JP5260490B2 - 流体投与ポンプおよび流体投与装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体投与ポンプ、さらにはそうしたポンプを有する流体投与装置に関する。

流体投与ポンプは、従来技術において公知であり、特に、化粧品、香水、または医薬品の分野における流体、液体、またはペーストの投与に用いられる。それらは通常、ポンプ本体の中（さらに具体的には、ポンプ本体に設けられたポンプチャンバの中）でスライド移動するピストンを有し、当該ピストンは、ポンプが駆動されるたびに１ドーズの流体を投与するよう作られている。通常、ポンプチャンバは入り口弁を有し、当該弁によって、１回の駆動につき放出される流体ドーズの大きさを規定することができる。加えて、ポンプの中には、投与開口部の位置にプラグを有するものがあり、これは特に医薬品の分野について、駆動と駆動との間に製品汚染が生じないようにするためのものである。

このタイプのポンプに関して生じる問題は、プライミング（priming）に関するものである。ポンプの初回駆動前は、ポンプチャンバは空気で満たされているため、前記ポンプチャンバに流体を充填し、ポンプ駆動のたびに正確かつ再現性のある形でドーズを量り分けるためには、その空気を全て排出しないといけない。ポンプがプラグを有する場合、プライミングはさらに複雑になる。ポンプチャンバの中に入った空気を前記ポンプチャンバから排出することは、特に前記プラグが存在することが原因となって困難になる。

流体投与ポンプに生じる別の問題は、前記ポンプがスプレーポンプである場合のスプレーの質に関するものである。特に、投与開口部にプラグが設けられた場合、放出中のスプレーの質と特性とは前記プラグの影響を受ける。残念ながら、殆どのプラグは、駆動中に生じる流体の圧力により移動されるため、駆動の強度または軸方向の力は異なったものとなり、それは、スプレーの特性の変化を引き起こす場合がある。特に、ポンプの駆動中にプラグが投与開口部から離れる形で軸方向に移動するポンプにおいては、前記プラグの移動があまりに大きいと、スプレーの質が損なわれ、結果として、ドーズ分が十分に投与されない、という状況を生じさせる危険がある。

流体投与ポンプに生じ得るもう１つの問題は、ポンプが塞がれる危険に関する。具体的に言えば、この危険は、いわゆる「エアレス」吸引ポンプで、流体容器における吸引力が、駆動後にポンプが休止位置に戻る際に当該ポンプまたは定量チャンバにより生じ得る吸引力より大きくなった場合に生じる可能性がある。このようにポンプチャンバの入り口弁が塞がれると、それによりポンプ全体が塞がれることになる。この場合、１回の駆動終了後に吸引レベルがポンプチャンバに伝わらない場合があるなら、それは、ポンプの元々の吸引性能が、容器からの吸引力に対抗するには不十分だということである。残念なことながら、ポンプを使用するうちに、その構成部品のうちいくつか（一般的に言えば、大なり小なり剛性のあるプラスチック素材で作られたもの）は、吸引力の影響を受けて自然変形する危険があり、ポンプチャンバの吸引力に対する容器の吸引力がこのように不利益な形で高まる事態を生じさせる可能性がある。

そこで、本発明は、上記の問題を生じない流体投与ポンプを提供することを目的とする。
さらに具体的に言えば、本発明は、特にポンプチャンバの吸引力に対し容器の吸引力が過剰に高まらないようにすることで、ポンプが塞がれる危険を回避する、という流体投与ポンプを提供することを目的とする。

また、本発明は、安全かつ信頼性のあるプライミングを、容易かつ低コストな形で実現することを可能にする流体投与ポンプを提供することを目的とする。
また、本発明は、駆動中にユーザからポンプに加えられる力の大きさに関わらず、前記ポンプが駆動されるたびに噴霧スプレーが確実に作られる、という流体投与ポンプを提供することを目的とする。

さらに、本発明は、製造および組み立てが簡単かつ低コストである、という流体投与ポンプを提供する。

そこで、本発明は、流体投与ポンプであって、ポンプ本体と、ポンプチャンバと、前記ポンプチャンバの中で休止位置と駆動位置との間をスライド移動することで流体を投与する第１のピストンを少なくとも１つと、投与開口部と、を有し、前記ポンプチャンバは、入り口弁を有し、当該入り口弁は、流体容器の方へ延びるチャネルからポンプチャンバを隔て、バイパスが前記チャネルと前記ポンプチャンバとの間に設けられ、前記バイパスは前記入り口弁から見て上流に配置されており、前記第１のピストンは、中空ロッドに固着されており、当該中空ロッドは、少なくとも部分的に、前記チャネル、前記入り口弁、そして前記バイパスを形成し、かつ、前記中空ロッドは、その外側面の、前記バイパスと前記第１のピストンとの間の位置に通路手段を有し、前記通路手段は、少なくとも１つの溝および／あるいはスプラインを有して、駆動ごとに生じる吸引力の影響を受けてポンプの構成部品が変形した場合でも、第１のピストンが駆動位置にある際のポンプチャンバとバイパスとの間の連絡を保証し、前記第１のピストンが駆動位置にある際、前記バイパスがポンプチャンバを流体容器に接続することを特徴とする。

