(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の注出口に対応する凹部が形成された注出口ガイド部材を具備してなる流体充填装置であって、
前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなり、前記注出口周囲の空気が前記溝を経て吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置。
【請求項２】
流体供給手段と、
この流体供給手段から供給される流体を容器の注出口から前記容器の内部に充填する流体充填ノズルと、
前記注出口に対応する凹部が形成され、かつ、前記凹部につながる、前記流体充填ノズルが挿入される孔が形成された注出口ガイド部材と、
この注出口ガイド部材に挿入された前記流体充填ノズルと前記注出口ガイド部材との間の空間に接続された吸引手段とを具備してなる流体充填装置であって、前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなり、前記注出口周囲の空気が前記溝を経て吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置。
【請求項３】
流体供給手段と、
この流体供給手段から供給される流体を容器の注出口から前記容器の内部に充填する流体充填ノズルと、
前記注出口に対応する凹部が形成され、かつ、前記凹部につながる、前記流体充填ノズルが挿入される孔が形成された注出口ガイド部材と、
吸引手段とを具備してなる流体充填装置であって、
前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなると共に、
前記注出口ガイド部材の孔に前記流体充填ノズルが挿入された際、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間に空間が形成されるよう前記孔が形成され、
更に、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間の空間に前記吸引手段が接続されてなり、
前記注出口周囲の空気が前記溝および孔を経て前記吸引手段により吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置。
【請求項４】
注出口ガイド部材における凹部の内周面は、上方側の径が下方側の径よりも小さなテーパー状のものであることを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の流体充填装置。
【請求項５】
溝は、容器の注出口の開口縁部と非平行な方向となるよう放射状に設けられてなることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の流体充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液体洗剤や漂白剤、柔軟剤などをボトルに充填するための装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
液体洗剤などの液剤をボトルに充填する際、液剤の充填量は、ボトルに表示される数値を下回ることがないよう、いくらか多めに設定される。その上、ボトルの実容積には多少のバラツキがある。このため、ボトルにその注出口の開口付近まで液剤を充填する場合、そのボトルの注出口断面積が本体部に比べて極端に小さいと、液剤がオーバーフローしてしまうことがある。この液剤のオーバーフローはボトルが汚れること以外にも、さまざまな問題を引き起こす。
【０００３】
そこで、液面高さを検知するセンサを用いて、液剤がオーバーフローしないよう充填バルブを制御する方法も考えられた。しかし、実際には、液面が規定の高さになったことを検知してから充填バルブを閉じるまでに多少のタイムロスが存在するため、ボトルの実容積のバラツキが大きい場合、有効に機能しないことがある。
【０００４】
また、図５に示す液剤充填用ノズルを用い、液剤をある液面高さまでしか充填できないようにする方法も考えられた。
すなわち、図５の液剤充填用ノズルは、径の異なる二つのパイプから構成されたものであって、下端が閉塞された内パイプ３１から液剤をボトルＰ’内に供給し、外パイプ３２と内パイプ３１との間からボトルＰ’内の空気を置換するようになっている。ゆえに、液面は外パイプ３２の下端面と等しい高さまでしか上昇することはなく、液剤のオーバーフローは起きない。
【０００５】
ところが、上記液剤充填用ノズルでは、液剤を供給する内パイプ３１の径をそれほど大きくはできない。これは、液剤充填用ノズルが二重筒構造であることに起因している。このため、液剤の充填速度が低く、生産性が悪いといった欠点がある。
したがって、本発明が解決しようとする課題は、流体を容器に充填する際に流体のオーバーフローが発生せず、しかも流体の充填が高速で行える生産性に優れた流体充填装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、容器の注出口に対応する凹部が形成された注出口ガイド部材を具備してなる流体充填装置であって、
前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなり、前記注出口周囲の空気が前記溝を経て吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置によって解決される。
【０００７】
特に、流体供給手段と、
この流体供給手段から供給される流体を容器の注出口から前記容器の内部に充填する流体充填ノズルと、
前記注出口に対応する凹部が形成され、かつ、前記凹部につながる、前記流体充填ノズルが挿入される孔が形成された注出口ガイド部材と、
