの摺接部分の機械的精度を高めなければならず、シリンダ及びピストンの成形加工に精密性を要する。

また、摺接部分を有することからピストンとシリンダの間で摩擦が生じ、耐久性等が問題となっていた。
つまり、ピストン等が磨耗して損傷するとポンプディスペンサの適正機能が保証されなくなるのである。
そして、摺動性を良くするために潤滑剤を塗布すると、それが摺接部分以外に付着して汚れとなる他、内部の液体と反応する場合もあり、不具合が多かった。

また、ピストンを復帰させるためにバネが必要であることから、部品点数が多くなり構造的にも複雑になるという問題があった。
本発明は、このような技術的背景を基になされたものである。
すなわち、本発明は、摺接部分がなくて磨耗が少なく、且つ構造的に簡単なポンプディスペンサを提供することを目的とする。

かくして、本発明者は、このような課題背景に対して鋭意研究を重ねた結果、ピストンとシリンダとを一体化しシリンダの変形力を利用することにより、上記の問題点を解決することができることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させたものである。

すなわち、本発明は、（１）、容器に収容された流体を、導入流路を介して吸い上げ且つ吐出流路を介して外部に吐出するためのポンプ手段を有し、前記容器に装着されるポンプディスペンサにおいて、前記ポンプ手段は、弾性変形と復元変形とにより正圧と負圧とを発生させるポンプ部と、前記導入流路と前記吐出流路との境界部に設けられる第一逆止弁と、前記吐出流路の吐出側端に設けられる第二逆止弁と、を有し、前記ポンプ部を押圧して前記弾性変形と前記復元変形とを行わせるポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（２）、前記ポンプ部を軸対称形状にし、前記ポンプ部の押圧の際、前記ポンプ部の軸対称形状を維持しながら前記ポンプ部を弾性変形させる上記（１）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（３）、ポンプ部は、前記導入流路と前記吐出流路との前記境界部に、水平方向に沿って配設された上記（１）又は（２）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（４）、前記ポンプ部は径大部と径小部とを有し、前記径大部がポンプキャップに嵌合固定され、前記径小部が前記吐出流路を形成する吐出管部に嵌合固定されている上記（１）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（５）、前記ポンプキャップをトリガーで押圧することで前記ポンプ部に前記弾性変形を行わせる上記（４）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（６）、前記ポンプキャップの復元変形により前記トリガーを復帰させる上記（５）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（７）、前記ポンプキャップは前記吐出管部に形成された筒状のポンプキャップガイドの内壁を摺動するものである上記（４）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（８）、前記ポンプキャップには、前記容器内への空気の流れを遮断する状態と、前記容器内へ外気を流通させる状態と、に切り換えるための負圧解消ピストン部が形成され、前記ポンプキャップを押圧していない時に、前記負圧解消ピストン部と、前記吐出管部に形成され前記負圧解消ピストン部を囲繞する負圧解消シリンダ部と、が接触して前記容器内への空気の流れを遮断する状態にされ、前記ポンプキャップを押圧している時に、前記負圧解消ピストン部と、前記負圧解消シリンダ部と、の間に隙間が形成され、前記容器内へ外気を流通させる状態にされる上記（４）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（９）、前記ポンプ部は径大部と径小部とを有し、前記径小部がポンプキャップに嵌合固定され、前記径大部が吐出流路を有する吐出管部に嵌合固定されている上記（４）に記載のポンプディスペンサに存する。

また、本発明は、（１０）、前記ポンプ部がエラストマーにより形成された上記（１）に記載のポンプディスペンサに存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）から（１０）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明のポンプディスペンサによれば、ポンプ手段が、弾性変形と復元変形とにより正圧と負圧とを発生させるポンプ部と、導入流路と吐出流路との境界部に設けられる第一逆止弁と、吐出流路の吐出側端に設けられる第二逆止弁とを有する。
そしてポンプ部は、導入流路と吐出流路との境界部に水平方向に沿って配設される。
このポンプ部を押圧して弾性変形させポンプ空間に正圧を発生させると、該正圧を解消すべく第二逆止弁が開放状態になり、ポンプ空間から流体が流出する。

