JP2023010355A - ポンプ式吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未使用の状態で放置された後、最初に使用する場合に、内容物を迅速に、また容易確実に吐出することのできるポンプ式吐出装置を提供する。【解決手段】軸状弁体３６がピストン３１に共連れして下降した場合にピストン３１が予め定めた下限位置に達する以前に軸状弁体３６に係合して軸状弁体３６の下降を阻止する下降阻止部を有する。下降阻止部は、ピストン３１を収容しているシリンダ１９の下端部に設けられているボール弁４４のボール４６であってよい。あるいは軸状弁体３６の上方向への抜け止めを行っている係止体４０の上端部に上側から当接するように軸状弁体３６に設けた、半径方向に突出した突部であってもよい。【選択図】図３

Description

この発明は、容器に取り付けられてその内容物を吐出させる吐出装置に関し、より具体的には、ノズル部と連動するピストンの上下動によって、内容物を容器から吸入し、かつその内容物を加圧して吐出するように構成されたポンプ式の吐出装置に関するものである。

この種の装置によれば、容器を開栓したり、持ち上げたり、さらには傾けたりすることなく内容物を吐出させることができ、さらには通常使用する定量を吐出させることができるなど、容器あるいは容器に入れられた商品の利便性を向上させることができる。この種の装置は、シャンプーやハンドソープ、ボディーソープなどの粘性流体や泡状流体である洗浄剤を商品とした容器に使用されることがあり、その一例が特許文献１に記載されている。

その構成の概略を説明すると、特許文献１に記載された装置は、ボトルの口部に取り付けられる空気シリンダを備えており、その空気シリンダの半径方向内側でかつ同心円上に液体シリンダが一体に構成されている。空気シリンダの内面に摺接する空気ピストンと液体シリンダの内面に摺接する液体ピストンとは同心円上に配置され、かつ、一体化されている。中心側の液体ピストンを貫通して流路が形成されており、その流路は、液体シリンダと液体ピストンとによって区画される液室とノズルとに連通している。また、その流路には、液体ピストンがボトル側に移動した場合に開いてノズルと液室とを連通させ、これとは反対側に液体ピストンが移動した場合に閉じてノズルと液室との連通を遮断する開閉弁が設けられている。その開閉弁は、軸線方向に延びる軸状部材を有しており、その軸状部材は上述した流路内に配置されている。その軸状部材におけるボトルとは反対側の一端部（上端部）に、ボトルとは反対側（上側）に向かって外径が次第に増大するテーパ状を成す弁体部が形成されている。これに対して、その弁体部に密着するロート状の弁座部が液体シリンダのボトルとは反対側の一端部（上端部）に形成されている。さらに、液体ピストンを押し上げて元の位置に復帰移動させるスプリングが設けられている。

したがって、ノズル部を介した液体ピストンの押し下げを解除すると、スプリングが液体ピストンを押し上げることにより弁座部と弁体部とが密着して開閉弁が閉じるとともに、液体ピストンが上限位置に保持される。このように軸状部材は、スプリングによって押し上げられた液体ピストンの弁座部を弁体部に密着させて開閉弁を閉じるとともに液体ピストンの上昇を規制するように機能するから、上方向へ移動しないように構成されていればよい。これに対して軸状部材は、液体ピストンが押し下げられた後、上昇する過程でその弁部が孔部に接触して孔部を閉じる必要があるので、液体ピストンが下限位置程度まで押し下げられる過程で下降する必要があり、したがって軸状部材は下方向には移動可能になっている。

特許第５４３５７９４号公報

上述したノズル部に押し下げ力を加えない状態では、液体ピストンにスプリングによる押し上げ力が常時掛かっているので、液体ピストンに設けられている弁座部と軸状部材の上端部に設けられている弁体部とが密着している。これらの液体ピストンや軸状部材あるいは弁座部と弁体部とは、製造の容易性などの要請で熱可塑性樹脂などの合成樹脂製とするのが通常であり、そのため、弁座部と弁体部とが荷重が掛かったままある程度長い時間、接触していると、両者が固着した状態になる。特に、未使用状態のためにそれらの接触面に洗浄剤などの内容物が未だ付着しておらず、また保管箇所の気温が高いことより弁座部や弁体部が軟化し易い場合には、弁座部と弁体部とがテーパ形状であることと相まって、両者が固着した状態になり易い。

このようないわゆる固着状態でノズル部を押し下げた場合、液体ピストンが押し下げられるだけでなく、軸状部材も液体ピストンと共に下降してしまう。すなわち、軸状部材は、前述したように、上方向の移動は規制されているものの、下方向には移動可能になっており、しかも過去に使用したことのない最初の使用（押し下げ）の場合には、液体ピストンの内部に洗浄剤などの内容物が入っておらずに圧縮性の空気のみが入っている。そのため、液体ピストンの下降によって液体シリンダの内容積が減少し、かつ内圧が上昇するとしても、その圧力は、軸状部材の下降を阻止して、弁座部から弁体部を剥がすほどには高くないから、軸状部材が液体ピストンに固着したまま液体ピストンと共に下降してしまう。

