JP5635015B2

JP5635015B2 - ポンプ

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Publication number: JP5635015B2
Application number: JP2011551743A
Authority: JP
Inventors: 桑原　和仁; 和仁桑原; 中村　弘幸; 弘幸中村; 當麻　徹; 當麻　　徹
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2011-01-17
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2031-01-17
Also published as: EP2530319A4; CN102770666B; CA2786087C; EP2530319B1; EP2530319A1; WO2011093027A1; AU2011210409B2; US9044771B2; KR101469020B1; AU2011210409A1; KR20120120243A; CA2786087A1; JPWO2011093027A1; US20120325862A1; CN102770666A

Description

本発明はポンプに関し、詳しくは、バックサクション機構を備えた液切れの良い、押し下げを容易に行えるポンプに関する。

本出願人は押し下げを容易に行え、液切れの良いポンプの押下げヘッドに関して提案している。（例えば、特開２００４−０００８３４号公報参照）

特開２００４−０００８３４号公報に記載されたポンプの押下ヘッドは、上方付勢状態で押込み可能にステムを起立したポンプに装着する押下ヘッドであって、ステム上端部に嵌着させた装着筒を頂板下面より垂設するとともに、ステム内と連通する摺動筒を頂板上方へ立設した装着筒部材と、摺動筒外周に摺動下降可能に嵌合させたシリンダ上方に、先端に吐出口を開口した弁室を備えるとともに、装着筒部材に対して押し下げ可能に設けた本体と、弁室内周に後部外周を摺動可能に嵌合させるとともに、前方付勢状態で吐出口を閉塞し、且つ、シリンダ内と連通する連絡口より吐出口に至る流路を画成してなる弁部材と、弁部材後端部に上端を連係させるとともに、下端部を上記頂板上面に当接係止させ、且つ、装着筒部材に対する本体の押下時に弁部材を後方へ引き出す如く揺動可能に枢着した梃部材とを備え、ステムに対する本体の押下抗力がステム自体の押下抗力より小であることを特徴とするものである。

上記押下ヘッドを使用したポンプは上記した如く、ヘッドを軽い力で容易に押し下げることができ、また、液切れが良いという優れた特徴を備えたものである。

本発明は、この様な押下ヘッドを利用したポンプであって、上記押下ヘッドの特徴を利用し、上記した特徴にくわえて優れたバックサクション機能を発揮することができ、しかも、この様な機能の追加によりヘッドの容易な押し下げ操作を損なうことがない優れたポンプを提案する。

本発明に従うポンプは、容器体内に垂下して装着され、該容器体内の液を吐出するためのポンプである。このポンプは、底部に吸込み弁を備えたシリンダと、前記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る。また、作動部材は、上方付勢状態で押し込み可能に設けた有底筒状のステムと、前記ステムに対して上方付勢状態で相対上下動可能に装着された押下ヘッドと、前記ステムに対して相対上下動が可能に前記ステム外周に装着された環状ピストンとを備える。前記押下ヘッドは、先端に吐出口を開口した弁室、前記弁室内に前記吐出口側に付勢された状態で装着された開閉弁部材と、前記開閉弁部材の後端部に上端を連係させた梃部材を備え、押し下げ時に前記梃部材の作用で前記開閉弁部材を移行させて前記吐出口を開口し、且つ、ステムに対する押下抗力がステム自体の押下抗力より小となるよう構成されている。前記環状ピストンは、その下端部と前記ステム外周に突設した吐出弁座とで吐出弁を形成し、最下降位置では前記弁座に圧接して前記吐出弁を閉塞し、最上昇位置では前記吐出弁座から離れて前記吐出弁を開放するよう構成されている。前記ポンプは、前記ステムを付勢させるための弾性材と、前記開閉弁部材を付勢させるための弾性材を備え、前記ステムを付勢させるための弾性材の弾発力よりも、前記開閉弁部材を付勢させるための弾性材の弾発力を小さく選択してなる。

