JP3955238B2 - 薄膜ポンプとそれに装着される容器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、特に化粧品、薬品又は食品分野で使用される、ボトル、チューブ、ポットなどの様々な固形或いは柔軟な容器に適用できる分配装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フランス特許第２７２８８０９号には、分配する製品の入った容器に固定された胴体部上で動かすことができるプッシュボタンを有するポンプが開示されている。該プッシュボタンは、下端部に放射状の開口部を有する軸対称性のシリンダー状中央導管を具備しており、該導管の周りに容積が可変の環状ポンプ室が画定されている。エラストマーからなる薄膜が胴体部に配設されている。この薄膜は、上端部が開口し下端部が閉じたスリーブ形状の、軸対称性の中央部分を有している。プッシュボタンの中央導管は、スリーブの底に達するまで薄膜に挿入される。
【０００３】
薄膜は外部環状リップを有し、該リップはポンプ室内部が加圧状態にあることにより、分配中にポンプ室と容器間で液体が完全に遮断されるよう、ポンプ室の周囲壁を押圧する。逆に、分配後、ポンプ室に生じた部分的真空がリップをポンプ室の周囲壁から離し、導管をポンプ室に引き入れる。
【０００４】
薄膜はさらに、製品の分配後、プッシュボタンが初期位置に戻ることを可能にする柔軟なリターン部を有している。
【０００５】
プッシュボタンが初期位置に戻る間、薄膜が中央部を押圧し、空気が再びポンプ室に入ることが出来ないようポンプ室を放射状の開口部から遮断する。
【０００６】
この種のポンプは、必要な部品が少なくてすみ、従って製造費が安いという利点を有する。
【０００７】
しかしながら、この従来型のポンプは完全に満足のゆくものではなく、特に封止リップとプッシュボタンのスカート部から形成されるポンプ室の周囲壁間が、軸方向に相対的に動くことについて問題がある。この軸方向の相対的な動きのために、特にプッシュボタンが高い位置に戻るとき、リップが裏返り、その役割を果たさなくなる場合がある。その結果、ポンプは使用不能になる。
【０００８】
さらに、この相対的な動きのため、環状リップとポンプ室の周囲壁間の封止は完全でないことがある。
【０００９】
米国特許第３５２７５５１号には、前記フランス特許第２７２８８０９号に記載のポンプとは実質的に異なる構造のポンプが開示されている。この構造においては、選択的に入口通路とポンプ室を連通させる薄膜の部分が中央の固定座部に配設されている。この種の構造によるポンプは製造が複雑で、その使用も非常に不安定である。
【００１０】
また、前記よりもやや洗練された設計の装置が、フランス特許出願公開第２７９６６７２号に開示されている。多くの面で満足のゆくものではあるが、この種の装置には開発に関する問題があり、製造費が高すぎると考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そのため、本発明の目的の１つは、従来のポンプに関して上述した問題の、全て又は一部を解決することである。
【００１２】
特に、本発明の目的は、この種のポンプの信頼性及び製造コストを改善することである。
【００１３】
本発明の他の目的については、以下の詳細な説明の中で明らかにする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明により、まず、前述の目的を達成するために、胴体部に対して軸Ｘ上を動くことができる部材を有し、該胴体部と該可動部材がポンプ室を画定しているポンプで、さらに、ポンプ室を少なくとも１つの入口通路と連通させることができる第1部分と、ポンプ室を少なくとも1つの出口通路と連通させることができる第２部分とを有する柔軟で変形可能な薄膜を備え、該第1部分が、少なくともポンプ室が加圧状態にあることによりポンプ室の周囲壁と接するようなポンプが提供される。本発明によるこのようなポンプの特徴は、第１部分の配設位置が、周囲壁に対し軸Ｘ上で固定されていることである。
