(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブチャンバを有するボディと、バルブチャンバに収容されているロータリバルブと、ピストンを内蔵しかつピストンのストロークによりバルブチャンバ内に対し充填液を流出入させる定量シリンダとを備えており、
バルブチャンバが、小径部および大径部よりなる円筒状段付周面を有しており、小径部の周壁にその周方向に間隔をおいて入口ポートおよび出口ポートが設けられ、
ロータリバルブが、小径部周面に対しその周方向および軸方向に摺動自在にはめ合わされた外周面を有しており、ロータリバルブに、ロータリバルブの回転にともない、入口ポートおよび出口ポートが交互に接続される充填液通路が設けられ、
小径部の端壁に、充填液通路と常時接続されるように連通ポートが設けられ、定量シリンダが、連通ポートに連通させられており、
移動手段によって、ロータリバルブが小径部に位置させられる充填位置と、ロータリバルブが大径部に位置させられる洗浄位置との間でロータリバルブが移動させられるようになされている液体定量充填装置。
【請求項２】
ボディに、複数のバルブチャンバが並列状に設けられ、
各バルブチャンバに収容されたロータリバルブの大径部側端面に、ロータリバルブの軸方向にのびたロッドの一端が連結され、ロッドの他端が、大径部の端壁を貫通してその外方に突出させられ、各ロッドの外方突出端部にロータリアクチュエータの出力軸が連結され、
移動手段が、各ロータリーアクチュエータのボディがそれぞれ取付けられた連結バーと、連結バーに連結されたピストンロッドを有する可変ストローク流体圧シリンダで構成されている請求項１に記載の液体定量充填装置。
【請求項３】
バルブチャンバを有するボディと、バルブチャンバに収容されているロータリバルブと、ピストンを内蔵しかつピストンのストロークによりバルブチャンバ内に対し充填液を流出入させる定量シリンダとを備えており、
バルブチャンバが、小径部および大径部よりなる円筒状段付周面を有しており、小径部の周壁にその周方向に間隔をおいて入口ポートおよび出口ポートが設けられ、
ロータリバルブが、小径部周面に対しその周方向および軸方向に摺動自在にはめ合わされた外周面を有しており、ロータリバルブに、ロータリバルブの回転にともない、入口ポートおよび出口ポートが交互に接続される充填液通路が設けられ、
小径部の周壁に、充填液通路が入口ポートまたは出口ポートと接続されたときに充填液通路に接続されるように連通ポートが設けられ、定量シリンダが、連通ポートに連通させられており、
移動手段によって、ロータリバルブが小径部に位置させられる充填位置と、ロータリバルブが大径部に位置させられる洗浄位置との間でロータリバルブが移動させられるようになされている液体定量充填装置。
【請求項４】
ボディに、複数のバルブチャンバが直列状に設けられ、
全てのバルブチャンバに収容されたロータリバルブがともに移動しうるように連結され、列のいずれか一方の端に位置するバルブチャンバに収容されたロータリバルブの大径部側端面に、ロータリバルブの軸方向にのびたロッドの一端が連結され、ロッドの他端が、大径部の端壁を貫通してその外方に突出させられ、各ロッドの外方突出端部にロータリアクチュエータの出力軸が連結され、
移動手段が、ロータリアクチュエータのボディに連結されたピストンロッドを有する可変ストローク流体圧シリンダで構成されている請求項３に記載の液体定量充填装置。
【請求項５】
ボディが、バルブチャンバ周面の軸線を水平とするように配置され、入口ポートが、上向きでありかつ充填液タンクに接続され、出口ポートが、下向きでありかつ充填ノズルに接続され、移動手段によって、ロータリバルブが充填位置および洗浄位置中間のエア抜き位置に位置させられるときに、入口ポートおよび出口ポートが小径部によって連通させられるようになされている請求項１または３に記載の液体定量充填装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、高粘度の液体や果肉等の固形物を混入した食品のような液体を、容器に一定量ずつ充填するのに用いられる液体定量充填装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、バルブチャンバを有するボディと、ピストンを内蔵しかつピストンのストロークによりバルブチャンバ内に対し充填液を流出入させる定量シリンダと、バルブチャンバに収容されているロータリバルブとを備えており、バルブチャンバが、円筒状周面を有しており、バルブチャンバの周壁にその周方向に間隔をおいてそれぞれ貫通させられた入口ポート、出口ポートおよび連通ポートが設けられ、定量シリンダが、連通ポートに連通させられており、ロータリバルブが、バルブチャンバの周面にその周方向に摺動自在にはめ合わされた外周面を有しており、ロータリバルブに、ロータリバルブの回転にともない、入口ポートおよび出口ポートを交互に連通ポートに接続する充填液通路が設けられているものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種装置においては、充填作業を開始する前や、定期的に、装置内を洗浄する必要がある。