JP2010001892A - ダイヤフラム式泡ポンプ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラム式泡ポンプを提供する。
【解決手段】混合室を画定し、かつ入口開口部および出口開口部を有する、ダイヤフラムを包含する。入口通路は、発泡可能な液体を収容するリザーバと前記入口開口部とに流体連通している。入口通路は、その内部に一方向弁を有する。また、前記出口開口部と流体連通し、かつその内部に一方向弁を有する出口通路と、前記入口通路内に設けられ、かつ一方向弁を有する空気入口とを包含する。更に、電気モータと、前記電気モータに結合したモータ駆動の構成要素とを包含する。前記電気モータを作動させることにより、前記モータ駆動の構成要素を駆動して、前記ダイヤフラムを繰り返し圧潰および膨張させ、前記ダイヤフラムの膨張により、発泡可能な液体および空気を前記混合室内に流れ込ませる真空を形成し、前記ダイヤフラムの圧潰により、前記液体と前記空気との混合物を泡として前記出口通路を通して押し出す。
【選択図】図１

Description

本発明は、泡製品を生成するために発泡可能な液体と空気とが混合される泡ポンプの技術分野に属する。より具体的には、本発明は、ダイヤフラムがモータ駆動の構成要素によって繰り返し圧潰および膨張され、これによって、発泡可能な液体および空気をダイヤフラム内の混合室に引き込み、混合物を泡製品として押し出すようにしたダイヤフラム式泡ポンプに関する。

長年にわたり、せっけん、消毒剤、洗浄剤、殺菌剤、などといった液体を、液体を保持し、液体を送出するためのポンプ機構を提供する詰め替えユニットを支持するディスペンサハウジングから送出することが知られている。このようなディスペンサに使用されるポンプ機構は、典型的には、アクチュエータの動作時に所定の量の液体を単純に分与する液体ポンプであった。最近では、有効性および経済性の目的のために、液体を、空気を液体へと注入することによって生成される発泡体の形態で送出することが、望まれるようになってきている。したがって、標準的な液体ポンプが、発泡体生成ポンプに取って代わられているが、発泡体生成ポンプは、必然的に、空気および液体を所望の発泡体を生成するような様相で混合するための手段を必要とする。

典型的には、泡分与器は、空気を泡としてより良好に発泡可能な液体中に分散し、より均一な泡製品を生成するために、発泡可能な液体流れおよび空気流れを混合領域に送り込み、スクリーンを通して混合物を押し出すことにより、泡を生成する。気泡がより微細で多数である程、泡はより濃く滑らかとなるが、空気が多すぎる、又は少なすぎると、泡の質が悪くなる。望ましい泡製品への鍵は、気泡を液体中に分散するための発泡可能な液体と空気との激しい混合である。多くの既存の泡ポンプ設計では、ピストン型機構を採用しているが、これは、泡ポンプが始動するたびに生成される泡の量を、調整する能力を何ら有さず、固定する結果となる。したがって、泡ポンプが始動するたびに提供される泡の量を調整する能力を提供する泡ポンプの必要性が存在する。

本発明によるダイヤフラム式泡ポンプは、混合室を画定し、かつ入口開口部および出口開口部を有する、可撓性材料で作られているダイヤフラムを包含する。前記入口通路は、発泡可能な液体を収容するリザーバと前記入口開口部とに流体連通している。前記入口通路は、その内部に一方向弁を有する。本発明によるダイヤフラム式泡ポンプは、また、前記出口開口部と流体連通し、かつその内部に一方向弁を有する出口通路と、前記入口通路内に設けられ、かつ一方向弁を有する空気入口とを包含する。本発明によるダイヤフラム式泡ポンプは、更に、電気モータと、前記電気モータに結合したモータ駆動の構成要素とを包含する。前記電気モータを作動させることにより、前記モータ駆動の構成要素を駆動して、前記ダイヤフラムを繰り返し圧潰および膨張させ、前記ダイヤフラムの膨張により、発泡可能な液体および空気を前記混合室内に流れ込ませる真空を形成し、前記ダイヤフラムの圧潰により、前記液体と前記空気との混合物を泡として前記出口通路を通して押し出す。

本発明の概念による分与器の概略図である。

図１におけるカムの平面図である。

本発明の他の実施形態による代替カムの平面図である。

本発明の概念による代替的な分与器の概略図である。

本発明の概念による分与器が、図１に示され、符号１０によって総括的に示されている。分与器１０は、略ドーム形状のダイヤフラム１２を有する泡ポンプ１１を包含する。ダイヤフラム１２は、外力の導入により圧潰し、次いで力が除去されたときにその原形に戻る、可撓性および弾性のある材料で作られている。好適な材料としては、例えば、シリコーン、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。ダイヤフラム１２は、以下でより詳細に述べられるとおり、その中に内部混合室１４を画定する。ダイヤフラム１２は分与器ハウジング（図示せず）に取り付けることができ、分与器ハウジングは取付け機構、ならびに分与器１０の他の構成要素を固定するための手段を提供する。

