JPH10502837A - 石鹸泡形成装置およびその使用 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 泡立てユニット内の融通性の高い構成により石鹸液と空気を処理して、泡を発生させる石鹸泡ディスペンサは周知である。これらの装置は高価であるか、信頼性の低いおよび／または品質の低い泡を発生または作り出すかのいずれかである。エアポンプ（１２）と同期して作動し、デッドスペースを有していない計量ポンプ（１）により、均一な泡を作動経路（Ｐ）と無関係に確保することができる。特別な吹出しユニットにより、詳細にいえば、エアチェンバ（１７）に泡立てユニット（１８）を組み込むことにより、泡の質をさらに改善することができる。装置は公衆洗面所での頻繁な使用に特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 石鹸泡形成装置およびその使用 本発明は単一のレバーによって作動させられ、円筒状空間内に往復ピストンを 含んでいる石鹸液計量ポンプ、および計量ポンプと同軸で、往復運動可能であり 、計量ポンプと同期して移動し、閉鎖可能な開口および／またはダクトが微細な 泡が形成される泡立てユニットにつながっている、空気圧縮導入装置を備えた石 鹸泡形成装置に関する。 洗浄剤や殺虫剤などを分与する、前文に対応した装置はＣＨ−Ａ５−６７６２ ２７から周知である。この設計はＥＰ−Ａ１−００１９５８２およびＥＰ−Ａ１ −００７９８５３における設計の生産工学的適応に基づいている。 本発明で使用する泡立てユニットも周知であり（ＣＨ−Ａ５―６７６４５６） 、通常はプラスチックであるびんに嵌合する蓋兼分与装置にもっとも一般的に使 用されている。びんの壁を押すと、液体と空気がびんに取り付けられた「フォー マ（ｆｏａｍｅｒ）」に圧入され、フォーマ内で旋回させられ、泡立て、マイク ロフィルタへ圧送され、ノズルからフォームとして直接分配される。 すべての設計形態において、生産技術上の理由で必要な公差は部品間の相対運 動によって補償されている。 周知の装置は比較的複雑な構造のものであるか（ＥＰ−Ａ１―００１９５８２ およびＥＰ−Ａ１−００７９８５３）、フォームの品質に希望される事項が残っ ているものである（ＣＨ−Ａ５−６７６２２７）。個々のフォーム部分の大きさ はレバーをゆっくり動かすか、早く動かすかによって異なる。使用するバルブと 構成は漏れを生じやすいものである。さらに、石鹸の噴出を確実なものとするこ とを目的とする、計量ポンプ内のエアバッファが、計量した量の定常性に負の効 果を及ぼす。 したがって、本発明の目的とするところは、現在の技術水準の欠点を示すこと がなく、高い運用信頼性を有しており、中断が長期にわたった後でも、完全なき め細かいフォームを送り出す装置を作成することである。同時に構造は費用のか からない設計で、特に大量生産に適するものであるべきである。 この目的は円筒状空間をその端面において平坦なものとして設計し、入口ボー ル弁と出口バネ負荷ボール弁をそれぞれ円筒状空間の端部に配置し、ピストンヘ ッドをその端面において平坦なものとして設計し、レバー端部位置にあるときに 、ピス トンを円筒状空間の端面と確実に接触させるようにレバーを配置することによっ て解決される。 本発明による円筒状空間の設計は液体石鹸および空気の正確で、同期した計量 を可能とするので、レバーの運動量に関わりなく一様なフォームが形成される。 さらに、ピストンの端面が円筒状空間の端面に接触することにより、ストローク が画定され、それ故、送出量が画定され、残留容積が生じることがない。この解 決策は生産工学上の観点から好ましくまた経費のかからないものである。ピスト ンおよび円筒状空間の他の積極的な接触の設計も同じように実施可能であるが、 互いに関する調節のためあまり好ましくない。 弁の最適な配置も石鹸溶液の反復した計量のため同じように重要である。 請求の範囲第２項に記載の設計は生産工学上の観点から好ましいものであり、 ピストンと円筒状空間の間の接触面を、二つの部品のいずれかを摩耗させること なく、正確に画定することを可能とする。 請求の範囲第３項に記載の入口弁のボールの選択によって、石鹸液に浮かび、 したがって、いつでも完全に使用できる弁ボ ールか得られる。 エラストマ製のボール、請求の範囲第４項、はこれが最小限のバネ圧で最適な シール気密性を与えるので、特に好結果を与えることが判明している。 泡立てユニットの下流に膨張／コンディショニングチェンバを含めることによ り、フォームの質が改善され、それ自体周知の泡立てユニットを乾燥に対して保 護することが可能となる（請求の範囲第５項参照）。 