JP2017064591A - 噴霧機構の封止構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ式噴霧機構等のアキュムレーター部内での封止用ボールによる封止を向上させる。【解決手段】容器の開口部に取り付けられるポンプ式噴霧機構のポンプハウジング20h内のアキュムレーター部21内で内容液吐出用のステムが押下されることにより前記アキュムレーター部21内に貯留した内容液が前記ステムの吐出口から噴口部に向かって吐出される。容器内の内容液を吸い上げるディップチューブの上端部が接続する前記アキュムレーター部21の下端部29の上方には封止用ボール（ボール弁）26が配設される。ステムの中間部外周面には環状の突条部が配設されて、前記ポンプハウジング20hの上部の封止が行われる。前記封止用ボール26が封止を行う前記アキュムレーター部21の接合内周面（弁座部）27を内側方向に膨出する曲面に形成する。ステムの中間部外周面に設けた環状の突条部の上面側が外側に向かって膨出する曲面に形成する。【選択図】図３

Description

本発明は、内容液が収容される容器の開口部に設備されるポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構内に備えられた内容液を吸い上げるポンプ部又は内容液の噴射の開閉を行うバルブ部に配設されるボール弁と当該ボール弁によって通路が封止される弁座部との封止構造に関するものである。

この種の従来品としては、例えばポンプ式噴霧機構であれば、下記特許文献１に記載のものを挙げることができる。
下記特許文献１に記載のものにおいては、トリガー部のガタ付きを防止することと、ロック動作の円滑化を課題とするものであるが、本願発明と同種のポンプ式噴霧機構の開示があり、噴霧される内容液を容器内に収容し、その容器の上端の開口部にポンプを設け、トリガー或いは押しボタンによってポンプハウジングの上端から上方に延長する内容液吐出用のステムを押下して、容器内部の内容液を噴口部から外界に噴霧できるものである。

この噴霧機構のポンプハウジング内の下方部にはアキュムレーター部が設けられ、このアキュムレーター部の下端に配設された封止用ボールが前記アキュムレーター部下端に連結されたディップチューブから吸い上げられた内容液を内部に貯留した状態で、上方の内容液吐出用のステムが押下される動作に伴って、内部のピストン部も下方に移動し、前記内容液が前記アキュムレーター部の貯留部からステムの導通路を通過してステムの上端から吐出され、その後噴口部へと押し出され噴口から外界へと噴霧されるのである。

図８は、上記従来のポンプ式噴霧機構における内部構造を省略したポンプハウジングのアキュムレーター部の断面を図示しており、その（Ａ）が封止用ボールを取り除いた状態を示し、その（Ｂ）が（Ａ）図のＢ部の拡大図を示し、その（Ｃ）が封止用ボールを配置した状態を示し、その（Ｄ）が（Ｃ）図のＤ部の拡大図を示している。

これらの図から解る通り、アキュムレーター部４０の下端部４１にはディップチューブの上端部が連結され、このディップチューブから容器内の内容液がアキュムレーター部４０内に吸い上げられる。
この下端部４１の少し上方には細径部４２が設けられ、この細径部４２の上方にはその内径が徐々に大きくなるテーパー部（弁座部）４３が形成され、このテーパー部４３に封止用ボール４５が封止用のボール弁として配置される。

このようにして、封止用ボール（ボール弁）４５がテーパー部（弁座部）４３と接合してアキュムレーター部４０の内部に内容液を貯留した状態で封止を行うことができ、図示はされていないが、上方からステム及びピストン部を押下することによりこのアキュムレーター部４０内に貯留した内容液がステムの導通路を通過して噴口部へと押し出され、噴口から内容液が外界に噴霧されるのである。

そして、この従来例においては、上記した通り、封止用ボール（ボール弁）４５がアキュムレーター部４０のテーパー部（弁座部）４３と接合して封止が行われるのであるが、この従来のテーパー部（弁座部）４３の接合内周面は直線的な平面から形成されており、いわば逆円錐形の周面と同一面から構成されているのである。
尚、本明細書においては、上記の通り、封止用ボールを「ボール弁」と特定し、この封止用ボールが通路を封止する部位を「弁座部」と特定している。

