(57)【要約】【課題】液体充填装置において、泡を入れずに定量性良く、かつ、液垂れ無く、液体、特に高濃度の液体を送り込み可能な液体充填装置を提供する。【解決手段】シリンダ２内に液体を受け入れた液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置である。シリンダ２内への液体の出し入れを切り替える３方弁１０を設けてある。また、シリンダ２から送り出された液体を充填容器へ注入する注入口３０に、送られる液体の圧力で開くチェック弁３１を設けてある。シリンダ２内の液を前記充填容器に送り出す工程の初期において、３方弁１０をシリンダ２内への液体の受け入れ口とシリンダ２内の液体の送り出し口とが両方開いた中間位置にして、シリンダ２内の液を所定位置まで押し上げて、液上面の泡などを排出したのち、シリンダ２内の液を充填容器に送り込むよう前記３方弁を切り替える。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内に液体を受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置であって、前記シリンダ内への液体の受け入れと、同シリンダからの液の送り出しとを切り替える３方弁を設けたことを特徴とする液体充填装置。
【請求項２】
前記シリンダから送り出された液体を充填容器へ注入する注入口に、同注入口に送られる液体の圧力で開くチェック弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液体充填装置。
【請求項３】
前記シリンダ内の液を前記充填容器に送り出す工程の初期において、前記３方弁を前記シリンダ内への液体の受け入れ口と前記シリンダ内の液体の送り出し口とが両方開いた中間位置にして前記シリンダ内の液を所定位置まで押し上げたのち、同シリンダ内の液を前記充填容器に送り込むよう前記３方弁を切り替えることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体充填装置による充填方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダ内に液体を受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液体を各種の容器に所定量充填する充填装置として、液体をシリンダ内に受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に定量送り込むようにした液体充填装置があり、この液体充填装置では、従来、逆止弁を用い、充填液の圧力によってその逆止弁を開閉させてシリンダ内の液体の送り出しを行っていた。
【０００３】
このように、逆止弁による充填操作では、シリンダ内上部の気泡を含む液が充填容器内に送り込まれてしまい、充填容器へ送り込まれる液体の定量性に欠けるという問題があった。
例えば、充填する液体が、豆腐容器に充填する豆乳のように高濃度で、上面に泡を生じ易い場合、その泡が豆乳と一緒に豆腐容器に充填されてしまい、容器から豆乳が溢れたり、凝固した豆腐の外観を悪くしたり、重量不足を生ずることもあった。
【０００４】
また、従来の装置では、充填液の送り出しの際に、充填口における送り出し終了時の液体の切れが悪く、豆腐容器の周りに液垂れが生じて充填装置を汚すという問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、シリンダ内に液体を受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置において、泡を入れずに定量性良く、かつ、液垂れ無く、液体、特に高濃度の液体をシリンダから充填容器へ送り込み可能とした液体充填装置を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、シリンダ内に液体を受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置における前記シリンダ内への液体の受け入れと、同シリンダからの液の送り出しとを切り替える３方弁を設けた構成の液体充填装置を提供する。
【０００７】
上記した構成をもつ本発明の液体充填装置によると、シリンダ内に受け入れられている液体を充填容器に送り込むタイミングは、その３方弁の開閉によって適切に制御することができるので、充填容器に対し液体を定量性よく充填することができる。
特に、シリンダ内から充填容器に対する液体の送り出し工程の初期において、充填ライン側への３方弁の開放を少し遅らせて、シリンダ内の液体の表面上に溜まっている泡を含む液を充填容器以外のところに送り、そのあと、その３方弁を切り替えて、シリンダ内を充填容器に連通し泡の無い液体部分のみが充填容器に送られるようにする。
