JP2011518731A - 流体ディスペンサ装置 - Google Patents

Abstract

弁座（２２）と当該弁座（２２）に漏れの生じない形で押し付けられる可動部材（３６）とから成る出口弁（２２，３６）を有する流体ディスペンサ装置であって、出口弁（２２，３６）が閉じられている作動可能状態とロック状態との間で切り替え可能であり、ロック状態では駆動不可能であるが、作動可能状態では駆動が可能であり、可動部材（３６）は、作動可能状態では弾性手段（４２）によって弁座（２２）に付勢されており、ロック状態では、可動部材（３６）は、弾性手段（４２）ではなく受け手段（４１）によって弁座（２２）に押し付けられていること、を特徴とする流体ディスペンサ装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体貯蔵器と組み合わされることで流体ディスペンサを構成する流体ディスペンサ装置に関する。

ディスペンサ装置を駆動すると、任意の量の流体が流体貯蔵器から量り取られ、流体出口に送られる（例えば、スプレーの形で、あるいは、糸状または玉状で）。こうしたディスペンサ装置は、具体的には、香水や化粧品、さらには薬剤の分野で使用される。
完全に従来通りの形であれば、流体ディスペンサ装置は、弁座と、当該弁座に対して漏れの生じない形で押し付けられる可動部材とによって形成された出口弁を有する。こうした構成は、数多くの流体ディスペンサ装置（例えば、ポンプや弁）に当てはまる。出口弁は、流体が圧力を受けた状態に置かれる室の出口に形成される。室の中の圧力が予め決められた値に達すると弁は開く。可動部材が持ち上げられて弁座から離れ、圧力を受けた流体のための通路が形作られる、という形で弁は開く。こうした特徴は、ディスペンサのポンプや弁の出口弁にとっては完全に従来と同じである。

特に休止状態において良好な密封状態を実現するには、出口弁に力を加えて、可動部材から弁座に対して圧力が加わるようにする必要がある。完全に従来通りのやり方では、戻しバネまたは予圧縮（pre-compression）バネを用いて、一定の弾力的な形で可動部材を弁座に押し付ける。当然のことながら、長時間にわたって満足のいく形で、可動部材が弾力的に弁座に押し付けられることを保証するためには、バネの剛性が弱まらないようにする必要がある。バネの剛性が失われると、出口弁の密封に失敗することになるかもしれず、そうなれば、ディスペンサ装置はもはやその目的を果たすことができないであろう。具体的には、休止状態のディスペンサ装置で漏れが生じるおそれがある。

加えて、装置を駆動できないロック状態と装置を駆動できる作動可能状態との間で切り替えが可能なディスペンサ装置も、公知である。いずれの状態でも出口弁は閉じられている。作動可能状態は装置の休止状態に対応しており、ここからディスペンサ装置を駆動すれば出口弁を開くことができる。一方の状態から他方の状態にディスペンサ装置を切り替えるために、相対的な移動（例：回転運動や並進移動）を利用することも公知である。

ロック機構を備えたディスペンサ装置では、装置の状態の切り替えと、可動部材を弁座に押しつけるためにバネが加える力との間に相互作用はない。従って、作動可能状態かロック状態かに関わりなく、バネは可動部材に力を加える。

国際公開第９８／０９７３２号

本発明は、ディスペンサ装置が使われない時にはバネを働かせないようにすることを目的とする。
また、バネ以外の手段を用いて可動部材を弁座に押し付けられた状態に保つことを目的とする。
そして更に、可動部材に対するバネの作用の代わりに先行技術のロック機構を用いることを目的とする。

これらの目的を達成するために、本発明は、弁座と当該弁座に漏れの生じない形で押し付けられる可動部材とから成る出口弁を有する流体ディスペンサ装置であって、出口弁が閉じられている作動可能状態とロック状態との間で切り替え可能であり、ロック状態では駆動不可能であるが、作動可能状態では駆動が可能であり、可動部材は、作動可能状態では弾性手段によって弁座に付勢されており、ロック状態では、可動部材は、弾性手段ではなく受け手段によって弁座に押し付けられていること、を特徴とする流体ディスペンサ装置を提案する。