こうしてノズル部を押し下げた後、その押し下げ力を解除すると、液体ピストンがスプリングの弾性力で押し上げられる。それに伴って液体ピストンが挿入されている液体シリンダの内容積が増大するが、その場合、液体ピストンの下降によって圧縮された空気が膨張するものの、液体シリンダの内圧が負圧にならないので、内容物を液体シリンダの内部へ吸入することができない。

このように、使用開始時に、ノズル部を一回もしくは数回押し下げても、いわゆる空打ちになってしまって内容物を吐出させることができない事態が生じることがある。しかしながら、従来では、製造性やコストなどの点からの要請で上述した基本的な構成を維持しており、使用開始時における上述した不都合を解消するための有効な手段を開発する余地があった。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、未使用の状態で、高温での保管を経て最初に使用するなどの場合に、いわゆる空打ちを抑制して、内容物を直ちに吐出させることができる利便性に優れたポンプ式吐出装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、内容物を収容する容器本体の上部開口部に取り付けられるキャップと、前記キャップに上下動可能に保持され、かつ前記内容物を吐出する吐出口を有するノズル部と、前記ノズル部と共に上下動するピストンと、前記ピストンが密接して嵌合し、前記ピストンの相対的な上昇により内容積が増大して前記内容物を吸入するとともに前記ピストンが相対的に下降することにより内容積が減少して前記内容物を押し出すシリンダと、前記ピストンを上下方向に貫通して形成された孔部に挿入されるとともに上方向には抜け止めされた軸状弁体と、前記軸状弁体の上端部に設けられ、前記孔部に密着嵌合することにより前記孔部を閉じるとともに前記ピストンの上限位置を規定し、かつ前記ピストンが相対的に下降することにより前記孔部を開く弁部とを備えているポンプ式吐出装置において、前記軸状弁体が前記ピストンに共連れして下降した場合に前記ピストンが予め定めた下限位置に達する以前に前記軸状弁体に係合して前記軸状弁体の下降を阻止する下降阻止部を有することを特徴としている。

この発明においては、前記下降阻止部は、前記シリンダの内部に設けられた、前記軸状弁体の下端部を突き当てる突き当て部であってよい。

また、この発明においては、前記シリンダの下端部に、前記シリンダの内容積の増大によって前記内容物を吸収する吸入口が形成され、前記吸入口を前記シリンダの内側から閉じるボール状弁体が、前記シリンダの内部に上下動可能に設けられ、前記突き当て部は、前記ボール状弁体によって構成されていてよい。

そして、この発明においては、前記軸状弁体の下側部分を内部に挿入させ、かつ前記軸状弁体を上方向には係合させて上方向への抜け止めを行うホルダ部材が、前記シリンダの内部に設けられ、前記下降阻止部は、前記ホルダ部材の上端部に上側から当接するように前記軸状弁体に設けられた半径方向への突部によって構成されていてよい。

この発明では、容器本体にキャップを取り付けた状態でノズル部を押し下げると、そのノズル部と共にピストンがシリンダの内部で下降し、シリンダの内容積が減少する。その結果、シリンダの内圧が高くなるので、軸状弁体に対して、シリンダの内部に向けた移動すなわち下降を制限する方向に力が作用し、ピストンが軸状弁体に対して相対的に下降する。シリンダの下端部に吸入口が設けられ、その吸入口のボール状弁体が載せられている構成であれば、そのボール状弁体が吸入口に押し付けられて吸入口を閉じる。

ノズル部の押し下げを解除してノズル部と共にピストンが上昇すると、シリンダの内容積が増大するとともにその内圧が低下し、シリンダの内部への吸入作用が生じる。上記のボール状弁体を設けてある構成であれば、ボール状弁体が開動作して吸入口が開き、容器本体の内部から内容物がシリンダの内部に吸入される。その後に再度、ノズル部を押し下げると、上述したように、軸状弁体に対してピストンが相対的に下降することにより、軸状弁体の上端部に形成されている弁部がピストンの上端部に形成されている孔部から離隔して孔部が開き、その結果、シリンダの内部に吸入した内容物がその孔部を介してノズル部に押し出され、その吐出口から吐出される。

一方、例えば、未使用の状態で初めてノズル部を押し下げた場合、弁部が孔部に固着していると、ノズル部を押し下げることによるピストンの下降と共に軸状弁体が下降することがある。その場合、軸状弁体が設計上決まる所定寸法、下降すると、軸状弁体が下降阻止部に係合し、その下降が規制される。その後、ピストンが更に下降すると、弁部と孔部との固着が外れ、孔部が開く。したがって、シリンダの内部の圧力はその環境の圧力と同じになる。そして、ピストンが上昇する過程で弁部が孔部に接触して孔部が閉じられるから、ピストンが上昇することに伴うシリンダの内圧の低下により、シリンダの内部への吸入作用が生じる。ボール状弁体を設けている構成では、上述したように吸入口が開いて、シリンダの内部に内容物が吸入され、その後にノズル部を押し下げることにより、その内容物がノズル部から吐出する。このように、１回、ノズル部を押し下げた後は、確実に内容物を吐出させることができ、いわゆる空打ちなどを抑制して吐出装置もしくはこれを取り付けた吐出容器の利便性を向上させることができる。

