JP3456502B2 - 回転式定量充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回転式定量充填装置に関
し、より詳しくは、計量シリンダの洗浄機能を備えた回
転式定量充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転式定量充填装置として、次の
ような構成を備えたものは知られている。すなわち、回
転自在に設けた回転体と、この回転体の円周方向所定位
置に昇降自在に設けた複数の昇降テーブルと、上記回転
体に昇降テーブルと同数設けられるとともにピストンを
往復動させてシリンダ内に一定量の充填液を給排する計
量シリンダ機構と、各計量シリンダ機構から吐出された
充填液を上記昇降テーブル上に供給された容器内に充填
する充填ノズルと、充填液タンクと上記計量シリンダ機
構間の連通および計量シリンダ機構と上記充填ノズル間
の連通を選択的に切換える通路を形成したバルブ機構
と、上記各計量シリンダ機構のピストンと連動してそれ
を進退動させる揺動式カム機構とを備え、また、所要時
に上記各計量シリンダ機構のピストンを充填液の給排時
における前進端よりも前進した洗浄位置に位置させて、
各シリンダとピストンとの間に洗浄液が流通する洗浄液
通路を形成するように構成し、さらに、上記揺動式カム
機構を、上記各計量シリンダ機構のピストンに連動する
とともに回転体と一体に回転する回転枠と、この回転枠
を回転自在に支持して揺動可能な揺動枠と、この揺動枠
を介して上記回転枠を所要の角度に傾斜させる昇降手段
とから構成した回転式定量充填装置は知られている（例
えば、特公平３−１４７１６号公報号公報）。上記従来
の回転式定量充填装置では、揺動式カム機構によって回
転枠の傾斜角度を適宜調整することにより、各計量シリ
ンダ機構のピストンのストロークを変更することがで
き、それによって、各計量シリンダ機構による容器内へ
の充填液の充填量を変更できるようになっている。ま
た、従来の回転式定量充填装置では、上記回転体を、下
方側に位置して上記昇降テーブルを設けた回転テーブル
と、上方側に位置して上記計量シリンダ機構等を設けた
回転部材とから構成しており、回転部材は、回転テーブ
ルに対して昇降自在に設けられ、かつ回転テーブルと一
体に回転する様になっている。そして、この上方側に位
置する回転部材に昇降手段を設けてあり、この昇降手段
によって回転部材および上記計量シリンダ機構等を回転
テーブルに対して相対的に下降させることで、上記ピス
トンを洗浄位置に位置させるようにしている。このよう
にピストンを洗浄位置に位置させて洗浄液通路を形成し
た状態において、各シリンダ機構および充填ノズルの下
端部に洗浄用カップを係合させてから、各シリンダ機
構、バルブ機構および充填ノズルに洗浄液を流通させ
て、それらを洗浄するようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
回転式定量装置においては、昇降テーブルに対して上方
側となる回転部材を昇降自在に設けてあり、しかも、回
転部材の内部に昇降手段を設けていたので、構成が複雑
で大型化するという欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような事情に鑑み、
本発明は、回転自在に設けた回転体と、この回転体の円
周方向所定位置に昇降自在に設けた複数の昇降テーブル
と、上記回転体に昇降テーブルと同数設けられるととも
にピストンを往復動させてシリンダ内に一定量の充填液
を給排する計量シリンダ機構と、各計量シリンダ機構か
ら吐出された充填液を上記昇降テーブル上に供給された
容器内に充填する充填ノズルと、充填液タンクと上記計
量シリンダ機構間の連通および計量シリンダ機構と上記
充填ノズル間の連通を選択的に切換える通路を形成した
バルブ機構と、上記各計量シリンダ機構のピストンと連
動してそれを進退動させる揺動式カム機構とを備え、ま
た、所要時に上記各計量シリンダ機構のピストンを充填
液の給排時における前進端よりも前進した洗浄位置に位
置させて、各シリンダとピストンとの間に洗浄液が流通
する洗浄液通路を形成するように構成し、さらに、上記
揺動式カム機構を、上記各計量シリンダ機構のピストン
に連動するとともに回転体と一体に回転する回転枠と、
この回転枠を回転自在に支持して揺動可能な揺動枠と、
この揺動枠を介して上記回転枠を所要の角度に傾斜させ
る昇降手段とから構成した回転式定量充填装置におい
て、上記揺動式カム機構の昇降手段を少なくとも一対の
昇降機構から構成して、これら昇降機構によって上記回
転枠を所定の傾斜角度に設定できるように構成するとと
もに、上記一対の昇降機構によって、上記回転枠を上昇
させて水平に支持することによって、上記各計量シリン
ダ機構のピストンを上記洗浄位置に位置させるように構
成したものである。

