JP4164909B2 - 重量式充填装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は容器内に所定重量の充填液を充填する重量式充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、重量式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、回転体の円周方向複数箇所に配設した重量計と、各重量計に連結されるとともに容器を載置して移送する複数の載置台と、各載置台ごとに設けられて容器内に充填液を充填する充填ノズルと、各載置台ごとに設けられ容器の上端口部と接触して充填ノズルの下方位置に容器の上端口部を位置決めする位置決め手段とを備えて、容器内に所定重量の充填液を充填するようにした重量式充填装置は知られている（例えば、特開平９−２５５０９２号公報）。
上述した従来の充填装置では、位置決め手段は載置台に対して昇降可能に構成されるとともに、位置決め手段を昇降させる昇降機構を備えている。これによって、処理すべき容器の高さが異なった場合であっても位置決め手段によって円滑に位置決めすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の装置では、容器内への充填液の充填中においても、位置決め手段および載置台はブラケット２１を介して回転体（昇降回転テーブル２０）と連動する構成となっていたものである。そのため、充填液の充填中において、回転体（昇降回転テーブル２０）の回転動作に伴う振動が重量計にも伝達されることになり、高精度な充填液の充填が出来ない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、上述した重量式充填装置において、
上記各載置台にガイド部材を立設して、このガイド部材に上記位置決め手段を昇降自在に設け、さらに、上記各載置台ごとに、上記位置決め手段に下方側から接離可能に当接して該位置決め手段を昇降させる昇降機構を設け、該昇降機構は、上記載置台に容器が供給される際に、上記位置決め手段に下方側から当接して該位置決め手段を昇降させ、上記充填ノズルによる容器内への充填液の充填中は、位置決め手段から離隔させるようにしたものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、昇降機構と位置決め手段は、容器内への充填液の充填中には連動していない。そのため、容器内への充填液の充填中には、回転体側の振動が重量計に伝達されることがない。したがって、従来に比較して高精度な充填液の充填を行うことができる。
【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ないし図２において、１は容器２内に充填液を充填する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、搬送コンベヤ３によって搬送されてきた空の容器２を供給位置Ａにおいて充填装置本体４に供給する供給スターホイール５と、時計方向に連続的に回転されて充填ゾーンＦ内で容器２内に充填液を充填する充填装置本体４と、充填液の充填が終了した容器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３上へ戻す排出スターホイール６とを備えている。
図２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７を備えており、この回転体７の外周部の等間隔位置に従来公知の重量計８を鉛直上方にむけて取り付けている。各重量計８における上端には、容器２を載置する載置台１１を水平に連結している。
回転体７が時計方向に回転されることに伴って各載置台１１が順次供給位置Ａに位置すると、供給スターホイール５によって空の容器２が各載置台１１上に順次載置される。容器２が載置台１１上に供給されると、容器２の重量は重量計８によって計測されるようになっており、この重量計８によって計測した容器２の重量は、図示しない制御装置に入力されるようになっている。
【０００７】
各載置台１１の上方には、従来公知の充填ノズル１２を配置してあり、また各充填ノズル１２の近接下方位置には、容器２の上端口部を充填ノズル１２の直下位置に位置決めする位置決め手段１３を配置している。
