JP3915191B2 - 重量式充填装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は重量式充填装置に関し、より詳しくは、袋状の容器を開口させた状態において、その中に所定重量の物品を充填する重量式充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スタンディングパウチ等の袋状の容器に所定重量の物品を充填する重量式充填装置として、例えば実公平６−２８４０８号公報の装置が知られている。この公報の装置は、袋状の容器の上方開口部の前後を一対のクランプ部材によって把持して吊り下げた状態において、容器内に物品を充填しながら上記各クランプ部材に連動した重量計によって充填中の容器の重量を計量するようにしている。
そして、上述した装置では、一対のクランプ部材はばねによって常時閉鎖するように構成してあり、容器の上方口部を両クランプ部材で把持する時には、それまで離隔させておいた制御機構をクランプ部材に連動させて、両クランプ部材を開放させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、袋状の容器をホルダに収納して移送する場合には、上述した従来の装置を適用するのは困難であった。というのは、上述した従来の装置では、一対のクランプ部材で容器の上端口部を把持し、かつ容器全体を吊り下げた状態で物品の充填を行いつつ計量しているため、上述したホルダ内の容器に物品を充填するためには、ホルダから容器を一旦持ち上げて充填を行い、その後に充填後の容器を再度ホルダ内に戻す必要がある。しかしながら、上述した従来の装置では、容器全体を昇降させる昇降手段を備えていないので、ホルダに収納した袋状の容器に物品を充填することは困難であった。
【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、袋状の容器を収納したホルダを載置して移送する複数の載置台と、各載置台に載置したホルダ内の容器に充填物を充填する充填機構と、各載置台に設けられ、各載置台に載置したホルダ内の容器の開口状態を維持する開口維持機構と、各載置台ごとに設けられ、かつ各載置台を支持して、上記充填機構によって容器内に充填される充填物の重量を計量する重量計と、上記各載置台に立設された支持軸と、通常は各開口維持機構と離隔し、所要時に各開口維持機構と連動する制御機構とを備え、
上記開口維持機構は、上記載置台の支持軸に昇降自在に設けた昇降部材と、この昇降部材にリンク機構を介して水平方向に移動可能に設けられて、昇降部材が下降端に下降した際に容器内に挿入されるとともに上記リンク機構に連動して開放されて容器の開放状態を維持する開閉部材とを備え、
上記開口維持機構は、上記制御機構から離隔した自然状態では、上記昇降部材が下降端に位置するとともに上記開閉部材が開放されるように構成してあり、
また、制御機構は、所要時に上記開口維持機構の昇降部材と連動してそれを上昇させるとともに、上記開閉部材を閉鎖させるようにした重量式充填装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
上述した構成によれば、上記開口維持機構を備えているので、ホルダに収納した容器内に充填物を円滑に充填することができる。しかも、上記開口維持機構と制御機構とは通常は離隔し、その状態で容器の開口を維持することができるので、正確な重量測定を行なうことができる。
【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は回転式の重量式充填装置である。この重量式充填装置１は、ホルダ２内に収納した空の容器３内に所定重量の液体を充填する充填装置本体４と、搬送コンベヤ５上のホルダ２と係合して各ホルダを搬送コンベヤ５上から供給位置Ａへ移送して充填装置本体４に供給する供給スターホイール６と、液体が充填された容器３を保持したホルダ２を排出位置Ｂにおいて充填装置本体４上から排出して搬送コンベヤ５上へ戻す排出スターホイール７を備えている。
図２に示すように、本実施例の容器３は長方形のビニールを２枚重合させて形成した軟質の袋であり、この容器３は自然状態では、自己の弾性によって実質的に扁平な状態となっている。容器３の上方側の短辺は開口部３ａとして開放できるようになっており、それ以外の左右の長辺および底部となる下方の短辺の縁部は閉鎖されている。なお、容器３の底部の位置には、図３にも示すように、容器３の開口部３ａが開口された際の実質的な底部となる楕円形のまち３ｂを付けている。
このように本実施例では、容器３が軟質の袋からなるので、単独では自立することができず、しかも上端の開口部３ａも重合して閉鎖された状態となっている。そこで、図３に示すように、容器３をカップ状のホルダ２内に収納した状態で搬送するとともに、その状態で容器３の開口部３ａを開口させて液体を充填するようにしている。なお、本実施例では、ホルダ２として水平断面が楕円形のものを使用してあり、上記扁平な状態の容器３をホルダ２に収納した状態において、図１に示すように、平面で見た際にホルダ２内の容器３の長手方向が、ホルダ２の搬送方向と実質的に同一方向となるように、ホルダ２を移送するようにしている。
本実施例の供給スターホイール６は、容器３を保持したホルダ２を搬送コンベヤ５上で受け取ってから供給位置Ａで充填装置本体４へ受け渡すまでの間に、ホルダ２内の容器３の上端開口部３ａを開口させるとともに容器３全体を水平断面が楕円形となる略円筒状に膨らませるようにしている（図３参照）。
【０００７】
図４から図６に示すように、供給スターホイール６は、充填装置本体４と同期して反時計方向に回転する回転体８を備えるとともに、この回転体８の円周方向等間隔位置ごとに上下一対の係合部材１１を配置している（図５）。係合部材１１にはホルダ２の外周部と係合する係合凹部１１Ａを形成している。係合部材１１の移動軌跡の下方側で、かつ搬送コンベヤ５と充填装置本体４との間には、搬送コンベヤ５の載置面と同じ高さで、円弧状の載置台１２を設けている。
搬送コンベヤ５上のホルダ２は、供給スターホイール６（回転体８）の回転に伴って順次係合部材１１の係合凹部１１Ａと係合して搬送コンベヤ５上から載置台１２上に移送され、その後、載置台１２上から上記供給位置Ａにおいて充填装置本体４に受け渡されるようになっている。
回転体８における各係合部材１１上方の位置には開口機構１３を配設してあり、この開口機構１３が備える一対の吸着パッド１４、１４’によって、ホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａを開口させるようにしている。
図７、図８にも示すように、開口機構１３はガイドブロック１５を備えており、このガイドブロック１５は回転体８の上方部に、その長手方向が回転体８の半径方向と一致し、かつ水平となるように連結している。
ガイドブロック１５には、回転体８の半径方向に沿って３つのガイド孔１５ａを穿設してあり、これらのガイド孔１５ａにそれぞれガイド軸１６，１７，１８を摺動自在に貫通させている。これにより、各ガイド軸１６，１７，１８は、回転体８（供給スターホイール６）の半径方向に進退動できるようになっている。ガイド軸１６の内方側（図７の左方側）の端部とガイド軸１８の内方側の端部はブラケット２１によって連結してあるので、両ガイド軸１６，１８は一体となって摺動するようになっている。なお、ガイド軸１８の内方側の端部は、ブラケット２１に対して回転できるようにしている。また、ガイド軸１８の外方側（図７の右方側）の端部には、それに直交させて連結したブラケットを介して外方側の吸着パッド１４’を取り付けている。この吸着パッド１４’の軸心は水平に維持されるとともにガイド軸１８と平行となるようにしてあり、しかもこの吸着パッド１４’は、回転体８の回転中心に向けている。吸着パッド１４’には、図示しない導管を接続してあり、図示しない負圧の供給源から所要時に吸着パッド１４’に負圧を導入できるようになっている。
【０００８】
ガイド軸１７の外方側（図７の右方側）の端部にはブラケット２２を連結してあり、このブラケット２２の自由端に穿設した貫通孔２２ａに、上記ガイド軸１６の外方側の外周部を摺動自在に貫通させている。また、このガイド軸１７の内方側の端部には別のブラケット２３を連結してあり、このブラケット２３の自由端を回転軸１８の下方を潜らせてガイドブロック１５の一側面よりも外方に突出させてあり、そこに内方側の吸着パッド１４を連結している。
この吸着パッド１４も、その軸心がガイド軸１８と平行で、かつ水平となるように支持してあり、しかも上記外方側の吸着パッド１４’と対向するように配置している。吸着パッド１４も図示しない導管を介して負圧の供給源に接続してあり、所要時に負圧を導入できるようになっている。内方側の吸着パッド１４と外方側の吸着パッド１４’への負圧の給排作動は同期して行うようにしている。
図７に示すように、ガイド軸１６とガイド軸１７の隣り合う位置の外周面にはラック１６ａ，１７ａを形成している。
一方、ガイドブロック１５の中央部には円形の有底孔１５ｂを形成してあり（図８）、その有底孔１５ｂの上端部に筒状部材２４の下端部を嵌着している。筒状部材２４内に設けた一対のベアリング２５を介して、筒状部材２４内に回転軸２６を回転自在に軸支している。
回転軸２６の下端部にはピニオン２７を取り付けてあり、このピニオン２７に上記回転軸１６，１７に形成したラック１６ａ，１７ａを同時に噛合させている。また、筒状部１５ｂよりも上方に突出させた回転軸２７の上端には、別のギヤ２８を嵌着している。