効果的な構成として、入り口弁は、弁部材と弁シートとの両方を有し、当該弁シートは第１のピストンに固着され、前記第１のピストンは、前記ポンプ本体の中で耐漏洩様態でスライド移動し、前記ポンプ本体は、穴を少なくとも１つ有し、当該穴は、駆動位置における第１のピストンと協働することで、前記バイパスを開け、ポンプチャンバと流体容器との間で圧力を均等な状態にすることができる。

また、効果的な構成として、前記ポンプは、前記投与開口部が組み込まれた投与ヘッドを有する。
また、効果的な構成として、投与開口部が閉じる位置と投与開口部が開く位置との間で移動可能および／あるいは変形可能なプラグを有する。
また、効果的な構成として、前記プラグは、第２のピストンを少なくとも１つ有し、当該ピストンは、いかなる位置においてもヘッドと耐漏洩様態で協働する。

また、効果的な構成として、ポンプ本体は、前記プラグと一体化された形で作られている。
また、効果的な構成として、前記プラグは、具体的にはスプリングにより、弾性的に閉位置の方へ押しやられ、ポンプチャンバに入った流体の圧力により開位置の方へ移動および／あるいは変形される。

また、効果的な構成として、弁部材はボールである。
また、効果的な構成として、１つのスプリングにより、前記第１のピストンは休止位置の方へ、前記プラグは閉位置の方へ押しやられる。
また、効果的な構成として、前記スプリングは流体と接触しないこととする。
また、効果的な構成として、前記第１のピストンと前記弁シートとは、スナップ固定、クランプ留め、またはネジ留めが可能なリングといった固定部品と一体化された形で作られており、当該固定部品は、前記ポンプを流体容器に固定するのに適したものであることとする。

また、効果的な構成として、前記中空ロッドは、前記流体容器内に延びたディップチューブに接続されている。

さらに、本発明は、上述したポンプと流体容器とを有する流体投与装置を提供する。

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以下の本発明に関する詳細な説明を、添付の図面を参照しながら読めば、さらに明らかになるだろう。
図を参照する。本発明の投与ポンプはポンプ本体１０を有し、当該本体１０の内部では少なくとも第１のピストン７２が休止位置と（図示された）投与位置との間をスライド移動する。第１のピストン７２は部分的にポンプチャンバ２０を形作っており、ポンプが駆動されると、ポンプチャンバ２０に入っている１ドーズ分の流体が投与開口部４５（投与ヘッド４０に形成するのが好ましい）を通って投与される。効果的な構成としてポンプはプラグ３８を有し、当該プラグは、投与開口部４５のすぐ上流の位置に配置されていると共に、投与開口部４５が閉じる位置と開く位置との間で移動可能および／あるいは変形可能な形で当該投与開口部と協働する。ポンプチャンバ２０の中には入り口弁７０があり、当該弁７０はボール７５の形で設けることができ、当該ボール７５は、弁部材を形成し、弁シート７１と協働する。弁部材７５はボールの形で示されているが、何らかの他の形で設けてもよい。ポンプ本体１０は、プラグ３８と一体化された形でその内側に形成することが好ましい。ピストン７２と弁シート７１とは、効果的な構成として、中空ロッド１１８に固着されており、当該中空ロッド１１８には、流体の入った容器６０にポンプを固定するよう作られた固定リング１５が、（効果的な構成として、密封ガスケット６５が間に挿入された形で）さらに組み入れられていることにしてもよい。中空ロッド１１８にはチャネル１８が形作られており、当該チャネル１８は容器６０の方へ延びている。さらに、容器６０に入った流体が残らず投与されるよう当該容器６０の底まで延びたディップチューブ２１８を、前記中空ロッド１１８に接続するか、またはそれと一体化された形で作ってもよい。

効果的な構成として、ポンプは１つだけのスプリング５０を有し、当該スプリング５０は、１回の駆動ごとに第１のピストン７２を休止位置に戻し、プラグ３８を閉位置に戻すよう作られている。また、効果的な構成として、スプリング５０は流体と接触せず、それにより、対象となる流体の品質を損なう危険がない。プラグ３８は、効果的な構成として、スリーブ１５０の中を開位置と閉位置との間で軸方向にスライド移動し、当該スリーブ１５０は駆動ヘッド４０の底部に設けられている。流体が放出中に渦を巻いてスプレーを形成することが可能となるよう、前記スリーブの中にはスプレープロフィール（図示せず）を形成することが好ましい。

