JP2016049494A - 液体吐出用ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】確実に液だれを防止する液体吐出用ポンプを提供する。
【課題の解決手段】液体吐出用ポンプ３は、容器本体１の上部に設け容器内に連通するための開口を有するシリンダ７と、このシリンダ７の開口を開閉する逆止弁１０と、シリンダ７内と液体吐出口５ｂを連通するとともにシリンダ７に対して上下往復動可能に設けられ、シリンダ７内に連通するための第１，第２の連通孔６ｂ，６ｃを設けたピストン４，６と、このピストン４，６に伴われて上下動し、ピストン４，６内とシリンダ７内とを連通あるいは非連通状態とするシール弁１４とを備え、液体の吐出動作終了後にピストン４，６が上方へ復帰する過程で、シリンダ７内が負圧化することにより、液体吐出口５ｂ側に残留する液体を各連通孔６ｂ，６ｃを介してピストン４，６内からシリンダ７内に吸引する。
【選択図】図４

Description

本発明は、容器内の各種液体を適量ずつ排出するポンプに関し、特に、液だれを防止する、いわゆるバックサクションタイプのポンプに関する。

従来のこの種ポンプは、化粧品やシャンプーの容器に使用され、種々の構成のものが知られている。例えば、シリンダ内を往復動自在のピストンに、吐出口へ通じる通路とこれに連通する横穴とを設け、前記ピストンの押し込み時には、前記横穴を介して前記通路と前記シリンダ内を連通する第１位置となり、前記ピストンの復帰時には、その連通を遮断する第２位置となるシール弁を前記ピストンに取り付ける一方、前記シール弁が第１位置から第２位置へと移動して前記ピストンと前記シール弁との間に形成される空間と前記通路を連通する連通路を設けるとともに、前記シリンダ内に逆止弁を配置したものがある（特許文献１）。

この従来例では、前記ピストンの押し込み時に、前記シリンダ内の液体を吐出口から吐出する一方、前記ピストンの復帰時に、前記シール弁が第１位置から第２位置へと移動して前記横穴を閉じるとともに、吐出口からの液体の吐出を止め、次いで、さらなる前記ピストンの上昇で、前記シール弁との間に空間を形成し、前記吐出口へ通じる通路内を負圧化して、前記通路内に残る液体の一部を、前記連通路を通して前記空間内に引き込む。これによって、前記吐出口近くの残留液を奥へ吸い込んで、液だれを防ぐ一方、さらに前記ピストンが上昇することで、シリンダ内を負圧化し、前記逆止弁を開いて容器内の液体を前記シリンダ内に吸い上げるものである。

実開平３−１１５０６６号公報

従来の構成によると、シール弁が第１位置から第２位置へと移動し、前記シール弁と前記ピストンとの間に空間を形成し、吐出口に通じる通路内を負圧化して、連通路を通して通路内残る液体の一部を前記空間内に引き込む際に、前記空間が小さいこともあって十分な吸引力が得られず、前記空間内に引き込む液体の量が少ないため、吐出口近くの残留液を奥へ吸い込む量も少なく、十分な液だれ防止作用を奏することができないという不都合があった。そして、この液体の吸引時に、横穴は閉じられているので、この横穴は吸引作用には何ら関与していないものである。また、この液体の吸引時には、前記吐出口に通じる通路内とシリンダ内は非連通状態にあるので、逆止弁も吸引作用には何ら関与していないものである。本発明は、前記不都合を解消して、十分な液だれ防止作用を奏することができる液体吐出用ポンプを提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明の請求項１に係る液体吐出用ポンプは、液体を収容する容器本体の上部に設け前記容器内に連通するための開口を有するシリンダと、このシリンダの前記開口を開閉する逆止弁と、前記シリンダ内と液体吐出口を連通するとともにシリンダに対して上下往復動可能に設けられたピストンと、このピストンに伴われて上下動し、前記ピストン内と前記シリンダ内とを連通あるいは非連通状態とするシール弁とを備えてなり、前記ピストンは、上下に間隔をおいて前記シリンダ内に連通するための第１及び第２の連通孔を有するとともに、前記シリンダ内に配置したスプリングによって上方に弾発付勢され、前記シール弁は、前記ピストンとともに最上位位置にあると、前記ピストン内と前記シリンダ内を非連通状態とし、前記ピストンが弾発力に抗して下降すると、前記ピストン内と前記シリンダ内を連通状態にし、前記ピストンが所定位置に至ると、前記ピストンとともに下降して連通状態を維持したまま最下位位置に至り、最下位位置から前記ピストンが弾発力で上昇すると、前記ピストンとともに上昇し、所定位置に至ると、前記ピストン内と前記シリンダ内を非連通状態にして、前記ピストンとともに最上位位置に復帰するように構成したものである。