上述した構成により、後述するカム機構に連動して回転軸２６が所定量だけ正転されて、ピニオン２７が図７において時計方向に回転されると、ガイド軸１６、１８および外側の吸着パッド１４’は外方側（右方側）にむけて所定量だけ移動する同時に、ガイド軸１７および内方側の吸着パッド１４は内方側（左方）に向けて所定量だけ移動する。これにより、対向する両吸着パッド１４，１４’は同期して離隔して、図７、図８に示す実線で示した後退端に位置するようになっている。
これに対して、後述するカム機構に連動して回転軸２６が所定量だけ逆転されてピニオン２７が図７において反時計方向に回転されると、ガイド軸１６、１８および外側の吸着パッド１４’は内方側（左方側）にむけて所定量だけ移動すると同時に、ガイド軸１７および内方側の吸着パッド１４は外方側（右方側）に向けて所定量だけ移動するので、図６に想像線で示したように対向する両吸着パッド１４，１４’が相互に当接可能な前進端に位置するようになっている。
【０００９】
次に、上記開口機構１３の各ギヤ２８に連動するカム機構について説明すると、図４から図６に示すように、回転体８の回転中心を囲繞して概略円板状の固定カム３１を所定高さに固定して設けている。
一方、回転体８には、上記各開口機構１３ごとにセクタギヤ３２を配置している。このセクタギヤ３２は、各開口機構１３のギヤ２８に噛合させてあり、セクタギヤ３２の基部は、回転体８に立設した支持軸３３にベアリング３４を介して回転自在に取り付けている。また、セクタギヤ３２の基部の外周部にレバー３５の基部を連結してあり、このレバー３５の先端にカムフォロワ３６を回転自在に取り付けている。セクタギヤ３２と回転体８とにわたっては、引張りばね３７を取り付けているので、セクタギヤ３２は、その基部を回転中心として常に時計方向に付勢されており、したがって、上記カムフォロワ３６は、固定カム３１のカム面に常時当接している。
図６に示すように、固定カム３１のカム面は、回転体８（供給スターホイール６）が反時計方向に回転される際の搬送コンベヤ５上の位置を過ぎた箇所から充填装置本体４へのホルダ２の供給位置Ａを少し過ぎた領域３１ａにおいて、半径方向の最大の膨出量から徐々に膨出量を小さくして領域３１ａの中央部では最も膨出量を小さくしてあり、その後、膨出量を徐々に大きくして領域３１ａの終りの部分では膨出量が最大となるようにしている。他方、上記領域３１ａ以外の他の領域３１ｂでは、固定カム３１のカム面は、半径方向の膨出量を最大に維持されるようになっている。
これにより、回転体８が反時計方向に回転されることに伴って、カムフォロワ３６が回転しながら固定カム３１のカム面に沿って回転体８の半径方向に移動されるようになり、それによって、各セクタギヤ３２が正逆に所定角度だけ回転される。そして、このように、各セクタギヤ３２が正逆に回転されることにより、各開口機構１３のギヤ２８が正逆に回転される。そのため、上述したように、各開口機構１３が備える吸着パッド１４’，１４は、図７，図８に実線で示した後退位置と、想像線で示した前進位置とに回転体８の半径方向に沿って移動されるようになっている。より詳細には、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６がカム面３１の領域３１ｂに当接している時には、吸着パッド１４’，１４は後退位置にあり、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６が領域３１ｂから領域３１ａｂ内に移行すると、カム面が徐々に低くなるので、吸着パッド１４’，１４は後退位置から前進位置まで移動される。この後、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６が領域３１ａの中央部から終の部分へ移行すると、カム面が徐々に高くなるので、吸着パッド１４’，１４は前進位置から後退位置まで後退する。そして、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂに移行すると、吸着パッド１４’，１４は後退位置を維持されるようになっている。
そして、吸着パッド１４’，１４への負圧の導入は、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂおよび領域３１ａの前半の箇所に位置しているときに導入されるようにしてあり、他方、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの後半の箇所に位置している時には、吸着パッド１４’，１４への負圧の導入を停止するようにしている。
【００１０】
さらに、図７に示すように、各開口機構１３のガイド軸１８における外周面の中央部分には、軸方向に沿って形成した所定長さのガイド溝１８ａを形成してあり、このガイド溝１８ａに、ガイドブロック１５内に取り付けた係合ピン３８を係合させている。
ガイド溝１８ａは、その中央部よりも右方側の領域をガイド軸１８の軸方向と一致させているが、中央部よりも左方側の領域は、ガイド軸１８の軸方向に対して所定角度だけ傾斜させている。これにより、ガイド軸１８がガイドブロック１５に対して軸方向に摺動される時に、ガイド軸１８は所定角度だけ正逆に回転されるようになっている。
カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂ内にあって、吸着パッド１４，１４’が実線で示す後退端に位置している時には、係合ピン３８とガイド溝１８ａとの係合によってガイド軸１８に連結した外方側の吸着パッド１４’は、内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に保持されている。
これに対して、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂから領域３１ａに移動することにより、吸着パッド１４，１４’が後退位置から前進位置まで移動すると、係合ピン３８とガイド溝１８ａとの係合によってガイド軸１８が逆転されるので、外方側の吸着パッド１４’が所定量だけ下降されて内方側の吸着パッド１４と正確に対向するようになっている。なお、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの最後の部分および領域３１ｂに移動することにより、吸着パッド１４，１４’が前進端から後退端まで移動すると、ガイド軸１８が所定角度だけ正転されるので、外方側の吸着パッド１４は内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に保持されるようになっている。
このように、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂ内および領域３１ａの終りの部分にある時には、外方側の吸着パッド１４は内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に支持される。これにより、吸着パッド１４，１４’が搬送コンベヤ５上に位置する際に、外方側の吸着パッド１４’が、ホルダ２に保持した容器３の上端部と干渉することなく、その外方側に位置出来るようにしている。また、上記供給位置Ａにおいて、ホルダ２内の開口状態の容器３が充填装置本体４に供給される際に外方側の吸着パッド１４’が上方側に逃げるので、容器３はその上端開口部３ａを外方側の吸着パッド１４’と当接することなく、上記供給位置Ａへ供給されるようになっている。
【００１１】
以上のように構成した供給スターホイール６の作動を説明する。
図１に示すように、供給スターホイール６が充填装置本体４の時計方向の回転に同期して反時計方向に連続的に回転している状態において、上端開口部３ａが閉鎖した空の容器３を収納したホルダ２が搬送コンベヤ５によって供給スターホイール６の位置まで搬送されてくる。なお、ホルダ２に保持された容器３は扁平になった状態の長手方向が搬送コンベヤ５の搬送方向と同一方向となるように搬送コンベヤ５によって搬送される。
供給スターホイール６が反時計方向に回転することに伴って、供給スターホイール６が備える係合部材１１が搬送コンベヤ５上のホルダ２に係合するとともに、係合部材１１の上方側に設けた開口機構１３の両吸着ヘッド１４，１４’が搬送コンベヤ５上のホルダ２の上方に位置する。このとき、固定カム３１のカム面とカムフォロワ３６の係合によって、搬送コンベヤ５上の両吸着ヘッド１４，１４’は後退位置にあり、しかも外方側の吸着ヘッド１４’は内方側の吸着ヘッド１４よりも高い位置に支持されている。そのため、外方側の吸着ヘッド１４’はホルダ２に保持された容器３の上端開口部３ａと干渉することなく、その上方を通過することができる。したがって、図６に示すように、上方から見ると、両吸着ヘッド１４，１４’は容器３を挟んで両側に位置している。
この後、係合部材１１に係合した搬送コンベヤ５のホルダ２は、供給スターホイール６の回転に伴って、搬送コンベヤ５上から供給スターホイール６の載置台１２上へ移送される（図５）。これに伴って、ホルダ２に係合した係合部材１１上の開口機構１３に連動するカムフォロワ３６がカム面の領域３１ａに移行してその中央位置まで移動すると、両吸着ヘッド１４，１４’が前進位置まで前進されると同時に外方側の吸着ヘッド１４’が下降されるので、容器３の両側部は両吸着ヘッド１４，１４’によって挟持される（図８参照）。このとき、両吸着ヘッド１４，１４’には負圧が導入されているので、両吸着ヘッド１４，１４’によって容器３の両側が吸着保持される。
【００１２】
