JP2007146834A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、一般には、ポンプ装置に関する。より詳細には、本発明は分与器、とりわけ、石鹸及び他の手洗浄製品のために壁取付け式分与器に用いられるポンプ装置に関する。
流体又は流動性製品のための壁取付け式分与器は、当分野においてよく知られている。これらの分与器は、一般に、流動性製品を収容する詰め替え容器を受け入れるための室を備えている壁取付け式キャビネットから成る。分与器のベースは壁又はカウンターの表面に取り付けられ、またカバーは通常分与器のベースにヒンジ止めされて分与器の内部へのアクセスを可能にする。分与器のベースは、分与しようとする製品を収容するカートリッジ、袋又は箱を支持して適当な位置に置くように設計されている種々の型式の受け入れ部又はたな部を包含する。これらのカートリッジ、袋、箱などは取り替え可能であり、これにより、製品の供給がなくなったときには分与器を詰め替えることができる。
これらのカートリッジ又は取り替え部品は、従来、種々の構成を有する。多分、現在最も一般的に用いられているものは、流動性製品を収容する押し出し可能なフラプシブル袋と、この袋に取り付けられて流動性製品に連通するポンプ装置とを包含する袋−ポンプ組み合わせ装置である。袋は、知られているように、箱の中に保持することができる。そして、袋又は袋−箱は必要なときに分与器の中に簡単に取り付けられ、流動性製品はポンプによって袋から分与される。この分与は、一般に、ポンプ装置に適当に接触してポンプ装置を圧縮せしめ、流動性製品をポンプのノズルの外へ追い出す手動レバーの利用により行われる。
本発明において特に興味あるポンプは、ドーム型ポンプである。これらのドーム型ポンプにおいては、それぞれ適当な弁装置を備えている入口及び出口がポンプ本体に連通し、また、フレキシブルなドームがポンプ本体をおおって延びて流動性製品を保持する。そして、圧力がフレキシブルなドームに加えられてフレキシブルなドームを収縮させたときには、入口弁は閉じられているが、出口弁は開けられ、製品を出口の外へ追い出すことができる。圧力がフレキシブルなドームから取り除かれると、出口弁は閉じるが、入口弁は開き、追加の製品を製品源からドームの内部室に吸い込ますことができる。このようなドーム型ポンプの例は、米国特許第3,486,663号、第3,820,689、第3,987,938号、第4,168,020号、第5,207,355号、第5,505,341号及び第6,216,916号明細書に記載されている。従来技術は、この一般的なドーム型ポンプに関して多くの改良をなしている。
詳細には、従来技術のドーム型ポンプにおける弁は、しばしば、ばね偏倚型ボール弁であり、このような弁の構造体は多くの部品及び製造段階を伴うことを認識されよう。したがって、当分野のある人たちは弁をドームそれ自体から作ることを始めている。例えば、米国特許第3,820,689号及び第5,505,314号明細書に記載されているドーム型ポンプにおいては、ドームの内部室に連通する入口ポートを密封する入口密封フラップと、出口ポートを密封する出口に密封フラップとの両方を作るようにドームを延ばしている。これらの従来技術を参照すると明らかなように、当分野において、弁としてドーム部分(又は圧縮可能な部分)を有益に用いることにより従来技術の設計の複雑さを改善又は減少せしめるドーム型ポンプ構造体が必要とされている。
特に、ドーム型ポンプのフレキシブルなドーム部分は、しばしば、シリコンから形成されている。これは、シリコンゴムが適当にフレキシブルで弾力があり、成形した形状に戻りやすい性質を有し、かつ、種々の流体に接触しても膨化又は劣化しにくい性質を有し、したがってそのたゆみ性を持ち続けることができる理由による。シリコンゴムは、また、半透明に容易に作ることができ、これは米国特許第6,216,916号明細書に記載されているようにドーム型ポンプに用いる分与器の分野においては有益であることがわかっている。しかしながら、シリコンゴムは非常に高価であり、シリコンゴムを用いる必要がないポンプが必要であるとされている。
したがって、当分野において、代表的に用いられるシリコンゴムよりも安価である材料を用いるポンプが必要であるとされている。これは、安価な材料の圧縮可能な部分を弁として用いることにより、製作するのを容易にし、また、使用される部品の必要数を減少せしめる。
本発明の目的は、使用される部品の必要数を減少せしめて、製作を容易にし、好適にはポンプ(圧縮可能な部分)を作動せしめるために操作される主たる要素がシリコン以外の安価な材料で形成することができるポンプを提供することにある。
