JP2014025386A - 加減圧装置、およびそれを用いた吐出装置並びに吸入吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】再利用可能な吐出装置に適した加圧及び減圧を行うポンプ装置を得る。また、吸引かつ吐出を行う装置のポンプ装置としても利用可能なポンプ装置を得る。
【解決手段】直線移動可能なシリンダーと、シリンダーの直線移動可能方向にシリンダーを２分割する固定ピストンと、加圧室または減圧室に連通に接続し、圧力変化を受圧部に伝達可能な伝達通気路と、伝達通気路が加圧室または減圧室への接続を切換える切換機構と、加圧室に連通するリーク孔および減圧室に連通するリーク孔とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、加圧および減圧が可能な装置、およびそれを用いた液状物質を吐出可能な吐出装置、並びに液体状物質を吸入、吐出可能な装置に関する。

ポンプ機構を用いて容器に蓄えられた液状物質を吐出可能な装置は、化粧品、医薬品、殺虫剤、塗装用スプレー、さらには調味料等に広く用いられている。
特に、容器の頭部に設けられた操作部を押下げることにより、容器内からポンプの吸引室に吸引した内容物を外部に吐出させると共に、容器内のエアを排気するように吸引に連動して上方へ摺動する摺動底蓋を備えたポンプ付きエアレス容器が知られている。

この容器では、操作部が容器の頭部に設けられているため、操作性が高く、また、操作部を上部にして、テーブル等に安定に置くことが可能である等のメリットがある。さらに、容器内の内容物を残さずに使い切れるという特徴も有している。ただし、このような構造においては摺動底蓋が可動であるため、容器内周面とのシール性を確保できなければ、液漏れ等が生じるという課題があった。

この課題に対して、摺動底蓋と容器内周面とのシール性を向上させるため、摺動底蓋本体の周囲に容器の内周面に圧接してシール状態で摺動する環状の外周面部が形成され、環状の外周面部が、摺動底蓋本体の周囲から上側及び下側へ形成される上側外周面部及び下側外周面部を有し、上側外周面部の先端部分は、上方へ向けて内径が大きくなるように傾斜面状に形成されると共に、この傾斜面状先端部分におけるその先端縁よりも基端側寄りに、容器内周面に圧接する環状の突出部が形成され、上側外周面部における突出部よりも基端側領域の外周面は、基端側に向けて徐々に肉薄にするように外径を小さくする傾斜面状に形成され、下側外周面部の先端部にも容器内周面に圧接する環状の突出部が形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００３−２１２２６２号公報

しかしながら、上述のようなポンプ付きエアレス容器においては、摺動底蓋と容器内周面とのシール性を向上させたため、容器を再利用することが困難であった。すなわち、内容物を使い切った状態においては、摺動底蓋は容器の上端にあり、これを容器底部まで押下げなければ、新たな内容物の充填が行えない。

そこで、頭部に設けられたポンプ機構を取りはずした後に、容器の上部から摺動底蓋を指等で押し下げる必要がある。しかし、指等で押し下げた場合、摺動底蓋の上面表面全体に均一な力を掛けることが困難であり、その結果、摺動底蓋が傾いたり、環状の突出物が破損したりする恐れがあった。

摺動底蓋は上述のように複雑な構造を有し、それによって確実なシール性を確保しているため、一旦傾いたり、一部がわずかにでも破損したりすると、本来のシール性を取り戻すことが困難であった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、加圧だけではなく、減圧も可能な新たなポンプ機構を提案するとともに、これを用いることで、再利用に適した吐出装置を提案する。

本発明に係る加減圧装置は、ピストンと、当該ピストンに対して相対的に直線移動可能なシリンダーと、当該シリンダーの相対的直線移動可能方向に沿って、上記シリンダーが上記ピストンによって２分割されることで得られる加圧室、および減圧室と、上記加圧室または減圧室に連通に接続し、圧力変化を受圧部に伝達可能な伝達通気路と、当該伝達通気路と上記加圧室または減圧室との接続を切換える切換機構と、上記ピストンと上記シリンダーに対して、その相対的直線移動可能方向に沿って、逆方向に弾性的復元力を与える弾性体と、上記ピストンと上記シリンダーとの相対位置を、上記相対的直線移動可能な方向に沿って変更させ、上記加圧室と上記減圧室の容積を逆位相で変化させる操作部と、
を備えた加減圧装置であって、上記シリンダーには、
上記加圧室と連通する加圧室連通管と、当該加圧室連通管の加圧室と異なる他端に設けられた加圧室リーク孔と、上記減圧室と連通する減圧室連通管と、当該減圧室連通管の減圧室と異なる他端に設けられた減圧室リーク孔と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明に係る加減圧装置は、前記のごとく構成されているので、同じ押下げ操作で加圧と減圧が可能であり、したがって、再利用が容易な吐出装置や、吐出だけではなく吸引も可能な吸引吐出装置等の実現を可能とするものである。

