(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明にかかる逆止弁及びこの逆止弁を備えた容器の一実施形態を、塗布具を例にとって、
図1乃至
図13に基づいて説明する。
まず、
図1,2に基づいて、一実施形態にかかる塗布具の概略構成を説明する。尚、
図1は、本発明にかかるキャップを装着した状態の塗布具を示す図であり、
図2は、
図1に示した軸筒本体を示す図である。
【0018】
図1、
図2に示すように、この塗布具1は、内部に塗布液が収容された塗布液貯留部(貯留部)3が設けられた軸筒本体(容器本体)2と、前記軸筒本体2に対して回動可能に設けられた操作部4と、前記操作部4の一端部に取り付けられた先軸5と、前記先軸5に取り付けられた穂首(塗布部)6と、前記塗布液貯留部3から穂首(塗布部)6への塗布液供給を可能とするパイプ継手7、パイプ8とを備えている。
【0019】
前記軸筒本体1の内部は、壁部2aによって区切られ、前方側に弁室Aを形成するための空間が形成され、また後方側に塗布液を収容するための塗布液貯留部(貯留部)3を形成するための空間が設けられている。
前記壁部2aは軸筒本体1の前方側に位置することによって、軸筒本体1の内部体積に対する、軸筒本体1内に収容される塗布液の充填効率を高めている。
【0020】
前記したように、前記軸筒本体2の前方の一端部に、前記操作部4(ピストン10)が取り付けられることによって、弁室Aが形成される。
この軸筒本体2の壁部2aには、前記弁室Aが加圧状態(正圧状態)になると閉塞し、減圧状態(負圧状態)になると開放する逆止弁2Aが設けられている。この逆止弁2Aは、塗布液貯留部3から弁室Aに流入した塗布液が、再び塗布液貯留部3に流入させない機能を有している。
【0021】
前記操作部4の中央部には、塗布液が流通する貫通穴4aを備えている。
この貫通穴4aの前方側の端部に継手7が嵌合している。また、前記操作部4の前方側の端部には、先軸5が装着されている。前記貫通穴4a、パイプ8により、塗布液貯留部3から穂首(塗布部)6への塗布液供給路が構成される。
一方、前記操作部4の後方側端部には、前記弁室Aを摺動するピストン10が取り付けられている。
【0022】
また、前記ピストン10の中央部には、前記操作部4の中央部に設けられ貫通穴4aに連通する貫通穴10aが形成されている。前記貫通穴10aは、弁11によって開閉されるように構成されている。
更に、前記貫通穴10aの内部にはスプリング12が配置され、前記スプリング12の一端部は前記操作部4に係止され、他端部は前記弁11に係止されている。
その結果、前記弁室A内の圧力が、スプリング12の付勢力(反発力)以上の状態になると、前記弁体11は、前記スプリング力に抗しながら前方側(穂首6側)に移動し、貫通穴10aを開放する。
【0023】
一方、記弁室Aの圧力が、スプリング12の付勢力(反発力)未満の状態になると、前記スプリングの反発力によって、前記弁11は後方側(軸筒本体1の後端側)に移動し、前記貫通穴10aを閉じるように動作する。
尚、
図1において、符号13はフォロアであり、符号14はキャップである。前記フォロア13は塗布液追従体であり、一般的なインク追従体と同様な構成を備えている。
【0024】
次に、実施形態にかかる塗布具を構成する各部材について詳細に説明する。
(軸筒本体(容器本体)2)
軸筒本体(容器本体)2は、
図2に示すように円筒状に形成され、軸筒本体2の長さ寸法の3/4程度の長さを有する塗布液貯留部(貯留部)3が設けられている。この軸筒本体2の後端部は開放されており、塗布液貯留部3内に収容された塗布液の後端部にフォロア13を配置する(
図1参照)ことにより、塗布液貯留部3を密閉するように構成されている。
【0025】
また、
