JPS6058118B2 - 液体の計量吐出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体、特に高粘度の液体を一定量計量し、吐
出する装置の改良に関するものであり、高粘度のため、
著しく高い給送圧を加えられている液体の計量、吐出を
行うにかかわらず、弁軸操作の駆動力以外は、該液体の
圧力そのものを駆動力として利用することができ、しか
もシリンダ内のピストン単体以外には液体を加圧しつつ
摺動する部材を要せず、摺動部からの液体の漏出を伴な
うことがなく、嵌合部のシールも容易であり、正確な計
量、吐出を行ないうる装置を提供することを目的として
いる。

液体を一定量計量し、吐出する装置としては、既に数種
のものが知られているが、一つの形式のものは、液体の
供給側と吐出側とを弁軸のことき摺動弁で直接連通、遮
断する構造であり、別の形式のものは押出ピストンを利
用するか或はピストンのヘッド側とロッド側との差圧を
利用する構造のものであり、前者にあつては液圧に抗し
て押出しピストンが動くため、ピストンの駆動源たるエ
アーシリンダ部が大きくなり強大な駆動力を必要とする
欠点があるし、後者にあつてはピストンロッド側が高圧
液体に曝らされるため、該ロッドとその摺動案内部との
シールが弱く、高粘度の高圧液体を取扱う際の摺動部か
らの液漏れが著しい等の欠点を有している。

本発明は、特許請求の範囲に記載する構成とすることに
より、上述のごとき欠点を伴なうことなく、高粘度の高
圧液体をも正確に一定量を計量し、吐出しうる装置を得
たものである。

以下、図示例についてその構成を説明する。

第１図乃至第６図は実施の１側を示しており、第１図に
示される如く、装置本体１にはシリンダ２が形成されて
おり、単体たるピストン３が周知のごとく内装されてい
る。このピストン３は、へツド４が半径方向に削設され
た複数の凹溝５と外周縁の斜面６とにより、複数の凸平
面部７に分割されており、シリンダ２のピストン前室８
は、連通孔９により加圧液体の供給口１０に連通されて
いる。またシリンダ２のピストン後室１１は、後述する
軸受座１２を隔てて液体の吐出口１３に連通されている
。

図示例では、シリンダ２の開口端に密嵌され、締付金具
１４で螺定された底部材１５に前記軸受座１２が密嵌さ
れているが、シリンダ２の該開口端の封止構造は、軸受
座１２が配設されうる限り、図示構造に限定されるもの
ではない。

上述のシリンダ２とピストン３とには、軸受座１２の反
対側のシリンダ２端の外方から、該軸受座１２を貫いて
、シリンダ軸線と平行に、弁軸１６が摺動自在に挿設さ
れている。

他方、ピストン後室１１側のシリンダ内端面１７、図示
例では、底部材１５の内端段部と、ピストン後面１８と
の間には、ピストン３をピストン前室８側へ復動させる
コイルバネ１９が内装されている。

上述のピストン後面１８には、底部材１５の端面２０と
対峙する位置に、少なくとも均等間隔を置いた３個以上
の等高の突起部２１が突設されている。

前述の弁軸１６が、軸受座１２の反対側のシリンダ２端
を貫く部位は、とりもなおさず該弁軸が装置主体１を貫
通する部位てあり、この部位の装置主体１に穿設された
孔部２２には、ピストン前室８側のシリンダ内端におい
てピストンのヘッド４に向つて端面２３を突出させた調
節部材２４がヘッド４へ向けて出没しうるよう内装され
、シールリング２５により密封されている。

装置主体１の前記孔部２２は、螺孔部２６となつて主体
外側に開口し、この螺孔部２６に調節螺子筒２７がねじ
込まれ、該螺子筒２７の端面と前述の調節部材２４の一
方の端面とは、中間筒体２８を介して接触されており、
前記調節螺子筒２７のレバー挿入孔２９にハンドルを挿
して調節螺子筒２７をピストン３のヘッド４に向つて進
出させたり或は後退させたりすることにより、調節部材
２４の端面２３がシリンダ２のピストン前室８内へ深く
突出したり、浅く突出したりさせられる。