本発明に係る吐出装置の外観斜視図である 本発明に係る吐出装置の構造を説明するための断面斜視図である。 本発明に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、加圧モードにおける定常位置の図である。 本発明に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、加圧モードにおける押下げ位置の図である。 本発明に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、減圧モードにおける定常位置の図である。 本発明に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、減圧モードにおける押下げ位置の図である。 本発明に係る加減圧装置のモード切換機構およびストローク規制機構を説明するための説明図である。 本発明に係る加減圧装置のモード切換機構およびストローク規制機構を説明するための説明図である。 本発明に係る吐出装置並びに吸入吐出装置の吐出部の一機構を説明するための説明図である。 本発明の実施の形態２に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、加圧モードにおける定常位置の図である。 本発明の実施の形態３に係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、加圧モードにおける定常位置の図である。 本発明の実施の形態４係る加減圧装置の動作を説明するための断面図であり、加圧モードにおける定常位置の図である。

実施の形態１．
以下に、本発明に係る加減圧装置、およびそれを用いた吐出装置並びに吸引吐出装置の実施形態について、図を用いて説明する。尚、以下の実施形態は、本発明の一例であって、特に本発明をこの一例に限定するものではない。

まず、図１と図２を用いて、本発明に係る加減圧装置、およびそれを用いた吐出装置並びに吸引吐出装置の構成について説明する。
図１は、本発明に係る吐出装置の構成図である。なお、吸引吐出装置についても同様の構成であり、それについては後述する。

吐出装置１は、加減圧装置１０と液体保持吐出装置２０からなる。加減圧装置１０によって生み出された圧力変化は、伝達通気路１６ａを介して液体保持吐出装置２０に伝達される。

まず、加減圧装置１０の主な構成について、図２を用いて説明する。加減圧装置１０は、加圧モードと減圧モードの２種のモードで動作可能であり、図２は、前者のモードでの構成を示している。
なお、以下の説明において、「下方に」、「上方の」といった方向を表す語句を便宜的に用いるが、これらは、説明に用いる図面の上下左右等に対応する。

固定軸１６は、液体保持吐出装置２０に対して固定され、内部に管状の伝達通気路１６ａを有している。
可動シリンダー１１は、この固定軸１６に対して上下方向に可動可能なシリンダーであり、また、固定軸１６の中心軸付近を回転軸として、回転可能に設けられている。なお、図２においては、可動シリンダー１１が上下方向の可動範囲の上限にある時を示している。

可動シリンダー１１は、その最上部にあたる可動シリンダー操作部１１ａを指等で押すことで押し下げることができる。この可動シリンダー操作部１１ａには、後述する加圧室１４ａおよび１４ｂ、および減圧室１７にそれぞれ連通する加圧室用通気孔１１ｄと減圧室用通気孔１１ｅが設けられている。

加圧モードにおいては、加圧室用通気孔１１ｄが可動シリンダー操作部１１ａの右手に設けられ、右側から親指等で可動シリンダー操作部１１ａを押した場合に、同時に加圧室用通気孔１１ｄを塞ぎやすい位置になっている。なお、減圧モードにおいては、可動シリンダー１１が１８０°回転し、減圧室用通気孔１１ｅが親指等で塞ぎやすい位置になる。

可動シリンダー１１の上部中段には、板状の回転同期板１１ｂが可動シリンダー１１の内側壁に固定されている。この回転同期板１１ｂには、後述する回転同期軸１５を通す穴が設けられている。

回転同期板１１ｂの上方には、可動シリンダー操作部１１ａおよび可動シリンダー１１の内側壁によって囲まれた空間である加圧室１４ａがあり、また、回転同期板１１ｂの下方には、固定ピストン１３と可動シリンダー１１の内側壁によって囲まれた空間である加圧室１４ｂがある。加圧室１４ａと加圧室１４ｂは、回転同期軸１５を通す穴により連通しており、両室を併せて加圧室１４が形成されている。

可動シリンダー底部１１ｃは、可動シリンダー１１の底部をなしている。そして、固定ピストン１３と可動シリンダー１１の内側壁によって囲まれた空間が減圧室１７を構成している。

可動シリンダー底部１１ｃの下方には、コイルバネ等の弾性部材１２が設けられ、可動シリンダー底部１１ｃの裏面に対して上方の圧力をなし、可動シリンダー１１全体を押し上げる働きを有している。

固定ピストン１３は、固定軸１６の最上部に回転可能に固定されている。その回転軸は、固定軸１６の中心軸と略一致している。
また、固定ピストン１３の内部には、図示しない通気路が設けられている。

固定ピストン１３の上方には、回転同期軸１５が固定ピストン１３と固定され設けられており、回転同期軸１５の内部には管状の加圧室接続路１５ａが設けられている。そして、加圧モードにおいては、加圧室１４と伝達通気路１６ａとは、加圧室接続路１５ａおよび固定ピストン１３内部の通気路を介して、連通状態になっている。

回転同期軸１５は、回転同期板１１ｂに設けられた穴を通り、圧力室１４ａに抜けている。回転同期板１１ｂに設けられた穴は、回転同期軸１５をわずかなクリアランスで通すように開口しているため、可動シリンダー１１の回転に同期して回転する。ここで、回転同期軸１５は、可動シリンダー１１の回転軸と偏心して上方に伸びている。このようにすることで、可動シリンダー１１が回転した際に、回転同期板１１ｂを介して、回転同期軸１５は可動シリンダー１１の回転軸周りのモーメントを受け、固定ピストン１３とともに、可動シリンダー１１に同期して回転できる。

