JP2002544066A - 別個の加圧ガス源を使用した気体駆動式液体ディスペンサ - Google Patents

別個の加圧ガス源を使用した気体駆動式液体ディスペンサ

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JP2002544066A
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パーソンズ，ナタン，イー
エブナー，エマニュエル，シー，ジュニア
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アリシェル・テクノロジーズ，インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 オブジェクトセンサ(18)が手(20)等のオブジェクトを検出してバルブ(52)を動作させ、これにより液体石鹸(86)が使い捨て式の石鹸容器(12)から流出することが可能となる。該液体石鹸は、典型的にはかなりの粘性を有するものであるが、二酸化炭素カートリッジ(32)から加えられる圧力によって放出される。圧力調整アセンブリ(40)は、石鹸容器内の内圧が所定の最大値よりも低い場合にのみ二酸化炭素カートリッジ(32)からの気体が石鹸容器(28)に入ることを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体の補給に関し、特に液体石鹸等の粘性液体の補給に関する。
【０００２】
【従来の技術】
洗面台及びそれに類似した設備における自動的な流量制御の保存上及び衛生上
の利点は周知のことであり、極めて多数の手洗い設備が自動蛇口及びフラッシャ
（又は流水装置）を提供してきた。かかる設備での液体石鹸の補給の自動化には
同様の利点が存在するが、その実施はこれまで広く普及してこなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように普及が遅れた主な理由は、その取り付けの困難性にある。液体石鹸
ディスペンサの取り付けには追加の配線が必要となる場合が多い。この問題に対
する解決策の１つとして、バッテリー動作式システムの採用が挙げられる。この
方法は、従来型の手動式フラッシャを自動化するために現在普及しているもので
あるが、かなり粘性が高い可能性のある液体石鹸を汲み上げるのに要する力は、
大きなものとなる。これは、バッテリーを許容できないほど大きくしない限り、
液体石鹸ディスペンサのバッテリー寿命を極端に短命化させる傾向を有するもの
となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本出願は、1998年12月24日提出の「Pressure-Compensated Liquid Dispenser
」と題する米国特許出願第09/220425号（発明者：Parsons等）に関連するもので
ある。
【０００５】 該出願で示したように、我々は、石鹸補給容器内の加圧流体という形でポンピ
ングエネルギーが提供される場合には、妥当な大きさのバッテリーが許容可能な
寿命をもたらすことができる、ということを認識した。該容器内の圧力は、許容
可能な速度で粘性流体をディスペンサの出口を通過させるのに足るものであり、
このため、電気的な（典型的にはバッテリーによる）力は流量制御にのみ必要と
なる（即ち、粘性液体石鹸を推進させるためには必要ない）。
【０００６】 我々は、他の幾つかの補給に関して用いられる思想を採用することにより、即
ち、補給対象となる液体とは別個に容器中に加圧流体を設けることにより、前記
思想を改善できることを認識した。補給対象となる液体石鹸その他の液体のため
の容器は、別の容器よりも顕著に大きくて該別の容器よりも遙かに低圧下にある
ものとなる。ここで、該「別の容器」とは、加圧流体を収容するカートリッジで
あり、それ自体がもう一方の容器により収容されるものである。該カートリッジ
は、液体容器内に気体として解放されてそのリザーバ中の液体を加圧することが
可能な物質を高圧下で収容する。該加圧用気体は、圧力調整器により必要に応じ
て流れる。該圧力調整器は、結果的に得られるリザーバ圧が所定の限界値（カー
トリッジにより供給される圧力未満）を超えない限り、気体を加圧してカートリ
ッジから液体容器内へと流入させることを可能にする。その結果として得られる
圧力により、液体が液体容器の出口を強制的に通過させられることになる。該加
圧流体を補給すべき液体とは別個に格納することにより、液体容器に必要となる
サイズ及び／又は強度が大幅に低減される。
【０００７】 本発明の一態様によれば、流量制御はオブジェクトセンサに応じて行われる。
例えば、該センサが前記出口の近傍でユーザの手を検出した場合に制御回路によ
り石鹸の流れを停止させることが可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の教示を実施した補給ステーション10を示す側面図である。使
い捨て式のリフィルユニット12は、壁16に取り付けられた永久的な壁ユニット14
に固定される。オブジェクトセンサ18はユーザの手20を検出すると、以下で説明
するように液体石鹸が噴出口22から流出する。
【０００９】 永久的な壁ユニット14のうちの際立ったものがハウジング24である。図２は、
取り付けプレート27により壁16に固定されたブラケット部材26上にハウジング24
