JP2001287794A - Filling device - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G47/00—Article or material-handling devices associated with conveyors; Methods employing such devices
- B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
- B65G47/84—Star-shaped wheels or devices having endless travelling belts or chains, the wheels or devices being equipped with article-engaging elements
- B65G47/846—Star-shaped wheels or wheels equipped with article-engaging elements
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、充填装置、特に円
軌道で容器に内容物を充填し、充填後の容器を直線軌道
で次工程に搬送する充填装置における転移軌道に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filling orifice, and more particularly to a transfer orbit in a filling and filling apparatus which fills a container with a circular orbit and conveys the filled container to a next process by a linear orbit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在充填ラインで用いられているフィラ
ー（充填機）はその殆どが円軌道で充填が行われるロー
タリーフィラーである。その為充填中は、容器が回転運
動（円運動）の為に回転中心を向く遠心力を受けるの
で、この遠心力のため充填された液体内容物の液面は傾
く。遠心力の大きさａは、フィラーの半径をＲ、角速度
をω、周速をvとすると、a＝Ｒ・ω2＝v2/Ｒで表され
る。近年は高速生産対応のためヘッド数を増やしてお
り、フィラーそのものが大型化している。例えば、１，
６００缶／分(cpm)で充填ヘッド数が１２０、或いは
２，０００cpmでは１６４ヘッドと多ヘッドとなってい
る。機械全体の大きさを極力小さくするために、隣り合
う充填ヘッドとの間隔を出来るだけ小さくするのが普通
であって、上記例のフィラーでは容器外径が６６mmに対
して、充填ヘッドのピッチが８８mm程度まで狭められて
おり、限界に近づいている。このようなフィラーに於い
て充填中に容器にかかる加速度を求めてみると、１，６
００cpm、１２０ヘッド、充填ヘッドピッチ８８mmのフ
ィラーでは、周速ｖが約２．３５m/s、加速度ａが約
３．２８m/s 2と求められる。この加速度の方向はフィラ
ー中心であるので、それにより液面は約１８．５°ほど
傾くことになる。充填される内容物は、容器容量に対し
て満注ではなく、ある定められたヘッドスペースをもっ
て充填されるが、１８．５°近く液面が傾くと、容器の
口から内容物がこぼれこぼれ出る“ぎりぎり”の状態に
近づいている。2. Description of the Related Art Fillers currently used in filling lines
-(Filling machine) is a row in which most of the filling is performed in a circular orbit.
Tally filler. Therefore, during filling, the container rotates
Because of the centrifugal force facing the center of rotation for movement (circular motion)
The liquid level of the filled liquid content is tilted due to this centrifugal force.
Good. The magnitude a of the centrifugal force is as follows: radius of the filler is R, angular velocity
Is ω and the peripheral speed is v, a = R · ωTwo= VTwo/ R
You. In recent years, the number of heads has been increased to support high-speed production.
In addition, the filler itself has become larger. For example, 1,
600 cans / min (cpm) with 120 filling heads, or
2,000 cpm has 164 heads and many heads
You. To minimize the size of the whole machine,
It is normal to make the distance from the filling head as small as possible
In the filler of the above example, the outer diameter of the container is 66 mm.
And the filling head pitch is narrowed to about 88mm
And approaching its limits. In such fillers
When the acceleration applied to the container during filling is determined,
00 cpm, 120 heads, filling head pitch 88 mm
In the roller, the peripheral speed v is about 2.35 m / s and the acceleration a is about
3.28m / s TwoIs required. The direction of this acceleration is
-Because it is the center, the liquid level is about 18.5 °
You will lean. The content to be filled depends on the container capacity.
Is not full and has a certain head space.
When the liquid level tilts near 18.5 °,
The contents are spilling out from the mouth in a "barely" state
It is approaching.
【０００３】充填済みの容器がフィラー内で回転運動を
しているときは、上記のように加速度を受けることによ
り液面が傾いているが、次工程であるシーマへ搬送する
際には、フックアップコンベアと呼ぶ直線搬送コンベア
によって移動する。ここでは等速直線運動であるので、
容器が受ける加速度はゼロである。従って、円軌道で運
動している状態から直線軌道での搬送へと受け渡す際
に、円軌道からの接線によって排出する方法では、それ
まで容器が受けていた加速度がその接点に於いて瞬時に
加速度ゼロヘと移行することになる。このことは円軌道
に於ける曲率が、直線軌道に於ける曲率、即ちゼロヘと
急変することによる。加速度が急変することによって、
容器の口からこぼれない程度に、ぎりぎりまで傾いてい
た液面に動揺が生じ、充填された内容物がこぼれるとい
う不具合が発生する。さらに、円軌道からの排出は容器
を規定の軌道で進行させるように作成された容器ガイド
を用いて行うが、容器ガイドに接触すると共にそれまで
負荷されていた加速度が急激に変化するという現象が生
じ、その結果容器外面に、ガイドによる傷が生じるとい
う不具合も生じる。When the filled container is rotating in the filler, the liquid surface is tilted due to the acceleration as described above. It is moved by a linear conveyor called an up conveyor. Here, since it is a uniform linear motion,
The acceleration experienced by the container is zero. Therefore, when transferring from a circular orbit to transport on a linear orbit, the method of discharging by tangential line from the circular orbit, the acceleration that the container was receiving until then instantaneously at the contact point It will shift to zero acceleration. This is because the curvature in a circular orbit suddenly changes to the curvature in a straight orbit, that is, zero. By sudden change of acceleration,
Fluctuation occurs on the liquid surface that has been tilted to the bareest extent so as not to spill from the mouth of the container, and a problem occurs that the filled contents are spilled. Furthermore, discharging from a circular orbit is performed using a container guide created to advance the container in a prescribed orbit, but the phenomenon that the acceleration applied until then comes into contact with the container guide and changes suddenly suddenly changes. As a result, there is also a disadvantage that the guide is scratched on the outer surface of the container.
【０００４】上記のような問題を解決する公知手段とし
て、特開昭４８―７７９８４号公報には、シーマヘの直
線搬送コンべアをフィラーの円軌道の接線から外側にオ
フセット（ずらして）して配置し、この間をフィラーの
円軌道の接点に於いて接線状に容器を排出し、かつこの
点に於ける曲率半径が円軌道の半径に等しく、円滑に曲
率半径が増大し、直線軌道に一致する点に於いては実質
的に曲率半径が無限大（曲率がゼロ）となる転移曲線に
従って容器を搬送するようにした転移通路が示されてい
る。As a known means for solving the above-mentioned problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-77984 discloses that a linear conveyor for Cima is offset (shifted) outward from a tangent to a circular orbit of a filler. Dispose the container tangentially at the contact point of the circular orbit of the filler during this interval, and the radius of curvature at this point is equal to the radius of the circular orbit, the radius of curvature increases smoothly and matches the linear orbit At this point, there is shown a transfer path for transporting the container in accordance with a transfer curve having a substantially infinite radius of curvature (zero curvature).
【０００５】該公報には、フィラーの円軌道から直線コ
ンベアヘと乗り移らせるための転移曲線には、次の点が
重要であることが開示されている。１．転移曲線は円軌
道、及び直線軌道との接続部、及びその曲線の全体に亘
って急激な曲率の変化を有していてはならない。２．転
移曲線は直線軌道が円軌道に対して許容される程度のオ
フセットを生じるように選ばれた、長い円滑な曲線でな
ければならない。３．充填された内容物の液面の傾斜
を、長い距離に亘り徐々に減少させるために、ある程度
転移通路の長さを必要とする。そして上記の必要条件に
適した転移曲線通路として２種類の曲線からなる通路が
示されている。This publication discloses that the following points are important in a transfer curve for transferring from a circular orbit of a filler to a linear conveyor. 1. The transition curve must not have a circular orbital connection with a straight orbital, and abrupt changes in curvature throughout the curve. 2. The transition curve must be a long, smooth curve, chosen so that the straight trajectory produces an acceptable offset with respect to the circular trajectory. 3. In order to gradually reduce the inclination of the liquid level of the filled contents over a long distance, a certain length of the transfer passage is required. A path composed of two types of curves is shown as a transition curve path suitable for the above requirements.
