JP3797426B2 - 塗布器具 - Google Patents

Description

本発明は、塗布されるべき製品を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部の境界に弾性復元力を加えて、前記貯蔵部内の圧力を上昇させる弾性手段を有する昇圧手段とを備える塗布器具に関するものである。

前記のような塗布器具は、例えば、特許文献１に記載されている。しかし、特許文献１では、塗布器具という用語は使用されておらず、例えば、筆記ペンまたは製図用ペンという用語のみが用いられている。本発明は、前記特許とは異なり、製図、描画、筆記、マーキング等、あるいは肌や髪の毛の化粧等、あらゆる種類の塗布器具に適用することができる。例えば、唇、眉、瞼、頬、顎、指の爪、足指の爪等の化粧筆がこれに含まれる。従って、本発明はあらゆる種類の“塗布されるべき製品”にも関連している。即ち、例えば、筆記用、製図用、描画用、およびマーキング用インク、並びに塗布器具によって塗布可能な化粧品、特にペンシル、ペン、あるいはクレヨン型の化粧品に関連している。塗布されるべき製品には、塗布器具によって塗布可能なあらゆる粘度の製品が含まれる。例えば、液状、ゲル状、およびペースト状製品が含まれる。
独国特許発明第４２ ００ ９６４号明細書 独国特許発明第２３ ３１ ２８５号明細書 独国特許発明第４０ ２７ ２７１号明細書 独国特許発明第２３ ０９ ７３８号明細書（ＤＥ−ＯＳ Ｎｏ２３ ０９ ７３８）

特許文献１記載のペンは、常に一定の圧力が貯蔵部に加わるような構造になっている。即ち、前記ペンの貯蔵部には継続的に一定の圧力が加わることになり、それが塗布されるべき製品にとって有害となる。漏れが生じた場合、前記圧力によって塗布されるべき製品が直ちに漏出してしまう。

本発明の目的は、本明細書の冒頭に記載したような塗布器具に改良を加え、塗布されるべき製品に与える悪影響および/または漏出を未然に防止することである。

本発明は、昇圧手段を制御可能にし、前記貯蔵部内の圧力を低下させることによって本発明の目的を達成している。

本発明は、継続的に圧力を加える代わりに、前記塗布器具の使用時のみ前記貯蔵部に圧力を加えることに立脚している。前記昇圧手段を制御可能にすることにり、前記貯蔵部内の圧力を低下させるということは、必要があるとき以外は前記圧力を下げておくことができることを意味し、それによって前記塗布されるべき製品に与える悪影響を最小限に抑えることができる。また、漏れが生じたとき前記塗布されるべき製品の漏出を防止することもできる。

特許文献２、特許文献３、および特許文献４には、それぞれ、昇圧手段に弾性手段を用いる代わりに、ガス圧によって作動するペンが開示されている。この方法は、構造が複雑になり、特に気密性の問題を考慮すると高価になる。これに対し、本発明によれば昇圧手段に弾性手段を用いるので、特に気密性の問題が解消される。また、構造が簡単であるため取扱いが容易であり、かつ製造コストも低く抑えることができる。

前記弾性手段は、基本的にはどの様な構造体であってもよい。しかし、特に構造が簡単であるという観点から、スプリングが好ましい。

前記昇圧手段が、少なくとも二つの異なる相対位置において、互いに噛合する二つの継手要素を有する伝達機構を備えていることが好ましい。前記二つの異なる相対位置によって、異なる作動状態に対応することができる。

前記二つの相対位置は、前記貯蔵部の異なる充填レベルに対応させることができる。換言すれば、本実施の形態では、前記貯蔵部の第一充填レベルにおいて、前記伝達機構の二つの連結要素が第一の相対位置に位置し、例えば、前記弾性手段によって前記貯蔵部内に所定の圧力が生じる。次に、前記ペンを使用することによって前記貯蔵部の充填レベルが低下した場合、前記二つの連結要素が前記と異なる相対位置に位置することにより、前記と同じ圧力が前記貯蔵部内に生じる。

これにより、充填レベルの低下、およびそれに伴う前記弾性要素の圧力低下につれて、前記貯蔵部内に生じる圧力の低下を防止し、充填レベルの如何に関わらず、前記貯蔵部内に常に一定の圧力を生じさせることができる。