さらに供給スターホイール６の回転に伴って、上記カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの中央位置から終りの部分まで移動すると、両吸着ヘッド１４，１４’は、容器３を吸着したまま前進位置から元の後退位置まで後退する。これにより、容器３の上端開口部３ａが開口され、それに伴って、容器３全体が図３に示すように、概略円筒状に膨張されるようになっている。
この時点で、容器３の上端開口部３ａを吸着保持した両吸着ヘッド１４，１４’への負圧の導入が停止されるので、両吸着ヘッド１４，１４’による容器３の保持状態が開放され、そのように、上端開口部３ａが開口された容器３を保持したホルダ２が供給スターホイール６の載置台１２上から受け渡し位置Ａにおいて充填装置本体４へ供給されるようになっている。
なお、上記カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの終りの部分に移行することにより、外方側の吸着ヘッド１４’は上述したように吸着ヘッド１４よりも上方に上昇されるので、上端開口部３ａが開口された容器３は外方側の吸着ヘッド１４’と干渉することなく受け渡し位置Ａに供給される。
上述したようにして、供給スターホイール６は、搬送コンベヤ５が搬送してくるホルダ２を搬送コンベヤ上５から載置台１２上に移送するとともに各開口機構１３によってホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａを開口させ、その状態の容器３とそれを保持したホルダ２を順次受け渡し位置Ａで充填装置本体４に供給するようになっている。
【００１３】
次に充填装置本体４の構成について説明すると、図１および図９に示すように、充填装置本体４は、時計方向に連続的に回転される回転体４１を備えており、この回転体４１の外周部の等間隔位置に従来公知のロードセル（重量計）４２を鉛直上方にむけて取り付けている。各ロードセル４２の上端にホルダ２を載置する載置台４３を水平に連結している。回転体４１が時計方向に回転されることに伴って各載置台４３が受け渡し位置Ａに位置した時に、上述した供給スターホイール６によって順次ホルダ２を供給するようにしている。
各載置台４３には、回転体４１の回転中心側に一対の支持軸４４を立設してあり、これら支持軸４４に後述する開口維持機構４５を設けている。開口維持機構４５は、支持軸４４に昇降自在に設けた昇降部材４６を備えている。両支持軸４４の下方外周部にわたってブラケット４９を水平に連結してあり、このブラケット４９にホルダ２と係合する係合部材４７を水平に連結している。各載置台４３に供給されたホルダ２は、その外周部が上記係合部材４７の凹部４７ａに係合することで載置台４３上の所定位置に保持されるようになっている。また、載置台４３上のホルダ２に保持された容器３は，開口維持機構４５によって開口状態を維持されるようになっている。
回転体４１には、各載置台４３の上方位置に従来公知の充填機構４８を設けている。充填ノズル４８は、各載置台４３が受け渡し位置Ａを通過した時点で下降端まで下降されて、開口維持機構４５によって開口状態が維持された容器３の上端開口部３ａ内に挿入される。
その後、回転体４１が時計方向に回転されることに伴って、充填ノズル４８によって容器３内に液体が充填されるようになっている。容器３内に充填される液体の重量は、ロードセル４２によって計測されるとともに、ロードセル４２が測定した重量は、逐次図示しない制御装置に入力されている。制御装置は、ロードセル４２が測定した重量が所定重量に達したら、充填ノズル４８による容器３内への液体の充填を終了させるようにしている。
このようにして、回転体４１が時計方向に回転されることに伴って、各載置台４３上に保持したホルダ２内の容器３に所定重量の液体が充填されると、充填ノズル４８は、上昇されて容器３から離隔してその上方に支持される。また、充填後の容器３を保持したホルダ２は、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール７によって載置台４３から排出されて搬送コンベヤ５上に戻されるようになっている。
【００１４】
しかして、図９ないし図１１に示すように、開口維持機構４５は、上記一対の支持軸４４に昇降自在に取り付けた上記昇降部材４６と、この昇降部材４６の中央部に鉛直方向を向けて一体に連結した角柱状のガイド部材５１と、上記一対の支持軸４４に連結したブラケット４９上にガイド部材５１と平行に立設した棒状部材５２とを備え、さらに菱形のリンク機構５３を介してガイド部材５１の上方部に支持した一対の開閉部材５４，５５を備えている。
各支持軸４４の上方外周部を囲繞して昇降部材４６の上面と各支持軸４４の上端のストッパ部４４Ａとにわたってコイルばね５６、５６を弾装してあり、昇降部材４６およびそれに設けた開閉部材５４，５５等は、それら自重とコイルばね５６，５６の弾撥力とによって常時下方に向けて付勢されている。また、昇降部材４６における背面には、水平方向の当接部４６ａを突設している。なお、上記コイルばね５６、５６は省略しても良い。
次に、図１２に示すように、リンク機構５３は、同一寸法をした４枚のリンク５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄを４本のピン５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄで揺動自在に連結してあり、それによって全体として菱形に形成している。上端となるピン５７Ａの先端は、ガイド部材５１の上端部の側面に固定してあり、これに対して下端となるピン５７Ｃの先端部は、ガイド部材５１の上方側に上下方向に形成した長穴５１ａに係合させている。
一方、開閉部材５４，５５は薄板状部材からなり、側面を相互に重合させて摺動できるようにしている。これら開閉部材５４，５５の先端部には、その長手方向と直交させて円弧状の係合部５４ａ、５５ａを形成している（図１１）。係合部５４ａ、５５ａは、下方にむけて所定寸法だけ伸ばしている（図１２）。
図１１に示すように、開閉部材５４の後方端側には長穴５４ｂを形成してあり、他方、開閉部材５５の中央側には、上記長穴５４ｂと同一寸法の長穴５５ｂを形成している。そして、リンク機構５３の前方側の係合ピン５７Ｂは、開閉部材５５の長穴５５ｂを挿通させてから他方の開閉部材５４に連結している。また、後方側の係合ピン５７Ｄは、開閉部材５４の長穴５４ｂを挿通させて開閉部材５５に連結している。これにより、両開閉部材５４、５５を、その長手方向が回転体４１の半径方向と同一方向で、かつ常に水平となるように支持してあり、それによって、上記係合部５４ａ，５５ａは、回転体４１の半径方向の内方側と外方側とで対向するようになっている。
そして、リンク機構５３における下端のピン５７Ｃをガイド部材５１の長穴５１ａに沿って昇降されると各リンク５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄが連動して、各開閉部材５４，５５がガイド部材５１に対して昇降されるとともに、これら各開閉部材５４，５５は水平状態を維持したまま同期して長手方向の逆方向に進退動されるようになっている。これに伴って、係合部５４ａ，５５ａが回転体４１の半径方向に接離されて開閉されるようになる。
【００１５】
次に、ガイド部材５１の隣接位置に設けた棒状部材５２は、所定寸法に設定してあり、かつ、リンク機構５３における下端部のピン５７Ｃの下方側に位置させている。
昇降部材４６が後述する制御機構５８側の当接部６１ａに連動して、図１２に示すように上昇端まで上昇されている状態では、リンク機構５３の下端のピン５７Ｃは、棒状部材５２の上端部から離隔してその上方に位置している。そのためこれにより、リンク機構５３は縦長の形状となっており、ピン５７Ｃはガイド部材５１の上端に対して最も下降した位置にある。そして、この時には、両開閉部材５４，５５およびリンク機構５３は、係合ピン５７Ｂが長穴５５ｂの内方側の端部に係合すると同時に係合ピン５７Ｄも長穴５４ｂの外方側の端部に係合することにより、ガイド部材５１に対する下降端に位置している。この時には、開閉部材５４，５５の係合部５４ａ，５５ａは、図１２に示すように相互に当接して閉鎖されている。
これに対して、図１３および図１４に示すように、制御機構５８側の当接部６１ａが下降された時には、昇降部材４６およびリンク機構５３が自重とコイルばね５６によって下降し、その下降途中でピン５７Ｃが棒状部材５２の上端に当接して、ピン５７Ｃをガイド部材５１の長穴５１ａ内の上方に上昇させる。
やがて、制御機構５８側の当接部６１ａが昇降部材４６の当接部４６ａから離隔する位置まで下降されると、その過程において、昇降部材４６はブラケット４９に当接する（図１４）。つまり、昇降部材４６はブラケット４９に支持されることにより、載置台４３上における下降端位置に位置する。これに伴って、両開閉部材５４，５５が同期して相互に逆方向に移動されるので、それらの係合部５４ａ，５５ａが徐々に離隔して開放され、かつこれら係合部５４ａ，５５ａも載置台４３上における下降端位置に位置する。そして、このように、下降されて開放される係合部５４ａ，５５ａは、ホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａ内に挿入されるようになっている。この図１４に示すように、昇降部材４６は、制御機構５８と離隔した自然状態では、下降端に位置するように構成してあり、その時には、係合部５４ａ，５５ａも下降端に位置し、かつ開放されるように構成している。換言すると、昇降部材４６が制御機構５８と連動して図１２に示すように上昇されている時には、係合部５４ａ，５５ａも上方に位置して閉鎖されるようになっている。
【００１６】
