(57)【要約】  本発明は、充填位置と初期位置との間で、ハウジングに対して移動可能なピストンアセンブリを備える、スプレーディスペンサ用のポンプ機構である。該ピストンアセンブリは、容積が該ハウジングに対するシールの位置によって決まる各チャンバの可動境界である液体シールおよびガスシールを備えている。該ピストンアセンブリが該充填位置に向けて移動すると、該液体チャンバの該容積は、該液体チャンバ内に液体を引き入れるように増加し、また、該ガスチャンバの該変化する容積は、該チャンバ内のガスの該圧力を、該ピストンアセンブリが該初期位置にあったときのその圧力から変化させる。これによって、該充填位置から該初期位置に向けて戻すように該ピストンアセンブリを付勢し、該ピストンアセンブリの該戻し動作は、所要量供給するために、該液体チャンバ内の該液体を加圧する。
2018523617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプレーディスペンサ用のポンプ機構であって、
ハウジングと、
充填位置と初期位置との間で、前記ハウジングに対して移動可能なピストンアセンブリであって、各々が前記ハウジングと滑動可能な密封関係にある液体シールおよびガスシールを備えるピストンアセンブリと、
前記ガスシールが可動境界になっている密封ガスチャンバであって、そのため、前記ガスチャンバの容積が、前記ハウジングに対する前記ガスシールの位置によって決まる密封ガスチャンバと、
前記液体シールが可動境界になっている液体チャンバであって、そのため、前記液体チャンバの容積が、前記ハウジングに対する前記液体シールの位置によって決まり、前記液体チャンバは、液体を前記液体チャンバ内に流入させるインレットと、所要量供給するために、前記流入させた液体を前記液体チャンバから吐出させるアウトレットとを備える液体チャンバと、
を備え、
前記ピストンアセンブリが、前記初期位置から前記充填位置まで移動した場合に、
前記液体チャンバの前記容積は、前記インレットを介して液体を前記液体チャンバ内に引き入れるように、前記液体シールの動きによって増加し、
前記ガスチャンバの前記容積は、前記ガスチャンバ内のガスの圧力を、前記ピストンアセンブリが前記初期位置にあったときの前記ガスの圧力から変化させるように、前記ガスシールの動きによって変化し、
前記ガスチャンバ内の前記変化した内部圧力は、後に前記充填位置から前記初期位置に向けて戻すように前記ピストンアセンブリを付勢し、前記ピストンアセンブリの前記戻し動作は、前記液体シールを前記ハウジングに対して動かして、前記アウトレットを介して所要量供給するために、前記液体チャンバ内に引き入れられた前記液体を加圧する、ポンプ機構。
【請求項２】
前記ピストンアセンブリが前記初期位置から前記充填位置に移動した場合、前記密封ガスチャンバの前記容積は減少し、前記ガスの前記内部圧力は増加し、逆もまた同様である、請求項１に記載のポンプ機構。
【請求項３】
前記ピストンアセンブリが前記初期位置から前記充填位置に移動した場合、前記密封ガスチャンバの前記容積は増加し、前記ガスの前記内部圧力は減少し、逆もまた同様である、請求項１に記載のポンプ機構。
【請求項４】
前記ハウジングは、ベース壁によって閉じられた概して管状の本体を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項５】
前記ベース壁は、前記液体チャンバへの前記インレットを備える、請求項４に記載のポンプ機構。
【請求項６】
逆止弁が、前記インレットにつながるダクト内に設けられる、請求項１から５のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項７】
前記ポンプ機構は、前記ピストンアセンブリに係合されたパワースクリューをさらに備え、それにより、前記パワースクリューの回転が、前記ピストンアセンブリを、前記初期位置と前記充填位置との間で、前記パワースクリューに沿って動かす、請求項１から６のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項８】
前記ポンプ機構は、ディスペンスヘッドであって、前記パワースクリューの前記ディスペンスヘッドに対する回転を阻止するように前記パワースクリューが前記ディスペンスヘッドに係合される伸長休止位置と、前記パワースクリューの前記ディスペンスヘッドに対する回転を可能にするように前記パワースクリューが前記ディスペンスヘッドから離脱される押し下げ作動位置との間で移動可能である前記ディスペンスヘッドをさらに備える、請求項７に記載のポンプ機構。
【請求項９】
前記パワースクリューは、前記ディスペンスヘッドが前記休止位置にある場合の、前記ディスペンスヘッドの一つ以上の相補的な係合構成との係合のための一つ以上の係合構成を有する、径方向に延びているヘッドピースを備える、請求項８に記載のポンプ機構。
【請求項１０】
前記ヘッドピースは、前記ディスペンスヘッドが前記休止位置にある場合に、前記ディスペンスヘッドの一つ以上の内側に向くラグと係合可能な径方向に延びている外歯を備える径方向外縁を有するディスクである、請求項９に記載のポンプ機構。
【請求項１１】
前記パワースクリューは、細長いシャフトを備える、請求項７から１０のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項１２】
前記シャフトは、前記ピストンアセンブリを通って延びている、請求項１１に記載のポンプ機構。
【請求項１３】
前記シャフトは、閉端および開端を備えた中空のものである、請求項１１または１２に記載のポンプ機構。
【請求項１４】
その閉端に、または該閉端近傍において、前記シャフトは、前記液体チャンバの前記アウトレットを備える、請求項１３に記載のポンプ機構。
【請求項１５】
前記アウトレットは、前記液体チャンバと、前記シャフトの中空内部との間の流体連通のための、前記シャフト内の開口である、請求項１４に記載のポンプ機構。
【請求項１６】
前記開口は、前記ピストンアセンブリが前記初期位置に向かって動いたときに、前記液体シールによって閉じられる、請求項１５に記載のポンプ機構。
【請求項１７】
前記ポンプ機構は、押し下げ作動位置からのディスペンスヘッドの解放に応動して、前記シャフトの前記開端を密封するように作動可能である作動弁をさらに備える、請求項１５または１６に記載のポンプ機構。
【請求項１８】
前記作動弁は、前記パワースクリューの前記中空のシャフトを密封するように、前記シャフトの前記開端内に配置され、前記作動弁は、弁座と、該弁座を通って延び、且つ前記ディスペンスヘッドの動きにより、該弁座に対して移動可能である作動ステムとを備える、請求項１７に記載のポンプ機構。
【請求項１９】
前記パワースクリューは、前記パワースクリューを前記ハウジングに対して長手方向の固定位置に保持するように、前記ハウジングに係合する、または、前記ハウジングによって支持されたリテーナ部に係合するリテーナ構成を備える、請求項７から１８のいずれかに記載のポンプ機構。
【請求項２０】
前記液体チャンバおよび前記ガスチャンバは、前記ハウジング内に収容される、請求項１から１９のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項２１】
前記液体チャンバは、前記ガスチャンバから長手方向にずれている、請求項２０に記載のポンプ機構。
【請求項２２】
前記ガスチャンバは、前記液体チャンバの径方向外部に延びている、請求項２０または請求項２１に記載のポンプ機構。
【請求項２３】
前記ガスチャンバは、前記液体チャンバの周りに同心に配置される、請求項２２に記載のポンプ機構。
【請求項２４】
前記液体チャンバは、前記ガスチャンバの径方向内側壁の径方向外部に延びている、請求項２２に記載のポンプ機構。
【請求項２５】
前記ピストンアセンブリが前記初期位置にある場合、前記ガスチャンバ内の前記ガス圧力は、周囲圧力より大きいまたはそれ未満である、請求項１から２４のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項２６】
前記液体シールと前記ガスシールは、単一のシール構成として形成される、請求項１から２５のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項２７】
前記ピストンアセンブリの回転は、前記ハウジングと前記ピストンアセンブリとの間の回転防止構成によって阻止される、請求項１から２６のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項２８】
回転防止構成は、スロットまたは溝またはスプラインである、請求項２７に記載のポンプ機構。
【請求項２９】
前記ポンプ機構は、１〜５０秒、好ましくは、１〜２０秒の範囲のスプレーの持続期間をもたらすように構成される、請求項１から２８のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項３０】
前記ガスチャンバ内に密封された前記ガスは空気である、請求項１から２９のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項３１】
前記ハウジングは、前記機構を容器に接続するための環状カラーをさらに備える、請求項１から３０のいずれか一項に記載のポンプ機構。
【請求項３２】
容器と、前記容器に取り付けられた、請求項１から３１のいずれか一項に記載の前記ポンプ機構とを備えるスプレーディスペンサ。
【請求項３３】
前記ポンプ機構は、前記容器内に同心に位置するように前記容器に取り付けられる、請求項３２に記載のスプレーディスペンサ。
【請求項３４】
前記ポンプ機構のディスペンスヘッドのみが、前記容器の内部空間から突出する、請求項３３に記載のスプレーディスペンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スプレーディスペンサに関し、具体的には、非化学的手段によって所要量供給するために液体を加圧するスプレーディスペンサ用の手動式ポンプ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
スプレーディスペンサは、飛沫状の液体をスプレーとして所要量供給する便利なポータブルシステムを実現できる。このようなディスペンサは、化粧品やパーソナルケア、家庭用品、医薬品を含む多くの商用分野で、および産業界、例えば、潤滑油、塗料およびワニスの塗布において幅広く利用されている。
【０００３】
スプレーは、典型的には、加圧した液体を小さな開口をから押し出すことによって生成される。必要な該圧力は、典型的には、作動時に、該液体が、気化した推進剤ガスとの混合物として容器から吐出されるように、密封した該容器内において所要量供給される該液体と混合される該一部が気化した液化推進剤ガスによって与えられる。
【０００４】
プロパン、ｎ−ブタンおよびイソブテン等の揮発性炭化水素が該推進剤ガスとしてよく用いられている。また、亜酸化窒素や炭酸ガスも、食料品（例えば、ホイップクリームやクッキングスプレー）を送出するための推進剤として用いられている。喘息用吸入器等の薬用噴霧器は、典型的には、ヒドロフルオロアルカン（ＨＦＡ）を使用する。
【０００５】
スプレーディスペンサ内での液化推進剤ガスの該利用は周知だが、著しい欠点がある。まず、最も幅広く使用されている推進剤ガスは引火性が高い。このことは、使用時、および製造中ならびに該ディスペンサの廃棄時において火災の危険性を呈する。
【０００６】
一般的な液化推進剤ガスに付随する該危険は、加圧容器の該製造を複雑にする。これによって、製造に関連する時間およびコストが増加する。
【０００７】
さらに、加圧容器は、空になったときに容易に補充することができず、そのため、該容器を廃棄する必要があるというよりは、本質的には使い捨てである。これは環境問題につながる。
【０００８】
手動ポンプスプレー機構は、スプレーディスペンサを実現するための代替的な手段である。それらの最もシンプルな形態において、「ポンプ動作」または「トリガ」スプレーは、ユーザの加圧動作に直接的に応動して、例えば、プランジャを押し下げることにより、または、トリガを押し込むことによって、流体を短時間放出する。それは、このような加圧動作を、スプレーの所要量噴霧と同時に実行しなければならない場合には不便であり、それにより、このような機構を使いにくくする可能性がある。
【０００９】
生成された該圧力を一次的に蓄える手段を有する、より複雑な手動ポンプ機構が公知である。これは、同時加圧動作に依存しない持続性スプレーを可能にしている。この種の機構の実例は、往復プランジャ動作、または、プレディスペンシング圧力を生成するためのマルチトリガ動作を伴う。しかし、それらのシステムは、所要量供給する前に該システムを充填するために、依然として複数の動作やユーザの持続性動作を必要とする。これは、既存のプレ加圧スプレーディスペンサのすぐに使えるという利便性に慣れているユーザにとっては魅力がない。
【００１０】
国際公開第２０１３／１５４５５４号パンフレット（特許文献１）、同第２０１３／１５４５５５号パンフレット（特許文献２）および同第２０１３／１５１５４８号パンフレット（特許文献３）はそれぞれ、所要量供給する前に、所要量供給される該流体を加圧するシンプルな一回転充填工程を要する持続性スプレーディスペンサの様々な実施形態について記載している。それらのディスペンサにおけるエネルギ蓄積手段は、金属製のらせん状ばねの形態で機械的である。
【００１１】
金属製のばねは製造コストが安く、圧縮下で安定した力を生成し、信頼性が高い。しかし、このようなばねは、該ポンプ機構内に完全に密封されていない場合には、所要量供給される該液体に接触する可能性があるという欠点に悩まされる可能性がある。多くの場合、これは、該ばねの該金属の腐食につながる可能性があり、所要量供給される該液体の潜在的な変色、および該ばねの劣化や潜在的な故障を引き起こす可能性がある。そのことは、所要量供給される該液体と該ばねとの間に適切なシールを維持するための該ディスペンサの該コストおよび複雑さを増大させる可能性がある。
【００１２】
また、スプレーディスペンサ用のポンプ機構における代替的なエネルギ蓄積手段を提案することも商用的に魅力がある可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２０１３／１５４５５４号
【特許文献２】国際公開第２０１３／１５４５５５号
【特許文献３】国際公開第２０１３／１５１５４８号
【発明の概要】
【００１４】
本発明は、このような背景で考案されている。
【００１５】
本発明は、
ハウジングと、
充填位置と初期位置との間で、該ハウジングに対して移動可能なピストンアセンブリであって、各々が該ハウジングと滑動可能な密封関係にある液体シールおよびガスシールを備えるピストンアセンブリと、
該ガスシールが可動境界になっている密封ガスチャンバであって、そのため、該ガスチャンバの容積が、該ハウジングに対する該ガスシールの位置によって決まる密封ガスチャンバと、
