JPH04189704A - 液体充填装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、可変容量液体充填装置に関し、詳しくは、液
体入りカプセルの製造過程で、内部の液体を封入する前
のカプセルである開口容器に所定量の液体を充填する装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

近年、たばこの分野において多様化が進んでおり、シガ
レット用フィルターにおいても種々のものが捷案されて
いる。

その−例として、小型カプセルをシガレットのフィルタ
ー内に装填し、喫煙時にこのカプセルを圧壊してカプセ
ル内の液体をフィルター内に浸出させようとするものが
ある。

この場合、カプセル内の液体として水、香料或いはその
他の香喫味改良側などを用いることにより、様々な香喫
味を有するフィルター付シガレ・ントが可能であり消費
者のニーズの多様化に容易ムこ対応できる。

そのために、一端が開口したカプセル用の容器に液体を
充填し、然る後に開口を蓋で密封して液体充填カプセル
を製造する方法が採られていた。

容器に液体を充填する従来の技術としては、トレーの上
面に設けられた有底の収容孔に、開口を上に向けた容器
を収容し、このトレーを所定の位置に位置決めし、この
トレーの上方に配設されストロークを変えることにより
充填量が可変となるプランジャー型のポンプにより所定
量に調整された液体を容器に充填していた。

（発明が解決しようとする課題〕 然し、このような液体充填設備では、ポンプの一動作で
一個の容器に液体が充填されるため、極めて非能率であ
る。

多数の容器に一度に充填するためには、多数のポンプを
配列して設置する必要があり、充填装置が高価になる欠
点と、充填装置が複雑となり保守管理も困難になる欠点
があった。

本発明はかかる課題を解決することを目的としたもので
あり、小さい容器に一定量の液体を簡単な設備で、極め
て高効率で連続的に、しかも空気が混入することのない
液体充填装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の液体充填装置は、
上部が開口された容器を配列して収容する複数の収容部
を有するトレーと、搬送コンヘア上に載置された上記ト
レーを充填位置に停止する停止装置と、水平面に対して
僅かに傾斜する傾斜上面を有し、該傾斜上面の傾斜方向
に配列され該傾斜上面に開口する複数のピットと該各ピ
ットの底部から上記充填位置に停止した各収容部の上方
に開口する細孔のノズルとを備えたピ・ノドプロ・ンク
と、該ピットブロックの外周囲を液体収容部を介して囲
繞する枠体と、上記傾斜上面の傾斜方向に交叉し上記ピ
ットの開口の間を貫通して上記ブロックの端部に開口す
る液体案内溝と、上記ビ・７トの開口の両側に傾斜方向
に平行に立設される液体案内壁と、上記枠体の上端縁を
被覆して内部に密閉空間を構成するカバーと、圧空源よ
り弁を介して上記密閉空間に連通ずる圧空管路と、液体
貯留容器より供給ポンプを介して上記液体収容部に連通
ずる液体補給管路と、上記密閉空間より弁を介して大気
に開口する排気管路と、上記液体収容部と外部とを連通
ずる液体排出管路とを設けた。

或いは、更に上記密封空間より弁を介して真空源に連通
ずる真空管路を設けた。

〔作　用〕

上記のように構成された液体充填装置の作用は次のよう
になる。

ピットブロックの上部及び外周にはカバーと枠体に被覆
された密閉空間が構成され、真空管路を有する場合には
真空管路の弁を開いて密閉空間を負圧にして、供給ポン
プを運転して液体貯留容器内の液体を液体補充管路を介
してこの液体収容部に供給すると、液体収容部に供給さ
れた液体の液面が液体案内溝よりも高くなり、液体案内
溝内にも供給される。

液面の高さがピットブロックの傾斜上面の下位側よりも
高くなると、液体は傾斜上面の下位側より液体案内壁に
沿って傾斜上面の上位側に流れ、ピットの開口の下位側
より液体が流入する。