この構成では、ロック機構は、ディスペンサ装置の駆動を防止する用途だけでなく、弾性手段に代わって可動部材を弁座に押し付ける用途にも用いることができる。
また、受け手段は堅く、弾性がないこと、とすれば効果的である。また、ロック状態での弾性手段は休止状態にあって、力は加えられず変形も生じないこと、とすれば効果的である。また、弾性手段はプラスチック材で作られていること、とするのが好ましい。先行技術においても、金属バネをプラスチックバネに置き換える試みは数多くあった。しかし、可動部材を出口弁部材の弁座に押しつけるために継続して力が加わった状態となることが原因となって、こうしたプラスチックバネはクリープによって変形することが多い。そうなれば、もはや剛性もなく、休止状態における機能を果たすことはできなくなる。ディスペンサ装置の製造から消費者に販売されるまでの期間である数週間または数ヶ月が過ぎた時点では、プラスチックバネは剛性を失っている可能性があり、そうなれば、出口弁部材の密封はもはや保証されない。しかし、その場合でも、バネが可動部材を弁座の近くまで戻すのに足りる剛性を保っていれば、ディスペンサ装置は操作に耐えるかもしれない。ただし、密封は保証されない。プラスチックバネを組み入れたディスペンサ装置が未だに市場に出てないのは、こうした理由による。

しかし、本発明によれば、これが可能となる。可動部材を出口弁座に押し付けるのは弾性手段（バネ手段）ではないからである。そのため、ディスペンサ装置の製造から消費者への販売までの間、弾性手段は剛性を完全に維持することができる。受け手段は弾性をほとんど有していないため、受け手段から可動部材に加わる力は時間が経過しても一定である。弾性手段が動作させられるのは、ユーザがディスペンサ装置の使用を望んだ時だけである。装置を駆動した後、ユーザは装置をロック状態に戻すが、ロック状態では、弾性手段は出口弁部材の密封を行わない状態に戻っている。

本発明の効果的な特徴として、ロック状態と作動可能状態との間の切り替えは、出口弁の少なくとも一部と弾性手段との間の相対的な移動によって生じる。また、相対的な移動とは回転運動であること、とするのが好ましい。さらに、並進移動または並進移動と回転運動との組合せ移動とすることも可能である。また、ディスペンサ装置を駆動するためにユーザが押下する押下部材を更に有し、当該押下部材の回転によって、一方の状態から他方の状態への切り替えが行われること、とすれば効果的である。

本発明の別の構成では、弾性手段からは軸Ｘに沿った力が加えられ、弁の可動部材は軸Ｘの方向において弁座に付勢されること、とする。また、弾性手段は軸Ｘを中心に配置された少なくとも２つの弾性部材から成り、受け手段は軸Ｘを中心に配置された少なくとも２つの受け部材から成ること、とするのが好ましい。こうした構成では、弾性部材と受け部材とは、軸Ｘを中心として冠状に交互に並んだ形で配置されることになる。そして、弾性手段と受け手段とは、一体の形でプラスチック材から作られていること、とするのが好ましい。弾性手段と受け手段とは、別個の部品を構成することにしてもよいし、ディスペンサ装置の別の構成部材（例えば、貯蔵器に取り付ける装置の本体）と一体の形で作ってもよい。

本発明の別の構成では、可動部材は、弾性手段または受け手段に接する１以上の接触領域を備えること、とする。また、可動部材は、前記１以上の接触領域が作られた１以上の軸方向タブと一体の形で形成されていること、とするのが効果的である。
本発明の原理は、先行技術において公知のロック機構を用いて、新たな機能（すなわち、休止状態において出口弁を密封する機能）を実現することである。この構成によれば、弾力性のない堅い（rigid）ロック用押圧力を用いて、可動部材を安定したやり方で弁座に押し付けることができる。

本発明の第１の実施の形態を構成するディスペンサ装置をロック状態において示す縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態を構成するディスペンサ装置を作動可能状態において示す縦断面図である。 ロック状態を示す斜視図であり、押下部材を取り外した状態で装置の内部機構を示す図である。 図１乃至３に示す装置で使用されるバネ兼ロック用冠部材を示す斜視図である。 作動可能状態を示す図３と同様の図である。 図１、２と同様の図であり、本発明の第２の実施の形態を示す図である。

