JP5164760B2 - 多品種少量生産用の充填ライン設備 - Google Patents

Description

本発明は、１つの容器に単数または複数種類の液体を充填可能な多品種少量生産用の充填ライン設備に関する。

たとえば特許文献１には、充填モードの型替え時に、別に用意された充填ノズルと充填液供給手段とを、機体に付け替えて、少量多種生産に供するものが開示されている。
特開平７−６１４０５号公報 特開２００６−１９３１８０号公報

しかしながら、上記液体充填装置は、直線状の搬送ラインに沿って複数の充填ヘッダーを配したもので、充填速度が限られる。そこで、特許文献２に示されたロータリ式の充填機を複数基、使用することが考えられる。

たとえば高速充填可能な上流充填機から送り出される容器を２分岐して、並設された２基の下流充填機にそれぞれ送ると、高速で２液充填することができる。しかし、この形態で、３液充填するには、２つの下流充填機間で容器を受け渡しする接続経路を別途設けることが必要で、型替えに時間がかかるという問題があった。

本発明は上記問題点を解決して、型替えの時間を短縮でき、多品種少量生産に適した充填ライン設備を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、複数の充填機を直列に接続して単数または複数種の液を容器に充填可能な多品種少量生産用の充填ライン設備であって、ロータリ式の上流端充填機を有する上流端充填部と、上流端充填部の下流側に順次直列に接続されてそれぞれロータリ式の下流側充填機を有する複数基の下流側充填部とを具備し、上流端充填機は、旋回テーブルの外周部に一定間隔ごとに配置された容器保持部のすべてに、主液を容器に供給する充填ヘッダーを有し、各下流側充填機は、旋回テーブルの外周部に一定間隔ごとに配置された容器保持部のうち、下流側充填部の設置基数から１基を減算した所定個数置きの容器保持部に、副液を容器に供給する充填ヘッダーを有し、少なくとも、上流端充填機で主液が供給された容器を下流側充填部に導入して下流側充填機のすべての容器保持部に保持させ、充填ヘッダーから前記所定個数置きの容器に副液を供給し、さらに容器をその下流側の下流側充填部に導入して下流側充填機のすべての容器保持部に保持させ、充填ヘッダーから副液が供給されていない容器に副液を供給して、すべての容器に主液と副液を充填する２液高速充填モードと、上流端充填部および下流側充填部で、充填ヘッダーを有する容器保持部にのみ容器を導入して保持させ、各充填ヘッダーから容器にそれぞれ主液および副液を供給する全液充填モードと、を具備したものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の構成において、上流端充填部および下流側充填部のうちの選択された充填部で、充填ヘッダーを有する容器保持部にのみ容器を導入して保持させ、充填ヘッダーから容器に主液および副液の少なくとも１液を供給する選択液充填モードを具備し、当該選択液充填モード時に、選択されない充填部の入口と出口とを接続して容器を通過させるバイパス手段を設けたものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の構成において、少なくとも各下流側充填部に、容器に内蓋を装着する内蓋キャッパを有し、下流端の下流側充填部の出口に外蓋キャッパを有するものである。

請求項１記載の構成によれば、２液高速充填モードで、上流端充填機により各容器に主液を充填し、各下流側充填部に容器を順次導入して、下流側充填部の充填ヘッダーから副液をそれぞれ充填することで、異なる種類の２液入り容器を連続して生産することができる。また全液充填モードで、容器を上流端充填機から下流側充填機の充填ヘッダーを有する容器保持部に順次導入して、主液と複数の副液とを充填することで、主液と複数の副液入り容器を生産することができる。このようなモードの型替えに、接続経路の変更も不要で、短時間で実施することができる。さらに、複数の充填部を直列に接続することにより、幅の狭い敷地に設置可能となり、設置面の制約を受けにくい。

請求項２記載の構成によれば、選択液充填モードにより、主液と、単数または複数の副液から選択された２液または３液以上の充填や単数液の充填を行うことができ、多品種少量生産を効率よく行うことができる。またバイパス手段により、下流側充填機により充填しない下流側充填部では、容器を通過させて充填機を休止させることができ、次の型替えに備えて充填機を洗浄することができる。これにより、充填モードの型替えに要する時間を短縮することができる。

請求項３記載の発明によれば、下流側充填部でそれぞれ内蓋を装着し、下流側充填部の出口で外蓋を装着することにより、充填と内外蓋の施栓とを効率よく実施できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［実施の形態１］
本発明に係る多品種少量用の充填ライン設備を図１〜図８に基づいて説明する。

この充填ライン設備は、図１、図２に示すように、１〜３種類の液を容器Ｂに充填可能なもので、第１充填部（上流端充填部）１１、第２充填部（下流側充填部）２１、第３充填部（下流側充填部）３１および外蓋キャッパ５２が直列に接続されて設置され、たとえば調味用ドレッシングなどの充填に使用される。

第１充填部１１は、すべての容器保持部１２ａにそれぞれ設置された充填ヘッダー１２ｂから容器Ｂに第１液（主液、調味オイルなど）を供給するロータリ式の第１充填機（上流端充填機）１２を有している。また第２充填部２１は、複数の容器保持部２２ａのうち、１個(２基の下流側充填機から１基を減算した「所定個数」)置きの容器保持部２２ａに設置された充填ヘッダー２２ｂから第２液（副液、調味液など）を容器Ｂに供給するロータリ式の第２充填機（下流側充填機）２２を有している。さらに第３充填部３１は、複数の容器保持部３２ａのうち、１個(前記所定個数)置きの容器保持部３２ａに設置された充填ヘッダー３２ｂから第３液（副液、調味液）を容器Ｂに供給するロータリ式の第３充填機（下流側充填機）を有している。

