JPS5952116B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、容器に液体を充填する充填装置に関するもの
である。

充填装置には大別して二種類の型がある。

一つは、タンクと連通可能に設けられ、容器と略同容積
を有する定量室を備え、タンク内の液体を一旦この定量
室内に移した後、この室内の液体を容器に充填するもの
で、定量式と呼ばれる。

他は定水位式と呼ばれ、タンク内の液体を容器へ充填す
る注液管の近傍に液面検知器を有し、これにより容器内
の液面を検知して充填の組子動作を制御するものである
。

さて、これら定量式および定水位式充填装置は、容器、
充填液の種類により使いわけられる。

例えばケチャツプ、焼肉のたれ等は定水位式が適してお
り、また醤油、薬品等は定量式のものによる方が高精度
の充填ができる。

したがって、従来、充填装置は用途に応じていずれかの
型が採用され、専用的に用いられるのが常であった。

ところが、最近、商品が多様化されるとともに充填装置
の運用の見直しが行なわれ、一台の充填装置により多種
類の液体の充填を行ない得ることが望まれるようになっ
た。

本発明の以上の点に鑑み、必要に応じて定量式、定水位
式のいずれの充填も行なうことができる充填装置を提供
するもので、充填液を貯留するタンクと、所定の内容積
を有する定量室と、上記タンクと定量室とを連通もしく
は遮断するタンク弁と、上記定量室に連設され、この室
内の充填液を上記定量室に設けられた加圧手段により容
器へ導く注液管と、上記定量室と注液管とを連通もしく
は閉塞する注液弁と、容器内の充填液の液面が所定位置
にあることを噴射空気圧により検知する液面検知器と、
上記加圧手段の作動位置を噴射空気圧の圧力変化により
検知する加圧手段の位置検知器と、これらいずかれの検
知器への供給空気圧の変化に基づいて定量式充填作動ま
たは定水位式充填作動する圧縮空気制御回路とを備え、
この圧縮空気制御回路は、上記位置検知器と液面検知器
に圧縮空気を供給する第１の圧力源回路と、上記タンク
弁と注液弁および加圧手段を駆動する第２の圧力源回路
と、第１と第２の圧力源回路間に設けられて第１の圧力
源回路における空気圧変化に基づいた駆動制御信号を第
２の圧力源回路に与える論理手段とを具備し、上記液面
検知器への圧縮空気を供給停止状態とする定量式充填作
動時には、上記位置検知器への供給空気圧の変化に基づ
いて上記タンク弁と注液弁とを交互に開閉制御して上記
加圧手段により上記定量室内の導入液を注液管を介して
容器に充填する定量充填作動と上記定量室内への液充填
作動制御を行う共に、上記液面検知器への圧縮空気を供
給可能状態とする定水位充填作動時には、上記液面検知
器への供給空気圧の変化に基づいて少なくとも上記タン
ク弁と注液弁を開閉制御して該容器への定水位充填作動
と液充填作動制御を行なうことを特徴としている。

以下本発明を、第１図〜第２図に示す実施例により説明
する。

充填液りを貯留するタンク１の外側には、所定の内容積
を有する定量室２を形成し、この定量室２の下方には容
器Ｃへ充填液りを導くための注液管３を連設している。

タンク１と定量室２とを連通ずる通路４は、タンク弁５
により開閉される。

タンク弁５は、常時ばね６により通路４を閉塞すべく附
勢されているが、後述するように、圧力源２２の圧縮空
気が切換弁３０の作用により導入されると下降して通路
４を開放する（第１図参照）。

一方、上記注液管３を開閉する注液弁７も、タンク弁５
と同様に圧力源２２により開閉される。

すなわち、注液弁７は通常ばね８により下方へ附勢され
て注液管３を閉塞しているが、後述するように、切換弁
２９の作用により圧縮空気が導入されると上昇し、注液
管３を開放する（第２図参照）。

上記定量室２内にはピストン９を摺動自在に取付けてい
る。

ビス１〜ン９は定量室２の上方に形成したシリンダ装置
１０により駆動される。

すなわち、ピストン９は、シリンダ装置１０の上方圧力
室１１あるいは下方圧力室１２のいずれか一方に圧縮空
気を導入することにより上下動する。

これら室１１．１２への圧縮空気の導入は、後述するよ
うに切換弁２８を切換えることにより行なう。

シリンダ装置１０の上方にはビス１ヘン９の降下を検知
するピストン位置検知器１３を設けている。

この検知器１３は圧力源２１から供給される圧縮空気を
常時噴出しており、ピストン９の上方に形成した鍔部１
４が当接して空気孔を閉塞すると、このときの空気圧の
変化を検知し、ピストン９の下降を停止するようになっ
ている。

