JP5334111B2

JP5334111B2 - 押下げヘッド及び吐出ポンプ

Info

Publication number: JP5334111B2
Application number: JP2009111664A
Authority: JP
Inventors: 和仁桑原
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2029-04-30
Also published as: JP2010259985A

Description

本発明は、押下げヘッド及び吐出ポンプに関し、詳しくは、ノズルの先端に備えたスピンエレメントの目詰まりをバックサックション作用により抑制できる押下げヘッド及び吐出ポンプに関する。

吐出ポンプは、液切れが悪いと、押下げヘッドのノズルから内容液が垂れてしまい、周囲が汚れたり、ノズル孔が目詰まりするという問題を生ずる。そこで、バックサックション機構を備えた吐出ポンプが提案されている（特許文献１）。

このポンプは、容器体内に垂下して装着され、底部に吸込み弁を備えたシリンダと、シリンダに対して上方付勢状態で押し込み可能に装着した作動部材とを備えている。作動部材は、上方付勢状態で押し込み可能に設けたステムの上端に押下ヘッドを嵌着し、また、ステム外周に相対上下動が可能に環状ピストンが装着されている。環状ピストンはステムの下降時にステムに設けた吐出弁孔を開放し、ステムの上昇時には閉塞する吐出弁を構成する。また、下端部とシリンダ底部とで吸込み弁を構成するとともに、上方に起立した棒部をステムの下端開口よりステム内下部に摺動可能に突出し、ステムの上昇時にステム内容積を増大し、ステムの下降時にステム内容積を減少するポペットを備えている。

特開平０９−２２５３５９号公報実公昭６０−２７４８４号公報

特許文献１の吐出ポンプは、液切れが良いという利点があるが、スピン機能を有しない。スピンノズルを備えた液体噴出器は例えば特許文献２に開示されているが、一般にはノズルの先端に液体をスピン回転させるための細長い流路を備えている。流路巾が狭くなると流体抵抗も増大するし、簡単に目詰まりを生ずる。

本発明の目的は、スピン式のノズルの液切れを良くし、或いは目詰まりを抑制するためにバックサックション作用を効果的に適用する工夫を施した押下げヘッド及び吐出ポンプを提案することである。

第１の手段は、押下げヘッドであって、
ポンプ側のステムへの取付け可能な装着筒６と、
前方開口の水平な射出筒２２を含み、装着筒と昇降自在に設けたヘッド本体１６と、
その射出筒２２の筒孔内へ前方付勢させて嵌挿した弁棒５０と、
弁棒５０の後部に連結され、ヘッド本体の上面の押下げにより弁棒５０を付勢力に抗して後退させるように枢着された梃部材５８とを具備し、
射出筒２２の前部を、前端にノズル孔４６を有するノズル４５とし、
上記射出筒２２内周面のうち筒軸方向前端寄りの一箇所に流路が狭まる絞り部３０を周設して、この絞り部後面で形成する弁座３１と、弁棒５０の前面外周部とで開閉弁５２を形成し、
開閉弁５２前方の射出筒の筒孔部分を、スピン流を生じさせるためのスピン室３４とし、このスピン室３４の前端寄りに射出筒の内面との間に隙間を存して支持片３８を内装し、かつこの支持片３８の前面に、ノズル孔４６を中央部に開口しかつ裏面にスピン流路４８を有するスピンエレメント４０を取り付け、
スピン室内の吐出流路部分の流路巾が吐出流路９２の上流側から下流側へ向かって狭くなるように構成している。

本手段は、押下げヘッドの射出筒の前部（スピン室）で流路が上流側から下流側へ向かって狭くなるように形成することを提案している。図１の示す例では、支持片後方の第１の流路部分の流路巾ｄ_１と、支持片の側面に沿った第２の流路部分の流路巾ｄ_２と、スピンエレメントの裏面と支持片の前面との間の第３の流路部分の流路巾ｄ_３は、下流にいくほど小となる。これによりバックサックションを行うときのスピン室内の流路の抵抗が減少し、ノズル孔付近の液体を確実にシリンダ側へ吸引することができる。本明細書において「上流」及び「下流」とは、特に断らない限り、シリンダ内部からノズル孔へ内容液が流れるときの上流及び下流をいうものとする。本手段の構成により、ポンプのバックサックションにより内容液を逆方向に吸引するときに抵抗が少ない。

