JPH09509995A - 計量キャップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流動可能な材料からなる第１成分は、プレス（Ｐ）によって空にされ得るカートリッジ（Ｃ）から押し出される。この主成分は、供給通路（８）を通って出口通路（１１）へ流れ、その過程で、ハウジング（１）内の計量室（９）内に取り付けられた２つのロータ（３１）を駆動する。歯車ホイール（３４）は、ロータ（３１）のシャフト（３０）に取り付けられており、互いにかみ合うことで歯車ポンプ（２４）を形成する。歯車ポンプ（２４）は、組み込まれた容器（１８）から供給通路を介して出口通路（１１）へと混合成分を輸送する。本発明の計量キャップによって、少なくとも２つの成分を、互いにきわめて正確な割合で計量しながら混合することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 計量キャップ 本発明は、２つの流動可能な成分の計量配合のための計量キャップであって、 能動的に空にされ得る主成分の容器上に、間接的または直接的に配置することが できる、吸引ないし供給通路、および出口通路を有する計量キャップに関する。 工業上だけでなく商業上でも、２つの流動可能な成分を、規定された割合とな るように計量して混合するという要求が、常に繰り返しなされている。これを工 業上実現する最も簡単な方法は、両方の成分を互いに容量を測定しながら互いに 独立して輸送および配合し、それらが集められる場所で混合のみを行うようにす ることである。この方法は、互いに独立して動作する２つの輸送装置が必要とさ れ、かつ適切な混合比を得るための特別な制御によって互いの調和がなされなけ ればならないので、手の込んだものとなる。そのような混合システムは、商業上 の応用、すなわち高度の移動性が必要とされる応用にはきわめて不向きである。 それゆえ、まず２つの成分を、これらがある特定の容器で所望の割合で一緒に混 合されるようにしておき、次にこれらを混合させ、ある特定のディスペンサーへ それらを満たすようにすることが必要となる。これは手が込んでおり、かつ取り 扱いに好ましいものではなく、かなりの汚損と避けられない材料の損失を引き起 こすことになる。 ほぼ同一の割合で計量されて集められることになる２つの流動可能な成分の混 合であれば、２つの成分はカートリッジに供給され、かつ両方のカートリッジの 中身は、単一のプレス装置で同時に押し出されるようにすることができる。 本発明に関しては、既知の商業的に入手できるカートリッジ、および同様に商 業的に既知のプレス装置を利用することが期待されている。それゆえ、量的によ り大きな主成分は、能動的に空にされ得る容器内で利用し得るものと考えられる 。 混合されるべき媒体が非常に粘性のあるものである場合には、特に重大な問題 が生じる。このような前提が与えられると、計量キャップは、流れの技術に従っ て可能な最小の流れの抵抗が発生するように設計され、かつ可能な最少のプラス ティック部品で軽量キャップが製造できるようにしなければならないという要求 が生じる。 ２つの媒体を混合するために２つのポンプを利用し、これらの両方のポンプの それぞれによって、容量を測定しながらの媒体の輸送を行って混合を行うととも に、それらのポンプを機械的に結合させ、これによって所定の混合比を生じさせ るようにするという考えが、仏国特許公報ＦＲ−Ａ−２３１３９７１で既に知ら れている。この場合には、２つの媒体は圧力がかけられた状態にある。容量を計 量された成分は、適当な通路を介して独立した高圧の混合室に導かれ、ポンプに よって外側へ輸送され、そこで独立して駆動される混合機によって一緒に混合さ れる。 そのような装置は、押し出しが行われるカートリッジ上のキャップとしては実 現することができず、かつ非常に高価である。 これに対し、欧州特許公報ＥＰ−Ａ−０２２，１７９は、ハウジング内に閉じ 込められた２つのポンプを有する計量装置を開示している。