JP2988473B1 - 充填装置 - Google Patents

充填装置

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JP2988473B1 JP22363198A JP22363198A JP2988473B1 JP 2988473 B1 JP2988473 B1 JP 2988473B1 JP 22363198 A JP22363198 A JP 22363198A JP 22363198 A JP22363198 A JP 22363198A JP 2988473 B1 JP2988473 B1 JP 2988473B1
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信輔 久津間
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Abstract

【要約】 【課題】具材入りの液体等のように口径の大きい充填ノ
ズル14でなければ充填が不可能な液体を、開放した状
態の容器11内に充填することを可能にする。 【解決手段】この充填装置は、回転体2の上部に密閉型
のフィラボウル4が設けられて一体的に回転する。回転
体2の周囲に、円周方向等間隔で複数のロードセル10
および各ロードセル10によって重量が計測されるびん
台12が配置されている。各びん台12の上方には、そ
れぞれ液バルブ18によって充填液の通路が開閉される
充填ノズル14が設けられており、この液バルブ18が
開放されると、フィラボウル4内の液体が容器11に充
填される。前記フィラボウル4の液面よりも上方の空間
に、減圧用ブロア28と加圧用ブロア26が、切換え用
のオートバルブ30を介して接続されている。 【効果】減圧用ブロアによって空間内を負圧にしておく
と、前記のような具材入りの液体でも充填可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は容器内に液体を充填
する充填装置に係り、特に、容器の口部を密封せず大気
に開放した状態で充填を行なう充填装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】充填装置は、一般に、内部に充填液を貯
留する充填液タンクと、充填液タンクから送られた充填
液を容器内に充填する充填ノズルと、前記充填液の供給
通路を開閉する液バルブと、容器内の充填量を検出する
検出手段とを備えており、前記液バルブを開いて、充填
液タンク内の液体を充填ノズルを介して容器内に送って
充填を行ない、検出手段によって容器内への充填量が所
定量に達したことを検出したときに、前記液バルブを閉
じて充填を終了するようになっている。
【0003】前記のような充填装置で、例えば、ベビー
フード等のように固形物(具材)が入った液体を充填す
る場合には、充填ノズルの口径が、具材が通過できる太
さを有することが必要であり、特に、大きなサイズの具
材が入っている場合には充填ノズルの口径を極めて大き
くしなければならない。このように充填ノズルの口径を
具材が通過できるように大きくした場合には、充填液の
流れ方をコントロールできないため、充填に支障をきた
すという問題があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記課題を解
決するためになされたもので、前述のような固形物の入
っている液体や、液質が変化する液体等を容器に充填す
る場合に、充填液の流れ方をコントロールできるように
して充填することを可能にした充填装置を提供すること
を目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る充填装置
は、液面上に空間部を有する状態で充填液を収容する充
填液タンクと、この充填液タンクから送られた充填液を
容器内に充填する充填ノズルと、容器内への充填量を検
出する検出手段とを備えており、さらに、前記充填液タ
ンクに接続されて前記空間部を大気圧以下に減圧する減
圧手段を設け、空間部の圧力が大気圧よりも低い状態
で、大気に開放された容器内に所定量の充填を行なうよ
うにしたものである。
【0006】また、第2の発明に係る充填装置は、前記
第1の発明の充填装置の構成に加えて、前記充填液タン
クに接続されて前記空間部を大気圧以上に加圧する加圧
手段と、前記減圧手段および加圧手段をいずれかに切換
えあるいは両方を停止させる切換手段とを設け、空間部
の圧力を制御して前記容器内に所定量の充填を行なうよ
うにしたものである。
【0007】
【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
