(57)【要約】【課題】所定容器への充填を高精度に実施でき、しかもコストを低減できること。【解決手段】ホッパ１２内に収容された被充填物１１を、流路切換バルブ２３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上記流路切換バルブを経て充填ノズル１５へ押し出して容器１６内へ充填し、上記充填管ユニットが、充填管２５内を摺動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注入し、または充填ノズルへ被充填物を押し出すよう設けられた充填装置１０において、上記充填管ユニットが、既存のシリンジ３１を用いて構成されたものである。【選択図】　　図１
2004106913.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注入し、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注入し、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が、既存のシリンジを用いて構成されたことを特徴とする充填装置。
【請求項２】
上記シリンジの筒体が樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載の充填装置。
【請求項３】
上記充填管ユニットにおける充填管は、シリンジの筒体における天部を、その外周縁部を残して切除して、流路切換バルブに取り付けられたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項４】
上記充填管ユニットにおける充填管は、シリンジの筒体における天部を切除し、胴部のみとして、流路切換バルブに取り付けられたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の充填装置。
【請求項５】
上記充填管ユニットにおける充填管は、シリンジの筒体が切除されることなく流路切換バルブに取り付けられたものであることを特徴とする請求項１または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注入し、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。
このような充填装置では、充填ユニットは、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注入し、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】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記充填管ユニットは、充填ノズルから容器内へ一定量の被充填物を充填するために最も精度が要求される部品である。このため、この充填管ユニットは、特別な仕様のもとに高精度に製作されており、従って、充填装置のコストが上昇してしまう。
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、所定容器への充填を高精度に実施でき、しかもコストを低減できる充填装置を提供することにある。
【０００４】
【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注入し、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注入し、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が、既存のシリンジを用いて構成されたことを特徴とするものである。
【０００５】
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、上記シリンジの筒体が樹脂製であることを特徴とするものである。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記充填管ユニットにおける充填管が、シリンジの筒体における天部を、その外周縁部を残して切除して、流路切換バルブに取り付けられたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記充填管ユニットにおける充填管が、シリンジの筒体における天部を切除し、胴部のみとして、流路切換バルブに取り付けられたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記充填管ユニットにおける充填管は、シリンジの筒体が切除されることなく流路切換バルブに取り付けられたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
【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。
［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図５）
図１は、本発明に係る充填装置の第１の実施の形態を、一部を破断して示す側面図である。図２は図１のＩＩ矢視図であり、一部を破断して示す図である。図３は図１のＩＩＩ矢視図である。
【００１０】
これらの図１〜図３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内へ注入し、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、化粧品や食料品などの液体やクリーム、粉末などの流動体である。
【００１１】
上記流路切換バルブ１３が充填装置１０のフレーム１７に固着されると共に、上記充填管ユニット１４が、固定プレート１８等を用いてフレーム１７に着脱自在に取り付けられている。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ている。
【００１２】
流路切換バルブ１３は、バルブハウジング２３に円柱形状の弁体２４が、第２駆動シリンダ２２を用いて軸方向に往復移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１１が接続され、下部に充填管ユニット１４の充填管２５が、後に詳説する如く押込スリーブ２６を用いて連結されている。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が接続されている。
