JPH0659917B2 - 連続作動式回転形ボトル充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、請求の範囲第１項の前提部分に記載されてい
る種類の、連続作動式回転形ボトル充填装置に関する。

ボトル充填装置に関しては、いわゆるペットボトルへの
充填を行なう機会が、最近急速に増加している。ペット
ボトルは、そのボトル口部の近傍に比較的肉厚のカラー
部を備えており、一方、そのボトル壁部は、底部をも含
めて肉薄になっている。充填装置でボトルを取扱う最初
の段階においては、充填具への押圧の際に、通常は、上
下動自在な載置板部材を用いて相当に大きな軸方向の押
圧力を加えるようにしているが、肉薄のボトル壁部はこ
の大きな押圧力に耐えることができない。

このような事情から開発されたボトル充填装置に、ボト
ルに過大な軸方向荷重が作用するのを避けるべく、ボト
ルの底部が載置される載置板部材に代えて、ボトルのカ
ラー部を把持する把持機構を備えたボトル充填装置があ
る。例えば西ドイツ特許公開報第３５０６２５０号によ
って、その種の把持機構を複数組備えたボトル充填装置
が公知となっており、それらの把持機構は、各々、上下
動自在なスライダに固設されている。更に、このスライ
ダ式のガイド部材は、充填具の弁機構の外部に備えられ
ており、また、このスライダ式ガイド部材は、その下端
において、ボトルの首のカラー部を把持するためのＵ字
形の把持機構に固定連結されている。充填位置において
ボトルの口部を充填具のパッキンへ押圧するための、そ
の押圧力を発生させるために、そして、充填のプロセス
を失敗なく確実に行なえるようにするために、上記の従
来の装置では、不動の弁機構本体と可動のスライダとの
間に、このスライダを上方へ付勢する付勢スプリングを
介装してある。スライダは、この充填装置の受け入れ部
の近傍と送り出し部の近傍において、不動に据付けられ
ている各々の案内曲線部材により案内されて、夫々、上
昇及び下降させられるようになっている。上方の充填位
置においては、付勢スプリングはその圧縮ないし引張に
よる変位量が最小となるが、その状態において尚、ボト
ルの口部を押圧するために必要なだけの押圧力を発生し
ていなければならず、しかも、ボトルが下降するとその
スプリング力が増大して強くなるため、案内曲線部材と
スライダの夫々に、必然的に相当に大きなスプリング力
が作用することになる。このことは、特に案内曲線部材
にとっては、甚しい摩耗が生じるという結果につなが
る。また一方、上記の公知のボトル充填装置において、
その付勢スプリングを圧力媒体のシリンダ機構に代えた
ならば、漏出する圧力作動油、ないしは圧力空気中の潤
滑油によって充填具とボトルとが汚染されるおそれがあ
り、従ってそのような対処法は満足すべきものではな
い。

更には、ヨーロッバ特許公開公報第２２２２０８号によ
っても、本明細書の冒頭に述べた種類のボトル充填装置
が公知となっており、同公報の装置によれば、案内軌道
部材にに過大な荷重が作用することは回避されている。
そうするために、スライダを上方の充填位置にロックす
るロッキング機構を備えており、一方、ボトルの口部を
押圧するために必要な押圧力は、パッキン部材を備えた
充填具を、付勢スプリングを介して高さ方向可動に液体
タンクに支持させることによって、発生するようにして
いる。この公知のボトル充填装置においては、充填具
は、ボトルの上昇ストロークの最後の部分で、圧縮され
るスプリングの押圧力に抗して、ロッキング機構がスラ
イダをロックするようになるまで上昇することになる。
従ってこの構成によれば、必要な押圧力を発生させるだ
けのスプリング力しか、作用しないようになっている。
しかしながら、充填具のパッキン部材が、液体タンクの
下面に高さ方向可動に配設されていることから、充填時
にボトルの口部が当接するこのパッキン部材と、液体の
弁機構の弁座との間の間隔が比較的大きくなっており、
このことは、充填技術的な理由から、好ましくないもの
である。更に加えて、パッキン部材を担持している摺動
式ソケット部材の内部の、中空空間及び環状のスリット
は、洗浄が困難である。

従って本発明の課題は、以上に考察した種類の回転形ボ
トル充填装置において、その充填技術上の必要条件を完
全に満足し、しかも、その機械的構造が簡明且つ堅牢で
あるように、改良を加えることにある。