【０００５】

【作用】このような構成によれば、上記一対の昇降機構
によって回転枠を所定の傾斜角度に変更することで上記
ピストンのストロークを変化させ、それによって、容器
内への充填液の充填量を変更することができる。他方、
上記一対の昇降機構によって回転枠を上昇させて水平に
支持することによって、上記各計量シリンダ機構のピス
トンを上記洗浄位置に位置させることができる。そのた
め、回転体を上方側と下方側とに分割し、上方側の部分
に昇降手段を設ける必要がない。したがって、従来に比
較して回転式定量充填装置の構成を簡略化することがで
きる。

【０００６】

【実施例】以下図示実施例について本発明を説明する
と、図１において、１は容器２内に所定量の充填液を充
填する回転式定量充填装置であり、この回転式定量充填
装置１は、機枠３に固定した垂直軸４に回転体５を回転
自在に軸支している。回転体５は、下方側に位置して水
平面で回転する円板状の回転テーブル５Ａと、この回転
テーブル５Ａと対向する上方側に位置し、水平面で回転
テーブル５Ａと一体となって回転する円板状の支持部５
Ｂを備えており、上記回転テーブル５Ａの外周部等間隔
位置にそれぞれエアシリンダ６を設けている。各エアシ
リンダ６は、回転テーブル５Ａに固定したガイド部材７
と、容器２が供給載置される昇降テーブル８を取付けた
昇降部材１１とを備えており、各エアシリンダ６は常時
昇降部材１１を上方に付勢して自然状態では昇降テーブ
ル８を上昇端位置に保持している。回転体５の回転中心
を中心とする上記各エアシリンダ６の外周部には、その
移動軌跡に沿った所要位置に固定カム１２を配設固定し
てあり、上記昇降部材１１に設けたカムフォロワ１３を
下方からその固定カム１２に係合させている。これによ
り、昇降部材１１を固定カム１２のカム曲線に応じてエ
アシリンダ６の上方へ昇降部材１１の付勢力に抗して降
下させて、昇降テーブル８上に供給される容器２の高さ
位置を制御できるようになっている。他方、上方側とな
る支持部５Ｂの外周部には、上記各昇降テーブル８の直
上位置においてそれぞれ定量式充填機構１４を構成する
充填ノズル１５を取付けている。各定量式充填機構１４
は、各昇降テーブル８上に搬入される容器２内に充填液
を注入する上記充填ノズル１５と、図示しない充填液タ
ンクから供給される充填液を吸込み、その吸込んだ充填
液を上記充填ノズル１５から容器２内に充填する計量シ
リンダ機構１６と、充填液タンクと計量シリンダ機構１
６間の充填液通路を切換え制御するバルブ機構１７とを
備えている。バルブ機構１７は、図２に拡大して示すよ
うに、上記各昇降テーブル８の直上位置すなわち計量シ
リンダ機構１６の直上位置において支持部５Ｂに固定し
た円柱形状のバルブブロック１８を備えており、このバ
ルブブロック１８の上端部外周に、バルブスリーブ２１
の下端筒状部を昇降かつ回転自在に嵌装している。この
バルブスリーブ２１の上端部はこれを昇降させるエアシ
リンダ２２に連動させると同時に、これを回転駆動する
図示しない駆動源に連動させてあり、また上記エアシリ
ンダ２２は支持部５Ｂに設けたブラケット２３に取付け
ている。上記バルブブロック１８の外周面には、その上
下に大径部１８ａ、１８ｂを形成するとともに、両大径
部１８ａ、１８ｂの間に小径部１８ｃを形成してあり、
またバルブブロック１８の軸部には軸方向に３本の通路
２４、２５、２６を形成している。そして第１の通路２
４の下端部を導管２７および図１に示す従来公知のロー
タリジョイント２８を介して図示しない充填液タンクに
連通させ、第２の通路２５の下端部を上記計量シリンダ
機構１６に連通させ、さらに第３の通路２６の下端部を
導管３１を介して上記充填ノズル１５に連通させてい
る。各通路２４〜２６の上端部は、図４に示すように、
バルブブロック１８の上方大径部１８ａの外周面にそれ
ぞれ開口させてあり、その際、上記計量シリンダ機構１
