JP5216786B2 - 流体ディスペンサポンプ、および、当該ポンプを有するディスペンサ - Google Patents

Description

本発明は、流体ディスペンサポンプと、当該ポンプを有するディスペンサとに関する。

流体ディスペンサポンプは従来技術において広く知られており、様々な種類のものが存在する。具体例として「大気圧（atmospheric）」ポンプがあり、当該ポンプでは、１投与量分の流体が投与されることで貯蔵器内部に生じる気圧低下を、通気口を通じて外から装置内に空気を入れることで補償する。
そうした種類のポンプでは、通常、ポンプ本体内にフェルールが嵌められており、当該フェルールは、休止位置においては流体の漏れが生じないようにピストンと協働している。それによって、先ずピストンの休止位置を定め（define）、さらには、漏れが生じない状態でポンプを密封して、漏れの危険を排除する。こうした危険は、例えば、ポンプが組み付けられた装置が上下逆さまに保管されていて、ポンプが貯蔵器より下に位置する状態となった時に生じる。

しかし、フェルールとピストンとの間のこうした静止状態における密封は、容易に損なわれてしまう。なぜなら、こうした密封状態は一般に、フェルールの内径側の鋭角の端部とピストンの円錐形部分との間の環状の接触のみによって実現されるからである。ピストン（例えば駆動ロッド）に力が加えられると、密封状態はたちまち破られてしまう。百分の数ミリの隙間でもポンプの通気機構は開放され、装置が横倒しまたは逆さまの状態で保管されている場合には漏洩の危険が生じる。

更に、この種類のポンプでは、ポンプの休止位置（上死点（high dead point）とも呼ばれるもの）を一定にするのが難しい場合がある。休止位置はピストンとフェルールとの間の当接によって定められるものであるが、使用に伴ってこれら部品のいずれかが変形するおそれがあり、そして変形が生じれば、その結果として、上記のように定められる位置にはわずかながらずれが生じる。

また、貯蔵器にポンプを固定するには、スナップ留め型、圧着型またはネジ留め型の固定用リングが用いられるが、やはり、漏れを生じさせない形でフェルールと協働させる必要があり、そのためには密封ガスケットを設置するのが一般的である。これは、ポンプの組立作業が複雑になる点から見ても、ポンプの製造および組立のコストが大きくなる点から見ても不都合である。

欧州特許第１ ４６６ ６６９号 欧州特許第１ ６０９ ５２９号 米国特許第４ ２４９ ６７６号

本発明は、上述した問題の生じない流体ディスペンサポンプを提供することを目的とする。
本発明はまた、ポンプが休止状態にある際の漏洩の危険を実質的に低減する流体ディスペンサポンプを提供することを目的とする。
更に本発明は、ポンプの休止位置を、ポンプが多数回使用された後までも、長期間にわたって正確に規定することのできる流体ディスペンサポンプを提供することを目的とする。

そして、本発明は更に、製造および組立が簡単かつ安価である流体ディスペンサポンプを提供することを目的とする。

上記目的の達成のために、本発明は、ポンプ本体と、前記ポンプ本体内で休止位置と駆動位置との間を、漏れが生じない状態で摺動するピストンと、を有し、前記ピストンは、前記ポンプ本体から軸方向外側に延びる駆動ロッドに固定されており、前記ポンプ本体の上端部にはフェルールが設置されている、という流体ディスペンサポンプであり、前記駆動ロッドは、径の大きい下側部分と径の小さい上側部分とを有し、前記下側部分と前記上側部分とは連結部によって相互連結されており、前記フェルールは、前記ピストンの休止位置を定め、当該休止位置にある時、前記ピストンとは当接せず、前記ポンプ本体の上端部に当接する径方向フランジと、少なくとも一部が前記ポンプ本体の内部にまで延びた軸方向スリーブであって、下側端部に前記駆動ロッドと協働する接触領域が形成されたものとを有し、駆動ロッドが休止位置と中間位置との間を移動している間は、漏れが生じない状態で径の大きい前記下側部分と協働する一方、駆動ロッドが中間位置と駆動位置との間を移動している間は、径の小さい前記上側部分と協働はするものの漏れが生じない態様ではなく、それによって、流体ディスペンサポンプの通気が可能となる、という流体ディスペンサポンプを提供する。

