JP2021512820A - 製品分配用計量弁 - Google Patents

Abstract

本装置は、加圧された容器から製品を分配する。当該装置は、作動時に、所定の一定量の製品を分配する計量弁を有する。当該計量弁は、顧客により構成でき、スペーサを用いて継続的に計量される製品の量に影響を与えることができる。
【選択図】図２８

Description

本開示は、加圧された容器から製品を分配するための装置に関し、特に、作動時に、所定の一定量の製品を分配する計量弁を有する装置に関する。

エーロゾル分配器は、分配する液体、粉末状ゲル、発泡体、油又は他の製品を保持する加圧容器である。バッグ・オン・バルブ（「ＢＯＶ」）システムは、一般的に、障壁、隔膜、またはバッグと結合して製品を噴射剤から分離するエーロゾル弁を含む。他のシステムでは障壁は採用されない。これらの他のシステムでは、分配される製品は、直立容器の下部に含まれ、及び収集する加圧ガスは、製品上部の空間に収容される。弁機構が作動すると弁から容器の底まで伸びるディップチューブが製品を引き込み放出口に向け、推進剤が当該製品を容器から放出する力を提供する。

精度や経済性が必要な場合、所定の又は計量された量の製品を分配することが望ましいであろう。しかしながら、既知の計量装置は、非常に複雑であり、多数の別個の部品または要素、および大きな製造コストを必要とする場合がある。

本開示は、ユーザが初回およびその後の各連続作動から製品の等しい用量を得ることを可能にする、固定用量用又は計量弁を提供する。

本開示は、また、各作動による固定用量だけ、繰り返し、容器から製品を分配する計量弁を提供する。

本開示は、さらに、計量された用量を迅速に連続して分配する計量弁を提供する。

本開示は、さらに、ユーザが駆動装置を押下すると、用量チャンバに蓄積した量だけの製品が分配され、駆動装置を解放すると、用量チャンバは製品で再充填される計量弁を提供する。

本開示は、また、非作動状態では、計量し、自動的に分配用量チャンバを充填し、作動状態では、ばね負荷ピストンおよび分配用量チャンバを含む分配機構によってそれから内容物を分配するよう製品を導く弁を提供する。

本開示は、さらに、計量し、ワンショットまたは１動作で加圧容器に充填するように弁軸を通じて製品を充填することを可能にする一方向充填機能を有する弁を提供する。この一方向充填機能により、分配前の製品の逆流や計量のバイパスが防止される。

本開示は、さらに、充填時、用量チャンバをバイパスする弁を提供する。

本開示は、さらに、バッグ無し、または製品が推進剤と完全にバッグにより分離されるＢＯＶシステムで動作可能な弁を提供する。

したがって、本開示は、ＢＯＶシステムにおいて、１００％まで製品を空にし、貯蔵寿命を拡張し、噴霧パターンを等しく制御し、および任意の角度で分配することを達成することができる弁を提供する。

本開示は、さらに、計量及び非計量の両製品を分配するように構成された弁を提供する。

本開示は、さらに、スペーサにより、可変計量の製品を分配するように構成可能な弁を提供する。

したがって、本開示は、本開示のＢＯＶシステムにおいて、製品の分配は、バッグの圧力によって行われ、それゆえこれらのシステムは、高粘度の製品に適する弁を提供する。

本発明に係る計量弁は、著しく、缶の外側、缶の内側、または缶内にあるバッグの内側に適合するように構成することができる。

本発明の上記および他の目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明、図面、及び添付の特許請求の範囲から当業者によって明らかとなり、理解されるであろう。

図１は、本開示による、計量された用量の製品を分配する計量弁組立体を有する装置の斜視部分切り取り図である。 図２は、図１の装置の計量弁の要素分解図付き斜視図である。 図３Ａは、図１の計量弁の筐体の斜視断面図である。 図３Ｂは、図１の計量弁の用量構造体の斜視断面図である。 図３Ｃは、図１の計量弁の弁軸の斜視断面図である。 図４は、図１の装置の断面図である。 図５Ａは、充填途上にある図１の装置の断面図を示す。 図５Ｂは、初期充填後の充填状態にある図１の装置の断面図を示す。 図５Ｃは、第１の分配状態にある図１の装置の断面図を示す。 図５Ｄは、第２の分配状態にある図１の装置の断面図を示す。 図５Ｅは、自己再充填途上にある図１の装置の断面図を示す。 図５Ｆは、自己再充填後の充填状態にある図１の装置の断面図を示す。 図６は、本開示に係る装置に使用する弁軸の第１の別の実施形態の斜視断面図である。 図７は、本開示に係る用量構造体の第１の別の実施形態の断面図である。 図８は、本開示に係る装置に使用する弁軸の第２の別の実施形態の斜視断面図である。 図９は、図８の弁軸を有する図１の装置の断面図である。 図１０は、本開示に係る装置に使用するピストンの第１の別の実施形態である。 図１１は、図１０のピストンを有する図１の装置の斜視断面図である。 図１２は、別の実施形態の用量構造体を有する図１の装置の断面図を示す。 図１３は、本開示に係る、弁筐体の無い、計量弁組立体の斜視図である。 図１４は、図１３の計量弁組立体の断面図である。 図１５は、容器の外側に配置された本開示に係る計量弁組立体の斜視図である。 図１６は、図１５の計量弁組立体の断面図である。 図１７は、本開示に係る計量弁組立体の別の実施形態の斜視図である。 図１８は、容器に挿入された、図１７の計量弁組立体の断面図である。 図１９は、真空引き途上の図１７の計量弁組立体の断面図である。 図２０は、真空引きをした後の図１７の計量弁組立体の断面図である。 図２１は、空気圧で満たされている図１７の計量弁組立体の断面図である。 図２２は、容器に締め付けられている図１７の計量弁組立体の断面図である。 図２３は、容器に製品を移している図１７の計量弁組立体の断面図である。 図２４は、本開示に係る計量弁組立体のさらに別の実施形態の非作動状態を示す。 図２５は、計量する第１の分配状態にある図２４の計量弁組立体の断面図を示す。 図２６は、容器から分配される製品を計量しない第２の分配状態にある図２４の計量弁組立体の断面図を示す。 図２７は、充填過程で容器の真空引きをする第２の分配状態にある図２４の計量弁組立体の断面図を示す。 図２８は、容器を充填する第２の分配状態にある図２４の計量弁組立体の断面図を示す。 図２９は、スペーサを含む計量弁組立体のさらに別の実施形態の断面図である。 図３０は、前述のスペーサまたはスペーサ要素の斜視図である。 図３１は、計量弁要素の分解図付きの図２９の計量弁の斜視図である。 図３２は、前述のスペーサが無い場合の計量状態の端部にある弁を示す。 図３３は、図３２に類似する、前述のスペーサが有る場合の計量状態の端部にある弁を示す。