洗浄作業に際し、装置内に、充填液の代わりに、洗浄液を供給するだけでは、必要な部分の全てを洗浄することはできなかった。例えば、バルブチャンバの周面とロータリバルブの外周面は摺動するようになっているため、両者の間隙は極めて小さく、装置内に洗浄液を供給するだけでは、その間隙に詰まっている充填液を洗浄することができないのである。そのため、洗浄作業は、ボディを分解し、ボディからロータリバルブを取外したりして、装置内を手作業で必要な洗浄を行うようにしており、極めて効率が悪かった。
【０００４】
この発明の目的は、装置内の必要な部分全てを自動的に洗浄を行えるようにした液体定量充填装置を提供することにある。
【０００５】
この発明による液体定量充填装置は、バルブチャンバを有するボディと、バルブチャンバに収容されているロータリバルブとを備えており、バルブチャンバが、小径部および大径部よりなる円筒状段付周面を有しており、小径部の周壁にその周方向に間隔をおいて入口ポートおよび出口ポートが設けられ、ロータリバルブが、小径部周面に対しその周方向および軸方向に摺動自在にはめ合わされた外周面を有しており、ロータリバルブに、ロータリバルブの回転にともない、入口ポートおよび出口ポートが交互に接続される充填液通路が設けられ、移動手段によって、ロータリバルブが小径部に位置させられる充填位置と、ロータリバルブが大径部に位置させられる洗浄位置との間でロータリバルブが移動させられるようになされているものである。
【０００６】
この発明による液体定量充填装置では、ロータリバルブをバルブチャンバの大径部に位置させておき、この状態で、入口ポートから洗浄液を供給すると、とくに、大径部周面とロータリバルブ外周面の間隙に洗浄液が流入し、バルブチャンバ内を洗浄液等がスムースに流れて、必要か所が洗浄される。したがって、装置を分解したりすることなく、自動的に洗浄することができる。
【０００７】
さらに、ボディが、バルブチャンバ周面の軸線を水平とするように配置され、入口ポートが、上向きでありかつ充填液タンクに接続され、出口ポートが、下向きでありかつ充填ノズルに接続され、移動手段によって、ロータリバルブが充填位置および洗浄位置中間のエア抜き位置に位置させられるときに、入口ポートおよび出口ポートが小径部によって連通させられるようになされていると、ロータリバルブをエア抜き位置に位置させた状態で、充填ノズルから充填液タンクまでの一連の充填液通路内のエア抜きを行うことができる。
【０００８】
さらに、ピストンを内蔵しかつピストンのストロークによりバルブチャンバ内に対し充填液を流出入させる定量シリンダを備えており、
小径部の端壁に、充填液通路と常時接続されるように連通ポートが設けられ、定量シリンダが、連通ポートに連通させられており、ボディに、複数のバルブチャンバが並列状に設けられ、各バルブチャンバに収容されたロータリバルブの大径部側端面に、ロータリバルブの軸方向にのびたロッドの一端が連結され、ロッドの他端が、大径部の端壁を貫通してその外方に突出させられ、各ロッドの外方突出端部にロータリアクチュエータの出力軸が連結され、移動手段が、各ロータリーアクチュエータのボディがそれぞれ取付けられた連結バーと、連結バーに連結されたピストンロッドを有する可変ストローク流体圧シリンダで構成されていると、流体圧シリンダを２段ストロークさせることにより、全てのロータリバルブを、一斉に、充填位置、洗浄位置およびエア抜き位置にそれぞれ位置させることができ、なおかつ、いずれの位置においても、ロータリバルブを回転させることができる。
【０００９】
また、ピストンを内蔵しかつピストンのストロークによりバルブチャンバ内に対し充填液を流出入させる定量シリンダを備えており、小径部の周壁にに、充填液通路が入口ポートまたは出口ポートと接続されたときに充填液通路に接続されるように連通ポートが設けられ、定量シリンダが、連通ポートに連通させられており、ボディに、複数のバルブチャンバが直列状に設けられ、全てのバルブチャンバに収容されたロータリバルブがともに移動しうるように連結され、列のいずれか一方の端に位置するバルブチャンバに収容されたロータリバルブの大径部側端面に、ロータリバルブの軸方向にのびたロッドの一端が連結され、ロッドの他端が、大径部の端壁を貫通してその外方に突出させられ、各ロッドの外方突出端部にロータリアクチュエータの出力軸が連結され、移動手段が、ロータリアクチュエータのボディに連結されたピストンロッドを有する可変ストローク流体圧シリンダで構成されていると、全てのロータリーバルブを、その軸方向および周方向のいずれにも、一斉に移動させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面を参照してつぎに説明する。
