JP3804691B2

JP3804691B2 - ポンプ機構

Info

Publication number: JP3804691B2
Application number: JP09377096A
Authority: JP
Inventors: 義則稲川
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2016-04-16
Also published as: DE69637330T2; US6105830A; EP1083002B1; DE69624642D1; KR970016111A; CN1076308C; EP0761559B1; EP0761559A2; EP1083002A3; JPH09131275A; DE69637330D1; TW312676B; EP0761559A3; DE69624642T2; CN1159416A; US5881927A; EP1083002A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばハンドソープやシャンプー、リンスなどの液剤が充填された容器に取り付けられ、この容器内から液剤を吸い上げて吐出させるポンプ機構に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、使い勝手に優れることから、ワンプッシュで適量の液剤を供給できるよう構成された液剤供給装置が広く普及している。
こうした装置にあっては、容器部内に蓄えられた液剤を吸い上げて、一定量だけノズルから吐出させるポンプ機構の重要性が特に高い。
【０００３】
ここで、図７及び図８を用いて、従来のポンプ機構の構造を説明する。なお、図７は液剤を吐出させる前の状態を示すポンプ機構の半断面図、図８は液剤を吐出させた状態でのポンプ機構の半断面図である。
図７及び図８中、３１は液剤が充填された容器（図示せず）の開口部に螺着するキャップ状の基部、３２は基部３１に固定されたシリンダである。シリンダ３２の下端にはボール弁３３が設けられており、シリンダ３２にはこのボール弁３３を介して、液剤を吸い上げるためのチューブ（図示せず）が接続されている。
【０００４】
３４は中空な軸であり、下端部にはカップ状のピストン３４ａを備える。このピストン３４ａの外周面は、シリンダ３２の内周面に密着している。
軸３４の上端には、一体構造のヘッド３５及びノズル３６が取り付けられており、更に軸３４におけるヘッド３５位置近傍には、ボール弁３７が設けられている。
【０００５】
３８はシリンダ３２と軸３４との間に配された金属製のコイルスプリング、３９はコイルスプリング３８が、く字状に撓まず、鉛直方向に伸縮するよう設けたガイド部材である。なお、このガイド部材３９は、ボール弁３３を構成する球体の可動範囲を規制するストッパとしての役割も果たす。
上記のごとく構成されたポンプ機構では、シリンダ３２内に液剤が溜まった状態（図７に示す状態）でヘッド３５を押し下げると、液圧が高まってボール弁３７のみが開き、液剤がノズル３６から吐出する。
【０００６】
液剤の吐出が完了した状態（図８に示す状態）でヘッド３５から手を離すと、ヘッド３５を押し下げた際に圧縮されたコイルスプリング３８の復元力によってピストン３４ａが押し上げられる。このときシリンダ３２内は負圧となるので、ボール弁３３のみが開いて、液剤がシリンダ３２内に吸い上げられ、吐出準備状態となる。
【０００７】
ところで、こうしたポンプ機構では、廃棄処理やリサイクル処理に先立って、異種素材である樹脂と金属とを分別しなければならない。すなわち、人手によって分解し、金属製のコイルスプリング３８を、樹脂製の本体部から取り外さねばならない。このため、処理コストが高く付いている。
また、上記ポンプ機構では、長期間にわたって使用した場合、コイルスプリング３８の性能低下に起因して、トラブルを生じる恐れがある。すなわち、コイルスプリング３８は絶えず液剤に浸かっているので錆びやすく、弾撥力の低下や折損が起きることがある。こうした欠陥が生じた場合、コイルスプリング３８は所要の弾撥性能を発揮できず、ピストン３４ａの位置復元が不能となり、したがって液剤の再吐出ができなくなる。
【０００８】
こうした課題に加えて、製造時の原材料消費を抑え、資源の有効利用を図るため、ポンプ機構の小型化、構造の簡略化が強く求められている。
