(57)【要約】【課題】  従来、充填キャッパー装置において発泡性の高い液体を充填する場合、気泡が発生して容器から溢れてしまい、所定量の充填ができず、さらに装置、容器が汚染される問題があった。この問題を解決して高速処理が可能な充填キャッパー装置の提供を課題とする。【解決手段】  回転テーブル１０に載った充填台２上の容器１は液体を注入させるに際して、その充填台２を傾斜させると共にその容器１の口の中に液充填機２０のノズル２０ａを挿入し、液体の発泡を少なくする充填台傾斜機構１５を備えることを特徴とし、液体の発泡性が高くても高速で充填処理を行える小型充填キャッパー装置。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト軸の回転軸受部を固定した基板テーブルと、その基板テーブルの下側のシャフト軸に配設した回転駆動伝達部と、前記基板テーブルに上側のシャフト軸に配設した回転テーブルと、容器に液体を充填するため、その回転テーブルの周縁に沿って取付けられた複数ｎ個の充填台と、を少なくとも備え、回転テーブルが間欠的に回転し、それら充填台に搭載した容器が回転テーブルにより回転してそれぞれ定めた円周角位置において、順次、充填とキャッピングを行うロータリー式の充填キャッパー装置であって、
前記充填台は容器搭載板とその板に垂直に接続された背面板と、その背面板に取付けられ、容器の外周を２点支持して瓶口を所定位置に固定するヤゲン部材とからなり、
前記回転テーブルは、前記ｎ個の充填台の背面板をそれぞれ接続するｎ個のアームと、それらアーム毎にその回転テーブルの円周方向と直交する面上に自在に回転させるためのｎ個のアーム支点軸受とを備え、
その回転テーブルの回転によって、充填台が液充填機を設置した円周角位置の範囲内にあるときは、その充填台のアームを下側から押上げると共に、搭載されている容器の軸を垂直から傾斜させる前記回転軸受部上の固定テーブルに設けられた傾斜カムとを備えた充填台傾斜機構により、前記ノズルからの液体充填に際して気泡の混入が少なくなり高速充填が可能なことを特徴とする小型充填キャッパー装置。
【請求項２】
前記充填台傾斜機構に加え、前記円周角位置の範囲内において、前記傾斜カムにより充填台の容器搭載板が水平から傾斜して液体充填のため回転テーブルが一時停止しているとき、その前記液充填機のノズル先端の直下にある容器の瓶口を押上げて前記ノズルの先端を瓶口の内部に入れるため、前記容器搭載板を所定量押上げるため、液充填機が配置された円周角位置の前記固定テーブルにエアシリンダー機構を備え、
液充填機のノズルから吐出した充填液が容器内壁を伝って充填されるため気泡の発生が更に少なくなることを特徴とする請求項１記載の小型充填キャッパー装置。
【請求項３】
前記エアシリンダー機構は、さらに前記容器搭載板を押上げるに際して、前記エアシリンダー機構の先端にローラを設け、スムーズに所定量持上げることを特徴とする請求項２記載の小型充填キャッパー装置。
【請求項４】
前記傾斜させた充填台は、その上に搭載する容器の種類、長さに対応して、前記エアシリンダー機構の固定位置を可変できる調整機構を設けたことを特徴とする請求項２記載の小型充填キャッパー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多品種の容器に充填・キャッピング可能なロータリー式充填装置に係り、より詳しくは気泡を生じやすい液体の充填を高速で行うことが可能な充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
容器或いは瓶へ液体を充填する装置は従来数多く公開されていた。例えば、特許文献１に開示されているような大小或いは形状の様様なペットボトル、ビンなどの容器に対応した汎用性の高いビンの充填装置が知られている。また特許文献２も連続走行する容器に液体を充填する装置に関するものである。
【０００３】
特許文献１の発明は、ビン供給装置、ビン充填装置、ビンキャッピング装置、とその間のペットボトル移載機構を備え、ペットボトルなどの充填容器の上部開口部の２段括れ部の一方を掛止して吊り下げて充填或いはキャッピングを行うことにより、異なるサイズ、形状のビンを取り扱うことにより、ロット変更に伴う調整の手間をなくすることを特徴としている。しかし、容器が垂直に保持されたまま充填されるため、発泡性の高い液体の充填では、ゆっくり時間をかけて充填しないと漏れてしまう問題があった。