６に連通する通路２５を他の通路２４、２６の中央に位
置させ、かつ両通路２４、２６は中央の通路２５からそ
れぞれ円周方向に９０度位置をずらして開口させてい
る。他方、上記バルブスリーブ２１の内周面には、その
上方に大径孔２１ａを、また下方に小径孔２１ｂを形成
してあり、上記エアシリンダ２２によりバルブスリーブ
２１を上昇端に位置させた通常の充填時には、その下方
小径孔２１ｂを各通路２４〜２６を開口させたバルブブ
ロック１８の上方大径部１８ａに摺接させている。そし
てその摺動面である下方小径孔２１ｂの内周面に円周方
向に沿ってほぼ９０度の範囲に渡って環状溝３２を形成
し、図３に示すように、バルブスリーブ２１の第１回転
位置において上記環状溝３２を介して隣接した通路２
４、２５間を連通させ、さらにそこから所定の方向に９
０度回転させた第２回転位置において通路２５、２６間
を連通させるようにしている。したがって、バルブスリ
ーブ２１を第１回転位置に位置させて通路２４、２５間
を連通させれば、充填液タンクと計量シリンダ機構１６
とを連通させることができるので、この状態で計量シリ
ンダ機構１６を構成するピストン３３を下降させること
により充填液タンクからの充填液を計量シリンダ機構１
６内に吸込むことができる。他方、バルブスリーブ２１
を第２回転位置に位置させて通路２５、２６間を連通さ
せ、計量シリンダ機構１６と充填ノズル１５とを連通さ
せた状態で上記ピストン３３を上昇させれば、計量シリ
ンダ機構１６内に吸込んだ充填液を充填ノズル１５から
容器２内に充填することができる。これに対し、上記エ
アシリンダ２２によりバルブスリーブ２１を下降させた
洗浄時には、図３に示すように、バルブブロック１８の
上方大径部１８ａがバルブスリーブ２１の上方大径孔２
１ａ内に位置されるので、各通路２４〜２６は上方大径
部１８ａの外周面と上方大径孔２１ａの内周面との間に
形成される間隙を介して相互に連通されるようになる。
そして、充填時に相互に摺動していた上方大径部１８ａ
の外周面と下方大径孔２１ｂの内周面はそれぞれ離隔さ
れてそれぞれ間隙つまり洗浄用通路に臨むようになる。
さらにこれと同時に、バルブスリーブ２１の下方小径孔
２１ｂがバルブブロック１８の下方大径部１８ｂに摺接
されるようになるので、その部分から洗浄液が外部に漏
洩することが防止される。なお、必要に応じて、その下
方小径孔２１ｂと下方大径部１８ｂとの間に若干の間隙
を形成し、所要の洗浄液をその間隙から外部に漏洩させ
てその部分を充分に洗浄できるようにしてもよい。次
に、上記定量式充填機構１４を構成する計量シリンダ機
構１６は、上記バルブブロック１８の下部に一体に形成
したシリンダ３４と、このシリンダ３４内にその下方か
ら摺動自在に嵌合した上記ピストン３３とを備えてお
り、このピストン３３は、図１に示すように、上記回転
テーブル５Ａの下方側に配設した揺動式カム機構３５に
よって昇降作動するようにしている。上記揺動式カム機
構３５は、上記垂直軸４の軸心を中心とするリング状の
揺動枠３６と、この揺動枠３６の外周に玉軸受３７を介
して回転自在に設けた回転枠３８とを備えている。本実
施例においては、上記揺動枠３６は、機枠３に設けた左
右一対のジャッキ４１，４１’によって支持してあり、
これら昇降機構としてジャッキ４１，４１’を所要量だ
けそれぞれ独立して昇降させることによって、揺動枠３
６および回転枠３８を所要の傾斜角度に支持することが
できる。上記ジャッキ４１，４１’は手動で昇降させて
も良く、あるいはモータに連動させて昇降させても良
い。上記回転枠３８には、その外周面所要位置にローラ
４２を設けてあり、そのローラ４２を回転テーブル５Ａ
の下面に一体に設けたカム溝４３内にそれぞれ係合させ
ている。各カム溝４３は揺動枠３６を介して回転枠３８
を揺動させた際のローラ４２の移動軌跡に沿う形状を有
しており、回転テーブル５Ａが回動された際には、回転
枠３８はその傾斜角度に拘らず上記カム溝４３およびロ