本発明は、一般には、本明細書において“ベローズ型ポンプ”と称されているポンプを提供する。“ベローズ型ポンプ”と称される理由は、ポンプ(圧縮可能な部分)を作動せしめるために操作される主たる要素がカメラのベローズの構造と同様な構造を有するからである。
本発明によるベローズ型ポンプは、ベース壁を有し、前記ベース壁がその外周部により画定されているポンプ本体を包含する。そして、入口穴が前記ベース壁の外周部からずらして前記ベース壁に設けられていると共に、出口穴もまた前記ベース壁の外周部からずらして前記ベース壁に設けられている。また、ベローズ部材が前記ポンプ本体に取り付けられている。前記ベローズ部材は、前記ベース壁に対して密封されている密封フランジにより画定されている開口端を包含し、前記入口穴及び前記出口穴が前記開口端の内部に位置している。前記ベローズ部材は、更に、密封フランジと、定量分与ウェブとを包含し、前記密封フランジは前記密封フランジのすべての個所から第1の関節部にまで内向きに延びており、また前記定量分与ウェブはその一端における前記第1の関節部からその他方の端におけるベローズキャップにまで外向きに延びており、前記ベローズキャップは前記開口端と対向する閉じ端を作っている。前記密封ウェブと、前記定量分与ウェブと、前記ベローズキャップとは前記ポンプ本体の前記ベース壁と前記ベローズキャップとの間に定量分与室を画定し、前記ベローズキャップを前記ベース壁に向かって押して前記ベローズ部材を収縮することにより、前記密封ウェブが前記入口穴を覆っているが前記出口穴を覆うことができず、これにより、前記定量分与室の内容物の少なくとも一部分を前記出口穴の外へ放出する。
特に好適な実施例において、前記ベローズ部材はシリコン以外の材料から形成される。適当な材料としては、熱可塑性ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)、ポリイソプレン、ブチルゴム、低密度ポリエチレン及び熱可塑性ポリエステルがある。特に有益な熱可塑性ポリエステルは、Hyberl(登録商標:デュポン(DePont)製品)である。
特に好適な実施例において、前記ポンプ本体は出口管継手と、入口管継手と、前記出口管継手の外周部に嵌め込まれると共に弁を担持しているスパウトとを包含し、前記弁は弁保持リングにより保持されている。また、ベローズ保持リングが前記ベローズ部材と前記ポンプ本体とに係合して、前記密封フランジを前記ポンプ本体の前記ベース壁に対して密封している。前記ポンプ本体は単一部品として形成されていると共に、前記ベローズ部材も単一部品として形成され、前記ポンプ本体と、前記ベローズ部材と、前記ベローズ保持リングと、前記スパウトと、前記弁と、前記弁保持リングとが完成したベローズ型ポンプを作る。前記ベローズ部材は、更に、前記ベローズ保持部材と一緒に単一部品として形成することができる。
本発明の目的、技術及び構成を完全に理解するために、下記の詳細な説明及び添付図面が以下に参照される。
図1−図4を参照するに、本発明によるベローズ型ポンプが符号10により示されていることを見ることができる。ベローズ型ポンプ10はポンプ本体12を包含し、ポンプ本体12はベース壁14を有し、ベース壁14はその外周部16により画定されている。外周壁17がベース壁の外周部16のところでベース壁14から上向きに延びており、この外周壁17は後で詳細に述べられるようにベローズ部材30をポンプ本体12に取り付ける手段を構成する。ベース壁の外周部16は、好適には、図示されているように円形である。入口穴18がベース壁の外周部16からずらしてベース壁14に設けられ、また出口穴20が後述する理由のためにベース壁の外周部16から入口穴18よりも大きい距離ずらしてベース壁14に設けられている。入口管継手22は、入口穴18に連通する入口通路24を構成する。同様に、出口管継手26は出口通路20に連通する出口通路28の一部分を構成する。
