JP4168747B2 - 定量充填装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は定量充填装置に関し、より詳しくは、ノーボトル・ノーフィリング処理を行なう際に計量シリンダ機構等が破損するのを防止できる定量充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、びん台上に容器が存在しない場合に、ノズルから充填液が吐出されないように構成した、いわゆる『ノーボトル・ノーフィリング処理』を行なう定量充填装置は知られている（例えば特許文献１）。
上記特許文献１の装置は、次のような構成を備えている。つまり、ピストンの昇降作動によって充填液をシリンダ内に吸入して容器へ吐出する計量シリンダ機構と、上記計量シリンダ機構のピストンに連結した上部ロッドと、昇降手段によって昇降される下部ロッドと、所要時に上部ロッドを保持するロック機構とを備え、充填液を充填すべき容器が存在しない場合には、上記ロック機構を作動させて上記上部ロッドを保持することにより上部ロッドと下部ロッドとを離隔させて上記シリンダ機構から充填液を吐出させないように構成している。
より詳細には、上記特許文献１の装置では、上記ロック機構は三方切換弁を介して圧縮空気の供給源に連通させてあり、所要時に上記三方切換弁の流路を切り換えることにより、ロック機構の圧力室から圧縮空気を排出させる。これにより、ロック機構のロックリングによって上部ロッド及びピストンをロックして上死点に保持するようにしている。
このように上死点に上部ロッドおよびピストンが保持された状態から下部ロッドが昇降手段により下降されるので、上部ロッドから下部ロッドが離隔して下死点まで下降したのち、再度下部ロッドが上死点位置Ｃまで上昇することで、それまで離隔していた下部ロッドと上部ロッドが当接する。このときに、ロック機構の圧力室に圧縮空気を供給することで、ロック機構による上部ロッド及びピストンのロックが解除されるようになっている。
このような処理を行うことにより、充填すべき容器がびん台上にない場合には、そのびん台へ充填液が吐出されないようにしている。
【特許文献１】
特公昭６１−５４６６９号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置において上記三方切換弁を操作した際にロック機構の圧力室から圧縮空気が直ちに排出されない場合や、あるいはロックリングを付勢したばねの応答が悪くて、上部ロッドをロックリングで保持するタイミングが遅れた場合には、上部ロッドおよび計量シリンダ機構のピストンが上死点よりも少し低い位置（高さ）に保持されることになる。
この場合においては、ピストンおよび上部ロッドが保持された後に、一旦上部ロッドと離隔したのちに下部ロッドが再度上死点まで上昇してきた際に、上部ロッドの下端部に下部ロッドの上端が衝突して上部ロッドを突き上げることになる。したがって、この場合においては、上部ロッド、下部ロッド、計量シリンダ機構及びロック機構が破損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、ピストンの昇降作動によって充填液をシリンダ内に吸入して容器へ吐出する計量シリンダ機構と、上記計量シリンダ機構のピストンに連結した上部ロッドと、昇降手段によって昇降される下部ロッドと、所要時に上部ロッドを保持するロック機構とを備え、充填液を充填すべき容器が存在しない場合には、上記ロック機構を作動させて上記上部ロッドを保持することにより上部ロッドと下部ロッドとを離隔させて上記シリンダ機構から充填液を吐出させないように構成した定量充填装置において、
上記ロック機構によって保持した上部ロッドに対して下部ロッドが当接して上部ロッドを突き上げた際に、該上部ロッドを保持した状態のロック機構が上昇できるように構成するとともに、上記ロック機構を下方に付勢することにより、上記ロック機構が上昇された際の衝撃を吸収する緩衝部材を設けたものである。
このような構成によれば、上記ロック機構により上部ロッド及びピストンを保持した際に、正確な上死点よりも低い位置で上部ロッド及びピストンが保持されると、上部ロッドと離隔してから再度上昇されてきた下部ロッドが上方ロッドに当接し、それを突き上げることになる。この時、ロック機構及びそれに保持された上部ロッドは上昇することができるので、上部ロッドと下部ロッドが衝撃的に当接することを阻止することができ、しかも緩衝部材によって上部ロッドおよびロック機構が突き上げられる際の衝撃を吸収することができる。
そのため、上述したように一旦離隔した上部ロッドと下部ロッドが再度当接する際に、両ロッドおよびそれらに連動する箇所が破損することを防止することができる。
したがって、計量シリンダ機構、両ロッドおよびロック機構が破損することを良好に防止することが出来る。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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３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る。この回転式定量充填装置１は、所定方向に連続回転される回転体３を備えており、この回転体３の円周方向等間隔位置にびん台４および充填用のノズル５を配設するとともに、所定量の充填液を吸入・吐出する計量シリンダ機構６を各ノズル５毎に配設している。
ここで回転式定量充填装置１の詳細な説明する前に、先ず容器２に充填液を充填する時の概略の作動を説明する。すなわち、コンベヤ７によって空の容器２が回転式定量充填装置１の隣接位置まで搬送されてくると、各容器２はタイミングスクリュウ９によって相前後する容器２が所定間隔に離隔されるようになっており、その後に供給位置Ａにおいて供給スターホイール８によって回転式定量充填装置１の各びん台４上に順次１つずつ供給されるようになっている。
図１に示すように、タイミングスクリュウ９の位置には、容器２の有無を検出する検出器１８を配置している。この検出器１８によって供給位置Ａにおいてびん台４に供給すべき容器２が存在するか否かが検出されて、その検出結果は制御装置１９に入力されるようになっている。
【０００６】
供給位置Ａにおいて容器２を供給されたびん台４は、その後、回転体３の回転に伴って第１固定カム１１によって下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、びん台４に載置した容器２内にノズル５の下端部が挿入される。
この時までには、連動機構１２および第２固定カム１３によって計量シリンダ機構６のピストン１４が上死点から下死点まで下降されているので、図示しない充填液タンク内の充填液が給液通路１５と三方切換弁１６を介してシリンダ１７内に吸入されている（図３の左方側に示す計量シリンダ機構６の状態）。
そして、回転体３の回転に伴ってびん台４とそれに載置した容器２が図１の充填区間を移動すると、第２固定カム１３および連動機構１２に連動して計量シリンダ機構６のピストン１４が下死点から上死点まで上昇されるので、シリンダ１７内の充填液がノズル５に向けて吐出され、そのノズル５を介して容器２内に所定量の充填液が充填される。
又、びん台４及び容器２が充填区間の終点となるまでには、次に供給位置Ａに供給されるべき容器２の有無が検出器１８からの入力によって制御装置１９に伝達されており、容器２が存在する場合には、制御装置１９は、上死点位置Ｃに位置したびん台４と対応するロック機構２１を作動させないようになっている。そのため、上死点位置Ｃを通過したびん台４と対応する計量シリンダ機構６のピストン１４は、この後、第２固定カム１３および連動機構１２により上死点から下死点へと下降されるので、計量シリンダ機構６のシリンダ１７内に次の容器２内へ充填すべき充填液が吸入されるようになっている。
後に詳述するが、次に供給位置Ａに供給されるべき容器２が存在しないことが検出器１８から制御装置１９に入力されている場合には、制御装置１９によってロック機構２１が作動されて、上記ピストン１４を上死点に保持するようにしている。これにより、供給位置Ａまで移動して容器２が載置されないびん台４に対応する計量シリンダ６のピストン１４に充填液が吸入されるのを阻止して、容器２を載置していないびん台４に対してノズル５から充填液が吐出されないようにしている。なお、ピストン１４をロックして上死点に保持したロック機構２１は、回転体３が１回転して再度ピストン１４の上死点となったときに、ロック状態を解除されるようになっている。
充填後の容器２とびん台４が充填区間を過ぎると、第１固定カム１１によりびん台４およびそれに載置した容器２が上昇端位置から下降端位置まで下降されるので、ノズル５の下端部が相対的に容器２内から抜き取られる。
このように、回転体３の回転に伴って各計量シリンダ機構６によりびん台４上の容器２内に所定量の充填液を充填するようになっており、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２０によってびん台４上からコンベヤ７上へ排出されるようになっている。
