JPH0645397B2 - 流体デイスペンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自働デイスペンサーに関し、とくに液体洗剤
類、石鹸類および殺菌剤類を分配するための自動デイス
ペンサに関する。使用者がボタンを押し、ハンドルを動
かすなどを必要としないで計測量の石鹸または他の材料
を放出するデイスペンサの出現は長らく望まれていた。
多数の使用者による慣用のデイスペンサのこのようなア
クチユエータの取り扱いは、微生物類に起因する病気を
ひろめ、また、このデイスペンサアクチユエータ付近の
外観を見苦しくする。このようにデイスペンサ出口の下
の手または他の受け更の存在に応答して、予定量の液体
石鹸などを放出するデイスペンサが慣用デイスペンサ類
の上記の諸欠点を解消することになる。

それゆえ、本発明の目的はデイスペンサ出口の近くへ手
または他の受け皿を単にもつて来るだけで応答して石
鹸、洗剤、または他の液体または半固体諸材料（以後流
体という）を放出することにある。

本発明の他の目的は予定量の流体（以後分量という）が
各使用時にデイスペンサから放出されることにある。

さらに本発明の目的は、このデイスペンサはこのデイス
ペンサ内に入れることができる使い捨て流体容器の使用
に適合し、またこのような使い捨て容器が、使い捨てバ
ルブ手段および出口手段と一体化されていることにあ
る。この方法では、容器から出口手段を通る湿潤された
全通路はこのコンテナーが空になつた後捨てることがで
き、それにより微生物類の集合の機会が最小化される。

本発明のさらに他の目的は、このデイスペンサが電気的
な接近検出器手段を含み、また該接近検出器手段は電力
消費量が最小であり、処分可能または再充電可能電池類
を使用できることにある。

本発明は、 (a) バルブ手段および出口手段に一体化している流体
用たわみ性容器； (b) 該たわみ性容器へしぼり力を与える手段；および (c) 該バルブ手段の開口および閉鎖のための手段に連
結された接近検出器手段； を含む流体デイスペンサを目的とする。

本発明はとくに液体デイスペンサーを目的とし、このデ
イスペンサーは電源、電子接近検出器、たわみ性の使い
捨て袋容器の保持および支持用手段、容器組み立て物の
一部である使い捨てバルブの開口および閉鎖を行うアク
チユエータ、袋の頂部へ力を加る加圧手段およびバルブ
の開口時に流体を袋からバルブを通つて移動する流体を
含む。

本発明の好ましい実施態様では、デイスペンサの動力源
は乾電池であり、このデイスペンサはどこへでも置くこ
とができる。接近検出器は短いパルスの赤外線放射を使
用しており、この赤外線放射はデイスペンサ出口の下部
の領域に向けられたビームとして、また出口の下におか
れた手または他の受け皿からの反射光を受信するように
設計されている赤外線検出器と組合わされている。この
検出器が光信号を受信すると（常に使用可能とするため
に連続的にエネルギーが与えられている）、これがタイ
ミングパルスに転換されて、アクチユエータへ伝達さ
れ、バルブを開口する。あらかじめ定められた間隔のの
ち、次のタイミングパルスがこのアクチユエータへ送ら
れ、バルブを閉鎖する。流体容器はたわみ性の袋であ
り、検出器上のたなの上に水平に置かれている。バルブ
手段および出口手段もまた使い捨てであり、この袋に連
結され、その下につり下がつている。この容器からの実
質的に一定な流速を与えるために、ばね駆動圧力プレー
トが、袋の頂部をゆるやかに加圧し、且つ袋が空になる
につれて徐々に力を増加して加圧し、この条件下でほか
に力が加わつていない袋からの流れを自然に遅く補正す
るように配置されている。一定の流速とバルブの予定開
口時間とのこの組み合わせによつて均一な分量が得られ
る。

ここで図面をみると、第１図および第２図はこのデイス
ペンサの２外観を示し、両図ともデイスペンサの前面が
左側、壁への取付け側が右側である。このデイスペンサ
はブラケツト３の手段によつて壁へ取り付け得る。流体
は出口４から分配され、この出口はデイスペンサ底部１
を貫通して突き出ている。接近検出器手段は２個の赤外
装置、すなわちエミツタ手段６および検出器手段７を使
用する。これらは両方とも、このデイスペンサの近く
の、６からのビームにより照射される全ての物体がこの
照射光の一部を検出器７へ反射して戻すように同方向
に、光学的に下行きに向けられている。

