(57)【要約】【課題】クリープ補償のための効果的でかつ相対的に複雑でない手段を具備してなるバルブを提供する。【解決手段】ハウジングと、軸線を中心としてかつ少なくとも供出ポジションとさらなるポジション、たとえばその間容器から物質を取り出すことができる分量選択ポジションとの間で回転可能な、ハウジング内に配設されたバルブ部材と、好ましくはハウジング内にバルブ部材を配置しかつそれを案内するためのシートとを具備してなるバルブアセンブリであって、上記ハウジング、バルブ部材、およびシートのうちの少なくとも一つは合成素材から形成されてなると共に、さらにスプリングを具備してなり、このスプリングが、上記ハウジング、弁部材およびシートのうちの少なくとも二つを一緒に付勢するようになっているバルブアセンブリ。【選択図】図３
2006214588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内に配設されたバルブ部材であって、軸線を中心としてかつ少なくとも供出ポジションとさらなるポジションとの間で回転可能なバルブ部材と、
好ましくは、前記バルブ部材を前記ハウジング内に配設しかつ案内するためのシートと、を具備してなるバルブアセンブリであって、
前記ハウジング、前記バルブ部材、および前記シートのうちの少なくとも一つが合成素材からなると共に、
さらにスプリングを具備し、このスプリングは、前記ハウジング、弁部材、およびシートのうちの少なくとも二つを一緒に付勢することを特徴とするバルブアセンブリ。
【請求項２】
前記スプリングは前記バルブ部材を前記ハウジングの内壁に向けてあるいはこの内壁へ付勢することを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項３】
前記ハウジングは、前記シートによって取り囲まれた開口部を、好ましくは排出開口部あるいは排出口と連通する開口部を具備してなり、
前記バルブ部材は少なくとも一つの放射状に延在するチャネルを具備してなり、このチャネルは、前記バルブ部材を回転させることにより前記開口部と整列させることができ、
前記スプリングは前記バルブ部材を前記シートに対してあるいはその逆に付勢することを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項４】
第２のシートを具備してなり、前記バルブ部材は前記第１のシートおよび前記第２のシートの間で前記スプリングによって挟持されることを特徴とする請求項３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項５】
前記ハウジングは、好ましくはポンプあるいは容器に接続されるかあるいは接続可能な取入れ口と連通する、少なくとも第２の開口部を具備してなり、この開口部は前記第２のシートによって取り囲まれることを特徴とする請求項４に記載のバルブアセンブリ。
【請求項６】
前記第２のシートは膜を用いて前記ハウジングに配設されており、前記膜は前記シートと前記ハウジングとの間の空間をシールすることを特徴とする請求項５に記載のバルブアセンブリ。
【請求項７】
前記ハウジングはポンプ機構と連通する空隙を形成すると共に、
前記バルブ部材は、このバルブ部材の回転軸線に沿って延在しかつ前記空隙と連通するチャネルを具備してなることを特徴とする請求項３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項８】
前記バルブ部材は、さらなる放射状に延在するチャネルを具備してなると共に、
前記さらなるチャネルは、前記バルブ部材を回転させることによって、前記第２の開口部と整列させることができることを特徴とする請求項７に記載のバルブ部材。
【請求項９】
前記シートは前記ハウジングの一部分であることを特徴とする請求項３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１０】
前記シートは湾曲しており、かつ前記シートの曲率半径は前記バルブ部材の半径よりも大きなものであることを特徴とする請求項３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１のシートは合成素材からなると共に、スプリングが前記第１のシートと前記ハウジングの前記底壁との間に配置されており、前記第１のシートが前記バルブ部材に向かって付勢されるようになっていることを特徴とする、請求項１に従属した際の請求項３に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１２】
前記スプリングはワッシャからなることを特徴とする請求項１１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１３】
前記バルブ部材を回転させるためのレバーを具備し、