【０００６】一つ目は、一定率で曲率が減少する螺旋曲
線からなる螺旋転移通路（前記公報の第７図参照）であ
り、二つ目は円滑に曲率半径が増大する放物線状の曲線
からなる放物線転移通路（前記公報第８図参照）であ
る。しかしながら、この従来提案されている２つの曲線
からなる転移通路について、より詳細に解析すると、そ
れぞれ次のような問題点があり、近時のより高速・大型
のフィラーの転移通路には適用できないことが判明し
た。The first is a spiral transition path (see FIG. 7 of the above publication) consisting of a spiral curve in which the curvature decreases at a constant rate. The second is a parabolic curve in which the radius of curvature increases smoothly. (See FIG. 8). However, a more detailed analysis of the conventionally proposed transition path consisting of two curves has the following problems, and it cannot be applied to the transition path of a faster and larger filler recently. There was found.
【０００７】上記提案されている一つめの曲線は、一定
率で曲率が減少する螺旋曲線であるから、上記公報には
記載されていないがそのような条件を満たす曲線は第１
クロソイド、或いはコルニュの螺旋（Cornu's spira
l）と呼ばれる曲線である。この曲線の形は、曲線に沿
った長さをｓとするとき次の数式１で表される。The first proposed curve is a spiral curve in which the curvature decreases at a constant rate, and although not described in the above publication, the curve satisfying such conditions is the first curve.
Clothoid or Cornu's Spira
l). The shape of this curve is represented by the following equation 1 when the length along the curve is s.
【数１】 また、この曲線の曲率をκとすると、曲率の変化はｓの
関数としてκ(s)=α2ｓで表される。なお上記公報中に
示されている曲線の数式は、上数式をベキ級数展開した
ものである。(Equation 1) Further, assuming that the curvature of this curve is κ, the change in the curvature is expressed as κ (s) = α 2 s as a function of s. The mathematical expressions of the curves shown in the above publications are obtained by expanding the above mathematical expressions into power series.
【０００８】数式１で表される螺旋曲線において、曲線
の接線の傾きθは、曲線の長さｓの関数としてθ(s)＝
α2ｓ2／２で表される。今、転移曲線に必要な長さをｓ
Rとすると、s＝sRの時の曲率がフィラー半径の逆数に一
致しなければならないから、κ(sR)＝α2sR＝１／Ｒで
ある。またこのときの曲線の傾きをθRとすれば、θR＝
α2sR 2／２となり、この二つの数式からαを消去する
と、sR＝２ＲθRの関係が得られる。即ち、この曲線を
用いる場合、フィラー半径と転移曲線への受け渡し開始
角度が決まると一意的に転移曲線の長さが決まることと
なる。In the spiral curve represented by the equation 1, the slope θ of the tangent of the curve is expressed as θ (s) = θ (s) as a function of the length s of the curve.
represented by α 2 s 2/2. Now, the length required for the transition curve is s
When R, because the curvature in the case of s = s R must match the inverse of the filler radius, a κ (s R) = α 2 s R = 1 / R. If the slope of the curve at this time is θ R , then θ R =
α 2 s R 2/2 next, clearing the alpha from these two equations, the relationship of s R = 2Rθ R is obtained. That is, when this curve is used, the length of the transition curve is uniquely determined when the filler radius and the transfer start angle to the transition curve are determined.
【０００９】ところで、先述のように最近の高速生産対
応フィラーは、その大きさが大きくなる傾向にあり、例
えば２，０００ｃｐｍで１５６へッドのフィラーにおい
ては、充填バルブピッチ円の直径が４，４５４ｍｍにも
なる。このような大きな機械を設計する際、極力大きさ
を小さくしたいという観点から、容器に内容物を充填す
る時間的な余裕を小さくし、容器を排出するぎりぎりま
で充填工程に割り当てるように考慮される。このような
制約から、上記転移軌道への受け渡し開始角度θRにつ
いては、従来よりもかなり小さい角度しか取れなくなっ
てきているのが現状である。By the way, as described above, the filler for recent high-speed production tends to be large in size. For example, in the case of a filler of 2,000 cpm and 156 heads, the diameter of the filling valve pitch circle is 4, It becomes 454 mm. When designing such a large machine, from the viewpoint of minimizing the size as much as possible, it is considered to reduce the time margin for filling the contents into the container and allocate it to the filling process until just before discharging the container. . Due to such restrictions, the transfer start angle θ R to the above-mentioned transition trajectory can only take a considerably smaller angle than in the past.
【００１０】従って、フィラーの大型化に伴い、フィラ
ー半径Ｒは大きくなってきているものの、転移軌道への
受け渡し開始角度θRがごく小さく（例えば５°、或い
は３°以下）しか取れない。そのため、上記螺旋曲線を
転移曲線として採用すると、結果的に十分な転移曲線長
さｓRを確保することができないことになる。例えば、
フィラー半径Ｒ＝２,２２７mmで転移曲線への受け渡し
開始角度θR＝３°のとき、転移曲線長さｓR＝２３３mm
となる。この時の容器の搬送速さｖ＝３ m/sとすると転
移曲線を通過する時間ｔは、約０．０７８秒であり、傾
いた液面を水平まで安定的に緩和するのに十分な時間と
は考えられない。[0010] Accordingly, although the filler radius R is increasing with the increase in the size of the filler, the transfer start angle θ R to the transition orbit is extremely small (for example, 5 ° or 3 ° or less). Therefore, if the spiral curve is adopted as a transition curve, a sufficient transition curve length s R cannot be secured as a result. For example,
When the filler radius R = 2,227 mm and the transfer start angle θ R = 3 ° to the transfer curve, the transfer curve length s R = 233 mm
Becomes Assuming that the transport speed of the container at this time is v = 3 m / s, the time t passing through the transition curve is about 0.078 seconds, which is a time sufficient to stably relax the inclined liquid level to the horizontal. I can't imagine.
【００１１】一方、二つ目の曲線は、円滑に曲率半径が
増大する放物線状の曲線であって、ｙ＝ａｘnで表され
る。その場合、曲率κは、数式２で求められ、曲線に沿
った長さｓは、数式３で求められる。Meanwhile, the curve of the second, smooth a parabolic curve radius of curvature increases, as represented by y = ax n. In that case, the curvature κ is obtained by Expression 2, and the length s along the curve is obtained by Expression 3.
【数２】 (Equation 2)
【数３】 (Equation 3)
【００１２】上記公報では、ｙ＝ａｘnの数式中の指数
ｎが３より大きい曲線を用いるとしているが、この条件
はｘ＝０における曲率κのｘに関する変化率がゼロ（d
κ/dx＝０）になるというところから来ている。このこ
とを計算式によって示す。曲率のｘに関する微分係数は
数式４によって求められる。In the above publication, a curve in which the index n in the equation of y = ax n is larger than 3 is used. However, this condition is such that the rate of change of the curvature κ at x = 0 is zero (d
κ / dx = 0). This is shown by a calculation formula. The derivative of the curvature with respect to x is obtained by Expression 4.
【数４】 (Equation 4)
【００１３】数式４の第２項の分子をｘ＝０において、
ゼロにするためには、ｎ＞３でなければならないことが
明らかである。この曲線の曲率変化は、ｘに対して（曲
線長さsに対しても同様）単調増加ではなく、ｘの増加
に伴い曲率が増加し、極大点を迎えた後は減少する。曲
率の極大点に於ける曲線の接線の傾きθは、指数ｎ＞３
では約２４.１０°よりは小さくできない。また、ｎを
無限大にとってもθ≒３５.２６°である。このよう
に、曲率の変化をスムーズにしようとすると、転移曲線
への受け渡し開始角度について、２４.１０°から３５.
