JP5437384B2 - 弁及び弁を含むディスペンス装置 - Google Patents

Description

本発明は、種々のホスト装置で使用することができ、また例えば消費者製品と関連した容器及びディスペンス装置を含む様々な用途に使用することができる弁を目的とする。本発明は、また、本明細書で提供された弁を使用するディスペンス装置を目的とする。

本発明の１つの態様は、内側面を含むスリーブ壁を有するスリーブと、スリーブ内に配置されたプラグであって、弾性変形可能な少なくとも１つの部分と、プラグの一端からプラグ内に延在してプラグ側壁を画定する止まり穴と、プラグ側壁を貫通して延在し開いているか又は開くことができる流通路（flow passage）と、を有するプラグと、を備え、プラグ側壁は、プラグが非応力状態にあるときに、弁閉位置を画定するために、スリーブ壁の内側面に対して封止される外側部分を有し、プラグは、十分な垂直応力がある状態で弾性変形することができ、それにより、プラグ側壁の封止された外側部分が、弁開位置を画定するために、スリーブ壁の内側面から離れて、プラグとスリーブとの間にプラグ流通路及び止まり穴に流体連通する流路を画定する、弁を提供する。

本発明の別の態様は、第１のプラグ端部と第２のプラグ端部とを有するプラグであって、プラグ内に形成され、第１のプラグ端部から止まり穴底まで延在しかつ第２のプラグ端部から離間された止まり穴と、止まり穴からプラグの外側面まで半径方向外方に延在するプラグ側壁と、プラグ側壁を貫通して延在し開いているか又は開くことができる流通路と、を有するプラグと、止まり穴内に部分的に配設された管であって、内部チャネルと、内部チャネルに流体連通している少なくとも１つの開口端と、内部チャネルから管の外側面まで半径方向外方に延在する管側壁と、管側壁を貫通して延在する管穴と、を有する管と、を備え、プラグは、弾性変形可能な少なくとも１つの部分を有し、それにより、管を介してプラグに負荷される垂直力が存在する状態でプラグが弾性変形されたときに、少なくとも１つの部分のプラグの外径が減少する、弁を提供する。

本発明の更に別の態様は、第１の端部とその反対側の第２の端部とを有するブッシングと、ブッシングの少なくとも第１の端部内に摺動式に配設された管であって、内部チャネルと、内部チャネルに流体連通している開口端と、内部チャネルから管の外側面まで半径方向外方に延在する側壁と、側壁を貫通して延在し内部チャネル及び開口端に流体連通している管穴と、を有する管と、第２のブッシング端部を覆い、開いているか又は開くことができる流通路を有する弾性変形可能なキャップと、を備え、キャップ流通路は、弾性変形可能なキャップが非応力状態のときに管穴と位置がずれているが、キャップがキャップを弾性変形させるのに十分に応力を受けたときに管穴と位置が合うことができ、また管穴は、必要に応じて、弾性変形可能なキャップが非応力状態のときに管のブッシング内に配設された部分内に配置された弁を提供する。

本発明の更に別の態様は、本発明の弁のうちの１つを含むディスペンス装置を提供する。一実施形態では、ディスペンス装置は、容器開口部と容器本体とを有する容器と、容器開口部の内壁、容器開口部内に配設された別個の環状体、又はこれらの組み合わせによって画定された環状封止部材と、環状封止部材内に配置されたプラグであって、弾性変形可能な少なくとも１つの部分と、プラグの一端からプラグ内に延在してプラグ側壁を画定する止まり穴と、プラグ側壁を貫通して開いているか又は開くことができる流通路と、を有するプラグと、プラグの止まり穴内に部分的に配設された管であって、内部チャネルと、内部チャネルに流体連通している少なくとも１つの開口端と、内部チャネルから管の外側面まで半径方向外方に延在する管側壁と、管側壁を貫通して延在する管穴と、を有する管とを備え、プラグが、管の変位により弾性変形して弁を常時閉位置から開位置に変換することができる。

