JP3679828B2 - Rotary joint - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、びん詰め打栓機、缶詰機または充填機等において、その回転部に外部からエアなどを供給するために使用されているロータリジョイントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のロータリジョイントが使用されているロータリ液体充填機について、その概略を説明すると、以下の通りである。図4、図5において、容器Aは、供給コンベヤ1、タイミングスクリュ2およびスターホイール3によって充填機の回転円盤12上に供給される。その回転円盤12は、図5に示されるように軸受9を介して軸支され、図示を省略した駆動機構によって回転されるようになっている。回転円盤12上に導かれた容器Aは、昇降用エアシリンダ6によって、回転円盤12と同期して回転しているフィラーボウル4側の充填バルブ7の下部に配置される。そして、その充填バルブ7が開かれることにより、供給パイプ8からフィラーボウル4に供給されている液体が容器A内に充填される。
【0003】
この回転するフィラーボウル4の上側中心部に、複数の各種配管が取り付けられたロータリジョイント13が配設されており、この各種配管によってロータリジョイント13に清浄エアや作動エアが供給されるようになっている。ロータリジョイント13は、それぞれ対応した固定側と回転側の配管間を連通させるもので、その連通によって、清浄エアや作動エアがフィラーボウル4および回転円盤12等に取り付けられた充填バルブ7および昇降用エアシリンダ6等に供給される。
【0004】
以下、このようなロータリ充填機に使用されるロータリジョイントの従来例について説明する。図6に示されるように、このロータリジョイントは、回転体に連設されて回転する回転軸40と、同回転軸40の複数の回転側接続口41,41に軸方向の流体通路43,43を介して接続され、同回転軸40の軸方向に間隔をおいて配設されている複数の回転側開口42,42と、同回転側開口42,42を個別に覆い、同開口42,42に連通する環状通路45aおよびその環状通路45aに開口する固定側接続口45bを有する複数のシール部材45c,45d付きハウジングブロック45と、同ハウジングブロック45の互いに隣接する端面に設けられた切欠部に嵌挿されて同切欠部に係合する係合部材により押圧される上記シール部材45c,45dと、ハウジングブロック45の複数段を下側で支える下側支持機構50と、シール部材45c,45dを押圧すべく、ハウジングブロック45の複数段を下側支持機構50との間で挟み、回転軸40の上端部にボルト51b,51dで締着される上側支持機構51とにより構成されている。
【0005】
このように、従来のロータリジョイントは、複数の回転側接続口41,41と回転側開口42,42、およびこれら両者間に連接された複数の流体通路43,43を有する回転軸40に、上記開口42,42を個別に覆いかつ同開口42,42に連通する環状通路45aおよび固定側接続口45bを有する複数のシール部材45c,45d付きハウジングブロック45を着脱可能に嵌装して、締付具によってそのハウジングブロック45を複数段に重ねて締付固定するようにしたもので、分割形成されて軽量化されたハウジングブロック45を用いることによってシール部材45c,45dの交換を容易にして交換作業性を高め、かつシール部材45c,45dの締付調整を不要とし、組み付けに当たってバラツキを無くして寿命を長くし、回転シール性能を向上させることを狙いとしている。以上は、実公平3−38552号公報において紹介されている従来例である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近のロータリ充填機の充填バルブとしては、充填機内蔵の電気制御盤において、電気回路に作動工程のプログラムを組み込み、これに従ってエア切替バルブを作動させ、エア作動で充填作用をするようにしたものが出現している。この種の充填バルブを備えたロータリ充填機は、外部から、作動用エアだけでなく、電気、場合によっては光信号を供給するとともに、内部に設けられた角度検出装置により充填機の回転角度位置を検出して、内蔵の制御盤においてこれらの信号を組み合わせ、一定間隔で順に充填バルブを作動させるように構成されている。
【0007】
このようなロータリ充填機の場合には、ロータリジョイントに、電気供給用スリップリング、角度検出装置、および場合によっては光信号用ロータリコネクタを、それぞれ追加して設けることが必要となる。そのような場合、摩耗粉の出る電気供給用スリップリングと、清浄な雰囲気を必要とする光信号用ロータリコネクタとは、できるだけ離して設けることが望ましい。また、角度検出装置については、上記スリップリングで発生するノイズの影響ができるだけ避けられるようにすることが求められる。しかしながら、従来のロータリジョイントにおいては、電気供給用スリップリングを角度検出装置や光信号用ロータリコネクタから離して配設するような配慮はされていなかった。
【0008】
また、電気供給用スリップリングは、時々その摩耗状態を点検する必要があり、そのために、そのスリップリングを覆うカバー類は、容易に取り付けたり取り外したりすることができるようにすることが求められるが、従来のような流体用のロータリジョイントを使用する場合には、カバーの着脱を容易にするための配慮がなされていないため、そのような要求に応えることが困難であった。
【0009】
さらに、ロータリ充填機は水気の多い所で使用され、しかも洗浄のために水かけが行われることがあるため、ロータリ充填機に電気供給用スリップリングを設ける場合には、そのスリップリングを覆うカバーを設け、水避けや湿気防止のためにそのカバーの取り付け構造を密閉構造とすることが求められる場合が多いが、従来のロータリジョイントでは、その場合、カバーは固定部と回転部との間に設けられることになるので、カバーに摺動シールが必要となり、構造が複雑となる。また、そのようなロータリ充填機に用いられる角度検出装置としては、ロータリエンコーダが一般的であるが、従来例のロータリジョイントの構造では、エンコーダは通常ロータリジョイントの上端側に設けられるので、そのエンコーダの出力部を回転体側、特に充填バルブ制御盤の近傍に配設することが難しかった。
【0010】
そこで、本発明の目的は、電気供給用スリップリングが発生する摩耗粉やノイズが角度検出装置や光信号用ロータリコネクタに悪影響を及ぼすようなことがなく、点検や保守のためにカバー類を取り外したり、また、それを取り付けたりすることが容易であり、構造が簡単であるようなロータリジョイントを提供することである。
【0011】
