JP2004507678A - スプリング、および、スプリングを有するディスペンサ - Google Patents

Abstract

休止状態で鋭角をなすようにベンド（４０）を介して相互接続された２枚の薄片（４１、４２）から構成されたスプリングであって、前記薄片は、ベンドの周辺でのピボット動作により、お互いに対して弾性変形可能であり、特徴となるのは、スプリングに初期耐変形性を与えるエネルギー蓄積手段（４３、４４）をさらに有し、当該耐変形性には、２枚の薄片を互いに向けて移動させ続けるために超えられなければならない耐性閾値がある、という点であること、という前記スプリング。

Description

【０００１】
本発明はスプリングに関し、また、当該スプリングを戻しスプリング（ディスペンサを休止状態に戻す働きをするもの）として用いるディスペンサ装置に関する。しかしながら、本スプリングは、こうしたディスペンサへの実装という形でのみ使用されるものではない。その他にも、弾性戻し手段を必要とするシステムであれば、どんなものにでも使用できる。
【０００２】
スプリングについては、既に数多くのタイプが存在するが、最も一般的に使用されているのは、円筒状（または、ごくまれに円錐形）をした従来型の渦巻きスプリングである。こうした渦巻きスプリングを、自動化した方式で特定の装置またはシステムに取り付けようとする場合は、ロボットなど適当な装置を用い、角度付けした形でスプリングを配置したうえで、そのまま保持する必要がある。これは、円筒形または細長の形状をしている渦巻きスプリングを直立させておくのが非常に難しいことによる。そのため、部品として格納された状態から装置内の適切な位置にスプリングを直接的に送り込むことはできない。
【０００３】
本発明は、角度付けした形での配置をより簡単に行える、という効果を有する別タイプのスプリングを定義しようとするものであり、当該スプリングについては、スプリング機能を果たすべき位置にほとんど自動的に入ってくる。
【０００４】
以下に示すスプリングも公知のものであり、特許文書：ＵＳ−２ ４３２ ２８８号公報およびＵＳ−４ ９３２ ５０８号公報において説明されている。
ＵＳ−２ ４３２ ２８８号公報が示すスプリングは、それぞれの上で後ろに湾曲した２枚の薄片から構成され、一方の薄片の端部が他方の薄片に接触する形となっている。それら薄片を互いに近づけるためにスプリングに圧力を加えると、スプリングを変形させるのに必要な力は一方的に大きくなっていく。薄片同士を近づけてようと力を加えている間、タブ（薄片の自由端であって他方の薄片に接触しているものが形成する）は変形を受け、その変形は持続的であると共に、継続的に大きくなっていく。
【０００５】
ＵＳ−４ ９３２ ５０８号公報で説明されているのは、ジグザグ形状で実装された板バネを備えるオーバーランローラクラッチ（ｏｖｅｒｒｕｎｎｉｎｇ ｒｏｌｌｅｒ ｃｌｕｔｃｈ）である。スプリングの各薄片には窓が設けられており、この窓から切り出された湾曲タブは、スプリングが圧縮されると、自身が設けられたのとは別の方の薄片に接触するようになっている。この場合もやはり、スプリングを圧縮するのに必要な力は、湾曲タブが変形するにつれて一方的に大きくなっていく。
【０００６】
そのため、こうしたタイプのスプリングを用いると、スプリングが完全に圧縮またはロードされる保証がない。なぜなら、必要な圧縮力がだんだん大きくなっていくからである。圧縮力が充分でなく、その結果として、スプリングが部分的にしか圧縮されないという事態も起こりうる。戻しスプリングを使用する流体ディスペンサの分野では、こうしたことは特に好ましくない。毎回、正確に、計量した分量または「ドーズ」の単位での流体投与ができないことになるからである。
【０００７】
本発明の目的は、こうした問題を解消するために、確実に最大限まで圧縮されるスプリングを規定することである。
【０００８】
上記目的の達成のために、本発明は、休止状態で鋭角をなすようにベンドを介して相互接続された２枚の薄片から構成されたスプリングであって、前記薄片は、ベンドの周辺でのピボット動作により、お互いに対して弾性変形可能であり、特徴となるのは、スプリングに初期耐変形性を与えるエネルギー蓄積手段をさらに有し、当該耐変形性には、２枚の薄片を互いに向けて移動させ続けるために超えられなければならない耐性閾値がある、という点であること、という前記スプリングを提供する。
【０００９】
蓄積したエネルギーはポテンシャルエネルギーであり、そのため、スプリングは初期的に事前圧縮を受けている。この初期抵抗を克服するだけで、スプリングを瞬時に作動させることができる。これによって、スプリングが最大限圧縮されることが保証される。
