JP2957742B2 - 液充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体を充填さるべき容
器に該液体の所定量を高精度で且つ高信頼性をもって充
填する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液を充填さるべき容器（以下、被充填容
器という）に液を所定量充填する従来の装置は、図５に
示す様に、液計量室３４の中に液検針３６を有する水準
感知器３５を備え、バルブ３８を閉じて供給ライン３７
より計量室３４に液を供給し、計量室３４中の液が所定
の液面に達したことを検針３６付き水準感知器３５が感
知したら、液の供給を止め、被充填容器３９に付いてい
る注入管３１を上昇させてこれに液充填管３２を挿入
し、バルブ３８を開けて計量室３４中の液を被充填容器
３９に注入する様になっていた。この様な装置は特開昭
５６−６３７８０号公報に記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、計量
機構において液計量室の液面を検針で感知しているため
計量動作に遅れを発生する可能性があり、精度・信頼性
に乏しい。また、液充填管と被充填容器の注入管の接続
においては、Ｖ字型滑り口で該注入管を心出しガイドし
ているが、細くて長い液充填管の心出しはされていな
い。このため振動とか変形で液充填管の位置がずれて被
充填容器の注入管内へ液充填管をうまく挿入接続できな
い恐れがある。又、液漏れ検出機構がないため液漏れ発
生時の装置保護、安全対策が出来ず、安全性に乏しい。

【０００４】本発明は、一定量の液を計量して被充填容
器へ充填する装置において、液の計量精度を高めるこ
と、充填管と被充填容器の注入管との挿入接続を完全に
行うこと、液漏れを検知すること、多数の被充填容器に
対する逐次の液充填作業を容易にすること、を目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、特許請求の
範囲の夫々の請求項に記載の構成を有する液充填装置に
より達成される。

【０００６】

【作用】被充填容器を保持した保持台を昇降機構により
上昇させることにより、被充填容器に突設されている注
入管は、心出し機構におけるテーパガイドのテーパ孔に
ガイドされて該テーパ孔を通過し、１対のＶ字溝付きガ
イドローラの溝曲面で案内され、予め該ガイドローラに
挟持されている充填管の下端が該注入管の先端に挿入さ
れる。更に保持台を上昇させると、注入管はガイドロー
ラを当接方向に付勢している付勢力に抗してガイドロー
ラを押し開いて該ガイドローラ間に進入し、充填管と注
入管は完全な挿入接続状態になる。ここにおいて、計量
機構で計量の完了している所定量の液を上記充填管と注
入管とを経て被充填容器内に充填する。充填完了後、昇
降機構により保持台を下降させると注入管は充填管から
離れて上記心出し機構から下方へ抜け出す。

【０００７】計量機構における液の計量は、計量器のオ
ーバーフロー用開口から液がオーバーフローするまで計
量器内に液を供給することにより成される。オーバーフ
ローした液はタンクの底部に溜り、それが計量器内に戻
ることはない。このため液の計量精度は計量器の容積に
より正確に定まる。

【０００８】充填時に万一液が被充填容器外に漏れたと
きは、この液は保持台の底に溜り、液が導電性であれ
ば、該保持台の底に設けた電極と液が接触することで該
電極を介する電気閉回路が出来、それを流れる電流を検
知することで液漏れを検知できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図４まで
を用いて説明する。

【００１０】タンク１内には、計量器３の上端部をタン
ク１の底部より高い位置に挿入設置してある。この上端
部を飛散防止カバー４で囲んである。タンク１には、タ
ンク１の底部に十分近い位置に検針の下端が位置する液
面感知器２を配置してある。タンク１の底部には、液回
収配管６と開閉バルブ６ａを接続してある。計量器３の
下端には液供給ライン５と供給開閉バルブ５ａが接続さ
れている。後記の液充填用バルブ７ａを閉じ、液供給開
閉バルブ５ａを開け、液供給ライン５から液を送り込む
と、液は計量器３内を満たして上昇し、計量器３の上端
部よりオーバーフローする。オーバーフローした液は、
飛散防止カバー４内を通ってタンク１の底部に溜まり、
これを液面感知器２で感知することにより計量器３がオ
ーバーフローした事を感知する。これが感知されたら液
供給開閉バルブ５ａを閉じて液の供給を止めて計量終了
とし、その後、液回収開閉バルブ６ａを開けてタンク１
内の上記オーバーフローした液を回収する。