前述の目的を達成するため、本発明のロータリジョイントは、複数の充填バルブが円周上に配設されていて、回転しながら容器を前記充填バルブ下に受け入れ、その回転中に順次同容器に液を充填した後、同容器を外部に排出するようにしたロータリ充填機に設けられ、そのロータリ充填機の回転部に外部よりエアおよび電気を供給するロータリジョイントにおいて、上記ロータリ充填機の中心部に配設されていて、電気供給用のスリップリングおよび角度検出装置の固定側が設けられている固定軸と、上記ロータリ充填機の回転部と一体に回転するように同回転部に固設されているとともに上記固定軸の外周側に同固定軸と同心に配設されていて、上記エアの供給用ジョイントの回転側および同ジョイントから供給されるエアが通るエア通路、ならびに上記角度検出装置の回転側が設けられている回転体と、同回転体の外周側に軸受を介して配設されていて、上記固定軸を一体的に支持しているとともに、上記エアの供給用ジョイントの固定側および同ジョイントにエアを供給するための配管部、ならびに上記スリップリングに電気を供給するための配線部を支持している固定支持体と、上記回転体に固設されていて、上記電気供給用スリップリングより電気を取り出すブラシを保持するブラシ保持台と、上記回転体に取り付けられていて、上記角度検出装置から送られる上記回転体の回転角度信号に基づいて上記充填バルブを作動させる充填バルブ制御盤と、を備えていることを特徴としている。
【0012】
また、本発明のロータリジョイントは、上記エアの供給用ジョイントの上方に上記電気供給用スリップリング、下方に前記角度検出装置がそれぞれ配設されていることを特徴としている。
【0013】
さらに、本発明のロータリジョイントは、上記角度検出装置が、上記ロータリ充填機の回転部と一体となって回転する上記充填バルブ制御盤の近辺に設けられていることを特徴としている。
【0014】
また、本発明のロータリジョイントは、複数の充填バルブが円周上に配設されていて、回転しながら容器を上記充填バルブ下に受け入れ、その回転中に順次同容器に液を充填した後、同容器を外部に排出するようにしたロータリ充填機に設けられ、そのロータリ充填機の回転部に外部よりエア、電気および信号を供給するロータリジョイントにおいて、上記ロータリ充填機の中心部に配設されていて、電気供給用のスリップリング、角度検出装置の固定側、および光信号用ロータリコネクタの固定側が設けられている中空固定軸と、上記ロータリ充填機の回転部と一体に回転するように同回転部に固設されているとともに上記中空固定軸の外周側に同中空固定軸と同心に配設されていて、上記エアの供給用ジョイントの回転側および同ジョイントから供給されるエアが通るエア通路、ならびに上記角度検出装置の回転側および上記光信号用ロータリコネクタの回転側がそれぞれ設けられている回転体と、同回転体の外周側に軸受を介して配設されていて、上記中空固定軸を一体的に支持しているとともに、上記エアの供給用ジョイントの固定側および同ジョイントにエアを供給するための配管部、電気を上記スリップリングに供給するための配線部、ならびに上記光信号用ロータリコネクタの固定側に接続される光信号ケーブルをそれぞれ支持している固定支持体と、上記回転体に固設されていて、上記電気供給用スリップリングより電気を取り出すブラシを保持するブラシ保持台と、上記回転体に取り付けられていて、上記角度検出装置から送られる上記回転体の回転角度信号、ならびに上記光信号ケーブルおよび上記光信号用ロータリコネクタを介して伝えられる外部からの信号に基づいて、上記充填バルブを作動させる充填バルブ制御盤と、を備え、上記光信号用ロータリコネクタの固定側が、上記中空固定軸の中空部内に配設されていることを特徴としている。
【0015】
さらに、本発明のロータリジョイントは、上記エアの供給用ジョイントの上方に上記電気供給用スリップリングが配設され、下方に上記光信号用ロータリコネクタおよび上記角度検出装置が配設されていることを特徴としている。
【0016】
また、本発明のロータリジョイントは、上記光信号用ロータリコネクタおよび上記角度検出装置が、上記ロータリ充填機の回転部と一体となって回転する上記充填バルブ制御盤の近辺に設けられていることを特徴としている。
【0017】
さらに、本発明のロータリジョイントは、上記充填バルブ制御盤および上記電気供給用スリップリングが、それぞれ内部が正圧に保たれた空気室内に配設されていることを特徴としている。
【0018】
また、本発明のロータリジョイントは、上記充填バルブ制御盤の室内の正圧エアが、上記回転体に設けられている貫通孔を通して上記電気供給用スリップリングの室内に送られ、同電気供給用スリップリングの室を形成するカバーの隙間から排出されるようになされていることを特徴としている。
【作用】
【0019】
上記の本発明のロータリジョイントは、複数の充填バルブが回転部上の円周に沿って配設されていて、その回転部の回転に伴って、充填物を充填すべき容器を順次充填バルブ下に受け入れて同容器内に充填物を充填し、充填し終わった容器を順次外部に排出するロータリ充填機の回転部側に、上記充填バルブの作動用圧力媒体としてのエア、充填バルブ制御盤へ送られる電気、そして信号伝達を光通信によって行う場合には光信号を、それぞれロータリ充填機の固定支持体または固定軸等の固定部側から受け渡すのに利用される。
【0020】
ロータリ充填機の回転部に固設され同回転部と一体に回転する回転体に設けられたエアの供給用ジョイントの回転側は、固定支持体に設けられたエアの供給用ジョイントの固定側よりエアの供給を受ける。供給されたエアは、回転体に設けられた通路を通してロータリ充填機の回転部に送られ、各充填バルブの作動に使われる(請求項1または請求項4)。
【0021】
外部電源より供給された電気は、固定支持体から固定軸または中空固定軸に設けられたスリップリングに伝えられる。その電気は、同スリップリングにおいて、回転体に固設されたブラシ保持台が保持するブラシに伝わり、さらに同ブラシから回転体側の配線を介して充填バルブ制御盤に伝えられる(請求項1または請求項4)。
【0022】
外部よりの信号の伝達を光通信によって行う場合には、外部より送られた光信号は、光信号ケーブルにより、固定支持体から中空固定軸の中空部を形成する貫通孔を経て、光信号用ロータリコネクタの固定側に至り、ここで、光信号は、回転体に設けられた光信号用ロータリコネクタの回転側に伝えられ、充填バルブ制御盤に導かれて電気信号に変換される(請求項4)。
【0023】
回転体に設けられた角度検出装置の回転側と、固定軸または中空固定軸に設けられた角度検出装置の固定側とを備えた角度検出装置は、回転体の回転角度を検出し、その検出信号を充填バルブ制御盤へ送る。充填バルブ制御盤においては、電圧変換、AC→DC変換、プログラムによる信号処理等を経てその出力信号を充填バルブへ送る。充填バルブは、充填バルブ制御盤からの信号に従って切替作動される。この際、角度検出装置は、検出した回転角度に基づき各充填バルブの作動のタイミングを充填バルブ制御盤の電気回路に指示する(請求項1または請求項4)。
【0024】
エア供給部であるエアの供給用ジョイントの上方に電気供給用スリップリングを配設するとともに、下方に角度検出装置および場合によっては光信号用ロータリコネクタを配設することによって、摩耗粉が発生する電気供給用スリップリングは、角度検出装置や光信号用ロータリコネクタから離れた位置に配設されることとなる。したがって、角度検出装置や光信号用ロータリコネクタが、電気供給用スリップリングが発生する摩耗粉の影響を受けることはなくなるとともに、角度検出装置としてロータリエンコーダを使用した場合にも、そのエンコーダが、電気供給用スリップリングが発生するノイズの影響を受けることもなくなる(請求項2または請求項5)。
【0025】
また、角度検出装置が充填バルブ制御盤の近辺に設けられることによって、その間の配線が短くなるので、電気供給用スリップリングが発生するノイズの侵入が減少する(請求項3および請求項6)。
【0026】
さらに、充填バルブ制御盤および電気供給用スリップリングが、それぞれ内部が正圧に保たれた空気室内に配設されることによって、充填バルブ制御盤の空気室内および電気供給用スリップリングの空気室内への水や湿気の侵入が防止される(請求項7)。