【００１１】
以下の説明において、前後とは、図１を基準として、図１の右側を前、これと反対側を後といい、左右とは、前より見て、その左右の側を左右というものとする。
【００１２】
図１および図２を参照すると、前向きにのびた６列の並列状搬送経路を有する容器搬送コンベヤ11と、これの上方に配置されている充填装置12とが示されている。
【００１３】
容器搬送経路の左右両側には左右一対のベースフレーム13が設けられている。充填装置12より前方において、両ベースフレーム13には左右一対の支柱14が立てられている。両支柱14の上端には、前後方向にのびた左右一対の梁15の前端部がのせられている。
【００１４】
容器搬送コンベヤ11は、スラットコンベヤであって、スラット21にはカップ状容器Ｃをはめ入れた６つの容器保持孔22が一列に設けられている。
【００１５】
充填装置12は、装置ボディ31を有している。装置ボディ31は、６列の並列状搬送経路をまたいで、支柱14より後方において、両ベースフレーム13に渡されている門型フレーム16と、門型支持フレーム16の頂部に装備されかつ各列の容器搬送経路に対応するように各列の容器搬送経路の真上に左右に並んで配置されている６つのハウジング34と、各ハウジング34から後向きに突き出すように設けられている６つの定量シリンダ36とによって構成されている。また、支柱14と門型支持フレーム16の中間において、各列の容器搬送経路の真上に位置するように６つの充填ノズル32が配置されている。
【００１６】
ハウジング34にはバルブチャンバ33が設けられている。バルブチャンバ33にはロータリバルブ37が収容されている。定量シリンダ36は、ピストン35を内蔵しており、ピストン35のストロークによりバルブチャンバ33内に対し充填液を流出入させるものである。
【００１７】
バルブチャンバ33は、軸線を前後方向に向けた後小径部41および前大径部42よりなる円筒状段付周面を有している。小径部41の後向き開口端にはこれと一体的に後端壁43が設けられ、これに、連通ポート44が設けられている。小径部41の周壁にその周方向に間隔をおいてそれぞれ貫通させられた上向き入口ポート45および下向き出口ポート46が設けられている。大径部42の前向き開口端には閉鎖体47が取付けられている。大径部42の周壁には下向き貫通状排水ポート48が設けられている。
【００１８】
入口ポート45には充填液タンク51が接続されている。充填液タンク51は、梁15から吊下げられている。出口ポート46は、Ｌ字管52を介して充填ノズル32に接続されている。
【００１９】
定量シリンダ36は、前後方向にのびた水平筒状のもので、前端壁に流出入ポート61を有し、内周面に前小径部62および後大径部63を有している。定量シリンダ36の前端部は、連通ポート44の開口縁部にはめ入れられ、これにより、連通ポート44と流出入ポート61の接続が果たされている。小径部62にはピストン35が摺動自在にはめ合わされている。大径部63の周壁には下向き排水ポート64が設けられている。
【００２０】
ロータリバルブ37は、ハウジング小径部41周面に摺動自在にはめ合わされた外周面を有する水平丸棒状のものである。外周面の長さは、ハウジング小径部41および大径部42のいずれよりも短くなっており、ハウジング小径部41および大径部42のそれぞれにロータリバルブ37の全体が収まるようになっている。バルブ外周面から軸中心まで達するように第１充填液通路71が半径方向にのびている。第１充填液通路71に対し周方向に９０度の間隔をもたされて第２充填液通路72が半径方向にのびている。バルブ後端面から前向きに第３充填液通路73が軸方向にのびている。第１〜第３充填液通路71〜73は、バルブ37の中心部において連通させられている。
【００２１】
ロータリバルブ37の前端面には、これと一体的に水平ロッド81がバルブ軸線と同心となるように設けられている。ロッド81は、閉鎖体47を貫通してその前方に突出させられている。ロッド81の前端部は、継手82を介してロータリーアクチュエータ83の回転軸に連結されている。
【００２２】
再び、図１および図２を参照すると、全てのロータリアクチュエータ83は、容器搬送経路の上方を横切って左右方向にのびた水平可動連結バー84に取付けられている。
【００２３】
