JP7277702B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

本発明は充填装置に関し、より詳しくは、固形物入りの充填液を容器に充填する場合に好適な充填装置に関する。

従来、固形物入りの充填液を容器に充填することが可能な充填装置は公知である（例えば特許文献１）。ここで、固形物入りの充填液とは、例えば、ナタデココ、柑橘類のさのう、マンゴーやブドウやリンゴやパイナップル等の果肉を含んだ液体を意味している。
従来の充填装置は、液タンクからマニホールドを経由して分配配管を介して複数の充填ノズルに充填液を供給することで容器に充填液を充填するように構成されている。そして、上記従来の充填装置においては、充填液中に固形物を含むか否かや、含まれる固形物の大きさに応じて充填ノズルによる充填動作を変更することによって、充填ノズル内での固形物の詰まりを防止するようになっている。

特開２０１１－０８４３２４号公報

ところで、従来の充填装置においては、上述した対策により充填ノズル内での固形物の詰まりを防止しているが、詰まりの発生は充填ノズル内だけではなく、充填ノズルよりも上流側となるマニホールドでも生じる。具体的には、分配手段としてのマニホールドには多数の分配配管が接続される分配口が形成されており、液タンクから充填液がマニホールド内に流入して各分配口を経て分配配管に流入する際に、複数の固形物が分配口に同時に入り込もうとしてこの分配口が詰まったり、あるいは、分配口を通過する際に固形物が潰れたり、損傷したりするといった問題が生じていた。

上述した事情に鑑み、本発明は、固形物入りの充填液を容器に充填する複数の充填ノズルと、上記固形物入りの充填液を貯留する液タンクと、上方に設けられた導入口から導入された充填液を複数の分配口から各充填ノズルへ分配するマニホールドとを備え、
上記液タンク内の充填液を上記導入口からマニホールド内に導入し、さらに該マニホールドから上記複数の分配口を介して各充填ノズルに充填液を供給して、容器内に充填液を充填する充填装置において、
上記マニホールド内の底部の上面に、その中央部から外周部側の各分配口に向けて放射状に案内溝が形成されており、マニホールド内に導入された充填液中の固形物が上記案内溝によって整列されてから分配口を介して充填ノズルに供給されることを特徴とするものである。

このような構成によれば、充填液中の固形物が分配口で詰まったり、潰れたりすることを良好に防止することができる。

本発明の一実施例を示す縦断面図。 図１の要部の平面図。 図２の要部の拡大図。 図３の要部の拡大図。

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は回転式充填装置であり、この回転式充填装置１は、グリッパ２で容器３の首部を把持して搬送しながら該容器３内に充填ノズル４によって固形物入りの充填液５を所定量充填するようになっている。
本実施例において、固形物入りの充填液５としては、固形物５Ａとして、例えばナタデココ、柑橘類のさのう、マンゴーやブドウやリンゴやパイナップル等の果肉が含まれた液体を想定している。本実施例の回転式充填装置１は、このような固形物入りの充填液５を支障なく充填ノズル４によって容器３に充填できるように構成されている。

回転式充填装置１は、鉛直方向の回転軸７Ａを回転中心として回転される回転体７と、回転体７の外周部に等ピッチで配置されて容器３を把持して搬送し、かつ昇降可能な多数のグリッパ２と、回転体７における各グリッパ２の上方側にそれぞれ設けられて容器３内に充填液５を充填する充填ノズル４と、回転体７の上部ケーシング７Ｂの中央に水平に設けられて、回転体７と一体となって回転するマニホールド８と、マニホールド８の各分配口８ａに上流端９Ａが接続されるとともに下流端９Ｂが充填ノズル４に接続された複数の分配配管９と、充填液５を貯留するとともにロータリジョイント１１と給液管１２を介してマニホールド８内へ充填液５を導入する液タンク１３を備えている。

回転体７は、回転軸７Ａの外周部に中心部を嵌着した上中下３枚の円板７Ｃ～７Ｅと、上部の円板７Ｃ全体を上方側から覆ってそれに連結された上部ケーシング７Ｂとを備えている。回転軸７Ａは、ギヤ１０を介して下部の円板７Ｅを回転させるモータ１４に連動しており、このモータ１４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いる。制御装置がモータ１４を作動させると、回転軸７Ａを回転中心として回転体７及びマニホールド８が所定速度で回転されるようになっている。
下部の円板７Ｅと中間の円板７Ｄにおける外周部に、円周方向等ピッチで多数の昇降部材１５が昇降自在に設けられており、各昇降部材１５の上端部に容器３の首部を把持するグリッパ２が取り付けられている。
昇降部材１５は、カムとカムフォロワからなる昇降機構１６によって回転体７が回転される際の供給位置Ａから排出位置Ｂの直前までの充填領域において下降端から上昇端にわたって昇降可能になっている。
上部の円板７Ｃの外周部における、各グリッパ２の上方側となる位置に充填ノズル４が鉛直に取り付けられ、上記分配配管９の下流端９Ｂが充填ノズル４に接続されている。
分配配管９の上流端９Ａは、マニホールド８の分配口８ａに嵌着されており、マニホールド８内には、中央部の導入口８Ａからロータリジョイント１１と給液管１２を介して液タンク１３内の固形物入りの充填液５が流入するようになっている。そのため、このように導入口８Ａからマニホールド８内に流入した固形物入りの充填液５は、各分配口８ａに接続された分配配管９を介して各充填ノズル４に供給されるようになっている。