また、前記フェルールは、休止位置と中間位置との間では、駆動ロッドと、弾性変形可能な接触領域を介して漏れが生じない態様で協働し、前記接触領域の内径は、休止状態では、駆動ロッドの径の小さい前記上側部分の外径よりも大きく、かつ、駆動ロッドの径の大きい前記下側部分の外径よりも小さく、その結果として、前記接触領域は、径の大きい前記下側部分と漏れが生じない態様で協働する時、外側に向かって弾性変形すること、とするのが効果的である。

また、前記連結部は円錐台形状であり、それによって、フェルールの前記接触領域が、径の大きくなった前記下側部分に容易に進むことができる、とするのが効果的である。
また、前記フェルールは肩部分を有し、当該肩部分は、好ましい構成として円錐台形状であって、受け面を形成しており、前記受け面は、駆動ロッドのうち好ましい構成として円錐台形状をした連結部を受け止めることで、ピストンの休止位置を定めること、とするのが効果的である。

また、第１の変形例として、前記径方向フランジはガスケットを保持しており、当該ガスケットは、前記フェルールと、そして、投与対象の流体を格納した貯蔵器にポンプを固定するよう作られた固定用リングと、漏れが生じない状態で協働すること、とする。

また、第２の変形例として、前記径方向フランジが、投与対象の流体を格納した貯蔵器にポンプを固定するよう作られた固定用リングと、漏れが生じない状態で協働すること、とする。
また、前記径方向フランジは、その軸方向の頂上面に、漏れが生じない状態で固定用リングと協働する密封形状部を有すること、とするのが効果的である。

また、前記径方向フランジは、径方向外縁部に、固定用リングと漏れが生じない状態で協働する密封用リップを少なくとも１つ有すること、とするのが効果的である。
また、前記フェルールは可撓性を有する素材で作られており、当該可撓性を有する素材には低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が含まれること、とするのが効果的である。
また、本発明は、流体を格納した貯蔵器と、上述した流体ディスペンサポンプとを有し、前記流体ディスペンサポンプが固定用リングによって前記貯蔵器に組み付けられている、という流体ディスペンサ装置を提供する。

本発明の効果的な実施の形態を構成する流体ディスペンサポンプを含む流体ディスペンサ装置を、休止状態において示す概略断面図である。 図１と同様の図であり、ポンプを駆動状態において示す図である。 本発明の第１の実施の形態を構成するポンプについて、休止状態におけるフェルールと駆動ロッドとの協働の状態を示す詳細図である。 図３と同様の図であり、本発明の変形例の実施の形態を示す図である。 本発明の更に別の変形例の実施の形態を示す図である。

本発明に関する他の特徴および効果については、非限定的な例として示す本発明のいくつかの実施の形態に関する以下の詳細な説明を、添付図面を参照しながら読むことで、更に明らかになるであろう。
先ず図１、２を参照する。これらの図に示すのは、本発明の効果的な実施の形態を構成する流体ディスペンサ装置である。本装置はネック部２を備えた貯蔵器１と、固定用リング５を用いて貯蔵器１の前記ネック部２に組み付けられたポンプ１０とを有し、好ましい構成として、ネック部とポンプとの間に密封用ガスケット９（ネックガスケットとして知られるもの）が介在する。ポンプは、上端縁部１２を備えたポンプ本体１１を有する。

前記ポンプ本体１１の内部では、駆動のたびにピストン２０が、漏れが生じない状態で摺動し、それによって貯蔵器１から１投与量分の内容物が吐出される。ポンプの内部構造については、これ以上の詳細な説明はしない。本発明はあらゆる種類のポンプに適用でき、いかなる形でも、図１、２に例として示すポンプの特定の特徴によって限定されるものではないからである。ピストン２０は、従来と同じく駆動ロッド３０に固定されており、更に具体的に言えば、図に示す通り一体化されている。駆動ロッド３０にはディスペンサヘッドまたは押下部材（図示せず）が組み付けられており、ユーザがこれを直接または間接的に押下することでポンプが駆動される。ポンプ本体１１の内側にはフェルール４０が組み付けられており、ピストン２０と協働してピストンの休止位置を定める。

