(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面を有し、その軸線に直交する直径線上に、内部空間と外部空間とを連通する移送物の供給口および吐出口が形成された筒状部と、
前記筒状部の軸線と共通の軸線を有し、かつ該軸線まわりに回転可能に前記筒状部に収容される円柱状のロータを含んでなるピストン収容部であって、
前記ロータの軸線に直交する直径線に沿って延び、両端が前記ロータの外周面で開口し、前記ロータの軸線まわりの回転に伴って該軸線まわりに回転する柱状のピストン室が形成され、
前記ピストン室の延在方向と、前記筒状部における前記供給口および吐出口が形成された前記直径線の延在方向とが平行となるときの、前記ロータの回転位置を吐出位置とするとき、該吐出位置において、前記ピストン室が、前記供給口および吐出口と連通するように構成されたピストン収容部と、
前記ピストン室内に移動可能に収容される柱状のピストンと、
前記ロータをその軸線まわりに回転させる駆動手段と、
前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転して前記吐出位置に停止する動作を繰返すように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記ピストンの軸線方向の各端部近傍に埋設された磁石と、
前記吐出口の近傍に設置され、磁束密度の変化によって前記磁石を検出する近接センサとを含み、
前記制御手段は、前記近接センサが前記磁石を検出する毎に、前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転するように前記駆動手段を制御することを特徴とする定量吐出装置。
【請求項２】
円筒状の内周面を有し、その軸線に直交する直径線上に、内部空間と外部空間とを連通する移送物の供給口および吐出口が形成された筒状部と、
前記筒状部の軸線と共通の軸線を有し、かつ該軸線まわりに回転可能に前記筒状部に収容される円柱状のロータを含んでなるピストン収容部であって、
前記ロータの軸線に直交する直径線に沿って延び、両端が前記ロータの外周面で開口し、前記ロータの軸線まわりの回転に伴って該軸線まわりに回転する柱状のピストン室が形成され、
前記ピストン室の延在方向と、前記筒状部における前記供給口および吐出口が形成された前記直径線の延在方向とが平行となるときの、前記ロータの回転位置を吐出位置とするとき、該吐出位置において、前記ピストン室が、前記供給口および吐出口と連通するように構成されたピストン収容部と、
前記ピストン室内に移動可能に収容される柱状のピストンと、
前記ロータをその軸線まわりに回転させる駆動手段と、
前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転して前記吐出位置に停止する動作を繰返すように前記駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記ピストン収容部は、さらに蓋体を含んでなり、
前記蓋体は、前記筒状部の軸線方向一方側の開口端部に着脱可能に固定されて、該開口端部によって形成される開口を閉塞し、
前記ロータは、その軸線方向における前記蓋体側の端部が、前記蓋体に当接するように設けられ、
前記ピストン室は、前記ロータにおける前記蓋体側の端部に形成された、横断面が矩形状の溝と、前記蓋体とによって形成されていることを特徴とする定量吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性を有する流動体を定量ずつ間欠的に吐出する定量吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的な従来技術が、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示される食品材料の間欠定量吐出装置は、食品材料を送り出すための輸送ポンプが設けられたホッパと、その上端が輸送ポンプの出口に連接された輸送管と、輸送管の下端に連接された、ハウジングを具備する吐出バルブとを含んで構成されている。
【０００３】
吐出バルブは、ハウジングの下端に吐出長孔が形成されており、また、その吐出長孔に隣接するように、円柱状のロータが回動可能に嵌め込まれるロータ装着部が形成されており、そのロータ装着部にロータを嵌め込むことによって、ハウジングにおける輸送管側の空間と吐出長孔とが区画されるように構成されている。一方、ロータには、その軸線まわりの回転位置が、所定の回転位置となったときに、ハウジングにおける輸送管側の空間と吐出長孔とを連通させる連通空間が形成されている。そして、ロータは、エアシリンダによって、その軸線まわりに回動されるように構成されている。
【０００４】
このような構成を有する従来の間欠定量吐出装置は、エアシリンダを駆動することによって、連通空間と吐出長孔とを間欠的に連通させることにより、ハウジング内の食品材料を、連通空間を介して吐出長孔から間欠的に吐出するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７７７６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される間欠定量吐出装置によれば、連通空間と吐出長孔とが連通している期間にわたって食品材料が吐出される構成である。このような構成の場合、連通空間と吐出長孔とが連通していない状態から、それらが連通した状態を経て、再びそれらが連通していない状態に至るまでの一連の動作が、ばらつきがなく同じタイミングで繰返し行われ、さらに、その一連の動作が行われている期間におけるハウジング内での食品材料の圧力変動や圧力分布についても、毎回同じようにならなければ、食品材料の吐出量にばらつきが生じてしまう。
【０００７】
しかしながら、吐出する材料が粘性を有する場合、ロータと吐出する材料との間に作用する摩擦力などに起因して、前記の一連の動作がばらつきなく同じタイミングで繰返し行われるようにロータを回動させることは容易ではなく、また、圧力変動や圧力分布についても毎回同じようにすることは困難であり、したがって、特許文献１に開示される間欠定量吐出装置では、吐出する材料を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な構造で、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができる定量吐出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、円筒状の内周面を有し、その軸線に直交する直径線上に、内部空間と外部空間とを連通する移送物の供給口および吐出口が形成された筒状部と、
前記筒状部の軸線と共通の軸線を有し、かつ該軸線まわりに回転可能に前記筒状部に収容される円柱状のロータを含んでなるピストン収容部であって、
前記ロータの軸線に直交する直径線に沿って延び、両端が前記ロータの外周面で開口し、前記ロータの軸線まわりの回転に伴って該軸線まわりに回転する柱状のピストン室が形成され、
前記ピストン室の延在方向と、前記筒状部における前記供給口および吐出口が形成された前記直径線の延在方向とが平行となるときの、前記ロータの回転位置を吐出位置とするとき、該吐出位置において、前記ピストン室が、前記供給口および吐出口と連通するように構成されたピストン収容部と、
前記ピストン室内に移動可能に収容される柱状のピストンと、
前記ロータをその軸線まわりに回転させる駆動手段と、
