JP5587071B2 - ドローバックプッシュポンプ - Google Patents

Description

本発明は、ドローバックプッシュポンプに関する。

ハンドソープ、クリーム、はちみつ、ケチャップ、マスタードといった粘稠な流体をノズルから吐出する液体用ディスペンサの多くでは、流出口の先端に液滴が残る。これは、その液体が固まって障害物となり、その後吐出する際に、流体が流れる面積が減少するといった点で問題となり得る。そのような障害物があると、その後の吐出時に、面積が狭くなった穴から液を吐出させなければならず、しぶきが飛び散ることがある。例えば壁や使用者に向けてしぶきが飛ぶと、壁を汚染したり、さらに問題であることには、使用者の目に入ったりするおそれがある。

クリーム類や、例えば液体はちみつなどの物質のディスペンサの多くは、糸曳きの問題があり、分取した流体を吐出した後に流体が長く糸を曳いて流出口の流体から垂れ下がり、流出口にぶら下がる。時間が経つと糸は小滴となって流出口から落下し、ディスペンサが漏れているような外観を与える場合がある。

１９９９年１１月２日に発行されたＯｐｈａｒｄｔの特許文献１に記載されているように、ソープディスペンサに関するピストンポンプは公知である。

米国特許第５，９７５，３６０号明細書

これら従来公知のデバイスの問題を少なくとも部分的に解決するために、本発明はピストンポンプが往復する構成を有するピストンポンプディスペンサを提供する。該ピストンポンプディスペンサは、吐出行程において流出口から流体を吐出し、吸入行程において流体をリザーバから引き出し、さらに、上記流出口から流体を引き戻す（ｄｒａｗ ｂａｃｋ）ものである。

本発明は特に、管状部材の開口端を形成する流出口から流体が吐出される流体ディスペンサに適用できる。多くの場合、該管状部材の流出口は下方に開口しており、管状部材を通過する流体は重力によって下方に引っ張られる。

本発明は、流体を吐出した後に、流出口が流体を該流出口を通して引き戻すことにより、滴り及び／又は糸曳きを低減する流体ディスペンサを提供することを目的とする。

本発明は、簡易化した流体吐出用ピストンポンプであって、吐出後に、流体が吐出されたノズルの流出口から流体を引き戻すピストンポンプを提供することを目的とする。

従って、一態様において、本発明は、リザーバから液体を吐出するためのポンプであって、
軸を中心として配置されたチャンバを有するピストンチャンバ形成部材、ここで上記チャンバは所定の直径、チャンバ壁、内端及び外端を有し、上記チャンバの内端は上記リザーバと流体連通している、と、
上記チャンバの内端を通って、上記リザーバから上記チャンバへと向かう方向のみに流体を流通させる、上記リザーバと上記チャンバとの間に設けられた一方向バルブ機構と、
上記ピストンチャンバ形成部材内に収容された、上記ピストンチャンバ形成部材内で軸方向内側及び外側に摺動可能なピストン形成要素、ここで上記ピストン形成要素は軸方向に延在する中空ステムを有し、該中空ステムは内端において閉じている中央通路と外端に近接した流出口とを有している、と、
上記ステムから半径方向外側に向かって上記ステムを中心とした円周状に延在する、上記ステムに接した内側ディスクと、
上記内側ディスクから軸方向外側に離間しており、かつ、上記ステムから半径方向外側に向かって上記ステムを中心とした円周状に延在する、上記ステムに接した外側ディスクと、
上記内側ディスクと上記外側ディスクとの間であって、かつ上記ステム上に設けられ、上記通路と連通している流入口と
を備え、
上記ピストン形成要素は、上記ピストンチャンバ形成部材内に、伸張位置と収縮位置との間で動く行程において、上記ピストンチャンバ形成部材内で軸方向内側及び外側に往復運動するよう摺動可能に収容されており、
上記チャンバはチャンバ軸方向内側部及びチャンバ軸方向外側部を有し、ここで、上記内側部は上記チャンバ外側部へと外側方向に開口しており、
上記伸張位置と上記収縮位置との間で動く際、上記外側ディスクは上記チャンバ外側部内に保持され、
上記伸張位置と上記収縮位置との間で動く際、上記内側ディスクは、上記行程の最も内側の部分においては上記チャンバ内側部内に入り、上記行程の最も外側の部分においては上記チャンバ外側部内に入り、
上記チャンバ外側部において、上記チャンバ壁は円筒状であり、
上記外側ディスクが上記チャンバ外側部内にある場合、上記外側ディスクは上記チャンバ壁に係合することで、流体が上記チャンバ外側部内において外側方向に上記外側ディスクを通過して流通するのを実質的に防ぎ、
上記内側ディスクが上記チャンバ外側部内にある場合、上記内側ディスクは上記チャンバ壁に係合することで、流体が上記チャンバ外側部内において内側方向に上記内側ディスクを通過して流通するのを実質的に防ぐ一方、この可撓性の内側ディスクは上記チャンバ外側部のチャンバ壁から離れるよう弾性的に変形することで、流体を上記チャンバ外側部内において外側方向に上記内側ディスクを通過させて流通させ、
上記内側ディスクが上記チャンバ内側部内にある場合、上記内側ディスクの少なくとも一部と上記チャンバ壁とが半径方向に離間していることで、流体を上記チャンバ内側部内において内側方向及び外側方向の両方向に上記内側ディスクを通過させて流通させる、
ポンプを提供する。

