(57)【要約】      （修正有）【課題】液体噴出ポンプを使用する際の静置状態から押下ヘッドが動き出すまでの作動初期において、押下ヘッドを軽く押し下げることができる一方、噴出し終わった後は、押下ヘッドが元の位置まで確実に戻る液体噴出ポンプを提供する。【解決手段】容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダ３と、コイルスプリング４により上方付勢状態で上下動可能にシリンダ上方に起立したステム５と、ステムに連係しシリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストン６と、ステムの上端部に装着されステム内に連通するノズル７が形成された押下ヘッド８と、を備えた液体噴出ポンプ１において、コイルスプリング４を非線形特性コイルスプリングとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダと、コイルスプリングにより上方付勢状態で上下動可能に前記シリンダ上方に起立したステムと、該ステムに連係し前記シリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストンと、前記ステムの上端部に装着され該ステム内に連通するノズルが形成された押下ヘッドと、を備える噴出ポンプであって、前記コイルスプリングが、非線形特性コイルスプリングであることを特徴とする液体噴出ポンプ。
【請求項２】
前記非線形特性コイルスプリングが、不等ピッチコイルスプリング又はテーパコイルスプリングであることを特徴とする請求項１記載の液体噴出ポンプ。
【請求項３】
前記不等ピッチコイルスプリングが、一端側に粗巻部が形成され、他端側に密巻部が形成された不等ピッチコイルスプリングであることを特徴とする請求項２記載の液体噴出ポンプ。
【請求項４】
前記不等ピッチコイルプリングが、粗巻部と密巻部とが交互に形成された不等ピッチコイルスプリングであることを特徴とする請求項２記載の液体噴出ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に収容する液体を噴出するための液体噴出ポンプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、容器内に収容した液体を噴出するための液体噴出ポンプとして、容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダと、コイルスプリングにより上方付勢状態で上下動可能に前記シリンダ上方に起立したステムと、該ステムに連係し前記シリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストンと、前記ステムの上端部に装着され該ステム内に連通するノズルが形成された押下ヘッドと、を備える液体噴出ポンプが知られている。
【０００３】
しかしながら、このような液体噴出ポンプは、使用者が手に持ち、押下ヘッドを指で下方に押し込んで内容物を噴出するが、静置した状態から、押下ヘッドが動き出すまでには、強い力が必要であり、女性、子供、高齢者等の指の力が弱い使用者では、押下ヘッドを押し下げることが困難な場合があった。また、無理に指に力を入れて押し下げようとすると、ノズルが思わぬ方向に向いて誤った方向に内容物を噴出したり、手が滑って容器を落としてしまうような問題があった。
【０００４】
一方、押下ヘッドを軽い力で押し下げることができるように、コイルスプリングのバネ定数を小さくすると、ステムを押し上げる力が弱くなり、粘度の高い内容物の場合には、容器内からシリンダ内に吸い上げることができず、押下ヘッドが元の位置に戻らないため、再度、内容物を噴出することが不可能な事態が生じる。
【０００５】
したがって、液体噴出ポンプを使用する際、特に静置状態から押下ヘッドが動き出すまでの作動初期においては、押下ヘッドを軽く押し下げることができ、また内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの過程においては、たとえ粘度が高い内容物であっても、容器からシリンダ内に確実に内容物を吸い上げることができる復元力を備えた液体噴出ポンプが求められる。
【０００６】
