JP2017520283A5 - - Google Patents

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リフィルユニット
仮出願でない本特許出願は2014年4月16日に出願された「MINI PUMP WITH COMPRESSIBLE AIR INLET CHAMBER FOR PROVIDING RESIDUAL SUCK-BACK(残留サックバックを供給する圧縮空気入口チャンバーを備えるミニポンプ)」と題する米国仮特許出願第61/980,235号に基づく優先権及び利益を主張し、この仮特許出願は、参照によりその全体が本願に組み込まれる。
本発明は、概して、ポンプ、ディスペンサのリフィルユニット、ディスペンサシステムに関して、より詳細には、使い捨てリフィル・取り換えユニットと同様に、残留サックバックも提供する圧縮空気入口チャンバーを備える、倒立式液体及び泡ポンプに関する。
リキッドディスペンサシステム、例えばリキッドソープやサニタイザーディスペンサ等は、ディスペンサの作動時に一定の量の液体をユーザーに供給する。加えて、時には、例えば、空気を液体に注入し、液体と気泡の泡状混合物を生成することにより、液体を泡の形態で吐出(dispense)することが望ましい。一般的事項として、全ディスペンサシステム内でポンプ運動や泡生成装置が占める空間は縮小することが好ましい。これにより、液体の貯蔵に利用できる空間を最大化することができ、その他の利点もある。泡の一回分を吐出後、残留泡の一部はポンプの出口ノズルに残留する。多くの倒立式泡ディスペンサでは、残留泡は液体になり、出口ノズルから滴り落ち、ディスペンサの下を汚す。
実施例のディスペンサ、ポンプ及びリフィルユニットがここに開示されている。実施例のリフィルユニットはコンテナを備える。コンテナは首部(neck)を備える。泡ポンプは首部に取り付けられる。泡ポンプは、液体ポンプチャンバー、圧縮空気入口チャンバー、周辺気圧より高い空気圧を有する圧縮空気を受け取る、圧縮空気入口を含む。圧縮空気入口チャンバーの容積は、泡一回分の生成に使用される空気の容積より小さい。一方向空気入口バルブは圧縮空気入口の近傍に位置している。ピストンは液体ポンプチャンバー内に動きが可能な状態で含まれる。ピストンは、液体ポンプチェンバの壁に対して移動可能な封止を供給する液体シール部材、及び圧縮空気入口チャンバーの壁に対して移動可能な封止を供給する空気シール部材を有する。液体ポンプチャンバーは、ピストン中心部への液体出口を含む。一または複数の開口部はピストン壁を通って延び、圧縮空気入口チャンバーからピストン中心部への通路を供給する。一または複数の発泡要素はピストン内部に位置し、出口はピストン遠位端に位置する。
リフィルユニットの別の実施例はコンテナを含む。コンテナはコンテナ底部に位置する首部を有する。泡ポンプは首部に固定されている。泡ポンプは液体ポンプチャンバー、圧縮空気入口、圧縮空気入口の下流にある圧縮空気入口チャンバー、混合チャンバー、及び混合チャンバーの下流に位置する一または複数の混合要素を有する。液体ポンプチャンバーの容積が縮小するとき、液体は混合チャンバーに流入し、圧縮空気は、圧縮空気入口、圧縮空気入口チャンバーを通じて混合チャンバーに流入し、液体ポンプチャンバーから流出する液体と混ざる。液体と圧縮空気の混合物は一または複数の混合要素を通って流れ、泡として吐出される。液体ポンプチャンバーの容積が増大するとき、圧縮空気入口チャンバーの容積は増大し、残留泡及び/または液体を圧縮空気入口チャンバーに向かって吸い上げる。
リフィルユニットの別の実施例は、首部と泡ポンプを有するコンテナを含む。泡ポンプはピストン、液体ポンプチャンバー、圧縮空気入口チャンバー、周辺気圧より高い空気圧を有する圧縮空気入口を含む。一方向空気入口バルブも含まれ、空気入口の近傍にあり、空気が圧縮空気入口チャンバーに流入するのを可能にし、圧縮空気入口から液体が流出するのを防ぐ。ピストンは液体ポンプチャンバー及び圧縮空気入口チャンバー内で動きが可能である。ピストンは液体ポンプチャンバーの壁に対して封止するための液体シール部材、及び圧縮空気入口チャンバーの壁に対して封止するための空気シール部材を有する。液体ポンプチャンバーはピストン中心部への液体出口を有する。一または複数の開口は、ピストン壁を通して延び、圧縮空気入口チャンバーからピストン中心部の混合チャンバーへの通路を供給する。一または複数の発泡要素は少なくとも部分的にピストン内に位置し、出口はピストンの遠位端に位置する。
