自動液充填システム
【課題】 自動搬送路の上流側で液体を充填した液入り容器の液出入口を、下流側で自動キャッパーにて閉塞する自動液充填システムとして、容器の側面部を凹ませずに自動的に満中充填を可能にする手段を提供する。
【解決手段】 上流側の液充填ステーションで容器V内に一部空間を余すように液を充填し、下流側のキャッピングステーションCSにおいて、キャップC嵌着前に満杯補充ノズル5により、液面センサー6を介して液出入口E一杯になるまで液体を補充する。
【解決手段】 上流側の液充填ステーションで容器V内に一部空間を余すように液を充填し、下流側のキャッピングステーションCSにおいて、キャップC嵌着前に満杯補充ノズル5により、液面センサー6を介して液出入口E一杯になるまで液体を補充する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば一斗缶や半切り缶等の上面に液出入口を備えた容器内に液体を充填後、液出入口をキャップの嵌着によって閉塞するようにした自動液充填システム、特に容器内に空気が残らぬように液体を満たす満中充填に適用する該システムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、容器に一斗缶やその半容量(1/2高さ)の半切り缶を用いる自動液充填システムでは、その充填作業能率を高めるために、図11に示すように、液充填ステーションFSとキャッピングステーションCSとを自動搬送路RCの上流側と下流側とに分けて設け、上流側で容器Vに液体を充填している間に、下流側で液充填後の容器Vの液出入口Eにキャップを嵌着するようにしている。
【0003】
そして、液充填ステーションFSでは、液充填後の容器VをキャッピングステーションCSへ移送する間の振動や発進・停止の衝撃で液体が液出入口Eから零れるのを防止するために、容器内の上部に一部空間を余すように液体を充填するのが普通である。従って、そのままキャッピングステーションCSで液出入口Eにキャップを嵌着すれば、容器Vは内部に空気が入った状態で封止されることになる。
【0004】
しかるに、充填する液体の種類によっては、空気による酸化変質や空気中の雑菌等による腐敗等を避けるために、容器V内に空気を残さない所謂満中充填を要することが多々ある。そこで、例えば一斗缶における満中充填では、キャッピングステーションCSにおいてキャップを嵌着する前に、両側あるいは四方から側面部を圧迫して凹ますことで容積を縮小し、もって空気を追い出して液出入口E一杯まで液面を高め、この満杯状態でキャップを嵌着するようにしている。
【0005】
ところが、上記の満中充填を行った一斗缶は、側面部が凹んだままになっており、外観に劣る上、缶同士を段積みする場合等に安定性に欠けるという問題があった。特に、加熱を伴う加工工程からの連続ライン等で液温が高い状態で液充填を行った場合は、熱膨張していた液体の体積が充填封止後の冷却に伴って減少するから、缶側面部の凹み変形が更に増すことになる。一方、前記半切り缶のように側面部の面積が小さい容器や、円筒形等で側面部が変形しにくい容器では、該側面部を圧迫して収容液体の液面を高めること自体が困難であった。
【0006】
従って、前記一斗缶や他の容器において側面部を凹ませずに満中充填を行う場合は、キャッピングステーションCSにおいて、キャップ嵌着前に作業者が適当な容器に入れた液体を手操作で継ぎ足すのが一般的であるが、そのために非常に手間を要して能率が悪いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の情況に鑑み、上面に液出入口を備えた容器内に、自動搬送路の上流側に設けた液充填ステーションにおいて所要の液体を充填したのち、この液入り容器を自動搬送路の下流側のキャッピングステーションへ移送し、該液入り容器の液出入口を自動キャッパーにて閉塞する自動液充填システムとして、容器の側面部を凹ませることなく自動的に満中充填を行うことを可能にする手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る自動液充填システムは、図面の参照符号を付して示せば、キャッピングステーションCSに満杯補充ノズル5と液面センサー6とが設けられ、液充填ステーションFSでは容器V内に一部空間を余すように液Lを充填すると共に、キャッピングステーションCSにおいてキャップC嵌着前に液面センサー6を介して満杯補充ノズル5によって液出入口E一杯になるまで液体Lを補充するようにしたことを特徴としている。
【0009】
請求項2の発明は、上記請求項1の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が、同じ昇降枠14に取り付られ、上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するように構成されている。
【0010】
請求項3の発明は、上記請求項1又は2の自動液充填システムにおいて、自動キャッパー4と満杯補充ノズル5及び液面センサー6とが、自動搬送路RCの横断方向に移動可能なスライダー10に保持され、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が液補充位置にある時に自動キャッパー4はキャップ受け取り位置にあるように設定されている。
【0011】
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかに記載の自動液充填システムにおいて、前記容器Vが上面の一隅部に液出入口Eを備えた四角筒状の金属缶からなり、キャッピングステーションCSにおける満杯補充ノズル5による液体充填時に、該容器Vを液出入口E側が高くなる傾斜状態に保持するように構成されている。
【発明の効果】
