JP2724088B2 - 充填包装機用操作体の自動交換および収納装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物品の充填および包装
業界等において、異なる物品や処理・加工形態に対応し
て、物品処理・加工手段の回転体に対し、希望する操作
体を簡単かつ迅速に交換することができる充填包装機用
操作体の自動交換および収納装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、容器等の物品に対して、例えば、
その内部へ液体を充填したり、液体充填済の容器にキャ
ップを取り付けたり、そのキャップの巻き締めをした
り、あるいは、容器を殺菌洗浄する充填包装業界等にお
いては、連続した大量生産がなされることもあって、ラ
イン全体が機械化による自動無人化が進んでいる。

【０００３】そして、例えば、前記したうち容器内へ液
体を充填する装置は、図12に示すように、機体90へ液体
タンク91を回転自在に取り付けて、この液体タンク91の
下側に充填バルブ92を間隔的に多数を垂設してあって、
この充填バルブ92に対応させてその下方にリフター93に
より昇降される容器台94を多数設けた構成で、液体を充
填する容器95の形状や液種等が変更したときは、前記充
填バルブ91をその都度該容器95に合わせて交換するもの
で、この作業は、一本ずつ人手により行なっていた。

【０００４】しかしながら、この充填バルブ91は、それ
自体に重量があってその多数の交換は長時間にわたり作
業性が悪くて面倒な上、作業者へ大きな労働負担を与え
ると共に、これがぬれていたり、洗浄・殺菌直後の作業
はバルブ全体が高温化しているのであやまって落としや
すく、高価である充填バルブ91の先端部ノズルを破損さ
せる問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した問
題点を解決するためになされたもので、物品に所定の処
理・加工を施す多数の操作体をその回転体の外周部へ着
脱自在に取り付けた物品処理・加工手段と、前記操作体
とは異なる多数の操作体を収納し得る収容手段とを配設
して、これら物品処理・加工手段と収容手段との間に、
それぞれの操作体を交換させる受渡手段を設けることに
より、異種の操作体を自動的でかつ簡単，確実に交換さ
せることができる充填包装機用操作体の自動交換および
収納装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ための本発明の手段は、機体へ回転自在に取り付けた回
転体の外周部へ、物品に所定の処理・加工を施す多数の
操作体を連結手段により着脱自在に取り付けた物品処理
・加工手段と、該物品処理・加工手段の近傍に設置し
て、前記操作体とは異なる多数の操作体を収納し得る収
容手段と、前記物品処理・加工手段と収容手段との間に
設けて、これら物品処理・加工手段と収容手段との操作
体を交換させる受渡手段とを備えさせ、前記収容手段
は、機台へ立設した回転軸へ取り付けた回転部材と、該
回転部材へ固着した水平の支持体と、該支持体に放射状
に多数設けてその外端を前記操作体が出入りする開口を
設け、該操作体が放射状で複数列に収容される操作体収
納部と、前記支持体を回転させる駆動手段と、機台に取
り付けて前記操作体収容部の操作体をその開口へ送り出
す押送手段と、を備えさせた充填包装機用操作体の自動
交換および収納装置の構成にある。

【０００７】また、前記収容手段は、機台へ立設した回
転軸へ取り付けた回転部材と、該回転部材へ固着した水
平の支持体と、この支持体に放射状に多数設けてその外
端を前記操作体が出入りする開口を設け、該操作体が放
射状で複数列に収容される操作体収納部と、前記支持体
を回転させる駆動手段と、機台に取り付けて前記操作体
収容部の操作体をその開口へ送り出す押送手段と、前記
支持体に支承される操作体の下側に対応させて前記回転
部材に設け、該操作体の不要物の排出や洗浄を行なう槽
部材とを備えさせた充填包装機用操作体の自動交換およ
び収納装置にある。