効果的な構成として、前記プラグ３８は第２のピストン３４を少なくとも１つ有し、当該ピストン３４は、いかなる位置においても投与ヘッド４０と耐漏洩様態で協働している。プラグ３８は効果的な構成として、スプリング５０を隔離する第２のピストン３４と、ポンプチャンバ２０を形作る第３のピストン３５とを有する。
チャネル１８とポンプチャンバ２０との間、入り口弁７０の上流にはバイパス７４が設けられている。バイパス７４によって、第一に、ポンプのプライミング中にポンプチャンバ２０をチャネル１８に接続できるようになる。具体的に言えば、バイパス７４は、弁シート７１内、弁部材７５から見て上流の位置に形成された側面ボアホールの形で作ることができる。このように、弁シート７１は、効果的な構成として、前記ポンプ本体１０の中を耐漏洩様態でスライド移動する第１のピストン７２から見て上流に配置されており、前記ポンプ本体は、プライミング中に前記第１のピストン７２と協働するよう作られた穴３２を少なくとも１つ有する。留意すべき点として、ユーザによるポンプの初回使用時、かつ前記ポンプのポンプチャンバ２０に空気が入っている時に、空気は圧縮され、それにより、ボール７５は弁シート７１に押し付けられて入り口弁７０が閉じる。空気は圧縮可能なため、第１のピストン７２がポンプ本体１０の中をスライド移動しても、プラグ３８が投与ヘッド４０に対し移動することはない。第１のピストン７２がポンプ本体１０の穴３２に達すると、ポンプチャンバ２０とバイパス７４との間に通路が作られ、それにより、ポンプチャンバ２０に入っていた空気をチャネル１８（したがって容器６０）の方へ放出することができる。プライミングの後は、ポンプが休止位置に戻ると、流体はポンプチャンバ２０に吸い込まれる。それ以降、ポンプの通常動作中（すなわち、流体の投与中）に、第１のピストン７２がポンプ本体の前記穴３２に達することはもはやなく、駆動の終わり、第１のピストン７２の駆動位置においてのみ、その可能性がある。よって、前記入り口弁７０は従来通り、駆動中に閉じ、ポンプが休止位置に戻されると開く、という形で機能する。

本発明においては、バイパス７４はまた、第１のピストン７２が駆動位置に達する際に、ポンプチャンバ２０をチャネル１８（したがって容器６０）に接続することができる。これにより、ポンプチャンバ２０と容器６０とにおいて圧力を均等にし、そうすることで、ポンプチャンバにおける吸引力に対して容器における吸引力が大きくなるのを防ぐ。さもなければ、吸引力が大きくなることで、ポンプチャンバの入り口弁７０が開きにくくなり、ポンプが塞がれる危険が生じる。

効果的な構成として通路手段２００が設けられ、これが、第１のピストン７２が駆動位置にある際のポンプチャンバ２０とバイパス７４との間の連絡を保証する。通路手段は、１つまたは複数の溝および／あるいはスプラインで成り、さらに一般的に言えば、何らかの形のプロファイルで成ることにすればよい。通路手段２００は、好ましい構成として内部ロッド１１８の外側面の中または上に形成されており、当該ロッド１１８の上側端部には第１のピストン７２が形成されている。通路手段２００は、効果的な構成として、バイパス７４と、ポンプ本体１０の前記少なくとも１つの穴３２との間に設けられている。通路手段２００の存在によって、たとえば、駆動のたびに生じる吸引力の影響によって起き得るポンプの特定の構成部品の自然変形が原因となって通路が塞がれたり遮られたりする、という事態を防ぐことができる。１回の駆動が終わるたびにポンプチャンバ２０が容器６０に接続されることの結果として、容器における吸引力がポンプチャンバにおける吸引力に対して大きくなるのを防ぐことができるので、ポンプの特定の部品の変形しやすい傾向が抑制される。このように、本発明は、閉塞の危険が見られないポンプを提供する。

ポンプチャンバ２０の入り口弁７０から見て上流に設けられたバイパス７４は、このように、２つの機能を果たす。第１はプライミング中に空気を通すための通路の機能、第２に１回の駆動が終わるたびにポンプチャンバと容器との間で圧力を均等にする通路の機能である。これら機能によって、ポンプの望ましい形での動作が保証される。
ここまで、本発明について、その特定の実施の形態を参照しながら説明してきたが、当然のことながら、これにはさまざまな変更を加えることができる。具体的には、ディップチューブ２１８は、中空ロッド１１８、および／または、固定部品１５（ポンプを容器６０に固定するもの）と一体化された形で作ってもよい。さらに、プラグ３８、ポンプ本体１０、第１のピストン７２、ポンプチャンバ２０の入り口弁７０、あるいは他の部品の形状は、必要に応じて異なる形で作ってもよい。当業者であれば、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を逸脱しない形で、さまざまな変形を考えることができるであろう。

