JP4135864B2 - 流動体容器のシリンダ機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、化粧品用容器等の流動体容器に使用されるシリンダ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなシリンダ機構としては、その内部に流動体を充填したシリンダと、このシリンダの内部を摺動するピストンとを備えたものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシリンダ機構においては、十分な液密性を得ながらピストンを滑らかに往復移動させることが困難であった。また、液密性を得ながらピストンを滑らかに往復移動させることができる構造を得るためには、ピストンを極めて高精度に加工する必要が生じ、その製造コストが高額となるという問題も生ずる。
【０００４】
このため、ピストンの外周面にシリンダの内周面と当接するオーリングを配設することにより、高い液密性を得ながらピストンを滑らかに移動させ得る構成とすることも考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような構成を採用した場合においては、ピストンに対する応力の方向がピストンの軸芯方向と正確に一致しない場合等においては、ピストンの軸芯がシリンダの軸芯に対して傾斜してしまい、以降のピストンの往復移動が不可能となる場合がある。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、十分な液密性を得ながらピストンを小さな力でスムースに往復移動させることが可能な流動体容器のシリンダ機構を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置されており、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の凸部から構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成されており、前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の単一の凸部から構成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置され、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の凸部から構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成されており、前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の単一の凸部から構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【００１４】
なお、これらの図のうち、図１は流動体吐出ポンプ１に応力を付与することなく放置した状態を、また、図２はノズルヘッド２における押圧部１２が押圧されることにより第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３とともに下降しつつある状態を、さらに、図３はノズルヘッド２が開放されることにより第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３とともに上昇しつつある状態を示している。なお、図３乃至図５においては、開口部９１を明示するため、第２連結筒８２にのみハッチングを付している。
【００１５】
この流動体容器は、美容の分野で使用されるヘアージェルやクレンジングジェル等の一般にジェルと呼称されるゲル（ｇｅｌ）、または、栄養クリームやマッサージクリーム等のクリーム状物、あるいは、化粧水等の液体などを貯留するための化粧品用の容器として使用されるものである。なお、この明細書においては、高粘度の液体や半流動体あるいはゾルがジェリー状に固化したゲルやクリーム状物等と通常の液体とを含めて流動体と呼称する。
【００１６】
この流動体容器は、流動体吐出ポンプ１と、ノズルヘッド２と、外蓋３と、その内部に流動体を貯留する流動体貯留部４とから構成される。
【００１７】
ここで、ノズルヘッド２は、流動体を吐出するための吐出部１１と、流動体の吐出時に押圧される押圧部１２とを有している。また、外蓋３は、ネジ部材１４を介して流動体貯留部４の上端に形成されたネジ部と係合されている。
【００１８】
流動体貯留部４は、円筒状の第１シリンダ１５と、この第１シリンダ１５内を上下方向に移動する第１ピストン１６と、複数の通気孔１８が穿設された外蓋１７とを有している。この流動体貯留部４における第１シリンダ１５と流動体吐出ポンプ１とは、パッキング１９を介して液密な状態で接続されている。
【００１９】
この第１ピストン１６は、第１シリンダ１５内において高い液密性を得ながら滑らかに移動する構成であることが要求される。このための第１ピストン１６の構成については、後ほど詳細に説明する。
【００２０】
この流動体容器においては、ノズルヘッド２における押圧部１２を押圧して上下方向に往復移動させることにより、後程詳細に説明する流動体吐出ポンプ１の作用で、流動体貯留部４内に貯留された流動体がノズルヘッド２における吐出部１１から吐出される。そして、流動体貯留部４内の流動体の減少に伴って、第１ピストン１６は第１シリンダ１５内をノズルヘッド２方向に移動する。
【００２１】
なお、この明細書においては、図１乃至図３における上下方向を流動体容器における上下方向と規定する。すなわち、この実施形態に係る流動体容器においては、図１に示すノズルヘッド２側を上方向とし、第１ピストン１６側を下方向とする。