以下、本発明の非限定的な例としての２つの実施の形態を示す添付図面を参照しながら、本発明についてより詳しく説明する。
先ず、図１、２を参照して、本発明の第１の実施の形態を構成するディスペンサ装置の全体的な構造を説明する。ここに一例として示すディスペンサ装置はポンプであるが、弁とすることも可能である。以下の説明では、ディスペンサ装置はポンプを指すが、それに限定されるものではない。そうして、図１、２におけるポンプは４つの構成部材に１つの任意の部材を加えた構成を有している。すなわち、本体１；押下部材２；ピストン部材３；駆動部品４；そして、任意の部材である保護キャップ５である。部材は全て、プラスチック材の射出成形によって作ることができる。ただし、変形例として、いくつかの部材（保護キャップ５など）を金属で作ることも可能であろう。ディスペンサ装置は、流体貯蔵器（図示せず）との組み合わせで流体ディスペンサを構成する。

本体１は固定用リング１１を有し、当該固定用リング１１は、流体貯蔵器の開口部（突出したネック部の形とすることができる）と、例えばスナップ留めやネジ留めの形で係合する。リング１１は、ネック部を囲む形で係合させることができるが、変形例として、ネック部の内側に係合させることもできる。リング１１については、強力かつ漏れの生じない形で貯蔵器の開口部に固定することが重要である。また、本体１にはブッシュ（bushing）１２が形成されており、本実施の形態では、ブッシュ１２はリング１１と合わせた位置で上向きに延びている。ブッシュ１２の上側自由端部の近くには環状接触縁部（bead）１３が形作られており、当該環状接触縁部１３は、切れ目のない形とすることも、切れ目を設けた形とすることも可能である。加えて、ブッシュ１２の上側端部には、キャップ５を収容するための内側環状ハウジング１４が形作られている。キャップ５の側でも、収容のために、下側自由端部の近くに下向きの肩部５３と内側フランジ５４とを有し、当該内側フランジ５４は、ブッシュ１２に形成されたハウジング１４に収容されるように作られたスナップ留め縁部を備えている。留意すべき点は、肩部５３とフランジ５４とがキャップ５の壁の厚みの範囲内で形成されていることである。それにより、肩部５３は、すっきり安定した形でブッシュ１２の上側端部に当接する状態となり、ハウジング１４内にスナップ留めされた内側フランジ５４は隠される。この効果的な特徴は、独立して保護の対象となり得るものであり、いかなる種類の流体ディスペンサにも実装することができる。

また、本体１には、貯蔵器（図示せず）から流体を取り込むための入口１５が形作られている。ダクト１５の上側端部には入口弁座１６が形成されている。摺動シリンダ１７が、ダクト１５を囲んで延びており、後述する形でピストン部材３と協働する。シリンダ１７は、同軸状態でダクト１５を囲むと共に、ブッシュ１２とも同軸状態で、その内側に延びている。よって、ブッシュ１２とシリンダ１７との間には、実質的に円筒形をした環状の隙間が形作られる。この隙間に、駆動部品４と押下部材２の下側端部とが収容される。

押下部材２は受け面（bearing surface）２１を有し、ここをユーザが１本または複数本の指を用いて押さえる。加えて、押下部材は、実質的に円筒形の側面スカートを有する。当該側面スカートの下側端部には外側補強部２６が形成されており、当該外側補強部２６はブッシュ１２の内側に収容される。補強部２６は縁部１３と係合し、それによってポンプの休止位置を規定する。受け面２１の内側には、ポンプの出口弁用の環状弁座２２が形作られている。スカート２３には、スカートの壁厚を貫通したディスペンサ開口部２４が形成されている。開口部２４は弁座２２の近くに位置している。スカート２３のうち開口部２４より下の位置には、摺動部２５が形成されている。