また、特許文献２においても、液体が発泡性の高い液についての充填については記載されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０４５８７号公報（第２、３頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２７８５９４号公報（第２、３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、充填装置或いは充填キャッパー装置において、発泡性の高い液体を充填する場合、気泡が発生して容器から溢れてしまい、所定量の充填ができず、さらに機械・容器が汚染される確率が高い問題があった。
【０００６】
発泡性の液体の充填に際して、容器から液体が漏れやすいのは、通常通り容器を水平な台上に設置して充填するので液体の注入の際容器の底面に当たる衝撃あるいは液面に当る衝撃により液体を泡立たせるためであった。
【０００７】
この気泡の発生を抑え、溢れないように充填するためには充填速度（つまりローターの回転速度）を低く設定せざるを得ず、高速処理ができなかった。
【０００８】
以上の不具合を解決するため、本発明は容器を搭載する充填台を、液体充填の際に自動的に傾斜させて、充填液への気泡の発生を極力抑える構成を提供する。
【０００９】
従って、発泡性の高い液体を充填する際に、容器・機械の汚染を極力防止し、高速処理が可能な充填装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の小型充填キャッパー装置は、シャフト軸の回転軸受部を固定した基板テーブルと、その基板テーブルの下側のシャフト軸に配設した回転駆動伝達部と、前記基板テーブルに上側のシャフト軸に配設した回転テーブルと、容器に液体を充填するため、その回転テーブルの周縁に沿って取付けられた複数ｎ個の充填台と、を少なくとも備え、回転テーブルが間欠的に回転し、それら充填台に搭載した容器が回転テーブルにより回転してそれぞれ定めた円周角位置において、順次、充填とキャッピングを行うロータリー式の充填キャッパー装置であって、
前記充填台は容器搭載板とその板に垂直に接続された背面板と、その背面板に取付けられ、容器の外周を２点支持して瓶口を所定位置に固定するヤゲン部材とからなり、
前記回転テーブルは、前記ｎ個の充填台の背面板をそれぞれ接続するｎ個のアームと、それらアーム毎にその回転テーブルの円周方向と直交する面上に自在に回転させるためのｎ個のアーム支点軸受とを備え、
その回転テーブルの回転によって、充填台が液充填機を設置した円周角位置の範囲内にあるときは、その充填台のアームを下側から押上げると共に、搭載されている容器の軸を垂直から傾斜させる前記回転軸受部上の固定テーブルに設けられた傾斜カムとを備えた充填台傾斜機構により、前記ノズルからの液体充填に際して気泡の混入が少なくなり高速充填が可能なことを特徴とする。
【００１１】
また、前記充填台傾斜機構に加え、前記円周角位置の範囲内において、前記傾斜カムにより充填台の容器搭載板が水平から傾斜して液体充填のため回転テーブルが一時停止しているとき、その前記液充填機のノズル先端の直下にある容器の瓶口を押上げて前記ノズルの先端を瓶口の内部に入れるため、前記容器搭載板を所定量押上げるため、液充填機が配置された円周角位置の前記固定テーブルにエアシリンダー機構を備え、
液充填機のノズルから吐出した充填液が容器内壁を伝って充填されるため気泡の発生が更に少なくなることを特徴とする。
【００１２】
また、前記エアシリンダー機構は、さらに前記容器搭載板を押上げるに際して、前記エアシリンダー機構の先端にローラを設け、スムーズに所定量持上げることを特徴とする。
前記傾斜させた充填台は、その上に搭載する容器の種類、長さに対応して、前記エアシリンダー機構の固定位置を可変できる調整機構を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記傾斜させた充填台は、その上に搭載する容器の種類、長さに対応して、前記エアシリンダー機構の固定位置を可変できる調整機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は以下の効果を呈する。すなわち、各容器は回転テーブルの周縁に取付けられた複数の充填台にそれぞれ搭載され、その回転テーブルの回転により充填台が丁度液充填機のノズルの下に位置したときは、充填台を傾斜させる機構により、発泡性の高い液体を高速で容器に充填しても気泡の発生が抑えられ、高速充填が可能となる。  
【００１５】