添付の図面とともに以下の記載を参照することにより、本発明のさらなる態様及び有利な点が明白になるであろう。

本発明におけるリザーバ及びポンプアセンブリを備える液体ディスペンサの一実施形態の部分的な断面側面図である。 完全伸張位置にある本発明の第１の実施形態におけるポンプアセンブリの概略的な断面絵画図である。 完全伸張位置にある図２のポンプアセンブリの概略的な断面側面図である。 ポンプアセンブリが、完全伸張位置と完全収縮位置の間の中間位置にあることを除けば、図３と同じ図である。 ポンプアセンブリが、完全収縮位置にあることを除けば、図３と同じ図である。 図５中の区分線６−６’に沿った断面図である。 図６と同じ断面図であるが、本発明の第２の実施形態におけるポンプアセンブリの断面図である。 図６と同じ断面図であるが、本発明の第３の実施形態におけるポンプアセンブリの断面図である。 図５と同じ図であるが、本発明の第４の実施形態におけるポンプアセンブリの図である。 完全伸張位置にある本発明の第５の実施形態におけるポンプの概略的な断面側面図である。 本発明の第６の実施形態におけるポンプの概略的な断面側面図であり、ポンプアセンブリは完全収縮位置にある。 ピストンの一部が、完全収縮位置から引き出された位置へと移動したことを除けば、図１１と同じ図である。

ここで、図１を参照する。図１は、その全体を１７０と表示する液状ソープディスペンサを表す。該液状ソープディスペンサはポンプアセンブリ１０を利用したものであり、該ポンプアセンブリ１０は、折りたためる密閉容器すなわちリザーバ６０のネック５８と連結しており、該リザーバ６０は吐出される液状ハンドソープ６８を含む。ディスペンサ１７０は、その全体を１７８と表示するハウジングを備え、ポンプアセンブリ１０及びリザーバ６０を収容し、支持する。ハウジング１７８は、例えば建物の壁１８１に取り付けるための背板１８０とともに示されている。底面支持板１８４が背板から前方に向かって延在しており、リザーバ６０及びポンプアセンブリ１０を支持し、収容する。ポンプアセンブリ１０は、摺動可能なピストン１４を含む、といったように、図１に概略的に示されているにすぎない。図示するように、底面支持板１８４には円形開口部１８６が貫通している。リザーバ６０は支持板１８４の肩部１７９上に置かれ支持されており、リザーバ６０のネック５８は開口部１８６を通って延在しており、摩擦嵌合やクランプ等で開口部内に固定されている。カバー部材１８５は、リザーバ６０及びそのポンプアセンブリ１０を交換することができるように、背板１８０の上部前方拡張部１８７に丁番付けにされている。

支持板１８４はその前方部分に作動レバー１８８を備えており、該作動レバー１８８は１９０の水平軸のまわりを回転できるようにジャーナル軸受けされている。レバー１８８の上端にフック１９４が備えられており、該フック１９４がピストンポンプ１０のピストン１４上に備えられた係合ディスク７７と係合して、レバー１８８がピストン１４と連結し、レバー１８８のハンドル下端１９６が破線位置から実線位置へと矢印１９８で示す方向に動くと、矢印１００で示すようにピストン１４が内側方向に摺動し、収縮行程すなわちポンピング排出行程が行われる。ハンドル下端１９６を解放すると、バネ１０２がレバー１８８の上部を下方に付勢して、レバーはピストン１４を外側方向に、図１中に破線で示すような完全に引き出された位置へと引き出す。レバー１８８及びその内側フック１９４は、リザーバ６０及びポンプアセンブリ１０を取り外して交換しなければならない場合に、フック１９４を手動で連結及び連結解除できるように適合されたものになっている。機械式の機構や電動式の機構など、ピストン１４を動かす他の機構を採用することもできる。

ディスペンサ１７０の使用において、使い切ってしまった際には、空っぽになりしぼんだリザーバ６０をそれに取り付けられたポンプアセンブリ１０とともに取り外すのが好ましく、新しいリザーバ６０とそれに取り付けられたポンプアセンブリ１０をハウジング内に挿入することもできる。

まず、図２、３及び４を参照する。図２、３及び４は、本発明の第１の実施形態におけるポンプアセンブリ１０を概略的に示しており、図１に示すポンプアセンブリ１０として使用することができるようにほぼ適合されたものになっている。

ポンプアセンブリ１０は、ピストンチャンバ形成本体１２、ピストン形成要素すなわちピストン１４、及び、一方向流入バルブ１６という３つの基本要素を備えている。本体１２は、内部ねじ筋１５を有する外部環状フランジ１３を備えており、該内部ねじ筋１５は、図３のみに破線で示すボトル６０（流体リザーバを形成する）のネック５８のねじ筋に係合できるように適合されたものになっている。

本体１２は中央内管１７を備え、これにより、チャンバ内側部１９及びチャンバ外側部２０を有する円筒チャンバ１８が設けられている。チャンバ内側部１９はチャンバ壁２１、内端２２及び外端を有する。内部チャンバ壁２１は円筒状であるが、軸方向かつ半径方向内側に延在するリブ部材３０を３つ備えており、該リブ部材３０は壁２１の一部として設けられ、内部チャンバ壁２１の円筒状壁部分３１から内側に延在している。リブ部材３０はそれぞれ、チャンバ内側部１９の内端２２に近接した内端３２から外端３３へと軸方向に延在しており、チャンバ内側部１９の外端の位置を画定している。

チャンバ外側部２０は円筒状チャンバ壁２４、内端及び外端２６を有する。チャンバ外側部及び内側部は互いに軸方向に隣接しており、チャンバ内側部１９の外端はチャンバ外側部２０の内端へと開口している。チャンバ内側部及び外側部は、同じ中央軸２３のまわりに配置されているという意味で同軸上である。チャンバ外側部２０の円筒状側壁２４は、チャンバ内側部１９のチャンバ壁２１の円筒状壁部分３１の直径と実質的に同じ直径である。

チャンバ１８への流入口３４は、流入管３５の流出口として、チャンバ内側部１９の内端２２中に設けられており、該流入管３５は、チャンバ内側部１９の内端２２から、ボトル６０に連通している内端３６へと内側方向に延在している。フランジ３７は、流入管３５と交差するように延在しており、該フランジ３７には中央開口３８及び複数の流入開口３９が貫通している。一方向バルブ１６は、流入開口３９と交差するように配置されている。流入開口３９により、ボトル６０内の流体がフランジ３７を通って流通できる。一方向バルブ１６により、流体はボトル６０からチャンバ内側部１９へと流入できるが、流体がチャンバ内側部１９からボトル６０へと流通するのは妨げられる。