添付図面は、計量弁に向けられた本開示の現在好ましい実施形態を示し、上記の一般的な説明および以下の詳細な説明とともに、本開示の原理を説明する。図面全体に示されるように、同様の参照番号は、同様のまたは対応する部分を示す。

図面、特に図１を参照すると、一般に参照番号１０によって表す装置が提供される。装置１０は、容器１２、スプレーキャップ又は駆動装置１６、および計量した用量の製品を分配するための本開示に係る弁組立体を有し、当該弁組立体または計量弁は、一般に参照番号１００によって表す。

容器１２は、これらに限定されないが、缶、キャニスタ、又は任意の分配する製品を保持するための適切な容器であり得る。容器１２は内容積１４を有する。

スプレーキャップ又は駆動装置１６は、分配される製品の噴霧速度を制御するように装置１０に作動する。バッグ・オン・バルブ（ＢＯＶ）の実施形態では、装置１０は、更に、分配される製品をその中に有するバッグ１８を有する。

図２を参照すると、計量弁１００自体の要素をより明確に示す。これらの要素には、上から順に、カップ１０２、弁軸ガスケット１０４、弁軸１８０、セレクタガスケット１０６、弁軸ばね１０８、用量構造または用量構造体１５０、ガスケットリング１３４、ピストンばね１３２、ピストン１３０および弁筐体１１０が含まれる。弁筐体１１０は、計量した用量の製品を提供するのに役立つ用量チャンバ構造又は用量チャンバ構造体１５０の外郭である。

図３Ａを参照すると、弁筐体１１０は、略円筒形の外郭を有し、その円周の周りに内面１１４を有する。しかしながら、弁筐体１１０は、例えば、楕円形、六角形、長方形などの他の形状を有することができる。弁筐体１１０は、用量チャンバ構造体１５０を受け入れ、その結果、用量チャンバ構造体１５０は弁筐体１１０の下部１１３に配置される。図示するように、弁筐体１１０の上部１１１は、下部１１３より大きな直径を有する。弁筐体１１０は、基部１１６を有する。テールピース１１８は、基部１１６の底部から垂下する。ディップチューブ（図示せず）は、テールピース１１８に取り付けられ、容器１２内に延在する。基部１１６およびテールピース１１８は、それを通じて弁筐体１１０の内容積との流体連通を提供する穿孔１２０を有する。ＢＯＶの実施形態では、テールピース１１８は、その周りにバッグが結合される表面領域１２２を提供する。

本開示の好ましい実施形態において、３つ以上の実質的に、好ましくは完全に、垂直配置されたリブ１２４が、内面１１４から半径方向にその深さだけ突出する。リブ１２４は、基部１１６から垂直方向に上部１１１および下部１１３を分かつ環状棚部１２８まで延在する。環状棚部により、上部１１１および下部１１３は異なる内周が提供される。

リブ１２４は、図３Ｂに示す、弁筐体１１０内で用量構造体１５０の実質的な垂直または軸合わせを維持するのに役立つ。別の言い方をすれば、リブ１２４は、本体１５０を弁筐体１１０と同心に保つ。リブ１２４は、さらに、用量チャンバ構造体１５０外面および内面１１４の間にリブの深さの距離だけ分離を維持し、それにより、製品がその間を流れる垂直方向のチャネルをもたらす。

３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、またはそれ以上のリブ１２４を設けることができる。リブ１２４は、弁筐体１１０の内面１１４の周りに等間隔で配置されるのが好ましい。

図３Ａを参照すると、リブ１２４は、また、用量チャンバ構造体１５０を弁筐体１１０への挿入する間先導する形状１２５を有することができる。形状１２５は、例えば、図示されるように、上端が内側に傾斜した表面であり得る。

リブ１２４は、その基部１１６から突出する脚１２６を含むのが好ましい。この構成により、脚１２６が平坦な表面、例えば図２の用量構造体または本体１５０の基部を支持する結果、当該平坦な表面は、弁筐体基部１１６から垂直方向に脚の深さだけ変位する。この構造により、用量チャンバ構造体１５０の下に製品が流れることができる複数のチャネルが作成される。ある実施形態では、脚の深さとリブの深さは同じである。他の実施形態では、脚の深さはリブの深さよりも大きい。さらに他の実施形態では、脚の深さはリブの深さよりも小さい。リブ１２４および脚１２６は、計量弁１００内に自由に流れるためのチャネルを維持するように機能する。

