JPH0671401U

JPH0671401U - ピストン式定量充填機

Info

Publication number: JPH0671401U
Application number: JP1696293U
Authority: JP
Inventors: 鷹志武政
Original assignee: 鐘紡株式会社
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-10-07

Abstract

(57)【要約】【目的】容器への液体の充填時に液体が泡立ち、溢れ
るのを防止する。【構成】ピストン式定量充填機を、シリンダ１内で往
復動するピストン９と、モータの駆動軸２３に所定の偏
心寸法Ｅをもって取付けられ、このモータによって偏心
回転が与えられる第１の歯車２１と、該第１の歯車２１
に対応する偏心寸法Ｅをもって回転軸に取付けられ、該
第１の歯車２１に噛合することにより、回転軸を回転さ
せる第２の歯車２６と、回転軸に取付けられ、この回転
軸と共に回転する回転アーム３３と、この回転アーム３
３をピストン９に連結し、回転アーム３３の回転をピス
トン９の往復運動に変換する連結アーム３４とから構成
し、ピストン９の上死点近傍で充填速度が遅くなるよう
にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、例えばシャンプー液や化粧水等の液体化粧料を瓶等の容器内に定量充填するのに用いて好適なピストン式定量充填機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図７および図８に従来技術によるピストン式定量充填機を示す。

【０００３】図中、１は定量充填機の本体となるシリンダを示し、該シリンダ１の上端側はＴ字管２に接続され、該Ｔ字管２は管路３の途中に逆止弁４，５を介して接続されている。ここで、管路３の一端側は例えば液体化粧料等の液体Ｌを貯蔵したタンク６に接続され、他端側は化粧料容器としての瓶７に液体Ｌを充填するノズル８に接続されている。また、瓶７は図８に示す如く細口瓶からなり、大径の胴部７Ａ，小径の口部７Ｂ，テーパ部７Ｃとから形成されている。

【０００４】９はシリンダ１内に摺動可能に挿嵌されたピストンを示し、該ピストン９はシリンダ１内を往復動することにより、該シリンダ１内に管路３からタンク６内の液体Ｌを吸込みつつ、この液体Ｌをノズル８側から瓶７内に吐出させ、液体Ｌを瓶７内に定量充填する。また、該ピストン９の下端側には取付ブラケット９Ａが設けられ、該取付ブラケット９Ａは後述の連結アーム１５に回動可能にピン結合されている。

【０００５】１０は前記ピストン９を駆動させるためのモータを示し、該モータ１０は駆動軸１１を図中の矢示Ａ方向に回転駆動する。

【０００６】１２は細長い平板状に形成された回転アームを示し、該回転アーム１２は基端側がワシャ１３、ナット１４等を介して前記駆動軸１１に取付けられ、駆動軸１１が回転するときに該回転アーム１２の先端は図７中にニ点鎖線で示す軌跡Ｒを描いて駆動軸１１と一体に回転する。

【０００７】１５は前記ピストン９と回転アーム１２との間に取付けられた連結アームを示し、該連結アーム１５の基端側は前記回転アーム１２の先端にねじ１６，ワシャ１７等を介して回動可能に連結され、先端側はピストン９の取付ブラケット９Ａにねじ１８，ワシャ１９，ナット２０等を介して回動可能に連結されている。

【０００８】従来技術によるピストン式定量充填機は以上の如く構成され、モータ１０の駆動軸１１によって回転アーム１２が矢示Ａ方向に回転されると、該回転アーム１２に連結された連結アーム１５は該回転アーム１２とピストン９との間で回動し、回転アーム１２の回転運動をシリンダ１内での往復動に変換する。

【０００９】ここで、回転アーム１２の先端側がシリンダ１から遠ざかるときにはピストン９がシリンダ１内で上死点から下死点に向けて摺動変位し、逆止弁４を開弁させてタンク６内の液体Ｌをシリンダ１内に吸込む。

【００１０】そして、回転アーム１２の先端側がシリンダ１に近づくときには、ピストン９がシリンダ１内で下死点から上死点に向けて摺動変位し、シリンダ１内の液体ＬをＴ字管２内に向けて吐出させる。このとき、逆止弁４は閉弁して液体Ｌがタンク６側に戻るのを防止し、逆止弁５が開弁するから、シリンダ１内から吐出された液体Ｌは瓶７内に定量充填される。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述した従来技術によるピストン式定量充填機では、ピストン９が上死点に向けて摺動変位しつつ、シリンダ１内の液体Ｌを瓶７内に吐出させるときに、ピストン９の摺動速度は上死点の近傍で徐々に遅くなるから、単位時間あたりの吐出量は全吐出行程を通して上死点近傍で僅かに小さくなる。しかし、この吐出量の変化幅は比較的小さいため、ノズル８からの単位時間当たりの液体Ｌの吐出量は、ほぼモータ１０の回転速度で一義的に決まってしまう。

