JP2009022935A

JP2009022935A - ポンプディスペンサー

Info

Publication number: JP2009022935A
Application number: JP2007191486A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Tada; 哲也多田
Original assignee: Canyon Corp
Current assignee: Canyon Corp
Priority date: 2007-07-23
Filing date: 2007-07-23
Publication date: 2009-02-05
Also published as: EP2172275A1; WO2009013966A1; US20100127020A1

Abstract

【課題】本発明は、従来使用されていない極力肉薄のシリンダを有し、しかも歪むことのないプッシュ型のディスペンサーを提供すること。
【解決手段】シリンダ１と該シリンダ１に摺動自在に内装されたピストン４とを備え、ピストン４によりシリンダ内に充填された液に圧を加えて、ピストン４に連結されたノズルヘッド２から液６ｍｍ〜１．３ｍｍであるポンプディスペンサーＡ。
【選択図】図１

Description

本発明は、容器内の液体を一定量吐出させるポンプディスペンサーに関する。
特に、極力肉薄のシリンダを有し、しかも歪むことのないプッシュ型のディスペンサーに関する。

従来、洗剤、薬剤等の液体を一定量吐出するためにポンプ付き容器が使用されている。
ポンプ付き容器には、吐出機構、すなわちポンプディスペンサーが備わっており、その一つとして、例えば、プッシュ型のポンプディスペンサー等が広く知られている（特許文献１参照）。

このポンプディスペンサーは、吸い上げ管を通してシリンダ内に吸い上げた液をピストンを押し下げることにより、液に圧を加えてノズルヘッドの口から吐出させるものである。

しかし、吸い上げ管と一体に成形されたシリンダは、重さ、材料費等の関係から総樹脂量が少ない方が好ましい。
特に、現在、総樹脂量を多く必要とする、高容量で吐出量（例えば１０ｃｃ/1回）が大きいポンプディスペンサーが使用されるようになってきており、シリンダの壁については、極力、薄い肉厚であることが強く求められている。

一方、シリンダの肉厚を薄くすると、シリンダの断面に歪みが生じ易くなり、そのため、シリンダとピストンの間で、「液漏れ」或いは「エアー噛み」が発生する欠点がある。
ここで、「液漏れ」とは、シリンダ内の加圧により、シリンダの液領域から、エア領域にシリンダ壁面とピストンの間を介して液が漏れる現象であり、また「エアー噛み」とは、シリンダ内の負圧によりシリンダのエアー領域から、液領域にシリンダ壁面とピストンの間を介してエアーが漏れる現象である。

しかし、経験的に、上記の問題点が生じないように、材料の総樹脂量を過剰に使ってシリンダの壁の肉厚を１．５ｍｍ以上の肉厚にしているのが現状である。

今日、材料の使用量、或いはコストの観点から、それよりも薄くできるに越したことはない。
一体、どれぐらい薄くできるか、その限度の厚みを有するシリンダは今現在現れていない。
特開２００２−２００４４３号公報

本発明は、かかる技術背景をもとになされたもので、上記の従来技術の問題点を克服するためになされたものである。
すなわち、本発明は、従来使用されていない極力肉薄のシリンダを有し、しかも歪むことのないプッシュ型のディスペンサーを提供することを目的とする。

本発明者は、これらの技術的背景を基に鋭意研究した結果、ある肉厚以下では、シリンダの断面に歪みが生じ易くなり、液漏れやエアー噛み現象が発生することを見出し、この知見を基に本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、（１）、シリンダと該シリンダに摺動自在に内装されたピストンとを備え、ピストンによりシリンダ内に充填された液に圧を加えて、ピストンに連結されたノズルヘッドから液を吐出させるポンプディスペンサーであって、シリンダの壁の肉厚が、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであるポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（２）、吸い上げ管を一体に有するシリンダと、該シリンダを容器口部に取り付けるためのキャップと、シリンダに摺動自在に内装されたピストンと、該ピストンに連結したノズルヘッドと、該ノズルヘッドのシャフト部に装着されたセカンドバルブと、ノズルヘッドを弾発するようにシリンダに内挿されたバネ体と、シリンダの弁座部を開閉する吸入バルブと、を備え、シリンダ内に充填された液に圧を加えてノズルヘッドのノズル口から液を吐出させるポンプディスペンサーであって、シリンダの壁の肉厚が、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであるポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（３）、上記（１）に記載のポンプディスペンサーにおいて、前記シリンダの外壁には、軸方向に沿って多数のリブが形成されているポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（４）、上記（１）に記載のポンプディスペンサーにおいて、シリンダの外壁には、軸方向と垂直方向にフランジが形成されているポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（５）、上記（１）に記載のポンプディスペンサーにおいて、バネ体を支持する受け座金の径は、シリンダの径に等しいポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（６）、上記（１）に記載のポンプディスペンサーにおいて、前記ピストンの弁体の下舌弁が上舌弁より長く形成されているポンプディスペンサーに存する。