図２および図３Ｂを参照すると、用量チャンバ構造体１５０は、弁筐体１１０内に配置される。用量チャンバ構造体１５０は、下部又は用量チャンバ１５２および上部又は弁軸トンネル１５４を有する。用量チャンバ構造体１５０は、用量チャンバ１５２の内容積および弁軸トンネル１５４の間を連通する穿孔１７０を備えた中心軸を有する。

図３Ｂを参照すると、用量チャンバ１５２は、開放底端１５８および閉鎖上端１５９を有する中空円筒体である。閉鎖上端１５９は、その円筒体内部上端に上面１７８を有する。円筒体の内側環状表面は、内面１７６である。用量チャンバ１５２の環状外面は表面１７９である。上端１５９に隣接して、用量チャンバ１５２はその外周の周りに環状溝１７２を有する。環状溝１７２は、図２のガスケットリング１３４を受け入れるようなサイズである。図示の実施形態では、環状溝１７２は、表面１７９よりも大きい外径を有する二つの円盤部材の間に形成される。少なくとも一つの開口部１７４が環状溝１７２内に用量チャンバ１５２の本体を通じて配置される。二つ以上の開口を有する実施形態では、開口部１７４の隣接する各ペアを等しく離間するのが好ましい。あるいは、開口部１７４は同一サイズである、または同一サイズかつ円周の周りに等しく離間する。

図３Ｂを参照すると、弁軸トンネル１５４は、上端１５９から垂直に突出する。弁軸トンネル１５４は、開放上端１６０を有する中空の円筒体である。用量チャンバ１５２および弁軸トンネル１５４と間の流体連通は、本体１５０の中心軸を通る穿孔１７０による。弁軸トンネル１５４は、弁軸１８０を受け入れるようなサイズである。さらに、弁軸トンネルは、用量チャンバ１５２よりも小さい外径を有する。弁軸トンネル１５４は、外周の周りに水平配置される円盤部材１５６を有する。円盤部材１５６の下には、弁軸トンネル１５４の円筒体を通る少なくとも１つの開口１５７がある。円盤部材１５６は、弁筐体１１０の上部を提供する。

円盤部材１５６は、上面１６６、下面１６２、及び円周面１６４を有する。円周面１６４はまた、弁筐体１１０を密閉するための密閉面としても機能する。複数の三角リブ１６８は、弁軸トンネル１５４の外面から、上面１６６に沿って円周面１６４まで延びる。これらの三角リブ１６８は、強度を提供し、かつ円盤部材を計量弁１００の中心軸に対して好ましくは垂直、または少なくとも実質的に垂直に維持する。

再び図２を参照すると、ピストン１３０およびピストンばね１３２は、用量チャンバ１５２内の軸方向に挿入され、ピストンばねは、上面１７８およびピストン１３０の間に支持される。

ピストン１３０は、用量チャンバ１５２の内面１７６に対して液密又は実質的に液密の摩擦シールをなす環状の外面１３６を有する。このように、ピストン１３０は、用量チャンバ１５２を密閉する。ピストン１３０は台１３１によって支持され、軸方向に変位可能にされるので、ピストンが上下動するとき、この動作の結果、用量チャンバ１５２の容積がそれぞれ増減する。台１３１の底面を通る溝は、チャネル１３３および１３５を形成し、ピストン１３０が基部１１６上にあるときに製品が流れることができる。

ピストンばね１３２は、ピストン１３０に対して上面１７８から離れるように付勢するコイルばねであることが好ましい。

ガスケットリング１３４は、環状溝１７２に設置され、開口部１７４を覆う大きさである。このような構成により、ガスケットリング１３４は、環状溝１７２および開口部１７４の間の流体／液体密閉シールを提供する。以下に述べるように、ガスケットリング１３４は、また、容器１２を充填するときに一方向弁として機能する。

上面１７８から垂下している突出部１７７は、ピストンばね１３２を軸方向に整列して保持するための着座を提供する。突出部１７７は円筒形が好ましい。ばね１３２が突出部よりも大きい直径を有し、突出部の周囲を囲むことが好ましい。また、ピストンばね１３２は、突出部の周りに圧入されることが好ましい。

上述のように、用量チャンバ１５２を含む用量チャンバ構造体１５０は、脚１２６及びリブ１２４によって弁筐体１１０内に支持される。図５Ａに示すように、脚１２６およびリブ１２４の形状は、用量チャンバ構造体１５０の下部と同様、詳細図Ｄに示すように、用量チャンバ構造体１５０の外部側面１７９および弁筐体１１０の内面１１４の間を製品が流れるためのクリアランスおよびチャネルを作り出す。

図２を再び参照すると、弁軸ばね１０８は圧縮コイルばねである。弁軸ばね１０８は、本体１５０の弁軸トンネル１５４内に軸方向に配置され、弁軸１８０を支持する。弁軸ばね１０８は、作動後に弁軸１８０を閉位置に戻すのに必要な内力を提供する。弁軸トンネル１５４の底部に脚１６３を複数配置しているのが好ましい。脚１６３は、弁軸ガスケット１０４を支持する着座となるため、中心軸の周りに配置される。