これら及び他の本発明の特徴と利点は、以下の記述と添付図面についてよりよく理解されるであろう、すなわち、
図1は、備え付けられたエアコンプレッサ及びリフィルユニットを有するディスペンサ100を図示する。リフィルユニットはコンテナ、液体ポンプ、及び着脱可能にエアコンプレッサに接続できる空気入口を含む。
図2は、一実施形態に従い、液体を保持するコンテナ202の一部、及び準備完了あるいは準備中の位置にあるポンプ210を示すリフィルユニット200を図示する。
図3は、液体を保持するコンテナ202の一部、及び吐出したあるいは吐出中の位置にあるポンプ210を示すリフィルユニット200を図示する。
図1は泡ディスペンスシステム100の一実施形態を示す。泡ディスペンスシステム100は泡ディスペンサ105内で使用される使い捨てリフィルユニット110を含む。使い捨てリフィルユニット110はポンプ120に接続するコンテナ112を含む。ポンプ120は圧縮空気入口156を含む。使い捨てリフィルユニット110はディスペンサ105のハウジング内に設置され、圧縮空気入口156はエアコンプレッサ150と流体連通して着脱可能に設置され得る。
泡ディスペンサシステム100は、壁据付システム、カウンター据付システム、あちこちに移動できるような据付でない可動式システム、あるいはその他の種類の泡ディスペンサシステムのいずれでもよい。泡ディスペンサ105は、恒久的に泡ディスペンサ105に据え付けられたエアコンプレッサ150を含む。エアコンプレッサ150は、ポンプ120の圧縮空気入口156に脱着可能に接続するためのコネクタ154を備える空気導管152を含む。適宜、コネクタ154は圧縮空気入口156のポンプ120に固定され得る。一実施形態ではコネクタ154は2つのパーツから成るコネクタであり、一方のパーツはポンプ120に、他方は空気導管152に接続する。これにより、リフィルユニット110とポンプ120は、エアコンプレッサ150を取り外すことなく、ディスペンサハウジング105から取り外され、廃棄される場合がある。コネクタ154は、簡単着脱コネクタでも、着脱可能なスナップ式コネクタでも、着脱可能な圧縮式コネクタでも、シール部材でもよく、シール部材は、例えば、空気導管152と、ポンプ120の圧縮空気入口156の間に封止を形成するために圧縮する発泡部材といったものでもよい。
コンテナ112は液体リザーバ114を形成する。液体リザーバ114は、使い捨てリフィルユニット110内の発泡性の液体供給及びリフィルユニット110を保持するディスペンサハウジング105を含む。様々な実施形態では、含有する液体は、例えば、ソープ、消毒剤、洗浄剤、殺菌剤、あるいはその他発泡性の液体であり得る。実施形態の使い捨てリフィルユニット110では、液体リザーバ114は、折り畳み式コンテナ112、例えば柔軟性のあるバッグ状のコンテナなどにより形成される。他の実施形態では、液体リザーバ114は、固いハウジング部材により形成される場合があり、あるいは漏出することなく発泡性液体を含有する、その他適した構成を有する場合がある。もし、コンテナ112が折り畳み式でない場合、コンテナ112内で真空圧力が上昇するのを軽減するため、通気孔(図示せず)が含まれ得る。コンテナ112は有利には、詰め替え可能、取り替え可能、あるいは詰め替えも取り替えも可能である。他の実施形態では、コンテナ112は、詰め替えも取り替えもできない場合がある。