図１、２に示す例では、フェルール４０の上に密封用ガスケット５０が保持されて、固定用リング５とフェルール４０との間で密封を実現する構成となっている。固定用リング５はいかなる種類のものでもよいが、具体的には、図に示す圧着リングを用いることができる。ただし、スナップ留めリング、ネジ留めリング、あるいは他の適当な固定用リングとすることもできる。

図示したポンプはいわゆる「大気圧」ポンプである。すなわち、休止位置では外気に対して密封された状態で閉じているが、駆動中には貯蔵器から放出される流体の量に相当する量の空気を外部から引き入れる、というものであり、そのために本ポンプには通気機構が設けられている。
本発明では、フェルール４０と駆動ロッド３０とは、駆動ロッドが図１に示す休止位置と中間位置との間を移動する間、漏れが生じない状態で協働しているが、駆動ロッドが中間位置と図２に示す駆動位置との間を移動している間は、もはや漏れが生じない状態での協働はしていない。そして、フェルール４０と駆動ロッド３０との協働が、漏れが生じない状態ではなくなった時に、通気機構が従来通り開く。

図１、２に示す実施の形態では、フェルール４０は径方向フランジ４５を有し、当該径方向フランジ４５はポンプ本体１１の上端部１２に保持されている。フェルール４０はまた、軸方向スリーブ４４を有し、当該スリーブは少なくとも一部がポンプ本体内部に進入している。図１、２に示す状態では、軸方向スリーブ４４の一部（好ましくは下側端部）において接触領域４１が形成されており、当該接触領域は、休止位置と中間位置との間では、上述したように前記駆動ロッド３０と漏れが生じない状態で協働するように作られている。

効果的な構成として、駆動ロッド３０は、より径の大きい下側部分３１とより径の小さい上側部分３２とを有し、これら部分３１、３２は連結部３３（円錐台形状とするのが好ましい）を介して相互接続されている。そして、フェルール４０の接触領域４１は、休止位置と中間位置との間では径の大きい前記下側部分３１と漏れの生じない状態で協働しているが、中間位置に達した時には連結部３３の位置にくる。さらにその後、接触領域４１が径の小さい上側部分３２の位置に来ると、もはや、漏れの生じない状態で駆動ロッドと協働する状態にはない。その結果、通気機構が開放される。前記接触領域４１が径の大きい部分３１に容易に進行できるようにするために、前記連結部３３は円錐台形状とするのが好ましい。

こうした構成では、駆動開始時、ポンプが図１に示す休止位置から離れる時、フェルールの接触領域４１は、駆動ロッドのうち径の大きい下側部分３１に漏れの生じない状態で接したまま摺動する。通気機構は、駆動ロッドが中間位置（駆動位置に比較的近くするのが効果的であろう）に達した時に初めて開放されることになり、その時点では、フェルールの接触領域４１と駆動ロッド３０とはもはや、漏れの生じない状態で協働する状態にはない。

フェルール４０は更に肩部分４３を有する。好ましい構成として、当該肩部分は円錐台形をしており、その形状は駆動ロッドの連結部３３に対応している。そして、当該肩部分は、駆動ロッド３０の上記連結部３３に対する受け面を形成し、それによってピストン２０の休止位置を定める構成となっている。
この構成により、図１に示す休止位置は非常に正確に定められ、この休止位置において、ピストン２０はフェルール４０と全く接触していない。従って、ピストン２０がわずかなりとも変形してポンプの休止位置がずれてしまう、という事態が生じる危険もない。それどころか、図３乃至５を見ればいっそう明らかな通り、駆動ロッド３０の連結部３３とフェルール４０の肩部分４３とは円錐対円錐の形で協働するため、ポンプの休止位置を明確かつ正確に定めることができ、これはポンプを繰り返し使用しても変わらない。