次に、所要時に昇降部材４６と連動して係合部５４ａ，５５ａを開閉させる制御機構５８について説明する。図９に示すように、制御機構５８は、各開口維持機構５８ごとに回転体４１に設けた昇降軸６１と、この昇降軸６１の下端部に回転自在に取り付けたカムフォロワ６２を備えるとともに、回転体４１の回転中心を囲繞して設けられて上記カムフォロワ６２が転動自在に載置される環状カム６３を備えている。
各昇降軸６１は、回転体４１に対して昇降のみ可能に取り付けてあり、その上端部に水平な当接部６１ａを備えている。昇降軸６１が環状カム６３に連動して下降端位置から上昇端位置まで上昇されると、その当接部６１ａが昇降部材４６の当接部４６ａに下方側から当接して昇降部材４６全体をコイルばね５６に抗して上昇端位置まで上昇させる（図１２）。その際には、上述したように各開口維持機構５８の係合部材５４ａ，５５ａは上昇位置にあって閉鎖されるようになっている。
他方、昇降軸６１が環状カム６３に連動して上昇端位置から下降端位置まで下降されると、コイルばね５６の弾撥力および昇降部材４６等の自重によって、昇降部材４６および開閉部材５４，５５も図１４に示す下降端まで下降し、この過程で当接部６１ａは昇降部材４６の当接部４６ａと離隔する。これに伴い、ピン５７Ｃが棒状部材５２の上端に当接して、リンク機構５３を横長に変形させるので、上述したように係合部５４ａ，５５ａが離隔して開放されるようになっている。
充填装置本体４が回転する際の排出位置Ｂの手前から供給位置Ａにわたる領域においては、当接部６１ａ（昇降軸６１）が上昇端に維持されて昇降部材４６の当接部４６ａと係合するように環状カム６３のカム面の高さを調整している。これにより、上記係合部５４ａ，５５ａが上昇端に位置して閉鎖される。これに対して充填装置本体４が回転する際の上記以外の領域では、当接部６１ａ（昇降軸６１）が下降端に維持されて昇降部材４６の当接部４６ａと離隔するように環状カム６３のカム面の高さを調整している。これにより、係合部５４ａ，５５ａは下降端に位置して開放されるようになっている。
【００１７】
以上の構成にかかる充填装置本体４の作動を説明すると、先ず、充填装置本体４が時計方向に回転されることに伴って、供給スターホイール６によって供給位置Ａに位置する載置台４３に順次ホルダ２が供給される（図１、図９）。
ホルダ２は載置台４３側の係合部材４７と係合することにより、載置台４３の所定位置に位置する。
供給位置Ａにおいて載置台４３に供給されたホルダ２内の容器３は、上述したように、既に上端開口部３ａを開口されて、全体として断面が楕円形の筒状に膨張された状態となっている（図３）。そして、供給位置Ａでは、載置台４３の上方の係合部５４ａ，５５ａは上昇端にあって閉鎖されており、したがって、載置台４３上のホルダ２内の容器３の上方に支持されている。
充填装置本体４の回転に伴って、ホルダ２を保持した載置台４３が供給位置Ａを過ぎると、環状カム６３に連動して係合部５４ａ，５５ａは上昇端から下降端まで下降されつつ開放される。これにより、係合部５４ａ，５５ａが開放状態の容器３の上端開口部３ａ内に挿入されて、それら上端開口部３ａに内方側から軽く接触してその開口状態を維持する。
この後、載置台４３の上方に設けた充填ノズル４７が下降されて、係合部５４ａ，５５ａによって開口状態を維持された容器３内に挿入され、その後、充填ノズル４７から容器３内に液体の充填が開始される。
充填装置本体４の回転に伴って、その後、継続して充填ノズル４７から載置台４１上の容器３内に液体が充填される。容器３内に充填される液体の重量は、載置台４１を連結したロードセル４２によって逐次計量されて、図示しない制御装置に入力される。そして、制御装置は、ロードセル４２が計量した重量が所定の重量になったら、充填ノズル４７の充填作動を停止させるとともに、元の上昇端位置まで充填ノズル４７を上昇させる。これにより、充填ノズル４７は容器３内から取り出されて、その上方側に支持される。これによって、所定重量の液体が容器３内に充填されたことになる。
【００１８】
この後、充填後の容器３とホルダ２を載置した載置台４３が排出位置Ｂの手前まで移送されると、係合部５４ａ，５５ａが制御機構５８の環状カム６３に連動して下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、係合部５４ａ，５５ａは閉鎖されつつ上昇端まで上昇する。これにより、係合部５４ａ，５５ａが容器３の上端開口部３ａから離隔して、その上方側に支持される。
この後、充填後の容器３とホルダ２を載置した載置台４３が排出位置Ｂに位置すると、排出スターホイール７によって、載置台４３上から排出されて搬送コンベヤ５上に戻されるようになっている。
この後、空になった載置台４３とその上方の開口維持機構４５の係合部５４ａ，５５ａおよび充填ノズル４７は、その状態で再度供給位置Ａまで移送され、上述した作動を行うようになっている。
【００１９】
以上のように、本実施例によれば、充填装置本体４は各載置台４３ごとに容器３の開口状態を維持する開口維持機構４５を備えているので、ホルダ２に収納した容器３内に充填ノズル４８によって液体を円滑に充填することができる。しかも、開口維持機構４５と制御機構５８とは、離隔した状態で容器３の開口を維持できるので、載置台４３上の容器３は外部と遮断されロードセル４２によって、容器３内に充填される液体の重量を正確に測定できる。
また、上記実施例によれば、供給スターホイール６に開口機構１３を設けてあり、他方、充填装置本体４に開口維持機構４５を設けているので、開口機構と開口維持機構を充填装置本体側に設けていた従来と比較して、充填装置本体４の構成を簡略化することができるとともに、その設置スペースを小さくすることができる。
さらに、供給スターホイール６に開口機構１３の吸着パッド１４，１４’によって容器３の上端開口部３ａを半径方向に開口させるようにしているので、従来に比較して容器３の上端開口部３ａを十分に開口させることができる。しかも、開口機構１３は供給スターホイール６を構成する回転体８に設けてあるので、上記特公平５６−２８５号公報のように間欠的に容器３を搬送していく過程において容器３を開口させる場合に比較して、処理速度を速くすることができる。
【００２０】
なお、本発明の他の実施例として、充填装置本体４の載置台４３に容器２の口部を開口させる上述したような開口機構と、容器２の開口状態を維持する上述したような開口維持機構を設けてもよい。この場合における作動は、載置台４３に容器２が供給されてから、開口機構で容器２を開口し、次に開口維持機構で容器２の開口状態を維持する。その後に開口維持機構による容器の開口状態を解放し、容器内へ所定量の液体を充填することになる。
また、上記実施例は本発明を回転式の重量式充填装置に適用した場合について説明したが、本発明はライン式の充填装置にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ホルダに収納した容器内に充填物を円滑に充填することができるという効果が得られる。しかも、上記開口維持機構と制御機構とは通常は離隔し、その状態で容器の開口を維持することができるので、正確な重量測定を行なう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概略の平面図
【図２】図１に示した装置で処理する容器の斜視図
【図３】図１に示した装置で処理するホルダと容器の斜視図
【図４】図１に示した装置における要部を一部を切欠いて示す平面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の断面図
【図６】図４の要部の拡大図
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部の断面図
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部の断面図
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部の断面図
【図１０】図９の要部の右側面図
【図１１】図９の要部の平面図
【図１２】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【図１３】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【図１４】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【符号の説明】
１ 重量式充填装置 ２ ホルダ
３ 容器 ３ａ 開口部
４２ ロードセル（重量計）
４５ 開口維持機構 ４６ 昇降部材
４８ 充填ノズル（充填機構） ５４ 開閉部材
５５ 開閉部材 ５８ 制御機構
【産業上の利用分野】
本発明は重量式充填装置に関し、より詳しくは、袋状の容器を開口させた状態において、その中に所定重量の物品を充填する重量式充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、スタンディングパウチ等の袋状の容器に所定重量の物品を充填する重量式充填装置として、例えば実公平６−２８４０８号公報の装置が知られている。この公報の装置は、袋状の容器の上方開口部の前後を一対のクランプ部材によって把持して吊り下げた状態において、容器内に物品を充填しながら上記各クランプ部材に連動した重量計によって充填中の容器の重量を計量するようにしている。