なお、回転同期軸１５の形状を円柱状ではなく、四角柱等の形状にすれば、可動シリンダー１１の回転軸と偏心させなくとも、回転可能である。ただし、その場合は回転モーメントが小さくなるため、回転同期軸１５は偏心した位置に設けることが望ましい。
また、回転同期軸１５と回転同期板１１ｂに設けられた開口にわずかな隙間があるため、加圧室１４ａと加圧室１４ｂとは連通している。

ただし、回転同期軸１５と回転同期板１１ｂに設けられた開口とが気密に摺動するようにしてもよい。この場合には、例えば、加圧室接続路１５ａを回転同期軸１５の内部を通って加圧室１４ａに抜けるように構成することで、加圧室１４ａと加圧室１４ｂとを連通状態にできる。

なお、加圧室１４ａは、可動シリンダー１１を押下げた際に、回転同期軸１５が逃げる空間を確保している。また、加圧室１４ａを加圧室１４ｂと連通させている理由は、加圧室１４ａが独立した気密空間になった場合、可動シリンダー１１を押下げることが出来ないためである。

図２においては、回転同期機構を加圧室１４内に形成したが、減圧室１７側に形成することも可能である。ただし、減圧室１７側には固定軸１６や弾性部材１２があるため、これらの部品と回転同期機構を司る部品とのスペース配分を考慮する必要があるため、本実施の形態においては、加圧室１４側に同期機構を設けている。

可動シリンダー１１を取り囲むように円柱状の化粧板１８が設けられる。化粧板１８は、例えば図１で示すように、液体保持吐出装置２０に対して締め固定される。そして、可動シリンダー１１は、化粧板１８内を上下に摺動する。可動シリンダー１１は、化粧板１８の内側壁に対して、気密に摺動される必要は無く、可動シリンダー１１の上下動のガイドとして摺動できる程度で良い。

なお、可動シリンダー操作部１１ａを指で押下げた後に指を離すと、可動シリンダー１１は弾性部材１２の復元力により、上方に戻されるが、この動きをゆっくりとした動きにするために、可動シリンダー１１が化粧板１８の内側壁に対して略気密に摺動されるようにしても良い。

次に、液体保持吐出装置２０の構成について説明する。
液体保持吐出装置２０は、吐出部２１、液体保持空間２２、摺動底蓋２３、および圧力調整空間２４から構成されている。

吐出部２１にはニードル弁で構成されている逆止弁２１ａが設けられている。
逆止弁２１ａは、液体保持吐出装置２０の内部から内容物が外部に吐出する方向にのみ開口する。
なお、逆止弁２１ａとしてボール弁等を用いても良いが、ニードル弁を用いた場合には、弁を構成するバネ等の弾性部材が内容物と接触しないという利点がある。例えば、内容物が反応性の高い液体等の場合には、バネ等を腐食させ、弾性定数等の物理特性を劣化させる懸念があるためである。バネ等の弾性部材は、他の構成部材とは異なり、部材自体の変形を伴う部材であり、したがって、腐食等が生じた場合の特性劣化が顕著であり、また、腐食防止の加工を施したとしても、部材自体が変形するために腐食防止加工が取れやすいという問題もある。

液体保持空間２２は、吐出部２１と摺動底蓋２３とに挟まれた空間である。
吐出部２１と液体保持空間２２とは、取り外し可能に気密固定されている。例えば、ネジ込み等で固定されている。
圧力調整空間２４は、摺動底蓋２３の下方に設けられた密閉空間であり、加減圧装置１０によって生み出された圧力変化が、伝達通気路１６ａを介して伝達された際に、摺動底蓋２３が上下動することで、伝達された圧力変化を打ち消すように容積が変化する空間である。

例えば、伝達された圧力が加圧（正圧）である場合、摺動底蓋２３が上昇し、圧力調整空間２４の容積が膨張することで、圧力変化を打ち消す。そして、摺動底蓋２３が内容物を吐出部２１から押し出し、吐出させる。

次に、加減圧装置１０の動作について、図３から図６を用いて説明する。
図３から図６は、動作を説明するための模式図であり、図２と形状等が異なる点があるが、動作原理としては、図２の場合も同様に考えることが出来る。

まず、加圧モードにおける加減圧装置１０の動作について、図３および図４を用いて説明する。
加圧モードにおいては、加圧室通気孔１１ｄを指で塞ぎながら、可動シリンダー操作部１１ａを押し込む。この操作により、可動シリンダー１１が下方に押し下げられる。可動シリンダー１１の下方への移動は、加圧室１４ａと加圧室１４ｂからなる加圧室１４の容積を減少させる。この際に、加圧室通気孔１１ｄは指で塞がれているため、加圧室１４の圧力は上昇する。図３に示すように、加圧室１４は、加圧室接続路１５ａおよび固定ピストン１３内部の通気路を介して、伝達通気路１６ａと連通しており、伝達通気路１６ａに気密接続されている受圧部に対して加圧する。例えば、本実施の形態における受圧部は、液体保持吐出装置２０の摺動底蓋２３であり、圧力調整空間２４の容積を広げるべく摺動底蓋２３が上昇する。

