(57)【要約】【課題】簡素な構成でコストを削減することができるメンテナンス容易な充填用ポンプを提供する。【解決手段】本発明の充填用ポンプ１０は、第１、第２端板１１、１２を有するシリンダ１３、ピストン１４、ピストンロッド１５及びコイルスプリング１７を備え、圧縮空気とコイルスプリング１７の協働下でピストンロッド１５を介してピストン１４が作動して容器４０へ液体と圧縮空気を供給するポンプであって、第１端板１１は、圧縮空気が流入する第１流路１１Ｂと、シリンダ１３内の圧縮空気が流出する第２流路１１Ｃを有し、第２端板１２は、シリンダ１３内から液体が流出する第３流路１２Ａと、ピストン１４の復帰時にシリンダ内１３に液体が流入する第４流路１２Ｂを有し、ピストンロッド１５は、ピストン１４が第２端板１２に接触する位置でシリンダ１３内と第２流路１１Ａを連通する溝１５Ｂを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端が第１、第２端板によって封止されたシリンダと、上記シリンダ内を摺動するピストンと、上記ピストンに上記第１端板の中央孔を貫通する一端が連結されたロッドと、上記ロッドの他端に固定されたスプリング受けと上記シリンダの間に弾力的に介在し且つ上記ロッドを囲むコイルスプリングと、を備え、圧縮ガス供給源から上記シリンダ内に供給される圧縮ガスと上記コイルスプリングが協働して上記ロッドに連結された上記ピストンを上記シリンダ内で移動させて上記シリンダから容器へ液体と上記圧縮ガスを供給すると共に液体供給源から上記シリンダ内に上記液体を受給する充填用ポンプであって、
上記第１端板には、上記ピストンを上記第１端板側から上記第２端板へ移動させる圧縮ガスが流入する第１流路を設けると共に上記ピストンが上記第２端板に接触する位置で上記シリンダ内から上記容器に向けて上記圧縮ガスが流出する第２流路を設け、
上記第２端板には、上記ピストンの上記第２端板への移動により上記シリンダ内から上記液体が流出する第３流路を設けると共に上記コイルスプリングの付勢力を得て上記第２端板から上記第１端板に向けて移動する上記ピストンを介して上記液体供給源から上記シリンダ内に上記液体が流入する第４流路を設け、
上記ロッドには、上記ピストンが上記第２端板に接触する位置で上記シリンダの内部と上記第２流路を連通させるための溝を設けた
ことを特徴とする充填用ポンプ。
【請求項２】
上記圧縮ガス供給源と上記第１流路とを接続する配管に手動操作による流路切換装置を設け、上記流路切換装置を手動操作して上記圧縮ガス供給源と上記第１流路を連通させることを特徴とする請求項１に記載の充填用ポンプ。
【請求項３】
上記第１端板の中心孔に上記ロッドを摺動自在に支持する支持筒体を設け、上記支持筒体の内周面には全周に亘って第１環状溝を設けると共に上記支持筒体には上記第１環状溝から外周面に向けて径方向に貫通する貫通孔を設け、また、上記第１端板の中央孔内周面には全周に亘って上記貫通孔と上記第２流路を連通させる第２環状溝を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の充填用ポンプ。
【請求項４】
上記第２、第３、第４流路にはそれぞれでの逆流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の充填用ポンプ。
【請求項５】
手動式流路切換装置を介して圧縮ガス供給源から受給する圧縮ガスの働きで駆動して液体と上記圧縮ガスを連続して容器へ供給する充填用ポンプと、上記充填用ポンプから供給される上記液体と上記圧縮ガスを上記容器に充填するために上記容器の接続体と接続して上記容器への流路を開閉する弁内蔵型の接続装置と、を備え、上記充填用ポンプは、上記手動式流路切換装置の手動操作により上記圧縮ガス供給源から上記圧縮ガスを受給して駆動し、上記容器内に上記液体と上記圧縮ガスを連続して充填する充填装置であって、上記充填用ポンプは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の充填用ポンプによって構成されていることを特徴とする充填装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器内に液体及び圧縮気体を充填する充填用ポンプ及びこの充填ポンプを用いる充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の充填装置ではエアロゾル等の気液混合媒体を散布する散布ノズルを有する散布容器が広く使用されている。散布容器としては、最近の環境保護の観点から再充填可能な散布容器（以下、単に「容器」と称す。）が市場に出回っている。容器は、上部に散布ノズルを有し、底面に気液媒体を充填するためのバルブ内蔵型のプラグを有している。液体を使い果たすと、容器底面のプラグを、充填装置の充填用ソケットに接続して容器内に気液媒体を充填媒体として充填し、容器を繰り返し使用するようにしている。