JP4344098B2 - Pre-compression system - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、空間において伸出している導管によって連結されるポンプと排出ノズルとの間に配置される予備圧縮システムに関するものであって、このシステムはその状態においては導管の口の上における台座に当接している連結を閉止する位置とその状態においては台座から離れている連結を開放する位置との間を可動である予備圧縮バルブを備え、この予備圧縮バルブは閉止位置に対してバネ手段によってバイアスされている。このような予備圧縮システムは例えば米国特許第5,730,335号において開示されている。
【0002】
このような公知である予備圧縮システムは例えば液体洗剤を収容するボトルなどの容器用のスプレーヘッドにおいて用いられる。このようなスプレーヘッドは手動で操作可能なピストンポンプが設けられている本体によって形成されている。このようなポンプは本体に対して回動可能に連結されているトリガーによって操作される。ポンプの吸引側は十分な長さに亘って、通常はその底部付近までボトル内に延伸し、これを介して液体をボトルから引き出すことが可能であるチューブに連結されている。ポンプの圧縮側は導管を介してスプレーヘッドの排出ノズルに対して連結されている。ポンプと排出ノズルにつながる導管との間にこの予備圧縮システムが設けられ、このシステムはバネ手段によってその閉止状態が保たれ、またポンプ内において所定の圧力に到達した時にのみ開放される予備圧縮バルブを備えている。この予備圧縮バルブの目的としては、スプレーにおいて大きすぎる液滴が生じてしまうため、低すぎる圧力において液体が排出ノズルから離れることを防止することにある。現に液体は最適なスプレーパターンを得るために排出ノズルから所定の且つ比較的高い圧力において圧出されなければならない。
【0003】
公知である予備圧縮システムは、環状空間に伸出しているポンプのシリンダ壁の端部を有している。シリンダ壁の縁は台座を形成しており、その上に弾性的に可撓であるダイアフラムが押圧される。このダイアフラムは、先の特許においてはダイアフラム自体の素材による屈曲応力によって生じるバネ圧力によって閉止状態に押圧されている。ポンプシリンダにおける圧力が十分に高まるとダイアフラムは台座から浮き上がるため、圧力下における液体がシリンダから排出ノズルにつながる導管へと流れることが可能となる。ほとんどすべての液体がシリンダから押圧されて内部の圧力が再度下がった場合、このダイアフラムは再び内部におけるバネ力によって再度台座に対して接する閉止状態に戻る。
【0004】
このような公知である予備圧縮システムにおける欠点として前記環状空間がポンプシリンダに対して直列形に設けられているという点がある。したがってこのような公知である予備圧縮システムを射出成形によって製造し得るように設計することが困難であり、さらには結果として得られる設計体が比較的かさばったものになるためコンパクトなスプレーヘッド内に収容することが困難となる。前述の米国特許第5,730,335号においてこのような予備圧縮システムを収容するポンプは製造上の理由により吸引チューブとスプレーチューブとの間において角度を成して設けられているため、その組み立てが困難となる複雑な構造のものとなる。
【0005】
したがって本発明の目的は、公知の予備圧縮システムに比べてその製造および組み立てが容易であるが故にこのシステムをコンパクなスプレーヘッド内に統合した場合により広い設計上の自由を可能とする、前述のような種類の予備圧縮システムを提供することにある。本発明においてこのことは空間をポンプに連結し、導管を排出ノズルに連結することによって達成される。このようにして公知の予備圧縮システムと比較した場合に流れの方向を反対にすることによって、ポンプシリンダに対して直列的に配置する必要がなく、例えばシリンダに隣接して設けられ得るような予備圧縮システムを得ることができる。このようにしてスプレーヘッドの設計を実質的に簡素化し、ヘッドをよりコンパクトにし、さらにその製造がより容易且つ適したものとなる。さらにシリンダとピストンとを角度を成して設ける必要がなくなるため、その操作にとって有利となる。
【0006】
前記バネ手段は予備圧縮バルブ内に統合されることが好ましく、例えば予備圧縮バルブとバネ手段とが弾性的に可撓であるダイアフラムによって構成されていることが好ましい。このようにして構造的に簡単であるバルブを得ることが可能となる。ダイアフラムはドーム状であることが好ましく、これにより静止位置において安定して相応しい張力を有するようになる。
【0007】
前記予備圧縮システムはダイアフラムと協力し合うストップ手段を有することが好ましく、これによりダイアフラムの屈曲が限定されてダイアフラムが台座に対してより大きく離れることになる別の定位置に「はじかれ」そこから戻ってこないような状況が防止される。このストップ手段はダイアフラムと一体的に形成されることが好ましい。
