JPH11132148A - 液体充填用ダイヤフラムポンプ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】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をピストン本体側にエア吸引に
より密着させながらポンピング動作させるエア吸引機構
５を備えた。

Description

【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５
１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６
１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１９
ｂ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６
４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】また本発明は、上記発明の液体充填用ダイ
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１
１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
に流体物を送流する液体充填用のピストンバルブポンプ
装置であって、前記ピストン１１にその圧縮移動方向前
部の１乃至数カ所に孔設されたエア吸引孔１４と該吸引
孔１４に連通するエア流路１６を備え、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
用の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２
ａ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１
１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２
０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３
１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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平山 隆久 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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ことを特徴
   とする液体充填用ダイヤフラムポンプ装置。
2. 【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、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３
   １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
   を送流する液体充填機のピストンバルブポンプ装置であ
   って、前記ピストン１１にその圧縮移動方向前部の１乃
   至数カ所に孔設されたエア吸引孔１４と該吸引孔１４に
   連通するエア流路１６を備え、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。