JPS5830987A - 液体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液体を、びんや紙カートン等の容器に充填する
ための装置に関する。

従来、液体の充填装置においては、第１図に示す如きポ
ンプ機構を用いて容器に流体の供給を行っている。即ち
第１図において１は液体２の供給源としてのタンクであ
り計量導管部３がその底部から延びている。計量導管部
３はその中央部において計量シリンダ部４と連通してお
り、該シリンダ部内にはピストン５が摺動可能に設けら
れている。ピストン５はそのピストンロッド６を介しク
ランク型２の駆動機構（図示せず）に接続されこれによ
ってシリンダ部４内を往復運動する。ピストン５が図で
見て右方の死点から左方に移動する間は逆止弁である流
入弁７が開（ことにより液体はタンク１から計量導管部
乙に流入しまたピストンが左方の死点から右方上移動す
ると流入弁７は液体の逆流を阻＋ｈ１．−同様の逆止弁
である流出弁８が開き液体は吐出管９に押出される。こ
のようにピストン５のスト−ローフにシリンダ部４０面
積をかけた体積に相当する量の液体が吐出管に送られる
。

吐出管はそこから直接容器に液体を供給するようにも、
またそれに適宜な管路を接続しポンプ機構より離れた位
裕で容器に液体を供給するようにもできる。

と述の如きポンプ機構においては、ピストン５とシリン
ダ部４との間は○−リング１１等のシール手段により密
封される。しかしながらこのような使用方法の場合、ピ
ストン５の左方（第１図でみて）には液体が実質的には
存在しないのでＯ−リングはそれとシリンダ壁との間の
潤滑が充分に行われないため摩耗が早い。さらに充填す
べき液体が高温の場合や洗浄液として高温のものを用い
ることが多く、常温においても密封がなせる寸法、とじ
た０−リングは膨張によりシリンダ壁と強（接するため
摩耗がさげられない。０−リングが摩耗するとピストン
５の゛吸引行程時に空気が計量導管部内６に侵入し、こ
れが圧縮性であるためにピストン５による計量が正確に
行なわれな（なるという欠点を有している。さらに、空
気と共に雑菌が侵入する可能性が太き（、また空気が通
って（る経路であるピストン５の左側の領域は漏れた液
体が乾燥したものが付着していて細菌の繁殖している領
域であるため空気と共に雑菌が侵入する可能性は特に大
である。従って食用に供さ′れる液体の供給装置として
は大きな問題点を有している。

このような問題点は、摩耗の度合が少ない金属のシール
を用いても、金属の摩耗粉は少量であっても製品である
液体に混入することは望ましくないこと及び処理する液
体によっては例えば酒等のように変色やその他の性質変
化を招くものが多（、解決手段とはならない。

またこの種の液体充填装置では、所定の時期に洗浄液を
、製品である液体に代えてａｔ内を循環させ、洗浄を行
う（当技術分野ではＣＩＰ洗浄と呼ばれる工程であり以
下説明の便宜上この用語を用いる）必要があるが、シリ
ンダ部４のうち第１図で見てピストン５の左側の領域は
装置を循環する洗浄液では洗浄できないため、他の洗浄
手段を設けなければならず、そのための構造が複雑にな
りまた洗浄工程を増加させるという欠点を有している。

上述の如き問題点に鑑み、本発明は、ピストンのシール
手段の摩耗が少く、またもし生じてもそれによる影響が
実質的にな（、かつＣＩＰ洗浄の容易な液体充填装置を
提供すること−を目的とするもので、以下その実施例を
説明する。

第２図は本発明による液体充填装置の１つの具体例を示
すものであり、タンク２１に供給管路２２によって充填
すべき液体が供給されるようになっている。供給管路２
２にはソレノイＦ弁２３が設けられていて、これは図示
しない液面検知装置よりの信号に応じ開閉しタンク２１
内の液面を一定に保つ。タンク２１の底部はシリンダ部
２４に接続しており、該シリンダ、部内にピストン２５
が摺動可能に設けられている。ピストン２５はその頂部
においてピン２６を介してコネクティングロッド２７に
枢着されまたコネクティングロッドは他端部において同
様にピン２８を介して作動子２９に枢着されている。従
って後述する駆動機構によって作動子２９が上下に往復
運動するとそれに応じピストン２５が往復運動する。

ピストン２５はそれを通し液体が流れることを可能とす
る流路３１を有しており、該流路は第１の弁装置３２に
よって開閉されるようになっている。弁装置３２は流路
内に設けた弁座３３と、弁子３４と弁子を弁座に押圧す
る圧縮ばね３５より成り、ピストン２５の上昇行程中は
流路３１を介し液体が流れることを許容し下降行程中ば
流路３１をしゃ断する。シリンダ部２４の下流側の流出
導管３６には第１の弁装置３２と同様の構成の第２の弁
装置３７が設げられ、弁座′５８、弁子３９、及び圧縮
ばね４１から成っている。第２の弁装置６７はピストン
２５の下降行程時は液体の流通を許容し上昇行程時はそ
れをしゃ断する。従ってピストン２５が往復するとその
断面積にストロークをかけた体積分の液体が第２の弁を
通し押出される。押出された液体は管路４２を通って充
填ノズル４３まで送られる。充填ノズルには圧縮ばね４
４によって上方に押圧されこれＫよって吐出口４５を閉
じる光填升４０が設けられており、従ってピストン２５
の下降によって液体が圧送され充填ノスル内の圧力が所
定値以上になったときのみ、充填ノズル４３の下方に送
られてきている容器（図示せず）に液体が供給されるよ
うになっている。

充填ノズル４３には管路４２より上方に配置された延長
部が設けられていて、液体に混入している空気峻びピス
トン２５の運動により液体が一時的に負圧にされること
により液体から気泡になって分離することのある空気は
この部分に溜まる。