【００１５】
ポンプ室の周囲壁とは、ポンプ室の外部壁のことを言う。
【００１６】
第１部分が周囲壁に対して軸Ｘ上に固定されていることにより、第1部分と周囲壁間において、軸方向の相対的な動きは存在しない。
【００１７】
相対的な動きが存在しないことにより、リップを裏返すような圧力は殆どリップにかからない。また、それにより封止機能が向上する。
【００１８】
効果的に、ポンプ室の周囲壁が胴体部の一部を形成している。前記フランス特許出願公開第２７２８８０９では、ポンプ室の周囲壁は、外側環状リップに対して可動なプッシュボタンの一部からなっている。
【００１９】
出口通路は少なくとも部分的に、可動部材からなる中央導管によって画定されており、該中央導管を取り巻くようにポンプ室が形成され、また薄膜からなる軸に向かってくびれた第２部分は、少なくともポンプ室内部に部分的真空が生じた時に、ポンプ室を出口通路から遮断するように、中央導管の第１端部を受入れる。
【００２０】
ポンプ室と出口通路を選択的に連通させることを用意にするために、凹部或いは突起部の形態で、様々な緩衝が例えば中央導管などに設けられる。
【００２１】
環状の隆起をくびれ部の壁に設けることにより、少なくともポンプ室に部分的真空が存在する場合に該環状隆起が中央導管を封止するように該導管に接し、封止時のポンプ室の出口からの漏れをさらに防止できる。使用時、圧力が均衡している時も、隆起は中央導管を封止するように作用する。
【００２２】
この隆起の存在が効果的に作用するため、薄膜が中央導管と接する領域は小さくてよい。その結果、ポンプ室が低圧でも薄膜と中央導管の封止を破るのに十分になるので、ポンプの呼び水が容易になる。
【００２３】
ポンプ室と出口通路の選択的連通は、特に中央導管の第１端部の自由端により形成される１つ以上の裂け目により画定される、１つ以上の開口を介して可能になる。
【００２４】
中央導管の、第１端部と反対側にある第２端部は、例えばクランプにより、ポンプを動作させる部材を取り付けられるようにしてもよい。取り付け方法は、特にスナップ係契合など、他の方法でもよい。
【００２５】
薄膜の第1部分は、薄膜からなる環状リップから構成されてもよく、該リップは、ポンプ室内部が加圧状態にあるときには周囲壁に密着して製品がポンプ室から入口通路に流れ込まないようにし、ポンプ室に部分的真空が存在するときには周囲壁から離れて入口通路からポンプ室へ製品が流れ込むようにする。
【００２６】
好適には、可動部材は、動作要求に応じてポンプ室の容積が最大となる第１位置から、ポンプ室の容積が最少となる第２位置へ動くことができるピストンを有し、該ピストンは薄膜の弾性により生じる回復力により、動作要求が終わると元の第１位置へ戻る。
【００２７】
好適には、胴体部は、前記ピンストンが第２位置から第１位置へ戻ったときに、ポンプに装着された容器内部に大気圧を回復するための空気吸入口を規定している。この特徴は、容器が柔軟な壁を有するバッグの形態で提供されているとき、又は製品の分配時に容器内を上昇する追従ピストンを有しているときは、必要ではない。
【００２８】
好適には、可動部材は、前記ピストンが第１位置にあるときに空気吸入口を外部から遮断する手段を有する。この特徴は、分配される製品が空気に対して敏感な場合に特に有利である。
【００２９】
薄膜は、例えば裂け目を画定するスカートの形態などで、ポンプの入口通路と第１部分の間を永続的に連通させるように胴体部の開口部に取り付けられてもよい。
【００３０】
薄膜は、熱可塑材又は架橋エラストマー、好ましくはニトリル又はシリコンエラストマー、からつくることができる。もちろん、薄膜を形成する物質は、物質の性質、特に機械的性質が製品との接触によって変化しないよう、またその逆もないよう、分配する製品により選択される。
