JPH0940087A

JPH0940087A - ピストン式定量充填装置

Info

Publication number: JPH0940087A
Application number: JP21546695A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ikeda; 賢司池田; Kiyoshi Ishii; 清石井; Tomoyuki Fujii; 友幸藤井
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 1997-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】充填バルブからの液垂れを防ぎ充填時の容器
内での泡立ちを防ぐと共に、ピストン上下面の差圧が小
さく軽い力でピストンを作動させることができ、且つ内
溶液の種類が異なっても常に所定の充填圧力維持するこ
とができ、しかも計量シリンダ内壁面への充填液のこび
りつきや計量シリンダ内での泡の発生を防止でき、正確
に定量充填することができる。【構成】計量装置３の計量シリンダ１３からピストン
１１により充填液を圧送して容器Ｐに充填する。ピスト
ン１１には弁孔１０が形成され、ピストンが下降すると
きは弁孔が閉じて定量の液を圧送し、上昇するときは開
口して該弁孔を介して充填液を上から下に向けて両通さ
せることにより、計量シリンダの内部に常時充填液を充
満する状態で、充填作業を行い得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、充填液を缶のよう
な容器に定量充填する充填装置、特に、ピストンにより
計量シリンダから定量の充填液を押出して定量充填する
ピストン式定量充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジュースや炭酸飲料等の充填液を
缶のような容器に定量充填する定量充填装置として、例
えば、図７又は図８に示すような計量シリンダ９０、９
１内に一定量の液体を貯溜し、該定量の液体を充填ヘッ
ドの充填バルブ９２、９３から容器Ｐに供給するものが
知られている。このような従来の定量充填装置は、液体
を計量シリンダから自然流下により充填しているので、
計量シリンダ内に液が多い充填開始初期の段階では液に
勢いがあり、液は円錐状バルブ部材から容器の内周壁に
達して壁面に沿って流下し充填される。そのため、炭酸
飲料等のように炭酸ガスが混入されている充填液でも、
充填初期は泡立ちが少なく良好に充填することができ
る。なお、図７及び図８において、９４、９５はそれぞ
れ給液タンクと導通した給液管であり、９６は計量シリ
ンダ入口バルブ、９７は液レベルセンサを表している。

【０００３】ところが、計量シリンダ内の液の減少に伴
って充填圧力が低下するため、充填終了近くになると液
は円錐状バルブから容器内壁面まで達することができな
くなり、円錐状バルブから直接容器内の液面に落ちる、
いわゆる液垂れ現象が起きる。その結果、炭酸飲料等の
場合は発泡が助長される等の不都合が生じる。

【０００４】このような自然流下方式の定量充填装置の
問題点を解消するものとして、計量シリンダ内の充填液
をピストンで押出して充填するようにしたピストン式の
定量充填装置も知られている（例えば、特開平５−３１
９４８６号、特開平６−４８４８５号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ピストン式の定量充填装置は、計量シリンダの上部は大
気圧となっているので、ピストンにより充填液を充填ヘ
ッドに向けて圧送する作用を行う際に、ピストンの上下
の面に対して大きな差圧が発生する。その結果、内容液
を押し出すのに大きな力を必要とし、大きなシリンダ装
置等の大出力のアクチュエータを必要とする。特に、炭
酸飲料等のように内圧の高い液体を充填する場合は大き
な力を必要とする。そして、内容液の種類によって内容
液を押し出す力が相違するので、ピストンを作動させる
シリンダ装置等のアクチュエータは内容液の種類毎に作
動圧力を替えるか、又は内容液の種類毎に専用の充填装
置を用いなければならない等の問題点がある。

【０００６】また、従来の自然流下方式及びピストン方
式の何れの定量充填装置も、計量シリンダ内は充填の度
毎に内溶液の満注状態と空状態が繰り替えされるが、空
の状態では計量シリンダ内は空気に触れることになり、
内壁に充填液がこびり付き易くなり衛生的にも良くな
く、且つ充填を繰り返すうちに計量シリンダ内に泡が発
生して溜り、計量にバラツキが生じたりする問題があっ
た。

