(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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（19b）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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
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−A5−676227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、レバーが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が得られる。
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−A1−0019582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22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（bracing  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−A5−676456）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クタ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、石鹸ボルト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'に適合することができる。
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70'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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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