上記構成により、定量式の充填動作が可能である。

まずピストン９が最下端まで下降した状態において、タ
ンク弁５を開放するとともに注液弁７を閉塞する。

しかしてピストン９を上昇させると、タンク１内の充填
液りは通路４を通って定量室２内に吸引かれ、ビス）・
ン９は所定の位置で上昇動作を停止してこの定量室２内
に一定量の充填液りを保持する。

そしてタンク弁５を閉じるとともに注液弁７を開放して
、ピストン９を下降させると該充填液りは注液管３を介
して容器Ｃ内に流下する。

以上の動作は、後述する圧縮空気制御回路２０より制御
される。

注液管３の側方には、液面検知器１５を配設している。

この検知器１５は管状の空気噴射部を備え、後述するよ
うに圧力源２１から供給される圧縮空気を容器Ｃ内に向
けて噴射し、この空気圧を介して容器Ｃ内の液面が所定
位置にあるか否かを検知する。

そして液面が所定位置にあれば、検知器１５は図示しな
い制御機構を介し切換弁を切換え、注液弁７を閉塞して
充填処理を終了する。

すなわち、液面検知器１５は注液弁７を閉塞する時期を
制御するもので、前述した定水位式の充填を行なうため
のものである。

次に、上記答弁５，７およびピストン９の駆動を制御す
る圧縮空気制御回路２０について説明する。

この回路２０はタンク１の外部に設けられ、主にピスト
ン位置検知器１３および液面検知器１５に圧縮空気を供
給する第１の圧力源２１と、タンク弁５、注液弁７およ
びピストン９の駆動するための第２の圧力源２２とを備
えている。

第１の圧力源２１は通路２８を介してピストン位置検知
器１３に常時圧縮空気を供給し、また通路２４，２５を
介してそれぞれ充填弁２６およびクリーニング弁２７に
連通している。

充填弁２６は、後述するように第２の圧力源２２に接続
され、タンク弁５、注液弁７およびピストン９を制御す
る作用を果し、クリーニング弁２７は、充填終了後に液
面検知器１５に圧縮空気を給送して、これの管内の残液
を排除する作用を果す。

第２の圧力源２２には、第１、第２および第３の切換弁
２８，２９，３０を接続している。

第１の切換弁２８は、通路３１，３２を介してそれぞれ
シリンダ装置１０の上方圧力室１１および下方圧力室１
２に連通しており、これら圧力室１１゜１２のうちいず
れかに圧縮空気を供給する。

第２の切換弁２９は通路３３を介して注液弁７に連通し
、また第３の切換弁３０は通路３４を介してタ１ンク弁
５に連通している。

そしてこれら第２および第３の切換弁２９．３０は、第
１の切換弁２８の弁体の両端にそれぞれ通路３５．３６
を介して連通し、この切換弁２８を切換えることも行な
う。

すなわち、例えば第１図に示す状態において１は、第２
の切換弁２９はＯＦＦ状態であるから、注液弁７がばね
８の附勢力により閉塞する一方、第３の切換弁３０はＯ
Ｎ状態であるからタンク弁５が開放し、また第１の切換
弁２８の弁体は第３の切換弁３０により導かれる空気圧
により附勢さ。

れて、通路３２に圧縮空気を給送すべく切換わり、下方
圧力室１２内の圧力を高めてピストン９を上昇させてい
る。

上記第２および第３の切換弁２９，３０は、ＮＯＲ回路
３７，３８，３９により制御される。

これらＮＯＲ回３７，３８．３９は、入力側の空気気圧
のうち一つでも所定値以上のものがあると空気圧を発生
せず、逆にすべての入力側の空気圧が所定値以下のとき
一定の空気圧を発生するようになっている。

第１のＮＯＲ回路３７の入力側は、オリフィス４０を形
成した通路４１を介して第１の圧力源２１と連通ずると
ともに、通路４２を介して第３のＮＯＲ回路３９の出力
側と連通し、また第２のＮＯＲ回路３８の出力側と通路
４３より接続されている。