この発明の実施形態に係るポンプ式吐出装置の一例を示す断面図である。 その軸状弁体が液体ピストンに共連れして下降している状態を示す断面図である。 軸状弁体が下降阻止部によって下降が阻止されて液体ピストンに対して相対的に押し上げられた状態を示す断面図である。 液体ピストンが軸状弁体を共連れせずに下限位置まで下降して内容物を吐出した状態を示す断面図である。 係止体と軸状弁体に設けた突部とによって下降阻止部を構成した例を模式的に示す部分断面図である。

図１に、この発明の一実施形態としてのポンプ式吐出装置を断面図で示してある。ここに示すポンプ式吐出装置は、いわゆるポンプフォーマー１であって、この発明における容器本体に相当するボトル２の内部に充填された液状の内容物と、空気とを混合することによって泡を形成し、その泡を吐出するように構成されている。ポンプフォーマー１はボトル２の口部３に着脱可能に装着されるキャップ４を備えていて、そのキャップ４によってボトル２に取り付けるようになっている。具体的には、口部３はボトル２の胴部の上端側に形成された円筒状の開口部であって、その外周面に雄ねじが形成されている。また、その雄ねじに嵌まり合う雌ねじがキャップ４の内周部に形成されている。つまり、キャップ４に口部３をねじ込むことにより、ポンプフォーマー１をボトル２に取り付けるようになっている。

キャップ４は、図１に示すように、口部３の外側を覆いかつ上記の雌ねじが内周部に形成された外円筒部５と、口部３の内部に挿入される軸長の短い内円筒部６を備えている。したがって、外円筒部５は口部３の外径より大きい筒状であり、これら外円筒部５と内円筒部６とは同心円上に位置するようにキャップ４における上面部７から下向きに延びて一体化させて形成されている。さらに、上面部７の中心部は開口していて、その開口部を包囲するようにガイドステム部８が設けられている。ガイドステム部８は、上面部７から上方に延びている円筒状の部分であって、上面部７と一体の部分である。このガイドステム部８によって、ノズル部９が上下動可能に保持されている。

ノズル部９は、ボトル２の内容物を吐出させるための押し下げ操作を行うための部分であり、いわゆるノズルヘッドとして押し下げ力が加えられる天面部１０と、泡を吐出する吐出口に相当するノズル口１１と、当該ノズル口１１に連通する流路Ｐが形成されている円筒状の内筒部１２と、内筒部１２より大径であってかつ内筒部１２と同心円上に形成された円筒状の外筒部１３とを有している。ノズル口１１はデザイン上の要求などに応じて適宜の形状とすることができ、図１に示す例では、上記の流路Ｐから半径方向で外側に延びた形状になっている。

また、各筒部１２，１３は、軸線方向でノズル部９の天面部１０から図１での下方に延びており、内筒部１２の軸長は外筒部１３より長く設定されている。また、内筒部１２の外径はガイドステム部８の内径より僅かに小さく設定されており、したがって、ガイドステム部８の内部に挿入できるようになっている。また、外筒部１３の内径はガイドステム部８の外径より僅かに大きく設定されており、その内側にガイドステム部８を挿入できるようになっている。つまり、半径方向で内筒部１２と外筒部１３との間にガイドステム部８を挿入することにより、ノズル部９はガイドステム部８と各筒部１２，１３とによって案内されて軸線方向に移動するようになっている。また、内筒部１２の外周面とガイドステム部８の内周面との間、および、ガイドステム部８の外周面と外筒部１３の内周面との間には、僅かな隙間が形成されており、それらの隙間がそれぞれ空気流路となっている。それらの空気流路を介して後述する空気シリンダ内に空気が導入されるようになっている。

図１に示す例では、内筒部１２の内周面に、均質な泡を形成するネットホルダ１４が配置されている。このネットホルダ１４は筒状の部材であって、軸線方向での両端部に図示しないネットがそれぞれ取り付けられている。また、ネットホルダ１４を挿入してある内筒部１２の内径は、ネットホルダ１４を配置する位置より上側で細くなっており、ネットホルダ１４は、その内径が大小に変化する段差の部分に突き当てた状態で保持されている。そして、後述するように、空気と混合されることによって泡立てられた内容物がネットホルダ１４を通過することによって、きめ細かく均質な泡が形成されるようになっている。

キャップ４の内部にシリンダ部材１５が保持されている。シリンダ部材１５は、図１に示すように、内円筒部６の外周側に密着嵌合してキャップ４に一体化されており、内円筒部６に嵌合している嵌合部に対してその下側の部分が僅かに小径になっている。また、シリンダ部材１５の上端部には、半径方向で外側に延びる鍔１６が形成されている。鍔１６の外径は口部３の先端部の外径（口部３の開口部の外径）程度もしくはそれより僅かに大きい程度の外径である。そして、口部３の先端部（開口端）と鍔１６の下面（図１で鍔１６の下面）との間に、気密性および液密性を担保するためにシール材１７が挟み込まれている。これら鍔１６とシール材１７とは、口部３にキャップ４をネジによって取り付けることにより、キャップ４における上面部７と口部３の先端部との間に挟み付けられて、口部３を封止するようになっている。