【0027】
また、充填バルブ制御盤の室内の正圧エアを、回転体に設けられている貫通孔を通して電気供給用スリップリングの室内に導き、その室を形成するカバーの隙間から排出させるようにすることによって、電気供給用スリップリングにおいて発生した摩耗粉が充填バルブ制御盤の空気室内へ入り込むことが防止される(請求項8)。
【0028】
【実施例】
以下、図面により本発明の一実施例としてのロータリジョイントについて説明する。図1は、ロータリジョイントを配設したロータリ充填機の全体側面断面図、図2は、図1のB部のロータリジョイントを示す拡大側面断面図、図3は、図2のロータリジョイントの回転部分を明示した側面断面図である。
【0029】
容器Aが供給コンベヤ、タイミングスクリュおよびスターホイールによって充填機に供給される工程は、従来技術の項で図4について説明したものと同様であるので説明を省略する。また、ここでは、外部からの充填プログラムの変更等の信号の伝達は光信号で行うものとするが、電気による通信であっても問題がないことは言うまでもない。その場合には、光信号用ロータリコネクタは不要である。さらに、角度検出装置としてはレゾルバ等のものが考えられるが、ここでは、効率が良く一般に使われているロータリエンコーダを使用することとする。
【0030】
実施例のロータリジョイントが配設されているロータリ充填機の構造は以下の通りである。
図1に示されるように、充填機の軸受29により回転自在に支持され、駆動機構34によって回転駆動される回転円盤32上に供給された容器Aは、昇降用エアシリンダ26によって、回転円盤32と同期して回されているフィラーボウル24側の充填バルブ27の下部に配設される。そして、供給パイプ28からフィラーボウル24に供給された液体が、その充填バルブ27を通り、容器A内に充填される。
回転するフィラーボウル24の上側中心部には、複数の各種配管や配線が接続されたロータリジョイント33が配設されている。それらの配管、配線は、清浄エアや作動エア、電気および光信号等を外部からロータリジョイント33に供給し、さらに回転側に供給するもので、ロータリジョイント33においてそれぞれ対応した固定側と回転側の配管、配線間が連通される。回転側の電気配線は、フィラーボウル24の上側に置かれた制御盤70(図2)に結線され、この制御盤70で、各充填バルブ毎に充填工程が制御される。す なわち、制御盤70からの指令信号により、電磁制御弁が開閉して、エアが、フィラーボウル24に取り付けられた充填バルブ27の要所および昇降用エアシリンダ26等に供給され、充填動作が行われるようになっている。
【0031】
図2はロータリジョイント33の詳細な構造を示している。上記のようにこのロータリジョイント33はロータリ充填機の中心の上部に配設されており、そのロータリジョイント33の中心部には中空固定軸62が設けられている。その中空固定軸62は、電気供給用スリップリング72と、角度検出装置であるロータリエンコーダの固定側78aと、光信号用のロータリコネクタの固定側76とを備えている。そのスリップリング72は中空固定軸62の上端部に、また、ロータリエンコーダの固定側78aは中空固定軸62の下端部に、それぞれ設けられ、光信号用ロータリコネクタの固定側76は中空固定軸62の貫通孔62aの下端部、すなわち中空固定軸62の中空部内に配設されている。この場合、光信号による外部との通信を行わないのであれば、中空固定軸62は単に中空であるだけでよい。
【0032】
中空固定軸62の外側には、その中空固定軸62と同心に回転体64が配設されている。その回転体64と中空固定軸62との間は軸受71によって回転自在とされている。回転体64は、ロータリ充填機の回転部37に固設されていて、その回転部37と一体に回転するようにされている。また、回転体64はエアの供給用ジョイントの回転側を構成しており、エア通路64a,64bを備えている。
【0033】
回転体64の外周側には、軸受67,68を介して固定支持体66が配設されている。その固定支持体66は、軸受抑え板61、軸受筐61a、複数のジョイント胴66aおよび下部軸受筐66cにより構成されており、その軸受抑え板61において外部の支持部材35により水平方向の回転が拘束された状態で支持されている。また、固定支持体66は、軸受抑え板61において、複数の支柱65により上部固定板63を固定支持している。そして、この上部固定板63に、固定軸62が固設されている。こうして、回転体64は、中空固定軸62と固定支持体66との間で回転自在に支持されている。上記軸受抑え板61には突き通し孔が設けられており、その突き通し孔に設けた保護ブッシュに、外部からの電気配線83や光信号ケーブル75が通されている。また、固定支持体66のジョイント胴66aにはエア配管81,82が結合されている。
【0034】
回転体64の上部には、電気供給用スリップリング72より電気を取り出すブラシ68aを保持するブラシ保持台68が固設されている。一方、回転体64の下部には、回転体64の回転角度を検出する回転角検出センサを備えたロータリエンコーダ78が支台88を介して取り付けられている。また、その支台88には、光信号用ロータリコネクタの回転側76aが取り付けられている。そして、回転体64に固設された支板87に、充填バルブ制御盤70が取り付けられている。
【0035】
後述するように、固定支持体66のジョイント胴66aに結合されるエア配管81,82は、回転体64に設けられているエア通路64a,64aにそれぞれ連通するようにされている。それらのエア通路64a,64aには、固定支持体66の下部においてそれぞれエア配管81a,82aが接続されている。一方のエア配管82aからはバイパス配管86が分岐しており、そのバイパス配管86に減圧弁85が配設されている。この減圧弁85とカバー91によって覆われた制御盤室とは、配管86aを介して接続されている。こうして、エア配管82aに導かれたエアの一部が減圧弁85により減圧された後、配管86aを経て制御盤室に送り込まれ、制御盤室内を正圧に保持するようになっている。この制御盤室は、パッキン94や配管、配線の出口に設けた保護ブッシュにより一応の密閉状態とされているので、その内圧は、僅かな隙間から外部の大気が進入しない程度の低い圧力でよい。
【0036】
以下、ロータリジョイントとこれに結合されたエア配管、電気配線、光信号ケーブルおよびエンコーダの作用について説明する。図3は、ロータリジョイント33の固定部分および回転部分を明示した側面断面図であり、また、各ジョイントの区域を示している。
【0037】
図2および図3において、固定支持体66のジョイント胴66aに結合される圧縮エア配管81,82は、支持部材35に付属するクランプ35aにより支持されており、一方のエア配管82には清浄な圧縮エアが送られ、他方のエア配管81には作動圧縮エアが送られる。供給された圧縮エアは、ジョイント胴66aの内周面に形成された環状の溝66bから、回転体64の外周面に開口するエア通路64bに流れ、回転体64の内部のエア通路64aを通って、回転側の圧縮エア配管81a,82aに送られる。
【0038】
清浄エアは、配管82aから、図1の充填バルブ27毎の配管に分けられ、充填バルブ27の作動部分であって充填液(飲料液等の場合)に直接触れる部分の作動用エアとなる。これに対し、配管81aから供給される圧縮エアは、各充填バルブ27毎の配管に分けられ、充填液に直接触れない部分(例えば容器昇降用エアシリンダ26)の作動用エアとなる。エアのジョイントの摺動部は、ジョイント胴66aの環状溝66bの上下に設けられているシール溝に嵌められたOリング74によりシールされる。