この課題は、請求の範囲第１項の特徴部分に記載した特
徴によって達成されるものである。本発明に係る有用な
詳細構造は、従属請求項の中にその特徴を記載してあ
る。

本発明によれば、ボトルのカラー部を把持するための複
数の把持機構は、高さ方向可動に夫々のスライダに備え
られると共に、ボトルの首部を押圧するために必要な押
圧力を発生するスプリング機構を介してそれらスライダ
に弾性的に支持されており、一方、充填具は、液体タン
クに近接して、この液体タンクの下に、高さ方向不動に
備えられ、それによって、この充填具のパッキンが液体
弁機構の弁座の直下に位置するようにしてある。従っ
て、ボトルの口部と液体弁機構の弁座との間の距離が非
常に短縮されており、それゆえ、充填具の洗浄の問題が
大幅に解消されている。

更に、本発明に係るボトル充填装置によれば、発生する
最大スプリング力は所望の押圧力に等しいため、案内軌
道部材、スライダ、並びに充填具には、僅かな機械的荷
重しか加わらず、そのため摩耗量もそれに対応して小さ
なものとなる。

好適な構成としては、前記把持機構に２本のボルトを固
設し、そしてそれらのボルトが、前記スライダのブラケ
ットによって高さ方向可動に案内されると共に、このブ
ラケットとそれらボルトの上端との間に介設された夫々
の付勢スプリングによって上方へ付勢されるようにした
構成がある。

本発明によれば、前記ロッキング機構は、好ましくは液
体タンクの壁部に形成される袋状凹部を含んでなるもの
とし、そしてこの袋状凹部の中へ、好ましくは前記ロー
ラのシャフトの内部に組込まれる摺動自在なピンが、上
方の充填位置へ達した際に嵌合して係止するようにする
ことが提案される。この袋状凹部を形成する高さは、ス
ライダの上昇ストロークの最後の部分で前記付勢スプリ
ングが圧縮されるような高さとする。これは即ち、高さ
方向不動に設けた充填具のパッキンにボトルの首部が当
接したならば即座に、把持機構は、それによって停止状
態となるということを意味している。一方、スライダ
は、ピンが袋状凹部に嵌合するまで、更になお小さな距
離を移動し、それによって、スライダと把持機構との間
に配設された前記付勢スプリングは、所定の量だけ圧縮
されることになる。

前記ピンは、その好適な構成としては、付勢スプリング
によってロッキング解除の方向へ押圧されているように
し、しかも、このピンはその頭部が、走行ローラの液体
タンクとは反対側の正面側の側面を越えて突出している
ようにする。スライダのロッキング状態は、以下のよう
にしてその解除を可能としてある。即ち、上方の充填位
置に達した際にこのピンの頭部が、不動に据付けた、従
ってこのボトル充填装置と共に回転しないようにしてあ
る操作カムに当接し、それによってこのピンが袋状凹部
の中へ進入するようにしておくことにより、その解除を
可能としてある。

極めて有利な構成としては、ボトルの口部が充填具のパ
ッキンに当接することにより前記スライダと前記把持機
構との間に発生するスプリング力の作用時に、前記ピン
が、該ピンの荷重受け面とその相手側の袋状凹部の壁部
との間に作用する摩耗力によって、ロッキング状態に保
持されるようにする構成がある。これは即ち、スライダ
は、そのスライダの把持機構がボルトを保持している場
合にのみ、上方のの充填位置にロックされた状態に保持
されるということを意味している。一方これに対して、
ボトルを保持していない場合には、スライダと把持機構
との間にスプリング力が働かないため、ピンに作用する
摩擦力は極めて小さく、それゆえピンは、このピンを押
圧している付勢スプリングによって解放位置へ復帰させ
られ、従って袋状凹部から脱出することになる。この結
果、スライダは把持機構と共に再び下降させられること
になる。従ってスライダと把持機構との間に介装されて
いるこのスプリング機構は、単にボトルの首部を押圧す
るために必要な押圧力を発生するばかりでなく、それと
同時に、ボトルを保持していないスライダのロッキング
解除を行なうため制御機構としても機能するものとなっ
ている。これによって、ボトルを保持していない把持機
構を自動的に下降させるために、付加的な操作カムや適
当なセンサを、近接して設けるということが不要となっ
ている。このように、ボトルを回転移動させていないス
ライダは自動的に下降させられるため、保持力が小さく
て済み、また、摩耗量が減少されている。

