JPH09508581A - 容器から製品を分配するためのプラスチック製ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 容器に取付けられる液体用の全プラスチック製ポンプ（１、３００）が、上記容器と供給孔（１４、２４０）を通して連通した円筒室（１３、３３０）と、該円筒室（１３、３３０）内で軸方向に摺動する少なくとも１つのピストン（１２、３２０）と、保持弁手段と、横側面（５０、６００）がねじ形状（８０、５１０）を有するプラスチック製のばね（６３）を組み込んだ少なくとも１つの弾性ベローズ（４０、５００、８００）であって同プラスチックねじと共に単一部品として形成されているベローズとを具備し、ばねの巻き条はねじ形状部（８０、５１０）の縮小領域と一致して配設され、ねじの外部表面に対して突出強化部を形成しているプラスチック製ポンプ。

Description

【発明の詳細な説明】 容器から製品を分配するためのプラスチック製ポンプ 本発明は、全プラスチック製のポンプに関し、特に容器から液体又は高濃度物 質を分配するために適したポンプに関する。 周知のように、分配ポンプは石鹸、化粧用クリーム、洗剤等々の液状またはク リーム状物質を適量化して分与するために広く使用されており、該ポンプは該物 質を保留する容器に取り付けられている。 現在使用されているポンプの多くはプラスチック材料と金属材料との両者によ って形成され、後者の材料は、ポンプを形成するピストンの戻りバネに用いられ ている。このような金属材料の存在はリサイクル上で幾つかの問題点を引き起こ す。実際、もしポンプが完全にプラスチック材料によって形成されていれば、違 うプラスチック材料であっても互換性があるからポンプを直接、破砕してポンプ を形成している材料を完全に再生することができる。他方、相互に異質の材料が 存在し、特に金属材料が存在すると、プラスチック材料を究極的に再生すべく上 述のような直接的な破砕をすることができず、金属部品を予め分離させることが 必要になる。そのような分類作業に関連する困難性と経費とから分配用のポンプ は一度使用できなくなると、廃物として排除され、本来再生できるプラスチック 材料を廃棄すると言う不都合と廃棄物中に存在する非退化性材料の量が増加する という不都合が生ずる。 金属材料から成るバネを使用せず、ブローモールド成形法で得られるプラスチ ック材料製の弾性材として、ベローズを使用するポンプも周知である。 この種のベローズ要素は 複数の基本的にはドーナツ形の要素を順次に重ねて 形成されており、同ベローズ要素の形状は、断面形状において、各々が水平面内 で拡縮可能に、しかも相互に平行な関係を維持した形状を有している。 このような形状はブローモールド法でのみ実現可能な形状であり、モールド後 にベローズからスナップ工具を除去することが不可能である。従ってインジェク ション（射出）モールド法でベローズ要素を製作することは不可能である。 ブローモールド法でなくインジェクションモールド法でベローズ成形を実現す ることが可能であれは、多数の利点が得られ、そのような利点の一つとしてはイ ンジェクションモールド法はブローモールド法より高速であるため、製造価格の 低減が可能になることである。 この事実は別にしてもインジェクションによりベローズの成形をすれば、大き な歪みを受ける曲がり部分をより厚くした形状が得られ、従ってより機械的強度 の高いベローズを得ることが可能となる。 プラスチック製のベローズを実現することはベルギー国特許第７１８１１８号 から周知である。同特許は、分配弁の分野で使用されているベローズを開示して おり、同分配弁は弁の滑動要素を保護するために用いられている。上記特許の開 示により実現されたベローズは側面がねじ条形状をしてインジェクションモール ド法でベローズを得られるようにしている。これはねじ条形状であれば、スナッ プ工具の取り外しが可能になるからである。 この形状のベローズでは、長手方向断面では一つのねじ条形状を呈するが、ね じ条の傾斜面に関しては基本的には対称ではなく、圧縮力を受けるとある程度の 限られた抵抗を有する。これは軸方向の 歪み作用で弾性力の蓄積が小さくなり、従って解放された時の戻り弾性力が弱く なるからである。 このような事実から、同ベローズ要素をポンプの分野で適量化要素として使用 する上での否定的な限界要件となっていると解することができる。 