【００３１】
さらに、及び一般的に、破損又は長く使用した場合の変形の原因となるプレストレスを、薄膜に与えすぎることなく比較的高い回復力を得ることができるよう、比較的堅いエラストマーを使用することが好ましい。
【００３２】
薄膜を形成する物質とその構成は、可動部材のへこみが最大となる位置において、薄膜の伸張率が不使用時の３００％になることが可能となるように選択される。
【００３３】
好適には、胴体部は、例えばスナップ係合やねじ止めなどにより、ポンプを容器に固定する手段を有する。胴体部はまた、容器の開口首内部を封止するように、該首内部と契合することができるスカート部を有してもよい。
【００３４】
ポンプは入口通路と連通する浸管を有しても良い。この種の浸管はその自由端が実質的に容器の底に接するように設計される。容積が可変の容器、例えばバッグなどの場合には、浸管の必要はない。
【００３５】
胴体部、可動部材及びプッシュボタンは、ポリプロピレン又はポリエチレンなどの熱可塑材を型押し成形することによりつくることができる。
【００３６】
次に、本発明により、前記ポンプに装着される容器が提供される。
【００３７】
ポンプに装着されるこの種の容器は特に、例えばケア製品、メークアップ製品又は個人用衛生製品などの化粧品、ヘア製品及び有害な太陽光線からの保護を目的としたサンスクリーン製品の包装と分配に適している。
【００３８】
前述した特徴の他にも、本発明には多くの特徴があり、それらについて添付の図表を参照しながら非限定的実施例により後述で説明する。
【００３９】
【実施例】
図１及び２に示す製品１は、例えばポリプロピレンからなり、首部４で画定される開口部３を有する固形又は準固形の容器２を有している。手動により動作させるポンプ１０がスナップ係合により容器の首部４に装着されている。ポンプ１０に取り付けられたプッシュボタン５により、ポンプを動作させ、オリフィス６を通して製品を分配することが可能である。取り外し可能なふた７が、プッシュボタン５に取り付けられる。
【００４０】
ポンプ１０は一般に、容器２の首部４に固定される胴体部１１を有しており、該胴体部は、前記容器２の底近くに達する自由端を持つ浸管１２と連結している。ポンプ１０はさらに、胴体部１１に取り付けられる、柔軟で変形可能な薄膜１３と、胴体部１１に対して動くことが可能な中間部材１４を備えている。プッシュボタン５は可動部材１４に固定されている。
【００４１】
図３Ａは、図１及び２の容器に装着されるポンプ１０をさらに詳細に示している。
【００４２】
ポンプ１０はポリプロピレンからなり、容器に固定される胴体部１１を有している。胴体部１１はスカート状の縁１５を有している。該胴体部はまた、スカート状の縁の内部に、ボトルの首部４に設けられたフランジ８とスナップ係合により協働することが可能なフランジ１７を自由端に有する、複数のタブ１６を有している。胴体部１１はさらに、容器２の開口部３を封止するスカート１８を有している。
【００４３】
さらに、胴体部１１には、プッシュボタン５のスカート状の縁４９を収容するための環状溝４８が設けられており、該溝はプッシュボタン５の動作をガイドする役割を果たしている。
【００４４】
軸Ｘを有する胴体部１１は、その高さに渡ってポンプ室２１の外部側壁２０を形成する軸方向の呼び水じょうご１９を有している。軸方向の呼び水じょうご１９は、容器の底に向かう方向に、ポンプ室２１を越えて、まずはポンプ室２１の直径より小さい直径を有する第１部分２２まで、その後第１部分２２の直径より小さい直径を有し浸管１２の一端がはまり込む第２部分まで、突き出している。
【００４５】
軸方向の呼び水じょうご１９は、第１部分２２及び第２部分２３とは反対の方向へ、ポンプ室２１を通り、ポンプ室２１の直径より大きな直径を有するスカート部２４まで可動である。軸Ｘに平行に、空気吸入口２５が、ポンプ室２１とスカート部２４の間に形成されている肩部の位置でスカート１９を通っている。空気吸入口２５は、スカート部２４の内部表面に軸方向に延びる溝２６により、その軸方向の高さの約半分に渡って延びている。