本明細書は、本発明を形成すると見なされる主題を特に指摘し、明確に請求している請求項により結論とするが、本発明の例示的な実施形態は、添付図面と共に示す以下の説明によってよりよく理解できるであろうと考えられる。
本発明の例示的な弁実施形態を含む容器の側面図。 図１に示した容器及び弁の部分断面図。 第２の例示的な弁実施形態の断面図。 第３の例示的な弁実施形態の断面図。 図２に示した弁の開位置での断面図。 弁に挿入されアクチュエータと関連付けられた管を含む、図２に示した弁の断面図。 第４の例示的な弁実施形態の断面図。 第５の例示的な弁実施形態の断面図。 本発明によって提供された例示的なディスペンス装置の断面図。 それぞれ、本発明の少なくとも１つの実施形態による２つの管の側面図。 それぞれ、本発明の少なくとも１つの実施形態による２つの管の側面図。

本発明は、以下の、発明を実施するための好ましい実施形態を参照することにより更に容易に理解されうる。特許請求の範囲が、本明細書に記載された特定の構成要素、方法、条件、装置又はパラメータに限定されず、本明細書で使用された用語が、請求される発明を限定するものではないことを理解されたい。また、添付の「特許請求の範囲」を包含する本明細書において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は複数形を包含し、及び特定の数値への参照は、その文脈により特に明確に指示されていない限り、少なくともその特定の数値を包含する。値の範囲が述べられている場合、別の実施形態はその一方の特定の値から及び／又は他方の特定の値までを包含する。同様に、値が先行する「約」を用いることにより近似値として述べられている場合、その特定の値が別の実施形態を形成するものと理解される。全ての範囲は、包括的かつ結合可能である。

本発明は、材料流の制御に有用な弁を目的とする。弁は、例えば消費者製品をディスペンスするための容器を含む様々な用途に使用することができる。好ましい弁実施形態は、一般に、相補的構成要素に対して封止する弾性変形可能な部材を使用して弁で流れを閉じるか又は減少させる位置を構成する。弾性変形可能な部材に応力を負荷することができ、それにより、寸法変化が生じて封止領域が解放されて弁を通過する流路が画定され、それにより弁が常時閉位置から開位置に変換される。

次に図面を参照し、より詳細には図１を参照すると、材料ディスペンスシステム１が示され、この材料ディスペンスシステム１は、容器プリフォーム１０と、圧縮成形技術によって作製されプリフォーム１０の上部開口部内に配設された弁１２とを備える。特許請求された弁に不可欠でなくまたその弁を限定するものではないが、容器プリフォーム１０は、射出成形技術で作製され、次に最終的な折り畳み式容器（図示せず）に吹込成形又は他の方法で形成されてもよい。図１に示したように、容器プリフォーム１０は、最終容器に充填された材料をディスペンスするための駆動力を提供するために、容器と共に拡張可能な弾性バンドによって取り囲まれている。

図２に、例示的な弁１２の断面図が示され、弁１２は、スリーブ２０と、スリーブ２０内に配置されたプラグ３０とを備える。スリーブ２０は、スリーブ壁２２と、容器プリフォーム１０に形成された開口部に接触する外側面２４と、弁の常時閉位置でプラグ３０と協働して封止を形成する内側面２６とを備える。プラグ３０は、第１の開口端３２及びその反対側の閉鎖端３４を有する。第１の端３２の近くに、省略可能なフランジ３６が画定される。止まり穴３８が、第１の端３２からプラグ３０内に延在して、プラグ側壁４０を画定する。プラグ側壁４０を流通路４２が貫通して延在する。流通路４２は、開いた貫通孔として示される。また、流通路は、プラグ側壁４０を貫通して延在するスリットや他の構造でもよく、閉じているように見えるが、プラグ３０が弾性変形したときに開くことができる。複数の流通路が使用できることを当業者は理解するであろう。プラグ３０は、弁１２が閉位置にあるときにスリーブ２０の内側面２６に対して封止する大きい直径の外側部分４４を含む。スリーブ内側面２６に面するプラグ３０の残りの外側部分４６は、内側面から離間している。この構成によって画定された隙間４８は、弁を閉位置から開位置に変換しようとするときの固着問題に役立つ。図３に示した代替の実施形態では、隙間は存在せず、それによりスリーブ２０’の内側面に面するプラグ３０’の外側部分全体（又は、ほぼ全体）が、内側面２６’に対して封止される。図４に示した更に別の実施形態では、スリーブ内側面２６”に面するプラグ３０”の長さ全体に沿って隙間４８”が存在し、スリーブ壁２２”の下側リムに対して封止するためにプラグ３０”の遠位部分に大きい直径部分４４”が存在する。