更に、上記ポンプ機構には次のような問題もある。すなわち、ピストン３４ａの復元力の大きさは、液剤の種類に応じて適切なものとなるよう設定しなければならない。たとえば、粘性の高いゲル状の液剤では復元力を大きくする必要がある。これは、粘性の高い液剤は流動性が悪く、したがって高速でピストン３４ａを上昇させ、通常の液剤の場合よりも大きな負圧をシリンダ３２内に発生させなければならないからである。そこで、従来はコイルスプリング３８を弾撥力、すなわちバネ定数が異なるものと交換することで復元力を調節していた。ゆえに、バネ定数の異なるコイルスプリングを何種類も準備しておく必要があり、それだけコストが高く付いていた。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、廃棄処理やリサイクル処理の際に、素材ごとの分別が不要であり、低コストで処理できるポンプ機構を提供することである。
また、優れた耐久性を有し、長期間にわたる使用でも動作不良が起きにくく、しかも小型であって、構造の簡単な、すなわち部品点数の少ないポンプ機構を提供することである。
【００１０】
更に、液剤を吐出させる際の反力、すなわち復元力を液剤の種類に応じた適切なものとなるよう容易に変更できるポンプ機構を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、液剤導入口を有するシリンダ部と、このシリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、シリンダ部の上端部の開口を密封する蓋部と、ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン部の上端面との間に略真空状態を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と大気圧との差圧で前記ピストン部を元の位置に復元させる復元手段とを具備することを特徴とするポンプ機構によって解決される。
【００１２】
特に、液剤が充填される容器に取り付けられ、前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、液剤導入口を有するシリンダ部と、このシリンダ部内の空間からつづく液剤の吐出誘導路と、前記シリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、シリンダ部の上端部の開口を密封する蓋部と、ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン上端面との間に略真空状態を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と大気圧との差圧で前記ピストン部を元の位置に復元させる復元手段とを具備し、前記ピストン部を押し込み変位させることで、前記シリンダ部内に蓄えられた液剤が前記吐出誘導路を経て吐出し、かつ、前記ピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記ピストン部が元の位置に復元すると共に、前記シリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構によって解決される。
【００１３】
また、上記課題は、液剤が充填される容器に取り付けられ、前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、前記容器の開口部に係合し、中央に貫通孔が形成されたキャップ状の基部と、この基部に取り付けられた、液剤導入口を有するシリンダ部と、前記液剤導入口の近傍に設けられた、液剤を前記容器内から前記シリンダ部内へのみ通過させる第１の弁と、前記シリンダ部内の空間からつづく液剤の吐出誘導路と、この吐出誘導路の近傍に設けられ、液剤を前記シリンダ部内から吐出口側へのみ通過させる第２の弁と、前記シリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、前記基部にガイドされた、前記ピストン部から延在する軸部と、気密状態で前記軸が挿通すると共に、前記シリンダ部における前記軸が延在する側の開口を閉塞する蓋部と、前記ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン部の上端面との間に略真空状態の空間を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と前記ピストン部に液剤を介して作用する大気圧との差圧で、前記ピストン部を元の位置に復元させるよう構成した復元手段とを具備し、前記軸部を押圧して前記ピストン部を押し込み変位させることで、前記シリンダ部内に蓄えられた液剤が前記吐出誘導路を経て吐出し、かつ、前記ピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記ピストン部が元の位置に復元すると共に、前記シリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構によって解決される。
【００１４】