分与器１０は、また、回転モータ軸１８を有する電気モータ１６を包含する。電気モータ１６は、回転軸を有する任意の既知の電気モータであってもよく、例えば、電池電源１９が設けられているＤＣモータから成る。モータ１６は、その作動を制御するように（例えば、作動時間、スピード等）、モータ駆動回路１７を包含することができる。モータ１６の駆動回路１７は、当技術分野で既知のハンズフリー始動センサによって作動され得る。カム２０は、回転軸１８がカム２０の回転を生じさせるように、回転軸１８に固定される。図１および図２において、カム２０は、回転軸１８の回転が、ダイヤフラム１２に作用する直線的な力を生成し、カム従動子のように機能する能力を持つように、回転軸１８に中心を外して取り付けられているものとして示されている。しかしながら、図３に見られるとおり、カムは、また、カム２０’のように、適当な突出部分を有する、簡単な中心取り付けホイールにすることもできる。

図１に見られるとおり、モータ１６は、回転軸１８（ひいてはカム２０）が完全に回転する間、少なくとも一点で、ダイヤフラム１２は、その完全に拡張した形状を採ることができるように、選択された距離だけ隔離して、回転軸１８がダイヤフラム１２に隣接して延在するように位置する。モータ１６の回転軸１８が回転するのに従い、カム２０は、ダイヤフラム１２に力を繰り返し加え、これによって、カムがダイヤフラム１２内へと回転するのに従い、ダイヤフラム１２を圧潰させ、次いで、ダイヤフラム２０は、カム２０がその回転を継続するのに従い、その元の位置まで再び膨張する。

ダイヤフラム１２は、その基部２３に入口開口部２２を包含し、この入口開口部は、発泡可能な液体Ｓを保持する容器又はリザーバ２６と流体連通している入口通路２４と流体連通している。図示のとおり、入口通路２４は、一端を発泡可能な液体Ｓ中に浸漬する管である。一方向弁２８は、リザーバ２６に向かう反対方向の流体の流れを防ぎつつ、混合室１４への流体の流れを可能にするように入口通路２４に設けられている。一方向弁２８は、当技術分野で既知の任意のこの種の弁とすることができ、例えば、ボール弁、ダックビル弁、フラッパ弁等から成ることができる。入口通路２４は、また、以下のさらなる開示から明らかとなるように、その中に空気入口３０を包含し、この空気入口は空気を入口通路２４内に引き込んで発泡可能な液体Ｓと混合させることを可能にする。空気入口３０は、空気又は液体が入口通路２４から漏出するのを防ぐように、弁２８と同様の一方向弁３２を包含する。

本発明の概念を広く開示するために概略的に示されるが、ダイヤフラム１２は、周知のポンプ構造であり、既知のとおり、分与器ハウジングのための詰め替えユニットとして一般的に知られるものを提供するように、容器に固定され得ることを理解されたい。特に石鹸および消毒剤の分与の技術において、固定されるダイヤフラム式ポンプを備える、石鹸又は消毒剤容器から成る詰め替えユニットを収容するように構成される分与器ハウジングを提供することは一般的である。このような詰め替えユニットは、ダイヤフラムが、泡製品を分与するために、本明細書に開示されるように作動することよって、採用され得る。

出口通路３６は、基部２３の出口開口部３８と流体連通している。出口通路３６は、管の形であり、開口部４０で終端する。一方向弁４２は、流体がダイヤフラム１２から流れるのを可能とするが、流体が反対方向へ流れるのを防ぐように、出口通路３６に設けられている。一方向弁２８と同様に、弁４２は当技術分野で既知の任意のこの種の弁とすることができ、例えば、ボール弁、ダックビル弁、フラッパ弁等から成ることができる。

モータ１６が作動すると、回転軸１８およびカム２０は、制御回路により制御されて、一定時間回転する。カム２０の回転により、カム２０の、ダイヤフラム１２内へ、およびダイヤフラム１２から離れる回転に従い、ダイヤフラム１２が繰り返し、かつ迅速に圧潰および膨張する。ダイヤフラム１２が圧潰するたびに、混合室１４の内部容積の減少により、高圧を生成し、混合室１４内の内容物を、一方向弁４２を通して出口通路３６へ押し出す。ダイヤフラム１２がその元の位置に再び膨張する際、混合室１４の内部容積が増加し、真空を形成する。真空により、空気および発泡可能な液体の両方を、入口通路２４に沿って、一方向弁２８を通して混合室１４内へ引き込む。空気は、空気入口３０の開口部で一方向弁３２を通って入口通路２４内に引き込まれる。一実施形態において、空気は、単に空気入口３０の開口部を通過した液体の動きによって、すなわち、ベンチュリー効果の効用によって、入口通路２４内に引き込まれる。当業者には既知であるように、ベンチュリー効果は、空気入口３０の近傍で入口通路２４内の流れを制限することにより流れの速度を増加させ、したがって、流れが制限された点で圧力を減少させることによって高めることができる。代替として、空気ポンプ３４は、加圧された空気を空気入口３０に供給するように採用され得る。空気ポンプ３４は、モータ１６の作動によって、同時に空気ポンプ３４を作動させるように、電気モータ１６の制御回路１７によって制御され得る。