回転体７の外周部側には、各載置台１１よりも内側に回転方向に等間隔で数本の第１昇降軸１４を昇降自在に貫通させてあり、これら各第１昇降軸１４の上端部に環状の支持部材１０を連結して支持している。そして、この支持部材１０の円周方向等間隔位置に上記各充填ノズル１２が設けられている。各第１昇降軸１４の下端部には、カムフォロワ１５を回転自在に取り付けてあり、このカムフォロワ１５は、回転体７の下方側に設けた環状のカム部材１６のカム溝に係合させている。
ここで、このカム部材１６のカム溝は、カム部材１６の外周部に形成されているわけであるが、カム部材１６の円周方向全域において同じ高さとなるようにしている。つまり、本実施例では回転体７の回転にともなって充填ノズル１２が昇降されることはない。
上記回転体７が回転されて、供給位置Ａにおいて順次各載置台１１に容器２が供給される。このとき、容器２の上端口部の近接上方側には位置決め手段１３が位置しており、さらにその近接上方側に充填ノズル１２の下端部が位置している。この後、回転体７の回転に伴って位置決め手段１３が下降されて載置台１１上の容器２の上端口部に被せられる。これにより、容器２の上端口部は充填ノズル１２の直下位置に位置決めされる。そして、この位置決めされた容器２が充填ゾーンＦ内に移動すると、制御装置によって充填ノズル１２の制御弁が開放されるので、容器２内に充填液が充填されるようになっている。
容器２内に充填される充填液の重量は、重量計８によって計測されて逐次制御装置に入力されており、制御装置は、重量計８から入力される重量が所定重量に達したら、充填ノズル１２の制御弁を閉鎖させて容器２内への充填液の充填を終了させるようにしている。
このようにして、各載置台１１上の容器２に充填ゾーンＦ内で所定重量の充填液が充填されると、回転体７が時計方向に回転されることに伴って位置決め手段１３が上昇されて載置台１１上の容器２の上端口部から離隔され、充填後の容器２は、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール６によって載置台１１から排出されて搬送コンベヤ３上に戻されるようになっている。
【０００８】
しかして、本実施例は、容器２の大きさに応じて位置決め手段１３の高さを変更できるように構成するとともに、充填ゾーンＦ内での容器２内への充填液の充填中は、位置決め手段１３とそれを昇降させる昇降機構１７とを完全に分離させるようにしたものである。
すなわち、図２から図５に示すように、各載置台１１にはブラケット１８によって、回転体７の回転方向に並設した一対のガイド軸２１，２１を鉛直上方にむけて一体に連結している。この立設された一対のガイド軸２１を、昇降部材２２の両側部に穿設した上下方向の貫通孔２２ａに貫通させ、昇降部材２２を昇降自在に支持している。
この昇降部材２２の中央部に、回転体７の半径方向外方側を向けて支持部材２３を水平に連結している。支持部材２３の上面には、一対の支持軸２４，２４によって一対の板状部材２５，２５の基部を水平方向に揺動自在に取り付けている。
これら板状部材２５における対向する側面に、下方側が拡径するテーパ状をした半円形の凹部を形成してあり、これら相互に隣接する凹部によって下方側大径となる上記位置決め部２５Ａを構成している。位置決め部２５Ａの中心の位置は、上記充填ノズル１２の直下位置となるように各部材の寸法を調整している。
上記一対の板状部材２５は引張りばね２６によって相互に近接するように付勢してあり、それによって一対の板状部材２５の対向する側面は相互に当接している。上述した説明から理解できるように、本実施例では、上記昇降部材２２、支持部材２３、両支持軸２４、両板状部材２５およびばね２６によって、位置決め手段１３を構成している。このように構成しているので、位置決め手段１３は、それ自体の自重によってガイド軸２１に沿って下降できるようになっている。
また、この位置決め手段１３は載置台１１に連結されており、位置決め部２５Ａが容器２の上端口部に上方側から当接することで、容器２の上端口部を位置決めするようになっているので、本実施例の重量計８は、位置決め手段１３の重量を含めて容器２の重量を計測するようになっている。
【０００９】
一方、上記位置決め手段１３を昇降させる昇降機構１７は、回転体７に昇降自在に設けた第２昇降軸２７と、これを昇降させるカム機構２８とから構成している。第２昇降軸２７の下方外周部は、回転体７における載置台１１の隣接位置にスプライン嵌合させている。これにより、第２昇降軸２７は、回転体７に対して昇降自在となる一方、回転出来ないようになっている。第２昇降軸２７の上端部には、平板状の当接部２７Ａを水平に形成してあり、この当接部２７Ａを位置決め手段１３側の昇降部材２２の下面中央部に下方側から当接させるようにしている（図４参照）。
