JPH06183492A

JPH06183492A - 液体充填装置

Info

Publication number: JPH06183492A
Application number: JP4337384A
Authority: JP
Inventors: Toshio Aizawa; 敏雄相澤; Sadao Moriya; 定夫森谷; Shoei Izawa; 昭英井澤
Original assignee: Japan Tobacco Inc
Current assignee: Japan Tobacco Inc
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1994-07-05

Abstract

(57)【要約】【構成】弁体２３を開閉するソレノイド３１と、このソ
レノイドが弁体を開弁させる際にその開弁速度を規制す
るダンパ４４を設けた。【効果】充填開始時に弁体２３が急激に開弁して液体の
噴流が拡散することが防止され、容器の口部を汚すこと
なく大流量で液体を能率的に充填することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体の食品、化粧品、
薬品等を充填する装置に関する。さらに限定すれば、本
発明は充填作業の能率を向上できるとともに、充填の際
に容器の口部から液体が溢れるのを防止することができ
る液体充填装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液体の充填装置は、搬送される
多数の空の容器の上方にノズルを配置し、このノズルか
ら容器の口部にむけて充填すべき液体を噴出し、所定量
の液体を上記の容器内に充填するように構成されてい
る。

【０００３】このような液体充填装置としては、容器が
直線的なコンベア上を間欠的に搬送され、この容器が停
止している間にノズルから液体を供給するものがある。
また、連続的に回転するターンテーブルを備え、このタ
ーンテーブルの上方にこれと一体的に回転する複数のノ
ズルを備え、容器は上記のターンテーブル上に移送さ
れ、このターンテーブルと一緒に回転した後このターン
テーブルから排出されるまでの間に上記のノズルから液
体が充填される装置もある。

【０００４】ところで、上記のような液体充填装置にお
ける充填量の制御形式としては、この容器内に充填され
た液体の重量を容器ごと測定し、この容器の重量を差し
引いて充填された液体の量を検出するものがある。この
ようなものは、充填する液体の容積や、容器内に充填さ
れる液体の液面を測定するものと比較して構造が簡単で
制御が容易であるとともに、精度も高いという長所があ
る。

【０００５】しかしながら、このような装置では、容器
内に液体が充填されてゆき、所定の重量になった場合に
迅速に液体の供給を停止させなければならない。しか
し、この液体の供給を開閉する弁機構やこれを開閉作動
させる機構にはある程度の遅れが生じる。このため、こ
れらの遅れによって充填量の精度が低下する不具合があ
る。

【０００６】このような不具合を防止するには、液体の
充填を制御する弁装置の作動の応答性を高くする必要が
ある。このため、一般には液体の供給を制御する弁装置
を応答速度の早いソレノイドで駆動するように構成され
る。

【０００７】一方、充填装置としては、その充填作業能
率が高いことが好ましく、このためには容器内に液体を
充填する際の流量を大きくし、充填に要する時間を短縮
しなければならない。

【０００８】しかし、上記のソレノイドは応答速度が早
く、充填停止のタイミングが迅速である半面、充填開始
時の応答速度も早く、弁装置が急激に開弁して大流量の
液体が急激に噴出する。このため、充填開始時に、ノズ
ルから噴出した液体の流れが拡散し、容器の口部から溢
れ、周囲を汚染する不具合が生じる。

【０００９】このような不具合を防止するため、ノズル
を細長状に形成し、充填時にはこのノズルを容器内に挿
入するものがある。しかし、このようにすると、このノ
ズルを昇降させる機構が必要で、装置が複雑になるとと
もに、一般に液体用の容器の口部は細いので、このノズ
ルが容器の口部と干渉する可能性もある。

【００１０】また、このようなノズルは、容器内に挿入
されている際にその外周面に液体の飛沫が付着し、これ
が乾燥、あるいは変質して容器内に落下する可能性があ
り、衛生上からも好ましくない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上の事情に
基づいてなされたもので、液体を能率的に充填でき、ま
た充填の際に容器の口部に液体が付着したり、液体が溢
れたりするのを防止することができる液体充填装置を提
供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、液体を
充填すべき容器の口部に向けて開口し、充填すべき液体
を供給するノズルと、このノズル内に設けられこのノズ
ルの開口の軸方向に移動自在に設けられこのノズルの開
口の開閉をなす弁体を備え、この弁体はソレノイドにに
よって応答性良く開閉駆動され、またこのソレノイドに
よって上記の弁体が開弁する方向に移動する際にその開
弁速度を規制するダンパを設けたものである。