【0012】
請求項1の発明に係る自動液充填システムによれば、液充填ステーションで一部空間を余すように液体を充填した容器内に、キャッピングステーションにおいてキャップ嵌着前に液面センサーを介して満杯補充ノズルによって液体を満杯まで補充することから、容器の側面部を凹ませることなく自動的に確実に満中充填を行え、キャップ嵌着で封止された容器は側面部の凹み変形がないので良好な外観になり、段積みする場合等にも安定性がよいものとなる。
【0013】
請求項2の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズル及び液面センサーが一体に上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するから、液補充及びキャッピング前後の容器の搬送路を直線的に設定でき、装置構成が簡素になる。
【0014】
請求項3の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズルによる液補充が行われている間に、キャッパー本体がキャップ受け取り動作を行えるから、キャッピングステーションでの作業能率が向上する。
【0015】
請求項4の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、特に一斗缶のように上面の一隅部に液出入口を備えた四角筒状の金属缶に対する満中充填を確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明に係る自動液充填システムの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1はキャッピングステーションCSの側面図、図2は同平面図、図3は同要部の縦断正面図、図4は該キャッピングステーションCSに使用される満杯補充ノズルの縦断面図、図5〜図10は該キャッピングステーションCSにおける液補充及びキャッピングの動作を順次示す要部の縦断面正面図である。
【0017】
この自動液充填システムにおけるキャッピングステーションCSは、既述した図11における自動搬送路RCの下流側に配置するものであり、上流側にある液充填ステーションFSでは図示省略した液充填装置によって2個の容器V,Vに同時に液充填を行うが、その液充填を経て送られて来る2個の容器V,Vに対し、1個ずつ順次に液補充及びキャッピングを行うように構成されている。また、液充填ステーションFSでの液充填は、液充填後の自動搬送路RC上におけるキャッピングステーションCSへの移動の間の振動や発停時の衝撃で液出入口Eから液体が零れることがないように、各容器V内に一部空間を余すように設定している。なお、各容器Vは、所謂一斗缶であり、上面の一隅部に液出入口Eを備えた四角筒状の金属缶にて構成されている。
【0018】
図1及び図2に示すように、キャッピングステーションCSには、自動搬送路RCを跨いで配置したキャッピングゲート1と、その前後位置で同様に自動搬送路RCを跨ぐ待機用ストッパーゲート2A及び作業用ストッパーゲート2Bと、自動搬送路RCの片側に配置するキャップ供給装置3とが設置されている。
【0019】
図3でも示すように、キャッピングゲート1は、両側各2本の支柱1a…の上部間に上下左右4本のガイドバー1b…が架設されており、これらガイドバー1b…に摺動自在に保持されたL字枠状のスライダー10が駆動シリンダ11を介して自動搬送路RCを横切る方向に移動するようになっている。そして、このスライダー10の水平板部10a上に、キャッパー昇降用シリンダ12とノズル昇降用シリンダ13とが立設されている。そして、水平板部10aを貫通して下方へ突出したキャッパー昇降用シリンダ12の伸縮ロッド12aに、コイルスプリング12bを介してキャッパー本体40が多少の揺動を許容する状態で吊持され、このシリンダ12とキャッパー本体40とで自動キャッパー4を構成している。また、同様に下方へ突出したノズル昇降用シリンダ13の伸縮ロッド13aには2段棚状の昇降枠14が固着され、この昇降枠14の下段部14aに満杯補充ノズル5及び液面センサー6が取り付けられている。
【0020】
待機用ストッパーゲート2A及び作業用ストッパーゲート2Bは、略同様の構造であり、上端の横架帯板2aの中央上面側に、ストッパー昇降用シリンダ21と、その両側に配置するガイド筒22,22とが垂直に立設されており、各ストッパー昇降用シリンダ21の伸縮ロッドが該横架帯板2aを貫通して下方へ突出し、この伸縮ロッドの下端にストッパー保持枠23が取り付けられると共に、横架帯板2aを貫通して両側のガイド筒22,22に上下摺動自在に挿嵌したガイドロッド24,24の下端部が、該ストッパー保持枠23の両側に固着されている。そして、待機用ストッパーゲート2Aのストッパー保持枠23には待機用ストッパー25Aが、作業用ストッパーゲート2Bのストッパー保持枠23には作業用ストッパー25Bが、それぞれ取り付けられている。
【0021】
これら待機用及び作業用ストッパー25A,25Bは、図2で示すように共に自動搬送路RCの上流側に向かって開いたV字枠をなしており、ストッパー昇降用シリンダ21の作動によって昇降し、図1の仮想線の如く下降位置では自動搬送路RC上を運ばれる容器Vに当接して停止させる一方、図1の実線の如く上昇位置では該容器Vの通過を許容するように設定されている。しかして、作業用ストッパー25BのV字枠は、待機用ストッパー25Aよりも小さく、且つ図3に示すようにキャップ供給装置3側に高く傾いた形に構成されている。
【0022】
キャップ供給装置3は、図示省略した上位のストック部からキャップCを一枚ずつ傾斜路31へ送り出し、該傾斜路31の下端に続く略水平状の受け部32で当該キャップCを停止させるようになっている。しかして、キャッピングゲート1のスライダー10は、その移動ストロークの一端側において自動キャッパー4のキャッパー本体40が受け部32の真上に位置するように設定されている。