本発明は、（７）、上記（１）に記載のポンプディスペンサーにおいて、前記シリンダの下部に縮径された吸い上げ管が一体に取り付けられており、該吸い上げ管とシリンダの壁厚が同一であるポンプディスペンサーに存する。

なお、本発明の目的に添ったものであれば、上記（１）から（７）を適宜組み合わせた構成も採用可能である。

本発明によれば、シリンダの肉厚が薄くなるので、材料となる樹脂量が少なくなり、コストも削減される。
しかも、「液漏れ」や「エアー噛み」現象が発生しない。
シリンダの外壁には、軸方向に沿って多数のリブが形成されていることにより、シリンダの歪み（屈曲、断面変形）が防止される。
バネ体を支持する受け座金の径は、シリンダの径に等しいので、同様にシリンダの歪み（屈曲、断面変形）が防止される。
ピストンの下舌弁が上舌弁より長く形成されていることにより、たとえ、シリンダの断面変形があっても、シリンダ内壁面に沿って変形して封止が確実である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るポンプディスペンサーを示した断面図であり、（Ａ）は、ノズルヘッド２を押し下げる前の状態を示し、（Ｂ）は、ノズルヘッド２を押し下げた後の状態を示す。
因みに、ノズルヘッド２の口から液を吐出させる場合、上記（Ａ）と（Ｂ）の状態を繰り返す。

ポンプディスペンサーＡは、シリンダ１、該シリンダ１を容器Ｂに取り付けるためのキャップ３とを備えている。
そのためポンプディスペンサーＡは、キャップ３を容器口部Ｂ１に、例えばねじ込むことにより、簡単に容器Ｂと一体化される（図２参照）。

また、ポンプディスペンサーＡは、シリンダ１に摺動自在に内装されたピストン４と、該ピストン４に連結されてなるノズルヘッド２とを備える。
なお、シリンダ１は、その上端の鍔部１４がキャップ３に嵌合固定されるが、キャップはシリンダ１に対して回動自在である。
ピストン４は、筒状のシャフト部４１を有し、ノズルヘッド２は、シャフト部４１の上端に連結される。

また、ピストン４のシャフト部４１の下端に上下に２枚の舌片部４２、４３が形成されている。
下舌部４２及び上片部４３によって、シリンダ１の中をピストン４が摺動する際に、シリンダ１とピストンの間は確実に封止される。
また、バネ体５がピストン４を弾発するようにシリンダ１に内装されている。

ピストン４のシャフト部４１はノズルヘッド２に内嵌されており、このノズルヘッド２の一部がキャップ３に上方側から突き当たることで、下方への移動が停止される。
この位置がノズルヘッド２の動きの下限、すなわちピストン４の下死点となる。

またピストン４のシャフト部４１の外周下部には止めリブ４４が形成されており、この止めリブ４４がキャップ３に下方側から突き当たることにより、上方への移動が停止される。
この位置が動きの上限、すなわちピストン４の上死点となる。
このように、ピストン４は、上死点と下死点との間で、下方向に一定距離、移動することにより、シリンダ１内の液に圧を加える。
その結果液は、セカンドバブルＳＶを通してノズルヘッド２（詳しくは、ノズルヘッドのノズル口Ｎ）から、液を吐出させる。
本発明では、このような作動において、液漏れ現象が生じることはない。

また上方向に一定距離、移動することにより、シリンダ１内を負圧にし、吸い上げ管１３を通して、容器内の液を吸い上げる。
本発明では、このような作動において、エアー噛み現象が生じることはない。
このようなピストン４の上下の動きに対して、シリンダ１は、常に断面は変形せずに一定の円形を保つので、液漏れ現象、エアー噛み現象が発生しないのである。