【０００７】本発明は、従来の定量充填装置の前記問題
点を解消するもので、常に十分な充填圧力を維持して、
充填バルブからの液垂れを防ぎ充填時の容器内での充填
液の泡立ちを防ぎ良好に定量充填できると共に、ピスト
ンの差圧が殆ど発生することなく軽い力でピストンを作
動させることができてピストンを作動させるアクチュエ
ータを小型化することができ、且つ内容液の種類が異な
っても常に所定の充填圧力維持することができ、しかも
計量シリンダ内に気相部が存在することなく、計量シリ
ンダ内壁面への充填液のこびりつきや計量シリンダ内で
の泡の発生を効果的に防止でき、正確に定量充填するこ
とができるピストン式の定量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】本発明のピストン式定量
充填装置は、充填バルブを有する少なくとも１つの充填
ヘッドと、該充填ヘッドに接続され給液タンクから充填
液を計量シリンダに導入してピストンで定量の充填液を
前記充填ヘッドに押し出して供給する計量装置と、前記
ピストンの駆動装置とからなり、前記給液タンクからの
管路を前記計量シリンダの上部に接続し、且つ該計量シ
リンダから充填液を充填ヘッドに向けて吐出する管路を
前記計量シリンダの下部に接続し、前記ピストンには弁
体によって開閉可能な弁孔が形成され、前記計量シリン
ダ内は常時充填液が満たされるように構成されているこ
とを特徴とする技術的手段を採用することにより、前記
課題を解決した。

【０００９】そして、本発明では、充填の開始から停止
まで充填圧力が一定に維持され、且つ前記ピストンのス
トロークを調整することにより、容器に充填する充填液
の量を変更できるようにすることができる。前記ピスト
ンのストロークの調整を行う調整機構を計量シリンダの
外部に配置することによって、外部から前記ピストンの
ストロークを変更できて望ましい。

【００１０】前記ピストンの駆動装置としては、計量シ
リンダの上方に配置されて前記ピストンを下降駆動する
加圧装置と、前記計量シリンダの下方に配置され前記ピ
ストンを上昇駆動するアクチュエータとの組合せによる
場合と、計量シリンダの下方に配置され、前記ピストン
を上下駆動するアクチュエータ単独からなる場合が採用
できる。そして、前記加圧装置としては、前記ピストン
の弁孔を開閉する弁体を介して前記ピストンを一定圧力
で加圧する重錘を備えているもの等が採用できる。

【００１１】さらに、前記ピストンの弁孔を開閉する弁
体は、計量シリンダの上部壁を貫通して上方に突出した
弁杆を有し、該弁杆の上端が上下移動可能に設けられた
移動フレームに固定され、且つ前記弁体及び前記弁杆を
貫通して作動ロッドが上下動自在に設けられ、該作動ロ
ッドが前記移動フレームに固定されたアクチュエータに
より駆動されることにより、前記弁体を前記ピストンに
対して上下方向に相対変位させて前記弁孔の開閉制御を
行うように構成することができる。

【００１２】他の手段として、前記計量シリンダの内部
で往復移動するピストンに、該ピストンに形成された弁
孔を開閉制御する逆止弁機構を設け、該ピストンの下降
ストロークでは前記弁孔を閉塞して前記計量シリンダか
ら充填液を押出し、上昇ストロークでは前記弁孔を開口
して充填液をシリンダの内部で前記弁孔を介して移動さ
せるようにしても良い。

【００１３】また、計量シリンダ内部で移動するピスト
ンの速度を制御する速度調整弁装置を設け、前記計量シ
リンダからの充填液の吐出速度を変更することができる
ようにすることが望ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明のピ
ストン式定量充填装置の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明のピストン式定量充填装置の概略を模式
的に示している。本発明のピストン式定量充填装置は、
缶等の容器Ｐに充填液を充填するための充填ヘッド１に
対して、排出管路２を介して計量装置３を配置し、該計
量装置３の計量シリンダ１３に対して充填液を供給する
ための給液タンク４を給液管５を介して接続している。