【０００８】

【作用】前記のように構成される本発明は以下に述べる
作用を奏する。

【０００９】物品処理・加工手段の回転体に取り付けら
れている操作体を交換するときは、あらかじめ、収容手
段へ前記物品処理・加工手段の操作体と同数の他の操作
体を収納しておくもので、前記物品処理・加工手段の操
作体を収納する空の収納部が一か所設けられている。

【００１０】そして、物品処理・加工手段と収容手段と
の間に設けた受渡手段を操作して、物品処理・加工手段
の操作体をその連結手段を解除して取り外し受渡手段に
保持させると共に、収容手段の操作体を取り出して該受
渡手段に支承させる。

【００１１】この状態で受渡手段を旋回等の操作を行な
うと、物品処理・加工手段に別の操作体が連結手段を介
して取り付けられ、収容手段の空の収納部には前操作体
が納められてその移し替えが行なわれる。

【００１２】このとき、操作体収納部に載置された複数
列の操作体は、押送手段によりその１本分が開口へ向か
って押し出され、次の受渡手段により支持の待機を行な
うもので、空の収納部においては、先の納められている
前操作体に対して次の受渡手段の操作による前操作体を
その開口に対応させると、収納部において先の前操作体
を求心方向へ押すことにより操作体が一列に納められ
る。

【００１３】前記した動作を繰り返すと物品処理・加工
手段へ希望する個数の操作体が付け替えられ、また、収
容手段には前操作体が整然と収納されるもので、この収
納手段において回転部材に取り付けられた槽部材によ
り、該操作体内の不要物の排出や洗浄が行なわれて、次
の処理・加工の準備がなされるものである。

【００１４】

【実施例】次に、本発明に関する物品の充填包装機用操
作体の自動交換および収納装置の一実施例を図面に基づ
いて説明する。

【００１５】本発明実施例装置は、操作体１を取り付け
た物品処理・加工手段２と、操作体１の収容手段３と、
操作体１を交換させる受渡手段４とにより基本的に構成
される。

【００１６】この装置は、流体の充填包装業界等におい
て採用することができるもので、例えば、容器等の物品
ｂへ流体を収容させる充填機、充填済容器ｂへキャップ
を施す施蓋機、容器ｂを把持する機械、あるいは、容器
ｂに殺菌・洗浄を施す洗ビン機等が挙げられるものであ
って、本実施例においては、前記した充填機を例に取っ
て説明する。

【００１７】図１および図２においてＡは、液体充填機
用操作体の自動交換および収納装置で、物品、例えば、
ガラスや合成樹脂製による所定形状の容器ｂ内へ、液体
や粉粒体等の流体充填を行なうもので、充填バルブであ
る操作体１を取り付けた充填機である物品処理・加工手
段２と、充填バルブ１の収容手段３と、充填バルブ１を
交換させる受渡手段４とによりなる。

【００１８】そして、前記した物品処理・加工手段２
は、図３に示すように、グラビティー方式のロータリー
式液体充填機で、食品や薬品，化粧品，洗剤等による液
体を、上部に注ぎ口を形成した容器ｂへ一定量に連続で
自動充填するものであって、機体５へ駆動手段（図示せ
ず）により回転自在、かつ、昇降自在に取り付けた回転
体６の外周部、すなわち、この外周下側へ多数の充填バ
ルブ１を、後記する連結手段７により着脱自在に取り付
けてあり、この回転体６の上部には前記液体を内封した
液体タンク８を取り付けて、回転体６の通孔6aからその
重力により充填バルブ１内へ液体を落下させる。

【００１９】前記充填バルブ１の下方には、容器ｂを安
定的に載置するための充填バルブ１と同数の受体９を前
記回転体６へ取り付けて、カム式等の昇降部材10により
所定ストロークおよびタイミングで昇降させることによ
り、容器ｂを充填バルブ１に対応させることができる。