一方向バルブ１６は、肩付きのボタン４０で構成されており、該ボタン４０はフランジ３７中の中央開口３８内にスナップ嵌め式で固定されており、円形弾性可撓性ディスク４１がボタン４０から半径方向に延在している。可撓性ディスク４１は、流入管３５の円筒状壁４２に円周状に接する大きさとなるよう作られており、流体が該ディスク４１を通過してチャンバ内側部１９からボトル６０へと流通するのを実質的に防ぐ。可撓性ディスク４１は、壁４２から離れるように屈曲できるため、流体をボトル６０から流入管３５を通ってチャンバ内側部１９へと流入させることができる。

ピストン１４は、チャンバ１８内で内側及び外側方向に往復摺動移動できるように、チャンバ１８内に軸方向に摺動可能に収容されている。ピストン１４の断面は概円形である。ピストン１４は、中央長手軸２３に沿ってピストンを貫き延在する中空ステム７０を備える。

円形弾性可撓性内側ディスク７１は、ピストンの内端７２に位置しており、そこから半径方向に延在している。内側ディスク７１がチャンバ外側部２０内にある場合、内側ディスク７１はステム７０上で半径方向外側に延在しており、チャンバ外側部２０のチャンバ壁２４に円周状に係合する。内側ディスク７１は、内側ディスク７１がチャンバ外側部２０内にある場合にチャンバ外側部２０のチャンバ壁２４に円周状に接する大きさとなるよう作られており、流体がディスク７１とチャンバ壁２４の間を内側方向に流通するのを実質的に防ぐ。内側ディスク７１は、半径方向外側に付勢されているが、半径方向内側に屈曲して、流体が外側方向に内側ディスク７１を通過して流通できるように適合されたものとなっている。

内側ディスク７１がチャンバ内側部２０内にある場合、内側ディスク７１と３つのリブ部材３０とを係合させることで、図６からよく分かる通り、内側ディスク７１の端部を半径方向内側に屈曲させ、流体を内側及び外側方向に内側ディスク７１を通過させて流通させることができる。図６は、図５中の区分線６−６’に沿った断面図を示しており、内側ディスク７１がリブ部材３０により内側方向に屈曲することにより、内側ディスク７１がリブ部材３０の半径方向内端１１１に係合し、各リブ部材３０の円周状側面１１２それぞれと隣接することとなる。ここで、封止ディスク７１は壁２１には係合しておらず、軸方向に延在する通路１１３が、リブ部材３０の側面１１２と内側ディスク７１とチャンバ内側部１９の壁２１の円周状部分３１との間に形成されている。

外側円形外側ディスク７３は、可撓性ディスク７１から軸方向外側に離間してステム７０上に位置している。外側ディスク７３がチャンバ外側部２０内にある場合、外側ディスク７３はステム７０上で半径方向外側に延在しており、チャンバ外側部２０のチャンバ壁２４に円周状に係合する。外側ディスク７３は、外側ディスク７３がチャンバ外側部２０内にある場合にチャンバ外側部２０のチャンバ壁２４に円周状に接する大きさとなるよう作られており、流体がディスク７３とチャンバ壁２４の間を外側方向に流通するのを実質的に妨ぐ。外側ディスク７３は、半径方向外側に付勢されているが、所望によっては、半径方向内側に屈曲して、流体が内側方向に外側ディスク７３を通過して流通できるように適合されていてもよい。外側ディスク７３がチャンバ外側部２０のチャンバ壁２４に係合することによって、内側及び外側方向の両方向にディスク７３を通過して流通するのを防ぐことが好ましい。

ピストンステム７０は中空の中央流出通路７４を備えており、該通路７４はピストンの軸に沿って、内側ディスク７１と外側ディスク７３との間のステム中に位置している閉口内端７５から、ピストンの外端８０に位置する流出口７６へと延在している。チャネル８１は、内側ディスク７１と外側ディスク７３との間のステムの側面上に位置している流入口７８から半径方向内側にステムを貫通して延在し、中央通路７４へと連通している。チャネル８１及び中央通路７４によって、ピストン１４を通り外側ディスク７３を通過して流入口７８と流出口７６との間で流体連通することができる。

外側円形係合フランジ７７は、外側ディスク７３から外側にステムの最外端部上に設けられており、チャンバ外側部２０の外端２６から半径方向外側に延在している。フランジ７７は、ピストン１４を本体１２内及び外に移動させるために、図１中のレバー１８８等の作動デバイスと係合させてもよい。ピストン１４をチャンバ１８内及び外に摺動する際にピストン１４を軸を中心にして配列した構成に維持しやすいように、軸方向に延在するウェブ又はリブ７９や半径方向に延在する円形フランジ１７９をステム７０から半径方向に延在するように設けてもよい。

ピストン１４は、本体１２のチャンバ１８内に摺動可能に収容されており、図３に示す完全伸張位置と図５に示す完全収縮位置との間で動く行程において、チャンバ１８内で軸方向内側及び外側に往復運動できる。図３の伸張位置と図５の収縮位置との間で動く場合、外側ディスク７３は常にチャンバ外側部２０内に保持される。

ピストン１４が伸張位置と収縮位置との間で移動する場合、ピストンは図４に示す中間位置を取り、そこでは、内側ディスク７１が、チャンバ外側部２０内においてチャンバ外側部２０の内端に配置されているが、内側ディスク７１がさらに内側に移動すると、内側ディスク７１はチャンバ内側部１９内に入り、リブ部材３０により内側方向に屈曲することとなる。一行程の最も内側の部分は、ピストン１４が図４の中間位置と図５の収縮位置との間で移動するというものである。同様に、一行程の最も外側の部分は、図４の中間位置と図３の伸張位置との間で移動するというものである。ここで、操作サイクルを説明する。操作サイクルでは、ピストン１４が、流体排出行程において図３の伸張位置から図５の収縮位置へと移動して、その後、流体吸入行程において図５の収縮位置から図３の伸張位置へと移動する。吸入行程と排出行程の両行程により操作サイクルが完結する。