一方、第１のＮＯＲ回路３７の出力側か、通路４４を介
して第２の切換弁２９と連通しまた通路４５により第２
のＮＯＲ回路３８の入力側に連通している。

したがって、通路４１゜４２．４３内の空気圧がいずれ
も所定値以下の場合、第１のＮＯＲ回路３７の出力側は
ＯＮ状態となって圧縮空気を吐出し、通路４４を介して
第２の切換弁２９を附勢する。

すなわち、この切換弁２９は切換わり、通路３３を第２
の圧力源２２に導通させて、注液弁７を開放させる。

第２のＮＯＲ回路３８の入力側には、上記通路４５の他
に、充填弁２６に連通する通路４６を接続しており、ま
た出力側には、上記通路４３の他に、第３の切換弁３０
に連通する通路４７、および第３ＯＮＯＲ回路３９の入
力側に連通ずる通路４８を接続している。

したがって、通路４５．４６内の空気圧がいずれも所定
値以下の場合、第２のＮＯＲ回路３８の出力側はＯＮ状
態となり、通路４７を介して第３の切換弁３０に圧縮空
気を送る。

すなわち、この切換弁３０の弁体を附勢してこれを切換
え、通路３４を第２の圧力源２２に導通させて、タンク
弁５を開放させる。

一方、第３のＮＯＲ回路３９の出力側と第１のＮＯＲ回
路３７の入力側とを連通ずる上記通路４′２の途中を分
岐させて通路４９，５０を設け、通路４９をクリーニン
グ弁２７に接続するとともに、通路５０を液面検知器１
５に連通している。

そして通路４２のうち、第３のＮＯＲ回路３９の近傍、
および通路４９，５０との分岐点より第１のＮＯＲ回路
３７側にはそれぞれオリフィス５１．５２を形成してい
る。

したがって、第３のＮＯＲ回路３９から出力される圧縮
空気は、オリフィス５１により減圧されてから通路５０
を通って液面検知器１５へ供給されるものと、さらにオ
リフィス５２により減圧されて第１のＮＯＲ回路３７へ
給送されるものとに別れ、このＮＯＲ回路３７へ送られ
るものの圧力は常に所定値以下の低圧となる。

もつとも、クリーニング弁２７から通路４９，４２を介
して第１のＮＯＲ回路３７へ給送される圧縮空気は、オ
リフィス５２のみにより減圧されるので該所定値よりも
高い圧力を示し、第１のＮＯＲ回路３７の出カイ直をＯ
ＦＦとすることとなる。

なお、通路５０の途中に設けた弁機構５３は、定量式充
填を行なうとき閉塞し、液面検知器１５への圧縮空気の
供給を遮断するものである。

本装置は以上の構成を有するものであるから、次のよう
に作用した充填処理を行なう。

まず、定量式充填について説明する。

この場合、弁機構５３は閉塞され、液面検知器１５へ圧
縮空気は供給されない。

容器Ｃが注液管３の直下に供給される前の状態において
は、充填弁２６はＯＦＦ状態にある。

したがって、第１の圧力源２１の圧縮空気は通路４６へ
圧送されることはなく、通路２３側へのみ供給される。

この充填処理工程の当初、ピストン９は最下端にあり、
鍔部１４がピストン位置検知器１３の空気孔を閉じてい
るので、通路２３内の圧縮空気は、オリフィス４０を通
って通路４１へ給送される。

第１のＮＯＲ回路３７の入力側のうち通路４１内の空気
圧が一定値以上に上昇すると、これの出力側はＯＦＦ状
態となり、通路４４，４５内の空気圧を高めることはな
い。

すなわち、第２の切換弁２９は非作動状態となり、通路
３３へは圧縮空気が供給されず、注液弁７はばね力によ
り下降して注液管３を閉じる。

また通路４５内の空気圧が上昇しないから、上記通路４
６内に圧縮空気が供給されないことと相俟って、第２の
ＮＯＲ回路３８の出力側をＯＮ状態とする。

したがって通路４３，４７，４８内の空気圧は上昇し、
第３の切換弁３０が作動して通路３４を第２の圧力源２
２に連通ずる。

すなわち、タンク弁５は圧縮空気に附勢されて下降し通
路４を開放してタンク１内と定量室２とを連通する。

一方、第１の切換弁２８は、第２、第３の切換弁２９．
３０の作用により、通路３５．３６のうち通路３５内の
みの空気圧が上昇するので弁体が通路３５側に移動して
、第２の圧力源２２を通路３２に接続させ、通路３１を
この圧力源２２から遮断する。