好ましい実施態様において、前記環状ピストンは、外周筒状部と内周筒状部とを連結部で連結した断面Ｈ形状をなし、前記外周筒状部の上下端縁を前記シリンダ内周に液密摺動可能に嵌合させ、前記内周筒状部の上端縁を前記ステム外周に二重筒状に垂下したシール筒部内周に液密摺動可能に嵌合させ、前記内周筒状部の下端と前記吐出弁座とで前記吐出弁を形成し、前記内周筒状部の下端が前記吐出弁座に圧接した状態から前記連結部上面が前記シール筒部下端面に当接するまでの間を、前記ステムに対して相対上下動可能に構成した。

この実施態様においては、前記環状ピストンの内周筒状部の下端部が前記吐出弁座に圧接する位置から最上昇位置までのストローク幅を、前記ステムが上昇する際に、前記環状ピストンが前記吐出弁座を閉じるまでの間のステム内の負圧状態でバックサクションを引き起こすよう選択することが好ましく、ストローク幅が１．５×１０^-3 ｍ以上であることがさらに好ましい。

また、前記吸込み弁が、吸込み弁座上に圧接弁体を常時圧接している圧接弁であることが好ましい。

本発明では、押し下げられた作動部材が上昇する際に、押下ヘッドの開閉弁部材は開口しているため、環状ピストンが吐出弁座を閉じるまでの間のステム内の負圧状態で良好なバックサクション効果を引き起こす。しかも、作動部材の押し下げを小さな力で行えるという特徴を兼ね備えている。更に、ステムの下端を開口してそこから例えばポペット弁体を上下動可能に挿入することでバックサクション効果を引き起こす場合も考えられるが、その場合と比較しても、余分な摩擦力が作動部材にかからず、より押し下げ易い構成となる。

環状ピストンを、外周筒状部と内周筒状部とを連結部で連結した断面Ｈ形状をなし、外周筒状部の上下端縁をシリンダ内周に液密摺動可能に嵌合させ、内周筒状部の上端縁をステム外周に二重筒状に垂下したシール筒部内周に液密摺動可能に嵌合させ、内周筒状部の下端と吐出弁座とで吐出弁を形成し、内周筒状部の下端が吐出弁座に密接した状態から連結部上面がシール筒部下端面に当接するまでの間を、ステムに対して相対上下動可能に構成した場合には、上下端縁を摺動させる外周筒状部と上端縁を摺動させる内周筒状部の存在で、最下降位置からステムが上昇する際に環状ピストン内外の摩擦力の差が明確に存在するため、ステムと一緒に環状ピストンが上昇したり、遅れて相対下降するという不都合がなく、また、ステムの最上昇位置から押し下げる場合にも環状ピストンがステムと一緒に下がってしまったり、遅れて相対上昇するという不都合がなく、円滑な操作が可能となる。

環状ピストンの内周筒状部の下端部が吐出弁座に圧接する位置から最上昇位置までのストローク幅が、１．５×１０^-3 ｍ以上である場合には、シール筒部の径の大きさに拘わらず充分大きなステム内の負圧力が得られて、より確実なバックサクション効果を発揮する。尚、この場合のストローク幅は、主としてこの種のポンプの対象となる、ハンディタイプのものや家庭用載置用のものを対象としている。

上記吸込み弁が、吸込み弁座上に圧接弁体を常時圧接している圧接弁である場合には、下降したステムの上昇時に当初環状ピストンが閉じるまでは吸込み弁を確実に閉じておくことができ、より効率の良いバックサクション効果を発揮することができる。

実施例１のポンプの縦断面図である。図１に示すポンプの作用を説明する要部拡大説明図である。実施例２のポンプの要部拡大断面図である。実施例３のポンプの要部拡大断面図である。

以下、本発明の形態を図面を参照して説明する。

図１は容器体100 に装着したポンプ１の一例を示す。容器体100 は胴部101 より肩部102 を介して口頸部103 を起立している。

ポンプ１は、装着キャップＡと、シリンダＢと、吸込み弁部材Ｃと、作動部材Ｄとを備えている。

装着キャップＡは、口頸部103 外周に螺着した螺筒10を頂板11の外周下面より垂設し、頂板11の上面より案内筒12を起立している。案内筒12の内面には一対の案内凹溝13を縦設している。