【0039】
一方、外部電源に接続された電気配線83は、軸受抑え板61に空けられた孔を通して、カバー93との間に形成されるスリップリング室内に入り、中空固定軸62に取り付けられたスリップリング72に結線される。電流は、スリップリング72から、回転中のブラシ保持台68のブラシ68aに流れる。ブラシ68aの接触片に結合された配線83aは、回転体64に設けられている貫通孔64cを通り、制御盤室内の制御盤70の電源入力部に結線される。
【0040】
また、外部からの信号を伝える光信号ケーブル75は、クランプ35aに支持された後、軸受抑え板61に空けられた孔を通してスリップリング室内に入り、中空固定軸62の貫通孔62aを通って、中空固定軸62の下部に固定された光信号用ロータリコネクタの固定側76に結合される。その光信号用ロータリコネクタの固定側76に伝達された光信号は、僅かな空間を通って、回転体64に固設されている光信号用ロータリコネクタの回転側76aに伝えられ、その光信号用ロータリコネクタの回転側76aに結合された回転側光信号ケーブル75aにより制御盤70へ信号伝達される。そして、ここで電気信号に変換される。
【0041】
ロータリエンコーダの回転側78に備えられた回転角検出センサは、回転体64の回転角度を検出し、この信号を制御盤70に送る。制御盤70においては、電圧変換、AC→DC変換、プログラムによる動作などが行われて、指令信号が出力される。そして、この指令信号によって、充填バルブ27(図1)を作動させる切替弁36が作動される。また、ロータリエンコーダの回転側78は、検出した回転角度に基づき各充填バルブ27の作動タイミングを制御盤70の電気回路に指示する。一方、光信号用ロータリコネクタ76,76aを介して制御盤70に入力される光信号は、充填バルブ27の作動プログラムの変更を指示する。
【0042】
上記のロータリジョイントにおいては、エア供給用ジョイント部の固定支持体66の上方に電気供給用スリップリング72およびブラシ保持台68が配設され、固定支持体66の下方に光信号用ロータリコネクタ76,76aおよびロータリエンコーダ78,78aが配設されているので、摩耗粉の出る電気供給用スリップリング72と、清浄な雰囲気が必要な光信号用ロータリコネクタ76,76aとを互いに充分に離すことができ、またロータリエンコーダ78,78aに対しては、スリップリング72で発生するノイズの影響を避けることができる。これと同時に、光信号用ロータリコネクタ76,76aおよびロータリエンコーダ78,78aを制御盤室内に設けることにより、配線を短くすることができるとともに、ノイズの侵入を減少させることができる。
【0043】
また、制御盤70を制御盤カバー91で囲うとともに、電気供給用スリップリング72の周辺をカバー93で囲い、これらの囲い内を正圧にすることにより、制御盤70およびスリップリング72の周辺への、水や湿気の侵入を防止することができる。さらに、制御盤70室内から、その室内のエアを、上記回転体64の貫通孔64cを通して電気供給用スリップリング72の室内に送り、その室を形成するカバー93の隙間から排出させるようにすることにより、スリップリング72で生じた摩耗粉が下方の制御盤70室内へ侵入するのを防止することができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のロータリジョイントによれば、充填バルブ制御盤、角度検出装置(特にロータリエンコーダ)、また場合によっては光信号用ロータリコネクタを、電気供給用スリップリングから離して配設することができるので、その電気供給用スリップリングにおいて生じる摩耗粉や、電気供給用スリップリングが発生するノイズの影響を極力少なくすることができる。
また、電気供給用スリップリングを覆うカバーは、固定部に取り付けられるようにすることができるので、形状が簡単で済み、その製作が容易であるばかりでなく、メンテナンスや点検時における取り付け、取り外しも容易なものとすることができる。
さらに、本発明のロータリジョイントによれば、角度検出装置としてロータリエンコーダを用いた場合にも、そのエンコーダの出力側を容易に回転側の近傍に設けることができるので、配線を短くすることができ、ノイズの影響を避けることができる。
また、制御盤室内を清浄エアにより正圧にし、この室内のエアを、回転体に設けられている貫通孔を通して電気供給用スリップリングの室内まで送り、この電気供給用スリップリングの室のカバーの隙間から排出させるようにすることにより、制御盤室への摩耗粉の侵入を防ぐとともに、充填バルブ制御盤およびスリップリング室内への水や湿気の進入を防止することができる。
さらに、角度検出装置としてロータリエンコーダを用いた場合、そのロータリエンコーダの出力部がロータリジョイントの中心部ではなく外側となるように構成することができるので、ロータリエンコーダの中心部を固定側とすることによって、回転する充填バルブの制御盤への信号の伝達系が外側となるようにすることができ、構造が非常に簡単となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係るロータリジョイントを配設したロータリ充填機の全体側面断面図である。
【図2】 図1のB部のロータリジョイントを示す側面断面図である。
【図3】 図2のロータリジョイントの回転部分を明示した側面断面図である。
【図4】 従来のロータリ充填機の一例を示す平面図である。
【図5】 図4のIV−IV部分の断面図である。
【図6】 従来のロータリジョイントの縦断面図である。
【符号の説明】
33 ロータリジョイント
62 中空固定軸
64 回転体
66 固定支持体
68 ブラシ保持台
70 制御盤
72 スリップリング
75 光信号ケーブル
76 光信号用ロータリコネクタの固定側
76a 光信号用ロータリコネクタの回転側
78 ロータリエンコーダの回転側
91 制御盤室のカバー
93 スリップリング室のカバー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a bottle filling and plugging machine, a canning machine or a filling machine.In order to supply air to the rotating part from outsideRegarding the rotary joint usedIs a thing.
[0002]
[Prior art]
Conventional rotary joint is usedRotaryThe outline of the liquid filling machine will be described as follows. 4 and 5, the container A is supplied onto the rotating
[0003]
thisA
[0004]
Below, like thisRotaryA conventional example of a rotary joint used in a filling machine will be described. As shown in FIG. 6, the rotary joint includes a
