JP2015182801A

JP2015182801A - ポンプ

Info

Publication number: JP2015182801A
Application number: JP2014062347A
Authority: JP
Inventors: 後藤　孝之; Takayuki Goto; 孝之後藤; 徹也石塚; Tetsuya Ishizuka
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2014-03-25
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2015-10-22

Abstract

【課題】ピストンのシール部が導入孔の開口縁に引っ掛かるのを抑制する。【解決手段】ピストン１４のシリンダ１５に対する下降移動に伴い、シリンダ内の内容物がステム１１内に流入し、かつピストンのシリンダに対する上昇移動に伴い、容器本体Ｗ内の内容物がシリンダ内に流入するポンプ１であって、ピストンには、シリンダの内周面に摺接するシール部２８ａが形成された外筒２８が備えられ、シリンダにおいて、外筒の外周面と対向し、かつシール部の下方に位置する部分に、径方向に貫通する導入孔２０が形成され、ステムと挿通孔１２との間には、外部に連通する導入通路２５が形成され、導入孔の開口縁における上端部及び下端部のうちの少なくとも一方は、この導入孔の平面視において、導入孔の外側に向けて突となる曲線状を呈し、その曲率半径をＲ、導入孔の開口面積をＳ、円周率をπとしたときに、Ｒ＜√（Ｓ／π）を満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、ポンプに関するものである。

従来から、例えば下記特許文献１に示されるような、上方付勢状態で下降移動自在に立設されたステムと、ステムが上下動自在に挿通された挿通孔が形成されるとともに、容器本体の口部に装着される装着キャップと、ステムに連係するピストンと、ピストンが上下摺動自在に嵌合されたシリンダと、を備え、ピストンのシリンダに対する下降移動に伴い、シリンダ内の内容物がステム内に流入し、かつピストンのシリンダに対する上昇移動に伴い、容器本体内の内容物がシリンダ内に流入するポンプが知られている。
ピストンは、シリンダの内周面に摺接するシール部（上シール部）及び下シール部が形成された外筒を備え、シリンダにおいて、シール部と下シール部との間に位置する部分に、導入孔が形成されている。また、ステムと挿通孔との間には、ピストンの下降時に外部と導入孔とを連通する導入通路が形成されている。
そして、内容物の吐出後に、ピストンのシリンダに対する上昇移動に伴い、容器本体内の内容物がシリンダ内に流入したときに、外気が、導入通路及び導入孔を通して容器本体内に流入する。

特開２００３−１２０５４７号公報

しかしながら、前記従来のポンプでは、ピストンがシリンダ内を上下摺動しつつ導入孔を通過する過程において、シール部の一部（以下、めり込み部分という）が導入孔内にめり込んだ後、シリンダの内周面上に戻る際に、シール部の前記めり込み部分が導入孔の開口縁に引っ掛かりやすく、シール部が破損するおそれがあった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ピストンのシール部が、導入孔の開口縁に引っ掛かるのを抑制することができるポンプを提供することを目的とする。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のポンプは、上方付勢状態で下降移動自在に立設されたステムと、前記ステムが上下動自在に挿通された挿通孔が形成されるとともに、容器本体の口部に装着される装着キャップと、前記ステムに連係するピストンと、前記ピストンが上下摺動自在に嵌合されたシリンダと、を備え、前記ピストンの前記シリンダに対する下降移動に伴い、前記シリンダ内の内容物が前記ステム内に流入し、かつ前記ピストンの前記シリンダに対する上昇移動に伴い、容器本体内の内容物が前記シリンダ内に流入するポンプであって、前記ピストンには、前記シリンダの内周面に摺接するシール部が形成された外筒が備えられ、前記シリンダにおいて、前記外筒の外周面と対向し、かつ前記シール部の下方に位置する部分に、径方向に貫通する導入孔が形成され、前記ステムと前記挿通孔との間には、外部と前記外筒の内周面側とを連通する導入通路が形成され、前記導入孔の開口縁における上端部及び下端部のうちの少なくとも一方は、この導入孔の平面視において、前記導入孔の外側に向けて突となる曲線状を呈し、その曲率半径をＲ、前記導入孔の開口面積をＳ、円周率をπとしたときに、Ｒ＜√（Ｓ／π）を満たすことを特徴とする。