図３に示すように、シリンダ１は、３段の径を有し、大径部１１、中径部１２、小径部１３（吸い上げ管）のこれらが同じ肉厚となって一体化されている。このシリンダの材料としては、硬さの観点から、ポリプロピレンが好ましく採用される。

本発明において、肉薄にしても、少なくとも大径部１１では、断面変形が生じない。
このうちの小径部１３の部分が吸い上げ管となっている。
シリンダ１の大径１１部と中径部１２の境界には、第１段部１Ａが形成されており、また中径部１２と小径部１３（すなわち吸い上げ管）と境界には、第２段部１Ｂが形成されている。
第２段部１Ｂには弁座部１Ｂ１が形成され、中径部１２には、この弁座部１Ｂ１を開閉する吸入バルブＦＶが装着されている。

また第１段部１Ａに受け座金６が装着されている。
この受け座金６は、シリンダ１の大径部１１の壁面に密着するような大きさであり、これにより、シリンダ１の断面が変形するのを防止できる。
そのため、もしも何らかの理由により、シリンダ１の断面が変形するようなことが生じても、受け座金６はそれに対応できる安全手段となる。
ところで、シリンダ１の断面が変形するのを防止する安全手段としては、他の方法も採用される。

図４は、シリンダの断面の変形を防止するため、リブが形成されたシリンダを示した図である。
シリンダ１の外周面には、その軸方向にリブＲが形成されており、このリブＲが補強機能を有することから断面の変形が防止される。

また図５は、シリンダ１の断面の変形を防止するため、フランジＦが形成されたシリンダを示した図である。
シリンダの外周面には軸方向と垂直方向にフランジＦが形成されており、このフランジＦが補強機能を有し、断面の変形を防止する。

ところで、本発明においては、ピストン４の下舌弁４２が上舌弁４３より長く形成されていることで、シリンダの断面変形があっても、上舌弁４３がシリンダ内壁面に沿って変形し間隙が生じない。
これもシリンダの変形に対応する安全弁である。

「数値限定」
さて、本発明では、シリンダの肉厚を一定の範囲の厚さに限定したものを使用する。
先述したように、シリンダには、吸入バルブＦＶの弁を当接するための縮径された弁座を形成する必要があることから、シリンダ１の中径部１２と小径部１３（吸い上げ管）との境界には、段差が必要である。
すなわち、シリンダ１の中径部１２の径より、吸い上げ管１３の径が小さくなければならない。

先述したように、通常の使用状態でシリンダ１内が負圧、又は正圧になった場合、シリンダ１の肉厚が薄くなることで、断面が変形し易い。
すなわち、「液漏れ」現象、「エアー噛み」現象が生じることとなる。
本発明では、このような知見を基に、シリンダ１の肉厚、ノズル口径、シリンダの径とノズル口径との比率、シリンダの径と吸い上げ管の径との比率との関係を実験で確かめることとした。

〔実験〕
シリンダ〔ポリプロピレン製、吐出量２０ｃｃ/一回〕の肉厚が０．５ｍｍ、内径がφ２８ｍｍで、それぞれ、ノズル口の径及び吸い上げ管の径が、φ４、φ５、φ６、φ７、φ８、φ９の場合の、ポンプディスペンサー（容量２リットル、図２参照）において、ピストンを上下移動し、ノズルから水を吐出させた。

また、シリンダ〔ポリプロピレン製、吐出量２０ｃｃ/一回〕の肉厚が０．５ｍｍ、内径がφ１８ｍｍで、それぞれ、ノズル口の径及び吸い上げ管の径が、φ４、φ５、φ６、φ７、φ８、φ９、の場合の、ポンプディスペンサー（容量２リットル、図２参照）において、ピストンを上下移動し、ノズルから水を吐出させた。
以上と同じ実験を、シリンダの肉厚〔ポリプロピレン製〕が、０．５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍ、１．３ｍｍ、１．４ｍｍ、の場合でそれぞれ行った。