【００１５】前記給液タンク４に接続される計量装置３
には、計量シリンダ１３の上部に給液管５に接続される
液導入管６を設けて、充填液を計量シリンダ１３の上部
から導入する。また、前記計量シリンダ１３の下部に設
けた液吐出管７を介して、充填ヘッド１に向けて充填液
を吐出して供給するようにしている。前記計量装置３の
計量シリンダ１３の内部には、中心部に弁孔１０を設け
たピストン１１と、前記弁孔を開閉する弁体１５が上下
駆動可能に設けられ、該ピストン１１と弁体の共同作用
により、後述するように、ピストン１１を上昇させる動
作に対して、充填液をピストンの上部の室から下部の室
に向けて移動させるとともに、ピストン１１を下降させ
る動作に対して、ピストン下部の室に収容された充填液
を充填ヘッドに向けて送り出すようになっている。

【００１６】前記ピストン１１は、該ピストンを上昇駆
動するアクチュエータである下部駆動シリンダ装置１８
のロッド１９の頂面２０に、前記弁孔１０に導通する導
通孔１２を確保して固定されている。前記下部駆動シリ
ンダ装置１８は、単動シリンダで構成され、切替スイッ
チ弁ＳＷ３から速度制御弁装置２１を介してエア源に接
続され、該エア源から所定圧力のエアにより所定の速度
でピストン１１を上昇駆動させるようになっているが、
ピストン１１の下降駆動は、後述する加圧装置２３によ
って行うようになっており、ピストンの下降動作時に
は、前記切替スイッチ弁ＳＷ３はドレン側に切り替えら
れることによって、シリンダ装置内のエアは速度制御弁
装置２１の可変絞り弁２２を介して切替スイッチ弁ＳＷ
３のドレンポートから外部に排出され、ピストンは一定
速度で下降するようになっている。なお、ピストン１１
を上昇駆動するアクチュエータとしては、油圧又は空圧
のシリンダ装置の外、電磁ソレノイドやモータ等種々の
アクチュエータが採用可能である。

【００１７】一方、弁体１５は、前記ピストン１１の弁
孔１０を開閉する弁部１６と該弁部１６から上方に伸び
る弁杆１７とで構成され、該弁杆１７と弁部１６の中央
部には貫通孔が形成され、該貫通孔に作動ロッド２５が
上下駆動可能に嵌合している。前記弁杆１７は計量シリ
ンダ１３の上部蓋２６を貫通して上部に伸び、その上端
が前記上部蓋２６の上面から鉛直に突出して設けられた
一対のガイドロッド２７に上下動可能に設けられた加圧
装置２３の移動フレーム２８の下端面に固定されてい
る。また、前記作動ロッド２５は、加圧装置に固定され
た弁体駆動用のアクチュエータである弁体駆動シリンダ
装置２９のピストンロッドにその上端が連結され、弁体
駆動シリンダ装置２９の駆動により、弁体１５に対して
相対的に上下移動するようになっている。

【００１８】前記加圧装置２３は、図１に明示するよう
に、移動フレーム２８に着脱自在に設けた重錘３０を有
し、該重錘３０や前記弁体駆動シリンダ装置２９を含む
加圧装置全体の重量により、前記弁体を介してピストン
を下方に押しながら、ガイドロッド２７に沿って下降で
きるようになっている。

【００１９】図中３１は、加圧装置２３、即ちピストン
のストロークを調整する調整機構を構成する位置調整用
ロッドであり、該ロッドの螺子部に螺合された調整ナッ
ト３２の位置を調整することによって、加圧装置の上昇
位置が決定され、それによりピストンのストロークも決
定され、充填ヘッドに押出される充填液量が決定され
る。

【００２０】前記計量装置３の液吐出管７に接続される
充填ヘッド１は、下部に位置決めされる容器Ｐに対して
配置するシール部材３５と、充填用の管路を開閉する充
填バルブ３６とを設けており、これらの構成は一般に使
用されているロータリー式充填装置の充填ヘッドの場合
と同様であり、該ロータリー式充填装置には、充填ヘッ
ドと計量装置とが対を成して、複数配置されている。な
お、図中、３７は充填バルブの開閉を制御する充填バル
ブ作動シリンダ装置であり、そのロッド３８が上下動す
ることによって、充填バルブ３６を上下動させて充填液
を供給する経路を開閉させるようにする。３９は充填バ
ルブ３６を上方に付勢して、充填口を閉塞状態に維持す
るためのスプリングである。