図４は、加圧モードにおいて可動シリンダー１１を下方に十分に押し込んだ状態を示している。図３と比較して、加圧室１４ａと加圧室１４ｂの容積が減少している。この容積の減少分だけ、圧力調整空間２４の容積が増加するように、摺動底蓋２３が上方に移動して、液体保持吐出装置２０の内容物を吐出することができる。

なお、図３において図示していないが、液体保持吐出装置２０は加減圧装置１０の左手にあり、したがって、可動シリンダー操作部１１ａを押し込む操作は、図において右側から行うことが自然な動作である。例えば、右側から装置を人差し指以外の４本の指と掌で保持し、人差し指で可動シリンダー操作部１１ａを押し込む。この場合、可動シリンダー操作部１１ａの右側に位置する加圧室通気孔１１ｄは人差し指で自然に塞ぐことができるが、可動シリンダー操作部１１ａの左側に位置する減圧室通気孔１１ｅを人差し指で塞ぐことは、自然な動作では困難である。

したがって、加圧モードにおいて可動シリンダー１１を下方に押し込む際には、減圧室通気孔１１ｅは開放状態にあるため、それと連通している減圧室１７の圧力は、可動シリンダー１１の下方への移動によっても不変であるため、可動シリンダー１１を容易に押し込むことが出来る。

可動シリンダー１１を押し込んだ後に、可動シリンダー操作部１１ａから人差し指を離して、押し下げ力を解放すると同時に、加圧室通気孔１１ｄからリークできる状態にすれば、加圧室１４には、加圧室通気孔１１ｄから空気が流入可能となり、弾性部材１２による押し上げ力により、可動シリンダー１１は図３の状態に戻る。

次に、加圧モードから減圧モードへの切換を行う際に用いる機構と動作について、図７と図８を用いて説明する。
可動シリンダー１１の外側面には、図７に示すような溝が形成されている。図７（ａ）に示されている縦溝は、減圧モードにおいて、可動シリンダー１１の上下方向への動きをガイドし、その範囲を規制するための減圧モードガイド溝３０である。また、減圧モードガイド溝３０の裏側、すなわち可動シリンダー１１の回転軸を中心に１８０°回転させた位置には、図７（ｂ）で示す縦溝である加圧モードガイド溝３１が設けられている。また、減圧モードガイド溝３０と加圧モードガイド溝３１とを繋ぎ、可動シリンダー１１の外側面を回るようにモード切換ガイド溝３２が設けられている。

上記に示した３つのガイド溝３０、３１および３２は、図８で示す突起状のガイドピン３３に嵌合される。このガイドピン３３は、化粧板１８の外側面から内側面へ貫通して差込固定されている。このような機構により、可動シリンダー１１は、１８０°離れた所定の２か所の回転位置において、規制された範囲を上下動できるとともに、上記２か所間を中心軸周りに回すことで移動できる。

なお、減圧モードガイド溝３０の下端と加圧モードガイド溝３１の下端は、図７の上下方向位置において同位置にしている。これにより、可動シリンダー操作部１１ａを押圧していない場合に、可動シリンダー操作部１１ａの位置を同位置とすることができる。
また、減圧モードガイド溝３０は、加圧モードガイド溝３１に比較して、上方に長く伸びている。こうすることで、減圧モードにおいては、可動シリンダー１１の下方への移動をより長いストロークで行うことが出来る。

図７においては、可動シリンダー１１の回転方向に１８０°回転させた位置に２本の縦溝を設けて、それぞれ加圧モードと減圧モードとしている。この２本の縦溝以外に、さらに縦溝を設けても良い。例えば、加圧モードガイド溝３１のすぐ近くにもう一本、長さの異なる縦溝を設ける。この縦溝は、加圧モードガイド溝３１のすぐ近くにあるので、この新たな縦溝に切り替えても加圧モードのままである。そして、溝の長さが加圧モードガイド溝３１と異なるため、ストローク量が変わり、２種類のストロークの加圧モードを得ることもできる。すなわち、１ストローク当たりの吐出量を変えるといった使い方も可能である。

さて、図７および図８に示した機構により、加圧モードから減圧モードにモードを切換えることができる。具体的には、可動シリンダー操作部１１ａを少し押しながら、可動シリンダー操作部１１ａの周囲を掴んで、可動シリンダー１１を１８０°回転させてやれば良い。

このようにして、減圧モードに切換えた後の状態を図５に示す。図５においては、減圧室通気孔１１ｅは指で塞ぎやすい位置にあり、一方、加圧室通気孔１１ｄは指で塞ぐことが困難な位置にある。したがって、減圧モードにおいて、可動シリンダー操作部１１ａを押下げる際には、減圧室通気孔１１ｅが指で塞がれ、一方、加圧室通気孔１１ｄは開放された状態になる。

また、可動シリンダー１１の回転に同期して、固定ピストン１３と回転同期軸１５も１８０°回転する。この回転に伴って、図５に示すように、加圧室１４は伝達通気路１６ａと不通状態になり、一方、減圧室１７は伝達通気路１６ａと連通状態になる。

この状態で、可動シリンダー１１に押し込むと、減圧室１７の容積が増大し、減圧（負圧）状態になる。図５に示すように、減圧室１７は、伝達通気路１６ａと連通しており、伝達通気路１６ａに気密接続されている受圧部に対して減圧する。

