JPH10227367A - ディスペンサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつコンパクトな装置であり、液体の吐
出および停止の繰り返し応答性が極めて優れることはも
ちろんのこと、吐出対象である液体の粘度が変動した場
合であっても吐出量が変動しないこと（液体吐出の定量
性が極めて優れること）、さらにはノズル先端からの液
ダレが確実に防止できるディスペンサ装置を提供する。 【解決手段】 加圧部材を加圧室内部へ押し込むことに
より加圧室の容積を減少させ、加圧室の（非圧縮性）液
体の圧力を上昇させ、前記弁体を開けて、加圧室の容積
減少分相当の液体を定量吐出する。また、吸引ロッドの
摺動に伴い吐出室の内部の圧力を低下せしめて、ノズル
先端からの液ダレを確実に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高粘度シリコーン
オイル、水飴、蜂蜜等の高粘度の液体（例えば、５０，
０００〜１００，０００ｃＰ程度の液体）を定量吐出す
るためのディスペンサ装置に関し、特に、吐出対象であ
る液体の粘度変化が生じても一定の吐出量が確保でき、
さらにはノズル先端からの液ダレの防止ができるディス
ペンサ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より液体を定量吐出する一般的な装
置としては、図５に示されるようなディスペンサ装置が
知られている。すなわち、図５に示されるディスペンサ
装置１００は、吐出ノズル１０２と、吐出対象となる液
体Ｌを貯留するためのシリンジ１０１と、このシリンジ
１０１の上端部に被着される蓋体１０５を備え、シリン
ジ１０１の上部空間には圧力室１０４が形成されるよう
になっている。

【０００３】さらに、圧力室１０４は、導管１０８を介
して空気制御装置１０７と連通されている。この空気制
御装置１０７は、一定周期で正圧と負圧とを交互に圧力
室１０４に供給することができ、圧力室１０４に正圧が
供給された時にはシリンジ１０１内の液体Ｌが吐出ノズ
ル１０２から吐出され、この一方で、圧力室１０４に負
圧が供給された時には液体Ｌの供給は止まり、さらに次
なる正圧供給までの間に、吐出ノズル１０２の先端から
の不要な液ダレを防止することができるように配慮がな
されている。

【０００４】しかしながら、上記の装置は特に高粘度液
体を吐出の対象とするものではなく、従って、上記の従
来の装置を単に高粘度液体に適用すると、吐出のために
かなり高い圧力で液面を加圧したり、あるいは吐出ノズ
ル径をさらに拡大したりしなければならないという必要
性が生じる。この場合には、吐出後に圧力室１０４を負
圧にしたところで瞬時に応答性良く吐出を停止したり液
ダレを防止したりすることができず、吐出の定量性を保
証することは極めて困難である。また、液体の吐出およ
び停止の繰り返し応答性を改善しようとして負圧の程度
を極めて大きくすると液体Ｌ内から気泡が発生する等の
問題が生じてしまう。

【０００５】また、さらに上記の装置において、吐出ノ
ズル１０２から吐出される吐出量は、圧力室１０４に正
圧が供給された時間によって制御されている。従って、
例えば、液体供給ロット間の品質のばらつき等により吐
出対象である液体の粘度が、変動した場合には、さらに
吐出量が変化してしまうという問題が生じる。環境温度
の変動により液体の粘度が変動した場合も同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このような実状のもと
に本発明は創案されたものであって、その目的は、簡易
かつコンパクトな装置であり、液体の吐出および停止の
繰り返し応答性が極めて優れることはもちろんのこと、
吐出対象である液体の粘度が変動した場合であっても吐
出量が変動しないこと（液体吐出の定量性が極めて優れ
ること）、さらにはノズル先端からの液ダレが確実に防
止できるディスペンサ装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の液体を定量吐出するためのディスペンサ
装置は、装置内部に加圧液体を導入させるための液体導
入路と、この液体導入路に連通して形成された逆止弁で
あって、装置内部方向にのみ液体の導入を可能にする逆
止弁と、前記液体搬入路に連通して装置内部に形成され
た加圧室と、この加圧室に連通して形成された吐出室
と、この吐出室に連通して液体を吐出するためのノズル
と、前記加圧室と吐出室との間に介在された弁体と、前
記加圧室の容積を変化させ、加圧吐出を可能にするため
の加圧部材を有し、前記加圧部材を加圧室内部へ押し込
むことにより加圧室の容積を減少させ加圧室の液体圧力
を上昇させ、前記弁体を開けて液体を定量吐出してなる
ように構成される。