【００２０】また、前記した連結手段７は、前記回転体
６へ充填バルブ１を着脱自在に設けるもので、図４〜図
６に示すように、回転体６の下部に支持筒11を取り付け
て、この支持筒11の内部へ充填バルブ１の上部を挿嵌す
ると共に、前記支持筒11の側部に挿入した球体12を充填
バルブ１の上部における下向き傾斜部13に係合させるこ
とにより、前記支持筒11へ充填バルブ１を支承させるこ
とができる。

【００２１】前記した球体12は、図６に示すように、支
持筒11の側部へ嵌着された環状体14の内側に形成された
内方へ向かって小さくなる円弧切欠15内に複数個、例え
ば、３個設けられていて、前記環状体14がばね16により
常時矢印の方向に回動することによって、充填バルブ１
は緊締されて脱落しない。

【００２２】また、充填バルブ１の取り外しにあって
は、前記環状体14の外周に突設させた突杆17に係合する
アクチュエータ等の押圧部材18の操作により、前記矢印
と反対方向へ該環状体14を回動させることによって、充
填バルブ１の傾斜部13と円弧切欠15との間に隙間が拡大
し、それに応じて、充填バルブ１が自重により下方へ移
動してその傾斜部13が球体12を外周方向へ押し出すの
で、該球体12と充填バルブ１との係止が解除され、充填
バルブ１が落下することで取り出しがなされる。

【００２３】前記した収容手段３は、前記充填機２の近
傍に設置して前記充填バルブ１とは異なる種類の多数
（前記充填機２に取り付けた充填バルブ１と同数）の充
填バルブ１を収納しておくもので、図７に示すように、
機台20へ立設した回転軸21へ回転部材22を旋回自在に取
り付けて、この上部に水平に回転する支持体23を固着し
てあり、この支持体23へその外端を前記充填バルブ１が
水平に出入りする開口24を設けて、該操作体１が放射状
で複数列、例えば、４列に収容される操作体収納部25を
多数、例えば、10組設けてあって、このうちの１組（空
の状態）を残してすべてに異種の充填バルブ１を収納し
てある。

【００２４】前記した操作体収納部25は、図８に示すよ
うに、支持体23の上下側へ垂直に取り付けた側板26，26
により、充填バルブ１の両側を包持して側方において１
本分が納まり、求心方向の奥行には４本分が納まる通路
を形成してあって、上部に、後記する槽部材が上昇した
とき、充填バルブ１における前記連結手段７への係合部
27が当接する受枠28を付設し、中間部に充填バルブ１の
中間に取り付けた係止鍔29の下縁が係合する支持枠30，
30を設け、更に、該側板26，26の下部には、４本の充填
バルブ１を側部より整列させる側枠31を設けてあり、こ
れらにより全体が安定支承される。

【００２５】そして、前記支持体23は、サーボモータ等
の数値制御可能な駆動手段32により正逆に回転される。

【００２６】また、前記操作体収納部25に載置された充
填バルブ１は、押送手段33により１本づつその開口24か
ら後述する受渡手段４へ送り出されるもので、その構成
は、図７に示すように、前記支持体23の上方において上
部機台20へ空圧等の長尺シリンダ34を取り付け、そのロ
ッド35の移動駒36に前記長尺シリンダ34より半ストロー
クの空圧等の短尺シリンダ37を固着してあって、前記上
部機台20のブラケット38に支持される水平ガイド39へ進
退自在に垂下させた押出部材40に、前記短尺シリンダ37
のロッド41を連結してある。

【００２７】これにより、長尺および短尺シリンダ34,
37の両方が後退している状態においては、収納部25内の
４本の充填バルブ１，１，１，１の最先部１本目は、受
渡手段４がそのままの位置で対応して取り出しが行な
え、次の２本目は、長尺シリンダ34が後退している状態
で、短尺シリンダ37を操作すると、収納部25内の３本の
充填バルブ１，１，１が移動して、その前列のものが受
渡手段４により送り出され、更に３本目は、短尺シリン
ダ37が後退している状態で、長尺シリンダ34を操作する
と、収納部25内の２本の充填バルブ１，１が移動して、
その前列のものが受渡手段４により送り出され、最後の
４本目は、前記３本目の状態から短尺シリンダ37を操作
すると、残りの１本が移動して同様に受渡手段４により
送り出されるものである。