同じくこの目的を達成するため本発明の請求項２に係る液体吐出用ポンプは、上記請求項１の構成において、前記逆止弁は、前記スプリングによって前記シリンダに弾接支持した筒状ストッパとの間に配置した前記スプリングよりも弾発力が弱いスプリングによって閉鎖方向に弾発付勢されるように構成したものである。

前記ピストンが最下位位置から上昇する過程で、前記ピストン内が前記シリンダ内と連通状態にある間、前記シリンダ内の容積が増えることで、前記シリンダ内は容器外部よりも負圧状態になるので、前記ピストン内の液体を各連通孔から前記シリンダ内に吸引し、これにともなってポンプの液体吐出口側に残留する液体を前記ピストン内に吸引し、液だれを防止する。このとき逆止弁は、筒状ストッパとの間に配置したスプリングによって不用意な動作が抑制され、安定した閉鎖状態を維持する。

本発明の請求項１に係る液体吐出用ポンプによれば、ピストンに設けた第１及び第２の連通孔を介してポンプの液体吐出口側に残留する液体をシリンダ内に吸引し、従来よりも多くの液体を瞬時に吸引できるので、吸引動作は確実なものとなり、液だれを確実に阻止することができるという効果を奏する。

また、本発明の請求項２に係る液体吐出用ポンプによれば、ポンプの液体吐出口側に残留する液体をシリンダ内に吸引する際に、逆止弁は安定した閉鎖状態を維持するので、吸引動作はより確実なものとなり、液だれを確実に阻止することができるという効果を奏する。

本発明の好適な一実施形態においてピストンが最上位位置にある待機状態時を示す中央縦断面図。 同じくピストンの下降による液体の吐出動作時を示す中央縦断面図。 同じくピストンが最下位位置ある吐出終了時を示す中央縦断面図。 同じくピストンの上昇による液体の吸引動作時を示す中央縦断面図。

以下、本発明の好適な一実施形態について説明する。図１〜図４に示すように、合成樹脂製で有底円筒状の容器本体１（一部のみ図示）の上部小径部１ａの外周面には雄ネジが刻設され、この上部小径部１ａに、内周面に雌ネジが刻設されたポンプ取付筒２が螺着されている。このポンプ取付筒２には、容器本体１内に充填された液体を適量ずつ、容器本体１外に排出するポンプ３が取り付け固定されている。このポンプ３の上端に位置するほぼ円筒状の上部ピストン４には、駆動ヘッド５の嵌合筒５ａが嵌合されている。前記駆動ヘッド５の外周面下端は、ポンプ取付筒２の上面に一体的に立設された環状の突壁２ａの内側に対応位置している。また、前記駆動ヘッド５には、前記嵌合筒５ａを介して前記上部ピストン４内に連通するように液体吐出口５ｂを設けている。

ここで、ポンプ３の構成について説明する。上部ピストン４はポンプ取付筒２のガイド孔２ｂに昇降可能に支持され、下部は大径部４ａとなって段部４ｂを形成し、前記大径部４ａは、その外周面が前記ポンプ取付筒２のガイド壁２ｃの内周面に摺接可能に形成されている。この上部ピストン４には、下部ピストン６の上端部が嵌着固定されている。前記下部ピストン６は、上部は円筒状で下部は丸棒状であり、これらの境界部分にはスカート部６ａが形成され、前記上部には上下各一対の連通孔６ｂ、６ｃが設けられている。また、前記スカート部６ａの下端には、係合段部６ｄが設けられている。

ピストン４，６がその内部を上下往復動するほぼ円筒状のシリンダ７は、その上端の環状突壁７ａがポンプ取付筒２の嵌合溝２ｄに嵌合されるとともに、環状鍔部７ｂがパッキン８を介して前記ポンプ取付筒２と容器本体１に上下から挟持されることで、固定されている。前記シリンダ７の下端には開口９が設けられ、この開口９に隣接する内面には弁座１５が設けられ、この弁座１５には逆止弁であるボール弁１０が配置されている。また、前記弁座１５近傍には、環状で下端部分が鍔状に拡径された係止部１１ａを有する筒状ストッパ１１が配置されている。この筒状ストッパ１１の内径は、下部ピストン６の丸棒状部分が突入するのに十分な大きさを有している。

