JP6352671B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送供給される容器に対し、ノズルを用いて液状、ゲル状など流動体の充填物（以下、「充填液」と総称する）を充填する充填装置に関する。

従来より、液状の飲料、食品、化学品等を樹脂製、ガラス製等のボトル状容器（以下、単に容器という）に充填バルブから充填ノズルを介して充填液を充填する際、コンベアやターンテーブル等の搬送手段により搬送される容器を充填位置において一時停止させ、その停止中に所望の充填を行う（定置充填）か、あるいは、充填領域を連続搬送される容器に追従しながら所望の充填を行う（追従充填）ことがなされている（特許文献１参照）。

また、充填液の充填方法に関しては、充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を防止する様々な充填装置や充填方法が開発されている。例えば、スプレッダと称される拡水器を用いて充填液を拡げて吐出させ、容器の内壁に沿わせて落下させながら充填するための構成を備えた充填装置や、容器内における充填液の落下距離を短くするべく、充填ノズルを容器の鉛直方向に沿って底近傍から口近傍へ移動させるための構成を備えた充填装置がある。さらに、底部の中心を容器内方へ突出させた曲面状に形成した容器が多く使用されている現状に鑑み、充填ノズルから吐出される充填液を容器の底部におけるほぼ中心に落下させることで容器の底部において充填液を均等に分散させるべく、円板の外周に配設された充填バルブを備える充填ノズルを、該充填ノズルから吐出される充填液の充填方向が鉛直に支持された容器に対して前記円板の回転中心へ傾斜するように前記容器の開口にあてがう充填装置も開発されている（特許文献２参照）。

特開平０６−１８３４８９号公報 特開２００６−２４８５４７号公報

ところで、充填液を収容するための容器は、一般に、その充填液を収容する本体に比して充填口が小さく形成されている。充填ノズルをその小さな充填口から本体内へ挿入して充填する場合、前記スプレッダを用いず、充填液を容器の内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させながら充填を行うためには、直管状に形成された充填ノズルの先端を容器の鉛直軸方向に対して傾ける必要がある。さらには、充填液の既充填量に応じて、充填ノズルの先端を本体の底近傍から口近傍へ移動させる必要があり、小さな充填口内における充填ノズルの傾きや挿入深さを調整・制御することは困難であり、実行されていなかった。

また、円弧状（円形状）の搬送経路を搬送される容器に対し、充填ノズルを追従させながら充填液を充填する場合には、容器が円弧状の搬送経路を移動することにより、ノズルから吐出される充填液や既に容器に充填された充填液に対して遠心力が作用する。前述の特許文献２の発明もこの遠心力を考慮した発明である。係る発明においても、円板の外周に配設された充填バルブ自体を、その充填ノズルから吐出される充填液の充填方向が鉛直に支持された容器に対して円板の回転中心へ傾斜するように設け、その状態で容器の充填口にあてがい、前記充填ノズルから吐出される充填液を容器の底部におけるほぼ中心に落下させることで、遠心力が一定に作用する場合（一定速度で回転する等）においては、液体の舞い上がりによる発泡を防止するという効果を得ることはできる。しかしながら、この従来例においては、容器搬送の開始時や停止時など、容器の搬送に急激な速度変化が生じる場合には、やはり、充填液が発泡し、充填口から溢れる現象が生じ、生産に支障をきたしていた。

また、円形状の搬送経路を搬送される容器に充填ノズルを追従させながら充填を行う場合に、複数の充填ノズルを同時に駆動させ、小さな充填口から本体内へ挿入した充填ノズルの傾きや挿入深さ等を調整・制御する場合における充填装置の機構について画期的な装置は未だ開発されていない。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、容器の形状に合わせた組み替えも要せず、小さな充填口内における充填ノズルの傾きや挿入深さを調整・制御することにより、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することのできる充填装置を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係る充填装置は、充填液の流量を調整可能とされ、下端に前記充填液の吐出口が形成された充填ノズルを備える充填手段を支承する充填部と、充填口から容器内に挿入された前記充填ノズルの吐出口かた容器内に充填液を充填する充填工程の作業領域において前記充填ノズルの吐出口と前記容器の相対的位置関係を鉛直方向で変化させるための高さ調整手段、前記充填ノズルを吐出される充填液の吐出方向を鉛直方向に対して任意の方向で、かつ、容器の鉛直軸方向に対する所望の角度に傾斜させる角度調整手段を備える位置調整部と、前記充填部と前記位置調整部の駆動を制御する制御部とを有し、前記角度調整手段は、充填ノズルを鉛直軸回りに回動させる鉛直軸揺動部と、水平軸周りに揺動させる水平軸揺動部とを備えており、前記位置調整部は、前記水平軸揺動部の水平軸と水平面において直交する方向に前記充填ノズルを移動させる補正スライド手段をさらに備え、前記制御部は、前記充填部と前記位置調整部の駆動を、前記充填口における充填ノズルの芯出しを行うとともに、各容器に対する充填開始までに、前記容器内へ充填ノズルを挿入し、充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整した状態で前記充填ノズルの前記吐出口を所定深さ位置へ位置させ、充填中は、充填液の充填量の増加に合わせて充填ノズルを充填口方向へ移動させつつ充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整するように制御することを特徴とする。

前記制御部により、前記充填工程の作業領域において、高さ調整手段を駆動させて前記充填ノズルを前記容器の充填口に挿入し、角度調整手段を駆動させて充填ノズルを揺動させ、充填ノズルを所望の角度、例えば、充填液を容器の内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させながら充填を行うための角度や、容器の搬送時の遠心力が作用することにより生じる充填液の吹き零れを抑止可能な容器内底部上方へ充填液を落下させながら充填を行うための角度に傾斜させた状態で、充填量を制御しながら充填部により充填液の充填を行なうことが可能となる。充填後は、角度調整手段を駆動させて充填ノズルを揺動させて前記傾斜を解除して充填口から抜出させる制御を実行する。また必要であれば、充填液の充填中に、該容器に対する既充填量に合わせて充填ノズルの先端の容器本体内における挿入深さ位置を充填口近傍へ変化させる制御を実行することも可能となる。

位置調整部の駆動を制御する前記制御部により、前記充填工程の作業領域において、前記充填ノズルの位置を前記容器の搬送方向に対して水平内における直交方向に移動させることが可能となる。具体的には、容器の充填口内における充填ノズルの容器の搬送方向に直交方向する方向における位置の調整作業を実行することができる。

位置調整部の駆動を制御する前記制御部により、前記充填ノズルの位置のより微細な位置調整が可能となる。例えば、前記水平軸が容器の搬送方向に延在する場合には、容器の搬送方向に直交方向する方向における充填ノズルの位置の調整作業を実行することができる。

そして、本発明の第２の態様に係る充填装置は、前記容器を搬送する搬送手段を備え、充填液を容器に充填する充填工程のための前記作業領域が前記容器の搬送経路上に設けられた搬送部を有し、前記位置調整部は、充填時に前記容器の搬送経路に沿って前記充填ノズルを移動させる搬送方向移動手段を備えることを特徴とする。

位置調整部の駆動を制御する前記制御部により、前記充填工程の作業領域において、前記充填ノズルの位置を前記搬送方向に移動させる制御を実行することが可能となる。具体的には、容器の充填口内における充填ノズルの容器の搬送方向における位置の調整作業や、搬送される容器に追従しながらの充填作業時における充填ノズルの移動を担うことが可能になる。

また、本発明の第３の態様に係る充填装置は、容器を整列搬送させる搬送手段を備え、前記容器の充填口から挿入された充填ノズルを用いて充填液を充填する充填工程のための作業領域が円弧状とされた搬送経路に設けられた搬送部と、充填液の流量を調整可能とされ、先端に充填液の吐出口が形成された複数本の充填ノズルを搬送される容器の間隔に合わせて前記搬送経路と同じ曲率の円弧上に配列させて支承する単一の支承部材を備える充填部と、前記複数本の充填ノズルの吐出口とそれらに対応する各容器の相対的位置関係を前記各容器の鉛直軸方向において変化させるための高さ調整手段、前記充填ノズル毎に前記支承部材に配設され、充填ノズルを鉛直軸回りに回動させる鉛直軸揺動部および水平軸周りに揺動させる水平軸揺動部を有する角度調整手段、前記充填ノズル毎に前記支承部材に配設され、前記各充填ノズルを前記水平軸と水平面において直交する方向に進退させるための補正スライド手段、並びに、前記充填ノズルを支承する支承部材を容器の搬送経路に沿って移動させる搬送方向移動手段を備える位置調整部と、前記容器の充填口における充填ノズルの芯出しを行うとともに、各容器に対する充填開始までに、前記容器内へ充填ノズルを挿入し、充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整した状態で前記充填ノズルの前記吐出口を所定深さ位置へ位置させ、充填中は、充填液の充填量の増加に合わせて充填ノズルを充填口方向へ移動させつつ充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整するように、前記搬送部、前記充填部、前記位置調整部の駆動を制御する制御部と、を有することを特徴とする。