２６°という制約を受けることとなる。従って、前述し
たように、最近のフィラーにおいては転移曲線への受け
渡し開始角度θRがせいぜい５°程度とごく小さい値し
か取れないので、この放物線状曲線を適用できる場合は
殆ど無い。また、この放物線状曲線を用いた場合には曲
線の長さを自由に設定することもできないため、設計上
非常に制約を受けることとなり、適当な曲線長さを持ち
つつ、曲率が連続で変化するように設定することが事実
上不可能である。When the numerator of the second term in Equation 4 is x = 0,
Obviously, to be zero, n> 3. The change in the curvature of this curve does not monotonically increase with respect to x (similarly with respect to the curve length s), but increases with x and decreases after reaching the maximum point. The slope θ of the tangent of the curve at the maximum point of curvature is an index n> 3
Cannot be smaller than about 24.10 °. Also, when n is infinite, θ ≒ 35.26 °. As described above, in order to smoothly change the curvature, the transfer start angle to the transition curve is changed from 24.10 ° to 35.
26 °. Therefore, as described above, in the case of a recent filler, the transfer start angle θ R to the transition curve can be as small as about 5 ° at most, and there is almost no case where this parabolic curve can be applied. In addition, when this parabolic curve is used, the length of the curve cannot be freely set, which greatly restricts the design, and the curvature continuously changes while having an appropriate curve length. It is virtually impossible to set it to
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】以上のことより、転移
軌道に従来提案されている転移曲線を採用すると、転位
曲線への受け渡し開始角度が大きく取れる低速の比較的
小さいフィラーにおいては、容器にかかる加速度を徐々
に減少させることが可能であるが、特に最近の高速生産
対応フィラーに見られるように、転位曲線への受け渡し
開始角度が大きく取れないフィラーに対しては、転移曲
線の長さを極端に短くしなければならないので、適用で
きない問題点がある。また、放物線状曲線の場合は、前
記のように受け渡し開始角度が、２４.１０°〜３５.２
６°の範囲しか適用できないので、近時の高速フィラー
では受け渡し開始角度は３°〜５°程度しか確保できな
いので適用できない。従って、高速フィラーであっても
転位曲線の長さを必要なだけ確保しつつ、曲率と接線の
傾きを連続で変化させ得ることができる、転位曲線から
なる転移軌道は未だ提供されてなく、高速化になればな
る程、フィラーからシーマへの容器搬送時の液こぼれと
缶の損傷が顕在化し、高速化を阻害する主な要因の一つ
となっている。As described above, when the conventionally proposed transition curve is adopted for the transition orbit, a relatively small filler at a low speed at which the transfer start angle to the dislocation curve can be large can be reduced. Although it is possible to gradually reduce the acceleration, especially for fillers that do not have a large transfer start angle to the dislocation curve as seen in fillers for high-speed production, the length of the transition curve is extremely large. Therefore, there is a problem that cannot be applied. In the case of a parabolic curve, the transfer start angle is 24.10 ° to 35.2 as described above.
Since only the range of 6 ° can be applied, the delivery start angle of the recent high-speed filler can only be secured at about 3 ° to 5 °, so that it cannot be applied. Therefore, even if it is a high-speed filler, it is possible to continuously change the curvature and the inclination of the tangent line while securing the length of the dislocation curve as necessary, and the transition orbit consisting of the dislocation curve has not yet been provided. As the number of containers increases, liquid spills and damage to the cans during the transfer of containers from the filler to the seamer become more apparent, which is one of the main factors that hinder speeding up.
【００１５】本発明は、従来技術の上記問題点を解決し
ようとするものであって、高速フィラーであっても転位
曲線の長さを必要なだけ確保しつつ、曲率と接線の傾き
を連続で変化させ得ることができ、フィラーからシーマ
への容器搬送時の液こぼれと缶の損傷の発生を防止で
き、ラインのより高速化を可能にする転移軌道を有する
充填装置を提供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above-mentioned problems of the prior art. Even if a high-speed filler is used, the curvature and the tangent slope can be continuously adjusted while securing the necessary length of the dislocation curve. It is an object of the present invention to provide a filling device having a transfer trajectory which can be changed, can prevent liquid spillage and damage to a can at the time of transporting a container from a filler to a seamer, and can increase the speed of a line. I do.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を解決する手段として次の〜の条件を満たす転移曲
線を得るように種々研究した。曲率に関して、直線軌
道と接している点に於いて曲率がゼロであり、円軌道と
接している点に於いて曲率が円の半径の逆数に等しいこ
と、曲線の接線の傾きに関して、直線軌道に接してい
る点に於いて曲線の接線の傾きが直線に等しく、円軌道
に接している点に於いて曲線の接線の傾きが円の接線の
傾きに等しいこと、転移曲線全体（直線軌道との接点
から円軌道との接点の間）に亘って曲率の変化が連続で
かつ、滑らかであること、転移曲線の長さは、充填中
に容器に負荷されている加速度（遠心力）を徐々に緩和
するために、ある程度以上の長さが取れること。Means for Solving the Problems The present inventor has conducted various studies as means for solving the above problems so as to obtain a transition curve satisfying the following conditions (1) to (4). Regarding the curvature, the curvature is zero at the point in contact with the straight orbit, the curvature is equal to the reciprocal of the radius of the circle at the point in contact with the circular orbit, and the slope of the tangent of the curve is The slope of the tangent of the curve is equal to the straight line at the tangent point, and the slope of the tangent of the curve is equal to the slope of the tangent of the circle at the point tangent to the circular orbit. The change in curvature is continuous and smooth (from the point of contact to the point of contact with the circular orbit) and the length of the transition curve gradually increases the acceleration (centrifugal force) applied to the container during filling. To be able to take a certain length to relax.
【００１７】前記及びの条件は、搬送速さｖを一定
とするという条件の元では、容器にかかる、搬送曲線の
曲率依存の加速度が曲率に比例することから、加速度変
化を連続で行うために必要である。の条件は、搬送さ
れる容器の速度ベクトルの方向が搬送曲線の接線の方向
に等しいことから、転移曲線との受け渡し位置において
接線の方向が一致していないとその点に於いて速度ベク
トルの方向が急変することとなり、容器にかかる加速度
の不連続が生じてしまうということから必要となる。
の条件は、傾いている液面を不必要な動揺が無く水平に
推移させるためにある程度の時間が必要なためである。
このために必要な時間は、円筒容器に充填された液体の
液面の揺れの振動周波数に依存する。従って容器の搬送
速さｖより、転移曲線に要求される曲線長さが必然的に
求められる。Under the condition that the transfer speed v is constant, the acceleration dependent on the curvature of the transfer curve applied to the container is proportional to the curvature. is necessary. Since the direction of the velocity vector of the container to be conveyed is equal to the direction of the tangent of the transfer curve, if the direction of the tangent does not match at the transfer position with the transfer curve, the direction of the speed vector at that point Is suddenly changed and discontinuity of the acceleration applied to the container occurs, which is necessary.
The condition (1) is because a certain amount of time is required to cause the inclined liquid surface to move horizontally without unnecessary fluctuation.
The time required for this depends on the vibration frequency of the fluctuation of the liquid level of the liquid filled in the cylindrical container. Therefore, the curve length required for the transfer curve is inevitably determined from the transport speed v of the container.
【００１８】以上の条件を満たす転移軌道を得るべく、
種々研究した結果、従来の転移軌道に採用されている、
曲率が曲線に沿った長さに対して比例関係にあるクロソ
イド曲線に代えて、従来にない新規な曲線を創出するこ
とができ、本発明に到達したものである。In order to obtain a transition orbit satisfying the above conditions,
As a result of various studies, it has been adopted for the conventional transition orbit,
Instead of a clothoid curve in which the curvature is proportional to the length along the curve, a novel curve that has never existed can be created, and the present invention has been achieved.