第３図は、このデイスペンサ側部の断面図である。どん
なたわみ性材料もたわみ性容器の製造に使用し得る。こ
のたわみ性容器は、たな１３によつて支持される。容器
用に好ましい材料には、ゴムおよびヒートシールされた
プラスチツクシート材料が含まれる。たわみ性の出口チ
ユーブ４はたわみ性容器に密着され、図示のようにデイ
スペンサの底部領域へ出ている。特殊なソレノイドアク
チユエータに連結しているピンチング手段は、簡単で、
より好ましいバルブおよびアクチユエータ機構からな
る。第３図ではピンチング組み立て物は、固定ピンチジ
ヨー１７と可動ピンチジヨー１６を含む。或る適当なソ
レノイド機構１５は第３図に示され、エイエムエフ社
（ＡＭＦ Corporation）のポターアンドブラムフイー
ルド部（Potter and Brumfield Division）で製作され
たモデルＳ８９Ｒバイステーブルインパルスリレイ（Mo
del Ｓ８９Ｒ bistableimpulse relay）をベースにして
いる。この構成では、ソレノイドプランジヤの各引張り
ストロークは、ソレノイドの末２８へ向かつて移動する
ピン２７に起因する。第３図に示す位置では、ピンはカ
ム２９内のＶ形スロツトの上部脚の中で動く。ピンがこ
のスロツトの終端へ達すると（第３図に示す位置）カム
２９は時計方向へ廻転させられ、ピンチバルブをリンク
３２および可動ジヨー１６の作用によつて閉鎖する。ソ
レノイドが脱活化されると、内部ばね（不図示）がピン
２７を動かしてカム２９内のＶ形スロツトの頂点位置に
戻す。つぎにソレノイドが活動化されるとピン２７はＶ
形スロツトの下部脚を横断し、その終端でカム２９は逆
時計方向へ廻転を起こしてピンチバルブを開口する。こ
うして、ソレノイドの継続的な電気作用がピンチバルブ
の開口および閉鎖を交互に行う。このことは重要であ
る、というのは、流体の如何なる要求量にも１つがバル
ブを開口し、他の１つがこれを閉鎖するただ２つの短い
衝撃によつて分配できるからである。ポターアンドブラ
ムフイールドタイプの装置を使用すると、或る位置から
別の位置までのカムの各移動に必要な電気衝撃の持続は
わずか０．１秒である。一般的な流体分配では数秒程度
の時間を要するので、この種の衝撃ソレノイドの使用は
電池からの電気エネルギーを大幅に節約する。

第３図の電子回路１８は電池１４から動力の供給を受
け、検出器７によつて受信された信号を短い、たとえば
０．１秒の、開口パルスへ転換する。事前にセツトされ
た間隔の後、この回路は同一のパルスをソレノイドへ送
つてバルブを閉鎖する。その事前にセツトされた間隔は
このデイスペンサにとつては分配される流体量にたいす
る主対照標準である。これはまたバルブを通過する流速
が一定であれば正確な対照標準となる。もし袋容器が流
体またはその容器上へ圧力を与える重力だけで単にたな
１３の上に乗つているのであれば、流速は容器が満杯時
の最高値から容器が空のときのゼロまで減少することに
なる。すなわち、デイスペンサからの流体の連続取り出
し中、容器が徐々に空になるにつれてこの袋容器への圧
力を徐々に増大させるための追加手段の提供が必要とな
る。この方法では、袋中の流体レベルの高さに起因して
自然に減少してゆく静水圧は袋に加えられる上記の圧力
増加によつて補償できる。

第４図および第５図はこのデイスペンサ部品の一般的な
配列を示す。とくに第４図は、旋回支軸法によつて心棒
２６に取り付けられた圧力プレート１１の下に、たわみ
性の袋１９があることを示している。この心棒はまた、
第１のレバーである三角レバー２０と直すぐなレバー３
０とへしつかりと取り付けられる。これらの両レバー
は、穴またはベアリング中で自由に廻転する軸３１によ
つて一緒に取付けられている。この穴またはベアリング
はこのデイスペンサ骨組み（不図示）の重要部品であ
る。伸長ばね２４は、２５の点においてデイスペンサの
骨組みへ、２２の点において三角レバー２０へ取り付け
られている。この第１のレバーたる三角レバー２０と伸
長ばね２４との組合わせを、本明細書ではばね駆動レバ
ーと定義する。第４図に示された位置では、このばねは
三角レバーの逆時計方向回転およびそれによる圧力プレ
ートの下方運転を生ずるようになつている。更に第４図
について、ばね２４の中心線が、中央旋回支軸２１の中
心である中央旋回支軸点の直上を通るまで圧力プレート
が揚げられるとこのばねはもはや三角レバーへのトルク
を与えず圧力プレート上への下方向へ働く力がなくな
る。すなわち、圧力プレートが“死点”位置から下方へ
動くにつれて、ばねの中心線は中央旋回支軸点の直上の
位置から、はなれる方向に動き、これが三角レバーに加
えられるトルクを漸進的に増加させることが理解でき
る。上記の記述は厳密には、三角レバーは逆時計方向へ
動くので、ばねがその軸方向の力を減少するに十分な長
さを有するときにだけ成立する。その力の低下は中央旋
回支軸点からばね中心線までの距離の増大に起因するト
ルク効果の増大よりも少ない。圧力プレートの全移動行
程は小さく、また流体が容器から出るときのばねの短縮
の効果は、この機構におけるモーメント−アームの増大
効果、またはばねの中心線から中央旋回支軸点までの距
離の増大効果よりもきわめて少ないので、現実にはこれ
は合致させるに簡単な条件である。本発明の本質的な特
長としては、容器が空になるにつれて起こる段々に低下
する静水圧の低下効果に実質的に等しい圧力プレート力
を増加する手段を与えることだけが必要である。

