JP3079828U - 液体充填機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器の位置ズレを速やかに検知し、容器また
は充填ノズルの破損を防ぐことができる液体充填機を提
供する。 【解決手段】 少なくとも充填ノズルユニットと該充填
ノズルユニットを昇降させる昇降手段を備え、順次搬送
される容器に液体製品を充填させる液体充填機であっ
て、前記充填ノズルユニットが、充填ノズル、該充填ノ
ズルの頂部に接続されるノズル継手、該ノズル継手を保
持する保持部材および該保持部材を載置する上部台座と
下部台座とからなるノズル台座からなり、前記上部台座
を下部台座に対して水平方向に移動し得る移動機構を備
えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は液体充填機に関する。さらに詳しくは、医薬品、化粧品または食品な どの液体製品を容器に充填させる液体充填機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、コンベアにより順次搬送される容器を一旦停止させたのち、充填ノ ズルを前記容器の注入部に挿入して液体製品を充填する液体充填機がある。たと えば図７に示されるように、充填ノズルユニット１００の前方位置に上流コンベ ア１０１と下流コンベア１０２とのあいだに設置されるタイミングスクリュー１ ０３を配置する液体充填装置Ａがある。この装置Ａでは、前記充填ノズルユニッ ト１００の４本の充填ノズル１０４の間隔（ピッチ）Ｐ１に合わせてタイミング スクリュー１０３のねじ溝１０３ａのピッチが設定されているとともに、該タイ ミングスクリュー１０３のねじ溝１０３ａの形状が容器１０５の外形に合わせら れている。また、装置Ａにおける充填ノズルユニット１００は、前記充填ノズル １０４と、該充填ノズル１０４の頂部に接続されるノズル継手１０６を固定する 上部基板１０７と、前記充填ノズル１０４の下部の間隔を保持し、前記充填ノズ ル１０４の先端部を容器１０５の注入部１０５ａに案内するガイド部材１０８を 有する下部基板１０９と、該下部基板１０９に立設するとともに、前記上部基板 １０７に設けられるガイド部１１０に挿通されて、該下部基板１０９に対する上 部基板１０７の昇降を案内するガイドシャフト１１１とからなる。前記上部基板 １０７は液体充填装置本体１１２に内蔵される昇降手段に連結されている。また 、前記充填ノズル１０４の先端部は前記ガイド部材１０８の挿通孔１０８ａより も大径にされており、下部基板１０９が抜け落ちないようにされている。

【０００３】 この装置Ａでは、上流コンベア１０１により順次搬送される容器１０５を４個 だけ回転する前記タイミングスクリュー１０３のねじ溝１０３ａに送り込んだの ち、容器１０５を該ねじ溝１０３ａの位置に一旦停止させる。ついで前記上部基 板１０７を降下させて、ガイド部材１０８を容器１０５の注入部１０５ａに装着 させつつ、充填ノズル１０４の先端部を容器１０５の底部位置付近まで挿入する 。ついで前記上部基板１０７および充填ノズル１０４を上昇させつつ該充填ノズ ル１０４から液体製品を容器１０５に充填する。そして、充填を完了したのち、 タイミングスクリュー１０３の回転により充填済の容器１０５を順次下流コンベ ア１０２側へ送り出すとともに、未充填の容器をタイミングスクリュー１０３の ねじ溝１０３ａに送り込み、充填作業を繰り返している。

【０００４】 また、図８に示されるように、前記充填ノズル１０４を１本備える充填ノズル ユニット１２０の前方位置に上流コンベア１０１と下流コンベアー１０２とのあ いだに設置されるスターホイール１２１を配置する液体充填装置Ｂがある。この 装置Ｂでは、上流コンベア１０１側のスターホイール１２１の外周切欠き部１２ ２に容器１０５を１個係止したのち、スターホイール１２１を９０度間欠駆動さ せて該容器１０５を前記充填ノズルユニット１２０の位置まで搬送する。ついで 前記上部基板１０７および充填ノズル１０４を下降させて、充填ノズル１０４の 先端部を容器１０５に挿入したのち、該充填ノズル１０４から液体製品を容器１ ０５に充填する。そして、充填を完了したのち、スターホイール１２１の間欠駆 動により充填済の容器１０５を下流コンベア１０２側へ送り出すとともに、未充 填の容器をスターホイールの切欠き部１２２に係止される容器１０５を充填ノズ ルユニット１２０の位置に送り込み、充填作業を繰り返している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前記液体充填装置Ａ、Ｂでは、充填ノズルを取り付ける上部基 板が昇降手段に一体に固定されているとともに、下部基板に固定されるガイド部 材に充填ノズルが保持されているため、容器の注入部が少しでもズレていた場合 、融通がきかず、そのまま充填ノズルが下降し、容器または充填ノズルが破損す る惧れがある。