前記制御部により、前記充填工程の作業領域において、高さ調整手段を駆動させて前記各充填ノズルをそれぞれ対応する前記容器の充填口に挿入し、補正スライド手段を駆動させて各充填ノズルを円弧状の搬送経路の径方向に進退させ、各容器の充填口内における各充填ノズルの位置の調整を実行し、角度調整手段を駆動させて各充填ノズルを揺動させ、各充填ノズルを所望の角度、例えば、充填液を容器の内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させながら充填を行うための角度や、容器の搬送時の遠心力が作用することにより生じる充填液の吹き零れを抑止可能な容器内底部上方へ充填液を落下させながら充填を行うための角度に傾斜させた状態で、充填部により充填量を制御しつつ充填液の充填を行なう。充填後は、角度調整手段を駆動させて各充填ノズルを揺動させて前記傾斜を解除して充填口から抜出させる制御を実行する。また必要であれば、充填液の充填中に、該各容器に対する既充填量に合わせて充填ノズルの先端の容器本体内における挿入深さ位置を充填口近傍へ変化させる制御を実行することも可能となる。

位置調整部の駆動を制御する前記制御部により、前記充填工程の作業領域において、前記支承板を搬送方向に対する直交方向に移動させることにより、支承する充填ノズルの位置を前記搬送方向に移動させる制御を実行することが可能となる。具体的には、搬送される容器に追従しながらの充填作業時における充填ノズルの移動を担うことが可能になる。

さらに、本発明の第４の態様に係る充填装置は、前記制御部により駆動制御される多関節アームを有する作業ロボットを備え、前記作業ロボットは、前記位置調整部の高さ調整手段および搬送方向移動手段として駆動制御されることを特徴とする。

作業ロボットを用いることにより、容器の形状に合わせた組み替えも要せず、小さな充填口内における充填ノズルの傾きや挿入深さを調整・制御することにより、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができるという効果を奏する。

本発明の充填装置によれば、直管状に形成された充填ノズルの先端を容器の鉛直軸方向に対して傾けたり、さらには、充填液の既充填量に応じて充填ノズルの先端を本体の底近傍から口近傍へ移動させたり、小さな充填口内における充填ノズルの傾きや挿入深さを調整・制御することが容易にできる。よって、円弧状（円形状）の搬送経路を搬送される容器に対し、充填ノズルを追従させながら充填液を充填する際に、ノズルから吐出される充填液や既に容器に充填された充填液に対して遠心力が作用することに起因する充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができる。またさらに、容器搬送の開始時や停止時など、容器の搬送に急激な速度変化が生じる場合であっても、容器内へ挿入した充填ノズルの傾きや挿入深さ等を調整・制御することにより、確実に、充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止した充填をすることができるといった効果を奏する。

本発明の第１実施形態の充填装置の要部正面図 本発明の第１実施形態の充填装置の図１の右側面図 本発明の第１実施形態の充填装置の要部平面図 本発明の第１実施形態の充填装置による充填時における動作を（Ａ）乃至（Ｇ）に時系列で示す説明図 本発明の第２実施形態の充填装置の要部説明図（一部断面図） 本発明の第３実施形態の充填装置の要部説明図（一部断面図） 本発明の第４実施形態の充填装置の要部正面図 （Ａ）本発明の第４実施形態の充填装置における充填初期位置を示す要部平面図、（Ｂ）本発明の第４実施形態の充填装置における充填完了位置を示す要部平面図 本発明の第２実施形態の充填装置による充填時の充填ノズルを容器に挿入した状態を示す（Ａ）要部平面図、（Ｂ）要部正面図 本発明の第２実施形態の充填装置による充填時に容器に挿入した充填ノズルを角度調整手段によりその傾斜角度を調整した状態を示す（Ａ）要部平面図、（Ｂ）要部正面図 本発明の第２実施形態の充填装置による充填時に容器に挿入し、傾斜角度を調整した充填ノズルを補正スライド手段により位置調整した状態を示す（Ａ）要部平面図、（Ｂ）要部正面図

＜第１実施形態＞
本実施形態の充填装置の充填部に配設される充填手段の数は１基であり、搬送経路を搬送される容器を充填工程の作業領域（作業位置）において一旦停止させる間欠搬送を実行し、充填工程の作業領域（作業位置）に供給された容器に対して充填手段の充填ノズルから所望の充填を行う場合を、図１乃至図４を用いて説明する。

本実施形態における充填装置１は、充填に供する容器Ｂの充填位置への供給と回収を行うべく容器を搬送する搬送部２と、容器Ｂに充填液を充填する充填ノズル２９を有する充填部３と、充填中における充填ノズル２９の容器Ｂに対する姿勢を調整する位置調整部４と、搬送部２、充填部３並びに位置調整部４の駆動制御に関与する制御部５とを備えている。

搬送部２は、上部に開口部を位置させた立位状態の容器Ｂを１本ずつ整列搬送させる搬送経路を構成する搬送手段２Ａとしての２系列の搬送ローラコンベア２１と、各容器Ｂに所望の充填液を充填する充填工程のための作業領域（作業位置）となる充填ステージ２２とを備えている。

搬送ローラコンベア２１は、容器Ｂの搬送方向における上流側に位置する一方の搬送ローラコンベア（上流側搬送ローラコンベア）２１Ａと、容器Ｂの搬送方向における下流側に位置する他方の搬送ローラコンベア（下流側搬送ローラコンベア）２１Ｂとからなり、各搬送ローラコンベア２１Ａ、２１Ｂは、複数個の単体ローラを搬送方向へ配列させ、制御部５により制御される不図示の駆動源（モータ）によりそれぞれの単体ローラを自転（回転）させることで、容器Ｂを搬送可能とされている。

また、充填ステージ２２は、上流側搬送ローラコンベア２１Ａの搬送経路となる上面と該充填ステージ２２の上面とを隣位させて容器Ｂを移載可能に、上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端における一側方にその側辺を位置させて配設されている。そして、充填ステージ２２の容器Ｂの搬送方向における下流側となる一端には、下流側搬送ローラコンベア２１Ｂが、充填ステージ２２の上面と下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの搬送経路となる上面とを隣位させて容器Ｂを移載可能に配設されている。上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端と下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの上流端は、その搬送経路となる上面を同じ高さに位置させている。このように、搬送ローラコンベア２１を２系列用意し、上流側搬送ローラコンベア２１Ａから供給される容器Ｂを一旦、別に用意された作業位置へ移載することにより、容器搬送の時間を稼ぐことができるので充填作業の効率を高めることができる。

そして、本実施形態において、充填ステージ２２上は、容器Ｂの搬送経路の中間部において所定間隔で間欠搬送される各容器Ｂを一時停止させ、その間に所望の充填液を充填する充填工程のための作業領域（作業位置）とされている。

充填ステージ２２は鉛直方向に延在させて配設されたステージシャフト２３の上端にその上面を水平にして固定されている。そして、充填ステージ２２はステージシャフト２３を駆動系（アクチュエータ）Ａで鉛直方向に伸縮させることにより、充填ステージ２２の上面を搬送ローラコンベア２１Ａ、２１Ｂと隣位させる位置と後述の充填ノズル２９との間で昇降自在に配設され、位置調整部４を構成する高さ調整手段４Ａとして作用する。なお、本実施形態において、充填ステージ２２の上面には、搬送される容器Ｂを所定位置に導くための平面視Ｌ字状の凸状ガイド２２Ａが形成されており、凸状ガイド２２ＡのＬ字の角部に容器Ｂを位置させることで、充填時の位置決めをするようになっている。

また、搬送部２には、搬送ローラコンベア２１と充填ステージ２２と共に搬送手段を構成する移載手段２４が配設されている。本実施形態において、前記移載手段２４は、容器Ｂを搬送ローラコンベア２１Ａから充填ステージ２２へ移載するための第１移載手段２４Ａ、充填ステージ２２から搬送ローラコンベア２１Ｂへ移載するための第２移載手段２４Ｂとからなり、各移載手段２４Ａ、２４Ｂはそれぞれ、不図示の駆動系（アクチュエータ）により水平方向に伸縮自在に配設され、先端部に容器ガイド部２５Ａ、２５Ｂが配設された押出シャフト２６Ａ、２６Ｂを備えている。

また、充填作業位置となる充填ステージ２２の上方には、充填部３を構成し、不図示の給液ポンプから供給される充填液の流量を充填バルブ２８により調節可能とされ、下端には充填液の吐出口が形成された直管状の充填ノズル２９を備えた充填手段３Ａが、充填ノズル２９を鉛直方向に延在させた状態で取付け部材３０に配設されている。

