(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非加圧液体容器と発泡要素とを組み合わせて使用するための非エアゾール泡ポンプであって、
液体内部容積を有する液体チャンバとシャトル液体ピストンとを備える液体ピストンポンプ部分であって、前記シャトル液体ピストンが液体ピストン部分とシャトル液体ピストン部分とを有し、前記液体ピストン部分が摺動可能に前記シャトル液体ピストン部分に係合し、前記液体チャンバが前記非加圧液体容器と流体連通し、前記発泡要素と流体連通する、液体ピストンポンプ部分と、
空気内部容積を有する空気チャンバを備える空気ポンプ部分であって、前記空気チャンバが前記発泡要素と流体連通する、空気ポンプ部分とを含み、
前記非エアゾール泡ポンプが、前記液体ピストンポンプ部分と前記空気ポンプ部分とを起動する起動ストロークと、還流ストロークとを有し、前記起動ストロークの間、前記空気内部容積が減少し、前記起動ストロークの初期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が同じままとなるように前記液体ピストン部分が前記シャトル液体ピストン部分に対して摺動し、前記起動ストロークの後期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が減少するように前記液体ピストン部分が前記シャトル液体ピストン部分に係合する、非エアゾール泡ポンプ。
【請求項２】
前記空気ポンプ部分が空気ピストンをさらに含む、請求項１に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項３】
前記空気ピストンを作動させると前記シャトル液体ピストンが駆動されるように、前記空気ピストンが動作可能に前記シャトル液体ピストンに接続される、請求項２に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項４】
前記空気ピストンが、摺動可能に前記シャトル液体ピストン部分に係合する前記液体ピストン部分を含む、請求項３に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項５】
前記シャトル液体ピストンが前記空気ポンプ部分内を同軸上に延在し、前記空気ピストンが前記シャトル液体ピストンの前記液体ピストン部分に取り付けられる、請求項３に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項６】
前記液体ピストンポンプ部分と前記空気ポンプ部分と前記非加圧液体容器とを格納するディスペンサーをさらに含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項７】
非加圧液体容器と発泡要素とを組み合わせて使用するための非エアゾール泡ポンプであって、
液体内部容積を有する液体チャンバとシャトル液体ピストンとを備える液体ポンプ部分であって、前記シャトル液体ピストンがシャトル部分とメイン部分とを有し、前記シャトル部分が摺動可能に前記メイン部分に係合し、前記液体チャンバが前記非加圧液体容器と流体連通し、前記発泡要素と流体連通する、液体ポンプ部分と、
空気内部容積を有する空気チャンバを備える空気ポンプ部分であって、前記空気チャンバが前記発泡要素と流体連通する、空気ポンプ部分とを含み、
前記非エアゾール泡ポンプが、前記液体ポンプ部分と前記空気ポンプ部分とを起動する起動ストロークと、還流ストロークとを有し、前記起動ストロークの間、前記空気内部容積が減少し、前記起動ストロークの初期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が同じままとなるように前記シャトル部分が前記メイン部分に対して摺動し、前記起動ストロークの後期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が減少するように前記シャトル部分が前記メイン部分に係合する、非エアゾール泡ポンプ。
【請求項８】
前記空気ポンプ部分が空気ピストンをさらに含む、請求項７に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項９】
前記空気ピストンを作動させると前記シャトル液体ピストンが駆動されるように、前記空気ピストンが動作可能に前記シャトル液体ピストンに接続される、請求項８に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１０】
前記空気ピストンが、摺動可能に前記シャトル液体ピストンの前記メイン部分に係合する前記シャトル部分を含む、請求項９に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１１】
