JPS5844559B2 - 液体の定量充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願はガラス繊維束などの光搬送ケーブルを用いて液体
を容器に定量充填する装置に関する。

液体の定量充填装置にむいて充填量制御ρ方式（１）容
器の液面高さを規制する液面規制方式（２）充填液の実
容量を一定にするピストン方式の２方式に大別できる。

そして最近保存料無添加の飲料、調味料を充填すること
が多くなってきても一部、特に洗浄殺菌が容易でかつ充
填量が正確な高速充填機が要求されるようになった。

これらの条件を満たし、充填能力が大きく、さらに微生
物汚染対策上の見地から液面規制方式が現在多く採用さ
れている。

この液面規制方式としては、グラビテイ式、バキューム
式、ヘッドプレッシャ一式、エアーセンサ一式などがあ
るが、接液部の殺菌性、被充填容器内から充填機及び充
填ノズルなどへのオーバーフロー液がないこと等を満た
すものとしてエアーセンサ一式が挙げられる。

しかしこのエアーセンサ一式は充填しようとする容器内
にノズルから微圧空気を吹き出し、充填過程で液面がノ
ズルに近づいた場合、微圧空気の圧力増加現象を検知し
て、液面高さを制御するため、制御回路が複雑でかつ高
価となる。

そしてこの時液面に吹き付ける微圧空気も汚染の原因と
戒り得るので対策を講じなければならない。

さらに炭酸飲料のように容器内の圧力が詰めの工程中で
変化するものには使えない等の欠点を有していた。

そしてエアーセンサー以外の充填機ではオーバーフロー
液が生じ、被成が新たにライン上に来た殺菌済み容器に
再充填されるので、１個の容器の汚染が他の容器にも影
響を与えるため、汚染対策上野１しくない欠点を有して
いた。

さらに充填時に発生し、計測精度に悪影響を与える泡と
液との区別がはっきり出来る装置が現在ないので、当業
者としては苦慮していたところである。

本願発明者はかかる現状に鑑み鋭意研究の結果、本装置
を完成させた。

すなわち本願は光源、光源からの光を伝える光搬送ケー
ブル、光搬送ケーブルからの光量の変化に応じて信号を
発信する受光器、該信号により開閉を制御される充填液
量制御用上部弁及びその一端が容器への充填液の注入ノ
ズルを形成する下部弁とで構成される充填バルブとより
戒り、前記ノズル内にその空間の一部を区画してケース
と威し該ケースに収納された前記光搬送ケーブルの一端
をケースを通してノズル外部に開口固定して光量検出端
を形成し他端は受光器に連結し充填液量の調節を行う液
体の定量充填装置である。

以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第１図にかいて側板２、リフター３はフレーム１に固定
され本装置のベース１ａを形成する。

アッパーテーブル９、ロアーテーブル８、コラム７、従
動ギア６は一体化され、フレーム１に固定された駆動モ
ータ４と該モータ４に固定された駆動ギアー５により駆
動され、Ｙ軸を中心としてローラ３４．３５を介してベ
ース１ａの上を回転運動する。

すなわち通常の充填工程と同様にＹ軸を中心として１周
して、該工程を完了し容器は次工程に送られる。

アッパーテーブル９と一体的に回転するディストリビュ
ータ１２と回転しない充填液の主供給管１０は通常のロ
ータリジヨイント１１を介して連結されている。

加圧された充填液は主供給管１０よりディストリビュー
タ１２に供給され、複数本の給液管１３を通りそれぞれ
の該給液管１３に連結されている充填バルブ２３に供給
され、さらに注入ノズル２４を通り容器１４に充填され
る。

前記充填バルブ２３は上部弁１７、下部弁２０より構成
され、さらに上部弁１７は上部弁体１９と上部弁座１８
、そして下部弁２０は下部弁体２１と下部弁座２２より
それぞれ構成されている。

