JP3308420B2 - 液体ディスペンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一定量の液体を吐出さ
せるために医療及び衛生分野等において用いられる液体
ディスペンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、一定量の液体を吐出させるための
液体ディスペンサとしては、例えば特開平６−１９１５
９９号公報に記載されたものが知られている。これは、
液体収納タンク内の液体が規定値になるように満たされ
た状態から、何回液体を吐出したかを記憶しておくこと
によりタンク内の液体残量を推定し、タンク内の液体残
量が変化しても常に一定の吐出量を得られるようにポン
プの駆動時間を変化させるものである。

【０００３】また、他の従来技術として、図４にその構
成を示すような液体ディスペンサがある。図において、
密閉ボトル１ｃ内は一部に空気層１４を残して液体１３
が満たされている。液体１３中に挿入されている吐出パ
イプ１ｄはその下端が密閉ボトル１ｃの底面近傍に達
し、他端には吐出口１ｂが形成されている。密閉ボトル
１ｃから吐出口１ｂにいたる部分全体としてボトルカー
トリッジ１を構成している。ボトルカートリッジ１は加
圧パイプ２に対して脱着自在である。ボトルカートリッ
ジ１が加圧パイプ２に接続された状態において、加圧パ
イプ２は密閉ボトル１ｃ内の空気層１４に連通してい
る。エアポンプ４は加圧パイプ２を通じて空気層１４を
加圧する。脱気穴８は空気層１４を減圧するために設け
られている。脱気穴８は電磁弁３により開閉される。制
御部６はエアポンプ４と電磁弁３とを制御する。制御部
６内には赤外発光ダイオード６ｃ及び赤外受光ダイオー
ド６ｂも含まれている。制御部６には電源１２から制御
電源が供給されている。制御部６を始動させ、手を赤外
発光ダイオード６ｃに近づけると、手に当って反射した
赤外線が赤外受光ダイオード６ｂにより検知され、制御
部６はエアポンプ４を駆動する。エアポンプ４が駆動さ
れると、空気層１４が加圧され、液体１３が吐出口１ｂ
より吐出される。一定時間後、制御部６がエアポンプ４
の駆動を停止した後、電磁弁３を一定時間駆動させて空
気層１４を減圧する。こうして液体１３の吐出をすばや
く停止させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の技
術のうち、前者においては、液体がポンプ内部を通過す
る構造であるので、ポンプ内部を洗浄しなければ２種類
以上の異なる液体を混合させることなく吐出することが
できないという問題点があった。また、規定値の液体が
満たされた初期状態から吐出開始することを前提として
いるので、液体を使い切らないうちに途中で機器をリセ
ットした場合は、タンク内の液体残量が規定値を保って
いないため、その後正常な吐出量を得ることは期待でき
ないという問題点もあった。一方、従来の技術のうち後
者のような、エアポンプ内を液体が通過しない構成の液
体デイスペンサでは、異なる２種類の液体を混合させる
ことなく吐出できるという利点はあるものの、密閉ボト
ル１ｃ内の液体１３の残量が変化するので、一定量吐出
させるという目的のためにポンプを一定時間駆動させる
と、密閉ボトル１ｃ内の液体１３の残量により吐出量が
変化するという問題点を有していた。