減圧モードにおいて、可動シリンダー１１を完全に押し込んだ状態が図６の状態である。図７に示したように、減圧モードガイド溝３０は、加圧モードガイド溝３１よりも長いため、図４の状態よりも、より下方まで可動シリンダー１１を押し込むことができる。

その他の動作については、加圧モードと同様であるため、説明を省略する。
なお、減圧モードをどのような場合に利用するか、また、なぜ減圧モードガイド溝３０を長くしているかについては、後述する。

次に、液体保持吐出装置２０の動作について説明する。
加圧モードにおいて、加減圧装置１０の可動シリンダー操作部１１ａを押し込むことで、摺動底蓋２３を上方に押し上げ、液体保持空間２２にある液状内容物を吐出部２１から吐出できることは、上記に説明したとおりである。

この際の吐出量は、加圧室１４の容積減少分と等量であり、可動シリンダー操作部１１ａの押し込み量を調整することで吐出量を調整できる。また、可動シリンダー操作部１１ａを完全に押し込むことで、常に一定量の吐出も可能である。

可動シリンダー操作部１１ａを押し込んだ後に指を離すと、加圧室通気孔１１ｄが開放状態になるため、摺動底蓋２３が受けていた上方への圧力は無くなるが、吐出部２１には逆止弁２１ａが設けられているため、また、摺動底蓋２３は気密に液体保持空間２２の内側壁と摺動しているため、外部から液体保持空間２２への空気等の混入は生じず、摺動底蓋２３はその位置を保持することができる。

したがって、液体保持空間２２への空気の混入を常に防ぐことができ、内容物の酸化等の劣化を防止することが出来る。

ここで、逆止弁２１ａの好適な構造について説明する。
図９（ａ）は、ニードル弁を逆止弁として用いた場合の説明図である。ニードル弁受圧部２１ｂは、例えば、円盤状の形をしており、吐出部２１の内壁と気密に接触している摺動可能なものである。このニードル弁受圧部２１ｂの右手には、コイルバネ等の弾性部材が設けられ、ニードル弁が閉じる方向に、ニードル弁受圧部２１ｂに加圧している。

摺動底蓋２３が上方に押し上げられ、液状内容物の圧力が弾性部材からの圧力より大きくなると、ニードル弁受圧部２１ｂは、図において右側に摺動され、弁が開き、液状内容物が吐出される。弾性部材からの圧力を適度に調整することで、可動シリンダー操作部１１ａが誤って軽く押された場合に、吐出部２１から液漏れが生じることを防止できる。

このニードル弁の後端２１ｃは、吐出部２１から後部に突き出ている。内容物が接着剤等の硬化性のものである場合、吐出部２１の先端が詰まったり、液の出方が悪くなったりすることがあるが、その際には、ニードル弁後端２１ｃをつまんで回してやることで、吐出部２１先端の詰まりを除去することができる。

また、図９（ｂ）には、吐出部２１の外観を示している。右端には、ニードルと連結した小判上のカムが設けられ、２点鎖線で示したカム軸周りにカムを９０°回転させてやることで、ニードルを右方向に移動させ、強制的に逆止弁２１ａを開放状態にすることが出来る。

この開放状態において、加減圧装置１０を減圧モードにしてやれば、吐出だけではなく、吸引も可能な吸引吐出装置としても利用可能である。
例えば、工場において誤って有害な化学物質を溝に流してしまった場合に、溝の水を一定量吸引し、その後にサンプル瓶に吐出してやる。これをいろいろな場所の溝で行えば、化学物質の拡散状況を把握することが出来る。

あるいは、大量に生産した液状製品を、一定量ずつ小瓶に小分けして販売するといった用途に利用可能である。

なお、最初から吸引目的で用いる場合には、逆止弁２１ａを設けないことも考えられる。また、図１のように加減圧装置１０と液体保持吐出装置２０を並列に配置せずに、図１における液体保持吐出装置２０を逆さにした状態で、加減圧装置１０の下部と気密接続したような、すなわち注射器と同様な形態で使うことも考えられる。

さて、実施の形態１の吐出装置の動作に戻る。
内容物を使い切った場合には、吐出部２１を液体保持空間２２から取り外し、再度、内容物を充填して、吐出装置１として再利用できる。この際には、上部に上昇した摺動底蓋２３を下端まで押下げることが必要である。

しかし、指等で押し下げた場合、摺動底蓋２３の上面表面全体に均一な力を掛けることが困難であり、その結果、摺動底蓋２３が傾いたり、シール性を向上させるために設けた環状の突出物が破損したりする恐れがある。特に、摺動底蓋２３はシール性を担保するため、ち密な構造を有している。そのため、一旦傾いたり、一部がわずかにでも破損したりすると、本来のシール性を取り戻すことが困難である。

このような懸念を回避するため、加減圧装置１０の減圧モードを利用することができる。減圧モードで、可動シリンダー操作部１１ａを押し込んでやれば、摺動底蓋２３全体に均一な減圧力が及ぶので、傾いたり、破損したりする心配なく、摺動底蓋２３を下端まで下げることができる。