【００２８】なお、この押送手段33は、図示してない
が、モータ駆動による螺軸式やチェーンコンベア式ある
いは位置決め可能な流体シリンダ等の慣用な手段を採用
し得ることはもちろんである。

【００２９】また、操作体１が充填バルブである場合
は、処理における型換えに際して、バルブ内に残留する
液体を排出させたり、該バルブ内を次の処理待機のため
に洗浄する必要があるもので、前記支持体23に吊持され
た充填バルブ１群の下方に対応させて槽部材42を配設し
てある。

【００３０】その構成は、図７および図８に示すよう
に、機台20において前記収納部25に対応させて昇降杆43
を垂直に取り付け、その上部に前記充填バルブ１の４本
分を容入し得る槽体44を設けてあり、昇降杆43の下部に
取り付けた空圧等の流体シリンダ45により、充填バルブ
１の下側へ槽体44内を対応させるもので、該槽体44内に
は水やアルコール等の洗浄液を設けることもあり、流体
シリンダ45の操作により槽体44が上昇して、該槽体44内
に付設した押圧板46が充填バルブ１の下面を押しあげる
と、その係合部27が収容部25における受枠28に当接する
が、更に槽体44が上昇を続けると、充填バルブ１に内蔵
したばね（図示せず）に抗して外筒47が上昇することに
よりその弁部48が開放されて液体流路全体が相通し、内
部の残存液をその重力により槽体44内へ回収することが
できたり、洗浄液により充填液の溜まりやすい充填バル
ブ１の下側を消毒・洗浄することができる。

【００３１】なお、前記した収容手段３には、異なる種
類の操作体１を２種、あるいは、それ以上分別またはラ
ンダムに載置することもあり、更に、収納部25に載置す
る操作体１の量もその設計の変更により任意に設定する
ことがでる。

【００３２】前記した受渡手段４は、前記充填機である
物品処理・加工手段２と収容手段３との間に設けて、こ
れら充填機２と収容手段３との充填バルブ１と１を交換
させるもので、図９および図11に示すように、機台20上
へ軸受50を介して旋回軸51を取り付け、この旋回軸51の
上部に箱状の旋回体52を水平に取り付けてあって、この
旋回体52内に配設した空圧等による第一および第二シリ
ンダ53, 54のロッド55, 56に、繰出杆57, 58を介して充
填バルブ１の上側に付設した係合鍔59に合致する係止部
材60, 61をそれぞれ取り付けてある。

【００３３】この係止部材60, 61は、前記環状の係合鍔
59の外形に合う円弧状の段部を有する主体62と、シリン
ダ53, 54の繰出時に該主体62により係止した充填バルブ
１の妄動や落下を防止する押片63とからなり、また、前
記主体62は、充填バルブ１の対応位置に多少の誤差を生
じていても安定した受け取りや送り出しができるよう
に、前記繰出杆57, 58へ軸着して揺動自在としてあっ
て、常時は、ばね64により外方へ付勢されるロックボー
ル65により中心位置に保持される。

【００３４】更にまた、この受渡手段４における旋回体
52は、モータ等の旋回手段66により180 °の範囲内を旋
回され、モータ等によって駆動されるカム式等の操作手
段67により昇降させて充填機２に対する脱着と、収容手
段３への出し入れを行なうものである。

【００３５】

【発明の効果】前述のように構成される本発明の充填包
装機用操作体の自動交換および収納装置は、物品処理・
加工手段に取り付けられた操作体の型換えが必要となっ
たときは、受渡手段および収容手段を操作するだけで、
短時間で簡単かつ確実に異なる操作体の交換が行なえ
て、物品処理・加工手段の稼動ロスを可及的に減縮する
ことができると共に、物品の処理・加工が全くの無人に
よって行なえ、しかも、該操作体の型換えは人手によら
ないため、事故の発生が防止されて作業者への安全性が
大幅に向上し、かつ、操作体の落下による破損がなくな
る。