前記シャトル液体ピストンが前記空気ポンプ部分内を同軸上に延在し、前記空気ピストンが前記シャトル液体ピストンの前記シャトル部分に取り付けられる、請求項１０に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１２】
前記液体ポンプ部分と前記空気ポンプ部分と前記非加圧液体容器とを格納するディスペンサーをさらに含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１３】
前記液体チャンバが前記空気チャンバと同軸である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１４】
前記液体チャンバと前記発泡要素との間に液体出口弁をさらに含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１５】
前記発泡要素が、散布要素と、前記空気チャンバと流体連通する発泡要素空気チャンバと、前記液体チャンバと流体連通する発泡チャンバとを含み、空気が前記発泡要素空気チャンバから前記散布要素を押し通されて前記発泡チャンバ内に入る、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１６】
前記発泡要素が第１発泡要素であり、第２発泡要素をさらに含み、前記液体チャンバからの液体と前記空気チャンバからの空気とが、それぞれ個別に前記第１および第２発泡要
素と流体連通し、前記第１発泡要素および第２発泡要素が各々、合流流れチャネル内におよび出口ノズル内に合流する出口チャネルを有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１７】
非加圧液体容器と併せて使用するための非エアゾール泡ポンプであって、
液体内部容積を備える液体チャンバとシャトル液体ピストンとを有する液体ピストンポンプ部分であって、前記液体チャンバが前記非加圧液体容器と流体連通する液体ピストンポンプ部分と、
空気内部容積を備える空気チャンバを有する空気ポンプ部分であって、前記液体ピストンポンプ部分と前記空気ポンプ部分とが起動ストロークと還流ストロークとを有し、前記起動ストロークの間、前記空気内部容積が減少し、前記起動ストロークの初期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が同じままとなり、前記起動ストロークの後期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が減少する、空気ポンプ部分と、
第１発泡要素および第２発泡要素とを含み、
前記液体チャンバからの液体と前記空気チャンバからの空気とが、それぞれ個別に前記第１および第２発泡要素と流体連通し、前記第１発泡要素および第２発泡要素が各々、合流流れチャネル内におよび出口ノズル内に合流する出口チャネルを有する、非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１８】
非加圧液体容器と併せて使用するための非エアゾール泡ポンプであって、
液体内部容積を備える液体チャンバとシャトル液体ピストンとを有する液体ポンプ部分であって、前記液体チャンバが前記非加圧液体容器と流体連通する液体ポンプ部分と、
空気内部容積を備える空気チャンバを有する空気ポンプ部分であって、前記液体ポンプ部分と前記空気ポンプ部分とが起動ストロークと還流ストロークとを有し、前記起動ストロークの間、前記空気内部容積が減少し、前記起動ストロークの初期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が同じままとなり、前記起動ストロークの後期段階の間、前記液体チャンバの前記液体内部容積が減少する、空気ポンプ部分と、
第１発泡要素および第２発泡要素とを含み、
前記液体チャンバからの液体と前記空気チャンバからの空気とが、それぞれ個別に前記第１および第２発泡要素と流体連通し、前記第１発泡要素および第２発泡要素が各々、合流流れチャネル内におよび出口ノズル内に合流する出口チャネルを有する、非エアゾール泡ポンプ。
【請求項１９】
前記第１発泡要素および前記第２発泡要素が各々散布要素と、前記空気チャンバと流体連通する発泡要素空気チャンバと、前記液体チャンバと流体連通する発泡チャンバとを含み、空気が前記発泡要素空気チャンバから前記散布要素を押し通されて前記発泡チャンバ内に入る、請求項１７または１８に記載の非エアゾール泡ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は泡ポンプに関し、特に、泡ポンプは液体を加圧する前に空気を加圧する。
【背景技術】
【０００２】
