JPH06263104A - 液体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液体充填装置において、充填ノズルから吐出
される液体の流速を緩やかにする。 【構成】 上下方向へ往復移動する充填ピストン４を備
えた充填シリンダ２と、連結管１によって充填シリンダ
２に接続された充填ノズル３と、充填ノズル３の内部に
設けられた吐出バルブ８とを有する液体充填装置におい
て、充填ピストン４の上死点位置を吐出バルブ８よりも
下方の位置に設定する。液体貯溜室１７内に貯溜される
液体の位置エネルギが低くなり、吐出口６からカートン
１１へ向けて吐出される液体の吐出速度が低減され、カ
ートン１１内における液の吹き上がりが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に液体を注入し
て充填するための液体充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】酒、ジュース、その他の液体を紙製、プ
ラスチック製等の容器の中に収容するようにした包装形
態が広く使用されている。そのような容器の中に液体を
充填するための液体充填装置に関しても既に種々の形式
のものが提案されている。例えば、実開平３−１２６８
９８号公報、実開平３−１２６８９９号公報、実開平３
−１２９２０１号公報等にそのような液体充填装置が開
示されている。これらの公報に開示された液体充填装置
を含めて従来の液体充填装置は、基本的には、図４に示
す構造を有している。

【０００３】この従来の液体充填装置は、連結管１によ
って互いに連結された充填シリンダ２及び充填ノズル３
を有している。液体タンク（図示せず）内に貯溜された
液体、例えば酒は、充填ピストン４の働きにより液体供
給管５を通して充填シリンダ２内に引き込まれ、さらに
充填ノズル３内へ送り出され、吐出バルブ８を通して吐
出口６から容器、すなわちカートン７内へ注入される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の液
体充填装置においては、充填ピストン４が吐出バルブ８
よりも上方位置に配置されていた。そのため、充填シリ
ンダ２の中に保有される液体が有する位置エネルギが高
く、よって、充填ノズル３からカートン７へ吐出される
液体の吐出速度が非常に速かった。この結果、カートン
７内へ注入された液体が上方へ吹き上がってカートン７
の頂部を濡らしたり、充填ノズル３の吐出口６付近を汚
すという問題があった。液体が充填されたカートン７
は、その後、加熱処理及び圧着処理を受けてその頂部が
封止されるのが一般的であるが、上記のように吹き上が
った液体によってカートン７の上部が濡らされると、そ
の封止処理が正常に行われないおそれがある。

【０００５】本発明は、上記の問題点を解消するために
なされたものであって、充填ノズルから吐出される液体
の流速を緩やかにすることを目的とする。

【０００６】

【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、上下方向へ往復移動す
る充填ピストンを備えた充填シリンダと、連結管によっ
て充填シリンダに接続された充填ノズルと、充填ノズル
の内部に設けられた吐出バルブとを有する液体充填装置
において、充填ピストンの上死点が吐出バルブよりも下
方位置にあることを特徴としている。

【０００７】

【作用】充填ピストンの往復直線運動によって充填シリ
ンダ内に吸引された一定量の液体は、充填ピストンの上
方位置に形成される空間である液体貯溜室に溜められた
後、充填ノズルへ送り込まれる。送り込まれた液体は、
開いた状態の吐出バルブを通って吐出口から吐出され
る。充填ピストンの上死点が吐出バルブよりも下方位置
に設定されているので、上記液体貯溜室は従来装置に比
べ吐出バルブに対して低い位置に形成される。従って、
液体貯溜室に溜められた液体が有する位置エネルギは小
さく、よって、これを充填ノズルの吐出口から吐出する
とき、液体の流速は低減される。その結果、カートン等
の容器内に注入された液体が吹き上がるのが防止され
る。

【０００８】

【実施例】図１は本発明に係る液体充填装置の一実施例
を示している。この液体充填装置は、充填シリンダ２及
び連結管１によってその充填シリンダ２に連結された充
填ノズル３を有している。充填ノズル３は、無端で環状
の搬送チェーン９によって構成される紙面垂直方向に延
びるカートン搬送路の上に配置される。搬送チェーン９
には紙面垂直方向に一定の間隔で多数の搬送爪１０が固
定して取り付けられており、それらの搬送爪１０によっ
て角筒形状のカートン１１がレール１２に載った状態で
紙面垂直方向に間欠的に搬送される。カートン１１は、
例えば紙の表裏両面に薄いプラスチック層を積層するこ
とによって形成された紙を主体とする積層材によって形
成されている。