【0008】
さらに前記空間は少なくとも部分的に環状であり、少なくとも部分的に導管の端部を囲むことが好ましく、したがって簡単な円形のダイアフラムを採用することが可能である。環状空間によって囲まれた導管の部分とポンプとはそれぞれ中心線を有し、これら中心線は実質的に平行でありながら互いに対してオフセットされているものである。
【0009】
前記環状空間は実質的に円筒状のスリーブによって境界線が形成されていることが好ましい。このようにすれば適当な封止状態が得られ、漏れを防止することが可能となる。ダイアフラムとスリーブとを一体的に成形することによって部品数を減らし、ひいてはシステムの組み立てを簡素化することが可能となる。
【0010】
スリーブには少なくとも1つの、バルブによって閉止可能である吸引口が設けられており、これを介してスプレーされるべき液体が引入される。閉止バルブをスリーブと一体的に形成した場合、個別の部品の数がさらに低減され予備圧縮システムの製造及び組み立てがさらに簡素化され得る。
【0011】
本発明はさらにスプレー装置に関するものであって、この装置は吸引側と圧縮側とを有するポンプと、ポンプの吸引側に連結されてスプレーされる液体を供給するための手段と、ポンプの圧縮側に連結される排出ノズルと、このポンプと排出ノズルとの間に設けられる前述の種類の予備圧縮システムとを備えるものである。
【0012】
さらに本発明は容器と前述のようなスプレー装置とによって構成される組立体に関するものである。
【0013】
本発明について添付図面を参照しつつ、例を用いて説明する。
【0014】
容器2のためのスプレーヘッド1は吸引側5と圧縮側6とを有するポンプ3からなる。ポンプ3には可動操作手段4が連結され、図示されている例においてはポンプ3を担持するフレーム22内における中空空間54に収容されてその内部において可撓性を有するスナップアーム55によってロックされる連続する回動軸53を有するトリガー13によって構成されている。ポンプ3の吸引側5には容器から液体を供給するための手段7が連結されており、その自由端が容器内に延伸するチューブ23に連結される導管からなる。ポンプ3の圧縮側6は導管9を介して排出ノズル8に連結されている。
【0015】
トリガー13の軸53と収容空間54とがスプレー導管9の上部に位置するため、トリガー13には開口部56が設けられ、それを通ってこの導管9の端部が延伸し、その上に排出ノズル8が設けられる。
【0016】
ポンプ3はピストン式ポンプであって、ポンプハウジングあるいはシリンダ10とその内部において往復運動を行うピストン11とから構成されている。ピストン11はトリガー13に連結されている。ピストン11とトリガー13とをポンプストロークの終わりにそれらが延伸している状態の静止位置に戻すために、スプレーヘッド1にはバイアス手段16が設けられている。図示される例においてはこのバイアス手段は、トリガー13の内部において縁に係止する一対の平行な屈曲バネ17から構成される。ポンプストロークにおいてトリガー13が回動軸53の回りをポンプ3に向かって回動し、ピストン11をシリンダ10内に押圧するとバネ17が屈曲される。トリガー13に対する圧力が開放されると、バネ17が屈曲して戻ることによってその静止位置に強制的に戻される。トリガー13は張力下および圧縮下のいずれにおいても固定されるようにピストン11に連結されているため、ピストン11も同様にその静止位置に引き戻される。トリガー13とピストン11との間の連結はトリガー13の突起14がピストン11における対応する開口28内にスナップされることによって得られるスナップ式連結である。
【0017】
シリンダ10とスプレー導管9との間には予備圧縮システムが設けられ、このシステムは、図示される例においては環状であり、弾性的に可撓性を有するドーム状のダイアフラム59によって気密あるいは液密閉止されるシリンダ10とその内部に伸出するスプレー導管9の端部とに連結される空間58を有するものである。この空間58はフレーム22内におけるキャビティ61に収容され、図示される例においてはダイアフラム59と一体的に設けられる円筒状のスリーブ60によって境界線が形成されている。この円筒状のスリーブ60には開口15が形成されており、その内部にはバルブが設けられ、フレーム22の開口67を介して液体用の吸引チューブ7に連結されている。同様にスリーブ60と一体的に設けられているこのバルブ63は可動であり、図示される実施例においては開口67を気密封止する位置(図3、4、6A)とこの開口67がクリアにされる位置(図5、図6B)との間を回動可能である。さらにダイアフラム59にはストップ部材64が連結されており、ダイアフラム59の折り曲げを制限して「はじかれない」ように防止するものである。円筒状のスリーブ60はフレーム22のキャビティ61内において図示される例においては容器2と一体的に成形されている端部壁によってロックされている。円筒状のスリーブ60はさらに、補強フランジ75を有し、それによって、シリンダ10内のポンプ圧の影響を受けスリーブ60の変形、ひいてはスリーブ60に沿う漏れの危険が防止される。