近年、非エアゾール分注システムを通じて泡の形で機械的スクラバ（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｃｒｕｂｂｅｒ）を有するハンドクレンザーを分注することができる新しいタイプのポンプが開発されている（米国特許第８，００２，１５１号明細書および米国特許第８，２８１，９５８号明細書）。このポンプは、新たなハンドクレンザーのカテゴリを作り出すことを可能にしたプラットフォームの一体部分である。このカテゴリは機械的スクラバを有する泡せっけんである。
【０００３】
機械的スクラバを有する泡を作り出すことができるポンプが開発される前は、特許文献米国特許第５，４４５，２８８号明細書および同第６，０８２，５８６号明細書に記載されたものなどの既存の泡ポンプには泡のみを分注するという限界があった。この理由は、標準的な発泡技術は、泡を生じるために液体および空気を多孔媒体を通すことにより泡を作り出すためである。機械的スクラバを有する泡を作り出すためにこの技術が採用された場合、ポンプは液体からスクラバを単に「濾過」し、作動を止める。このタイプのポンプから分注されるハンドクレンザーは、低粘度であることを重要な特徴とする。この形のハンドクレンザーの粘度は、概して１００ｃＰｏｉｓｅ未満であり、ポンプから泡を作るために多孔媒体を通じて空気と容易に混合され得るように適合される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
機械的スクラバを有する泡を作り出す必要のあるハンドクレンザーの特徴は非常に異なる。ハンドクレンザーが薄過ぎ（粘度が低すぎ）、ニュートンのレオロジー挙動を有すると、機械的スクラバはサスペンションから落ちてしまう。製品が濃すぎる（粘度が高すぎる）と、配合物を泡立てるのに必要な力の量が高くなり過ぎ、ディスペンサーユーザにとっての作動力が過大となり、泡の品質が低くなる。このタイプのハンドクレンザーの粘度範囲は概して５００ｃＰｏｉｓｅ〜４０００ｃＰｏｉｓｅである。
【０００５】
典型的な非エアゾール泡ポンプは、空気および液体の両方を同時にポンプ圧送することにより作動する。本質的に、泡ポンプは、所定の体積の液体と共に所定の体積の空気をもたらすよう連携して働く２つのポンプ（空気ポンプおよび液体ポンプ）の組合せである。空気は概して液体内に導入されるため、液体の粘度は空気が効率的に注入される能力に影響する。注入に対する抵抗は、ポンプ内で生じる背圧に移行する。
【０００６】
注入プロセスの効率はまた、空気を液体内にポンプ圧送する同時に起こるアクションにより制限を受ける。空気は圧縮可能な媒体であるが、液体はそうではない。したがって、空気および液体がポンプされているとき、空気が液体内に注入されるよう強制される際に空気は自身に加えられる抵抗により縮む。この結果、液体に対する空気の割合がポンプ圧送プロセスの始めではより低く、ポンプ圧送プロセスの終わりではより高くなり、泡の品質にばらつきが生じる。ポンプユーザにとって、これは、ポンプ圧送プロセスの始めに生じる泡は最後の泡よりも湿っていることを意味する。この条件はベローズポンプまたはダイヤフラムポンプが使用される場合にさらにより顕著になる。これらのタイプのポンプはそれらがつぶれるときに変形し、変形段階の間に、混合チャンバに送達される空気がほとんどないか全くなく、したがって結果としての泡はストロークの初期段階では水っぽくなる。この問題は、空気および液体用のピストンポンプで大部分は克服できる。しかしなが
ら、散布要素を有する発泡要素では、液体が発泡要素に送達される前に、散布要素の空気側およびその中で空気圧を高めることが有利であろう。散布要素を有する発泡要素を使用して、（上述のとおり）機械的スクラバを有するより高い粘度の泡せっけんを泡立てようとするときに生じる別の問題として、高品質の泡を作り出すために空気注入プロセスを最大化するための十分な滞留時間を提供する能力がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、非加圧液体容器および発泡要素と併せて使用するための非エアゾール泡ポンプに関する。ポンプは液体ポンプ部分と空気ポンプ部分とを含む。液体ポンプ部分は液体内部容積とシャトル液体ピストンとを備える液体チャンバを有する。液体チャンバは非加圧液体容器と流体連通し、発泡要素と流体連通する。空気ポンプ部分は空気内部容積を備える空気チャンバを有する。空気チャンバは発泡要素と流体連通する。液体ポンプ部分および空気ポンプ部分が起動ストロークと還流ストロークとを有し、起動ストロークの間、空気内部容積は減少し、起動ストロークの初期段階の間、液体チャンバの液体内部容積は同じままであり、起動ストロークの後期段階の間、液体チャンバの液体内部容積は減少する。
【０００８】