【０００８】
このように３方弁によって充填容器内へシリンダ内の液を充填するタイミングを調整することができる。
【０００９】
また、本発明による液体充填装置においては、前記シリンダから送り出された液体を充填容器へ注入する注入口に、同注入口に送られる液体の圧力で開くチェック弁を設けた構造とすると、注入終了後に注入口から液垂れが生ずるのを防ぐ上で有効である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液体充填装置について、図示した実施の形態に基づいて具体的に説明する。
図１は、充填容器へ豆乳などの充填液の定量を供給する液体充填装置１を示している。液体充填装置１は、充填液の供給を受けて貯溜し、定量を送り出すシリンダ２を備えている。シリンダ２には、内部を上下するピストン３が収納されている。ピストン３は、ストロークが長いので軸の偏心を許容するよう連接リンク４を介してピストンロッド５と連結されており、ピストンロッド５は図示していないサーボモータなどの駆動装置によって下方から正確に上下動される。
【００１１】
図１には、上昇された位置（Ａ）と降下された位置（Ｂ）におけるピストン３が示されている。ピストン３は図示した降下位置（Ｂ）で液体の供給を受けて、その降下位置（Ｂ）から上昇位置（Ａ）まで押し上げられシリンダ２内の液体を押し出す。シリンダ２内への液体の受け入れとシリンダ２内からの液体の供給を切り替えるための３方弁１０がシリンダ２の上端に取り付けられている。
【００１２】
３方弁１０は、図示していない供給源から３方弁１０内に充填液を受け入れる流入口１１、シリンダ２の上端と連通される流出入口１２、シリンダ２内の液を充填容器へと送り出す流出口１３を有している。３方弁１０内には、２つの弁座１４、１５が設けられており、この２つの弁座１４、１５の間を上下動される弁体１６が収容されていて、弁体１６は弁棒１７によって上下動される。
弁体１６には、２つの弁１８、１９が設けられていて、弁１８は弁座１４に、弁１９は弁座１５に着座するようになっている。
【００１３】
弁体１６が下降されて弁１９が弁座１５に着座すると、流入口１１と流出入口１２が連通され、流入口１１から流入する充填液をシリンダ２内に受入れる状態となり、弁体１６が上昇されて弁１８が弁座１４に着座すると、流出入口１２と流出口１３が連通され、シリンダ２内の液は流出口１３へ送り出せる状態となる。
【００１４】
シリンダ２には、ピストン３が降下した位置（Ｂ）の下方に洗浄液流入管２０と洗浄液流出管２１が取り付けられている。ピストン３から下方の連接リンク４側に漏洩した豆乳などの充填液を、ピストン３の降下位置（Ｂ）で、洗浄液流入管２０から流入する洗浄液によって洗浄して洗浄液流出管２１から排出するように構成されている。これによって、シリンダ２内は常に清浄に保たれる。
【００１５】
ピストン降下位置（Ｂ）でピストン３を受け入れるシリンダ２２は、ピストン３の外径より大きい内径部分が形成してあり、ここで連接リンク４及びその上下部分の周りがよく洗浄されるようになっている。
【００１６】
シリンダ２内の液を充填容器へと送り出す流出口１３の先の注入口３０には図２に示すように、同注入口３０に送られる液体の圧力で開くチェック弁３１が設けられている。チェック弁３１には弁座３３が設けられており、この弁座３３には弁体３２が当接されるように構成されている。チェック弁３１内には弁体保持板３４が取り付けられており、弁体３２の弁棒３５がその弁体保持板３４に設けられたガイド穴によって上下動を案内されるようになっている。
【００１７】
弁体３２は、弁体３２と弁体保持板３４との間に配設されたバネ３６によって、弁座３３に向けて付勢されている。
以上の構成をもつチェック弁３１は、注入口３０に供給されて来る充填液の供給圧がバネ３６の押圧力を上回ったときに、弁体３２が押し下げられ弁座３３から離れて弁が開き、充填液を注入口３０から流出させるが、液体の供給圧がバネ３６の押圧力を下回わると閉鎖され、充填液の流出を止める。
【００１８】
図示した液体充填装置は以上の構成を有しており、この液体充填装置による充填容器への液体の充填は次のように行われる。
先ず、３方弁１０の弁体１６を降下させ弁１９を弁座１５と当接させ流入口１１及び流出入口１２と流出口１３の連通を断ち、流入口１１を流出入口１２と連通させる。この状態で流入口１１から充填すべき液体の供給が行われ、液体をシリンダ２内に流入させる。シリンダ２内に液体を供給するとき、ピストン３は図１の下方位置（Ｂ）に降下されている。
【００１９】