【０００５】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ボトルを交換するだけで複数の
異なる液体を吐出でき、かつ、液体の残量に影響されず
常に一定の吐出量を得ることのできる液体ディスペンサ
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の液体ディスペン
サは、一部に空気層を残して液体が満たされた密閉ボト
ルと、前記空気層に連通するように前記密閉ボトルに脱
着自在に接続され、脱気穴を有する加圧パイプと、前記
加圧パイプに接続されたエアポンプと、前記脱気穴に接
続され、この脱気穴の開閉を行う電磁弁と、一端が前記
密閉ボトル内の底部近傍に配置され、吐出口を形成する
他端が前記密閉ボトルの上部に配置された吐出パイプ
と、前記吐出パイプ内に移動自在に装填され、前記吐出
パイプ内における前記液体の液面上に浮設されたフロー
トと、前記吐出パイプの吐出口より手前の所定位置に近
接して設けられ、前記フロートが近接すると信号を出力
するフロート検出センサと、前記エアポンプを駆動する
駆動手段と、前記エアポンプが駆動開始してから前記信
号が出力されるまでの時間を計測し、この計測された時
間に基づいてデータテーブルを参照することにより、相
応する液体の残量を求め、かつ、この残量に応じて一定
量の液体を前記吐出口から吐出させるために前記エアポ
ンプを駆動すべきポンプ駆動時間を決定するポンプ駆動
時間決定手段と、前記ポンプ駆動時間が経過したとき前
記エアポンプを停止させ、かつ、一定時間前記電磁弁を
駆動して前記脱気穴を開放する停止手段とを備えたもの
である。

【０００７】また、駆動手段に供給される電源の電圧を
計測して、計測した電圧に応じてポンプ駆動時間を補正
する手段を備えたものである。

【０００８】また、液体の種類に応じて接点を切替える
ための切替スイッチを有し、ポンプ駆動時間決定手段
が、この切替スイッチの接点出力にそれぞれ対応したデ
ータテーブルを有するようにしたものである。

【０００９】また、駆動手段は、液体を供給すべき対象
物の存在を検出する近接センサを含み、この近接センサ
の検出信号によりエアポンプを駆動するようにしたもの
である。

【００１０】また、フロート検出センサの出力と近接セ
ンサの出力とを時分割で処理する制御部を有するように
したものである。

【００１１】また、近接センサとして光電式近接センサ
を用いたものである。

【００１２】また、近接センサとして超音波式近接セン
サを用いたものである。

【００１３】また、液体の残量を表示する手段を有する
ようにしたものである。。

【００１４】

【作用】本発明の液体ディスペンサにおいては、エアポ
ンプは駆動手段によって駆動され、液体に空気圧を印加
する。フロートは吐出パイプ内を上昇する液体により押
し上げられ、フロート検出センサはフロートの近接によ
り信号を出力する。ポンプ駆動時間決定手段は、エアポ
ンプが駆動開始してから前記信号が出力されるまでの時
間を計測し、この計測された時間に基づいてデータテー
ブルを参照することにより、相応する液体の残量を求
め、かつ、この残量に応じて一定量の液体を吐出させる
ためにエアポンプを駆動すべきポンプ駆動時間を決定す
る。停止手段は、ポンプ駆動時間が経過したときエアポ
ンプを停止させ、かつ、一定時間電磁弁を駆動して脱気
穴から放圧させることにより、すばやく液体の吐出を停
止し、フロートを下降させる。

【００１５】また、ポンプ駆動時間を補正する手段は、
駆動手段に供給される電源の電圧を計測して、計測した
電圧に応じてポンプ駆動時間を補正する。

【００１６】また、切替スイッチは、液体の種類に応じ
たデータテーブルを選択させる。

【００１７】また、駆動手段は、近接センサの検出信号
によりエアポンプの駆動を開始する。

【００１８】また、制御部は、フロート検出センサの出
力と近接センサの出力とを時分割で処理する。

【００１９】

【実施例】以下、液体ディスペンサの一実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。図１は液体ディスペ
ンサの構成を示す図である。図において、プラスチック
製の密閉ボトル１ｃ内は上部に空気層１４を残しつつ液
体１３が満たされている。液体１３は例えば消毒用液体
薬剤や液体洗剤である。密閉ボトル１ｃの上部右方には
加圧パイプ２が接続されており、ロータリーエアポンプ
４（以下、単にエアポンプという）から圧縮空気が送ら
れる。加圧パイプ２の途中に設けられた脱気穴８にはソ
レノイドにより駆動される電磁弁３が取り付けられてい
る。エアポンプ４及び電磁弁３は制御部６の中のマイク
ロコンピュータ６ａからの出力信号によりそれぞれ運転
・停止及び開・閉される。