本発明の効果的な実施の形態を構成するポンプを有する流体投与装置を、駆動状態で示す概略断面図である。 図１の部分Aを拡大して示す詳細図である。

Claims (13)

1. 流体投与ポンプであって、ポンプ本体（１０）と、ポンプチャンバ（２０）と、前記ポンプチャンバ（２０）の中で休止位置と駆動位置との間をスライド移動することで流体を投与する第１のピストン（７２）を少なくとも１つと、投与開口部（４５）と、を有し、
   前記ポンプチャンバは、入り口弁（７０）を有し、当該入り口弁（７０）は、流体容器（６０）の方へ延びるチャネル（１８）からポンプチャンバ（２０）を隔て、バイパス（７４）が前記チャネル（１８）と前記ポンプチャンバ（２０）との間に設けられ、前記バイパス（７４）は前記入り口弁（７０）から見て上流に配置されており、
   前記第１のピストン（７２）は、中空ロッド（１１８）に固着されており、当該中空ロッド（１１８）は、少なくとも部分的に、前記チャネル（１８）、前記入り口弁（７０）、そして前記バイパス（７４）を形成し、かつ、
   前記中空ロッドは、その外側面の、前記バイパス（７４）と前記第１のピストン（７２）との間の位置に通路手段（２００）を有し、
   前記通路手段（２００）は、少なくとも１つの溝および／あるいはスプラインを有して、駆動ごとに生じる吸引力の影響を受けてポンプの構成部品が変形した場合でも、第１のピストン（７２）が駆動位置にある際のポンプチャンバ（２０）とバイパス（７４）との間の連絡を保証し、
   前記第１のピストン（７２）が駆動位置にある際、前記バイパスがポンプチャンバ（２０）を流体容器（６０）に接続すること
   を特徴とする流体投与ポンプ。
2. 入り口弁（７０）は、弁部材（７５）と弁シート（７１）との両方を有し、当該弁シート（７１）は第１のピストン（７２）に固着され、前記第１のピストン（７２）は、前記ポンプ本体（１０）の中で耐漏洩様態でスライド移動し、前記ポンプ本体（１０）は、穴（３２）を少なくとも１つ有し、当該穴（３２）は、駆動位置における第１のピストン（７２）と協働することで、前記バイパス（７４）を開け、ポンプチャンバ（２０）と流体容器（６０）との間で圧力を均等な状態にすることができること、
   を特徴とする請求項１に記載の流体投与ポンプ。
3. 前記ポンプは、前記投与開口部（４５）が組み込まれた投与ヘッド（４０）を有すること、
   を特徴とする請求項１または２に記載の流体投与ポンプ。
4. 投与開口部（４５）が閉じる位置と投与開口部（４５）が開く位置との間で移動可能および／あるいは変形可能なプラグ（３８）を有すること、
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の流体投与ポンプ。
5. 前記プラグ（３８）は、第２のピストン（３４、３５）を少なくとも１つ有し、当該ピストン（３４、３５）は、いかなる位置においてもヘッド（４０）と耐漏洩様態で協働すること、
   を特徴とする請求項４に記載の流体投与ポンプ。
6. ポンプ本体（１０）は、前記プラグ（３８）と一体化された形で作られていること、
   を特徴とする請求項４または５に記載の流体投与ポンプ。
7. 前記プラグ（３８）は、スプリング（５０）により、弾性的に閉位置の方へ押しやられ、ポンプチャンバ（２０）に入った流体の圧力により開位置の方へ移動および／あるいは変形されること、
   を特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の流体投与ポンプ。
8. 弁部材（７５）はボールであること、
   を特徴とする請求項２に記載の流体投与ポンプ。
9. １つのスプリング（５０）により、前記第１のピストン（７２）は休止位置の方へ、前記プラグ（３８）は閉位置の方へ押しやられていること、
   を特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載の流体投与ポンプ。
10. 前記スプリング（５０）は流体と接触しないこと、
    を特徴とする請求項９に記載の流体投与ポンプ。
11. 前記第１のピストン（７２）と前記弁シート（７１）とは、スナップ固定、クランプ留め、またはネジ留めが可能なリングといった固定部品（１５）と一体化された形で作られており、当該固定部品は、前記ポンプを流体容器（６０）に固定するのに適したものであること、
    を特徴とする請求項２に記載の流体投与ポンプ。
12. 前記中空ロッド（１１８）は、前記流体容器（６０）内に延びたディップチューブ（２１８）に接続されていること、
    を特徴とする請求項１に記載の流体投与ポンプ。
13. 流体容器（６０）を有する流体投与装置であって、請求項１乃至１２のいずれかに記載の流体投与ポンプをさらに有すること、
    を特徴とする流体投与装置。

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