シャトル液体ピストンはシャトル部分とメイン部分とを含むことができ、シャトル部分は摺動可能にメイン部分に係合し、シャトル部分が起動ストロークの初期段階でメイン部分に対して摺動し、起動ストロークの後期段階においてメイン部分に係合し、起動ストロークの後期段階において液体チャンバの液体内部容積を減少させる。
【０００９】
発泡要素は、散布要素と、空気チャンバと流体連通する発泡要素空気チャンバと、液体チャンバと流体連通する発泡チャンバとを含むことができ、空気は発泡要素空気チャンバから散布要素を押し通されて発泡チャンバ内に入る。
【００１０】
発泡要素は第１発泡要素であってもよく、第２発泡要素をさらに含み、液体チャンバからの液体は第１および第２発泡要素と流体連通し、空気チャンバからの空気は第１および第２発泡要素と流体連通し、第１および第２発泡要素は各々、合流流れチャネル内におよび出口ノズル内に合流し得る出口チャネルを有する。
【００１１】
非エアゾール泡ポンプは起動部を含むことができ、シャトル液体ピストンはシャトル部分とメイン部分とを含み、起動部は、起動ストロークの初期段階でシャトル部分に沿って摺動し、起動ストロークの後期段階で起動部はメイン部分に係合し、起動ストロークの後期段階で、液体チャンバの液体内部容積が減少する。
【００１２】
非エアゾール泡ポンプはポンプと液体容器とを格納するためのディスペンサーを含み得る。
【００１３】
空気ポンプ部分は空気ピストンを含み得る。
【００１４】
非エアゾール泡ポンプは、空気ピストンとシャトル液体ピストンのシャトル部分とに接続される起動部をさらに含み得、空気ピストンがシャトル液体ピストンに起動部を通じて動作可能に接続される。
【００１５】
シャトル液体ピストンのシャトル部分は摺動可能に起動部に取り付けられてもよく、空気ピストンは動かないように起動部に取り付けられてもよい。
【００１６】
空気ピストンは、空気ピストンを作動させるとシャトル液体ピストンが駆動されるように、動作可能に液体ピストンに接続され得る。
【００１７】
液体チャンバは空気チャンバと同軸であってもよい。
【００１８】
空気ピストンは、シャトル液体ピストンに摺動可能に係合する液体ピストン部分を含み得る。
【００１９】
非エアゾール泡ポンプは、液体チャンバと発泡要素との間に液体出口弁を含み得る。
【００２０】
シャトル液体ピストンは空気ポンプ部分内を同軸上に延在してもよく、空気ピストンはシャトル液体ピストンのシャトル部分に取り付けられてもよい。
【００２１】
非エアゾール泡ポンプは、液体ピストンと発泡要素との間に液体出口弁を含み得る。
【００２２】
発泡要素は混合チャンバと発泡部分とを含んでもよく、空気と液体との混合物が混合チャンバから発泡部分を通じて押し通される。
【００２３】
発泡要素は発泡部分を含んでもよく、発泡部分は多孔部材である。
【００２４】
さらなる特徴が、以下の詳細な説明の過程で説明されるか明らかとなるだろう。
【００２５】
実施形態は以下の図面を参照して一例としてのみ説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ストロークの始めの初期段階における、改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図である。
【図２】図１の改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図であるが、ストロークの中間段階にある状態を示す。
【図３】図１および２の改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図であるが、ストロークの終わりにある状態を示す。
【図４】図１〜３の改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図であるが、ストロークの終わりの還流ストロークへの移行時にある状態を示す。
【図５】図１〜４の改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図であるが、還流ストロークの中間段階にある状態を示す。
【図６】図１〜５の改良された泡ポンプを備えるディスペンサーの概略断面図であるが、還流ストロークの終わりにある状態を示す。
【図７】改良されたポンプの断面図である。
【図８】図７に示されたディスペンサーの斜視図であり、改良されたポンプの代替実施形態を示す。
【図９】図８の改良されたポンプの斜視図である。
【図１０】図９の改良されたポンプの正面図である。
【図１１】図９の改良されたポンプの側面図である。
【図１２】図１０の改良されたポンプの線Ｂ−Ｂに沿った断面図であり、起動ストロークを示す。
【図１３】図１２に示されるものと同様であるが還流ストロークを示す、改良されたポンプの断面図である。
【図１４】図１０の改良されたポンプの線Ａ−Ａに沿った断面図であり、液体入口経路を示す。
