JPS61115881A - 充填装置 - 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、各種容器への液体、粉体或いは固体の充填を
行う、充填装置の改良に関する。

［従来の技術］ 瓶や缶等の容器に液体食品（清涼飲料、アルコール飲料
、乳製品、１！味量）を充填する従来の詰Ｉを大別する
と ■　ピストン（定容量）式 ■　重量計量式 ■　液面検知式 ［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記の方式にあっては、次のような問題
があった。即ち、■のピストン式は、液を計量するピス
トン及びチャンバーの構造が複雑であり、また殺菌洗浄
がし難い。■の重量計ω式は、重量計測部が高価で大能
力の充填機への適用が難しい。■の液面検知式（現状の
瓶或いは缶詰機の殆どがこの方式）は、一般に構造が複
雑で充填ノズルの製品液に接液する部分が外気に晒され
微生物汚染の可能性が大である欠点を有しており、無菌
充填用としては不向きである。

本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、構造が簡単で殺菌洗浄を容易に行う
ことができ、且つ微生物汚染等が生じ難い充填装置を提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の特徴は、次の（１）〜（４）にある。

（１）瓶或いは缶等の容器への製品の充填量を、容器台
にする流体（液体或いは気体）の流れ差圧で検知し、必
要充填量（重量）を制御する。

（２１瓶或いは缶等の容器全体の雰囲気が負圧、大気、
又は加圧条件下でも容器の充填量（重りを検知すること
が可能であり、必要充填量を制御できる。

ｆ３１　　瓶或いは缶等の容器へ製品を充填する充填バ
ルブの開閉は容器へ充填量（重量）を検知した信号で行
い、充填層の精度向上及び製品品質向上を口論む多段階
の充填速度制御が可能である。

（４）容器への充填重量を検知して制御するもので、製
品が液体、固体（粉体）及び固体を含む液体のいずれに
も適用できる。

即ち本発明は、瓶や缶等の容器内に各種充填物を充填す
る充填装置において、製品液を貯溜するタンクと、同タ
ンク内の製品液を容器に充填する充填バルブと、上記タ
ンクから充填バルブに送られる製品液の流量を調整する
弁と、上記容器を支示す容器台と、同容器台に加わる荷
重を検出する荷重計と、同荷重計の出力を受け上記弁と
充填バルブとを制御する制御器とを設けるようにしたも
のである。

［発明の効果］ 本発明によれば、次の■〜■のような効果が得られる。

■　充填中に常時検知できる製品充填重量にて充填速度
の多段階制御が可能で、充填製品品質向上の効果がある
。

■　充填ノズルと充填容器とは非接触であり、充填操作
のために充填容器を変形されることがない。

■　密閉雰囲気で製品充填を行う必要がある場合、充填
雰囲気を十分清浄な状態に保つことができる。

■　清涼飲料及びアルコール飲料等の液体食品を瓶或い
は缶に充填する場合、炭酸ガス入り飲料製造用と無炭酸
飲料製造用とでは、各々別々の充填型溝であったが、本
発明では同一の装置で計量充填が可能である。

■　充填容器の空量量分を補正して、正味の充填重量に
て制御可能である。

■　本発明は、回転式の大能力の充填装置にも適用し得
る。

■　本発明は、大容器の充填容器にも適用し得る。

［実施例１ 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
充填装置の概略構成を示す断面図であり、第１図及び第
２図は検知流体に気体を利用する例。

第３図は充填容器を密閉する必要がない場合の例を示し
ている。口中１は製品の流入口、２はレベル制御弁、３
はレベルコントローラ、４は製品タンク、５はタンク蓋
、６はタンク内製品である。

７はタンク加圧ガスの供給口、８は減圧弁、９はフィル
ター、１０はタンク圧力計である。１１はタンク出口配
管、１２は加圧ガス出口配管、１３ａ、１３ｂは自動開
閉弁、１４ａ、１４ｂは調節弁、１５ａ、１５ｂは配管
でおる。１６は流量調整弁（流調弁）、１７は流調弁１
６への開度信号、１８は製品配管である。１９はバルブ
ステム、２０はエアシリンダー、２１はバルブ上部、２
２はバルブ開閉信号、２３はバルブ本体、２４゜４０は
排気調節弁、２５．３９は排気制御弁である。２６．４
１は排気口で、必要に応じて図示しない真空排気装置に
接続されることもある。２７は充填容器、２８は充填バ
ルブシート、２９はシールドガスケットである。３０は
充填容器台（非充填時にはバルブ下部３２の突出筒部３
２ａに当接している）、３１８．３１ｂはガス吹き夫は
部、３２はバルブ下部、３３は低圧側検出管、３４は高
圧側検出管、３５は差圧検出器、３６は差圧信号、３７
は充填量制御器である。、４５は充填容器２７に充填し
た製品を示す。