シリンダＢは上下端を開口した筒状をなし、外周上端より外方へ延設したフランジ20を、頂板11裏面に嵌合させて装着キャップＡに固定している。また、シリンダＢの上端部にはコイルスプリングｓの下端部を係止する係止部材B1を嵌着している。更に、下端部の開口は筒状の吸込み弁座21で囲成された吸込み弁孔22として構成している。また、下面からは吸込み弁孔22と連通するパイプ嵌合筒23を延設している。そして、容器体100 内に挿入垂下させるとともに、パッキン24を介して口頸部103 上にフランジ20を載置し、口頸部103 と装着キャップ頂板11とで挟持固定している。また、パイプ嵌合筒23にはパイプ25の上端を嵌着し、パイプ25の下端は容器体100 内底部に垂下している。さらに、シリンダの周壁には、負圧解除孔26が穿設されている。

吸込み弁部材Ｃは、シリンダＢの下部内面に嵌着固定した嵌合筒部30を備え、嵌合筒部30の内周には周方向複数の弾性片31を介して圧接弁体32を延設し、圧接弁体32をシリンダＢの下端の吸込み弁座21上に圧設して吸込み弁33を構成している。この吸込み弁33はシリンダＢ内の負圧化により開弁し、負圧化が解消すると各弾性片31の弾性復元力によりもとの閉弁状態に戻る如く作用する。また、嵌合筒部30の両側から起立した一対の支持板34の上端間に支持台板35を掛け渡している。上記支持台板35は、ステムの下降限位置を規定するように構成してもよい。

作動部材Ｄは、ステムD1と、連結筒部材D2と、装着筒部材D3と、環状ピストンD4と、押下ヘッドD5とを備えている。

ステムD1は、係止部材B1に下端部を係止させたコイルスプリングｓにより上方へ付勢された上端開口の有底筒状をなし、外周下部から径方向外方に環状の吐出弁座40を突設し、吐出弁座40直上の筒壁部分には複数の吐出弁孔41を穿設している。また、ステムD1の上部には連結筒部材D2を介して装着筒部材D3を連結している。連結筒部材D2は下部をステムD1の上部に嵌着させ、嵌着部分の下端部は大径のシール筒部50に形成してステムD1との間に環状ピストンD4の一部を嵌合させる環状空間を形成している。連結筒部材D2の外周上端部にはコイルスプリングｓの上部を係止する係止部材51を嵌着している。

装着筒部材D3は、連結筒部材D2の内周上部に嵌合させた装着筒60を頂板部61裏面より垂設するとともに、頂板部61中央には装着筒60内と連通する摺動筒62を立設している。更に、頂板部61周縁部にはその上下に亘り案内筒部63を周設している。

環状ピストンD4は、外周筒状部70と内周筒状部71とを連結部72で連結した断面Ｈ形状をなし、外周筒状部70の上下端縁をシリンダＢ内周に液密摺動可能に嵌合させ、内周筒状部71の上端縁を連結筒部材D2のシール筒部50内周に液密摺動可能に嵌合させている。また、内周筒状部71の下端を吐出弁座40に密接した状態から連結部72上面がシール筒部50の下端面に当接するまでの間を、ステムD1に対して相対上下動が可能に構成し、吐出弁座40とで吐出弁73を形成している。

本例において、図２(a) に示す如き、環状ピストンD4の内周筒状部71の下端部が吐出弁座40に圧接する位置から、図２(b) に示す如き、最上昇位置までのストローク幅は、基本的には液の良好な流通が可能な程度であれば良く、例えば、０．５×１０^-3 ｍ〜１．０×１０^-3 ｍ程度が挙げられる。尚、この場合のストローク幅は、一般にこの種のポンプが対象となるシール筒部50の内径が２×１０^-3 ｍ〜１５×１０^-3 ｍ程度のハンディタイプや家庭用設置タイプのものを対象としている。この程度のストローク幅でも、バックサクション効果を発揮するものではあるが、このストローク幅を大きくすることでより確実で良好なバックサクション効果を発揮する。そのストローク幅としては、１．５×１０^-3 ｍ以上あると好ましい。この場合、ポンプの大きさに起因するステムD1或いはシール筒部50の径の大きさが上記対象の範囲内で多少相違しても、ストローク幅による影響が多大である。

