JP4871859B2 - 改善された小型手動式ポンプ - Google Patents

Description

本発明は、化粧品容器などに装着されて用いられる小型手動式ポンプに関し、より詳しくは、ポンピング時に復元力を提供する圧縮スプリングがハウジングの外部に設置されており、内容物の汚染が発生せず、高粘度の内容物も容易にポンピングすることができ、さらに、前記圧縮スプリングがボタンの分離状態でもシャフトに安定的に固定されているので、ポンプの組み立て作業が簡便であり、各部品の部分化（モジュール化）が容易なだけでなく、使用中にボタンが離脱される場合も故障の危険性が少なく、特定形状の開閉部材によってハウジング下端の流入口が開閉されるので、ポンピング時に高い密封力及びポンピング力を提供できる小型手動式ポンプに関するものである。

小型手動式ポンプは、その便利性によって、液体またはエマルジョンなどの内容物を一定量ずつ吐出する化粧品容器に多く用いられている。特に、手動式ポンプは、内容物を容器に保管しながら一定量ずつ容易に吐出して使用できるとの特徴によって広範囲に用いられている。また、この手動式ポンプに対する関連技術も、持続的に開発されてきた。

従来の小型手動式ポンプは、ポンプの外観を構成するハウジングと、該ハウジングを容器に装着するために用いられるクロージャと、ボタンの吐出口に連結され、ハウジングに沿って上下に動くステムと、該ステムの上下運動を案内し、ステムをボタンに連結するシャフトと、前記ステムに装着された状態でハウジングの内壁に沿って上下運動をするピストンと、ハウジングの内面下部に装着されたスプリングと、ハウジング下端の流入口を開閉するボールと、を含んで構成されている。

しかしながら、上記のような従来の手動式ポンプには、次のような問題点があった。
第一に、ポンピング時にステムに復元力を提供する圧縮スプリングが、内容物の流入経路上にあるハウジングの内部に設けられるので、その圧縮スプリングが流動抵抗要因として作用する。したがって、高い弾性のスプリングまたはハウジングの大きな内部空間が必要となるが、これら要件により、ポンピングに制限が加えられ、ポンプの大きさが大きくなるという問題点が誘発された。また、高粘度の内容物のポンピングが難しくなるという問題点もあった。
第二に、圧縮スプリングが内容物と接触するので、圧縮スプリングの劣化時に内容物の汚染可能性が高い。
第三に、ハウジング下端の流入口の開閉用ボールは、ハウジング内部空間の圧力変化及び重力の作用によって流入口を開閉する動作をするので、ポンピング作業に迅速に対応できず、高い密封力も提供しにくい。したがって、ポンピング作業時、一部の内容物が容器側に漏れるおそれがあり、迅速な開閉動作が行われないので、ポンピング力が低下するという問題点があった。

上記のような問題点を解決するために、多様な構造が開発されてきたが、満足できる結果を提供する手動式ポンプは、未だに存在しないのが実情である。

したがって、本発明は、上記のような従来の問題点及び技術的課題を解決することを目的とする。

すなわち、本発明の第一の目的は、圧縮スプリングがハウジングの外部に設置されており、内容物の小さい流動抵抗及びハウジングの広い内部空間を提供し、スプリングによる内容物の汚染可能性がなく、高粘度の内容物も容易にポンピングできる手動式ポンプを提供することにある。また、ボタンがポンプの本体から分離された場合も、ハウジングの外部に設置されたスプリングの分離を防止することで、ポンプの組立作業が簡便であり、各部品のモジュール化が容易なだけでなく、使用中にも故障の危険性が非常に少ない手動式ポンプを提供することにある。

本発明の第二の目的は、従来の開閉用ボールの代りに、特定構造の開閉部材を使用することで、ポンピング時、ステムの上下運動に迅速に対応して作動し、優れた密封性、高い密封力及びポンピング力を発揮できる手動式ポンプを提供することにある。

上記のような目的を達成するための本発明に係る手動式ポンプは、吐出口が形成され、下記シャフトの上端に装着されるボタンと、ポンプの外観を構成するハウジングと、下記ハウジングキャップを通してハウジングの上部外面に締結し、ハウジングを容器に装着するクロージャと、ハウジングの内部空間と連通する水平通路と、該水平通路と連通される垂直通路とが形成されており、ハウジングの上端から突出された状態で上下運動をするステムと、該ステムの外面に締結された状態で下記ハウジングキャップの内面に沿って上下運動をしながらボタンの下端に連結されるシャフトと、該シャフトの上下運動を案内し、ハウジングをクロージャに連結してハウジングの内部空間を外部から密封させるハウジングキャップと、ステムの下部に装着された状態でハウジングの内壁に沿って上下運動をするピストンと、ポンピング時にシャフトに復元力を提供し、ボタンとハウジングキャップとの間に位置する圧縮スプリングと、ハウジング内部空間の下端に位置し、ポンピング時、ハウジング下端流入口を開閉する開閉部材と、を含んで構成されている。