すなわち、ピットの一方向から液体が流入するのでピッ
ト内の空気は他方から排除され、と・ント内に空気が残
留して液体に混入する虞はない。

液面の高さがピットプロ・ンクの上位側よりも高くなり
、各ピット内に液体が充満された後に、液体排出管路に
より密閉空間内の液体を排出すると共に真空管路の弁を
閉し排気管路の弁を開くと、ピットブロックの傾斜上面
を被覆する液体が液体案内溝を経由して液体収容部内の
液体と共に液体排出管路に排出され、密閉空間に空気が
補充される。

ピットブロックの上面に開口するピットは一定の内部容
積を有するため、ピット内に一定量の液体が収容される
。

ピットは下方に開口するノズルを有するがノズルが細孔
であるため液体がノズルを経由して下方に放出されるこ
とはない。

搬送コンベア上を搬送されてきたトレーを位置決め停止
すると、トレー上に配列載置された複数の各容器がそれ
ぞれ各ノズルの下方に位置決めされる。

次に、排気管路の弁を閉じると液体収容部は密閉状態と
なり、圧空管路より密封空間内に圧空を供給するとピッ
ト内の液体が加圧され、細孔のノズルを経て下方の容器
内に流出し、各容器に所定量の液体が充填される。

次に、トレーが搬出され液体充填の１サイクルが終了す
る。

〔実施例〕

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

第１図の縦断面図において、枠体１は、中央に開口１ａ
を有し開口１ａの周囲に環状の凹部１ｂが周設された底
壁ＩＣの周縁部より側壁１ｄが立設され、側壁１ｄの上
端縁より外方に屈曲して延設されるフランジ部１ｅが設
けられる。

底壁１ｃには開口１ａに平行なシール溝２が設けられ、
シール溝２にＯリングなどのシール材３が挿入され、底
壁ＩＣに組付けられるビットブロック４と底壁１ｃとの
間が水密に保たれ、ピントブロック４の外周には、底壁
１ｂ及び側壁ＩＣに囲まれた液体収容部５が形成される
。

枠体１及びビットブロック４は、第１図において右方に
向けて僅かに低くなる方向に傾斜し、ビットブロック４
の上面には同方向に傾斜した傾斜上面４ａが形成され、
傾斜上面４ａには、傾斜上面４ａに開口する円形のピッ
ト６が傾斜方向に１２個、傾斜直角方向に１２個、等間
隔に配列して設けられる。

各ピット６の底部には、第６図に示すように、孔７が穿
設され、孔７の下方にゴム挿入用孔８及びピットブロッ
ク３の外底面に開口する大径孔９が同軸に設けられ、ゴ
ム挿入用孔８には中心部に細孔を有するシリコンゴム１
０が嵌着され、この細孔にはシャープペンシルの先端の
思案内用に使用される小径の筒材１１が嵌着される。

筒材１１の内径は極めて小さいので、ピット６内に水な
どの液体を満たしても液体の表面張力により液体が筒材
１１より流出しないが、ピット６内の液体が加圧される
場合には液体が筒材より流出する。

筒材１１の内面は平滑面であるため、加圧された液体は
筒材１１内に停滞することなく完全に流出する。

枠体ｌのフランジ部１ｅの上面にはシール溝１２が周設
され、シール溝１２にシール材１３が挿入されて、枠体
１を被覆するカバー１４と枠体ｌとの間の気密が保たれ
、枠体１内部に密封空間が形成される。

カバー１４には、各ピット６に対応する位置にねじ孔１
５が螺設され、各ねじ孔１５には外周面に雄ねじ１６ａ
が設けられたニードル１６が螺合する。

ニードル１６は先端１６ｂが円錐径に形成され他端に工
具差込み溝１６ｃが刻設され、工具差込み溝１６ｃに差
し込まれたドライバーなどの工具を回して、ピット６内
に突出するニードル１６の先端１６ｂの位置に微調整す
ることが出来る。

本実施例ではねじによりニードル■６の位置を微調整す
るようにしたが、例えば摩擦機構などの手段で微調整す
るようにしてもよい。

傾斜上面４ａには、各ピット６の近傍を傾斜直角方向に
向けて貫通する液体案内溝１７が刻設され、液体案内溝
１７の両端はピットブロック４の端部に開口する（第３
図及び第５図参照）。

