(57)【要約】【課題】瓶型容器の位置決め精度を高めて充填作業の適正化を図るとともに、瓶型容器の型替え作業を容易且つ迅速に行えるようにした充填方法及び充填装置を提供する。【解決手段】充填装置を、搬送コンベア４と、螺旋溝３aをもつスクリューコンベア３と、略Ｖ形に拡開する嵌合当接部１２をもつ押圧挟持体１１と、充填ノズル３４、３８で構成することで、瓶型容器６１は各嵌合当接部１２の略Ｖ形の中心に対応する位置に正確に位置決めされ、充填ノズルによる充填作業が精度良く行われる。また、位置決め作業ユニット１と充填作業ユニット２を対向状態で配置し、これら両者をネジ棒の螺回操作によって相互に離間する方向及び相互に接近する方向へ同時に移動するように構成することで、瓶型容器６１の型替え時における調節作業箇所が少なくなり、瓶型容器の型替え作業が簡略化される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓶型容器を搬送する搬送コンベアと、
螺旋溝を備え且つその軸線が上記搬送コンベアの搬送方向に略平行となるようにして該搬送コンベアの上方に固定配置されたスクリューコンベアと、
前方に向けて略Ｖ形に拡開する複数個の嵌合当接部が上記スクリューコンベアの螺旋溝のピッチと略同一のピッチで形成され、該嵌合当接部を上記スクリューコンベアに略平行に対向させて配置されるとともに、押圧駆動部によって上記スクリューコンベアに接離する方向に進退駆動され、その前進状態において上記嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で上記容器を押圧挟持する押圧挟持体と、
上記押圧挟持体の嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で挟持された上記瓶型容器の上方側に配置され、昇降駆動部により昇降駆動されるとともにその降下位置においてその噴口が上記瓶型容器内に挿入される充填ノズルと、
を備えて構成されたことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
請求項１において、
上記押圧挟持体が設けられた位置決め作業ユニットと上記充填ノズルが設けられた充填作業ユニットを、上記スクリューコンベアを挟んで対向状態で配置し且つそれぞれ対向方向に進退可能とするとともに、該対向方向と略平行に延設されたネジ棒の螺回操作によって同一方向へ同時に移動するように構成したことを特徴とする充填装置。
【請求項３】
請求項２において、
上記充填作業ユニットが、上記ネジ棒の螺回操作により進退移動される下側基材と、上記下側基材の上方側に対向状態で平行配置されるとともに上記充填ノズルが取付けられた上側基材と、上記下側基材と上記上側基材を平面上の複数位置において連結する複数のネジ棒と、上記複数のネジ棒を同期駆動する同期駆動部を備えたことを特徴とする充填装置。
【請求項４】
搬送コンベアにより順次移送される複数の瓶型容器を、固定配置されたスクリューコンベアの螺旋溝に嵌入させて順次切出すとともに、切出された上記各瓶型容器に対してその側方から、上記スクリューコンベアに対向して配置された押圧挟持体に設けた複数の嵌合当接部を当接させて該各瓶型容器を上記嵌合当接部と上記螺旋溝によって押圧挟持し、しかる後、複数の充填ノズルの噴口部分を上記各瓶型容器内に挿入し、該噴口から該瓶型容器内に充填材を噴出させて充填することを特徴とする充填方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、連続的に搬送される瓶型容器に液体、紛体、粒体等の充填材を充填する充填方法及び該充填方法の実施に供される充填装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の充填方法及び充填装置としては、従来から種々の提案がなされている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１に示される液体充填機は、容器の型替え時の調整を容易にした多品種少量生産に適した液体充填機であって、複数の容器を進行方向に当接させた状態とし、先端Ｖ字形のストッパー１８を備える一対の位置決め手段を容器間に挿入して、容器を所定の充填位置に固定するように構成されている。
【０００４】
しかし、この充填機では、外径が異なる容器に変更（型替え）する際には、一対の位置決め手段（１５）の間隔と、一対のサイドガイド（１４）の間隔と、複数の充填ノズル（５）の容器進行方向の間隔、及び複数の充填ノズル（５）の高さ位置、をそれぞれ調整することが必要であり、機構が複雑で充填機が高コストになる。
【０００５】
特許文献２には、容器を液体注入ノズルの真下に正確に移送するために、螺旋溝（１６）を備えた搬送スクリュー（１７）を使用する液体充填装置が記載されている。
【０００６】
しかし、この液体充填装置では、容器を搬送スクリュー（１７）と支持板（３８）の間に挟んだ状態で充填台（４）側に水平移動させるように構成されており、機構が大掛かりであって容器の型替えを容易に行えるものではない。
【０００７】
