(57)【要約】  流体用連結具は、２つまたはそれ以上の分離可能部分を有する流路を含む機器へ取り付られる。そのような連結具を備えた機器にはまた、例として、第１及び第２の分離可能部分、第１部分内にあって、第１部分と第２部分間の流体の流路を形成し、開口端子末端部を有する導管、第１部分内にあって、端子末端部を覆うように形成され、それにより第１及び第２部分を取り外した場合に第１部分をシールする変形性部材を含む弁、並びに第１及び第２部分が連結した場合に変形性部材を偏向し、端子末端部を暴露するように形成された、第２部分から伸びる部材を含む機器がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導管を含む交換可能な歯ブラシヘッドと、
第２導管を含む歯ブラシハンドルと、を備え、
第１導管及び第２導管は、分離自在に結合自在であり、
第１導管は、変形性エラストマー部分を含み、
第１導管及び第２導管は、結合時にヘッドとハンドル間に液体の流路を形成し、
第１導管のエラストマー部分は、ヘッドがハンドルから分離された場合に、ヘッドから液体の流出を防止するように形成されることを特徴とする機器。
【請求項２】
第２導管から第１導管へ流路に沿って流体が流れるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の機器。
【請求項３】
第１導管のエラストマー部分が、第１導管の末端部を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の機器。
【請求項４】
第２導管が、弁を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の機器。
【請求項５】
第２導管の弁が、ハンドルがヘッドから分離した場合に、ハンドルから液体が流出することを防止することを特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項６】
第２導管の硬質部分が、第１導管のエラストマー部分を付勢することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の機器。
【請求項７】
第２導管の弁が、ボール弁、ポペット弁、ニードル弁、エアロゾール弁茎部、並びに適切な形状の円筒形、円錐形、及び円錐台形弁茎部から成る群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項８】
弁が、フラップ弁及びアンブレラ（傘状）弁から成る群から選択されることを特徴とする請求項４に記載の機器。
【請求項９】
第１導管のエラストマー部分が、切り口を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の機器。
【請求項１０】
第１の導管のエラストマー部分が、ニトリル（NBR）、ブチル（IIR）、スチレン‐ブタジエン（SBR）、ポリウレタン（AU／EU）、ポリアクリレート／アクリル（ACM／AEM／ANM）、ポリイソプレン（NR, IR）、クロロプレン（CR）、シリコ−ン（PVMQ, MQ, VMQ）、フルオロシリコーン（FVMQ）、フルオロカーボン（FKM）、エチレンプロピレン（EPDM）、エピクロロヒドリン（CO／ECO）、水素添加ニトリル（HNBR）、熱硬化ゴム、熱可塑性エラストマー、並びにそれらの混合物および共重合体から成る群から選択されたエラストマーで形成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流体の連結具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数多くの機器は複数の分離可能な部分を有する流路を含む。例えば、流体分配用小器具はしばしば分離性ハウジング部分を含み、例として使い捨て部分と継続して使用する部分、または補充／再充填可能なコンポーネントを含む部分とモーター及び／または消費者が手を触れてはならない、その他のコンポーネントを含む、その他の部分がある。しばしば、上記コンポーネントが互いに切離された場合、片方または両方のコンポーネントからの流出を防止することは重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