ピストン部材３は、押下部材２内に格納される単一部品として作られている。ピストン部材３は、シリンダ１７と係合し、その中を漏れの生じない形で摺動する主ピストンリップ部３２と、押下部材のスカートの摺動部２５と係合し、その中で摺動する差動ピストンリップ部３５とを有する。２つのリップ部３２、３５は軸方向胴部（trunk）３１を介して接続されて一体になっている。軸方向胴部３１の内部には貫通ダクト３３が通っている。ピストン部材には更に可動出口弁３６が形成されており、当該可動出口弁３６は、弁座２２と係合して共にポンプの出口弁を形成するように作られている。可動部材３６は環状冠（annular crown）の形をしており、環状弁座２２と係合してこれを囲む形となる。出口弁には、ピストン部材３の両側に形作られるポンプ室Ｃの出口が形成される。ポンプ室Ｃの一方の部分はピストン部材３と受け面２１との間に形作られる。ポンプ室Ｃのもう一方の部分はシリンダ１７の内部に形成される。ポンプ室の２つの部分は貫通ダクト３３によって相互に通じている。加えて、ピストン部材３には可動入口弁３２が形成されており、当該可動入口弁３２は本体１に形成された弁座１６と係合する形に作られている。図１、２に示す状態では、出口弁が閉じているため、ポンプ室Ｃとディスペンサ開口部２４とは通じていない。それに対し、入口弁は開いており、貯蔵器に通じている。

本発明におけるピストン部材３は更に、押圧力伝達部材を１以上有する。本実施の形態において、押圧力伝達部材は軸方向タブ３７の形をしており、胴部３１をリップ部３５および可動部材３６に接続する部分から、胴部３１を囲む形で下方向に延びている。軸方向タブ３７は、径方向に見た位置では可動部材３６とほぼ同位置にある。タブ３７の下側自由端部には、駆動部品４と接触するように作られた接触領域３８が形作られている。

駆動部品４の機能は、出口弁の可動部材３６を弁座２２方向に付勢することである。駆動部品４からの駆動力は、軸方向タブ３７を介して可動部材３６に伝えられ、軸方向タブ３７は押圧力伝達機能を果たす。駆動部品４から加えられる力は、弾力的な（resilient）押圧力、または弾力性のない堅い押圧力である。
本実施の形態における駆動部品４は、スロット（隙間）４４によって隔てられた６つの部分から成る、実質的に円筒形のスリーブの形をしている。６つの部分は、共通のベース部４０によってつながれている。６つの部分のうち、３つは弾性部材４２であり、３つは堅い受け部材４１である。弾性部材４２と堅い部材４１とは交互に配置されており、各弾性部材は２つの堅い部材に隣接する形となっている（その逆も言える）。弾性部材４２のうち、共通のベース部４０から遠い方の自由端部には、受け領域４２１が形作られている。そして、堅い受け部材４１にも同様に、受け領域４１１が形作られている。図４に見られるように、受け領域４１１、４２１は共に、駆動部品４の上端を形作っている。ただし、この上端はスロット４４によって分断されている。受け領域４１１の各々は更に２つの縁部４１２を備え、当該縁部４１２は受け領域４１１から突出している。容易に理解されることであるが、堅い受け部材４１は軸方向に変形することはなく、その一方、弾性部材４２は受け面４２１が圧迫されることで軸方向に弾性変形が生じる。これにより、３つの受け部材４１は、軸方向の力を受けてバネ手段または弾性手段としての機能を果たす。

駆動部品４は、ブッシュ１２とシリンダ１７との間に形成された隙間の中に、シリンダ１７を囲む形で配置されている。駆動部品４の共通のベース部４０は、図１、２に見られるように、ブッシュ１２をシリンダ１７に接続する接続フランジの上に載っている。それぞれ弾性部材４２、堅い受け部材４１に属する受け面４１１、４２１は、ピストン部材３に形成された軸方向タブ３７のすぐ下の位置にある。

図１、３は、ポンプを起動させることができないロック状態におけるポンプを示している。また、図２、５は、ポンプを駆動することができる作動可能状態（休止状態と言うこともできる状態）におけるポンプを示す。ロック状態、作動可能状態の両方において、ポンプの各種構成部材は軸方向に見て同じ位置にある。具体的に言えば、出口弁は閉じており、入口弁は開いている。押下部材２は縁部１３に当接している。それに対し、ピストン部材３と駆動部品４との相対的な角度位置は異なっている。