[0005]
in this way,The conventional rotary joint includes a plurality of rotation
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
by the way,As a filling valve of a recent rotary filling machine, an operation process program is incorporated into an electric circuit in an electric control panel built in the filling machine.IncludedAccording to this, the air switching valve is operated, and the one that fills by air operation appears.Yes.This kindWith filling valveRotary filling machine from outside,Supplies not only working air, but also electrical and, in some cases, optical signalsAs well asBy the angle detection device provided insideThe rotation angle position of the filling machineDetectTheCombine these signals in the built-in control panel,The filling valve is operated in order at regular intervals.
[0007]
like thisIn the case of a simple rotary filling machineTo rotary joint,ElectricitySupplySlip rings, angle detectors, and in some cases, optical signal rotary connectors,RespectivelyAdditional provisionIt will be necessary. In such casesElectricity, abrasion powderSupplyFor slip ring and,Need a clean atmosphereFor optical signalWhat is a rotary connector?,It is desirable to provide them as far apart as possible. In addition, for the angle detector, the effect of noise generated by the slip ringButAvoid as much as possibleIsTo be able toDesired. However, in the conventional rotary joint, no consideration has been given to disposing the slip ring for supplying electricity away from the angle detection device and the optical signal rotary connector.
[0008]
Also electricSupplyFor slip ring,Sometimes it is necessary to check its wear condition,Covers that slip ringCoversIsEasy to install and removeTo be able toAlthough it is required, when using a rotary joint for fluid as in the past, there is no consideration for easy attachment / detachment of the cover,Meeting such demandsIt was difficult.
[0009]
MoreIn addition, since the rotary filling machine is used in a place with a lot of moisture, and watering may be performed for cleaning,For rotary filling machineElectricitySupplySlip ringCover the slip ringcoverSet upTo prevent water and moistureThatCover installation structure is sealedBe requiredThere are many casesIga,In conventional rotary joints,In that case, Because the cover will be provided between the fixed part and the rotating part,A sliding seal is required for the cover, and the structureButIt becomes complicated. Also,As an angle detection device used in such a rotary filling machine, a rotary encoder is common,In the conventional rotary joint structure, the encoder is usually provided at the upper end of the rotary joint.Because,ThatIt has been difficult to arrange the encoder output section on the rotating body side, particularly in the vicinity of the filling valve control panel.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is to prevent wear powder and noise generated by the slip ring for supplying electricity from adversely affecting the angle detection device and the optical signal rotary connector, and to cover for inspection and maintenance.Removing and attaching itIt is easy to provide a rotary joint that has a simple structure.