【0023】
満杯補充ノズル5は、図4に示すように、一分岐が下方へ垂下する吐出ノズル管50aとなったティーズ管50と、このティーズ管50の上向き分岐部50b上にクランプパンドを51を介して連結された弁開閉用エアーシリンダ52と、このエアーシリンダ52の伸縮ロッド52aの下端に連結された弁杆53と、該弁杆53の下端に固着した弁体53aと、吐出ノズル管50aの下端に螺着された整流器54とで構成されている。
【0024】
この満杯補充ノズル5のティーズ管50の側方分岐部50cには、図1に示すように液供給チューブ54が接続されており、この液供給チューブ54は上流側の液充填ステーションFSから延びる液供給配管(図示省略)に接続され、該液充填ステーションFSから供給される液体を導入するようになっている。55は液供給チューブ54の途中に介在するボールバルブである。また、弁体53aは、吐出ノズル管50aの基部側のテーパー状に縮径した内周面部で形成される弁座53bに対し、エアーシリンダ52の作動によって上下に離接動作することにより、吐出ノズル管50aへの液体供給路を開閉する。
【0025】
なお、整流器54は、内側に備える蛇腹状フィンにより、吐出液流を整える作用と共に、閉弁状態での外気との置換による液漏出を防止する作用を発揮する。従って、満杯補充ノズル5は、弁体53aの閉弁作動と同時に吐出停止し、次の開弁作動まで吐出ノズル管50a内に液体が充満した状態を維持し、その開弁作動と同時に吐出を開始する。
【0026】
液面センサー6は、探針6aの下端が液体と接触した際に、それを電気的に探知して探知信号を出力するものであり、一般的な市販品を使用できる。そして、満杯補充ノズル5は、液面センサー6の信号出力に基づいて、図示省略したコントローラーを介して弁開閉用エアーシリンダ52が閉作動するようになっている。なお、液面センサー6の探針6aの下端は、図3及び図5〜図10に示すように、満杯補充ノズル5の下端よりも若干下方に位置している。
【0027】
自動搬送路RCは、その送路に沿って一定間隔置きに駆動ローラー7…が配設したローラーコンベアにて構成されている。しかして、キャッピングステーションCSには、図3に示すように、各々駆動ローラー7…の間に配置した複数本の受け桟8a…の両端部を、自動搬送路RCの幅方向両側部で駆動ローラー7…を跨ぐ波形帯板8b,8bに固着一体化した格子型の傾動枠8が配設されている。この傾動枠8は、自動キャッパー4から遠い側端部において下方突出したブラケット81及び枢支ピン82を介して、自動搬送路RCの側枠部71内面側の支持金具72に枢着されると共に、他方の側端部寄り位置で下方突出したブラケット83及び枢支ピン84を介して、自動搬送路RCの下方に設置した傾動用シリンダ73の伸縮ロッド73aに枢支されており、該伸縮ロッド73aの縮退状態で受け桟8a…が図示実線の如く駆動ローラー7…よりも下位に位置する一方、同伸長状態では図示仮想線の如く自動キャッパー4側の高い傾斜状態になって駆動ローラー7…よりも上に出るように設定されている。
【0028】
上記構成の自動液充填システムでは、自動搬送路RCの上流側の液充填ステーションFSにおいて二連充填で2個の容器V,Vに同時に所要の液体が内部に一部空間を余すように充填されたのち、これら液入りの容器V,Vが前後してキャッピングステーションCSへ移送されてくる(図11参照)。そして、まず前位の容器Vは、待機用ストッパー25Aを上昇位置とした待機用ストッパーゲート2Aを通過するが、作業用ストッパーゲート2Bの下降位置にある作業用ストッパー25Bに当接して進行を阻止され、キャッピングゲート1の下方で停止する。また、後位の容器Vは、前位の容器Vの通過後に下降した待機用ストッパー25Aに当接して進行を阻止され、待機用ストッパーゲート2Aの手前で停止する(図2参照)。なお、自動搬送路RC上での容器Vは、液出入口E側が液充填ステーションFSでの液充填時より自動搬送路RCの片側、つまりキャッピングステーションCSにおけるキャップ供給装置3のある側に近くなる配置姿勢になっている。
【0029】
しかして、キャッピングゲート1の下方で停止した容器Vは、当初は図3の実線で示すように駆動ローラー7…上に載った水平姿勢であるが、傾動枠8の上方傾動によって持ち上げられて図示仮想線の如く液出入口E側が高くなる傾斜姿勢に転換する。これにより、容器Vの内部は、当初は図5の如く上部全体に一様であった空気層Aが、図6の如く液出入口E側に偏在する形になる。この時、満杯補充ノズル5の吐出ノズル管50a下端と液面センサー6の探針6aが液出入口Eの真上に位置すると共に、キャップCを載せた受け部32の真上に自動キャッパー4のキャッパー本体40が位置する。なお、図5〜図10では、液面センサー6の探針6aは視認し易いように吐出ノズル管50aの横に図示している。
【0030】
次に、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が下降し、図7に示すように、探針6aが液出入口Eの開口縁高さに一致する状態で、吐出ノズル管50aより液体Lを吐出して容器に補充すると共に、キャッパー本体40の下降により、水平受け部32上のキャップCに該キャッパー本体40の下端凸部40aが嵌合する。そして、この補充によって容器V内の液体Lの液面が液出入口Eの開口縁まで達すると、探針6aの液体Lとの接触で液面センサー6より探知信号が出力され、この信号出力に基づいて満杯補充ノズル5の弁開閉用エアーシリンダ52が閉作動し、吐出ノズル管50aからの液体Lの吐出が停止する。この時点で、容器Vは液体Lで満杯になり、内部に空気を残さない状態になっている。