【００２０】吐出パイプ１ｄは液体１３中に挿入され、
その下端は密閉ボトル１ｃの底部近傍に達し、他端には
液体１３の吐出口１ｂが形成されている。吐出パイプ１
ｄは例えば透明又は半透明のプラスチック等により作ら
れている。吐出パイプ１ｄの中には例えばＡＢＳ樹脂か
らなる球状のフロート１ａが移動自在に装填されてお
り、吐出パイプ１ｄ内の液体１３の液面移動と共にフロ
ート１ａもまた吐出パイプ１ｄ内を移動する。但し、吐
出口１ｂの手前でフロート１ａは停止し、停止したフロ
ート１ａの周囲を通って液体１３が吐出されるように吐
出パイプ１ｄの内周面形状が工夫されている。吐出パイ
プ１ｄの吐出口１ｂの近傍には赤外発光ダイオード７ｂ
と赤外受光ダイオード７ａとから構成されるフロート検
出センサ７が設けられている。制御部６内に設けられた
赤外発光ダイオード６ｃと赤外受光ダイオード６ｂとは
反射形フォトインタラプタ、すなわち近接センサ６ｘを
構成していて、消毒等のために手が差し出されたことを
検知する。また制御部６はスライドスイッチ６ｄを有し
ており、その出力はマイクロコンピュータ６ａに入力さ
れている。スライドスイッチ６ｄのスライド位置（接点
位置）を切り換えることにより異なる薬剤に対してそれ
ぞれ所定の吐出量を得ることができるようになってい
る。

【００２１】赤外受光ダイオード６ｂ及び７ａの出力は
制御回路６内の信号処理回路６ｅを介してマイクロコン
ピュータ６ａに入力される。また、赤外発光ダイオード
６ｃ及び７ｂはマイクロコンピュータ６ａの出力により
駆動される。なお、赤外受光ダイオード６ｂと赤外受光
ダイオード７ａとは信号処理回路６ｅ及びマイクロコン
ピュータ６ａにより時分割で使用される。制御回路６に
は電源１２から制御電源が供給される。以上の各部のう
ち、密閉ボトル１ｃ、吐出パイプ１ｄ、液体１３及びフ
ロート１ａを除く全ての部分は電源１２と共に本体ケー
ス１１の中に納められている。密閉ボトル１ｃ、吐出パ
イプ１ｄ、液体１３及びフロート１ａの各部はボトルカ
ートリッジ１を構成している。ボトルカートリッジ１は
加圧パイプ２に対して脱着が可能であり、ボトルカート
リッジ１ごとに容易に液体の交換ができるようになって
いる。図２は、図１に示した液体ディスペンサの外観を
示す斜視図である。図１と対応する部分には同一符号を
付して説明は省略する。

【００２２】図３は、マイクロコンピュータ６ａ（図
１）において実行される動作のフローチャートである。
以上のように構成された液体ディスペンサの実施例につ
いて、図１及び図３を参照しながらその動作を説明す
る。図１において、まず、消毒等を行うために手が差し
出されると、赤外発光ダイオード６ｃの赤外光が差し出
された手によって反射して、赤外受光ダイオード６ｂに
到達する。赤外受光ダイオード６ｂの出力は信号処理回
路６ｅにて所定の処理をされ、マイクロコンピュータ６
ａに送られる。マイクロコンピュータ６ａはこれにより
手の存在を検知し、エアポンプ４に対して駆動開始信号
を出力する（図３のステップ１０１及び１０２）。ま
た、これと同時にマイクロコンピュータ６ａの内部タイ
マを始動させる（ステップ１０２）。エアポンプ４を駆
動させることにより密閉ボトル１ｃ内の空気層１４が加
圧され、吐出パイプ１ｄ外の液体１３の液面は押し下げ
られ、吐出パイプ１ｄ内の液体１３の液面は上昇する。
こうして、フロート１ａは吐出パイプ１ｄ内を吐出口１
ｂ方向に向って移動し始める。フロート１ａが吐出口１
ｂ近傍（図１の破線にて示す位置）まで移動してくる
と、赤外発光ダイオード７ｂと赤外受光ダイオード７ａ
とから構成されるフロート検出センサ７がこれを検知
し、その検知出力信号は信号処理回路６ｅにて所定の処
理をされ、マイクロコンピュータ６ａに入力される。こ
れを受けてマイクロコンピュータ６ａは、内部タイマー
を停止させる（ステップ１０３及び１０４）。

