直結型充填装置および充填方法

【目的】流体をシリンジ等の充填容器に高精度で且つ簡便に充填する充填装置および充填方法を提供する。
【構成】筒状の内壁面と一端が閉じ他端が開放された端部とからなるシリンダーと、該シリンダーの内壁面に嵌合するピストンと、該シリンダーまたは該ピストンのいずれか一方を固定し、他の一方を駆動する機構とを具備し、該ピストンには中心軸方向に該ピストン内を貫通して充填容器に連通する孔が設けられている直結型充填装置、および、シリンダー内に充填剤を挿入し、該シリンダーに嵌合するピストンを該シリンダー内に挿入することにより該充填剤を加圧して該充填剤を該ピストンの中心軸方向に該ピストン内を貫通して設けられた孔を通して押し出し、該孔の該充填剤の出口側に密着して配置した充填容器に該充填剤を充填する充填方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体をシリンジ等の充填容器に高精度で且つ簡便に充填する充填装置および充填方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流体をシリンジ等の充填容器に充填するには、例えば図１に示すように、加圧タンク１に材料容器２を入れ、充填材料３を空気注入口４に空気を注入して加圧し、流路５中を上昇させ、バルブ６で充填量を調節してシリンジ７に充填材料３を充填する。しかしながらこの方法では、装置が安価である反面、粘性の高い流体では充填速度が遅い欠点があり、またバルブ６を使用するため、異物の混入の危険性や、充填材料を変更する場合、バルブの洗浄が煩雑である欠点があった。また別の方法として、図２に示すように、材料容器２に充填材料３を入れ、これをバルブ９を介して計量ポンプ８で吸出し、シリンジ７に充填する。この方法では、充填量の精度が高い反面、高価な計量ポンプが必要であり、ポンプ部材の磨耗による異物の混入の危険性や、充填材料を変更する場合、ポンプや流路の洗浄が煩雑であり、更に粘性の高い流体では充填速度が極端に遅くなり、そのような場合には更に充填材料３を加圧する必要があるという欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、従来の充填方法の欠点であるバルブからの異物の混入、装置の分解掃除の煩雑さ、高粘度流体の充填速度の遅さ、装置の高価格等の問題を解決することを目的として、高粘度の流体でも充填速度が低下することなく、装置の分解掃除が容易で、前工程で使用した容器をそのまま使用でき、且つ単純な構造による低価格な装置とそれを用いた充填方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、筒状の内壁面と一端が閉じ他端が開放された端部とからなるシリンダーと、該シリンダーの内壁面に嵌合するピストンと、該シリンダーまたは該ピストンのいずれか一方を固定し、他の一方を駆動する機構とを具備し、該ピストンには中心軸方向に該ピストン内を貫通して充填容器に連通する孔が設けられている直結型充填装置、および、シリンダー内に充填剤を挿入し、該シリンダーに嵌合するピストンを該シリンダー内に挿入することにより該充填剤を加圧して該充填剤を該ピストンの中心軸方向に該ピストン内を貫通して設けられた孔を通して押し出し、該孔の該充填剤の出口側に密着して配置した充填容器に該充填剤を充填する充填方法である。また好ましくは、前記直結型充填装置において、該シリンダーと該ピストンとの隙間に介在する環状の弾性体が設けられている直結型充填装置、およびこれらの直結型充填装置において、充填容器に充填レベル検出手段が具備されている直結型充填装置である。更に、前記充填方法において、シリンダーとピストンの間の空隙に弾性体を介在せしめる充填方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明において、高粘度流体の充填剤を収容するシリンダーの内面は平滑な側面と底面のみから成るので、これをそのまま前工程の撹拌、混合の際の容器として用いることができ、且つ、内部の掃除が極めて容易である。更に充填容器に充填剤を注入する際にポンプ等を使用しないので、充填剤の流路を単純な直線状の孔のみとすることができ、ポンプの磨耗等による不純物の混入が無く、且つ、内部の掃除も極めて容易である。更に作業後に装置内に残留する充填剤の量も直線状の孔の容積程度に極限まで少なくすることが可能である。
