JPH04102587A - 液体充填機のエアー抜きバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、液体充填機のエアー抜きバルブに関するもの
であり、特に充填終了時に充填ノズルの先端部から充填
ノズル内に巻き込まれたエアーを取り除くための液体充
填機のエアー抜きバルブに関するものである。

［従来の技術］ 液充填ハルツに関する従来の技術としては、実公昭６２
−４５５９号公報に記載のもの笠が知られている。

上記公報に記載されている従来の技術について説明する
と、実公昭６２−４５５９号公報には、場内に充填され
る液の大味線を規制するための空気抜きパイプを備えた
液充填バルブか記載されている。

［発明か解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有
していた。

即ち、実公昭６２−４５５９号公報に記載の液充填バル
ブは、空気抜きパイプを備えているか、該空気抜きパイ
プは場内に充填される液の大味線を規制するためのもの
であり、充填ノズル内に巻き込まれたエアーを取り除く
ことはできない。

従って、本発明の目的は、充填ノズル内に巻き込まれた
エアーを取り除くための液体充填機のエアー抜きバルブ
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、充填ノズルと、該充填ノズル内を昇降する軸
と、該軸に取り付けられたノズル先端開閉体とを備える
と共に、上記充填ノズルヘの給液経路より上方に上記ノ
ズル先端開閉体の昇降と連動して昇降するエアー抜き経
路開閉体を備えるようにしたものである。

［作用］ 本発明によれば、充填ノズルからの充填終了時に上昇す
るノズル先端開閉体の閉動作と共に、該充填ノズル内に
巻き込まれるエアーは、該充填ノズル内に残存する流動
体中を浮上して、エアー抜き経路開閉体により開かれた
エアー抜き経路から外方に取り除かれる。従って、充填
ノズル内にエアーの滞溜を見ることがなく、充填ノズル
からの再充填時には、常に、気泡混入のない流動体を充
填することかできる。

［実施例］ 第１図は回転式充填機の一例を示す正面図、第２図は第
１図の要部平面図、第３図は第１図のピストンシリンダ
と充填ノズルと３方弁とからなる充填ヘッドを示す模式
図、第４図は第３図の充填ノズルのエアー抜きパルプを
示す断面図、第５図は第３図のピストンシリンダを示す
断面図、第６図は第５図のピストンシリンダのピストン
ヘッド洗浄状態を示す断面図、第７図は充填機の制御系
統を示すブロック図、第８図は充填機の各部動作順序を
示す時間線図である。

回転式充填機１０は、第１図、第２図に示す如く、容器
送給装置１１を付帯的に備えている。容器送給装置１１
は、コンベア１２、人口スターホイール１３、出口スタ
ーホイール１４を有して構成されている。

充填ｌ１１０は、基台１５上に立設される鉛直方向の回
転軸１６を中心として回転する回転体１７の周方向後数
位ＩＦ（この例では８位置）のそれぞれに、充填ヘット
１８と容器載置テーブル１９とを配設されると共に、そ
れら充填ヘット１８及び容器載置チーフル１９を制御す
るための制御装置２０を有している。

充填機１０は、その回転軸１６、及び容器送給装置１１
のスターホイール１３．１４を、主モータ２１により同
期的に駆動する。これにより、充填機１０は、コンベア
１２により搬入されてくる容器を入口スターホイール１
３から容器載置チーフル１９に受取り、該容器Ｒ置チー
フル１９を回転軸１６回りに周回させる過程で、該容器
Ｒ胃テーブル１９上の容器に充填ヘット１８により流動
体を充填完了した後、該容器を出口スターホイール１４
に受渡し、ひいてはコンベア１２により搬出する。尚、
各容器載置テーブル１９は容器の首部分を保持するネッ
クグリッパ２２を備え、入口スターホイール１３から受
取った後、出口スターホイール１４に受渡すまての間、
このネックグリッパ２２により該容器を保持する。