【００２３】内部タイマの始動から停止までの時間よ
り、フロート１ａが所定の位置からフロート検出センサ
７に検出される位置に達するまでに要した時間Ｔ_fがわ
かる。この時間Ｔ_fは液面の高さ、すなわち液体１３の
残量に応じて単調に変化する。例えば液面が高いほど時
間Ｔ_fは短く、液面が低いほど時間Ｔ_fは長い。一方、フ
ロート１ａが検出された状態から液体１３が一定量吐出
されるのに必要な残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pは液体１３
の残量によって単調に変化する。例えば残量が少なく空
気層１４の体積が大きいほど残りのポンプ駆動時間Ｔ_P
は長くなり、残量が多くて空気層１４の体積が小さいほ
ど残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pは短くなる。従って、予め
時間Ｔ_fと残量との関係、及び、残量と一定量吐出する
のに必要な残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pとの関係を実測し
て調べておけば、時間Ｔ_fから残量を類推し、残量から
残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pを類推することが可能であ
る。そこで、マイクロコンピュータ６ａ内部のメモリ
（ＲＯＭ）に、予め内部タイマーの計測すべき時間Ｔ_f
と、密閉ボトル１ｃ内の液体１３の残量と、一定量吐出
するに必要な残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pとをテーブル形
式のデータとして記憶させておくのである。

【００２４】すなわち、図３のステップ１０５におい
て、内部タイマの計測した時間Ｔ_fを基に、マイクロコ
ンピュータ６ａ内部のメモリに記憶されている上記のよ
うなテーブル形式のデータを参照して、液体残量のデー
タと残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pのデータとを得る。次
に、マイクロコンピュータ６ａ内部の逆算タイマーに残
りのポンプ駆動時間Ｔ_Pのデータを代入して逆算タイマ
を始動させる（ステップ１０６）。そして、逆算タイマ
が０になるとエアポンプ４を停止させると同時に電磁弁
３を一定時間開いて加圧パイプ２内及び空気層１４を減
圧し（ステップ１０７及び１０８）、密閉ボトル１ｃ内
の液体の吐出をすばやく停止させる。これにより、フロ
ート１ａを押上げていた力は消失し、フロート１ａは液
体１３の現在の液面位置へ戻る。

【００２５】上記のような構成・動作においてマイクロ
コンピュータ６ａ、信号処理回路６ｅ及び近接センサ６
ｘは、エアポンプ４を駆動する駆動手段を構成する。ま
た、マイクロコンピュータ６ａ及び信号処理回路６ｅ
は、エアポンプ４を駆動すべきポンプ駆動時間を決定す
る手段を構成する。また、マイクロコンピュータ６ａ
は、ポンプ駆動時間が経過したときエアポンプ４を停止
して電磁弁を駆動する停止手段を構成する。