図３の伸張位置から図４の中間位置へと動く場合、すなわち、排出行程の最も外側の部分においては、ピストン１４が内側方向に移動するにつれ、チャンバ１８内の流体が内側ディスク７１と一方向流入バルブ１６との間で圧縮される。一方向流入バルブ１６は加圧下では事実上封止され、よって、チャンバ１８内が加圧されるにつれて、内側ディスク７１が屈曲して、流体を外側方向に内側ディスク７１を通過させて、内側ディスク７１と外側ディスク７３との間に流通させ、故に、流入口７８を介して流出通路７４へと流通させ、流出口７６から流出させることができる。図４の中間位置から図５の収縮位置へと内側方向に動く場合、すなわち、排出行程の最も内側の部分においては、内側ディスク７１がリブ部材３０と係合することで機械的に屈曲して、流体を外側方向に内側ディスク７１を通過させて流通させることができる。このように、排出行程において、排出行程全体にわたって、すなわち、排出行程の最も外側の部分と排出行程の最も内側の部分の両方において、内側ディスク７１が屈曲して、流体を外側方向に内側ディスク７１を通過させて流通させ、故に、流出口７６から流出させることができる。

吸入行程の最も内側の部分においては、ピストン１４が、図５の収縮位置から外側方向に移動して、図４の中間位置に近づく。吸入行程の最も内側の部分において、内側ディスク７１はチャンバ内側部１９内にあり、内側ディスク７１とリブ部材３０とが係合することで内側ディスク７１が半径方向内側に屈曲して、流体を内側方向に内側ディスク７１を通過させて流通させることができる。対して、外側ディスク７３は、吸入行程において常にチャンバ外側部２０内にあり、外側部２０のチャンバ壁２４と係合することで、流体が内側方向に外側ディスク７３を通過して流通するのを防ぐ。結果として、チャンバ１８内において、外側ディスク７３の内側の外側ディスク７３と一方向流入バルブ１６との間は真空状態となり、これにより、流体が内側方向に流出口７６から通路７４及びチャネル８１を介してチャンバ１８へと引き込まれることとなる。この真空状態によって、空気、液体、泡といった通路７４及びチャネル８１内のあらゆる流体並びに大気中の空気が流出口７６を通って内側方向にチャンバ１８に向かって引き込まれることとなる。このチャンバ１８内の真空状態は、一方向バルブ１６にも作用することとなり、一方向バルブ１６の可撓性ディスク４１を屈曲させ、流体をリザーバ６０からチャンバ１８へと引き込もうとする。ポンプ内に存在する流体の性質や、流体及び空気が流出口７６、通路７４及びチャネル８１を通過する際の流れにくさや、一方向バルブ１６の可撓性ディスク４１の大きさ及び弾性を考慮して、チャンバ１８内を真空状態として流体を所望の程度だけ流出口７６から引き戻すのが好ましい。好ましい一構成では、可撓性ディスク４１は流入管３５の壁４２へと強く付勢されている。この場合、吸入行程の最も内側の部分において、一方向バルブ１６を開口させるほどにはチャンバ１８内の真空状態は大きくないことから、流体が一方向バルブを外側方向に通過してチャンバ１８へと流入することがない。

吸入行程において、ピストン１４が図４の中間位置に到達してしまうと、内側ディスク７１は、チャンバ外側部２０のチャンバ壁２４と封止可能に係合することとなり、その後、吸入行程の最も外側の部分において、すなわち、図４の中間位置から図３の伸張位置へと動くと、内側ディスク７１の内側のチャンバ１８内は真空状態となり、これにより、一方向バルブ１６が影響を受けて、一方向バルブ１６が開口し、流体をボトル６０からチャンバ１８へと引き込む。

チャンバ内側部１９及びチャンバ外側部２０の相対的な軸の長さは、吸入行程の最も外側の部分においてチャンバ１８へと引き込まれるボトル６０からの流体の体積に対する、吸入行程の最も内側の部分において流出口７６を介してチャンバ１８内に引き戻される流体の相対的体積を選択することで選択できる。好ましい第１の実施形態において、チャンバ内側部１９及びチャンバ外側部２０の相対的な軸の長さを変えるには、単に、リブ部材３０の長さを変える、すなわち、好ましくはチャンバ内側部１９の内端２２から各リブ部材３０の外端３３までの距離を変えればよい。

図２〜５に示す好ましい実施形態において、使用前の保管時や操作サイクルの前後の待機時などの休止時に、内側ディスク７１をチャンバ外側部２０内に配置し、従ってチャンバ内側部１９内に配置しないことが好ましい。長い間作動させないで内側ディスク７１をチャンバ内側部１９内に保持すると、内側ディスク７１はリブ部材３０と係合して常時変形したままになり、内側ディスク７１がチャンバ外側部２０内へと移動する際に、内側ディスク７１とチャンバ外側部２０のチャンバ壁２４との間が良好に封止されない形態となるおそれがある。従って、図１に示した通り、図１中の破線のように、バネ１０２により付勢した状態でピストン１４に伸張位置を取らせるよう作動レバー１８８を付勢するのが好ましい。図５のみに示したが、本体１２とピストン１４との間で軸２３のまわりに同軸上に配置されており、かつ、本体１２から外側方向にピストン１４を付勢しているコイルバネ５０によって、ピストン１４を完全伸張位置へと付勢できるよう適合されたものとなっていてもよい。図５に示すように、本体１２は外管５１を備え、該外管５１はその外端に制止フランジ５２を有する。環状空洞５３は、外管５１と内管１７との間の仕切られた空間である。ピストン１４はガイド管５４を備えている。該ガイド管５４は内端５３で開口しており、また環状フランジ５６及び５７を備えている。該環状フランジ５６及び５７は、本体１２の外管５１の内面５８と係合して、本体１２内にピストン１４を同軸上に位置させやすくする。最外フランジ５７は制止フランジとして機能して、本体１２の外管５１上の制止フランジ５２と係合することにより、ピストン１４が本体１２から外側方向へと完全伸張位置を超えて移動するのを防ぐ。図５に示すように、コイルバネ５０は、環状空洞５３内においてピストン１４のガイド管５４と本体１２の内管１７との間に配置されている。本体１２は、好ましくは射出成形により全てがプラスチックで形成された単一の一体的要素であるのが好ましい。ピストン１４は、２つの要素、すなわち、中央要素１４０とスカート要素１４２から構成されると表され、これら要素はそれぞれフォーム・プラスチックとして射出成形された後、互いに固定されるのが好ましい。