【００２２】
次に、流動体吐出ポンプ１の構成について説明する。
【００２３】
この流動体吐出ポンプ１は、第２シリンダ２３と、この第２シリンダ２３内を往復移動可能な第２ピストン８３と、ノズルヘッド２と第２ピストン８３とを連結することにより、ノズルヘッド２に付与された押圧力を第２ピストン８３に伝達して第２ピストン８３を下降させるための連結筒を構成する互いに連結固定された中空状の第１、第２連結筒８１、８２と、第２ピストン８３を上昇させる方向に付勢するための第１、第２連結筒８１、８２の外周部に配設されたコイルバネ２４と、流動体貯留部４に貯留された流動体を第２ピストン８３の上昇動作に伴って第２シリンダ２３内に流入させるための第１の弁機構８６と、第２シリンダ２３内に流入した流動体を第２ピストン８３の下降動作に伴って第１、第２連結筒８１、８２の内部を介してノズルヘッド２に流出させるための第２の弁機構８７とを備える。
【００２４】
上述した第２ピストン８３は、上述した第１ピストン１６と同様、第２シリンダ２３内において高い液密性を得ながら滑らかに移動する構成であることが要求される。このための第２ピストン８３の構成についても、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
また、上述したコイルバネ２４は、強力な付勢力を得るため、金属製のものが使用される。但し、このコイルバネ２４は、連結筒２１の外周部に配設されていることから、連結筒２１の内部を通過する流動体と接触することはない。
【００２６】
上記第１の弁機構８４は、第２シリンダ２３の内部が加圧されたときには、第２シリンダ２３の下端部付近に形成された流動体貯留部４と第２シリンダ２３とを連通する開口部４１を閉止するとともに、第２シリンダ２３の内部が減圧されたときには、この開口部４１を開放するためのものである。
【００２７】
この第１の弁機構８４は、第２シリンダ２３の下端部のテーパ形状をなす内面と同一の角度だけ傾斜したテーパ部を有し、その下端部にストッパーが形成された樹脂製の弁体８９を備える。この第１の弁機構８６においては、第２シリンダ２３の内部が加圧されたときには、図２に示すように、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と当接することにより開口部４１を閉止する。また、第２シリンダ２３の内部が減圧されたときには、図３に示すように、弁体８６のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面から離隔することにより開口部４１を開放する。このとき、弁体８９の移動量は、弁体８９の下端部に形成されたストッパが第２シリンダ２３の下端部と当接することにより規制される。
【００２８】
なお、弁体８９の下端部に形成されたストッパには、図示を省略した切欠部が形成されている。このため、図３に示すように、ストッパが第２シリンダ２３の下端部と当接した場合においても、流動体は第２シリンダ２３の下端部の開口部４１から流入可能な構成となっている。
【００２９】
上記第２の弁機構８７は、ノズルヘッド２が押圧されたときには前記第２ピストン８３から離隔することにより第１、第２連結筒８１、８２の内部と第２シリンダ２３の内部とを連通する流路を開放するとともに、ノズルヘッド２に対する押圧力が解除されたときには第２ピストン８３と当接することにより第１、第２連結筒８１、８２の内部と第２シリンダ２３の内部とを連通する流路を閉止するためのものである。
【００３０】
第２連結筒８２の筒状部下方には開口部９１が穿設されている。また、この開口部９１の外側には、第２シリンダ２３に形成された凹部と当接可能な凸部９２が形成されている。図２に示すように、第２シリンダ２３に形成された凹部と第２連結筒８２における凸部９２とが離隔した状態では、開口部９１を介して第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が形成される。一方、図１および図３に示すように、第２シリンダ２３に形成された凹部と第２連結筒８２における凸部９２とが当接した状態では、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が閉鎖される。
【００３１】
次に、上述した流動体吐出ポンプ１を備えた流動体吐出容器による流動体の吐出動作について説明する。
【００３２】
初期状態においては、図１に示すように、コイルバネ２４の作用により、互いに連結された第１、第２連結筒８１、８２は上方向に付勢されており、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２は第２ピストン８３に形成された凹部と当接している。このため、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路は閉鎖されている。また、弁体８９の自重により、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と当接し、開口部４１は閉止されている。
【００３３】
この状態においてノズルヘッド２における押圧部１２が押圧された場合には、図２に示すように、最初に第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３に対して相対的に下降する。これにより、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２が第２ピストン８３に形成された凹部から離隔する。このため、第２シリンダ２３の内部から開口部９１を介して第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が形成される。