が回動可能に取り付けられていることを示している。図示の位置では、リフィル
ユニット12を着脱することが可能となる。リフィルユニット12は、石鹸容器28だ
けでなく、ボトルのネックにネジ式に固定されるドッキングアセンブリ30を含み
、またカートリッジホルダ（図示の例ではスリーブ31という形のもの）も含んで
いる。該カートリッジホルダは圧力源カートリッジ32を含んでいる。
【００１０】 典型的には、該カートリッジは、ほぼ円筒形状の真鍮容器であり、例えば高圧
下の二酸化炭素を収容する。その圧力は、例えば約5.5〜20MPa（800〜2900psi）
の範囲とすることが可能である。かかる圧力では、二酸化炭素は通常は液相にあ
り、ほぼ空の石鹸容器28に対して適当な圧力を提供するのに必要となる二酸化炭
素の量は、比較的小さな体積しか占有しないものとなる。このため、高圧流体を
収容するために必要となる強度をカートリッジに与えることがより実際的なもの
となる。加圧流体が液体石鹸と同じ容器内に格納される場合には、該容器は、比
較的大きなものとなり、また必須の耐圧強度で構成する必要がある。さもなくば
、該容器は、必要とされる量の低圧の加圧気体を格納するために遙かに大きくし
なければならなくなる。
【００１１】 精確な圧力は、本発明の利点を実現するのに重要なものではないが、該圧力は
、カートリッジの体積を例えば液体容器の体積の５％未満にすることが可能とな
るようにすべきである。本発明の教示は、気相で加圧流体を格納するシステムで
実施することが可能であり、また代わりに液相又は固相となる圧力を用いること
が可能である。これに関連して、場合によっては、室温での平衡蒸気圧が二酸化
炭素のそれよりも大幅に小さい物質を用いることが好ましいと考えられる。その
一例が、ＦＲＥＯＮ（登録商標）冷却剤（例えばトリクロロフルオロメタン）等
のハロゲン化炭化水素(polyhalogenated hydrocarbons)である。かかる物質の殆
どよりも環境に優しいため、二酸化炭素を選択するのが好ましい。代替的なもの
トンして圧縮された窒素が挙げられる。これは、二酸化炭素が非反応性が不十分
である用途で好ましいものとなる。
【００１２】 以下で説明するように、永久的な壁ユニット14内にリフィルユニット12を装着
することにより、カートリッジのキャップ34に穴があけられ、これにより、該カ
ートリッジ32が加圧された二酸化炭素を放出することが防止される。カートリッ
ジのスリーブ31は、該スリーブ31の内壁とカートリッジ32の外面との間にある軸
方向通路38と連絡するポート36を形成する。組み立て後、圧力調整アセンブリ40
が、軸方向通路38と協働して、以下で詳述するようにカートリッジの内壁と石鹸
容器の内壁との間に加圧通路を形成する。
【００１３】 チューブ42は、図３に示すように、ストッパ44の内部通路45を介して石鹸の表
面の上部領域に加圧気体を供給する。該チューブ42が石鹸の表面の上方に延びて
いるため、石鹸は加圧通路に達することは出来ない。ストッパ44は、加圧カート
リッジからの圧力により上方へ付勢される結果として図示の位置にくる。カート
リッジに穴があけられる前は、該ストッパ44は図示の位置よりも下方に位置し、
この場合にはチューブ42は内部通路45を閉じている。これは（図示の向きが保証
されない）搬送中に液体石鹸が該チューブ内に入るのを防止するものとなる。
【００１４】 石鹸容器28が加圧されると、二酸化炭素が、スリーブ31の周囲の液体石鹸を、
ボトルのネックを介して、ドッキングアセンブリに形成された環状チャネル48内
へと押しやる働きをする。該環状チャネル48は、ドッキングアセンブリに形成さ
れた出口通路50と連絡している。液体石鹸は、チャネル48から出口通路50を介し
て流れ、及び電気式バルブの制御下で噴出口22を介して流出する。該電気式バル
ブは、以下で詳述するように、バルブアセンブリ52及び電気式アクチュエータを
含むものである。
【００１５】 図４は、図２の圧力調整アセンブリが、上部、中間部、及び下部の通路形成部
材54,56,58と、該部材58を受容するボアを形成する本体部材60とを備えているこ
とを示している。上部の通路形成部材54はカートリッジ貫通管(cannula)62を含
む。カートリッジ32からの流体は、該カートリッジ貫通管62と中間部の通路形成
部材56内の通路64とを介して、中間部及び下部の通路形成部材56,58により形成
されるバルブチャンバ66内へと流れることができる。バルブチャンバ66は、バル
ブガイド68と係合し、該バルブガイド68の下端に開口部及びバルブシート70が形
成され、その内部へとバイアスバネ72が圧力調整バルブ部材74を付勢する。
【００１６】 前記バイアスバネの力に抗するのが、（ネジ式に固定されたチャンバプラグ77
により所定位置に保持された）調整バネ76が（低圧チャンバ80内にスライド可能
に取り付けられた）プランジャ78を介して発揮する力である。該プランジャ78と
前記低圧チャンバ80の内壁との間にはシール82が配設されている。
【００１７】 該低圧チャンバ80内の圧力が所定の限界値未満である限り、調整バネ76は、バ
イアスバネ72の力に打ち勝つ十分な力を発揮する。これにより、バルブ部材74が
着座しない状態に保持される。このようにしてカートリッジ貫通管62及び中間部
の通路64を介してバルブチャンバ66内へと流れる加圧された二酸化炭素が低圧チ
ャンバ80内に入ることができる。二酸化炭素は、該低圧チャンバ80から、ポート
84を介して圧力調整アセンブリの外部へと流れることができる。Ｏリングシール
85は、このようにして逃げた二酸化炭素が下方へ流れるのを防止するが、二酸化
炭素は、スリーブ31と圧力調整アセンブリ40との間の隙間を介して上方に流れる
ことはできる。そこから、二酸化炭素は、スリーブ31とカートリッジ32との間の
隙間を介してスリーブポート36へと流れる。該スリーブポート36は二酸化炭素を
石鹸用域の内部へと通し、次いで該二酸化炭素が石鹸を押しやり、該石鹸が上述
のように環状チャネル48、出口通路50、及びバルブ52を介して外部に出る。
【００１８】 二酸化炭素は、カートリッジ32から石鹸容器の内部への加圧通路を介して流れ
る際に、焼結青銅(sintered bronze)のフィルタ86を通過し、これにより流れに
乗って運ばれた粒子がバルブに到達するのが防止される。該フィルタ86はまた、
流体の相変化に資する大きな内部表面積を提供する。即ち、カートリッジ内が高
圧の場合には二酸化炭素は液体であり、大きな内部表面積を有する焼結青銅は、
気化プロセスの速度を増大させるものとなる。
【００１９】 上記の二酸化炭素の流れは、低圧チャンバ80内の圧力が例えば周囲圧力よりも
約69kPa（10psi）だけ高い値といった比較的低い値未満である限り、発生するこ
とができる。カートリッジ内の圧力はこれよりも遙かに高いため、前記低い限界
値を急に超過し、その結果として生じるプランジャ78に対する下方への力が調整
バネ76の力に打ち勝つ。このため、バイアスバネ72は、バルブ部材74に着座し、
これにより、石鹸の流れの結果として十分に低いチャンバ圧が生じるまで二酸化
炭素の流れが中断される。Ｏリングシール90,92,94は、バルブチャンバ66及びそ
の上流側に位置する加圧通路内に捕捉された高圧の二酸化炭素を維持する。バル
ブ部材74が何らかの理由で着座することができなかった場合には、低圧チャンバ
80内の圧力が増大し、これによりプランジャ78が一層下方へ押圧され、その押圧
された位置で低圧チャンバ80が圧力リリーフポート95と連絡して、高圧気体が外
部へと排気される。
【００２０】 流量制御バルブ52の動作を理解するために図５について考察する。同図におい
て、圧力調整アセンブリ40が上方から見てほぼ円形であることが分かる。図４の
ドッキングアセンブリ30は、該圧力調整アセンブリ40を取り囲み、やはり円形の
ものであるが、突起するショルダ部96（その幅は図６に明示されている）を有す
る点で異なる。該ショルダ96は図４の出口通路50を内部に形成する。
【００２１】 図６にも示されているように、ショルダ96には、バルブ52の本体部材98が取り
付けられる。該本体部材98はアクチュエータボア100を形成し、該ボア100は、バ
ネチャンバ107内に収容されたバネ106により可撓性ダイアフラム104に対して付
勢されるアクチュエータロッド102を収容し、前記バネチャンバ107内へと前記ア
クチュエータボア100が広がっている。
【００２２】 前記ダイアフラム104は、補給バルブシート108に対して押圧されて石鹸の流れ
を阻止する状態で示されているが、バネ106がアクチュエータロッド102に対して
発揮する力は、容器が未だ加圧されていないとき（例えば搬送中）に石鹸の流出
を阻止するだけの大きさであればよい。交換ユニットが装着されて容器が加圧さ
れると、ダイアフラム104は、回動ピン110を中心として回動可能なロッカアーム
109が図５に示すソレノイド112により図示の位置に保持された場合にのみ、着座
位置を維持する。該ソレノイド112は、制御システムの判定基準を満たすオブジ
ェクトをセンサが検出したことに応じてソレノイドの状態を変化させて、石鹸の
供給のトリガを行い、加圧された液体石鹸がダイアフラム104に対して発揮する
力の下でアクチュエータロッド102が後退することを可能にし、従って石鹸が流
出する。
【００２３】 典型的には、制御システムは、適当なターゲットを検出した後、所定期間にの
み石鹸の流出を可能にする。該期間の経過後、バルブは再び閉鎖する。従って、
該所定期間は、ユーザの手がディスペンサの下に位置する時間には依存せず、制
御回路は、例えば現在補給中の特定タイプの石鹸の粘性に従って前記期間を変動
させることにより、１回分の量の変動を最小限にすることが可能である。図２に
示すように、リフィルユニットはタブ114を備えることが可能であり、該タブ114
の位置は、制御回路が適切な期間に達する際に応じなければならない収容される
石鹸の粘性その他の特性を示すものとなる。図５に示すメンブレンスイッチ116
は、制御回路に含まれる複数のスイッチの内の１つであり、リフィルユニットが
備える１つ又は複数のタブ（もし必要であれば）の位置を検知するためにブラケ
ット部材26の表面上に配設される。
【００２４】 ここで装着プロセスに戻る。図６に示すように、交換ユニット12のドッキング
アセンブリ30は、ハウジング24の内部の壁面にあるカムスロットに係合するカム
ピン120を形成する。図８は、該カムスロット122が開放端124を有しており、該
開放端124において、装着の開始時にハウジングを閉鎖し始める際にカムピンを
挿入することができる。該スロット122からハウジング24の回動軸126までの距離
は、開放端からの距離と共に短くなる。その結果、ハウジングが完全に開放した