該液体シールが可動境界になっている液体チャンバであって、そのため、該液体チャンバの容積が、該ハウジングに対する該液体シールの位置によって決まり、液体を該液体チャンバ内に流入させるインレットと、所要量供給するために、該流入させた液体を該液体チャンバから吐出させるアウトレットとを備える液体チャンバと、
を備え、
該ピストンアセンブリが、該初期位置から該充填位置まで移動した場合に、
該液体チャンバの該容積は、該インレットを介して液体を該液体チャンバ内に引き入れるように、該液体シールの動きによって増加し、
該ガスチャンバの該容積は、該ガスチャンバ内のガスの圧力を、該ピストンアセンブリが該初期位置にあるときの該ガスの圧力から変化させるように、該ガスシールの動きによって変化し、
該ガスチャンバ内の該変化した内部圧力は、後に該充填位置から該初期位置に向けて戻すように、該ピストンアセンブリを付勢し、該ピストンアセンブリの該戻し動作は、該液体シールを該ハウジングに対して動かして、該アウトレットを介して所要量供給するために、該液体チャンバ内に引き入れられた該液体を加圧する、
スプレーディスペンサ用のポンプ機構における第一の態様内にある。
【００１６】
本発明の一実施形態において、該ピストンアセンブリが該初期位置から該充填位置まで移動した場合、該密封ガスチャンバの該容積は減少し、該ガスの該内部圧力は増加し、逆もまた同様である。
【００１７】
本発明の代替的な実施形態において、該ピストンアセンブリが該初期位置から該充填位置まで移動した場合、該密封ガスチャンバの該容積は増加し、および該ガスの該内部圧力は減少し、逆もまた同様である。
【００１８】
本発明の一実施形態において、本発明の該ポンプ機構の該ハウジングは、ベース壁によって閉じられた概して管状の本体を備えている。適切には、該ベース壁は、該液体チャンバへのインレットを備えている。
【００１９】
実施形態、すなわち、本発明の該ポンプ機構においては、逆止弁が、該インレットにつながるダクト内に設けられている。
【００２０】
本発明の別の実施形態において、該ポンプ機構は、該ピストンアセンブリに螺合されたパワースクリューをさらに備え、該パワースクリューの回転によって、該初期位置と該充填位置との間で、該パワースクリューに沿って該ピストンアセンブリを軸方向に移動させる。適切には、該ポンプ機構は、ディスペンスヘッドであって、該ディスペンスヘッドに対する該パワースクリューの回転を阻止するように該パワースクリューが該ディスペンスヘッドに螺合されている伸長休止位置と、該ディスペンスヘッドに対する該パワースクリューの回転を可能にするように該パワースクリューが該ディスペンスヘッドから分離されている押し下げ作動位置との間で移動可能である該ディスペンスヘッドをさらに備えている。
【００２１】
該パワースクリューは、典型的には、該ディスペンスヘッドが該休止位置にあるときの該ディスペンスヘッドの一つ以上の相補的係合構成との係合のための一つ以上の係合構成を有する径方向に延びているヘッドピースを備えている。適切には、該ヘッドピースは、該ディスペンスヘッドが該休止位置にあるときに、該ディスペンスヘッドの一つ以上の内側に面しているラグと係合可能な径方向に延びている外歯を備えている径方向外側の縁部を有するディスクである。
【００２２】
本発明の一実施形態において、該パワースクリューは、細長いシャフトを備えている。適切には、該シャフトは、該ピストンアセンブリを貫通して延びている。典型的には、該シャフトは、閉端部および開端部を備えた中空のものである。
【００２３】
特定の実施形態においては、その閉端部において、または、閉端部近傍において、該シャフトは、該液体チャンバの該アウトレットを備えている。適切には、該アウトレットは、該液体チャンバと、該シャフトの該中空内部との間での流体連通のための該シャフトの開口である。必要に応じて、該開口は、該ピストンアセンブリが該初期位置に向かって移動するときに、該液体シールによって閉鎖される。
【００２４】
本発明の一実施形態において、該ポンプ機構は、押し下げ作動位置からのディスペンスヘッドの解放に応動して、該シャフトの該開端部を密封するように作動可能である作動弁をさらに備えている。適切には、該作動弁は、該パワースクリューの該中空シャフトを密封するように、該シャフトの該開端部内に配置され、該作動弁は、弁座と、該弁座を貫通して延び、且つ該ディスペンスヘッドの動きによって、該弁座に対して移動可能である作動ステムとを備えている。
【００２５】
本発明のさらなる実施形態において、該パワースクリューは、該パワースクリューを該ハウジングに対して長手方向に固定した位置で保持するように、該ハウジングと係合する、または、該ハウジングによって支持されたリテーナ部と係合するリテーナ構成を備えている。
【００２６】
本発明の一実施形態において、該液体チャンバおよび該ガスチャンバは、該ハウジング内に収容されている。適切には、該液体チャンバは、該ガスチャンバから長手方向にずれている。典型的には、該ガスチャンバは、該液体チャンバの外部の径方向に延びている。代替的には、該ガスチャンバは、該液体チャンバの周りに同心に配置されている。一実施形態において、該液体チャンバは、該ガスチャンバの径方向内側壁の外部の径方向に延びている。
【００２７】
本発明の一実施形態において、該ピストンアセンブリは該初期位置にあり、該ガスチャンバ内の該ガス圧は、周囲気圧よりも高いまたは低い。
【００２８】
本発明のさらなる実施形態において、該液体シールおよび該ガスシールは、単一のシール構成として形成される。
【００２９】
実施形態において、該ピストンアセンブリの回転は、該ハウジングと該ピストンアセンブリとの間の回転防止構成によって阻止される。適切には、該回転防止構成は、スロットまたは溝またはスプラインである。
【００３０】
本発明の一実施形態において、該ポンプ機構は、スプレーの持続時間をもたらすように構成されている。実施形態において、該スプレー持続時間は、少なくとも１秒であり、好ましくは、少なくとも５秒または１０秒であり、最も好ましくは、該スプレー持続時間は、少なくとも２０秒である。典型的には、該スプレー持続時間は、最大で６０秒、好ましくは、最大で５０秒、最も好ましくは、最大で３０秒である。実施形態において、該ポンプ機構は、１秒〜５０秒の範囲、好ましくは、１秒〜２０秒の範囲、代替的には、５秒〜２０秒の範囲、最も好ましくは、１０秒〜２０秒の範囲のスプレーの持続時間をもたらすように構成される。
【００３１】
本発明のさらなる実施形態において、該ガスチャンバ内に密封された該ガスは空気である。
【００３２】
代替的な実施形態において、該ハウジングは、上記機構を容器に接続する環状カラーをさらに備えている。
【００３３】
第二の態様において、本発明は、本発明の第一の態様の該ポンプ機構と、容器とを備えているスプレーディスペンサに関する。適切には、該ポンプ機構は、該容器内に同心に位置するように該容器に設けられている。典型的には、該ディスペンスヘッドのみが該容器から突出している。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
次に、本発明をより容易に理解できるように、例として添付図面を参照して説明する。
【図１】本発明によるガススプリングポンプの長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図２】本発明によるガススプリングポンプの長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図３】任意の作動スリーブおよび作動ボタンを備えた、図１および図２に示すようなガススプリングポンプの実施形態の長手方向断面図である。
【図４】図３に示すガススプリングポンプの実施形態の該所要量供給動作を示す長手方向断面図である。
【図５】図３に示すガススプリングポンプの実施形態の該所要量供給動作を示す長手方向断面図である。
【図６】図３に示すガススプリングポンプの実施形態の該所要量供給動作を示す長手方向断面図である。
【図７】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図８】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図９】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図１０】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図１１】図９および図１０の該ガススプリングポンプの実施形態を示す斜視図である。いくつかの外側構成要素は、内部構成要素が見えるように半透明で図示されている。該ディスペンスヘッドおよびパワースクリューは、明確にするために省略されている。
【図１２】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図１３】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図１４】図１２および図１３の該ガススプリングポンプの実施形態を示す斜視図である。いくつかの外側構成要素は、内部構成要素が見えるように半透明で図示されている。該ディスペンスヘッドは、明確にするために省略されている。
【図１５】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図１６】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図１７】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図１８】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図１９】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図２０】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【図２１】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、ゼロ充填または休止状態における該ポンプを示す。
【図２２】本発明によるガススプリングポンプのさらなる実施形態の長手方向断面図であり、充填状態における該ポンプを示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
正圧ガススプリングポンプ
図面の図１および図２は、容器１２に装着された、本発明の実施形態によるガススプリングポンプ１０を示す。
【００３６】
該ガススプリングポンプ１０は、概して管状のハウジング１４と、中空ディスペンスヘッド１６と、該ディスペンスヘッド１６内のらせん状ばね１８とを備えている。該ハウジング１４および該容器１２は、それぞれ、該容器１２が使用のために向けられている場合に、概して垂直方向にある共通の中心長手方向軸２０に関して回転対称である。該ハウジング１４は、該容器１２内に同心にある。
【００３７】
該ディスペンスヘッド１６は、該容器１２から突出するように、該ハウジング１４の該外側または上端部に配置されている。該ディスペンスヘッド１６は、該ディスペンスヘッド１６の下方に延び、底部が開口している管状スカート２２内にある該らせん状ばね１８によって、上方に伸長した位置まで外部に付勢されている。一つ以上の一体成型ラグ２４が、該スカート２２から径方向内側に突出している。
【００３８】
該ディスペンスヘッド１６の該上方または外側端部は、作動ボタンとして機能することができる上部壁２６によって閉じられている。
【００３９】
ノズル２８は、該スカートの一方の側から径方向に突出し、および該ノズルには、該上部壁２６の下で、該中心長手方向軸２０上の下方に延びている管状ボス３２を介して径方向に延びているノズル経路３０を介して、所要量供給される液状製品が供給される。
【００４０】
その外側または上方端部において、該ハウジング１４の該主管状体には、その形状が、内側同心壁と外側同心壁との間に下方に面している環状溝３６を画定しているｎ字状部分を有している環状カラー３４が上に載せられている。該溝３６は、該容器１２の該首部を受け入れるように構成されている。該溝３６と、該容器１２の該首部は、該ガススプリングポンプ１０を該容器１２の該首部で可逆的または不可逆的に保持する相補的係合構成を有している。該係合構成は、該ガススプリングポンプ１０と該容器１２の該首部との間に、例えば、スナップ式またはねじ式の係合を備えていてもよい。また、それらは、該ガススプリングポンプ１０を、該容器１２の該首部に対して密封する。
【００４１】
図１に示す実施形態において、該カラー３４の該内側壁は、径方向外側にあり、および該ハウジング１４の該主管状体の該外側端部から軸方向外側または上方に変位する。径方向に延びている肩部３８は、該カラー３４の該内側壁を、該主管状体の該外側または上方端部に接合している。該内側壁と該肩部は、該中心長手軸方向軸２０に沿った該カラー３４内での往復滑動のために該ディスペンスヘッド１６を受け入れて支持する窪みを形成している。該窪みの底において、環状リテーナディスク４０は、該肩部３８の該外側に着座し、および肩部３８と該ばね１８との間にある。
【００４２】
ハウジング１４の該主管状体は、その外側または上方端部に大管状部４２を、およびその内側または下方端部に小管状部４４を備えている。該大管状部４２は、小管状部４４の直径よりも大きな直径を有している。径方向に延びている周囲段部は、長手方向断面で段状プロファイルを該主管状体に与えるように、該大管状部４２と該小管状部４４を接合している。該段部は、下方または内側方向において、大管状部４２から該小管状部４４まで、径方向内側に変化して向けられている。
【００４３】
該ハウジング１４の該内側または下方端部は、ベース壁４６によって閉じられている。該ベース壁４６は、該中心長手方向軸２０上に、所要量供給される液体がそこを通ることができる開口部４８を有している。
【００４４】
該ベース壁４６の外側では、管状取付構成５０が、浸漬チューブ５２の上端を受け入れるための該開口部４８を取り囲んでいる。該浸漬チューブ５２は、該管状取付構成５０から下方に向かって、所要量供給される一かたまりの液体中に延びている。当該一かたまりの液体は、図には示されていないが、使用時に該容器１２内の下に保持される。該開口部は、該液体が、該容器１２から該ハウジング１４内へ、一方向のみに流れることを可能にするために、および該ハウジング１４から該容器１２内へ戻ることがないように、一方向弁５４を収容している。
【００４５】
中心パワースクリュー５６は、該中心長手方向軸２０上に中心があり、且つ該ハウジング１４内で当該軸周りに回転する中空の細長い管状シャフト５８を備えている。その閉じた内側または下方端部において、該シャフト５８は、該ハウジング１４の該ベース壁４６まで延びて、該ベース壁に当たっている。該シャフト５８の該外側または上方の開口端を取り囲んでいる一体ヘッド６０が、該ディスペンスヘッド１６内の該ハウジング１４の外側にある。
【００４６】