本発明に係るボトル充填装置は、スライダがその上面に
沿って充填位置まで上昇させられる受け入れ用案内軌道
部材と、スライダが走行ローラを介してその上面に沿っ
て案内され下降させられる送り出し用案内軌道部材とを
備えている。ピンが案内されずに袋状凹部の中へ進入す
ることと、ピンが袋状凹部から容易に脱出することとを
確実にするためには、受け入れ用案内軌道部材と送り出
し用案内軌道部材とに、僅かな余分の高さを付与してお
くべきであり、この余分の高さは、袋状凹部内の摩擦力
を減少ないし消滅させるようにするために、１０分の数
ミリメートルの大きさとすべきである。

上において既に述べたように、ボトルを保持していない
スライダは、上方の充填位置へ達した後に再び案内され
て下降させられるようにしてあり、そのために、受け入
れ用案内軌道部材の後にそれに対応した下降軌道を連続
して設けてある。下降させられたスライダは、この装置
の送り出し用星形機構に設けられた送り出し用案内軌道
部材の上面に沿って、再び上昇させられるようにしてあ
り、これは、続いて、その他のスライダと共に再び案内
されて下降させられるようにするためである。

以上に述べた構成の別法として、本発明に係るボトル充
填装置はまた、ボトルを保持していないスライダないし
把持機構が自動的に下降させられるようにするのではな
く、送り出し用案内軌道部材に到達するまで、上昇した
位置に保持されているように構成することもできる。こ
のように構成した実施例では、受け入れ用案内軌道部材
の下降軌道と、送り出し用案内軌道部材の上昇軌道とは
不要となる。

最後に、本発明によれば、、ボトルを真空吸引するため
の真空弁機構の操作部材を液体タンクに固設し、しかも
その固設する位置を、充填位置にあるスライダによって
この弁機構が開弁状態とされるような位置とすることが
提案される。このような構成においては、スライダがボ
トルを持たずに上方の充填位置へ到達し、そしてその結
果、自動的に再び下降させられた場合には、即座に真空
弁機構が再閉塞され、そのため真空系の内部の望ましか
らざる圧力上昇が回避されることになる。

本発明の更なる詳細は、以下の、図面に基づいた、好適
実施例の説明から明らかとなる。それらの図面は次のも
のを簡略化した模式図で示している。

第１図−上方の充填位置にある本発明の一実施例を部分
断面とした長手方向断面図、 第２図−受け入れ用案内軌道部材と送り出し用案内軌道
部材とを説明するためのスケッチ、そして、 第３図−前記双方の案内軌道部材の模式図。

第１図には、連続作動式回転形ボルト充填装置の液体タ
ンクの壁部１が図示されており、このボトル充填装置
は、スライダ３をガイドするガイド部２を備えている。
スライダ３の下端にはブラケット４が固設されており、
このブラケット４に、ボトルのカラー部を把持するため
の把持機構５が弾性的に支持されている。

更に、把持機構５は、互いに離隔した２本のボルト６を
備えており、それらのボルト６は、ブラケット４の水平
板７に穿設された貫通孔に、遊嵌状態で嵌合している。
そらのボルト６の各々の上端とこの水平板７との間には
付勢スプリング８が介装されており、この付勢スプリン
グ８は、ボルト６を把持機構５と共に上方へ付勢してい
る。

スライダ３の上端部にはシャフト９が固設されており、
このシャフト９はローラベアリング１０を介して走行ロ
ーラ１１を回転自在に保持している。この走行ローラ１
１は、このボトル充填装置の受け入れ部と送り出し部の
近傍において案内曲線部材１２の上面に沿って案内さ
れ、それにより、スライダ３が把持機構５と共に案内さ
れて上動ないし下動されるようになっている。

シャフト９の中にはピン１３が組込まれており、このピ
ン１３は、走行ローラ１１の液体タンクの壁部１とは反
対側の側面から突出するように、その頭部１４が付勢ス
プリング１５によって押圧されている。更に、このピン
１３に設けられたリング形状の張出し部１６が、このピ
ン１３の前方への移動限界を定めている。スライダ３が
上方の充填位置に到達すると、ピン１３は、その液体タ
ンクの壁部１の側の端部１７が、この壁部１に形成した
袋状凹部１８の中へ進入することができるようになる。