【００３４】
ノズルヘッド２における押圧部１２がさらに押圧されれば、第２連結筒８１の下端部が第２ピストン８３の上面に当接し、第２ピストン８３と第１、第２連結筒８１、８２とは一体となって下降する。このときには、第２シリンダ２３の内部は加圧されており、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と密着することにより開口部４１は閉止されている。このため、第２シリンダ２３内の加圧された流動体は、開口部９１および中空状の第１、第２連結筒８１、８２を介してノズルヘッド２における吐出部１１に流出し、この吐出部１１から吐出される。
【００３５】
第２ピストン８３がストローク下端部まで下降した後、ノズルヘッド２に付与された押圧力が解除されれば、コイルバネ２４の作用により、第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３に対して相対的に上昇する。これにより、図３に示すように、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２が第２ピストン８３に形成された凹部と当接する。このため、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路は再度閉鎖される。
【００３６】
しかる後、コイルバネ２４の作用により、ノズルヘッド２と第１、第２連結筒８１、８２と第２ピストン８３とが一体となって上昇する。このときには、第２シリンダ２３の内部は減圧されることから、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部から離隔することにより開口部４１が開放され、ストッパに形成された切欠部を介して、第２シリンダ２３内に流動体貯留部４から流動体が流入する。そして、図３に示すように、第２ピストン８３がその昇降ストロークの上端まで移動すれば、その上昇動作を停止する。
【００３７】
以上の動作を繰り返すことにより、流動体貯留部４に貯留された流動体をノズルヘッド２から吐出せしめることが可能となる。
【００３８】
次に、この発明の特徴部分である第１、第２ピストン１６、８３の構成について説明する。
【００３９】
最初に、第１ピストン１６の構成について説明する。図４は、上述した第１ピストン１６の拡大図である。なお、図４（Ａ）は第１ピストン１６の側面を示し、図４（Ｂ）は第１ピストン１６の断面を示している。また、図５は、ピストン１６の断面をさらに拡大して示す説明図である。
【００４０】
この第１ピストン１６の上部には、第１シリンダ１５の内周部と当接する液密部１０２が形成されており、第１ピストン１６の下部には、第１シリンダ１５の内周部と当接する液密部１０３が形成されている。すなわち、この第１ピストン１６の外周面には、各々が第１シリンダ１５の内周面と当接する一対の液密部１０２、１０３が一定の距離だけ離隔した位置に配置されていることになる。
【００４１】
そして、液密部１０２における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０４、１０４から構成されており、液密部１０３における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０５、１０５から構成されている。これらの凸部１０４、１０５は、図５に拡大して示すように、その断面が略円形状の形状を有する。
【００４２】
この第１ピストン１６においては、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部１０２、１０３の作用により、第１ピストン１６に対する応力の方向にかかわらず、第１ピストン１６の軸芯と第１シリンダ１５の軸芯を常に一致させることができ、第１ピストン１６を第１シリンダ１５内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００４３】
また、一対の液密部１０２、１０３における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０４、１０４から構成されていることから、第１ピストン１６と第１シリンダ１５との接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、第１ピストン１６を第１シリンダ１５内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００４４】
次に、第２ピストン８３の構成について説明する。図６は、上述した第２ピストン８３の拡大図である。なお、図６（Ａ）は第２ピストン８３の側面を示し、図６（Ｂ）は第２ピストン８３の断面を示している。
【００４５】
この第２ピストン８３の上部には、第２シリンダ２３の内周部と当接する液密部１１２が形成されており、第２ピストン８３の下部には、第２シリンダ２３の内周部と当接する液密部１１３が形成されている。すなわち、この第２ピストン８３の外周面には、各々が第２シリンダ２３の内周面と当接する一対の液密部１１２、１１３が一定の距離だけ離隔した位置に配置されていることになる。
【００４６】
そして、液密部１１２における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１１４、１１４から構成されており、液密部１１３における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、単一の凸部１１５から構成されている。これらの凸部１１４、１１５は、その断面が略円形状の形状を有する。
【００４７】