【００４６】
軸方向の呼び水じょうご１９は、スカート部２４の下部の高さに軸方向に水平に配設された環状壁３９を介して、封止スカート１８と繋がっている。
【００４７】
スカート部２４は、可動部材１４の終端上部を形成する小交差部２７により、その自由端で終結している。小交差部２７については後述でさらに説明する。
【００４８】
均等な間隔を空けて肩部２８の周囲に配設された複数のタブ２９及び３０は、ポンプ室２１とスカート部２２の間に形成された肩部２８から軸方向に突き出している。タブ２９及び３０の延長部には、スカート部２２の内部表面上に、溝４０がタブ部材の軸方向の高さ全体に渡って設けられている。
【００４９】
このように配設されたタブ２９及び３０は、複数の裂け目を規定している。該裂け目の機能については後述で詳細に述べる。
【００５０】
タブ２９及び３０により形成される裂け目部分は、エラストマー薄膜１３によって形成される、ほぼＵ字型の環状溝３１を受け止める。溝３１の底はポンプ室２１の方向に向いている。薄膜１３は、閉塞している底３３に向かうに従って直径が少しずつ小さくなる、軸方向に長いハウジング３２を形成している。底３３と反対側の端部において、ハウジング３２はＵ字型の溝３１を介して外部環状スカート３４と繋がっており、該スカートの自由端は肩部２８の方向に開いている。環状スカート３４の軸方向の高さはタブ２９及び３０の高さよりも小さい。スカート３４の反対側には、ポンプ室内部に部分的真空が存在しないときにポンプ室２１の周囲壁２０の内部表面に接してポンプ室を封止することができる環状リップ３５が薄膜１３により形成されている。
【００５１】
ポリエチレンからなり、軸方向に可動な中間部材１４は、軸方向の呼び水じょうご１９の内側に取り付けられる。中間部材１４は軸方向に延びる管３６を構成し、その自由端の１つは薄膜１３により形成されるハウジング３２の内側に配設され、その底３３と係合する。管３６の前記自由端は、一群の裂け目３７を画定する縁部を有している。薄膜１３は軸方向に延びる管３６に簡単に留められている。環状フランジ３８が薄膜１３のハウジング３２の内部表面に形成されており、裂け目３７の上の位置で軸方向の管３６に係合し、該管を封止する。
【００５２】
プッシュボタン５に形成される管状部材３８には、前記管３６の裂け目３７の反対側の端部がはまり込む。管状部材３８はプッシュボタン５のオリフィス６と連通している。
【００５３】
可動部材１４はまた、第１ピストン４１を形成しており、該ピストンの環状リップ４２がポンプ室の周囲壁２０表面に接してポンプ室を封止する。このように、薄膜１３、周囲壁２０及びピストン４１によりポンプ室２１が画定されており、その容積は可動部材１４の軸方向の位置によって変化する。軸方向の管３６はポンプの出口通路となり、プッシュボタン５の管状部材３８を介してオリフィス６と連通する。軸方向の呼び水じょうご１９の一部２２は、薄膜１３の上側に位置し、浸管１２と連通してポンプの入口通路となっている。
【００５４】
可動部材１４の上端部の近くには別のリップ４３があって、可動部材１４の高い位置でスカート部２４の内部表面に隙間無く接し、外部から空気吸入口２５を遮断するようにこの位置で封止している。可動部材１４を下方に移動したときには、該リップ４３の一部が、空気吸入口２５と外部を連通させる、軸方向の溝２６に向き合うような位置に来る。
【００５５】
図３Ａは使用前の状態のポンプ１０を示しており、つまりプッシュボタン５は高い位置にある。このとき、可動部材１４は軸方向の呼び水じょうご１９の上端部２７に接し、最も高い位置にある。リップ４３は封止により空気吸入口２５を外部から遮断している。ポンプ室２１の容積は最大となっている。薄膜１３の環状リップ３５がポンプ室２１の周囲壁２０の内部表面に隙間無く接していることにより、入口通路２２からポンプ室２１は遮断されている。ポンプ室２１はまた、薄膜１３の環状フランジ３８の封止により、出口通路３６からも遮断されている。