第３図は配分された流体が使い捨てたわみ性容器１９お
よびたわみ性出口チユーブ４とだけ接触することを示し
ている。すなわち、空の容器を、満杯のものに取り替え
るときには、清浄化の必要はなく、容器および組立物が
取り替えられるときには流体通路全体が取り替えられ、
更新される。容器の取り替えを容易にするため、固定ピ
ンチジヨー１７はコンテナーおよび出口チユーブの取り
替え中は外に振り動かすように改作され得る。使い捨て
であり、また、ソレノイド１５と協同して働くように改
作される限り、別のバルブ機構が使用し得ることは明ら
かである。たとえば、ポペツト型または可動フラツプ型
バルブを使用できる。またロータリーバルブもカム２９
の角運動からその作動を誘導して使用することができ
る。別のバルブ機構としては、弾力性のチユーブ４を曲
げてよじり封止を与えてもよい。よじり封止を与えるた
めの最少角は各弾力性材料ごとに規定され、必要な角度
にこのチユーブを曲げる全ての機構によつて達成出来
る。

圧力プレート１１の使用は、同時に容器中の流体量の簡
単な指示器のもととなつている。これは、たとえば、軸
３１上に目盛りを付けたダイヤル（不図示）をのせるこ
とによつて行われる。ダイヤルの角位置は袋中の流体量
の直接指示である。また容器がほゞ空の状態近くへ近づ
いたとき、レバーの位置がスイツチ、点灯などによつて
感知されるようにスイツチまたは他の電気変換器を、レ
バー２０または３０と協同してとり付け得る。

本発明の主要目的はデイスペンサの連続使用に必要な電
気エネルギーの低減化にある。電力消費の２つの主要部
品は、１バルブソレノイドおよび２接近検出器の光エミ
ツタ部である。バルブソレノイドの電力消費は前述のよ
うな双安定デバイスの使用によつてすでにかなり低減さ
れている。他の部品のエネルギー消費を低減するため、
本発明では一般的な工業目的に使用されている他の接近
検出器に使用されるよりもはるかに低いパルス周期およ
びパルス衝撃係数（pulse duty cycle）を使用する。よ
り好ましい値は秒あたりほゞ５−２０パルスおよびほゞ
0.007の衝撃係数である。最低有効エミツタ電流も使用
される。第６図はこのデイスペンサの電子回路のブロツ
ク図を示す。反射光はフオトトランジスタによつて受光
され、その信号は増幅され、ついでレベルクリツパー
（level clipper）中で周囲光から分離される。得られ
る信号はソレノイドに打消しを起こさせ、バルブを開口
する０．１秒パルス発生器へ送られる。ソレノイド上の
補助スイツチは、フイードバツク路Ａを通じて、可変タ
イマーに始動し“バルブ開口”間隔を発生させ、信号が
同じ０．１秒パルス発生器へ送られる最終時にソレノイ
ドを再び打消してバルブを閉鎖する。デイスペンサの下
から手が早目に移動するときは、追加の回路Ｂが間隔タ
イマを停止し、直ちにソレノイドパルスを始動する。そ
のソレノイドパルスは正規の開口間隔が起るまえにバル
ブを閉鎖する。

電気エネルギーの消費を低減する追加手段は本発明の好
ましい実施態様の追加として使用し得る。これは追加回
路であり、図示してないが、その回路はデイスペンサの
場所の一般的な室内照明の点滅を感受する。操作中、こ
のデイスペンサの近くまたは外部にある硫化カドミウム
フオトレジスタによつて作動する簡単なパワートランジ
スタゲートが室内燈が再び点燈されるまでのような時ま
で、このデイスペンサの電子作動を止める。たとえば、
ワンシフト勤務だけが行なれている作業情況下では、こ
のデイスペンサの電池の寿命はこの条件のないものに比
べておよそ３倍となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はデイスペンサの実施態様の概観図である。 第２図はデイスペンサを下から見た図である。 第３図はデイスペンサの側面図であり、内部の断面を示
す。 第４図は圧力プレートを容器袋上の位置まで下げたとこ
ろを示す透視図である。 第５図は容器圧力プレートを揚げたところを示す透視図
である。 第６図はデイスペンサの電子回路のブロツク図である。
図において １……デイスペンサ底部 ３……ブラケツト ４……デイスペンサ出口 ６……エミツタ手段 ７……検出器手段 １１……圧力プレート １３……たな １４……電池 １５……ソレノイド機構 １６……可動ピンチジヨー １７……固定ピンチジヨー １８……電子回路 １９……たわみ性の袋 ２０……三角レバー ２１……中央施回支軸 ２２……伸長ばね固定点 ２４……伸長ばね ２５……伸長ばね固定点 ２６……心棒 ２７……ピン ２８……ソレノイド終端 ２９……カム ３０……直レバー ３１……軸 ３２……リンク を夫々示す。

