JP2642510B2 - 電子制御された流体ディスペンサー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に臨床用石鹸を分配するための電子制御
された流体ディスペンサーに関し、より詳しくは、無菌
で作動させられ自己換気す（self−venting）とともに
予め決められた形状の赤外線反射信号に応答する電子制
御流体ディスペンサーに関する。

従来の技術・発明が解決しようとする課題 機械的な流体ディスペンサーではユーザは手や足でポ
ンプ機構を作動させる必要がある。手で作動させること
はあまり衛生的でないと考えられており、医療用設備と
歯科用設備とにおいて使用するためには好ましいもので
はない。上記足で作動させる流体ディスペンサーは使用
に際して足を使わざるを得ないことから操作が面倒であ
り、又、ポンプ機構を足で作動させるための機械的な構
造はかさ張り高価となることから扱いにくい組立品であ
る。従って、産業上商業上の施設と同様に、医療用設備
と歯科用設備とにおいて多くの場合に適用できる臨床用
のための安価でコンパクトで比較的小さいな電子制御さ
れた流体ディスペンサーが要求されている。

電子制御された流体ディスペンサーは新しくはなく、
ある限定された範囲で現在市販されている。市販されて
いるディスペンサーは、この目的のために特に設計され
たポンプと、光学的に検出された信号に応じて上記ポン
プを作動させるためのソレノイドで制御された電気機械
的組立品とを備える複雑な流体ポンプシステムである。
ソレノイドはかなりの電力を消費するので従来の交流電
源から交流を供給しなければならない。上記ソレノイド
は、光線の遮断を含む光学的検出構造又は規定されたバ
ンド幅内で赤外線エネルギーの検出によって作動させら
れる。光学的検出の後者の機構は、外部からの光に非常
に影響を受けやすいものである。誤作動を避けるため
に、上記検出システムは、作用するように上記光源に非
常に接近してユーザ又はユーザの手を位置させることが
要求されることによって、反射した信号に敏感になって
いる。また、上記ポンプ・シーケンスと操作モードで
は、所望の用量の流体を排出させるためにかなりの電力
が必要である。従って、そのようなディスペンサーは、
本質的に、大きくかさ張るユニットであり、それらのユ
ニットは機械的に等価物よりはるかに高価なものであ
る。

本発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、安価でコンパクトで比較的小さな電子制
御された流体ディスペンサーを提供することを目的とす
る。

発明の効果 本発明の電子的分配ディスペンサーは、非常に小さな
電力を供給するバッテリから又は従来の交流電源から非
常に小さな電力で作動されるように設計されている。上
記システムは、通気性（self−venting）自吸ポンプと
分配すべき流体を貯えるための従来のコンテナとを有す
る組立品に一体となった回転モータを利用する。上記モ
ータは、予め決められた形状の反射された赤外線信号に
のみ応答するように設計された光学的検出回路を使用す
る電子制御回路によって制御しつつ作動される。従来の
機械的に操作される自吸ポンプとモータ駆動装置とを一
体的にすることによって、上記システムコストを市販の
電子制御される流体ディスペンサーのコストのほんの一
部にまで削減している。さらに、予め決められた波形の
光学的パルスを発生させることによって、制御された検
出が外部からの光に関係なく単純なものとなる。上記シ
ステムの単純化は独特な性質である。

課題を解決するための手段 本発明の電子制御された流体分配システムは、 分配すべき流体が貯えられる可撓性コンテナ用ハウジ
ングと、 ポンプヘッドと流出口とを有しかつ該ポンプヘッドが
押し下げられることによって上記流出口を通して上記コ
ンテナから流体を排出するため上記コンテナに取り付け
られた自吸ポンプと、 回転可能な出力駆動軸を有する回転モータと、 上記ポンプヘッドに対して物理的に接触するように近
接されかつ上記出力駆動軸に偏心して取り付けられたカ
ムと、 予め決められた波形の光学的信号の検出により予め決
められた短い時間間隔を越えて上記回転モータを作動さ
せるための電気的制御駆動回路とを備えるようにして、 上記駆動回路は、赤外線スペクトルの予め決められた
形状の予め決められた波長を持つ短い持続時間の光学的
信号を上記ハウジングの外へ発するための手段と、物体
に反射し上記ハウジング内へ戻ってきた上記光学的信号
に選択的に応答するとともに上記光学的信号の波長と形
状に同時に応答する光学的検出手段と、同期制御信号を
発生するための上記光学的検出手段の作動に応答する手
段と、上記同期制御信号に応じて上記回転モータに電力
を供給するための手段とを備えている。