【００１２】一方、瓶７は図８に示す如く、胴部７Ａの部分が太く、口部７Ｂ側が細く形成されているため、該瓶７に液体Ｌを充填するときには、液体Ｌの液面がレベルＨ 1 まではそれ程泡立ちは発生しない。しかし、この液面が、胴部７Ａを過ぎたところでレベルＨ1 を越えると、テーパ部７Ｃで瓶７は漸次小径となっているから、このときに液体Ｌの液面は急に上昇して泡立ちが発生し易くなり、液体Ｌが瓶７から溢れてしまい、液体Ｌの定量充填が難しくなるという問題がある。

【００１３】また、液体Ｌが泡立って瓶７から溢れるのを防止するためには、モータ１０の回転速度を下げればよいが、この場合には液体Ｌの単位時間当たりの吐出量が全行程に亘って減少してしまうので、シリンダ１内にタンク６側から液体Ｌを吸込む吸込行程にも長い時間を要し、液体Ｌの充填作業に余分な時間がかかり、生産性が低下してしまうという問題がある。

【００１４】本考案は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本考案は生産性を低下させることなく、容器内への液体の充填時に液体が泡立つのを抑えることができ、液体を正確に定量充填できるようにしたピストン式定量充填機を提供することを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案は、シリンダ内でピストンを往復動させることにより、該シリンダ内に吸込んだ液体を容器に向けて吐出させ、該容器内に液体を定量充填するピストン式定量充填機において、モータの駆動軸に所定の偏心寸法をもって取付けられ、該モータによって偏心回転が与えられる第１の歯車と、該第１の歯車に対応する偏心寸法をもって回転軸に取付けられ、該第１の歯車に噛合することにより前記回転軸を回転させる第２の歯車と、該第２の歯車の回転軸に取付けられ、該回転軸と共に回転する回転アームと、該回転アームを前記ピストンに連結し、該回転アームの回転を前記ピストンの往復運動に変換する連結アームとを備えたことを特徴としてなる構成を採用している。

【００１６】

【作用】

上記構成により、シリンダ内のピストンが下死点から上死点に向けて摺動変位するときに、この上死点の近傍部分で回転アームの回転速度が遅くなるように第１の歯車および第２の歯車の偏心寸法を調整すれば、モータの回転速度を変えずに液体の吐出量（単位時間当り）をピストンの上死点近傍部分で確実に減少でき、泡立ちの発生を防止できる。また、シリンダ内に液体を吸込むときには単位時間当りの液体の吸込量を増加させ、液体の充填作業に余分な時間がかかるのを防止することができる。

【００１７】

【実施例】

以下、本考案の実施例によるピストン式定量充填機を図１ないし図６に基づいて詳述する。なお、実施例では前述した従来技術と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略する。

【００１８】図中、２１は第１の歯車を示し、該第１の歯車２１にはその中心から一方向に所定長さをもって伸長する長穴２１Ａが形成され、第１の歯車２１は該長穴２１Ａ内に後述するモータ２２の駆動軸２３を固定することによって、駆動軸２３に取付けられている。

【００１９】２２はモータを示し、該モータ２２は前述した従来技術のモータ１０とほぼ同様に、駆動軸２３を有し、該駆動軸２３を一定の速度で矢示Ａ方向に回転させる。ここで、駆動軸２３の外周面には、図２に示す如く、長穴２１Ａの伸長方向にそって２箇所の面取り部２３Ａ（一方のみ図示）が形成され、該各面取り部２３Ａは歯車２１の長穴２１Ａに摺動可能に係合し、駆動軸２３と歯車２１との相対回転を防止するようになっている。そして、駆動軸２３に歯車２１を取付けるときには、まず各面取り部２３Ａを長穴２１Ａ内に係合させ、駆動軸２３を長穴２１Ａ内で歯車２１の中心から所定の偏心寸法Ｅだけ変位させた後に駆動軸２３の先端側からワシャ２４を介してナット２５を締めつけることにより、前記第１の歯車２１は駆動軸２３に偏心寸法Ｅをもって固定され、モータ２２は駆動軸２３を回転中心Ｏ1 として、第１の歯車２１に図１，図３，図４に示す如く矢示Ａ方向の偏心回転を与える。