このような充填装置としては例えば特許文献１に記載の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１には気液媒体を容器内に充填する充填装置と充填用ポンプとして用いられる投与容器について記載されている。この投与容器は、シリンダ機構を主体として構成され、一定量の液体を容器内に供給した後、続けて加圧ガスを容器内に充填するようにしてある。つまり、投与容器は液体及び加圧ガスを容器内に充填する充填用ポンプとして構成されている。  この投与容器では、シリンダ内に供給された加圧ガスによってピストンがシリンダの底部に達した時、制御バルブがピストンロットの端部に取り付けられた機械的停止部と連動して加圧ガスの供給ラインをシリンダから容器に切り換え、切り換えたラインを介して加圧ガスを供給するようにしてある。
【０００４】
【特許文献１】特許３２５１７９５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の充填装置に用いられている充填用ポンプは、容器内に液体を充填する場合と加圧ガスを充填する場合とでは加圧ガスの供給ラインが異なるため、二系列のガス供給ラインが必要であり、しかもこれらのライン間を切り換えるためのに制御バルブが必要であるため、充填用ポンプとしては構成が煩雑になり、コストが高くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成でコストを削減することができると共にメンテナンスを容易に行うことができる充填用ポンプ及びこの充填用ポンプを備えた充填装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の充填用ポンプは、両端が第１、第２端板によって封止されたシリンダと、上記シリンダ内を摺動するピストンと、上記ピストンに上記第１端板の中央孔を貫通する一端が連結されたロッドと、上記ロッドの他端に固定されたスプリング受けと上記シリンダの間に弾力的に介在し且つ上記ロッドを囲むコイルスプリングと、を備え、圧縮ガス供給源から上記シリンダ内に供給される圧縮ガスと上記コイルスプリングが協働して上記ロッドに連結された上記ピストンを上記シリンダ内で移動させて上記シリンダから容器へ液体と上記圧縮ガスを供給すると共に液体供給源から上記シリンダ内に上記液体を受給する充填用ポンプであって、上記第１端板には、上記ピストンを上記第１端板側から上記第２端板へ移動させる圧縮ガスが流入する第１流路を設けると共に上記ピストンが上記第２端板に接触する位置で上記シリンダ内から上記容器に向けて上記圧縮ガスが流出する第２流路を設け、上記第２端板には、上記ピストンの上記第２端板への移動により上記シリンダ内から上記液体が流出する第３流路を設けると共に上記コイルスプリングの付勢力を得て上記第２端板から上記第１端板に向けて移動する上記ピストンを介して上記液体供給源から上記シリンダ内に上記液体が流入する第４流路を設け、上記ロッドには、上記ピストンが上記第２端板に接触する位置で上記シリンダの内部と上記第２流路を連通させるための溝を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の充填用ポンプは、請求項１に記載の発明において、上記圧縮ガス供給源と上記第１流路とを接続する配管に手動操作による流路切換装置を設け、上記流路切換装置を手動操作して上記圧縮ガス供給源と上記第１流路を連通させることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項３に記載の充填用ポンプは、請求項１または請求項２に記載の発明において、上記第１端板の中心孔に上記ロッドを摺動自在に支持する支持筒体を設け、上記支持筒体の内周面には全周に亘って第１環状溝を設けると共に上記支持筒体には上記第１環状溝から外周面に向けて径方向に貫通する貫通孔を設け、また、上記第１端板の中央孔内周面には全周に亘って上記貫通孔と上記第２流路を連通させる第２環状溝を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に記載の充填用ポンプは、請求項１〜請求項３のいずれか1項に記載の発明において、上記第２、第３、第４流路にはそれぞれでの逆流を防止する逆止弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明の請求項５に記載の充填装置は、手動式流路切換装置を介して圧縮ガス供給源から受給する圧縮ガスの働きで駆動して液体と上記圧縮ガスを連続して容器へ供給する充填用ポンプと、上記充填用ポンプから供給される上記液体と上記圧縮ガスを上記容器に充填するために上記容器の接続体と接続して上記容器への流路を開閉する弁内蔵型の接続装置と、を備え、上記充填用ポンプは、上記手動式流路切換装置の手動操作により上記圧縮ガス供給源から上記圧縮ガスを受給して駆動し、上記容器内に上記液体と上記圧縮ガスを連続して充填する充填装置であって、上記充填用ポンプは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の充填用ポンプによって構成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡素な構成でコストを削減することができると共にメンテナンスを容易に行うことができる充填用ポンプ及び充填装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の充填装置の一実施形態を示す概念図である。
【図２】図１に示す充填装置に用いられる充填用ポンプを示す断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図２に示す充填用ポンプの第１、第２端板を示す平面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ図３に示す第１、第２端板に設けられた逆止弁を示す図で、（ａ）はその左半分の破断して示す側面図、（ｂ）は（ａ）に示す逆止弁のＢ-Ｂ線断面を示す断面図である。
【図５】(ａ)、(ｂ)はそれぞれ図２に示す充填用ポンプの丸で囲んだ部分を拡大して示す図で、(ａ)はピストンが第２端板に接触する位置にある状態を示す断面図、(ｂ)は(ａ)に示すロッドを取り出して示す要部側面図である。
【図６】本実施形態の充填装置に用いられる充填用ソケットの左半分を破断して示す側面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ容器に取り付けられた充填用プラグを示す図で、（ａ）は容器の底部を破断して示す要部側面図、（ｂ）は（ａ）に示す弁体の断面図である。
【図８】底部材のない容器とその底面に装着された充填用プラグの要部を破断して示すの断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図１〜図８に示す実施形態に基づいて本発明の充填用ポンプについて説明する。
【００１５】
まず、本発明の充填装置の一実施形態について図１を参照しながら説明する。本実施形態の充填装置１００は、例えば図１に示すように、圧縮ガス供給源（例えば、圧縮空気供給源）(図示せず)に接続された第１配管Ｌ１に設けられた手動式流路切換装置（例えば、手動式三方弁）１０Ａを介して受給する圧縮空気の働きで駆動して液体と圧縮空気を連続して供給する充填用ポンプ１０と、充填用ポンプ１０と第２配管Ｌ２を介して接続された液体供給源（タンク）２０と、充填用ポンプ１０と第３配管Ｌ３を介して接続された接続装置（例えば、弁内蔵型の充填用ソケット）３０と、を備え、充填用ポンプ１０は、手動式三方弁１０Ａの操作により圧縮空気供給源から圧縮空気を受給して充填用ポンプ１０内にある一定量の液体を再充填可能な容器（以下、単に「容器」と称す。）４０内へ供給し、引き続き圧縮空気を容器４０内へ供給するように構成されている。手動式三方弁１０Ａとしては、切換スイッチタイプのものが好ましい。
【００１６】
充填用ソケット３０には容器４０の底面に取り付けられた接続体（例えば、弁内蔵型の充填用プラグ）５０が接続され、充填用ポンプ１０の駆動により充填用ソケット３０と充填用プラグ５０を介して一定量の液体が容器４０内で充填されると共に圧縮空気が所定の圧力に達するまで容器４０内に充填される。充填用ソケット３０は容器４０の受け皿６０の中心に取り付けられている。受け皿６０は後述する充填用ソケット３０に内蔵されるコイルスプリングによって付勢され、容器４０は後述する充填用ソケット３０に内蔵されるロック機構と充填用プラグ５０を介して受け皿６０に対して取り付け、取り外せるようになされている。また、手動式三方弁１０Ａは、操作性を考慮して基台７０に設けられているが、必要に応じて操作に便利な部位に取り付けられる。
【００１７】
而して、本実施形態の充填用ポンプ１０は、例えば図１、図２に示すように、シリンダ機構を主体に構成されている。即ち、本実施形態の充填用ポンプ１０は、図１、図２に示すように、両端が第１、第２端板１１、１２によって封止されたシリンダ１３と、シリンダ１３内を摺動するピストン１４と、ピストン１４に第１端板１１の中央孔を貫通する下端がナット１５Ａを介して連結されたピストンロッド１５と、ピストンロッド１５の上端に固定されたスプリング受け１６とシリンダ１３の間に介在し且つピストンロッド１５を囲むコイルスプリング１７と、を備え、後述するようにシリンダ１３内に供給される圧縮空気とコイルスプリング１７の働きでピストンロッド１５に連結されたピストン１４がシリンダ１３内で上下方向に往復移動してシリンダ１３から容器４０内へ一定量の液体と圧縮空気を連続して充填した後、タンク２０からシリンダ１３内に一定量の液体を吸引するように構成されている。