サイフォン状の膨張／コンディショニングチェンバ、請求の範囲第６項、は特 に好ましいものであり、一方において、フォームを圧縮し、均一化する役割をし 、他方において、その垂直部品が容易に清掃できる。 請求の範囲第７項におけるように、コンディショニング部品から同軸的に吹き 込みを行う機構を含めることにより、特に長期間使用しなかった後に、装置の操 作の容易性が改善される。 吹き込みのため、あるいは圧力発生のためにエアポンプ内で発生する圧縮空気 を利用することがきわめて好ましい（請求の範囲第８項）。 請求の範囲第９項におけるように、中間オリフィスを挿入す ると、石鹸泡が収縮させられ、その後の反復膨張後の均一化に寄与する。さらに 、石鹸泡が膨張してしまうと、オリフィスは最小面積の画定境界として下流の膨 張部分に対して作用し、これによってコンディショニング部分および泡立てユニ ットへの空気の進入を少なくする。 変動防止チェンバを追加することはそれ自体すでに周知のことであるが泡立て ユニットにむらのない同軸流を保証するものであり、したがって、請求の範囲第 １０項は、フォームの質を改善し、フォームの再現可能な分配がもたらす。 請求の範囲第１１項記載のエアバッファは泡立てユニット内の外部リング溝に より単純な形態で実現でき、泡立てユニットの入口領域での流れの条件を改善す る。 石鹸液の消費量がきわめて少ないため、本発明による装置は公衆洗面所、特に トイレットで使用するのに理想的なものである。本装置はほとんどメインテナン スを必要としないものであり、石鹸液ボトルは頻度にもよるが数日または数週間 ごとに交換される。 本発明の目的の実用的な設計例を、図面に関して以下で説明する。同じ機能部 品はすべての図面において同一の参照番号で 示されている。 明確とするため、通常のハッチングが図面のいくつかでは省かれている。した がって、それらは疑似断面図と呼ばれる。 第１図は疑似断面図で示したレバー動作フォームディスペンサの斜視図である 。 第２図は第１図に示した泡立てユニットの、これを直接包囲している構成要素 が通常の断面図で示されている拡大図である。 第３図はハウジングの全容積を利用するフォームディスペンサの他の開発形の 疑似断面図である。 第４図は足で操作することを意図したフォームディスペンサの改変形の図であ る。 第５図はプッシュボタンで操作される、フォームディスペンサの他の改変形の 図である。 第６図はこれもプッシュボタンで操作される、自立型机上モデルとして設計さ れた他のフォームディスペンサの図である。 第１図はフォームディスペンサを示しており、これはＥＰ−Ａ１−００１９５ ８２およびＥＰ−Ａ１−００７９８５３による以前のモデルと両立するものであ り、数百万個が製造されているものである。項目１は石鹸液用の円筒状空間２を 備えた計 量ポンプである。この円筒状空間２は端部に平坦な表面を有している。浮動ボー ル４ａを備えた入口弁４が平坦表面上方に配置されており、またボール５ａを備 えた出口弁５がこれに対向して、下方に配置されている。それぞれ２１および２ ２で示されている入口通路および出口通路が円筒状空間２内のチェンバ２０につ ながっている。同じ角度の面取り２５と平坦な端面２３を備えたピストンヘッド ２４とは市販のＯリングの形態のシール２６を有しており、中空空間２８を備え た可撓性のピストンロッド２７によって操作される。ピストンロッド２７はその 端部に、平坦な摺動圧力面２９を有しており、この面に対して、筋かい支材（ｂ ｒａｃｉｎｇ ｓｔｒｕｔ）３２とリング状のアクチュエータレバー３３を備え た、ディスペンサを操作するのに使用されるヨーク３１のカム３０が圧力をかけ ている。 エアポンプ１２が計量ポンプと同心に配置されており、ハウジング内で支持さ れた圧縮バネ１３を介して、ダブルリップおよびＯリングシール１５を備えた可 撓性ピストン１４を、図面に示す静止ピストンに圧入している。 支持ブラケット／アダプタ３６がエアポンプ１２用のハウジングカバーとして 作用する。これはヨーク３１用の後部ベアリ ング３４（図に示す）および前部ベアリング３５（図示せず）にも適合しており 、また、背部の取付けレール３７により、取付け方法を提供し、これにより装置 が図示されていない周知の装置ハウジング上を摺動することができる。出口弁５ のボール５ａはバルブスプリング９によって対応する弁座に圧入されており、バ ルブスプリング９の第二の端部は、平面図で示されている泡立てユニット１８の ボアに乗置している。