このとき、充填ヘット１８は、第１図、第３図に示す如
く、ピストンシリンダ２３と充填ノズル２４と３方弁２
５とから構成される。３方弁２５は、給液タンク２６の
流動体をピストンシリンダ２３に供給する吸引モートと
、ピストンシリンダ２３から充填ノズル２４へ流動体を
供給する吐出モートとを交互に切換できる。

ピストンシリンダ２３は、第５図に示す如く、シリンダ
本体２７とピストン２８とを備え、ピストン２８の往復
動によって、給ｌ夜タン々２６から流動体を吸引し、該
流動体を充填２ノスル２４に吐出する。このとき、ピス
トン２８は、住いに固定されたピストンヘット２９とピ
ストンロット３０とから構成される。尚、ピストンヘッ
ト２９はシリンダ本体２７との摺接外周部にシール材と
しての○リンク３１を装着され、ピストンロット３０と
の連結内周部にシール材としてのＯリンク３２を装着さ
れている。また、シリンダ本体２７はピストンロッド３
０か貫通するキャップ３３を備え、キャップ３３はシリ
ンダ本体２７との嵌合外周部にシール材としてのＯリン
ク３４を装着され、ピストンロット３０との摺接内周部
に摺動ガイドとしてのメタルブツシュ３５とシール材と
してのＯリンク３６を装着されている。

ピストンシリンダ２３は、充填ノズル２４から容器へ充
填される流動体の単位時間当たりの充填量（充填速度）
及び全充填量を調整てきる充填サーボモータ３７を付帯
的に備え、これによってピストン２８を往復動可能とし
ている。このため、充填機１０は、充填サーボモータ３
７の動作を制御するためのトライバ部３７Ａと、複数個
の」１記ピストンシリンダ２３の充填動作パターン（上
述の単位ＦＲ間当たりの充填量及び全充填量ンを例えば
容器の形状、流動体の物性毎に記憶する動作パターン記
憶部３７Ｂと、所望の充填動作パターンを設定するため
の動作パターン設定部３７Ｃとを備える。充填サーボモ
ータ３７は、回転体１７に固定されて送りねし３８を駆
動可能とし、この送りねし３８に螺着されているナツト
３９を回転体１７の上下方向に設けたスライド４ｏに沿
って往復動し、ひいては該ナツト３９と連結されている
ピストンロット３０を介して、ピストン２８を往復動せ
しめるのである。

このとき、ピストンシリンダ２３は、キャップ３３に設
けた貫通孔３３Ａに背圧回路４１を接続し、この背圧回
路４１に３方弁４２を介して、エアー源を作用可能とし
ており、ピストンシリンダ２３から充填ノスル２４への
流動体吐出時に、圧縮エアーをピストン２８の背面に及
ぼし、充填サーボモータ３７によるピストン２８の駆動
を補助し、サーボモータ３７の設定動作パターンと実際
の動きとの時間遅れの最小化を図っている。

尚、ピストンシリンダ２３か備えるピストンヘット洗浄
構造については後述する。

充填ノズル２４は、第３図に示す如く、充填シリンダ４
３と、充填シリンダ４３のピストンロット４４に継手４
５を介して接続されて該充填ノズル２４内を昇降する軸
４６と、該軸４６の下端部に取付けられて該充填ノズル
２４を開田するノズル先端開閉体４７とを備える。ノズ
ル先端開閉体４７は、充填開始信号４８のオン−充填終
了信号４９のオンの間における充填シリンダ４３の作動
により、ピストンシリンダ２３が吐出状態にある間に充
填ノズル２４を開き、ピストンシリンダ２３から吐出さ
れた流動体を充填ノズル２４から容器内へ充填する。

尚、充填ノズル２４は、第１図、第４図に示す如く、回
転体１７に取着される支持ブラケット２４Ａにノズル支
持筒２４Ｂを保持され、このノズル支持筒２４Ｂにノズ
ル本体２４Ｃを嵌着されている。ノズル支持筒２４Ｂは
ノズル本体２４Ｃとの嵌合内周部にシール材としての０
リング２４Ｄを装着されている。