そのようにするために、案内曲線部材１２に近接して操
作カム１９が固設されている。そこまできたならば、夫
々のスライダ３は上方の充填位置へと到達しており、そ
して、ピン１３の頭部１４が操作カム１９に乗り上げ、
ピン１３は、これによってこのピンと共に押圧されるス
プリング１５の力に抗して、その端部１７が、袋状凹部
１８の中へ進入することになる。

しかしながら、把持機構５によって保持されている第１
図には不図示のボトルの、そのボトル口部は、スライダ
３が上方の充填位置へ到達する前に不図示のボトル充填
具のパッキンと当接した状態となる。このボトル充填具
は、液体タンクの底部２０の下面の、把持機構に対応し
た位置に、高さ方向不動に配設されている。このように
高さ方向不動に配設したため、充填具のパッキンとその
充填具の液体弁機構との間の距離を非常に小さいものと
することができるようになっている。

ボトル口部が充填具のパッキンに当接したならば、それ
によって把持機構５は即座に停止するが、一方スライダ
３は、第１図に示すロッキング状態となるまで、そこか
ら更に僅かながら上昇する。この更なる上昇ストローク
ｈを移動している間に、付勢スプリング８が圧縮され、
そしてそれによって、ボトル口部が充填具のパッキンへ
押圧固定される。

スプリング８によってこのように作用する力は、更に袋
状凹部１８の内部において、ピン１３の端部１７の支持
面とそれに当接する袋状凹部１８の面との間に非常に大
きな摩擦力を発生させるため、ピン１３は、スプリング
１５からの作用力にもかかわらず、ロック位置に保持さ
れる。ただし、把持機構５がボトルを保持していない場
合には、付勢スプリング８は圧縮されず、そのため、ピ
ン１３を袋状凹部１８の中に保持する摩擦力は発生しな
い。このような場合には、ピン１３は、操作カム１９の
横を通り過ぎた後に、スプリング１５の力により再び解
放状態とされ、それによってスライダ３は下降すること
ができるようになる。

スライダ３は、上方の充填位置にあるときには、真空弁
２２の操作部材２１を作動させるようになっており、そ
れによって、各ボトルは真空吸着されるようになる。し
かしながら、ボトルが存在していないためにスライダ３
が下方へ戻された場合には、即座に、真空弁２２は再閉
塞されることになる。

第２図は、受け入れ用案内曲線部材２３と送り出し用案
内曲線部材２４の夫々の配置を説明するものであり、そ
れらの案内部材２３、２４は、夫々、受け入れ用星形機
構２５の近傍と中間星形機構２６の近傍とに備えられて
いる。中間星形機構２６の後には、いわゆる打栓機の割
出回転盤２７が続いている。充填装置の割出回転盤２８
が第２図の矢印Ａの方向に回転すると、スライダ３は受
け入れ用案内曲線部材２３の上面に沿って上方へ、その
最高位置である充填位置まで移動させられ、そしてその
充填位置において、不動に配設されている操作カム１９
によりロックされる。