第２の手段は、第１の手段を有し、かつ
上記弁棒５０の前面中央部からスピン室３４内へ突入する栓状部５４を、絞り部３０のオリフィス３０ａに遊嵌させて設けている。

本手段では、前述の如く下流から上流へ向かって狭くなるスピン室に、下流側から栓状部を突入させることを提案している。これによりポンプの不使用時にスピン室内に不必要に液体を滞留させないようにすることができる。

第３の手段は、第２の手段を有し、かつ
上記栓状部５４は、初期状態において支持片後面に当接しない程度の突入長さでスピン室内へ突入させている。

本手段では、図４に示す初期状態において、栓状部と支持片後面との間に距離をとることを提案する。これら両者を当接するように設計すると成形誤差などの要因により開閉弁の弁座及び弁体（弁棒前面外周部）とのシール性が悪くなる可能性があるからである。

第３の手段は、押下げヘッド付きの吐出ポンプであり、
シリンダＢ内から上方付勢させて起立するステム８０の先端にノズル４５付きの押下げヘッド２を付設し、押下げヘッド２の昇降により、シリンダ下部の吸込み弁７６を経由して液体をシリンダ内へ吸上げ、かつ押下げヘッド２の下降によりシリンダＢ内液体を、吐出弁９０を介して上記ノズル４５のノズル孔４６から吐出するように形成し、
この吐出弁からノズル孔４６へ至る吐出流路９２の容積が、吐出弁９０の閉鎖後押下げヘッド２が下限位置より上方へ復帰するまでの行程の途中で増大することで、ノズル孔４６近傍の流路部分の液体を上流側へ吸引するバックサックション機構を具備し、
ノズル孔近くの吐出流路部分に、押下げヘッドの下降により開き、かつ押下げヘッドの上昇により上記液体の吸引の後に閉じる開閉弁５２を設け、
この開閉弁５２は、ノズル孔４６近くの吐出流路９２内に配置した弁座３１と、この弁座に向かって吐出流路９２内に対して先部を挿脱可能に形成した弁棒５０とで形成し、バックサックション機構による吐出流路９２の容積増大量を、弁棒５０の先部の挿入による吐出流路９２の容積減少量よりも大とし、かつ開閉弁５２が閉じた時点で少なくともノズル孔４６内から液体が開閉弁５２側への吸引により除去されているように構成している。

本手段では、本願図６から図５へ至る行程での吐出流路９２の容積増大量より、図５から図４へ至る行程での吐出流路の容積減少量を差し引いても、ノズル孔の内部から液体を除去するのに十分なサックション量（吸引量）を確保するように設計することを提案する。ノズル孔の内部だけではなく、ノズル孔と連なるスピン流路内部からも液体を除去できるようにすることができる。

バックサックション機構は、シリンダの下部から起立する垂直棒の先部をステムの下部に摺動可能に嵌着し、押下げヘッドの下降及び上昇により、吐出流路の一部であるステム内部へ上記垂直棒が進退することにより構成することができる。

第１の手段に係る発明によれば、ノズル孔４６近傍の流路部分付近の液体が上流側へ吸引されるから、ノズル孔４６近傍の流路部分内で液体が固化してノズル孔を塞ぐことを抑制できる。

第２の手段に係る発明によれば、弁棒５０の前面中央部からスピン室３４内へ栓状部５４を突入させたから、不使用時のスピン室内の液体の滞留量を減少させることができる。

第３の手段に係る発明によれば、初期状態において支持片後面に当接しないようにしたから開閉弁の密閉性を良好にすることができる。

第４の手段に係る発明によれば、開閉弁５２が閉じた時点で少なくともノズル孔４６内から液体が開閉弁５２側への吸引により除去されることを確実とすることができる。

本発明の第１実施形態に係る押下げヘッドの縦断面図である。図１の押下げヘッドの一部品の縦断面図である。図１の押下げヘッドの他の一部品の縦断面図である。図１押下げヘッドを含む吐出ポンプの縦断面図である。図１の吐出ポンプの作用の一段階を示す縦断面図である。図１の吐出ポンプの作用の一段階を示す縦断面図である。本発明の第２実施形態に係る吐出ポンプの縦断面図である。