【０００６】 本考案は、叙上の事情に鑑み、容器の位置ズレを速やかに検知し、容器または 充填ノズルの破損を防ぐことができる液体充填機を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

本考案の液体充填機は、少なくとも充填ノズルユニットと該充填ノズルユニッ トを昇降させる昇降手段を備え、順次搬送される容器に液体製品を充填させる液 体充填機であって、前記充填ノズルユニットが、充填ノズル、該充填ノズルの頂 部に接続されるノズル継手、該ノズル継手を保持する保持部材および該保持部材 を載置する上部台座と下部台座とからなるノズル台座からなり、前記上部台座を 下部台座に対して水平方向に移動し得る移動機構を備えてなることを特徴とする 。

【０００８】

【考案の実施の形態】

以下、添付図面に基づいて本考案の液体充填機を説明する。

【０００９】 図１は本考案の液体充填機の一実施の形態を示す正面図、図２は図１の液体充 填機の平面図、図３は液体充填機の要部正面図、図４は液体充填機の部分切欠き 側面図、図５は下部台座を上方から見た平面図、図６は上部台座を下方から見た 平面図である。

【００１０】 本考案の液体充填機は、自動搬送される容器に、化粧品、医薬品または食品な どの液体製品を充填する液体充填作業を行なう液体充填作業装置に用いられる。 容器に充填される液体製品は、とくに限定されるものではないが、たとえば化粧 品では乳液、化粧水またはシャンプーなど、医薬品では飲薬、育毛剤または目薬 など、食品では飲料水またはジュースなどである。

【００１１】 前記液体充填作業装置は、たとえば容器をターンテーブルやポッパーなどによ り供給する供給手段、容器を搬送させるとともに、容器を位置決めする位置決め 手段を備える搬送手段、当該位置決めされた容器に液体製品を充填する液体充填 機から構成されている。液体製品が充填された容器は、そののち自動または人力 によりキャップを装着し、回収される。前記容器は、本考案においてとくに限定 されるものではないが、たとえば円筒形状の容器ではなく、底部がホットエアシ ール方式、ヒートシール方式、高周波シール方式、超音波シール方式などにより シールされたチューブなどの自立できない形状の容器の場合は、専用ホルダーに 載せて搬送される。この場合、充填が完了すると、専用ホルダーを回収する作業 が行なわれる。

【００１２】 本実施の形態にかかわる液体充填機は、図１〜４に示されるように、充填機本 体１の前端部に配置される充填ノズルユニット２およびコントロールパネル３と 、充填機本体１の後端部に配置される液体製品の供給機構４と、前記充填ノズル ユニット２における充填ノズル５の昇降手段Ｓ１から構成されている。

【００１３】 前記充填ノズルユニット２は、長尺の充填ノズル５と、該充填ノズル５に挿通 されているガイド部材６と、前記充填ノズル５の頂部に接続されるノズル継手７ と、各ノズル継手７を保持する保持部材８と、該保持部材８を載置するノズル台 座９と、保持部材８とノズル台座９とのあいだに配置される中間部材１０を備え ており、該ノズル台座９が前記昇降手段Ｓ１に連結されている。なお、前記中間 部材１０は、保持部材８をノズル台座９に固定する場合には省くことができる。 本実施の形態では、充填ノズル５の数が４本にされているが、該充填ノズル５の 数については、とくにこれに限定されるものではなく、後工程の能力に応じて増 減することができる。前記供給機構４とノズル継手７とは配管Ｈにより接続され ている。前記ガイド部材６は、容器１１の上部に装着されると、充填ノズル５の 先端部と容器１１の注入部１１ａとの位置決めを行なう。そして、容器１１に液 体製品を充填させる場合、液体製品の充填時に泡立つ液体が多いので、充填ノズ ル５を容器１１の底部まで下降させ、注入される液体製品の液面に追従させなが ら充填ノズル５を上昇させて充填するのが好ましい。

【００１４】 該昇降手段Ｓ１は充填機本体１に内蔵されており、両端部を軸受１２により支 持されて垂直に配設されたボールねじ１３などからなる直線往復運動装置、駆動 モータ１４およびタイミングベルト１５などの駆動伝達部材からなる構成とする ことができる。前記ボールねじ１３のねじ部１６の回転または逆回転により昇降 するナット部１７と該ナット部１７の昇降を案内するガイド部材（図示せず）に は、横部材１８が固定されているとともに、この横部材１８の両端部にはそれぞ れアーム１９が固定されている。該アーム１９は、充填機本体１の前端面に垂直 に開口するスリット２０を通して突出しており、該アーム１９に前記ノズル台座 ９が連結されている。