したがって、シリンダ装置１０の下方圧力室１２に圧縮
空気が供給されてピストン９が上昇し、定量室２内にタ
ンク１内の充填液りを吸引する。

このピストン９の上昇開始と同時に、ピストン位置検知
器１３の空気孔が開放されると、通路２３内の圧縮空気
は、オリフィス４０の絞り効果により通路４１側へはほ
とんど流動せず、大部分は検知器１３へ供給されること
となる。

つまり、通路４１内の空気圧がピストン９の上昇開始と
ともに低下したわけであるが、第２のＮＯＲ回路３８と
連通する通路４３内の空気圧が高圧のままで゛あるので
゛、第１のＮＯＲ回路３７の出力側はＯＦＦ状態を維持
し、ピストン９をスムーズに上昇させる（第１図参照）
。

しかしてピストン９が一定高さまで上昇すると、図示し
ない停止気構によりピストン９は停止し、この直後、充
填弁２６が切換わり、通路２４．４６を相互に連通ずる
。

すなわち、第２図に示すような充填動作状態となる。

まず、通路４６内の空気圧が上昇するので、第２のＮＯ
Ｒ回路３８の出力側の通路４３，４７゜４８内の空気圧
はすべて低圧（ＯＦＦ状態）となり、また第１のＮＯＲ
回路３７の出力側の４４゜４５内の空気圧はすべて高圧
（ＯＮ状態）となる。

したがって、第３の切換弁３０は非作動状態となって通
路３４を第２の圧力源２２から遮断して、タンク弁５を
閉塞させ、また、第２の切換弁２９は上記第１のＮＯＲ
回路３７が供給する高圧空気により附勢されて通路３８
を第１の圧力源２２と接続し、注液弁７を開放させる。

一方、第３の切換弁２８は、弁体が通路３６側に附勢さ
れて、第２の圧力源２２を通路３１に連通させる。

この結果、シリンダ装置１０の上方圧力室１１内に圧縮
空気が導入され、ピストン９は下降して１、定量室２内
の充填液りを容器Ｃ内に充填する。

しかしてピストン９が最下端位置まで下降すると、鍔部
１４がピストン位置検知器１３の空気孔を閉塞する。

すると第１の圧力源２１の圧縮空気は通路４１を通り第
１のＮＯＲ回路３７の入力側へ供給される。

この結果、第１のＮＯＲ回路３７の出力はＯＦＦ状態と
なって、第２の切換弁２９を非作動状態に戻し、通路３
３を第２の圧力源２２から遮断して注液弁７を閉塞させ
、充填動作を終了する。

そして、この充填終了動作の直後、充填弁２６が切換わ
り、圧縮空気制御回路２０は第１図に示す状態に戻る。

次いで、新たな空の容器Ｃが注液管３の直下に供給され
る間にピストン９が上昇して定量室２内に充填液りを吸
入し、第１図に示す状態となって、上述したのと同様な
動作を繰返し定量式充填を行なう。

一方、定水位式充填は、弁機構５３を連通状態にして行
なうのであるが、本実施例においては、容器Ｃへの充填
動作は上記定量式充填と同様な方法により行ない、充填
の終了を液面検知器１５により制御する。

すなわち、空の容器Ｃが供給された時、第１図に示すよ
うに充填弁２６はＯＦＦ状態にあるので、タンク弁５が
開放する一方、注液弁７が閉塞している。

そしてピストン９が上昇し、定量室２内に充填液りを吸
引するとともに、一定位置において停止する。

次いで充填弁２６が切換えられて第２図に示す充填動作
に移り、ピストン９に下降し始へる。

このとき第３のＮＯＲ回路３９の出力側はＯＮ状態にあ
り、ここから吐出される圧縮空気は通路５０を通って液
面検知器１５へ供給される。

すなわち、容器Ｃ内の液面に空気が噴射され、検知器１
５はこの噴射圧力により液面位置を検知する。

しかして液面が検知器１５の下端に接するとこの検知器
１５の空気噴射圧力が一定値に上昇し、図示しない切換
弁を介して通路３３を閉塞し、注液弁７を閉じて充填動
作を終了する。

