JPH05305997A - 液体充填装置及びその駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘性の高低にかかわりなく液体の詰りを防止
でき、しかも液垂れを発生することない液体充填装置を
提供する。 【構成】 充填ノズル６内に設けられていて充填ノズル
６内に供給される液体の液圧によって開閉する差圧バル
ブ１２と、差圧バルブ１２よりも下流側の充填ノズル先
端開口２１の近傍に設けられていて、充填ノズル６の内
部から充填ノズル先端開口２１を閉じる吐出バルブ１５
と、吐出バルブ１５を開閉駆動するエアシリンダ１８と
を有する液体充填装置。液体が吐出されるノズル先端開
口２１は専用の吐出バルブ１５によって閉じられるので
液切れが良い。また、吐出バルブ１５はノズル内部より
先端開口２１を閉じるので、さらに液切れが良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状部材である充填ノ
ズルの先端開口より液体を吐出する液体充填装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記液体充填装置は、一般に、容器内に
一定量の液体を注入する際に用いられる。この種の液体
充填装置において問題となるのは、容器内に一定量の液
体を注入して液体の吐出を停止した後、充填ノズルの先
端開口から液体が垂れて流れ出ること、すなわち液垂れ
を生じることである。

【０００３】このような液垂れを防止するため、従来よ
り種々の液体充填装置が提案されている。例えば、特開
昭６３−１９１７９７号公報によれば、特に果肉や繊維
質物質を含んだ液体を対象として、長さの長い多数の吐
出孔を備えた多孔体を充填ノズルの先端開口部に設けた
装置が提案されている。この装置によれば、液体が自重
によって充填ノズルから垂れるのを吐出孔によって防止
している。

【０００４】また、実開平３−１２６８９８号公報によ
れば、充填ノズルの先端開口部分に網体を設け、網体の
網目間において液体に作用する表面張力によって液垂れ
を防止しようという液体充填装置が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記多
孔体を設けた液体充填装置においては、比較的流動性を
有する、すなわち粘性の低い液体に関して有効に液垂れ
を防止することができないという問題がある。また、液
体を吐出することに関して多孔体が邪魔になって円滑な
液体の吐出ができないという問題もある。

【０００６】また、網体を設けた液体充填装置において
は、比較的粘性の高い液体に関して目詰りを生じて液体
の吐出が円滑にできないという問題がある。

【０００７】本発明は、従来の液体充填装置における上
記の問題点を解消するためになされたものであって、粘
性の高低にかかわりなく液体の詰りを防止でき、しかも
液垂れを発生することない液体充填装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め本発明に係る液体充填装置は、充填ノズル内に設けら
れていて充填ノズル内に供給される液体の液圧によって
開閉する差圧バルブと、差圧バルブよりも下流側の充填
ノズル先端開口に設けられていて充填ノズルの内部から
充填ノズル先端開口を閉じる吐出バルブと、吐出バルブ
を開閉駆動する吐出バルブ開閉駆動手段とを有すること
を特徴としている。

【０００９】

【作用】充填ノズル内には、液体の流れる方向に関して
上流側に差圧バルブが、そして下流側に吐出バルブが設
けられる。差圧バルブは、充填ノズル内に流れ込む液体
を一定量に調節する。差圧バルブを通流した液体は、吐
出バルブが開いている間、ノズル開口を通って外部へ吐
出される。一定量の液体の吐出が終了すると、吐出バル
ブが充填ノズルの内部からノズル開口を閉じ、これによ
り液体の吐出が停止する。ノズル開口から液体が吐出さ
れるとき、そのノズル開口は開位置に移動した吐出バル
ブによって大きく開放される。従って、詰りを生じさせ
ることなく、円滑に液体を吐出することができる。ま
た、ノズル開口はそれ専用の吐出バルブによって閉じら
れ、しかもその吐出バルブは充填ノズルの内部からノズ
ル開口を閉じる。従って、液垂れを生じさせることな
く、最後の液滴まで正確に吐出することができる。

【００１０】

【実施例】図３は、本発明に係る液体充填装置の一実施
例の全体を示している。この液体充填装置は、基台１か
ら延びる支柱２によって支持された液体タンク３と、液
体タンク３の底面に接続された定量シリンダ４と、定量
シリンダ４の上部から延びる２つの接続管５，５に支持
された２つの円筒状の充填ノズル６，６とを有してい
る。各充填ノズル６は、矢印Ａ方向へ搬送される角筒状
の紙製容器９の搬送路上に配置されている。液体タンク
３の内部には、容器９内へ注入するための液体、例えば
洗髪用のシャンプー等が収納されている。

