(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台と、これら各容器台に設けられ、供給された容器のネック部を把持するネック把持手段および胴部を支持する胴支持手段とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するロータリ式充填機において、
容器の底部を回転体の半径方向外方側に向けて傾斜させる傾斜手段を設け、充填手段による充填時に、前記ネック把持手段によって把持している容器を、傾斜手段によって傾斜させて充填液を容器底部の中央付近に吐出させることを特徴とするロータリ式充填機。
【請求項２】
回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するロータリ式充填機において、
前記充填手段のノズルを、前記容器が前記容器台上に直立した状態で載っているときの容器口部の中心軸から回転体の中心側にオフセットして配置し、前記充填手段による充填開始時に、充填液を容器底部の中央付近に吐出させることを特徴とするロータリ式充填機。
【請求項３】
請求項１に記載のロータリ式充填装置において、
前記充填手段のノズルを、前記容器が前記容器台上に直立した状態で載っているときの容器口部の中心軸から回転体の中心側にオフセットして配置したことを特徴とするロータリ式充填機。
【請求項４】
請求項１に記載のロータリ式充填機において、
前記傾斜手段は、胴支持手段に設けられ、供給スターホイールから供給される容器に押されて後退可能であるとともに、充填時には、容器の底部を回転体の半径方向外方に向けて押し出す弾性部材を備えていることを特徴とするロータリ式充填機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ロータリ式充填機に係り、特に、口上充填つまり充填ノズルの先端を容器の口部よりも上方に位置させて充填を行うロータリ式充填機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ロータリ式充填機は、図６に示すように、供給スターホイール（図示せず）等から容器台１１６上に供給された容器１０１を、ネックグリッパ１２０で把持するとともに胴支持部材１２２によって支持して、直立した状態で搬送しつつ充填を行う。このようなロータリ式充填機１１０で、充填ノズル１３０の先端を、供給された容器１０１の口部１０１ｄの上方に位置させて充填液を充填する、いわゆる口上充填を行うものが広く用いられている。
【０００３】
前記ロータリ式充填機１１０で口上充填を行うと、ノズル１３０の先端から容器１０１の底部１０１ｃまでの距離が長いため、吐出された充填液１３２が遠心力の影響を受けてロータリ式充填機１１０の外方に向けて振られてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようにロータリ式充填機で口上充填を行う場合には、ノズルから吐出された充填液は、容器底面の中央部から外れて、底面の周縁部に当たってしまうので、充填液が底面に当たった後側壁に沿って回り込み、再び底面に戻るような流れになり（図６の符号Ｃ参照）、側壁から底面に回り込む際にエアを巻き込んで大きな泡が立ってしまうという問題があった。特に、牛乳びんは底面の中央が凸状に盛り上がっているので、側壁に向かって流れる充填液量が多くなり、泡立ちが著しく、充填後、紙栓を打栓すると、紙栓上に液がにじみ出てしまうという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、口上充填を行っても、充填液の泡立ちを抑制することができるロータリ式充填機を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るロータリ式充填機は、回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台と、これら各容器台に設けられ、供給された容器のネック部を把持するネック把持手段および胴部を支持する胴支持手段とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するものであり、容器の底部を回転体の半径方向外方側に向けて傾斜させる傾斜手段を設け、充填手段による充填時に、前記ネック把持手段によって把持している容器を、傾斜手段によって傾斜させて充填液を容器底部の中央付近に吐出させるようにしたものである。
【０００７】
前記構成に係るロータリ式充填機では、充填時に、容器の底部を回転体の半径方向外方に向けて傾斜させているため、遠心力によって回転体の外方に向かって振られた充填液を、容器の底面の中央部に当てることができるので、容器の側壁に沿って流れることにより空気を巻き込んでしまうおそれがなく、大きい泡の発生を防止することができる。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明に係るロータリ式充填機は、回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するロータリ式充填機において、前記充填手段のノズルを、前記容器が前記容器台上に直立した状態で載っているときの容器口部の中心軸から回転体の中心側にオフセットして配置し、前記充填手段による充填開始時に、充填液を容器底部の中央付近に吐出させることを特徴とするものである。
【０００９】
このロータリ式充填機でも、遠心力によって回転体の外方に向けて振られた充填液が、容器の底面の中央部に当たるので、大きい泡の発生を防止することができる。
【００１０】