図１から図３は、本発明の第１実施形態に係る押下げヘッド２を示している。

この押下げヘッド２は、装着筒部材４と、ヘッド本体１６と、弁棒５０と、梃部材５８と、とで構成されている。これら各部材は合成樹脂材で形成されている。これらの構成のうち、従来公知の事柄を簡単に説明する。

装着筒部材４は、ステムへの装着用の装着筒６の上端から外向きフランジ状の頂板部８を付設し、この頂板部の外周から第１案内筒１０を垂下するとともに、頂板部の内周から摺動筒１２を起立している。

ヘッド本体１６は、有頂筒形のカバー筒１８を有し、このカバー筒の頂壁２０と連続して、前端面をカバー筒の前壁に開口するとともに後端面を閉塞板部２４で閉塞する水平な射出筒２２を横設している。この射出筒の筒壁下部の後側に連通孔を穿設してこの連通孔から脚筒２６を垂下している。そして、ヘッド本体は、脚筒２６を摺動筒１２に対して、またカバー筒１８を第１案内筒１０に対してそれぞれ昇降可能に嵌合させている。射出筒の閉塞板部２４から前方へ連結筒２８を前方させている。環装板部とカバー筒の後壁との間には間隙を形成する。図示例の射出筒２２は、カバー筒１８の前壁上部を後方側へ凹没させ、この凹没部内へ横筒２２ａの後半部を嵌合させてなる。横筒はノズル４５としてカバー筒の前方へ突出している。

弁棒５０は射出筒２２内へ摺動可能に嵌合され、かつ弁棒の後端が上記閉塞板部２４を貫通している。弁棒５０の後部からは上記連結筒内面に係合するスカート部５１を後方へ拡開している。また弁棒５０は、第１のスプリング５６により前方に付勢されている。

梃部材５８は、基盤５８ａと、くの字形の梃子５８ｂとで形成されている。基盤５８ａは、中央部から後端部に亘って切欠きを有し、カバー筒１８内に横設されている。その切欠きの両側に軸受け部を設け、この軸受部に梃子の中心部を軸着させている。梃子の上端部は弁棒の後端部に揺動可能に連結され、梃子５８ｂの下端部は、頂板部８の上面前部にスライド可能に当接している。梃部材５８は、装着筒部材４に対するカバー筒１８の下降により回動して弁棒５０を後方に後退させ、スプリング力によりもとの位置に復帰して弁棒５０が前進するように構成する。

本発明においては、射出筒２２の前端部よりの箇所から内向きフランジ状の絞り部３０を周設している。上記絞り部３０の後面は後述の開閉弁の弁座３１として平らに形成されている。絞り部の後方の射出筒内面部分へは、筒軸方向へ延びる係合リブ３２を連設している。

絞り部３０前方の射出筒内方部分は、スピン流を形成するための空間であるスピン室３４に形成している。スピン室３４の内部には、複数の連結子３６を介して支持片３８を付設している。支持片３８の前面及び後面は垂直平坦面としており、支持片３８の後面と絞り部３２との間、及び支持片３８の側面と射出筒の内面との間にはそれぞれ一定の距離をとる。スピン室３４内にはスピンエレメント４０を嵌挿する。スピンエレメントは、垂直な基板４２の外周から後方へ嵌合筒４４を突出してなる。基板の中心にはノズル孔４６を穿設しており、また、このノズル孔と連通して、基板４２の裏面にスピン流路４８を形成している。スピン流路４８は外側からノズル孔４６へ螺旋状に繋がっている。上記嵌合筒４４は射出筒２２の内面に嵌合されている。またスピン室内の流路のうち、支持片３８後方の第１の流路部分の流路巾ｄ_１は、支持片３８の側面と嵌合筒４４の内面との間の第２の流路部分の流路巾ｄ_２よりも大きく、また、この流路巾ｄ_２は、スピンエレメントと支持片３８の前面との間の流路部分の流路巾ｄ_３よりも大きくなっている。