【００２０】２６は第２の歯車を示し、該第２の歯車２６は前記第１の歯車２１と同形状をなし、長穴２１Ａと同様の長穴２６Ａが形成されている。そして、該長穴２６Ａ内には後述する回転軸２７が取付けられ、該第２の歯車２６は前記第１の歯車２１に噛合することによって、回転軸２７を回転させるようになっている。そして、該第２の歯車２６は回転軸２７に対して偏心寸法Ｅをもって取付けられ、前記第１の歯車２１と第２の歯車２６は、各歯車２１，２６の中心間の距離と各歯車２１，２６の回転中心Ｏ1 −Ｏ2 間の距離が等しくなるように調整されている。

【００２１】２７は回転軸を示し、該回転軸２７は図２に示す如く、大径の軸部２７Ａと、軸方向にねじ穴が形成された先端の係合部２７Ｂとからなり、該回転軸２７は軸部２７Ａが軸受２８，２８を介して筒状の軸支持部材２９内に回転可能に支持されている。また、回転軸２７の係合部２７Ｂは第２の歯車２６の厚さ寸法よりも短く形成され、その外周面には、前記駆動軸２３の面取り部２３Ａと同様の面取り部（図示せず）が形成されている。そして、該回転軸２７の係合部２７Ｂは長穴２６Ａに係合することにより、前記第２の歯車２６に対し回転軸２７を回り止めし、第２の歯車２６が回転軸２７を回転中心Ｏ2 として回転する。

【００２２】３０は第２の歯車２６の長穴２６Ａに装着され、回転軸２７と軸方向に連結されたアーム取付部材を示し、該アーム取付部材３０は筒部３０Ａと、該筒部３０Ａの中間から径方向に突出形成された円板状の鍔部３０Ｂとから大略構成されている。そして、筒部３０Ａの基端側の外周面には、前記駆動軸２３の各面取り部２３Ａと同様の一対の面取り部（図示せず）が形成され、この面取り部が第２の歯車２６の長穴２６Ａの内側面に係合するようになっている。また、筒部３０Ａの先端側には後述する回転アーム３３が固着され、該アーム取付部材３０はワシャ３１を介して筒部３０Ａ内に長尺なボルト３２を挿通することにより、該ボルト３２で前記回転軸２７の係合部２７Ｂに締付けられている。このとき、鍔部３０Ｂは第２の歯車２６を長穴２６Ａの周囲から回転軸２７の軸部２７Ａ端面との間で挟持し、第２の歯車２６を図１に示す如く、前記第１の歯車２１に対応する偏心寸法Ｅをもって回転軸２７に固定するようになっている。

【００２３】３３は回転アームを示し、該回転アーム３３は基端側が前記アーム取付部材３０に固着され、先端側は該アーム取付部材３０の外周側から一方向に伸長している。また、該回転アーム３３には、基端部を除く中央部に、該回転アーム３３の伸長方向に沿って伸びる長穴３３Ａが形成され、該長穴３３Ａ内には、後述する連結アーム３４の基端側が、前記アーム取付部材３０から所望の離間寸法位置で連結されるようになっている。

【００２４】３４は連結アームを示し、該連結アーム３４の基端側には図２中に点線で示す如くピン挿通穴が形成され、該ピン挿通穴内には後述する連結ピン３８の軸部３８Ｂが回転可能に連結されている。また、該連結アーム３４の先端側にも図示しないピン挿通穴が設けられ、このピン挿通穴にピン３５を挿通し、ワシャ３６，ナット３７を介して連結アーム３４はピストン９の取付ブラケット９Ａに回動可能に連結されている。

【００２５】３８は前記回転アーム３３と連結アーム３４とを連結する連結ピンを示し、該連結ピン３８は、中間が大径のスペーサ部３８Ａとなり、該スペーサ部３８Ａの両端には、小径の軸部３８Ｂとねじ部３８Ｃが突出形成されている。そして、該連結ピン３８は、軸部３８Ｂを前記連結アーム３４のピン挿通穴に連結し、ねじ部３８Ｃを回転アーム３３の長穴３３Ａの、前記アーム取付部材３０から所定寸法離間した位置に挿通し、ワシャ３９，ナット４０で締付けることによって回転アーム３３に固定され、軸部３８Ｂを前記連結アーム３４のピン挿通穴に連結することにより、回転アーム３３と連結アーム３４を回動可能に連結し、シリンダ１内でのピストン９の行程寸法を調整できるようになっている。