【００１８】
第１端板１１の中心孔には、図２、図５の（ａ）、（ｂ）に示すようにピストンロッド１５を摺動自在に支持する支持筒体１８が固定され、支持筒体１８と第１端板１１及びピストンロット１５の間がそれぞれＸリング等のシール部材を介して気密になっている。支持筒体１８の内周面の軸方向中ほどには全周に亘って第１環状溝１８Ａが設けられていると共に第１環状溝１８Ａから支持筒体１８の外周面まで水平方向に貫通する貫通孔１８Ｂが周方向に所定間隔を空けて複数設けられている。また、第１端板１１の中央孔内周面の軸方向中ほどには第１環状溝１８Ａに対応する第２環状溝１１Ａが全周に亘って形成され、第１環状溝１８Ａと第２環状溝１１Ａが複数の貫通孔１８Ｂを介して連通している。支持筒体１８と第１端板１１間のシール部材は、支持筒体１８の外周面で複数の貫通孔を挟んで形成された一対の環状溝に設けられ、支持筒体１８とピストンロッド１５間のシール部材は、支持筒体１８の内周面の第１環状溝１８Ａを挟んで形成された一対の環状溝に設けられている。この支持筒体１８の下端面は、第１端板１１の内面から僅かな寸法δ（図５の(ａ)参照）だけ突出している。そのため、ピストン１４がピストンロッド１５及びコイルスプリング１７をを介して上昇して支持筒体１８の下端面に接触することにより、図１、図２に示すようにピストン１３と第１端面１１との間に寸法δに相当する隙間ができるようになされている。
【００１９】
また、第１端板１１には、図１、図２に示すようにピストン１４を第１端板１１から第２端板１２へ移動させる圧縮空気が図３の(ａ)に矢印で示すように第１端板１１とピストン１４の間の隙間δに流入する第１流路１１Ｂが設けられていると共にピストン１４が第２端板１２に接触する位置でシリンダ１３内から外部の容器４０に向けて圧縮空気が図３の(ａ)に矢印で示すように流出する第２流路１１Ｃが設けられている。第２流路１１Ｃは、図２、図５に示すように第２環状溝１１Ａに接している。その結果、第２流路１１Ｃは、第２環状溝１１Ａ及び複数の貫通孔１８Ｂを介して第１環状溝１８Ａと連通している。第２流路１１Ｃには図３の（ａ）に示すように第１逆止弁１９が設けられ、第１逆止弁１９によって第２流路１１Ｂにおいて圧縮空気や液体が逆流しないようになっている。
【００２０】
また、図１に示すように第１流路１１Ｂには第１配管Ｌ１が接続されており、第１配管Ｌ１に設けられた手動式三方弁１０Ａを介して第１配管Ｌ１の管路を開き、圧縮空気源から第１流路１１Ｂへ圧縮空気が供給されるようになっている。
【００２１】
また、第２端板１２には、シリンダ１３内の一定量の液体が図２、図３の（ｂ）に矢印で示すようにシリンダ１３から容器４０に向けて流出する第３流路１２Ａが設けられていると共にコイルスプリング１７の付勢力で第２端板１２との接触位置から第１端板１１へ移動（復帰）するピストン１４を介してタンク２０からシリンダ１３内に一定量の液体が図２、図３の（ｂ）に矢印で示すように流入する第４流路１２Ｂが設けられている。第３、第４流路１２Ａ、１２Ｂにも図２、図３の（ｂ）に示すように第２、第３逆止弁１９、１９がそれぞれ設けられ、第２、第３逆止弁１９、１９によって第３、第４流路１２Ａ、１２Ｂにおいて液体が逆流しないようになされている。第１、第２、第３逆止弁１９は、いずれも例えば図４に示すように同一構造を備えている。
【００２２】
そこで、同一構造を備えた第１、第２、第３逆止弁１９について図４の（ａ）、（ｂ）を参照しながら逆止弁１９として説明する。逆止弁１９は、図４の（ａ）に示すように、筒体１９１と、筒体１９１内に収納された弁体１９２と、弁体１９２を筒体１９１内で軸方向で弾力的に往復移動させるコイルスプリング１９３と、を備えている。弁体１９２は、図４の（ａ）に示すように、上端面が球状を呈する頭部１９２Ａと、頭部１９２Ａの下面から下方に向けて断面十字を形成して延びる４枚の羽根からなる羽根部１９２Ｂを主体に構成されている。頭部１９２Ａの外周面に形成され溝にＯリング１９４が装着されている。逆止弁１９は、Ｏリング１９４を介して弁体１９２が筒体１９１の上端のテ―パ面１９１Ａに弾力的に着座し、装着された流路を閉じている。テ―パ面１９１Ａの下側には、テ―パ面１９１Ａ下端より拡径して段部が形成されている。また、羽根部１９２Ｂの下の部分の羽根は、それより上の部分の羽根より径方向に拡大して筒体１９１の内周面に接するほどの拡大羽根部として形成され、上の羽根部との間に図４の（ａ）に示すように段部がそれぞれ形成されている。コイルスプリング１９３は、図４の（ａ）に示すように羽根部１９２Ｂの段部と筒体１９１のテ―パ面１９１Ａの段部との間に介在している。また、筒体１９１には４枚の拡大羽根部に対応するスリット１９１Ｂが４箇所に軸方向に沿って形成され、これらのスリット１９１Ｂ内に４箇所の拡大羽根部から突出する突起１９２Ｃがそれぞれ嵌入している。突起１９２Ｃは、スリット１９１Ｂの長さより短く、弁体１９２が筒体１９１に着座した位置でスリット１９１Ｂの下端に接触し、突起１９２Ｃがスリット１９１Ｂの上端に接した位置で弁体１９１が流路を開くようになされている。尚、図４の（ａ）において、１９５は第２、第３、第４流路１１Ｃ、１２Ａ、１２Ｂと逆止弁１９との間の気密を保持するＯリングである。