プラグ３０は、図２に非応力状態で示され、したがって、弁１２は、その常時閉位置で示されているプラグ３０は、弾性変形可能であり、十分な大きさの応力により長手方向に延長（伸張）することができる。この延長又は伸張は、プラグの長さを増大させ同時にその有効径を減少させる。また、プラグの有効径の減少によって、外側部分４４は、プラグ３０とスリーブ２０との間に、流通路４２及び止まり穴３８に流体連通する流路５０を形成するのに十分なだけ内側面２６から離される。次に図５を参照すると、したがって、弁１２は、流路５０が形成されるので閉位置から開位置に変換される。当業者は、代替のプラグ実施形態が、開放弁位置を確立するために、前述の形とは別の形又は追加の形で弾性変形してもよいことを容易に理解するであろう。

本発明の弁は、容器の充填操作の際に使用されてもよく、その場合、弁を使用して流動性又はディスペンス可能な配合物を容器に充填し、配合物は、ディスペンスが必要になるまで閉じた弁によって維持される。本出願において、例えば例示的な弁１２に関して、加圧配合物が止まり穴３８に導入されて、外側部分４４がスリーブ内側面２６から離れてプラグとスリーブとの間に流路を形成する程度までプラグ３０を延長するのに必要な応力レベルが作り出される。次に、加圧配合物は、弁を通過して流れることにより、容器の利用可能な充填容積に入ることができる。

他の応力源を使用して、弁を閉位置から開位置に変換することができる。例えば、図６を参照すると、例示的な弁１２は、管６０が止まり穴３８内に部分的に配設された状態で示される。管６０は、本発明の弁を使用する容器から配合物をディスペンスするためのアクチュエータ／ノズル構成要素と関連付けられた導管の全て又は部分を形成することができる。管６０は、管側壁６４を画定する内部チャネル６２を備える。プラグ側壁４０に画定された流通路４２と内部チャネル６２との間で流動性材料を送ることができるように、貫通孔６６が管側壁６４を貫通して延在する。貫通孔６６は、プラグ内に画定された流通路４２よりも直径又はサイズが大きくてもよく、それにより、ディスペンス中に弁が応力を受けたときの位置合わせ問題を軽減することができる。また、貫通孔６６は、管２２６の底に向かって下方に延在する開口スロットでもよい。図１０Ａと図１０Ｂは、貫通孔６６を有する管６０（図１０Ａ）と、右側に開口スロットの形態の貫通孔２６６を有する管２６０（図１０Ｂ）の２つの例を提供する。管６０を下方に移動させることにより、スリーブ内側面２６から外側部分４４を離して弁を開くのに十分にプラグ３０を延長させるのに必要な応力が提供される。管は、例えば、金属、ガラス及びプラスチックを含む様々な材料から作製することができる。管は、プラグ止まり穴内に比較的きつく嵌るようにサイズを決めることができる。また、管及び／又はプラグ止まり穴は、少なくとも１つの環状リング、あるいは２つや３つなどの複数の環状リングのような様々な特徴形状を使用して、管と止まり穴との間の封止を有効にし、管のまわり及びプラグ止まり穴からの漏れを最小にしてもよい。

引き続き図６を参照すると、管貫通孔６６は、プラグが非応力状態のときにプラグ流通路４２と軸方向及び円周方向の両方に位置が合っているように示されている。しかしながら、管貫通孔は、プラグ流通路と位置がずれたものでもよい。管は、管が誤ってずらされたときに材料のディスペンスを最小にするか又は無くす「ロック機構」を提供するために、管貫通孔がプラグ流通路と円周方向に（部分的又は完全に）ずれることができるようにプラグ止まり穴内で十分に回転可能でよい。同様に、管貫通孔は、プラグが応力を受けていないときにプラグ流通路と（部分的又は完全に）軸方向にずれ、プラグが応力を受け延長／伸張されたときに位置合わせされてもよい。