【００１９】即ち、本発明は、円軌道で容器に内容物を
充填し、充填後の容器を直線軌道で次工程に搬送する充
填装置に於いて、前記充填装置が、処理能力１０００缶
／分以上の高速充填装置であり、前記円軌道から転移軌
道への受渡し開始角度θRが２４°以下であり、且つ転
移軌道長さｓRが２ＲθR（但し、Ｒはフィラーのピッチ
円半径）超える任意の長さに選定できる転移曲線からな
る転移軌道を有していることを特徴とするものである。
前記転移曲線は、曲率の曲線に沿った長さに対する増加
率が、初め(曲率がゼロの端)は小さく、曲線の中央部に
近づくに従って徐々に大きくなっていき、終わり(曲率
が最も大きくなり、円軌道と接する端)近くでは曲率の
変化率が最も大きくなるような曲線によって達成でき
る。That is, the present invention relates to a filling apparatus which fills a container with a circular orbit and conveys the filled container to the next step in a linear orbit, wherein the filling apparatus has a processing capacity of 1000 cans / min. In the above high-speed filling apparatus, the transfer start angle θ R from the circular orbit to the transition orbit is 24 ° or less, and the transition orbit length s R exceeds 2Rθ R (where R is the pitch circle radius of the filler). It has a transition trajectory consisting of a transition curve that can be selected to any length.
In the transition curve, the rate of increase of the curvature with respect to the length along the curve is small at the beginning (the end where the curvature is zero), gradually increases as approaching the center of the curve, and ends (when the curvature is the largest). In the vicinity of the edge that contacts the circular orbit), it can be achieved by a curve in which the rate of change of curvature is the largest.
【００２０】つまり、この曲線の曲率の曲線に沿った長
さに対する増加率が曲線全体に亘って常に増加すること
から、曲率の曲線長さに対するグラフを描いたとき、グ
ラフが下に凸であることとなる。さらに言い換えれば、
曲率の曲線に沿った長さに関する２次導関数を求めたと
き、その値が曲線全体に亘って常に正となる。このよう
な曲線を用いることにより、曲率の曲線長さに対する増
加率の増加の程度（即ち、どの程度下に凸であるか）を
適当に選択することにより、曲率と接線の傾きとを連続
にしつつ、かつ曲線の長さを必要なだけ確保できる転位
曲線を得ることが可能となる。That is, since the rate of increase of the curvature with respect to the length of the curve along the curve always increases over the entire curve, when the graph of the curvature with respect to the curve length is drawn, the graph is convex downward. It will be. In other words,
When the second derivative with respect to the length along the curve of curvature is determined, its value is always positive over the entire curve. By using such a curve, it is possible to make the curvature and the slope of the tangent continuous by appropriately selecting the degree of increase in the rate of increase of the curvature with respect to the length of the curve (ie, how much the curve is convex downward). In addition, it is possible to obtain a dislocation curve that can secure the length of the curve as necessary.
【００２１】また、上記課題を達成するための他の転移
曲線として、円軌道との接点に於いては曲率が円軌道の
半径の逆数に等しく、直線軌道との接点に於いては曲率
がゼロに等しく、かつ曲率の曲線に沿った長さに関する
１次導関数が曲線の両端に於いてそれぞれゼロであり、
この間曲率が連続で変化する曲線であって、前記円軌道
との接点における曲線の傾きが２４゜より小さい任意の
値に設定できる曲線を見出し、それを採用した。Further, as another transition curve for achieving the above object, the curvature at the contact point with the circular orbit is equal to the reciprocal of the radius of the circular orbit, and the curvature at the contact point with the linear orbit is zero. And the first derivative with respect to the length along the curve of curvature is zero at each end of the curve,
During this time, a curve whose curvature continuously changes and whose slope at the contact point with the circular orbit can be set to an arbitrary value smaller than 24 ° was found and adopted.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を詳細に
説明する。図１は、缶詰製造ラインにおけるフィラーと
シーマの配置関係を示し、１がフィラーであり、２がシ
ーマである。フィラーとシーマ間には、内容液が充填さ
れたされた缶をフィラーからシーマに搬送する直線コン
ベヤ３が配置され、直線コンベヤの上流端にはフィラー
から直線コンベヤに缶を良好に移載するための転移軌道
４が配置されている。フィラー１に供給コンベヤ６によ
り、供給ターレット５を介して空缶が供給され、フィラ
ーがイからロまで反時計方向に回転する間に内容液が充
填され、ロ点、即ち、転移開始点で缶は転移軌道４に移
り、転移軌道を通って直線コンベヤ３に達し、シーマ２
に移送され缶蓋が巻締される。本実施形態のフィラー
は、１５００ｃｐｍ以上の高速ラインへの適用を可能に
するために、ヘッド数が多く、フィラーの大型化をなる
べく抑えるために、転移開始角度θRは５°以内に抑え
てある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 shows an arrangement relationship between a filler and a seamer in a canned production line, where 1 is a filler and 2 is a seamer. Between the filler and the seamer, a straight conveyor 3 for transferring the can filled with the content liquid from the filler to the seamer is arranged, and at the upstream end of the straight conveyor, the can is transferred from the filler to the straight conveyor in a satisfactory manner. Are arranged. An empty can is supplied to the filler 1 by the supply conveyor 6 via the supply turret 5, and the contents are filled while the filler rotates counterclockwise from a to b. Moves to the transfer orbit 4 and reaches the straight conveyor 3 through the transfer orbit.
And the can lid is wound up. The filler of the present embodiment has a large number of heads in order to enable application to a high-speed line of 1500 cpm or more, and the transition start angle θ R is kept within 5 ° in order to suppress the size of the filler as much as possible. .
【００２３】このような、転移開始角度θRが小さいフ
ィラーにおいて、転移軌道４の形状は、フィラーの円軌
道と接している点（即ち、転移開始点）ロにおいて曲率
がフィラーのピッチ円半径の逆数に等しく、直線コンベ
ヤの直線軌道と接している点（転移終点）ハでは、曲率
がゼロであり、転移開始点から転移終点までのその間の
変化が連続で且つ滑らかなであり、さらに転移軌道の長
さが充填中に容器に負荷されている加速度が徐々に緩和
するのに十分な長さとなるような転移曲線を形成する通
路となっている。このような条件を満たす転移曲線とし
て創作した次の三つの具体例を以下に示す。本発明者が
創作した以下に示す三つの転移曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３
を、便宜上Ａクロソイド曲線、拡大クロソイド曲線、及
び曲率変形正弦変化曲線とそれぞれ命名する。In such a filler having a small transition start angle θ R , the shape of the transition trajectory 4 is such that the curvature at the point in contact with the circular trajectory of the filler (that is, the transition start point) b is the radius of the pitch circle radius of the filler. At the point (transition end point) which is equal to the reciprocal and is in contact with the linear trajectory of the linear conveyor (transition end point), the curvature is zero, the transition between the transition start point and the transition end point is continuous and smooth, and the transition trajectory is Is a path forming a transition curve such that the acceleration applied to the container during filling is long enough to gradually relax. The following three specific examples created as transition curves satisfying such conditions are shown below. The following three transition curves C1, C2, and C3 created by the present inventors.
Are named A clothoid curve, enlarged clothoid curve, and curvature-deformed sine change curve for convenience.
【００２４】以下の説明では、解析を容易にするため、
便宜上転移終点を原点にして、缶は直線軌道から円運動
に移動すると仮定して考える。したがってその場合は、
曲線が上記条件を満たすには、曲率の曲線に沿った長さ
に対する増加率が、初め（曲率がゼロの端）は小さく、
曲線の中央部に近づくに従って徐々に大きくなってい
き、終わり（曲率が最も大きくなり、円軌道と接する
端）近くでは曲率の変化率が最も大きくなるような曲線
となる。In the following description, for ease of analysis,
For convenience, it is assumed that the can moves from a linear orbit to a circular motion with the transition end point as the origin. So in that case,
In order for the curve to satisfy the above conditions, the rate of increase of the curvature along the length along the curve is small at the beginning (the end where the curvature is zero),
The curve gradually increases as approaching the center of the curve, and near the end (the end where the curvature is the largest and the end in contact with the circular orbit), the curve has the largest rate of change in curvature.