【図１５】図１０の改良されたポンプの線Ａ−Ａに沿った断面図であり、ストロークの中間第１段階で、空気チャンバの体積のみが影響を受けている状態から空気チャンバおよび液体チャンバの両方が影響を受けている状態への移行時にある状態を示す。
【図１６】空気チャンバの体積および液体チャンバの体積の両方に影響を及ぼすストロークの中間段階にある、図１０の改良されたポンプの線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図１７】図１１の改良されたポンプの液体出口チャンバの線Ｅ−Ｅ沿った断面図であり、液体流れ経路を示す。
【図１８】図１０の改良されたポンプの出口ノズルの線Ｄ−Ｄに沿った断面図であり、泡流れ経路を示す。
【図１９】図１０の改良されたポンプの発泡チャンバの対の一方の線Ｃ−Ｃに沿った断面図であり、空気流れ経路を示す。
【図２０】改良されたポンプを含み得るディスペンサーの斜視図である。
【図２１】ストロークの始めにある状態を示す、改良されたポンプの代替実施形態の断面図である。
【図２２】ストロークの第１段階の途中にある状態を示す、図２１の改良されたポンプの断面図である。
【図２３】ストロークの第１段階の終わりと中間段階との間の移行ポイントにある状態を示す、図２１および２２の改良されたポンプの断面図である。
【図２４】ストロークの中間段階の途中にある状態を示す、図２１〜２３の改良されたポンプの断面図である
【図２５】ストロークの終わりにある状態を示す、図２１〜２４の改良されたポンプの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜６を参照すると、ディスペンサーの概略図が全体として１０で示される。ディスペンサー１０は改良された泡ポンプ１２を含む。ポンプ１２は非加圧液体容器１４と共に使用するための非エアゾールポンプである。
【００２８】
ポンプ１２は液体ポンプ部分１６と空気ポンプ部分１８とを含む。液体ポンプ部分１６は液体チャンバ２０と液体ピストン２２とを含む。液体ピストン２２はシャトル液体ピストンである。空気ポンプ部分１８は空気チャンバ２４と空気ピストン２６とを含む。シャトル液体ピストン２２および空気ピストン２６は両方とも動作可能に起動部２８に接続される。シャトル液体ピストン２２はシャトル部分２１とメイン部分２３とを含む。液体ピストン２２のシャトル部分２１は摺動可能に起動部２８に取り付けられ、空気ピストン２６は動かないように起動部２８に取り付けられる。
【００２９】
液体チャンバ２０は液体入口３０と液体出口３２とを有する。液体チャンバ２０は動作可能に非加圧液体容器１４に接続される。液体入口弁３４は液体チャンバ２０と液体容器１４との間に位置決めされる。液体チャンバ２０は発泡要素３６と流体連通する。液体出口弁３８は液体チャンバ２０と発泡要素３６との間に位置決めされる。
【００３０】
空気チャンバ２４は空気入口４０と空気出口４２とを有する。空気入口弁４４は空気チャンバ２４と外気との間に位置決めされる。空気チャンバ２４は発泡要素３６と流体連通する。空気出口弁４６は空気チャンバ２４と発泡要素３６との間に位置決めされる。
【００３１】
発泡要素３６は、散布要素４８と、その一方側にある発泡要素空気チャンバ５０と、その他方側にある発泡チャンバ５２とを含む。発泡要素空気チャンバ５０は空気ポンプ部分１８の空気チャンバ２４と流体連通する。発泡チャンバ５２は液体ポンプ部分１６の液体チャンバ２０と流体連通する。空気は、圧力下で散布要素４８を押し通されて発泡チャンバ５２の液体内に入り、泡を作り出す。泡は出口ノズル５４で発泡要素３６から出る。
【００３２】
図１〜６は、ポンプがストロークを通じて移動するときのポンプの段階を示す。図１は作動していない静止状態のポンプ１２を示す。図２に示すようにストロークが移動し始め
ると、空気が空気ポンプの空気チャンバ２４において圧縮され、空気出口弁４６が開き、空気が発泡要素空気チャンバ５０に入る。空気は散布要素４８を押し通され、発泡チャンバ５２において液体からの抵抗を受け、散布要素４８自体からもより低い程度に抵抗を受ける。空気圧は、発泡チャンバ５２において液体内に注入され得るのに十分なレベルまで高まる。このストロークの初期段階において、起動部は液体ピストン２２のシャトル部分に沿って移動し、液体ピストン２２は移動しない。この段階は、液体ポンプに係合する前に空気チャンバが「下準備される（ｐｒｉｍｅｄ）」、「下準備（ｐｒｉｍｉｎｇ）」段階である。起動部２８が液体ピストン２２のメイン部分２３に当たると液体ピストン２２が空気ピストン２６と共に移動し、圧力が液体チャンバ２０内で高まり、液体出口弁３８が開き、液体が発泡チャンバ５２に流入し、そこで液体に空気が注入されて泡を形成する。図４に示されるストロークの終わりに、起動部２８の方向が変化する。これは典型的にはユーザが起動部を内部に押すのを止めた時である。