【0018】
好ましい実施例(図7)では、閉止バルブ63は、一端69がスリーブ60に取り付けられ、他端がバルブ本体63に連結される1対の回動可能な伸縮性のf形状をしたアーム68を用いてスリーブ60に連結される。ポンプ11の戻りあるいは吸引ストローク中、アーム68が、上方へ回動されて多少伸ばされ、それにより、バルブ本体63は、開口67から高さL上に浮き上げられる。
【0019】
また別の好ましい実施例(図8)では、円筒状のスリーブ60は、吸引チューブ23に連結される開口を備えていない。その代わりに、スリーブ60は、キャビティ61の壁に対してぴったりと近接して位置する、わずかに外側へ延びる周辺端部70を有している。周辺端部70は比較的可撓であり、わずかに傾斜した内面73を備えている。スリーブ60はさらに、低減された直径を有し、可撓である端部70によって一方の側の境界線が形成され、スリーブ60の円筒状の部分によってもう一方の側の境界線が形成される部分71を有している。キャビティ61の壁とともに、直径の低減された部分71は、開口67と液体が流通可能である環状空間72を画定する。
【0020】
ピストン11のポンプストローク中には、周辺端部70の傾斜した内面73上に作用する流体の圧力が、この部分をキャビティ61の壁の方向に内側に押し付けるため、キャビティ61の全周辺に沿って優れた封止を生じさせるであろう。一方、戻りあるいは吸引ストローク中におけるピストン11背後の吸引と容器2内の大気の圧力とが、周辺端部70に亘って圧力差を引き起こし、これを壁から離れて内側に押しやり、吸引チューブ23を介して容器2の内部と直接的に連結している環状空間72とシリンダ10との間で液体が流通可能となる。
【0021】
このようにして、周辺端部70は、優れたシール性を有するバルブとして機能する。周辺端部70の封止作用のため、ポンプ圧が、スリーブ60の円筒状の部分に作用せず、それにより、円筒状の部分及びそれに連結される環状の封止隆起部74に沿う液体の漏れの危険性が低減される。更に、スリーブ60は、周辺端部に沿って補強フランジを設ける必要がないので、従来の実施例のものより小さく、しかも重くなく構成することができる。更に、この実施例のスリーブ60は、側壁における開口を排除するので、射出成形によって簡単に製造することができ、対応するバルブは、型にスライド又はマンドレルを設ける必要がないという効果を有する。最後に、スリーブ60はまた、中心線の周りに回転方向に完全に対称的であり、開口67と位置調整されるべき開口がないため、より容易に取り付けることができる。
【0022】
スリーブ60の周辺端部70の正確な形状は重大ではなく、唯一必要なことは、ポンプストローク中に完全な封止を確保するためにキャビティ61の壁に十分な圧力を及ぼし、吸引ストローク中にその周辺に沿っていずれの時点においても前記壁から浮き上げられることである。明らかに、端部70及び前記壁の形状は更に、それらが環状空間を画定するように選択されるべきである。したがって、その周辺端部の傾斜角度は、別の実施例より多少小さいが(図9)、キャビティの壁がより大きく傾斜した部分を有し、環状空間72においては実質的に同じ体積となる。
【0023】
予備圧縮システム40は公知の方法で所定のポンプ圧がまだ達成されていない状態では容器2から排出ノズルに液体が搬送されることを禁止する機能を有する。低すぎる圧力で液体がノズル8を介してスプレーされると、この液体の噴霧が不十分であるためスプレーコーン内において生成される液滴が大きすぎる。このようなことが発生することを防止するために、容器2と排出ノズル8の連結がダイアフラム59によって閉止されるものであるが、このダイアフラムはドーム状の形状によって決定されてダイアフラム59背後の周囲における圧力とによってアシストされる内部応力によって台座として機能するスプレー導管9の縁66に対して強制的に押圧されている。例えば3バール程度の十分な圧力がピストン11をその終端位置に移動させることによってシリンダ10内において生じた場合にのみダイアフラム59が台座66から浮き上がる。
【0024】
したがってスプレーヘッド1は以下のように機能する。使用者が容器2から液体を噴霧したい場合、まずトリガー13を引く。こうしてシリンダ10内に存在して開口67がバルブ63によって閉止されているが故に容器2に戻ることができない空気がピストン11によって圧縮される。ポンプストロークの終わり頃に空気の圧力が十分に高まった場合、ダイアフラム59が台座66から浮き上がり、この空気を逃すことが可能となる。
【0025】
