(57)【要約】【課題】間欠搬送する容器４への充填を行う充填装置において、停止して充填を行う時間を短縮し、しかも、長い充填時間を確保することにより、充填能力を向上させる。【解決手段】容器搬送コンベヤ２は、ホルダ１０の容器支持孔に容器４を支持して間欠的に搬送し、上流側から順に設置された充填手段１２、シール手段１４、カット手段１６の下方に順次停止して、それぞれの処理を行う。容器４は広口のカップであり、そのカップ４の進行方向前方側端部４ａが充填ノズル２０の下方に到達した後の移動中に充填を開始し、充填ノズル２０の真下に停止している間も充填を行い、充填の終了以前にカップ４の移動を開始してカップ４の後端４ｂが充填ノズル２０の下方を通過する前に充填を終了する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の容器支持部を有し、各容器支持部にそれぞれ容器を支持して搬送する容器搬送手段と、この容器搬送手段を間欠的に移動させる駆動手段と、液バルブの開閉により充填ノズルから容器内に液体を充填する充填手段と、前記容器搬送手段による容器の移動位置を検出する位置検出手段と、前記充填手段の作動を制御する制御手段とを備え、容器を充填ノズルの下方に間欠的に移動させて充填を行う充填装置において、
前記制御手段に、間欠的に移動されている容器の開口部の進行方向前方側が充填ノズルの下方に到達する位置を記憶させるとともに、前記位置検出手段からの信号により、容器の前方側が前記充填ノズルの下方に到達した後の容器移動中に充填を開始することを特徴とする充填装置。
【請求項２】
複数の容器支持部を有し、各容器支持部にそれぞれ容器を支持して搬送する容器搬送手段と、この容器搬送手段を間欠的に移動させる駆動手段と、液バルブの開閉により充填ノズルから容器内に液体を充填する充填手段と、前記容器搬送手段による容器の移動位置を検出する位置検出手段と、前記充填手段の作動を制御する制御手段とを備え、容器を充填ノズルの下方に間欠的に移動させて充填を行う充填装置において、
前記制御手段に、容器の開口部の進行方向後方側が充填ノズルの下方を通過する位置を記憶させるとともに、前記検出手段からの信号により、容器が前記位置に到達する前の位置まで容器内への充填を継続することを特徴とする充填装置。
【請求項３】
複数の容器支持部を有し、各容器支持部にそれぞれ容器を支持して搬送する容器搬送手段と、この容器搬送手段を間欠的に移動させる駆動手段と、液バルブの開閉により充填ノズルから容器内に液体を充填する充填手段と、前記容器搬送手段による容器の移動位置を検出する位置検出手段と、前記充填手段の作動を制御する制御手段とを備え、容器を充填ノズルの下方に間欠的に移動させて充填を行う充填装置において、
前記制御手段に、間欠的に移動されている容器の開口部の進行方向前方側が充填ノズルの下方に到達する位置と、容器の開口部の進行方向後方側が充填ノズルの下方を通過する位置とを記憶させるとともに、前記位置検出手段からの信号により、容器の前方側が前記充填ノズルの下方に到達した後の容器移動中に充填を開始し、かつ、容器の後方側が充填ノズルの下方を通過する位置に到達する前の位置まで容器内への充填を継続することを特徴とする充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、容器を間欠的に搬送して充填を行う充填装置に係り、特に、カップ等の広口の容器の充填に適した充填装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のカップ用の充填装置は、カップ供給手段から供給されたカップを、容器搬送コンベヤによって間欠的に搬送し、この容器搬送コンベヤの搬送経路の上方に上流側から順に配置された充填手段、シール手段およびカット手段によって、カップの停止中に、液体等の内容物の充填、カップの口部へのフィルムシートの接着およびフィルムシートのカップの蓋となる部分の切断等の各工程を行うようになっている。
【０００３】
前記各工程のうち充填工程は、液はねの防止等の目的で、充分な充填時間をとることが望ましい。これに対し、シール手段およびカット手段による各工程は、比較的短時間で終了するが、充填作業に要する時間が長いため、容器搬送コンベヤによる間欠搬送の停止時間が長くなってしまう。その結果、充填装置の処理能力が制限されて高速化が困難であるという問題があった。