該パワースクリュー６０の該ヘッドは、該パワースクリュー５６が長手方向断面で概してＴ字形状になるように、該シャフト５８から径方向に延びている概して円形のディスクである。該ヘッドの径方向外縁は、該ディスペンスヘッド１６の該スカート２２から径方向内側に突出している該ラグ２４または各ラグ２４と係合するように、平面視で外側に歯が付いている。このような係合は、該ディスペンスヘッド１６が、外側または上方の休止位置にあるときに行われる。
【００４７】
該ディスペンスヘッド１６が、液状製品を該ノズル２８を介して所要量供給するために押し下げられると、該ラグ２４または各ラグ２４は、該パワースクリュー５６の該ヘッド６０を取り囲んでいる該歯６２から外れる。これによって、該パワースクリュー５６は解放され、該ディスペンスヘッド１６に対して回転する。また、該ラグ２４または各ラグ２４は、その後、該らせん状ばね１８に当たり、それによって、解放された後、該パワースクリュー５６の該ヘッド６０に再び係合する場合に、該ディスペンスヘッド１６が該休止位置へ戻るように付勢する。
【００４８】
該シャフト５８と該パワースクリュー５６の該ヘッド６０との間の該接合部において、該シャフト５８は、径方向に延びているフランジ６２を画定するように径方向に広がっている。該フランジ６２は、該ハウジング１４に対して該パワースクリュー５６を保持するために、該リテーナディスク４０の中心穴に係合している。該フランジ６２は、該中心穴を通過した後、該穴の該縁部の周りで該リテーナディスク４０の下にスナップ式で嵌まるような、下方に向かって先細りになっている円錐台状縁部を有している。これによって、該パワースクリュー５６の、製造中の該アセンブリ内への組み込みが容易になる。該らせん状ばね１８は、該フランジ６２を該リテーナディスク４０に押し付けて付勢するように、該パワースクリュー５６の該ヘッド６０の該下面に当たっている。
【００４９】
ハウジング１４の該主管状体は、二つの環状ピストンアセンブリ６４、６６を取り囲んで支持している。該ハウジング１４の該管状体は、各ピストンアセンブリ６４、６６の外側の一つ以上の相補的溝と係合する一つ以上の長手方向に延びているリブが内面にスプライン形成されている。これによって、該ピストンアセンブリ６４、６６が該ハウジング１４内で回転することを阻止し、該ハウジング１４に対して長手方向にのみ動くように、該ピストンアセンブリ６４、６６を拘束する。該ピストンアセンブリ６４、６６は、該パワースクリュー５６を取り囲み、および各々が独立して該パワースクリュー５６と係合されている。この目的のために、該パワースクリュー５６は、雄型ねじを有し、また、該ピストンアセンブリは、相補的な雌型ねじを有している。
【００５０】
該パワースクリュー５６と、該ピストンアセンブリ６４、６６の該らせん状ねじは、該中心長手方向軸２０周りでの該パワースクリュー５６の回転時に、該ピストンアセンブリ６４、６６が、該パワースクリュー５６に沿って軸方向に、反対方向に動くように配置されている。これを実現するために、該ピストンアセンブリ６４、６６は、該パワースクリュー５６上の相補的な、相互に対向し、軸方向に隣接するねじ部と嵌まり合う、相互に対向するらせん状ねじを有している。
【００５１】
第一の、または上方のピストンアセンブリ６４は、環状の第一のピストン本体６８と、環状の第一のピストンシール７０とを備えている。第二の、または下方のピストンアセンブリ６６は、環状の第二のピストン本体７２と、環状の第二のピストンシール７４とを備えている。該ピストン本体６８、７２が硬質プラスチックで形成されているのに対して、該ピストンシール７０、７４は、弾性プラスチック、エラストマー材料またはゴムで形成されている。
【００５２】
各ピストン本体６８、７２は、ヘッド部７６および管状スカート７８を画定するように成形されている。該ヘッド部７６、７７は、該ハウジング４２の該大部の該直径を塞いで、支持のために該ハウジング１４の該内部に当たって滑動する。該管状スカート７８は、長手方向断面で概してＴ字形状を該ピストン本体６８、７２に与えるために、該ヘッド部７６の周縁から径方向内側の、該ヘッド部７６のベース部から延びている。該スカート７８は、該ピストンシール７０、７４を支持して補強し、該スカートの中には、該ピストンシール７０、７４の基部が嵌合している。
【００５３】
該ピストンシール７０、７４は、該ピストンシール７０、７４と、該パワースクリューの該シャフトと、該ハウジングの該内部との間の相対運動の方向で軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、各ペアの第一の構成が、該ハウジングの該概して管状の側壁の該内部に当たって滑動し、および各ペアの第二の構成が、該シャフトの該外側に当たって滑動する状態でペアを成している。該リップシール構成は、該第一のピストンシール７０上の外側または上方のワイパーシール８０のペアおよび内側または下方の第一のガスシール８２のペアと、該第二のピストンシール７４上の外側または上方の第二のガスシール８４のペアおよび内側または下方の液体シール８６のペアである。
【００５４】
該ワイパーシール８０は、該ハウジング１４の該内部に対する該第一のピストンシール７０の動きの該上方または外側方向において、該付随するガスシール８２よりも前に置かれている。それにより、該ワイパーシール８０は、埃や水分等の汚染物が、該ガスシール８２を変形させたり、または損傷するのを防止する。また、該ワイパーシール８０は、充填中に該ガスシール８２を通って引き入れられる空気も制限し、または阻止する。
【００５５】
該中心長手方向軸２０に平行な該第一のピストンシール７０の該ストロークは、該ハウジング１４の該本体の該大管状部４２内に全体的に収容されている。逆に、該中心長手方向軸２０に平行な該第二のピストンシール７４の該ストロークは、該ハウジング１４の該本体の該小管状部４４内に全体的に収容されている。
【００５６】
該パワースクリュー５の該シャフト５８の該開口した上方または外側端部は、環状弾性バルブシール８６と、中空の剛性環状作動ステム８８とを備えている弁８４によってシールされている。該ステム８８は、該ステム８８の周りでの、該バルブシール８６の、該パワースクリュー５６との相対的な軸方向および周方向の動きを可能にしながら、液密シールが該ステム８８と該バルブシール８６との間で維持されるように、該バルブシール８６を通って延びている。
【００５７】
該ステム８８は、その下方または内側端部において閉じられ、そこで該ステムは、該バルブシール８６を越えて、該パワースクリュー５６の該管状シャフト５８内に延びている。該ステム８８の該上方または外側端部は、該ディスペンスヘッド１６の該ボス３２に挿入され且つ該ステム８８の該中空内部が該ディスペンスヘッド１６の該ノズル流路３０と連通するように開口している。該ステムを取り囲んでいる環状ストップは、該ステムの該ボス３２への挿入の該深さを制限している。
【００５８】
該ガススプリングポンプ１０の該構成は、該パワースクリュー５６の該シャフト５８と、該ハウジング１４の該概して管状の側壁との間に、三つの独立した環状の空間を以下のように画定している。
第一に、シールされた可変容積液体チャンバ９０が、該パワースクリュー５８の該シャフトと、該ハウジング１４の該側壁と、該ハウジング１４の該ベース壁４６と、該第二のピストンシール７４の該液体シール８６との間に画定されている。
第二に、シールされていない上方空間９２が、該パワースクリュー５６の該シャフト５８と、該ハウジング１４の該側壁と、該環状リテーナディスク４０と、該第一のピストンシール７０の該ワイパーシール８０との間に画定されている。
第三に、シールされた可変容積ガスチャンバ９４が、該パワースクリュー５６の該シャフト５８と、該ハウジング１４の該側壁と、それぞれ該第一および第二のピストンシール７０、７４のガスシール８２、８４の該第一および第二のペアとの間に画定されている。
【００５９】
該パワースクリュー５６に沿った該第二のピストンアセンブリ６６の該軸方向位置が、該液体チャンバ９０および該ガスチャンバ９４の両方の容積を部分的に決めるため、ガスチャンバ９４の膨張が、液体チャンバ９０の圧縮と同時に起こり、また、逆も同様であることは正しく認識されるであろう。
【００６０】
該小管状部４４と該大管状部４２との間での上述したステップにより、それらの部分の異なる直径を、所定のストローク長において該液体チャンバ９０に対して該ガスチャンバ９４に異なる容積を与えるように選択することができる。
【００６１】
図２を見て最もよく分かるように、ピンホール開口９６が、該シャフト５８の該環状壁部を貫通している。当該開口９６は、該シャフト５８の該底部の近傍、すなわち、その内側または下方閉端部のすぐ上に位置している。したがって、該第二のピストンアセンブリ６６が、該ハウジング１４の該本体の該小管状部４４内で往復運動する間に、当該シールは該シャフトに沿って滑動するため、該開口９６は、該第二のピストンシール７４の該径方向内側側部によって開閉されるように配置されている。
【００６２】
該開口９６は、該液体チャンバ９０と、該シャフト５８の該中空内部との間で連通している。これによって、該開口９６が、該第二のピストンアセンブリ６６が該開口９６から離れる運動によって開かれるたびに、加圧下で、液体が該チャンバ９０から上方の該シャフト５８内へ流入することが可能になる。
【００６３】
同様に、該作動ステム８８は、その内側または下方閉端部近傍のその側壁にピンホール開口９８を有している。該ディスペンスヘッド１６が押し下げられると、該ステム８８は、該開口９８が該バルブシール８６から離れるまで、周りを取り囲んでいる該バルブシール８６を通って下方または内側に押される。該開口９８は、該パワースクリュー５６の該中空内部と、該ステム８８の該中空内部との間で連通している。これによって、該パワースクリュー５６の該中空内部に導入された液体が、該ノズル２８を介してスプレーとして所要量供給されるように、加圧下で、該ステム８８を通って該ノズル経路３０に流入することが可能になる。
【００６４】
図３は、図１および図２に示す該ポンプ機構を備えている本発明の実施形態を示し、該ディスペンスヘッド１６は、作動スリーブ９７によって包囲されている。該作動スリーブ９７は、該作動スリーブと該ディスペンスヘッドが一緒に回転するように、該ディスペンスヘッド１６と係合されている。該作動スリーブ９７は、流体がそれを通って該ノズル２８から噴出することができる開口部を組み込んでいる。
【００６５】
該作動スリーブ９７は、液体製品を所要量供給するために該ディスペンスヘッド１６が押し下げられた場合に、該長手方向軸２０に沿って、該ディスペンスヘッド１６とともに往復運動するように、該ディスペンスヘッド１６に固定係合され得る。別法として、該作動スリーブ９７と該ディスペンスヘッド１６は、液体製品を所要量供給するために該ディスペンスヘッド１６が押し下げられたときに、該ディスペンスヘッドが、該長手方向軸２０に沿って往復運動する間、該作動スリーブ９７が静止したままの状態になるように係合してもよい。
【００６６】
該作動スリーブ９７の増加した径方向の直径は、より大きなトルクを該ディスペンスヘッド１６に、ひいては該パワースクリュー５６に印加できるようにする。また、作動スリーブ９７は、該装置の該パッケージングの一部として、審美的理由のために利用してもよい。
【００６７】
該ディスペンスヘッド１６の該上部壁２６に接触し、且つ該上部壁２６とともに少なくとも部分的に該長手方向２０に往復運動する、任意の独立した作動ボタン２７を用いてもよい。該独立した作動ボタン２７は、図３に示すように、作動スリーブ９７とともに用いてもよい。別法として、該独立した作動ボタン２７は、作動スリーブ９７を要することなく、該ディスペンスヘッド１６に接続してもよい。
【００６８】
該ガススプリングポンプ１０の該構成要素について説明してきたが、次に、該動作の方法について、図１〜図５を参照して定義する。
【００６９】
本発明の該ガススプリングポンプ１０は、後に第二のディスペンシング動作が続く、予備充填動作によって作動する。該ディスペンシング動作は、該充填動作のすぐ後に続けてもよく、または、それらの動作の間に遅延があってもよい。単一の、または完全なディスペンシング動作、または、複数のより小さなまたは部分的なディスペンシング動作を、別の充填動作が実行される前に、単一の充填動作に続いて実行してもよい。
【００７０】
該ガススプリングポンプ１０の休止、非充填またはゼロ充填位置は、該パワースクリュー５６に沿って軸方向に互いに最大限に離れている該ピストンアセンブリ６４、６６によって決まる。これによって、図１に示すように、該ガスチャンバ９４の容積が最大化する。その結果、その容積が、該第二のピストンアセンブリ６６の該軸方向位置によって決まる該液体チャンバ９０は、空であり、または、最小容積になっている。
【００７１】
充填中、ユーザは、該ディスペンスヘッド１６を把持して、該ディスペンスヘッドを該ハウジング１４および該容器１２に対して回転させる。該ディスペンスヘッド１６上の該内側に突出しているラグ２４または該各ラグ２４と該パワースクリュー５６の該ヘッド６０の周りの該歯６２との噛合いにより、該ディスペンスヘッド１６とパワースクリュー５６が一緒に回転する。
【００７２】
該パワースクリュー５６の該ハウジング１４に対する回転は、相互に対向する該相補的ならせん状ねじにより、該ピストンアセンブリ６４、６６を、該パワースクリュー５６の該シャフト５８に沿って両軸方向に互いに向かって推し進める。さらに、該第二のピストンアセンブリ６６の上方または外側への動きは、該シャフト５８の該管状壁部の該ピンホール開口９６を開く。
【００７３】
該ピストンアセンブリ６４、６６の互いに近づく動きは、該密封されたガスチャンバ９４内に閉じ込められた空気または他のガスを圧縮して加圧する。該加圧されたガスの塊は、該ピストンアセンブリ６４、６６を付勢して離す。このようにして、該ガスチャンバ９４内の該圧縮されたガスは、正圧の空気ばねとして作用する。
【００７４】
該ガスチャンバ９４内のガスの加圧と同時に、該シャフト５８の該長手方向軸２０に沿った該第二のピストンアセンブリ６６の上方または外側への動きは、該液体チャンバ９０を膨張させて、それにより、内部に部分的な真空をもたらす。該負圧は、該容器１２から所要量供給される液体を、該浸漬チューブ５２および該ハウジングの該ベース壁４６の該開口部４８内の該一方向弁５４を介して該液体チャンバ９０内に引き入れる。
【００７５】
該パワースクリュー５６は、該ピストンアセンブリ６４、６６が、該パワースクリュー５６上の該それぞれのねじの該端部に達するまで、または、該ピストンアセンブリ６４、６６が互いにぶつかって、さらなる動きを阻むまで回転し続ける。このとき、該ガスチャンバ９４内のガスは最大限に圧縮され、それによって、該ユーザが、該ディスペンスヘッド１６上のそれらのグリップを解放したときに、該ピストンアセンブリ６４、６６が離れようとする。該ピストンアセンブリ６４、６６は、該ハウジング１４内で長手方向に動くように、且つ該ハウジング１４内で回転しないように制約されるため、該ピストンアセンブリ６４、６６のこのような動きは、該パワースクリュー５６、ひいては該ディスペンスヘッド１６を逆方向に回転させることになる。このような逆方向の回転運動は、該装置内の該流体の該背圧によって制限される。任意に、逆方向の回転は、該パワースクリュー５６または該ディスペンスヘッド１６に対して作用する回転ロック（図示せず）の係合によって防いでもよい。