前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転して前記吐出位置に停止する動作を繰返すように前記駆動手段を制御する制御手段と、
前記ピストンの軸線方向の各端部近傍に埋設された磁石と、
前記吐出口の近傍に設置され、磁束密度の変化によって前記磁石を検出する近接センサとを含み、
前記制御手段は、前記近接センサが前記磁石を検出する毎に、前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転するように前記駆動手段を制御することを特徴とする定量吐出装置である。
【００１１】
また本発明は、円筒状の内周面を有し、その軸線に直交する直径線上に、内部空間と外部空間とを連通する移送物の供給口および吐出口が形成された筒状部と、
前記筒状部の軸線と共通の軸線を有し、かつ該軸線まわりに回転可能に前記筒状部に収容される円柱状のロータを含んでなるピストン収容部であって、
前記ロータの軸線に直交する直径線に沿って延び、両端が前記ロータの外周面で開口し、前記ロータの軸線まわりの回転に伴って該軸線まわりに回転する柱状のピストン室が形成され、
前記ピストン室の延在方向と、前記筒状部における前記供給口および吐出口が形成された前記直径線の延在方向とが平行となるときの、前記ロータの回転位置を吐出位置とするとき、該吐出位置において、前記ピストン室が、前記供給口および吐出口と連通するように構成されたピストン収容部と、
前記ピストン室内に移動可能に収容される柱状のピストンと、
前記ロータをその軸線まわりに回転させる駆動手段と、
前記ロータがその軸線まわりに１８０度回転して前記吐出位置に停止する動作を繰返すように前記駆動手段を制御する制御手段とを含み、
前記ピストン収容部は、さらに蓋体を含んでなり、
前記蓋体は、前記筒状部の軸線方向一方側の開口端部に着脱可能に固定されて、該開口端部によって形成される開口を閉塞し、
前記ロータは、その軸線方向における前記蓋体側の端部が、前記蓋体に当接するように設けられ、
前記ピストン室は、前記ロータにおける前記蓋体側の端部に形成された、横断面が矩形状の溝と、前記蓋体とによって形成されていることを特徴とする定量吐出装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る定量吐出装置によれば、簡単な構造で、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る定量吐出装置１０を示す正面図である。
【図２】図１の定量吐出装置１０の構成を示す断面図である。
【図３】図２に示した定量吐出装置１０の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見たロータ１２および蓋体２２の断面図である。
【図５】ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ２の横断面と供給口３５および吐出口３６の横断面とを、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想一平面に投影した図である。
【図６Ａ】本実施形態に係る定量吐出装置１０の動作を説明するための図である。
【図６Ｂ】本実施形態に係る定量吐出装置１０の動作を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る定量吐出装置１０Ａを示す正面図である。
【図８】図７の定量吐出装置１０Ａの構成を示す断面図である。
【図９】図８に示した定量吐出装置１０Ａの要部を拡大して示す断面図である。
【図１０】図７の切断面線Ｘ−Ｘから見たロータ１２Ａの断面図である。
【図１１】ロータ１２Ａの回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ４の横断面と供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａの横断面とを、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想一平面に投影した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る定量吐出装置１０を示す正面図である。図２は、図１の定量吐出装置１０の構成を示す断面図であり、図１の切断面線ＩＩ−ＩＩから見た断面を示している。図３は、図２に示した定量吐出装置１０の要部を拡大して示す断面図である。なお、図１は図解を容易にするため、蓋体２２を省略して示している。
【００１５】
本実施形態に係る定量吐出装置１０は、一定の圧力で連続的に供給される移送物を、定量ずつ間欠的に吐出するように構成された装置である。移送物は、たとえば味噌、餡子、潤滑油およびペンキなどのように粘性を有する流動体である。
【００１６】
本実施形態に係る定量吐出装置１０は、具体的には、基台１上に固定されるケーシング１１と、軸線Ｊ１２を有し、ケーシング１１内に収容されるロータ１２と、ロータ１２に連結され、ロータ１２と共通の軸線Ｊ１２を有する回転軸１３と、ロータ１２内に収容されるフリーピストン１４と、回転軸１３を介して、ロータ１２をその軸線Ｊ１２まわりに回転させるサーボモータ１５と、サーボモータ１５の動作を制御する制御装置１６とを含んで構成される。
【００１７】
ケーシング１１は、筒状部３１を有する第１ケーシング片２１と、筒状部３１の軸線方向一方側の端部である開口端部３２に着脱可能に固定されて、該開口端部３２によって形成される円形状の開口を閉塞する蓋体２２と、基台１上に固定され、第１ケーシング片２１を支持するとともに、ロータ１２に連結された回転軸１３を、その軸線Ｊ１２まわりに回転可能に軸支する第２ケーシング片２３とを含んで構成される。
【００１８】
筒状部３１は、直円筒状の内周面３４を有し、その軸線Ｊ３１に直交する一直径線Ｄ３１上に、筒状部３１の内部空間（内周面３４によって囲まれる空間）と外部空間とを連通する、移送物の供給口３５および吐出口３６が形成されている。供給口３５および吐出口３６は、一直径線Ｄ３１に沿って筒状部３１を貫通する貫通孔によって実現される。
【００１９】
筒状部３１は、本実施形態では、直円筒状に形成されている、すなわち、直円筒状の外周面を有するように形成されているが、他の実施形態では、直円筒状以外の外周面、たとえば角筒状の外周面を有するように形成されてもよい。
【００２０】
また、本実施形態では、供給口３５および吐出口３６は、一直径線Ｄ３１の延びる方向に見て、供給口３５を規定している内周面３５ａと吐出口３６を規定している内周面３６ａとが一致するように形成されている。すなわち、供給口３５の横断面の形状およびサイズと、吐出口３６の横断面の形状およびサイズとが互いに等しくなるように形成されている。しかしながら、他の実施形態では、供給口３５の横断面の形状およびサイズと、吐出口３６の横断面の形状およびサイズとが互いに異なるように形成されてもよい。
【００２１】
ここで、供給口３５および吐出口３６の横断面とは、それらの内周面３５ａ，３６ａによって囲まれる空間を、一直径線Ｄ３１に垂直な平面で切断したときの断面のことである。供給口３５および吐出口３６の横断面の形状は、特に限定されないが、たとえば円形状または矩形状であり、本実施形態では矩形状である（図５参照）。
【００２２】
なお、図２に示すように、供給口３５の内周面３５ａおよび吐出口３６の内周面３６ａに対して、管継手２４，２５がそれぞれ取り付けられてもよい。管継手２４，２５と、供給口３５の内周面３５ａおよび吐出口３６の内周面３６ａとは、螺着することによって取り付けられてもよく、あるいは、締まり嵌めによって取り付けられてもよい。
【００２３】