【００２１】前記各シリンダに対応させて、それらの作
動を制御するための切替スイッチ弁ＳＷ１〜ＳＷ３がそ
れぞれ配置され、また、充填液に含まれるガスと容器の
内圧等を制御するために、ガス案内経路を切り換えるた
めの切換スイッチ弁ＳＷ４〜ＳＷ６がそれぞれ配置され
ている。

【００２２】前記切替スイッチ弁ＳＷ１は弁体駆動シリ
ンダ装置２９を、切替スイッチ弁ＳＷ２は充填バルブ３
６を、また切替スイッチ弁ＳＷ３は下部駆動シリンダ装
置１８をそれぞれ駆動制御するものであり、それらの一
方のポートは加圧エア源に連結されている。また、切替
スイッチ弁ＳＷ４の一方のポートは給液タンクの気相部
２４とガス管路４１を介して導通しており、且つ他方の
ポートは充填バルブ３６の作動ロッド４０の内部に形成
されたガス貫通孔を介して、充填ヘッドに装着された容
器内と導通しており、該切替スイッチ弁ＳＷ４を切替制
御することによって、容器内を給液タンクの気相部と同
圧に維持することができ、且つ充填液が炭酸飲料等の場
合、容器Ｐに充填液を充填した際に、容器内から排除さ
れたガスを給液タンク４の気相部８に向けて案内するこ
とができる。また、切替スイッチ弁ＳＷ５、ＳＷ６は、
容器内部に加圧ガスを供給して容器内のガス圧を調整す
るために用いられる。

【００２３】次に、以上のように構成されたピストン式
定量充填装置で、容器に充填液を定量充填する動作を、
図２の動作図、および図３のタイミングチャートにより
説明する。なお、以下の説明は、炭酸飲料等ガスを含有
した飲料を充填する場合について説明するが、ガスを含
まない飲料の場合も同様な動作により充填することがで
きる。

【００２４】計量シリンダ１３の上部に形成されている
液導入口は常時解放されている状態にあるので、充填液
が給液タンクから給液管５を介して常時供給され、シリ
ンダ内は常に充填液が満たされている状態にある。充填
液を充填ヘッドに向けて押出す前は、図１及び図２に示
されるように、ピストン１１は位置調整用ロッドで位置
決めされた最上部位置にあり、シリンダの弁孔１０は弁
体１５で閉塞され、ピストン１１より下方には充填する
定量の液体が貯溜されている状態にある。

【００２５】そして、回転式充填機が一周する間の充填
の１工程において切替スイッチ弁ＳＷ１〜ＳＷ６は充填
ヘッドと共に回転し、回転系外に設置されたカムによ
り、図３に示すタイミングチャートに則って順次切替え
られる。充填機内に容器が搬入されると、充填ヘッドが
下降して容器口をシール部材３５でシールし、切替スイ
ッチ弁ＳＷ５は図３に示す時間開口して容器内に加圧ガ
スを導入して所定圧力に加圧し、加圧後閉止する。な
お、切替スイッチ弁ＳＷ６は、切替スイッチ弁ＳＷ５が
作動する最初の僅かな間だけ開き、容器内の空気が加圧
ガスによって押されて外部に逃げるようにする。

【００２６】次に切替スイッチ弁ＳＷ４が開口して、給
液タンク４の気相部８と容器内が導通し、両者の差圧分
だけ給液タンク４の気相部から容器内に加圧ガスが供給
されて、気相部と容器内が等しい圧力になった段階で、
切替スイッチ弁ＳＷ２が開き充填バルブ作動シリンダ装
置３７が作動して、充填バルブ３６が下降し、充填口が
開口する。