図３Ｃを参照すると、弁軸１８０は、中空の上部チャンバおよび中空の下部チャンバを有する円筒体である。上部チャンバ１８２は、半径方向に本体を通じて配置された少なくとも一つの開口部１８６を有する。開口部１８６は、弁軸ガスケット１０４を受ける弁軸１８０の首部１８７において凹んでいることが好ましい。開口部１８６は、弁軸１８０の直径に対して反対側に少なくとも２つの開口部を有する、または等しく離間された３つ以上の開口部を有すると、さらに好ましい。高粘度製品の場合、より大きな断面積の開口部１８６は、当該製品の充填および分配を容易にする。複数の開口部１８６は、同一サイズのガスケットを同時に使用しながら、単一の開口部よりも大きな断面積の流れを可能にする。下部チャンバ１８４はまた、弁軸１８０の本体を軸方向に通じて配置された少なくとも１つの開口部１８８を有し、反対側に少なくとも２つの開口部を有すると好ましい。特定の実施形態では、少なくとも２つの開口部（開口部１８６または開口部１８８のいずれか）は、３つ、４つ、またはそれ以上の開口部である。弁軸１８０は、弁軸トンネル内を軸方向に移動し、弁軸ばね１０８に対して付勢されている。弁軸１８０は、外周の周りに外周溝１９０を有する。外周溝１９０は、セレクタガスケット１０６を受ける。弁軸１８０の軸方向の運動により、セレクタガスケット１０６は、開口部１５７を開封する第１の位置または非作動位置および開口部１５７を密封する第２の位置または作動位置の間を動く。

図４を参照して、カップ１０２は、計量弁を容器１２上に装置し、配向し、及び密封する。必要に応じて、カップ１０２はガスケット（図示せず）を有することができる。カップ１０２はまた、弁筐体１１０の上端を囲んでいる。カップ１０２は、弁軸１８０の一部が突出する開口を有する。カップ１０２は、弁軸ガスケット１０４と重なる内面を有する。さらに、カップ１０２は、弁軸１８０、弁軸ガスケット１０４、および用量チャンバ構造体１５０を一緒に締め付けると同時に、容器１２に気密シールを提供する役割を果たす。また、オーバーキャップやスプレードームを含む駆動装置１６などの取り付けプラットフォームとしても機能する。弁軸ガスケット１０４は、気密シールを維持し、製品と接触することもできる。弁軸ガスケット１０４の材料選択は、弁軸ガスケットが接触する溶媒の種類を考慮する必要がある。

計量弁１００を、充填過程の間、エアゾール缶に接続または固定し、認められた標準の充填方法に従って充填することができる。

ここで、計量弁１００の動作について、図５Ａ〜図５Ｆを参照して説明する。図５Ａおよび図５Ｂは、容器１２の充填を示す。図５Ｃおよび図５Ｄは、分配を示す。図５Ｅおよび図５Ｆは、自己再充填を示す。図５Ｆは、充填された容器１２を示す。

図５Ａを参照すると、計量弁１００を有する装置の充填過程の間、弁軸１８０はユーザによって下方に押され、弁軸ばね１０８が図示するように圧縮される。製品は、圧力下で、上部チャンバ１８２、開口部１８６を通って、そして以下の順に通って流れる。すなわち、弁軸トンネル１５４、開口部１８８、下部チャンバ１８４および用量チャンバ１５２である。再び、ガスケットリング１３４は、充填過程の間一方向弁として機能する。ガスケットリング１３４は、開口部１７４から離れるように偏向され、製品が内面１１４および外部側面１７９の間を、リブ１２４および脚１２６の間に形成されたチャネルに沿って、そして最終的にバッグ１８内に流れることを可能にする。ピストン１３０は、充填過程に影響を与えない。この位置では、セレクタガスケット１０６が開口部１５７を密閉する。

計量弁１００は、リブ１２４および脚１２６の間ならびに開口部１７４によって形成されたチャネルを通じてピストン１３０を取り囲む。このような構成により、製品をより流れ易くする、より幅広なまたはより大きな断面積によって、高粘度製品の分配が可能になる。

充填された缶を、図５Ｂに示す。弁軸ばね１０８が弁軸１８０に上向きの力を及ぼし、弁軸１８０を用量チャンバ構造体１５０の弁軸トンネル１５４内の上方に押している。このように、弁軸ガスケット１０４は、開口部１８６を密閉し、それにより、この状態では、計量されたか否かにかかわらず、製品１０８の分配を無効にする。

計量弁１００から用量分配をする状態を図５Ｃおよび図５Ｄに示す。

駆動装置１６が押下されると、弁軸１８０も押下されるので、開口部１８６および弁軸ガスケット１０４の位置合わせが変位する。用量チャンバ構造体１５０における圧力差、すなわち、雰囲気圧力により、バッグ１８からの製品がピストン１３０を上方に付勢し、付勢されたピストン１３０が用量チャンバ１５２内に蓄積された製品を全て分配する。この位置では、開口部１５７および１７４は、それぞれのガスケットによって密閉され、その結果、製品は、用量チャンバ構造体１５０の用量チャンバ１５２から穿孔１７０を通って弁軸トンネル１５４にのみ流れることができる。

製品は、弁軸トンネル１５４から、次いで下部弁軸チャンバ１８４に流入し、開口部１８８から流出し、開口部１８６に流入し、上部弁軸チャンバ１８２に至り、駆動装置１６の導管を通って、外部に出る。製品の分配が停止するのは、図５Ｄに示すように、ピストン１３０が下部弁軸チャンバ１８４の上面に達してそれ以上上方への動きが排除されるときである。このようにして、計量弁１００は、固定用量の製品を分配し、それ以上は分配しない。

図５Ｅおよび図５Ｆは、計量弁１００の用量チャンバ１５２が、駆動装置１６の開放時、自動的に再充填される方法を示す。弁軸ばね１０８は、弁軸１８０を上方に押し、その結果、開口部１８６は、弁軸ガスケット１０４によって密閉され、開口部１５７は、密閉されなくなる。この状態では、用量チャンバおよびバッグ内の製品の間に雰囲気による気圧差が存在する。この圧力差が原因で、製品が開口部１５７から、弁軸トンネル１５４及び穿孔１７０を通じて、用量チャンバ構造体１５０の用量チャンバ１５２に流れる。加圧製品およびピストンばね１３２が一緒の力でピストン１３０を下方に基部１１６に達するまで押し下げる。