位置から図８の中間位置を介して図１の閉鎖位置へと回動することにより、交換
ユニットが永久的なユニットへと押しやられ、カートリッジに穴があけられて、
上述のように容器が加圧される。
【００２５】 また、ハウジング24の内部壁面に形成された弧状スロット128は、以降で説明
するように安全上の理由からブラケット部材26に設けられたストップピン130を
受容する。ハウジング24が回動すると、弧状スロット128は、ストップピン130に
沿ってスライドする。このため、ハウジングの壁部に取り付けられたバネ付勢さ
れたラッチピン134のカム面132（図９参照）にストップピン130が係合する。こ
れにより、ストップピン130がラッチピン134及びそのプルピン(pull-pin)延長部
136を変位させて、ハウジングが回動し続けることが可能となる。これは、ラッ
チピン134をストップピン130の他方の側に移動させ、図９に示すように再び延び
た状態となる。回動運動は、該位置から、ハウジングが完全に閉鎖するまで続行
される。
【００２６】 後にハウジングを開放させる場合には、ユーザは、図８の時計方向にハウジン
グを回動させる。これによりラッチピン134が図９に示す位置にくる。即ち、ス
トップピン130は、ラッチピン134にその平坦な側で係合し、これによりハウジン
グが完全に解放するのを防止する。この位置で、交換ユニット12は十分に上昇し
、図４のＯリング80は僅かに破壊されるが依然として高い流体抵抗が課せられた
状態となる。これにより、カートリッジの減圧を徐々に行うことが可能となり、
このため高圧の気体が急激に排出されるという不都合な結果が回避される。開放
プロセスを完了させるためには、ユーザは、プルピン136を外側へ引っ張って、
ラッチピン134がそれ以上の回動を妨げないようにしなければならない。
【００２７】 図７はディスペンサの底面図である。図示の実施形態では、図４のチャンバプ
ラグ77は、プランジャ78の移動時に図４のチャンバ139の内外へと空気が流れる
ことを可能にするリリーフ孔138と同様に、ブラケット部材26の開口を介して見
ることができる。図７はまた、オブジェクトセンサ18の送受信トランスデューサ
140,142を示している。
【００２８】 好適には、該センサの回路及びソレノイド制御に使用する回路のための電力は
バッテリーにより提供され、このため、図２に示すユニットは、バッテリー144
を含むものとして示されている。図１０のソレノイドにより例示するような様々
な「ラッチ動作(latching)」を行うソレノイド112を使用する場合には、バッテ
リー電源の採用は最も実際的である。バイアスバネ146は、強磁性プランジャ148
とボビン150内に取り付けられた内部プラグ149との間で力を発揮する。これによ
り、プランジャ148が、前記ボビン150を収容するハウジング154内に取り付けら
れたフェイスプラグ152内の開口を介して外方へ付勢される。しかし、プランジ
ャ148が図示の後退位置にある場合には、ボビン150内に取り付けられた永久磁石
156がプランジャ148をバネ力に抗して通常保持している。このため、プランジャ
148は、その後退位置に留まり、ロッカアーム109に流量制御バルブを閉鎖させる
ことはなく、バルブは開放したままとなる。
【００２９】 ロッカアーム109に流量制御バルブを閉鎖させるようプランジャ148を外方へ移
動させるために、バルブ制御回路は、ソレノイドの巻線158を介して第１の方向
に電流を流す。該電流により永久磁石の磁束と反対方向に生成された磁束は、そ
の磁力がバネ力未満の範囲にあり、このため、プランジャ148が外方へバルブ閉
鎖位置まで移動する。次いで該電流が止められる。これは、その位置では、プラ
ンジャ148が永久磁石156の遠くに位置するため、磁力がバネ力を越えることがな
いからである。即ち、この状態を維持するのに電流は不要となる。
【００３０】 ソレノイドを図示のバルブ開放状態に戻すために、制御回路は、巻線158に逆
方向の電流を流し、その結果として生じる磁束により永久磁石の磁束が増強され
る。全磁力がバネ力を越えてプランジャが図示の位置に戻る。この状態の維持も
また電流は不要である。これは、ソレノイドが「ラッチ動作」ソレノイドであり
、状態を変化させるためにしか電力を必要とせず、変化後の状態の維持に電力を
必要としないものであるからである。かかるソレノイドの使用は、バッテリーの
寿命に大きく貢献するものとなる。
【００３１】 本例示の実施形態は有利なものであるが、別の実施形態が好適であると考えら
れる場合が存在し得る。例えば、放出すべき石鹸を保持する容器内に圧力源カー
トリッジが収容されなければならない理由は基本的になく、場合によっては石鹸
容器と加圧用カートリッジとを別個に配設する方がより都合がよい可能性がある
。また、流量制御バルブが液体容器の下流側に位置しなければならない理由も基
本的にない。例えば、ソレノイド駆動式の流量制御バルブを加圧通路中（おそら
くは圧力調整器と液体容器との間）に介在させ、及びチェックバルブを液体容器
の下流側に配置することが可能である。ソレノイドを動作させて流量制御バルブ
を開放させることにより、液体容器内の圧力をチェックバルブが応答する圧力よ
りも高くし、これにより噴出口を通る流れを生じさせることが可能である。この
流れを止めるためにソレノイドが流量制御バルブを閉鎖させ、これにより噴出口