特開２０１５−１１２５２２号公報

本発明においては、上記従来の封止用ボール（ボール弁）と当該封止用ボールが接合するアキュムレーター部のテーパー部（弁座部）の接合内周面の形態を改良することによって、両者の封止をより向上させることがその課題である。
また、このボール弁と弁座部との封止構造は、例えばエアゾール容器の定量噴射機構等のエアゾール式噴霧機構内に配設されるボール弁と弁座部の構造にもそのまま適用できるものである。

上記課題を解決するために、本発明の第１のものは、ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構に備えられた内容液を吸い上げるポンプ部又は内容液の噴射の開閉を行うバルブ部に配設されるボール弁と当該ボール弁によって通路が封止される弁座部との封止構造において、ボール弁が弁座部を封止する当該弁座部の接合内周面を内側方向に膨出する曲面に形成したことを特徴とする噴霧機構の封止構造である。

本発明の第２のものは、上記第１の発明において、ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構において、ポンプ部又はバルブ部から上方に延長するステムを押下する手段がトリガー式又は押しボタン式であることを特徴とする請求項１に記載の噴霧機構の封止構造である。

本発明の第１のものにおいては、ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構に備えられた内容液を吸い上げるポンプ部又は内容液の噴射の開閉を行うバルブ部に配設されるボール弁と当該ボール弁によって通路が封止される弁座部との封止構造において、ボール弁が弁座部を封止する当該弁座部の接合内周面を内側方向に膨出する曲面に形成したことにより、前記ボール弁と前記弁座部とがより密接に接合することができ、その封止効果を従来よりも向上させることができた。
この封止効果については、以下の詳細な説明において説明する

本発明の第２のものにおいては、上記第１の発明において、前記ポンプ部又はバルブ部から上方に延長するステムを押下する手段を特定したものであり、それらがトリガー式又は押しボタン式のものであることを明確にしたものである。

容器のキャップ部に取り付けられた本発明のポンプ式噴霧機構に係る一実施形態を図示した断面説明図であって、非作動状態を示している。 図１に示した実施形態の作動状態を図示している。 上記実施形態に係るポンプ式噴霧機構における内部構造を省略したポンプハウジングのアキュムレーター部の断面を図示しており、その（Ａ）が封止用ボールを取り除いた状態を示し、その（Ｂ）が（Ａ）図のＢ部の拡大図を示し、その（Ｃ）が封止用ボールを配置した状態を示し、その（Ｄ）が（Ｃ）図のＤ部の拡大図を示している。 上記実施形態におけるステムの中間外周面に設けた環状突条部とポンプハウジングの上面を閉鎖する上面部との封止状態を示す拡大断面図である。 ボール弁と弁座部のシール性を検証する第1の実験方法を示す説明図である。 ボール弁と弁座部のシール性を検証する第２の実験方法を示す説明図であって、トリガー形式のポンプ式噴霧機構の下端部にＵ字管を連結したものであり、その（Ａ）が図８に図示した従来のものを示し、その（Ｂ）が上記本発明に係るものを示している。 ボール弁と弁座部を有する従来のエアゾール式噴霧機構を示す縦断面図である。 従来のポンプ式噴霧機構における内部構造を省略したポンプハウジングのアキュムレーター部の断面を図示しており、その（Ａ）が封止用ボールを取り除いた状態を示し、その（Ｂ）が（Ａ）図のＢ部の拡大図を示し、その（Ｃ）が封止用ボールを配置した状態を示し、その（Ｄ）が（Ｃ）図のＤ部の拡大図を示している。

以下、添付の図面と共に本発明の実施形態について説明する。
尚、以下の実施形態では、ポンプ式噴霧機構を一つの例示として示すが、この封止構造はそのまま例えばエアゾール式噴霧機構においても適用することができるものである。

図１は、容器のキャップ部に取り付けられた本発明のポンプ式噴霧機構に係る一実施形態を図示した断面説明図である。
この実施形態では、ステムを押下する構造がトリガー形式のものであり、且つステムの押下を防止するストッパー部材が設けられており、この図は非作動状態を図示している。
図２は、上記図１に示した同じ実施形態を図示しており、その作動状態つまり噴霧状態を図示している。

本発明に係るポンプ式噴霧機構１０（以下単に「噴霧機構」という。）は、キャップ部Ｃに取り付けられており、本体部１１と、この本体部１１の後方の回動部１２で回動自在に取り付けられたトリガー部１３と、略直角方向に折曲する押下ボタン部１５と、本体部１１の下端部に連結されたポンプ部２０とから成る。