前記レバーの一端には突出部あるいは溝が備わり、かつ前記バルブ部材には相補的な溝あるいは突出部がそれぞれ備わり、
前記突出部は前記溝内にスライド収容されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１４】
前記バルブ部材は実質的にボール形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１５】
前記スプリングは螺旋スプリングであることを特徴とする請求項１に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１６】
前記ハウジングは案内部材を具備してなり、この案内部材は前記螺旋スプリングを保持するための空間を画定していることを特徴とする請求項１５に記載のバルブアセンブリ。
【請求項１７】
粘性流体用のポンプであって、
請求項１に記載のバルブアセンブリおよび前記アセンブリと接続されたポンプ機構を具備してなることを特徴とするポンプ。
【請求項１８】
流体を供出するための装置であって、
回転軸線を中心として回転可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに対して取り付けられかつ前記ターンテーブルの軸線を中心として配置された複数のポンプと、を具備してなり、
前記ポンプの少なくとも一つが請求項１に記載のバルブアセンブリを具備してなることを特徴とする流体供出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブアセンブリ、粘性流体用のポンプ、および流体を供出するための装置に関する。
【０００２】
本出願は、2005年2月4日に出願された現在係属中の米国出願シリアルNo.11/051,709の一部継続である。
【背景技術】
【０００３】
粘性流体ディスペンサー用のバルブアセンブリが、たとえば特許文献１から公知である。この文献は流体ディスペンサー用のバルブアセンブリを開示しており、このものは少なくとも第１の開口部(１９)および第２の開口部(２０)を有するハウジングと、このハウジング内に嵌め込まれたバルブ部材とを含み、このバルブ部材(１５)は軸線を中心として回転可能であり、かつ第１のチャネル(２２)(これは上記軸線に沿って延在すると共にハウジングの第１の開口部と連通している)と、この第１のチャネルからバルブ部材の周囲まで放射状に延在している少なくとも二つの排出チャネル(２３,２４)とを具備し、ここで、放射状に延在する排出チャネルのそれぞれは、バルブ部材を回転させることにより第２の開口部と整列状態とさせることができる。
【０００４】
特許文献２は三方向プラスチックダイアフラムバルブに関し、このものは、かなり複雑なクリープ補償システムを備える。このシステムは、バルブ本体の伸長と同様、内部バルブ構成要素の圧縮を補償する。この特許文献２の手動操作式三方向バルブの実施形態では、アクチュエータ部と上側バルブ部材との間に挿入された封入スプリング機構は、上側バルブシート上の上側バルブ部材のための閉鎖力を提供する。スプリング機構の例は図７に示されている。
【特許文献１】国際公開第03/083334号パンフレット
【特許文献２】米国特許第6,595,240号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それゆえ、クリープ補償のための効果的でかつ相対的に複雑でない手段を具備してなるバルブが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記要求の達成に関して、ハウジングと、軸線を中心としてかつ少なくとも供出ポジションと、さらなるポジション(たとえばそこにある間、容器から物質を取り出すことができる分量選択ポジション)との間で回転可能にハウジング内に配設されたバルブ部材と、ハウジング内にバルブ部材を設置しかつそれを案内するためのシートとを具備してなるバルブアセンブリが開示されており、上記ハウジング、バルブ部材およびシートのうちの少なくとも一つは合成素材からなると共に、上記アセンブリはさらにスプリングを具備してなり、このスプリングは、上記ハウジング、バルブ部材およびシートのうちの少なくとも二つを一緒に付勢している。
【０００７】
改良に関して、ハウジングは、第１のシートによって取り囲まれた開口部、好ましくは排出開口部あるいは排出口とつながった開口部を具備してなり、かつバルブ部材は少なくとも一つの放射状に延在する(排出)チャネルを具備してなり、これは、バルブ部材を回転させることにより開口部と整列状態とさせることができ、ここで上記スプリングはバルブ部材を上記シートに対して付勢している。
【０００８】
改良に関して、上記ハウジングは、第２のシートによって取り囲まれた、少なくとも第２の開口部(好ましくはポンプあるいは容器に接続されるかあるいは接続可能な取入れ口とつながっている)を具備すると共に、バルブ部材は上記スプリングによって第１のシートと第２のシートとの間で挟持される。