図面に示されているように、実質的に直角の角度を置いている入口管継手22及び出口管継手26を提供するこの特別の構成は、ベローズ型ポンプ10を袋とポンプとの組み合わせ装置及びこれらを使用する分与器に容易に代えて用いることを可能にすることを認識されよう。代表的な例として、本発明によるベローズ型ポンプは例えば米国特許第6,216,916号明細書に示されている袋とポンプとの組み合わせ装置及び分与器に用いることができる。詳細には、入口管継手22は流動性製品を保持する袋に連通することができると共に、出口管継手26はこのような袋とポンプとの組み合わせ装置を使用するように作られている分与器の一部分に連通することができる。フランジ27(図2)は、知られているように、このような分与器の受け入れ部材に受け入れられる。特に、本発明の開示は特別のベローズ型ポンプの構成を開示することに集中しており、このポンプ構成を従来技術の袋とポンプとに組み合わせ装置に組み込むことは当業者にとって容易にわかるであろう。したがって、このような組み込みは、当業者においてすでに認識されている情報の単なる繰り返しとなるので、ここでは開示されていない。
ベローズ部材30は、ベース壁14に嵌め込まれて、実際にポンプ装置として機能する。すなわち、ベローズ部材30の圧縮及び膨張は1回分の量の製品の分与及びベローズ部材30の内部室への次の新しい1回分の量の製品の充填を生じせしめる。図4に見られるように、ベローズ部材の内部空間又は室は、アルファベット文字Vにより示され、ベース壁14とベローズキャップ32との間に画定されている。より詳細には、この室Vはベース壁14と、密封ウェブ34と、定量分与ウェブ36と、ベローズキャップ32とにより画定されている。
次に図3、図4及び図7を参照するに、ベローズ部材30は密封フランジ40により画定されている開口端38を有することを見ることができる。この密封フランジ40は、任意の適当な手段、本例ではベローズ保持リング42により、ベース壁14に対して密封される。ベローズ保持リング42は、ポンプ本体12の外周壁17の溝43に嵌め込まれて、密封フランジ40をベース壁14に対して緊密に押し付ける。ベローズ部材30とベローズ保持リング42とは、部品の数を減少せしめて組み立てを助けるために単一部品として形成することができる(図7に点線で示されている)。ベローズ保持リング42が密封フランジ40をポンプ本体12のベース壁14に対して押し付けている力は、ベローズ部材30の内部室V内の製品が密封フランジ40とベース壁14との間からベローズ型ポンプ10の入口穴18へ出ることができないことを保証するのに十分である。ベローズ部材30をベース壁14又はポンプ本体12の他の部分に取り付けるのに他の手段を使用することができ、例えば適当な接着剤を用いることができる。また、密封フランジ40をベース壁14に超音波溶接することも可能である。
密封ウェブ34は、密封フランジ40のすべての個所(全周)から第1のヒンジ又は関節部44にまで内向きに延びている。定量分与ウェブ36は、その一方の端(第1の端)45における第1の関節部44から外向きに延びて、その他方の端(第2の端)46でベローズキャップ32と結合し(この結合部が第2の関節部を形成する)、これにより開口端38と対向する閉じ端を作っている。したがって、ベローズ部材30が密封フランジ40のところでベース壁14に対して密封されたときは、ベローズキャップ32と、密封ウェブ34と、定量分与ウェブ36と、ベース壁14とは定量分与室(ベローズ部材の内部室)Vを画定する。ベローズ部材30は、好適には、単一のブロー成形又は射出成形部品から形成され、また、上述したように、ベローズ保持リング42と一緒に単一部品として成形されうる。
図4において、ベローズ型ポンプ10はその通常の休止状態が示されており、密封ウェブ34が入口穴18に接触していると共に、流動性製品Pが定量分与室V内に保持されている。製品Pは、また、(前の製品分与から)出口通路28内に存在していると共に、(最終の製品源、例えば袋とポンプとの組み合わせ装置の袋容器から)入口通路24に存在している。入口穴18は密封ウェブ34の傾斜部と実質的に平行である傾斜部に接触表面19を有し、その結果、密封ウェブ34と入口穴18との間の接触は強力であり、それ故製品Pが定量分与室V内から入口通路24内へと流れるのを許すことはほとんどない。
そして、図5に示されているように、ベローズキャップ32を矢印Aの方向へ押してベローズ部材30を圧縮することにより、出口通路28を通しての流体Pの分与が生じる。なぜなら、密封ウェブ34が入口穴18に接触して入口穴18を定量分与室Vからの製品Pの流れに対して密封しているからである。密封ウェブ34はベローズ部材30の圧縮により出口穴20を覆うことができず、したがって、製品Pは矢印Bの方向へ出口穴20を通して付勢され、後で詳細に述べるスパウト50内の弾性弁56を通過する(すなわち、分与される)。図示する実施例において、密封ウェブ34は出口穴20の全部を覆うことができない。なぜなら、出口穴20はベース壁14の外周部16から入口穴18よりも大きい距離ずらして形成されているからである。