連結バー84とほぼ同レベルに位置するように両支柱14の高さの中程に、一対の水平板状ブラケット91がそれぞれ側方張出し状に設けられている。各ブラケット91の前縁部には、これの全長にわたって、垂直前支持板92が設けられている。各ブラケット91の後縁部には、容器搬送経路を臨む側の小領域にのみ、垂直後支持板93が設けられている。前後の支持板92，93には前後方向にのびた水平ガイドロッド94が渡し止められている。ガイドロッド94には摺動筒95がはめ被せられている。摺動筒95には連結バー84の端部が、左右方向にのびた垂直帯板状取付部材96を介して連結されている。
【００２４】
ガイドロッド94の外側方に位置させられるように短流体圧シリンダ97および長流体圧シリンダ98が摺動自在にのせられている。短流体圧シリンダ97および長流体圧シリンダ98は、互いのシリンダ側底面同士で一体化されている。短流体圧シリンダ97のピストンロッドは、取付部材96に、長流体圧シリンダ98は前支持板92にそれぞれ連結されている。
【００２５】
図１および図２に示すように、短流体圧シリンダ97および長流体圧シリンダ98のピストンロッドをともに突出させておくと、ロータリバルブ37は、ハウジング小径部41内にあって、充填位置に位置させられる（図５ａ）。両シリンダ97，98のピストンロッドをともに退入させると、ロータリバルブ37は、ハウジング大径部42内にあって、洗浄位置に位置させられる（図５ｂ）。両シリンダ97，98のうち、短流体圧シリンダ97のピストンロッドは退入させるが、長流体圧シリンダ98のピストンロッドは突出させたままであると、ロータリバルブ37は、充填位置と洗浄位置の中間位置であるエア抜き位置に位置させられる（図５ｃ）。ロータリバルブ37がエア抜き位置に位置させられると、ロータリバルブ37によってハウジング小径部41および大径部42間の連通が遮断される。
【００２６】
ロータリバルブ37を充填位置に位置させておいて、図６ａに示すように、第１充填液通路71を入口ポート45に接続し、第２充填液通路72を閉鎖した状態で、定量ピストン35を後退させて流入ストロークさせると、充填液が充填液タンク51からハウジング34およびロータリバルブ37を介して定量シリンダ36内に流入する。アクチュエータ83の作動により、ロータリバルブ37を９０度回転させ、今度は、図６ｂに示すように、第１充填液通路71を閉鎖し、第２充填液通路72を出口ポート46に接続した状態で、ピストン35を前進させて流出ストロークさせると、定量シリンダ36内の充填液は、出口ポート46を通じてハウジング34から流出させられる。流出させられた充填液は、Ｌ字管52を介して充填ノズル32に送られる。充填ノズル32からは、ピストンストロークに相当する充填液が吐出され、容器Ｃに充填される。
【００２７】
つぎに、装置内の洗浄動作を説明するが、これは、定量シリンダ36、充填ノズル32およびロータリバルブ37のそれぞれの系統別に、順次行われる。
【００２８】
定量シリンダ36の系統を洗浄する場合、ロータリバルブ37は、図４に示す状態にして、第１充填液通路71を入口ポート45に接続し、第２充填液通路72は閉じておく。一方、図４に示す状態から、ピストン35を大径部63まで後退させて、連通ポート44は開放しておく。こうしておいて、充填液タンク51に洗浄液を、必要に応じ、蒸気等を併用して、供給すると、充填液タンク51からハウジング34内に洗浄液等が流入する。ハウジング34内に流入した洗浄液等は、ロータリバルブ37を介して定量シリンダ36に流入し、定量シリンダ36およびピストン35が洗浄される。洗浄後の洗浄液等は、排水口64から出ていく。
【００２９】
充填ノズル32の系統を洗浄する場合、図４に示すように、ピストン35は前進限に位置させて連通ポート44は閉じておく。一方、ロータリバルブ37は、エア抜き位置に位置させる。この状態で、充填液タンク51に洗浄液等を供給すると、供給された洗浄液等は、ハウジング34内を素通りして、Ｌ字管52を介して充填ノズル32に導かれる。
【００３０】
最後に、ロータリバルブ37の系統の洗浄について説明すると、ピストン35は、前進限のままで、ロータリバルブ37を洗浄位置に位置させる。こうしておいて、洗浄液等を、充填液タンク51を介してハウジング34に供給する。ハンジング34内に流入した洗浄液によって、ハウジング34およびロータリバルブ37等の各部が洗浄される。バルブチャンバ33周面とロータリバルブ37外周面間も勿論洗浄される。洗浄後の洗浄液は、出口ポート46を通じて、さらには、排水口48からハウジング34外へ排出される。
【００３１】
ハウジング34内の洗浄をする際に、第１および第２充填液通路71，72のいずれか一方を上向きにしておくか、ロータリバルブ37を回転させるようにすれば、洗浄必要か所をむら無く洗浄することができる。
【００３２】
