(57)【要約】【課題】ピストン２の上面にも洗浄水の流れを発生させて洗浄効果を向上させる。【解決手段】充填液タンク４に連通するシリンダ６と、このシリンダ６に連通する充填ノズル８と、充填液タンク４とシリンダ６との間およびシリンダ６と充填ノズル８との間を交互に連通遮断する流路切換弁１４（第１開閉弁１６と第２開閉弁１８）と、シリンダ６内が異常な高圧になったときに充填液を外部に排出する安全弁２２とを備えている。この安全弁２２には、従来からある液体排出通路３６と別にエア通路３８が接続されており、これら排出通路３６とエア通路３８を三方弁４０により切換え接続できるようになっている。洗浄時には、安全弁２２をストッパ４８により開放した状態にして、エアをシリンダ室２０内に供給しながらピストン２を昇降させて洗浄水の吸引、排出を行う。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填液タンクに連通するシリンダと、このシリンダ内を往復摺動して、シリンダ内に充填液を吸入するとともに、シリンダ内の充填液を排出するピストンと、前記シリンダに連通し、シリンダから送られた充填液を容器内に注入する充填ノズルと、前記充填液タンクとシリンダとの間およびシリンダと充填ノズルとの間を交互に連通遮断する弁と、前記シリンダまたはピストンに形成され、シリンダ内部が過負荷になったときにシリンダ内の充填液を外部に排出する安全弁とを備えたピストン式定量充填装置において、
前記安全弁に気体通路を設け、洗浄時には、安全弁を開放するとともに、前記気体通路からシリンダ内に気体を供給しながら洗浄を行うことを特徴とするピストン式定量充填装置。
【請求項２】
前記安全弁に形成された充填液の排出通路と、前記気体通路とを切換え可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載のピストン式定量充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、シリンダ内に一定量の充填液を吸引した後、その充填液をピストンによって押し出し、充填ノズルを介して容器内に充填するピストン式定量充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ピストン式定量充填装置は、一般に、充填液タンクとシリンダとを連通する給液通路と、前記シリンダと充填ノズルとを連通する充填通路とを、流路切換弁によって交互に接続、遮断するように構成し、先ず、シリンダと充填ノズルとの間を遮断するとともに充填液タンクとシリンダとを連通させ、ピストンを後退させることにより充填液タンクからシリンダ内に一定量の充填液を吸引し、その後、流路切換弁を切り換えて、充填液タンクとシリンダとの間を遮断するとともにシリンダと充填ノズルとを接続し、ピストンを前進させることにより、シリンダ内の充填液を押し出して充填ノズルから容器内に充填するようになっている。
【０００３】
前記ピストン式定量充填装置は、内部の洗浄を行う際には、充填時の動作と同様にピストンを進退動させながら洗浄水を吸引排出することにより洗浄をしている。このような洗浄方法では、ピストンの後退によってシリンダ室内に吸い込まれた洗浄水は、ピストンの前進に伴ってそのまま排出されるので、ピストンの先端面では洗浄水の流れがあまり発生しないため、洗浄が困難であった。特に、比較的粘度の高い液体の場合には、長期間かけて洗浄を行うか、シリンダを分解して洗浄を行う必要があった。
【０００４】
前述のように洗浄の困難なピストンの先端面等を含めて、シリンダの内部を短時間で確実に洗浄できるように改良したピストン式定量充填装置がすでに提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献１には、充填シリンダの下底部に、その内壁面をスパイラル状のジェット噴流を形成するように洗浄水噴射ノズルが着脱自在に取り付けられたピストン式充填機の洗浄装置が記載されている。このピストン式充填機では、充填シリンダを洗浄する場合には、所定のバルブをそれぞれ開閉して供給ポンプを駆動すると、洗浄水が、洗浄水噴射ノズルから充填シリンダ内にスパイラル状に噴射されるようになっている。