を通る液体の流れにより圧力が開放される際に液体容器の圧力が補充されるのが
防止される。したがって、液体容器内の圧力はチェックバルブのしきい値未満に
低下し、このためチェックバルブが液体の流れを止めることになる。
【００３２】 実際に、流量制御及び調整バルブは一般的なバルブで実施することが可能であ
り、即ち、流量制御用のソレノイドは、通常は調整バルブが開放するのを防止し
、液体の流れが意図される場合にのみ調整バルブの開放を可能にするものとする
ことが可能である。
【００３３】 更に、加圧気体は、液体と直接接触する必要はない。例えば、実際の液体リザ
ーバを容器内部に配置されるコラプシブルポーチ（即ち潰すことが可能な袋）と
し、前記容器のうち前記ポーチの外側の部分に加圧気体を入れて該ポーチを潰す
ことにより液体を放出させることが可能である。
【００３４】 明らかに、本発明は、石鹸だけでなくケチャップ等の他の液体を補給するため
にも使用することが可能である（本書では用語「液体」を広い意味で使用してい
る）。特に、かかる実施形態では、電気式のバルブを、センサによるオブジェク
トの検出ではなく例えば手動式スイッチの操作に応じて動作させることが可能で
ある。手動式スイッチの操作により動作する装置であっても、流量制御バルブは
所定期間の後に閉鎖させることが可能である。
【００３５】 このため、本発明は、広範な実施形態で実施することが可能であり、当業界で
大きな進歩を構成するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の教示を具体化した石鹸補給ステーションを示す側面図である。
【図２】 図１と類似しているが、石鹸補給ステーションの使い捨て式のリフィルユニッ
トをその永久的な壁ユニットから分離させて示す断面図である。
【図３】 図２に示すストッパを一層詳細に示す断面図である。
【図４】 壁ユニットの圧力調整アセンブリと係合する使い捨て式のリフィルユニットの
ドッキングアセンブリを一層詳細に示す断面図である。
【図５】 図２の永久的な壁ユニットを示す平面図である。
【図６】 ハウジングを取り外して流量制御バルブを断面で示す詳細な正面図である。
【図７】 補給ステーションの底面図である。
【図８】 ハウジングを部分的に開いた位置で補給ユニットを示す側面図である。
【図９】 補給ユニットの安全ラッチ機構を詳細に示す断面図である。
【図１０】 補給システムが流量制御のために使用するソレノイドを示す断面図である。
【符号の説明】
31 スリーブ 32 カートリッジ 36 スリーブポート 40 圧力調整アセンブリ 48 環状チャネル 50 出口通路 52 バルブ 54,56,58 通路形成部材 60 本体部材 62 カートリッジ貫通管 64 通路 66 バルブチャンバ 68 バルブガイド 70 バルブシート 72 バイアスバネ 74 圧力調整バルブ部材 76 調整バネ 78 プランジャ 80 低圧チャンバ 82 シール 84 ポート 85 Ｏリングシール 86 フィルタ 90,92,94 Ｏリングシール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＵ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＭ，ＥＥ，Ｇ Ｄ，ＧＥ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＡ， ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ ，ＺＡ

Claims (64)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体補給システムであって、 A) 容器出口と補給すべき液体を収容する液体リザーバとを形成する液体容器と
    、 B) 前記液体リザーバ内の圧力の少なくとも８倍のソース圧力下で加圧流体を収
    容する加圧カートリッジと、 C) 前記加圧流体をその上流端にある前記加圧カートリッジからその下流端にあ
    る前記液体容器へと導いて前記液体リザーバを加圧することにより前記補給すべ
    き液体を前記出口を介して送出させる加圧通路と、 D) 前記流体の下流側での圧力が前記ソース圧力未満の所定の限界圧力を越えな
    い場合にのみ前記加圧流体を前記加圧カートリッジから前記液体容器へ導く圧力
    調整器と、 E) 電気的な制御信号の印加により動作する電気式バルブであって、該動作が、
    該電気式バルブが前記出口を介した前記流体の流れを可能にする開放状態と、該
    電気式バルブが前記出口を介した前記流体の流れを妨げる閉鎖状態との間で行わ
    れる、電気式バルブと を備えている、流体補給システム。
  2. 【請求項２】 前記液体容器の体積が前記カートリッジの少なくとも20倍である、請求項１に
    記載の流体補給システム。
  3. 【請求項３】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項１に記載の流体補給
    システム。
  4. 【請求項４】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項１に記載の流体補給システム。
  5. 【請求項５】 前記加圧流体が基本的に窒素からなる、請求項１に記載の流体補給システム。