図２に示したように、省略可能なスリーブ２０は、プラグ３０用の環状封止部材として働く。スリーブ２０を含まない代替の実施形態では、スリーブ２０の封止機能は、弁の一部分（１つ又は複数の環状リング４４など）と容器プリフォーム１０の内壁との間の十分な接触を保証することによって実施することができる。加熱及び冷却の際に内側スリーブの寸法、内径、内側面の完全性（平滑と円柱形状）が変化する可能性を最小にするために、省略可能なスリーブ２０は、異なるガラス遷移温度を有する同一又は異なる材料で作製できることは当業者によって理解されよう。省略可能なスリーブ２０を設けると、吹込成形前の加熱プロセスにより生じる変形の発生が減少すると考えられる。これにより、プラグ及び／又は環状リングとの良好な適合が保証される。即ち、容器開口部及び／又は容器ネックは、弁のスリーブ構成要素を画定する。プラグ３０が容器開口部及び／又は容器ネック内に配置された場合でも別個のスリーブを使用することができ、それによりスリーブの外径を変更することによって単一のプラグを様々なサイズの容器開口部内で使用できることに注意されたい。

スリーブ構成要素は、関連したプラグ構成要素に封止面を提供するのに十分に剛性の材料から作製されることが好ましい。適切な材料には、例えば、ポリオレフィン（polyolfin）、ポリエステル、ポリカーボネートなどのプラスチック、金属、木材、ガラス及びボール紙（ワックスなどの疎水性材料で被覆されてもよい）がある。１つの例示的な実施形態では、スリーブは、熱可塑性材料で構成され、射出成形によって作製される。他の材料及び製造技術が使用されてもよい。プラグ構成要素は、図に単体として示されている。この構成では、プラグ全体は、例えばエラストマー材料（例えば、天然ゴムや合成ゴム）から作製されたように弾性変形可能である。他の実施形態（図示せず）では、プラグは、２つ以上の別個の部品及び／又は材料から作製されてもよく、それによりプラグの一部分のみが弾性変形可能になる。単なる例として、プラグのそれぞれの端部が熱可塑性物質から作製され、中間部分がエラストマー材料から作製されてもよい。そのような構成では、別々の部分が、別個の操作で作製され次に組み立てられてもよく、又は多成分成形技術（例えば、熱可塑性材料と熱可塑性エラストマー材料（ＴＰＥ）による２重射出成形）によって作製されてもよい。また、多成分成形技術は、プラグとスリーブとの両方を単一モールド・アセンブリ（回転式部分を有する型を含む）で成形するために使用されてもよい。

プラグ及びスリーブ構成要素が、図１〜図６に示したものとは異なる様々な幾何学形状及び特徴を有してもよいことを理解されたい。単なる例として、プラグ及び／又はスリーブは直円柱でよく、代替実施形態では、楕円形、角形、又は他の形状でもよい。また、構成要素は、全く均一な壁を有するように示されており、他の実施形態では、構成要素壁は、寸法が異なってもよい。

