(57)【要約】      （修正有）【課題】充填管ユニットを介しての充填量の変更を、充填管ユニットを交換することなく良好に実施できること。【解決手段】ホッパ内に収容された被充填物を、流路切換バルブを経て充填管ユニット１４内へ注入し、この充填管ユニット内から流路切換バルブを経て充填ノズルへ押し出して所定の容器へ充填し、上記充填管ユニットが、充填管２５内を摺接状態で往復移動可能な摺動ヘッド３０を備え、この摺動ヘッドの往復移動により、充填管内へ被充填物を吸入し、または上記充填ノズルへ被充填物を押し出すよう設けられた充填装置において、上記充填管ユニットにおける上記充填管が大径管部３５及び小径管部３６を備えて成り、小径管部が、当該充填管から被充填物を押し出す方向の先端側に設けられたものである。【選択図】    図３
2004284623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホッパ内に収容された被充填物を、流路切換バルブを経て充填管ユニット内へ吸入し、この充填管ユニット内から上記流路切換バルブを経て充填ノズルへ押し出して所定の容器内へ充填し、
上記充填管ユニットが、充填管内を摺接状態で往復移動可能な摺動ヘッドを備え、この摺動ヘッドの往復移動により、上記充填管内へ被充填物を吸入し、または上記充填ノズルヘ被充填物を押し出すよう設けられた充填装置において、
上記充填管ユニットにおける充填管が大径管部及び小径管部を備えて成り、上記小径管部が、当該充填管から被充填物を押し出す方向の先端側に設けられたことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
上記摺動ヘッドは、充填管の大径管部に摺接するメインヘッド部と、当該充填管の小径管部に摺接し、この小径管部にて被充填物を定量押し出しする場合に上記メインヘッド部に装着可能なサブヘッド部と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
上記摺動ヘッドには、メインヘッド部にサブヘッド部を装着した状態で、充填管と当該摺動ヘッドに囲まれた空間内の気体を排出可能な排出孔が設けられたことを特徴とする請求項２に記載の充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被充填物を所定の容器へ一定量充填する充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
充填装置には、ホッパ内に収容された被充填物を、流路切換バルブを経て充填管ユニット内へ吸入し、この充填管ユニット内から上記流路切換バルブを経て充填ノズルへ押し出して所定の容器内へ一定量充填するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような充填装置では、充填管ユニットは、充填管内を摺接状態で往復移動可能な摺動ヘッドを備え、この摺動ヘッドの往復移動により、充填管内へ被充填物を吸入し、または充填ノズルへ被充填物を押し出すよう設けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７８２１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような充填装置では、充填管ユニットから充填ノズルへ被充填物を小容量（例えば１５ｃｃ）押し出す場合と大容量（例えば８００ｃｃ）押し出す場合とで、内径の異なる充填管ユニットに交換する必要がある。被充填物を大容量定量押し出しした充填管ユニットと同一内径の充填管を備えた充填管ユニットを用いて、被充填物を小容量定量押し出しする場合には、摺動ヘッドの充填管に対する相対移動量が小さくなるため、図７に示すように、摺動ヘッド１０１に嵌合されたＯリング１０２が、充填管１０３の内壁面との間に生じた摩擦力によって変形する変形量の影響が大きく作用して、充填管ユニットから被充填物を高精度に押し出すことができなくなるためである。
【０００５】