本発明の特に好ましい実施の形態によれば、前記昇圧手段が、少なくとも一つのメスのねじ山要素と、少なくとも一つのオスのねじ山要素とを有する伝達機構を備え、この伝達機構が、少なくとも互いに噛合して前記圧力を上昇させる第一作動状態と、噛合せずに前記圧力を低下させる第二作動状態とを取り得る。

換言すれば、本好ましい実施の形態では、前記二つねじ山要素が互いに連結して前記圧力を上昇させ、前記連結を解くことによって前記貯蔵部内の圧力を低下させる。従って、構造が特に簡単になり、安価で、かつ操作が容易である。

この点において、本発明によれば、例えば、長手方向の溝形状の少なくとも一つのねじ山欠落部を有するねじ棒を使用することができる。このような構造によって、メスのねじ山要素を前記ねじ山欠落部に移動するだけで連結を解くことができる。

本発明によれば、特に塗布されるべき製品の更なる保護および優しい取扱いのために、昇圧手段による圧力の増大を制限する手段が提供される。前記機能は塗布されるべき製品の漏出防止にも役立つことは明白である。

本発明によれば、特に構造を簡単にするため、当接部を備えた制限手段が提供される。

前記当接部は、オスのねじ山要素にも備えられることが更に好ましい。

本発明の特に好ましい実施の形態によれば、前記当接部は、前記二つのねじ山要素が互いに噛合するときのメスのねじ山要素の移動経路に沿って配される。

このような構成により、構造が簡単になり、取扱いも容易になる。

前記制限手段が摩擦継手を有していることが更に好ましい。これにより、前記圧力を過度に高めようとすれば、前記摩擦継手が自動的に解放されるので、不適切な取扱いによる悪影響を防止することができる。

本発明の更なる実施の形態によれば、前記昇圧手段が、少なくとも二つの異なる相対位置において、互いに噛合するか噛合を解くかする歯付きラックとラッチとを有する伝達機構を備えている。

この構成は、前記回転伝達機構を用いた構成に代わるものである。

本発明によれば、前記昇圧手段がピストンを有することが好ましい。前記ピストンは必ずしも外形が円である必要はない。前記ピストンは、例えば前記貯蔵部の境界を意味し、前記弾性手段の復元力が加えられることにより、前記貯蔵部内の圧力が上昇する。

本発明によれば、前記ピストンが、前記圧力が低下したときに、前記塗布されるべき製品が前記ピストンによって前記貯蔵部内に戻されるのを防止する手段を備えることが更に好ましい。

この場合、前記ピストンを引きずられピストン(Schleppkolben)とすることができる。

前記に関連し、本発明によれば、前記ピストンと前記弾性手段との間に機構的な遊びを有していること、および/または弾性要素を介して前記弾性手段に連結されることが特に好ましい。

本発明の特に好ましい実施の形態によれば、前記貯蔵部内の前記塗布されるべき製品の漏出および乾燥を防止するための密封材料が提供される。本発明によれば、前記貯蔵部、ピストン、および/またはペン先が、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を備えることが好ましい。前記材料は極めて高密度であり物質を放散させにくいので、特に前記ペンが塗布されるべき製品に接触する場所に好適である。また、前記材料は寸法精度が高いことで知られており、例えば、前記貯蔵部内を移動するピストン等、互いに相対移動可能に配置される部品にとって特に重要である。具体的には、寸法精度が高いことによって、部品が動かなくなるような故障を防止することができる。更に、液晶ポリマーは耐薬品性に優れていることで知られており、塗布されるべき製品によって腐食されることがない。

前記塗布器具が、後端部にショック・アブソーバを備えることが好ましい。これにより、前記塗布器具の後端部に衝撃が加えられても、前記塗布されるべき製品が前記ペン先から貯蔵部内に押し戻されることはない。

前記ショック・アブソーバがスプリングを備えることが好ましい。

特に好ましい実施の形態によれば、前記ショック・アブソーバのスプリングが、前記圧力を生む。換言すれば、前記圧力を生む前記弾性要素の第２の機能がショック・アブソーバであり、これにより全体の部品数が減少する。