【００１３】
流路切換バルブ１３の弁体２４には、図２に示すように、その軸方向に注入用通路２８と充填用通路２９とが並設される。第２駆動シリンダ２２による流路切換バルブ１３の軸方向に沿う移動によって、注入用通路２８がホッパ１２と充填管２５とを連通状態として、ホッパ１２内の被充填物１１が充填管２５内へ注入可能とされ、また、充填用通路２９が充填管２５と充填ノズル１５とを連通状態として、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。
【００１４】
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り、図５に示すような、市販されている既存のシリンジ３１（注射器）を用いて構成される。
【００１５】
このシリンジ３１は、樹脂製の筒体３２内に、ゴムまたは樹脂製のピストン３３が配設され、このピストン３３がピストンロッド３４の先端部に嵌合などによって一体化され、更に注射針３５を有して構成される。筒体３２は、円筒形状の胴部３６に天部３７が一体成形されたものであり、この天部３７に注射針３５が装着される。
【００１６】
ピストンロッド３４の往復移動により、ピストン３３が筒体３２の胴部３６の内面に摺接して、この胴部３６の軸方向に往復移動する。これにより、注射針３５を通して、またはこの注射針３５を介さず直接に、天部３７の細穴３８を経て流動体が筒体３２内に注入され、または筒体３２外へ押し出しされる。
【００１７】
この充填装置１０では、図４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、シリンジ３１の注射針３５が取り外され、筒体３２における天部３７が、その外周縁部３９を残して切除されて充填管ユニット１４とされている。このとき、シリンジ３１の筒体３２が充填管ユニット１４の充填管２５となり、シリンジ３１のピストン３３が充填管ユニット１４の摺動ヘッド３０となる。
【００１８】
天部３７の外周縁部３９が残された筒体３２の先端部は、図４（Ａ）に示すように、流路切換バルブ１３のバルブハウジング２３の下部に挿入され、押込スリーブ２６がバルブハウジング２３に螺合されて、バルブハウジング２３に着脱自在に取り付けられる。また、筒体３２の基端部は、前述の如く、固定プレート１８を用いてフレーム１７に着脱自在に取り付けられる。
【００１９】
なお、天部３７の外周縁部３９の存在によって、筒体３２における胴部３６の先端部の剛性が確保されるので、この胴部３６の上記先端部と押込スリーブ２６の先端部との間にＯリング４０が挟持される。このＯリング４０により、筒体３２とバルブハウジング２３との連結部の液密状態が良好に保持される。
【００２０】
図１〜図３に示すように、この充填管ユニット１４としてのシリンジ３１（注射針３５及び筒体３２における天部３７の一部を除いたもの。この第１の実施の形態において以下同じ）を駆動させるものが、図１〜図３に示す前記第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り、ピストンロッド４１及びガイドポスト４２の下端部に取付プレート４３が固着される。この取付プレート４３にブラケット４４がボルトなどにより固着され、このブラケット４４の延出部４４Ａを介して、シリンジ３１におけるピストンロッド３４の基端部が着脱自在に取り付けられる。
【００２１】
この第１駆動シリンダ２１のピストンロッド４１が往復移動することにより、充填管ユニット１４としてのシリンジ３１のピストン３３が、上死点から下死点までのストロークを移動する。図１に、ピストン３３に連結したピストンロッド３４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。このピストンロッド３４の基端部における最大ストロークＳは、ピストン３３の最大ストロークと同一であり、例えばシリンジ３１が容積６０ｃｃの場合、約８０ｍｍである。
【００２２】
前述の如く、流路切換バルブ１３における弁体２４の注入用通路２８がホッパ１２と充填管２５とを連通状態としたときに、第１駆動シリンダ２１のピストンロッド４１が図１の下方向へ進出して、充填管ユニット１４としてのシリンジ３１におけるピストンロッド３４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、このシリンジ３１のピストン３３がピストンロッド３４と同一方向に移動して筒体３２内を負圧とし、ホッパ１２内の被充填物１１が筒体３２内に注入される。被充填物１１の筒体３２内への注入量は、ピストン３３のストロークによって設定される。
【００２３】
また、流路切換バルブ３３における弁体２４の充填用通路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、第１駆動シリンダ２１のピストンロッド４１が図１の上方向へ押し込まれて、充填管ユニット１４としてのシリンジ３１におけるピストンロッド３４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、このシリンジ３１のピストン３３が、ピストンロッド３４と同一方向に移動して筒体３２内を正圧とし、この筒体３２内の被充填物１１を、供給配管２７を経て充填ノズル１５側へ押し出し、この充填ノズル１５から上記容器１６内へ被充填物１１を所定量注出し、充填させる。
【００２４】
筒体３２内への被充填物１１の注入量を設定するピストン３３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、図２に示すように、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に回転自在に配設され、ストロークストッパ４８が、スクリューロッド４６に螺装されると共にガイドロッド４７に挿通されて設けられたものである。
【００２５】
このストロークストッパ４８に第１駆動シリンダ２１のブラケット４４が当接して、第１駆動シリンダ２１のピストンロッド４１の進出量が規制され、シリンジ３１のピストンロッド３４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及びガイドロッド４７の軸方向に移動させることにより、シリンジ３１のピストンロッド３４における下死点Ｂが調整されて、このシリンジ３１におけるピストン３３のストロークが調整して設定される。
【００２６】