このとき、計量弁１００の用量チャンバ１５２が再充填されたので、当該計量弁から別の固定用量の製品分配をできる準備が整っている。図５Ｆを参照されたい。

本システムの構成要素を、垂直方向に、順次組み立てることができ、その結果、特定の角度方向の必要性が無いので製造が単純化されることを想定している。

別の実施形態も想定される。

例えば、図６に示す実施形態では、弁軸１８０およびセレクタガスケット１０６の代わりに弁軸２８０を使用する。弁軸２８０は、２つの異なる材料２８２および２８４から単一部品として製造される。この製造には、二成分射出成形およびオーバーモールディングのような既知の方法を利用できる。弁軸２８０は、それが単一の要素であることを除いて、弁軸１８０およびセレクタガスケット１０６の組み合わせと実質的に同一の機能を果たす。

図７は実施形態の一例を提供し、用量チャンバ構造体１５０は、２つの慎重な要素として用量チャンバ１５２および弁軸トンネル１５４を有する。さらに、開口部１７４を、用量チャンバ１５２の代わりに、弁軸トンネル１５４を通じて設ける。本実施形態では、ガスケットリング１３４を、本開示に係る開口部１７４を密閉し、および密閉しないように弁軸トンネルの周囲に配置する。したがって、ガスケットリング１３４は、弁軸トンネルの周りに適合するようなサイズでなければならない。この実施形態は、組み立てがより簡単であり、複雑でない点が有利である。ガスケットリング１３４は、弁軸トンネル上を伸びるだけでよい。

弁軸の別の実施形態についての詳細を図８に、弁における位置を図９に示す。本実施の形態では、弁軸３８０が、弁軸１８０または２８０の代わりに使用される。弁軸３８０は、弁軸２８０と同様に、単一部品として製造される、または、弁軸１８０と同様に、ガスケットを個別に含むことができる。しかし、弁軸３８０は、単一のガスケットよりはむしろ、２つのシールリング３８２および３８４を有する。

さらに別の実施形態において、ピストン２３０の詳細を図１０に、計量弁における位置を図１１に示す。ピストン２３０が、ピストン１３０の代わりに使用される。ピストン２３０は、Ｏリング２３４が着座するに環状溝２３２を有する。本実施形態では、ピストンの環状の外面ではなく、Ｏリング２３４が流体密シールを形成する。

弁のさらに別の実施形態を示す図１２では、用量チャンバ構造体又は本体２５０が、用量チャンバ構造体または本体１５０の代わりに、使用される。用量チャンバ構造体２５０は、用量チャンバ構造体１５０と異なり、用量チャンバ１５２の内面１７６に開口部を有さない。代わりに、用量チャンバ構造体２５０は、図示のように弁軸トンネル１５４を通じて配置される開口部２７０を有する。

本発明は、筐体の無い実施形態を想定する。そのような実施形態を図１３および図１４に示す。このような実施形態において、バッグ１８は、用量チャンバ１５２の全てを囲むように弁軸トンネル１５４の周囲に配置される。バッグ１８は、取り付けに最適な指定領域でそれに結合される。

図１５及び１６に示すように、組立体１００は、また、缶または容器１２上または外側で嵌合可能である。組立体１００を、また、用量の製品を分配する別個のユニットとして使用するための鐘形のおおいによって囲むこともできる。

本開示に係る計量弁の別の実施形態では、計量弁４００を、製品充填過程において当該弁およびバッグを真空引きするために動作可能である。次に、計量弁４００について、図１７から図２３を参照して説明する。

計量弁４００は、実質的に定量弁１００と同様であるが、弁筐体１１０の代わりに筐体４１０を有する。筐体４１０は、弁筐体１１０とは異なり、外面４１４に画定された溝４１２を有する。溝４１２の中に、筐体４１０の内容積と連通する少なくとも１つの貫通孔４１６がある。貫通孔４１６は、円形の開口であることが好ましいが、スリット、または他の任意の適切な幾何形状であり得る。貫通孔４１６は、複数あることが好ましく、複数の貫通孔が、溝４１２の円周に沿って均等に離間してあることがさらに好ましい。筐体ガスケット４１８を、溝４１２の下に配置する。後述するように、筐体ガスケット４１８を充填過程の間、溝４１２に摺動可能であると有利である。

容器１２に挿入した計量弁４００を図１８に示す。充填装置の充填ヘッド６００が容器１２に取り付けられている。充填装置は、伊トレント州カルチェラーニカ・アル・ラーゴのコスターテクノロジスペシャリＳｐＡ製ＡＢ１７５ ＢＯＶ の例であるが、当技術分野で知られている他のそのような装置にも適合する。図１８に示す状態では、容器１２、計量弁４００、及びバッグ１８を同時に真空引きできるように、計量弁４００の内側カラーを上に持ち上げている。図１９に示すように、貫通孔４１６が弁筐体４１０および弁機構の内部を充填ヘッド６００によって加えられる負圧に曝すので、真空引きが計量弁４００により実行できる。図示の矢印は、真空引きの流れの一例を示す。

図２０は、真空過程後の計量弁４００を示す。充填ヘッド６００のコレットは、計量弁４００を容器１２内に降下させる。計量弁４００は容器１２内を下降し、弁筐体ガスケット４１８は容器１２の縁と係合し溝４１２に摺動することによって貫通孔４１６を密閉する。弁筐体ガスケット４１８が、図２１に示すように、溝４１２に入り込んだ、または摺動した状態で、次に、容器１２は、キャップ充填手順の下で標準の一部として空気圧で充填される。