そして、供給口３５に対しては、本実施形態では管継手２４を介して、図示しないが、移送物を一定の圧力で連続的に供給口３５へ供給する恒圧供給装置が接続される。このような恒圧供給装置としては、たとえば特開平９−１５１９０１号公報に開示されているような恒圧供給装置を用いることができる。
【００２４】
筒状部３１における開口端部３２は、筒状部３１の軸線Ｊ３１に垂直な仮想平面に平行な、円環状の平坦な端面３２ａを有している。開口端部３２には、内周面３４寄りの部位に、その端面３２ａから凹むようにして、Ｏリング２６を嵌入するためのＯリング溝３７が、軸線Ｊ３１方向に見て円環状を成すように形成されている。さらに、開口端部３２には、Ｏリング溝３７よりも半径方向外方の部位に、複数のねじ孔３８が、軸線Ｊ３１まわりの周方向に間隔をあけて、それぞれ軸線Ｊ３１に平行に延びるように形成されている。
【００２５】
蓋体２２は、開口端部３２によって形成される開口を閉塞可能な形状および大きさに形成された板状部材であり、本実施形態では、開口端部３２の外周面の形状に対応するように、その厚み方向に見て円形状に形成されており、また、その軸線を筒状部３１の軸線Ｊ３１に一致させたときに、その外周面が開口端部３２の外周面と面一となるような寸法に選択されている。蓋体２２は、その厚み方向の一方側に、円形状の平坦な端面２２ａを有している。
【００２６】
また、蓋体２２には、その外周面寄りの部位に、その厚み方向に貫通する透孔が、開口端部３２に形成されたねじ孔３８と同数だけ、その軸線まわりの周方向に間隔をあけて形成されており、これらの透孔は、蓋体２２をその軸線が筒状部３１の軸線Ｊ３１と同軸となるように配置したときに、各ねじ孔３８とそれぞれ同軸となるように設けられている。
【００２７】
このような構成を有する蓋体２２は、開口端部３２のＯリング溝３７にＯリング２６を嵌入後、その端面２２ａを開口端部３２の端面３２ａに対向させて、複数本の蓋体取付ボルト２７を、蓋体２２に形成された透孔を挿通して各ねじ孔３８に螺着することによって、開口端部３２に着脱可能に固定される。これにより、開口端部３２によって形成される開口が、蓋体２２によって閉塞される。
【００２８】
このようにして固定された蓋体２２と開口端部３２との間には、Ｏリング溝３７に嵌入されたＯリング２６が設けられているので、筒状部３１内を通過する移送物が、蓋体２２と開口端部３２との間から外部に漏れ出ることが防止されている。
【００２９】
第１ケーシング片２１は、筒状部３１のほかに、筒状部３１の軸線方向他方側の端部３３、すなわち開口端部３２とは反対側の端部３３に連なり、内周面３４から半径方向内方側に向かって突出する、筒状部３１と共通の軸線Ｊ３１を有する円環状の段差部３９と、段差部３９における内周側の端部に連なり、段差部３９に関して筒状部３１が設けられている側とは反対側に延設され、筒状部３１と共通の軸線Ｊ３１を有する筒状のスタッフィングボックス部４０とをさらに有している。
【００３０】
段差部３９は、内周面３４に連なり、その軸線Ｊ３１に垂直な仮想平面に平行な円環状の平坦な端面３９ａを有している。また、スタッフィングボックス部４０は、段差部３９の端面３９ａに連なる直円筒状の内周面４０ａを有している。
【００３１】
ロータ１２は、大略的に直円柱状に形成された部材であり、その外周面１２ａの直径は、筒状部３１の内周面３４の直径よりも僅かに小さく、また、その軸線方向の寸法、すなわち後述する端面１２ｂ，１２ｃ間の寸法は、筒状部３１の開口端部３２に固定された蓋体２２の端面２２ａと段差部３９の端面３９ａとの間の距離よりも小さくなるように選択されている。
【００３２】
ロータ１２は、その軸線Ｊ１２が筒状部３１の軸線Ｊ３１と同軸となるような姿勢で、蓋体２２の端面２２ａ、筒状部３１の内周面３４、および段差部３９の端面３９ａによって囲まれる直円柱状の収容空間Ｓ１内に、軸線Ｊ１２まわりに回転可能に収容される。
【００３３】
ロータ１２において、収容空間Ｓ１内への収容状態において蓋体２２に臨む側の端面１２ｂ、および端面１２ｂとは反対側の端面１２ｃはそれぞれ、軸線Ｊ１２に垂直な仮想平面に平行となるように形成されている。また、ロータ１２には、その端面１２ｂから端面１２ｃ側に凹むようにして、その軸線Ｊ１２に直交する一直径線Ｄ１２に沿って延びる凹溝５１が形成されている。なお、図１〜図３では、ロータ１２の一直径線Ｄ１２と、筒状部３１の一直径線Ｄ３１とが平行となっているときの状態を示している。
【００３４】
図４は、図１の切断面線ＩＶ−ＩＶから見たロータ１２および蓋体２２の断面図、すなわち、軸線Ｊ１２を含み、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想平面で切断したときのロータ１２および蓋体２２の断面図であり、フリーピストン１４を併せて図示している。
【００３５】
凹溝５１は、その延在方向の両端が、ロータ１２の外周面１２ａで開口するように形成されている。凹溝５１は、具体的には、それぞれ端面１２ｂに対して垂直に連なり、それぞれ一直径線Ｄ１２に沿って延びる一対の平坦な側面５２と、各側面５２に連なり、軸線Ｊ１２に垂直な仮想平面に平行となるように形成された平坦な底面５３とによって規定される空間であり、ロータ１２の軸線方向において、端面１２ｂ側に開放している。
【００３６】
すなわち、各側面５２および底面５３は、その長手方向の両端で、それぞれ外周面１２ａに連なっている。また、一対の側面５２は、軸線Ｊ１２から等距離の位置に形成されている。
【００３７】
このように、本実施形態では、凹溝５１の横断面、すなわち、一対の側面５２と底面５３とによって囲まれる前記空間を、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想平面で切断したときの断面は、矩形状を成している。
【００３８】
このような構成を有するロータ１２は、収容空間Ｓ１内において、端面１２ｂが、開口端部３２に固定された蓋体２２に対して当接するように配設される。これにより、凹溝５１は、ロータ１２の軸線方向において、端面１２ｂ側に開放している開口が、蓋体２２によって閉塞されることとなる。
【００３９】
すなわち、ロータ１２に形成された凹溝５１と蓋体２２とによって、一直径線Ｄ１２に沿って延び、両端がロータ１２の外周面１２ａで開口する、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想平面で切断したときの横断面が矩形状を成している柱状のピストン室Ｓ２が形成され、このピストン室Ｓ２は、ロータ１２が軸線Ｊ１２まわりに回転すると、その回転に伴って軸線Ｊ１２まわりに回転する。したがって、本実施形態に係る定量吐出装置１０では、ロータ１２と蓋体２２とによって、本発明のピストン収容部を構成している。
【００４０】
供給口３５および吐出口３６は、図１〜図３に示すように、収容空間Ｓ１内に上記のように配設されたロータ１２の軸線Ｊ１２まわりの回転位置が、その一直径線Ｄ１２と筒状部３１の一直径線Ｄ３１とが平行となる位置（以下、「吐出位置」と称する）である状態において、ピストン室Ｓ２に連通するように、筒状部３１に形成されている。
【００４１】
図５は、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ２の横断面と供給口３５および吐出口３６の横断面とを、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想一平面に投影した図である。
【００４２】