なお、この第２ピストン８３における上述した第２連結筒８２の通過孔には、第２ピストン８３と第２連結筒８２との液密性を高めるために、凸部１２１が形成されている。
【００４８】
この第２ピストン８３においては、第１ピストンの場合と同様、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部１１２、１１３の作用により、第２ピストン８３に対する応力の方向にかかわらず、第２ピストン８３の軸芯と第２シリンダ２３の軸芯を常に一致させることができ、第２ピストン８３を第２シリンダ２３内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００４９】
また、一方の液密部１１２における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１１４、１１４から構成されていることから、第２ピストン８３と第２シリンダ２３との接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、第２ピストン８３を第２シリンダ２３内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００５０】
なお、他方の液密部１１３には単一の凸部１１５から構成されており、近接配置された一対の凸部に比べて液密性には劣るが、一方の液密部１１２により第２シリンダ２３の液密機能は担保されていることになる。
【００５１】
上述した実施形態においては、凸部１０４、１０５、１１４、１１５として、その断面形状が略円形のものを使用している。しかしながら、その断面形状が多角形の凸部や、その先端が尖った形状の凸部を採用するようにしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施形態においては、この発明を化粧品用の容器として使用される流動体容器に適用した場合について説明したが、この発明を食品や飲料等の容器に適用してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１、請求項２、請求項４および請求項５に記載の発明によれば、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部の作用により、ピストンの軸芯とシリンダの軸芯を常に一致させることができ、ピストンをシリンダ内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００５４】
また、少なくとも一方の液密部におけるシリンダの内周面との当接部が、近接配置された一対の凸部から構成されていることから、ピストンとシリンダとの接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、ピストンをシリンダ内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００５５】
請求項３および請求項６に記載の発明によれば、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部の作用により、ピストンの軸芯とシリンダの軸芯を常に一致させることができ、ピストンをシリンダ内においてスムースに移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図２】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図３】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図４】 第１ピストン１６の拡大図である。
【図５】 ピストン１６の断面をさらに拡大して示す説明図である。
【図６】 第２ピストン８３の拡大図である。
１ 流動体吐出ポンプ
２ ノズルヘッド
３ 外蓋
４ 流動体貯留部
１１ 吐出部
１２ 押圧部
１４ ネジ部材
１５ 第１シリンダ
１６ 第１ピストン
１７ 外蓋
１８ 通気孔
２３ 第２シリンダ
２４ コイルバネ
４１ 開口部
８１ 第１連結筒
８２ 第２連結筒
８３ 第２ピストン
８６ 第１の弁機構
８７ 第２の弁機構
８９ 弁体
９１ 開口部
９２ 凸部
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、化粧品用容器等の流動体容器に使用されるシリンダ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このようなシリンダ機構としては、その内部に流動体を充填したシリンダと、このシリンダの内部を摺動するピストンとを備えたものが使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のシリンダ機構においては、十分な液密性を得ながらピストンを滑らかに往復移動させることが困難であった。また、液密性を得ながらピストンを滑らかに往復移動させることができる構造を得るためには、ピストンを極めて高精度に加工する必要が生じ、その製造コストが高額となるという問題も生ずる。
【０００４】
このため、ピストンの外周面にシリンダの内周面と当接するオーリングを配設することにより、高い液密性を得ながらピストンを滑らかに移動させ得る構成とすることも考えられる。
【０００５】