ーラ４２を介して回転テーブル５Ａと一体に回転するこ
とができる。回転枠３８の外周には上記定量式充填機構
１４と同数の連結部４４を設けてあり、各連結部４４と
上記計量シリンダ機構１６のピストン３３とを連結杆４
５を介してそれぞれ連結している。したがって、上記回
転テーブル５Ａの回転に伴なって、それと一体に回転枠
３８を回転させれば、上記ピストン３３は連結部４４お
よび連結杆４５を介して回転枠３８の傾斜角度に対応し
た量だけ昇降されるようになる。また、洗浄時には、図
５に示すように、上記両ジャッキ４１、４１’をともに
上昇端まで上昇させることで、回転枠３８を水平位置に
支持することができ、各ピストン３３の高さを同一高さ
の洗浄位置に位置させることができるようになってい
る。さらに上記ピストン３３は、図２に示すように、そ
の上端部を大径部３３ａに、これよりも下方部分を小径
部３３ｂとしてあり、他方、シリンダ３４の下端部を上
記大径部３３ａの外周面に摺接する小径孔３４ｂに、こ
れよりも上方部分を大径孔３４ａとしている。そして通
常の充填時には上記ピストン３３の昇降作動中、常に大
径部３３ａと小径孔３４ａとを摺接させてその部分をシ
ール部とし、その小径孔３４ａの内周面に設けたシール
部材４６によってシリンダ３４内の液密を保つようにし
ている。これに対し、洗浄時には、図５に示すように、
上記揺動式カム機構３５によって回転枠３８を上昇端位
置で水平に支持した洗浄時には、図３に示すように、上
記ピストン３３の大径部３３ａをシリンダ３４の大径孔
３４ａの内部に完全に挿入させ、かつ、ピストン３３の
小径部３３ｂをシリンダ３４の小径孔３４ｂに位置させ
ることにより、上記シール部材４６の部分に充填液の流
通が可能な洗浄用通路４７を形成するようにしている。
また、上記ピストン３３にはシリンダ３４の下方位置に
おいて、上記シール部材４６の部分を流動する洗浄液を
受けるカップ状部材４８を昇降自在に設けてあり、この
カップ状部材４８をばね５１で上方に付勢している。こ
のばね５１はピストン３３に取付けたリテーナ５２（図
１）と上記カップ状部材４８との間に弾装され、通常の
充填作動時にはその自由長となる位置にカップ状部材４
８を保持しており、この状態ではピストン３３の上昇時
においてもカップ状部材４８がシリンダ３４に当接する
ことがないようにしている。他方、揺動式カム機構３５
によって回転枠３８を上昇端位置で水平に支持してピス
トン３３を図３に示す洗浄位置に位置させた時には、上
記カップ状部材４８をばね５１の弾撥力でシリンダ３４
の下端面に圧着させ、そのカップ状部材４８の上端面に
設けたシール部材５３により上記洗浄液通路４７を閉鎖
することができるようにしている。そしてこのカップ状
部材４８に接続した導管５４は、図１に示すように、回
転テーブル５Ａの中央部における垂直軸４内に設けた導
管５５と、ロータリジョイント５６および導管５７を介
して図示しない洗浄液の回収槽に連通させている。 （作動説明）以上の構成を有する回転式定量充填装置に
おいて、図２に示した通常の充填時にはバルブスリーブ
２１は上昇端に位置しており、また揺動式カム機構３５
の回転枠３８は図１に示すように所要の角度に傾斜され
ている。そして、容器２は、図１に示すコンベヤ６１に
よって搬送され、タイミングスクリュウ６２によって供
給スターホイール６３に同期された後、そのスターホイ
ール６３によって各昇降テーブル８上に１つずつ順次搬
入される。昇降テーブル８上に搬入された容器２は、エ
アシリンダ６と固定カム１２とによる昇降テーブル８の
上昇に伴なって上昇され、これにより相対的に充填ノズ
ル１５が容器２内に挿入されると、上記バルブ機構１７
により充填液流路が切換わるとともに計量シリンダ機構
１６のピストン３３が上昇して充填液の容器２内への充
填が開始される。上記ピストン３３が上昇端となると容
器２内への充填液の充填が終了し、これと同時に上記バ