るロータリタイプの重量式充填装置の概略構成を示す図
であり、回転体2の上部に密閉式フィラボウル(充填液
タンク)4が設けられて一体的に回転する。このフィラ
ボウル4には、送液ポンプ6を介して充填液が供給され
る。フィラボウル4内の充填液の液面の高さはセンサに
よって連続制御されるようになっており、充填液の液面
の上方には常に空間部が形成されている。さらに、この
例では、固形物(具材)入りの液体の充填を行なうた
め、フィラボウル4内に撹拌装置8が設けられている。
充填液中に混入している具材のサイズが大きい場合に
は、具材がフィラボウル4の底に沈んでしまうため、後
に説明する充填ノズルへの通路の入口(フィラボウル4
からの出口)が詰まってしまうおそれがあるので、撹拌
装置8で撹拌することにより底部に積もった具材を崩す
ようにしている。
【0008】前記回転体2の周囲には、円周方向等間隔
で、複数のロードセル10が配置されている。これら各
ロードセル10には、それぞれ容器11を載せるびん台
12が連結されており、外部から供給スターホイール等
を介して容器11がびん台12上に搬入されると、ロー
ドセル10によってこの容器11の重量が計測される。
びん台12上に載せられた各容器11の上方には、それ
ぞれ、フィラボウル4内の液体を容器11内に充填する
充填ノズル14が設けられている。
【0009】これら各充填ノズル14は、図2に示すよ
うに、フィラボウル4の底面に連結された供給通路16
を介して充填液が導入されるようになっており、供給通
路16から充填ノズル14に至る充填液の通路を、液バ
ルブ18によって開閉する。この実施例では、液バルブ
18は、充填ノズル14の内面を摺動するピストン(弁
体)20と、充填ノズル14の先端(下端)の開口部1
4a内面に形成されたテーパ状の弁座22とから成って
おり、シリンダ24によって前記ピストン20を昇降さ
せることにより開閉される。ピストン(弁体)20が下
降して弁座22に着座しているときには、供給通路16
から充填ノズル14への充填液の通路が閉鎖されて充填
液の流下が阻止され、また、シリンダ24の作動により
ピストン(弁体)20が上昇して供給通路16の出口が
開放されると、フィラボウル4内の充填液が充填ノズル
14の開口部14aから流下して容器11内に充填され
る。この実施例に係る充填装置は、固形物(具材)入り
の液体を大気に開放した状態の容器11内に充填するも
のであり、充填ノズル14の内部の液通路の口径は、通
常の充填ノズルよりも大きくなっている。
【0010】前記フィラボウル4には、加圧制御用ブロ
ア26と減圧制御用ブロア28が、これらを切換える配
管用オートバルブ30を介して接続されている。このオ
ートバルブ30によって両ブロア26,28を切換える
ことにより、前記フィラボウル4の上部の空間部内を加
圧しまたは減圧することができる。加圧および減圧は、
製品(充填を行なう液体)に応じて予め設定された圧力
になるように、前記各ブロア26、28をインバータ制
御することにより行なう。従来の充填装置では、フィラ
ボウル内を加圧する場合には、コンプレッサの吐出圧を
レギュレータで調整して送るようにしていたが、この実
施例ではブロア26,28を用いており、これらブロア
26,28からの風量を調整することにより、フィラボ
ウル4に供給するエアの量またはフィラボウル4から排
出するエアの量を調節しているので、精度の高い圧力調
整が可能である。
【0011】前記フィラボウル4内には、空間部の圧力
を検出する圧力検出器29を設けてあり、この圧力検出
器29の検出信号と前記ロードセル10からの検出信号
とが、制御装置31に入力されている。この制御装置3
1からの指令により、前記充填ノズル14の液バルブ1
8を開閉するシリンダ24を作動させるとともに、加圧
制御用ブロア26と減圧制御用ブロア28の作動を制御
して、フィラボウル4内の圧力を設定圧力に維持するよ
うになっている。
【0012】さらに、前記制御装置31は、図示しない
が、例えば、特開平2−290236号公報等に示すも
のと同様の構成を備えており、充填時間を測定し、この
充填時間の変動をフィードバックさせてフィラボウル4
内の圧力制御ができるようになっている。すなわち、前
記容器11内に充填された充填液の量が予め定めた基準
値となるまでの時間を計測するタイマと、このタイマに
よる実際の計測時間と予め定めた基準充填時間との誤差
を検出する比較器と、この比較器によって検出された誤
差の大きさに応じて、その誤差がなくなるように前記フ
ィラボウル4内の空間部の圧力を補正する圧力補正手段
とを備えており、充填時間に誤差があった場合には、前
記各ブロア26、28のインバータの指令周波数を補正
する。
【0013】以上の構成に係る充填装置の作動について