充填手段３Ａを支承する取付け部材３０は、位置調整部４を構成する角度調整手段４Ｂ及び補正スライド手段４Ｃを介して該充填装置１の不図示のフレームに配設されている。

補正スライド手段４Ｃは、スライドベース３１と、当該スライドベース３１に配設され、充填ステージ２２の上方の水平面内において、不図示の駆動系（アクチュエータ）の駆動により、容器Ｂに対して接離する方向、本実施形態においては、容器Ｂの搬送方向に対して直交する方向に進退可能とされたスライドシャフト３２を備えている。

スライドシャフト３２には、取付け部材３０を支承し、充填ノズル２９をその充填液の吐出方向を任意の方向で、かつ、容器Ｂの鉛直軸方向に対する所望の角度に傾斜させる角度調整手段４Ｂが配設されている。角度調整手段４Ｂは、前記容器Ｂの搬送方向に延在する水平軸の軸周りに取付け部材３０を回動させる不図示の駆動系（アクチュエータ）を有する水平軸揺動部３３と、鉛直軸の軸周りに取付け部材３０を回動させる不図示の駆動系（アクチュエータ）を有する鉛直軸揺動部３４とからなる。なお、水平軸揺動部３３および鉛直軸揺動部３４の構成は公知の構成を使用することができる。また、鉛直軸揺動部３４は省略してもよい。

そして、本実施形態の充填装置１は、制御部５により、搬送部２の搬送手段２Ａの上流側搬送ローラコンベア２１Ａ、下流側搬送ローラコンベア２１Ｂ、第１・第２移載手段２４Ａ、２４Ｂの各押出シャフト２６Ａ、２６Ｂの駆動系（アクチュエータ）の駆動を制御して容器Ｂを搬送し、また、位置調整部４の高さ調整手段４Ａにおけるステージシャフト２３の駆動系（アクチュエータ）、角度調整手段４Ｂにおける水平軸揺動部３２、鉛直軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）、並びに、補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２の駆動系（アクチュエータ）の駆動を制御し、取付け部材３０の姿勢を制御し、取付け部材３０に配設された充填ノズル２９の軸心を容器Ｂの鉛直軸方向に対して所望の角度に傾斜させ、さらに、充填部３における充填バルブ２８の開閉を制御することで、１本ずつの容器Ｂへの充填を実行するように構成されている。

すなわち、本実施形態においては、制御部５は上流側搬送ローラコンベア２１Ａを駆動させ、１本ずつの容器Ｂを所定間隔をあけて間欠的に搬送経路上を搬送させる。なお、上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端には、容器Ｂを定位置において停止させる搬送ガイド３５を配設しておくとよい。空の容器Ｂが搬送ガイド３５により案内され、上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端に搬送されたところで、制御部５は、第１移載手段２４Ａの押出シャフト２６Ａの駆動系（アクチュエータ）を駆動させ、上流側搬送ローラコンベア２１Ａの幅方向における反充填ステージ側を待機位置とする押出シャフト２６Ａを上流側搬送ローラコンベア２１Ａの幅方向へ伸長させる。押出シャフト２６Ａは、前記待機位置から、上流側搬送ローラコンベア２１Ａを横切り、空の容器Ｂを充填ステージ２２上のＬ字状凸状ガイド２２Ａのコーナーへ向けて押し出して移載させる位置（移載位置）まで伸長する。そして、容器Ｂが充填ステージ２２上に移載されたところで、第１移載手段２４Ａの押出シャフト２６Ａを短縮させて元の待機位置へ戻す（図４（Ａ）参照）。

続いて、制御部５は、高さ調整手段４Ａとしてのステージシャフト２３の駆動系（アクチュエータ）Ａを駆動させてステージシャフト２３を伸長させ、空の容器Ｂを載置した充填ステージ２２を上方に垂設されている充填ノズル２９へ向けて上昇させて、容器Ｂの開口部へ充填ノズル２９を挿入させ、その下端を容器Ｂ内の所望の高さに位置させる（図４（Ｂ）参照）。また、制御部５は、充填ノズル２９の先端が容器Ｂの開口部から容器Ｂ内へ挿入されたら、角度調整手段４Ｂとしての水平軸揺動部３２、鉛直軸揺動部３３と、補正スライド手段４Ｃの不図示の駆動系（アクチュエータ）を駆動させ、スライドベース３１の位置や取付け部材３０の姿勢を調整することで、該取付け部材３０に支承されている充填ノズル２９を鉛直方向に対して所望の角度に傾斜させる。この傾斜方向並びに傾斜角度は、充填液を容器Ｂの内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させることができる傾斜方向並びに傾斜角度とし、予め設定しておく。そして、充填部３の充填バルブ２８の開閉を制御しつつ充填液を充填する。その際、制御部５は、既充填量の増加に合わせてステージシャフト２３の駆動系（アクチュエータ）Ａを駆動させてステージシャフト２３を短縮させ、充填ステージ２２と容器Ｂを下降させることで、常に、充填ノズル２９の先端の位置が液面よりも上位に位置するように制御する（図４（Ｃ）乃至（Ｆ）参照）。充填が完了すると、充填ステージ２２を上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端や下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの上流端と同位の当初位置にまで下降させ、位置させる（図４（Ｇ）参照）。また、制御部５は、充填中乃至充填終了後に、補正スライド手段４Ｃの不図示の駆動系（アクチュエータ）や、角度調整手段４Ｂとしての水平軸揺動部３２、鉛直軸揺動部３３を駆動し、取付け部材３０の姿勢を徐々に元に戻すことで、該取付け部材３０に支承されている充填ノズル２９の傾斜を解除する（図４（Ｅ）（Ｆ）参照）。よって、充填ステージ２２が上流側搬送ローラコンベア２１Ａの下流端や下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの上流端と同位の当初位置にまで下降し、位置した時には、充填ノズル２９はその軸心を容器Ｂのほぼ鉛直軸方向に位置させた状態に戻る（図４（Ｇ）参照）。

そして、所定量の充填が完了し、充填ステージ２２が当初位置に戻ると、制御部５は、第２移載手段２４Ｂの押出シャフト２６Ｂの駆動系（アクチュエータ）を駆動させ、充填ステージ２２の容器Ｂの搬送方向上流側を待機位置とする押出シャフト２６Ｂを下流側へ向けて伸長させる。押出シャフト２６Ｂは、前記待機位置から、充填ステージ２２を横切り、充填済みの容器Ｂを下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの上端へ押し出して移載させる位置（移載位置）まで伸長する。そして、充填済みの容器Ｂを下流側搬送ローラコンベア２１Ｂの上端に移載させたところで、第２移載手段２４Ｂの押出シャフト２６Ｂを収縮させて元の待機位置へ戻す。制御部５は、下流側搬送ローラコンベア２１Ｂを駆動させ、充填済みの１本ずつの容器Ｂをさらに下流側へ向けて搬送経路上を搬送させる。

１つの容器についての充填の流れと、その充填のための諸々の制御は以上の通りであるが、充填ステージ２２への容器Ｂの搬入と、充填ステージ２２からの容器Ｂの搬出のタイミングに合わせて搬送部２、充填部３、位置調整部４の駆動が制御されればよいので、例えば、上流側搬送ローラコンベア２１Ａと下流側搬送ローラコンベア２１Ｂとが同時に駆動することがあっても構わない。

このように本実施形態の充填装置１によれば、容器Ｂの開口部内に充填ノズル２９を挿入したあと、充填ノズル２９を所定の角度だけ傾斜させることができるので、充填液を容器Ｂの内壁に沿わせて落下させて充填することも可能となり、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができる。また、本実施形態の充填装置は、充填液の吐出角度に合わせて充填ノズルを用意する必要が無いので、コストの削減にもなる。

本実施形態の充填装置１は、高さ調整手段４Ａと角度調整手段４Ｂを駆動させて充填ノズル２９を揺動させながら、充填ノズル２９を容器Ｂの充填口に挿入し、脱抜することができ、しかも、容器Ｂ内における充填ノズル２９の吐出口の鉛直方向における高さ位置をも変化させることができるので、充填ノズル２９の容器Ｂの開口部内への挿入と脱抜が容易であり、また、充填ノズル２９を所望の角度、例えば、充填液を容器Ｂの内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させながら充填を行うための角度や、容器Ｂの搬送時の遠心力が作用することにより生じる充填液の吹き零れを抑止可能な容器Ｂ内の底部上方へ充填液を落下させながら充填を行うための角度に傾斜させ、充填液の充填を行なうことが可能となる。