この発明によれば、導入孔の開口面積を維持したまま、導入孔の開口縁において、上端部及び下端部のうちの少なくとも一方側に位置する部分の、シリンダ軸回りに沿う周方向の幅を狭くすることができる。
したがって、ピストンがシリンダ内を上下摺動しつつ導入孔を通過する過程で、シール部の一部（以下、めり込み部分という）が導入孔内にめり込んだ後、シリンダの内周面上に戻る際に、シール部の前記めり込み部分が、導入孔の開口縁に摺接しつつ、前記周方向の両側に位置する部分から中央側に位置する部分に向けて漸次、導入孔から抜け出していくことになると考えられ、シール部の前記めり込み部分が導入孔の開口縁に引っ掛かることを抑えることができる。
以上より、導入通路、及び導入孔を通した外気の容器本体内への導入を阻害することなく、シール部が破損するのを防ぐことができる。

ここで、前記導入孔の開口縁は、この導入孔の平面視において、上端部及び下端部に位置する小径部と、これらの上端部及び下端部を接続し、かつ前記小径部より曲率半径の大きい一対の大径部と、により構成されてもよい。
この場合、シール部が破損するのを確実に防ぐことができる。

これに代えて、前記導入孔の開口縁は、この導入孔の平面視において、角部が上端部及び下端部に位置する矩形状を呈してもよい。
この場合、シール部が破損するのを確実に防ぐことができる。

本発明によれば、ピストンのシール部が、導入孔の開口縁に引っ掛かるのを抑制することができる。

本発明に係る第１実施形態として示したポンプの縦断面図である。図１に示すポンプにおいて、導入孔の、径方向の外側から見た平面図である。本発明に係る第２実施形態として示したポンプにおいて、導入孔の、径方向の外側から見た平面図である。本発明に係る第３実施形態として示したポンプにおいて、導入孔の、径方向の外側から見た平面図である。

以下、図面を参照し、本発明の第１実施形態に係るポンプ１について説明する。
本実施形態のポンプ１は、図１に示されるように、上方付勢状態で下降移動自在に立設されたステム１１と、ステム１１が上下動自在に挿通された挿通孔１２が形成されるとともに、容器本体Ｗの口部Ｗ１に装着される装着キャップ１３と、ステム１１に連係するピストン１４と、ピストン１４が上下摺動自在に嵌合されたシリンダ１５と、を備えている。
ステム１１、装着キャップ１３、ピストン１４及びシリンダ１５はそれぞれ、共通軸と同軸に配設されている。以下、この共通軸を軸線Ｏといい、軸線Ｏ方向から見た平面視において、軸線Ｏに直交する方向を径方向といい、軸線Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

さらに本実施形態では、ポンプ１は、内容物の吐出孔１６ａが形成されるとともに、ステム１１の上端部に装着された押下ヘッド１６と、ステム１１の下部に装着されるとともに、シリンダ１５内に上下動自在に配設されたピストンガイド１７と、シリンダ１５内において、ピストンガイド１７の下方に位置する部分に配設され、シリンダ１５の下端開口を開閉する弁部材１８と、ピストンガイド１７を上方に向けて付勢する付勢手段１９と、を備えている。

シリンダ１５は、筒状に形成され、その上部に径方向の外側に向けて突出するフランジ部１５ａが全周にわたって形成され、フランジ部１５ａが、容器本体Ｗの口部Ｗ１の上端開口縁上に配置されている。シリンダ１５には、容器本体Ｗ内とシリンダ１５内とを連通する導入孔２０が形成されている。シリンダ１５には下方に向けて筒体が突設されており、この筒体内に吸い上げパイプ１５ｃが嵌合されている。
押下ヘッド１６は、ステム１１の上端部に嵌合された嵌合筒１６ｂと、嵌合筒１６ｂから径方向の外側に向けて突出し、その先端に吐出孔１６ａが形成された吐出筒１６ｃと、嵌合筒１６ｂを径方向の外側から囲う螺着筒１６ｄと、を備えている。吐出筒１６ｃは、螺着筒１６ｄを径方向に貫いている。

装着キャップ１３は、容器本体Ｗの口部Ｗ１に螺着された装着筒２１と、下方端位置に位置する押下ヘッド１６が螺着され、下方端位置に位置するステム１１及び押下ヘッド１６の上昇移動を規制する規制筒２２と、押下ヘッド１６が下方端位置に位置しているときに、シリンダ１５の導入孔２０を閉塞するシール筒２３と、を備えている。