【００２５】転移曲線Ｃ１（Ａクロソイド曲線） 曲率κをκ(s)＝α・sβという関数で変化するものと定
義する。ｓ＝ｓRの時に曲率が円軌道の半径の逆数に一
致しなければならないことから、αは数式５の通りとな
る。[0025] is defined as one that varies as a function of the transition curve C1 (A clothoid curve) curvature κ κ (s) = α · s β. Since the curvature must be equal to the reciprocal of the radius of the circular orbit when s = s R , α is given by Expression 5.
【数５】 従って、曲率を表す関数κ(ｓR)を数式６とおき、曲線
の接線ベクトルがｘ軸の正の方向と成す角度をθ(ｓ)と
すれば、初期条件ｓ＝０の時、θ＝０の元では、θ(ｓ)
は数式７として求められる。(Equation 5) Therefore, if the function κ (s R ) representing the curvature is set as Equation 6 and the angle between the tangent vector of the curve and the positive direction of the x-axis is θ (s), then, when the initial condition s = 0, θ = Under the condition of 0, θ (s)
Is obtained as Expression 7.
【数６】 (Equation 6)
【数７】 (Equation 7)
【００２６】いま、ベクトル関数を数式８と定めると、
求める転移曲線Ｃ１は、数式９で求められる。Now, if the vector function is defined by Equation 8,
The transfer curve C1 to be obtained is obtained by Expression 9.
【数８】 (Equation 8)
【数９】 ただし、ｓ＝０の時、c１＝(０,０)としている。(Equation 9) However, when s = 0, c1 = (0, 0).
【００２７】また、ｓ＝ｓRの時に接線の傾き角度がθR
に一致することから、接線の最大傾き角度θ(ｓR)は数
式１０と定まる。When s = s R , the inclination angle of the tangent is θ R
Therefore, the maximum inclination angle θ (s R ) of the tangent is determined by Expression 10.
【数１０】 従って、曲線の長さｓR、フィラー半径Ｒ、転移曲線へ
の受け渡し開始角度θRとからκ(ｓ)が決定し、曲線の
形は数式９によって求められる。数式９の各項は、
ｓR、Ｒ、θRが実数の時、ｓ＞０、及びｎ＞−１の範囲
で次の数式１１のように解くことが出来る。(Equation 10) Therefore, κ (s) is determined from the curve length s R , the filler radius R, and the transfer start angle θ R to the transition curve, and the shape of the curve is obtained by Expression 9. Each term in Equation 9 is
When s R , R, and θ R are real numbers, the following equation 11 can be solved in the range of s> 0 and n> −1.
【数１１】 但し、1F2は（Pochhammerの一般化された）超幾何関数
であり、数式１２で定義される。[Equation 11] Where 1 F 2 is a hypergeometric function (Pochhammer's generalized) and is defined by Equation 12.
【数１２】 数式中、（αn）を数式１３とする。(Equation 12) In the equation, (αn) is defined as equation 13.
【数１３】 また、Γ(α)はガンマ関数である。上記の数式１１、１
２、及び１３を用いることで、数値計算によって上記条
件を満たす実用上十分な精度をもって転移曲線の形状を
求めることができる。(Equation 13) Γ (α) is a gamma function. Equations 11 and 1 above
By using 2 and 13, the shape of the transition curve can be obtained by numerical calculation with practically sufficient accuracy that satisfies the above condition.
【００２８】転移曲線２（拡大クロイド曲線） 転移曲線に用いる曲線をパラメータｔを用いて数式１４
のように定義する。 Transition Curve 2 (Enlarged Cloid Curve) A curve used for the transition curve is calculated by using the parameter t as
Is defined as
【数１４】 ｔ＝０に対応する点（原点）から曲線に沿って測った長
さをｓとする。ｓ(ｔ)は数式１５で表される。[Equation 14] Let s be the length measured along the curve from the point (origin) corresponding to t = 0. s (t) is represented by Expression 15.
【数１５】 (Equation 15)
【００２９】また、曲率κ、曲線の接線の傾きθは、そ
れぞれ数式１６、数式１７と求められる。Further, the curvature κ and the inclination θ of the tangent of the curve are obtained by Expressions 16 and 17, respectively.
【数１６】 (Equation 16)
【数１７】 [Equation 17]
【００３０】今、転移曲線の長さｓR、フィラー半径
Ｒ、転移曲線への受け渡し開始角度θRとすれば、数式
１８で表される連立方程式、Now, assuming that the length s R of the transfer curve, the filler radius R, and the transfer start angle θ R to the transfer curve, a simultaneous equation represented by Expression 18 is obtained.
【数１８】 を満足するα,β,tを求め、数式１４を用いることで、
数値計算によって実用上十分な精度をもって転移曲線の
形状を求めることが可能となる。数式１４を実用的に用
いるためには、次の数式１９のようにベキ級数展開した
上で必要な精度が得られる項までを計算すると良い。(Equation 18) Α, β, t that satisfies
The shape of the transition curve can be obtained with sufficient accuracy for practical use by numerical calculation. In order to use Equation (14) practically, it is preferable to calculate the terms up to the term that provides the required accuracy after power series expansion as in Equation (19).
【数１９】 [Equation 19]
【００３１】上記に挙げた転移曲線Ｃ１及び転移曲線Ｃ
２は、図２に示すように何れも曲率の曲線の沿った長さ
に対するグラフが下に凸（２次導関数が常に正）である
という特徴を持つことが明らかである。The above-mentioned transition curves C1 and C1
2 clearly has the characteristic that the graph with respect to the length along the curvature curve is convex downward (the second derivative is always positive) as shown in FIG.
【００３２】また、さらに搬送される容器にかかる加速
度の変化を考えた場合、次に転移曲線Ｃ３として示す、
曲率が変形した正弦曲線で表される曲線も良い結果が得
られることを見いだした。この曲線の２次導関数は全体
に亘って必ずしも正ではなく（円軌道に接する側で負と
なる）、従来技術の放物線状曲線に近いように見える
が、あるパラメータ（以下の例ではｎ）を適当に選択す
ることによって、円軌道に接する点に於ける曲線の接線
の傾きを自由に設定することが可能なものであり、この
点こそが従来技術に存在していた課題を解決する手段で
ある。Further, considering the change in acceleration applied to the container to be further conveyed, it is shown as a transfer curve C3 next.
It has been found that a curve represented by a sinusoidal curve with a deformed curvature also gives good results. The second derivative of this curve is not necessarily entirely positive (negative on the side tangent to a circular orbit) and appears to be close to a parabolic curve of the prior art, but with some parameters (n in the example below) By appropriately selecting, it is possible to freely set the inclination of the tangent of the curve at the point tangent to the circular orbit, and this point is the means for solving the problems existing in the prior art. It is.
【００３３】転移曲線３（曲率変形正弦変化曲線） 曲率κを次の数式２０で定義する。The transition curve 3 (curvature-deformed sine change curve) curvature κ is defined by the following equation (20 ) .
【数２０】 ｓ＝ｓRの時に曲率が円軌道の半径の逆数に一致しなけ
ればならないことから、κ（ｓR）＝α（１−cosπ）／
２＝１／Ｒ、故にα＝１／［Ｒ（１−cosπ）］とな
る。従って、曲率を表す関数を改めて、数式２１とお
く。(Equation 20) Since the curvature must coincide with the reciprocal of the radius of the circular orbit when s = s R , κ (s R ) = α (1−cosπ) /
2 = 1 / R, and therefore α = 1 / [R (1-cosπ)]. Therefore, the function representing the curvature is rewritten as Equation 21.