この注出口ガイド部材に挿入された前記流体充填ノズルと前記注出口ガイド部材との間の空間に接続された吸引手段とを具備してなる流体充填装置であって、前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなり、前記注出口周囲の空気が前記溝を経て吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置によって解決される。
【０００８】
また、流体供給手段と、
この流体供給手段から供給される流体を容器の注出口から前記容器の内部に充填する流体充填ノズルと、
前記注出口に対応する凹部が形成され、かつ、前記凹部につながる、前記流体充填ノズルが挿入される孔が形成された注出口ガイド部材と、
吸引手段とを具備してなる流体充填装置であって、
前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなると共に、
前記注出口ガイド部材の孔に前記流体充填ノズルが挿入された際、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間に空間が形成されるよう前記孔が形成され、
更に、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間の空間に前記吸引手段が接続されてなり、
前記注出口周囲の空気が前記溝および孔を経て前記吸引手段により吸引されるようにしたことを特徴とする流体充填装置によって解決される。
【０００９】
すなわち、本発明の流体充填装置にあっては、注出口ガイド部材において容器の注出口が当接する面に溝を形成し、流体充填時には、注出口の周囲に存在する空気が、この溝から吸引されるようにしている。したがって、流体のオーバーフローが起こりそうになったとしても、このオーバーフロー寸前の流体は注出口周囲の空気と共に吸引され、実際にオーバーフローすることはない。ゆえに、容器の汚損やその他、流体のオーバーフローに起因したさまざまなトラブルが発生しない。そして、本発明の流体充填装置では、上記構造の注出口ガイド部材を備えたことにより、空気の吸引を容器注出口の内部からではなく、その外部から行えるようになっている。このため、ノズルを二重管構造とする必要はなく、流体供給用のノズルの径はそれによる制約を受けない。つまり、流体供給用のノズルの径を可能な限り大きくすることができる。ゆえに、流体を高速で容器に充填することが可能となり、生産効率が大幅に向上する。
【００１０】
なお、上記の流体充填装置にあっては、注出口ガイド部材における凹部の内周面を、上方側の径が下方側の径よりも小さなテーパー状のものとしてなることが好ましい。これによって、注出口ガイド部材に容器の注出口を充填位置まで案内する機能を付与でき、その結果、容器注出口の位置合わせが容易に行えるようになる。
【００１１】
また、溝は、容器の注出口の開口縁部と非平行な方向となるよう、例えば円周方向と直交するよう放射状に設けられてなることが好ましい。こうすることで、どの位置からも均等に空気が吸い込まれ、流体のオーバーフローが一層効果的に抑えられる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下で本発明の一実施形態として説明する流体充填装置は、流体供給手段と、この流体供給手段から供給される流体を容器の注出口から前記容器の内部に充填する流体充填ノズルと、前記注出口に対応する凹部が形成され、かつ、前記凹部につながる、前記流体充填ノズルが挿入される孔が形成された注出口ガイド部材と、吸引手段とを具備し、前記凹部において前記注出口が当接する面には溝が形成されてなると共に、前記注出口ガイド部材の孔に前記流体充填ノズルが挿入された際、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間に空間が形成されるよう前記孔が形成され、更に、前記注出口ガイド部材の孔の内面と前記流体充填ノズルとの間の空間に前記吸引手段が接続されてなり、前記注出口周囲の空気が前記溝および孔を経て前記吸引手段により吸引されるようになっている。特に、注出口ガイド部材における凹部の内周面は、上方側の径が下方側の径よりも小さなテーパー状のものとなっている。また、溝は、容器の注出口の開口縁部と非平行な方向となるよう放射状に設けられている。
【００１３】
図１〜図４を用いて、本発明の実施形態である液剤（流体）充填装置を更に詳しく説明する。なお、図１は液剤充填装置の概略全体図、図２は液剤充填装置の要部断面図、図３はコーンガイド（注出口ガイド部材）の底面図、図４はボトルに液剤を充填している状態での液剤充填装置の要部断面図である。
まず、図１を用いて液剤充填装置の概略構造を説明する。
【００１４】
本実施形態の液剤充填装置は、概して、液剤供給部Ａ、液剤充填部Ｂ、そして吸引部Ｃから構成される。
このうち液剤供給部Ａについては、従来のシステムを用いているため、詳しく図示していないが、ボトルＰに充填される液剤を収納した原料タンク１と、この原料タンク１内の液剤を液剤充填部Ｂへ圧送するための高圧空気が充填された高圧空気タンク２と、流量計３とからなる。流量計３には、容量式、重量式、質量式などさまざまなタイプが存在するが、本実施形態では質量式のものを用いている。なお、後述する液剤充填部Ｂの充填バルブは、この流量計３からの出力信号を受けて作動する。
【００１５】
吸引部Ｃは、ブロア４と気液分離器５とを備える。但し、吸引部Ｃを構成するブロア４および気液分離器５についても、液剤供給部Ａと同様、公知のものを用いている。
次に、図２〜図４を用いて、液剤充填装置の要部である液剤充填部Ｂの構造を説明する。
【００１６】
この液剤充填部Ｂは、図２から判るように、液剤をボトルの注出口からその内部に充填するための充填バルブ６と、この充填バルブ６を駆動させるアクチュエータ７と、ボトルの注出口を固定する役割を果たし、かつ、充填バルブ６を収納するケース（外ケース）８とを備える。
充填バルブ６は、下端側がノズル状に構成されたケース（内ケース）９内に、円錐状の栓１０を収めたものであり、栓１０を上方に変移させることで、それと内ケース９との間に隙間をつくり、この隙間から液剤を一定量ずつ排出させる構造となっている。