この結果、充填管ユニットから被充填物を大容量を押し出す場合と小容量を押し出す場合とで、内径の異なる充填管を備えた充填管ユニットを複数本用意する必要が生じ、充填装置のコストの上昇ばかりか、充填管ユニットの交換に伴う充填作業性も低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、充填管ユニットを介しての充填量の変更を、充填管ユニットを交換することなく良好に実施できる充填装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ホッパ内に収容された被充填物を、流路切換バルブを経て充填管ユニット内へ吸入し、この充填管ユニット内から上記流路切換バルブを経て充填ノズルへ押し出して所定の容器内へ充填し、上記充填管ユニットが、充填管内を摺接状態で往復移動可能な摺動ヘッドを備え、この摺動ヘッドの往復移動により、上記充填管内へ被充填物を吸入し、または上記充填ノズルヘ被充填物を押し出すよう設けられた充填装置において、上記充填管ユニットにおける充填管が大径管部及び小径管部を備えて成り、上記小径管部が、当該充填管から被充填物を押し出す方向の先端側に設けられたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記摺動ヘッドは、充填管の大径管部に摺接するメインヘッド部と、当該充填管の小径管部に摺接し、この小径管部にて被充填物を定量押し出しする場合に上記メインヘッド部に装着可能なサブヘッド部と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、上記摺動ヘッドには、メインヘッド部にサブヘッド部を装着した状態で、充填管と当該摺動ヘッドに囲まれた空間内の気体を排出可能な排出孔が設けられたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る充填装置の一実施の形態を示す側面図である。図３は図１における充填管ユニットを示す縦断面図である。
【００１１】
この図１に示す充填装置１０は、ホッパ１２内に収容された被充填物１１を、流路切換バルブ１３を経て充填管ユニット１４内へ吸入し、この充填管ユニット１４内から上記流路切換バルブ１３を経て充填ノズル１５へ押し出して、当該被充填物１１を所定の容器１６内へ充填するものである。ここで、被充填物としては、化粧品や食料品、接着剤などの液体、クリーム、粉末などの流動体である。
【００１２】
上記流路切換バルブ１３が充填装置１０におけるフレーム１７の天板３１に固着されると共に、上記充填管ユニット１４が、後述のように、上記流路切換バルブ１３に着脱自在に螺装される。更に、このフレーム１７には、第１駆動シリンダ２１、第２駆動シリンダ２２及びストローク規定機構１９が取り付けられている。また、上記容器１６は、フレーム１７に設けられた図示しないに載置テーブルに載置される。
【００１３】
流路切換バルブ１３は、図２に示すように、バルブハウジング２３に円柱形状のバルブロータ２４が、第２駆動シリンダ２２（図１）を用い、カム等を介して回動可能に設けられる。また、バルブハウジング２３には、上部にホッパ１２が接続され、下部に充填管ユニット１４の充填管２５が螺装される。更に、バルブハウジング２３の前方に、供給配管２７を介して充填ノズル１５が接続される。
【００１４】
流路切換バルブ１３のバルブロータ２４には、第１通路２８が軸に直交して貫通されると共に、第２通路２９が上記第１通路２８に交差して形成される。第２駆動シリンダ２２により流路切換バルブ１３が例えば９０度回動されることによって、第１通路２８がホッパ１２と充填管２５とを連通状態とし（図２（Ａ））、ホッパ１２内の被充填物１１が充填管２５内に吸入可能とされ、また、第２通路２９及び第１通路２８が充填管２５と充填ノズル１５（供給配管２７）とを連通状態として（図２（Ｂ））、充填管２５内の被充填物１１が充填ノズル１５へ押し出し可能とされる。
【００１５】
前記充填管ユニット１４は、図１に示すように、充填管２５内を摺動ヘッド３０が摺接状態で往復移動可能に配設されたものである。摺動ヘッド３０が一方向（本実施の形態では下方向）に移動することにより、流路切換バルブ１３の第１通路２８を経てホッパ１２内の被充填物１１が充填管２５内へ吸入される。また、摺動ヘッド３０が他方向（本実施の形態では上方向）へ移動することにより、充填管２５内の被充填物１１が流路切換バルブ１３の第１通路２８及び第２通路２９を経て充填ノズル１５へ押し出しされる。
【００１６】
この充填管ユニット１４を駆動させるものが、前記第１駆動シリンダ２１である。この第１駆動シリンダ２１は、第２駆動シリンダ２２と共に例えばエアシリンダであるが、第２駆動シリンダ２２と異なり両ロッドシリンダである。そして、この第１駆動シリンダ２１の一方のピストンロッド４１がフレーム１７の天板３１に固定され、他方のピストンロッド４２がフレーム１７の下板３２に固定されて、この第１駆動シリンダ２１はフレーム１７に支持される。また、第１駆動シリンダ２１のシリンダ本体４３に駆動ブラケット４４が固定して取り付けられ、この駆動ブラケット４４が、充填管ユニット１４におけるロッド３４の基端部に固定して取り付けられる。このロッド３４は、その先端部が摺動ヘッド３０に連結される。