その後、バイアス手段16によって強制される戻りストロークの間、液体は容器2からチューブ23、導管7さらには開口62および67を介してシリンダ10内に戻りあるいは吸引ストローク(図6A)の最後にこれがいっぱいになるまで引き出される。このストロークの間部分的な真空が容器2内において生成されることを防止するためにシリンダ10の壁には通気孔51が設けられており、この孔はピストン11が内側移動する際に開口51を外周封止リップ39Bが通過する場合に開き、ピストン11が外側ストロークを行う際にピストン11の外周および内周封止リップ39Bおよび39Aによって画定される閉空間に再び連結されるものである。
【0026】
そしてトリガー13が再度引かれた場合、液体は圧縮しにくいものであるためシリンダ10内の圧力がすばやく上昇する。こうしてダイアフラム59は台座66からほぼ瞬間的に浮き上がり、液体はダイアフラム59と台座66との間の空間を通ってスプレー導管9へ、さらに排出ノズル8(図6B)へと押圧され得てそこで噴霧される。
【0027】
本発明においては環状空間58がポンプシリンダ10に連結されており、その内部に伸出する導管9が排出ノズルに連結されており、よって公知である予備圧縮システムとは逆であるため、環状空間58をシリンダ10と並列させる必要がなく、図示されているようにオフセットさせることが可能となる。したがってスプレーヘッドを射出成形によって効率的に製造することが可能であるため、その設計をコンパクトすることが可能である。
【0028】
本発明をその実施例に基づいて例示してきたものであるが、これに限定されるものではないことは明らかである。例えばダイアフラムとスリーブとを別々に設けることが可能である。さらにストップ部材を場合によっては省略することも可能であり、素材の選択も当然変更することが可能である。よって本発明の範囲は後続の請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による予備圧縮システムが使用され得る、容器とスプレー装置とから構成される組立体の斜視図。
【図2】 予備圧縮システムを含む図1における組立体のスプレーヘッドの斜視拡大図。
【図3】 ポンプストローク中における図2のスプレーヘッドの一部切断された斜視図。
【図4】 戻りストローク中におけるスプレーヘッドの図3に対応する図。
【図5】 図3における矢印V方向から見た予備圧縮システムの詳細図。
【図6A】 ポンプストロークの開始時における予備圧縮システムの縦断面図。
【図6B】 ポンプストロークの終了時における予備圧縮システムの縦断面図。
【図7】 予備圧縮システムにおける、バルブの別実施例を示す概略斜視詳細図。
【図8】 予備圧縮システムの別実施例を示す縦断面図。
【図9】 この実施例の予備圧縮システムを示す詳細図。 [0001]
The present invention relates to a pre-compression system which is arranged between a pump and a discharge nozzle which are connected by a conduit extending in space, in which the system rests on a pedestal above the conduit mouth. A preliminary compression valve is provided that is movable between a position for closing the abutting connection and a position for releasing the connection away from the pedestal in that state. Is biased. Such a pre-compression system is disclosed, for example, in US Pat. No. 5,730,335.
[0002]
Such known pre-compression systems are used, for example, in spray heads for containers such as bottles containing liquid detergents. Such a spray head is formed by a body provided with a manually operable piston pump. Such a pump is operated by a trigger that is pivotally connected to the body. The suction side of the pump is connected to a tube that extends a sufficient length, usually close to its bottom, into which the liquid