しかしながら、このような構成を採用した場合においては、ピストンに対する応力の方向がピストンの軸芯方向と正確に一致しない場合等においては、ピストンの軸芯がシリンダの軸芯に対して傾斜してしまい、以降のピストンの往復移動が不可能となる場合がある。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、十分な液密性を得ながらピストンを小さな力でスムースに往復移動させることが可能な流動体容器のシリンダ機構を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置されており、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の凸部から構成されることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成される。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成されており、前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の単一の凸部から構成される。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置され、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の凸部から構成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成される。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成されており、前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の単一の凸部から構成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１乃至図３は、この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【００１４】
なお、これらの図のうち、図１は流動体吐出ポンプ１に応力を付与することなく放置した状態を、また、図２はノズルヘッド２における押圧部１２が押圧されることにより第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３とともに下降しつつある状態を、さらに、図３はノズルヘッド２が開放されることにより第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３とともに上昇しつつある状態を示している。なお、図３乃至図５においては、開口部９１を明示するため、第２連結筒８２にのみハッチングを付している。
【００１５】
この流動体容器は、美容の分野で使用されるヘアージェルやクレンジングジェル等の一般にジェルと呼称されるゲル（ｇｅｌ）、または、栄養クリームやマッサージクリーム等のクリーム状物、あるいは、化粧水等の液体などを貯留するための化粧品用の容器として使用されるものである。なお、この明細書においては、高粘度の液体や半流動体あるいはゾルがジェリー状に固化したゲルやクリーム状物等と通常の液体とを含めて流動体と呼称する。
【００１６】
この流動体容器は、流動体吐出ポンプ１と、ノズルヘッド２と、外蓋３と、その内部に流動体を貯留する流動体貯留部４とから構成される。
【００１７】
ここで、ノズルヘッド２は、流動体を吐出するための吐出部１１と、流動体の吐出時に押圧される押圧部１２とを有している。また、外蓋３は、ネジ部材１４を介して流動体貯留部４の上端に形成されたネジ部と係合されている。
【００１８】
流動体貯留部４は、円筒状の第１シリンダ１５と、この第１シリンダ１５内を上下方向に移動する第１ピストン１６と、複数の通気孔１８が穿設された外蓋１７とを有している。この流動体貯留部４における第１シリンダ１５と流動体吐出ポンプ１とは、パッキング１９を介して液密な状態で接続されている。
【００１９】
この第１ピストン１６は、第１シリンダ１５内において高い液密性を得ながら滑らかに移動する構成であることが要求される。このための第１ピストン１６の構成については、後ほど詳細に説明する。
【００２０】
この流動体容器においては、ノズルヘッド２における押圧部１２を押圧して上下方向に往復移動させることにより、後程詳細に説明する流動体吐出ポンプ１の作用で、流動体貯留部４内に貯留された流動体がノズルヘッド２における吐出部１１から吐出される。そして、流動体貯留部４内の流動体の減少に伴って、第１ピストン１６は第１シリンダ１５内をノズルヘッド２方向に移動する。
【００２１】
なお、この明細書においては、図１乃至図３における上下方向を流動体容器における上下方向と規定する。すなわち、この実施形態に係る流動体容器においては、図１に示すノズルヘッド２側を上方向とし、第１ピストン１６側を下方向とする。
【００２２】
次に、流動体吐出ポンプ１の構成について説明する。
【００２３】
この流動体吐出ポンプ１は、第２シリンダ２３と、この第２シリンダ２３内を往復移動可能な第２ピストン８３と、ノズルヘッド２と第２ピストン８３とを連結することにより、ノズルヘッド２に付与された押圧力を第２ピストン８３に伝達して第２ピストン８３を下降させるための連結筒を構成する互いに連結固定された中空状の第１、第２連結筒８１、８２と、第２ピストン８３を上昇させる方向に付勢するための第１、第２連結筒８１、８２の外周部に配設されたコイルバネ２４と、流動体貯留部４に貯留された流動体を第２ピストン８３の上昇動作に伴って第２シリンダ２３内に流入させるための第１の弁機構８６と、第２シリンダ２３内に流入した流動体を第２ピストン８３の下降動作に伴って第１、第２連結筒８１、８２の内部を介してノズルヘッド２に流出させるための第２の弁機構８７とを備える。
【００２４】
上述した第２ピストン８３は、上述した第１ピストン１６と同様、第２シリンダ２３内において高い液密性を得ながら滑らかに移動する構成であることが要求される。このための第２ピストン８３の構成についても、後ほど詳細に説明する。
【００２５】