装着筒２１は、環状の天壁部２１ａを備える有頂筒状に形成され、天壁部２１ａの内側に、シリンダ１５のうち、フランジ部１５ａより上方に位置する上端部が挿通された状態で、天壁部２１ａがシリンダ１５のフランジ部１５ａ上に配置されている。
規制筒２２は、シリンダ１５の上端部に外嵌された外嵌筒２２ａと、下方端位置に位置する押下ヘッド１６の螺着筒１６ｄが螺着される雄ねじ筒２２ｂと、を備えている。雄ねじ筒２２ｂのうち、下部がシリンダ１５の上端部内に挿入され、かつ上部がシリンダ１５の上端部から上方に突出しており、この上部の外周面に雄ねじ部が形成されている。雄ねじ筒２２ｂの下部の外周面、及びシリンダ１５の上端部の内周面にはそれぞれ、互いに係合する回り止め部が形成されている。
シール筒２３は、規制筒２２の雄ねじ筒２２ｂ内に挿入され、その下端部に、シリンダ１５内に摺動自在に嵌合された閉塞筒部２３ａが形成されている。閉塞筒部２３ａは、図１に示されるような、ステム１１が上昇端位置に位置する待機時には、雄ねじ筒２２ｂより下方に突出し、シリンダ１５の内周面に当接している。一方、ステム１１及び押下ヘッド１６が下方端位置に位置して、押下ヘッド１６が規制筒２２に螺着された状態では、閉塞筒部２３ａは、シリンダ１５の導入孔２０を閉塞する。図示の例では、閉塞筒部２３ａにおける上端部及び下端部にそれぞれ、径方向の外側に向けて膨出するシール部が形成されており、押下ヘッド１６が規制筒２２に螺着された状態で、導入孔２０が、閉塞筒部２３ａの両シール部同士の間に位置することで閉塞される。

ここで、シール筒２３の内側が、ステム１１が上下動自在に挿通される挿通孔１２となっている。
ステム１１の外周面と、挿通孔１２と、の間には、外部と後述するピストン１４の外筒２８の内周面側とを連通する導入通路２５が形成されている。導入通路２５は、ステム１１の外周面と挿通孔１２との間の径方向の隙間となっている。
ピストンガイド１７は、ステム１１の下端開口から下方に突出している。ピストンガイド１７の下端部は有頂筒状に形成され、その外周面にシリンダ１５の内周面に近接する近接突起１７ａが周方向に間隔をあけて複数形成されている。ピストンガイド１７の下端部内に付勢手段１９の上端部が配設されている。なお、内容物の吐出後、ステム１１を上方に復元移動させる際に、ピストンガイド１７の下端部における天壁部が、ピストン１４の下端に係合し、ピストン１４を上方に復元移動させる。
弁部材１８は、シリンダ１５内の加圧時に、シリンダ１５の下端開口を閉塞したままに維持し、シリンダ１５内の減圧時に、シリンダ１５の下端開口を開放する逆止弁となっている。これにより、シリンダ１５内の加圧時に、シリンダ１５内の内容物がシリンダ１５の下端開口から容器本体Ｗ内に戻ることが阻止され、シリンダ１５内の減圧時に、容器本体内の内容物がシリンダ１５の下端開口からシリンダ１５内に流入する。

ピストン１４は、シリンダ１５の内周面に摺接するシール部２８ａが形成された外筒２８と、外筒２８の内側に配設された内筒２９と、外筒２８と内筒２９とを全周にわたって連結する環状の連結部２７と、を備えている。
外筒２８において、シール部２８ａより下方に位置する部分に、シール部２８ａと同様に、シリンダ１５の内周面に摺接する下シール部２８ｄが形成されている。
連結部２７は、外筒２８及び内筒２９それぞれにおける上端部と下端部との間に位置する中間部同士を連結している。シール部２８ａ及び下シール部２８ｄは、外筒２８における上端部及び下端部に各別に形成され、径方向の外側に向けて膨出している。外筒２８の中間部の外周面と、シリンダ１５の内周面と、の間には径方向の隙間が設けられている。
ここで、ステム１１が上昇端位置に位置する待機状態で、導入孔２０は、外筒２８の外周面のうち、シール部２８ａの下方に位置する部分に径方向で対向している。図示の例では、導入孔２０は、外筒２８の中間部の外周面に径方向で対向している。つまり、導入孔２０が、シール部２８ａと下シール部２８ｄとの間に位置することで閉塞されている。
また、外筒２８の上端縁と、シール筒２３の閉塞筒部２３ａの下端縁と、が当接している。ステム１１の下端部は、内筒２９に上下摺動自在に外嵌されている。