ルブ機構１７による充填液流路が切換わるとともに計量
シリンダ機構１６のピストン３３が降下してシリンダ３
４内に充填液を吸込む。そして充填の終了した容器２は
元の高さ位置まで降下された後、図示しない排出スター
ホイールによりコンベヤ６１上に排出される。上記通常
の充填時に対して、回転式定量充填装置１を洗浄する場
合には、左右一対のジャッキ４１、４１’により揺動式
カム機構３５の揺動枠３６および回転枠３８を図５に示
した上昇端まで上昇させて水平に支持する。これによ
り、各ピストン３３がが同じ高さが一定に揃えられて、
図３に示した洗浄位置に位置するとともに洗浄用通路４
７が形成される。また、この状態では、上記シリンダ３
４の下端面にばね５１の弾撥力によりカップ状部材４８
が圧着されて上記洗浄用通路４７を閉鎖している。この
状態で、充填時と同様に回転体５を回転させると同時
に、左方側のジャッキ４１を徐々に下降させて回転枠３
８を充填時と同じ傾斜角度となるまで傾斜させながら、
充填液タンク側の通路から各定量充填機構１４に向けて
洗浄液を供給する。これにより、洗浄液は、まずロータ
リジョイント２８を洗浄してその部分を流動し、導管２
７を介してバルブ機構１７の通路２４からバルブスリー
ブ２１の内部に供給される。バルブスリーブ２１の内部
に供給された洗浄液は２つの流れに分流され、一方の洗
浄液は通路２５を介してシリンダ３４内に流入してその
部分を洗浄し、さらにピストン３３とシリンダ３４との
間の洗浄液通路４７、カップ状部材４８の内部、導管５
４を介して導管５５内に流動され、ここからロータリジ
ョイント５６および導管５７を介して回収槽に還流され
る。これに対し、上記２つの流れに分流された他方の洗
浄液は、回転体５が回転しながら、かつ回転枠３８が左
方側のジャッキ４１によって徐々に傾斜することに伴っ
て各ピストン３３が昇降するので、洗浄液は通路２６、
導管３１を介して充填ノズル１５に供給され、それらの
内部を洗浄してから充填ノズル１５の下端部から下方に
むけて流下する。なお、このように充填ノズル１５の下
端部から流れ落ちる洗浄液を回収するために、図１に想
像線で示したように、充填ノズル１５による充填区間の
下方側に回収用容器６４を設けても良い。上述した本実
施例によれば、上記一対のジャッキ４１、４１’によっ
て計量シリンダ機構１６のピストン３３のストロークを
変化させて、容器２内への充填液の充填量を変更するこ
とができる。他方、上記一対のジャッキ４１、４１’に
よって、ピストン３３を図３に示す洗浄位置に位置させ
ることによって、定量式充填機構１４およびそれに連通
する通路の洗浄を行うことができる。そのため、回転体
５の上方側部分に、ピストン３３を洗浄位置に位置させ
るための昇降機構を設ける必要がない。したがって、回
転体５の構成を簡略化することができ、ひいては回転式
定量充填装置１の構成を簡略化することができる。この
ような本実施例に対して、例えば特公平３−１４７１６
号公報に開示されているような従来の装置では、上記回
転体５を、下方側の回転テーブルとこの回転テーブルと
一体に回転し、かつ回転テーブルに対して昇降自在な上
方側の回転部材とによって構成していたものである。そ
して、上方側に位置する回転部材には計量シリンダ機構
等を設けるだけでなく、回転テーブルに対して回転部材
を昇降させるための昇降手段を設けていたものである。
したがって、このような従来の装置では、装置全体が大
型化し、構成が複雑になるという欠点が指摘されていた
ものである。なお、上記実施例における両ジャッキ４
１，４１’のいずれかの代わりにロックアップ付きシリ
ンダ機構を用いても良い。また、上記実施例では、ジャ
ッキを２台設けているが、揺動枠３６の円周方向下方側
にジャッキを３台設けてもよい。さらに、上記実施例で
は、エアシリンダ６を用いて昇降テーブル８を上方に付
勢しているが、ばねを用いてもよいことは勿論である。