泡立てユニット１８の下方に、膨張／コンディショニング チェンバの、第一断面ｑ１を備えた膨張部分１９ａが混合ノズルによって接続さ れている。膨張部分１９ａはコンディショニング部分１９ｂにつながっており、 矩形のオリフィス１９ｃが二つの部分１９ａと１９ｂの間に間挿されている。部 分１９ｂの円筒状断面ｑ２は、これも円筒状である断面ｑ１よりも大きい。空気 出口１６がエアポンプ１２の円筒状空間１１の端面に設けられており、この空間 は泡立てユニット１８が同心配置されている変動防止チェンバ１７の内部空間に 接続されている。 入口弁４は穴４’によって、ハウジング３８の内部空間に接続されており、こ の内部空間は一時石鹸容器として作用する。この一時容器には、ハウジング３８ のカバー４０の一部を形成 する接続部３９にねじ込まれた、図示しない周知のボトルにより液体石鹸が供給 される。 ハウジング３８はエアポンプ１２の後部に接続され、カバー４０に組み込まれ たリング導管４２につながっている空気通路４１に適合しており、リング導管は 次いで、垂直空気供給部４３、水平空気供給部４４および吹出し導管４５、４５ ’に接続されている。対応する弁ボールを備えた吹出し弁６が吹出し導管４５’ の端部に配置されている。円筒状入口流調節器が弁６の下に設けられ、コンディ ショニング部分１９ｂの上端と同心に配置されている。 図１に示した装置の操作方法は次の通りである。 アクチュエータレバー３３を手によって矢印Ｐの方向へ引くと、このレバーは 可撓性ピストン１４とピストンヘッド２４が配置されているピストンロッド２７ に作用する。これの効果は、円筒状空間２が充填された場合、石鹸液と空気を同 時に搬送することである。空気入口弁７は弁カバー８を備えており、ピストンロ ッドの行程の開始時に遮断する。石鹸は浮動弾性ボール４ａを上方へ押し上げ、 ボール５ａを下方へ押し下げる。すなわち、石鹸液と圧縮空気が泡立てユニット １８へ送られ、そこ でフォームに変換される。 このようにして形成された石鹸フォームはまず泡立てユニット１８の混合ノズ ル５３で、次に膨張部分１９ａの水平領域で膨張し、後続のフォームは形成され たフォームをまず膨張部分１９ａの垂直円筒状領域から押し出す。次いで、オリ フィス１９ｃで圧縮され、大断面部ｑ２で再膨張され、部分１９ｂで条件づけら れてから、出口ノズル１０から出る。 出口ノズル１０から噴出した条件づけられたフォームはきわめて均一で、細か いものであり、容積が安定している。 レバー３３が解放されると、バネ１３がピストン１４を再度後方へ押すので、 空気が複動ピストンによって圧縮され、ダクト４１ないし４５’を通って空気入 口部分１０へ流れ、膨張部分１９ａ内にあるすべてのフォームを噴出させる。 浮動弁ボール４ａが復帰行程の開始時に一時容器中の石鹸の静圧によってその 弁座から持ち上げられて、部分的な真空によって支持されている円筒状空間２が 石鹸で完全に満たされると、装置は再度使用可能となる。 使用されている弁は、これらの静止位置が遮断位置に対応するように配置され ている。これによって、流れがきわめて少な い（ほとんど静止している）場合であっても、これらの弁はその機能を満たすこ とになる。さらに、ボールガイドは約０．５ｍｍという小さいギャップ幅に合う ように設計されている。ボールガイドは周知の態様で、四つの境界面からなって いるので、いかなるスティッキングもボールにすでに作用している水圧力によっ て修正される。 エラストマ、特にシリコンゴム製の市販のボールがきわめて適することが証明 されている。 計量ポンプの出口で測定した圧力範囲は１．５バールの最大値まで及んでおり 、エアシリンダの出口で測定した空気圧は０．２バールの最大圧力を示す。 フォームディスペンサの典型的な作動期間は１秒程度である。作動がもっと長 くなっても、短くなっても、フォームの質に悪影響はない。 最適な計量容積は行程当たり０．４ｍｌの石鹸液で、泡立て時に容積が約３０ 倍に増加することが判明した。得られるフォームの１２．５ｃｍ³という容積は 密度が高いため、「一個（ｐｉｅｃｅ）」の石鹸という感覚を与える。 第２図でわかるように、周知のもの（ＣＨ−Ａ５−６７６４ ５６）である泡立てユニット１８は内部フランジ６１で包囲されており、このフ ランジは次いで外部フランジ６２によって部分的に包囲され、かつ弁５の下に、 これと同軸で脱着式に取り付けられる。 計量した量の石鹸液が入口流れ調節器５６の中央混合ダクト５４から泡立てユ ニット１８へ流入することが、第２図から容易に理解されよう。同時に、これと 同期して圧縮された空気の容積がいわゆる変動防止チェンバ６０から混合ダクト ５４へ導入され、このダクトで空気は円錐形のデフレタタ５０に遭遇し、何ら妨 害を受けない石鹸液と空気の泡の連続した旋回によりフォームの形成が始まる。 