【特許文献１】実開平７−１３７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、容器内に収容した液体を噴出するための液体噴出ポンプにおいて、液体噴出ポンプを使用する際の静置状態から押下ヘッドが動き出すまでの作動初期においては、押下ヘッドを軽く押し下げることができ、一方、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの過程においては、たとえ粘度が高い内容物であっても、容器内からシリンダ内に確実に内容物を吸い上げることができる復元力を備えた液体噴出ポンプを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために本発明者が検討を行った結果、容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダと、コイルスプリングにより上方付勢状態で上下動可能に前記シリンダ上方に起立したステムと、該ステムに連係し前記シリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストンと、前記ステムの上端部に装着され該ステム内に連通するノズルが形成された押下ヘッドと、を備える噴出ポンプにおいて、前記コイルスプリングを、非線形特性コイルスプリングとすることにより、静置状態から動き出すまでの作動初期には押下ヘッドの作動が軽くなる一方、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの復元過程においては十分な復元力が発揮され、内容物が確実にシリンダ内に吸い上げられることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダと、コイルスプリングにより上方付勢状態で上下動可能に前記シリンダ上方に起立したステムと、該ステムに連係し前記シリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストンと、前記ステムの上端部に装着され該ステム内に連通するノズルが形成された押下ヘッドと、を備える噴出ポンプであって、前記コイルスプリングが、非線形特性コイルスプリングであることを特徴とする液体噴出ポンプである。
【００１０】
さらに本発明は、前記非線形特性コイルスプリングが、不等ピッチコイルスプリング又はテーパコイルスプリングであることを特徴とする液体噴出ポンプである。
【００１１】
さらに本発明は、前記不等ピッチコイルスプリングが、一端側に粗巻部が形成され、他端側に密巻部が形成された不等ピッチコイルスプリングであることを特徴とする液体噴出ポンプである。
【００１２】
また本発明は、前記不等ピッチコイルプリングが、粗巻部と密巻部とが交互に形成された不等ピッチコイルスプリングであることを特徴とする液体噴出ポンプである。
【発明の効果】
【００１３】
液体噴出ポンプを使用する際、静置した状態から、押下ヘッドが動き出すまでの作動初期において、小さい力で押下ヘッドを押し下げることができるため、女性、子供、高齢者等、指の力が弱い使用者でも容易に押下ヘッドを押し下げて、内容物を噴出することができる。
【００１４】
また、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの復元過程においては十分な反発力が発揮され、内容物を確実にシリンダに吸い上げることができ、たとえ粘度の高い内容物であっても、所定量を繰り返し噴出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】容器に液体噴出ポンプを取り付けた状態図
【図２】液体噴出ポンプの構造図
【図３】不等ピッチコイルスプリングの外観図((ａ)第１の実施形態、(ｂ)第２の実施形態、(ｃ)第３の実施形態)
【図４】不等ピッチコイルスプリングの押圧変化を示すグラフ
【図５】テーパコイルスプリングの外観図(第４の実施形態)
【図６】その他の非線形特性コイルスプリングの外観図((ａ)円錐型コイルスプリング(第５の実施形態)、(ｂ)鼓型コイルスプリング(第６の実施形態)、(ｃ)樽型コイルスプリング(第７の実施形態)、(ｄ)釣り鐘型コイルスプリング(第８の実施形態))
【図７】液体噴出ポンプの押下ヘッドの押圧変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の液体噴出ポンプを以下に詳細に説明する。
【００１７】
液体噴出ポンプは、液体の内容物を収容する容器(１)の口部に装着し内容物をポンプ機構により容器内から吸い上げ、ノズルから噴出する液体噴出ポンプである(図１)。シリンダ(３)の上端部は装着キャップ(10)と連結しており、装着キャップを容器(１)の口部に取り付けることにより、シリンダは容器の内部に設置され、シリンダの底部に取り付けた吸上げパイプ(11)を通して内容物をシリンダ内に吸い上げることができる。容器に収容される内容物は、液体だけに限られず、ポンプ機構により吸い上げることができる流動性を有する性状であればよく、例えば、クリーム、ジェルなどであってもよい。
【００１８】
液体噴出ポンプは、図２に示すように、容器内から吸い上げた内容物を貯蔵するシリンダ(３)と、コイルスプリング(４)により上方付勢状態で上下動可能に前記シリンダ上方に起立したステム(５)と、該ステムに連係し前記シリンダ内に上下摺動自在に配設されたピストン(６)と、前記ステムの上端部に装着され該ステム内に連通するノズル(７)が形成された押下ヘッド(８)と、を備えている。図２では、ステム(５)は、上ステム(5a)と下ステム(5b)を軸線方向に連結して構成された例を示しているが、ステム(５)は一体的に成形することも可能であり、また、本発明において上ステム(5a)と下ステム(5b)との機能上の相違もないことから、上ステム(5a)と下ステム(5b)を連結したものを単にステム(５)と称して説明する。