【０００８】また、前記吐出される定量の液体は、前記
加圧部材を加圧室内部へ押し込むことによりなされた加
圧室の容積減少分に相当するよう構成される。

【０００９】また、前記加圧部材は、加圧室内部に押し
込み可能なロッドであり、当該ロッドは、加圧ピストン
機構部により可動されるよう構成される。

【００１０】また、前記弁体は、液体の吐出および停止
を行うために前記加圧室と吐出室との間に形成された弁
座と離接可能に構成される。

【００１１】また、前記弁体は、付勢バネによって弁座
に当接するように付勢されており、当該付勢バネにより
弁体に適用される付勢力は、装置内部に導入される加圧
液体が弁体に及ぼす圧力よりも大きく設定される。

【００１２】また、前記ディスペンサ装置は、さらに、
前記弁体の内部に液ダレ防止のために摺動可能に挿入さ
れた吸引ロッドと、この吸引ロッドを可動させるための
吸引ピストン機構部を備え、前記吸引ロッドの摺動に伴
い吐出室の内部の圧力を低下せしめて液ダレを防止して
なるよう構成される。

【００１３】また、前記加圧ピストン機構部と前記吸引
ピストン機構部とは、軸方向に直列的に配置され、かつ
前記加圧ピストン機構部がノズルに近い位置に配置され
て構成される。

【００１４】また、吐出対象である液体は、加圧の状態
で装置内に導入されており、吐出完了により弁閉止がな
されると同時に吐出室の内部の圧力を低下させることが
できるように、加圧ピストン機構部と吸引ピストン機構
部が同期して駆動されてなるよう構成される。

【００１５】本発明においては、加圧部材を加圧室内部
へ押し込むことにより加圧室の容積を減少させ、加圧室
の（非圧縮性）液体の圧力を上昇させ、前記弁体を開け
て、加圧室の容積減少分相当の液体を定量吐出する。ま
た、吸引ロッドの摺動に伴い吐出室の内部の圧力を低下
せしめて、ノズル先端からの液ダレを確実に防止する。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００１７】図１には本発明のディスペンサ装置の好適
な実施の形態が示される。

【００１８】図１に示されるようにディスペンサ装置１
は、装置内部に加圧液体を導入させるための液体導入路
１２が形成されており、この液体導入路１２を経て装置
内に定量吐出されるべく加圧された液体（以下、単に
『加圧液体』という）が導入されるようになっている
（なお、装置内へ最初に液体チャージする際のベント機
構は図面上省略されている）。このような液体導入路１
２に連通した状態で逆止弁１３が設けられており、この
逆止弁１３は、装置内部方向（矢印(I))方向にのみ液体
の導入を可能にするように設置されている。

【００１９】装置内部には、液体導入路１２と連通する
加圧室２１が形成されており、この加圧室２１は、さら
にノズル側に向けて形成された吐出室２５へと連通して
いる。このような加圧室２１と吐出室２５との間には、
図示のごとく加圧液体の吐出および停止を行うための弁
体３０が形成されている。この弁体３０はその先端部に
シール弁機構を備えるテーパ部分３３を有し、弁体３０
の後方には、弁体３０を矢印(II)方向に付勢する圧縮バ
ネ３５が連結されている。なお、本実施の形態では加圧
室２１と吐出室２５との境界におけるリング状のエッジ
部分が弁座２７を形成しており、この弁座２７と上記弁
体３０のテーパ部分３３とで弁機構（弁体３０が弁座２
７に離接可能）を構成している。つまり弁体３０の作用
により、加圧室２１と吐出室２５が互いに連通したり、
あるいは個々の室に仕切られたりするようになってい
る。