【００１０】
また、２枚の薄片の間にエネルギー蓄積手段を備えること、とすれば効果的である。
【００１１】
また、実際的な実施の形態として、エネルギー蓄積手段は、薄片と一体化し、その自由端をもう一方の薄片に向ける形で延びる、というタブで成ること、とする。
【００１２】
また、タブは実質的にベンド方向に傾斜しており、もう一方の薄片は、タブに対して実質的に垂直な受け面を形成しており、当該受け面に対しては、２枚の薄片が近づけられている間にタブの自由端が押し付けられ、それによって、２枚の薄片を互いに向けて近づけ続けるために超えられなければならない初期耐変形性を発生させ、その後、タブの自由端が受け面から瞬時に解放されてベンド方向に進むようになっていること、とすれば効果的である。さらに、受け面が、もう一方の薄片上の出っ張りによって形成されていること、とするのが好ましい。こうしたエネルギー蓄積手段を備えるスプリングは、切り出し折り曲げ加工した金属製ブレードからも、成形プラスチックからも製造することができる。
【００１３】
その他の効果的な特徴によれば、薄片は実質的に形が同一であり、真っ直ぐであれば効果的であり、そして、実質的に平面である、となる。加えて、薄片の各々の幅は、長さの半分よりも広いこと、とする。その結果として、スプリングは、２枚ある薄片のうち一方の上に、ほとんど自動的に配置され、ベアリング面上に位置しない方の薄片に圧力が加えられると、スプリングの機能を果たす。ベンドが、薄片の各々の幅全体にわたって延びている、とするのが効果的である。
【００１４】
このように、本発明のスプリングは、開いたヘアピンのような形に作られていて、形状は特に単純である。また、切り出しおよび折り曲げ加工された金属製ブレードまたは成形プラスチックから、容易に製造することができる。
【００１５】
本発明は、また、流体ディスペンサであって、流体を格納しており、少なくとも１つの駆動壁を備える容器であって、容積が当該駆動壁の押下によって小さくなる、という容器と、流体が投与されるさいに通過する投与開口部と、を有し、特徴となるのは、容器がその内部に、上記のように定義されたスプリングを収めていることである、という前記流体ディスペンサを提供する。
【００１６】
また、取り外し可能な密封要素が、投与開口部を密封し、それによって、容器を外部から隔絶し、密封要素が投与開口部を密封している間は、スプリングは圧縮されて、占有する容積が最小限となること、とすれば効果的である。そうして、スプリングは、密封要素が取り除かれると直ちにゆるんで、投与開口部から容器内に入る空気によって容器の容積を大きくすること、とする。
【００１７】
こうしたスプリングは、上記タイプの流体ディスペンサ装置に用いるのが特に効果的である。なぜなら、ディスペンサの製造中にスプリングを容器内に入れさえすればよく、配置における角度付けに配慮する必要がないからである。角度付けへの配慮が不要なのは、スプリングが、２枚ある薄片の一方の上で自動的に位置につくからである。このように、スプリングを角度付けして配置し、それを保持するという従来技術の操作は不要となる。加えて、こうしたスプリングは製造コストも低い。
【００１８】
さらに、エネルギー蓄積手段によって事前圧縮を行うことが可能となるので、１ドーズ分の流体を残らず投与できることが保証される。
【００１９】
以下、本発明に関するスプリングの実施の形態と、特定の流体ディスペンサにおける実装とを非制限的な例として示す添付図面を参照しながら、本発明に関してさらに詳しく説明する。
【００２０】
図示されて本発明の説明に用いられるスプリングは、おおよその形状が、開いたヘアピンの形をしている。本スプリングは、全体を通して参照番号「４」が付加されており、ベンド４０を介して一方の端部で相互接続された２枚の薄片４１、４２から成っている。２枚の薄片４１、４２は、お互いに対して鋭角（例えば、２０度から６０度の範囲にある角度）をなす形で延びている。容易に理解できることであるが、こうしたヘアピン形状のクリップは、それが有する薄板をベンド４０周辺で変形／ピボット運動させて互いに接近させることで、容易に弾性変形させることができる。金属またはプラスチックなど、優れた形状記憶を有する適切な素材を選択すれば、２枚の薄片は、押圧力が薄片に加えられなくなったと同時に、弾力的に元の状態に戻ることになる。ここで示すのは、そうしたスプリングに関する特に簡単な実施の形態である。
【００２１】