ロック状態に対応している図１、３において、ピストン部材３の軸方向タブ３７の接触面３８は、堅い受け部材４１の受け領域４１１と接触している。タブ３７と受け部材４１との接触は、受け部材４１からタブ３７に対して力が加えられる形の係合である。前記力はタブ３７から可動部材３６に伝えられ、可動部材３６は出口弁座２２に強く押し付けられることになる。受け部材４１は堅く、従って弾性もなく変形もしないため、タブ３７および可動部材３６に対して加わる力は一定である。受け部材４１が弾性変形しないため、押下部材２を軸方向に移動させてポンプを駆動することは不可能である。これが、図に示す状態を「ロック状態」という用語で表す理由である。留意すべきは、ロック状態では弾性部材４２に力が加わっていない点である。弾性部材４２の受け領域４２１は、タブ３７とも、ポンプの他のいかなる部材とも接触していない。その結果、ロック状態において、弾性部材４２は完全な休止状態にあり、全く力が加わっていない。

図１、３におけるロック状態から、図２、５における作動可能状態（にもかかわらず休止状態でもある）への移行を実現するためには、駆動部品４に対してピストン部材３を回転させるだけでよい。ピストン部材３を回転させるのは非常に簡単であり、押下部材２を回転させればよい。ピストン部材３を確実に回転させる目的で、回転防止手段を設けることもできる。これは例えば、ピストン部材３の頂上側端部や受け面２１の底面側に設けられる。図面において、こうした回転防止手段はそれぞれ３９、２９という参照番号で示してある。こうした構成であるため、押下部材２を回転させるとピストン部材３のタブ３７が回転し、それによってタブは、受け部材４１の受け領域４１１から弾性部材４２の受け領域４２１まで移動することになる。ロック状態から作動可能状態に切り替えるためには、タブ３７の接触面３８が縁部４１２を越えなければならない。縁部を越えたことは、ユーザが目で確認できるため、ユーザは、ある状態から別の状態への移行が行われたことが分かる。

図２、５は、作動可能状態（にもかかわらず休止状態でもある）を示す。タブ３７が弾性部材４２と接触していることが明らかに見てとれる。この状態では、受け面２１を押さえることで押下部材２を軸方向に移動させることができる。そうすると、ポンプ室Ｃの動作容積は小さくなり、流体内容物は圧力を受けた状態となる。そして、その圧力によって、ピストン部材３は押下部材２に対して移動させられることになり、その結果、可動部材３６は弁座２２から離れる。そうすると、ポンプ室Ｃ内部で圧力を受けていた流体は、ディスペンサ開口部２４に向かう出口通路を得る。ポンプ室Ｃ内部の圧力が下がると、ピストン部材３は弾性部材４２によって休止位置に戻され、出口弁が閉じる。こうした動作サイクルは、この種のポンプとしては全く従前通りのものである。

これまでに見たとおり、本発明のポンプは、出口弁が堅い受け部材４１によって閉位置に付勢されているロック状態と、出口弁が弾性部材によって閉位置に付勢されている作動可能状態（にもかかわらず休止状態でもある）との間で切り替えが可能である。なお、弾性部材は、ポンプの駆動中、戻しバネまたは予圧縮バネとしての通常の機能を果たす。ロック状態にある間、弾性部材は完全な休止状態を保つ。すなわち、弾性部材の力が加わることになるのは、ポンプが駆動されている期間に対応する非常に短い期間だけである。製造からユーザによるポンプの最初使用までの間、必ずポンプはロック状態にある。

本発明の説明に用いた実施の形態では、ロック状態と作動可能状態との間の切り替えは、駆動部品４をピストン部材３に対して相対的に回転させることで実現される。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、ロック状態と作動可能状態との間の切り替えを他の何らかの種類の移動（例：並進移動、さらには並進移動と回転運動との組合せ）によって生じさせることも考えられる。また、駆動部品４はポンプ内部にはめ込まれた別個の部分として示してあるが、本発明の範囲から逸脱することなく、本体１またはピストン部材３と一体の形で駆動部品４を作ることも考えられる。