そして、上述した装置では、一対のクランプ部材はばねによって常時閉鎖するように構成してあり、容器の上方口部を両クランプ部材で把持する時には、それまで離隔させておいた制御機構をクランプ部材に連動させて、両クランプ部材を開放させるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来、袋状の容器をホルダに収納して移送する場合には、上述した従来の装置を適用するのは困難であった。というのは、上述した従来の装置では、一対のクランプ部材で容器の上端口部を把持し、かつ容器全体を吊り下げた状態で物品の充填を行いつつ計量しているため、上述したホルダ内の容器に物品を充填するためには、ホルダから容器を一旦持ち上げて充填を行い、その後に充填後の容器を再度ホルダ内に戻す必要がある。しかしながら、上述した従来の装置では、容器全体を昇降させる昇降手段を備えていないので、ホルダに収納した袋状の容器に物品を充填することは困難であった。
【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、袋状の容器を収納したホルダを載置して移送する複数の載置台と、各載置台に載置したホルダ内の容器に充填物を充填する充填機構と、各載置台に設けられ、各載置台に載置したホルダ内の容器の開口状態を維持する開口維持機構と、各載置台ごとに設けられ、かつ各載置台を支持して、上記充填機構によって容器内に充填される充填物の重量を計量する重量計と、上記各載置台に立設された支持軸と、通常は各開口維持機構と離隔し、所要時に各開口維持機構と連動する制御機構とを備え、
上記開口維持機構は、上記載置台の支持軸に昇降自在に設けた昇降部材と、この昇降部材にリンク機構を介して水平方向に移動可能に設けられて、昇降部材が下降端に下降した際に容器内に挿入されるとともに上記リンク機構に連動して開放されて容器の開放状態を維持する開閉部材とを備え、
上記開口維持機構は、上記制御機構から離隔した自然状態では、上記昇降部材が下降端に位置するとともに上記開閉部材が開放されるように構成してあり、
また、制御機構は、所要時に上記開口維持機構の昇降部材と連動してそれを上昇させるとともに、上記開閉部材を閉鎖させるようにした重量式充填装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
上述した構成によれば、上記開口維持機構を備えているので、ホルダに収納した容器内に充填物を円滑に充填することができる。しかも、上記開口維持機構と制御機構とは通常は離隔し、その状態で容器の開口を維持することができるので、正確な重量測定を行なうことができる。
【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は回転式の重量式充填装置である。この重量式充填装置１は、ホルダ２内に収納した空の容器３内に所定重量の液体を充填する充填装置本体４と、搬送コンベヤ５上のホルダ２と係合して各ホルダを搬送コンベヤ５上から供給位置Ａへ移送して充填装置本体４に供給する供給スターホイール６と、液体が充填された容器３を保持したホルダ２を排出位置Ｂにおいて充填装置本体４上から排出して搬送コンベヤ５上へ戻す排出スターホイール７を備えている。
図２に示すように、本実施例の容器３は長方形のビニールを２枚重合させて形成した軟質の袋であり、この容器３は自然状態では、自己の弾性によって実質的に扁平な状態となっている。容器３の上方側の短辺は開口部３ａとして開放できるようになっており、それ以外の左右の長辺および底部となる下方の短辺の縁部は閉鎖されている。なお、容器３の底部の位置には、図３にも示すように、容器３の開口部３ａが開口された際の実質的な底部となる楕円形のまち３ｂを付けている。
このように本実施例では、容器３が軟質の袋からなるので、単独では自立することができず、しかも上端の開口部３ａも重合して閉鎖された状態となっている。そこで、図３に示すように、容器３をカップ状のホルダ２内に収納した状態で搬送するとともに、その状態で容器３の開口部３ａを開口させて液体を充填するようにしている。なお、本実施例では、ホルダ２として水平断面が楕円形のものを使用してあり、上記扁平な状態の容器３をホルダ２に収納した状態において、図１に示すように、平面で見た際にホルダ２内の容器３の長手方向が、ホルダ２の搬送方向と実質的に同一方向となるように、ホルダ２を移送するようにしている。
本実施例の供給スターホイール６は、容器３を保持したホルダ２を搬送コンベヤ５上で受け取ってから供給位置Ａで充填装置本体４へ受け渡すまでの間に、ホルダ２内の容器３の上端開口部３ａを開口させるとともに容器３全体を水平断面が楕円形となる略円筒状に膨らませるようにしている（図３参照）。
【０００７】
図４から図６に示すように、供給スターホイール６は、充填装置本体４と同期して反時計方向に回転する回転体８を備えるとともに、この回転体８の円周方向等間隔位置ごとに上下一対の係合部材１１を配置している（図５）。係合部材１１にはホルダ２の外周部と係合する係合凹部１１Ａを形成している。係合部材１１の移動軌跡の下方側で、かつ搬送コンベヤ５と充填装置本体４との間には、搬送コンベヤ５の載置面と同じ高さで、円弧状の載置台１２を設けている。
搬送コンベヤ５上のホルダ２は、供給スターホイール６（回転体８）の回転に伴って順次係合部材１１の係合凹部１１Ａと係合して搬送コンベヤ５上から載置台１２上に移送され、その後、載置台１２上から上記供給位置Ａにおいて充填装置本体４に受け渡されるようになっている。
回転体８における各係合部材１１上方の位置には開口機構１３を配設してあり、この開口機構１３が備える一対の吸着パッド１４、１４’によって、ホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａを開口させるようにしている。
図７、図８にも示すように、開口機構１３はガイドブロック１５を備えており、このガイドブロック１５は回転体８の上方部に、その長手方向が回転体８の半径方向と一致し、かつ水平となるように連結している。
ガイドブロック１５には、回転体８の半径方向に沿って３つのガイド孔１５ａを穿設してあり、これらのガイド孔１５ａにそれぞれガイド軸１６，１７，１８を摺動自在に貫通させている。これにより、各ガイド軸１６，１７，１８は、回転体８（供給スターホイール６）の半径方向に進退動できるようになっている。ガイド軸１６の内方側（図７の左方側）の端部とガイド軸１８の内方側の端部はブラケット２１によって連結してあるので、両ガイド軸１６，１８は一体となって摺動するようになっている。なお、ガイド軸１８の内方側の端部は、ブラケット２１に対して回転できるようにしている。また、ガイド軸１８の外方側（図７の右方側）の端部には、それに直交させて連結したブラケットを介して外方側の吸着パッド１４’を取り付けている。この吸着パッド１４’の軸心は水平に維持されるとともにガイド軸１８と平行となるようにしてあり、しかもこの吸着パッド１４’は、回転体８の回転中心に向けている。吸着パッド１４’には、図示しない導管を接続してあり、図示しない負圧の供給源から所要時に吸着パッド１４’に負圧を導入できるようになっている。
【０００８】
ガイド軸１７の外方側（図７の右方側）の端部にはブラケット２２を連結してあり、このブラケット２２の自由端に穿設した貫通孔２２ａに、上記ガイド軸１６の外方側の外周部を摺動自在に貫通させている。また、このガイド軸１７の内方側の端部には別のブラケット２３を連結してあり、このブラケット２３の自由端を回転軸１８の下方を潜らせてガイドブロック１５の一側面よりも外方に突出させてあり、そこに内方側の吸着パッド１４を連結している。
この吸着パッド１４も、その軸心がガイド軸１８と平行で、かつ水平となるように支持してあり、しかも上記外方側の吸着パッド１４’と対向するように配置している。吸着パッド１４も図示しない導管を介して負圧の供給源に接続してあり、所要時に負圧を導入できるようになっている。内方側の吸着パッド１４と外方側の吸着パッド１４’への負圧の給排作動は同期して行うようにしている。
図７に示すように、ガイド軸１６とガイド軸１７の隣り合う位置の外周面にはラック１６ａ，１７ａを形成している。
一方、ガイドブロック１５の中央部には円形の有底孔１５ｂを形成してあり（図８）、その有底孔１５ｂの上端部に筒状部材２４の下端部を嵌着している。筒状部材２４内に設けた一対のベアリング２５を介して、筒状部材２４内に回転軸２６を回転自在に軸支している。
回転軸２６の下端部にはピニオン２７を取り付けてあり、このピニオン２７に上記回転軸１６，１７に形成したラック１６ａ，１７ａを同時に噛合させている。また、筒状部１５ｂよりも上方に突出させた回転軸２７の上端には、別のギヤ２８を嵌着している。
上述した構成により、後述するカム機構に連動して回転軸２６が所定量だけ正転されて、ピニオン２７が図７において時計方向に回転されると、ガイド軸１６、１８および外側の吸着パッド１４’は外方側（右方側）にむけて所定量だけ移動する同時に、ガイド軸１７および内方側の吸着パッド１４は内方側（左方）に向けて所定量だけ移動する。これにより、対向する両吸着パッド１４，１４’は同期して離隔して、図７、図８に示す実線で示した後退端に位置するようになっている。
これに対して、後述するカム機構に連動して回転軸２６が所定量だけ逆転されてピニオン２７が図７において反時計方向に回転されると、ガイド軸１６、１８および外側の吸着パッド１４’は内方側（左方側）にむけて所定量だけ移動すると同時に、ガイド軸１７および内方側の吸着パッド１４は外方側（右方側）に向けて所定量だけ移動するので、図６に想像線で示したように対向する両吸着パッド１４，１４’が相互に当接可能な前進端に位置するようになっている。
【０００９】
次に、上記開口機構１３の各ギヤ２８に連動するカム機構について説明すると、図４から図６に示すように、回転体８の回転中心を囲繞して概略円板状の固定カム３１を所定高さに固定して設けている。