ポンプ部２０の下方側がアキュムレーター部２１となっており、このアキュムレーター部２１の内部で上下に往復動するピストン部２２が配備され、このピストン部２２はステム３０に対してコイルスプリングにより常に下方に付勢され、またこのピストン部２２の軸芯部には内容液吐出用の前記ステム３０が貫通し、ステム３０の下端部にはコイルスプリング受部２３が設けられてこの下方に位置するコイルスプリングによりステム３０は常に上方に付勢されている。

これによりステム３０が押下されると、このピストン部２２も下方に移動する。
ステム３０の軸芯部には内容液の導通路が形成されており、ステム３０の上端部に連結する前記押下ボタン１５の導通路と連通している。この押下ボタン１５の導通路の先端部に噴口１７が形成されている。つまり、この押下ボタン１５自体が噴口部材を構成している。

従って、押下ボタン１５は、トリガー部１３のレバー１４を引き寄せると、下方に押下され、同時にステム３０も押下され、これに伴いピストン部２２も押下されることによって、アキュムレーター部２１内に貯留している内容液が圧縮されて、ステム３０の導通路内に流入し、その後押下ボタン１５内の導通路を通過して噴口１７から内容液が外界に噴霧されることとなるのである。

この内容液が噴霧されている状態を図２が示している。
この図２から解る通り、トリガー部１３のレバー１４を引き寄せるためには、ロック部材２５を後方に向けて引き出さねばならない。図２では、このロック部材２５が後方に引き出され、レバー１４を引き寄せて、内容液が噴口１７から外界に噴霧されている状態である。

この内容液が噴口１７から噴霧されている間、アキュムレーター部２１の下端に位置する封止用ボール２６がアキュムレーター部２１の下端の開口部を封止しているのである。
本発明においては、この封止用ボール２６とアキュムレーター部２１の接合内周面２７との構成が特徴部分となっている。
ここで、上記封止用ボール２６がボール弁を意味し、アキュムレーター部２１の下端の開口部の接合内周面２７の部位が弁座部を意味することとなる。

他方、ポンプ部２０の内部で上下に往復動するピストン部２２の上下運動を区画する空間の上端部を封止するのが、本体部１１の下端面となり、この下端面がポンプ部２０のポンプハウジング２０ｈの上端面３１を構成することとなる。この上端面３１がポンプハウジング２０ｈの上部封鎖部となる。
この上端面３１の略中心部を貫通して、ステム３０が上下に往復動することができる。

従って、ステム３０が押下されない、静止時（非作動状態）では、このステム３０と上記上端面３１とが封止されている必要がある。というのも、容器の封鎖状態を維持するためである。
他方、内容液を噴霧した後、非作動状態に至る間には、容器内への外気の導入が必要となる。

この外気導入の構成は、以下のようになる。
ポンプハウジング２０ｈの上端を閉鎖する上端面（上部封鎖部）３１とステム３０との間には隙間があり、同様に、この上面部３１から筒状に上方に延長するガイド部３２と押下ボタン部１５の下方部分にも隙間が設けられており、ステム３０が押下された状態で、上記の隙間からピストン部２２の上方部分の外周の隙間を通り、ポンプハウジング２０ｈに設けた穴部３５から容器内部に外気が導入されるのである。

ここで、上記ステム３０の中間部の外表面の周方向に設けられた環状突条部３６が上面部３１の略中心部に設けた貫通孔（ステム挿通孔）を封止できる構造である。
つまり、ステム３０と上面部３１の隙間を封止できる構成である。
そして、この発明においては、この封止をより効果的に実施するために、上記環状突条部３６の上面側を外側方向に膨出する曲面に形成している点がその特徴となっている。

上記封止用ボール２６とアキュムレーター部２１の接合内周面２７の構成については次の図３により更に詳説する。
図３は、上記実施形態に係るポンプ式噴霧機構における内部構造を省略したポンプハウジングのアキュムレーター部の断面を図示しており、その（Ａ）が封止用ボールを取り除いた状態を示し、その（Ｂ）が（Ａ）図のＢ部の拡大図を示し、その（Ｃ）が封止用ボールを配置した状態を示し、その（Ｄ）が（Ｃ）図のＤ部の拡大図を示している。