次いで図６を参照する。図６は第２の実施の形態を示し、これは第１の実施の形態の変形例と見なすことができる。第１の実施の形態におけるディスペンサ開口部２４は、押下部材のスカートの側面に位置していたが、この第２の実施の形態におけるディスペンサ開口部２４は、受け面２１から突出した投与端部（endpiece）の形で、軸方向に位置している。加えて、出口弁の位置も変更されており、可動部材３６の形状は、投与端部の根元部分に形成された弁座２２と密封状態で接触する軸方向の鋲（stud）の形となっている。出口弁およびディスペンサ開口部の位置を除けば、ポンプの他の部材は、第１実施の形態のものと同一とすることができる。

以上、本発明について、ポンプに（特に差動ピストンを含むポンプ）を挙げて説明した。しかし、本発明は、いかなる種類のポンプや弁においても実装することができる。本発明の原理は、使用されない状態にある出口弁を密封するのは戻りバネや予圧縮バネではない、というものである。そして、こうした戻りバネまたは予圧縮バネの機能を提供する弾性手段については、プラスチック材で作ることが好ましいが、本発明によれば、そうしたバネでも、力を加えられた結果生じるプラスチック材のクリープによって剛性を失う危険がない。

Claims (12)

1. 弁座（２２）と当該弁座（２２）に漏れの生じないよう押し付けられる可動部材（３６）とから成る出口弁（２２，３６）を有する流体ディスペンサ装置であって、
   出口弁（２２，３６）が閉じられている作動可能状態とロック状態との間で切り替え可能であり、ロック状態では駆動不可能であるが、作動可能状態では駆動が可能であり、
   可動部材（３６）は、作動可能状態では弾性手段（４２）によって弁座（２２）に付勢されており、
   ロック状態では、可動部材（３６）は、弾性手段（４２）ではなく受け手段（４１）によって弁座（２２）に押し付けられていること、
   を特徴とする流体ディスペンサ装置。
2. 受け手段（４１）は堅く、弾性がないこと、
   を特徴とする請求項１に記載の流体ディスペンサ装置。
3. ロック状態での弾性手段（４２）は休止状態にあって、力は加えられず変形も生じないこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の流体ディスペンサ装置。
4. 弾性手段（４２）はプラスチック材で作られていること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体ディスペンサ装置。
5. ロック状態と作動可能状態との間の切り替えは、出口弁の少なくとも一部（３６）と弾性手段（４２）との間の相対的な移動によって生じること、
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の流体ディスペンサ装置。
6. 相対的な移動とは回転運動であること、
   を特徴とする請求項５に記載の流体ディスペンサ装置。
7. ディスペンサ装置を駆動するためにユーザが押下する押下部材（２）を更に有し、当該押下部材（２）の回転によって、一方の状態から他方の状態への切り替えが行われること、
   を特徴とする請求項６に記載の流体ディスペンサ装置。
8. 弾性手段（４２）からは軸Ｘに沿った力が加えられ、弁の可動部材（３６）は軸Ｘの方向において弁座（２２）に付勢されること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の流体ディスペンサ装置。
9. 弾性手段（４２）は軸Ｘを中心に配置された少なくとも２つの弾性部材から成り、受け手段（４１）は軸Ｘを中心に配置された少なくとも２つの受け部材から成ること、
   を特徴とする請求項８に記載の流体ディスペンサ装置。
10. 弾性手段（４２）と受け手段（４１）とは、一体の形でプラスチック材から作られていること、
    を特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の流体ディスペンサ装置。
11. 可動部材（３６）は、弾性手段（４２）または受け手段（４１）に接する１以上の接触領域（３８）を備えること、
    を特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の流体ディスペンサ装置。
12. 可動部材（３６）は、前記１以上の接触領域（３８）が作られた１以上の軸方向タブ（３７）と一体の形で形成されていること、
    を特徴とする請求項１１に記載の流体ディスペンサ装置。

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