一方、回転体８には、上記各開口機構１３ごとにセクタギヤ３２を配置している。このセクタギヤ３２は、各開口機構１３のギヤ２８に噛合させてあり、セクタギヤ３２の基部は、回転体８に立設した支持軸３３にベアリング３４を介して回転自在に取り付けている。また、セクタギヤ３２の基部の外周部にレバー３５の基部を連結してあり、このレバー３５の先端にカムフォロワ３６を回転自在に取り付けている。セクタギヤ３２と回転体８とにわたっては、引張りばね３７を取り付けているので、セクタギヤ３２は、その基部を回転中心として常に時計方向に付勢されており、したがって、上記カムフォロワ３６は、固定カム３１のカム面に常時当接している。
図６に示すように、固定カム３１のカム面は、回転体８（供給スターホイール６）が反時計方向に回転される際の搬送コンベヤ５上の位置を過ぎた箇所から充填装置本体４へのホルダ２の供給位置Ａを少し過ぎた領域３１ａにおいて、半径方向の最大の膨出量から徐々に膨出量を小さくして領域３１ａの中央部では最も膨出量を小さくしてあり、その後、膨出量を徐々に大きくして領域３１ａの終りの部分では膨出量が最大となるようにしている。他方、上記領域３１ａ以外の他の領域３１ｂでは、固定カム３１のカム面は、半径方向の膨出量を最大に維持されるようになっている。
これにより、回転体８が反時計方向に回転されることに伴って、カムフォロワ３６が回転しながら固定カム３１のカム面に沿って回転体８の半径方向に移動されるようになり、それによって、各セクタギヤ３２が正逆に所定角度だけ回転される。そして、このように、各セクタギヤ３２が正逆に回転されることにより、各開口機構１３のギヤ２８が正逆に回転される。そのため、上述したように、各開口機構１３が備える吸着パッド１４’，１４は、図７，図８に実線で示した後退位置と、想像線で示した前進位置とに回転体８の半径方向に沿って移動されるようになっている。より詳細には、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６がカム面３１の領域３１ｂに当接している時には、吸着パッド１４’，１４は後退位置にあり、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６が領域３１ｂから領域３１ａｂ内に移行すると、カム面が徐々に低くなるので、吸着パッド１４’，１４は後退位置から前進位置まで移動される。この後、各セクタギヤ３２に連動したカムフォロワ３６が領域３１ａの中央部から終の部分へ移行すると、カム面が徐々に高くなるので、吸着パッド１４’，１４は前進位置から後退位置まで後退する。そして、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂに移行すると、吸着パッド１４’，１４は後退位置を維持されるようになっている。
そして、吸着パッド１４’，１４への負圧の導入は、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂおよび領域３１ａの前半の箇所に位置しているときに導入されるようにしてあり、他方、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの後半の箇所に位置している時には、吸着パッド１４’，１４への負圧の導入を停止するようにしている。
【００１０】
さらに、図７に示すように、各開口機構１３のガイド軸１８における外周面の中央部分には、軸方向に沿って形成した所定長さのガイド溝１８ａを形成してあり、このガイド溝１８ａに、ガイドブロック１５内に取り付けた係合ピン３８を係合させている。
ガイド溝１８ａは、その中央部よりも右方側の領域をガイド軸１８の軸方向と一致させているが、中央部よりも左方側の領域は、ガイド軸１８の軸方向に対して所定角度だけ傾斜させている。これにより、ガイド軸１８がガイドブロック１５に対して軸方向に摺動される時に、ガイド軸１８は所定角度だけ正逆に回転されるようになっている。
カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂ内にあって、吸着パッド１４，１４’が実線で示す後退端に位置している時には、係合ピン３８とガイド溝１８ａとの係合によってガイド軸１８に連結した外方側の吸着パッド１４’は、内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に保持されている。
これに対して、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂから領域３１ａに移動することにより、吸着パッド１４，１４’が後退位置から前進位置まで移動すると、係合ピン３８とガイド溝１８ａとの係合によってガイド軸１８が逆転されるので、外方側の吸着パッド１４’が所定量だけ下降されて内方側の吸着パッド１４と正確に対向するようになっている。なお、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの最後の部分および領域３１ｂに移動することにより、吸着パッド１４，１４’が前進端から後退端まで移動すると、ガイド軸１８が所定角度だけ正転されるので、外方側の吸着パッド１４は内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に保持されるようになっている。
このように、カムフォロワ３６がカム面の領域３１ｂ内および領域３１ａの終りの部分にある時には、外方側の吸着パッド１４は内方側の吸着パッド１４よりも所定寸法だけ上方に支持される。これにより、吸着パッド１４，１４’が搬送コンベヤ５上に位置する際に、外方側の吸着パッド１４’が、ホルダ２に保持した容器３の上端部と干渉することなく、その外方側に位置出来るようにしている。また、上記供給位置Ａにおいて、ホルダ２内の開口状態の容器３が充填装置本体４に供給される際に外方側の吸着パッド１４’が上方側に逃げるので、容器３はその上端開口部３ａを外方側の吸着パッド１４’と当接することなく、上記供給位置Ａへ供給されるようになっている。
【００１１】
以上のように構成した供給スターホイール６の作動を説明する。
図１に示すように、供給スターホイール６が充填装置本体４の時計方向の回転に同期して反時計方向に連続的に回転している状態において、上端開口部３ａが閉鎖した空の容器３を収納したホルダ２が搬送コンベヤ５によって供給スターホイール６の位置まで搬送されてくる。なお、ホルダ２に保持された容器３は扁平になった状態の長手方向が搬送コンベヤ５の搬送方向と同一方向となるように搬送コンベヤ５によって搬送される。
供給スターホイール６が反時計方向に回転することに伴って、供給スターホイール６が備える係合部材１１が搬送コンベヤ５上のホルダ２に係合するとともに、係合部材１１の上方側に設けた開口機構１３の両吸着ヘッド１４，１４’が搬送コンベヤ５上のホルダ２の上方に位置する。このとき、固定カム３１のカム面とカムフォロワ３６の係合によって、搬送コンベヤ５上の両吸着ヘッド１４，１４’は後退位置にあり、しかも外方側の吸着ヘッド１４’は内方側の吸着ヘッド１４よりも高い位置に支持されている。そのため、外方側の吸着ヘッド１４’はホルダ２に保持された容器３の上端開口部３ａと干渉することなく、その上方を通過することができる。したがって、図６に示すように、上方から見ると、両吸着ヘッド１４，１４’は容器３を挟んで両側に位置している。
この後、係合部材１１に係合した搬送コンベヤ５のホルダ２は、供給スターホイール６の回転に伴って、搬送コンベヤ５上から供給スターホイール６の載置台１２上へ移送される（図５）。これに伴って、ホルダ２に係合した係合部材１１上の開口機構１３に連動するカムフォロワ３６がカム面の領域３１ａに移行してその中央位置まで移動すると、両吸着ヘッド１４，１４’が前進位置まで前進されると同時に外方側の吸着ヘッド１４’が下降されるので、容器３の両側部は両吸着ヘッド１４，１４’によって挟持される（図８参照）。このとき、両吸着ヘッド１４，１４’には負圧が導入されているので、両吸着ヘッド１４，１４’によって容器３の両側が吸着保持される。
【００１２】
さらに供給スターホイール６の回転に伴って、上記カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの中央位置から終りの部分まで移動すると、両吸着ヘッド１４，１４’は、容器３を吸着したまま前進位置から元の後退位置まで後退する。これにより、容器３の上端開口部３ａが開口され、それに伴って、容器３全体が図３に示すように、概略円筒状に膨張されるようになっている。
この時点で、容器３の上端開口部３ａを吸着保持した両吸着ヘッド１４，１４’への負圧の導入が停止されるので、両吸着ヘッド１４，１４’による容器３の保持状態が開放され、そのように、上端開口部３ａが開口された容器３を保持したホルダ２が供給スターホイール６の載置台１２上から受け渡し位置Ａにおいて充填装置本体４へ供給されるようになっている。
なお、上記カムフォロワ３６がカム面の領域３１ａの終りの部分に移行することにより、外方側の吸着ヘッド１４’は上述したように吸着ヘッド１４よりも上方に上昇されるので、上端開口部３ａが開口された容器３は外方側の吸着ヘッド１４’と干渉することなく受け渡し位置Ａに供給される。
上述したようにして、供給スターホイール６は、搬送コンベヤ５が搬送してくるホルダ２を搬送コンベヤ上５から載置台１２上に移送するとともに各開口機構１３によってホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａを開口させ、その状態の容器３とそれを保持したホルダ２を順次受け渡し位置Ａで充填装置本体４に供給するようになっている。