尚、充填ノズル２４か備えるエアー抜き構造については
後述する。

しかるに、容器載置テーブル１９は、充填ヘッド１８の
充填ノズル２４に対する下方に３いて上下方向に昇降可
能とされ、容器内へ充填される流動体の充填面に略追従
する如くに下降制御せしめられる。このため、充填機１
０は、昇降サーボモータ５１と、該昇降サーボモータ５
１の動作を制御するためのトライバ部５２と、複数個の
上記容器載置テーブル１９の下降動作パターンを例えば
容器の形状、流動体の物性毎に記憶する動作パターン記
憶部５３と、所望の下降動作パターンを設定するための
動作パターン設定部５４とを輛える。昇降サーボモータ
５１は、回転体１７に固定されて送りねし５５を駆動可
能とし、この送りねし５５に螺着されているナツト５６
を回転体１７の１１下方向に設けたスライド５７に沿っ
て往復動じ、ひいては該ナツト５６と連結されている容
器載置テーブル１９を昇降せしめるのである。

尚、充填！１０は、各容器載置チーツル１９における容
器の有無を検出する容器検出器５８を備えている。

以下、充填＠ＬＯにおいて、制御装買２０による充填ヘ
ット１８と容器載置テーブル１９の制御内容について説
明する（第８図参照） （１）主モータ２１の作動に蟇づ〈回転体１７の回転に
より、容器載置テーブル１９か入口スターホイール１３
からの容器受取り位置を通過したタイミングて、昇降サ
ーボモータ５１が作動開始して容器載置テーブル１９を
上昇せしめ、該容器載１テーブル１９上の容器内に充填
ノズル２４を挿入する。このとき、容器載置チーツル１
９は、充填ノズル２４による充填開始に先立ち、該充填
ノズル２４を容器の底部近傍にまで挿入せしめられる。

（２）容器載置テーブル１９か入口スターホイール１３
からの容器受取り位置を通過した後、出口スターホイー
ル１４への容器受渡し位置を通過するまでの間、容器検
出器５８により容器載置テーブル１９上に容器が有るか
否かを検出する。これにより、容器載置テーブル１９上
に容器の存在を確認したことを条件に、ネックグリッパ
２２を閉じることにより容器の首部分を保持すると共に
、充填ヘッド１８による以下の如くの流動体充填動作を
実行する。

（３）上記（１）における容器載置テーブル１９の上昇
開始と同一タイミングで、３方弁２５か吸引モードから
吐出モードに切換わる。尚、３方弁２５は、充填終了信
号４９のオンにより吐出モードから吸引モートに復元す
る。

（４）上記（１）により、容器載置テーブル１９上の容
器内に充填ノズル２４の挿入が完了したタイミングで、
充填開始信号４８がオンする。この充填開始信号４８の
オンにより、■充填サーボモータ３７か作動し、ピスト
ンシリンダ２３か予め給液タンク２６から吸引してあっ
た流動体を充填ノズル２４に吐出し、同時に、■充填シ
リンダ４３か作動し、充填ノズル２４のノズル先端開田
体４７を開き、容器載置テーブル１９上の容器内に流動
体を充填する。

（５）上記（４）による充填の進行と共に、昇降サーボ
モータ５１か駆動制御され、容器内へ充填される流動体
の充填面に略追従する如くに容器載置テーブル１９を下
降せしめる。

（６）上記（４）　　（５１を経て、ピストンシリンダ
２３か所定の吐出ストロークエンドに達し、充填終了信
号４９かオンすると共に、定量の流動体か充填せしめら
れると、充填シリンダ４３か充填ノズル２４のノズル先
端開閉体４７を閉しる。尚、充填終了信号４９のオンに
より、３方弁２５．は吐出モートから吸引モードに復元
される。

（７）上記（６）の後も、昇降サーボモータ５１による
容器載置テーブル１９の下降動作は、容器載置テーブル
１９の上面か所定の位置に下降するまで続けられた後、
停止せしめられる。