【００２７】以上の状態で、切替スイッチ弁ＳＷ３が図
１の状態から下方に切り替わることによって、下部駆動
シリンダ装置１８は速度制御弁装置２１の流量調整弁２
２で設定された流量範囲でフリー状態となる。その結
果、ピストン１１の弁孔１０を閉塞している弁体１５の
ロッド３９が、その上部に位置する加圧装置２３の重錘
３０により押圧されているので、ピストン１１は閉塞さ
れた状態で重錘の重みで一定速度で下降して液が充填ヘ
ッドに圧送され充填が開始される。従って、充填液は一
定の充填圧力で容器に充填されることになり、充填終了
間近になっても充填バルブから液垂れが発生することな
く、良好に充填することができる。

【００２８】一方、前記ピストン１１が計量シリンダ１
３の内部で下降する動作に対応して、前記ピストン１１
の上部の室内では負圧状態が発生するので、給液タンク
４から給液管５を介して充填液が流入し、ピストン下降
中ピストン背面には給液タンクから押出される量と同じ
量が流入し、シリンダ装置内は常に満杯状態にある。従
って、ピストンの前後の差圧が少なく、ピストンを下降
させる加圧装置２３の加圧力を軽減させることができ
る。

【００２９】図２（ｂ）に示すように、ピストン１１が
最下部にまで移動し、計量シリンダ１３から定量の充填
液を完全に排出し終えると、弁体駆動シリンダ装置２９
が作動して、ロッド２５の先端部を下部駆動シリンダ装
置のロッド１９の頂面２０に押し当てる。この状態から
前記シリンダ装置２９がさらに動作を続けて作動ロッド
２５が伸長することにより、加圧装置２３がその反作用
により上昇する結果、図２（ｃ）示すように、加圧装置
２３に固定された弁杆１７を介して弁体１５も共に上昇
するので、弁孔１０を開放し、ピストン１１の上下のシ
リンダの室が連通する状態となる。

【００３０】この状態で、下部駆動シリンダ装置１８が
作動すると、ロッド１９を介してピストン１１と作動ロ
ッド２５を上昇させるので、前記作動ロッド２５を介し
て加圧装置２３も一括してガイドロッド２７に沿って上
昇する。前記ピストン１１は、上昇中、図２（ｃ）〜
（ｄ）に示すように、弁孔１０は開口している状態にあ
るので、ピストン１１の上部の室内に収容されていた充
填液は、ピストンの弁孔１０を通って下部の室内に移動
し、前記ピストンが最上部位置に達した状態で、計量シ
リンダのピストン１１により区画された下部の室内に
は、所定量の充填液が再び充満していることになる。

【００３１】ピストン１１の上昇は液内で行われるか
ら、負荷が極めて少ないので、下部シリンダ装置１８を
比較的小型に形成することができる。

【００３２】一方、充填液を容器に充填する動作が終了
した直後に、切替スイッチ弁ＳＷ２、ＳＷ４が作動して
充填バルブ３６も閉じられる。その動作の直後に切替ス
イッチ弁ＳＷ６が開放されて、容器の内部の圧力を大気
圧と同一に設定し、シール部材３５も離されて容器Ｐは
充填ヘッドから離される。

【００３３】図４は本発明に係るピストン式定量充填装
置の他の実施形態の模式図である。該装置において、前
記実施形態と同様な部材については同じ符号を付し、詳
細な説明を省略し、前記実施形態と変わっている特徴点
であるピストンの駆動機構について詳細に説明する。

【００３４】図４に示すピストン式定量充填装置では、
弁体１５の駆動用の作動ロッド４５の先端が雄ネジとな
って、ピストン４６に形成されたネジ孔に螺着されてい
る構造となっている。また、ピストン駆動用のアクチュ
エータとしての下部駆動シリンダ装置４７は、複動シリ
ンダを用い、シリンダの上下に圧気を導入して往復移動
させることにより、重錘を用いずにピストン４６を上下
動させる機構を構成している。そのために、切替スイッ
チ弁ＳＷ３と下部駆動シリンダ装置４７の間には２本の
管路４８、４９を接続して、下部駆動シリンダ装置４７
の往復の動作を行わせるようにしている。