次に図6を参照するに、ベローズ部材30が矢印Cにより示すように膨張すると、矢印Dにより示すように入口穴18を通して製品を吸い込む。これは、ベローズ部材30を形成するために選択した材料の弾性の性質による。すなわち、ベローズ部材30が図4の、その通常の休止位置に戻るように膨張する力は、密封ウェブ34を、入口穴18を閉じているその通常の休止位置から離すように付勢して、製品Pを定量分与室V内に引き込むのに十分である。
定量分与室Vからの製品Pの分与のみ許して製品Pが出口管継手26を通して定量分与室V内に引き込まれるのを防止するために、適当な弁を出口管継手26に用いることができるけれども、本発明の好適な実施例は独立するスパウト要素、すなわちスパウト50内の弁装置を用いている。図1−図6に見られるように、スパウト50は出口管継手26の外周部に嵌め込まれ、そして特に、(出口管継手26の外側に設けられている)リブ52と(スパウト50の内側に設けられている)溝54との相互作用によって出口管継手26に固定されている。図4−図6を参照するに、弾性弁56がスパウト50内の段部58に弁保持リング60により保持され、この弁保持リング60が段部58に隣接している溝62に嵌入していることを見ることができる。弾性弁56は、エラストマーから作られている基本的な一方向弁である。弾性弁56は、(図5に示されているように)十分な圧力がベローズ部材30に加えられたときに、開いて、矢印Bの方向への流れを許すが、しかし、(図6に示されるように)通常は閉じるように偏倚され、ベローズ部材30の圧縮状態からの膨張により矢印Bと反対側の方向への流れを防止する。
入口管継手22と出口管継手26とを包含するポンプ本体12は、好適には、軽量の剛性材料から形成される。多くのプラスチックス、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、アセタール、又はアクリロニトル ブタジエン スチレン(ABS)が適当である。同様に、スパウト50も好適にはこのような材料から形成される。
ベローズ部材30は、好適には、フレキシブルな弾性材料、特に、ベローズ部材の一体性を重大に損なわせることなしに、何千回もベローズ部材をその圧縮状態からその休止状態にまで戻すことができるこの種の材料から形成される。好適には、ベローズ部材30の全体は製作を簡単にするために同一の材料から形成されるが、しかし、ある部分はある材料から形成され、他の部分は異なる材料から形成されることも考えられる。シリコンゴムがベローズ部材30のために用いることができるが、しかし、好適には、コストの面からシリコンゴムは除かれる。広く一般には、エラストマーゴムが好適である。
幾つかの実施例において、ベローズ部材は塩化ポリビニール(PVC)、熱可塑性ゴム、EPDM、ポリイソプレン、ブチルゴム、低密度ポリエチレン(LDPE)、及び熱可塑性ポリエステルから成る群から選択された材料から形成される。特に有益な熱可塑性ポリエステルは、Hytrel(登録商標:デュポン(Dupont)製品)である。
密封フランジ40がベローズ保持リング42により固定されるときには、密封フランジ40は好適には容易に圧縮可能なエラストマー材料から作られる。EPDM、ポリイソプレン及びブチルゴム材料が適当である。Trefsin(登録商標:アドバンスト エラストマー システムズ(Advanced Elastomer Systems)製品のグレードナンバー3271−65W308の熱可塑性ゴム)が特に有益である。なぜなら、この材料は石鹸に耐えられるからである。
もし密封フランジ40がベース壁14に超音波溶接されるときには、低密度ポリエチレンを密封フランジ40とベローズ部材30の残りの部分とのために用いることができる。Engage(登録商標:デュポン ダウ エラストマーズ(Dupont Dow Elastomers)製品のエチレンオクテン共重合体のLDPE)が適当であって、この材料は透明、フレキシブルかつ耐久性がある。
本発明の好適な実施例により本発明の要旨を詳述したけれども、本発明の要旨を逸脱することなしに、本発明は構成において変形できることは当業者にとって容易に明らかであろう。したがって、本発明の真の範囲を認識するためには、特許請求の範囲を参照すべきである。
10 ベローズ型ポンプ
12 ポンプ本体
14 ベース壁
16 ベース壁の外周部
17 外周壁
18 入口穴
19 接触表面
20 出口穴
22 入口管継手
24 入口通路
26 出口管継手
28 出口通路
30 ベローズ部材
32 ベローズキャップ