  6. 【請求項６】 前記加圧流体が基本的に二酸化炭素からなる、請求項１に記載の流体補給シス
    テム。
  7. 【請求項７】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項６に記載の流体補給
    システム。
  8. 【請求項８】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項６に記載の流体補給システム。
  9. 【請求項９】 前記液体容器の体積が前記カートリッジの体積の少なくとも20倍である、請求
    項６に記載の流体補給システム。
  10. 【請求項１０】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項９に記載の流体補給
    システム。
  11. 【請求項１１】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項９に記載の流体補給システム。
  12. 【請求項１２】 前記電気式バルブが前記圧力調整器とは別個に配設される、請求項１に記載の
    流体補給システム。
  13. 【請求項１３】 A) 前記液体容器に取り付けられ、噴出口と、該噴出口と前記容器出口との間の
    流体的な連絡を提供する出口通路とを有する、ドッキングアセンブリを、該流体
    補給システムが備えており、 B) 前記電気式バルブが、前記出口通路中に介在し、該出口通路を介した流れを
    制御することにより前記容器出口を介した流れを制御する、 請求項１２に記載の流体補給システム。
  14. 【請求項１４】 A) 前記ドッキングアセンブリが、前記出口通路中に介在する流量制御バルブを
    備えており、 B) 前記電気式バルブが、流量制御バルブと、該流量調整バルブを電気的な制御
    信号に応じて動作させる電気式バルブアクチュエータとを備えている、 請求項１３に記載の流体補給システム。
  15. 【請求項１５】 A) 前記電気式バルブアクチュエータが、前記流量制御バルブの開閉に応じて第
    １の状態と第２の状態との間で動作することが可能であり、 B) 前記電気式バルブアクチュエータが、その状態の変化には電力を必要とする
    が何れかの状態の維持には電力を必要としないラッチ動作式のものである、 請求項１４に記載の流体補給システム。
  16. 【請求項１６】 A) 前記ドッキングアセンブリが、カートリッジホルダを備えており、 B) 該カートリッジホルダが前記カートリッジを収容する、 請求項１３に記載の流体補給システム。
  17. 【請求項１７】 前記カートリッジホルダが、前記カートリッジの外部表面と共に前記加圧通路
    の一部を画定する内部表面を有するスリーブを形成する、請求項１６に記載の流
    体補給システム。
  18. 【請求項１８】 A) 該流体補給システムが、前記容器に取り付けられたカートリッジホルダを更
    に備えており、 B) 該カートリッジホルダが前記カートリッジを収容する、 請求項１に記載の流体補給システム。
  19. 【請求項１９】 前記カートリッジホルダが、前記カートリッジの外部表面と共に前記加圧通路
    の一部を画定する内部表面を有するスリーブを形成する、請求項１８に記載の流
    体補給システム。
  20. 【請求項２０】 ターゲット領域におけるオブジェクトの存在を検知し、該検知されたオブジェ
    クトの少なくとも１つの所定の特性に応じて前記電気式バルブに電気的な制御信
    号を印加することにより前記出口を介した液体の流れを制御する、センサ回路を
    更に備えている、請求項１に記載の流体補給システム。
  21. 【請求項２１】 前記液体容器の体積が、前記カートリッジの体積の少なくとも20倍である、請
    求項２０に記載の流体補給システム。
  22. 【請求項２２】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項２０に記載の流体補
    給システム。
  23. 【請求項２３】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項２０に記載の流体補給システム。
  24. 【請求項２４】 前記加圧流体が基本的に窒素からなる、請求項２０に記載の流体補給システム
    。
  25. 【請求項２５】 前記加圧流体が基本的に二酸化炭素からなる、請求項２０に記載の流体補給シ
    ステム。
  26. 【請求項２６】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項２５に記載の流体補
    給システム。
  27. 【請求項２７】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項２５に記載の流体補給システム。
  28. 【請求項２８】 前記液体容器の体積が前記カートリッジの体積の少なくとも８倍である、請求
    項２６に記載の流体補給システム。
  29. 【請求項２９】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項２８に記載の流体補
    給システム。
  30. 【請求項３０】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項２８に記載の流体補給システム。