can be drawn from the bottle. The compression side of the pump is connected to the discharge nozzle of the spray head via a conduit. This precompression system is provided between the pump and the conduit leading to the discharge nozzle, this system is kept closed by spring means and is only opened when a certain pressure is reached in the pump It has. The purpose of this precompression valve is to prevent liquid from leaving the discharge nozzle at pressures that are too low because too large droplets are produced in the spray. In fact, the liquid must be pumped from the discharge nozzle at a predetermined and relatively high pressure in order to obtain an optimal spray pattern.
[0003]
Known precompression systems have the end of the cylinder wall of the pump extending into the annular space. The edge of the cylinder wall forms a pedestal on which a resiliently flexible diaphragm is pressed. In the previous patent, this diaphragm is pressed into the closed state by the spring pressure generated by the bending stress caused by the material of the diaphragm itself. When the pressure in the pump cylinder is sufficiently increased, the diaphragm floats up from the pedestal, so that liquid under pressure can flow from the cylinder to a conduit leading to the discharge nozzle. When almost all of the liquid is pressed from the cylinder and the internal pressure drops again, the diaphragm returns to the closed state where it again contacts the pedestal by the spring force inside.
[0004]
A disadvantage of such a known precompression system is that the annular space is provided in series with the pump cylinder. It is therefore difficult to design such a known pre-compression system so that it can be produced by injection molding, and the resulting design is relatively bulky, so that it is in a compact spray head. It becomes difficult to accommodate. In the aforementioned US Pat. No. 5,730,335, the pump containing such a pre-compression system is provided at an angle between the suction tube and the spray tube for manufacturing reasons, so that its assembly It becomes the thing of the complicated structure which becomes difficult.