図2、
図3に示すように、軸筒本体2の塗布液貯留部3の壁部2aの中央部には、貫通穴2bが設けられている。また、前記貫通穴2bを囲うように、円筒状部2cが設けられている。
この円筒状部2cは、軸線方向に延び、かつ前方に行くにしたがって外径が小さくなるように形成されている。また、円筒状部2cの内部に形成される貫通穴2c1も、前方に行くにしたがって内径が小さくなるように形成されている。
更に、前記円筒状部2cの先端部には、逆止弁2Aの弁体2A1が着座する弁座2A2が設けられている。
【0026】
前記円筒状部2cの前方先端部には、前記壁部に対して垂直方向に延びる、少なくとも3個の屈曲可能な脚部2A3が形成されている。そして、前記脚部2A3の前方先端部には、弁体2A1が形成され、前記弁体2A1が前記壁部2a(軸筒本体2)と連結される。
このように、前記弁体2A1が、少なくとも3個の脚部2A3によって連結(支持)されている。このように、前記弁体2A1はいわゆる3点支持のため、前記弁体2A1はねじれることなく、貫通穴2c1の開口を塞ぐことができる。
【0027】
また、前記弁体2A1の前方側の面には、凹部2A4が形成されている。
この凹部2A4を設けることにより、前記弁体2A1の厚さ寸法(軸筒本体の軸線方向の長さ)を大きくでき、機械的強度を大きくすることができる、一方、前記弁体2A1の軽量化を図ることができる。
即ち、凹部2A4を設けることにより、弁体2A1の変形を防止できる共に、弁体2A1を確実に動作させることができる。尚、前記凹部2A4は、前記弁体2A1の後方側の面に形成しても良い。
【0028】
前記軸筒本体2及び前記逆止弁2Aの脚部2A3は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンなどの樹脂材料で形成されている。
より好ましくは、前記軸筒本体2と前記逆止弁2Aが、同一の材料で一体成形されているのが良い。
なお、前記軸筒本体2と前記逆止弁2Aとを異なる材料を用いる場合には、いわゆる二色成形法により、前記軸筒本体2と前記逆止弁2Aとを一体に成形しても良い。
具体的には、前記軸筒本体2を硬質の樹脂材料で形成し、逆止弁2Aを、可撓性材料(ポリプロピレン、ポリエチレン、熱可塑性エラストマー等)で形成しても良い。
【0029】
前記軸筒本体2と前記逆止弁2Aとを、硬質の樹脂材料で形成する場合には、後述するように、脚部2A3にV字形状の溝2A5等を形成するのが望ましい。
【0030】
このように構成された逆止弁2Aは、
図3に示すように、弁室A側の圧力が塗布液貯留部3の圧力よりも小さい場合には、貫通穴2c1(貫通穴2b)の開口が開放され(弁体A1が弁座2A2から離れ)、塗布液貯留部3から弁座2A2へ塗布液が供給される。
一方、弁室A側の圧力が塗布液貯留部3の圧力大きくなると、
図4に示すように、脚部2A3が屈曲し、弁体2A1が後方(弁座2A2)側へ移動する。
そして、前記弁体2A1が弁座2A2に着座することにより、貫通穴2c1(貫通穴2b)の開口が閉じられ、弁室Aから塗布液貯留部3への塗布液の逆流が防止される。
【0031】
更に、
図2に戻り、軸筒本体2について説明する。
前記軸筒本体2の内周面には、前方側端部から弁室A側に向かって、溝部2dが形成されている。この溝部2は、180度の間隔をもって相対向して形成されている。
この溝部2dには、前記ピストン10の外周面に設けられた突起10b(
図6参照)が挿入(収容)され、前記ピストン10は回転することなく、軸筒本体2の軸線方向に直線的に摺動するように構成されている。
【0032】
また、軸筒本体2の前方側(操作部側)端部の内周面には、内方に突出する突起部2e1、2e2が内周面上に4対形成されている。