【０００９】充填シリンダ２は、シリンダの内壁に液密
に接触する充填ピストン４と、吸引バルブ１３とを有し
ている。充填ピストン４は、図示しない駆動源、例えば
油圧シリンダによって駆動されて上下方向へ往復直線運
動する。吸引バルブ１３は、圧縮バネ１４のバネ力によ
ってバルブシート１５の下面に圧力下で接触する。吸引
バルブ１３の上方には液体吸引室１６が形成され、そし
て充填ピストン４と吸引バルブ１３との間には液体貯溜
室１７が形成される。液体吸引室１６には、カートン１
１内に充填すべき液体を貯溜した液体タンク（図示せ
ず）から延びる液体供給管５が接続されている。また、
充填シリンダ２と充填ノズル３とを連結する連結管１
は、液体貯溜室１７の側壁の適所から斜め上方へ延びて
いる。

【００１０】充填ノズル３は、バルブシート１８に対し
て開閉動作する吐出バルブ８と、液体を外部へ吐出する
吐出口６と、吐出口６の直上位置に配置されたメッシュ
部材１９とを有している。吐出バルブ８は、図２に示す
ように、バルブシート１８の底面に液密に接触可能な円
錐形状に形成された弁体２０と、弁体２１の中心部を貫
通していて軸受材２１によって弁体２０に対して相対的
に上下直進移動可能に支持されたガイドロッド２２と、
ガイドロッド２２の下端に固着された薄くて円盤形状の
補助弁２３と、ガイドロッド２２をバルブシート１８に
対して上方へ押し上げるように付勢する弾性付勢手段と
しての圧縮バネ２４とを有している。

【００１１】補助弁２３は可撓性を備えた部材、例えば
薄いステンレスや、テフロン（商品名）等によって形成
されている。補助弁２３の外周縁は、弁体２０の外周側
面とネジ結合する環状のキャップ２５と、弁体２３の底
面外周縁部とによって強固に締め付けられて固定されて
いる。補助弁２３と弁体２０との間であってガイドロッ
ド２２のまわりには空間２６が形成されている。

【００１２】なお、図１において、充填シリンダ２の液
体吸引室１６と充填ノズル３の上部との間は、開閉バル
ブ２７を備えた空気抜き管２８によって連結されてい
る。

【００１３】以下、上記構成より成る液体充填装置の動
作について説明する。

【００１４】（初期時の空気抜き処理）まず、空気抜き
管２８上のバルブ２７を開く。そして、吸引バルブ１３
をエアシリンダ等の駆動手段（図示せず）によって強制
的に押し下げて、液体を液体貯溜室１７内に導入する。
このとき、液体貯溜室１７内の空気は連結管１を通して
充填ノズル３の上部室へと排出され、さらに、空気抜き
管２８を通して充填シリンダ２の液体吸引室１６内へ排
出される。実施例では、空気抜き管２８を充填シリンダ
２の液体吸引室１６に接続したが、これを大気に開放し
たり、さらにバキュームポンプで吸引することもでき
る。

【００１５】（液体の充填処理）図１において、搬送チ
ェーン９によって搬送されるカートン１１のうちの１つ
が充填ノズル３の下方位置に到来してそこに停止する。
その搬送作業と同期して、充填シリンダ２内の充填ピス
トン４が所定のストロークだけ降下する。この降下によ
り、吸引バルブ１３がバネ１４のバネ力に抗して下方へ
引かれて開き、液体供給管５から供給される液体が液体
吸引室１６及び吸引バルブ１３を通して液体貯溜室１７
の中へ送り込まれる。吸引バルブ１３は、充填ピストン
４の降下が停止したときにバネ１４のバネ力によって閉
じ、こうして液体貯溜室１７内に一定量の液体が貯溜さ
れる。

【００１６】カートン１１が充填ノズル３の下方の所定
位置に停止した後の適宜のタイミングが到来すると、充
填ピストン４が上昇を開始し、このときの充填ピストン
４の圧力が充填ノズル３内の吐出バルブ８へ伝達され、
図２においてバネ２４のバネ力に抗して弁体２０、ガイ
ドロッド２２、そして補助弁２３が一体となってバルブ
シート１８から下方へ離れて吐出バルブ８が開状態とな
る。図１において、充填ピストン４の上昇に従い、液体
貯溜室１７内の液体は連結管１を通して充填ノズル３内
へ送り込まれ、さらに開状態となった吐出バルブ８を通
過してメッシュ部材１９でろ過されながら、吐出口６か
らカートン１１内へと吐出される。

【００１７】充填ピストン４が上死点に達すると、図２
において吐出バルブ８のガイドロッド２２がバネ２４の
バネ力によって上方へ引かれ、弁体２０がバルブシート
１８に当接して吐出バルブ８が閉じる。こうして、吐出
口６からの液体の吐出が終了する。これ以降、搬送チェ
ーン９によってカートン１が次々と送られてくるのに応
じて、上述した作業が繰り返して行われる。