また、減圧モードにおける可動シリンダーのストローク量を大きく動かすようにしているため、より素早く摺動底蓋２３を下端まで下げることができる。

以上に説明した本実施の形態１に係る装置の特徴を以下にまとめる。
まず、加減圧装置１０は、通常のエアレスポンプで用いられる逆止弁を用いることなく、加圧だけではなく、減圧も可能とした。

そもそも、加圧と減圧という２つの機能を実現するためには、例え、逆止弁を用いたとしても容易ではない。例えば、押し込んだ可動シリンダーを元の位置に復帰させるために、加圧室用通気孔１１ｄと減圧室用通気孔１１ｅの代わりに２つの逆止弁を用いることも考えられる。しかし、このような逆止弁を用いた構成では、そもそも逆止弁が邪魔になって、可動シリンダー１１を押し込むことができない。なぜなら、例えば加圧モードにおいては、減圧室用通気孔１１ｅの代わりに用いる逆止弁があるために、減圧室１７が密閉孤立空間になってしまうためである。減圧モードにおいても同様である。

しかるに、本実施の形態１に係る加減圧装置１０においては、加圧室用通気孔１１ｄと減圧室用通気孔１１ｅの開口位置を工夫するだけで、加圧と減圧という２つの機能を実現可能である。これは、ポンプの機動力となる人の手や指の自然な動作に着目して、上記２つの開口位置を最適したことによる。

さらには、可動シリンダー１１を１８０°回すことで、２つの圧力室１４と１７の利用モードを切換える構造にし、この回転切換動作によって、加圧室用通気孔１１ｄと減圧室用通気孔１１ｅの開口位置の一方が、封し困難位置から封し最適位置に切り換わるためである。

すなわち、本実施の形態１に係る加減圧装置１０の複数の構成要件が密接且つ有機的に連関したことで、加圧と減圧という２つの機能を簡素な構成で実現できた。
さらに、可動シリンダー１１の外側面に設ける溝の長さを適宜設定することで、利用目的に応じた最適な吐出量および吸引量を達成することも出来る。

また、加減圧装置１０を用いた吐出装置１は、容器内に空気が混入することがなく、液状内容物の劣化を最小限に抑え、内容物を使い切るまで吐出可能である。また、吐出部を下向きに、すなわち逆さにしても吐出可能である。

さらに、通常のエアレス式ポンプタイプのものに比べて、ポンプ―容器間の逆止弁が不要であり、コストの低減ができる。そして、ポンプ内シリンダーに内容物を一時蓄積することが不要であるため、上記の逆止弁の弾性部材と、一時蓄積した内容物が接触することがなく、弾性部材の劣化といった問題が生じない。

また、通常のエアレス式ポンプタイプが有する上面操作や、装置全体をテーブル等に立てて置けるといった使い勝手の良さも併せ持っている。

そして、逆止弁を強制開放することで、吐出だけでなく、減圧モードを利用した吸引、特に一定量の吸引が可能となる。
そして、減圧モードを利用することで、摺動底蓋２３を壊す恐れが無く移動できるため、内容物を再充填して、装置を再利用可能である。

装置の再利用が可能となることで、環境負荷を最小限にし、また長期間使うことで、愛着が湧くという効果もある。
なお、具体的な用途としては、食品（醤油、オリーブオイル、白だし、はちみつ、ビネガー、ワイン等）、薬品（アルコール等の消毒液、液体医薬品）、医療分野、理化学分野、工業分野（アセトン等の洗浄液、塗料）といった数多くの分野での使用が期待できる。

実施の形態２．
本実施の形態２に係る加減圧装置について、以下に図１０を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作に関する説明は省略し、相違点のみに関して説明する。

図１０は、加圧モードにおいて、可動シリンダー１１が復帰位置にある場合の構成を模式的に表した図である。
回転同期板１１ｂに設けられた穴は、回転同期軸１５と気密状態で摺動可能になっている。したがって、回転同期軸１５の上部の空間である回転同期軸可動空間４４ａは、加圧室を構成しない。

加圧室１４ｂは、実施の形態１における加圧室１４ｂと同様の空間であるが、回転同期軸１５の断面積が大きいため、加圧室１４ｂの断面積も著しく小さくなっている。
また、回転同期軸可動空間４４ａの上方には、紙面奥側の可動シリンダー１１に小さな貫通穴である回転同期軸可動空間リーク穴４６が開いているので、回転同期軸可動空間４４ａは密閉空間ではなく、したがって、可動シリンダー１１を押し下げ可能である。

そして、加圧室１４ｂの断面積が著しく小さくなっているため、加圧モードにおける可動シリンダー１１の押下げ長さ当たりの加圧室１４ｂの容積減少が著しく小さくなる。
一方、減圧室１７の構成は実施の形態１と同じ構成且つ同じサイズである。

したがって、吐出装置に内容物を再充填する際には、実施の形態１と同様に素早く摺動底蓋を下方に移動できるとともに、吐出時には、極めて微妙な吐出量のコントロールが可能となる。

実施の形態３．
本実施の形態３に係る加減圧装置について、以下に図１１を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作に関する説明は省略し、相違点のみに関して説明する。