【００１７】
この第１駆動シリンダ２１のシリンダ本体４３が往復移動することにより、駆動ブラケット４４を介して、充填管ユニット１４の摺動ヘッド３０が、上死点から下死点までの最大ストロークを移動する。図１に、摺動ヘッド３０に連結されたロッド４３の基端部の上死点Ａ、下死点Ｂ、及びその最大ストロークＳが示されている。このロッド４３の基端部における最大ストロークＳは、摺動ヘッド３０の最大ストロークと同一である。
【００１８】
前述の如く、流路切換バルブ１３におけるバルブロータ２４の第１通路２８がホッパ１２と充填管２５とを連通状態としたときに（図２（Ａ）参照）、第１駆動シリンダ２１のシリンダ本体４３が図１の下方向へ移動して、充填管ユニット１４におけるロッド４３の基端部を上死点Ａから下死点Ｂへ向かって移動させる。これにより、この充填管ユニット１４の摺動ヘッド３０がロッド４３と同一方向に移動して充填管２５内を負圧とし、ホッパ１２内の被充填物１１が充填管２５内に吸入される。被充填物１１の充填管２５内への吸入量は、摺動ヘッド３０のストロークによって後述の如く設定される。
【００１９】
また、流路切換バルブ１３におけるバルブロータ２４の第１通路及び第２通路２９が充填管２５と充填ノズル１５とを連通状態としたときに（図２（Ｂ）参照）、第１駆動シリンダ２１のシリンダ本体４３が図１の上方向へ移動して、充填管ユニット１４におけるロッド４３の基端部を下死点Ｂから上死点Ａへ向かって移動させる。これにより、この充填管ユニット１４の摺動ヘッド３０が、ロッド４３と同一方向に移動して充填管２５内を正圧とし、この充填管２５内の被充填物１１を、供給配管２７を経て充填ノズル１５へ押し出し、この充填ノズル１５から容器１６内へ被充填物１１を吐出して充填させる。
【００２０】
充填管２５内への被充填物１１の吸入量（つまり、充填管ユニット１４を介して充填ノズル１５から容器１６内に充填される充填量）を設定する摺動ヘッド３０のストロークは、前述のストローク規定機構１９により規定される。このストローク規定機構１９は、一端にハンドル４５が固着されたスクリューロッド４６が、フレーム１７の天板３１及び下板３２に回転自在に配設され、ストロークストッパ４８が上記スクリューロッド４６に螺装されたものである。
【００２１】
このストロークストッパ４８に第１駆動シリンダ２１の駆動ブラケット４４が当接して、第１駆動シリンダ２１のシリンダ本体４３の移動量が規制され、充填管ユニット１４のロッド４３における下死点Ｂの位置が設定される。従って、ハンドル４５を回転して、ストロークストッパ４８をスクリューロッド４６の軸方向に移動させることにより、この充填管ユニット１４における摺動ヘッド３０のストロークが調整されて、充填管２５内への被充填物１１の吸入量（つまり、充填管ユニット１４を介して充填ノズル１５から容器１６内に充填される充填量）が設定されるのである。
【００２２】
さて、上記充填管ユニット１４の充填管２５は、図３及び図４に示すように、大径管部３５に小径管部３６が圧入して一体に構成されたものである。この大径管部３５の内径ｄ１は小径管部３６の内径ｄ２よりも大きく設定され、例えば内径ｄ１が８０ｍｍ、内径ｄ２が４０ｍｍにそれぞれ設定される。この小径管部３６は、大径管部３５において、充填管２５から被充填物１１を押し出す方向における先端側に設けられる。
【００２３】
また、充填管ユニット１４の摺動ヘッド３０は、図５及び図６に示すように、メインヘッド部３７にサブヘッド部３８が装着可能に設けられるものとして構成される。このサブヘッド部３８は、後述の如く、充填管２５の小径管部３６から被充填物１１を定量押し出しする場合にメインヘッド部３７に装着される。
【００２４】
上記メインヘッド部３７は、図４に示すように、充填管２５の大径管部３５に摺接可能に設けられる。図中の符号３９がＯリングを示し、このＯリング３９がメインヘッド部３７に嵌合されて、大径管部３５の内壁面に接触する。このメインヘッド部３７の最大ストロークＳ１は、前記ロッド３４の最大ストロークＳと同一である。そして、このメインヘッド部３７の最大ストロークＳ１は、前記ストローク規定機構１９におけるストロークストッパ４８の位置設定により、例えばＳ１＝１０〜１７０ｍｍの範囲における任意の値に設定され、この設定された値に対応する量（例えば５０〜８５０ｃｃ）の被充填物１１が、充填管２５の大径管部３５及び小径管部３６から充填ノズル１５へ定量押し出しされる。