スプリングの薄片に関しては、その長さに対して幅を比較的広くするのが好ましい。例えば、薄片の幅を、その長さの半分よりも大きくする、とすればよい。加えて、２枚の薄片は、ほぼ真直ぐで、平らな形とするのが効果的である。そうすれば、広くて、とりわけ安定したベアリング面が得られるからである。また、両方の薄片をほぼ同一とすることで、どちらの薄片の上にスプリングが位置することになっても違いが生じないようにするのが好ましい。こうした形状であるため、スプリングは自動的に、２枚ある薄片の一方の上に位置することになる。スプリングが薄片のエッジの位置にくることは、ほとんどありえない。薄片の自由端には丸みをつけるので、こうしたことは一層起こりにくい。
【００２２】
本発明の効果的な特徴として、スプリングはエネルギー蓄積手段または事前圧縮手段を有し、こうした手段によって、スプリングは初期の耐変形性を示すことになり、２枚の薄片をさらに続けて接近させるためには、この耐変形性の克服が必要となる。実際には、エネルギー蓄積手段は、２枚の薄片の一方が押下される際に指が当たる押圧箇所（ｓｑｕｅｅｚｉｎｇ）に対向するハードポイントの形となっている。薄片同士を近づけることを可能にするには、ハードポイントまたは抵抗点を克服する必要があり、それによって潜在エネルギーが蓄積される。潜在エネルギーは、その後、押圧力が所定の耐変形閾値（エネルギー蓄積手段によって決められる値）を上回った時点で、瞬時に解放される。閾値を上回ると、２枚の薄片は瞬時に接近させられ、互いと接触する状態となる。
【００２３】
実用的な実施の形態では、エネルギー蓄積手段は２枚の薄片４１、４２の間に位置し、受け面４４１と協働するタブ４３の形をとる。さらに厳密に言えば、タブ４３は、その端部を介して、薄片４１、４２の一方に接続されており、さらに、傾斜した形でベンド４０の方向に延びている。タブ４３の配置については、その自由端４３１が受け面４４１に対向するように角度付けしてある。受け面４４１については、他方の薄片４２に形成された出っ張り４４の形とするのが効果的である。また、タブ４３は薄片４１から直接的に形成するのが効果的であり、具体的には、薄片４１にはＵ字状のカットを施してタングを切り出し、当該タングをスプリングの内側に向けて折り曲げることでタブ４３を形成している。その結果、薄片４１にウィンドウ４３０が形成さる形となり、弾性的にその内部に押し込まれると、タブ４３は当該ウィンドウの中におさまることになる。そのため、タブ４３の分だけ厚みが増す、という事態は生じない。
【００２４】
加えて、薄片４２上の出っ張り４４は、受け面４４１とタブ４３とが、タブ４３の自由端４３１のすぐ後ろで一列に並ぶ位置にくるように形成されている。図１に示す実施の形態では、休止状態におけるタブ４３の自由端４３１は、受け面４４１とは接触しない。ただし、スプリングの元の形が変わらないのであれば、自由端４３１と受け面４４１とが休止位置で接触することとしてもよい。図１を見れば容易に理解できることであるが、２枚の薄片４１、４２を互いに近づけていくと、タブ４３の自由端４３１は薄片４２の受け面４４１に接触する。また、図を見て分かるように、受け面４４１がタブ４３に対してほぼ垂直に延びる形とすることもできる。そうすると、タブ４３の自由端４３１が、前記受け面４４１の上を一直線にスライド移動することにはならない。このように、最初の段階では、薄片４２が薄片４１に向かって押しやられても、自由端４３１が面４４１上で受け止められた状態を保つため、その結果、上述の耐変形性に対応するハードポイントが生成される。薄片４２に加える押圧力を大きくすると、前記薄片はタブ４３との接触点で変形しやすくなり、その結果、自由端４３１が受け面４４１上をスライド移動することになる。耐変形閾値に達した時点で、突然、自由端４３１が出っ張り４３を越えてスライド移動する。そうして、薄片４２は瞬時に曲がって薄片４１の上に重なる。最終的な変形状態においては、薄片４２は薄片４１にほぼ平行となる。そうすると、タブ４２はウィンドウ４３０内に収まって、出っ張り４４を越えた位置にある自由端４３１は、ベンド４０に向かって行く形となる。
【００２５】
耐変形閾値は、詳しく言えば、薄片４１および薄片４２に対するタブ４３の傾斜と、タブ４３が延びる方向に対する受け面４４１の取付け角度とによって決まる。これら２つのパラメータを変化させることで、異なる値の初期耐変形閾値を持ったスプリングを得ることができる。
【００２６】
こうしたスプリングは、例えば、切り出し折り曲げ加工した金属性ブレードから製造すればよい。また、こうしたスプリングは、成形プラスチック素材からも製造できる。
【００２７】