【００１１】定量シリンダ４は、図２に示すように、円
筒状の管壁８と、その管壁８内に設けられた充填ピスト
ン９と、管壁８の上部に設けられた吸込みバルブ１０と
を有している。充填ピストン９は、図示しない駆動源、
例えばエアシリンダによって駆動されて矢印Ｂ−Ｂ’方
向へ決められた一定のストロークで往復移動する。吸込
みバルブ１０は、圧縮バネ１３の働きによって環状の弁
座１４に下方から押し付けられている。

【００１２】接続管５を介して定量シリンダ４に接続さ
れた充填ノズル６は、図１に示すように、接続管５の下
方へ垂下する円筒状のノズル管壁１１と、ノズル管壁１
１の上部に設けられた差圧バルブ１２と、ノズル管壁１
１の下端開口２１の近傍に配置された吐出バルブ１５と
を有している。差圧バルブ１２は、圧縮バネ１６の働き
により、ノズル管壁１１の上部に設けた弁座１７に下方
から押し付けられている。図３に示すように、個々の充
填ノズル６の上端にはそれぞれエアシリンダ１８が固定
されている。これらのエアシリンダ１８の出力軸である
シリンダロッド１９は充填ノズル６内を貫通して垂下し
ており、図１に示すように、そのシリンダロッド１９の
下端に吐出バルブ１５がボルト２０により固着されてい
る。

【００１３】吐出バルブ１５は、シリンダロッド１９に
よって駆動されて矢印Ｃ−Ｃ’のように上下方向へ往復
移動するようになっており、ノズル管壁１１の下端開口
２１に隙間なく当接する閉位置と、下端開口２１から離
れてその下端開口２１を開放する開位置との間で移動す
る。また、吐出バルブ１５の底部には凹部２２が設けら
れており、この凹部２２を設けることにより、吐出バル
ブ１５の下端周縁部に鋭角部１５ａが形成されている。

【００１４】以下、上記構成よりなる液体充填装置につ
いて、その動作を説明する。図３において、角筒状の紙
製容器９がチェーン搬送装置２１によって搬送されて矢
印Ａ方向へ間欠的に搬送され、充填ノズル６の下方位置
に順次運ばれる。容器９が充填ノズル６の下に到来して
停止すると、充填ノズル６の下端開口２１（図１）から
液体が吐出され、その液体が容器９の上端開口を介して
その容器９内へ充填される。この液体充填処理は以下の
ようにして行われる。

【００１５】まず、液体充填が開始される当初、図１に
おいて差圧バルブ１２は閉状態、吐出バルブ１５も閉状
態（実線）にある。そして図２において、吸込みバルブ
１０が閉位置にあり、充填ピストン９は上死点にある。
また、図１におけるノズル管壁１１の内部、接続管５の
内部、そして図２における定量シリンダ管壁８の内部の
それぞれに液体が充満している。

【００１６】液体充填処理が開始されると、図２におい
て充填ピストン９が上死点位置から下死点位置へ向って
決められたストロークだけ移動する。充填ピストン９の
この移動により、吸込みバルブ１０が吸引されてバネ１
３のバネ力に抗して下方へ移動し、吸込みバルブ１０が
所定時間、開状態となる。吸込みバルブ１０が開状態と
なっている間、液体タンク３内の液体が定量シリンダ４
内へ所定量、吸引される。

【００１７】下死点へ到達した充填ピストン９は、その
後、移動方向を反転して上方の上死点へ向けて移動す
る。この上昇工程時、吸込みバルブ１０は閉状態とな
り、充填ピストン９の押圧力は定量シリンダ４及び接続
管５内に充満した液体内を伝わって図１の差圧バルブ１
２に伝えられる。こうして差圧バルブ１２がバネ１６の
バネ力に抗して下方へ移動し、差圧バルブ１２が所定時
間、開状態となる。差圧バルブ１２が開状態になると
き、それと同時にエアシリンダ１８（図２，図３）が作
動してシリンダロッド１９が上昇し、吐出バルブ１５が
開位置（鎖線）へ持ち上げられる。こうして、開状態と
なった差圧バルブ１２を通って液体が下方へ流れ、さら
に開状態となった吐出バルブ１５を通って液体が充填ノ
ズル６の下端開口２１から吐出される。吐出された液体
は容器９（図３）内へ充填される。