弁棒５０の前面外周部は上記弁座３１に当接して開閉弁５２を形成している。また弁棒５０の前面中央部には栓状部５４を付設している。この栓状部は、絞り部３０のオリフィス３０ａを通ってスピン室３４内に突入している。ただし、栓状部５４の先端面と支持片３８の後面との間には小間隙をとってあり、これにより弁棒５０の前面外周部と弁座３１とを適切に密着させることができる。栓状部５４は、絞り部３０のオリフィス３０ａよりも若干小径に形成されており、オリフィスの孔縁と栓状部５４の外周との間に液体流通用隙間５６を形成している。これにより栓状部５４が絞り部３０のオリフィス内に入っても弁座３１に弁棒が当接するまでは液体が流れる。また弁棒５０の後限位置において、上記栓状部５４は上記オリフィス３０ａから後方へ離脱するように構成する。

上記構成によれば、吐出ポンプのバックサックション機能を有効に活用することができ、ノズル孔４６内又はノズル孔４６及びスピン流路４８内から液体を開閉弁側へ吸い出すことを確実となる。これら押下げヘッドの機能は、吐出ポンプ全体との関係により一層明確になる。

図４から図６は、本発明の第１実施形態の吐出ポンプを示している。この吐出ポンプは、装着キャップＡと、シリンダＢと、吸込み弁部材Ｃと、押下げヘッドを含む作動部材Ｄとで形成される。

装着キャップＡは、容器体口頸部の外面への取付け筒（螺筒）６０を有し、この取付け筒の上部に付設した頂板６２の内周部を隆起するとともに内方へ折返して、係合筒部６４としている。また上記頂板６２の外周から押下げヘッドのカバー筒に嵌合させるための嵌合筒を起立している。

シリンダＢはその上端部を上記係合筒部６４に嵌合させて容器体内へ枢着できるようにしている。シリンダの下端部はテーパ状の吸込み弁座６６に形成している。シリンダの下部内縁には複数のリブ板６８を縦設する。

吸込み弁部材Ｃは、上半分が小径である垂直棒７０を起立している。垂直棒の下部外面からは、上記リブ板６８間の間隙内へ突入する突片７２を付設する。垂直棒７０の下端部の形成する圧接弁体７４と、上記吸込み弁座６６とで水平弁７６を形成している。

作動部材Ｄは、シリンダＢに対して昇降可能な第１の作動部Ｄ_１と、この第１の作動部Ｄ_１に対してさらに昇降可能な第２の作動部Ｄ_２とで構成されている。

第１の作動部Ｄ_１は、ステム８０と、環状ピストン８８と、押下げヘッド２の装着筒部材４とで形成している。

上記ステム８０は、シリンダＢ内から起立している。このステムは、第１筒部８０ａと、第２筒部８０ｂとで形成している。第１筒部は、下端部をテーパ状に拡開してシリンダ内面に周設するとともに、この拡開端部と上記リブ板６８との間に第２のスプリング８２を介装している。第２のスプリングの弾撥力は、弁棒を前方付勢する第１のスプリングの弾撥力よりも強いものとする。また上記拡開端部には透孔を穿設し、第１筒部下方の空間を後述の環状ピストン下面側へ連通させている。また拡開端部の基端から分かれて下内方へ下端小径の支持筒８４を突出する。この支持筒８４は、上記垂直棒７０の上部を抱持することで図１及び図２の状態で垂直棒を支えている作動部材Ｄを下限位置まで押し下げたときには、垂直棒７０と支持筒８４との摩擦力により垂直棒が下降し吸込み弁が閉じる。支持筒８４やや上方の第１筒部分には吐出弁孔８６を開口する。

この吐出弁孔８６を開閉する環状ピストン８８を第１筒部８０ａの外面に形成する。この吐出弁孔８６と環状ピストン８８の内面とで吐出弁９０を形成する。前記第２筒部８０ｂは、上記第１筒部８０ａの上部外面に嵌合させている。そしてこの第２筒部８０ｂの下端面とが環状ピストンの上限位置を規定し、また第１筒部の拡開端部が環状ピストンの下限位置を規定している。第２筒部８０ｂの上端部には装着筒部材４の装着筒６が嵌着されている。