【数２１】 (Equation 21)
【００３４】曲線の接線ベクトルがｘ軸の正の方向と成
す角度をθ(ｓ)とすれば、初期条件ｓ＝０の時、θ(０)
＝０の元では、ｓR、及びｎが実数で、ｓ＞０、ｎ＞０
の範囲で、θ（ｓ）は、数式２２と求められる。Assuming that the angle between the tangent vector of the curve and the positive direction of the x-axis is θ (s), when the initial condition s = 0, θ (0)
= 0, s R and n are real numbers and s> 0, n> 0
In the range, θ (s) is obtained by Expression 22.
【数２２】 いま、ベクトル関数をγ(ｓ)＝［cosθ(ｓ)，sinθ
(ｓ)］と定めると、求める転移曲線ｃ3(ｓ)は次の数式
２３で求められる。(Equation 22) Now, let the vector function be γ (s) = [cos θ (s), sin θ
(s)], the required transfer curve c 3 (s) is obtained by the following equation (23).
【数２３】 ただし、ｓ＝０の時、c３＝(０，０)としている。(Equation 23) However, when s = 0, c3 = (0, 0).
【００３５】また、ｓ＝ｓRの時に接線の傾き角度がθR
に一致することから、θ(ｓR)＝θRを満たすｎを数式２
２より数値計算によって求めることが出来、従ってκ
(ｓ)が決定し、曲線の形は数式２２，数式２３式によっ
て求められる。この曲線の曲率の、曲線に沿った長さに
関する１次導関数は数式２１を微分すれば明らかなよう
に、その両端でゼロであり、ｎの値を適当に選ぶことに
より、円軌道に接する点(ｓ＝ｓR)に於ける接線の傾き
角度を自由に設定することが可能となる。従って従来技
術であるy＝axnで表される放物線状曲線のように、曲線
の両端に於ける曲率の１次導関数をゼロにした場合（容
器にかかる加速度変化をよりスムーズにするためには転
移曲線への接続点に於いて１次導関数がゼロである方が
より好ましいと考えられる）、円軌道に接する点に於け
る接線の傾き角度が２４.１０°＜θ＜３５.２６°とい
う範囲に限られるという制約が無く、現在用いられる殆
ど全てのフィラーに対して適用できる。When s = s R , the inclination angle of the tangent is θ R
, Satisfying θ (s R ) = θ R ,
2 can be obtained by numerical calculation, and therefore κ
(s) is determined, and the shape of the curve is obtained by Expressions 22 and 23. The first derivative of the curvature of this curve with respect to the length along the curve is zero at both ends as evident from differentiating Equation 21. By appropriately selecting the value of n, the tangent to the circular orbit is obtained. The inclination angle of the tangent at the point (s = s R ) can be freely set. Thus as in the parabolic curve expressed by y = ax n is prior art, when the first derivative of the orchestra across that the curvature of the curve to zero acceleration variation according to (vessel more in order to smooth It is considered that it is more preferable that the first derivative is zero at the connection point to the transition curve), and the inclination angle of the tangent at the point tangent to the circular orbit is 24.10 ° <θ <35.26. There is no restriction to be limited to the range of °, and it can be applied to almost all fillers currently used.
【００３６】以上の転移曲線Ｃ１〜Ｃ３を、フィラー半
径１７１９ｍｍの充填装置の転移軌道に採用した場合の
曲線に沿った長さに対する曲率の変化を図２に示す。該
実施形態では、転移開始角度θRを５°、転移曲線長さ
ｓRをそれぞれ６００ｍｍに設定してある。該図には、
比較例として従来の転移曲線であるクロソイド曲線及び
放物線状曲線も同時に示されている。但し、比較例の場
合は、前述のように転移開始角度θRを５°、転移曲線
長さｓRを６００ｍｍの両条件を同時に満たすように設
定することはできないので、クロソイド曲線ａの場合
は、上記条件のうち、転移曲線長さｓRを６００ｍｍに
設定し、転移曲線開始角度θRを１０°とした。また放
物線状曲線ｂの場合は指数ｎ＝５の場合に設定した。そ
の場合、転移開始点で曲率が円軌道の曲率に等しくする
ためには、転移開始角度が３０°と大きな角度となり、
且つ転移曲線の長さが、２６００強と長くなるので、一
つのグラフ上で表すために、放物線状曲線ｂの場合は、
横軸の縮尺を２６００強に代えて表示してある。FIG. 2 shows a change in the curvature with respect to the length along the curve when the above-mentioned transition curves C1 to C3 are used as the transition trajectory of a filling device having a filler radius of 1719 mm. In this embodiment, the transfer start angle θ R is set to 5 °, and the transfer curve length s R is set to 600 mm. In the figure,
As a comparative example, a clothoid curve and a parabolic curve which are conventional transition curves are also shown at the same time. However, in the case of the comparative example, the transition start angle θ R and the transition curve length s R cannot be set to satisfy both conditions of 5 ° and 600 mm at the same time as described above. Of the above conditions, the transition curve length s R was set to 600 mm, and the transition curve start angle θ R was 10 °. In the case of the parabolic curve b, it was set when the index was n = 5. In this case, in order to make the curvature equal to the curvature of the circular orbit at the transition start point, the transition start angle becomes a large angle of 30 °,
In addition, since the length of the transition curve is as long as slightly over 2600, in order to represent it on one graph, in the case of the parabolic curve b,
The scale of the horizontal axis is displayed instead of slightly over 2600.
【００３７】また、図３において、破線はそれぞれの転
移曲線に沿った長さに対する接線の傾きの変化を表し、
縦軸が接線の傾きのスケールとなっている。この図か
ら、本発明の実施形態に係る転移曲線Ｃ１〜３とも、転
移開始角度５°で転移曲線の長さを６００ｍｍ（この値
はこれらの曲線ではそれ以上、又はそれ以下でも任意に
選択できる）を確保して、問題を解決するための手段で
述べた〜の条件を満たしていることが分かる。すな
わち、転移曲線Ｃ１〜Ｃ３は、液こぼれが発生しないの
に十分な長さ（この場合は、６００ｍｍ）を確保しつ
つ、転移開始角度を５°と小さい値を設定でき、高速フ
ィラーのフィラー直径をなるべく小さく抑えるという要
求を満たすことができる。それに対し、従来のクロソイ
ド曲線ａの場合は、転移曲線の長さを６００ｍｍにする
としたら、転移開始角度を１０°にしなければならず、
大型高速フィラーの転移開始角度をなるべく小さくする
という要求を満たすことはできない。また、比較例の放
射状曲線ｂの場合は、円軌道のとの接点において転移曲
線の曲率が円軌道の曲率と等しくなるためには、転移開
始角度を３０°にしなければならず、上記要求をさらに
満たすことができなくなることが分かる。In FIG. 3, the broken lines indicate the change in the slope of the tangent with respect to the length along each transition curve.
The vertical axis is the scale of the tangent slope. From this figure, it can be seen that the transition curves C1 to C3 according to the embodiment of the present invention have a transition curve length of 600 mm at a transition start angle of 5 ° (this value can be arbitrarily selected even if it is larger or smaller than these curves. ) Is satisfied, and it is understood that the condition of (1) described in the means for solving the problem is satisfied. In other words, the transition curves C1 to C3 can set the transition start angle to a small value of 5 ° while ensuring a sufficient length (in this case, 600 mm) to prevent liquid spillage. Can be satisfied as much as possible. On the other hand, in the case of the conventional clothoid curve a, if the length of the transition curve is 600 mm, the transition start angle must be 10 °,
The requirement that the transition start angle of the large high-speed filler be as small as possible cannot be satisfied. In the case of the radial curve b of the comparative example, in order for the curvature of the transition curve to be equal to the curvature of the circular orbit at the contact point with the circular orbit, the transition start angle must be set to 30 °. It turns out that it cannot be satisfied further.