シリンダ部材１５の構成について更に説明すると、ここに示すシリンダ部材１５には、空気をノズル部９に押し出す空気ポンプの一部である空気シリンダ１８と、内容物をノズル部９に押し出す液体ポンプの一部である液体シリンダ１９とが一体に形成されている。空気シリンダ１８は、シリンダ部材１５のうち、軸線方向で上述した嵌合部の下側に形成された大径の部分であって、空気シリンダ１８を構成している周壁部の上端側の一部に、ボトル２の内部に空気を取り入れるための第１吸気孔２０が空気シリンダ１８の板厚方向に貫通して形成されている。

一方、液体シリンダ１９は、空気シリンダ１８より小径の筒状部分であり、空気シリンダ１８と同心円上に形成されている。図１に示す例においては、液体シリンダ１９は、空気シリンダ１８の底部を上側に折り返し、かつその中心側の部分を下向きに更に折り返した形状の筒状になっている。つまり、液体シリンダ１９と空気シリンダ１８とは同心円上でかつ軸線方向に僅かにずれて形成されており、それらの少なくとも一部が半径方向に互いに重なっている。なお、ここに示す例では、液体シリンダ１９は空気シリンダ１８に連続して形成されている。それらのシリンダ１８，１９の境界部分は、図１に示すように、空気シリンダ１８の底部を図１での上方に突出するように湾曲して形成した凸曲面状の部分であり、その境界部分に後述する液体ピストンの鍔が接触することによって、ノズル部９および各ピストンのそれ以上の移動（押し込み）が阻止されるようになっている。この位置が各ピストンをボトル２側に押し込んだ場合におけるノズル部９および各ピストンのストロークエンドすなわち下限位置である。なお、図１に示す例は、ノズル部９が上限位置にある状態を示している。

上記の空気シリンダ１８の内部に、その内周面に気密状態を維持して軸線方向（図１での上下方向）に摺動する空気ピストン２１が嵌合されている。これらの空気シリンダ１８と空気ピストン２１とによって空気ポンプが構成されている。その空気ピストン２１は空気シリンダ１８の内部を図１での上下に区画するピストンヘッド２２と、ピストンヘッド２２と一体となっていて空気シリンダ１８の内周面に接触する摺動部２３とを有している。ピストンヘッド２２によって区画された２つの内部のうち、図１でピストンヘッド２２の下側の内部が空気室２４となっている。摺動部２３は、図１に示す例では、円筒状に形成されており、その円筒状部分の上下二箇所で空気シリンダ１８の内周面に気密性を維持して摺動可能に接触している。そして、摺動部２３は軸線方向に往復動することによって上述した第１吸気孔２０を開閉するようになっている。

ピストンヘッド２２における所定の半径位置には、空気室２４の内部に空気を導入する第２吸気孔２５が、ピストンヘッド２２を板厚方向に貫通して形成されている。また、ピストンヘッド２２における第２吸気孔２５よりも半径方向で内側の部分には、空気室２４の内圧に応じて空気室２４とボトル２の外部とを連通し、また、空気室２４と後述する混合室とを連通する逆止弁２６が設けられている。

逆止弁２６は、ピストンヘッド２２に図１での上方向に延びて形成されている円筒部に密着嵌合する筒状の部分の下端に、半径方向で内外に突出している膜状（ダイヤフラム状）の弁体を設けた部材であり、半径方向で外側に延び出ている部分が外側弁部となり、半径方向で内側に延びている部分が内側弁部となっている。

外側弁部は空気室２４の内圧がボトル２の外部の圧力より増大した場合に第２吸気孔２５を閉じ、空気室２４の内圧がボトル２の外部の圧力より低減した場合に第２吸気孔２５を開くように、空気室２４の内側から第２吸気孔２５を覆っている。つまり、この外側弁部によって空気室２４に対して外気を導入したり遮断したりする空気吸入弁２７が構成されている。

また、内側弁部は空気室２４の内圧がボトル２の外部の圧力より高い場合に空気室２４と混合室とを連通させ、空気室２４の内圧がボトル２の外部の圧力より低い場合に空気室２４と混合室との連通を遮断するように構成されている。すなわち、内側弁部は、後述する液体ピストンの鍔に接触していて、空気室２４と混合室との圧力差に応じて開閉動作するように構成されている。このようにして、混合室に対して空気室２４の空気を供給し、また押し出す空気排出弁２８が、内側弁部によって構成されている。

また、半径方向でピストンヘッド２２の中心部には、図１での上側に延びている円筒部２９が一体に形成されている。円筒部２９の図１での上端側の部分が、前述したノズル部９に形成されている内筒部１２の下側の部分の内部に密着嵌合して、ノズル部９と一体になっている。また、円筒部２９の上端部分の内部には、前述したネットホルダ１４の下端部が挿入されている。図１に示す例では、円筒部２９の一方の端部の外周面に凸条部が形成されると共に、内筒部１２の内周面に凸条部に嵌まり合う凹溝部が形成されている。これら凸条部と凹溝部との嵌め合いにより、円筒部２９と内筒部１２とが強固に連結されている。なお、円筒部２９と内筒部１２とは、ネジ嵌合やとまり嵌めなどの手段で連結してもよい。