この突起部2e1、2e2の間に、前記操作部4の突起部4bが嵌入することにより、前記操作部4は、軸筒本体2に対して回動自在に取り付けられる。
尚、前記突起部2e1、2e2によって、前記操作部4の軸筒本体2の軸線方向の移動は阻止される。
【0033】
(操作部4)
操作部4は、
図5(a)に示すように、使用者が摘み、回動動作を行う操作面4Aと、前記操作面4Aの前方側(先軸側)に設けられた先軸取付け部4Bと、前記操作面4Aの後方側(軸筒本体側)に設けられた軸筒本体取付け部4Cと、前記軸筒本体取付け部4Cの軸筒本体側(後方側)に設けられたカム溝部4Dとを備えている。
【0034】
前記軸筒本体取付け部4Cの外周面には、前記したように、軸筒本体1の突起部2e1、2e2の間に嵌合する突起部4bが設けられている。
この嵌合によって、前記操作部4は軸筒本体1に対して回動できるが、軸筒本体1の軸線方向(前後方向)の移動が規制される。
また、前記カム部4Dには、外周面上に、前後方向に振幅する正弦波形状のカム溝4cが形成されている。このカム溝4c内に、ピストン10に形成されたカム10cが収容される。
【0035】
しがって、前記操作部4が回動することによって、ピストン10に形成されたカム10c(
図6参照)が前記カム溝4c内を相対的に移動する。
これにより、ピストン10は操作部4(弁室A)に対して前後方向に移動する。尚、このカム溝4cは、カム溝部4Dの外周面に2周期分形成され、操作部4を1回転させると、ピストン10は操作部4(弁室A)に対して2往復、前後方向に移動するように形成されている。
【0036】
また、前記カム溝部4Dには、弁室側端部からカム溝4cに向かって徐々に登る傾斜面を有する挿入溝4dが形成されている。
この挿入溝4d内に、ピストン10のカム10cを入れ、挿入溝4d上を移動させることにより、前記カム10cはカム溝4c内に収容(装着)される。
更に、前記貫通穴4aの内部には、前記スプリング12の一端部を係止する係止壁部4eが設けられている。
【0037】
(ピストン10)
ピストン10は、
図6に示すように、後方側(弁室A側)にピストン部10A、前方側(操作部4)側にカム部10Bを備えている。
前記ピストン部10Aは有底円筒状に形成され、外周面が前記弁室Aを構成する軸筒本体1の内周面に隙間なく接し、ピストン10が摺動することにより、弁室A内を加圧するように構成されている。
【0038】
また、前記したように、前記ピストン部10Aの底面部中央部には、貫通穴10aが形成されている。また、前記底面部中央部の前方側には弁座10dが設けられ、第1の弁体11が、スプリング12の反発力により着座するように構成されている。
【0039】
前記カム部10Bは、一端部が前記ピストン部10Aの底面外周部に連結された脚部10eを備えている。この脚部10eは、90度の間隔をもって4つ設けられている。
前記脚部10eのうち2つの脚部10e(180度の間隔をもって設けられた脚部)における、先端部内周面には、前記カム10cが設けられている。また、前記カム10cが設けられた脚部10eの外周面には、突起10bが形成されている。
【0040】
前記突起10bは、軸筒本体2の溝部2d内に嵌入し、前記溝部2d内を摺動する。
そのため、前記操作部4(カム溝4c)が回動しても、前記ピストン10は回転することなく、前記操作部4のカム溝部4D(カム溝4c)と前記カム10cによって、ピストン10は、弁室A内を前後方向に移動する。
尚、カム10cとカム溝4cによって構成されるカム機構部は、カムの動きが規制されるため、確動カムである。
【0041】
(弁11)
弁11は、
図7に示すように、前記ピストン10の貫通穴10aを開閉する弁体11aと、前記弁体11aの後端部側に形成されたガイド棒11bを備えている。