図２２に示すように、計量弁４００は、容器１２に締められ、図２３に示すように、製品は、既知のＢＯＶ充填手順に従って矢印によって示すように、容器１２内に移送される。

より好ましい弁の実施形態について、図２４から図２８を参照して説明する。本実施形態では、計量弁５００は、非計量の分配も可能にするバイパス機能を有する。

計量弁５００は、以下の要素を有する。カップ１０２、弁軸ガスケット１０４、弁軸５８０、セレクタガスケット１０６、弁軸ばね５０８、本体又は用量チャンバ構造体５５０、ピストンばね１３２、ピストン１３０および弁筐体１１０である。

用量チャンバ構造体５５０は、用量チャンバ構造体１５０と同様であるが、用量チャンバ構造体５５０は、用量チャンバ構造体１５０の環状溝１７２および開口部１７４の形状を有さない。本実施の形態では、環状溝および開口部が存在しないので、ガスケットリング１３４のための設置場所もない。したがって、この実施形態は、また、用量チャンバ構造体の周りにガスケットリングを有さない。

用量チャンバ構造体５５０は、弁軸トンネル５５４を有する。弁軸トンネル５５４は、弁軸トンネル１５４より長く、用量チャンバ５５２内に下方に延在する。重要なことに、用量チャンバ５５２は、開口部１７４のような、水平に配置された開口部を有さない点を除き、実質的に、用量チャンバ１５２と同一である。したがって、本実施形態では、他に記載した実施形態より長い弁軸ばねを使用し、より長いストロークが可能になる。

計量弁５００は、２つの異なる状態において動作する。すなわち、第一の分配状態、又は計量状態では、弁軸１８０が第１のストローク距離だけ変位して開口部１５７を密閉し、及び第２の分配状態、又は非計量状態では、弁軸がさらに第２ストローク距離だけ押し込まれ変位して開口部１５７を開く。第２の分配状態又は非計量状態では、容器内の製品がバッグから自由に流れるようにし、用量分配チャンバをバイパスできる。そのような計量弁５００は、複数のストロークを有するか、または少なくとも２つの弁軸状態を可能にする駆動装置で動作可能であることが想定されている。

計量弁５００が非計量又は第２の分配状態にある、すなわち、計量が無効状態にあるとき、計量弁５００は、また、真空引きも充填も両方ができるので有利である。すなわち、開口部１８８および開口部１８６が密閉されていない場合、計量弁５００は、計量構造を迂回して動作する。

図２４に示すように、計量弁５００は、組み立てられ、しかし非作動状態にある。図２５では、第１の分配状態が示されており、それにより、計量弁１００および４００に関して上述したのと同一原理に従って、計量された用量で製品を分配する。図２６から図２８を参照すると、第２の分配状態が示されており、図２６は、計量されていない製品を分配している状態を示し、図２７は、缶の真空引きの状態を示し、図２８は、矢印で示すように、弁軸を通る充填を示す。

このより好ましい実施形態では、弁軸１８０は、計量効果に対して約３．５０〜約０．８５ｍｍを変位し、および非計量効果に対して約４．００から約５．５０ｍｍ変位する。より長い弁軸ストロークにより、弁軸１８０が弁軸トンネル５５４内をさらに下方に移動し、それにより、セレクタガスケット１０６を無効にするので、弁を順応的に真空引きすることができる。

セレクタガスケット１０６により、缶の真空引きおよび充填過程を有効にするのと、計量又は非計量のいずれかの状態での高粘度製品の分配を可能になる。繰り返すと、弁軸を押す深さの違いを利用して計量及び非計量の選択を達成する。さらに、セレクタガスケット１０６を使用することにより、高粘度の製品を、弁１００の１回の作動で射出または投与することができる。

弁軸のこの同一拡張ストローク、すなわち第２の分配状態は、また、弁を通る製品の充填、および非計量分配を可能にする。したがって、計量弁５００は、弁軸１８０の第１のストローク距離と一致する第１の状態で計量し、弁軸の第２のより長いストローク距離と一致する第２の状態では計量しない。

さらに別のより好ましい実施形態は、図２９を参照して、計量弁または弁組立体６００は、計量弁５００のように、弁筐体６１０、内容積６１４を有する容器６１２、及びスプレーキャップ又は駆動装置６１６を有する。図１の実施形態のように、容器６１２は、缶、キャニスタ、又は分配する製品を保持するための任意の適切な容器が可能であるが、これらに限定されず、およびスプレーキャップ６１６は、装置６００に作用して分配する製品のスプレー速度を制御する。バッグ・オン・バルブ（ＢＯＶ）の実施形態では、装置６００はまた、分配する製品を内蔵するバッグ６１８を有する。計量弁６００は、また、計量弁５００のバイパス機能を有し、非計量分配が可能である。

図２９に示すように、計量弁または弁組立体６００は、スペーサ７００を有する。図３０に示すように、スペーサ７００は、管状又は中空構造７１０を有する。図３０を参照すると、スペーサ７００は、高さ７４０、内径７３０、外面７２０、上面７８０および底面７９０（図３１にも示されている）を有する。

重要なことに、スペーサ７００は、さらに後述するように、分配される製品の量を変化させることができる。弁筐体６１０および弁軸６８０の寸法またはサイズの一セットの計量弁６００を製造し、一方、スペーサ７００のサイズによって分配容量を変化および制御することができるので、有利である。例えば、スペーサ７００による高さと同程度の量だけ用量チャンバ内の移動体積を減少させることにより、当該体積を用量から減少させることができる。スペーサ７００は、スペーサの体積だけ用量チャンバの体積を減少させる。