供給口３５および吐出口３６は、図５に示すように、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ２の横断面を一直径線Ｄ１２（Ｄ３１）に垂直な仮想一平面に投影したときの投影領域Ｃ１内に、供給口３５および吐出口３６の横断面をその仮想一平面に投影したときの投影領域Ｃ２の全体が包含され、かつ、供給口３５および吐出口３６の横断面が、ピストン室Ｓ２の横断面よりも小さくなるように、筒状部３１に形成されている。
【００４３】
したがって、ロータ１２の軸線Ｊ１２まわりの回転位置が吐出位置である状態では、筒状部３１の内周面３４において、供給口３５を外囲している環状部分３４ａおよび吐出口３６を外囲している環状部分３４ｂが、ピストン室Ｓ２に臨んでいる。
【００４４】
回転軸１３は、第１回転軸部６１と、第２回転軸部６２とを有している。第１回転軸部６１は、スタッフィングボックス部４０の内周面４０ａの直径よりも小さな外径を有する直円柱状の部分であり、ロータ１２の軸線Ｊ１２と同軸となるように、その軸線方向一端部が、ロータ１２の端面１２ｃ側に連なっている。一方、第２回転軸部６２は、第１回転軸部６１の外径よりも小さな外径を有する直円柱状の部分であり、ロータ１２の軸線Ｊ１２と同軸となるように、その軸線方向一端部が、第１回転軸部６１の軸線方向他端部に対して連なっている。
【００４５】
回転軸１３とロータ１２との連結構造は、図示していないが、たとえば、ロータ１２に、その端面１２ｃから突出する円筒状の突出部をロータ１２の軸線Ｊ１２と同軸となるように設け、その突出部には、その一直径線に沿って貫通する透孔を形成しておき、また、回転軸１３における第１回転軸部６１の軸線方向一端部にも、その一直径線に沿って貫通する透孔を形成しておき、突出部に形成された透孔の軸線と第１回転軸部６１に形成された透孔の軸線とが同軸となるように、突出部内に第１回転軸部６１の軸線方向一端部を締まり嵌めによって接続し、突出部に形成された透孔および第１回転軸部６１に形成された透孔を挿通するようにスプリングピンを嵌め入れることによって連結することができる。なお、本実施形態では、回転軸１３とロータ１２とが別部品から成り、それらを連結することで一体的に軸線Ｊ１２まわりに回転するように構成されているが、他の実施形態では、回転軸１３が、ロータ１２と一体に成形されてもよい。
【００４６】
第１回転軸部６１は、ロータ１２を収容空間Ｓ１内に収容した状態において、スタッフィングボックス部４０を貫通して延びるように形成されている。スタッフィングボックス部４０には、収容空間Ｓ１寄りの部位に、その内周面４０ａから凹むようにして、軸線Ｊ３１まわりの周方向に延びる凹溝４１が形成され、この凹溝４１に対して、図３に示すように、穴用のスナップリング２８が嵌め込まれている。
【００４７】
また、図３に示すように、スナップリング２８に関して、収容空間Ｓ１とは反対側には、たとえばポリテトラフルオロエチレン（Polytetrafluoroethylene、略称ＰＴＦＥ）、ポリエーテルエーテルケトン（Polyetheretherketone、略称ＰＥＥＫ）、銅合金、またはステンレス鋼などの材料によって形成される円筒状のブシュ２９が、スナップリング２８に隣接して、第１回転軸部６１の外周面とスタッフィングボックス部４０の内周面４０ａとの間の隙間を埋めるように設けられ、このブシュ２９は、スナップリング２８によって、収容空間Ｓ１側への移動が阻止されている。
【００４８】
さらに、ブシュ２９に関して、スナップリング２８とは反対側には、第１回転軸部６１の外周面とスタッフィングボックス部４０の内周面４０ａとの間に、グランドパッキン３０が、スナップリング２８に隣接して設けられている。このグランドパッキン３０は、図３に示すように、パッキン押さえ７１によって、ブシュ２９側に押圧されている。
【００４９】
パッキン押さえ７１は、スタッフィングボックス部４０の内周面４０ａと第１回転軸部６１の外周面との間に挿入される筒状部７１ａと、筒状部７１ａの一端部に連なり、その厚み方向に貫通するように複数の透孔が形成されたフランジ部７１ｂとを有して成り、フランジ部７１ｂに形成された各透孔を挿通させた各取付ボルト７２を、スタッフィングボックス部４０において、段差部３９に連なる側とは反対側の端部に周方向に間隔をあけて形成された複数のねじ孔に螺着することによって、筒状部７１ａの他端部が、グランドパッキン３０に対して、ブシュ２９側に押圧力を付与する。
【００５０】
これにより、スタッフィングボックス部４０の内周面４０ａと第１回転軸部６１の外周面との間がグランドパッキン３０によってシールされ、ロータ１２の端面１２ｃと段差部３９の端面３９ａとの隙間に侵入した移送物が、スタッフィングボックス部４０の内周面４０ａと第１回転軸部６１の外周面との隙間を介して、後述する空間Ｓ３に漏れ出ることが防止される。
【００５１】
第２ケーシング片２３は、基台１上に固定される板状の基部４２と、基部４２の一端部に連なり、第１ケーシング片２１を支持する固定部４３と、スタッフィングボックス部４０から突出した第１回転軸部６１を、その軸線Ｊ１２まわりに回転可能に軸支する支持部４４と、第２回転軸部６２をその軸線Ｊ１２まわりに回転可能に軸支する軸受部４５とを有している。
【００５２】
固定部４３は、段差部３９における端面３９ａとは反対側の端面３９ｂ、すなわち外部に臨む端面３９ｂと面接触する端面４３ａを有し、また、端面４３ａに垂直な方向に貫通する複数の透孔が形成された板状の部分である。固定部４３は、その端面４３ａと段差部３９の端面３９ｂとを面接触させて、複数本の取付ボルト７３を、前記透孔を挿通して、筒状部３１の軸線方向他方側の端部３３に形成された複数のねじ孔に螺着することによって、筒状部３１の端部３３に着脱可能に固定される。
【００５３】
このとき、第１ケーシング片２１は、図２に示すように、筒状部３１の一直径線Ｄ３１が鉛直方向に沿って延び、かつ、供給口３５が吐出口３６よりも上方に配置されるようにして、第２ケーシング片２３に固定される。また、固定部４３は、筒状部３１の端部３３と固定部４３とが固定された状態において、スタッフィングボックス部４０の外表面４０ｂと当接する内表面４３ｂを有している。
【００５４】
支持部４４は、基部４２から立設する板状部分であり、第１ケーシング片２１と第２ケーシング片２３および蓋体２２とが固定され、収容空間Ｓ２内にロータ１２が収容された状態において、そのロータ１２に連結されている回転軸１３の第１回転軸部６１の軸線方向他端部が挿通される円形状の挿通孔４４ａが形成されている。なお、第２ケーシング片２３は、支持部４４と固定部４３とに連なる連接部４６をさらに有しており、第２ケーシング片２３には、この連接部４６によって、スタッフィングボックス部４０が収容される、外部に開放する空間Ｓ３が形成されている。
【００５５】
支持部４４に形成された挿通孔４４ａには、円環状のオイルシール７４が装着され、オイルシール７４の内周面が、挿通孔４４ａに挿通された第１回転軸部６１の外周面に接触する。オイルシール７４は、軸受部４５に配置される軸受体７５の潤滑油が、挿通孔４４ａを介して空間Ｓ３側に漏れ出すことを防止している。
【００５６】
軸受部４５は、第１回転軸部６１の外径よりも大きな内径を有する直円筒状の内周面４５ａを有しており、内周面４５ａは、支持部４４に形成された挿通孔４４ａと共通の軸線を有している。軸受部４５は、その軸線方向の寸法が、第２回転軸部６２の軸線方向の寸法よりも短くなるように形成されている。
【００５７】
この軸受部４５には、第１ケーシング片２１と第２ケーシング片２３および蓋体２２とが固定され、収容空間Ｓ２内にロータ１２が収容された状態において、そのロータ１２に連結されている回転軸１３の第２回転軸部６２が挿通される。軸受部４５の内周面４５ａと第２回転軸部６２の外周面との間には、軸受体７５が設けられる。