フロントページの続き (72)発明者 ジヨセフ・ジエ−・ダンナ アメリカ合衆国63033ミズ−リ・フロリツ サント・ピレネ−ス・ドライヴ3680 (72)発明者 ジヨン・エル・デヴイツト アメリカ合衆国80222コロラド・デンヴア −・イ−スト・ドナルド・アヴエニユ− 4901 (72)発明者 ジヨ−ジ・エ−・ロ− アメリカ合衆国63011ミズ−リ・マンチエ スタ−・セヴン・トロル・コ−ト（番地な し) (56)参考文献 特開 昭58−83919（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(a) バルブ手段および出口手段に一体化
   して接続された流体用たわみ性容器； (b) ばね駆動レバーに接続される圧力プレートを含む
   前記流体用たわみ性容器へしぼり力を与える手段であっ
   て、該ばね駆動レバーが、 (i) 先端が、ばねの取り付け点と圧力プレートへ取り
   付けられた心棒の取り付け点とをそれぞれ含む第１のレ
   バー、 (ii) ばねの軸線が、前記流体用たわみ性容器の満杯時
   には前記第１のレバーの中央旋回支軸点の近くにあり、
   前記容器が空になると前記第１のレバーの該中央旋回支
   軸点を離れて移動する伸長ばね、および (iii) 前記容器が空になると、前記中央旋回支軸点か
   らばねの中心線までの距離が増大することに起因するト
   ルク増大が、前記容器が空になるとレバーの動きによっ
   て引き起こされるばねの伸長の低下に起因するトルク低
   減よりも大きくなるのに十分な該ばねの長さ を有する前記流体用たわみ性容器へしぼり力を与える手
   段；ならびに (c) 前記バルブ手段を開口および閉鎖する手段へ接続
   された赤外線放射手段と赤外線検出器とを含む接近検出
   器手段 を含むことを特徴とする流体ディスペンサ。
2. 【請求項２】前記バルブ手段を開口および閉鎖する前記
   手段が、電流の短時間の印加により第１位置に配置さ
   れ、追加の電流の短時間の印加により第２位置へ配置さ
   れ、さらに第３の電流の短時間の印加により前記第１位
   置へ戻される双安定デバイスである特許請求の範囲第１
   項記載の流体ディスペンサ。
3. 【請求項３】前記双安定デバイスが、少なくとも１つの
   電池によって動力を供給される特許請求の範囲第２項記
   載の流体ディスペンサ。
4. 【請求項４】前記双安定デバイスが、ディスペンサ近く
   に位置する物体の存在に応答する電気回路によって制御
   され、該電気回路が、ディスペンサの下を狙う可視また
   は非可視光のパルス化エミッタ手段および該エミッタ手
   段と同じ方向を狙う光の検出手段を使用し、ディスペン
   サ近くで、該エミッタ手段と検出器手段との共通路中の
   物体の存在がエミッタ手段から発生された光の少なくと
   も或る量が反射されて検出器手段へ戻ることを引き起
   し、該検出器手段は該接近する物体に応答する信号を送
   るのに充分な感度を有する特許請求の範囲第２項記載の
   流体ディスペンサ。
5. 【請求項５】分配されるべき液体または半固体用の貯蔵
   容器、該液体または半固体をディスペンサから排出する
   ためのバルブ、該バルブを開口および閉鎖するための電
   気機械的アクチュエータを含み、該アクチュエータは該
   液体または半固体が分配される受領物体の接近に応答す
   る検出器を有する電気回路によって駆動され、 該検出器は、ディスペンサの下を狙う可視または赤外光
   のパルス化エミッタおよび該エミッタと同じ方向を狙う
   光の検出器を含み、該流体ディスペンサ近くのおよび該
   エミッタと検出器との共有路中の物体の存在がエミッタ
   から発生された光の少なくとも或る分が反射されて該検
   出器へ戻ることを引き起こし、該検出器が該接近物体に
   応答する信号を送るのに充分な感度を有する液体または
   半固体用のディスペンサ。