【００１９】
ポンプ機構部(12)は、シリンダ(３)とピストン(６)から構成される。シリンダ(３)は、容器の口部を閉止する装着キャップ(10)から垂設され、下部には容器内底部に延び出す吸上げパイプ(11)が連接されている。ポペット弁体(９)は、シリンダ(３)内部に上下動可能に配され、ポペット弁体(９)下端部とシリンダ(３)の底部内面との間で吸込弁(13)を形成する。ステム(５)はシリンダ(３)から上方に延び出し、下部一側に連通孔(14)が開口しており、下端内周壁が前記ポペット弁体(９)の外面に摺接し、液体噴出時に押し下げられるときポペット弁体(９)がステム(５)内に入り込むことにより、ステム(５)底面とポペット弁体(９)側面とシリンダ(３)内側面で囲まれた領域の容積が縮小される。図２はピストン(６)がストッパー部(15)に当接して上限位置にあり、連通孔(14)はピストン(６)で閉止されている。
【００２０】
押下ヘッド(８)を介してステム(５)を押し下げると、ポペット弁体(９)が下降して吸込弁(13)を閉弁するとともに、ピストン(６)により閉塞されていた連通孔(14)が開放される。その後ピストン(６)がステム(５)に追随して下降し、シリンダ(３)内を加圧するので、この加圧液はステム(５)の空隙(16)から連通孔(14)、ステム(５)内を経てノズル(７)より外部に噴出される。押下ヘッド(８)の押し下げ時に、ポペット弁体(９)とステム(５)と間に張設されたコイルスプリング(４)が圧縮されて弾性反発力が蓄積される。液体の噴出完了後、押下ヘッド(８)への押下力を除くと、前記弾性反発力により、押下ヘッド(８)が上昇し図２の状態に復帰する。
【００２１】
コイルスプリング(４)の上端部は、ステム(５)の底面に当接するとともに、ステム(５)底面から連なる部分により径方向の外側から支持されている。またコイルスプリング(４)の下端部は、ポペット弁体の側面から水平方向に延び出すフランジ部(9a)の上面に当接するとともに、シリンダ(３)の内側面により径方向の外側から支持されている。コイルスプリング(４)は、ステム(５)底面とフランジ部(9a)上面により上下方向に挟み込まれ、ステム(５)を上方向に付勢した状態で支持している。尚、コイルスプリングを配置する位置や取り付け方法は、これに限定されるものではなく、ステム(５)を上方に付勢し得るものであれば広く採用することができる。
【００２２】
本発明の液体噴出ポンプは、コイルスプリングを非線形特性コイルスプリングとすることを特徴とする。非線形特性は、バネ定数に関して少なくとも大小２つの数値を備え、変形量が所定の閾値を超えたときに小さい数値から大きい数値にバネ定数が切り替わるようにしたり、バネ定数を収縮量に対して連続的に変化させることにより得ることができる。非線形特性コイルスプリングを用いることにより、静置状態から動き出すまでの作動初期には押下ヘッドの作動を軽くできる一方、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの復元過程においては十分な反発力が発揮され、内容物を確実にシリンダに吸い上げることが可能となる。
【００２３】
非線形特性コイルスプリングとしては、不等ピッチコイルスプリング、テーパコイルスプリング、円錐型コイルスプリング、鼓型コイルスプリング、樽型コイルスプリング、釣り鐘型コイルスプリングを用いることができる。また、これらを組み合わせることにより、適切な非線形特性を備えたコイルスプリングを得ることもできる。
【００２４】
図３に不等ピッチコイルスプリングの例を示す。不等ピッチコイルスプリングは、縮み始めの段階では、ピッチが小さい密巻部が主に収縮し、密巻部の収縮が終了すると、次に、粗巻部が収縮するため、スプリングの収縮過程の初期とそれ以降とでスプリングの弾性反発力を調整することが可能となる。
【００２５】
本発明の液体噴出ポンプに用いる不等ピッチコイルスプリングとしては、コイルスプリングの全長に対し４０〜８０％の長さ分を粗巻部で構成し、２０〜６０％の長さ分を密巻部で構成することが好適である。そして、粗巻部のスプリングのピッチ(隣り合う線の中心から中心の距離)を２〜６ｍｍとした場合、密巻部のピッチは、粗巻部のピッチの４０〜７５％の長さとすることが好ましく、更には、４０〜６０％とすることが好ましい。また、吐出量に応じて反発力を調整するため、スプリングの線径には種々のバリエーションがあるが、０．６〜０．９ｍｍφの範囲のものを用いることが好ましい。
【００２６】