さらに、請求項３に記載のロータリ式充填機は、請求項１に記載のロータリ式充填装置において、前記充填手段のノズルを、前記容器が前記容器台上に直立した状態で載っているときの容器口部の中心軸から回転体の中心側にオフセットして配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４に記載のロータリ式充填機は、請求項１に記載のロータリ式充填機において、前記傾斜手段が、胴支持手段に設けられ、供給スターホイールから供給される容器に押されて後退可能であるとともに、充填時には、容器の底部を回転体の半径方向外方に向けて押し出す弾性部材を備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
【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ロータリ式充填機の全体の構成を簡略化して示す平面図であり、容器搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器１（後に説明する図２等参照）は、インフィードスクリュー４によって等間隔に切り離されて供給スターホイール６に引き渡される。
【００１３】
供給スターホイール６は、外周面に円周方向等間隔で設けられたポケット６ａ内に容器１を一本ずつ受け入れて回転搬送する。搬送される容器１は、外側をメインガイド８に案内されて移動し、ロータリ式充填機１０の回転体１０Ａに設けられた容器台上に供給される。容器１は、このロータリ式充填機１０により回転搬送される間に充填液が充填され、その後、排出スターホイール１２を介して搬出コンベヤ１４上に排出され次の工程に送られる。
【００１４】
前記供給スターホイール６は、図２に示すように、上下二枚の円形プレート６Ａ、６Ｂを有しており、両プレート６Ａ、６Ｂの上下同一位置に、容器１の首部１ａを受け入れるポケット６ａ（６Ａａ）と胴部１ｂの底部１ｃ寄りの位置を受け入れるポケット６ａ（６Ｂａ）がそれぞれ形成されている。なお、供給スターホイール６によって搬送される容器１の外側をガイドするメインガイド８も上下二枚のプレート８Ａ、８Ｂから構成されており、供給スターホイール６の上下二枚のプレート６Ａ、６Ｂにそれぞれ対応する高さに配置されている。
【００１５】
ロータリ式充填機１０の回転体１０Ａには、円周方向等間隔で複数の容器台１６が設けられており、前記供給スターホイール６から各容器台１６上に容器１が供給される。容器台１６上の、回転体１０Ａの中心側（図２の右側）に支柱１８が設けられ、この支柱１８の上部にネックグリッパ（ネック把持手段）２０が、そして、下部に胴支持部材（胴支持手段）２２が取り付けられている。
【００１６】
支柱１８の上部に設けられたネックグリッパ２０は、開閉する一対のグリップ部材２０Ａ、２０Ｂを備えている。これら両グリップ部材２０Ａ、２０Ｂは、スプリング２０Ｃによって、互いに接近する方向に常時引き付けられており、前面側（図３の左側）から容器１の首部１ａが押し込まれることにより、スプリング２０Ｃに抗して開放され、その後、閉じることによりその容器１を把持するようになっている。また、両グリップ部材２０Ａ、２０Ｂの中間には、容器１の首部１ａに当接して支持する支持板２１が設けられている。この実施の形態では、ネックグリッパ２０の両グリップ部材２０Ａ、２０Ｂおよび支持板２１は、前記供給スターホイール６の上方プレート６Ａのやや下方に配置されており、容器１の受け渡しの際に互いに干渉しないようになっている。
【００１７】
前記ネックグリッパ２０の下方に胴支持部材２２が設けられている。胴支持部材２２は、前面側（図４の左側）に、容器１を受け入れ可能な凹部２２ａが形成されている。胴支持部材２２の前記凹部２２ａの底面側（図４の右側）の両端部寄りに、上下に貫通する長孔２２ｂが形成され、これら長孔２２ｂ内にピン２４が挿通されて固定されている。従って、容器１のサイズ等に応じて、ピン２４を長孔２２ｂ内で移動させることができる。前記両側のピン２４の周囲にＯリング２６またはゴムバンドが掛け回されている。このＯリング２６の前面側の部分２６ａ（図４の左側の部分）は凹部２２ａの底面よりも前方に位置しており、前記供給スターホイール６に保持された容器１が押し込まれると、このＯリング２６の前面側の部分２６ａは弾性変形して後退し、その後、供給スターホイール６によって容器１を押さえる力が除かれると、その弾性力により復帰し、容器１の底部１ｃ側を回転体１０Ａの外方側に向けて押し出してこの容器１を傾斜させる。
【００１８】
図５に示すように、前記容器台１６上の容器１が載る位置の上方に充填手段２８が設けられている。この充填手段２８のノズル３０のセンターＯ１  は、容器１が容器台１６上に直立した状態で載っているときの容器１のセンターＯ２  よりも、回転体１０Ａの中心（図５の左方）寄りにオフセットして配置されている。
【００１９】
以上の構成に係るロータリ式充填機１０の作動について説明する。容器搬送コンベヤ２によって搬送されてきた容器１は、インフィードスクリュー４によって所定の間隔に切り離され、供給スターホイール６の上下のプレート６Ａ、６Ｂに形成されている各ポケット６ａ（６Ａａ、６Ｂａ）内に保持される。なお、これらの搬送中に容器１が直立した状態であることはいうまでもない。
【００２０】
供給スターホイール６に保持され、メインガイド８に案内されて回転搬送された容器１は、容器受け渡し位置Ａで、供給スターホイール６のポケット６ａから回転体１０の容器台１６上に引き渡される。この受け渡しの時点では、容器１は背面側（回転体１０の半径方向外方側）を供給スターホイール６のポケット６ａによって支持されているので、首部１ａがネックグリッパ２０の両グリップ部材２０Ａ、２０Ｂを押し開いて挿入されるとともに、胴部１ｂが前記Ｏリング２６の前面側の部分２６ａを押圧変形させて、直立した状態（図２に実線で示す状態）のままで容器台１６に引き渡される。