【００７６】
このとき、該ガススプリングポンプ１０は、充填状態になっている（図２）。
【００７７】
該ピストンアセンブリ６４、６６は、それらの間に画定された該ガスチャンバ９４内のガスの該高圧によって引き離されることになる。具体的には、該第二のピストンアセンブリ６６の下方または内側への動きは、該液体チャンバ９０の該容積を減少し、ひいては以前に当該チャンバ内に引き入れられた液体を加圧することになる。この圧力は、該液体の一部を、このとき開いているピンホール開口９６を通して、該シャフト５８の該中空内部へ押し込む。該シャフト５８内の該液体と該バルブシール８６に対して密封する該ステム８８との間に閉じ込められたいかなる空気も圧縮される。該システムは、加圧されて、所要量供給するための準備ができる。該ピストンアセンブリ６４、６６のさらなる動きが、該システム内の該流体の該背圧によって阻止される。
【００７８】
該圧縮された液体を所要量供給するため、ユーザは、該らせん状ばね１８の復元力に抗して、該ディスペンスヘッド１６を下方へ押すことにより、該ヘッドを押し下げる。該ディスペンスヘッド１６のこの下方への動きには、二つの効果がある。
【００７９】
第一には、図４に示すように、該ディスペンスヘッド１６の下方への動きは、そのスカート２２内の内側に突出している該ラグ２４または各ラグ２４を、該パワースクリュー５６の該ヘッド６０を取り囲んでいる該歯６２より下方へ移動させ、該歯６２との係合接触から離脱させる。このとき、該パワースクリュー５６は、該ディスペンスヘッド１６の回転を伴うことなく、該ディスペンスヘッドに対して自由に回転することができる。
【００８０】
第二には、図５に最もよく示されているように、該ディスペンスヘッド１６の下方への動きは、該作動ステム８８を下方へ移動させる。これによって、該ステム８８の該側壁の該ピンホール開口９８が、該パワースクリュー５６の該シャフト５８の該中空内部に露出する。これによって、該液体チャンバ９０から、該ピンホール開口９６および該シャフト５８の該中空内部を介して該ノズル２８まで延びる、所要量供給される該液体のための流路が確立する。該背圧が解放された状態で、該ピストンアセンブリ６４、６６は、該ガスチャンバ９４内の該ガス圧力の該付勢力の下で離れて自由に動くことができる。まず、該シャフト５６内の該液体と該ステム８８との間に閉じ込められたいかなる空気も、下の該液体の加圧下で、該ノズル２８を通って放出される。該ピストンアセンブリ６４、６６が離れて動き続けるにつれて、該第二のピストンアセンブリ６６は、該一方向弁５４によって該容器に戻ることが阻止される該液体チャンバ９０内の該液体をさらに加圧する。この圧力下で、さらなる液体が、該パワースクリュー５６の該管状シャフト５８内の該ピンホール開口９６を通って流れて、最終的に該ノズル２８を介して所要量供給されるように、該シャフト５８の該中空内部を上方へ流れる。該液体が、該シャフト５６の該中空内部を満たして、該ステム８８の該中空内部を介して該ノズル経路３０に入ると、当該液体は、加圧下で、該ノズル２８からスプレーとして放出されることになる。
【００８１】
典型的には、該ディスペンスヘッド１６上の該ラグ２４と、該パワースクリュー５６の該ヘッド上の該歯６２の離脱は、これらの工程が同時になる可能性があっても、強力で完全なスプレーがその最初から確実に実現されるべくディスペンシングの開始前に該システムの加圧を可能にするために、該ピンホール開口９８の露出に先行する。
【００８２】
図６に示すように、該ユーザが、該ディスペンスヘッド１６に加えた下方への圧力を取去ると、該ディスペンスヘッド１６は該付勢らせん状ばね１８の影響下で上方へ動いてその伸長位置に戻る。該ディスペンスヘッド１６の上方への動きは、そのピンホール開口９８が該バルブシール８６によって閉じられるように、該作動ステム８８を上昇させる。これによって、所要量供給される該液体の経路を塞ぐ。有利には、これによって、該ディスペンシングフローにおけるシャープなカットオフを確実にし、弱いスプレーまたはあとだれ等の該ディスペンシング動作の該終了時に関する好ましくないスプレー特性を防ぐ。該システム内の該流体の該背圧は、該パワースクリュー５６のさらなる回転を防ぐ。その結果、該パワースクリュー５６の該ヘッド５０上の該歯６２と、該ディスペンスヘッド１６の該内側に突出しているラグ２４または各ラグ２４との係合は、該ディスペンスヘッド１６に対して該パワースクリュー５６を固定する。該ガススプリングポンプ１０が、既にこの段階でわずかに一部放出されている場合、該ディスペンスヘッド１６が再び押し下げられれば、液体のさらなるディスペンシングが可能である。
【００８３】
該ガススプリングポンプ１０の完全放出時、該パワースクリュー５６の該管状シャフトの該ピンホール開口９６は、第二のピストンシール７４が下方または内側方向に進むにつれて、該第二のピストンシール７４によって覆われる。また、これによって、該ディスペンシング動作の該終了時に関する好ましくないスプレー特性を防ぐように、該ディスペンシングフローにおけるシャープなカットオフが確実になる。
【００８４】
一旦、該ガススプリングポンプ１０が完全に放出されると、それは、上述した該充填手順を繰り返すことによって再充填することができる。
【００８５】
有利には、本発明のこの実施形態の該２ピストン構成は、所定の充填圧力のための個別のピストンアセンブリのより短いストローク長をもたらす。これによって、該パワースクリューを回転させるのに必要なトルクは増加するものの、該パワースクリューのより短い一回転によって、所定量の圧力を生成することが可能になる。
【００８６】
図７および図８は、本発明による該ガススプリングポンプの代替的な実施形態を示す。図７および図８に示す該ガススプリングポンプ１０は、図１および図２に関連して上述した該ガススプリングポンプ１０と共通のいくつかの構成要素を有していることに留意すべきである。
【００８７】
この実施形態では、該概して管状のハウジング１１２は、パワースクリュー１１６に係合している単一のピストンアセンブリ１１４を支持して取り囲んでいる。該ピストンアセンブリ１１４は、該パワースクリュー１１６を取り囲み、該パワースクリュー上の雄型ねじおよび該ピストンアセンブリ１１４上の相補的な雌型ねじによって、該パワースクリュー１１６と係合されている。
【００８８】
該ハウジング１１２の該本体は、該ピストンアセンブリが、該ハウジング１１２内で回転するのを防ぐために、該ピストンアセンブリの該外側の一つ以上の相補的な溝と係合される一つ以上の長手方向に延びているリブが内面にスプライン形成されている。
【００８９】
該パワースクリュー１１６および該ピストンアセンブリ１１４の該らせん状ねじは、該パワースクリュー１１６の、該中心長手方向軸１１８周りの回転時に、該ピストンアセンブリ１１４が、該パワースクリュー１１６に沿って軸方向に動くように配置されている。ここでもまた、該ピストンアセンブリ１１４は、剛性ピストン本体１２０と、弾性的なピストンシール１２２とを備えている。
【００９０】
該ピストン本体１２０と、該ピストンシール１２２および該取り囲んでいるハウジング１１２の形状、およびそれらがどのようにして互いに作用しているかは、先行の実施形態の該第二のピストンアセンブリ６６および該ハウジング１４の場合と大部分は同じである。しかし、この実施形態では、該管状スカート１２４は、該ピストンシール１２２のより長いストロークに適応するために、図１および図２に示す実施形態と比較して細長い。該ハウジング１２８の小さい方の部分は、同じ理由で同様に細長くなっている。
【００９１】
該ピストンシール１２２は、該ピストンシール１２２と、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０と、該ハウジング１１２の該内部との間の相対運動の該方向に軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該ハウジング１１２の該概して管状の側壁の該内部に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０の該外側に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。具体的には、該ピストンシール１２２の該リップシール構成は、外側または上方のガスシール１３２から成るペアと、内側または下方の液体シール１３４から成るペアである。
【００９２】
該ピストンシール１２２の該ストロークは、全体的に、該ハウジング１２８の該本体の該小管状部内に収容されている。該ハウジング１３６の該本体の該大管状部は、このストロークの該全長にわたって該ピストン本体１２０の該ヘッド１３８を取り囲んで支持している。
【００９３】
この実施形態では、該環状のリテーナディスク１４０は、概して平坦なリングと、該中心長手方向軸１１８上の該中心穴を取り囲む下方に開口している凹部とから成る帽子状である。該凹部は、ここでは、該長手方向軸１１８上の該中心穴を収容しているベース壁１４２と、周りを取り囲んでいる側壁１４４とによって画定されている。
【００９４】
環状の内側シール１４６は、該凹部内に嵌まって、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０を取り囲んでいる。該内側シール１４６は、該凹部の該側壁１４４に当たって、該側壁とともに周囲の気密シールを形成している外側壁を備えている。該内側シール１４６は、該シール１４６とシャフト１３０との間で気密シールを維持するように、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０に当たって該シャフト１３０に沿って軸方向に延びている内側リップシール構成をさらに備えている。該内側シールに関する該リップシール構成は、下方または内側の一次ガスシール１４８と、外側または上方の二次ガスシール１５０である。
【００９５】
該リテーナディスク１４０は、該ハウジングの該径方向に延びている肩部１５４の該外側または上方の側部の環状溝に同様に嵌まっているＯリング１５２上に載っている。これによって、該リテーナディスク１４０と、該ハウジング１１２との間に気密シールが形成される。
【００９６】
上記の実施形態と同様に、該シャフト１３０と、該パワースクリュー１１６の該ヘッド１５６との間の該接合部において、該シャフト１３０は、該中心穴の該縁部の周りの該リテーナディスク１４０の下にスナップ式で嵌まるように形成された、径方向に延びているフランジ１５８を画定するように径方向に張り出されている。該らせん状ばね１６０は、該パワースクリュー１１６の該ヘッド１５６の該下面に当たって、該リテーナディスク１４０に対して該フランジを付勢している。
【００９７】
該ガススプリングポンプ１１０の該構成は、次のように、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０と、該ハウジング１１２の該概して管状の側壁との間に二つの独立した環状空間を画定している。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ１６０が、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０と、該ハウジング１１２の該側壁と、該ハウジング１６２の該ベース壁と、該ピストンシール１２２の該液体シール１３４との間に画定されている。
第二に、密封された可変容積ガスチャンバ１６４が、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０と、該ハウジング１１２の該側壁と、該ピストンシール１２２の該ガスシール１３２と、該シャフト１３０および該ハウジング１１２に対して密封されている該環状のリテーナディスク１４０との間に画定されている。
【００９８】
該ガススプリングポンプ１１０のこの実施形態を充填およびディスペンシングする該動作は、図１、図２に示しおよび上述した該ガススプリングポンプ１０を充填する該方法と形状構成を共用している。簡潔にするために、異なる形状構成のみを詳細に説明する。
【００９９】
上記の実施形態のように、充填中、該パワースクリュー１１６は、ユーザが直接または作動スリーブを介して該ディスペンスヘッド１６６を把持して回転させることによって、該ハウジング１１２および該容器１４８に対して回転される。該パワースクリュー１１６を該ハウジング１１２に対して回転させると、該相補的に嵌まり合ったらせん状ねじにより、該ピストンアセンブリ１１４が、該パワースクリュー１１６の該シャフトに沿って上方へ押し進められる。前の実施形態のように、該ピストンアセンブリ１１４の上方または外側への動きは、該シャフト１３０の該管状壁の該ピンホール開口１７０を開く。
【０１００】
該ピストンアセンブリ１１４の該上方への動きは、該密封された圧縮ガスチャンバ１６４内のガスを圧縮して、それによって該ガスを加圧する。該ガスチャンバ１６４内の該加圧されたガスは、該ピストンアセンブリ１１４を下方へ付勢し、それによって、正圧空気ばねとして作用させる。
【０１０１】
前の実施形態と同様に、該ガスチャンバ１６４の加圧と同時に、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０に沿った該ピストンアセンブリ１１４の上方長手方向の動きは、液体を該液体チャンバ１６０内へ引き入れる。液体は、該容器１４８から該浸漬チューブ１７２を介して、および該ハウジング１１２の該ベース壁１６２の該開口部１７５内の該一方向弁１７４を介して引き入れられる。
【０１０２】
該パワースクリュー１１６は、該ピストンアセンブリ１１４が、該パワースクリュー１１６上の該ねじの該端部に達するまで、または、該ピストンアセンブリ１１４が、該リテーナディスク１４０にぶつかるまで回転し続ける。該ガスチャンバ１６４内のガスは、このとき最大限に圧縮され、それによって、該ユーザが該ディスペンスヘッド１６６を解放したときに、該ピストンアセンブリ１１４が内側または下方へ押し進もうとする。
【０１０３】
上記の実施形態のように、該システム内の該流体の該背圧は、該ユーザが、該ディスペンスヘッド１６６の把持を解放したときに、該パワースクリュー１１６、ひいては該ディスペンスヘッド１６６が逆回転するいかなる傾向にも抵抗する。また、該ディスペンスヘッド１６６またはパワースクリュー１１６に対する回転ロック（図示せず）に関する任意の係合も、該ディスペンスヘッド１６６の逆回転を防ぐのに利用することができる。
【０１０４】
ここで、該ガススプリングポンプ１１０は、充填された状態になっている（図４）。
【０１０５】
該放出動作は、先の実施形態の該ガススプリングポンプ１０の動作と同様である。手短に言うと、該圧縮された液体を所要量供給するために、ユーザは、該らせん状ばね１６０の復元力に抗して該ディスペンスヘッド１６６を押すことによって該ディスペンスヘッドを押し下げて、下記のステップ（ａ）、（ｂ）を行う。