これにより、第２昇降軸２７は、その当接部２７Ａによって位置決め手段１３を支持して、それを昇降させることができるようになっている。
第２昇降軸２７の下端部には、カムフォロワ３１を回転自在に取り付けてあり、このカムフォロワ３１は、回転体７の下方側に配置した環状のカム部材３２に係合させている。カムフォロワ３１とカム部材３２とによってカム機構２８を構成している。
これにより、回転体７の回転に伴って第２昇降軸２７は、カム部材３２のカム曲線に沿って昇降されるようになっており、それに伴って位置決め手段１３も昇降されるようになっている。
【００１０】
より詳細には、時計回りで排出位置Ｂの少し手前の位置から供給位置Ａの少し手前の位置に至る領域では、第２昇降軸２７は上昇端位置に維持される。そのため、この領域では位置決め手段１３の位置決め部２５Ａは容器２の上端口部から完全に離隔する近接上方に維持される。
この後、第２昇降軸２７は、供給位置Ａの少し手前の位置から徐々に下降端位置まで下降される様になっている。一方、容器２は供給位置Ａで載置台１１上に供給されるので、下降中の第２昇降軸２７とともに下降する位置決め部２５Ａが供給位置Ａで容器２の上端口部に上方側から当接して被され、容器２の上端口部が充填ノズル１２の直下位置に正確に位置決めされる。また、位置決め部２５Ａが容器２の上端口部に被さることにより、位置決め部２５Ａによって容器２が載置台１１から脱落しないように確実に保持される。
このあとも第２昇降軸２７は下降端位置まで継続して下降されるので、第２昇降軸２７の当接部２７Ａが昇降部材２２（つまり位置決め手段１３）から完全に離隔する。
この状態において、容器２が充填ゾーンＦへ移送されるので、該容器２内に充填ノズル１２によって充填液が充填されるわけである。ここで、本実施例では、この充填ゾーンＦにおける容器２内への充填液の充填中においては、位置決め手段１３は容器２の上端口部に被さり、容器２を下方へ押さえつつ支持された状態にあり、また第２昇降軸２７の当接部２７Ａは、位置決め部１３とは完全に分離されている。そのため、容器２内への充填液の充填量を計測している重量計８の計測部には、載置台１１，ブラケット１８，一対のガイド軸２１および位置決め手段１３と容器２の荷重だけが掛かることになり、回転体７側からの振動が昇降機構１７を介して伝達されることはない。したがって、重量計８による高精度な重量の計測を行うことができる。
【００１１】
次に、充填ゾーンＦを過ぎた位置から排出位置Ｂの少し手前に至る領域において、第２昇降軸２７は下降端位置から上昇端位置まで上昇される。これにともない、上昇されてくる当接部２７Ａが下方側から昇降部材２２に当接して、位置決め手段１３を上昇させるので、位置決め手段１３の位置決め部２５Ａが容器２の上端口部から離隔して、その近接上方側に離隔した状態で支持されるようになっている。
このように、位置決め手段１３は容器２の上端口部から離隔して、上方側に支持されているので、充填液の充填が終了した容器２は排出位置Ｂにおいて、排出スターホイール６によって載置台１１条から排出コンベヤ３上に排出される様になっている。
【００１２】
また本実施例では、容器２の大きさ（高さ）に応じて上記カム機構２８の高さ位置を変更できるようにしてあり、それによって、昇降軸２７が昇降される領域の高さ領域、つまり位置決め手段１３が昇降される領域の高さを容器２の大きさに応じて変更できるようにしている。
図６に示すように、カム部材３２はその円周方向４か所を下方側からスクリュウジャッキ３３によって支持している。これらスクリュウジャッキ３３には、平行に配設した２本のねじ軸３４を噛合させている。これら２本のねじ軸３４は駆動軸３５に連動させてあり、この駆動軸３５にはモータ３６を連動させている。モータ３６は図示しない制御装置によって作動を制御されるようになっており、制御装置には、処理すべき容器２の大きさとそれに対応するカム部材３２の高さ位置との関係を示したデータを記憶させている。したがって、処理すべき容器の種類を制御装置に入力すると、制御装置は、上記データを参照して所要量だけモータ３６を正逆に回転させるので、容器２の種類に応じた高さ位置にカム部材３２が位置する様になっている。したがって、容器２の種類が異なっても、上記充填ゾーンＦにおける容器２内への充填中は、第２昇降軸２７が下降端位置に位置して、第２昇降軸２７と位置決め手段１３とが離隔するようになっている。
【００１３】