【００３５】従って、前記計量装置３から充填液を充填
ヘッド１に向けて送り出すには、切替スイッチ弁ＳＷ３
を切り替えて下部駆動シリンダ装置４７を下降駆動させ
ることにより、ピストン４６を一定の圧力で下降させ、
所定の充填圧力で液を充填することができる。本実施形
態によれば、ピストンの駆動装置に重錘を用いてないの
で、ピストン１１を上昇させる時の力が前記実施形態と
比べて少なくてすみ、その分下部駆動シリンダ装置を小
型化することができる。

【００３６】図５は、本発明に係るピストン式定量充填
装置のさらに他の実施形態の模式図である。該装置にお
いて、前記実施形態と同様な部材については同じ符号を
付し、詳細な説明を省略し、前記実施例と変わっている
特徴点のみを詳細に説明する。

【００３７】図５に示すピストン式定量充填装置では、
図４の場合と同様に、ピストン５５を上下動させるため
のアクチュエータとして、複動式の下部駆動シリンダ装
置５６を配置しており、切換スイッチ弁ＳＷ３に接続す
る管路４８、４９を介して圧気の供給が行われる。ま
た、図６に示すように、ロッド５７の先端部のネジ５８
をピストン５５の下部に固定し、ピストン５５の上部に
は、作動ロッド６０の端部をネジ６１を用いて固定して
いる。

【００３８】図５に示す例では、前記図４の実施形態の
ように前記ピストン５５に対応させて、計量シリンダ１
３の上部には加圧手段やアクチュエータを配置せずに、
ガイドロッド２７を介して位置調整用ロッド６２を移動
可能に案内し、前記位置調整用ロッド６２の上昇位置、
つまり、ピストン５５の上昇限界を設定するために、位
置決め手段としての調整ナット６３をロッドに固定して
いる。また、ピストンの下降限界は、前記調整ナット６
３が上部蓋２６に当接する位置に設定することができる
が、その他に、位置決め手段の下降限界を設定する他の
部材を、計量シリンダの上部や位置調整用ロッドに対し
て配置することも可能である。

【００３９】前記ピストン５５には、図６に示されるよ
うに、逆止弁機構６５を所定の数配置しており、前記逆
止弁機構においては、ピストン５５の本体を上下に貫通
する状態で、収容室６６と連通路６７とを組み合わせた
充填液流通経路を構成している。前記充填液流通経路の
下部の収容室６６には、ボール６８をスプリング６９に
より連通路の下部に形成された弁座７０に対して付勢す
るように設けられている。該構成により、下部駆動シリ
ンダ装置５６によりピストン５５を下降させると、ボー
ル６８が液圧及びスプリング６９のバネ圧により着座し
て連通路を塞ぐ状態となり、ピストンの下部の充填液を
押圧して、充填ヘッドに向けて充填液を排出することが
できる。

【００４０】また、充填液を容器に充填した後で、下部
駆動シリンダ装置が逆方向に作動されて、ロッド６０を
介してピストン５５を上昇させる際には、ピストンの上
部にある充填液の圧力により、ボール６８がスプリング
６９の付勢力に抗して下降し、連通路６７を開く状態
で、ピストン５５が上昇する。したがって、前記計量シ
リンダ１３の内部でピストンが上昇する動作により、ピ
ストンの上部の室内に充満している充填液は、逆止弁機
構を通ってピストンの下部の室内に移動され、次の定量
充填の動作に対処させることができるものとなる。

【００４１】なお、前記図５、６に示される実施形態に
おいては、計量シリンダの上部に重錘部材と上部駆動シ
リンダ装置を配置しないので、図１に示す切換スイッチ
弁ＳＷ１を配置する必要がない。さらに、計量シリンダ
１３の内部で上下動するピストンの構成が簡単なものと
なり、ピストンの弁孔を開閉するための別のピストン
や、その駆動機構等を設ける必要がなく、計量装置の全
体の構成を簡素化することが可能になる。なお、前記第
３の実施形態において、計量装置と充填ヘッドの動作
は、前記図３のタイミングチャートに示すものと同様に
して行われるが、切換スイッチ弁ＳＷ１を設けないこと
による動作の違いがあるのみである。前記構成に加え
て、図６のピストンに対して配置する逆止弁機構は、図
示する構成の部材を用いることの他に、他の従来より公
知の逆止弁装置を用いることも可能である。