なお、上記ポンプ機構では、ピストン部から延在する軸部は筒状のものであって、かつ、前記ピストン部において軸部に対応した位置には貫通孔が形成されてなり、前記軸部が吐出誘導路の少なくとも一部として機能するよう構成してなることが好ましく、これによってポンプ機構の構造を更に簡略化できる。また、上記課題は、液剤が充填される容器に取り付けられ、前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、前記容器の開口部に係合し、中央に貫通孔が形成されたキャップ状の基部と、この基部に設けられた、周面に液剤戻し孔を有する第１のシリンダ部と、この第１のシリンダ部の底面側に連設された、液剤導入口を有する第２のシリンダ部と、前記液剤導入口の近傍に設けられ、液剤を前記容器内から前記第２のシリンダ部内へのみ通過させる第１の弁と、前記第１のシリンダ部内を変位可能に設けられた、中央に貫通孔を有する環状の第１のピストン部と、前記第２のシリンダ部内を変位可能に設けられた、中央に貫通孔を有する環状の第２のピストン部と、前記第１のピストン部から延在し、内部には、前記第１のピストン部の貫通孔に対応した第１の吐出誘導路、及びこの第１の吐出誘導路と略平行な第１の液剤戻し路が形成された第１の軸部と、前記第２のピストン部から延在し、内部には、前記第２のピストン部の貫通孔に対応して前記第１の吐出誘導路から続く第２の吐出誘導路が形成されてなると共に、前記第１のシリンダ部の底面を気密状態で挿通して、前記第１のピストン部と第２のピストン部とを連結する第２の軸部と、内部には、前記第１の吐出誘導路から続く第３の吐出誘導路、及びこの第３の吐出誘導路から分岐して前記第１の液剤戻し路に続く第２の液剤戻し路が形成された、前記第１の軸部に取り付けられる吐出口部と、前記第１の軸部と吐出口部との間に介在させられ、前記第１の吐出誘導路と第３の吐出誘導路との間の部分では前記第２のシリンダ部内に蓄えられた液剤を前記吐出口部の開口側へのみ通過させ、かつ、前記第１の液剤戻し路と第２の液剤戻し路との間の部分では液剤を前記吐出口部内から前記第１のシリンダ部内へのみ通過させる第２の弁と、前記第２のピストン部の押し込み変位によって、前記第１のシリンダ部の底面と前記第２のピストン部との間に略真空状態の空間を形成し、前記第２のピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と前記第２のピストン部に液剤を介して作用する大気圧との差圧で、前記第２のピストン部を元の位置に復元させるよう構成した復元手段とを具備し、前記吐出口部を押圧して、前記第１及び第２のピストン部を押し込み変位させることで、前記第２のシリンダ部内に蓄えられた液剤が前記第１、第２、第３の吐出誘導路を経て吐出すると共に、前記第１のシリンダ部内に溜まった液剤が前記液剤戻し孔を経て前記容器内に戻され、かつ、前記第１及び第２のピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記第１及び第２のピストン部は元の位置に復元し、この際、前記第１及び第２の液剤戻し路を経て、前記第３の吐出誘導路に残った液剤を前記第１のシリンダ部内に戻すと共に、前記第２のシリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構によって解決される。
【００１５】
なお、このポンプ機構おいて、第１のシリンダ部の底面には、第２の軸部が挿通する環状の凸部が設けられてなると共に、この凸部の内周面には前記第２の軸部を包囲する環状溝が形成されてなり、かつ、前記第２の軸部の外周面における第２のピストン部近傍位置には、凹部が形成されてなることが好ましい。
これは、第２のシリンダ部内において、第２のピストン部の上端面と環状凸部の下端面との間に形成される空間に、何らかの原因で空気が侵入した場合、それを簡単に外部に排出できるようにするためである。すなわち、こうした構造のポンプ機構では、第２のピストン部を、通常使用する際の上限よりも更に高く上昇させると、その途中で第２の軸部の凹部が環状凸部の環状溝と出合う。これによって、凹部から環状溝を経て第１のシリンダ部側に通じる、空気の排出路が形成される。したがって、第２のシリンダ部内に侵入した空気を第１のシリンダ部側に容易に排出できる。この操作を定期的に行うことで、第２のシリンダ部内を所要の真空度に維持でき、機能の低下が起きない。ただし、こうした構造を採用するポンプ機構は、基本的に、第２のピストン部の上端面と環状凸部の下端面との間に、常時、略真空状の空間を設けておくものに限る。これ以外のもの、たとえば、常時、第２のピストン部の上端面と環状凸部の下端面とを密着させておくものについては、エア抜きの必要がないから、上記構成は不要である。
【００１６】