【００２６】本実施例によるピストン式定量充填機は以上の如き構成を有するもので、次にその動作について説明する。

【００２７】まず、モータ２２の駆動軸２３によって第１の歯車２１が矢示Ａ方向に回転駆動され、このとき、該第１の歯車２１に噛合する第２の歯車２６は矢示Ａとは逆向きの矢示Ｂ方向に回転する。

【００２８】そして、該第２の歯車２６は回転軸２７と該回転軸２７に取付けられた回転アーム３３を回転中心Ｏ2 の周囲で矢示Ｂ方向に回転させ、連結アーム３４は該回転アーム３３とピストン９との間で回動しながら回転アーム３３の回転運動をピストン９の往復運動に変換する。

【００２９】この場合、ピストン９が上死点から下死点に向けて図３，図４に示す如くシリンダ１内を摺動変位するときには、タンク６内の液体Ｌがシリンダ１内に吸込まれる吸込行程となり、ピストン９が下死点から上死点に向けて図１に示す如く摺動変位するときには、シリンダ１内に吸込んだ液体Ｌが瓶７に向けて吐出する吐出行程となる。

【００３０】ここで、第１の歯車２１，第２の歯車２６の動きを図５および図６に基づいて説明する。

【００３１】まず、図５は図１に対応し、シリンダ１内でピストン９が上死点の近傍に達して液体Ｌが瓶７内に吐出される吐出行程の終了前の状態における歯車２１，２６の位置関係を示している。

【００３２】即ち、第１の歯車２１は駆動軸２３を回転中心Ｏ1 として一定時間に角度θだけ回転し、図５に示す上死点の近傍位置では、各歯車２１，２６の噛合する点（以後、噛合部Ｍという）が回転中心Ｏ1 （駆動軸２３）に近く、回転中心Ｏ2 （回転軸２７）から大きく離間するから、第１の歯車２１が角度θだけ回転する間に噛合部Ｍは第１の歯車２１の周上を r1 から r2 へ移動し、第１の歯車２１は弧 r1 − r2 に対応する長さの弧 r3 − r4 分だけ第２の歯車２６を周方向に移動させる。このとき第２の歯車２６の回転軸２７は回転中心Ｏ2 を中心として角度αだけ回転する。

【００３３】一方、図６に示す下死点の近傍位置では、噛合部Ｍが回転中心Ｏ1 （駆動軸２３）から大きく離れ、回転中心Ｏ2 （回転軸２７）に近づいているから、第１の歯車２１が角度θだけ回転する間に噛合部Ｍは第１の歯車２１の周上をr1′から r2′まで移動し、該第１の歯車２１は弧r1′−r2′に対応する長さの弧r3′−r4 ′分だけ第２の歯車２６を周方向に移動させ、このとき、該第２の歯車２６の回転軸２７は回転中心Ｏ2 を軸として角度β（β＞α）だけ回転する。

【００３４】かくして、図５および図６より駆動軸２３の速度は一定時間に角度θ分回転して一定でも、ピストン９の上死点の近傍位置では噛合部Ｍが駆動軸２３に近く、回転軸２７から大きく離間するから、回転軸２７の回転角αは小さくなり、上死点の近傍位置では噛合部Ｍが駆動軸２３から大きく離間し、回転軸２７に接近するから回転軸２７の回転角βは大きくなることが分かる。

【００３５】そして、回転軸２７に取付けられた回転アーム３３も回転軸２７と共に一体回転することから、該回転アーム３３の回転運動に伴うピストン９の往復運動も、図１の如く、液体Ｌを瓶７に充填する上死点の近傍ではピストン９の摺動速度（充填速度）を遅くすることができ、図３、図４に示す液体Ｌの吸込み時または液体Ｌの吐出開始時には、ピストン９の摺動速度を速くすることができる。

【００３６】従って、本実施例によれば、モータ２２の回転速度を変えずにピストン９の上死点近傍で液体Ｌを瓶７に充填する吐出行程の後半では、ノズル８からの液体Ｌの吐出量を効果的に減少でき、瓶７内で液体Ｌの液面がレベルＨ1 （図８参照）を越えたときに、液体Ｌの充填速度を遅くして瓶７内での液体Ｌの泡立ちを抑えることができると共に、液体Ｌが瓶７から溢れるのを防止でき、正確な定量充填を行うことができる。そして、ピストン９の下死点近傍側でシリンダ１内にタンク６側から液体Ｌを吸込むときには、ピストン９の摺動速度を確実に速めることができると共に、シリンダ１への液体Ｌの吸込み時間を短縮でき、作業効率が低下するのを防止できる。