【０００７】
本実施例の回転式定量充填装置１は、びん台４上に容器２が存在しない場合においては、その容器２が存在しないびん台４上のノズル５から充填液を吐出しないように構成した、いわゆる『ノーボトル・ノーフィリング処理』を行なうことができるようになっている。
図３および図５に示すように、回転式定量充填装置１の回転体３は、上下一対の円板状部材２２，２３と、これら両円板状部材２２，２３の間に配置されてそれらを一体に連結した段付筒状の円筒部材２４とを備えている。円板状部材２３の下面中央に形成した円筒部２３Ａをフレーム２５の筒状部２５Ａに挿入してあり、この筒状部２５Ａに設けた上下位置の軸受２６、２６によって上記円筒部２３Ａ、すなわち回転体３を回転自在に軸支している。
円板状部材２３の外周部にギヤ２７を取り付けてあり、このギヤ２７は図示しないモータ側のギヤと噛合させている。これにより、上記モータが制御装置１９によって回転駆動されると回転体３が図１に示した時計方向に回転されるようになっている。
【０００８】
上記円板状部材２３の円周方向等間隔位置に貫通孔２３ａを穿設するとともに、その貫通孔２３ａの位置に合わせて円板状部材２３の下面に円筒ガイド３０を連結している。
びん台４の下面中央は、ロッド２８の上端部に連結してあり、このロッド２８の下方外周部は、上記貫通孔２３ａおよび円筒ガイド３０に摺動自在に嵌合している。円筒ガイド３０の内周部にばねを設けてあり、このばねによってロッド２８およびそれに連結したびん台４を常時上方側に向けて付勢している。
ロッド２８の下端部には、カムフォロワ２９を取り付けてあり、上記円筒ガイド３０には、カムフォロワ２９の昇降を許容する図示しない上下方向の切欠き部を形成している。これにより、ロッド２８とそれに連結したびん台４は、円筒ガイド３０にガイドされて昇降出来るようになっている。
上記円板状部材２３のギヤ２７を囲繞して環状の上記第１固定カム１１をフレーム２５に連結している。上記各ロッド２８のカムフォロワ２９は上記円筒ガイド３０内に配置したばねによって上方へ付勢されているので、カムフォロワ２９は第１固定カム１１に下方側から係合している。そのため、回転体３が回転されると、各ロッド２８の上端に連結したびん台４を第１固定カム１１のカム曲線に沿って上昇端位置と下降端位置とにわたって昇降させることができる。
【０００９】
すなわち、びん台４は回転体３の回転に伴って供給位置Ａを過ぎると下降端位置から上昇端位置まで第１固定カム１１によって上昇されて、充填区間においては上昇端位置に保持される。そして、びん台４は充填区間を通過して排出位置Ｂまでの移動区間において上昇端位置から下降端位置まで第１固定カム１１によって下降されて、その後、供給位置Ａを通過するまでの間は下降端位置に位置するようになっている。
次に、上記各びん台４の直上位置となる円板状部材２２の外周部に上記ノズル５を鉛直下方に向けて取り付けるとともに、このノズル５ごとに上記計量シリンダ機構６を円板状部材２２に取り付けている。
各計量シリンダ機構６は、上記円板状部材２２の外周部に鉛直方向に向けて取付けた上記シリンダ１７と、このシリンダ１７内に液密を保持して昇降自在に嵌合したピストン１４とを備えている。各計量シリンダ機構６のシリンダ１７は、三方切換弁１６、給液通路１５を介して図示しない充填液タンクに連通している。この三方切換弁１６が第１位置にあるときには充填液タンクからシリンダ１７内へ充填液を吸入できるようになっており、この状態において、ピストン１４が連動機構１２及び第２固定カム１３により上死点から下死点まで下降されるので、シリンダ１７内に所定量の充填液が吸入されるようになっている。
他方、三方切換弁１６が第２位置にあるときには、シリンダ１７と充填液タンクとの連通が阻止される一方，シリンダ１７からノズル５に向けて充填液を吐出できるようになっている。そして、三方切換弁１６がこの第２位置にあるときにピストン１４が連動機構１２及び第２固定カム１３により下死点から上死点まで上昇されるので、シリンダ１７内に吸入されていた充填液がノズル５に向けて吐出されて該ノズル５を介して容器２内へ充填されるようになっている。
【００１０】
次に、各計量シリンダ機構６と第２固定カム１３との間に配置した連動機構１２について説明する。連動機構１２は、図３から図５に示すように、円筒部材２４の水平部２４Ａと下方側の回転部材２３とにわたって取付けた付勢シリンダ機構３２を備えており、この付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３に計量シリンダ機構６のピストン１４を連結している。
上記付勢シリンダ機構３２は、上記水平部２４Ａと下方の円板状部材２３とにわたって配置した円筒状のハウジング３４を備えるとともに、そのハウジング３４内に上部ロッド３３を挿入している。この上部ロッド３３の下部に筒状のピストン３５を形成してあり、このピストン３５をハウジング３４に摺動自在に嵌合している。そして、このピストン３５内に下部ロッド３６の上端部に設けた球状部３６Ａを摺動自在に嵌合してピストン３５に当接させている。そして上記下部ロッド３６の下端部に取り付けたカムフォロワ３７を第２固定カム１３のカム面に載置している。
【００１１】
これにより、上記計量シリンダ機構６のピストン１４は、付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３、ピストン３５、球状部３６Ａ、下部ロッド３６およびカムフォロワ３７を介して第２固定カム１３に連動している。
本実施例においては、回転体３が時計方向に１回転する間に、上記第２固定カム１３によって各計量シリンダ機構６のピストン１４が１回だけ昇降するようになっている。つまり、回転体３の回転方向において上記供給位置Ａを少し過ぎた位置で計量シリンダ機構６のピストン１４を下死点位置Ｄで下死点に位置させ（図１参照）、その後、その下死点位置Ｄからピストン１４を上昇させて排出位置Ｂの少し手前となる上死点位置Ｃでピストン１４を上死点に位置させ（図１参照）、さらにその後、この上死点位置Ｃからピストン１４を下降させて上記下死点位置Ｄで下死点となるまで下降させるようになっている。
つまり、回転体３が半回転する充填区間においては第２固定カム１３によりピストン１４を下死点から上死点まで上昇させ、その後の回転体３が半回転する区間では、ピストン１４を上死点から下死点まで下降させるようにしている。
上記連動機構１２の下部ロッド３６が第２固定カム１３に連動して下降される際には、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内に第１三方切換弁３９を介して圧縮空気を供給してピストン３５を下方に付勢し、それによって下部ロッド３６の球状部３６Ａとピストン３５とを当接させて一体的に下降させるようにしている。これに対して，下部ロッド３６が第２固定カム１３によって上昇される際、つまり充填区間においては、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内の圧縮空気を第１三方切換弁３９を介して排出することにより、下部ロッド３６の球状部３６Ａやピストン３５に無駄な圧力を加えることなく滑らかに上昇するようになっている。
【００１２】
上記各付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内に圧縮空気を給排するために、第１三方向切換弁３９は各付勢シリンダ機構３２毎に設けている。図２にも示すように、上記円板状部材２３上における隣り合うびん台４の間に流路切換ボックス４１を配置している。そして，各第１三方向切換弁３９の流路を切換えるレバー４２を、上記流路切換ボックス４１に回転体３の半径方向に向けて突出させて取り付けている。
このレバー４２の移動軌跡上の所定位置に、切換カム４３，４４を２つ配設してあり、上記レバー４２をそれぞれの切換カム４３、４４に当接させることにより、上記第１三方向切換弁３９の流路の切換え作動を行なわせるようにしている。
図１に示すように，上記一方の切換カム４３は計量シリンダ機構６のピストン１４が下死点となる下死点位置Ｄに固定して設けてあり、他方の切換カム４４はピストン１４が上死点となる上死点位置Ｃに進退動可能に設けている。
上記固定して設けた切換カム４３は、上記レバー４２と当接すると、上記第１三方切換弁３９を常に第１位置に位置させるようになっており、この第１三方切換弁３９が第１位置にあるときには、圧力室３８に圧縮空気が供給されず、かつ圧力室３８が大気に開放されるようになっている。
一方、切換カム４４は、制御装置１９によって作動される図示しないアクチュエータを介して前進位置と後退位置とに移動されるようになっている。上述した容器２の有無を検出する検出器１８によってびん台４上に載置する容器２があることが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は上記アクチュエータを介して切換カム４４を前進位置に位置させる。切換カム４４が前進されると、上記レバー４２がこの切換カム４４に係合して第１三方切換弁３９を第２位置に位置させる。第１三方切換弁３９が第２位置となると、圧力室３８と大気との連通が遮断されるとともに、該圧力室３８に圧縮空気が供給されるようになっている。この場合には、その後、圧縮空気によって下方へ付勢された上部ロッド３３は下部ロッド３２と一体となって上記第２固定カム１３により下降されるようになっている。
