(57)【要約】【課題】手動ポンプ式ディスペンサであって、ポンプ本体にぴったり嵌合されてポンプ室からリキッド製品を流出させる吐出バルブを有する往復運動可能なポンプピストンを備える。【解決手段】吐出バルブはエラストマ材からなり、吐出路に向かって外側に傾斜する一端に円錐形のバルブ素子を含み、吐出バルブの他端には非凹部が含まれて、ポンプ本体内部に設けられる横断肩部と同軸開口部を介して係合させ、円錐形状のバルブ素子は、バルブ素子に対して相補的なテーパを有する円形バルブシートに着座する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプシリンダ内において、ピストン戻りばねの付勢
に対して圧縮ストロークと戻りストロークとの間を往復運動可能なポンプピストンであって、前記シリンダで可変ポンプ室の領域を規定するポンプピストンを有するポンプ本体を備え、前記ポンプ本体はピストンの戻りストロークに際して、リキッド製品を前記室に導入するための入口バルブを含み、ポンプ本体に嵌合され、ピストン圧縮ストロークに際して、前記室からリキッド製品を、ピストンに取り付けられたプランジャヘッドの吐出路を通して流出させる吐出バルブを備え、吐出バルブはエラストマ材からなり、前記吐出路に向かって外側に傾斜する一端に円錐形のバルブ素子を含み、吐出バルブの他端には非凹部が含まれ、ポンプ本体内部に設けられる環状肩部を備え、該肩部は、非凹部がその中を通って延びて嵌合する開口部を含み、ポンプ本体は、吐出バルブの閉鎖位置でバルブ素子の外側表面と嵌合する環状バルブを含み、バルブ素子の一部分はバルブシートの係合を解除して横断肩部における吐出ポートを通って、および吐出バルブの開位置における吐出路を通ってリキッド製品を室から流出させることを特徴とする手動ポンプ式ディスペンサ。
【請求項２】
バルブシートはピストンの一端近傍に形成されることを特徴とする請求項１記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項３】
ピストンは、前記バルブシートの領域を規定する一端近傍に内部ベベルを含むシリンダ形状の中空軸を有することを特徴とする請求項１記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項４】
バルブシートと横断肩部とは軸方向に所定の距離だけ互いに間隔がおかれ、吐出バルブの閉鎖位置でバルブシートに対してバルブ素子を封止することを特徴とする請求項１記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項５】
ピストンは、入口バルブに面する一端で、シリンダの内側面と係合してポンプ室の領域を規定するピストンシールで終端するシリンダ形状の中空軸を有し、軸はバルブシートの他端で終端することを特徴とする請求項１記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項６】
バルブシートと横断肩部とは軸方向に所定の距離だけ互いに間隔がおかれ、吐出バルブの閉鎖位置でバルブシートに対してバブル素子を封止することを特徴とする請求項５記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項７】
横断肩部の開口部は軸に対して同心であることを特徴とする請求項５記載のポンプ式ディスペンサ。
【請求項８】
吐出バルブはエラストマ材からなることを特徴とする請求項１記載のポンプ式ディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、改良された吐出バルブ部材を有する手動ポンプ式ディスペンサに関し、より特定的には、エラストマ材からなるバルブ部材であって、一般に円錐形状のバルブ素子および非凹部素子を有して、吐出バルブをアセンブリの所定の位置に嵌合することのできるバルブ部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
既存の手動ポンプ式ディスペンサは、特にハンドローション、本体ローション、リキッドソープ、およびその他、より粘性の高い製品を定量吐出するよう設計されたものであり、典型的には、入口および出口ボール逆止弁の両方を有し、それぞれ、ピストンの吸い上げストローク毎にリキッド製品をポンプ室に吸い上げる際の流量を制御し、かつピストンの圧縮ストローク毎にポンプ室からリキッド製品の流出量を制御する。吐出バルブのすぐ下流の吐出路は、伸長された吐出口を通って延びる吐出を横断する。このような既知のポンプ式ディスペンサの一例が特許文献１に記載されている。