次に図７を参照すると、代替の弁実施形態が示される。弁６８は、ブッシング７０と、ブッシング内に摺動可能に配設された管８０と、ブッシング７０の端を覆う弾性変形可能なキャップ９０とを備える。ブッシング７０は、第１の端部７２とその反対側の第２の端部７４を有する。省略可能なフランジ７６は、第１の端部７２のまわりに配設されて、容器又は他の流通装置に対する弁６８の固定を支援する。ブッシングは他の特徴形状を使用してもよく、及び／又は、弁はホスト装置に対する弁の固定を支援する他の構成要素を使用してもよい。管８０は、内部チャネル８２と、開口端８４と、反対端８６（開いていても閉じてもよい）と、側壁８７と、側壁を貫通して延在し内部チャネル８２及び開口端８４に流体連通している管穴８８とを有する。弾性変形可能なキャップ９０は、壁９４を貫通して延在する流通路９２を有する。流路９２は、図７に開放穴として示されているが、キャップ壁９４を貫通して延在し、閉じているように見えるがキャップ９０が弾性変形したときに開くことができるスリットや他の構造でもよい。キャップ９０は、ブッシング７０の外側に沿って上方に延在するように示されているが、代替として第２のブッシング端部７４のみに取り付けられてもよい。キャップは、１つ又は複数の構成要素によりブッシングに間接的に取り付けられてもよい。キャップは、例えば天然ゴム、合成ゴム、ＰＶＣ、ＰＵ又は熱可塑性エラストマーなどの弾性変形可能な任意の材料から作製されてもよい。ブッシングとキャップは、例えば、同時成形技術によって一緒に製造されてもよく、その場合、ブッシングは、熱可塑性材料で成形され、キャップは、熱可塑性エラストマーで成形される。

図７に示したように、管穴８８は、弁の常時閉位置で、管８０のブッシング７０内にある部分に配置される。図８に示した代替の弁実施形態６８’では、管穴８８’は、弁の常時閉位置で、管８０’のブッシング７０’の外側にある遠位部分に配置される。図６に示した実施形態と同様に、管は、本発明の弁を使用する容器から配合物をディスペンスするためのアクチュエータ／ノズル構成要素と関連付けられた導管の全て又は部分を形成することができる。管を弾性変形可能なキャップの方向に移動させると、管穴がキャップ流通路と位置が合って弁を閉位置から開位置に変換するのに十分なだけキャップが延長／伸張する。

本発明の弁は、多数のホスト装置で様々な用途に使用することができる。そのような１つのホスト装置は、流動性配合物をディスペンスするためのディスペンス装置である。単なる例として、図９を参照すると、外側容器１０２と、エネルギー・バンド１０６によって取り囲まれた内側フレキシブル容器１０４と、例示的な弁１０８と、アクチュエータ１１０と、閉被１１２とを備えるディスペンス装置１００が示される。例示的なディスペンス装置１００は、発射剤ではなくエネルギー・バンド１０６と関連付けられた位置エネルギーを利用するが、本発明の弁を加圧ディスペンス装置で使用することができる。本発明の弁を使用する加圧ディスペンス装置及び非加圧ディスペンス装置を使用して、例えばパーソナルケア製品（例えば、化粧品、制汗剤／脱臭剤、スキン・ケア製品、シェーブ・ケア製品、香水、及びヘアケア製品）、ホームケア製品、エアケア製品、及びペット・ケア製品を含む様々な配合物をディスペンスすることができる。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳しく制限されるものとして理解されるべきでない。それよりむしろ、特に指定されない限り、各こうした寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

「発明を実施するための形態」で引用したすべての文献は、関連部分において本明細書に参考として組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語の任意の意味又は定義が、参照として組み込まれた文献における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいて、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正が可能であることが当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのようなすべての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (14)

