(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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２】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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
【図１】
0004026202.tif 000002
【図２】
0004026202.tif 000003
【図３】
0004026202.tif 000004
【図４】
0004026202.tif 000005
【図５】
0004026202.tif 000006
【図６】
0004026202.tif 000007