図２〜６の好ましい実施形態においては、図６からよく分かるように、内管１７は軸方向に延在する補強フランジ１４４を３つ有しており、該補強フランジ１４４は内管１７から半径方向外側に、リブ部材３０と一直線上に延在している。しかしながら、これらのフランジ１４４は必須ではない。

図２〜６の好ましい実施形態においては、内側ディスクが内側チャンバ１９内にある際、内側ディスク７１の少なくとも一部とチャンバ壁２１とが半径方向に離間しているため、流体がチャンバ１８内において内側方向及び外側方向の両方向に内側ディスクを通過して流通できるが、本発明のポンプを適切に操作する上では、内側ディスクが内側チャンバ内にある際、内側ディスク７１の一部とチャンバ壁２１とが半径方向に離間して、流体がチャンバ内において内側方向に内側ディスク７１を通過して流通できるようにさえなっていればよい。

図２〜６に示す好ましい実施形態においては、内側ディスク７１がチャンバ内側部１９内にある間、内側ディスク７１の少なくとも一部とチャンバ壁２１とが半径方向に離間しているため、流体が内側ディスク７１とチャンバ壁２１との間を流通する。他の多くの構成によっても、このように内側ディスク７１とチャンバ壁２１とを半径方向に離間させることができる。例えば、軸方向かつ半径方向内側に延在するリブ部材３０をチャンバ内側部１９の壁２１の一部として設けるのではなく、軸方向に延在する丸溝ひだ（ｆｌｕｔｅｓ）又はチャネルをチャンバ壁２１に設けてもよく、該丸溝ひだ又はチャネルは、少なくとも壁２１の円周状に延在する一部分にわたって壁２１の直径を増大させるため、そこでは、内側ディスク７１で封止することができない。

図７を参照する。図７には図６と同様な図を示すが、別の実施形態の図である。該実施形態においては、各リブ部材３０の代わりに、軸方向に延在する丸溝ひだ（ｆｌｕｔｅ）又はチャネルウェイ１１４が半径方向外側にチャンバ内側部１９の壁２１内へと掘り抜かれて設けられており、内側ディスク７１がチャンバ内側部１９内にある際には流体が内側ディスク７１を通過できるような軸方向に延在する流路を形成している。

図８は、図６と同様な別の断面図を示すが、別の実施形態の図である。該実施形態においては、リブ部材は設けられておらず、さらには、チャンバ内側部１９は軸２３を中心とした円筒形ではなく長円形であり、長円形通路１１６の主軸の両端において、内側ディスク７１の外端１１５がチャンバ壁２１から半径方向に離間しており、内側ディスク７１とチャンバ壁２１との間で流体の軸方向の流路を形成している。図８において、チャンバ内側部１９は、チャンバ外側部２０の内端に一致するその外端において円筒状であってもよく、チャンバ内側部１９は、円形断面から図８に示す長円形断面へと内側方向に延在するといったように徐々に推移していくものであってもよい。もちろん、チャンバ内側部１９は、内側方向に、長円形以外の形状へと徐々に又は急激に推移するものであって、上述したような通路１１６を１つ以上形成していてもよく、好ましくは、推移の際に内側ディスク７３が円滑に摺動できるような側壁２１の形状や推移となっている。

図９は、本発明のさらに別の実施形態を示す。図９は、リブ部材３０が取り除かれている点と、チャンバ内側部１９の直径Ｄ１がチャンバ外側部２０の直径Ｄ２と比べて小さくなるようにチャンバ１８に段差が設けられている点を除けば、図３に示すものと同じである。チャンバ内側部１９の直径は十分に大きいものとなっているため、内側ディスク７１がピストン内側部１９内にある際に内側ディスク７１はチャンバ壁２１から半径方向に離間し、吸入行程の最も内側の部分においてピストン１４が外側方向に移動する場合内側ディスク７１とチャンバ内側部１９の壁２１との間が封止されない。一般的に、一体となった単一のプラスチック体で射出成形により本体１２を作製する場合、チャンバ内側部１９を外側部２０と比べて大きい直径を持つように形成するのは、射出成形では困難である。これとは対照的に、特に、図２〜６の好ましい実施形態のような半径方向内側に延在するリブ部材３０は、射出成形によって容易に成形することができる。

図１０を参照する。図１０は、ピストン１４が伸張位置にある、本発明におけるポンプアセンブリ１０の第２の実施形態を示す。図１０の実施形態は、図２〜６中の一方向バルブ１６に代えて、ピストン１４上に可撓性ディスク４１を設け、さらに、可撓性ディスク４１をチャンバ１１８に収容できるように流入管３５を設けている点を除けば、図２〜６に示すポンプと同じである。流入管３５内のチャンバ１１８の直径がチャンバ１８の直径よりも小さいため、段差のある構成となっており、事実上、一方向バルブ機構が形成されている。認識されるように、内側ディスク７１がチャンバ外側部２０内にある際、ピストン１４が外側方向に移動すると流体が可撓性ディスク４１を通過して外側方向に引き出され、ピストン１４が内側方向に移動すると、チャンバ１８とチャンバ１１８とにおいてディスク４１と内側ディスク７１との間の体積が減少することが一因となって可撓性ディスク４１と内側ディスク７１との間が加圧される。