押下ヘッドD5は、ステムD1に装着筒部材D3を介して押下げ可能に連結したもので、摺動筒62外周に摺動下降可能に嵌合させたシリンダ部80の上方に、先端に吐出口81を開口した弁室Ｒを備え、装着筒部材D3に対して押し下げ可能に設けている。

また、弁室Ｒ内には開閉弁部材D6を吐出口81側へ付勢状態で装着している。開閉弁部材D6は、弁室Ｒ内周に外周（逆スカート状部）を摺動可能に嵌合させるとともに、前方付勢状態で吐出口81を閉塞している。また、弁室Ｒ内とシリンダ部80内とは連絡口により連通させ、これにより、シリンダ部80内から連絡口を介して吐出口81に至る液流路を画成している。前方付勢手段としては、弁室Ｒの後壁前面と、開閉弁部材D6の逆スカート状部の分岐部分とに第２コイルスプリングs1を介在させて行っている。更に、開閉弁部材D6の後端部を弁室Ｒの後壁の窓孔より突設し、突出部分に梃部材係合用の環状凹部を凹設している。

更に、押下ヘッドD5内には梃部材D7を設けている。梃部材D7は、開閉弁部材D6後端部に上端を連係させるとともに、下端部を装着筒部材D3の頂板部61上面に当接係止させており、また、装着筒部材D3に対する押下ヘッドD5の押し下げ時に開閉弁部材D6を後方へ引き出す如く揺動可能に枢着している。

図示例に於ける梃部材D7は、上端部を開閉弁部材D6の後端部に連係した垂直板部90下端部より前方へ下る二股の傾斜板部91を延設するとともに、各傾斜板部91の下端部を摺動筒62両側の頂板部61上面に当接係止させている。梃部材D7と開閉弁部材D6との連係は、垂直板部90の上端部中央に設けた切欠部に開閉弁部材D6の上記環状凹部を嵌合させている。

また、屈折部分両側に突設した枢着軸を、それぞれ両側の軸受に回動可能に嵌合させている。そして、第２コイルスプリングs1により前方付勢された開閉弁部材D6により垂直板部90上部の連係部分を常時前方へ付勢させており、押下ヘッドD5の押し下げにより、装着筒部材D3の頂板部61が傾斜板部91を押し上げて梃部材D7を回動させ、第２コイルスプリングs1の前方付勢力に抗して開閉弁部材D6を後方へ引き出す如く構成している。

この様な押下ヘッドD5は、ステムD1に対する押下ヘッドD5の押下抗力がステム自体の押下抗力より小になる様に構成している。この様に構成するために、基本的には装着するポンプのステムを上方付勢させるための弾性材、すなわちコイルスプリングｓの弾発力よりも、開閉弁部材D6を前方付勢させるための弾性材、すなわち第２コイルスプリングs1の弾発力を小さく選択すれば良く、その他摺動筒とシリンダとの摩擦力，梃部材の揺動時の摩擦力等を考慮してこれらを選択すれば良い。

押下ヘッドD5の外周下部には前記案内筒12の各案内凹溝13に対して上下動可能に嵌合する一対の突部82を突設している。

上記の如く構成したポンプ１は、図１の状態から押下ヘッドD5を押し下げると、最初ステムD1は下がらず、装着筒部材D3に対して押下ヘッドD5が下降する。この際、梃部材D7の下端部が装着筒部材D3の頂板部61上面に押し上げられて枢着軸を中心に回動し、その上端部が後方へ回動して開閉弁部材D6を第２コイルスプリングs1の弾発力に抗して後方へ移行させ、吐出口81が開く。