図１１は、図３に対応した加圧モードの場合の構成を模式的に表した図である。
本実施例では、加圧室１４ａに新たな弾性部材３４を設け、固定軸１６を上下方向に移動させることで、固定ピストン１３を上下に移動させ、加圧室１４および減圧室１７の容積を変化させる。

加圧モード時には図１１に示すように、加圧室通気孔１１ｄを指で塞ぎながら、固定軸１６を押し上げ、一方、減圧モード時には、減圧室通気孔１１ｅを指で塞ぎながら、固定軸１６を押し上げれば、実施の形態１と同様に加減圧装置として機能する。

実施の形態４．
本実施の形態４に係る加減圧装置について、以下に図１４を用いて説明する。なお、実施の形態１と同様の構成および動作に関する説明は省略し、相違点のみに関して説明する。

図１２は、図３に対応した加圧モードの場合の構成を模式的に表した図である。
本実施例では、固定軸１６を分離し、途中に気密回転機構３５を設け、固定軸１６の上部１６ｂが回転可能とした。

このようにすることで、固定軸１６の上部１６ｂを回転することで、加圧モードと減圧モードを切換えることが可能となる。
なお、加圧モードと減圧モードを切換えるためには他の方法も考えられる。例えば、伝達通気路１６ａの回転ピストン１３の下方付近に、外部から操作可能な電磁弁を設けても良い。

実施の形態５．
本実施の形態５に係る吐出装置は、液体保持空間２２と摺動底蓋２３とを一体に取り外し可能としたものである。液体保持空間２２と摺動底蓋２３とを一体化した容器は、その下部において、ネジ込み等の方法で圧力調整空間２４と気密に取りつけ固定可能である。また、容器の上部で、吐出部２１と、同様の方法で気密に取りつけ固定可能である。

すなわち、液体保持空間２２と摺動底蓋２３とを一体にした容器に内容物を充填したものを販売することで、様々なメリットが生じる。
例えば、医薬品等では衛生面を重視するため「使い捨て」がメリットになる場合もある。このような用途の場合、液体保持空間２２と摺動底蓋２３とを一体化した容器に予め内容物を詰めた状態で製品を販売し、本発明に係る装置にセットすることで密封性を維持したまま任意量あるいは定量吐出が可能になる。

衛生面のほかに、使い捨て文化や効率重視の現代の価値観に沿ったものであり、一方で、加減圧装置や吐出部は再利用できるため、環境面での負荷も高くない。
特に、天然由来の化粧品（コスメ）は腐敗しやすく、長期間、倉庫に保管されていたり、陳列されていたりすることで、劣化が進んでしまうので、店舗販売には向いておらず、量産化が困難であった。

また、このような商品は、開封後の使用期間（賞味期間）が短いことも、普及を妨げる原因であった。そこで、液体保持空間２２と摺動底蓋２３とを一体化した容器に予め内容物を詰めた状態で販売し、本発明に係る装置にセットすることで、開封後の使用期間を長期化させることも可能となり、一般への普及を促進し、量産化によるコストダウンを進めて、さらなる普及、浸透が期待できる。

１０ 加減圧装置
１１ 可動シリンダー
１１ａ 可動シリンダー操作部
１１ｂ 回転同期板
１１ｃ 可動シリンダー底部
１１ｄ 加圧室用通気孔
１１ｅ 減圧室用通気孔
１２ 弾性部材
１３ 固定ピストン
１４、１４ａ、１４ｂ 圧力室
１５ 回転同期軸
１５ａ 加圧室接続路
１６ 固定軸
１６ａ 伝達通気路
１７ 減圧室
１７ａ 減圧室接続路
１８ 化粧板
２０ 液体保持吐出装置
２１ 吐出部
２１ａ 逆止弁
２１ｂ ニードル弁受圧部
２１ｃ ニードル弁後端
２２ 液体保持空間
２３ 摺動底蓋
２４ 圧力調整空間
３０ 減圧モードガイド溝
３０ 加圧モードガイド溝
３０ 切換ガイド溝
３３ ガイドピン
４４ａ 回転同期軸可動空間
４６ 回転同期軸可動空間リーク穴

本発明に係る加減圧装置は、ピストンと、当該ピストンに対して相対的に直線移動可能なシリンダーと、当該シリンダーの相対的直線移動可能方向に沿って、上記シリンダーが上記ピストンによって２分割されることで得られる加圧室、および減圧室と、上記加圧室または減圧室に連通に接続し、圧力変化を受圧部に伝達可能な伝達通気路と、当該伝達通気路と上記加圧室または減圧室との接続を切換える切換機構と、上記ピストンと上記シリンダーに対して、その相対的直線移動可能方向に沿って、逆方向に弾性的復元力を与える弾性体と、上記ピストンと上記シリンダーとの相対位置を、上記相対的直線移動可能な方向に沿って変更させ、上記加圧室と上記減圧室の容積を逆位相で変化させる操作部と、を備えた加減圧装置であって、上記シリンダーには、上記加圧室と連通する加圧室連通管と、当該加圧室連通管の加圧室と異なる他端に設けられた加圧室リーク孔と、上記減圧室と連通する減圧室連通管と、当該減圧室連通管の減圧室と異なる他端に設けられた減圧室リーク孔と、を備え、加圧モードにおいては、上記切替機構により上記伝達通気路と上記加圧室とを連通させ、上記加圧室リーク孔を塞ぎながら上記シリンダーを上記ピストンに対して相対運動させ、減圧モードにおいては、上記切替機構により上記伝達通気路と上記減圧室とを連通させ、上記減圧室リーク孔を塞ぎながら上記シリンダーを上記ピストンに対して相対運動させることを特徴とするものである。

