JP2000335689A - 回転式充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】充填バルブ１２の開閉用に電磁弁を用いた回転
式充填装置を高速運転する場合にも、充填を行うことが
できる有効な回転角度範囲をできるだけ大きくする。 【解決手段】モータ１４により回転される回転体１０の
外周に等間隔で複数の充填バルブ１２が設けられ、その
下方にこれら各充填バルブ１２に対応して容器保持手段
が設けられている。エンコーダ４４によって回転体１０
の絶対回転位置を検出しており、この回転位置検出信号
により、制御装置４２が所定の位置で充填バルブ１２の
開放指令５８を出力して充填を行う。さらに、回転体１
２の回転速度を検出する速度検出手段５０を設け、回転
速度が速くなったときには、充填バルブ１２の開放指令
５８を出力する位置を前記位置よりも回転方向の上流側
に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は回転式充填装置に係
り、特に、充填バルブの開閉用に電磁弁を用い、充填開
始のタイミングを電気的に制御するようにした回転式充
填装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転式充填装置は、一般に、モータによ
り回転駆動される回転体と、この回転体の外周部に円周
方向等間隔で設けられた複数の容器保持手段と、これら
各容器保持手段にそれぞれ対応してその上方に設けら
れ、充填液通路を連通遮断する液バルブ等の作動弁を有
する複数の充填バルブを備えている。そして、前記液バ
ルブ等の開閉用に電磁弁を用いて電気的に開閉を制御す
るようにしたものが従来から知られている。

【０００３】このような回転式充填装置では、エンコー
ダ等の回転位置検出手段によって回転体の絶対回転位置
を検出し、所定の回転位置に到達した充填バルブの電磁
弁に開放指令を出力して電磁弁を作動させると、エアシ
リンダが作動して充填バルブを開放し容器内への充填が
行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記のように充填バル
ブの開閉用に電磁弁を用い、充填開始のタイミングを電
気的に制御するようにした回転式充填装置では、電磁弁
に開放指令信号を送って電磁弁を作動させた後、充填さ
れる液体が実際に充填ノズルから流れ出るまでには時間
差があるため、回転体の回転速度が変動すると、有効に
充填が行われる回転角が変化してしまう。特に、高速運
転をすると、ノズルから液が流れ出るまでに回転移動す
る角度が拡大するので、有効に充填を行うことができる
回転角が小さくなってしまう。このように有効に充填を
行う回転角が小さくなると、充填区間内で充填を終了さ
せるために、充填中の流量を大きくしなければならない
ので、充填精度が悪くなると言う問題があった。

【０００５】本発明は前記課題を解決するためになされ
たもので、充填有効角度をできるだけ大きくすることを
可能にした回転式充填装置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】本発明にかかる回転式充
填装置は、回転体と、この回転体の外周部に円周方向等
間隔で設けられた複数の充填バルブと、各充填バルブに
それぞれ対応して回転体に設けられた複数の容器保持手
段と、回転体の絶対回転位置を検出する回転位置検出手
段と、この回転位置検出手段からの回転位置信号に基づ
き所定の回転位置において充填バルブに開放指令を出力
する制御装置とを備ええており、さらに、回転体の回転
速度を検出する速度検出手段を設け、回転体の回転速度
が速くなった場合には、前記制御装置により、充填バル
ブに開放指令を出力する回転位置を回転方向上流側に変
更するようにしたものである。

【０００７】

【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
る回転式充填装置の概略構成を示す平面図であり、容器
搬送コンベヤ２により連続的に搬送されてきた容器４
は、タイミングスクリュー６によって所定の間隔に切り
離され、このタイミングスクリュー６と同期運転されて
いる入口スターホイール８の各ポケットに引き渡され、
さらに、これらタイミングスクリュー６および入口スタ
ーホイール８と同期運転されている充填装置の回転体１
０内に導入される。

【０００８】回転体１０には、その外周寄りに円周方向
等間隔で複数の充填バルブ１２が設けられ、これら各充
填バルブ１２の下方に、それぞれ、前記入口スターホイ
ール８から受け取った容器４を保持して搬送する容器保
持手段（図示せず）が設けられている。この回転体１０
はモータ１４によって回転駆動されるようになってお
り、入口スターホイール８から容器保持手段に引き渡さ
れた容器４は、回転体１０の回転に伴って回転搬送され
る間に、所定の角度範囲（例えば、図１のａからｄの範
囲）で前記充填バルブ１２が開放されて液体が充填さ
れ、その後、出口スターホイール１６を介して前記容器
搬送コンベヤ２上に排出されて次の工程に送られる。