図１１及び１２を参照する。図１１及び１２は、本発明のさらに別の実施形態におけるポンプアセンブリ１０を示し、以下の二点を除けば、図２〜６に示す実施形態と同じである。一つは、リブ部材３０がチャンバ１８から取り除かれている点である。もう一つは、内側ディスク７１がピストン１４の一体形成されていない最も内側の摺動部１２０上に備えられており、該摺動部１２０は、図１１に示す収縮状態から図１２に示す伸張状態まで、ピストン１４の残部１２２に対して軸方向に摺動可能である点である。結果として、吸入行程において、ピストン１４が内側方向に移動すると、ピストン内側部１２０は収縮状態を取ることなり、吸入行程において、ピストン１４が外側方向に移動すると、ピストン内側部１２０は伸張状態を取ることとなる。排出行程の終了時には、図１１から分かるようにピストン１４は完全伸張位置にあり、ピストン内側部１２０は収縮状態にある。吸入行程の開始時には、ピストン１４の残部１２２が外側方向に動くと、残部１２２が始めは外側方向に動くのに対して、ピストン内側部１２０は動かない。結果として、このようにピストン残部１２０だけが動く初期段階においては、内側ディスク７１と外側ディスク７３との間の体積が増加し、流体を内側方向に流入口７６を介してチャンバ１８へと引き込むこととなる。

残部１２２のステム７０の最内端は環状制止フランジ１２４を備えており、該制止フランジ１２４は、ピストン内側部１２０のステムの管状部分１２８上に設けられた環状制止フランジ１２６と係合できるよう適合されている。吸入行程において、ピストン１４の残部１２２は、ピストン内側部１２０に対して相対的に外側方向に摺動し、これにより残部１２２上の制止フランジ１２４がピストン内側部１２０上の制止フランジ１２６と係合することとなる。その後、ピストン１４の残部１２２は、ピストン内側部１２０を外側方向に引きつれていくため、内側ディスク７１と一方向流入バルブ１６との間が真空状態となることにより、流体が一方向バルブ１６を通過してチャンバ１８へと引き込まれる。ピストン内側部１２０が、伸張状態から収縮状態まで、軸方向に相対的に摺動できる範囲を調節することで、流出口７６から流体を引き戻す量を調節することができる。

図１１及び１２は、図２に示すピストン１４の前方部分の別の実施形態も示す。図２〜５の実施形態において、ピストン１４を貫く通路７４は、最終流出口７６で狭まっておりノズルを形成するという目的を果たしてさえいれば実質的に限定されないものの、このように狭まっていることが必須ではない。図１１及び１２に示すピストン１４の前方部分は、中空円筒管１３６によって隔てられた一対の離間したディスク１３２及び１３４を有する泡発生器１３０を備える点を除けば、図２〜６と同じである。ディスク１３２及び１３４はそれぞれ、小さな穴が貫通しており、例えば小さなメッシュ状のスクリーンにより形成されていてもよい。液体と空気を同時に外側方向にディスク１３２及び１３４を通過させると、液体と空気中に乱流が生じて、液体及び空気が発泡した泡が流出口７６から排出される。本発明では、吸入行程において、空気を大気中から流入口７６を介してチャンバ１８へと、例えば、好ましくは少なくとも部分的に内側ディスク７１と外側ディスク７３との間の空間へなど、引き込むように、吸入行程の最も内側の部分で流体をチャンバに引き戻すことができる。その後、排出行程において、液体及び空気を同時に外側方向に泡発生器１３０を通過させて泡を発生させる。このように、本発明のさらに別の実施形態では、単に液体を排出するのではなく泡を排出できる簡単な構成が提供される。

本発明では、吸入行程の最も内側の部分において流入口７８を通して引き戻す量を、引き戻しを行う目的が少なくとも一つ達成できるように選択するのがよい。例えば、流出口７６から外側に垂れ下がることもある液滴を引き戻す等、少量のみを引き戻すことで、流体を全てノズル流出口７６内に引き戻し、表面張力により流出口７６内に留めるといった具合に引き戻しを行ってもよい。別の例としては、通路７４内の全ての液体を実質的にチャネル８１又はその流入口７８へと引き戻して、例えば流入口７８のまわりに表面張力により留めるなど、チャネルウェイ７４及び流入口７８からの液体の滴りを低減できるくらいの引き戻しを行ってもよい。別の例としては、空気を流入口７６からチャンバ１８へと引き込めるほどの引き戻しを行ってもよい。当業者であれば、引き戻しにより達成する目的に応じて、特に粘度、及び、例えば流出口７６中や流入口７８中などに留め得る相対的な大きさなどといった吐出する流体の性質を考慮しつつ、様々な選択を行うことができる。

本発明に係るポンプは、通気孔があるボトルとともに使用してもよいし、通気孔がないボトルとともに使用してもよい。ボトル６０内に生じ得るあらゆる真空状態を低減するために様々な通気孔の構成を用いることができる。また、ボトル６０は、例えば、難なく折りたたむのに適した袋などとして構成してもよい。

本発明に係るポンプは、ボトル６０がチャンバ１８の上部に配置され、下方に開口する開口端を有するという図１〜３に示すような構成での使用に適したものとなっていることが好ましい。しかしながら、この構成は必須ではない。図１の構成を逆にして、ディップチューブを介して流入管３５に流体を供してもよいし、ボトル６０が折りたためるものであってもよい。

本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されているが、当業者は、ここから様々な変形例や改良例に想到するであろう。本発明の輪郭は、添付の特許請求の範囲を参照されたい。