【００２６】なお、赤外受光ダイオード６ｂにおける外
乱光による誤動作を防止するために、赤外発光ダイオー
ド６ｃを一定周期のパルスにより発光させ、赤外受光ダ
イオード６ｂは赤外発光ダイオード６ｃと同期をとって
検出している。またさらに赤外受光ダイオード６ｂの出
力はパルス光検知出力にのみ反応する信号処理回路６ｅ
を経由してマイクロコンピュータ６ａに入力することに
よって、外乱光による誤動作を防止している。また、フ
ロート検出センサ７においても、外乱光による誤動作を
防止するために、赤外発光ダイオード７ｂを２ｍｓｅｃ
間隔でパルス発光させ、赤外受光ダイオード７ａは赤外
発光ダイオード７ｂと同期をとることによって突発的な
外乱光による誤動作を防止している。信号処理回路６ｅ
は近接センサ６ｘの受光信号処理（パルス光検知出力の
みを選別）とフロート検出センサ７の同様の受光信号処
理とを共用しており、時分割で使用することにより回路
の簡素化を図っている。

【００２７】なお、電源１２が交流電源である場合は電
圧は実質的に一定であるが、電池からなる電源である場
合は使用時間の経過に伴ってエアポンプ４の駆動電圧が
徐々に低下する。駆動電圧が低下すると、エアポンプ４
の出力が低下するため、駆動している時間が同じであれ
ば液体１３の吐出量が減少することになる。そこで、電
池からなる電源である場合には、予想される駆動電圧の
低下に応じて適宜残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pを補正する
ようなデータテーブルを予め用意し、マイクロコンピュ
ータ６ａ内のメモリに記憶させておく。マイクロコンピ
ュータ６ａは内蔵するＡ／Ｄコンバータを介して電源１
２の電圧を測定し、測定した電圧に基ずいて内部のメモ
リを参照し、残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pを補正する。こ
うして、常に一定の吐出量が得られるように構成する。
また、液体１３の粘度が違うとエアポンプ４の駆動時間
も変化させなければ一定量を吐出できないので、液体の
種類にあわせて複数のデータテーブル（時間Ｔf、液体
残量、及び残りのポンプ駆動時間Ｔ_Pのデータテーブ
ル）を予め用意し、吐出液体切り替えのためのスライド
スイッチ６ｄを設けておく。そして、このスライドスイ
ッチ６ｄを切り換えることにより、選択した液体につい
てマイクロコンピュータ６ａ内部に記憶されているデー
タテーブルを参照することにより、粘度の異なる複数の
液体に対してもそれぞれ一定の吐出量を得られるように
構成する。

【００２８】なお、上記実施例において近接センサ６ｘ
は赤外受光ダイオード６ｂ及び赤外発光ダイオード６ｃ
により構成したが、赤外線に限らず超音波送受信器を用
いても良い。また、マイクロコンピュータ６ａ内部のメ
モリに記憶されているデータテーブルを参照して求めた
液体残量の表示部を本体ケース１１（図２）に設けれ
ば、液体残量の確認が容易である。

【００２９】

【発明の効果】上記のように構成された本発明による液
体ディスペンサは、以下に示す効果を奏する。

【００３０】請求項１、４、６、７及び８の発明の液体
ディスペンサにおいては、エアポンプが駆動開始してか
らフロートの検知信号が出力されるまでの時間を計測
し、この計測された時間に基づいてデータテーブルを参
照することにより、相応する液体の残量を求め、かつ、
この残量に応じて一定量の液体を吐出させるためにエア
ポンプを駆動すべきポンプ駆動時間を決定するように構
成したので、常にその時の密閉ボトル内の液体残量を確
認してその液体残量が吐出量に与える影響を考慮してか
ら吐出させることができる。従って、密閉ボトルが交換
されても、また、液体残量が変化しても、常に一定量の
液体を吐出させることが可能になる。

【００３１】また、請求項２の発明の液体ディスペンサ
においては、駆動手段に供給される電源の電圧を計測し
て、計測した電圧に応じてポンプ駆動時間を補正するよ
うに構成したので、電源電圧が低下しても一定量の液体
を吐出させることができる。

【００３２】また、請求項３の発明の液体ディスペンサ
においては、切替スイッチを設けて液体の種類に応じた
データテーブルを選択させるように構成したので、粘土
の異なる液体が入ったボトルを装着しても、スイッチを
切り替えるだけで、常に一定量の液体を吐出させること
ができる。