このように、計量弁６００では、個々の部品の汎用性を向上させながら製造と組立の簡素化ができる。計量弁６００の他のすべての部品の寸法を同一にしながら、スペーサ７００の高さの調整によって、用量、または分配量を最終用途の所望値に調整することができる。

図３１を参照すると、計量弁６００は図２の計量弁１００に類似し、計量弁６００は、順に上から下に示すように、カップ６０２、弁軸ガスケット６０４、弁軸６８０、セレクタガスケット６０６、弁軸ばね６０８、本体または用量チャンバまたは用量チャンバ構造体６５０、スペーサ７００、ピストンばね６３２、ピストン６３０、および弁筐体６１０を含む。弁筐体６１０は、計量された用量の製品を提供するのに役立つ用量チャンバ構造体または本体６５０の外郭である。スペーサ７００は、用量チャンバ６５０内で軸方向に整列する。特定の実施形態では、スペーサ７００の内径は、弁軸トンネル５５４の外径よりも大きいので、弁軸トンネル５５４は、スペーサ７００内に少なくとも部分的に延在する。

スペーサ７００の外面７２０は、実質的に用量チャンバ６５０の内径と一致するのが好ましい。スペーサ７００の上面７８０は、用量チャンバ６５０の底面を縁取る。本実施形態では、菅継ぎ手により、スペーサ７００のサイズおよび位置を保持する。スペーサは、計量分配の間に移動するピストンと干渉し、それにより、ピストン６３０が完全なストロークを完了するのを妨げる。したがって、作動すると、用量チャンバ６５０の利用可能な体積からスペーサ７００の体積を差し引いたものに等しい用量が分配される。他の実施形態では、上述したスペーサのようなものが無いので、ピストン６３０は自由に移動でき、完全なストロークが可能である。また、製品分配の増加または用量増について、スペーサの体積に等しい量で行うことができる。

スペーサ７００は、用量チャンバ６５０及びピストン６３０の上面の間の干渉を作成し用量チャンバ６５０を完全に空にするのを防止する。作動すると、ピストン６３０は、底面７９０と係合するまで内部圧力によって上方に付勢される。

用量チャンバ６５０は、用量チャンバ５５０と類似するが、さらにその中にスペーサ７００を含む。したがって、スペーサ７００の高さおよび容積により、用量チャンバ６５０の使用可能な容積は、比例的に減少する。

計量弁５００と同様に、計量弁６００は、２つの異なる状態において動作する。すなわち、第１の分配状態、または計量状態では、弁軸６８０が第１のストローク距離だけ変位して開口部１５７を密閉する（図３Ｂにより良く示されている）、および第２の分配状態、または非計量状態では、当該弁軸は、第２のストローク距離だけさらに押し出されて開口部１５７を開く。

再び、第１の分配状態で分配される製品の量は、スペーサ７００の大きさおよび寸法によって変化させることができる。

第２の分配状態又は非計量状態では、容器６１２内の製品がバッグから自由に流れるようにし、用量チャンバ６５０をバイパスできる。そのような計量弁６００は、複数のストロークを有するか、または少なくとも２つの弁軸状態を可能にする駆動装置で動作可能であることが想定されている。

計量弁６００が非計量又は第２の分配状態にある、すなわち、計量が無効状態にあるとき、計量弁６００は、また、真空引きも充填も両方ができるので有利である。すなわち、開口部１８８および開口部１８６（図３Ｃに示す）が密閉されていない場合、計量弁６００は、計量構造を迂回して動作する。

図３２および図３３を参照すると、図３２は、計量状態であるがスペーサを備えない場合の計量弁６００を示す。図３３は、計量状態でありかつスペーサ７００を備えた場合の計量弁６００を示す。図３２及び図３３は、計量状態の終端にある場合を示す。

スペーサ７００により、ユーザのニーズに合わせた計量弁６００の製造及び／又は適応が可能になる。具体的には、スペーサ７００は、ピストン６３０の動きを制限して、計量される量に影響を与える。スペーサ７００を使用することにより、顧客は計量される製品の量を制御することができる。したがって、用量チャンバ６５０内および弁軸６８０の周りに収まることを条件として、スペーサ７００を必要に応じて構成することができる。

本明細書ではＢＯＶシステムに関して記載したけれども、本開示は、また、バッグを使用しない分配システムに適用することを想定している。ただし、ＢＯＶとして機能する能力は、パーソナルケアだけでなく、医療および食品業界にも適合する。

また、本開示の弁は、前述の容器の外部、内部またはバッグ（バッグ・オン・バルブ）の内部に配置されることができることを理解すべきである。

特定の構造要素が第２の構造要素に「に接続されている」、「に結合されている」、または「接触している」と記述されている場合、第２の構造要素は、別の構造要素に「接続されている」、「結合されている」、または「接触している」こと、ならびに前述の特定の構造要素がさらに別の構造要素に直接接続されているか、または直接接触していることがあり得る。

特に他に明記しない限り、本明細書で使用する場合、「約」という用語は「およそ」を意味し、数字と組み合わせて使用する場合、「約」は、記載した数字の１０％、好ましくは５％、より好ましくは２％以内の任意の数字を意味する。さらに、数値範囲を提供する場合、範囲は、範囲の端点を含む数値範囲内の任意かつ全ての数値を含むことを意図している。