上述したように、本実施例では、容器２の種類に応じて位置決め手段１３の高さを変更出来るので、充填ノズル１２そのものも、容器２の大きさ（高さ）に応じて変更するようにしている。
すなわち、図２および図６に示すように、充填ノズル１２側の第１昇降軸１４を昇降させるカム部材１６は、その円周方向の４か所を下方側からスクリュウジャッキ３７によって支持している。これらスクリュウジャッキ３７には、平行に配設した２本のねじ軸３８を噛合させている。これら２本のねじ軸３８は駆動軸４１に連動させてあり、この駆動軸４１にはモータ４２を連動させている。
モータ４２も制御装置によって作動を制御されるようになっており、制御装置には、処理すべき容器２の大きさとそれに対応するカム部材１６の高さ位置との関係を示したデータを記憶させている。したがって、処理すべき容器２の大きさ（高さ）を制御装置に入力すると、制御装置は、上記データを参照して所要量だけモータ４２を正逆に回転させるので、容器２の大きさに応じた高さ位置にカム部材１６が位置する様になっている。したがって、容器２の種類が異なっても、上記充填ゾーンＦにおいて充填ノズル１２によって容器２内へ円滑に充填液を充填することができる。
【００１４】
本実施例は上述したように、充填ゾーンＦでは、第２昇降軸２７は位置決め手段１３から完全に離隔するので、容器２内への充填液の充填中に重量計８に対して昇降機構１７および回転体７の振動等が伝達されることがない。そのため、重量計による容器２の計測値に計測誤差が生じにくくなる。したがって、本実施例によれば、従来に比較して高精度な充填を行うことができる。
また、位置決め手段１３の位置決め部２５Ａは、下方側が拡径するテーパ状となっており、これを上方から当接するようにしているので、容器２の上端口部の大きさが異なっても、容器２を求心して位置決めすることができる。それによって、重量充填装置の汎用性を向上させることができる。
さらに、位置決め手段１３の位置決め部２５Ａは、上述したようにばね２６が伸びて拡径できるようになっている。これにより、例えば位置決め部２５Ａに容器２の上端口部が係合した状態において、何らかの原因で容器２が位置決め部２５Ａに対して相対的に位置ずれされそうになったような場合に、ばね２６が伸びて拡径されることにより、容器２の上端口部と位置決め部２５Ａとの係合状態を解除することができる。これにより、重量計８に過重な負荷が掛かることを防止して、重量計８の破損を防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して高精度な充填液の充填を行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のＩＩ−ＩＩ線に沿う中心線よりも左方側の断面図
【図３】図２の要部の拡大図
【図４】図３の左側面図
【図５】図３の平面図
【図６】図２に示したカム部材１６，３２とそれらの関連部分を示す一部を省略した平面図
【符号の説明】
１ 重量式充填装置 ２ 容器
４ 充填装置本体 ８ 重量計
１１ 載置台 １２ 充填ノズル
１３ 位置決め手段 １７ 昇降機構
Ｆ 充填ゾーン

Claims (3)

1. 回転体の円周方向複数箇所に配設した重量計と、各重量計に連結されるとともに容器を載置して移送する複数の載置台と、各載置台ごとに設けられて容器内に充填液を充填する充填ノズルと、各載置台ごとに設けられ容器の上端口部と接触して充填ノズルの下方位置に容器の上端口部を位置決めする位置決め手段とを備えて、容器内に所定重量の充填液を充填するようにした重量式充填装置において、
   上記各載置台にガイド部材を立設して、このガイド部材に上記位置決め手段を昇降自在に設け、さらに、上記各載置台ごとに、上記位置決め手段に下方側から接離可能に当接して該位置決め手段を昇降させる昇降機構を設け、該昇降機構は、上記載置台に容器が供給される際に、上記位置決め手段に下方側から当接して該位置決め手段を昇降させ、上記充填ノズルによる容器内への充填液の充填中は、位置決め手段から離隔することを特徴とする重量式充填装置。
2. 上記昇降機構は、回転体に昇降自在に設けられて上記位置決め手段に下方側から当接して支持する昇降軸と、この昇降軸を昇降させるカム機構とからなることを特徴とする請求項１に記載の重量式充填装置。
3. 上記カム機構の高さを変更可能に構成するとともに、カム機構の高さ位置を変更することにより上記昇降軸の昇降領域を変更する高さ調整機構を備えることを特徴とする請求項２に記載の重量式充填装置。

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