特許文献３には、供給コンベア（１）で送られる容器を、複数のＶ形溝が形成されたプッシャパッド（３１）によって側方から充填台板（４０）上に押し出し、容器に物体を充填する装置が記載されている。この装置では、Ｖ形溝が形成されたプッシャパッド（３１）を用いて容器を押出するため、容器の外径が変化しても、所定の充填位置に正確に配置することができ、容器の型替えを容易に行うことができる。
【０００８】
しかし、この装置では、容器の外径が小さく、かつ高さがある容器の場合には、容器を供給コンベア（１）上から充填台板（４０）上に押出する際に、容器が転倒するおそれがある。また、物体を充填した後の容器を、押し出しピン（５１ａ）で排出コンベア（２）上に押し出す際にも、容器が転倒するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】実用新案登録第３０７９８２６号公報
【特許文献２】特開平７−９６９０３号公報
【特許文献２】特開平５−２５４６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本願発明は、上掲各特許文献に記載の充填装置等における問題点に鑑み、瓶型容器の位置決め精度を高めて充填作業の適正化を図るとともに、瓶型容器の型替え時における調整箇所を少なくして型替え作業を容易且つ迅速に行えるようにした充填方法及び充填装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明ではかかる課題を解決するための具体的手段として次のような構成を採用している。
【００１２】
本願の第１の発明に係る充填装置では、瓶型容器を搬送する搬送コンベアと、螺旋溝を備え且つその軸線が上記搬送コンベアの搬送方向に略平行となるようにして該搬送コンベアの上方に固定配置されたスクリューコンベアと、前方に向けて略Ｖ形に拡開する複数個の嵌合当接部が上記スクリューコンベアの螺旋溝のピッチと略同一のピッチで形成され、該嵌合当接部を上記スクリューコンベアに略平行に対向させて配置されるとともに、押圧駆動部によって上記スクリューコンベアに接離する方向に進退駆動され、その前進状態において上記嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で上記容器を押圧挟持する押圧挟持体と、上記押圧挟持体の嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で挟持された上記瓶型容器の上方側に配置され、昇降駆動部により昇降駆動されるとともにその降下位置においてその噴口が上記瓶型容器内に挿入される充填ノズルを備えたことを特徴としている。
【００１３】
本願の第２の発明では、上記第１の発明に係る充填装置において、上記押圧挟持体が設けられた位置決め作業ユニットと上記充填ノズルが設けられた充填作業ユニットを、上記スクリューコンベアを挟んで対向状態で配置し且つそれぞれ対向方向に進退可能とするとともに、該対向方向と略平行に延設されたネジ棒の螺回操作によって同一方向へ同時に移動するように構成したことを特徴へとしている。
【００１４】
本願の第３の発明では、上記第２の発明に係る充填装置において、上記充填作業ユニットが、上記ネジ棒の螺回操作により進退移動される下側基材と、上記下側基材の上方側に対向状態で平行配置されるとともに上記充填ノズルが取付けられた上側基材と、上記下側基材と上記上側基材を平面上の複数位置において連結する複数のネジ棒と、上記複数のネジ棒を同期駆動する同期駆動部を備えたことを特徴としている。
【００１５】
本願の第４の発明に係る充填方法は、搬送コンベアにより順次移送される複数の瓶型容器を、固定配置されたスクリューコンベアの螺旋溝に嵌入させて順次切出すとともに、切出された上記各瓶型容器に対してその側方から、上記スクリューコンベアに対向して配置された押圧挟持体に設けた複数の嵌合当接部を当接させて該各瓶型容器を上記嵌合当接部と上記螺旋溝によって押圧挟持し、しかる後、複数の充填ノズルの噴口部分を上記各瓶型容器内に挿入し、該噴口から該瓶型容器内に充填材を噴出させて充填することを特徴とする充填方法。
【発明の効果】
【００１６】
本願発明では次のような効果が得られる。
【００１７】
（ａ）本願の第１の発明
本願の第１の発明に係る充填装置によれば、瓶型容器を搬送する搬送コンベアと、螺旋溝を備え且つその軸線が上記搬送コンベアの搬送方向に略平行となるようにして該搬送コンベアの上方に固定配置されたスクリューコンベアと、前方に向けて略Ｖ形に拡開する複数個の嵌合当接部が上記スクリューコンベアの螺旋溝のピッチと略同一のピッチで形成され、該嵌合当接部を上記スクリューコンベアに略平行に対向させて配置されるとともに、押圧駆動部によって上記スクリューコンベアに接離する方向に進退駆動され、その前進状態において上記嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で上記容器を押圧挟持する押圧挟持体と、上記押圧挟持体の嵌合当接部と上記スクリューコンベアの螺旋溝との間で挟持された上記瓶型容器の上方側に配置され、昇降駆動部により昇降駆動されるとともにその降下位置においてその噴口が上記瓶型容器内に挿入される充填ノズルを備えているので、