上述したように本発明のポンプ機構では、内部に略真空状態をつくり、この略真空な空間の内圧と大気圧との差圧によって、ピストン部を復元動作させるようにしたので、コイルスプリングが不要となる。そして、コイルスプリングに代わる復元手段は、ポンプ機構本体と同じ樹脂材料から構成できる。したがって、金属製のコイルスプリングを用いた場合のごとく、廃棄処理やリサイクル処理に際して分解、分別する必要がなく、処理コストを低く抑えることができる。
【００１７】
また、液剤によって錆びやすい金属製コイルスプリングが無いから、長期間にわたって使用しても不具合が起きず、耐久性に優れる。
更に、コイルスプリングだけでなくガイド部材なども不要であり、これによってシリンダ部内の空間を有効に使えるようになるから、高さ寸法（ピストン部が変位する方向の寸法）を小さくできる。つまり、ポンプ機構の小型化が図れる。また、それだけ部品点数も少なくなるので、構造の簡略化も図れる。
【００１８】
そして、本発明のポンプ機構では、ピストン部のシリンダ部に対する初期セット位置を変更することで、すなわち初期状態でシリンダ部内に存在する空気の量を変えることによって、ピストン部を押し込む際の反力（復元力）を自在に調節できる。例えば、ほとんど空気が残らないよう、ピストン部をシリンダ部に装着される蓋部（二つのシリンダ部からなるものについては、もう一方側のシリンダ部の底面）に近接させてセットする。すると、押し込み操作でピストン部が変位した直後から、シリンダ部内には、ほぼ真空状態の空間が形成される。この状況下では、シリンダ部の内圧と大気圧との差圧が最も大きく、よって最大の復元力が得られる。一方、空気をシリンダ部内にある程度残しておけば、ピストン部を押し込んでも内圧はそれほど急激に低下せず、したがって復元力は小さい。このように本発明のポンプ機構では、ピストン部のセット位置を変えるだけの簡単な操作で、ピストン部の復元力を吸い上げられる液剤の種類に応じた適切なものとなるよう設定できるから、コイルスプリングを用いた場合のごとく、コストが高く付くといった欠点はない。
【００１９】
なお、本発明のポンプ機構は、以下に実施形態として説明する手押し型のものだけでなく、一般にトリガーディスペンサと呼ばれるタイプのものに応用することもできる。すなわち、ピストン部から延びる軸（あるいはピストン部自体）に対して、人指し指などで操作されるトリガーから直接または間接的に力を加え、液剤をノズルから吐出させるよう構成してもよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１及び図２に本発明の第１実施形態を示す。図１は液剤を吐出させる前の状態を示すポンプ機構の断面図、図２は液剤を吐出させた状態でのポンプ機構の断面図である。
図１及び図２中、１はキャップ状の基部であり、液剤が充填された容器（一点鎖線で示す）の開口部に螺着できるよう、内周面にはネジ溝が形成されている。
【００２１】
基部１の裏面中央には円筒状の凸部（蓋部）１ａが一体的に設けられており、更に凸部１ａには容器内に大気圧を導入するための細孔１ｂが形成されている。２はシリンダであり、凸部１ａに嵌合・固定されている。両者の接合部には、シリンダ２内へ空気が流入しないよう、高い気密性を持たせている。
シリンダ２の底面には液剤導入口２ａが形成され、三点支持弁（第１の弁）３が取り付けられている。また、液剤導入口２ａから続く導管２ｂには、容器内から液剤を吸い上げるためのチューブ４が接続されている。
【００２２】
５は内部に吐出誘導路５ａが形成された筒状の軸であり、気密状態で基部１の凸部１ａを挿通し、それにガイドされている。
軸５の下端にはピストン６を設けており、このピストン６の外周面をシリンダ２の内周面に密着させている。すなわち、ピストン６がシリンダ２の内部を気密性を保った状態で変位できるようになっている。
【００２３】
ピストン６の底面には、貫通孔６ａに対応して三点支持弁（第２の弁）７が取り付けられている。
８はヘッド、９はヘッド８に一体的に設けたノズルである。
上記構成のポンプ機構にあっては、シリンダ２内に液剤が溜まった状態（図１に示す状態）でヘッド８を押し下げると、液剤の圧力が高まり、三点支持弁７が開く（三点支持弁３は閉じたまま）。液剤は、開いた三点支持弁７を通過し、吐出誘導路５ａを経て、ノズル９から吐出する。
【００２４】
これと同時に、ピストン６の上端面と凸部１ａの下端面との間に、略真空な空間Ｂが形成される。このため、ピストン６には、液剤を介して作用する大気圧と空間Ｂの内圧との差圧による上向きの力が作用する。つまり、ヘッド８を押し下げようとする力に抗する反力が発生する。そして、この反力は、ピストン６を押し込めば押し込むほど、大きくなっていく。
【００２５】
この反力に逆らって、ヘッド８を最終位置まで押し下げ、一回分の量をシリンダ２内から完全に排出した状態は、図２に示す通りである。
