JP4484433B2 - 流体製品用の投与ポンプおよび投与装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体製品用の投与ポンプに関し、さらには、そのようなポンプが組み込まれた流体製品投与装置に関する。

公知の事実として、ポンプは一般的に、ポンプ室が形作られたポンプ本体を有し、当該ポンプ室は入口弁と出口弁との間に位置するのが普通である。ポンプ室に格納されている製品を投与する際、一般に、ユーザは、ピストンに接続された駆動ロッドを駆動する。すると、当該ピストンがポンプ本体内でスライド移動し、これが一般に、下側ピストンと呼ばれる第２のピストンの移動を引き起こす。第２のピストンは、ポンプ本体のうち径が小さくなっている部分の中を、出口弁が開くまでスライド移動し、その結果、ポンプ室に格納されていた製品は、圧力を受けて放出されることになる。しかし、ユーザが手を離して、戻しスプリングの力を受けた駆動ロッドがその休止位置に戻る際に、いくらかの製品が、前記入口弁を通ってポンプ室の内部に吸い込まれる。

本発明の目的は、こうした種類のポンプで生じる特定の問題を克服することである。
こうした問題が生じるのは、比較的大きなデッドスペースが、製品の流れる方向においてポンプ室の入口弁から見た上流の位置に存在するためである。実際、プランジャチューブの先端は、一般的に、ポンプ本体の底に開いており、そのため、ポンプ本体のうち、下ピストンおよび入口弁より下に位置する部分は全て製品で満たされている。これは、無視できないレベルの逆圧を誘発する効果を持ち、この逆圧が、タンクの内容物を完全に使い切ることを困難にする。

本発明の目的の１つは、ポンプのデッドスペースおよび逆圧を小さくすることである。
本発明はまた、この種のポンプのプライミングを改善することを目的とする。後者は一般的に、ポンプ室を完全に充填するまでに、ポンプを３、４回上下動(jolt)させることを必要とする。
本発明は、また、ポンプのプライミングのために必要なプライミング用上下動の回数を減らすことを目的とする。

その一方で、ポンプの戻しスプリングは、ポンプ底面部の底部分と前記ポンプ本体の内部に浮動可能な形で設置された入口弁シートとの間に設置されるのが一般的である。したがって、スプリングは製品と接触することになり、これは、前記スプリングが（しばしば、そうであるように）金属製であるとき、いくつかの問題を引き起こす可能性がある。特許公報：ＵＳ−４,５１１,０６９号、特許公報：ＦＲ−１ ４８６ ３９２号、そして特許広報：ＤＥ−２８ ３８ ６１３号には、そのような装置が開示されている。

本発明のもう一つの目的は、ポンプの戻しスプリングと投与対象製品との間の接触を、いかなるものであれ抑制することである。
目的達成のために、本発明が提供するのは、ピストンが内部でスライド移動する、というポンプ本体を有する流体製品用の投与ポンプであって、ポンプ本体の内部において、ポンプ室が、入口弁と出口弁との間に形作られており、前記ポンプ本体は、プランジャチューブを介してタンクの内部にまで延びており、前記入口弁が、前記ポンプ本体の内部で移動可能な入口弁シートと、前記入口弁を選択的に密封または開放する、ボールなどの入口弁構成要素とを有し、前記入口弁シートは、製品の流れる方向において前記入口弁構成要素から見て上流の位置に、軸方向チューブを有し、前記ポンプ本体または前記プランジャチューブは、前記ポンプ本体内を軸方向に延びる管状部分を有し、前記軸方向チューブの端部は、前記管状部分の内側または外側を密封状態でスライド移動し、前記入口弁シートと、前記管状部分との間に、当該入口弁シートをポンプの休止位置方向へ戻す戻しスプリングが、前記軸方向チューブおよび前記管状部分の外側に設けられていることを特徴とする投与ポンプである。

また、前記ポンプ本体は、内部に駆動ロッドが組み入れられた上側アパーチャと、内部に前記プランジャチューブが組み入れられた下側アパーチャとを有し、前記下側アパーチャの位置に、前記管状部分が設けられていること、とするのが効果的である。

また、前記入口弁シートは、前記弁構成要素から見て上流の位置に径方向スルーホールを有し、当該スルーホールは、前記ポンプ室に入っている空気がポンプの最初の駆動に先立ってタンク方向へ放出されることを可能とすること、とするのが効果的である。
また、前記出口弁は、出口弁シートと出口弁構成要素とを有し、前記出口弁構成要素は、前記出口弁シートと協働する拡張ヘッドを有し、前記出口弁構成要素は、前記ポンプ室内に入っている製品の圧力によって閉位置に引きつけられ、前記駆動ロッドの駆動ストローク完了の時点で、その開位置に機械的に移動させられること、とするのが効果的である。