【０００９】図２は前記充填バルブ１２の一例を示すも
ので、図示しない充填液タンクから充填ノズル１８へ充
填液を供給する充填液通路２０を液バルブ２２によって
連通遮断するようになっている。液バルブ２２は、シリ
ンダ２４内を上下の圧力室２６，２８に区画するピスト
ン３０に、ピストンロッド３２を介して連結された弁体
３４と、前記充填液通路２０の内面に形成された弁座３
６とから構成されており、非作動時には、上方の圧力室
２６内に配置されたスプリング３８によってピストン３
０が下方へ付勢されて、弁体３４が弁座３６に着座する
ことにより前記充填液通路２０を閉鎖している。

【００１０】また、ピストン３０の下方の圧力室２８
は、電磁弁（図示せず）を介してエア圧力源に接続され
ており、電磁弁の作動によりこの下側圧力室２８に圧力
エアが導入されると、ピストン３０とともに弁体３４が
上昇して液バルブ２２が開放し、充填液通路２０および
充填ノズル１８を介して容器４内に充填が行われる。充
填液通路２０を通って容器４内に充填される液量は、充
填液通路２０に設けた流量計４０によって計量される。

【００１１】図３は前記液バルブ２２開閉用の電磁弁の
作動を制御する制御装置４２の構成を示すブロック図で
あり、この図３により制御装置４２の作用について説明
をする。この回転式充填装置には、前記モータ１４によ
って回転される回転体１０の回転位置を検出するエンコ
ーダ４４が設けられており、回転体１０の回転に伴って
エンコーダ４４が発生するパルスを、制御装置４２のカ
ウンター４６に入力してそのパルス数をカウントしてい
る。回転体１０には、原点を検出する原点検出手段（図
示せず）が設けられており、この原点検出手段が原点を
検出すると、前記カウンタ４６にリセット信号４８が入
力されてこのカウンタ４６のカウント数をリセットす
る。これにより回転体１０が一回転して所定の基準位置
に戻ったことを検出できるようにしている。

【００１２】制御装置４２には、回転体１０の回転速度
を検出する回転速度検出手段５０が設けられており、前
記カウンタ４６からカウント数が入力され、単位時間あ
たりのカウント数により回転体１０の回転速度を検出す
る。また、この回転速度は、運転中に変更可能であり、
充填装置の上流側あるいは下流側の容器４の量に応じ
て、または、異なるサイズの容器４に変更する場合等に
調節するようになっており、この場合には、速度変更手
段５２からモータ１４に指令信号を送りモータ１４の回
転速度を変更する。

【００１３】制御装置４２には、回転体１０の回転速度
と開放される充填バルブ１２との関係が予め設定されて
データ５４として記憶されている。また、制御装置４２
の演算手段５６には、前記カウンター４６のカウントし
たカウント数が入力されるとともに、前記回転速度検出
手段５０の検出した回転体１０の回転速度が入力されて
おり、演算手段５６は、この回転速度における前記バル
ブ・速度相関データ５４から、カウント数に応じて開放
する充填バルブ１２のナンバーを決定し、このナンバー
の充填バルブ１２を開放するバルブ開放指令５８をバル
ブ駆動手段６０に出力し、バルブ駆動手段６０が前記電
磁弁を作動させて該当する充填バルブ１２を開放する。
回転体１０の回転速度が変更された場合には、その回転
速度におけるカウント数とバルブ位置との関係から開放
される充填バルブ１２を選定し、その充填バルブ１２に
対しバルブ開放指令５８を出力する。

【００１４】なお、搬送コンベヤ２上には容器センサ６
２が設けられており、この容器センサ６２が、前記回転
体１０と同期運転されているタイミングスクリュー６が
搬送する容器４の有無を検出し、前記演算手段５６に入
力する。この容器センサ６２から容器有りの信号が演算
手段５６に入力されたときにだけ、演算手段５６が、こ
の容器４と対応する充填バルブ１２のナンバーを認識し
てこの充填バルブ１２に対して前記バルブ開放指令５８
を出力する。

【００１５】

【実施例】前記構成の回転式充填装置の作動について具
体例により説明する。回転体１０に設けられた充填バル
ブ１２の数が３０であり、カウンター４６によるカウン
ト数が４０カウントで充填バルブ１２が１ピッチとする
と、１２００カウントで回転体１０が一回転することと
なる。２００ｂｐｍの能力で運転する場合を基準として
制御を行い、例えば、カウンター４６によるカウント数
が１００カウントでナンバー１バルブを開放することに
する（図１のａ位置が２００ｂｐｍの場合のバルブ開放
位置を示す）。すると、次のナンバー２バルブはカウン
ト数が１４０カウントになると前記ａ位置に到達して開
放される。以下、ナンバー３バルブ以降も順に４０カウ
ントごとに図１のａ位置に到達して開放される。その
後、１１８０カウントでナンバー２８バルブが開放さ
れ、１２００カウントでカウンター４６がリセットされ
た後２０カウントでナンバー２９バルブが、そして、６
０カウントでナンバー３０バルブが開放される。