前記塗布器具の使用者が、使用後、前記貯蔵部内の圧力を低下させるのを忘れることがある。その場合、状況によっては、前記貯蔵内に貯蔵されている前記塗布されるべき製品に害が及ぶことがある。また、前記塗布されるべき製品が前記器具から漏出する可能性もある。

それ故、本発明は特に、塗布されるべき製品を貯蔵する貯蔵部と前記貯蔵部内の圧力を上昇させる昇圧手段とを備え、二つの作動状態、即ち休止状態と使用状態とを取り得る、先に詳述したような塗布器具を提供するものである。この点において、本発明によれば、前記塗布器具が使用状態から休止状態に移行するのに応じて、前記貯蔵部内の圧力を低下させる手段が提供される。

換言すれば、本発明の前記実施の形態では、前記塗布器具が使用後休止状態になると直ちに前記貯蔵部内の圧力が自動的に低下する。

休止状態および作動状態は、特に、休止状態のときは前記塗布器具にキャップ（保護カバー）が取り付けられるのに対し、作動状態のときは前記キャップが取り外されることによって識別することができる。

従って、特に好ましい実施の形態において、本発明はキャップと昇圧手段との間に継手を用意する。換言すれば、前記実施の形態では、前記塗布器具の前記キャップを取り外すと必然的に前記貯蔵部内の圧力が上昇し、前記キャップを取り付けると前記貯蔵部内の圧力が自動的に低下する。

この点に関連し、特に効果的な構成において、前記塗布器具のキャップを保持するねじ山を設けることが好ましい。前記ねじ山の代わりに、バヨネット機構を設けることもできる。かかるバヨネット機構は、特に、前記塗布器具に対し前記キャップが回転される回転運動が限られており、前記キャップを前記塗布器具に取り付けることによって、前記貯蔵部内の圧力を制限する特別な手段を別に必要としない場合に効果的である。従って、状況によっては、前記構成は前記摩擦継手および圧力制限手段を必要としない場合もあり得る。

特に、前記塗布器具の貯蔵部からペン先に至る前記塗布されるべき製品の経路の径が細い領域において、高い頻度で空気が混入し、前記塗布器具にとって不都合が生じる。

それ故、本発明の更なる目的は、かかる空気の混入を防止することである。

従って、本発明は特に、塗布されるべき製品を貯蔵するための前端領域を備えた貯蔵部およびペン先を備え、前記ペン先の後端領域がスリーブ状であって、前記貯蔵部の前端領域が前記ペン先の後端領域に挿入される、先に詳述したような種類の塗布器具を提供する。具体的には、最新式の塗布器具においては、ペン先の後部領域が前記貯蔵部の前部領域に挿入される。これにより前記貯蔵部に面する前記ペン先の後端領域の径が細くなる。これに反し、本発明によれば、前記貯蔵部の前部領域が前記スリーブの後部領域に挿入されるので、前記移行領域の径が細くならず、これによって前述の空気の混入を確実に防止することができる。

以下、添付図面を参照しながら、ペン形式による二つの好ましい実施例について本発明を詳細に説明する。

図１に示す作動位置において、ペンはキャップ１２がねじ込まれる外部支持構造体、即ちケーシング１０を有している。符号１４で示すねじ山がこの目的のために設けられている。キャップ１２はシール１６を有しており、図１に示す作動状態において、先端部１８を密封するように貯蔵する。ボール２０が先端部１８の自由端に保持される。シール１６の内部形状は円ではなく、楕円である。先端部１８の外部は、シール１６によって貯蔵される領域の形状を相互補完する形状である。このようにして、キャップ１２が、前記ケーシングに取り付けられる際に、回転して先端部１８に連結される。

先端部１８のボール２０と反対側の端部は、カートリッジ・スリーブ２２内に収まっている。この領域における先端部１８の外部形状は円である。先端部１８およびカートリッジ・スリーブ２２により摩擦継手が構成される。