【００２０】さらに、前記吐出室２５に連通して液体を
吐出するためのノズル２８が形成されている。

【００２１】前記加圧室２１の上部には、密閉された状
態にある加圧室２１の中に入り込んで加圧室２１の容積
を変化させ、加圧室２１の液体圧力を上昇させ、液体の
加圧吐出を可能にするための加圧部材４０が図面の上下
方向に摺動可能に形成されている。本発明の実施の形態
における加圧部材４０は、加圧室２１内部に押し込み可
能な棒状の摺動ロッド４０であり、当該ロッド４０は、
加圧ピストン部４５に連結されており、この加圧ピスト
ン部４５は、シリンダ５０内に摺動可能に設置されてい
る。なお、加圧ピストン部４５とシリンダ５０を含んで
本発明にいう『加圧ピストン機構部』が形成される。

【００２２】シリンダ５０の側面には、図示のごとく通
気ポート５１，５３がそれぞれ加圧ピストン部４５を基
準に図面の上下方向に配置されている。そして、図示の
ごとく圧力源９０から供給される圧縮空気が切換弁９５
を介して通気ポート５１側に入ると（矢印（イ）方
向）、加圧ピストン部４５は、符号４８で示される圧縮
バネ４８の付勢力（矢印(III) 方向）に打ち勝って図面
の下方に押し下げられる。これにより、加圧部材４０
（摺動ロッド４０）の下方の端部４０ａが、加圧室２１
内の密閉状に貯留された液体の中に入り込んで（図２に
示される挿入深さＨ）加圧室２１の容積を強制的に減少
させるように作用するとともに、加圧室２１内の液体圧
力を上昇させるように作用する。圧力が上昇した液体
は、弁体３０を矢印(II)方向に付勢している圧縮バネ３
５の付勢力に打ち勝って弁体３０を図面の下方に押し下
げ、弁体３０を『開』の状態にする（図２の状態）。こ
れによって、ノズル２８から加圧液体が所定量、吐出さ
れて加圧室２１内の圧力が低下していき加圧前の状態に
なったところで弁体３０は『閉』の状態に戻る（図３の
状態）。

【００２３】この一方で、切換弁９５の切り換えによ
り、通気ポート５１が排気側になると（シリンダ５０内
の圧縮空気は、矢印（ロ）方向に排気）、加圧ピストン
部４５は圧縮バネ４８によって図面の上方向に押されて
（矢印(III) 方向）、加圧部材４０（摺動ロッド４０）
は、図１に示される元の位置に戻る。この時、加圧室２
１内は、装置内に供給される加圧液体の圧力よりも低く
なるために、液体導入路１２を経て装置内に加圧液体が
供給され（矢印(I) 方向より供給）、加圧室２１内の液
体圧力と供給される加圧液体の圧力とが同じになった時
点で外部からの加圧液体の供給が自然に停止される。こ
れによって、常に、吐出量相当分の加圧流体が装置内に
供給されるようになっている。

【００２４】さらに、本発明においては、ノズル２８の
先端からの吐出液体の液ダレを防止するための吸引ロッ
ド６０、すなわち、加圧部材４０の軸方向内部に摺動可
能に挿入され、かつ弁体３０の内部に液ダレ防止のため
に摺動可能に挿入された吸引ロッド６０を備えている。
この吸引ロッド６０の先端部分には、このものが弁体３
０の内部を摺動した場合、摺動面における液密特性を保
持するために、例えば、Ｏリング６１等の液密形成部材
を介在させることが好ましい。後述するように液ダレ防
止の作用を確実に実行するためである。

