JP4779229B2 - 液体充填装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、焼肉のタレ、ジュース等の液体を、紙、ガラス、プラスチック等から成る容器内に所定量充填するための液体充填装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4は従来のこの種の液体充填装置の一例を示す縦断面図である。この装置は、上端部が液体タンク(不図示)に連通接続された充填シリンダ1と、この充填シリンダ1の上部に連結管2を介して連通接続されたノズル3と、このノズル3内に上下方向に往復動自在に設けられたバルブ4とを備えている。
【0003】
充填シリンダ1は、上下方向に延びる筒状体1aと、その内部を上下方向に摺動するピストン1bとを備えており、このピストン1bは、サーボモータ、油圧シリンダ等の駆動機構(不図示)によって上下方向に往復動するようになっている。
【0004】
また、筒状体1aの上端部には吸入口形成部材5が設けられており、これには弁6が上下方向に摺動自在に取り付けられている。この弁6は、その上端部と吸入口形成部材5との間に張装されたスプリング7によって上方に付勢されていて、吸入口形成部材5によって形成された吸入口8を閉塞している。
【0005】
ノズル3の下端部には吐出口形成部材9が設けられていて、これによって形成される吐出口3aの下部は下方に向かってテーパ状に拡開している。そして、バルブ4の下端部4aは円錐状に形成されていて、吐出口3aに密着して吐出口3aを閉塞するようになっている。
【0006】
また、ノズル3の上部には絞り10が設けられていて、バルブ4はこの絞り10に上下方向に摺動自在に取り付けられている。バルブ4は、その上端部と絞り10との間に張装されたスプリング11によって上方に付勢されていて、バルブ4の中間部に設けられた中間チャッキ4bが絞り10の通路12を閉塞している。
【0007】
次に、この液体充填装置の動作を説明する。まず、図4に示す状態からピストン1bが下方に所定ストローク摺動する。これによって、図5に示すように、弁6がスプリング7の弾発力に抗して下方に摺動し、前記液体タンク内の液体が吸入口8を通って充填シリンダ1の筒状体1a内に吸入される。筒状体1a内に液体が充填されると、スプリング7が弁6を押し上げて吸入口8を閉塞する。
【0008】
次に、ピストン1bが上方に摺動して筒状体1a内の液体がノズル3内に送り込まれる。その液圧によって、図6に示すように、バルブ4がスプリング11の弾発力に抗して下方に摺動し、通路12及び吐出口3aを開放し、吐出口3aの下に配置された容器C内に液体が吐出される。
【0009】
ピストン1bの上方への摺動が停止すると、スプリング11がバルブ4を押し上げて通路12及び吐出口3aを閉塞する。液体が充填された容器Cは搬送機構(不図示)によって次工程に搬送され、次の空の容器Cが吐出口3aの下に配置される。そして、上述した工程が繰り返されてその容器Cに液体が充填される。
【0010】
また、スプリング11を設ける代わりにバルブ4をエアシリンダ等の駆動機構に接続し、この駆動機構とサーボモータによるピストン1bの駆動機構とをマイコンで制御し、ピストン1bとバルブ4とを所定のタイミングで動作させることによって所定量の液体を吐出するようにした液体充填装置も提案されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術のうち、スプリング11を用いた液体充填装置では、液体の粘性が変化するとピストン1bとバルブ4の動作のタイミングが変化して液体の吐出量が変化するため、吐出量を所定量にするためにスプリング11を交換しなければならず、その作業に手間がかかるという問題が有った。
【0012】
また、スプリング11の強さが液体の粘性に適合していない場合には、液ダレや液体の飛散等が生じるという問題が有った。すなわち、スプリング11が弱すぎるとバルブ4が吐出口3aを閉塞する力が弱くなるとともに閉塞時のスプリング11の振動も生じやすくなるため吐出口3aから液ダレしやすくなり、スプリング11が強すぎるとバルブ4を開方向に移動させるのに大きな液圧を必要とするため、吐出口3aが開いたときに液体が勢いよく噴出して飛散することがある。
【0013】
また、ピストン1bとバルブ4の動作のタイミングをマイコンで制御するようにした液体充填装置では、複雑な制御システムを必要とするため、製造コストが高価であるとともに充填される液体の粘性に応じた調整も非常に困難であるという問題が有った。
【0014】
本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、液体の粘性の変化に応じた調整が容易で、バルブがノズルの吐出口を閉塞する力を適正な値に設定することができ、かつ製造コストが安価な液体充填装置を提供することにある。
【0015】
上述した目的を達成するために、本発明は、液体タンクに連通接続され、ピストンが一方向に摺動することにより前記液体タンクから液体を吸入する充填シリンダと、この充填シリンダに連通接続されたノズルと、このノズル内に往復動自在に設けられ、前記ノズルの吐出口を開閉するバルブとを備え、前記充填シリンダに液体が充填された状態で前記ピストンが他方向に摺動すると前記ノズル内に液体が送り込まれるとともに前記バルブが前記吐出口を開放する位置に移動し、前記ピストンの他方向への摺動が停止すると前記バルブが前記吐出口を閉塞する位置に移動するようにした液体充填装置であって、前記バルブが流体圧シリンダにより閉方向に付勢されているとともにこの流体圧シリンダ内の流体圧を調節するためのレギュレータを備えており、前記流体圧シリンダの流体圧は、前記ピストンが前記ノズル内に液体を送り込む際にこの液体の液圧によって前記バルブが前記吐出口を開放する位置に移動するのを許容するとともに前記吐出口から所定量の液体が吐出されると前記バルブが前記吐出口を閉塞する位置に移動するように設定されていることを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は本発明の一実施形態である液体充填装置の縦断面図、図2、3は図1の液体充填装置の動作の説明図である。なお、本実施形態において、上述した従来技術と対応する部分には同一の符号を付してあり、重複する説明は省略してある。
