JP2006504015A - 可撓性支持バルブヘッドを有するタンク内ディスペンサー - Google Patents

Abstract

トイレタンク洗浄剤ディスペンサーは、洗浄成分を含む容器を上下反転して収容し、この容器から液体を投与するのに適した収容ホルスターを有する。アダプタは、バルブシートを画定するアダプタの底部の開口部を介して一定量の洗浄剤を計測するための内部投与シャトルを有する。浮子は、上記アダプタの出口に向かって出口バルブを駆動するためにタンクの液位に対して上下移動することができる。本発明は、浮子によって駆動されるバルブヘッドのバルーン方式構造に重点を置いている。例えば、低密度薄肉ポリエチレンのバルブヘッドは、漏出を低減し、部分的に可撓性であることを可能にし、さらに永続的な変形を回避するために、封入気体ポケットによって支持されることができる。

Description

関連出願への相互参照
適用せず。

連邦政府委託調査又は結果に関する記載
適用せず。

発明の背景
本発明は、液位が変化する液体保持タンクで使用されるディスペンサーに係り、特にトイレタンクにクレンザー（洗浄剤）を投与するようなディスペンサーに関する。

薬剤を水槽に自動的に投与するための種々のディスペンサーが存在する。例えば、米国特許第５，９２４，１４２号（特許文献１）、 同第５，９０３，９３０号（特許文献２）、同第５，８３９，１２８号（特許文献３）、同第５，７１８，２６１号（特許文献４）、同第Ｄ３７６，８４０号（特許文献５）、同第５，５５１，０９５号（特許文献６）、同第５，４８８，７４２号（特許文献７）、同第Ｄ３６５，１３８号（特許文献８）、同第５，１５２，０１５号（特許文献９）、同第５，０９０，４４３号（特許文献１０）、同第５，０３８，４１７号（特許文献１１）、同第４，９１５，２６０号（特許文献１２）、同第４，６９６，４１４号（特許文献１３）、同第４，６６３，７８６号（特許文献１４）、同第４，６６０，２３１号（特許文献１５）、同第４，５３４，０７１号（特許文献１６）、同第４，４２９，８０９号（特許文献１７）、同第４，３４６，４８３号（特許文献１８）、同第４，２８５，０７４号（特許文献１９）、同第４，１８９，７９３号（特許文献２０）、同第４，１０１，０４３号（特許文献２１）、同第３，９１３，１５１号（特許文献２２）、同第３，８７４，００７号（特許文献２３）、同第３，７７８，８５０号（特許文献２４）、同第３，６９８，０２１号（特許文献２５）、同第２，５８７，３８８号（特許文献２６）、及び、同第１，６０２，５５４号（特許文献２７）が参照される。また、英国特許第２，１６７，０４１号（特許文献２８）、欧州特許第１，０２６，３３１号（特許文献２９）、及び、ＷＯ９９／０８０７６（特許文献３０）も参照される。さらにまた、米国特許出願第１０／１４２，７０８号（２００２年５月１０日出願）も参照される。これらの公報及び出願の開示は、本明細書中に全体として示されるように参照によって組み込まれる。多数のこうした自動ディスペンサーシステムは、投与を制御するようにタンク内の水位に追随するある種のフロート（浮子）を使用する。

多くのこうした従来の自動ディスペンサーでは、生成物が幾分制御されていない方法でディスペンサーから漏出するように投与されている傾向がある。この傾向は、特定のディスペンサーが長く使用されるほど大きくなる可能性がある。この結果、生成物が定量超過したり、又は、液体が制御されずに水洗便器に排出されたりすることになり、それゆえに洗浄成分が浪費されることがある。

この種の漏出は、バルブシートに対しバルブヘッドを不適切に封止することから生じる可能性があり、これは、バルブに作用する不十分な浮力によって生じられることがある。こうした漏出の更に重要な原因は、流出を制御するシール面がタンク水又はクレンザーに長期間さらされることによって経時的に劣化されることになるということである。これは、１つ以上のバルブ要素がゴムでできている場合に特に問題である。