これらの断面図及び断面拡大図から解る通り、本発明に係るポンプ部２０のアキュムレーター部２１の下端部２９には、容器内の内容液を吸い上げるためのディップチューブの上端部が連結される。
この下端部２９の少し上方には、細径部２８が設けられ、この細径部２８の上方にはその内径が徐々に拡大する封止用ボール２６が接合する接合内周面２７が設けられている。
上記した通り、この封止用ボール２６がボール弁となり、上記接合内周面２７が弁座部となる。

この接合内周面２７に封止用ボール２６が接合して封止が行われ、アキュムレーター部２１の内部に貯留する内容液を液密状態に封止できるのである。
本発明においては、この接合内周面２７が拡大された図３（Ｂ）及び（Ｄ）に図示した通り、その内側方向に膨出するような曲面に形成されていることが最大の特徴部分なのである。

図４は、上記実施形態におけるステムの中間外周面に設けた環状突条部とポンプハウジングの上面を閉鎖する上面部との封止状態を示す拡大断面図である。
この図から良く分かる通り、ステム３０は、ポンプハウジング２０ｈの上面を封鎖する上面部３１の略中心部を貫通し、上下に往復動可能に形成されている。

このステム３０の略中央外周面には、その周方向に環状突条部３６が形成され、ステム３０と上面部３１との隙間を封止することができる。
この環状突条部３６の上面側が外側方向に膨出するように曲面に形成されている点も本発明の特徴点となっている。
この構成により、ステム３０と上面部３１との隙間はより適切に封止が行われることとなるのである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記封止構造に関する簡単な実験結果について説明を加える。
図５は、上記ボール弁と弁座部とのシール性を検証する第１の実験方法を示す説明図である。

この図に示した通り、水槽Ｓ内に水Ｗを満たし、この水Ｗ内にポンプ部Ｐの下端部を入れ、ポンプ部Ｐの上端部からエアーＡを供給するのである。
供給するエアーの圧力は、０．１ＭＰａである。

その結果は、図８に示した従来のもの、即ち、弁座部の接合内周面がテーパー状の平面的なものにあっては、空気の泡がブクブク水槽内に流れ込むが、本発明に係る上記弁座部の接合内周面が曲面形状に膨出しているものにあっては、殆ど空気の泡は流れ込まなかった。
但し、従来のものであっても、精製水等の内容液の吸い上げなどのポンプ製品としての機能は満たすものである。

図６は、同様に上記ボール弁と弁座部とのシール性を検証する第２の実験方法を示す説明図であり、トリガー形式のポンプ式噴霧機構の下端部にＵ字管を連結したものであって、その（Ａ）が図８に図示した従来のものを示し、その（Ｂ）が上記本発明に係るものを示している。

このＵ字管の中に水Ｗを入れた状態で、ポンプ式噴霧機構Ｐ１、Ｐ２のトリガーレバーＬ１、Ｌ２を複数回引き寄せるように操作して、Ｕ字管内部のエアーＡを外部に吐出させるのである。
その結果、（Ａ）図の従来のものにあっては、Ｕ字管内部の水Ｗの水面Ｘがポンプ作動時に上下して、左右の両水面Ｘ、Ｘはほぼ同じ状態（略水平のまま）を維持するのであった。

他方、（Ｂ）図の本発明のものにあっては、図示した通り、作動回数に応じて、ポンプ取り付け側の水面Ｘ（右側水面）が上方に引き上げられた状態を維持するものであった。
このように上記２つの実験結果から、本発明に係るボール弁と弁座部の構造が従来のそれよりも明白にそのシール性が高いことが証明された。

ここで、従来のエアゾール式噴霧機構の一例を示す。
図７は、従来からあるエアゾール式噴霧機構の縦断面図を示しており、その内部にボール弁と弁座部を備えるものである。
このエアゾール式噴霧機構のバルブ５０には、その下端部にボール弁５６が内設されたボール弁収納部５１が接続し、このボール弁収納部５１の下端部にディップチューブ５８が接続する。

上記バルブ５０の内部には、バルブステム５２が上下往復動可能に設備され、このバルブステム５２は、コイルスプリングにより常に上方に付勢され、不使用状態でバルブステム５２は最上位に位置して、バルブステム５２の側壁に設けられた横孔は封止された状態となる。