ストロークの終わりに、液体入口弁３４が閉鎖され、液体出口弁３８が閉鎖され、空気入口弁４４が閉鎖され、空気出口弁４６が閉鎖される。図５に示される還流ストロークの初期段階において、空気ピストン２６のみが移動し、起動部２８が液体ピストン２２のシャトル部分２１に沿って移動し、液体ピストンのメイン部分２３は液体チャンバ２０内を移動しない。起動部２８が還流ストロークに沿って続くと、図５に示すように、空気入口弁４４が開き、空気が空気チャンバ２４内に移動し、起動部２８が液体ピストン２２のシャトル部分２１に沿って移動する。図６に示すように、起動部が還流ストロークに沿って移動し続けると、液体入口弁３４が開き、液体が液体チャンバ２０内に移動する。液体入口弁３４、液体出口弁３８、空気入口弁４４および空気出口弁４６が全て閉鎖される、ストロークの終わりすなわちポンプ１２の静止位置が、図１に示される。
【００３３】
図１〜６の概略図において、ポンプは、図示されないが当該技術分野において周知の付勢手段で静止位置に付勢され得ることに留意されたい。
【００３４】
図７〜２０を参照すると、改良された泡ポンプの代替実施形態が１１２で示される。ポンプ１１２は、非加圧液体容器１１４と共に使用するための非エアゾールポンプである。図１０〜２０は、一緒に固定された部品が１つの部品として示され得るように可能なところは単純化されている。
【００３５】
ポンプ１１２は液体ピストンポンプ部分１１６と空気ポンプ部分１１８とを含む。液体ピストンポンプ部分１１６は液体チャンバ１２０と液体ピストン１２２とを含む。液体ピストン１２２はシャトル液体ピストンである。空気ポンプ部分１１８は空気チャンバ１２４と空気ピストン１２６とを含む。空気チャンバ１２４は液体チャンバ１２０を囲み、液体チャンバ１２０と同軸である。シャトル液体ピストン１２２および空気ピストン１２６は、空気ピストン１２６を作動させることによりシャトル液体ピストンも同様に駆動され得るように動作可能に接続される。空気ピストン１２６はシャトル液体ピストン１２２に摺動可能に係合する液体ピストン部分１２１を含む。ストロークの初期段階において、シャトル液体ピストン１２２は空気ピストン１２６に対して移動せず、空気チャンバ１２４の体積が減少し始める一方で液体チャンバ１２０の体積は変化しないままである。これは、液体ポンプが係合する前に空気チャンバが「下準備される」、「下準備」段階である。移行ポイントで、空気ピストン１２６の液体ピストン部分１２１がシャトル液体ピストン１２２と係合し、その後空気チャンバ１２４および液体チャンバ１２０の両方の体積が減少する。
【００３６】
図１４〜１６において最もよく見えるとおり、液体チャンバ１２０は液体入口１３０と液体出口１３２とを有する。液体チャンバ１２０は非加圧液体容器１１４（図７に図示）に動作可能に接続される。液体入口弁１３４は液体チャンバ１２０と液体容器１１４との間に位置決めされる。液体チャンバ１２０は発泡要素１３６と流体連通する。液体出口弁
１３８は液体チャンバ１２０と発泡要素１３６との間に位置決めされる。入口弁１３４および出口弁は各々ボールタイプ逆止め弁である。ボールタイプ弁は一例にすぎず、他のタイプの弁も使用され得ることが理解されよう。
【００３７】
空気チャンバ１２４は空気入口１４０と空気出口１４２とを有する。空気入口弁１４４は空気チャンバ１２４と外気との間に位置決めされる。空気チャンバ１２４は発泡要素１３６と流体連通する。図１〜６を参照して上で説明された実施形態とは異なり、ポンプ１１２は空気出口弁を含まない。ポンプストロークが戻ると、空気入口弁１４４を開くために必要な力は、散布要素１４８を通じて逆に泡を引くのに必要な力未満であり、空気出口弁はこの実施形態において使用されない。しかしながら、必要に応じてポンプ１１２は空気出口弁を含んでもよい。発泡要素１３６は散布要素１４８と、その一方側にある発泡要素空気チャンバ１５０と、その他方側にある発泡チャンバ１５２とを含む。発泡要素空気チャンバ１５０は空気ポンプ部分１１８の空気チャンバ１２４と流体連通する。発泡チャンバ１５２は液体ポンプ部分１１６の液体チャンバ１２０と流体連通する。空気は、圧力下で散布要素１４８を押し通されて発泡チャンバ１５２の液体内に入り、泡を作り出す。泡は発泡要素１３６を出て泡出口チャネル１６６を通って移動して合流流れチャネル１６８に入る。合流流れチャネル１６８はシャトル出口ノズルピストン１６９により画定され、出口ノズル１５４と流体連通する。出口ノズル１５４には出口ノズル弁１５５が設けられている。合流流れチャネル１６８の体積は、図１４〜１６からわかるように、シャトル出口ノズルピストンの位置に依存する。したがって発泡要素１３６において形成される泡は泡出口チャネル１６６を通って移動して合流流れチャネル１６８に入り、出口ノズル１５４を通じてポンプ１１２を出る。
【００３８】