（イ）上記搬送コンベアにより順次搬送される上記各瓶型容器を上記スクリューコンベアによって所定数ずつ切出すとともに、この切出された各瓶型容器を上記押圧挟持体の各嵌合当接部によって該スクリューコンベアの螺旋溝側に押し当ててこれら両者で挟持することで、上記各瓶型容器は、その径寸法が上記スクリューコンベアの螺旋溝に嵌合可能な限界径以下のものであれば、例えその径寸法が限界径よりも小さくて上記螺旋溝への嵌入状態においては左右方向へ揺動して固定位置が定まらないような場合であっても、該各瓶型容器は上記各嵌合当接部の略Ｖ形の中心に対応する位置に正確に位置決めされ、これら複数の瓶型容器間の間隔寸法が上記スクリューコンベア部分において常時一定に保持されるため、上記瓶型容器への充填ノズルからの充填材の充填作業が精度よく実施され、その充填作業の信頼性が担保される、
（ロ）上記各瓶型容器を上記押圧挟持体の各嵌合当接部によって上記スクリューコンベアの螺旋溝側に押し当ててこれら両者で挟持することで該各瓶型容器の位置決めを行う構成であって、上記限界径以下の径寸法をもつ瓶型容器であれば、上記スクリューコンベアと上記押圧挟持体との対向間隔（換言すれば、上記押圧挟持体の前進位置）さえ調整すれば、瓶型容器の径寸法の大きさに関わらず各瓶型容器の位置決めが可能であることから、瓶型容器の型替えに際しては、上記スクリューコンベアの螺旋溝と上記押圧挟持体の嵌合当接部とからなる位置決め機構については何ら変更する必要はなく、例えば、瓶型容器の型替えに際して位置決め機構の変更を必要とするような場合に比して、構造の簡略化、低コスト化が促進される、
等の効果が得られる。
【００１８】
（ｂ）本願の第２の発明
本願の第２の発明に係る充填装置によれば、上記（ａ）に記載の効果に加えて、以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明の充填装置では、上記押圧挟持体が設けられた位置決め作業ユニットと上記充填ノズルが設けられた充填作業ユニットを、上記スクリューコンベアを挟んで対向状態で配置し且つそれぞれ対向方向に進退可能とするとともに、この対向方向と略平行に延設されたネジ棒の螺回操作によって同一方向へ同時に移動するように構成している。
【００１９】
ここで、技術背景を説明すると、先ず第１に、上記スクリューコンベアが固定配置されているので、このスクリューコンベアの螺旋溝とこれに対向する上記押圧挟持体の嵌合当接部とによって上記瓶型容器を挟持した場合、該瓶型容器の上記螺旋溝寄りの側部の位置（水平面上における上記スクリューコンベア３の径方向の位置）は該螺旋溝の位置によって一義的に決定され、且つ該位置は瓶型容器の径寸法の大小に拘らず一定である。したがって、瓶型容器の型替えに際しては、先ず、上記押圧挟持体が設けられた位置決め作業ユニットの前進位置と上記充填ノズルが設けられた充填作業ユニットの前進位置を型替え後の瓶型容器の径寸法に応じてそれぞれ調節することが必要となる。
【００２０】
第２に、上記瓶型容器の高さ寸法、即ち、瓶型容器の上端に開口する瓶口の高さ位置は、該瓶型容器の大きさによって異なるため、該瓶型容器の型替えに際しては、該瓶型容器の瓶口からその内部に挿入される充填ノズルの高さ位置に対応する上記充填作業ユニットの高さ位置（さらに言えば、充填作業時には別途の昇降駆動部によって所定ストロークで昇降駆動される充填ノズルの最降下端での高さに対応する上記充填作業ユニットの高さ位置）を調節することも必要となる。
【００２１】
なお、瓶型容器の型替えに伴って該瓶型容器間の間隔が増減変更するため、上記充填ノズル間の間隔も調節することが必要となるが、この発明では、瓶型容器間の間隔は、上述のように、上記スクリューコンベアと上記押圧挟持体とによって瓶型容器を挟持することで自動的に行われ、型替えに拘らず常時一定に保持されるため、充填ノズル間の間隔も調節の必要はない。
【００２２】
このように、瓶型容器の型替えに際しては、上記位置決め作業ユニットと上記充填作業ユニットの前進位置の調節と、該充填作業ユニットの高さ位置の調節という三つの調節作業が必要となる。この場合、この発明では、上記位置決め作業ユニットと上記充填作業ユニットを、上記スクリューコンベアを挟んで対向状態で配置し且つそれぞれ対向方向に進退可能とするとともに、該対向方向と略平行に延設されたネジ棒の螺回操作によって同一方向へ同時に移動するように構成しているので、該ネジ棒の螺回操作によって上記位置決め作業ユニットと上記充填作業ユニットの前進位置の調節を同時に行うことができ、結果的に瓶型容器の型替え時における調節操作は、上記ネジ棒の螺回操作と上記充填作業ユニットの高さ調節作業の二作業のみとなり、例えば位置決め作業ユニットと充填作業ユニットの位置調節装操作と、上記充填ノズルの高さ調節操作、さらには該充填ノズルの間隔調節操作をそれぞれ個別に別機構によって行う必要がある場合に比して、瓶型容器の型替え作業が格段に簡略化され、該作業をより短時間で行うことができ、延いては多品種少量生産に適した充填装置を提供できるとともに、型替えに供せられる機構が簡易であることから、充填装置の製造コストの低廉化も促進される、等の効果が得られる。
【００２３】
（ｃ）本願の第３の発明
本願の第３の発明に係る充填装置によれば、上記（ｂ）に記載の効果に加えて、以下のような特有の効果が得られる。即ち、この発明では、