  31. 【請求項３１】 前記電気式バルブが前記圧力調整器とは別個に配設される、請求項２０に記載
    の流体補給システム。
  32. 【請求項３２】 A) 前記液体容器に取り付けられ、噴出口と、該噴出口と前記容器出口との間の
    流体的な連絡を提供する出口通路とを有する、ドッキングアセンブリを、該流体
    補給システムが備えており、 B) 前記電気式バルブが、前記出口通路中に介在し、該出口通路を介した流れを
    制御することにより前記容器出口を介した流れを制御する、 請求項３１に記載の流体補給システム。
  33. 【請求項３３】 A) 前記ドッキングアセンブリが、前記出口通路中に介在する流量制御バルブを
    備えており、 B) 前記電気式バルブが、流量制御バルブと、該流量調整バルブを電気的な制御
    信号に応じて動作させる電気式バルブアクチュエータとを備えている、 請求項３２に記載の流体補給システム。
  34. 【請求項３４】 A) 前記電気式バルブアクチュエータが、前記流量制御バルブの開閉に応じて第
    １の状態と第２の状態との間で動作することが可能であり、 B) 前記電気式バルブアクチュエータが、その状態の変化には電力を必要とする
    が何れかの状態の維持には電力を必要としないラッチ動作式のものである、 請求項３３に記載の流体補給システム。
  35. 【請求項３５】 A) 前記ドッキングアセンブリがカートリッジホルダを備えており、 B) 該カートリッジホルダが前記カートリッジを収容する、 請求項３２に記載の流体補給システム。
  36. 【請求項３６】 前記カートリッジホルダが、前記カートリッジの外部表面と共に前記加圧通路
    の一部を画定する内部表面を有するスリーブを形成する、請求項３５に記載の流
    体補給システム。
  37. 【請求項３７】 A) 該流体補給システムが、前記容器に取り付けられたカートリッジホルダを更
    に備えており、 B) 該カートリッジホルダが前記カートリッジを収容する、 請求項２０に記載の流体補給システム。
  38. 【請求項３８】 前記カートリッジホルダが、前記カートリッジの外部表面と共に前記加圧通路
    の一部を画定する内部表面を有するスリーブを形成する、請求項３７に記載の流
    体補給システム。
  39. 【請求項３９】 前記センサ回路が、検知されたオブジェクトの少なくとも１つの所定の特性に
    応じて前記電気式バルブを開放させ、次いで所定時間の経過後に前記電気式バル
    ブを閉鎖させる、請求項２０に記載の流体補給システム。
  40. 【請求項４０】 前記電気式バルブに電気的な制御信号を印加することにより前記電気式バルブ
    を開放させ次いで所定時間の経過後に閉鎖させる回路を更に備えている、請求項
    １に記載の流体補給システム。
  41. 【請求項４１】 A) 前記電気式バルブが開放状態と閉鎖状態との間で動作することが可能であり
    、 B) 前記電気式バルブが、その状態の変化には電力を必要とするが何れかの状態
    の維持には電力を必要としないラッチ動作式のものである、 請求項１に記載の流体補給システム。
  42. 【請求項４２】 A) 補給されるべき液体を収容し液体容器出口を有する液体リザーバを備えた液
    体容器と、 B) 加圧流体を前記液体容器内へと通して前記補給されるべき液体を加圧し、該
    液体が強制的に前記液体容器出口を通過させられるようにする、加圧ポートと、
    C) 前記液体容器に固定され、前記加圧ポートと流体的に連絡した状態となるよ
    う構成された加圧流体リザーバを形成し、及び前記液体リザーバ内の圧力の少な
    くとも８倍のソース圧力下の加圧流体を収容する、加圧カートリッジと を備えている、流体補給用リフィルユニット。
  43. 【請求項４３】 A) 該流体補給用リフィルユニットが前記容器に取り付けられたカートリッジホ
    ルダを更に備えており、 B) 該カートリッジホルダが前記カートリッジを収容する、 請求項４２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  44. 【請求項４４】 前記カートリッジホルダが、加圧ポートを形成し、及び該加圧ポートへと導く
    加圧通路部分を前記カートリッジの外部表面と共に画定する内部表面を有するス
    リーブを構成する、請求項４３に記載の流体補給用リフィルユニット。
  45. 【請求項４５】 前記液体容器に取り付けられ、前記液体容器出口を介した流れを制御するよう
    動作することが可能な流量制御バルブを含む、ドッキングアセンブリを更に備え
    ている、請求項４２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  46. 【請求項４６】 前記ドッキングアセンブリが、前記カートリッジを収容するカートリッジホル
    ダを備えている、請求項４５に記載の流体補給用リフィルユニット。
  47. 【請求項４７】 前記カートリッジホルダが、加圧ポートを形成し、及び該加圧ポートへと導く
    加圧通路部分を前記カートリッジの外部表面と共に画定する内部表面を有するス
    リーブを構成する、請求項４６に記載の流体補給用リフィルユニット。