【００３３】また、請求項５の発明の液体ディスペンサ
においては、フロート検出センサの出力と近接センサの
出力とを時分割で処理するように構成したので、回路構
成が簡素化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一実施例の外観を示す斜視図である。

【図３】図１のマイクロコンピュータ６ａにより実行さ
れる動作のフローチャートである。

【図４】従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ａ フロート １ｂ 吐出口 １ｃ 密閉ボトル １ｄ 吐出パイプ ２ 加圧パイプ ３ 電磁弁 ４ エアポンプ ６ 制御部 ６ａ マイクロコンピュータ ６ｂ 赤外受光ダイオード ６ｃ 赤外発光ダイオード ６ｄ スライドスイッチ ６ｅ 信号処理回路 ７ フロート検出センサ ８ 脱気穴 １１ 本体ケース １２ 電源 １３ 液体 １４ 空気層

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−191599（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−188749（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 11/00 F04F 1/06 B67D 5/54

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一部に空気層を残して液体が満たされた
   密閉ボトルと、 前記空気層に連通するように前記密閉ボトルに脱着自在
   に接続され、脱気穴を有する加圧パイプと、 前記加圧パイプに接続されたエアポンプと、 前記脱気穴に接続され、この脱気穴の開閉を行う電磁弁
   と、 一端が前記密閉ボトル内の底部近傍に配置され、吐出口
   を形成する他端が前記密閉ボトルの上部に配置された吐
   出パイプと、 前記吐出パイプ内に移動自在に装填され、前記吐出パイ
   プ内における前記液体の液面上に浮設されたフロート
   と、 前記吐出パイプの吐出口より手前の所定位置に近接して
   設けられ、前記フロートが近接すると信号を出力するフ
   ロート検出センサと、 前記エアポンプを駆動する駆動手段と、 前記エアポンプが駆動開始してから前記信号が出力され
   るまでの時間を計測し、この計測された時間に基づいて
   データテーブルを参照することにより、相応する液体の
   残量を求め、かつ、この残量に応じて一定量の液体を前
   記吐出口から吐出させるために前記エアポンプを駆動す
   べきポンプ駆動時間を決定するポンプ駆動時間決定手段
   と、 前記ポンプ駆動時間が経過したとき前記エアポンプを停
   止させ、かつ、一定時間前記電磁弁を駆動して前記脱気
   穴を開放する停止手段と、 を備えた液体ディスペンサ。
2. 【請求項２】 前記駆動手段に供給される電源の電圧を
   計測して、計測した電圧に応じて前記ポンプ駆動時間を
   補正する手段を備えたことを特徴とする請求項１の液体
   ディスペンサ。
3. 【請求項３】 前記液体の種類に応じて接点を切替える
   ための切替スイッチを有し、前記ポンプ駆動時間決定手
   段が、この切替スイッチの接点出力にそれぞれ対応した
   データテーブルを有することを特徴とする請求項１の液
   体ディスペンサ。
4. 【請求項４】 前記駆動手段は、前記液体を供給すべき
   対象物の存在を検出する近接センサを含み、この近接セ
   ンサの検出信号により前記エアポンプを駆動することを
   特徴とする請求項１の液体ディスペンサ。
5. 【請求項５】 前記フロート検出センサの出力と前記近
   接センサの出力とを時分割で処理する制御部を有するこ
   とを特徴とする請求項４の液体ディスペンサ。
6. 【請求項６】 前記近接センサが光電式近接センサであ
   ることを特徴とする請求項４の液体ディスペンサ。
7. 【請求項７】 前記近接センサが超音波式近接センサで
   あることを特徴とする請求項４の液体ディスペンサ。
8. 【請求項８】 前記液体の残量を表示する手段を有する
   ことを特徴とする請求項１の液体ディスペンサ。