上記充填作業ユニットを、上記ネジ棒の螺回操作により進退移動される下側基材と、上記下側基材の上方側に対向状態で平行配置されるとともに上記充填ノズルが取付けられた上側基材と、上記下側基材と上記上側基材を平面上の複数位置において連結する複数のネジ棒と、上記複数のネジ棒を同期駆動する同期駆動部で構成したので、複数のネジ棒のうちの何れか一つのネジ棒を回転操作することによって、他の全てのネジ棒を同期回転させて上記上側基材を上記下側基材との平行対向状態を維持したまま該下側基材に対して接近方向又は離間方向へ移動させて上記上側基材に取り付けられた上記充填ノズルの高さを調節することができ、型替え作業の容易迅速化が促進されるとともに、上記充填ノズルの高さを調節機構の簡略化によって充填装置の製造コストの低減が可能となる。
【００２４】
（ｄ）本願の第４の発明
本願の第４の発明に係る充填方法によれば、搬送コンベアにより順次移送される複数の瓶型容器を、固定配置されたスクリューコンベアの螺旋溝に嵌入させて順次切出すとともに、切出された上記各瓶型容器に対してその側方から、上記スクリューコンベアに対向して配置された押圧挟持体に設けた複数の嵌合当接部を当接させて該各瓶型容器を上記嵌合当接部と上記螺旋溝によって押圧挟持し、しかる後、複数の充填ノズルの噴口部分を上記各瓶型容器内に挿入し、該噴口から該瓶型容器内に充填材を噴出させて充填するようにしている。
【００２５】
したがって、上記各瓶型容器を上記嵌合当接部と上記螺旋溝によって押圧挟持することで、該各瓶型容器間の間隔、即ち、該各瓶型容器の上記各充填ノズルに対する位置決めが行われ、この位置決め後に上記各充填ノズルから上記各瓶型容器内に充填材が充填されることとなり、該各充填ノズルから上記各瓶型容器内への充填材の充填作業が精度良く的確に行われることとなり、信頼性の高い充填作業が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本願発明の実施形態に係る包装装置の平面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【図５】図１に示した充填・投入作業ユニットの要部分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１〜図４には、本願発明の実施形態に係る充填装置Ｚを示している。この充填装置Ｚは、瓶型容器６１に対して撹拌促進用のＰＰ球（ポリプロピレン球）とシリコンオイルを順次充填するための装置であって、所定高さ位置で略水平に延設された基台５上に、瓶型容器供給源（図示省略）から供給される瓶型容器６１を順次当接状態で搬送する搬送コンベア４と、該搬送コンベア４の上方側で且つ上記搬送コンベア４の送給方向軸線から所定量だけ側方へ偏移した位置において該搬送コンベア４と平行となるように固定配置されたスクリューコンベア３と、該スクリューコンベア３の反偏移側において該スクリューコンベア３に離間して対向するように配置された位置決め作業ユニット１と、上記スクリューコンベア３の偏移側において上記スクリューコンベア３に離間して対向するように配置された充填作業ユニット２を備えて構成される。以下、これらを個別に説明する。
【００２８】
Ａ：スクリューコンベア３
上記スクリューコンベア３は、図１〜図４に示すように、所定幅の螺旋溝３ａを備えたスクリューロッドで構成されるもので、軸方向の一端（上流側端）から中央部にかけては径寸法が次第に増大するテーパ状とされ、このテーパ状部分ではその一端から中央部に向かうに伴って上記螺旋溝３ａの溝深さ及び溝幅が次第に増加しており、上記搬送コンベア４上を流れてくる瓶型容器６１に対してその導入部分として機能する。
【００２９】
また、上記スクリューコンベア３の中央部から他端（上流側端）にかけては直棒状とされ、この直棒状部分の表面には同一深さ同一幅で延びる螺旋溝３ａが少なくとも４本露呈するようにその長さ寸法が設定されている。そして、この直棒状部分の表面に露呈する４本の螺旋溝３ａは、後述する押圧挟持体１１の嵌合当接部１２と協働して４個の瓶型容器６１の位置決め部として機能する。
【００３０】
さらに、上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａの断面形状は、使用予定の瓶型容器のうちで最も大径（限界径）の瓶型容器の周面が溝面に全接触状態で嵌入し得るような寸法形状に設定されている（図２に鎖線図示する瓶型容器６２が限界径の瓶型容器である）。
【００３１】
一方、上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａのピッチは、限界径の瓶型容器６２が上記各螺旋溝３ａにそれぞれ嵌入した状態において相互間に所要の隙間ができる程度の寸法に設定される。そして、このスクリューコンベア３の螺旋溝３ａのピッチは、後述する一対の充填ノズル３４（シリコンオイルの充填用）及び一対の充填ノズル３８（ＰＰ球の充填用）の設置間隔に略合致するように設定されている。したがって、上記スクリューコンベア３の側面上に等ピッチで斜延状に露呈した上記螺旋溝３ａの溝底面の中央に上記瓶型容器６１が当接した状態においては、上記一対の充填ノズル３４は送り方向前方側の二つの螺旋溝３ａに当接した瓶型容器６１に、上記一対の充填ノズル３８は送り方向後方側の二つの螺旋溝３ａに当接した瓶型容器６１に、それぞれ合致することになる。