こうしたバルブシート及びバルブヘッドの用途におけるゴムを非ゴム材料と置き換えたとしても、漏出はそれでも発生する可能性がある。この点について、一部の材料は、漏出防止シールを一貫して保証するにはあまりにも可撓性がない。その他の材料は、適切に構成されるときに封止に適している一方で、過度に可撓性である傾向がある（ので、使用中に非弾性的に変形しやすい）。
米国特許第５，９２４，１４２号 米国特許第５，９０３，９３０号 米国特許第５，８３９，１２８号 米国特許第５，７１８，２６１号 米国特許第Ｄ３７６，８４０号 米国特許第５，５５１，０９５号 米国特許第５，４８８，７４２号 米国特許第Ｄ３６５，１３８号 米国特許第５，１５２，０１５号 米国特許第５，０９０，４４３号 米国特許第５，０３８，４１７号 米国特許第４，９１５，２６０号 米国特許第４，６９６，４１４号 米国特許第４，６６３，７８６号 米国特許第４，６６０，２３１号 米国特許第４，５３４，０７１号 米国特許第４，４２９，８０９号 米国特許第４，３４６，４８３号 米国特許第４，２８５，０７４号 米国特許第４，１８９，７９３号 米国特許第４，１０１，０４３号 米国特許第３，９１３，１５１号 米国特許第３，８７４，００７号 米国特許第３，７７８，８５０号 米国特許第３，６９８，０２１号 米国特許第２，５８７，３８８号 米国特許第１，６０２，５５４号 英国特許第２，１６７，０４１号 欧州特許第１，０２６，３３１号 国際公開（ＷＯ）第９９／０８０７６号

したがって、この種のディスペンサーの技術において強力な洗浄薬剤の環境における劣化に耐性があり、さらにその他の点で使用に適した改良型流出用バルブ部品（特にバルブヘッド）を有する必要性が依然としてある。

一態様において、本発明は、タンクの液位変化に応答してコンテナから成分（例えば、液体トイレ便器クリーナ）を投与するためのディスペンサーを提供する。 このディスペンサーは、容器を収容し、該容器から受け取った成分を、流れ開口部を画定するバルブシートに投与するのに適した受け器（例えば、上部が開放されたホルスター）を有する。ディスペンサーはさらに、上記流れ開口部を通る流量を制御するためのバルブを有し、該バルブは、本質的に封入される気体のポケットによって支持される可撓性ヘッドを有する。一般に、このバルブは、タンクの液位変化に追随するのに適した浮子に結合されることになる。

一態様において、上記バルブは、上部ドーム構造、下部プラグ、及び、これらドーム構造と下部プラグとの間に封入空気ポケットを有する。代替の構造において、上記バルブは、封入空気ポケットを上部ドーム構造との間に設けるように浮子に取り付けられる上部ドーム構造を有し、該上部ドーム構造は、この構造が取り付けられる上記浮子の一部と一体的でない。後者の実施の形態において、浮子は、上記ドーム構造が締まりばめで取り付けられる一体式の上向きに延出するハブを有することができる。

さらに好ましくは、少なくとも上記ヘッドの上部が１ｇ／ｃｍ³未満の密度を有するポリエチレンなどの成形性軟質プラスチックであり、少なくとも上記ヘッドの一部が０．０５ｃｍ未満の肉厚を有する。

本発明は、この種のディスペンサーの漏出防止機能を向上させる方法を提供する。封入空気ポケットは、薄肉プラスチック（劣化に強い材料）が使用される場合、バルブヘッドがいくらか可撓性であることを可能にするとは言うものの、該ヘッドが永続的に変形しないように十分にヘッドを支持する。

バルブヘッドは、封入空気ポケットを設けるように結合される２つの部品で整形されることができる。あるいはまた、（商業用規模で実施するにはもっと高価であるかもしれないが）封入空気ポケットを形成する他の方法を使用することもできる。

最終結果は、無制御漏出の割合が非常に低いディスペンサーとなる。重要なことに、この利点は低コストで達成され、長期間の使用にわたって維持されることができる。

本発明のこれら及び更なる他の利点は、詳細な説明と図面から明らかになるであろう。本発明の好ましい実施の形態を以下の通りである。本発明の範囲全体を判断するために、請求の範囲は、好ましい実施の形態が発明の範囲内の唯一の実施の形態として意図されないように、認識すべきである。

本発明の好ましい実施の形態は、トイレタンクのフラッシングサイクルのダウンストローク間に、トイレ洗浄濃縮物をトイレタンクに供給するディスペンサーに組み込まれている。本発明が液体を供給するタンクでの使用に適していること、及び、供給されている成分（例えば、ゲル、液体、芳香剤、貯留用塩素処理剤）の状態若しくは種類が重要でないことは、本開示から容易に理解されるだろう。