充填ノズル４は、そのハウジング内部に液通路が形成され、この液通路内に上方のバルブ開閉用のエアシリンダによって昇降する弁体が配置されている。この弁体がエアシリンダの作動により上昇したときには、弁座から離れて液通路を開放して容器３内に充填液の充填が開始され、弁体がエアシリンダの作動により下降したときには、液通路の下端部の内面に形成された弁座に着座して液通路を閉鎖するようになっている。そして、エアシリンダが作動して液通路が開放されると容器３内に充填液５の充填が開始され、容器３内へ所定量の充填液の充填が行われると、エアシリンダが作動して液通路が閉鎖されて容器３への充填液５の充填を停止するようになっている。
なお、充填ノズル４の構成、グリッパ２及び昇降機構１６の構成は従来公知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
液タンク１３には固形物入りの充填液５が貯留されるので、液タンク１３内の下部に撹拌装置１７が設けられている。この撹拌装置１７の駆動源となるモータ１８を所要時に回転させることで、液タンク１３内に貯留された充填液５を撹拌できるようになっている。それによって、充填液５中に含まれる固形物５Ａが偏りなく混在して、その状態の充填液５がロータリ―ジョイント１１と給液管１２を介してマニホールド８内に流入するようになっている。

以上の構成において、モータ１４によって回転体７が回転されると、図１の供給位置Ａでは、昇降機構１６によってグリッパ２は下降端位置に位置するようになっている。
供給位置Ａの隣接位置には、図示しない供給スターホイールが配置されており、該供給スターホイールから供給位置Ａに空の容器３が供給されると、該容器３の首部が供給位置Ａのグリッパ２によって把持される。
容器３の首部を把持したグリッパ２は、回転体７の回転に伴って充填領域を移動すると、昇降機構１６によって上昇端まで上昇され、その状態が維持される。
この状態で充填ノズル４のエアシリンダが作動して充填ノズル４の液通路が開放されると、マニホールド８から分配配管９を介して充填ノズル４内に供給されていた充填液５が容器３内に所定量充填された後、エアシリンダが作動して充填ノズル４の液通路が閉鎖されて充填ノズル４からの充填液５の充填が停止する。
この後、回転体７の回転に伴って容器２が充填領域を通過すると、昇降機構１６によってグリッパ２が元の下降端まで下降する。そして、容器３が排出位置Ｂまで移動されると、排出位置Ｂに設けられた図示しない排出スターホイールのグリッパによって容器３の胴部が把持されてから下流側へ容器３が排出されるようになっている。
このように供給位置Ａにおいて首部をグリッパ２把持された各容器３は、回転体７の回転にともなって充填領域を移動する間に、充填ノズル４によって固形物入りの充填液５を充填されてから排出位置Ｂにおいて下流側へ排出されるようになっている。