第２の作動部Ｄ_２は、装着筒部材を除く押下げヘッド部分で形成している。

本発明の吐出ポンプは、ノズルの液切れを良くするためにノズル側へ送り出した液体を一時的に吸い戻すバックサックション機構を有する。この作用は、前記垂直棒７０がステム内へ進退することが可能な構成により実現される。すなわち、押下げヘッド２の押下げにより垂直棒７０がステム内部へ侵入して、吐出弁孔からノズル孔へ至る吐出流路９２の容積が減少した後、上記押下げの解放により、垂直棒がステム内部から退行して上記吐出流路の容積が増加することで吐出流路９２内に負圧が生ずる。この負圧によりノズル孔近傍の液体が吸い戻される。バックサックション機構による吸引量は、ノズル孔近傍の液体流路部分であって液体を排除しようとする範囲の容量よりも大きく設計する。ノズル孔の内部から液体を除去するときには、ノズル孔の容積、ノズル孔及びスピン流路の各内部から液体を除去するときには、これらの容積の和よりも大きく設計する。また開閉弁よりも下流側から液体を除去しようとすれば、少なくともスピン室内の容積に対応して吸引量を設計する。なお、本実施形態の如く、開閉弁の構成が、弁体の先部が吐出流路内に進入するものであるときには、その点を考慮して余裕を見ることが望ましい。この点は後述する。

上記構成において、吐出ポンプ全体の作用を段階を追って説明する。
○第１の段階
図４の状態から押下げヘッド２を押し下げると、図５に示すように梃子５８ｂが回転することでヘッド本体を含む第２の作動部Ｄ_２がステムなどの第１の作動部Ｄ_１に対して下降する。これとともに開閉弁が開く。
○第２の段階
第２の作動部が第１の作動部に対して下限まで下降すると、図５に示すように第１の作動部Ｄ_１及び第２の作動部Ｄ_２がともに下降する。このとき吸込み弁が閉じ、かつ吐出弁が開いて、吐出弁下方の液体がステムを介してノズルから吐出される。
○第３の段階
上記押下げを解放すると、第１の作動部及び第２の作動部がともに上昇する。このとき吐出弁９０が閉じるとともに容器体側からシリンダ内へ液体が吸込まれる。前述の垂直棒の吐出流路９２からの退行によりバックサックションが生じ、ノズル孔４６付近の液体が開閉弁側へ吸引される。
○第４の段階
さらに第１の作動部が上限位置に達した後に第１の作動部Ｄ_１に対して第２の作動部Ｄ_２がさらに上昇する。これにより梃子５８ｂが回転して弁棒５０が前方に進み、開閉弁５２が閉じる。このとき弁棒５０の先部が吐出流路９２内へ進入することで、吐出流路９２の容積が減少する。この動きはバックサックション機構の吸引作用を一部相殺するように働く。従ってバックサックション機構の設計をするときには、予め吸引量に余裕をみることが望まれる。

図７は、本発明の第２の実施形態に係る吐出ポンプを示している。第１の実施形態との主たる相違は、次の通りである。まず吐出弁孔８６を上下方向に長く設け、これに対応して環状ピストン８８を長く形成している。図示の例では、吐出弁孔８６を、ステム８０が上下動可能な範囲（ストローク長）ｈに対応した長さを有する長孔としている。こうすることで押下げヘッドを押し下げるときの抵抗を低減することができる。

また吸込み弁７６を、シリンダ下端の吸込み口の口縁で形成する弁座と、この弁座を開閉する弁板とで形成している。さらに開閉弁の弁棒５０のスカート部５１を、前外方へ突出している。