特に、充填台は充填位置の回転テーブル円周角範囲のみ自動的に傾斜させて、充填台に搭載されている容器を傾斜させ、他の範囲は総て充填台を傾斜させず、すなわち容器を直立したままキャッピングなどの作業が行える構成となるので充填キャッパー装置として小型に設計できる効果がある。
【００１６】
また、ヤゲン部材による２点支持であるため、外径寸法或いは長さの異なる多品種の容器に容易に対応することができ、更にヤゲン部品にアダプターを装着することにより上下で径の異なる容器も扱うことができる。
【００１７】
充填ノズル先端は、容器がエアシリンダー機構により持上げられることにより瓶口の中まで差し込まれる。このためさらに気泡の発生を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の小型充填キャッパー装置の実施例について以下、図に基づいて説明する。
【００１９】
図１、図２は、小型充填キャッパー装置の全体構成図を示す。図１は前面図、図２はその平面図である。
【００２０】
ここで、１００は基板テーブル、その基板テーブル１００の中央にはシャフトの回転軸受部１００ｂが固定され、その中心にシャフト軸１００ａが貫通している。叉、回転軸受部１００ｂの上部には固定テーブル１００ｅが固定されている。
【００２１】
基板テーブル１００の下側のシャフト軸１００ａには、このシャフトを間欠的に回転させる回転駆動伝達部１００ｃが接続される。
【００２２】
一方、基板テーブル１００の上側のシャフト軸１００ａには回転テーブル１０が接続されている。さらにその上のシャフト軸１００ａ先端部には８角面が設けられそれぞれの面に反射鏡１００ｄが取付けられている。
【００２３】
回転テーブル１０は、本実施例では等間隔で８ヶ所位置の下部にアーム支点軸受１２が配設される。それらのアーム支点軸受１２はそれぞれアーム１１（８個）の回軸の支点となる。尚、そのアーム１１の回軸面は回転テーブル１０円周方向に直交する面である。
【００２４】
ここで、２は充填台全体を示し、図１右側の充填台２は容器１を直立に立てる場合の状態を示し、図１左側の充填台２は容器１を傾斜させる場合の状態を示す。
【００２５】
それら充填台２はそれぞれアーム１１に接続され、この実施例では８台ある。
【００２６】
充填台２は容器の底面を載せる容器搭載板２ａと、その容器搭載板２ａに対して垂直に接続される背面板２ｂと、その背面板２ｂに接続されたヤゲン形状のヤゲン部材２ｃからなる。
【００２７】
ヤゲン部材２ｃは、容器の外周を２点支持して瓶口を所定位置に固定する。また、充填台２が傾斜されたとき、容器１の周面がヤゲン部材２ｃに寄りかかり、容器１は回転テーブル１０の周方向への可動はさらに制約される。
【００２８】
１３は、前記固定テーブル１００ｅ上に設けられた傾斜カムを示し、回転テーブル１０と同軸に配置される。傾斜カム１３の構造は厚さの薄い円筒中空状であって、その中空円筒壁の径は図１、図２に示す様に８個のアーム下側になるような構造とする。
【００２９】
よって、その中空円筒壁すなわち傾斜カム１３の高さは充填台２を傾斜させたい回転テーブル１０の中心軸に対して円周方向位相角度位置では図１のようにカムの高さを高くしてアーム１１を上げる（実施例では約３０度アーム１１を傾斜させる）ようにし、傾斜させたくない前記位相角度位置では図１のようにアーム１１を水平となるようなカムの高さとする。
【００３０】
図２には、回転テーブル１０の周縁に沿って中空円筒状の筒壁すなわち傾斜カム１３があり、その傾斜カム１３の上端は８個のアーム１１の下端のカム対向板１４に接触している。
【００３１】
図２の実施例では、その回転テーブル１０が一時停止して、その中心軸に対する各位相角度位置を（Ａ）〜（Ｈ）と呼称して示している。
【００３２】
位相角度位置（Ｂ）、（Ｃ）でそれらの充填台２の容器１に液体を注入するに際して、その容器１を傾斜させたいので、位置（Ｂ）、（Ｃ）における充填台２のアーム１１の下側のカム対向板１４を押上げるように、その下端の傾斜カム１３は高さを高く形成する。
【００３３】
位相角度位置（Ａ）から（Ｂ）と、（Ｃ）から（Ｄ）への充填台２の状態は、スムーズに容器が直立から傾斜、傾斜から直立に動作するように傾斜カム１３の上端の高さの変化は緩やかに変わる曲面で接続する。
【００３４】
図５に傾斜カム１３の一例を示す。ここでＨ１はアーム１１が水平になるカムの高さ、Ｈ２はアーム１１が３０度の傾斜となるカムの高さである。Ｈ１からＨ２への高さの変化は前述したように連続的に変化する曲面である。
【００３５】
図１では、充填台傾斜機構１５は以上の傾斜機構全体を示し、１４は傾斜カム１３とのカム対向板を示す。
【００３６】