（８）１記（７）を経て、回転体１７の回転により、容
器載置テーブル１９が出口スターホイール１４への容器
受渡し位置に到達し、受渡信号かオンすると、ネックク
リッパ２２が開かれる。そして、ピストンシリンダ２３
は、容器ｌ１ｔｌ′テーブル１９が出口スターホイール
１４へ充填済み容器を受渡してから、該容器載置テーブ
ル１９か入口スターホイール１３から新たな容器を受取
るまでの闇において、給液タンク２６内の流動体を吸引
完了し、新たな吐出作業に備える。

しかるに、制御装置２０にあっては、下記■、■の如く
の制御動作を実行し、充填流動体中に気泡が生ずること
なく、最も迅速に充填か完了するように充填ヘッド１８
と容器載置テーブル１９とを制御する。

■動作パターン設定部３７Ｃを用いて、動作パターン記
憶部３７Ｂに記憶しである充填動作パターンのうちから
、今回の容器の種類及び流動体の種類に対応する最適パ
ターンを設定し、この最適充填動作パターンに従って充
填サーボモータ３７を駆動制御し、結果として上記（４
）における充填７ノズル２４からの充填動作をＩｎ化す
る。

■動作パターン設定部５４を用いて、動作パターン記憶
部５３に記憶しである下降動作パターンのうちから、今
回の容器の形状及び流動体の種類に対応する最適パター
ンを設定し、この最適下降動作パターンに従って昇降サ
ーボモータ５１を駆動制御し、結果として上記（５）に
おける容器載置テーブル１９の下降動作を最適化する。

次に、充填ノズル２４か備えるエアー抜き構造について
説明する。

充填ノズル２４は、第３図、第４図に示す如く、ピスト
ンシリンダ２３からの給液経路を構成する給液ボート６
１より上方に、該給液経路の上部から給液タンク２６に
及ぶエアー抜き経路を備え、前述のノズル先端＃ｌｌ７
１体４７の昇降と連動して昇降するエアー抜き経路開閉
体６２を備える。

エアー抜き経路開閉体６２は、充填シリンダ４３にて昇
降せしめられる軸４６に固定され、下降時にエアー抜き
経路の弁座６３に密着し、上昇時に弁座６３から離隔す
るように構成されている。

これにより、充填ノズル２４からの充填終了時にノズル
先端開閉体４７か上昇せしめられて該充填ノズル２４を
閉じるのと連動して、エアー抜き経路ｒｔｌＩ閉体６２
が上昇してエアー抜き経路を開くことになる。従って、
充填ノズル２４からの充填終了時に上昇するノズル先端
開閉体４７の閉動作と共に該充填ノズル２４内に巻込ま
れるエアーは、該充填ノズル２４内に残存する流動体中
を浮上して、上記エアー抜き経路開閉体６２により開か
れたエアー抜き経路から給液タンク２６の側に取除くこ
とができる。尚、充填ノズル２４からの充填時には、ノ
ズル先端開閉体４７の開動作と連動してエアー抜き経路
開閉体６２がエアー抜き経路を閉じるから、ピストンシ
リンダ２３から吐出される流動体はエアー抜き経路の側
に流れ込むことなく、充填ノズル２４から容器側へ充填
せしめられる。即ち、充填ノズル２４内にエアーの滞溜
をみることがなく、充填ノズル２４からの再充填時には
、常に、気泡の混入のない流動体を充填し５定暖充填性
を確保できる。

尚、充填ノズル２４は、第４図に示す如く、前述のノズ
ル支持筒２４Ｂに上端部にエアー抜き筒６４を嵌着され
、エアー抜き筒６４の下端開口部に弁座６３を構成する
カラーを取着しである。ノズル支持筒２４Ｂはエアー抜
き筒６４との嵌合内周部にシール材としてのＯリング６
５を装着されている。６６はエアー抜きボートである。

また、エアー抜き簡６４の上端開口部には、前述の軸４
６を支持する軸ガイド６７かパツキン６８を挟んで螺着
されており、軸ガイド６７は軸４６との摺接内周部にシ
ール材としてのＯリング６９を装着されている。

