JP4026202B2 - 液体充填用ダイヤフラムポンプ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体包装容器への液体内容物の充填に使用する液体充填用のダイヤフラムポンプ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の液体充填機に取り付けられた充填用のダイヤフラムポンプ装置は、図4の側断面図に示すようにピストンシリンダー1と、その内部を往復移動するピストン51と、そのピストン51の圧縮移動方向前部のピストン本体52にネジ体53によって取り付け固定したゴム製の成形シートによる第1ダイヤフラム61と、その後部に固定盤73を被覆してネジ等にて取り付け固定したゴム製の成形シートによる第2ダイヤフラム71とを備えている。
【0003】
また、前記第1ダイヤフラム61の前部には、ピストンシリンダー1の内部空間に連通する各々逆止バルブ8a、9a付きのそれぞれ吸入管8と排出管9を備えている。
【0004】
そして、前記ピストンシリンダー1の側部にはエア吸引機構5を備えており、また、前記第1ダイヤフラム61と第2ダイヤフラム71とに挟まれたピストン51の外面と、該両ダイヤフラム61、71との対向間は、密閉空間として形成されている。
【0005】
前記エア吸引機構5は、前記密閉空間と連通する位置にある前記ピストンシリンダー1の側部に部分的に孔設されたエア吸引孔4より常にエアを吸引してその密閉空間内を負圧することにより、前記第1ダイヤフラム61と第2ダイヤフラム71とを常にピストン51の外面に密着させている。
【0006】
前記ピストン11は、第1ダイヤフラム61と第2ダイヤフラム71とを常にピストン51の外面に密着させながら、これと一体の往復駆動するピストンシャフト17により繰り返し往復動作して、前記吸入管8から排出管9方向に充填用の流体物を送流することができるようになっている。
【0007】
ピストンシャフト17の往復直線駆動機構としては、ピストンシリンダー1のスライド軸受部2a外側に延設されたピストンシャフト17の末端部にアーム18を取り付け固定し、他方、ピストンシャフト17と平行に回転シャフト19をその端部23を回転軸受部22により軸支して回転可能に軸支し、該回転シャフト19はネジシャフトとなっていて、その外周面にネジ部19bを備え、電動モーター80(パルスモーター、サーボモーター)によりその主軸81に取り付けた第1プーリー82(又はスプロケット)を駆動回転させ、タイミングベルト又はチェーン83を介してシャフト19に取り付けた第2プーリー84(又はスプロケット)を回転させることにより前記シャフト19を回転させる。
【0008】
該回転シャフト19には、そのネジ部19bに対して可動体20がその内面のネジ部20aに螺着しており、前記アーム18と可動体20とは固定連結部18aによって一体的に取り付け固定されており、前記回転シャフト19を電動モーター80によって正転方向と逆転方向とに交互に繰り返し駆動回転させることによって、該可動体20はアーム18とともに往復直線運動してピストンシャフト17及びピストン11を往復直線運動させるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような構造の従来のダイヤフラムポンプ装置においては、ゴム製の第1ダイヤフラム61は、ピストン51の圧縮移動方向前部のピストン本体52にフランジ状の押さえ板54を備えたネジ体53によって取り付け固定されるものであって、図5に示すように全体の形状がキャップ状(又は偏平シート状)に成形されていて、その略中央部にはネジ体53を挿入するための孔設部63を備えている。
【0010】
そして図6に示すように、第1ダイヤフラム61はネジ体53を孔設部63に挿入してピストン本体52に螺着し、そのネジ体53の押さえ板54によって第1ダイヤフラム61の孔設部63端縁部を締め付け固定して取り付ける構造であるために、締め付け部分64が緩いと孔設部63よりエアが漏れて密封空間を安定して保持できなくなったり、あるいはネジ体53による締め付け部分64の締め付けによって第1ダイヤフラム61の素材を傷め易く、ピストン51の繰り返し往復運動によるダイヤフラムのストレスも加わって耐久性低下の要因となる場合がある。
【0011】
本発明の課題は、ピストン圧縮移動方向前部に取り付けられるダイヤフラムの取り付け方式を、従来のネジ体による取り付け方式とは異なる方式に改良することにあり、ネジ体の取り付け方式による不安定な密封空間の保持を解消するとともに、ダイヤフラムの素材の耐久性を向上させることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1に係る発明は、ピストンシリンダーと、その内部を往復移動するピストンと、そのピストンの圧縮移動方向前部に重ね合わせ被覆された第1ダイヤフラムと、その後部に被覆された第2ダイヤフラムとを備え、前記第1ダイヤフラムをピストンの外面にエア吸引にて密着させながらポンピング動作させるためのエア吸引機構を備えた液体充填用ダイヤフラムポンプ装置において、ピストンシリンダー1と、その内部を往復移動するピストン11と、そのピストン11の圧縮移動方向前部に重ね合わせ被覆された第1ダイヤフラム31と、その後部に被覆された第2ダイヤフラム41とを備え、前記第1ダイヤフラム31の前部に、ピストンシリンダー1の内部空間に連通する各々逆止バルブ付きの吸入管8と排出管9を備え、前記ピストン11の繰り返し往復動作により前記吸入管8から排出管9方向に流体物を送流可能であって、前記ピストン11は、ピストン本体12とそのピストン本体12の前部に接続固定された前部プレート13とにより構成され、前部プレート13には1乃至複数個所にエア吸引孔14が孔設され、ピストン本体12の前部と前部プレート13との間に設けたエア通路(又はエア溜まり)としての内部空間部15を介して、その前部から側部に亘って連続するエア通路16が形成され、前記ピストンシリンダー1の側方に前記エア流路16よりエアを吸引して前記第1ダイヤフラム31と第2ダイヤフラム41の間の密閉空間内を負圧にして、少なくとも第1ダイヤフラム31をピストン11の圧縮移動方向前部に密着固定するエア吸引機構5を備えたことを特徴とする液体充填用ダイヤフラムポンプ装置である。
【0013】
本発明の請求項2に係る発明は、上記請求項1に係る発明の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置において、前記シリンダー1が、ピストンシャフト17を前後方向に可動状態で軸支するスライド軸受部2aを備えた後部シリンダー部2と、中間シリンダー部3と、圧縮移動方向前部にある前部シリンダー部7とを、該シリンダー1の内部が密封状態となるように互いに接続固定されていて、前記第1ダイヤフラム31は、外周端部に肉厚のリング状シール部32(Oリング部)を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、中間シリンダー部3と前部シリンダー部7との接続部の溝内部にてリング状シール部32を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストン11の圧縮移動方向前部の前部プレート13の前面からピストン本体12の前半部の外側面に亘って重ね合わせ被覆して取り付けられ、
前記第2ダイヤフラム41は、外周端部に肉厚のリング状シール部42(Oリング部)
を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、軸受シリンダー部2と中間シリンダー部3との接続部の溝内部にてリング状シール部42を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストンシャフト17に装通させて、そのピストン11の圧縮移動方向後部面からピストン本体12の後半部の外側面に亘って被覆して取り付けられていることを特徴とする液体充填用ダイヤフラムポンプ装置である。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の液体充填用のダイヤフラムポンプ装置を、実施の形態に従って以下に詳細に説明する。
【0015】
図1は、本発明の液体充填用のダイヤフラムポンプ装置の側断面図であり、ピストンシリンダー1と、その内部を往復移動するピストン11と、そのピストン11の圧縮移動方向前部に重ね合わせ被覆されたゴム製の第1ダイヤフラム31と、その後部に被覆されたゴム製の第2ダイヤフラム41とを備えている。
【0016】
ピストンシリンダー1はピストンシャフト17を前後方向に可動状態で軸支するスライド軸受部2aを備えた後部シリンダー部2と、中間シリンダー部3と、圧縮移動方向前部にある前部シリンダー部7とを、シリンダー1の内部が密封状態となるように互いにネジなどにて螺着して接続固定されている。
【0017】
ピストン11は、ピストン本体12とそのピストン本体12の前部に接続固定された前部プレート13とにより構成され、ピストン本体12の前部と前部プレート13との間にエア通路(又はエア溜まり)としての内部空間部15を備えている。そして、ピストン11は、図1又は図2(b)に示すピストン本体12の後部面に孔設された孔設部12aにピストンシャフト17の先端部を挿入して、該ピストンシャフト17先端部のネジ部17aをピストン本体12のネジ孔12bに螺着することにより取り付けられている。
【0018】
図1のポンプ装置の全体側断面図及び図2(a)のピストン11の正面図に示すように、前部プレート13には1乃至複数個所にエア吸引孔14が孔設され、また、図1のポンプ装置の全体側断面図及び図2(b)のピストン11本体の側断面図に示すように、ピストン本体12の内部には、その前部から側部に亘って連続するエア通路16が形成されている。
【0019】
第1ダイヤフラム31は、図1又は図3に示すように外周端部に肉厚のリング状シール部32(Oリング部)を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、中間シリンダー部3と前部シリンダー部7との接続部の溝内部にてリング状シール部32を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストン11の圧縮移動方向前部の前部プレート13の前面からピストン本体12の前半部の外側面に亘って重ね合わせ被覆して取り付けられている。