他方、検出器１８によってびん台４上に載置すべき容器２が存在しないことが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は上記アクチュエータを介して切換カム４４を後退位置に位置させる。切換カム４４が後退位置に位置すると、上記レバー４２が切換カム４４に係合して第１三方切換弁３９を上記第１位置に位置させるようになっている。第１三方切換弁３９が第１位置となると、圧力室３８が大気に開放されるとともに、該圧力室３８に対して圧縮空気が供給されないようになっている。つまり、この場合には、上部ロッド３３は圧縮空気によって下方に付勢されないようになっている。
【００１３】
次に、回転式定量充填装置１は、上記各連動機構１２毎にロック機構２１を配設してあり、検出器１８によってびん台４に容器２が載置されないことが検出された時には、そのびん台４と対応する連動機構１２の上部ロッド３３及びピストン１４を上死点にロック機構２１により保持するようにしている。
図４ないし図６に示すように、ロック機構２１は、円筒状のハウジング４５を備えており、このハウジング４５を上記連動機構１２のハウジング３４の上方内周部に嵌着している。このように両ハウジング４５、３４を一体に連結し、連動機構１２のハウジング３４を上記水平部２４Ａの貫通孔２４Ｂに上方側から僅かに遊びを持たせて挿通させるとともに、ロック機構２１のハウジング４５の上端に形成したフランジ部４５Ａを水平部２４Ａに上方側から載置している。これにより、本実施例においては、ロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が水平部２４Ａ、すなわち回転体３に対して上昇できるように構成している。
【００１４】
図６に示すように、ロック機構２１は、上記ハウジング４５内に支点４６を中心として揺動可能に設けた揺動ピストン４７と、この揺動ピストン４７に重合させて配設されて、上記支点４６と反対側に配設したばね４８により上方に付勢されるロックリング４９とを備えている。
上記揺動ピストン４７とハウジング４５とによって形成した圧力室５１内に第２三方切換弁５２を介して圧縮空気を導入した際には、上記ばね４８の弾発力に抗して揺動ピストン４７およびロックリング４９を図６に示した状態に保持できるようにしている。この状態では上記付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３はハウジング４５を摺動自在に貫通するとともに、上記ロックリング４９の中心に形成した貫通孔４９Ａを遊貫貫通して、第２固定カム１３のカム曲線に沿って昇降できるようになっている。
これに対して第２三方切換弁５２を介して上記圧力室５１から圧縮空気を排出すると、ロックリング４９および揺動ピストン４７はばね４８の弾発力によって支点４６を中心として上方に斜めに持上げられて、ロックリング４９の貫通孔４９Ａが上部ロッド３３に当接する。これによって上部ロッド３３はロックリング４９によってロックされてその位置に保持されるようになる。つまり，計量シリンダ機構６のピストン１４もロックされるようになっている。
本実施例においては、充填すべき容器２がびん台４上にない場合には、ロック機構２１によって上部ロッド３３およびピストン１４を上死点にロックして保持するようにしている。
【００１５】
上記第２三方切換弁５２の作動を切り換える切換レバー５３を，上記流路切換ボックス４１に半径方向外方に向けて突出させて配置している。切換レバー５３の移動軌跡に近接する上死点位置Ｃには、上下一対の可動カム５４、５５を進退動可能に設けてあり，これらは図示しないアクチュエータを介して制御装置１９によって作動を制御されるようになっている。
つまり，制御装置１９は、検出器１８からびん台４に供給される容器２が存在することが入力されると、両可動カム５４，５５を通常位置に位置させる。この通常位置では、可動カム５４が前進位置に位置する一方、可動カム５５は後退位置に位置する。そして、このように可動カム５４，５５が通常位置にあるときには、これらの可動カム５４に切換レバー５３が当接することで、第２三方切換弁５２が第１位置に位置する。このときには、圧力室５１と大気との連通が阻止されて、圧力室５１に圧縮空気が導入されるので、上部ロッド３３はロックされないようになっている。
一方，検出器１８によってびん台４に載置すべき容器２が存在しないことが検出されて、そのことが制御装置１９に入力された際には，制御装置１９は、図示しないアクチュエータを介して上記可動カム５４、５５を異常位置に位置させる。この異常位置では、上記通常位置の場合とは反対に、可動カム５４が後退位置に位置する一方、可動カム５５は前進位置に位置する。そして、このように可動カム５４，５５が異常位置にあるときには、これらの可動カム５４に切換レバー５３が当接することで、第２三方切換弁５２が第２位置に位置する。すると，圧力室５１が大気に開放されるとともに、圧力室５１への圧縮空気の供給が停止される。そのため、第２三方切換弁５２及びパイプ５６を介してロック機構２１の圧力室５１から圧縮空気が排出される。つまり，ロックリング４９によって上部ロッド３３および計量シリンダ機構６のピストン１４がロックされて上死点に保持されるようになっている。
このようにロック機構２１により上部ロッド３３およびピストン１４を上死点に保持することにより，その後に第２固定カム１３に連動して下部ロッド３６が下降すると，上死点に保持された上部ロッド３３に対して下部ロッド３６が下降することでそれらが離隔し，下部ロッド３６だけが下死点まで下降される。そのため，容器２がないびん台４と対応する計量シリンダ機構６のシリンダ１７内には充填液が吸入されることはない。そして，その後，回転体３の回転に伴って第２固定カム１３により再度上昇してきた下部ロッド３６が上死点まで上昇されると，その上端部がそれまで離隔していた上部ロッド３３に再度当接するようになっている。このように当接するまでに検出器１８から次に充填すべき容器２が存在することが制御装置１９に入力されていると、制御装置１９は上記可動カム５４，５５を異常位置から通常位置に切り換える。これにより、ロック機構２１による上部ロッド３３の保持状態が解除されるようになっている。
【００１６】
ところで，上述したようにロック機構２１によって，上部ロッド３３および計量シリンダ機構６のピストン１４を上死点にロックして保持した際に，何らかの原因により上部ロッド３３およびピストン１４が正確な上死点よりも少し低い高さでロック機構２１によりロックされて保持される場合がある。
この場合には，回転体３の回転にともなって下部ロッド３６が第２固定カム１３によって下降して上部ロッド３３と一旦離隔した後，再度下部ロッド３６が上死点まで上昇されてきた際に，その上端部となる球状部３６Ａが上死点よりも低い位置に保持されている上部ロッド３３（ピストン３５の上端部）と衝突することになる。
そこで，本実施例においては，前述したように上記ロック機構２１および連動機構１２の上部ロッド３３を水平部２４Ａに対して上昇できるように構成している。このように構成しているので、上死点よりも低い位置に保持されている上部ロッド３３に対して、それと離隔した後に再度上昇してきた下部ロッド３６が当接する際には，上記ロック機構２１、連動機構１２の上部ロッド３３およびハウジング３４を水平部２４Ａに対して上昇させることで，両ロッド３３，３６が急激に衝突することにより発生する衝撃を吸収して破損することを防止するようにしている。
さらに，図３から図６に示すように、本実施例では，下部ロッド３６が上部ロッド３３に当接して突き上げられてロック機構２１が回転体３に対して上昇された際の衝撃を緩衝するばね５７を設けている。図６に示すように、上記ロック機構２１におけるハウジング４５のフランジ部４５Ａには、上下方向の貫通孔を穿設してあり、この貫通孔に上方側からピン５８を貫通させて、このピン５８の下端部を回転体３の水平部２４Ａに嵌着している。このピン５８の頭部とハウジング４５のフランジ部４５Ａとにわたってばね５７を弾装して、フランジ部４５を常時水平部２４Ａ側の下方に向けて付勢している。
上述したように、一旦下部ロッド３６が上部ロッド３３と離隔した後に再度上昇されて該上部ロッド３３に当接してロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が突き上げられた場合には、上記ばね５７が圧縮されることでロック機構２１及び連動機構１２の上部ロッド３３等が上方へ突き上げられることによる衝撃を吸収することができる。これにより、上述したような異常事態、つまり上死点よりも低い高さでロック機構２１により保持されている上部ロッド３３に対して、一旦離隔してから再度上死点まで上昇してきて下部ロッド３６が当接する際に、ロック機構２１、計量シリンダ機構６および連動機構１２が破損することを防止できるようにしている。
【００１７】