[0011]
To achieve the above object, the rotary joint of the present invention comprises a plurality of filling valves.ButArranged on the circumferenceHave beenReceiving the container under the filling valve while rotating,ThatAfter the container is filled with liquid sequentially during rotation, the container is discharged to the outside.I didFor rotary filling machineProvided,In the rotary part of the rotary filling machineAir and electricity from outsideSupplyThe rotary joint is disposed at the center of the rotary filling machine.,ElectricitySupplyforofA fixed shaft provided with a fixed side of the slip ring and the angle detection device, and fixed to the rotating portion so as to rotate integrally with the rotating portion of the rotary filling machine and fixed to the outer peripheral side of the fixed shaft Arranged concentrically with the shaft,Above airFor supplyThe rotation side of the joint andAir supplied from the joint passesAir passageAndThe rotating body provided with the rotation side of the angle detection device, and disposed on the outer peripheral side of the rotating body via a bearing,While supporting the fixed shaft integrally,Air aboveOn the fixed side of the supply joint, the piping for supplying air to the joint, and the slip ringA fixed support that supports a wiring section for supplying electricity, and fixed to the rotating body.,Above electricitySupplyA brush holder that holds the brush that draws electricity from the slip ring, and attached to the rotating bodyThe filling valve is operated based on a rotation angle signal of the rotating body sent from the angle detection device.Filling valve control panel and,It is characterized by having.
[0012]
Further, the rotary joint of the present invention has the above air.For supplyAbove the jointSupplySlip ring, and the angle detector belowRespectivelyIt is characterized by being arranged.
[0013]
Furthermore, the rotary joint according to the present invention includes the angle detection device.But,Provided near the filling valve control panel that rotates integrally with the rotary part of the rotary filling machine.Has beenIt is characterized by that.
[0014]
The rotary joint of the present invention includes a plurality of filling valves.ButArranged on the circumferenceHave been, Receiving the container under the filling valve while rotating,ThatAfter the container is filled with liquid sequentially during rotation, the container is discharged to the outside.I didFor rotary filling machineProvided,In the rotary part of the rotary filling machineAir, electricity and signals from outsideSupplyThe rotary joint is disposed at the center of the rotary filling machine.,ElectricitySupplyforofSlip ring, fixed side of angle detector,And a hollow fixed shaft provided with a fixed side of the optical signal rotary connector, and fixed to the rotary portion so as to rotate integrally with the rotary portion of the rotary filling machine and on the outer peripheral side of the hollow fixed shaft. It is arranged concentrically with the hollow fixed shaft,Above airFor supplyThe rotation side of the joint andAir supplied from the joint passesAir passageAndThe rotation side of the angle detection device and the rotation side of the optical signal rotary connector areRespectivelyThe rotating body is provided, and is arranged on the outer peripheral side of the rotating body via a bearing.,While integrally supporting the hollow fixed shaft,Air abovePiping side for supplying air to the fixed side of the supply joint and the jointThe electricityTo the slip ringDistribution for supplylinePartAnd an optical signal cable connected to the fixed side of the optical signal rotary connector.A fixed supporting body that is supported and fixed to the rotating body,Above electricitySupplyA brush holder that holds the brush that draws electricity from the slip ring, and attached to the rotating bodyThe filling valve is operated based on a rotation angle signal of the rotating body sent from the angle detection device and an external signal transmitted via the optical signal cable and the optical signal rotary connector.Filling valve control panel and,WithThe fixed side of the optical signal rotary connector is disposed in the hollow portion of the hollow fixed shaft.It is characterized by having.
[0015]
Furthermore, the rotary joint of the present invention is the above air.For supplyAbove the jointSupplySlip ring is provided, and the optical signal rotary connector below andUpThe angle detector is provided.
[0016]
In the rotary joint of the present invention, the optical signal rotary connector and the angle detection device are provided in the vicinity of the filling valve control panel that rotates integrally with the rotary portion of the rotary filling machine. It is a feature.
[0017]
Furthermore, the rotary joint of the present invention is characterized in that the filling valve control panel and the electricity supply slip ring are respectively disposed in an air chamber in which the inside is maintained at a positive pressure.
[0018]
Further, the rotary joint of the present invention is a positive pressure air in the chamber of the filling valve control panel.But, The above rotating bodyIs provided inElectricity through the through holeSupplyTo the slip ring roomIs,sameElectricitySupplyFor slip ringForming a chamberEject from the gap in the coverIsIt is characterized by being made to be.
[Action]
[0019]
In the rotary joint of the present invention, a plurality of filling valves are arranged along the circumference on the rotating part,ThatAs the rotating part rotates, the rotary part of the rotary filling machine sequentially receives the containers to be filled under the filling valve, fills the containers with the filled substances, and sequentially discharges the filled containers to the outside. On the side, air as the pressure medium for operating the filling valve, electricity sent to the filling valve control panel, and optical signal when signal transmission is performed by optical communication.,Fixed support for each rotary filling machineAlsoIs used for delivery from a fixed part side such as a fixed shaft.
[0020]
It is fixed to the rotary part of the rotary filling machine and the air provided on the rotary body that rotates integrally with the rotary part.For supplyThe rotation side of the joint receives air supply from the fixed side of the air supply joint provided on the fixed support.TheThe supplied air is,It is sent to the rotary part of the rotary filling machine through a passage provided in the rotating body and used for the operation of each filling valve (Claim 1 or Claim 4).
[0021]
OutsideThe electricity supplied from the power supply is transmitted from the fixed support to the slip ring provided on the fixed shaft or hollow fixed shaft.The The electricity isIn the same slip ring,It is transmitted to the brush held by the brush holder fixed to the rotating body, and further transmitted from the brush to the filling valve control panel via the wiring on the rotating body side (Claim 1 or Claim 4).
[0022]
Optical communication is used to transmit external signals.WhatWhen performing, the optical signal sent from the outsidesignalBy cable,From the fixed support to the fixed side of the optical signal rotary connector through the through-hole forming the hollow portion of the hollow fixed shaft, where the optical signal is the rotation side of the optical signal rotary connector provided on the rotating body Communicated toLed to filling valve control panelIt is converted into an electric signal (claim 4).