【００１８】本実施例では、充填ピストン４の上死点
（図１に示す状態）が充填ノズル３の吐出バルブ８より
も下方の位置となるように設定されている。従って、充
填ピストン４の上方に形成される液体貯溜室１７が吐出
バルブ８に対して非常に低い場所に位置している。その
結果、液体貯溜室１７内に貯溜される液体の位置エネル
ギが低くなり、これを充填ノズル３を介して吐出した場
合、その吐出速度が緩やかになる。よって、液体がカー
トン１１内に注入されたときの液体の吹き上がり現象が
緩和され、カートン１１の頂部開口部分や充填ノズル３
の吐出口６の部分が汚れるのを防止できる。

【００１９】また、図２において、液体の吐出が終了し
てバネ２４のバネ力によって弁体２０がバルブシート１
８に対して閉じるとき、弁体２０がバルブシート１８に
当接した後も、ガイドロッド２２は慣性力によりしばら
くの間上方への移動を継続し、その後、図２の初期状態
に復帰する。このため、ガイドロッド２２の下端に固着
された補助弁２３は弁体２０が閉じた後、瞬間的に空間
２６内へ撓んでから元の状態に戻る。補助弁２３が空間
２６内へ撓むとき、充填ノズル３の吐出口６の付近に負
圧が発生してその付近に残留する液体が上方、すなわち
充填ノズル３の内部へ強制的に吸引され、この結果、液
ダレ、すなわち液体の吐出が終了した後に液滴が吐出口
６から漏れ落ちる現象が回避される。

【００２０】図３は、吐出バルブについての改変例を示
している。この吐出バルブ３８が図２に示した先の吐出
バルブ８と異なる点は、ガイドロッド２２を弁体２０に
対して相対移動可能に設けるのではなくて、両者を一体
にしたことである。液体の吐出が終了して弁体２０が閉
じるときに、補助弁２３が慣性力により空間２６内へ撓
むことによって液ダレが防止されることは記述の通りで
あるが、本実施では、図２の場合に比べて補助弁２３を
撓ませることが難しいかもしれない。しかしながら、補
助弁２３を形成する材料を適宜に選定することにより、
撓み変形による十分な液ダレ防止の効果を得ることがで
きる。

【００２１】以上、好ましい実施例をあげて本発明を説
明したが、本発明はそれら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した構成の範囲内におい
て種々に改変可能である。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の液体充填装置によれば、
充填シリンダ内に貯溜される液体の位置エネルギを低く
でき、よって、充填ノズルから吐出される液体の流速を
緩やかにすることができる。そしてこれにより、カート
ン内における液の吹き上がりがなくなって、液体の飛散
によってカートン及び充填ノズルが汚れるのを防止でき
る。

【００２３】請求項２記載の液体充填装置によれば、充
填シリンダの充填ノズルに対する位置を低くした場合で
も、装置全体の稼働前初期時の空気抜き処理を支障なく
行うことができる。

【００２４】請求項３及び請求項４記載の液体充填装置
によれば、補助弁の撓み運動により、充填ノズルの吐出
口からの液ダレを確実に防止できる。

【００２５】

【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を示す側
面断面図である。

【図２】同液体充填装置の要部、特に、充填ノズル内の
要部を示す断面図である。

【図３】図２に示した構造の変形例を示す断面図であ
る。

【図４】従来の液体充填装置を示す側面断面図である。

【符号の説明】

１ 連結管 ２ 充填シリンダ ３ 充填ノズル ４ 充填ピストン ８ 吐出バルブ １８ バルブシート ２０ 弁体 ２２ ガイドロッド ２３ 補助弁 ２４ 圧縮バネ（弾性付勢手段） ２７ 開閉バルブ ２８ 空気抜き管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向へ往復移動する充填ピストンを
   備えた充填シリンダと、連結管によって充填シリンダに
   接続された充填ノズルと、充填ノズルの内部に設けられ
   た吐出バルブとを有する液体充填装置において、 充填ピストンの上死点が吐出バルブよりも下方位置にあ
   ることを特徴とする液体充填装置。
2. 【請求項２】 充填ノズルの内部空間のうち吐出バルブ
   よりも上方の部分に、開閉バルブを備えた空気抜き管を
   接続したことを特徴とする請求項１記載の液体充填装
   置。
3. 【請求項３】 上記吐出バルブは、バルブシートに対し
   て接触又は離れるように移動する弁体と、その弁体に固
   着されていてその弁体との間に空間を形成する可撓性を
   備えた補助弁と、弁体をバルブシートに押し付ける弾性
   付勢手段とを有することを特徴とする請求項１記載の液
   体充填装置。
4. 【請求項４】 上記バルブは、バルブシートに対して接
   触又は離れるように移動する弁体と、その弁体に固着さ
   れていてその弁体との間に空間を形成する可撓性を備え
   た補助弁と、その補助弁と一体であり弁体及びバルブシ
   ートを貫通するガイドロッドと、弁体をバルブシートに
   押し付ける弾性付勢手段とを有することを特徴とする請
   求項１記載の液体充填装置。