シリンダ２内に所定量の液体が入れられると、弁体１６は弁１９が弁座１５から若干上昇され、弁１８、１９のいずれも弁座１４、１５から離れた位置にされる。この状態でピストンロッド５によってピストン３が上昇される。
ピストン３の上昇によって、シリンダ２内の液体は流出入口１２から３方弁１０の方に送り出されるが、３方弁１０の弁体１６は前記したように、中間位置にあって流出入口１２は流入口１１及び流出口１３の両方と連通しており、また、流出口１３は先に送られた充填液がチェック弁３１によって流出を止められて溜まっているので、シリンダ２内や流出口１３の液上面にある空気や気泡はピストン２の上昇につれて流入口１１へと戻されて排出される。
【００２０】
シリンダ２内の液の上にある空気や気泡がシリンダ２内から排出された時点で、３方弁１０の弁体１６が更に上昇されて、弁１８が弁座１４と当接され流出入口１２と流入口１１の連通が断たれる。従って、更にシリンダ２内をピストン３が上昇されると、シリンダ２内の液体は流出口１３の方に流れ、液体は図２に示す注入口３０の方に供給される。
【００２１】
ピストン３の押し出しによって注入口３０に達した液体は、その供給圧によって弁体３２をバネ３６の押圧力に抗して押し下げてチェック弁３１を開き、ピストン３によって送り出される所定量の液体を充填容器に充填させる。ピストン３の送り出しが終わって供給される液体の供給圧が低下すると、バネ３６の押圧力によってチェック弁３１は閉鎖され、液体の流出を遮断し、液垂れを防ぐ。
充填容器に充填される液体からは、ピストン３の上昇初期において３方弁１０の操作によって気泡が除去されているので、充填容器内には気泡の無い所定量の液体が充填される。
【００２２】
シリンダ２内の液体の送り出しが完了すると、ピストン３が降下され、降下された位置（Ｂ）でピストン３の下方の連接リンク４及びその上下の部分が洗浄液流入管２０から流入する洗浄液によって適時洗浄でき洗浄後の洗浄液は洗浄液流出管２１から排出される。
以上の動作を繰り返して、充填容器にはシリンダ２からピストン３の働きによって所定量の液体が供給される。
【００２３】
以上、本発明による液体充填装置の実施の形態によって説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されるものでないことはいうまでもない。
例えば、本発明で用いる３方弁やチェック弁は図示した構造のものに限定されないことはいうまでもない。
【００２４】
また、図示した実施の形態では、ピストン３の下方を洗浄する構造にしているが、扱う充填液体の種類によって洗浄の必要がない場合は、これを省いてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明は、シリンダ内に液体を受け入れ、そのシリンダ内の液体を充填容器に送り込むようにした液体充填装置であって、前記シリンダ内への液体の受け入れと、同シリンダから液の送り出しとを切り替える３方弁を設けた構成の液体充填装置を提供する。
【００２６】
本発明のこの液体充填装置によると、シリンダ内に受け入れられている液体を充填容器に送り込むタイミングは、その３方弁の開閉によって適切に制御することができるので、充填容器に対し定量性よく充填することができ、特に、シリンダ内から充填容器に対する液体の送り出し工程の初期において、充填ライン側への３方弁の開放を少し遅らせて、シリンダ内の液体の表面上に溜まっている空気や気泡を含む液を充填容器以外のところに送って、気泡が無くなった液体のみが充填容器に送られるように、その３方弁の開閉を調整することができる。
【００２７】
また、本発明による液体充填装置においては、前記シリンダから送り出された液体を充填容器へ注入する注入口に、同注入口に送られる液体の圧力で開くチェック弁を設けた構造とすると、注入終了後に注入口から液垂れが生ずるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態による液体充填装置を部分的に断面図で示す図面。
【図２】図１に示した実施の一形態による液体充填装置における液注入口の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１　　液体充填装置
２　　　シリンダ
３　　　ピストン
４　　　連接リンク
５　　　ピストンロッド
１０　　３方弁
１１　　流入口
１２　流出入口
１３　　流出口
１４　　弁座
１５　　弁座
１６　　弁体
１７　　弁棒
１８　　弁
１９　　弁
２０　洗浄液流入管
２１　洗浄液流出管
２２　シリンダ
３０　　注入口
３１　　チェック弁
３２　　弁体
３３　　弁座
３４　　弁体保持板
３５　　弁棒
３６　　バネ
【図１】
2004099056.tif 000003
【図２】
2004099056.tif 000004