この状態でヘッド８に加えていた力を解除すれば、大気圧と、略真空な空間Ｂの内圧との差圧に起因した復元力によって、ピストン６が押し上げられる。これに伴い、三点支持弁３が開いて（三点支持弁７は閉じたまま）、液剤をシリンダ２内に吸い上げる。ピストン６が、液剤を吐出させる前の位置まで復元し、シリンダ２内が液剤で完全に満たされれば、再び吐出可能な準備状態となる。
【００２６】
上述したように本発明の第１実施形態では、ピストン６の復元手段として、大気圧と略真空な空間の内圧との差圧に起因した力を利用したので、金属製のコイルスプリングが不要である。したがって、廃棄処理やリサイクル処理に際して、素材ごとに分別しなくとも良く、低コストで処理できる。
また、金属製コイルスプリングを用いた場合のごとく、例えば錆による動作不良が皆無であり、長期間にわたって安定した吐出能力が発揮される。
【００２７】
更に、金属製コイルスプリングやガイド部材などが内部に存在しない分だけ、シリンダ２内の空間を有効に使え、高さ寸法を小さくできる。しかも、従来のものに比べて部品点数が少なく、構造をそれだけ簡素化できる。
図３〜図６に本発明の第２実施形態を示す。図３は液剤を吐出させる前の状態を示すポンプ機構の断面図、図４は液剤を吐出させた状態でのポンプ機構の断面図、図５は空気の排出路が形成された状態を示す断面図、図６は復元力を回復するために真空室内の空気を一時排出した状態を示す断面図である。
【００２８】
図３〜図６中、１０は基部であり、容器（図示せず）の開口部に螺着される。この基部１０には、第１のシリンダ１１が一体的に設けられている。
第１のシリンダ１１の周面には、所定間隔、例えば１８０°間隔で貫通孔（液剤戻し孔）１１ａが形成されている。この貫通孔１１ａは、後に詳述するように液剤の戻り分を容器内に返すためのものである。
【００２９】
１２は第２のシリンダであり、第１のシリンダ１１の底面に一体的に設けた環状凸部１３に嵌合している。そして、両者を全周囲で密着させることにより、接合部に高い気密性を持たせている。
第２のシリンダ１２の底面には液剤導入口１２ａが形成され、その位置に三点支持弁（第１の弁）１４が取り付けられている。また、液剤導入口１２ａから続く導管１２ｂには、容器内から液剤を吸い上げるためのチューブ（図示せず）が接続される。
【００３０】
１５は内部に第１の吐出誘導路１５ａが形成された第１の軸であり、この第１の軸１５は基部１０にガイドされて上下方向に変位可能となっている。
第１の軸１５の下端部には、第１の吐出誘導路１５ａから続く貫通孔を有する第１のピストン１６が一体的に設けられている。この第１のピストン１６の外周面は、第１のシリンダ１１の内周面に密着しており、第１のシリンダ１１の内部を気密性を保持した状態で変位可能となっている。
【００３１】
第１の軸１５には、第１の吐出誘導路１５ａと共に、第１の液剤戻し路１５ｂが設けられている。この第１の液剤戻し路１５ｂは、第１のピストン１６を貫通している。
１７は内部に第２の吐出誘導路１７ａが形成された第２の軸であり、気密性を保持した状態で第１のシリンダ１１の底面部、すなわち環状凸部１３を挿通している。第２の軸１７は、第１の軸１５に嵌合しており、これによって第１の吐出誘導路１５ａと第２の吐出誘導路１７ａとから、連続した一本の吐出誘導路が構成されている。
【００３２】
第２の軸１７の下端部には、第２の吐出誘導路１７ａから続く貫通孔を有する第２のピストン１８が一体的に設けられている。したがって、第２の軸１７によって連結された第１のピストン１６と第２のピストン１８とは連動するようになっている。
１９はノズル、２０はノズル１９と一体構造のヘッド（吐出口部）である。ヘッド２０は、三点支持弁１４と同じく方向性を有する断面皿形の弁２１（第２の弁）を挟んで、第１の軸１５に取り付けられている。なお、特に図示してはいないが、弁２１の中央部、すなわち第１の吐出誘導路１５ａの開口に対応する部分には、例えば一文字状のスリットが形成されている。そして、このスリットを取り囲む縁部が、一部分を除いてヘッド２０に接着されている。
【００３３】
ヘッド２０の流路（第３の吐出誘導路）からは、第２の液剤戻し路２２が分岐している。上記の弁２１において、ヘッド２０に接着されていないのは、この第２の液剤戻し路２２に対応した部分および、その近傍である。弁２１におけるこの非接着部位は、液剤の吐出後、ヘッド２０が元の位置に復帰する際に、第１のシリンダ１１内に生じる負圧で吸引されて変形する。これによって、弁２１で閉じられていた第２の液剤戻し路２２の開口が開放される。したがって、ノズル１９内に残った液剤は、弁２１が変形してできる隙間から流れ落ち、第１の液剤戻し路１５ｂを経て、第１のシリンダ１１内に吸い込まれる。
【００３４】