本発明は、ディスペンサーからの流出量を制御するバルブヘッドの一部として形成されるマルチピース（一般にはツーピース型）構造を重点的に扱う。封入空気ポケットは、バルブヘッドを特有の方法で支持する。

バルブヘッド及び隣接した構造は別として、この種のディスペンサーは、共有による米国特許出願第１０／１４２，７０８号（２００２年５月１０日出願）に詳細に述べられている。とは言うものの、その種のこうしたディスペンサーの動作の重要な属性は、更なる背景のために後述される。

ここで図１及び図２を参照すると、ディスペンサー１０は受け器１２及び主要浮子１４を有し、これらはともに、長期にわたる水中への浸せきに耐えることができ、投与する生成物の腐食作用に耐えることができる耐久性のある材料から形成される。ポリプロピレンやアクリルなどのプラスチックは、このためには最も好ましい。

受け器１２は、タンクの通常の充填水位が浮子１４の上部に近いように、ディスペンサーをタンクの壁から吊り下げるためのハンガー１６を有することができる。受け器１２は、投与可能な生成物を内部に有する剛性ボトルやフレキシブル・パウチ、あるいは、他の容器１７（仮想線で示される）を収容するためのホルスター式キャビティ１８を画定する。この投与可能な生成物は、流動可能（例えば、液体又はゲル）であり、好ましくは、少なくとも３０センチポアズ（ｃＰ）、好ましくは１００ｃＰ以上の粘度を有するトイレ用クリーナ又は消臭剤である。

容器１７は、（タンクの通常の最高水位より上の）その上部における開口部によって通気されることが好ましく、あるいは、受け器１２は、生成物が投与されているときに空気が容器内に入るための通路を提供する空気吸入構造をそれ自身に画定することができる。どちらの場合にも、大量に流出しないようにするために、投与された生成物の量に置換するように空気が容器１７内に流入可能とされる。

金属箔やプラスチックから形成された破断可能なシールは、容器が（それがボトルである場合に）売り物として保管されているとき、容器の口全体を被覆し、生成物を漏出させることなく容器１７をディスペンサー上に挿入するために上下逆さまにすることができる。このシールは、受け器１２に挿入される間に、上部先細部、サイド開口部２３、及び中心軸穴２５を備えた穴あけ支柱１９によって破断される。このシールが破断された後に、生成物は容器から受け器１２に自由に流入する。

受け器１２は、好ましくは、穴２５から投与チャンバ２０に通じているネック式下部を有し、決められた量の生成物が、タンクに放出されるために段階ごとに分けられる。投与チャンバ２０は、該投与チャンバ２０内で上下に自由移動するように、チャンバ内に浮動式シャトル２２を有している。投与チャンバ２０の底面端部は、キャップ・グロメット２４、好ましくはシリコーンゴム又はプラスチック、によって閉鎖され、バルブ出口２６、上側バルブシート２７、及び下側バルブシート２８を画定する。

バルブシートは、円錐形、半球形、又は他の好適な構成であればよい。必要に応じて、キャップ・グロメット２４の上側面は、下側面よりも軟質の材料で作られることもできる。これにより、シャトル２２とのシールを最適にすることができるが、一方、グロメットの底部の露出面を、トイレタンク環境による劣化に耐えることができるようにしておく。

シャトル２２は、投与される生成物より低い比重を有する材料でできている。シャトル２２は、中空構造であってもよい。生成物がシャトル２２を通過し、該シャトルの下に流入するので、シャトル２２はこのため、バルブ出口２６が閉鎖されている場合、投与チャンバ２０内で生成物上において浮動することになる。シャトル２２は、後述するように上側バルブシート２７と結合する下向きに延出するニブ２９を有する。

バルブ出口２６は、図３及び図４に見られるように、浮子１４の上向きに延出するバルブヘッド３０によって主として制御されている。浮子１４は、クロスブレース３６及び３８によって支持される分割された上部リム３２及び下部スカート３４を有する。上部リムは、こうした構成要素の相対回転を防止するためにアダプタ１２の４つの位置合わせベーン３７を摺動可能に受容する４つのスロット３５を有する。

バルブヘッド３０は、バッフル４０の中央でクロスブレース３６及び３８の交点において配置される。バッフルは、浮子１４がアダプタ１２から離れないように、但し、フラッシュサイクル間にアダプタ１２に対し自由に上下方向に摺動するように、アダプタの１つ以上の外向き突起４３（図２を参照）上にはまる４つの突起４２（図５では、２つが示されている）を有する。