【００５８】
本実施形態では、軸受体７５として、第１回転軸部６１と第２回転軸部６２との段差面に隣接して配置され、第２回転軸部６２を回転自在に軸支する第１軸受体７６と、軸受部４５における支持部４４側とは反対側の開口端部４５ｂに近接して配置され、第２回転軸部６２を回転自在に軸支する第２軸受体７７とを有している。
【００５９】
第１軸受体７６と第２軸受体７７との間には、第２回転軸部６２に外装され、第１および第２軸受体７６，７７の各内輪体に当接して、スペーサとして機能する円筒状のスリーブ７８が介在されている。第２回転軸部６２には、その一部に螺子６２ａが刻設されており、第２軸受体７７の内輪体に対して、スリーブ７８とは反対側から当接するように、ベアリングワッシャ７９が第２回転軸部６２に外装され、さらに、ベアリングワッシャ７９を介して、第２軸受体７７の内輪体をスリーブ７８側へ押圧するように、ベアリングナット８０が、第２回転軸部６２に刻設された螺子６２ａに螺着されている。これにより、軸受体７５およびスリーブ７８が、第１回転軸部６１と第２回転軸部６２との段差面とベアリングナット８０との間に固定され、軸線方向へ移動することが阻止されている。第１および第２軸受体７６，７７は、たとえばラジアル軸受によって実現されている。
【００６０】
軸受部４５の開口端部４５ｂには、第２軸受体７７を保護する軸受蓋体８１が取付ボルト８２によって着脱自在に固定される。軸受蓋体８１の軸線方向一端部には、第２軸受体７７の外輪体に当接するように設けられた突出部が形成されている。また、軸受蓋体８１には、第１ケーシング片２１と第２ケーシング片２３および蓋体２２とが固定され、収容空間Ｓ２内にロータ１２が収容された状態において、そのロータ１２に連結されている回転軸１３の第２回転軸部６２が挿通される円形状の挿通孔８１ａが形成されている。この挿通孔８１ａには、円環状のオイルシール８４が装着され、オイルシール８４の内周面が、挿通孔８１ａに挿通された第２回転軸部６２の外周面に接触する。オイルシール８４は、軸受部４５に配置される軸受体７５の潤滑油が、挿通孔８１ａを介して外部空間に漏れ出すことを防止している。
【００６１】
第２回転軸部６２の軸線方向他端部は、第１ケーシング片２１と第２ケーシング片２３および蓋体２２とが固定され、収容空間Ｓ２内にロータ１２が収容された状態において、軸受蓋体８１から外部に突出しており、回転軸１３の軸線と同軸に設けられたサーボモータ１５の出力軸１５ａの一端部と、軸継手８３を介して連結されている。
【００６２】
サーボモータ１５は、制御装置１６から出力される制御信号に基づいて、出力軸１５ａを、その軸線まわりに回転させる駆動力を発生する。これにより、出力軸１５ａとともに、軸継手８３を介して出力軸１５ａに連結されている回転軸１３、およびその回転軸１３に連結されているロータ１２が、その軸線Ｊ１２まわりに一体的に回転する。
【００６３】
フリーピストン１４は、ピストン室Ｓ２内に、ピストン室Ｓ２の延在方向、すなわち直径線Ｄ１２の延びる方向に沿って移動可能に収容される、合成樹脂などの軽量材料から成る柱状部材であり、たとえばＰＴＦＥから成っている。フリーピストン１４は、本実施形態では、ピストン室Ｓ２の横断面の形状に対応して、略直方体状に形成されている。
【００６４】
フリーピストン１４は、ピストン室Ｓ２内に収容された状態において、ロータ１２における各側面５２にそれぞれ対向する一対の平坦な側面１４ａと、各側面１４ａに連なり、ロータ１２における底面５３に対向する平坦な側面１４ｂとを有し、図４に示すように、各側面１４ａと側面１４ｂとは、それぞれ曲率半径の小さなＲ面を介して連なっている。また、フリーピストン１４は、各側面１４ａに垂直に連なる、側面１４ｂとは反対側の平坦な側面１４ｅを有しており、図４に示すように、各側面１４ａと側面１４ｅとは、それぞれ曲率半径の小さなＲ面を介して連なっている。
【００６５】
フリーピストン１４は、その軸線方向における両側の端面１４ｃ，１４ｄが、その軸線に垂直な仮想平面に平行となるようにそれぞれ形成されている。フリーピストン１４は、その軸線方向の寸法が、ロータ１２における各側面５２の長手方向の寸法よりも短い、予め定める長さとなるように形成されている。
【００６６】
また、フリーピストン１４には、その側面１４ｅを介して、２本の磁石９１，９２が埋設されている。一方の磁石９１は、一方の端面１４ｃの近傍において、一対の側面１４ａ間の略中央の位置で、側面１４ｅに対して垂直に延びるように設けられている。また、他方の磁石９２は、他方の端面１４ｄの近傍において、一対の側面１４ａ間の略中央の位置で、側面１４ｅに対して垂直に延びるように設けられている。
【００６７】
なお、各磁石９１，９２は、側面１４ｅ側で外部に露出するように設けられている。また、各磁石９１，９２は、フリーピストン１４の軸線方向において、端面１４ｃと磁石９１との間の距離と、端面１４ｄと磁石９２との間の距離とが互いに等しくなるように設けられている。
【００６８】
このように構成されるフリーピストン１４は、ピストン室Ｓ２を、一方の端面１４ｃが臨む側の空間と他方の端面１４ｄが臨む側の空間との２つの空間に区画するように、ピストン室Ｓ２内に収容される。
【００６９】
また、フリーピストン１４は、ピストン室Ｓ２内において、一方の端面１４ｃの外縁部分と筒状部３１の内周面３４とが当接する位置と、他方の端面１４ｄの外縁部分と筒状部３１の内周面３４とが当接する位置とにわたって往復移動可能である。なお、図１〜図３では、フリーピストン１４が、他方の端面１４ｄの外縁部分と筒状部３１の内周面３４とが当接する位置に配置されている状態を示している。
【００７０】
蓋体２２には、図２に示すように、磁束密度の変化によって磁石を検出する近接センサ９３が、吐出口３６の近傍において設置されている。近接センサ９３は、詳細には、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されたときに、２つの磁石９１，９２のうち、吐出口３６側に配置される磁石の軸線上に配置され、本実施形態では、蓋体２２における端面２２ａとは反対側の端面に当接するように設置されている。
【００７１】
近接センサ９３は、磁束密度の変化によって、蓋体２２を挟んで向かい合う位置に、２つの磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されているか否かを検出できるように構成されている。このため、蓋体２２は、非磁性材料から成っており、たとえばオーステナイト系のステンレスまたはＰＴＦＥなどの樹脂材料から成っている。
【００７２】
なお、本実施形態では、近接センサ９３は、蓋体２２における端面２２ａとは反対側の端面に当接するように設置されているが、他の実施形態では、近接センサ９３と磁石９１，９２との距離を短縮するために、蓋体２２における端面２２ａとは反対側の端面に凹所を形成し、その凹所内に設置されてもよい。
【００７３】
近接センサ９３は、制御装置１６と電気的に接続される。近接センサ９３は、蓋体２２を挟んで近接センサ９３と向かい合う位置に、２つの磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されているか否かを示す検出信号を出力し、制御装置１６には、この検出信号が入力される。
【００７４】
制御装置１６は、たとえば中央演算処理回路を備えて構成される。制御装置１６は、近接センサ９３から入力される検出信号に基づいて、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されているか否かを判定するように構成されている。