[0023]
An angle detection device having a rotation side of an angle detection device provided on a rotating body and a fixed side of an angle detection device provided on a fixed shaft or a hollow fixed shaft detects a rotation angle of the rotation body and detects the rotation angle. Send signal to filling valve control panel. In the filling valve control panel, the output signal is sent to the filling valve through voltage conversion, AC → DC conversion, signal processing by program, etc.TheThe filling valve follows the signal from the filling valve control panelswitchingActuatedThisThe At this time, the angle detection device instructs the operation timing of each filling valve to the electric circuit of the filling valve control panel based on the detected rotation angle (Claim 1 or Claim 4).
[0024]
Air supply unitIs an air supply jointAn electric power supply slip ring is disposed above and an angle detection device and, in some cases, an optical signal rotary connector are disposed below.,Electricity that generates wear powderSupplyThe slip ring for use is disposed at a position away from the angle detection device and the optical signal rotary connector.The Therefore, Angle detectors and optical signal rotary connectorsBut,ElectricitySupplyIt is not affected by the wear powder generated by the slip ringBecomeWithEven when a rotary encoder is used as the angle detector,EncoderBut,ElectricitySupplyTo be affected by noise generated by the slip ringAlso disappear(
[0025]
In addition, an angle detector is provided near the filling valve control panel.BeByMeanwhileShort wiringBecauseIntrusion of noise generated by the slip ring for supplying electricity is reduced (
[0026]
In addition, filling valve control panel and electricalSupplyEach slip ring is placed in an air chamber where the inside is kept at positive pressure.BeThis prevents water and moisture from entering the air chamber of the filling valve control panel and the air chamber of the electricity supply slip ring (Claim 7).
[0027]
Also, the positive pressure air inside the filling valve control panelIs provided inOf slip ring for electricity supply through through holeLead into the room and form the roomEject from the gap in the coverLetBy making,Wear powder generated in the slip ring for supplying electricity is prevented from entering the air chamber of the filling valve control panel.
[0028]
【Example】
Hereinafter, a rotary joint as an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall side cross-sectional view of a rotary filling machine provided with a rotary joint, FIG. 2 is an enlarged side cross-sectional view showing a rotary joint of part B in FIG. 1, and FIG. 3 is a rotating part of the rotary joint in FIG. FIG.
[0029]
The process in which the container A is supplied to the filling machine by the supply conveyor, the timing screw and the star wheel is the same as that described with reference to FIG. Also here,Transmission of external signals such as filling program changes is performed using optical signals.UmonotosuNeedless to say, there is no problem with electrical communication. In that case, the optical signal rotary connector is not required. Furthermore, as an angle detector, a resolver or the like can be considered, but here it is efficient and generally used.RotaryAn encoder will be used.
[0030]
The rotary joint of the embodiment is arrangedRotaryThe structure of the filling machine is as follows.
As shown in FIG. 1, the bearing 29 of the filling machineRotating supportThe container A supplied onto the
TimesIn the center of the upper side of the rolling filler bowl 24IsMultiple pipesAnd wiring is connectedA rotary joint 33 is provided.ThemPiping, wiringIsClean air, working air, electrical and optical signals, etc.To the rotary joint 33 from the outsideSupplyThat is supplied to the rotating side.In the rotary joint 33, the corresponding fixed side and rotating side piping and wiring are communicated with each other. The electric wiring on the rotating side is a control panel placed above the filler bowl 24.70 (FIG. 2)Connected to this control panel70The filling process is controlled for each filling valve.The You That is, according to a command signal from the control panel 70Then, the electromagnetic control valve opens and closes, and the air is supplied to the main points of the filling
[0031]
FIG. 2 shows the detailed structure of the rotary joint 33.As described aboveThe rotary joint 33 is disposed at the upper center of the rotary filling machine,A hollow fixed
[0032]
Hollow fixed shaft
[0033]
A fixed
[0034]
Rotating body 64Top ofHas an electricSupplyA
[0035]
As will be described later, the
[0036]
Hereinafter, the operation of the rotary joint and the air piping, electric wiring, optical signal cable, and encoder coupled thereto will be described. FIG. 3 is a side cross-sectional view clearly showing the fixed portion and the rotating portion of the rotary joint 33, and shows the area of each joint.
[0037]
2 and 3,The fixed
[0038]
Clean air,Piping 82a is divided into piping for each filling
[0039]
on the other hand,The
[0040]
Also,The
[0041]
The rotation angle detection sensor provided on the
[0042]
In the above rotary joint, air supplyforElectricity above the fixed
[0043]
The
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the rotary joint of the present invention, the filling valve control panel, the angle detection device (particularly the rotary encoder), and in some cases, the optical signal rotary connector are electrically connected.SupplyBecause it can be arranged away from the slip ring forThatElectricitySupplyWear powder generated in slip rings and electricitySupplyThe influence of the noise generated by the slip ring can be minimized.
Also electricSupplySlip ringCoveringCoverBecause it can be attached to the fixed part,Easy shapeSeeEasy to manufactureNot only, Installation and removal during maintenance and inspectionAlsoEasySupposebe able to.
Furthermore, according to the rotary joint of the present invention,Even when a rotary encoder is used as the angle detector,Since the output side of the encoder can be easily provided near the rotation side, wiringTheShortCan, Avoid the effects of noise.
In addition, the control panel room is made positive pressure with clean air,ofAir,Rotating bodyIs provided inThrough holeTheThroughTheSend to the slip ring room for electricity supplyR, Discharge from the gap in the cover of this slip ring chamber for electricity supplyTo letBy doing so, it is possible to prevent wear powder from entering the control panel room and to prevent water and moisture from entering the filling valve control panel and the slip ring chamber.
further,When a rotary encoder is used as the angle detection device,Configured so that the output of the rotary encoder is outside the center of the rotary jointBecause you canBy setting the central part of the rotary encoder to the fixed side, the signal transmission system to the control panel of the rotating filling valve becomes outside.Can beThe structure becomes very simple.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side cross-sectional view of a rotary filling machine provided with a rotary joint according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side cross-sectional view showing a rotary joint of B part in FIG.
3 is a side cross-sectional view clearly showing a rotating portion of the rotary joint of FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a plan view showing an example of a conventional rotary filling machine.