図８〜１９は、ポンプがストロークを通じて移動するときの、ポンプの異なる段階および異なる部分を示す。図１４は、液体が液体入口チャネル１５８を通じて液体チャンバ１１６内に引き込まれるときの、還流ストローク中の液体流れ経路１５６を示す。還流バネ１６１は空気ピストン１２６とシャトル液体ピストン１２２とを付勢する。ストロークが移動し始めると、空気が空気ポンプの空気チャンバ１２４において圧縮され、シャトル液体ピストン１２２がメイン部分１２３に対して移動するが、液体チャンバ１２０の体積は、図１５に示される移行ポイントまで変化しない。ポンプはストロークを通じて移動し続け、液体チャンバ１２０における液体を押して、開いた液体出口弁１３８を越えるよう液体出口１３２を通す。ストロークの終わりは図１６に示される。液体は液体出口１３２から液体出口チャネル１６０内におよび発泡チャンバ１５２に流れる。本明細書における実施形態において、図１７において最も良く示されるように、液体出口チャネル１６０の対および発泡チャンバ１５２の対がある。２つの液体出口チャネル１６０および２つの発泡チャンバ１５２の体積は同じである。したがって、発泡チャンバ１５２の対は第１発泡要素と第２発泡要素とを含む。
【００３９】
発泡チャンバ１５２の対を含むことで、さまざまな利点がもたらされる。具体的には、発泡チャンバ１５２の対を提供することにより、空気注入プロセスの有効な滞留時間が増加する。発泡チャンバ１５２の対を使用することで、より短い距離で注入の体積を２倍にすることができる。本明細書において示す発泡チャンバ１５２の対を備える設計においては、空気ピストン１２６および液体ピストン１２２のための中央起動部またはプッシュポイントを備える、従前の設計よりもバランスの取れた設計が提供される。また、本明細書において示す設計では、本明細書において示される発泡チャンバ１５２の対の代わりに１つの大きな発泡チャンバが使用された場合に求められる設計よりもよりコンパクトな設計が提供される。
【００４０】
空気入口経路は、図１２および１３において１６２で示される。還流ストロークにおいて、空気チャンバ内に真空が作り出され、空気入口逆止め弁１４４が開き、図１３に示す
ように、空気が空気チャンバ１２４内に引き込まれる。空気出口経路は図１２において１６４で示される。ストロークの始めに、空気ピストン１２６が内部に移動し、空気チャンバ１２４の体積を減少させ、空気を空気チャンバ１２４から、空気出口チャネル１６４内におよび図１２、１３および１９に示される発泡要素空気チャンバ１５０内に押し込む。
【００４１】
図１９に示される発泡要素は、散布要素１４８と、発泡要素空気チャンバ１５０と、発泡チャンバ１５２とを示す。各発泡チャンバ１５２からの泡は、図１８に示すように、出口ノズル１５４に泡出口チャネル１６６を通って流れて合流流れチャネル１６８に入る。
【００４２】
図２０に示すように、ポンプ１１２はディスペンサー１７０に収容されてもよい。ディスペンサーは、組み合わされたシャトル液体ピストン１２２および空気ピストン１２６と係合するプッシュボタン１７２を有する。
【００４３】
図２１〜２５を参照すると、上記のポンプの代わりとなるポンプが２１２で示される。ポンプ２１２は液体ピストンポンプ部分２１６と空気ポンプ部分２１８とを含む。液体ピストンポンプ部分２１６は液体チャンバ２２０と液体ピストン２２２とを含む。液体ピストン２２２はシャトル液体ピストンである。空気ポンプ部分２１８は空気チャンバ２２４と空気ピストン２２６とを含む。シャトル液体ピストン２２２および空気ピストン２２６は両方とも動作可能に起動部（図示せず）に接続される。シャトル液体ピストン２２２は、シャトル部分２２１とメイン部分２２３とを含む。空気ピストン２２６はシャトル液体ピストン２２２のシャトル部分２２１に取り付けられる。
【００４４】
液体チャンバ２２０は液体入口２３０と液体出口２３２とを有する。液体チャンバ２２０は動作可能に非加圧液体容器（図示せず）に接続される。液体入口弁２３４は液体チャンバ２２０と液体容器との間に位置決めされる。液体チャンバ２２０は混合チャンバ２３６と流体連通する。液体出口弁２３８は液体チャンバ２２０と混合チャンバ２３６との間に位置決めされる。
【００４５】
空気チャンバ２２４は空気入口２４０と空気出口２４２とを有する。空気チャンバ２２４は混合チャンバ２３６と流体連通する。混合チャンバ２３６において、空気チャンバ２２４からの空気および液体チャンバ２２０からの液体が一緒に混合される。混合された空気および液体は次いで発泡部分２４８を通して出口ノズルに入る。発泡部分２４８はガーゼメッシュ、ガーゼ、発泡体、スポンジまたは他の好適な多孔材料であり得る。混合された空気および液体は泡を作り出すために発泡部分２４８を押し通される。この実施形態における発泡要素は混合チャンバ２３６と発泡部分２４８とを含む。
【００４６】