【０００３】
吐出バルブがボール逆止弁形状である場合の難点は、定量吐出される製品がクリーム状であると、ピストンの圧縮ストロークが確実に行われた後にピストンが吸い上げストロークを行うたび、ボール逆止弁が自身のバルブシートに対して正しく完全に再び閉じなくなることが多い点にある。これは、粘性がより高いリキッド製品を定量吐出する場合は特にマイナスである。この高粘性リキッド製品としては、スクラブ剤（ｓｃｒｕｂｂｉｎｇ　ａｇｅｎｔ）のような軽石を含有する市販のクリーニングジェル等が挙げられる。吐出バルブ下流の吐出路は、閉鎖されている間、定量吐出される製品を保持する。その一方、吐出路が開放状態にある間は、ボール逆止弁が自身のバルブシートと封止係合されないため、バルブ近傍に存在する粘性リキッド製品により、バルブが十分に素早く自身のシートに対して再び閉じることができなくなり、かつ、ピストンの吸い上げストローク中、ぴったり封止するように吐出路を閉じることができなくなる。この結果、本来ポンプに求められるスムーズで正確な動作に支障をきたす。
【０００４】
このため、上記のような手動ポンプ式ディスペンサの吐出バルブを、ピストンの吸い上げストロークに対して素早く正確に封止する方向に反応して、バルブシートに対して遅滞なくしっかり閉じるように改良する必要がある。さらに吐出バルブは、ポンプのほかの部材とのサブアセンブリが簡易で煩雑でなく、同時に、大量生産により経済的であってかつ信頼性の高いものでなければならない。
【０００５】
【文献１】
米国特許第４２８６７３６号明細書
【考案の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、本発明の目的は、定量吐出される製品の粘性に関わらず、ピストンの吸い上げストローク中に素早く反応して吐出流路を封止する、手動ポンプ式ディスペンサ用の改良された吐出バルブ部材を提供することであり、同時に、大量生産により経済的であって、動作中の信頼性および効率性がきわめて高く、アセンブリが簡易な吐出バルブ部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この改良された吐出部材はエラストマからなるバルブであって、円錐形状のバルブ素子および非凹部を有して、バルブをポンプ本体の所定の位置に嵌合することができる。円錐形状のバルブは下流方向に向かって外側に傾斜し、円錐の外面は、ポンプ本体の内部に設けられる円錐形状のバルブシートに係合して吐出路の閉鎖位置で封止される。
【発明の効果】
【０００８】
バルブの非凹部は、ポンプ本体内部の横断肩部の開口部にぴったりフィットして、この結果形成された肩部は、バルブシートから軸方向に所定の距離離れて配置され、円錐バルブ素子をシートに封止する。
【０００９】
本発明のその他目的、利点、および新規な特徴は、図面を共に参照することで、以下の詳細な説明により、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
同一の部材には同一の図面参照番号が付された図面を参照する。本発明の吐出バルブ部材を実装するタイプの手動ポンプ式ディスペンサは、図１において図面参照番号１０で示され、ポンプシリンダ１１を有するポンプ本体を備える。ポンプシリンダは、クロージャキャップ１２によって定量吐出される製品を含有する容器Ｃに固着するように設けられる。クロージャキャップは、図示されるように内部にねじ山が切られる、または通常の方法で容器の頸部にぴったりはまって係合するように設けられる。シリンダは、容器内のリキッドまで延びるディップチューブ１３をその下端でつり下げ、容器の下端近傍の喉部１４は、入口ボール逆止弁１５を既知の方法で支持している。ポンプシリンダ内部のディスペンサシール１６は、複数の付随脚１８（図４に示すように４本）を備える直立シリンダ１７を有し、脚は環状座金１９で終端する。４本の脚でその領域が規定される中央部は、入口ボール逆止弁のボールケージとして機能する。
【００１１】