一方、ポンプ部の押圧を解消してポンプ部の復元変形により、ポンプ空間に負圧を発生させると、該負圧を解消すべく第一逆止弁が開放状態になり、ポンプ空間に流体が流入する。
ポンプ部自体の弾性変形により流体を流出させ、またその復元変形により流体を流入させるので、シリンダとピストンとが不要となり且つバネ等も不要であり構造的に簡単なものとなる。
シリンダとピストンとの摺接部分もなくなることから動きが円滑となり、また故障もしにくい。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。
本発明のポンプディスペンサは、容器に収容された流体（液体）を、導入流路を介して吸い上げ且つ吐出流路を介して外部に吐出又噴射するためのポンプ手段を有し、容器に装着されるものである。

〔第一実施形態〕
図１は、本発明のポンプディスペンサの第一実施形態を示し、カバー４を有するポンプディスペンサ１は、トリガー２を引いてノズル３から流体を吐出するトリガー式のポンプディスペンサとなっている。
ポンプディスペンサ１は、吐出管部７（図２記載）と一体成形された容器キャップ７１を有しており、この容器キャップ７１を流体を収容する容器５の口部に螺合して取り付けることで、ポンプディスペンサ全体が容器５に固定されることとなる。

図２は、図１のポンプディスペンサ１の内部構造を断面で示した図である。
容器キャップ７１の中央には貫通穴が形成され、該貫通穴には容器５内の流体を吸い上げるための導入流路Ｓ１を有する導入管部６が挿入されている。
この導入管部６には径大状にフランジ部６１が形成され、容器キャップ７１の裏面と当接した状態で容器５に固定される。
また、導入管部６の上端側は、容器キャップ７１に起立するように形成された吐出管部７（吐出流路Ｓ３を有する）に嵌合されている。

流体を吸い上げたり或いは吐出したりするポンプ手段は、ポンプ部８と、第一逆止弁９と、第二逆止弁１０と、を有している。
ポンプ部８は、径大部と径小部とを備えており、それ自体の弾性変形と復元変形とにより正圧と負圧とを内部に発生させる機能を有している。
また、ポンプ部８には、等質変形し且つ復帰力があり耐久性に富む材料、例えば、合成ゴム（ＳＢＲ、ＢＲ，ＣＲ、ＩＩＲ、ＥＰＭ、ＮＢＲ等）やエラストマー（ＥＶＡ、ＴＰＳ、ＴＰＯ、ＴＰＥＥ、ＴＰＥＡ、ＴＰＥ等）が用いられる。

ここで第一逆止弁９は、導入流路Ｓ１と吐出流路Ｓ３との境界部Ｋに設けられており、第二逆止弁１０は、吐出流路Ｓ３を有する吐出管部７の吐出側端に設けられている。
なお、第一逆止弁及び第二逆止弁は、流体を一方通行に流通させるための弁であれば、その形状は特に限定されず、例えば、板状のものであっても良い。

ポンプ部８は、容器キャップ７１の導入流路Ｓ１と吐出流路Ｓ３との境界部Ｋに水平方向に沿って配設されている。
すなわちポンプ部８は、その径小部を吐出管部７に嵌合固定され、径大部を後述するポンプキャップ１１に嵌合固定されている。
またポンプ部８は、弾性変形と復元変形とにより正圧（大気圧より大きい圧力）と負圧（大気圧より小さい圧力）とを発生させるために、膨らみ形状にされ、且つ軸対称形状にされている。

なお、このポンプ部８の外表面には、ポンプキャップ１１をポンプ部８に所定深さ嵌め込む際の当接部となる輪環状のガイド突起８ａが形成されている（図１０参照）。
ところで吐出管部７には、ポンプキャップ１１が摺接する筒状のポンプキャップガイド部７ａが横方向に形成されている。

一方、ポンプ部８には、ポンプキャップ１１が嵌合されており、トリガー２を引いて該ポンプキャップ１１を押圧することで、ポンプ部８は内部容積が小さくなるように弾性変形させられる。
ここでポンプキャップ１１は、中央基部１１ａと、トリガー裏面の嘴部２ａに挟持される球体部１１ｂと、を有している。
また、ポンプキャップ１１は、中央基部１１ａからフランジ状に延出された部分のフランジ端に形成された嵌込み部１１ｃと、該嵌込み部１１ｃの外周面の下面側からＬ字状に延出する負圧解消ピストン部１１ｄを有している。
嵌込み部１１ｃにポンプ部８の径大部の端が嵌め込まれて、ポンプキャップ１１とポンプ部８とは相互に嵌合固定される。