結果
表１〜表１８は、その実験結果を示したものである。

〔表１〕

〔表２〕

〔表３〕

〔表４〕

〔表５〕

〔表６〕

〔表７〕

〔表８〕

〔表９〕

〔表１０〕

〔表１１〕

〔表１２〕

〔表１３〕

〔表１４〕

〔表１５〕

〔表１６〕

〔表１７〕

〔表１８〕

これらの結果から、シリンダ壁の肉厚の最小限度（０．６ｍｍ以上）については、その肉厚を、０．６ｍｍ以上とすることで、シリンダの歪みを原因とする「液漏れ」現象や「エアー噛み」現象が発生しないことが裏付けられた。
また、シリンダ壁の肉厚の最大限度（１．３ｍｍ以下）については、条件の厳しい肉厚が、０．６ｍｍの場合（表２参照）、及び０．７ｍｍの場合（表３参照）において、安全係数を２倍としても、十分、従来のシリンダ壁の肉厚（先述した、１．５ｍｍ以上）に比べ小さいものである。
また、０．６ｍｍの場合（表１１参照）及び０．７ｍｍの場合（表１２参照）においても同様なことがいえる。
これで、シリンダの壁の肉厚が、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであることの優位性が確認できた。

以上、本発明を説明してきたが、本発明は上述した一実施形態にのみ限定されることなく、種々の変形例が可能である。
例えば、シリンダ２の材質がポリプロピレンの場合で示したが、ポリプロピレンより硬めの樹脂材料ではほぼ適用できることが実験で証明されている。
またポンプディスペンサーとしては、図に示したものに限定されず、原理的にはシリンダとピストンを有するものに適用可能である。

図１は、本発明の一実施形態に係るポンプディスペンサーを示した断面図であり、（Ａ）は、ノズルヘッドを押し下げる前の状態を示し、（Ｂ）は、ノズルヘッドを押し下げた後の状態を示す。図２は、本発明の一実施形態に係る容器に取り付けられたポンプディスペンサーを示した図である。図３はシリンダを示す斜視図である。図４は、リブが形成されたシリンダを示した斜視図である。図５は、フランジが形成されたシリンダを示した斜視図である。

符号の説明

Ａ …ポンプディスペンサー
１…シリンダ
１１…大径部
１２…中径部
１３…小径部（吸い上げ管）
１４…鍔部
１Ａ…第１段部
１Ｂ…第２段部
１Ｂ１…弁座部
２…ノズルヘッド
３…キャップ
４…ピストン
４１…シャフト部
４２…下舌弁
４３…上舌弁
４４…止めリブ
５… バネ体
６…受け座金
Ｂ…容器
Ｂ１…容器口部
Ｆ…フランジ
Ｎ…ノズル口
Ｒ…リブ
ＦＶ…吸入バルブ
ＳＶ…セカンドバルブ

Claims

シリンダと該シリンダに摺動自在に内装されたピストンとを備え、ピストンによりシリンダ内に充填された液に圧を加えて、ピストンに連結されたノズルヘッドから液を吐出させるポンプディスペンサーであって、シリンダの壁の肉厚が、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであることを特徴とするポンプディスペンサー。
吸い上げ管を一体に有するシリンダと、
該シリンダを容器口部に取り付けるためのキャップと、
シリンダに摺動自在に内装されたピストンと、
該ピストンに連結したノズルヘッドと、
該ノズルヘッドのシャフト部に装着されたセカンドバルブと、
ノズルヘッドを弾発するようにシリンダに内挿されたバネ体と、
シリンダの弁座部を開閉する吸入バルブと、
を備え、シリンダ内に充填された液に圧を加えてノズルヘッドのノズル口から液を吐出させるポンプディスペンサーであって、シリンダの壁の肉厚が、０．６ｍｍ〜１．３ｍｍであることをポンプディスペンサー。
請求項１に記載のポンプディスペンサーにおいて、
前記シリンダの外壁には、軸方向に沿って多数のリブが形成されていることを特徴とするポンプディスペンサー。
請求項１に記載のポンプディスペンサーにおいて、
前記シリンダの外壁には、軸方向と垂直方向にフランジが形成されていることを特徴とするポンプディスペンサー。
請求項１に記載のポンプディスペンサーにおいて、
バネ体を支持する受け座金の径は、シリンダの径に等しいことを特徴とするポンプディスペンサー。
請求項１に記載のポンプディスペンサーにおいて、
前記ピストンの弁体の下舌弁が上舌弁より長く形成されていることを特徴とするポンプディスペンサー。
請求項１に記載のポンプディスペンサーにおいて、
シリンダの下部に縮径された吸い上げ管が一体に取り付けられており、該吸い上げ管とシリンダの壁厚が同一であることを特徴とするポンプディスペンサー。