つまり、ポンプ分野では一貫した弾性戻り作用を呈する力を有することが必要 であり、その理由はポンプピストンが分配作用の終了後に停止位置へ戻ると、次 の分配作用に備えて液体を吸い込まなければならないからである。 依って、本発明は、上述のような限界要件を克服することを提案するものであ る。 特に、本発明の一目的は、容器から液状又はクリーム状物質を適量化して分配 するためのプラスチック製ポンプを実現することであり、同ポストにおける弾性 要素はピストンをその休止位置へ確実に戻すべく、従来からの周知技術ないし等 価の技術に属する弾性ベローズに比較して軸方向の圧力に抗して高い弾性係数を 有する弾性ベローズとして形成されたものを提供せんとするものである。 本発明の他の目的は、周知技術又は同等のベローズに比べて高い弾性戻り力を 備えることにより、プラスチックポンプを実現させ得る弾性ベローズを提供する ことである。 更に本発明の他の目的は、ベローズの形成に使用されて来た材料と異なる材料 を使用することなくベローズの弾性戻り力を実現せんとするものである。 上述した諸目的は、主クレームに記載の容器に取着されて液体を適量化して分 与するポンプにより実現され、同ポンプは、 上記容器と送り供給孔を介して連通し、該容器内部に保持された分配すべき該 液体を受容するのに適した円筒室と、 上記の円筒室内で軸方向に摺動し、内部に管状室を備えた少なくとも一つのピ ストンと、 保持弁手段と、 プラスチック材料で形成され、その横側面は分配が行われると、確実に弾性復 帰力で上記ピストンをその休止位置に向けて戻り動作させるのに適したねじ条形 状部を有した少なくとも一つの弾性ベローズとを備え、かつ該弾性ベローズは該 ベローズ自体と単一部品として形成されるばねを組み込んでなり、該ばねの巻き 条はベローズの横側面を形成するねじ条形状部の収縮域と一致するように配設さ れてなり、該ばねの巻き条の太さはねじ条形状部の外表面に関して突出した強固 なリブを形成し得るように構成されていることを特徴とするものである。 本発明の好ましい一実施形態では、ベローズの横側面を形成する上記ねじ条形 状部の長手方向の断面は、ねじ条形状部自体の傾斜軸線に対して対称な形状を有 する壁を備えている。 一つの実施形態によれば、ベローズは円筒形状を備えている。また、他の実施 形態によれば、ベローズは切頭円錐形状を備えている。 有利な形態としては、ベローズと共に単一部材として実現、形成されたばねを 備えることにより、ベローズ自体に高弾性を付与し、かつ同ベローズに高度の機 械的強度を付与するのである。 更に有利なことには、ベローズの横側面を形成するねじ条は、ねじ条形状部自 体の傾斜軸線に対して対称に製造されることからポンプの分配作用後の解放の都 度、大きな弾性復帰力を得ることが可能となるのである。 同じく都合の良いことに、ねじ条形状部はインジェクションモールド法により ベローズを実現可能とし、かつ、大きな歪みが存する 曲がり領域に対応してねじ条形状部の厚みを増加させ得るのである。 本発明の他の応用分野に関しては以下の詳細な説明により、明らかにする。 然しながら、以下の詳細な説明や特定例は、本発明の好ましい実施形態を示す ものであって、説明のためにのみ開示されるもので、本発明の精神と範囲内で種 々の変更、改変が成し得ることは当業者なら以下の記載と図示から容易に理解す ることができよう。 図１は、本発明によるポンプの斜視図、 図２は、本発明よるポンプの長手方向の断面図、 図３は、図２に示した吸入ポンプの分配作用位相における状態を示した図、 図４は、本発明によるポンプのベローズの断面を示し、特に、円錐形外形を示 す断面図、 図５は、図４に示したベローズの非切断側面図、 図６は、本発明によるポンプに適用するベローズの他の実施形態の断面を示し ており、円筒形外形を実現したものの断面図、 図７は、図６のベローズの非切断側面図、 図８は、本発明に係るポンプに適用するベローズの横側面を形成するねじ条形 状部の拡大外形を示す断面図である。 さて、図１を参照すると、同図１に示す本発明によるポンプは全体を参照番号 １で示してあり、同図から明らかなように円筒形のカラー１１を具備し、その下 部には円筒室１３が接続されている。他方、上部には弾性ベローズ４０が取着さ れている。円筒室１３は図に示されていない容器の首部に挿入され、同容器は分 配すべき製品を受容し、円筒カラー１１は容器自体の首に締着されている。 分配要素１０は分配用内部通路２１を具備し、図２に明示されて いるように、弾性ベローズ４０の上部に接続され、容器内に保持された製品の適 量を分与作動する。 