JPH04102588A - 液体充填機のピストンシリンダ - 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］ 本発明は、液体充填機のピストンシリンダに関するもの
であり、特にピストンシリンダを分解することなくピス
トンヘット等を洗浄なし得るようにした液体充填機のピ
ストンシリンダに関するものである。

［従来の技術］ 液体充填機のピストンシリンダに関する従来の技術とし
ては、特公昭６２−５８９６１号公報に記載のもの等か
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、特公昭６２−５８９６１号公報には、通常、液収容
タンク内に洗浄水を満たし、この状態においてストロー
クを最大にしてピストンを作動させ、洗浄水をノズルよ
り吐出させることによって、定量シリンダ（ピストンシ
リンダ）内を洗浄するようにした液体の定量充填装置が
記載されている。

［発明か解決しようとする課題］ 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、特公昭６２−５８９６１号公報に記載の液体の定
量充填装置は、液収容タンク内に洗浄水を満たし、この
状態においてストロークを最大にしてピストンを作動さ
せ、洗浄水をノズルより吐出させることによって、定量
シリンダ内を洗浄するように、通常なされているが、高
粘度液体の充填をした場合には、この方法てはピストン
ヘット等に付着している付着物を除去することができな
いため、ピストンシリンダを分解した上でピストンヘッ
ド笠を洗浄している。

従って、本発明の目的は、ピストンシリンダを分解する
ことなく、ピストンシリンダ内を洗浄なし得る液体充填
機のピストンシリンダ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、シリンダ本体とピストンとを備え、該ピスト
ンの往復動によって充填ノズルに液体を供給するように
なしてある液体充填機のピストンシリンダにおいて、上
記ピストンが、ピストンヘッドと、該ピストンヘッドに
固定される中空状ピストンロッドと、該ピストンロッド
の中空内に挿通されて該ピストンヘッドに対して軸方向
に移動し得る可動ロッドとを備えると共に、上記ピスト
ンヘッドか上記ピストンロッドの軸心から所定の距離の
位置に軸心を有する透孔を備え、上記可動ロッドがその
端部近傍に上記透孔を開閉し得る弁体と、該弁体によっ
て上記透孔の閉塞状態を維持し得るロック手段とを備え
るようにしたものである。

［作用コ 本発明によれば、ピストンシリンダ内を洗浄する場合、
弁体により透孔を開き、この状態で、ピストンシリンダ
内へ洗浄液を流し込めば、洗浄液はピストンヘッドの透
孔から該ピストンヘットを貫通して排出される。従って
、洗浄液はピストンヘッドの上面まわりで滞溜すること
なく、該上面まわりをスムースに流れることかできるか
ら、ピストンシリンダを分解することなく、該ピストン
シリンダ内を容易かつ充分に洗浄できる。

［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へ・ラドを示す模
式図、第４図は第３図の充填ノズルのエアー抜きバルブ
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。

回転式充填１′！！１１０は、第１図、第２図に示す如
く、容器送給装置ｌｌを付帯的に備えている。容器送給
装置１１は、コンベア１２、入口スターホイール１３、
出口スターホイール１４を有して構成されている。

充填機１０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の周方向複数位
置（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
充填ヘッド１８及び容器ａ置テーブル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ｔｉＩｌ１１０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１３から容器載置テーブル１９に受取り、該容器載
置テーブル１９を回転軸１６回りに周回させる過程で、
該容器載置テーブル１９上の容器に充填ヘッド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１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】３
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ドと
、ピストンシリンダ２３から充填ノズル２４へ流動体を
供給する吐出モード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、給液タンク２６から流動体を吸引し、該流
動体を充填ノズル２４に吐出する。このとき、ピストン
２８は、互いに固定されたピストンヘッド２９とピスト
ンロッド３０とから構成される。尚、ピストンヘット２
９はシリンダ本体２７との摺接外周部にシール材として
のＯリング３１を装着され、ピストンロッド３０との連
結内周部にシール材としてのＯリング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３０が
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リング３
４を装着され、ピストンロッド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０リング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できる充填サーボモータ３７を付帯
的に備え、これによりてピストン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ドライバ部３７Ａと、複数個
の上記ピストンシリンダ２３の充填動作パターン（上述
の単位時間当たりの充填量及び全充填量）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、この送りねじ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４０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
トンロッド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から充填ノズル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区ワている。

