JPH06241172A - 液体充填機の定量供給機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 容器内に定量液体を充填する際に、充填量の
切り替えや温度変化に対する補正作業を能率的に行な
う。 【構成】 液体タンク（２）及び吐出管（３）に充填シ
リンダ（４）を連結し、この充填シリンダ（４）のピス
トンロッド（4b）の下端部に、ストッパ（７）を装着す
る。駆動用シリンダ（５）のピストンロッド（5b）は、
円筒状の規制部材（８）に挿通した上で、ストッパ
（７）に連結する。前記規制部材（８）を、サーボモー
タ（20）で駆動して適当に昇降させ、規制部材（８）と
ストッパ（７）との当接位置を上下方向に変移させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、容器内に酒等の液体を
定量充填するための液体充填機に備え付けられた定量供
給機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】酒等の液体を充填するための容器の一つ
として、広く用いられているカートン（31：図５参照）
は、一般に図６に示す液体充填装置により製造される。
この装置は、ボトム成形機（32）、口栓装着機（33）、
液体充填機（34）、トップ成形機（35）等を一連に並設
したものであり、以下の手順で密封構造のカートン（3
1）を製造する。

【０００３】ボトム成形機（32）で、紙及びフィルム
等からなる積層薄板を、トップ（36）を開放した有底角
筒状に成形する。

【０００４】口栓装着機（33）で、トップ（36）に予
め設けておいた孔に口栓（37）を挿入し、これを熱溶着
する。

【０００５】液体充填機（34）で、内部に一定量の液
体を充填する。

【０００６】トップ成形機（35）で、トップ（36）を
所定形状に折り曲げると共に、これを熱溶着して密封す
る。

【０００７】上述の各装置（32）〜（35）のうち、液体
充填機（34）の従来構造を、図７に示す。この液体充填
機（34）は、液体を貯留する液体タンク（40）、前記液
体タンク（40）に連結された定量供給機構（41）、定量
供給機構（41）に吐出管（42）を介して連結した充填ノ
ズル（43）で構成される。

【０００８】前記定量供給機構（41）は、液体タンク
（40）及び吐出管（42）に連結された充填シリンダ（4
4）と、この充填シリンダ（44）のピストン（44ａ）を
駆動する駆動用シリンダ（45）と、充填シリンダ（44）
のピストンロッド（44ｂ）に固設されたストッパ（46）
と、前記ストッパ（46）のストローク端を規定するため
の規制部材（47）とで構成される。規制部材（47）は、
静止部材（48）に固設された中間部材（49）とテーパ面
（Ｓ）を介して接触しており、駆動用シリンダ（45）の
ピストンロッド（45ｂ）は、静止部材（48）、中間部材
（49）、規制部材（47）を上下動自在に貫通して、スト
ッパ（46）に連結されている。このピストンロッド（45
ｂ）と規制部材（47）との間には環状隙間（50）が設け
られ、規制部材（47）がテーパ面（Ｓ）に沿って移動す
るのを可能ならしめている。なお、液体タンク（40）と
充填シリンダ（44）の間、及び、吐出管（42）と充填ノ
ズル（43）の間にはそれぞれ逆止弁（51）が設けられて
いる。

【０００９】以下、この定量供給機構（41）の動作を説
明する。先ず、駆動用シリンダ（45）を起動し、充填シ
リンダ（44）のピストン（44ａ）を降下させると、液体
タンク（40）から液体が吸入されて充填シリンダ（44）
内に充填される。さらにピストン（44ａ）を降下させる
と、やがてストッパ（46）が規制部材（47）と当接し、
ピストン（44ａ）のさらなる降下が阻止される。この段
階で、液体の吸入行程が終了するが、この時の液体の吸
入量は、ピストン（44ａ）のストローク（ｔ）に比例す
る。次に、駆動用シリンダ（45）を逆起動してピストン
（44ａ）を上昇させると、充填シリンダ（44）内に吸入
された液体が吐出管（42）、逆止弁（51）を通り、充填
ノズル（43）からカートン（31）内に充填される。以
下、上記手順を繰り返し、レール（52）上に整列支持さ
れたカートン（31）に順次液体を充填する。

【００１０】ところで、カートン（31）のサイズを変更
する場合には、液体の充填量を切り替えて、新たなカー
トンサイズに合った充填量を選択しなければならない。
従来は、この切り替え作業を、規制部材（47）をその長
さの異なるものに交換することにより行なっている。こ
れにより、規制部材（47）とストッパ（46）との当接位
置が上下方向に変移し、ピストン（44ａ）のストローク
（ｔ）が変化する。従って、液体の充填量が変化する。