そして、図５（ｅ）の第３の２液充填モード時および図５（ｆ）の第１の１液充填モード時ならびに図６の第２の１液充填モード時に、第１充填部１１の入口から出口に接続されて、第１充填部１１に導入される容器Ｂを通過させる第１通過ガイド（バイパス手段）１３が着脱自在に設けられる。また図４（ｄ）の第２の２液充填モード時および図６の第２の１液充填モード時に、第２充填部２１の入口から出口に接続されて、第２充填部２１に導入される容器Ｂを通過させる第２通過ガイド（バイパス手段）２３が着脱自在に設けられる。さらに図４（ｃ）の第１の２液充填モード時および図５（ｆ）の第１の１液充填モード時に、第３充填部３１の入口から出口に接続されて、第３充填部３１に導入される容器Ｂを通過させる第３通過ガイド（バイパス手段）３３が着脱自在に設けられる。

以下、充填ライン設備の詳細を図１、図２、図８を参照して説明する。
（第１充填部）
第１充填部１１は、第１充填機１２と、入口コンベヤ４１により入口タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）４２を介して供給された容器Ｂを、第１充填機１２の容器保持部１２ａに受け渡す第１入口スターホイール１４と、充填機１２の容器保持部１２ａから送り出された容器Ｂを第１中間コンベヤ４３に送り出す第１出口スターホイール１７と、容器保持部１２ａから送り出された容器Ｂのうち、不良品容器を取り除く第１リジェクタ１８とを具備している。

第１入口スターホイール１４および第１出口スターホイール１７は、鉛直軸心周りに回転される回転板の外周部に一定間隔ごとに容器Ｂを保持する保持凹部が形成され、前記回転板の外周側に、保持凹部に保持された容器Ｂを案内する円弧状の外周ガイドが設けられている。

第１充填機１２は、駆動装置（電動モータ）１２ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブル１２ｃの外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する容器保持部１２ａと、各容器保持部１２ａの上部にそれぞれ設けられて、充填ノズル（図示せず）を容器Ｂの口部に挿入し第１液を供給する充填ヘッダー１２ｂとを具備している。そして、第１充填機１２の駆動装置１２ｍにより、連動機構を介して第１入口スターホイール１４と第１出口スターホイール１７が回転駆動される。

また、図５（ｅ）の第３の２液充填モード時および図５（ｆ）の第１の１液充填モード時ならびに図６の第２の１液充填モード時では、入口コンベヤ４１の出口と第１中間コンベヤ４３の入口の間に第１通過ガイド（バイパス手段）１３が接続され、容器Ｂが第１充填部１１を通過される。

（第２充填部）
第２充填部２１は、第２充填機２２と、第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）４４を介して供給された容器Ｂを、第２充填機２２の容器保持部２２ａに受け渡す第２入口スターホイール２４と、第２充填機２２の容器保持部２２ａから送り出された容器Ｂを第１内蓋キャッパ２５に受け渡す第１中間スターホイール２６と、第１内蓋キャッパ２５から送り出された容器Ｂを第２中間コンベヤ４５に送り出す第２出口スターホイール２７と、第１内蓋キャッパ２５から送り出された容器Ｂのうち、不良品容器を取り除く第２リジェクタ２８とを具備している。

第２入口スターホイール２４、第１中間スターホイール２６および第２出口スターホイール２７は、鉛直軸心周りに回転される回転板の外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する保持凹部が形成され、回転板の外周側に保持凹部に保持された容器Ｂを案内する円弧状の外周ガイドが設けられている。

第２充填機２２は、駆動装置（電動モータ）２２ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブル２２ｃの外周部に一定間隔ごとに設けられた複数の容器保持部２２ａと、容器保持部２２ａの半数、すなわち１個（前記所定個数）置きの容器保持部２２ａの上部にそれぞれ配設されて、充填ノズル（図示せず）を容器Ｂの口部に挿入し第２液を供給する充填ヘッダー２２ｂとを具備している。そして、第１充填機２２の駆動装置２２ｍにより、連動機構を介して第２入口スターホイール２４と第１中間スターホイール２６が回転駆動される。

第１内蓋キャッパ２５は、駆動装置（電動モータ）２５ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブルの外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する容器保持部と、容器保持部の半数、すなわち１個（前記所定個数）置きの容器保持部に設けられて第２液入り容器Ｂの口部に内蓋を装着する装着ヘッドが具備されている。そして、第１内蓋キャッパ２５の駆動装置２５ｍにより、連動機構を介して第２出口スターホイール２７が回転駆動される。

また、図４（ｄ）の第２の２液充填モード時および図６の第２の１液充填モード時では、第２タイミングスクリュ４４を取り外して、第１中間コンベヤ４３の出口と第２中間コンベヤ４５の入口の間に第２通過ガイド（バイパス手段）２３を接続し、容器Ｂが第２充填部２１を通過される。
（第３充填部）
第３充填部３１は、第３充填機３２と、第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）４６を介して供給された容器Ｂを、第３充填機３２の容器保持部３２ａに受け渡す第３入口スターホイール３４と、第３充填機３２の容器保持部３２ａから送り出された容器Ｂを第２内蓋キャッパ３５に受け渡す第２中間スターホイール３６と、第２内蓋キャッパ３５から送り出された容器Ｂを第３中間コンベヤ４７に送り出す第３出口スターホイール３７と、第２内蓋キャッパ２５から送り出された容器Ｂのうち、不良品容器を取り除く第３リジェクタ３８とを具備している。