【００１３】
次に充填装置本体４の構成について説明すると、図１および図９に示すように、充填装置本体４は、時計方向に連続的に回転される回転体４１を備えており、この回転体４１の外周部の等間隔位置に従来公知のロードセル（重量計）４２を鉛直上方にむけて取り付けている。各ロードセル４２の上端にホルダ２を載置する載置台４３を水平に連結している。回転体４１が時計方向に回転されることに伴って各載置台４３が受け渡し位置Ａに位置した時に、上述した供給スターホイール６によって順次ホルダ２を供給するようにしている。
各載置台４３には、回転体４１の回転中心側に一対の支持軸４４を立設してあり、これら支持軸４４に後述する開口維持機構４５を設けている。開口維持機構４５は、支持軸４４に昇降自在に設けた昇降部材４６を備えている。両支持軸４４の下方外周部にわたってブラケット４９を水平に連結してあり、このブラケット４９にホルダ２と係合する係合部材４７を水平に連結している。各載置台４３に供給されたホルダ２は、その外周部が上記係合部材４７の凹部４７ａに係合することで載置台４３上の所定位置に保持されるようになっている。また、載置台４３上のホルダ２に保持された容器３は，開口維持機構４５によって開口状態を維持されるようになっている。
回転体４１には、各載置台４３の上方位置に従来公知の充填機構４８を設けている。充填ノズル４８は、各載置台４３が受け渡し位置Ａを通過した時点で下降端まで下降されて、開口維持機構４５によって開口状態が維持された容器３の上端開口部３ａ内に挿入される。
その後、回転体４１が時計方向に回転されることに伴って、充填ノズル４８によって容器３内に液体が充填されるようになっている。容器３内に充填される液体の重量は、ロードセル４２によって計測されるとともに、ロードセル４２が測定した重量は、逐次図示しない制御装置に入力されている。制御装置は、ロードセル４２が測定した重量が所定重量に達したら、充填ノズル４８による容器３内への液体の充填を終了させるようにしている。
このようにして、回転体４１が時計方向に回転されることに伴って、各載置台４３上に保持したホルダ２内の容器３に所定重量の液体が充填されると、充填ノズル４８は、上昇されて容器３から離隔してその上方に支持される。また、充填後の容器３を保持したホルダ２は、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール７によって載置台４３から排出されて搬送コンベヤ５上に戻されるようになっている。
【００１４】
しかして、図９ないし図１１に示すように、開口維持機構４５は、上記一対の支持軸４４に昇降自在に取り付けた上記昇降部材４６と、この昇降部材４６の中央部に鉛直方向を向けて一体に連結した角柱状のガイド部材５１と、上記一対の支持軸４４に連結したブラケット４９上にガイド部材５１と平行に立設した棒状部材５２とを備え、さらに菱形のリンク機構５３を介してガイド部材５１の上方部に支持した一対の開閉部材５４，５５を備えている。
各支持軸４４の上方外周部を囲繞して昇降部材４６の上面と各支持軸４４の上端のストッパ部４４Ａとにわたってコイルばね５６、５６を弾装してあり、昇降部材４６およびそれに設けた開閉部材５４，５５等は、それら自重とコイルばね５６，５６の弾撥力とによって常時下方に向けて付勢されている。また、昇降部材４６における背面には、水平方向の当接部４６ａを突設している。なお、上記コイルばね５６、５６は省略しても良い。
次に、図１２に示すように、リンク機構５３は、同一寸法をした４枚のリンク５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄを４本のピン５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄで揺動自在に連結してあり、それによって全体として菱形に形成している。上端となるピン５７Ａの先端は、ガイド部材５１の上端部の側面に固定してあり、これに対して下端となるピン５７Ｃの先端部は、ガイド部材５１の上方側に上下方向に形成した長穴５１ａに係合させている。
一方、開閉部材５４，５５は薄板状部材からなり、側面を相互に重合させて摺動できるようにしている。これら開閉部材５４，５５の先端部には、その長手方向と直交させて円弧状の係合部５４ａ、５５ａを形成している（図１１）。係合部５４ａ、５５ａは、下方にむけて所定寸法だけ伸ばしている（図１２）。
図１１に示すように、開閉部材５４の後方端側には長穴５４ｂを形成してあり、他方、開閉部材５５の中央側には、上記長穴５４ｂと同一寸法の長穴５５ｂを形成している。そして、リンク機構５３の前方側の係合ピン５７Ｂは、開閉部材５５の長穴５５ｂを挿通させてから他方の開閉部材５４に連結している。また、後方側の係合ピン５７Ｄは、開閉部材５４の長穴５４ｂを挿通させて開閉部材５５に連結している。これにより、両開閉部材５４、５５を、その長手方向が回転体４１の半径方向と同一方向で、かつ常に水平となるように支持してあり、それによって、上記係合部５４ａ，５５ａは、回転体４１の半径方向の内方側と外方側とで対向するようになっている。
そして、リンク機構５３における下端のピン５７Ｃをガイド部材５１の長穴５１ａに沿って昇降されると各リンク５３Ａ，５３Ｂ，５３Ｃ，５３Ｄが連動して、各開閉部材５４，５５がガイド部材５１に対して昇降されるとともに、これら各開閉部材５４，５５は水平状態を維持したまま同期して長手方向の逆方向に進退動されるようになっている。これに伴って、係合部５４ａ，５５ａが回転体４１の半径方向に接離されて開閉されるようになる。
【００１５】
次に、ガイド部材５１の隣接位置に設けた棒状部材５２は、所定寸法に設定してあり、かつ、リンク機構５３における下端部のピン５７Ｃの下方側に位置させている。
昇降部材４６が後述する制御機構５８側の当接部６１ａに連動して、図１２に示すように上昇端まで上昇されている状態では、リンク機構５３の下端のピン５７Ｃは、棒状部材５２の上端部から離隔してその上方に位置している。そのためこれにより、リンク機構５３は縦長の形状となっており、ピン５７Ｃはガイド部材５１の上端に対して最も下降した位置にある。そして、この時には、両開閉部材５４，５５およびリンク機構５３は、係合ピン５７Ｂが長穴５５ｂの内方側の端部に係合すると同時に係合ピン５７Ｄも長穴５４ｂの外方側の端部に係合することにより、ガイド部材５１に対する下降端に位置している。この時には、開閉部材５４，５５の係合部５４ａ，５５ａは、図１２に示すように相互に当接して閉鎖されている。
これに対して、図１３および図１４に示すように、制御機構５８側の当接部６１ａが下降された時には、昇降部材４６およびリンク機構５３が自重とコイルばね５６によって下降し、その下降途中でピン５７Ｃが棒状部材５２の上端に当接して、ピン５７Ｃをガイド部材５１の長穴５１ａ内の上方に上昇させる。
やがて、制御機構５８側の当接部６１ａが昇降部材４６の当接部４６ａから離隔する位置まで下降されると、その過程において、昇降部材４６はブラケット４９に当接する（図１４）。つまり、昇降部材４６はブラケット４９に支持されることにより、載置台４３上における下降端位置に位置する。これに伴って、両開閉部材５４，５５が同期して相互に逆方向に移動されるので、それらの係合部５４ａ，５５ａが徐々に離隔して開放され、かつこれら係合部５４ａ，５５ａも載置台４３上における下降端位置に位置する。そして、このように、下降されて開放される係合部５４ａ，５５ａは、ホルダ２に保持した容器３の上端開口部３ａ内に挿入されるようになっている。この図１４に示すように、昇降部材４６は、制御機構５８と離隔した自然状態では、下降端に位置するように構成してあり、その時には、係合部５４ａ，５５ａも下降端に位置し、かつ開放されるように構成している。換言すると、昇降部材４６が制御機構５８と連動して図１２に示すように上昇されている時には、係合部５４ａ，５５ａも上方に位置して閉鎖されるようになっている。
【００１６】
次に、所要時に昇降部材４６と連動して係合部５４ａ，５５ａを開閉させる制御機構５８について説明する。図９に示すように、制御機構５８は、各開口維持機構５８ごとに回転体４１に設けた昇降軸６１と、この昇降軸６１の下端部に回転自在に取り付けたカムフォロワ６２を備えるとともに、回転体４１の回転中心を囲繞して設けられて上記カムフォロワ６２が転動自在に載置される環状カム６３を備えている。
各昇降軸６１は、回転体４１に対して昇降のみ可能に取り付けてあり、その上端部に水平な当接部６１ａを備えている。昇降軸６１が環状カム６３に連動して下降端位置から上昇端位置まで上昇されると、その当接部６１ａが昇降部材４６の当接部４６ａに下方側から当接して昇降部材４６全体をコイルばね５６に抗して上昇端位置まで上昇させる（図１２）。その際には、上述したように各開口維持機構５８の係合部材５４ａ，５５ａは上昇位置にあって閉鎖されるようになっている。
他方、昇降軸６１が環状カム６３に連動して上昇端位置から下降端位置まで下降されると、コイルばね５６の弾撥力および昇降部材４６等の自重によって、昇降部材４６および開閉部材５４，５５も図１４に示す下降端まで下降し、この過程で当接部６１ａは昇降部材４６の当接部４６ａと離隔する。これに伴い、ピン５７Ｃが棒状部材５２の上端に当接して、リンク機構５３を横長に変形させるので、上述したように係合部５４ａ，５５ａが離隔して開放されるようになっている。