また、前記弁11は、前記弁体11aの前端部側に位置決め棒11cを備えている。この位置決め棒11cは、前記スプリング12内に挿入され、スプリング12と弁11との位置ずれを防止する。
尚、前記スプリング12は、コイルスプリングが用いられ、前記位置決め棒11cは、コイルスプリングの中央部の空間内に収容される。
【0042】
(操作部4、ピストン10、弁11、スプリング12の組付け体(加圧・減圧機構))
図8に、操作部4、ピストン10、弁11、スプリング12の組付け体(加圧・減圧機構)を示す。
前記操作部4、ピストン10、弁11、スプリング12を組み立てるには、まずスプリング12を操作部4の貫通孔4a内に挿入し、更に前記スプリング12内に弁11の位置決め棒11cを挿入する。
そして、ピストン10のカム10cを操作部4の挿入溝4d上を摺動させ、前記カム10cをカム溝4c内に収容する。
このとき、前記カム10cが形成されたピストン10の脚部10eは、外方向に開拡し、前記カム10cがカム溝4c内に収容されると、前記脚部10eは元の状態に戻る。
【0043】
また、前記カム10cをカム溝4c内に収容する際、第1の弁11のガイド棒11bは、ピストンの貫通穴10a内に挿入される。
そして、前記カム10cがカム溝4c内に収容された状態にあっては、スプリング12の反発力によって、弁11の弁体11aは、ピストン10に形成された弁座10dに着座した状態になされる。
【0044】
(塗布具1の組み立て)
続いて、塗布具1の組み立てについて説明する。
前記逆止弁2Aが形成された軸筒本体1の前方端部から、前記組付け体を装着する。
このとき、操作部4の突起部4bを軸筒本体1の突起部2e1、2e2の間に嵌入させる。これにより、前記操作部4は、軸筒本体2に対して、前後方向に移動することなく、回動自在に取り付けられる。
また、前記ピストン11の突起10bを、軸筒本体2の溝部2d内に収容する。これにより、前記ピストン11は、前記操作部4が回動しても、軸筒本体2に対して回動することなく、前後方向に移動するように取り付けられる。
【0045】
その後、前記操作部4の前方端部に、パイプ8が装着された継手7、穂首6が装着された先軸5を取り付ける。
一方、軸筒本体2の後端部から塗布液貯留部3内に、所定の塗布液を導入し、収容した後、フォロアを挿入して、塗布具1が完成する。
【0046】
次に、塗布具1の動作、作用について、
図9乃至
図13に基づいて説明する。尚、
図9乃至
図13において、符号Pは、
図9に示すピストン位置を基準とした基準位置を示している。
図9に示す状態は、塗布液が弁室A内に充填されている状態である。また
図9に示す状態は、弁室Aの圧力は塗布液貯留部3内の圧力と一致し、塗布液貯留部から弁室内への塗布液の流入が停止し、逆止弁2Aは開いた状態にある。尚、弁11は、スプリング12によって閉じている。
【0047】
この
図9に示す状態から、操作部4を
図9の矢印方向に回動させる。
この回動によって、カム溝4cに沿ってカム10cが移動し、ピストン10は後方へ移動し(
図9にあっては下方に移動し)、
図10に示す状態となる。
図10に示す状態にあっては、このピストン10の移動によって、弁室Aは加圧され(正圧になり)、前記圧力によって、前記逆止弁2Aの脚部2A3が屈曲し、弁体2A1が後方に移動し、弁座2A2に着座し、前記貫通穴2c1(貫通穴2b)を閉じる。即ち、前記弁室Aから塗布液貯留部3への逆流を防止する。
一方、弁11は、弁室A内の圧力により、スプリング12の反発力に抗して、開き、弁室A内の塗布液が貫通穴10a、パイプ8、穂首6に供給される。
【0048】
続いて、この
図10に示す状態から、操作部4を
図10の矢印方向に回動させる。
この回動によって、カム溝4cに沿ってカム10cが移動し、ピストン10は後方へ移動し(下方に移動し)、
図11に示す状態となる。この