又、傾斜上面４ａには、各ピット６の近傍を傾斜方向に
向けて配列される液体案内壁１８が設けられ、液体案内
壁１８は液体案内溝１７と交叉する位置で切断され、こ
の交叉する位置に、液体案内溝１７に連通し液体案内溝
１７と同−深さの円形凹部１９が形成される。

円形凹部１９は、傾斜上面４ａの上部こ液体力（滞留し
ないように、傾斜上面４ａの表面積を減少させるために
設けられるものであり、液体案内壁１Ｂの壁面に液体を
滞留させないようにするに器よ液体案内壁１８の表面を
出来るだけ平滑面部こするａ・要がある。

本実施例では、液体案内壁１８の表面に平滑面を有する
テフロンテープ１８ａを貼着した（第６図参照）。

液体収容部５の内壁面である側壁１ｔＨこ器ま、液面の
上限を検出する上限検出器２０と、液面の下限を検出す
る下限検出器２１が配設され、カッ＜−１４には液体収
容部５に開口する圧空管路２２力（設けられる。

圧空管路２２はフィルター２３、弁２４、圧力調整弁２
５、フィルター２６を経由して圧空源２７に連通する。

弁２４は、本実施例では電磁弁を用しλた力（、空圧や
手動により圧空管路を開閉するものでもよ０゜圧空源２
７は、本実施例では圧空タンクを使用したが、コンプレ
ッサーであってもよい。

圧空管路２２の枝管２２ａ及び２２ｂにはそれぞれ圧力
計２８．２９が取付けられる。

又、カバー１４には液体収容部５に開口する排気管路３
０が設けられ、排気管路３０はフィルター３１を経由し
て大気に開口する弁３２が連通ずる。

弁３２は本実施例では電磁弁を使用しているが他の弁で
あってもよいことは弁２４の場合と同様である。

側壁１ｄには液体収容部５に開口する液体補給管路３３
と下限検出器２１より低い位置に開口する液体排出管路
３４が設けられ、液体補給管路３３には供給ポンプ３５
を経て液体貯留容器３６に連通し、液体排出管路３４は
排出ポンプ３７を経て液体貯留容器３６内に連通ずる。

液体貯留容器３６内の液体は、大きな液体貯蔵容器３８
と液体貯留容器３６とを接続する液体輸送管路３９に設
けられた輸送ポンプ４０により補充される。

尚、液体貯留容器３６の上部にはフィルター４１を介し
て大気に連通ずる管路４２が配設され、液体貯蔵容器３
日の上部にはフィルター４３を介して大気に連通ずる管
路４４の出口端が配設され、液体貯留容器３６及び液体
貯蔵容器３８の内部はそれぞれ大気圧に保たれる。

ピットブロック４の下方には、ローラー型式の搬送コン
ベア４５が設けられる。

搬送コンベア４５の下方には、シリンダ４６とシリンダ
４６のロッド４６ａの先端の固着されたストッパー４７
とより成る停止装置４８が設けられ、ロッド４２ａが上
昇したときに搬送コンベア４５上に突出して被搬送物を
位置決め停止するものであるが、シリンダの代わりにス
トッパー４７を上下するソレノイドを設けてもよい。

搬送コンベア４５の上方に検出器４９が設けられ、搬送
コンベア４５上に載置され矢印Ｆ方向に搬送されたトレ
ー５０を検出器４９が検知したときに、ストッパー４７
が搬送コンベア４５の搬送面より突出し、トレー５０が
ピットブロック４の下に位置決めされる。

トレー５０の幅方向の位置は搬送面の両側に設けられた
ガイド（図示しない）により位置決めされる。

トレー５０は、ピット６と同じピッチで並設された凹状
の収容部５１を有し、各収容部５１には上部が開口され
た容器５２が収容され、トレー５０が位置決めされたと
きに各容器５２が各筒材１１の真下に位置する。

なお、液体収容部５に液体を供給する際に、液体のレベ
ルが高くなってピット６内の液体が加圧されても、筒材
１１を通して下方に漏洩することがないように、液体収
容部５内を負圧にしておいた方が安全である。