例えば、２００４年６月３日に申請、同時係属中の米国出願番号１０／８６１，２８５に記載されるように、歯磨き剤を分配する電動式歯ブラシでは、着脱可能／置き換え可能な歯ブラシヘッドが取り除かれた場合、歯ブラシハンドルから歯磨き剤が流出するのは好ましくないであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様として、この発明は第１と第２の分離可能部分を有する機器を特徴とする。第１部分内にある導管は、第１部分と第２部分間の流体の流路を形成するものであり、導管は端子末端で開口部を持つ。第１部分内にある弁は、端子末端部を覆うように形成された変形性部材を含み、それにより第１部分と第２部分が切離された場合に第１部分をシールする。第２部分から伸びる部材は、第１部分と第２部分が結合した場合に変形性部材を偏向し、端子末端部を露出させるよう形成される。
【０００５】
幾つかの実施形態では１つ以上の以下に掲げる特徴を含む場合がある。機器は第２部分から第１部分へ流体が流路に沿って流れる、若しくは逆に第１部分から第２部分へ流体が流れるように形成することが出来る。機器は更に、第２部分内にあって、第１部分と第２部分を分離した場合、第２部分から流体が流れ出すことを防ぐように組み立てられた弁（例えばバネ装填バルブ構成要素を含む）を含むことが出来る。第２部分内にある弁は、弁の構成要素と導管の端子末端部が接触することで開かれる。変形性部材は、変形性部材が偏向し導管の端子末端部を露出させた場合に開くように位置する切り口を有するエラストマー囲い板を含むことが可能である。エラストマー囲い板は、例えば、折畳み式ベロー・シールでもよい。導管は端子末端で終わる実質的に硬くて曲がらない茎部を含むことが出来る。第２部分から伸びる部材は茎部の外壁と嵌合し、シールするように形成された枠材を含むことが出来る。変形性部材は第２部分から伸びる部材の表面と嵌合し、シールするよう形成された面シールを含むことが出来る。変形性部材は第２部分から伸びる部材範囲、例えば、変形性部材が偏向した場合、変形性部材がシールする凹みへ進入できるよう形成出来る。茎部は、変形性部材が偏向した場合に変形性部材の開口部を貫いて伸びるよう、形成出来る。
【０００６】
都合の良いことに、好ましい実施形態において、単一のコンポーネント、例えば変形性部材、は第１及び第２部分を取り外した場合に第１部分の流体の流路をシールすると同時に第１及び第２部分が連結した場合にも第１及び第２部分を互いにシールする。
【０００７】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に記述する。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに請求項によって明白になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に関して、流体用連結具１０は第１ハウジング部分１２と第２ハウジング部分１４を含む。第１と第２ハウジング部分は、それぞれ機器の第１及び第２部分（図には示されず）へ結合、若しくはそこから延長できるように形成される。其の機器は、１つの部分から他の部分へ流体を届けるための流路、例えば機器のハンドル内の貯蔵器から、他の部分から伸びるヘッドの流出口まで（電動歯ブラシヘッド等）の流路を含む。
【０００９】
流体用連結具の各ハウジング部分は弁によりシールされ、従い、２つのハウジング部分が分離した場合、流体の漏れはないか、または最低限に抑えられるか、若しくは乾燥することはない。ハウジング部分の連結で両方の弁が開き、流出が始まり、同じく連結具内の流路周辺をシールする。ハウジング部分は分離された状態で図１に示され、連結状態は図２に示す。弁については次の考察で詳細に述べる。
【００１０】
第１部分１２は流体の流路を形成する茎部部材１６を含む。茎部部材１６は流体が流れ出す開口部２８を有する茎部２２を含む。一般的に流体用連結具を通過する流路は第２ハウジング部分１４から第１ハウジング部分１２（矢印Ａ）に向かい、従い、流体は開口部２８を通過して茎部へ流れる。架橋型部材２９（図４）は茎部２２の末端に取り付けられる。架橋型部材２９（図４）は第２部分の弁のポペット４４と連結するが、詳細は以下で考察する。
【００１１】
茎部２２を囲むベローズ・シール３０により第１及び第２部分が取り外される場合、第１部分１２からの流体の逆流は防止される。図５で詳細に示されるようにベローズ・シールは可撓性エラストマー部材であり、その上部末端部で切り口３２を有する。切り口は通常、実質的に閉じており、茎部内、または茎部を囲む部分に存在し得るいかなる流体も第１部分１２から流出することを防止する。