【００３２】
なお、瓶型容器が、図２に鎖線図示するように限界径に相当する径寸法をもつ瓶型容器６２であれば、上記螺旋溝３ａの溝底面によって該瓶型容器６２の横方向への搖動が規制されるので、上記スクリューコンベア３の軸心方向において該瓶型容器６２の軸心が上記螺旋溝３ａの溝底中央に略合致し、各瓶型容器６２の位置決めがされることになる。しかし、瓶型容器が、限界径より小さい径寸法の瓶型容器６１であった場合には、該瓶型容器６１に対して上記螺旋溝３ａの溝底面の規制作用は働かず、該瓶型容器６１が該螺旋溝３ａ内で揺動しその位置が一義的に決まらない。このような事情から、径寸法の小さい瓶型容器６１であっても確実に位置決めができるようにするために、後述の押圧挟持体１１が備えられている。
【００３３】
一方、上記スクリューコンベア３は、その直棒状部分の端部に駆動系８を介して駆動源（図示省略）から入力される駆動力によって回転駆動される。このスクリューコンベア３の回転制御は、図示しない制御器において行われ、この実施形態では、２ピッチずつ間欠的に駆動されるようになっている。即ち、上記各瓶型容器６１は、前後に隣接する２個の瓶型容器６１が対となって、ＰＰ球の充填位置とシリコンオイルの充填位置に順次位置決めして停止される。そして、この停止状態においては、先行する２個の瓶型容器６１は後述のシリコンオイル充填用の充填ノズル３４に対応し、後行する２個の瓶型容器６１は後述するＰＰ球充填用の充填ノズル３８に対応し、この停止中にそれぞれシリコンオイルの充填作業とＰＰ球の充填作業が行われる。
【００３４】
なお、ここでいう「充填」は、充填材を容器に隙間なく詰め込む状態と、容器内に空間を残して詰め込む場合の双方を含む広い概念である。したがって、充填材としては、液体のみならず、紛体、粒体及び球体も適用可能である。
【００３５】
Ｂ：位置決め作業ユニット１
上記位置決め作業ユニット１は、図１〜図４に示すように、上記基台５の上面側に立設した左右一対の支持台１６上にスライダ１５を介して取付けられて上記スクリューコンベア３に接離する方向に移動可能とされた横長平板状の可動基台１０と、該可動基台１０上に左右一対のスライダ１４を介して取付けられて上記スクリューコンベア３に接離する方向に移動可能とされた押圧挟持体１１を備えて構成される。
【００３６】
Ｂ−１：可動基台１０
上記可動基台１０は、図４に示すように、後述する充填作業ユニット２の下側基材２１とともに、前後位置調整部６によって上記スクリューコンベア３に接離する方向に駆動される。即ち、該前後位置調整部６は、上記可動基台１０に設けたナット１７と上記下側基材２１に設けたナット２４の双方に螺合するネジ棒４０で構成されている。
【００３７】
したがって、上記可動基台１０と上記下側基材２１は、上記ネジ棒４０がハンドル４１の操作によって右回転されると図４の矢印Ａ方向へ同時に移動し、上記ネジ棒４０が左回転されると矢印Ｂ方向へ同時に移動する。そして、上記可動基台１０の移動によって後述する押圧挟持体１１の位置調節が行われ、上記下側基材２１の移動によって後述する充填ノズル３４及び充填ノズル３８の位置調節が行われる。
【００３８】
なお、上述のように、上記ネジ棒４０の回転操作によって上記可動基台１０と上記下側基材２１が同一方向へ同時に移動するようになっているが、その移動量は同一とはされず、上記可動基台１０側の移動量を「２」とした場合、上記下側基材２１側の移動量は「１」とされる。これは、瓶型容器においてはその外径の中心と瓶口の中心が一致しており、瓶型容器の型替えによって使用される瓶型容器の外径が変化する場合、瓶口の中心位置は、常に外径の変化量の１／２だけ変化するためである。したがって、この実施形態においては、上記ネジ棒４０の螺条４１ａのピッチと螺条４１ｂのピッチの比を「２：１」に設定している。
【００３９】
このように上記可動基台１０の移動量と上記下側基材２１の移動量の比を設定することで、例えば、型替えによって瓶型容器６１の径寸法が変化したとしても、常に上記可動基台１０側に設けられた上記押圧挟持体１１の嵌合当接部１２は瓶型容器６１の外周面に当接し、また上記下側基材２１と一体的に移動する後述の上側基材２２に取付けられた充填ノズル３４及び充填ノズル３８は瓶型容器６１の瓶口の中心に位置することとなる。即ち、上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａと上記押圧挟持体１１の嵌合当接部１２とによる上記瓶型容器６１の位置決め動作と、上記各充填ノズル３４，３８による瓶型容器６１への充填材の充填動作が、型替えの前後を通して、常に適正状態で実行されることになる。
【００４０】
Ｂ−２：押圧挟持体１１
上記押圧挟持体１１は、図２及びに図４に示すように、略コ形の厚板材で一体形成されるものであって、その左右の延設部と上記可動基台１０との間に備えられたスライダ１４によって上記スクリューコンベア３に接離する方向に移動可能とされ、且つ上記可動基台１０との間に設けた押圧駆動部１３によって進退駆動される。
【００４１】