上記のような構造からなる本発明に係る手動式ポンプは、内容物をポンピングするためにボタンを押すと、ハウジングキャップとボタンとの間に位置したスプリングが圧縮され、その過程で、ハウジング内部空間の内容物がステムの垂直通路を通してボタンの吐出口に排出される。その反対に、ボタンに加えられた力を除去すると、スプリングの復元力がシャフトに伝達され、容器内の内容物がハウジング内部空間に流入する。したがって、圧縮スプリングは、ポンピング作業を行うための復元力を提供しながらも、内容物の流動経路上に位置しないので、上述したような利点を提供する。

シャフト上部の側面一部には、突出部が形成されており、圧縮スプリングは、前記突出部とハウジングキャップとの間に装着されている。したがって、ボタンがシャフトから離脱される場合も、圧縮スプリングがポンプ本体に装着された状態で維持されるので、ポンプの組立作業が簡便であり、各部品のモジュール化が容易であり、さらに、使用中にボタンが離脱される場合も、スプリングが分離される問題点を防止できる。このような構造で、シャフトとステムとの締結を一層堅固にするために、ステムの上端部が銛状であり、シャフトの対応内面に微細突出部が形成されている。したがって、ステムをシャフトの円筒状構造の下側から挿入して締結することで、容易に堅固な結合を達成できる。

ステムの上下運動に迅速に対応して動き、高い密封力を提供できるように、前記開閉部材は、上端が開封された中空型部材として、その外部側面に放射状突起が形成されており、ステムの下端には、開閉部材の前記中空内面に密着されて上下に移動できる垂直延長部が形成されている。

本発明を構成する各構成要素の素材は、特に制限されるものではなく、成形の容易性及び価格などを考慮して、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレン、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）などの合成樹脂が好ましく用いられる。圧縮スプリングは、一般にステンレス金属素材から形成されるが、場合によっては、弾性に優れたプラスチック素材から形成されることもある。

本発明に係る小型手動式ポンプは、圧縮スプリングがハウジングの外部に設置されており、内容物の小さい流動抵抗及びハウジングの広い内部空間を提供し、スプリングによる内容物の汚染可能性がなく、高粘度の内容物も容易にポンピングすることができ、ボタンがポンプの本体から分離された場合も、ハウジングの外部に設置されたスプリングの分離を防止することで、ポンプの組立作業が簡便であり、各部品のモジュール化が容易であり、使用中にも故障の危険性が非常に少ない手動式ポンプを提供する。また、従来の開閉用ボールの代りに、特定構造の開閉部材を使用することで、ポンピング時にステムの上下運動に迅速に対応して作動し、優れた密封性、高い密封力及びポンピング力を発揮できるという特徴がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明の範疇は、この実施形態によって限定されるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る小型手動式ポンプの垂直断面図である。図１の小型手動式ポンプ１００は、その最上部にボタン２００を含んでいる。ボタン２００は、その側面に向かう吐出口２１０を含んでおり、シャフト７００に結合される締結部２２０がボタン２００の中央内側に垂直に形成されている。ポンプ１００は、多段式の直径を有する略円筒状のハウジング３００と、ポンプ１００を容器（図示せず）に装着する役割をするクロージャ４００と、から構成されている。ハウジング３００とクロージャ４００は、屈曲状のハウジングキャップ５００によって相互結合されている。ハウジングキャップ５００は、ハウジング内部空間Ｓを外部から密封すると同時に、シャフト７００の上下運動を案内する。圧縮スプリング６００は、シャフト７００の上端に形成された側面突出部７１０とハウジングキャップ５００との間に装着されている。したがって、ボタン２００をシャフト７００から分離した場合も、圧縮スプリング６００がポンプ１００の本体に安定的に固定されている。全体的に円筒状からなるシャフト７００の内部に結合されたステム８００は、ハウジング内部空間Ｓの内容物が流入する水平通路８１０と、これに連結される垂直通路８２０と、最下端の垂直延長部８３０と、を含んでいる。水平通路８１０は、ステム８００の外面及びハウジング３００内面に密着された状態で上下に動くピストン９００によって開閉される。ハウジング内部空間Ｓは、流入口３１０の真上側に位置した開閉部材１０００の作動によって開閉される。

図１は、ボタン２００に何らの力も加えられていない状態（以下、「休止モード」という）のポンプ１００を示しているが、圧縮スプリング６００の弾性力により、ステム８００の水平通路８１０がピストン９００によって密閉されている。休止モードでは、ハウジング内部空間Ｓの内容物の圧力によって開閉部材１０００が流入口３１０を密閉したり、または、開閉部材１０００が流入口３１０を密閉しない場合も、後述する加圧モードで流入口３１０の迅速な密閉が行われる。