作用 上記自吸ポンプは、上記コンテナに取り付けられた上
記ヘッドを有し、上記コンテナから予め設定された量の
石鹸を排出するため上記モータによって作動される上記
カムを備えた往復動ポンプである。上記モータは、上記
バッテリから供給される交流電流によって動作し、かつ
低いデューティーサイクルにて、即ち適切な光学的信号
が検出されたときの一定サイクルにおける時間間隔にお
いてのみ動作する。このことは上記モータを軽量化、小
型化するように作用する。光パルスを発生する手段、及
び外来の電気信号ノイズと区別するため速い立上り時間
と特別の形状を有する、発せられた光学的信号が物体に
反射してハウジングに戻ってきた反射光戻りパルスを検
出する上記光学的検出手段を使用することは、上述した
ように、本来的に多くの電力消費が必要な従来のシステ
ムに比べて殆ど電力を消費せず、バッテリ駆動にて設計
されるように作用する。従来のシステムは多くの電力を
必要とするから、かさ張り大きな装置となる。上記モー
タ駆動されるカムは、スプリングにて復帰する上記往復
動ポンプの上記ヘッドを物理的に押圧することのみに使
用される。よってその動作にはバッテリで十分であり、
又、従来のものが有する機構を上記ハウジング内に設け
る必要がないことから付加的な支持体も必要なくネジど
めが可能であり、よって軽量化を図るように作用する。

実施例 本発明の流体ディスペンサーは、参照番号10により示
され、第1,2図に示されるように、壁に取り付けられる
ようになされた本体12と該本体12にヒンジで取り付けら
れた取外可能なカバー14とを有しかつ、後述するように
ポンプ22はカム34を備えたモータ32にて駆動されること
から比較的小さく軽い内蔵ユニットである。上記流体デ
ィスペンサー10は、従来の交流電源に電気的なコネクタ
15により接続することができる。第３〜５図に示すよう
に、赤外線発光ダイオード（LED）16は、所定時間間隔
で赤外線エネルギーのパルスを通すための上記カバー14
内の溝17を貫通して延びており、以下ではより詳しく説
明されている。対応する受光器（photoreceiver）18が
上記発光体（photoemitter）16の傍らに上記溝17内に取
り付けられている。

流体コンテナ20は、上記ディスペンサー10の上記本体
12内のある区画19に取り外し可能に取り付けられてい
る。上記コンテナ20は、上記ディスペンサーにより排出
されるべき所望の流動媒体、好ましくは消毒用石鹸で満
たされることができる。上記コンテナ20は、上記本体12
内で真っ直ぐに立っている上端部21に取り付けられてい
る。従来の自吸ポンプ22が上記コンテナ20の上端部21に
固着されている。上記ポンプ22は、上記内側逆止弁（図
示せず）を介して通気式（vented）ポンプヘッド24から
延びるプランジャ23を有する従来の設計によるものであ
る。上記ポンプは上記ポンプヘッド24を押し下げること
によって作動し、該ポンプヘッド24は、該ポンプヘッド
24から延びる流出口25を通して上記コンテナ20から流体
を排出するための上記プランジャ23を押し下げる。上記
下り行程のサイクルで上記ポンプ22から排出された流体
の容積は、上記通気式ポンプヘッド24の内側ポンプ逆止
弁（図示せず）を介して上記コンテナ20内に吸い込まれ
た対応する容積の空気で補充される。上記ポンプヘッド
24は、該ポンプヘッド24が解放されると該ヘッド24が通
常の押し下げられていない位置すなわちポンプ充填（pr
imed）位置まで戻るようにスプリングで付勢されてい
る。上記コンテナ20は、ポンプ作用を助けるように膨張
し収縮することができる可撓性プラスチックボトルが好
ましい。上記ポンプ22は、上記流体ディスペンサー10の
上記本体12内の上記コンテナ20の周囲の隣接した環境か
ら上記ポンプヘッド24により呼び込むのを許す内側のボ
ール逆止弁を有する従来の容量形ポンプである。