第３入口スターホイール３４、第２中間スターホイール３６および第３出口スターホイール３７は、鉛直軸心周りに回転される回転板の外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する保持凹部が形成され、前記回転板の外周側に、保持凹部に保持された容器Ｂを案内する円弧状の外周ガイドが設けられている。

第３充填機３２は、駆動装置（電動モータ）３２ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブル３２ｃの外周部に一定間隔ごとに設けられた複数の容器保持部３２ａと、容器保持部３２ａの半数、すなわち１個（前記所定個数）置きの容器保持部３２ａの上部にそれぞれ配設されて充填ノズル（図示せず）を容器Ｂに挿入し第２液を供給する充填ヘッダー３２ｂとを具備している。そして、第２充填機３２の駆動装置３２ｍにより、連動機構を介して第３入口スターホイール３４と第２中間スターホイール３６が回転駆動される。

第２内蓋キャッパ３５は、駆動装置（電動モータ）３５ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブルの外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する容器保持部と、１個（前記所定個数）置きの容器保持部に設けられて第３液が充填された容器Ｂの口部に内蓋を装着する装着ヘッドが具備されている。そして、第２内蓋キャッパ３５の駆動装置３５ｍにより、連動機構を介して第３出口スターホイール３７が回転駆動される。

また、図４（ｃ）の第１の２液充填モード時および図５（ｆ）の第１の１液充填モード時には、第２タイミングスクリュ４６を取り外して、第２中間コンベヤ４５の出口と第３中間コンベヤ４７の入口の間に第３通過ガイド（バイパス手段）３３を接続し、容器Ｂが第３充填部３１を通過される。
（外蓋キャッパ）
第３中間コンベヤ４７から第３タイミングスクリュ４８を介して供給された容器Ｂが、キャッパ入口スターホイール４９から外蓋キャッパ５２に供給され、外蓋キャッパ５２により容器Ｂの口部に外蓋が装着されて、キャッパ出口スターホイール５０を介して排出コンベヤ５１に排出される。この外蓋キャッパ５２は、駆動装置５２ｍにより鉛直軸心周りに旋回自在な旋回テーブルの外周部に一定間隔ごとに容器Ｂを保持する容器保持部と、各容器保持部の上部にそれぞれ設けられて容器Ｂの口部に外蓋を装着する装着ヘッドが具備されている。外蓋キャッパ５２の駆動装置５２ｍにより連動機構を介してキャッパ入口スターホイール４９とキャッパ出口スターホイール５０がそれぞれ回転駆動される。

図１に示すように、この充填ライン設備は、第１〜第３充填部１１，２１，３１が直列に接続されることから、幅の狭い横長の設置面に設置されている。そして、この設置面の上流側に第１〜第３キャップ供給装置６１〜６３が配置されている。この第１キャップ供給装置６１は、第１内蓋キャッパ２５用の内蓋を受け入れる第１ホッパ付きシュート６１ａと、その内蓋を整列させて順次送り出す第１キャップ整列装置６１ｂと、整列された内蓋を第１内蓋キャッパ２５に送り込む第１キャップ整列コンベヤ６１ｃとを具備している。また第２キャップ供給装置６２は、第２内蓋キャッパ３５用の内蓋を受け入れる第２ホッパ付きシュート６２ａと、その内蓋を整列させて順次送り出す第２キャップ整列装置６２ｂと、整列された内蓋を第２内蓋キャッパ３５に送り込む第２キャップ整列コンベヤ６２ｃを具備している。さらに第３キャップ供給装置６３は、外蓋キャッパ５２用の外蓋を受け入れる第３ホッパ付きシュート６３ａと、その外蓋を整列させて順次送り出す第３キャップ整列装置６３ｂと、整列された外蓋を外蓋キャッパ５２に送り込む第３キャップ整列コンベヤ６３ｃとを具備している。

［充填モード］
次に図３〜図７を参照して上記充填ライン設備における充填モードを説明する。
１）３液充填モード（全液充填モード）、図３（ａ）
第１充填機１２の容器保持部１２ａにそれぞれの容器Ｂを導入して、すべての容器Ｂに第１液を所定量供給する。ついで、第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ４４を介して送りピッチが調整された容器Ｂを、第２充填機２２の容器保持部２２ａのうち、充填ヘッダー２２ｂを有する容器保持部２２ａに送り込んで保持させる。そして、容器Ｂにそれぞれ第２液を所定量供給する。その後、第１内蓋キャッパ２５では、容器Ｂに内蓋を装着しない。さらに第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ４６を介して送りピッチが調整された容器Ｂを、第３充填機３２の容器保持部３２ａのうち充填ヘッダー３２ｂを有する容器保持部３２ａに送り込んで保持させる。そして容器Ｂにさらに第３液を供給して充填を終了する。そして第２内蓋キャッパ３５により第１液＋第２液＋第３液入り容器Ｂ１に内蓋を装着する。さらに第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して容器Ｂ１を外蓋キャッパ５２に送り、外蓋キャッパ５２によりすべての容器Ｂ１に外蓋を装着する。これにより、第１液＋第２液＋第３液入り容器Ｂ１を連続して生産することができる。