説明する。前記フィラボウル4の空間部を、充填液の性
質に応じて予め設定された圧力となるように、加圧制御
用ブロア26および減圧制御用ブロア28のいずれかを
作動させて、加圧または減圧する。なお、大気圧下で充
填を行なう場合には、両方のブロア26,28とも停止
させておけば良い。充填ノズル14内のピストン(弁
体)20をシリンダ24の作動により下降させて液バル
ブ18を閉じた状態で、外部の供給スターホイール等か
らびん台12上に容器11を供給する。すると、ロード
セル10が空の容器11の重量を計測し制御装置31に
入力する。制御装置31は、ロードセル10からの信号
によりこの容器11の重量を記憶する。
【0014】前記制御装置31は図示しないエンコーダ
等の検出手段により回転角度位置を検出しており、回転
体2の回転によって前記容器11が充填開始位置に到達
すると、制御装置31からの指令によりシリンダ24が
作動してピストン(弁体)20を上昇させて、供給通路
16から充填ノズル14への充填液の通路を開放する。
すると、フィラボウル4内の充填液は、供給通路16か
ら充填ノズル14の開口部14aを通って容器11内に
充填される。容器11内への充填液の充填が進んでその
重量が所定の値になると、制御装置31からの指令によ
りシリンダ24が作動して液バルブ18を閉じ、充填が
終了する。
【0015】この実施例では、具材入りの液体を充填で
きるように、図2に示すような大口径の充填ノズル14
を使用しており、しかも、大気に開放した状態の容器1
1内に充填するようになっている。従って、従来の充填
装置のようにフィラボウル4の上部空間内の圧力が大気
圧以上の場合には、充填液の制御が不可能で大量に流下
してしまい正確な充填ができなかったが、本発明では、
減圧手段(減圧制御用ブロア)28によって、フィラボ
ウル4の空間部内の圧力を所定の負圧状態にすることが
できるので、充填液の流れを制御して正確な充填量の得
られる充填が可能になった。なお、この実施例では、ロ
ードセル10により充填液の重量を計測して所定の充填
量を検出するようにしたが、充填される液体の流量によ
り充填量を検出しても良く、また、容器11内に充填さ
れた液体の液面の高さを検出して充填量を検出するよう
にしても良い。
【0016】前記制御装置31は、タイマにより液バル
ブ18を開放してから容器11内に充填される充填重量
が予め定めた基準値に達するまでの時間を計測し、か
つ、比較器によってその実際の計測時間と上記基準値を
得るための予め定めた基準時間との誤差を検出してお
り、充填時間に誤差があった場合には、その誤差に応じ
てフィラボウル4の上部の空間部内の圧力を調整する。
例えば、基準時間よりも実際の測定時間が長い場合に
は、単位時間当たりの充填量が少ないのであるから、前
記切換手段(配管用オートバルブ)30により減圧用ブ
ロア28から加圧用ブロア26に切換えて、前記誤差に
応じて前記空間部内を加圧する。但し、前述のような具
材入りの充填液を充填する場合には、空間部内が負圧状
態を維持していることはいうまでもない。逆に、基準時
間よりも実際の測定時間が短い場合には、単位時間当た
りの充填量が多いので、減圧用ブロア28によって前記
空間部内をさらに減圧する。
【0017】前記実施例では、固形物(具材)入りの液
体を充填するために大口径の充填ノズル14を使用して
いたので、フィラボウル4の空間部を減圧用ブロア28
によって大気圧よりも低い圧力に減圧した状態で充填を
行なうようにしたが、異なる性質を有する別の液体の充
填を行なう場合には、フィラボウル4の空間部内を各液
種に応じて予め設定された圧力、すなわち大気圧または
大気圧よりも低い圧力あるいは大気圧よりも高い圧力に
して充填を行なう。また、充填する液体の種類によって
は、フィラボウル4の空間部内を、充填中に、加圧状態
−大気圧−減圧状態に切換えて制御する必要がある場合
もあるが、このような場合にも、オートバルブ30によ
って減圧用ブロア28と加圧用ブロア26とを切換え、
あるいは両ブロア26,28を停止させることにより、
前記のような圧力制御も可能である。
【0018】また、前述の構成では、所定量の液体を充
填する時間を計測し、この充填時間が変動して予め設定
された時間に対し誤差が出た場合に、フィラボウル4の
空間部内の圧力を制御するようにしたが、必ずしも充填
時間の変動に基づいて圧力を制御するものに限らず、単
位時間当たりの充填流量の変動に基づいて、前記切換手
段を作動させて加圧または減圧を行なうことにより空間
部内の圧力を所定の圧力になるように制御することもで
きる。
【0019】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、充填
液を収容した充填液タンクの液面の上方の空間部内を大