首飾り部２１はシリンダ１１の上端に固着され、クロージャキャップをシリンダ上の所定の位置に保持するとともに、環状開口部２２の領域をロックねじ山で規定する。このロックねじ山は、首飾り部のシリンダ２３の外側壁部上にあり、プランジャヘッド２５上の付属スリーブ２４上にロックねじ山を嵌め合わせる。プランジャヘッドは、ピストンの中空ピストン軸２６の上端に固着される。ピストンの下端には、滑動して封止されてシリンダ１１の内側壁部と封止係合する、環状のピストンシール２７が設けられている。プランジャヘッドは、摩擦によってピストン軸の上端と係合してぴったり封止される内部付属スリーブ２８と、ピストン軸の上端と直接通じる吐出路３１の領域を規定する、伸長された横断口２９とを有する。
【００１２】
ポンプシリンダ内部のピストン戻りばね３２は、その一端でシール１６の座金１９を支持し、他端でピストンの底面を支持して、この技術分野では一般に公知の方法でポンプピストンをポンプシリンダの外側上部に向かって付勢する。図１に示すピストンは、スリーブ２３および２４のロッキングリブで下向きにロックされた状態にある。スリーブはプランジャロックダウン位置で内部係合され、これにより、ピストン軸の下端がシール１６のシリンダ１７に摩擦によって係合して、ディスペンサが倒れる、横倒しになる、もしくは出荷中や倉庫内にある場合でも、ディスペンサに漏れが生じないように入口バルブを通して封止する。あるいは、ピストンがロックされていない状態では（図示せず）、ピストンが自身のポンプシリンダの外側に向かって延び、通常の方法でプランジャヘッドに手作業で圧力をかけると、シリンダ内で往復直線運動をする。これにより、ピストンは、自身のシリンダで可変ポンプ室３３の領域を規定する。
【００１３】
本発明によれば、吐出バルブは、シリコン、またはそのデュロメータが多様な熱可塑性エラストマなどの弾性材からなる、ユニット式吐出バルブ部材３４を備える。バルブ部材は、その一端に円錐形状のバルブ素子３５を備え、図１および２に明示されているように、このバルブ素子は、ポンプ室から離れる外側方向に傾斜し、かつ吐出路３１に向けられている。バルブ部材は、さらに、その他端に非凹部素子３６を有する。好ましくは、素子３６は円錐形状で終端して、開口部３７への挿入を容易にする。開口部は、ピストン軸２６と一体の横断肩部３８に同軸上に形成される。１つもしくはそれ以上の吐出ポート３９は肩部３８（図３参照）に設けられ、より詳細に後述するが、ピストンの圧縮ストロークの間、リキッド製品がこの肩部を通る。
【００１４】
非凹部素子３６は軸形状であり、肩部４１および４２を配置するためのくびれ部を有する。図２に明示されているように、肩部の間の間隔は、後述の理由により、肩部３８の厚みより僅かに長い。
【００１５】
ポンプ本体は吐出バルブシートを有し、このシートが吐出バルブ部材と封止係合して、ポンプ動作中、ディスペンサからのリキッドの吐出を制御する。より特定的には、バルブシートはピストン軸２６の末端近傍に形成され、円錐バルブ素子３５の傾斜に一致するよう設計された環状テーパ面を持つバルブシート４３を有する。肩部３８とバルブシート４３との間の軸スペースは、吐出バルブのインストールに際し、肩部４１が肩部３８の内部フェース後方にはめこまれると、バルブシート４３の外側円錐面４４が相補的なバルブシート４３に対してぴったり封止される。吐出バルブのアセンブリは、プランジャヘッドのポンプ本体へのアセンブリに先立ち、ポンプピストンとサブアセンブリされた部品による障害なしに簡便に行われる。組み立て工場での、他のサブアセンブリ部材による、バルブ部材への衝撃と起こりうるダメージとを最小限にするためには、図２に明示しているように、バルブシート４３に窪みを作り、ピストン軸２６の自由端４５からの内側にスペースをとる。
【００１６】
動作中、プランジャヘッドは首飾り部２１に対するロックダウン位置をはずれ、これにより、ピストン戻りばねはピストンに付勢され、プランジャヘッドをポンプシリンダの外側に接続する。ポンプが呼び水されると、ピストンの戻りストロークの間、製品は、バルブ入口を通ってポンプ室３３に引き込まれる。下向きのピストン圧縮ストローク中、すなわち、通常の方法で、プランジャヘッドの最上部に対して下向き軸方向に手操作で圧力をかけると、リキッド製品は吐出される。ピストンの圧縮ストロークのたび、ポンプ室からの製品は吐出ポート３９を通らなければならず、かつ吐出バルブの面４４に衝突しなければならない。このため、円錐バルブ素子の少なくとも一部が変形し、面４４とバルブシート４３との間の封止が破られて吐出バルブを開放させる。この結果、製品が吐出路３１を流れて、吐出口を通って排出される。吐出バルブは、バルブの上流圧力が、その下流圧力を上回っている間は開放されたままである。このため、バルブの両側にかかっている圧力が等しくなる、もしくは上流圧力が下流圧力に対して相対的に低減すると、吐出バルブの円錐バルブ素子は直ちに反応して自身のバルブシートに再び完全に着座して封止係合し、吐出路を再び閉じる。この、プランジャヘッドにかかる手操作による外力としての圧力差変化は解放されて、戻りばねの作用の下、プランジャとプランジャに接続されているポンプピストンを、シリンダ外側の上向き位置に戻す。