【００１５】 該ノズル台座９は、下部台座９ａと上部台座９ｂの２枚の平板台座から構成さ れており、ともに材質としては非磁性体から作製するのが望ましい。

【００１６】 液体製品を容器に充填する際、充填ノズル５の先端部が容器の周辺に接触する と、充填ノズル５の先端部が容器１１との接触で受けた力はノズル本体を介して 上部台座９ｂに伝わる。該充填ノズル５が変形するときに、上部台座９ｂを水平 方向に移動して、容器１１または充填ノズル５の破損を防ぐために、前記上部台 座９ｂを水平方向に移動し得る移動機構を備えている。かかる移動機構は、下部 台座９ａに対して上部台座９ｂをスムーズに動かすための回転自在なベアリング 部材から構成することができる。この下部台座９ａと上部台座９ｂは固定されて おらず、充填ノズル５により伝わった力によって上部台座９ｂは、下部台座９ａ に取り付けたベアリング部材の上で左右に可動自在となる。ベアリング部材とし ては、たとえば三角形の頂部位置に配置された３個のミニアチュア玉軸受２１、 無潤滑すべり軸受またはニードル軸受などを用いることができる。

【００１７】 また、前記下部台座９ａには、前記充填ノズル５の変形により発生する上部台 座９ｂの移動量から容器のズレや傾きを検知する２個の近接センサ２２と、正位 置を決定するための７個の磁石２３と、上部台座９ｂの移動量の上限値を規制す る位置決めピン２４が設けられている。前記上部台座９ｂには、前記磁石２３の 真上の位置に該磁石２３と引き合う鉄などの磁性体２５が埋め込まれているとと もに、前記近接センサ２２用の磁性体２６が埋め込まれており、前記位置決めピ ン２４が嵌まり込む規制凹部２７が形成されている。本実施の形態では、検知手 段である近接センサ２２と該近接センサ２２用の磁性体２６および位置決め手段 である磁石２３と該磁石用の磁性体２５により、前記上部台座９ｂの正位置の状 態を保持し、検知している。前記上部台座９ｂと下部台座９ａは双方に埋め込ま れた磁性体２５と磁石２３の引き合う磁力によって上部台座９ｂの位置が規制さ れており、正常な充填作業工程の運転時は上部台座９ｂはズレることはない。前 記磁石２３と磁性体２５の隙間としては、近接センサ２２の検知精度により適宜 選定することができるが、たとえば０．１〜０．２ｍｍ程度とすることができる 。なお、前記近接センサおよび磁性体に代えて、発光素子および受光素子からな る非接触型の検知手段を用いることもできる。

【００１８】 前記搬送手段は、たとえば４個の容器１１を充填ノズルユニット２の位置に位 置決めするために、コンベア３１上を順次搬送される容器１１を一対のサイドガ イド３２により整列させたのち、充填ノズル５の数と同数の容器１１を一旦停止 させる位置決め手段３３を備えている。一対のサイドガイド３２には、容器１１ または専用ホルダーの外径寸法に応じて通過幅を調整できるようにエアシリンダ ーまたはソレノイドなどのアクチュエータ３４が連結されている。また、前記位 置決め手段３３は、容器１１の通過を感知する非接触型または接触型、たとえば 光センサ３５またはリミットスイッチなどの検知器と、該光センサ３５により容 器１１を感知すると、内蔵するソレノイドまたはエアシリンダーなどのアクチュ エータにより、先端がＶ字形状のストッパー３６を前進させて搬送中の容器１１ を停止させるストッパー部材３７から構成することができる。この一対の位置決 め手段３３の間隔は、容器１１または専用ホルダーの外径寸法に応じて調整でき るようにされている。

【００１９】 本実施の形態では、容器１１がコンベア３１により充填ノズル５の真下に搬送 されると、ノズル台座９が下降することによって充填ノズル５全体が容器１１に 向かって下がり、ガイド部材６の先端部が容器１１の上部に密着する。ついで該 ガイド部材６を容器１１の上部に密着させたまま充填ノズル５をさらに下降させ て、容器１１の底部に密着しない位置で停止させる。ついでノズル継手７のバル ブを介して一定量送られる液体製品を充填する。充填が始まるとガイド部材６を 容器１１に密着させたままノズル台座９は充填量に応じて上昇し、充填ノズル５ の先端が液体製品に浸ることなく容器１１に充填される。容器１１に一定量の液 体製品が充填されると、ノズル台座９は充填前の高さまで上昇し、つぎの充填に 備える。充填の完了した容器１１はコンベア３１が駆動することによって次工程 に送られるとともに、充填ノズル５の下には空の容器１１がセットされ、充填動 作が繰り返される。