筒状ストッパ１１の係止部１１ａと下部ピストン６の係合段部６ｄとの間にはスプリング１２が配置されて、前記下部ピストン６を上方へ弾発付勢する一方、前記筒状ストッパ１１を下方に弾発付勢している。また、前記筒状ストッパ１１の内周面に形成した段部１１ｂとボール弁１０の間にはスプリング１３が配置されて、前記ボール弁１０を下方に弾発付勢し、前記筒状ストッパ１１を上方に弾発付勢している。このスプリング１３の弾発力は、前記スプリング１２の弾発付勢力よりは弱く設定され、前記筒状ストッパ１１を上方へ移動させることはできない一方、シリンダ７内の圧力が容器本体１内の圧力より所定以上小さくなるまでは、前記ボール弁１０を便座１５に密着させて閉鎖状態を維持できるように設定している。

下部ピストン６の上部外周面とシリンダ７の内周面との間には、下部で連結された２重環状のシール弁１４が、摺動可能に配置されている。このシール弁１４は、その内環１４ａ内周面全周に間隔をおいて多数形成した突縁で、下部ピストン６の各一対の連通孔６ｂ、６ｃの間の外周面に適宜な摩擦力を介して摺接する一方、その外環１４ｂ上下両端部の外周面でシリンダ７の内周面に適宜な摩擦力を介して摺接している。このシール弁１４の前記下部ピストン６との摺接面である各突縁の間には、多数の凹溝が全周にわたって存在し、これら凹溝によって上下空間を連通している。

シール弁１４は、図１に示すピストン４，６が最上位位置にある待機状態時には、内環１４ａの下端が下部ピストン６のスカート部６ａに密接し、外環１４ｂの上端がポンプ取付筒２の突壁２ｃの下端に密接して、シリンダ７内の空間と上下各ピストン４，６内の空間を遮断状態としている。一方、図３のピストン４，６が最下位位置にある吐出終了時には、前記シール弁１４は、外環１４ｂの下端がシリンダ７の段部７ｃに密接し、内環１４ａの上端が上部ピストン４の段部４ｂに密接して、シリンダ７内の空間と上下各ピストン４，６内の空間を連通状態としている。

続いて、上述のように構成したポンプ３の動作を説明する。容器本体１内に液体（図示せず）が充満している待機状態において（図１参照）、駆動ヘッド５を押し下げると、上下各ピストン４，６もスプリング１２の弾発力に抗して下降し、下部ピストン６のスカート部６ａはシール弁１４の内環１４ａ下端から離反して、遮断状態であったシリンダ７内の空間と下部ピストン６内の空間を連通孔６ｂ及び凹溝と連通孔６ｃを介して連通状態とする。これによって、前記シリンダ７内におけるスカート部６ａから下の空間の圧力が高まり、この圧力によって前記スカート部６ａから下の空間の液体は、連通孔６ｃを通るとともに、シール弁１４の凹溝から連通孔６ｂを通って下部ピストン６内に移動し始める。

駆動ヘッド５の下降にともない、上部ピストン４の段部４ｂとシール弁１４の内環１４ａの上端が密接し、前記シール弁１４は上下各ピストン４，６とともに下降して、シリンダ７内におけるスカート部６ａから下の空間の圧力がより高まると、上下各ピストン４，６内の液体が液体吐出口５ｂから吐出され始める（図２参照）。さらに駆動ヘッド５を押し下げて、シール弁１４の外環１４ｂの下端がシリンダ７の段部７ｃに密接すると、下降が阻止され、下部ピストン６は最下位位置に達する（図３参照）。この状態でピストン７内の液体への圧力は最大となり、液体吐出口５ｂからの液体の吐出動作は終了する。そして、液体吐出口５ｂ内には液体が残留し、液体の粘度によっては、表面張力で前記液体吐出口５ｂから突出した状態となる。

ここで、駆動ヘッド５に加えていた押し下げ力を解除すると、スプリング１２の弾発力で上下各ピストン４，６は上方に移動するので、シリンダ７内の容積は増加して、容器外部に対して負圧となり、前記上下各ピストン４，６内の液体は連通孔６ｂ及び凹溝と連通孔６ｃを通ってシリンダ７内に引き込まれ、これとともに液体吐出口５ａ内に残留する液体はピストン４，６内に引き込まれる（図４参照）。これによって、液だれが防止される。