【００５６】
図３Ｂは、プッシュボタン５に垂直な力が働いた（矢印５０で示す）ことにより、可動部材１４が下降して薄膜１３を伸張させた状態を示している。環状リップ３５に製品の圧力が加わることにより、該リップ３５が周囲壁２０を押圧する力が増大し、そのような圧力の増大により、ポンプ室２１から入口通路２２へ向かう製品の流れはすべて塞がれる。これに対し、薄膜１３が伸張すると製品の圧力によりフランジ３８は退けられ、製品が裂け目３７を通って軸方向の管３６に流れ込む。ポンプ室２１から出口となるオリフィスに向かう製品の流れは矢印５１で示されている。
【００５７】
引き続き可動部材１４が下降してポンプ室２１に達すると、ポンプ室の容積が最少となる（図３Ｃ参照）。ポンプ室の容積が最少となるこの状態においては、中身の大部分は既に、軸方向の管３６及び導管３８を介してプッシュボタン５のオリフィス６から分配されている。可動部材１４は最も下にある状態で、可動部材１４の環状リップ４３が溝２６と向き合っていることが重要である。これにより、空気吸入口２５が外部と連通する。
【００５８】
図３Ｄが示すように、プッシュボタンにかかっていた力が弱まると、該プッシュボタンはそれに係合されている可動部材１４と共に、薄膜１３の弾性による回復力によって上方へ戻る（矢印５２）。可動部材１４の上昇により、ポンプ室２１内部に部分的真空が発生する。真空の影響により、環状リップ３５が周囲壁２０から離れ、製品が入口通路２２からタブ２９と３０の間にできた通路を通ってスカート３４の自由端の下方に流れ込む。ポンプ室２１への製品の流れは矢印５３により示されている。
【００５９】
同様に、この可動部材１４の上昇の間、ポンプ室２１内部の真空と、薄膜が伸張していない状態に戻る力とが組み合わさって、薄膜１３が軸方向の管３６に接することによる封止が復元し、ポンプ室に空気が入ることと、残りの製品が軸方向の管３６からポンプ室２１に流れ込むことを妨げる。可動部材１４が上昇する間少なくとも部分的に、環状リップ４３が溝２６と向き合う。その結果、容器内に生じた部分的真空により、空気が空気吸入口２５を介して容器内に吸入される。空気が戻る流れは矢印５４で示されている。
【００６０】
可動部材１４は上端部２７に達するまで上昇する。この時点で圧力の均衡が回復し、ポンプは新規分配の準備が整った状態となる。
【００６１】
上述の詳細な説明において、本発明の好適な実施例を説明した。請求の範囲に規定された本発明の精神から逸脱することなくこれに変形を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な実施例によるポンプを備えた包装及び分配用製品の全体図である。
【図２】図１の製品の分解図である。
【図３Ａ】図１及び２の製品に装着されたポンプの動作を図解している。
【図３Ｂ】図１及び２の製品に装着されたポンプの動作を図解している。
【図３Ｃ】図１及び２の製品に装着されたポンプの動作を図解している。
【図３Ｄ】図１及び２の製品に装着されたポンプの動作を図解している。

Claims (12)

1. 固定された胴体部（１１）に対して軸Ｘ上を動くことができる部材（１４）と、該胴体部（１１）と該部材（１４）により画定されるポンプ室（２１）と、選択的にポンプ室（２１）を少なくとも１つの入口通路（２２）と連通させる第１部分（３５）及び選択的にポンプ室（２１）を少なくとも１つの出口通路（３６）と連通させる第２部分（２８，３２）を有し、該部材（１４）が下方に移動したとき、該部材（１４）に対して上方への回復力を発生させる柔軟で変形可能な薄膜（１３）とを有し、少なくともポンプ室（２１）内部が加圧状態にあることによって該第１部分（３５）がポンプ室（２１）の周囲壁（２０）の内部表面に密着するポンプ（１０）であって、該第１部分（３５）と該周囲壁（２０）の位置関係が軸方向において固定であり、該部材（１４）によってポンプ室（２１）が加圧されることを特徴とするポンプ（１０）。