【００１７】
アクチュエータ７は空気圧式のものであって、空気の供給・排出によってロッド１１が上下動し、これによって内ケース９内の栓１０が上下方向に変移させられる。なお、栓１０の上面とアクチュエータケース底面との間にはベローズ１２が配されている。これは、ロッド１１に液剤が付着することによるアクチュエータ７のトラブルを避けるためである。
【００１８】
外ケース８は二つの部材から構成される。すなわち、外ケース８は、略円筒状の外ケース本体１３と環状のコーンガイド（注出口ガイド部材）１４とを連結した構造となっている。先に説明した吸引部Ｃは、充填バルブ６と外ケース８との間の空間、特に充填バルブ６の下端部（充填ノズル１５）とコーンガイド１４における後述する孔の内面との間の空間につながっている。
【００１９】
外ケース本体１３には、液剤供給部Ａにつながる液剤供給管１６が接続されている。この液剤供給管１６の端部は、外ケース本体１３の内周面から突出し、内ケース９の周壁と嵌合している。したがって、液剤は、内ケース９において液剤供給管１６に対応した位置に形成された孔１７から充填バルブ６に供給される。また、外ケース本体１３の周壁において孔１７と対向する位置には、吸引部Ｃにつながる排気管１８が、外ケース本体１３に対して一体的に設けられている。
【００２０】
上記外ケース本体１３と共に外ケース８を構成するコーンガイド１４は、中央に後述する凹部につながる孔１９が形成されており、この孔１９から充填バルブ６の充填ノズル１５を突出させている。つまり、コーンガイド１４は、充填ノズル１５の周囲に存在するよう設けられている。
コーンガイド１４の底面側には、ボトルの注出口に対応した凹部２０が形成されている。この凹部２０は、上方側の径が下方側の径よりも小さなテーパー状の内周面を有しており、これがボトルの注出口を規定位置まで案内する役割を果たす。本実施形態では、注出口開口の中心が充填ノズル１５の中心とほぼ一致する位置にボトルが案内されるようにしている。
【００２１】
ボトルの注出口が当接するコーンガイド１４のテーパー状内周面には、図３から判るように、長円状の溝２１がコーンガイド１４の周方向と直交するよう放射状に形成されている（ボトルの注出口開口縁部が実際に当接するのは、コーンガイド１４のテーパー状内周面における隣合う溝２１同士の間の部分である）。溝２１は、４５°間隔で計８個存在する。また、その深さ寸法は、幅寸法の１／５〜２／５程度である。なお、溝２１の配列パターンなどは特に限定されないが、本実施形態のごとく等間隔で形成してなることが好ましい。これは、あらゆる方向から均等に空気が吸引されるようにするためであり、こうすることで一層効果的に液剤のオーバーフローが抑えられる。
【００２２】
なお、図１では、便宜上、液剤充填部Ｂを一つしか示していないが、実際には同様のものが複数個、並列に接続されている。つまり、一つの液剤供給部Ａと一つの吸引部Ｃとによって、多数のボトルへ同時に液剤を充填できるようにしている。
上記構成の液剤充填装置にあっては、液剤供給部Ａおよび液剤充填部Ｂを作動させることで、図４に示すごとく、定位置にセットされたボトルＰに液剤が充填される。一方、液剤供給部Ａおよび液剤充填部Ｂと共に作動する吸引部Ｃによって、ボトルＰの注出口周囲の空気は、コーンガイド１４の溝２１を通り、更にコーンガイド１４と充填ノズル１５との間の空間を経て常時吸引される。したがって、液面がボトルＰの注出口開口付近に到達し、オーバーフローが起こりそうになったとしても、このオーバーフロー寸前の液剤は、注出口周囲の空気と共に吸引されるので、実際にオーバーフローすることはない。その結果、最終的な液面高さは規定の範囲内に収まるようになる。ゆえに、ボトルＰの汚損やその他、液剤のオーバーフローに起因したさまざまなトラブルは発生しない。
【００２３】
そして、本実施形態の液剤充填装置では、空気の吸引をボトルＰの注出口内部からではなく、注出口の外部から行うようにしている。このため、充填ノズル１５は二重管ではなく、液剤供給専用の単管であり、したがって充填ノズル１５の径を可能な限り大きく設定できる。よって、液剤の充填が高速で行え、生産性に優れる。
【００２４】
なお、空気に混じって回収された液剤は、気液分離器５を通過する際に、空気と分離され、原料タンク１に戻される。このため、吸引された液剤が無駄になることはない。
【００２５】
【発明の効果】
流体を容器に充填する際に流体のオーバーフローが発生せず、しかも流体の充填が高速で行え、生産性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】液剤充填装置の概略全体図
【図２】液剤充填装置の要部断面図
【図３】コーンガイド（注出口ガイド部材）の底面図
【図４】ボトルに液剤を充填している状態での液剤充填装置の要部断面図
【図５】従来型の液剤充填用ノズルを示す断面図
【符号の説明】
Ａ        液剤供給部（流体供給部）
Ｂ        液剤充填部（流体充填部）
Ｃ        吸引部
Ｐ        ボトル（容器）
１        原料タンク
２        高圧空気タンク
３        流量計
４        ブロア
５        気液分離器
６        充填バルブ
７        アクチュエータ
８        外ケース
９        内ケース
１０      栓
１１      ロッド
１２      ベローズ
１３      外ケース本体
１４      コーンガイド（注出口ガイド部材）
１５      充填ノズル
１６      液剤供給管
１７      孔
１８      排気管
１９      孔
２０      凹部
２１      溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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