第２図において、４３はバルブ下部、４２はガス流路、
４４はフレキシブル板であり、充填室４６と充填容器台
３０とを仕切るフレキシブルな板である。フレキシブル
板４４の外周部はバルブ下部４３に一体に固定されると
共に、容器台３０と接触する部分は容器台３ｏと一体に
固定されている。

また、第１図において、Ｐｌは製品タンク４内のガス圧
力、Ｐｌはバルブ下部３２より噴出すガス圧力、Ｐ３は
充填容器台３０の周辺部圧力、Ｐ４は充填室４６内のガ
ス圧力を示し Ｐ１≧Ｐ２≧Ｐ３＞Ｐ４ の関係にある。Ｗは充填容器台３０に掛かる荷重を示し
、充填容器２７の重量と、充填容器２７内に充填した液
４５の重量と、充填容器第３０自身の重量との和に等し
い。Ｄｌは充填容器台３０の流体吹き抜は部３１ａの直
径であり、Ｄ２はバルブ下部３２に形成された充填容器
台３０が収容される凹陥穴の直径であり ＤＩ　＜０２ の関係にある。

第２図において、Ｐｌａは製品タンク４内のガス圧力、
Ｐｌａは充ＩＩｘ至４６内のガス圧力、ｐ３ａはバルブ
下部４３より噴出すガス圧力、ｐ４ａは充填容器台３０
の周辺部圧力を示し Ｐｌａ≧Ｐ２ａ≧Ｐ３ａ＞Ｐ＋ａ の関係にある。Ｗａ　は充填容器台３０に掛かる荷重を
示し、充填容器２７の重量と、充填容器２７内に充填し
た製品４５の重量と、フレキシブル板４４の関係する重
量と、充填容器台３０自身の重量との総和に等しい。Ｄ
ｘａは充填容器台３０のガス吹き抜は部３１ｂの直径で
あり、Ｄ２ａはフレキシブル板４４の可動部の有効直径
でありＱ　１ａ　＞　０２ａ の関係にある。

第３図は充填容器２７を密閉する必要がない場　　　合
の例である。この場合、製品タンク４内のガス圧力Ｐｉ
は通常大気圧である。なお、５０は大気圧開放配管であ
るが、必要に応じて加圧することもできる。５１は検知
流体（気体或いは液体）供給口、５２は減圧弁、５３は
フィルター、５４は圧力計である。

次に、上記構成された各装置の作用について説明する。

第１図乃至第３図に示す装置で、製品流入口１より粉体
、流体或いは固体を含んだ液体等の製品を製品タンク４
に図示しない圧送装置にて送りこむ。製品タンク４内の
製品は、レベルコントローラー３とレベル制御弁２とで
所定の量に制御される。

第１図及び第２図に示す装置では、タンク出口配管１１
或いは製品配管１８のいずれかをフレキシブルなものに
して、バルブステム１９．エアシリンダー２０．バルブ
上部２１及びバルブ本体２３を主要部品として構成され
る充填バルブ全体を上下可動なものとして、図示しない
機構にて充填バルブ全体を上昇させて図示しない充填容
器供給装置にて、本装置に空の状態の充填容器２７を供
給する方法と、３２又は４３のバルブ下部及び充填容器
台３０、第２図の場合はさらにフレキシブル板４４を主
要部品として構成される充填台金体を上下可動なものと
して、図示しない機構にて充填台金体を下降させて図示
しない充填容器供給装置にて、本装置に空の状態の充填
容器２７を供給する方法とがある。　　゛ 第１図及び第２図の例では、空の充填容器２７を本装置
に供給した後に前述の充填バルブ全体を下降させるか、
充填゛合金体を上昇させてバルブ本体２３の先端に取付
けたシールガスケット２９と、３２又は４３のバルブ下
部とを密着させて空の充填容器２７を充填室４６内に密
閉する。

第３図の例では、充填バルブシート２８が充填容器２７
に対して適当な位置になるように、必要に応じて前述と
同様に充填バルブ全体を下降させるか、充填台金体を上
昇させる。

さて、第１図及び第２図の例では、充填容器２７に製品
を充填する前に必要に応じて次の予備操作を行う。

（１）大気圧より低い充填雰囲気で充填する場合、２６
又は４１の排気口に図示しない真空ポンプ等の吸引装置
を接続する。このポンプを運転させておき、２５又は３
９の排気制御弁を開にし、さらに１３ａ又は１３ｂの自
動開閉弁を開にして、充填室４６内を所定の負圧に保つ
。この負圧の程度は、２４又は４０の排気１ｉ節弁及び
１４ａ又は１４ｂの調節弁を予め調節しておき、必要な
負圧を得られるようにしておく。