【００２３】
従って、図４の(ａ)において、圧縮空気や液体の流体が逆止弁１９の下方から上方に向けて流れると、流体が筒体１９１Ａ内で弁体１９１Ｂをコイルスプリング１９３の弾力に抗して上方へ移動させて流路を開く。逆に、流体が逆止弁１９の上方から下方に向けて流れ、筒体１９１Ａ内に流入しようとしても弁体１９２がＯリング１９４を介してテ―パ面１９１Ａに圧接するだけで流路を閉じたままで流体の逆流を防止する。
【００２４】
また、ピストンロッド１５には、図５の（ａ）、（ｂ）に示すように筋状の溝１５Ｂが周方向に所定の間隔を隔てて複数（例えば、周方向に１８０°隔てて２個）設けられ、図２に一点鎖線で示すようにピストン１４が第２端板１２に接触する位置で、図５の（ａ）に示すようにシリンダ１３の内部と支持筒体１８の第１環状溝１８Ａが連通するようになされている。第１環状溝１８Ａは、図５の（ａ）に示すように複数の貫通孔１８Ｂ及び第１端板１１の第２環状溝１１Ａを介して第２流路１１Ｃと連通する。その結果、シリンダ１３の内部と外部は、ピストンロッド１５の筋状の溝１５Ｂ、第１環状溝１８Ａ、複数の貫通孔１８Ｂ、第２環状溝１１Ａ及び第２流路１１Ｃを介して連通する。ピストンロッド１５の筋状の溝１５Ｂは、例えばそれぞれの底面が図５の（ａ）に示すように上下両端から徐々に深くなる湾曲状に形成されている。溝の形態は本実施例の形態に制限されるものではなく、溝としての機能を果たす限り他の形態を採用することもできる。
【００２５】
而して、充填用ポンプ１０は、図１に示すように第３配管Ｌ３を介して受け皿６０の中心部を貫通して設けられた充填用ソケット３０に接続されている。この充填用ソケット３０は、容器４０の充填用プラグ５０と接続されて液体及び圧縮空気を充填するようになされている。液体と圧縮空気を容器４０に供給するための第３配管Ｌ３は、図１に示すように第２流路１１Ｃに接続される配管と第３流路１２Ａに接続される配管が合流して形成されている。
【００２６】
充填用ソケット３０は、例えば図６に示すように、ソケット３１と、ソケット３１の流路を開閉する第１弁体３２と、ソケット３１と第１弁体３２の間に介在し第１弁体３２を弾力的に支持するパッキンホルダ３３と、ソケット３１の内周面下端部の雌ねじと螺合する雄ねじを上部に有し内周面でパッキンホルダ３３を弾力的に支持するアダプタ３４と、ソケット３１上部の外周面を囲むカバー３５と、カバー３５とソケット３１の間に配置されて充填用プラグ５０との接続を保持するロック機構３６と、を備えている。
【００２７】
ソケット３１は、小径に形成された上部３１Ａと、上部３１Ａより大径に形成された下部３１Ｂと、上部３１Ａと下部３１Ｂの間に形成された段部３１Ｃと、を有し、上述のように下部３１Ｂの内周面には雌ねじが形成されている。第１弁体３２は、筒状の上部３２Ａと、筒状の上部３２Ａを封止する筒状でない下部３２Ｂと、を有している。上部３２Ａは、外周面の上半分が拡径して形成された厚肉部と、下半分に段部を介して形成された薄肉部と、を有している。この薄肉部には周方向等間隔を空けて複数（本実施形態では４個）の孔３２Ｃが形成され、これらの孔３２Ｃが液体及び圧縮空気の流路となる。パッキンホルダ３３の外周面はソケット３１の上部３１Ａの内周面に摺接する外径に形成されている。また、アダプタ３４は、大径の上部３４Ａと、小径の下部３４Ｂと、上部３４Ａと下部３４Ｂの間に形成されたナット状の張り出し部３４Ｃと、を有し、上部３４Ａと下部３４Ｂの外周面にはそれぞれ雄ねじが形成されている。アダプタ３４の上部３４Ａの内周面はソケット３１の上部３１Ａの内周面と実質的に同一径に形成され、これらの内周面がパッキンホルダ３３の外周面と摺接している。アダプタ３４の上部３４Ａの大径の内周面と下部３４Ｂの小径の内周面の間には段部が形成されている。
【００２８】
パッキンホルダ３３の下端には内方へ上昇傾斜するテ―パ面３３Ａが形成され、テ―パ面３３Ａの上昇端が内周面から突出して段部が形成されている。この段部と第１弁体３２の外周面の段部との間にコイルスプリング３７が介在し、コイルスプリング３７によって第１弁体３２を弾力的に支持している。従って、後述の充填用プラグ５０がソケット３１内に挿入されて第１弁体３２を押下することでソケット３１の流路を開き、充填用プラグ５０がソケット３１から抜かれることで第１弁体３２がパッキンホルダ３３のテ―パ面３３Ａに着座してソケット３１の流路を閉じるようになされている。また、パッキンホルダ３３の下端面の外側には全周に亘って切欠き段部３３Ｂが形成され、この切欠き段部３３Ｂとアダプタ３４の内周面の段部の間にコイルスプリング３８が介在し、コイルスプリング３８によってパッキンホルダ３３を弾力的に支持し、充填用プラグ５０の下端がパッキンホルダ３３のパッキング３３Ｃに当接してパッキンホルダ３３を弾力的に押下するようになされている。パッキンホルダ３３の上端面は、図６に示すようにコイルスプリング３８によってソケット３１の内周面上部に形成された段部に弾力的に当接するようになされている。