主媒体は、混合成分 を主成分に供給するピストンポンプに作用するタービンのような液圧モータを駆 動する。このシステムは、流動的な媒体に適しているが、液圧モータは不正確な 容量の計量のみを可能にするものである。 しかしながら、米国特許第３，０５４，４１７号に従った混合装置は正確に作 動するものである。ここでは３つのポンプが用いられている。主成分は圧力が加 えられた状態で供給され、容量を測定しながら作動するポンプであって、歯車を 介して混合成分のための２つのポンプを駆動するポンプを駆動する。ここで、第 １のポンプは、圧力を強めるために利用され、圧力弁が配置されたバイパスを有 している。第２のポンプは純粋な計量ポンプとして作動する。必要ならば、圧力 強化ポンプは独立の駆動モータを備えることができる。混合は、出口通路でのみ 起こる。混合室はない。その代り、この場合には、主成分の流れは、可能な最高 の輸送出力を達成するために、直線的なものとなっている。この装置は複雑であ り、手ごろな価格ではプラスティックから製造することはできない。 しかしながら、米国特許第５，０１２，８３７号は、簡単な構造の計量装置を 開示している。主成分は、液圧モーターとして作動される２つのブレードを持つ 計量ポンプにおいて圧力が加えられた状態にある。それは、混合成分のための平 衡に配置された歯車ポンプのシャフトを駆動する。混合は非常に正確になされ、 また１：１００のような低い混合比も可能にする。しかしながら、この装置は、 混合ユニットを含んでいない。両方の成分は独立して供給され、独立に輸送され る。従って、混合室はない。両方の成分は、ハウジングの同じ側で供給および除 去がなされるので、これにより粘性のある成分に対しては莫大な流れの抵抗が生 じることになる。 本発明の目的は、粘性のある成分を正確に計量および混合することができる計 量キャップを最も簡単な方法で創作することにある。 この目的は、ここで示される特徴点を有する請求項１の前提部分に従った計量 キャップによって達成される。 直線的な配列をとることにより、流れる抵抗の発生を防止し、かつ計量ポンプ による混合の効果がなお存在する領域に混合室を直接配置することにより、たと え粘性のある成分であっても十分な混合をなすことができるようにしている。 混合成分が非常に少量だけ必要とされるのであれば、計量キャップ内に混合成 分のための容器を組み込むこともまた可能である。 混合成分がより多量に必要とされるのであれば、請求項３に従って、接続可能 な容器内にそれを入れて置くことも可能である。 混合成分のための容器をすっかり空にするために、請求項４に従って、それら の容器に浮動ピストンを取り付けることが有利である。 しかし、これにより混合成分のための容器内で圧力不足が引き起こされるので 、請求項５では、圧力補正通路を追加することを提案している。もし、混合成分 が比較的流動的であるならば、圧力補正通路は、請求項６に従って、外部の空気 と通じるようにすることが可能である。しかし、混合成分に粘性があれば、請求 項７に提案されているように、主成分の現在の圧力を圧力補正通路を介して浮動 ピストンの下方へ加えることが有利である。 構造的に有利なさらなる実施例は、別の従属の請求項からもたらされ、それら の重要性および効果については、以下の記述で説明される。 好ましい実施例は、添付図面に示されており、その構造および機能は、以下の 記述によって説明される。 図１は、計量キャップの、計量ロータのシャフトに平行な平面での縦断面図で ある。 図２は、同一の計量キャップの、計量ロータのシャフトに垂直な縦断面図であ る。 図３は、外観は若干異なるが構造は同一の計量キャップの、図１に相当する断 面を示す。 図４は、図３に相当する装置の計量ロータ領域における部分縦断面を示す。 混合および計量される特に２つの成分の流れの経路が図１および図２に示され ており、一方、２つの成分の輸送および計量のための手段が図３および図４によ り詳細に示されている。 量的により大きな主成分を含むカートリッジが図３にのみ概略的な形で示され ている。