２１８大気圧で充填する場合、多くは第３図の例に示す
装置で行うが、充填雰囲気が密閉状態又は大気組成以外
のガス雰囲気で充填したい場合は、第１図又は第２図の
例に示す装置で行い、前述と略同様の方法で、２４又は
４０の排気調節弁及び１４ａ又は１４ｂの調節弁を予め
調節しておき、充ＮＡ１４６内を略大気圧になるように
しておく。

この場合、必要に応じて１３ａ又は１３ｂの自動開閉弁
を閉した状態で、２４又は４０の排気調節弁を開にして
、２６又は４１の排気口に図示しない真空ポンプ等の吸
引装置を接続して、充填苗４６内を真空引きしてから、
１３ａ又は１３ｂの自動開閉弁を開にすると、空の充填
容器２７の中の大気（エア）を効率よく置換できる。

（３加圧した充填雰囲気で充填する場合、加圧した充填
雰囲気で充填する場合は、第１図又は第２図の例に示す
装置で充填する。加圧ガス雰囲気が大気組成以外のガス
が必要な時は前述と同様に、予め２６又は４１の排気口
に真空ポンプ等の吸引装置を接続して充填室内を真空引
きしてから、１３ａ又は１３ｂの自動開閉弁を開にして
、必要な特定のガスで充填室４６を所定の圧力に加圧す
る。

前述の予備操作を終えた時点で、第１図乃至第３図のい
ずれの例の場合でも、充填容器台３０の３２又は４３の
パルプ下部との間にできる至（第１図及び第３図の場合
は圧カニＰ２．第２図の場合は圧カニＰ３）と充填容器
台３０の周辺部の至（第１図及び第３図の場合は圧カニ
Ｐ３．第２の場合は圧カニＰ４）との間に所定の検知流
体が流れる状態になり、低圧側検出管３３と高圧側検出
管３４との間に第１図及び第３図の場合差圧Ｐ２−Ｐ３
が、第２図の例の場合差圧Ｐａ−Ｆ４が生じ、それを差
圧検出器３５で検出し、その差圧信号３６を充填室１１
１１１１１器３７に伝送する。この時点で検出する差圧
は、後述する如く供給した空の充填容器２７の重量と、
製品の重量と、充填容器台３０の重量との総和、また第
２図の例の場合これにフレキシブル板４０の重量を加え
た重量に比例する。

次に、充填重量検出の原理について説明する。

第１及び第３図の例の場合、充填容器台３０に下向きに
作用する力Ｆ１は となる。上向きに作用する力Ｆ２は となる。ここで、充填容器台３０とパルプ下部３２との
間にできる隙間を略十分なものとすると、Ｆ３はＦ４と
略等しくなり、且つ充填容器台３０は静止した状態では
Ｆ！の力とＦ２の力とは等しくなる。従って、上記０式
と■式とから、次の０式の関係が得られる。

従って、差圧検出器３５が検出する差圧（Ｆ２−Ｆ３　
）は、充填容器台３０に加わる荷重Ｗに比例する。

一方、第２図の例の場合、充填容器台３０及びフレキシ
ブル板４４に下向きに作用する力Ｆ３はＦ３−、−Ｘ　
（Ｄ、ａ）ＸＰ、ａ＋Ｗ　　曲１　■となる。上向きに
作用する力Ｆ４は Ｆ４＝４Ｘ（Ｄ、ａ）’ｘＰｓａ−４（（Ｄ、ａ）２イ
Ｄ　ａ　）’）ｘＰ４ａ……■となる。ここで、充填室
４６内の圧力Ｐ２と充填容器台３ｏとパルプ下部４３と
の間にできる空の圧力Ｐ３とが略等しくなるようにガス
流路４２を十分な大きさのものとし、且〕充填容器台３
０及びフレキシブル板４４が静止した状態ではＦ３の力
とＦ４の力とは等しくなる。従って、■式と０式とから
次の０式の関係が得られる。

Ｗ’冨−Ｘ（（Ｄ、ａ）２−（Ｄ２ａ）２）ｘ（Ｐｓａ
−ｐ　　）　、、、、−１■４　　　　　　　　　　　
　＜ａ 従って、差圧検出器３５が検出する差圧（Ｐ　３ａ　−
Ｐ　＋ａ）は充填容器台３０及びフレキシブル板４４に
加わる荷重Ｗに比例する。また、この例では、Ｄ　１ａ
＞　Ｄ　ｚａでなければならない。

次に、計ｌ充填について説明する。

第１図乃至第３図の例に示す装置にて、＃ｉ述の充填重
置検出原理にて、充填容器台３０に掛かる荷重Ｗを差圧
検出器３５にて検出することがＣき、計量充填を次のス
テップで行う。