【００１１】この様に、液計量器３の上端部よりオーバ
ーフローしてタンク１の底部に溜った液の液面を感知器
２で感知したとき計量終了とする事により、液の計量
は、該感知動作の遅れに関係なく、常に計量器３の容量
一杯で計量されるので、バラツキの少ない計量精度を得
ることができる。この計量においては、タンク１の底部
よりも液計量器３の上端部が高い位置にあるので、供給
しオーバーフローした液は、絶対に計量器３に戻る事が
なく、常に計量器３の容量で決まる一定量の高い計量精
度を確保し得る。

【００１２】計量器３の下端は液供給ライン５よりも下
方において液充填用バルブ７ａに接続されている。前記
の液計量終了後、この液充填用バルブ７ａを開いて計量
器３内の液を該バルブ７ａを経て、後述の如く、液充填
管７を通じて被充填容器１８に充填するのである。

【００１３】液充填用バルブ７ａは下方の液充填管７に
接続されている。液充填管７の下端部は１対のＶ溝付ガ
イドローラ９で挟み、充填管７の下部開口端はガイドロ
ーラ９の回転中心軸９ｄより若干下方に位置している。
ガイドローラ９の下位には、該ローラ９間の中心部に向
うテーパ孔を有するテーパガイド１６が配置されてい
る。ローラ９は、図４の如く、テーパガイド１６に結合
した受板１６ａにピン９ｂで回動自在に枢着されたレバ
ー９ｃに、その回転軸９ｄが支承されている。レバー９
ｃ間に掛けた引ばね９ａにより１対のローラ９は互に当
接する方向に力を受けている。上記のテーバガイド１６
と受板１６ａとローラ９とを含む図１図示の部分８は心
出し機構部として一体構造をなし、支柱１０に沿って昇
降可能である。支柱１０の下端同志は、後記の被充填容
器保持台１９が通れる大きさを有する窓１０ｂのあいて
いる連結板１０ａで連結されている。

【００１４】上記心出し機構８の下方には、図２に示す
如く、被充填容器１８を支持する容器支持機構４０と、
これをクランプして昇降させる昇降機構４１と、が配置
される。

【００１５】容器支持機構４０は、被充填容器１８を絶
縁片２１を介して載置する上底板１９ａと中央に後記ク
ランプレバー２７が入る孔が明いている下底板１９ｂと
を有する被充填容器保持台１９、下底板１９ｂに固定さ
れた環状絶縁板２４、上底板１９ａと下底板１９ｂとを
貫通して絶縁板２４に達する絶縁管２３、絶縁管２３に
その下端に達すまで挿通された漏洩検知電極２２、およ
び保持台１９に対する受台２０よりなる。受台２０に対
して保持台１９は上下に可動であり、後述の昇降機構４
１で持ち上げられていないときは、保持台１９はその下
面の絶縁板２４を介して受台２０に載置・支持される。

【００１６】昇降機構４１は、不図示の空気圧シリンダ
により昇降される昇降体２８、昇降体２８に枢着された
クランプレバー２７、昇降体２８に固定された環状絶縁
板２６と絶縁リング３０、環状絶縁板２６上に固定され
た環状導電板２５、および昇降体２８の周りの固定テー
パガイド２９よりなる。昇降体２８が下降位置にあると
きは、クランプレバー２７のローラ２７ａが固定テーパ
ガイド２９の内面から押されることで、クランプレバー
２７は内側につぼまった位置をとっている。昇降体２８
を上昇させると、クランプレバー２７は上記つぼまった
状態で保持台１９の下底板１９ｂの中央穴に挿入され、
ローラ２７ａが固定テーパガイド２９のテーパ面でガイ
ドされることによりクランプレバー２７は拡がって保持
台１９の下底板１９ｂに係接すると共に、その直前に環
状導電板２５が保持台１９の環状絶縁板２４に当接する
（このとき漏洩検知電極２２の下端は導電板２５と接触
状態になる）。これにより、昇降体２８と保持台１９と
がクランプされる。昇降体２８の上昇によりクランプさ
れた保持台１９は受台２０から離れて上方へ持ち上げら
れる。昇降体２８を下降させれば以上と逆の動作にな
る。