[0005]
The object of the present invention is thus to provide a wider design freedom when integrated into a compact spray head because it is easier to manufacture and assemble than known pre-compression systems. It is to provide such a type of pre-compression system. In the present invention this is achieved by connecting the space to the pump and connecting the conduit to the discharge nozzle. In this way, by reversing the direction of the flow when compared with known precompression systems, it is not necessary to place them in series with the pump cylinder, for example a spare which can be provided adjacent to the cylinder. A compression system can be obtained. This substantially simplifies the spray head design, makes the head more compact, and makes its manufacture easier and more suitable. Furthermore, it is not necessary to provide the cylinder and the piston at an angle, which is advantageous for the operation.
[0006]
The spring means is preferably integrated in the precompression valve, and for example, the precompression valve and the spring means are preferably constituted by a diaphragm that is elastically flexible. In this way, it is possible to obtain a valve that is structurally simple. The diaphragm is preferably dome-shaped so that it has a suitable tension in a stationary position.
[0007]
The pre-compression system preferably has stop means that cooperate with the diaphragm, so that the bending of the diaphragm is limited so that the diaphragm can be "repelled" to a different home position from the base. The situation that does not come back is prevented. This stop means is preferably formed integrally with the diaphragm.
[0008]
Furthermore, the space is at least partly annular and preferably at least partly surrounds the end of the conduit, so that it is possible to adopt a simple circular diaphragm. The portion of the conduit surrounded by the annular space and the pump each have a center line that is substantially parallel and offset with respect to each other.
[0009]
The annular space is preferably formed with a boundary line by a substantially cylindrical sleeve. In this way, an appropriate sealing state can be obtained and leakage can be prevented. By integrally forming the diaphragm and the sleeve, it is possible to reduce the number of parts and thus simplify the assembly of the system.
[0010]
The sleeve is provided with at least one suction port that can be closed by a valve, through which the liquid to be sprayed is drawn. When the shut-off valve is formed integrally with the sleeve, the number of individual parts can be further reduced and the pre-compression system manufacturing and assembly can be further simplified.
[0011]
The invention further relates to a spraying device, which device has a suction side and a compression side, means connected to the suction side of the pump for supplying liquid to be sprayed, and the compression side of the pump And a pre-compression system of the type described above provided between the pump and the discharge nozzle.
[0012]
The invention further relates to an assembly comprising a container and a spray device as described above.
[0013]
The present invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawings.
[0014]
The spray head 1 for the
[0015]
Since the
[0016]
The pump 3 is a piston-type pump, and includes a pump housing or
[0017]
A pre-compression system is provided between the
[0018]
In the preferred embodiment (FIG. 7), the closing
[0019]
In another preferred embodiment (FIG. 8), the
[0020]
During the pumping stroke of the
[0021]
In this way, the
[0022]
The exact shape of the
[0023]
The
[0024]
Therefore, the spray head 1 functions as follows. When the user wants to spray liquid from the
[0025]
Thereafter, during the return stroke forced by the biasing means 16, the liquid returns from the
[0026]
When the
[0027]
In the present invention, the
[0028]
While the invention has been illustrated by way of example, it is clear that the invention is not so limited. For example, the diaphragm and the sleeve can be provided separately. Furthermore, the stop member can be omitted depending on the case, and the selection of the material can naturally be changed. Accordingly, the scope of the invention is to be defined only by the claims that follow.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an assembly consisting of a container and a spray device in which a pre-compression system according to the present invention may be used.
2 is an enlarged perspective view of the spray head of the assembly in FIG. 1 including a pre-compression system.
3 is a partially cutaway perspective view of the spray head of FIG. 2 during a pump stroke.
FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3 of the spray head during the return stroke.
FIG. 5 is a detailed view of the precompression system as seen from the direction of arrow V in FIG. 3;
FIG. 6A is a longitudinal cross-sectional view of the pre-compression system at the start of the pump stroke.
FIG. 6B is a longitudinal cross-sectional view of the precompression system at the end of the pump stroke.
FIG. 7 is a detailed schematic perspective view showing another embodiment of the valve in the pre-compression system.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the preliminary compression system.
FIG. 9 is a detailed view showing a pre-compression system of this embodiment.
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