１６は、固定テーブル１００ｅに固定されたエアシリンダー機構、１７は先端ローラ、１８はレバーを示す。このエアシリンダー機構１６は、（Ｂ）及び（Ｃ）の位置に設けられて、充填台２が（Ｂ）或いは（Ｃ）に位置して傾斜しているとき、図３（後述する）に示すように容器１の瓶口１ａの中に液充填機のノズル２０ａを入れるために容器搭載板２ａの下部を押上げて充填台を傾斜させながら押上げる機構である。その際にエアシリンダーの先端ローラ１７によりスムーズに押上げられる。
【００３７】
レバー１８には、押上げ量を調節するネジがある。
【００３８】
次に、図２の平面図の実施例によって、小型充填キャッパー装置の全体構成を詳細に説明する。
【００３９】
この実施例では回転テーブル１０の充填台２がｎ＝８の場合である。
【００４０】
ここで、（Ａ）〜（Ｈ）は、回転テーブル１０が一時停止して、それぞれ８台の充填台２のその中心軸に対する８ヶ所の各位相角度位置を示す。尚、角度間隔はこの実施例では４５度である。それぞれの位置における回転してきた充填台２の作業内容を以下に示す。
【００４１】
（Ａ）：直立の充填台２上に空の容器１を投入。
（傾斜カム１３により充填台２は直立から傾斜へ）
（Ｂ）：第１の液体注入
（Ｃ）：第２の液体注入
（傾斜カム１３により充填台２は傾斜から直立へ）
（Ｄ）：スペース
（Ｅ）：瓶口へ蓋を載置
（Ｆ）：内栓キャッピング
（Ｇ）：外栓キャッピング
（Ｈ）：容器搬出
【００４２】
ここで、２１は液充填機２０のスタンドである液充填機固定部を示し、基板テーブル１００に固定される。
【００４３】
尚、位置（Ｂ）、（Ｃ）における第１、第２の液体の注入は、２箇所の位置での作業により、時間を必要とするその作業に対して２倍の作業時間を与えるものである。また、ドレッシングなど、調味液と油などの２種類の液を充填させることもできる。
【００４４】
次に、図３により位置（Ｂ）、（Ｃ）における液体注入についてより詳細に説明する。
【００４５】
図３の左側は、液体を液充填機２０のノズル２０ａから容器１に注入する位置（Ｃ）における状態の詳細を示す。
【００４６】
先ず、（１）位置（Ｃ）或いは（Ｂ）は充填台２がくれば、傾斜カム１３によりアーム１１が上昇し、充填台２が約３０度傾斜する。その充填台２に載っている容器１は傾斜し、瓶口１ａはノズル２０ａの真下に来る。
【００４７】
次に、（２）自動的にエアシリンダー機構１６がＯＮとなり、所定量先端が延び、その先端ローラ１７が傾斜している容器搭載板２ａの底を押上げてさらに傾斜させる。
【００４８】
その押上げによって、充填台２がアーム支点軸受１２を中心して上昇回転するため、容器１の瓶口にノズル２０ａが挿入される。
【００４９】
以上の（１）、（２）の機構動作によって、発泡性の高い液体を容器１ヘ注入したとき、従来に比較して発泡が殆ど生じない。従って、回転テーブル１０の間欠回転速度を上げて、高速充填できるようになる。
【００５０】
尚、容器の種類により、容器１の瓶口１ａの位置が変わっても、その種類に合わせてノズル２０ａの位置を軸方向径方向調整機構２３と、エアシリンダー機構１６の押し上げ量調整のためのアジャスタ１９のネジにより容易に調整をすることができる。
【００５１】
次に、図３の右側にある外栓キャッピングについて述べる。この位置は（Ｇ）に相当する。
【００５２】
尚、キャッピング機構には、（Ｆ）の位置で行う内栓キャッピング機構３０と（Ｇ）の位置にある外栓キャッピング機構４０の作業があるが、容器１の蓋の種類に合わせていずれの装置に作業をさせるか選択するスイッチを押下する。選択されたいずれかの作業が行われ、他方の作業はパスされるようにする。
【００５３】
図３の実施例では外栓キャッピングを選択し、（Ｇ）位置で停止し、外栓作業を行う状態を示す。４３は容器固定機構であり、一時的に容器１が回転しないようにするもので、瓶口１ａの蓋１ｂを所定トルクで回転し、巻き締めして栓をするためのものである。４１、４２は外栓キャッピング機構４０にある栓位置調整機構である。
【００５４】
尚、図３のアジャスタ１９は軸方向に移動させてネジ止めできるようにしてあり、そのアジャスタ１９の上下移動（図３では２点鎖線で表す）により、容器の形状、充填液の特性に合わせて充填台２の押し上げ量を多くしたり少なくしたりすることが可能である。  
【００５５】
次に、図４について、容器移動の全体の流れについて述べる。
【００５６】
位置（Ａ）で充填台２の一つに投入された空の容器１は、回転して位置（Ｂ）に来て一時停止する。この直前までに充填台２は水平から３０度傾斜する。
【００５７】
位置（Ｂ）では、液体が容器の半分だけノズル２０ａから注入充填される。