【００４２】前述したように構成される本発明のピスト
ン式定量充填装置において、充填液が炭酸飲料のよう
に、ガスを含んだ液体である場合には、給液タンク４の
気相部８と、容器内部とを連通させることにより、充填
液を容器内に充填する作用を良好な状態で行わせること
ができる。また、計量シリンダの内部でピストンの上部
から下部の室内に向けて充填液を移動させる機構を用い
ているために、計量シリンダの内部で充填液が常時満杯
している状態となり、計量シリンダの内壁が空気と接触
することはないので、充填液残滓が付着して残ったりす
ることがなく、衛生的であると共に充填液の取り扱いの
動作を良好に行うことができる。

【００４３】さらに、本発明の装置では、充填液として
ガスを含まない飲料を充填する際にも、充填速度を一定
に維持させることが可能であり、計量シリンダの内部で
ピストンを移動させるための力を大きく設定する必要が
ない。前記構成に加えて、本発明の充填装置において
は、充填液を容器に圧送する際の圧力と速度の調整は、
速度制御弁装置２１の絞り弁２２に対する調整を行うこ
とにより、容易に制御が可能である。そして、ロータリ
ー式充填機に配置する多数の充填ヘッドに対して、各計
量シリンダからの充填液吐出速度等を、それぞれの計量
シリンダ駆動部の駆動シリンダに対して個別に調整する
ことができる。

【００４４】

【発明の効果】本発明のピストン式定量充填装置は、以
上の説明から明らかなように、計量装置から充填ヘッド
に向けて充填液を常に所定の圧力で圧送するので、常に
十分な充填圧力を維持して、充填バルブからの液垂れを
防ぎ充填時の容器内での充填液の泡立ちを防ぎ良好に定
量充填できる。

【００４５】また、計量シリンダ内で上下駆動するピス
トンの上下面の差圧は殆ど発生しないので、軽い力でピ
ストンを作動させることができ、ピストンを駆動するア
クチュエータを小型化することができる。そして、内溶
液の種類が異なっても常に所定の充填圧力を維持してピ
ストンを駆動できるので、内容液の種類の変更に伴って
アクチュエータの出力を変更する必要はない。

【００４６】さらに、計量シリンダ内には常に充填液が
満たされているので、気相部が存在することなく、計量
シリンダ内壁面への充填液のこびりつきや計量シリンダ
内での泡の発生を効果的に防止でき、正確に定量充填す
ることができる。

【００４７】ピストンのストロークが外部より任意に調
整できるように構成することによって、充填量を簡単に
任意に調整することができる。また、前記ピストンの移
動速度を制御できるようにすることによって、充填液の
排出圧力を任意に制御することができ、容器内への充填
液の充填を最適圧力で良好に行うことができる。

【００４８】また、前記ピストンの弁孔を開閉する弁体
の開閉機構を請求項８のように構成することによって、
確実に弁孔の開閉制御ができ、良好に計量シリンダの内
部での充填液の移動と、計量装置からの充填液の圧送の
作用を行うことができる。さらに、ピストンに逆止弁機
構を設けて構成することによって、充填液の排出機構を
より簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の充填装置の構成を示す説明図である。

【図２】計量シリンダ内でピストンの作動行程説明図で
あり、（ａ）は充填液を圧送する直前の状態、（ｂ）は
充填液を排出中の状態、（ｃ）はピストンを上昇させる
動作の開始時の状態、（ｄ）はピストン上昇中の状態を
示している。