そして、本実施形態では、導入孔２０の開口縁における上端部及び下端部のうちの少なくとも一方は、この導入孔２０の平面視において、導入孔２０の外側に向けて突となる曲線状を呈し、その曲率半径をＲ、導入孔２０の開口面積をＳ、円周率をπとしたときに、Ｒ＜√（Ｓ／π）を満たしている。図示の例では、導入孔２０の開口縁における上端部及び下端部の双方が、前述のような曲線状を呈している。また、前記曲率半径Ｒは、√（Ｓ／π）の半分以下となっている。
また、導入孔２０の開口縁は、前記平面視において、上端部及び下端部に位置する小径部２０ａと、これらの上端部及び下端部を接続し、かつ小径部２０ａより曲率半径の大きい一対の大径部２０ｂと、により構成されている。
図示の例では、大径部２０ｂは、前記平面視において、小径部２０ａと同様に導入孔２０の外側に向けて突となる曲線状を呈している。また、例えば、導入孔２０の開口面積Ｓは約４．３ｍｍ^２とされ、小径部２０ａの曲率半径Ｒは約０．３ｍｍとされ、大径部２０ｂの曲率半径は約１．３３ｍｍとされ、導入孔２０の周方向の幅は約２．２ｍｍとされ、導入孔２０の上下方向の長さは約２．６ｍｍとなっている。

次に、以上のように構成されたポンプ１の作用について説明する。

まず、下方端位置に位置する押下ヘッド１６を、規制筒２２に対して軸線Ｏ回りに回転させることで、押下ヘッド１６の螺着筒１６ｄの雌ねじ部と、規制筒２２の雄ねじ筒２２ｂの雄ねじ部と、の螺合を解除する。この際、付勢手段１９の上方付勢力によって、ピストンガイド１７、ステム１１、及び押下ヘッド１６が一体に上昇する。この過程において、ピストンガイド１７の下端部における天壁部が、ピストン１４の内筒２９の下端に係合し、ピストン１４も上昇する。
これにより、シリンダ１５内が減圧することで、弁部材１８がシリンダ１５の下端開口を開放し、容器本体Ｗ内の内容物が、吸い上げパイプ１５ｃを通してシリンダ１５内に流入する。また、ピストン１４の外筒２８の上端縁が、シール筒２３の閉塞筒部２３ａの下端縁に係合することで、シール筒２３を上昇させて導入孔２０から上方に離間させ、外筒２８がシリンダ１５の導入孔２０を覆う。

そして、押下ヘッド１６を押下して、ステム１１及びピストンガイド１７とともに下降移動させると、まず、ピストンガイド１７の下端部における天壁部が、ピストン１４の内筒２９の下端から下方に離れて、シリンダ１５内とステム１１内とが連通し、また、ステム１１の下端部が、ピストン１４の連結部２７に当接する。さらに、この下降移動を継続すると、ピストン１４も下降移動することで、ピストン１４が導入孔２０から下方に離間しつつ、シリンダ１５内の内容物が、ピストンガイド１７における周方向で互いに隣り合う近接突起１７ａ同士の間を通して、ステム１１内に流入し、吐出孔１６ａから吐出される。
次に、押下ヘッド１６の押下を解除すると、付勢手段１９の上方付勢力によって、前述と同様に、ピストンガイド１７、ピストン１４、ステム１１、及び押下ヘッド１６が上方に復元移動し、容器本体Ｗ内の内容物がシリンダ１５内に流入する。