【０００９】
開示されたバルブアセンブリは部分的にあるいは完全に一つ以上の合成素材から製造可能であり、したがって金属製の類似のバルブアセンブリと比べた場合、相対的に安価である。合成素材の使用に起因するクリープは効果的な方法で補償され、これは好ましくは、バルブアセンブリの相対的に簡素でかつ堅牢な設計を可能にする。
【００１０】
粘性流体用のポンプがまた開示され、このものは上で説明した開示される本バルブアセンブリと、このアセンブリに接続されたポンプ機構を具備してなる。
【００１１】
最後に、流体を供出するための装置が開示され、このものは、回転軸線を中心として回転可能なターンテーブルと、このターンテーブルに取り付けられかつその軸線を中心として割り当てられた(配置された)複数のポンプと、上記バルブアセンブリを備えたポンプの少なくとも一つとを具備してなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上で開示したバルブアセンブリ、ポンプおよび装置について、添付図面を参照してさらに詳しく説明する。図面には、現在のところ好ましい実施形態を概略的に示している。
【００１３】
図面は必ずしも正確な縮尺率で描かれてはおらず、しかも細部(これは開示されたバルブの理解のために必須ではない)は省略されていることに留意されたい。
【００１４】
「上」、「下」、「水平」、「垂直」、「前」、「後」などの語は、図中に配された実施形態について当てはまる。さらに、少なくとも実質的に同一であるかあるいは少なくとも実質的に同じ役割を果たす構成要素は同じ数字によって示した。
【００１５】
当然ながら、上記開示は図示された特定の実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１は、粘性流体、たとえばシャンプー、コンディショナー、ファンデーション、ヘアダイ、および／またはその成分を供出するための装置１の好ましい実施形態の主要部を示す。この装置１を用いて供出できる粘性流体のその他の例は、顔料、塗料、ならびに装飾用途(たとえば石工塗料)および／または産業用途の塗料成分である。
【００１７】
この独特の供出装置１はターンテーブル２を備え、このターンテーブル２は、別個のポジション間を回転するため、駆動源(図示せず)によって、垂直軸線を中心として回転可能である。ターンテーブル２の上には、複数のポンプ３、たとえば１６基のポンプが設置されている。各ポンプ３は、剛性のある、取り外し可能なホルダー内に収容された交換可能なフレキシブルパッケージ(図示せず)を具備してなる流体容器４と接続されている。フレキシブルパッケージが空のとき、このパッケージおよびそれを収容するホルダーは取り外すことができる。次に、ホルダーは、空のパッケージを取り出し、新しい、中味が詰まったパッケージを装填するために開放することができ、その後、ホルダーおよび中味が詰まったパッケージを本来のポジションに再度設置することができる。この装置のさらなる詳細は米国特許第6,273,298号明細書に開示されており、その内容はこの引用によって本明細書に組み込まれる。
【００１８】
図２ないし図４は、図１の装置において使用するのに好適なポンプ３の実施形態を示しており、このものはポンプ機構５およびバルブアセンブリ６を具備してなる。
【００１９】
ポンプ機構はピストン式のものであり、ピストン８(図２および図３参照)を備え、シリンダー９内に配置されたピストンロッド７および上部フランジ１０を備える。フランジ１０は、取入れ行程中はピストンロッド７およびピストン８を上方に、そして排出行程中はそれらを下方に移動させるよう構成されたアクチュエータ(図示せず)によって係合可能となっている。アクチュエータは固定されており、かつターンテーブル２は、一度に一つのポンプ３をアクチュエータと一列に位置させるよう構成されており、これによってアクチュエータがポンプ機構５を作動させることを可能にする。
【００２０】
バルブアセンブリ６は上部ハウジング１１(その上にシリンダー９が設置される)および下部ハウジング１２を具備してなる。上部ハウジング１１は、シリンダー９とつながる第１の空隙１３と、空隙１３から分離されかつ図１に示すように流体容器４と流体連通状態となるよう構成された取入れチャネル１４を画定している。
【００２１】
