JPH025776A - 定量給液装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は粘度の高低を問わず、各種の液状物質を一定
量正確に容器類に送液または充填するようにした定量給
液装置に関する。

〔従来の技術と課題〕

従来、一般に使用されている定量給液装置の送液ポンプ
としては、エアーシリンダ一方式、油圧シリンダ一方式
、ベローズポンプ方式、ダイヤフラム方式、又はギアポ
ンプ方式等々がある。

又、給液形態を大別すると、大容量の送液と小容量の送
液とがあるが、小容量の送液、中でも大容量の液体を小
容量の容器に給液分注する場合は、高い定量精度が要求
される。

しかし、特に小容量給液の場合は給液完了時において、
そのノズル先端で液洩れや液垂れが発生し、これが定量
精度を低下せしめる要因となっていた。

従って、上記の各送液方式における定量給液装置には非
送液時において、液体がノズルから洩れないようにする
ため第７図に示したような逆止弁を用いる手段が採られ
て来た。

即ち、第７図Ａ、Ｂ及びＣは、いずれも上記逆止弁の開
弁状態を示したものであって、Ａは送液管（イ）のノズ
ル（ロ）外側に円錐形のチャツキ弁（ハ）を設け、該弁
支持杆に）を上方（矢印方向）に移動させてノズル１０
ｊの開口部を閉止し、液流を遮断するようにしたもの、
Ｂは送液管（イ］のノズル１０１の内側に円筒形のチャ
ツキ弁（ハ゛）を配し、チャツキ弁支持杆（二°）を下
方（矢印方向）に移動させてノズル（ロ）を閉じるもの
、そしてＣは送液管（イ）のノズル（ロ）開口部の上方
に達弁（八”）を内装し、球支持杆（二”）を下方（矢
印方向）に作動させてノズル（ロ）を閉止するものであ
るが、いづれも比較的粘度の高い液体にはある程度有効
であるが、低粘度の液体に対して液洩れ又は液垂れを完
全に防止することは期待出来なかった。

この他、従来の定量供給装置では、液体の粘度を含む性
状若しくは容器の形状等によっては送液時におけるモー
ターの始動から全開までの立上がり加速度が固定的であ
った為、容器内に空気が残留したり、液中に気泡が発生
して不良品が生じ易いという問題点が見られたものであ
る。

本発明の目的は、回転ポンプを用いた給液装置における
給液ノズル口の液洩れ等を完全に防止することを主たる
目的とし、特に大容量液を小容量容器に分注する場合の
定量精度を高めると共に、容器中における空気等の残留
を防止して品質良好な定量分注を行い得る給液装置を提
供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、回転ポンプを利用し
て液状物質の定量を容器類に送給・充填するようにした
給液装置において、予め設定した所定量の給液が完了し
た時点、即ち回転ポンプのローターが所定の速度で所定
の回転数を終了した時点で自動的に少量逆回転し得るよ
うにしたことを技術的特徴とするものである。

又、液中に起生ずる空気の残留等を防止する為、上記回
転ポンプの作動軸を、その回転数、回転速度及び立上が
り加速度が自己制御或いは自動制御可能な例えばサーボ
モーター又はステンプモーターによって駆動させると共
に、コントロールボックス内の制御手段によって、予め
各種液状物質の性状や容器の形状・容量に見合う適正な
給液量、給液速度及び給液の立上がり時間、即ちモータ
ーの始動から全開迄の立上がり速度、及び立下がり速度
を正確に計算、記憶させた上、モーターの加減速時間を
液種や容器に応じて自由に選択し得る手段を用いたもの
である。

用〕 本発明は、給液装置における送液ポンプに歯車ポンプの
ような所謂回転ポンプを用い、定量の給液完了と同時に
連動的にその歯車を少しく逆回転させるようにしたから
、これによって負圧となる送液管のノズル口における液
洩れ又は液垂れが確実に防止できた。又、液状物質の容
器充填に当たり、該液状物質の性状や容器の形状に適応
したモーターの立上がり、立下がり速度が得られるよう
にしたことにより、容器中における気泡等の発生を確実
に防止するという作用を奏する。

〔実　施　例〕

以下、その構成を図面に示す実施例に従って更に詳述す
ると、第１．２図において、１は機台、２は上記機台１
上に固定されたケーシングに駆動歯車と従動歯車を内蔵
してなる歯車ポンプ、３は正逆回転可能なモーターであ
って、その軸３″が上記歯車ポンプ２の駆動歯車軸２ａ
に連結されたちの〔作 である。