この空気は、充填ノズル４３の頂部とタンク２１とを接
続する復帰管路４６に設けた空気抜き兼ＣＩＰ用弁４７
を定期的にあるいは一定量の空気が溜まる毎に開（こと
により内へ次いで大気に解放される。

尚、第２図において４９はコネクティングロッド２７を
貫通させて設けたブツシュロッドであり、これは図示し
ないばねにより上方に向は力を受けているがこの力に抗
し押し下げることによって弁子３４を押下げることがで
きまた弁子６４のステムによつ゛Ｃ弁子３９も同時に下
降させるようになっている。この構成により最初に液体
をタンク２１に供給した後ブツシュロッド４９を押下げ
るだけで第１の弁装置３２の下流側の領域を全て液体で
満たし、これによってピストン２５の最初の運動時から
完全な充填を行わせることが可能となる。

上述の構成の説明から明らかなように、本発明において
はピストン２５は液体の中に完全に浸漬された状態で往
復するためそのシール４８は液体によって潤滑されその
摩耗は非常に小さい。また長期の使用によってい（分摩
耗が生じたと１２てもシリンダ部２４内におけるピスト
ン２５のＦ方の領域に空気が外部から入ることは皆無で
あり、従って圧送すべき液体の計量が正確に行なえかつ
雑菌侵入のおそれもない。またＣＩＰ洗浄をなすに当っ
ては充填すべき液体を排出した後タンク２１に洗浄液を
入れ弁４７を開いた後にピストン２５を運動させること
のみによって、洗浄液はタンク２＼シリンダ部２４、管
路４２、充填ノズル４３、復帰管路４６の経路で循環し
必要部分の全部の洗浄がなｌ−得、従来の装置のような
ピストンの後部の洗浄を特別に考慮する必要がない。

次に、作動子２９を駆動する機構について説明する。作
動子２９は直立するガイド上を摺動するようになってお
り、これにはリンク５１の一端が枢着されている。この
リンクの他端は揺動レバー５２の一端に枢着されている
。揺動レノ”−５２は　□第３図に詳細に示す円弧回転
体カム装置５４の出力軸５３に固定されている。カム装
置５４は、容器が充填ノズル４３の下に位置決めされる
毎にその人力軸５５が３６００回転させられるもので、
これによってカム本体５６が１回転し、カム本体に設け
た溝ンて沿ってカム従動子５７が動いて従動腕５８を揺
動運動させる。この運動は出力軸５６を介し揺動レバー
５２に伝えられる。第４図はこのような円弧回転体カム
装置５４の従動子５７と入力軸回転角との関係を示すも
のであり、この型式のカム装置の特性として人力軸００
°と１８０ｖ）回転位置では加速度は必然的にゼロにな
る。これらの位置はピストン２５の運動の下端及び上端
に対応するものであって、従ってピストン２５はその下
降運動の終端において速度がゼロとなるのみでなく加速
度モゼロになり、これによって液体とピストンとの相対
速度の過大や弁子３４に作用する慣性力によって弁子３
４が閉鎖位置にあるべきにもかかわらず開き圧送する液
体の過剰供給が生ずるという事態を防止できるのである
。ちｔ「みに、ピストンの駆動機構としてクランク機構
を用いた場合にはピストンはその下降運動の終端におい
て加速度は最大となり上述の如き過剰供給が生ずる。

また、いずれの駆動機構を用いても、その人力軸をピス
トンの圧送サイクルの始点例えば上端の位置に対応する
位置で停止させるべき信号を生じてから実際に人力軸が
停止するまでの間に人力軸が回転し、これは圧送すべき
液体の体積の誤差となって現われるが、クランク機構を
用いた場合ピストンの最上端の位置から入力軸が一定角
度θ動くことによりピストンが変位する量は、クランク
の腕の長さとθとにより当然に求まる量でありこれは無
視できない程度に大である。

しかし図示の例のように円弧回転体カム装置の使用によ
り溝の形状を任意に選びことができるためピストンの最
上端に対応する位置より人力軸の停止位置がある範囲内
の回転内の回転角ずれても、ピストンは最上端の位置か
らほとんど変位しないようにすることが可能であり、こ
れによって液体の計量の精度をさらに向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は液体充填装置の従来のポンプ機構の構成説明図
、第２図は本発明による液体充填装置の１つの実施例の
構成説明図、第３図は第２図の装置に用いられた円弧回
転体カム装置の正面図、第４図は第３図の装置の従動子
の加速度と人力軸の回転位置との関係を示す線図である
。 ２１・・・タンク　　　　　２４・・・シリンダ部　２
５・・・ピストン　　　　６２・・・第１の弁装置５７
・・・第２の弁装置　　５４・・・円−回転体力ム５８
・・・従動腕 底７図 戚３図 ３ 尾４２ 入力軸回転角　Ｃ廣フ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　タンクと、タンクに連通ずるシリンダ部と、
   シリンダ部の下流に接続された流出導管と、シリンダ部
   内に摺動可能に設けられたピストンと、ピ　−ストンを
   ゛シリンダ部内で往復運動させる駆動装置と、ピストン
   に設げられタンクがら流出導管の方向にピストンを通し
   て液体を流れることを許容するが逆方向の流れは阻止す
   る第１の弁装置と、流出導管内に設けられ前記第１の弁
   装置が許容する方向と同方向の流れを許容し逆方向の流
   れは阻止する第２の弁装置とを有する液体充填装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記駆動装置は、入力軸の回転を従動腕の揺動に変換す・
   る円弧回転体カム装置と、従動腕と前記ピストンとを連
   結し従動腕の揺動運動をピストンの直線往復運動に変換
   する装置とを有する液体充填装置。