カートリッジ・スリーブ２２の内部空間がインク２６の貯蔵部２４を構成する。貯蔵部２４のボール２０と反対側には、貯蔵部２４を周囲環境から密封する密封材料２８が配されている。貯蔵部２４の後部はピストン３０と境を接している。ピストン３０は貯蔵部２４内を摺動可能に配されている。ボール２０側から見て、ピストン・ホルダー３２がピストン３０の後方に配されている。制御押棒３４がピストン・ホルダー３２の内部に突出している。スプリング３６が一方を制御押棒３４、他方を密封キャップ３８に保持されている。

図２に示すように、ピストン３０は、組立状態において、ピストン・ホルダー３２の窓４２に係合する突起部４０を有している。ピストン・ホルダーは、ピストン３０と反対側の端部にカートリッジ本体の対応する開口部に係合して回転連結するための突起部４４および４６を有している。従って、ピストン・ホルダー３２は、明らかにカートリッジ本体２２と回転連結するが、カートリッジ本体２２内を軸方向に摺動可能に保持される。

また、ピストン・ホルダー３２は、ピストン３０と反対側の内側端部に、適宜制御押棒３４と連結するための実質的に半球であるメスのねじ山要素４８を備えている。

制御押棒３４は、メスのねじ山要素４８を補完するオスのねじ山要素を有している。このオスのねじ山要素の一つが例として符号５０で示してある。オスのねじ山要素５０は螺旋溝のセグメントに相当し、３００゜を少し超える角度に亘って延びている。オスのねじ山要素５０は、約２７゜に亘る長手方向の溝５２によって遮断されている。

制御押棒３４は、ボール２０と反対側の端部に、外部ケーシング１０の対応する開口部に係合して回転連結するための突起部、即ちラグ５４、５６、５８、および６０を備えている。しかし、制御押棒３４は外部ケーシング１０に対し、密封キャップ３８と当接部６２との間を軸方向に移動可能である。

図に示すペンの作動形態について以下に説明する。

図１の作動位置、即ちキャップ１２が外部ケーシング１０に取り付けられているとき、メスのねじ山要素４８は溝５２に配される。従って、この作動位置においては、制御押棒３４とピストン３０との連結効果は発揮されない。従って、ピストン３０は密封材料２８、即ちインク２６に全く圧力を加えない。

キャップ１２を取り外すために、外部ケーシングに対しキャップ１２を回転すると、先端部１８もシール１６と先端部１８との間の回転連結によって回転する。従って、ピストン・ホルダー３２も回転する。キャップ１２を更に回転するとメスのねじ山要素４８が溝５２を離れてオスのねじ山要素５０に入る。そのまま更に回転を続けると、メスのねじ山要素４８がオスのねじ山要素５０に沿って移動し、これまで突起部６２に保持されていた制御押棒３４がスプリング３６に対し付勢される。その結果、スプリング３６の弾性復元力が、制御押棒３４を介してピストン・ホルダーに、従ってピストン３０に作用し、その結果、貯蔵部２４内の圧力が上昇する。オスのねじ山要素５０の端部は、更に回転が継続しても、メスのねじ山要素４８がそれ以上先に進まないようにする当接部６４によって区切られている。なお回転運動が継続すると、カートリッジ・スリーブ２２と先端部１８との間の摩擦継手がスリップするので、貯蔵部２４内の圧力がそれ以上上昇することはない。

こうして上昇した貯蔵部内の圧力によって、インク２６を放出することができる。

ペンを使用した後、キャップ１２を外部ケーシング１０に取り付けると、前記の連結構成によって、メスのねじ山要素４８がオスのねじ山要素５０に沿って後退し、再び溝５２に戻る。その結果、制御押棒３４がスプリング３６の作用によって再び当接部６２に当接しその場に保持される。従って、ピストン・ホルダー３２およびピストン３０を介した、インク２６に対するスプリング３６の作用はなくなる。この状態において、貯蔵部内の圧力は上昇しておらず、このことがインク２６を丁寧に取り扱う上において、またインクの漏出を防止する上において大きな効果をもたらす。

キャップ１２が外部ケーシング１０に取り付けられると、ピストン・ホルダー３２はメスのねじ山要素４８が溝５２に到達するまで、ボール２０から離間する方向に移動する。従って、その場合、ピストン３０はインクを先端部１８から吸い込まない引きずられピストンとして作動する。具体的には、ピストン・ホルダー３２が、ピストン３０を伴わずに、窓４２の軸方向の長さに相当する長さに亘り、ボール２０から離間する方向に移動することができる。