（１）　　まず、充填容器２７が空の状態で差圧検出器
３５の差圧信号３６を充填量制御器３７に伝送し、充填
容器２７の空重量を知る。

（ａ　充填量制御器３７よりのバルブ開閉信号２０にて
、バルブステム１９を操作して充填バルブシート２８を
開の状態にして、製品を充填容器２７に充填する。

（３）　　充填をする時に、充填容器２７への製品の充
填速度を変化させたい時は、充填量制御器３７からの流
調弁開度信号１７にて流調弁１６の弁開度を制御する。

ここで、充填開始時、流調弁１６の弁開度を絞ると、次
の効果が得られる。

■　充填容器台３０への衝撃荷重を和らげる効果がある
。

■　泡立ち易い液体を充填する場合は、充填開始時の泡
立ち防止の効果がある。

■　粉体を充填する時の充填開始時の飛散防止の効果が
ある。

■　充填開始時の雰囲気ガスの巻込み防止の効果がある
。

（４）　　充填中は、流調弁１６の弁開度を所定のもの
にし、充填速度を大きくして、効率的な充填を行う。

＋５１　　充填中、常時差圧検出器３５の差圧信号３６
を充填量制御器３７に伝送し、充填容器２７が空の状態
の時の差圧の値に対して、増加した差圧弁が、充填容器
２７に充填した製品の重量に比例することから、充填中
の充填した製品重量を検知すことができる。

（ａ　前述の常時検知し得る充填容器内２７の製品充填
重量が所定の重量に近くなったならば、流調弁１６の弁
開度を適当に絞ることにより、充填速度を少なくし、充
填重量の検出精度を高める効果がある。

（７）充填容器２７内の製品充填重量が所定の重量にな
った時、バルブ開閉信号２２にて、バルブステム１７を
操作して、充填バルブシート２８を閉の状態にして製品
の計量充填を終了する。また、充填終了後、製品充填重
量を再度検知して、前述の充填ステップを繰返し行って
補正充填をすることもできる。

次に、計量充填終了後の作用について説明する。

前述の計量充填終了後、第１図及び第２図の例に示す装
置では、１３ａ又は１３ｔ）の自ａｍ閉弁と２５又は３
９の排気制御弁とを操作して、充填室４６内を略大気圧
の状態にしてから、図示しない機構にて、充填バルブ全
体を上昇させるか、充　−填台全体を下降させて、充填
容器２７を取出し可能な状態にして図示しない充填容器
２７の取出し装置にて、計量充填した充填容器２７を取
出す。