そして下部弁体２１は注入ノズル２４の上端部に形成さ
れている。

容器１４は容器台１５に隣接して設けられているスター
ホイル（図示せず。

）によりコンベア（図示せず。

）から該容器台１５に移載される。 ４次いでリフター
３により容器１４は上昇し ストッパー２６により所定
の位置に停止されて、固定される。

なお前記容器１４の上昇動作により注入ノズル２４は該
ノズル２４に形成されている容器ガイド２５の作用で上
昇する。

従って下部弁体２１も上昇して下部弁２０が開き、加圧
状態にある充填液は容器１４に注入ノズル２４を通って
供給される。

容器台１５カ如く容器の無積載の状態にむいては下部弁
体２１′は下部弁座２２′にバネ（後述する。

）の作用で密着し、弁は閉の状態になる。

注入ノズル２４には導管２８、ケース２９が設けられ該
導管２８、該ケース２９の内部には光搬送ケーブル２７
（たとえばガラス繊維束）を通しである。

該ケーブル２７は一端を受光器３１（たとえばフォト・
トランジスターのような受光素子で構成される。

）に繋ぎ、他端は注入ノズル２４の外部に開口して固定
され検出端３０を形成する。

なち−検出端３０は必要に応じてアクリルなどでカバー
をする。

該検出端３０に向って光源Ｚから光線を照射する。

この時の光源２は受光器３１の感度に応じた特定の波長
を有する光線を用いる。

そしてストッパー２６により前記ノズル２４が停止した
時、検出端３０と光源２の高さレベルを同一にする。

この時のレベル位置により容器１４に詰められる充填液
の液面の位置が規制される。

前述した様な作用で容器１４内に充填液が充填されると
液面が上昇する。

そして液面が所定容量であるＸ−Ｘ線に達すると、検出
端３０に光源Ｚから到達する光量は光線が充填液中を通
過するため急激に減少する。

これを光搬送ケ゛−プル２７と繋がっている受光器３１
が検知し、信号をコントローラ３２に送る。

そしてコントローラ３２は切換バルブ３３に指令を出す
。

次いで該切換バルブ３３０作用によりシリンダー１６が
作動し、上部弁１７が瞬時に閉の状態になり液体の供給
を停止させ充填を完了する。

そして容器１４は下降し次工程へ送られる。

第２図は充填バルブ２３の詳細な構造を示す図であり、
上部弁１７、下部弁２０のいずれも開の状態にある。

弁ロッド４０はシリンダー１６のピストンロッド１６′
に直結されてかり、上部弁体１９と固定されている。

前記シリンダー１６の作動により弁ロッド４０と一体化
されている上部弁体１９は上下し、上部弁１７の開閉が
行なわれる。

外部とのシールはベローズ４４、パツキン４８により行
なわれる。

バネ４２により注入ノズル２４の上端部に形成されてい
る下部弁体２１は下部弁座２２に密着され、下部弁２０
は閉の状態に保たれる。

容器台１５に容器１４が積載された後リフター３により
該容器１４が上昇する。

次いで容器ガイド２５の作用で注入ノズル２４も上昇す
る。

そして次にバネ４２は圧縮され注入ノズル２４の上端部
に形成されている下部弁体２１を下部弁座２２から離し
、下部弁２０を開の状態にする。

この時注入ノズル２４の上部に設けられた充填液人口孔
４１より該ノズル２４を通って加圧されている充填液は
容器１４に充填される。

第３図、第４図及び第５図は本願装置の他の実施例にち
・ける側断面図及び横断面図を示す。

本実施例にち−いては光搬送ケーブルが２本使用されて
いる。

一方の光搬送ケーブル２７ａにより特定の波長を有する
光源（図示せず。

）からの光を該ケーブル２７ａの先端３０ａから反射体
４５へ照射へ該反射体４５からの反射光を受光器３１（
第３図には図示せず。

）に繋がれているも５一方の光搬送ケーブル２７ｂの先
端３０ｂへ送る。

この光搬送ケーブル２７ａの先端３０ａと反射体４５の
間に充填液が存在すると、他の光搬送ケーブル２７ｂの
先端３０ｂへの光量が減衰し、以下は前述のように液面
が制御される。