また、上述したコイルバネ２４は、強力な付勢力を得るため、金属製のものが使用される。但し、このコイルバネ２４は、連結筒２１の外周部に配設されていることから、連結筒２１の内部を通過する流動体と接触することはない。
【００２６】
上記第１の弁機構８４は、第２シリンダ２３の内部が加圧されたときには、第２シリンダ２３の下端部付近に形成された流動体貯留部４と第２シリンダ２３とを連通する開口部４１を閉止するとともに、第２シリンダ２３の内部が減圧されたときには、この開口部４１を開放するためのものである。
【００２７】
この第１の弁機構８４は、第２シリンダ２３の下端部のテーパ形状をなす内面と同一の角度だけ傾斜したテーパ部を有し、その下端部にストッパーが形成された樹脂製の弁体８９を備える。この第１の弁機構８６においては、第２シリンダ２３の内部が加圧されたときには、図２に示すように、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と当接することにより開口部４１を閉止する。また、第２シリンダ２３の内部が減圧されたときには、図３に示すように、弁体８６のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面から離隔することにより開口部４１を開放する。このとき、弁体８９の移動量は、弁体８９の下端部に形成されたストッパが第２シリンダ２３の下端部と当接することにより規制される。
【００２８】
なお、弁体８９の下端部に形成されたストッパには、図示を省略した切欠部が形成されている。このため、図３に示すように、ストッパが第２シリンダ２３の下端部と当接した場合においても、流動体は第２シリンダ２３の下端部の開口部４１から流入可能な構成となっている。
【００２９】
上記第２の弁機構８７は、ノズルヘッド２が押圧されたときには前記第２ピストン８３から離隔することにより第１、第２連結筒８１、８２の内部と第２シリンダ２３の内部とを連通する流路を開放するとともに、ノズルヘッド２に対する押圧力が解除されたときには第２ピストン８３と当接することにより第１、第２連結筒８１、８２の内部と第２シリンダ２３の内部とを連通する流路を閉止するためのものである。
【００３０】
第２連結筒８２の筒状部下方には開口部９１が穿設されている。また、この開口部９１の外側には、第２シリンダ２３に形成された凹部と当接可能な凸部９２が形成されている。図２に示すように、第２シリンダ２３に形成された凹部と第２連結筒８２における凸部９２とが離隔した状態では、開口部９１を介して第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が形成される。一方、図１および図３に示すように、第２シリンダ２３に形成された凹部と第２連結筒８２における凸部９２とが当接した状態では、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が閉鎖される。
【００３１】
次に、上述した流動体吐出ポンプ１を備えた流動体吐出容器による流動体の吐出動作について説明する。
【００３２】
初期状態においては、図１に示すように、コイルバネ２４の作用により、互いに連結された第１、第２連結筒８１、８２は上方向に付勢されており、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２は第２ピストン８３に形成された凹部と当接している。このため、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路は閉鎖されている。また、弁体８９の自重により、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と当接し、開口部４１は閉止されている。
【００３３】
この状態においてノズルヘッド２における押圧部１２が押圧された場合には、図２に示すように、最初に第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３に対して相対的に下降する。これにより、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２が第２ピストン８３に形成された凹部から離隔する。このため、第２シリンダ２３の内部から開口部９１を介して第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路が形成される。
【００３４】
ノズルヘッド２における押圧部１２がさらに押圧されれば、第２連結筒８１の下端部が第２ピストン８３の上面に当接し、第２ピストン８３と第１、第２連結筒８１、８２とは一体となって下降する。このときには、第２シリンダ２３の内部は加圧されており、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部と密着することにより開口部４１は閉止されている。このため、第２シリンダ２３内の加圧された流動体は、開口部９１および中空状の第１、第２連結筒８１、８２を介してノズルヘッド２における吐出部１１に流出し、この吐出部１１から吐出される。
【００３５】
第２ピストン８３がストローク下端部まで下降した後、ノズルヘッド２に付与された押圧力が解除されれば、コイルバネ２４の作用により、第１、第２連結筒８１、８２が第２ピストン８３に対して相対的に上昇する。これにより、図３に示すように、第２連結筒８２の下端部に形成された凸部９２が第２ピストン８３に形成された凹部と当接する。このため、第２シリンダ２３の内部から第１、第２連結筒８１、８２の内部に至る流路は再度閉鎖される。
【００３６】