２…押下げヘッド４…装着筒部材６…装着筒８…頂板部１０…第１案内筒
１２…摺動筒１６…ヘッド本体１８…カバー筒２０…頂壁２２…射出筒
２２ａ…横筒２４…閉塞板部２６…脚筒２８…連結筒
３０…絞り部３０ａ…オリフィス３１…弁座３２…係合リブ
３４…スピン室３６…連結子３８…支持片４０…スピンエレメント
４２…基板４４…嵌合筒４５…ノズル
４６…ノズル孔４８…スピン流路５０…弁棒５１…スカート部
５２…開閉弁５４…栓状部
５６…第１のスプリング５８…梃部材５８ａ…基盤５８ｂ…梃子
Ａ…装着キャップＢ…シリンダＣ…吸込み弁部材Ｄ…作動部材
Ｄ_１…第１の作動部Ｄ_２…第２の作動部
６０…取付け筒６２…頂板６４…取付け筒部
６６…吸込み弁座６８…リブ板７０…垂直棒７２…突片７４…圧接弁体
７６…吸込み弁８０…ステム８０ａ…第１筒部８０ｂ…第２筒部
８２…第２のスプリング８４…支持筒８６…吐出弁孔８８…環状ピストン
９０…吐出弁９２…吐出流路

Claims

ポンプ側のステムへの取付け可能な装着筒(６)と、
前方開口の水平な射出筒(２２)を含み、装着筒と昇降自在に設けたヘッド本体(１６)と、
その射出筒(２２)の筒孔内へ前方付勢させて嵌挿した弁棒(５０)と、
弁棒(５０)の後部に連結され、ヘッド本体の上面の押下げにより弁棒(５０)を付勢力に抗して後退させるように枢着された梃部材(５８)とを具備し、
射出筒(２２)の前部を、前端にノズル孔(４６)を有するノズル(４５)とし、
上記射出筒(２２)内周面のうち筒軸方向前端寄りの一箇所に流路が狭まる絞り部(３０)を周設して、この絞り部後面で形成する弁座(３１)と、弁棒(５０)の前面外周部とで開閉弁(５２)を形成し、
開閉弁(５２)前方の射出筒の筒孔部分を、スピン流を生じさせるためのスピン室(３４)とし、このスピン室(３４)の前端寄りに射出筒の内面との間に隙間を存して支持片(３８)を内装し、かつこの支持片(３８)の前面に、ノズル孔(４６)を中央部に開口しかつ裏面にスピン流路(４８)を有するスピンエレメント(４０)を取り付け、
スピン室内の吐出流路部分の流路巾が吐出流路(９２)の上流側から下流側へ向かって狭くなるように構成したことを特徴とする、吐出ポンプ用押下げヘッド。
上記弁棒(５０)の前面中央部からスピン室(３４)内へ突入する栓状部(５４)を、絞り部(３０)のオリフィス(３０ａ)に遊嵌させて設けたことを特徴とする、請求項１記載の吐出ポンプ用押下げヘッド。
上記栓状部(５４)は、初期状態において支持片後面に当接しない程度の突入長さでスピン室内へ突入させたことを特徴とする、請求項２記載の吐出ポンプ用押下げヘッド。
シリンダ(Ｂ)内から上方付勢させて起立するステム(８０)の先端にノズル(４５)付きの押下げヘッド(２)を付設し、押下げヘッド(２)の昇降により、シリンダ下部の吸込み弁(７６)を経由して液体をシリンダ内へ吸上げ、かつ押下げヘッド(２)の下降によりシリンダ(Ｂ)内液体を、吐出弁(９０)を介して上記ノズル(４５)のノズル孔(４６)から吐出するように形成し、
この吐出弁からノズル孔(４６)へ至る流路(９２)の容積が、吐出弁(９０)の閉鎖後押下げヘッド(２)が下限位置より上方へ復帰するまでの行程の途中で増大することで、ノズル孔(４６)近傍の流路部分の液体を上流側へ吸引するバックサックション機構を具備し、
ノズル孔近くの吐出流路部分に、押下げヘッドの下降により開き、かつ押下げヘッドの上昇により上記液体の吸引の後に閉じる開閉弁(５２)を設け、
この開閉弁(５２)は、ノズル孔(４６)近くの吐出流路(９２)内に配置した弁座(３１)と、この弁座に向かって吐出流路(９２)内に対して先部を挿脱可能に形成した弁棒(５０)とで形成し、バックサックション機構による吐出流路(９２)の容積増大量を、弁棒(５０)の先部の挿入による吐出流路(９２)の容積減少量よりも大とし、かつ開閉弁(５２)が閉じた時点で少なくともノズル孔(４６)内から液体が開閉弁(５２)側への吸引により除去されているように構成したことを特徴とする、押下げヘッド付き吐出ポンプ。