【００１１】一般に、液体の充填温度を変更する場合
や、室温が変化した場合等、系内に温度変化があった場
合には、充填シリンダ（44）の熱膨張や、液体の比重変
化等の影響により、液体の充填量が変化する。ところ
が、この種のカートンは重量で管理されるのが通常であ
る。従って、このような温度変化があった場合には、液
体の吸入前に、ピストン（44ａ）のストローク（ｔ）を
微調整して充填量を補正する必要がある。従来では、こ
の補正作業を、調整ねじ（53）を回して規制部材（47）
をテーパ面に沿って移動させることにより行なってい
る。これにより、規制部材（47）がテーパ面（Ｓ）に案
内されて僅かに上下に移動するので、上述の補正作業が
可能となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来で
は、規制部材の交換によって充填量の切り替えを行なっ
ているが、規制部材の交換は、作業者が手作業で行なわ
なければならず、作業能率が著しく低下する。特に、既
存の定格充填量外のカートンを用いる場合には、これに
適合する規制部材を新たに製作しなければならず、作業
能率がより一層低下する。

【００１３】一方、温度変化に対する充填量の補正作業
も同様に、作業者の手作業で行なう必要があり、作業能
率が低下する。

【００１４】そこで、本発明は、充填量の切り替えや温
度変化に対する補正作業を能率的に且つ正確に行い得る
液体充填機の定量供給機構の提供を目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、容器内に定量の液体を充填する液体充填機
に備え付けられた定量供給機構であって、ピストンのス
トロークに比例する液体を液体タンクから吸入し、これ
を前記容器内に吐出する充填シリンダと、前記ピストン
を往復駆動する往復駆動手段と、前記充填シリンダのピ
ストンロッドに固設されたストッパと、前記ストッパと
当接して前記ピストンのストロークを規制する規制部材
とからなるものにおいて、前記規制部材を、数値制御可
能の駆動源を備えるスライド機構に連結した。

【００１６】また、前記液体タンク及び充填シリンダに
感熱センサを設け、この感熱センサでの検出値に応じ
て、前記規制部材がストッパと当接する位置を補正する
ようにした。

【００１７】

【作用】規制部材を、数値制御可能の駆動源を備えるス
ライド機構に連結したことから、駆動源を起動して規制
部材をスライド移動させれば、ストッパと規制部材との
当接位置が変移する。これにより、ピストンのストロー
クが変化するので、充填量を切り替えることが可能とな
る。

【００１８】また、液体タンク及び充填シリンダに設け
た感熱センサでの検出値に応じて規制部材とストッパと
の当接位置を補正することにより、液温の変化や充填シ
リンダの熱膨張を加味した正確な充填量管理を自動的に
行なうことができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図３に基づ
いて説明する。

【００２０】図１に示すように、本発明に係る液体充填
機の定量供給機構（１）は、液体タンク（２）及び吐出
管（３）に連結された充填シリンダ（４）と、充填シリ
ンダ（４）のピストン（4a）を往復駆動するエアシリン
ダ等の往復駆動手段（以下、駆動用シリンダ（５）と称
す）と、充填シリンダ（４）のピストンロッド（4b）に
固設されたストッパ（７）と、ストッパ（７）と当接し
てピストン（4a）のストローク端を規制する規制部材
（８）と、前記規制部材（８）を昇降させるスライド機
構（９）とで構成される。なお、図示は省略するが、液
体タンク（２）と充填シリンダ（４）との間、及び、吐
出管（３）と充填ノズル（10）との間にはそれぞれ逆止
弁が設けられている。

【００２１】充填シリンダ（４）のピストンロッド（4
b）の下端部には、厚肉円板状の衝合部材（12）が装着
される。この衝合部材（12）は、円筒状の規制部材
（８）を貫通して延びる駆動用シリンダ（５）のピスト
ンロッド（5b）（以下、駆動ロッド（5b）と称す）の先
端部に装着された当接部材（13）とねじ等で一体に接合
されており、この衝合部材（12）と当接部材（13）との
一体化によって前記ストッパ（７）が構成される。

【００２２】図２は、駆動ロッド（5b）の周辺構造を示
すスライド機構（９）の拡大縦断面図であり、図３は、
図２中のＡ−Ａ線での横断面図である。両図に示すよう
に、駆動ロッド（5b）の略中間点より上方には、断面六
角形の案内部（15）が形成される。一方、規制部材
（８）の上端部には、断面六角形の内径面を有する嵌合
部（16）が形成されており、この嵌合部（16）は、駆動
ロッド（5b）の案内部（15）に、昇降可能となる程度の
ハメアイで嵌合されている。また、規制部材（８）の内
径面のうち、嵌合部（16）を除く部分と駆動ロッド（5
b）との間には環状隙間（17）が形成されている。これ
により、規制部材（８）は、駆動ロッド（5b）に対して
昇降自在となり、且つ、嵌合部（16）と案内部（15）の
当接によって周方向に固定されて回転不能となる。

【００２３】図４は、図２中のＢ−Ｂ線での横断面図で
ある。図２及び図４に示すように、規制部材（８）を駆
動ロッド（5b）の軸方向にスライド移動させるためのス
ライド機構（９）は、駆動源（20）、駆動源（20）の出
力軸（21）に装着したウォーム（22）、このウォーム
（22）に噛合させたウォームホイール（23）で構成され
る。ウォームホイール（23）の中心部には、規制部材
（８）及び駆動ロッド（5b）が一体に挿通されており、
ウォームホイール（23）と規制部材（８）は、ウォーム
ホイール（23）の内径面及び規制部材（８）の外径面に
形成されたねじ山の噛み合わせによって結合されてい
る。