これまでに説明したスプリングの好適な用途として、図４および図５に示すような流体ディスペンサがある。
この非限定的な実施の形態におけるディスペンサは、２枚の可撓性ラミネートフィルムシート１、２から出来ており、これらフィルムは、それぞれの周縁部１１、１２においてシール処理で接合されて、両者の間に、流体容器３用の空間に実質的に相当する空間が規定されている。また、インサート５がシート１、２の間に配置されているものとする。インサート５には投与開口部５０とリセスとが形成されており、リセス内には、穴を開けたファイバー６が、容器３内部にまで延びる形で保持されている。ファイバー６は、容器３に格納された流体をしみ込ませる形で働く。ファイバーに流体を吸収させてしまえば、あとは、空気流を発生させてファイバーを通過させるだけで、インサート５の投与開口部５０において２相投与を生じさせることができる。投与開口部５０の先には、シール接合された２枚のシート１、２によって、切り取り式または折り曲げ式のタング１２が形成されている。タング１２は、投与開口部５０を密封することで、容器３を外部から隔絶する。
【００２８】
本発明における容器３は、シート１、２の間に配置された形で、スプリング４を内部に有する。図２を見て分かるように、スプリング４は、少なくともディスペンサの一方の壁１（駆動壁といってもよい）に働きかけて、容器３の内部容積を大きくする。特別な効果的特性として、スプリング４は押さえつけられて完全な圧縮状態になっており、密封要素１２が投与開口部５０を密封し、それによって容器３を外部から隔てている間は、その状態を保つ。言いかえると、容器３は製造時に密封されており、さらにその時点で、スプリングは最大限の圧縮状態にまで押さえつけられ、結果、容器の容積は最小限となっている。図１に示すこの状態では、容器３の内部には、流体以外のものはほとんど入っておらず、気体は全く、あるいはほとんど入っていない。容器３は密封要素１２によって完全に外部から隔てられているので、容器３内部でスプリング４がゆるむことはない。容器の壁１、２に大気圧が加わっているからである。ディスペンサは、この状態で、使用までの間保管することができ、その厚みは実質的に、完全圧縮された状態でのスプリング４の厚みをフィルムシート１、２の厚みの合計に加えたものとなるので、非常に薄い。その時、スプリング４は最小限の容積を規定し、その中に格納された流体は、実質的に何の圧力も受けていない。そのため、容器３がつぶれることによって漏れが生じるおそれはない。こうしたディスペンサは、特に平らく、圧力に対しても非常に強いので、例えば、雑誌に挟み込むことも可能である。
【００２９】
密封要素１２が取り外されると直ちに、投与開口部５０を通って容器３に空気が入り込み、スプリング４が容器内部でゆるむため、容器の内部容積は大きくなる。そうして、容器３は流体と気体（通常、空気）とで満たされる。流体をスプレーの形で投与するには、例えば親指を使って、スプリング４の力に逆らう形で壁１を押下しさえすればよい。そうすれば、流体を吸収したファイバー６を通過する形で空気を送出できる。空気は、流体を吸収したファイバー６を通り抜けることで、投与開口部５０において２相のスプレーを発生させる。駆動壁１の押下を止めると直ちに、スプリング４の弾性運動によって、壁１は、図５に示す元の形に戻る。
【００３０】
スプリング４は、保管状態（図４参照）では、容器３の最小容積を決定することで、スペーサとして働く。また、密封要素１２が切り取られた時点では、容器３の容積を大きくすることで、プライマとして働く。そして、ディスペンサが駆動された時点では、駆動壁１を押し戻すことで、戻しスプリングとして働く。
【００３１】
図１乃至３を参照しながら上記のように規定したスプリングについては、このタイプのディスペンサで用いるのが特に効果的である。それは、スプリングの容器内への配置をディスペンサの製造中に行えるからであり、その際に、特に角度をつけて配置する必要がないからである（スプリングは、２枚ある薄片の一方の上に自動的に配置される）。加えて、完全圧縮状態における本スプリングは、非常に平べったくなるので、ディスペンサも非常に平らなものとすることができる（このことは、上記の理由により、大変効果的である）。加えて、エネルギー蓄積手段を備えたスプリングを用いれば、事前圧縮ディスペンサを得られる。前記スプリングの存在により、駆動壁１０が段階的または線形的に押下される事態は生じない。駆動壁１０に対しては、スプリングの耐変形閾値を上回るのに充分な強さの力を加える必要がある。圧力が前記耐変形閾値を超えると直ちに、駆動壁１０が瞬時に押し込まれ、容器３内部の流体と気体との混合物に対しても一瞬のうちに圧力が加わる。そうすると、混合物は、ファイバー６と投与開口部５０とを高速で通過して放出されることになる。よって、良質の２相噴霧が保証される。こうしたことは、耐変形閾値を持たない従来のコイル型または渦巻き型のスプリングには当てはまらない。