【０００４】
そこで、液はねや液面の乱れ等を生じさせないようにするとともに、充填時間を短縮することを可能にした充填装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された充填装置は、容器を間欠的に搬送する間欠駆動コンベヤと、この間欠駆動コンベヤの搬送経路上の一次充填ステーションと二次充填ステーションにそれぞれ配置されている一次充填装置および二次充填装置とを備えている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１９４３９０号公報（第３−４頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１に記載された充填装置では、二個所の充填ステーションにそれぞれ設けた二つの充填装置によって、一つの容器に二回に分けて充填を行うようにしたので、容器の一回ごとの停止時間を短縮することができ、容器内での泡立ちや液はねの問題が生じることなく、高速充填を行うことが可能である。しかしながら、前記特許文献１に記載された充填装置は、所定の停止時間の間だけしか充填を充填を行うことができず、１つの充填装置の充填能力は停止時間によって決定されるものであった。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、容器を間欠搬送する搬送コンベヤの停止時間よりも長い時間充填を行うことを可能にし、充填能力を向上させることができる充填装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に係る充填装置は、複数の容器支持部を有し、各容器支持部にそれぞれ容器を支持して搬送する容器搬送手段と、この容器搬送手段を間欠的に移動させる駆動手段と、液バルブの開閉により充填ノズルから容器内に液体を充填する充填手段と、前記容器搬送手段による容器の移動位置を検出する位置検出手段と、前記充填手段の作動を制御する制御手段とを備え、容器を充填ノズルの下方に間欠的に移動させて充填を行うものであって、特に、前記制御手段に、間欠的に移動されている容器の開口部の進行方向前方側が充填ノズルの下方に到達する位置を記憶させるとともに、前記位置検出手段からの信号により、容器の前方側が前記充填ノズルの下方に到達した後の容器移動中に充填を開始するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る充填装置では、間欠的に搬送される容器が、充填ノズルの下方まで搬送されて停止する以前に、容器の搬送方向前方側がノズルの下方に到達した時点から後のまだ容器が移動している間に充填を開始するので、充填時間を容器の停止時間よりも長くすることができるとともに、同じ充填を行う場合と比較して充填ノズルの下方に容器が停止している時間を短縮することができ、各ノズル当たりの充填能力を向上させることができる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明に係る充填装置は、基本的構成が請求項１に記載した発明と同様であり、特に、前記制御手段に、容器の開口部の進行方向後方側が充填ノズルの下方を通過する位置を記憶させるとともに、前記検出手段からの信号により、容器が前記位置に到達する前の位置まで容器内への充填を継続するようにしたものである。
【００１１】
この発明に係る充填装置では、間欠的に搬送される容器が、充填ノズルの下方で停止した後、再度移動を開始してその搬送方向後方側が充填ノズルの下方を通過してしまう前の時点まで充填を継続するようにしたので、容器内への所定量の充填を完了する以前に容器の移動を開始することができるので、充填ノズルの下方に容器が停止している時間を短縮することができ、各ノズル当たりの充填能力を向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項３に記載された発明に係る充填装置は、基本的構成が請求項１に記載した発明と同様であり、特に、前記制御手段に、間欠的に移動されている容器の開口部の進行方向前方側が充填ノズルの下方に到達する位置と、容器の開口部の進行方向後方側が充填ノズルの下方を通過する位置とを記憶させるとともに、前記位置検出手段からの信号により、容器の前方側が前記充填ノズルの下方に到達した後の容器移動中に充填を開始し、かつ容器の後方側が充填ノズルの下方を通過する位置に到達する前の位置まで容器内への充填を継続するようにしたものである。