既述のように、ピストン３のヘッド４は、調節部材２４
の端面に一方のストローク端で接触し、ピストン後面１
８の突起部２１は、底部材１５の端面２０に、他方のス
トローク端で接触するものであるから、結局ピストン３
のストロークは、前述の調節部材２４の端面２３がピス
トン前室８内へ突出する位置の如何によつて任意に調節
されることとなり、この調節が、後述するように、本発
明装置による１作動ごとの計量量、即ち吐出量の調節、
規正となる。なお、調節部材２４の段部３０は、装置主
体１との接触によつて、該部材２４の後退端を規定して
いる。上述の調節部材２４と調節螺子筒２７と中間筒体
２８とは、前述の弁軸１６が摺動自在に貫通しており、
それぞれバッキング３１，３２，３３で貫通部がシール
されている。

弁軸１６は、調節螺子筒２７外に軸端３４が突出せしめ
られている。

この軸端３４が突出している部位の装置主体には、第２
のシリンダ３５が固着されており、ピストン３６が前記
軸端３４に螺着、固定されており、該シリンダ３５には
ピストン駆動用の圧力空気の供給口３７、復帰用圧力空
気の供給口３８が開設されており、またピストン３６と
シリンダ３５の一方の内端面との間にはピストン復動用
のコイルバネ３９が内装されている。

このシリンダ３５とピストン３６とは、弁軸１６の駆動
部を形成している。

前述の弁軸１６は、シリンダ２内に位置する部位の周面
に、その一部の肉を削除した欠肉部４０が形成されてい
る。

この欠肉部４０の軸方向の長さＬは、ピストン３の前後
面間の長さＬ１および軸受座１２の長さＬより長く形成
されている。

然して、前述の第２のシリンダ３５とピストン３６とよ
り成る駆動部は、弁軸１６を、前記欠肉部４０が、第１
図、第６図に示されるようにシリンダ２内において、ピ
ストン前室８とピストン後゛室１１とを連通させる第１
位置と、第４図、第５図に示される如くピストン後室１
１と液体の吐出口１３とを連通させる第２位置とを占択
的に占めるよう駆動させうるよう構成されている。

第１図中符号４１，４２は、本発明装置を他の機械類に
固着する螺子孔である。

上記構成の本発明装置は次のように作動する。

即ち、第１図に示される各部配置において、装置内が空
であるとき、加圧液体の供給口１０から加圧液体が供給
されると、該液体は、連通孔９からピストン３のヘッド
４の凹溝５を通つてピストン前室８に満ちると共に、弁
軸１６の欠肉部４０を通つてピストン後室１１側に流入
し、コイルバネ１９の配置されているピストン後室１１
内に満ちる。ピストン後室１１が加圧液体で充満された
時点で、該加圧液体の供給を継続したまま、圧力空気供
給口３７に圧力空気を供給すると、ピストン３６はコイ
ルバネ３９を圧縮しつつ、矢印イ方向に進出し、従つて
弁軸１６も同方向に進出し、その欠肉部４０が第４図に
示す第２位置にもたらされる。

欠肉部４０がこの第２位置に在ると、ピストン後室１１
と吐出口１３とは連通されるので、ピストン後室１１内
の加圧液体は、直ちに吐出口１３から押し出され、これ
に従つてピストン後室１１の内圧が下がるにつれ、ピス
トン前室８を作用している加圧液体の供給圧により、ピ
ストン３は第５図に示す位置まで進出し、ピストン後面
１８の突起部２１が底部材１５の端面２０に当接した位
置で停止する。上述の作動において、ピストン３の移動
距離に相応する量だけの液体がピストン後室１１内から
吐出されるものであり、ピストン前室８には加圧液体が
満たされる。

第５図の状態となり、液体の吐出が終了した時点で、圧
力空気供給口３７を大気に連通させてピストン３６に対
する加圧を解き、復帰用圧力空気を供給口３８におくる
と、該ピストン３６はコイルバネ３９の弾力とエアー圧
により復動し、弁軸１６も復動してその欠肉部４０は、
第６図に示される如く、シリンダ２内でピストン前室８
とピストン後室１１とを連通させる第１位置にもたらさ
れ、ピストン後室１１と吐出口１３とは、弁軸１６の端
部によつて完全に遮断される。