１０ ポンプアセンブリ、ピストンポンプ
１２ ピストンチャンバ形成本体
１３ 外部環状フランジ
１４ 摺動可能なピストン（ピストン形成要素）
１５ 内部ねじ筋
１６ 一方向流入バルブ
１７ 中央内管
１８ 円筒チャンバ
１９ チャンバ内側部
２０ チャンバ外側部
２１ 内部チャンバ壁、側壁
２２ 内端
２３ 中央長手軸
２４ 円筒状チャンバ壁、円筒状側壁
２６ 外端
３０ 軸方向かつ半径方向内側に延在するリブ部材
３１ 円筒状壁部分、円周状部分
３２ 内端
３３ 外端
３４ 流入口
３５ 流入管
３６ 内端
３７ フランジ
３８ 中央開口
３９ 流入開口
４０ 肩付きのボタン
４１ 円形弾性可撓性ディスク
４２ 円筒状壁
５０ コイルバネ
５１ 外管
５２ 制止フランジ
５３ 環状空洞、内端
５４ ガイド管
５６ 環状フランジ
５７ 環状フランジ、最外フランジ
５８ ネック（図１、３）、内面
６０ リザーバ、ボトル
６８ 液状ハンドソープ
７０ 中空ステム
７１ 円形弾性可撓性内側ディスク
７２ 内端
７３ 外側円形外側ディスク
７４ 中空の中央流出通路、流出通路
７５ 閉口内端
７６ 最終流出口、流入口、ノズル流出口
７７ 係合ディスク（図１）、外側円形係合フランジ
７８ 流入口
７９ 軸方向に延在するウェブ又はリブ
８０ 外端
８１ チャネル
１００ 矢印
１０２ バネ
１１１ 半径方向内端
１１２ 円周状側面
１１３ 軸方向に延在する通路
１１４ 軸方向に延在する丸溝ひだ（ｆｌｕｔｅ）又はチャネルウェイ
１１５ 外端
１１６ 長円形通路
１１８ チャンバ
１２０ 一体形成されていない最も内側の摺動部
１２２ ピストン残部
１２４ 環状制止フランジ
１２６ 環状制止フランジ
１２８ 管状部分
１３０ 泡発生器
１３２ ディスク
１３４ ディスク
１３６ 中空円筒管
１４０ 中央要素
１４２ スカート要素
１４４ 軸方向に延在する補強フランジ
１７０ 液状ソープディスペンサ
１７８ ハウジング
１７９ 肩部（図１）、半径方向に延在する円形フランジ
１８０ 背板
１８１ 建物の壁
１８４ 底面支持板
１８５ カバー部材
１８６ 円形開口部
１８７ 上部前方拡張部
１８８ 作動レバー
１９０ 水平軸
１９４ 内側フック
１９６ ハンドル下端
１９８ 矢印

Claims (15)