第３図の例に示す装置は、前述の大気圧にする操作は不
要である。

このようにして、本実施例装置によれば、前述の発明の
効果の項で説明した■〜のに示す効果以外に次の■〜［
株］ような効果が得られる。

■　充填容器中の製品に接触することなく、簡単な機構
で充填中の製品重量を常時、小流量の検知流体で検知し
得る。

■　充填容器を大気圧雰囲気のみならず、必要に応じて
加圧又は負圧状態で計量充填ができる。

［株］　製品を充填するノズルは、充填中の製品に非接
触とすることができ、製品によるノズルの汚れを最小限
にできる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
充填装置の概略構成を示す断面図であり、第１図及び第
２図は充填容器を密閉する必要がない例、第３図は充填
容器を密閉する必要がある例である。 １・・・製品流入口、２・・・レベル制御弁、３・・・
レベルコントローラ、４・・・製品タンク、１３ａ。 １３ｂ・・・自動開閉弁、１４ａ、１４ｂ・・・調節弁
、１６・・・流量調節弁、１９・・・バルブステム、２
３・・・バルブ本体、２４．４０・・・排気調節弁、２
５゜３９・・・排気制御弁、２６．４１・・・排気口、
２７・・・充填容器、２８・・・バルブシート、３０・
・・充填容器台、３２．４３・・・バルブ下部、３３・
・・低圧側検出器、３４・・・高圧側検出器、３５・・
・差圧検出器、４４・・・フレキシブル板。 出願人復代理人　弁理士　鈴江武彦 、、！Ｉ＃」０・９・２９Ｂ 特許庁長官　志　賀　　　学　　　殿 １、事件の表示 特願昭５９−２３５６４２号 ２、発明の名称 充填装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （６２０）三菱重工業株式会社 ４、後代　理　人 ５、自発補正 ７、補正の内容 （１）明細書の全文を別紙の通υに訂正する。 （２）図面第１図及び第３図の符号２８の各９１出し線
をそれぞれ別紙に朱筆する通りに訂正する。 （３）図面第２図を別紙の通りに訂正する６（４）図面
第３図に別紙に朱籠する如く、符号５０及びその引出し
線を加入する。 明　　　　細　　　　書 １、発明の名称 充填装置 ２、特許請求の範囲 製品液を貯溜するタンクと、同タンク内の製品液を容器
に充填する充填パルプと、上記タン器台に加わる荷重を
検出する荷重計と、同荷重計の出力を受け上記弁と充填
パルプとを制御する制御器とを有することを特徴とする
充填装置。 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、各種容器への液体、粉体或いは固体の充填を
行う充填装置の改良に関する。 〔従来の技術〕 瓶や缶等の容器に液体食品（清涼飲料、アルコール飲料
、乳製品、調味料）を充填する従来の詰機を大別すると ■　ピストン（定容量）式 ■　重量計量式 ■　液面検知式 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の方式にあっては、次のような問題
がありた。即ち、■のピストン式は、液を計量するピス
トン及びチャンバーの構造が複雑であ）、また殺菌洗浄
がし難い。■の重量計量式は、重量計測部が高価で大能
力の充填機への適用が難しい。■の液面検知式（現状の
瓶或いは缶詰機の殆どがこの方式）は、一般に構造が複
雑で充填ノズルの製品液に接液する部分が外気に晒され
微生物汚染の可能性が大である欠点を有しておシ、無菌
充填用としては不向きである。 本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、構造が簡単で殺菌洗浄を容易に行う
ことができ、且つ微生物汚染等が生じ難い充填装置を提
供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の特徴は、次の（１）〜（４）にある。 圧で検知し、必要充填量（重量）を制御する。 （２）　　瓶或いは缶等の容器全体の雰囲気が負圧。 大気、又は加圧条件下でも容器の充填量（重量）を検知
することが可能であシ、必要充填量を制御できる。 （３）瓶或いは缶等の容器へ製品を充填する充填パルプ
の開閉は容器へ充填量（重量）を検知した信号で行い、
充填量の精度向上及び製品＆質向上を口論む多段階の充
填速度制御が可能である０ （４）容器への充填重量を検知して制御するもので、製
品が液体、固体（粉体）及び固体を含む液体のいずれＫ
も適用できる。 即ち本発明は、瓶や缶等の容器内に各種充填物を充填す
る充填装置において、製品液を貯溜するタンクと、同タ
ンク内の製品液を容器に充填する充填パルプと、上記タ
ンクから充填パルプに送られる製品液の流量を調整する
弁と、上記容器を支承′する容器台と、同容器台に加わ
る荷重を検出する荷重計と、同荷重計の出力を受け上記
弁と充填パルプとを制御する制御器とを設けるようＫし