【００２９】
アダプタ３４の上部３４Ａの外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじがソケット３１の下部３１Ａの内周面に形成された雌ねじと螺合してソケット３１とアダプタ３４が一体化する。アダプタ３４の下部３４Ｂの外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじが基台７０に形成された雌ねじと螺合するようになされている。充填用ソケット３０は、アダプタ３４を介して基台７０に固定される。
【００３０】
カバー３５は、上下に第１、第２フランジ３５Ａ、３５Ｂを有し、上側の第１フランジ３５Ａがソケット３１に向けて内側へ張り出し、下側の第２フランジ３５Ｂが外側に向けて張り出している。第１フランジ３５Ａの内周面には下降傾斜するテ―パ面３５Ｃが形成され、カバー３５がテ―パ面３５Ｃを介してソケット３１の外周面上端部に装着されたＯリング３１Ｄと弾力的に接触するようになされている。このカバー３５は、図６に示すように第２フランジ３５Ｂを介して受け皿６０に固定され状態で充填用プラグ５０との接続を保持するロック機構３６を囲んで保護している。
【００３１】
ロック機構３６は、図６に示すように、ソケット３１の上部３１Ａの外周面ととカバー３５の内周面の間の隙間に設けられたリング３６Ａと、リング３６Ａとソケット３１の段部３１Ｃとの間に弾力的に介在するコイルスプリング３６Ｂと、リング３６Ａ上でソケット３１を左右両側から挟むように平行に配置された一対のロック軸３６Ｃと、これらのロック軸３６Ｃがそれぞれコイルスプリング３６Ｂの付勢力を得て嵌入するようにソケット３１の上部３１Ａに形成された一対の傾斜切欠き部３６Ｄと、を備えている。リング３６Ａ上面にはロック軸３６Ｃの長さに合わせた水平切欠き部３６Ａ１が左右一対の傾斜切欠き部３６Ｄに対応して形成され、リング３６Ａの押下により一対のロック軸３６Ｃが傾斜切欠き部３６Ｄからそれぞれの水平切欠き部３６Ａ１上に退避するようになされている。リング３６Ａはコイルスプリング３６Ｂによって常に上向きに付勢されているため、一対のロック軸３６Ｃは、リング３６Ａを介して弾力的に押し上げられてそれぞれ傾斜切欠き部３６Ｄ内に嵌入してソケット３１の内周面から軸芯側へ平行にはみ出すと共に傾斜切欠き部３６Ｄ上端においてそれぞれの両端部がリング３６Ａによって弾力的に支持されている。
【００３２】
充填用ソケット３０と対をなす充填用プラグ５０は、例えば図７の（ａ）に示すように、ソケット３１内周面に摺接する外径を有するプラグ５１と、プラグ５１内に設けられた第２弁体５２と、を備えている。プラグ５１の上端には、同図の(ａ)に示すように外周面から内周面に向けて下降傾斜するテ―パ面５１Ａが形成されている。同図の（ｂ）に示すように第２弁体５２の上部にはＯリング５３が装着されている。第２弁体５２は、Ｏリング５３を介してプラグ５１のテ―パ面５１Ａに対して離接して液体及び圧縮空気の流路を開閉するようになされている。
【００３３】
図７の(ａ)に示すようにプラグ５１の内周面にはテ―パ面５１Ａの下端に段部５１Ｂを形成して拡径し、第２弁体５２の羽根部の段部との間にコイルスプリング５４が弾力的に介在している。また、プラグ５１の外周面上端部には雄ねじが形成されていると共に軸方向の中ほどにはフランジ５１Ｃが形成されている。プラグ５１の外周面下部には全周に亘って溝５１Ｄが形成され、この溝５１Ｄ内に充填用ソケット３０のロック機構３６を構成する一対のロック軸３６Ｃが傾斜切欠き部３６Ｄを介して嵌り込んでプラグ５１とソケット３１との接続を保持するようになされている。容器４０の底面４０Ａは、図７の（ａ）に示すように中央部が水平を保持して内部へ隆起し、この部分に、この断面形状に倣って形成された底部材４１が充填用プラグ５０を介して固定されている。つまり、第２弁体５２を内蔵するプラグ５１の上部を底部材４１及び容器４０の底面の中央孔を貫通させ、容器４０の内部のナット部材５５に螺合し、フランジ５１Ｃを介して底部材４１と共に底面４０Ａに締結するようになされている。尚、底部材４１は、必要に応じて設けられるもので、必ずしも必要なものではない。従って、充填装置によっては底部材４１が不要なものもある。
【００３４】