なお、本実施形態においては、位置調整部として補正スライド手段をも設けた場合を説明したが、容器Ｂの形状や口径等によっては配設を省略することも可能である。また、本実施形態における搬送部２の構成は、本実施形態の構成に限らず、さらにはその配設を省略し、作業者が本実施形態における充填ステージ上に直接、空の容器Ｂを載せ、充填済みの容器Ｂを回収するような構成の充填装置１とすることも可能である。また、本実施形態においては、充填ステージ２２を昇降可能に形成し、高さ調整手段４Ａとして用いることで、充填ノズル２９の吐出口と容器Ｂの相対的位置関係を前記容器Ｂの鉛直軸方向において変化させたが、充填手段２Ａを容器Ｂに対して鉛直方向に昇降させる構成としてもよい。

さらに、位置調整部４の１つとして、充填時に充填工程のための作業領域における容器Ｂの搬送経路に沿って充填ノズル２９（前記ユニット毎であってもよい）を移動させる搬送方向移動手段を設けてもよい。制御部５により、充填工程の作業領域において、充填ノズル２９の位置を容器Ｂの搬送方向に移動させる制御を実行することで、例えば、容器Ｂの充填口内における充填ノズル２９の搬送方向における位置調整や、搬送される容器Ｂに追従しながらの充填を実行することが可能になる。

＜第２実施形態＞
そこで、第２実施形態として、充填工程における容器Ｂの搬送経路が円弧状に形成されており、充填手段２Ａが位置調整部４により容器Ｂの鉛直方向に昇降自在に配設され、充填ノズル２９を円弧状の搬送経路に沿って移動させるように構成された充填装置１を説明する。なお、本発明の充填装置１の基本構成であって、前記第１実施形態と共通する構成部分には、同一の符号を付す。

本実施形態の充填装置１の搬送部２は、図５に示すように、不図示の駆動源による回転力で水平且つ正回転可能に配設された円環状の回転体１０１を有する搬送手段２Ａを備えている。

回転体１０１は、外周側に位置する下段と内周側に位置する上段とを有する縦断面凸状の２段に形成されており、外周側に位置する下段の上面外周部には、充填のために搬送される容器が載置される容器載置位置が設けられている。そして、本実施形態の充填装置１においては、回転体１０１の容器載置位置に載置された容器Ｂの移動軌跡における上流側に位置する容器供給部から下流側に位置する容器回収部までの円弧状の搬送経路を、充填液を容器Ｂに充填する充填工程のための作業領域とされている。

円環状の回転体１０１の中心に貫通する軸受穴１０２には、位置調整部４の搬送方向移動手段４Ｄを構成する回転軸１０３が鉛直方向に延在させて挿入されており、回転軸１０３は駆動源（サーボモータ）Ｍ１とオシレートドライブ１０４とにより正逆回転自在とされている。

回転軸１０３の回転体１０１の上段より上方に突出している部分には、容器載置位置に供給された空の容器Ｂに充填液を充填させる充填手段３Ａを支承するとともに、位置調整部４の高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５が配設されている。

電動スライダ１０５は、回転軸１０３と並行に配置されるねじ軸１０６を備えている。ねじ軸１０６はその上端にカップリング１０７を介して接続された、駆動源（サーボモータ）Ｍ２の駆動により正逆回転自在とされている。駆動源（サーボモータ）Ｍ１とカップリング１０７はブラケット１０８に搭載され、該ブラケット１０８は回転軸１０３の一端（上端）に水平に固定配置された板状の上部回転ステージ１０９に固定されている。ねじ軸１０６の下端は玉軸受１１０に収納され、該玉軸受１１０は回転軸１０３の回転体２０１の近傍に水平に固定配置された板状の下部回転ステージ１１１に固定されている。

上部回転ステージ１０９と下部回転ステージ１１１との間に延在するねじ軸１０６の部分にはボールリテーナー１１３を有するナット１１４が、駆動源（サーボモータ）Ｍ１の駆動によって正逆回転するねじ軸１０６に沿って上下動するように螺合されている。ナット１１４のブラケット１１５には水平に配置された板状の移動テーブル１１７が固定されており、移動テーブル１１７には回転軸１０３を挿通させる軸孔１１８が形成されたガイドブロック１２０が配設されている。ガイドブロック１２０は軸孔１１８の内周面に回転軸１０３の周面と摺接するベアリング１２１が配列形成されており、移動テーブル１１７がナット１１４と共にねじ軸１１６を上下動する際に、回転軸１０３に沿って昇降し、該移動テーブル１１７を水平に支承するように構成されている。

そして、移動テーブル１１７の下面には、位置調整部４を構成する角度調整手段４Ｂおよび補正スライド手段４Ｃを介して、充填部３を構成する充填手段３Ａが吊設されている。

充填手段３Ａは不図示の給液ポンプから供給される充填液の流量を充填バルブ２８により調節可能とされ、下端に充填液の吐出口が形成された直管状の充填ノズル２９を有しており、充填ノズル２９を鉛直方向に延在させた状態で取付け部材３０に固定されている。

本実施形態において、補正スライド手段４Ｃは、スライドベース３１に配設され、不図示の駆動系（アクチュエータ）の駆動により回転体１０１の径方向に進退可能とされたスライドシャフト３２を備えており、取付け部材３０はスライドシャフト３２の先端に配設され、充填手段３Ａは、直管状の充填ノズル２９を鉛直方向に垂下させたときにその吐出口が容器Ｂの開口部の移動経路上に位置するようにして配設されている。

そして、角度調整手段４Ｂは、移動テーブル１１７の下面に水平に固定されたベース板１２４に連接された第１連接部と、前記スライドベース３２に連接された第２連接部との間に配設され、不図示の駆動系（アクチュエータ）により、回転体１０１の径方向に対して水平面において直交する水平軸軸周りで補正スライド手段４Ｃとともに充填ノズル２９を揺動させる水平軸揺動部３３を備えている。

よって、位置調整手段４は、角度調整手段４Ｂと補正スライド手段４Ｃおよび高さ調整手段４Ａが協働し、高さ調整手段４Ａにより、充填手段３Ａを支承する移動テーブル１１７の高さを調整しながら、角度調整手段４Ｂにより、第２連接部に支承されたスライドベース３２を有する補正スライド手段４Ｃとその補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２の先端に取付け部材３０を介して取付けられた充填手段３Ａとを一体に、角度調整手段４Ｂの水平軸周りに回動させて所望の角度に傾斜させ、充填液の吐出方向を容器Ｂの鉛直方向に対する所望の角度とするとともに、補正スライド手段４Ｃにより、円弧状に形成された容器Ｂの搬送経路の径方向に進退させることで容器Ｂの開口部内における充填ノズル２９の芯出しを可能に構成されている。

そして、図５に不図示の制御部は、搬送部２の搬送手段２Ａとしての回転体１０１の駆動を制御するとともに、容器Ｂの搬送に合わせて、位置調整部４の搬送方向移動手段４Ｄを構成する回転軸１０３の駆動源Ｍ１、高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２、角度調整手段４Ｂを構成する水平軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）、および、補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２の駆動系（アクチュエータ）の駆動と、充填部３の充填バルブ２８の開閉を制御し、容器Ｂの搬送に合わせて充填ノズル２９を回転軸１０３の軸周りで充填工程の作業領域を移動させる間に、その充填手段３Ａ（充填ノズル２９）の高さや傾斜角度を調整し、1本ずつの容器への充填を実行する。

具体的には、本実施形態においては、制御部は、搬送部２の不図示の駆動源を駆動して回転体１０１を正回転させ、容器供給部において容器載置位置に載置された容器Ｂを、充填工程のための作業領域となる円弧状の搬送経路上を容器回収部まで間欠的に搬送させるように制御する。容器供給部において空の容器Ｂを容器載置位置に供給する機構並びに、容器回収部において充填済みの容器Ｂを容器載置位置から回収する機構については、公知の装置等を用いることとする。

また、制御部は、充填工程の作業領域を搬送される容器Ｂに追従させて充填部３を容器Ｂの搬送経路上で移動させるべく回転軸１０３を正回転させ、元の位置へ復帰させるべく逆回転させるように回転の方向と速度を調整するべく、搬送方向移動手段４Ｄを構成する回転軸１０３の駆動源Ｍ１の駆動を制御すると共に、充填ノズル２９の高さ位置を調整するべく電動スライダ１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２の駆動を制御する。また、回転体１０１の径方向における充填ノズル２９の位置を調整するべくスライドシャフトの駆動系（アクチュエータ）の駆動を制御し、充填ノズル２９の容器Ｂの鉛直方向に対する角度を調整するべく水平軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）の駆動を制御する。

つまり、制御部は、位置調整部４を構成する回転軸１０３の駆動源Ｍ１の駆動については、回転軸１０３に固定された上部回転ステージ１０９と下部回転ステージ１１１に取り付けられた電導スライダ１０５によって支持された充填手段３Ａが充填工程のための作業領域において前記容器供給部から容器回収部まで搬送される容器Ｂに追従移動し、容器回収部に至った後には、再び前記容器供給部に早戻り（原点復帰）するように正逆回転を制御する。