【００３７】また、本実施例では、第１の歯車２１に長穴２１Ａを形成し、駆動軸２３からの偏心寸法Ｅを調整可能とし、第２の歯車２６に長穴２６Ａを形成し、該第２の歯車２６の回転軸２７からの偏心寸法Ｅを第１の歯車２１の偏心寸法Ｅに一致させるようにしたから、シリンダ１からピストン９が伸長する吸込行程での速度と、シリンダ１内にピストン９が進入する吐出行程での速度とを液体Ｌの種類や、瓶７の形状等に合わせて調整することができる。

【００３８】さらに、回転アーム３３に長穴３３Ａを形成し、該長穴３３Ａに連結ピン３８を介すことによって、連結アーム３４の基端側を回転軸２７（アーム取付部材３０）から任意の離間寸法の位置に連結できるようにしたから、瓶７の容積に応じてピストン９の行程寸法を調整することができる。

【００３９】なお、前記実施例では、液体Ｌを充填する容器として小径の口部７Ｂを有する瓶７を用いる場合を例に挙げて説明したが、本考案はこれに限らず、例えば広口の瓶や種々の容器にも適用でき、液体Ｌの吐出行程で充填の完了前に吐出量を減少させることにより、泡立ちを抑えることができ、正確な定量充填が可能となる。

【００４０】また、本考案は、例えばシャンプー液や化粧水等の液体化粧料を充填する場合に限るものではなく、例えば薬品や食品等の液体を定量充填する場合にも適用できる。

【００４１】

【考案の効果】

以上詳述した通り、本考案では、モータの駆動軸に所定の偏心寸法をもって取付けられ、該モータによって偏心回転が与えられる第１の歯車と、該第１の歯車に対応する偏心寸法をもって回転軸に取付けられ、該第１の歯車に噛合することにより前記回転軸を回転させる第２の歯車と、該第２の歯車の回転軸に取付けられ、該回転軸と共に回転する回転アームと、該回転アームを前記ピストンに連結し、該回転アームの回転を前記ピストンの往復運動に変換する連結アームとを備えてなる構成を採用したから、シリンダ内のピストンが下死点から上死点の近傍に向かうときに、回転アームの回転速度が遅くなるように第１の歯車および第２の歯車の偏心寸法を調整でき、液体を吐出して容器内に充填するときにはピストンの上死点近傍で速度を遅くして、シリンダからの液体の吐出量を容器内の液面の上昇に応じて減少でき、シリンダ内に液体を吸込むときにはピストンの下死点近傍で速度を速くして液体の吸込量を次第に増加させることができる。

【００４２】従って、モータの回転速度を変えずに、容器に液体を充填するときに液体が泡立つのを効果的に抑えて、液体が容器から溢れるのを確実に防止でき、正確な定量充填を行うことができると共に、シリンダ内への液体の吸込時間を短縮でき、液体の充填作業を効率的に行い作業性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例によるピストン式定量充填機を
示す全体図である。

【図２】図１中の矢示II−II方向断面図である。

【図３】シリンダからピストンが伸長し、液体を吸込む
状態を示す図１と同様の全体図である。

【図４】ピストンが下死点近傍まで伸長した状態を示す
図１と同様の全体図である。

【図５】図１に対応する第１の歯車と第２の歯車との位
置関係を示す動作説明図である。

【図６】図４に対応する第１の歯車と第２の歯車との位
置関係を示す動作説明図である。

【図７】従来技術によるピストン式定量充填機を示す全
体図である。

【図８】瓶の拡大縦断面図である。

【符号の説明】

１シリンダ７瓶（容器）９ピストン２１第１の歯車２１Ａ長穴２２モータ２３駆動軸２６第２の歯車２６Ａ長穴２７回転軸３３回転アーム３４連結アームＥ偏心寸法Ｌ液体Ｏ1 ，Ｏ2 回転中心

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】シリンダ内でピストンを往復動させるこ
とにより、該シリンダ内に吸込んだ液体を容器に向けて
吐出させ、該容器内に液体を定量充填するピストン式定
量充填機において、モータの駆動軸に所定の偏心寸法を
もって取付けられ、該モータによって偏心回転が与えら
れる第１の歯車と、該第１の歯車に対応する偏心寸法を
もって回転軸に取付けられ、該第１の歯車に噛合するこ
とにより前記回転軸を回転させる第２の歯車と、該第２
の歯車の回転軸に取付けられ、該回転軸と共に回転する
回転アームと、該回転アームを前記ピストンに連結し、
該回転アームの回転を前記ピストンの往復運動に変換す
る連結アームとを備えたことを特徴とするピストン式定
量充填機。