気圧以下に減圧する減圧手段を設け、空間部内の圧力を
大気圧よりも低い状態にして、大気開放された容器内に
充填を行なうようにしたので、例えば、固形物(具材)
入りの液体のように、固形物の通過可能な大口径の充填
ノズルを用いる必要がある場合でも、液体の流れ方をコ
ントロールすることが可能になり、正確な充填量が得ら
れるような充填が可能である。
【0020】また、第2の発明によれば、前記第1の発
明の構成に加えて、充填液タンクに接続されて前記空間
部を大気圧以上に加圧する加圧手段と、前記減圧手段と
加圧手段とをいずれかに切換えあるいは両方を停止させ
る切換手段とを設け、前記空間部の圧力を制御して容器
内に所定量の充填を行なうようにしたので、充填される
液体の性質に応じて最も適した圧力下で充填を行なうこ
とができ、しかも、充填中に、加圧、大気圧および減圧
の各状態に切換えることが可能であり、それぞれの液体
の最も適した圧力で充填を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係る充填装置の全体の
構成を簡略化して示す図である。
【図2】前記充填装置に設けられた充填ノズルの縦断面
図である。
【符号の説明】
4 充填液タンク(フィラボウル) 10 検出手段(ロードセル) 14 充填ノズル 26 加圧手段(加圧用ブロア) 28 減圧手段(減圧用ブロア) 30 切換手段(オートバルブ)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正則 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷 工業株式会社内 (72)発明者 中 俊明 石川県金沢市大豆田本町甲58番地 澁谷 工業株式会社内 (72)発明者 久津間 信輔 福岡県小郡市寺福童862−69 (72)発明者 上村 淳一 佐賀県鳥栖市古野町221−1 グランド ール鳥栖501 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B65B 1/00 - 3/36 B67C 3/00 - 11/06

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液面上に空間部を有する状態で充填液を
    収容する充填液タンクと、この充填液タンクから送られ
    た充填液を容器内に充填する充填ノズルと、容器内への
    充填量を検出する検出手段とを備えた充填装置におい
    て、 前記充填液タンクに接続されて前記空間部を大気圧以下
    に減圧する減圧手段を設け、空間部の圧力が大気圧より
    も低い状態で、大気に開放された容器内に所定量の充填
    を行なうことを特徴とする充填装置。
  2. 【請求項2】 液面上に空間部を有する状態で充填液を
    収容する充填液タンクと、この充填液タンクから送られ
    た充填液を容器内に充填する充填ノズルと、容器内への
    充填量を検出する検出手段とを備えた充填装置におい
    て、 前記充填液タンクに接続されて前記空間部を大気圧以下
    に減圧する減圧手段および大気圧以上に加圧する加圧手
    段と、これら減圧手段および加圧手段をいずれかに切換
    えあるいは両方を停止させる切換手段とを設け、前記空
    間部の圧力を制御して、大気に開放された容器内に所定
    量の充填を行なうことを特徴とする充填装置。
  3. 【請求項3】 前記検出手段が、容器内に充填される重
    量により充填量を検出する請求項1または請求項2に記
    載の充填装置。
  4. 【請求項4】 前記検出手段が、容器内に充填される充
    填液の流量により充填量を検出する請求項1または請求
    項2に記載の充填装置。
  5. 【請求項5】 前記検出手段が、容器内に充填された充
    填液の液面の高さにより充填量を検出する請求項1また
    は請求項2に記載の充填装置。
  6. 【請求項6】 前記切換手段を制御する制御手段を設
    け、この制御手段が所定の信号に応じて切換手段を作動
    させることにより、前記空間部内の圧力を制御する請求
    項2に記載の充填装置。
  7. 【請求項7】 前記制御手段は、充填時間の変動を検出
    した信号に応じて切換手段を作動させて空間内の圧力を
    制御する請求項6に記載の充填装置。
  8. 【請求項8】 前記制御手段は、充填流量の変動を検出
    した信号に応じて切換手段を作動させて空間内の圧力を
    制御する請求項6に記載の充填装置。
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