さらに、上記押圧挟持体１１の上記スクリューコンベア３に対向する先端縁には、前方に向けて略Ｖ形に拡開する嵌合当接部１２が、上記スクリューコンベアの螺旋溝３ａのピッチと略同一のピッチで４個列設されている。この嵌合当接部１２は、これが前進して上記瓶型容器６１の側面に当接し、さらにこれを上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａ側に押し付けて該螺旋溝３ａとの間で瓶型容器６１を挟持することで、上記瓶型容器６１は上記螺旋溝３ａの溝底の中央部（即ち、最深部）に位置決めされ且つ保持される。したがって、上記スクリューコンベア３の四つの螺旋溝３ａのそれぞれに位置している四個の瓶型容器６１は、これら相互間の間隔を一定とした状態で位置決めされることになる。
【００４２】
このような上記押圧挟持体１１の進退動作は上記押圧駆動部１３の伸縮動によって行われるものであるが、この押圧駆動部１３のストロークは一定であるため、上述のように瓶型容器６１の型替えによって瓶型容器６１の径寸法が変化した場合には、上記押圧挟持体１１の嵌合当接部１２によって上記瓶型容器６１を上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａに適正状態で押し当てることができない場合もあり、このような不都合を解消して適正な押圧状態を確保するために、上記前後位置調整部６が設けられたものである。
【００４３】
さらに、上記押圧駆動部１３による上記押圧挟持体１１の進退動は、上記スクリューコンベア３による瓶型容器６１の送り動作に対応して行われる。即ち、上述のように上記スクリューコンベア３が２ピッチずつ間欠的に回転されることに対応して、上記押圧挟持体１１も上記スクリューコンベア３が２ピッチ回転する度に進退するように、上記押圧駆動部１３の作動が制御される。
【００４４】
Ｃ：充填作業ユニット２
充填作業ユニット２は、図１、図３、図４に示すように、上記基台５上に支持台２０及びスライダ２３を介して上記スクリューコンベア３に対して接離可能に配置された下側基材２１と、該下側基材２１の上方側においてこれと略平行に対向配置された上側基材２２を備えている。なお、上記下側基材２１は、上記ネジ棒４０の回動操作によって上記スクリューコンベア３に接離する方向に移動できることは既述の通りである。
【００４５】
上記下側基材２１と上側基材２２は、図４及び図５に示すように、上下方向に離間対向し、且つこれら両者の４隅のそれぞれに配置した４本のネジ棒２５によって連結されている。即ち、上記各ネジ棒２５は、その上端が上記上側基材２２に設けた軸支部材４２によって回転可能に支持される一方、他端側は上記下側基材２１に設けたナット２９に螺合されている。さらに、上記各ネジ棒２５の上端寄り位置には、スプロケット２７が固着されている。また、上記上側基材２２の上記ネジ棒２５の取付位置よりも平面方向内側には、チェーン張り用のスプロケット２８を備えた支軸４３が、軸支部材４４によって取付けられている。
【００４６】
そして、上記各ネジ棒２５のそれぞれに設けた上記各スプロケット２７、及び上記支軸４３に設けた上記スプロケット２８間にはチェーン２６が掛け回されている。したがって、上記各ネジ棒２５の一つをハンドル３０によって回転させることで、上記チェーン２６を介して上記各ネジ棒２５の全てが同期して回転し、上記上側基材２２は上記下側基材２１に対して接離するように昇降することになる。なお、この実施形態においては、上記各ネジ棒２５とこれに取付けられた上記各スプロケット２７及びこれらに掛け回された上記チェーン２６によって、特許請求の範囲中の「同期駆動部３５」が構成される。
【００４７】
一方、上記上側基材２２には、図１及び図３に示すように、略コ形の板材で構成される支持ブラケット３３が、その左右一対の腕部３３Ａ，３３Ｂを上記位置決め作業ユニット１側に向けた状態で配置されている。そして、この支持ブラケット３３は、上記上側基材２２に固定された昇降駆動部３１によって上下方向に昇降可能に支持されるとともに、左右一対のガイドロッド３２によりガイドされており、該昇降駆動部３１の伸縮動に伴って上記上側基材２２に対して上下方向に移動する。
【００４８】
そして、この支持ブラケット３３の第１腕部３３Ａの先端部には、左右一対のシリコンオイル充填用の充填ノズル３４が取付けられている。なお、上記充填ノズル３４は、供給ホースを介してシリコンオイル貯留容器（図示省略）に接続されている。
【００４９】
また、上記支持ブラケット３３の第２腕部３３Ｂの先端部には、左右一対のＰＰ球充填用の充填ノズル３８が取付けられている。この充填ノズル３８は、上記上側基材２２に設けたホッパ支持材３６に取付けられた球体ホッパ３７に接続されている。
【００５０】
このように、上記支持ブラケット３３に取付けられた左右一対の上記充填ノズル３４と左右一対の上記充填ノズル３８は、上記昇降駆動部３１の伸縮動によって上記上側基材２２に対して一体的に上下動する（第１の上下動）とともに、上記ハンドル３０の回動操作に基づく上記充填作業ユニット２の昇降動に伴って上記上側基材２２と一体的に上下動し（第２の上下動）、さらに上記ネジ棒４０の回転操作に基づいて上記下側基材２１が進退動するのに伴って上記下側基材２１及び上側基材２２と一体的に上記スクリューコンベア３に接離する方向に進退することになる。