ポンプキャップ１１（特に嵌込み部１１ｃ）は、筒状のポンプキャップガイド部７ａの内壁をポンプ部８を変形させながら摺動することとなる。
そのため、トリガー２を引いてポンプキャップ１１を水平方向に押圧した場合、同時にポンプ部８も押圧され、軸対称形状を維持しながら内部容積が縮小するように弾性変形する。

ところで負圧解消ピストン部１１ｄは、容器５内への空気の流れを遮断する状態と、容器５内へ外気を流通させる状態に切り換えるものである。
図３（ａ）に示す状態は、ポンプキャップ１１を押圧しない状態であり、容器５内への空気の流れを遮断する状態である。

具体的には、負圧解消ピストン部１１ｄの端部と、負圧解消ピストン部１１ｄを囲繞する負圧解消シリンダ部７ｂ（吐出管部７から横方向に突出形成されている）と、が接触し密封された状態である。
負圧解消ピストン部１１ｄの端部は、径大にされ負圧解消シリンダ部７ｂの内壁に接している。

そして、トリガー２を引きポンプキャップ１１を水平移動させると、負圧解消ピストン部１１ｄの端部は負圧解消シリンダ部７ｂの内壁に沿って摺動する。
この負圧解消シリンダ部７ｂの内壁は、途中から切り溝が形成されており、トリガー２を引き終えるまで負圧解消ピストン部１１ｄを押し込むと、図３（ｂ）に示すように、負圧解消ピストン部１１ｄと、負圧解消ピストン部１１ｄを囲繞する負圧解消シリンダ部７ｂと、の間に隙間が形成される。
そして、ポンプディスペンサ１は、外気Ｐが容器５内に流通可能な状態にされる。

そして、トリガー２の押圧を解除すると、トリガー２は、ポンプ部８の復元変形によりトリガー２を引いた時のトリガー２の回動方向と反対方向に回動する。
この回動中、容器５内が負圧になっているため、図３（ｃ）に示すように、負圧解消シリンダ部７ｂと負圧解消ピストン部１１ｄとの隙間を外気Ｐが流通する。

そして、この負圧解消シリンダ部７ｂに流入した外気Ｐは、図４に示すように、吐出管部７の内壁と導入管部６の外壁との間に形成された隙間等を通って容器５内に流入し、容器５内の負圧が解消される。

参考までに、図５ないし図９は、それぞれトリガー２を引く前の状態から引き終わり元の位置に戻った状態までの流れを示している。
図５は、トリガー２を引く前の状態を示しており、この状態からトリガー２を引くとポンプキャップ１１が押圧され、図６に示すように、ポンプ部８が内部容積が小さくなるように弾性変形する。

図６に示す状態では、ポンプ部８のポンプ空間Ｓ２から空気が押し出され、この空気は、第一逆止弁９の筒部に形成された不図示の穴及び筒部の内側を通り、次いで吐出流路Ｓ３内を通り、次いで気圧により押し出された第二逆止弁１０と吐出管部７の先端部との隙間を通り、最後にノズル３から外部へ放出される。
この際、第一逆止弁９は導入管部６の上端に着座し閉状態になっている。

そして、トリガー２を最後まで引くと、図７に示す状態となる。
この状態では、ポンプ部８は大きく潰れ、空気の流れが止む。
そして、トリガー２を引くのを止め、ポンプキャップ１１の押圧を解除すると、トリガー２はポンプ部８の復元変形により復帰して押し戻される。
この時、図８に示すように、第一逆止弁９は開き、導入流路Ｓ１を介して容器５に収容された液体が吸い上げられる。
一方、第二逆止弁１０は、吐出流路Ｓ３を介して第二逆止弁１０に吸引力が働くので、吐出管部７の先端に吸着されて着座する。

そして、トリガー２が元の位置に戻った時には、図９に示すように、既にポンプ空間Ｓ２に液体の一部が侵入する。
そして、トリガー２を幾度か引くと、図示しないが、ポンプ空間Ｓ２にて容器内から吸い上げられる液体の量が増えてやがて満杯になり、更にトリガー２を引いた時にノズル３から液体が勢い良く噴射されるようになる。

図１０ないし図１７は、ポンプ部８の幾つかの変形例を示した図である。
ポンプ部８は、図１０に示す略半球状の他、図１１に示す略全球状や図１２に示す半球と円筒とを組み合わせたような形状に形成しても良い。
また、ポンプ部８は、図１３に示すサインカーブ状、図１４に示す略円錐台状、図１５に示す蛇腹状、図１６に示す円筒状、または、図１７に示すボトムカップ状に形成しても良い。
要するに、ポンプの機能を有するならその形状は特に限定されることはない。
なお、ポンプ部８の形状に併せてポンプキャップ１１の形状も変更する必要があることは当然である。