（ａ）該ディスペンスヘッド１６６の該スカート内の該内側に突出しているラグ１８２または該各ラグ１８２を、該パワースクリュー１１６の該ヘッド１５６を取り囲んでいる該歯１８６との係合から外す。このときの、該パワースクリュー１１６が該ディスペンスヘッド１６６に対して自由に回転できる状態で、該ピストンアセンブリは、該ガスチャンバ１６４内の該ガス圧力の付勢力の下で、該液体チャンバ１６０内の該液体を加圧するために、内側または下方に自由に動くことができる。
（ｂ）該ステム１８０の下方への動きにより、該ステム１８０の該ピンホール開口１７８を、該パワースクリュー１１６の該シャフト１３０の該中空内部へ露出させることによって、該液体チャンバ１６０から該ノズル１７６まで延びている、所要量供給すべき該液体のための流路を確立する。
【０１０６】
典型的には、ステップ（ａ）とステップ（ｂ）が同時に行われてもよいが、強力で完全なスプレーがその最初から確実に実現されるように、ディスペンシングの開始前に該システムの加圧を可能にするために、ステップ（ａ）は、ステップ（ｂ）に先行する。
【０１０７】
上述した実施形態のように、該ディスペンスヘッドは、該ユーザが直接、または作動ボタンを介して押し下げることができる。
【０１０８】
該ピストンアセンブリ１１４が下がるにつれて、該一方向弁１７４によって該容器に戻ることを防止された、該液体チャンバ１６０内の該液体は、該パワースクリュー１１６の該管状シャフト１３０の該ピンホール開口１７０を通って、該シャフト１３０の該中空内部を上方へ流れて、最終的には、該ノズル１７６を通って所要量供給される。
【０１０９】
該ユーザが該ディスペンスヘッド１６６を解放すると、該ディスペンスヘッド１６６は、該付勢らせん状ばね１６０の該影響下で、上方へ動いてその伸長位置まで戻る。これによって、所要量供給される該液体の該流路を塞ぐ。また、これによって、該パワースクリュー１１６の該ヘッド１５６上の該歯１８６を、該ディスペンスヘッド１６６の該内側に突出しているラグ１８２または各該ラグ１８２に係合させることによって、該パワースクリュー１１６を該ディスペンスヘッド１６６に対して固定する。
【０１１０】
上記の実施形態のように、該ガススプリングポンプ１１０の完全放出時に、該パワースクリュー１１６の該管状シャフト１３０の該ピンホール開口１７０は、ピストンシール１２２が下方または内側方向に進むにつれて、該ピストンシール１２２によって覆われる。また、これによって、該ディスペンシング動作の該終了時に関する好ましくないスプレー特性を防ぐように、該ディスペンシングフローにおけるシャープなカットオフが確実になる。
【０１１１】
一旦、該ガススプリングポンプ１１０が完全に放出されると、それは、上述した該充填手順を繰り返すことによって再充填することができる。
【０１１２】
有利には、該リテーナディスク１４０の該内側シール１４６は、回転と軸方向の動きの組合せ時ではなく、回転時にのみ密封することが必要である。これによって、該内側シール１４６が、より効果的かつよりロバストになる。
【０１１３】
上記の実施形態は、密封されたガスチャンバ１６４内のガスを圧縮することによって生成された正圧を用いて、該それぞれのピストンアセンブリを付勢する。
【０１１４】
周囲圧力になっている、または、周囲圧力に近い「休止」圧力を有する正圧のガススプリングポンプにおいては、該ディスペンス動作全体の該持続期間中の該所望の充填特性およびスプレー性能を実現する際の課題が依然としてある。例えば、このようなシステムにおいては、該ピストンアセンブリの動きが、圧力のわずかな増加を生じさせる、実質的な事前充填動作がある可能性がある。同様に、該ガス容積の圧力の周囲圧力への解放が後に続く充填後には、該ディスペンシング動作の該終了時に関する不十分なディスペンシング性能、例えば、低圧のスプレーやあとだれがある可能性がある。
【０１１５】
該ディスペンス動作のほとんどまたはすべてを通じて、該ノズルからの持続性の強力なスプレーを実現するために、該ガスチャンバ１６４内の該ガスは、該充填動作中に、高い正圧まで圧縮しなければならない。そのような高圧を生成するために、該ユーザは、（ａ）比較的高トルクでのより小さな回転、または、（ｂ）比較的低トルクでのより大きな回転のいずれかを、該ディスペンスヘッドに行われなければならない。快適な手動操作のために、低トルクおよび好ましくは３６０°未満の短い回転の両方が、手動操作を容易にするために必要である。そのため、これら二つの必須条件の間のバランスを見つけることが必要である。
【０１１６】
該充填回転において必要な該トルクを減少するために、該パワースクリューおよび該ピストンアセンブリの該ねじの該ピッチを減少してもよい。しかし、これによって、該装置を充填するための回転を増加しなければならない。
【０１１７】
該所望のバランスを実現するための別の方法は、該ガスチャンバの該寸法を変えることである。狭小のピストンアセンブリの場合、例えば、１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度の直径を有するピストンアセンブリの場合、同等のより大きな直径のピストン、例えば、７０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の直径を有するピストンアセンブリと比較した場合に、所定の圧力を生成するには、より長いストロークが必要となる。狭小なピストンの該より長いストロークは、ここでもまた、回転の増加を犠牲にして、所要の該トルクを低減することになる。逆に、より大きな直径の場合の該より短いピストンストロークは、該ディスペンスヘッドを回転させるのに必要な該トルクを増加させるだろうが、より短い回転という該利点がある。
【０１１８】
別のデザインの考察は、該ガスポンプ機構の該サイズおよび寸法と、該機構が取り付けられる該容器に対するそれらの影響である。例えば、幅広のピストンアセンブリは、該ユーザの手に心地よくフィットするのに必要な商業的に受け入れられる容器デザインに適合しない可能性がある。逆に、狭小の長いストロークのピストンアセンブリは、商業的に受け入れられる容器デザインとして用いるには高さが高すぎる可能性があり、棚の高さの空間を考慮する必要がある。また、該ガスポンプ機構が占める該空間は、該ガスポンプ機構が、当該液体を収容する容器内にまで延びている限り、所要量供給される該液体が利用できる該容積に影響を与える可能性がある。
【０１１９】
本発明のいくつかの実施形態においては、該ガスチャンバ内の該ガス容積は、周囲圧力より上に事前に充填してもよい。該ガス容積の事前充填は、組立中に、例えば、高められた圧力での組立によって実現してもよい。他のデザインパラメータ、例えば、該パワースクリュー上の該らせん状ねじの該ピッチの適当な選択によって、該ガス容積を事前に充填することによって、該所望の最大操作圧力を、短いストロークおよび許容可能なトルクを用いて実現できるようになる。
【０１２０】
負圧または真空スプリングポンプ
本発明によるガススプリングポンプに対するさらなる代替的なアプローチは、周囲圧力より下のまたは負圧のガススプリングを用いることである。簡略すると、以下の記載は、そのようなばねを真空スプリングポンプとして用いるポンプに言及している。
【０１２１】
真空スプリングポンプは、一般的に、ゼロ近辺から、または、非充填状態から、完全充填状態まで、比較的一定である非常にフラットな圧力曲線を呈している。さらに、該最大負圧のかなりの割合は、最初の小さな充填動作の後のみに実現される。
【０１２２】
図９〜図１１には、本発明による真空ガススプリングポンプ２１０が図示されている。該ポンプ２１０のハウジング２１２は、下方ポンプ本体２１４と、上方ポンプ本体２１６とを備えている。該ポンプ２１０は、ディスペンスヘッドと、らせん状ばねと、任意に、それらの図面には図示されていないが、先行の実施形態の該対応する形状構成と同様のデザインおよび機能から成っていてもよい作動スリーブおよび作動ボタンとをさらに備えている。該下方ポンプ本体２１４と上方ポンプ本体２１６は、該ポンプ２１０が使用のために特定の方向に向けられたときに、概して垂直方向にある共通の中心長手方向軸２１８の周りでそれぞれ回転対称になっている。
【０１２３】
該下方ポンプ本体２１４は、外側管状壁２２０および内側管状壁２２２を、該中心長手方向軸２１８の周りに同心関係で有している。該外側管状壁２２０と該内側管状壁２２２は、概して円形のベース壁２２４によって、それらの各下方または内側端部で接合されている。該外側管状壁２２０は、該ベース壁２２４の該径方向外側の周囲から立ち上がり、また、該内側管状壁２２２は、該ベース壁２２４の径方向内側部分から平行に該ベース壁２２４から延びている。それらを接合する該ベース壁２２４とともに、該外側管状壁２２０および該内側管状壁２２２は、それらの間に環状のトラフ２２６を画定している。該ベース壁２２４とともに、該内側管状壁２２２は、中央の窪み２２８を画定している。
【０１２４】
図１〜図４に示す該正圧の実施形態のように、該下方ポンプ本体２１４の該ベース壁２２４は、該ベース壁２２４の該外側に取り付けられている浸漬チューブ（図示せず）と連通している一方向弁２３０を収容する中央開口部２２９を有している。
【０１２５】
該真空スプリングポンプ２１０は、該下方ポンプ本体２１４の該径方向外側への適切な構成の該追加によって、容器に取り付けることができる。この構成では、該ポンプ２１０のほとんどは、所要量供給される液体のために該容器が利用できる該容積を最大限にするように、該容器から突出している。
【０１２６】
該上方ポンプ本体２１６は、該上方ポンプ本体および該下方ポンプ本体の両方が、それらの共通の中心長手方向軸２１８上に中心があるように、該下方ポンプ本体２１４の上方または外側に配置されている。該上方ポンプ本体２１６は、弾性スナップ式取付部２３４によって、該下方ポンプ本体２１４上に保持される。
【０１２７】
該上方ポンプ本体２１６は中空であり、および概して円錐台状であり、該中心長手方向軸２１８上の該外側または上方端部において、中心穴に向かって先細りになっている。該穴は、先行の実施形態の該パワースクリュー５６、１１６と同様のデザインおよび機能のパワースクリュー２３８の細長いシャフト２３６を収容している。したがって、その閉じた内側または下方端部において、該パワースクリュー２３８の該細長いシャフト２３６は、該下方ポンプ本体２１４の該ベース壁２２４まで延びて該ベース壁に当たっている。その外側または上方の開いた端部を取り囲むことによって、該パワースクリュー２３８の該細長いシャフト２３６は、中空のディスペンスヘッド２４２内に位置するように、該ハウジング２１２の外側にあるスクリューヘッド２４０を有している。
【０１２８】
該上方のポンプ本体２１６の該上方テーパは、該パワースクリュー２３８の該スクリューヘッド２４０を取り囲んでいる該ディスペンスヘッド２４２内に嵌まっている。先行の実施形態と同様に、該ディスペンスヘッド２４２の内側に突出しているラグ２４４は、該パワースクリュー２３８の該スクリューヘッド２４０を取り囲んでいる歯２４６に係合している。
【０１２９】
ここでもまた、該シャフト２３６と、該パワースクリュー２３８の該スクリューヘッド２４０との間の該接合部において、該シャフトは、径方向に延びているフランジ２４８を画定するように径方向に張り出している。この場合、該フランジ２４８は、該中心穴の該縁部の下で、該上方のポンプ本体２１６にスナップ式で嵌まっている。
【０１３０】
先行の実施形態と同様に、該ポンプハウジング２１２は、該パワースクリュー２３８を取り囲み、および該パワースクリューに係合されているピストン本体２５２を備えているピストンアセンブリ２５０を取り囲んで支持している。この目的のために、該パワースクリュー２３８は雄型ねじを有し、また、該ピストン本体２２は、相補的な雌型ねじを有している。この実施形態では、該ピストンアセンブリ２５０は、剛性ピストン本体２５２によって支持された弾性的な環状の内側ピストンシール２５４と弾性的な環状の外側ピストンシール２５６とをさらに備えている。
【０１３１】
該ピストンアセンブリ２５０の該ハウジング２１２内での回転を防ぐために、該ピストン本体２５２および上方のポンプ本体２１６は、係合長手方向構成を有している。この実施形態では、それらの構成は、該上方のポンプハウジング上の突起２６０が貫通する該ピストン本体２５２のスロットまたは穴２５８である（図９〜図１１）。
【０１３２】
先行の実施形態と同様に、該ピストン本体２５２は、該内側ピストンシール２５４を受け入れて支持する管状スカート２６２を画定するように形成されている。この実施形態では、該ピストン本体２５２は、その頂点で該ピストン本体２５２の該上方または外側端部に接合され、およびその下方または内側端部において外側シール支持体２６６まで広がっている、下方に垂下し、底部が開口している円錐台状の外側スカート２６４をさらに備えている。該外側シール支持体２６６は、該管状スカート２６２と概して平行であり、および該管状スカートの周りに同軸に配置されている。該外側ピストンシール２５６は、該外側ピストンシール２５６の相補的スロット２７０に受け入れられる弾性的なスナップ式コネクタ２６８によって、該外側シール支持体上に保持されている。
【０１３３】
該内側ピストンシール２５４は、該内側ピストンシール２５４と、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６と、該内側管状壁２２２との間の相対運動の該方向に軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該内側管状壁２２２の該内部に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該シャフト２３６の該外側に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。該内側ピストンシール２５４上の該リップシール構成は、外側または上方のワイパーシール２７２のペアと、内側または下方の液体シール２７４のペアである。
【０１３４】
該ワイパーシール２７２は、該ハウジング２１２の該内部に関して、該内側ピストンシール２５４の動きの該上方または外側方向において、該関連する液体シール２７４の前に置かれている。ここでもまた、そうすることにより、該ワイパーシール２７２は、埃等の汚染物質が該液体シール２７４を変形させたりまたは損傷させたりするのを防いでいる。また、該ワイパーシール２７２は、充填中に空気が該液体シール２７４を通って引き入れられることも阻止する。
【０１３５】
該外側ピストンシール２５６は、一組のリップシール構成、すなわち、該外側ピストンシール２５６と、該内側管状壁２２２の該外側と、該外側管状壁２２０の該内部との間の相対運動の該方向で軸方向に延びている一組の外側または上方のガスシール２７６を有している。該ペアの径方向内側の構成は、該内側管状壁２２２の該外側に当たって滑動し、また、該ペアの径方向外側の構成は、該外側管状壁２２０の該内部に当たって滑動する。
【０１３６】