Claims (12)

1. ピストンと、
   当該ピストンに対して相対的に直線移動可能なシリンダーと、
   当該シリンダーの相対的直線移動可能方向に沿って、上記シリンダーが上記ピストンによって２分割されることで得られる加圧室、および減圧室と、
   上記加圧室または減圧室に連通に接続し、圧力変化を受圧部に伝達可能な伝達通気路と、
   当該伝達通気路と上記加圧室または減圧室との接続を切換える切換機構と、
   上記ピストンと上記シリンダーに対して、その相対的直線移動可能方向に沿って、逆方向に弾性的復元力を与える弾性体と、
   上記ピストンと上記シリンダーとの相対位置を、上記相対的直線移動可能な方向に沿って変更させ、上記加圧室と上記減圧室の容積を逆位相で変化させる操作部と、
   を備えた加減圧装置であって、
   上記シリンダーには、
   上記加圧室と連通する加圧室連通管と、
   当該加圧室連通管の加圧室と異なる他端に設けられた加圧室リーク孔と、
   上記減圧室と連通する減圧室連通管と、
   当該減圧室連通管の減圧室と異なる他端に設けられた減圧室リーク孔と、
   を備えたことを特徴とする加減圧装置。
2. 直線移動可能なシリンダーと、
   当該シリンダーの直線移動可能方向に当該シリンダーを加圧室と減圧室に２分割し、上記直線移動可能方向において固定されている固定ピストンと、
   上記加圧室または減圧室に連通に接続し、圧力変化を受圧部に伝達可能な伝達通気路と、
   当該伝達通気路と上記加圧室または減圧室との接続を切換える切換機構と、
   上記シリンダーに対して、その移動可能方向に沿った所定方向に弾性的復元力を与える弾性体と、
   を備えた加減圧装置であって、
   上記シリンダーには、
   直線可動軸に沿った一端に設けられ、上記弾性体の弾性的復元力方向に対向する方向に押圧可能であり、当該押圧操作による上記シリンダーの移動に伴って、上記加圧室と上記減圧室の容積を逆位相で変化させる操作部と、
   上記加圧室と連通する加圧室連通管と、
   当該加圧室連通管の加圧室と異なる他端であって、上記操作部近傍に設けられた加圧室リーク孔と、
   上記減圧室と連通する減圧室連通管と、
   当該減圧室連通管の減圧室と異なる他端であって、上記操作部近傍に設けられた減圧室リーク孔と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の加減圧装置。
3. 上記加圧室の上記シリンダーの直線移動可能方向に直交する断面積が、上記減圧室の上記シリンダーの直線移動可能方向に直交する断面積よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の加減圧装置。
4. 上記シリンダーと上記固定ピストンは、上記シリンダーの直線移動可能方向に平行な回転軸周りに同期して回転可能であり、
   上記シリンダーは、当該回転軸周りの２か所の回転位置において、直線移動可能であって、
   上記切換機構は、当該２か所の回転位置のどちらかを選択することで切換動作がなされる
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の加減圧装置。
5. 上記加圧室リーク孔と上記減圧室リーク孔は、上記操作部における上記シリンダーの直線移動可能方向に垂直な面内の一端から遠近の関係にあり、
   上記切換操作により、当該遠近の関係が逆転する
   ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の加減圧装置。
6. 上記シリンダーの直線移動可能な範囲を上記切換機構によって選択される状態ごとに設定する機構を有し、
   上記圧力室の容積が最大となる上記シリンダーの位置は、上記選択される２つの状態で同じ位置であり、
   上記伝達通気路が上記加圧室に接続されている状態での直線移動可能な範囲と、上記伝達通気路が上記減圧室に接続されている状態での直線移動可能な範囲が異なる
   ことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の加減圧装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の加減圧装置を用いた液状物を吐出可能な吐出装置。
8. 内容物を蓄積する容器の底蓋が容器の内壁を摺動することで容器の内容量が変化する摺動底蓋を有し、
   当該摺動底蓋が、上記伝達通気路を介して上記加減圧装置から伝達される圧力変化を受圧する受圧部である
   ことを特徴とする請求項７に記載の吐出装置。
9. 吐出部に逆止弁を備えた
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の吐出装置。
10. 上記逆止弁はニードル弁である
    ことを特徴とする請求項９に記載の吐出装置。
11. 請求項１から６のいずれか１項に記載の加減圧装置を用いた液状物を吸引および吐出可能な吸引吐出装置。
12. 内容物を蓄積する容器の底蓋が容器の内壁を摺動することで容器の内容量が変化する摺動底蓋を有し、
    当該摺動底蓋が、上記伝達通気路を介して上記加減圧装置から伝達される圧力変化を受圧する受圧部である
    ことを特徴とする請求項１１に記載の吸引吐出装置。