【００２５】吸引ロッド６０の後部には吸引ピストン部
６５が形成されており、この吸引ピストン部６５は、シ
リンダ７０内に摺動可能に設置されている。この吸引ピ
ストン部６５とシリンダ７０を含んで本発明にいう『吸
引ピストン機構部』が形成される。シリンダ７０の側面
には、通気ポート７１，７３がそれぞれ吸引ピストン部
６５を基準に図面の上下方向に配置される。そして、図
示のごとく圧力源９０から供給される圧縮空気が切換弁
９５を介して通気ポート７１側に入ると（矢印（ハ）方
向）、吸引ピストン部６５（吸引ロッド６０）は、圧縮
バネ７８の付勢力（矢印(IV)方向）に打ち勝って図面の
上方に持ち上げられ（図４の状態）、吸引ロッド６０の
先端部の移動分に相当する体積が、吐出室２５の内部の
圧力を低下させ、図４に示されるようにノズル２８の先
端からまさに液ダレしようとする液体を吸引してホール
ドするように作用する（液ダレ防止作用）。

【００２６】この一方で、切換弁９５の切り換えによ
り、通気ポート７１が排気側になると（シリンダ内の圧
縮空気は、矢印（ニ）方向に排気）、吸引ピストン部６
５（吸引ロッド６０）は圧縮バネ７８によって矢印(IV)
方向に付勢されて図１の状態に戻る。

【００２７】本発明においては、図１に示される構成か
らもわかるように加圧ピストン機構部と吸引ピストン機
構部とを軸方向に直列的に配置し、かつ前記加圧ピスト
ン機構部をノズル２８に近い位置に配置することによ
り、装置のコンパクトが図れて好都合である。

【００２８】また、本発明においては、吐出量を適宜調
整できるように（図２に示される挿入深さＨの調整）加
圧ピストン部４５の移動量を調整することができる公知
の種々のストローク調整（制御）機構を設けることが好
ましい。また同様なストローク調整機構を吸引ピストン
部６５に設けることが好ましい。これにより液ダレ防止
の微妙な吸引圧調整が可能となる。

【００２９】次に、上述してきた本発明のディスペンサ
装置１の動作および作用について説明する。

【００３０】図１において、本発明の装置内には、図示
しない加圧タンク等などから配管を経て常に加圧液体が
導入されている。この時、付勢バネ３５により弁体３０
に適用される付勢力は、加圧液体が弁体３０に及ぼす圧
力よりも大きく設定されている。従って、図１に示され
るごとく弁体３０は『閉』の状態にあり、ノズル２８か
ら加圧液体の吐出は停止されている。

【００３１】次いで、圧縮空気が通気ポート５１に導入
される（矢印（イ）方向）と、この圧縮空気により、加
圧ピストン部４５が押し下げられ、加圧ロッド４０の下
端部４０ａが加圧室２１内部へ押し込まれる。これによ
り、加圧室２１の（非圧縮性）液体の圧力が上昇し（逆
止弁１３も密封作用を施す）、付勢バネ３５の付勢力に
打ち勝って、弁体３０のテーパ部分３３は弁座２７から
離脱して、弁体３０が『開』の状態となり、加圧液体は
ノズル２８から吐出される（図２の状態）。加圧液体が
所定量吐出されて、加圧室２１内の圧力が低下して加圧
前の状態になったところで弁体３０は『閉』の状態に戻
る（図３の状態）。なお、圧力バランスの関係より、こ
の時の吐出量は、前記加圧部材４０（加圧ロッド４０）
を加圧室２１内部へ押し込むことによりなされた加圧室
の容積減少分に相当する。