【0020】
第2ダイヤフラム41は、外周端部に肉厚のリング状シール部42(Oリング部)を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、軸受シリンダー部2と中間シリンダー部3との接続部の溝内部にてリング状シール部42を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストンシャフト17に装通させて、そのピストン11の圧縮移動方向後部面からピストン本体12の後半部の外側面に亘って被覆して取り付けられている。なお、第2ダイヤフラム41は、図1に示すようにピストンシャフト17を装通する孔設部43とネジ孔44を備えていて、ピストン本体12の後部面に密着させて、その上から押さえ板47を重ね合わせ、図2(c)のピストン本体12の後面図に示すようにピストン本体12の後部面のネジ孔46にネジ45にて螺着して取り付けられている。
【0021】
前記ピストン11の前部プレート13に重ね合わせ被覆した第1ダイヤフラム31の前部には、各々逆止バルブ8a、9a付きのピストンシリンダー1内部空間と連通する充填物の吸入管8と排出管9とを備えている。
前記ピストン11の繰り返し往復動作を行うピストンシャフト17の往復直線駆動機構は、それぞれカムフォロア方式、スプライン方式、あるいは正転逆転するネジシャフト方式など、回転運動を往復直線運動に変換する駆動機構であれば本発明においては特に限定されるものではない。
【0022】
ピストンシャフト17の往復直線駆動機構は、例えば、図1に示すようにピストンシリンダー1のスライド軸受部2a外側に延設されたピストンシャフト17の末端部にアーム18を取り付け固定する。
【0023】
他方、ピストンシャフト17と平行に回転シャフト19をその端部23を回転軸受部22により軸支して回転可能に軸支し、該回転シャフト19の外面には突起(タップ)状のカム19aが設けられ、該シャフト19は電動モーターなどによって駆動回転させる。
【0024】
該回転シャフト19には、該シャフト19に対して回転可能にカムフォロア20が装着されており、該シャフト19を装着したカムフォロア20の内周面には螺旋状の回帰(循環)する溝部21が設けられ、該溝部21内に回転シャフト19の前記カム19aを嵌入している。
【0025】
そして、前記アーム18とカムフォロア20とは固定連結部18aによって一体的に取り付け固定されており、該カムフォロア20はアーム18とともに、前記回転シャフト19を駆動回転させることによってその周方向に回転移動する前記カム19aに追従して回転シャフト19に沿って往復直線運動して、ピストンシャフト17及びピストン11を往復直線運動させる。
【0026】
前記ピストン11には、その圧縮移動方向前部の1乃至数カ所にエア吸引孔14と、該吸引孔14に連通するエア流路16とを備えており、前記ピストンシリンダー1の側方(中間シリンダー3の側方)に部分的に設けたエア吸引孔4に連通するように取り付けたエア吸引機構5によってエアを吸引管6方向に吸引することにより前記エア流路16よりエアを吸引する。
【0027】
前記第1ダイヤフラム31と第2ダイヤフラム41の間は密閉空間となっており、この密閉空間内は負圧にされて、少なくとも第1ダイヤフラム31をピストン11の圧縮移動方向前部(前面板13)に密着(又は密着固定)させるものである。
【0028】
前記ピストン11は、第1ダイヤフラム31と第2ダイヤフラム41とを常にピストン51の外面に密着させながら、これと一体の往復駆動シャフト17により繰り返し往復動作して、ピストン11の吸引動作(後退動作)により、第1ダイヤフラム31の前面とシリンダー1内面(前部シリンダー7内面)との間の空間内が負圧になって、吸入管8側の逆止バルブ8aは開放し、排出管9側の逆止バルブ9aは閉鎖して、前記吸入管8側からその空間内に液状の充填物を吸い込む。
【0029】
続くピストン11の圧縮動作(前進動作)により、吸入管8側の逆止バルブ8aは閉鎖し、排出管9側の逆止バルブ9aは開放して、その空間内に吸い込まれた前記液状の充填物を排出管9方向に押し出し送流して所定の包装容器内に充填するものである。
【0030】
【発明の効果】
本発明の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置は、ピストンの圧縮動作方向前部に被覆して使用する第1ダイヤフラムがピストンの往復運動中に不規則な皺や変形を生じないで円滑且つ正常に動作するように、ピストン側に常に密着させながら取り付けるための取り付け方式として、従来のネジ体による取り付け方式とは異なるエア吸引方式により第1ダイヤフラムをピストンの前部及び側部に密着さらながらピストンを往復動作させる構造であるため、第1ダイヤフラム本体に取り付け用のネジ孔などを設ける必要がなく、従来のようなネジ止めによる締め付けの強弱による密封空間でのポンピングエアの不安定な漏れの発生を皆無とすることができ、ポンピングの安定性が確保できる効果がある。