カートリッジはＣで特定されている。カートリッジはまた、図１および 図３にのみ概略的に示されているプレスの中に保持されている。このプレスＰは 、 カートリッジＣを能動的に空にするために用いられる。ここで示されている計量 キャップの実施例は、全てプラスティックから製造されている。押し出し技術の 変形によって、計量キャップハウジング１は、図３に示されているように垂直ま たは水平方向に２つの部分に分割されるか、または図１および図２に示されてい るように水平方向に区分された３つのハウジング部品に分割される。しかしなが ら、このことは機能的には重要でない。 カートリッジＣは、通常粘性のある主成分を含んでいる。この計量キャップで は、特に２成分の粘着性のものが想定されている。 まず、本発明の計量キャップの一般的な構造を図１および図２によって記述し 、その機能を説明する。ここで、および既に前述したように、計量キャップは３ つの別々に製造されたプラスティック部品からなっている。基部プレート２は、 底部に見ることができ、これによってカートリッジ（ここでは図示されていない ）との接続が行われる。基部プレート２は従って、中央開口６を有し、この中央 開口６は、例えばカートリッジとの接続のための内面ねじ７を有するようにする ことができる。 カートリッジからくる主成分のための供給通路８が中心に位置決めされ、かつ その供給通路８が開口６の上に整列されている円筒形状中央部３が、基部プレー ト２の上に配置されている。供給通路８は、計量室９内で終っており、その計量 室９の下半分は中央部３内に形成され、頂部プレート４内にある上半分がその上 に配置されている。混合室１０は、計量室９の上に形成されており、そこで第２ 成分が第１成分、すなわち主成分へ導入される。混合室１０は、出口通路１１へ の直接的な移動を作り出し、すなわち混合室１０は、はじめから出口通路１１の 一部をなしており、流れの方向に計量室と隣接している。 混合室１０は、計量室９と開口接触している。それでも、この領域には、計量 ロータによる混合運動に必要な一定量があり、計量ロータによってたとえ粘性の ある成分であっても十分な混合がなされる。 コネクタ形状の出口通路１１には、外面ねじ１２が設けられており、それは例 えば、一方において出口通路の延長部を取り付けるために用いられ、他方におい てねじキャップ１３をつけるために用いられる。図１に示されているねじキャッ プはさらに、混合室１０の領域内の供給通路まで下方に延びることができる、中 心に位置決めされるシールピン１４を有している。 プレスＰによって加えられる圧力は、カートリッジＣにおいて、量的により大 きな主成分を、カートリッジＣから基部プレート２内の開口６、円筒形状中央部 ３の計量室９への吸引ないし供給通路８、およびそれに続く頂部プレート４の出 口通路１１への計量室１０へと、押し動かす。その過程で、量的により大きな主 成分の流れは、計量室９内の２つのかみ合う計量ロータを駆動する。しかしなが ら、これについては後で図３および図４を参照してより詳細に扱うことにする。 量的にみて補足的な、すなわち混じる成分である第２成分の流れはまた、図１ に示す縦断面図に見ることができる。垂直方向に延びる供給開口１５は、頂部プ レート４に配置されている。この供給開口１５は、円筒形状中央部３内のコネク タ１６内で終っている。計量キャップはそれゆえ、第２成分のための内部第２容 器１８が計量キャップハウジング内に設けられている場合、その最初の使用前に 、供給開口１５およびコネクタ１６を介して第２成分、すなわち量的により小さ な混合成分で満たされるようにすることができる。内部容器１８が満たされたと きには、例えばコネクタ１６内のねじプラグ１７によって閉じることができる。 しかしながら、第２成分のための容器を、図１に断続線で示したように、外部に 配置することもまた可能であり、ここではねじプラグ１７はもちろん削除される 。内部容器１８は従って、同様に削除されるか、より小さな補助容器として縮小 される。