第２弁体５２は、例えば図７の(ｂ)に拡大して示すように、太い上部と細い下部からなる中空の軸部５２Ａと、軸部５２Ａの下部に４枚の羽根によって形成された羽根部５２Ｂと、を有し、軸部５２Ａの上端にチューブが取り付けられる。羽根部５２Ｂは、下部の４枚の羽根がそれぞれプラグ５１の内周面に接する幅広になって上部との間に段部５２Ｃが形成されている。また、羽根部５２Ｂが形成された軸部５２Ａは、内周面にテ―パ面を有し、テ―パ面より下方が薄肉状に形成されている。この薄肉状の部分にボール５６とコイルスプリング５７が収納され、薄肉状の下端部に雌ねじが形成されている。この雌ねじには封止栓５８が螺合している。この封止栓５８がコイルスプリング５７に弾力を付与し、ボール５６を拡径部に弾力的に接触させている。軸部５２Ａには、ボール５６のやや下方に位置させた孔５２Ｄが形成され、容器４０内の圧力が基準値を超えると、ボール５６をコイルスプリング５７の付勢力に抗して孔５２Ｄの下方まで押し下げて容器４０内の圧縮空気を外部へ放出し、基準値まで内圧を下げるようになされている。つまり、ボール５６はリリーフ弁の役割を果たしている。
【００３５】
次に、充填装置１００の動作について説明する。容器４０内に液体及び圧縮空気を充填する場合には、まず、容器４０の充填用プラグ５０を充填装置１００の充填用ソケット３０に差し込み、容器４０と充填装置１００とを接続する。この際、容器４０のプラグ５１を受け皿６０のソケット３１内に挿入してプラグ５１の先端がソケット３１の内周面からはみ出すロック軸３６Ｃに当接する。容器４０がコイルスプリング３６Ｂの付勢力に抗して押し下げられると、ロック軸３６Ｃが傾斜切欠き部３６Ｄからリング３６Ａの水平切欠き部３６Ａ１に退避する。引き続き、容器４０が押下されてプラグ５１がソケット３１内の第１弁体３２の上端に当接し、引き続きパッキンホルダ３３のパッキン３３Ｃに接触すると、第１弁体３２は、リング３２Ｂがパッキンホルダ３３のテ―パ面３３Ａから離れてソケット３１の流路を開くと共に、一対のロック軸３６Ｃがプラグ５１の溝５１Ｄに左右から嵌入して容器４０が充填用プラグ５０を介して充填装置１００の充填用ソケット３０に接続される。この時、充填用プラグ５０の第２弁体５２はプラグ５１の流路を閉じたままである。
【００３６】
次いで、手動式三方弁１０Ａを手動操作して第１配管Ｌ１の管路を開き、圧縮空気源から充填用ポンプ１０のシリンダ１３へ圧縮空気を供給する。圧縮空気は、シリンダ１３の第１流路１１Ｂを経由してシリンダ１３の第１端板１１とピストン１４との間の隙間に流入し、圧縮空気の圧力でピストン１４をコイルスプリング１７の付勢力に抗して押下する。これにより、シリンダ１３内の一定量の液体が第３流路１２Ａから流出し、第３配管Ｌ３を経由して充填用ソケット３０に達する。この液体は、ソケット３１の流路を開いた第１弁体３２の孔３２Ｃを経由してプラグ５１に達する。この液体は、第２弁体５２をコイルスプリング５４の付勢力に抗してプラグ５１のテ―パ面５１Ａから押し上げて流路を開き、容器４０内に充填される。
【００３７】
シリンダ１３内の液体が全て容器４０内に充填されてピストン１４が第２端板１２に接触すると、ピストンロッド１５の筋状の溝１５Ｂが図５の(ａ)に示すようにシリンダ１３内の空間と支持筒体１８の第１環状溝１８Ａとを連通する。この時、第１環状溝１８Ａは、複数の貫通孔１８Ｂ、第２環状溝１１Ａを介して第２通路１１Ｃと連通している。従って、ピストン１４が第２端板１２に接触した位置では、シリンダ１３内の空間部に流入する圧縮空気は、筋状の溝１５Ｂ、第１環状溝１８Ａ、複数の貫通孔１８Ｂ、第２環状溝１１Ａ及び第２通路１１Ｃを経由して第３配管Ｌ３へ流出し、液体に続いて充填用ソケット３０及び充填用プラグ５０を経由して容器４０内に充填される。
【００３８】
圧縮空気が容器４０内に充填されて圧縮空気源の圧力に近づいて流入音が消え、それ以上充填されなくなると充填用プラグ５０の第２弁体５２がコイルスプリング５４の付勢力によってプラグ５１の流路を閉じる。この時、手動式三方弁１０Ａを手動操作して第１配管Ｌ１の管路を閉じ、シリンダ１３の第１流路１１Ｂを大気側に開放する。その結果、シリンダ１３内の空間部が大気圧に戻り、コイルスプリング１７が付勢力を回復してピストン１４を第２端板１２から第１端板１１に向けて上昇させる。これに伴ってタンク２０内の液体が第４流路１２Ｂからシリンダ１３内へ吸引され、ピストン１４が支持筒体１８の下端面に接触し、シリンダ１３内が一定量の液体で満たされる。この時、図１、図５の(ａ)に示すように支持筒体１８の下端面が第１端板１１の内面より僅かの寸法δだけ内側へ突出しているため、ピストン１４が支持筒体１８の下端面に接触しても第１端板１１とピストン１４との間には次の圧縮空気が流入するための隙間が形成されている。
【００３９】