【００３８】さらに、図４（ａ）は、転移曲線に沿った
長さに対する曲率変化を無次元化して示したものであ
り、図４（ｂ）はそれを１次微分したもの、図４（ｃ）
は２次微分したものを示している。これらの線図から、
本発明の３つの転移曲線と従来の転移曲線であるクロソ
イド曲線又は放物線状曲線の曲率変化の違いが明確に分
かる。即ち、本発明の転移曲線Ｃ１、Ｃ２は、曲率の曲
線の長さに関する２次微分が曲線の長さ全体に亘って常
に正であり、負になることはない。また、転移曲線Ｃ３
は、曲率の曲線長さに関する１次微分が曲線の両端で０
であり、円軌道からこの転移曲線に受け渡される瞬間の
容器の安定性が特に高いことを示している。FIG. 4 (a) shows a non-dimensional change in curvature with respect to the length along the transition curve, and FIG. 4 (b) shows the result of first-order differentiation of the change. c)
Indicates the second derivative. From these diagrams,
The difference in the curvature change between the three transition curves of the present invention and a conventional transition curve, such as a clothoid curve or a parabolic curve, can be clearly seen. That is, in the transition curves C1 and C2 of the present invention, the second derivative with respect to the length of the curve of the curvature is always positive over the entire length of the curve, and does not become negative. In addition, the transition curve C3
Means that the first derivative of the curvature with respect to the curve length is 0 at both ends of the curve.
Which shows that the stability of the container at the moment when it is transferred from the circular orbit to this transition curve is particularly high.
【００３９】[0039]
【実施例】上記実施形態で示した３つの新規な曲線によ
って、フィラーの円軌道からシーマへの直線軌道に内容
物充填済み容器を搬送するための転移軌道を形成した場
合と、従来の第１クロソイド曲線及び放物線状の曲線で
形成した場合を比較する。実施例として、高速フィラー
の例として、２０００缶／分、１５６ヘッド、フィラー
直径（充填バルブピッチ円直径）４，４５４ｍｍのフィ
ラーにおいて、受け渡し開始角度θR＝３°にしたとき
の該フィラーから直線軌道に内容物充填済み缶を転移す
る場合のそれぞれ転移曲線を求める。その場合のそれぞ
れの転移曲線長さｓRは次の通りである。そして、求め
た転移曲線が転移軌道の中心線となるように、両側の搬
送ガイドを形成することにより、容器搬送のための求め
る転移軌道を形成することができる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Three new curves shown in the above-described embodiment form a transfer trajectory for transporting a container filled with contents on a linear trajectory from a circular trajectory of a filler to a seamer. The case of forming a clothoid curve and a parabolic curve will be compared. As an example, as an example of a high-speed filler, in a filler of 2000 can / min, 156 heads, filler diameter (filling valve pitch circle diameter) of 4,454 mm, a straight line is formed from the filler when the transfer start angle θ R = 3 °. A transfer curve is determined for each of the cans whose contents have been transferred to orbit. The respective transition curve lengths s R in that case are as follows. Then, by forming the transfer guides on both sides such that the obtained transfer curve becomes the center line of the transfer trajectory, it is possible to form the required transfer trajectory for the container transfer.
【００４０】実施例１（Ａクロソイド曲線Ｃ１） 転移曲線長さｓRは任意長さに設計可能 本実施例で
は６００ｍｍに設定 実施例２（拡大クロソイド曲線Ｃ２） 転移曲線長さｓRは任意長さに設計可能 本実施例で
は６００ｍｍに設定 実施例３（曲率変形正弦変化曲線Ｃ３） 転移曲線長さｓRは任意長さに設計可能 本実施例で
は６００ｍｍに設定 比較例１（従来のクロソイド曲線ａ） 転移曲線長さｓRは一義的に決まり、ｓR＝２Ｒθ＝２３
３．２１ｍｍである。この値は変更することはできな
い。 比較例２（従来の放物線状曲線ｂ） この場合、曲率変化をスムーズにする転移曲線の受渡し
開始角度は、２４．１０°〜３５．２６°の範囲と制限
を受けるので、上記高速フィラーの条件であるθR＝３
°の条件は満たすことはできない。従って、この曲線は
高速フィラ−の転移経路への適用は不都合であるが、こ
こでは比較のために、θR＝２４．１°に設定して、転
移曲線を設計した。Example 1 (A clothoid curve C1) The transition curve length s R can be designed to be an arbitrary length. In this embodiment, it is set to 600 mm. Example 2 (enlarged clothoid curve C2) The transition curve length s R is an arbitrary length. Example 3 (curvature deformation sine change curve C3) Transfer curve length s R can be designed to any length Comparative Example 1 (conventional clothoid curve) a) The transition curve length s R is uniquely determined, s R = 2Rθ = 23
3.21 mm. This value cannot be changed. Comparative Example 2 (Conventional Parabolic Curve b) In this case, the transfer start angle of the transition curve for smoothing the curvature change is limited to the range of 24.10 ° to 35.26 °. Θ R = 3
° conditions cannot be met. Therefore, although this curve is inconvenient to apply to the transition path of the high-speed filler, here, the transition curve was designed by setting θ R = 24.1 ° for comparison.
【００４１】以上の転移曲線を用いて、フィラーの転移
軌道に適用した場合の模式図を図５にまとめて示す。該
図は、比較を容易にするために、各軌道間の間隔を誇張
して描いているが、長さ方向は略同一縮尺で描いてい
る。この図面から明らかなように、従来の転移軌道に用
いられているクロソイド曲線ａによる場合は、受け渡し
開始角度を３．００°に設定した場合転移曲線の長さは
２３３ｍｍしか確保できない。従って、この場合、円軌
道で傾いている液面が水平に戻るまでの時間を稼ぐこと
ができず、液こぼれが発生する恐れがあり、実用上受け
渡し開始角度を３．００°に設定することは困難であ
る。また、従来の放物線状の転移曲線ｂの場合は、受け
渡し開始角度を２４．１０°〜３５．２６°の範囲にし
か設定できないので、多ヘッドの高速フィラーでのフィ
ラー径を小さくすることはできず、初期の目的を達成す
ることはできない。FIG. 5 is a schematic diagram showing a case where the above-mentioned transition curve is applied to the transition trajectory of the filler. In the figure, for ease of comparison, the intervals between the orbits are exaggerated, but the lengths are drawn on substantially the same scale. As is apparent from this drawing, in the case of the clothoid curve a used in the conventional transition orbit, when the transfer start angle is set to 3.00 °, the length of the transition curve can be secured only 233 mm. Therefore, in this case, the time required for the liquid surface inclined in the circular orbit to return to the horizontal level cannot be obtained, and liquid spillage may occur. Therefore, the transfer start angle is set to 3.00 ° in practical use. It is difficult. In the case of the conventional parabolic transition curve b, the transfer start angle can be set only in the range of 24.10 ° to 35.26 °, so that the filler diameter of the high-speed filler with multiple heads can be reduced. And cannot achieve its initial purpose.
【００４２】これに対して、本実施形態の転移曲線Ｃ
１、Ｃ２、Ｃ３は、何れも受け渡し開始角度を３．００
°に設定した場合でも任意に転移曲線長さを形成するこ
とができるから、多ヘッドのフィラーにおいて、フィラ
ー円周をより有効活用でき、フィラー径を小さくするこ
とができる。そして、上記実施例に係る３つ転移曲線に
よって、それぞれ形成した転移軌道により、上記の２０
００ｃｐｍのフィラーに適用した結果、フィラーの円軌
道からシーマへの直線軌道への内溶液充填済み容器の搬
送時に、液こぼれや缶の損傷の発生がなく、スムーズに
転移できることが確認できた。On the other hand, the transfer curve C of the present embodiment
1, C2 and C3 all have a transfer start angle of 3.00.