第１のシリンダ１１の底面に設けた環状凸部１３の内周面には、第２の軸１７を包囲する環状溝２３が形成されている。また、第２の軸１７の外周面における第２のピストン１８の近傍位置には、凹部２４が形成されている。これら環状溝２３と凹部２４とは、後述するように、所要の真空度を維持するためのエア抜きに用いられる。
【００３５】
基部１０における中央貫通孔の内周面には、所定間隔でスプライン溝２５が形成されている。また、第１の軸１５の外周面には、スプライン溝２５に対応した間隔で凸片２６が形成されている。したがって、位置合わせをして第１の軸１５を押し込めば、凸片２６はスプライン溝２５が形成された部分を通過できる。この後、第１の軸１５をいくらか回転させれば、凸片２６とスプライン溝２５とが干渉し合い、押し込んだ力を解除しても、第１の軸１５は再び元の高さまでは突出できなくなる。こうして、第１の軸１５は、通常、図３に示す高さに存在するよう規制される。
【００３６】
上記構成のポンプ機構にあっても、第２のシリンダ１２の下空間内に液剤が溜まった状態（図３に示す状態）でヘッド２０を押し下げると、液剤の圧力が高まり、弁２１が開く（三点支持弁１４は閉じたまま）。液剤は、開いた弁２１を通過し、ノズル１９から吐出する。
また、これと同時に、第１のシリンダ１１内の液剤（戻り分）は、第１のピストン１６の降下によって貫通孔１１ａから排出され、容器内に返される。
【００３７】
ところで、液剤を吐出させる際、第２のピストン１８が降下すると、その上端面と環状凸部１３の下端面との間隔は大きくなっていく。したがって、第２のピストン１８には、大気圧と第２のシリンダ１２の上空間（真空室）内圧との差圧に起因した上向きの力が作用する。これがヘッド２０を押し下げようとする力に抗する反力（復元力）となる。この反力に逆らってヘッド２０を最終位置まで押し下げ、一回分の量の液剤を吐出させた状態は、図４に示す通りである。
【００３８】
液剤の吐出後、ヘッド２０に加えていた力を解除すれば、第２のピストン１８は復元力によって元の位置まで押し上げられる。これに伴い、三点支持弁１４が開いて（弁２１は閉じたまま）、液剤を第２のシリンダ１２の下空間内に吸い上げる。
また、第２のピストン１８の上昇に伴い、第１のピストン１６も上昇し、第１のシリンダ１１内は負圧となる。すると、弁２１の非接着部位が吸引されて変形し、ノズル１９内に吐出せずに残った液剤を通過させる。弁２１を通過した液剤は、第１の液剤戻し路１５ｂを経て、第１のシリンダ１１内に吸い込まれる。したがって、ノズル１９の先端から液ダレすることはない。
【００３９】
第２のピストン１８が液剤を吐出させる以前の位置まで復元した時点で、すなわち図３の状態に戻った時点で、第２のシリンダ１２の下空間内は液剤で満たされ、再び液剤の吐出が可能な準備状態となる。
上記構造のポンプ機構では、第２のシリンダ１２の上空間内（第２のピストン１８の上端面と環状凸部１３の下端面との間の空間内）に、何らかの原因で空気が侵入することが考えられる。これに対応するため、本実施形態のものでは、エア抜きを可能としている。
【００４０】
エア抜きは次のようにして行われる。まず、第２の軸１５をいくらか回転させて、スプライン溝２５と凸片２６とによる位置規制を解除する。これによって、ヘッド２０を、通常の上限よりも高く上昇させることが可能となる。
ヘッド２０を上昇させていくと、その途中で第２の軸１７の凹部２４が環状凸部１３の環状溝２３に出合い、図５に矢印で示すごとく、第２のシリンダ１２の上空間内に侵入した空気の排出路が形成される。更にヘッド２０を上昇させ、図６に示す状態となると、侵入した空気は第２のシリンダ１２内から完全に排出され、エア抜きが完了する。
【００４１】
なお、こうした機能を持たせるため、第２の軸１７と環状凸部１３との間の気密性を段階的に変えている。すなわち、環状凸部１３は環状溝２３によって上半体１３ａと下半体１３ｂとに分けられる。上半体１３ａと第２の軸１７との気密性はそれほど高いものとはしていないが、一方、下半体１３ｂと第２の軸１７との気密性を非常に高めている。また、図５から判るように、環状凸部１３の下半体１３ｂの幅ｄ₁を、凹部２４の幅ｄ₂よりも小さなものとしている。
【００４２】
したがって、凹部２４の存在によって、下半体１３ｂを乗り越えて環状溝２３に取り込まれた空気は、上半体１３ａと第２の軸１７との間を通過し、第１のシリンダ１１側に排出される。こうしたエア抜き処理を定期的に行うことで、所要の真空度を維持でき、機能の低下を来さない。
上述したように本発明の第２実施形態でも、第１及び第２のピストン１６，１８の復元手段として、大気圧と略真空な空間の内圧との差圧に起因した力を利用しているので、金属製のコイルスプリングが不要である。したがって、廃棄処理やリサイクル処理に際して、素材ごとに分別しなくともよく、処理を低コストにて行える。
【００４３】