34 密封ウェブ
36 定量分与ウェブ
38 開口端
40 密封フランジ
42 ベローズ保持リング
43 溝
44 第1の関節部
45 一方の端
46 他方の端
50 スパウト
52 リブ
54 溝
56 弾性弁
58 段部
60 弁保持リング
62 溝
P 製品
V 定量分与室(ベローズ部材の内部室)
12 ポンプ本体
14 ベース壁
16 ベース壁の外周部
17 外周壁
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26 出口管継手
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30 ベローズ部材
32 ベローズキャップ
34 密封ウェブ
36 定量分与ウェブ
38 開口端
40 密封フランジ
42 ベローズ保持リング
43 溝
44 第1の関節部
45 一方の端
46 他方の端
50 スパウト
52 リブ
54 溝
56 弾性弁
58 段部
60 弁保持リング
62 溝
P 製品
V 定量分与室(ベローズ部材の内部室)
Claims (6)
- ベローズ型ポンプにおいて、
ベース壁を有し、前記ベース壁がその外周部により画定されているポンプ本体と、
前記ベース壁の外周部からずらして前記ベース壁に設けられている入口穴と、
前記ベース壁の外周部からずらして前記ベース壁に設けられている出口穴と、
ベローズ部材とを包含し、
前記ベローズ部材が、
前記ベース壁に対して密封されている密封フランジにより画定され、内部に前記入口穴及び前記出口穴が位置している開口端と、
第1の関節部と、
前記密封フランジのすべての個所から前記第1の関節部にまで内向きに延びている密封ウェブと、
ベローズキャップと、
定量分与ウェブとを包含し、
前記定量分与ウェブがその一方の端における前記第1の関節部からその他方の端における前記ベローズキャップにまで外向きに延びており、前記ベローズキャップが前記開口端と対向する閉じ端を形成すると共に、前記密封ウェブと、前記定量分与ウェブと、前記ベローズキャップとが前記ポンプ本体の前記ベース壁と前記ベローズキャップとの間に定量分与室を画定し、
前記ベローズキャップを前記ベース壁に向かって押して前記ベローズ部材を収縮することにより、前記密封ウェブが前記入口穴を覆っているが前記出口穴を覆うことができず、これにより、前記定量分与室の内容物の少なくとも一部分を前記出口穴の外へ放出することを特徴とするベローズ型ポンプ。 - 請求項1記載のベローズ型ポンプにおいて、前記ポンプ本体が、更に、前記出口穴に連通する出口通路の少なくとも一部分を形成する出口管継手を包含することを特徴とするベローズ型ポンプ。
- 請求項2記載のベローズ型ポンプにおいて、前記ポンプ本体が、更に、前記入口穴に連通する入口通路を形成する入口管継手を包含することを特徴とするベローズ型ポンプ。
- 請求項3記載のベローズ型ポンプにおいて、スパウトが前記出口管継手に取り付けられて、この出口管継手により形成した前記出口通路の延長部を形成し、弁が前記スパウトに形成した前記出口通路の前記延長部の中に取り付けられていることを特徴とするベローズ型ポンプ。
- 請求項4記載のベローズ型ポンプにおいて、前記スパウトがリブと溝との相互作用により前記出口管継手に取り付けられていることを特徴とするベローズ型ポンプ。
- 請求項4記載のベローズ型ポンプにおいて、更に、前記ベローズ部材と前記ポンプ本体とに係合して前記密封フランジを前記ベース壁に対して密封するベローズ保持リングと、前記弁と前記スパウトとに係合して前記弁を前記出口通路の前記延長部の内部に密封する弁保持リングとを包含し、また、前記ポンプ本体が単一部品として形成されていると共に、前記ベローズ部材も単一部品として形成され、これにより、前記ポンプ本体と、前記ベローズ部材と、前記ベローズ保持リングと、前記スパウトと、前記弁と、前記弁保持リングとが完成したベローズ型ポンプを作ることを特徴とするベローズ型ポンプ。
Applications Claiming Priority (2)
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US11/287,528 | 2005-11-23 | ||
US11/287,528 US7434710B2 (en) | 2005-11-23 | 2005-11-23 | Bellows pump mechanism |
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