【００１７】さて、以上の装置による液充填動作を以下
説明する。被充填容器１８を保持した保持台１９を前記
の如く昇降体２８に対してクランプした状態で、昇降体
２８ひいては保持台１９を上昇させることによって被充
填容器１８を持ち上げると、被充填容器１８に付いてい
る注入管１７はテーパガイド１６のテーパ孔により１対
のガイドローラ９間の位置まで案内される。注入管１７
の上端はガイドローラ９に接触すると、該ローラ９のＶ
字溝の曲面で導かれ、充填管７に同心的にセンタリング
され、更に充填容器１８を昇降体２８の上昇により持ち
上げると、充填管７が注入管１７内に挿入されると共
に、注入管１７は１対のガイドローラ９をばね９ａの力
に抗して押し開いてガイドローラ９間に進入し（このと
きレバー９ｃはピン９ｂを中心として回動する）、これ
により、充填管７を注入管１７に完全に挿入接続し得
る。

【００１８】更に、昇降体２８の上昇運動により保持台
１９を上昇させると、保持台１９の上端面が連結板１０
ａの窓１０ｂを通過してテーパガイド１６の下端面に接
触してこれを押し上げるので、ガイドローラ９を含む心
出し機構８は支柱１０をガイドとして上方へ移動する。
これにより、充填管７と挿入接続状態にある注入管１７
の上端部近傍を常にガイドローラ９で保持できる。心出
し機構８に（具体的には受板１６ａに）ワイヤ１１が連
結されている。このワイヤ１１は滑車１２，１３に掛け
られ、途中部分に外部との真空封止用ベロー１５を有
し、その外部の末端部に錘１４が結合されているので、
ワイヤ１１は心出し機構８の上方向移動に伴なって移動
する。この移動を図３の如くワイヤ１１に取付けた複数
のブッシュ１３ｂを検知するリミットスイッチ１３ａで
検出することによって、心出し機構８の移動位置、ひい
ては被充填容器１８の注入管１７の位置を検出する。

【００１９】この注入管１７の位置を検出する事で充填
管７と注入管１７が完全に挿入接続されていることを確
認したら、前述の計量完了の計量器３に入っている液を
充填用バルブ７ａを開けることにより、充填管７と注入
管１７を経て被充填容器１８内に充填する。充填が終了
すると被充填容器１８を保持している保持台１９を昇降
体２８の下降移動により引き下げて受台２０に載る位置
まで持って来る。

【００２０】これにより注入管１７はガイドローラ９間
から抜け出し、充填管７との挿入接続状態から離脱す
る。保持台１９が受台２０に載る位置まで戻る寸前に、
ローラ２７ａがテーパガイド２９のテーパ面にガイドさ
れることにより、クランクレバー２７はつぼまる。保持
台１９が受台２０に載った後に昇降体２８を更に下降さ
せると、環状導電板２５は保持台１９の底部の絶縁板２
４から下方に離れると共に、クランクレバー２７も受台
１９から下方へ抜け出し、保持台１９に対するクランプ
状態は解除される。

【００２１】その後、受台２０を保持台１９および充填
容器１８ごと別の場所へ運び出し、新たな未充填の被充
填容器を保持した保持台１９を載置した受台２０を昇降
機構４１の上へ搬入して、以上述べたと同じ操作を繰返
す。この様にして多数個の被充填容器への液の計量、充
填作業を高信頼性を以て効率良く行うことができる。

【００２２】充填作業中、もし液が被充填容器外に漏れ
た場合は、その漏れた液は保持台１９の上底板１９ａ上
に溜まり、該液が上底板１９ａと漏洩検知電極２２とを
電気的に短絡する（但し該液が導電性液であることを前
提とする）。これにより、アースから昇降体２８、クラ
ンプレバー２７、保持台１９の下底板１９ｂおよび上底
板１９ａ、そこに溜った漏洩液、電極２２、該電極２２
と接触している導電板２５、電流検知器Ａを通ってアー
スへ至る電気閉回路が出来、電流検知器Ａに電流が流れ
るので、液の漏洩が生じたことが検知され、それへの対
応措置をとるべきことを報知し得る。