上記流出口25は管28に連結されており、該管28は管28
の排出端部20に配置された従来の一方向逆止弁29を貫通
している。流体は一方向にのみ上記逆止弁29を通って排
出されることができる。従って、上記逆止弁29は、上記
プランジャ23の上り行程で上記管28を通る流体の逆流を
防止している。上記逆止弁29は上記自吸ポンプ22と協同
して作動し、上記ディスペンサー10の外の状態によって
汚されることがない上記コンテナ20の汚染を防止してい
る。これは、無菌使用を保証するものである。上記一方
向逆止弁29は、上記発光体16と上記受光器18との間には
従来は取り付けられており、互いに夫々を区分けされて
いる。しかしながら、その代わりに、上記発光体16と上
記受光器18とをそれらを隔離する分割された円筒管内に
挿入することができる。このようにして、光が検出され
うる唯一の方法は上記受光器18の周囲の上記管を通過す
る反射された信号によってである。

上記ポンプヘッド24は、サドル状の幾何学的形状を有
するへこんだくぼみ30を有する。上記コンテナ20と上記
ポンプ22は市販されており機械的に作動され流体ディス
ペンサーの代わりをすることができる。これにより、製
造コストが最小になり交換可能なディスペンサーが使用
できる。また、上記ポンプ22と上記コスト20が一体もの
として簡単に交換できるという点で上記コンテナ20の衛
生的な使用を維持している。本発明によれば、第7,9図
に示すように、上記ポンプヘッド24は、電子的な赤外線
の制御−センサ回路の制御により電気機械的に駆動され
ている。

回転モータ32は直流モータが好ましく、上記流体ディ
スペンサー10の上記本体12に取り付けられている。上記
回転モータ32は回転軸33を有し、該回転軸33はそれに固
着された偏心カム34を有する。該偏心カム34は、上記ポ
ンプヘッド24に直接接触するカムシャフト35とともに位
置決めされており、上記サドル状のへこんだ表面30に乗
っているのが好ましい。上記回転軸33が回転するとき、
上記カムシャフト35が上記へこんだ表面30の上に乗り、
上記ポンプヘッド24の自動的に制御された直線的な往復
運動が行なわれ、該運動は本質的には上記ポンプヘッド
24の機械的な押し下げの真似する。上記回転モータ32
は、第7,9図の上記電子赤外線制御−センサ回路の制御
によりバッテリ55から作動させられる。第６図は、代わ
りの実施例すなわちレバー25を介して上記ポンプヘッド
24を機械的に押し下げるためのアクセサリである。

上記流体ディスペンサー10の電子制御回路は、上記デ
ィスペンサー10の上記本体12内に取り外し可能に挿入さ
れた回路板38に取り付けられている。短時間の突発（bu
rst）すなわち赤外線エネルギのパルスは上記駆動回路4
2によって上記発光体16から発せられている。上記駆動
回路42により、上記エネルギのパルスが、第８図に示す
ように、急な立上りを有する予め決められた波形となる
ようにする。バッテリ36により上記発光体16と駆動回路
42に電力が供給される。光検出器18は、上記発光体16に
よって発生された上記赤外線パルスに選択的に応答する
とともに、受信回路44を介して、モータポンプ駆動回路
45を作動させるための上記赤外線パルスの波形形状に同
時に応答する。上記モータポンプ駆動回路45は、リレー
回路46を作動させる同期信号（timed signal）を発生さ
せる。上記リレー回路46は、引き続いて、上記回転モー
タ32に電力供給を制御する。

上記回転モータ32は、上記モータポンプ駆動回路45に
よって発生した上記同期信号の持続時間（duration）に
対応する制御時間だけ作用する。上記モータ32は今まで
説明してきたように上記ポンプ22を作動させる。上記モ
ータ32の電力は上記バッテリ供給源55または図示しない
交流電源から供給される。バッテリ電力低下表示回路50
はバッテリ電力低下ディスペンサーライト（LED）３を
作動させる。該LED3の作動により、バッテリが十分に放
電したとき上記バッテリ供給源55内でバッテリを交換す
るための視覚的表示をもたらせる。LEDディスペンサー
ライト４は上記モータ32が作動されている間だけ作動し
ており、それによって、満足すべき電子的な性能の視覚
的な表示及び上記コンテナ20内の石鹸の供給の表示をも
たらせる。