【００１３】
この発明に係る充填装置では、間欠的に搬送される容器が、充填ノズルの下方まで搬送されて停止する以前に、容器の搬送方向前方側がノズルの下方に到達した時点から後のまだ容器が移動している間に充填を開始するとともに、充填ノズルの下方で停止した後、容器が再度移動を開始してその搬送方向後方側が充填ノズルの下方を通過してしまう前の時点まで充填を継続するようにしたので、充填時間を容器の停止時間よりも長くすることができ、各ノズル当たりの充填能力を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により本発明を説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る充填装置の全体の構成を簡略化して示す構成図である。図において、２はカップ等の広口の容器４を搬送する容器搬送コンベヤである。この容器搬送コンベヤ２は、上流部（図１の右側）と下流部の左右両側にそれぞれ配置されたスプロケット６に掛け回されている左右一対のチェーン８と、これら両側チェーン８間に所定の間隔で取り付けられ、一定の間隔でカップ支持孔（容器支持部）が形成されている複数の容器ホルダ１０（後に説明する図２参照）とを備えている。
【００１５】
前記容器搬送コンベヤ２による容器搬送経路の上方には、上流側から順に、充填手段１２、ヒートシール手段１４およびフィルムカット手段１６が配置されている。前記充填手段１２は、バルブ開閉手段１８によって液バルブを開閉することにより、充填ノズル２０からカップ４内に液体を充填する。次のヒートシール手段１４は、前記充填手段１２によって液体が充填されたカップ４の開口部の上方に供給されたフィルムシート（図示せず）を、このカップ４の開口部に熱圧着する。また、フィルムカット手段１６は、前記カップ４の開口部に圧着されたフィルムの蓋となる部分の周囲を切断する。
【００１６】
容器搬送コンベヤ２は、サーボモータ２２により間欠的に駆動されるようになっており、この実施の形態では、前記充填手段１２、ヒートシール手段１４およびフィルムカット手段１６の下方の各処理ポジション（充填ポジションＦ、シールポジションＳ、カットポジションＣ）に、カップ４を順次停止させつつ前進する。
【００１７】
前記搬送コンベヤ２の駆動手段であるサーボモータ２２には、その回転を検出するエンコーダ２４が設けられてパルス数を測定しており、このサーボモータ２２の回転から容器搬送コンベヤ２の移動位置を検出できるようになっている。このエンコーダ２４からの信号は制御装置２６に入力され、制御装置２６が前記充填手段１２に設けられたバルブ開閉手段１８の作動を制御する。さらに、制御手段２６は、設定された容器搬送ピッチ、容器の開口部の径、ノズルの口径等のデータを記憶している。
【００１８】
また、従来の構成では、容器が充填ポジションに停止した後に液バルブを開放して充填を開始し、その位置で液バルブを閉じて充填を終了した後、再び容器を移動させるが、この実施の形態では、液バルブを開放して充填を行う区間を拡げており、カップ４が充填ポジションＦに停止する前に液バルブを開放して充填を開始し、充填ポジションＦに停止した状態で継続して充填を行い、さらに、充填を継続している間に、再度カップ４の移動を開始するようになっている。そこで、前記制御装置２６は、カップ４の進行方向前方側の端部４ａが充填ノズル２０の下方に到達する位置、および、カップ４の進行方向後方側の端部４ｂが充填ノズル２０の下方を通過する位置を記憶している。なお、カップ４の進行方向前方側とは、カップ４の中心から前方側（図１の左側）をいい、進行方向後方側とは、カップ４の中心から後方側（図１の右側）をいう。
【００１９】