浮子１４によって設けられるバルブは、独立した付勢力を付与しないという点において、「ゼロ・フォース」バルブである。このバルブは、タンクの水によってもたらされる重力及び浮力によって動作するにすぎない。

バルブシート２８と接触するバルブヘッドの上部は、空気４４などの閉じ込められた気体のポケットによって支持される。次に図２及び図５を参照すると、バルブヘッド３０は、バルブシート２８に対し良好なシールを形成する際の補助となるように、薄肉で、可撓性であることが好ましい。４６で示される部分に対する好ましい材料は、超低密度ポリエチレンであり、この密度は１ｇ／ｃｍ³未満、例えば、（エクソン社の「Ｅｘａｃｔ３０４０」のように）約０．９ｇ／ｃｍ³であることが好ましい。

特に好ましい形状では、上側（封止）部４６の肉厚は、０．０１乃至０．０５ｃｍ、好ましくは０．０２ｃｍである。バルブヘッド３０の下側（非封止）部４８、及び上向きに延出するピン５０は、２倍又は３倍の厚さであることが好ましい。

図５は、バルブヘッド３０が、浮子１４に形成される直立式ハブ５２に装着される別個の要素であるとする好ましい一実施の形態を拡大図で示している。このバルブヘッド３０は、締まりばめ、接着、又は超音波溶接などによって、気密封止を構成するのに適切な方法で取り付けられる。

いずれにしても、ポケット４４内の空気が封止されることが特に望ましいが、これは、わずかな漏れが生じることがあっても、通常の使用時に空気が半球形状のバルブヘッド３０の薄肉シール部４６を支持し、それゆえ、非弾性変形をもたらし得る過度のたわみに耐えることになるように、本質的に封止されることを本明細書中において意味する。幾分変形が可能なためヘッド３０はシート２８に（少なくとも幾分か）馴染むこともある。

図６は、バルブヘッド３０Ａが浮子１４Ａの単体構造部品として成形されている、浮子１４Ａの別の実施の形態を示している。ここでは、バルブヘッド３０Ａが浮子１４Ａの底部に開口しているキャビティ５４を画定する。この開口部は、これも同様に、例えば締まりばめ、接着、又は超音波溶接によって、浮子１４Ａに固定された底部プラグ５６Ａによって気密封止される。プラグ５６Ａを浮子１４Ａに固定することは、バルブヘッド３０Ａ及びプラグ５６間に空気ポケット４４Ａを形成する。このバルブヘッド３０Ａは、それ以外は上に述べた通りである。

使用するとき、ディスペンサー１０は、トイレタンク壁から吊り下がっている。容器１７は、穴あけ支柱１９が容器１７上のシールを破断するように反転され、受け器内に摺動し、生成物がサイド開口部２３及び穴２５を通って投与チャンバ２０内へと下向きに排出されることを可能にする。タンクが満杯であるときに、この浮子１４はその最上部位置にあり、バルブヘッド３０がバルブ出口２６を閉鎖するために下部のバルブシート２８と完全に係合される。投与チャンバ２０が満杯であると、シャトル２２はチャンバの最上部に浮き上がり、サイド開口部２３を閉鎖し、生成物の更なる流出を防止する。

トイレの水が流されるとき、タンクの水位は通常の方法で低下する。水位が低下すると、浮子１４は下がり始め、バルブ出口２６を開放する。シャトル２２の下で投与チャンバ２０に保持される生成物は、バルブ出口２６、及びバルブヘッド３０周囲の浮子１４の開口部を介して急速に流出する。シャトル２２は、投与チャンバ２０の底部に重力で下落し、そのテーパード・ニブ２９が上側バルブシート２７に対して封止する。

この位置で、シャトル２２は、フラッシングサイクル間に生成物を過剰に投与することを防止するために、バルブ出口２６を実質的に封止する。このように、タンクが補充される速さに関係なく、一定量に計測されたクリーナだけが、各洗浄のダウンストローク間に投与されることになる。生成物の分量が放出されると、空気は容器から流出する生成物の量に置換するように（空気吸入口又は通気開口を介して）容器内に移動する。浮子１４を駆動し、バルブシート２８に対してバルブヘッド３０と嵌合するように水位が十分に上昇するまで、シャトル２２は投与チャンバ２０の底部にとどまっている。圧力の増加、又は好ましくはバルブヘッド３０のピン５０と直接接触することのいずれかによって、シャトル２２は投与チャンバ２０内でわずかに上昇され、生成物がシャトル２２の側面を通過流出し、再度即座に投与チャンバ２０の上部にシャトルを浮かび上がらせる。