上述の作動時において、弁軸１６が第２位置から第１位
置への復動を開始すると、弁軸１６の端部が吐出口１３
内から後退するに従つて、その後退分だけの弁軸端部の
容積の減少が吐出口１３内に容積の拡大、即ち負圧を生
じさせることとなり、吐出口１３部分の液切れを良好と
するよう作用する。

弁軸１６の欠肉部４０が第６図に示される位置を占める
と同時に、ピストン前室８内の液体圧は、欠肉部４０を
経てピストン後室１１のピストン後面１８に作用する。

このとき、ヘッド４の面積に比し、ピストン後面１８の
面積は、底部材１５の端面２０に当接している突起部２
１の面積、およびコイルバネ１９が接触する部分の面積
分だ”け小面積であるためその面積分だけヘッド４側の
受圧力が強くなつている。従つて、ピストン復動用のコ
イルバネ１９の弾力を前記面積分に相当する受圧力に相
当する力より大としておくことにより、ピストン３はコ
イルバネ１９の弾力で矢印口方向に復動され、ピストン
前室８内の加圧液体は、欠肉部４０を通つてピストン後
室１１側へ流動し、ピストン３は、ヘッド４が調節部材
２４の端面２３に当接した位置で停止し、全部材は第１
図に示される位置に戻り、次回の弁軸１６の移動により
、再び上述の作動を繰り返すべく準備される。

上述の作動において、ピストン後室１１に充填される液
体の量は、ピストン３が調節部材２４の端面２３に当接
するまて復動することにより広がつたピストン後室１１
の容積に等しく、この量がピストン３の往動により吐出
される液体の量となるもので、既述のごとく、その量は
、調節部材２４の端面２３がヘッド４側へ向けてシリン
ダ２内へ突出する量によつて規定される。

上述の各作用において、ピストン３は、単体としてシリ
ンダ２内で往復摺動するのみであり、しかもピストン後
室１１は弁軸１６の変位で直ちに大気圧に曝されること
となるので、ピストン３の摺動時に、加圧液体の圧力に
曝される部分は、シリンダ２とピストン３との摺動面の
みとなり、調節部材２４と装置主体１との接面、軸受座
１２と底部材１５との接面等は静止したままであるため
、シールリング２５，４３等の介装のみで、装置本体１
とシリンダ２、ピストン３との組付け部分からの漏液は
完全に防止される。

他方弁軸１６は、前述のように軸受座１２、ピストン３
、調節部材２４、中間筒体２８、調節螺子筒２７を貫通
しているが、該弁軸１６は比較的細径の丸棒体であるた
めシールが比較的容易であり、Ｕ字状のバッキング３１
、環状のバッキング３２、板状のバッキング３３等の介
装で容易に、完全にシールすることができる。

第７図、第８図は、前述の実施例のものにおいて、吐出
完了時において、吐出口１３からの液体の垂れを防止し
、液切れを良好にするため、吐出口１３に補助バルブ装
置４４を付設した実施例であつて、図示例では弁軸１６
の軸端４５に、弁軸１６よりやや細径の取付軸４６を延
設し、弁軸１６が既述の第１位置を占めたとき、取付軸
４６が僅かに軸受座１２内に没入しうるように形成する
と共に、該取付軸４６に、軸受座１２に向う円錐面４７
を有する筒状弁体４８を摺動自在に嵌着し、その円錐面
４７の頂部を、軸受座１２の弁軸１６の挿通孔４９の下
端開口内へ突入しうる外径とし、また取付軸４６端のフ
ランジ部５０と筒状弁体４８の内腔との間にコイルバネ
５１を縮設し、該筒状弁体４８に、常に挿通孔４９の下
端開口内へ突入する方向の弾性勢力を付与したものであ
る。

この実施例ては、弁軸１６が、既述の第１位置を占め、
ピストン後室１１と吐出口１３とが遮断されるとき、第
７図に示されるごとく、はじめ筒状弁体４８の円錐面４
７の頂部が軸受座１２の挿通孔４９の下端開口縁に接し
、ついで弁軸１６の上昇につれ、筒状弁体４８は、コイ
ルバネ５１を圧縮しつつその位置にとどめられ、弁軸１
６のみが最終的に第１位置に達し、筒状弁体４８の円錐
面４７の頂部がコイルバネ５１の弾力で強く挿通孔４９
の下端開口縁に密接し、挿通孔４９を密封することとな
る。