【0031】
続いて、図8に示すように、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が上昇すると共に、キャッパー本体40もキャップCを吸着した状態で上昇する。そして、図9に示すように、スライダー10の往動によって自動キャッパー4が図示仮想線の如く容器Vの液出入口Eの真上の位置まで移動した上で再び下降し、図示実線の如く吸着していたキャップCを液出入口Eに圧嵌してかしめ込む。このとき、キャッパー本体40は、その吊持部分で僅かに揺動可能であるため、下降過程でキャップCが傾斜した液出入口Eに接触後、更に容器Vの傾斜に合うように少し傾いてキャップ圧嵌位置まで押し下がる。
【0032】
かくしてキャップCが液出入口Eに固着されると、図10に示すように、キャッパー本体40が該キャップCから離脱して上昇すると共に、作業用ストッパー25Bが上昇する。そして、満中充填の状態で封止された容器Vは、傾動枠8の下方傾動によって駆動ローラー7…上に載る水平姿勢に戻り、これら駆動ローラー7…によって作業用ストッパーゲート2Bを通過して自動搬送路RCの下流側へ送られる。
【0033】
次に、作業用ストッパー25Bが下降すると共に、待機用ストッパー25Aが上昇することにより、待機していた後位の容器Vが待機用ストッパーゲート2Aを通過して進行し、作業用ストッパー25Bに当接してキャッピングゲート1の下方で停止する一方、スライダー10の復動によって満杯補充ノズル5及び液面センサー6と自動キャッパー4が図3に示す元の位置に戻り、以降は前記同様にして後位の容器Vに対する液体Lの満中充填とキャップCの嵌着が行われる。
【0034】
このようにして液体Lを満中充填した容器Vは、内部に空気を含まないため、空気による液体Lの酸化変質や空気中の雑菌等による腐敗等を生じない上、側面部を凹ませないために外観が良好であると共に、缶同士を段積みする場合等にも安定性がよい。また、上記の実施形態では容器Vとして一斗缶を例示したが、この自動液充填システムは、上面にキャップを嵌着する液出入口を備える他の種々の形態の容器にも適用でき、例えば半切り缶のように側面部の面積が小さい容器や、円筒形等で側面部が変形しにくい容器でも支障なく満中充填を行える。
【0035】
なお、本発明の自動液充填システムにおいては、満杯補充ノズルや自動キャッパーの構造、各部の昇降及びスライド機構、容器の傾動機構、キャップの供給及び嵌着機構、自動搬送路における容器の搬送及び発停機構等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。例えば、容器の傾動機構については、例示した傾動枠8のように受け部が傾動する方式以外に、傾斜状の受け部が上下に昇降する構造として、駆動ローラー7…より下位に待機した該受け部が液充填に際して上昇して容器Vを持ち上げることにより、当該容器を液出入口側に高く傾斜させる方式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動液充填システムにおけるキャッピングステーション全体の側面図である。
【図2】同キャッピングステーション全体の平面図である。
【図3】同キャッピングステーションの要部の縦断正面図である。
【図4】同キャッピングステーションに使用される満杯補充ノズルの縦断面図である。
【図5】同キャッピングステーションにおける容器停止段階における要部の縦断面正面図である。
【図6】同容器傾動段階における要部の縦断面正面図である。
【図7】同液補充段階における要部の縦断面正面図である。
【図8】同液補充終了段階における要部の縦断面正面図である。
【図9】同キャッピング段階における要部の縦断面正面図である。
【図10】同キャッピング終了段階における要部の縦断面正面図である。
【図11】自動液充填システムのステーション配置を示す模式平面図である。
【符号の説明】
【0037】
4 自動キャッパー
5 満杯補充ノズル
6 液面センサー
10 スライダー
14 昇降枠
CS キャッピングステーション
E 液出入口
FS 液充填ステーション
L 液体
RC 自動搬送路
V 容器
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば一斗缶や半切り缶等の上面に液出入口を備えた容器内に液体を充填後、液出入口をキャップの嵌着によって閉塞するようにした自動液充填システム、特に容器内に空気が残らぬように液体を満たす満中充填に適用する該システムに関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、容器に一斗缶やその半容量(1/2高さ)の半切り缶を用いる自動液充填システムでは、その充填作業能率を高めるために、図11に示すように、液充填ステーションFSとキャッピングステーションCSとを自動搬送路RCの上流側と下流側とに分けて設け、上流側で容器Vに液体を充填している間に、下流側で液充填後の容器Vの液出入口Eにキャップを嵌着するようにしている。
【0003】
そして、液充填ステーションFSでは、液充填後の容器VをキャッピングステーションCSへ移送する間の振動や発進・停止の衝撃で液体が液出入口Eから零れるのを防止するために、容器内の上部に一部空間を余すように液体を充填するのが普通である。従って、そのままキャッピングステーションCSで液出入口Eにキャップを嵌着すれば、容器Vは内部に空気が入った状態で封止されることになる。
【0004】
しかるに、充填する液体の種類によっては、空気による酸化変質や空気中の雑菌等による腐敗等を避けるために、容器V内に空気を残さない所謂満中充填を要することが多々ある。そこで、例えば一斗缶における満中充填では、キャッピングステーションCSにおいてキャップを嵌着する前に、両側あるいは四方から側面部を圧迫して凹ますことで容積を縮小し、もって空気を追い出して液出入口E一杯まで液面を高め、この満杯状態でキャップを嵌着するようにしている。