また、金属製コイルスプリングを用いた場合のごとく、錆による動作不良が皆無であり、長期間にわたって安定した吐出能力が発揮される。
そして、上記第１実施形態についても言えることであるが、この第２実施形態のポンプ機構では、ヘッド反力、したがって復元力の調節が容易に行えるようになっている。すなわち、従来は、線径や単位長さ当たりの巻き数が異なるコイルスプリングを用いることで、復元力を調節していた。しかし、本実施形態のポンプ機構では、こうしたコストの掛かる方法に頼らず、復元力を自在に変化させることができる。
【００４４】
例えば、第２のシリンダ１２の上空間内にほとんど空気が残らないよう、第２のピストン１８をセットする。すると、第２のピストン１８を押し込んだ際の第２のシリンダ１２の内圧と大気圧との差圧が最も大きくなり、したがって最大の復元力が得られる。一方、第２のシリンダ１２の上空間内にある程度、空気を残して第２のピストン１８をセットすれば、それを押し込んでも内圧はそれほど低下せず、したがって復元力は小さい。
【００４５】
本実施形態のポンプ機構は、こうした方法で復元力を調節することが可能であるから、粘性の異なるさまざまな種類の液剤に容易に対応できる。
【００４６】
【発明の効果】
廃棄処理やリサイクル処理の際に、素材ごとの分別が不要であり、低コストで処理できる。また、長期間にわたる使用でも動作不良が起きにくく、耐久性に優れる。しかも、従来より小型であって、部品点数は少なく、構造が簡単である。更に、液剤を吐出させる際の反力、すなわち復元力を液剤の種類に応じた適切なものとなるよう調節するのが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】液剤を吐出させる前の状態を示すポンプ機構（第１実施形態）の断面図
【図２】液剤を吐出させた状態でのポンプ機構（第１実施形態）の断面図
【図３】液剤を吐出させる前の状態を示すポンプ機構（第２実施形態）の断面図
【図４】液剤を吐出させた状態でのポンプ機構（第２実施形態）の断面図
【図５】空気の排出路が形成された状態を示す断面図
【図６】復元力を回復するために真空室内の空気を一時排出した状態を示す断面図
【図７】液剤を吐出させる前の状態を示す従来のポンプ機構の半断面図
【図８】液剤を吐出させた状態での従来のポンプ機構の半断面図
【符号の説明】
１基部
２シリンダ
３三点支持弁（第１の弁）
４チューブ
５軸
５ａ吐出誘導路
６ピストン
７三点支持弁（第２の弁）
８ヘッド
９ノズル

Claims

液剤導入口を有するシリンダ部と、
このシリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、
シリンダ部の上端部の開口を密封する蓋部と、
ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン部の上端面との間に略真空状態を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と大気圧との差圧で前記ピストン部を元の位置に復元させる復元手段とを具備することを特徴とするポンプ機構。
液剤が充填される容器に取り付けられ、前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、
液剤導入口を有するシリンダ部と、
このシリンダ部内の空間からつづく液剤の吐出誘導路と、
前記シリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、
シリンダ部の上端部の開口を密封する蓋部と、
ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン部の上端面との間に略真空状態を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と大気圧との差圧で前記ピストン部を元の位置に復元させる復元手段とを具備し、
前記ピストン部を押し込み変位させることで、前記シリンダ部内に蓄えられた液剤が前記吐出誘導路を経て吐出し、
かつ、前記ピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記ピストン部が元の位置に復元すると共に、前記シリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構。
液剤が充填される容器に取り付けられ、
前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、前記容器の開口部に係合し、中央に貫通孔が形成されたキャップ状の基部と、
この基部に取り付けられた、液剤導入口を有するシリンダ部と、
前記液剤導入口の近傍に設けられた、液剤を前記容器内から前記シリンダ部内へのみ通過させる第１の弁と、