バルブステム５２が押下されると、上記横孔が開放され、エアゾール容器の内容液は、ディップチューブ５８、ボール弁収納部５１、バルブ５０そしてバルブステム５２の導通路を流通してバルブステム５２の上端吐出口へと流出する。

ここで上記噴射が行われると、この従来例では、ボール弁５６の作動により、内容液の吐出が一定量となる定量噴射機構を有するものとなっている。

即ち、このボール弁５６の作用により、バルブステム５２が押下されると、前記ボール弁５６がボール弁収納部５１の下端内面である接合内周面５７と接合して封止が行われ、エアゾール容器内の内容液の供給が停止されて、ボール弁収納部５１及びバルブ５０内部の内容液のみが外部に吐出され、そしてボール弁５６が上方に移行して通路を封止するため、一定量の内容液の噴射が行われることとなるのである。

当該一定量の噴射が行われ、バルブステム５２が元の上方位置に復帰すると、ボール弁５６の上部の内圧は低下した状態となっており、ボール弁５６の上方での封止においては一部に通路５４が設けられているために、内容液はボール弁５６の上方に流入し、ボール弁５６は自重で最初の状態に復帰するのである。
以上の動作を繰り返して定量噴射が行われる。

ここで、この従来のエアゾール式噴霧機構においては、上記ポンプ式噴霧機構と同様に、ボール弁５６と共同して封止を行うボール弁収納部５１の下端内面である接合内周面５７は、逆円錐形状の表面形状を有しており、即ち、傾斜した平面から成るものであった。

本発明においては、このようなボール弁５６と接合内周面５７との両者の接合構造（図８に示した構造と同じ構造）を改良して、前記接合内周面を内側方向に膨出した湾曲面（図３示した構造と同じ構造）に形成したことをその特徴とするものである。
このように、本発明に係るボール弁と弁座部との接合構造は、エアゾール式の噴霧機構においても適用することができるものである。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明においては以下の通り種々設計変更することが可能である。
先ず、上記実施形態においては、ポンプ式噴霧機構を例示して説明したが、本発明に係るボール弁と弁座部の封止構造は、上記した通りそのままエアゾール式噴霧機構にも適用できるものである。
即ち、エアゾール式噴霧機構においても、例えば定量噴射機構を備えたものにあっては、このボール弁と弁座部との構成をそのまま適用することができるからである。

次に、上記実施形態においては、トリガー形式の噴霧機構について説明したが、トリガー形式でなく押しボタン形式のものであってもよい。
このトリガー式又は押しボタン式構造も、エアゾール式噴射機構にもそのまま適用することができる。
ポンプハウジングの内容積についても、所望のサイズのものとして実施することができる。
同様に、アキュムレーター部のピストン部の上下の行程長さも自由に設計変更することができる。

勿論、封止用ボールの直径も適宜必要に応じて設計変更することができ、この封止用ボールが接合する弁座部の接合内周面の内側方向への膨出高さも自由に設計変更することができる。
同様に、ステムの中間外周面に設けた環状突条部の上面側の膨出高さも自由に設計変更することができる。

以上、本発明においては、ボール弁とこれに接合する弁座部との封止構造を改良したことにより、ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構の封止効果をより向上させることができたものである。

１０ ポンプ式噴霧機構
１１ 本体部
１２ 回動部
１３ トリガー部
１４ レバー
１５ 押下ボタン部
１７ 噴口
２０ ポンプ部
２０ｈ ポンプハウジング
２１ アキュムレーター部
２２ ピストン部
２３ コイルスプリング受部
２６ 封止用ボール
２７ 接合内周面
２８ 細径部
２９ 下端部
３０ ステム
３１ 上端面
３５ 穴部
３６ 環状突条部

Claims (2)

1. ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構に備えられた内容液を吸い上げるポンプ部又は内容液の噴射の開閉を行うバルブ部に配設されるボール弁と当該ボール弁によって通路が封止される弁座部との封止構造において、
   ボール弁が弁座部を封止する当該弁座部の接合内周面を内側方向に膨出する曲面に形成したことを特徴とする噴霧機構の封止構造。
2. ポンプ式噴霧機構又はエアゾール式噴霧機構において、ポンプ部又はバルブ部から上方に延長するステムを押下する手段がトリガー式又は押しボタン式であることを特徴とする請求項１に記載の噴霧機構の封止構造。