【００１８】図２において、充填ピストン９が上死点ま
で上昇すると、差圧バルブ１２（図１）への圧力付加が
解除され、差圧バルブ１２が閉状態へ移行する。そし
て、差圧バルブ１２が閉状態となってから短時間経過
後、エアシリンダ１８（図２、図３）が作動して吐出バ
ルブ１５が再び、図１の閉位置（実線）へ戻る。差圧バ
ルブ１２及び吐出バルブ１５が閉状態へ戻ることによ
り、充填ノズル６の下端開口２１からの液体の吐出が停
止し、これにより１つの容器９（図３）に対する液体の
充填処理が終了する。その後、図２の充填ピストン９の
上昇及び下降が繰り返されて、順次送られてくる複数の
容器９に対して液体の充填処理が繰り返して行われる。

【００１９】上記実施例において、充填ノズル６の下端
開口２１が吐出バルブ１５によって閉じられる際、その
吐出バルブ１５は充填ノズル６の内部において下方へ移
動しながらその開口２１を閉じる。また、吐出バルブ１
５の先端鋭角部１５ａの先端とノズル管壁１１の下端鋭
角部１１ａの先端が全周にわたって隙間なく正確に一致
して接触することにより、ノズル開口２１が閉状態とな
る。このような構造のため、充填ノズル６から吐出され
る液体の最後の部分は、吐出バルブ１５とノズル管壁１
１の下端部１１ａによって押し切られるようにして外部
へ流し出されることになり、液体の液切れが非常に良好
になり、液垂れが発生することがなくなる。

【００２０】さらに、液体の吐出を停止する際、吐出バ
ルブ１５は差圧バルブ１２が閉状態になった後に閉じら
れる。このことは、吐出バルブ１５によってノズル開口
２１が閉じられる際には、既に差圧バルブ１２が閉じて
いて充填ノズル６内の液体に圧力が付加されない状態に
なっているということであり、従って、吐出バルブ１５
が閉じるときの液垂れの発生を、より一層確実に防止で
きるということである。

【００２１】以上、一つの実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明はその実施例に限定されるものではな
く、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において
種々に改変できる。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の液体充填装置によれば、
ノズル先端開口に吐出バルブを設け、さらにその吐出バ
ルブをノズルの内部からノズル先端開口に当接させて液
体を押し切るようにしたので、充填ノズルから吐出され
る最後の液滴を正確にノズル先端から切り離すことがで
き、液垂れの発生を確実に防止できるようになった。

【００２３】請求項２記載の液体充填装置の駆動方法に
よれば、吐出バルブが閉じるとき、充填ノズル内に存在
する液体に圧力が加わることがなくなり、よって液垂れ
の発生をより一層確実に防止できる。

【００２４】請求項３記載の液体充填装置によれば、吐
出バルブと充填ノズル壁との接触領域が非常に狭くなる
ので、液切れが良好となり、液垂れの発生をさらに一層
確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液体充填装置の一実施例の要部を
示す側面断面図である。

【図２】本発明に係る液体充填装置の一実施例の全体を
一部破断して示す側面図である。

【図３】本発明に係る液体充填装置の一実施例を容器の
搬送系に組み込んだ状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

６ 充填ノズル １２ 差圧バルブ １５ 吐出バルブ １８ エアシリンダ（吐出バルブ開閉駆動手段） ２１ ノズル先端開口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状部材である充填ノズルの先端開口よ
   り液体を吐出する液体充填装置において、 充填ノズル内に設けられていて充填ノズル内に供給され
   る液体の液圧によって開閉する差圧バルブと、 差圧バルブよりも下流側の充填ノズル先端開口に設けら
   れていて、充填ノズルの内部から充填ノズル先端開口を
   閉じる吐出バルブと、 吐出バルブを開閉駆動する吐出バルブ開閉駆動手段とを
   有することを特徴とする液体充填ノズル。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体充填装置を駆動する
   ための駆動方法であって、充填ノズルの先端開口より液
   体を吐出した後、さらに差圧バルブが閉じた後に、吐出
   バルブ開閉駆動手段を作動させて吐出バルブを閉じるこ
   とを特徴とする液体充填装置の駆動方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の液体充填装置において、
   吐出バルブは充填ノズルの内部に配置されていて、充填
   ノズルの先端開口に当接する閉位置と、その先端開口か
   ら離れる開位置との間を往復移動するようになってお
   り、そして吐出バルブが閉位置にあるとき、吐出バルブ
   の先端と充填ノズルの先端とが隙間なく一致することを
   特徴とする液体充填装置。