【０００７】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、従来に
比較して回転式定量充填装置の構成を簡略化することが
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図

【図２】図１の要部の断面図

【図３】図２に示した構成部材の異なる状態を示す断面
図

【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図

【図５】図１に示した構成部材の異なる状態を示す断面
図

【符号の説明】

１…回転式定量充填装置 ４…回転体 ８…昇降テーブル １５…充填ノズル １６…計量シリンダ機構 １７…バルブ機構 ３３…ピストン ３４…シリンダ ３５…揺動式カム機構 ３６…揺動枠 ３８…回転枠 ４１、４１’…ジャ
ッキ（昇降機構） ４７…洗浄液通路

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転自在に設けた回転体と、この回転体
   の円周方向所定位置に昇降自在に設けた複数の昇降テー
   ブルと、上記回転体に昇降テーブルと同数設けられると
   ともにピストンを往復動させてシリンダ内に一定量の充
   填液を給排する計量シリンダ機構と、各計量シリンダ機
   構から吐出された充填液を上記昇降テーブル上に供給さ
   れた容器内に充填する充填ノズルと、充填液タンクと上
   記計量シリンダ機構間の連通および計量シリンダ機構と
   上記充填ノズル間の連通を選択的に切換える通路を形成
   したバルブ機構と、上記各計量シリンダ機構のピストン
   と連動してそれを進退動させる揺動式カム機構とを備
   え、 また、所要時に上記各計量シリンダ機構のピストンを充
   填液の給排時における前進端よりも前進した洗浄位置に
   位置させて、各シリンダとピストンとの間に洗浄液が流
   通する洗浄液通路を形成するように構成し、 さらに、上記揺動式カム機構を、上記各計量シリンダ機
   構のピストンに連動するとともに回転体と一体に回転す
   る回転枠と、この回転枠を回転自在に支持して揺動可能
   な揺動枠と、この揺動枠を介して上記回転枠を所要の角
   度に傾斜させる昇降手段とから構成した回転式定量充填
   装置において、 上記揺動式カム機構の昇降手段を少なくとも一対の昇降
   機構から構成して、これら昇降機構によって上記回転枠
   を所定の傾斜角度に設定できるように構成するととも
   に、上記一対の昇降機構によって、上記回転枠を上昇さ
   せて水平に支持することによって、上記各計量シリンダ
   機構のピストンを上記洗浄位置に位置させるように構成
   したことを特徴とする回転式定量充填装置。
2. 【請求項２】 上記昇降機構はジャッキからなり、手動
   あるいはモータによって作動されることを特徴とする請
   求項１に記載の回転式定量充填装置。