円筒部２９の上端部の内径は、ネットホルダ１４の下端部の外径より僅かに大きく形成されている。また、円筒部２９の一方の端部のうち、上述した内径の大きい部分の下側の内周面に、半径方向で内側に突出した突起部３０が一つ、もしくは複数、形成されている。その突起部３０は、上記のネットホルダ１４の下端部を当接させてネットホルダ１４を保持するとともに、ノズル部９が押し下げられた場合に後述する軸状弁体の一端部に接触して軸状弁体を押し動かすものである。さらに、突起部３０は流路Ｐ内での内容物の流動を特には阻害しないようにするために、その内径はネットホルダ１４の内径程度に設定されている。そして、図１に示すように、ノズル部９が上限位置にある場合に、後述する軸状弁体の弁体部の上端部と当該上端部に接触する突起部３０の側面との間にクリアランスＣが設定されている。ネットホルダ１４の下端部は上述した円筒部２９の一方の端部のうち、内径の大きい部分と突起部３０とによって形成された嵌合部に嵌まり合うようになっている。こうして空気ピストン２１とノズル部９とは一体化され、それらの間の流路Ｐ内にネットホルダ１４が保持されている。したがって、ノズル部９における天面部１０をボトル２側に押圧してノズル部９を押し下げると、空気ピストン２１はノズル部９と共にボトル２側に移動し（下降し）、空気シリンダ１８と空気ピストン２１とによって区画された空気室２４の内容積が減少する。そして、空気室２４の内部が加圧され、空気室２４の内部の空気が空気室２４から押し出される。また、突起部３０は、空気ピストン２１が上述したクリアランスＣの分、ボトル２側に押し下げられた場合に、軸状弁体の弁体部の上端部に接触してボトル２側に軸状弁体を押し下げるようになっている。

円筒部２９の図１での下端部に、液体ポンプの液体ピストン３１が嵌合されている。液体ピストン３１は図１に示すように、軸線方向に延びる筒状に形成されており、その一方の端部（図１での上端部）が円筒部２９の他方の端部に嵌合されている。具体的には、円筒部２９の他方の端部に液体ピストン３１の一方の端部が嵌まり合う軸線方向に窪んだ凹部が形成されている。その凹部の内径は液体ピストン３１の一方の端部が嵌まり合う程度の内径に設定されている。また、それらの凹部と液体ピストン３１の一方の端部との間には、図示しない空気流路が形成されている。軸線方向での円筒部２９の他方の端部と液体ピストン３１との嵌合部と、円筒部２９の内部に嵌合されたネットホルダ１４との間の空間が、空気と液状の内容物とが混合される混合室３２となっている。上述した空気流路の一方の端部は上述した円筒部２９内の流路Ｐに連通し、他方の端部は液体ピストン３１と空気ピストン２１とによって区画された空間に連通している。

液体ピストン３１の外周面には、半径方向で外側に突出する鍔３３が形成されている。その鍔３３は上述したように、空気ピストン２１および液体ピストン３１の下限位置を規定する部分である。また、図１に示すように、ノズル部９が上限位置にある状態では、鍔３３の上面に空気排出弁２８が接触している。液体ピストン３１の他方の端部は、液密状態を維持して軸線方向（図１での上下方向）に摺動するように、液体シリンダ１９の内周面に嵌合されている。したがって、液体シリンダ１９と液体ピストン３１とによって上述した液体ポンプが構成され、液体シリンダ１９と液体ピストン３１とによって形成される筒状の空間が液室３４となっている。上述したように、ノズル部９における天面部１０をボトル２側に押圧してノズル部９を押し下げると、液体ピストン３１は空気ピストン２１と共にボトル２側に移動し、上記の液室３４の内容積が減少する。そして、液室３４の内部が加圧され、液室３４の内部の液体が液室３４から押し出される。

また、液室３４の内部には、ノズル部９および各ピストンをボトル２側に押し下げる力を解除した場合に、これらノズル部９および各ピストンを元の位置に復帰移動させる復帰機構と、ノズル部９のポンピングに応じて液室３４をボトル２の内部に連通し、また、液室３４を混合室３２および流路Ｐに連通する弁機構とが配置されている。先ず、復帰機構について説明すると、復帰機構は、ここに示す実施形態では、コイルスプリング（以下、単にスプリングと記す。）３５の弾性力によってノズル部９および各ピストン２１，３１を復帰移動させるように構成されている。前述した液体ピストン３１の他方の端部にスプリング３５の一端部を嵌合させるばね受け部が形成されている。スプリング３５は、このばね受け部の下側に圧縮した状態で配置されている。したがって液体ピストン３１には、ボトル２側とは反対側（図１の上側）に押し上げる弾性力が常時作用している。