又４・４°は上記歯車ポンプ２の吸引口２ｂと吐出口２
ｃにそれぞれ水密に接続された吸込管及び送液管、５は
液槽を示す。

第３図は上記液槽５を歯車ポンプ２の上方に設けた他の
実施例、更に第４図は機台上に回転ポンプを二台並列的
に設置した他の実施例を示したもので、この場合モータ
ー軸３”と直結される一つの歯車ポンプ２の駆動歯車軸
２ａ上にプーリー６を固定する一方、他側の歯車ポンプ
の駆動歯車軸２ａ端に取付けられたプーリ−６゛間をベ
ルト７で連結したものである。

尚、図中８は上記モーター３を制御するコントロールボ
ックスを示し、８亥ボツクスにはマイクロコンピュータ
−（図示せず）を内蔵して、その表面の操作パネル８゛
にモーターの回転数によって規制される吐出量設定ボタ
ン９を設け、予め各種液状物質の性状や容器の内容積に
見合って計算された歯車軸の回転数並びに速度に関する
データーを、各液種毎にテンキー１０を利用して上記マ
イクロコ、ンビューターに記憶させておけば、後は液種
設定ボタン１１により、それらの内から任意の液種に応
じたモーター３の駆動条件を選択し得るものである（第
６図参照）。

また第６図中、１２は電源スィッチ、１３は表示器、１
４は自動、手動の切換えスイッチを示す。

而して、上記歯車ポンプ２はモーター３の回転により、
ケーシング内で正方向に回転する駆動歯車が、これと互
いに噛合間係にある従動歯車を作動させることで、液槽
５内の液状物質圓を吸込管４を経て送液管４°の先端ノ
ズルＮから吐出するのであるが、上記両歯車の回転数で
規定される所定量の給液が完了した瞬間にモーター３を
少しく逆方向に回転させて送液管４°側を負圧にさせる
ことにより、液洩れ又は液垂れを皆無としたのである。

即ち、ある種の液体について駆動歯車が例えば５回転で
定量になるとすると、モーターが正方向に５回転すれば
停止し、次の瞬間に逆方向に１７４〜１／２回転して停
止するように予めメモリーしておけば良い。従って本発
明の給液装置では、上記液種設定ボタン１１を操作して
所望の液種を選択し、さらにモーターの回転速度を設定
するだけで、使用する液状物質の性状や容量に見合う回
転数と速度でモーターが作動し、定量送液後、直ちに少
量逆転するので、容器に対する定量充填時の液洩れ等の
トラブルを確実に防止し得るのである。

尚、本発明の給液装置における上記ポンプは、要するに
回転ポンプであれば上述した歯車ポンプに限らず、例え
ばまゆ型または三葉ポンプ或いは羽根ポンプ等々、その
ローターの形状および配置は任意である。

更に本発明において、複数の回転ポンプを連設する場合
、第４図に例示したような並列方式だけでなく、各回転
ポンプの駆動歯車軸同志を直結する直列方式（第５図参
照）にすることも自由であるが、並列する場合の連動機
構としては、第４図に例示したプーリー６とベルト７に
よるもの＼他、スプロケットとチエイン、又は歯車連動
とすることもできる。又上記吸込管４及び送液管４゛の
材質は液種あるいは使用場所の状況等によって、ゴム管
、軟・硬質の合成樹脂管、又はステンレス等の金属管を
随時選択することは当然である。

次に容器充填時の残留空気又は気泡発生を防止する構造
の一例として、上記回転ポンプ２の始動から給液終了ま
での送液量の立上がり及び立下がり時間の調整をパルス
信号によって自動制御するようにしたステップモーター
使用の場合について述べると、上述のコントロールボッ
クス８表面の操作パネル８゛上に設けられた上記ボタン
類９〜１４の他、更にパルス数設定ボタン１５を設け、
予め各液種に見合ったポンプの回転数並びに速度をテン
キー１０を介してマイクロコンピュータ−に記憶させ、
立上がり加速度を設定し、さらにテンキー１０による数
値入力によりそれらの内から任意の液種に応じたモータ
ーの駆動条件を選択し得るようにしたものである。

これによって給液時における立上がり時間、速度が液状
物質の性状、特に粘度特性や容器の形状に見合った給液
量が確実に得られ、容器内の空気の残留や泡立ちが未然
に防止できるのである。