図２において、分配要素１０は、第１ピストン１２の管体１２１に接続されて おり、同第１ピストン１２は、容器に連通した円筒室１３内で摺動する。そして 同容器には供給孔１４を通してポンプが接続され、その供給孔１４は上記円筒室 １３の底１３０に穿設されている。 該管体１２１の内部には管状室１６０が形成されている。第２ピストン１２０ の杆１６は該管状室の内部で摺動し、該杆１６は第１の弁要素を備え、該弁要素 はボール２２から成り、同ボールは通路１２２を遮断するように形成され、該通 路は管状室１６０と円筒室１３との間を連通する通路である。また、第２弁要素 は該第２ピストン１２０の端部に形成された傾斜部１８から構成されている。 図２において、管体１２１に形成された通路１２２の反対側には、第３の弁手 段が設けられ、この弁手段はボール２０から成り、管状室１６０と分配要素１０ に形成された分配通路１２１との間の連通を遮断する。また、同分配要素１０は 前記の弾性ベローズ４０を介在させて円筒カラー１１と機械的に接続され、該ベ ローズ４０は分配要素１０に取着された第１の端部４１と、同端部４１とは反対 側に第２の端部４２を設けている。そして第２の端部４２は円筒カラー１１に接 続されている。同ベローズは分配要素１０と該カラー１１との相互弾性運動を可 能にしている。 分配要素１０が下方へ押動されると、該要素１０に接続した管体１２１も下方 へ引き下ろし、それと一緒に円筒室１３の内部で摺動する第１ピストン１２を下 方に引き下ろす。該第１ピストン１２が下動すると、同ピストンは第２ピストン を下方へ押動して、そ結果、第２の弁要素１８が供給孔１４を遮断する。 分配要素１０に対する押動が解放されると、ベローズ４０の弾性回復力によっ て第１ピストン１２を上方へ再び摺動させ、以て円筒室１３の内部に低圧域を形 成する。従って容器から矢印１４０に従って液が上昇し、その上昇圧で第２ピス トン１２０が上動する。このとき、液は供給孔１４と第２ピストン１２０に穿設 された孔１５を通って円筒室１３を充填する。 このとき、分配要素を再び下方へ押動すると、第１ピストン１２は第２ピスト ン１２０と一緒に下動し、第２弁要素１８が再び供給孔１４を遮断する。第１ピ ストン１２の下動は室１３内に有る液に加圧して第３図に明示するように、矢印 線１３１に従って液が円筒室１３からボール２２による遮断が解除されている通 路１２２を介して管状室１６０へ流れる。同管状室１６０内に流入した液の液圧 は第２弁要素を上動させて分配通路１２１に入り、そこから外部へ注ぎ出る。 分配作用が終了すると、分配要素１０の解放によって同分配要素自体はベロー ズ４０の弾性復帰力の作用で上方の停止位置へ帰還、摺動し、それによって再び 容器から来る液により円筒室１３の再充填が行われる。 こうしてポンプ１は再び下方へ押動されると、新たな分配作用を遂行する用意 ができるのである。 図１、図２、図３に図示した上述のベローズ４０は図４、図５にも図示されて いる。このベローズは傾斜した外形を供し、その横側面は全体的に参照番号５０ で示してある。そして同横側面はねじ条形状部を有している。詳述すると、該ね じ条形状部はインジェクションモールド法によるベローズ４０の実現を許容する ように形成されているもので、それは該ねじ条形状部によれば、ベローズの成形 後に同ベローズを回転するとスナップ工具を引き出すことができる からである。 図８に詳示するように、弾性ベローズ４０はばね６３を組み込んでおり、同ば ねはベローズと一緒の単一部品として得られ、同ばねの巻き条部はねじ条８０の 縮小領域と一致して配置され、該ねじ条８０がベローズの横側面を形成している ものである。特に、ねじ条８０はその長手方向断面において、ベローズ４０の長 手軸線４００に対して傾斜した軸線７０に対し基本的に対称形状を成している。 このようなばね６３が形成されていることにより、各ねじ条８０が基本的に対称 形状を有することと相まって押圧作用時に極めて大きな弾性力の蓄積を可能にす るのである。このような弾性力は、ベローズが基本的にその停止位置に戻り、押 圧作用を生起させた軸力が停止するときに解放される。 分配要素１０がその停止位置に戻る間に蓄積された大きな弾性力が液体を大量 に吸引させ、同液体は容器から円筒室１３へ第１ピストン１２の作用で移送され る。 