【００５１】
そして、上記昇降駆動部３１の作動に基づく上記「第１の上下動」は、上記充填ノズル３４及び充填ノズル３８の先端を瓶型容器６１の瓶口からその内部に挿入して充填材を噴出させる充填動作と、充填ノズル３４及び充填ノズル３８を瓶型容器６１内から上方へ抜き取って退避させる退避動作に係るものである。これに対して、上記「第２の上下動」は、瓶型容器６１の型替えによって該瓶型容器６１の瓶口の高さ位置が上下に変化するため、型替え後においても上記充填ノズル３４及び充填ノズル３８の高さが適正高さとなるように調整する型替え動作に係るものであり、上述のように型替えに伴う瓶型容器６１の径寸法の変化に対応すべく上記ネジ棒４０によって上記下側基材２１を進退動させることと相俟って、所期の目的を達成するものである。
【００５２】
なお、図３では作図の便宜上、上記上側基材２２に上記充填ノズル３４が設けられた状態と、上記上側基材２２に上記充填ノズル３８が設けられた状態を、個別に図示している。
【００５３】
Ｄ：充填装置Ｚの作動説明
以下においては、如上の如く構成された充填装置Ｚの作動を、主として図１及び図３を参照して具体的に説明する。
【００５４】
Ｄ−１：瓶型容器６１への充填材の充填作業
図１に示すように、上記位置決め作業ユニット１の上記押圧挟持体１１が後退した状態で充填作業が開始される。そして、上記搬送コンベア４上を前後密接状態で順次搬送される瓶型容器６１は、上記スクリューコンベア３に達すると、先ず、スクリューコンベア３の螺旋溝３ａによる切出し作用によって、二個の瓶型容器６１が切出され、その時点で上記スクリューコンベア３が停止される。この停止状態においては、上記瓶型容器６１は上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａ内に位置しているものの、その位置は確定していない。
【００５５】
次に、上記押圧駆動部１３が伸長して上記押圧挟持体１１が前方へ押し出され、その先端の上記嵌合当接部１２が上記瓶型容器６１の側面に当接し、さらにこれを前方に押し出して該瓶型容器６１を上記螺旋溝３ａとの間で挟持する。この挟持状態においては、上記瓶型容器６１は上記嵌合当接部１２の幅方向中央と上記螺旋溝３ａの幅方向中央を結ぶ線上に位置決めされ、上記充填作業ユニット２の各充填ノズル３８は上記瓶型容器６１の瓶口の中心の上方に位置している。
【００５６】
次に、上記充填ノズル３８が上記昇降駆動部３１によって降下され、その先端が瓶口から上記瓶型容器６１内に進入し、この状態で該充填ノズル３８から所定量のＰＰ球が噴出され、これが上記瓶型容器６１内に充填される。この充填作業の完了後、上記充填ノズル３８は上方へ引き上げられて次回の充填作業に備えて待機する。
【００５７】
充填ノズル３８の上方位置での待機に伴って、上記押圧挟持体１１を後退させ、上記嵌合当接部１２による上記瓶型容器６１の拘束状態を解除する。すると、上記スクリューコンベア３が回転を再開し、後行する二個の瓶型容器６１を螺旋溝３ａにおいて切出して、先行する二個の瓶型容器６１と共に前方へ移送する。そして、その移送量が上記螺旋溝３ａの２ピッチに相当する量に達した時点で、上記スクリューコンベア３の回転が停止される。
【００５８】
ここで、上記位置決め作業ユニット１の押圧挟持体１１が前進し、その嵌合当接部１２によって上記各瓶型容器６１をそれぞれ対応する螺旋溝３ａの底面側に押し付けて該螺旋溝３ａと共にこれを挟持する。これによって、四個の瓶型容器６１は、それぞれ適正位置に位置決めされ、該各瓶型容器６１間の間隔が設定間隔とされる。この状態においては、先行する二個の瓶型容器６１の瓶口中央には上記充填ノズル３４がその上方から臨み、また後行する二個の瓶型容器６１の瓶口中央には上記充填ノズル３８がその上方から臨んでいる。
【００５９】
次に、上記充填作業ユニット２の充填ノズル３４及び充填ノズル３８がそれぞれ降下し、該各充填ノズル３４は先行する瓶型容器６１（即ち、既にＰＰ球が充填されている瓶型容器６１）に挿入され、上記充填ノズル３８は後行する瓶型容器６１（即ち、何も充填されていない瓶型容器６１）に挿入される。そして、先行する瓶型容器６１には既に充填されているＰＰ球に加えてシリコンオイルが充填され、後行する瓶型容器６１にはＰＰ球が充填される。
【００６０】
上記各瓶型容器６１へのシリコンオイル及びＰＰ球の充填が完了すると、上記位置決め作業ユニット１の押圧挟持体１１が後退し、上記各瓶型容器６１に対する拘束状態が解除される。この押圧挟持体１１の後退に伴い、上記スクリューコンベア３が２ピッチに相当するだけ回転し、先行する瓶型容器６１（即ち、充填作業が全て完了した瓶型容器６１）を該スクリューコンベア３より前方側へ送り出す。これと同時に、後行する瓶型容器６１を２ピッチ分だけ前進させるとともに、搬送コンベア４側の瓶型容器６１を２個だけ切出して前進させる。
【００６１】
そして、上記各瓶型容器６１がそれぞれ２ピッチ分だけ前進した時点で該スクリューコンベア３の回転を停止させ、さらに上記位置決め作業ユニット１の押圧挟持体１１を前進させて上記嵌合当接部１２によって上記スクリューコンベア３の螺旋溝３ａ内にある各瓶型容器６１を挟持して位置決めする。この位置決め状態においては、既にＰＰ球が充填されている先行する瓶型容器６１は上記充填作業ユニット２の充填ノズル３４に対応し、後行する新たに切出された瓶型容器６１は上記充填ノズル３８に対応している。