窓４２内の突起部４０に加え、または突起部４０の代わりに、ピストン・ホルダー３２とピストン３０との間を弾性連結することもできる。

しかし、弾性連結および/または遊びは、制御押棒３４と貯蔵部２４を区切るピストン表面との間の他の場所に設けることもできる。

ねじ山１４の代わりに、キャップ１２を外部ケーシング１０に保持するためのバヨネット機構を設けることもできる。その場合、状況によっては、当接部６４による圧力上昇制限機能を省略することができる。何故なら、バヨネット機構を採用した場合には、連結すべき二つの部品を相対的に回転する角度は一般に限られているからである。

以下、図４に示す実施例について説明する。

本実施例においては、キャップ１２が外部ケーシングにねじ込み式で取り付ける代わりに、軸方向に押圧することにより取り付けられる。外部ケーシング１０がキャップ１２の当接部６６によって押圧されると制御スリーブ６８が軸方向に押圧される。制御スリーブ６８は、図４に示す作動状態において、歯付きラック７４に噛合するラッチ７０および７２を備えている。従って、制御スリーブ６８、ラッチ７０、７２、および歯付きラック７４とでラッチ機構が構成される。図４に示す作動状態において、スプリング３６の弾性復元力が制御スリーブ６８に作用している。ラッチ７０および７２が歯付きラック７４と噛合することにより、スプリング３６の圧力が、歯付きラック７４を介してピストン３０に伝達され、ピストン３０によって貯蔵部２４内の圧力が上昇する。

しかし、キャップ１２が外部ケーシングに押圧されると、制御スリーブ６８が軸方向に沿って後方に移動し、ラッチ７０および７２の端部が、周縁方向に延びる制御カム７６に支持され、更に制御スリーブが軸方向に沿って移動すると、旋回してラック７４との噛合を解く。その結果、スプリング３６の力が歯付きラック７４に、従ってピストン３０に伝達されなくなり、貯蔵部２４内の上昇した圧力が低下する。

図１〜３の実施の形態のように、それぞれの伝達機構、即ち、図１〜３に示す回転伝達機構、および図４に示すラッチ機構は、貯蔵部内の充填レベルの低下に対応することができる。具体的には、充填レベルの低下に伴い、例えば、図４の歯付きラック７４がピストン３０と共に、徐々に貯蔵部内に移動する。この場合、スプリング３６の同じ復元力を用いて、その都度貯蔵部２４内の圧力を上昇させることができる。同じことが図１〜３に示すピストン・ホルダーとピストンについても言える。充填レベルの低下に伴い、前記二つの要素も徐々に貯蔵部内に移動する一方、制御押棒２４は充填レベルに応じてスプリング３６との相対位置を変えることはないので、常に同じ復元力を用いて圧力を上昇させることができる。

図４の実施の形態において、当接部６６、または制御スリーブ６８の環状突起部７８が外部ケーシングの当接部８０に当接することにより、圧力の上昇を制限する効果が生じる。

図４の実施例において、カートリッジ・スリーブ２２の前端部８２がペン先１８の後端部８４に挿入されるので、塗布されるべき製品の貯蔵部２４からペン先１８に至る流路の断面がステップ状に縮小することがなく、空気が混入する恐れがない。

図４の実施の形態において、密封キャップ３８は、ショック・アブソーバのように弾力性を有するように保持されている。スプリング３６、即ち貯蔵部２４内の圧力を上昇させる弾性要素がその役割を果たしている。これにより、構成部品の数をできるだけ少なくすることができる。

これまでの説明によって開示された本発明の特徴、特許請求の範囲、および図面は、それ単独、およびどのような組合せにおいても、本発明を様々な形態で実施する上において不可欠な要素である。

本発明の特に好ましい実施の形態によるペンの長手方向の断面を示す図である。 図１に示すペンのピストン機構を示す図 図１に示す制御押棒を示す図 本発明の更なる実施の形態によるペンの長手方向の断面を示す図