また、ベローズが新たに弾性力を蓄積し、次いで解放することができるのは、 図８から明らかなように、ねじ条８０の壁部６０が外向きの凸部を有した曲線形 状６２を備えるからである。この外向きの凸部は各ねじ条が基本的に皿座金（ベ レビルワッシャ）の形状を有するから、押圧作用後に良好な軸力を発揮するので ある。 従って、このようなベローズ４０の形状によって金属ばねを用いることで得ら れる弾性復帰力と対比し得る程の弾性戻り力を得ることができ、しかも同時に完 全かつ即時的な回復力を得ることができ、しかもポンプを構成する材料の再利用 （リサイクル）も可能にするのである。 図６、図７に示す他の実施形態では本発明によるベローズが全体的に参照番号 ５００で図示されており、円筒形外形を有して構成さ れている。然しながら，ねじ条５１０を維持し、横側面６００を形成しているね じ条の傾斜軸線７００に関して対称な形状を備え、かつばねを組み込んだ構造は 前述の実施形態と全く同じである。 本発明によるポンプの他の実施形態は図９、図１０に図示されており、この実 施形態では同ポンプが全体的に参照番号３００で示され、他の実施形態のピスト ンを組み込んで完成されていることが分かる。すなわち、分配要素１００が下方 へ押動されると、それに接続した第１のピストン３２０を伴って下動し、該ピス トン３２０が内部に円筒室３２１を備えて円筒室３３０の内部を第２のピストン ３６０を介在させて摺動する。該第１のピストン３２０は下動の間に突起４２１ を介して第２ピストン３６０をも下動させ、ボール１８０から成る弁要素によっ て通路２４０を閉鎖する。 分配要素１００が解放されると、ベローズ８００の弾性復帰の結果として第１ ピストン３２０と第２ピストン３６０とが上方に摺動する。この上動によって円 筒室３３０内に負圧域を造成する。この負圧域が容器から弁要素１８０による閉 塞が解除された通路２４０を通って液を吸引させ、円筒室３３０を充填する。 ここで、再び分配要素１００を下方へ押動すると、円筒室３３０に受容された 液が押圧されて３３１で示す流路に従って第１のピストン３２０内に開口３２２ を通して流入する。なお、開口３２２は第１のピストン３２０に具備され、同第 １ピストンは第２ピストン３６０と協動して弁要素として作用する。液体は次い で分配要素１００を通って外部に流出する。 この実施形態においても、ベローズ８００はねじ条形状部の横側面を備えてい るからインジェクションモールド法による製造が可能になっている。更に、同ベ ローズの横側面を形成する各ひだは長手方向の断面において、該ひだの傾斜軸線 に関して対称な形状を備え ていることから、強い弾性復帰力を発生し、その結果、ベローズ８００が停止位 置に戻ったときに、室３３０内に大きな負圧域を発生することができるのである 。 上述した記載から、本発明によるポンプは既述した弾性ベローズと共に所要の 目的を完全に達成することができ、既述した全ての利点を得ることができること を容易に理解することができよう。 本発明によるポンプは例えば、分配要素又はカラー要素に関して、他の外形、 寸法を有するように製造して容器に適合させることも可能である。また、容器は どのような形状ないし寸法を備えても良く、高濃度の液に使用できるようにして も良い。 なお、あらゆる変形等を本発明の技術範囲内で遂行することが可能であること は言うまでもない。

【手続補正書】 【提出日】１９９７年１月１４日 【補正内容】 (1) 明細書の第２頁第６行目 「スナップ工具を除去する」とある記載を、『スナップ工具を取り出す、つまり モールド型のプランジャを抜き取る』なる記載に補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．容器に取付けられる全プラスチック製の液用ポンプ（１、３００）であっ て、 前記容器と供給孔（１４、３２０）を介して連通し、該容器内部に保持された 分配すべき該液体を受容するのに適した円筒室（１３、３３０）と、 前記円筒室（１３、３３０）内で軸方向に摺動し、内部に管状室（１６０、３ ２１）を備えた少なくとも一つのピストン（１２、３２０）と、 保持弁手段と、 プラスチック材料で形成され、その横側面（５０、６００）は分配作用が行わ れると確実に弾性復帰力で前記ピストンをその休止位置に向けて戻り動作させる のに適したねじ条形状部（８０、５１０）を有した少なくとも一つの弾性ベロー ズ（４０、５００、８００）とを備え、かつ 前記弾性ベローズ（４０、５００、８００）は該ベローズ自体と単一部品とし て形成されるばね（６３）を組み込んでなり、該ばねの巻き条はベローズの横側 面（５０、６００）を形成するねじ条形状部（８０、５１０）の縮小域と一致す るように配設されてなり、該ばねの巻き条の太さはねじ条形状部の外表面に関し て突出した強固なリブを形成し得るように構成されていることを特徴とする全プ ラスチック製の液用ポンプ。 ２．前記ねじ条形状部（８０、５１０）は、その壁部（６０）を備え、該壁部 は該ねじ条形状部（８０、５１０）自体の傾斜軸線（７０、７００）に関して実 質的に対称な外形を有している請求の範囲１に記載の全プラスチック製の液用ポ ンプ。 ３．前記ベローズ（４０、５００、８００）の前記横側面（５０、６００）を 形成する前記ねじ条形状部（８０、５１０）の壁部（６０）は、曲線外形部（６ ２）を備え、該曲線外形部は、外向きの凸部を有していることを特徴とする請求 の範囲１に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 ４．前記ベローズ（５００）は、円筒形状を備えた請求の範囲１に記載の全プ ラスチック製の液用ポンプ。 ５．前記ベローズ（４０、８００）は、切頭円錐形状を備えた請求の範囲１に 記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 ６．前記ベローズ（４０、４００、８００）を形成するねじ条形状部（８０、 ５１０）の各々の前記壁部（６０）は２つの隣接したねじ条を接続する点に位置 した曲がり領域と一致した位置に太さ（６３）を増大させて設けられている請求 の範囲１又は４に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 ７．前記第１ピストン（１２）の前記管状室（１６０）は前記円筒室（１３０ ）と一端で連通され、反対の端部では分配要素（１０）の分配通路（２１）に前 記保持弁手段（２０）を介在させて接続されていることを特徴とする請求の範囲 １に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 ８．前記保持弁手段は、前記分配通路（２１）と前記管状室（１６０）との間 に介挿されたボール（２０）から成る第３の保持弁手段を具備して成る請求の範 囲６に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 ９．前記第１ピストン（３２０）の前記管状室（３２１）は、一端で前記円筒 室（３３０）に接続され、他端では分配要素（１００）の分配通路（１５０）に 接続されている請求の範囲１に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 １０．前記第２ピストン（１２０）は前記第１ピストン（１２）の前記管状室 （１６０）内で軸方向に摺動する杆（１６）を備え、該第２ピストン（１２０） は、前記供給孔（１４）を閉塞するための保持弁手段（１８、２２）を具備して なり、かつ前記円筒室（１３）を前記管状室（１６０）に連通させる通路（１２ ２）を具備している請求の範囲１に記載の全プラスチック製の液用ポンプ。 １１．前記保持弁手段は、前記第２ピストン（１２０）の前記杆（１６）の端 部に配設されるボール（２２）から成る第１の保持弁手段を備え、該ボール（２ ２）は前記管状室（１６０）の内部に配設されて前記通路（１２２）の閉塞作用 を行うように設けられ、また、該保持弁手段は、前記第２ピストン（１２０）の 端部に形成された傾斜部（１８）から成り、前記供給孔（１４）を閉塞するため の第２の保持弁手段を具備して構成される請求の範囲９に記載の全プラスチック 製の液用ポンプ。 １２．前記第２ピストン（３６０）は前記第１ピストン（３２０）と前記円筒 室（３３０）との間に設けられ、該円筒室と同軸に配設され、また前記円筒室（ ３３０）は該円筒室（３３０）の前記供給孔（２４０）に対応して設けられ、か つ前記円筒室（３３０）と前記管状室（３２１）とを連通するために設けられる 前記保持弁手段（３２２、１８０）を備えている請求の範囲１に記載の全プラス チック製の液用ポンプ。 １３．前記保持弁手段は、前記第１ピストン（３６０）に穿設され、かつ前記 第２ピストン（３２０）と協動して前記円筒室（３３０）を前記管状室（３２１ ）に連通させる通孔（３２２）と、該供給孔（２４０）に配設されたボール（１ ８０）とを具備して構成される請求の範囲１１に記載の全プラスチック製の液用 ポンプ。