第７図のブロック線図用の好ましい回路が第９図に示
されている。上記LED発光体16はトランジスタQ1,Q2,Q3
夫々からなる上記駆動回路42内に接続されている。上記
駆動回路42は、抵抗器R4〜R11とコンデンサC3とC4との
組み合わせでトランジスタQ4とQ5とから形成された無安
定マルチバイブレータからなるオシレータ43によって引
き続いて駆動される。上記オシレータ43は、0.5Hzの周
波数を有しかつ上記駆動回路42にコンデンサC2を介して
結合されている。これにより、上記発光体16が２〜３秒
毎に一回パルスを発生させるか又は閃光させる。上記パ
ルス幅は、急な立ち上がり区間（非常に急な立上がり）
47を有する約１ミリ秒に設計されている。上記発光体16
を動作のデューティサイクルは小さなパーセント、好ま
しくはわずか１パーセントになるように保持されてい
る。従って、上記発生された光のパルスを提供するとき
非常にわずかな電力が消費される。

上記赤外線検出器18はトランジスタQ11からなる上記
受信回路44に接続されており、該トランジスタQ11は、
急な立ち上がり区間をする検出されたパルスに対応する
ときのみ作動する。適当に検出されたパルスにより、ト
ランジスタQ11のベース48から引かれた上記検出器18を
介して光電流が十分に増加する。それによって、トラン
ジスタQ11は瞬間的にオフになる。これにより、トラン
ジスタQ12によって増幅され上記ポンプ駆動回路45にコ
ンデンサC9を介して供給されるパルスがコレクタ49で生
じる。上記ポンプ駆動回路45は、トランジスタQ13とQ14
と抵抗器R26〜R30とから形成された単安定マルチバイブ
レータ回路からなる。上記ポンプ駆動回路45がトリガー
されるとき、予め決められた持続時間のタイミングパル
スを発生させる。上記タイミングパルスは上記リレー51
にエネルギーを与えて、バッテリ供給源55のバッテリ36
と37とから電力を供給するためのリレー接点53を閉じて
上記モータ32を作動させる。上記モータ32は上記タイミ
ングパルスの持続時間に対応する時間だけ作動する。

上記バッテリ電力低下回路50は抵抗器R13,R14とトラ
ンジスタQ6,Q7,Q8,Q9,Q10とからなる。抵抗器R13,R14は
上記制御バッテリ36の電圧を監視するための電圧分割器
回路を形成する。バッテリ36の電圧が約2.5ボルト降下
すると、抵抗器R14の両端での電圧は、トランジスタQ6
のベースとエミッタとの接続点をフォワードバイアスす
るのに不十分になる。これにより、トランジスタQ6がオ
フになり、コネクタ接続60がバッテリ電圧を上昇させ、
トランジスタQ7を介してトランジスタQ6をオンさせる。
トランジスタQ9はそれがオンされるとき、バッテリ36の
バッテリ電力低下状態を上記LED3に表示するように作動
させる。表示回路の動作は、抵抗器R17,R18からなる上
記ポンプバッテリ37に対して行なわれ、該抵抗器はトラ
ンジスタQ10,Q8と協働して抵抗器R16用の電圧分割器ネ
ットワークを形成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子制御された流体分配システムの正
面図、第２図は壁に取り付けられるようになされた第１
図の上記流体ディスペンサーの側面図、第３図は上記デ
ィスペンサーのカバーが取り除かれた状態での第１図と
同様な正面図、第４図は第３図の４−４線で切断された
第３図の断面図、第５図は第３図の５−５線で切断され
た第３図の他の断面図、第６図は本発明の変形例の断面
斜視図、第７図は第１図の上記流体ディスペンサーのシ
ステムオペレーション（系統運用）のブロック線図、第
８図は第７図の発光体からエネルギーパルスを伝達する
ための好ましい波形の図、第９図は第７図のブロック線
図の電気的回路図である。 ３……LED、４……LEDディスペンサーライト、10……分
配ディスペンサー、12……本体、14……カバー、15……
コネクタ、16……LED、17……溝、18……受光器、19…
…区画、20……流体コンテナ、21……上端部、22……自
吸ポンプ、23……プランジャ、24……ポンプヘッド、25
……流出口、28……管、29……逆止弁、30……表面、32
……回転モータ、33……回転軸、34……偏心カム、35…
…カムシャフト、36,37……バッテリ、38……回路板、4
2……駆動回路、43……オシレータ、44……受信回路、4
5……モータポンプ駆動回路、46……リレー回路、47…
…立ち上がり区間、48……ベース、49……コレクタ、50
……バッテリ電力低下表示回路、53……リレー接点、55
……バッテリ供給源、60……コネクタ接続。