【００７５】
すなわち、制御装置１６は、検出信号が、蓋体２２を挟んで近接センサ９３と向かい合う位置に、２つの磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されていることを示しているときには、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されていると判定する。逆に、検出信号が、蓋体２２を挟んで近接センサ９３と向かい合う位置に、２つの磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されていないことを示しているときには、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されていないと判定する。
【００７６】
また、制御装置１６は、ロータ１２が、その軸線Ｊ１２まわりに１８０度回転して吐出位置に停止する動作を繰返すように、サーボモータ１５を制御するように構成されている。
【００７７】
より詳細には、制御装置１６は、ロータ１２が１８０度回転して吐出位置に停止している状態において、すなわち、サーボモータ１５が出力軸１５ａを回転させていない状態において、検出信号に基づいて、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されていない状態からフリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されている状態に遷移したと判定すると、ロータ１２を１８０度回転させて再び吐出位置で停止させるように、サーボモータ１５を制御する。
【００７８】
図６Ａおよび図６Ｂは、本実施形態に係る定量吐出装置１０の動作を説明するための図であり、図１と同様に、蓋体２２を省略した定量吐出装置１０の正面図を示している。なお、図６Ａおよび図６Ｂにおいては、理解を容易にするために、移送物Ｔを、ハッチングを付して示している。
【００７９】
図６Ａ（ａ）は、ロータ１２の回転位置が吐出位置に一致しており、フリーピストン１４が供給口３５に最も近接する位置に配置されている第１状態を示している。なお、この第１状態を、定量吐出装置１０が稼動した直後の初期状態とする。初期状態では、ピストン室Ｓ２には、未だ移送物Ｔが供給されていないものとする。
【００８０】
図６Ａ（ａ）に示す第１状態から、図示しない恒圧供給装置によって、移送物Ｔが一定の圧力で連続的に供給口３５へ供給されると、供給口３５に臨んでいるフリーピストン１４の端面１４ｃが、供給口３５を介して筒状部３１内に進入した移送物Ｔによって押圧され、この押圧力によって、フリーピストン１４が、ピストン室Ｓ２内を吐出口３６側へ移動する。
【００８１】
図６Ａ（ｂ）は、フリーピストン１４が、吐出口３６に臨んでいる端面１４ｄの外縁部分が、筒状部３１の内周面３４と当接するまで吐出口３６側へ移動することによって、吐出口３６に最も近接する位置に配置された第２状態を示している。
【００８２】
図６Ａ（ｂ）に示すように、フリーピストン１４が、吐出口３６に最も近接する位置に配置されると、吐出口３６側に配置されている磁石９２が、蓋体２２を挟んで近接センサ９３と向かい合う位置に配置される。これにより、制御装置１６は、近接センサ９３からの検出信号に基づいて、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されていない状態からフリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されている状態に遷移したと判定し、ロータ１２をその軸線Ｊ１２まわりに１８０度回転させて吐出位置で停止するように、サーボモータ１５を制御する。
【００８３】
図６Ｂ（ｃ）は、図６Ａ（ｂ）に示す第２状態から、ロータ１２がその軸線Ｊ１２まわりに１８０度回転して、吐出位置で停止した第３状態を示している。この第３状態では、フリーピストン１４は、供給口３５に最も近接する位置に配置される。
【００８４】
図６Ｂ（ｃ）に示す第３状態から、図示しない恒圧供給装置によって、移送物Ｔが一定の圧力で連続的に供給口３５へ供給されると、供給口３５に臨んでいるフリーピストン１４の端面１４ｄが、供給口３５を介して筒状部３１内に進入した移送物Ｔによって押圧され、この押圧力によって、フリーピストン１４が、ピストン室Ｓ２内を吐出口３６側へ移動する。
【００８５】
図６Ｂ（ｄ）は、フリーピストン１４が、吐出口３６に臨んでいる端面１４ｃの外縁部分が筒状部３１の内周面３４と当接するまで吐出口３６側へ移動することによって、吐出口３６に最も近接する位置に配置されている第４状態を示している。
【００８６】
図６Ｂ（ｄ）に示すように、フリーピストン１４が、吐出口３６に最も近接する位置に配置されると、吐出口３６側に配置されている磁石９１が、蓋体２２を挟んで近接センサ９３と向かい合う位置に配置される。これにより、制御装置１６は、近接センサ９３からの検出信号に基づいて、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されていない状態からフリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置に配置されている状態に遷移したと判定し、ロータ１２をその軸線Ｊ１２まわりに１８０度回転させて吐出位置で停止するように、サーボモータ１５を制御する。
【００８７】
図６Ｂ（ｄ）に示す第４状態から、ロータ１２がその軸線Ｊ１２まわりに１８０度回転して、吐出位置で停止すると、再び第１状態に復帰する。このようにして、定量吐出装置１０は、第１状態から、第２〜第４状態を経て再び第１状態に復帰する一連の動作を繰り返し実行する。
【００８８】
そして、定量吐出装置１０は、この一連の動作において、第４状態から第２状態へ遷移する過程および第２状態から第４状態へ遷移する過程において、移送物Ｔを吐出口３６から吐出する。
【００８９】
移送物Ｔが味噌や餡子などのように高粘度の流動体である場合には、フリーピストン１４が、供給口３５に最も近接する位置から吐出口３６に最も近接する位置へ移動することによって、フリーピストン１４が移動した体積に相当する分量だけ移送物Ｔが吐出口３６から吐出される。このとき、フリーピストン１４と外部空間との間の空間には移送物Ｔが満たされている。
【００９０】
一方、移送物Ｔが比較的粘度の低い流動体である場合には、ロータ１２の回転に伴ってピストン室Ｓ２と吐出口３６とが連通状態となると、移送物Ｔが重力に従って吐出口３６から吐出され、さらに、フリーピストン１４が、供給口３５に最も近接する位置から吐出口３６に最も近接する位置へ移動することによって、吐出口３６とフリーピストン１４との間においてロータ１２の側面５２および底面５３ならびに蓋体２２の端面２２ａに付着していた移送物Ｔが、吐出口３６へ導かれて吐出口３６から吐出される。この場合には、第２状態あるいは第４状態において、供給口３５を介して筒状部３１の内部に供給された体積に相当する分量だけ、すなわち、供給口３５と、吐出口３６に最も近接する位置に配置されたフリーピストン１４との間の空間の体積に相当する分量だけ、移送物Ｔが吐出口３６から吐出されることとなる。
【００９１】
なお、移送物Ｔが味噌や餡子などのように高粘度の流動体である場合には、吐出口３６に取り付けられる管継手２５の下端に、レデューサを接続することによって、吐出される移送物Ｔの定量性を向上させることができる。この場合、管継手２５とレデューサとの接続は、それらの接続端部にフェルールをそれぞれ形成し、そのフェルール同士をクランプを用いて連結することによって実現することができる。