さらに、本発明は、流体製品用タンクを有し、上述したように作られた流体製品用タンクおよびポンプを有することを特徴とする投与装置、を提供することで目的を達成する。

本発明に関する他の特徴および効果については、本発明の特定の実施の形態に関する以下の詳細を、非制限的な例を示す添付図面を参照しながら読むことで、より明らかになるであろう。
一般的に言えば、本発明は、少なくとも１つのピストン２０、３０が内部でスライド移動し、さらに、内部で入口弁５０と出口弁６０との間にポンプ室４０が形作られている、というポンプ本体１０を有するポンプに関する。本発明の目的は、前記入口弁５０を直接的かつ密封可能な形で、タンク２の内部にあるプランジャチューブ７０（ポンプ本体１０の延長部分）に接続することである。なお、ポンプ２については、図３においてのみ、点線を用いて非常に概略的に図示してある。こうした、入口弁５０とプランジャチューブとの間の密封接続は、前記入口弁５０から見て上流に格納された製品のデッドスペースを制限する。そして、その結果として、逆圧は制限され、ポンプのプライミング（priming）は容易になり、さらには、ポンプの戻しスプリング５についても、投与対象の製品との接触が生じない場所に配置できる。

以下、図面に示す特定の実施の形態を参照しながら、本発明について更に具体的に説明する。
この効果的な実施の形態によれば、ポンプはポンプ本体１０を有し、ポンプ本体は、径の大きい方の上側部分１１と径の小さい方の下側部分１２とを有する。上側部分１１は上側アパーチャを有し、その内部には駆動ロッド１が組み入れられている。そして、当該ロッドは第１のピストン２０（「上ピストン」と呼ぶ）に接続されており、このピストン２０は、ポンプ本体のうち前期径の大きい方の部分１１の中でスライド移動する。ポンプ本体の下側部分１２は下側アパーチャを有し、その内部にはプランジャチューブ７０が組み入れられている。そして、その下側部分の中では、第２のピストン３０（下ピストンと呼ぶ）が同様にスライド移動する。また、ポンプ室４０が、入口弁５０と出口弁６０との間に形作られている。出口弁６０は駆動ロッド１の高さに形成されている。そして、ロッド１には出口弁シート６１が形作られており、出口弁構成要素６９がこれと協働する。効果的な構成として、この弁構成要素６９は、径方向に延びるヘッド６８を備えたロッドの形で作られており、そのため、前記出口弁構成要素６９は、ポンプ室４０に格納された製品の圧力によって弁シートに押しつけられる。この押し付けられた状態は、駆動ロッド１の作動ストロークの終了時、前記出口弁要素６９が機械的に移動させられて前記弁シート６１から離れるまで継続する。こうした動作を実現するために、弁構成要素６９は肩６７を有し、当該肩は、放出の瞬間に、弁シート６１に関して後者を動かすのに適したポンプの一部分と協働する。

本特許出願においては、ポンプの一般的動作の詳細についてこれ以上の説明はしない。それについては、同じ出願人によって２０００年１０月２３日になされたフランス特許出願（出願番号：００ １３５６９）の骨組みの範囲内で、すでに説明されているからである。
入口弁は弁シート５１と入口弁構成要素５９とによって形成され、構成要素は一般的にボールの形で具体化される。このボールは、ガラスまたはプラスチックによって製造するのが効果的である。弁シートは、ポンプ本体内部に浮揚可能な形で設置され、さらに下ピストン３０と協働しており、ポンプ駆動の際には後者と共に移動する。弁シート５１は、ポンプの戻しスプリング５から力を加えられ、当該スプリング５は、一方の端で前記弁シート５１につながり、もう一方の端でポンプ本体１０の底面部、または、ポンプ本体の前記底面部に強く固定された構成要素７０につながっている。

本発明の１つの側面として、前記入口弁シート５１は、直接的および密封可能な形でプランジャチューブ７０に接続されている。図に示す例においては、前記入口弁シート５１は、製品の流れる方向において入口弁構成要素５９から見た上流の側に、サイズを小さくした軸方向チューブ５５を有し、当該チューブ５５はポンプ本体１０の底面方向へ延びる。そして、対応する形で、ポンプ本体１０（あるいは、図に示すように、前記ポンプ本体１０の底面部に取り付けられた構成要素７０）は、ポンプ本体の内部に向かって軸方向に延びる管状部分を有する。入口弁シート５１の軸方向チューブ５５の下側端部５６は、前記管状部分８０と密封可能な形で協働する。図に示す例では、この管状部分８０はプランジャチューブ７０の一部であるが、これを管状突起８０の形で直接ポンプ本体１０の底面部に形成することを考えても、全く差し支えないであろう。また、チューブ５５の下側端部５６は、管状部分８０内部を密封可能な形でスライド移動するが、このチューブ５５の下側端部を、前記管状部分８０の外壁上でスライド移動させることも考えられるだろう。

入口弁５０に接続しているチューブ５５が、密封可能な形でプランジャチューブ７０と協働するという事実によって、戻しスプリング５はいかなる形でも製品と接触しないような位置に置かれる、という結果が得られる。これは特に、管状部分８０がポンプ本体１０の下側アパーチャ内に密閉可能な形で組み入れられている場合にあてはまる。このことは、スプリングが金属で作られている場合には製品の安定性を高め、一般的には、金属スプリングが直面する全ての問題を防止する。従って、ボール５９がガラス製またはプラスチック製であれば、投与される流体製品はもはや、金属部品と全く接触しないことになる。