【0005】
ところが、上記の満中充填を行った一斗缶は、側面部が凹んだままになっており、外観に劣る上、缶同士を段積みする場合等に安定性に欠けるという問題があった。特に、加熱を伴う加工工程からの連続ライン等で液温が高い状態で液充填を行った場合は、熱膨張していた液体の体積が充填封止後の冷却に伴って減少するから、缶側面部の凹み変形が更に増すことになる。一方、前記半切り缶のように側面部の面積が小さい容器や、円筒形等で側面部が変形しにくい容器では、該側面部を圧迫して収容液体の液面を高めること自体が困難であった。
【0006】
従って、前記一斗缶や他の容器において側面部を凹ませずに満中充填を行う場合は、キャッピングステーションCSにおいて、キャップ嵌着前に作業者が適当な容器に入れた液体を手操作で継ぎ足すのが一般的であるが、そのために非常に手間を要して能率が悪いという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上述の情況に鑑み、上面に液出入口を備えた容器内に、自動搬送路の上流側に設けた液充填ステーションにおいて所要の液体を充填したのち、この液入り容器を自動搬送路の下流側のキャッピングステーションへ移送し、該液入り容器の液出入口を自動キャッパーにて閉塞する自動液充填システムとして、容器の側面部を凹ませることなく自動的に満中充填を行うことを可能にする手段を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る自動液充填システムは、図面の参照符号を付して示せば、キャッピングステーションCSに満杯補充ノズル5と液面センサー6とが設けられ、液充填ステーションFSでは容器V内に一部空間を余すように液Lを充填すると共に、キャッピングステーションCSにおいてキャップC嵌着前に液面センサー6を介して満杯補充ノズル5によって液出入口E一杯になるまで液体Lを補充するようにしたことを特徴としている。
【0009】
請求項2の発明は、上記請求項1の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が、同じ昇降枠14に取り付られ、上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するように構成されている。
【0010】
請求項3の発明は、上記請求項1又は2の自動液充填システムにおいて、自動キャッパー4と満杯補充ノズル5及び液面センサー6とが、自動搬送路RCの横断方向に移動可能なスライダー10に保持され、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が液補充位置にある時に自動キャッパー4はキャップ受け取り位置にあるように設定されている。
【0011】
請求項4の発明は、上記請求項1〜3のいずれかに記載の自動液充填システムにおいて、前記容器Vが上面の一隅部に液出入口Eを備えた四角筒状の金属缶からなり、キャッピングステーションCSにおける満杯補充ノズル5による液体充填時に、該容器Vを液出入口E側が高くなる傾斜状態に保持するように構成されている。
【発明の効果】
【0012】
請求項1の発明に係る自動液充填システムによれば、液充填ステーションで一部空間を余すように液体を充填した容器内に、キャッピングステーションにおいてキャップ嵌着前に液面センサーを介して満杯補充ノズルによって液体を満杯まで補充することから、容器の側面部を凹ませることなく自動的に確実に満中充填を行え、キャップ嵌着で封止された容器は側面部の凹み変形がないので良好な外観になり、段積みする場合等にも安定性がよいものとなる。
【0013】
請求項2の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズル及び液面センサーが一体に上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するから、液補充及びキャッピング前後の容器の搬送路を直線的に設定でき、装置構成が簡素になる。
【0014】
請求項3の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、満杯補充ノズルによる液補充が行われている間に、キャッパー本体がキャップ受け取り動作を行えるから、キャッピングステーションでの作業能率が向上する。
【0015】
請求項4の発明によれば、上記の自動液充填システムにおいて、特に一斗缶のように上面の一隅部に液出入口を備えた四角筒状の金属缶に対する満中充填を確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、本発明に係る自動液充填システムの一実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。図1はキャッピングステーションCSの側面図、図2は同平面図、図3は同要部の縦断正面図、図4は該キャッピングステーションCSに使用される満杯補充ノズルの縦断面図、図5〜図10は該キャッピングステーションCSにおける液補充及びキャッピングの動作を順次示す要部の縦断面正面図である。
【0017】
この自動液充填システムにおけるキャッピングステーションCSは、既述した図11における自動搬送路RCの下流側に配置するものであり、上流側にある液充填ステーションFSでは図示省略した液充填装置によって2個の容器V,Vに同時に液充填を行うが、その液充填を経て送られて来る2個の容器V,Vに対し、1個ずつ順次に液補充及びキャッピングを行うように構成されている。また、液充填ステーションFSでの液充填は、液充填後の自動搬送路RC上におけるキャッピングステーションCSへの移動の間の振動や発停時の衝撃で液出入口Eから液体が零れることがないように、各容器V内に一部空間を余すように設定している。なお、各容器Vは、所謂一斗缶であり、上面の一隅部に液出入口Eを備えた四角筒状の金属缶にて構成されている。