5 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a conventional rotary joint.
[Explanation of symbols]
33 Rotary joint
62 Hollow fixed shaft
64 Rotating body
66 Fixed support
68 Brush holder
70 Control panel
72 slip ring
75 Optical signal cable
76 lightFor signalFixed side of rotary connector
76a lightFor signalRotary side of the rotary connector
78 Rotary side of rotary encoder
91 Control panelRoomCover
93Slip ring chambercover
Claims (8)
上記ロータリ充填機の中心部に配設されていて、電気供給用のスリップリングおよび角度検出装置の固定側が設けられている固定軸と、
上記ロータリ充填機の回転部と一体に回転するように同回転部に固設されているとともに上記固定軸の外周側に同固定軸と同心に配設されていて、上記エアの供給用ジョイントの回転側および同ジョイントから供給されるエアが通るエア通路、ならびに上記角度検出装置の回転側が設けられている回転体と、
同回転体の外周側に軸受を介して配設されていて、上記固定軸を一体的に支持しているとともに、上記エアの供給用ジョイントの固定側および同ジョイントにエアを供給するための配管部、ならびに上記スリップリングに電気を供給するための配線部を支持している固定支持体と、
上記回転体に固設されていて、上記電気供給用スリップリングより電気を取り出すブラシを保持するブラシ保持台と、
上記回転体に取り付けられていて、上記角度検出装置から送られる上記回転体の回転角度信号に基づいて上記充填バルブを作動させる充填バルブ制御盤と、
を備えていることを特徴とする、ロータリジョイント。A plurality of filling valves have been arranged on the circumference, receiving container under the filling valve while rotating, after filling the liquid sequentially the vessel during its rotation, so as to discharge the same container to the outside provided the rotary filling machine, in a rotary joint for supplying air and electric externally to the rotating portion of the rotary filling machine,
Have been arranged in the center of the rotary filling machine, a fixed shaft fixed side of the slip ring and the angle detection device for an electrical supply are provided,
It has been arranged in the fixed shaft and concentrically with the outer peripheral side of the fixed shaft with being fixed to the rotating portion so as to rotate integrally with the rotary part of the rotary filling machine, the air supply joint An air passage through which air supplied from the rotation side and the joint passes , and a rotating body provided with a rotation side of the angle detection device;
It has been disposed through a bearing on the outer peripheral side of the rotating body, together with the supporting integrally said fixed shaft, a pipe for supplying air to the stationary side and the joint of supply joint of the air parts, and the stationary supporting member which supports the wiring for supplying electricity to the slip ring,
Have been fixed to the rotating body, and a brush holder for holding brushes for taking out electricity from the slip ring for the electrical supply,
A filling valve control panel which is attached to the rotating body and operates the filling valve based on a rotation angle signal of the rotating body sent from the angle detection device ;
A rotary joint characterized by comprising :
上記ロータリ充填機の中心部に配設されていて、電気供給用のスリップリング、角度検出装置の固定側、および光信号用ロータリコネクタの固定側が設けられている中空固定軸と、
上記ロータリ充填機の回転部と一体に回転するように同回転部に固設されているとともに上記中空固定軸の外周側に同中空固定軸と同心に配設されていて、上記エアの供給用ジョイントの回転側および同ジョイントから供給されるエアが通るエア通路、ならびに上記角度検出装置の回転側および上記光信号用ロータリコネクタの回転側がそれぞれ設けられている回転体と、
同回転体の外周側に軸受を介して配設されていて、上記中空固定軸を一体的に支持しているとともに、上記エアの供給用ジョイントの固定側および同ジョイントにエアを供給するための配管部、電気を上記スリップリングに供給するための配線部、ならびに上記光信号用ロータリコネクタの固定側に接続される光信号ケーブルをそれぞれ支持している固定支持体と、
上記回転体に固設されていて、上記電気供給用スリップリングより電気を取り出すブラシを保持するブラシ保持台と、
上記回転体に取り付けられていて、上記角度検出装置から送られる上記回転体の回転角度信号、ならびに上記光信号ケーブルおよび上記光信号用ロータリコネクタを介して伝えられる外部からの信号に基づいて、上記充填バルブを作動させる充填バルブ制御盤と、を備え、
上記光信号用ロータリコネクタの固定側が、上記中空固定軸の中空部内に配設されていることを特徴とする、ロータリジョイント。A plurality of filling valves have been arranged on the circumference, receiving container under the filling valve while rotating, after filling the liquid sequentially the vessel during its rotation, so as to discharge the same container to the outside provided the rotary filling machine, in a rotary joint for supplying air from the outside to the rotary part of the rotary filling machine, electricity and signals,
The optionally be disposed in the center of the rotary filling machine, a hollow fixed shaft slip ring for supplying electricity, fixed side of the angle detection device and that the fixed side of the rotary connector for optical signals is provided,
Above in conjunction with and is disposed in the hollow fixed shaft on the outer peripheral side concentrically of the hollow fixed shaft is fixed to the rotating portion so as to rotate integrally with the rotation of the rotary filling machine, for the supply of the air a rotating body air passage air passes, and the rotation side and the rotary side of the rotary connector the optical signal of the angle detection device is provided respectively supplied from the rotary side and the joint of the joint,
Have been disposed through a bearing on the outer peripheral side of the rotating body, together with the supporting integrally said hollow fixed shaft, for supplying air to the stationary side and the joint of supply joint of the air pipe unit, and a wiring portion for the electrical supply to the slip ring, and a fixed support which supports respectively the optical signal cable is connected to the fixed side of the rotary connector the optical signal,
Have been fixed to the rotating body, and a brush holder for holding brushes for taking out electricity from the slip ring for the electrical supply,
Based on the rotation angle signal of the rotation body that is attached to the rotation body and sent from the angle detection device, and the signal from the outside transmitted through the optical signal cable and the optical signal rotary connector, and a filling valve control panel to operate the filling valve,
A rotary joint, wherein a fixed side of the optical signal rotary connector is disposed in a hollow portion of the hollow fixed shaft .
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