また、弁機構は液室３４から内容物を押し出す場合に開となり、ボトル２の内部から液室３４の内部に内容物を吸い上げる場合に閉となる開閉弁であり、液体ピストン３１の上端部に設けられている。具体的に説明すると、液体シリンダ１９およびこれに嵌合している液体ピストン３１の中心軸線に沿って軸状弁体３６が配置されている。この軸状弁体３６は、上端部が弁体部３７とされ、かつ下端部に、上方向への抜け止めを行う抜け止め部が形成されている軸状の部材であり、その上端部は、液体ピストン３１の上端中心部に形成した孔部を貫通して液体ピストン３１の上方に突き出ている。

弁体部３７は、一例として図１に示すように、上側に向けて外径が次第に増大するテーパ状に形成されている。これに対して孔部は、弁体部３７のテーパ形状と同形状（もしくは相似形状）のテーパ孔となっており、したがってそのテーパ状の内周面が弁座部３８となっている。すなわち、弁機構は、弁体部３７が弁座部３８に接触することにより孔部が閉止され、また弁体部３７が弁座部３８から離隔することにより孔部が開くように構成されている。

また、軸状弁体３６の上方向への抜け止めのための構成について説明すると、軸状弁体３６の図１での下端部は、図１に示すように、下向きの矢じり形状もしくは断面三角形状になっている。当該下端部は液体シリンダ１９の底部に設けられている筒状の係止体４０の内部に挿入され、係止体４０の内周面に接触し、かつその状態で係止体４０の内周面を摺動するようになっている。すなわち、軸状弁体３６と係止体４０とは摩擦接触していて、両者の間に生じる摩擦力により、両者の軸線方向への相対移動を制限するようになっている。さらに、係止体４０の上端部には、内周側に僅かに突出していていわゆる鉤状になっており、この部分に上述した軸状弁体３６の断面三角形状の下端部が引っ掛かり、その結果、係止体４０によって軸状弁体３６の上方向への移動を規制するように、すなわち抜け止めするようになっている。したがって、軸状弁体３６の下端部が係止体４０に対する係合部４１となり、また係止体４０の上端部が内周側に突出している部分が鉤部４２となっている。この係止体４０がこの発明におけるホルダ部材に相当している。

なお、係止体４０はその軸線方向での全長に亘って完全な筒状になっているのではなく、下端側の周壁部に、軸線方向に沿った複数のスリット４３が形成されている。係止体４０の内部に吸い上げた内容物を液体シリンダ１９の内部に流入させるためである。また、係止体４０の下端部に半径方向で外側に突き出たフランジが形成されており、前述した復帰機構を構成しているスプリング３５の下端部がこのフランジに突き当てられている。すなわち、液体ピストン３１を押し上げる反力を係止体４０に作用させ、その反力によって係止体４０を液体シリンダ１９の下端部側に固定している。

液体シリンダ１９の底部には、ボトル２の内部から液室３４の内部に内容物を吸い上げる場合に開弁し、液室３４から内容物を押し出す場合に閉弁する逆止弁が設けられている。その逆止弁は、図１に示す例では、ボール弁４４によって構成されている。すなわち、液体シリンダ１９の底部に、内径が下側で次第に小さくなるロート状の弁座部４５が形成されている。この弁座部４５の中心側の開口部がこの発明における吸入口に相当し、その弁座部４５のテーパ面に上側から接触するようにボール４６が配置されている。さらに、液体シリンダ１９の底部には、ボトル２の内部に充填されている内容物を液室３４の内部に導入するためのチューブ４７が連結されている。そのチューブ４７の先端部はボトル２の図示しない底部付近にまで延びている。

図１に示す例では、ボール４６は、この発明における突き当て部ならびにボール状弁体に相当し、吸入口を開閉する機能に加えて、前述した軸状弁体３６を液体ピストン３１に対して相対的に突き上げる機能、すなわち軸状弁体３６の下端部を突き当ててその下降を阻止する下降阻止部としての機能を備えている。軸状弁体３６の下降を阻止する必要があるのは、軸状弁体３６が液体ピストン３１の下降に共連れして下降する場合である。その液体ピストン３１は、液体シリンダ１９の上端部、すなわち空気シリンダ１８の底部を上側に折り返している箇所の上端部に突き当たって下限位置が規制され、ここがストロークエンドとなっている。液体ピストン３１が図１に示す上限位置からこの下限位置まで下降する距離すなわちストローク量をＳ31とすると、液体ピストン３１に共連れして下降した軸状弁体３６を液体ピストン３１に対して相対的に押し上げるためには、液体ピストン３１が下限位置に達する以前に軸状弁体３６をボール４６に当接させてその下降を阻止する必要がある。したがって、図１に示す例では、軸状弁体３６における係合部４１が係止体４０の鉤部４２に係合している上限位置から、ボール４６に当接する下限位置（下降阻止位置）までの距離（ストローク量）をＳ36とすると、軸状弁体３６のストローク量Ｓ36が液体ピストン３１のストローク量Ｓ31より小さく（Ｓ36＞Ｓ31）なっている。