弁軸１６が第２位置を占める際は、筒状弁体４８は、第
８図に示されるごとく、弁軸１６の軸端４５と共に進出
し、挿通孔４９の下端開口縁と十分に離間し、吐出孔１
３とピストン後室１１とを連通させるものである。

上述の如く、弁軸１６が第１位置を占める際筒状弁体４
５の円錐面４７の頂部が挿通孔４９の下端開口縁に接す
ると同時に、該挿通孔４９は密封されるので、吐出口１
３の液切れがよくなり、ま液の漏出も完全に防止される
ものである。

本発明は、上述のごとき構成、作用のものであつて、加
圧液体の圧力に曝される部位で摺動される大径部材はピ
ストン単体のみであり、該圧力に曝されつ）シリンダ内
外を貫いて摺動する弁軸は著しく小径であるため、シリ
ンダ外への液漏れを阻止するため、摺動部分に施すべき
シール構造は、前述の小径の弁軸がシリンダ内外を貫通
する部分のみで足り、他の嵌合部分は静止部であるた−
めシール構造が簡単ですみ、そのシール効果も著しく向
上させうる効果を奏する。

このため、如何に高粘度の液体を高圧力で給送し、計量
し、吐出する場合でも、シール部分からの漏液を良好に
防止しうるものである。

更には、高粘度、高圧の液体を計量、吐出する場合でも
、駆動力としては弁軸操作に要する力のみで足り、その
力も液体圧力には無関係な僅かなりで足りる効果も有し
ている。

然も、計量、吐出のためのピストンの駆動は、ピストン
復動開始時におけるピストンのヘッド側と下面側との僅
かな差圧に打ち勝ちうるバネ弾性と、液体の供給圧力の
みで足りるので、前述のシール構造を比較的簡単にしう
ることとあいまち、装置全体を簡単な構造たらしめうる
効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施の１例の縦断面図、第２図はピストンのヘ
ッド部の平面図、第３図はピストンの背面図、第４図、
第５図および第６図は、ピストンおよび弁軸の作動順序
を示す一部省略縦断面図、第７図および第８図は、別の
実施例の要部の作動順序を示す一部省略縦断面図である
。 １・・・装置本体、２・・・シリンダ、３・・ゼストン
、８・・ゼストン前室、１０・・・供給口、１１・・ゼ
ストン後室、１２・・・軸受座、１３・・・吐出口、１
５・・・底部材、１６・・・弁軸、１８・・ゼストン後
面、１９・・コイルバネ、２０・・・底部材の端面、２
１・・・突起部、２４・・・調節部材、４０・・・欠肉
部、Ｌ・・・欠肉部の長さ、Ｌ１・・ゼストンの前後面
間の長さ、！・・・軸受座の長さ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 装置本体のシリンダのピストン前室が、加圧液体の
   供給口に連通され、ピストン後室は、シリンダ底部材に
   固着された軸受座を隔てて液体の吐出口に連通され、前
   記シリンダとピストンとには、前記ピストン前室外方か
   ら前記軸受座を貫き、シリンダ軸線と平行に、かつ摺動
   自在に弁軸が挿設されており、ピストン前室側のシリン
   ダ内端には、ピストンヘッドに向つて出没させうる調節
   部材が、装置本体に内設され、またピストン後面には、
   円周方向複数個所に、小断面積の突起部が、ストローク
   端においてシリンダ底部材の端面に当接しうる位置に突
   設され、またピストン後面と前記底部材との間にピスト
   ン復動用のコイルバネが内装されていると共に、前記弁
   軸のシリンダ内に位置する部位の周面には、ピストンの
   前後面間の長さおよび軸受座の長さの何れよりも長い軸
   方向長さの欠肉部が形成されており、前記弁軸には、前
   記欠肉部がピストン前後両室を連通させる第１位置と、
   ピストン後室と液体の吐出口とを連通させる第２位置と
   を選択的に占めうるよう該弁軸を摺動させる駆動部が付
   設されていることを特徴とする液体の計量吐出装置。