さらに、図５に示すように、仮に上記ロック機構２１および連動機構１２が水平部２４Ａから上方へ突き上げられた場合には、そのことを検出可能な検出手段５９を設けている。この検出手段５９は、ロック機構２１のハウジング４５の上面に立設した係合板６１と、ブラケットを介して水平部２４Ａ上に水平方向に配置したリミットスイッチ６２とを備えている。係合板６１の上端は僅かに傾斜させて傾斜部としてあり、そこよりも下方側は鉛直方向に支持した垂直部としている。そして、リミットスイッチ６２の先端部を、上記係合板６１の上端である傾斜部に接触させている。
これにより、上述した異常事態においてロック機構２１が水平部２４Ａに対して上昇された際には、上記係合板６１の垂直部によってリミットスイッチ６２が後退される。このリミットスイッチ６２による検出結果は制御装置１９に入力されており、制御装置１９はリミットスイッチ６２が係合板６１によって後退したことが入力されると、ロック機構２１および連動機構１２に異常事態が発生しているものと判定して、回転式充填装置１の作動を直ちに停止させるようになっている。又、それとともに、制御装置１９は、連動機構１２およびロック機構２１に異常事態が発生していることを表示画面に表示するようになっている。
【００１８】
-----------（作動説明）
以上の構成において、可動カム４４が前進位置にあり、かつ可動カム５４，５５が通常位置に位置した状態において回転体３が矢印方向に回転されると、供給位置Ａにおいて供給スターホイール８から各びん台４上に容器２が供給される。供給位置Ａにおいてびん台４に供給すべき容器２が存在するか否かは、検出器１８によって順次検出されて制御装置１９に入力されており、検出器１８によって容器３が存在する限り、制御装置１９は可動カム４４および可動カム５４，５５を作動させない。そのため、各びん台４上に充填液を充填すべき容器２が存在する場合には、ロック機構２１によって上部ロッド３３がロックされることはないので、第２固定カム１３に連動して計量シリンダ機構６の両ロッド３３，３６が一体となって昇降できるようになっている。
供給位置Ａにおいてびん台４に容器２が供給されると、その後、容器２を載置したびん台４は回転体３の回転に伴って第１固定カム１１によって下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、びん台４の上昇に伴ってノズル５の下端部がびん台４上の容器２内に挿入される。
この時までには、上記計量シリンダ機構６のピストン１４が連動機構１２を介して第２固定カム１３によって下死点まで下降されており、それによって所定量の充填液がシリンダ１７内に吸入されている。
さらに、回転体３が回転することに伴ってびん台４が充填区間に入ると、第２固定カム１３により連動機構１２を介してピストン１４が下死点から上死点まで上昇される。下死点位置Ｄに設けた切換カム４３がレバー４２と当接することによって、連動機構１２の圧力室３８が大気に開放され、圧縮空気の供給は停止される。そのため、上部ロッド３３および下部ロッド３６が一体となって迅速に上昇する。これにより、シリンダ１７内の充填液がノズル５に向けて吐出され、そのノズル５を介して容器２内に充填される。
ここで、連動機構１２を介して計量シリンダ機構６のピストン１４が上死点となって充填を終了した際に、検出器１８による検出の結果、次に充填すべき容器２があることが制御装置１９に入力されている場合には、制御装置１９は、切換カム４４を前進位置に維持するとともに、切換カム５４，５５を通常位置に維持する。そのため、前進している切換カム４４にレバー４２当接して、第１三方切換弁３９が第１位置に切り換えられるので、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８に圧縮空気が導入される。この圧縮空気の付勢力を受けて上部ロッド３３、下部ロッド３６およびピストン１４が下死点まで一体となって降下し、それに伴って充填液がシリンダ１７内に吸入される。
他方、既に充填液が充填された容器２は、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール２０によりコンベヤ７上に排出される。
【００１９】
ところで、上述したように回転体３の回転に伴って充填区間の最後である上死点位置Ｃまでびん台４と容器２が移動してきた際に、検出器１８によって次に充填すべき容器２が供給されないことが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は、可動カム４４を後退位置に位置させると同時に、可動カム５４，５５を異常位置に位置させる。これにより、連動機構１２の圧力室３８への圧縮空気の供給が停止されて圧力室３８が大気に開放される。又、これと同時に、異常位置に位置した可動カム５４，５５によって第２三方切換弁５２が第２位置に切り換えられる。これにより、ロック機構２１の圧力室５１から圧縮空気が排出されて、ロック機構２１によって上部ロッド３３およびピストン１４が上死点で固定されて保持される。
この状態では、この後の回転体３の回転に伴って第２固定カム１３によって下部ロッド３６は下死点まで降下し、上部ロッド３３とは離隔してから再度上昇されるが、その間、上部ロッド３３は上死点に保持されことになる。そのため、容器２の存在しないびん台４に向けてノズル５から充填液が吐出されることはない。
【００２０】
ところで、上記ロック機構２１によって上死点に上部ロッド３３及びピストン１４を保持しようとした際に、該上部ロッド３３及びピストン１４が何らかの理由によって正確な上死点よりも少し低い位置（高さ）で保持されている場合には、一旦降下して上部ロッド３３と離隔してから再度上昇されてきた下部ロッド３６が、保持された上部ロッド３３に当接して該上部ロッド３３を上方へ突き上げることになる。
この場合、本実施例においては、ロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が水平部２４Ａに対して上昇され、かつ、それらが上昇される際の衝撃は、ばね５７によって吸収される。したがって、このような異常事態が発生した場合においても、ロック機構２１、計量シリンダ機構６及び連動機構１２が破損することを良好に防止することができる。
そして、上記ロック機構２１が上昇されると、そのことは係合板６１がリミットスイッチ６２を後退させることで検出されて制御装置１９に入力される。すると、制御装置１９は直ちに回転式充填装置１の作動を停止させて、上記連動機構１２に異常事態が発生したことを表示画面に表示するようになっている。
【００２１】
以上のように、本実施例によれば、上部ロッド３３及びピストン１４が正確な上死点よりも低い位置（高さ）でロックされるという異常事態が発生した際に、一旦上部ロッド３３と分離して下降してから上昇してきた下部ロッド３６が上部ロッド３３に当接してそれを突き上げたとしても、ロック機構２１および上部ロッド３３が上昇され、かつ、ばね５７が圧縮されることで両ロッド３３，３６が当接する際の衝撃を吸収できる。したがって、このような異常事態が発生した場合であっても、計量シリンダ機構６、ロック機構２１及び連動機構１２が破損することを良好に防止することができる。又、上述した異常事態が発生した際には、リミットイッチ６２からの信号によって制御装置１９によって直ちに異常事態が発生したものと判定することができる。
なお，上記実施例においては，ロック機構２１のハウジング４５を連動機構１２のハウジング３４と一体に連結し，上述した異常事態が発生した際にはロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４，上部ロッド３３が水平部２４Ａに対して上昇するようにしているが，次のような構成であっても良い。つまり，連動機構１２のハウジング３４の上端部を水平部２４Ａの貫通孔２４Ｂに固定する一方、ロック機構２１のハウジング４５を連動機構１２のハウジング４５に上方から摺動自在に嵌合して，上述した異常事態が発生した際には，ロック機構２１と上部ロッド３３が水平部２４Ａおよび連動機構１２のハウジング４５に対して上昇するようにしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、計量シリンダ機構、両ロッドおよびロック機構が破損することを防止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に示した実施例におけるびん台４と流路切換ボックス４１の位置関係を示す平面図。
【図３】図１に示した回転式定量充填装置の断面図。
【図４】図３の要部の断面図。
【図５】図３の要部の拡大図。
【図６】図３の要部の拡大断面図。
【符号の説明】
１…回転式定量充填装置 ２…容器
３…回転体 ４…びん台
５…ノズル ６…計量シリンダ機構
２１…ロック機構 ３３…上部ロッド
３２…付勢シリンダ機構 ３６…下部ロッド
【発明の属する技術分野】