このようにして形成されたきめの粗いフォームは市販のマイクロフィルタ（フリ ース（ｆｌｅｅｃｅ））（図示せず）および混合要素５１の六個の同軸穴から混 合チェンバ５２へ押し出され、このチェンバにおいて、細かくされる。フォーム は容積が膨張部分１９ａのものよりも小さい混合ノズル５３から膨張部分１９ａ に入り、後続するフォームによって押されて、矩形のオリフィス１９ｃを通って 方向を変え、膨張部分１９ｂに入り、上述のように、出口ノズル１０へ入る。 入口流れ調節器５６はその頂部に、深い円周溝を有しており、この溝は内部エ アバッファ５５として作用し、変動防止チェンバ６０と同様に、混合ダクト５４ への空気の滑らかな導入を確実とする。泡立てユニット１８へのこの種の流入は ほとんどが上述した連続旋回によるものであり、このようにして、高品質なフォ ーム形成を開始する。 入口流れ調節器５６は支持フランジ５７によって保持されており、この支持フ ランジはその円周ロック部分５８によって定置保持され、心合わせブッシュ５９ によって軸と対称的に位置決めされる。 第２図のすべての部品は互いに内部に嵌合するような寸法とされており、図示 されていないねじおよびシールによって固定され、かつ対応するフランジによっ て第１図の計量ポンプに固定されている。同様に、吹出しダクト４５’の端部は 第１図のダクトの残余部分に嵌合している。 第１図および第２図の石鹸泡ディスペンサは既存モデルに適合するか、あるい はハウジングに適合するように設計されているが、第３図ないし第６図の設計は 本発明の主題に対するさまざまな設計の個別の解決策を表している。 第３図は周知のタイプのハウジングに適合できるが、石鹸ボトル７０が取り付 けられたフォームディスペンサを示しており、石鹸ボトルは第１図に示した構成 で使用されているものよりも大きい容積を有している。 装置ハウジング７１は通常は手洗いの上部の壁Ｗに取り付けることを目的とし たものである。 第１図および第２図から周知の構成要素もここに示されているが、計量ポンプ １は固定ピストンヘッド２４を有しており、二つの出口通路２２’がこれを貫通 している。円筒状空間２を含んでおり、リップシール１５’によって可撓性ピス トン１４が組み込まれたピストンロッド２７’は、軸方向へ移動できるように配 置されている。上述したような出口弁５は出口通路２２の端部において泡立てユ ニット１８の軸方向に配置されている。そのボールはボア２２’上のバネ９によ り弁座に押しつけられている。泡立てユニット１８はこの場合も変動防止チェン バ１７の形態の上述したオーバフロー補助手段を有している。ここでは水平な混 合ノズル５３は膨張部分１９ａから、この場合もサイフォンタイプの設計である 膨張／コンディショニングチェンバへ横方向に排出する。 他のすべての部品は第１図の構成に対応している。例外は吹出しダクト４５’ がリングダクト４２’の異なる経路の変形によって、バネ１３によって予荷重が かけられているエアポンプ１１の空気出口１６に接続されていることである。 第４図に示す装置も壁Ｗに取り付けることを目的としたものである。作動力Ｐ はレバー３１または３１’に垂直に作用し、ボウデンケーブル７２によってかけ られる。このモデルは主として、図示されていない手段（ペダル、押しボタンな ど）の手段により足で操作されることを目的としている。 このタイプにおいて、カム３０は垂直エアポンプ１２に作用する。他の部品は 記述の装置に対応している。ただし、入口弁７がここでは円筒状空間１１と非対 称的であり、水平な空気供給源に４４という符号がついている点が例外となって いる。 この装置には衛生的に操作できるという利点があり、その設計がコンパクトで あることにより、より大きい石鹸ボトル７０およびより大きい石鹸容器３８’に 適合することかできる。 第５図に示す装置も壁取付けを目的としたものであり、以前のモデルと同様な ものである。この場合の操作は操作ボタンによるものであり、このボタンはピス トンロッド２７’により装 置ハウジング７１から突出している。 この場合の吹出しプロセスの空気供給源も非対称的であり、破線４３’で示さ れている空気供給ダクトおよびリングダクト４２’によるものである。さらに、 ボタン３３またはピストンロッド２７’に対する作動力Ｐの非軸方向作用から生 じるモーメントを吸収し、これをハウジング７１に伝える相対的に中実な中央ベ アリング７４が設けられている。 第６図に示す装置はテーブルトップモデルとして構成できるものである。