【００１２】
図２に示すように、第１及び第２部分を押し込んで合体した場合、第２部分１４から伸びる偏向部材３４がベローズ・シール３０の上面３６を押し下げる。図３Ａ−３Ｃに示すように、この圧力でベローズのシールは偏向し、切り口３２を開き、ベローズのシールを茎部２２周辺に押し下げる。ベローズ・シールによるこの動作が可能となるように切り口の長さが選択される。切り口の長さの決定に必要な検討項目について、以下で詳細に検討する。
【００１３】
同時に、通常バネ４６により円錐面４０に対して付勢したポペット４４は架橋型部材２９と連結することで第２部分１４へ圧入される。ポペット４４によるこの動作はポペットと円錐の壁間の流路を開き、従い茎部２２の開口部２８を経由する。（図２、矢印Ｂ）架橋型部材２９は茎部２２の周縁とポペットの間に間隔を与えるように形成され、流路に必要なスペースを与える。
【００１４】
液体用連結具の周辺へまたは液体用連結具からの流出は（すなわち、意図した流路からの流出ではなく）、幾つかの異なる方法で防止できる。まず、面シール５０、すなわち周辺隆起部、をベローズのシール３０の上面３６に取り付ける。この面シールは偏向部材３４の対立面５２と嵌合することでシールする。都合の良いことに、図１に示されるように、このシールは第１部分が第２部分と接触すると同時にシールを形成する。結果として、どちらかの弁が開く前にシールされ、従い、流体用連結具からいかなる漏れについてもその可能性は最小限となる。
【００１５】
２番目に、図２、３Ｃと３Ｄに示すようにベローズのシール３０の一部が凹状面４２により画定された領域につぶれ込む。そのつぶれた状態で、ベローズのシールは、面５２が凹状面上４２と接する場所で形成される周辺半径上の縁部５８で偏向部材３４と共に正圧シールを作り出す。更に、そうでなければ凹状面上４２で形成されるキャビティへの漏れとなったであろう容量の多くはつぶれたシール３０で取り込まれ、漏れを防止すると同時に第１及び第２部分が外れた場合に製品が乾燥し、流体用連結具を潜在的に汚染する製品量を最小限にする。
【００１６】
最後に茎部２２は一般的に円錐台形の外壁を含み、それは偏向部材３４の凹面４２と円錐面４０間に画定される領域３８と共にルーア（Luer）型シールを形成する。幾つかの例では、この最終段階のシールは望ましくない場合がある。なぜなら厳しい加工許容度が要求される場合があるプレス嵌めだからである。
【００１７】
３つのシールの全ては２つの部分が連結した場合に形成される。上記の第１及び第２のシーリング機構により、連結する若しくは取り外す際に漏れが生じる時間はなく、またシーリングが行われることなく２つの部分が嵌合する機会はない。
【００１８】
ベローズのシール内壁と茎部の外表面間の容量の多くは第１及び第２部分が嵌合する場合につぶれる。従い、第１と第２が取り外され、ベローズのシールが通常の非圧縮状態に戻った場合、ベローズの容量が増加するに従い、わずかに真空が生まれる。この真空はベローズのシールと茎部間の部分へ流体を引き入れる傾向を示し、従い、取り外しの際機器から漏れたり、撒き散らしたりする流体量を最小限にする。
【００１９】
上記で考察したようにベローズ・シールはエラストマーで出来ている。好適なエラストマーとして、ニトリル（NBR）、ブチル（IIR）、スチレン−ブタジエン（SBR）、ポリウレタン（AU／EU）、ポリアクリレート／アクリリック（ACM／AEM／ANM）、ポリイソプレン（NR, IR）、クロロプレン（CR）、シリコーン（PVMQ, MQ, VMQ）、フルオロシリコーン（FVMQ）、フルオロカーボン（FKM）、エチレンプロピレン（EPDM）、エピクロロヒドリン（CO／ECO）、水素添加ニトリル（HNBR）、熱硬化性樹脂ゴム、熱可塑性エラストマー、及びそれらの混合物および共重合体が挙げられるが、これらに限定されない。エラストマーは液体シリコーン・ゴムまたは液体フルオロシリコーン・ゴムの場合がある。エラストマーは一般的に使用中に接触するいかなる流体に対しても、融和性と耐性を持たなければならない。もし流体の連結具が電動歯ブラシまたはその他の口腔ケア用機器に使用される場合、エラストマーは機器と共に使用することを意図した歯磨剤またはその他の口腔ケア製品に対して化学的に耐性がなければならない。エラストマーはまた上記のように圧縮され、その後第１及び第２部分が取り外された際に通常の位置へ戻るのに十分な弾性を持たねばならない。切離し過程ではベローズ３６の上面（及び面シール５０）は偏向部材の連結面５２と接触を続ける。