該中心長手方向軸２１８に平行な該内側ピストンシール２５４の該ストロークは、全体的に、該下方ポンプ本体２１４の該中央窪み２２８内に収容されている。該中心長手方向軸２１８に平行な該外側ピストンシール２５６の該ストロークは、全体的に、該下方ポンプ本体２１４の該環状トラフ２２６内に収容されている。
【０１３７】
該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６の該開口上方または外側端部におけるバルブシール２７８と、該バルブシール２７８を通って延びている作動ステム２８０は、それらの形状において、およびそれらが互いにどのように作用するかにおいて、先行の実施形態と大部分が同じである。
【０１３８】
該ガススプリングポンプ２１０の該構成は、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６と、該下方ポンプ本体２１４の該外側管状壁２２０との間に以下のように二つの独立した環状空間を画定している。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ２８２は、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６と、該下方ポンプ本体２１４の該内側管状壁２２２の該内部と、該下方ポンプ本体２１４の該ベース壁２２４と、該内側ピストンシール２５４上の該液体シール２７４との間の該中央窪み２２８内に画定されている。
第二に、負圧ガスまたは真空チャンバ２８４は、該下方ポンプ本体２１４の該内側管状壁２２２の該外側と、該下方ポンプ本体２１４の該外側管状壁２２０の該内部と、該下方ポンプ本体２１４の該ベース壁２２４と、該外側ピストンシール２５６の該ガスシール２７６との間の該環状トラフ内に画定されている。
【０１３９】
先行の実施形態のように、および図９および図１０を見て最もよく分かるように、該シャフト２３６の該管状壁を貫通するピンホール開口２８６は、内側ピストンシール２５４が該シャフト２３６に沿って滑動する際に、該内側ピストンシール２５４の該径方向内側によって開閉されるように配置されている。該開口２８６は、該液体チャンバ２８２と、該シャフト２３６の該中空内部との間で連通している。また、該バルブシール２７８内に収容された該作動ステム２８０も、該ディスペンスヘッド２４２が押し下げられた場合に、該パワースクリュー２３８の該中空内部と、該ステム２８０の該中空内部との間で流体連通するように、その側壁にピンホール開口２８８を有している。
【０１４０】
上記の実施形態の変形例において、該ハウジング内の該ピストンアセンブリの回転は、該ピストン本体上の相補的流路２９９に係合する該上方ポンプ本体の該内側のレール２９７によって阻止される（図１２〜図１４）。
【０１４１】
該真空スプリングポンプの該構成要素について説明してきたが、次に、動作の該方法について、図９、図１０を参照して定義する。
【０１４２】
該真空スプリングポンプを充填およびディスペンシングする該動作は、上述したおよび図１〜図４に示す該正圧ガススプリングポンプを充填する方法と形状構成を共用している。簡潔にするために、異なる形状構成のみを詳細に説明する。
【０１４３】
該ガススプリングポンプ２１０の休止、非充填またはゼロ充填位置は、該パワースクリュー２３８に沿って下方または内側に最大限に変位されている該ピストンアセンブリ２５０によって決まる。これによって、図９に示すような該真空チャンバの該容積が最小化する。その結果、その容積も、該ピストンアセンブリ２５０の該軸方向位置によって決まる該液体チャンバ２８２も空であり、または、最小容積になっている。
【０１４４】
先行の実施形態のように、充填中に、該パワースクリュー２３８は、ユーザが該ディスペンスヘッド２４２を把持して、該ハウジング２１２および該容器に対して回転させることによって回転される。これによって、該パワースクリュー２３８が該ハウジング２４２に対して回転し、該嵌まり合ったらせん状ねじにより、該ピストンアセンブリ２５０が、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６に沿って上方または外側へ押し進む。上記の実施形態のように、該ピストンアセンブリ２５０の上方または外側への動きは、該シャフト２３６の該管状壁内の該ピンホール開口２８６を開く。
【０１４５】
該ピストンアセンブリ２５０の該上方への動きによる該密封された真空チャンバ２８４の膨張は、当該チャンバ内に部分的真空を生成する。該真空チャンバ２８４内の該ガスの該大気圧未満の圧力または負圧は、該ピストンアセンブリ２５０を内側または下方へ付勢し、それによって、負圧空気ばねとして作用する。
【０１４６】
前の実施形態と同様に、該真空チャンバ２８４内での部分真空の生成と同時に、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６に沿った該ピストンアセンブリの上方の長手方向の動きは、所要量供給される液体を該液体チャンバ２８２内に引き入れる。液体は、該容器から該浸漬チューブ（図示せず）および該ハウジング２１２の該ベース壁２２４内の該開口部２２９内の該一方向弁２３０を介して引き入れられる。
【０１４７】
該パワースクリュー２３８は、該ピストンアセンブリ２５０が、該パワースクリュー２３８上の該ねじの該端部に達するまで、または、該ピストンアセンブリ２５０が、該上方ポンプ本体２１６の該頂部にぶつかるまで回転し続ける。このとき、真空チャンバ２８４内の該ガスの該圧力は最小であり、それにより、該ユーザが該ディスペンスヘッド２４２を押し下げたときに、該ピストンアセンブリ２５０を内側または下方へ付勢する。上記の実施形態のように、該流体の該背圧は、ユーザが該ディスペンスヘッド２４２の把持を解放したときに、該パワースクリュー２３８、ひいては該ディスペンスヘッド２４２が逆回転するいかなる傾向にも抵抗する。該ディスペンスヘッド２４２またはパワースクリュー２３８に対する回転ロック（図示せず）の任意の係合もまた、該ディスペンスヘッド２４２の逆回転を防ぐのに利用してもよい。
【０１４８】
このとき、該真空スプリングポンプ２１０は、充填された状態になっている（図１０）。
【０１４９】
該放出動作は、先行の実施形態の該正圧のガススプリングポンプ１１０の動作と同様である。手短に言うと、圧縮された液体を所要量供給するために、ユーザは、該らせん状ばね（図示せず）の該復元力に抗して該ディスペンスヘッド２４２を下方へ押すことによって該ヘッドを押し下げて、下記のステップ（ａ）、（ｂ）を行う。
（ａ）該ディスペンスヘッド２４２の該スカート２９４内の該内側に突出しているラグ２４４または各ラグ２４４を動かして、該パワースクリュー２３８の該ヘッド２９８を取り囲んでいる該歯２４６との係合を外す。このときの該パワースクリュー２３８が、該ディスペンスヘッド２４２に対して自由に回転できる状態で、該ピストンアセンブリ２５０は、該真空チャンバ２８４内の該ガスの該負圧の該付勢力の下で、内側または下方へ自由に動いて、該液体チャンバ２８２内の該液体を加圧できる。
（ｂ）該ステム２８０の下方への動きにより、該ステムの該ピンホール開口２８６を、該パワースクリュー２３８の該シャフト２３６の該中空内部に対して露出させることによって、該液体チャンバ２８２から該ノズル２９０まで延びている、所要量供給される該液体のための流路を確立する。
【０１５０】
典型的には、ステップ（ａ）とステップ（ｂ）が同時に行われてもよいが、強力で完全なスプレーがその最初から確実に実現されるように、ディスペンシングの該開始前に該システムの加圧を可能にするために、ステップ（ａ）は、ステップ（ｂ）に先行する。
【０１５１】
該ディスペンスヘッドは、上述した実施形態のように、該ユーザが直接、または作動ボタンを介して押し下げることができる。
【０１５２】
該ピストンアセンブリ２５０が下がるにつれて、該一方向弁２３０によって該容器に戻ることを防止された、該液体チャンバ２８２内の該液体は、該パワースクリュー２３８の該管状シャフトの該ピンホール開口２８６を通って、該シャフト２３６の該中空内部を上方へ流れて、最終的には、該ノズル２９０を通って所要量供給される。
【０１５３】
該ユーザが該ディスペンスヘッド２４２を解放すると、該ディスペンスヘッド２４２は、該付勢らせん状ばね（図示せず）の影響下で、上方へ動いてその伸長位置まで戻る。これによって、所要量供給される該液体の該流路を塞ぐ。また、これによって、該パワースクリュー２３８の該ヘッド２４０上の該歯２９６を、該ディスペンスヘッド２４２の該内側に突出しているラグ２４４または各該ラグ２４４に係合させることによって、該パワースクリュー２３８を該ディスペンスヘッド２４２に対して固定する。
【０１５４】
上記の実施形態のように、該ガススプリングポンプ２１０の完全放出時に、該パワースクリュー２３８の該管状シャフト２３６の該ピンホール開口２８６は、該ディスペンシングフローにおけるシャープなカットオフを確実にするために、内側ピストンシール２５４が下方または内側方向に進むにつれて、該内側ピストンシール２５４によって覆われる。
【０１５５】
一旦、該真空スプリングポンプ２１０が完全に放出されると、それは、上述した該充填手順を繰り返すことによって再充填することができる。
【０１５６】
負圧または真空スプリングポンプのさらなる実施形態が図１５および図１６に示されている。該真空スプリングポンプ３１０は、図９〜図１４を参照して上述した該真空スプリングポンプと共通するいくつかの構成要素を有している。
【０１５７】
先行の実施形態と同様に、該下方ポンプ本体３１２は、外側管状壁３１４および内側管状壁３１６を、該中心長手方向軸３１８の周りに同軸関係で有している。該外側管状壁３１４と、該内側管状壁３１６は、ここでもまた、それらの各下方または内側端部において、概して円形のベース壁３２０によって接合されている。環状トラフ３２２は、該外側管状壁３１４と、該内側管状壁３１６との間に画定され、それに対して、該内側管状壁３１６は、該環状トラフ３２２内の中央窪み３２３を取り囲んでいる。該ベース壁３２０は、当該開口部を通る液体の該流れを制御する一方向弁３２６を収容する中央開口部３２４を有している。
【０１５８】
該ディスペンスヘッド３２８、らせん状ばね、中央パワースクリュー３３２、作動弁３３４、任意の作動スリーブおよび作動ボタンは、図９〜図１４に示す実施形態で共通している。該らせん状ばねは、簡潔にするために、図１５および図１６では省略されている。
【０１５９】
先行の実施形態と同様に、該ポンプハウジングは、該パワースクリュー３３２を囲みそれに螺合されているピストン本体３４２を備えるピストンアセンブリ３４０を取り囲んで支持している。この場合、該パワースクリュー３３２およびピストンアセンブリ３４０の嵌まり合っているらせん状ねじの代替的な係合が図示され、そこでは、該ピストン本体３４２の該内部は、その長さに沿って十分にねじ切りされ、それに対して、該パワースクリュー３３２の該相補的な外側のねじ山は比較的短くなっている。
【０１６０】
図９〜図１４に示す実施形態と同様に、該ピストンアセンブリ３４０は、剛性ピストン本体３４２によって支持された弾性的な環状内側ピストンシール３４４と弾性的な環状外側ピストンシール３４６とをさらに備えている。該ピストン本体３４２は、同心の内側スカート３４８および外側スカート３５０も備えている。
【０１６１】
図１５を見て最もよく分かるように、この実施形態では、該ピストン本体３４２の該外側スカート３５０は、下方に向く環状凹部３５２を画定するように、該内側スカート３４８と概して平行に位置している。該凹部は、該ポンプ３１０が休止してゼロ充填位置（図１５）にある場合に、該下方ポンプ本体３１２の該内側管状壁を受け入れて、近接して抱えている。また、該凹部３５２は、該ピストン本体３４２が、使用時に、該パワースクリュー３３２に沿って長手方向に動く際に、該内側管状壁３１６に対する該ピストン本体３４２の往復運動を案内する（図１５および図１６）。
【０１６２】
該外側スカート３５０の該内部は、該内側管状壁３５２の該外側の一つ以上の相補的な溝と係合する、一つ以上の長手方向に延びているリブが内面にスプライン形成されている。これによって、該ピストンアセンブリ３４０が該ハウジング３３８内で回転するのを阻止し、該ピストンアセンブリ３４０を、該ハウジング３３８に対して長手方向のみに動くように制限する。
【０１６３】
フランジ３５４は、該外側スカート３５０の該下方または内側端部から、該外側管状壁３１４に向かって径方向外側に延びている。該フランジ３５４は、該フランジ３５４と該外側スカート３５０との間で周方向に離間した控え壁３５６によって支持されている。該フランジ３５４は、その最も外側の先端に、リップシール３６０が取り付けられ、またはオーバーモールドされる直立リップ３５８を有している。該リップシール３６０は、上方または外側へ延び、該外側管状壁３１４に対して付勢されて該外側管状壁とともに気密シールを形成している。該リップシール３６０は、上方または外側ガスシール３５９を備えている。先行の実施形態とは異なり、該フランジ３５４の径方向内側には、リップシールは設けられていない。
【０１６４】
該内側ピストンシール３４４は、該内側ピストンシール３４４と、該パワースクリュー３３２の該シャフト３３６と、該内側管状壁３１６の該内部との間での相対運動の該方向で軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該内側管状壁３１６の該内部に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該シャフト３３６の該外側に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。該内側ピストンシール３４４上の該リップシール構成は、外側または上方のガスシール３６１のペアと、内側または下方の液体シール３６３のペアである。
【０１６５】
したがって、二つの独立した環状空間が、該パワースクリューの該シャフトと、該下方ポンプ本体の該外側管状壁との間に、以下のように配置されている。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ３６２が、該パワースクリュー３３２の該シャフト３３６と、該下方ポンプ本体３１２の該内側管状壁３１６の該内部と、該下方ポンプ本体３１２の該ベース壁３２０と、該内側ピストンシール３４４上の該液体シール３６３との間に画定されている。
第二に、負圧ガスまたは真空チャンバ３６４が、該下方ポンプ本体３１２の該内側管状壁３１６の該外側と、該下方ポンプ本体３１６の該外側管状壁３１４の該内部と、該下方ポンプ本体３１２の該ベース壁と、該リップシール３６０の該ガスシール３５９と、該内側ピストンシール３４４の該ガスシール３６１との間に画定されている。
【０１６６】
有利には、これによって、一つの密封界面を除去し、製造の該コストおよび複雑性を減少し、および潜在的な故障源をなくす。
【０１６７】
この実施形態の該充填動作およびディスペンシング動作は、先行の実施形態の場合と同様である。
【０１６８】
負圧または真空スプリングポンプのさらなる実施形態が図１７、図１８に示されている。該真空スプリングポンプ４１０は、図９〜図１６を参照して上述した該真空スプリングポンプ２１０、３１０と共通するいくつかの構成要素を有している。