充填作業を開始するに際し、ロータリバルブ37をエア抜き位置に位置させ、充填ノズル32から充填液タンク51までの一連の充填液通路に滞留しているエアがあると、そのエアは、充填ノズル32から充填液通路を漸次上流側に向かって流れ、最終的に充填液タンク51内に排出される。
【００３３】
図７〜図９に、充填装置の変形例が示されている。図７〜図９において、図１〜図６に示した部分と対応する部分には、同一の符号を付してある。同一の符号を付してある部分については、その説明を省略する。
【００３４】
この変形例よる充填装置112 は、上記充填装置12と同様に、装置ボディ131 を有している。装置ボディ131 は、門型フレーム16と、門型支持フレーム16の頂部に装備されているハウジング134 と、各ハウジング134 から後向きに突き出すように設けられている６つの定量シリンダ36とによって構成されている。
【００３５】
上記充填装置12においては、ハウジング34の数は６であり、各ハウジング34は、１つのバルブチャンバ33を形成するのに足りるだけの大きさであったが、この変形例による充填装置112 においては、ハウジング134 は、上記の６つのハウジング34を一体化したようなもので、その数は１である。ハウジング134 には６つのバルブチャンバ133 が左右方向にのびた直線上に一列に並ぶように形成されている。各バルブチャンバ133 にはロータリバルブ137 が収容されている。
【００３６】
隣り合うバルブチャンバ133 の間には隔壁143 が設けられている。左端のバルブチャンバ133 の大径部42開口端には閉鎖体47が施されている。各バルブチャンバ133 の周壁には、入口ポート45が上向きに、出口ポート46が下向きにそれぞれ形成されるとともに、入口ポート45および出口ポート46の周方向中間に連通ポート44が前向きにあけられている。
【００３７】
ロータリバルブ137 には、第１および第２充填液通路71，72が設けられているが、上記第３充填液通路73に相当するものは設けられていない。隣り合うロータリバルブ137 同しは、隔壁143 に貫通させられたロッド144 によって連結されている。左端のロータリバルブ137 の大径部側端面には、閉鎖体47に貫通させられたロッド81が設けられている。ロッド81が、ロータリアクチュエータ83によって回転させられ、両流体圧シリンダ97，98によって往復動させられることは、上記充填装置12と同じであるが、ロータリアクチュエータ83は、上記連結バー84を介在させないで、直接、摺動筒95に取付けられている。
【００３８】
入口ポート45に第１充填液通路71を接続し、連通ポート44に第２充填液通路72を接続した状態で、ピストン35の後退ストロークが行われて定量シリンダ36内に充填液が流入させられ、この状態から、ロータリバルブ137 を、図８中反時計方向に９０度回転させて、連通ポート44に第１充填液通路71を接続し、出口ポート46に第２充填液通路72を接続した状態で、ピストン35の前進ストロークが行われて定量シリンダ36内から充填液が流出させられる。以上により、充填動作が行われる。
【００３９】
この変形例による充填装置112 の各部の洗浄動作およびエア抜き動作は、上記充填装置12の場合と同じである。
【００４０】
【発明の効果】
この発明によれば、装置内の必要な部分全てを、装置を分解することなく、自動的に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による充填装置の側面図である。
【図２】図１のIIーII線にそう水平縦断面図である。
【図３】同充填装置の垂直縦断面図である。
【図４】図３に示す部分の一部拡大断面図である。
【図５】同充填装置のロータリバルブの軸方向の動作位置を示す説明図である。
【図６】同充填装置のロータリバルブの回転方向の動作位置を示す説明図である。
【図７】同充填装置の変形例を示す図２相当の断面図である。
【図８】同変形例を示す図４相当の断面図である。
【図９】図８のIXーIX線にそう断面図である。
【符号の説明】
33  バルブチャンバ
34  ハウジング
35  ピストン
36  定量シリンダ
37  ロータリバルブ
41  ハウジング小径部
42  ハウジング大径部
45  入り口ポート
46  出口ポート
71〜73  充填液通路
【図１】
0004370635.tif 000002
【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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【図８】
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【図９】
0004370635.tif 000010