【００９２】
また、移送物Ｔが比較的粘度の低い流動体である場合には、吐出口３６に取り付けられる管継手２５の下端に、複数の透孔が厚み方向に貫通して形成された多孔板を取り付けるのが好ましい。これにより、移送物Ｔが一気に吐出されることが阻止され、移送物Ｔが周辺に飛散することを防止することができる。
【００９３】
また、図示していないが、吐出口３６の下方には、たとえば吐出口３６から吐出された移送物Ｔを充填させるための空の容器を、吐出口３６の下方に順次供給する、ベルトコンベアなどによって実現される容器供給装置が設置されてもよい。これにより、この容器供給装置と定量吐出装置１０とが協働して、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ容器に充填する装置を実現することができる。
【００９４】
以上のように、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、簡単な構造で、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができる。
【００９５】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、フリーピストン１４の軸線方向の寸法を変更することにより、あるいは、ピストン室Ｓ２の横断面の形状またはサイズを変更することにより、流動体の吐出量を容易に変更することができる。
【００９６】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、制御装置１６は、近接センサ９３が磁石９１および磁石９２のいずれかを検出してから、ロータ１２を１８０度回転させるように構成されている。すなわち、フリーピストン１４が吐出口３６に最も近接する位置まで移動してから、ロータ１２を１８０度回転させるように構成されているので、所定の量の流動体を確実に吐出口３６から吐出させることができる。
【００９７】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、ピストン収容部が、ロータ１２と、筒状部３１の軸線方向一方側の開口端部３２に着脱可能に固定されて、開口端部３２によって形成される開口を閉塞する蓋体２２とから成り、ピストン室Ｓ２が、ロータ１２における蓋体２２側の端部に形成された、横断面が矩形状の凹溝５１と、蓋体２２とによって形成されているので、開口端部３２から蓋体２２を取り外すことによって、ピストン室Ｓ２に収容されているフリーピストン１４を容易に取り出すことができる。したがって、メンテナンス性に優れるとともに、吐出量を変更するためにサイズの異なるフリーピストン１４に取り替える作業も容易に行うことができる。
【００９８】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、ピストン室Ｓ２の横断面が略矩形状を成し、フリーピストン１４が略直方体状に形成されているので、フリーピストン１４が、ピストン室Ｓ２内でその軸線まわりに回転することがない。したがって、フリーピストン１４には、蓋体２２に臨んで配置される側面１４ｅを介して、各端面１４ｃ，１４ｄ近傍に１本ずつ磁石９１，９２を埋設するだけで、近接センサ９３によって磁石９１，９２を検出することができる。このため、フリーピストン１４に磁石を多数設ける必要がなく、装置の製造コストを低減することができる。
【００９９】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０によれば、フリーピストン１４は、各側面１４ａと側面１４ｂおよび側面１４ｅとがそれぞれ曲率半径の小さなＲ面を介して連なっているので、Ｒ面が形成されない場合と比較して、フリーピストン１４を、ピストン室Ｓ２内において円滑に移動させることができる。
【０１００】
＜第２の実施形態＞
図７は、本発明の第２の実施形態に係る定量吐出装置１０Ａを示す正面図である。図８は、図７の定量吐出装置１０Ａの構成を示す断面図であり、図７の切断面線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た断面を示している。図９は、図８に示した定量吐出装置１０Ａの要部を拡大して示す断面図である。なお、図７は図解を容易にするため、蓋体２２Ａを省略して示している。
【０１０１】
本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａは、ロータ１２Ａ、フリーピストン１４Ａ、蓋体２２Ａおよび筒状部３１Ａを除く残余の構成については、第１の実施形態に係る定量吐出装置１０と同様に構成されている。以下の説明において、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａのうち第１の実施形態に係る定量吐出装置１０と同様の構成および同様の部分については、第１の実施形態に係る定量吐出装置１０と同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａでは、ロータ１２Ａに、その軸線Ｊ１２に直交する一直径線Ｄ１２に沿って延びる貫通孔５１Ａが形成されている。なお、図７〜図９では、ロータ１２Ａの一直径線Ｄ１２と、筒状部３１Ａの一直径線Ｄ３１とが平行となっているときの状態を示している。
【０１０３】
図１０は、図７の切断面線Ｘ−Ｘから見たロータ１２Ａの断面図、すなわち、軸線Ｊ１２を含み、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想平面で切断したときのロータ１２Ａの断面図である。
【０１０４】
貫通孔５１Ａは、その延在方向の両端が、ロータ１２Ａの外周面１２ａで開口するように形成されている。貫通孔５１Ａは、具体的には、直円筒状の内周面５２Ａによって規定される空間である。すなわち、貫通孔５１Ａを一直径線Ｄ１２に垂直な仮想平面で切断したときの断面は、円形状を成している。
【０１０５】
本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａでは、この貫通孔５１Ａが、ピストン室Ｓ４に相当する。すなわち、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａでは、ロータ１２Ａによって、本発明のピストン収容部を構成している。
【０１０６】
筒状部３１Ａは、直円筒状の内周面３４を有し、その軸線Ｊ３１に直交する一直径線Ｄ３１上に、筒状部３１Ａの内部空間（内周面３４によって囲まれる空間）と外部空間とを連通する、移送物の供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａが形成されている。供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａは、一直径線Ｄ３１に沿って筒状部３１Ａを貫通する貫通孔によって実現される。供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａの横断面の形状は、特に限定されないが、たとえば円形状または矩形状であり、本実施形態では円形状である（図１１参照）。
【０１０７】
図１１は、ロータ１２Ａの回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ４の横断面と供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａの横断面とを、一直径線Ｄ１２に垂直な仮想一平面に投影した図である。
【０１０８】