【０１６９】
この実施形態では、該下方ポンプ本体４１４の該外側管状壁４１２は、該下方ポンプ本体４１４の該内側管状壁４１６の径方向外側にあるが、該内側管状壁４１６から外側または上方へ軸方向にずれている。径方向に延びている棚４１８は、該下方ポンプ本体４１４上の段状プロファイルを長手方向断面に与えるように、該外側管状壁４１２を、該内側管状壁の該上部または上方端部に接合している。該棚４１８は、径方向内側に向けられて、該外側管状壁４１２から該内側管状壁４１６まで下方または内側方向に展開している。該棚４１８の該下面と、該内側管状壁４１６の該外側との間の周方向に離間した控え壁４２０が該棚４１８を支持している。
【０１７０】
該外側管状壁４１２は、該棚４１８から下方または内側に続いて、スカート部４２２を形成している。該スカート部４２２の径方向内側の同心壁４２４は、該スカート部４２２と概して平行に、該棚４１８の該下面から下方に垂下している。下方に向く環状溝４２６は、該スカート部４２２と、該平行同心壁４２４との間に画定されている。該溝４２６は、これまでの実施形態のように、該容器（図示せず）の該首部を受け入れて、該首部に対して密封するように構成されている。
【０１７１】
図９〜図１６に示す実施形態とは対照的に、該溝４２６の該外側管状壁４１２に対する径方向内側位置によって、該ポンプが、該容器の外側へあまり突出しないことを可能にしている。
【０１７２】
該内側管状壁４１６の該下方端部は、ベース壁４２８によって閉じられている。先行の実施形態のように、該ベース壁４２８は、該液体の流れが該容器内に戻ることを阻止するための一方向弁４３２を収容している中心開口部４３０を有している。
【０１７３】
該ディスペンスヘッド、らせん状ばね、中心パワースクリュー４３８、作動弁、および任意の作動スリーブおよび作動ボタンは、図９〜図１６に示す実施形態に共通している。該ディスペンスヘッド、らせん状ばねおよび作動ステムは、明確にするために、図１７および図１８からは省略されている。
【０１７４】
ここではディスク状に平らになっている上方ポンプ本体４４２は、共用の中心長手方向軸４１６上の該下方ポンプ本体４１４に対して上方または外側に配置されている。該上方ポンプ本体４４２と該下方ポンプ本体４１４は、一緒にポンプハウジング４４４を形成している。ここでもまた、該上方ポンプ本体４４２は、パワースクリュー４３８の該シャフト４４６を収容する、該中心長手方向軸４１６上の中心穴を有している。また、該シャフト４４６と、該パワースクリュー４３８の該ヘッド４４８との間の該接合部において、径方向に延びているフランジ４５０が、該中心穴の該縁部の周りで、該上方ポンプ本体４４２の下にスナップ式で嵌まっている。
【０１７５】
この実施形態では、該ハウジング４４４は、該パワースクリュー４３８を取り囲んで、それに螺合されている単一のピストンアセンブリ４５２を取り囲んで支持している。該ピストンアセンブリ４５２は、ピストン本体４５４と、一体外側ガスシール４５８を有するピストン本体スリーブ４５６と、内側ガスリップシール４６２および内側液体リップシール４６４を有する内側ピストンシール４６０とを備えている。該ピストン本体４５６は、図示されているように長手方向断面でＴ字状であり、より狭小の管状スカート４６６がそこから垂下している径方向に広がったヘッド部４６５を有している。
【０１７６】
該ピストン本体４５４の該ヘッド部４６５は、該下方ポンプ本体４１４の該外側管状壁４１２のわずかに内側に離間されている外縁まで径方向に延びている。ここで、該ピストン本体４５４は、該ピストン本体スリーブ４５６と一体化されている該外側ガスシール４６８を支持している。該外側ガスシール４６８は、該下方ポンプ本体４１４の該外側管状壁４１２に当たって、該ピストン本体４５４と該外側管状壁４１２との間に気密シールを形成している。
【０１７７】
該ピストン本体スリーブ４５６は、該ピストン本体４５４の該外側を覆い、および該内側ピストンシール４６０を受け入れるために、該ピストン本体４５４の該管状スカート４６６の該端部を越えて下方または内側に延びているスカート部４７０を有している。該内側ピストンシール４６０の該内側ガスリップシール４６２は、該パワースクリュー４３８の該シャフト４４６と、該下方ピストン本体４１４の該内側管状壁４１６との間に気密シールを提供している。該内側ピストンシール４６０の対向する内側液体リップシール４６４は、該パワースクリュー４３８の該シャフト４４６と、該下方ピストン本体４１４の該内側管状壁４１６との間に液密シールを提供している。
【０１７８】
カラー４６６は、該内側管状壁４１６の該上端において、該縁を取り囲んでいる。該カラー４６６の該内部は、該ピストン本体スリーブの該外側で一つ以上の相補的な溝と係合する一つ以上の長手方向に延びているリブが内面にスプライン形成されている。これによって、該ピストンアセンブリ４５２が該ハウジング４４４内で回転することを阻止し、該ピストンアセンブリ４５２が、該ハウジング４４４に対して長手方向のみに動くように制限している。
【０１７９】
この実施形態では、該真空スプリングポンプ４１０は、該パワースクリュー４３８の該シャフト４４６と、該下方ポンプ本体４１４の該外側管状壁４１２との間に二つの独立した環状空間を以下のように画定している。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ４７２が、該パワースクリュー４３８の該シャフト４４６と、該下方ポンプ本体４１４の該内側管状壁４１６と、該下方ポンプ本体４１４の該ベース壁４２８と、該内側ピストンシール４６０の該液体リップシール４６４との間に画定されている。
第二に、負圧ガスまたは真空チャンバ４７４が、該下方ポンプ本体４１４の該外側管状壁４１２と、該内側管状壁４１６と該外側管状壁４１２を接合する該棚４１８と、該内側管状壁４１６と、該ピストン本体スリーブ４５６と、該内側ピストンシール４６０の該ガスリップシール４６２との間に画定されている。
【０１８０】
有利には、これによって、一つの密封界面を除去し、製造の該コストおよび複雑性を減少し、および潜在的な故障源をなくす。
【０１８１】
この実施形態の該充填動作およびディスペンシング動作は、図９〜図１６に示す実施形態の場合と同様である。
【０１８２】
図１９、図２０には、本発明の真空スプリングポンプのさらなる実施形態が示されている。該真空スプリングポンプ５１０は、図９〜図１８を参照して上述した該真空スプリングポンプ２１０、３１０、４１０と共通するいくつかの構成要素を有している。
【０１８３】
該ディスペンスヘッド、らせん状ばね、作動弁、および任意の作動スリーブおよび作動ボタンは、図９〜図１８に示す実施形態に共通し、および明確にするために、図１９、図２０からは省略されている。
【０１８４】
該真空スプリングポンプ５１０のポンプハウジング５１２は、上方ポンプ本体５１４と、下方ポンプ本体５１６と、該下方ポンプ本体５１６から垂下している概して円筒形のポンプバレル５１８とを備えている。該上方ポンプ本体５１４、該下方ポンプ本体５１６および該ポンプバレル５１８は、それぞれ、該ポンプ５１０が使用のために向けられる時に概して垂直の方向にある中心長手方向軸５２０の周りで回転対称になっている。
【０１８５】
該下方ポンプ本体５１６は、外側管状壁５２４内に同心に配置された内側管状壁５２２を有している。該内側および外側管状壁５２２、５２４は、中心穴を取り囲んでいる環状ベース壁５２６によって接合されている。該外側管状壁５２４は、該ベース壁５２６の該外周から上方に延び、それに対して、該内側管状壁５２２は、該中心穴の該周囲から上方へ延びている。環状トラフ５２８が、該外側管状壁５２４と、該内側管状壁５２２と、該ベース壁５２６との間に画定されている。該内側管状壁５２２は、中心円筒形流路５３０を取り囲んでいる。
【０１８６】
該ポンプバレル５１８は、該下方ポンプ本体５１６の該中心円筒形流路５３０のすぐ下に取り付けられている。該ポンプバレル５１８は、該ポンプバレル５１８の上方部を受け入れる垂下環状スカート５３２によって、該下方ポンプ本体５１６の該ベース壁５２６の下に支持されている。該スカート５３２は、該ベース壁５２６の該他方の側の該下方ポンプ本体５１６の該内側管状壁５２２の径方向外側にあり、および該内側管状壁から軸方向にずれている。したがって、該ポンプバレル５１８の該管状側壁も、該下方ポンプ本体５１６の該内側管状壁５２２の径方向外側にあり、および該内側管状壁から軸方向にずれている。
【０１８７】
該ポンプバレル５１８は、その下方または内側端部において、端壁５３４によって閉じられている。該ポンプバレル５１８の該端壁５３４は、液体が通って該ポンプバレル５１８に入ることができる中心開口部５３６を有している。該開口部５３６は、一方向弁５３８を備え、該端壁５３４の該外側には、使用時に、下の該容器内に保持される、所要量供給される液体中に延びている浸漬チューブ（図示せず）を取り付けるための構成５４０を備えている。
【０１８８】
上記の実施形態のように、該上方ポンプ本体５１４は、同じ中心長手方向軸５２０上の該下方ポンプ本体５１６の上方または外側に配置され、および弾性的なスナップ式取付部５４２によって該下方ポンプ本体５１６上に保持されている。
【０１８９】
中心パワースクリュー５４４は、該中心長手方向軸５２０上に中心があり、および該ハウジング５１２内で該軸周りに回転する中空の細長い管状シャフト５４６を備えている。この実施形態では、その閉じた内側または下方端部において、該シャフト５４６は、該ポンプバレル５１８の該端壁５３４まで延び、および該端壁に当たっている。
【０１９０】
該ポンプハウジング５１２は、単一のピストンアセンブリ５４８を取り囲んで支持している。該ピストンアセンブリ５４８は、ピストン本体５５０と、該パワースクリュー５４４の該シャフト５４６の周りで、該ポンプバレル５１８内で長手方向に滑動する環状の内側ピストンシール５５２と、該環状トラフ５２８内で長手方向に滑動する環状の外側ピストンシール５５４とを備えている。
【０１９１】
該ピストン本体５５０は、硬質プラスチックで形成され、それに対して、該ピストンシール５５２、５５４は、弾性プラスチックまたはゴムから成っている。該ピストン本体５５０は、該パワースクリュー５４４を取り囲み、および該パワースクリュー５４４に係合されている。この目的のために、該パワースクリュー５４４は雄型ねじを有し、該ピストン本体５５０は、相補的な雌型ねじを有している。
【０１９２】
該ピストンアセンブリ５４８の該ハウジング５１２内での回転を防ぐために、図９〜図１８に示す実施形態に関する回転防止構成を採用してもよい。
【０１９３】
図９〜図１８に示す実施形態と同様に、該ピストン本体５５０は、該内側ピストンシール５５２を支持して補強し、および該ピストンシール５５２が嵌まる環状内側スカート５５６を画定するように形成されている。この実施形態では、該内側スカート５５６は、該下方ポンプ本体５１６に対して下方または内側に配置された該ポンプバレル５１８内の該内側ピストンシール５５２に達するように延びている。
【０１９４】
図９〜図１８に示す実施形態と同様に、該ピストン本体５５０は、その頂点で、該環状内側スカート５５６の該上方または外側端部に接合されている、下方に垂下した、底部が開口している円錐台状の外側スカート５５８をさらに備えている。該外側スカート５５８は、その下方または内側端部において該内側スカート５５６と平行であり、および該内側スカートの周りに同心に配置されている外側シール支持体５６０まで広がっている。該外側ピストンシール５５４は、該外側シール支持体５６０を取り囲み、および弾性的なスナップ式コネクタ、オーバーモールドまたは接着剤によって該外側シール支持体５６０に係合されている。
【０１９５】
該内側ピストンシール５５２は、該内側ピストンシール５５２と、該パワースクリュー５４４の該シャフト５４６と、該ポンプバレル５１８の該内部との間での相対運動の該方向で軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該ポンプバレル５１８の該内部に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該シャフト５４６の該外側に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。該内側ピストンシール５５２上の該リップシール構成は、外側または上方ワイパーシール５６２のペア、および内側または下方液体シール５６４のペアである。
【０１９６】
該外側ピストンシール５５４は、該外側ピストンシール５５４と、該内側管状壁５２２の該外側と、該外側管状壁５２４の該内部との間での相対運動の該方向で軸方向に延びている環状リップシール構成のペアを有している。該外側ピストンシール上の該リップシール構成は、ガスシール５６６として作用する。
【０１９７】
該真空スプリングポンプ５１０は、以下のように二つの独立した環状空間を有している。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ５６８が、該パワースクリュー５４４の該シャフト５４６と、該ポンプバレル５１８の該内部と、該ポンプバレル５１８の該端壁５３４と、該内側ピストンシール５５２上の該液体シール５６４との間に画定されている。
第二に、負圧のガスまたは真空チャンバ５７０が、該下方ポンプ本体５１６の該内側管状壁５２２の該外側と、該下方ポンプ本体５１６の該外側管状壁５２４の該内部と、該下方ポンプ本体５１６の該環状ベース壁５２６と、該外側ピストンシール５５４の該ガスシール５６６との間に画定されている。
【０１９８】
この実施形態の該充填動作およびディスペンシング動作は、図９〜図１８に示す実施形態の場合と同様である。
【０１９９】
有利には、この実施形態では、該下方ポンプ本体５１６の該中心流路の該直径は、該液体チャンバ５６８の該直径によってではなく、該パワースクリュー５４４を取り囲んでいる該ピストン本体５５０の該環状内側スカート５５６の該直径によって決まる。これによって、該下方ポンプ本体５１６の該環状トラフ５２８の該外径の低減が可能になり、また、該ガススプリングポンプ５１０の該全体の直径の低減も可能になる。
【０２００】
図２１、図２２には、本発明の真空スプリングポンプのさらなる実施形態が示されている。該真空スプリングポンプ６１０は、図９〜図２０を参照して上述した該真空スプリングポンプと共通するいくつかの構成要素を有している。
【０２０１】
ここでもまた、該ディスペンスヘッド、らせん状ばねおよび作動弁は、図９〜図２０に示す実施形態に共通しており、明確にするため図２１〜２２からは省略されている。
【０２０２】