【００２３】

【発明の効果】本発明に依れば、液計量機構において
は、常に一定量でバラツキの少ない計量精度を以て液の
計量ができ、被充填容器への液の充填量の精度を向上さ
せ得る。充填管と充填容器の注入管との挿入接続は、テ
ーパガイドによる注入管の心出し後、互に引き合う様に
付勢力を与えられている１対のガイドローラを押し開く
ことで更に注入管の心出しを行い、予めガイドローラに
挟まれ保持されていた充填管を注入管へ挿入接続する事
で高信頼性を得ることができる。この場合、外部で注入
管の位置を検出する事で該挿入接続を確認することによ
り、高い信頼性を得る事が出出来る。計量機構、充填管
と注入管との接続用心出し機構は単純な構造であるため
信頼性および経済性のある装置となる。又、液漏れ検知
手段を付加した事で液の漏れという異常発生を検知し、
装置の保護、安全対策に資することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例における液計量機構と心出し
機構を示す立断面図

【図２】同実施例における心出し機構と被充填容器支持
機構と昇降機構とを示す立断面図

【図３】心出し機構の移動位置検出手段を示す図

【図４】心出し機構のガイドローラ部の構造を示す平断
面図

【図５】従来の装置の立断面図

【符号の説明】

１…タンク ２…液面感知器 ３…計量器 ４…飛散防止カバ
ー ５…液供給ライン ６…液回収配管 ７…充填管 ８…心出し機構 ９…ガイドローラ ９ａ…バネ ９ｂ…ピン ９ｃ…ローラ支持
レバー ９ｄ…ローラ回転中心軸 １０…支柱 １１…ワイヤー １３ａ…リミット
スイッチ １３ｂ…ブッシュ １４…錘 １５…ベロー １６…テーパガイ
ド １７…注入管 １８…被充填容器 １９…保持台 ２０…受台 ２１…絶縁片 ２２…漏洩検知電
極 ２３…絶縁管 ２４，２６…絶縁
板 ２５…導電性板 ２７…クランプレ
バー ２７ａ…ローラ ２８…昇降体 ２９…テーパガイド ３０…絶縁リング ３１…注入管 ３２…充填管 ３３…Ｖ字型滑り口 ３４…計量室 ３５…水準感知器 ３６…検針 ３７…供給管 ３８…注入バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐渡哲也 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 助川 勇 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 根津利雄 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 犬養了栄 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 菅原 均 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社日立製作所日立工場内 (72)発明者 浜島 修 茨城県日立市弁天町三丁目10番２号 日 立協和工業株式会社内 (72)発明者 神田 進 茨城県日立市会瀬町２丁目９番１号 日 立設備エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−146194（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−64787（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−97844（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−57846（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B67C 3/00 - 11/06