【００１３】

【作用】上記のソレノイドによって弁体が迅速に開閉さ
れて液体の充填がなされるが、開弁の際には上記のダン
パによってその開弁速度が規制される。よって、充填開
始時に急激にノズルから液体が噴出し、この噴流が拡散
して容器の口部を汚すようなことがない。また、充填開
始時の液体の噴出の拡散がないので、ノズルの径を大き
くして充填流量を大きくし、充填時間を短縮して充填作
業の能率を向上させることもできる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。この実施例は、たとえば醤油とサラダオイル等の２
種類の液体をおなじ容器内に別々に充填する二液充填装
置である。この充填装置は、ターンテーブル式のもの
で、また充填する液体の量はこの容器全体の重量を検出
して制御する形式のものである。

【００１５】図中の１はターンテーブルであって、鉛直
方向の軸２まわりに水平面内で連続的に回転するように
駆動される。そして、このターンテーブル１の周辺部に
は複数の容器ヘッド３が設けられている。そして、供給
コンベア（図示せず）によって搬送されてきた容器Ｃ
は、それぞれこれらの容器ヘッド３上に移送され、この
移送された容器Ｃはこのターンテーブルとともに３６０
°以下の角度だけ回転移動される間に液体を充填され、
充填された容器Ｃはこのターンテーブル１から排出コン
ベア（図示せず）に移送され、次の工程に送られる。

【００１６】これらの容器ヘッド３には、それぞれこの
上に載置された容器Ｃおよびその内部に充填された液体
の重量を測定するロードセル等の重量検出器４が設けら
れ、またこの載置された容器Ｃを保持する容器保持機構
５が設けられている。そして、上記の重量検出器４によ
って測定された容器Ｃの重量を差し引き、充填された液
体の重量を検出し、この液体の充填量を制御する。

【００１７】また、このターンテーブル１の中央部の上
方には、第１の液体を貯溜する第１液タンク６が設けら
れ、この第１液タンク６はこのターンテーブル１と一体
的に回転する。

【００１８】また、この第１液タンク６の中心部の上部
には、スイベル部材７がこの第１液タンク６に対して回
転自在に取り付けられている。そして、このスイベル部
材７を貫通して第１液供給管８および洗浄液供給管９が
上記の第１液タンク６内に導入されている。これらの第
１液供給管８および洗浄液供給管９は固定側の部材に取
り付けられ、したがって上記の第１液タンク６が回転し
てもこのスイベル部材７は回転しない。そして、上記の
第１液供給管８を介して第１の液体たとえば醤油がこの
第１液タンク６内に供給され、この第１液タンク６内に
常に所定量の醤油が貯溜されるように構成されている。
また、上記の洗浄液供給管９は、この装置を洗浄する場
合に、この第１液タンク６内に洗浄液を供給するための
ものである。

【００１９】そして、この第１液タンク６の周囲には、
複数の充填ヘッド１３が取り付けられ、これらの充填ヘ
ッド１３は上記の容器ヘッド３に装荷された容器Ｃの口
部の上方に対応して位置され、これらの容器Ｃ内に液体
を充填する。これらの充填ヘッド１３は第１液供給分岐
管１４を介してそれぞれ上記の第１液タンク６の底部に
接続されている。

【００２０】また、上記のスイベル部材７の上部には、
このスイベル部材７に対して回転自在なスイベル継手１
１が取付けられている。そして、上記のスイベル部材７
には第２液供給管１０が接続され、この第２液供給管１
０は上記のスイベル継手１１に連通している。また、こ
のスイベル継手１１には複数の第２液供給分岐管１２が
接続され、これらの第２液供給分岐管１２は上記の各充
填ヘッド１３に接続されている。なお、これらの第２液
供給分岐管１２は第１液タンク６と一体的に回転するよ
うに構成され、したがって、上記のスイベル継手１１は
液密を維持して上記のスイベル部材７に対して回転す
る。そして、上記の第２液供給管１０を介して第２の液
体、たとえばサラダオイルが供給され、この第２の液体
は上記のスイベル継手１１、第２液供給分岐管１２を介
して上記の充填ヘッド１３に供給される。