Since the transition curve length can be arbitrarily formed even when set to °, the filler circumference can be more effectively utilized and the filler diameter can be reduced in a multi-head filler. Then, by the three orbital transition curves formed according to the above embodiment, the above-mentioned 20
As a result of application to a filler of 00 cpm, it was confirmed that there was no occurrence of liquid spillage and damage to the can, and smooth transfer was possible when the container with the inner solution was transferred from the circular orbit of the filler to the linear orbit to the seamer.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上のように、本発明の充填装置におけ
る転移曲線によれば、近年の高速生産対応フィラーにお
いて制約となっていた転移曲線への受け渡し開始角度に
ついて、従来技術で知られていた転移曲線では適用が不
可能であった小さな受渡し開始角度であっても、円軌道
から直線軌道に搬送される過程での、容器にかかる加速
度を連続でかつ円滑に減少させることが可能となり、高
速生産に於いては従来にもまして重要である、安定した
容器搬送が可能となり、充填された内容物のこぼれや、
容器と搬送ガイドとの接触等による傷つきなどの不具合
の発生を低減することが可能となった。また、受け渡し
開始角度を小さく設定できるので、フィラーの円周を充
填のために有効活用でき、多ヘッドのフィラーでもフィ
ラー直径を従来よりも小さくすることが可能であり、設
備の小型化が図れる。As described above, according to the transfer curve in the filling apparatus of the present invention, the transfer start angle to the transfer curve, which has been a constraint in recent high-speed production fillers, was known in the prior art. Even at a small delivery start angle that could not be applied with the transfer curve, it is possible to continuously and smoothly reduce the acceleration applied to the container in the process of being transferred from the circular orbit to the linear orbit, and high speed In the production, stable container transportation, which is more important than before, becomes possible, and spillage of filled contents,
It is possible to reduce the occurrence of problems such as damage due to contact between the container and the transport guide. In addition, since the transfer start angle can be set to be small, the circumference of the filler can be effectively used for filling, the filler diameter can be reduced even with a multi-head filler, and the equipment can be downsized.
【図１】充填ラインにおける配置状態を示す模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement state in a filling line.
【図２】本発明の実施形態に係る転移曲線と従来の転移
曲線の転移曲線に沿った長さに対する曲率の変化を示す
線図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a change in curvature with respect to a length along a transition curve of a transition curve according to an embodiment of the present invention and a conventional transition curve.
【図３】本発明の実施形態に係る転移曲線と従来の転移
曲線の転移曲線に沿った長さに対する接線の傾きの変化
を示す線図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a change in a slope of a tangent line with respect to a length along a transition curve of a transition curve according to an embodiment of the present invention and a conventional transition curve.
【図４】（ａ）は本発明の実施形態に係る転移曲線と従
来の転移曲線の転移曲線に沿った長さに対する曲率の変
化を示し、（ｂ）は曲率の１次微分の変化、（ｃ）は曲
率の２次微分の変化を示す線図である。FIG. 4A shows a change in curvature with respect to a length of the transfer curve according to the embodiment of the present invention and a conventional transfer curve along the transfer curve, and FIG. 4B shows a change in first derivative of the curvature; (c) is a diagram showing a change in the second derivative of the curvature.
【図５】本発明の実施形態に係る転移曲線と従来の転移
曲線を転移経路に適用した状態の比較を示す模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram showing a comparison between a state in which a transfer curve according to an embodiment of the present invention and a conventional transfer curve are applied to a transfer path.
１ フィラー ２ シーマ ３ コンベヤ ４ 転移軌道 Ｃ１ 転移曲線（Ａクロソイド曲線） Ｃ２ 転移曲線（拡大クロソイド曲線） Ｃ３ 転移曲線（曲率変形正弦変化曲線） ａ 従来の転移曲線（クロソイド曲線） ｂ 従来の転移曲線（放物線状曲線） 1 Filler 2 Cima 3 Conveyor 4 Transition Orbit C1 Transition Curve (A Clothoid Curve) C2 Transition Curve (Expanded Clothoid Curve) C3 Transition Curve (Curvature Deformed Sine Change Curve) a Conventional Transition Curve (Closoid Curve) b Conventional Transition Curve ( Parabolic curve)
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１２年４月１４日（２０００．４．１
４）[Submission date] April 14, 2000 (2004.1.
4)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３４[Correction target item name] 0034
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００３４】曲線の接線ベクトルがｘ軸の正の方向と成
す角度をθ(ｓ)とすれば、初期条件ｓ＝０の時、θ(０)
＝０の元では、ｓR、及びｎが実数で、ｓ＞０、ｎ＞０
の範囲で、θ（ｓ）は、数式２２と求められる。Assuming that the angle between the tangent vector of the curve and the positive direction of the x-axis is θ (s), when the initial condition s = 0, θ (0)
= 0, s R and n are real numbers and s> 0, n> 0
In the range, θ (s) is obtained by Expression 22.
【数２２】 いま、ベクトル関数をγ(ｓ)＝［coｓθ(ｓ)，ｓinθ
(ｓ)］と定めると、求める転移曲線ｃ3(ｓ)は次の数式
２３で求められる。(Equation 22) Now, let the vector function be γ (s) = [cos θ (s), sin θ
(s)], the required transfer curve c 3 (s) is obtained by the following equation (23).
【数２３】 ただし、ｓ＝０の時、c３＝(０，０)としている。 ─────────────────────────────────────────────────────
(Equation 23) However, when s = 0, c3 = (0, 0). ────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１３年２月２２日（２００１．２．２
２）[Submission date] February 22, 2001 (2001.2.2)
2)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】請求項３[Correction target item name] Claim 3
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
Claims (3)
の容器を直線軌道で次工程に搬送する充填装置に於い
て、前記充填装置が、処理能力１０００缶／分以上の高
速充填装置であり、前記円軌道から転移軌道への受渡し
開始角度θRが２４°以下であり、且つ転移軌道長さｓR
が２ＲθR（但し、Ｒはフィラーのピッチ円半径）を超
える任意の長さに選定できる転移曲線からなる転移軌道
を有していることを特徴とする充填装置。1. A filling device for filling a container with contents in a circular orbit and transferring the filled container to the next process in a linear orbit, wherein the filling device has a high-speed filling with a processing capacity of 1000 cans / min or more. The transfer start angle θ R from the circular orbit to the transfer orbit is 24 ° or less, and the transfer orbit length s R
Has a transition trajectory consisting of a transition curve that can be selected to any length exceeding 2Rθ R (where R is the pitch circle radius of the filler).
ては曲率が円軌道の半径の逆数に等しく、直線軌道との
接点に於いては曲率がゼロに等しく、かつ曲率の曲線に
沿った長さに関する１次導関数が曲線の両端に於いてそ
れぞれゼロであり、この間曲率が連続で変化する曲線で
あって、該曲線の接線の傾きが前記直線軌道との接点に
おいてはゼロであり、前記円軌道との接点においては２
４.１０°以下、望ましくは５°以下である曲線からな
ることを特徴とする請求項１記載の充填装置。2. The transition curve has a curvature equal to the reciprocal of the radius of the circular orbit at a contact point with a circular orbit, a curvature equal to zero at a contact point with a linear orbit, and a curve of curvature. The first derivative with respect to the length along the curve is zero at both ends of the curve, during which the curvature changes continuously, and the slope of the tangent of the curve is zero at the point of contact with the linear track. And 2 at the point of contact with the circular orbit.
The filling device according to claim 1, characterized in that the filling device comprises a curve which is not more than 4.10 °, preferably not more than 5 °.
ては曲率が円軌道の半径の逆数に等しく、直線軌道との
接点に於いては曲率がゼロに等しく、かつ曲率の曲線に
沿った長さに関する１次導関数が曲線の両端に於いてそ
れぞれゼロであり、この間曲率が連続で変化する曲線で
あって、曲率の曲線に沿った長さに関する２次導関数
が、曲線の端点を除いた曲線全体に亘って常に正である
曲線からなることを特徴とする充填装置。3. The transition curve has a curvature equal to the reciprocal of the radius of the circular orbit at a point of contact with a circular orbit, a curvature equal to zero at a point of contact with a linear orbit, and a curve of curvature. The first derivative with respect to the length along the curve is zero at each end of the curve, during which the curvature varies continuously, and the second derivative with respect to the length along the curve of curvature is A filling device comprising a curve that is always positive over the entire curve excluding end points.
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