本発明の好ましい実施の形態が上述されたことを理解すべきである。しかしながら、こうした好ましい実施の形態に対する多くの修正変更は当業者にとって明らかであり、これは発明の精神及び範囲内にある。従って、本発明は、記載された実施の形態に限られるべきではない。本発明の範囲全体を確認するために、別紙の請求の範囲を参照すべきである。

本発明は、バルーン方式の出口制御バルブを備えた改良型タンク内ディスペンサーを提供する。

図１は、投与されるクリーナを含む交換式ボトルを仮想線で示した、本発明のタンク内ディスペンサーの正面右側上部を示す斜視図である。 図２は、図１のライン２−２に沿った部分断面図である。 図３は、図１の底部浮子の正面右側上部を示すわずかに拡大した斜視図である。 図４は、図３のライン４−４に沿った断面図である。 図５は、図４のライン５−５沿った拡大断面図である。 図６は、代替の実施態様を示す、図５に類似した図である。

Claims (16)

1. 容器を収容し、該容器から受け取った成分を、流れ開口部を画定するバルブシートに投与するのに適した受け器と、
   前記流れ開口部を通る流量を制御するためのバルブであって、封入気体ポケットによって支持される可撓性ヘッドを有する前記バルブと、
   を含む、タンク内の液位変化に応答して容器から成分を投与するためのディスペンサー。
2. 前記バルブが、タンクの液位変化に追随するのに適した浮子に結合される、請求項１に記載のディスペンサー。
3. 前記バルブが、上部ドーム構造、下部プラグ、及び、これらドーム構造と下部プラグとの間の封入空気ポケットを有する、請求項１に記載のディスペンサー。
4. 前記バルブが、封入空気ポケットを上部ドーム構造との間に設けるように浮子に取り付けられる上部ドーム構造を有し、該上部ドーム構造が、この構造が取り付けられる前記浮子の一部と一体的でない、請求項２に記載のディスペンサー。
5. 前記浮子は、前記ドーム構造が締まりばめで取り付けられる一体式の上向きに延出するハブを有する、請求項４に記載のディスペンサー。
6. 少なくとも前記ヘッドの上部が成形性軟質プラスチックである、請求項１に記載のディスペンサー。
7. 前記プラスチックが１ｇ／ｃｍ³未満の密度を有するポリエチレンである、請求項６に記載のディスペンサー。
8. 少なくとも前記ヘッドの一部が０．０５ｃｍ未満の肉厚を有する、請求項７に記載のディスペンサー。
9. 容器を収容し、該容器から受け取った成分を、流れ開口部を画定するバルブシートに投与するのに適した受け器と、
   前記流れ開口部を通る流量を制御するためのバルブであって、封入空気ポケットを可撓性上部ドーム構造とハブとの間に設けるように浮子の上向きに延出するハブに締まりばめで取り付けられる可撓性上部ドーム構造を有する、前記バルブと、を含み、
   前記上部ドーム構造が、該構造が取り付けられる前記浮子の一部と一体的でない、
   タンクの液位変化に応答して容器から成分を投与するためのディスペンサー。
10. 少なくとも前記ヘッドの上部が成形性軟質プラスチックである、請求項９に記載のディスペンサー。
11. 前記プラスチックが１ｇ／ｃｍ³未満の密度を有するポリエチレンである、請求項１０に記載のディスペンサー。
12. 前記ヘッドの一部が０．０５ｃｍ未満の肉厚を有する、請求項１１に記載のディスペンサー。
13. 容器を収容し、該容器から受け取った成分を、流れ開口部を画定するバルブシートに投与するのに適した受け器と、
    前記流れ開口部を通る流量を制御するためのバルブであって、タンクにおける液位変化に追随する浮子に結合される前記バルブと、を含み、
    前記浮子が、一体式可撓性上部ドーム構造、及び、下部プラグを有し、該構造と該プラグとの間に封入空気ポケットを形成する、
    タンクの液位変化に応答して容器から成分を投与するためのディスペンサー。
14. 少なくとも前記ヘッドの上部が成形性軟質プラスチックである、請求項１３に記載のディスペンサー。
15. 前記プラスチックが１ｇ／ｃｍ³未満の密度を有するポリエチレンである、請求項１４に記載のディスペンサー。
16. 前記ヘッドの一部が０．０５ｃｍ未満の肉厚を有する、請求項１５に記載のディスペンサー。

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