【００３２】このようにして、一定量の吐出が行われた
後、切換弁９５の切り換えにより、通気ポート５１が排
気側になると、シリンダ５０内の圧縮空気は、矢印
（ロ）方向に排気され、加圧ピストン部４５は圧縮バネ
４８によって図面の上方向に押されて（矢印(III) 方
向）、加圧部材４０（摺動ロッド４０）は、図４に示さ
れる元の位置に戻る。この時、加圧室２１内は、装置内
に供給される加圧液体の圧力よりも低くなるために、液
体導入路１２を経て装置内に加圧液体が供給され（矢印
(I) 方向より供給）、加圧室２１内の液体圧力と供給さ
れる加圧液体の圧力とが同じになった時点で外部からの
加圧液体の供給が自然に停止される。これによって、常
に、吐出量相当分の加圧流体が装置内に供給・補充され
る。

【００３３】切換弁９５の切り換えと同時に、図４に示
されるごとく圧力源９０から供給される圧縮空気が切換
弁９５を介して通気ポート７１側に入ると（矢印（ハ）
方向）、吸引ピストン部６５（吸引ロッド６０）は、圧
縮バネ７８の付勢力（矢印(IV)方向）に打ち勝って図面
の上方に持ち上げられ、吸引ロッド６０の先端部の移動
分に相当する体積が、吐出室２５の内部の圧力を低下さ
せ、図４に示されるようにノズル２８の先端からまさに
液ダレしようとする液体を吸引してホールドする（液ダ
レ防止作用）。

【００３４】さらに、切換弁９５が切り換わると圧縮空
気が通気ポート７１から外部に放出され（矢印（ニ）方
向）、吸引ロッド６０は、圧縮バネ７８の作用により降
下し、吐出室２５の負圧状態が解消される（図１または
図２の状態）。

【００３５】以上の動作説明からわかるように、本発明
においては、吐出完了により弁閉止がなされると同時に
吐出室の内部の圧力を低下させることができるように、
加圧ピストン機構部と吸引ピストン機構部とを同期させ
て駆動させることが好ましい。もちろん液ダレの発生を
確実に防止するために、同期動作にわずかな遅れ時間を
設定するようにしてもよい。本発明装置による連続運転
は、例えば、図２〜図４の状態を順次繰り返すようにす
るのが好適である。また、本発明の実施の態様では３つ
の圧縮バネ３５，４８，７８を用いているが、これらの
各バネ力の設定は、装置に供給される加圧流体の圧力等
を考慮しつつ本発明の作用が確実に奏される範囲内で適
宜設定すればよい。

【００３６】

【発明の効果】本発明のディスペンサ装置は、装置内部
に加圧液体を導入させるための液体導入路と、この液体
導入路に連通して形成された逆止弁であって、装置内部
方向にのみ液体の導入を可能にする逆止弁と、前記液体
搬入路に連通して装置内部に形成された加圧室と、この
加圧室に連通して形成された吐出室と、この吐出室に連
通して液体を吐出するためのノズルと、前記加圧室と吐
出室との間に介在された弁体と、前記加圧室の容積を変
化させ、加圧吐出を可能にするための加圧部材を有し、
前記加圧部材を加圧室内部へ押し込むことにより加圧室
の容積を減少させ加圧室の液体圧力を上昇させ、前記弁
体を開けて液体を定量吐出してなるように構成している
ので、簡易かつコンパクトな装置となり、しかも液体の
吐出および停止の繰り返し応答性が極めてよく、吐出対
象である液体の粘度変化が生じても一定の吐出量が確保
できるという極めて優れた効果が発現できる。

【００３７】またさらに、本発明のディスペンサ装置
は、前記弁体の内部に液ダレ防止のために摺動可能に挿
入された吸引ロッドと、この吸引ロッドを可動させるた
めの吸引ピストン機構部を備え、前記吸引ロッドの摺動
に伴い吐出室の内部の圧力を低下せしめて液ダレを防止
してなるよう構成することにより、ノズル先端からの液
ダレが確実に防止でき、吐出の定量性がより一層優れた
ものとなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディスペンサ装置の一例を模式的に示
すとともに経時的動作を説明するための概略断面図であ
る。