本発明は定量充填装置に関し、より詳しくは、ノーボトル・ノーフィリング処理を行なう際に計量シリンダ機構等が破損するのを防止できる定量充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、びん台上に容器が存在しない場合に、ノズルから充填液が吐出されないように構成した、いわゆる『ノーボトル・ノーフィリング処理』を行なう定量充填装置は知られている（例えば特許文献１）。
上記特許文献１の装置は、次のような構成を備えている。つまり、ピストンの昇降作動によって充填液をシリンダ内に吸入して容器へ吐出する計量シリンダ機構と、上記計量シリンダ機構のピストンに連結した上部ロッドと、昇降手段によって昇降される下部ロッドと、所要時に上部ロッドを保持するロック機構とを備え、充填液を充填すべき容器が存在しない場合には、上記ロック機構を作動させて上記上部ロッドを保持することにより上部ロッドと下部ロッドとを離隔させて上記シリンダ機構から充填液を吐出させないように構成している。
より詳細には、上記特許文献１の装置では、上記ロック機構は三方切換弁を介して圧縮空気の供給源に連通させてあり、所要時に上記三方切換弁の流路を切り換えることにより、ロック機構の圧力室から圧縮空気を排出させる。これにより、ロック機構のロックリングによって上部ロッド及びピストンをロックして上死点に保持するようにしている。
このように上死点に上部ロッドおよびピストンが保持された状態から下部ロッドが昇降手段により下降されるので、上部ロッドから下部ロッドが離隔して下死点まで下降したのち、再度下部ロッドが上死点位置Ｃまで上昇することで、それまで離隔していた下部ロッドと上部ロッドが当接する。このときに、ロック機構の圧力室に圧縮空気を供給することで、ロック機構による上部ロッド及びピストンのロックが解除されるようになっている。
このような処理を行うことにより、充填すべき容器がびん台上にない場合には、そのびん台へ充填液が吐出されないようにしている。
【特許文献１】
特公昭６１−５４６６９号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置において上記三方切換弁を操作した際にロック機構の圧力室から圧縮空気が直ちに排出されない場合や、あるいはロックリングを付勢したばねの応答が悪くて、上部ロッドをロックリングで保持するタイミングが遅れた場合には、上部ロッドおよび計量シリンダ機構のピストンが上死点よりも少し低い位置（高さ）に保持されることになる。
この場合においては、ピストンおよび上部ロッドが保持された後に、一旦上部ロッドと離隔したのちに下部ロッドが再度上死点まで上昇してきた際に、上部ロッドの下端部に下部ロッドの上端が衝突して上部ロッドを突き上げることになる。したがって、この場合においては、上部ロッド、下部ロッド、計量シリンダ機構及びロック機構が破損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、ピストンの昇降作動によって充填液をシリンダ内に吸入して容器へ吐出する計量シリンダ機構と、上記計量シリンダ機構のピストンに連結した上部ロッドと、昇降手段によって昇降される下部ロッドと、所要時に上部ロッドを保持するロック機構とを備え、充填液を充填すべき容器が存在しない場合には、上記ロック機構を作動させて上記上部ロッドを保持することにより上部ロッドと下部ロッドとを離隔させて上記シリンダ機構から充填液を吐出させないように構成した定量充填装置において、
上記ロック機構によって保持した上部ロッドに対して下部ロッドが当接して上部ロッドを突き上げた際に、該上部ロッドを保持した状態のロック機構が上昇できるように構成するとともに、上記ロック機構を下方に付勢することにより、上記ロック機構が上昇された際の衝撃を吸収する緩衝部材を設けたものである。
このような構成によれば、上記ロック機構により上部ロッド及びピストンを保持した際に、正確な上死点よりも低い位置で上部ロッド及びピストンが保持されると、上部ロッドと離隔してから再度上昇されてきた下部ロッドが上方ロッドに当接し、それを突き上げることになる。この時、ロック機構及びそれに保持された上部ロッドは上昇することができるので、上部ロッドと下部ロッドが衝撃的に当接することを阻止することができ、しかも緩衝部材によって上部ロッドおよびロック機構が突き上げられる際の衝撃を吸収することができる。
そのため、上述したように一旦離隔した上部ロッドと下部ロッドが再度当接する際に、両ロッドおよびそれらに連動する箇所が破損することを防止することができる。
したがって、計量シリンダ機構、両ロッドおよびロック機構が破損することを良好に防止することが出来る。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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３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る。この回転式定量充填装置１は、所定方向に連続回転される回転体３を備えており、この回転体３の円周方向等間隔位置にびん台４および充填用のノズル５を配設するとともに、所定量の充填液を吸入・吐出する計量シリンダ機構６を各ノズル５毎に配設している。
ここで回転式定量充填装置１の詳細な説明する前に、先ず容器２に充填液を充填する時の概略の作動を説明する。すなわち、コンベヤ７によって空の容器２が回転式定量充填装置１の隣接位置まで搬送されてくると、各容器２はタイミングスクリュウ９によって相前後する容器２が所定間隔に離隔されるようになっており、その後に供給位置Ａにおいて供給スターホイール８によって回転式定量充填装置１の各びん台４上に順次１つずつ供給されるようになっている。
図１に示すように、タイミングスクリュウ９の位置には、容器２の有無を検出する検出器１８を配置している。この検出器１８によって供給位置Ａにおいてびん台４に供給すべき容器２が存在するか否かが検出されて、その検出結果は制御装置１９に入力されるようになっている。
【０００６】
供給位置Ａにおいて容器２を供給されたびん台４は、その後、回転体３の回転に伴って第１固定カム１１によって下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、びん台４に載置した容器２内にノズル５の下端部が挿入される。
この時までには、連動機構１２および第２固定カム１３によって計量シリンダ機構６のピストン１４が上死点から下死点まで下降されているので、図示しない充填液タンク内の充填液が給液通路１５と三方切換弁１６を介してシリンダ１７内に吸入されている（図３の左方側に示す計量シリンダ機構６の状態）。
そして、回転体３の回転に伴ってびん台４とそれに載置した容器２が図１の充填区間を移動すると、第２固定カム１３および連動機構１２に連動して計量シリンダ機構６のピストン１４が下死点から上死点まで上昇されるので、シリンダ１７内の充填液がノズル５に向けて吐出され、そのノズル５を介して容器２内に所定量の充填液が充填される。
又、びん台４及び容器２が充填区間の終点となるまでには、次に供給位置Ａに供給されるべき容器２の有無が検出器１８からの入力によって制御装置１９に伝達されており、容器２が存在する場合には、制御装置１９は、上死点位置Ｃに位置したびん台４と対応するロック機構２１を作動させないようになっている。そのため、上死点位置Ｃを通過したびん台４と対応する計量シリンダ機構６のピストン１４は、この後、第２固定カム１３および連動機構１２により上死点から下死点へと下降されるので、計量シリンダ機構６のシリンダ１７内に次の容器２内へ充填すべき充填液が吸入されるようになっている。
後に詳述するが、次に供給位置Ａに供給されるべき容器２が存在しないことが検出器１８から制御装置１９に入力されている場合には、制御装置１９によってロック機構２１が作動されて、上記ピストン１４を上死点に保持するようにしている。これにより、供給位置Ａまで移動して容器２が載置されないびん台４に対応する計量シリンダ６のピストン１４に充填液が吸入されるのを阻止して、容器２を載置していないびん台４に対してノズル５から充填液が吐出されないようにしている。なお、ピストン１４をロックして上死点に保持したロック機構２１は、回転体３が１回転して再度ピストン１４の上死点となったときに、ロック状態を解除されるようになっている。
充填後の容器２とびん台４が充填区間を過ぎると、第１固定カム１１によりびん台４およびそれに載置した容器２が上昇端位置から下降端位置まで下降されるので、ノズル５の下端部が相対的に容器２内から抜き取られる。
このように、回転体３の回転に伴って各計量シリンダ機構６によりびん台４上の容器２内に所定量の充填液を充填するようになっており、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２０によってびん台４上からコンベヤ７上へ排出されるようになっている。
【０００７】
本実施例の回転式定量充填装置１は、びん台４上に容器２が存在しない場合においては、その容器２が存在しないびん台４上のノズル５から充填液を吐出しないように構成した、いわゆる『ノーボトル・ノーフィリング処理』を行なうことができるようになっている。