図２及び図３は、ボタン（図１の２００）に下降圧力が加えられた状態（以下、「加圧モード」という）と、その印加圧力が除去された状態（以下、「弛緩モード」という）のポンプ２００をそれぞれ示している。説明の便宜上、図１のボタン２００及びクロージャ４００は示していない。

図２を参照すると、加圧モードでは、シャフト７００の下降によってステム８００も同時に下降するようになり、シャフト７００の側面突出部７１０とハウジングキャップ５００との間に位置した圧縮スプリング６００が圧縮される。ステム８００が下降しはじめた直後、垂直延長部８３０は、開閉部材１０００を下降させて流入口３１０を直ちに密閉させる。したがって、開閉部材１０００による流入口３１０の密閉は、ポンピング動作に迅速に対応して行われる。一方、ピストン９００の外縁部９１０がハウジング３００の内面に対して持つ摩擦力は、内縁部９２０がステム８００の外面に対して持つ摩擦力より大きいので、シャフト７００の下端がピストン９００の外縁部９１０の上端に到達するときまでピストン９００が動かない。したがって、水平通路８１０が開放され、ハウジング内部空間Ｓで加圧された内容物が水平通路８１０に流入し、内容物が垂直通路８２０に沿って上昇するようになる。

図３を参照すると、弛緩モードでは、圧縮スプリング６００の復元力によってシャフト７００及びステム８００が同時に上昇するようになり、上述したようなピストン９００の外縁部９１０及び内縁部９２０の二元化された摩擦力によって、内縁部９２０がステム８００の下端突出部に接触するときまでピストン９００が動かない。したがって、水平通路８１０が密閉された状態でステム８００が上昇するようになり、ハウジング内部空間Ｓの圧力低下が発生する。このような圧力低下は、開閉部材１０００が開放されながら、ハウジング内部空間Ｓに内容物が流入することで解消される。

以下、図４乃至図９を参照して、図１のポンプ１００を構成する各要素に対してさらに詳しく説明する。

図４は、ハウジング３００の垂直断面図、平面図及び底面図である。図４に示すように、ハウジング３００は、全体的に多段式の円筒状部材からなる。最も大きい直径を有する第１ステップ３０２は、ハウジングキャップ（図１の５００）と締結される部分であり、第２ステップ３０４は、加圧モードでステム８００下部の放射状突起（図２の８４０）が到達する部分であり、第３ステップ３０６は、加圧モードで開閉部材（図１の１０００）の下端部が密着される部分である。第３ステップ３０６の上側内部には、その側面に突起３２０が非連続的に突出されており、弛緩モードで開閉部材１０００の放射状突起（図３の１０３０）は、前記ハウジングの側面突起３２０によってそれ以上の上昇が阻止される。

図５は、ハウジングキャップ５００の垂直断面図、平面図及び底面図である。図５に示すように、ハウジングキャップ５００は、円筒状本体の側面に延長された部位が屈曲状となっている。第１屈曲部５１０は、その内面に密着されるシャフト（図１の７００）の上下運動を案内し、第２屈曲部５２０は、ハウジング（図１の３００）の上端に結合されてクロージャ（図１の４００）との締結をなす。この屈曲状の弾力性は、シャフトの上下運動案内及びハウジングとの締結を一層良好にする。

図６は、シャフト７００の垂直断面図、平面図及び底面図である。図６に示すように、シャフト７００は、全体的に円筒状本体７２０からなり、上部外面に側面突出部７１０が形成されている。側面突出部７１０は、圧縮スプリング（図１の６００）の上端と係合され、圧縮スプリングをポンプの本体に固定する役割をする。円筒状本体７２０の上部内面には、ステム（図１の８００）の銛状上端部が結合されるように突起７３０が形成されており、円筒状本体７２０とステム８００との締結力に優れている。

図７は、ステム８００の垂直断面図、平面図及び底面図である。図７に示すように、ステム８００は、ハウジング内部空間（図１のＳ）に連結される水平通路８１０と、ボタン（図１の２００）の吐出口２１０及び水平通路８１０に連結された長い垂直通路８２０と、水平通路８１０の下側に形成された放射状突起８４０と、開閉部材１０００に連結された長い下端延長部８３０と、から構成されている。ステム６００の銛状上端部８５０は、その構造的特徴により、上述したシャフト（図６の７００）の内面突起７３０に堅固に結合される。下端延長部８３０は、開閉部材（図１の１０００）の中空部位に沿って動き、中空部位の内部に発生する圧力変化を防止するために、下端延長部８３０が結合された状態でも、中空部位の内部がハウジング内部空間Ｓと連通されるように微細な溝８３２が垂直に形成されている。