フェルール４０の軸方向スリーブ４４の外面４６とポンプ本体１１の内側との協働の形は、漏れの生じない状態ではない。具体的に言えば、フェルールとポンプ本体との間には通気路を開くことができ、通気路は、ポンプ本体の頂上端部周辺、ポンプ本体の外面と固定用リング５との間を通り、最終的に貯蔵器の内部に通じる。例えば、径方向フランジ４５の下側面と外面４６とに、通気用の溝を持たせることができる。

効果的な構成として、密封接触領域４１は弾性変形可能であり、その内径は、図２に示すポンプの駆動位置に対応する休止状態（すなわち、力の加わっていない状態）では、駆動ロッド３０のうち径の小さい上側部分３２の外径よりも大きくなっている。このことは図２で見て取れるが、この構成によると、前記駆動ロッドの協働状態が漏れを生じさせない形になっていない状態では（すなわち、ポンプの駆動位置と中間位置との間にある時には）、接触領域４１と駆動ロッドとの間に空気を通すことができる。一方、接触領域４１の内径は、好ましい構成として、駆動ロッド３０のうち径の大きい下側部分３１の外径を下回っている。よって、前記接触領域４１は、前記下側部分３１と協働している時に、外側に向かって弾性的に変形または圧縮し、その結果、径の大きい下側部分３１と協働している間は密封が強化されることになる。

変形例では、駆動ロッド３０の外径について、駆動ストロークの全体にわたって一定とすることもできる。ただし、その場合は、駆動ロッドに１または複数の溝（効果的な構成としては軸方向の溝）を持たせ、その溝によって、駆動ロッドとフェルールとの間の協働の状態は漏れの生じない状態ではなくなる、という構成にする。また、それ以外に、駆動ストロークの途中に中間位置を定めて、中間位置より前ではフェルールと駆動ロッドとの間の協働は漏れを生じさせない形となっており、中間位置より後では漏れを生じさせない形にはなっていない、という例が考えられる。

図３に示すのは、図１、２に示したポンプの詳細図である。
図４は更に別の変形例の実施の形態を示す。本変形例では、フェルールと固定用リング５との間にガスケット５０は設置していない。本変形例においては、フェルール４０の径方向フランジ４５が、軸方向の頂上面に密封形状部を有し、当該密封形状部が固定用リング５と漏れを生じさせない形で協働する。この密封形状部は、図に示すように、１または複数の玉縁（bead）で成る形とすることができるが、密封を実現するのに適したものであれば、どのような形状にしてもよい。

図５は更に別の変形例の実施の形態を示す。本変形例では、フェルール４０の径方向フランジ４５の径方向外縁部に、固定用リング５と漏れを生じさせない形で協働するように作られた密封用リップ（lip）４９を、１つまたは複数設けてある。本実施の形態でも、同じ位置に別の密封形状部を設けることが可能であろう。
フェルールについては、良好な密封性が実現できるように、比較的可撓性のある素材（例えば、ＬＤＰＥで成る素材）で作るのが効果的であろう。こうした素材の使用が特に効果的なのは、密封領域４１が漏れを生じさせない形で駆動ロッドと協働している時に、当該密封領域の位置で密封を実現できるからであり、そして、具体的に言えば、密封領域の寸法が駆動ロッド３０のうち径の大きい下側部分３１の寸法よりも小さい、という構成の本実施の形態において、接触領域の変形が可能になるからである。ＬＤＰＥはまた、図４、５に示した変形例での固定用リングと共に用いても、密封性を高めてくれる。

ガスケット５０を持たない構成の実施の形態については、ガスケットが存在しないことから軸方向の圧縮率が小さくなり、その結果としてポンプに対する固定用リングの位置決め精度を向上させることができる、という点が効果的である。
以上、本発明について、いくつかの異なる実施の形態を挙げて説明してきた。しかし、理解される通り、当業者であれば、これら実施の形態に対し、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱しない形で、様々な有益な変更を加えることが可能であろう。

Claims (10)