【0018】
図1及び図2に示すように、キャッピングステーションCSには、自動搬送路RCを跨いで配置したキャッピングゲート1と、その前後位置で同様に自動搬送路RCを跨ぐ待機用ストッパーゲート2A及び作業用ストッパーゲート2Bと、自動搬送路RCの片側に配置するキャップ供給装置3とが設置されている。
【0019】
図3でも示すように、キャッピングゲート1は、両側各2本の支柱1a…の上部間に上下左右4本のガイドバー1b…が架設されており、これらガイドバー1b…に摺動自在に保持されたL字枠状のスライダー10が駆動シリンダ11を介して自動搬送路RCを横切る方向に移動するようになっている。そして、このスライダー10の水平板部10a上に、キャッパー昇降用シリンダ12とノズル昇降用シリンダ13とが立設されている。そして、水平板部10aを貫通して下方へ突出したキャッパー昇降用シリンダ12の伸縮ロッド12aに、コイルスプリング12bを介してキャッパー本体40が多少の揺動を許容する状態で吊持され、このシリンダ12とキャッパー本体40とで自動キャッパー4を構成している。また、同様に下方へ突出したノズル昇降用シリンダ13の伸縮ロッド13aには2段棚状の昇降枠14が固着され、この昇降枠14の下段部14aに満杯補充ノズル5及び液面センサー6が取り付けられている。
【0020】
待機用ストッパーゲート2A及び作業用ストッパーゲート2Bは、略同様の構造であり、上端の横架帯板2aの中央上面側に、ストッパー昇降用シリンダ21と、その両側に配置するガイド筒22,22とが垂直に立設されており、各ストッパー昇降用シリンダ21の伸縮ロッドが該横架帯板2aを貫通して下方へ突出し、この伸縮ロッドの下端にストッパー保持枠23が取り付けられると共に、横架帯板2aを貫通して両側のガイド筒22,22に上下摺動自在に挿嵌したガイドロッド24,24の下端部が、該ストッパー保持枠23の両側に固着されている。そして、待機用ストッパーゲート2Aのストッパー保持枠23には待機用ストッパー25Aが、作業用ストッパーゲート2Bのストッパー保持枠23には作業用ストッパー25Bが、それぞれ取り付けられている。
【0021】
これら待機用及び作業用ストッパー25A,25Bは、図2で示すように共に自動搬送路RCの上流側に向かって開いたV字枠をなしており、ストッパー昇降用シリンダ21の作動によって昇降し、図1の仮想線の如く下降位置では自動搬送路RC上を運ばれる容器Vに当接して停止させる一方、図1の実線の如く上昇位置では該容器Vの通過を許容するように設定されている。しかして、作業用ストッパー25BのV字枠は、待機用ストッパー25Aよりも小さく、且つ図3に示すようにキャップ供給装置3側に高く傾いた形に構成されている。
【0022】
キャップ供給装置3は、図示省略した上位のストック部からキャップCを一枚ずつ傾斜路31へ送り出し、該傾斜路31の下端に続く略水平状の受け部32で当該キャップCを停止させるようになっている。しかして、キャッピングゲート1のスライダー10は、その移動ストロークの一端側において自動キャッパー4のキャッパー本体40が受け部32の真上に位置するように設定されている。
【0023】
満杯補充ノズル5は、図4に示すように、一分岐が下方へ垂下する吐出ノズル管50aとなったティーズ管50と、このティーズ管50の上向き分岐部50b上にクランプパンドを51を介して連結された弁開閉用エアーシリンダ52と、このエアーシリンダ52の伸縮ロッド52aの下端に連結された弁杆53と、該弁杆53の下端に固着した弁体53aと、吐出ノズル管50aの下端に螺着された整流器54とで構成されている。
【0024】
この満杯補充ノズル5のティーズ管50の側方分岐部50cには、図1に示すように液供給チューブ54が接続されており、この液供給チューブ54は上流側の液充填ステーションFSから延びる液供給配管(図示省略)に接続され、該液充填ステーションFSから供給される液体を導入するようになっている。55は液供給チューブ54の途中に介在するボールバルブである。また、弁体53aは、吐出ノズル管50aの基部側のテーパー状に縮径した内周面部で形成される弁座53bに対し、エアーシリンダ52の作動によって上下に離接動作することにより、吐出ノズル管50aへの液体供給路を開閉する。
【0025】
なお、整流器54は、内側に備える蛇腹状フィンにより、吐出液流を整える作用と共に、閉弁状態での外気との置換による液漏出を防止する作用を発揮する。従って、満杯補充ノズル5は、弁体53aの閉弁作動と同時に吐出停止し、次の開弁作動まで吐出ノズル管50a内に液体が充満した状態を維持し、その開弁作動と同時に吐出を開始する。
【0026】
液面センサー6は、探針6aの下端が液体と接触した際に、それを電気的に探知して探知信号を出力するものであり、一般的な市販品を使用できる。そして、満杯補充ノズル5は、液面センサー6の信号出力に基づいて、図示省略したコントローラーを介して弁開閉用エアーシリンダ52が閉作動するようになっている。なお、液面センサー6の探針6aの下端は、図3及び図5〜図10に示すように、満杯補充ノズル5の下端よりも若干下方に位置している。
【0027】