上述 した構成要素もここに示されており、強化中央ベアリング７４と、石鹸ボトル７ ０’中に延びている吸込みチューブ７３が下にあるのもわかる。短い空気供給源 ４４’も入口流れ調節器４６から同軸的にコンディショニング部分１９ｂにつな がっており、フォームが出口ノズル１０の下に保持された手に分与されるので有 利である。 ハウジング７１’はもちろん自立型とすることも、必要に応じ、テーブルＴに 接着することもできる。 上述した装置と異なり、最後の二つは両手で操作できるものである。 精密閉鎖弁および同軸で流入する、脈動がなく、封入された 泡立てユニットとともに、デッドスペースがなく、反復動作する計量ポンプと組 み合わされた本発明の目的が、ごくわずかな石鹸の消費で優れたフォーム品質を もたらすことを示した。長期のテストにより、少なくとも１０００回の手洗いを ４００ｍｌの石鹸液で行えることが示された。 したがって、本装置はしたがって、作動上環境にきわめてやさしく、清潔（ド リップがない）であり、人間工学的に好ましく、また、作動上の信頼性により、 公衆手洗い所に設置するのにきわめて適するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ， ＭＧ，ＭＮ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．単一のレバー（３１、３３）によって作動され、円筒状空間内で往復運動を 行えるピストン（２４、２５、２７）をもつ石鹸液用の計量ポンプ（２、２４、 ２５、２７）と、往復運動可能であり、同時に移動する計量ポンプ（２、２４、 ２５、２７）と同軸的な空気圧縮導入装置（１２）とを備えており、閉鎖可能な 開口およびダクト（２２、１６）の少なくとも一方が泡立てユニット（１８）に つながっており、泡立てユニット（１８）で細かく泡立てしたフォームが形成さ れる石鹸泡形成装置であって、円筒状空間（２）の端面の形状が平坦であり、入 口ボール弁（４）とバネ負荷出口ボール弁（５）が円筒状空間の平坦な端面にお いて互いに対向して配置されており、ピストンヘッド（２４）の端面が平坦であ り、端部位置にあるときに円筒状空間（２）の端部と積極的に接触するようにレ バー（３１、３３）がピストン（２４、２５、２６、２７）を押すことを特徴と する石鹸泡形成装置。 ２．ピストン（２４、２５、２６、２７）及び円筒状空間（２）の端面がこれら の周部分（２５、２０）で丸く面取りされてお り、互いに合致することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３．入口弁（４）のボール（４ａ）が計量対象の石鹸液よりも低い密度を有して いることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ４．入口弁（４）のボール（４ａ）がエラストマ製であることを特徴とする請求 の範囲第３項に記載の装置。 ５．円筒状形状の膨張／コンディショニングチェンバ（１９）が泡立てユニット （１８）に接続されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ６．膨張／コンディショニングチェンバ（１９）がサイフォン状に作られており 、垂直に配置されたコンディショニング部分（１９ｂ）の断面（ｑ２）が膨張部 分（１９ａ）の断面（ｑ１）よりも大きいことを特徴とする請求の範囲第５項に 記載の装置。 ７．圧力（Ｐ）の空気噴流が吹出しダクト（４５、４５’）から垂直のコンディ ショニング部分（１９ｂ）を通して吹き出されることを特徴とする請求の範囲第 ６項に記載の装置。 ８．吹出しダクト（４５、４５’）がエアポンプ（１２）からの出口に接続され ていることを特徴とする請求の範囲第７項に 記載の装置。 ９．オリフィス（１９ｃ）が膨張部分（１９ａ）とコンディショニング部分（１ ９ｂ）との間に間挿されていることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の装置 。 １０．変動防止チェンバ（６０）が泡立てユニット（１８）の上流に組み込まれ ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 １１．内部空気バッファ（５５）が、変動防止チェンバ（６０）に加えて泡立て ユニット（１８）に含まれていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の 装置。 １２．公衆洗面所における、請求の範囲第１項から第１１項のいずれか一項によ る装置の使用。