【００３６】特に、前記したように無人による自動処理
・加工ができるので、例えば、充填包装ライン全体にお
いて大きな省人化が達成される。

【００３７】また、操作体を多数取り付けた収容手段に
槽部材を取り付けることにより、他の処理・加工中の待
機時間に、これら操作体の不要物の排出や内部の洗浄が
自動的に行なわれる。等の格別な効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関する一実施例装置の全体を概略的に
示す平面図である。

【図２】図１における正面図である。

【図３】図１における物品処理・加工手段の概略を示す
一部の側面図である。

【図４】図４における操作体の取り付け状態を示す一部
を破断した正面図である。

【図５】図１における連結手段の一部を拡大して示す縦
断正面図である。

【図６】図５における横断平面図である。

【図７】図１における収容手段を示す一部を破断した正
面図である。

【図８】図７における収納部を拡大して示す縦断側面図
である。

【図９】図１における受渡手段を示す正面図である。

【図１０】図９において一部を破断した要部の平面図で
ある。

【図１１】図１０における操作体の係止状態を示す一部
破断正面図である。

【図１２】充填機を概略的に示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 操作体 ｂ 物品 ２ 物品処理・加工手段 ３ 収容手段 ４ 受渡手段 ５ 機体 ６ 回転体 ７ 連結手段 20 機台 21 回転部材 22 支持体 24 開口 25 操作体収納部 32 駆動手段 33 押送手段 42 槽部材

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体へ回転自在に取り付けた回転体の外
   周部へ、物品に所定の処理・加工を施す多数の操作体を
   連結手段により着脱自在に取り付けた物品処理・加工手
   段と、該物品処理・加工手段の近傍に設置して前記操作
   体とは異なる多数の操作体を収納し得る収容手段と、前
   記物品処理・加工手段と収容手段との間に設けて、これ
   ら物品処理・加工手段と収容手段との操作体を交換させ
   る受渡手段とを備えさせ、 前記収容手段は、機台へ立設した回転軸へ取り付けた回
   転部材と、該回転部材へ固着した水平の支持体と、該支
   持体に放射状に多数設けてその外端を前記操作体が出入
   りする開口を設け、該操作体が放射状で複数列に収容さ
   れる操作体収納部と、前記支持体を回転させる駆動手段
   と、機台に取り付けて前記操作体収容部の操作体をその
   開口へ送り出す押送手段とを備えさせたことを特徴とす
   る充填包装機用操作体の自動交換および収納装置。
2. 【請求項２】 機体へ回転自在に取り付けた回転体の外
   周部へ、物品に所定の処理・加工を施す多数の操作体を
   連結手段により着脱自在に取り付けた物品処理・加工手
   段と、該物品処理・加工手段の近傍に設置して前記操作
   体とは異なる多数の操作体を収納し得る収容手段と、前
   記物品処理・加工手段と収容手段との間に設けて、これ
   ら物品処理・加工手段と収容手段との操作体を交換させ
   る受渡手段とを備えさせ、 前記収容手段は、機台へ立設した回転軸へ取り付けた回
   転部材と、該回転部材へ固着した水平の支持体と、この
   支持体に放射状に多数設けてその外端を前記操作体が出
   入りする開口を設け、該操作体が放射状で複数列に収容
   される操作体収納部と、前記支持体を回転させる駆動手
   段と、機台に取り付けて前記操作体収容部の操作体をそ
   の開口へ送り出す押送手段と、前記支持体に支承される
   操作体の下側に対応させて前記回転部材に設け、該操作
   体の不要物の排出や洗浄を行なう槽部材とを備えさせた
   ことを特徴とする充填包装機用操作体の自動交換および
   収納装置。