化粧品などの用途に広く用いられる一般的なサイズの液体噴出ポンプに、このようなコイルスプリングを組み込むことにより、静置状態から押下ヘッドが動き出すまでの作動初期においては、押下ヘッドを軽く押し下げることができ、一方、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの過程においては、たとえ粘度が高い内容物であっても、容器内からシリンダ内に確実に内容物を吸い上げることが可能となる。尚、コイルスプリングの全長は、液体噴出ポンプ内のコイルスプリングを設置する空間の長さの１１０〜１６０％の長さとすることが好ましい。コイルスプリングを押し縮めた状態で液体噴出ポンプ内に設置することにより、使用後は押下ヘッドを元の位置まで確実に押し戻すことが可能となる。
【００２７】
不等ピッチコイルスプリングと通常の等ピッチのコイルスプリングについて、収縮量(ストロークの長さ)に対する押圧の変化を図４に示す。不等ピッチコイルスプリングは、ストローク０〜３ｍｍでは通常のコイルスプリングと同じ押圧を示すが、ストローク４ｍｍ付近から通常のコイルスプリングより強い押圧となり、非線形特性を示す。不等ピッチコイルスプリングは粗巻部と密巻部の構成を変えることにより、ストロークの長さに対する押圧を適宜調整することができる。
【００２８】
不等ピッチコイルスプリングは、図３(ａ)に示すように、一端側にピッチが大きい粗巻部を形成し、他端側にピッチが小さい密巻部を形成することができる。粗巻部から密巻部へのピッチの変化は連続的であっても、段階的であってもよい。また、粗巻部や密巻部においてもスプリングのピッチを変化させることができ、その変化は連続的であっても段階的であってもよい。
【００２９】
また不等ピッチコイルスプリングは、粗巻部と密巻部とを交互に形成したものを用いることができる。図３(ｂ)は、スプリングの両端部に配した粗巻部の間に密巻部を配した実施形態を示す。また図３(ｃ)は、スプリングの両端部に密巻部を配し、２つの密巻部の間に粗巻部を配した実施形態を示す。
【００３０】
図５に、テーパコイルスプリングの例を示す。テーパコイルスプリングとは、スプリングの線径が均一でなく、テーパ状になったものをいう。テーパコイルスプリングを用いることにより、収縮量に対してバネ定数を連続的に変化させることができる。
【００３１】
図６に、(ａ)円錐型コイルスプリング、(ｂ)鼓型コイルスプリング、(ｃ)樽型コイルスプリング、(ｄ)釣り鐘型コイルスプリングの例を示す。コイルの直径が大きい部分はバネ定数が小さく、コイルの直径が小さい部分はバネ定数が大きいことから、このようなコイルスプリングを用いれば、収縮量に対してバネ定数を連続的に変化させることができる。
【実施例】
【００３２】
本発明の液体噴出ポンプについて行った測定試験およびアンケート結果を実施例として記載する。
【００３３】
図７は、不等ピッチのコイルスプリングを組み込んだ本発明の液体噴出ポンプと、等ピッチのコイルスプリングを組み込んだ従来の液体噴出ポンプの押圧の変化を示す。グラフは、押圧測定器(オートグラフ)を用いてストロークに対する押し圧(Ｎ)の変化を計測した結果を示すものであるが、測定器の治具が０．５ｍｍストロークした時点で液体噴出ポンプの押下ヘッドが下降し始めるため、ストローク０．５〜１ｍｍに示される押圧(Ｎ)が使用者が指に感じる押圧となる。グラフに示されるように、不等ピッチのコイルスプリングを組み込んだ液体噴出ポンプは初期(ストローク０．５〜１ｍｍ)の押圧を低く抑えることができる一方、押し切った時点(ストローク約７．５ｍｍ)の押圧は、従来の液体噴出ポンプの押圧(Ｎ)に近い値であることが確認された。尚、測定に使用した不等ピッチのコイルスプリングは、全長２３ｍｍ、コイル外径７．３ｍｍ、線径０．７ｍｍ、粗巻部１６ｍｍ(全長に対して約７０％)、密巻部７ｍｍ(全長に対して約３０％)とし、粗巻部のピッチは２ｍｍ、密巻部のピッチは１ｍｍとしている。比較用の従来の等ピッチのコイルスプリングのピッチは２ｍｍである。
【００３４】
また、本発明の液体噴出ポンプと従来の液体噴出ポンプとの使用テストによる比較試験を行ったところ、パネラー１０名全員より、本発明の液体噴出ポンプは従来の液体噴出ポンプに比べて初期の動作が軽く、操作性に優れるとの結果を得ることができた。
【００３５】
以上により、不等ピッチのコイルスプリングを組み込んだ本発明の液体噴出ポンプは、静置した状態から、押下ヘッドが動き出すまでの作動初期において、小さい力で押下ヘッドを押し下げることができる一方、内容物を噴出し終わった後、押下ヘッドが元の位置に戻るまでの復元過程においては十分な反発力が発揮されることが確認された。
【符号の説明】
【００３６】
１  液体噴出ポンプ
２  容器
３  シリンダ
４  コイルスプリング
５  ステム
５ａ  上ステム
５ｂ  下ステム
６  ピストン
７  ノズル
８  押下ヘッド
９  ポペット弁体
９ａ  フランジ部
１０  装着キャップ
１１  吸上げパイプ
１２  ポンプ機構部
１３  吸込弁
１４  連通孔
１５  ストッパー部
１６  空隙
１７  粗巻部
１８  密巻部
【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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