図８は、ピストン９００の垂直断面図、平面図及び底面図である。図８に示すように、ピストン９００は、ハウジング（図１の３００）の内面と接する外縁部９１０と、ステム（図１の８００）の外面と接する内縁部９２０と、から構成されている。

外縁部９１０の外径Ｒは、ハウジング３００の内径よりやや大きく、外縁部９１０の上端及び下端が外側にそれぞれ曲がっている。したがって、ピストン９００をハウジング３００の内面に挿入する場合、外縁部９１０の上端及び下端がハウジング３００の内面の直径に合わせて内側に曲がることで、ハウジングの内面に対する外縁部９１０の摩擦力は、ステム内面に対する内縁部９２０の摩擦力より大きくなる。このような摩擦力の二元化によって、上述したように、ポンピング過程でステム８００の水平通路８１０は、ピストン９００の内縁部９２０によって開閉される。

図９は、開閉部材１０００の垂直断面図及び平面図である。図９に示すように、開閉部材１０００は、上部が開封された中空構造となっている。開閉部材１０００の下端は、加圧モードで流入口（図１の３１０）との密着面積を広げるために、その側面にラウンド処理が施されている。ステム（図１の８００）の下端延長部８３０は中空部位１０１０に挿入され、下端延長部８３０との摩擦力を高めるために、側面内側に微細突起１０２０が形成されている。したがって、開閉部材１０００は、ステム８００の上下運動に迅速に対応して動くようになる。ステム８００の上昇による開閉部材１０００の上昇は、その側面に形成された放射状突起１０３０がハウジング内面の側面突起（図４の３２０）に到達したときになって阻止され、ステム８００のみが継続して上昇するようになる。このとき、容器（図示せず）内の内容物は、各放射状突起１０３０の離隔された隙間を通してハウジング内部空間（図３のＳ）に流入する。

本発明の属する分野で通常の知識を持つ者であれば、上記の内容に基づいて本発明の範疇内で多様な応用及び変形が可能であろう。

図１は、本発明の一実施形態に係る小型手動式ポンプの垂直断面図である。 図２は、図１のポンプの加圧モードでの状態図である。 図３は、図１のポンプの弛緩モードでの状態図である。 図４は、図１のポンプを構成するハウジングの垂直断面図、平面図及び底面図である。 図５は、図１のポンプを構成するハウジングキャップの垂直断面図、平面図及び底面図である。 図６は、図１のポンプを構成するシャフトの垂直断面図、平面図及び底面図である。 図７は、図１のポンプを構成するステムの垂直断面図、平面図及び底面図である。 図８は、図１のポンプを構成するピストンの垂直断面図、平面図及び底面図である。 図９は、図１のポンプを構成する開閉部材の垂直断面図及び平面図である。

Claims (3)

1. 吐出口が形成されており、下記シャフトの上端に装着されるボタンと、
   ポンプの外観を構成するハウジングと、
   下記ハウジングキャップを通して前記ハウジングの上部外面に締結し、前記ハウジングを容器に装着するクロージャと、
   前記ハウジング内部空間と連通される水平通路と、該水平通路と連通される垂直通路とが形成されており、前記ハウジングの上端から突出された状態で上下運動をするステムと、
   該ステムの外面に締結された状態で下記ハウジングキャップの内面に沿って上下運動をし、前記ボタンの下端に連結されたシャフトと、
   該シャフトの上下運動を案内し、前記ハウジングをクロージャに連結し、前記ハウジング内部空間を外部から密封させるハウジングキャップと、
   前記ステムの下部に装着された状態で前記ハウジングの内壁に沿って上下運動をするピストンと、
   ポンピング時に前記シャフトに復元力を提供し、前記ボタンと前記ハウジングキャップとの間に位置する圧縮スプリングと、
   前記ハウジング内部空間の下端に位置し、ポンピング時に前記ハウジング下端流入口を開閉する開閉部材と、
   を含有してなる手動式ポンプであって、
   前記ステムの下端には、垂直延長部が形成されており、
   前記開閉部材は、上端が開放された中空型部材として、その側面に放射状突起が外側に向かって形成され、さらに、その側面内側に微細突起が形成されており、
   前記垂直延長部は、前記開閉部材の中空内面に密着された状態で動くことを特徴とする手動式ポンプ。
2. 前記シャフト上部の側面に突出部が形成されており、前記圧縮スプリングが前記側面突出部と前記ハウジングキャップとの間に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の手動式ポンプ。
3. 前記ステムの上端部が銛状となっており、前記シャフトの対応内面に微細突起が形成されており、前記ステムを前記シャフトの円筒構造の下側から挿入して結合することを特徴とする請求項１に記載の手動式ポンプ。

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