制御部は、位置調整部４の高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２を駆動させてねじ軸１０５を正逆回転させて、ねじ軸１０５に螺合するナット１１４を上下させ、移動テーブル１１７をガイドブロック１２０により回転軸１０３に沿って昇降させ、充填ノズル２９の吐出口と容器Ｂの相対的位置関係を容器Ｂの鉛直方向において変化させる。また、位置調整部４の角度調整手段４Ｂを構成する水平軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）を駆動させ、充填手段３Ａの充填ノズル２９の傾斜角度を自在に変化させる。

より具体的には、容器Ｂの搬送経路における容器供給部においては、充填ノズル２９を鉛直方向に延在させた充填手段３Ａの吐出口を、供給される容器Ｂの上部開口部の上方に位置させて配置させるように、位置調整部４の高さ調整手段４Ａを制御する。そして、容器Ｂの搬送に合わせ、搬送方向移動手段４Ｄの回転軸１０３の駆動源Ｍを駆動させて充填手段３Ａを追従させながら、高さ調整手段４Ａの駆動源（サーボモータ）Ｍ２を駆動させて充填ノズル２９を容器Ｂの開口部へ挿入させ、その下端の吐出口を容器Ｂ内の所望の高さに位置させる。続いて、補正スライド手段４Ｃおよび角度調整手段４Ｂの各駆動系（アクチュエータ）を駆動させて、水平軸揺動部３３を回動させ、第２連接部に支承された取付け部材３０を介して充填手段３Ａを水平軸周りに回動させ、充填ノズル２９を傾斜させるとともに、回転体１０１の径方向における充填ノズル２９の位置を微調整し、吐出される充填液の吐出方向を容器Ｂの鉛直方向に対して任意の角度に調整する。なお、本実施形態においては、この時の傾斜方向は回転体１０１の径方向と並行となる。また、傾斜角度は、充填液を容器Ｂの内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させることができる傾斜角度とし、予め設定しておく。

そして、充填部３の充填バルブ２８の開閉を制御し、充填液を充填する。その際、制御部は、既充填量の増加に合わせて、位置調整部４の高さ調整手段４Ａ、補正スライド手段４Ｃ、角度調整手段４Ｂを駆動させながら、常に、充填ノズル２９の先端の位置が液面よりも上位に位置するように制御する。

そして、制御部は、充填中乃至充填終了後に、角度調整手段４Ｂの駆動系（アクチュエータ）を駆動させて水平軸揺動部を回動させ、第２連接部に支承された取付け部材３０を介して充填手段３Ａを水平軸周りに回動させるとともに、補正スライド手段４Ｃの駆動系（アクチュエータ）を駆動させて充填ノズル２９の傾斜を解除する。よって、充填工程の完了時には、充填ノズル２９はその軸心を容器Ｂのほぼ鉛直方向に位置させた状態に戻る。

所定量の充填が完了したら、制御部は、高さ調整手段４Ａの電動スライド１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２を駆動させて充填ノズル２９の吐出口を容器Ｂの上部開口部の上方に位置させ、続いて、回転軸１０３を駆動させて逆回転させ、充填手段３Ａを再び容器供給部へ戻し、原点復帰させる。なお、本実施形態においては、作業効率を考慮し、充填手段３Ａの移動速度は、充填時の速度よりも、原点復帰させる時の速度を速くする。

また、充填済みの容器Ｂは、搬送経路における充填工程の作業領域の最下流にある容器回収部に至ったところで回収する。

このように、本実施形態の充填装置１によっても、容器Ｂの開口部内に充填ノズル２９を挿入したあと、充填ノズル２９を所定の角度だけ傾斜させることができるので、充填液を容器Ｂの内壁に沿わせて落下させて充填することも可能となり、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができる。

また、本実施形態のように、容器Ｂの搬送経路が円弧状とされており、容器Ｂの搬送時に充填液に遠心力が作用するような場合には、特に、充填ノズル２９の傾斜角度を、充填液を容器Ｂの内壁に沿わせて落下させながら充填を行うことができる角度とすることで、充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止する実効がある。

なお、本実施形態は、１基の充填手段３Ａが容器の搬送経路に沿って移動する構成を示したが、同一の回転体１０１の容器載置位置の移動軌跡上に充填工程における搬送経路を複数本設け、単一の回転軸１０３に、同様に形成された複数の電動スライダ１０５を固定し、各電動スライダ１０５の移動テーブル１１７に充填手段３Ａを支承し、各充填工程における搬送経路において対応する充填手段３Ａを同期させて駆動させる構成としてもよい。

具体的には、第１の搬送経路における容器供給部を回転体１０１の１１時方向、容器回収部を７時方向に設け、他方の第２の搬送経路における容器供給部を前記一方の搬送経路における容器供給部の位置と回転軸１０３の軸対称となる５時方向、容器回収部を１時方向に設け、前記回転軸１０３には、第１の搬送経路において供給搬送される容器に充填を行う充填手段３Ａを支承する高さ調整手段４Ａとしての電動スライダ１０５と、第２の搬送経路において供給搬送される容器Ｂに充填を行う充填手段３Ａを支承する高さ調整手段４Ａとしての電動スライダ１０５との２基を固定し、制御部により、各構成の駆動を同期させて行ない、所望の充填工程を実行するように制御することなどが考えられる。

その場合において、第２実施形態のように、各搬送経路においてはそれに対応する単一の充填手段３Ａが容器Ｂへの追従移動と原点復帰とを繰り返すように、回転軸１０３が正逆回転するように制御してもいいし、第１の搬送経路において充填に供された充填手段３Ａは、そのまま第２の搬送経路における充填に供され、第２の搬送経路における充填に供された充填手段３Ａはそのまま第１の搬送経路における充填に供されるように、回転軸１０３が常に正回転（同一方向回転）をするような制御としてもよい。

また、第１実施形態および第２実施形態においては、各充填手段３Ａにおける充填ノズル２９の配設数は１個であったが、所定間隔で複数本の充填ノズル２９を支承し、前記所定間隔で供給される一群の空の容器に対して、同時に充填を行うような制御とすることも可能である。

その場合、第１実施形態のように充填工程中に容器が搬送経路を移動することなく、作業領域が定点となる場合や、一群の空の容器Ｂが直線状の搬送経路を搬送される場合は、複数の充填手段３Ａを同一の取付け部材３０に配設し、該取付け部材３０自体の位置を調整することで、該取付け部材３０に配設された複数本の充填ノズル２９の芯出しや傾斜角度の調整を行なうことができる。

＜第３実施形態＞
ここで、第３実施形態として、複数の充填手段３Ａを配設させた取付け部材３０を直線状の搬送経路を搬送される一群（複数個）の空の容器Ｂに追従させ、各充填手段３Ａの充填ノズル２９の吐出口を所望の角度に指向させて充填液を充填させうる位置調整部４を備えた充填装置１を図６に示す。なお、本発明の充填装置の基本構成であって、前記第１、第２実施形態と共通する構成部分には同一の符号を付す。

本実施形態の充填装置１の搬送部２は、複数個の容器Ｂを一群として直線状の搬送経路を搬送する、公知の構成の搬送手段２Ａを有している。一群の容器Ｂは搬送経路の上流側の容器供給部において所定間隔に整列させて供給され、充填工程の作業領域を搬送されている間に充填され、その下流側の容器回収部において回収される。

また、本実施形態は、第２実施形態と同様に形成された位置調整部４の高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５が、搬送方向移動手段４Ｄとしての移動ステージ２０１に配設されている。移動ステージ２０１は、容器Ｂの搬送経路と並行に配設された一対のスライドガイド２０２に沿って駆動源（モータ）Ｍ３の駆動力により往復動自在に配設されており、ステージ本体２０３の上方にステージ天板２０４を支柱壁２０５により水平に支承している。また、ステージ本体２０３とステージ天板２０５との間には円柱状のガイド軸２０６が鉛直に配設されており、電動スライダ１０５は、ねじ軸１０６をステージ本体２０３とステージ天板２０４との間に回転自在に位置させ、ガイドブロック１２０の軸孔１１８にガイド軸２０６を挿通させて配設されている。

本実施形態において、取付け部材３０には、同時に搬送される一群の容器Ｂの個数に合わせた複数基の充填手段３Ａが一群の容器Ｂの配置に合わせて配設されており、位置調整部４を制御することによって取付け部材３０の位置並びに姿勢を調整することで、各充填ノズル２９を一群としてその姿勢を変化させるように構成されている。