【００１６】この回転式充填装置は、運転能力（回転体
１０の回転速度）を調整できるようになっており、その
上流側あるいは下流側の容器４の量に応じて、または、
処理される容器４のサイズが変更されて充填容量が変わ
った場合等に運転能力を変更する。例えば、下流側の処
理機への容器供給量が不足してきた場合や、１リットル
の容器４への充填を行った後５００ミリリットルの容器
４への充填に変更する場合等には、この充填装置の運転
速度を速める。そこで、この実施例では処理能力を前記
２００ｂｐｍから４００ｂｐｍに変更して制御を行うこ
とにする。

【００１７】この場合には、カウンター４６のカウント
数が１００カウントになると、このカウント数を１００
〜１８０カウントに読み替え、ナンバー１，ナンバー
２，ナンバー３の３バルブを開放する。つまり、１００
カウントの時点でナンバー１バルブは図１のａ位置にあ
り、このナンバー１バルブから８０カウント分回転方向
後方側（図１中のｂ位置）にあるナンバー３バルブまで
に同時にバルブ開放指令５８を出力する。次にカウント
数が１４０になると、このカウントを１４０〜２２０カ
ウントに読み替えて、ナンバー２，ナンバー３，ナンバ
ー４バルブを開放する。このように運転速度が速くなっ
たときには、前記２００ｂｐｍでの基準の制御の場合よ
りも、回転方向の上流側（後方側）の充填バルブ１２を
開放する。

【００１８】この実施例では、２００ｂｐｍの能力で運
転している場合には図１のａ位置にある充填バルブ１２
を開放するように電磁弁にバルブ開放指令５８を送る
が、４００ｂｐｍではａ位置からｂ位置までの間に位置
する充填バルブすべてに対してバルブ開放指令５８が出
されて開放される。従って、高速運転時には、低速運転
時よりも早い時点で電磁弁を開放するので、バルブ開放
指令５８から実際に液バルブ２２が開放して液体がノズ
ル１８から充填され始めるまでの間に時間差があって
も、十分な有効充填角度を確保することができる。

【００１９】なお、運転速度が速くなった場合（例えば
４００ｂｐｍ）に、遅い速度（例えば２００ｂｐｍ）で
運転していた場合よりも回転方向上流側のバルブにバル
ブ開放指令を出力すればよいので、１００カウント時に
ナンバー３バルブ（基準となる２００ｂｐｍで運転して
いる場合には１８０カウントでバルブ開放指令５８が出
される）を開放することにより目的を達成することがで
きるが、運転速度の切換えの時点で、中間のバルブに対
する開放指令５８が抜けてしまうので、開放するバルブ
を連続する３バルブとしている。また、前記制御装置４
２には、開放バルブ記憶手段６４が設けられており、一
度開放指令が出されたバルブは、充填区間の最後まで記
憶されており継続して充填が行われる。

【００２０】また、運転速度をさらに速くして６００ｂ
ｐｍにした場合には、１００カウントを１００〜２６０
カウントに読み替えてナンバー１バルブからナンバー５
バルブまでの５個のバルブに同時にバルブ開放指令５８
を出力する。つまり、１００カウントの時点でナンバー
１バルブは図１のａ位置にあり、このナンバー１バルブ
から１６０カウント分回転方向後方側（図１中のｃ位
置）にあるナンバー５バルブまでに同時にバルブ開放指
令５８を出力する。

【００２１】カウンター４６のカウント数が１４０カウ
ントになるとこのカウントを１４０〜３００カウントに
読み替え、ナンバー２バルブからナンバー６バルブまで
の５個のバルブに開放指令を出力する。この実施例で
は、６００ｂｐｍの能力で運転する場合には、１００カ
ウントの時点で図１のｃ位置のバルブまでにバルブ開放
指令５８を出力する。このように運転速度が速くなる
と、その速度に応じてバルブ開放指令５８を出力するタ
イミングをさらに早めるので、十分な有効充填角度を確
保することができる。なお、図１のｃ位置ではこの充填
バルブに対応する容器保持手段にまだ容器４が供給され
ていないが、停止信号６６によって運転が停止した場合
に、回転体１０が停止するまでに慣性等により回転する
間に容器４が導入される範囲内であれば、容器４の供給
前に、対応する充填バルブ１２にバルブ開放指令５８を
出力しても問題はない。なお、前記のように基準の運転
速度（２００ｂｐｍ）から、高速運転（４００ｂｐｍ，
６００ｂｐｍ）に変更して運転している際に停止信号６
６が入力された場合には、前記基準の運転速度における
制御に切り換えられる。