図３および図５に示すように、回転式定量充填装置１の回転体３は、上下一対の円板状部材２２，２３と、これら両円板状部材２２，２３の間に配置されてそれらを一体に連結した段付筒状の円筒部材２４とを備えている。円板状部材２３の下面中央に形成した円筒部２３Ａをフレーム２５の筒状部２５Ａに挿入してあり、この筒状部２５Ａに設けた上下位置の軸受２６、２６によって上記円筒部２３Ａ、すなわち回転体３を回転自在に軸支している。
円板状部材２３の外周部にギヤ２７を取り付けてあり、このギヤ２７は図示しないモータ側のギヤと噛合させている。これにより、上記モータが制御装置１９によって回転駆動されると回転体３が図１に示した時計方向に回転されるようになっている。
【０００８】
上記円板状部材２３の円周方向等間隔位置に貫通孔２３ａを穿設するとともに、その貫通孔２３ａの位置に合わせて円板状部材２３の下面に円筒ガイド３０を連結している。
びん台４の下面中央は、ロッド２８の上端部に連結してあり、このロッド２８の下方外周部は、上記貫通孔２３ａおよび円筒ガイド３０に摺動自在に嵌合している。円筒ガイド３０の内周部にばねを設けてあり、このばねによってロッド２８およびそれに連結したびん台４を常時上方側に向けて付勢している。
ロッド２８の下端部には、カムフォロワ２９を取り付けてあり、上記円筒ガイド３０には、カムフォロワ２９の昇降を許容する図示しない上下方向の切欠き部を形成している。これにより、ロッド２８とそれに連結したびん台４は、円筒ガイド３０にガイドされて昇降出来るようになっている。
上記円板状部材２３のギヤ２７を囲繞して環状の上記第１固定カム１１をフレーム２５に連結している。上記各ロッド２８のカムフォロワ２９は上記円筒ガイド３０内に配置したばねによって上方へ付勢されているので、カムフォロワ２９は第１固定カム１１に下方側から係合している。そのため、回転体３が回転されると、各ロッド２８の上端に連結したびん台４を第１固定カム１１のカム曲線に沿って上昇端位置と下降端位置とにわたって昇降させることができる。
【０００９】
すなわち、びん台４は回転体３の回転に伴って供給位置Ａを過ぎると下降端位置から上昇端位置まで第１固定カム１１によって上昇されて、充填区間においては上昇端位置に保持される。そして、びん台４は充填区間を通過して排出位置Ｂまでの移動区間において上昇端位置から下降端位置まで第１固定カム１１によって下降されて、その後、供給位置Ａを通過するまでの間は下降端位置に位置するようになっている。
次に、上記各びん台４の直上位置となる円板状部材２２の外周部に上記ノズル５を鉛直下方に向けて取り付けるとともに、このノズル５ごとに上記計量シリンダ機構６を円板状部材２２に取り付けている。
各計量シリンダ機構６は、上記円板状部材２２の外周部に鉛直方向に向けて取付けた上記シリンダ１７と、このシリンダ１７内に液密を保持して昇降自在に嵌合したピストン１４とを備えている。各計量シリンダ機構６のシリンダ１７は、三方切換弁１６、給液通路１５を介して図示しない充填液タンクに連通している。この三方切換弁１６が第１位置にあるときには充填液タンクからシリンダ１７内へ充填液を吸入できるようになっており、この状態において、ピストン１４が連動機構１２及び第２固定カム１３により上死点から下死点まで下降されるので、シリンダ１７内に所定量の充填液が吸入されるようになっている。
他方、三方切換弁１６が第２位置にあるときには、シリンダ１７と充填液タンクとの連通が阻止される一方，シリンダ１７からノズル５に向けて充填液を吐出できるようになっている。そして、三方切換弁１６がこの第２位置にあるときにピストン１４が連動機構１２及び第２固定カム１３により下死点から上死点まで上昇されるので、シリンダ１７内に吸入されていた充填液がノズル５に向けて吐出されて該ノズル５を介して容器２内へ充填されるようになっている。
【００１０】
次に、各計量シリンダ機構６と第２固定カム１３との間に配置した連動機構１２について説明する。連動機構１２は、図３から図５に示すように、円筒部材２４の水平部２４Ａと下方側の回転部材２３とにわたって取付けた付勢シリンダ機構３２を備えており、この付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３に計量シリンダ機構６のピストン１４を連結している。
上記付勢シリンダ機構３２は、上記水平部２４Ａと下方の円板状部材２３とにわたって配置した円筒状のハウジング３４を備えるとともに、そのハウジング３４内に上部ロッド３３を挿入している。この上部ロッド３３の下部に筒状のピストン３５を形成してあり、このピストン３５をハウジング３４に摺動自在に嵌合している。そして、このピストン３５内に下部ロッド３６の上端部に設けた球状部３６Ａを摺動自在に嵌合してピストン３５に当接させている。そして上記下部ロッド３６の下端部に取り付けたカムフォロワ３７を第２固定カム１３のカム面に載置している。
【００１１】
これにより、上記計量シリンダ機構６のピストン１４は、付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３、ピストン３５、球状部３６Ａ、下部ロッド３６およびカムフォロワ３７を介して第２固定カム１３に連動している。
本実施例においては、回転体３が時計方向に１回転する間に、上記第２固定カム１３によって各計量シリンダ機構６のピストン１４が１回だけ昇降するようになっている。つまり、回転体３の回転方向において上記供給位置Ａを少し過ぎた位置で計量シリンダ機構６のピストン１４を下死点位置Ｄで下死点に位置させ（図１参照）、その後、その下死点位置Ｄからピストン１４を上昇させて排出位置Ｂの少し手前となる上死点位置Ｃでピストン１４を上死点に位置させ（図１参照）、さらにその後、この上死点位置Ｃからピストン１４を下降させて上記下死点位置Ｄで下死点となるまで下降させるようになっている。
つまり、回転体３が半回転する充填区間においては第２固定カム１３によりピストン１４を下死点から上死点まで上昇させ、その後の回転体３が半回転する区間では、ピストン１４を上死点から下死点まで下降させるようにしている。
上記連動機構１２の下部ロッド３６が第２固定カム１３に連動して下降される際には、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内に第１三方切換弁３９を介して圧縮空気を供給してピストン３５を下方に付勢し、それによって下部ロッド３６の球状部３６Ａとピストン３５とを当接させて一体的に下降させるようにしている。これに対して，下部ロッド３６が第２固定カム１３によって上昇される際、つまり充填区間においては、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内の圧縮空気を第１三方切換弁３９を介して排出することにより、下部ロッド３６の球状部３６Ａやピストン３５に無駄な圧力を加えることなく滑らかに上昇するようになっている。
【００１２】
上記各付勢シリンダ機構３２の圧力室３８内に圧縮空気を給排するために、第１三方向切換弁３９は各付勢シリンダ機構３２毎に設けている。図２にも示すように、上記円板状部材２３上における隣り合うびん台４の間に流路切換ボックス４１を配置している。そして，各第１三方向切換弁３９の流路を切換えるレバー４２を、上記流路切換ボックス４１に回転体３の半径方向に向けて突出させて取り付けている。
このレバー４２の移動軌跡上の所定位置に、切換カム４３，４４を２つ配設してあり、上記レバー４２をそれぞれの切換カム４３、４４に当接させることにより、上記第１三方向切換弁３９の流路の切換え作動を行なわせるようにしている。
図１に示すように，上記一方の切換カム４３は計量シリンダ機構６のピストン１４が下死点となる下死点位置Ｄに固定して設けてあり、他方の切換カム４４はピストン１４が上死点となる上死点位置Ｃに進退動可能に設けている。
上記固定して設けた切換カム４３は、上記レバー４２と当接すると、上記第１三方切換弁３９を常に第１位置に位置させるようになっており、この第１三方切換弁３９が第１位置にあるときには、圧力室３８に圧縮空気が供給されず、かつ圧力室３８が大気に開放されるようになっている。
一方、切換カム４４は、制御装置１９によって作動される図示しないアクチュエータを介して前進位置と後退位置とに移動されるようになっている。上述した容器２の有無を検出する検出器１８によってびん台４上に載置する容器２があることが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は上記アクチュエータを介して切換カム４４を前進位置に位置させる。切換カム４４が前進されると、上記レバー４２がこの切換カム４４に係合して第１三方切換弁３９を第２位置に位置させる。第１三方切換弁３９が第２位置となると、圧力室３８と大気との連通が遮断されるとともに、該圧力室３８に圧縮空気が供給されるようになっている。この場合には、その後、圧縮空気によって下方へ付勢された上部ロッド３３は下部ロッド３２と一体となって上記第２固定カム１３により下降されるようになっている。