図２１〜２５はポンプがストロークを通じて移動するときのポンプの段階を示す。図２１は静止しているポンプ２１２を示す。図２２に示すようにストロークが移動し始めると、空気が空気ポンプの空気チャンバ２２４内で圧縮され、圧力下にある空気が混合チャンバ２３６に入る。空気圧が高まると、空気および液体が発泡要素２４８を押し通される。ストロークの初期段階において、図２２および２３に示すように、シャトル部分２２１は液体ピストン２２２のメイン部分２２３に対して移動し、液体チャンバ２２０の体積は変化しない。これは、液体ポンプに係合する前に空気チャンバが「下準備される」、「下準備」段階である。シャトル部分２２１が液体ピストン２２２のメイン部分２２３に係合すると、液体ピストン２２２が空気ピストン２２６と一緒に移動し、圧力が液体チャンバ２２０内で高まり、液体出口弁２３８が開き、図２４に示すように液体が混合チャンバ２３６に流入する。図２５に示されるストロークの終わりに、空気ピストン２２６およびシャトル液体ピストン２２の移動方向が変化する。これは典型的にはユーザが起動部またはプッシュボタンを内部に向かって押すのを止める時である（図示せず）。ストロークの終わりに、液体入口弁２３４が閉鎖され、液体出口弁２３８が閉鎖され、空気入口弁２４４が
閉鎖される。
【００４７】
高い品質の泡を作り出すためにポンプにおいて液体に空気を注入する効率を最大化するためには、空気は圧縮可能であり液体はそうではないという基礎的な問題を克服するための解決策が必要であることが、先行技術から明らかである。
【００４８】
本明細書において説明されたポンプは、液体がポンプされ始めると液体にすぐに空気が注入され得るように、第１にポンプの空気側の圧力を十分に高め、ポンプから分注される泡の品質を最適化するために、注入プロセスを最大化する。
【００４９】
本明細書において説明される泡ポンプは、空気および液体の同時のポンプ圧送の前に、内部空気圧を生じさせる。簡単に言うと、分注アクションは、分注ストロークの一部にわたって空気をポンプ圧送し、その後空気および液体を一緒にポンプ圧送することにより開始する。空気側の加圧により、ユーザにとってより高い品質の泡を作り出す、液体のより効率的な注入が可能になる。
【００５０】
一般的に言って、本明細書において説明されたシステムは発泡ポンプを対象とする。本開示の様々な実施形態および態様は、以下で検討される詳細を参照して説明される。以下の説明および図面は、開示の例示であり、開示を限定するものとして解釈されるものではない。数多くの特定の詳細が、本開示の様々な実施形態の徹底した理解を提供するために説明される。しかしながら、特定の場合において、本開示の実施形態の簡潔な議論を提供するために、周知のまたは従来どおりの詳細は説明されない。
【００５１】
本明細書で使用するとき、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、包括的かつ無制限であると解釈され、排他的なものとは解釈されない。具体的には、明細書および特許請求の範囲で使用される場合、「を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「を含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語およびそのバリエーションは、特定の特徴、ステップまたは構成要素が含まれる（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）ことを意味する。これらの用語は他の特徴、ステップ構成要素の存在を除外することと解釈されてはならない。
【００５２】
本明細書で使用するとき、「動作可能に接続される」という用語は、２つの要素が直接的にまたは間接的に接続され得ることを意味する。
【００５３】
本明細書で使用するとき、「実質的に」という用語は、アクション、特徴、性質、状態、構造、用品、または結果の完全なまたはほぼ完全な程度または度合いを指す。例えば、「実質的に」囲まれた対象物は、対象物が完全に囲まれているかまたはほぼ完全に囲まれているかのいずれかであることを意味する。完璧な完全性からどの程度逸脱可能であるかの正確なところは、場合により特定の文脈に依存し得る。しかしながら、一般的に完全に近いということは、完璧かつ全体的な完全さが得られるのと同じ結果が全体として得られるということである。「実質的に」の使用は、アクション、特徴、性質、状態、構造、用品、または結果の完全なまたはほぼ完全な欠如を指すための否定的な意味合いにおいて使用されるときにも同様に適用可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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