【図２】本発明のディスペンサ装置の一例を模式的に示
すとともに経時的動作を説明するための概略断面図であ
る。

【図３】本発明のディスペンサ装置の一例を模式的に示
すとともに経時的動作を説明するための概略断面図であ
る。

【図４】本発明のディスペンサ装置の一例を模式的に示
すとともに経時的動作を説明するための概略断面図であ
る。

【図５】従来のディスペンサ装置の一例を模式的に示す
概略断面図である。

【符号の説明】

１…ディスペンサ装置 １２…液体導入路 １３…逆止弁 ２１…加圧室 ２５…吐出室 ２８…ノズル ３０…弁体 ４０…加圧部材（加圧ロッド） ６０…吸引ロッド

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体を定量吐出するためのディスペンサ
   装置であって、 該装置は、 装置内部に加圧液体を導入させるための液体導入路と、 この液体導入路に連通して形成された逆止弁であって、
   装置内部方向にのみ液体の導入を可能にする逆止弁と、 前記液体搬入路に連通して装置内部に形成された加圧室
   と、 この加圧室に連通して形成された吐出室と、 この吐出室に連通して液体を吐出するためのノズルと、 前記加圧室と吐出室との間に介在された弁体と、 前記加圧室の容積を変化させ、加圧吐出を可能にするた
   めの加圧部材を有し、 前記加圧部材を加圧室内部へ押し込むことにより加圧室
   の容積を減少させ加圧室の液体圧力を上昇させ、前記弁
   体を開けて液体を定量吐出してなることを特徴とするデ
   ィスペンサ装置。
2. 【請求項２】 前記吐出される定量の液体は、前記加圧
   部材を加圧室内部へ押し込むことによりなされた加圧室
   の容積減少分に相当する請求項１記載のディスペンサ装
   置。
3. 【請求項３】 前記加圧部材は、加圧室内部に押し込み
   可能なロッドであり、当該ロッドは、加圧ピストン機構
   部により可動される請求項１または請求項２記載のディ
   スペンサ装置。
4. 【請求項４】 前記弁体は、液体の吐出および停止を行
   うために前記加圧室と吐出室との間に形成された弁座と
   離接可能に構成される請求項１ないし請求項３のいずれ
   かに記載のディスペンサ装置。
5. 【請求項５】 前記弁体は、付勢バネによって弁座に当
   接するように付勢されており、 当該付勢バネにより弁体に適用される付勢力は、装置内
   部に導入される加圧液体が弁体に及ぼす圧力よりも大き
   く設定されてなる請求項１ないし請求項４のいずれかに
   記載のディスペンサ装置。
6. 【請求項６】 前記ディスペンサ装置は、さらに、前記
   弁体の内部に液ダレ防止のために摺動可能に挿入された
   吸引ロッドと、この吸引ロッドを可動させるための吸引
   ピストン機構部を備え、前記吸引ロッドの摺動に伴い吐
   出室の内部の圧力を低下せしめて液ダレを防止してなる
   請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のディスペン
   サ装置。
7. 【請求項７】 前記加圧ピストン機構部と前記吸引ピス
   トン機構部とは、軸方向に直列的に配置され、かつ前記
   加圧ピストン機構部がノズルに近い位置に配置されてな
   る請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のディスペ
   ンサ装置。
8. 【請求項８】 吐出対象である液体は、加圧の状態で装
   置内に導入されており、吐出完了により弁閉止がなされ
   ると同時に吐出室の内部の圧力を低下させることができ
   るように、加圧ピストン機構部と吸引ピストン機構部が
   同期して駆動されてなる請求項１ないし請求項７のいず
   れかに記載のディスペンサ装置。