かかる場合には、カバー１４に液体収容部に開口する真
空管路５３を設け、真空管路５３をフィルター５４．弁
５５を介して真空源５６と連通し、液体収容部５に液体
を供給する際に液体収容部５内の圧力を負圧にすればよ
い。

以上のように構成された液体充填装置の作用を説明する
。

（充填準備） 排出ポンプ３７を停止し、弁３２を開き、弁２４を閉し
た状態で、供給ポンプ３５を運転すると、液体貯留容器
３６内の液体が液体補給管路３３を通り液体収容部５に
送給され、液体収容部５内の空気は液体補充分だけ排気
管路３０を経て大気に排出される。

液体収容部５内の液面が液体収容溝１７より高くなると
液体が液体収容溝１７内に流入し、液面が傾斜上面４ａ
の下位側端部よりも高くなると液体が傾斜上面４ａの下
位側より液体案内壁１８に案内されながら上位側に流れ
、傾斜上面４ａの下位側のピット６より順に液体が流入
する。

液体はピット６の開口の下位側からのみ流入するので、
ピット６内の空気は開口の上位側から排出される。

従って、ピット６の直径が小さくてもピット６に流入す
る液体によってピット６内の空気の排出が阻害されて気
泡となって残留する虞は無い。

すなわち、ピット６内には常に所定量の液体が正確に注
入される。

ピット６及びノズル７内に注入された液体は、筒材１１
が小径であるため液体の表面張力により筒材１１から下
方に漏洩することはないが、弁５５を開いて液体収容部
５を真空管路５３に連通し、液体収容部５内を負圧にし
ておけば、漏洩が確実に防止される。

液体収容部５内の液体の液面が上限検出器２０まで上昇
すると、上限検出器２０の液体検出信号により供給ポン
プ３５が停止し、排出ポンプ３７が運転され、液体は液
体排出管路３４を通って液体貯留容器３６に戻される。

かくして、各ピット６内に所定の量の液体が保有される
。

ピット６内の液量を微調整するときには、ニードル１６
の工具差込み溝１６ｃにドライバーの先端を差し込んで
回せば容易に微調整出来る。

液体収容部５内の低下してきた液面を下限検出器２１が
検出すると、排出ポンプ３７が停止し、弁３２が閉鎖さ
れる。

かくして、充填準備が完了する。

（液体の充填） 搬送コンヘア４５０回動により、搬送コンへ７４５上に
載置されたトレー５０が矢印Ｆ方向に送られピットブロ
ック４の下方にきたときに、検出器４９がトレー５０の
先端の接近を検知し、停止装置４８のストッパー４７が
上昇する。

トレー５０の先端がストッパー４７に当接したときに、
トレー５０の各収容部５１に載置された容器５２が各筒
材１１の真下に位置決めされ、弁２４が開いて圧空源２
７内の圧空が圧空管路２２を経て液体収容部５．内に送
給され、圧空に加圧されたピット６内の所定量の液体が
筒材１１より押し出されて落下し各容器５２内に充填さ
れる。

筒材１１は大径孔９より下方に突出しているので、筒材
１１から流出する液体がピットブロック４の下面に沿っ
て周囲に拡がることが防止される。

従って、各容器５２内には正確に調整された所定量の液
体が充填される。

容器５２内に液体が充填された後、停止装置４８のスト
ッパー４７が降下し、トレー５０が搬送コンベア４７上
を矢印Ｆ方向に搬出され次工程に送られ、次工程で開口
を被覆したカプセルが製造される。

一方、所定時間後に弁２４が閉鎖されて圧空が絶たれる
と共に弁３２が開いて液体収容部５の圧力が大気圧とな
り、再び上記の運転準備と同様にピット６内に液体が充
填され次の充填準備が完了する。

かくして、液体充填の１サイクルが完了し、次の充填が
同様にして繰り返して行われ、多数の容器に所定量の液
体が極めて効率よく連続的に充填される。

このような小型容器の液体充填は、たばこの分野のみな
らず、液体調味料や香水、薬品等にも適・用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に示すような効果を奏する。