【００２１】上記の充填ヘッド１３は、上記の第１液タ
ンク６内から重力によって供給される第１の液体、およ
び上記の第２液供給管１０から供給される第２の液体を
それぞれ別々に容器Ｃ内に充填するものである。以下、
これらの充填ヘッド１３の構成を図２ないし図５を参照
して説明する。

【００２２】図中の２０はこれらの充填ヘッド１３の取
付け部材であって、この取付け部材２０は上記の第１液
タンク６の外周に放射方向に突設されている。そして、
この取付け部材２０の先端部の下部には、前記の容器ヘ
ッド３上の容器Ｃの口部に向けて鉛直に第１のノズル２
１が設けられている。この第１のノズル２１は円筒状を
なし、この内部は前記の第１液供給分岐管１４を介して
前記の第１液タンク６に連通されている。また、第１の
ノズル２１の下端部にはノズル開口２２が形成されてお
り、このノズル開口２２は流路の断面を円滑に絞るよう
な形状に形成されている。

【００２３】そして、この第１のノズル２１内には、弁
体２３が摺動自在に設けられている。この弁体２３は、
断面円形で略流線形をなし、上記のノズル開口２２に上
方より着座し、このノズル開口２２の開閉をなす。した
がって、この弁体２３が引上げられてこのノズル開口２
２から離座すると、前記の第１液タンク６内の第１の液
体が重力によって前記の第１液供給分岐管１４、第１の
ノズル２１内を通ってこのノズル開口２２から流下し、
上記の容器Ｃ内に充填される。

【００２４】また、この弁体２３の弁軸２４からは、放
射方向に複数のガイドベーン２５が突設され、これらの
ガイドベーン２５の先端部は上記の第１のノズル２１の
内周面に摺接している。

【００２５】この弁体２３が開弁した場合には、前記の
第１液タンク６内の第１の液体が第１液供給分岐管１４
を介してこの第１のノズル２１内に供給され、この第１
のノズル２１の内周面と弁軸２４の外周面との間の環状
の通路を通って流れる。この場合に、上記のガイドベー
ン２５によってこの第１の液体の流れに旋回流が生じる
のが防止され、これらのガイドベーン２５によって整流
される。さらに、この第１の液体がノズル開口２２と流
線形の弁体との隙間を通って流下する際に、これらの形
状により中心に向かう流れの成分が与えられ、縮流され
て流下する。したがって、このノズル開口２２から流出
した第１の液体が拡散することが防止される。また、こ
のように整流され、また縮流された第１の液体は表面張
力によって円柱状の円滑な流れとなって流下する。

【００２６】したがって、容器Ｃの口部が細い場合でも
この第１の液体が確実に容器Ｃ内に充填され、また容器
Ｃの底面や液面に衝撃的に突き当たることが防止され、
この第１の液体が醤油のような泡立ちやすい液体の場合
でもその泡立ちが防止される。なお、上記のような効果
を確実に達成するには、上記の弁体２３の形状は可能な
限り円滑な流線形にすることが好ましく、またその先端
部の頂角は９０°以下であることが好ましい。

【００２７】また、この弁体２３の弁軸２４はこの第１
のノズル２１内を軸方向に貫通し、その上端から突出し
ている。そして、この弁軸２４はこの弁体２３を駆動す
る開閉駆動機構３０に接続されている。

【００２８】この開閉駆動機構３０はソレノイド３１を
備え、そのプランジャロッド３２の下端部はユニバーサ
ル継手３３を介して上記の弁軸２４に接続されている。
なお、このユニバーサル継手３３はゴム製のブーツ３４
によって被覆され、潤滑油等によって外部が汚染される
のを防止している。