２）２液高速充填モード、図３（ｂ）
第１充填機１２の各容器保持部１２ａにそれぞれ容器Ｂを順次導入し、すべての容器Ｂに第１液をそれぞれ所定量供給する。ついで、第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ４４を介して容器Ｂを第２充填部２１に導入して、第２充填機２２の各容器保持部２２ａにそれぞれ容器Ｂを保持させる。そして、充填ヘッダー２２ｂから１個（前記所定個数）置きの容器Ｂに第２液を充填し、さらに第１内蓋キャッパ２５により、これら第１液＋第２液入り容器Ｂ２に内蓋を装着する。ついで、第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ４６を介してすべての第１液入り容器Ｂと第１液＋第２液入りＢ２を第３充填部３１に導入し、第３充填機３２の各容器保持部３２ａにそれぞれ容器Ｂ，Ｂ２が交互に保持される。そして充填ヘッダー３２ｂから第１液入り容器Ｂに第３液を充填し、さらに第２内蓋キャッパ３５によりこれら第１液＋第３液入りの容器Ｂ３の口部に内蓋を装着する。そして第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して容器Ｂ２，Ｂ３を外蓋キャッパ５２に送り、外蓋キャッパ５２によりすべての容器Ｂ２，Ｂ３に外蓋を装着する。

これにより、第１液＋第２液入り容器Ｂ２と、第１液＋第３液入り容器Ｂ３とを交互に連続して生産することができる。
３）第１の２液充填モード（選択液充填モード）、図４（ｃ）
まず、第２タイミングスクリュ４６を取り外し、第２中間コンベヤ４５の出口と第３中間コンベヤ４７の入口との間に第３通過ガイド３３を接続して、第３充填部３１への容器Ｂの導入を停止する。

第１充填機１２の各容器保持部１２ａにそれぞれ容器Ｂを導入して、すべての容器Ｂに第１液を所定量供給する。ついで、第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ４４を介して送りピッチが調整された容器Ｂを、第２充填機２２で充填ヘッダー２２ｂを有する容器保持部２２ａに導入して保持させる。そして容器Ｂに第２液を所定量供給して充填を終了する。ついで第１内蓋キャッパ２５により第１液＋第２液入り容器Ｂ２に内蓋を装着する。さらに第２中間コンベヤ４５から第３通過ガイド３３を介して第３充填部３１を通過した容器Ｂ２を、第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して外蓋キャッパ５２に送り、外蓋キャッパ５２により容器Ｂ２に外蓋を装着する。

これにより、第１液＋第２液入り容器Ｂ２を連続して生産することができる。また停止中の第３充填部３１では、第３充填機３２や第１内蓋キャッパ３５について洗浄やメンテナンスを実施して、次の充填モードの型替えなどの準備作業が行われる。

４）第２の２液充填モード（選択液充填モード）、図４（ｄ）
まず、第１タイミングスクリュ４４を取り外し、第１中間コンベヤ４３の出口と第２中間コンベヤ４５の入口との間に第２通過ガイド２３を接続して第２充填部２１への容器Ｂの導入を停止する。

第１充填機１２の各容器保持部１２ａにそれぞれ容器Ｂを順次導入して、すべての容器Ｂに第１液を所定量供給する。ついで、第１中間コンベヤ４３から第２通過ガイド２３を介して第２充填部２１を通過した容器Ｂを、第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ４６を介して送りピッチを調整し、第３充填機３２の充填ヘッダー３２ｂを有する容器保持部３２ａに導入して保持させる。そして第１液入り容器Ｂに第３液を所定量供給して充填を終了する。ついで第２内蓋キャッパ３５により第１液＋第３液入り容器Ｂ３に内蓋を装着する。さらに第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して容器Ｂ３を外蓋キャッパ５２に送り、外蓋キャッパ５２により容器Ｂ３に外蓋を装着する。

これにより、第１液＋第３液入り容器Ｂ３を連続して生産することができる。また停止中の第２充填部２１では、第２充填機２２や第１内蓋キャッパ２５について洗浄やメンテナンスを実施して、次の充填モードの型替えなどの準備作業が行われる。

５）第３の２液充填モード（選択液充填モード）、図５（ｅ）
まず、入口タイミングスクリュ４２を取り外し、入口コンベヤ４１の出口と第１中間コンベヤ４３の入口との間に第１通過ガイド１３を接続して第１充填部１１への容器Ｂの導入を停止する。

第１通過ガイド１３により第１充填部１１を通過した容器Ｂが、第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ４４を介して送りピッチが調整され、第２充填機２２の充填ヘッダー２２ｂを有する容器保持部２２ａに導入されて保持される。そして容器Ｂに第２液を所定量供給するが、第１内蓋キャッパ２５ではこれら容器Ｂに内蓋を装着しない。ついで第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ４６を介して送りピッチが調整された容器Ｂが、第３充填機３２の充填ヘッダー３２ｂを有する容器保持部３２ａに導入されて保持される。そして容器Ｂに第３液を所定量供給し充填を終了する。ついで第２内蓋キャッパ３５によりこれら第２液＋第３液入り容器Ｂ４に内蓋を装着する。さらに第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して容器Ｂ４を外蓋キャッパ５２に送り、容器Ｂ４に外蓋を装着する。

これにより、第２液＋第３液入り容器Ｂ４を連続して生産することができる。また停止中の第１充填部１１では、第１充填機２２などにおいて、洗浄やメンテナンスを実施して次の充填モードの型替えなどの準備作業が行われる。