以上のような構成のポンプディスペンサ１では、シリンダとピストンとが不要となり摺接部分がなくて磨耗がなく、更にバネ等も不要であり構造的に極めて簡単なものとなる。
また、部品点数が少なくなることから組付け工数が減り、ポンプディスペンサとしての故障率が低下する。
また、ポンプ部８は、例えば射出成形により簡単に製造されるため、ポンプ部８の容積の設計変更を容易に行うことが容易である。

〔第二実施形態〕
図１８は、本発明のポンプディスペンサの第二実施形態を示している。
なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付した。
この第二実施形態のポンプディスペンサは、第一実施形態のポンプディスペンサと比べて、ポンプ部８の形状（ポンプ部の開放穴が一方側か両方側かの違い）と、ポンプ部８と連結される吐出管部７及びポンプキャップ１１の形状が異なる。

ポンプ部８の取付方向も、ここでは径小部がトリガー側にあり、第一実施形態とは逆方向になっている。
吐出管部７及びポンプキャップ１１の形状は、ポンプ部８の形状に併せて適宜変更されている。
このようなポンプの配設状態でも、ポンプ空間Ｓ２が形成され、第一実施形態と同様の機能を発揮する。
ただ、第二実施形態の場合、トリガー２の引きによる最初の段階においては、第一実施形態に較べて縮小する内部容積が小さいために、同じトリガー２の回動角度では噴射する液体が少なくなる特徴があり，いわゆるトリガーの遊びを大きくできる。

参考までに、図１９ないし図２３は、それぞれトリガー２を引く前の状態から引き終わり元の位置に戻った状態までの流れを示している。
この変化におけるポンプディスペンサ１内の機構の動きは、第一実施形態と同様であるため、説明を省略する。

〔第三実施形態〕
図２４は、本発明のポンプディスペンサの第二実施形態を示している。
なお、第一実施形態と同一の部材には同一の符号を付した。
この第三実施形態のポンプディスペンサは、第一実施形態のポンプディスペンサと比べて、負圧解消シリンダ部７ｂや、負圧解消ピストン部１１ｄが設けられていない点で異なる。

その代りに、容器５内の負圧解消手段の役割をポンプキャップカイド部７ａとポンプ部８とが担う。
負圧解消シリンダ部の役割はポンプキャップガイド部７ａが担い、負圧解消ピストン部の役割はポンプ部８が担う。
形態的には、ポンプキャップガイド部７ａの基端側の内壁に途中から切り溝が形成されているのが特徴である。
作用としては、ポンプ部８が圧縮してガイド突起８ａがポンプキャップガイド部７ａの内壁の切り溝の位置まで来ると、ポンプキャップガイド部７ａとガイド突起８ａとの間に隙間が形成され、外気が容器５内に流入される。

この第三実施形態のポンプディスペンサでは、負圧解消シリンダ部７ｂや負圧解消ピストン部１１ｄが不要となり、材料費の節減が図れる上、ポンプディスペンサの高さを短くすることができ同様の吐出機能を有しながら小型化を図ることができる。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、その本質を逸脱しない範囲で、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
第二実施形態のポンプ部の変形例としては、図１０ないし図１７に示したものの一方側の開放穴を閉鎖したものを適宜選ぶことも当然可能である。