充填処理された容器Ｃが排出されると、次に液面検知器
１５のクリーニング処理を行なう。

これは、充填処理において検知器１５の先端に充填液が
付着し、空気孔を閉塞している場合を考慮したものであ
る。

このクリーニング処理は、クリ一二。ング弁２７を切換
え、通路２５．４９を連通させればよい。

すなわち、クリーニング昇２７がＯＮ状態にあることを
除いては、他は第１図に示す状態と同じになり、タンク
弁５が開放するとともに注液弁７が閉塞し、ピストン９
が上昇して定量室２内に充填液りを吸引している。

そして一方、通路５０内には通路２５，４９を通って比
較的高圧の圧縮空気が圧送され、これが検知器１５の空
気孔に供給されてこの中の残液を除去する。

しかる後、注液管３の直下に容器Ｃが供給され、第２図
に示す状態となって、上述した動作により充填処理が行
なわれる。

なお、上記定水位式充填において、ピストン９を昇降さ
せて充填を行なっているが、必ずしもピストン９を動作
させる必要はなく、常時タンク弁５を開放しておいて、
注液弁７のみを開閉する構成としてもよい。

もつとも、上記実施例のようにピストン９を昇降させる
構成とすれば、充填液りは加圧されつつ容器Ｃ内へ充填
されることとなり、従来周知のいわゆるタンク加圧式充
填機の構成を簡素化したことになる。

また液面検知器１５は必ずしを空気を噴射するものであ
る必要はなく、超音波あるいは光線を利用したもので゛
あってもよい。

さらに、定量室２の容積は、少なくとも定量式充填を行
なうときの充填液量を考慮して決定しなければならない
が、ピストン９を駆動して定水位式充填を行う場合にも
、この定量式充填の場合にの容積分が必要である。

以上のように本発明によれば、定量式、定水位式のいず
れの充填も行なうことができ、一台の装置で多種の液体
の充填に対処することができる。

【図面の簡単な説明】

図はいずれも本発明の実施例を示し、第１図は充填の準
備動作を示す説明図、第２図は充填動作を示す説明図で
゛ある。 １・・・・・・タンク、２・・・・・・定量室、３・・
・・・・注液管、５・・・・・・タンク弁、７・・・・
・・注液弁、１５・・・・・・液面検知器、５３・・・
・・・弁機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 充填を貯留するタンクと、所定の内容積を有する定
   量室と、上記タンクと定量室とを連通もしくは遮断する
   タンク弁と、上記定量室に連設され、この室内の充填液
   を上記定量室に設けられた加圧手段により容器へ導く注
   液管と、上記定量室と注液管とを連通もしくは閉塞する
   注液弁と、容器内の充填液を液面が所定位置にあること
   を噴射空気圧により検知する液面検知器と、上記加圧手
   段の作動位置を噴射空気圧の圧力変化により検知する加
   圧手段の位置検知器と、これらいずれかの検知器への供
   給空気圧の変化に基づいて定量式充填作動または定水位
   式充填作動する圧縮空気制御回路とを備え、この圧縮空
   気制御回路は、上記位置検知器と液面検知器に圧縮空気
   を供給する第１の圧力源回路と、上記タンク弁と注液弁
   および加圧手段を駆動する第２の圧力源回路と、第１と
   第２の圧力源回路間に設けられて第１の圧力源回路にお
   ける空気圧変化に基づいた駆動制御信号を第２の圧力源
   回路に与える論理手段とを具備し、上記液面検知器への
   圧縮空気を供給停止状態とする定量式充填作動時には、
   上記位置検知器への供給空気圧の変化に基づいて上記タ
   ンク弁と注液弁と乙 を交互に開閉制御して上記加圧手段により上記定量室内
   の導入液を注液管を介して容器に充填する定量充填作動
   と上記定量室内への液充填作動制御を行う共に、上記液
   面検知器への圧縮空気を供給可能状態とする定水位充填
   作動時には、上記液面検知器への供給空気圧の変化に基
   づいて少なくとも上記タンク弁と注液弁を開閉制御して
   該容器への定水位充填作溝と液充填作動制御を行なうこ
   とを特徴とする充填装置。