JP6824040B2 - リフィルユニット - Google Patents

Description

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提供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提供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提供する。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提供する。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（１１２）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は泡ポンプ１２０に接続するコンテナ１１２（２０２）を含む。ポンプ１２０は圧縮空気入口２１７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２１７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２１７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２１７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２１８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２１７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１５８を有する空気入口１５５を含む。一方向空気入口バルブ１５８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１５８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・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と係合する円筒液体ワイパーシール（液体シール部材）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２５８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２５８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への通路を提供する。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（空気シール部材）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（液体シール部材）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 (12)

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、
   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、
   前記圧縮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、
   前記圧縮空気入口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提供する前記ピストンの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、
   前記ピストンの遠位端に位置する出口とを有し、
   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積は増大し、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リフィルユニット。
2. 前記ピストンの上方への動きは、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. 前記液体ポンプチャンバーは前記圧縮空気入口チャンバーの上部に位置する請求項１記載のリフィルユニット。
4. 前記ピストンは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。
5. 前記ピストンは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。
6. 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。
7. 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、
   ピストンと、
   液体ポンプチャンバーと、
   圧縮空気入口と、
   前記圧縮空気入口に連結されている空気導管内に設けられた、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、
   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積は増大し、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、
   リフィルユニット。
8. 前記混合チャンバーを有するピストンの上方への動き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を圧縮する請求項７記載のリフィルユニット。
9. 前記液体ポンプチャンバーは前記圧縮空気入口チャンバーの上部に位置する請求項７記載のリフィルユニット。
10. 前記混合チャンバーを有するピストンは前記圧縮空気入口チャンバーの一部を形成する請求項７記載のリフィルユニット。
11. 前記混合チャンバーを有するピストンは前記圧縮空気入口チャンバー内を上下に動く請求項７記載のリフィルユニット
12. 前記混合チャンバーを有する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７記載のリフィルユニット。

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