【０００６】
また、特許文献２には、ピストンに貫通穴が形成され、この貫通穴を貫通するロッドと貫通穴を開閉する開閉弁および開閉手段を備えた定量ピストン式液体充填機が記載されている。このピストン式液体充填機では、洗浄時には、開閉弁を開閉可能な状態に設定し、シリンダ内に洗浄水を供給して充填機を運転すると、ピストンヘッドの上面を洗浄水が勢い良く流れることにより、洗浄時間を短縮することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭６１−５４６６５号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】
特許２５８２９０５号公報（第４−５頁、図４）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記各特許文献に記載されたピストン式定量充填機は、それぞれ洗浄効果を向上させることはできるが、前者の充填機は、洗浄用の設備を別に設ける必要があり、装置が大型化し、コスト高である。また後者の充填機は、ピストンの内部に洗浄水を排出する機構が必要であり、しかも、洗浄水の消費量が多いという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で洗浄効果を高めることができ、しかも、大量の洗浄水を使用することのないピストン式定量充填装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係るピストン式定量充填装置は、充填液タンクに連通するシリンダと、このシリンダ内を往復摺動して、シリンダ内に充填液を吸入するとともに、シリンダ内の充填液を排出するピストンと、前記シリンダに連通し、シリンダから送られた充填液を容器内に注入する充填ノズルと、前記充填液タンクとシリンダとの間およびシリンダと充填ノズルとの間を交互に連通遮断する弁と、前記シリンダまたはピストンに形成され、シリンダ内部が過負荷になったときにシリンダ内の充填液を外部に排出する安全弁とを備えており、さらに、前記安全弁に気体通路を設け、洗浄時には、安全弁を開放するとともに、前記気体通路からシリンダ内に気体を供給しながら洗浄を行うようにしたものである。
【００１１】
前記構成に係るピストン式定量充填装置では、通常の充填運転時には、気体通路を閉じておき、従来の構成と同様にシリンダ室内が異常に高圧になったときに安全弁を開放して、シリンダ内の充填液を外部に排出し、洗浄を行う際には、安全弁を開放した状態にしたまま、気体通路からシリンダ内に気体を供給しつつ洗浄を行う。ピストンの進退動によりシリンダ室内に洗浄水が吸引排出されて、シリンダ内部およびピストンが洗浄されるが、洗浄水に気体が混合してシリンダ内で流れが生ずるので、従来洗浄が困難だった部分も効果的に、しかも短時間で洗浄できる。また、洗浄水を気体と混合して使用するので、洗浄水の量を大幅に削減することができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明に係るピストン式定量充填装置は、前記安全弁に形成された充填液の排出通路と、前記気体通路とを切換え可能に設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この発明に係るピストン式定量充填装置では、安全弁に従来から接続されている液体の排出通路の他に、気体通路を接続し、前記液体排出通路と気体通路を切換え接続するようにしたので、従来の構成に付加する設備が極めて少なく、低コストで洗浄効率を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は本発明の一実施の形態に係るピストン式定量充填装置の充填機構を示す断面図、図２は充填機構のシリンダの要部を示す縦断面図、図３はシリンダの横断面図である。
【００１５】