次いでステムD1が下降し、該ステムD1の下降により環状ピストンD4がステムD1に対して相対上昇して吐出弁73が開き、シリンダＢ内の加圧液が吐出弁孔41を介してステムD1内を通り、摺動筒62内に導入され、次いでシリンダ部80内、弁室Ｒ内を通り、吐出口81より吐出される。

次に押下ヘッドD5の押圧を解除すると、最初ステムD1の上方付勢力により押下ヘッドD5が上昇する。この際、例えば押下ヘッドD5上面を押圧した手が離れないうちにステムD1の上昇が行われ、吐出口81は開いたままの状態で行われる。同時に環状ピストンD4がステムD1に対して相対的に下降して吐出弁73が閉じる。この際、環状ピストンD4のストローク幅を大きくしているため、環状ピストンD4が閉じるまでの間にステムD1内及び弁室Ｒ内は、バックサクション機能を発揮するのに充分な負圧状態となり、良好なバックサクション機能を発揮する。次いで、手を離す余地ができ、第２コイルスプリングs1の弾発力により開閉弁部材D6が前方へ移行して吐出口81を閉塞し、それに伴い梃部材D7により押下ヘッドD5を装着筒部材D3に対して上方へ押し上げ、装着筒部材D3と押下ヘッドD5との関係が元の状態に戻る。

作動部材Ｄの上昇に伴いシリンダＢ内は負圧化し、それに伴って吸込み弁33が開いてパイプ25を介して容器体100 内の液がシリンダＢ内に導入される。

図３は実施例２のポンプを示す。このポンプは、図１の例に於いて、コイルスプリングｓを吸込み弁部材ＣとステムD1との間に介在させている。この場合には吸込み弁部材Ｃは、図１の例に於いて、支持台板35の上面より棒部36を立設し、コイルスプリングｓの下端部を嵌合させている。コイルスプリングｓの上端部はステムD1下面に突設した、筒部を複数の連結板で支持した係止部42に係止させている。その他の構成は実質的に図１の例と同様であるため説明を省略する。

図４は実施例３のポンプを示す。なお、実施例１及び２における構成要素と同一の部分については同一の符号を付し、その説明を省略し、異なる点についてのみ説明する。このポンプは、シリンダＢが負圧解除孔26を有しておらず、ポンプの動作後にも外気が容器体100内に流入することがない。このため、内容物の減少とともに中皿（底部）が上昇する構造の容器体と組み合わせて高粘度ディスペンサ（ＨＶＤ）（図４に中皿（底部）が上昇した状態で示す）を構成することもできる。この場合、容器体100の上端まで内容物が充填された状態が維持されるので、シリンダＢの下端にパイプ25を装着する必要もない。また、この実施例のポンプは、外容器と内袋とを剥離容易に積層したデラミボトルや、内容物の減少にともなって減容可能な内容器を外容器内に配置した二重容器への適用にも好適である。さらに、圧接弁体32の、吸込み弁孔22と対向する部分に、弁座に当接する部分よりも肉厚を減少させた薄肉部37を設けている。このように薄肉部37を設けることで、圧接弁体32の成形時に材料の体積収縮に起因する成形不良（いわゆるヒケ）の発生を防止することができ、圧接弁体32が吸込み弁座22に確実に当接するので、吸込み弁のシール性が向上し、ひいてはポンプの吐出量が安定する。なお、このような薄肉部37は、実施例１及び２のポンプに適用することも可能である。