容器４０内に一定量の液体及び圧縮空気が充填されると、容器４０が充填装置１００から切り離される。それには容器４０の受け皿６０を下方に押下する。これによりロック機構３６が充填用ソケット３０と充填用プラグ５０の接続を解除する。即ち、カバー３５を介してリング３６Ａが押下されると、ロック軸３６Ｃがコイルスプリング３６Ｂの付勢力に抗して傾斜切欠き部３６Ｄに従って下降してリング３６Ａの水平切欠き部３６Ａ１に達することでプラグ５１の溝５１Ｄから退避し、充填用ソケット３０と充填用プラグ５０の接続が解除される。その結果、ロック機構３６のコイルスプリング３６Ｂの付勢力で容器４０が跳ね上げられて受け皿６０から外れ、容器４０への液体と圧縮空気の充填を完了する。この時、ロック軸３６Ｃはコイルスプリング３６Ｂの付勢力を得て傾斜切欠き部３６Ｄの下の場所へ戻る。
【００４０】
容器４０内に圧縮空気が充填される時に、仮に容器４０内の圧縮空気が基準の圧力を超えて充填されていると、容器４０の接続が解除された時点で圧縮空気の圧力が第２弁体５２内のコイルスプリング５７の付勢力に打ち勝ってボール５６が孔５２Ｄの下方まで押下され、容器４０内の圧縮空気が基準圧力に戻るまで孔５２Ｄから外部へ放出され、放出後にはボール５６がコイルスプリング５７の付勢力で元の位置に復帰し、圧縮空気のそれ以上の放出が防止される。
【００４１】
以上説明したように本実施形態によれば、充填用ポンプ３０がシリンダ機構を主体に構成され、シリンダ１３の第１、第２端板１１、１２に、液体及び圧縮空気の出入口となる第１、第２、第３、第４流路１１Ｂ、１１Ｃ，１２Ａ、１２Ｂが設けられていると共にピストンロッド１５にはシリンダ１３の内部と容器４０側を第２流路１１Ｃを介して連通させる筋状の溝１５Ｂが設けられているため、シリンダ１３内のピストン１４の両側の空間を有効に利用し、しかも液体と圧縮空気を同一の第３配管Ｌ３を介して容器４０内に連続的に充填することができるうえに、充填用ポンプ１０の構造を簡素化して製造コストを低減することができると共に、簡素化されただけ充填用ポンプ１０のメンテナンスも容易になる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、本実施形態の充填装置１００は、充填用ポンプ１０を備えているため、充填装置１００の構造を簡素化して製造コストを低減することができると共にメンテナンスが容易になる。
【００４３】
また、本発明では上記実施形態に用いられた容器４０に代えて図８に示す容器４０’を用いることができる。この容器４０’は、上記実施形態の容器４０のように底部材４１を備えていない。そのため、充填装置１００の充填用プラグ５０’も上記実施形態で用いられる充填用プラグ５０とは多少異なる構造になっている。図８に示す充填用プラグ５０’は、フランジ５１Ｃとナット部材５５とで容器４０’の底面４０’Ａを直に挟んで固定されている。その他は、上記実施形態の充填用ソケット３０に準じて構成されていｔるため、その他の構成についての説明を省略する。
【００４４】
上記実施形態では手動式流路切換装置として三方弁を用いているが、手動式流路切換装置として三方弁に制限されるものではない。そのような手動式流路切替装置として、例えば、本実施形態の充填用ポンプ１０を構成するピストンロッド１５と同様の溝を設けた軸体と、この軸体が上下方向に摺動する筒体と、軸体を上下方向へ移動させて流路を切り換える操作レバーと、を備えたものがある。この場合には、充填装置の充填用ソケットと容器の充填用プラグに挿入し、操作レバーを操作し軸体によって容器を押下すると、充填用ソケットと充填用プラグが接続されて液体と圧縮空気が充填される。充填後には、操作レバーを操作して軸体を容器から切り離すと、容器と充填装置の接続が解除される。このような手動式流路切替装置を用いる場合には、軸体と充填用ソケットとで容器を挟んで充填状態に固定することができるため、図６に示すロック機構３６が不要になる。また、液体及び圧縮ガスは、散布容器に充填して使用するものであれば、いずれも特定のものに制限されるものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１０    充填用ポンプ
１０Ａ  手動式三方弁（手動式流路切換装置）
１１    第１端板
１１Ａ  第２環状溝
１１Ｂ  第１通路
１１Ｃ  第２流路
１２    第２端板
１２Ａ  第３流路
１２Ｂ  第４流路
１３    シリンダ
１４    ピストン
１５    ピストンロッド
１５Ｂ  筋状の溝
１６    スプリング受け
１７    コイルスプリング
１８    支持筒体
１８Ａ  第１環状溝
１８Ｂ  貫通孔
１９    逆止弁
３０    充填用ソケット（接続装置）
４０、４０’    容器
５０、５０’    充填用プラグ（接続体）
１００    充填装置
【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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