６）第１の１液充填モード（選択液充填モード）、図５（ｆ）
まず入口タイミングスクリュ４２および第２タイミングスクリュ４６を取り外し、入口コンベヤ４１の出口と第１中間コンベヤ４３の入口との間に第１通過ガイド１３を接続して第１充填部１１への容器Ｂの導入を停止するとともに、第２中間コンベヤ４５の出口と第３中間コンベヤ４７の入口との間に第３通過ガイド３３を接続して第３充填部３１への容器Ｂの導入を停止する。

第１通過ガイド１３により第１充填部１１を通過し、かつ第１中間コンベヤ４３により第１タイミングスクリュ４４を介して送りピッチが調整された容器Ｂが、第２充填機２２で充填ヘッダー２２ｂを有する容器保持部２２ａに導入されて保持される。そして充填ヘッダー２２ｂから容器Ｂに第２液を供給して充填し、ついで第１内蓋キャッパ２５によりに内蓋を装着する。さらに第３通過ガイド３３により第３充填部３１を通過した第２液入り容器Ｂ５が、第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して外蓋キャッパ５２に導入されて容器Ｂ５に外蓋を装着する。

これにより、第２液入り容器Ｂ５を連続して生産することができる。また停止中の第１充填部１１および第３充填部３１では、第１，第３充填機１２，３２や第２内蓋キャッパ３５などにおいて洗浄やメンテナンスが実施されて、次の充填モードの型替えなどの準備作業が行われる。

７）第２の１液充填モード（選択液充填モード）、図６
まず入口タイミングスクリュ４２および第２タイミングスクリュ４４を取り外し、入口コンベヤ４１の出口と第１中間コンベヤ４３の入口との間に第１通過ガイド１３を接続して第１充填部１１への容器Ｂの導入を停止するとともに、第１中間コンベヤ４３の出口と第２中間コンベヤ４５の入口との間に第２通過ガイド２３を接続して第２充填部２１への容器Ｂの導入を停止する。

第１通過ガイド１３および第２通過ガイド２３により第１充填部１１および第２充填部２１を通過し、かつ第２中間コンベヤ４５により第２タイミングスクリュ４６を介して送りピッチが調整された容器Ｂが、第３充填機３２の充填ヘッダー３２ｂを有する容器保持部３２ａに導入されて保持される。そして充填ヘッダー３２ｂから容器Ｂに第３液を供給し、ついで、第２内蓋キャッパ３５により第３液入り容器Ｂ５に内蓋を装着する。さらに容器Ｂ５を第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ４８を介して外蓋キャッパ５２に送り、外蓋キャッパ５２により外蓋を装着する。

これにより、第３液入り容器Ｂ５を連続して生産することができる。また停止中の第１充填部１１および第２充填部２１では、第１，第２充填機１２，２２や第１キッパー２５などにおいて、洗浄やメンテナンスが実施されて、次の充填モードの型替えなどの準備作業が行われる。
（他の１液充填モード）
第１充填部１１に内蓋キャッパを有しないため、第１液の単独充填は説明しないが、第１充填部１１で第１液を充填後、第２充填部２１または第３充填部３１の充填機を充填しないで通過させ、第１内蓋キャッパ２５または第２内蓋キャッパ３５により内蓋を装着することにより可能となる。

（充填ラインの制御装置）
図８に示すように、この充填ライン設備の制御装置として、各充填モードにおいて容器の搬送速度や充填装置を制御する充填ラインコントローラ８１が設けられており、各充填モード選択ボタン８３により操作信号を充填コントローラ８１に入力することにより、充填コントローラ８１では、予め記憶された各充填モードに対応する容器の搬送速度や充填装置のデータを有するデータテーブル８２のデータに基づいて、各駆動装置の指令値を求め、充填コントローラ８１から第１充填指令部８４Ａ、第２充填指令部８４Ｂ、第３充填指令部８４Ｃ、外蓋キャッパ指令部８４Ｄおよび搬送指令部８４Ｅにそれぞれ操作信号を出力する。

そして、第１充填指令部８４Ａから第１充填機１２の駆動装置１２ｍに指令信号が出力されて、第１充填機１２の駆動装置１２ｍが駆動されると、駆動装置１２ｍに連動して入口スターホイール１４と第１出口スターホイール１７がそれぞれ回転駆動される。これにより容器Ｂの送りピッチやタイミング、搬送速度が制御される。

また第２充填指令部８４Ｂから第２充填機２２および第１内蓋キャッパ２５の駆動装置２２ｍ，２５ｍにそれぞれ指令信号が出力されて駆動されると、第２充填機２２の駆動装置２２ｍにより第２入口スターホイール２４と第１中間スターホイール２６とがそれぞれ連動されて回転駆動され、第１内蓋キャッパ２５の駆動装置２５ｍにより第２出口スターホイール２７が連動されて回転駆動される。これにより容器Ｂの送りピッチやタイミング、搬送速度が制御される。

さらに第３充填指令部８４Ｃから第３充填機３２および第２内蓋キャッパ３５の各駆動装置３２ｍ，３５ｍにそれぞれ指令信号が出力されて駆動されると、第３充填機３２の駆動装置３２ｍにより、第３入口スターホイール３４と第３中間スターホイール３６とがそれぞれ連動されて回転駆動され、第２内蓋キャッパ３５の駆動装置３５ｍにより第３出口スターホイール３７が連動されて回転駆動される。これにより容器Ｂの送りピッチやタイミング、搬送速度が制御される。

さらにまた外蓋キャッパ指令部８４Ｄから外蓋キャッパ５２の駆動装置５２ｍに指令信号が出力されて駆動されると、外蓋キャッパ５２の駆動装置５２ｍにより、キャッパ出口スターホイール４９とキャッパ入口スターホイール５０とが連動されて回転駆動される。