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（12）と、 上記ハウジングから分配されるべき流体を貯えるため上
   記ハウジング（12）内にて上端部（21）が直立した状態
   で取り付けられたコンテナ（20）と、 上記上端部（21）にて上記コンテナに接続され直線状に
   移動可能である流出口（25）を有し、押し下げられるこ
   とによって上記流出口（25）を通して上記コンテナ（2
   0）の上記上端部（21）から流体を排出可能な分配ヘッ
   ド（24）と、 上記ハウジング（12）内に取り付けられかつ回転可能な
   出力駆動軸（33）を有する回転モータ（32）と、 上記出力駆動軸（33）に偏心して取り付けられたカム
   （34）と、 光学的信号の検出にて上記回転モータ（32）を作動させ
   るための電気的制御駆動回路であって、光学的信号を発
   する手段（16,42）と、物体に反射し上記ハウジング内
   へ戻ってきた上記光学的信号に選択的に応答する光学的
   検出手段（18,44）と、上記光学的検出手段（18,44）に
   応答し制御信号を発生するための手段（45）と、上記制
   御信号に応じて上記回転モータ（32）に電力を供給する
   ための手段（46）とを含む電気的制御駆動回路と、 を備えた電子制御された流体分配システムにおいて、 上記カム（34）は、移動可能な上記分配ヘッド（24）に
   対して物理的に接触するように近接されたカムシャフト
   （35）を有し、 上記制御信号は、予め決められた時間間隔を越えて上記
   回転モータを駆動する同期信号であり、 上記駆動回路は、上記ハウジングの外部へ赤外線スペク
   トルにて、１％以下のデューティーサイクルのパルスで
   あり高速の立上り時間を有する上記光学的信号を発し、 上記光学的検出手段は、物体に反射して上記ハウジング
   へ戻る光学的信号のパルスが、発した信号の赤外線スペ
   クトルにおけるパルスの立上り時間にほぼ一致する立上
   り時間を有する場合にのみ上記制御信号を生成する、 ことを特徴とする電子制御された流体分配システム。
2. 【請求項２】上記移動可能な分配ヘッド（24）は、上記
   コンテナ（20）と組み合わされて上記ハウジング（32）
   に取り外し可能に取り付けられた自吸ポンプ（22）を備
   える請求項１に記載の電子制御された流体分配システ
   ム。
3. 【請求項３】上記自吸ポンプ（22）は、上記分配ヘッド
   （24）に応答して動作するプランジャ（23）と、上記分
   配ヘッドの解放にて通常位置へ上記プランジャーを復帰
   させる圧縮バネとを含む、請求項２記載の電子制御され
   た流体分配システム。
4. 【請求項４】一若しくは複数の直流バッテリ又は従来の
   交流電源から電力供給される、請求項３に記載の電子制
   御された流体分配システム。
5. 【請求項５】上記流出口（25）に接続された管（28）を
   備え、該管は、開口排出端部と、上記管の該開口排出端
   部に接続された一方向逆止弁（29）とを有して、上記デ
   ィスペンサーから流体が一方向にのみ排出されるように
   した請求項３又は４に記載の電子制御された流体分配シ
   ステム。
6. 【請求項６】上記回転モータに電力を供給する手段（4
   6）は、リレー回路である請求項５に記載の電子制御さ
   れた流体分配システム。
7. 【請求項７】上記光学的信号は、数秒毎に一度のみ発せ
   られる、請求項１ないし６のいずれかに記載の電子制御
   された流体分配システム。