【０００６】
更に、本発明の方法では、充填剤を充填容器に送る手段として、シリンダーとピストンとの相対位置を直接機械的に変位させているので、充填剤の脱泡が充分に行なわれておれば、加圧による充填剤の体積変化は無視できるほど小さいので、充填剤の吐出量は機械的変位のみで正確に制御されることになり、高粘性の充填剤でも充填速度を低下させることなく、正確に充填することが可能である。
【０００７】
本発明において、シリンダーとピストンとの隙間から充填剤が漏れることを防止し、且つ両者の滑りを良くする目的でシリンダーとピストンとの隙間に環状の弾性体を介在させることが好ましい。この環状の弾性体としては合成ゴム製のオーリングが最も簡便に用いられるが、内燃機関のピストンに一般に使われている金属性のピストンリングでも良い。なお、本発明において、これらの環状の弾性体をピストンに装着するには、ピストンのシリンダーと接する面に環状の溝を設けて、この溝に環状の弾性体をはめ込んでも良く、あるいは、充填剤を加圧する際にのみ弾性体が有効に機能すれば良いので、掃除の手間を軽減するために、ピストンにオーリング等をはめ込むための溝等を設けずに、単にピストンが充填剤に接する面にこれらの環状の弾性体をあてがうか、あるいは、ピストンの端面に環状の弾性体をはめ込む環状の切欠き部を設けても良い。
【０００８】
本発明で使用する充填レベル検出手段としては、充填剤がシリンジ等の充填容器に入った量を位置の情報として、光学的、機械的、電磁気的方法で検出する一般的な方法を用いることができ、この情報を用いてピストンやシリンダーの動きを自動制御することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明を図３の実施例に基いて説明する。
【実施例】
【００１０】
図３において、充填剤３が入ったシリンダー１０は、架台１１に固定されたピストン１２と嵌め合され、ピストン１２の下端部の外周には環状の切欠き部が設けられ、その切欠き部にはシリンダー１０とピストン１２との隙間を塞ぐ状態でオーリング１３が嵌め込まれている。充填剤３は、昇降台１５を手動、電動、または油圧により上昇せしめることにより、その上に乗ったシリンダー１０が上昇し、その結果ピストン１２との間で加圧されて、ピストンの中心軸方向に該ピストン内を貫通して設けられた孔１３を通して押し出され、シリンジ７に充填される。このとき、シリンジ７への充填量を充填レベル検出器１６で検出し、昇降台１５の動作を制御することにより、精密に充填量を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の充填方法の一例の模式図
【図２】従来の充填方法の他の一例の模式図
【図３】本発明の充填方法の一例の模式図
【符号の説明】
【００１２】
１：加圧タンク
２：材料容器
３：充填剤
４：空気注入口
５：流路
６：バルブ
７：シリンジ
８：計量ポンプ
９：バルブ
１０：シリンダー
１１：架台
１２：ピストン
１３：孔
１４：オーリング
１５：昇降台
１６：充填レベル検出器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の内壁面と一端が閉じ他端が開放された端部とからなるシリンダーと、該シリンダーの内壁面に嵌合するピストンと、該シリンダーまたは該ピストンのいずれか一方を固定し、他の一方を駆動する機構とを具備し、該ピストンには中心軸方向に該ピストン内を貫通して充填容器に連通する孔が設けられていることを特徴とする直結型充填装置。
【請求項２】
請求項１において、該シリンダーと該ピストンとの隙間に介在する環状の弾性体が設けられている直結型充填装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかにおいて、充填容器に充填レベル検出手段が具備されている直結型充填装置。
【請求項４】
シリンダー内に充填剤を挿入し、該シリンダーに嵌合するピストンを該シリンダー内に挿入することにより該充填剤を加圧して該充填剤を該ピストンの中心軸方向に該ピストン内を貫通して設けられた孔を通して押し出し、該孔の該充填剤の出口側に密着して配置した充填容器に該充填剤を充填することを特徴とする充填方法。
【請求項５】
請求項４において、シリンダーとピストンの間の空隙に弾性体を介在せしめる充填方法。

【図１】