設置されたリフィルユニット110のリザーバ114内に貯蔵された液体が尽きたり、その他、設置されたリフィルユニット110が故障したりした場合、設置されたリフィルユニット110は泡ディスペンサシステム100から取り外され得る。そして、空あるいは故障した使い捨てリフィルユニット110は、液体が充てんされたリザーバ114を含め新しい使い捨てリフィルユニット110と交換され得る。使い捨てリフィルユニット110が交換される間、エアポンプ150は泡ディスペンサシステム100内に位置したまま留まる。一実施形態では、エアポンプ150は、使い捨てリフィルユニット110とは別に、ディスペンサシステムのハウジングからも取り外し可能であり、これにより、ディスペンサ105を交換することなくエアポンプ150は交換され得る。あるいは、取り外し及びリフィルユニット110への結合を容易にする。衛生封止により液体に接する泡ポンプ120の部分からエアポンプ150は分離され、これにより、エアポンプ機構は、泡ポンプ120の動作中、液体に接しない。衛生封止は、より詳細に下記に記述する通り、一方向バルブにより実現され得る。
ディスペンサシステム100のハウジングは、泡ポンプ120を作動するアクチュエータ160をさらに含む。アクチュエータ160は、リンク機構162により泡ポンプ120と結合されている。当業者には理解されるため、アクチュエータ160とリンク機構162は一般的に示されるが、泡ディスペンサシステム100に利用可能なポンプアクチュエータ、リンク機構、歯車機構は他にも多くある。泡ディスペンサシステムのポンプアクチュエータは他の種類のアクチュエータ、例えば、マニュアルプルバー、マニュアルプッシュバー、マニュアル回転クランク、電気作動アクチュエータ、あるいは泡ディスペンサシステム100内でポンプ120を作動する他の手段などを有し得る。電気作動アクチュエータは、タッチレスのハンズフリーディスペンサシステムを提供する動作検出装置164を付加的に含み得る。様々な中間リンク機構162は、アクチュエータ160をディスペンサハウジング105内の泡ポンプ120に結合し、リンク機構は、歯車、ラック、ピニオン等を含み得る。実施形態の泡ポンプ120は「プッシュ作動式」ポンプである。すなわち、ポンプ120はノズルを上方に押すことにより泡を吐出する。中間リンク機構がノズル170上でその動きを上向きの力に変換する限り、外付けアクチュエータはどんな方法であっても動作され得る。いくつかの実施形態では、泡ポンプ120はばねを含み、ノズル170をその下方位置に戻す。いくつかの実施形態では、アクチュエータ160はノズル170をその最下方位置に動かす。ノズル170は、リンク機構162と係合する環状突起171、172を含み、ノズル170を動かす。加えて、ノズル170は、泡を吐出する出口175を有し、ディスペンサハウジング105は、泡をユーザーに吐出することを可能にする開口106を含む。
エアポンプ150は、一方向空気入口バルブ156を有する空気入口155を含む。一方向空気入口バルブ156は、空気がエアポンプ150に入り、エアポンプ150が再充てんされるのを可能にする。いくつかの実施形態では、空気入口155はハウジング105内部に位置し、それにより、ディスペンサハウジング105の中からの空気はエアポンプ150への空気供給に使用される。ハウジング105内部の空気を使用することは、空気入口155と空気入口バルブ156を通じて、エアポンプ150に湿気が侵入するのを防止するのに役立ち得る。いくつかの実施形態では、水蒸気バリア157が提供される。水蒸気バリア157は、空気が空気入口を通過し、エアポンプ150に入ることを可能にするが、湿気がエアポンプ150に侵入するのは防止する。適切な水蒸気バリアは、例えばゴアテックスRのような、織物の一方向水蒸気バリアで、水蒸気がエアポンプ150に侵入しないように配置される。エアポンプ150への湿気の侵入防止は、かびと細菌が、エアポンプ内部で増大し、吐出された泡が汚染されるのを防止し得る。用語「エアポンプ」と「エアコンプレッサ」はここでは区別せず用いられ、同じ意味を持ち、すなわち、周辺気圧より高い圧力で圧縮した空気を供給する装置である。
一実施形態では、エアポンプ150は、エアポンプハウジングに成形した抗菌性物質を含む。一つの適切な抗菌性物質は、銀イオンと銅イオンを含む。例えば、ガラス、酸化物、銀リン酸などの高融点銀が使用され得る。一つの適切な市販入手可能な製品はウルトラフレッシュ(Ultra-Fresh)、SA−18で、トムソン・リサーチ・アソシエイツ社(Thomson Research Associates, Inc)から入手できる。抗菌性物質は、かびや細菌がエアポンプ150内部で繁殖するのを防止する。