また、本実施形態の位置調整部４における補正スライド手段４Ｃは、スライドベース３１と、スライドベース３１に配設され、不図示の駆動系（アクチュエータ）の駆動により、角度調整手段４Ｂの水平軸にその水平面において直交する方向、すなわち、容器Ｂの搬送経路に直交する方向に進退可能とされたスライドシャフト３２を有している。そして、本実施形態における取付け部材３０は、複数基の充填手段３Ａを配置させた状態でスライドシャフト３２の先端に配設されており、充填手段３Ａは、直管状の充填ノズル２９を鉛直方向に垂下させたときにその吐出口が容器Ｂの開口部の移動経路上に位置するようにして配設されている。

そして、本実施形態において、不図示の制御部は、搬送部２の駆動を制御するとともに、一群の容器Ｂの搬送に合わせて、位置調整部４の搬送方向移動手段４Ｄを構成する移動ステージ２０１の駆動源Ｍ３、高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２、水平軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）、および、補正スライド手段４Ｃの駆動系（アクチュエータ）の駆動と、各充填部３における充填バルブ２８の開閉を制御し、一群の容器Ｂの搬送に合わせて充填手段３Ａを充填工程の作業領域を移動させる間に、充填手段３Ａの充填ノズル２９の高さと傾斜角度を調整し、各充填ノズル２９から対応するそれぞれの容器Ｂへの充填を実行する。

つまり、制御部は、位置調整部４の搬送方向移動手段４Ｄを構成する移動ステージ２０１については、電動スライダ１０５を介して支承された充填手段３Ａが充填工程のための作業領域において容器供給部から容器回収部まで搬送される一群の容器Ｂに追従移動し、容器回収部に至った後には、再び前記容器供給部に早戻り（原点復帰）するように正逆方向への移動を制御する。

また、制御部は、位置調整部４の高さ調整手段４Ａを構成する駆動源（サーボモータ）Ｍ２を駆動させてねじ軸１０６を正逆回転させて該ねじ軸１０６に螺合するナット１１４を上下させ、移動テーブル１１７をガイドブロック１２０によりガイド軸２０６に沿って昇降させ、取付け部材３０に配設された複数基の充填手段３Ａの各充填ノズル２９の吐出口とそれぞれに対応する容器Ｂとの相対的位置関係を容器Ｂの鉛直方向において変化させる。また、位置調整部４の角度調整手段４Ｂを構成する水平軸揺動部３３の駆動系（アクチュエータ）を駆動させ、取付け部材３０を水平軸周りに回動させることにより、各充填手段３Ａの充填ノズル２９の傾斜角度を自在に変化させる。

より具体的には、容器Ｂの搬送経路における容器供給部においては、各充填ノズル２９を鉛直方向に延在させた充填手段３Ａの吐出口を、供給される各容器Ｂの上部開口部の上方に位置させて配置させるように、位置調整部４の高さ調整手段４Ａを制御する。そして、各容器Ｂの搬送に合わせて搬送方向移動手段４Ｄを構成する移動ステージの駆動源（サーボモータ）Ｍ３を駆動させて、充填手段３Ａを容器Ｂに追従させながら、高さ調整手段４Ａを構成する電動スライダ１０５の駆動源（サーボモータ）Ｍ２を駆動させて、取付け部材３０板に支承された各充填ノズル２９を一括して各容器Ｂの開口部へ挿入させ、それぞれの下端の吐出口を各容器Ｂ内の所望の高さに位置させる。続いて、補正スライド手段４Ｃおよび角度調整手段４Ｂの各駆動系（アクチュエータ）を駆動させて、水平軸揺動部３３を回動させ、取付け部材３０と共に充填手段３Ａを水平軸周りに回動させて各充填ノズル２９を傾斜させるとともに、補正スライド手段４Ｃを駆動させて各充填ノズル２９の位置を微調整し、吐出される充填液の吐出方向を各容器Ｂの鉛直方向に対して任意の角度に調整する。なお、傾斜角度は、充填液を容器Ｂの内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させることができる傾斜角度とし、予め設定しておく。

そして、充填部３の充填バルブ２８の開閉を制御しつつ充填液を充填する。その際、制御部は、既充填量の増加に合わせて、位置調整部４の高さ調整手段４Ａ、補正スライド手段４Ｃ、角度調整手段４Ｂを駆動させながら取付け部材３０とともに充填ノズル２９を上昇させ、常に、各充填ノズル２９の先端の吐出口の位置が液面よりも上位に位置するように制御するとよい。

そして、制御部は、充填中乃至充填終了後に、角度調整手段４Ｂの駆動系（アクチュエータ）を駆動させて水平軸揺動部３３を回動させるとともに補正スライド手段４Ｃの駆動系（アクチュエータ）を駆動させて、充填手段３Ａを水平軸周りに回動させるとともに各充填ノズル２９の傾斜を解除する。よって、充填工程の完了時には、充填ノズル２９はその軸心を容器Ｂのほぼ鉛直方向に位置させた状態に戻る。

所定量の充填が完了したら、制御部は、高さ調整手段４Ａを駆動させて各充填ノズル２９の吐出口を容器Ｂの上部開口部の上方に位置させ、続いて、搬送方向移動手段４Ｄの駆動源Ｍ３を駆動させて移動ステージ２０１を逆方向に移動させ、各充填手段３Ａを再び容器供給部へ戻し、原点復帰させる。なお、本実施形態においても、作業効率を考慮し、充填手段３Ａの移動速度は、充填時の速度よりも、原点復帰させる時の速度を速くするとよい。

また、充填済みの容器Ｂは、搬送経路における充填工程の作業領域の最下流にある容器回収部に至ったところで回収する。

このように本実施形態の充填装置１によれば、各容器Ｂの開口部内に各充填ノズル２９を挿入したあと、各充填ノズル２９を所定の角度だけ傾斜させることができるので、充填液を容器Ｂの内壁に沿わせて落下させて充填することも可能となり、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができる。また、充填作業を一度に複数の容器に対して行うことができるので、作業効率も頗る向上する。

第３実施形態は、直線状の搬送経路を搬送される一群（複数個）の容器Ｂに同時に充填する場合の充填装置１の一例であったが、容器Ｂの搬送経路が円弧状である場合には、複数の充填手段３Ａを単一のスライドベース３１の円弧状とされた容器Ｂの搬送経路と同じ曲率の仮想円弧上に一群の容器Ｂの整列間隔に合わせて配設し、回転軸１０３を正逆回転させて、スライドベース３１ごと搬送するとともに、位置調整部４の高さ調整手段４Ａにより昇降させるようにする。

その場合、位置調整部４の高さ調整手段４Ａおよび搬送方向移動手段４Ｄは、スライドベース３１の位置を調整することで、配設された複数基の充填手段３Ａの位置を調整する。また、角度調整手段４Ｂおよび補正スライド手段４Ｃはそれぞれの充填手段３Ａ毎にスライドベース３１に配設し、制御部は、充填手段３Ａ毎の角度調整手段４Ｂ、補正スライド手段４Ｃの駆動を制御するようにして、各充填ノズル２９の芯出し等の細かな位置調整をするように構成する。そして、この場合における各充填手段３Ａに対応する補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２は、容器Ｂの円弧状の搬送経路の径方向すなわち、回転体１０１の径方向に、駆動系（アクチュエータ）の駆動により進退可能に配設することが肝要である。

＜第４実施形態＞
第４実施形態では、充填工程の容器Ｂの搬送経路が円弧状に形成されており、充填部３に配設される充填ノズル２９の数は複数本で、それらが、円弧状の搬送経路を間欠搬送される容器Ｂの配列に合わせて単一の板状のベース板１２４に設けられており、間欠搬送される複数本の空の容器Ｂからなる一群の容器に追従しながら、充填工程の作業領域において、同時に所望の充填を行うように構成された充填装置１を説明する。なお、本発明の充填装置の基本構成であって、前記第１乃至第３実施形態と共通する構成部分には同一の符号を付す。

本実施形態における充填装置１も、充填に供する容器Ｂを搬送する搬送部２と、容器Ｂに充填液を充填する充填ノズル２９を有する充填部３と、充填中における充填ノズル２９の容器Ｂに対する姿勢を調整する位置調整部４と、搬送部２、充填部３並びに位置調整部４の駆動制御に関与する制御部５とを備えている。なお、本実施形態においては、位置調整部４の高さ調整手段４Ａおよび搬送方向移動手段４Ｄとして、第２実施形態の該当構成に代えて、多関節アーム３０２を備えた公知の構成の作業ロボット３０１を利用している。