【産業上の利用可能性】
【００１７】
本発明による吐出バルブは、簡易かつ経済的な構成であることは明らかであるが、特に粘性の高いリキッド製品のディスペンサからの吐出を、非常に効率的に実際的な方法で制御する。この改良された吐出バルブは既存のディスペンサにも適用可能であり、適用する場合は、バルブを収容するために、ポンプピストンの上端に部分的な修正を加えるだけである。バルブシートは、ピストン軸の末端近傍に設けられるとして図示および説明されており、ここはバルブシートにとっての簡便な位置である。本発明から逸脱することなく、バルブシートは図示される位置よりポンプ本体の上流または下流に配置することも可能である。ただしこれは、バルブ素子の面４４が補完的に形成されたバルブシートを支えるように、吐出バルブが所定の位置にアセンブリされるとき、環状肩部３８がバルブシートから間隔を置いて配置されてリキッドを密閉する場合に限られる。バルブ素子の外面が、バルブ素子の円錐形に対して補完的にテーパ状であるシートのような、別個に設けられるバルブシートを支持することが重要である。このように、横断肩部とバルブシートとの間に適切な間隔を置いた状態でのバルブの非凹部と肩部３８との間の封止係合により、吐出バルブの閉鎖位置で、円錐面４４と円錐形のバルブシート４３との緊密な封止係合が可能になる。バルブ素子３５は適度に可撓性を有しているが、吐出バルブが所定の場所に変形せずにぴったり嵌合できる程度に十分に剛性がある。本発明の利点の１つは、吐出バルブが、インストールの際、成形の不完全さ等により生じるわずかな許容差に関わりなく、自身のシートに対して封止される点にある。円錐バルブ素子３５の角張った形状は、自身の中央軸に対してほぼ４５度であるが、本発明から逸脱することなく、５〜６０度の角張り形状であり得る。ただしこれは、バルブシート４３のテーパ形状が補完的なものであり、かつバルブがバルブシートに対してバルブ素子３５の外側円錐面にのみ着座している場合に限られる。さらに、肩部４１および４２の間の間隔差により生じる間隙、および肩部３８の厚みにより、面４４とバルブシート４３との間の絶縁の際の密着度が保証される。さらに、製造工程中の許容差の変化が可能になる。さらに、使用時、下流側の圧力差が大きくなると、この間隙によって吐出バルブが上流に移行することができる。同様に、バルブの閉鎖位置での係合封止度を高めることができる。
【００１８】
本発明において、上記教示内容に照らして様々な変更や変形を加えることが可能であるのは明らかである。そのため、本発明は特に指示がない限り、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく実施可能であることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による改良された吐出バルブ部材を実装する、手動ポンプ式スプレーの縦断面図である。
【図２】図１と同様に本発明による吐出バルブ部材を拡大スケールで示す図である。
【図３】図２の３−３線上の断面図である。
【図４】図１の４−４線上の断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０　ポンプ式ディスペンサ
１１　シリンダ
１２　クロージャキャップ
１３　ディップチューブ
１４　喉部
１５　逆止弁
１６　ディスペンサシール
１７　直立シリンダ
１８　付随脚
１９　環状座金
２１　首飾り部
２２　環状開口部
２３　シリンダ
２４　付属スリーブ
２５　プランジャヘッド
２６　中空ピストン軸
２７　ピストンシール
２８　付属スリーブ
２９　横断口
３１　吐出路
３２　戻りばね
３３　可変ポンプ室
３４　バルブ部材
３５　バルブ素子
３６　非凹部素子
３７　開口部
３８　横断肩部
３９　吐出ポート
４１、４２　肩部
４３　バルブシート
４４　円錐面
４５　自由端
Ｃ　容器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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