自動搬送路RCは、その送路に沿って一定間隔置きに駆動ローラー7…が配設したローラーコンベアにて構成されている。しかして、キャッピングステーションCSには、図3に示すように、各々駆動ローラー7…の間に配置した複数本の受け桟8a…の両端部を、自動搬送路RCの幅方向両側部で駆動ローラー7…を跨ぐ波形帯板8b,8bに固着一体化した格子型の傾動枠8が配設されている。この傾動枠8は、自動キャッパー4から遠い側端部において下方突出したブラケット81及び枢支ピン82を介して、自動搬送路RCの側枠部71内面側の支持金具72に枢着されると共に、他方の側端部寄り位置で下方突出したブラケット83及び枢支ピン84を介して、自動搬送路RCの下方に設置した傾動用シリンダ73の伸縮ロッド73aに枢支されており、該伸縮ロッド73aの縮退状態で受け桟8a…が図示実線の如く駆動ローラー7…よりも下位に位置する一方、同伸長状態では図示仮想線の如く自動キャッパー4側の高い傾斜状態になって駆動ローラー7…よりも上に出るように設定されている。
【0028】
上記構成の自動液充填システムでは、自動搬送路RCの上流側の液充填ステーションFSにおいて二連充填で2個の容器V,Vに同時に所要の液体が内部に一部空間を余すように充填されたのち、これら液入りの容器V,Vが前後してキャッピングステーションCSへ移送されてくる(図11参照)。そして、まず前位の容器Vは、待機用ストッパー25Aを上昇位置とした待機用ストッパーゲート2Aを通過するが、作業用ストッパーゲート2Bの下降位置にある作業用ストッパー25Bに当接して進行を阻止され、キャッピングゲート1の下方で停止する。また、後位の容器Vは、前位の容器Vの通過後に下降した待機用ストッパー25Aに当接して進行を阻止され、待機用ストッパーゲート2Aの手前で停止する(図2参照)。なお、自動搬送路RC上での容器Vは、液出入口E側が液充填ステーションFSでの液充填時より自動搬送路RCの片側、つまりキャッピングステーションCSにおけるキャップ供給装置3のある側に近くなる配置姿勢になっている。
【0029】
しかして、キャッピングゲート1の下方で停止した容器Vは、当初は図3の実線で示すように駆動ローラー7…上に載った水平姿勢であるが、傾動枠8の上方傾動によって持ち上げられて図示仮想線の如く液出入口E側が高くなる傾斜姿勢に転換する。これにより、容器Vの内部は、当初は図5の如く上部全体に一様であった空気層Aが、図6の如く液出入口E側に偏在する形になる。この時、満杯補充ノズル5の吐出ノズル管50a下端と液面センサー6の探針6aが液出入口Eの真上に位置すると共に、キャップCを載せた受け部32の真上に自動キャッパー4のキャッパー本体40が位置する。なお、図5〜図10では、液面センサー6の探針6aは視認し易いように吐出ノズル管50aの横に図示している。
【0030】
次に、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が下降し、図7に示すように、探針6aが液出入口Eの開口縁高さに一致する状態で、吐出ノズル管50aより液体Lを吐出して容器に補充すると共に、キャッパー本体40の下降により、水平受け部32上のキャップCに該キャッパー本体40の下端凸部40aが嵌合する。そして、この補充によって容器V内の液体Lの液面が液出入口Eの開口縁まで達すると、探針6aの液体Lとの接触で液面センサー6より探知信号が出力され、この信号出力に基づいて満杯補充ノズル5の弁開閉用エアーシリンダ52が閉作動し、吐出ノズル管50aからの液体Lの吐出が停止する。この時点で、容器Vは液体Lで満杯になり、内部に空気を残さない状態になっている。
【0031】
続いて、図8に示すように、満杯補充ノズル5及び液面センサー6が上昇すると共に、キャッパー本体40もキャップCを吸着した状態で上昇する。そして、図9に示すように、スライダー10の往動によって自動キャッパー4が図示仮想線の如く容器Vの液出入口Eの真上の位置まで移動した上で再び下降し、図示実線の如く吸着していたキャップCを液出入口Eに圧嵌してかしめ込む。このとき、キャッパー本体40は、その吊持部分で僅かに揺動可能であるため、下降過程でキャップCが傾斜した液出入口Eに接触後、更に容器Vの傾斜に合うように少し傾いてキャップ圧嵌位置まで押し下がる。
【0032】
かくしてキャップCが液出入口Eに固着されると、図10に示すように、キャッパー本体40が該キャップCから離脱して上昇すると共に、作業用ストッパー25Bが上昇する。そして、満中充填の状態で封止された容器Vは、傾動枠8の下方傾動によって駆動ローラー7…上に載る水平姿勢に戻り、これら駆動ローラー7…によって作業用ストッパーゲート2Bを通過して自動搬送路RCの下流側へ送られる。
【0033】
次に、作業用ストッパー25Bが下降すると共に、待機用ストッパー25Aが上昇することにより、待機していた後位の容器Vが待機用ストッパーゲート2Aを通過して進行し、作業用ストッパー25Bに当接してキャッピングゲート1の下方で停止する一方、スライダー10の復動によって満杯補充ノズル5及び液面センサー6と自動キャッパー4が図3に示す元の位置に戻り、以降は前記同様にして後位の容器Vに対する液体Lの満中充填とキャップCの嵌着が行われる。
【0034】
このようにして液体Lを満中充填した容器Vは、内部に空気を含まないため、空気による液体Lの酸化変質や空気中の雑菌等による腐敗等を生じない上、側面部を凹ませないために外観が良好であると共に、缶同士を段積みする場合等にも安定性がよい。また、上記の実施形態では容器Vとして一斗缶を例示したが、この自動液充填システムは、上面にキャップを嵌着する液出入口を備える他の種々の形態の容器にも適用でき、例えば半切り缶のように側面部の面積が小さい容器や、円筒形等で側面部が変形しにくい容器でも支障なく満中充填を行える。
【0035】