しかして、本実施例は、上述した回転式充填装置１の構成を前提として、マニホールド８を以下のように改良したことにより、分配口８ａにおける固形物５Ａの詰まりを良好に防止して、固形物入りの充填液５を支障なく容器３内に充填できるようにしたことが特徴である。
すなわち、図２ないし図４において、充填液５の分配手段としてのマニホールド８は、外周部よりも中央部が盛り上がった略円錐状をした底板８Ｂと、同じく中央側が外周部よりも盛り上がった略円錐状の天板８Ｃとによって構成されている。これにより、マニホールド８には、偏平な円形の内部空間が形成されている。そして、天板８Ｃの中央部には、円筒状の導入口８Ａが形成されており、そこからマニホールド８の内部空間に充填液５が導入されるようになっている。
底板８Ｂの外周部ともなる環状部８Ｄには、円周方向に等ピッチで上記分配口８ａとしての貫通孔が放射方向に穿設されており、各分配口８ａにはそれに対応する上記分配配管９の上流端９Ａが液密を維持して嵌合されている。
本実施例においては、内部空間に位置する底板８Ｂの上面８Ｂａは、水平から約５°傾斜するような円錐面となっている。
そして、底板８Ｂの上面８Ｂａには、その中央部から各分配口８ａに向けて放射状に延びる案内溝８Ｅが形成されている。案内溝８Ｅは、底板８Ｂの中央部の深さが最も浅く、外周部となる分配口８ａに近くなるほど徐々に深さが深くなり、分配口８ａに隣接する先端部８Ｅａが最も深さが深くなるように形成されている。本実施例においては、各案内溝８Ｅは、水平面に対して約７°傾斜して形成されている。
案内溝８Ｅの長手方向と直交方向の断面（接線方向の断面）は、略半円形に形成されており、分配口８ａに隣接する先端部８Ｅａの幅、すなわち直径は、分配口８ａに嵌着された分配配管９の内径と同じ寸法に設定されている。そのため、案内溝８Ｅの先端部８Ｅａと、分配配管９の上流端９Ａの先端部９Ａａは、放射方向において実質的に連続した状態となっている。また、案内溝８Ｅの先端部８Ｅａの幅（径）は、充填液５に含まれている固形物５Ａの最大径よりも大きな寸法に設定されている。
以上のように、本実施例のマニホールド８は、底板８Ｂの上面８Ｂａに放射方向に向けて分配口８ａと同数の案内溝８Ｅが形成されており、導入口８Ａからマニホールド８内に充填液５が導入されると、充填液５は底板８Ｂの上面の傾斜によって各分配口８ａ、分配配管９の上流端９Ａに向けて流れるようになっている。また、その際に、充填液５中に含まれる多数の固形物５Ａは、案内溝８Ｅ内に入りこんで一列に整列されてから分配口８ａ、分配配管９の上流端９Ａへ案内され、その中に円滑に流入するようになっている（図４参照）。

以上のように、本実施例においては、マニホールド８における底板８Ｂの上面８Ｂａに、多数の案内溝８Ｅが形成されており、各案内溝８Ｅによって充填液５中の固形物５Ａが放射方向一列に整列された状態で分配口８ａと分配配管９の上流端９Ａへ案内されるようになっている。
そのため、分配口８ａに複数の固形物５Ａが寄り集まって、そこに詰まることを良好に防止することができる。したがって、固形物入りの充填液５であっても、上記充填ノズル４を用いて支障なく容器３内に充填液５を充填することができる。
また、複数の固形物５Ａが分配口８ａ、分配配管９の上流端９Ａに一度に密集することが防止されるので、分配口８ａ、分配配管９の上流端の位置で固形物５Ａが潰れたり、損傷したりすることも良好に防止することができる。したがって、固形物入りの充填液５であっても、充填ノズル４によって支障なく容器３内に充填液５を充填することができる。

なお、上記実施例においては、マニホールド８の底板８Ｂは略円錐状に形成されているが、底板８Ｂの上面を全て平坦面としてそこに上記案内溝８Ｅを形成しても良い。
また、上記実施例においては、案内溝８Ｅの断面形状は略半円形状になっているが、これに限定されるものではなく、案内溝８Ｅの断面はＶ字形や凹字形状であっても良い。
さらに、上記実施例は本発明を回転式充填装置１のマニホールド８に適用した場合について説明しているが、ライン式充填装置のマニホールドにも本発明を適用できることは勿論である。

１‥回転式充填装置 ４‥充填ノズル
５‥充填液 ５Ａ‥固形物
８‥マニホールド ８Ａ‥導入口
８ａ‥分配口 ８Ｂ‥底板
８Ｂａ‥上面 ８Ｅ‥案内溝
１３‥液タンク

Claims (3)

1. 固形物入りの充填液を容器に充填する複数の充填ノズルと、上記固形物入りの充填液を貯留する液タンクと、上方に設けられた導入口から導入された充填液を複数の分配口から各充填ノズルへ分配するマニホールドとを備え、
   上記液タンク内の充填液を上記導入口からマニホールド内に導入し、さらに該マニホールドから上記複数の分配口を介して各充填ノズルに充填液を供給して、容器内に充填液を充填する充填装置において、
   上記マニホールド内の底部の上面に、その中央部から外周部側の各分配口に向けて放射状に案内溝が形成されており、マニホールド内に導入された充填液中の固形物が上記案内溝によって整列されてから分配口を介して充填ノズルに供給されることを特徴とする充填装置。
2. 上記マニホールドの底部は、外周部よりも中央部が高くなる略円錐形状となっており、さらに、上記案内溝は、上記分配口側に向けて徐々に深くなるように、上記各案内溝の傾斜角度は、上記底部の上面の傾斜角度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
3. 上記案内溝の断面は略半円形となっており、該案内溝における分配口側の先端部の径は、充填液中に含まれる固形物の最大径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の充填装置。

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