前記構成の充填装置の作動について説明する。図示しない容器供給手段から容器搬送コンベヤ２の各容器ホルダ１０内にカップ状の容器４が供給される。このカップ４は開口部が大きい広口の容器である。容器搬送コンベヤ２は、サーボモータ２２の駆動により間欠的に前進、停止を繰り返すようになっており、各カップ４は、充填手段１２の下方の充填ポジションＦ、ヒートシール手段１４の下方のシールポジションＳおよびフィルムカット手段１６の下方のカットポジションＣに順次停止し、各ポジションＦ、Ｓ、Ｃでの処理が行われると再び移動する。
【００２０】
この実施の形態では、カップ４が充填ポジションＦに停止する前にバルブ開閉１８手段により液バルブを開放して充填を開始する。サーボモータ２２の駆動によって容器搬送コンベヤ２に搬送されているカップ４の位置は、エンコーダ２４が測定しているパルス信号により検出しており、カップ４の搬送方向前方側の端部４ａが、充填ノズル２０の下方に到達して充填ノズル２０の開口がカップ４の開口部内に入った後に、制御装置２６がバルブ開閉手段１８を作動させて液バルブを開放し充填を開始する（図３の２点鎖線で示すカップ４参照）。
【００２１】
前記位置で充填を開始した後、カップ４は充填液を受けながら前進を続け、充填ポジションＦに到達すると停止してそのまま充填を継続する（図３の実線で示すカップ４参照）。その後、充填を行っている間に容器搬送コンベヤ２が再度前進を開始する。移動するカップ４の後端４ｂが充填ノズル２０の下方を通過する前に、制御装置２６が、バルブ開閉手段１８を作動させ液バルブを閉じて充填を終了する。このようにカップ４が充填ポジションＦに停止する前後の移動中も充填を行い、この移動中および停止時を含めた全体の充填時間内に、必要量の液体の充填を行うようにしている。従って、停止中に全液量を充填している従来の構成に比べて、充填ポジションＦでの充填時間を長くとることができ、換言すれば、充填ポジションＦでのカップ４の停止時間を短縮することができ、充填装置の能力を大幅に向上させることが可能になる。
【００２２】
【実施例】
前記充填装置の作動について、図２に示す実施例により説明する。容器搬送コンベヤ２によって搬送されているカップ４の移動位置は、エンコーダ２４がパルスを測定して検出しており、このエンコーダ２４からの信号によって、制御装置２６が前記充填手段１２のバルブ開閉手段１８を作動させて液バルブの開閉を行う。この実施例では、カップ４の搬送ピッチ、つまり容器ホルダ１０に保持されている前後のカップ４の中心間の距離Ｌが１２０パルス、カップ４の開口部の直径Ｄ１が６０パルス、従って、搬送方向前後に位置しているカップ４の間隔Ｉが６０パルス、充填ノズル２０の口径Ｄ２が２０パルスに設定されている。
【００２３】
制御装置２６は、前記容器搬送コンベヤ２によるカップ４の搬送ピッチＬ、カップ４の開口部の直径Ｄ１、充填ノズル２０の口径Ｄ２等のデータを記憶している。さらに、カップ４が充填ノズル２０に対してどの位置にあるときに充填が可能であるかを、パルス範囲として記憶している。前記のようにカップ４の開口部の直径が６０パルスで、充填ノズル２０の口径が２０パルスの場合には、カップ４の中心が充填ノズル２０の中心と一致する位置に到達して停止する時点（充填ポジションＦ）よりも２０パルス手前で、カップ４の進行方向前方端４ａが充填ノズル２０の開口と完全にオーバーラップする位置に到達するので、それ以降は充填を開始することができる。また、前記停止位置（充填ポジションＦ）から２０パルス前進した位置までは、カップ４の進行方向後方側が充填ノズル２０の開口とオーバーラップする位置にあるので、その位置に到達するまでの間は充填を継続することが可能である。
【００２４】
カップ４の搬送ピッチＬ、カップ４の開口部の直径Ｄ１および充填ノズル２０の口径Ｄ２が前記設定の場合には、従来の構成では、カップ４が充填ポジションＦの１ピッチ上流側の停止位置から１２０パルス移動して、充填ポジションＦに停止した後、液バルブを開放して充填を開始する。この実施例では、充填ポジションＦの１ピッチ上流側の停止位置（その中心を符号Ｕで示す）から、１００パルス分カップ４が移動した時点で充填を開始する。カップ４が移動しながらそのまま充填を行い、前記充填開始位置から２０パルス分カップ４が移動すると、カップ４は充填ポジションＦに到達して停止する。