【００２４】前記駆動源（20）は、減速機及びサーボモ
ータで構成される。前記サーボモータは、図１に示すよ
うに、制御装置を介して操作盤に接続され、数値制御可
能に構成される。また、前記制御装置には、液体タンク
（２）及び充填シリンダ（４）に設けられた感熱センサ
（25）の出力配線が接続されている。

【００２５】上記構成において、操作盤を操作して、駆
動源（20）のサーボモータを駆動すると、ウォーム（2
2）及びこれに噛合させたウォームホイール（23）が回
転する。このウォームホイール（23）の回転は、ウォー
ムホイール（23）及び規制部材（８）間のねじ結合によ
り、規制部材（８）の上昇若しくは降下に変換される。
このようにして、対象とするカートン（26）に適合する
所定位置に規制部材（８）を移動させた後、駆動用シリ
ンダ（５）を起動して充填シリンダ（４）のピストン
（4a）を降下させると、やがて、ストッパ（７）が二点
鎖線で示すように規制部材（８）と当接し、ピストン
（4a）のさらなる降下が阻止される。続いて、駆動用シ
リンダ（５）を逆起動してピストン（4a）を上昇させる
と、充填シリンダ（４）内に吸入された液体が吐出管
（３）及び逆止弁（図示省略）を通り、充填ノズル（1
0）からカートン（26）内に充填される。以下、上記作
業を繰り返し、レール（27）上に整列支持された各カー
トン（26）に一定量の液体を順次充填する。

【００２６】このように本発明では、規制部材（８）
を、数値制御可能の駆動源（20）を有するスライド機構
（９）に連結して昇降自在に構成したので、規制部材
（８）の昇降により、ストッパ（７）と規制部材（８）
の当接位置を任意に変更することが可能となる。従っ
て、操作盤でのキーボード入力等で規制部材（８）の昇
降量を適当にセットすれば、充填量の切り替えを自動的
に行なうことが可能となる。また、規制部材（８）の昇
降量を無段階に設定できるので、充填量の微調整も簡単
に行なえ、且つ、既存の規格寸法外のカートン（26）を
使用する場合にも簡単に適当な充填量にセットすること
ができる。なお、制御装置には、サーボモータの回転数
と規制部材（８）の昇降量との対応関係や、各種カート
ンサイズと規制部材（８）の停止位置との対応関係等が
予めセットされている。

【００２７】また、液温や充填シリンダ（４）の温度は
感熱センサ（25）で検知され、制御装置は、この検出値
に応じて規制部材（８）の位置を補正する。従って、室
温の変化あるいは液温の変化等の温度変化に対する補正
作業も自動的に行なわれ、充填量を正確に管理すること
ができる。

【００２８】なお、上記充填シリンダ（４）としては、
上述のようにピストン（4a）を有するタイプの他、ベロ
ーズ等の容積型ポンプを広く用いることが可能である。

【００２９】

【発明の効果】このように、本発明によれば、規制部材
を、数値制御可能の駆動源を備えるスライド機構に連結
したことから、駆動源を起動して規制部材をスライド移
動させれば、充填量を切り替えることができる。従っ
て、容器のサイズに合った充填量が簡単に且つ正確に選
択でき、また、既存の規格寸法外の容器を用いる場合に
も簡単に充填量の調整が行なえる。

【００３０】さらに、前記液体タンク及び充填シリンダ
に感熱センサを設け、この感熱センサでの検出値を駆動
源に入力させることにより、当該検出値に応じて規制部
材の位置補正が自動的に行なえることから、温度変化に
対する補正作業も極めて簡単に行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる液体充填機の全体構成を示す縦
断面図である。

【図２】スライド機構の拡大縦断面図である。

【図３】図２中のＡ−Ａ線での横断面図である。

【図４】図２中のＢ−Ｂ線での横断面図である。

【図５】カートンの斜視図である。

【図６】液体充填装置の全体構造を示す側面図である。

【図７】従来装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 定量供給機構 ２ 液体タンク ４ 充填シリンダ 4a ピストン 4b ピストンロッド ５ 往復駆動手段（駆動用シリンダ） ７ ストッパ ８ 規制部材 ９ スライド機構 20 駆動源 25 感熱センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 容器内に定量の液体を充填する液体充填
   機に備え付けられた定量供給機構であって、ピストンの
   ストロークに比例する液体を液体タンクから吸入し、こ
   れを前記容器内に吐出する充填シリンダと、前記ピスト
   ンを往復駆動する往復駆動手段と、前記充填シリンダの
   ピストンロッドに固設されたストッパと、前記ストッパ
   と当接して前記ピストンのストロークを規制する規制部
   材とからなるものにおいて、 前記規制部材が、数値制御可能の駆動源を備えるスライ
   ド機構に連結されたことを特徴とする液体充填機の定量
   供給機構。
2. 【請求項２】 前記液体タンク及び充填シリンダに感熱
   センサを設け、この感熱センサでの検出値に応じて、前
   記規制部材がストッパと当接する位置を補正するように
   したことを特徴とする請求項１記載の液体充填機の定量
   供給機構。