下部ハウジング１２は、複数の弾性フィンガー１５によって上部ハウジング１１にスナップ方式で嵌合されている(図２)。下部および上部ハウジング１１,１２間の接続部はさらに、舌部・溝ジョイント１５Ａ(図３)および(図１に示す装置の組立て時には)ターンテーブル２のフランジ(図示せず)によって支持されている。下部ハウジング１２は第２の空隙１６を形成し、これは、第１の空隙１３を経てポンプ機構５とつながっている。バルブ部材、好ましくはボール形バルブ１７が、軸線Ａを中心として回転可能に、第２の空隙１６内に嵌め込まれている。下部ハウジング１２はさらに、その底壁の一部を形成する第１のシート１９によって取り囲まれた第１の、すなわち排出開口部１８と、第２の、すなわち取入れ開口部２０(これは取入れチャネル１４とつながっておりかつ第２のシート２１によって取り囲まれている)とを含む。第２のシート２１が弾性膜２２によって上部ハウジング１１内に設けられており、これは第２の空隙１６を取入れチャネル１４に対して密閉する。
【００２２】
少なくともバルブ部材１７およびハウジング１１,１２は、たとえば射出成形によって、ポリ(オキシメチレン)(ＰＯＭ)、ポリアミド(ＰＡあるいはナイロン(登録商標))あるいはポリエチレン(ＰＥ)などの合成素材から形成される。だが、上記の全ての部材が合成素材から形成されることが好ましい。
【００２３】
さらに、シートの少なくとも一つが、好ましくは両方が湾曲しており、かつこのシートの曲率半径がバルブ部材の半径よりも大きなものであることが概して好ましく、これによってシートとバルブ部材との間のより液密性に優れたシールが得られる。
【００２４】
好ましくはステンレススチール(３０４あるいは３１６)のような金属からなる螺旋スプリング２３が第２のシート２１の上面に配置され、バルブ部材１７が二つのシート１９,２１間に固定(挟持)されており、これによって、下部ハウジング１２の伸長はもちろん、内部バルブ構成要素(本実施例ではシート１９,２１およびバルブ部材１７)の圧縮を補償する。螺旋スプリング２３は好ましくは案内部材２３Ａ間に配置される。代替実施形態では、膜はシールおよびスプリングの両方として機能し、別体のスプリングの必要性を排除する。
【００２５】
バルブ部材１７は第１のチャネル２４を含み、このチャネル２４は軸線Ａに沿ってすなわちそれと同軸あるいは平行に延在すると共に第２の空隙１６内に開口している。それはさらに、取入れチャネル２５および排出チャネル２６を含み、両者とも、第１のチャネル２４の一つから、バルブ部材１７の周面へと放射状に延在している。バルブ部材１７はレバー２７によって作動可能である(図１および図３)。アセンブリを簡素化するため、レバー２７の一端が突出部２８あるいは溝を備え、バルブ部材１７が相補的な溝２９あるいは突出部それぞれを備え、そして突出部２８が溝２９にスライド可能に収容され、好ましくはバルブ部材１７に対するレバー２７の回転が実質的に防止されるようになっていることが望ましい。
【００２６】
図３および図４はバルブ部材１７の取入れポジションを示しており、ここでバルブ部材１７の取入れチャネル２５は、第２の開口部２０と、したがって取入れチャネル１４と整列状態にある。このポジションでは、空隙１３,１６およびシリンダー９を、ピストン８を上方に所望のあるいは所定の距離にわたって動かすことにより、取入れチャネル１４に接続された容器からの所望の量の流体で満たすことができる。
【００２７】
適当な量の流体が取り込まれるとすぐに、バルブ部材１７は供出ポジションへと、すなわち排出チャネル２６が排出開口部１８と整列状態となるまで回転させられ(これは、この特定の実施形態では、それぞれ５０°の移動に相当する)、そしてピストン８が下方に移動させられて上記開口部１８から所望の量の流体が供出される。
【００２８】
本実施形態によるバルブアセンブリは大きな部材に関しては一つ以上の合成素材から形成され、したがって金属製のバルブアセンブリに類似のバルブと比べた場合、比較的安価である。合成素材の使用に起因するクリープは、効果的な手法で補償され、これによって相対的に簡素でかつ堅牢なバルブアセンブリ設計が可能になる。
【００２９】
図５はバルブアセンブリの第２の好ましい実施形態の下側部分を示すもので、これは、ほとんどの部分が金属からなるポンプにおいて使用するのに特に好適である。この実施形態では、下部ハウジング１２は(第２の)空隙１６を画定し、これは上部ハウジングを介してポンプ機構とつながる。バルブ部材、好ましくはボール形バルブ１７が、軸線Ａを中心として回転可能に、第２の空隙内に嵌め込まれている。下部ハウジング１２は、(別体のシート部１９Ａによって形成された)第１のシート１９によって取り囲まれた第１のすなわち排出開口部１８と、第２のすなわち取入れ開口部２０(これは取入れチャネルとつながっておりかつ第２のシート２１によって取り囲まれている)とを含む。
【００３０】
この実施形態では、バルブ部材１７およびハウジング１２は、たとえばステンレススチールのような金属からなる。シート１９,２０は、合成素材、好ましくはポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥすなわちテフロン(登録商標))からなり、これによって実質的にボールバルブの表面あるいはシートが塵埃粒子あるいは汚れによって傷付くのが抑止され、あるいは少なくともそうしたかき傷の発生が軽減され、その結果、時間の経過に伴う流体の漏出リスクが抑止されるか、あるいは少なくとも軽減される。