１つの変形例として、この補助容器２１はまた、図１にのみ断続線で示 されている。 第２成分のために用いられる容器が、外部容器２０であるか、計量キャップハ ウジング１に組み込まれる内部容器１８であるかにかかわらず、容器１８または ２０は、間接的または直接的に供給通路２３の吸引側の端部２２に通じている。 供給通路２３は、吸引側の端部２２から歯車ポンプ２４を介して混合室１０の領 域内の出口側の端部２５まで延びている。 ２つの成分の輸送および計量のための手段は、図３および図４に明瞭に示され ている。２つのシャフト３０は、計量室９を貫通して延びており、１つのシャフ トは１つの計量ロータ３１と一体のものとして設計されており、一方、第２の計 量ロータ３１は、スタッドねじ３２によって第２のローターシャフトに対して軸 方向に固定されるように拘束されている。計量ロータ３１は、好ましい実施例と してここでは２つのブレードを持つ形で示されている。この実施例は、特に粘性 のある成分に対して好ましいものである。しかしながら、量的により大きな主成 分がより流動的であるならば、多ブレードの計量ロータがむしろ用いられる。 ロータシャフト３０の１つは、例えば四角形の横断面を持つ出口ジャーナル３ ３で終っており、この出口ジャーナル３３では、２つの歯車ホイール３４の１つ が相対的な回転がなされないように固定して取り付けられ、一方、この歯車ホイ ール３４に結合される第２の歯車ホイール３４′は、ここでそれとかみ合い、こ のようにして歯車ポンプを形成している。２つの歯車ホイール３４および３４′ から形成される歯車ポンプ２４は従って、計量ロータ３１によって計量室９を通 して輸送される量に正確に従った輸送を行う。それゆえ、２つの成分の混合比は 計量手段９および３１、または歯車ポンプ２４の幾何学的な条件についてのみの 関数となる。 第２成分のための容器１８が計量キャップハウジング１の内部に配置されてい るような変形例では特に、長時間にわたって歯車ポンプが容器１８内の圧力不足 を作り出し、その結果、第２成分がもはや歯車ポンプの歯車ホイールに接触しな くなるという危険性がある。このような事態を避けるため、浮動ピストン３５が 設けられている。浮動ピストン３５は、容器１８内の圧力不足の効果に基づいて 自動的に持ち上がり、これにより第２成分の容器１８の残容量を減少させる。ピ ストン３５が完全に持ち上がるようにするためには、ピストンの下側および上側 との間で圧力勾配が作られることが何よりも必要である。この目的のために、本 発明は、外部の空気に直接通じる圧力補正通路３６を提供している。しかしなが ら、圧力補正通路３７が吸引ないし供給通路８と容器１８との間を連通するよう な解決法も好ましい。このようにして、吸引ないし供給通路８で支配的な主成分 の圧力が、圧力補正通路３７を介して第２容器１８内の浮動ピストン３５の下方 の領域に広がるようにすることができる。このような方法により、歯車ポンプ２ ４が常に第２混合成分と接触するようになる。 以上のように、本発明の基本的な概念は、量的により大きな主成分に加えられ た圧力が計量ロータを駆動するために利用されるとともに、その計量ロータが同 時に第２成分を輸送するための歯車ポンプを駆動することにある。 供給通路２３の出口側の端部２５はまた異なった形で設計することもできる。 ここで、好ましくは、出口通路１１を通って延びる小チューブにおいて、少なく とも１つの出口開口が流れから離れた側に配置されるものとして設計するとよい 。 ２つの成分のみの混合を例として描写ないし記述を行ってきたが、計量ロータ のシャフトに、第２、またはさらなる歯車ポンプを形成する、さらなる歯車ホイ ールを取り付けることももちろん可能である。最も簡単な方法としては、計量ロ ータの全体を対称的に設計し、歯車ポンプを両側に持つようにすることができる 。 計量されるべき成分は、いかなる任意の容量の関係をもとることができる。ゆ えに、「主成分」、「補足的すなわち混じる成分」という呼称は、説明的なもの としてのみ理解される。 同様にして、計量キャップ内にいくつかの歯車ポンプを配置することが可能で あり、計量キャップ内に２つの容器を対称的に配置したり、そのいくつかを外部 から接続できるように設計することもまた、もちろん可能である。