なお、軸状弁体３６が液体ピストン３１とは独立して上下動できる通常状態では、ノズル部９を押し下げた場合、軸状弁体３６の上端部が、前述した円筒部２９の内部に設けてある突起部３０に係合してノズル部９と共に下降する。このようにして下降する軸状弁体３６の下端部がボール４６に当接してしまうと、ノズル部９の押し下げが阻止されてしまい、したがって液体ピストン３１がその下限位置に達する以前にその下降が阻止されてしまう。このような事態を回避するために、上述した各ストローク量Ｓ31，Ｓ36は、
Ｓ31－Ｃ≦Ｓ36
に設定されている。ここでＣは前述したクリアランスであって、前述した円筒部２９の内部に設けてある突起部３０が軸状弁体３６の上端部に当接するまでのノズル部９ならびに液体ピストン３１の下降距離である。

上述したこの発明に係るポンプフォーマー１では、液体ピストン３１に対してスプリング３５による押上力が常時作用している。一方、液体ピストン３１の内部に配置されている軸状弁体３６は、その下端の係合部４１が係止体４０の鉤部４２に引っ掛かることにより、上方向への移動が規制されている。その軸状弁体３６の上端部に設けられている弁体部３７に、液体ピストン３１の上端部に形成されている弁座部３８が押し当てられるので、結局、液体ピストン３１は軸状弁体３６によって上方向への移動が規制されて上限位置に保持される。その状態では、スプリング３５の弾性力によって弁体部３７と弁座部３８とが密着させられている。ポンプフォーマー１を取り付けたボトル２すなわち商品の使用開始前などの保存もしくは保管状態では、長期間に亘って弁体部３７と弁座部３８とが密着した状態に置かれるから、例えばその環境温度が高いなどの場合には、弁体部３７が弁座部３８に固着してしまうことがある。

ポンプフォーマー１の開始時に弁体部３７と弁座部３８と（軸状弁体３６と液体ピストン３１と）が固着している場合の挙動を説明すると、ノズル部９を押し下げると、ノズル部９の内筒部１２に円筒部２９を嵌合させることによりノズル部９に一体化させてある空気ピストン２１ならびに液体ピストン３１が下降する。その液体ピストン３１に固着している軸状弁体３６も液体ピストン３１と共に下降する。図２はその下降の途中の状態を示しており、弁体部３７が弁座部３８に固着していることにより開閉弁は閉じている。また、軸状弁体３６の下端部の係合部４１は係止体４０の鉤部４２から下側に外れている。さらに、ボール４６は吸入口の弁座部４５に載ったままとなり、吸入口は閉じられている。したがって、液体ピストン３１が押し下げられることにより、液室３４の空気が圧縮されて内圧が増大する。この内圧に基づいた軸状弁体３６を押し上げる力よりも、弁体部３７を弁座部３８に固着している接着力が大きいと、軸状弁体３６は液体ピストン３１に固着したまま更に下降する。

液体ピストン３１の下限位置までのストローク量Ｓ31と軸状弁体３６がボール４６に当接するまでのストローク量Ｓ36とは前述した関係に設定してあるから、液体ピストン３１が下限位置まで下降する以前に軸状弁体３６の下端部がボール４６（すなわち下降阻止部）に当接する。したがって、液体ピストン３１が下限位置まで押し下げられると、その内部に設けられている軸状弁体３６はボール４６によって下降が阻止されていることにより、液体ピストン３１に対して相対的に押し上げられる。その状態を図３に示してある。その結果、弁体部３７が弁座部３８から引き剥がされて開閉弁が開き、液体シリンダ１９から空気が抜け出る。

その後、ノズル部９の押し下げを解除すると、液体ピストン３１およびこれと一体になっている空気ピストン２１がスプリング３５によって押し上げられる。それに伴って液体ピストン３１の内容積が増大するとともに内圧が低下するから、ボール弁４４が開いてボトル２の内部から内容物が液体シリンダ１９の内部に吸入される。

このように、使用開始時に１回、ノズル部９を上下動させた後、再度、ノズル部９を押し下げると、軸状弁体３６と液体ピストン３１との固着は既に解消されているので、液体ピストン３１ならびに空気ピストン２１が下降し、軸状弁体３６は上限位置にとどまる。すなわち、弁体部３７と弁座部３８とからなる弁機構（開閉弁）が開くので、液体シリンダ１９の内部から内容物が混合室３２に押し出される。また、その混合室３２には、空気室２４からその内部の空気が加圧して供給される。その結果、内容物と加圧した空気とが混合して泡が形成され、その泡がネットホルダ１４によって保持されているネットを通過することにより更に微細化され、その後、ノズル口１１から吐出される。このようにしてノズル部９を下限まで押し下げた状態を図４に示してある。

したがって、図１に示すこの発明に係る吐出装置であるポンプフォーマー１によれば、使用開始時にノズル部９を押し下げると、１回目では内容物が吐出しないかも知れないが、１回の押し下げで軸状弁体３６と液体ピストン３１との固着を確実に解消して、ボトル２内の内容物を液室３４に確実に吸入することができる。その結果、以降の押し下げ操作によって内容物をノズル口１１から吐出させることができ、内容物が吐出しない無駄な押し下げであるいわゆる空打ちを回避もしくは抑制して、吐出装置あるいはポンプフォーマー１を取り付けた製品・商品の利便性を向上あるいは改善することができる。なお、ポンプフォーマー１の使用を開始した後の通常時におけるポンプフォーマー１の動作は、前掲の特許第５４３５７９４号公報に記載されているのと同様であり、したがってその詳細な説明は省略する。