符号の説明

１０ 外部ケーシング
１２ キャップ
１６ シール
１８ 先端部（ペン先）
２０ ボール
２２ カートリッジ・スリーブ
２４ 貯蔵部
２６ インク
２８ 密封材料
３０ ピストン
３２ ピストン・ホルダー
３４ 制御押棒
３６ スプリング
３８ 密封キャップ
４０ 突起部
４２ 窓
４４、４６ 突起部
４８ メスのねじ山要素
５０ オスのねじ山要素
５２ 溝
５４、５６、５８、６０ 突起部（ラグ）
６２、６４、６６、８０ 当接部
６８ 制御スリーブ
７０、７２ ラッチ
７４ 歯付きラック
７６ 制御カム
７８ 環状突起部
８２ カートリッジ・スリーブの前端部
８４ ペン先の後端部

Claims (2)

1. 開口部を有するケーシングと、
   自由端にボールを保持した先端部と、
   前記ケーシング内に収容され、前記先端部のボールと反対側の端部を収め、内部空間が貯蔵部を構成し、前記先端部との間で摩擦継手を構成するカートリッジ・スリーブと、
   前記先端部と回転連結するシールを有し、前記ケーシングにねじ込み式に取り外し自在に取り付けられて前記貯蔵部の先端を被うキャップと、
   突起部を有し、前記貯蔵部内を摺動可能に、前記貯蔵部の前記ボールと反対側に配されたピストンと、
   前記ピストンの突起部と係合する窓と、前記カートリッジ・スリーブの開口部に係合して回転連結するための突起部と、ねじ山要素とを有し、前記ボール側から見て前記ピストンの後方に配され、かつ該カートリッジ・スリーブ内に軸方向に摺動可能に保持されるピストン・ホルダーと、
   前記ピストン・ホルダーのねじ山要素と係合するねじ山要素と、長手方向の溝と、前記ケーシングの開口部と係合して回転連結する突起部とを有し、前記ピストン・ホルダーの内部に突出しており、かつ前記ケーシングに対し前記ケーシングの先端部とは反対側の端部に設けられた密封キャップと前記ケーシングの内側に形成された当接部との間を軸方向に移動可能な制御押棒と、
   一方を前記制御押棒、他方を前記密封キャップに保持されているスプリングと、
   を有してなる塗布器具において、
   前記キャップを取り外すために、前記ケーシングに対し該キャップを回転すると、前記先端部、前記カートリッジ・スリーブ、および前記ピストン・ホルダーも回転し、これにより前記ピストン・ホルダーのねじ山要素が前記制御押棒の溝を離れ該制御押棒のねじ山要素に沿って移動し、前記制御押棒がスプリングに対し付勢され、その結果、前記スプリングの弾性復元力が、前記制御押棒を介して、前記ピストン・ホルダーに、従って前記ピストンに作用し、その結果、前記貯蔵部内の圧力が上昇するように構成されていることを特徴とする塗布器具。
2. ケーシングと、
   前記ケーシング内に収容され、内部空間が貯蔵部を構成するカートリッジ・スリーブと、
   前記ケーシングに、軸方向に押圧することにより取り付けられるキャップと、
   前記貯蔵部の後部に該貯蔵部内を摺動可能に配されたピストンと、
   前記カートリッジ・スリーブ内に突出しており、一方で前記ピストンと係合する歯付きラックと、
   前記歯付きラックと噛合するラッチを有し、前記ケーシングと前記カートリッジ・スリーブとの間に設けられ、前記キャップが前記ケーシングに押圧されると、該キャップに当接して軸方向に移動せしめられる制御スリーブと、
   前記ケーシング１０の後部に設けられ、一方を前記制御スリーブ、他方を前記ケーシングの後端部に設けられた密封キャップに保持されているスプリングとを備えた塗布器具において、
   前記キャップを前記ケーシングに取り付けて押圧すると、前記制御スリーブが前記キャップに当接して軸方向後方に移動せしめられ、それによって前記歯付きラックと前記ラッチとの噛合が解かれた状態となり、
   前記キャップを取り外すために、前記ケーシングに対し該キャップを移動させると、前記ラッチが前記歯付きラックと噛合することにより、前記スプリングの圧力が、前記歯付きラックを介して前記ピストンに伝達し、前記貯蔵部内の圧力を上昇させることを特徴とする塗布器具。

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