他方、検出器１８によってびん台４上に載置すべき容器２が存在しないことが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は上記アクチュエータを介して切換カム４４を後退位置に位置させる。切換カム４４が後退位置に位置すると、上記レバー４２が切換カム４４に係合して第１三方切換弁３９を上記第１位置に位置させるようになっている。第１三方切換弁３９が第１位置となると、圧力室３８が大気に開放されるとともに、該圧力室３８に対して圧縮空気が供給されないようになっている。つまり、この場合には、上部ロッド３３は圧縮空気によって下方に付勢されないようになっている。
【００１３】
次に、回転式定量充填装置１は、上記各連動機構１２毎にロック機構２１を配設してあり、検出器１８によってびん台４に容器２が載置されないことが検出された時には、そのびん台４と対応する連動機構１２の上部ロッド３３及びピストン１４を上死点にロック機構２１により保持するようにしている。
図４ないし図６に示すように、ロック機構２１は、円筒状のハウジング４５を備えており、このハウジング４５を上記連動機構１２のハウジング３４の上方内周部に嵌着している。このように両ハウジング４５、３４を一体に連結し、連動機構１２のハウジング３４を上記水平部２４Ａの貫通孔２４Ｂに上方側から僅かに遊びを持たせて挿通させるとともに、ロック機構２１のハウジング４５の上端に形成したフランジ部４５Ａを水平部２４Ａに上方側から載置している。これにより、本実施例においては、ロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が水平部２４Ａ、すなわち回転体３に対して上昇できるように構成している。
【００１４】
図６に示すように、ロック機構２１は、上記ハウジング４５内に支点４６を中心として揺動可能に設けた揺動ピストン４７と、この揺動ピストン４７に重合させて配設されて、上記支点４６と反対側に配設したばね４８により上方に付勢されるロックリング４９とを備えている。
上記揺動ピストン４７とハウジング４５とによって形成した圧力室５１内に第２三方切換弁５２を介して圧縮空気を導入した際には、上記ばね４８の弾発力に抗して揺動ピストン４７およびロックリング４９を図６に示した状態に保持できるようにしている。この状態では上記付勢シリンダ機構３２の上部ロッド３３はハウジング４５を摺動自在に貫通するとともに、上記ロックリング４９の中心に形成した貫通孔４９Ａを遊貫貫通して、第２固定カム１３のカム曲線に沿って昇降できるようになっている。
これに対して第２三方切換弁５２を介して上記圧力室５１から圧縮空気を排出すると、ロックリング４９および揺動ピストン４７はばね４８の弾発力によって支点４６を中心として上方に斜めに持上げられて、ロックリング４９の貫通孔４９Ａが上部ロッド３３に当接する。これによって上部ロッド３３はロックリング４９によってロックされてその位置に保持されるようになる。つまり，計量シリンダ機構６のピストン１４もロックされるようになっている。
本実施例においては、充填すべき容器２がびん台４上にない場合には、ロック機構２１によって上部ロッド３３およびピストン１４を上死点にロックして保持するようにしている。
【００１５】
上記第２三方切換弁５２の作動を切り換える切換レバー５３を，上記流路切換ボックス４１に半径方向外方に向けて突出させて配置している。切換レバー５３の移動軌跡に近接する上死点位置Ｃには、上下一対の可動カム５４、５５を進退動可能に設けてあり，これらは図示しないアクチュエータを介して制御装置１９によって作動を制御されるようになっている。
つまり，制御装置１９は、検出器１８からびん台４に供給される容器２が存在することが入力されると、両可動カム５４，５５を通常位置に位置させる。この通常位置では、可動カム５４が前進位置に位置する一方、可動カム５５は後退位置に位置する。そして、このように可動カム５４，５５が通常位置にあるときには、これらの可動カム５４に切換レバー５３が当接することで、第２三方切換弁５２が第１位置に位置する。このときには、圧力室５１と大気との連通が阻止されて、圧力室５１に圧縮空気が導入されるので、上部ロッド３３はロックされないようになっている。
一方，検出器１８によってびん台４に載置すべき容器２が存在しないことが検出されて、そのことが制御装置１９に入力された際には，制御装置１９は、図示しないアクチュエータを介して上記可動カム５４、５５を異常位置に位置させる。この異常位置では、上記通常位置の場合とは反対に、可動カム５４が後退位置に位置する一方、可動カム５５は前進位置に位置する。そして、このように可動カム５４，５５が異常位置にあるときには、これらの可動カム５４に切換レバー５３が当接することで、第２三方切換弁５２が第２位置に位置する。すると，圧力室５１が大気に開放されるとともに、圧力室５１への圧縮空気の供給が停止される。そのため、第２三方切換弁５２及びパイプ５６を介してロック機構２１の圧力室５１から圧縮空気が排出される。つまり，ロックリング４９によって上部ロッド３３および計量シリンダ機構６のピストン１４がロックされて上死点に保持されるようになっている。
このようにロック機構２１により上部ロッド３３およびピストン１４を上死点に保持することにより，その後に第２固定カム１３に連動して下部ロッド３６が下降すると，上死点に保持された上部ロッド３３に対して下部ロッド３６が下降することでそれらが離隔し，下部ロッド３６だけが下死点まで下降される。そのため，容器２がないびん台４と対応する計量シリンダ機構６のシリンダ１７内には充填液が吸入されることはない。そして，その後，回転体３の回転に伴って第２固定カム１３により再度上昇してきた下部ロッド３６が上死点まで上昇されると，その上端部がそれまで離隔していた上部ロッド３３に再度当接するようになっている。このように当接するまでに検出器１８から次に充填すべき容器２が存在することが制御装置１９に入力されていると、制御装置１９は上記可動カム５４，５５を異常位置から通常位置に切り換える。これにより、ロック機構２１による上部ロッド３３の保持状態が解除されるようになっている。
【００１６】
ところで，上述したようにロック機構２１によって，上部ロッド３３および計量シリンダ機構６のピストン１４を上死点にロックして保持した際に，何らかの原因により上部ロッド３３およびピストン１４が正確な上死点よりも少し低い高さでロック機構２１によりロックされて保持される場合がある。
この場合には，回転体３の回転にともなって下部ロッド３６が第２固定カム１３によって下降して上部ロッド３３と一旦離隔した後，再度下部ロッド３６が上死点まで上昇されてきた際に，その上端部となる球状部３６Ａが上死点よりも低い位置に保持されている上部ロッド３３（ピストン３５の上端部）と衝突することになる。
そこで，本実施例においては，前述したように上記ロック機構２１および連動機構１２の上部ロッド３３を水平部２４Ａに対して上昇できるように構成している。このように構成しているので、上死点よりも低い位置に保持されている上部ロッド３３に対して、それと離隔した後に再度上昇してきた下部ロッド３６が当接する際には，上記ロック機構２１、連動機構１２の上部ロッド３３およびハウジング３４を水平部２４Ａに対して上昇させることで，両ロッド３３，３６が急激に衝突することにより発生する衝撃を吸収して破損することを防止するようにしている。
さらに，図３から図６に示すように、本実施例では，下部ロッド３６が上部ロッド３３に当接して突き上げられてロック機構２１が回転体３に対して上昇された際の衝撃を緩衝するばね５７を設けている。図６に示すように、上記ロック機構２１におけるハウジング４５のフランジ部４５Ａには、上下方向の貫通孔を穿設してあり、この貫通孔に上方側からピン５８を貫通させて、このピン５８の下端部を回転体３の水平部２４Ａに嵌着している。このピン５８の頭部とハウジング４５のフランジ部４５Ａとにわたってばね５７を弾装して、フランジ部４５を常時水平部２４Ａ側の下方に向けて付勢している。
上述したように、一旦下部ロッド３６が上部ロッド３３と離隔した後に再度上昇されて該上部ロッド３３に当接してロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が突き上げられた場合には、上記ばね５７が圧縮されることでロック機構２１及び連動機構１２の上部ロッド３３等が上方へ突き上げられることによる衝撃を吸収することができる。これにより、上述したような異常事態、つまり上死点よりも低い高さでロック機構２１により保持されている上部ロッド３３に対して、一旦離隔してから再度上死点まで上昇してきて下部ロッド３６が当接する際に、ロック機構２１、計量シリンダ機構６および連動機構１２が破損することを防止できるようにしている。
【００１７】
さらに、図５に示すように、仮に上記ロック機構２１および連動機構１２が水平部２４Ａから上方へ突き上げられた場合には、そのことを検出可能な検出手段５９を設けている。この検出手段５９は、ロック機構２１のハウジング４５の上面に立設した係合板６１と、ブラケットを介して水平部２４Ａ上に水平方向に配置したリミットスイッチ６２とを備えている。係合板６１の上端は僅かに傾斜させて傾斜部としてあり、そこよりも下方側は鉛直方向に支持した垂直部としている。そして、リミットスイッチ６２の先端部を、上記係合板６１の上端である傾斜部に接触させている。