2. ポンプ室（２１）の周囲壁（２０）が胴体部（１１）の一部を形成していることを特徴とする請求項１に記載のポンプ（１０）。
3. 出口通路（３６）は、少なくとも部分的に、前記可動部材（１４）に形成された中央導管（３６）により画定されており、該中央導管（３６）を取り巻くようにポンプ室（２１）が形成され、前記第２部分（２８，３２）が薄膜（１３）の軸側へのくびれ（３２）により形成されており、少なくともポンプ室（２１）内部に部分的真空が生じた時に、ポンプ室（２１）を出口通路（３６）から遮断するように、該中央導管（３６）の第１端部を受入れることを特徴とする、請求項１又は２に記載のポンプ（１０）。
4. 前記薄膜（１３）が前記くびれ部（３２）の壁に形成された環状の隆起（３８）を有し、少なくともポンプ室（２１）内部に部分的真空が存在する場合に、該隆起が中央導管（３６）を封止するように該導管に接することを特徴とする請求項３に記載のポンプ（１０）。
5. ポンプ室（２１）と出口通路（３６）の選択的連通は、前記中央導管（３６）の第１端部の自由端が形成する１つ以上の裂け目（３７）などにより画定される、少なくとも１つの開口を介して可能になることを特徴とする、請求項３又は４に記載のポンプ（１０）。
6. 前記中央導管（３６）の、前記第１端部と反対側に位置する第２端部には、ポンプ（１０）を動作させるための部材（５）がはめ込まれることを特徴とする、請求項３ないし５のいずれかに記載のポンプ（１０）。
7. 前記第１部分（３５）は前記薄膜（１３）からなる環状リップ（３５）を有しており、該リップ（３５）は、ポンプ室内部が加圧状態にあるときには周囲壁（２０）に密着して製品がポンプ室から（２１）から入口通路（２２）に流れ込まないようにし、ポンプ室（２１）に部分的真空が存在する時には該周囲壁（２０）から離れて入口通路（２２）からポンプ室（２１）に製品が流れ込むように配設されていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれかに記載のポンプ（１０）。
8. 前記可動部材（１４）は、動作要求に応じてポンプ室（２１）の容積が最大となる第１位置から、ポンプ室（２１）の容積が最少となる第２位置へ動くことができるピストン（４１）を有し、該ピストンは、薄膜の弾性により生じる回復力により、動作要求が終わると元の第１位置へ戻ることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれかに記載のポンプ（１０）。
9. 前記胴体部（１１）は、前記ピストン（４１）が第２位置から第１位置へ戻る時に、ポンプ（１０）に装着された容器（２）内部に大気圧を回復するための空気吸入口（２５）を規定していることを特徴とする、請求項８に記載のポンプ（１０）。
10. 前記可動部材（１４）は、前記ピストン（４１）が第１位置にあるときに、空気吸入口（２５）を外部から遮断する手段（４３）を有することを特徴とする、請求項９に記載のポンプ（１０）。
11. 前記薄膜（１３）は、ポンプの入口通路（２２）と前記第１部分（３５）を永続的に連通させるよう、ノッチとなる複数のタブ（２９，３０）などの形態で、胴体部の開口部に取り付けられていることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載のポンプ（１０）。
12. 前記薄膜（１３）は、好ましくはニトリル又はシリコンエラストマーからなる、熱可塑材又は架橋エラストマーからつくられていることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれかに記載のポンプ（１０）。

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