次に、ピストンシリンダ２３か備えるピストンヘット洗
浄構造について説明する。

ピストンシリンダ２３のピストン２８は、前述の如く、
互いに固定されたピストンヘッド２９とピストンロット
３０とから構成されている。このとき、ピストン２８は
、第５図、第６図に示す如く、ピストンロット３０を中
空状とし、ピストンヘット２９を貫通すると共に、該ピ
ストンロフト３０の中空内に挿通されてピストンヘット
２９に対し軸方向に移動し得る可動ロッド７１を備える
。そして、ピストンヘット２９はピストンロット３０の
軸心から所定の距離の位１に軸心を有する透孔７２を備
える。また、可動ロッド７１は、その端部近傍に上記透
孔７２を開閉し得る弁体７３と、該弁体７３によって上
記透孔７２の閉塞状態を維持し得るロックビン７４を備
えている。

尚、弁体７３は可動ロッド７１の端面に止めねじ７３Ａ
にて固定されている。即ち、ロックピン７４は、可動ロ
ット７１に固定された状態で、中空ピストンロット３０
に設けられているロック溝７５の閉し位置７５Ａと開き
位置７５Ｂのいずれかに選択的に係合され、■ロックピ
ン７４かロック溝７５の閉し位置７５Ａに係合する状態
下て、可動ロッド７１はピストンヘッド２９の内方に没
入して透孔７２を閉じ、■ロックピン７４かロック溝７
５の開き位置７５Ｂに係合する状態下で可動ロッド７１
はピストンヘット２９の外方に突出して透孔７２を開く
。

これにより、ピストンシリンダ２３により給液タンク２
６の流動体を吸引し、該流動体を充填ノズル２４へ吐出
する通常時には、上述■の如くにより弁体７３により透
孔７２を閉しる（第５図参照）　他方、ピストンシリン
ダ２３内を洗浄する場合には、ピストンヘット２９を吸
引ストローク間に停止させ、上述■の如くにより弁体７
３により透孔７２を開き（第６図参照）、この状態で、
ピストンシリンダ２３内へ洗浄液を流し込めば、洗浄液
かピストンヘット２９の透孔７２から前述のキャップ３
３に設けである貫通孔３３Ａ、３方弁４２から外部空間
へ排出される。従って、洗浄液はピストンヘット２９の
上面回りで滞溜することなく、該上面回りをスムースに
流れることかてきるから、ピストンシリンダ２３を分解
することなく、該ピストンシリンダ２３内を容易且つ充
分に洗浄できる。

尚、ピストンシリンダ２３のピストンヘッド２９は、第
５図に示す如く、可動ロット７１の貫通内周部にシール
材としての０リング７６を装着されている。また、ピス
トンロッド３０は、ピストンシリンダ２３からの突出端
部にねじ部７７を備えており、このねじ部７７に前述の
ナツト３９に一体化しである連結部材７８を固定可能と
している。

［発明の効果コ 以上のように本発明によれば、充填ノズル内に巻き込ま
れたエアーを取り除くための液体充填機のエアー抜きハ
ルツを得ることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は回転式充填機の一例を示す正面図、第２図は第
１図の要部平面図、第３図は第１図のピストンシリンダ
と充填ノズルと３方弁とからなる充填ヘッドを示す模式
図、第４図は第３図の充填ノズルのエアー抜きハルツを
示す断面図、第５図は第３図のピストンシリンダを示す
断面図、第６図は第５図のピストンシリンダのピストン
ヘット洗浄状態を示す断面図、第７図は充填機の制御系
統を示すブロック図、第８図は充填機の各部動作順序を
示す時間線図である。 ２４・・・充填ノズル、 ４６・・・軸、 ４７・・・ノズル先端開閉体、 ６２・・・エアー抜き経路開閉体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 充填ノズルと、該充填ノズル内を昇降する軸と、該軸に
   取り付けられたノズル先端開閉体とを備えると共に、上
   記充填ノズルヘの給液経路より上方に上記ノズル先端開
   閉体の昇降と連動して昇降するエアー抜き経路開閉体を
   備えることを特徴とする液体充填機のエアー抜きバルブ
   。