その一方で、チューブ５５および管状部分８０の内径は、ポンプ本体１０のそれよりもはるかに小さく、ポンプのデッドスペースは、その逆圧と同様に、非常に限られたものとなる。そのため、ポンプの駆動に対する信頼性が高まり、タンク内容物を残らず使い切ることも容易になる。
入口弁シート５１の軸方向チューブ５５とプランジャチューブ７０の管状部分８０との間には協働密封が実現されるため、入口弁５０のボール５９から見て上流の位置に、径方向スルーホール５３を設けるのが好ましい。実際、図２に示すように、ポンプのプライミングが行われる時点では、空気は圧縮されるが、ポンプの出口弁６０は閉じたままであるため、ここを通って逃げることはできない。そのため、空気は下ピストン３０の内部を通過する形で、ポンプ本体１０の下側部分１２の方向に逃げる。入口弁シート５１が密封可能な形でプランジャチューブ７０と協働しており、前記プランジャチューブ７０もポンプ本体１０の底面部に密封可能な形で設置することができるので、この径方向エアホール５３を設けることは、ポンプのプライミングの間に、空気を前記プランジャチューブ７０経由でタンク内部の方向に逃がすことを可能とするうえで効果的である。プランジャチューブ７０と入口弁５０との間のこの直接的な接続によって、形成されるデッドスペースがより小さいものになるため、プライミングは容易になり、その結果、ポンプは、後者をわずかに１、２回駆動するだけで、動作可能となる。

以上、本発明については、後者の特定の実施の形態例について説明したが、当業者によれば、添付の特許請求の範囲で規定された本発明の範囲から逸脱しない形で、さまざまな変形を施すことが可能であることは理解されるであろう。

本発明の効果的な実施の形態を示す横断面図であり、休止位置にあって、ポンプが最初に駆動される前の状態を示す図である。 図１と同様の図であり、前記ポンプのプライミング中の状態を示す図である。 図１および図２と同様の図であり、前記ポンプを駆動位置において示す図である。

Claims (5)

1. ピストン（２０、３０）が内部でスライド移動する、というポンプ本体（１０）を有する流体製品用の投与ポンプであって、
   ポンプ本体（１０）の内部において、ポンプ室（４０）が、入口弁（５０）と出口弁（６０）との間に形作られており、
   前記ポンプ本体（１０）は、プランジャチューブ（７０）を介してタンク（２）の内部にまで延びており、
   前記入口弁（５０）が、前記ポンプ本体（１０）の内部で移動可能な入口弁シート（５１）と、前記入口弁（５０）を選択的に密封または開放する、ボールなどの入口弁構成要素（５９）とを有し、
   前記入口弁シート（５１）は、製品の流れる方向において前記入口弁構成要素（５９）から見て上流の位置に、軸方向チューブ（５５）を有し、
   前記ポンプ本体（１０）または前記プランジャチューブ（７０）は、前記ポンプ本体（１０）内を軸方向に延びる管状部分（８０）を有し、
   前記軸方向チューブ（５５）の端部（５６）は、前記管状部分（８０）の内側または外側を密封状態でスライド移動し、
   前記入口弁シート（５１）と、前記管状部分（８０）との間に、当該入口弁シート（５１）をポンプの休止位置方向へ戻す戻しスプリング（５）が、前記軸方向チューブ（５５）および前記管状部分（８０）の外側に設けられていること
   を特徴とする投与ポンプ。
2. 前記ポンプ本体（１０）は、内部に駆動ロッド（１）が組み入れられた上側アパーチャと、内部に前記プランジャチューブ（７０）が組み入れられた下側アパーチャとを有し、
   前記下側アパーチャの位置に、前記管状部分（８０）が設けられていること、
   を特徴とする請求項１に記載の投与ポンプ。
3. 前記入口弁シート（５１）は、前記弁構成要素（５９）から見て上流の位置に径方向スルーホール（５３）を有し、当該スルーホールは、前記ポンプ室（４０）に入っている空気がポンプの最初の駆動に先立ってタンク方向へ放出されることを可能とすること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の投与ポンプ。
4. 前記出口弁（６０）は、出口弁シート（６１）と出口弁構成要素（６９）とを有し、
   前記出口弁構成要素（６９）は、前記出口弁シート（６１）と協働する拡張ヘッド（６８）を有し、
   前記出口弁構成要素（６９）は、前記ポンプ室（４０）内に入っている製品の圧力によって閉位置に引きつけられ、前記駆動ロッド（１）の駆動ストローク完了の時点で、その開位置に機械的に移動させられること、
   を特徴とする請求項２または３に記載の投与ポンプ。
5. 流体製品用タンクを有する、流体製品用の投与装置であって、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の投与ポンプを有することを特徴とする投与装置。

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