本実施形態の充填装置１は、搬送部２としての搬送ユニット３０３を有している。搬送ユニット３０３は、図７に示すように、略円盤状のステージ３４０と、ステージ３４０に配設され、ステージ３４０の中心に鉛直方向に設けられた回転軸３４１により駆動源Ｍ４の駆動力で回転自在に配設された回転板３４２と、回転板３４２の上方に支柱３４３ａを以て連接され、回転板３４２の回転に伴って回転軸３４１の軸周りに水平回転自在に配設された円環板３４３と、回転板３４２の上方に前記円環板３４３を貫く支柱３４４ａを以て連接され、円環板３４３の周方向に等間隔をもって複数（本実施形態においては２４台）配置され、１本ずつの容器Ｂの側方に当接して立位を案内する容器ガイド３４４とを備えている。

搬送ユニット３０３上における、容器Ｂの位置を案内する容器ガイド３４４の回転軌跡、より詳しくは容器ガイド３４４により保持されて回転軸３４１の軸周りを移動する容器Ｂの平面視における円弧状の移動軌跡に搬送経路が形成されており、制御部５は、搬送部２の駆動源（モータ）Ｍ４の駆動を制御し、回転板３４２と一体に前記円環板343および容器ガイド３４４を回転させることによって、容器ガイド３４４の回転軌跡における所定箇所に形成された搬入部から搬入された容器を複数本ずつ等間隔に整列させた状態で搬出部まで搬送する。そして、本実施形態においては、搬入部から搬出部までの円弧状の搬送経路の一部が充填液を容器に充填する充填工程のための作業領域とされている。

本実施形態においては、図８に示すように、充填工程の作業領域として、搬送経路上における容器ガイド３４４の６個分の間欠停止位置が確保されており、該充填工程の作業領域内における上流側から１乃至４個分の間欠停止位置を各充填ノズル２９を対応する４個の空の容器Ｂに挿入する充填初期位置（図８（Ａ）参照）、上流側から３個乃至６個分の間欠停止位置を各充填ノズル２９を充填済みの４個の容器Ｂから抜出する充填終了位置（図８（Ｂ）参照）とされている。

なお、前記搬送経路には、充填工程のための作業領域以外に、例えば、容器Ｂに中栓を施すための領域、外蓋を施すための領域、充填量や施蓋状態を検査するための領域などを設けることも可能である（図８には、「任意領域」と記す。）。

また、充填の作業位置近傍には、充填部を構成し、不図示の給液ポンプから供給される充填液の流量を充填バルブ２８により調節可能とされ、下端に充填液の吐出口が形成された直管状の複数本の充填ノズル２９を備えた充填手段３Ａが、搬送経路上に整列する対応する各容器Ｂの開口部の上方に各充填ノズル２９の軸心を容器Ｂのほぼ鉛直方向に位置させた状態で垂設されている。

本実施形態において、複数基の充填手段３Ａは、作業ロボット３０１の多関節アーム３０２に略水平に支持される単一の扇面板状のベース板１２４に、搬送される容器Ｂの配列に合わせて設けられている。つまり、本実施形態においては、充填工程の搬送経路は円弧状に形成されており、容器Ｂはこの搬送経路に沿って搬送されるため、複数基（本実施形態においては４基）の充填手段３Ａの各充填ノズル２９は、前記搬送経路と同じ曲率の円弧上に配列されている。

そして、本実施形態の充填装置１は、制御部５により駆動制御される多関節アーム３０２の先端にベース板１２４を水平に支承可能とされた作業ロボット３０１が、円環板３４３の中央孔部分に配置されている。

作業ロボット３０１の多関節アーム３０２は、ベース板１２４に配設された複数基の充填手段３Ａの各充填ノズル２９の吐出口とそれらに対応する各容器Ｂの相対的位置関係を前記各容器Ｂの鉛直方向において変化させる位置調整部４としての高さ調整手段４Ａ、並びに、充填ノズル２９を容器Ｂの搬送経路に沿って移動させる搬送方向移動手段４Ｄとして動作可能とされている。すなわち、本実施形態における作業ロボット３０１は、公知の６軸ロボットからなり、その多関節アーム３０２は、手首に相当する部位を上下に動かす軸、手首に相当する部位を回転させる軸、肘に相当する部分を上下に動かす軸、肘に相当する部分を回転させる軸、腕全体に相当する部分を前後に動かす軸、並びに、腕全体に相当する部分を鉛直軸周りに回転させる軸の６軸（関節）を有して構成され、不図示の駆動系（アクチュエータ）により各軸周りにアームを回動可能とされている。この作業ロボット３０１の多関節アーム３０２の先端にはベース板１２４が固定されており、ベース板１２４の下面には、各充填手段３Ａに対応するスライドベース３１が、位置調整部４を構成する前述の第２実施形態と略同様の構成の角度調整手段４Ｂを介して支承されている。

なお、角度調整手段４Ｂは、ベース板１２４の下面に連接された第１連接部と前記スライドベース３１に連接された第２連接部との間に配設され、不図示の駆動系（アクチュエータ）により、円弧状の搬送経路の径方向に対して水平面において直交する水平軸軸周りで充填ノズル２９を揺動させる水平軸揺動部３３を備えている。

そして、各スライドベース３１にはそれぞれ、補正スライド手段４Ｃを構成し、不図示の駆動系（アクチュエータ）の駆動によって、円弧状とされた容器Ｂの搬送経路における径方向に進退可能とされたスライドシャフト３２を備えており、各充填手段３Ａは、直管状の充填ノズル２９を鉛直方向に垂下させたときにその吐出口が容器Ｂの開口部の移動経路上に位置するようにして、それぞれのスライドシャフト３２の先端に取付け部材３０を介して配設されている。

そして、本実施形態の充填装置においては、制御部５は、搬送部２の駆動源Ｍ４を駆動させ、複数本（本実施形態においては４本）の容器Ｂを所定間隔をあけて整列させた状態で円弧状の搬送経路上を搬送させる。そして、充填工程の作業領域の上流側となる充填初期位置に４本の空の容器Ｂが供給された段階で、制御部５は、高さ調整手段４Ａおよび搬送方向移動手段４Ｄとしての作業ロボット３０１の駆動を制御し、アーム３０２を下降させ、充填工程の作業領域内における充填初期位置においてベース板１２４を降下させ、支承する各充填手段３Ａの充填ノズル２９のそれぞれを、対応する容器Ｂの開口部に挿入し、容器Ｂ内の所望の高さに位置させる（図９参照）。また、制御部５は、各充填ノズル２９の先端が容器Ｂの開口部から容器内へ挿入された段階で、各充填手段３Ａ毎に配設された角度調整手段４Ｂの駆動を個別に制御し、取付け部材３０の姿勢を調整することで、該取付け部材３０に支承されているそれぞれの充填ノズル２９を各容器Ｂの鉛直方向に対して傾斜させる（図１０参照）。充填ノズル２９を開口部内で容器Ｂの鉛直軸方向に対して傾斜させる際に、制御部５は、各補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２の駆動系（アクチュエータ）の駆動を個別に制御し、各容器Ｂに対するそれぞれの充填ノズル２９の位置を、容器Ｂの搬送経路に対する径方向において進退させ、個別に微調整する（図１１参照）。

また、制御部５は、搬送方向移動手段４Ｄとしての作業ロボット３０１の多関節アーム３０２の駆動を制御し、搬送経路を搬送される容器Ｂに追従させて、ベース板１２４を円弧状に充填完了位置まで移動させるとともに、高さ調整手段４Ａとしての作業ロボット３０１の多関節アーム３０２の駆動を制御し、既充填量に合わせて充填ノズル３２の挿入深さを調整するようにベース板１２４を上昇させつつ、充填部４の充填バルブ２８の開閉を制御して充填液を充填する。その際、制御部５は、充填終了間際乃至充填終了後に、角度調整手段４Ｂ、補正スライド手段４Ｃの駆動を制御し、充填ノズル２９の傾斜を解除する。そして、充填完了後には、前記充填完了位置において充填ノズル２９を容器Ｂの開口部から抜き取るように、高さ調整手段４Ａとしての作業ロボット３０１を駆動させてベース板１２４を上昇させ、再び、前記充填初期位置にまで戻るように、搬送方向移動手段４Ｄとしての作業ロボット３０１の駆動を制御する。このとき、容器Ｂは回転板３４２を介して伝達される駆動源Ｍ４の駆動力を以て、さらに下流側へ向かって搬送経路上を搬送される。そして、充填初期位置における容器Ｂの上方へ再び位置した各充填手段３Ａは、充填初期位置に４本の空の容器Ｂが供給されるのを待って、再び、充填液の充填に供される。

このように、本実施形態の充填装置によれば、位置調整部４の高さ調整手段４Ａ並びに搬送方向移動手段４Ｄとして動作可能な作業ロボット３０１と、各充填ノズル２９の微妙な位置調整を実行するための角度調整手段４Ｂとしての水平軸揺動部３３、補正スライド手段４Ｃのスライドシャフト３２の駆動を制御することにより、容器Ｂの小さな開口部内に充填ノズル２９を挿入したり、開口部内の位置を調整したり、充填ノズル２９を所定の角度だけ傾斜させることができるので、充填液を容器の内壁に沿わせて落下させて充填することも可能となり、充填時の充填液の泡立ちや吹き零し（溢れ出し）を抑止することができる。