【００２０】
適切な切り口の長さは一部ベローズのシールに用いる材料により決定される。幾つかの用途、例えばシールが練り歯磨きと接触するような用途では、エラストマーの耐化学性は非常に重要である。一般的に耐化学性の良いエラストマーは弾性に乏しく、従い、ベローズのシールは茎部周辺で長時間引き延ばされた場合、恒久的な変形を示す場合がある。同材料の幾つかの例にシリコーン、フルオロカーボン及びＮＢＲを含む。この状況では、エラストマーが伸びすぎないようにすることが重要で、従い、切り口の適切な長さを決定する数式は以下のようになる。
切り口の長さ≧1/2×茎部周囲（which=π×茎部直径）
【００２１】
茎部周囲は開放端部付近で測定する。高弾性エラストマーが使用でき、強く望まれた場合、エラストマーを茎部の周囲にきつく引き伸ばすことが出来、且つそれ自身で茎部を封止する用途では、大きな変形に適切な材料のひとつはイソプレンである。この場合エラストマーはより大きく引き伸ばすことが可能であるため、数式は以下のようになる。
切り口の長さ＜1/2×茎部周囲
【００２２】
上述で考察された実施形態では、流体連結具の両側には固定及び可動性コンポーネントを備える。（第１部分内では茎部は固定しており、ベローズのシールは可動性である。他方、第２部分内では偏向部材は固定し、ポペットは可動性である。）使用する際、両側の固定コンポーネントは反対側の可動性コンポーネントと連結する（すなわち、固定された茎部は可動性ポペットと連結し、可動性ベローズは固定したハウジングと接する）。流体用連結具の片方にある固定コンポーネントが流体用連結具の反対側にある可動性コンポーネントと連結する形成により、比較的緩やかな許容度の場合でも、弁は確実に開口部を確保し、弁の周辺をシールする。この配置により、固定−固定及び可動性−可動性コンポーネントが連結するような配置で生じる可能性がある制御不能となる形成が避けられる。制御不能な配置では、連結した可動性−可動性コンポーネントは、もし固定−固定コンポーネントの連結が、例えば許容度に関する理由で十分嵌合されてない場合、対で「ゆっくり動く」。例えば、米国特許申請番号１０／８６１，２８５に記載する形成では、幾つかの場合、連結したポペット弁は軸方向にゆっくりと動き、結果として差圧または釣り合いが取れないバネ抵抗力による要因で片方の弁は閉じたままである。
【００２３】
流体用連結具はまた、容易に組み立てられるように設計されている。茎部２２に追加して茎部部材１６は後方部分１８と中央部分２０を含む。後方部分１８は顎つき末端部２４を有し、導管（図示されてない）へ連結することで機器の流路を形成する。例えば、可撓性チューブは顎２４へプレス嵌めが可能である。中央部分は茎部部材を第１ハウジング部分１２の肩２６（及び、出来れば側壁２７）へ付けることを可能にする。中央部分２０はまたベローズのシール３０の基部５６を捕捉して、第１部１２（図２）の面５４に対して基部５６をシールする。結果として、第１ハウジング部分１２のサブ組立体、ベローズのシール３０及び茎部部材１６は、例えばプレス嵌め、超音波溶接、加熱系（例えば、ホットプレート）溶接、回転溶接、接着剤、その他により、互いに連結できる。このサブ組立体は次に、機器の第１部分へ付けることが出来る。または幾つかの実施形態では後方部分と中央部分を完成機器の残りの部分に統合出来る。ポペット弁は第２ハウジング部分内へ組み立てられ、且第２ハウジング部分は機器の第２部分へ通常の方法で組み立てられる。幾つかの例では、第２ハウジング部分は貯蔵器、例えば機器の第２部分へ挿入出来る交換可能な可撓性貯臓器と合体出来る。
【００２４】
前述の流体用連結具は、例えば、分割可能な部分を有する電動式歯ブラシで使用出来る。そのような機器の１例が図６−６Ａに示され、上記に引用された同時係属米国特許申請番号１０／８６１，２８５に記載され、全体の開示は参照として本文に組み込まれている。口腔ケア機器１００内の図６を参照すると、流体（例えば歯磨剤）は歯磨きの最中、歯ブラシのヘッド１０２から分配される。流体を貯蔵する（図示されてない）機器の第２部分と口腔ケア用機器の第１部分１０６内の流路（図示されてない）を連結する流体用連結具１０４を流体が通過する。流体用連結具１０４は、可撓性袋またはその他の貯蔵器を、例えば溶接で、接着出来る複数個のリブ１１０を有する自由端１０８を含む。図６Ａに示すように自由端１０８は前述の流体用連結具の第２ハウジング部分１４から伸びる。