【００６２】
この状態において、先行する瓶型容器６１にはシリコンオイルが充填され、後行する瓶型容器６１にはＰＰ球が充填される。充填完了後、上記押圧挟持体１１が後退して上記各瓶型容器６１に対する拘束状態が解除される。そして、上記スクリューコンベア３が回転し、先行する瓶型容器６１を該スクリューコンベア３より前方側へ送り出すと同時に、後行する瓶型容器６１を２ピッチ分だけ前進させるとともに、搬送コンベア４側の瓶型容器６１を２個だけ切出して前進させる。
【００６３】
以上の動作が繰り返されることで、上記搬送コンベア４によって順次搬送される瓶型容器６１に対してＰＰ球とシリコンオイルが順次充填され、所要の商品が得られるものである。
【００６４】
Ｄ−２：瓶型容器６１の型替えに伴う作業
瓶型容器６１の型替えを行うと、上記スクリューコンベア３部分で切出される瓶型容器６１の径寸法及び高さ寸法（即ち、瓶口の高さ位置）が型替え前に比べて変化するため、型替え後の新しい瓶型容器６１の径寸法及び高さ寸法に合わせて、上記位置決め作業ユニット１における上記押圧挟持体１１の前進位置の調節と、上記充填作業ユニット側の上記充填作業ユニット２に設けられた上記充填ノズル３４及び充填ノズル３８の位置調節と、該充填作業ユニット２の上記充填ノズル３４と充填ノズル３８の高さ位置の調節という三つの調節作業が必要となる。
【００６５】
この場合、先ず、上記位置決め作業ユニット１における上記押圧挟持体１１の前進位置の調節と、上記充填作業ユニット側の上側基材２２に設けられた上記充填ノズル３４及び充填ノズル３８の位置調節は、上述のように、上記前後位置調整部６の上記ネジ棒４０を回転操作して、上記押圧挟持体１１と上記上側基材２２を「２：１」の比率で進退させることで達成される。これらの移動形態とか移動量の比率等については既述の通りである。
【００６６】
また、上記充填作業ユニット２の上記充填ノズル３４と充填ノズル３８の高さ位置の調節は、上記充填作業ユニット２の上側基材２２側に設けたハンドル３０を回転操作して該上側基材２２を上記下側基材２１に対して接離させることで調節される。なお、この上側基材２２の下側基材２１に対する接離方向への移動機構等については既述の通りである。
【００６７】
なお、瓶型容器６１の型替えに伴って該瓶型容器６１間の間隔が増減変更するため、上記充填ノズル間の間隔も調節することが必要となるが、この実施形態では、瓶型容器６１間の間隔は、上述のように、上記スクリューコンベア３と上記押圧挟持体１１によって瓶型容器の型替えに拘らず常時一定に保持されるため、充填ノズル３４，３８間の間隔調節は必要としない。
【００６８】
このように、この実施形態の充填装置Ｚによれば、瓶型容器６１の型替え時における調節操作は、上記ネジ棒４０の螺回操作と上記充填作業ユニットの高さ調節作業の二作業のみとなり、例えば位置決め作業ユニット１と充填作業ユニット２の位置調節装操作と、上記充填ノズル３４，３８の高さ調節操作、さらには該充填ノズル３４，３８の間隔調節操作をそれぞれ個別に別機構によって行う必要がある場合に比して、瓶型容器６１の型替え作業が格段に簡略化され、該作業をより短時間で行うことができ、延いては多品種少量生産に適した充填装置を提供できる。また、型替えに供せられる機構が簡易であることから、充填装置Ｚの製造コストの低廉化も促進されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本願発明に係る充填方法及び充填装置は、瓶型容器内にその開口部分から液体、紛体、粒体等の充填材を充填する産業分野において利用されるものである。
【符号の説明】
【００７０】
１  ・・位置決め作業ユニット
２  ・・充填作業ユニット
３  ・・スクリューコンベア
４  ・・搬送コンベア
５  ・・基台
６  ・・前後位置調整部
８  ・・駆動系
１０  ・・可動基台
１１  ・・押圧挟持体
１２  ・・嵌合当接部
１３  ・・押圧駆動部
１４、１５  ・・スライダ
１６  ・・支持台
１７  ・・ナット
２０  ・・支持台
２１  ・・下側基材
２２  ・・上側基材
２３  ・・スライダ
２４  ・・ナット
２５  ・・ネジ棒
２６  ・・チェーン
２７、２８  ・・スプロケット
２９  ・・ナット
３０  ・・ハンドル
３１  ・・昇降駆動部
３２  ・・ガイドロッド
３３  ・・支持ブラケット
３４  ・・充填ノズル
３５  ・・同期駆動部
３６  ・・ホッパ支持材
３７  ・・球体ホッパ
３８  ・・充填ノズル
４０  ・・ネジ棒
４１  ・・ハンドル
４２  ・・軸支部材
６１，６２  ・・瓶型容器
６３  ・・ガイドバー
Ｚ  ・・充填装置
【図１】
2018177236.tif 000003
【図２】
2018177236.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018177236.tif 000006
【図５】
2018177236.tif 000007