特に他に断らない限り、本明細書で使用した「ａ」および「ａｎ」は、「１つ以上」を意味する。

本明細書において、「実質的に」は、作用、特性、性質、状態、構造、項目、または結果の完全な又はほぼ完全な範囲又は程度を意味する。たとえば、「実質的に」囲まれている対象は、当該対象が完全に囲まれているか、ほぼ完全に囲まれていることを意味する。絶対的な完全性からのずれの正確な許容度は、特定の状況に依存し得る。しかし、一般的に、当該完了の近さは、あたかも絶対で完全な完了が得られたかのように、全体的に同一の結果を生ずることである。

また、「第１」、「第２」、「第３」、「上」、「下」などの用語を、本明細書では様々な要素を修正するために使用する可能性があることに留意すべきである。これらの修飾子は、特に明記していない限り、変更された要素に対して空間的、連続的、または階層的な順序を意味するものではない。

本開示は、１つまたは複数の実施形態の例を参照して説明してきたが、本開示の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うこと、等価物をその要素の代わりに使用することができることを当業者は理解できよう。さらに、本開示の範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本開示の教示に適合させるために、多くの修正を行うことができる。したがって、本開示は、考えられる最良の形態として開示した特定の実施形態に限定されるものではなく、本開示には、当該範囲内に入る全ての実施形態が含まれるであろうことを意図している。

Claims (20)

1. 作動時に製品の所定の一定量を容器から分配するための弁組立体で使用するための計量弁であって、
   開放上端を有する中空円筒体、平坦な基部、外面、および前記平坦な基部を通じる開口部を有する筐体と、
   開放底端を有する下部円筒体および開放上端を有する上部円筒体を有する中空用量チャンバであって、前記上部円筒体は前記下部円筒体から垂直軸に沿って突出し、前記上部および下部円筒体は前記垂直軸を通る開口を介して流体連通し、前記上部円筒体はその半径方向に突出する環状の円盤部材を含む、前記中空用量チャンバと、
   前記上部円筒体の前記開放上端に着座した環状ガスケットと、
   弁軸であって、上部通路を画定する頂部の穿孔、下部通路を画定する底部の穿孔、前記上部通路と連通する前記弁軸を通じる第１の水平口、および前記下部通路と連通する前記弁軸を通じる第２の水平口を備え、前記弁軸は前記垂直軸に沿って軸方向に変位可能であり、前記弁軸の一部が前記環状ガスケットを通って突出するように前記上部円筒体内のばねによって支持された、前記弁軸と、
   前記第２の水平口の下の前記下部通路の外周の周りに配置された密閉部品と、
   前記下部円筒体内に配置され、ばねおよび前記下部円筒体の上部端によって前記平坦な基部に対して付勢されているピストンと、
   中空体および水平配置の開口部を含む用量チャンバであって、前記水平配置の開口部は、前記筐体との流体連通を提供するために前記円盤部材の下にあり、前記用量チャンバは、前記円盤部材が前記開放上端を密閉するように前記筐体に配置された、前記用量チャンバと、
   を備え、
   前記弁軸は、計量された用量の前記製品を分配するための第１の距離および連続する用量の前記製品を分配するための第１の距離よりも大きい第２の距離を変位可能である、計量弁。
2. さらに、スペーサを含む、請求項１に記載の弁。
3. 前記スペーサは、計量される製品の前記用量に影響を与えるように、所望のサイズにすることができる、請求項２に記載の弁。
4. 前記スペーサは、前記ピストンの完全なストローク完了を干渉し妨げることによって前記用量に影響を与える、請求項２に記載の弁。
5. 前記用量チャンバは、複数の脚および複数のリブによって前記筐体内に支持される、請求項１に記載の弁。
6. 前記複数の脚およびリブは、前記用量チャンバおよび前記筐体の内面間の製品の流れのためのクリアランスおよびチャネルを生成する、請求項５に記載の弁。
7. さらに、前記筐体の内径から半径方向に突出し間隔を置いて配置された複数の垂直に配置されたリブを含む、請求項１に記載の弁。
8. 垂直に配置されたリブが、それらの間の流体の流れのためのチャネルを形成する、請求項７に記載の弁。
9. さらに、前記筐体の底面から上方に突出する複数の脚を備える、請求項１に記載の弁。
10. 前記複数の脚が前記底面の円周の周りに配置される、請求項９に記載の弁。
11. 前記弁は、前記リブおよび脚の間に形成されたチャネルを通じて前記ピストンを取り囲み、高粘度製品の分配を可能にする、請求項５に記載の弁。
12. 前記環状ガスケットは、前記容器を満たすときに一方向弁として機能する、請求項１に記載の弁。
13. 前記筐体が、前記平坦な基部を通じる前記開口部と流体連通する通路を備えたテールピースを備え、前記筐体の内容積との流体連通を提供する、請求項１に記載の弁。
14. 前記テールピースは、前記製品を含むバッグに直接接続される、請求項１３に記載の弁。
15. 前記用量チャンバは、前記弁軸のトンネルを通じて配置される開口部を有する、請求項１に記載の弁。
16. 前記弁軸は、トンネルを有し、前記トンネルは開口部を有し、前記ガスケットは前記トンネルの周りに配置される、請求項１に記載の弁。
17. 前記上部円筒体は、前記垂直軸に沿って、前記下部円筒体内に突出する、請求項１に記載の弁。
18. 前記用量チャンバは、駆動装置の解除時に自動的に再充填される、請求項１に記載の弁。
19. 前記用量チャンバは、前記弁軸のトンネルを通じて配置された開口部を有する、請求項１に記載の弁。
20. さらに、高粘度製品の計量状態または非計量状態のいずれかの分配を可能にするセレクタガスケットを含む、請求項１に記載の弁。
    
    

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