【0031】
また、従来のような締め付けによって第1ダイヤフラムの素材を傷めることも解消されて、ピストンの繰り返し往復動作に対する第1ダイヤフラムの耐久性をより向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明液体充填用ダイヤフラムポンプ装置の全体側断面図。
【図2】(a)は本発明液体充填用ダイヤフラムポンプ装置のピストン正面図、(b)はその側断面図、(c)はその後面図。
【図3】本発明液体充填用ダイヤフラムポンプ装置に使用する第1ダイヤフラムの全体斜視図。
【図4】従来の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置の全体側断面図。
【図5】従来の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置に使用する第1ダイヤフラムの全体斜視図。
【図6】従来の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置に使用する第1ダイヤフラムの取り付け構造を説明する部分側断面図。
【符号の説明】
1…ピストンシリンダー 2…後部シリンダー 3…中間シリンダー
4…エア吸引孔 5…エア吸引機構 6…エア吸引管 7…前部シリンダー
8…吸入管 9…排出管
11…ピストン 12…ピストン本体 13…前部プレート 14…エア吸引孔
15…内部空間部 16…エア通路 17…ピストンシャフト 18…アーム
19…回転シャフト 19a…カム 20…カムフォロア 21…カム溝部
22…回転軸受
31…第1ダイヤフラム 32…エアシール部
41…第2ダイヤフラム 42…エアシール部
51…ピストン 52…ピストン本体 53…ネジ体
61…第1ダイヤフラム 62…エアシール部 63…孔設部
Claims (2)
- ピストンシリンダーと、その内部を往復移動するピストンと、そのピストンの圧縮移動方向前部に重ね合わせ被覆された第1ダイヤフラムと、その後部に被覆された第2ダイヤフラムとを備え、前記第1ダイヤフラムをピストンの外面にエア吸引にて密着させながらポンピング動作させるためのエア吸引機構を備えた液体充填用ダイヤフラムポンプ装置において、ピストンシリンダー1と、その内部を往復移動するピストン11と、そのピストン11の圧縮移動方向前部に重ね合わせ被覆された第1ダイヤフラム31と、その後部に被覆された第2ダイヤフラム41とを備え、前記第1ダイヤフラム31の前部に、ピストンシリンダー1の内部空間に連通する各々逆止バルブ付きの吸入管8と排出管9を備え、前記ピストン11の繰り返し往復動作により前記吸入管8から排出管9方向に流体物を送流可能であって、前記ピストン11は、ピストン本体12とそのピストン本体12の前部に接続固定された前部プレート13とにより構成され、前部プレート13には1乃至複数個所にエア吸引孔14が孔設され、ピストン本体12の前部と前部プレート13との間に設けたエア通路(又はエア溜まり)としての内部空間部15を介して、その前部から側部に亘って連続するエア通路16が形成され、前記ピストンシリンダー1の側方に前記エア流路16よりエアを吸引して前記第1ダイヤフラム31と第2ダイヤフラム41の間の密閉空間内を負圧にして、少なくとも第1ダイヤフラム31をピストン11の圧縮移動方向前部に密着固定するエア吸引機構5を備えたことを特徴とする液体充填用ダイヤフラムポンプ装置。
- 請求項1記載の液体充填用ダイヤフラムポンプ装置において、前記シリンダー1が、ピストンシャフト17を前後方向に可動状態で軸支するスライド軸受部2aを備えた後部シリンダー部2と、中間シリンダー部3と、圧縮移動方向前部にある前部シリンダー部7とを、該シリンダー1の内部が密封状態となるように互いに接続固定されていて、前記第1ダイヤフラム31は、外周端部に肉厚のリング状シール部32(Oリング部)を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、中間シリンダー部3と前部シリンダー部7との接続部の溝内部にてリング状シール部32を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストン11の圧縮移動方向前部の前部プレート13の前面からピストン本体12の前半部の外側面に亘って重ね合わせ被覆して取り付けられ、
前記第2ダイヤフラム41は、外周端部に肉厚のリング状シール部42(Oリング部)を備えたゴム製のキャップ状又はシート状の形状であり、軸受シリンダー部2と中間シリンダー部3との接続部の溝内部にてリング状シール部42を締め付け固定することにより、該シリンダー1の内部にピストンシャフト17に装通させて、そのピストン11の圧縮移動方向後部面からピストン本体12の後半部の外側面に亘って被覆して取り付けられていることを特徴とする液体充填用ダイヤフラムポンプ装置。
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