【0017】
図1に示すように、本実施形態の液体充填装置では、ノズル3の上端部にエアシリンダ14が垂直に取り付けられており、そのロッド14aが連結部材13を介してバルブ4の上端部に連結されている。なお、15はバルブ4を上下方向に摺動自在に案内するガイド、16はエアシリンダ14内の空気圧を調節するためのレギュレータである。
【0018】
エアシリンダ14によってバルブ4は閉方向に付勢されており、エアシリンダ14内の空気圧は、ピストン1bがノズル3内に液体を送り込む際にこの液体の液圧によってバルブ4が吐出口3aを開放する位置に移動するのを許容するとともに吐出口3aから所定量の液体が吐出されるとバルブ4が吐出口3aを閉塞する位置に移動するように設定されている。
【0019】
このような構成の液体充填装置によれば、図2に示すように、充填シリンダ1内に液体が充填された状態からピストン1bが上方に摺動してノズル3内に液体が送り込まれると、図3に示すように、バルブ4がエアシリンダ14の付勢力に抗して下方に摺動して通路12及び吐出口3aを開放し、吐出口3aの下に配置された容器C内に液体が吐出される。そして、ピストン1bの上方への摺動が停止すると、図1に示すように、エアシリンダ14がバルブ4を引き上げて通路12及び吐出口3aを閉塞する。
【0020】
この液体充填装置では、液体の粘性が変化した場合、レギュレータ16によってエアシリンダ4の空気圧を調節することにより、エアシリンダ14によるバルブ4の付勢力を調節できるため、ピストン1bとバルブ4の動作のタイミングを容易に調整することができる。
【0021】
また、レギュレータ16によってエアシリンダ4内の空気圧を簡単かつ正確に調節することができるため、バルブ4が吐出口3aを閉塞する力を適正な値に設定することができ、バルブ4が吐出口3aを閉塞しているときに吐出口3aから液ダレしたり、バルブ4が吐出口3aを開放する際に液体が飛散したりするのを防止することができる。
【0022】
また、この液体充填装置は、複雑な制御システムを必要としないため、製造コストが安価である。
【0023】
なお、上述した実施形態では、エアシリンダを用いてバルブ4を付勢するようにしているが、エアシリンダの代わりに油圧シリンダを用いることもできる。また、ピストン1bを上下動させる駆動機構としては、サーボモータよりも安価で押圧力も大きい油圧シリンダーを用いるのがより好ましい。
また、その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を施すことができる。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液体の粘性が変化した場合、レギュレータによって流体圧シリンダの流体圧を調節することによりピストンとバルブの動作を容易に調整することができる。また、バルブがノズルの吐出口を閉塞する力を適正な値に簡単かつ正確に設定することができるため、バルブがノズルの吐出口を閉塞しているときにノズルの吐出口から液ダレしたり、バルブがノズルの吐出口を開放する際に液体が飛散したりするのを防止することができる。さらに、複雑な制御システムを必要としないため、製造コストが安価である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である液体充填装置の縦断面図。
【図2】 図1の液体充填装置の動作の説明図。
【図3】 図1の液体充填装置の動作の説明図。
【図4】 従来の液体充填装置の一例を示す縦断面図。
【図5】 図4の液体充填装置の動作の説明図。
【図6】 図4の液体充填装置の動作の説明図。
【符号の説明】
1 充填シリンダ
1b ピストン
3 ノズル
3a 吐出口
4 バルブ
14 エアシリンダ(流体圧シリンダ)
16 レギュレータ
Claims (1)
- 液体タンクに連通接続され、ピストンが一方向に摺動することにより前記液体タンクから液体を吸入する充填シリンダと、この充填シリンダに連通接続されたノズルと、このノズル内に往復動自在に設けられ、前記ノズルの吐出口を開閉するバルブとを備え、前記充填シリンダに液体が充填された状態で前記ピストンが他方向に摺動すると前記ノズル内に液体が送り込まれるとともに前記バルブが前記吐出口を開放する位置に移動し、前記ピストンの他方向への摺動が停止すると前記バルブが前記吐出口を閉塞する位置に移動するようにした液体充填装置であって、前記バルブが流体圧シリンダにより閉方向に付勢されているとともにこの流体圧シリンダ内の流体圧を調節するためのレギュレータを備えており、前記流体圧シリンダの流体圧は、前記ピストンが前記ノズル内に液体を送り込む際にこの液体の液圧によって前記バルブが前記吐出口を開放する位置に移動するのを許容するとともに前記吐出口から所定量の液体が吐出されると前記バルブが前記吐出口を閉塞する位置に移動するように設定されていることを特徴とする液体充填装置。
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