図11に示す状態が、ピストン10が最も後方へ移動した状態である。
このピストン10の移動により、更に、弁室A内の塗布液が貫通穴10a、パイプ8、穂首6に供給され、弁室A内に充填された塗布液の吐出が終了する。
【0049】
そして、
図11に示す状態から操作部4を回動し、
図12に示す状態になす。
即ち、前記操作部4の回動により、カム溝4cに沿ってカム10cが移動し、ピストン10が前方へ移動する(
図12にあっては上方に移動する)。
このピストン10の移動により、弁室Aは減圧(負圧)となり、屈曲した脚部2A3が元の状態に復帰する。即ち、弁体2A1は前方に移動し、前記貫通穴2c1(貫通穴2b)を開放する。その結果、塗布液貯留部3内の塗布液が弁室A内に流入し始める。
尚、このとき、弁11はスプリング12によって閉じられている。
【0050】
更に、
図12に示す状態から
図13に示す状態へ操作部4を回動すると、カム溝4cに沿ってカム10cが移動し、ピストン10は前方へ移動する(
図12にあっては上方に移動する)。
このピストン10の移動により、塗布液貯留部3内の塗布液が、更に弁室A内に流入し、弁室A内が塗布液で充填される。そして、ピストン10の前方への移動が停止すると、前記塗布液の流入が停止し、
図9に示す状態となる。
【0051】
このような一連の動作を、操作部4を回動することによって繰り返し行うことにより、布液貯留部3内の塗布液を吐出することができる。
尚、
図9乃至
図13に、操作部4を一方向に回動させる場合を示したが、他の方向に回動させた場合であっても、同様な作用効果を得ることができる。
【0052】
次に、前記した逆止弁の変形例について、
図14乃至
図17に基づいて説明する。
図14に示す第1の変形例は、逆止弁2Aの夫々の脚部2A3に、V字状の溝2A5を形成したものである。このV字状の溝2A5は、脚部2A3の略中間に、前記壁部2aと平行に形成される。
その結果、前記V字状の溝2A5が屈曲点となり、前記脚部2A3は屈曲する。しかもV字状の溝2A5が形成されていない脚部と比べて、前記脚部2A3が屈曲し易いという利点を有する。
【0053】
図15に示す第2の変形例は、逆止弁2Aの夫々の脚部2A3を直線状ではなく、外側に膨らんだ(径の外側に膨らんだ)湾曲状になしたものである。このような湾曲した脚部にあっては、直線状の脚部と比べて、前記脚部2A3が屈曲し易いという利点を有する。
【0054】
図16に示す第3の変形例は、逆止弁2Aの夫々の脚部2A3を直線状ではなく、外側に膨らんだ(径の外側に膨らんだ)くの字形状に形成したものである。
このような、くの字形状の脚部にあっては、直線状の脚部と比べて、前記脚部2A3が屈曲し易いという利点を有する。
【0055】
図17に示す第4の変形例は、逆止弁2Aの弁体2A1の後方側面(弁座2A2側の面)に、リング状の突起部2A6が形成されている。
このリング状突起部2A6は弁座2A2と密接するものであり、弁体2A1が着座した際、逆流をより抑制することができる。
【0056】
本発明にかかる容器は、マニキュア液等の塗布液を収容する化粧用容器、育毛剤等の塗布液を収容する医療用容器、墨汁等の塗布液を収容する文房具用容器、靴墨等の塗布液を収容する清掃具用容器、防錆油・潤滑油などを収容する工業用容器等、各種用途に用いることができる。
また、前記容器内の貯留部内に収容される内容物は、低粘性から高粘性の液体を対象とすることができる。
【0057】
また、上記実施形態では、円筒状の軸筒本体(容器本体)を例にとって説明したが、いわゆる軸筒本体をボトル形状になし、体積を大きくしてしても良い。このとき、逆止弁2Aを前記ボトルの口元部に設け、操作部4、ピストン10、弁11、スプリング12等の組付け体を、前記口元部に装着するようにしても良い。