【００２５】
上記サブヘッド部３８は、図３に示すように、充填管２５の小径管部３６に摺接可能に設けられる。図中の符号４０がＯリングを示し、このＯリング４０がサブヘッド部３８に嵌合されて、小径管部３６の内壁面に接触する。サブヘッド部３８の最大ストロークＳ２は、同様にストローク規定機構を１９におけるストロークストッパ４８の位置設定により、例えばＳ２＝１０〜４５ｍｍの範囲における任意の値に設定され、この設定された値に対応する量（例えば１２．５〜５６ｃｃ）の被充填物１１が、充填管２５の小径管部３６から充填ノズル１５へ定量押し出しされる。サブヘッド部１８は、充填管２５の小径管部３６から充填ノズル１５へ定量押し出しする際に、サブヘッド部３８に形成された雄ねじ５０を、メインヘッド部３７に形成された雌ねじ５１に螺合することにより、メインヘッド部３７に装着される。
【００２６】
これらのメインヘッド部３７、サブヘッド部３８には、図５及び図６に示すように、メイン排出孔５２、サブ排出孔５３がそれぞれ形成される。これらのメイン排出孔５２及びサブ排出孔５３は、サブヘッド部３８がメインヘッド部３７に装着されたときに連通して設けられる。これらのメイン排出孔５２及びサブ排出孔５３は、図３に示すように、サブヘッド部３８がメインヘッド部３７に装着された摺動ヘッド３０と充填管２５とに囲まれた空間Ｍ内の空気を外部へ排出可能とする。
【００２７】
メインヘッド部３７にサブヘッド部３８が装着されないときには、メインヘッド部３７に、図６に示すように、閉止蓋５４が装着される。この閉止蓋５４は、当該閉止蓋５４に形成された雄ねじ５５をメインヘッド部３７の雌ねじ５１に螺合することによりメインヘッド部３７に装着される。これにより、摺動ヘッド３０としてのメインヘッド部３７と充填管２５とにより囲まれた空間Ｍは、外部と遮断される。
【００２８】
以上のように構成されたことから、上記実施の形態によれば、次の効果▲１▼を奏する。
▲１▼充填管ユニット１４の充填管２５が大径管部３５及び小径管部３６を有して構成され、小径管部３６が大径管部３５において、充填管２５から被充填物１１を押し出す方向の先端側に設けられたことから、大径管部３５と、この大径管部３５に摺接するメインヘッド部３７を用いて、充填管２５から被充填物１１を大容量（例えば５０〜８５０ｃｃ）定量押し出しでき、また小径管部３６と、この小径管部３６に摺接するサブヘッド部３８を用いて、充填管２５から被充填物１１を小容量（例えば１２．５〜５６ｃｃ）定量押し出しできる。このため、充填管ユニット１４の充填管２５を大容量用と小容量用に複数本用意し、これらを流路切換バルブ１３に適宜交換して取り付ける必要がないので、充填装置１０のコストを低減でき、且つ、その充填作業性を向上させることができる。
【００２９】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る充填装置によれば、充填管ユニットを介しての充填量の変更を、充填管ユニットを交換することなく良好に実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る充填装置の一実施の形態を示す側面図である。
【図２】図１の流路切換バルブを示す縦断面図である。
【図３】図１における充填管ユニットを示す縦断面図である。
【図４】図１における充填管ユニットを示す縦断面図である。
【図５】メインヘッド部にサブヘッド部を装着した状態の摺動ヘッドを示す断面図である。
【図６】メインヘッド部にサブヘッドが装着されない状態の摺動ヘッドを示す断面図である。
【図７】従来の充填装置における充填管ユニットを示す断面図である。
【符号の説明】
１０  充填装置
１１  被充填物
１２  ホッパ
１３  流路切換バルブ
１４  充填管ユニット
１５  充填ノズル
２５  充填管
３０  摺動ヘッド
３４  ロッド
３５  大径管部
３６  小径管部
３７  メインヘッド部
３８  サブヘッド部
５２  メイン排出孔
５３  サブ排出孔
Ｍ  空間
【図１】
2004284623.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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