【００３２】
こうした、エネルギー蓄積手段を組み込んだ特別なスプリングによれば、形状記憶を持たない単なる流体パッケージからでも、事前圧縮ディスペンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスプリングを示す縦断面図である。
【図２】図１ に示したスプリングの斜視図である。
【図３】図１および図２ に示したスプリングを示す端面図である。
【図４】図１乃至３に示したスプリングを用いた流体ディスペンサを示す縦断面図であり、未使用状態のディスペンサを示す図である。
【図５】図４に示したディスペンサを、使用準備のできた状態で示す断面図である。

Claims (11)

1. 休止状態で鋭角をなすようにベンド（４０）を介して相互接続された２枚の薄片（４１、４２）から構成されたスプリングであって、
   前記薄片は、ベンドの周辺でのピボット動作により、お互いに対して弾性変形可能であり、
   特徴となるのは、スプリングに初期耐変形性を与えるエネルギー蓄積手段（４３、４４）をさらに有し、当該耐変形性には耐性閾値があり、２枚の薄片が互いに向かって瞬時に移動するようにするためには、当該閾値を超える力が必要となる、という点である前記スプリング。
2. ２枚の薄片の間にエネルギー蓄積手段を備えること、
   を特徴とする請求項１に記載のスプリング。
3. エネルギー蓄積手段は、薄片（４１）と一体化し、その自由端（４３１）をもう一方の薄片（４２）に向ける形で延びる、というタブ（４３）で成ること、
   を特徴とする請求項１または２に記載のスプリング。
4. タブ（４３）は実質的にベンド（４０）方向に傾斜しており、
   もう一方の薄片（４２）は、タブ（４３）に対して実質的に垂直な受け面（４４１）を形成しており、当該受け面（４４１）に対しては、２枚の薄片が近づけられている間にタブ（４３）の自由端（４３１）が押し付けられ、それによって、２枚の薄片を互いに向けて近づけ続けるために超えられなければならない初期耐変形性を発生させ、その後、タブの自由端（４３１）が受け面（４４１）から瞬時に解放されてベンド（４０）方向に進むようになっていること、
   を特徴とする請求項３に記載のスプリング。
5. 受け面（４４１）が、もう一方の薄片（４２）上の出っ張り（４４）によって形成されていること、
   を特徴とする請求項４に記載のスプリング。
6. 薄片（４１、４３）は実質的に、真っ直ぐ、平面的で、形が同一であること、
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のスプリング。
7. 薄片（４１、４２）の各々は、長さの半分よりも広い幅を有していること、
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスプリング。
8. 切り抜きおよび折り曲げ加工された金属製ブレードから、一体となった形で製造されること、
   を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のスプリング。
9. 流体ディスペンサであって、
   流体を格納しており、少なくとも１つの駆動壁（１０）を備える容器（３）であって、容積が当該駆動壁の押下によって小さくなる、という容器と、
   流体が投与されるさいに通過する投与開口部（５０）と、を有し、
   特徴となるのは、容器（３）がその内部に、請求項１乃至８のいずれかに記載のスプリング（４）を収めていることである、
   という前記流体ディスペンサ。
10. 取り外し可能な密封要素（１２）が、投与開口部（５０）を密封し、それによって、容器（３）を外部から隔絶し、
    密封要素が投与開口部を密封している間は、スプリング（４）は圧縮されて、占有する容積が最小限となること、
    を特徴とする請求項９に記載のディスペンサ。
11. スプリングは、密封要素が取り除かれると直ちにゆるんで、投与開口部から容器内に入る空気によって容器の容積を大きくすること、
    を特徴とする請求項１０に記載のディスペンサ。

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