尚、ピストンシリンダ２３か備えるピストンヘッド洗浄
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のピストンロッド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を開閉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か吐出状態にある闇に充
填ノスル２４を開き、ビス１−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Ｏ
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に対する下方にお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
ｏ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ドライバ部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とを備える。昇降サーボモータ
５１は、回転体１７に固定されて送りねじ５５を駆動可
能とし、この送りねじ５５に螺着されているナツト５６
を回転体１７の上下方向に設けたスライド５７に沿って
往復動し、ひいては該ナツト５６と連結されている容器
載置チーツル１９を昇降せしめるのである。

尚、充填機１０は、各容器載置テーブル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Ｉ！１０において、制御装置２０による充填
ヘッド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の作動に基づく回転体１７の回転に
より、容器載置テーブル１９が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で、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、該容器載置テーブル１９上の容器内に充填
ノズル２４を挿入する。このとき、容器載置テーブル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
に容器の存在を曙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１つの上昇
開始と同一タイミングて、３方弁２５か吸引モードから
吐出モートに切換わる。尚、３方弁２５は、充填終了信
号４９のオンにより吐出モートから吸引モードに復元す
る。

（４）Ｌ記（１）により、容器載置テーブル１９Ｊ：の
容器内に充填ノズル２４の挿入が完了したタイミンクで
、充填開始信号４８かオンする。この充ｔＪＩＥ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
先端開閉体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（４１、（５）を経て、ピストンシリンダ２
３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
ｌ＃ＩＩｆ１体４７を関しる。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トに
復元される。

（７）Ｌ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ｌテーブル
１９の上面か所定の位置に下降するまて続けられた後、
停止せしめられる。

（８）上記（７）を経て、回転体１７の回転により、容
器載置チーツル１９か出口スターホイール１４への容器
受渡し位置に到達し、受渡信号がオンすると、ネックク
リッパ２２か開かれる。そして、ピストンシリンダ２３
は、容器載置テーブル１９か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
の間において、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か生ずること
なく、最も迅速に充填が完了するように充填ヘット１８
と容器載置チーツル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を駆動開田し、結果として上記（４
）における充填ノズル２４からの充填動作を最適化する
。

■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、前述のノズル先端開閉体４
７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が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、エアー抜き経路開閉体６２か上昇
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の側に取除くことかで
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かエアー抜き経路を閉しるから、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
ことかなく、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、定量充填性を確保
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１１ｉｉ６４の下＠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６５を装着されている。６６はエアー抜きポートで
ある。また、エアー抜き筒６４の上端開口部には、前述
の−４６を支持する軸ガイド６７がパツキン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とピストンロッド
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、ピストンロッド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
ストンロッド３０の中空内に挿通されてピストンヘッド
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はピストンロフト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
ッド７１に固定された状態で、中空ピストンロッド３０
に設けられているロック溝７５の閉し位１７５Ａと開き
位置７５Ｂのいずれかに選択的に係合され、■ロックビ
ン７４かロッり清７５の閏じ位１１７５Ａに係合する状
態下で、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、■ロックビン７４かロック溝
７５の開き位置７５Ｂに係合する状態下で可動ロッド７
１はピストンヘッド２９の外方に突出して透孔７２を閏
〈。

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、ピストンヘッド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
がピストンヘッド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、可動ロッド７１の貫通内周部にシール
材としてのＯソング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］ 以上のように本発明によれば、ピストンシリンダを分解
することなく、ピストンシリンダ内を洗浄なし得る液体
充填機のピストンシリンダを得ることかてきる。

【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トを示す模式
図、第４図は第３図の充填ノズルのエアー抜きバルブを
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ＩＩｊａ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。 １０・・・充填機、 ２３・・・ピストンシリンダ、 ２７・・・シリンダ本体、 ２８・・・ピストン、 ２９・・・ピストンヘッド、 ３０・・・ピストンロッド、 ７１・・・可動ロッド、 ７２・・・透孔、 ７３・・・弁体、 ７４・・・ロックビン、 ７５・・・ロック溝。 代理人　弁理士　塩　川　修　治 第３図 第５図 絶６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダ本体とピストンとを備え、該ピストンの往復動
   によって充填ノズルに液体を供給するようになしてある
   液体充填機のピストンシリンダにおいて、上記ピストン
   が、ピストンヘッドと、該ピストンヘッドに固定される
   中空状ピストンロッドと、該ピストンロッドの中空内に
   挿通されて該ピストンヘッドに対して軸方向に移動し得
   る可動ロッドとを備えると共に、上記ピストンヘッドが
   上記ピストンロッドの軸心から所定の距離の位置に軸心
   を有する透孔を備え、上記可動ロッドがその端部近傍に
   上記透孔を開閉し得る弁体と、該弁体によって上記透孔
   の閉塞状態を維持し得るロック手段とを備えたことを特
   徴とする液体充填機のピストンシリンダ。