また搬送指令部８４Ｅから入口コンベヤ４１の駆動装置（電動モータ）４１ｍ、入口タイミングスクリュ４２の駆動装置（電動モータ）４２ｍ、第１中間コンベヤ４３の駆動装置（電動モータ）４３ｍ、第１タイミングスクリュ４４の駆動装置（電動モータ）４４ｍ、第２中間コンベヤ４５の駆動装置（電動モータ）４５ｍ、第２タイミングスクリュ４６の駆動装置（電動モータ）４６ｍ、第３中間コンベヤ４７の駆動装置（電動モータ）４７ｍおよび第３タイミングスクリュ４８の駆動装置（電動モータ）４８ｍにそれぞれ指令信号が出力されて駆動され、容器Ｂの搬送速度および送りピッチが制御される。

[実施の形態１の効果]
第１充填機１２は、すべての容器保持部１２ａに充填ヘッダー１２ｂを設けて第１液をすべての容器Ｂに充填可能に構成され、第２充填機２２を、１個（前記所定個数）ごとの容器保持部２２ａに設けられた充填ヘッダー２２ｂから第２液を容器Ｂに充填可能に構成され、さらに第３充填機３２は、１個（前記所定個数）置きの容器保持部３２ａに設けられた充填ヘッダー３２ｂから第３液を容器Ｂに充填可能に構成したので、３液充填モードでは、第２，第３充填機２２，３２において、充填ヘッダー２２ｂ，３２ｂを有する容器保持部２２ａ，３２ａに容器Ｂを供給して、第１液＋第２液＋第３液入り容器Ｂ１を生産できる。また２液高速充填モードでは、第２充填機２２ですべての容器保持部２２ａに容器Ｂを保持させて充填ヘッダー２２ｂにより１個置きの半数の容器Ｂに第２液を充填し、第３充填機３２で充填ヘッダー３２ｂから残りの半数の容器Ｂに第３液を供給することで、第１液＋第２液入り容器Ｂ２と、第１液＋第３液入り容器Ｂ３とを交互に高速で生産することができる。また、第２，第３充填装置２２，３２の充填ヘッダー２２ｂ，３２ｂや第１，第２内蓋キャッパー２５，３５の装着ヘッドの個数を削減できて設備コストを減少させることができる。

さらに第１〜第３通過ガイド１３，２３,３３により、第１〜第３充填部１１，２１，３１への容器Ｂの導入を選択的に停止して容器Ｂを通過させることにより、第１〜第３の２液充填モードを行うことができ、第１液＋第２液入り容器Ｂ２、第１液＋第３液入り容器Ｂ３、第２液＋第３液入り容器Ｂ４をそれぞれ連続して生産することができる。さらに、停止中の第１〜第３充填部１１，２１，３１では、次の型替えの準備のための清掃やメンテナンスを実施することができる。

また第１または第２の１液充填モードにより、第１通過ガイド１２と、第２通過ガイド２３または第３通過ガイド３３を使用して、第１充填部１１と、第２充填部２１または第３充填部３１への容器Ｂの導入を停止して、第２液入り容器Ｂ５または第３液入り容器Ｂ６をそれぞれを充填することができる。

したがって、この充填ライン設備により、図７に示すように、全液充填モードと、２液高速充填モード、第１〜第３の２液充填モード、第１，第２の１液充填モードを選択的に行うことができ、多品種少量生産を効果的に行うことができ、さらに充填モードの型替えを、接続経路の変更も不要で、短時間で実施することができる。

また、第１〜第３通過ガイド１３，２３，３３が接続されて容器Ｂが通過される第１〜第３充填部１１，２１，３１では、第１〜第３充填機１２，２２，３２や第１，第２内蓋キャッパ２５，３５の洗浄やメンテナンスを行うことができ、型替えに要する時間を短縮することができる。

さらに、設置面積の広いロータリ式充填機１２，２２，３２を直列に接続したことにより、幅の狭い敷地でも、充填ラインを設置することができ、設置面の制約が少なく、多品種少量生産に適した充填ライン設備を提供することができる。
［実施の形態２］
本発明に係る充填ライン設備を図９〜図１１に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部材には、同一符号を付して説明を省略する。

この充填ライン設備は、第４充填部（下流側充填部）７１を追加したものである。なお、図９では、外蓋キャッパー５２は省略している。
第４充填部７１は、ロータリ式の第４充填機７２と、第３中間コンベヤ４７により第３タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）４８を介して供給された容器Ｂを、第４充填機７２の容器保持部７２ａに受け渡す第４入口スターホイール７４と、第４充填機７２の容器保持部７２ａから送り出された容器Ｂを第３内蓋キャッパ７５に受け渡す第３中間スターホイール７６と、第３内蓋キャッパ７５から送り出された容器Ｂを第４中間コンベヤ７９に送り出す第４出口スターホイール７７と、第３内蓋キャッパ２５から送り出された容器Ｂのうち、不良品容器を取り除く第４リジェクタ７８とを具備しており、外蓋キャッパ５２には、第４中間コンベヤ７９から第４タイミングスクリュ８０を介して容器Ｂを供給するように構成されている。

第４入口スターホイール７４、第３中間スターホイール７６および第４出口スターホイール７７は、鉛直軸心周りに回転される回転板の外周部に、一定間隔ごとに容器Ｂを保持する保持凹部が形成され、前記回転板の外周側に、保持凹部に保持された容器Ｂを案内する円弧状の外周ガイドが設けられている。