本実施例によれば外部の自然光を遮蔽できるのでその影
響を受けない充填ができる。

第６図、第７図はさらに他の実施例を示す図である。

光搬送ケーブルを２本使うことは第３図の実施例と同じ
であるが、本実施例では光搬送ケーブル２７ｃ、２７ａ
の先端３０ｃ、３０ｄを互に向い合わせて設置させる。

そして一方の光搬送ケーブル２７ｃにより特定の波長を
有する光源（第６図には図示せず。

）からの光を該ケーブル２７ｃの先端３０ｃから受光器
３１（第６図には図示せず。

）に繋がれているもう一方の光搬送ケーブル２７ｄの先
端３０ｄに送る。

該両先端３０ｃ 、３０ｄの間に充填液が存在すると他
の光搬送ケーブル２７ｄの先端３０ｄへの光量が減衰し
以下は前述のように液面が制御される。

本実施例にむいても第３図の実施例と同様に外部の自然
光の影響を受けない充填ができる。

第８図はさらに他の実施例を示す図である。

本実施例は第１図の実施例におけるシリンダー１６の代
りに電磁器４７を設け、コントローラ３２の信号を直接
電磁器４７に作用させて充填バルブ２３の上部弁１７を
開閉させる例である。

本実施例は比較的少容量の詰め工程において有効である
。

第９図は発泡性のある充填液を充填する工程で発生する
泡４６の一般的な状態を示す。

図示する如く注入ノズル２４の周囲に泡４６が存在した
場合、第１図の装置によれば充填液の泡と充填液そのも
のの透過光減衰率は異なるので、この減衰率の差を利用
して液面制御を行うことが可能である３本願は検出端に
光線を照射し、該光線が充填液を通過する際減衰するの
を検知して、充填液の充填量を制御する装置であるから
透過光線を減衰させる液体であればどのような液体にも
応用でき、かつ粉体の充填にも応用できる。

本願は以上の如く構成しているので以下に述べる様な特
長を有している。

すなわち充填液の泡と充填液それ自体の識別が可能であ
るから泡の発生しやすい充填液の充填や、あるいはシャ
ンパン、炭酸飲料等の加圧状態下での充填ができる。

そしてオーバーフロー液がないので装置全体の清潔さが
維持でき、さらに充填液を加圧して充填しているので高
速充填が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願装置の正面図、第２図は充填バルブの詳細
な断面図、第３図は他の実施例の検出端部の断面図、第
４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は第３図のＢ−Ｂ
祖国、第６図はさらに他の実施例の検出端部の断面図、
第７図は第６−図のＣ−Ｃ断面図、第８図はさらに他の
実施例の図、第９図はノズルの１わりに生じた泡の状態
図をそれぞれ示す。 １はフレーム、３はリフター、４は駆動モータ、９はア
ッパーテーブル、１０は主供給管、１２はディストリビ
ュータ、１４は容器、１５は容器台、１６はシリンダー
、２３は充填バルブ、２４は注入ノズル、２７は光搬送
ケーブル、３１は受光器、３２はコントローラ、３３は
切換バルブ、４７は電磁器をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源、光源からの光を伝える光搬送ケーブル、光搬
   送ケーブルからの光量の変化に応じて信号を発信する受
   光器、該信号により開閉を制御される充填液量制御用上
   部弁及びその一端が容器への充填液の注入ノズルを形成
   する下部弁とで構成される充填バルブとより成り、前記
   ノズル内にその空間の一部を区画してケースと成し該ケ
   ースに収納された前記光搬送ケーブルの一端をケースを
   通してノズル外部に開口固定して光量検出端を形成し他
   端は受光器に連結し充填液量の調節を行う液体の定量充
   填装置。 ２ 検出端の光量の変化を、受光器、コントローラを介
   し７て切換的レフ゛を、次いでシリンダーを作用せしめ
   て、充填バルブの上部弁の開閉を行う特許請求の範囲第
   １項記載の液体の定量充填装置。 ３ 検出端の光量の変化を、受光器、コントローラを介
   して電磁器を作用せしめ、充填バルブの上部弁の開閉を
   行う特許請求の範囲菖１項記載の液体定量充填装置。