【００２１】
供給スターホイール６とロータリ式充填機１０の回転体１０Ａが最も接近する容器受け渡し位置Ａを過ぎると、供給スターホイール６は、次第に回転体１０から離れていき、容器１は供給スターホイール６の支持が外れて完全に容器台１６に引き渡される。このとき、容器１の首部１ａはスプリング２０Ｃによって引き付けられている両グリップ部材２０Ａ、２０Ｂによって両側から把持されており、一方、下方の胴部１ｂ側では、供給スターホイール６によって押圧される力がなくなるので、胴支持部材２２のＯリング２６がその弾性力によって復帰し、容器１の底部１ｃ側を回転体１０Ａの半径方向外方側へ押し出して、傾斜した状態にする（図２および図４に二点鎖線で示す状態）。
【００２２】
このように容器１が傾斜した状態になった後、充填手段２８による充填が行われる。この充填手段２８のノズル３０から吐出される充填液３２（図５参照）は、遠心力によって回転体１０Ａの半径方向外方側へ振られるが、容器１は傾斜しており、しかも、ノズル３０のセンターＯ１  が回転体１０Ａの半径方向内方側にオフセットされているので、容器１の底部１ｃのほぼ中央に当たる。従って、充填時の泡立ちを抑制することができ、例えば充填される容器１が牛乳びんの場合に、後に、紙栓を打栓した際にも、紙栓の上面に充填液（牛乳）がにじんでしまうことがない。また、泡立ちが低減するので充填時間を短縮することができ、充填能力を向上させることができる。
【００２３】
充填が終了した容器１は、ロータリ式充填機１０の容器排出位置Ｂに到達すると、メインガイド８の先端部８ａに係合してネックグリッパ２０から取り出され、排出スターホイール１２を介して搬出コンベヤ１４上に排出されて次の工程に送られる。
【００２４】
ノズル３０から吐出される充填液３２が、回転体１０Ａの回転により発生する遠心力によって振られる角度は、充填機の径や能力等の条件によって求めることができる。従って、ノズル３０の先端から容器１の底面までの距離が決まれば、ノズル３０のオフセット量β（図５参照）と容器の傾斜角度αを決めることができる。ただし、低速運転時には、吐出された充填液３２が遠心力により外方に振られる角度が小さくなるので、充填液３２が容器の口部に当たらないように留意する必要がある。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、容器１を傾斜させるとともに、ノズル３０をオフセットさせているが、必ずしも両方の構成を組み合わせる必要はなく、ロータリ式充填機１０の能力、回転体１０Ａの径等によっては、いずれか一方の構成だけを採用しても良い。例えば、高速運転により充填を行う製品の場合には、容器１の傾斜とノズル３０のオフセットを両方適用し、低速運転により充填を行う製品の場合には、ノズル３０をオフセットするだけで対応する等であっても良い。また、前記実施の形態では、容器を傾斜させる傾斜手段の弾性部材としてＯリングを用いたが、Ｏリングに限るものではなく、板ばね等その他の弾性部材を用いることもできる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台と、これら各容器台に設けられ、供給された容器のネック部を把持するネック把持手段および胴部を支持する胴支持手段とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するロータリ式充填機において、容器の底部を回転体の半径方向外方側に向けて傾斜させる傾斜手段を設け、充填手段による充填時に、前記ネック把持手段によって把持している容器を、傾斜手段によって傾斜させて充填液を容器底部の中央付近に吐出させるようにしたので、充填時の泡立ちを抑制することができる。従って、充填時間を短縮し、高能力の運転が可能になる。
【００２７】
また、請求項２に記載の発明は、回転体に円周方向等間隔で設けられた複数の充填手段と、これら各充填手段にそれぞれ対応して設けられ、供給スターホイールを介して容器が供給される容器台とを備え、前記充填手段のノズルの先端を、供給された容器の口部の上方に位置させて充填液を充填するロータリ式充填機において、前記充填手段のノズルを、前記容器が前記容器台上に直立した状態で載っているときの容器口部の中心軸から回転体の中心側にオフセットして配置し、前記充填手段による充填開始時に、充填液を容器底部の中央付近に吐出させることにより、充填される液体が遠心力によって回転体の半径方向外方に振られても、容器の底部中央付近に吐出させることができるので、充填時の泡立ちを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るロータリ式充填機の全体の構成を簡略化して示す平面図である。
【図２】供給スターホイールと回転体との容器受け渡し部の構成を示す断面図である。
【図３】ネック把持手段（ネックグリッパ）の平面図である。
【図４】胴支持手段（胴支持部材）の平面図である。
【図５】前記実施の形態に係るロータリ式充填機による充填時の状態を示す縦断面図である。
【図６】従来のロータリ式充填機による充填時の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０    ロータリ式充填機
１０Ａ  回転体
１６    容器台
２０    ネック把持手段
２２    胴支持手段
２６    弾性部材（Ｏリング）
２８    充填手段
【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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【図６】
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