この充填機構（全体として符号１で示す）は、図示しない回転体の外周に円周方向等間隔で設けられており、ピストン２の下降によって充填液タンク４から一定量の充填液を吸引するシリンダ６と、ピストン２の上昇によってシリンダ６から送り出された充填液を容器（図示せず）内に充填する充填ノズル８と、これら充填液タンク４とシリンダ６との間の供給通路１０、およびシリンダ６と充填ノズル８との間の充填通路１２を、交互に連通遮断する流路切換弁１４（この実施の形態では、第１開閉弁１６と第２開閉弁１８から構成されている）とを備えている。この充填機構１の作動により、前記回転体の、充填ノズル８の直下に設けられた容器台（図示せず）に供給される容器内に前記充填液を充填する。
【００１６】
さらに、図２および図３に示すように、前記シリンダ６には、シリンダ室２０内が異常圧力になったときに開放してこの圧力を逃がす安全弁２２が設けられている。この安全弁２２は、シリンダ６の壁面を半径方向に貫通する貫通孔２４と、この貫通孔２４内に先端部を挿入された軸状の弁部材２６とを備えている。前記貫通孔２４は、シリンダ６の内部側に小径孔２４ａおよびテーパ面２４ｂが形成されており、その外部側が大径の孔２４ｃになっている。そして、前記内部側のテーパ面２４ｂが安全弁２２の弁座を構成している。
【００１７】
一方、軸状弁部材２６は、本体部分２６ａが前記貫通孔２４の大径の部分２４ｃ内に摺動可能に嵌合しており、その外周面に嵌着されたシールリング２８によって前記貫通孔２４の内面との間の液密を保持している。軸状弁部材２６の先端部側には、テーパ部２６ｂおよび小径部２６ｃが形成され、このテーパ部２６ｂの外周にシールリング３０が嵌着されている。このシールリング３０を有するテーパ部２６ｂが前記貫通孔２４のテーパ面２４ｂ（弁座）に着座してシリンダ室２０の内部を密封するようになっている。
【００１８】
弁部材２６が前進してその先端のテーパ部２６ｂが、前記貫通孔２４の内部側に形成されたテーパ面２４ｂに着座した状態では、弁部材２６の先端側小径部２６ｃの外周面と貫通孔２４の先端部側内周面との間に空間３２が形成される。さらに、軸状弁部材２６の内部には、先端側小径部２６ｃを半径方向に貫通する通路３４ａおよびこの半径方向通路３４ａに連通する軸方向通路３４ｂからなる内部通路３４が形成されている。軸方向通路３４ｂの外部側端部には、液体の排出通路３６およびエア通路３８が連通しており、三方弁４０によって、液体排出通路３６とエア通路３８のいずれか一方が前記内部通路３４に接続されるようになっている。この三方弁４０は、切り換えコック４２の操作により両通路３６、３８の切換を行う。
【００１９】
前記軸状弁部材２６のシリンダ６の外部に出ている部分に支持板４４が固定され、この支持板４４の両端部に、シリンダ６の外周面に巻回したスプリング４６の両端部が取り付けられており、このスプリング４６によって弁部材２６がシリンダ６の貫通孔２４の内部側に向けて付勢されている。通常の状態では、スプリング４６の付勢力によって弁部材２６の先端テーパ部２６ｂが貫通孔２４のテーパ面２４ｂに密着して安全弁２２が閉じており、シリンダ室２０内がスプリング４６の力を超える高圧になると、内部圧力により弁部材２６が押し出されて安全弁２２が開放する。また、前記支持板４４とシリンダ６の外面との間にストッパ４８をかませることにより、安全弁２を開放した状態のままにすることができる（図４参照）。
【００２０】
以上の構成に係るピストン式定量充填装置の作動について説明する。通常の充填運転を行う場合には、安全弁２２の弁部材２６に形成されている内部通路３４を、三方弁４０を切り換えることにより、液体排出通路３６に連通させておく。そして、充填液タンク４とシリンダ６との間を連通遮断する第１開閉弁１６を開放するとともに、シリンダ６と充填ノズル８との間を連通遮断する第２開閉弁１８を閉鎖した状態に切り換えて、シリンダ６内のピストン２を下降させる。
【００２１】
ピストン２の下降に伴って、充填液タンク４からシリンダ室２０内に一定量の充填液が吸引される。その後、前記流路切換弁１４を切り換えて、第１開閉弁１６を閉じるとともに第２開閉弁１８を開放し、充填液タンク４とシリンダ６とを遮断するとともに、シリンダ６と充填ノズル８とを連通する。この状態でピストン２を上昇させることにより、シリンダ室２０内の充填液を充填ノズル８に送り出し、充填ノズル８の下方に配置された容器台（図示せず）上に供給されている容器内に充填する。
【００２２】