1. ポンプ本体（１１）と、前記ポンプ本体（１１）内で休止位置と駆動位置との間を、漏れが生じない状態で摺動するピストン（２０）と、を有し、
   前記ピストン（２０）は、前記ポンプ本体（１１）から軸方向外側に延びる駆動ロッド（３０）に固定されており、
   前記ポンプ本体（１１）の上端部（１２）にはフェルール（４０）が設置されている、という流体ディスペンサポンプ（１０）であり、
   前記駆動ロッド（３０）は、径の大きい下側部分（３１）と径の小さい上側部分（３２）とを有し、前記下側部分（３１）と前記上側部分（３２）とは連結部（３３）によって相互連結されており、
   前記フェルール（４０）は、
   前記ピストン（２０）の休止位置を定め、当該休止位置にある時、前記ピストン（２０）とは当接せず、
   前記ポンプ本体（１１）の上端部（１２）に当接する径方向フランジ（４５）と、少なくとも一部が前記ポンプ本体（１１）の内部にまで延びた軸方向スリーブ（４４）であって、下側端部に前記駆動ロッド（３０）と協働する接触領域（４１）が形成されたものとを有し、
   駆動ロッド（３０）が休止位置と中間位置との間を移動している間は、漏れが生じない状態で径の大きい前記下側部分（３１）と協働する一方、駆動ロッド（３０）が中間位置と駆動位置との間を移動している間は、径の小さい前記上側部分（３２）と協働はするものの漏れが生じない態様ではなく、それによって、流体ディスペンサポンプ（１０）の通気が可能となること
   を特徴とする流体ディスペンサポンプ。
2. 前記フェルール（４０）は、休止位置と中間位置との間では、駆動ロッド（３０）と、弾性変形可能な接触領域（４１）を介して漏れが生じない態様で協働し、前記接触領域（４１）の内径は、休止状態では、駆動ロッド（３０）の径の小さい前記上側部分（３２）の外径よりも大きく、かつ、駆動ロッド（３０）の径の大きい前記下側部分（３１）の外径よりも小さく、その結果として、前記接触領域（４１）は、径の大きい前記下側部分（３１）と漏れが生じない態様で協働する時、外側に向かって弾性変形すること、
   を特徴とする請求項１に記載の流体ディスペンサポンプ。
3. 前記連結部（３３）は円錐台形状であり、それによって、フェルール（４０）の前記接触領域（４１）が、径の大きくなった前記下側部分（３１）に容易に進むことができること、
   を特徴とする請求項２に記載の流体ディスペンサポンプ。
4. 前記フェルール（４０）は肩部分（４３）を有し、当該肩部分（４３）は、好ましい構成として円錐台形状であって、受け面を形成しており、前記受け面は、駆動ロッド（３０）のうち好ましい構成として円錐台形状をした連結部（３３）を受け止めることで、ピストン（２０）の休止位置を定めること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の流体ディスペンサポンプ。
5. 前記径方向フランジ（４５）はガスケット（５０）を保持しており、当該ガスケット（５０）は、前記フェルール（４０）と、そして、投与対象の流体を格納した貯蔵器（１）にポンプを固定するよう作られた固定用リング（５）と、漏れが生じない状態で協働すること、
   を特徴とする請求項４に記載の流体ディスペンサポンプ。
6. 前記径方向フランジ（４５）が、投与対象の流体を格納した貯蔵器（１）にポンプを固定するよう作られた固定用リング（５）と、漏れが生じない状態で協働すること、
   を特徴とする請求項５に記載の流体ディスペンサポンプ。
7. 前記径方向フランジ（４５）は、その軸方向の頂上面に、漏れが生じない状態で固定用リング（５）と協働する密封形状部（４８）を有すること、
   を特徴とする請求項６に記載の流体ディスペンサポンプ。
8. 前記径方向フランジ（４５）は、径方向外縁部に、固定用リング（５）と漏れが生じない状態で協働する密封用リップ（４９）を少なくとも１つ有すること、
   を特徴とする請求項６または７に記載の流体ディスペンサポンプ。
9. 前記フェルール（４０）は可撓性を有する素材で作られており、当該可撓性を有する素材には低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）が含まれること、
   を特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の流体ディスペンサポンプ。
10. 流体を格納した貯蔵器（１）と、請求項１乃至９のいずれかに記載の流体ディスペンサポンプ（１０）とを有し、前記流体ディスペンサポンプ（１０）が固定用リング（５）によって前記貯蔵器（１）に組み付けられていること、
    を特徴とする流体ディスペンサ装置。

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