なお、本発明の自動液充填システムにおいては、満杯補充ノズルや自動キャッパーの構造、各部の昇降及びスライド機構、容器の傾動機構、キャップの供給及び嵌着機構、自動搬送路における容器の搬送及び発停機構等、細部構成については実施形態以外に種々設計変更可能である。例えば、容器の傾動機構については、例示した傾動枠8のように受け部が傾動する方式以外に、傾斜状の受け部が上下に昇降する構造として、駆動ローラー7…より下位に待機した該受け部が液充填に際して上昇して容器Vを持ち上げることにより、当該容器を液出入口側に高く傾斜させる方式としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の一実施形態に係る自動液充填システムにおけるキャッピングステーション全体の側面図である。
【図2】同キャッピングステーション全体の平面図である。
【図3】同キャッピングステーションの要部の縦断正面図である。
【図4】同キャッピングステーションに使用される満杯補充ノズルの縦断面図である。
【図5】同キャッピングステーションにおける容器停止段階における要部の縦断面正面図である。
【図6】同容器傾動段階における要部の縦断面正面図である。
【図7】同液補充段階における要部の縦断面正面図である。
【図8】同液補充終了段階における要部の縦断面正面図である。
【図9】同キャッピング段階における要部の縦断面正面図である。
【図10】同キャッピング終了段階における要部の縦断面正面図である。
【図11】自動液充填システムのステーション配置を示す模式平面図である。
【符号の説明】
【0037】
4 自動キャッパー
5 満杯補充ノズル
6 液面センサー
10 スライダー
14 昇降枠
CS キャッピングステーション
E 液出入口
FS 液充填ステーション
L 液体
RC 自動搬送路
V 容器
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上面に液出入口を備えた容器内に、自動搬送路の上流側に設けた液充填ステーションにおいて所要の液体を充填したのち、この液入り容器を自動搬送路の下流側のキャッピングステーションへ移送し、該液入り容器の液出入口を自動キャッパーによるキャップの嵌着にて閉塞する自動液充填システムであって、
キャッピングステーションに満杯補充ノズルと液面センサーとが設けられ、
前記液充填ステーションでは容器内に一部空間を余すように液を充填すると共に、キャッピングステーションにおいてキャップ嵌着前に液面センサーを介して満杯補充ノズルによって液出入口一杯になるまで前記液体を補充するようにしたことを特徴とする自動液充填システム。
【請求項2】
満杯補充ノズル及び液面センサーが、同じ昇降枠に取り付られ、上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するように構成されてなる請求項1記載の自動液充填システム。
【請求項3】
前記自動キャッパーと満杯補充ノズル及び液面センサーとが、自動搬送路の横断方向に移動可能なスライダーに保持され、満杯補充ノズル及び液面センサーが液補充位置にある時に前記自動キャッパーはキャップ受け取り位置にあるように設定されてなる請求項1又は2に記載の自動液充填システム。
【請求項4】
前記容器が上面の一隅部に液出入口を備えた四角筒状の金属缶からなり、キャッピングステーションにおける満杯補充ノズルによる液体充填時に、該容器を液出入口側が高くなる傾斜状態に保持するように構成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の自動液充填システム。
【請求項1】
上面に液出入口を備えた容器内に、自動搬送路の上流側に設けた液充填ステーションにおいて所要の液体を充填したのち、この液入り容器を自動搬送路の下流側のキャッピングステーションへ移送し、該液入り容器の液出入口を自動キャッパーによるキャップの嵌着にて閉塞する自動液充填システムであって、
キャッピングステーションに満杯補充ノズルと液面センサーとが設けられ、
前記液充填ステーションでは容器内に一部空間を余すように液を充填すると共に、キャッピングステーションにおいてキャップ嵌着前に液面センサーを介して満杯補充ノズルによって液出入口一杯になるまで前記液体を補充するようにしたことを特徴とする自動液充填システム。
【請求項2】
満杯補充ノズル及び液面センサーが、同じ昇降枠に取り付られ、上位の待避位置と下位の液補充位置とに自動変位するように構成されてなる請求項1記載の自動液充填システム。
【請求項3】
前記自動キャッパーと満杯補充ノズル及び液面センサーとが、自動搬送路の横断方向に移動可能なスライダーに保持され、満杯補充ノズル及び液面センサーが液補充位置にある時に前記自動キャッパーはキャップ受け取り位置にあるように設定されてなる請求項1又は2に記載の自動液充填システム。
【請求項4】
前記容器が上面の一隅部に液出入口を備えた四角筒状の金属缶からなり、キャッピングステーションにおける満杯補充ノズルによる液体充填時に、該容器を液出入口側が高くなる傾斜状態に保持するように構成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の自動液充填システム。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2007−69927(P2007−69927A)
【公開日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−256695(P2005−256695)
【出願日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【出願人】(390016551)株式会社ナカキン (8)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年9月5日(2005.9.5)
【出願人】(390016551)株式会社ナカキン (8)
【Fターム(参考)】
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