図2及び3は、実施形態の泡ディスペンスシステム100において使用される、ポンプ210とコンテナ202を含むリフィルユニット200の一実施形態の部分的断面図である。コンテナ202は首部204を含む。ポンプ210はハウジング211を含む。ハウジング211はカラー212を含む。カラー212はポンプ210をコンテナ202の首部204に固定する。カラー212は、例えば図示されているようなねじ接続、スナップフィット接続、接着接続、溶着接続といったいかなる手段でも首部204に固定され得る。ポンプハウジング211は、少なくとも部分的に首部204の中に伸びている円筒壁213を含む。上部壁214は、円筒壁213の上部端に位置している。一または複数の液体口215は上部壁214の中にあり、一方向液体入口バルブ216は一または複数の液体入口215の近傍にある。一方向液体入口バルブ216は、部分的に円筒壁213や上部壁214により形成されているポンプチャンバー220の中に液体が流入することを可能にする。一方向液体入口バルブ216は、液体がポンプチャンバー220に流入することを可能にし、液体がポンプチャンバー220から流出し、コンテナ202に戻るのを防ぐようなバルブであれば、いかなる種類のバルブでもよい。
ポンプハウジング211は下部円筒壁219を含む。圧縮空気入口開口217は、円筒壁219を貫通して配置される。空気入口導管218は空気入口開口217を取り囲む。一方向空気入口バルブ280は空気入口導管218内に配置される。一方向空気入口バルブ280は、液体がポンプ210から流出し、図1に示される空気ポンプ150のような圧縮空気源(図示せず)に向かって戻るのを防止する。ポンプハウジング211は、ポンプハウジング211内でピストン250を保持するピストン停止221も含む。
ピストン250は上部252を含み、上部252は、液体ポンプチャンバーの一部を形成し、円筒壁213と係合する円筒ワイパーシール254を含む。ワイパーシール254はピストン250と同じ素材、または異なる素材であり得る。一または複数の液体出口開口256は上部252の底部に位置する。一方向液体出口バルブ256は一または複数の液体出口開口256の近傍に位置する。一方向液体出口バルブ256と液体出口開口256は、液体が液体ポンプチャンバー220から流出し、ピストン250の中心に配置される混合チャンバー275に流入することを可能にする。
ピストン250は下部260も含む。下部260は複数の開口262を含む円筒壁を備え、下部260の外側に位置する圧縮空気入口チャンバー222から混合チャンバー275への通路を供給する。ピストン250は例えば、混合チャンバーの下流に位置し、空気と発泡性液体を混合する際に乱流を起こすスクリーン274のような混合媒体や発泡要素も含む。ピストン250は、ディスペンサのアクチュエータと係合する環状突起271と272を有するノズル部270を含む。
円筒壁219と係合し、圧縮空気入口チャンバー222を形成するエアワイパーシール264も、ピストン250上に供給される。いくつかの実施形態では、エアワイパーシール264はピストン250と同じ素材でできており、いくつかの実施形態では異なる素材でできており、ピストン250に固定される。
例えば、ばねのような付勢部材290は、ピストン停止219により、図2に図示される最下方にピストンを付勢し、ピストン250がさらに下方に動くのを防止する。いくつかの実施形態では付勢部材290は使用されず、アクチュエータ(図示せず)はノズル270を、吐出方向である上方、準備状態方向である下方の両方に動かす。
図2は泡1回分を吐出する準備状態にあるポンプ210を図示している。動作中、ノズル270、そしてそれに伴いピストン250は、上方に押され、泡を吐出する。ピストン250が上方に動くとき、液体ワイパーシール254は円筒壁213に係合し、液体ポンプチャンバー220の容積は圧縮され、液体を混合チャンバー275に押し出す。ピストン250の下部260も上方に動く。その際、エアワイパーシール264は円筒壁219に沿って動き、圧縮空気チャンバー222の容積は圧縮され、少量の空気と残余液体を混合チャンバーに押し出す。圧縮空気チャンバー222の容積は、1回分の泡吐出を生成するのに必要な空気量より少ない。ピストン250の上方への動きと同時に、エアポンプ(図示せず)からの圧縮空気は、強制的に、一方向空気入口バルブ280を越えて、空気導管218を通り、圧縮空気入口チャンバー222を通り、開口262を通り、混合チャンバー275に入る。混合チャンバー275内で液体と空気は混合し、混合物は強制的に、混合媒体274を通り、泡の形態でノズル270から排出される。