第４充填機７２は、駆動装置（電動モータ）７２ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブル７２ｃの外周部に一定間隔ごとに設けられた複数の容器保持部７２ａと、容器保持部７２ａのうち、第２〜第４充填機２２，３２，７２の設置基数（３基）から１基を減算した所定個数（２個）置きの容器保持部７２ａの上部にそれぞれ容器に第４液（副液）を供給する充填ヘッダー７２ｂとを具備している。そして、第４充填機７２の駆動装置７２ｍにより、連動機構を介して第４入口スターホイール７４と第３中間スターホイール７６が回転駆動される。

第３内蓋キャッパ７５は、駆動装置（電動モータ）７５ｍにより鉛直軸心周りに回転される旋回テーブルの外周部に、一定間隔ごとに配置されて容器Ｂを保持する容器保持部７５ｂと、これら容器保持部７５ｂのうち、２個（前記所定個数）置きの容器保持部７５ｂに第４液入り容器Ｂの口部に内蓋を装着する装着ヘッドが具備されている。そして、第３内蓋キャッパ７５の駆動装置７５ｍにより、連動機構を介して第４出口スターホイール７７が回転駆動される。

また所定の充填モード時（図１０に示す第１の３液充填モード、第１の２液充填モード、第２の２液充填モード、第４の２液充填モード、第１の１液充填モード、第２の１液充填モード）に、第３タイミングスクリュ４８を取り外して、第３中間コンベヤ４５の出口と第４中間コンベヤ７９の入口の間に第４通過ガイド（バイパス手段）７３が接続され、第４充填部７１への容器Ｂの導入を停止して通過させる。

また、下流側に配置された第２，第３充填部２１，３１では、各容器保持部２２ａ，３２ａのうち、第２〜第４充填機２２，３２，７２の設置基数（３基）から１基を減算した所定個数（２個）置きの容器保持部２２ａ，３２ａに、それぞれ充填ヘッダー２２ｂ，３２ｂがそれぞれ設けられている。また第１，第２内蓋キャッパ２５,３５の容器保持部のうち、前記所定個数（２個）置きの容器保持部に装着ヘッダが設けられている。

図９は２液高速充填モードを表しており、実施の形態１と同様に第４充填部７１が増えたことにより、第１〜第４充填部１１，２１，３１，７１を使用して、第１液＋第２液入りの容器Ｂ２と、第１液＋第３液入りの容器Ｂ３と、第１液＋第４液入りの容器Ｂ１１とを交互に連続して高速で生産することができる。

２液高速充填モード以外の他の充填モードは、図１０に示す通りである。
・４液充填モード（全液充填モード）：第１〜第４充填部１１，２１，３１，７１をそれぞれ使用して、第１液＋第２液＋第３液＋第４液入りの容器Ｂ７を生産することができる。

・第１〜第４の３液充填モード（選択液充填モード）：第１〜第４通過ガイド１３，２３，３３，７３と第１〜第４充填部１１，２１，３１，７１とを選択して使用することにより、第１液＋第２液＋第３液入り容器Ｂ１、第１液＋第２液＋第４液入り容器Ｂ８、第１液＋第３液＋第４液入り容器Ｂ９および第２液＋第３液＋第４液入り容器Ｂ１０をそれぞれ生産することができる。

・第１〜第６の２液充填モード（選択液充填モード）：第１〜第４通過ガイド１３，２３，３３，７３と第１〜第４充填部１１，２１，３１，７１とを選択して使用することにより、第１液＋第２液入り容器Ｂ２、第１液＋第３液入り容器Ｂ３、第２液＋第３液入り容器Ｂ４、第１液＋第４液入り容器Ｂ１２、第２液＋第４液入り容器Ｂ１３および第３液＋第４液入り容器Ｂ１４をそれぞれ生産することができる。

・第１〜第３の１液充填モード（選択液充填モード）：第１〜第４通過ガイド１３，２３，３３，７３と第１〜第４充填部１１，２１，３１，７１とを選択して使用することにより、第２液入り容器Ｂ５、第３液入り容器Ｂ６および第４液入り容器Ｂ１５をそれぞれ生産することができる。

また図１１に示すように、この充填ライン設備の制御装置には、第４充填指令部８４Ｆが追加されている。
第４充填指令部８４Ｆから第４充填機７２および第２内蓋キャッパ７５の各駆動装置７２ｍ，７５ｍにそれぞれ指令信号が出力されて、容器Ｂの搬送速度、充填速度が制御される。また第４充填機７２の駆動装置７２ｍにより、第４入口スターホイール７４と第３中間スターホイール７６とがそれぞれ連動されて回転駆動され、さらに第３内蓋キャッパ７５の駆動装置７５ｍにより第４出口スターホイール７７が連動されて回転駆動される。

また搬送指令部８４Ｅから第４中間コンベヤ７９の駆動装置（電動モータ）７９ｍと第４タイミングスクリュ（電動モータ）８０の駆動装置８０ｍとに指令信号が出力されて、外蓋キャッパー５２に供給される容器Ｂの搬送速度が制御される。