たものである。 〔発明の効果〕 本発明によれば、次の■〜■のような効果が得られる。 ■　充填中に常時検知できる製品充填重量にて充填速度
の多段階制御が可能で、充填製品品質向上の効果がある
。 ■　充填ノズルと充填容器とは非接触であり、充填操作
のため（充填容器を変形されることがない。 ■　密閉雰囲気で製品充填を行う必要がある場合、充填
雰囲気を十分清浄な状態に保つことができる。 ■　清涼飲料及びアルコール飲料等の液体食品を瓶或い
は缶に充填する場合、炭酸がス入シ飲料製造用と無炭酸
飲料製造用とでは、各々別々の充填機構であったが、本
発明では同一の装置で計量充填が可能である。 ■　充填容器の空電量分を補正して、正味の充填重量に
て制御可能である。 ■　本発明は、回転式の大能力の充填装置（も適用し得
る。 ■　本発明は、大容器の充填容器にも適用し得る。 〔実施例〕 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。 第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
充填装置の概略構成を示す断面図であり、第１図及び第
２図は検知流体に気体を利用する例、第３図は充填容器
を密閉する必要がない場合の例を示している。図中Ｉは
製品の流入口、２はレベル制御弁、３はレベルコントロ
ーラ、４は製品タンク、５はタンク蓋、６はタンク内製
品である。７はタンク加圧ガスの供給口、８は減圧弁、
９はフィルター、１０はタンク圧力計である。１１はタ
ンク出口配管、Ｉ２は加圧ｆス出ロ配管、１３＊、１３
ｂは自動開閉弁、１４＊、１４ｂは調節弁、１５ｍ、１
５ｂは配管である。１６は流量調整弁（流調弁）、Ｉ７
は流調弁Ｉ６への開度信号、１８は製品配管である。１
９はパルプステム、２０はエアシリンダー、２Ｚはパル
プ上部、２２はパルプ開閉信号、２３はパルプ本体、２
４．４０は排気調節弁、２５．３９は排気制御弁である
。２６゜４Ｉは排気口で、必要に応じて図示しない真空
排気装置に接続されることもある。２７は充填容器、２
８は充填バルブシート、２９はシールドｆスケットであ
る。３０は充填容器台（非充填時にはパルプ下部３２の
突出筒部３２ｍに当接している）、３１ｇ、３１ｂはが
ス吹き抜は部、３２はパルプ下部、３３は低圧側検出管
、３４は高圧側検出管、３５は差圧検出器、３６は差圧
信号、３７は充填量制御器である。４５は充填容器２７
に充填した製品を示す。 第２図において、４３はパルプ下部、４２はゴス流路、
４４は７レキシプル板であシ、充填室４６と充填容器台
３０とを仕切るフレキシブルな板である。フレキシブル
板４４の外周部はパルプ下部４３に一体く固定されると
共に、充填容器台３０と接触する部分は充填容器台３゜
と一体に固定されている。 また、第１図において、Ｐｌは製品タンク４内のガス圧
力、Ｐ、はパルプ下部３２よシ噴出すガス圧力、Ｐｓは
充填容器台３ｏの周辺部圧力、Ｐ、は充填室４６内のガ
ス圧力を示しＰ１≧Ｐ、≧Ｐ、）Ｐ。 の関係にある。Ｗは充填容器台３０Ｖｃ掛かる荷重を示
し、充填容器２１の重量と、充填容器２７内に充填した
液４５の重量と、充填容器台３゜自身の重量との和に等
しい。Ｄｌは充填容器台３０の流体吹き抜は部３１＊の
直径であシ、Ｄ。 はパルプ下部３２に形成された充填容器台３０が収容さ
れる凹陥穴の直径でちゃ Ｄｔ＜Ｄｔ の関係にある。 第２図において、Ｐ４は製品タンク４内のがス圧力、Ｐ
□は充填室４６内のガス圧力、Ｐ３゜はパルプ下部４３
よシ噴出すガス圧力、ｐ４ｍは充填容器台３００周辺部
圧力を示し ｐｔａ≧Ｐ０≧ｐｓａ　＞　ｐａａ の関係にある。Ｗｌは充填容器台３０に掛かる荷重を示
し、充填容器２７の重量と、充填容器２７内に充填し九
製品４５の重量と、７レキシプル板４４の関係する重量
と、充填容器台３０自身の重量との総和に等しい。Ｄ、
１は充填容器台３０のガス吹き抜は部３１ｂの直径であ
シ、Ｄ□はフレキシブルｉ４４の可動部の有効直径であ
シＤｔ　ａ　＞　Ｄ　＠　＠ の関係にある。 第３図は充填容器２７を密閉する必要がない場合の例で
ある。この場合、製品タンク４内のｆス圧力Ｐ８は通常
大気圧である。なお、５０　　　′は大気圧開放配管で
あるが、必要に応じて加圧することもできる。５Ｉは検
知流体（気体或いは液体）供給口、５２は減圧弁、５３
はフィルター、５４は圧力計である。 次に、上記構成された各装置の作用について説明する。 第１図乃至第３図に示す装置で、製品流入口Ｉより粉体
、流体或いは固体を含んだ液体等の製品を製品タンク４
に図示しない圧送装置にて送シこむ。製品タンク４内の
製品は、レベルコントローラー３とレベル制御弁２とで
所定の量に制御される。 第１図及び第２図に示す装置では、タンク出口配管１１
或いは製品配管１８のいずれかをフレキシブルなものに
して、パルプステム！９゜エアシリンダー２０．バルブ
上部２１及Ｕパルプ本体２３を主要部品として構成され
る充填パルプ全体を上下可動なものとして、図示しない