何らかのトラブル等により、シリンダ室１０内が異常な高圧になると、スプリング４６の付勢力に抗して弁部材２６が貫通孔２４の外部側に向かって押し出されて安全弁２２が開放し、シリンダ室２０内の充填液が、弁部材２６と貫通孔２４の内面との間の空間３２、弁部材２６の内部通路３４および液体排出通路３６を通って外部に排出される。
【００２３】
このピストン式定量充填装置内の洗浄を行う際には、軸状弁部材２６が固定されている支持部材４４を、スプリング４６に抗してシリンダ６から遠ざかる方向へ引き出し、この支持板４４と、シリンダ６の外面との間にストッパ４８を挿入する（図４参照）。さらに、三方弁４０を液体排出通路３６側からエア通路３８側に切り換え、図示しないエア供給手段によりシリンダ室２０内にエアを供給する。
【００２４】
シリンダ室２０内にエアを供給しつつ、充填機構１に充填運転時と同様の動作を行わせ、流路切換弁１４の第１および第２開閉弁１６、１８を交互に切り換えて、ピストン２を昇降させることにより、シリンダ室２０内に洗浄水を吸引排出する。シリンダ室２０内に吸引された洗浄水は、エアと混合してシリンダ室２０内を流れるので、従来は洗浄水の流れがあまり発生しないため洗浄が困難であったピストン２の上面等も、効果的に洗浄することができる。従って、洗浄時間を短縮することができる。しかも、洗浄水（例えばお湯）がエアと混合された状態になるので、洗浄水の量も低減することができる。また、従来から設けられていた安全弁２２を利用してエアを供給できるようにしたので、追加する設備は僅かであり、低コストで、しかも装置が大型化することもない。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、安全弁２２がシリンダ６の壁面に設けられている場合について説明したが、このように液体排出通路３６とエア通路３８とを切換え可能に接続した安全弁２２をピストン２側に設けることも可能である。また、前記実施の形態では、第１および第２開閉弁１６、１８を交互に開閉して洗浄を行ったが、生産運転時と同様の作動を行う場合に限るものではなく、両開閉弁１６、１８を同時に開閉して洗浄を行うようにしても良い。なお、本発明は、前記実施の形態で説明した構造に限定されるものではなく、各部の形状、構造等を適宜変形、変更しうることはいうまでもない。いずれにしても、シリンダまたはピストンに設けられた安全弁を利用して、洗浄時にシリンダ内に気体を供給可能な構成であればよい。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、充填液タンクに連通するシリンダと、このシリンダ内を往復摺動して、シリンダ内に充填液を吸入するとともに、シリンダ内の充填液を排出するピストンと、前記シリンダに連通し、シリンダから送られた充填液を容器内に注入する充填ノズルと、前記充填液タンクとシリンダとの間およびシリンダと充填ノズルとの間を交互に連通遮断する弁と、前記シリンダまたはピストンに形成され、シリンダ内部が過負荷になったときにシリンダ内の充填液を外部に排出する安全弁とを備えたピストン式定量充填装置において、前記安全弁に気体通路を設け、洗浄時には、安全弁を開放するとともに、前記気体通路からシリンダ内に気体を供給しながら洗浄を行うようにしたので、簡単な構成で洗浄効果を向上させることができ、しかも、使用する洗浄水の量も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るピストン式定量充填装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】前記ピストン式定量充填装置のシリンダを拡大して示す縦断面図である。
【図３】前記シリンダの横断面図であり、充填時を示す。
【図４】前記シリンダの横断面図であり、洗浄時を示す。
【符号の説明】
２    ピストン
４    充填液タンク
６    シリンダ
８    充填ノズル
１４    流路切換弁
２２    安全弁
３６    液体排出通路
３８    気体通路（エア通路）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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