第３図は、受け入れ用案内曲線部材２３と送り出し用案
内曲線部材２４の模式的な展開図を示す。矢印Ｂで示し
た最下端の位置から、全ての走行ローラ１１が、受け入
れ用案内曲線部材２３によって走行方向Ｃへ、そして充
填位置に至るまで上方へ案内される。ボトルを保持して
いるスライダ３のローラ１１はこの上方の位置にロック
されるが、一方、ボトルを保持していないスライダのロ
ーラ１１ａは、下降軌道２９の上面に沿って案内されて
下降させられる。それらのローラ１１ａは、最終的に
は、上昇軌道３０の上面に沿って再び上昇させられ、そ
してその他の走行ローラと共に、送り出し用案内曲線部
材２４の上面に沿って案内され再び下降させられるよう
になっている。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】案内軌道部材の上を案内される走行ローラ
   を備えた上下方向可動なスライダに各々が保持された、
   ボトルのカラー部を把持するための複数の把持機構と、
   ボトルの口部に当接するパッキンを備え該パッキンが液
   体弁機構の弁座の下方に配設されているようにした、液
   体タンクに設けられた充填具と、前記スライダを、上方
   の充填位置にロックするためのロッキング機構と、前記
   充填位置において、前記ボトルロ部を前記充填具の前記
   パッキンへ押圧するためのスプリング機構とを備えた連
   続作動式回転形ボトル充填装置であって、 前記把持機構(5)が、前記スライダ(3)に高さ方向可動に
   設けられており、且つ、スプリング機構を(8)を介して
   該スライダ(3)に対して弾性的に支持されており、更
   に、前記充填具の前記パッキンが、前記弁座のすぐ下方
   に高さ方向不動に設けられていることを特徴とするボト
   ル充填装置。
2. 【請求項２】前記把持機構(5)に２本のボルト(6)が固設
   されており、それらのボルト(6)は、前記スライダ(3)の
   ブラケット(4、7)により高さ方向可動に案内されてお
   り、且つ、夫々が付勢スプリング(8)によって上方へ付
   勢されていることを特徴とする請求項１記載のボトル充
   填装置。
3. 【請求項３】前記付勢スプリング(8)が、夫々、前記ブ
   ラケット(4、7)と前記ボルト(6)の上端との間に配設され
   ていることを特徴とする請求項２記載のボトル充填装
   置。
4. 【請求項４】前記ロッキング機構が、前記液体タンクの
   壁部(1)に形成された袋状凹部(18)を含んでおり、前記
   走行ローラ(11)のシャフト(9)の内部に組込まれた摺動
   自在なピン(13)が、上方の充填位置へ達した際に、この
   袋状凹部(18)の中に嵌合するようにしてあり、それによ
   って、前記スライダ(3)の上昇ストロークの最後の部分
   において前記付勢スプリング(8)が付勢されるようにし
   てあることを特徴とする請求項１から３までのいずれか
   に記載のボトル充填装置。
5. 【請求項５】前記ピン(13)が、付勢スプリング(15)によ
   ってロッキング解除の方向へ押圧され、それによって該
   ピン(13)はその頭部(14)が、前記走行ローラ(11)の、前
   記液体タンクとは反対側の正面側の側面を越えて突出す
   るようにしてあり、このピンの頭部が、上方の充填位置
   に達した際に、不動に据付けてある操作カム(19)に当接
   し、それによって前記ピンが前記袋状凹部(18)の中へ進
   入するようにしてあることを特徴とする請求項４記載の
   ボトル充填装置。
6. 【請求項６】ボトルの口部が前記充填具の前記パッキン
   に当接することによって前記スライダ(3)と前記把持機
   構(5)との間に発生するスプリング力の作用時に、前記
   ピン(13)の荷重受け面とそれに当接する前記袋状凹部(1
   8)の壁部との間に作用する摩擦力によって、該ピン(13)
   がロッキング状態に保持されるようにしたことを特徴と
   する請求項４または５記載のボトル充填装置。
7. 【請求項７】前記(13)ピンの前記袋状凹部(18)の中への
   進入と、該ピンの該袋状凹部からの脱出とが、失敗なく
   確実に行なわれるようにするために、このボトル充填装
   置の前記走行ローラ(11)を案内する、受け入れ用案内軌
   道部材(23)と送り出し用案内軌道部材(24)とに、僅かな
   余分の高さを付与してあることを特徴とする請求項４か
   ら６までのいずれかに記載のボトル充填装置。
8. 【請求項８】前記受け入れ用案内軌道部材(23)が、該軌
   道部材(23)の後方に連続する、その把持機構(5)がボト
   ルを保持していないスライダ(3)を下降させるための下
   降軌道(29)を備えており、且つ、前記送り出し用案内軌
   道部材(24)が、該軌道部材(24)の前方に連続する上昇軌
   道(30)を備えていることを特徴とする請求項１から７ま
   でのいずれかに記載のボトル充填装置。
9. 【請求項９】全てのスライダ(3)が、前記送り出し用案
   内軌道部材(24)によって案内されて下降させられるよう
   にしたことを特徴とする請求項１から８までのいずれか
   に記載のボトル充填装置。
10. 【請求項１０】ボトルを真空吸引するための真空弁機構
    (22)の操作部材(21)が、前記液体タンクの前記壁部(1)
    の、充填位置にあるスライダによってこの弁機構が開弁
    状態とされるような位置に、固設されていることを特徴
    とする請求項１から９までのいずれかに記載のボトル充
    填装置。