図3に図示されるように、いったん吐出サイクルが完了すると、ピストン250は図2に図示されるような休止または準備状態に戻される。ピストン250が休止位置に戻るとき、液体は液体チャンバー220に引き入れられる。加えて、混合チャンバー275内の残余泡と液体、混合媒体274及びノズル270は上方に引き上げられ、いくつかの実施形態では、圧縮空気入口チャンバー222の容積が拡大するとき、圧縮空気入口チャンバー222に入る。これにより、吐出サイクル完了後、圧縮空気入口チャンバー222は残余液体を吸い上げ、泡ディスペンサの液漏れを防止する。
本発明は、ここに記載された実施形態の詳細により描かれ、実施形態はかなり詳細に記述されているが、出願人は、このような詳細に添付する特許請求の範囲をいかようにも制限、限定する意図はない。追加の利点や修正は、当業者に容易に理解される。加えて、一実施形態で記載された要素は、他の実施形態での使用にも容易に適用することができる。したがって、発明は、より広い面で、開示され記載されている特定の詳細事項、代表的装置、または実施例に限定されない。適宜、出願人の一般的発明概念の精神と範囲から乖離することなく、これらの詳細から離れることもあり得る。

Claims (20)

  1. リフィルユニットであって、
    前記リフィルユニットはコンテナを備え、
    前記コンテナは首部を有し、
    前記リフィルユニットは前記首部に固定された泡ポンプを備え、
    前記泡ポンプは、
    液体ポンプチャンバーと、
    圧縮空気入口チャンバーと、
    周辺気圧より高い空気圧を有する圧縮空気を受け取る圧縮空気入口とを有し、
    前記圧縮空気入口チャンバーの容積が1回分の泡生成に使用される空気の容積より小
    く、
    前記リフィルユニットは
    前記圧縮空気入口の近傍にある一方向空気入口バルブと、
    前記液体ポンプチャンバー内で動きが可能なピストンを備え、
    前記ピストンは、
    前記液体ポンプチャンバーの壁に対して封止する液体シール部材及び
    前記圧縮空気入口チャンバーの壁に対して封止する空気シール部材を有し、
    前記液体ポンプチャンバーは前記ピストンの中心部への液体出口を有し、
    前記リフィルユニットは、
    前記圧縮空気チャンバーから前記ピストン中心部への通路を供給する前記ピストン壁を
    通って延びる一または複数の開口と、
    前記ピストン内に位置する一または複数の発泡要素と、
    前記ピストンの遠位端に位置する出口、
    とを備えるフィルユニット。
  2. 前記ピストンの上方への動き、前記液体ポンプチャンバーと前記圧縮空気入口チャンバーを圧縮する請求項1記載のリフィルユニット。
  3. 前記一または複数の発泡要素スクリーンを構成する請求項1記載のリフィルユニット。
  4. 前記液体ポンプチャンバー前記圧縮空気入口チャンバー上部に位置する請求項1記載のリフィルユニット。
  5. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバーの一部を形成する請求項1記載のリフィルユニット。
  6. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバー内を上下に動く請求項1記載のリフィルユニット。
  7. 前記ピストンとともに上下に動く液体出口バルブをさらに備える請求項1記載のリフィルユニット。
  8. 圧縮空気源に接続するために、圧縮空気入口上に、簡単着脱コネクタをさらに備える請求項1記載のリフィルユニット。
  9. リフィルユニットであって、