【図３】図１の装置における各構成部材の動作を示すタ
イミングチャートである。

【図４】本発明の他の実施形態での装置の構成を示す説
明図である。

【図５】本発明のさらに他の実施形態での装置の構成を
示す説明図である。

【図６】図５示す装置におけるピストンの構成を示す説
明図である。

【図７】従来の充填装置の構成を示す説明図である。

【図８】従来の充填装置の別の例の構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１充填ヘッド２排出管路３計量装置４給液タンク５給液管７液吐出管８気相部１０弁孔１１、４６、５５ピストン１３計量シリン
ダ１５弁体１６弁部１７弁杆１８、４７、５６
下部シリンダ装置２１速度制御弁装置２２可変絞り弁２３加圧装置２５、４０、４
５、６０作動ロッド２７ガイドロッド２８移動フレー
ム２９弁体駆動シリンダ装置３０重錘３１、６２位置調整用ロッド３２、６３調整
ナット３６充填バルブ３７充填バルブ
作動シリンダ装置６５逆止弁機構６７連通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】充填バルブを有する少なくとも１つの充
填ヘッドと、該充填ヘッドに接続され給液タンクから充
填液を計量シリンダに導入してピストンで定量の充填液
を前記充填ヘッドに押し出して供給する計量装置と、前
記ピストンの駆動装置とからなり、前記給液タンクからの管路を前記計量シリンダの上部に
接続し、且つ該計量シリンダから充填液を充填ヘッドに
向けて吐出する管路を前記計量シリンダの下部に接続
し、前記ピストンには弁体によって開閉可能な弁孔が形
成され、前記計量シリンダ内は常時充填液が満たされる
ように構成されていることを特徴とする定量充填装置。
【請求項２】前記ピストンのストロークを調整する調
整機構を備え、容器に充填する充填液の量を変更できる
ようにした請求項１記載のピストン式定量充填装置。
【請求項３】前記調整機構が計量シリンダの外部に設
けられ、外部から前記ピストンのストロークを変更でき
るようにした請求項２に記載のピストン式定量充填装
置。
【請求項４】充填の開始から停止まで充填圧力を一定
に保つようにしてなる請求項１、２又は３記載のピスト
ン式定量充填装置。
【請求項５】前記ピストンの駆動装置が、計量シリン
ダの上方に配置されて前記ピストンを下降駆動する加圧
装置と、前記計量シリンダの下方に配置され前記ピスト
ンを上昇駆動するアクチュエータとからなる請求項１〜
４何れか記載のピストン式定量充填装置。
【請求項６】前記加圧装置は、前記ピストンの弁孔を
開閉する弁体を介して前記ピストンを一定圧力で加圧す
る重錘を備えている請求項５記載のピストン式定量充填
装置。
【請求項７】前記ピストンの駆動装置が、計量シリン
ダの下方に配置され、前記ピストンを上昇駆動及び下降
駆動できるアクチュエータからなる請求項１〜４何れか
記載のピストン式定量充填装置。
【請求項８】前記ピストンの弁孔を開閉する弁体は、
弁部と、該弁部から伸長し計量シリンダの上部壁を貫通
して上方に突出した弁杆を有し、該弁杆の上端が上下移
動可能に設けられた移動フレームに固定され、且つ前記
弁部及び前記弁杆を貫通して作動ロッドが上下動自在に
設けられ、該作動ロッドが前記移動フレームに固定され
たアクチュエータにより駆動されることにより、前記弁
体を前記ピストンに対して上下方向に相対変位させて前
記弁孔の開閉制御を行うようにした請求項１〜７何れか
記載のピストン式定量充填装置。
【請求項９】前記計量シリンダの内部で往復移動する
ピストンに、該ピストンに形成された弁孔を開閉制御す
る逆止弁機構を設け、該ピストンの下降ストロークでは
前記弁孔を閉塞して前記計量シリンダから充填液を押出
し、上昇ストロークでは前記弁孔を開口して充填液をシ
リンダの内部で前記弁孔を介して移動させることを特徴
とする請求項１〜７何れか記載のピストン式定量充填装
置。
【請求項１０】計量シリンダ内部で移動するピストン
の速度を制御する速度調整弁装置を設け、前記計量シリ
ンダからの充填液の吐出速度を変更することができるよ
うにした請求項１〜９何れか記載のピストン式定量充填
装置。