該真空スプリングポンプ６１０のポンプハウジング６１２は、上方ポンプ本体６１４および下方ポンプ本体６１６を備えている。該下方ポンプ本体６１６は、管状外側壁６２０と同心に配置されている管状内側壁６１８を有している。該管状の内側および外側壁６１８、６２０は、該底部において、中央凹部６２４を取り囲んでいる環状壁６２２によって接合されている。該外側管状壁６２０は、該環状壁６２２の該外周から上方に延び、また、該内側管状壁６１８は、該中央凹部６２４の該周囲から上方に延びている。環状トラフ６２６は、該外側管状壁６２０と、該管状内側壁６１８と、該環状壁６２２との間に画定されている。該管状内側壁６１８は、その底部が、該凹部６２４に嵌め込まれたベース壁６３０によって閉じられている、上部が開いた円筒形中央窪み６２８を取り囲んでいる。したがって、該ベース壁６３０は、該環状壁６２２に対して上方または外側で軸方向にずれている。
【０２０３】
該ベース壁６３０は、液体がそこを通って該中央の窪み６２８に流入することができる中央開口部６３２を有している。該開口部６３２は、一方向弁６３４を備え、および該ベース壁６３０の該外側に、浸漬チューブ（図示せず）を取り付けるための構成６３６を備えている。
【０２０４】
図２１および図２２に示す該真空スプリングポンプ６１０は、該下方ポンプ本体６１６の外側に追加された何らかの適切な取付構成を介して容器に取り付けることができる。このような構成は、例えば、該下方ポンプ本体６１６の該外縁に設けてもよく、すなわち、この構成では、該ポンプ６１０のほとんどは、所要量供給される液体の容積を最大化するように該容器から突出している。
【０２０５】
該上方ポンプ本体６１４は、該同じ中心長手方向軸６３８上で、該下方ポンプ本体６１６に対して上方または外側に配置されている。該上方ポンプ本体６１４は、弾性的なスナップ式取付部、摩擦、接着剤により、および／または組立後に、構成要素を互いに溶接することによって、該下方ポンプ本体６１６上に保持される。
【０２０６】
この実施形態では、該上方ポンプ本体６１４は、該下方ポンプ本体６１６の該外側管状壁６２０の該上方または外側端部内に近接して嵌合する管状スカート６４０を備えている。該スカート６４０を取り囲んでいる環状ストップフランジ６４２は、該スカート６４０の該外側管状壁６２０への挿入の該深さを制限する。
【０２０７】
該上方ポンプ本体６１４は、中心パワースクリュー６４４を収容するように、該中心長手方向軸６３８上に中心がある大きな中心穴を有している。該パワースクリュー６４４は、先行の実施形態の該パワースクリューと比較して、該径方向にかなり大きくなっており、さらなる機能を有している。
【０２０８】
該パワースクリュー６４４は、該中心長手方向軸６３８上に中心があり、および該ハウジング６１２内で該軸周りに回転する中空で細長い環状内側シャフト６４６を備えている。その閉じた内側または下方端部において、該内側シャフト６４６は、該中央の窪み６２８の該底部における該ハウジング６１２の該ベース壁６３０まで延びて当たっている。
【０２０９】
該内側シャフト６４６の該外側または上方開口端を取り囲んでいる一体ヘッド６４８は、該ディスペンスヘッド内にあるように、該ハウジング６１２の外側に配置されている。該ヘッド６４８は、該内側シャフト６４６から径方向外側に延びている概して円形のディスクである。該ヘッド６４８の径方向外側縁部は、該ディスペンスヘッドの一つ以上の内側に突出しているラグと係合するように、平面視で外側に歯が付いている。このような係合は、該ディスペンスヘッドが、該らせん状ばねの該付勢下で、外側または上方休止位置にある場合に生じる。
【０２１０】
この実施形態では、該パワースクリュー６４４は、該内側シャフト６４６を同心関係で取り囲んでいる中空で細長い管状外側シャフト６５０をさらに備えている。該内側および外側シャフト６４６、６５０は、該パワースクリュー６４４の該ヘッド６４８によって一体的に接合されている。該外側シャフト６５０は、該内側および外側シャフト６４６、６５０間に環状空間を残すように、該内側シャフト６４６から離間されている。該外側シャフト６５０は、該ヘッドの歯付き外周のすぐ内側で、該ヘッド６４８の径方向外側領域から垂下している。
【０２１１】
雄型らせん状ねじは、該内側シャフト６４６を取り囲んで、該ヘッド６４８から該内側シャフト６４６に沿っておよそ中ほどまで延びている。
【０２１２】
外側シャフト６５０は、該上方ポンプ本体６１４の該中心穴に係合して、該穴の縁部周りで該上方ポンプ本体６１４の下のスナップフィットとして、該パワースクリュー６４４を該ハウジング６１２に対して保持する、径方向に延びているフランジ６５２によって取り囲まれている。
【０２１３】
その下方の内側端部において、該環状外側シャフト６５０の該管状壁は、径方向内側に対向する一体雌型ねじ式周囲隆起部６５４を有している。該外側シャフト６５０のこの雌型ねじは、該内側シャフト６４６の該雄型ねじと異なるピッチを有している。
【０２１４】
該ポンプハウジング６１２は、内側ピストンアセンブリ６５６および外側ピストンアセンブリ６５８を備えるピストンアセンブリ６５５を取り囲んで支持している。該内側ピストンアセンブリ６５６は、該中央の窪み６２８内を長手方向に滑動する環状の内側ピストンシール６６２を支持している内側ピストン本体６６０を備えている。該外側ピストンアセンブリ６５８は、該環状トラフ６２６内で長手方向に滑動する環状の外側ピストンシール６６８を含む外側ピストン本体６６４を備えている。
【０２１５】
該外側ピストン本体６６４は、その径方向外側に雄型らせん状ねじを有している。当該ねじは、該パワースクリュー６４４の該外側シャフト６５０の該底部において、該雌型ねじ式周囲隆起部６５４に係合している。
【０２１６】
該内側ピストン本体６６０は、硬質プラスチックで形成され、それに対して、該内側ピストンシール６６２は、弾性プラスチックまたはゴムから成っている。該内側ピストン本体６６０は、該パワースクリュー６４４を取り囲み、および該パワースクリュー６４４の該相補的な雌型ねじに係合されている雌型ねじを有している。
【０２１７】
該内側ピストン本体６６０は、同心の内側スカート６７０および外側スカート６７２を備えている。図２１を見て最もよく分かるように、該内側ピストン本体６６０の該外側スカート６７２は、下方に向く環状凹部６７４を画定するように、該内側ピストン本体６６０の該内側スカート６７０に概して平行に位置している。当該凹部は、ポンプ６１０が、休止しているゼロ充填位置にある場合に（図２１）、該下方ポンプ本体６１６の該管状内側壁６１８を受け入れて、近接して抱えている。また、該凹部６７４は、該内側ピストン本体６６０が、使用時に、該パワースクリュー６４４に沿って長手方向に動く際に、該管状内側壁６１８に対する該内側ピストン本体６６０の往復運動を案内する（図２１〜図２２）。
【０２１８】
内側ピストン本体６６０の該外側スカート６７２の該内部は、該管状内側壁６１８の該外側の一つ以上の相補的な溝と係合する、一つ以上の長手方向に延びているリブが内面にスプライン形成されている。これによって、該ハウジング６１２に対する該内側ピストン本体６６０の回転を阻止する。
【０２１９】
その下方の内側端部において、該内側ピストン本体６６０の該外側スカート６７２は、該外側ピストン本体６６４と協働するように径方向外側に向くさらなる回転防止構成を有している。具体的には、該外側ピストン本体６６４は、該内側ピストン本体６６０の該外側スカート６７２上の該回転防止構成と係合する周方向に離間した長手方向に延びているリブを、その径方向内側に有している。これによって、該内側および外側ピストンアセンブリ６５６、６５８が、互いに対して回転することを阻止し、該ピストンアセンブリ６５６、６５８がともに、該ハウジング６１２に対して長手方向のみに動くように制限し、該内側ピストンアセンブリ６５６は、回転防止手段によって該ハウジング６１２に接続されていることに留意する。
【０２２０】
該内側ピストンシール６６２は、該内側ピストンシール６６２と、該パワースクリュー６４４の該内側シャフト６４６と、該下方ポンプ本体６１６の該管状内側壁６１８の該内部との間の相対運動の該方向で軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該管状内側壁６１８の該内部に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該内側シャフト６４６の該外側に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。該ピストンシールの該リップシール構成は、外側または上方ワイパーシール６７５のペアと、内側または下方の液体シール６７６のペアである。
【０２２１】
該外側ピストンシール６６８は、該外側ピストンシール６６８と、該管状内側壁６１８の該外側と、該管状外側壁６２０の該内部との間の相対運動の該方向で軸方向に延びているリップシール構成を有している。該リップシール構成は、該内側管状壁６１８の該外側に当たって滑動する各ペアの第一の構成と、該外側管状壁６２０の該内部に当たって滑動する各ペアの第二の構成とを備えた状態でペアになっている。該外側ピストンシール上の該リップシール構成は、ガスシール６７８として作用する。
【０２２２】
したがって、該真空スプリングポンプ６１０は、以下のように二つの独立した環状空間を有している。
第一に、密封された可変容積液体チャンバ６８０が、該パワースクリュー６４６の該内側シャフトと、該下方ポンプ本体６１６の該内側管状壁６１８の該内部と、該中央の窪み６２８の該底部における該ベース壁６３０と、該内側ピストンシール６６２上の該液体シール６７６との間に画定されている。
第二に、負圧ガスまたは真空チャンバ６８２が、該下方ポンプ本体６１６の該管状内側壁６１８の該外側と、該下方ポンプ本体６１６の該管状外側壁６２０の該内部と、該下方ポンプ本体６１６の該環状壁６２２と、該外側ピストンシール６６８の該ガスシール６７８との間に画定されている。
【０２２３】
上記のように、および図２１を見て最もよく分かるように、該内側シャフト６４６の該管状壁を貫通しているピンホール開口６８４は、内側ピストンシール６６２が該内側シャフト６４６に沿って滑動する際に、該内側ピストンシール６６２の該径方向内側によって開閉されるように配置されている。該開口６８４は、該液体チャンバ６８０と、該シャフト６４６の該中空内部との間で連通している。
【０２２４】
該ガススプリングポンプを充填する方法は、上記の本発明の該ガススプリングポンプの実施形態の形状構成と、いくつかの形状構成を共用している。したがって、該違いのみを詳細に説明する。
【０２２５】
これまでのように、充填中、該パワースクリュー６４４は、ユーザが直接、または任意の作動スリーブを介して該ディスペンスヘッドを把持して回転させることによって、該ハウジング６１２および該容器に対して回転される。しかし、この実施形態では、該パワースクリュー６４４を該ハウジングに対して回転させることには、二つの異なる効果がある。
【０２２６】
第一に、該パワースクリュー６４４の回転は、該内側シャフト６４６および該内側ピストンアセンブリ６５６上の該相補的な嵌合らせん状ねじにより、該内側ピストンアセンブリ６５６を、該パワースクリュー６４４の該内側シャフト６４６に沿って上方へ押し進める。該内側ピストンアセンブリ６５６の該内側シャフト６４６の該長手方向軸に沿った上方または外側への動きは、該液体チャンバ６８０を膨張させ、それによって、内部に部分的真空をもたらす。その負圧は、所要量供給される液体を該容器から、該浸漬チューブ（図示せず）および該ハウジング６１２の該ベース壁６３０の該開口部６３２内の該一方向弁６３４を介して該液体チャンバ６８０内へ引き入れる。また、該内側ピストンアセンブリ６５６の上方または外側への動きも、該シャフト６４６の該管状壁の該ピンホール開口６８４を開く。
【０２２７】
第二に、該パワースクリュー６４４の回転は、外側ピストンアセンブリ６５８上および該パワースクリュー６４４の該外側シャフト６４６上の該相補的な嵌合らせん状ねじにより、該外側ピストンアセンブリ６５８を、該パワースクリュー６４４の該中心長手方向軸に平行に上方または外側に押し進める。
【０２２８】
該外側ピストンアセンブリ６５８の該上方への動きによる該密封された真空チャンバ６８２の膨張は、当該チャンバ内に部分的真空を生成する。該真空チャンバ６８２内の該ガスの大気圧未満の圧力または負圧は、該外側ピストンアセンブリ６５８を内側または下方へ付勢し、それによって、負圧空気ばねとして作用する。
【０２２９】
該パワースクリュー６４４は、該内側ピストンアセンブリ６５６または該外側ピストンアセンブリ６５８のいずれかが、それらの各ねじの該端部に達するまで、または、該内側ピストンアセンブリ６５６または該外側ピストンアセンブリ６５８が、該パワースクリュー６４４の該ヘッド６４８にぶつかるまで回転し続け、それによって、さらなる動きを阻止する。このとき、該真空チャンバ６８２内のガスは、最小圧力になっており、それによって、該ユーザが該ディスペンスヘッドを解放したときに、該外側ピストンアセンブリ６５８を内側または下方へ押し進める傾向がある。
【０２３０】
該外側ピストンアセンブリ６５８は、該ハウジング６１２内で長手方向に動き、および該ハウジング６１２内で回転しないように制限されているため、該外側ピストンアセンブリ６５８のこのような動きは、該パワースクリュー６４４、ひいては該ディスペンスヘッドを逆回転させることになる。この逆回転は、典型的には、該システム内の該流体の該背圧によって阻止される。任意に、該パワースクリュー６４４の逆回転運動は、該パワースクリュー６４４または該ディスペンスヘッドに対して作用する回転ロック（図示せず）の係合によって阻止してもよい。
【０２３１】
このとき、該真空スプリングポンプ６１０は、充填状態になっている（図２２）。該真空スプリングポンプ６１０の放出は、該パワースクリュー６４４を該ディスペンスヘッドから離脱させることを伴う。該パワースクリュー６４４と該ディスペンスヘッドの離脱は、これまでの実施形態で説明したように、ユーザが、該ディスペンスヘッドを直接、または作動ボタンを介して押すことによって実現することができる。これによって、該真空チャンバ６８２内の該低圧による該外側ピストンアセンブリ６５８の内側または下方への動きによって駆動される該パワースクリュー６４４の逆回転が可能になる。同様に、該パワースクリュー６４４の該逆回転は、該内側ピストンアセンブリ６５６を内側または下方へ押し進める。これによって、該液体チャンバ６８０内の該液体を加圧して、該ディスペンスヘッドの該ノズルを介して所要量供給されるように、該液体に該内側シャフト６４６の該中空内部を上昇させる。
【０２３２】
該外側ピストン本体６６４と、該パワースクリュー６４４の該外側シャフト６５０との間の、および該内側ピストン本体６６０と、該パワースクリュー６４４の該内側シャフト６４６との間の該ねじの該相対的ピッチは、上述のとおり変えることができる。この選択肢は、該パワースクリュー６４４が回転したときに、該内側ピストンシール６６２と外側ピストンシール６６８との間に異なる長手方向移動をもたらす。有利には、これによって、該内側シールおよび該外側シールの動きが分離し、トルク、角運動、プロファイルおよび全体の寸法の相反する要件を釣り合わせるように該機構を構成する追加的な方法を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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