    前記リフィルユニットはコンテナを備え、
    前記コンテナは前記コンテナの底部に位置する首部を有し、
    前記リフィルユニットは、前記首部に固定された泡ポンプを備え、
    前記泡ポンプは、
    液体ポンプチャンバーと、
    圧縮空気入口と、
    前記圧縮空気入口の下流に位置する圧縮空気入口チャンバーと、
    混合チャンバーと、
    前記混合チャンバーの下流に位置する一または複数の混合要素とを有し、
    前記液体ポンプチャンバーの容積が減少したとき、液体は前記混合チャンバーに流入
    し、圧縮空気は前記圧縮空気入口を通り、前記圧縮空気入口チャンバーを通り、前記
    混合チャンバーに流入し、前記液体ポンプチャンバーから流出した液体と混ざり、液
    体と圧縮空気の前記混合物は、前記一または複数の混合要素を通って流れ、泡として
    吐出し、
    前記液体ポンプチャンバーの容積が増大したとき、前記圧縮空気入口チャンバーの容
    は増大し、残余泡及び/または液体を、前記圧縮空気入口チャンバーに向けて吸い上
    げる
    フィルユニット。
  10. 前記ピストンの上方への動き前記液体ポンプチャンバー及び前記圧縮空気入口チャンバーを圧縮する請求項9記載のリフィルユニット。
  11. 前記液体ポンプチャンバー前記圧縮空気入口チャンバーの上部に位置する請求項9記載のリフィルユニット。
  12. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバーの一部を形成する請求項9記載のリフィルユニット。
  13. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバー内を上下に動く請求項9記載のリフィルユニット
  14. 前記ピストンとともに上下に動く液体出口バルブをさらに備える請求項9記載のリフィルユニット。
  15. リフィルユニットであって、
    前記リフィルユニットはコンテナを備え、
    前記コンテナは首部を有し、
    前記リフィルユニットは前記首部に固定された泡ポンプを備え、
    前記泡ポンプは、
    ピストンと、
    液体ポンプチャンバーと、
    圧縮空気入口チャンバーと、
    周辺気圧より高い空気圧を有する圧縮空気を受け取る圧縮空気入口と、
    前記空気入口の近傍にあり、前記圧縮空気入口チャンバーに空気が流入することを可
    能にし、前記圧縮空気入口から液体が流出することを防止する一方向空気入口バルブ
    とを有し、
    前記ピストンは、前記液体ポンプチャンバー及び前記圧縮空気入口チャンバー内で可
    動し、
    前記ピストンは、
    前記液体ポンプチャンバーの壁に対して封止する液体シール部材及び
    前記圧縮空気入口チャンバーの壁に対して封止する空気シール部材を有し、
    前記液体ポンプチャンバーは、
    前記ピストンの中心部への液体出口と、
    前記圧縮空気チャンバーから前記ピストン中心部の混合チャンバーへの通路を供給
    する前記ピストン壁を通って延びる一または複数の開口と、
    前記ピストン内に少なくとも一部が位置する一または複数の発泡要素と、
    前記ピストン遠位端に位置する出口とを有する、
    フィルユニット。
  16. 前記ピストンの上方への動き、前記液体ポンプチャンバーと前記圧縮空気入口チャンバーを圧縮する請求項15記載のリフィルユニット。
  17. 前記液体ポンプチャンバー前記圧縮空気入口チャンバーの上部に位置する請求項15記載のリフィルユニット。
  18. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバーの一部を形成する請求項15記載のリフィルユニット。
  19. 前記ピストン前記圧縮空気入口チャンバー内を上下に動く請求項15記載のリフィルユニット。
  20. 前記ピストンとともに上下に動く液体出口バルブをさらに備える請求項15記載のリフィルユニット。
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