図１は、本発明のポンプディスペンサの第一実施形態の外観を示す説明図である。 図２は、図１のポンプディスペンサ内部構造を断面で示した図である。 図３は、図２の負圧解消ピストン部の動きを示す説明図であり、（ａ）はトリガーを引く前の位置、（ｂ）はトリガーを最後まで引いた時の位置、（ｃ）はトリガーが元の位置に戻っている時の位置を示している。 図４は、外気が容器内に入るまでの外気の流れを示す説明図である。 図５は、トリガーを引く前の状態を示している。 図６は、トリガーを引いている途中の状態を示している。 図７は、トリガーを引き終えた時の状態を示している。 図８は、トリガーが元の位置に戻っている途中の状態を示している。 図９は、トリガーが元の位置に戻った時の状態を示している。 図１０は、図２の略半球状のポンプ部を示している。 図１１は、略全球状のポンプ部を示している。 図１２は、半球と円筒とを組み合わせた形状のポンプ部を示している。 図１３は、サインカーブ状のポンプ部を示している。 図１４は、略円錐台状のポンプ部を示している。 図１５は、蛇腹状のポンプ部を示している。 図１６は、円筒状のポンプ部を示している。 図１７は、ボトムカップ状のポンプ部を示している。 図１８は、本発明のポンプディスペンサの第二実施形態を示す説明図である。 図１９は、トリガーを引く前の状態を示している。 図２０は、トリガーを引いている途中の状態を示している。 図２１は、トリガーを引き終えた時の状態を示している。 図２２は、トリガーが元の位置に戻っている途中の状態を示している。 図２３は、トリガーが元の位置に戻った時の状態を示している。 図２４は、本発明のポンプディスペンサの第三実施形態を示す図である。

符号の説明

１ ポンプディスペンサ
２ トリガー
２ａ 嘴部
３ ノズル
４ カバー
５ 容器
６ 導入管部
６１ フランジ部
７ 吐出管部
７ａ ポンプキャップガイド部
７ｂ 負圧解消シリンダ部
７１ 容器キャップ
８ ポンプ部
８ａ ガイド突起
９ 第一逆止弁
１０ 第二逆止弁
１１ ポンプキャップ
１１ａ 中央基部
１１ｂ 球体部
１１ｃ 嵌込み部
１１ｄ 負圧解消ピストン部
Ｋ 境界部
Ｐ 外気
Ｓ１ 導入流路
Ｓ２ ポンプ空間
Ｓ３ 吐出流路

Claims (10)

1. 容器に収容された流体を、導入流路を介して吸い上げ且つ吐出流路を介して外部に吐出するためのポンプ手段を有し、前記容器に装着されるポンプディスペンサにおいて、
   前記ポンプ手段は、
   弾性変形と復元変形とにより正圧と負圧とを発生させるポンプ部と、
   前記導入流路と前記吐出流路との境界部に設けられる第一逆止弁と、
   前記吐出流路の吐出側端に設けられる第二逆止弁と、
   を有し、
   前記ポンプ部を押圧して前記弾性変形と前記復元変形とを行わせることを特徴とするポンプディスペンサ。
2. 前記ポンプ部を軸対称形状にし、
   前記ポンプ部の押圧の際、前記ポンプ部の軸対称形状を維持しながら前記ポンプ部を弾性変形させることを特徴とする請求項１に記載のポンプディスペンサ。
3. 前記ポンプ部は、前記導入流路と前記吐出流路との前記境界部に、水平方向に沿って配設されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のポンプディスペンサ。
4. 前記ポンプ部は径大部と径小部とを有し、前記径大部がポンプキャップに嵌合固定され、前記径小部が前記吐出流路を形成する吐出管部に嵌合固定されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプディスペンサ。
5. 前記ポンプキャップをトリガーで押圧することで前記ポンプ部に前記弾性変形を行わせることを特徴とする請求項４に記載のポンプディスペンサ。
6. 前記ポンプキャップの復元変形により前記トリガーを復帰させることを特徴とする請求項５に記載のポンプディスペンサ。
7. 前記ポンプキャップは前記吐出管部に形成された筒状のポンプキャップガイドの内壁を摺動するものであることを特徴とする請求項４に記載のポンプディスペンサ。
8. 前記ポンプキャップには、前記容器内への空気の流れを遮断する状態と、前記容器内へ外気を流通させる状態と、に切り換えるための負圧解消ピストン部が形成され、
   前記ポンプキャップを押圧していない時に、前記負圧解消ピストン部と、前記吐出管部に形成され前記負圧解消ピストン部を囲繞する負圧解消シリンダ部と、が接触して前記容器内への空気の流れを遮断する状態にされ、
   前記ポンプキャップを押圧している時に、前記負圧解消ピストン部と、前記負圧解消シリンダ部と、の間に隙間が形成され、前記容器内へ外気を流通させる状態にされることを特徴とする請求項４に記載のポンプディスペンサ。
9. 前記ポンプ部は径大部と径小部とを有し、前記径小部がポンプキャップに嵌合固定され、前記径大部が吐出流路を有する吐出管部に嵌合固定されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプディスペンサ。
10. 前記ポンプ部がエラストマーにより形成されたことを特徴とする請求項１に記載のポンプディスペンサ。

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