上記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▼〜▲３▼を奏する。
▲１▼充填管ユニット１４として既存のシリンジ３１を用いたことから、このシリンジ３１のピストン３３の移動により、シリンジ３１の筒体３２から充填ノズル１５へ被充填物１１を正確に押し出すことができるので、充填ノズル１５から容器１６へ高精度な充填を実施できる。
【００２７】
▲２▼充填管ユニット１４が既存のシリンジ３１を用いて構成されたことから、充填装置１０のコストを低減できる。そのシリンジ３１の筒体３２が樹脂製であることから、コストを更に低減できる。
【００２８】
▲３▼充填管ユニット１４が流路切換バルブ１３に取り付けられたことから、この流路切換バルブ１３の動作によって、ホッパ１２内から充填管ユニット１４としてのシリンジ３１の筒体３２内へ被充填物１１を注入する動作と、このシリンジ３１から充填ノズル１５へ被充填物を押し出す動作とを連続して実施できる。
【００２９】
［Ｂ］第２の実施の形態（図６）
図６は、本発明に係る充填装置の第２の実施の形態を図４に対応して示し、（Ａ）が半側断面図、（Ｂ）が断面図、（Ｃ）が一部拡大断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号ことにより説明を省略する。
【００３０】
この第２の実施の形態における充填装置では、図５に示すシリンジ３１において、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）に示すように、注射針３５が取り外され、筒体３２における天部３７が全て切除されて胴部３６のみとされ、これにより充填管ユニット５０が構成されたものである。このとき、シリンジ３１の筒体３２における胴部３６が充填管ユニット５０の充填管５１とされ、シリンジ３１のピストン３３が充填管ユニット５０の摺動ヘッド５２とされる。
【００３１】
この充填管ユニット５０では、充填管５１が筒体３２の胴部３６のみから構成され、その剛性が低いことから、胴部３６の先端部内側に、フランジ５３を備えたスリーブ５４が嵌め込まれて強度が確保されている。この状態で、胴部３６の先端部が流路切換バルブ１３のバルブハウジング２３に挿入され、押込スリーブ２６がバルブハウジング２３に螺合されて、この胴部３６の先端部がバルブハウジング２３に着脱自在に装着される。と同時に、スリーブ５４のフランジ５３と胴部３６と押込スリーブ２６とによりＯリング４０が挟持されて装着される。このように装着されたＯリング４０により、充填管５１としての胴部３６とバルブハウジング２３との連結部の液密状態が良好に保持されている。
【００３２】
以上のように構成されたことから、上記第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果▲１▼〜▲３▼と同様な効果を奏する。
【００３３】
［Ｃ］変形例（図７）
図７は、第１及び第２の実施の形態における変形例を、図１に対応して示す側面図である。この変形例において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号ことにより説明を省略する。
【００３４】
この充填装置では、充填管ユニット１４、５０として構成されるシリンジ６０が容積１０ｃｃのものである。このシリンジ６０では、容積６０ｃｃのシリンジ３１に比べて、ピストン（不図示）及びピストンロッド６３の最大ストロークＳ１が短くなっている。このため、充填管ユニット１４、５０として構成されるシリンジに６０の筒体６１は、その先端部側にアダプタ６４を介して流路切換バルブ１３のバルブハウジング２３に取り付けられ、ピストンロッド６３の基端部が、スペーサ６５を介して、第１駆動シリンダ２１におけるブラケット４４の延出部４４Ａに取り付けられている。
【００３５】
この変形例においても、前記第１及び第２の実施の形態と同様に、シリンジ６０が充填装置の充填管ユニットとして構成されることから、前記第１の実施の形態の効果▲１▼〜▲３▼と同様な効果を奏する。
【００３６】
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。例えば、上記実施の形態では、充填管ユニット１４、５０として構成されるシリンジ３１、６０の筒体３２、６１が樹脂製のものを述べたが、金属製のものであってもよい。
【００３７】
上記各実施の形態では、市販されている既存のシリンジ３１における筒体３２の天部３７を切り欠いて充填管２５、５１とするものを述べたが、上記シリンジ３１における筒体３２の天部３７を切り欠くことなく、当該筒体３２を流路切換バルブ１３に取り付けて充填管としてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１乃至５に記載の発明に係る充填装置によれば、所定の容器への充填を高精度に実施でき、しかもコストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る充填装置の第１の実施の形態を、一部を破断して示す側面図である。
【図２】図１のＩＩ矢視図であり、一部を破断して示す図である。
【図３】図１のＩＩＩ矢視図である。
【図４】（Ａ）は、図１の一部を示す半側断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）の充填管ユニットを示す断面図であり、（Ｃ）は、図４（Ａ）の一部を示す拡大断面図である。
【図５】シリンジを、一部を切り欠いて示す側面図である。
【図６】本発明に係る充填装置の第２の実施の形態を図４に対応して示し、（Ａ）が半側断面図、（Ｂ）が断面図、（Ｃ）が一部拡大断面図である。
【図７】第１及び第２の実施の形態における変形例を、図１に対応して示す側面図である。
【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
１６　容器
１７　フレーム
２５　充填管
２８　注入用通路
２９　充填用通路
３０　摺動ヘッド
３１　シリンジ
３２　筒体
３３　ピストン
３６　胴部
３７　天部
５０　充填管ユニット
５１　充填管
５２　ピストン
【図１】
2004106913.tif 000003
【図２】
2004106913.tif 000004
【図３】
2004106913.tif 000005
【図４】
2004106913.tif 000006
【図５】
2004106913.tif 000007
【図６】
2004106913.tif 000008
【図７】
2004106913.tif 000009