1. リザーバから液体を吐出するためのポンプであって、
   軸を中心として配置されたチャンバを有するピストンチャンバ形成部材、ここで前記チャンバは所定の直径、チャンバ壁、内端及び外端を有し、前記チャンバの内端は前記リザーバと流体連通している、と、
   前記チャンバの内端を通って、前記リザーバから前記チャンバへと向かう方向のみに流体を流通させる、前記リザーバと前記チャンバとの間に設けられた一方向バルブ機構と、
   前記ピストンチャンバ形成部材内に収容された、前記ピストンチャンバ形成部材内で軸方向内側及び外側に摺動可能なピストン形成要素、ここで前記ピストン形成要素は軸方向に延在する中空ステムを有し、該中空ステムは内端において閉じている中央通路と外端に近接した流出口とを有している、と、
   前記ステムから半径方向外側に向かって前記ステムを中心とした円周状に延在する、前記ステムに接した内側ディスクと、
   前記内側ディスクから軸方向外側に離間しており、かつ、前記ステムから半径方向外側に向かって前記ステムを中心とした円周状に延在する、前記ステムに接した外側ディスクと、
   前記内側ディスクと前記外側ディスクとの間であって、かつ前記ステム上に設けられ、前記通路と連通している流入口と
   を備え、
   前記ピストン形成要素は、前記ピストンチャンバ形成部材内に、伸張位置と収縮位置との間で動く行程において、前記ピストンチャンバ形成部材内で軸方向内側及び外側に往復運動するよう摺動可能に収容されており、
   前記チャンバはチャンバ軸方向内側部及びチャンバ軸方向外側部を有し、ここで、前記チャンバ内側部は前記チャンバ外側部へと外側方向に開口しており、
   前記伸張位置と前記収縮位置との間で動く際、前記外側ディスクは前記チャンバ外側部内に保持され、
   前記伸張位置と前記収縮位置との間で動く際、前記内側ディスクは、前記行程の最も内側の部分においては前記チャンバ内側部内に入り、前記行程の最も外側の部分においては前記チャンバ外側部内に入り、
   前記チャンバ外側部において、前記チャンバ壁は円筒状であり、
   前記外側ディスクが前記チャンバ外側部内にある場合、前記外側ディスクは、流体が前記チャンバ外側部内において外側方向に前記外側ディスクを通過して流通するのを実質的に防ぎ、
   前記内側ディスクが前記チャンバ外側部内にある場合、前記内側ディスクは前記チャンバ壁に係合することで、流体が前記チャンバ外側部内において内側方向に前記内側ディスクを通過して流通するのを実質的に防ぐ一方、この可撓性の内側ディスクは前記チャンバ外側部のチャンバ壁から離れるよう弾性的に変形することで、流体を前記チャンバ外側部内において外側方向に前記内側ディスクを通過させて流通させ、
   前記チャンバ内側部が、前記内側ディスクと前記チャンバ壁とを離間させる手段を有しており、前記内側ディスクが前記チャンバ内側部内にある場合、前記内側ディスクの少なくとも一部と前記チャンバ壁とが半径方向に離間していることで、流体を前記チャンバ内側部内において内側方向及び外側方向の両方向に前記内側ディスクを通過させて流通させる、
   ポンプ。
2. 操作サイクルには、前記伸張位置から前記収縮位置への収縮行程の移動と、前記収縮位置から前記伸張位置への引き出し行程の移動とが含まれ、
   前記内側ディスクが前記チャンバ外側部内にある前記引き出し行程において、前記チャンバ内の前記内側ディスクと前記一方向バルブとの間が真空状態となることによって、流体が前記リザーバから前記一方向バルブを通過して前記内側ディスクと前記一方向バルブとの間に引き込まれ、
   前記内側ディスクが前記チャンバ内側部内にある前記引き出し行程において、前記チャンバ内の前記外側ディスクと前記一方向バルブとの間が真空状態となることによって、流体及び/又は空気が前記流入口、前記通路及び前記流出口を介して前記一方向バルブと前記外側ディスクとの間に引き込まれ、
   前記内側ディスクが前記チャンバ外側部内にある前記収縮行程において、前記チャンバ内の前記内側ディスクと前記一方向バルブとの間が加圧されることによって、流体が前記内側ディスクと前記一方向バルブとの間から前記内側ディスクを通過して前記内側ディスクと前記外側ディスクとの間に流入して前記流入口及び前記通路を介して前記流出口から排出される、
   請求項１に記載のポンプ。
3. 前記ピストンチャンバ形成部材内で軸方向に動く前記ピストン形成要素の軸方向内側の移動の第一行程と、相反する軸方向外側の移動の第二行程からなる１サイクルにおいて、前記第一及び第二行程の一方の行程では液体が前記リザーバから前記一方向バルブを通過して前記一方向バルブと前記内側ディスクとの間に引き込まれ、前記第一及び第二行程のもう一方の行程では液体が前記一方向バルブと前記内側ディスクとの間から前記内側ディスクを通過して前記流入口を介して前記通路へとポンピングされて前記流出口から排出される、
   請求項１に記載のポンプ。
4. 前記チャンバ外側部において、前記チャンバ壁は円筒状であり、軸を中心として配置されており、所定の直径を有する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプ。
5. 前記チャンバ内側部において、前記チャンバ壁は、前記チャンバ外側部のチャンバ壁の円筒状拡張部である円筒状壁部分を備え、前記チャンバ内側部の前記チャンバ壁は、さらに、前記内側ディスクと前記チャンバ壁とを離間させる手段として、前記円筒状壁部分から半径方向内側に延在しかつ軸方向に延在する長リブ部材を少なくとも１つ有しており、
   各リブ部材と前記内側ディスクとが係合することで、前記内側ディスクが半径方向内側に屈曲して、前記チャンバ内側部における前記チャンバ壁の隣接部分との封止接触が解除され、前記内側ディスクが前記リブ部材に円周状に隣接する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ。
6. 前記少なくとも１つの軸方向に延在する長リブ部材は、複数の円周状に離間したリブ部材である、
   請求項５に記載のポンプ。
7. 前記内側ディスクと前記チャンバ壁とを離間させる手段は、軸方向に延在するバイパス部分を少なくとも１つ備え、該バイパス部分において前記チャンバ壁は前記軸から前記内側ディスクの直径よりも離れて位置しており、前記内側ディスクが該バイパス部分にわたって前記チャンバ壁とは係合しない、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のポンプ。
8. 前記チャンバ内側部において、前記チャンバ壁は、前記チャンバ外側部の直径よりも大きな直径を有する前記軸を中心とした円筒状である、
   請求項４に記載のポンプ。
9. 前記内側ディスクと前記チャンバ壁とを離間させる手段は、前記チャンバ内側部の前記チャンバ壁を含むものであり、前記チャンバ壁は長円形であり、該長円形の少なくとも一部が前記チャンバ外側部の直径よりも大きな直径を有する、
   請求項４に記載のポンプ。
10. 前記操作サイクルには、前記ポンプを使用しない場合の前記ピストン形成要素の休止位置が含まれ、該休止位置において、前記内側ディスク及び前記外側ディスクの両方が前記チャンバ外側部内にある、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載のポンプ。
11. 前記ピストン形成要素を前記伸張位置へと付勢するバネ部材を備える、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポンプ。
12. 前記チャンバ内側部は前記チャンバ外側部の上方にある、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載のポンプ。
13. 前記リザーバは前記チャンバ内側部の上方にある、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載のポンプ。
14. 前記ピストン形成要素は概円筒状の断面を有し、
    前記内側ディスク及び前記外側ディスクはそれぞれ円形であり、
    前記内側ディスクは、前記チャンバ壁と係合できるように弾性的に変形可能な端部を有する、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載のポンプ。
15. 前記一方向バルブ機構は前記ピストンチャンバ形成部材上に内側円筒を備え、
    該内側円筒は前記チャンバと同軸であり、かつ、前記チャンバの内側方向にあり、かつ、前記チャンバの内端へと開口しているものであり、
    前記内側円筒は円筒状壁と、所定の直径と、前記チャンバの内端へと開口している外端と、前記リザーバと連通している内端とを有し、
    前記内側円筒の直径は前記チャンバの直径と異なっており、
    前記ピストン形成要素は、前記内側ディスクから内側に一方向バルブディスクを前記ステム上に備えており、
    前記伸張位置と前記収縮位置との間で動く場合、前記一方向バルブディスクは前記内側円筒内にあり、
    前記内側ディスクが前記内側円筒内にある場合、前記一方向バルブディスクはそのチャンバ壁と係合することで、流体が前記円筒内において内側方向に前記一方向バルブディスクを通過して流通するのを実質的に防ぐ一方、前記一方向バルブディスクは前記円筒のチャンバ壁から離れるよう弾性的に変形することで、流体を前記円筒部内において外側方向に前記一方向バルブを通過させて流通させる、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載のポンプ。

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