しかる後、コイルバネ２４の作用により、ノズルヘッド２と第１、第２連結筒８１、８２と第２ピストン８３とが一体となって上昇する。このときには、第２シリンダ２３の内部は減圧されることから、弁体８９のテーパー部が第２シリンダ２３の下端部内面テーパー部から離隔することにより開口部４１が開放され、ストッパに形成された切欠部を介して、第２シリンダ２３内に流動体貯留部４から流動体が流入する。そして、図３に示すように、第２ピストン８３がその昇降ストロークの上端まで移動すれば、その上昇動作を停止する。
【００３７】
以上の動作を繰り返すことにより、流動体貯留部４に貯留された流動体をノズルヘッド２から吐出せしめることが可能となる。
【００３８】
次に、この発明の特徴部分である第１、第２ピストン１６、８３の構成について説明する。
【００３９】
最初に、第１ピストン１６の構成について説明する。図４は、上述した第１ピストン１６の拡大図である。なお、図４（Ａ）は第１ピストン１６の側面を示し、図４（Ｂ）は第１ピストン１６の断面を示している。また、図５は、ピストン１６の断面をさらに拡大して示す説明図である。
【００４０】
この第１ピストン１６の上部には、第１シリンダ１５の内周部と当接する液密部１０２が形成されており、第１ピストン１６の下部には、第１シリンダ１５の内周部と当接する液密部１０３が形成されている。すなわち、この第１ピストン１６の外周面には、各々が第１シリンダ１５の内周面と当接する一対の液密部１０２、１０３が一定の距離だけ離隔した位置に配置されていることになる。
【００４１】
そして、液密部１０２における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０４、１０４から構成されており、液密部１０３における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０５、１０５から構成されている。これらの凸部１０４、１０５は、図５に拡大して示すように、その断面が略円形状の形状を有する。
【００４２】
この第１ピストン１６においては、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部１０２、１０３の作用により、第１ピストン１６に対する応力の方向にかかわらず、第１ピストン１６の軸芯と第１シリンダ１５の軸芯を常に一致させることができ、第１ピストン１６を第１シリンダ１５内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００４３】
また、一対の液密部１０２、１０３における第１シリンダ１５の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１０４、１０４から構成されていることから、第１ピストン１６と第１シリンダ１５との接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、第１ピストン１６を第１シリンダ１５内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００４４】
次に、第２ピストン８３の構成について説明する。図６は、上述した第２ピストン８３の拡大図である。なお、図６（Ａ）は第２ピストン８３の側面を示し、図６（Ｂ）は第２ピストン８３の断面を示している。
【００４５】
この第２ピストン８３の上部には、第２シリンダ２３の内周部と当接する液密部１１２が形成されており、第２ピストン８３の下部には、第２シリンダ２３の内周部と当接する液密部１１３が形成されている。すなわち、この第２ピストン８３の外周面には、各々が第２シリンダ２３の内周面と当接する一対の液密部１１２、１１３が一定の距離だけ離隔した位置に配置されていることになる。
【００４６】
そして、液密部１１２における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１１４、１１４から構成されており、液密部１１３における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、単一の凸部１１５から構成されている。これらの凸部１１４、１１５は、その断面が略円形状の形状を有する。
【００４７】
なお、この第２ピストン８３における上述した第２連結筒８２の通過孔には、第２ピストン８３と第２連結筒８２との液密性を高めるために、凸部１２１が形成されている。
【００４８】
この第２ピストン８３においては、第１ピストンの場合と同様、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部１１２、１１３の作用により、第２ピストン８３に対する応力の方向にかかわらず、第２ピストン８３の軸芯と第２シリンダ２３の軸芯を常に一致させることができ、第２ピストン８３を第２シリンダ２３内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００４９】
また、一方の液密部１１２における第２シリンダ２３の内周面との当接部は、近接配置された一対の凸部１１４、１１４から構成されていることから、第２ピストン８３と第２シリンダ２３との接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、第２ピストン８３を第２シリンダ２３内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００５０】
なお、他方の液密部１１３には単一の凸部１１５から構成されており、近接配置された一対の凸部に比べて液密性には劣るが、一方の液密部１１２により第２シリンダ２３の液密機能は担保されていることになる。
【００５１】
上述した実施形態においては、凸部１０４、１０５、１１４、１１５として、その断面形状が略円形のものを使用している。しかしながら、その断面形状が多角形の凸部や、その先端が尖った形状の凸部を採用するようにしてもよい。