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被充填容器に一定量の液を充填する液充
   填装置であって、液を一定量だけ計量する液計量機構
   と、前記液計量機構から下方に延設した充填管と、互い
   に当接・離間が可能な様に支持され且つ互いに当接方向
   に付勢力を受けており前記充填管の下端部を挟持する１
   対のＶ字溝付ガイドローラおよび該ガイドローラの下位
   に設けられ該ガイドローラ相互間の中心部に向かうテー
   パ孔を有するテーパガイドからなる心出し機構と、前記
   心出し機構の下方に配置され被充填容器を該容器に上向
   きに突設された注入管が前記テーパ孔の下方に位置する
   様に保持する昇降可能な被充填容器保持台を含む被充填
   容器支持機構と、前記被充填容器保持台に保持された被
   充填容器の前記注入管が前記テーパ孔を通過し前記１対
   のガイドローラを前記付勢力に抗して押し開いて該ガイ
   ドローラ間に進入し該注入管に対し前記充填管が挿入接
   続状態になるまで前記被充填容器保持台を上昇させる昇
   降機構と、からなる液充填装置において、前記昇降機構は、該昇降機構の上昇時に前記被充填容器
   保持台と連結する解放可能なクランプ手段を有し、前記
   被充填容器支持機構は、前記クランプ手段の解放状態に
   おいて前記被充填容器保持台が載置される搬送可能な受
   台を有する ことを特徴とする液充填装置。
2. 【請求項２】 被充填容器に一定量の液を充填する液充
   填装置であって、液を一定量だけ計量する液計量機構
   と、前記液計量機構から下方に延設した充填管と、互い
   に当接・離間が可能な様に支持され且つ互いに当接方向
   に付勢力を受けており前記充填管の下端部を挟持する１
   対のＶ字溝付ガイドローラおよび該ガイドローラの下位
   に設けられ該ガイドローラ相互間の中心部に向かうテー
   パ孔を有するテーパガイドからなる心出し機構と、前記
   心出し機構の下方に配置され被充填容器を該容器に上向
   きに突設された注入管が前記テーパ孔の下方に位置する
   様に保持する昇降可能な被充填容器保持台を含む被充填
   容器支持機構と、前記被充填容器保持台に保持された被
   充填容器の前記注入管が前記テーパ孔を通過し前記１対
   のガイドローラを前記付勢力に抗して押し開いて該ガイ
   ドローラ間に進入し該注入管に対し前記充填管が挿入接
   続状態になるまで前記被充填容器保持台を上昇させる昇
   降機構と、からなる液充填装置において、 前記被充填容器保持台は、被充填容器外に漏洩した液が
   溜まる底部を有し、該底部に溜まった液の存在を検知す
   る液漏洩検知手段を設けたことを特徴とする 液充填装
   置。
3. 【請求項３】 被充填容器に一定量の液を充填する液充
   填装置であって、液を一定量だけ計量する液計量機構
   と、前記液計量機構から下方に延設した充填管と、互い
   に当接・離間が可能な様に支持され且つ互いに当接方向
   に付勢力を受けており前記充填管の下端部を挟持する１
   対のＶ字溝付ガイドローラおよび該ガイドローラの下位
   に設けられ該ガイドローラ相互間の中心部に向かうテー
   パ孔を有するテーパガイドからなる心出し機構と、前記
   心出し機構の下方に配置され被充填容器を該容器に上向
   きに突設された注入管が前記テーパ孔の下方に位置する
   様に保持する昇降可能な被充填容器保持台を含む被充填
   容器支持機構と、前記被充填容器保持台に保持された被
   充填容器の前記注入管が前記テーパ孔を通過し前記１対
   のガイドローラを前記付勢力に抗して押し開いて該ガイ
   ドローラ間に進入し該注入管に対し前記充填管が挿入接
   続状態になるまで前記被充填容器保持台を上昇させる昇
   降機構と、からなる液充填装置において、 前記昇降機構は、該昇降機構の上昇時に前記被充填容器
   保持台と連結する解放可能なクランプ手段を有し、前記
   被充填容器支持機構は、前記クランプ手段の解放状態に
   おいて前記被充填容器保持台が載置される搬送可能な受
   台を有すると共に、前記被充填容器保持台は、被充填容
   器外に漏洩した液が溜まる底部を有し、該底部に溜まっ
   た液の存在を検知する液漏洩検知手段を設けたことを特
   徴とする 液充填装置。
4. 【請求項４】 被充填容器に一定量の液を充填する液充
   填装置であって、液を一定量だけ計量する液計量機構
   と、前記液計量機構から下方に延設した充填管と、互い
   に当接・離間が可能な様に支持され且つ互いに当接方向
   に付勢力を受けており前記充填管の下端部を挟持する１
   対のＶ字溝付ガイドローラおよび該ガイドローラの下位
   に設けられ該ガイドローラ相互間の中心部に向かうテー
   パ孔を有するテーパガイドからなる心出し機構と、前記
   心出し機構の下方に配置され被充填容器を該容器に上向
   きに突設された注入管が前記テーパ孔の下方に位置する
   様に保持する昇降可能な被充填容器保持台を含む被充填
   容器支持機構と、前記被充 填容器保持台に保持された被
   充填容器の前記注入管が前記テーパ孔を通過し前記１対
   のガイドローラを前記付勢力に抗して押し開いて該ガイ
   ドローラ間に進入し該注入管に対し前記充填管が挿入接
   続状態になるまで前記被充填容器保持台を上昇させる昇
   降機構と、からなる液充填装置において、 前記液計量機構は、上端部がオーバーフロー用開口とな
   っている液計量器と、底部が前記オーバーフロー用開口
   より低位にあり該底部に前記オーバーフロー用開口から
   オーバーフローした液を溜めるタンクと、前記充填管と
   前記液計量器の下端部とを接続する液充填用開閉バルブ
   と、前記液計量器内に前記オーバーフロー用開口から液
   がオーバーフローするまで液を供給する液供給ライン
   と、からなる ことを特徴とする液充填装置。