機構にて充填パルプ全体を上昇させて図示しない充填容
器供給装置にて、本装置に空の状態の充填容器２７を供
給する方法と、３２又は４３のパルプ下部及び充填容器
台３０、第２図の場合はさらにフレキシブル板４４を主
要部品として構成される充填台金体を上下可動なものと
して、図示しない機構にて充填台金体を下降させて図示
しない充填容器供給装置にて、本装置に空の状態の充填
容器２７を供給する方法とがある。 第１図及び第２図の例では、空の充填容器２７を本装置
に供給した後に前述の充填パルプ全体を下降させるか、
充填台金体を上昇させてパルプ本体２３の先端に取付け
たシールガスケット２９と、３２又は４３のパルプ下部
とを密着させて空の充填容器２７を充填室４６内に密閉
する。 第３図の例では、充填バルブシート２８が充填容器２７
に対して適当な位置になるように、必要に応じて前述と
同様に充填パルプ全体を下降させるか、充填台金体を上
昇させる。 さて、第１図及び第２図の例では、充填容器２７に製品
を充填する前に必要に応じて次の予備操作を行う。 （１）　　大気圧より低い充填雰囲気で充填する場合。 ２６又は４Ｉの排気口に図示しない真空ボンデ等の吸引
装置を接続する。このボンデを運転させておき、２５又
は３９の排気制御弁を開くし、さらにＩ３＆又は１３ｂ
の自動開閉弁を開にして、充填室４６内を所定の負圧に
保つ。この負圧の穆度は、２４又は４０の排気調節弁及
び１４＆又はＺ４ｂの調節弁を予め調節しておき、必要
な負圧を得られるようＫしておく。 （２）略大気圧で充填する場合。多くは第３図の例に示
す装置で行うが、充填雰囲気が密閉状態又は大気組成以
外のガス雰囲気で充填したい場合は、第１図又は第２図
の例に示す装置で行い、前述と略同様の方法で、２４又
は４０の排気調節弁及びＩ４１又は７４ｂの調節弁を予
め調節しておき、充填室４６内を略大気圧になるように
しておく。この場合、必要に応じてｒｊａ又はＺ３ｂの
自動開閉弁を閉じた状態で、２４又は４０の排気調節弁
を開にして、２６又は４１の排気口に図示しない真空ボ
ンデ等の吸引装置を接続して、充填室４６内を真空引き
してから、ｒＪａ又はｘｓｂの自動開閉弁を開にすると
、空の充填容器２７の中の大気（エア）を効率よく置換
できる。 （３）加圧した充填雰囲気で充填する場合。加圧した充
填雰囲気で充填する場合は、第１図又は第２図の例に示
す装置で充填する。加圧ガス雰囲気が大気組成以外のガ
スが必要な時は前述と同様に、予め２６又は４Ｉの排気
口に真空ボンデ等の吸引装置を接続して充填室内を真空
引きしてから、Ｉ３＆又は１３ｂの自動開閉弁を開にし
て、必要な特定のガスで充填室４６を所定の圧力に加圧
する。 前述の予備操作を終えた時点で、第１図乃至第３図のい
ずれの例の場合でも、充填容器台３０の３２又は４３の
パルプ下部との間にできる室（第１図及び第３図の場合
は圧カニＰ１．第２図の場合は圧カニＰ、）と充填容器
台３ｏの周辺部の室（第１図及び第３図の場合は圧カニ
Ｐ、。 第２の場合は圧カニＰ４　）との間に所定の検知流体が
流れる状態にな）、低圧側検出管３３と高圧側検出管３
４との間に第１図及び第３図の場合差圧Ｐｔ　　ｐｓが
、第２図の例の場合差圧ｐ、−ｐ、が生じ、それを差圧
検出器３５で検出し、その差圧信号３６を充填室制御器
３７Ｖｃ伝送する。この時点で検出する差圧は、後述す
る如く供給した空の充填容器２７の重量と、製品の重量
と、充填容器台３ｏの重量との総和、また第２図の例の
場合これに７レキシプル板４゜の重量を加えた重量に比
例する。 次に、充填重量検出の原理について説明する。 第１図及び第３図の例の場合、充填容器台３０に下向き
に作用する力Ｆ、は Ｆ　、　＝＝　、　ｘ　（Ｄ、）”　ｘ　Ｐ４＋Ｗ　　
−・−■となる。上向きに作用する力Ｆ、は Ｆｔ＝７×（Ｄ＋）”ＸＰｔ＋７（（Ｄｔ）２−（Ｄ＋
）”）ＸＰｓ・・曲■となる。ここで、充填容器台３ｏ
とパルプ下部３２との間にできる隙間を略十分なものと
すると、Ｐ、はＰ４と略等しくなシ、且つ充填容器台３
０は静止した状態ではＦｌのカとＦ、の力とは等しくな
る。従って、上記０式と０式とから、次の０式の関係が
得られる。 Ｗ　＝　７ｘ　（Ｄ、）”　ｘ　（ｐ、−ｐ、　）　　
・・・・・・■従って、差圧゛検出器３５が検出する差
圧（Ｐ。 Ｐ、）は、充填容器台３ｏに加わる荷重Ｗに比例する。 一方、第２図の例の場合、充填容器台３ｏ及び７レキシ
プル板４４に下向きに作用する力Ｆ。 は Ｆ’、　＝　ｒＸ　（Ｄ、ａｒＸ　Ｐ、、　＋　Ｗ、　
−■となる。上向きに作用する力Ｆ４は Ｆ、＝７Ｘ　（Ｄ、、）”ｘＰ、、−７（（Ｄ、　ａ）
”−（Ｄ□）”）×ｐａ１・曲■となる。ここで、充填
室４６内の圧力Ｐ、と充填容器台３０とパルプ下部４３
との間にできる室の圧力Ｐ３とが略等しくなるようにが
ス流路４２を十分な大きさのものとし、且つ充填容器台
３Ｑ及びフレキシブル板４４が静止した状態ではＦ、の
力とＦ４の力とは等しくなる。従って、０式と０式とか