【００２５】
充填ポジションＦに停止しているカップ４に継続して充填が行われる。この実施例では、充填ポジションＦのカップ停止位置から２０パルス分前進する間は充填が可能であるから、充填に必要な時間（全体で１２０パルス）が経過する時点よりも２０パルス分早く移動を開始する。充填ポジションＦから前進をしながら充填を継続し、カップ４が２０パルス分移動した時点で、制御装置２６の指令により液バルブを閉じて充填を終了する。
【００２６】
前述のように充填ポジションＦに到達して停止するまでに２０パルス分の時間充填を行い、また、充填ポジションＦから再び移動を開始した後２０パルス分充填を行うことができるので、従来と同様に１２０パルス分充填を行うためには、カップ４が８０パルス分だけ充填ポジションＦに停止すればよい。このように間欠的に搬送されるカップ４の停止時間を大幅に短縮することができ、充填装置の処理能力を向上させることができる。なお、充填を開始する位置および停止する位置は、前記実施例の位置に限るものではなく、充填ノズル２０の開口がカップ４の進行方向前方側（カップ４の先端部４ａからカップ４の中心までの間）にある間に充填を開始し、充填ノズル２０の開口がカップ４の進行方向後方側（カップ４の中心からカップ４の後端部４ｂまでの間）にある間は充填を継続することができる。従って、例えば、充填ポジションＦの前後１５パルスの時点で充填を開始、停止させるようにしても良い。また、本発明は、前記特許文献１に記載されたような、複数の充填バルブを備え、複数の充填ポジションで充填を行う充填装置にも適用可能である。さらに、必ずしも充填ポジションＦの前後で充填を開始、停止させる必要もなく、充填ノズル２０の開口がカップ４の進行方向前方側にある間に充填を開始して、充填ポジションＦで充填を完了しても良いし、あるいは充填ポジションＦで充填を開始して、充填ノズル２０の開口がカップ４の進行方向後方側にある間まで充填を継続するようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載した発明によれば、搬送コンベヤによって搬送される容器が、充填手段の下方に到達して停止する前に、充填を開始するので、充填手段の下方に停止している時間を短縮でき、しかも、長い充填時間を確保することができるので、充填ノズル当たりの処理能力を向上させることができる。
【００２８】
また、請求項２に記載の発明によれば、充填手段による充填ポジションから容器が移動を開始した後も充填を継続するので、充填手段の下方に停止している時間を短縮でき、しかも、長い充填時間を確保することができるので、充填ノズル当たりの処理能力を向上させることができる。
【００２９】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、搬送コンベヤによって搬送される容器が、充填手段による充填ポジションに停止する前に、充填を開始するとともに、停止している間に充填を継続した後、充填手段の下方の停止位置から容器が移動を開始した後も充填を行うので、充填手段の下方に停止している時間が短縮でき、しかも、長い充填時間を確保することができるので、充填ノズル当たりの処理能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る充填装置の全体の構成を簡略化して示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施例の構成を示す説明図である。
【図３】前記実施の形態における容器の停止位置と充填開始位置との関係を説明する図である。
【符号の説明】
２    容器搬送手段（搬送コンベヤ）
４    容器（カップ）
４ａ  容器の進行方向前方側
４ｂ  容器の進行方向後方側
１２    充填手段
２０    充填ノズル
２２    駆動手段（サーボモータ）
２４    位置検出手段（エンコーダ）
２６    制御手段（制御装置）
【図１】
2004345702.tif 000003
【図２】
2004345702.tif 000004
【図３】
2004345702.tif 000005