【００２０】 前記容器１１の位置が正常な位置であれば、前述した充填ノズル５の動作で充 填が行なわれるが、容器１１が傾いていた場合は、ノズル台座９が下降して、充 填ノズル５の先端部が容器１１の充填口に挿入されずに、注入部１１ａの周辺部 に接触する。この接触により、充填ノズル５に掛かる変形力が、ノズル台座９の うち、上部台座９ｂに水平方向の力として伝達されると、上部台座９ｂが移動し て磁性体２６が近接センサ２２の検知領域をこえて移動する。これにより、信号 が充填ノズルユニット２のコントロールパネル３に伝達され、充填動作を停止す る。そして、停止原因となった容器を取り除いたのち、上部台座を正位置に戻す ことによって近接センサは検知を復帰し、充填作業を継続させることができる。

【００２１】 本実施の形態における充填ノズルユニットを用いた実験によれば、容器および 充填ノズルの破損が皆無となり、従来のノズルが固定された液体充填機に比べて 年間で１／６のコストおよび１／１０のメンテナンス時間を低減することができ た。

【００２２】 なお、本実施の形態では、移動機構であるベアリング部材が下部台座に設けら れているが、本考案においては、これに限定されるものではなく、上部台座に設 けることもできる。また、ベアリング部材として３個の軸受を用いているが、こ れに限定されるものではなく、少なくとも３個の軸受から構成することができる 。また、前記近接センサは下部台座に取り付けられているとともに、該近接セン サ用の磁性体が上部台座に取り付けられているが、近接センサを上部台座に取り 付けるとともに、該近接センサ用の磁性体を下部台座に取り付けることができる 。また、同様に前記上部台座に磁石を取り付けるとともに、該磁石用の磁性体を 下部台座に取り付けることもできる。

【００２３】

【考案の効果】

以上説明したとおり、本考案によれば、液体製品を容器に充填する際、充填す る容器の位置がズレていれば、傾いた容器の充填部にノズルの先端が接触すると 同時に、ズレを検知し、充填動作を停止することにより、容器および充填ノズル の破損をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の液体充填作業装置の一実施の形態を示
す一部正面図である。

【図２】図１の液体充填作業装置の平面図である。

【図３】液体充填機の要部正面図である。

【図４】液体充填機の部分切欠き側面図である。

【図５】下部台座を上方から見た平面図である。

【図６】上部台座を下方から見た平面図である。

【図７】従来の液体充填装置の一例を示す要部斜射図で
ある。

【図８】従来の液体充填装置の他の例を示す要部斜射図
である。

【符号の説明】

１ 充填機本体 ２ 充填ノズルユニット ３ コントロールパネル ４ 供給機構 ５ 充填ノズル ６ ガイド部材 ７ ノズル継手 ８ 保持部材 ９ ノズル台座 ９ａ 下部台座 ９ｂ 上部台座 １０ 中間部材 １１ 容器 １１ａ 注入部 ２１ ミニアチュア玉軸受 ２２ 近接センサ ２３ 磁石 ２４ 位置決めピン ２５ 磁性体 ２６ 磁性体 ２７ 規制凹部 Ｓ１ 昇降手段

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも充填ノズルユニットと該充填
   ノズルユニットを昇降させる昇降手段を備え、順次搬送
   される容器に液体製品を充填させる液体充填機であっ
   て、前記充填ノズルユニットが、充填ノズル、該充填ノ
   ズルの頂部に接続されるノズル継手、該ノズル継手を保
   持する保持部材および該保持部材を載置する上部台座と
   下部台座とからなるノズル台座からなり、前記上部台座
   を下部台座に対して水平方向に移動し得る移動機構を備
   えてなる液体充填機。
2. 【請求項２】 前記移動機構が、前記上部台座および下
   部台座のいずれか一方に設けられれる回転自在なベアリ
   ング部材からなる請求項１記載の液体充填機。
3. 【請求項３】 前記ベアリング部材が少なくとも３個の
   軸受から構成されてなる請求項１または２記載の液体充
   填機。
4. 【請求項４】 前記上部台座の移動量から容器のズレや
   傾きを検知するための検知手段、および該上部台座の正
   位置を決定するための位置決め手段を備えてなる請求項
   １、２または３記載の液体充填機。
5. 【請求項５】 前記検知手段が近接センサと磁性体から
   なるとともに、前記位置決め手段が磁石と磁性体からな
   る請求項４記載の液体充填機。