１ポンプ
Ａ装着キャップ
10 螺筒
11 頂板
12 案内筒
13 案内凹溝
14 係止用凹溝
15 係合筒部
Ｂシリンダ
20 フランジ
21 吸込み弁座
22 吸込み弁孔
23 パイプ嵌合筒
24 パッキン
25 パイプ
26 負圧解除孔
B1 係止部材
Ｃ吸込み弁部材
30 嵌合筒部
31 弾性片
32 圧接弁体
33 吸込み弁
34 支持板
35 支持台板
36 棒部
37 薄肉部
Ｄ作動部材
D1 ステム
40 吐出弁座
41 吐出弁孔
42 係止部
D2 連結筒部材
50 シール筒部
51 係止部材
D3 装着筒部材
60 装着筒
61 頂板部
62 摺動筒
63 案内筒部
D4 環状ピストン
70 外周筒状部
71 内周筒状部
72 連結部
73 吐出弁
D5 押下ヘッド（Ｒ：弁室）
80 シリンダ部
81 吐出口
82 突部
D6 開閉弁部材
D7 梃部材
90 垂直板部
91 傾斜板部
ｓコイルスプリング
s1 第２コイルスプリング
100 容器体
101 胴部，102 肩部，103 口頸部

Claims

容器体（100）内に垂下して装着され、該容器体内の液を吐出するためのポンプ（１）であって、
前記ポンプ（１）は、底部に吸込み弁（33）を備えたシリンダ（Ｂ）と、前記シリンダ（Ｂ）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（Ｄ）とを備え、
前記作動部材（Ｄ）は、上方付勢状態で押し込み可能に設けた有底筒状のステム（D1）と、前記ステム（D1）に対して上方付勢状態で相対上下動可能に装着された押下ヘッド（D5）と、前記ステム（D1）に対して相対上下動が可能に前記ステム（D1）外周に装着された環状ピストン（D4）とを備え、
前記押下ヘッド（D5）は、先端に吐出口（81）を開口した弁室（Ｒ）と、前記弁室（Ｒ）内に前記吐出口（81）側に付勢された状態で装着された開閉弁部材（D6）と、前記開閉弁部材（D6）の後端部に上端を連係させた梃部材（D7）を備え、押し下げ時に前記梃部材（D7）の作用で前記開閉弁部材（D6）を移行させて前記吐出口（81）を開口し、且つ、ステムに対する押下抗力がステム自体の押下抗力より小となるよう構成されており、
前記環状ピストン（D4）は、その下端部と前記ステム（D1）外周に突設した吐出弁座（40）とで吐出弁（73）を形成し、最下降位置では前記弁座（40）に圧接して前記吐出弁（73）を閉塞し、最上昇位置では前記吐出弁座（40）から離れて前記吐出弁（73）を開放するよう構成され、
前記ポンプ（１）は、前記ステム（D1）を付勢させるための弾性材と、前記開閉弁部材（D6）を付勢させるための弾性材を備え、前記ステム（D1）を付勢させるための弾性材の弾発力よりも、前記開閉弁部材（D6）を付勢させるための弾性材の弾発力を小さく選択してなる、ことを特徴とするポンプ。
前記環状ピストン（D4）は、外周筒状部（70）と内周筒状部（71）とを連結部（72）で連結した断面Ｈ形状をなし、前記外周筒状部（70）の上下端縁を前記シリンダ（Ｂ）内周に液密摺動可能に嵌合させ、前記内周筒状部（71）の上端縁を前記ステム（D1）外周に二重筒状に垂下したシール筒部（50）内周に液密摺動可能に嵌合させ、前記内周筒状部（71）の下端と前記吐出弁座（40）とで前記吐出弁（73）を形成し、前記内周筒状部（71）の下端が前記吐出弁座（40）に圧接した状態から前記連結部（72）上面が前記シール筒部（50）下端面に当接するまでの間を、前記ステム（D1）に対して相対上下動可能に構成した請求項１記載のポンプ。
前記環状ピストン（D4）の内周筒状部（71）の下端部が前記吐出弁座（40）に圧接する位置から最上昇位置までのストローク幅を、前記ステム（D1）が上昇する際に、前記環状ピストン（D4）が前記吐出弁座（40）を閉じるまでの間のステム（D1）内の負圧状態でバックサクションを引き起こすよう選択する請求項２記載のポンプ。
前記ストローク幅が、１．５×１０^-3 ｍ以上である請求項３記載のポンプ。
前記吸込み弁（33）が、吸込み弁座（21）上に圧接弁体（32）を常時圧接している圧接弁である請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のポンプ。