これにより、上述した異常事態においてロック機構２１が水平部２４Ａに対して上昇された際には、上記係合板６１の垂直部によってリミットスイッチ６２が後退される。このリミットスイッチ６２による検出結果は制御装置１９に入力されており、制御装置１９はリミットスイッチ６２が係合板６１によって後退したことが入力されると、ロック機構２１および連動機構１２に異常事態が発生しているものと判定して、回転式充填装置１の作動を直ちに停止させるようになっている。又、それとともに、制御装置１９は、連動機構１２およびロック機構２１に異常事態が発生していることを表示画面に表示するようになっている。
【００１８】
-----------（作動説明）
以上の構成において、可動カム４４が前進位置にあり、かつ可動カム５４，５５が通常位置に位置した状態において回転体３が矢印方向に回転されると、供給位置Ａにおいて供給スターホイール８から各びん台４上に容器２が供給される。供給位置Ａにおいてびん台４に供給すべき容器２が存在するか否かは、検出器１８によって順次検出されて制御装置１９に入力されており、検出器１８によって容器３が存在する限り、制御装置１９は可動カム４４および可動カム５４，５５を作動させない。そのため、各びん台４上に充填液を充填すべき容器２が存在する場合には、ロック機構２１によって上部ロッド３３がロックされることはないので、第２固定カム１３に連動して計量シリンダ機構６の両ロッド３３，３６が一体となって昇降できるようになっている。
供給位置Ａにおいてびん台４に容器２が供給されると、その後、容器２を載置したびん台４は回転体３の回転に伴って第１固定カム１１によって下降端位置から上昇端位置まで上昇されるので、びん台４の上昇に伴ってノズル５の下端部がびん台４上の容器２内に挿入される。
この時までには、上記計量シリンダ機構６のピストン１４が連動機構１２を介して第２固定カム１３によって下死点まで下降されており、それによって所定量の充填液がシリンダ１７内に吸入されている。
さらに、回転体３が回転することに伴ってびん台４が充填区間に入ると、第２固定カム１３により連動機構１２を介してピストン１４が下死点から上死点まで上昇される。下死点位置Ｄに設けた切換カム４３がレバー４２と当接することによって、連動機構１２の圧力室３８が大気に開放され、圧縮空気の供給は停止される。そのため、上部ロッド３３および下部ロッド３６が一体となって迅速に上昇する。これにより、シリンダ１７内の充填液がノズル５に向けて吐出され、そのノズル５を介して容器２内に充填される。
ここで、連動機構１２を介して計量シリンダ機構６のピストン１４が上死点となって充填を終了した際に、検出器１８による検出の結果、次に充填すべき容器２があることが制御装置１９に入力されている場合には、制御装置１９は、切換カム４４を前進位置に維持するとともに、切換カム５４，５５を通常位置に維持する。そのため、前進している切換カム４４にレバー４２当接して、第１三方切換弁３９が第１位置に切り換えられるので、付勢シリンダ機構３２の圧力室３８に圧縮空気が導入される。この圧縮空気の付勢力を受けて上部ロッド３３、下部ロッド３６およびピストン１４が下死点まで一体となって降下し、それに伴って充填液がシリンダ１７内に吸入される。
他方、既に充填液が充填された容器２は、排出位置Ｂにおいて排出スターホイール２０によりコンベヤ７上に排出される。
【００１９】
ところで、上述したように回転体３の回転に伴って充填区間の最後である上死点位置Ｃまでびん台４と容器２が移動してきた際に、検出器１８によって次に充填すべき容器２が供給されないことが制御装置１９に入力されると、制御装置１９は、可動カム４４を後退位置に位置させると同時に、可動カム５４，５５を異常位置に位置させる。これにより、連動機構１２の圧力室３８への圧縮空気の供給が停止されて圧力室３８が大気に開放される。又、これと同時に、異常位置に位置した可動カム５４，５５によって第２三方切換弁５２が第２位置に切り換えられる。これにより、ロック機構２１の圧力室５１から圧縮空気が排出されて、ロック機構２１によって上部ロッド３３およびピストン１４が上死点で固定されて保持される。
この状態では、この後の回転体３の回転に伴って第２固定カム１３によって下部ロッド３６は下死点まで降下し、上部ロッド３３とは離隔してから再度上昇されるが、その間、上部ロッド３３は上死点に保持されことになる。そのため、容器２の存在しないびん台４に向けてノズル５から充填液が吐出されることはない。
【００２０】
ところで、上記ロック機構２１によって上死点に上部ロッド３３及びピストン１４を保持しようとした際に、該上部ロッド３３及びピストン１４が何らかの理由によって正確な上死点よりも少し低い位置（高さ）で保持されている場合には、一旦降下して上部ロッド３３と離隔してから再度上昇されてきた下部ロッド３６が、保持された上部ロッド３３に当接して該上部ロッド３３を上方へ突き上げることになる。
この場合、本実施例においては、ロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４、上部ロッド３３が水平部２４Ａに対して上昇され、かつ、それらが上昇される際の衝撃は、ばね５７によって吸収される。したがって、このような異常事態が発生した場合においても、ロック機構２１、計量シリンダ機構６及び連動機構１２が破損することを良好に防止することができる。
そして、上記ロック機構２１が上昇されると、そのことは係合板６１がリミットスイッチ６２を後退させることで検出されて制御装置１９に入力される。すると、制御装置１９は直ちに回転式充填装置１の作動を停止させて、上記連動機構１２に異常事態が発生したことを表示画面に表示するようになっている。
【００２１】
以上のように、本実施例によれば、上部ロッド３３及びピストン１４が正確な上死点よりも低い位置（高さ）でロックされるという異常事態が発生した際に、一旦上部ロッド３３と分離して下降してから上昇してきた下部ロッド３６が上部ロッド３３に当接してそれを突き上げたとしても、ロック機構２１および上部ロッド３３が上昇され、かつ、ばね５７が圧縮されることで両ロッド３３，３６が当接する際の衝撃を吸収できる。したがって、このような異常事態が発生した場合であっても、計量シリンダ機構６、ロック機構２１及び連動機構１２が破損することを良好に防止することができる。又、上述した異常事態が発生した際には、リミットイッチ６２からの信号によって制御装置１９によって直ちに異常事態が発生したものと判定することができる。
なお，上記実施例においては，ロック機構２１のハウジング４５を連動機構１２のハウジング３４と一体に連結し，上述した異常事態が発生した際にはロック機構２１および連動機構１２のハウジング３４，上部ロッド３３が水平部２４Ａに対して上昇するようにしているが，次のような構成であっても良い。つまり，連動機構１２のハウジング３４の上端部を水平部２４Ａの貫通孔２４Ｂに固定する一方、ロック機構２１のハウジング４５を連動機構１２のハウジング４５に上方から摺動自在に嵌合して，上述した異常事態が発生した際には，ロック機構２１と上部ロッド３３が水平部２４Ａおよび連動機構１２のハウジング４５に対して上昇するようにしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、計量シリンダ機構、両ロッドおよびロック機構が破損することを防止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に示した実施例におけるびん台４と流路切換ボックス４１の位置関係を示す平面図。
【図３】図１に示した回転式定量充填装置の断面図。
【図４】図３の要部の断面図。
【図５】図３の要部の拡大図。
【図６】図３の要部の拡大断面図。
【符号の説明】
１…回転式定量充填装置 ２…容器
３…回転体 ４…びん台
５…ノズル ６…計量シリンダ機構
２１…ロック機構 ３３…上部ロッド
３２…付勢シリンダ機構 ３６…下部ロッド
Claims (2)
- ピストンの昇降作動によって充填液をシリンダ内に吸入して容器へ吐出する計量シリンダ機構と、上記計量シリンダ機構のピストンに連結した上部ロッドと、昇降手段によって昇降される下部ロッドと、所要時に上部ロッドを保持するロック機構とを備え、充填液を充填すべき容器が存在しない場合には、上記ロック機構を作動させて上記上部ロッドを保持することにより上部ロッドと下部ロッドとを離隔させて上記シリンダ機構から充填液を吐出させないように構成した定量充填装置において、
上記ロック機構によって保持した上部ロッドに対して下部ロッドが当接して上部ロッドを突き上げた際に、該上部ロッドを保持した状態のロック機構が上昇できるように構成するとともに、上記ロック機構を下方に付勢することにより、上記ロック機構が上昇された際の衝撃を吸収する緩衝部材を設けたことを特徴とする定量充填装置。 - 上記ロック機構が上昇されたことを検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定量充填装置。
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