供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａは、図１１に示すように、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、ピストン室Ｓ４の横断面を一直径線Ｄ１２（Ｄ３１）に垂直な仮想一平面に投影したときの投影領域Ｃ３内に、供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａの横断面をその仮想一平面に投影したときの投影領域Ｃ４の全体が包含され、かつ、供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａの横断面が、ピストン室Ｓ４の横断面よりも小さくなるように、筒状部３１Ａに形成されている。
【０１０９】
したがって、ロータ１２Ａの軸線Ｊ１２まわりの回転位置が吐出位置である状態では、筒状部３１Ａの内周面３４において、供給口３５Ａを外囲している環状部分３４ａおよび吐出口３６Ａを外囲している環状部分３４ｂが、ピストン室Ｓ４に臨んでいる。
【０１１０】
フリーピストン１４Ａは、ピストン室Ｓ４内に、ピストン室Ｓ４の延在方向に沿って移動可能に収容される、合成樹脂などの軽量材料から成る柱状部材であり、たとえばＰＴＦＥから成っている。フリーピストン１４Ａは、本実施形態では、ピストン室Ｓ４の横断面の形状に対応して、直円柱状に形成されている。
【０１１１】
フリーピストン１４Ａは、その軸線方向における両側の端面１４ｃ，１４ｄが、その軸線に垂直な仮想平面に平行となるようにそれぞれ形成されている。フリーピストン１４Ａは、その軸線方向の寸法が、ロータ１２Ａにおける内周面５２Ａの長手方向の寸法よりも短い、予め定める長さとなるように形成されている。
【０１１２】
また、フリーピストン１４Ａは、直円筒状の外周面１４ｆを有しており、その外周面１４ｆを介して、複数本の磁石９１と、複数本の磁石９２が埋設されている。複数本の磁石９１は、一方の端面１４ｃの近傍において、周方向に等間隔に間をあけて、半径方向に延びるように設けられている。また、複数本の磁石９２は、他方の端面１４ｄの近傍において、周方向に等間隔に間をあけて、半径方向に延びるように設けられている。
【０１１３】
なお、各磁石９１，９２は、外部に露出するように設けられている。また、各磁石９１，９２は、フリーピストン１４の軸線方向において、端面１４ｃと複数本の磁石９１との間の距離と、端面１４ｄと複数本の磁石９２との間の距離とが互いに等しくなるように設けられている。
【０１１４】
蓋体２２Ａには、図８に示すように、磁束密度の変化によって磁石を検出する近接センサ９３が、吐出口３６Ａの近傍において設置されている。近接センサ９３は、詳細には、ロータ１２の回転位置が吐出位置である状態において、フリーピストン１４が吐出口３６Ａに最も近接する位置に配置されたときに、２つの磁石９１，９２のうち、吐出口３６Ａ側に配置される磁石の軸線上に配置され、蓋体２２Ａを貫通して設けられている。
【０１１５】
近接センサ９３は、磁束密度の変化によって、ロータ１２Ａにおける貫通孔５１Ａよりも蓋体２２Ａ側の部分を挟んで向かい合う位置に、磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されているか否かを検出できるように構成されている。このため、ロータ１２Ａは、非磁性材料から成っており、たとえばオーステナイト系のステンレスまたはＰＴＦＥなどの樹脂材料から成っている。
【０１１６】
上記のような構成を有する本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａにおいても、第１の実施形態に係る定量吐出装置１０と同様に、簡単な構造で、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができる。
【０１１７】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａにおいても、フリーピストン１４Ａの軸線方向の寸法を変更することにより、あるいは、ピストン室Ｓ４の横断面の形状またはサイズを変更することにより、流動体の吐出量を容易に変更することができる。
【０１１８】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａにおいても、第１の実施形態に係る定量吐出装置１０と同様に、制御装置１６は、近接センサ９３が磁石９１および磁石９２のいずれかを検出してから、ロータ１２Ａを１８０度回転させるように構成されている。すなわち、フリーピストン１４Ａが吐出口３６Ａに最も近接する位置まで移動してから、ロータ１２Ａを１８０度回転させるように構成されているので、所定の量の流動体を確実に吐出口３６Ａから吐出させることができる。
【０１１９】
また、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａによれば、複数本の磁石９１，９２が、一方の端面１４ｃおよび他方の端面１４ｄの近傍において、周方向に等間隔に間をあけて、半径方向に延びるようにそれぞれ設けられているので、フリーピストン１４Ａがピストン室Ｓ４内でその軸線まわりに回転した場合であっても、近接センサ９３によって、ロータ１２Ａにおける貫通孔５１Ａよりも蓋体２２Ａ側の部分を挟んで向かい合う位置に、磁石９１，９２のうちのいずれかが配置されているか否かを確実に検出させることができる。
【０１２０】
なお、本実施形態に係る定量吐出装置１０Ａでは、ロータ１２Ａに、ピストン室Ｓ４を成す貫通孔５１Ａが１つだけ形成されているが、他の実施形態では、ロータ１２Ａに、ピストン室Ｓ４を成す貫通孔５１Ａを、それぞれの延在方向が互いに平行となり、ロータ１２Ａの軸線Ｊ１２に沿って一列に並ぶように、複数形成してもよい。この場合には、ロータ１２Ａに形成される貫通孔５１Ａの数に対応して、筒状部３１Ａに、供給口３５Ａおよび吐出口３６Ａを複数形成すればよい。
【符号の説明】
【０１２１】
１０  定量吐出装置
１１  ケーシング
１２  ロータ
１３  回転軸
１４  フリーピストン
１５  サーボモータ
１６  制御装置
２１  第１ケーシング片
２２  蓋体
２３  第２ケーシング片
３１  筒状部
３２  開口端部
３４  内周面
３５  供給口
３６  吐出口
５１  溝
９１，９２  磁石
９３  近接センサ
Ｓ２  ピストン室
【要約】
【課題】  簡単な構造で、粘性を有する流動体を精度良く定量ずつ間欠的に吐出することができる定量吐出装置を提供する。
【解決手段】  定量吐出装置１０は、内周面３４を有し、一直径線Ｄ３１上に供給口３５、吐出口３６が形成された筒状部３１と、軸線Ｊ３１と共通の軸線Ｊ１２まわりに回転可能に筒状部３１に収容されるロータ１２を含んでなるピストン収容部であって、ロータ１２の回転に伴い軸線Ｊ１２まわりに回転するピストン室Ｓ２が形成され、ピストン室Ｓ２の延在方向と一直径線Ｄ３１とが平行となるときのロータ１２の回転位置を吐出位置とするとき、吐出位置にてピストン室Ｓ２が供給口３５、吐出口３６と連通するピストン収容部と、ピストン室Ｓ２に収容されるフリーピストン１４と、ロータ１２を回転させるサーボモータ１５と、ロータ１２が１８０度回転して吐出位置に停止する動作を繰返すようにサーボモータ１５を制御する制御装置１６とを含む。
【選択図】      図２【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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