ら次の０式の関係が得られるＯ Ｗ、　＝　−ｘ　（（ｏｔａ）”−（ｏ□）”　）　×
（ＰＳａ−Ｐｅａ）・・・・・・　■従って、差圧検出
器３５が検出する差圧（Ｐ□−Ｐ４．）は充填容器台３
０及び７レキシプル板４４に加わる荷重Ｗ１に比例する
。また、この例では、Ｄｌａ＞Ｄｌｍ　でなければなら
ない。 次に、計景充填忙ついて説明する。 第１図乃至第３図の例に示す装置にて、前述の充填重量
検出原理にて、充填容器台３０に掛かる荷重Ｗを差圧検
出器３５にで検出することができ、計量充填を次のステ
ップで行う。 （１）まず、充填容器２７が空の状態で差圧検出器３５
の差圧信号３６を充填量制御器５７に伝送し、充填容器
２７の空重量を知る。 （２）　　充填量制御器３７よ）の・ぐルプ開閉信号２
０にて、−ヤルプステム１９を操作して充填バルブシー
ト２８を開の状態にして、製品を充填容器２７に充填す
る。 （３）充填をする時に、充填容器２７への製品の充填速
度を変化させたい時は、充填量制御器３７からの流調弁
開度信号Ｉ７にて流調弁Ｉ６の弁開度を制御する。ここ
で、充填開始時、流調弁Ｉ６の弁開度を絞ると、次の効
果が得られる。 ■　充填容器台３０への衝撃荷重を和らげる効果がある
。 ■　泡立ち易い液体を充填する場合は、充填開始時の泡
立ち防止の効果がある。 ■　粉体を充填する時の充填開始時の飛散防止の効果が
ある。 ■　充填開始時の雰囲気ガスの巻込み防止の効果がある
。 （４）充填中は、流調弁１６の弁開度を所定のものにし
、充填速度を大きくして、効率的な充填を行う。 （５）充填中、常時、差圧検出器３５の差圧信号３６を
充填量制御器３７に伝送し、充填容器２７が空の状態の
時の差圧の値に対して、増加した差圧分が、充填容器２
７に充填した製品の重量に比例することから、充填中の
充填した製品重量を検知することができる。 （６）前述の常時検知し得る充填容器内２７の製品充填
重量が所定の重量に近くなったならば、流調弁Ｉ６の弁
開度を適当に絞ることにより、充填速度を少なくし、充
填重量の検出精度を高める効果がある。 （７）充填容器２７内の製品充填重量が所定の重量にな
った時、パルプ開閉信号２２にて、・櫂ルプステム１９
を操作して、充填バルブシート２８を閉の状態にして製
品の計量充填を終了する。 また、充填終了後、製品充填重量を再度検知して、前述
の充填ステップを繰返し行って補正充填をすることもで
きる。 次に、計量充填終了後の作用について説明する０ 前述の計量充填終了後、第１図及び第２図の例に示す装
置では、１３１又は１３ｂの自動開閉弁と２５又は３９
の排気制御弁とを操作して、充填室４６内を略大気圧の
状態にしてから、図示しない機構にて、充填バルブ全体
を上昇させるか、充填台金体を下降させて、充填容器２
７を取出し可能な状態にして図示しない充填容器２７の
取出し装置にて、計量充填した充填容器２７を取出す。 第３図の例に示す装置は、前述の大気圧にする操作は不
要である。 このようにして、本実施例装置によれば、前述の発明の
効果の項で説明した■〜■に示す効果以外に次の■〜［
相］ような効果が得られる。 ■　充填容器中の製品に接触することなく、簡単な機構
で充填中の製品重量を常時、小流量の検知流体で検知し
得る。 ■　充填容器を大気圧雰囲気のみならず、必要に応じて
加圧又は負圧状態で計量充填ができる。 ［相］　製品を充填するノズルは、充填中の製品に非接
触とすることができ、製品によるノズルの汚れを最小限
にできる。 なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。 ４、図面の簡単な説明 第１図乃至第３図はそれぞれ本発明の一実施例に係わる
充填装置の概略構成を示す断面図であυ、第１図及び第
２図は充填容器を密閉する必要がある例、第３図は充填
容器を密閉する必要がない例である。 Ｉ・・・製品流入口、２・・・レベル制御弁、３・・・
レベルコントローラ、４・・・製品タン／、１３＊。 １３ｂ・・・自動開閉弁、１４＊、１４ｂ・・・調節弁
、Ｉ６・・・流量調節弁、１９・・・パルシステム、２
３・・・パルプ本体、２４．４０・・・排気調節弁、−
２５゜３９・・・排気制御弁、２６．４１・・・排気口
、２７・・・充填容器、２８・・・バルブシート、３０
・・・充填容器台、３２．４３・・・バルブ下部、３３
・・・低圧側検出管、３４・・・高圧側検出管、３５・
・・差圧検出器、４４・・・フレキシデル板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製品液を貯溜するタンクと、同タンク内の製品液を容器
   に充填する充填バルブと、上記タンクから充填バルブに
   送られる製品液の流量を調整する弁と、上記容器を支承
   す容器台と、同容器台に加わる荷重を検出する荷重計と
   、同荷重計の出力を受け上記弁と充填バルブとを制御す
   る制御器とを有することを特徴とする充填装置。