  48. 【請求項４８】 前記液体容器の体積が、前記カートリッジの体積の少なくとも20倍である、請
    求項４２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  49. 【請求項４９】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項４２に記載の流体補
    給用リフィルユニット。
  50. 【請求項５０】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項４２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  51. 【請求項５１】 前記加圧流体が基本的に窒素からなる、請求項４２に記載の流体補給用リフィ
    ルユニット。
  52. 【請求項５２】 前記加圧流体が基本的に二酸化炭素からなる、請求項４２に記載の流体補給用
    リフィルユニット。
  53. 【請求項５３】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項５２に記載の流体補
    給用リフィルユニット。
  54. 【請求項５４】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項５２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  55. 【請求項５５】 前記液体容器の体積が前記カートリッジの体積の少なくとも20倍である、請求
    項５２に記載の流体補給用リフィルユニット。
  56. 【請求項５６】 前記補給すべき液体が基本的に液体石鹸からなる、請求項５５に記載の流体補
    給用リフィルユニット。
  57. 【請求項５７】 前記補給すべき液体が基本的に水よりも高い粘性を有する液体からなる、請求
    項５５に記載の流体補給用リフィルユニット。
  58. 【請求項５８】 A) 上流端から下流端への加圧通路を形成し、及び前記下流端における圧力が所
    定の限界圧力よりも小さい場合にのみ前記上流端から前記下流端への流れを可能
    にする、圧力調整器を設け、 B) 該圧力調整器がそれ自体を通る流れを可能にする場合に圧力源カートリッジ
    を前記加圧通路の上流端と流体的に連絡した状態にして加圧気体を前記加圧通路
    に供給し、 C) 液体容器出口を形成し、及び補給すべき液体を収容する、液体容器を設け、
    前記圧力調整器がそれ自体を通る流れを可能にする場合に前記液体を加圧して該
    液体を強制的に前記液体容器出口を通過させるように前記液体容器を前記圧力調
    整器の下流端と流体的に連絡した状態にする、 という各ステップを有する、流体補給ステーションを提供するための方法。
  59. 【請求項５９】 A) 前記加圧通路の上流端が鋭い一点を有する管(cannula)により形成され、 B) 前記カートリッジを前記圧力調整器の上流端と流体的に連絡した状態にする
    前記ステップが、前記管を使用して前記カートリッジに穴をあけることを含む、
    請求項５８に記載の方法。
  60. 【請求項６０】 A) 前記液体容器が、前記液体容器出口を通る流れを制御するよう動作する流量
    制御バルブを含む交換ユニットの一部であり、 B) 前記圧力調整器が、電気信号の印可により動作する電気式バルブアクチュエ
    ータを含む永久的なユニットの一部であり、 C) 前記液体容器を前記圧力調整器の下流端と流体的に連絡した状態にする前記
    ステップが、前記電気式バルブアクチュエータに印可された電気信号に応じて該
    電気式バルブアクチュエータが前記流量制御バルブを動作させることが可能とな
    るように前記電気式バルブアクチュエータを前記流量制御バルブに接続すること
    を含む、 請求項５８に記載の方法。
  61. 【請求項６１】 A) 前記加圧通路の上流端が鋭い一点を有する管(cannula)により形成され、 B) 前記カートリッジを前記圧力調整器の上流端と流体的に連絡した状態にする
    前記ステップが、前記管を使用して前記カートリッジに穴をあけることを含む、
    請求項６１に記載の方法。
  62. 【請求項６２】 前記永久的なユニットが、ターゲット領域におけるオブジェクトの存在を検知
    し、及び該検知されたオブジェクトの少なくとも１つの所定の特性に応じて前記
    電気式バルブアクチュエータに電気的な制御信号を印加することにより前記出口
    を介した液体の流れを制御する、センサ回路を更に含む、請求項６０に記載の方
    法。
  63. 【請求項６３】 A) 前記電気式バルブアクチュエータが、前記流量制御バルブの開閉に応じて第
    １の状態と第２の状態との間で動作することが可能であり、 B) 前記電気式バルブアクチュエータが、その状態の変化には電力を必要とする
    が何れかの状態の維持には電力を必要としないラッチ動作式のものである、 請求項６０に記載の方法。
  64. 【請求項６４】 電気的な制御信号を印可することにより前記電気式バルブアクチュエータを開
    放させ次いで所定時間の経過後に閉鎖させる回路を更に備えている、請求項６０
    に記載の方法。
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