続いてステップモーター及びサーボモーターを使用した
場合の制御システムを説明する。先ず、ステップモータ
ーはパルスによって回転数及び加速度を制御するが、キ
ーボードから液種、吐出量、回転速度及び立上がり加速
度等を予め定められた数値に基づいて人力すると、これ
らが記憶手段に保持される。演算回路ではこれらを演算
処理して設定値に見合った回転数、回転速度、立上がり
加速度及び逆転数を決定し、パルス発生回路に対して決
定されたパルス数、パルス間隔となるような信号を出力
する。ここで、所定の回転数だけステップモーターを回
転させると、演算回路から逆転信号が出力され、ステッ
プモーターを所定の逆転数だけ回転させる。また、立上
がり加速度については何ミリ秒で設定速度に上げるかの
情報のみを入力しておけば、演算回路内で加算器等によ
って立上がり時のパルス間隔を徐々に短くすることによ
り確実に制御することができる。本実施例では１ステッ
プ０．３６度、即ち１０００行程で１回転するステップ
モーターを使用し、精度の高い制御を行うことができる
ようにしている。

またサーボモーターは、回転子に埋込んだ磁石をホール
素子によって検出し、回転数、回転速度等を制御するが
、磁石の数、ホール素子の数に応じて精度が決定される
。即ち、９０度毎の回転を検出できるようにすれば１７
４回転、４５度毎であれば１／８回転までの精度が確保
できる。この場合、ステップモーターと同様、キーボー
ドによって諸数値を入力すると、これが−旦記憶手段に
保持され、演算回路で演算処理後電圧制御によってサー
ボモーターを回転させる。立上がり加速度はホール素子
からの信号を演算回路に入力することによって信号間隔
を演算し、昇圧勾配を決定する。また、一定数の回転後
にはモーターをストップさせると共に、逆転信号を出力
してＤＣモーターの場合には電流を切換える等の手段に
よって予め設定された回転だけ逆転させるという制御を
行うのである。

尚、上記パルス数の設定は上側のようなデジタル表示に
限らず、ダイアルその他のアナログ方式によっても良い
ことは云うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、歯車ポンプを用いた給液装置の液洩れ
、法事れを完全に防止することが出来、特に大容量溶液
を小容量容器に分注する定量精度に優れ、しかも従来の
この種給液装置に付設される逆止弁機構が完全に省略で
き、装置の小型化が計られる等の効果を有する。

又、この定量給液装置は、グリスやクリーム等のゾル状
物質から、水のような低粘度の液体迄、広い性状範囲の
液状物質の定量分与に利用できるが、特に従来の給液装
置における逆止弁の課題とされていた低粘度物質の定量
精度のばらつきを解決した効果は頗る大である。

更に本発明は、自己制御又は自動制御機能を有するモー
ターにより回転ポンプの立上がり速度等を液状物質の性
状や容器の形状に応じて加減し得るものであるから、容
器内への空気の残留或いは気泡の発生が効果的に抑制さ
れ、高い充填精度が得られる他、何れの場合でも回転ポ
ンプを使用したことで液種の異なる流体に使用する際の
内部洗４゜ 浄が橿めて簡単に行える等、工程、設備の簡略化が計ら
れて生産性の著しい向上が期待できるという優れた利点
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の定量給液装置の平面図、第２図は要部
の縦断面図、第３図は液槽を回転ポンプの上方に設置し
た本発明の他の実施例を示す正面図、第４図は二台の回
転ポンプを並列に設置した他の実施例における平面図、
第５図は二台の回転ポンプを直列に設置した他の実施例
を示す平面図、又第６図はコントロールボックスの操作
パネルの一例を示す平面図、更に第７図Ａ、Ｂ、Ｃは従
来の液洩れ用逆止弁の構造を示す要部縦断面図である。 尚、図中１・・・機台、２・・・歯車ポンプ、３・・・
モーター　４・・・吸込管、４′・・・給液管、５・・
・液槽、６・６“・・・プーリー　８・・・コントロー
ルボックス、８”・・・操作パネル。　　　　　　　　
　　　（以　　上）特許出願人　　　佐　胚　精　器　
株式会社代理人　弁理士　小　原　和　夫　外１名（八
） 第７図 第 図 第 図 手続補正書 （方式） 事件の表示 特願昭６３−１５７０３９号 ２゜ 発明の名称 定量給液装置 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、回転ポンプを利用して液状物質の定量を容器類に送
   給・充填するようにした給液装置において、予め設定し
   た所定量の給液が完了した時点で、上記ポンプを少量逆
   回転し得るようにしたことを特徴とする定量給液装置。 ２、回転ポンプの作動軸の回転数、回転速度及び立上が
   り加速度を自己制御、若しくは自動制御機能を有するモ
   ーターによって駆動するようにした請求項１記載の定量
   給液装置。