【００２２】前記実施例では、処理速度（この例では、
２００ｂｐｍ、４００ｂｐｍ、６００ｂｐｍ）に応じて
予め設定された回転速度と開放される充填バルブ１２と
の関係を記憶しておき、このデータ５４に基づいて充填
バルブ１２を順次開放するようにしたが、このような段
階的な指令ではなく、回転速度の変動に応じて無段階で
バルブ開放指令５８を出力することもできる。

【００２３】例えば、カウンター４６から入力されるカ
ウント数と、回転速度検出手段５０から入力される回転
体１０の回転速度から、演算手段５６が以下の数式に基
づいて演算を行い、該当する充填バルブ１２を算出して
バルブ開放指令５８を出力するようにすることもでき
る。 加算するカウント（ｎ）＝速度（ＢＰＭ）／定数（Ｋ） ……（１） 現在の速度（ＢＰＭｎｏｗ）での開放するバルブに対するカウント ＝現在のカウント数〜現在のカウント数＋ｎ ……（２）

【００２４】例えば、前記実施例と同様に１００カウン
トでナンバー１バルブを開放するものとし、現在の運転
速度が４００ｂｐｍでカウント数が１００、定数（Ｋ）
＝５とすると、（１）式からｎ＝４００／５＝８０、従
って、（２）式から１００〜１８０カウントに対応する
充填バルブ１２、すなわち、ナンバー１，ナンバー２お
よびナンバー３バルブに対してバルブ開放指令５８が出
力されることになる。また、運転速度が５００ｂｐｍ
で、カウント数が１５０カウントとすると、ｎ＝５００
／５＝１００であり、１５０〜２５０カウントに対応す
るバルブ、すなわち、ナンバー３，ナンバー４バルブに
対してバルブ開放指令５８が出力される。

【００２５】なお、前記実施例では流量計４０により充
填流量を計測しつつ充填を行う流量充填装置について説
明したが、流量充填装置に限るものではなく、ウエイト
式充填装置あるいはタイマー式充填装置等であっても、
充填開始のタイミングを電気的に制御しているものであ
れば適用可能である。また、前記実施例では、運転速度
を変更した場合は、カウント数を読み換えて、このカウ
ント数に対応するナンバーのバルブに開放指令を出力す
るようにしたが、直接バルブナンバーを指定するように
設定することもできる。例えば、前記のように、２００
ｂｐｍで運転し、１００カウントでナンバー１バルブを
開放する場合に、４００ｂｐｍに変更したときには、１
００カウントでナンバー１ないしナンバー３バルブにバ
ルブ開放指令を出力するように設定しても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転体と、この回転体の外周部に円周方向等間隔で設けら
れた複数の充填バルブと、各充填バルブにそれぞれ対応
して回転体に設けられた複数の容器保持手段と、回転体
の絶対回転位置を検出する回転位置検出手段と、この回
転位置検出手段からの回転位置信号に基づき所定の回転
位置において充填バルブに開放指令を出力する制御装置
とを備えた回転式充填装置において、回転体の回転速度
を検出する速度検出手段を設け、回転体の回転速度が速
くなった場合には、前記制御装置により、充填バルブに
開放指令を出力する回転位置を回転方向上流側に変更す
るようにしたことにより、回転速度を速くした場合で
も、十分な充填有効角を確保することができる。従っ
て、低流量で時間をかけて充填することができるので、
高精度な充填を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る回転式充填装置の
全体の構成を簡略化して示す平面図である。

【図２】前記回転式充填装置に用いられる充填バルブの
一例を示す縦断面図である。

【図３】前記回転式充填装置のバルブ開閉制御を行う制
御装置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０ 回転体 １２ 充填バルブ １４ モータ ４２ 制御装置 ４４ 回転位置検出手段（エンコーダ） ５０ 速度検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体と、この回転体の外周部に円周方
   向等間隔で設けられた複数の充填バルブと、各充填バル
   ブにそれぞれ対応して回転体に設けられた複数の容器保
   持手段と、回転体の絶対回転位置を検出する回転位置検
   出手段と、この回転位置検出手段からの回転位置信号に
   基づき所定の回転位置において充填バルブに開放指令を
   出力する制御装置とを備えた回転式充填装置において、 回転体の回転速度を検出する速度検出手段を設け、回転
   体の回転速度が速くなった場合には、前記制御装置によ
   り、充填バルブに開放指令を出力する回転位置を回転方
   向上流側に変更することを特徴とする回転式充填装置。