また、搬送経路上に円弧状に整列する容器Ｂに合わせて充填ノズル２９の位置調整をしようとしても、ベース板１２４自体の位置調整によれば、該ベース板１２４に支承されている全ての充填ノズル２９が一同に同方向へ移動することとなるため、個別の容器に対する微妙な位置調整はなかなか困難な場合も多いが、本実施形態のように、各充填ノズル２９に対応させて円弧状の搬送方向の径方向へ進退可能に配設した補正スライド手段４Ｃを設け、各スライドシャフト３２の駆動系（アクチュエータ）の駆動を個別に制御することにより、各充填ノズル２９の微妙な位置調整を実行することができる。作業ロボット３０１やスライドシャフト３２の駆動タイミングや移動方向や移動量等は、予め設定しておき、その設定内容に合わせて制御部５で駆動を制御することで、容器の形状や充填液等に変更があっても、基本的には充填装置のパーツ等の組み替えを要せず、駆動を制御するデータの設定変更のみで対応することができる。

また、本実施形態の充填装置１においても、容器Ｂの開口部内への充填ノズル２９の挿入と脱抜が容易であり、また、充填ノズル２９を所望の角度、例えば、充填液を容器Ｂの内壁に向けて吐出させ、内壁に沿わせて落下させながら充填を行うための角度や、容器Ｂの搬送時の遠心力が作用することにより生じる充填液の吹き零れを抑止可能な容器内底部上方へ充填液を落下させながら充填を行うための角度に傾斜させ、充填液の充填を行なうことが可能となる。

そして、円弧状（円形状）の搬送経路を搬送される容器Ｂに充填を行う本実施形態の充填装置１においては、充填ノズル２９から吐出される充填液や既に容器Ｂに充填された充填液に対して遠心力が作用したり、容器搬送の開始時や停止時など、容器Ｂの搬送に急激な速度変化が生じる場合であっても、適宜、充填ノズル２９の傾斜角度や液面に対する高さ等を調整する制御を実行することで、液体の舞い上がりによる発泡や、充填口からの溢れ出しを確実に防止することが可能となる。

なお、本実施形態においては、６軸の作業ロボット３０１を位置調整部４のうちの高さ調整手段４Ａ並びに搬送方向移動手段４Ｄとして用いたが、作業ロボット３０１にいずれの機能を持たせるかについては本実施形態の限りで無い。例えば、本実施形態の充填装置１においては、搬送される容器Ｂに追従しながら充填を行うこととしたが、充填領域において一時停止している間に充填を完了させる制御とすることもでき、その場合には、作業ロボット７の搬送方向移動手段４Ｄとしての制御を省略することも可能である。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

１ 充填装置
２ 搬送部
２Ａ 搬送手段
３ 充填部
３Ａ 充填手段
４ 位置調整部
４Ａ 高さ調整手段
４Ｂ 角度調整手段
４Ｃ 補正スライド手段
４Ｄ 搬送方向移動手段
５ 制御部
２１ 搬送ローラコンベア
２１Ａ 上流側搬送ローラコンベア
２１Ｂ 下流側搬送ローラコンベア
２２ 充填ステージ
２２Ａ 凸状ガイド
２３ ステージシャフト
２４ 移載手段
２４Ａ 第１移載手段
２４Ｂ 第２移載手段
２５ 容器ガイド部
２５Ａ （第１移載手段の）容器ガイド部
２５Ｂ （第２移載手段の）容器ガイド部
２６ 押出シャフト
２６Ａ （第１移載手段の）押出シャフト
２６Ｂ （第２移載手段の）押出シャフト
２８ 充填バルブ
２９ 充填ノズル
３０ 取付け部材
３１ スライドベース
３２ スライドシャフト
３３ 水平軸揺動部
３４ 鉛直軸揺動部
３５ 搬送ガイド
１０１ 回転体
１０２ 軸受け穴
１０３ 回転軸
１０４ オシレートドライブ
１０５ 電動スライダ
１０６ ねじ軸
１０７ カップリング
１０８ ブラケット
１０９ 上部回転ステージ
１１０ 玉軸受
１１１ 下部回転ステージ
１１３ ボールリテーナー
１１４ ナット
１１５ ブラケット
１１７ 移動テーブル
１１８ 軸孔
１２０ ガイドブロック
１２１ ベアリング
１２４ ベース板
２０１ 移動ステージ
２０２ スライドガイド
２０３ ステージ本体
２０４ ステージ天板
２０５ 支柱壁
２０６ ガイド
３０１ 作業ロボット
３０２ 多関節アーム
３０３ 搬送ユニット
３４０ ステージ
３４１ 回転軸
３４２ 回転板
３４３ 円環板
３４３ａ 支柱
３４４ 容器ガイド
３４４ａ 支柱
Ｂ 容器
Ｍ 駆動源（モータ）
Ａ 駆動系（アクチュエータ）

Claims (4)

1. 充填液の流量を調整可能とされ、下端に前記充填液の吐出口が形成された充填ノズルを備える充填手段を支承する充填部と、充填口から容器内に挿入された前記充填ノズルの吐出口から容器内に充填液を充填する充填工程の作業領域において前記充填ノズルの吐出口と前記容器の相対的位置関係を鉛直方向で変化させるための高さ調整手段、前記充填ノズルを吐出される充填液の吐出方向を鉛直方向に対して任意の方向で、かつ、容器の鉛直軸方向に対する所望の角度に傾斜させる角度調整手段を備える位置調整部と、前記充填部と前記位置調整部の駆動を制御する制御部とを有し、
   前記角度調整手段は、充填ノズルを鉛直軸回りに回動させる鉛直軸揺動部と、水平軸周りに揺動させる水平軸揺動部とを備えており、
   前記位置調整部は、前記水平軸揺動部の水平軸と水平面において直交する方向に前記充填ノズルを移動させる補正スライド手段をさらに備え、
   前記制御部は、前記充填部と前記位置調整部の駆動を、
   前記充填口における充填ノズルの芯出しを行うとともに、
   各容器に対する充填開始までに、前記容器内へ充填ノズルを挿入し、充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整した状態で前記充填ノズルの前記吐出口を所定深さ位置へ位置させ、
   充填中は、充填液の充填量の増加に合わせて充填ノズルを充填口方向へ移動させつつ充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整するように制御する
   ことを特徴とする充填装置。
2. 前記容器を搬送する搬送手段を備え、充填液を容器に充填する充填工程のための前記作業領域が前記容器の搬送経路上に設けられた搬送部を有し、前記位置調整部は、充填時に前記容器の搬送経路に沿って前記充填ノズルを移動させる搬送方向移動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
3. 容器を整列搬送させる搬送手段を備え、前記容器の充填口から挿入された充填ノズルを用いて充填液を充填する充填工程のための作業領域が円弧状とされた搬送経路に設けられた搬送部と、
   充填液の流量を調整可能とされ、先端に充填液の吐出口が形成された複数本の充填ノズルを搬送される容器の間隔に合わせて前記搬送経路と同じ曲率の円弧上に配列させて支承する単一の支承部材を備える充填部と、
   前記複数本の充填ノズルの吐出口とそれらに対応する各容器の相対的位置関係を前記各容器の鉛直軸方向において変化させるための高さ調整手段、前記充填ノズル毎に前記支承部材に配設され、充填ノズルを鉛直軸回りに回動させる鉛直軸揺動部および水平軸周りに揺動させる水平軸揺動部を有する角度調整手段、前記充填ノズル毎に前記支承部材に配設され、前記各充填ノズルを前記水平軸と水平面において直交する方向に進退させるための補正スライド手段、並びに、前記充填ノズルを支承する支承部材を容器の搬送経路に沿って移動させる搬送方向移動手段を備える位置調整部と、
   前記容器の充填口における充填ノズルの芯出しを行うとともに、
   各容器に対する充填開始までに、前記容器内へ充填ノズルを挿入し、充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整した状態で前記充填ノズルの前記吐出口を所定深さ位置へ位置させ、
   充填中は、充填液の充填量の増加に合わせて充填ノズルを充填口方向へ移動させつつ充填ノズルの傾斜角度と充填液の吐出方向を調整するように、前記搬送部、前記充填部、前記位置調整部の駆動を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする充填装置。
4. 前記制御部により駆動制御される多関節アームを有する作業ロボットを備え、前記作業ロボットは、前記位置調整部の高さ調整手段および搬送方向移動手段として駆動制御されることを特徴とする請求項３に記載の充填装置。