充填装置本体４が回転する際の排出位置Ｂの手前から供給位置Ａにわたる領域においては、当接部６１ａ（昇降軸６１）が上昇端に維持されて昇降部材４６の当接部４６ａと係合するように環状カム６３のカム面の高さを調整している。これにより、上記係合部５４ａ，５５ａが上昇端に位置して閉鎖される。これに対して充填装置本体４が回転する際の上記以外の領域では、当接部６１ａ（昇降軸６１）が下降端に維持されて昇降部材４６の当接部４６ａと離隔するように環状カム６３のカム面の高さを調整している。これにより、係合部５４ａ，５５ａは下降端に位置して開放されるようになっている。
【００１７】
以上の構成にかかる充填装置本体４の作動を説明すると、先ず、充填装置本体４が時計方向に回転されることに伴って、供給スターホイール６によって供給位置Ａに位置する載置台４３に順次ホルダ２が供給される（図１、図９）。
ホルダ２は載置台４３側の係合部材４７と係合することにより、載置台４３の所定位置に位置する。
供給位置Ａにおいて載置台４３に供給されたホルダ２内の容器３は、上述したように、既に上端開口部３ａを開口されて、全体として断面が楕円形の筒状に膨張された状態となっている（図３）。そして、供給位置Ａでは、載置台４３の上方の係合部５４ａ，５５ａは上昇端にあって閉鎖されており、したがって、載置台４３上のホルダ２内の容器３の上方に支持されている。
充填装置本体４の回転に伴って、ホルダ２を保持した載置台４３が供給位置Ａを過ぎると、環状カム６３に連動して係合部５４ａ，５５ａは上昇端から下降端まで下降されつつ開放される。これにより、係合部５４ａ，５５ａが開放状態の容器３の上端開口部３ａ内に挿入されて、それら上端開口部３ａに内方側から軽く接触してその開口状態を維持する。
この後、載置台４３の上方に設けた充填ノズル４７が下降されて、係合部５４ａ，５５ａによって開口状態を維持された容器３内に挿入され、その後、充填ノズル４７から容器３内に液体の充填が開始される。
充填装置本体４の回転に伴って、その後、継続して充填ノズル４７から載置台４１上の容器３内に液体が充填される。容器３内に充填される液体の重量は、載置台４１を連結したロードセル４２によって逐次計量されて、図示しない制御装置に入力される。そして、制御装置は、ロードセル４２が計量した重量が所定の重量になったら、充填ノズル４７の充填作動を停止させるとともに、元の上昇端位置まで充填ノズル４７を上昇させる。これにより、充填ノズル４７は容器３内から取り出されて、その上方側に支持される。これによって、所定重量の液体が容器３内に充填されたことになる。
【００１８】
この後、充填後の容器３とホルダ２を載置した載置台４３が排出位置Ｂの手前まで移送されると、係合部５４ａ，５５ａが制御機構５８の環状カム６３に連動して下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、係合部５４ａ，５５ａは閉鎖されつつ上昇端まで上昇する。これにより、係合部５４ａ，５５ａが容器３の上端開口部３ａから離隔して、その上方側に支持される。
この後、充填後の容器３とホルダ２を載置した載置台４３が排出位置Ｂに位置すると、排出スターホイール７によって、載置台４３上から排出されて搬送コンベヤ５上に戻されるようになっている。
この後、空になった載置台４３とその上方の開口維持機構４５の係合部５４ａ，５５ａおよび充填ノズル４７は、その状態で再度供給位置Ａまで移送され、上述した作動を行うようになっている。
【００１９】
以上のように、本実施例によれば、充填装置本体４は各載置台４３ごとに容器３の開口状態を維持する開口維持機構４５を備えているので、ホルダ２に収納した容器３内に充填ノズル４８によって液体を円滑に充填することができる。しかも、開口維持機構４５と制御機構５８とは、離隔した状態で容器３の開口を維持できるので、載置台４３上の容器３は外部と遮断されロードセル４２によって、容器３内に充填される液体の重量を正確に測定できる。
また、上記実施例によれば、供給スターホイール６に開口機構１３を設けてあり、他方、充填装置本体４に開口維持機構４５を設けているので、開口機構と開口維持機構を充填装置本体側に設けていた従来と比較して、充填装置本体４の構成を簡略化することができるとともに、その設置スペースを小さくすることができる。
さらに、供給スターホイール６に開口機構１３の吸着パッド１４，１４’によって容器３の上端開口部３ａを半径方向に開口させるようにしているので、従来に比較して容器３の上端開口部３ａを十分に開口させることができる。しかも、開口機構１３は供給スターホイール６を構成する回転体８に設けてあるので、上記特公平５６−２８５号公報のように間欠的に容器３を搬送していく過程において容器３を開口させる場合に比較して、処理速度を速くすることができる。
【００２０】
なお、本発明の他の実施例として、充填装置本体４の載置台４３に容器２の口部を開口させる上述したような開口機構と、容器２の開口状態を維持する上述したような開口維持機構を設けてもよい。この場合における作動は、載置台４３に容器２が供給されてから、開口機構で容器２を開口し、次に開口維持機構で容器２の開口状態を維持する。その後に開口維持機構による容器の開口状態を解放し、容器内へ所定量の液体を充填することになる。
また、上記実施例は本発明を回転式の重量式充填装置に適用した場合について説明したが、本発明はライン式の充填装置にも適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ホルダに収納した容器内に充填物を円滑に充填することができるという効果が得られる。しかも、上記開口維持機構と制御機構とは通常は離隔し、その状態で容器の開口を維持することができるので、正確な重量測定を行なう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概略の平面図
【図２】図１に示した装置で処理する容器の斜視図
【図３】図１に示した装置で処理するホルダと容器の斜視図
【図４】図１に示した装置における要部を一部を切欠いて示す平面図
【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿う要部の断面図
【図６】図４の要部の拡大図
【図７】図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う要部の断面図
【図８】図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部の断面図
【図９】図１のＩＸ−ＩＸ線に沿う要部の断面図
【図１０】図９の要部の右側面図
【図１１】図９の要部の平面図
【図１２】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【図１３】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【図１４】図９に示した開口維持機構の作動過程を示す図
【符号の説明】
１ 重量式充填装置 ２ ホルダ
３ 容器 ３ａ 開口部
４２ ロードセル（重量計）
４５ 開口維持機構 ４６ 昇降部材
４８ 充填ノズル（充填機構） ５４ 開閉部材
５５ 開閉部材 ５８ 制御機構
Claims (4)
- 袋状の容器を収納したホルダを載置して移送する複数の載置台と、各載置台に載置したホルダ内の容器に充填物を充填する充填機構と、各載置台に設けられ、各載置台に載置したホルダ内の容器の開口状態を維持する開口維持機構と、各載置台ごとに設けられ、かつ各載置台を支持して、上記充填機構によって容器内に充填される充填物の重量を計量する重量計と、上記各載置台に立設された支持軸と、通常は各開口維持機構と離隔し、所要時に各開口維持機構と連動する制御機構とを備え、
上記開口維持機構は、上記載置台の支持軸に昇降自在に設けた昇降部材と、この昇降部材にリンク機構を介して水平方向に移動可能に設けられて、昇降部材が下降端に下降した際に容器内に挿入されるとともに上記リンク機構に連動して開放されて容器の開放状態を維持する開閉部材とを備え、
上記開口維持機構は、上記制御機構から離隔した自然状態では、上記昇降部材が下降端に位置するとともに上記開閉部材が開放されるように構成してあり、
また、制御機構は、所要時に上記開口維持機構の昇降部材と連動してそれを上昇させるとともに、上記開閉部材を閉鎖させるように構成されていることを特徴とする重量式充填装置。 - 上記開口維持機構は、上記載置台に鉛直方向を向けて立設されて、上記昇降部材が下降された際に上記リンク機構と当接して、上記開閉部材を開放させるストッパ部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載の重量式充填装置。
- 上記リンク機構は、４枚のリンクをそれぞれピンで揺動可能に連結して菱形状に形成してあり、上端側のピンを上記昇降部材に立設したガイド部材に連結してリンク機構および開閉部材を支持できるように構成する一方、下端側のピンを上記ガイド部材に上下方向に設けた長穴に摺動自在に係合させてあり、また、前後位置のピンの一方は、開閉部材の一方に連結して他方の側の長穴に係合させるとともに、前後位置のピンの他方は開閉部材の他方に連結して一方の側の長穴に係合させてあり、上記昇降部材、リンク機構および開閉部材が下降された際に、上記ストッパ部材がリンク機構の下端側のピンと当接してリンク機構を変位させて、開閉部材を開放させることを特徴とする請求項２に記載の重量式充填装置。
- 上記制御機構は、各載置台ごとに設けた昇降軸と、この昇降軸を昇降させるカム機構とを備え、カム機構によって昇降軸が上昇される際に、該昇降軸を上記開口維持機構の昇降部材に下方側から当接させて上昇させるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の重量式充填装置。
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