（１）本発明の液体充填装置は、所定量の液体を収容す
るピットの底に、細孔の筒材を設け、液体を同時に加圧
することにより下方の複数個の容器に一度に充填するこ
とが出来るので、複数の容器の液体充填が極めて短時間
で能率よく行われる利点がある。

（２）本発明の液体充填装置は、液体を流出した後のピ
ット内に液体を補充することにより、液体を再充填でき
るので、連続的に液体の充填を行うことが出来る。

（３）密閉空間に弁を介して真空源を連通した場合には
、液体収容部内を負圧にすることができるので、液体供
給時に液面が高くなってもノズルから液体が漏洩するこ
とはない。

（４）　　ピットブロックには傾斜上面が設けられてい
るので、液体はピットの開口の一方向からのみ流入し、
ピット内の空気はピットの開口の他方向から排除される
。

従って、ピットに収容された液体の中に残留空気の気泡
を生じることはない。

（５）本発明の液体充填装置は、構造複雑なプランジャ
ー型ポンプの代わりに底部にノズルを有するピットを用
いたので、構造が簡単であり耐久性に優れているので故
障が生し難く、又、保守点検が極めて容易になった。

又、従来の液体充填装置よりも安く製造することが出来
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の実施例を示し、第１図は液体
充填装置の縦断面図、 第２図はカバーを除去した液体充填装置の平面図、 第３図はピットブロックの平面図、 第４図は第３図の縦断面図、 第５図は第３図の部分拡大図、 第６図は第５図の縦断面図である。 １・・・枠体、１ｃ・・・底壁、１ｄ・・・側壁、４・
・・ピットブロック、５・・・液体収容部、６・・・ピ
ット、７・・・孔、８・・・ゴム挿入用孔、９・・・大
径孔、１０・・・シリコンゴム、１１・・・筒材、１４
・・・カバー、１６・・・ニードル、１７・・・液体案
内溝、１８・・・液体案内壁、１９・・・円形凹部、２
０・・・上限検出器、２１・・・下限検出器、２２・・
・圧空管路、２４・・・弁、２７・・・圧空源、３０・
・・排気管路、３２・・・弁、３３・・・液体補充管路
、３４・・・液体排出管路、３５・・・供給ポンプ、３
６・・・液体貯留容器、３７・・・排出ポンプ、４５・
・・搬送コンベア、４７・・・ストッパー、４８・・・
停止装置、４９・・・検出器、５０・・・トレー、５１
・・・収容部、５２・・・容器、５３・・・真空管路、
５５・・・弁、５６・・・真空源。 特許出願人　　　日本たばこ産業株式会社第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部が開口された容器を配列して収容する複数の
   収容部を有するトレーと、搬送コンベア上に載置された
   上記トレーを充填位置に停止する停止装置と、水平面に
   対して僅かに傾斜する傾斜上面を有し、該傾斜上面の傾
   斜方向に配列され該傾斜上面に開口する複数のピットと
   該各ピットの底部から上記充填位置に停止した各収容部
   の上方に開口する細孔のノズルとを備えたピットブロッ
   クと、該ピットブロックの外周囲を液体収容部を介して
   囲繞する枠体と、上記傾斜上面の傾斜方向に交叉し上記
   ピットの開口の間を貫通して上記ブロックの端部に開口
   する液体案内溝と、上記ピットの開口の両側に傾斜方向
   に平行に立設される液体案内壁と、上記枠体の上端縁を
   被覆して内部に密閉空間を構成するカバーと、圧空源よ
   り弁を介して上記密閉空間に連通する圧空管路と、液体
   貯留容器より供給ポンプを介して上記液体収容部に連通
   する液体補給管路と、上記密閉空間より弁を介して大気
   に開口する排気管路と、上記液体収容部と外部とを連通
   する液体排出管路とを設けたことを特徴とする液体充填
   装置。
2. （２）上記密封空間より弁を介して真空源に連通する真
   空管路を設けたことを特徴とする請求項（１）記載の液
   体充填装置。