以上説明したように、本実施形態によるポンプ１によれば、導入孔２０がＲ＜√（Ｓ／π）を満たすように形成されているので、導入孔２０の開口面積Ｓを維持したまま、導入孔２０の開口縁のうち上端部及び下端部に位置する各部分の、軸線Ｏ回りに沿う周方向の幅を狭くすることができる。
したがって、ピストン１４がシリンダ１５内を上下摺動しつつ導入孔２０を通過する過程において、シール部２８ａの一部（以下、めり込み部分という）が導入孔２０内にめり込んだ後、シリンダ１５の内周面上に戻る際に、シール部２８ａの前記めり込み部分が、導入孔２０の開口縁に摺接しつつ、前記周方向の両側に位置する部分から中央側に位置する部分に向けて漸次、導入孔２０から抜け出していくことになると考えられ、シール部２８ａの前記めり込み部分が導入孔２０の開口縁に引っ掛かることを抑えることができる。
以上より、導入通路２５、及び導入孔２０を通した外気の容器本体Ｗ内への導入を阻害することなく、シール部２８ａが破損するのを防ぐことができる。

本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば前記実施形態では、大径部２０ｂが、前記平面視において、導入孔２０の外側に向けて突となる曲線状を呈する構成を示したが、図３に示されるような、前記平面視で、上下方向に真っ直ぐ延びる大径部３０ｂを採用してもよい。なお、この図３に示す第２実施形態において、例えば、導入孔３０の開口面積Ｓは約４．３ｍｍ^２とされ、小径部３０ａの曲率半径Ｒは約１．０ｍｍとされ、導入孔３０の周方向の幅は約２．０ｍｍとされ、導入孔３０の上下方向の長さは約２．６ｍｍとなっている。また、図３に示す第２実施形態では、前記曲率半径Ｒは、√（Ｓ／π）の半分より大きくなっている。
また、図４に示されるような、導入孔４０を採用してもよい。この導入孔４０の開口縁は、導入孔４０の平面視において、４つの角部４０ａのうちの２つが上端部及び下端部に位置する矩形状を呈している。なお、この図４に示す第３実施形態において、例えば、導入孔４０の開口面積Ｓは約４．３ｍｍ^２とされ、角部４０ａの曲率半径Ｒは約０．１ｍｍとされ、導入孔４０の周方向の幅は約３．２ｍｍとされ、導入孔４０の上下方向の長さは約２．６ｍｍとなっている。
以上の図２〜図４で示した形態において、前述した数値は適宜変更してもよい。

また、装着キャップ１３、ピストンガイド１７、及び弁部材１８等の構成は、前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。
また、外筒２８に、シール部２８ａのみならず下シール部２８ｄも形成したが、シール部２８ａだけを形成し、導入孔２０、３０、４０より上方に位置させてもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１ポンプ
１１ステム
１２挿通孔
１３装着キャップ
１４ピストン
１５シリンダ
２０、３０、４０導入孔
２０ａ、３０ａ小径部
２０ｂ、３０ｂ大径部
２５導入通路
２８外筒
２８ａシール部
４０ａ角部
Ｗ容器本体
Ｗ１口部

Claims

上方付勢状態で下降移動自在に立設されたステムと、
前記ステムが上下動自在に挿通された挿通孔が形成されるとともに、容器本体の口部に装着される装着キャップと、
前記ステムに連係するピストンと、
前記ピストンが上下摺動自在に嵌合されたシリンダと、を備え、
前記ピストンの前記シリンダに対する下降移動に伴い、前記シリンダ内の内容物が前記ステム内に流入し、かつ前記ピストンの前記シリンダに対する上昇移動に伴い、容器本体内の内容物が前記シリンダ内に流入するポンプであって、
前記ピストンには、前記シリンダの内周面に摺接するシール部が形成された外筒が備えられ、
前記シリンダにおいて、前記外筒の外周面と対向し、かつ前記シール部の下方に位置する部分に、径方向に貫通する導入孔が形成され、
前記ステムと前記挿通孔との間には、外部と前記外筒の内周面側とを連通する導入通路が形成され、
前記導入孔の開口縁における上端部及び下端部のうちの少なくとも一方は、この導入孔の平面視において、前記導入孔の外側に向けて突となる曲線状を呈し、その曲率半径をＲ、前記導入孔の開口面積をＳ、円周率をπとしたときに、Ｒ＜√（Ｓ／π）を満たすことを特徴とするポンプ。
前記導入孔の開口縁は、この導入孔の平面視において、上端部及び下端部に位置する小径部と、これらの上端部及び下端部を接続し、かつ前記小径部より曲率半径の大きい一対の大径部と、により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。
前記導入孔の開口縁は、この導入孔の平面視において、角部が上端部及び下端部に位置する矩形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のポンプ。