この時、ボール弁１０はスプリング１３の弾発力で便座１５に密接して閉鎖状態を維持するので、シリンダ７内の圧力が下がっても容器本体１内の液体が前記シリンダ７内に流入することはなく、前記シリンダ７内の負圧状態は維持されて、前述した上下各ピストン４，６内の液体を連通孔６ｂ及び凹溝と連通孔６ｃを通ってシリンダ７内に引き込む吸引動作及び液体吐出口５ａに残留する液体をピストン４，６内に引き込む吸引動作は確実になされる。また、上下各一対の連通孔６ｂ、６ｃから液体を引き込むので、この吸引動作は連通孔が一つの場合よりも迅速になされる。

上下各ピストン４，６が上昇して、スカート部６ａにシール弁１４の内環１４ａの下端が当接すると、シリンダ７内と上下各ピストン４，６内とは遮断状態になるので、前述の吸引動作は停止し、前記シール弁１４は上下各ピストン４，６とともに上昇する。さらに上下各ピストン４，６が上昇すると、シリンダ７内の圧力はより小さくなっていき、所定圧力以下になると、スプリング１３の弾発力に抗してボール弁１０が開放状態となって、シリンダ７内に容器本体１内の液体が流入する。この流入によって、シリンダ７内の圧力が一定以上になると、ボール弁１０はスプリング１３の弾発力で再び閉鎖状態に復帰し、シリンダ７内と容器本体１内を非連通状態とする。

さらに上下各ピストン４，６が上昇して、シール弁１４の外環１４ｂの上端がポンプ取付筒２のガイド壁２ｃの下端に当接すると、駆動ヘッド５、上下各シリンダ４，６及びシール弁１４の上昇動作は停止し、次の動作に備える待機状態（図１参照）となる。

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、上部ピストン４と下部ピストン６は、別体ではなく一体に形成しても良い。また、各連通孔６ｂ、６ｃは、それぞれ一対に限定されず，例えば３つずつ設けても良い。

１ 容器本体
２ ポンプ取付筒
２ａ 突壁
２ｂ ガイド孔
２ｃ ガイド壁
２ｄ 嵌合溝
３ ポンプ
４ 上部ピストン
４ａ 大径部
４ｂ 段部
５ 駆動ヘッド
５ａ 嵌合筒
５ｂ 液体吐出口
６ 下部ピストン
６ａ スカート部
６ｂ、６ｃ 連通孔
６ｄ 係合段部
７ シリンダ
７ａ 環状突壁
７ｂ 環状鍔部
７ｃ 段部
８ パッキン
９ 開口
１０ ボール弁
１１ 筒状ストッパ
１１ａ 係止部
１１ｂ 段部
１２，１３ スプリング
１４ シール弁
１５ 便座

Claims (2)

1. 液体を収容する容器本体の上部に設け前記容器本体内に連通するための開口を有するシリンダと、このシリンダの前記開口を開閉する逆止弁と、前記シリンダ内と液体吐出口を連通するとともにシリンダに対して上下往復動可能に設けられたピストンと、このピストンに伴われて上下動し、前記ピストン内と前記シリンダ内とを連通状態あるいは非連通状態とするシール弁とを備えてなり、
   前記ピストンは、上下に間隔をおいて前記シリンダ内に連通するための第１及び第２の連通孔を有するとともに、前記シリンダ内に配置したスプリングによって上方に弾発付勢され、
   前記シール弁は、前記ピストンとともに最上位位置にあると、前記ピストン内と前記シリンダ内を非連通状態とし、前記ピストンが弾発力に抗して下降すると、前記非連通状態を連通状態にし、前記ピストンが所定位置に至ると、前記ピストンとともに下降して連通状態を維持したまま最下位位置に至り、最下位位置から前記ピストンが弾発力で上昇すると、前記ピストンとともに上昇し、所定位置に至ると、前記ピストン内と前記シリンダ内を非連通状態にして、前記ピストンとともに最上位位置に復帰するように構成したことを特徴とする液体吐出用ポンプ。
2. 前記逆止弁は、前記スプリングによって前記シリンダに弾接支持した筒状ストッパとの間に配置した前記スプリングよりも弾発力が弱いスプリングによって閉鎖方向に弾発付勢されるように構成したことを特徴とする請求項１記載の液体吐出用ポンプ。
   

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