【００３１】
図５の実施形態によれば、好ましくはバネ鋼からなるスプリング(この例ではワッシャ３０)が、第１のシート１９とハウジング１２の底壁との間に配置されており、第１の(下側)シート１９が上方に付勢され、かつバルブ部材１７は二つのシート１９,２１間に挟持されている。したがって、合成素材のシートを用いたことに起因するクリープは効果的な方法で補償される。
【００３２】
バルブ部材１７、シート１９,２０およびスプリング３０の、下部ハウジング１２内への嵌め込みを容易にするため、下部ハウジング１２の底壁は、好ましくはネジ接続部３２により、ハウジング１２に対して取り外し可能に取り付けられた蓋３１を備える。
【００３３】
シート部１９は、シート１９自身に加えて、外部リング１９Ｂを具備してなり、これは蓋３１と下部ハウジング１２との間に保持され、かつ下部ハウジング１２に対する蓋３１の実質的に液密な接続部３２を、単独であるいは(この実施例のように)ガスケット３３と協働で付与する。シート部１９はさらに、外部リング１９Ｂとシート１９との間に、比較的薄い弾性接続部１９Ｃを具備してなる。シート部１９Ａのこの構成により、比較的容易な組立てならびにシート１９の正確な位置決めが可能になり、しかもスプリング３０の力のもとでのかつバルブ部材１７に向う、このシートの変位が促進される。
【００３４】
開示されたバルブアセンブリは、図面に示しかつ上で説明した実施形態に限定されるものではない。たとえば、バルブ部材は、異なる(より多くのあるいはより少ない)分量の供出を容易にするため、異なる直径を有する二つ以上のチャネルを備えることができ、さらに、本バルブアセンブリは容器(の底部)にあるいはその中に直接、すなわちポンプ機構を設けることなく配設することができる。
【００３５】
当然ながら、本開示は上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に属する限り、さまざまな様式で変更可能である。たとえば、スプリングを弾性バルブ部材内に配置しそれが拡張するよう付勢することができ、あるいはスプリングは、少なくともバルブ部材およびハウジングを中心として設けられた弾性ブラケットの形態をとることができ、したがってそれらを一緒に付勢する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】粘性流体を供出するための開示された装置の一部の斜視図である。
【図２】図１の装置において使用するのに好適な開示されたバルブアセンブリの斜視図である。
【図３】図２のバルブアセンブリの前方断面図である。
【図４】図２のバルブアセンブリの側方断面図である。
【図５】代替的バルブアセンブリの前方断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  供出装置
２  ターンテーブル
３  ポンプ
４  流体容器
５  ポンプ機構
６  バルブアセンブリ
７  ピストンロッド
８  ピストン
９  シリンダー
１０  上部フランジ
１１  上部ハウジング
１２  下部ハウジング
１３  第１の空隙
１４  取入れチャネル
１５  弾性フィンガー
１５Ａ  舌部・溝ジョイント
１６  第２の空隙
１７  ボール形バルブ
１８  排出開口部
１９  第１のシート
１９Ａ  シート部
１９Ｂ  外部リング
１９Ｃ  弾性接続部
２０  取入れ開口部
２１  第２のシート
２２  弾性膜
２３  螺旋スプリング
２３Ａ  案内部材
２４  第１のチャネル
２５  取入れチャネル
２６  排出チャネル
２７  レバー
２８  突出部
２９  溝
３０  ワッシャ
３１  蓋
３２  ネジ接続部
３３  ガスケット
【図１】
2006214588.tif 000003
【図２】
2006214588.tif 000004
【図３】
2006214588.tif 000005
【図４】
2006214588.tif 000006
【図５】
2006214588.tif 000007
【外国語明細書】
2006214588.tif 000008
2006214588.tif 000009
2006214588.tif 000010
2006214588.tif 000011
2006214588.tif 000012
2006214588.tif 000013
2006214588.tif 000014
2006214588.tif 000015
2006214588.tif 000016
2006214588.tif 000017
2006214588.tif 000018
2006214588.tif 000019
2006214588.tif 000020