【００２９】また、上記のプランジャロッド３２の上端
部は上記のソレノイド３１を貫通してその上端から突出
している。そして、このプランジャロッド３２の上端部
には所定の重量のウエイト３５が取付けられている。し
たがって、上記のソレノイド３１が消磁されている場合
には、上記のウエイト３５の重量によって、上記の弁体
２３が下方に押し下げられてノズル開口２２に着座し、
このノズル開口２２を閉弁し、第１の液体は流下しな
い。また、上記のソレノイド３１が励磁されると、上記
のプランジャロッド３２が上記のウエイト３５の重量に
抗して引き上げられ、これによって上記の弁体２３が上
方に引き上げられてノズル開口２２から離座し、第１の
液体がこのノズル開口２２から流下し、容器Ｃ内に充填
される。なお、このソレノイド３１は前記の容器ヘッド
３の重量検出器４からの信号によって制御され、この容
器内に所定の重量の第１の液体が充填されると上記のソ
レノイド３１が消磁され、この第１の液体の充填が停止
される。

【００３０】また、この開閉駆動機構３０には図２およ
び図４に示すように、この弁体２３の開閉作動の特性を
制御する開閉作動制御機構４０が設けられている。すな
わち、前記の取付け部材２０の上面からは一対の支柱４
１が上方に向けて突設されている。そして、これらの支
柱４１の上部には水平方向にダンパ取付板４２が掛け渡
され、また上端にはエアシリンダ取付板４３が水平に掛
け渡されている。

【００３１】そして、上記のダンパ取付板４２にはダン
パ４４が取付られ、そのピストンロッド４５は下方に向
けて突出し、前記のウエイト３５の上面に当接するよう
に構成されている。したがって、上記のソレノイド３１
が励磁され、弁体２３が引上げられて離座する際に、こ
のダンパ４４のピストンロッド４５が上昇するウエイト
３５の上面に当接して緩衝作用をなし、このウエイト３
５および弁体２３の急激な上昇を防止する。したがっ
て、弁体２３の急激な開弁が防止され、第１のノズル２
１から第１の液体が急激に噴出することが防止される。
よって、この第１の液体の流出開始時にその流れが拡散
して容器Ｃの口部から溢れたり、また容器Ｃの底面に急
激に衝突して泡立ったりすることが防止される。

【００３２】なお、このダンパ４４は、取付ナットの位
置またはダンパ取付板４２の位置を調整することによっ
てこの取付位置が上下に調整可能である。そして、この
ダンパ４４の取付位置を調整することにより、このダン
パ４４がストッパとして作用し、ソレノイド３１が励磁
された場合のウエイト３５の最大上昇位置、すなわち弁
体２３の最大開度が調整できる。さらにダンパ４４は速
度が調整できるので、ソレノイド３１が励磁された時の
ウエイト３５の上昇速度すなわち弁体２３の速度が調整
できる。したがって、第１の液体の特性や容器Ｃの容
積、その他の条件に対応してこの弁体２３の最大開度や
上昇速度を設定し、より円滑に充填できるように流量を
最適に設定することができる。

【００３３】また、上記のエアシリンダ取付板４３には
エアシリンダ４６が取付られている。そして、このエア
シリンダ４６のピストンロッド４７は下方に突出してお
り、その先端部には押圧部材４８が取付られている。な
お、この押圧部材４８には一対のロッド４９とその下端
に取付られた板部材５０とを備えており、この板部材５
０には孔５１が形成されている。そして、上記のダンパ
４４はこれらのロッド４９の間に配置されるとともに、
上記の板部材５０の孔５１内に収容され、この押圧部材
４８とダンパ４４との干渉が防止されている。

【００３４】そして、上記のソレノイド３１が励磁さ
れ、弁体２３が引き上げられて第１の液体が充填されて
いる際に、この第１の液体の充填予定量の約９０％程度
まで充填されると、前記の重量検出器４からの信号に対
応して上記のエアシリンダ４６に空気圧が供給される。
これによって、このエアシリンダ４６のピストンロッド
４７が伸長し、板部材５０がウエイト３５の上面に当接
してこのウエイト３５を所定量だけ押し下げる。これに
よって、上記の弁体２３も押し下げられてその開度が小
さくなり、第１のノズル２１から流下する第１の液体の
流量が所定の小流量に減少される。そして、この第１の
液体が充填予定量に達した場合に、前記のソレノイド３
１が消磁され、ウエイト３５の重量によって弁体２３が
閉弁される。この場合、第１の液体の流量が上記のよう
に小流量に減少されているので、第１の液体の目標重量
と測定重量の開差が少なくなり、充填停止のタイミング
が多少ずれても、充填量は正確となる。