【００５２】
また、上述した実施形態においては、この発明を化粧品用の容器として使用される流動体容器に適用した場合について説明したが、この発明を食品や飲料等の容器に適用してもよい。
【００５３】
【発明の効果】
請求項１、請求項２、請求項４および請求項５に記載の発明によれば、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部の作用により、ピストンの軸芯とシリンダの軸芯を常に一致させることができ、ピストンをシリンダ内においてスムースに移動させることが可能となる。
【００５４】
また、少なくとも一方の液密部におけるシリンダの内周面との当接部が、近接配置された一対の凸部から構成されていることから、ピストンとシリンダとの接触面積を小さくしながらその液密性能を二倍にすることができ、十分な液密性を得ながら、ピストンをシリンダ内において小さな力で移動させることが可能となる。
【００５５】
請求項３および請求項６に記載の発明によれば、一定の距離だけ離隔した位置に配置された一対の液密部の作用により、ピストンの軸芯とシリンダの軸芯を常に一致させることができ、ピストンをシリンダ内においてスムースに移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図２】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図３】 この発明に係るシリンダ機構を適用した流動体容器の縦断面図である。
【図４】 第１ピストン１６の拡大図である。
【図５】 ピストン１６の断面をさらに拡大して示す説明図である。
【図６】 第２ピストン８３の拡大図である。
１ 流動体吐出ポンプ
２ ノズルヘッド
３ 外蓋
４ 流動体貯留部
１１ 吐出部
１２ 押圧部
１４ ネジ部材
１５ 第１シリンダ
１６ 第１ピストン
１７ 外蓋
１８ 通気孔
２３ 第２シリンダ
２４ コイルバネ
４１ 開口部
８１ 第１連結筒
８２ 第２連結筒
８３ 第２ピストン
８６ 第１の弁機構
８７ 第２の弁機構
８９ 弁体
９１ 開口部
９２ 凸部
Claims (6)
- 流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、
前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、
前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置されており、
前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の凸部から構成されることを特徴とする流動体容器のシリンダ機構。 - 請求項１に記載の流動体容器のシリンダ機構において、
前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成される流動体容器のシリンダ機構。 - 請求項１に記載の流動体容器のシリンダ機構において、
前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が略円形状の一対の凸部から構成されており、
前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が略円形状の単一の凸部から構成される流動体容器のシリンダ機構。 - 流動体を吐出するための吐出部と流動体の吐出時に押圧される押圧部とを供えたノズルヘッドと、前記ノズルヘットの吐出部に向けて流動体を吐出する流動体吐出ポンプと、前記ノズルヘットに連結する第１シリンダと、前記シリンダの内部を往復移動する第１ピストンとを備え、前記ノズルヘットと前記第１シリンダと前記第１ピストンとで形成される空間に流動体を充填する流動体容器のシリンダ機構において、
前記流動体吐出ポンプは、第２シリンダと、前記第２シリンダ内を往復移動可能な第２ピストンと、前記ノズルヘッドと前記第２ピストンとを連結することにより前記ノズルヘッドに付与された押圧力を前記第２ピストンに伝達して第２ピストンを下降させるための連結部材と、前記第２ピストンを上昇させる方向に付勢するバネと、前記流動体貯留部に貯留された流動体を前記第２ピストンの上昇動作に伴って前記第２シリンダ内に流入させるための第１の弁機構と、前記第２シリンダ内に流入した流動体を前記第２ピストンの下降動作に伴って前記ノズルヘッドに流出させるための第２の弁機構とを備えるとともに、
前記第１ピストンの外周面には、各々が前記第１シリンダの内周面と当接する一対の液密部が、一定の距離だけ離隔した前記第１ピストンの上下両端部となる位置に配置され、
前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の凸部から構成されていることを特徴とする流動体容器のシリンダ機構。 - 請求項４に記載の流動体容器のシリンダ機構において、
前記一対の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成される流動体容器のシリンダ機構。 - 請求項４に記載の流動体容器のシリンダ機構において、
前記一対の液密部のうち一方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、近接配置されたその断面が多角形状の一対の凸部から構成されており、
前記一対の液密部のうち他方の液密部における第１シリンダの内周面との当接部は、その断面が多角形状の単一の凸部から構成される流動体容器のシリンダ機構。
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