第２ハウジング部分１４は、口腔ケア用機器１００の第１部分１０６から伸びる第１ハウジング部分１２に連結する。流体用連結具により、口腔ケア用機器の第１部分１０６内の流路にある歯磨剤を漏らすことなくまた乾燥させることなく貯蔵された歯磨剤を使い切った場合、機器から交換可能（使い捨て、または詰め替え可能）な貯臓器が容易に取り外せる。流体用連結具によりまた、例えば異なる人達が同じハンドルを共用し、使用時にヘッドを交換する場合、第１部分１０６を保管するために取り外しが可能となる。更には、流体用連結具により貯蔵器を交換したり保管することは、例えば、ユーザーが貯蔵器が空になる前に別の種類の練り歯磨きの使用を選択した場合、可能となる。例えば、１つの練り歯磨きは歯を白くするために使用されるが、他方、他の練り歯磨きは刺激感応性を減少する。または同じ口腔ケア用機器を共用する異なるユーザー間では異なるフレーバーが好まれる場合がある。この場合、流体用連結具は貯蔵器内の練り歯磨きを乾燥から守る。
【００２５】
本発明の幾つかの実施形態を記載してきた。しかし、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更を行ってもよいことは明確であろう。
【００２６】
例えば、ポペットは全ての望ましいバネ装填弁の構成要素、例えばボール弁、ニードル弁、エアゾール弁茎部、若しくは全ての適切な形状の円筒形、円錐形または円錐台形弁茎部により置き換えられる。また、弁構成要素は、あらゆる望ましい付勢手段を用いて、閉鎖位置に向け付勢出来る。例えば、弁構成要素は弁構成要素の材料に圧縮応力を与えることで、例えば傘型弁及びフラップ弁の実施例で示されるように付勢出来る。
【００２７】
更には、もし強く望まれれば、バネ装填弁は使い捨てシール、例えばフォイル、プラグまたは破損後は再度シール出来ないその他のシールと置き換えが可能である。
【００２８】
追加して、図７に示す別の実施形態では第２ハウジング部分１４上の偏向部材３４は省略され、第２部分側にあるポペット弁はスリット弁１２４を含むエラストマー・ベローズ・シール１２２で覆われた茎部１２０で置き換えられる。連結具の両側を押しながら合体する場合、前述のようにより大きな茎部２２が茎部１２０と嵌合する。この実施形態ではシーリングはより小さな茎部２２の複数のスリット弁と側壁１２６間で形成するシールで完成する。連結具の２つの部分を押しながら合体した場合、第１ハウジング部分１２内のベローズ・シール３０の開口部は茎部２２が２つのスリット弁へ及ぼす力により作られる。強く望まれた場合、２つの部分を取り外した場合にベローズ・シールを通常の閉じた位置へ戻すため、バネまたはその他の回復性構成要素（図示されていない）を取り付けることが出来る。
【００２９】
それ故、その他の実施形態は以下の請求項の範囲内にある。
【００３０】
各種図面の類似参照記号は類似要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】１つの実施形態で記載される流体用連結具の切断面の透視図であり、分解した流体用連結具を含む機器の２つの部分を含む。
【図２】断面図と立面図の一部で図１と似ており、２つの部分が嵌合していることを示す。
【図３Ａ】１／４対称断面図の概略図であり、変形性部材が２つの部分が嵌め込まれる時に偏向することを示す。
【図３Ｂ】１／４対称断面図の概略図であり、変形性部材が２つの部分が嵌め込まれる時に偏向することを示す。
【図３Ｃ】１／４対称断面図の概略図であり、変形性部材が２つの部分が嵌め込まれる時に偏向することを示す。
【図３Ｄ】最大限に偏向した変形性部材の拡大図。
【図４】図１と図２に示す茎部の拡大透視図。
【図５】図１と図２に示すベローズ・シールの拡大透視図である。
【図５Ａ】図５のＡ−Ａ線で切断したシールの断面図。
【図６】ハウジング部分を除く、口腔ケア用機器の概略透視図。
【図６Ａ】ハウジングから伸びる流体用連結具の拡大図。
【図７】代わりの実施形態に記載される流体用連結具の断面図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
2009500139.tif 000012
【図６Ａ】
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【図７】
2009500139.tif 000014
【国際調査報告】
2009500139.tif 000015
2009500139.tif 000016