入口通路２４内に引き込まれた空気は、発泡可能な液体Ｓと粗く混合される。カム２０の高スピードの回転、ひいては迅速な頻度のダイヤフラム１２の膨張および圧潰により、空気および発泡可能な液体は、混合室１４を通って巡る際、激しく撹拌され、より徹底的に混合される。この混合物は、開口部４０へ送られ、泡として分与される。モータの作動時間は、泡ポンプ１０が作動するたびに分与される泡の量を制御するための制御回路１７を変更することによって調節することができる。異なる混合物はより少ない、又はより多い撹拌により泡になる場合があり得ることから、回転速度も所定の液体／空気混合物のために変更することができる。

出口通路３６は、分与する前に、空気と発泡可能な液体との混合物を押し出すために、開口部４０の付近に少なくとも１つのメッシュスクリーン４４を任意に包含することができる。しかしながら、特定の実施形態においては、および特定の液体と空気との混合物に関しては、混合室１４での液体および空気の徹底的な混合および撹拌により、メッシュスクリーンは必要でないであろうことを理解されよう。該少なくとも１つのメッシュスクリーン４４は、両端をメッシュスクリーン４４によって境界されている中空管４８から成る混合カートリッジ４６の形で設けることができる。混合カートリッジ４６は、設置された場合、開口部４０で分与される泡製品の質を向上させるように、得られる混合物をさらに均質にし得る。

ダイヤフラム１２を迅速に膨張および圧潰させるための代替的な実施形態が、図４に示されている。この実施形態においては、図１に示した実施形態におけるカム２０の回転のように、モータ１６が往復運動するピストン５０を駆動して、ダイヤフラム１２を押圧し、その膨張状態に戻ることを可能にする。ピストン５０の往復運動は、図４の両方向矢印によって示されている。このように、広い意味で、モータ１６はモータ駆動の構成要素を駆動し、ダイヤフラム１２を迅速に圧潰および膨張させ、空気および液体を混合室１４内に引き込み、混合室１４内でそれらを激しく混合し、泡として出口からそれらを排出する。

上記を鑑みて、本発明は、泡ポンプの技術における向上を提供することが明確である。
本発明の概念を教示する目的で、特定の実施形態を本明細書に開示してきたが、本発明は、図示および記載されるいかなる特定の構造に、又は図示および記載されるいかなる特定の構造によって制限されないことを理解されよう。したがって、特許請求の範囲の記載が本発明を限定する役割を果たすものとする。

Claims (6)

1. ダイヤフラム式泡ポンプであって、
   （ａ）混合室を画定し、かつ入口開口部と出口開口部とを有する、可撓性材料で作られているダイヤフラムと、
   （ｂ）発泡可能な液体を収容するリザーバと前記入口開口部とに流体連通し、かつ内部に一方向弁を有する入口通路と、
   （ｃ）前記出口開口部と流体連通し、かつ内部に一方向弁を有する出口通路と、
   （ｄ）前記入口通路内に設けられ、かつ一方向弁を有する空気入口と、
   （ｅ）電気モータと、
   （ｆ）前記電気モータと結合したモータ駆動の構成要素と、
   を包含し、
   前記電気モータを作動させることにより、前記モータ駆動の構成要素を駆動して、前記ダイヤフラムを繰り返し圧潰および膨張させ、前記ダイヤフラムの膨張により、発泡可能な液体および空気を前記混合室内に流れ込ませる真空を形成し、前記ダイヤフラムの圧潰により、前記液体と前記空気との混合物を泡として前記出口通路を通して押し出すようしたダイヤフラム式泡ポンプ。
2. 前記電気モータが回転軸を包含し、前記モータ駆動の構成要素が前記電気モータの回転軸に固定されたカムであり、前記電気モータの作動により前記電気モータの回転軸を回転させ、これにより前記カムが前記ダイヤフラムを繰り返し圧潰および膨張させるようにした、請求項１記載のダイヤフラム式泡ポンプ。
3. 前記モータ駆動の構成要素が往復運動するロッドであり、前記電気モータの作動により前記ロッドを往復運動させ、これにより前記ロッドが前記ダイヤフラムを繰り返し圧潰および膨張させるようにした、請求項１記載のダイヤフラム式泡ポンプ。
4. 前記出口通路が少なくとも１つのメッシュスクリーンを包含している、請求項１記載のダイヤフラム泡ポンプ。
5. 前記入口通路がその内部に前記空気入口に設けたベンチュリ弁を包含している、請求項１記載のダイヤフラム式泡ポンプ。
6. 更に、加圧された空気を前記空気入口に供給する空気ポンプを包含している、請求項１記載のダイヤフラム式泡ポンプ。

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