【００５８】
その際、液充填機２０には光センサ２２が設けられ、一方中心軸のシャフト軸１００ａには正８角形方向に反射鏡１００ｄが合計８個設けられ、光センサ２２はその反射鏡１００ｄと対向したとき（すなわち丁度回転テーブル１０が一時停止したとき）その反射光を検出して、容器の有無を確認し、液充填機２０を稼動させる。このため、容器が装填されていない充填台に液体が注入されることはない。
【００５９】
位置（Ｃ）に充填台２がきて一時停止した場合も、同様の確認がなされ、容器がある場合のみ残りの半分量の注入充填が行われる。この説明では、ひとつの容器に対して２箇所の液充填機２０が半分ずつ注入することで、注入時間を短縮させる例を示したが、ドレッシングなど、異なる液体をそれぞれの液充填機２０から注入する場合もある。  
【００６０】
以上のように、光センサ２２及び正８角形方向に取り付けられた反射鏡１００ｄにより、容器１が充填台２に載置されているのを確認し、液充填機２０や、内栓キャッピング機構３０、外栓キャッピング機構４０を動作させる。
【００６１】
位置（Ｄ）、（Ｅ）は、液体が注入された容器１の口部、瓶口１ａにその蓋１ｂを載せる位置である。蓋１ｂを瓶口１ａに載せる作業は、操作者の人手で行う。勿論ここに蓋の自動供給機構を設けても良い。
【００６２】
位置（Ｆ）は、内栓が選択されている場合、内栓キャッピング機構３０が稼動して蓋１ｂが締められる。容器１のサイズに合わせて予め瓶口位置調整機構３１によりその位置を設定しておく。
【００６３】
位置（Ｇ）は、外栓が選択されている場合、外栓キャッピング機構４０が稼動して蓋１ｂが締められる。容器１のサイズに合わせて予め栓位置調整機構４１、４２によりその位置を設定しておく。
【００６４】
外栓キャッピング機構４０が稼動するときは、容器固定機構４３が容器１を押えて所定のトルクで蓋が巻き締めされる。
【００６５】
位置（Ｈ）は、ここにきた充填台２の容器１を外側にあるローラコンベアの搬出機構５０へ排出する位置である。
【００６６】
搬出機構５０には、容器１を充填台２からローラコンベア上に移動させるための容器排出機構５１を備える。容器排出機構５１は、充填台２が回転してくる前に容器排出板５１ａをエアシリンダーにより径方向の内側に位置させておき、容器１を搭載した充填台が到着したとき外側に動作させ容器１を排出機構５０側に押し出す。
【００６７】
位置（Ａ）では、空になった充填台２の上に空の容器１を投入して以上の動作を繰返すことになる。
【００６８】
蓋の種類、サイズが異なる容器１の充填キャッピングを行う場合、内栓、外栓の選択（図示されていない選択スイッチボタンを押す）と共に、容器のサイズに合わせて液充填機２０及びアジャスタ１９の調整、内栓キャッピング機構３０又は外栓キャッピング機構４０の調整を行う。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の小型充填キャッパー装置の実施例の前面図である。
【図２】本発明の小型充填キャッパー装置の実施例の平面図である。
【図３】容器位置調整機構の詳細図である。
【図４】容器移動の全体の流れ図である。
【図５】傾斜カムの構造図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    容器
１ａ  瓶口
１ｂ  蓋
２    充填台
２ａ  容器搭載板
２ｂ  背面板
２ｃ  ヤゲン部材
１０    回転テーブル
１１    アーム（ｎ個）
１２    アーム支点軸受（ｎ個）
１３    傾斜カム
１４    カム対向板
１５    充填台傾斜機構
１６    エアシリンダー機構
１７    先端ローラ
１８    レバー  
１９    アジャスタ
２０    液充填機
２０ａ  ノズル
２１    液充填機固定部
２２    光センサ
２３    軸方向径方向調整機構
３０    内栓キャッピング機構
３１    瓶口位置調整機構
４０    外栓キャッピング機構
４１    栓位置調整機構
４２    栓位置調整機構
４３    容器固定機構
５０    搬出機構
５１    容器排出機構
５１ａ  容器排出板
１００    基板テーブル
１００ａ  シャフト軸
１００ｂ  回転軸受部
１００ｃ  回転駆動伝達部
１００ｄ  反射鏡
１００ｅ  固定テーブル
【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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