【００３５】次に、前記の第２の液体を第１の液体とは
別に上記の容器Ｃ内に充填する機構を説明する。すなわ
ち、上記の弁体２３の先端部には、第２のノズル開口６
０が開口している。そして、上記の弁軸２４内には軸方
向に第２液供給通路６１が形成され、この第２液供給通
路６１はこの第２のノズル開口６０に連通するととも
に、この弁軸２４の上端部まで達している。

【００３６】また、この充填ヘッド１３の取付部材２０
には、第２液供給制御弁機構７０が設けられている。こ
の第２液供給制御弁機構７０は、開閉弁７１とサックバ
ックバルブ７２とから構成されている。そして、上記の
開閉弁７１には前述の第２液供給分岐管１２が接続さ
れ、供給される第２の液体はこの開閉弁７１によって開
閉制御される。また、この開閉弁７１の下流側には上記
のサックバックバルブ７２が接続され、このサックバッ
クバルブ７２はさらに可撓管７３を介して上記の弁軸２
４の上端部の第２液供給通路６１に連通している。な
お、これら開閉弁７１およびサックバックバルブ７２は
空気圧管７４，７５を介して供給される空気圧によって
作動される。

【００３７】前述のように第１の液体が容器Ｃ内に所定
量だけ充填されると、上記の開閉弁７１が開弁され、第
２の液体はサックバックバルブ７２、可撓管７３、第２
液供給通路６１を介して弁体２３の先端部の第２のノズ
ル開口６０から流出し、容器Ｃ内に充填される。そし
て、重量検出器４によってこの容器Ｃ内に予定量の第２
の液体が充填されたことが検出されると、上記の開閉弁
７１が閉弁し、第２の液体の充填が停止される。また、
この後に上記のサックバックバルブ７２が作動し、上記
の第２液供給通路６１内に残留した第２の液体を吸引
し、この第２のノズル開口６０から残余の第２の液体が
滴下するのを防止する。なお、このサックバックバルブ
７２は前記の弁体２３が閉弁して第１の液体の充填が停
止された場合にも作動するように構成し、この弁体２３
の表面の残余の第１の液体をこの第２のノズル口６０か
ら吸引し、この第１の液体が弁体２３の先端部から滴下
するのを防止するように構成してもよい。

【００３８】なお、本発明は上記の実施例には限定され
ない。たとえば本発明は上記のような二液充填装置に限
らず、一種類の液体を充填する装置にも適用することが
できることはもちろんであり、この場合には上記の第２
の液体の供給系統を省略すればよい。ただし、この場合
に第２のノズル開口やサックバックバルブは省略せず、
充填停止の際に第２のノズル開口から残余の液体を吸引
し、この液体が弁体の下端部から滴下するのを防止する
ように構成することが好ましい。

【００３９】

【発明の効果】上記の如く、本発明はソレノイドによっ
て弁体が迅速に開閉されて液体の充填がなされるが、開
弁の際には上記のダンパによってその開弁速度が規制さ
れる。よって、充填開始時に急激にノズルから液体が噴
出し、この噴流が拡散して容器の口部を汚すようなこと
がない。また、充填開始時の液体の噴出の拡散がないの
で、ノズルの径を大きくして充填流量を大きくし、充填
時間を短縮して充填作業の能率を向上させることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置全体の側面図

【図２】充填ヘッドを示す図１の２−２矢視図

【図３】図２の３−３線に沿う縦断面図

【図４】図２の４−４線に沿う縦断面図

【図５】図３の５−５線に沿う断面図

【符号の説明】

１…ターンテーブル２…容器ヘッド３…充填ヘッド２１…第１のノズル２３…弁体３０…開閉駆動機構３１…ソレノイド３５…ウエイト４０…開閉作動制御機構４４…ダンパ４６…エアシリンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を充填すべき容器の口部に向けて開
口し、充填すべき液体を供給するノズルと、このノズル内に設けられこのノズルの開口の軸方向に移
動自在に設けられこのノズルの開口の開閉をなす弁体
と、この弁体を上記のノズルの開口から離座する方向に付勢
して開閉作動をなすソレノイドと、上記のソレノイドによって上記の弁体が開弁する方向に
移動する際にその開弁速度を規制するダンパとを具備し
たことを特徴とする液体充填装置。