───────────────────────────────────────────────────── 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，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ， ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも２つの流動可能な成分の計量配合のためのプラスティック材 料からなる計量キャップであって、供給通路（８）および出口通路（１１）を有 し、加圧された主成分によって動かされる２つのかみ合う計量ロータ（３１）が 計量キャップハウジング（１）内に配置され、この２つの計量ロータ（３１）が 、少なくとも１つ以上の容器（１８，２０）から供給通路（２３）を介して主成 分へ導かれる混合成分のための歯車ポンプ（２４）を駆動する計量キャップにお いて、 供給通路（８）および出口通路（１１）は、計量キャップハウジング（１）内 で互いに接するように略整列して配置され、混合室（１０）まで延在する供給通 路（２３）を介して混合成分が主成分へ導入される混合室（１０）は、計量ロー タ（３１）と出口通路（１１）間に配置され、この混合室（１０）は、ロータが 回動する計量室（９）と開口接触しており、これによって計量ロータが混合室内 での混合を促進させることを特徴とする計量キャップ。 ２． 少なくとも１つ以上の混合成分のための容器（１８）が、計量キャップ ハウジング（１）内に組み込まれて配置されていることを特徴とする請求項１記 載の計量キャップ。 ３． 混合成分のための第２の容器（２０）が、計量キャップハウジング（１ ）に接続可能とされていることを特徴とする請求項１記載の計量キャップ。 ４． 浮動ピストン（３５）が、組み込まれた容器（１８）内に取り付けられ ていることを特徴とする請求項２記載の計量キャップ。 ５． 圧力補正通路（３６，３７）が、少なくとも１つの組み込まれた容器（ １８）の下部領域で終っていることを特徴とする請求項４記載の計量キャップ。 ６． 圧力補正通路（３６）が、外部の空気と通じていることを特徴とする請 求項５記載の計量キャップ。 ７． 圧力補正通路（３７）が、主成分のための供給通路（８）に通じている ことを特徴とする請求項５記載の計量キャップ。 ８． 歯車ポンプ（２４）の少なくとも１つの歯車ホイール（３４）が、２つ の計量ロータ（３１）のロータシャフトの少なくとも１つに相対的な回転がなさ れないように固定して配置されるとともに、歯車ポンプの第２の歯車ホイールに かみ合うことを特徴とする請求項１記載の計量キャップ。 ９． 歯車ポンプ（２４）の第２の歯車ホイール（３４′）が、第２の計量ロ ータ（３１）のロータシャフトに回動自在に取り付けられていることを特徴とす る請求項８記載の計量キャップ。 １０． ２つの計量ロータ（３１）が、２つのブレードを持つように設計され ていることを特徴とする請求項１記載の計量キャップ。 １１． 混合成分のための供給通路（２３）が、混合室（１０）を通って延び る小チューブによって構成され、かつ流れから離れた側に少なくとも１つの出口 開口（２６）を有することを特徴とする請求項１記載の計量キャップ。 １２． 計量キャップに組み込まれた少なくとも１つの容器が、少なくとも１ つの組み込まれた供給開口（１５）を有し、ねじプラグ（１７）によって閉じら れるようにしたことを特徴とする請求項２記載の計量キャップ。 １３． 出口通路（１１）が、十分な長さを持つことにより閉じた状態でその シールが供給通路（２３）内の少なくとも１つの出口開口に位置することとなる シールピン（１４）を有するねじ頂部（１３）によって閉じられるようにしたこ とを特徴とする請求項１１記載の計量キャップ。