上記実施の形態２によれば、２液高速充填モードにより、３種類の２液入り容器Ｂ２，Ｂ３，Ｂ１１を順次交互に高速で生産することができるとともに、全液充填モードにより４液入り容器Ｂ７を生産することができる。さらに第１〜第４の３液充填モードにより４種類の３液入り容器Ｂ１，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０をそれぞれ生産することができる。さらにまた第１〜第６の２液充填モードにより６種類の２液入り容器Ｂ２，Ｂ３，Ｂ１２，Ｂ４，Ｂ１３，Ｂ１４を生産することができる。また第１〜第３の１液充填モードにより１液入り容器Ｂ５，Ｂ６，Ｂ１５を生産することができる。これにより、１５種類の充填モードから選択して多品種少量生産を容易に、かつ機種替えに要する時間を短縮して実施することができる。

なお、上記実施の形態１，２において、第１充填部１１に内蓋キャッパを設けることもできる。

本発明に係る多品種少量生産用の充填ライン設備の実施の形態１を示す全体平面図である。 充填ライン設備の拡大平面図で、（ａ）は第１充填部および第２充填部を示し、（ｂ）は第３充填部および外蓋キャッパを示す。 充填モードを説明する平面図で、（ａ）は３液充填モードを示し、（ｂ）は２液高速充填モードを示す。 充填モードを説明する平面図で、（ｃ）は第１の２液充填モードを示し、（ｄ）は第２の２液充填モードを示す。 充填モードを説明する平面図で、（ｅ）は第３の２液充填モードを示し、（ｆ）は第１の１液充填モードを示す。 第２の１液充填モードを説明する平面図である。 充填ライン設備の充填モードを示す図表である。 充填ライン設備の制御装置を示すブロック図である。 本発明に係る多品種少量生産用の充填ライン設備の実施の形態２を示す全体平面図で、２液高速充填モードを示す。 充填ライン設備の充填モードを示す図表である。 充填ライン設備の制御装置を示すブロック図である。

符号の説明

１１ 第１充填部
１２ 第１充填機
１２ａ 容器保持部
１２ｂ 充填ヘッダー
１２ｃ 旋回テーブル
１３ 第１通過ガイド（バイパス手段）
２１ 第２充填部
２２ 第２充填機
２２ａ 容器保持部
２２ｂ 充填ヘッダー
２２ｃ 旋回テーブル
２３ 第２通過ガイド（バイパス手段）
３１ 第３充填部
３２ 第３充填機
３２ａ 容器保持部
３２ｂ 充填ヘッダー
３２ｃ 旋回テーブル
３３ 第３通過ガイド（バイパス手段）
４１ 入口コンベヤ
４２ 入口タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）
４３ 第１中間コンベヤ
４４ 第１タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）
４５ 第２中間コンベヤ
４６ 第２タイミングスクリュ（ピッチ調整装置）
４７ 第３中間コンベヤ
４８ 第３タイミングスクリュ
５２ 外蓋キャッパ
７１ 第４充填部
７２ 第４充填機
７２ａ 容器保持部
７２ｂ 充填ヘッダー
７３ 第４通過ガイド
７５ 第３内蓋キャッパ
７８ 第４エジェクタ
７９ 第４中間コンベヤ
８０ 第４タイミングスクリュ
８１ 充填ラインコントローラ
８２ 充填モード選択ボタン
８３ データテーブル
８４Ａ 第１充填指令部
８４Ｂ 第２充填指令部
８４Ｃ 第３充填指令部
８４Ｄ 外蓋キャッパ指令部
８４Ｅ 搬送指令部
８４Ｆ 第５充填指令部

Claims (3)

1. 複数の充填機を直列に接続して単数または複数種の液を容器に充填可能な多品種少量生産用の充填ライン設備であって、
   ロータリ式の上流端充填機を有する上流端充填部と、上流端充填部の下流側に順次直列に接続されてそれぞれロータリ式の下流側充填機を有する複数基の下流側充填部とを具備し、
   上流端充填機は、旋回テーブルの外周部に一定間隔ごとに配置された容器保持部のすべてに、主液を容器に供給する充填ヘッダーを有し、
   各下流側充填機は、旋回テーブルの外周部に一定間隔ごとに配置された容器保持部のうち、下流側充填部の設置基数から１基を減算した所定個数ごとの容器保持部に、副液を容器に供給する充填ヘッダーを有し、
   少なくとも、
   上流端充填機で主液が供給された容器を下流側充填部に導入して下流側充填機のすべての容器保持部に保持させ、充填ヘッダーから前記所定個数ごとの容器に副液を供給し、さらに容器をその下流側の下流側充填部に導入して下流側充填機のすべての容器保持部に保持させ、充填ヘッダーから副液が供給されていない容器に副液を供給して、すべての容器に主液と副液を充填する２液高速充填モードと、
   上流端充填部および下流側充填部で、充填ヘッダーを有する容器保持部にのみ容器を導入して保持させ、各充填ヘッダーから容器にそれぞれ主液および副液を供給する全液充填モードと、
   を具備した
   ことを特徴とする多品種少量生産用の充填ライン設備。
2. 上流端充填部および下流側充填部のうちの選択された充填部で、充填ヘッダーを有する容器保持部にのみ容器を導入して保持させ、充填ヘッダーから容器に主液および副液の少なくとも１液を供給する選択液充填モードを具備し、
   当該選択液充填モード時に、選択されない充填部の入口と出口とを接続して容器を通過させるバイパス手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の多品種少量生産用の充填ライン設備。
3. 少なくとも各下流側充填部に、容器に内蓋を装着する内蓋キャッパを有し、
   下流端の下流側充填部の出口に外蓋キャッパを有する具備した
   ことを特徴とする請求項１または２記載の多品種少量生産用の充填ライン設備。

Images