1. （ａ）第１のプラグ端部と第２のプラグ端部とを有するプラグであって、前記プラグ内に形成され、前記第１のプラグ端部から止まり穴底まで延在しかつ前記第２のプラグ端部から離間された止まり穴と、前記止まり穴から前記プラグの外側面まで半径方向外方に延在するプラグ側壁と、前記プラグ側壁を貫通して延在し開いているか又は開くことができる流通路と、を有するプラグと、
   （ｂ）前記止まり穴内に部分的に配設された管であって、内部チャネルと、前記内部チャネルに流体連通している少なくとも１つの開口端と、前記内部チャネルから前記管の外側面まで半径方向外方に延在する管側壁と、前記管側壁を貫通して延在する管穴と、を有する管と、を備え、
   前記プラグは、弾性変形可能な少なくとも１つの部分を有し、それにより、前記管を介して前記プラグに負荷される垂直力が存在する状態で前記プラグが弾性変形されたときに、前記少なくとも１つの部分の前記プラグの外径が減少し、
   前記管は、前記止まり穴内で必要に応じて回転可能であり、それにより前記管穴が、前記プラグ流通路と円周方向に位置が合うか又はずれることができる、弁。
2. 前記管穴は、前記プラグが非応力状態のときに前記プラグ流通路と軸方向に位置がずれている、請求項１に記載の弁。
3. 前記止まり穴内に配設された前記管の部分が、必要に応じて前記止まり穴内に半径方向内方に延在して前記管の外側に対して封止する環状シールを有する、請求項１又は２に記載の弁。
4. 前記プラグ全体が、弾性変形可能である、請求項１から３のいずれか１項に記載の弁。
5. 前記プラグは、ゴム素材で作製される、請求項１から４のいずれか１項に記載の弁。
6. 前記プラグが、少なくとも２つの部分を有し、その一方の部分が、非エラストマー材料を含み、他方の部分がエラストマー材料を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の弁。
7. 前記流通路が、前記プラグ側壁を貫通して延在する貫通孔によって画定された、請求項１から６のいずれか１項に記載の弁。
8. 前記流通路が、前記プラグ側壁を貫通して延在し、前記プラグが弾性変形したときに開くスリットによって画定された、請求項１から７のいずれか１項に記載の弁。
9. 前記スリーブが、内部に前記弁が配置された容器開口部及び／又は容器首部によって画定される、請求項１から８のいずれか１項に記載の弁。
10. 前記スリーブが、容器開口部及び／又は容器首部内に配設されるように適応されたインサートによって画定された、請求項１から９のいずれか１項に記載の弁。
11. 前記垂直応力が、加圧流体を介して又はディスペンスアクチュエータと関連付けられた管を介して負荷される、請求項１から１０のいずれか１項に記載の弁。
12. 前記プラグ側壁が、前記プラグが非応力状態のときに前記スリーブ壁の前記内側面に対して封止された前記外側部分から離間された第２の外側部分を有し、前記流通路が、前記第２の外側部分の近くに配置された、請求項１から１１のいずれか１項に記載の弁。
13. （ａ）第１の端部とその反対側の第２の端部とを有するブッシングと、
    （ｂ）前記ブッシングの少なくとも前記第１の端部内に摺動可能に配設された管であって、前記内部チャネルと、前記内部チャネルに流体連通している開口端と、前記内部チャネルから前記管の外側面まで半径方向外方に延在する側壁と、前記側壁を貫通して延在し前記内部チャネル及び開口端に流体連通している管穴と、を有する管と、
    （ｃ）前記第２のブッシング端部を覆い、開いているか又は開くことができる流通路を有する弾性変形可能なキャップと、を備え、
    前記キャップ流通路は、前記弾性変形可能なキャップが非応力状態のときに前記管穴と位置がずれているが、前記キャップが前記キャップを弾性変形させるのに十分に応力を受けたときに前記管穴と位置が合うことができ、
    前記管の遠位部分が、必要に応じて前記ブッシングの前記第２の端部を越えて延在し、前記管穴が前記遠位部分にあり、前記弾性変形可能なキャップは、非応力状態のときに閉じられる前記管穴を封止する、弁。
14. （ａ）容器開口部と容器本体とを有する容器と、
    （ｂ）前記容器開口部の内壁、前記容器開口部内に配設された別個の環状体、又はこれらの組み合わせによって画定された環状封止部材と、
    （ｃ）前記環状封止部材内に配置されたプラグであって、弾性変形可能な少なくとも１つの部分と、前記プラグの一端から前記プラグ内に延在してプラグ側壁を画定する止まり穴と、前記プラグ側壁を貫通して延在し開いているか又は開くことができる流通路と、を有するプラグと、
    （ｄ）前記プラグ止まり穴内に部分的に配設された管であって、内部チャネルと、前記内部チャネルに流体連通している少なくとも１つの開口端と、前記内部チャネルから前記管の外側面まで半径方向外方に延在する管側壁と、前記管側壁を貫通して延在する管穴と、を有する管と、を備え、
    前記プラグが、前記管の変位により弾性変形して前記弁を常時閉位置から開位置に変換することができる、ディスペンス装置。

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