この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、この発明における下降阻止部は、要は、液体ピストン３１と共に軸状弁体３６が下降した場合、液体ピストン３１が下限位置に到る以前に、軸状弁体３６に係合してその下降を阻止し、軸状弁体３６を液体ピストン３１に対して相対的に押し上げる部分であればよく、したがってこの発明における下降阻止部は、前述したボール４６もしくはボール弁４４に限定されない。下降阻止部の他の例を挙げると、図５は係止体４０およびその上端部に当接するように軸状弁体３６に形成した突部３６Ａを下降阻止部とした例を示している。具体的に説明すると、軸状弁体３６の上下方向での所定位置には、半径方向で外側に突出した突部３６Ａが形成されている。その突部３６Ａは、軸状弁体３６を大径化した箇所の下端部であってよく、あるいは軸状弁体３６の外周面に軸線方向に向けて添わせたリブ（図示せず）を形成し、そのリブの下端部であってもよい。そして、この突部３６Ａの軸状弁体３６の中心から測った半径は、筒状をなしている係止体４０の上端開口部の内径より大きい。すなわち、突部３６Ａは係止体４０の上端部に上側から当接する形状になっている。したがって、図５に示す例では、係止体４０の上端部に当接する突部３６Ａがこの発明における突き当て部に相当している。

図５に示す構成では、上限位置にある軸状弁体３６における突部３６Ａから係止体４０の上端部までの距離（寸法）が、前述した軸状弁体３６のストローク量Ｓ36になるので、そのストローク量Ｓ36と液体ピストン３１のストローク量Ｓ31ならびに前記クリアランスＣとの関係が前述した条件を満たすように、突部３６Ａの位置が決められている。したがって、図５に示すように構成した場合であっても、軸状弁体３６が液体ピストン３１と共連れして下降した場合、液体ピストン３１が下限位置にまで下降する以前に、突部３６Ａが係止体４０の上端部に当接してその下降が阻止され、その結果、軸状弁体３６が液体ピストン３１に対して相対的に押し上げられて、軸状弁体３６の液体ピストン３１に対する固着を解除することができる。

また、この発明はポンプフォーマーに限定されないのであって、液体あるいは粘度の高い流動体などを吐出する装置であってもよい。

１ ポンプフォーマー
２ ボトル
４ キャップ
９ ノズル部
１１ ノズル口
１５ シリンダ部材
１８ 空気シリンダ
１９ 液体シリンダ
２１ 空気ピストン
３１ 液体ピストン
３２ 混合室
３４ 液室
３５ スプリング
３６ 軸状弁体
３６Ａ 突部
３７ 弁体部
３８ 弁座部
４０ 係止体
４１ 係合部
４２ 鉤部
４４ ボール弁
４５ 弁座部
４６ ボール
Ｃ クリアランス
Ｓ31，Ｓ36 ストローク量

Claims (4)

1. 内容物を収容する容器本体の上部開口部に取り付けられるキャップと、前記キャップに上下動可能に保持され、かつ前記内容物を吐出する吐出口を有するノズル部と、前記ノズル部と共に上下動するピストンと、前記ピストンが密接して嵌合し、前記ピストンの相対的な上昇により内容積が増大して前記内容物を吸入するとともに前記ピストンが相対的に下降することにより内容積が減少して前記内容物を押し出すシリンダと、前記ピストンを上下方向に貫通して形成された孔部に挿入されるとともに上方向には抜け止めされた軸状弁体と、前記軸状弁体の上端部に設けられ、前記孔部に密着嵌合することにより前記孔部を閉じるとともに前記ピストンの上限位置を規定し、かつ前記ピストンが相対的に下降することにより前記孔部を開く弁部とを備えているポンプ式吐出装置において、
   前記軸状弁体が前記ピストンに共連れして下降した場合に前記ピストンが予め定めた下限位置に達する以前に前記軸状弁体に係合して前記軸状弁体の下降を阻止する下降阻止部を有することを特徴とするポンプ式吐出装置。
2. 請求項１に記載のポンプ式吐出装置において、
   前記下降阻止部は、前記シリンダの内部に設けられた、前記軸状弁体の下端部を突き当てる突き当て部であることを特徴とするポンプ式吐出装置。
3. 請求項２に記載のポンプ式吐出装置において、
   前記シリンダの下端部に、前記シリンダの内容積の増大によって前記内容物を吸収する吸入口が形成され、
   前記吸入口を前記シリンダの内側から閉じるボール状弁体が、前記シリンダの内部に上下動可能に設けられ、
   前記突き当て部は、前記ボール状弁体によって構成されている
   ことを特徴とするポンプ式吐出装置。
4. 請求項１に記載のポンプ式吐出装置において、
   前記軸状弁体の下側部分を内部に挿入させ、かつ前記軸状弁体を上方向には係合させて上方向への抜け止めを行うホルダ部材が、前記シリンダの内部に設けられ、
   前記下降阻止部は、前記ホルダ部材の上端部に上側から当接するように前記軸状弁体に設けられた半径方向への突部によって構成されている
   ことを特徴とするポンプ式吐出装置。

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