前記シリンダ部内の空間からつづく液剤の吐出誘導路と、
この吐出誘導路の近傍に設けられ、液剤を前記シリンダ部内から吐出口側へのみ通過させる第２の弁と、
前記シリンダ部内を変位可能に設けられたピストン部と、
前記基部にガイドされた、前記ピストン部から延在する軸部と、
気密状態で前記軸が挿通すると共に、前記シリンダ部における前記軸が延在する側の開口を閉塞する蓋部と、
前記ピストン部の押し込み変位によって、シリンダ内においてピストンの下方に溜まっている液剤を吐出させると共に、該シリンダ内において前記蓋部とピストン部の上端面との間に略真空状態の空間を形成し、前記ピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と前記ピストン部に液剤を介して作用する大気圧との差圧で、前記ピストン部を元の位置に復元させるよう構成した復元手段とを具備し、
前記軸部を押圧して前記ピストン部を押し込み変位させることで、前記シリンダ部内に蓄えられた液剤が前記吐出誘導路を経て吐出し、かつ、前記ピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記ピストン部が元の位置に復元すると共に、前記シリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構。
ピストン部から延在する軸部は筒状のものであって、かつ、前記ピストン部において軸部に対応した位置には貫通孔が形成されてなり、前記軸部が吐出誘導路の少なくとも一部として機能するよう構成してなることを特徴とする請求項３に記載のポンプ機構。
液剤が充填される容器に取り付けられ、前記容器内の液剤を吐出させるポンプ機構であって、
前記容器の開口部に係合し、中央に貫通孔が形成されたキャップ状の基部と、
この基部に設けられた、周面に液剤戻し孔を有する第１のシリンダ部と、
この第１のシリンダ部の底面側に連設された、液剤導入口を有する第２のシリンダ部と、
前記液剤導入口の近傍に設けられ、液剤を前記容器内から前記第２のシリンダ部内へのみ通過させる第１の弁と、
前記第１のシリンダ部内を変位可能に設けられた、中央に貫通孔を有する環状の第１のピストン部と、
前記第２のシリンダ部内を変位可能に設けられた、中央に貫通孔を有する環状の第２のピストン部と、
前記第１のピストン部から延在し、内部には、前記第１のピストン部の貫通孔に対応した第１の吐出誘導路、及びこの第１の吐出誘導路と略平行な第１の液剤戻し路が形成された第１の軸部と、
前記第２のピストン部から延在し、内部には、前記第２のピストン部の貫通孔に対応して前記第１の吐出誘導路から続く第２の吐出誘導路が形成されてなると共に、前記第１のシリンダ部の底面を気密状態で挿通して、前記第１のピストン部と第２のピストン部とを連結する第２の軸部と、
内部には、前記第１の吐出誘導路から続く第３の吐出誘導路、及びこの第３の吐出誘導路から分岐して前記第１の液剤戻し路に続く第２の液剤戻し路が形成された、前記第１の軸部に取り付けられる吐出口部と、
前記第１の軸部と吐出口部との間に介在させられ、前記第１の吐出誘導路と第３の吐出誘導路との間の部分では前記第２のシリンダ部内に蓄えられた液剤を前記吐出口部の開口側へのみ通過させ、かつ、前記第１の液剤戻し路と第２の液剤戻し路との間の部分では液剤を前記吐出口部内から前記第１のシリンダ部内へのみ通過させる第２の弁と、
前記第２のピストン部の押し込み変位によって、前記第１のシリンダ部の底面と前記第２のピストン部との間に略真空状態の空間を形成し、前記第２のピストン部を押し込み変位させた力を解除すると、略真空状態となった空間の内圧と前記第２のピストン部に液剤を介して作用する大気圧との差圧で、前記第２のピストン部を元の位置に復元させるよう構成した復元手段とを具備し、
前記吐出口部を押圧して、前記第１及び第２のピストン部を押し込み変位させることで、
前記第２のシリンダ部内に蓄えられた液剤が前記第１、第２、第３の吐出誘導路を経て吐出すると共に、前記第１のシリンダ部内に溜まった液剤が前記液剤戻し孔を経て前記容器内に戻され、
かつ、前記第１及び第２のピストン部に加えた力を解除すると、前記復元手段の作用によって前記第１及び第２のピストン部は元の位置に復元し、この際、前記第１及び第２の液剤戻し路を経て、前記第３の吐出誘導路に残った液剤を前記第１のシリンダ部内に戻すと共に、前記第２のシリンダ部内に液剤が蓄えられるようにしたことを特徴とするポンプ機構。
第１のシリンダ部の底面には、第２の軸部が挿通する環状の凸部が設けられてなると共に、この凸部の内周面には前記第２の軸部を包囲する環状溝が形成されてなり、
かつ、前記第２の軸部の外周面における第２のピストン部近傍位置には、凹部が形成されてなることを特徴とする請求項５に記載のポンプ機構。